基于声表面波器件的纱线张力传感器的研究

发布时间：2024-03-31 16:59

　　进入21世纪，传感器技术成为了世界各国瞩目的焦点，其作为新技术革命、信息社会及智慧社会发展的技术基础，已被广泛的应用于各行各业。近年来，随着纺织工业技术改革的不断深化，以传感器技术为基础的纺织机电一体化设备引起了人们的广泛关注和深入研究。其中，纱线张力传感器作为纺织机械设备中的重要组成部分成为该类设备的研究重点。 在纺纱和织造工艺中，纱线张力是一个很重要的参数，它将直接决定纱线和织物的生产产量和生产质量，因此，如何准确测量纱线张力成为人们迫切需要解决的任务。为了尽可能真实反映纱线张力大小，从而有效的对纱线张力大小进行控制，本文设计了一种新型的声表面波纱线张力传感器，着力研究声表面波纱线张力传感器的设计理论以及结构优化设计方法。本文主要研究内容和创新点如下： （1）设计了一种新型的声表面波纱线张力传感器。该传感器采用声表面波延迟线式振荡器来制作，具有结构简单、体积小和稳定性好等优点。选择零温度系数的42.75°Y切X方向传播石英单晶作为基片，从而器件无需温度补偿。设计了声表面波延迟线式振荡器的叉指换能器，具体设计参数包括：叉指换能器周期、叉指换能器指对数、声孔径、金属化比、金属膜厚度和叉...

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1电阻应变式纱线张力传感器结构示意图

行业中的难题之一，困难主要来量，而且是一个波动的量；二是纱内外已经研制出来纱线张力传感的应用于纺织行业。目前来说，国包括以下几类：电阻应变式纱线[29]、电容式纱线张力传感器31]、光纤Bragg光栅传感器式纱声表面波器件的纱线张力传感器

图1.5CCD图像传感器式纱线张力传感器原理框图

具有较好的动态响应特性、温度稳定性。但是，存在导纱轮易磨损的问题；电容式纱线张力传感器的输出也是模拟信号，所以易容受到外界干扰影响。图1.5CCD图像传感器式纱线张力传感器原理框图

图2.1声表面波振荡器制作版图

虽然降低了插入损耗，但是会引起器件频率响应畸变，从而影响器件工作性能。因此需要综合考虑，本文选用铝膜，其厚度一般选取3000。表2.2声表面波纱线张力传感器设计参数晶体石英单晶切向42.75°Y切X方向传播叉指换能器周期18.64μm声孔径1800μm输入叉指换能....

图2.3声表面波器件

文金属膜的石英单晶基片，其表面的金属膜仍然全部存留，还膜区域腐蚀掉，形成上文设计的叉指换能器图形。基片要立即洗净，进行烘干，最后检查叉指换能器此延迟线式声表面波振荡器基片制作完成。本文制示。如图2.4所示是该器件的频率特性曲线，可以瓣得到了很好的抑制。

本文编号：3944234