CN1063659A - 光检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光检测装置，它用于检测大致 沿与纱线长度交叉的方向运动的纱线(Y)，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(2)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料纱线，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，只要纱线沿着与纱线长度交叉的方向移入行进区，就会使照在其上的一部分发生反射，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，该设备可以加工出由不隔开的纱线圈组成的备料纱线，而且备料纱线大致沿着与纱线长度交叉的方向朝前运动，其探测装置例如可测定备料纱线的尺寸，以便根据检测时发出的信号来添加备料纱线，或者停止添加备料纱线（峰值传感器）。也可以用检测装置来确定备料纱线达到收集面的预参考位置的时间，并发出信号（基准传感器）。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，或者把入射光反射到接收器上的某些反射面或反射物。

本发明的任务是要提供一种如前面所提到的那类散射光-检测装置，而可消除由纱线异种传色物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遮光件（9），该遮光件设计成和/或安装成使得由光源发出的光线不能反射到接收器上，而且从与光源有关的、处于遮光件那边的平面或物体反射出的反射光也不通过接收器。

在这种结构中，遮光板可防止已生成的纱线异种传色的反射光射向接收器或传送给接收器，因而不会出现错误信号，而且根据纱线在行进区内确实存在或不存在能得到清晰的强信号。遮光板的好处是可以盖住纱线经过行进区或者也许是在纱线后面所出现的沾污（绒毛、绒毛簇、是异种传色沾污或反射面），使得接收器不接收光源发出的光，因此，来自光源的光在接收器中不会产生反射光，或者，不允许以其他方式产生的并射向接收器的光通过。恰巧是那些在加工纱线过程中不可避免地要产生的绒毛或绒毛簇，它们跟纱线本身一样，具有相似的反射性能，因而会形成错误信号。在行进区之后，使所形成的反射光对准接收器的其他反射物在接收器对面也被盖住了。

权利要求2所描述的实施例特别合理。其中遮光板包括一个吸光表面，接收器安装在光源的光线射在吸光面上所形成的反射光之外。由于遮光板具有吸光面，遮光件不会直接形成强的反射光。实际上吸光面本身总是会产生反射光的，通光将接收器安装在吸光面的反射-散射区之外，可防止这种不希望的纱线异种传色的反射光射入接收器。具有吸光面（反射镜）的遮光板为纱线运动提供了一个摩擦力很小的有利表面，显然，尽管产生了反射光，但不会射在接收器上。行进区之后的反射物亦被盖住。

此外，权利要求3所描述的实施例亦是合理的。其中吸光面能形成与光源发出的光线的入射角有关的、方向预定的反射光，带吸光面的遮光件安装成使得上述预定方向的反射光从接收器的旁边射过。因为光射在光滑的吸光面上必然产生反射光，所以可根据射到接收器上光线的入射角同遮光板表面的位置关系来调整遮光板表面的方向，使得吸光面反射的反射光不射在接收器上，接收器只根据有纱线或没有纱线而发出信号。

权利要求4所描述的实施例尤其合适，其中遮光板至少在光源对面，在行进区（p）的下方盖住置于纱线y下方的空腔。因为遮光件使得必然收集在引进区下面的绒毛、绒毛簇或异种传色沾污不能因光源的光线照射形成反射光而射在接收器上。以其它方式从下面射向接收器的光亦被遮住。

权利要求5所描述的实施例结构简单且成本低。这种遮光件是一块具有光滑的、涂黑表面的塑料板。这种塑料板物美价廉，可将其简单地装在纱线储存和喂送设备中必须通过的行进区的下方。

权利要求6和7也给出了非常合适的实施例。其中吸光面是平坦的，光源以一个斜的入射角（α）大致沿与纱线长度交叉的方向照射行进区，接收器安装在光源旁边，也与纱线长度方向交叉，且大致垂直地安装在光线射在吸光面上的照射区的上方。详细地，上述吸光面是平坦的塑料板面，光源以一个斜的入射角（α）大致沿纱线长度方向射向行进区（p），接收器沿纱线长度方向安装在光源的旁边，且大致垂直地装在入射光射在吸光面上的照射区的上方。因为射入吸光面的光线的入射角为倾斜角-如果情况确实如此-那么所形成的反射光的反射角也是斜角。由于接收器安装成大致垂直于反射镜（Autispiegel）的表面，而且安置在照在反射镜表面上的光线的照射区的上方。由反射镜表面所反射的反射光就从接收器旁边射过。与此相反，至少由纱线形成的部分方向不定的反射光以预定的方式射在接收器上。当沿垂直于纱线长度方向进行扫瞄时，在接收器上可以得到一个确定的、而且很易检测的转换信号。当然在某些使用场合，也可以使扫瞄方向与纱线长度方向平行，或者甚至于倾斜于纱线长度方向也是合适的。实际上总是根据场地情况选择扫瞄方向，然后再对准，使得从纱线反射出很强的部分反射光能射到接收器上。

此外，权利要求8的要点是很重要的，其中纱线（Y）放在遮光板的上面。因为纱线可以连续地使遮光件自净化，在检测的同时进行清洁。

选用权利要求9所描述的实施方式也是很有利的，其中遮光板两侧的纱线（Y）置于托架（E）上，纱线在行进区（P）内自由伸展，遮光板至少跟从纱线中翘出的纤维接触。因为掠过遮光板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10所描述的实施例中，吸光面为弯曲状，以与形状相同的纱线支架或局部狭小的纱线支架相适应。

在权利要求11所描述的实施例中，遮光板可允许从光源两侧发出的光线通过，与此相反，遮光板的背面是不透明的，因此，遮光板的吸光效果特别好。例如，遮光板可以只在一个方向上是透明镜面，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。位于备料纱线V中的纱线圈彼此间没有间隙。为了能保持备料纱线尺寸（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一检测到备料纱线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，备料纱线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上相预定参考位置的时间。

送料件X与缠绕机构W同步转动，以便使备料纱线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，是如何检测备料纱线V的。

纱线Y的检测是在行进区P内进行的，在行进区下方，纱线储存和喂送设备下有一个空腔1，该空腔被纱线中产生出的绒毛和绒毛簇L填满，或者被异种传色沾污物填满。行进区P的两侧沿纱线Y长度方向设有杆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，例如一个光致二极管，安装在壳体7的管道8中，使得光源发出的光线4与行进区P的交角为锐角α。沿纱线Y的长度方向，壳体7中除装有光源2外，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板9，该遮光板有一个光滑的吸光表面10，遮光板在检测装置D对面，至少在引进区P内盖住空腔1。

光线4以相同的α角射在表面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，此部分光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，也可以与纱线长度交叉的方向检测纱线Y。

为了清洁起见，备料纱线V的纱线圈Y例如可直接置于遮光板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板9，例如，可将遮光板9固定在一些杆E上，或者固定在一根杆E上，还可将遮光板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与长度交叉的方向进行检测的，当然，也可随意选择检测方向（可将光源2和接收器3沿纱线长度方向设置）。

图4和图5并另一实施例，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以及与该边缘同心的凹槽13，以使纱线圈Y与杆的接触表面很小。遮光板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，该表面设置得非常低，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逆着备料纱线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，为了使备料纱线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就可检测到例如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，还消除了杆E的反射光对检测的影响。纱线，更确切地说是纱线的纤维本身又净化了表面10。

图1至图5中所给出的遮光板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，该遮光板具有光滑平坦的表面10，然而，遮光板9也可象一面单面镜那样，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，遮光板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。也可用所谓的采光塑料（Lichtsammelnde  Kunststoff）作遮光板9，这种遮光板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射向侧面边缘，以使接收器3可不加选择地收集光线。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板。

Claims (11)

1、光检测装置，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料纱线，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内对准纱线，接收器收集行进区内纱线发生的反射光，尤其是分散的反射光，其特征在于在光源(2)的行进区内(P)内，在纱线(Y)背离光源的一侧设置了一个遮光件(9)，该遮光件设计成和/或安装成使得由光源(2)发出的光线(4)不能反射到接收器(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(2)反射的反射光也不通过接收器(3)。

2、如权利要求1所述的光检测装置，其特征在于上述遮光件（9）包括一个吸光表面（10），接收器（3）安装在光源（2）的光线（4）射在吸光面（10）上所形成的反射光（5）之外。

3、如权利要求2所述的光检测装置，其特征在于吸光面（10）能形成与光源（2）发出的光线（4）的入射角（2）有关的，方向预定的反射光，带吸光面（10）的遮光件（9）安装成使得上述预定方向的反射光从接收器（3）的旁边射过。

4、如权利要求1-3所述的光检测装置，其特征在于遮光件（9）至少在光源（2）对面在行进区（P）的下方盖住置于纱线（Y）下方的空腔（1）。

5、如权利要求1-4所述的光检测装置，其特征在于上述遮光件（9）是一块具有光滑的、涂黑表面（10）的塑料板。

6、如权利要求1-5所述的光检测装置，其特征在于吸光面（10）是平坦的，光源（2）以一个斜的入射角（α）大致沿与纱线长度交叉方向照射行进区，接收器（3）安装在光源（2）旁边，也与纱线长度方向交叉，且大致垂直地安装在光线（4）射在吸光面（10）上的照射区的上方。

7、如权利要求1-5所述的光检测装置，其特征在于上述吸光面（10）是平坦的塑料板面，光源（2）以一个斜的入射角（α）大致沿纱线长度方向射向行进区（P），接收器（3）沿纱线长度方向射向行进区（P），接收器（3）沿纱线长度方向安装在光源（2）的旁边，且大致垂直地装在入射光（4）射在吸光面（10）上的照射区的上方。

8、如权利要求1所述的光检测装置，其特征在于纱线Y放在遮光件（9）的上方面。

9、如权利要1所述的光检测装置，其特征在于遮光件（9）两侧的纱线（Y）置于托架（E）上，纱线在行进区（P）内自由伸展，遮光件（9）至少跟从纱线中翘出的纤维（14）接触。

10、如权利要求1所述的光检测装置，其特征在于上述遮光件（9）具有一个弯曲的表面（10）。

11、如权利要求1所述的光检测装置，其特征在于遮光件（9）大致在光线（4）照射的方向是透明的，在朝着纱线（Y）或者朝向接收器（3）的光线通过的方向上是不透明的。