CN1027156C - 光检测装置 - Google Patents

Abstract

一种光检测装置，用于检测大致沿纱线长度的横向方向运动的纱线(Y)，尤其用于检测纱线储存和喂送设备(F)中由不隔开的纱线圈组成的备用纱线V，该装置包括一个在预定的行进区(P)内对准纱线(Y)的光源(2)和一个接收器(3)，接收器收集行进区内纱线发出的反射散射光(6)，在光源(2)的行进区(P)内背离光源的(Y)下方装有一个遮光件(9)(10)，该遮光件设计和/或安装成使得由光源(2)发出的光线(4)不反射到接收器(3)上，而且从与光源(2)有关的、处于遮光件(9)那边的平面或物体反射的反射光也不通过接收器(3)。

Description

本发明涉及一种光学检测装置，以用于检测至少一根移动的纱线，尤其用于检测纱线储存及喂送设备中的备用纱线，该装置包括一个光源和一个接收器，上述光源在预定的行进区对准纱线，接收器收集行进区内纱线发出的反射光，尤其是分散的反射光。

由于纱线为立体状且表面不规则，只要纱线沿着纱线长度的横向方向移入行进区，就会使照在其上的一部分光发生反射，反射光的方向基本上是不确定的。一部分反射光射在接收器上，接收器就发出反映纱线存在的信号。反之，也可将检测装置安装成在没有纱线时接收器发出反映纱线不存在的信号。尤其对于纱线储存及喂送设备而言，该设备可以供给由不隔开的纱线圈组成的备用纱线，而且备用纱线大致沿着纱线长度的横向方向朝前运动，该探测装置例如可测定备用纱线的尺寸，以便根据检测时发出的信号来添加备用纱线，或者停止添加备用纱线（峰值传感器）。也可以用该检测装置来确定备用纱线达到收集面的预定的参考位置的时间，并发出信号（基准传感器）。该检测装置的可靠性取决于出现或不出现纱线时能否产 生清晰的强信号。然而，到目前为止，在行进区内，或纱线通过行进区时，干扰光的影响会使可靠性降低。这类干扰影响可能出自加工纱线的过程中实际上不可避免要产生的绒毛，或者出自任何能把入射光反射到接收器上的某些反射面或反射物。

EP-A1-0327973中公开了一种光检测装置，在纱线储存和喂送设备中具有一个在接触纱线的部件表面上的反射器，它由嵌入透光的两玻璃层间的反射带构成，该反射器安装在一个轴向伸展的指形或棒形笼的空腔内，此光源与一个接收器相结合，该接收器与来自反射器反射光的光源光线相一致，并通过所穿过的纱线所产生的反射光变化来发出信号，由纱线或由绒毛或其它物体所反射的散射光与由反射器反射的光相比较，将有损于信号的产生。即在行进区内穿行的绒毛或其它非纱线体可能导致与纱线同样的反射光变化，因此产生一个错误信号。

在WO90/06504所公开的在纱线储存和喂送设备中的光电子检测装置中，采用成像光学技术的景深定位手段（Tiefenschaer-feneingrenzung）产生一个清晰的在行进区内的纱线图象，并且产生相应的信号，而该图象信号与在背离光源的行进区侧具有一个或多个表面并无关系。相反是将由光源的光线射到纱线上所反射的散射光用于生成该清晰的图象。

在一种多色织布机的换色装置的光电子检测装置（FR-A-2447416）中，装在纱线后面的换色封面是黑的，或带有黑色的包皮， 以防止光线反射到接收器。该纱线沿其长度方向移动，并且在封面上方有一定间隔。

在日本专利文摘1982年8月19日第6卷158号（C-120）（1036）中公开了这样一种设备，在纺织一根由纤维构成的纱线时，检测出存在于顺序沿纵向穿过一吸气管输送的纱线和传送的纱线脱落的无纺布之间的差别，从而确定故障的存在，该吸管内壁是黑色的，以便吸收各种光线，这些光线来自吸管内壁上的一个缝隙所射入的光源。

US-A-3430426所述的一个光检测装置中，在一个纺架中采用一个黑色体作为背面壁，它一点也不或只少量地反射光线到一个接收器组上，采用这种方式以便监视该纺锤是否正常工作。

本发明的任务是要提供一种如前面提到的那类光检测装置，它可消除非纱线物体的反射光所引起的错误信号。

完成上述任务的技术方案是：在光源的行进区（P）内在纱线Y背向光源的一侧设有一个板形部件（9），该部件的表面（10）是一个光吸收表面，该部件构成为一个遮光件（9），并且该部件被设置在接收器（3）和一些平面和物体之间，这些平面或物体位于所述遮光件（9）相对于光源（2）的另一侧并且把光反射给接收器（3），这些平面或物体阻止由遮光件（9）背离光源（2）的背面所反射的光到达接收器（3）。该接收器（3）是这样设置的，为了响应由纱线（Y）所反射的来自光源（2）的光线（4）的散射光（6），将该接收器（3）设置在光源（2）的光 线（4）射在表面（10）上所形成的反射光（5）之外的地方。

这个部件表面的吸光结构使纱线所反射的散射光只能到达接收器，该接收器根据纱线是否在行进区内存在或不存在而发生强和清晰的信号。这个用作遮光件的部件的构形阻止了来自行进区内各表面或物体的非纱线反射光照射或传送到接收器上，因此不出现错误信号。恰巧在纱线储存和传送设备中不可避免地在棒形或指形笼式空腔内会产生绒毛或绒毛簇，它们跟纱线本身一样，具有相近的反射比，并在光源的光作用下可能由被反射的散射光导致错误信号，该遮光件能盖住在行进区经过的和有时在纱线后面附有的污物（绒毛、绒毛簇或偶然的脏异物或反射表面），因此使接收器接收不到光源的光。用其它方式产生及射到接收器的光也通不过接收器。这个遮光件在其吸光面上不产生直接的强的反射光。因此实际上该吸光面本身不是自由反射光的，通过将接收器布置在该表面反射的散射光区域以外，防止来自不应有的非纱线的反射光射到该接收器上。在这个表面上不可能留住任何污物，因为该表面总是由纱线打扫干净了。

权利要求2所描述的实施例是合理的，在吸光表面上不可避免出现的反射光能可靠地绕过接收器，从其旁边射过，因此该接收器只对纱线所反射的散射光聚焦，从而保证只在存在纱线或不存在纱线时产生相应信号。并且在有或无纱线状态间可实现清楚的信号转变，这易化了对信号的求值分析处理。

权利要求3描述的实施例结构简单且成本低。只需在纱线储存和传送设备内位于行进区下方简单安装一块塑料板。

还有，权利要求4描述的实施例是实用的。该遮光件可以收集在空腔内不可避免产生的绒毛、绒簇或非纱线物污物，这些污物会对光源的光产生反射光，采用其他方式遮挡住从下方射到接收器的非正常光线。

权利要求5和6进一步描述了优选实施例。基于以斜的入射角照射到该平面的光，只产生具有斜反射角的反射光，由于接收器垂直于这个反光镜的表面，并且安装在光照射区之上，于是该反射光照不到接收器上。反之，无定向的反射光的至少一部分以预定方式射到接收器上。与纱线纵向垂直的扫描方向引导接收器产生一个确切和易于探测的转换信号。不过在某些使用情况下，可使扫描方向平行于纱线纵向，或具有斜度。实际上这个扫描方向是根据场地情况选择确定的，即怎样使纱线的反射光的大部分射到接收器上。

此外，权利要求7描述的要点是很重要的，因为纱线可以连续地使遮光件自净化，因此该吸光特性可长期保持，而且纱线在检测时无沾污地经过该表面。

选用权利要求8所描述的实施方式也是很有利的，因为掠过遮光件的纱线纤维可起自净化作用，同时，纱线受到的摩擦力不明显。

在权利要求9所描述的实施例中，遮光件可允许从光源侧发出的光线通过，与此相反，来自相反方向的光是不能透过的，因此，遮光 件的吸光效果特别好。遮光件的结构就象起反射作用的太阳镜的镜片一样。

下面结合附图对本发明的实施例进行描述，其中：

图1为纱线储存及喂送设备的侧视图;

图2为图1中径向剖面图截面的局部放大图;

图3为将图2旋转90°的视图;

图4为另一实施例的径向剖面图的部分截面;

图5为将图4旋转90°的视图;

图6表示出了对图4作的细微变动。

图1中的纱线储存及喂送设备F包括驱动部分A以及一个例如静止的、滚筒状的收集面S，可转动的缠绕机构W可将轴向传送的纱线Y缠绕在收集面上，以作备料纱线V。收集面S例如可以由棒状的骨架或杆状骨架形成，骨架的轴向杆E沿圆周方向设置。送料元件X用来将由缠绕机构W缠绕在收集面S上的纱线卷（如图1所示）从左至右向前推进。位于备用纱线V中的纱线圈彼此间没有间隙。为了能保持备用纱线尺寸（卷的圈数）一定，光检测装置固定在罩盖座H上，或者以其它方式安装，使该检测装置从外面对准收集面S，例如可检测出备用纤维V的前方边界。检测装置D一检测到备用纱线V的前边界，缠绕机构W就停止转动（峰值传感器）。图1中根据纱线消耗，备用纱线V的边界向左移动，检测装置发出相应的信号，缠绕机构W又开始转动，直至重新达到预定的备料纱 线尺寸为止。检测装置也可作轴向可调的基准传感器，它可确定备料纱线V达到收集面S上的预定参考位置的时间。

送料件X与缠绕机构W被同步驱动，以便使备用纱线V朝检测装置D的方向（箭头15）朝前进给。送料件X例如可以由一块倾斜放置的摆动轮盘构成，或者由一些位于杆E之间、朝外突出、并周期地前后运动的伸出部分组成。

图2和图3为放大图，它反映出检测装置D如何探测纱线Y，或者更确切地说，是如何检测备用纱线V的。

纱线Y的检测是在行进区P内进行的，在行进区下方，纱线储存和喂送设置F中有一个空腔1，该空腔被纱线中产生出的绒毛和绒毛簇L填满，或者被非纱线沾污物填满。行进区P沿纱线Y长度方向的两侧设有杆E作为托架，每一圈纱线Y在杆之间自由伸展。检测装置D安装在行进区P的上方，检测装置的光源2，例如一个发光二极管，安装在壳体7的管道8中，使得光源发出的光线4在行进区P中的入射角为锐角α。沿纱线Y的长度方向，靠近壳体7上的光源2，在管道8中同时还装有接收器3，该接收器例如可以是一个光电二极管，它大致垂直地对准纱线Y。纱线Y背向光源2的一侧装有一个遮光件9，该遮光件有一个光滑的吸光表面10，遮光件在检测装置D对面，至少在行进区P内盖住空腔1。

光线4以入射角α射在表面10上，尽管表面10做成能吸光，例如将其涂黑，仍能形成光线4的反射光5，反射角为β，并从接收器 3一侧射过。表面10应能做成亦即安装成使得光线4在接收器3上根本不出现反射光，相反，由于纱线Y为立体形状，且其各个方向表面形状不一，纱线发出反射光，虚点线表示的部分6为射在接收器3上的反射光，接收器3大致垂直地处于光线4射在表面10上的入射区的上方。如图3中虚线所示，也可以在纱线长度的横向方向检测纱线Y。

为了清洁起见，备用纱线V的纱线圈Y例如可直接置于遮光件9的表面10上，但是，表面10也可置于纱线Y下方与其相隔很小一段距离，使得只有纱线的纤维14掠过表面10，而连续地净化表面。此外，为了能使纱线Y与表面的摩擦力很小，为了在接收器上不出现反射光，或者反射光仅从接收器旁射过，表面10应如11所表示的那样光滑。

在图2和图3中，表面10是平坦的，但是，也可以考虑使表面10沿某一方向弯曲，以保证能均匀支撑纱线，或者保证表面沿纱线进给方向15（图3所示）弯曲时，在行进区内只有一圈或几圈纱线与表面10叠接并保持清洁。

也可用不同方式安装遮光件9，例如，可将遮光件9固定在一些杆E上，或者固定在一根杆E上，还可将遮光件9固定在工作中为静止状态的收集面S的芯子上。

图2和图3类似，都是从一纱线长度方向或长度的横向方向进行检测的，当然，也可随意选择检测方向（光源2和接收器3相对于 纱线长度方向）。

图4和图5为另一实施例，该实施例中，在检测装置D所监测的行进区P内，纱线Y位于收集面的一根杆E上。杆E侧向剖面具有高出的边缘12以及设置于其中部的凹槽13，以使纱线圈Y与杆的接触表面很小。遮光件9安放在凹槽13中，表面10可与纱线Y接触，或者比起放在侧向边缘12上的纱线Y来，该表面设置得如此之低，使得只有纱线中的纤维14才能清洁表面。

下面描述光源2和接收器3的一种安装情况，光源应安装成使光线4逆着备用纱线V的进给方向倾斜地射向行进区P，而接收器3大致垂直地安装在光线4在表面10上的反射区的上方。若如此安装，从表面10反射的反射光5也会从接收器3的旁边射过。与此相反，只要纱线到达行进区P，由纱线Y形成的部分反射光6就会射向接收器3。光线4也可顺着进给方向15射向行进区P。

该实施例中，为了使备用纱线V向前移动，也采用了一个如图1所示的送料元件X，以产生供送纱线的运动。当然，也可以不用送料元件X而使图4和图5中的杆E作摇摆运动，纱线通过杆件的运动使纱线圈朝前传送，如果是这种情况，纱线圈之间甚至还可有间距。这样检测装置D就可检测到没出现还是出现了最前面的纱线圈Y。或者，最前面的纱线圈已到达行进区P中的参考位置。

图6给出了根据图4所示的杆E，其上侧备有光滑的吸光表面10，例如，是一种涂层16。在该实施例中，也消除了杆E的反射光对 检测的影响。纱线，更确切地说是纱线的纤维净化了表面10。

图1至图5中所给出的遮光件9是一种简单的，成本低质量好的黑色塑料薄片，例如可以由涂黑的聚酯或聚乙烯制成，该遮光件具有光滑平坦的表面10，然而，遮光件9也可象一面单面透光镜那样，由一种能透过光源2发出的光线4的材料制成，该材料对着光通过的方向。因此，遮光件9朝着光源的一侧吸光作用特别强，而其背面又挡住了射向接收器3的反射光。也可用所谓的吸光塑料（Licht-sammelnde    Kunststoff）作遮光件9，这种遮光件可大范围地吸收射在其表面10上的光线，并通过内部全反射作用将光线射向侧面边缘，以使接收器3可不受限制地收集光线。原则上，每一种表面摩擦作用相当理想，吸光作用又很强，而且根本不产生反射的材料均可用作遮光件。

Claims (9)

1、光检测装置，用于控制处于行进区(P)内的一根纱线(Y)或一根备用纱线(V)，这些纱线在一个纱线储存及喂送设备(F)的棒形或指形线笼的筒形储存表面(S)上沿纱线长度的横向方向穿过该预定的行进区(P)，该光检测装置(D)包括：一个射向纱线(Y)的行进区(P)的光源(2)，一个如此取向使得在行进区(P)中被反射的光将落于其上的接收器(3)，以及一个在背离光源(2)的行进区(P)的一侧配置的板形部件，纱线在移动穿过行进区时与该板形件的表面相接触，其特征在于，该部件的表面(10)是一个光吸收表面，该部件构成为一个遮光件(9)，并且该部件被设置在接收器(3)和一些平面或物体之间，这些平面或物体位于所述遮光件(9)相对于光源(2)的另一侧并且把光反射给接收器(3)，这些平面或物体阻止由遮光件(9)背离光源(2)的背面所反射的光到达接收器(3)，该接收器(3)是这样设置的，即为了响应由纱线(Y)所反射的来自光源(2)的光线(4)的散射光(6)，将该接收器(3)设置在光源(2)的光线(4)射在表面(10)上所形成的反射光(5)之外。

2、根据权利要求1的光检测装置，其特征在于，该光吸收表面（10）具有一种预定的与光原（2）的光线（4）的入射角（α）相对应的反射光定向，以及该表面（10）是这样设置的，即该反射光定向使其从接收器（3）的旁边射过。

3、根据权利要求1和2的光检测装置，其特征在于，遮光件（9）是一块具有平滑的黑色的平面或曲面（10）的塑料板。

4、根据权利要求1的光检测装置，其特征在于，该遮光件（9）设置在一个空腔（1）和所述行进区（P）之间，该空腔位于行进区（P）下方的棒形或指形笼中，遮光件（9）将所述空腔（1）相对于光源（2）和接收器（3）而隔离开。

5、根据权利要求1的光检测装置，其特征在于，光源（2）的光线（4）以一个斜的入射角（α）射向行进区（P），大致沿纱线长度方向的横向方向扫描平坦的表面（10），并且接收器（3）安装在纱线长度的横向方向上光源（2）的旁边，并且大致地垂直于光线（4）所落到的平面（10）上的区域的上方。

6、根据权利要求1的光检测装置，其特征在于，光源（2）的光线（4）以一个斜的入射角（α）射向行进区（P），大致沿纱线长度方向的横向方向扫描平坦的表面（10），并且接收器（3）安装在光源（2）旁边，且当沿纱线长度方向看去时，接收器（3）大致地垂直于光线（4）所落到的表面（10）上的区域的上方。

7、根据权利要求1的光检测装置，其特征在于，纱线（Y）与光吸收表面（10）相接触。

8、根据权利要求1的光检测装置，其特征在于，纱线（Y）由遮光件（9）两侧的棒形或指形笼的托架（E）所支撑，纱线（Y）在行进区（P）内自由伸展，并且它仅以从纱线中翘出的纤维（14）与表面（10）相接触。

9、根据权利要求1的光检测装置，其特征在于，遮光件（9）在光源（2）的光线（4）入射方向的一面是允许光线透过的透明镜面，而在朝纱线（Y）或朝接收器（3）的光线通过方向上是不透明的。

Images