CN101501490A - 基于激光多普勒测速法确定运行线的纱线质量和/或卷轴质量的方法和装置 - Google Patents

基于激光多普勒测速法确定运行线的纱线质量和/或卷轴质量的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种方法，其借助配置在纺织机中卷轴点(6)的传感器装置，非接触地确定和/或提高运行线(8)的纱线质量或通过缠绕运行线(8)得到的卷轴(20)的质量，或非接触地确定运行线(8)的可能的断裂和/或堵塞；其中激光束(3)由光源(2)产生，并被光学分裂和导向器件(4)分裂，以将激光束(3)分裂和导向成至少两个光束元素(5a，5b)，随后将这些光束元素导向以使得它们在线(8)处再次会聚到一起，其中用激光多普勒测速方法，由从线(8)反射的光产生测量信号，以电子方式估算这些测量信号，以相对于其毛羽确定运行线(8)的纱线质量，或确定卷轴质量，或确定线断裂和/或线堵塞。本发明还涉及一种适于执行这种方法的装置。

Description

基于激光多普勒测速法确定运行线的纱线质量和/或卷轴质量的方法和装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1、4或25之一所述的方法。
背景技术
与DE 103 42 383 A1相似的方法和装置，用于非接触地确定在纺织机(特别是纺纱机或绕线机)的卷轴点(spool point)上的运行线(running thread)的结构和/或速度。
例如，用于生成十字卷轴的现代纺织机的卷轴点配备有测量运行线的速度和长度的设备。对于纱线质量的不断增加的需求导致不仅在选择的卷轴点，而且在每个单独的卷轴点监控纱线的结构的各个参数(例如纱线的直径)。为了确定是否应该将精确的纱线直径的偏差归类为纱线中的缺陷，在监控纱线的直径时，通常考虑偏差的长度。因此，在监控纱线质量时的主要方面是确定表示缺陷的精确长度。
测量运行线速度的典型机械测量方法借助于滚动的测量轮起作用。然而，滑动(slip)的出现与纱线与测量轮表面两者之间的摩擦力相关。除了测量中由于滑动引起的不精确之外，敏感的纱线还可由于摩擦而造成质量降低。为了避免这些缺点，通常在纺织业中实行非接触测量方法。
因此，在DE 42 25 842 A1中，已知在绕线设备上测量纺织纱线的速度的设备，该设备根据所谓的相关性测量处理来工作。通过这种方法，为了确定线的速度，由运行时间相关器来估测来自两个传感器的测量值，这两个传感器以固定距离设置在纱线移动的方向上，一个位于另一个的后面。这两个传感器都不与纱线接触地工作，例如可基于光或电容运行。
此外，通常用激光多普勒测速(Anemometry)法(以下称为LDA)来实现速度的非接触测量。LDA的基本原理建立在间接测量运动中的散射粒子的多普勒频移(光频中的偏移)的基础上。这是一种根据激光测量技术的定向、非接触式的光学方法。通过多普勒效应而发生频移，这取决于发送器和接收器彼此相对移动的相对速度。通过估算这种频移，就可通过固定的接收器来确定移动体的速度。
在LDA技术中，双重多普勒效应是有效的。由于重叠引起的两个多普勒频率的节拍与粒子速度成正比。由于正比关系，这种测量处理不需要校正，这表示LDA技术的一个主要优点。
实质上，两种公知的LDA方法可以彼此区分，一种是参考光束方法，另一种是双光束方法，在实践中后者是主要的。两种方法都基于多普勒效应。
参考光束LDA方法使用参考光束和测量光束。在这种方法中，没有频移的参考波在接收机中与对应的测量光束的因多普勒效应而偏移的反射散射光重叠。在目前的实施方式中，参考光束方法趋向于显示，参考光束的强度以及从表面反射的测量光束的强度通常以5:95的比值彼此偏离，从而获得良好的“信噪比”。
在目前方法的实施方式中，双光束LDA方法使用激光束，在光束分裂器的帮助下将激光束此分成相等强度的两个平行光束元素。然后，通过透镜，特别地通过会聚透镜将这些光束元素聚焦。这样，将这两个光束元素重叠在焦平面上。交集形成测量体，其中通过测量散射光来确定粒子的速度。散射光在光电检测器的帮助下通过图像透镜记录，并且通过适当的电子系统估算。在最基础的层次，图像透镜包括简单的聚焦透镜。取决于结构，透镜可通过用于分离两个光束元素的光圈和空间滤波器来升级。
发明内容
本发明的任务在于通过能够以低成本实现的上述方式创建一种方法，用以监控和/或优化绕线处理和/或缠绕纱线的质量和/或缠绕的卷轴的质量。
根据本发明，通过基于权利要求1或4或25的方法履行该任务。
本发明的有益的配置和升级可得自各从属权利要求。
根据第一实施方式，基于本发明，可通过在纺织机中的卷轴点配置的非接触传感器来监控运行线的纱线质量，或对于这种情况进行优化，其中由光源生成激光束；通过用于分裂和导向激光束的光学分裂和导向器件，将上述激光束分成至少两个光束元素(子光束)；然后引导上述光束元素，以在线(thread)处将它们再次会聚；借此根据激光多普勒测速方法，由受到线影响的和/或从线反射的光生成测量信号，并进行电子估算以相对于运行线的毛羽(hairiness)生成突发(burst)信号。
因此，以相对简单的方式，可测量运行线的毛羽，以确定纱线质量。在第一位置，由LDA生成的突发信号(信号分组)是由纱线毛羽引起的。如果在测量速度的过程中，在短跨距(span)内生成许多突发分组，则可以安全地假设存在高度的毛羽性。并且相应地，少量的突发分组表示低度的纱线毛羽性。
特别有利地，如果将运行线的毛羽与毛羽的至少一个指定缺省或预设的阈值连续比较，并在达到或超过这个毛羽阈值时，发出警报信号，和/或自动降低卷轴速度和/或线的牵引力，和/或自动终止绕线处理。
根据第二实施方式，基于本发明，可通过在纺织机的卷轴点中配置的非接触传感器来监控通过运行线的缠绕所获得的卷轴的质量，或对于这种情况进行优化，其中由光源生成激光束；通过用于分裂和导向激光束的光学分裂和导向器件，将上述激光束分成至少两个子光束；然后引导上述子光束，使得它们在所述线上再次会聚；借此根据激光多普勒测速方法，受到线影响的和/或从线反射的光即生成测量信号，可对该测量信号进行电子估算以确定和/或提高所述卷轴质量。
优选地，根据在最小的一个或几个时间间隔上生成的测量信号来确定运行线的速度——且由此用公式表示速度曲线。基于LDA方法的线速度(threadspeed)的测量例如是根据DE 103 42 383 A1的公知技术，因此可以引用该方法，并且可建立对其内容的牢固关系。在本发明范围内生成的速度曲线可限定为如下导出的测量结果。它还可用于不同的连续的(随后将仔细描述的)估算。
此外，在最小一个时间间隔上，可有利地将运行线的加速度视为速度的时间导数。随后，以类似方式，将此加速度定义为导出测量结果，并且还可以配置其用于进一步分析。
此外，如果用公式表示速度曲线和/或加速度的差异或标准偏差，则将是有利的。甚至将差异或标准偏差指示为如下的导出测量结果，并可将其用于进一步分析。
此外，特别有利的是，如果将三个所述导出测量结果中的最少一个与缺省或预设期望结果和/或阈值结果中的最少一个相比较，由此作为这种比较的结果的响应，如果所述导出测量结果偏离期望结果达到缺省或预设的程度，和/或接近标准结果达到或超过缺省或预设的度量值，则发出信号，或自动影响或中断或终止绕线处理。因此，举例来说，可将速度曲线与缺省期望速度曲线和/或阈值速度曲线相比较，和/或可以将加速度曲线与缺省期望加速度曲线和/或阈值加速度曲线相比较。类似地，可以将差异与期望差异和/或临界差异相比较，或将标准偏差与期望标准偏差或临界标准偏差相比较。因此，不仅可执行单独的比较，而且可同时或连续地执行几个比较。自动引起的响应每次都取决于进行比较的结果。
可选地或附加地，还可通过频率分析执行所述导出测量结果的估算，由此如果在频率分析期间确定的频率曲线在缺省或预设的度量值内偏离期望频率曲线，和/或如果指示的频率曲线接近阈值频率曲线达到或超过缺省或预设的度量值，则作为响应而发出信号，或自动影响或中断或终止所述绕线处理。因此，特别地，将速度曲线从时间范围转换到频率范围，然后再在频率范围内对其进行分析。
这样，例如，关于卷轴上的运行线的故障，和/或关于用于运行卷轴的筒(drum)(筒式缠绕)上、特别是槽筒上的运行线的缺陷缠绕，即可估算测量信号和/或一个或几个导出测量结果。偶然地，在绕线处理期间，可能纱线没有缠绕在卷轴上，而是缠绕在筒上。如果绕线处理没有中断，则可导致阻塞——达到导向轮廓变形的程度。在标准绕线机器中，通常安装专用传感器用于切断绕线处理。这种传感器的缺点是切断仅能在缠绕从筒离开之后、因此是在从时间上看相对较晚的一点发生。相反，根据本发明，所设置的LDA传感器可以很早地表示出故障，从而可相应更快地进行响应。
类似地，通过根据本发明安装的LDA传感器，可监控正确的成网(laying)。如果成网正确，则通过筒的成网行程始终是恒定的。在筒出现故障的情况下，用于成网的系统中断，并且速度曲线因此而改变。由于这些不规则性对于卷轴质量具有严重影响，所以已经在一系列绕线机器中设置了单独的传感器。然而，LDA估算单元处于在绕线处理期间已经用于分析速度曲线的位置，并因此指示错误率(如果必要)，以在绕线处理中适当地干预。通过特定有利的方式，可确定运行线(特别是筒式缠绕)的故障，这是因为分析了运行线的速度曲线和/或速度曲线的频率。
因此，特别有利地，如果连续地监控错误的出现，则在超过缺省或预设的错误容限时，发出警报信号，和/或将卷轴标记为B质量，和/或降低卷轴速度，和/或减小线张力，和/或终止绕线处理。特别是在错误或筒式缠绕的度量值超过阈值的情况下，可自动终止绕线处理。
类似地，还可联系运行线的牵引力负载，来有林地分析测量信号和/或一个或几个导出测量结果。根据测量的速度信号，从纱线加速度的估算导出线牵引力的程度。如果通过标准偏差的计算确定例如加速度信号的噪声电平的量，则在绕线处理期间得到表示线牵引力的极限的值。
因此，在牵引力增加，或特定的缺省或预设值被超过时，如果发出警报信号，和/或降低影响线和/或卷轴速度的牵引力，和/或改变纱线拖拉加速器和/或终止绕线处理，以避免卷轴质量因牵引力峰值而降低，是特别有利的。
此外，甚至相对于卷轴的一个或多个直径，也可有利地估算测量信号。例如如果圆柱形筒推动着圆锥形卷轴，则从卷轴横向取透视图，存在一个有限区域，在此区域中，筒的圆周速度等于卷轴的圆周速度。这个中性区域还指示凸出或推进直径。
这个直径通常可计算卷轴与筒的旋转速度之比。关于该方法，其缺点在于，在直径尖化(diameter tipped)的卷轴批次情况下，其中在获得指定直径时该卷轴批次终止，在圆锥形卷轴的情况下，将推进直径取值为切断直径。对于产品的用户来说，这个直径不是结果，而是圆锥体的外径。此外，必须考虑到在不同的点，可发现独立于卷轴状态的推进直径，并且该直径位于卷轴横向上较小与较大卷轴直径之间的某处。
可通过在本发明中配置的LDA传感器对线的高度动态的速度测量，来计算甚至在线横向(traverse)前部的圆锥形卷轴的外径和/或内径。在这种处理中，得出以下公式：
Vouter＝router·ωspool
和
Vinner＝rinner·ωspool
其中r是半径，v是圆周速度。
如果假设卷轴的角速度ωspool是恒定的，并且在内半径和外半径处，线速度等于卷轴的圆周速度，因为在变换三角形的前部仅有非常不重要或绝对没有水平速度，且仅至少近似地存在切线速度，所以得到这个公式：
V outer V inner = r outer r inner
同时，如果除了卷轴速度之外，甚至确定了卷轴旋转速度或ωspool(这有利地能够通过在卷轴上安装的脉冲传感器实现)，则考虑到成网范围，也可非常精确地确定圆锥形卷轴的外径和内径。
因此，同样有利地，通过不仅获得特定直径，而且还能给出推进直径的精确位置，即可停止绕线处理。
此外，甚至根据卷轴的密度，就能有利地估算(evaluate)测量信号。根据纱线数、卷轴几何参数、和缠绕的纱线长度确定卷轴密度是卷轴产品的质量特征。例如，如果在统计学可比集合中，卷轴密度完全地偏移，则可假设，因为卷轴框架或其它条件导致的过大线张力和/或过大接触压力而不同于该集合的这类卷轴，要被指定为具有低等质量。
可使用新的测量和计算方法，在任意时间，对于卷轴处理在线执行计算密度，其中通过根据本发明配置LDA传感器来确定甚至在圆锥形卷轴中的卷轴几何参数，并且该方法还可以非常精确地确定缠绕的纱线长度。因此，如此实现的估算结果可有利地直接影响绕线处理。因此，举例来说，如果卷轴密度超过指定缺省的或预设的临界值，则可给出确定的卷轴密度的信息，和/或可有利地发出警报信号。还可以改变线张力和/或卷轴速度。
此外，特别有利地，如果确定用于推进卷轴的筒的旋转速度或圆周速度，由此一方面估算与卷轴的圆周速度之间的滑动有关的测量信号和/或一个或几个导出测量结果，以及另一方面估算筒的圆周速度。有利地，可以在三个不同区域配置关于滑动所收集的信息。
因此，例如，可监控筒与卷轴之间的(具体地说是通过剩余图像干扰方法生成的)滑动。当滑动从预设目标值偏离，或超过或小于预设的临界值，则可发出警报信号和/或有利地以剩余图像范围进行自动校正。
甚至可根据在线上的石蜡涂层来估算筒与卷轴之间的滑动。如果在相反的点用上述方法来确定速度，使用从卷轴轴线得到的卷轴速度精确测量直径，则在绕线处理期间可动态确定圆锥形卷轴的推进直径。由于在卷轴操作期间对卷轴具有影响的加速度(图像干扰)机制，在石蜡涂层的情况下推进直径的位置将完全地滑动，同时在没有石蜡时该位置将保持相对恒定。有利地，如果石蜡涂层从预定目标值或预设阈值偏离，或小于预定目标值或预设阈值，则可发出警报信号和/或可自动终止绕线处理。
此外，可在加速绕线处理期间监控筒与卷轴之间的滑动。因此，推进有利地按照预定滑动或预定滑动曲线而得到调节。
由于主卷轴的原因，绕线处理是一种中断若干次(根据材料和卷轴直径，超过40次)的间断处理。如今一直要增加绕线速度(目前每分钟1800m)的趋势，因为经常重复出现的加速，所以与此相关地对于产量的增加设置了阈值。因此，绕线机制造商的一个目标是尽可能多地在生产速度方面进行迅速的加速，而因此又同时将推进筒与卷轴之间的滑动保持在给定数量限制内。
通过使用根据本发明的LDA传感器，可通过确定精确绕线速度和同时确定筒旋转速度，利用筒推进器进行调整和调节，来精确地确定推进筒与卷轴之间的滑动，从而可最佳地达到最大可能生产水平的目标，同时仍旧保持高度生产质量。
根据本发明的第三实施方式，由于运行线的可能的断裂，和/或上面缠绕线的卷轴之间的运行线的可能的堵塞，可通过配置在纺织机中的卷轴点的传感器装置，来监控卷轴生产的质量以及推进卷轴的驱动辊，或者如果有必要优化，借助由光源产生、并由光学分裂和导向器件分裂的激光束，其中该分裂和导向激光束用于将激光束分裂和导向成至少两个光束元素(子光束)，然后将上述光束元素导向以使得它们在线处再次会聚，用激光多普勒测速方法由受到线影响的光和/或从线反射的光生成测量信号，对测量信号进行电子估算，以确定线断裂和/或线堵塞。
除了绕线之外，还有使用成网和驱动辊(槽筒)的其它绕线技术。这些绕线技术在绕线引擎的区域中使用驱动或支持辊，从而在卷轴的轴上或驱动辊上还直接产生推进。因此，通过单独的聚集(aggregate)实现线的成网。
因此，在绕线处理期间，由于线冲击(impact)/力，在驱动辊与卷轴之间的终点上的线中可能存在断裂。在这种情况下，且由于现有的传送方式，就存在线尽管断裂但却被卷轴进一步带走的危险。不同的可能是，线被传出去，越过终点直到后方，并附着在处理单元上某处。这两种情况都是不期望的，明显阻碍卷轴质量或绕线处理。
通过速度测量，在根据本发明安装的LDA传感器的帮助下，在早期阶段即可有利地检测到这种类型的线的断裂。因此，可以假设，线在断裂之后立即经历较短的速度改变特别是降低，这在绕线处理导向设备的绘制/估算单元上传送。
有利地，可在确定线的断裂或阻塞时自动结束绕线处理。此外，可通过附加电路控制来自动去除错误(在随后的连接处理和绕线加速条件下的绕线处理的中断)。
特别有利地，在所有变化方案中，如果由光源生成的激光束以这样的方式通过分裂和导向器件被分裂和划分，即在两个子光束在离开分裂和导向器件时彼此面对地以一定角度会聚，并通过在线的位置形成测量体而彼此交叉。有利地，通过光源如此生成的激光束可由分裂和导向器件而无焦点(focus-free)分裂，并可将两个子光束无焦点导向至线。有利地，可将单片楔形棱镜用作分裂和导向器件，从而避免内部分裂平面和接触表面。
因此，集光透镜不再是将两个分裂的激光束彼此交叉以生成测量体的必须品。这样，不仅在设计中存在特别简单的配置，而且主要地避免了聚焦，且因此而避免了激光束直径的减少。因此，在分裂光束从分裂和导向器件离开之后，这两个分裂光束有利地以非聚焦地方式操作到达线上。
在本发明提出的方法中，激光多普勒测速方法不仅可作为参考光束方法实现，而且可作为双光束方法实现，它们都是公知的。然而，优选地，推荐将LDA方法作为参考光束方法实现，因为通过根据本发明的这种装置，提供了接收的速度信号明显更加集中这样的优点，从而可实现模拟放大器技术的明显减少。
本发明还涉及用于实现上述形式的方法的装置。与先前所述的在纺织机的卷轴点非接触确定运行线的结构和/或速度的方法对应的装置包括：光源，用于生成激光束；光束分裂和导向器件，通过其将激光束分裂和导向成至少两个子光束，该至少两个子光束随后被导向从而再次聚集到线上；其中用激光多普勒测速方法由从线反射的光生成测量信号，以电子方式对测量信号进行估算，以确定运行线的质量和/或通过线的缠绕获得的卷轴的质量，和/或确定断裂和/或线堵塞。本发明还涉及适用于执行该方法的装置。
在这个装置中特别有利的是，当以这样的方式配备光学分裂和导向器件时，即在两个子光束离开分裂和导向器件时，使得子光束彼此以一定角度会聚，并在线处交叉。有利地，可通过单片楔形棱镜来形成分裂和导向器件。因此，以不需要会聚透镜的有利方式将两个光束元素无焦点(focusfree)地导向至线。
附图说明
本发明的其它优点和特征来自于以下说明和所执行实例的示图，其中示出：
图1：根据本发明用于实现作为双光束方法的方法的装置的示意性表示；
图2：根据本发明用于实现作为参考光束方法的方法的装置的示意性表示；
图3：根据本发明用于实现作为参考光束方法的方法的可选装置的示意性表示；
图4：通过筒运行的圆锥形卷轴的示意性表示；
图5：当在卷轴上完全正确地设置线时线的速度曲线；
图6：当在卷轴上不正确设置线时线的速度曲线；
图7a至图7d：在不同线牵引力干扰下的纱线速度曲线和纱线加速度曲线；以及
图8：线牵引力与线的加速度信号的标准偏差之间的关联。
具体实施方式
不仅在双光束方法(图1)中，而且在参考光束方法(图2和3)中，将二极管激光器与准直光学器件2组合配置为光源。由此生成的激光束3具有恒定的光束直径，并导向至楔形棱镜4，该楔形棱镜实现为分裂和导向器件。通过没有内部分割面和内部接触表面的单片楔形棱镜4，根据以下方法将激光束3分裂成两个子光束5a和5b，它们指向线8，所述线8在箭头7的方向上于纺织机(未详细示出)的线运行位置6处运行。这里，线运行位置6处于纺织机的卷轴位置。在面对楔形棱镜4的纺织纱线或线8的区域中，有光电检测器9(用作光电传感器装置)和接收器光学器件(具体可包括会聚透镜10和/或光圈(aperture)11)。
由斜切玻璃立方体形成的楔形棱镜4具有一个部分可透射的正面12和一个反面13；所述反面13以角度δ相对于正面倾斜，并且在图1中所示的双光束方法中同样是部分可透射的，而在图2和图3所示的参考光束方法中是完全反射的。通过反射和折射，两个子光束5a和5b以相互间的角度β取向离开楔形棱镜4的正面12，使得它们在线8上的线行程6的区域中交叉。并不通过例如会聚透镜使得子光束5a和5b聚焦，结果在两个子光束5a和5b的交叉区域中，获得具有大约2至3mm直径的很大的测量体，其中原始激光束3的直径大约为3mm。通过这种大型测量体，可没有任何问题地对运行线8进行导向，结果是即使在绕线处理期间出现不规则，也可以在缠绕线的质量监控中可靠记录其结构。
两个子光束5a和5b的激光在运行线8的表面上的线行程6处相聚，并被其散射。由于线8移动，在作为光波的发送器的固定二极管激光器1与作为接收器的线8之间存在相对移动。根据相对速度，在线8所反射的光波中存在改变，这已知为多普勒效应。两个多普勒频率的重叠结果是LDA技术参数中的节拍，其构成干扰图形，包括由光电检测器9记录的光区和暗区。关于这方面更多的细节，见DE 103 42 383 A1。
在图1所示的参考光束方法中，激光束3以倾斜角α出现在楔形棱镜4的部分可透射的正面12上。第一子光束5a在正面12上直接反射。这个子光束5a的强度为原始激光束3的强度的大约5％。激光束3的没有被反射的那部分穿过正面12进入楔形棱镜4，并且在部分反射的反面13上被部分反射。这里，同样，被反射部分的强度为原始激光束的强度的大约5％。在后面13上反射的这部分在正面12上离开楔形棱镜4，作为第二子光束5b。
激光束3的没有在楔形棱镜4的反面13上反射的那部分作为残余光束14离开，其剩余的强度为原始激光束3的原始强度的大约90％，从楔形棱镜4的部分可穿透反面13离开，并且不再需要执行双光束操作。可根据斯涅尔(Snell)定律计算两个光束元素5a和5b的精确路线：
n 1 n 2 = sin α 2 sin α 1
在所示实例中，这样的结果就是两个子光束5a和5b之间大约4.5°的夹角β。
在图2所示的参考光束方法中，楔形棱镜4的反面13是完全反射的。即使在这里，第一子光束5a在部分反射的正面12上反射，其强度为原始激光束3的强度的大约5％。未反射部分在反面13上反射之后，以及随后在正面12上折射之后，离开楔形棱镜4，作为第二光束元素5b，其强度为94％。第一子光束5a在这里表示在经过接收器光学器件(包括光圈11和会聚透镜10)之后，光电检测器9所检测的参考光束。第二子光束5b形成需用于生成干扰图形或拍频的测量光束。在经过运行线8之后，不再需要测量光束，从而可通过光圈11将其与光电检测器9屏蔽。
在图3所示的参考光束方法的变型中，在楔形棱镜4中经过多次反射和折射发生光束的分裂。第一部分15(其强度为原始激光束3的强度的大约5％)在部分反射的正面12上反射，并不再需用来完成该方法的其它部分。激光束3的进入楔形棱镜4的剩余部分在完全反射的反面13上完全反射，随后从内部遇到部分反射的正面12，在此处最大部分作为第一子光束5a离开楔形棱镜4，其强度约为90％。然后，未离开部分首先在正面12上反射，然后在反面13上再次反射，结果其第二次从内部遇到正面12，并作为第二子光束5a离开楔形棱镜4，其强度为大约4％。剩余部分在正面12上再次反射，然后在离开楔形棱镜4之前(其中其作为剩余光束16具有小于原始激光束3的强度的1％的可忽略强度)，在反面13上再次反射，并且不再需要用于完成参考光束方法。这里，强度为大约90％的第一子光束5a形成测量光束或散射光束，而强度为大约4％的第二子波束5b形成指向光电检测器9的参考光束。
在以上三个附图所示的装置A中，楔形棱镜4在每种情况下都将激光束3分成相位相等的两个子光束5a和5b，然后以在运行线8上的线行程6的区域中将它们交叉的方式，将这两个子光束重叠。
图4示出由筒(drum)21(这里设计为槽筒)驱动的圆锥形卷轴20。以这种方式，通过位于内径22与外径23之间的推进直径24来执行操作。运行线8由筒21中的槽25导向以生成其范围，因此该运行线跨越角度26。卷轴20的圆周速度以箭头27表示在它们的内径22上，并以箭头28表示在它们的外径23上。
如果成网(laying)是没有误差的，则通过筒21的成网范围保持恒定，从而每分钟600m的线速度形成图5所示的速度曲线。其中，在时间轴t上表示出测量速度v。在筒21故障的情况下，成网系统受到干扰，并且速度曲线相应地改变，如图6所示。由此清楚可见，测量速度v不仅具有更小的值，而且还表示更小的振幅。测量信号中的这种改变可通过电子方式确定，因此如果必要，可自动采用适当措施。
图7a至图7d示出根据本发明测量的纱线速度曲线和纱线加速度的影响，其中考虑到线8的改变线牵引力干扰而设置有LDA传感器装置。因此，图7a和图7b涉及较小的线牵引力，而图7c和图7d涉及增强的线牵引力。图7a和图7c示出在时间轴t上的纱线速度v，图7b和图7d中在时间轴上示出纱线速度。在这里，可以识别出各个曲线的特性改变。
图8示出线牵引力F与线8的加速度信号标准偏差s之间的对应关系。因此，板式夹具上的压力示出线致动器的摩擦力，并因此示出线牵引力F。可以看出，建立了近似线性的关联性。
自然地，本发明不限于图中所示的实例。具体地说，分裂和导向器件不一定必须是楔形棱镜4。相反，可使用具有部分可透射引入镜像的相应结构的非聚焦的镜像几何体。

Claims (30)

1.一种方法，用于在纺织机的卷轴点(6)中配置的传感器的帮助下非接触地确定和/或提高运行线(8)的纱线质量，包括以下操作步骤：
由光源(1，2)生成激光束(3)；
使用分裂和导向所述激光束(3)的光学器件(4)，将所述激光束分裂成至少两个子光束(5a，5b)；
以在所述线(8)上再次会聚的方式，对两个激光子光束(5a，5b)进行导向；
根据激光多普勒测速方法，由受到所述线(8)影响的光和/或由所述线(8)反射的光生成测量信号，对所述测量信号进行电子估算以确定和/或提高所述纱线质量，由此根据所述激光多普勒测速方法，相对于所述运行线(8)的毛羽来估算突发信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了根据生成的所述测量信号确定所述纱线质量，记录在指定时间范围内的突发分组的数目，且由此通过估算突发分组的增加数目与毛羽的增加量之间的联系来确定所述运行线(8)的毛羽。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述运行线(8)的毛羽与至少一个缺省或预设毛羽阈值相比较，且在达到或超过该阈值毛羽时，发出警报信号和/或降低卷轴速度和/或降低线牵引力和/或终止绕线处理。
4.一种方法，用于通过在纺织机的卷轴点(6)中安装的传感器非接触地确定和/或提高通过运行线(8)的缠绕获得的卷轴(20)的质量，包括以下操作步骤：
由光源(1，2)生成激光束(3)；
通过分裂和导向所述激光束(3)的光学器件(4)，将所述激光束分裂成至少两个子光束(5a，5b)；
以在所述线(8)上再次会聚的方式，对两个所述子光束(5a，5b)进行导向；
根据激光多普勒测速方法，由受到所述线(8)影响的光和/或由所述线(8)反射的光生成测量信号，对所述测量信号进行电子估算以确定和/或提高所述卷轴质量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在超出至少一个时间间隔，根据生成的所述测量信号确定所述运行线(8)的速度，且由此形成速度曲线，来作为导出测量结果。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在超出至少一个时间间隔，确定作为所述速度的时间导数的所述运行线(8)的加速度，来作为导出测量结果。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，形成所述速度曲线和/或所述加速度的变型或标准偏差，来作为导出测量结果。
8.根据权利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，将至少一个导出测量结果与至少一个缺省或预设期望结果和/或阈值结果相比较，且如果所述导出测量结果偏离预定或预设度量值中的期望结果，和/或近似或超过阈值结果达到缺省或预设的度量值，则作为响应，发出信号，或自动影响或中断或终止所述绕线处理。
9.根据权利要求5至8之一所述的方法，其特征在于，对于所述导出测量结果的估算，执行频率分析，如果根据所述频率分析确定的频率曲线偏离缺省或预设度量值中的期望频率曲线，和/或近似或超过阈值频率曲线达到缺省或预设的度量值，则作为响应，生成信号，或自动影响或中断或终止所述绕线处理。
10.根据权利要求4或8或9中任一所述的方法，其特征在于，关于所述卷轴(20)上的运行线(8)的不规则性和/或关于要用于推进所述卷轴(20)的筒(21)上的运行线(8)的错误缠绕，来估算所述测量信号和/或至少一个导出测量结果。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，分析所述运行线(8)的速度曲线，以确定所述运行线(8)中的不规则性。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，为了确定筒线圈或确定所述运行线(8)的不规则性，进行所述运行线(8)的速度曲线的频率分析。
13.根据权利要求10至12之一所述的方法，其特征在于，如果超过故障的预设度量值，则发出警报信号，和/或标记所述卷轴(20)，和/或降低卷轴速度和/或减小线张力，和/或终止绕线处理。
14.根据权利要求4至13之一所述的方法，其特征在于，关于所述运行线(8)的牵引力负载来估算所述测量信号和/或至少一个导出测量结果。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，通过计算纱线的加速度，从测量的速度信号得到所述线牵引力的确定。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过计算所述标准偏差来确定加速度信号上的噪声电平的延伸，从而在绕线处理期间确定所述线牵引力的峰值的度量值。
17.根据权利要求14至16之一所述的方法，其特征在于，如果所述牵引力负载增加或超过预设的度量值，则发出警报信号和/或降低在所述线(8)上施加的牵引力和/或降低所述卷轴速度和/或调整纱线拖拉致动器和/或终止绕线处理。
18.根据权利要求4至17之一所述的方法，其特征在于，优选地通过安装在所述卷轴处的脉冲传感器确定由所述运行线(8)缠绕的卷轴(20)的旋转周期时间段，以及考虑所述运行线(8)的速度或速度曲线，确定所述卷轴(20)的至少一个直径(22，23，24)，由此在圆锥形卷轴(20)的情况下，额外地考虑所述运行线(8)的成网范围。
19.根据权利要求4至18之一所述的方法，其特征在于，估算与所述卷轴(20)的至少一个直径(22，23，24)相关的测量信号，由此在达到预设直径时优选地终止绕线处理，和/或由此给出推进直径(24)的位置。
20.根据权利要求18或19之一所述的方法，其特征在于，关于所述卷轴(20)的密度，特别是考虑卷轴几何参数和缠绕的纱线长度，来估算所述测量信号，由此优选地，如果所述卷轴的密度超过所述预设阈值，则发出与确定的卷轴密度相关的信息和/或警报信号。
21.根据权利要求4至20之一所述的方法，其特征在于，确定要用于推进所述卷轴(20)的筒(21)的旋转速度或圆周速度，以及关于在作为一方面的所述卷轴(20)的圆周速度与作为另一方面的所述筒(21)的圆周速度之间的滑动，来估算所述测量信号和/或至少一导出测量结果。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，监控所述筒(21)与卷轴(20)之间由图像干扰方法所生成的滑动，并且如果所述滑动从预设目标值偏离或者超过或小于预设阈值，则发出警报信号和/或自动校正图像干扰的范围。
23.根据权利要求21或22之一所述的方法，其特征在于，根据所述线(8)上的石蜡涂层来估算所述筒(21)与所述卷轴(20)之间的滑动，并且如果所述石蜡涂层从预定目标值偏离或小于预设阈值，则发出警报信号和/或终止绕线处理。
24.根据权利要求21至23之一所述的方法，其特征在于，在开始绕线处理时监控所述筒(21)与所述卷轴(20)之间的滑动，由此优选地将推进调整为缺省滑动值，或特别地调整至预设滑动值曲线。
25.一种方法，用于通过在纺织机的卷轴点(6)中安装的传感器装置，非接触地确定运行线(8)的可能的中断和/或上面缠绕所述线(8)的卷轴(20)与推进驱动辊之间的运行线(8)的可能的堵塞，包括以下操作步骤：
由光源(1，2)生成激光束(3)；
通过分裂和导向所述激光束(3)的光学器件(4)，将所述激光束分裂成至少两个子光束(5a，5b)；
以在所述线(8)上再次会聚的方式，对两个所述子光束(5a，5b)进行导向；
根据激光多普勒测速方法，从由所述线(8)反射的光和/或受到所述线(8)影响的光生成测量信号，对所述测量信号进行电子确定，以确定所述线的断裂和/或线压缩，由此如果确立所述线(8)的断裂或压缩，则优选地自动终止绕线处理。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，对于确定所述线的断裂和/或所述线的压缩，根据生成的测量信号连续确定所述运行线(8)的速度，以及如果检测到速度改变、特别是速度降低，则生成信号和/或自动终止所述绕线处理。
27.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，通过所述分裂和导向器件(4)，以这样的方式分裂由所述光源(1，2)生成的激光束(3)：在两个所述子光束(5a，5b)按照在所述线(8)处彼此交叉的方式离开所述分裂和导向器件(4)时，将两个所述子光束(5a，5b)调节成朝向彼此成角度(β)行进。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，通过所述分裂和导向器件(4)，特别是通过单片楔形棱镜，将由所述光源(1，2)生成的激光束(3)无焦点地分开，并且无焦点地将两个所述子光束(5a，5b)导向至所述线(8)。
29.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，将所述激光多普勒测速方法执行作为参考光束方法。
30.一种实现根据任一前述权利要求所述方法的装置(A)，包括：光源(1，2)，用于生成激光束(3)；光束分裂和导向器件(4)，通过其将所述激光束(3)分裂成能在线(8)处会聚的至少两个子光束(5a，5b)；以及光学传感器装置(9)，通过其能够根据激光多普勒测速方法，由受到所述线(8)影响的光或由所述线(8)反射的光生成测量信号，所述测量信号能被馈送至绘制单元。
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