一种基于光纤光栅的张力在线检测及自动调整装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于光纤光栅的张力在线检测及自动调整装置，该装置包括：用于检测张力的光纤光栅传感器，以及设置于光纤光栅传感器另一侧的固定辊，用于将纱线张力传递到张力光纤光栅传感器上，该装置设有警示灯，用于接收光纤光栅传感器所发射的信号，并发出警示；此外还设置了信号处理系统，用于将异常PLC信号传输至下一驱动控制器，以自动调整张力。将纱线出氧化炉或碳化炉后可由光纤光栅传感器检测张力，如发生异常则将异常PLC信号传导至警示灯，同时传至下一驱动控制器，通过改变驱动转速达到自动调整张力的目的。通过该装置可以实现张力的在线检测及自动调整，从而节省时间和人工，保证张力的稳定性。保证张力的稳定性。保证张力的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤光栅的张力在线检测及自动调整装置


[0001]本技术属于碳纤维制备
，特别是涉及一种基于光纤光栅的张力在线检测及自动调整装置。

技术介绍

[0002]在碳纤维生产过程中，张力是十分重要的工艺参数，它的大小和稳定性直接关系到产品的质量和生产效率。传统上往往通过手动操作张力仪的方式测量张力，一方面通常在氧化炉或碳化炉出口进行，温度高且废气较多，对操作人员的身体健康造成危害；另外往往需要选择特定丝道的碳丝进行测量并记录，费时且费力，无法实时反映和记录张力的变化情况，对于生产过程的反馈与控制往往不能达到理想的效果。

技术实现思路

[0003]本技术目的在于提供一种张力在线检测及自动调整的装置。
[0004]实现本技术目的提供技术方案如下：
[0005]一种基于光纤光栅的张力在线检测及自动调整装置，该装置包括：用于检测张力的光纤光栅传感器，以及设置于光纤光栅传感器另一侧的固定辊，用于将纱线的张力传递到光纤光栅传感器上，该装置设有警示灯，用于接收光纤光栅传感器的发射的信号，并发出警示；此外还设置了信号处理系统，用于将异常PLC信号传输至下一驱动控制器，以自动调整张力。
[0006]进一步的，所述固定辊平行放置，且同时位于光纤光栅传感器的上侧或下侧。
[0007]进一步的，所述被检测张力的范围为1
‑
100N.
[0008]进一步的，光纤光栅传感器与纱线的包角为45
‑
180
°
。
[0009]进一步的，同时设置多个装置，采用并联方式，个数为2
‑
10套且均匀分布。
[0010]进一步的，装置设置在T300、T800或T1000碳纤维张力自动检测工段。
附图说明
[0011]图1为基于光纤光栅张力在线检测及自动调整的装置图。
[0012]图2为光纤光栅传感器原理示意图(光栅的中心波长与张力关系图)。
[0013]图中，1、光纤光栅传感器2、固定辊；3、警示灯；4、信号处理系统。
具体实施方式
[0014]下面结合实施例，对本专利技术做进一步解释。
[0015]基于光纤光栅的张力在线检测及自动调整装置，该装置包括：用于检测张力的光纤光栅传感器1，以及设置于光纤光栅传感器另一侧的固定辊2，用于将纱线张力传递到张力光纤光栅传感器的1上，该装置设有警示灯3，用于接收光纤光栅传感器1发射的信号，并发出警示；此外还设置了信号处理系统4，用于将异常PLC信号传输至下一驱动控制器，以自
动调整张力，如图1所示。光纤光栅传感器将张力转换为波长并进一步转换为PLC信号，当张力发生偏离时，异常的PLC信号会传导至警示灯及驱动，从而达到自动检测及调整的作用。
[0016]光纤光栅传感器测量张力的原理：光纤光栅的中心波长变化值是应变和温度的函数，在采取措施对温度进行补偿的条件下，应变与光栅的中心波长存在线性关系，通过测量光栅中心波长的变化就可以得到应变即张力的变化情况，如图2所示。
[0017]从预氧化炉或碳化炉出来的纱线在被下一个驱动牵伸之前，张力通过固定辊2传到至光纤光栅传感器1上，传感器1受到张力作用后，中心反射波长发生漂移，经过耦合器转换得到对应的纱线张力值。如果张力发生偏离，会发出一个异常的PLC信号传至警示灯4，警示灯亮，提示操作人员张力异常。同时会传导至驱动2，改变驱动速度，从而自动调整张力。整个过程可以实现张力自动检测、自动调整，节省时间和人工，保证张力的稳定性。
[0018]实施例1
[0019]在碳纤维预氧化过程中，预先设定张力值为10N的纱线从氧化炉出口出来后，进入光纤光栅测量装置，当生产过程发生波动，导致张力值为9.5N时，该测量装置将张力值转换为波长及电信号，警示灯亮，异常PLC信号传导至驱动2，驱动2速度增加，使得张力值恢复到10N.本专利技术适用于T300、T800、T1000等任何碳纤维的张力自动检测及调整，具有很强的适谱性。
[0020]实施例2
[0021]在碳纤维低温碳化过程中，预先设定张力值为20N的纱线从低温碳化炉出口出来后，进入光纤光栅测量装置，当生产过程发生波动，导致张力值为21N时，该测量系统将张力值转换为波长及电信号，警示灯亮，异常PLC信号传导至驱动2，驱动2速度减小，使得张力值恢复到20N.本专利技术适用于T300、T800、T1000等任何碳纤维的张力自动检测及调整，具有很强的的适谱性。
[0022]应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本方面作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤光栅的张力在线检测及自动调整装置，其特征在于：该装置包括：用于检测张力的光纤光栅传感器（1），以及设置于光纤光栅传感器一侧的固定辊（2），用于将纱线的张力传递到光纤光栅传感器（1）上，该装置设有警示灯（3），用于接收光纤光栅传感器（1）发射的信号，并发出警示；此外还设置了信号处理系统（4），用于将异常PLC信号传输至下一驱动控制器，以自动调整张力。2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的张力在线检测及自动调整装置，其特征在于：所述固定辊（2）平行放置，且同时位于光纤光栅传感器（1）的上侧或下侧。3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的张力在线检测及自动调整装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国良，张建峰，金亮，胡和亮，储传民，田甲由，
申请(专利权)人：中复神鹰碳纤维股份有限公司，
类型：新型
国别省市：