專利名稱：用于采用一個(gè)光束掃描紗線的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)在一個(gè)測(cè)量縫隙中沿其軸向運(yùn)動(dòng)的紗線利用從一個(gè)光源發(fā)出的一個(gè)光束進(jìn)行掃描的裝置，該裝置具有一個(gè)用于在紗線上反射的光的接收器，并具有一個(gè)對(duì)來(lái)自接收器的電信號(hào)進(jìn)行處理的單元。
例如由EP 0 761 585已經(jīng)披露了這樣的一種裝置，其中設(shè)置一個(gè)光源，該光源發(fā)出光，在紗線上所述光一方面被反射，另一方面也被遮住。由此從探測(cè)器探測(cè)到的光以眾所周知的方式變換成電信號(hào)，為了例如識(shí)別紗線中的雜質(zhì)，可以設(shè)定范圍和閾值。
由此可以看出這種裝置的一個(gè)缺點(diǎn)，即例如紗線中那些與發(fā)出的光具有相同顏色的雜質(zhì)不能被識(shí)別出來(lái)。例如，這種情況也適用于像紗線中的塑料薄膜部分那樣的透明雜質(zhì)，因此這使得這種雜質(zhì)也不能被辨別出來(lái)。
這種方式的另一個(gè)裝置披露在WO95/29396中，其中給一個(gè)白光接收器分配三個(gè)不同的光源。在此這三個(gè)光源設(shè)計(jì)為三個(gè)發(fā)光二極管，每個(gè)二極管在可見光范圍內(nèi)發(fā)出一個(gè)其它的主波長(zhǎng)的光。這些光源沿紗線縱向可見地一個(gè)挨一個(gè)地固定在紗線旁邊，并這樣對(duì)準(zhǔn)，使得光源照亮紗線以及一個(gè)位于其后的、吸收盡可能多光線的背景。這種通過(guò)在紗線上的光的反射在接收器內(nèi)形成的信號(hào)被這樣處理，使得由根據(jù)為在單一主波長(zhǎng)內(nèi)的信號(hào)算出的值形成比值，該比值又能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)被重新衡量。
特別地，由此可以看出這種裝置的一個(gè)缺點(diǎn)，即其僅僅適用于對(duì)反射光與特別黑的背景前的紗線的分析。此外，三個(gè)或者更多二極管間隔地沿紗線排列的布置需要很多空間，在為這種裝置設(shè)計(jì)的紡織機(jī)中可能完全不存在這種設(shè)置。這種裝置還存在另外的問(wèn)題，即對(duì)于單個(gè)光源的控制必須考慮紗線的運(yùn)動(dòng)，并且要這樣設(shè)計(jì)，使得不同顏色的光總是照射在紗線的同一位置上。
如本發(fā)明在本專利權(quán)利要求書中所要求的那樣，本發(fā)明要解決的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)一種上述種類的裝置，該裝置需要很少的空間，更簡(jiǎn)單地被控制，并且能夠更加可選擇地且以更高的靈敏度識(shí)別在紗線上存在的雜質(zhì)。
這可以依照本發(fā)明用一種裝置實(shí)現(xiàn)，該裝置設(shè)計(jì)了一個(gè)單一光源，用于在至少兩個(gè)波段中發(fā)射光線，其中該波段由主波長(zhǎng)確定。在可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)該主波長(zhǎng)至少規(guī)定了兩種顏色。這些顏色最好為紅色、綠色或藍(lán)色。該光源最好設(shè)計(jì)為發(fā)光二極管，其在可見范圍內(nèi)能夠分別發(fā)射三種顏色的可見光。所述光源和接收器具有用于光的發(fā)射和接收的主軸，該光源和接收器共同確定了一個(gè)平面，該平面橫向于紗線的縱向。一個(gè)用于對(duì)于從反射光用的接收器中所獲得的電信號(hào)進(jìn)行處理的單元，可以從在至少兩個(gè)預(yù)先規(guī)定的波段的每一個(gè)中的信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)處于一個(gè)平面或一個(gè)空間內(nèi)的向量，并且從用于不同信號(hào)的向量產(chǎn)生一個(gè)總向量。為空間中總向量的端點(diǎn)預(yù)先確定一個(gè)區(qū)域，其說(shuō)明從接收器產(chǎn)生的被處理成總向量的電信號(hào)是否指示為紗線中的一種雜質(zhì)。所述向量在其中被計(jì)算和/或描繪的空間最好構(gòu)成一個(gè)具有轉(zhuǎn)軸的立方體，沿著三個(gè)主波長(zhǎng)的強(qiáng)度值被著色。
由此可以看出通過(guò)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)在于，即單一的光源利用具有不同波長(zhǎng)的光實(shí)用地從同一點(diǎn)發(fā)出照射到紗線上，使得在所有波段內(nèi)的光束以一個(gè)狹窄的受限制的角度擊打到紗線上。該光源也很少需要空間，由此可以為紗線構(gòu)造一個(gè)測(cè)量頭，該測(cè)量頭可以被集成在精紡機(jī)或絡(luò)筒機(jī)內(nèi)的一個(gè)狹窄的受限制的地方。此外上述光源實(shí)質(zhì)上比對(duì)每一種顏色都采用一個(gè)光源的組的成本低。此處，還可以設(shè)置更多的接收器，這些接收器將在紗線上反射的光提供給一個(gè)處理電信號(hào)的單元，這些單元按照嚴(yán)格相同的方式對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行處理，從而可以檢測(cè)背向接收器的全部紗線表面。使用更多相同的用于白光的接收器能夠在排除光譜誤差情況下檢測(cè)紗線的顏色。對(duì)已獲得的信號(hào)的分析-該分析的目的是為了從單一的顏色的部分中產(chǎn)生一個(gè)總向量一允許可選擇地辨別出特定顏色和色調(diào)的雜質(zhì)相應(yīng)于哪一種材料。由此人們也可以有針對(duì)性地將雜質(zhì)留在紗線內(nèi)，為此通過(guò)首先對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，或者通過(guò)為總向量的端點(diǎn)預(yù)先設(shè)定一個(gè)范圍，使得完全不會(huì)檢測(cè)確定的雜質(zhì)?？紤]到特定的污染或雜質(zhì)，通過(guò)對(duì)紗線進(jìn)行有針對(duì)性的凈化，能夠使生產(chǎn)機(jī)器的效率得到顯著提高。
下面根據(jù)實(shí)施例并參考附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解釋。其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的裝置的剖面圖；圖2、3和4分別是在不同階段中所述裝置一部分的示意圖；圖5是波長(zhǎng)范圍的示意圖；圖6和7分別是對(duì)于已測(cè)量的信號(hào)進(jìn)行分析的示意圖8至10分別是用于分析的目標(biāo)區(qū)域的圖示；并且圖11和12分別是對(duì)于該裝置的光源控制的方案。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置、例如一個(gè)用于測(cè)量紗線特性或者用于一個(gè)紗線凈化器的測(cè)量頭，該裝置具有一個(gè)測(cè)量縫隙1，一條紗線2在其中沿其縱向移動(dòng)，其中在此處所述縱向被取向?yàn)榕c圖紙平面近似垂直。一個(gè)光束3由一個(gè)光源4產(chǎn)生，并對(duì)準(zhǔn)紗線2。設(shè)置接收器5和6，以用于從紗線表面反射的光。當(dāng)光源被設(shè)計(jì)為一個(gè)發(fā)光二極管時(shí)、例如一個(gè)所謂的RGB-LED，如Nichia公司(在因特網(wǎng)中可由www.nichia.co.jp查看)制造的型號(hào)為NTSM 515的發(fā)光二極管。使用其它光源也是可理解的，例如采用激光原理的光源。可以設(shè)置另一個(gè)被紗線2遮住的接收器7附加地用于光源。所述接收器5、6、7分別通過(guò)一個(gè)線路或一個(gè)總線8與一個(gè)單元9相連，該單元9用于處理來(lái)自所述接收器的電信號(hào)。該單元9由一個(gè)帶有一個(gè)存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)構(gòu)成、例如由一個(gè)結(jié)構(gòu)熟知的微處理器構(gòu)成。光源4具有四個(gè)接頭10，通過(guò)該接頭可以對(duì)單一的波段或顏色進(jìn)行單獨(dú)控制。在本實(shí)施例中，單獨(dú)的光源4和接收器6具有用于發(fā)射和接收光的主軸11和12，他們共同構(gòu)成一個(gè)平面，該平面橫向于紗線的縱向，并且此處相應(yīng)于圖紙平面。
圖2示出了具有三個(gè)發(fā)光二極管13、14和15的光源4以及其中混雜有雜質(zhì)16的紗線2。相對(duì)于光源4的主軸11，雜質(zhì)緊挨在該主軸的前方，當(dāng)從運(yùn)動(dòng)方向看去，如箭頭17所示。此處，該帶有雜質(zhì)16的紗線2例如通過(guò)由二極管13發(fā)出的紅光而被照亮，該光線照射在一個(gè)區(qū)域20內(nèi)，該區(qū)域20如圖由線18和19所限定。
圖3示出了參照?qǐng)D2的圖示，其中帶有雜質(zhì)16的紗線2近似位于主軸11上。此處，該帶有雜質(zhì)16的紗線2例如通過(guò)由二極管14發(fā)出的綠光而被照亮，該光線照射在一個(gè)區(qū)域21內(nèi)，該區(qū)域21如圖由線22和23所限定。
圖4示出了參照?qǐng)D2的圖示，其中帶有雜質(zhì)16的紗線2更確切地位于主軸11的上方。此處，該帶有雜質(zhì)16的紗線2例如通過(guò)由二極管15發(fā)出的藍(lán)光而被照亮，該光線照射在一個(gè)區(qū)域24內(nèi)，該區(qū)域24如圖由線25和26所限定。
圖5示出在一個(gè)軸線27上不同的波段的視圖，沿著該軸線用于波長(zhǎng)的值可以被描繪。用于一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度的值可被描繪為波長(zhǎng)沿著一根軸線28的函數(shù)。例如此處通過(guò)曲線示出三個(gè)波段29，30和31，該波段給出在其三個(gè)主波長(zhǎng)32，33和34的范圍中發(fā)出的光線的強(qiáng)度的曲線變化。在下面的附圖中為了簡(jiǎn)化，這些波段也可以通過(guò)簡(jiǎn)單的矩形35，36和37示出。
圖6示出了由軸36和37確定的一個(gè)平面35。沿著該軸36、37，可以將從紗線反射的光源4的光的每種顏色的強(qiáng)度值表示為向量。由此可以計(jì)算出一個(gè)總向量38。在平面35中，可以規(guī)定區(qū)域39、40、41，它們代表了紗線的確定的特性。這些特性可以是構(gòu)成紗線的基本材料的特性或者存在于紗線中的雜質(zhì)的特性。
類似于適用于來(lái)自兩個(gè)不同波段的光的圖6，圖7示出了為了描述向量而用立方體限定的空間42，該向量與在三個(gè)不同波段內(nèi)接收到的信號(hào)的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)。此處，空間的一個(gè)角43應(yīng)該作為向量44、45、46的起點(diǎn)，其中每一個(gè)代表一個(gè)確定的波段。利用47計(jì)算一個(gè)總向量，該總向量由所述三個(gè)向量44、45和46組合而成。該空間或立方體42可以被分割為不同的區(qū)域。每個(gè)這樣的區(qū)域分別描繪為在圖8中的區(qū)域48、圖9中的區(qū)域49和圖10中的區(qū)域50。這些區(qū)域48、49和50作為總向量47的端點(diǎn)51的目標(biāo)區(qū)域。根據(jù)該端點(diǎn)51是否位于這些區(qū)域48、49、50中的一個(gè)之內(nèi)，等價(jià)于紗線特性的一個(gè)確定的情況，例如，是否滿足確定的雜質(zhì)的存在。此處被描繪為立方體的空間42由軸線52、53和54構(gòu)成，沿著這些軸線描述三個(gè)主波長(zhǎng)的強(qiáng)度值。
圖11示出了不同的波段，如圖5所已知的，現(xiàn)在在時(shí)間軸55上來(lái)描述。所得到的可能的例子通過(guò)光源4重復(fù)其發(fā)光順序。依照序列56，光源4依次發(fā)射紅、綠和藍(lán)光。序列57說(shuō)明，在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)具有減小強(qiáng)度的紅色光和具有增大強(qiáng)度的綠色光同時(shí)發(fā)射。人們采用三種顏色進(jìn)行工作，因此產(chǎn)生兩種或三種每種帶有兩種顏色的序列。三個(gè)序列結(jié)束后，又從第一序列57開始。
圖12更進(jìn)一步示出了類似于圖11的序列。用于三種顏色的序列58相互重疊，其組合得到一個(gè)預(yù)定的總強(qiáng)度。一個(gè)序列59又涉及三種顏色，這三種顏色用R，G和B表示并且相互重疊。由此，三種顏色中信號(hào)的強(qiáng)度總是固定不變的或者為最大。
所述裝置的作用方式會(huì)在隨后進(jìn)行補(bǔ)充描述，到目前其還不能從上述說(shuō)明書部分明顯看出。為了舉例識(shí)別在紗線2內(nèi)和其上的一種確定的雜質(zhì)或者其它特性，對(duì)光源例如通過(guò)接口10進(jìn)行控制，使其僅在有限的波段內(nèi)發(fā)光。該光在紗線上被反射并投射到一個(gè)接收器5、6上，該接收器接收這些光，并轉(zhuǎn)換成一種電信號(hào)，接收器通過(guò)線路或者總線8將該電信號(hào)傳送到單元9，該單元9存儲(chǔ)該信號(hào)或者存儲(chǔ)由此導(dǎo)出的數(shù)字值。緊接著，光源4被如此控制，使其發(fā)射一種更寬波段的光等等，最終使得在單元9內(nèi)能夠存儲(chǔ)更寬的信號(hào)或更寬的值。由所存儲(chǔ)的值，向量44、45和可能的46以及由此最終得到的一個(gè)總向量38或47在單元9的計(jì)算機(jī)中被建立起來(lái)。數(shù)值被存儲(chǔ)在單元9中，該單元在平面35或空間42中至少定義了一個(gè)區(qū)域39、40、41或者48、49、50，使得能夠通過(guò)對(duì)比來(lái)確定總向量的端點(diǎn)是否位于這些區(qū)域中的一個(gè)之內(nèi)。作為這種比較的結(jié)果，能夠從單元9經(jīng)過(guò)一個(gè)線路60輸出一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)表明，例如是否存在一種不尋常的特性，例如是否紗線中存在一種雜質(zhì)。
如果對(duì)于透射光存在另一個(gè)接收器7，那么該接收器例如可以發(fā)出另一個(gè)信號(hào)到單元9，該信號(hào)說(shuō)明了紗線的直徑。由此，使得能夠采用公知的方法補(bǔ)償紗線直徑對(duì)于接收到的反射光的影響。
如已經(jīng)在圖11和12中指出的，對(duì)于光源4的控制存在不同的可能性。例如在兩個(gè)或多個(gè)波段之間進(jìn)行持續(xù)的轉(zhuǎn)換，類似于序列57和58所示，由此還可以在該序列期間的不同時(shí)間確定向量和總向量38、47。由此在序列期間，總向量38、47在平面或空間內(nèi)完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)它能夠獲知時(shí)間或波段的分量，其中下端點(diǎn)位于確定的范圍22中。由此也可以從來(lái)自兩個(gè)波段的混合光出發(fā)獲得有關(guān)紗線特性的認(rèn)知，該認(rèn)識(shí)否則不能獲得。
為了根據(jù)一個(gè)序列56對(duì)紗線進(jìn)行分開的照明，節(jié)拍頻率一利用該節(jié)拍頻率對(duì)于光源4的單獨(dú)的二極管13、14、15進(jìn)行控制一至少應(yīng)該足夠高到使一個(gè)確定的位置、例如紗線2內(nèi)含有雜質(zhì)16的位置在一個(gè)確定的時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的范圍僅僅使得其落入到區(qū)域20、21和24內(nèi)。此處，該確定的時(shí)間持續(xù)三個(gè)節(jié)拍或者它的數(shù)倍。通過(guò)在單一光源4內(nèi)二極管13至15極其靠近的空間排列，對(duì)于采用三個(gè)波段的照明所需的時(shí)間非常短，并且因此三次捕捉到這樣的位置是很容易的，該位置是在此期間位于光源4之前的位置。
當(dāng)紅、綠和藍(lán)色被選擇作為波段時(shí)，由此在圖7的描述中能夠看出所述和更多的在空間42中的顏色的下列布置在角43中，黑色的強(qiáng)度應(yīng)該最大。在角61中，紅色的強(qiáng)度應(yīng)該最大。在角62中，綠色的強(qiáng)度應(yīng)該最大。在角63中，藍(lán)色的強(qiáng)度應(yīng)該最大。在角64中，紅紫色的強(qiáng)度應(yīng)該最大。在角65中，藍(lán)綠色的強(qiáng)度應(yīng)該最大。在角66中，黃色的強(qiáng)度應(yīng)該最大，并且在角67中，白色的強(qiáng)度應(yīng)該最大。
由哪個(gè)公式可以計(jì)算上述向量是公知的。為了完整起見，這里還補(bǔ)充一個(gè)例子。對(duì)于總向量47的長(zhǎng)度，如圖7中所示，此處采用V47表示為|V47|=|V44|2+|V45|2+|V46|2]]>其中，向量44、45和46的長(zhǎng)度由V44、V45、V46表示?？傁蛄康姆较虬凑展娜且?guī)則確定。一個(gè)相應(yīng)的相匹配的計(jì)算能夠被用于圖6的矢量。
根據(jù)總向量38、47的位置，現(xiàn)在例如可以獲得對(duì)此的提示，即是否存在雜質(zhì)，其為哪些種類，以及其是否干擾并且必須被清除。例如根據(jù)圖6可以確定，為了通過(guò)其端點(diǎn)給雜質(zhì)規(guī)定公差，圖6中的總向量38應(yīng)該位于區(qū)域41或者甚至位于區(qū)域39中。在圖7-10中，例如可以設(shè)想，例如如果沒(méi)有雜質(zhì)存在并且紗線是白色的或者近似白色的，總向量47的端點(diǎn)51應(yīng)該位于一個(gè)通過(guò)平面69而被限定并且靠近角67的區(qū)域68內(nèi)。如果該端點(diǎn)51位于區(qū)域48、49或50內(nèi)，那么由此認(rèn)為雜質(zhì)主要為藍(lán)的、綠的或紅的。然而雖然如此但這種雜質(zhì)是可以容忍的。例如這種情況是可以的，對(duì)于一種紅色的雜質(zhì)后來(lái)如果紗線緊接著將要被染成紅色的。
權(quán)利要求
1.對(duì)在一個(gè)測(cè)量縫隙(1)中沿其軸向運(yùn)動(dòng)的紗線(2)利用從一個(gè)光源發(fā)出的一個(gè)光束(3)進(jìn)行掃描的裝置，該裝置具有一個(gè)用于在紗線上反射的光的接收器(5，6)、具有一個(gè)用于對(duì)來(lái)自該接收器的電信號(hào)進(jìn)行處理的單元(9)，其特征在于，為了實(shí)現(xiàn)在至少兩個(gè)波段(29，30)內(nèi)光線的輻射，設(shè)置一個(gè)單一的光源(4)，其中通過(guò)兩個(gè)主波長(zhǎng)(32，33)確定所述波段，并且所述用于對(duì)來(lái)自接收光線用的接收器的電信號(hào)進(jìn)行處理的單元(9)具有一個(gè)計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)從至少兩個(gè)預(yù)先設(shè)定的波段中的每一個(gè)的值建立一個(gè)向量(44，45，46)，并由該向量形成一個(gè)總向量(47)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述主波長(zhǎng)確定在可見光的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的兩種顏色。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述主波長(zhǎng)涉及紅色、綠色和藍(lán)色。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述單一光源(4)由發(fā)光二極管構(gòu)成，該發(fā)光二極管能夠在可見范圍內(nèi)分開地發(fā)射三種顏色的可見光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述單一光源和一個(gè)接收器(6)具有用于光的發(fā)射和接收的主軸(11，12)，該主軸共同確定了一個(gè)橫向于紗線縱向的平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，對(duì)于在一空間(42)中的總向量(47)的端點(diǎn)(51)限定一個(gè)區(qū)域(48，49，50)，該區(qū)域說(shuō)明來(lái)自接收器的處理成總向量的電信號(hào)是否表示紗線中的雜質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述空間(42)構(gòu)成一個(gè)立方體，該立方體由軸線(52，53，54)構(gòu)成，沿著該軸線描述三個(gè)主波長(zhǎng)的強(qiáng)度值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)在一個(gè)測(cè)量縫隙(1)中沿其軸向運(yùn)動(dòng)的紗線(2)利用從一個(gè)光源發(fā)出的一個(gè)光束(3)進(jìn)行掃描的裝置。該裝置具有一個(gè)用于在紗線上反射的光的接收器(5，6)和一個(gè)用于對(duì)來(lái)自該接收器的電信號(hào)進(jìn)行處理的單元(9)。本發(fā)明的目的是，開發(fā)一種類似種類的小尺寸的裝置，該裝置易于操作并且可以最多可選擇的方式以較高的靈敏性來(lái)探測(cè)一個(gè)包含在紗線中的異物。為了這個(gè)目的，在至少兩個(gè)波段(29，30)內(nèi)光線的輻射由光源(4)來(lái)進(jìn)行，所述波段由兩個(gè)主波長(zhǎng)(32，33)確定。
文檔編號(hào)G01N21/952GK1711474SQ200380103170
公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2003年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月13日
發(fā)明者P·奧特 申請(qǐng)人:烏斯特技術(shù)股份公司