CH693618A5 - Vorrichtung zum Bestimmen der Geschwindigkeit eines in Richtung seiner Längsausdehnung bewegten Textilgutes, insbesondere eines Textilfadens. - Google Patents

Description

  



   Vorrichtung zum Bestimmen der Geschwindigkeit eines in Richtung seiner Längsausdehnung bewegten Textilgutes, insbesondere eines Textilfadens 



  Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen der Geschwindigkeit eines in Richtung seiner Längsausdehnung bewegten Textilgutes mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1. 



  Textilmaschinen, an denen Textilfäden in Richtung ihrer Längsachse bewegt und anschliessend aufgewickelt werden, benötigen in vielen Fällen auch eine Überwachungseinrichtung für die Geschwindigkeit beziehungsweise die Länge des transportierten und dann aufgewickelten Textilfadens. Das Ergebnis wird beispielsweise verwendet, um Abweichungen der Geschwindigkeit zu korrigieren oder auch möglichst genaue Kenntnis über die Länge des bis dahin aufgewickelten Fadens zu erlangen. 



  Zum Beispiel an Spulmaschinen, die Kreuzspulen herstellen, besteht oft die Forderung, dass alle fertiggestellten Kreuzspulen möglichst exakt die gleiche Fadenlänge aufweisen. Das ist vor allem dann erforderlich, wenn diese Kreuzspulen, später auf ein Gatter aufgesteckt, gemeinsam abgezogen und geschärt oder gezettelt werden. Unterschiedliche Fadenlängen führen in einem solchen Fall zum Verbleib unterschiedlich grosser Fadenreste auf den Kreuzspulhülsen. Das führt bei hochwertigem Fadenmaterial zu nicht hinnehmbaren Verlusten. 



  Weit verbreitet zur Bestimmung der Fadenlänge an derartigen Kreuzspulmaschinen ist es, die Umdrehungen der Kreuzspule oder auch der Antriebswalze für die Kreuzspule zu zählen und über den Umfang der Kreuzspule beziehungsweise der Antriebswalze die aufgespulte Fadenmenge zu bestimmen. Da der Umfang der Antriebswalze konstant ist, ist die Ermittlung der Umfangsgeschwindigkeit unproblematisch. Allerdings ist der auftretende Schlupf zwischen Antriebswalze und Kreuzspule eine erhebliche Fehlergrösse.

   Da zur Vermeidung von so genannten Bildwicklungen während der gesamten Spulenreise, zumindest aber in so genannten Bildzonen, in denen Spulendurchmesser und Durchmesser der Antriebswalze in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, ein Schlupf zwischen Antriebswalze und Spule bewusst erzeugt wird, wird das Ergebnis der Geschwindigkeits- beziehungsweise Fadenlängenbestimmung stark verfälscht. 



  Die Messung der Spulenumdrehungen ist relativ unproblematisch. Problematisch jedoch ist die genaue Bestimmung des sich während der Spulenreise ändernden Durchmessers und damit der Umfang der Kreuzspule. Wird als Mass für den Spulenradius der Drehwinkel des Spulenrahmens verwendet, treten durch Abweichungen im Auflagedruck der Spule auf der Antriebswalze auch dabei erhebliche Fehler auf. 



  Es sind auch eine Vielzahl von Verfahren bekannt, die durch Kontakt mit dem Faden die Fadengeschwindigkeit ermitteln. Ein solches Verfahren erhöht die Fadenspannung und ist auf Grund der Trägheit des mitbewegten Teiles für höhere Umspulgeschwindigkeiten ungeeignet. 



  Um die genannten Nachteile zu vermeiden, wurde in der EP 0 000 721 A1 vorgeschlagen, die Fadengeschwindigkeit über zwei in festem Abstand zueinander angeordnete, berührungslos arbeitende Sensoren zu ermitteln. Dafür kommen zum Beispiel optisch oder kapazitiv arbeitende Sensoren in Frage. Diese Sensoren ermitteln stochastische Fadensignale in Form analoger Rauschsignale, die sich aus Unregelmässigkeiten der Fadenoberfläche oder Fadenmasse in Längsrichtung des Fadens ergeben. Das stromauf zur Fadenlaufrichtung ermittelte stochastische Signal wird zeitlich so weit verschoben, bis es maximale Ähnlichkeit mit dem am stromab angeordneten Sensor ermittelten stochastischen Signal hat. Die dabei ermittelte Verzögerung des ersten Signals entspricht der Zeitspanne, die der Faden vom ersten zum zweiten Sensor benötigt.

   Da der Abstand der beiden Sensoren bekannt ist, lässt sich auf diese Weise ohne weiteres die Fadengeschwindigkeit ermitteln. Jedoch sind die mathematischen Operationen, die üblicherweise als Kreuzkorrelationsverfahren bezeichnet werden, mit einem gewissen Zeitaufwand verbunden. Das ist unproblematisch, wenn der Faden keine oder nur sehr geringe Beschleunigungen erfährt. Schnellere Geschwindigkeitsänderungen, wie sie beim Spulprozess beispielsweise durch die Bildstörung entstehen, lassen sich nicht so beherrschen, dass eine genaue. Messung erfolgen kann. Durch das zur Ermittlung des Hauptmaximums der Kreuzkorrelationsfunktion erforderliche Differenzieren dieser Funktion erhöht sich die Messwertstreuung bei einem kleinen Signal im Verhältnis zum als Störgrösse wirkenden Rauschen. 



  Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Verfahren so weiterzuentwickeln, dass eine hohe Messgenauigkeit für die Geschwindigkeit des Textilgutes erreicht wird. 



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. 



  Gegenüber dem auf einer Closed-Loop-Korrelation beruhenden bekannten Laufzeitkorrelator ist durch vorliegende Erfindung die Differentiation der Kreuzkorrelationsfunktion nicht mehr erforderlich. Dabei wird der Vorteil der Closed-Loop-Korrelation gegenüber der Open-Loop-Korrelation ausgenutzt, der darin besteht, dass für die Ermittlung des Abgleichpunktes eine (zumindest in der Nähe des Abgleichpunktes) punktsymmetrische Funktion verwendet wird. Der Abgleichpunkt, der sich bei einer Zeitverschiebung um eine Modelltotzeit  tau , die der tatsächlichen Laufzeit T eines Fadenabschnittes über den zwischen zwei Sensoren vorhandenen Abstand L entspricht, ergibt, liegt auf dem Schnittpunkt der Kreuzkorrelationsfunktion mit der Abzisse. 



   Durch den Wegfall der Differentiation gegenüber einem Laufzeitkorrelator auf Basis der bekannten Closed-Loop-Korrelation verringert, sich der Rechenaufwand und die Messwertstreuung bei kleinem Signal, bezogen auf die Rauschverhältnisse beziehungsweise insgesamt die Empfindlichkeit gegenüber Störsignalen. Ausserdem ergibt sich daraus der Vorteil, dass die Laufzeitschätzung beziehungsweise die Bestimmung des Abgleichpunktes weit gehend über eine lineare Mittelung über ein Geschwindigkeitskollektiv erfolgen kann. 



  Geht man davon aus, dass die zeitliche Kreuzkorrelationsfunktion  PHI  ( tau ) durch Faltung der Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2 mit der örtlichen Autokorrelationsfunktion der Inhomogenitäten des Messgutes -gebildet wird, ergibt sich, hervorgerufen durch die Textur des Messgutes, eine Verrundung der Ecken der Kreuzkorrelationsfunktion  PHI  ( tau ) gegenüber der Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2. Beizunehmender Grenzfrequenz der Textur nimmt die Steigung der Kreuzkorrelationsfunktion insgesamt, jedoch auch im Bereich des Abgleichpunktes, zu. Diese Abhängigkeit der Steigung der Kreuzkorrelationsfunktion ist jedoch wesentlich geringer als bei der bekannten Closed-Loop-Korrelation.

   Dies wirkt sich sehr günstig auf die Robustheit des Regelkreises gegenüber veränderlichen Textüren aus, da Änderungen der Steigung der Kreuzkorrelationsfunktion direkt eine proportionale Änderung der Kreisverstärkung des Abgleichregelkreises zur Folge haben. 



  Die Erfindung ist durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 11 vorteilhaft weitergebildet. 



  Der Einsatz eines ersten Sensors g1 mit punktsymmetrischer Kennlinie sowie des zweiten Sensors g2 mit bezüglich seiner Sensormittelachse symmetrischer Kennlinie ergibt eine punktsymmetrische Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2 sowie in Folge auch eine punktsymmetrische Kreuzkorrelationsfunktion F ( tau ) bezüglich ihres gesamten Verlaufes. Auf diese Weise lässt sich ein systematischer Fehler auch bei grösseren Geschwindigkeitsschwankungen unterdrücken. 



  Bei Verwendung von Sensoren mit Kennlinien, die ein ausgeglichenes Potenzial besitzen, ergeben sich mittelwertfreie Sensorsignale S1(t) und S2(t) sodass ein sonst im Allgemeinen im Signalfeld erforderlicher Hochpass vermieden werden kann. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn das Signal vor der Weiterverarbeitung geklippt werden soll. 



  Das Verhalten der Sensorkennlinien als um 90 Grad zueinander versetzte periodische Funktionen ergibt eine daraus resultierende Sensorkorrelationsfunktion mit periodischem Verhalten, die bezogen auf den Abgleichpunkt punktsymmetrisch ist. 



  Sensorkennlinien mit sprungförmigem Verlauf können leicht mit einer Diodenzeile realisiert werden. Ausserdem ergeben sich dadurch Sensorkorrelationsfunktionen mit jeweils zwischen benachbarten Extrempunkten, mindestens jedoch zwischen den Schnittpunkten mit der Abzisse und den benachbarten Extrempunkten, linearem Verlauf. Dadurch vereinfacht sich zusätzlich die Auswertung. 



  Die Verwendung eines dritten Sensors g3 dessen Kennlinie mit der des zweiten Sensors g2 übereinstimmt, reduziert die Streuung der Laufzeitschätzwerte. So wird das Reglereingangssignal null, wenn  tau  = T. Demzufolge verschwindet die Streuung der Laufzeitschätzung, wenn keine Störsignale vorhanden sind. 



  Um bei grösseren Geschwindigkeitsschwankungen zu vermeiden, dass der Regler auf einen anderen Schnittpunkt mit der Abzisse einrastet, ist es von Vorteil, den Abstand L zwischen dem ersten und dem zweiten Sensor g1, g2 so zu bemessen, dass der benachbarte Extrempunkt der Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2 auf der Ordinate liegt. Damit kann zu Beginn ausgehend von diesem Extrempunkt der Regelkreis direkt an den Schnittpunkt mit der Abzisse, der dem Abgleichpunkt entspricht, "herangefahren" werden. 



  Eine weitere Möglichkeit, auch bei grösseren Geschwindigkeitsschwankungen zu vermeiden, dass der Laufzeitkorrelator an einem "falschen" Schnittpunkt der Kreuzkorrelationsfunktion  PHI  ( tau ) einrastet, besteht darin, einen weiteren Sensor g4 einzusetzen, durch den der Regler eine Bereichsvorgabe für den Bereich erhält, in dem der Abgleichpunkt liegt. 



  Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen 
 
   Fig. 1a bis e verschiedene Sensorkennlinien von Sensoren g1 und g2 mit zugehöriger Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2, 
   Fig. 2a bis e die zugehörigen Sensoren mit Verschaltung der Diodenzeilen, 
   Fig. 3a Sensorkennlinien von Sensoren g1 bis g3, 
   Fig. 3b ein Blockschaltbild für einen Laufzeitkorrelator zur Verwertung der von den Sensoren g1 bis g3 gemäss Fig. 3a erzeugten Signale s1 (t) bis s3 (t), 
   Fig. 4 ein Blockschaltbild für einen Laufzeitkorrelator mit zusätzlichem Sensor g4 und 
   Fig. 5 die Darstellung von Kreuzkorrelationsfunktionen in Abhängigkeit von der Textur des Fadens. 
 



   In den Fig. 1a bis 1e sind einige Beispiele für Sensorkennlinien mit zugehöriger Sensorkorrelationsfunktion Rglg2 dargestellt. Ein besonders einfaches Beispiel zeigt Fig. 1a. Die Sensoren g1 und g2 können hierbei, wie aus der zugehörigen Fig. 2a ersichtlich ist, durch entsprechendes Verschalten von lediglich zwei Fotodioden 1 und 2 gebildet werden. Dabei wird das Signal s2 (t) des Sensors g2 direkt von der Fotodiode l abgeleitet, wobei diese, bezogen auf die Fadenlaufrichtung, stromauf angeordnet ist. Das Signal s1 (t) des Sensors g1 wird über einen Additionspunkt 3 gebildet, wobei das von der Fotodiode 1 kommende Signal negativ und das von der Fotodiode 2 kommende Signal positiv gewertet wird, b/2 stellt lediglich eine Bezugsgrösse für die Breite einer Fotodiode dar. Die Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2 wird aus dem Produkt der Kennlinien der Sensoren g1 und g2 gebildet.

   Der Abstand der Sensoren ergibt sich aus dem Abstand der wirksamen Sensormittelachsen. Bezogen auf die Sensoranordnung in Fig. 2a liegt diese wirksame Sensormittelachse des Sensors g2 in der Mitte der Fotodiode 1, während die wirksame Sensormittelachse des Senors g1 an der Trennlinie zwischen den Fotodioden 1 und 2 liegt. Der Abstand L ist demzufolge b/4. 



  Im Abstand L von der Ordinate ergibt sich, wie das in Fig. 1a zu erkennen ist, der Schnittpunkt der Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2 mit der Abzisse. Die Lage dieses Schnittpunktes stimmt mit dem Schnittpunkt der Sensorkennlinie des Sensors g1 mit der Abzisse überein. Um eine solche Sensorkennlinie des Sensors g1 zu erhalten, muss dieser aus zwei in Fadenlaufrichtung hintereinander angeordneten Signalaufnehmern, hier den Fotodioden 1 und 2, bestehen. 



  Da die wirksame Sensormittelachse die Grundlage für die Definition des Abstandes der Sensoren zueinander bildet, der seinerseits der Berechnung der Modeltotzeit  tau  sowie der Geschwindigkeit zu Grunde liegt, ist der Schnittpunkt der Sensorkennlinie des Sensors g1 mit der Abzisse in der wirksamen Sensormittelachse Voraussetzung für den Schnittpunkt der Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2 sowie der Kreuzkorrelationsfunktion  PHI  ( tau ) mit der Abzisse. Damit kann dieser Schnittpunkt unmittelbar, das heisst, ohne vorherige Differentiation, für die Ermittlung des Abgleichpunktes für die Modelltotzeit  tau  dienen. 



  Durch das punktsymmetrische Verhalten der Kennlinie des Sensors g1 und den stetigen Kennlinienverlauf des Sensors g2 im Bereich der jeweiligen wirksamen Sensormittelachse wird erreicht, dass sich in diesem Bereich auch die Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2 beziehungsweise die Kreuzkorrelationsfunktion  PHI  ( tau ) punktsymmetrisch verhält. Dies ist eine Voraussetzung dafür, dass bei der Ermittlung des Abgleichpunktes systematische Fehler auf Grund der Oberflächenbeschaffenheit des Fadens unterdrückt werden. 



  In Fig.1b ist eine Variante zu Fig. 1a dargestellt, die sich darin von der ersten Variante unterscheidet, dass der Abstand L deutlich vergrössert ist. Damit ist jedoch ein Mehraufwand verbunden, indem hier drei Fotodioden 4 bis 6 eingesetzt werden müssen. 



  Bei den in den Fig. 1c und d dargestellten Varianten wurden ebenfalls gleiche Sensorkennlinien verwendet, wobei jedoch auch hier ein unterschiedlicher Abstand L der wirksamen Sensormittelachsen gewählt wurde. Dementsprechend verändert sich auch die jeweils erforderliche Anzahl von Fotodioden 8 bis 10 und 14 bis 18 in den zugehörigen Fig. 2c und 2d. 



  Hervorzuheben ist, dass hier auch die Sensorkennlinie des Sensors g2 ein ausgeglichenes Potenzial besitzt. Das wird, wie aus den Fig. 2c und 2d ersichtlich ist, durch Verstärker 12 und 21 bewirkt, die die Signalstärke verdoppeln. Dadurch wird erreicht, dass auch das Sensorsignal des Sensors g2 mittelwertfrei ist. Dadurch kann auf einen Hochpass im Signalpfad verzichtet werden. Ein solcher Hochpass müsste insbesondere dann eingesetzt werden, wenn das Signal vor der Weiterverarbeitung geklippt werden soll. 



  Abgesehen davon, dass bei der in Fig. 1c respektive Fig. 2c dargestellten Variante nur eine Diodenzeile mit drei Fotodioden 8 bis 10 erforderlich ist, liegt das dem Schnittpunkt der Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2 mit der Abzisse benachbarte Minimum derselben auf der Ordinate. Demzufolge kann der Regelkreis beim Start ausgehend von diesem Minimum bis zu diesem Schnittpunkt "verfahren" werden, wodurch ein Einrasten der Kreuzkorrelationsfunktion  PHI  ( tau ) am dem Abgleichpunkt entsprechenden Schnittpunkt mit der Abzisse erfolgt. 



  Bei der in den Fig. 1e beziehungsweise 2e dargestellten Variante ergibt sich eine breitere Sensorkorrelationsfunktion als bei den vorangegangenen Beispielen. Während eine schmalere Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2 hinsichtlich der Streuung der geschätzten Laufzeit günstiger ist, ist bei der breiteren Sensorkorrelationsfunktion gemäss Fig. 1e der Einzugsbereich des Abgleichpunktes grösser, was hinsichtlich der Stabilität des Regelkreises Vorteile hat. Insbesondere ist eine breite Sensorkorrelationsfunktion von Vorteil, wenn die Geschwindigkeit während der Messzeit stark schwankt und die mittlere Geschwindigkeit von Interesse ist. 



  Mit der Diodenzeile der Fotodioden 22 bis 28 in Fig. 2e können die Sensorkennlinien der Sensoren g1 und g2 gemäss Fig. 1e erzielt werden. Dabei wird lediglich die Fotodiode 25 für beide Sensoren g1 und g2 genutzt. Es ist jedoch auch möglich, den Abstand L gleich b/2 zu wählen, wobei für die Diodenzeile lediglich fünf Fotodioden erforderlich wären, von denen die vier in Fadenlaufrichtung stromabliegenden Fotodioden jeweils für beide Sensoren g1 und g2 in analoger Weise Verwendung finden würden. Im Übrigen sind auch hier die Sensorsignale s1 und S2 auf Grund ausgeglichener Potenziale der Sensorkennlinien mittelwertfrei. 



  In Fig. 3a ist eine weitere Variante anhand der Sensorkennlinien von Sensoren g1 bis g3 dargestellt. Fig. 3b zeigt das zugehörige Blockschaltbild für einen Laufzeitkorrelator. 



  Der dritte Sensor g3 ist so angeordnet. dass dessen Kennlinie mit der des zweiten Sensors g2 übereinstimmt, wobei dieser Sensor g3 jedoch so angeordnet ist, dass sich seine wirksame Sensormittelachse mit der des ersten Sensors deckt. Damit ist die Kennlinie des Sensors g3 um den Betrag L gegenüber der Kennlinie des Sensors g2 verschoben. 



  Daraus ergibt sich, dass das um die Modelltotzeit  tau  = T verschobene Signal s2 (t) des Sensors g2 mit dem nicht zeitverschobenen Signal s3 (t) des Sensors g3 identisch ist. Durch unterschiedliche Vorzeichenbewertung an einem Additionspunkt 32 ergibt sich demzufolge im Falle von  tau  = T der Ausgangswert null. Damit wird ein gegebenenfalls mit dem Signal s1 (t) des Sensors g1 zugeführtes Rauschsignal als Eingangsgrösse des Integrators 34 eliminiert. Damit verschwindet die Streuung der Laufzeitschätzung. Das Ausgangssignal  DELTA  tau  des Integrators 34, der als Rückkopplungsintegrator wirkt, ist demzufolge ebenfalls null. Damit wird in einem Verzögerungsglied 31 bei konstanter Geschwindigkeit die Verzögerungszeit  tau  nicht unnötig verstellt. 



  Das Reglerausgangssignal  DELTA  tau  wird auch an einen Dividierer 35 übermittelt, wodurch auch dort der Wert für  tau , durch den die konstante Grösse L dividiert wird, erforderlichenfalls nachgeregelt wird. Am Ausgang des Dividierers 35 liegt der jeweilige Momen-tanwert der Geschwindigkeit an. 



   Im Blockschaltbild der Fig. 4 ist eine Variante der Erfindung dargestellt, bei der ein Sensor g4 verwendet wird, der Signale s4 (t) erzeugt. Ein Sensor g3 ist hier zwar nicht mit einbezogen, könnte aber ebenso Anwendung finden. Der Sensor g4 wird im Wesentlichen durch einen Impulsaufnehmer 40 gebildet, der Impulse von einer Antriebstrommel 41 für eine Kreuzspule 43 abgenommen werden. Diese Antriebstrommel 41 kann beispielsweise ein Polrad besitzen, dem fest stehende Hallsensoren zugeordnet sind, wodurch während einer Umdrehung der Antriebswalze 41 eine Anzahl von Impulsen erzeugt wird, die der Polanzahl des Polrades entspricht. Diese Signalfolge s4 (t) wird in einem Counter 44 gezählt. Das zeitabhängige Zählergebnis wird an einen digitalen Bereichsvergleicher 45 ausgegeben, welcher vom Ausgang des Integrators 46 mit dem Reglerausgangssignal  DELTA  tau  versorgt wird.

   Der Ausgang des Bereichsvergleiches 45 ist mit dem Integrator 46 verbunden, in dem eine Bereichsvorgabe für die Lage des Ableichpunktes erfolgt. Dadurch kann effektiv verhindert werden, dass der Regelkreis auf einen Schnittpunkt der Kreuzkorrelationsfunktion  PHI  ( tau ) mit der Abzisse einrastet, der nicht dem gesuchten Abgleichpunkt entspricht. Dieser Bereichsvergleicher 45 kann zusätzlich mit einer hier nicht dargestellten Offset-Eingabemöglichkeit versehen sein, durch die die Breite des Bereiches festgelegt werden kann. 



  Das Signal des Sensors g4 ist zwar durch den auftretenden Schlupf zwischen Antriebstrommel 41 und Kreuzspule 43 nicht sehr genau, jedoch ausreichend für eine Bereichsvorgabe an den Integrator des Laufzeitkorrelators. Damit wird erreicht, dass praktisch ohne grösseren Rechenaufwand auch bei grösseren Geschwindigkeitsänderungen sofort der richtige Abgleichpunkt gefunden wird. 



  Bei dem Beispiel gemäss Fig. 4 werden die analogen Signale s2 und s1 durch Trigger 36 und 38 digitalisiert. Sie werden auf ein Bit quantisiert. Der Rechenaufwand ist gering, sodass ein 8-Bit-Micro-controller ausreicht, um die Modell-Laufzeit  tau  nachzuregeln. Der Integrator 46, der Bereichsvergleicher 45, das Verzögerungsglied 37 und der Multiplizierer 39 sind dementsprechend durch auf digitaler Basis arbeitende Bauelemente ersetzt. Das Verzögerungsglied 37 kann beispielsweise durch ein Schieberegister ersetzt werden, während der Multiplizierer 39 durch einen Phasendetektor gebildet ist. Ebenso arbeiten ein Dividierer 47 sowie ein weiterer Integrator 48 auf digitaler Basis. 



  Im Integrator 48 wird kumulativ von Beginn der Bewicklung einer Kreuzspule an die auf die Spulenhülse aufgewickelte Fadenlänge auf Basis der Geschwindigkeit und der gespulten Zeit ermittelt. Dadurch kann die auf die Kreuzspulen aufgewickelte Fadenlänge sehr genau bestimmt werden. 



  Fig. 5 zeigt Kreuzkorrelationsfunktionen, die entsprechend der Sensorkennlinien und Sensoranordnung gemäss vorliegender Erfindung erzeugt werden. Dabei ist erkennbar, dass sich mit der Bandbreite der Textur des Fadens (Grenzfrequenz f1 < f2 <f3) die Steigung der Kreuzkorrelationsfunktion ändert. Diese Abhängigkeit der Steigung der Kreuzkorrelationsfunktion ist jedoch wesentlich geringer als bei der Laufzeitkorrelation auf Basis der differenzierten Korrelationsfunktion. Dies wirkt sich sehr günstig auf die Robustheit des Regelkreises gegenüber veränderlichen Texturen aus, da Änderungen der Steigung der Kreuzkorrelationsfunktion direkt eine proportionale Änderung der Kreisverstärkung des Abgleichregelkreises zur Folge haben.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Bestimmen der Geschwindigkeit eines in Richtung seiner Längsausdehnung bewegten Textilgutes, insbesondere eines Textilfadens (42), bei der zwei Sensoren (g1, g2) in vorgegebenem Abstand L in Bewegungsrichtung des Textilgutes angeordnet sind, wobei die Messwerte über einen Laufzeitkorrelator ausgewertet werden, dessen Regelkreis sich auf eine Modelltotzeit tau abgleicht, die der tatsächlichen Laufzeit T eines Textilgutabschnittes über die Strecke L entspricht, und zum Berechnen der Geschwindigkeit v an den Regelkreis des Laufzeitkorrelators ein Dividierglied (35; 47) angeschlossen ist, das den Quotienten aus L und tau bildet, dadurch gekennzeichnet, - dass mindestens ein Sensor (g1) aus zwei in Fadenlaufrichtung hintereinander angeordneten Signalaufnehmern (1, 2; 5, 6; 9, 10; 17, 18;

25 bis 28) besteht, - dass dieser Sensor (g1) eine Sensorkennlinie mit Schnittpunkt der Abzisse in der wirksamen Sensormittelachse besitzt, wobei sich die Kennlinie zumindest in der Nachbarschaft des Schnittpunktes mit der Abzisse punktsymmetrisch verhält, - dass der zweite Sensor (g2) im Bereich seiner wirksamen Sensormittelachse einen stetigen Kennlinienverlauf besitzt und - dass der Regelkreis des Laufzeitkorrelators so aufgebaut ist, dass als Reglereingangssignal die undifferenzierte Kreuzkorrelationsfunktion für die Bestimmung und die Nachregelung des Abgleichpunktes für die Modelltotzeit tau dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (g1) eine punktsymmetrische Kennlinie besitzt.

3.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (g2) eine bezüglich seiner Sensormittelachse symmetrische Kennlinie besitzt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie des zweiten Sensors (g2) ein ausgeglichenes Potenzial besitzt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie des ersten Sensors (g1) ein ausgeglichenes Potenzial besitzt.

6. Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sensoren (g1, g2) so ausgebildet sind, dass bei einer fiktiven Verschiebung eines der Sensoren um den Betrag L in Richtung des anderen Sensors sich deren Sensorkennlinien wie um 90 Grad zueinander versetzte periodische Funktionen verhalten.

7.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (g1, g2) Kennlinien mit sprungförmigem Verlauf aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Sensor (g2) verwendet wird, dessen Kennlinie mit der des zweiten Sensors (g2) übereinstimmt und der so angeordnet ist, dass sich seine wirksame Sensormittelachse mit der des ersten Sensors deckt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Additionsstelle (32) zum Bilden der Differenz zwischen dem um die Modelltotzeit tau verschobenen Signal s2 des zweiten Sensors (g1, g2) und dem Signal S3 des dritten Sensors (g3) vorgesehen ist, wobei das Differenzsignal gemeinsam mit dem Signal s1 des erstens Sensors (g1) für die Bildung der als Reglereingangssignal verwendeten Kreuzkorrelationsfunktion dient.

10.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand L zwischen dem ersten und dem zweiten Sensor (g1, g2) so bemessen ist, dass der zum Schnittpunkt der aus dem Produkt der Sensorkennlinien gebildeten Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2 mit der Abzisse benachbarte Extrempunkt der Sensorkorrelationsfunktion Rg1g2 auf der Ordinate liegt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Sensor (g4) vorhanden ist, der Signale angenähert proportional der Textilgutgeschwindigkeit abgibt, dass die Signale s4 des Sensors (g4) dem Laufzeitkorrelator zur Bereichsvorgabe für das Einrasten des Regelkreises auf dem richtigen Schnittpunkt der Kreuzkorrelationsfunktion PHI ( tau ) mit der Abzisse zuleitbar sind.