專利名稱：基于紅外光電二極管的紗線檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及基于紅外光電二極管的紗線檢測裝置，屬于紡織電子的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
申請?zhí)枮?01010552739. 5的專利公 開了一種紡機(jī)紗線狀態(tài)的檢測裝置，主要包括第一紅外接收單元和第二紅外接收單元，信號處理電路，紅外發(fā)射單元。紗線從紅外發(fā)射單元和兩個(gè)紅外接收單元之間穿過，投影在第一紅外接收單元和第二紅外接收單元的中間，由于紗線在運(yùn)動過程中的左右擺動，引起投射到第一紅外接收單元和第二紅外接收單元上的紅外光不平衡，從而使信號處理電路輸出交流電壓信號，處理器執(zhí)行信號檢測算法和信號濾波算法對紗線狀態(tài)進(jìn)行判斷。這種解決方案有兩個(gè)弊端I)首先，紗線有可能只投影到一個(gè)紅外接收單元上，使信號輸出幅度大大降低，影響紗線狀態(tài)的正確判斷；2)兩個(gè)紅外接收單元在性能上很難做到一致，也會影響高增益放大電路的輸出信號。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，采用單個(gè)紅外光電二極管的檢測方式，利用延時(shí)后的信號與當(dāng)前信號的差動放大，獲取紗線的狀態(tài)信號，可以精確檢測紗線的運(yùn)行狀態(tài)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是基于紅外光電二極管的紗線檢測裝置，包括電路板和安裝在所述的電路板上的電子控制裝置，所述的電子控制裝置包括提供電源的電源電路、執(zhí)行控制算法的處理器，所述的處理器設(shè)置定時(shí)器、AD端口，與所述處理器連接的通訊接口電路，其特征在于還包括與所述的處理器連接的紅外發(fā)射單元，可接收紅外光的紅外光電二極管，與所述的紅外光電二極管連接的信號處理電路，所述的信號處理電路與所述的處理器的AD端口連接，所述的信號處理電路設(shè)置信號接收電路，信號延時(shí)電路和信號放大電路。所述的紅外光電二極管設(shè)置在所述的電路板上，所述的紅外發(fā)射單元設(shè)置在所述的紅外光電二極管的正上方，所述的紅外發(fā)射單元的光學(xué)中心與所述的紅外光電二極管的中心對齊。所述的信號接收電路設(shè)置電阻Rl與所述的紅外光電二極管的陽極連接，所述的紅外光電二極管的陰極連接電源VCC，所述的電阻Rl另一端接地，所述的紅外光電二極管的陽極連接所述的信號延時(shí)電路和信號放大電路的輸入端；所述的信號延時(shí)電路設(shè)置電壓跟隨器U2與所述的紅外光電二極管的陽極連接，所述的電壓跟隨器U2的輸出端連接電阻R3，所述的電阻R3另一端連接電容C3和電壓跟隨器U3，所述的電容C3的另一端接地，所述的電壓跟隨器U3輸出端連接所述的信號放大電路；所述的信號放大電路設(shè)置電容Cl連接所述的紅外光電二極管的陽極，設(shè)置電容C6連接所述的電壓跟隨器U3的輸出端，所述的電容Cl和電容C6的另一端分別連接運(yùn)算放大器Ul的反相端和同相端，電容C2和電阻R2連接在所述的運(yùn)算放大器Ul的反相端和輸出端構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，所述的運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接電阻R4，所述的電阻R4連接電容C4，所述的電容C4的另一端連接運(yùn)算放大器U4的反相端，電容C5和電阻R5連接在所述的運(yùn)算放大器U4的反相端和輸出端構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，所述的運(yùn)算放大器U4的輸出端連接所述的處理器的AD端口，電阻R6、電阻R7和電容C7設(shè)置在電源VCC和地之間構(gòu)成偏置電壓電路，所 述的偏置電壓電路通過電阻R9連接所述的運(yùn)算放大器Ul的同相端，通過電阻R8連接所述的運(yùn)算放大器U4的同相端。實(shí)施本實(shí)用新型的積極效果是1、采用單個(gè)紅外光電二極管進(jìn)行檢測，可以避免器件一致性的影響；2、檢測靈敏度高，誤報(bào)情況少；3、無接觸式的檢測方案，對紗線無影響。

圖I是該裝置的安裝圖；圖2是紅外光電二極管的安裝圖；圖3是該裝置的原理框圖；圖4是信號處理電路的原理框圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明參照圖I 一 4，基于紅外光電二極管的紗線檢測裝置，包括電路板I和安裝在所述的電路板I上的電子控制裝置，所述的電子控制裝置包括提供電源的電源電路7、執(zhí)行控制算法的處理器4，所述的處理器4設(shè)置定時(shí)器、AD端口，與所述處理器4連接的通訊接口電路6，還包括與所述的處理器4連接的紅外發(fā)射單元2，可接收紅外光的紅外光電二極管3，與所述的紅外光電二極管3連接的信號處理電路5，所述的信號處理電路5與所述的處理器4的AD端口連接。所述的通訊接口電路6可以將紗線8的狀態(tài)上報(bào)給集中控制器。所述的紅外光電二極管3設(shè)置在所述的電路板I上，所述的紅外發(fā)射單元2設(shè)置在所述的紅外光電二極管3的正上方，所述的紅外發(fā)射單元2的光學(xué)中心與所述的紅外光電二極管3的中心對齊。這樣設(shè)置可以將所述的紗線8投影到所述的紅外光電二極管3上，當(dāng)所述的紗線8發(fā)生移動時(shí)，由于在形狀上存在細(xì)微的不一致性，所述的紅外光電二極管3接收到微弱變化的紅外光，并輸出微弱變化的電流信號，并送給所述的信號處理電路5進(jìn)行放大。所述的信號處理電路5設(shè)置信號接收電路9，信號延時(shí)電路10和信號放大電路
11。所述的信號接收電路9將所述的紅外光電二極管3輸出的電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號；所述的信號延時(shí)電路10將所述的信號接收電路9輸出信號延遲一段時(shí)間；所述的信號放大電路11將所述的信號接收電路9輸出的信號和所述的信號延時(shí)電路10輸出的延時(shí)信號進(jìn)行差動放大，獲得所述的紗線8的狀態(tài)信號。如果所述的紗線8處于靜止?fàn)顟B(tài)，所述的信號接收電路9輸出的信號和所述的信號延時(shí)電路10輸出的延時(shí)信號相同并且不變化，因此所述的信號放大電路11輸出直流信號；如果所述的紗線8處于輸紗狀態(tài)，所述的信號接收電路9輸出的幅度很小的交變信號,所述的信號延時(shí)電路10輸出相應(yīng)的延時(shí)信號,其效果相當(dāng)于在所述的紅外光電二極管3前方一定距離也放置了一個(gè)參數(shù)一致的相同器件，因此所述的信號放大電路11輸入了兩個(gè)變化并不一致的信號，從而輸出幅度很大的交變信號，以反映所述的紗線8的狀態(tài)。如圖4所示，所述的信號接收電路9設(shè)置電阻Rl與所述的紅外光電二極管3的陽極連接，所述的紅外光電二極管3的陰極連接電源VCC，所述的電阻Rl另一端接地，所述的紅外光電二極管3的陽極連接所述的信號延時(shí) 電路10和信號放大電路11的輸入端；所述的信號延時(shí)電路10設(shè)置電壓跟隨器U2與所述的紅外光電二極管3的陽極連接，所述的電壓跟隨器U2的輸出端連接電阻R3，所述的電阻R3另一端連接電容C3和電壓跟隨器U3，所述的電容C3的另一端接地，所述的電壓跟隨器U3輸出端連接所述的信號放大電路11 ;所述的信號放大電路11設(shè)置電容Cl連接所述的紅外光電二極管3的陽極，設(shè)置電容C6連接所述的電壓跟隨器U3的輸出端，所述的電容Cl和電容C6的另一端分別連接運(yùn)算放大器Ul的反相端和同相端，電容C2和電阻R2連接在所述的運(yùn)算放大器Ul的反相端和輸出端構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，所述的運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接電阻R4，所述的電阻R4連接電容C4，所述的電容C4的另一端連接運(yùn)算放大器U4的反相端，電容C5和電阻R5連接在所述的運(yùn)算放大器U4的反相端和輸出端構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，所述的運(yùn)算放大器U4的輸出端連接所述的處理器4的AD端口，電阻R6、電阻R7和電容C7設(shè)置在電源VCC和地之間構(gòu)成偏置電壓電路，所述的偏置電壓電路通過電阻R9連接所述的運(yùn)算放大器Ul的同相端，通過電阻R8連接所述的運(yùn)算放大器U4的同相端，為所述的運(yùn)算放大器Ul和運(yùn)算放大器U4提供偏置電壓。綜上所述，本專利采用信號延時(shí)電路10虛擬了一個(gè)紅外光電二極管，與實(shí)際的紅外光電二極管3 —起工作為信號放大電路11提供差分信號，可以獲得紗線8的狀態(tài)信息，從而克服前述的檢測失效和器件的一致性的問題。
權(quán)利要求1.基于紅外光電二極管的紗線檢測裝置，包括電路板和安裝在所述的電路板上的電子控制裝置，所述的電子控制裝置包括提供電源的電源電路、執(zhí)行控制算法的處理器，所述的處理器設(shè)置定時(shí)器、AD端口，與所述處理器連接的通訊接口電路，其特征在于還包括與所述的處理器連接的紅外發(fā)射單元，可接收紅外光的紅外光電二極管，與所述的紅外光電二極管連接的信號處理電路，所述的信號處理電路與所述的處理器的AD端口連接，所述的信號處理電路設(shè)置信號接收電路，信號延時(shí)電路和信號放大電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于紅外光電二極管的紗線檢測裝置，其特征是所述的紅外光電二極管設(shè)置在所述的電路板上，所述的紅外發(fā)射單元設(shè)置在所述的紅外光電二極管的正上方，所述的紅外發(fā)射單元的光學(xué)中心與所述的紅外光電二極管的中心對齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于紅外光電二極管的紗線檢測裝置，其特征是所述的信號接收電路設(shè)置電阻Rl與所述的紅外光電二極管的陽極連接，所述的紅外光電二極管的陰極連接電源VCC，所述的電阻Rl另一端接地，所述的紅外光電二極管的陽極連接所述的信號延時(shí)電路和信號放大電路的輸入端；所述的信號延時(shí)電路設(shè)置電壓跟隨器U2與所述的紅外光電二極管的陽極連接，所述的電壓跟隨器U2的輸出端連接電阻R3，所述的電阻R3另一端連接電容C3和電壓跟隨器U3，所述的電容C3的另一端接地，所述的電壓跟隨器U3輸出端連接所述的信號放大電路；所述的信號放大電路設(shè)置電容Cl連接所述的紅外光電二極管的陽極，設(shè)置電容C6連接所述的電壓跟隨器U3的輸出端，所述的電容Cl和電容C6的另一端分別連接運(yùn)算放大器Ul的反相端和同相端，電容C2和電阻R2連接在所述的運(yùn)算放大器Ul的反相端和輸出端構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，所述的運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接電阻R4，所述的電阻R4連接電容C4，所述的電容C4的另一端連接運(yùn)算放大器U4的反相端，電容C5和電阻R5連接在所述的運(yùn)算放大器U4的反相端和輸出端構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，所述的運(yùn)算放大器U4的輸出端連接所述的處理器的AD端口，電阻R6、電阻R7和電容C7設(shè)置在電源VCC和地之間構(gòu)成偏置電壓電路，所述的偏置電壓電路通過電阻R9連接所述的運(yùn)算放大器Ul的同相端，通過電阻R8連接所述的運(yùn)算放大器U4的同相端。
專利摘要公開了一種基于紅外光電二極管的紗線檢測裝置，包括電路板和安裝在所述的電路板上的電子控制裝置，所述的電子控制裝置包括提供電源的電源電路、執(zhí)行控制算法的處理器，所述的處理器設(shè)置定時(shí)器、AD端口，與所述處理器連接的通訊接口電路，還包括與所述的處理器連接的紅外發(fā)射單元，可接收紅外光的紅外接收單元，與所述的紅外接收單元連接的信號處理電路，所述的信號處理電路與所述的處理器的AD端口連接，所述的信號處理電路設(shè)置信號接收電路，信號延時(shí)電路和信號放大電路。所述的紅外接收單元設(shè)置在所述的電路板上，所述的紅外發(fā)射單元設(shè)置在所述的紅外接收單元的正上方，所述的紅外發(fā)射單元的光學(xué)中心與所述的紅外接收單元的中心對齊。
文檔編號D01H13/32GK202576734SQ20122019077
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月2日
發(fā)明者程曉東, 劉瑜, 方曙光 申請人:慈溪邁思特電子科技有限公司