專利名稱：對縱向運(yùn)動(dòng)纖維束的質(zhì)量進(jìn)行光學(xué)評(píng)價(jià)的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對縱向運(yùn)動(dòng)的纖維束、特別是紗線的質(zhì)量進(jìn)行光學(xué) 評(píng)價(jià)的方法，其中光源朝向纖維束的方向發(fā)出閃光，分別借助于閃光對 纖維束的受評(píng)部分進(jìn)行檢測，光受到纖維束的影響，而且對受到纖維束 影響的光進(jìn)行評(píng)定從而來評(píng)價(jià)纖維束的質(zhì)量。
此外，本發(fā)明涉及用于實(shí)施此方法的設(shè)備，具有控制單元的光源被 配置為朝向纖維束的方向發(fā)出閃光，光源與纖維束之間設(shè)置有一個(gè)屏幕， 這樣閃光就僅僅檢測纖維束的一個(gè)受評(píng)部分，設(shè)置有至少一個(gè)光敏傳感 器，通過該光敏傳感器能夠測量被纖維束影響的光線，設(shè)置有評(píng)價(jià)單元， 該評(píng)價(jià)單元借助于受纖維束影響并由光敏傳感器測量的光來評(píng)價(jià)纖維束 的質(zhì)量。
背景技術(shù)：
例如在紡紗機(jī)和巻繞機(jī)中采用對紗線的質(zhì)量進(jìn)行光學(xué)評(píng)價(jià)的方法和 裝置。在這種情況下，可例如檢測外來纖維之類的沾污物，或者紗線直 徑的波動(dòng)，即粗節(jié)或細(xì)節(jié)。然后可以通過輔助設(shè)備去除這種有缺陷的區(qū) 域。因此，在巻繞機(jī)內(nèi)，有缺陷的區(qū)域被切除，并通過捻接將線頭相互 連接。在自由端紡紗機(jī)中，通過停止供應(yīng)纖維帶而中斷紡織過程，在缺 陷區(qū)域被去除后對線頭進(jìn)行生頭。識(shí)別紗線缺陷區(qū)域的裝置也被叫做清 紗器。以同樣的方式，可采用清紗器中低于去除缺陷區(qū)域的觸發(fā)閾值的 那些數(shù)據(jù)來對紗線質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)。
無論是評(píng)價(jià)紗線或其他纖維帶，評(píng)價(jià)均基于對朝向纖維帶的方向發(fā) 出并受纖維帶影響的光所進(jìn)行的檢測和評(píng)價(jià)。在這種情況下，纖維帶所 反射的光可以提供信息，特別是有關(guān)纖維帶沾污物的信息。從纖維帶傳 輸?shù)墓饪梢杂脕泶_定直徑。DE 698 17 599 T2公開了一種檢測軋棉系統(tǒng)的棉纖維質(zhì)量的裝置。在 這種情況下，光并不是連續(xù)地朝向纖維材料的方向照射，而是由時(shí)控光 源產(chǎn)生直接對著纖維樣本的光脈沖或閃光。定時(shí)光源特別具有的優(yōu)點(diǎn)為 光源的使用壽命顯著延長。
DE 100 09 131 Al公開了一種用于對縱向運(yùn)動(dòng)紗線中的沾污物、特 別是外來纖維進(jìn)行光學(xué)檢測的方法，其中也在預(yù)定的時(shí)鐘頻率下朝向紗 線的方向發(fā)出光。然后在預(yù)定的時(shí)鐘頻率下相應(yīng)地檢測測量信號(hào)(換句 話說即傳輸和發(fā)射(remit)的光)。對由紗線傳輸?shù)墓膺M(jìn)行測量，以確定 直徑。由紗線反射的光一方面取決于紗線的沾污物，另一方面取決于直 徑。為了補(bǔ)償反射信號(hào)中的直徑影響，根據(jù)DE 10009 131，要對朝向紗 線方向發(fā)出的光的強(qiáng)度加以調(diào)節(jié)。
DE 10 2005 053 037 Al披露了一種用于檢測沿縱向運(yùn)動(dòng)的纖維束中 的污物的方法，由纖維束反射的光通過線傳感器檢測，在預(yù)設(shè)的時(shí)鐘頻 率下，基于檢測到的反射光，相繼地生成分別位于線形傳感器檢測區(qū)域 內(nèi)的部分纖維束的線形再現(xiàn)(reproductions為此，還直接用脈沖光照射 纖維束，其中脈沖與線形再現(xiàn)的產(chǎn)生同步。此外，纖維束的速度被連續(xù) 地檢測，并在限定時(shí)鐘頻率和/或評(píng)價(jià)線形再現(xiàn)的過程中加以考慮。通過 考慮速度，可得出有關(guān)質(zhì)量和污物沿纖維束分布的準(zhǔn)確并具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意 義的具體情況。
DE 10 2005 053 037 Al也披露了纖維束的再現(xiàn)部分在縱向上重疊的 可能性。這樣會(huì)產(chǎn)生線形再現(xiàn)的至少部分冗余。然而，即使具有重疊的 評(píng)價(jià)部分，也是通過與限定閾值作簡單對比而評(píng)價(jià)各個(gè)線形再現(xiàn)。
在測量被纖維帶影響的光時(shí)發(fā)生的不精確是由于隨機(jī)的干擾變量造 成的，而并不是由纖維質(zhì)量變化引起的。此時(shí)，隨機(jī)的干擾變量疊加到 實(shí)際的測量信號(hào)上，導(dǎo)致產(chǎn)生所謂的測量噪音。

發(fā)明內(nèi)容
從上述現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目標(biāo)在于降低纖維束質(zhì)量的光學(xué)評(píng) 價(jià)中的測量噪音。
6本發(fā)明的目標(biāo)是通過第一方面的方法和第七方面的裝置的特定特征 來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的有利改進(jìn)是從屬權(quán)利要求的主題。
為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，建議用至少一個(gè)第二閃光大體上檢測受評(píng)價(jià)部分， 以評(píng)價(jià)纖維受評(píng)部分的質(zhì)量，受所述纖維束影響的所述至少兩個(gè)閃光被 互相關(guān)聯(lián)。通過對纖維束的一個(gè)受評(píng)部分生成多個(gè)測量值并關(guān)聯(lián)這些測 量值，形成表示受評(píng)部分質(zhì)量的評(píng)價(jià)值，這樣，從統(tǒng)計(jì)學(xué)的觀點(diǎn)來看， 降低了干擾值的影響，從而降低了測量噪音。越多的測量值被相互關(guān)聯(lián)， 測量噪音也就越小。如果受纖維束影響的光的被相互關(guān)聯(lián)的測量值所基 于的閃光并非精準(zhǔn)地照射同一受評(píng)部分，也會(huì)降低噪音。這是必然的， 因?yàn)槔w維材料是沿縱向運(yùn)動(dòng)的。為了避免受評(píng)部分不必要的模糊而降低 測量精度，應(yīng)該前后緊緊相繼地產(chǎn)生用來評(píng)價(jià)纖維束受評(píng)部分的閃光， 這樣，相互關(guān)聯(lián)的測量值的最大數(shù)量受到限制。
為了評(píng)價(jià)后續(xù)長度部分，有利地是，不管纖維帶的速度如何，對纖 維帶方向上的每一受評(píng)部分發(fā)出的、受到纖維帶的影響且被相互關(guān)聯(lián)以 進(jìn)行評(píng)價(jià)的閃光的數(shù)量保持不變。為此，根據(jù)速度調(diào)節(jié)受評(píng)部分的所述 至少兩個(gè)閃光與后繼受評(píng)部分的所述至少兩個(gè)閃光之間的時(shí)間段。由此 可以確保，在單位長度的纖維束上，有恒定數(shù)量的閃光照射纖維束，且 能根據(jù)需要設(shè)計(jì)所述至少兩個(gè)閃光的閃光次序。還能確保在纖維帶的整 個(gè)長度上，噪音比例保持不變。
為了使根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式盡可能簡單，用來評(píng)價(jià)纖維束 的受評(píng)部分的所述至少兩個(gè)閃光之間的時(shí)間段可保持恒定，而與纖維束 速度變化無關(guān)。
所述至少兩個(gè)閃光中的第一個(gè)和最后一個(gè)之間的時(shí)間段小于受評(píng)部 分以所述纖維束的最大可能速度運(yùn)行通過閃光檢測區(qū)域所需時(shí)間的 20%。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，從受所述纖維束影響并被關(guān)聯(lián)以評(píng)價(jià)所述 纖維束的受評(píng)部分的質(zhì)量的所述至少兩個(gè)閃光形成平均值。然后可將該 平均值與參考值相比較來評(píng)價(jià)所述纖維束的質(zhì)量。
此外，為了達(dá)到該目標(biāo)，提出一種用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明方法的對縱
7向運(yùn)動(dòng)的纖維束的質(zhì)量進(jìn)行光學(xué)評(píng)價(jià)的裝置，其中，具有控制單元的光 源被構(gòu)造為朝向所述纖維束的方向發(fā)出閃光，屏幕被設(shè)置在所述光源與 所述纖維束之間，從而閃光僅檢測所述纖維束的一個(gè)受評(píng)部分，而且設(shè) 置有至少一個(gè)光敏傳感器，借助于該光敏傳感器能測量受所述纖維束影
響的光，設(shè)置有借助于受所述纖維束影響且通過所述光敏傳感器加以測 量的光來評(píng)價(jià)所述纖維束的質(zhì)量的評(píng)價(jià)單元。根據(jù)本發(fā)明，具有所述控 制單元的所述光源被設(shè)置為以這樣的方式發(fā)出至少一第二閃光，即，該 第二閃光大體上檢測同一受評(píng)部分，且所述評(píng)價(jià)單元被設(shè)置為將所述至 少兩個(gè)受所述纖維束影響的閃光相關(guān)聯(lián)以評(píng)價(jià)所述受評(píng)部分的質(zhì)量。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述光源的所述控制 單元被設(shè)置為，不管所述纖維束的速度如何變化，都將用來評(píng)價(jià)所述纖 維束的受評(píng)部分的所述至少兩個(gè)閃光之間的時(shí)間段保持恒定。如上所述， 閃光之間的時(shí)間段應(yīng)該盡可能地短。該時(shí)間段的下限由評(píng)價(jià)單元以及光 源控制單元的周期決定。
有利地是，所述光源的所述控制單元被設(shè)置為，根據(jù)速度傳感器的 信號(hào)，對受評(píng)部分的所述至少兩個(gè)閃光與后續(xù)受評(píng)部分的所述至少兩個(gè) 閃光之間的時(shí)間段進(jìn)行調(diào)節(jié)。
具有所述控制單元的所述光源優(yōu)選被設(shè)置為，使得所述至少兩個(gè)閃 光中的第一個(gè)和最后一個(gè)之間的時(shí)間段小于受評(píng)部分以所述纖維束的最
大可能速度運(yùn)行通過由所述屏幕確定的閃光檢測區(qū)域所需時(shí)間的20%。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述評(píng)價(jià)單元被設(shè)置 為，從受所述纖維束影響且被所述光敏傳感器測量的所述至少兩個(gè)閃光 來形成平均值，這兩個(gè)閃光通過所述評(píng)價(jià)單元被相互關(guān)聯(lián)以評(píng)價(jià)所述纖 維束的受評(píng)部分的質(zhì)量。可通過所述評(píng)價(jià)單元將該平均值與參照值相比 較，以評(píng)價(jià)所述纖維束的質(zhì)量。


借助于附圖所示的實(shí)施方式，對本發(fā)明進(jìn)一步詳述，附圖中: 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于對紗線直徑進(jìn)行光學(xué)評(píng)價(jià)的裝置;圖2示出針對纖維速度V5的閃光的時(shí)序； 圖3示出針對纖維速度V2的閃光的時(shí)序。
具體實(shí)施例
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于對在縱向上以速度V運(yùn)行的紗線1的質(zhì) 量進(jìn)行光學(xué)評(píng)價(jià)的裝置。這種類型的裝置被用于例如轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上。在
這種情況下，紗線1的巻繞速度在40-200米/分的范圍內(nèi)。紗線1的速度 v可以由速度傳感器4測量。用于光學(xué)評(píng)價(jià)纖維質(zhì)量的裝置具有光源2(此 處為白光二極管)，其能朝向紗線1的方向發(fā)光。設(shè)置于白光二極管2和 紗線1之間的屏幕5確定了光源的檢測區(qū)域13。位于光源檢測區(qū)域內(nèi)的 紗部分形成了紗線1當(dāng)前的受評(píng)部分6。光敏傳感器7 (此處為光電二極 管)被設(shè)置為檢測從紗線1傳輸來的光，從而得出有關(guān)纖維直徑的情況。 可選或附加地，光電二極管還可被設(shè)置成檢測從紗線反射的光，以使得 沾污物可見。任選地，還需要進(jìn)行測量以補(bǔ)償反射信號(hào)中的直徑影響。
圖2和圖3示出光源2針對紗線速度Vl和v2發(fā)出的閃光的時(shí)序，其 中速度Vi大于速度V2。時(shí)間軸t上的每個(gè)短線(stroke)代表一個(gè)閃光。
控制單元3控制光源2的致動(dòng)，從而產(chǎn)生閃光，控制單元3由控制 線9與光源相連。控制單元3通過控制線10來接收速度傳感器4的信號(hào)。 控制單元3可實(shí)施為ASIC或FPGA。在所示實(shí)施方式中，它是微處理器 控制器12的部件，該微處理器控制器負(fù)責(zé)整個(gè)質(zhì)量評(píng)價(jià)裝置的控制，并 通過控制線14與上一級(jí)的控制單元相連。光電二極管7的評(píng)價(jià)單元8也 是微處理器控制器12的部件，并通過控制線11與光電二極管7相連。
為了評(píng)價(jià)以速度v,運(yùn)動(dòng)的紗線的質(zhì)量，第一閃光20被發(fā)送到紗線的 受評(píng)部分。隨即發(fā)送的第二閃光21大體上照射紗線的同一受評(píng)部分。第 一閃光20和第二閃光21中受紗線影響的光由光電二極管7檢測，并在 評(píng)價(jià)單元8內(nèi)被相互關(guān)聯(lián)以形成平均值。然后將如此產(chǎn)生的平均值與參 照值相比較來評(píng)價(jià)受評(píng)部分。在這種情況下，參照值也可以是從相對長 的紗線長度確定的一平均值。為了評(píng)價(jià)后續(xù)的紗線部分，再次朝向紗線 的方向發(fā)送第一閃光22和第二閃光23，并類似地形成平均值。圖3示出在較低紗線速度V2時(shí)相應(yīng)的閃光次序。相應(yīng)地，第一閃光
30、 32和第二閃光31、 33被發(fā)送到更慢運(yùn)行的紗線的相同長度的受評(píng)部 分。
第一閃光20、 22、 30、 32以及第二閃光21、 23、 31、 33之間的時(shí) 間間隔不因速度而改變，且在該實(shí)施方式中在30-100微秒之間。后續(xù)受 評(píng)部分的第二閃光21、 31與第一閃光22、 32之間的時(shí)間間隔由控制單 元3根據(jù)測量的紗線速度加以調(diào)節(jié)。單位長度內(nèi)、因此具體為單位受評(píng) 部分內(nèi)的閃光數(shù)量因此保持恒定。
權(quán)利要求
1. 一種用于對縱向運(yùn)動(dòng)的纖維束(1)、特別是紗線的質(zhì)量進(jìn)行光學(xué)評(píng)價(jià)的方法，其中光源(2)朝向纖維束(1)的方向發(fā)出閃光(20，21，22，23，30，31，32，33)，分別通過閃光(20，22，30，32)檢測纖維束的受評(píng)部分(6)，所述光受纖維束(1)的影響，并對該受纖維束影響的光加以評(píng)定，從而評(píng)價(jià)纖維束(1)的質(zhì)量，所述方法的特征在于，至少一第二閃光(21，23，31，33)大體上檢測同一受評(píng)部分(6)并評(píng)價(jià)所述纖維束(1)的該受評(píng)部分(6)的質(zhì)量，受所述纖維束(1)影響的所述至少兩個(gè)閃光(20，21，22，23，30，31，32，33)被互相關(guān)聯(lián)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于在，根據(jù)速度調(diào)節(jié)受評(píng)部 分(6)的所述至少兩個(gè)閃光(20， 21， 30， 31)以及后續(xù)受評(píng)部分(6) 的至少兩個(gè)閃光(22， 23， 32， 33)之間的時(shí)間段，使得每單位長度的 纖維束(1)上有恒定數(shù)量的閃光(20， 21， 22， 23， 30， 31， 32， 33) 照射所述纖維束(1)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，不管所述纖維束(l) 的速度(v)如何變化，用來評(píng)價(jià)所述纖維束的受評(píng)部分(6)的所述至 少兩個(gè)閃光(20， 21， 22， 23， 30， 31， 32， 33)之間的時(shí)間段保持恒 定。
4. 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述至少兩個(gè)閃 光中的第一個(gè)(20， 22， 30， 32)和最后一個(gè)(21， 23， 31， 33)之間 的時(shí)間段小于受評(píng)部分(6)以所述纖維束(1)的最大可能速度運(yùn)行通 過閃光檢測區(qū)域所需時(shí)間的20%。
5. 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，從受所述纖維束 (1)影響并被關(guān)聯(lián)以評(píng)價(jià)所述纖維束(1)的受評(píng)部分(6)的質(zhì)量的所述至少兩個(gè)閃光(20， 21， 22， 23， 30， 31， 32， 33)形成平均值。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，將所述平均值與參照值相比較來評(píng)價(jià)所述纖維束(1)的質(zhì)量。
7. —種用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述方法的對縱向運(yùn)動(dòng)的纖維束(1)、特別是紗線的質(zhì)量進(jìn)行光學(xué)評(píng)價(jià)的裝置，其中具有控 制單元(3)的光源(2)被構(gòu)造為朝向所述纖維束(1)的方向發(fā)出閃光(20， 21， 22， 23， 30， 31， 32， 33)，屏幕(5)被設(shè)置在所述光源(2) 與所述纖維束(1)之間，從而閃光(20， 22， 30， 32)僅檢測所述纖維 束(1)的一個(gè)受評(píng)部分(6)，而且設(shè)置有至少一個(gè)光敏傳感器(7)，借 助于該光敏傳感器能測量受所述纖維束(1)影響的光，設(shè)置有借助于受 所述纖維束(1)影響且通過所述光敏傳感器(7)加以測量的光來評(píng)價(jià) 所述纖維束(1)的質(zhì)量的評(píng)價(jià)單元(8)，所述裝置的特征在于，具有所 述控制單元(3)的所述光源(2)被設(shè)置為以這樣的方式發(fā)出至少一第 二閃光(21， 23， 31， 33)，即，該第二閃光大體上檢測同一受評(píng)部分(6)， 且所述評(píng)價(jià)單元(8)被設(shè)置為將所述至少兩個(gè)受所述纖維束(1)影響 的閃光(20， 21， 22， 23， 30， 31， 32， 33)相關(guān)聯(lián)以評(píng)價(jià)所述受評(píng)部 分(6)的質(zhì)量。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述光源(2)的所述 控制單元(3)被設(shè)置為，不管所述纖維束(1)的速度(v)如何變化， 都使得用來評(píng)價(jià)所述纖維束(1)的受評(píng)部分(6)的所述至少兩個(gè)閃光(20， 21， 22， 23， 30， 31， 32， 33)之間的時(shí)間段保持恒定。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于，所述光源(2)的 所述控制單元(3)被設(shè)置為，根據(jù)測量所述纖維束速度的速度傳感器(4) 的信號(hào)，對受評(píng)部分的所述至少兩個(gè)閃光(20， 21， 30， 31)與后續(xù)受 評(píng)部分的所述至少兩個(gè)閃光(22， 23， 32， 33)之間的時(shí)間段進(jìn)行調(diào)節(jié)。
10. 如權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，具有所 述控制單元(3)的所述光源(2)被設(shè)置為，使得所述至少兩個(gè)閃光中 的第一個(gè)(20， 22， 30， 32)和最后一個(gè)(21， 23， 31， 33)之間的時(shí) 間段小于受評(píng)部分(6)以所述纖維束的最大可能速度(v)完全運(yùn)行通 過由所述屏幕(5)確定的閃光檢測區(qū)域(13)所需時(shí)間的20%。
11. 如權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述評(píng) 價(jià)單元(8)被設(shè)置為，從受所述纖維束(1)影響且被所述光敏傳感器(7)測量的所述至少兩個(gè)閃光(20， 21， 22， 23， 30， 31， 32， 33)來形成平均值，這兩個(gè)閃光通過所述評(píng)價(jià)單元(8)被相互關(guān)聯(lián)以評(píng)價(jià)所述 纖維束的受評(píng)部分(6)的質(zhì)量。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述評(píng)價(jià)單元(8)被設(shè)置為將所述平均值與參照值相比較，以評(píng)價(jià)所述纖維束(1)的質(zhì)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對縱向運(yùn)動(dòng)的纖維束(1)、特別是紗線的質(zhì)量進(jìn)行光學(xué)評(píng)價(jià)的方法，并涉及用于執(zhí)行該方法的裝置，其中，光源(2)朝向纖維束(1)的方向發(fā)出閃光(20，21，22，23，30，31，32，33)，位于閃光(20，21，22，23，30，31，32，33)的檢測區(qū)域(13)內(nèi)的纖維束受評(píng)部分(6)被至少兩個(gè)閃光(20，21，22，23，30，31，32，33)檢測，且受所述纖維束(1)影響的至少兩個(gè)閃光(20，21，22，23，30，31，32，33)被相互關(guān)聯(lián)，并對這樣確定的信號(hào)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而評(píng)價(jià)所述纖維束(1)的質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01N21/57GK101470076SQ20081020988
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月8日
發(fā)明者奧拉夫·伯萊姆 申請人:歐瑞康紡織有限及兩合公司