虚拟仪器技术的锭子振动测试系统探讨
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摘要:锭子作为环锭纺纱加捻卷绕机构中的重要部件,一定程度上成为了纺纱工业的象征,衡量纺纱厂的设备规模也通常是由拥有的细纱锭子数量决定。由于锭子的作用是卷绕成形,因此,锭子性能的好坏对生产效率和纱线质量具有关键性性的影响。探讨了锭子及其振动测试系统的发展状况及其功能,在虚拟仪器原理的基础上,重点阐述了锭子测试系统传感器的选择。
关键词:虚拟仪器;锭子;测试系统
中图分类号:TP
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)21-0304-01
锭子是在纺织行业中一个重要的专件,生产效率和纱线质量的优劣通常是由锭子性能所决定。要使的锭子使用寿命延长,我们必须要从锭子的工作性能出发,由于锭子本身和卷装都存在高速回转时引起剧烈的振动、冲击和噪声,并使其功率及磨损增加。因此,探讨从而掌握锭子的运动规律,控制其运动稳定性,以达到高速,低噪音,低功率及寿命长的目的,有必要选择合适的支承条件及其参数,以提高锭子的振动性能。
1 锭子及其振动测试系统的发展状况
随着科学技术的快速发展,各种纺纱方法不断增多,纺纱技术不断更新,但传统的环锭纺纱方法在纺织生产中仍然占据着重要位置。1987年,国际纺织机械展览会上在意大利米兰隆重举行,来自世界各地的八家大型纺织机械制造公司展出了环锭纺纱设备,通过这次展出表明,环锭纱在高质量和细号纱线市场还是独具特点,环锭纱将在一定时间段仍处于主要位置。然而直到1988年,我国新型纺纱头数约占所有纺纱头数的1%。据相关调查显示,现今,环锭纱仍占绝对统治地位。这些发展状况表明,由于环锭纺纱中又必须而且大量使用锭子,因此,锭子在纺织工业中不可忽视。锭子在罗拉、锭子以及钢零三者中不仅是最易磨损件,而且关系到纺纱产品的质量。因此,对锭子进行新的研究与开发,改进锭子结构和制造工艺,提高纺纱质量与产量有一定的必要性。
随着现代计算机技术和信息化技术的迅猛发展,90年展起来的虚拟仪器技术。主要应用于仪器设计、数据分析、自动测试、过程控制等多个领域,其目的就是在测试系统或仪器设计中尽可能地用软件代替硬件。虚拟仪器是现代仪器技术和计算机技术相结合的产物。
2 锭子测试系统应具备的功能
现阶段,伴随着计算机技术的快速发展,基于计算机的测试技术在各个行业都得到了广泛有效的运用。笔者认为锭子测试系统具有以下几个功能:
首先,数据采集与存贮。根据不同的测试目的与要求选用不同的传感器,采用不同的采样频率,这就要求系统具有可调节采样频率的功能。由此,振动数据的采集也就成了锭子振动特性分析与故障诊断的第一步。另外,不同的分析方法对采样方式有不同的要求,因而,系统应该具有可选择的连续采集和单次采集功能。同时为了对采集数据的处理能效率提高,应采用不同的格式对数据加以存贮。
其次,信号处理。根据锭子振动信号的特点,采用不同的信号处理方法,从而提取那些可以反映锭子状态的数字化特征。
再次,信号显示。采用不同的分辨率和放大倍数对信号在时域或频域进行显示。
锭子测试系统硬件电路主要由5部分组成,分别是传感器、CPU、接收电路及其放大电路和数据采集卡电路。硬件方面的设计是对传感器和数据采集卡的选择。其中传感器和接收电路主要是用于检测锭子振动值,同时CPU、其放大电路和数据采集卡电路主要是用于把采集各传感器的输出信号并显示出来。
在传统使用过程中,测量位移的传感器按机电变换原理可以分为:电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式等。电阻式传感器的动态特性受运动部件质量的限制,只能测量频率较低的位移信号,而且测量的位移较小。电感式传感器输出功率较大,测量的动态范围受铁芯运动部分质量-弹簧特性和电源激励频率的限制,常用于静态和低频率信号的测量。电容式传感器结构简单,可靠,灵敏度高,动态特性好,能实现非接触测量。但由于连接导线的寄生电容影响,其测量的精度不高。光电传感器测量的范围、测量的精度、灵敏度都能满足各种要求,但是受到光的影响,稳定性不够高。
锭子的振动属于微幅振动,如果用接触式测振仪,在要求较高的测量精度和灵敏度的情况下,当传感器与振动体直接接触,就会影响到锭杆的正常运动,从而使测定结果失真。非接触性传感器中,如电感式,电容式,由于电气元件的精度及外界干扰的影响,使调整及操作不便,测量结果也不稳定,效果不好。
由于涡流检测不需要改变试件的形状,也不会影响试件的使用性能,因此,是一种无损地评定试件有关性能和发现试件有无缺损等的检测方法。电涡流传感器就是能静态和动态地非接触,高线性度,高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离。它能够准确地测量被测物体与探头之间的静态和动态距离变化。下面将详细介绍电涡流传感器的一些参数及使用。
总之,应用虚拟仪器技术研究开发的振动测试系统与传统的测试仪器相比具有多方面的优势,例如:研制成本低、周期短、开放性好,简单实用等。同时避免了传统硬件仪器易损、维修等诸多损耗,增强了其稳定性。虚拟仪器技术简便、灵活、易分析,取代了传统示波器、数字万用表笨重的体积,利用其强大的图形语言功能,满足了测试系统的要求。
参考文献
[1]应怀樵.虚拟仪器与PC卡泰技术的现状与发展[J].计算机自动测量与控制,2000,(2).