CN111133139B - 用于编织机的传感器系统 - Google Patents

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Abstract

用于感测在至少第一区域(Z1)中在引纬方向(D)上插入的纬线(4、5)的传感器系统；所述传感器系统包括：多个光发射器，所述多个光发射器包括被配置用于将光(L1、L2)发射在需要检测纬线(4、5)的第一区域(Z1)中的至少第一和第二光发射器(110、120)；其中从引纬方向(D)看，第一光发射器(110)和第二光发射器(120)位于距彼此一定距离处；一个或更多个光接收器，所述一个或更多个光接收器包括第一光接收器(210)，所述第一光接收器(210)被配置用于接收来自第一和第二光发射器(110、120)的已经被第一区域(Z1)中的纬线反射的光；其中从引纬方向(D)看，第一光接收器(210)位于第一光发射器(110)和第二光发射器(120)之间。

Description

用于编织机的传感器系统
发明领域
本发明涉及一种用于感测正被插入的纬线的传感器系统。此外，本发明涉及一种包括这样的传感器系统的编织机。
背景
用于感测导向通道(诸如筘(reed)的导向通道)中的纬线的存在的传感器系统是已知的。
例如，以申请人的名义申请的US 5,329,961 B1公开了一种用于编织机的筘和一种光学纬线检测器(optical weft detector)，该检测器包括光发射器和光接收器，用于拾取由插入由筘的筘齿(dents)形成的导向通道中的纬线反射的光。光学纬线检测器安装在筘的背对导向通道的一侧上并在筘齿外部。如图3和图4中示出的，光发射器发射具有特定发散角的发散光束，其结果是照亮导向通道。导向通道内部的纬线将光束反射到光接收器。尽管这样的纬线检测器可以执行纬线的良好检测，但是将纬线检测器添加到编织机是相当复杂的，并且感测的精度受到限制。
此外，同样以申请人的名义申请的US 4,158,372公开了一种用于观察编织机的纬线的工艺。图4示出了光发射器反射器接收器的实施方案。光发射器反射器接收器包括光二极管，也称为发光二极管或LED，其向反射器发射集中光束。该光束被反射并作为一束光沿相同方向返回，几乎与光二极管的光束平行。反射的光束被与光二极管并行联接的光电晶体管拾取，并因此接收反射的光束。在该实施方案中，发射光或反射光束的轻微变暗或强度降低将产生允许检测纬线的存在的信号。在这样的实施方案中，需要反射器，这使得系统更难集成到编织机中。
US 4,738,284中描述了一种可替代的传感器系统，该文件公开了一种用于喷气编织机中的光反射型纬线检测设备。传感器系统由支撑板和一对支撑件组成。发光元件嵌入第一支撑件的端部中，并且光接收元件嵌入另一支撑件的端部中。
概述
本发明的目的是提供一种用于感测纬线的传感器系统，该系统紧凑，易于添加到现有编织机上，并且该系统允许精确检测在引纬方向(weft insertion direction)上插入的纬线。
根据本发明的第一方面，提供了一种传感器系统，该系统用于感测在至少第一区域中在引纬方向上插入的纬线。传感器系统包括多个光发射器和一个或更多个光接收器。该多个光发射器包括至少第一和第二光发射器，该第一和第二光发射器被配置用于将光发射在需要检测纬线的第一区域中。从引纬方向看，第一光发射器和第二光发射器位于距彼此一定距离处。一个或更多个光接收器包括至少第一光接收器。第一光接收器被配置用于接收来自第一和第二光发射器的已经被第一区域中的纬线反射的光。从引纬方向看，第一光接收器位于第一光发射器和第二光发射器之间。
实施方案基于本发明的观点，即通过使用两个光发射器以将光发射在第一区域中，并组合适当定位的第一光接收器以检测由纬线反射的光，可以获得非常紧凑的传感器系统，该系统易于添加到现有编织机上。此外，由于使用反射光，因此传感器系统可以安装在其中插入纬线的导向通道附近，例如编织机的筘的导向通道附近。第一和第二光发射器以及第一光接收器的特定设置将允许在大体上独立于编织机的振动的情况下进行检测，并且特别是在大体上独立于编织机的筘的振动的情况下进行检测。此外，通过使用从引纬方向看位于第一光发射器和第二光发射器之间的第一光接收器，可以改进检测的精度。事实上，与现有技术的传感器系统相比，这样的基本对称的设置将允许获得改进的收集器效率。
根据示例性实施方案，第一光接收器与第一区域相对地定位，并且第一和第二光发射器相对于穿过第一区域的垂直于引纬方向的平面大体上对称布置。以这样的方式，从引纬方向看，对于由存在于第一区域中的一根纬线反射的光，收集器效率将最高，并且对于存在于第一区域之前和之后的一根纬线，收集器效率将相对快速地降低，导致具有高收集器效率的相对窄的第一区域，并因此改进了精度。
优选地，多个光发射器和一个或更多个光接收器设置在公共基座上，其中多个光发射器和一个或更多个光接收器设置为可以可移除地固定在公共基座上的构造块(building block)。以这样的方式，可以获得模块化的传感器系统，该系统可以根据用户的需要组装在一起。更具体地，光接收器和光发射器的数量可以根据期望的长度来确定，这指的是需要在其上执行检测的相继的区域的数量。
根据示例性实施方案，第二光发射器还被配置用于将光发射在需要检测纬线的第二区域中，从引纬方向看，第二区域位于第一区域的下游。传感器系统包括第三光发射器和第二光接收器。第三光发射器被配置用于将光发射在第二区域中。从引纬方向看，第二光发射器和第三光发射器位于距彼此一定距离处。第二光接收器被配置用于接收来自第二和第三光发射器的已经被第二区域中的纬线反射的光。从引纬方向看，第二光接收器位于第二光发射器和第三光发射器之间。
通过具有第三光发射器和第二光接收器，可以在第二区域中进行进一步的检测。换句话说，以这样的方式，当纬线进入第一区域时，以及当纬线进入第二相继的区域时，可以检测到纬线，或反之亦然。因此，通过使用三个光发射器和两个光接收器，可以在两个相继的区域中进行非常精确的检测。以这样的方式，沿多个相继的区域实时检测纬线的前端的实际位置变得可能。这将使监控编织机上纬线的拉伸过程成为可能。换句话说，在这样的实施方案中，传感器系统可以被实现为“拉伸方式”传感器系统，该传感器系统能够在纬线穿过的导向通道的下游端处监控纬线的拉伸过程。
在具有第二光接收器的传感器系统的优选实施方案中，第二光接收器与第二区域相对地定位，并且第二和第三光发射器相对于穿过第二区域的垂直于引纬方向的平面对称布置。换句话说，多个光发射器和光接收器可以按以下顺序布置：第一光发射器、第一光接收器、第二光发射器、第二光接收器、第三光发射器。这样的布置可以根据需要检测纬线的相继的区域的长度而继续。
更一般地，在优选实施方案中，传感器系统包括多个光接收器和多个光发射器。多个光接收器包括包含第一和第二光接收器的至少两个光接收器，更优选地包括至少三个光接收器，并且甚至更优选地包括至少四个光接收器。多个光发射器包括包含第一、第二和第三光发射器的至少三个光发射器，更优选地包括至少四个光发射器，并且甚至更优选地包括至少五个光发射器。从引纬方向看，多个光接收器和多个光发射器优选地布置成使得每个光接收器定位在两个光发射器之间，并且除了第一个和最后一个光发射器之外，每个光发射器定位在两个光接收器之间。
优选地，多个光发射器和多个光接收器设置在公共基座上，更优选地以“即插即用(plug-and-play)”的方式设置，其中光发射器和光接收器设置为可以可移除地固定在公共基座上的构造块。
在示例性实施方案中，传感器系统还包括控制器，该控制器可操作地连接到第一光接收器和第二光接收器。优选地，控制器被配置成确定对应于由第一光接收器在第一区域中检测到纬线的前端的存在的时刻的第一时刻，以及对应于由第二光接收器在第二区域中检测到纬线的前端的存在的时刻的第二时刻。当然，如果存在两个以上的光接收器，则可以检测到对应数量的时刻。通过监控这些相继的时刻，可以精确地跟踪纬线在引纬方向上和/或在与引纬方向相反的方向上的移动。
在示例性实施方案中，多个光发射器中的至少第二光发射器、并且优选地多个光发射器中的每个光发射器包括被布置成将光引导至第一区域和第二区域的透镜部分。更优选地，多个光发射器中的每个光发射器被配置成主要在两个方向上发射光，一个光束指向垂直于引纬方向的平面的左侧，并且一个光束指向垂直于引纬方向的平面的右侧，该平面是穿过相应的光发射器的平面。更优选地，由光发射器发射的至少40％的光被引导至平面的左侧，并且至少40％的光被发射到平面的右侧。以这样的方式，避免了光发射到不需要的地方，特别是避免了光沿着穿过光发射器的平面发射，进一步提高了检测的准确性。光发射器的透镜部分可以由塑料材料制成，例如PMMA材料。
根据示例性实施方案，至少第一光接收器包括被配置成使光成束(bundle)的透镜部分。透镜部分可以连接到光导，诸如光纤。以这样的方式，收集的光可以被有效地导引到具有至少一个感测元件的适当传感器。光接收器的透镜部分可以由塑料材料制成，例如PMMA材料。
在示例性实施方案中，至少第一光接收器包括透镜部分，该透镜部分连接到传感器，例如通过光纤连接到像素传感器。像素传感器可以是已知的像素传感器，例如具有能够同时提供多个不同的检测信号的多个感测元件的像素传感器。
在另一种实施方案中，多个光发射器中的每个光发射器包括至少一个LED。在实施方案中，多个光发射器中的每个光发射器包括具有不同波长的多个LED，例如对应于要插入的不同类型的纬线的数量的一定数量的LED。以这样的方式，发射的光可以适用于检测不同类型的纬线。优选地，至少一个LED连接到多个光发射器中的一定数量的光发射器。
在另一种实施方案中，第一光发射器包括发射第一波长范围内的光的发光元件，并且第二光发射器包括发射不同于第一波长范围的第二波长范围内的光的发光元件。以这种方式，发射到第一区域的光将包括第一波长范围内的光和第二波长范围内的光。因此，同样在该实施方案中，通过提供不同的波长范围，传感器系统可以适用于检测不同类型的纬线。
在本发明的示例性实施方案中，多个光发射器中的每个光发射器可以被配置成发射可见光谱中或红外光谱中的光。这些光谱为大多数类型的纬线提供了良好的结果。
根据示例性实施方案，传感器系统还包括用于纬线的导向通道。导向通道在引纬方向上延伸，并且第一区域以及任何相继的区域位于导向通道中。例如，导向通道可以至少部分地由筘的筘齿形成。
在示例性实施方案中，第一和第二光发射器被配置用于将光发射在第一区域中，其中从垂直于引纬方向的平面看，第一区域在由导向通道的壁限定的横截面面积的至少90％上延伸。为了增加第一区域，多个光发射器可以与一个或更多个反射镜(mirror)相互作用。
根据本发明的另一方面，提供了一种编织机，该编织机包括根据上述任一种实施方案的导向通道、引纬线装置(weft thread insertion device)和传感器系统。导向通道被配置用于导引纬线。引纬线装置被配置用于在位于导向通道中的至少第一区域中在引纬方向上将纬线插入导向通道中。传感器系统被配置用于感测至少第一区域中的纬线。
优选地，导向通道至少部分地由筘的多个筘齿形成。优选地，传感器系统设置在布置在导向通道的下游端处的公共基座上。
引纬线装置可以包括至少一个流体喷嘴，优选地至少一个空气喷嘴。该至少一个流体喷嘴被配置成通过流体流插入纬线。
在示例性实施方案中，编织机还包括控制单元，该控制单元被配置成根据由传感器系统的至少第一光接收器接收的信号来控制引纬线装置。该控制单元可以与前述控制器集成，或者可以单独提供。
在示例性实施方案中，控制器被配置成确定对应于在至少第一区域中检测到纬线的前端的存在的时刻的时刻，并且优选地确定对应于在任何相继的区域中检测到纬线的前端的存在的时刻的时刻。
附图简述
附图用于说明本发明的装置的当前优选的非限制性示例性实施方案。当结合附图阅读时，通过下面的详细描述，本发明的特征和目的的上述和其他优点将变得更加明显，并且将更好地理解本发明，其中：
图1示意性地图示了传感器系统的示例性实施方案的横截面；
图2示意性地图示了传感器系统的示例性实施方案的透视图；
图3是图示收集器效率与待由图2的实施方案检测的元件的位置的函数关系的曲线；
图4是图示由相继的光接收器检测到的信号以及导出的纬线的位置与编织周期中的时刻的函数关系的曲线；
图5是图2的实施方案的传感器系统的前视图；
图6是通过图2的实施方案的传感器系统的横截面；
图7是图示纬线的前端的位置与时间和区域的函数关系的曲线；
图8是图示图2的实施方案的可能布置的透视图；
图9是图8的实施方案的替代方案；
图10是编织机的示例性实施方案的示意图，图示了数据收集和控制步骤。
实施方案的描述
图1示意性地图示了用于感测在至少第一区域Z1中在引纬方向D上插入的纬线4的传感器系统的第一示例性实施方案。传感器系统包括多个光发射器110、120和至少一个光接收器210。在最基本的实施方案中，多个光发射器包括第一光发射器110和第二光发射器120，第一光发射器110和第二光发射器120被配置用于将光L1、L2发射在需要检测纬线4的第一区域Z1中。从引纬方向D看，第一光发射器110和第二光发射器120位于距彼此一定距离处。至少一个光接收器包括第一光接收器210，该第一光接收器210被配置用于接收来自第一和第二光发射器110、120的已经被第一区域Z1中的纬线4反射的光L1、L2。从引纬方向D看，第一光接收器210位于第一光发射器110和第二光发射器120之间。优选地，多个光发射器110、120和至少一个光接收器210布置成行，并且集成在大体上平行于引纬方向D延伸的长形模块中。在图示的实施方案中，多个光发射器110、120和至少一个光接收器210作为单独的构造块布置在公共基座400上。
第一光接收器210与第一区域Z1相对地定位，并且第一和第二光发射器110、120相对于穿过第一区域Z1的垂直于引纬方向D的平面51对称布置。这将允许在第一区域Z1中精确检测纬线4。第一区域Z1将通常位于筘10的导向通道11中，见图8，这将在下面讨论。第一区域Z1可以在导向通道11的横截面面积的相当大的百分比上延伸，使得纬线可以在该横截面面积的任何位置中被检测到。从引纬方向D看，区域Z1优选地相对较短，从而导致精确的检测。
图2图示了传感器系统的实施方案，该传感器系统用于感测在引纬方向D上插入的纬线4在引纬方向D上在多个相继的区域Z1、Z2、Z3、Z4、Z5中的移动。该传感器系统包括多个光发射器110、120、130、140、150、160和多个光接收器210、220、230、240、250。第一光发射器110和第二光发射器120被配置用于将光L1、L2发射在需要检测纬线的第一区域Z1中。第二光发射器120和第三光发射器130被配置用于将光L2’、L3发射在需要检测纬线的第二区域Z2中。第三光发射器130和第四光发射器140被配置用于将光L3’、L4发射在需要检测纬线的第三区域Z3中。第四光发射器140和第五光发射器150被配置用于将光L4’、L5发射在需要检测纬线的第四区域Z4中。第五光发射器150和第六光发射器160被配置用于将光L5’、L6发射在需要检测纬线的第五区域Z5中。从引纬方向D看，相继的区域Z1、Z2、Z3、Z4、Z5位于彼此下游。
第一光接收器210被配置用于接收来自第一和第二光发射器110、120的已经被第一区域Z1中的纬线4反射的光L1、L2。第二光接收器220被配置用于接收来自第二和第三光发射器120、130的已经被第二区域Z2中的纬线反射的光L2’、L3。第三光接收器230被配置用于接收来自第三和第四光发射器130、140的已经被第三区域Z3中的纬线反射的光L3’、L4。第四光接收器240被配置用于接收来自第四和第五光发射器140、150的已经被第四区域Z4中的纬线反射的光L4’、L5。第五光接收器250被配置用于接收来自第五和第六光发射器150、160的已经被第五区域Z5中的纬线反射的光L5’、L6。优选地，每个区域Z1、Z2、Z3、Z4、Z5的长度小于30mm，更优选地小于20mm，并且最优选地小于15mm。
在图3中，从插入方向(insertion direction)D看，第一光接收器210的收集器效率71被绘制为待检测的元件的位置P的函数。从该图可以看出，从引纬方向D看，区域Z1的长度，特别是其中光朝向第一光接收器210反射的区域Z1的长度大约为12mm，并且收集器效率在区域Z1的中部中最大。由光接收器210接收的光的信号值几乎与收集器效率成比例。优选地，第一区域Z1的长度小于30mm，更优选地小于20mm，并且最优选地小于15mm。类似地，从插入方向D看，每个光接收器220、230、240、250的收集器效率72、73、74、75被绘制为待检测的元件的位置的函数。从该图可以看出，从引纬方向D看，不同的光接收器210、220、230、240、250的相应的收集器效率71、72、73、74、75导致距彼此一定距离的窄峰，使得检测的位置精度高。
在图4中，光接收器210、220、230、240、250的信号41、42、43、44、45被绘制成纬线的位置的函数。从图中可以看出，从引纬方向D看，当纬线到达与光接收器210、220、230、240、250相对的位置时，每个信号在相应的区域Z1、Z2、Z3、Z4、Z5的中部中达到最大值。当纬线传到光接收器210、220、230、240、250时，每个信号保持在其最大值，因为纬线的另一部分总是与对应的检测区域Z1、Z2、Z3、Z4、Z5相对地定位，并且被反射到对应的光接收器210、220、230、240、250。
如图1、图2、图5和图6中图示的，从引纬方向D看，第一光接收器210位于第一光发射器110和第二光发射器120之间。从引纬方向D看，第二光接收器220位于第二光发射器120和第三光发射器130之间。从引纬方向D看，第三光接收器230位于第三光发射器130和第四光发射器140之间。从引纬方向D看，第四光接收器240位于第四光发射器140和第五光发射器150之间。从引纬方向D看，第五光接收器250位于第五光发射器150和第六光发射器160之间。优选地，光发射器110、120、130、140、150、160和光接收器210、220、230、240、250按光发射器-光接收器-光发射器-光接收器-光发射器-光接收器-光发射器-光接收器-光发射器的顺序布置成行。优选地，光发射器110、120、130、140、150、160和光接收器210、220、230、240、250集成在平行于引纬方向D延伸的长形模块中。在图示的实施方案中，多个光发射器110、120、130、140、150、160和光接收器210、220、230、240、250作为单独的构造块布置在公共基座400上。以这样的方式，获得了紧凑的和模块化的传感器系统。
每个光接收器210、220、230、240、250与对应的检测区域Z1、Z2、Z3、Z4、Z5相对地定位，并且相应的相邻光发射器110、120、130、140、150、160相对于垂直于引纬方向D并穿过相应的光接收器210、220、230、240、250并因此也穿过相应的区域Z1、Z2、Z3、Z4、Z5的平面51、52、53、54、55对称布置。此外，每个光发射器110、120、130、140、150、160被配置成主要在两个方向上发射光，一个光束指向垂直于引纬方向D的平面61、62、63、64、65、66的左侧，并且一个光束指向垂直于引纬方向D的平面61、62、63、64、65、66的右侧。在一个实施方案中，光发射器110仅在朝向区域Z1的一个方向上发射光，并且光发射器160仅在朝向区域Z5的一个方向上发射光。
如图1和图2中图示的，传感器系统还包括控制器300，该控制器300可操作地连接到每个光接收器210、220、230、240、250。如图7中图示的，控制器300被配置成确定对应于由第一光接收器210在第一区域Z1中检测到纬线的前端的存在的时刻的第一时刻t1、对应于由第二光接收器220在第二区域Z2中检测到纬线的前端的存在的时刻的第二时刻t2、对应于由第三光接收器230在第三区域Z3中检测到纬线的前端的存在的时刻的第三时刻t3、对应于由第四光接收器240在第四区域Z4中检测到纬线的前端的存在的时刻的第四时刻t4、以及对应于由第五光接收器250在第五区域Z5中检测到纬线的前端的存在的时刻的第五时刻t5。
参考图7，第一时刻t1可以对应于由第一光接收器210检测到的信号达到高于预定阈值的值的时刻，该时刻主要对应于纬线的前端几乎到达第一区域Z1的中部的时刻。类似地，第二时刻t2主要对应于由第二光接收器220检测到的信号达到高于预定阈值的值的时刻，该时刻可以对应于纬线的前端几乎到达第二区域Z2的中部的时刻。类似地，可以确定时刻t3、t4和t5，在这些时刻，信号达到对应于纬线的前端几乎到达相应的区域Z3、Z4和Z5的中部的时刻的值。
在图7的示例中，假设纬线4的端部首先在引纬方向D上移动穿过区域Z1至Z5，见时刻t1、t2、t3、t4、t5，并且然后在与引纬方向D相反的方向上从区域Z5移动回到区域Z3，见时刻t5’、t4’、t3’，接着纬线4的端部再次在引纬方向D上轻微移动到区域Z3，见时刻t3”。以这样的方式，图示出纬线的拉伸方式是可能的。这样的图示还具有这样的优点，即在其中一个光接收器变得失效的情况下，该图示将仍然允许图示出纬线的拉伸方式。
使用图2的示例性实施方案，由于光发射器和光接收器被布置在非常有限的可用空间中的这种布置，因此在编织过程期间监控插入的纬线的长度是可能的，以实时检测纬线的实际位置。图2的传感器系统可以被称为“拉伸方式”传感器系统，并且可以精确地监控纬线在编织机上(例如喷气编织机上)的拉伸过程。传感器系统既可以与所谓的连续筘一起使用，并且也可以与所谓的切割筘一起使用。筘可以安装在编织机上。
如图6中图示的，从引纬方向D看，每个光发射器110、120、130、140、150、160的长度D1小于10mm，更优选地小于8mm，最优选地在3mm和7mm之间。在优选实施方案中，从引纬方向D看，每个光接收器210、220、230、240、250的长度D2小于10mm，更优选地小于8mm，最优选地在3mm和7mm之间。优选地，多个光接收器210、220、230、240、250中的一个光接收器的中心和相继的相邻的光接收器的中心之间的距离在2mm和20mm之间，更优选地在4mm和16mm之间，最优选地在6mm和14mm之间。
可以安装图2的示例性实施方案，以便检测线在(例如沿着编织机的筘10定位的)导向通道11中的通过，见下面将讨论的图8。这可以是任何筘10，因为筘齿的振动，特别是筘齿在引纬方向D上的振动将不会产生显著影响。此外，测量不同类型的纬线，例如不同颜色和/或粗度的纬线是可能的。
在图2的示例性实施方案中，每个光接收器210、220、230、240、250可以接收来自两个光发射器的光，一个在每个光接收器210、220、230、240、250的左侧上并且一个在其右侧上，导致收集器效率图的窄峰，见图3，并因此实现精确检测。优选地，如图2中图示的，每个光发射器110、120、130、140、150、160主要在两个方向上发射光，一个光束稍微指向左侧并且一个光束稍微指向右侧，其中大体上没有光垂直于引纬方向D指向。优选地，由光发射器发射的光的至少40％在与相应的光发射器110、120、130、140、150、160交叉并且垂直于引纬方向D的平面61、62、63、64、65、66的右手侧处指向相应的区域Z1、Z2、Z3、Z4、Z5，并且由光发射器发射的光的至少40％在平面61、62、63、64、65、66的左手侧处指向相应的区域Z1、Z2、Z3、Z4、Z5。
在示例性实施方案中，提供了六个光发射器和五个光接收器。在替代方案中，可以提供更多或更少的光发射器和光接收器，这取决于需要测量“拉伸方式”的区域的长度。
如对于图1中的第一光接收器210所图示的，每个光接收器210、220、230、240、250可以经由相应的光纤218与传感器219(例如像素传感器)联接。该像素传感器219可以是已知的像素传感器，例如具有一定数量的128个感测元件的像素传感器，该像素传感器219能够同时提供一定数量的128个不同的信号，这取决于由一定数量的128个感测元件接收的照明。因此，在不同的时间，对被照明的感测元件采取“测量”，从而对收集的照明进行测量。由光接收器210、220、230、240、250采取的那些测量中，可以精确地监控沿多个光接收器210、220、230、240、250经过的纬线的拉伸方式。检测，例如采取“测量”，可以以规则的间隔执行，其中周期优选地小于200微秒，更优选地小于150微秒，并且最优选地小于120微秒。这样的像素传感器非常紧凑，并且可以容易地布置在编织机的筘座上，该筘座来回移动以击打(beat up)纬线并承载筘10。光纤218允许将由光接收器210、220、230、240、250捕获的光方便地朝向像素传感器219导引。
在本发明的示例性实施方案中，测量的信号几乎不受导向通道的壁上的反射的影响，特别是不受形成导向通道的筘齿上的反射的影响。由于筘齿在纬线的插入期间在引纬方向D上振动，这有利于获得几乎恒定的基本反射。
图1和图5详细图示了用于本发明的实施方案的光发射器110、120和光接收器210。光发射器110、120包括透镜部分112、122，透镜部分112、122具有至少部分地凹陷的底部表面123和具有多个上部面125和126的上部表面124，上部面125和126被布置成将进入凹陷的底部表面123中的光引导至第一区域和第二区域。优选地，上部面125和126被布置用于产生两个主光束，一个在垂直于引纬方向D的平面的左侧并且一个在该平面的右侧。图2图示了向左侧发射第一光束L2并且向右侧发射第二光束L2’的光发射器120。光接收器210(见图1和图5)包括透镜部分212，该透镜部分212具有至少部分地凸起的上部表面214和变窄的下部部分213，该变窄的下部部分213被配置成使穿过凸起的上部表面214进入的光成束。如上所述，透镜部分212可以经由光纤218连接到像素传感器219。
多个光发射器和一个或更多个光接收器设置在公共基座400上。如图1中图示的，光发射器和光接收器可以作为构造块安装，其可以可移除地固定在公共底座400上。如图1中图示的，公共基座400还包括用于安装光发射器的安装突起410和用于安装光接收器的安装突起420。
在优选实施方案中，多个光发射器110、120、130、140、150、160中的每个光发射器包括至少一个LED。例如，至少一个LED 119、129可以通过光纤117、127与相应的透镜部分112、122连接，见图1。多个光发射器110、120、130、140、150、160中的每个光发射器可以包括具有不同波长的多个LED。以这样的方式，光发射器110、120、130、140、150、160可以被制成适于检测不同类型的纬线。可替代地，至少一个LED 119、129可以例如经由许多个相关联的光纤与许多个光发射器110、120、130、140、150、160连接。
在进一步开发的实施方案中，第一光发射器110包括发射第一波长范围内的光的发光元件；并且第二光发射器120包括发射不同于第一波长范围的第二波长范围内的光的发光元件。以这样的方式，第一波长范围的和第二波长范围的光在第一区域中发射，允许检测多种不同类型的纬线。
优选地，多个光发射器110、120、130、140、150、160中的每个光发射器被配置成发射可见光谱中或红外光谱中的光。这些光谱适用于检测不同类型的纬线。
图8图示了根据本发明的用作线监控器34的传感器系统的布置，该线监控器34能够确定纬线何时以及如何在该线监控器34处通过。线监控器34包括壳体60，公共基座400安装在该壳体60中。壳体60经由固定元件48被固定到编织机的筘座47，筘10安装到筘座47上，以这样的方式，传感器系统可以感测筘10的导向通道11中沿传感器系统移动的纬线。
图9图示了图8的可替代实施方案。传感器系统包括反射镜46，用于反射每个光发射器的光和由纬线反射的光。这样的反射镜46允许提高区域Z1至Z5在其上延伸的由导向通道11限定的横截面面积的百分比。从垂直于引纬方向D的平面看，使用反射镜46可以容易地导致第一区域Z1在导向通道11的表面面积的至少90％上延伸。
图10示出了用于将纬线4、5运送穿过喷气编织机的示意性表示的梭口1的装置。该装置具有两个用于供应纬线4、5的供应通道2、3。每个供应通道2、3具有线供应6、预绕器(prewinder)7、第一主喷嘴8和第二主喷嘴9。此外，喷气编织机具有筘10，在筘10中设置导向通道11，该导向通道11允许纬线4、5借助于压缩空气经由该导向通道11运送穿过梭口1。在该导向通道11附近，可以布置连续的辅助喷嘴组12、13、14、15、16和17，以便使用压缩空气连续支撑纬线4、5。此外，多个线监控器18、19和20可以沿着导向通道11布置，以便检测纬线4、5何时到达这些线监控器18、19和20，更具体地说，检测纬线4、5的前端何时到达这些线监控器18、19或20。线监控器18、19和20被布置在导向通道11的纵向方向上，并且布置在一组辅助喷嘴12、13和14之后的一定距离处。可以在筘10的入口处设置另外的线监控器。线监控器18、19、20中的一个或更多个可以用如上所述的传感器系统的示例性实施方案来实现，例如用图1中图示的实施方案，只要在执行监控的线监控器18、19、20附近不存在经线。
主喷嘴8和9经由相关联的截止阀21和相关联的节流阀22连接到压缩空气源23。每组辅助喷嘴12、13、14、15、16和17经由截止阀24、25、26、27、28和29以及相关联的节流阀30类似地连接到压缩空气源23。根据变型(未示出)，可以为主喷嘴和辅助喷嘴两者提供单独的压缩空气源23。此外，示出了拉伸喷嘴31，该拉伸喷嘴31用于一旦纬线被插入保持纬线被拉伸。拉伸喷嘴31经由截止阀32和节流阀33连接到压缩空气源23。在导向通道11的与布置主喷嘴9的端部相对地定位的端部处，布置线监控器34，该线监控器34能够确定纬线4、5何时以及如何在该线监控器34处通过。线监控器34可以用如上所述的拉伸方式传感器系统的示例性实施方案来实现，例如图2中图示的实施方案。图8中详细图示了成形为根据本发明的传感器系统的线监控器34的布置。
截止阀21、24、25、26、27、28、29、32和节流阀22、30、33由喷气编织机的控制单元35控制。线监控器18、19、20和34也可以与控制单元35通信。控制单元35和先前描述的控制器300可以集成为单个单元。截止阀可以被设计成可以由控制单元35控制的电磁阀。节流阀22、30、33也可以被设计成使得它们可以由马达驱动并且可以由控制单元35控制。
纬线4、5由主喷嘴8、9吹入导向通道11中，并且然后由来自辅助喷嘴12、13、14、15、16和17的空气射流沿着导向通道11进一步吹入。导向通道11例如布置在筘10中，并且在纬线4、5的插入期间以已知的方式设置在梭口1中。主喷嘴9、辅助喷嘴12、13、14、15、16和17、筘10和线监控器18、19、20和34可以以已知的方式安装在以往复方式移动的筘座47上。线供应6、预绕器7、主喷嘴8和拉伸喷嘴31可以以已知的方式安装在喷气编织机的框架上。
每个预绕器7可以包含磁性销38，以便在编织周期中的合适时刻释放期望长度的纬线4或5。磁性销38可以经由公共连接线39连接到控制单元35。每个预绕器7还可以包括绕线检测器(winding detector)40，用于检测绕线何时从预绕器7拉出。
对于喷气编织机，通常以每分钟800根至1800根纬线(或者换句话说，1400米/分钟至4200米/分钟)的数量级的编织速度编织。在这样的情况下，纬线的插入仅需要几十毫秒。当编织不规则纬线时，例如纺制的纬线(spun weft thread)，对于连续的纬线，测量的插入参数可能从纬线到纬线而明显不同。在这样的情况下，某根纬线可能在编织周期中的不同时刻到达线监控器18、19、20或34。
在运送纬线4、5的同时，对运送的纬线4、5进行测量。在图示的示例中，这些测量包括测量纬线4、5分别到达线监控器18、19、20、34的时刻。开始或中断向一组辅助喷嘴14、15或16供应压缩空气的时刻可以基于对运送的纬线4、5的这样的测量来确定。
编织机还包括输入单元49，例如触摸屏单元，以输入参数和/或以定义工艺流程，其中可以由控制单元35使用输入的参数和/或定义的工艺流程以执行对连接到控制单元35的多种部件的控制。如果输入单元49不包括显示单元，则可以提供单独的显示单元50以通知用户关于由线监控器18、19、20、34执行的测量。在本发明的实施方案中，显示单元50可以显示图7的图，使得操作者可以解释纬线的拉伸方式。当然，控制单元35也可以以统计的方式分析由线监控器18、19、20、34接收的数据，并建议用于喷嘴的设置，以便减少纬线的浪费。在优选实施方案中，基于线监控器34的信号，操作者或控制单元35可以容易地设置用于喷嘴的设置，以便获得插入的纬线的最佳废弃长度。为此，至少线监控器34被设计为根据本发明的传感系统。将线监控器34设计为根据本发明的传感器系统优选使用线监控器34作为拉伸方式传感器。
关于喷气编织机的更多细节可以在以申请人名义申请的欧洲专利EP1 951 941B1中找到，该专利通过引用被包括于本文。
明显的是，本发明不限于喷气编织机，在该编织机中，纬线借助于压缩空气被吹入导向通道11中。编织机也可以是剑杆式编织机(rapier weaving machine)，或者是其中纬线可以借助于根据本发明的传感系统被感测的任何其它类型的编织机。此外，喷气编织机的辅助喷嘴组也可以吹到用于纬线的保持器上，该保持器将纬线运送穿过梭口。此外，代替标准压缩空气，任何期望的流体可以用于将纬线插入这种类型的编织机的梭口中。在这样的情况下，使用与气体、液体或蒸汽混合的标准压缩空气也是可能的。
图10示意性地图示了根据本发明的示例性实施方案的编织机的操作。线供应6和预绕器7向主喷嘴8、9供应纬线，主喷嘴8、9使得纬线被吹入导向通道11中。可以布置辅助喷嘴12至17，以便在导向通道11中连续支撑纬线。纬线移动穿过导向通道11，并且在导向通道11的端部处设置纬线监控器34，该纬线监控器34被设计为根据上述实施方案中的任何一种的传感器系统。控制器300从传感器系统的多个光接收器接收数据，并且控制器300确定对于编织周期中的数个时刻(在这些时刻，纬线通过传感器系统的区域Z1至Z5、特别是纬线通过被设计为根据本发明的传感器系统的线监控器34)的纬线位置。使用该数据，可以获得拉伸方式和/或插入的纬线的长度的测量结果。控制器300与控制单元35协作，控制单元35被配置成根据所确定的拉伸方式和/或所确定的插入的纬线的长度来控制预绕器7和/或主喷嘴8、9和/或辅助喷嘴12至17。
明显的是，本说明书提到了时刻，该时刻可以用编织机的曲柄度数(crankdegrees)或用时间单位来表达，例如从编织机的击打开始的时间单位。在这样的情况下，编织机的一个曲柄角度对应于例如毫秒数，或者一个毫秒对应于曲柄的度数。
多种上述方法的步骤可以由编程的计算机来执行。在本文，一些实施方案还意图覆盖程序存储设备，例如数字数据存储介质，该数字数据存储介质是机器或计算机可读的并且编码机器可执行或计算机可执行的指令程序，其中这些指令执行上述方法的一些或所有步骤。程序存储设备可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。实施方案还意图覆盖被编程为执行上述方法的步骤的计算机。
例如，提供了包括计算机可执行指令的计算机程序，以当该程序在计算机上运行时，根据上文公开的实施方案中的任一种的任一步骤执行该方法。此外，提供了被编程为执行上文公开的方法的实施方案中的任一种的一个或更多个步骤的计算机装置或其他硬件装置。此外，提供了以机器可读和机器可执行的形式编码程序的数据存储装置，以执行上文公开的方法的实施方案中的任一种的一个或更多个步骤。
图中示出的多种元件的功能，包括标记为“控制器”或“控制单元”的任何功能块，可以通过使用专用硬件以及能够执行与合适软件相关联的软件的硬件来提供。当由控制器或控制单元提供时，功能可以由单个专用控制器提供，由单个共享控制器提供，或由多个单独的控制器提供，其中一些控制器可以是共享的。
尽管上面结合具体实施方案阐述了本发明的原理，但是应当理解，该描述仅仅是作为示例而不是作为对由所附权利要求确定的保护范围的限制。

Claims (15)

1.一种传感器系统，其用于感测在至少第一区域(Z1)中在引纬方向(D)上插入的纬线(4、5)；所述传感器系统包括：
多个光发射器，其包括至少第一光发射器(110)和第二光发射器(120)，所述第一光发射器(110)和所述第二光发射器(120)被配置用于将光(L1、L2)发射在需要检测所述纬线(4、5)的所述第一区域(Z1)中；其中从所述引纬方向(D)看，所述第一光发射器(110)和所述第二光发射器(120)位于距彼此一定距离处；
一个或更多个光接收器，其包括第一光接收器(210)，所述第一光接收器(210)被配置用于接收来自所述第一光发射器(110)和所述第二光发射器(120)的已经被所述第一区域(Z1)中的所述纬线反射的光；
其中，从所述引纬方向(D)看，所述第一光接收器(210)位于所述第一光发射器(110)和所述第二光发射器(120)之间；
其特征在于，所述第二光发射器(120)还被配置用于将光发射在需要检测所述纬线的第二区域(Z2)中，从所述引纬方向(D)看，所述第二区域(Z2)位于所述第一区域(Z1)的下游；
其中所述多个光发射器包括第三光发射器(130)，所述第三光发射器(130)被配置用于将光发射在所述第二区域(Z2)中；其中从所述引纬方向(D)看，所述第二光发射器(120)和所述第三光发射器(130)位于距彼此一定距离处；
其中所述一个或更多个光接收器包括第二光接收器(220)，所述第二光接收器(220)被配置用于接收来自所述第二光发射器(120)和所述第三光发射器(130)的已经被所述第二区域(Z2)中的所述纬线反射的光；
其中从所述引纬方向(D)看，所述第二光接收器(220)位于所述第二光发射器(120)和所述第三光发射器(130)之间。
2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述第一光接收器(210)与所述第一区域(Z1)相对地定位，并且所述第一光发射器(110)和所述第二光发射器(120)相对于穿过所述第一区域(Z1)的垂直于所述引纬方向(D)的平面(51)大体上对称布置。
3.根据权利要求1或2所述的传感器系统，其中所述第二光接收器(220)与所述第二区域(Z2)相对地定位，并且所述第二光发射器(120)和所述第三光发射器(130)相对于穿过所述第二区域(Z2)的垂直于所述引纬方向(D)的平面(52)对称布置。
4.根据权利要求1或2所述的传感器系统，其中
所述一个或更多个光接收器包括至少两个光接收器；
所述多个光发射器包括至少三个光发射器；
其中从所述引纬方向(D)看，所述一个或更多个光接收器中的每个光接收器定位在所述多个光发射器中的两个光发射器之间。
5.根据权利要求1或2所述的传感器系统，还包括控制器(300)，其中所述控制器(300)可操作地连接到所述第一光接收器(210)和所述第二光接收器(220)，并且其中所述控制器(300)被配置为确定第一时刻和第二时刻，所述第一时刻对应于由所述第一光接收器(210)在所述第一区域(Z1)中检测到所述纬线的前端的存在的时刻，所述第二时刻对应于由所述第二光接收器(220)在所述第二区域(Z2)中检测到所述纬线的前端的存在的时刻。
6.根据权利要求1或2所述的传感器系统，其中所述多个光发射器(110、120、130、140、150、160)中的至少所述第二光发射器(120)包括透镜部分(122)，所述透镜部分(122)被布置成将光引导至所述第一区域(Z1)和所述第二区域(Z2)。
7.根据权利要求1或2所述的传感器系统，其中所述多个光发射器(110、120、130、140、150、160)中的每个光发射器被配置成主要在两个方向上发射光，一个光束指向垂直于所述引纬方向(D)的平面(61、62、63、64、65、66)的左侧，并且一个光束指向垂直于所述引纬方向(D)的所述平面(61、62、63、64、65、66)的右侧。
8.根据权利要求1或2所述的传感器系统，其中至少所述第一光接收器(210)包括透镜部分(212)，所述透镜部分(212)被配置成使接收到的光成束，并连接至传感器(219)。
9.根据权利要求1或2所述的传感器系统，其中至少一个LED连接到所述多个光发射器(110、120、130、140、150、160)中的一定数量的光发射器(110、120、130、140、150、160)。
10.根据权利要求1或2所述的传感器系统，其中所述多个光发射器(110、120、130、140、150、160)中的每个光发射器包括具有不同波长的多个LED。
11.根据权利要求1或2所述的传感器系统，其中所述第一光发射器(110)包括发射第一波长范围内的光的发光元件；并且其中所述第二光发射器(120)包括发射不同于所述第一波长范围的第二波长范围内的光的发光元件。
12.根据权利要求4所述的传感器系统，其中所述一个或更多个光接收器包括至少三个光接收器，并且所述多个光发射器包括至少四个光发射器。
13.一种编织机，所述编织机包括：
导向通道(11)，所述导向通道(11)被配置用于导引纬线(4、5)；
引纬线装置，所述引纬线装置被配置用于在位于所述导向通道(11)中的至少第一区域(Z1)和第二区域(Z2)中在引纬方向上(D)上将纬线(4、5)插入所述导向通道(11)中；以及
根据权利要求1或2所述的传感器系统，所述传感器系统被配置用于感测至少所述第一区域(Z1)和所述第二区域(Z2)中的纬线(4、5)。
14.根据权利要求13所述的编织机，其中所述导向通道(11)至少部分地由筘(10)的多个筘齿形成；并且/或者
其中所述传感器系统设置在公共基座(400)上，所述公共基座(400)布置在所述导向通道(11)的下游端处。
15.根据权利要求13或14所述的编织机，还包括控制器(300)，所述控制器(300)被配置为确定一时刻，该时刻对应于在至少所述第一区域(Z1)和所述第二区域(Z2)中检测到所述纬线的前端的存在的时刻。
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