傳感器在現代漿紗機在線檢測和信息化中的應用

紡織是我國國民經濟的重要支柱和出口創匯的重要來源，現代織造設備是紡織生產優質高產的保障。現代織造設備集精密機加工、電氣電子、液壓、氣動、儀表、油浴、中央潤滑、電腦控制于一體，復合多學科科技發展的最新成果。漿紗工序是紡織廠的心臟，“漿紗一分鐘，布機一個班”，國外也有好的紗漿，等于布織了一半的說法。然而漿紗機是實現漿紗工藝目標的基礎，作為漿紗機中“神經系統”的各種傳感器是實現自動檢測和控制各種工藝目標的首要環節，是尖端電子技術在機電一體化的現代紡織領域的具體體現，是現代漿紗機區別于傳統漿紗機的重要標志。現代漿紗機的發展趨勢之一就是自動化(自動檢測與控制)和信息化(數據的及時、準確、全面、數字化、圖形化、網絡化的反饋和處理)。傳感器的使用是現代漿紗機自動化和信息化建設的前提。紡織工程技術人員應當摒棄過去“機械維護與電器維護彼此分離、管理人員、工藝人員與設備維修人員分離”的理念，才能適應新的“機電一體化、工藝與設備相互滲透、相互融合”的新形勢。掌握傳感器這一高新技術在漿紗機上的具體應用能有助于技術人員掌握設備的綜合性能，為設備維護、技術改造和產品升級打下基礎。因而有必要對于傳感器自漿紗機上的具體應用進行探討。

1 漿紗機所用傳感器的主要類型及性能評價
1．1 定義與主要類型
根據國家標準GB7665-87對傳感器定義為：能感受被測量并按照一定的規律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。傳感器是一種檢測裝置，并滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求，因而是檢測與自動控制和信息化的前提。新型漿紗機所用傳感器按工作原理：分為電阻(主要有熱敏、濕敏等)、電感、霍爾、超聲波、應變片、光電等傳感器。按被測物理量分：有力、位移、速度、溫度、濕度及角度等傳感器。
1．2 性能評價
傳感器的性能用其靜態特性和動態特性衡量，靜態特性的主要參數有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。動態特性常用階躍響應和頻率響應表示。

2 傳感器在新型漿紗機的應用
傳感器在新型漿紗機上用于經軸退繞直徑、回潮率、烘筒與漿槽溫度、各區張力、各區伸長率、運行速度、檢測等。
2．1 鉑熱電阻式溫度傳感器用于溫度檢測與控制
2．1．1 傳感器的選擇
在工業應用中，溫度的檢測，有熱電偶和熱電阻兩種形式，熱電偶一般適用于測量500℃以上的較高溫度。對于500℃以下的中、低溫度，熱電偶的輸出的熱電勢很小，這對二次儀表的放大器、抗干擾措施等的要求就很高，否則難以實現精確測量；而且在較低溫區域，冷端溫度的變化所引起的相對誤差也非常突出。所以測量中、低溫度一般使用熱電阻溫度測量儀較為合適。漿紗機的烘筒的烘燥溫度一般低于150℃，漿液溫度小于或等于100℃，故可以采取熱電阻式傳感器。
2．1．2 熱電阻傳感器的測溫原理與選擇
熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫熱電阻的阻值變化，就可以測量出溫度。主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。金屬熱電阻的特點是測量準確、穩定性好、性能可靠，在工程控制中的應用極其廣泛。
電阻值和溫度一般可以采用以下的近似關系式：

Rt=Rt0[1+α(t一t0)]
式中：Rt為溫度t時阻值；Rt0為溫度t0(通常t0=O℃)時對應電阻值；α為溫度系數。
2．1．3 鉑熱電阻傳感器在漿紗機上的應用
漿紗機主要采用的是金屬鉑熱電阻傳感器。鄭紡機GA308，SUCKER-S432漿紗機、等漿紗機采用的是Pt-100鉑熱電阻，測量范圍0～200℃，最大電流20 mA，相對于銅電阻，鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質，穩定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越小。
鉑熱電阻溫度傳感器檢測并結合控制單元控制漿液溫度、烘燥溫度在工藝范圍之內。該傳感器屬熱敏電阻傳感器。
2．1．4 鉑熱電阻傳感器檢測溫度的方法
鉑熱電阻溫度傳感器檢測的烘筒或漿液溫度，經過電橋輸出與溫度成比例的電壓信號，通過運算放大器進入A／D轉換器，將電壓模擬信號轉換成數字信號，經過光電隔離器送入微處理器CPU，實際溫度與預定溫度之差經CPU按一定規律運算輸出，經光電隔離器、D／A轉換器和驅動器后形成模擬電流信號；控制單元采用斷開式或位式控制方式，斷開式控制方式由電磁閥控制薄膜閥的啟閉，當溫度低于設定值就打開蒸汽。這種方式對于熱慣量很大的烘筒來說，檢測精度就很差，現已經為具有PID調節功能的位式控制方式所取代。