專利名稱：用于測量束狀、連續(xù)纖維組的規(guī)定長度的質(zhì)量和/或濕度的紡織機(jī)器的設(shè)備和紡織機(jī)器的制作方法
用于測量束狀、連續(xù)纖維組的規(guī)定長度的質(zhì)量和/或濕度的紡織機(jī)器的
設(shè)備和紡織機(jī)器
本發(fā)明涉及用于測量移動的、束狀纖維組(skein-like fiber batch)每
單位長度的質(zhì)量和/或濕度的用于紡織機(jī)器的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備特別 用于如并條機(jī)、梳刷機(jī)或精梳機(jī)等紡紗準(zhǔn)備機(jī)器，或者用于如紡紗機(jī)或巻 線機(jī)等紡紗廠中的機(jī)器。它包括具有測量室的微波諧振器和用于確定微波 諧振器的諧振器頻率和/或品質(zhì)因數(shù)(Q-因數(shù))的裝置，其中纖維組可通過該 測量室。
此外，本發(fā)明涉及紡織機(jī)器，特別是如并條機(jī)、梳刷機(jī)或精梳機(jī)等紡 紗準(zhǔn)備機(jī)器，或者如紡紗機(jī)或巻線機(jī)等紡紗廠中的機(jī)器。
紡織機(jī)器的操作通常使得有必要測量束狀、可移動纖維組的每單位長 度的質(zhì)量。本文的術(shù)語"束狀纖維組"是指，例如纖維梳條、紗線或麻 線。每單位長度的質(zhì)量表示包含在每單位長度中的纖維組的質(zhì)量。測量該 參數(shù)得到的結(jié)果被特別用于控制特定的紡織機(jī)器。此外，這些測量的結(jié)果 可被用于評估正在生產(chǎn)的纖維組的品質(zhì)。
由于下一代紡織機(jī)器的需要，特別是由于所計劃的增加的工作速度， 迄今主要被使用的用于確定移動纖維組的每單位長度的質(zhì)量的機(jī)械傳感 機(jī)器將不再勝任。
另 一方面，微波的應(yīng)用代表了用于測量纖維組的單位長度的質(zhì)量的新 方法。這包括了使將被測量的纖維組連續(xù)地通過微波諧振器中的測量室。 因?yàn)榧徔椑w維組的介電特性不同于周圍空氣的介電特性，因此纖維組通過 微波諧振器影響了諧振頻率和諧振器的品質(zhì)因數(shù)。
將由微波發(fā)生器產(chǎn)生的具有變化頻本的微波信號耦合到微波諧振器中是用于確定微波諧振器的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)的已知方法。通常，這包
括在規(guī)定頻率范圍內(nèi)連續(xù)地或以規(guī)定的步進(jìn)(step)進(jìn)行移動；對于每個耦合 到諧振器的微波信號的頻率，微波諧振器中產(chǎn)生的振蕩幅度被確定。
以這種方式被記錄的諧振曲線允許確定微波諧振器的諧振頻率(即，幅 度最大時的頻率)和品質(zhì)因數(shù)。該過程的第一步是根據(jù)諧振曲線確定微波諧 振器的帶寬。這里應(yīng)用下面的規(guī)則帶寬為諧振曲線中幅度大于或等于最 大幅度的1/V^的區(qū)域。然后，品質(zhì)因數(shù)可通過諧振頻率除以帶寬而被容易 地確定。
當(dāng)制造和/或加工紡織纖維組時，最重要的是纖維組的干質(zhì)量，即，材 料本身。然而，纖維組，特別是當(dāng)它們包含棉等自然纖維時，它們往往吸 收濕氣。干質(zhì)量和濕度影響微波諧振器的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)。然而，因 為它們是以不同的方式影響的，因此對微波諧振器的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù) 的測量結(jié)果可被用于確定纖維組的千質(zhì)量以及它的含水量。為了清楚起 見，應(yīng)該注意到，本文使用的術(shù)語"每單位長度的質(zhì)量"是指每單位長度 的干材料的絕對質(zhì)量，而術(shù)語"濕度"是指纖維組的每單位長度觀測到的 水分的絕對質(zhì)量。
在已知的方法中，測量時間至少與經(jīng)過前面規(guī)定的頻率范圍所需的時 間一樣長。然而，因?yàn)槲⒉ㄖC振器的幅度僅在改變振蕩器的頻率之后調(diào)整 期(settling period)已經(jīng)過去時才獲得它的最終值，因此不可能以無限的 速度經(jīng)過頻率范圍。例如，當(dāng)線性頻率改變的情況下，通過用將要覆蓋的 頻率范圍除以微波諧振器的帶寬的平方，可估計出所需的最小的測量時 間。然而，如果所需精度要求嚴(yán)格的化，那么所需的測量時間將進(jìn)一步被 增力口。
然而，如果測量時間被增加到使得瞬時調(diào)整過程不再起到重要的作用 的程度，那么當(dāng)纖維組移動通過諧振器時，用于諧振曲線的所測得的幅度 值是與該纖維組的不同段(segment)相關(guān)的。這反過來導(dǎo)致當(dāng)纖維組更快 速地移動時，不準(zhǔn)確度變得更加嚴(yán)重。
因此，已知方法的缺點(diǎn)是，對纖維組的每單位長度的質(zhì)量和/或它已經(jīng) 吸收的濕度的測量所需的精度是根本不可能實(shí)現(xiàn)的，特別是如果纖維組正在快速地移動時更是如此。
因此，本發(fā)明的目的是提出避免剛剛提到的缺點(diǎn)的紡織機(jī)器或用于紡 織機(jī)器的設(shè)備。特別地，測量時間應(yīng)該被縮短，從而改善對纖維組的每單 位長度的質(zhì)量和/或它已經(jīng)吸收的濕度的測量的精度。
該任務(wù)是通過獨(dú)立的權(quán)利要求的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括微波振蕩器，該微波振蕩器包括有源放大器裝 置和與該放大器裝置相關(guān)聯(lián)的反饋網(wǎng)絡(luò)，該反饋網(wǎng)絡(luò)具有頻率確定諧振裝
置(frequency-determining resonant arrangement)。 以這種方式形成的微波 振蕩器的基本操作原理是，放大器的輸入端的輸入信號由該放大器放大， 并且以這種方式在放大器的輸出端產(chǎn)生的信號通過反饋網(wǎng)絡(luò)被耦合回到 放大器的輸入端。這種類型的微波振蕩器也被稱作反饋振蕩器、二端口振 蕩器，或在更早的文獻(xiàn)中，被稱作四極振蕩器。實(shí)際上，振蕩僅發(fā)生在形 成振蕩的被稱作幅度條件和相位條件都被滿足的情況下。
幅度條件規(guī)定振蕩器僅在放大器克服反饋網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的衰減的情況 下振蕩，即，在放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)的總放大的值是l的情況下振蕩，而相 位條件規(guī)定振蕩僅在放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)中的相移總和取2tt的正整數(shù)倍 數(shù)或負(fù)整數(shù)倍數(shù)(包括0)的值時發(fā)生。
為了獲得規(guī)定頻率的振蕩，反饋網(wǎng)絡(luò)包括諧振裝置，它的作用是對 于特定頻率，換句話說，對于諧振頻率，幅度條件和相位條件被滿足。因 此，諧振裝置也確定了微波振蕩器的頻率。
因此，頻率確定諧振裝置能夠以LC諧振電路的形式進(jìn)行電振蕩。因 此，它能夠表示為具有電感、電容、和電阻(為了考慮損耗)的LC諧振電路 的等效電路圖。因此，微波振蕩器工作的方式與LC振蕩器的操作相對應(yīng)。
LC振蕩器的總體結(jié)構(gòu)和操作的主要模式在如U. Tietze, Ch. Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik(半導(dǎo)體電路工程)，第四版，柏林1978中被描 迷，從第419頁開始。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中，微波諧振器是反饋網(wǎng)絡(luò)中的頻率確定諧振裝置，使得微波諧振器的諧振頻率確定微波振蕩器的頻率。
因?yàn)槲⒉ㄖC振器的諧振頻率取決于位于其中的纖維組的每單位長度 的質(zhì)量，因此微波振蕩器的頻率允許關(guān)于測量室中的纖維組的每單位長度 的質(zhì)量作出結(jié)論，而無需以本領(lǐng)域中眾所周知的方式記錄并評估諧振曲 線。因此，產(chǎn)生測量結(jié)果所需的時間被大大地縮短，并且因此測量值的精 度可被增加，即使是纖維組的通過速度上升也是如此。在進(jìn)行測量期間， 單個測量結(jié)果不因纖維組的段的移動而產(chǎn)生虛假信息。
只需注意到以下限制只有在含水量是已知的條件下，纖維組的每單 位長度的質(zhì)量才可單獨(dú)根據(jù)微波振蕩器的頻率而被足夠精確地確定。例 如，含水量可由分開的濕度測量計來確定。
優(yōu)選地，用于產(chǎn)生與^t波振蕩器的頻率相對應(yīng)的頻率信號的頻率測量 裝置被提供。以這種方式產(chǎn)生的頻率信號可被用于控制紡織機(jī)器和/或確定 纖維組的品質(zhì)。
取決于頻率信號將對其提供以進(jìn)一步處理或使用的設(shè)備的性質(zhì)，頻率 信號可優(yōu)選地以^f莫擬信號和/或數(shù)字信號的形式來提供。
在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，有源放大器裝置具有幅度控制元件，其具 有可由幅度控制信號調(diào)節(jié)的放大因數(shù)。在這種情況下，幅度4企測器被提供 以產(chǎn)生幅度控制信號。本文的幅度控制信號用以下方式產(chǎn)生有源放大器 裝置(包括幅度控制元件)與反饋網(wǎng)絡(luò)提供的放大一起產(chǎn)生的總放大保持為 常數(shù)值1。
現(xiàn)在，幅度控制信號對應(yīng)于微波諧振器的品質(zhì)因數(shù)。這是因?yàn)?，對?給定的激勵，諧振器電路中的振蕩的幅度取決于其品質(zhì)因數(shù)。當(dāng)品質(zhì)因數(shù) 增加時，并聯(lián)的諧振電路的振蕩幅度也增加，并且放大也增加。因此，如 果總放大將被保持在常數(shù)值1,那么有源放大電路的放大因數(shù)必須被降低。 相反地，當(dāng)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)減小時，諧振電路中的振蕩幅度也減小， 并且它的放大也減小，使得放大裝置的放大因數(shù)必須被增加。因此，現(xiàn)在， 可測量微波諧振器的品質(zhì)因數(shù)，而無需記錄并評估諧振曲線所需的大量工 作。然后，幅度控制信號表示的品質(zhì)因數(shù)可以用已知的方式評估。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，幅度檢測器被用于將對應(yīng)于有源放大器裝 置的輸入信號的幅度信號的量與設(shè)定值進(jìn)行比較，其結(jié)果是輸入信號以恒 定的幅度振蕩。在這種情況下，防止了對有源放大器裝置的輸入過驅(qū)動
(overdrive )，而無需進(jìn)一 步測量。
在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式中，幅度檢測器被用于將對應(yīng)于有源放大器 裝置的輸出信號的幅度信號的量與設(shè)定值進(jìn)行比較，其結(jié)果是輸出信號以 恒定的幅度振蕩。在這種情況下，防止了對有源放大器裝置的輸出過驅(qū)動， 而無需進(jìn)一步測量。
如果有源放大器裝置在其線性幅度范圍內(nèi)工作，那么得到幅度控制信 號與微波諧振器的品質(zhì)因數(shù)之間的線性關(guān)系。這簡化了對品質(zhì)因數(shù)的確 定。
優(yōu)選的裝置是，對于有源放大器裝置，包含與幅度控制元件串聯(lián)的、 具有恒定放大因數(shù)的放大器。按照這種方式，"放大"和"放大控制"功 能可通過已經(jīng)為了這些目的而被優(yōu)化的模塊來實(shí)現(xiàn)。
幅度控制信號可以模擬信號和/或數(shù)字信號的形式被產(chǎn)生。例如，它可 作為模擬信號被提供給模擬幅度控制元件，并且，同時，作為數(shù)字信號被 提供，用于進(jìn)一步評估。
優(yōu)選地，信號評估級(signal evaluation stage)被提供，其根據(jù)頻率信 號和幅度控制信號產(chǎn)生了束狀、移動纖維組的每單位長度的質(zhì)量的測量值 和/或含水量的測量值。按照這種方式產(chǎn)生的測量結(jié)果可被直接地應(yīng)用于控 制紡織機(jī)器和/或確定纖維組的品質(zhì)。
優(yōu)選地，微波振蕩器是以這種方式被設(shè)計的，即，有源放大器裝置在 其線性幅度范圍內(nèi)工作。在這種情況下，對放大器裝置的輸出信號的幅度 的控制被簡化。所涉及的測量精度也被改善。特別地，避免了因?qū)τ性捶?大器裝置過驅(qū)動而產(chǎn)生的測量誤差。
在一個實(shí)施方式中，微波諧振器包含耦合裝置，其將測量室耦合到有 源放大器裝置的輸入信號和輸出信號。其優(yōu)點(diǎn)是只需要一個耦合裝置。只 包含單個耦合裝置的微波諧振器也被稱作單端口諧振器。優(yōu)選地，變壓器被提供以實(shí)現(xiàn)耦合裝置與有源放大器裝置的輸入和輸 出的耦合。除了這種類型的電感耦合，以電容和/或電阻方式的耦合也是可能的。
優(yōu)選地，微波振蕩器被實(shí)現(xiàn)為三點(diǎn)(Hartley或Colpitts)振蕩器。在本文 中，優(yōu)選地，電感(Hartley)振蕩器被使用。三點(diǎn)電路構(gòu)造相對簡單，并且 當(dāng)使用單端口諧振器時，三點(diǎn)電路特別適用。電感三點(diǎn)電路的基本原理例 如在已經(jīng)引用的U. Tietze和Ch. Schenk的書的第423開始被解釋。
可選擇地，微波諧振器可被實(shí)現(xiàn)為兩端口諧振器。它包括耦合入裝置 和耦合出裝置，通過該耦合入裝置，放大器裝置的輸出信號被耦合入測量 室，通過該耦合出裝置，測量室被耦合出至放大器裝置的輸入信號。具有 兩個耦合裝置的微波諧振器也被稱作兩端口諧振器。
微波振蕩器可被實(shí)現(xiàn)為Meissner振蕩器的形式，特別是當(dāng)該諧振器被 實(shí)現(xiàn)為兩端口諧振器時。Meissner振蕩器的基本原理例如在已經(jīng)多次引用 的U. Tietze和Ch. Schenk的書的第421頁開始被描述。
優(yōu)選地，幅度檢測器包含整流電路以對幅度信號進(jìn)行整流，并包括差 分放大器以根據(jù)已整流的幅度信號和可指定的參考信號產(chǎn)生幅度控制信 號。這為幅度檢測器產(chǎn)生了相對簡單的結(jié)構(gòu)。
在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，幅度檢測器包含從幅度信號耦合出具有 相同相位的一個分量(也被稱作同相信號)和具有90度相移的另一個分 量(也被稱作正交信號)的優(yōu)選為混合耦合器的裝置、對同相分量進(jìn)行平方 的第一平方電路、對相移了 90度的分量進(jìn)行平方的第二平方電路、產(chǎn)生 與平方的同相分量和平方的相移分量之和成正比的比例信號的求和》文大 器、以及通過將比例信號與規(guī)定的參考信號進(jìn)行比較而產(chǎn)生幅度控制信號 的差分放大器。按照這種方式被設(shè)計的幅度檢測器可實(shí)現(xiàn)對總放大的快速 調(diào)控。
優(yōu)選地，至少存在一個FPGA。優(yōu)選地，通過被適當(dāng)配置的FPGA可 實(shí)現(xiàn)信號評估級。然而，也可通過被適當(dāng)配置的FPGA實(shí)現(xiàn)頻率測量裝置 和/或幅度檢測器。優(yōu)選地，單個FPGA被配置成實(shí)現(xiàn)這些模塊中的幾個或所有模塊的功能。
FPGA("現(xiàn)場可編程門陣列"的縮寫)是可編程的邏輯器件，其功能可通 過內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特殊配置被規(guī)定。因?yàn)檫@個原因， 一個且同一個FPGA可實(shí) 現(xiàn)幾乎無限范圍的電路。這提供了比專用集成電路(ASIC)更高的成本優(yōu)勢。 與功能必須由順序執(zhí)行程序規(guī)定的微處理器相比，F(xiàn)PGA提供了并行信息 處理的選4李，其導(dǎo)致了高處理速率。
優(yōu)選地，微波諧振器和相關(guān)聯(lián)的電路特別是變壓器、放大器、幅度控 制元件、輸入端的終端電阻、輸出端的終端電阻、頻率測量裝置、幅度檢 測器和/或信號評估級中的至少一些被包含在共同的外殼中。這可以用 一種 簡單的方式提供整個裝置所需的針對紡織環(huán)境中出現(xiàn)的灰塵、飛揚(yáng)的纖 維、溫度變化、機(jī)械影響等的防護(hù)。
優(yōu)選地，該裝置包括具有身見定協(xié)議的通信接口，用于將該裝置連接到 紡織機(jī)器的通信端口?，F(xiàn)代紡織機(jī)器具有大量控制中所涉及的模塊。通信 端口被提供以將這些模塊進(jìn)行鏈接。因此，如果根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備具有根 據(jù)適當(dāng)?shù)膮f(xié)議工作的通信接口 ，那么該設(shè)備可在制造時容易地安裝到紡織 機(jī)器，或改裝到現(xiàn)有機(jī)器。如果總線接口被使用，那么所需的電纜線路總 數(shù)可被最小化。CAN總線接口是特別合適的。
根據(jù)本發(fā)明的紡織機(jī)器的特征是，其具有至少 一個根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。
本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)將在下面的特定實(shí)施方式的實(shí)施例中被描述。它 們示出了


圖1是作為根據(jù)本領(lǐng)域目前水平的紡織機(jī)器的例子的并條機(jī)； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的并條機(jī)；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的具有單端口微波諧振器的設(shè)備；
圖4是根據(jù)圖3的設(shè)備的等效電路圖5是根據(jù)本發(fā)明的具有單端口微波諧振器的又一個設(shè)備；圖6是根據(jù)圖5的設(shè)備的等效電路圖7是根據(jù)本發(fā)明的具有二端口微波諧振器的設(shè)備；
圖8是根據(jù)圖7的設(shè)備的等效電路圖9是根據(jù)本發(fā)明的具有二端口微波諧振器的又一個設(shè)備;
圖IO是根據(jù)圖9的設(shè)備的等效電路圖11是幅度檢測器的實(shí)施方式；
圖12是幅度檢測器的又一個實(shí)施方式；以及
圖13是微波諧振器的實(shí)施方式的實(shí)施例。
圖1示出了根據(jù)本領(lǐng)域目前水平構(gòu)造的作為紡織機(jī)器1的例子的并條 機(jī)。提供到并條機(jī)1的纖維組FB在LR的方向上移動，通過梳條導(dǎo)向裝 置(sliver guide) 2、入口傳感器單元3、偏轉(zhuǎn)單元4、牽伸系統(tǒng)(drafting system) 5、出口導(dǎo)向裝置6和梳條存儲機(jī)構(gòu)7。
僅示意性地示出的梳條導(dǎo)向裝置2包含偏轉(zhuǎn)管8，其被定位成提供給 它的纖維組FBZU可采用來自于被放置在并條機(jī)1的旁邊的梳條筒9的纖維 梳條FBzu的形式。然而，梳條導(dǎo)向裝置2也可被設(shè)計成它可采用直接從 運(yùn)轉(zhuǎn)的梳刷機(jī)提供給它的纖維梳條FB，同樣地，并且在實(shí)際中是最常見 的情況，梳條導(dǎo)向裝置2可被設(shè)計為同時采用大量來自于各種可利用梳條 筒9的纖維梳條FB，當(dāng)纖維梳條FBzu在下面被提到時，不應(yīng)該排除所指 的是幾個纖維梳條FBZU的可能性。
輸入的纖維梳條FBZU由梳條導(dǎo)向裝置2傳輸?shù)饺肟趩卧?。入口單元 3包括入口喇叭口 (inletfunnd) 3a和感測輥3b、 3b'驅(qū)動對，感測輥3b、 3b'驅(qū)動對由固定的軸承上的輥3b和負(fù)載被應(yīng)用到的可移動輥3b'組成。
一方面，感測輥對3b、 3b'用于將纖維梳條FB^拉動通過入口喇叭口 3a,從而， 一方面壓縮它，另一方面逐段地確定正在通過的纖維梳條FBzu 的單位長度的質(zhì)量。為了最后的任務(wù)，位移傳感器3c被提供來檢測可移動輥3b'的移動。最后，按照這種方式，纖維梳條FBzu的直徑被測量，根據(jù) 測得的直徑計算FBzu的每單位長度的質(zhì)量。在入口區(qū)域中，換句話說，在 牽伸系統(tǒng)5的上游，正在通過的纖維梳條FBzu的每單位長度的質(zhì)量被確定。 換句話說，機(jī)械感測被使用。在這里單獨(dú)被測量的段AB具有幾毫米的長 度。對于每個被測量的段，位移傳感器3c產(chǎn)生測量結(jié)果MW。
具有梳條偏轉(zhuǎn)桿4a、 4b、 4c和4d的偏轉(zhuǎn)單元4的任務(wù)是在橫穿移 動方向的方向上，均勻地加寬來自于入口單元3的纖維梳條FBzu，從而釋 放在入口單元3中所產(chǎn)生的對纖維梳條FBZU的壓縮。
當(dāng)纖維梳條FBzu從入口單元3傳輸?shù)綘可煜到y(tǒng)5時，纖維梳條FBZU 受到由感測輥對3a、 3a，和進(jìn)給輥對5a、 5a，的不同圓周速度而產(chǎn)生的進(jìn)給 張力的影響。
牽伸系統(tǒng)5包含一對進(jìn)給輥5a、 5a，、 一對中心輥5b、 5b，和一對傳送 輥5c、 5c，。輥對5a和5a，、 5b和5b，、 5c和5c，是以這種方式4皮驅(qū)動 即，在傳輸方向上從一個輥對到下一個輥對速度增加。因此，纖維梳條在 初步牽引區(qū)域VVF以及主牽引區(qū)域VF中都被牽引，初步牽引區(qū)域VVF 產(chǎn)生于進(jìn)給輥對5a、 5a，與中心輥對5b、 5b，之間的空間中，主牽引區(qū)域 VF形成于中心輥對5b、 5b，和傳送輥對5c、 5c，之間。
牽伸系統(tǒng)5的下部的輥5a、 5d、 5c被固定在合適的位置，而上部的輥 5a，、 5b，、 5c，被安裝在可移動的軸承上，并且上部的輥5a，、 5b，、 5c，通過 未示出的加載的裝置被擠壓在下部的輥5a、 5b、 5c上，從而在纖維梳條 FBZU上施加牢固的把持。
出口導(dǎo)向裝置6包括出口喇叭口 6a以及引出輥6b、 6b，驅(qū)動對，其中 一個輥6b被固定在合適的位置，另一個輥6b，被安裝在可移動軸承上。出 口喇叭口 6a的作用是壓縮被牽伸的纖維梳條FBVZ，從而產(chǎn)生緊密的纖維 梳條FBab。
引出輥6b、 6b，首先用于將纖維梳條FBab拉出出口喇叭口 6a，并且還 進(jìn)一步壓緊纖維梳條FBab。除了這樣，移動地被安裝的輥6b，與另一個位 移傳感器6c相關(guān)聯(lián)，以產(chǎn)生測量值MW，，該測量值MW，對應(yīng)于露出來的纖維梳條FBab的每單位長度的質(zhì)量。這意味著，在傳統(tǒng)的并條機(jī)l上，使 用機(jī)械傳感器以確定露出來的纖維梳條FBab的每單位長度的質(zhì)量的原則
也被應(yīng)用于牽伸系統(tǒng)5的下游的出口區(qū)域。
在本文中未詳細(xì)說明的梳條存儲機(jī)構(gòu)7提供了將并條機(jī)1產(chǎn)生的纖維
梳條FBab依次存儲在梳條筒12中。
牽伸系統(tǒng)5可通過控制單元13而受控制。才喿作單元14被分配給控制 單元13,其允許用戶指定控制值，該控制值然后被提供以作為控制單元 13的輸入量。按照這種方式被用戶指定的輸入量包括，例如，正在被創(chuàng)建 的纖維梳條FBab的期望傳送速度LG和期望的梳條重量BG。本文中的傳 送速度LG是指被牽伸的纖維梳條FB離開牽伸系統(tǒng)5的速度。另一方面， 梳條重量BG描述了從并條機(jī)1中取出的纖維梳條FBab的每單位長度的平 均質(zhì)量。輸入給控制單元13的另一個量是當(dāng)前的測量結(jié)果MW,其從入 口傳感器單元3自動地傳送到控制單元13。僅一部分所選的輸入給控制單 元13的量被示出。實(shí)際上，其它輸入量被提供給控制單元13。
控制單元13是以這樣的方式被設(shè)計的，即，根據(jù)其輸入量，它通過 未示出的驅(qū)動裝置作用而控制輸入輥對5a、 5a，的旋轉(zhuǎn)速度、中心輥對5b、 5b，的速度、傳送輥對5c、 5c，的速度。在未受調(diào)控的操作中，固定的初步 牽伸被指定給初步牽引區(qū)域VVF,并且固定的主牽伸被指定給主牽引區(qū)域 VF。
另一方面，在受調(diào)控的操作中，對牽伸進(jìn)行改變，也被稱作控制調(diào)節(jié)， 以向傳送到牽伸系統(tǒng)5的纖維梳條FBzu提供更好的一致性。根據(jù)位移傳感 器3c得到的測量結(jié)果，進(jìn)行這種類型的控制調(diào)節(jié)。在牽伸系統(tǒng)5的上游進(jìn) 行測量的控制系統(tǒng)通常被稱作開環(huán)控制。在這種類型的控制系統(tǒng)中，必須 考慮到所4是供的纖維梳條FBzu的段AB到待進(jìn)行控制調(diào)節(jié)的點(diǎn)REP的所經(jīng) 過的距離或傳輸時間。所經(jīng)過的距離和傳輸時間是由牽伸系統(tǒng)的進(jìn)給速度 聯(lián)系起來的。
被提供給牽伸區(qū)域VF的纖維組FBZU包括一段跟著一段的一 系列段。 本文中，圖解說明時正在被傳感器單元3c所測量的段被給與參考符號 ABn。段AB^位于段ABn的下游。為了簡便起見，其它段未給出標(biāo)識性參考符號。對于每個段，獲得至少一個測量結(jié)果MW,其對應(yīng)于被考慮的段
AB的每單元長度的質(zhì)量，并且被傳送給控制單元13。
當(dāng)被測的段AB。到達(dá)控制動作點(diǎn)REP即AB、指示的位置時，控制單 元13發(fā)起合適的控制調(diào)節(jié)。例如，如果段ABn具有高出的每單位長度的 平均質(zhì)量，那么牽伸被增加以使纖維梳條FB平坦(even out )。
特別地，表示輸入的纖維梳條FBZU的每單位長度的質(zhì)量的被測值MW 的精度對于產(chǎn)生的纖維梳條FBab的品質(zhì)是很重要的。產(chǎn)生的纖維梳條FBab 的一致性越大，品質(zhì)越好。
本領(lǐng)域目前眾所周知的用于監(jiān)控產(chǎn)生的纖維梳條FBab的品質(zhì)的方法 是使用評估單元15,其根據(jù)測量喇叭口 6a提供的被測值MW，計算變動系 數(shù)(variation coefficient);該系數(shù)表示對于給定參考長度的纖維梳條FBab 的梳條不規(guī)則百分比(percentage sliver irregularity )。參考長度也被稱作切 斷長度，并且變動系數(shù)也被稱作CVQ/。值。實(shí)際上，使用的切斷長度在幾厘 米到幾米的范圍內(nèi)。然而，只有當(dāng)被測值本身具有高精度時，才能獲得可 靠的CV。/。值。例如，被確定的CV。/。值可被顯示在顯示器16上，或者可被 存儲以用于以后的評估。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的、作為紡織機(jī)器1的實(shí)施例的并條機(jī)1。其 特征在于，入口單元3的區(qū)域中的根據(jù)本發(fā)明的第一設(shè)備20和出口導(dǎo)向 裝置6的區(qū)域中的根據(jù)本發(fā)明的第二設(shè)備20'。根據(jù)本發(fā)明的第一設(shè)備20 替代了圖1中示出的并條機(jī)l的傳感器3c。本文中，設(shè)備20也將被用于 確定被提供給牽伸系統(tǒng)5的纖維梳條FBzu的段AB的每單位長度的質(zhì)量， 并產(chǎn)生包含該信息的被測值。
按照已知的方式使用被測值MW以控制并條機(jī)1 。在無需接觸的情況 下利用微波確定每單位長度的質(zhì)量。由于沒有慣性質(zhì)量，因此不存在提升 并條機(jī)工作速度的阻礙。通過評估根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備20的測量室22的介 電特性，完成對纖維梳條FB的每單位長度的質(zhì)量的確定。設(shè)備20產(chǎn)生的 被測值MW表示纖維組FBzu的每單位長度的干質(zhì)量，其避免了在控制紡 織機(jī)器1時由于纖維梳條FBzu的含水量的改變而產(chǎn)生的誤差。因?yàn)橛筛鶕?jù) 本發(fā)明的設(shè)備20進(jìn)行測量所需的時間短于已知的微波測量設(shè)備進(jìn)行測量時所需的時間，因此即使當(dāng)纖維組FBZU高速移動時，被測值MW仍然保
持精確。完全避免了對連續(xù)的許多段AB的每單位長度的質(zhì)量進(jìn)行平均。 每個一皮測值MW^青確地表示1段AB。
根據(jù)本發(fā)明的另一個設(shè)備20'逐段對將被存放的纖維組FBab的每單位 長度的質(zhì)量進(jìn)行測量。對應(yīng)于每單位長度的質(zhì)量的被測值MW'是以已知的 方式被提供給評估單元15,并且被用于產(chǎn)生指示品質(zhì)的量。被測值MW' 是根據(jù)測量室21'的介電特性獲得的。介電特性是以與根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備 20工作的方式相似的方式被確定的。然而，將注意到，因?yàn)樵谶@里將^L測 量的纖維組FBab的速度通常更高，因此將根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備20'放置在出 口導(dǎo)向裝置6的區(qū)域中是特別有用的。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備20的第一個可能的實(shí)施方式。它包括 具有測量室22的微波諧振器21 。纖維梳條FB可被在移動方向LR上連續(xù) 地輸送測量室22通過入口開口 23并通過出口開口 24。微波諧振器21包 括耦合裝置25。因此，它被實(shí)現(xiàn)為單端口諧振器。如圖3中示意性所示， 耦合裝置25可為電感耦合環(huán)。然而，在根據(jù)本發(fā)明的裝置的任何基本操 作原理不發(fā)生任何改變的情況下，其它耦合裝置也是必要的，例如電容 耦合桿。耦合裝置25通過變壓器26將諧振器21并且因此測量室22與有 源放大器裝置27、 28的輸入信號ES以及輸出信號AS耦合。
通過變壓器26的方式的耦合應(yīng)該被認(rèn)為是示例。例如，如果電路中 的接地點(diǎn)被適當(dāng)?shù)匾苿?，那么在裝置的任何基本操作原理不發(fā)生任何改變 的情況下，變壓器26可被省略。
有源放大器裝置27、 28的輸入側(cè)的末端是電抗29,輸出側(cè)的末端是 電抗30。它包括具有恒定放大因數(shù)的放大器27和與之串聯(lián)的幅度控制元 件28,該幅度控制單元28的放大可通過幅度控制信號ASS來調(diào)節(jié)。幅度 信號APS是從放大器27和幅度控制元件28之間的節(jié)點(diǎn)獲得的；由于恒定 的放大因數(shù)，因此幅度信號APS與輸入信號ES成正比。幅度信號APS被 傳送到頻率測量裝置31和幅度檢測器32。
頻率測量裝置31根據(jù)幅度信號APS產(chǎn)生頻率信號FS;頻率信號對應(yīng) 于微波振蕩器的頻率。另一方面，幅度檢測器32將幅度信號APS與規(guī)定的設(shè)定值SW進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較結(jié)果產(chǎn)生幅度控制信號ASS,該幅 度控制信號ASS被用于控制幅度控制元件28的放大因數(shù)。幅度控制信號 ASS也被提供給信號評估級33。頻率信號FS也從頻率測量裝置31被提供 給信號評估級33。
信號評估級33評估該信號，并產(chǎn)生對應(yīng)于位于測量室22中的纖維組 FB的每單位長度的質(zhì)量的被測值MW和對應(yīng)于位于測量室22中的纖維組 FB的含水量的被測值MF。
圖4示出了圖3說明的設(shè)備20的等效電路圖。對于任何特定的諧振 頻率，原則上，微波諧振器20的電操作能夠顯示為單個并聯(lián)諧振電路的 等效電路圖，或顯示為具有單個串聯(lián)諧振電路的等效電路圖的形式。微波 諧振器20是由串聯(lián)諧振電路表示還是并聯(lián)諧振電路表示的問題，最終是 根據(jù)使用的耦合類型確定哪個是最方便的問題。
在不限制討論的一般性的情況下，示出了并聯(lián)諧振電路的等效電路圖 將在下面被討論。此外，已知的對偶原理可被用于找到使用串聯(lián)諧振電路 的等效電路，并通過電容輸入和/或輸出耦合來替換電感輸入和/或輸出耦到。
因此，微波諧振器21的電特征可由并聯(lián)的電阻器Rl、電容器C1和 電感器L1表示。因此，從電的角度來看，微波諧振器21是由包含R1、 Cl和L1的并聯(lián)諧振電路表示的。測量室22中存在的纖維組FB的干材料 含量的質(zhì)量和濕氣含量的質(zhì)量影響了電阻R1的值和電容C1的值。因此， 并聯(lián)諧振電路Rl 、 Cl 、 Ll的品質(zhì)因數(shù)和諧振頻率都被改變。然而，因?yàn)?纖維梳條的干材料的比例對并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll的特征參數(shù)的影響 與纖維梳條FB的含水量對并聯(lián)諧振電路的特征參數(shù)的影響遵循不同的定 律，因此對并聯(lián)的諧振電路R1、 Cl、 Ll的品質(zhì)因數(shù)和諧振頻率的了解允 許測量室22中存在的纖維組FB的含水量的每單位長度的質(zhì)量和干成分的 每單位長度的質(zhì)量被找到。圖3中示出的、并與微波諧振器21相關(guān)聯(lián)的 耦合裝置25通過電感器L2被示出在圖4中。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備20的中心是微波振蕩器50。它包括具有通過反饋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行反饋的有源放大器裝置27、 28。反饋網(wǎng)絡(luò)主要是由變壓器26、 電感器L2和表示微波諧振器21的并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll組成的。反 饋網(wǎng)絡(luò)的傳輸因數(shù)在并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll的諧振頻率處是最高的， 并且因此微波振蕩器50在并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll的諧振頻率處諧振。 因此，并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll也被稱作頻率確定并聯(lián)諧振電路。
反饋網(wǎng)絡(luò)在并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll的諧振頻率處的傳輸因數(shù)還取 決于它的品質(zhì)因數(shù)。在圖4中示出的實(shí)施方式中，通過調(diào)節(jié)幅度控制元件 28的放大因數(shù)，放大器裝置27、 28的輸入信號ES的幅度保持恒定。這是 通過將與輸入信號ES成正比的幅度控制信號APS與幅度^r測器32中的 設(shè)定值SW進(jìn)行比較完成的。如果存在差別，那么通過幅度控制信號ASS 對幅度控制元件28的放大因數(shù)進(jìn)行改變直到差別消失。在這里，通過增 加幅度控制元件28的幅度，并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll的品質(zhì)因數(shù)的減小 被補(bǔ)償。相反地，并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll的品質(zhì)因數(shù)的增加導(dǎo)致幅度 控制元件28中的放大的減小，從而有源放大器裝置27、 28和反饋網(wǎng)絡(luò)的 總放大始終是恒定的?，F(xiàn)在，幅度控制信號ASS的值是并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll的品質(zhì)因數(shù)的度量。
因此，無需像已知微波設(shè)備中完成的那樣記錄諧振曲線，示出的設(shè)備 20可產(chǎn)生對應(yīng)于微波諧振器21的諧振頻率的信號FS和對應(yīng)于微波諧振器 21的品質(zhì)因數(shù)的信號ASS。在這里，圖4中示出的微波振蕩器50根據(jù)電 感的三點(diǎn)電^各的原理工作。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一個實(shí)施例。相關(guān)聯(lián)的等效電路圖 在圖6中被示出。與圖3和圖4中示出的實(shí)施方式相比，放大器27和幅 度控制元件28的順序已經(jīng)被翻轉(zhuǎn)。幅度信號APS'正比于放大器裝置27、 28的輸出信號AS。幅度控制信號ASS是根據(jù)幅度信號APS'和設(shè)定值SW* 產(chǎn)生的，這用于調(diào)節(jié)幅度控制元件28的放大。示出的電路保證了有源放 大器裝置27、 28的輸出信號以恒定的幅度振蕩。同樣，根據(jù)圖5和圖6 的設(shè)備保證了有源放大器裝置27、 28和反饋網(wǎng)絡(luò)的總放大保持恒定。由 于并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll的品質(zhì)因數(shù)的降低引起的反饋網(wǎng)絡(luò)的放大因 數(shù)的減小是通過增加放大控制元件28中的放大而被平衡的。因此，對此所需的幅度控制信號ASS是對微波諧振器21的品質(zhì)因數(shù)的度量。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備20的又一個可能的實(shí)施方式。在這里， 微波諧振器21是通過兩端口諧振器的形式被實(shí)現(xiàn)的。在這種情況下，向 內(nèi)耦合裝置(inward coupling arrangement) 34是與微波諧振器21相關(guān)聯(lián) 的，通過該向內(nèi)耦合裝置34，放大器裝置27、 28的輸出信號AS被耦合 入測量室22。此夕卜，向外耦合裝置(outward coupling arrangement) 35是 與微波諧振器21相關(guān)聯(lián)的，通過該向外耦合裝置35,放大器裝置27、 28 的輸入信號ES被耦合出測量室22。該裝置的剩余結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于圖3 和圖4中示出的實(shí)施方式。
在根據(jù)圖8的設(shè)備的等效電路圖中，向內(nèi)耦合裝置34是由電感器L3 表示的。向外耦合裝置35是以相同的方式由電感器L4表示的。在這里示 出的微波振蕩器50根據(jù)Meissner振蕩器的原理工作。在這里的反饋網(wǎng)絡(luò) 包括電感器L3和L4以及并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll。在這種類型的裝置 中，并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll的諧振頻率再次確定振蕩器50的頻率。同 樣地，并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll的品質(zhì)因數(shù)確定了反饋網(wǎng)絡(luò)的放大因數(shù)。 以在圖3和圖4的上下文中已經(jīng)說明的方式，對應(yīng)于并聯(lián)諧振電路R1、 Cl、 Ll的諧振頻率的頻率信號FS被產(chǎn)生，同樣產(chǎn)生包含與并聯(lián)諧振電路 Rl、 Cl、 Ll的品質(zhì)因數(shù)有關(guān)的信息的幅度控制信號ASS。然后從這兩個 信號FS和ASS得到測量室22中存在的纖維組FB的每單位長度的質(zhì)量的 -故測值和含水量MF被測值。
圖9和圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備20的又一個實(shí)施方式，它的振 蕩器50是根據(jù)Meissner振蕩器的原理工作的。然而，與圖5和圖6中示 出的實(shí)施方式一樣，幅度控制元件28被分配給有源放大器裝置27、 28的 輸入，而方文大器27被分配紿、4IT出。
圖11示出了幅度檢測器32的實(shí)施方式。幅度信號APS或者幅度信號 APS'首先由整流電路36進(jìn)行整流，從而產(chǎn)生已整流的幅度信號APS"。整 流電路36被構(gòu)造為單向電路，并且它包括二極管38、電阻器39和電容器 40。然而，整流器36也可采取中心抽頭或橋接電路的形式。
通過差分放大器將已整流的幅度信號APS"與參考信號REF進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生幅度控制信號ASS。如果示出的幅度檢測器32用在前述的設(shè)備 20中的一個中用于幅度控制，那么調(diào)控的時間常數(shù)是由包含電阻器39和 電容器40的RC電路的時間常數(shù)確定的。電阻器39和電容器40的適當(dāng)?shù)?尺寸設(shè)定可保證時間常數(shù)是短的，從而保證快速的調(diào)控。
圖12示出了幅度檢測器32的又一個優(yōu)選的實(shí)施方式。幅度信號APS 或APS'首先通過混合耦合器41被分解到具有未調(diào)節(jié)的相位的分量(也被稱 作同相分量)以及相位已經(jīng)被移動了 90度的分量PVK(也被稱作正交分量) 中。同相分量PGK通過第一平方電路42進(jìn)行平方，從而產(chǎn)生平方信號 PGKQ。相移分量PVK也被第二平方電路43進(jìn)行平方，從而產(chǎn)生平方信 號PVKQ。然后，第一平方信號PGKQ和第二平方信號PVKQ通過求和放 大器44被加在一起。然后，通過使用差分放大器45將作為結(jié)果得到的信 號RS與可調(diào)節(jié)的參考信號REF進(jìn)行比較。然后，在差分放大器45的輸 出端獲得幅度控制信號ASS。
可對該電路的功能進(jìn)行如下說明同相信號PGK是對應(yīng)于幅度信號 APS、 APS，的時變幅度與余弦函數(shù)cos(27ift)的乘積，其中f是幅度信號 APS、 APS，的振蕩頻率，t是時間。另一方面，正交信號PVK是時變幅度 與正弦函數(shù)(2 tt ft)的乘積。如果兩個信號PGK和PVK被平方并被相加， 那么平方的和，即，信號RS,等于時變幅度的平方。在相加期間，正弦函 數(shù)的平方和余弦函數(shù)的平方總計等于值1。按照這種方式，獲得了幅度的 平方，并且消除了載波信號，而無需低通濾波器或另一個依賴于頻率的信 號處理(除了前面的混合耦合器)。因此，以最小的時間延遲獲得了幅度的 平方。從實(shí)現(xiàn)快速控制并獲得短的測量時間的角度來看這是有利的。
圖13示出了兩部分式的微波諧振器21的透碎見圖。它包括上面的諧振 器部分46和下面的諧振器部分47;當(dāng)微波諧振器21工作時，這兩部分通 過某種適當(dāng)?shù)姆绞奖唤Y(jié)合在一起。微波諧振器21的入口開口 23具有槽口 的形式。它被配置成，在用于測量的微波諧振器的諧振模式中，電磁場的 電場線平行于入口開口 23,磁場線垂直于它。這保證了電磁場從入口開口 23向外輻射被最小化。在該透視圖中不可見的出口開口 24位于入口開口 23的相反側(cè)。在這里，再次地，電》茲場線平行于出口開口 24。本發(fā)明不局限于示出的和描述的示例性實(shí)施方式中。專利權(quán)利要求的 概述中的修改在任何時候都是可能的。
特別地，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可被用于確定纖維梳條的密度，或者在考 慮含水量的情況下確定纖維梳條的每單位長度的質(zhì)量。該設(shè)備可被設(shè)計為 執(zhí)行算法以通過使用微波諧振器的品質(zhì)因數(shù)和頻率分別確定含水量和密 度。
微波諧振器可至少部分地包括這樣的材料，即，其相對于微波是透明 的(陶瓷、石英玻璃)，并且它的介電常數(shù)盡可能與溫度無關(guān)。這最特別地 涉及位于微波諧振器中用于引導(dǎo)正在被測量的纖維梳條的元件。
此外，微波諧振器可由實(shí)質(zhì)上平行的半圓柱構(gòu)造。在這種情況下，并 且特別是當(dāng)它被用于梳刷機(jī)或并條機(jī)的出口時，它可被設(shè)計為具有對纖維 梳條的同心導(dǎo)向裝置的圓柱。此外，特別是當(dāng)它被用于并條機(jī)的入口處時， 它可具有用于橫向插入纖維梳條的插入槽。
可采取以下措施以避免設(shè)備測量中由于溫度的影響產(chǎn)生的誤差用低
熱膨脹系數(shù)的材料(例如不脹鋼(invar))構(gòu)造諧振器，提供用于對諧振 器或?qū)φ麄€傳感器(包括連接到諧振器的電路的至少一部分)進(jìn)行熱絕緣 的裝置，和/或提供用于對諧振器或傳感器進(jìn)行加熱(例如使用加熱箔)或 冷卻(例如借助珀耳帖效應(yīng)元件)的裝置。
也可采取下面的流程以校準(zhǔn)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備通過確定實(shí)際頻帶細(xì) 度和/或確定實(shí)際濕度、確定空諧振，借助于在預(yù)運(yùn)轉(zhuǎn)階段實(shí)驗(yàn)測量時獲得 的校準(zhǔn)曲線，對于多種纖維梳條材料或纖維梳條混合物對諧振器進(jìn)行校 準(zhǔn)，其中采取了步驟以保證諧振器完全清除了纖維梳條和任何可能聚積的 污垢殘留(在首先將纖維梳條分離之后移除纖維梳條、將殘留和污垢吹出)。
特別地，根據(jù)本發(fā)明的紡織機(jī)器可為梳刷機(jī)或并條機(jī)，其中根據(jù)本發(fā) 明的設(shè)備被安裝為出口傳感器。在這些情況中，該設(shè)備可被安裝在出口圓 柱體和軋光輥(calender roller)對之間的牽伸系統(tǒng)的出口處，或者可被定 位于緊靠軋光輥對后面。該設(shè)備優(yōu)選地與品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，借此，如 果被制造的纖維梳條的品質(zhì)下降到門限值之下，那么紡織機(jī)器被關(guān)閉。特別地，如果根據(jù)本發(fā)明的紡織機(jī)器是并條機(jī)，那么可提供根據(jù)本發(fā) 明的設(shè)備作為入口傳感器。該設(shè)備可被定位于緊靠牽伸系統(tǒng)的前面或被定 位于入口區(qū)域中，并且可被連接到調(diào)控設(shè)備，該調(diào)控設(shè)備可補(bǔ)償將被牽伸 的纖維梳條的每單位長度的質(zhì)量的變化。
權(quán)利要求
1. 一種設(shè)備(20、20’)，其用于紡織機(jī)器(1)，特別是用于如并條機(jī)(1)、梳刷機(jī)或精梳機(jī)的紡紗準(zhǔn)備機(jī)器(1)或用于如紡紗機(jī)或卷線機(jī)等紡紗廠中的機(jī)器，所述設(shè)備(20、20’)用于測量束狀、可移動纖維組(FB)的每單位長度的質(zhì)量和/或濕度，所述設(shè)備(20、20’)具有包含測量室(22)的微波諧振器(21、21’)，所述纖維組(FB)可通過所述測量室(22)，并且所述設(shè)備(20、20’)具有用于確定所述微波諧振器(21、21’)的諧振頻率和/或品質(zhì)因數(shù)的裝置，所述設(shè)備(20、20’)的特征在于，微波振蕩器(50)被提供，所述微波振蕩器(50)具有有源放大器裝置(27、28)和與所述有源放大器裝置(27、28)相關(guān)聯(lián)的反饋網(wǎng)絡(luò)，所述反饋網(wǎng)絡(luò)包含等效于LC諧振電路(R1、C1、L1)的頻率確定諧振裝置，并且其中所述微波諧振器(21、21’)是所述微波振蕩器(50)的所述頻率確定諧振裝置，以使所述微波振蕩器(50)的頻率是所述微波諧振器(21、21’)的所述諧振頻率。
2. 根據(jù)前述的權(quán)利要求所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，頻率測 量裝置(31)被提供以產(chǎn)生對應(yīng)于所述微波振蕩器(50)的頻率的頻率信號 (FS)。
3. 根據(jù)前述的權(quán)利要求所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，所述頻 率信號(FS)以模擬信號和/或數(shù)字信號的形式產(chǎn)生。
4. 根據(jù)前述的權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于， 所述有源放大器裝置(27、 28)包含幅度控制元件(28),所述幅度控制元件 (28)具有可由幅度控制信號(ASS)調(diào)節(jié)的放大，從而幅度檢測器(32)被提供 以產(chǎn)生所述幅度控制信號(ASS)，以使所述有源放大器裝置(27、 28)與所 述反饋網(wǎng)絡(luò)的總放大保持恒定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，所述有源放 大器裝置(27、 28)是在其線性幅度范圍內(nèi)工作的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，所述幅度檢測器(32)被設(shè)計為將對應(yīng)于所述有源放大器裝置(27、 28)的輸入信號 (ES)的幅度信號(APS)的幅度與設(shè)定值(SW)進(jìn)行比較，以使所述有源放大 器裝置(27、 28)的所述輸入信號(ES)以恒定幅度振蕩。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，所述幅 度檢測器(32)被設(shè)計為將對應(yīng)于所述有源放大器裝置(27、 28)的輸出信號 (AS)的幅度信號(APS')的幅度與設(shè)定值(SW')進(jìn)行比較，以使所述有源放大 器裝置(27、 28)的所述輸出信號(AS)以恒定幅度振蕩。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4至7所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，所述有 源放大器裝置(27、 28)包含具有恒定放大因數(shù)的、與所述幅度控制元件(28) 串聯(lián)的放大器(27)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4至8所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，所述幅 度控制信號(ASS)以模擬信號和/或數(shù)字信號的形式產(chǎn)生。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，信號 評估級(33)被提供，所述信號評估級(33)根據(jù)頻率信號(FS)和/或所述幅度 控制信號(ASS)獲得所述束狀、可移動纖維組(FB)的每單位長度的質(zhì)量的 測量結(jié)果(MW、 MW，)和/或濕度的測量結(jié)果(MF)。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，所述 微波振蕩器(50)被設(shè)計成使得所述有源放大器裝置(27、 28)是在所述有源 放大器裝置(27、 28)的線性幅度范圍內(nèi)工作的。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，將所 述測量室(22)耦合到所述有源放大器裝置(27、 28)的所述輸入信號(ES)和 所述輸出信號(AS)的耦合裝置(25)被分配給所述微波諧振器(21 、 21')。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，變壓 器(26)被提供以實(shí)現(xiàn)將所述耦合裝置(25)耦合到所述有源放大器裝置(27、 28)的所述輸入信號(ES)和所述輸出信號(AS)。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，所述 微波振蕩器(50)被構(gòu)造為三點(diǎn)振蕩器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，向內(nèi)耦合裝置(34)被分配給所述^1波諧振器(21、 21')，通過所述向內(nèi)耦合 裝置(34),所述放大器裝置(27、 28)的所述輸出信號(AS)被耦合入所述測 量室(22),并且向外耦合裝置(35)被分配給所述微波諧振器(21、 21')，通 過所述向外耦合裝置(35),所述放大器裝置(27、 28)的所述輸入信號(ES) 被耦合出所述測量室(22)。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，所述微波 振蕩器(50)被實(shí)現(xiàn)為Meissner振蕩器。
17. 根據(jù)前述的權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于，所 述幅度檢測器(32)具有對所述幅度信號(APS、 APS')進(jìn)行整流的整流電路 (36)和根據(jù)已整流的放大信號(APS")與可指定的參考信號(REF)產(chǎn)生所述 幅度控制信號(ASS)的差分放大器(37)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1至16之一所述的設(shè)備(20、 20，)，其特征在于， 所述幅度檢測器(32)具有用于從所述幅度信號(APS)耦合出具有未改變相 位的分量(PGK)和具有相移90度的分量(PVK)的優(yōu)選為混合耦合器(41)的 裝置、用于對未改變相位的所述分量(PGK)進(jìn)行平方的第一平方電路(42)、 用于對已相移卯度的所述分量(PVK)進(jìn)行平方的第二平方電路(43)、用于 產(chǎn)生與所平方的未改變相位的分量(PGKQ)和所平方的相移的分量(PVKQ) 之和成正比的比例信號(PS)的求和放大器(44)、和用于通過將所述比例信 號(PS)與可指定的參考信號(REF)進(jìn)行比較來產(chǎn)生所述幅度控制信號(ASS) 的差分放大器(45)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至17之一所述的設(shè)備(20、 20'),其特征在于， 至少一個FPGA被包含。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1至18之一所述的設(shè)備(20、 20')，其特征在于， 所述微波諧振器(21、 21')和連接到所述微波諧振器的電路(26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33)中的至少一部分，特別是所述變壓器(26)、所述放大 器(27)、所述幅度控制元件(28)、輸入處的終端電阻(29)、輸出處的終端電 阻(30)、所述頻率測量裝置(31)、所述幅度檢測器(32)和/或所述信號評估 級(33)位于同一個外殼中。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至19之一所述的設(shè)備(20、 20')，其特征在于， 通信接口被提供以用于將所述設(shè)備連接到紡織機(jī)器(l)上的例如CAN總線的外部通信通道。
22. —種紡織機(jī)器(l),特別是如并條機(jī)(l)、梳刷機(jī)或精梳機(jī)等紡紗 準(zhǔn)備機(jī)器(l)或如紡紗機(jī)或巻線機(jī)等紡紗廠中的機(jī)器，所述紡織機(jī)器(l)的 特征在于，根據(jù)前述權(quán)利要求之一的至少一個設(shè)備(20、 20')被提供。
全文摘要
本發(fā)明涉及設(shè)備(20、20’)，其用于紡織機(jī)器(1)，特別是用于如并條機(jī)(1)、梳刷機(jī)或精梳機(jī)等紡紗準(zhǔn)備機(jī)器(1)或如精紡機(jī)或粗紡機(jī)的紡紗機(jī)，其用于測量束狀、連續(xù)纖維組(FB)的規(guī)定長度的質(zhì)量和/或濕度，該設(shè)備具有包含測量室(22)的微波諧振器(21、21’)，纖維組(FB)可被饋送通過測量室，并且該設(shè)備進(jìn)一步包括用于檢測微波諧振器(21、21’)的諧振頻率和/或品質(zhì)的裝置。此外，微波振蕩器(50)被提供，其包括有源放大器裝置(27、28)和與放大器裝置(27、28)相關(guān)聯(lián)的反饋網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)具有頻率確定諧振裝置，其等效于LC諧振電路(R1、C1、L1)。微波諧振器(21、21’)是微波振蕩器(50)的頻率確定諧振裝置，以使微波振蕩器(50)的頻率是微波諧振器(21、21’)的諧振頻率。此外，本發(fā)明涉及包含本發(fā)明的設(shè)備(20、20’)的紡織機(jī)器(1)。
文檔編號D01G31/00GK101522967SQ200780036758
公開日2009年9月2日 申請日期2007年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月2日
發(fā)明者彼得·羅謝爾 申請人:立達(dá)英格爾施塔特有限公司