CH249096A - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Gleichmässigkeit des Substanzquerschnittes von Textilgut, insbesondere von Garnen, Vorgarnen und Bändern. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Gleichmässigkeit des     Substanzquerschnittes     von     Textilgut,    insbesondere von Garnen,     Vorgarnen        und    Bändern.    In der     Textilindustrie    besteht die Not  wendigkeit, die Gleichmässigkeit des Sub  stanzquerschnittes z. B. von Bändern, Vor  garnen und     Garnen        in    allen Phasen des       Spinnprozesses    zu prüfen, da     die    Gleich  mässigkeit des     Substanzquerschnittes    beim       fertig    gesponnenen Garn von grossem Ein  fluss auf dessen Festigkeitseigenschaften ist.  



  Die     Textilmessteehnik    kennt bereits eine  grosse Anzahl von Verfahren zur     Bestim-          rnung    der Gleichmässigkeit des Substanz  querschnittes. So sind beispielsweise eine  ganze     Reihe    von mechanischen Verfahren  bekannt, bei denen das Prüfgut in eine Art       Messdüse    gepresst wird und bei denen die  Schwankungen des     Querschnittes    mit Hilfe  einer     mechanischen        Abtastvorrichtung    und  einer Hebelübersetzung angezeigt werden.  



  Sehr feine     Garnnummern    lassen sich  durch mechanische Verfahren nicht mehr ein  wandfrei messen. Durch die Pressung in der       Messdüse    entstehen Unsicherheiten bezüglich  dem effektiven     Substanzquerschnitt    des mehr  oder weniger lockeren Fasergefüges.  



  Durch die vorliegende Erfindung wird  dieser Nachteil behoben.  



  Sie betrifft ein Verfahren zur Messung der  Gleichmässigkeit des Substanzquerschnittes  von Textilgut, insbesondere von Garnen, Vor  garnen und Bändern, vermittels eines elektri  schen     Messkondensators,    dessen Kapazitäts  wert sich mit dem Substanzquerschnitt des  mit gleichmässiger Geschwindigkeit durch    das     Messkondensatorfeld    hindurchgezogenen  Prüfgutes ändert, und     besteht    darin,

   dass  durch die     Kapazitätsänderung    des     Mess-          kondensators    die Frequenz eines elektrischen       Oszillators    verändert und dass die Frequenz  dieses     Oszillators    mit     einer    konstanten Fre  quenz überlagert     wird,    wobei ein     aus    dieser  Differenzfrequenz gewonnener     direkt    mess  barer     elektrischer    Wert ein Mass für die  Grösse des     Substanzquerschnittes    liefert.  



  Mit     Vorteil    wird die durch das Textilgut  bewirkte Differenzfrequenz, die ein Mass für  den     Textilgutsubstanzquerschnitt    darstellt,  in eine mit dieser Differenzfrequenz linear  variierende Spannungsamplitude     umgewan-          delt,    die zur Steuerung eines Anzeige  instrumentes verwendet     wird.     



  Die vorliegende Erfindung betrifft     feiner     eine Vorrichtung zur Durchführung des er  findungsgemässen Verfahrens und     besteht    in  einem elektrischen     Messkondensator,    durch  dessen     Messfeld    das Textilgut hindurch  zuziehen ist, und der die Frequenz eines       Oszillators    mit elektrischem Schwingkreis       derart    beeinflusst, dass ein     aus    der Diffe  renz dieser Frequenz in bezug auf eine kon  stante     Frequenz    gewonnener, direkt mess  barer elektrischer     Wert    ein Mass für den       Substanzquerschnitt    des Textilgutes liefert.  



  Vorteilhaft ist der     Messkondensator    geo  metrisch so ausgebildet, dass ein und derselbe       Messkondensator    zur     lb1essung    von im Mittel  verschiedenen     Textilgutsubstanzquerschnitten         verwendet werden kann, indem er mindestens       zRrei        örtlich    getrennte, zur     Messung    geeignete  elektrische     Messfelder    aufweist,     in    denen die       Substanzquerschnittseinheit    verschiedene Ka  pazitätsänderungen bewirkt.

   Die meisten me  chanischen Apparate haben auch noch den  Nachteil, dass die Strecke längs der das       Textilgut    (Bänder,     Vorgarne,    Garne usw.)  gemessen     -wird,    ziemlich lang ist, womit  Unregelmässigkeiten, die nur auf     einer    kurzen       Strecke    des Prüfgutes     auftreten,    nicht erfasst       und        angezeigt    werden.

   Bei     einem    Ausfüh  rungsbeispiel der Vorrichtung ist auch dieser  Nachteil behoben. - An Hand der Zeich  nung wird die     Erfindung        beispielsweise     näher     erläutert.     



       Fig.    1 zeigt schematisch die     Wirkungs-          weise.    Darin bedeutet 1 einen elektrischen       Oszillator,    dessen Frequenz durch die Kapa  zität des     elektrischen        Masskondensators    $ be  einflusst wird.

   Das Prüfgut     wird    mit gleich  mässiger Geschwindigkeit durch das     Mess-          kondensatorfeld    hindurchgezogen,     wodurch     der Kapazitätswert des     Messkondensators    ent  sprechend dem     Prüfgutsubstanzquerschnitt     um     einen        kleinen    Betrag verändert wird.  



  Ein     zweiter        Oszillator    2     erzeugt    eine       elektrische        Schwingung    konstanter Frequenz.       Bevor        eine        Messung    ausgeführt wird;

    muss als     vorbereitende    Handlung die Fre  quenz des     Oszillators    1 mit Hilfe des ver  änderlichen     Abgleichkondensators    4 auf die  Frequenz des     Oszillators    2 abgestimmt wer  den, wobei     das-    Prüfgut 16 nicht in den     Mess-          kondensator    3 eingelegt ist.  



  Die von den beiden     Oszillatoren    1 und 2       erzeugten        Schwingungen    werden in der  Mischstufe 5 überlagert, und es entsteht in  ihr bei     Frequenzgleichheit    eine     Schwebungs-          frequenz    von null Hertz.  



  Nach     erfolgtem        Abgleich    der beiden       Oszillatoren    1 und 2 auf gleiche Frequenz       wird    das Prüfgut 16 zur     Messung    in das     elek-          trische    Feld des     Messkondensators    3 gebracht.  



  Das elektrische Feld, das zur Messung  dient, besteht im Zwischenraum zwischen  den     gondensatorbelegen    12     .und    13.    Das     Dielektrikum    wurde also vor dem  Einlegen des Prüfgutes nur durch Luft ge  bildet, mit einer     Dielektrizitätskonstanten     von nahezu 1. Durch das in das     Messfeld    ge  brachte Prüfgut 16, dessen     Dielektrizitäts-          konstante    grösser als 1     ist,    wird die     mittlere          Dielektrizitätskonstante    des     Dielektrikums     erhöht.

   Dies bewirkt, dass der Kapazitäts  wert des     Messkondensators    um     einen    bestimm  ten Betrag     steigt.    Diese Kapazitätserhöhung  ist um so grösser, je mehr Luft durch Prüf  gutsubstanz verdrängt wird, das     heisst,    die       Kapazitätserhöhung        ist        :ein    Mass für den       Substanzquerschnitt    des Prüfgutes 16.  



  Durch die Zunahme des     Kapazitätswertes     des     Messkondensators    3 verändert sich die  Eigenfrequenz     des    zugeordneten elektrischen       Schwingungskreises,    der     seinerseits    die       Schwingungsfrequenz    des     Oszillators    1 ver  ändert. Infolge der Veränderung der Fre  quenz des     Oszillators    1 gegenüber der Fre  quenz des     Oszillators    2, bildet sich in der  Mischstufe 5 eine     entsprechende    Differenz  frequenz.

   Da die     Kapazitätszunahme    des       Messkondensators    3 dem     Substanzquerschnitt     des     Prüfgutes    16 entspricht,     ändert    sich auch  die Schwingungsfrequenz des     Oszillators    1       entsprechend    dem     Substanzquerschnitt    des  Prüfgutes 16. Der Betrag der Differenz  frequenz     bildet    nun ein direktes Mass für die  Grösse des     Substanzquerschnittes    des Prüf  gutes 16.  



  Die Differenzfrequenz kann in einer     Ver-          stärkerstufe    6, wenn notwendig, verstärkt  werden. Im     Diskriminator    7, der nach einem  in der     Hochfrequenztechnik        bekannten          Prinzip    aufgebaut ist, wird die Differenz  frequenz in eine mit der Differenzfrequenz  linear variierende Spannungsamplitude um  gewandelt.

   Wandelt der     Diskriminator    7 die       Differenzfrequenz,    die ein Mass für den Sub  stanzquerschnitt des Prüfgutes 16 darstellt,  in eine von der Frequenz linear abhängige  Spannungsamplitude um, so     entspricht    die  Amplitude der Spannung nach dem     Diskri-          minator    7 wiederum der Grösse des Substanz  querschnittes des     Prüfgutes    16.

        Die     Differenzfrequenz    stellt nach dem       Diskriminator    7 eine     Wechselspannung    dar,  deren Amplitude entsprechend der Differenz  frequenz     ändert.    Diese Wechselspannung  ;kann in einem Gleichrichter 8     gleichgerichtet     und zur Steuerung     einer    Endröhre 9 und  eines Anzeigeinstrumentes 10 benützt werden.  



  Die Anzeige des Substanzquerschnittes  kann entweder absolut oder relativ zu dessen       Mittelwert    erfolgen.  



  Bei der absoluten Anzeige (z. B. bei Garn  in englischen oder metrischen Nummern)  müssten die     Messwerte    noch     entsprechend    dem  Feuchtigkeitsgehalt und der     Art    der     Mate-          rial,substanz    (Zellwolle, Baumwolle usw.)  korrigiert werden, da die Kapazitätsände  rung des     Messkondensators    3 durch     diese     Faktoren beeinflusst     ist.    Zur Bestimmung  der mittleren Garnnummer hat man jedoch  bereits Methoden, die sehr genau sind,

   so dass  die absolute     Messwertanzeige        unter    Berück  sichtigung dieser Momente für die normale  Verwendung nicht notwendig ist.  



  Vorteilhafter erscheint daher die An  zeige des Substanzquerschnittes relativ zu  dessen     Mittelwert.    Dieser     Querschnittsmittel-          wert    kann auf der Skala z. B. 100 % ange  schrieben und die ganze Skala entsprechend  in Prozenten geeicht werden. Je nach den  Anforderungen der Praxis kann der ganze       Messbereich    200%,<B>300%</B> usw. betragen. Be  vor eine Messung ausgeführt     wird,    muss der       Querschnittsmittelwert    des zu messenden  Prüfgutes gesucht und der entsprechende       Ausschlag    am     Instrument    auf<B>100%</B>     einge-          stellt    werden.

   Durch Erhöhung der     Gleich-          richtungszeitkon:stante    des Gleichrichters 8  wird erreicht, dass die     Instrumentanzeige     den raschen Schwankungen des Querschnitts  des durchgezogenen Prüfgutes nicht mehr  folgt, sondern sich auf den Querschnitts  mittelwert des Prüfgutes einstellt. Der Aus  schlag des Anzeigeinstrumentes ist bei der       Querschnittsmittelwerteinstellung    durch den       Substanzquerschnitt    des Prüfgutes und die  Kapazitätsänderung pro Substanzquerschnitts  einheit des betreffenden Prüfgutes im ver  wendeten     Kondensatormessfeld        bestimmt.       Durch die Veränderung einer .

   Geräte  konstante, beispielsweise der Verstärkung,  kann die     Messwertsanzeige    auf die gewünsch  ten     10070    gebracht werden. Ist dies ge  schehen, so wird die Zeitkonstante des  Gleichrichters 8 wieder so stark verkleinert.,  dass die Anzeige den     Q;uerschnittsschwan-          kungen    des Prüfgutes folgt.  



  Zur     Aufzeichnung    des prozentualen Sub  stanzquerschnittes in Funktion der Prüfgut  länge kann ein     registrierendes    Amperemeter  11 verwendet werden. Mit Vorteil wird dabei  die Geschwindigkeit des Papiervorschubes in  einem     bestimmten    Verhältnis zur Durch  zugsgeschwindigkeit des     Prügutes    durch das       Messkondensatorfeld    eingestellt, was die Aus  wertung der erhaltenen Diagramme erleich  tert.  



       Fig.    2 zeigt ein     Ausführungsbeispiel    des       Messkondensators.        Fers    wird zur Messung des       Prüfgutsubstanzquerschnittes    ein     elektrisches     Feld zwischen zwei     Kondensatorbelegen    14,  durch     welches    das     Prüfgut    16 mit gleich  mässiger Geschwindigkeit hindurchgezogen  wird, verwendet.

   Würden die im Mittel  grossen und kleinen     Prüfgutsubstanzquer-          schnitte        in    ein und demselben     Kondensato.r-          feld    gemessen, so müsste mit Rücksicht auf  die grössten     Prüfgutquerschnitte    der Abstand  der     gondensatorbelege    entsprechend gross ge  macht werden.     Kleine        Prüfgutquerschnitte     bewirken aber in einem solchen Kondensa  tor nur eine kleine     Kapazitätsänderung,    die  nicht mehr mit Erfolg verstärkt     -und    ange  zeigt werden kann.  



  Man kann nun zwei oder     mehrere        Mess-          kondensatoren    verwenden, die verschiedene  Abstände der     gondensatorbelege    aufweisen.  



  Ein kleiner     Prüfgutquerschnitt    bewirkt  somit in einem     Messkondensator    mit kleinem  Abstand der     Kondensatorbelege    eine genü  gend grosse     Kapazitätsänderung,    um die An  zeige möglich zu machen.  



  Diese verschiedenen Kondensatoren könn  ten auch auswechselbar gemacht werden. Die  Auswechselbarkeit bedingt jedoch     gewisse          Schwierigkeiten    hinsichtlich der     elektrischen     Stabilität,           Vorteilhafter    ist es, mehrere     Kondensa-          torfelder    in ein und demselben     Messkondensa-          tor    zu erzeugen.

   Der     Messkondensator    muss  dazu     geometrisch    derart     .ausgebildet    sein,  dass er örtlich getrennte, zur     Messung    geeig  nete     elektrische        Messfelder    aufweist, in denen  die     Substanzquerschnittseinheit    verschiedene  Kapazitätsänderungen     bewirkt.     



  Im     Ausführungsbeispiel    gemäss     Fig.    2       ist    der     Messkondensator    kammartig ausgebil  det. Die     Kondensatorbelege        sind    derart an  die     Kondensatorpole    12 und 13     angeschlos-          sen,

      dass     Messfelder    mit der     gewünschten        Ka-          pazitätsänderung    pro Substanzquerschnitts  einheit     entstehen.    Die     geometrische        Gestal-          tung    des     Messkondensators    kann so durch  gebildet werden, dass für beliebige Substanz  querschnitte immer geeignete     Messfelder    vor  handen     sind,        in    denen sie eine möglichst  gleich grosse     Kapazitätsänderung    hervor  rufen.

      Die Dicke d der     Kondensatorbelege    14  kann     praktisch    leicht     unter    einem     Millimeter     gehalten werden, so dass auch Unregelmässig  keiten, die nur auf einer kurzen Garnstrecke  auftreten, erfasst und     angezeigt    werden.  



  Gegen äussere mechanische und elek  trische     Störeinflüsse    sind die     Kondensator-          belege    14 durch eine elektrostatische Abschir  mung 18 geschützt.  



  Zur     Verhinderung    des     Eindringens    von       Fremdkörpern        in,    den Hohlraum     zwischen     den     Kondensatorbelegen    14 und elektrosta  tischer Abschirmung 18 kann eine Masse aus       elektrischem.        Isoliermaterial    17 derart ein  gefüllt werden, dass noch eine freie Gasse  zum     Durchziehen    des Prüfgutes offen bleibt.

    Dieses Isoliermaterial soll eine möglichst  stabile     Dielektrizitätskonstante    besitzen, die  sich     insbesondere    mit der Temperatur     nient          verändern    soll.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Messung der Gleich mässigkeit des Substanzquerschnittes von Textilgut, insbesondere von Garnen, Vor garnen und Bändern, vermittels eines elek- trischen Messkondensators, dessen Kapazitäts wert sich mit dem Substanzquerschnitt des mit gleichmässiger Geschwindigkeit durch das Messkondensatorfeld hindurchgezogenen Textilgutes ändert, dadurch gekennzeichnet,

   dass durch die Kapazitätsänderung des Mess- kondensators die Frequenz eines elektrischen Oszillators verändert und dass die Frequenz dieses Oszillators mit einer konstanten Fre quenz überlagert wird. wobei ein aus dieser Differenzfrequenz gewonnener, direkt mess- barer elektrischer Wert ein Mass für die Grösse des Substanzquerschnittes liefert.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch einen elektrischen Messkon- densator, durch dessen Messfeld das Textil gut hindurchzuziehen ist, und der die Fre quenz eines Oszillators mit elektrischem Schwingkreis derart beeinflusst, dass ein aus der Differenz dieser Frequenz in Bezug auf eine konstante Frequenz gewonnener,

   direkt messbarer elektrischer Wert ein Mass für den Substanzquerschnitt des Textilgutes liefert. UNTERANSPRMHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die durch das Textilgut bewirkte Differenzfrequenz in eine mit dieser Differenzfrequenz linear variie rende Spannungsamplitude umgewandelt wird, die das Mass für die Grösse des Sub stanzquerschnittes liefert. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsamplitude zur Steuerung eines Anzeigeinstrumentes benutzt wird, dessen Anzeigeskala direkt in Querschnitts prozenten geeicht ist.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass als Anzeigeinstrument ein registrierendes Instrument verwendet wird, wobei die Geschwindigkeit des Papier vorschubes in einem konstanten Verhältnis zur Durebzugvgeschwindigkeit des Textil gutes durch das Messkondensatorfeld gehal- ten wird.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung von Textilgut mit verschiedenen mittleren Substanzquerschnitten mindestens zwei Mess- kondensatoren vorgesehen sind, deren Kapa zitätsänderungen pro Substanzquerschnitts- einheit voneinander verschieden sind. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die Messkondensatoren auswechsel bar sind. 6.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung von Textilgut mit verschiedenen mittleren Substanzquerschnitten ein. Messkondensator geometrisch so ausgebildet ist, dass er min- destens zwei örtlich getrennte Messfelder aufweist, in denen die Substanzquerschnitts einheit verschiedene Kapazitätsänderungen bewirkt. 7.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeich- net, dass mindestens drei Kondensatorbelege derart angeordnet sind, dass mindestens zwei elektrische Messfelder entstehen, wobei ein Teil dieser Kondensatorbelege mit dem einen, der andere Teil mit dem andern Kondensa- torpol elektrisch verbunden ist. B.

   Vorrichtung nach Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensa- torbelege durch eine elektrostatische Abschir mung vor äussern mechanischen und elektri schen Störeinflüssen geschützt sind. 9.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern in den Hohlraum zwischen den Kondensatorbelegen und der elektro statischen Abschirmung eine Masse aus elek trischem Isoliermaterial derart eingefüllt ist, dass eine freie Gasse zum Durchziehen des Prüfgutes offen bleibt.