CN101470076B - 对纵向运动纤维束的质量进行光学评价的方法与装置 - Google Patents

对纵向运动纤维束的质量进行光学评价的方法与装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于对纵向运动的纤维束(1)、特别是纱线的质量进行光学评价的方法，并涉及用于执行该方法的装置，其中，光源(2)朝向纤维束(1)的方向发出闪光(20，21，22，23，30，31，32，33)，位于闪光(20，21，22，23，30，31，32，33)的检测区域(13)内的纤维束受评部分(6)被至少两个闪光(20，21，22，23，30，31，32，33)检测，且受所述纤维束(1)影响的至少两个闪光(20，21，22，23，30，31，32，33)被相互关联，并对这样确定的信号进行评价，从而评价所述纤维束(1)的质量。

Description

对纵向运动纤维束的质量进行光学评价的方法与装置
技术领域
本发明涉及一种对纵向运动的纤维束、特别是纱线的质量进行光学评价的方法，其中光源朝向纤维束的方向发出闪光，分别借助于闪光对纤维束的受评部分进行检测，光受到纤维束的影响，而且对受到纤维束影响的光进行评定从而来评价纤维束的质量。
此外，本发明涉及用于实施此方法的设备，具有控制单元的光源被配置为朝向纤维束的方向发出闪光，光源与纤维束之间设置有一个屏幕，这样闪光就仅仅检测纤维束的一个受评部分，设置有至少一个光敏传感器，通过该光敏传感器能够测量被纤维束影响的光线，设置有评价单元，该评价单元借助于受纤维束影响并由光敏传感器测量的光来评价纤维束的质量。
背景技术
例如在纺纱机和卷绕机中采用对纱线的质量进行光学评价的方法和装置。在这种情况下，可例如检测外来纤维之类的沾污物，或者纱线直径的波动，即粗节或细节。然后可以通过辅助设备去除这种有缺陷的区域。因此，在卷绕机内，有缺陷的区域被切除，并通过捻接将线头相互连接。在自由端纺纱机中，通过停止供应纤维带而中断纺织过程，在缺陷区域被去除后对线头进行生头。识别纱线缺陷区域的装置也被叫做清纱器。以同样的方式，可采用清纱器中低于去除缺陷区域的触发阈值的那些数据来对纱线质量进行分级。
无论是评价纱线或其他纤维带，评价均基于对朝向纤维带的方向发出并受纤维带影响的光所进行的检测和评价。在这种情况下，纤维带所反射的光可以提供信息，特别是有关纤维带沾污物的信息。从纤维带传输的光可以用来确定直径。
DE 698 17 599 T2公开了一种检测轧棉系统的棉纤维质量的装置。在这种情况下，光并不是连续地朝向纤维材料的方向照射，而是由时控光源产生直接对着纤维样本的光脉冲或闪光。定时光源特别具有的优点为：光源的使用寿命显著延长。
DE 100 09 131 A1公开了一种用于对纵向运动纱线中的沾污物、特别是外来纤维进行光学检测的方法，其中也在预定的时钟频率下朝向纱线的方向发出光。然后在预定的时钟频率下相应地检测测量信号(换句话说即传输和发射(remit)的光)。对由纱线传输的光进行测量，以确定直径。由纱线反射的光一方面取决于纱线的沾污物，另一方面取决于直径。为了补偿反射信号中的直径影响，根据DE 100 09 131，要对朝向纱线方向发出的光的强度加以调节。
DE 10 2005 053 037 A1披露了一种用于检测沿纵向运动的纤维束中的污物的方法，由纤维束反射的光通过线传感器检测，在预设的时钟频率下，基于检测到的反射光，相继地生成分别位于线形传感器检测区域内的部分纤维束的线形再现(reproduction)。为此，还直接用脉冲光照射纤维束，其中脉冲与线形再现的产生同步。此外，纤维束的速度被连续地检测，并在限定时钟频率和/或评价线形再现的过程中加以考虑。通过考虑速度，可得出有关质量和污物沿纤维束分布的准确并具有统计学意义的具体情况。
DE 10 2005 053 037 A1也披露了纤维束的再现部分在纵向上重叠的可能性。这样会产生线形再现的至少部分冗余。然而，即使具有重叠的评价部分，也是通过与限定阈值作简单对比而评价各个线形再现。
在测量被纤维带影响的光时发生的不精确是由于随机的干扰变量造成的，而并不是由纤维质量变化引起的。此时，随机的干扰变量叠加到实际的测量信号上，导致产生所谓的测量噪音。
发明内容
从上述现有技术出发，本发明的目标在于降低纤维束质量的光学评价中的测量噪音。
本发明的目标是通过第一方面的方法和第七方面的装置的特定特征来实现的。本发明的有利改进是从属权利要求的主题。
为了实现该目标，建议用至少一个第二闪光大体上检测受评价部分，以评价纤维受评部分的质量，受所述纤维束影响的所述至少两个闪光被互相关联。通过对纤维束的一个受评部分生成多个测量值并关联这些测量值，形成表示受评部分质量的评价值，这样，从统计学的观点来看，降低了干扰值的影响，从而降低了测量噪音。越多的测量值被相互关联，测量噪音也就越小。如果受纤维束影响的光的被相互关联的测量值所基于的闪光并非精准地照射同一受评部分，也会降低噪音。这是必然的，因为纤维材料是沿纵向运动的。为了避免受评部分不必要的模糊而降低测量精度，应该前后紧紧相继地产生用来评价纤维束受评部分的闪光，这样，相互关联的测量值的最大数量受到限制。
为了评价后续长度部分，有利地是，不管纤维带的速度如何，对纤维带方向上的每一受评部分发出的、受到纤维带的影响且被相互关联以进行评价的闪光的数量保持不变。为此，根据速度调节受评部分的所述至少两个闪光与后继受评部分的所述至少两个闪光之间的时间段。由此可以确保，在单位长度的纤维束上，有恒定数量的闪光照射纤维束，且能根据需要设计所述至少两个闪光的闪光次序。还能确保在纤维带的整个长度上，噪音比例保持不变。
为了使根据本发明的方法的实施方式尽可能简单，用来评价纤维束的受评部分的所述至少两个闪光之间的时间段可保持恒定，而与纤维束速度变化无关。
所述至少两个闪光中的第一个和最后一个之间的时间段小于受评部分以所述纤维束的最大可能速度运行通过闪光检测区域所需时间的20％。
在一个优选实施方式中，从受所述纤维束影响并被关联以评价所述纤维束的受评部分的质量的所述至少两个闪光形成平均值。然后可将该平均值与参考值相比较来评价所述纤维束的质量。
此外，为了达到该目标，提出一种用于执行根据本发明方法的对纵向运动的纤维束的质量进行光学评价的装置，其中，具有控制单元的光源被构造为朝向所述纤维束的方向发出闪光，屏幕被设置在所述光源与所述纤维束之间，从而闪光仅检测所述纤维束的一个受评部分，而且设置有至少一个光敏传感器，借助于该光敏传感器能测量受所述纤维束影响的光，设置有借助于受所述纤维束影响且通过所述光敏传感器加以测量的光来评价所述纤维束的质量的评价单元。根据本发明，具有所述控制单元的所述光源被设置为以这样的方式发出至少一第二闪光，即，该第二闪光大体上检测同一受评部分，且所述评价单元被设置为将所述至少两个受所述纤维束影响的闪光相关联以评价所述受评部分的质量。
在根据本发明的装置的一个优选实施方式中，所述光源的所述控制单元被设置为，不管所述纤维束的速度如何变化，都将用来评价所述纤维束的受评部分的所述至少两个闪光之间的时间段保持恒定。如上所述，闪光之间的时间段应该尽可能地短。该时间段的下限由评价单元以及光源控制单元的周期决定。
有利地是，所述光源的所述控制单元被设置为，根据速度传感器的信号，对受评部分的所述至少两个闪光与后续受评部分的所述至少两个闪光之间的时间段进行调节。
具有所述控制单元的所述光源优选被设置为，使得所述至少两个闪光中的第一个和最后一个之间的时间段小于受评部分以所述纤维束的最大可能速度运行通过由所述屏幕确定的闪光检测区域所需时间的20％。
在根据本发明的装置的一个优选实施方式中，所述评价单元被设置为，从受所述纤维束影响且被所述光敏传感器测量的所述至少两个闪光来形成平均值，这两个闪光通过所述评价单元被相互关联以评价所述纤维束的受评部分的质量。可通过所述评价单元将该平均值与参照值相比较，以评价所述纤维束的质量。
附图说明
借助于附图所示的实施方式，对本发明进一步详述，附图中：
图1示出根据本发明的用于对纱线直径进行光学评价的装置；
图2示出针对纤维速度v1的闪光的时序；
图3示出针对纤维速度v2的闪光的时序。
具体实施例
图1示出根据本发明的用于对在纵向上以速度v运行的纱线1的质量进行光学评价的装置。这种类型的装置被用于例如转杯纺纱机上。在这种情况下，纱线1的卷绕速度在40-200米/分的范围内。纱线1的速度v可以由速度传感器4测量。用于光学评价纤维质量的装置具有光源2(此处为白光二极管)，其能朝向纱线1的方向发光。设置于白光二极管2和纱线1之间的屏幕5确定了光源的检测区域13。位于光源检测区域内的纱部分形成了纱线1当前的受评部分6。光敏传感器7(此处为光电二极管)被设置为检测从纱线1传输来的光，从而得出有关纤维直径的情况。可选或附加地，光电二极管还可被设置成检测从纱线反射的光，以使得沾污物可见。任选地，还需要进行测量以补偿反射信号中的直径影响。
图2和图3示出光源2针对纱线速度v1和v2发出的闪光的时序，其中速度v1大于速度v2。时间轴t上的每个短线(stroke)代表一个闪光。
控制单元3控制光源2的致动，从而产生闪光，控制单元3由控制线9与光源相连。控制单元3通过控制线10来接收速度传感器4的信号。控制单元3可实施为ASIC或FPGA。在所示实施方式中，它是微处理器控制器12的部件，该微处理器控制器负责整个质量评价装置的控制，并通过控制线14与上一级的控制单元相连。光电二极管7的评价单元8也是微处理器控制器12的部件，并通过控制线11与光电二极管7相连。
为了评价以速度v1运动的纱线的质量，第一闪光20被发送到纱线的受评部分。随即发送的第二闪光21大体上照射纱线的同一受评部分。第一闪光20和第二闪光21中受纱线影响的光由光电二极管7检测，并在评价单元8内被相互关联以形成平均值。然后将如此产生的平均值与参照值相比较来评价受评部分。在这种情况下，参照值也可以是从相对长的纱线长度确定的一平均值。为了评价后续的纱线部分，再次朝向纱线的方向发送第一闪光22和第二闪光23，并类似地形成平均值。
图3示出在较低纱线速度v2时相应的闪光次序。相应地，第一闪光30、32和第二闪光31、33被发送到更慢运行的纱线的相同长度的受评部分。
第一闪光20、22、30、32以及第二闪光21、23、31、33之间的时间间隔不因速度而改变，且在该实施方式中在30-100微秒之间。后续受评部分的第二闪光21、31与第一闪光22、32之间的时间间隔由控制单元3根据测量的纱线速度加以调节。单位长度内、因此具体为单位受评部分内的闪光数量因此保持恒定。

Claims (12)

1.一种用于对纵向运动的纤维束(1)的质量进行光学评价的方法，其中光源(2)朝向纤维束(1)的方向发出闪光(20，21，22，23，30，31，32，33)，分别通过第一闪光(20，22，30，32)检测纤维束的受评部分(6)，所述光受纤维束(1)的影响，并对该受纤维束影响的光加以评定，从而评价纤维束(1)的质量，所述方法的特征在于，由所述光源(2)发出的至少一第二闪光(21，23，31，33)大体上检测同一受评部分(6)并评价所述纤维束(1)的该受评部分(6)的质量，受所述纤维束(1)影响的所述第一闪光(20，22，30，32)和所述至少第二闪光(21，23，31，33)被互相关联。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在，根据速度调节受评部分(6)的所述第一闪光(20，30)和所述至少第二闪光(21，31)以及后续受评部分(6)的所述第一闪光(22，32)和所述至少第二闪光(23，33)之间的时间段，使得每单位长度的纤维束(1)上有恒定数量的闪光(20，21，22，23，30，31，32，33)照射所述纤维束(1)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，不管所述纤维束(1)的速度(v)如何变化，用来评价所述纤维束的受评部分(6)的所述第一闪光(20，22，30，32)和所述至少第二闪光(21，23，31，33)之间的时间段保持恒定。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一闪光(20，22，30，32)和所述至少第二闪光(21，23，31，33)中的第一个(20，22，30，32)和最后一个(21，23，31，33)之间的时间段小于受评部分(6)以所述纤维束(1)的最大可能速度运行通过闪光检测区域所需时间的20％。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从受所述纤维束(1)影响并被关联以评价所述纤维束(1)的受评部分(6)的质量的所述第一闪光(20，22，30，32)和所述至少第二闪光(21，23，31，33)形成平均值。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述平均值与参照值相比较来评价所述纤维束(1)的质量。
7.一种用于执行根据权利要求1至6中任一项所述方法的对纵向运动的纤维束(1)的质量进行光学评价的装置，其中具有控制单元(3)的光源(2)被构造为朝向所述纤维束(1)的方向发出闪光(20，21，22，23，30，31，32，33)，屏幕(5)被设置在所述光源(2)与所述纤维束(1)之间，从而第一闪光(20，22，30，32)仅检测所述纤维束(1)的一个受评部分(6)，而且设置有至少一个光敏传感器(7)，借助于该光敏传感器能测量受所述纤维束(1)影响的光，设置有借助于受所述纤维束(1)影响且通过所述光敏传感器(7)加以测量的光来评价所述纤维束(1)的质量的评价单元(8)，所述装置的特征在于，具有所述控制单元(3)的所述光源(2)被设置为以这样的方式发出至少一第二闪光(21，23，31，33)，即，该第二闪光大体上检测同一受评部分(6)，且所述评价单元(8)被设置为将受所述纤维束(1)影响的所述第一闪光(20，22，30，32)和所述至少第二闪光(21，23，31，33)相关联以评价所述受评部分(6)的质量。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述光源(2)的所述控制单元(3)被设置为，不管所述纤维束(1)的速度(v)如何变化，都使得用来评价所述纤维束(1)的受评部分(6)的所述第一闪光(20，22，30，32)和所述至少第二闪光(21，23，31，33)之间的时间段保持恒定。
9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述光源(2)的所述控制单元(3)被设置为，根据测量所述纤维束速度的速度传感器(4)的信号，对受评部分的所述第一闪光(20，30)和所述至少第二闪光(21，31)与后续受评部分的所述第一闪光(22，32)和所述至少第二闪光(23，33)之间的时间段进行调节。
10.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，具有所述控制单元(3)的所述光源(2)被设置为，使得所述第一闪光(20，22，30，32)和所述至少第二闪光(21，23，31，33)中的第一个(20，22，30，32)和最后一个(21，23，31，33)之间的时间段小于受评部分(6)以所述纤维束的最大可能速度(v)完全运行通过由所述屏幕(5)确定的闪光检测区域(13)所需时间的20％。
11.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述评价单元(8)被设置为，从受所述纤维束(1)影响且被所述光敏传感器(7)测量的所述第一闪光(20，22，30，32)和所述至少第二闪光(21，23，31，33)来形成平均值，这两个闪光通过所述评价单元(8)被相互关联以评价所述纤维束的受评部分(6)的质量。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述评价单元(8)被设置为将所述平均值与参照值相比较，以评价所述纤维束(1)的质量。
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