專利名稱：紗線傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用以對在一測量間隙內(nèi)作縱向運(yùn)動(dòng)的紗線進(jìn)行掃描的紗線傳感器，它具有一來自一光源的光束、一個(gè)接收直接透射的光的接收器、還至少有一個(gè)第二接收器用以接收被紗線反射的光、以及各有一個(gè)元件，用來在測量間隙與光源和接收器之間進(jìn)行光的傳輸。
從WO93/13407中已知有這樣的紗線傳感器，其中在測量間隙的相對兩側(cè)設(shè)置有一個(gè)透射光接收器和一個(gè)反射光接收器。在測量間隙的一側(cè)有光的入射棱鏡和射出棱鏡，它們從紗線的方向看互相排成一行。
上述已知的紗線傳感器的缺點(diǎn)在于用于傳輸光并位置正確地導(dǎo)入光所設(shè)置的不同元件需占許多場地。但是對需要裝用這種紗線傳感器的紡紗機(jī)往往只允許占很小的場地。因此可能出現(xiàn)這種已知的紗線傳感器在某些紡紗機(jī)中根本不能安裝的情況。
因此本發(fā)明的主題是提供一種對外僅要求很小場地并能配備一比較小測量間隙的紗線傳感器。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)主題是這樣來完成的在紗線與接收器之間用來傳輸光的各元件的光軸都位于同一平面內(nèi)，該平面與紗線垂直或最好至少近似于垂直，或被紗線穿過。上述光軸中如果有兩根光軸位于上述平面內(nèi)即已足夠。上述的設(shè)置在測量間隙內(nèi)，例如在一側(cè)形成一光的窗口用以使光向紗線照射，另外還有一個(gè)位于其旁邊的窗口用來接收反射光，該窗口實(shí)際上位于紗線的旁邊，因此只能接收到從紗線側(cè)面反射的光。
通過本發(fā)明所獲得的優(yōu)點(diǎn)特別在于通過對透射光和反射光的計(jì)算來檢測紗線中的雜質(zhì)和異質(zhì)纖維的測量原理也能在極小的測量間隙中應(yīng)用。在上述情況下，測量間隙周圍的空間要求也同樣能減小。另外測量間隙還能裝入測量頭或傳感器的窄邊中，這意味著紗線在紗線傳感器中只經(jīng)過一極短的途徑。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于根據(jù)本發(fā)明的測量間隙能夠很小，因此借紗線來自行清潔測量間隙的效果便能很好地利用。具有小的測量間隙還能消除從紗線入口進(jìn)入的外來光的影響，而且測量區(qū)也能更接近紗線，從而提高測量的精確度和保持測量區(qū)的清潔。
下面借助于一個(gè)實(shí)施例并參考附圖對本發(fā)進(jìn)行詳細(xì)說明。其中，


圖1表示通過紗線傳感器一部分的簡化截面圖，圖2表示一個(gè)測量間隙的部分示意圖，圖3和圖4各表示紗線傳感器的一個(gè)細(xì)部，圖5表示一個(gè)測量場的信號曲線，圖6表示紗線傳感器另一實(shí)施例的部分截面圖，圖7表示一紗線傳感器中光軸的可能排列的示意圖。
圖1以簡化截面圖的方式表示用于紗線2并具有一測量間隙3的紗線傳感器1。在測量間隙的周圍設(shè)有一光源4、反射光接收器5和6、以及一個(gè)透射光接收器7。光源4和接收器5、6、7為熟知的結(jié)構(gòu)元件，因此這里不作詳細(xì)的說明。用以傳輸光的元件8、9、10和11設(shè)在測量間隙3、光源4、與接收器5、6、7之間。上述的元件8～11例如由一橫截面為四邊形的光筒組成，它可以是空心的，或者可以填充以導(dǎo)光體或透光體。作為光筒邊界的筒壁可制成反射光的或吸收光的。元件8～11中的每一個(gè)具有一光軸12、13、14和15，它們最好在紗線2的范圍內(nèi)相交，而且其中至少有兩根光軸一同展開在一個(gè)約與紗線2的軸線垂直的平面上，也就是在圖紙的平面上。在元件8～11或它們的光筒在測量間隙的入口處形成了窗口16、17、18和19，通過這些窗口可使光進(jìn)入或離開測量間隙3。在元件8～11內(nèi)也能設(shè)置濾光器來限制光譜。例如窗口16～19便能制成這種濾光器。
圖2示意表示紗線21的測量間隙20的一部分，其中設(shè)有一用以照射紗線21的窗口22、用以接收來自紗線21的反射光的窗口23和24、以及一個(gè)用以接收來自窗口22的剩余光的窗口25。這種剩余光是來自窗口22而未被紗線21遮擋、也未被抑制或未被反射的光。因此，窗口25所接收的光等于來自窗口22的光減掉紗線21投射在窗口25上的影子。窗口22和25被紗線21遮擋或者位于紗線21的對面，而窗口23和24則完全位于紗線21的旁邊或光源4(圖1)的光軸12的旁邊，如果從垂直于紗線運(yùn)動(dòng)方向來看紗線21的話。圖2表示窗口22～25相互之間原來的設(shè)置，但在實(shí)用中更有利的是象圖1所示那樣把窗口19設(shè)在測量間隙3的底部。這樣能避免使測量間隙3過多地向下延伸，以便于利用紗線2對測量間隙的自動(dòng)清潔作用。
圖3表示紗線傳感器1的一部件25，它構(gòu)成一輸入光的光筒26以及從紗線把光引出的光筒27，28和29。部件25還設(shè)有一光源的接納孔30。部件25被制成整體，以便把所有從圖1中看到的用來傳輸光的元件8～11放入其中。為使這成為可能，這里在光筒27和29之間還設(shè)有一小的橋39。在光筒27，28和29的外端口上裝有傳統(tǒng)的此處未表示的接收器。
圖4再次表示一個(gè)能裝入圖3所示的部件25中的導(dǎo)光體或透光體31，特別是它被考慮作為光筒26～29中的嵌入件。于是根據(jù)本發(fā)明的紗線傳感器便可由圖3和圖4中所示的兩個(gè)部件25和31和所屬的接收器和光源構(gòu)成。然后此裝置如圖1所示還要裝在一個(gè)外殼內(nèi)。傳輸光所用的元件是在所述的外殼內(nèi)作為單一的相互連接的整體25、31共同構(gòu)成的。通過這些結(jié)構(gòu)，按本發(fā)明的紗線傳感器的安裝將極為簡便。
圖5表示繪制在橫座標(biāo)34和縱座標(biāo)35上的兩條信號曲線32、33。在橫座標(biāo)34上所標(biāo)的數(shù)值相當(dāng)于入口或測量間隙3的側(cè)面界限表面40(圖1)的距離。在縱座標(biāo)35上標(biāo)出的是由接收器發(fā)出的電氣信號的數(shù)值。于是信號曲線32說明當(dāng)紗線逐漸在測量間隙3內(nèi)從上面(根據(jù)圖1)向深度方向移動(dòng)時(shí)由透射光接收器所測得的數(shù)值。信號曲線33相應(yīng)說明在上述情況下在圖1裝置中由反射光的兩個(gè)接收器所測得的數(shù)值。最大的數(shù)值是紗線2約處于圖1所示的位置上所測量到的。于是信號曲線32有一段數(shù)值基本保持恒定的區(qū)域32′，而信號曲線33在區(qū)段33′中可能出現(xiàn)一些不均勻的形狀，這在后面還要說明是由于反射光在兩個(gè)接收器上分配不平衡所致。信號曲線41表示只設(shè)置單一的反射光接收器時(shí)出現(xiàn)的形狀。
圖6表示一個(gè)按照圖1的紗線傳感器，但除了光源4以及已知的接收器5，6和7以外還設(shè)有另外兩個(gè)光源42和43，其光軸為44和45。相對于圖1額外附加的光源的光軸44和45或與其相關(guān)的光傳輸元件的光軸最好基本上位于同一平面內(nèi)，如同已知的光軸12，13，14和15一樣。但也可考慮使已知光軸中的一部分位于第一平面內(nèi)，而另一部分位于第二平面內(nèi)。
圖7表示對一紗線46設(shè)有多光源和多接收器的裝置示意圖。其中光源、接收器和所屬的光傳輸元件在這里僅用它們的光軸來代表。在作為例子所示的裝置中可以看到在第一平面47內(nèi)有一光源的光軸48和一接收器的光軸49。在與第一平面有一定距離的第二平面50內(nèi)有一光源的光軸51和接收器的光軸52，53和54，如同從圖1所知的那樣。在一更遠(yuǎn)離的平面55內(nèi)有兩個(gè)光源的光軸56、57和一個(gè)接收器的光軸58。平面47，50和55最好互相近似地平行，并隔開一定距離59和60。這些距離要考慮到由光軸所代表的元件結(jié)構(gòu)和場地要求。
按照本發(fā)明的紗線傳感器的工作原理如下通過一熟知的、在這里未表示的導(dǎo)向裝置使得當(dāng)紗線2在其縱向以同樣已知的方式被牽拉通過測量間隙3時(shí)，紗線2保持在測量間隙3的所示區(qū)域內(nèi)。在測量間隙3內(nèi)，紗線2被光源4的光束所照射。沒有照到紗線2上的光和未被紗線足夠偏轉(zhuǎn)的光照射在接收器7上并由它轉(zhuǎn)變成一電氣信號。被紗線反射的光只要它具有一足夠大的反射角35、36，便能照射到接收器5或6上。于是來自接收器5，6，7的信號便能以熟知的并在例如上述文獻(xiàn)WO93/13407中所述的方法進(jìn)行處理。
如果紗線偏離了它在圖1中所示的位置，這在一定的范圍內(nèi)對接收器7并無影響，如信號曲線32范圍34內(nèi)所示。當(dāng)紗線2在測量間隙3中向上偏移時(shí)，接收器5便收到更多的反射光，這種情況在信號曲線33上表現(xiàn)出一個(gè)突起部分37。當(dāng)紗線2在測量間隙3中向下偏移時(shí)，接收器6將接收更多的光，這在信號曲線33上將出現(xiàn)突起部分38。但在理想的情況下幾乎不會出現(xiàn)突起部分37和38。這可以根據(jù)紗線直徑和紗線2在測量間隙3中的位置通過正確校正光傳輸元件8，9，10和11的寬度來達(dá)到。校正可借助試驗(yàn)裝置來進(jìn)行。信號曲線33在區(qū)域34內(nèi)的輕微下垂是由于有一部分被紗線2反射的光沒有被接收所致。這一部分光牽涉到反射光的反射角度小于角度35和36時(shí)的情況。
根據(jù)本發(fā)明的紗線傳感器不僅能設(shè)置一個(gè)反射光接收器，而且可以設(shè)置兩個(gè)或更多的反射光接收器。但具有兩個(gè)與光軸12對稱設(shè)置的接收器5，6或光傳輸元件10，11的結(jié)構(gòu)尤為有利，并能產(chǎn)生均勻的信號曲線33。
對于按圖6的結(jié)構(gòu)還具有另外一種構(gòu)成光源4，42，43的可能性，就是使各光源發(fā)射出不同波長的光。因此能夠識別是否在紗線中存在諸如異質(zhì)纖維或雜質(zhì)等異物。通過適當(dāng)選擇發(fā)射的光能夠有目的地搜尋特定的異物。
當(dāng)所有光源都發(fā)射相同的光時(shí)，便可使每一光源只在有限的時(shí)間內(nèi)發(fā)光并循序地進(jìn)行接通和切斷。于是總是能以不同的角度照射紗線，因此能確定紗線是否呈圓形或具有扁平的部位。
在按圖7的實(shí)施例中例如能考慮在平面47中測量紗線的第一性能例如紗線直徑。在平面50中可用以測量其第二性能例如異物的含量，在另一平面55中例如可用以測量紗線46的表面質(zhì)量并產(chǎn)生有關(guān)它的信息。
按照本發(fā)明的紗線傳感器當(dāng)然也能設(shè)計(jì)成和應(yīng)用于其他被拉伸的類似紗線狀的物體。紗線傳感器的概念在這里僅涉及最經(jīng)常的應(yīng)用，它包括對這類物體或紗線內(nèi)的異物或雜質(zhì)的檢測，或指示其他例如直徑、均勻度、結(jié)構(gòu)和毛羽性等特性。
權(quán)利要求
1.用以對在測量間隙(3)內(nèi)作縱向運(yùn)動(dòng)的紗線(2)進(jìn)行掃描的紗線傳感器(1)具有一來自光源(4)的光束、一個(gè)接受直接透射的光的第一接收器(7)、至少一個(gè)接受由紗線反射的光的第二接收器(5，6)以及各自在測量間隙、光源與接收器之間傳輸光的元件(8，9，10，11)，其特征在于，至少兩個(gè)光傳輸元件的光軸(13，14)共同位于與紗線垂直的一個(gè)平面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的紗線傳感器，其特征在于，光傳輸元件具有一個(gè)光筒(26，27，28，29)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的紗線傳感器，其特征在于，光傳輸元件具有一面向測量間隙的窗口(16，17，18，19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的紗線傳感器，其特征在于，把反射光傳輸?shù)浇邮掌鞯墓庠拇翱趶拇怪庇诩喚€的運(yùn)動(dòng)方向看是位于光源的光軸(12)的旁邊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的紗線傳感器，其特征在于，光傳輸元件被一起制成單一的相互連接的整體(25，31)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的紗線傳感器，其特征在于，光傳輸元件是導(dǎo)光體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的紗線傳感器，其特征在于，光傳輸元件具有用以限制光譜的濾光器(16，17，18，19)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的紗線傳感器，其特征在于，其他光源和接收器的光軸位于互相隔開一定距離的其他平面(47，50，55)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的紗線傳感器，其特征在于，設(shè)有其他光源(42，43)，其光軸(44，45)位于一平面內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的紗線傳感器，其特征在于，各個(gè)光源是循序起作用的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一用以對在測量間隙(3)中縱向運(yùn)動(dòng)的紗線(2)進(jìn)行掃描的紗線傳感器，它具有一來自光源(4)的光束、一個(gè)接受直接透射光的第一接收器(7)、至少一個(gè)接受由紗線反射的光的第二接收器(5，6)以及各自在測量間隙、光源與接收器之間傳輸光的元件(8～11)。為了使結(jié)構(gòu)和外形尺寸盡可能地小，光傳輸元件的光軸(12～15)位于一個(gè)至少近似地與紗線垂直的平面內(nèi)。
文檔編號B65H63/06GK1152041SQ9611128
公開日1997年6月18日 申請日期1996年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月6日
發(fā)明者P·希林, C·布赫 申請人:澤韋格路瓦有限公司