专利名称：一种纤维温度的在线测量方法
技术领域：
本发明涉及一种纤维温度的在线测量方法，特别设计一种基于红外探头的非接触的纤维温度在线测量方法。
背景技术：
温度是表征物体冷热程度的物理量。自然界中几乎所有的物理化学变化过程都与温度紧密相关，很多重要的生产过程只有在一定的温度范围内才能有效地进行。因此温度是工农业生产、科学实验以及日常生活中普遍需要测量和控制的一个重要物理量，对温度进行准确的测量和可靠的控制也是过程控制工程的重要任务之一。纺丝过程中，纤 维温度的控制对所纺成纤维的质量也是非常重要，但由于在纺丝过程中不能接触纤维进行温度测量，尤其是从喷丝板到纤维凝固段间的未凝固纤维，因为接触会导致纺丝过程中纤维从接触点处断开，所以只能采用非接触式的温度测量方法。又因为纤维的直径非常小，普通的非接触式温度测量仪聚焦后的直径都大于所测纤维的直径，在测量时，由于背底的影响，不能对纤维温度进行准确的测量。所以急需要研究一种新型的非接触的纤维温度在线测量方法，来解决现存问题。

发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种非接触、操作简便、测量精度高的温度测量方法。特别涉及一种基于红外探头的纺丝过程中沿纺程的纤维温度测量为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案:测温用的红外探头正对一黑板，所述黑板与所述红外探头的探测中心线垂直，所述黑板的面积大于所述红外探头在黑板上的探测面积，测量黑板的背底温度，称为环境温度Tiw ;将纤维置于所述红外探头和所述黑板之间，所述纤维位于所述红外探头的测量范围内，纤维沿纺程的中心线与红外探头探测视野范围的圆直径重合，测得温度T ;按以下公式计算得出所述纤维的温度T纟.:
权利要求
1.一种纤维温度的在线测量方法，采用红外测温方法，其特征是包括: (1)测温用的红外探头正对一黑板，所述黑板与所述红外探头的探测中心线垂直，所述黑板的面积大于所述红外探头在黑板上的探测面积，测量黑板的背底温度，称为环境温度T环境； (2)将纤维置于所述红外探头和所述黑板之间，所述纤维位于所述红外探头的测量范围内，纤维沿纺程的中心线与红外探头探测视野范围的圆直径重合，测得温度T ； (3)按以下公式计算得出所述纤维的温度T纤维.:
2.根据权利要求1所述的一种纤维温度的在线测量方法，其特征在于，所述纤维沿纺程的中心线与所述红外探头的探测中心线相交。
3.根据权利要求1所述的一种纤维温度的在线测量方法，其特征在于，所述纤维沿纺程的中心线垂直于所述红外探头的探测中心线。
4.根据权利要求1所述的一种纤维温度的在线测量方法，其特征在于，所述红外探头与所述黑板侧方连接成为一体。
5.根据权利要求1所述的一种纤维温度的在线测量方法，其特征是:所述纤维的直径采用基于传感器的直径测量方法，使用包括传感头和传感器放大器的激光透过式检测传感器，所述传感头分为发射器和接收器，所述纤维垂直于所述发射器和所述接收器的中心连线并使纤维位于所述发射器发出的光束中，所述传感器放大器的显示屏显示的读数为所述纤维的测量直径；将所述纤维的测量直径按以下公式计算，即得到纤维的直径；
6.根据权利要求5所述的一种纤维温度的在线测量方法，其特征在于，所述的公式中的系数和常数按以下步骤计算得出: 步骤一:取聚丙烯纤维1000根，测量每根纤维的直径，获得测量值； 步骤二:再用光学显微镜测得全部聚丙烯纤维的直径，作为标准值； 步骤三:利用Matlab中的最小二乘法线性拟合所述测量值和所述标准值，得到所述系数和所述常数。
7.根据权利要求5所述的一种纤维温度的在线测量方法，其特征在于，所述的被测物的横截面为圆形。
8.根据权利要求5所述的一种纤维温度的在线测量方法，其特征在于，所述的传感器为激光传感器发射器中的光源为激光二极管。
9.根据权利要求5所述的一种纤维温度的在线测量方法，其特征在于，所述发射器和所述接收器的中心连线、所述纤维的直径中心线和所述红外探头的探测中心线相交于同一点，并互相垂直。
全文摘要
本发明涉及一种纤维温度的在线测量方法，它是由传感器、红外探头、黑板组成。其特点是在与距离红外探头一定位置处放置一块较大的黑板，将传感器置于红外探头与黑板之间，传感器的投光器和感光器处于同一直线上，使红外探头与传感器的投光器和感光器连成的直线垂直，并且位于两者之间，保持红外探头与传感器和黑板的垂直且距离一定。先将红外探头仅对准黑板测量黑板的温度，再将纤维中心置于与红外探头的探测中心和传感器感光中心交界点重合处；红外探头测量的温度为黑板温度和纤维温度的平均温度，再经过特定的算法得出纤维的温度。本发明所述方法能够在纺丝过程中进行纤维温度的测量，具有操作简便、测量精度高、可靠性好、检测范围广。
文档编号G01J5/00GK103162837SQ20131004660
公开日2013年6月19日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者杨胜林, 文欣, 李光, 金俊弘, 沈凯, 王文峰, 宋唯立, 李慧遥, 胡雅萍 申请人:东华大学