CN1152041A - 纱线传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一用以对在测量间隙(3)中纵向运动的纱线(2)进行扫描的纱线传感器，它具有一来自光源(4)的光束、一个接受直接透射光的第一接收器(7)、至少一个接受由纱线反射的光的第二接收器(5，6)以及各自在测量间隙、光源与接收器之间传输光的元件(8～11)。为了使结构和外形尺寸尽可能地小，光传输元件的光轴(12～15)位于一个至少近似地与纱线垂直的平面内。

Description

纱线传感器
本发明涉及一种用以对在一测量间隙内作纵向运动的纱线进行扫描的纱线传感器，它具有一来自一光源的光束、一个接收直接透射的光的接收器、还至少有一个第二接收器用以接收被纱线反射的光、以及各有一个元件，用来在测量间隙与光源和接收器之间进行光的传输。
从WO93/13407中已知有这样的纱线传感器，其中在测量间隙的相对两侧设置有一个透射光接收器和一个反射光接收器。在测量间隙的一侧有光的入射棱镜和射出棱镜，它们从纱线的方向看互相排成一行。
上述已知的纱线传感器的缺点在于：用于传输光并位置正确地导入光所设置的不同元件需占许多场地。但是对需要装用这种纱线传感器的纺纱机往往只允许占很小的场地。因此可能出现这种已知的纱线传感器在某些纺纱机中根本不能安装的情况。
因此本发明的主题是提供一种对外仅要求很小场地并能配备一比较小测量间隙的纱线传感器。
根据本发明，这个主题是这样来完成的：在纱线与接收器之间用来传输光的各元件的光轴都位于同一平面内，该平面与纱线垂直或最好至少近似于垂直，或被纱线穿过。上述光轴中如果有两根光轴位于上述平面内即已足够。上述的设置在测量间隙内，例如在一侧形成一光的窗口用以使光向纱线照射，另外还有一个位于其旁边的窗口用来接收反射光，该窗口实际上位于纱线的旁边，因此只能接收到从纱线侧面反射的光。
通过本发明所获得的优点特别在于：通过对透射光和反射光的计算来检测纱线中的杂质和异质纤维的测量原理也能在极小的测量间隙中应用。在上述情况下，测量间隙周围的空间要求也同样能减小。另外测量间隙还能装入测量头或传感器的窄边中，这意味着纱线在纱线传感器中只经过一极短的途径。另外一个优点在于：根据本发明的测量间隙能够很小，因此借纱线来自行清洁测量间隙的效果便能很好地利用。具有小的测量间隙还能消除从纱线入口进入的外来光的影响，而且测量区也能更接近纱线，从而提高测量的精确度和保持测量区的清洁。
下面借助于一个实施例并参考附图对本发进行详细说明。其中，
图1表示通过纱线传感器一部分的简化截面图，
图2表示一个测量间隙的部分示意图，
图3和图4各表示纱线传感器的一个细部，
图5表示一个测量场的信号曲线，
图6表示纱线传感器另一实施例的部分截面图，
图7表示一纱线传感器中光轴的可能排列的示意图。
图1以简化截面图的方式表示用于纱线2并具有一测量间隙3的纱线传感器1。在测量间隙的周围设有一光源4、反射光接收器5和6、以及一个透射光接收器7。光源4和接收器5、6、7为熟知的结构元件，因此这里不作详细的说明。用以传输光的元件8、9、10和11设在测量间隙3、光源4、与接收器5、6、7之间。上述的元件8～11例如由一横截面为四边形的光筒组成，它可以是空心的，或者可以填充以导光体或透光体。作为光筒边界的筒壁可制成反射光的或吸收光的。元件8～11中的每一个具有一光轴12、13、14和15，它们最好在纱线2的范围内相交，而且其中至少有两根光轴一同展开在一个约与纱线2的轴线垂直的平面上，也就是在图纸的平面上。在元件8～11或它们的光筒在测量间隙的入口处形成了窗口16、17、18和19，通过这些窗口可使光进入或离开测量间隙3。在元件8～11内也能设置滤光器来限制光谱。例如窗口16～19便能制成这种滤光器。
图2示意表示纱线21的测量间隙20的一部分，其中设有一用以照射纱线21的窗口22、用以接收来自纱线21的反射光的窗口23和24、以及一个用以接收来自窗口22的剩余光的窗口25。这种剩余光是来自窗口22而未被纱线21遮挡、也未被抑制或未被反射的光。因此，窗口25所接收的光等于来自窗口22的光减掉纱线21投射在窗口25上的影子。窗口22和25被纱线21遮挡或者位于纱线21的对面，而窗口23和24则完全位于纱线21的旁边或光源4(图1)的光轴12的旁边，如果从垂直于纱线运动方向来看纱线21的话。图2表示窗口22～25相互之间原来的设置，但在实用中更有利的是象图1所示那样把窗口19设在测量间隙3的底部。这样能避免使测量间隙3过多地向下延伸，以便于利用纱线2对测量间隙的自动清洁作用。
图3表示纱线传感器1的一部件25，它构成一输入光的光筒26以及从纱线把光引出的光筒27，28和29。部件25还设有一光源的接纳孔30。部件25被制成整体，以便把所有从图1中看到的用来传输光的元件8～11放入其中。为使这成为可能，这里在光筒27和29之间还设有一小的桥39。在光筒27，28和29的外端口上装有传统的此处未表示的接收器。
图4再次表示一个能装入图3所示的部件25中的导光体或透光体31，特别是它被考虑作为光筒26～29中的嵌入件。于是根据本发明的纱线传感器便可由图3和图4中所示的两个部件25和31和所属的接收器和光源构成。然后此装置如图1所示还要装在一个外壳内。传输光所用的元件是在所述的外壳内作为单一的相互连接的整体25、31共同构成的。通过这些结构，按本发明的纱线传感器的安装将极为简便。
图5表示绘制在横座标34和纵座标35上的两条信号曲线32、33。在横座标34上所标的数值相当于入口或测量间隙3的侧面界限表面40(图1)的距离。在纵座标35上标出的是由接收器发出的电气信号的数值。于是信号曲线32说明当纱线逐渐在测量间隙3内从上面(根据图1)向深度方向移动时由透射光接收器所测得的数值。信号曲线33相应说明在上述情况下在图1装置中由反射光的两个接收器所测得的数值。最大的数值是纱线2约处于图1所示的位置上所测量到的。于是信号曲线32有一段数值基本保持恒定的区域32′，而信号曲线33在区段33′中可能出现一些不均匀的形状，这在后面还要说明是由于反射光在两个接收器上分配不平衡所致。信号曲线41表示只设置单一的反射光接收器时出现的形状。
图6表示一个按照图1的纱线传感器，但除了光源4以及已知的接收器5，6和7以外还设有另外两个光源42和43，其光轴为44和45。相对于图1额外附加的光源的光轴44和45或与其相关的光传输元件的光轴最好基本上位于同一平面内，如同已知的光轴12，13，14和15一样。但也可考虑使已知光轴中的一部分位于第一平面内，而另一部分位于第二平面内。
图7表示对一纱线46设有多光源和多接收器的装置示意图。其中光源、接收器和所属的光传输元件在这里仅用它们的光轴来代表。在作为例子所示的装置中可以看到在第一平面47内有一光源的光轴48和一接收器的光轴49。在与第一平面有一定距离的第二平面50内有一光源的光轴51和接收器的光轴52，53和54，如同从图1所知的那样。在一更远离的平面55内有两个光源的光轴56、57和一个接收器的光轴58。平面47，50和55最好互相近似地平行，并隔开一定距离59和60。这些距离要考虑到由光轴所代表的元件结构和场地要求。
按照本发明的纱线传感器的工作原理如下：
通过一熟知的、在这里未表示的导向装置使得当纱线2在其纵向以同样已知的方式被牵拉通过测量间隙3时，纱线2保持在测量间隙3的所示区域内。在测量间隙3内，纱线2被光源4的光束所照射。没有照到纱线2上的光和未被纱线足够偏转的光照射在接收器7上并由它转变成一电气信号。被纱线反射的光只要它具有一足够大的反射角35、36，便能照射到接收器5或6上。于是来自接收器5，6，7的信号便能以熟知的并在例如上述文献WO93/13407中所述的方法进行处理。
如果纱线偏离了它在图1中所示的位置，这在一定的范围内对接收器7并无影响，如信号曲线32范围34内所示。当纱线2在测量间隙3中向上偏移时，接收器5便收到更多的反射光，这种情况在信号曲线33上表现出一个突起部分37。当纱线2在测量间隙3中向下偏移时，接收器6将接收更多的光，这在信号曲线33上将出现突起部分38。但在理想的情况下几乎不会出现突起部分37和38。这可以根据纱线直径和纱线2在测量间隙3中的位置通过正确校正光传输元件8，9，10和11的宽度来达到。校正可借助试验装置来进行。信号曲线33在区域34内的轻微下垂是由于有一部分被纱线2反射的光没有被接收所致。这一部分光牵涉到反射光的反射角度小于角度35和36时的情况。
根据本发明的纱线传感器不仅能设置一个反射光接收器，而且可以设置两个或更多的反射光接收器。但具有两个与光轴12对称设置的接收器5，6或光传输元件10，11的结构尤为有利，并能产生均匀的信号曲线33。
对于按图6的结构还具有另外一种构成光源4，42，43的可能性，就是使各光源发射出不同波长的光。因此能够识别是否在纱线中存在诸如异质纤维或杂质等异物。通过适当选择发射的光能够有目的地搜寻特定的异物。
当所有光源都发射相同的光时，便可使每一光源只在有限的时间内发光并循序地进行接通和切断。于是总是能以不同的角度照射纱线，因此能确定纱线是否呈圆形或具有扁平的部位。
在按图7的实施例中例如能考虑在平面47中测量纱线的第一性能例如纱线直径。在平面50中可用以测量其第二性能例如异物的含量，在另一平面55中例如可用以测量纱线46的表面质量并产生有关它的信息。
按照本发明的纱线传感器当然也能设计成和应用于其他被拉伸的类似纱线状的物体。纱线传感器的概念在这里仅涉及最经常的应用，它包括对这类物体或纱线内的异物或杂质的检测，或指示其他例如直径、均匀度、结构和毛羽性等特性。

Claims (10)

1、用以对在测量间隙(3)内作纵向运动的纱线(2)进行扫描的纱线传感器(1)具有一来自光源(4)的光束、一个接受直接透射的光的第一接收器(7)、至少一个接受由纱线反射的光的第二接收器(5，6)以及各自在测量间隙、光源与接收器之间传输光的元件(8，9，10，11)，其特征在于，至少两个光传输元件的光轴(13，14)共同位于与纱线垂直的一个平面内。
2、根据权利要求1的纱线传感器，其特征在于，光传输元件具有一个光筒(26，27，28，29)。
3、根据权利要求1的纱线传感器，其特征在于，光传输元件具有一面向测量间隙的窗口(16，17，18，19)。
4、根据权利要求3的纱线传感器，其特征在于，把反射光传输到接收器的光元件的窗口从垂直于纱线的运动方向看是位于光源的光轴(12)的旁边。
5、根据权利要求1的纱线传感器，其特征在于，光传输元件被一起制成单一的相互连接的整体(25，31)。
6、根据权利要求1的纱线传感器，其特征在于，光传输元件是导光体。
7、根据权利要求1的纱线传感器，其特征在于，光传输元件具有用以限制光谱的滤光器(16，17，18，19)。
8、根据权利要求1的纱线传感器，其特征在于，其他光源和接收器的光轴位于互相隔开一定距离的其他平面(47，50，55)内。
9、根据权利要求1的纱线传感器，其特征在于，设有其他光源(42，43)，其光轴(44，45)位于一平面内。
10、根据权利要求8或9的纱线传感器，其特征在于，各个光源是循序起作用的。
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