纖維直徑及溫度在線測(cè)量裝置的研制.pdf

1、近年來各種高強(qiáng)、高模、高性能纖維層出不窮，隨之而來的各種紡絲加工技術(shù)也不斷產(chǎn)生。為了對(duì)紡成纖維品質(zhì)的直觀控制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所紡纖維的性能，需要開發(fā)出一套系統(tǒng)的、結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的測(cè)量設(shè)備，在線檢測(cè)紡成纖維的直徑及溫度，以便及時(shí)調(diào)整紡絲過程中的工藝條件，精確控制纖維高次結(jié)構(gòu)以及纖維最終性能。同時(shí)對(duì)纖維直徑及溫度的在線監(jiān)測(cè)，對(duì)紡絲動(dòng)力學(xué)理論的研究也具有非常重要的意義。在線測(cè)量及紡絲動(dòng)力學(xué)的結(jié)合，是制備高品質(zhì)纖維的重要手段。
　　在紡絲過程中對(duì)

2、纖維直徑及溫度的測(cè)量，為防止對(duì)紡絲線的影響，應(yīng)采用非接觸測(cè)量技術(shù)。現(xiàn)有的測(cè)量?jī)x器雖然可以得出所需測(cè)量結(jié)果，但往往有其相應(yīng)的局限性，如需接觸被測(cè)物進(jìn)行測(cè)量、操作復(fù)雜、成本昂貴、直徑及溫度不能同時(shí)測(cè)量等缺點(diǎn)。
　　本論文設(shè)計(jì)了一套專門用于纖維直徑及溫度的在線測(cè)量裝置，用于在紡絲過程中對(duì)纖維直徑及溫度進(jìn)行測(cè)量。論文主要包括以下內(nèi)容:
　　(1)硬件部分設(shè)計(jì):根據(jù)被測(cè)物的特征及所需測(cè)量的物理量，選擇Keyence IB-01型激光傳

3、感器和Optris CSmicro LT型紅外測(cè)溫傳感器分別用于在線測(cè)量纖維的直徑和溫度，選用IOtech Personal Daq/3000 Series數(shù)據(jù)采集卡，將兩個(gè)傳感器產(chǎn)生的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并通過USB接口輸入計(jì)算機(jī)，并用自制的升降機(jī)控制裝置測(cè)量部分的前后上下左右運(yùn)動(dòng)。
　　(2)軟件部分設(shè)計(jì):上位機(jī)與下位機(jī)需通過通訊協(xié)議才能進(jìn)行通訊，要使計(jì)算機(jī)能讀取數(shù)據(jù)采集卡輸入的數(shù)字信號(hào)并將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)模擬信號(hào)，需要利

4、用通訊協(xié)議編寫程序來實(shí)現(xiàn)。本文選用NI公司開發(fā)的Labview進(jìn)行程序編寫，其可視化的圖像編寫形式，提供了一個(gè)輕松便捷的編寫環(huán)境。
　　(3)直徑及溫度的校正:儀器測(cè)量信號(hào)不是直接反映纖維直徑及溫度的測(cè)量數(shù)值，需要對(duì)儀器直接測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行校正。直徑和溫度的校正都是通過得出測(cè)量值與準(zhǔn)確值的校正曲線，輸入計(jì)算機(jī)程序中，對(duì)儀器直接測(cè)量的結(jié)果在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行校正，在計(jì)算機(jī)界面上輸出測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確值。
　　(4)校正后儀器的測(cè)量結(jié)果分析