專利名稱：紡織機(jī)及無接觸測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在紡織機(jī)上，尤其是在紡紗準(zhǔn)備機(jī)上的裝置，以及一
種無接觸測量方法。所迷測量方法用于借助火花;改電來測量兩個(gè)相互面對 的部件之間的距離。在紡紗準(zhǔn)備機(jī)的使用中，兩個(gè)相互面對的針布之間的 距離被測量，并且它們之間發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)也被沖企測。
背景技術(shù)：
已公開了多種使用火花放電原理來確定幾何量的裝置。從而，例如， DE 35 13 799 Cl公開了 一種用于在制造技術(shù)和機(jī)器人領(lǐng)域借助火花放電 來無接觸地確定距離的裝置。在此情況下，憑借高壓發(fā)生器，在測量電極 和相對的工件之間產(chǎn)生作為輝光放電燃燒的氣體放電。所述氣體放電被保 持一定的時(shí)間。在此期間，在氣體放電區(qū)域上方負(fù)載的電流是變化的，直 到達(dá)到一個(gè)特定的預(yù)定值；在這個(gè)時(shí)刻，在高壓發(fā)生器上的二次側(cè)電壓被 測量。由于在氣體放電中，在電壓和電流之間存在一種自然的關(guān)系，所述 關(guān)系隨著測量電極和工件之間的距離而變化，因此，可以借助參考測量來 確定3巨離。
兩種方法都具有以下缺點(diǎn)，即所述火花放電是通過測量電極引起的， 并且由此可以根據(jù)安裝位置和安裝條件計(jì)算位置或距離。此外，還必須特 別注意所使用的測量探頭的電絕緣性。
在WO 93/21368中公開了另 一個(gè)火花放電的應(yīng)用。通過測量電極，在 測量電極與在該測量電極上牽拉的針織機(jī)的釘之間建立了電壓。在火花放 電期間獲得的放電電壓和放電頻率通過傳感器測量并被傳輸?shù)焦浪銌卧?在估算單元中，將測量結(jié)果與用于電壓和頻率的預(yù)定參考值進(jìn)行比較。最 后，該比較的結(jié)果表明針是否真的被檢測到。測量電極這樣設(shè)置，以使被 牽拉通過測量電極的圓形針織機(jī)的針引起連續(xù)的火花放電。如果火花放電 的幅度和頻率與參考值不符，可以推斷出損壞或缺少的針。借助測量方法，與固定參考值相關(guān)的針的相對質(zhì)量被確定，但是兩根針之間的實(shí)際距離無 法測量，因此未提出關(guān)于測量精度的嚴(yán)格要求。
兩種方法都具有以下缺點(diǎn)，即火花放電是通過測量電極引起的，并且 因此必須根據(jù)測量電極的安裝位置和安裝條件計(jì)算位置或距離。
還公開了多種用于確定紡織機(jī)中針布頂端之間的距離的無接觸測量
方法和相應(yīng)的裝置。從而，例如，在DE42 35 610 Al中/>開了 一種電感 傳感器，該電感傳感器被分配給梳棉機(jī)的蓋板，并與羅拉針布相對。DE 102 51 574 Al描述了一種光學(xué)傳感器，其能檢測針布的自由端和相應(yīng)的參考 面之間。DE 39 13 996 Al同樣公開了一種無接觸的傳感器，在這里被稱 為電容傳感器、電感傳感器和光學(xué)傳感器。
間接測量方法是不測量相對的針布頂端之間的直接距離的方法。上述 DE 42 35 610 Al中描述了這些方法中的一個(gè)例子，其公開了從僅容納傳 感器的蓋板桿到滾筒針布的距離的測量方法。根據(jù)DE 39 13 996 Al,在針 布的端面上設(shè)置了傳感器，所述傳感器被分配給梳棉機(jī)滾筒并且測量離蓋 板上相對的配合件的距離。還公開了確定從蓋板針布到通過蓋板頭被安裝 在蓋板桿上的滑靴的距離。然后，針布頂端之間的直接距離從這些間接的 距離測量中推斷得到。
上述裝置和方法具有以下缺點(diǎn)，即一方面它們比較復(fù)雜，并且另一方 面它們通常提供僅對較大數(shù)量的針布釘和針布齒進(jìn)行平均而得到的距離 值。此外，還需要進(jìn)行基于手動測量的校正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于消除現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷并能夠高精確度地測量兩 個(gè)相對的部件或針布之間的距離。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于使其可能高精確度地測量兩個(gè)同方向或反 方向移動的部件或針布之間的距離。本發(fā)明的又 一 個(gè)目的在于可靠地檢測 和指示相互移動的部件或針布發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。
該目的是通過采用火花放電的直接測量方法實(shí)現(xiàn)的。在所述相對的部 件或針布之間引起至少兩個(gè)火花放電，所述火花放電的時(shí)間間隔和/或頻 率被測量，并且所述部件和針布之間的距離從中計(jì)算得到。放電頻率應(yīng)被理解為每單位時(shí)間的放電次數(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)尤其在于可以進(jìn)行相互移動的兩個(gè)部件或針布頂端之 間的直接距離的測量。由于所述部件或針布頂端本身被用作電極，所以此 外還實(shí)現(xiàn)了非常有成本效益的解決方案。通過電壓放電形式引起的放電 (被稱為火花放電)，使得，特別是在至少兩個(gè)火花放電序列的情況下， 可以根據(jù)在該情況下出現(xiàn)的頻率或根據(jù)火花放電之間的持續(xù)時(shí)間推斷出 所述部件或頂端之間的距離有多大。借助根據(jù)本發(fā)明的方法，這種類型的
直接距離測量甚至可以在最小可能的距離范圍內(nèi)，尤其在0.01mm和 0.5mm之間使用。此外，例如在梳棉機(jī)的情況下，本發(fā)明可以在每個(gè)蓋板 針布和滾筒針布之間和/或在蓋板針布的特定區(qū)域和滾筒針布的特定區(qū)域 之間進(jìn)行單獨(dú)的距離測量，這將在下文中予以解釋。另外，本發(fā)明提供了 以下優(yōu)點(diǎn)，即如果材料的性質(zhì)、濕度和溫度達(dá)到平均數(shù)，那么測量可以獨(dú) 立于材料的性質(zhì)、濕度和溫度進(jìn)行。此外，所述頻率的測量或所述火花放 電之間的時(shí)間間隔的測量具有以下優(yōu)點(diǎn)，即如果所述頂端之間的距離越 小，那么頻率越高，或者火花放電之間的時(shí)間間隔越小。這導(dǎo)致了隨著所 述頂端之間距離的減少，測量的精度得到了提高，因此有助于將頂端之間 的距離精確地設(shè)置到小于0.5 mm。隨著所述針布之間距離的減小，所述 頻率以指數(shù)形式升高，并可能在距離小于0.5mm的情況下達(dá)到高于1200 kHz。
有利地，設(shè)置有估算單元，該估算單元在上述參數(shù)(放電的頻率和時(shí) 間間隔)的基礎(chǔ)上估算根據(jù)本發(fā)明確定的在所述針布頂端之間的距離。這 種類型的計(jì)算機(jī)輔助估算快速地并且精確地提供用于所述針布頂端相對 的改進(jìn)設(shè)置的數(shù)值，從而提高了機(jī)器的性能。通過檢測錯(cuò)誤信號，所述估
算單元能夠減輕可能在信號序列中導(dǎo)致干擾的外部影響。有利地，所述估 算單元估算所述測量值，并例如在機(jī)器的顯示器上向操作者提供其必須如
何改變針布之間的距離的提示。并且，可替代地或附加地，關(guān)于蓋板針布 與滾筒的傾斜角(拔模角)的指示也可以輸出給操作者，這將在下文中予
以解釋。
根據(jù)本發(fā)明，通過適用于對火花放 進(jìn)行計(jì)數(shù)的測量裝置來記錄所述 火花放電的頻率或兩個(gè)火花放電之間的時(shí)間間隔。通過使用電壓源，提供了特定的電勢差。借助脈沖發(fā)生器，預(yù)先確定了所述火花放電之間的電壓 恢復(fù)的時(shí)間曲線，例如電容充電特征，其被稱為特征曲線。因此，通過所 述脈沖發(fā)生器的特征曲線和所述部件之間待測量的距離來確定兩個(gè)連續(xù) 的放電之間的時(shí)間。如果兩個(gè)火花放電之間的時(shí)間間隔是已知的，那么借 助所述特征曲線可以精確地確定距離。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，由高頻率振蕩器產(chǎn)生的附加電振蕩被疊加到 根據(jù)所述特征曲線的主充電電流上。通過該疊加，實(shí)現(xiàn)了所述部件或所述 待測量點(diǎn)的周圍空氣的受控制的電離，并改進(jìn)了火花發(fā)生的可重復(fù)性。通 過較高的可重復(fù)性，可以減少錯(cuò)誤測量，并因此實(shí)現(xiàn)較高的測量精確度。
疊加頻率應(yīng)當(dāng)優(yōu)選在所述火花放電頻率的6到IO倍的頻率范圍內(nèi)。
對于電壓生成，優(yōu)選的是最大距離相關(guān)的電勢差，該電勢差在所述針 布頂端之間生成并超過空氣的擊穿強(qiáng)度(大約3200 V/mm)，以及根據(jù)期 望的測量范圍位于1與10000V之間。已被證明，如果該范圍被設(shè)置在2000 與5000V之間，優(yōu)選地在2500與3500V之間，那將會是有利的。在梳理 間隙為約0.4mm的情況下，數(shù)學(xué)計(jì)算的擊穿電壓為約1280V，在梳理間 隙為約0.005mm的情況下，擊穿電壓為約16V，而在梳理間隙為O.OOlmm 的情況下，擊穿電壓為約3.2V。
在火花放電中的放電能量應(yīng)當(dāng)小于10mJ,因?yàn)榉駝t會有起火或電擊 的風(fēng)險(xiǎn)。并且，所述針布頂端由于電侵蝕會過度地磨損。優(yōu)選地，所述放 電能量甚至在5mJ以下，優(yōu)選在lmJ以下。采用這些放電能量，如果操 作者由于疏忽通過他的身體構(gòu)成了短路，也不會對操作者產(chǎn)生危險(xiǎn)。
由于所述針布在紡織機(jī)中是相互移動的，因而優(yōu)選使用具有可調(diào)節(jié)的 特征曲線(充電特征)的脈沖發(fā)生器。這意味著在所迷火花放電之間的電 壓恢復(fù)的時(shí)間曲線是可以調(diào)節(jié)的。在此情況下，所述兩個(gè)針布的移動可以 是同向的或反向的，或僅有一個(gè)針布在移動。所述兩個(gè)針布的移動速度在 此情況下可以是相同的或不同的。所述特征曲線有利地被設(shè)置，以使所述 待測量的針布頂端之間的相對移動不會對測量的精確度產(chǎn)生影響，這意味 著在所述兩個(gè)火花放電之間針布之間的移動小于0.5mm，優(yōu)選為0.03mm。 因此，例如在梳棉機(jī)中，滾筒本身的不規(guī)則不會對測量產(chǎn)生干擾影響。
特別優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器具有一對附加的電極，在所述電極之間引起電壓或火花放電。這對電極用作參考測量單元，所述兩個(gè)電極頂端 之間的距離是已知的。根據(jù) 一 個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，該距離以限定的方式變化， 而所述電極頂端之間的新距離也必須是已知的。所述一對附加的電極優(yōu)選 具有與針布相似的表面幾何形狀。由于所述參考電極和所述可比較的表面幾何形狀之間的距離是已知的，因而可以通過估算單元來減小該表面幾何 形狀對所述針布之間的火花放電的測量值的影響。這個(gè)過程因此提高了所 述針布頂端之間的距離計(jì)算的精確度。所述 一 對附加的電極可以附加地被用于計(jì)算出微作業(yè)環(huán)境對所述針 布之間火花放電的測量值的影響。為了這個(gè)目的，所述參考電極必須被置 于與所述針布相同的微作業(yè)環(huán)境中。這里的"微作業(yè)環(huán)境"應(yīng)特別地被理 解為空氣溫度、空氣濕度、空氣流速、電離粒子和/或剩余電離的存在。 上述參數(shù)會對電暈效應(yīng)產(chǎn)生影響并因此對火花放電的時(shí)間順序產(chǎn)生影響。有利地，所述 一對附加的電極被設(shè)置在被設(shè)計(jì)為沖危棉才幾的紡紗準(zhǔn)備機(jī) 的梳理區(qū)域的外面，以不影響梳理操作或不降低效率。此外，已被證明， 如果所述一對附加的電極被設(shè)置在當(dāng)所述紡紗準(zhǔn)備機(jī)在運(yùn)行時(shí)基本上沒 有纖維可穿透的區(qū)域中，這是有利的，從而通過利用所述參考電極不會引 起任何由纖維引起的擊穿或?qū)y量結(jié)果產(chǎn)生其他的影響。此外，如果基本 上不包含纖維的并且來自所述梳理區(qū)域的氣流被引導(dǎo)通過所述測量空間， 那么在該測量空間中的微作業(yè)環(huán)境基本上與所述兩個(gè)針布之間的微作業(yè) 環(huán)境相同。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中， 一針布被設(shè)計(jì)為梳棉機(jī)的蓋板針布，而另一 個(gè)針布被設(shè)計(jì)為滾筒針布。正好，這兩個(gè)針布之間的距離與梳理結(jié)果是相 關(guān)的，因此對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置是非常有利的。由于實(shí)際上在梳理過程中涉 及的所有針布頂端都可以被用作電極，因此可以進(jìn)行極其精確的距離測量 并從而可以進(jìn)行距離設(shè)置。相同的方案可以相應(yīng)地應(yīng)用于打棉機(jī)，其中，本發(fā)明可以以與梳棉機(jī) 類似的方式使用。尤其在相互(同向地或反向地)移動的兩個(gè)針布的距離測量中，#4居 本發(fā)明的方法可以有利地被使用，因?yàn)橛捎谒牟考囊苿右约笆崂?條件，存在快速的距離變化的風(fēng)險(xiǎn)，并因此可以通過針布間相互的重新調(diào)節(jié)來快速地反應(yīng)。為了可以在當(dāng)前相對設(shè)置的針布頂端之間引起火花放電，用于建立電 勢差的相應(yīng)接觸是必須的。在所述蓋板針布和滾筒針布之間進(jìn)行距離測量 的情況下，在所述蓋板桿和/或滾筒軸上提供相應(yīng)的滑動觸頭是合適的， 其中，至少一個(gè)觸頭與所述脈沖發(fā)生器相連接。另一個(gè)觸頭可以接地或同 樣與所述脈沖發(fā)生器相連接。然后，存在多種用于確定所述頻率或用于測量從一個(gè)火花放電到下一 個(gè)火花放電的時(shí)間的可能性。在一種可能性中，例如，所有蓋板被測量， 并且例如在沿著蓋板針布的特定測量點(diǎn)處設(shè)置固定的測量點(diǎn)，每個(gè)蓋板在 其移動過程中與所述固定的測量點(diǎn)進(jìn)入電接觸。為此目的，在所述測量點(diǎn) 處分別設(shè)置短的滑動觸頭或滑動刷，并分別僅檢測單個(gè)蓋板。其優(yōu)點(diǎn)在于 提供了監(jiān)測各個(gè)蓋板的可能性，例如，以確定可能的損害或單獨(dú)的針布磨 損。在另一個(gè)可能性中，在與滾筒相對的回轉(zhuǎn)蓋板的較大的運(yùn)行范圍，甚 至可能在整個(gè)運(yùn)行范圍上進(jìn)行測量。在這種對整個(gè)梳理范圍的測量中，優(yōu) 選使用長滑動觸頭或長滑動刷，其在回轉(zhuǎn)蓋板的整個(gè)運(yùn)行路徑上延伸。在 這種情況下，優(yōu)點(diǎn)在于可以檢查和監(jiān)測在運(yùn)行期間，即在生產(chǎn)期間出現(xiàn)的 熱條件下的曲軌、滾筒、滾筒罩和/或蓋板桿的位置精確度。當(dāng)然，所述兩種方法的組合也是可能的，其中，例如在機(jī)器的一側(cè)上 設(shè)置短滑動刷，而在另一側(cè)上設(shè)置長滑動刷。在所述兩個(gè)針布之間的電絕緣優(yōu)選以這樣的方式設(shè)計(jì)，從而使得所述 蓋板桿位于兩個(gè)滑動曲軌的端面上，這些滑動曲軌包括不導(dǎo)電的塑料或者 設(shè)有這種類型的塑料層。這種滑動曲軌優(yōu)選是柔性曲軌，所述蓋板桿的蓋 板頭在穿過所述滾筒針布的過程種被引導(dǎo)在所述曲軌上。另一種可能性在 于提供具有滑靴的蓋板頭，所述滑靴包括位于所述柔性曲軌上的不導(dǎo)電的 塑料。該電絕緣確保了所述針布頂端之間的火花放電。如果用于針布之間的火花放電的電勢差在整個(gè)梳理寬度上產(chǎn)生，那么 可以獲得在距離測量中的高精確度。因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法可以 具有與公知的測量電極相比覆蓋實(shí)質(zhì)上更大測量區(qū)域的大區(qū)域電極。如果 在該區(qū)域上觸發(fā)了火花放電，那么操作者會得到關(guān)于所有相對的針布頂端之間可能存在的最小距離的指示，并可以相應(yīng)地做出反應(yīng)。
通常，由于在針布帶上安裝了針布釘，上述在蓋板桿上的滑動觸頭具 有與所有針布頂端的電接觸。因此，在此情況下，所述火花放電的精確位 置無法確定。相比之下，位置分辨的測量提供了更精確的預(yù)測。為此目的， 在所述蓋板桿和針布帶之間可以提供至少一個(gè)至少部分導(dǎo)電的表面元件， 所述表面元件與所述針布遠(yuǎn)離針布頂端的末端電接觸。因此，在火花放電 過程中，電流從所述針布頂端流出，通過所述針布與導(dǎo)電表面元件的接觸， 流入所述電壓源，以閉合電5^。所述至少一個(gè)導(dǎo)電的表面元件可以，例如， 位于所述蓋板桿上已知為相關(guān)的針布帶的位置上。
根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施例，所述至少一個(gè)表面元件具有多個(gè)相互電絕緣 的傳導(dǎo)區(qū)域，所述傳導(dǎo)區(qū)域分布在所述表面元件上。在此情況下，將這些 傳導(dǎo)區(qū)域分布在所分配的針布帶的長度上和/或?qū)挾壬鲜呛线m的，以獲得 關(guān)于所述火花放電進(jìn)而關(guān)于各自部分上分配的針布頂端的至少可能的距 離的特殊的位置預(yù)測。這些傳導(dǎo)區(qū)域通過相應(yīng)的抽頭和信號線分別與所述 電壓源相連接，在此連接中提供了頻率測量，從而在火花放電的情況下， 所述估算單元可以通過不同的電路區(qū)分不同的傳導(dǎo)區(qū)域。
在最一般的情況下，通過相互電絕緣的、分配給蓋板并分配給該蓋板 的不同梳理區(qū)域的不同電路的信號分析，可以判斷所述頂端在不同梳理區(qū) 域中的狀態(tài)。
在類似的，同樣有利的方法中，如果這些梳理區(qū)域沿旋轉(zhuǎn)方向看去一 個(gè)接著一個(gè)設(shè)置時(shí)，基于分配給所述蓋板的不同梳理區(qū)域的這種類型的信 號，可以判斷所述柔性曲軌的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 個(gè)改進(jìn)方案，可以使用通過根據(jù)本發(fā)明的方法所確 定的針布頂端的距離，以自動地優(yōu)化設(shè)置該距離。為此目的，提供了相應(yīng) 的調(diào)整裝置，該設(shè)置裝置基于數(shù)學(xué)估算和/或操作者的視覺檢查來設(shè)置所 述針布距離。優(yōu)選地，所述估算單元在確定了所述針布距離之后向所述調(diào) 整裝置發(fā)送啟動指令。這些調(diào)整裝置例如啟動作用在所述柔性曲軌的曲線 輪廓上的驅(qū)動裝置，以提高或降低所述蓋板桿的滑靴，由此增加或減少所 述針布頂端的距離。
根據(jù)本發(fā)明的用于設(shè)置所述針布頂端的距離的方法的 一個(gè)改進(jìn)方案，其提出進(jìn)行所述兩個(gè)蓋板桿的端面的連續(xù)設(shè)置。為此目的，首先，在第一 側(cè)上減小距離，使得在所述記錄的和/或觀察的火花放電的基礎(chǔ)上設(shè)置預(yù) 期的距離值5 。這有時(shí)可以借助待引入到所述梳理空隙中的測量棒的常規(guī)技術(shù)來檢查。此距離值5相應(yīng)于測量值T2 = f ( 5 )。在此之后，借助所 述柔性曲軌，靠近所述相應(yīng)蓋板桿的第二端面。只要所述新設(shè)置的蓋板端 面和滾筒之間的距離滿足5N》5,由于所述蓋板的傾斜，在第一蓋板端 面上產(chǎn)生火花；因此，所述測量參數(shù)T2 = f ( 5 )最初保持不變。然而， 一旦所述第二蓋板端面和滾筒之間的距離變?yōu)?N<5 ,那么火花的形成變 為另一側(cè)，并且新的頻率值為T3 = f ( 5New) < T2。由于在這種情況下， 所述第二距離低于最優(yōu)值，接著所述第二端面被再次提升，直到新的頻率 值為丁3 = 丁2。因此得到所述新的距離值5New也假設(shè)為所述期望值5。然 后，在此情況下，所述蓋板與所述滾筒平行。此過程保證了在所述蓋板桿 的整個(gè)梳理寬度上基本上相同的距離。在根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的一個(gè)特別簡單但有效的應(yīng)用中，當(dāng)?shù)陀陬A(yù) 定的針布頂端的距離時(shí)，通過所述電壓源的電流通量被用作碰撞警告。如而個(gè)別的火花放電可能不再發(fā)生。相應(yīng)地，不間斷的電流流過所述電壓源， 從而通過相應(yīng)的信號儀器輸出碰撞指示，例如使用可聽的和/或可視的， 和/或采取合適的措施以避免碰撞。在根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的另一個(gè)應(yīng)用中，所述測量方法被提供作為 獨(dú)立于所述紡織機(jī)的移動裝置。在這種類型的結(jié)構(gòu)中，所述裝置可以與任 何期望的機(jī)器相連接，以測量兩個(gè)部件之間的距離。然而，待測量的部件 必須具有相應(yīng)的接觸，以使所述裝置能夠被連接。在此類型的結(jié)構(gòu)中的所 述移動裝置可以包含所有必須的但對于操作紡織機(jī)而言并不需要的部件。在上述類型的測量中，由于放電電流的急劇上升和快速的放電序列， 電磁兼容性(EMC)可能成為一個(gè)問題。通過以下描述的根據(jù)本發(fā)明的裝 置的改進(jìn)，可以對EMC進(jìn)行優(yōu)化。同樣地，通過該改進(jìn)，可以4及大地避 免由于放電而在所迷針布頂端的末端出現(xiàn)的電侵蝕。電侵蝕是指在每個(gè)花火放電期間釘?shù)捻敹说囊恍〔糠钟捎跓嵝?yīng)而 損失，并且這可能最終導(dǎo)致針布頂端的損壞。電磁兼容性的保證越困難，那么待測量的部件的干擾能力就越高。干擾能力依賴于兩個(gè)部件之間的距 離和兩個(gè)相對的表面的尺寸，在所述兩個(gè)部件之間存在電勢差。在梳棉機(jī) 中的應(yīng)用中，該表面對應(yīng)于蓋板的被投影到滾筒上的區(qū)域。然而，如果在 梳棉機(jī)中使用了較小的部件或較短和較窄的蓋板以及在所述蓋板中使用 了較小面積的傳導(dǎo)區(qū)域，那么所述干擾能力就變得可以忽略。
在干擾能力可以被忽略的情況下，可以通過在所述脈沖發(fā)生器與所述 部件或所述蓋板的連接中使用例如電阻式的抗干擾電纜的形式的單個(gè)或 分布的電阻來優(yōu)化所述EMC。通過使用電阻式的抗千擾電纜，最大放電 電流被限制并且放電時(shí)間被延遲，而不會由此減小傳輸?shù)剿錾w板的點(diǎn)火 電壓。這種電阻式抗干擾電纜在汽車技術(shù)領(lǐng)域中是已知的，其已經(jīng)被用作 點(diǎn)火電纜很多年了。
在干擾能力不能被忽略的情況下，可以通過在所述部件和所述待測量 的頂端之間或在所述蓋板和相關(guān)聯(lián)的針布之間安裝分布在整個(gè)部件表面 上或整個(gè)蓋板針布的后表面上的電阻式抗干擾器(電阻墊或?qū)щ娙玖?來
優(yōu)化EMC。如果沒有安裝表面分布的電阻式抗干擾器，那么在放電過程 中，存儲在所述蓋板中的所有電荷(電壓)會完全獨(dú)立于外部源(脈沖發(fā) 生器)而被傳遞到在特定時(shí)刻與所述滾筒針布距離最小的一個(gè)針布頂端
電流并延長了放電時(shí)間。表面分布的電阻式抗干擾器應(yīng)被理解為電阻墊或 導(dǎo)電層，例如導(dǎo)電的塑料或?qū)щ姷娜玖蠈踊驑渲瑢?。為了例如使聚合物?dǎo) 電，較小量的特定化學(xué)物質(zhì)被加入到塑料中。通過添加納米顆粒，可以使 染料導(dǎo)電。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述針布帶或蓋板針布本身的底部被設(shè)計(jì)為 電阻式的抗干擾器，例如通過安裝在該底部上的以導(dǎo)線或顆粒形式的導(dǎo)電 組件。由此可省去安裝單獨(dú)的電阻墊。
根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法的另一改進(jìn)是通過已知的中斷放電實(shí)現(xiàn)的。 在這種情況下，在放電已經(jīng)被觸發(fā)后，放電過程被中斷，并且存儲在所述 蓋板中的電荷被提取，以及所述電荷或者通過負(fù)載電阻被傳導(dǎo)，或者通過 具有能量恢復(fù)能力的電容返回能量源并被保存起來以供下次放電使用。這 是通過安裝用于傳導(dǎo)能量的負(fù)載電阻或安裝用于能量的中間存儲的具有能量恢復(fù)能力的電容以及通過必要的用于逆轉(zhuǎn)能流的整流元件而實(shí)現(xiàn)。當(dāng) 放電開始時(shí)，通過切換第一整流元件，在所述脈沖發(fā)生器和所述蓋板之間 的能流被中斷，并通過切換第二換向元件被送入所述負(fù)載電阻或電容中， 所述滾筒和蓋板之間的電勢差下降到0，并且因此放電突然被中斷。如果 使用負(fù)載電阻，能量被直接傳導(dǎo)。如果使用電容，通過切換所述第二整流 元件，該電容隨后再次與所述蓋板分離，并且能量通過第三整流元件回到 電流源。通過合適的測量測到開始的放電。適用于才企測;改電開始和激活整流 元件的測量方法是，例如電壓或電流測量或紫外線光電二極管。借助該光 電二極管，在火花放電過程中出現(xiàn)的典型"發(fā)光"可被檢測并轉(zhuǎn)換為電信號。作為中斷放電的另 一改進(jìn)方案，實(shí)施已知的預(yù)放電是根據(jù)本發(fā)明的裝 置和方法的另一個(gè)改進(jìn)。在預(yù)放電中，完全放電是通過實(shí)際的連續(xù)放電序 列發(fā)生的；預(yù)放電是完全放電的先驅(qū)。關(guān)于所述部件的充電，進(jìn)行一種部 分放電。與中斷的放電相比，該實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)在于較好的電磁兼容性，并且 由于不存在火花擊穿可以幾乎完全避免電侵蝕。隨著電壓的上升，在特定時(shí)間之后，在使用的局部區(qū)域內(nèi)(在所述針 布頂端的附近)達(dá)到用于可視(電暈)放電的點(diǎn)火值。當(dāng)達(dá)到該點(diǎn)火值時(shí)， 輝光放電開始。當(dāng)電壓進(jìn)一步上升時(shí)，所述輝光放電成為流光放電，從而 在電壓進(jìn)一步上升時(shí)形成先導(dǎo)放電。這三種形式的放電(輝光、流光和先 導(dǎo)放電)通常被稱為預(yù)放電。只有當(dāng)在所述針布之間的區(qū)域內(nèi)達(dá)到多個(gè) kV/mm的場強(qiáng)時(shí)，才發(fā)生完全放電。然后，在改進(jìn)方案中，待測量的部 件的供給這樣被中斷，使得開始的放電不會發(fā)展超過先導(dǎo)放電，從而可以 防止完全放電。這存在多種實(shí)現(xiàn)的可能性。測量提供到所述蓋板(脈沖發(fā)生器)中的電子參數(shù)是檢測即將來臨的 完全放電的一種可能性，因?yàn)?，就在完全放電之前，電壓在所述放電區(qū)域 上突然上升。第二種可能性是測量預(yù)放電電流。同樣地，可以通過電流通量控制所 述蓋板的電壓供給。在所述兩個(gè)頂端之間的使用區(qū)域可以被認(rèn)為是例如電 容的等效電路圖。在引起預(yù)放電的電壓上升過程中，該電容被認(rèn)為是三部分。由于在所述兩個(gè)頂端處的輝光放電，兩個(gè)外部電容被短暫地放電，這 可以表現(xiàn)在沖擊電流并使表觀電荷運(yùn)動起來。隨著電壓升高，在這些沖擊 電流之間的時(shí)間間隔變得越來越短。因此，借助此現(xiàn)象的測量，可以確定 控制電壓，在該控制電壓上，電源電壓被降低，以開始一個(gè)新的周期。由 此，火花放電在完全放電可以發(fā)生之前被中斷。因此，在完全放電過程中 產(chǎn)生的副作用，例如電侵蝕和較差的電磁兼容性，就不會出現(xiàn)，而在個(gè)別 火花放電之間的時(shí)間間隔的測量也不會受到影響。已知的系統(tǒng)可以被用作 用于確定即將來臨的完全^t電的時(shí)間點(diǎn)的測量方法，例如，位相解析的部分放電分析(Phase Resolved Partial Discharge Analysis,即"PRPDA") 方法或在使用區(qū)域中表觀電流和有功電流之間的位移的確定(部分放電的 扭曲的檢測)。預(yù)放電的電流沖擊可以在電氣上和聽覺上或通過聲音接收 裝置(VHF、 UHF)被接收。使用 一 系列完全預(yù)放電的缺陷在于測量的精確度隨著時(shí)間越來越低。 預(yù)放電在本質(zhì)上要依賴于待測量的頂端的微幾何形狀，而完全放電則不 同，其基本上僅依賴于待測量的頂端之間的距離。為了消除此缺陷，從多 個(gè)系列的完全放電和預(yù)放電中建立測量，這可以包括，例如5%的完全放 電和95%的預(yù)放電。通過完全放電的擴(kuò)散，用于預(yù)放電(依賴于微幾何 形狀)的邊界條件被周期性地更新。這一方面導(dǎo)致了測量精確度的最大化， 另一方面也導(dǎo)致了放電能量的最小化。因此，所進(jìn)行的校正可以被用作關(guān) 于所述針布的頂端的狀態(tài)的信息。


下面參照附圖對本發(fā)明做更詳細(xì)的解釋。附圖示出圖1示出了梳棉機(jī)的概略側(cè)視圖；圖2示出了具有部分梳棉機(jī)滾筒的蓋板桿的側(cè)視圖；圖3示出了具有部分梳棉機(jī)滾筒的蓋板桿的前視圖；圖4示出了在蓋板針布和滾筒針布之間的火花產(chǎn)生的概略示意圖；圖5示出了測量裝置的電路圖；圖5a示出了優(yōu)選的測量裝置的電路圖；圖6示出了電壓/時(shí)間圖和電流/時(shí)間圖以及火花放電和距離的示意圖6a示出了電壓/時(shí)間圖和電流/時(shí)間圖以及火花放電和距離的示意
圖7示出了具有一對集成的參考電極的纖維引導(dǎo)元件的側(cè)視圖，沿著
圖8中直線I-I剖視；
圖8示出了圖7所示裝置的頂視圖9示出了一對參考電極的第二實(shí)施例的側(cè)視圖10示出了一對參考電極的第三實(shí)施例的側(cè)視圖11示出了在蓋板桿和針布帶之間具有導(dǎo)電表面元件的蓋板桿的立
體圖12示出了具有內(nèi)置的針布釘和表面元件的針布帶的放大側(cè)視圖13示出了導(dǎo)電表面元件的第一實(shí)施例的仰視圖14示出了導(dǎo)電表面元件的第二實(shí)施例的仰視圖15示出了具有三個(gè)獨(dú)立的測量點(diǎn)的回轉(zhuǎn)蓋板裝置的概略側(cè)視圖16示出了在該三個(gè)測量點(diǎn)處作為時(shí)間的函數(shù)測量的梳理間隙值；
圖17示出了沿蓋板桿的梳理通道具有三個(gè)細(xì)長的滑動觸頭的回轉(zhuǎn)蓋
板裝置的概略側(cè)視圖18示出了在三個(gè)滑動觸頭處作為測量范圍(3的函數(shù)的假想地測量
的^f危理間隙值；
圖19示出了根據(jù)圖5所示的測量裝置的電路圖，該測量裝置安裝有 電阻式抗干擾電纜；
圖19a示出了放電的電壓/時(shí)間圖20示出了在蓋板桿和針布帶之間具有電阻墊的蓋板桿的立體圖； 圖21示出了針布帶的放大側(cè)視圖，該針布帶具有內(nèi)置的針布釘和在
蓋板桿和針布帶之間的電阻墊，并使用了根據(jù)圖12至14所示的表面元件； 圖22示出了根據(jù)圖5所示的測量裝置的電路圖，該測量裝置安裝有
具有能量恢復(fù)能力的電容和相關(guān)聯(lián)的整流元件；
圖23示出了關(guān)于放電曲線的整流元件的切換狀態(tài)的概略示意圖； 圖24示出了電壓電流-氣體放電特征曲線的簡化對數(shù)圖； 圖24a示出了輝光放電的示意圖；圖24b示出了流光放電的示意圖；圖24c示出了先導(dǎo)放電的示意圖；圖25示出了使用區(qū)域的示意圖，用于解釋預(yù)放電；圖26a示出了具有完全放電和隨后的預(yù)放電的序列的概略示意圖；圖26b示出了測量具有脈動電壓的預(yù)放電的概略示意圖；附圖標(biāo)記說明1梳棉機(jī)2給料箱3輸入羅拉4刺輥5滾筒、繃鼓滾筒5的傳動軸5b凸輪6回轉(zhuǎn)蓋板裝置7纖維喂入系統(tǒng)8纖維落紗系統(tǒng)9道夫10梳理元件11棉條沉積裝置12柔性曲軌13蓋板桿14中心部15中間腹板16夾具17蓋板頭18環(huán)形帶19滑靴20針布帶21蓋板針布22蓋板桿13的針布釘?shù)捻敹?3電壓源
23a脈沖發(fā)生器
24具有蓋板桿13的滑動觸頭
25滾筒針布
26滾筒5的針布的頂端
27與滾筒5的滑動觸頭
28時(shí)間間隔測量裝置/頻率測量裝置
29估算單元
30指示器
31信號裝置
32調(diào)整裝置
33電阻
34電容
35、35，表面元件
36針布釘21的后支架
37表面元件35的傳導(dǎo)區(qū)域
38-40表面元件35的傳導(dǎo)區(qū)域
38，--40，表面元件35，的傳導(dǎo)區(qū)域
41 -43傳導(dǎo)區(qū)域38 - 40的信號線
41，--43，傳導(dǎo)區(qū)域38，-40，的信號線
44-46傳導(dǎo)區(qū)域38 - 40的觸頭
44,--46，傳導(dǎo)區(qū)域38'-40，的觸頭
47-49滑動觸頭
50回轉(zhuǎn)蓋板的測量點(diǎn)
51滾筒的測量點(diǎn)
52回轉(zhuǎn)蓋板的測量點(diǎn)的傳感器
53滾筒的測量點(diǎn)的傳感器
54電流消耗測量裝置
55滑動觸頭
56高頻(HF)振蕩器57高通濾波器58低通濾波器60纖維引導(dǎo)元件61進(jìn)氣間隙62進(jìn)氣開口63出氣開口64出氣間隙65壁66蓋子67絕緣體68電纜71參考電極、固定電極72絕緣體73參考電極71的電極頂端74螺栓75參考電極、可調(diào)節(jié)的電極76參考電極75的電極頂端77調(diào)節(jié)螺栓78彈簧79支架80支撐板81、 82致動器83電機(jī)201電阻式抗干擾電纜202電阻墊203具有能量恢復(fù)能力的電容204第一整流元件205第二整流元件206第三整流元件207電流測量裝置208電壓測量裝置
209紫外光電二極管
210輝光放電
211流光放電
212先導(dǎo)放電
I非獨(dú)立的放電
II3蟲立方丈電
III湯才絮德、》文電
IV可見放電
V完全放電
Cx蓋板和滾筒之間的電容
Gyi -3部分電容
E使用區(qū)域
F棉絮
FB棉條
G滑動表面
空氣
S蓋+反桿的運(yùn)動方向
T滾筒5的旋轉(zhuǎn)方向
uE;改電間隙的電壓
Us受控放電的電壓
uVL完全放電的電壓
uGL輝光放電的電壓
X蓋板桿的寬度
Y完全放電之前的電壓上升
R、a滾筒的針布頂端的主幾何特征
R2、a2蓋板桿的針布頂端的主幾何特征
5 、5 、梳理間隙最大梳理間隙 參考測量的梳理間隙 蓋板針布21相對滾筒5的傾斜角
具體實(shí)施例方式
圖l示出了已知的梳棉機(jī)l，其中棉絮F從給料箱2輸送到喂入羅拉 3以及其后的刺輥4。梳棉機(jī)1包括可旋轉(zhuǎn)地支撐在機(jī)架中的單個(gè)滾筒5 (如主錫林或所謂的繃鼓)。滾筒5以已知的方式與回轉(zhuǎn)蓋板裝置6、特 別包括喂入羅拉3和刺輥4的纖維喂入系統(tǒng)7以及纖維落紗系統(tǒng)8 —起工 作，纖維落紗系統(tǒng)8特別具有所謂的道夫9。梳理元件10可以被設(shè)置在 梳棉機(jī)1的預(yù)梳理區(qū)、后梳理區(qū)和次梳理區(qū)。在回轉(zhuǎn)蓋板裝置6和梳理元 件10之間設(shè)置有纖維引導(dǎo)元件，這里沒有詳細(xì)示出，將在下文中予以詳 細(xì)說明。纖維落紗系統(tǒng)8將棉條FB輸送到圖中概略示出的棉條沉積裝置 11。
在所示回轉(zhuǎn)蓋板裝置6上設(shè)有多個(gè)蓋板桿13，其中，在圖1中僅概 略地示出了單個(gè)蓋板桿13?，F(xiàn)在通常的回轉(zhuǎn)蓋板裝置6包括多個(gè)間隔很 近的回轉(zhuǎn)蓋板桿13。為此目的，蓋板桿13在其各自的端面被環(huán)形帶18 (見圖3)支撐，沿與滾筒5的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向移動并在回轉(zhuǎn)蓋板裝 置6的下側(cè)被引導(dǎo)通過滾筒5。
圖2示出了從端面看到的蓋板桿13。蓋板桿13的中心部14被設(shè)計(jì) 成中空外形。在此情況下，設(shè)有用于增加蓋板桿13的穩(wěn)定性的中間腹板 15。針布帶20具有蓋板針布21，蓋板針布21包括多個(gè)針布釘，針布帶 20通過夾子或夾具16被固定在中心部分14的下側(cè)。蓋板桿13在設(shè)有滾 筒針布25的滾筒5的外表面上沿運(yùn)動方向D被引導(dǎo)，滾筒5以方向T旋 轉(zhuǎn)。滾筒針布25具有多個(gè)如圖所示的針布頂端，這些針布頂端沿圓周方 向分布在滾筒表面上。
在蓋板針布21和滾筒針布25之間的梳理間隙5中，傳送到梳棉機(jī)的 纖維束被開松成單個(gè)的纖維，在此情況下，所述纖維還會進(jìn)行顯著的縱向 定位。此外，包括灰塵的剩余雜質(zhì)被分離出去， 一些存在的短纖維被除去， 并且棉結(jié)被開松。為了使這些任務(wù)可以被令人滿意地完成，重要的是，僅
6 max
6為毫米的幾十分之一的梳理間隙5的寬度被正確地保持。
圖3以縱向剖視圖示出了圖2中的蓋板桿。該蓋板桿在其兩端面上分 別具有一個(gè)蓋板頭17，所述蓋板頭17被插入蓋板桿13的下中空部分。 每個(gè)蓋板頭17在其下側(cè)上設(shè)有滑靴19，該滑靴19位于兩個(gè)柔性曲軌12 上，以形成滑動表面G，并且沿柔性曲軌12滑動，所述柔性曲軌12被設(shè) 置在蓋板桿13的兩個(gè)端面中的任一端面上。此外，兩個(gè)環(huán)形帶18在上側(cè) 上接合蓋板頭17。為了清楚，夾具16未在圖3中示出。
由于滾筒表面的彎曲以及與此相適應(yīng)的柔性曲軌12的外形，蓋板針 布21的針布釘在蓋板桿13的寬度B上離開滾筒針布25不同距離。在圖 2中，這些距離以5、 5,、 52表示，其中，以5表示的距離是最小的。 在估算中可以將這些不同的距離考慮進(jìn)來，這取決于在針布帶20的區(qū)域 上火花放電信號被抽取的位置和方式。尤其在確定以e表示的拔模角時(shí)， 火花放電在各個(gè)外部的針布釘處是必需的并且被估算，所述拔模角表示蓋 板針布21相對滾筒5的傾斜角并且是距離5 ,、 52以及滾筒半徑(rDrum) 和所述寬度X的函數(shù)。相應(yīng)地設(shè)計(jì)的信號抽頭在下文中予以解釋。
圖4概略地示出了一種測量裝置。與脈沖發(fā)生器23a結(jié)合的電壓源 23通過導(dǎo)線與固定的滑動觸頭24相連接?；瑒佑|頭24相繼與各個(gè)回轉(zhuǎn) 蓋板桿13的接觸側(cè)電接觸，所述蓋板桿13在運(yùn)動方向D上被引導(dǎo)通過 滑動觸頭24。如上所述，在蓋板桿13的下側(cè)上設(shè)有針布帶20，針布21 以針布釘?shù)男问讲迦脶槻紟?0中。針布釘穿透針布帶20，背對針布頂端 22的釘?shù)亩瞬客ㄟ^電接觸壓靠蓋板桿13的下側(cè)。蓋板桿13相對兩個(gè)柔 性曲軌電絕緣；例如，為此目的，用塑料制造柔性曲軌12或滑靴19。
此外，通過脈沖發(fā)生器，電壓源23經(jīng)過導(dǎo)線與固定的滑動觸頭27相 連接，該滑動觸頭27壓靠在僅部分示出的滾筒5的傳動軸5a上。脈沖發(fā) 生器23a通過滾筒軸5a和滾筒5的壁與滾筒針布25電連接。通過施加可 變的電壓，從蓋板針布21的頂端22到滾筒針布25的頂端26之間可以產(chǎn) 生火花放電，該火花放電連接了頂端22、 26之間的梳理間隙5并在電路
的測量裝置28測量，并被傳輸?shù)焦浪銌卧?9，該測量裝置例如是電氣、 光學(xué)或電感操作的測量裝置。通過已存儲的算法，估算單元29計(jì)算在火花放電的特定時(shí)刻在針布頂端22、 26之間的距離5 (梳理間隙)。該距 離例如可以由指示器30示出。在梳理間隙5很小從而擔(dān)心頂端22、 26發(fā) 生碰撞的情況下，可視的和/或可聽的警告信號可以通過信號裝置31發(fā)出。 替代地和/或附加地，回轉(zhuǎn)蓋板裝置6和/或滾筒5被停止。同樣地，可以 設(shè)有估算單元29,其可被設(shè)計(jì)為微型計(jì)算機(jī)，用于向調(diào)整裝置32例如調(diào) 整驅(qū)動器輸出調(diào)整指令，所述調(diào)整裝置32重新設(shè)置柔性曲軌12，這轉(zhuǎn)而 影響頂端22、 26之間的距離(也可參照圖3)。
有利地，梳理間隙5可以從機(jī)器側(cè)監(jiān)測，從而操作人員也可以可視地 檢查火花的產(chǎn)生，如果合適，還可以由此借助柔性曲軌12手動地調(diào)整梳 理間隙5 。
圖5示出了一個(gè)用于產(chǎn)生火花和用于測量時(shí)間間隔和/或頻率的簡單 的測量裝置。電壓源23與脈沖發(fā)生器23a協(xié)作。所述脈沖發(fā)生器可以特 別包括元件，例如，電容34和電阻33。可調(diào)節(jié)的電阻的大小在與電容34 的相互作用中確定充電特征并因此確定脈沖發(fā)生器的特征曲線。此外，電 容34的電容量還確定了放電能量。脈沖發(fā)生器23a通過固定的滑動觸頭 24與針布21相連接。壓靠僅部分示出的滾筒5的傳動軸5a的固定滑動 觸頭27被接地。在兩個(gè)針布21、 25之間的火花放電中，電容34被放電， 這由測量裝置28記錄。
圖6示出了在頂端22、 26之間電壓恢復(fù)或電勢差U的時(shí)間曲線、電 壓源的電流消耗I(測量裝置54，圖5)的曲線以及火花放電H,的脈沖(測 量裝置28,圖5)。每個(gè)火花放電導(dǎo)致電壓突然下降到0以及電流通量I 的上升，并且與此同時(shí)，火花放電被測量裝置28記錄。各個(gè)電壓上升的 曲線或其特征曲線與待測量的梳理間隙和滾筒的圓周速度相協(xié)調(diào)，從而使 得在蓋板13的針布21和滾筒5的針布25之間的測量在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行， 以使?jié)L筒的運(yùn)動不會對測量產(chǎn)生干擾影響。借助脈沖發(fā)生器23a，考慮到 滾筒5的旋轉(zhuǎn)速度和周長，設(shè)置其特征曲線或充電特征，從而使得滾筒5 的頂端26在兩個(gè)火花放電之間在旋轉(zhuǎn)方向T上的向前移動小于0.5 mm, 伊匸選小于0.03 mm。
圖5a示出了脈沖產(chǎn)生的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。與圖5中所示的裝置相比 其改進(jìn)在于，由脈沖發(fā)生器23a產(chǎn)生的脈沖具有疊加在脈沖上的高頻信號。這是通過高頻(HF)振蕩器形成的。為了避免疊加的反饋，必須在
脈沖發(fā)生器23a和高頻振蕩器56之間設(shè)置高通濾波器57以及在脈沖發(fā)生 器中設(shè)置低通濾波器58。所述疊加實(shí)現(xiàn)了在針布頂端22、 26的當(dāng)前附近 的受控的空氣電離，并因此實(shí)現(xiàn)了火花產(chǎn)生的高可重復(fù)性。疊加的頻率 (HF振蕩器)相當(dāng)于火花放電的頻率的至少六倍，優(yōu)選十倍。
圖6a示出了與圖6相同的圖，其描述了在附加的高頻電氣振蕩疊加 到由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖的情況下(如圖5所示)電壓恢復(fù)的時(shí)間曲線。
在區(qū)域A中沒有火花放電發(fā)生。電壓源的開路電壓U。被達(dá)到，而沒 有引起火花放電。針布頂端22、 26之間的實(shí)際距離5a(測量距禹)大于 最大可測量的梳理間隙5MAX。電壓源23的電流消耗處于開路水平上。
與之相反，在區(qū)域B-D中，測量距離5大于O且小于5MAX，從而在 Ui的擊穿電壓的情況下出現(xiàn)火花放電，也就是說，針布頂端22、 26之間 的電勢差這么大，使得火花放電出現(xiàn)、通過電離的空氣產(chǎn)生瞬時(shí)短路并因 此電勢差快速地下降到0，以便之后根據(jù)預(yù)定的電壓曲線(特征曲線)重 新上升?；鸹ǚ烹姷念l率或火花放電之間的持續(xù)時(shí)間Tj被記錄。估算單 元可以考慮到脈沖發(fā)生器的預(yù)定充電特征和參考測量來計(jì)算距離5j。在 區(qū)域B中，測量的距離5i+1對應(yīng)于所述針布之間的最大可測量的距離5
max。
在區(qū)域C中，測量距離5i小于5B,因此頻率更高或持續(xù)時(shí)間Tj低于 區(qū)域B中的持續(xù)時(shí)間Ti+1。在區(qū)域D中，測量距離5 h再次小于區(qū)域C 中的測量距離5j。因?yàn)轭l率的增加超比例于測量距離的減小，測量的精 度隨著頻率的增加或持續(xù)時(shí)間的下降而升高，所以用于測量距離的優(yōu)選設(shè) 置范圍是區(qū)域D。
最后，在區(qū)域E中，示出了短路的情況，恒定的短路電流在短路中流 動。借助電壓源處的電流消耗測量裝置54，該短路電流被測量，并且根 據(jù)預(yù)定的閾值，輸出碰撞警告。通過火花放電的頻率測量來發(fā)出碰撞信號 是不可能的，因?yàn)槿鐖D6所示，在區(qū)域A和E中沒有火花放電被記錄， 但只有區(qū)域E與碰撞情況相對應(yīng)。
圖7和圖8示出了一個(gè)實(shí)施例，借助該實(shí)施例，可以進(jìn)行參考測量。 一對參考電極71、 75被安裝在纖維引導(dǎo)元件60中，因此該纖維引導(dǎo)元件執(zhí)行兩個(gè)功能。纖維引導(dǎo)元件60位于回轉(zhuǎn)蓋板裝置6和梳理元件IO之間 (這里均未示出，但參照圖l)。在與滾筒5的表面區(qū)域相對的纖維引導(dǎo) 元件60的下側(cè)上設(shè)有沿滾筒旋轉(zhuǎn)方向上變窄的間隙61,以壓縮由滾筒帶 入的空氣(點(diǎn)劃線)。緊接著空氣L的流動方向上設(shè)有開口 62，空氣L 通過該開口 62進(jìn)入纖維引導(dǎo)元件60的內(nèi)部。開口 62的大小和凹形防止 了纖維能進(jìn)入纖維引導(dǎo)元件60的內(nèi)部。在纖維引導(dǎo)元件60的殼體中的基 本上無纖維的空氣通過在纖維引導(dǎo)元件60的下側(cè)上的下游開口 63循環(huán)， 在隨后變寬的間隙64中產(chǎn)生的附加動態(tài)真空輔助氣流的運(yùn)動。開口 62和 63可以在一條線上連續(xù)設(shè)置或偏斜設(shè)置(參照根據(jù)圖8的頂視圖)。
在纖維引導(dǎo)元件60的內(nèi)部，由壁65和可移除的蓋子66 (在圖7中 就位，而在圖8中被移除)限定了一個(gè)封閉的空間。所述一對參考電極位 于此空間中，該一對參考電極一方面包括固定的電極71,該電極71被設(shè) 置在絕緣體72上并具有由柏合金構(gòu)成的電極頂端73，另一方面還包括電 極75，該電極75可以被手動地調(diào)節(jié)其與固定電極71的距離并具有同樣 由鉑合金構(gòu)成的電極頂端76?？烧{(diào)節(jié)的電極75被可旋轉(zhuǎn)地固定到支架79。 通過穿過支架79的調(diào)節(jié)螺栓77調(diào)節(jié)所述距離，該調(diào)節(jié)螺栓77作用于借 助彈簧78加載的可轉(zhuǎn)動的電極75?？烧{(diào)節(jié)的電極75例如被電接地，以 及借助例如通過螺栓74固定在固定電極71上并通過蓋子66上的絕緣體 67的電纜68,固定電極71與測量裝置28 (參照圖4)相連接。
電極頂端73和76分別具有滾筒針布25的頂端26 (半徑R,，角度a J的主要幾何特征和蓋板針布21的頂端22 (半徑R2，角度a。的主要 幾何特征。這些幾何特征對電暈效應(yīng)具有直接影響，并因此一方面實(shí)現(xiàn)了 電極71、 75之間的參考放電之間的可比較的結(jié)果，另一方面也實(shí)現(xiàn)了蓋 板針布21的頂端和滾筒針布25的頂端之間的測量放電。通過將電極71 和75之間的距離調(diào)整為與期望的針布距離5大小相似的值5 v ( = 5 c。mp),提供了用于消除針布21、 25的表面幾何形狀和微作業(yè)環(huán)境因素對 測量放電的影響的前提條件。為此目的，使用了參考電極71、 75之間的 已知距離，以及參考電極71、 75的可比較的表面幾何形狀。這里"微作 業(yè)環(huán)境"應(yīng)當(dāng)尤其被理解為空氣溫度、空氣濕度、空氣流速、電離粒子的 存在和/或剩余電離。這里"針布幾何形狀"應(yīng)當(dāng)尤其被理解為針布21、25的頂端角度的數(shù)值以及頂端半徑的數(shù)值。
圖9再次示出了用于設(shè)置一對參考電極71、 75之間的距離的電子裝 置解決方案的例子。在與根據(jù)圖7和圖8的實(shí)施例相同的其它部件(具有 相同的附圖標(biāo)記)中，電機(jī)83作用在電極75上。因此，通過未在圖中示 出的控制單元來控制電機(jī)83,即使當(dāng)梳棉機(jī)在運(yùn)行中時(shí)，所述距離5v也 可以被調(diào)整到新的期望的針布距離。
在圖10中，參考電極71、 75之間的距離通過壓電結(jié)構(gòu)元件設(shè)置。兩 個(gè)具有相同尺寸的壓電致動器81和82被設(shè)置在不導(dǎo)電的支撐板80上。 在這里都被設(shè)計(jì)成可移動的兩電極71和75被連接到這些致動器。通過此 裝置，兩個(gè)致動器81、 82的熱膨脹被補(bǔ)償。當(dāng)在具有相反極性的并聯(lián)電 路中對壓電致動器81、 82施加相同的控制電壓時(shí)，在兩個(gè)電極71、 75之
間的距離5v即使在生產(chǎn)過程中也可被調(diào)整為新的期望的針布距離。
圖11示出了用于測量火花放電的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。在此情況 中，用作導(dǎo)體的不是蓋板桿13而是表面元件30，該表面元件30被設(shè)置 在蓋板桿13和針布帶20之間并被設(shè)計(jì)為在其底面上至少部分導(dǎo)電，但是 在頂面上不與蓋板桿13電接觸。在圖11中，示出了蓋板桿13、表面元 件30和針布帶20的分解視圖。當(dāng)在機(jī)器中使用時(shí)，這些元件相互壓靠并 通過夾具16 (參照圖2)被保持在一起。
圖12從側(cè)面示出了針布帶20的一部分，針布的針布釘21被從上方 推下。針布帶20通常由紡織針或皮革材料組成。針布釘21的后支架壓靠 這里被稱為傳導(dǎo)區(qū)域37的導(dǎo)電部分，從而使得電流從針布21的頂端22 流入傳導(dǎo)區(qū)域37。在此情況中，傳導(dǎo)區(qū)域37被嵌入或壓印或粘接到表面 元件35上或以其它方式設(shè)置在表面元件35上。
圖13和14從底面示出了表面元件35和35，的兩個(gè)不同的實(shí)施例。圖 13所示的實(shí)施例具有三個(gè)傳導(dǎo)區(qū)域38、 39、 40，這些傳導(dǎo)區(qū)域相互電絕 緣地設(shè)置在表面元件35的縱向上。這些傳導(dǎo)區(qū)域38、 39、 40通過信號線 41、 42、 43與位于表面元件35的端面上的觸頭44、 45、 46相連接，這 些觸頭與固定的相對的滑動觸頭相匹配。這些觸頭44、 45、 46中的每一 個(gè)與用于對火花放電計(jì)數(shù)的測量裝置相連接，以位置分辨地探測各個(gè)傳導(dǎo) 區(qū)域38、 39、 40的區(qū)域中的火花;故電。由此，例如，可以獲得分配給不同的傳導(dǎo)區(qū)域的梳理區(qū)中的頂端狀態(tài)的預(yù)測。
此外，根據(jù)圖14的實(shí)施例提供了在表面元件35，的寬度上進(jìn)行位置分 辨的測量的可能性，并因此提供了在針布帶20的寬度上進(jìn)行位置分辨的 測量的可能性。在此情況下，設(shè)有六個(gè)傳導(dǎo)區(qū)域，其中，傳導(dǎo)區(qū)域38，或 39，或40，在蓋板桿13的運(yùn)動方向上一個(gè)接一個(gè)地設(shè)置。這些成對設(shè)置的 傳導(dǎo)區(qū)域38'、 39，或40，被分布在表面元件35，的長度上，如根據(jù)圖13所 示的實(shí)施例。該布置使得在六個(gè)不同的區(qū)域中位置分辨地探測火花放電成 為可能。導(dǎo)線41，、 42，和43，的布置和表面元件35，的端面上的觸頭44，、 45，、 46，的布置與圖13中一致。通過使用根據(jù)圖4的布置，如果需要， 還可以對柔性曲軌12 (參照圖1、 3和17)的狀態(tài)進(jìn)行判斷。
圖15示出了本發(fā)明的用于進(jìn)行各個(gè)蓋板針布21和滾筒針布25之間 的各個(gè)距離的測量的實(shí)施例。為此目的，根據(jù)圖15，設(shè)有三個(gè)用于測量 火花放電的固定測量點(diǎn)，所述測量點(diǎn)分布在柔性曲軌12 (見圖l)上并且 在每個(gè)測量點(diǎn)處設(shè)有具有正好被傳送經(jīng)過的各自的蓋板桿13的滑動觸頭 47、 48、 49。每個(gè)滑動觸頭分別僅探測一個(gè)蓋板桿13。 一個(gè)接著一個(gè)的 蓋板桿13分別在滑動觸頭49的區(qū)域中被標(biāo)記為i-l、 i、 i+l，在滑動觸頭 48的區(qū)域中被標(biāo)記為j-l、 j、 j+l，在滑動觸頭47的區(qū)域中被標(biāo)記為k-l、 k、 k+l。所述三個(gè)測量點(diǎn)的滑動觸頭47、 48、 49通過連接線與相互獨(dú)立 的測量通道相連接，這些測量通道在這里被標(biāo)記為I、 n和ni并且是測量 和估算單元29的一部分?？商娲?，僅設(shè)有一個(gè)測量通道，其換向地處 理來自滑動觸頭47、 48、 49的信號。如已參照圖4和圖5所述，滑動觸 頭47、 48、 49與脈沖發(fā)生器相連接，這里不再詳細(xì)描述。
此外，根據(jù)圖15所示的實(shí)施例具有另外的兩個(gè)測量點(diǎn)50、 51。 一方 面，這包含了在回轉(zhuǎn)蓋板裝置(測量點(diǎn)50)的頂面上的無接觸探測(例 如電感的、光學(xué)的、通過超聲波等)，通過該檢測借助將測量的距離分配 到各個(gè)蓋板桿i、j、k的傳感器52來探測在蓋板桿的總數(shù)n中被標(biāo)記為"1" 的蓋板桿13。具有無接觸測量的傳感器53的另一測量點(diǎn)51被設(shè)置在滾 筒5的旋轉(zhuǎn)軸線的區(qū)域中并且借助設(shè)置在軸5a上的凸輪5b報(bào)告滾筒5的 即時(shí)角度位置，以由測量通道I、 II和III確定的距離測量中計(jì)算出滾筒外 端面的幾何誤差(例如圓度誤差)。在三個(gè)滑動觸頭47、 48、 49中的每個(gè)滑動觸頭處，從滾筒針布25到 每個(gè)蓋板桿13的各個(gè)蓋板針布21的距離5可以借助頻率測量值來確定 (參照圖6)。圖16更精確地示出了這些已確定的值，其中，對于每個(gè) 蓋板桿k、 k+l、 k+2…或j、 j+l、 j+2…或i、 i+l、 i+2，經(jīng)測量的梳理距 離5作為所述三個(gè)測量通道I、 II和III的時(shí)間的函數(shù)在y軸上畫出。
借助圖15所示的實(shí)施例并基于圖16示出的結(jié)果，各個(gè)蓋板針布21 的磨損程度或其可能的損壞同樣可以被確定。由此，蓋板針布21相對滾 筒5的拔模角或傾斜角6 (參照圖2)同樣可以被測量。
圖17示出了另一個(gè)實(shí)施例，這里，借助時(shí)間間隔和/或頻率的測量， 梳理間隙5的曲線實(shí)際上是在整個(gè)梳理范圍上即在具有角度P的測量范 圍上被測量。至少一個(gè)長滑動觸頭55跨越此測量范圍P并且沿著該測量 范圍與特別準(zhǔn)備的參考蓋板桿13的頂面電接觸。因此，梳理間隙5可以 在該蓋板桿13的整個(gè)運(yùn)行通道上被測量。
優(yōu)選地，在該蓋板桿13的寬度上，也就是說相對其旋轉(zhuǎn)方向橫向地 設(shè)置梳理間隙測量的位置解決方案。為此目的，例如，在蓋板桿13的左 側(cè)和右側(cè)以及其中間設(shè)置各個(gè)滑動觸頭，并且例如，具有在寬度上分布的 三個(gè)傳導(dǎo)區(qū)域38、 39、 40的表面元件35可與圖13所示相應(yīng)地設(shè)置。這 些傳導(dǎo)區(qū)域的接觸例如可以通過一個(gè)接著一個(gè)移動的三個(gè)滑動觸頭來進(jìn) 行，其中，圖17中僅示出了一個(gè)這樣的滑動觸頭55;然而，圖17中相 應(yīng)地示出了三條通向"左測量通道"、"中測量通道"和"右測量通道" 的連接線。在這里，還可以替代地設(shè)置整流測量通道。具有傳感器52和 53的測量點(diǎn)50和51對應(yīng)于圖15所示的測量點(diǎn)。
在圖18中，例如，相對測量范圍P示出了用于所述三個(gè)測量通道的 梳理間隙5的大小。這些假設(shè)的曲線給出了梳棉機(jī)的用戶關(guān)于測量范圍|3 的指示，在該測量范圍P內(nèi)梳理間隙5應(yīng)當(dāng)被重新調(diào)節(jié)，特別是通過更換 蓋板桿13和/或重新調(diào)節(jié)柔性曲軌12 (參照圖1和圖3)。
與根據(jù)圖15所示的實(shí)施例相類似，在圖17所示的實(shí)施例中，提供了 被標(biāo)記為"1"的特定桿的位置的無接觸測量。同樣地，通過無接觸測量 在滾筒軸5a上探測滾筒5的不圓度。
圖19示出了根據(jù)圖5所示的測量裝置的電路圖，該測量裝置上安裝有單個(gè)或分布的電阻。在圖19中，所示電阻被設(shè)計(jì)為電阻式抗干擾電纜
201。在脈沖發(fā)生器23a和待測量的元件(這里為蓋板24)之間的連接電 纜被設(shè)計(jì)為電阻式抗千擾電纜201 。這種類型的電纜在汽車工業(yè)中是已知 的并且在內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)中被用于抑制干擾。使用的電纜201具有0.1K Q 5MQ的電阻，優(yōu)選lkQ 5k。。如圖19a所示，對最大放電電流的 限制是通過電阻201實(shí)現(xiàn)的，而在此情況下點(diǎn)火電壓未被減小。此設(shè)置改 進(jìn)了電磁兼容性，而待測量的部件的干擾能力可被忽略。
然而，如果干擾能力較高并且不能被忽略，如在工作寬度大于1300 mm的蓋板/滾筒系統(tǒng)中，安裝單個(gè)電阻式抗干擾電纜201是不夠的。在來 自投影到滾筒表面上的蓋板區(qū)域的蓋板/滾筒系統(tǒng)中，干擾能力是從待測 量的部件的相對區(qū)域中計(jì)算出來的。在此，在滾筒寬度為1500 mm和蓋 板寬度為22 mm的情況下，干擾能力達(dá)到750 pF ~ lnF。在蓋板13中存 儲的電荷在獨(dú)立于電阻式抗干擾電纜201的放電過程中被傳遞到針布頂 端21。然后，為了甚至在高干擾能力的情況下也達(dá)到放電電流的限制， 必須提供電阻墊202。如圖20所示，電阻墊202被插入蓋板13和針布21 之間。為了起作用，電阻墊202應(yīng)當(dāng)具有1 ~ 1500 kQm、優(yōu)選15 ~ 75 k Qm的正向電阻。精確的電阻功率取決于實(shí)際存在的系統(tǒng)干擾能力。所示 電阻墊優(yōu)選地由導(dǎo)電塑料制成。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，針布帶20或蓋板針布自身的底部被設(shè)計(jì)為 電阻式抗干擾器，例如通過在底部安裝導(dǎo)線或顆粒形式的導(dǎo)電組件。由此， 可以免除單獨(dú)的電阻墊202的安裝。
圖21示出了根據(jù)圖12使用具有內(nèi)置針布釘21的針布帶的放大側(cè)視 圖。在此情況下，示出了在蓋板桿13和針布帶20之間安裝有電阻墊202, 并使用了根據(jù)圖12至14所示的表面元件37、 38、 39、 40。為了使電阻 墊202能被用于抑制干擾，該電阻墊202必須被設(shè)置在頂端21和脈沖發(fā) 生器23a之間的連接中，而安裝位置必須盡可能地接近火花放電點(diǎn)。
圖22示出了根據(jù)圖5所示的測量裝置的電路圖，該測量裝置中安裝 有用于進(jìn)行中斷的火花放電的必要元件。在此情況下，第一整流元件204 被插入到脈沖發(fā)生器23a和待測量的部件(在這里是蓋板13)之間。該 整流元件使得可以通過第二整流元件205來切換蓋板13與具有能量恢復(fù)能力的電容203的連接。該電容又通過第三整流元件206與能量源或電壓 源23相連接。在這里所用的整流元件204、 205、 206可以被構(gòu)造成，例 如，半導(dǎo)體元件，可以是半導(dǎo)體晶閘管、三端雙向可控硅開關(guān)元件、晶體 管或其他適用于快速開關(guān)的電子元件。在該測量裝置中，也可以在蓋板 13中設(shè)置電阻墊22，用于抑制干擾并用于改善電磁兼容性。
圖23示出了整流元件204、 205、 206的開關(guān)序列及其對電壓和電流 曲線的影響。上升的電壓在特定幅度處導(dǎo)致火花放電，因此導(dǎo)致電流通量 上升。正常的放電曲線由虛線示出(如已在圖6中所述)。通過電壓測量 裝置208,電壓信號的下降沿(the falling edge)可被檢測，并因此整流元 件204和205可被切換。整流元件204和205的切換還可以通過來自電流 測量裝置207的電流信號的上升沿(the rising edge)進(jìn)行。同樣地，可以 使用紫外光電二極管209來代替電流測量裝置207或電壓測量裝置208。
電。通過蓋板13與電壓源23的分離以及通過蓋板13與電容203的連接， 能量從蓋板13傳遞到電容203并且在放電點(diǎn)處的電壓向OV下降。電流 通量也因此被中斷，并且電流消耗顯著地下降，如從圖23中的電流/時(shí)間 圖中可以看出。通過隨后的第三整流元件206的切換并因此通過在電容 203和電壓源23之間形成的連接，存儲在電容203中的能量返回。整流 元件204、 205、 206被再次重置，并且直到重新放電，電壓恢復(fù)開始。
還可以安裝單一 的電負(fù)載電阻來代替具有能量恢復(fù)能力的電容203 。 這種電阻被直接接地，并可以省去與電壓源23的連接，以及因此省去第 三整流元件206。切換點(diǎn)的確定和兩個(gè)剩余的整流元件的切換保持不變。 唯一的區(qū)別在于能量不返回到電壓源23，而是完全通過負(fù)載電阻被傳遞 并因此而丟失。
圖24示出了 U、 I氣體放電特征曲線的簡化的對數(shù)示意圖。特征曲線 示出了氣體放電的典型輪廓。在第一部分中，實(shí)際電壓上升，非獨(dú)立的放 電被稱為(I)。在系統(tǒng)沒有變化的情況下，放電是不會發(fā)生的。例如， 可以通過改變部件之間的距離在該區(qū)域內(nèi)引起放電。然后，獨(dú)立》文電(n)， 如已知的那樣，可以在較低的電壓水平下進(jìn)行，但在其放電過程中沒有發(fā) 生改變。之后是作為第 一獨(dú)立放電(II)的湯森德放電(Townsend discharge )(III) ，在湯森德放電過程中，電流通量持續(xù)地增加。在輕微的電壓下降 之后則是可見放電(IV),如已知的那樣，在該可見放電中出現(xiàn)氣體放電 的典型的發(fā)光。在可見放電(IV)結(jié)束時(shí)，有一個(gè)較短的急劇的電壓上升
(Y),并發(fā)生所謂的完全放電(V)。在完全放電(V)過程中，火花向 上"跳躍"并且電壓或電勢差快速地下降。氣體放電的曲線總是近似相同 的，并且通過連續(xù)的電壓供給結(jié)束于部件之間的火花擊穿中，因此，這種 類型的放電亦被稱為火花放電。
然后，可見放電(IV)可被進(jìn)一步細(xì)分為輝光放電、隨后的流光放電 以及再之后的先導(dǎo)放電。圖24a示出了在具有"點(diǎn)對點(diǎn)，，布置的火花間隙 中的輝光放電。通過上升的電壓，在局部使用區(qū)域E中達(dá)到用于電暈放電 的點(diǎn)火值，并且發(fā)生輝光放電210。通過未減少的電壓上升，輝光放電210 將增長為流光放電211 。放電變得更強(qiáng)烈。在圖2 4 b中示出了流光放電211 。 當(dāng)電壓進(jìn)一步上升時(shí)，產(chǎn)生了如圖24c所示的先導(dǎo)放電212。先導(dǎo)放電212 包括待測量部件的頂端21、 25的兩個(gè)最外端22、 26處的短"閃光"。然 后，進(jìn)一步的電壓上升導(dǎo)致先導(dǎo)放電212連續(xù)增長，并在使用區(qū)域中場強(qiáng) 達(dá)到約3kV/mm時(shí)，最終引起火花跳越并因此引起完全放電?？梢姺烹?br> (IV) 也可以被稱為預(yù)放電。
圖25示出了作為使用區(qū)域E的等效電路圖，用于解釋預(yù)放電。在此 情況下，待測量的部件22、 26可以被認(rèn)為是電容Cx的元件。穿過放電區(qū) 域的電勢差或電壓UE被持續(xù)地增加，并且與此同時(shí)，電容Cx被充電直到 在完全放電的情況下能量流出并且電勢差被補(bǔ)償。然后，為了理解預(yù)放電， 使用區(qū)域E或待測量的部件22、 26之間的距離5被細(xì)分為至少三個(gè)電容 Cy,至Cy3，其中1/CX=1/CY1+1/CY2+1/CY3。接著，在開始預(yù)放電的情況
下，兩個(gè)外部電容Cy!和Cy3被放電，而CY2的電荷緩慢地上升。Cy,和 CY3的放電在更短的的間隔下進(jìn)行。C們和Cy3的放電強(qiáng)度隨著上升的電壓
UE持續(xù)地增加(也可參照在圖24a至圖24c中示出的由輝光放電到先導(dǎo)
放電的發(fā)展過程)，直到CY2也有了足夠的電荷并且電容Cy,至CY3 (對 應(yīng)于Cx)同時(shí)在完全放電中放電。Cy,或CY3中的每個(gè)的放電在此情況下
導(dǎo)致沖擊電流的產(chǎn)生。各個(gè)沖擊電流之間的間隔隨著漸進(jìn)的放電而變得越 來越短?？梢酝ㄟ^測量來4全測這些沖擊電流，以4企測和避免逼近的完全放電。為了測量這些沖擊電流，可以采用已知的系統(tǒng)，例如位相解析的部分
》欠電分片斤方法(Phase Resolved Partial Discharge Analysis,即"PRPDA") 或在使用區(qū)域中表觀電流和有功電流之間的位移的確定(部分放電的扭 曲)。這些沖擊電流的實(shí)際值和頻譜取決于使用區(qū)域E并因此取決于梳理 間隙。然而，還取決于待測量的部件5、 25的頂端22、 26的電流4 l性和
幾何形狀。
用于檢測即將來臨的完全放電的另 一 可能方案是測量提供給待測量 的部件的電氣參數(shù)。 一方面，由圖24中的特征曲線顯而易見，可以通過 區(qū)域Y中急劇的電壓上升，也就是說在完全放電前即刻;險(xiǎn)測時(shí)間點(diǎn)。相 同的檢測可以通過預(yù)放電的電流獲得。
在圖26a和26b中示出了具有在先完全放電(僅圖26a)的預(yù)放電的 電流曲線和電壓曲線的概略示意圖?；诮?jīng)檢測的預(yù)放電，確定一個(gè)不應(yīng) 被超過的控制電壓US。因此，避免了完全放電，并且預(yù)放電以特定的時(shí) 間間隔一個(gè)接著一個(gè)，這又使得可以確定待測量的部件之間的距離。在圖 26a和26b中，用虛線示出在電壓上升到完全放電的點(diǎn)火電壓Uvl的情況 下的電壓曲線和電流曲線。當(dāng)達(dá)到用于輝光放電Uc^的點(diǎn)火值時(shí)，沖擊電 流出現(xiàn)。當(dāng)達(dá)到控制電壓時(shí)，降低供給電壓并且因此中斷預(yù)放電。 一旦電 壓下降到用于自點(diǎn)火(輝光放電)的數(shù)但Ugl以下，沖擊電流停止流動， 并且下一電壓恢復(fù)可以開始。
在圖26a中所示的作為完全放電的第一放電用于更新預(yù)放電的邊界 條件。在圖26a所示的電流曲線的說明中清楚可見，隨著電壓的上升，在 開始的輝光放電過程中產(chǎn)生的沖擊電流隨著升高的電壓出現(xiàn)的時(shí)間間隔 越來越短。然后，如果一個(gè)或多個(gè)放電被傳導(dǎo)達(dá)到完全放電，那么這些沖 擊電流的順序可被確定。根據(jù)沖擊電流的產(chǎn)生和順序中，控制電壓Us被 確定，借助該控制電壓，隨后的放電被中斷并且因此僅作為預(yù)放電被實(shí)施。 因此，取決于微幾何條件的缺陷可被避免，并且針布頂端的狀態(tài)可被確定。 有利地， 一個(gè)測量由一個(gè)或多個(gè)完全放電和預(yù)放電序列組成，其中，單個(gè)
地，與被執(zhí)行的放電的總數(shù)相關(guān)的完全放電的頻率在1: 10到1: 25的比 值內(nèi)變化，或在100次放電中存在10到4次完全放電。任何其他的比值也是可能的(直到執(zhí)行全部完全放電或全部預(yù)放電)，其中，必須考慮相 應(yīng)的缺點(diǎn)。
為了消除電流的極性對沖擊電流的大小和頻譜的影響，可以通過脈動
交流電壓觸發(fā)預(yù)放電。在圖26b中示出了具有電流曲線和電壓曲線的相應(yīng)
曲線圖。
本發(fā)明并不限于所說明和描述的示例性實(shí)施例。從而，通過附圖，描
述了蓋板針布21的針布頂端22、 26與梳棉機(jī)滾筒5的鋸齒形針布25之 間的距離測量。不受限制地，所描述的測量原理也可以被用于滾筒5的鋸 齒形針布和刺輥(參照圖1)之間的距離測量。其他的用于電接觸的可能 方案同樣也是可能的?？梢允褂闷渌膶?dǎo)電傳輸裝置，以代替滑動觸頭。 當(dāng)上文使用術(shù)語"火花放電"時(shí)，其也包括肉眼幾乎看不到或不能看 到的電壓》欠電。
權(quán)利要求
1.一種紡織機(jī)，尤其是紡紗準(zhǔn)備機(jī)，其具有兩個(gè)相對布置的針布(21、25)和用于無接觸測量所述相對布置的針布(21、25)的裝置，其特征在于，所述裝置具有電壓源(23)和脈沖發(fā)生器(23a)，用于生成可變的電勢差，并且所述針布(21、25)的頂端(22、26)是導(dǎo)電的，所述脈沖發(fā)生器(23a)與所述頂端(22、26)這樣連接，使得通過在所述兩個(gè)針布(21、25)的頂端(22、26)之間施加所述可變的電勢差可以產(chǎn)生至少兩個(gè)連續(xù)的火花放電，并設(shè)有裝置(28)，用于測量兩個(gè)火花放電之間的時(shí)間間隔和/或連續(xù)的火花放電的頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織機(jī)，其特征在于，設(shè)有估算單元(29), 所述估算單元可以根據(jù)所述火花放電的測量的時(shí)間間隔和/或頻率確定所 述頂端(22、 26)之間的距離(5 )和/或一個(gè)針布(21)相對另一個(gè)針 布(25)的布置，尤其是它們的傾斜角(6 )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紡織機(jī)，其特征在于，設(shè)有高頻振蕩 器(56),所述高頻振蕩器生成振蕩，所述振蕩被疊加到由所述脈沖發(fā)生 器(23a)確定的所述火花放電之間的電壓恢復(fù)的時(shí)間曲線上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的紡織機(jī)，其特征在于，所述高頻振蕩器(56) 的頻率相當(dāng)于所述火花放電的頻率的至少六倍，優(yōu)選至少十倍。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的紡織機(jī)，其特征在于，所述兩 個(gè)相對布置的針布(21、 25)彼此相對移動。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的紡織機(jī)，其特征在于，所述火 花放電之間的電壓恢復(fù)的時(shí)間曲線是可以調(diào)節(jié)的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的紡織機(jī)，其特征在于，所述可變的電勢差 可以通過所述脈沖發(fā)生器(23a)來調(diào)節(jié)其時(shí)間曲線，以使在特定距離(5 ) 的情況下引起的在兩個(gè)火花放電之間的所述針布(21、 25)之間的相對移 動小于0.5mm，伊C選小于0.03mm。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的紡織機(jī)，其特征在于，所述電 壓源(23)具有電流消耗測量裝置(54)，所述電流消耗測量裝置(54)測量在所述頂端(22、 26)相接觸的情況下產(chǎn)生的短路電流，并由此可以 指示碰撞警告。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的紡織機(jī)，其特征在于，在所述 兩個(gè)針布(21、 25)的頂端(22、 26)之間超過空氣介電強(qiáng)度的最大距離 相關(guān)電勢差可以根據(jù)期望測量范圍在1~ 10000V的范圍內(nèi)調(diào)整，優(yōu)選在 2000 ~ 5000V之間，更優(yōu)選地在2500 ~ 3500V之間。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的紡織機(jī)，其特征在于，所述紡 織機(jī)是梳棉機(jī)(1 ),該梳棉機(jī)(1 )具有至少一個(gè)蓋板(13 )和至少一個(gè) 具有滾筒軸(5a)的被覆蓋的滾筒(5),帶的形式的針布(21)被連接 到所述蓋板(13)上，所述針布彼此相對布置。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的紡織機(jī)，其特征在于，在所述 脈沖發(fā)生器(23a)和所述針布(21 )之間提供單個(gè)或分布的電阻(201 )。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的紡織機(jī)，其特征在于，所述電阻(201) 是電阻式抗干擾電纜。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的紡織機(jī)，其特征在于，所述電阻(202) 是電阻墊，所述電阻墊由導(dǎo)電塑料或?qū)щ娙玖蠈踊蚝铣蓸渲M成。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的紡織機(jī)，其特征在于，在所述 脈沖發(fā)生器(23a)和所述針布(21)之間設(shè)有電負(fù)載電阻和第一整流元 件(204)，并且在所述針布(21)和所述負(fù)載電阻之間設(shè)有第二整流元 件(205 )。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的紡織機(jī)，其特征在于，用具有能量恢復(fù) 能力的電容(203 )代替所述電負(fù)載電阻，以及在所述電容(203 )和所述 電壓源(23)之間設(shè)有第三整流元件(206)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的紡織機(jī)，其特征在于，設(shè)有電流測 量裝置(207 )或電壓測量裝置(208 )或紫外光電二極管(209)，用于 測量所述放電的開始和致動所述整流元件(204、 205、 206)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1 - 10中任一項(xiàng)所述的紡織機(jī)，其特征在于，設(shè)有 用于確定預(yù)放電的沖擊電流的測量系統(tǒng)，并因此能夠確定可用于中斷預(yù)放 電的控制電壓(Us)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的紡織機(jī)，其特征在于，在所述脈沖發(fā)生 器(23a)的控制下提供數(shù)值等于所述控制電壓(Us)的電壓恢復(fù)的界限。
19. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的紡織機(jī)，其特征在于，設(shè)有一 對用于火花放電的作為參考測量單元的附加電極(71、 75)，如果適當(dāng)， 所述一對附加電極的可變的相互距離是已知的，并且所述一對附加電極在 所述頂端(73、 76)處具有與所述針布頂端(22、 26)相似的表面幾何形 狀。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的紡織機(jī)，其特征在于，所述一對附加電 極(71、 75)被設(shè)置在所述待測量的針布(21、 25)的工作范圍之外。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的紡織機(jī)，其特征在于，所述一對附加電 極(71、 75)被設(shè)置在一空間內(nèi)，當(dāng)所述梳棉機(jī)(1 )運(yùn)行時(shí)基本上沒有 纖維可以進(jìn)入該空間內(nèi)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求10或21所述的紡織機(jī)，其特征在于，所述一對附 加電極(71、 75 )被設(shè)置在一空間內(nèi)，當(dāng)所述梳棉機(jī)(1 )運(yùn)行時(shí)氣流(L) 被傳導(dǎo)通過該空間。
23. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的紡織機(jī)，其特征在于，在所述蓋板桿(13) 上和/或所述滾筒軸(5a)上分別設(shè)有至少一個(gè)用于接觸的滑動觸頭(24、 27 )，至少 一個(gè)所述滑動觸頭(24、 27 )可被連接到所述脈沖發(fā)生器(23a )。
24. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的紡織機(jī)，其特征在于，沿著梳理通道設(shè) 有多個(gè)相互之間沒有電接觸的滑動觸頭(47、 48、 49)，用于與不同的蓋 板桿(13 )相接觸。
25. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的紡織機(jī)，其特征在于，設(shè)有針布帶(20), 在所述蓋板桿(13)和所述針布帶(20)之間設(shè)有至少一個(gè)導(dǎo)電表面元件(35),所述導(dǎo)電表面元件(35)設(shè)有至少一個(gè)傳導(dǎo)區(qū)域(37、 38、 39、 40)，該導(dǎo)電表面元件(35)與背對所述針布頂端(22)的后支架(36) 電接觸，并且在所述火花放電過程中產(chǎn)生的放電電流通過該表面元件(35) 流動。
26. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的紡織機(jī)，其特征在于，為了確定所述針布 (21、 25)之間的距離(5 )，所述估算單元(29)連接有用于調(diào)整所述針布(21、 25)之間的距離(5 )的調(diào)整裝置(23)。
27. —種裝置，其用于無接觸測量紡織機(jī)的兩個(gè)導(dǎo)電部件之間的距 離，所述兩個(gè)導(dǎo)電部件相對布置并且具有頂端，其特征在于，該裝置具有 電壓源(23)和脈沖發(fā)生器(23a)，用于生成可變的電勢差，所述脈沖 發(fā)生器(23a)這樣與所述部件相耦合，使得通過在所述部件的頂端之間 施加所述可變的電勢差可以生成至少兩個(gè)連續(xù)的火花放電，并設(shè)有裝置， 用于測量所述兩個(gè)火花放電之間的時(shí)間間隔和/或連續(xù)的火花放電的頻 率。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于，設(shè)有估算單元，通 過該估算單元可以由測量的火花放電的時(shí)間間隔和/或頻率來確定所述部 件之間的距離(5)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的裝置，其特征在于，所述裝置是可 移動的，并且可以用于在不同紡織機(jī)上測量部件之間的距離。
30. —種用于無接觸測量紡織機(jī)尤其是紡紗準(zhǔn)備機(jī)的兩個(gè)部件之間 的距離的方法，所述兩個(gè)部件相對布置并具有導(dǎo)電頂端，其特征在于，通 過電壓源(23)和脈沖發(fā)生器(23a)生成可變的電勢差，并且所述脈沖 發(fā)生器(23a)與所述部件相連接，通過在所述部件之間施加所述可變的 電勢差在所述部件的頂端之間引起至少兩個(gè)連續(xù)的火花放電，并且兩個(gè)火 花放電之間的時(shí)間間隔和/或連續(xù)的火花放電的頻率被測量。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，通過一估算單元， 根據(jù)測量的所述火花放電的時(shí)間間隔和/或頻率確定所述部件之間的距離(5 )和/或一個(gè)部件相對另一個(gè)部件的布置，尤其是所述部件之間的傾 斜角6 。
32. 根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的方法，其特征在于，通過高頻振蕩 器(56)生成的振蕩被疊加到所述可變的電勢差上。
33. 根據(jù)權(quán)利要求30 - 32中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過 在所述脈沖發(fā)生器(23a)和所述部件之間的單一的或分布的電阻(201、 202)限定最大放電電流。
34. 根據(jù)權(quán)利要求30 - 33中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，放電過程被中斷，以及在所述部件中存儲的電荷被提取，并且或者通過電負(fù)載電阻轉(zhuǎn)移或者通過具有能量恢復(fù)能力的電容(203 )返回所述電壓源(23)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，通過整流元件(204、 205、 206)來控制能流。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，為了測量放電的開 始和致動所述整流元件(204、 205、 206)，使用電流測量裝置(207 )或 電壓測量裝置(208 )或紫外光電二極管(209)。
37. 根據(jù)權(quán)利要求30 - 36中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在達(dá) 到完全放電之前中斷所述火花放電，這樣生成的預(yù)放電被用作火花放電， 以測量所述部件之間的距離。
38. 根據(jù)權(quán)利要求30 - 37中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 測量由多個(gè)完全放電和預(yù)放電的序列建立。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，對擴(kuò)散的完全放電 的估算被用作關(guān)于所述針布的頂端狀態(tài)的信息。
40. 根據(jù)權(quán)利要求30 - 39中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，設(shè)有 一對附加電極(71、 75)，如果適當(dāng)，所述一對附加電極之間的可變的頂 端距離(5v)是已知的，并且所述一對附加電極位于與所述部件相同的 微作業(yè)環(huán)境中，其被用作參考測量單元，以計(jì)算出所述微作業(yè)環(huán)境和/或 所述表面幾何形狀對所述部件之間的火花放電的測量值的影響。
41. 根據(jù)權(quán)利要求30 - 39中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了 在蓋板針布(21 )的整個(gè)寬度上調(diào)整蓋板(13 )的針布(21 )和滾筒(5 ) 的針布(25)之間的距離，所述蓋板針布(21)的第一側(cè)這樣設(shè)置，以使 在兩個(gè)火花放電之間測量的時(shí)間間隔和/或測量的頻率對應(yīng)于該第 一側(cè)的 期望針布距離(5 )，隨后第二側(cè)被降低，如果需要，被再次提升，直到 在該第二側(cè)上存在與在所述第一側(cè)面上相同的時(shí)間間隔和/或相同的頻率 并因此相同的針布距離(5)。
42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，分析用于電抽頭的 信號，以估算所述柔性曲軌(12)的狀態(tài)，其中，所述電抽頭相互電絕緣 并被分配到一個(gè)蓋板(13)，以及被分配到該蓋板的不同的梳理區(qū)，所述梳理區(qū)在旋轉(zhuǎn)方向上一個(gè)接另一個(gè)地布置。
43.根據(jù)權(quán)利要求30-42所述的方法，其特征在于，在沒有火花放 電的情況下，當(dāng)?shù)陀谒鲠槻柬敹?22、 26)之間的預(yù)定距離(5 )時(shí)， 基于在所述電壓源(23)處確定的電流通量輸出碰撞警告。
全文摘要
本發(fā)明涉及紡織機(jī)，尤其涉及紡紗準(zhǔn)備機(jī)，以及用于無接觸測量和/或調(diào)整兩個(gè)相對的針布(21、25)之間的參數(shù)的裝置和方法。所述裝置尤其包括用于生成可變的電勢差的電壓源(23)和脈沖發(fā)生器(23a)。在此情況下，所述針布(21、25)的頂端(22、26)是導(dǎo)電的，并且所述脈沖發(fā)生器(23a)與頂端(22、26)這樣連接，以使通過在所述兩針布(21、25)的頂端(22、26)之間施加所述可變的電勢差生成至少兩個(gè)連續(xù)的火花放電。在此情況下，設(shè)有用于測量兩個(gè)火花放電之間的時(shí)間間隔的測量裝置和/或用于測量梳理針布的頂端(22，26)之間的當(dāng)前距離的頻率測量裝置(28)。
文檔編號D01G15/28GK101563488SQ200780041897
公開日2009年10月21日 申請日期2007年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者克勞迪奧·里比, 埃米爾·梅德維奇, 馬丁·托布勒 申請人:里特機(jī)械公司