本發(fā)明涉及一種電容感應式絲線張力測量裝置。

背景技術：

絲線張力測量是紡織工藝中的一個重要環(huán)節(jié)，對絲線張力的實時測量關系到織物的品質及生產效率。張力測量的方法大多采用懸臂梁與應變電阻法將張力轉換為電信號。采用電容感應法進行張力測量，在其他領域已有應用，如文件cn201110376420、cn201110376461所描述的利用電容感應測量鋼絲繩張力的方法。但是這種方法測得的張力隨電容極板的間隙變化，二者之間成反比關系，線性化難度較大；且微小的間隙變化會引起測量結果較大的變化，易受外部振動、沖擊的影響，對應用環(huán)境要求較高，不適用于對絲線張力的測量。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電容感應式絲線張力測量裝置，將絲線張力轉換為感應電容陣列的相對旋轉角度，改變感應電容的面積，通過電容測量電路檢測電容變化量，從而反應絲線張力的大小。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是：

一種電容感應式絲線張力測量裝置，包括固定盤、旋轉盤、固定軸，所述固定盤通過固定軸與旋轉盤相連；所述固定盤上開設有1個以上的第一同軸環(huán)形槽，所述旋轉盤下表面開設有1個以上的第二同軸環(huán)形槽，所述第一同軸環(huán)形槽和第二同軸環(huán)形槽內分別安裝有固定極板架、旋轉極板架，且所述固定極板架與旋轉極板架間隔安裝，所述固定極板架與固定極板相連，所述旋轉極板架與旋轉極板相連，所述固定極板與旋轉極板形成具有固定間隙的極板對；所述旋轉盤上表面開設有弧形溝槽，所述弧形溝槽內分別安裝有滑塊、彈簧，所述彈簧一端與滑塊相連，所述彈簧另一端與旋轉盤的弧形溝槽內側壁相連；所述滑塊上安裝有固定導輪，所述固定導輪通過連接臂與固定軸固連，所述旋轉盤上分別安裝有第一旋轉導輪、第二旋轉導輪。

所述第一旋轉導輪和固定軸之間連線與第二旋轉導輪和固定軸之間連線的夾角為90度。

所述弧形溝槽為四分之一的圓環(huán)，且所述第一旋轉導輪和第二旋轉導輪的導輪軸心線與弧形溝槽位于同一圓環(huán)上。

所述固定盤外安裝有屏蔽殼，所述旋轉盤外安裝有屏蔽蓋，所述屏蔽殼與屏蔽蓋相連，所述屏蔽蓋上開設有弧形孔。

所述固定軸包括軸肩，所述軸肩與第一臺階柱相連，所述第一臺階柱與第二臺階柱相連，所述第二臺階柱與第三臺階柱相連，所述第三臺階柱與螺紋桿相連，所述第三臺階柱上開設有第一鍵槽；所述固定盤與固定軸同軸安裝，且固定盤安裝在第一臺階柱上；所述第二臺階柱與軸承的內圈相連，所述軸承的外圈與旋轉盤相連。

所述固定盤側壁上開設有第一固定定位針孔，所述固定極板架下側壁上開設有第二固定定位針孔，所述固定盤通過固定定位針穿過第一固定定位針孔、第二固定定位針孔后與固定極板架相連，所述固定極板架上粘接有固定極板；所述旋轉盤側壁上開設有第一旋轉定位針孔，所述旋轉極板架上側壁上開設有第二旋轉定位針孔，所述旋轉盤通過旋轉定位針穿過第一旋轉定位針孔、第二旋轉定位針孔后與旋轉極板架相連，所述旋轉極板架上粘接有旋轉極板。

所述連接臂一端開設有第一軸孔，所述第一軸孔內側壁上開設有第二鍵槽，所述第一軸孔安裝固定于第三臺階柱上，且所述第二鍵槽和第一鍵槽內安裝有鍵，所述第一軸孔上方的螺紋桿上安裝有鎖緊螺母，所述鎖緊螺母與連接臂抵緊安裝；所述連接臂另一端開設有第二軸孔。

所述滑塊上安裝有固定導輪軸，所述固定導輪軸包括固定導輪軸螺紋桿，所述固定導輪軸螺紋桿與固定導輪軸六角柱相連，所述固定導輪軸六角柱與第一固定導輪軸光軸相連，所述第一固定導輪軸光軸與第二固定導輪軸光軸相連，所述第二固定導輪軸光軸上開設有固定導輪軸溝槽；所述固定導輪軸螺紋桿與滑塊相連，所述第一固定導輪軸光軸穿過第二軸孔后與連接臂相連，所述第二固定導輪軸光軸上安裝有固定導輪，所述固定導輪軸溝槽內安裝有固定導輪軸卡簧。

所述旋轉盤上安裝有第一旋轉導輪軸，所述第一旋轉導輪軸包括第一旋轉導輪軸螺紋桿，所述第一旋轉導輪軸螺紋桿與第一旋轉導輪軸六角柱相連，所述第一旋轉導輪軸六角柱與第一旋轉導輪軸光軸相連，所述第一旋轉導輪軸光軸上開設有第一旋轉導輪軸溝槽；所述第一旋轉導輪軸螺紋桿與旋轉盤相連，所述第一旋轉導輪軸光軸上安裝有第一旋轉導輪，所述第一旋轉導輪軸溝槽內安裝有第一旋轉導輪軸卡簧。

所述旋轉盤上安裝有第二旋轉導輪軸，所述第二旋轉導輪軸包括第二旋轉導輪軸螺紋桿，所述第二旋轉導輪軸螺紋桿與第二旋轉導輪軸六角柱相連，所述第二旋轉導輪軸六角柱與第二旋轉導輪軸光軸相連，所述第二旋轉導輪軸光軸上開設有第二旋轉導輪軸溝槽；所述第二旋轉導輪軸螺紋桿與旋轉盤相連，所述第二旋轉導輪軸光軸上安裝有第二旋轉導輪，所述第二旋轉導輪軸溝槽內安裝有第二旋轉導輪軸卡簧。

本發(fā)明的有益效果是：（1）本發(fā)明采用電容極板陣列形式改進感應電容的結構，有效增加的感應面積，提高了測量的靈敏度；（2）將絲線張力轉換為電容極板的相對旋轉角度，改變感應面積，避免了極板間隙改變引起的非線性問題，提高了信號的穩(wěn)定性，降低了信號處理的難度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的無屏蔽組件結構示意圖；

圖2為本發(fā)明剖視圖；

圖3為固定軸結構示意圖；

圖4為固定盤結構示意圖；

圖5為感應電容結構示意圖；

圖6為旋轉盤頂面結構示意圖；

圖7為旋轉盤底面結構示意圖；

圖8為固定導輪軸結構示意圖；

圖9為第一旋轉導輪軸結構示意圖；

圖10為第二旋轉導輪軸結構示意圖；

圖11位連接臂結構示意圖；

圖12為屏蔽殼結構示意圖；

圖13為屏蔽蓋結構示意圖；

圖14為電容連接示意圖；

圖15為繞線初始位置狀態(tài)示意圖；

圖16為旋轉盤轉動一定角度后位置示意圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1、圖2、圖4、圖5、圖6、圖7所示，一種電容感應式絲線張力測量裝置，包括固定盤1、旋轉盤2、固定軸3，所述固定盤1通過固定軸3與旋轉盤2相連；所述固定盤1上開設有1個以上的第一同軸環(huán)形槽11，所述旋轉盤2下表面開設有1個以上的第二同軸環(huán)形槽21，所述第一同軸環(huán)形槽11和第二同軸環(huán)形槽21內分別安裝有固定極板架41、旋轉極板架42，且所述固定極板架41與旋轉極板架42間隔安裝，所述固定極板架41與固定極板43相連，所述旋轉極板架42與旋轉極板44相連，所述固定極板43與旋轉極板44形成具有固定間隙的極板對；所述旋轉盤2上表面開設有弧形溝槽22，所述弧形溝槽22內分別安裝有滑塊23、彈簧24，所述彈簧24一端與滑塊23相連，所述旋轉盤2的弧形溝槽22內安裝有彈簧座，所述彈簧24另一端與彈簧座相連；所述滑塊23上安裝有固定導輪4，所述固定導輪4通過連接臂5與固定軸3固連，所述旋轉盤2上分別安裝有第一旋轉導輪6、第二旋轉導輪7。固定盤1、旋轉盤2、固定極板架41和旋轉極板架42均采用絕緣材料制作。固定極板43、旋轉極板44采用銅箔或鋁箔制作，并在表面噴涂氧化鋁，使其表面絕緣。

所述第一旋轉導輪6和固定軸3之間連線與第二旋轉導輪7和固定軸3之間連線的夾角為90度。

所述弧形溝槽22為四分之一的圓環(huán)，且所述第一旋轉導輪6和第二旋轉導輪7的導輪軸心線與弧形溝槽22位于同一圓環(huán)上。

如圖12、圖13所示，所述固定盤1外安裝有屏蔽殼91，所述旋轉盤2外安裝有屏蔽蓋92，所述屏蔽殼91與屏蔽蓋92相連，所述屏蔽蓋92上開設有弧形孔93。屏蔽殼91底板開中心孔，中心孔周圍開四個圓孔，與固定軸3的軸肩31上四個圓孔和固定盤1上四個螺紋孔對應。屏蔽殼91安裝于固定軸3軸肩31與固定盤1之間，通過螺釘將三者固定。屏蔽蓋92包括頂板和裙邊，頂板直徑大于屏蔽殼91側壁直徑，使屏蔽殼91側壁可嵌入屏蔽蓋92裙邊內，并緊密接觸。屏蔽蓋92安裝后，使固定導輪軸61處于邊緣圓孔中，使第一旋轉導輪軸71和第二導輪軸81處于弧形孔中。屏蔽殼91與屏蔽蓋92均采用導體材料制作。

如圖3所示，所述固定軸3包括軸肩31，軸肩31端面上開四個圓孔；固定盤1中心孔四周開四個螺紋孔與固定軸3的軸肩31上四個圓孔對應。所述軸肩31與第一臺階柱32相連，所述第一臺階柱32與第二臺階柱33相連，所述第二臺階柱33與第三臺階柱34相連，所述第三臺階柱34與螺紋桿35相連，所述第三臺階柱34上開設有第一鍵槽36；所述固定盤1與固定軸3同軸安裝，且固定盤1安裝在第一臺階柱32上；所述第二臺階柱33與軸承37的內圈相連，所述軸承37的外圈與旋轉盤2相連。

所述固定盤1側壁上開設有第一固定定位針孔12，所述固定極板架41下側壁上開設有第二固定定位針孔13，所述固定盤1通過固定定位針穿過第一固定定位針孔12、第二固定定位針孔13后與固定極板架41相連，所述固定極板架41上粘接有固定極板43；所述旋轉盤2側壁上開設有第一旋轉定位針孔25，所述旋轉極板架42上側壁上開設有第二旋轉定位針孔26，所述旋轉盤2通過旋轉定位針穿過第一旋轉定位針孔25、第二旋轉定位針孔26后與旋轉極板架42相連，所述旋轉極板架42上粘接有旋轉極板44。

如圖11所示，所述連接臂5一端開設有第一軸孔51，所述第一軸孔51內側壁上開設有第二鍵槽52，所述第一軸孔51安裝固定于第三臺階柱34上，且所述第二鍵槽52和第一鍵槽36內安裝有鍵53，所述第一軸孔51上方的螺紋桿35上安裝有鎖緊螺母55，所述鎖緊螺母55與連接臂5抵緊安裝；所述連接臂5另一端開設有第二軸孔54。

如圖8所示，所述滑塊23上安裝有固定導輪軸61，所述固定導輪軸61包括固定導輪軸螺紋桿62，所述固定導輪軸螺紋桿62與固定導輪軸六角柱63相連，所述固定導輪軸六角柱63與第一固定導輪軸光軸64相連，所述第一固定導輪軸光軸64與第二固定導輪軸光軸65相連，所述第二固定導輪軸光軸65上開設有固定導輪軸溝槽66；所述固定導輪軸螺紋桿62與滑塊23相連，所述第一固定導輪軸光軸64穿過第二軸孔54后與連接臂5相連，所述第二固定導輪軸光軸65上安裝有固定導輪4，所述固定導輪軸溝槽66內安裝有固定導輪軸卡簧67，固定導輪軸卡簧67的設置防止固定導輪4脫落。

如圖9所示，所述旋轉盤2上安裝有第一旋轉導輪軸71，所述第一旋轉導輪軸71包括第一旋轉導輪軸螺紋桿72，所述第一旋轉導輪軸螺紋桿72與第一旋轉導輪軸六角柱73相連，所述第一旋轉導輪軸六角柱73與第一旋轉導輪軸光軸74相連，所述第一旋轉導輪軸光軸74上開設有第一旋轉導輪軸溝槽75；所述第一旋轉導輪軸螺紋桿72與旋轉盤2相連，所述第一旋轉導輪軸光軸74上安裝有第一旋轉導輪6，所述第一旋轉導輪軸溝槽75內安裝有第一旋轉導輪軸卡簧76，第一旋轉導輪軸卡簧76的設置防止第一旋轉導輪6脫落。

如圖10所示，所述旋轉盤2上安裝有第二旋轉導輪軸81，所述第二旋轉導輪軸81包括第二旋轉導輪軸螺紋桿82，所述第二旋轉導輪軸螺紋桿82與第二旋轉導輪軸六角柱83相連，所述第二旋轉導輪軸六角柱83與第二旋轉導輪軸光軸84相連，所述第二旋轉導輪軸光軸84上開設有第二旋轉導輪軸溝槽85；所述第二旋轉導輪軸螺紋桿82與旋轉盤2相連，所述第二旋轉導輪軸光軸84上安裝有第二旋轉導輪7，所述第二旋轉導輪軸溝槽85內安裝有第二旋轉導輪軸卡簧86，第二旋轉導輪軸卡簧86的設置防止第二旋轉導輪7脫落。

如圖14、圖15、圖16所示，一種電容感應式絲線張力測量裝置工作原理：裝置完成安裝后，將固定極板43上每個極板用導線連接在一起形成感應電容的一極，旋轉極板44上的每個極板用導線連接在一起形成感應電容的另一極。初始位置時，固定極板43與旋轉極板44位置相同，感應電容的面積最大，電容值也最大。旋轉時，固定導輪軸61使滑塊23固定不動，彈簧24則一端固定，另一端隨著旋轉盤2一起轉動，從而使彈簧24壓縮。將絲線分別繞過固定導輪4、第一旋轉導輪6、第二旋轉導輪7，則會對旋轉組件產生旋轉力矩，并驅動其向彈簧24壓縮的方向轉動，直到與彈簧24壓縮力達到平衡。絲線張力越大，產生的旋轉力矩越大，則旋轉盤2的轉動角度就越大。旋轉盤2轉動帶動旋轉極板44產生錯位，使感應電容的面積減小，電容值降低。如前所訴，絲線張力越大，旋轉盤2的轉動角度越大，則感應電容的面積越小，電容值變化越大。通過電容測量電路（cv電路）可精確測量電容變化量，從而轉換為絲線張力大小。此外，屏蔽殼91與屏蔽蓋92將感應電容包圍在內，降低外部電磁干擾對感應電容的影響。

本實施例的一種電容感應式絲線張力測量裝置，將絲線張力轉換為感應電容陣列的相對旋轉角度，改變感應電容的面積，通過電容測量電路檢測電容變化量，從而反應絲線張力的大小。