生絲纇結(jié)的電子檢測PPT課件

1、主要內(nèi)容1.背景介紹2.纇結(jié)檢驗的硬件設(shè)計3.纇結(jié)檢驗的軟件設(shè)計4.實驗測試5.結(jié)論第1頁/共28頁背景介紹決定生絲品質(zhì)的主要檢測指標(biāo)纖度偏差纖度最大偏差清潔潔凈勻II度目前，清潔和潔凈兩項指標(biāo)還主要依靠人眼目光評定。清潔和潔凈是指絲條上大中纇結(jié)和小纇的多少，這兩項指標(biāo)直接關(guān)系到生絲等級的評定。第2頁/共28頁背景介紹傳統(tǒng)黑板檢驗的缺點(diǎn)1.屬于感官檢驗方式，受檢驗人員經(jīng)驗、情緒等因素的影響2.感官檢驗存在最小辨別度現(xiàn)象，往往難以區(qū)分潔凈相近的絲條3.視覺的馬赫帶效應(yīng)會造成生絲等級評定可信度降低 鑒于黑板檢驗存在這些缺點(diǎn)，一些國家開展了對生絲電子檢測方法的研究。 本世紀(jì)初，我國也重啟了對生絲電子

2、檢驗的研究工作。 第3頁/共28頁背景介紹國內(nèi)外生絲電子檢測方法1.把絲卷繞到黑板上，利用圖像技術(shù)進(jìn)行分析2.讓絲條運(yùn)動著通過檢測部件，將質(zhì)量或直徑轉(zhuǎn)化為電信號黑板靜態(tài)檢測單絲條動態(tài)檢測第4頁/共28頁背景介紹黑板靜態(tài)檢測生絲勻度自動檢測儀生絲勻度清潔、潔凈檢測儀計算機(jī)圖像檢測單絲條運(yùn)動檢測烏斯特纖度儀生絲纖度、勻度及纇結(jié)同時檢測系統(tǒng)五根絲條的電子生絲檢驗裝置第5頁/共28頁背景介紹 生絲勻度自動檢測儀速度太慢，實用性差。 生絲勻度清潔、潔凈檢測儀與黑板檢驗兼容性差，速度慢，建立樣本庫費(fèi)時費(fèi)力。 計算機(jī)圖像檢測要求CCD分辨率高，數(shù)字圖像采集和處理速度快，設(shè)計算法比較復(fù)雜。本研究室自主研發(fā)的生

3、絲纖度儀屬于單絲條運(yùn)動檢測，它相對于其他單絲條運(yùn)動檢測儀器而言，具有更高的采樣率，整個系統(tǒng)結(jié)合美國國家儀器公司(NI)的CompactRIO，能夠做到快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行生絲纇結(jié)信息的采集。第6頁/共28頁纇結(jié)檢測的硬件和軟件硬件部分 傳感器 NI-DAQ CompactRIO軟件部分 LabVIEW 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集所用程序第7頁/共28頁硬件部分傳感器系統(tǒng)所用傳感器示意圖 該儀器采用調(diào)制的紅外光源，通過分導(dǎo)光纖將紅外發(fā)射光一分為二準(zhǔn)確定位傳導(dǎo)至光敏管上，以其中一個為基準(zhǔn)，讓絲條通過另一個光敏管和光纖之間的光路，這樣絲條直徑的大小變化就被差動放大器精確放大，在經(jīng)指數(shù)放大后輸出至數(shù)據(jù)采集設(shè)備。第8頁/

4、共28頁硬件部分傳感器 傳感器實物圖第9頁/共28頁硬件部分NI-DAQ 采樣頻率：200kS/s 16路模擬輸入 2路模擬輸出 8條數(shù)字I/O線 兩個計數(shù)器 配套設(shè)備為CB-68LP接線板，將傳感器的通道線連接至接線板，可以把信號傳輸至計算機(jī)，并通過LabVIEW軟件進(jìn)行分析，將結(jié)果以波形圖或表格形式顯示出來。第10頁/共28頁硬件部分CompactRIO實時處理器 用戶界面與數(shù)據(jù)通信 內(nèi)置網(wǎng)頁服務(wù)器可重新配置的FPGA 面向高速控制的嵌入式FPGA 可定制的定時、觸發(fā)和處理流程LabVIEW圖形化編程 實時處理器編程 FPGA編程第11頁/共28頁硬件部分CompactRIO左側(cè)部分實時控

5、制器，它內(nèi)置了200MHz級的奔騰級處理器，可以確保LabVIEW程序的順利進(jìn)行?？刂破骺梢酝ㄟ^面板上的10/100Mb/s以太網(wǎng)口與PC機(jī)進(jìn)行通信。實時處理器還包括9到35V電源輸入，LED狀態(tài)指示燈、一個實時時鐘等。右側(cè)為可重新配置機(jī)箱，是CompactRIO的核心，機(jī)箱底座下面是FPGA。它是一種由許多帶配置的邏輯門組成的芯片，可以根據(jù)需要進(jìn)行反復(fù)配置。第12頁/共28頁軟件部分LabVIEW LabVIEW是實驗室虛擬儀器集成環(huán)境（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的簡稱，是美國NI公司的創(chuàng)新產(chǎn)品。 LabVIEW采

6、用圖形化編程方式，用它編寫的程序稱為虛擬儀器VI，因為它的界面和功能與真實儀器非常相似。 LabVIEW主要面向數(shù)據(jù)采集、儀器控制、數(shù)據(jù)分析、動態(tài)顯示等。第13頁/共28頁軟件部分LabVIEW這里顯示電壓值波形圖選擇通道和接線端配置采用LabVIEW編寫的數(shù)據(jù)采集程序的前面板第14頁/共28頁軟件部分LabVIEW所用程序框圖(部分)第15頁/共28頁軟件部分2006年國際絲綢論壇提出的纇結(jié)分類標(biāo)準(zhǔn)第16頁/共28頁實驗測試如圖為FX0101型精密絡(luò)絲機(jī)，卷繞速度設(shè)定為400m/min。第17頁/共28頁實驗測試為了使纖度儀很好的固定在絡(luò)絲機(jī)上，在絡(luò)絲機(jī)下部打孔，將纖度儀的屏蔽盒用螺絲安裝在

7、絡(luò)絲機(jī)背面。測試時，采用NI-DAQ和CompactRIO同時進(jìn)行測量。第18頁/共28頁系統(tǒng)穩(wěn)定性測試 為了使測得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，并且具有可重復(fù)性，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集之前，必須對系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性測試。主要包括：零點(diǎn)穩(wěn)定性測試和信號穩(wěn)定性測試。第19頁/共28頁數(shù)據(jù)采集結(jié)果采用NI-DAQ結(jié)合PC進(jìn)行測量的結(jié)果疵點(diǎn)第20頁/共28頁實驗測試 生絲纇節(jié)電子檢驗報告（采用NI-DAQ)第21頁/共28頁實驗測試 生絲纇節(jié)電子檢驗報告（采用CompactRIO)第22頁/共28頁實驗測試 結(jié)果討論與分析對比兩組數(shù)據(jù)可以看出，兩組數(shù)據(jù)的基本趨勢是一致的，但也有一些差別。分析原因，一個是兩個設(shè)備沒有做到絕對同時進(jìn)行采集。另一個是兩個程序間的算法有細(xì)微的差別。第23頁/共28頁結(jié)論本次試驗分別使用NI-DAQ配合LabVIEW,以及CompactRIO測得了多組數(shù)據(jù)。從圖表中可以看出所得結(jié)果與生絲真實情況基本相符，傳感器的靈敏性、準(zhǔn)確性比較高。通過比較，也可以看出采用CompactRIO更加方便、快捷，這是因為CompactRIO的可編程門陣列可以更快速的處理數(shù)據(jù)，且受到外界干擾較小。第24頁/共28頁結(jié)論不足之處 采集數(shù)據(jù)所用的生絲等級單一，以后將對各個等級的生絲進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以便進(jìn)行對比。第25頁/共28頁第26頁/共28頁馬赫帶效應(yīng) 所謂“馬赫帶效應(yīng)（Mach band