CN101795952B - 多用途纱线传感器单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及被设计成模块化系统的纱线传感器单元(2)，除能够可选地连接到多种导纱元件(16-16c，17-17c)上面的保持器(5)以外，所述纱线传感器单元包括纱线传感器(9)的隔室。该传感器具有用于发射和接收电磁辐射(光)的沿着纱线的纵向方向彼此前后设置的元件。所述元件具有朝向彼此倾斜的光轴(37，38)，所述光轴优选与纱线(4)位于公共的，优选垂直的平面中。
Description
技术领域
本发明涉及在纺织工艺装置例如针织机上面使用的纱线传感器单元。
背景技术
在实践中，要求能够不断地检测行进到纱线消耗部位的纱线是在移动还是已经停止。然而，这种传感器并不提供其它特征的信号。另外，可能有必要找出状况例如纱线速度。因此，已经开发出多种多样的与纺织工艺中所用纱线相关的传感器系统。
例如，文献DD 243 518 A1中披露了一种光电装置，所述光电装置基于用于检测纺织结构以及另一种可选方式中的单个纱线中存在的缺陷的反射光栅的原理。为此，该传感器被构造为透射光栅。
文献DE 195 25 260 A1中示出了一种用于纬纱测量和贮存装置的光电控制装置。该光电传感器用于对通过的纱线进行检测，所述纱线好似扫过传感器的观测区域。
对纱线通过传感器观测区域的检测参数一般为易于进行识别的信号。相比之下，已经发现：能够可靠地检测到延伸通过传感器观测区域的纱线的存在于否是更加困难的。特别是当在没有专门的调节措施的情况下对传感器进行设置从而使其对绝大多数不同纱线起作用时，情况就是如此。当要设置用于纺织机的传感器时存在以上要求，由此，能够设置用于较大频谱波段范围的不同纱线的所述传感器。
文献DE 26 23 856 A1中披露了一种纱线传感器，所述纱线传感器被设置用以检测是否存在移动纱线或停止纱线。为了实现这一目标，所述纱线传感器包括发光二级管和光电晶体管，其中它们的光轴相对于彼此倾斜并且与所述纱线位于同一平面上。所述光电晶体管与分析仪电路相连接，以便检测出光接收器接收到还是没有接收到由纱线反射的光电二极管的光。然而，还不可能使用该传感器识别所述纱线已经停止还是正在移动。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种多用途纱线传感器。
本发明的上述目的可通过如权利要求1所述的纱线传感器单元而得以实现。
根据本发明的纱线传感器单元包括：导纱装置，纱线借助于所述导纱装置通过检测区。发射器输出信号进入到所述检测区内，由此所述信号可被所述纱线反射。所述检测区位于检测由所述纱线反射的信号的接收器的观察区域中。与所述纱线传感器单元相关联的信号鉴别器从那里获得信号，所述信号被所述纱线传感器单元例如经由总线朝向外部输出，或者所述信号潜在地被所述纱线传感器单元询问。该信号可以呈现至少三种不同的状态。第一信号状态指示纱线不存在，即纱线缺失。第二信号状态指示纱线存在，其中纱线停止(即纱线不进行移动)。第三信号状态指示纱线存在并且在进行移动。可在单线路或多线路上面实现上述信号状态。所述信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。
所述发射器和所述接收器沿纱线的纵向方向彼此间隔一定距离。已经发现：该种布置特别适用于对特别细的纱线进行检测，并且所述纱线传感器单元的显著特点在于特别不易于发生故障。
优选地，所述发射器和所述接收器是对可见光、红外光或紫外光起作用的光电部件。因此，所述发射器和所述接收器具有也可被称作“发射方向”和“接收方向”的光轴。所述光源即发射器例如可以是发光二级管。所述接收器例如可以是光电晶体管、光敏电阻、光电二极管或类似部件。优选地，所述光源是窄带光源。优选地，所述接收器同样是窄带装置。对于其波长而言，所述传感器与所述接收器彼此相互适应。
所述发射器和所述接收器的光轴，以及所述纱线的纵向方向优选位于同一平面上。同样优选的是，所述光轴相交于纱线上面的一点处或者相交在纱线附近。这样，所述纱线基本上移动通过所述发射器发射出的射束的中心，以及移动通过所述接收器检测区的中心。这样，即便是对于较细的纱线而言，也会产生较高的信号强度。优选地，所述发射器的光轴和所述接收器的光轴与所述纱线形成锐角。当发射射束的横截面为圆形或者所述接收器的观测区域为圆形时，这样就会导致产生椭圆形检测区，由此使得椭圆形检测区的更大的纵向轴线大体上与所述纱线的纵向方向重合。因此，即便是非常细且反射较弱的纱线依然能够向所述接收器反射足够大的信号强度，从而使得有用信号可以容易地且可靠地与干扰信号区分开。
此外，可以彼此相邻地装配多个具有相同构造的纱线传感器单元，这样就能够将由于相邻传感器导致产生相互干扰的风险绝对地降到最低程度。相邻纱线传感器的光轴不相交叉，因此排除了由于纱线传感器单元附近存在的灰尘或其它物体从而导致产生的相互干扰。当位于纱线传感器单元正面前面的检测区大体上被暴露出来且没有被封闭在任何屏蔽装置中时，这种布置同样适用。在发生故障的敏感性较低或者根本就没有发生故障的敏感性的情况下，这样就对纱线提供了良好的可接近性，并且因此能够更加方便地对纱线传感器单元进行操作。
根据本发明的纱线传感器单元包括与导纱元件相关联的导纱装置。这些部件能够可互换地装配到保持器上面以便提供多种应用可能性。特别是对于能够被纱线传感器检测到的多种不同的纱线而言，保持不同的导纱元件随时可用是可取的，所述导纱元件被专门设置用于各种纱线。这样，所述保持器、所述传感器元件和所述纱线传感器可以体现为能够容易地适用于不同情况的模块化组件。
附图说明
本发明的有利实施例的其它细节是说明书、附图或权利要求书的主题。本说明书并不限于本发明的必要细节和其它情形。附图可以对说明书作出补充说明，其中：
图1是在针织机的机器钢领(machine ring)上面使用的多个纱线传感器单元的透视图；
图2是图1所示纱线传感器单元的分解透视图，所述纱线传感器单元具有可备选地设置的多个导纱元件；
图3是所述纱线传感器单元的透视图；
图4是图3所示纱线传感器单元的分解视图；
图5是示出所述纱线传感器单元几何构型的所述纱线传感器单元的示意图；和
图6是进一步示出所述纱线传感器单元的几何构型及其检测区的所述纱线传感器单元的透视示意图。
具体实施方式
例如，图1示出了与针织大圆机相关联的机器钢领1，其中多个全部都基本上相同的纱线传感器单元2被固定在所述钢领上面。这些纱线传感器单元经由图中未具体示出的总线彼此连接在一起，以及与主控制单元3相连，由此所述主控制单元同样可被固定在机器钢领1上面。设置纱线传感器单元2以监控：是否存在移动通过的纱线或者当前纱线是正在移动还是已经停止。图1示出了与其中一个纱线传感器单元2相连的这样的纱线4。
每一个纱线传感器单元2包括保持器5，所述保持器的一端可被锁定到机器钢领1上面。特别是明显可以从图2中看出：保持器5可设有两个，优选略显弹性的，制动爪指部6，7用于将机器钢领1容纳在其间从而使机器钢领被锁定在适当位置处。
当从前部进行观察时，保持器5具有窄竖立矩形形状的横截面。所述矩形围起用于容纳大致呈平行六面体形状的纱线传感器9的内部空间8；该传感器可被插入到内部空间8中并且例如借助于设置在保持器5上面的卡扣式突舌10可被紧固地接合在那里。在其前侧上面，纱线传感器9具有优选基本上平的表面11，所述表面大致靠近边缘12，所述边缘围出保持器5的前部开口。纱线传感器9的横截面大体上与内部空间8的横截面相对应。在其后侧上面，或者如图2所示在其基本上平的侧向表面13上面，纱线传感器9可以设有一个或多个连接器14，以便能够与总线相连。
保持器5和纱线传感器9的外壳优选由塑料制成。为了避免发生静电充电，该保持器上面可涂覆有导电材料或者该保持器可以是整体导电的。这样，可以避免由于毛丝淀积而导致弄脏纱线传感器9。
纱线传感器单元2与导纱装置15相关联。导纱装置15包括至少一个，优选为数个，导纱元件16，17，所述导纱元件优选被可分开地连接到保持器5上面。为此，如图2、3、4中明显示出，保持器5在其较窄的顶侧上面以及在其下侧上面具有滑动座18，19，导纱元件16，17可在所述滑动座上面滑动。滑动座18，19例如为由保持器5形成的突出部分，所述突出部分形成了燕尾形导轨。在导纱元件16，17上面设置适当的互补结构。另外，导纱元件16，17设有优选对应的接合设备，例如被构造成图4所示的导纱元件17中的卡扣式突舌20。这种卡扣式突舌随后与设置在滑动座18，19上面的突舌切口22，23相关联。
同样，导纱元件16，17优选由塑料制成，从而避免发生静电充电，导纱元件上面可设有导电涂层或者导纱元件可以是整体导电的或者导纱元件上面可设有导电体。特别是，有可能使与纱线4相连的部分接地，从而避免由于毛丝淀积而导致弄脏纱线传感器9。
导纱元件16，17例如包含导纱孔眼24，25，例如被构造成陶瓷嵌入件，并且限定出纱线的垂直行程，如图3所示。另外，其中的一个导纱元件，例如，下部导纱元件17可设有附加构件，例如纱线制动器26。图4示出了具有中心轴承销27、制动器调节装置28，29、偏动弹簧30、联结螺母31以及其它一些小零件的实施例。
特别是如图2所示，保持器5可以与不同实施例的其它导纱元件16a、16b、16c以及17a、17b、17c相关联。被装配在保持器5的顶部和底部上的导纱元件中的每一个导纱元件可以是相同的。例如，导纱元件17c可对应于导纱元件16，导纱元件16c可对应于导纱元件17。其它导纱元件16a、17b例如可被构造成卷绕制动器。如导纱元件16b、17a所示的纱线制动器也可以被构造成带有彼此间磁偏置的制动圆盘的无弹簧制动器。这样，保持器5与各种导纱元件16-16c和17-17c可以形成模块化组件，所述模块化组件可被用以使纱线传感器单元适合于绝大多数不同的纱线品质。另外，内部空间8中可以容纳绝大多数不同的纱线传感器9。在单个实例中，例如，如果被供给进入到针织机中的许多纱线中的一个纱线不需要进行监控的话，内部空间也可以保持未被占用。
图5示出了纱线传感器9的该构型的示意图。其外壳32包含至少一个发射器33和一个接收器34。发射器33例如是发光二级管35或者其它光源。接收器34例如是光电晶体管36或者任何其它的光敏电气部件。设置纱线传感器9用于在各种工作电压条件下例如在12伏特至24伏特的范围内运行。设置纱线传感器9用以区分以下状态：
-纱线不存在，
-纱线存在且纱线不进行移动，
-纱线存在且纱线进行移动。
为实现这一目的，发射器33向纱线4发射出脉冲光。脉冲持续时间例如为30μsec(微秒)，而该脉冲间隔例如为2.5ms(毫秒)。用作发射器33的发光二级管优选经由电容器被供应电能，所述电容器被构造使得其以预定的脉冲间隔向发光二级管供应电能。在光脉冲持续的过程中光强度减弱。接收器34持续主动，但是优选仅在光脉冲持续的过程中数次受到询问。可选择地，在两个光脉冲之间的间歇期间，接收器可另外受到一次或多次询问。纱线传感器9对在脉冲间歇中接收与在光脉冲持续的过程中接收之间的被接收的光的差异进行了分析。结果是，检测到纱线4是否存在。在发射器3的发射工作期间所接收到的光的变化允许存在表示纱线4已经停止还是正在移动的差别。为了实现这一目的，例如对被接收的信号的频谱进行分析。或者进行噪音分析。如果被接收的信号包含极限频率以上的噪音分量的话，可以得出纱线在行进。如果被接收的信号没有该噪音分量的话，则表示纱线停止移动。
由纱线传感器9检测到的纱线的三种不同状态(不存在、停止且不进行移动、进行移动)可以被存储在位于纱线传感器内的外部可询问的存储器中。如果有必要的话，也可以结合参数例如时间、机器周期、机器角度等得以实现。
发射器33和接收器34优选布置在彼此上面。参见图示实施例，纱线在垂直方向上进行延伸，其中发射器33被布置在底部且接收器34被布置在顶部。发射器33限定了开度角并且相对于位于锥体中心的光轴37例如以锥体的形式发射出光。光轴37标记了发射器33的发射方向。接收器34具有同样呈锥体形状且与光轴38同心的检测区。光轴38标记了接收方向。发射器33的光轴37优选以倾斜的方式向上指向，而接收器34的光轴38优选以倾斜的方式向下指向。考虑到外来光，例如可能来自室内照明的光，这种布置导致对干扰的敏感度较低。该传感器以倾斜的方式向下“观察”并且很少有可能察觉到干扰光源，或者根本就察觉不到干扰光源。另外，当垂直地布置或沿着向下的方向倾斜地布置传感器时，更少的毛丝淀积到传感器的检视窗口上面。相比之下，淀积到传感器的检视窗口上面的毛丝就不会那么令人讨厌了。
然而，所述布置并不是必须的。发射器33还可以被布置在顶部且接收器34被布置在底部。
光轴37，38优选被布置在同一垂直取向的平面上，纱线4也行进在所述平面上。考虑到精度的话，这至少适用于通过导纱元件16，17对纱线进行预规定的引导。例如，如果每一个导纱孔眼24，25具有数毫米大小的直径，那么光轴37，38与纱线会相交在同样具有数毫米大小的直径的体积空间内。因此，它们不一定必须相交于一个数学点。
优选地，纱线4与光轴38形成锐角α。同样地，光轴37与纱线4优选形成锐角β。此外，光轴37，38优选形成锐角γ。然而，角度γ也可以是直角，或者在极端情况下，角度γ也可以是钝角。
参见图6，发射器33和接收器34相对于纱线4呈锐角的这种布置具有以下效应，即使得纱线4分别以倾斜的方式与发射器33的发射锥体和接收器34的接收锥体相交，即在平行于正面11的平面中，在所述平面中，相对应的锥体部分代表椭圆39。该椭圆39限定了纱线传感器9的检测区。纱线4基本上沿着其较大的纵向轴线进行移动。因此，纱线4的相对较长的部分被发射器33照射到。接收器34还检测到纱线4的相对较长的部分。因此，即便是对于非常细的低反射纱线而言，所述接收器同样可以产生足够强的反射信号。
同时，降低了接收器34接收到来自相邻传感器的发射器的信号的风险。这是由以下原因造成的，特别是由于光轴37，38在垂直平面中的布置，所述平面-考虑到-如图1所示的机器钢领1-相对于它呈径向取向。因此，每一个纱线传感器单元2的发射器和接收器被排列在其相应的径向平面上。
纱线传感器9包含内部电路40，发射器33和接收器34与所述内部电路相连。优选地，发射器33以脉冲方式进行工作。同样地，接收器34可以被询问与脉冲信号周期相一致。另一种可选方式是，所述接收器可连接到滤波器上，所述滤波器仅允许显示发射器33脉冲频率的信号通过。这样，可以排除掉干扰信号。为了避免相邻传感器单元2的影响作用，当不同的传感器单元2以不同的脉冲频率进行工作时可能更加有帮助。
上面所述的纱线传感器单元2的工作方式如下面所述。
纱线传感器单元2用于对纱线4进行检测并且用于指示纱线存在于否。如果纱线4被布置以便移动通过导纱元件16，17，那么所述纱线就位于检测区39中。发射器33发射出红外光、可见光或紫外光，所述光线连续应用或者以脉冲方式应用，所述光线撞击到纱线4上面。该光线被部分反射且被接收器34接收。电路40对此进行辨别并且得到存在纱线4的结论。
如果纱线4被撕裂或缺失，那么接收器34接收不到由纱线4已经反射的光。电路40对此进行记录，并且结果是，向总线或者经由连接器连接的其它线路输出信号，以便向主控制单元3进行报告。
此外，可以设置纱线传感器单元2从而检测其它特征参数，例如纱线速度。例如可以借助于由接收器34接收到的信号从而实现这一目的，原因在于对所述信号的频谱进行分析。纱线的移动速度越快，则会出现越强的接收信号频谱的高频分量。
此外，例如经由与连接器相连的总线有可能启动或停用纱线传感器单元2。
如果纱线4被撕裂的话，由于易于接近导纱元件16，17，因此可以容易地重新穿进。检测区39被完全暴露于纱线传感器9的正面11的前部。因此，不会存在淀积的毛丝，所述毛丝能够发出错误光反射的信号并且因此实际上不存在纱线也会被错误的显示为存在纱线。
本发明的纱线传感器单元2被构造成模块化组件并且除了通过选择性地连接到绝大多数不同的导纱元件16-16c，17-17c上面的保持器5以外，本发明的纱线传感器单元2包含用于纱线传感器9的接收隔室。沿着纱线的纵向方向进行观察，该纱线传感器9包括顺序布置的用于发射和接收电磁辐射(光线)的多个元件。这些元件具有相对以彼此倾斜的光轴37，38，所述光轴优选与纱线4位于同一优选垂直的平面上。
附图标记列表
1 机器钢领
2 纱线传感器单元
3 主控制单元
4 纱线
5 保持器
6，7 制动爪指部
8 内部空间
9 纱线传感器
10 卡扣式突舌
11 正面
12 边缘
13 平的侧面
14 连接器
15 导纱装置
16，17 导纱元件
18，19 滑动座
20 卡扣式突舌
22，23 突舌切口
24，25 导纱孔眼
26 纱线制动器
27 轴承销
28，29 制动器调节装置
30 偏动弹簧
31 联结螺母
32 外壳
33 发射器
34 接收器
35 发光二级管
36 光电晶体管
37，38 光轴
39 检测区
40 电路
Claims (19)
1.一种纱线传感器单元(2)，包括：
用于引导纱线(4)通过检测区(39)且预先设定所述纱线的一段纵向距离的导纱装置(15)，
纱线传感器(9)，所述纱线传感器具有指引进入到检测区(39)中的至少一个发射器(33)和至少一个接收器(34)，
其特征在于，所述发射器(33)与所述接收器(34)彼此间隔开所述纱线的所述纵向距离，
设置纱线传感器(9)以辨别以下状态，即：
-纱线不存在，
-纱线存在且纱线不进行移动，
-纱线存在且移动，
且其特征在于，所述导纱装置(15)与以可分开方式保持导纱元件(16，17)的保持器(5)相关联，所述保持器(5)以可分开方式保持所述纱线传感器(9)。
2.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，所述发射器(33)是光源(35)，且所述接收器(34)是光敏部件(36)。
3.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，所述发射器(33)和所述接收器(34)各自限定了发射方向(37)或接收方向(38)，并且所述发射方向(37)和所述接收方向(38)与所述纱线的纵向方向位于同一平面上。
4.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，所述发射器(33)和所述接收器(34)各自限定了发射方向(37)或接收方向(38)，并且所述发射方向(37)和所述接收方向(38)与所述纱线的纵向方向一起分别形成了锐角(α，β)。
5.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，所述发射器(33)和所述接收器(34)各自限定了发射方向(37)或接收方向(38)，所述发射方向(37)和所述接收方向(38)与纱线(4)相交于公共点。
6.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，所述纱线传感器(9)被所述保持器(5)的接收隔室(8)完全地接收。
7.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，所述纱线传感器(9)在其面向检测区(39)的侧面上具有平的正面(11)。
8.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，所述纱线传感器(9)具有导电外壳。
9.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，所述保持器(5)以导电的方式进行构造。
10.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，导纱元件(24，25)被设置在所述保持器(5)上面，所述导纱元件电学上接地。
11.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，设置纱线传感器(9)用于在12伏特至24伏特的工作电压范围内运行。
12.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，所述发射器(33)向所述纱线(4)发射出脉冲光。
13.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，所述发射器(33)的电力供应经由电容器进行，所述电容器被构造使得所述电容器以预期的脉冲间隔向所述发射器(33)供应电能。
14.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，在光脉冲持续的过程中所述发射器(33)的发射强度减弱。
15.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，在发射脉冲持续的过程中所述接收器(34)受到多次询问。
16.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，在两个发射脉冲之间的间歇期间，所述接收器(34)受到一次或多次询问。
17.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，纱线传感器(9)对在脉冲间歇中接收与在发射脉冲持续的过程中接收之间的被接收的信号的差异进行了分析，以便检测出所述纱线(4)是否存在。
18.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，基于在发射器(3)的发射工作期间所接收到的信号的变化，纱线传感器(9)区分纱线(4)已经停止还是正在移动。
19.根据权利要求1所述的纱线传感器单元，其特征在于，由纱线传感器(9)检测到的所述纱线(4)的不同状态被储存在位于所述纱线传感器(9)内的存储器中。
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