CN101175969A - 在纺织机上非接触式的测量方法及其装置 - Google Patents

在纺织机上非接触式的测量方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种借助于纺织机的至少两个相对的部件来进行的非接触式测量方法，其中所述部件(25，19；30，31″，31″，32″，32″；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)的每一个都具有至少一个导电表面，尤其是突出表面或尖头(25a，19a；30a，31′a，31″a，32′a，32″a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43a；46a，47a)，而且通过将可变的电势差施加到相对的突出表面上，就在它们之间产生了至少一次放电，从该放电中就可以推断出相对的突出表面的空间关系和/或几何特性和/或在部件区域内的微作业环境和/或纤维关系。本发明同样还涉及一种相应的装置。

Description

在纺织机上非接触式的测量方法及其装置
技术领域
本发明涉及在纺织机，特别是根据独立权利要求的前序部分的一种纺纱预处理机上的非接触式测量方法及其装置。
背景技术
用于测定在纺织机上特别是纺纱预处理机上的各种测定量的各种非接触式测量方法及其装置是现有已知的。例如将光学传感器在牵伸机出口处用作生条拥塞传感器。比如在DE 42 35 610 A1中公开了一种被分配到梳理机盖板上并位于罗拉针布对面的感应传感器。DE 39 13 996 A1同样公开了非接触式传感器，其中电容式、感应式和光学式传感器在这里被特定用于梳理机。
前述的装置和方法的不足之处在于其应用范围被限制为相对较窄，此外，这些传感器往往结构复杂和/或仅提供所期望测定量的平均值。
发明内容
本发明的目的是提出一种有成本效益的并且精确的测量方法和相应的装置，用于对纺织机特别是纺纱预处理机的两个相对部件的测定量进行非接触式测量。
该目的是通过在由独立权利要求的特征最初指定类型的方法和装置中来实现的。
本发明的优点特别在于，在两个部件的突出表面之间能够进行直接的测量，所述突出表面例如是梳理机针布尖头和其它尖头，该两个部件被配置成为在这些突出表面之间的以电压和/或电流放电的形式产生放电的电极，所述突出表面限定了所述部件相互间的最近距离。在此情形下，所述部件自身起着传感器的作用，在所述部件之间借助于电压发生器所产生的如此高的电场强度从而产生了电击穿。从这种放电现象可以得出各种结论，这里特别应当提到的是突出表面的以及因此可选地是部件相对于彼此的空间位置，比如，它们的距离。同样地，在距离已知的情形下也可能得出这样的推断，即部件尖头存在特定的几何特性或者由于纤维加工产生的磨损而导致出现几何形状变化。
放电也可以被选择地或附加地用来获得在部件区域的关于微作业环境的信息，该术语“微作业环境″在这里可以被理解为特别是空气温度、空气湿度、空气速度、致电离粒子和/或剩余电离的存在。如果已知的是部件之间的最短距离没有变化或者是几乎没有变化，但还是产生了各种放电电压，这就可能表示在部件之间的间隙处的空气湿度增加了。从放电中也能够可选择地得到在所述部件的区域中有关确定的纤维关系的结论，比如在相当大的表面之上的纤维分布，在该表面上将纤维进行加工和/或运输处理。
特别地，这种放电可以被评估，从而可以从与放电有关的频率和/或数量和/或放电类型和/或至少一个电量来测定在所述部件之间的最短距离。从所获得的距离中因而也可以得出碰撞的警示，这可以避免所述部件之间的接触。该距离同样能够被调整到最佳值。为了测定放电的频率和/或数量，可以使用相应的测量值传感器，例如脉冲计数器，每个脉冲计数器记录放电电压或者当时流过的电流。特别地，在放电过程中或放电前即刻测量的放电电压的测量值可被当作是电测定量，因为这直接相当于在相对部件之间的最短距离。
在所述两个部件或它们的突出表面之间的距离优选是被减少的，直到发生电压放电。对该距离的精确计算可以从在该距离处的放电电压得到。可选择地，在该两个部件之间的距离是被扩大的，直到电压放电或火花放电的数量变少，或者电压或火花放电被完全防止。
如果根据本发明的机器具有合适的结构，只要放电能量足够大并且环境照明被选择得合适，操作者就可以有利地视觉监控电压放电。为此，需要设置一观察间隙，通过该观察间隙就可以观察所述部件间的中间间隔。
当电压电源被配置成能够产生可变电压的脉冲发生器时，就能够对击穿电压或在电压放电过程中的电压进行精确测定，所述的可变电压例如可以是具有锯齿形峰值的直流电压。在这种情况下，在电压升高过程中适当地产生电击穿，目的是为了在火花放电过程中分流出瞬时主导电压，并且相对于所述部件尖头之间的距离来评估该瞬时主导电压。在这种情形下，将该两个部件中任何一个接地或者两个部件都具有对地非零的电势。
在梳理针布中间间隔中存在的纤维将由于残留湿气的存在而导致过早的高压放电，过早的高压放电会影响测量结果。为了考虑这种影响，根据本发明的有利实施例，在这两个部件的突出表面之间的电势差以这样一种方式被选择性地和/或附加地应用到上述测量中，使得在电压放电之后，在所述部件之间的中间间隔中形成了在毫秒范围内或以下范围内的短时间间隔里的等离子体。这种现象可以通过测定维持该等离子体电流(根据本发明的术语同样是属于“放电″概念)所需的电压而得以被利用。这种电压被称为等离子体灭弧电压。所述部件之间最短的距离是该灭弧电压和该等离子体电流的函数，并且因此可以简单地通过计算机评估来被测定。上述的电势差在低压范围内取决于部件之间的距离并且不受纤维残留湿气的影响。
一评估单元被优选设置来评估上述的测量值(频率、数量、放电类型和在火花放电过程中的电测量值)。这样一种计算机辅助评估可以给予操作者信息，特别是在机器显示屏上关于怎样达到机器的最佳调整的信息，比如所述部件之间的距离。根据本发明的进一步改进，由根据本发明的方法所测定的部件之间的距离可以被用来自动地调整最优距离。为此目的设置了适当的调整装置，该调整装置例如基于计算机评估来调整两个相对的梳理针布之间的距离。在测定好梳理针布距离以后，评估单元优选发出调整命令到调整装置，例如适当配置的调整驱动器。
根据本发明方法的进一步改进的特征在于，借助于评估单元进行统计计算，来消除在所述部件之间的中间间隔中的纤维对测量结果的影响。因此，统计评估为在不含纤维的空气中的放电生成了测量值，该测量值包含了在部件之间的实际距离的精确预测。当然，在没有纤维的情形下，也有可能选择性地或附加地进行测量以获得这种或类似的预测。
在所述部件或者其尖头之间产生的与距离有关的电势差最大值优选是可以在1000至10000V之间的范围内调整。如果可以在2000至5000V的范围内，并且优选是在2500V至3500V之间调整已被证明是有利的。对于约为0.4mm的距离来说，所计算出的击穿电压约为1280V。
在电压放电时的放电能量应当在10兆焦耳(mJ)以下，否则就有着火或电击的危险，所述突出表面由于电蚀也可能被严重磨损。所述放电能量有利地是在5兆焦耳(mJ)以下，并且优选是在1兆焦耳(mJ)以下。在这些放电能量下，如果操作者偶然用其身体短路了电路也不会对操作者有危险
根据本发明的一优选变换实施例，所述两个部件具有多个相对的电极或尖头，根据本发明的一方面，电压或火花放电能够随后被空间分辨(spatially resolved)。假如所有的相对电极都具有同样的距离，不同的火花放电(特别是相对于各自的放电电压和/或其频率)就显示出在这两个部件之间存在不均匀的纤维分布。
已经发现的是，例如，在梳理过程中，因为在没有纤维情形下的击穿电压要高于存在纤维情形下的击穿电压，在不同纤维占有率的位置处的梳理锡林和旋转盖板装置之间就可以产生不同颜色的火花。例如，击穿能量越高，由于高能量所致的闪光的颜色就越蓝。在存在纤维的情形下，击穿电压下降因而火花就变得更红。从这些视觉上不同的电压或火花放电的空间分布中可以推断出梳理工具等的误调整、不均匀磨损。此外，从梳理锡林上的纤维占有率可以得出纤维定向的结论，纤维转移到紧随梳理过程的落纱锡林上的结论和/或待梳理的或梳理过的纤维总体上的质量的结论。然而，也已经被确定的是放电能量在5兆焦耳(mJ)以下时，火花放电的视觉上的差异几乎是看不见的。
进行含有纤维的测量和不含纤维的测量是有利的，使得可以从比较分析中尤其是通过在该两种测量方法的测量值之间形成的差异中得出纤维的实际影响。比如在测定纤维占有率的情形下，在测量表面上的电极的不均匀距离的影响可以被测算。
根据本发明的装置特别有利的是具有至少一对基准部件(referencecomponent)，所述基准部件具有相互指向的导电尖头，在这些导电尖头之间产生电压放电。该对基准部件被用作基准测量单元，其中这两个部件的尖头(基准电极)之间的距离是已知的。根据一优选实施例，该距离可以以确定的方式变化，其中该对基准部件的尖头之间的更新的距离也应当是已知的。另外一对基准部件优选具有与纺纱预处理机的部件的直接相对部分相类似的表面几何形状，该纺纱预处理机的所述部件实际上是正被讨论的。由于在基准电极之间已知的距离以及可比较的表面几何形状，所述表面几何形状对放电的测量值的影响可以被考虑在内，其目的是为了例如增加在这两个部件之间的距离计算的精确度，所述放电发生在纺纱预处理机被讨论的部件之间。
该另外一对基准部件可以被选择性地或附加地用来测算微作业环境对放电的测量值的影响，所述放电发生在纺纱预处理机被讨论的部件之间。为此目的，该对基准部件应当被放置在与所述部件同样的微作业环境中。
根据本发明的一变换实施例，用于根据本发明测量的纺纱预处理机的该两个部件相对于彼此运动，在该情形中可能是以同样的或相反的方向运动。在此情形下，优选使用由多个相继上升和下降的齿面(flank)所组成的包含重复序列的电压。
根据一变换实施例，一个部件被固定而另一个部件从其旁边经过。同样在此情形下，如果电势差足够，在该两个部件之间处于最短距离的瞬间产生了火花放电。
在一优选实施例中，所述相对部件中的一个或两个具有锯齿形结构。在另一同样有利的实施例中，这两个部件中的一个具有锯齿形结构而另一个具有针状结构(也被称为弹性梳理针布或金属针布)。作为一个例子，这里需要提及的是梳理锡林的锯齿形针布和具有梳理机的旋转盖板装置的弹性或半刚性金属丝的盖板针布。在这两个梳理针布之间的距离正好是与梳理结果相关，使得优化调整是个主要的优点。因为几乎所有在梳理过程中有关的梳理针布尖头都可用作传感器，那么就可以对距离进行极度精确的测定以及因此对距离进行调整。
本发明也可用于其中所述两个相对部件之一具有锯齿形结构而另一个具有刀片的机器中。
同时，本发明可以在梳理机上设有一个或多个刺辊罗拉。在这种情形下，两个部件可以例如由带有相同或不同的梳理针布的罗拉组成。所述梳理针布可以尤其是锯齿形针布或针状针布，取决于在梳理机中效用的精密梳理针布。例如，在刺辊罗拉-锡林罗拉区域内，该刺辊罗拉具有锯齿形状的刺辊针布或者该刺辊罗拉是针辊，而该锡林的其余部件是锡林针布，通常也可以是锯齿形针布。
同样，一个部件可以是带有针布的罗拉，同时一个或多个除尘刀和/或带槽薄片和/或穿孔薄片形成了至少一个其余部件。
本发明的另一个应用领域是配备有锯齿形针布、半刚性或弹性梳理针布的已知的固定梳理段，这些固定梳理段被布置成与罗拉针布、特别是与刺辊针布和/或锡林针布相反。在此情形下，放电也可以在梳理段的针布和相反的针布之间产生。
有利地，本发明也可以被用在一个部件是锡林针布而另一个部件是道夫针布的梳理机中。
在本发明的另一个可能应用中，在该两个部件的电极之间的距离被连结到形成有间隙的装置中，纤维材料被输送通过所述间隙。所述间隙的直径由于纤维材料的厚度起伏而有所变化。目前通过从频率和/或数量和/或至少一个电量(优选放电电压)中测定在间隙内的纤维材料的瞬时厚度，就可以测量纤维材料的这些厚度起伏或绝对厚度。在这种情形下，为了获得依赖于纤维材料输送速度并相对于其厚度起伏而言高的空间分辨，相对的尖头或电极必须相互如此接近使得电压或火花放电非常频繁。
在多数应用场合，当发生电压放电时，就可以测量彼此瞬时相对定位的所述部件的尖头之间的电势差。这些电压值因此就需要相应的分流接头(taps)，比如滑动触头，其中至少一个触点被连接到电压源，其它的触点可被接地或者也被连接到电压源。
本发明有利的进一步改进被描述在从属权利要求的特征中。
附图说明
本发明将参照附图在下文中被详细地说明，附图中：
图1是梳理机的示意性侧视图；
图2是在梳理机上的锡林和道夫的两个锯齿形针布之间火花产生的示意图；
图3是用来图解说明火花放电的电压-时间图和电流-时间图；
图4是图1的梳理机的缩小图；
图4a-图4d是梳理机的四个局部放大图；
图5是用来图解说明等离子体电流形成的电压-时间图和电流-时间图；
图6是清棉机的示意性侧视图；
图7是用来测量移动生条厚度的测量装置从侧面看的示意图；
图8是具有一对基准部件的纤维导向元件的侧视图，其沿图9中的I-I线剖开，以及；
图9是图8从上面看的布置视图。
具体实施方式。
图1示出了一个已知的梳理机1，其中棉束F从进料槽2被喂到喂料辊3和随后的刺辊4。该梳理机1包括可转动地安装在框架上的单一的锡林5(主锡林或所谓的绷圈)。所述锡林5以一种已知的方式与旋转盖板装置6、纤维喂料系统7和纤维落纱系统8一起运转，其中所述的纤维喂料系统7尤其包括喂料辊3和刺辊4，而后者(纤维落纱系统8)尤其包括所谓的道夫9。梳理元件10可被布置在梳理机1的前梳理区、后梳理区和次梳理区。所述纤维落纱系统8将生条FB传送到示意性标出的生条沉积系统11。
多个盖板条13被设置在所述的旋转盖板装置6上，其中在图1中仅仅示意性地示出了个别的盖板条13。现今一般使用的旋转盖板装置6包含多个紧密间隔的旋转盖板条13。为此，所述盖板条13在它们各自的前侧附近被环形带18所携带，并朝着锡林5的旋转方向移动，然后在旋转盖板装置6的下侧经过锡林5。
图2示出了用于产生火花以及用于测量放电电压的一简单测量装置。高压源101经由可变电阻102对电容器103充电，其中调节电阻的量值决定了放电频率，而电容器103的电容决定了放电能量。所述高压源101被连接到固定的滑动触头28，所述滑动触头28与道夫9的驱动轴29电接触。与锡林5的驱动轴27邻接的固定滑动触头26被接地，图中仅示出了所述锡林5的一部分。通过施加一可变电压，从构造为尖头的道夫针布19的突出表面19a(本发明意义上的第二部件)到构造为尖头的锡林针布25的表面25a(本发明意义上的第一部件)可产生火花放电，所述火花放电在尖头19a、25a之间桥接并造成电路短路。在此情形下，电容器103放电。放电电压通过使用具有高阻抗输入的电压测量装置或测量元件104而被测量，并被传输到评估单元50。所述评估单元50借助于存储算法来计算在电压放电期间存在于所述突出表面或尖头19a、25a之间的瞬时距离。该距离可以例如借助于显示器52而被显示。如果该距离太短，就暗示着在所述针布19、25的尖头19a、25a之间可能有碰撞，那么就可以经由信号装置53输出视觉的和/或听觉的警告信号和/或采取适当的措施，例如停止生产和/或整个机器和/或自动进行重新调整。
图3示出了施加到梳理针布19、25的突出表面或尖头19a、25a上的电压的时间分布-更准确地说：是它们之间的电势差的时间分布，其中，在这里选择包含有多个相继上升和下降齿面的锯齿形电压形式的重复序列，其线性地从零增加到电压Umax，然后又急剧下降到零。在区域A内没有火花放电产生，在针布尖头19a、25a之间的实际距离δA(所测得的距离)要大于最大可测量的距离δMAX。
另一方面在区域B内，所测得的距离δB在0和δMAX之间，使得在击穿电压UE处产生了火花放电，也就是说，在所述突出表面或梳理针布尖头19a、25a之间的电势差大到以致产生火花放电、发生短路并因此使电压迅速下降到零，紧接着根据预先确定的电压分布又线性地增加。在确定锯齿形电压的频率时，所述道夫针布19和锡林针布25的相对速度以及在梳理针布上的上述元件的尖头密度要被考虑在内。假定待测的距离是同样的，那么放电电压UE对于连续的火花放电具有大体上相同的量值。
在区域C内所测得的距离δC小于δB，使得击穿电压UE′要低于区域B内的击穿电压UE。因此，区域C内的击穿频率或火花放电的发生就要高于区域B。在图3的下半部分示出了在火花放电之后不久的放电电流的时间函数。由于电压U同样下降到零，这些短路电流仅短时间流过。流过电流的最大值在这里被标记为IE。电流的量值也可以可选地被用来作出针布尖头距离δ的结论。最后，恒定的短路电流流过的短路情形在区域D内示出。
另外，在区域B和区域C中都特别地示出了纤维是如何影响放电电压或放电电流的(参见各自标记有星号的位置)。由纤维所引起的击穿电压要低于不含纤维的梳理间隙内的击穿电压。相应地，该击穿电流也要低(参见图3的下半部分)。另外，比如可以通过几次测量来进行统计计算，由此，在存在纤维情形下的放电的测量值就可以从不含纤维的空气中放电的测量值中被分离出来。这样，在不含纤维的空气中的距离就能够被精确地测定。当然，在不存在纤维的情形下也可以进行直接测量。
除了用放电或灭弧电压来记录在所述部件(梳理针布尖头)之间的距离以外，也有可能使用放电的频率和/或数量和/或种类来评估；为此所需的计算或测量装置没有被详细地示出。例如基于对信号的统计评估可以推定出比如沿部件之间的间隙表面的状况，比如在梳理针布上的纤维占有率。该信息也有可能可选地被用来更精确地测定在所述部件或梳理针布尖头之间的距离δ和/或在不同梳理区域内的梳理针布的磨损状况。
图4a至4d示出了在梳理机1上的本发明的另一个可能的应用领域，其中在图4中的梳理机1以比图1小的视图被再次示出。
根据图4a，锯齿形针布30(本发明意义上的第一部件)在刺辊4上以螺旋形绘制。位于刺辊4下方的是被布置在离锯齿形针布30一定距离的两个固定梳理段31′、31″(本发明意义上的第二部件)，所述两个固定梳理段31′、31″与锯齿形针布30一起协同运转打开纤维块然后将其转移到锡林5，使其膨胀开来并使其散布在整个表面上。可以将梳理板或者梳理条用作梳理段31′、31″。分别在入口侧的梳理段31′之前以及在这两个梳理段31′、31″之间设置一个除尘刀32′或32″。本发明目前可以有利地被用来在梳理段31′、31″的突出表面31′a、31″a以及刺辊4的锯齿形针布30的突出表面30a之间产生火花放电，以测定并可选地调整所述距离和/或测定磨损程度和/或用来测定纤维占有率，所述的梳理段31′、31″的突出表面31′a、31″a以及所述刺辊4的锯齿形针布30的突出表面30a都被构造为尖头。相应的电分流接头、接线和其它电子元件(例如评估单元等)没有被示出，因为根据图2的情形这些元件不能被装配。借助于在除尘刀32′、32″的突出表面32′a、32″a和刺辊针布30的突出表面30之间的火花放电和相应的电压测定就可以测定所寻求的参数，所述的除尘刀32′、32″的突出表面32′a、32″a以及所述刺辊针布30的突出表面30都被构造为尖头。
图4b示出了刺辊4和锡林5的两个锯齿形针布30或25(本发明意义上的第一和第二部件)的部分，在所述两个锯齿形针布的以尖头形式构造的突出表面30a或25a之间，根据本发明的火花放电可产生以测定所寻求的参数(特别是距离、微作业环境、磨损、几何结构和/或纤维占有率)。根据图4c(该图基于图2)，特别可能的是在盖板条13的盖板针布21(本发明意义上的第一部件)的突出表面21a和锡林5的锯齿形针布25(本发明意义上的第二部件)的突出表面25a之间的距离也能被测定，所述的盖板条13的盖板针布21的突出表面21a以及所述锡林5的锯齿形针布25的突出表面25a都被构造为尖头。在这种情形下，通过适当的划分盖板条的针布表面，可以设定的是在盖板条13的宽度之上产生空间分辨的火花放电(关于梳理针布距离、纤维占有率、…)，使得能够测定比如盖板条13的倾斜位置或者盖板条针布21或锡林针布25的不均匀磨损。
图4d示出了一除尘刀34，该除尘刀34被设置在离锡林5有一短距离的位置处并且附属于吸入通道35。从锡林表面刮擦到的杂质进入吸入通道35并经由收集室36而被移除，一固定的梳理段37位于该除尘刀34下方。上部锡林盖板38被标示在该除尘刀34上方，而下部锡林盖板39被标示在梳理段37的下方。在这个位置上本发明可以按这样的方式使用，使得本发明意义上的第一部件是锡林针布25，而第二部件或者是除尘刀34或者是梳理段37。在这两种情形下，距离、磨损等等关于其它可能出现的情况，可以通过被构造为尖头的各自突出表面25a、34a或37a之间的火花产生和对所测量值的合适记录及评估来得以测定。
图5示出了在产生等离子体的情形下的电压-时间图和电流-时间图，所产生的等离子体用于纺织机的两个部件之间距离的非接触式测定。根据在图3中所描述的情形，这里施加了一锯齿形电压U。在这种情形下，区域A和D与图3中的区域A和D相对应。另一方面，在低于最大电压Umax的电压UE，B(对于区域B)或UE，C(对于区域C)时，就产生了具有放电电流IE，B或IE，V的火花放电。然而，所述电压随后被重新调整到值UP，B或UP，C，使得在每个情形下都有大体上恒定的等离子体电流IP流过。在该灭弧电压UP，B或UP，C以下，所述等离子体将崩溃(collapse)进而就没有等离子体电流IP流过。该两个参数UP，IP与所述部件的突出表面之间的距离δ的函数关系是已知的，这就使得通过这种方式该距离δ可以被直接地且没有接触地测量。
如图3中一样，由纤维所引起的击穿被标示在图5中以星号标记的位置处。
图6示出了一粗清洁器40，其作为带有清洁装置的纺纱预处理机的一个例子。该清洁器40具有一驱动开棉罗拉41，所述开棉罗拉41沿旋转方向DR旋转并按常规方式安装有弹棉销42。所述弹棉销42的外端42a在弹棉圆周SR上运行。所述粗清洁器40具有用来供给待清洁的纤维材料FMzu的入口E和用于已清洁的纤维材料FMge的出口A。所供应的纤维材料FMzu是由输送空气流运输的纤维束FF的形式。在这种情形下，所述输送空气流绕行在开棉罗拉41周围。由于弹棉销42在纤维束FF上的机械作用导致这些纤维束FF被不断地精练，同时，将污物材料从纤维束FF中去除。这种污物材料中的大部分随部分纤维束FF一起作为废料AG通过在筛条43(grate bar)之间的中间间隔而进入收集盘M中。本发明可以用在这种机器上，比如用来测定在弹棉销42(本发明意义上的第一部件)的端部42a的突出表面和筛条43(本发明意义上的第二部件)的相对的突出表面43a之间的距离，所述突出表面42a、43a被构造为尖头。
图7示意性地示出了如何借助于本发明来测定生条FB的生条厚度或者生条横截面。可由多个生条组成的所述生条FB至少部分具有尽可能低摩擦力地运行在衬垫44上，将一探指45借助于弹性力或在另外的力作用下(相关的装置未示出)从上方压向生条FB，这就使得在所述衬垫44和所述探指45之间形成了间隙S。在这种情形下，所述探指45绕轴线A枢转安装，从而使其根据生条波动可以或多或少地偏转。比如在探测厚的位置时，将所述探指45更大范围地偏转。
位于所述探指45远离轴线的端部处的是具有尖头46a(本发明意义上的突出表面)的第一部件46，所述第一部件46位于与悬臂支架48上的具有尖头47a(突出表面)的固定部件47相对的位置。通过施加一电压，比如锯齿形电压(参见图2)，就可产生火花放电，这就使得在所述尖头46a、47a之间的距离以及所述生条FB的厚度-通过使用一评估单元50-可以从该放电电压来被连续地测定。为此目的，所述锯齿形电压的频率必须与生条的速度相匹配，以获得足够高的空间分辨。
图8和图9示出了可以用来进行基准测量的一个实施例。将另外的一对基准部件71、75装配在纤维导向元件60的内部，该纤维导向元件60因而就具有了双重功能。该纤维导向元件60位于旋转盖板装置6和梳理元件10之间(两者在这里都未被示出，但可参见图1)。一间隙61被设置在所述纤维导向元件60的下侧并与锡林5的圆周表面相对，所述间隙61沿锡林的旋转方向逐渐变小，用以压缩被锡林5(点划线)所携带的空气L。紧随其后沿着空气L的流动方向有一开口62，所述空气L通过该开口62渗入到所述纤维导向元件60的内部。所述开口62的凹入形状和尺寸防止纤维能够渗入所述纤维导向元件60的内部。在纤维导向元件60的腔体内的大量不含纤维的空气进一步通过在纤维导向元件60下侧上的下游开口63来流通，其中在随后加宽的间隙64处产生的额外的动态负压有助于空气流的运动。所述开口62和63可相继被布置在一条直线上或者相互偏移(参见根据图9的平面图)。
在纤维导向元件60的内部，由壁65和可移动的盖66(在图8中处于适当的位置而在图9中被移去了)限定了一封闭的空间。该对基准部件位于该空间中，所述基准部件一方面包含了固定部件71，另一方面还包含了部件75，所述固定部件71位于绝缘体72上并具有由铂基合金制成的电极尖头73，所述部件75可以通过手工或借助于合适的制动器来调节，所述部件75离部件71一定距离并具有也是由铂基合金制成的电极尖头76。将所述部件75枢转安装在臂79上。所述的距离借助于穿过臂79的调节螺栓77而被调节，该调节螺栓77对在弹簧78作用下的可枢转的部件75起作用。所述部件75比如被电接地，而所述部件71借助于电缆68被连接到测量单元或伏特计，所述电缆68通过盖66中的绝缘体67而被导出。
所述电极尖头73和76具有锡林针布25的尖头或者道夫针布19的尖头22的主要几何特征(在各个情形中的半径和角度)。这些几何特性对电晕(corona)效果具有直接的影响，因此这就使得在一方面在尖头73、76之间的基准火花放电和另一方面在道夫针布19和锡林针布25的尖头之间的火花放电这两者之间有可能得到可比较的结果。通过将在尖头73和76之间的距离设定为与所预计的梳理针布距离δ相同的值δV(＝δcomp)，就产生了用以消除所述梳理针布19、25的表面几何形状的影响和消除关于测量放电的所述微作业环境因素的前提条件。在尖头73，76之间的已知距离以及尖头73，76的可比较的表面几何形状就是用于这个目的。该术语“微作业环境″尤其可以被理解为空气温度、空气湿度、空气速度、致电离粒子和/或剩余电离的存在。梳理针布几何形状尤其可以被理解为梳理针布19，25的尖头角度值以及所述尖头半径的值。
在上文中使用火花放电这个术语时，它也包含了对肉眼来说几乎不可见或者不可见的电压放电。
本发明因此涉及一种借助于纺织机的至少两个相对部件来进行的非接触式测量方法，其中所述部件(25，1930，31′，31″，32′，32″；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)各自都具有至少一个导电表面，尤其是突出表面或尖头(25a，19a；30a，31′a，31″a，32′a，32″a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43a；46a，47a)，而且通过将可变的电势差施加到相对的突出表面，就在它们之间产生了至少一个放电，从该放电中就可以推断出在部件区域内的空间关系和/或相对突出表面的几何特性和/或微作业环境和/或纤维关系。本发明同样还涉及一种相应的装置。

Claims (44)

1.借助于纺织机的至少两个相对的部件进行的非接触式测量方法，其特征在于，所述部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)各自都具有至少一个导电表面，特别是突出表面或尖头(25a，19a；30a，31’a，31”a，32’a，32”a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43a；46a，47a)，而且通过将可变的电势差施加到相对的突出尖头或表面(25a，19a；30a，31’a，31”a，32’a，32”a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43 a；46a，47a)，就在它们之间产生了至少一次放电，从该放电中就可以推断出相对的突出表面(25a，19a；30a，31’a，31”a，32’a，32”a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43 a；46a，47a)的空间关系和/或几何特性和/或在所述部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43)区域内的微作业环境和/或纤维关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述放电以这样一种方式被评估，使得在所述突出表面(25a，19a；30a，31’a，31”a，32’a，32”a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43a；46a，47a)之间的最短距离由有关放电的频率和/或数量和/或放电类型和/或至少一个电参数来测定。
3.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在所述两个部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)之间的距离是减少的，直到发生放电。
4.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在所述两个部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)之间的距离是扩大的，直到放电的数量变少，或者放电被完全阻止。
5.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，为了在所述两个部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)之间产生电势差，将具有至少一个上升齿面的电压施加到所述第一或第二部件(25；30；42；46)的突出表面(25a；30a；42a；46a)上，其中在所述部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)之间的距离基于在上升齿面期间的击穿或放电电压而被测定或调节。
6.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述电压具有由多个相继上升和下降的齿面所组成的分布。
7.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述电压被选择为锯齿形电压或具有锯齿形峰值的直流电压。
8.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述电压值(UE)在放电之前被即刻测量。
9.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在电压放电之后，在所述两个部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)之间的中间间隔内生成了持续毫秒范围或更小范围时间间隔的等离子体，其中所述部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)之间的距离由用于维持该等离子体的等离子体电压或灭弧电压来测定或调节。
10.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在存在纤维的情形下所获得的测量值可以通过统计计算而从不含纤维的空气中所获得的那些测量值中分离出来。
11.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在存在纤维和没有纤维存在的情形下都进行测量，然后将所述测量值进行相互比较。
12.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，超过空气击穿强度的与距离有关的电势差最大值根据所想要的测量范围可以在所述两个部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)之间调节，该测量范围在1000至10000V之间，优选是在2000至5000V之间，并且更优选是在2500至3500V之间。
13.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)和所述电压以这样一种方式被相互调谐，使得在测量期间的放电能量被限制在25兆焦耳(mJ)以下，优选是在10兆焦耳(mJ)以下。
14.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)和所述电压以这样一种方式被相互调谐，使得在测量期间的放电能量被限制在2兆焦耳(mJ)以下，并且优选是在1兆焦耳(mJ)以下。
15.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述两部件(25，19；30，31’，31”；25，30；25，21；25，37)具有多个相对的突出表面(25a，19a；30a，31’a，31”a；25a，30a；25a，21a；25a，37a)，并且可以从所述放电的空间分布中推关出在该两部件之间的中间间隔内的空间纤维分布。
16.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，基于在空间上分离的电压放电的视觉差异，推导出在所述两部件(25，19；30，31’，31”；25，30；25，21；25，37)之间的中间间隔内的纤维占有率。
17.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，另外一对基准部件(71，75)的至少一个被配置有电极尖头(73，76)，所述电极尖头的可选地可变距离(δV)是已知的，并且将该至少一个基准部件放置于与纺织机的所述部件(25，19；30，31’，31”；25，30；25，21；25，37)同样的微作业环境中，以允许微作业环境对纺织机的部件(25，19；30，31’，31”；25，30；25，21；25，37)之间放电的测量值产生影响。
18.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，另外一对基准部件(71，75)的至少一个被配置，其可选地可变距离(δV)是已知的，并且该至少一个基准部件具有与纺纱预处理机的所述部件(25，19；30，31’，31”；25，30；25，21；25，37)类似的表面几何形状，其中该对基准部件(71，75)被用作基准测量单元，以允许表面几何形状对纺织机的部件(25，19；30，31’，31”；25，30；25，21；25，37)之间放电的测量值产生影响。
19.一种纺织机上的装置，特别是纺纱预处理机，例如梳理机、清洁器、料槽、清洁器料槽或类似装置，用于在纺织机的至少两个相对的部件(25，19；30，31’，31”；25，30；25，21；25，37)的区域内进行的非接触式测量，其特征在于，所述两个部件(25，19；30，31’，31”；25，30；25，21；25，37)的每一个都具有至少一个导电的突出表面(25a，19a；30a，31’a，31”a，32’a，32”a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43a；46a，47a)，一电压发生器(101)被设置用来在两个部件的突出表面(25a，19a；30a，31’a，31”a，32’a，32”a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43a；46a，47a)产生可变的电势差，在所述两个部件的突出表面(25a，19a；30a，31’a，31”a，32’a，32”a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43a；46a，47a)之间产生放电，所述放电从计算机处理方面或者从操作者方面是可评估的，目的是为了测定相对的突出表面(25a，19a；30a，31’a，31”a，32’a，32”a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43a；46a，47a)的空间关系和/或几何特性和/或所述部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43)区域内的微作业环境和/或纤维关系。
20.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，其中至少一个测量元件(104)被设置来记录与放电有关的测量值。
21.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，一评估单元(50)被设置来接受从该至少一测量元件(104)得到的测量值并且从该测量值来评估相对的突出表面(25a，19a；30a，31’a，31”a，32’a，32”a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43a；46a，47a)的空间关系和/或几何特性和/或所述部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43)区域内的微作业环境和/或纤维关系。
22.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述评估单元(50)以这样一种方式被配置，使得在所述突出表面(25a，19a；30a，31’a，31”a，32’a，32”a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43a；46a，47a)之间的距离通过与至少一个放电有关的频率和/或数量和/或类型和/或至少一个电参数而被测定。
23.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，由于所述的电压值，在所述突出表面(25a，19a；30a，31’a，31”a，32’a，32”a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43a；46a，47a)之间的距离可以被测定或调节。
24.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述两个部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43)连同其中间间隔对操作者来说是这样可见的，使得所述放电可以从视觉上被监测。
25.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，用来调节在所述两个部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43)之间距离的调节装置基于计算评估和/或操作者的视觉监测而彼此相关。
26.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述电压发生器(101)被配置来产生锯齿形电压或具有锯齿形峰值的直流电压。
27.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，将所述部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43)相对于彼此布置，并且将所述电势差以这样的方式施加，使得在电压放电之后在所述两个部件之间形成了等离子体。
28.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，用于维持恒定等离子体电流或等离子体灭弧电压的所述电压被记录。
29.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，在纺织机运行期间，所述两个部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43)相对于彼此运动。
30.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述两个部件中的一个是固定的，而另一个部件移动经过该固定部件，其中在该两个部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43)之间最短距离的瞬间就产生了电压放电。
31.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述相对的部件(19；25；30；31’；31”；37)中的一个或两个具有锯齿形针布。
32.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述两个相对的部件中的一个包含锯齿形针布(25)，而另一个包含半刚性针布、弹性针布或针状针布。
33.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述两个相对的部件中的一个包含锯齿形针布(25；30)，而另一个包含刀片(34；32a；32b)。
34.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述两个相对的部件中的一个包含针状针布(25；30)，而另一个包含刀片(34；32a；32b)。
35.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述第一和第二部件被布置在梳理机(1)上，并且一个部件(30)是刺辊针布(4)，而另一个部件(25)是锡林(5)的锡林针布。
36.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述第一和第二部件被布置在梳理机(1)上，并且一个部件(30；25)是刺辊针布(4)，而另一个部件(31，31b；37)是固定的梳理段。
37.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述第一和第二部件被布置在梳理机(1)上，并且一个部件(25)是锡林(5)的锡林针布，而另一个部件(19)是道夫针布(9)。
38.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述第一和第二部件被布置在清棉间机器(40)上，并且一个部件(42)是弹棉销，而另一个部件(43)是筛条。
39.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，在所述两部件(46，47)的突出表面(46a，47a)之间的距离被连结到装置(44，45)上，所述装置(44，45)形成有间隙(S)，其中所述间隙(S)的直径由于所经过的纤维材料(FB)而是可变的，而且其中在所述间隙(S)内的纤维材料(FB)的厚度可以通过与火花放电有关的频率和/或数量和/或至少一个电参数而被推导出。
40.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述两部件包含多个相对的突出表面(25a，19a；30a，31’a，31”a；25a，30a；25a，21a；25a，34a，37a；42a，43a)，其中在所述两部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43)之间的中间间隔内的空间纤维分布可以从所述电压放电的空间分布中推导出来。
41.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，测量元件例如脉冲计数器被设置来从所测量值中测定在所述两部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43)之间的中间间隔内的空间纤维分布。
42.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，超过空气击穿强度的与距离有关的电势差最大值根据所想要的测量范围可以在所述两个部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)之间调节，该测量范围在1000至10000V之间，优选是在2000至5000V之间，更优选是在2500至3500V之间。
43.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，所述部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)和所述电压以这样一种方式被相互调谐，使得在测量期间的放电能量被限制在25兆焦耳(mJ)以下，优选是在10兆焦耳(mJ)以下。
44.根据前述任一装置权利要求所述的装置，其特征在于，另外一对基准部件(71，75)的至少一个被配置有电极尖头(73，75)，所述电极尖头的可选地可变距离(δV)是已知的，并且该至少一个基准部件具有与纺织机的所述部件(25，19；30，31’，31”，32’，32”；25，30；25，21；25，34，37；42，43；46，47)类似的表面几何形状。
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