用于光學(xué)檢查移動紡織材料的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及織物材料測試的領(lǐng)域。它根據(jù)獨立權(quán)利要求的前序部分涉及一種用于光學(xué)檢查移動織物材料的設(shè)備和方法。本發(fā)明可以例如使用在紡織實驗室中的紗線測試設(shè)備中或在紡紗機或繞線機中的清紗器。
【背景技術(shù)】
[0002]大量的不同設(shè)備已知用于測試織物材料。不同的傳感器原理使用在織物測試設(shè)備中。特定傳感器原理的使用除了其他因素之外依賴于需要最佳檢測的特性。經(jīng)常使用的傳感器原理，特別是在紗線測試中，為如下:
[0003]?電容性傳感器原理；參考US-6，346，819 BI?？椢锊牧媳灰龑?dǎo)通過測量電容器的空氣間隙。測量電容器基本上測量包含在所述電容器中的織物材料的質(zhì)量。電容性傳感器原理提供在較長時間周期上穩(wěn)定的高測量精度和靈敏度。它的缺點是對在潮濕中的變化的不利敏感性和不可與導(dǎo)電織物材料一起使用。
[0004]?光學(xué)傳感器原理；參考W0-2004/044579A1?？椢锊牧嫌晒庠凑彰?，并且與織物材料相互作用的光由光檢測器檢測。所檢測的光是對織物材料的直徑和/或它的光學(xué)特性例如反射率或顏色的測量值。光學(xué)傳感器原理比電容性傳感器原理在直徑變化方面較不敏感并且在長時間方面較不穩(wěn)定。它可以仍然是有利的，特別是對于電容性傳感器原理不適用例如在濕度方面有強烈波動的環(huán)境中或者對于導(dǎo)電織物材料的這些應(yīng)用。可以通過光學(xué)傳感器原理以簡單方式檢測具有從織物材料強烈偏離的反射率的外部物質(zhì)。
[0005]已經(jīng)提出利用不同的傳感器原理掃描紗線并且在估算中彼此組合傳感器信號。CN2’ 896’ 282 Y因此提及用于檢測相同紗線的質(zhì)量密度和直徑的電容傳感器和光電傳感器的組合。W0-01/92875 Al教導(dǎo)沿著紗線路徑接連布置兩個傳感器。第一個傳感器測量在紗線上的光學(xué)反射。第二個傳感器電容性或光學(xué)地測量紗線的質(zhì)量或直徑。根據(jù)特定估算標準估算兩個傳感器的輸出信號。在估算的基礎(chǔ)上可以彼此區(qū)分至少兩種類型的外部物質(zhì)。
[0006]W0-93/13407 Al提供用于檢測外部纖維的光學(xué)清紗器測量頭的示例。移動通過測量狹縫的紗線由具有調(diào)制光的光源照明。第一傳感器接收從紗線反射的光，并且與此同時第二傳感器接收從紗線發(fā)射的光。從由兩個傳感器輸出的電信號獲得在紗線中的外部纖維的存在的結(jié)果。三維光饋送器設(shè)置用于引導(dǎo)在光源與傳感器及測量狹縫之間的光，該光饋送器例如設(shè)置為對稱涂覆在內(nèi)側(cè)上的中空凹部。
[0007]與W0-93/13407 Al相比，US-5，768，938 A減少測量頭的空間需要，因為光饋送器布置在垂直于紗線豎立的平面中。光饋送器布置為發(fā)射光的三維體，并且其插入三維基體中。該集體還包括用于光源的接納開口。甚至該裝置仍然需要相對較大量的空間。如果在光學(xué)掃描零件中必須改變，那么整個測量頭將不得不重新設(shè)計并且相應(yīng)生產(chǎn)工具將不得不重新構(gòu)造，其是相當費力的。
[0008]DE-38’30’665 Al公開了用于線條監(jiān)控的光電裝置。所有有源光電部件例如發(fā)光二極管和光晶體管附接到中央單元。中央單元借由光波導(dǎo)連接到多個紗線止動裝置，它們相應(yīng)位于線條行進點。紗線止動裝置僅由具有線條引導(dǎo)眼孔的電路板組成。連接到中央單元的兩個光波導(dǎo)的端部以這樣的方式插入在電路板中的相應(yīng)開口，它們彼此相對設(shè)置。
[0009]光電紗線傳感器是從DE-10’ 2007’ 040’ 224 Al已知的。紗線傳感器的部件設(shè)置在電路板上。發(fā)射器二極管發(fā)射光，其由透鏡直接引導(dǎo)到紗線。由紗線發(fā)射的光由接收器二極管檢測。由發(fā)射器二極管發(fā)射的一部分光由透鏡分離，并且由集成在透鏡中的光波導(dǎo)供應(yīng)到監(jiān)視器二極管。依賴于接收器二極管的信號控制發(fā)射器二極管的電流，以便獲得恒定發(fā)射照明強度。
[0010]具有集成光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和集成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電路板總體上例如從US-2010/0209854Al已知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的一個目的在于提供一種光學(xué)掃描移動織物材料的設(shè)備，其比從本領(lǐng)域的情形已知的設(shè)備需要更少的空間。此外，該設(shè)備將可以以多種方式使用并且可以以極少的努力來改變和維護。
[0012]這些和其他目的由根據(jù)如在權(quán)利要求1中限定的本發(fā)明的設(shè)備來實現(xiàn)，有利實施例提供在附屬權(quán)利要求中。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，使用一基板，其具有集成在其上的至少一個光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，用于光學(xué)檢查優(yōu)選伸長的移動織物材料。應(yīng)用電測試該移動織物材料的導(dǎo)電體結(jié)構(gòu)可以附加地集成在基板上。
[0014]單片地容納在基板中或上的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)在本說明書中應(yīng)該理解為集成在基板上的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)例如通過例如光刻和/或涂覆的技術(shù)原始地產(chǎn)生在基板上，其與隨后放置在基板上的分立離散波導(dǎo)相反。集成光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)不可分離地連接到基板。它包含具有不同折射率的多個透明絕緣層。具有較高折射率的芯層嵌入在具有較低折射率的底層和頂層之間，以便光波可以在芯層中被引導(dǎo)。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以優(yōu)選地包含微帶條波導(dǎo)，其沿著一個方向和/或光可以在其中沿著兩個方向傳播的平坦薄層波導(dǎo)引導(dǎo)光。除了波導(dǎo)，它還可以包含其他無源和/或有源集成光學(xué)部件例如透鏡、分光鏡、反射鏡、過濾器、放大器、光源和/或光接收器。
[0015]用于光學(xué)檢查優(yōu)選細長形的移動織物材料的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備還包括基板，應(yīng)用光學(xué)掃描織物材料的掃描區(qū)域提供在其上，以及光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其集成在基板上并且其至少局部通向掃描區(qū)域。
[0016]在優(yōu)選實施例中，光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的至少兩個光波導(dǎo)通向掃描區(qū)域。至少兩個波導(dǎo)可以設(shè)置用于引導(dǎo)光朝向掃描區(qū)域并且至少兩個波導(dǎo)設(shè)置用于引導(dǎo)光遠離掃描區(qū)域。引導(dǎo)朝向或遠離掃描區(qū)域的波導(dǎo)的孔以交替方式優(yōu)選地以交替的方式彼此相鄰布置。
[0017]如果到掃描區(qū)域的波導(dǎo)的至少一個孔設(shè)置有聚焦透鏡，則對于避免光損失是有利的。
[0018]光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以包括具有至少兩個分支的至少一個接頭。至少兩個分支可以朝向掃描區(qū)域或遠離掃描區(qū)域。
[0019]在進一步優(yōu)選實施例中，基板包括在掃描區(qū)域外部的至少一個光接口，用于將至少一個光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)連接到一個相應(yīng)光連接零件。至少一個接口優(yōu)選地包括用于相對于基板定位光連接零件的機械定位部件。輸入耦合接口可以設(shè)置用于輸入耦合光到至少一個光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中并且不同于輸入耦合接口的輸出耦合接口可以設(shè)置用于輸出耦合來自至少一個光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的光。至少一個光接口優(yōu)選地設(shè)置用于將至少兩個光波導(dǎo)連接到光連接零件。它優(yōu)選地附接到基板的邊緣。
[0020]本發(fā)明還涉及包括前述至少一個光接口的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備與光連接零件的組合。與輸入耦合接口關(guān)聯(lián)的輸入耦合連接零件可以包含一排的至少兩個光源，優(yōu)選地發(fā)光二極管陣列，并且與輸出耦合接口關(guān)聯(lián)的輸出耦合連接零件可以包含一排的至少兩個光接收器，優(yōu)選地CXD陣列。
[0021]根據(jù)進一步優(yōu)選實施例，導(dǎo)電體結(jié)構(gòu)附加地集成在基板上，該結(jié)構(gòu)至少局部通向掃描區(qū)域?？椢锊牧弦虼丝梢砸怨?、電或既光又電的方式選擇性地來檢查。有利地，導(dǎo)電體結(jié)構(gòu)的至少兩個導(dǎo)電體路徑通向掃描區(qū)域。光波導(dǎo)的孔與導(dǎo)電體路徑的孔可以以交替方式彼此相鄰布置。導(dǎo)電體路徑的至少一個孔優(yōu)選地設(shè)置有在掃描區(qū)域中的電極?；蹇梢园ㄖ辽僖粋€電接口，用于將至少一個導(dǎo)電體結(jié)構(gòu)連接到在掃描區(qū)域外部的一個相應(yīng)電連接零件。至少一個電接口優(yōu)選地附接到基板的邊緣。所述至少一個電接口優(yōu)選地包括用于相對于基板定位電連接零件的機械定位部件。
[0022]在具有帶有光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電體結(jié)構(gòu)的基板的情況下，基板可以包括至少一個光電接口，用于將至少一個光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和至少一個導(dǎo)電體結(jié)構(gòu)連接到掃描區(qū)域外部的光電連接零件。至少一個光電接口優(yōu)選地包括用于相對于基板定位光電連接零件的機械定位部件。
[0023]相對于用于測試織物材料的已知光學(xué)設(shè)備，光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)集成在基板上導(dǎo)致空間節(jié)省。此外，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中，可以容易的更換基板，以便維護或改變設(shè)備。通過用另一個基板替換特定基板可以產(chǎn)生在設(shè)備中的改變，由于例如不同地設(shè)置掃描區(qū)域。例如可以提供第一基板，借由其僅從一側(cè)檢查織物材料，并且提供第二基板，借由其沿著它的圓周從多個方向檢查織物材料。
[0024]在本說明書中，措詞例如“光”或“照明的”不僅用于可見光，還用于從紫外(UV)和紅外(IR)的相鄰光譜范圍的電磁輻射。
【附圖說明】
[0025]下面參考附圖更詳細地解釋本發(fā)明，其中: