CN102112672A - 一种用于检测待测线状产品参数的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明所述装置用于检测通过测量间隙(2)沿其纵向移动的待测线状产品(1)的参数。该测量间隙包括用于检测参数的第一测量单元(3)和第二测量单元(5)。第一测量单元(3)和第二测量单元(5)位于诸如电路板的公共平面载体(4)上，该载体的平面与待测产品(1)的纵向垂直。由此，可使测量单元(3，5)精确地相互排列，从而使该装置的制造既简单又成本低。

Description

一种用于检测待测线状产品参数的装置
技术领域
本发明属于对线状物(优选为诸如纱线的纺织品)测试的领域。它涉及在第一权利要求的前序中所述的一种用于检测待测线状产品参数的装置。它优选用于纺纱机或络纱机上的清纱领域。
技术现状
已知存在多种不同类型的用于测试纱线的电子装置。根据它们的应用，可将它们划分为实验室测试(离线)和在生产过程中的测试(在线)两类。后者尤其影响本发明的应用，且不限制其一般性。本文所讨论的在线测试装置就是所谓的清纱器。清纱器用于诸如纺纱机或络纱机的纺织机器上，以对行进中的纱线进行质量控制。清纱器包括至少一个用于检测纱线参数的具有纱线传感器的测量单元、以及用于评价所检测的特性是否达到特定质量标准的评估装置。在US-6,422,072B1中公开了一种可能的清纱器结构。清纱器也可可选地包括用于除去品质不合格的纱线区段的剪切装置。
所检测的纱线参数通常为单位长度的质量、厚度、材料成分、异物的存在、颜色和/或毛羽。已知可使用不同传感器原理检测纱线参数；对特定传感器原理的使用取决于对特性进行最佳检测所依据的一些因素。最普遍使用的传感器原理是电容性原理和光学性原理。在使用电容性清纱器时，纱线行进通过测量电容器。由测量电容器测量纱线的电介质特性，由此例如可确定测量电容器中的纱线质量、或纱线材料成分。在EP-0’924’513 A1中给出电容性清纱器的一个例子。对于光学性清纱器，由光源照明纱线，且由光检测器检测与纱线相互作用的光。例如，由此可确定纱线的厚度或异物的存在。WO-93/13407 A1给出了光学性清纱器的一个例子。
在同一装置中也可使用几个测量单元。US-3,009,101 A公开了一种已知类型的装置，该装置具有两个被固定在公共绝缘底板上的电容性测量单元，且纱线沿与该底板平行的方向行进。在US-6,422,072 B1、US-5,054,317 A和WO-01/92875 A1中给出在每种情形下具有光学性异物传感器和电容性质量传感器的装置的例子。EP-0’761’853 A1公开了由根据不同测量原理工作的几个部分组成的测量头。WO-00/07921A1描述了一种具有U形测量间隙的装置，其中两个测量单元在该测量间隙的侧壁上沿纱线的行进方向被固定在彼此的后部，且所述这些测量单元可以是电容性的或光学性的。
根据US-6,422,072 B1，在测量间隙区域中的电路板上布置有用于待测产品的测量单元，可根据第一测量原理检测参数。测量间隙包括第二测量单元，该测量单元根据不同的测量原理工作，且位于第二电路板上。两电路板均被安装在共同的外壳中。这种已知装置的缺点在于由两个测量单元一同形成共同的测量间隙，由此这两个测量单元必须精确地相互排列。人们必须小心避免这两个测量单元相互偏移或相互形成角度。否则，将会降低两测量单元中测量的可比性。为克服这些缺点，人们必须采用适当的设计方法，即必须将测量单元精确地定位和排列在两电路板上，且这些电路板就其自身而言必须同样位于外壳中，且精确地相互排列。这些方法使该装置的制造既复杂又成本高。此外，它们并不总能成功，因而始终存在测量不准确的危险。
发明内容
本发明的目的是提供这样一种类型的装置，该装置设计简单，且具有几个测量单元，适合于检测待测产品的参数，此外测量准确，制造成本低。
正如在第一权利要求中所明确的那样，通过本发明所述的装置可实现这些以及其它目的。在从属权利要求中给出有利实施方式。
本发明是以在公共平面载体上布置至少两个测量单元的构想为基础的。本文件中的术语“测量单元”应被理解为一种独立且封闭的构件，该构件包括至少一个被设计用于扫描待测产品的传感器。由此，应注意的是，该定义所述的测量单元可确实包括单一传感器的几个元件，例如诸如电容性传感器的两个电极、或光学性传感器或甚至几个传感器的光发射器和光接收器。
本发明所述的装置用于检测沿测量间隙纵向移动通过该测量间隙的待测线状产品的参数。该测定间隙包括用于检测参数的第一测量单元和第二测量单元。第一测量单元和第二测量单元位于公共平面载体上，该载体的平面与待测产品的纵向垂直。
平面载体优选为印刷电路板，即其上联接有条形导体的用于电子构件的载体。第一测量单元和第二测量单元可被设计用于检测相同或不同的参数。它们可基于相同或不同的测量原理。如果两个测量单元中的一个以光学性测量原理为基础、而另一个以电容性测量原理为基础，将特别有利。两测量单元可相对于载体位于两个不同或相同的半空间中。测量单元之一可延伸越过载体的两面。
在一优选实施方式中，第一测量单元被固定在载体上，而第二测量单元被固定在第一测量单元上。它是通过“连续”布置测量单元的这种方式确定的，从而使两测量单元精确地相互排列，不会产生机械应力。
对于本发明所述的装置，可在公共载体上布置两个以上(不包括两个)的测量单元。该装置也可包括比公共载体更多的载体。
本发明也包括电子清纱器，该电子清纱器具有用于检测纱线参数的装置、以及用于评价所检测的特性是否达到特定质量标准的评估部件。正如在本文件中所描述的，用于检测参数的装置是本发明所述的装置。在一优选实施方式中，本发明所述的清纱器包括具有至少两个测量单元的单一载体。该载体优选为电路板，在其上可布置有评估部件。
本发明的优点尤其体现在以下事实中：为检测待测产品的一或多个不同参数，使用简单方法使测量单元的测量域精确地相互排列，且在测量单元之间或在这些测量单元与载体之间不存在机械应力。由此，也可在特定范围内改变电路板的厚度，而这并不会降低组件以及最后测量的准确度。由于在几个测量单元中使用单一载体，本发明所述的装置在制造方面既简单又成本低。如果将光学性测量单元直接联接在电路板上，则可避免污染物渗透到它的测量域中。
附图说明
以下结合附图对本发明作更详细的说明。
图1是本发明所述装置的第一种实施方式的横截面示意图。
图2-4是本发明所述装置的另一种实施方式在每种情形下的侧向示意图。
图5是本发明所述装置的一零件(a)的侧视图和另一零件(b)的仰视图。
具体实施方式
图1是本发明所述装置的第一种实施方式的横截面图。该装置以已知方式包括用于诸如纱线的待测线状产品1的测量间隙2，该待测线状产品1沿箭头8所示的方向纵向移动。由虚线6和7指示测量间隙2，测量间隙2可界定诸如光学性测量域的第一测量域26、以及诸如电容性测量域的第二测量域27。
单一的平面电路板4承载装置的必要元件。电路板4的平面与待测产品1的纵向垂直。电路板4的厚度例如可以是1.6mm，且在两侧上均可安装电路板4。可根据任何一种本身已知的技术制造电路板。
容纳有第一测量域26的第一测量单元3被直接固定或布置在电路板4的第一表面9上。第一测量单元3例如被联接在电路板4上或以另外一种方式固定，其中使用至少一个销14将第一测量单元3定位在电路板4上，且所述销以正配合的方式与电路板4中的适当孔啮合。对于第一测量域26，如果它属于光学性测量域，可在第一测量单元3的区域中的电路板4上附加诸如光电二极管或发光二极管(light emitting diode，LED)的光学元件15。优选将这种光学或其他元件以表面安装装置(surface-mounted device，SMD)的形式装配在电路板4上，即通过可施以焊接的连接表面将它们直接焊接在电路板上。波导管17可与光学元件15连接，可通过波导管17将光从光学性测量域26引导到光学元件15和/或反之亦然。在光学元件15与波导管17之间的中间空间16优选填充有对所应用的光波长透明的光学性粘合剂，以避免光学元件15被污染。
容纳有第二测量域27的第二测量单元5被布置在电路板4的第二表面10上。通过定位和固定销11使第二测量单元5以正配合的方式居中或定位且固定在第一测量单元3上。然而，可可选地或另外地通过联接和/或其他方法实现这种固定，从而只需使固定销11确保定位。为在电路板4上的测量单元5与条形导体之间产生电接点，使第二测量单元5的接触元件12延伸到电路板4中的孔13内。为在将接触元件12引入到孔13内时不产生机械应力，孔13与接触元件12相比尺寸应足够大。优选使用焊接材料(焊料)填充该孔。用于将构件联结在电路板上的这种通孔技术本身已知，因此在此就不更详细地说明了。
图1中实施方式的优点在于，第一测量单元3被直接固定在电路板4上，而第二测量单元5不是直接固定在电路板上，而是固定在第一测量单元3上。两测量域26和27由此可直接在相互之上精确排列，不会在装置中产生机械应力。由于这样布置测量单元3和5，人们也可容忍诸如±10％≈±0.16mm的相对大的偏差，不会由此降低装配的准确度。这些大的容许误差也允许对本发明所述的装置使用成本相对低的电路板，由此降低该装置的成本。
图2是本发明所述装置的第二种实施方式的示意图。其中由图1已知的两测量单元3和5被布置在电路板4的两侧。与图1中第一种实施方式的本质不同在于这两个测量单元3和5均被直接固定在电路板4上。
在图3中示意性地给出本发明所述装置的第三种实施方式。其中两测量单元18和19的功能和结构可与图1和2中的测量单元3和5类似，且位于电路板4的同一侧。与图1中的实施方式类似，只有第一测量单元19被直接固定在电路板4上，而第二测量单元18被直接固定在第一测量单元19上，但只被间接固定在电路板4上。已结合图1介绍了测量单元18和19的这种布置方式的优点。
图4显示本发明所述装置的第四种实施方式。它包括三个测量单元22-24。第一测量单元22延伸越过电路板4的两表面20和21，且这包括电路板4在其边缘区域中的一部分。另外两个测量单元23和24被直接固定在第一测量单元22上。
图5(a)和5(b)是本发明所述装置的一实施方式的侧视图和仰视图。可看出位于电路板4的边缘区域25中的测量间隙2以及两个测量单元3和5。由此，可将纱线相对于电路板4从侧面送入到测量间隙2内。由这些图可清楚看出，电路板4除测量单元3和5外还包括许多另外的构件，尤其是电子电路构件、集成电路、条形导体、接线等。这些另外的构件优选用于对测量单元的控制和供电、以及对测量单元输出信号的处理和评价。因此，在电路板4上优选安装有用于评价由测量单元3和5检测的纱线特性是否达到特定质量标准的评估部件。不过，在电路板4上的另外一些构件可具有另外的功能，例如对纱线剪切装置的诸如控制和供电(未绘出)。该装置优选用于电子清纱器中。如果该清纱器包括具有至少两个测量单元3和5的单一电路板4，则将得到结构特别简单的清纱器。
由于并未已由上述描述表明本发明所述装置的工作方式，所以在下文中将描述该装置的工作方式。例如，在纺织纱线1中，采用一种本身已知因而在此不更详细显示的方式，一方面为确定直径或质量相对于平均值的偏差，另一方面为确定在相同通路中可嵌入在纱线1中的诸如外来纤维之类的异物，该装置包括至少两个测量单元3和5，这两个测量单元以单一的测量间隙2为边界，且优选根据不同的测量原理工作。为此，第一测量单元3可例如以光学性方式工作，以确定纱线1的由异物造成的颜色差异。第二测量单元5可例如以电容性方式工作，以确定纱线1的质量变化。测量单元3和5本身连同用于评价其信号的电路和方法由现有技术充分已知，无需在此进一步说明。
当然，本发明并不局限于已在上文中讨论过的实施方式。根据本发明的知识，本领域技术人员可得出也属于本发明主题的另外一些变体。这些变体例如可以是在上文中所讨论的实施方式的组合。
参考编号列表
1待测产品
2测量间隙
3第一测量单元
4电路板
5第二测量单元
6，7测量间隙定界
8待测产品移动方向
9，10电路板表面
11定位和固定销
12接触元件
13孔
14定位销
15光学元件
16中等步速
17光学纤维
18第二测量单元
19第一测量单元
20，21电路板表面
22第一测量单元
23，24另外的测量单元
25电路板的边缘区域
26第一测量域
27第二测量域

Claims (15)

1.一种用于检测通过测量间隙(2)沿其纵向移动的待测线状产品(1)的参数的装置，其中所述测量间隙包括用于检测参数的第一测量单元(3)和第二测量单元(5)；其特征在于：所述第一测量单元(3)和所述第二测量单元(5)位于公共平面载体(4)上，该载体的平面与所述待测产品(1)的纵向垂直。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述平面载体(4)是电路板。
3.根据前述权利要求之一所述的装置，其中所述第一测量单元(3)和所述第二测量单元(5)被设计用于检测不同的参数。
4.根据前述权利要求之一所述的装置，其中所述第一测量单元(3)和所述第二测量单元(5)是以不同的测量原理为基础的。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述两测量单元(3，5)之一(3)是以所述光学性测量原理为基础的，且所述两测量单元(3，5)中的另一个(5)是以电容性测量原理为基础的。
6.根据前述权利要求之一所述的装置，其中所述第一测量单元(3)和所述第二测量单元(5)相对于所述载体(4)位于两个不同的半空间中。
7.根据权利要求1-5所述的装置，其中所述第一测量单元(18)和所述第二测量单元(19)相对于所述载体(4)位于相同的半空间中。
8.根据前述权利要求之一所述的装置，其中所述测量单元(22-24)之一(22)延伸越过所述载体(4)的两表面(20，21)。
9.根据前述权利要求之一所述的装置，其中所述测量单元(3，5)之一(3)以正配合的方式被定位在所述载体(4)上。
10.根据前述权利要求之一所述的装置，其中所述第一测量单元(3)被固定在所述载体(4)上，而所述第二测量单元(5)被固定在所述第一测量单元(3)上。
11.根据前述权利要求之一所述的装置，其中两个以上(不包括两个)的测量单元(22-24)被布置在所述公共载体(4)上。
12.根据前述权利要求之一所述的装置，其中所述测量单元(3，5)被布置在所述载体(4)的边缘区域(25)中。
13.一种电子清纱器，该电子清纱器具有用于检测纱线(1)的参数的装置、以及用于评价所检测的特性是否达到特定质量标准的评估部件；在其特征在于：所述用于检测参数的装置是一种前述权利要求之一所述的装置。
14.根据权利要求14所述的电子清纱器，其中所述装置包括具有至少两个测量单元(3，5)的单一平面载体(4)。
15.根据权利要求13或14以及权利要求2所述的电子清纱器，其中所述评估部件位于所述电路板(4)上。
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