1.概述
自動(dòng)絡(luò )筒機是紡紗企業(yè)最后一道質(zhì)量控制工序和設備，同時(shí)也是織造企業(yè)原料的最先一道質(zhì)量控制工序和設備。隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和自動(dòng)絡(luò )筒機主機的更新?lián)Q代，和其配套的電子清紗器也有了飛速發(fā)展，電子清紗器的發(fā)展經(jīng)歷了從模擬電清、數字電清、發(fā)展到采用單片機、ARM等技術(shù)的新型電清，電清的測量方式也從單一的光電和電容分體式到光電和電容一體化式；電子清紗器的功能也從簡(jiǎn)單的清除有害紗疵，控制自動(dòng)絡(luò )筒機的運轉發(fā)展到同時(shí)具有電清、在線(xiàn)紗疵分析、在線(xiàn)條干、在線(xiàn)毛羽檢測等功能于一體化綜合在線(xiàn)檢測控制裝置、同時(shí)還具有專(zhuān)家分析系統，把以前的事后監督變?yōu)樵诰€(xiàn)監控，使得自絡(luò )主機單錠在紗線(xiàn)或電清異常狀態(tài)下報警停車(chē)，保證問(wèn)題紗線(xiàn)不能通過(guò)絡(luò )筒工序、減少浪費，確保產(chǎn)品質(zhì)量。
雖然電子清紗器的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了好幾代，其檢測原理沒(méi)有根本變化，了解電子清紗器檢測機理和工作原理，對合理和正確使用電子清紗器，更好發(fā)揮電子請紗器在自動(dòng)絡(luò )筒機中的作用，對紡織企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低能耗，減少浪費有著(zhù)十分重要的意義。因此了解電子清紗器的工作原理及其在自絡(luò )中的應用、以便在自絡(luò )上正確合理的使用電子清紗器并精心維護，對紡織企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率至關(guān)重要和必要。
2.電子清紗器的檢測原理
電子清紗器最關(guān)鍵的是其傳感器-檢測頭，根據檢測方式可以分為光電式和電容式兩類(lèi)。目前，使用這兩種檢測方式檢測頭的電子清紗器在目前各種自動(dòng)絡(luò )筒機上都有使用，下面對兩種檢測機理進(jìn)行分析。
2.1 電容式檢測頭的工作原理
電容式檢測是讓紗線(xiàn)在一個(gè)由兩塊平行極板形成的電容之間運行，根據電容原理，電容器容和兩塊平行極板的面積、板間距離、板間物質(zhì)的介電常數決定。當板間投入紗線(xiàn)時(shí)，可以把紗線(xiàn)等效為介電常數為紗線(xiàn)，寬度和面積和初始電容相同的一個(gè)電容C,此時(shí)的極板電容為兩個(gè)不同電容的迭加，其中一個(gè)電容是由極板中空氣所占據的極板空間形成的電容，另一個(gè)是由紗線(xiàn)所占據的極板空間形成的等效電容。電容變化量只和紗線(xiàn)的等效電容寬度d2面積（即紗線(xiàn)體積）有關(guān)，而和其他因素無(wú)關(guān)。紗線(xiàn)的微小變化，必然引起d2的變化，從而引起檢測電容容量變化，通過(guò)雙電容雙電感電橋檢測電路檢測電容變化量，就可達到紗疵檢測的目的。
利用專(zhuān)用檢波電路把該變化分離出來(lái)，就可以檢測紗線(xiàn)粗細的變化，對超出范圍的紗疵就能及時(shí)發(fā)現并驅動(dòng)切刀及時(shí)清除，這樣就保證有害紗疵不會(huì )流轉到下道工序。具體工作原理見(jiàn)圖1。

圖1 雙電容雙電感橋式檢測電路示意圖
由于雙電容電子清紗器分辨率和靈敏度高、能夠抵消環(huán)境濕度的影響，所以目前新型電容式電清全部采用雙電容檢測方式。
2.2光電式檢測頭的工作機理
光電式檢測是讓紗線(xiàn)在一個(gè)發(fā)光體和一個(gè)受光體之間運行，由于紗線(xiàn)檔住了部分由發(fā)光體射向受光體的光而在受光體上形成了一個(gè)陰影，該陰影的大小直接反映了當時(shí)在檢測區域內的紗線(xiàn)的軸向剖面的面積的大小。由于檢測區域寬度固定，所以也可以認為該陰影的大小直接反映了當時(shí)在檢測區域內的紗線(xiàn)的平均直徑的大小。同時(shí)，該陰影的大小決定了通過(guò)受光體的電流的大小，從而完成了一個(gè)由幾何量（平均直徑）的大小決定電量（電流）的大小的轉換過(guò)程。
在完成了直徑到電流的轉換之后，再使用電子電路和單片機實(shí)現檢測、處理，這些方法和電容式處理方式相同。
2.3 電容和光電式電清的優(yōu)缺點(diǎn)
電容式檢測方式的優(yōu)點(diǎn)：
(1)由于電容式檢測是根據紗線(xiàn)在極板中所占據的空間的大小來(lái)決定電容量的大小，所以電容式檢測可以在一定程度上反映出紗線(xiàn)體積或質(zhì)量的大小。
    (2)極板壽命比較長(cháng)。
(3)不受環(huán)境光線(xiàn)和紗線(xiàn)顏色的影響。 
電容式檢測方式的缺點(diǎn)：
(1)受空氣濕度影響特別明顯。
(2)極板電容太小，使得諧振頻率很高，檢測信號受系統分布電容的影響很大。 
光電式檢測方式的優(yōu)點(diǎn)：
(1)不受空氣濕度的影響。
(2)線(xiàn)性度好。 
光電式檢測方式的缺點(diǎn)：
(1)易老化，壽命短；
(2)易受環(huán)境光線(xiàn)和紗線(xiàn)顏色的干擾。
根據以上的分析可以看到兩種檢測方式各有千秋，為了克服各自缺點(diǎn)，最新一代的電清發(fā)展為電容和光電復合使用的檢測頭了，但成本就要大幅度上升。兩種檢測方式的電子清紗器性能比較：
清紗器型式        光電式        電容式
扁平紗疵        有可能漏切        不漏切
紗線(xiàn)捻度        影響大        無(wú)影響
紗線(xiàn)顏色        較大影響        略有影響
紗線(xiàn)光澤        有影響        無(wú)影響
紗線(xiàn)回潮率        影響小        影響大
纖維種類(lèi)        略有影響        無(wú)影響
混紡比        略有影響        無(wú)影響
外部雜散光        有影響        無(wú)影響
飛花灰塵積聚        影響大        無(wú)影響
機臺振動(dòng)        有影響        影響小
系統穩定性        穩定性差        穩定性好














3.自動(dòng)絡(luò )筒機電清的組成和工作原理
了解了電清的檢測機理，我們再來(lái)了解一下電清的組成和工作原理。自動(dòng)絡(luò )筒機主機的進(jìn)口品牌主要由德國賜來(lái)福公司、日本村田公司和意大利薩維奧公司所占據。國內主要有青島紡機和經(jīng)緯紡機。與自動(dòng)絡(luò )筒機配套的電子清紗器國外品牌主要有烏斯特、洛非、凱索凱、國內品牌主要有長(cháng)嶺等。雖然主機和電清種類(lèi)很多，但其工作原理基本相同。
下面以長(cháng)嶺的精銳系列自絡(luò )電清為例介紹一下自動(dòng)絡(luò )筒機電清的組成和工作原理。
3.1 系統組成
長(cháng)嶺精銳系列電子清紗器適用于配套村田、薩維奧等自動(dòng)絡(luò )筒機。電清采用大屏幕彩色液晶顯示屏，硬件采用ARM平臺，操作系統選用Windows CE，CAN現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，軟件功能強大，集清紗、紗疵分級、統計分析、錯支檢測、驗結、自檢、報警等功能于一體，適用于多種短纖紗線(xiàn)和混紡紗線(xiàn)。主要功能是在絡(luò )紗過(guò)程中有效清除紗線(xiàn)上的有害紗疵，達到提高紗線(xiàn)質(zhì)量的目的。
精銳系列電子清紗器由一個(gè)電控箱、60（或50）個(gè)處理器以及60（或50）個(gè)檢測頭組成，如圖所示。






圖5  精銳系列電子清紗器組成框圖
3.2 工作原理
處理器把來(lái)自檢測頭的紗線(xiàn)信號通過(guò)自動(dòng)增益控制電路，放大到規定的電平值，紗線(xiàn)信號經(jīng)A/D轉換器轉換為數字信號，微控制器對信號進(jìn)行分級、清紗處理，并將處理結果通過(guò)CAN總線(xiàn)傳遞到電控箱。電控箱實(shí)現與用戶(hù)的良好人機交互，進(jìn)行清紗分級控制，顯示操作，通訊、數據處理及統計分析。
4.精銳系列自絡(luò )電清的使用方法
4.1