CN101844710A - 用于探测结扣的方法和结扣探测器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过电子操作的结扣探测器(D)探测运行纱线中的结扣(K)的方法，所述方法通过引导纱线(Y)通过由可弹性移位的弹簧臂(11)在一侧限定的结扣探测器间隙(G)，确定所述弹簧臂随时间的位置改变的梯度，和评价所述确定的梯度以发射结扣信号。结扣探测器(D)具有磁或光电位置测量装置(M)，所述磁或光电位置测量装置用于测量弹簧臂(11)的位置改变，而不会存在弹簧臂(11)和位置测量装置(M)之间机械接触，以及评价电路(3、22、23)，所述评价电路用于确定弹簧臂(11)随时间(t)的位置改变的导数信号(d_pos/dt)，和通过将所述确定的导数信号与预设的导数信号阈值相比较，基于结扣(K)的通过，发射结扣信号。

Description

用于探测结扣的方法和结扣探测器

技术领域

本发明涉及如权利要求1前序部分所述的方法和如权利要求5前序部分所述的结扣探测器。

背景技术

US 4,133,207 A(CH 597081 B)包含固定到形成弹簧臂的片弹簧上的传感器。所述传感器感测由通过的结扣在片弹簧上引起的振动。所述传感器是连接到直接通向片弹簧的电线的压电板。所述结扣探测器易于产生由非结扣的其它纱线不规则引起的错误信号。连接到位于片弹簧上的传感器的电线易于由于振动而破坏和不期望地影响所述片弹簧的响应特性。

EP 1 942 068 A公开了一种结扣探测器，所述结扣探测器利用纱线捕捉器，用于基于结扣的产生关于纱线路径侧向移位纱线。在一个实施例中，被移位的纱线随后直接激励可移动元件，所述可移动元件依次激励压电元件。另一个实施例利用光电探测器扫描在预定位置的被移位的纱线。这两个实施例都仅响应纱线的位置，并且，由于非结扣的其它纱线不规则经常易于触发压电元件或者光电探测器，这两个实施例易于产生错误信号。这些其它的不规则可以是毛粒(slub)或纱线的突出纤维，也就是，通常不应被探测为结扣的不规则。所述结扣探测器包括很多部分，并且因为在所述探测器响应前，由于结扣的原因首先所述纱线必须被移位相当的一段距离，因此所述结扣探测器具有延迟的响应特性。

DE 1101018 B涉及结扣探测器，其中，由任意通过纱线的不规则引起的片弹簧的另一端移位到特定位置触发电接触装置。所述接触装置由片弹簧直接地机械地激励。片弹簧和接触装置之间的直接的机械的相互作用易于由不可避免的线绒沉积物引起故障。因为不能区分结扣和纱线的其它非关键的不规则，结扣和纱线的其它非关键的不规则都移位片弹簧的另一端，所以所述结扣探测器易于产生错误的结扣信号。

GB 397182 C公开了一种设备，当结扣要通过纱线通过间隙时，该设备使纱线断裂。纱线通过间隙的宽度可由可旋转的偏心偏转器调节。

WO 01/63203 A公开了一种结扣探测器，所述结扣探测器具有叉状导向元件，所述叉状导向元件定义越来越宽的纱线通过间隙。静止的探测器位于远离纱线导向元件的位置，并且用于探测由结扣引起的到预定位置的纱线导向元件的移动。在出现结扣的情况下，纱线导向元件被从探测器移开。然后，探测器产生机械的、光的、声的、电的或电磁性质的信号。由于当出现结扣时，纱线通过间隙不会瞬间屈服(yield)，结扣探测器易于引起纱线破损。出现的结扣在通过之前首先必须移动纱线导向元件很长的行程以保证探测器实际上会响应。非结扣的其它不规则也会触发结扣探测器。

还有现有技术：WO 00/60506 A和US 3,106,762 A。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于探测结扣的方法和结扣探测器，其对于污染物、线绒沉积物和由非结扣的运行纱线的其它不规则引起的错误产生的结扣信号，执行卓越的响应特性以及很高的不敏感性。

上述目的是由权利要求1和5的特征实现的。

当纱线中的结扣本质上几乎是似点的缺陷或纱线的不规则时，将导致弹簧臂急剧的、明显的或快速的位置改变。另一方面，纱线上的毛粒、直径变化、突出的纱线或收集的沉积物是较长的偏转(longer deflects)或者纱线的不规则，并且当通过探测器间隙时导致弹簧臂的较平滑的位置改变。根据所述方法确定弹簧臂随时间的位置改变梯度，所述位置改变可由与运行纱线一起前行的任意不规则引起，并且然后评价所述确定的梯度以用于根据陡度或时间发射结扣信号。实际仅当结扣通过结扣探测器间隙时发射结信号，同时通过不发射结扣信号忽略其它不规则，即使位置改变的大小是相同的。换句话说，根据所述方法，评价(evaluate)弹簧臂随时间的位置改变，以获取关于引起所述位置改变的不规则类型的信息并且区分真正的结扣和纱线的非关键的不规则。所述方法的结果是具有对污染物的高度不敏感性的卓越响应特性，并且能够消除错误地产生的结扣信号。

磁或光电位置测量装置测量由与运行的纱线一起前行的任意不规则引起的弹簧臂另一端的位置改变，以找出不规则的通过，从而可靠地仅当结扣通过纱线通过间隙时产生结扣信号，并且从偏转器足够快地移位弹簧的另一端。非结扣的纱线的其它不规则不会足够快地移位片弹簧的另一端，以触发所述结扣探测器。而且，由于位置测量装置不会直接接触另一端或弹簧臂，类似线绒沉积物的污染物、污物等不会明显地恶化结扣探测器的响应特性。因为片弹簧重量轻，结扣探测器具有快速响应特性。由于仅通过移位另一端，结扣就很容易被允许通过纱线通过间隙，因此不会存在由结扣探测器引起的纱线断裂的危险。由于磁场的作用，磁距离测量装置对于类似污物或线绒沉积物的污染物不敏感。扫描片弹簧而不是机械接触的光电距离测量装置或者被设置成其几乎不会被类似线绒沉积物的污染物影响，或者被设置成光传输的恶化得到补偿或当光传输条件变得很差时结扣探测器发射报警信号以呼叫操作人员的帮助。

根据所述方法，探测弹簧臂随时间的位置改变的导数信号。然后，将所述探测的导数信号与代表结扣的通过的导数信号阈值相比较。仅当所述探测到的导数信号与预设的导数信号阈值一样高或者比预设的导数信号阈值高时，产生结扣信号。因为由通过的结扣导致的探测到的导数信号比由纱线不规则导致的探测到的导数信号大，这样能够区别分别通过探测器间隙的真正的结扣的通过和不同于结扣的纱线不规则的通过，所述纱线不规则是类似毛粒、或直径变化或收集的线绒。还可以考虑位置改变的大小，但不是必要的。

由于当探测结扣时，运行纱线的速度变化可以至少在一定程度上改变探测到的导数信号的幅值，因此，通过同时评价当前纱线速度的信息，补偿探测到的导数信号的幅值的改变是有利的。由于独立于纱线速度产生结扣信号，这样得到高可靠性的结扣探测方法。

便利地，通过磁或光电测量关于参考位置的弹簧臂的位置改变，通过评价位置改变的持续时间或随时间的位置改变的过程，以及通过计算随时间的位置改变的一阶导数，探测导数信号。位置改变的一阶导数代表着位置改变过程的梯度，并且，因为由结扣引起的梯度比由与纱线一起前行的另外的不规则引起的梯度陡，位置改变的一阶导数确切地代表着发生的通过的结扣，所述另外的不规则类似与纱线一起前行的毛粒、直径变化或收集的线绒。

在结扣探测器的有利的实施例中，评价电路包括或被连接到用于在纱线速度信息的基础上补偿探测到的导数信号的幅值的纱线速度所决定的变化的补偿部分。

为了获得纱线速度信息以对其进行处理，补偿部分可以连接到纱线速度拾取装置或者喂纱装置的速度控制单元，所述运行的纱线被从所述喂纱装置拉扯，或者所述喂纱装置从纱线筒拉扯运行的纱线。纱线速度拾取装置直接扫描上游或下游或结扣探测器内的纱线速度。喂纱装置的速度控制单元无论如何都永久地具有关于纱线速度的信息并且仅需要连接到结扣探测器的评价电路。

在优选的实施例中，磁位置测量装置包括静止的霍尔元件和至少一个固定到定义弹簧臂的片弹簧上的永久磁铁。由于霍尔元件穿透永久磁铁磁场响应污染物的强度和密度，位置测量装置实际上对于线绒沉积物不敏感。霍尔元件或者具有精确定义的切换点或者具有对精确测量(或跟随)片弹簧的任意位置改变的扩大的模拟或成比例的探测范围。

一个实施例包括静止的光电探测器，所述光电探测器响应由片弹簧的另一端的位置改变引起的光强度的变化。光电探测器可以位于结扣探测器中，使得其功能几乎不受线绒沉积物的影响。光电探测器可以具有光电二极管，从而响应例如从弹簧臂反射的光的强度。在两个技术方案中，磁或光电探测器都包括尽可能少的部件，能够以普通的成本制造所述磁或光电探测器并且所述磁或光电探测器能够安装在各种操作位置。

在有利的实施例中，偏转器表面可以是与纱线运行方向交叉延伸的外围。偏转器表面可由旋转的偏心装置调节，以设置探测器间隙的预定宽度或者设置偏转器表面与弹簧臂另一端之间的预定接触压力。旋转的偏心装置允许精确地并逐渐地匹配探测器间隙，例如根据运行通过结扣探测器的纱线的纱线质量。

在有利的实施例中，弹簧臂可以由板状片弹簧构成。片弹簧的另一端可以在朝向探测器表面的方向上向下弯曲，以形成尖的侧向缘，所述尖的侧向缘通过从参考位置的移位容易地跟随(follow)纱线的任意不规则。可选地或附加地，另一端甚至可以承载在探测器间隙中直接接触运行纱线的侧向延伸的陶瓷条状元件。

在有利的实施例中，可以设置停止点以用于定义弹簧臂的另一端的参考位置。便利地，弹簧臂可以被靠着所述停止点预载，使得基于纱线不规则的通过弹簧臂以设定的力弯曲(yield)。

片弹簧可以基本平行于运行方向沿着纱线路径在结扣探测器中延伸。这导致对于由通过的不规则引起的力的关于片弹簧的静止的固定点的、长的起作用的杠杆臂。可以设置片弹簧的另一端，使得片弹簧的另一端可在纱线运行方向上在运行纱线和偏转器表面之间的接触点的后面移动(trail)，使得在纱线的不规则移位片弹簧的另一端之前，纱线的不规则首先到达接触点。

为了避免由污染物引起的故障等，通过磁或光可穿透的盖子，磁或光电位置测量装置的至少一部分可以避开纱线路径。

在磁位置测量装置中使用的永久磁铁可以由钕铁硼构成，因为该材料具有卓越的永久磁铁的磁通重量比，以减少当通过探测器间隙时纱线不规则必须移位的质量。

在使用光电位置测量装置的结扣探测器中，可以设置污物补偿系统和/或阈值开关。所述污物补偿系统探测光传输条件的恶化，并且或者分别增加位置测量装置的敏感性或者增加光强度。阈值开关可以响应光传输条件的严重恶化，以关闭结扣探测器和/或产生报警信号以呼叫操作人员的帮助。

附图说明

结合附图详细地解释本发明的实施例。在附图中：

图1是包含结扣探测器的纱线处理系统的立体图，所述结扣探测器适于执行用于探测运行纱线中的结扣的方法；

图2是包含磁位置测量装置的结扣探测器的第一实施例的纵向剖面图；和

图3是包含光电位置测量装置的结扣探测器的纵向剖面图。

具体实施方式

图1示意性地示出了纱线处理系统的一部分，例如编织机、针织机、整经机、卷纱机等的一部分。在编织机或针织机(未示出)的情况下，可以设有喂纱装置F，喂纱装置F从纱线筒B拉扯纱线Y。然后纱线Y通过未示出的插入系统或编织机或针织机的针织系统被从喂纱装置F拉扯。

纱线Y通过结扣探测器D运行到喂纱装置F的下游。在图1的第二种情况下，喂纱装置F(在纱线探测器D的右手边)直接通过结扣探测器D从纱线筒B拉扯纱线Y。

结扣探测器D的目的是探测可能包含在纱线中的结扣，并且所述结扣会引起最终产品的织物瑕疵。由于这个原因，结扣探测器D基于结扣的探测或者必须发射结扣信号或者关闭系统，所述结扣信号被记录或被作为关闭纱线处理系统或者移除包含结扣的纱线部分的理由。纱线Y在箭头1的方向上运行。喂纱装置F通常具有被告知运行纱线Y的当前速度的速度控制单元2。可选地，纱线处理系统可以包含直接扫描运行纱线Y的纱线速度的纱线速度拾取装置3。

图1中的纱线探测器D包含磁或光电的位置测量装置M(参考附图2和3更详细地解释)。位置测量装置M包含在固定在U形承载支架5上的壳体4中。承载支架5的向下延伸的突出部(tab)6、7设有纱线孔眼8和孔9，纱线孔眼8和孔9共同地限定通过纱线探测器D的预定纱线路径。在纱线路径的一侧，图1中的底部，偏转器表面10被静止地支撑在承载支架5上。偏转器表面10与运行纱线Y接触，使得运行纱线Y在所述偏转器表面10上稍微偏转。弹簧臂11被设置在与偏转器表面10相对的纱线路径的另一侧。在当前的情况下，弹簧臂11是板状片弹簧，例如来源于弹簧钢片材料，并且例如通过固定螺丝12被静止地固定在左手侧突出部7区域中的承载支架5的下侧。在结扣探测器D中，弹簧臂或片弹簧11基本平行于纱线路径延伸，并且具有相对于偏转器表面10设置的另一端15。所述另一端15可以被朝向偏转器表面10向下弯曲，和/或承载侧向延伸的条状陶瓷元件20(图2和3)。

位置测量装置M的一部分设置在壳体4中孔13的后面并位于承载支架5上。孔13可以被磁或光可穿透的盖子30覆盖。至少一个停止点14被设置在承载支架5的下侧以用于定义弹簧臂11的参考位置。弹簧臂11可以是靠着停止点14加载的弹簧。偏转器表面10由与纱线路径交叉延伸的销的外围(periphery)构成。所述销具有两个间隔开的导向边(land)16并且连接到固定到承载支架5上的旋转偏心装置17，以允许改变偏转器表面10的高度位置和在偏转器表面10和弹簧臂11的另一端15之间设置图3中所示的结扣探测器间隙G。

如图3所示，弹簧臂11的另一端15的位置可在纱线运行方向1上在运行纱线Y和偏转器表面10之间的接触点的稍微后面移动。另一端15和偏转器表面10限定了结扣探测间隙G。在弹簧臂11的参考位置，另一端15或者可以接触偏转器表面10或者可以与偏转器表面10保持一定距离，例如基于纱线质量或平均纱线直径。

图2中的结扣探测器具有磁位置测量装置M，所述磁位置测量装置M包括固定到弹簧臂11上侧的、优选地在另一端15的区域中的永久磁铁19，和壳体4中的霍尔元件H。霍尔元件H通过信号响应永久磁铁19的磁场密度或强度。评价电路包括部分22，所述部分22用于确定弹簧臂11位置改变的关于时间的导数信号d_pos/dt，以探测弹簧臂11的位置改变的梯度。评价电路以或可以以预设的导数信号阈值编程，所述预设的导数信号阈值表示结扣K通过结扣探测器间隙G，也就是以特定量值的导数信号编程。基于发生的位置改变的导数信号的确定结果，将探测到的导数信号与预设的导数信号阈值相比较。一旦所述确定的导数信号与预设的导数信号阈值一样大或比预设的导数信号阈值大时，产生并例如通过图2中的信号线24发射结扣信号。当确定的导数信号与预设的信号阈值不一样大或比预设的信号阈值弱或小时，结扣信号的发射得到抑制。另外，确定的导数信号可能来自非结扣的纱线Y的其它不规则。这样的其它不规则可以是运行纱线Y行进中的毛粒S或直径变化或线绒收集L(如图2所示)。

与类似毛粒S或收集的线绒L或纱线的其它直径变化的较长的和较平滑的不规则相比较，当结扣K是点状的不规则时，由结扣探测器G中通过的不规则引起的弹簧臂11的位置改变将导致较小量值的导数信号，也就是，位置的改变要比通过结扣K的情况发生地慢很多。梯度不如信号阈值陡或者由纱线的这样的结扣的主要不规则引起的导数信号比信号阈值小。这使得结扣探测器D能够区分结扣K的通过和其它不规则的通过。

由于运行纱线Y的速度的改变会影响确定的导数信号的幅值，评价电路可以包括(图2)补偿部分23，所述补偿部分23用于在纱线速度信息的基础上补偿探测到的导数信号d_pos/dt的幅值的纱线速度所决定的变化，所述纱线速度信息例如是通过线25来自速度拾取装置3或喂纱装置F的速度控制单元2的输入(图1)。部分22、23和霍尔元件H可以位于壳体4中的印刷电路板21上。永久磁铁19优选包括钕铁硼(NdFeB)。永久磁铁19的材料具有极好的磁通重量比。

在图3的实施例中，导数信号d_pos/dt由光电位置测量装置M确定，所述光电位置测量装置M具有壳体4中的光电二极管装置P和反射表面26或者甚至在弹簧臂11的上侧的反射器，所述发射器优选地位于另一端15的附近。光电二极管装置P将光束27导向到反射器或反射器表面26上并且接收被反射的光，以确定弹簧臂11的位置改变。光电位置测量装置M包括与图2中的实施例相似的部分22和23，用于确定导数信号和用于把导数信号与预设导数信号阈值比较，但此外，所述光电位置测量装置M可以包括污物补偿系统28和/或连接到报警信号发射器31上的阈值开关29。

污物补偿系统28探测光发射条件的恶化并且或者增加光电位置测量装置M的敏感性和/或增加光强度，以保证光电二极管装置P真正地扫描到弹簧臂11的位置改变。阈值开关29可响应光发射条件的严重恶化并且可以关闭结扣探测器D，和/或分别在结扣探测器D的报警信号指示器31处或纱线处理系统的远程监测站处产生报警信号，以呼叫操作者的帮助。然后，操作者可以清洁结扣探测器的各个区域或者可以启动清洁循环，例如通过集成的清洁装置的压力空气。可选地，阈值开关29本身甚至可以触发结扣探测器D的集成的压力空气清洁系统的清洁循环。

Claims (16)

1.一种通过电子操作的结扣探测器(D)探测运行纱线(Y)中的结扣(K)的方法，通过引导纱线(Y)通过由静止表面(10)和可弹性移位的弹簧臂(11)限定的结扣探测器间隙(G)以及通过利用结扣信号响应由通过所述结扣探测器间隙(G)的结扣(K)引起的弹簧臂(11)的位置改变，其特征在于，确定所述弹簧臂(11)随时间的位置改变的梯度，和评价确定的梯度以发射结扣信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于移位的发生，探测所述弹簧臂(11)随时间的位置改变的导数信号(d_pos/dt)，将所述探测到的导数信号与表示结扣(K)通过的导数信号阈值相比较，当所述探测到的导数信号与预设的导数信号阈值一样高或者比预设的导数信号阈值高时，产生结扣信号，以区分结扣(K)的通过和不同于通过所述探测器间隙(G)的结扣的纱线不规则的通过。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过评价关于纱线(Y)的当前速度的信息，补偿由运行纱线(Y)的速度变化引起的所述探测到的导数信号(d_pos/dt)的幅值的改变。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过磁或者光电测量所述弹簧臂(11)关于参考位置的位置改变，通过评价所述弹簧臂(11)的位置改变的持续时间，以及通过计算随时间的位置改变的一阶导数(d)，探测所述导数信号(d_pos/dt)。

5.一种用于运行纱线(Y)的结扣探测器(D)，包括至少一个纱线导向元件(8，9)、静止的偏转器表面(10)、弹簧臂(11)和电信号产生装置，所述纱线导向元件(8，9)限定通过结扣探测器(D)的预定纱线路径，所述静止的偏转器表面(10)从一侧结合进纱线路径，所述弹簧臂(11)的一端被静止地固定并且所述弹簧臂(11)具有处于纱线路径另一侧的位于参考位置的与偏转器表面(10)相对设置的另一端(15)，所述偏转器表面(10)和所述另一端(15)限定结扣探测器间隙(G)，所述电信号产生装置响应弹簧臂(11)的另一端(15)的位置改变，其特征在于，还包括磁或光电位置测量装置(M)，所述磁或光电位置测量装置用于测量弹簧臂(11)的被移位的另一端(15)关于参考位置的位置改变，而不会存在弹簧臂(11)和位置测量装置(M)之间机械接触，以及连接到所述位置测量装置(M)的评价电路(22，23)，所述评价电路：

a)确定弹簧臂(11)的另一端(15)随时间(t)的位置改变的导数信号(d(_pos)/dt)，和

b)通过将所述确定的导数信号(d(_pos)/dt)与预设的导数信号阈值相比较，基于结扣(K)的通过，发射结扣信号。

6.根据权利要求5所述的结扣探测器，其特征在于，所述评价电路(22，23)包含或连接到补偿部分，所述补偿部分用于在纱线速度信息的基础上补偿探测到的导数信号(d(_pos)/dt)的幅值的纱线速度所决定的变化。

7.根据权利要求6所述的结扣探测器，其特征在于，所述补偿部分(23)连接到纱线速度拾取装置(3)或喂纱装置(F)的速度控制单元(2)，所述运行纱线(Y)被从所述喂纱装置拉扯或者所述喂纱装置从纱线筒(B)拉扯所述运行纱线。

8.根据权利要求5所述的结扣探测器，其特征在于，所述位置测量装置(M)包括静止的霍尔元件(H)和固定到所述探测器弹簧臂(11)的永久磁铁(19)，所述永久磁铁优选地位于所述弹簧臂(11)的另一端(15)附近，所述霍尔元件(H)响应永久磁铁(19)的磁场的强度或密度。

9.根据权利要求5所述的结扣探测器，其特征在于，所述位置测量装置(M)包括静止的光电探测器(P)，所述光电探测器响应由弹簧臂(11)或者由设置在弹簧臂(11)上的反射器(15)反射的光的变化，所述光电探测器优选包括光电二极管。

10.根据权利要求5所述的结扣探测器，其特征在于，所述偏转器表面(10)是与纱线(Y)的运行方向交叉地延伸的销的外围，所述偏转器表面(10)由旋转的偏心装置(17)可调节，以设置预定宽度的探测器间隙(G)或者设置所述偏转器表面(10)与所述弹簧臂(11)的另一端(15)之间的预定接触压力。

11.根据权利要求5到10任一项所述的结扣探测器，其特征在于，所述弹簧臂(11)是片弹簧，所述片弹簧的另一端(15)在朝向所述偏转器表面(10)的方向上向下弯曲，和/或所述另一端(15)承载侧向延伸的陶瓷元件(20)。

12.根据权利要求5所述的结扣探测器，其特征在于，设有停止点(14)用于定义弹簧臂(11)的另一端(15)的参考位置，所述弹簧臂(11)优选地靠着所述停止点(14)预加载。

13.根据权利要求11所述的结扣探测器，其特征在于，所述片弹簧基本平行于纱线运行方向沿着纱线路径在结扣探测器(D)中延伸，所述片弹簧的另一端在纱线运行方向上在运行纱线(Y)和所述偏转器表面(10)之间的接触点后面移动。

14.根据权利要求5所述的结扣探测器，其特征在于，所述磁或光电位置测量装置(M)的至少一部分通过磁或光可穿透的盖子在结扣探测器中避开纱线路径。

15.根据权利要求5所述的结扣探测器，其特征在于，所述永久磁铁(19)由钕铁硼构成。

16.根据权利要求5所述的结扣探测器，其特征在于，所述光电位置测量装置(M)包括污物补偿系统(28)或阈值开关(29)。

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