專(zhuān)利名稱(chēng)：一種纖維溫度的在線測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維溫度的在線測(cè)量方法，特別設(shè)計(jì)一種基于紅外探頭的非接觸的纖維溫度在線測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
溫度是表征物體冷熱程度的物理量。自然界中幾乎所有的物理化學(xué)變化過(guò)程都與溫度緊密相關(guān)，很多重要的生產(chǎn)過(guò)程只有在一定的溫度范圍內(nèi)才能有效地進(jìn)行。因此溫度是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及日常生活中普遍需要測(cè)量和控制的一個(gè)重要物理量，對(duì)溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量和可靠的控制也是過(guò)程控制工程的重要任務(wù)之一。紡絲過(guò)程中，纖 維溫度的控制對(duì)所紡成纖維的質(zhì)量也是非常重要，但由于在紡絲過(guò)程中不能接觸纖維進(jìn)行溫度測(cè)量，尤其是從噴絲板到纖維凝固段間的未凝固纖維，因?yàn)榻佑|會(huì)導(dǎo)致紡絲過(guò)程中纖維從接觸點(diǎn)處斷開(kāi)，所以只能采用非接觸式的溫度測(cè)量方法。又因?yàn)槔w維的直徑非常小，普通的非接觸式溫度測(cè)量?jī)x聚焦后的直徑都大于所測(cè)纖維的直徑，在測(cè)量時(shí)，由于背底的影響，不能對(duì)纖維溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。所以急需要研究一種新型的非接觸的纖維溫度在線測(cè)量方法，來(lái)解決現(xiàn)存問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種非接觸、操作簡(jiǎn)便、測(cè)量精度高的溫度測(cè)量方法。特別涉及一種基于紅外探頭的紡絲過(guò)程中沿紡程的纖維溫度測(cè)量為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:測(cè)溫用的紅外探頭正對(duì)一黑板，所述黑板與所述紅外探頭的探測(cè)中心線垂直，所述黑板的面積大于所述紅外探頭在黑板上的探測(cè)面積，測(cè)量黑板的背底溫度，稱(chēng)為環(huán)境溫度Tiw ;將纖維置于所述紅外探頭和所述黑板之間，所述纖維位于所述紅外探頭的測(cè)量范圍內(nèi)，纖維沿紡程的中心線與紅外探頭探測(cè)視野范圍的圓直徑重合，測(cè)得溫度T ;按以下公式計(jì)算得出所述纖維的溫度T纟.:
權(quán)利要求
1.一種纖維溫度的在線測(cè)量方法，采用紅外測(cè)溫方法，其特征是包括: (1)測(cè)溫用的紅外探頭正對(duì)一黑板，所述黑板與所述紅外探頭的探測(cè)中心線垂直，所述黑板的面積大于所述紅外探頭在黑板上的探測(cè)面積，測(cè)量黑板的背底溫度，稱(chēng)為環(huán)境溫度T環(huán)境； (2)將纖維置于所述紅外探頭和所述黑板之間，所述纖維位于所述紅外探頭的測(cè)量范圍內(nèi)，纖維沿紡程的中心線與紅外探頭探測(cè)視野范圍的圓直徑重合，測(cè)得溫度T ； (3)按以下公式計(jì)算得出所述纖維的溫度T纖維.:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維溫度的在線測(cè)量方法，其特征在于，所述纖維沿紡程的中心線與所述紅外探頭的探測(cè)中心線相交。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維溫度的在線測(cè)量方法，其特征在于，所述纖維沿紡程的中心線垂直于所述紅外探頭的探測(cè)中心線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維溫度的在線測(cè)量方法，其特征在于，所述紅外探頭與所述黑板側(cè)方連接成為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維溫度的在線測(cè)量方法，其特征是:所述纖維的直徑采用基于傳感器的直徑測(cè)量方法，使用包括傳感頭和傳感器放大器的激光透過(guò)式檢測(cè)傳感器，所述傳感頭分為發(fā)射器和接收器，所述纖維垂直于所述發(fā)射器和所述接收器的中心連線并使纖維位于所述發(fā)射器發(fā)出的光束中，所述傳感器放大器的顯示屏顯示的讀數(shù)為所述纖維的測(cè)量直徑；將所述纖維的測(cè)量直徑按以下公式計(jì)算，即得到纖維的直徑；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種纖維溫度的在線測(cè)量方法，其特征在于，所述的公式中的系數(shù)和常數(shù)按以下步驟計(jì)算得出: 步驟一:取聚丙烯纖維1000根，測(cè)量每根纖維的直徑，獲得測(cè)量值； 步驟二:再用光學(xué)顯微鏡測(cè)得全部聚丙烯纖維的直徑，作為標(biāo)準(zhǔn)值； 步驟三:利用Matlab中的最小二乘法線性擬合所述測(cè)量值和所述標(biāo)準(zhǔn)值，得到所述系數(shù)和所述常數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種纖維溫度的在線測(cè)量方法，其特征在于，所述的被測(cè)物的橫截面為圓形。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種纖維溫度的在線測(cè)量方法，其特征在于，所述的傳感器為激光傳感器發(fā)射器中的光源為激光二極管。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種纖維溫度的在線測(cè)量方法，其特征在于，所述發(fā)射器和所述接收器的中心連線、所述纖維的直徑中心線和所述紅外探頭的探測(cè)中心線相交于同一點(diǎn)，并互相垂直。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維溫度的在線測(cè)量方法，它是由傳感器、紅外探頭、黑板組成。其特點(diǎn)是在與距離紅外探頭一定位置處放置一塊較大的黑板，將傳感器置于紅外探頭與黑板之間，傳感器的投光器和感光器處于同一直線上，使紅外探頭與傳感器的投光器和感光器連成的直線垂直，并且位于兩者之間，保持紅外探頭與傳感器和黑板的垂直且距離一定。先將紅外探頭僅對(duì)準(zhǔn)黑板測(cè)量黑板的溫度，再將纖維中心置于與紅外探頭的探測(cè)中心和傳感器感光中心交界點(diǎn)重合處；紅外探頭測(cè)量的溫度為黑板溫度和纖維溫度的平均溫度，再經(jīng)過(guò)特定的算法得出纖維的溫度。本發(fā)明所述方法能夠在紡絲過(guò)程中進(jìn)行纖維溫度的測(cè)量，具有操作簡(jiǎn)便、測(cè)量精度高、可靠性好、檢測(cè)范圍廣。
文檔編號(hào)G01J5/00GK103162837SQ20131004660
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者楊勝林, 文欣, 李光, 金俊弘, 沈凱, 王文峰, 宋唯立, 李慧遙, 胡雅萍 申請(qǐng)人:東華大學(xué)