CN1190379A - 光电传感器装置和纬纱测量与存储装置 - Google Patents

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Abstract

用来检测通过扫描区(3)的纬纱的光电传感器装置(S)包括至少一个光源(L,L’),至少一个对光的强度变化敏感并接到评价电路(C)的光电接收器(R1、R2),和一个安装在纱线和接收器之间的裂缝孔(A1,A2)。在纬纱测量和供纱装置(F)中,传感器(S)检测来自供纱体(B)的纱线的退绕。至少两个彼此靠得很近的接收器都朝向扫描区,并且接收器的接收面(4,5)除了有限的区域外,都被每个裂缝孔所遮盖。裂缝孔(A1,A2)彼此之间夹不大于90°的锐角。

Description

光电传感器装置和纬纱测量与存储装置
本发明涉及根据权利要求1前序的光电传感器装置，以及根据权利要求4前序的纬纱测量与存储装置。
从GB-C-1283528中得知的光电传感器装置中，细纱的横向通道在环锭细纱机中被检测，其中退绕转动的纱线在一个孔中运行。该孔中有一沿直径穿过的光束，此光束由安装在孔壁上的光源发出，并穿过孔到达对面的接收器。裂缝孔安装在接收器前方。接收器对光的变化或者对裂缝孔上方穿过的纱线的阴影产生响应。诸如振动、多余光线或类似的干扰因素都能导致接收器输出错误信号，尽管事实上纱线并没有正确通过扫描区中的裂缝孔。
在通常用在提供纬纱的纬纱织机上的纬纱测量与存储装置中，需要用纬纱退绕时通过扫描区的时间和发生的准确信息来控制和监测每根纬纱的喂纱操作。为此，至少提供一个装有朝向被照射的扫描区，并对光的变化产生响应的接收器的退绕传感器。由于在实际工作期间，所观察到的振动、多余的光的影响或者其它没料到的因素也会导致接收器产生响应，所以从纬纱通道获得的信号的有效性是不可靠的。因此，实际中采用了一种方法，其中安装在存储体轴向方向上靠得很近的两个接收器朝向同一扫描区，而纬纱通道的有效信号从差动电路中两个接收器的响应产生。该信号与没料到的因素产生的信号不同，因为事实上，一个没料到的因素，在相同时间，以相同方式，被两个接收器观察到，而纱线被两个接收器记录使得记录在时间上是偏移的。然而，由于几个原因，这种众所周知的带两个接收器的扫描传感器也不能可靠工作。通常每个接收器的接收面大致是圆形的。由于圆形的接收面和暂时成象的缘故相对接收面运动的纱线只能由反射光或其阴影逐渐成象，而且，接收器响应的灵敏度在接收面边缘部分比在接近中心弱。因此，由于信号的逐渐增加和逐渐减少使得在差动电路中评价的信号也很弱，这就需要相当大的放大倍数，但是在没料到的因素出现时，效果就令人不满意。而且，这种测量与存储装置不可避免地要在纱线供应边界明显的轴向往复运动中工作，其中纱线供应边界在存储体的供应纱线的退绕端，该测量与存储装置特别要在纱线分开或编织图案时工作。这将导致一种纱线退绕的几何结构，其中从供应纱线的最后纱卷中退绕下来的纱线，在扫描区中分别与存储体轴相关的轴向与周向之间，改变了它的纵向取向。在扫描区中纱线的大致轴向取向下，纱线被两个接收器在相同时间、以相似方式感受到，对于也在相同时间、以相似方式被两个接收器感受到的没料到因素，即使抛开它，也产生了明显的困难。
本发明的目的在于提供一种简单的上述类型的光电传感器装置和能发出以通过的纱线为基础产生的、可以很容易与由未料到因素产生的信号区分开的、强而有效的信号的纬纱测量与存储装置。在该测量与存储装置中，退绕传感器是用来提供纱线通过扫描区的时间和发生的准确信息，而不管不同的纱线退绕速度、不同的纱线质量和扫描区中纱线取向的变化。
“纱线”这一术语通常指纱线状的基体，例如线，多股线，丝，细线，金属线，窄带，箔片，或类似物。
但是，显然应排除掉复杂的电传感装置，该装置的接收器能使扫描的物体成象或清晰成象并且需要位感检测器、光成象系统和高质量电路。这种传感器装置无论用来扫描通过它的纱线，还是用在测量与存储装置中，都十分复杂和昂贵，同时还有其它一些原因不能使用这种传感器装置(参见WO 89/00215，EP-A-0529281)。
在具有权利要求1特征的光电传感器装置和具有权利要求4特征的纬纱测量与存储装置中达到了上述目标。
在光电传感器装置和纬纱测量与存储装置中，在每个纱线通道扫描期间，可以得到很容易与由未料到因素导致的信号区分开来的准确、有效且很有用的信号，这是一个特别优点，即在构造和电路方面花费很少，且不昂贵的力量。在扫描区中纱线方向的取向就不再重要，这是因为纱线在不同时间或不同几何地点，通过两个裂缝孔，从而使得两个接收器响应的差动评价，以任意比率，带来与未料到因素所导致的信号明显不同的清晰信号，这是因为未料到因素在相同时间、相同几何位置记录在两个接收器上。而且，在扫描区中，以纱线通道为基础，获得一个信号的强调制，一方面因为接收面的不敏感的边缘部分被覆盖，而不起作用，另一方面因为在每个裂缝孔中(纱线的反射光或阴影使得)，以极快速度(几乎没有过渡)，通过的纱线变得可以看到它的全部尺寸。由于一根纱线的全象投射到由裂缝孔限制的接收面部分上所要的时间极短，而且全象完全消失的时间也极短，所以由差动评价技术产生的信号包含可以由小的放大倍数得到、未料到因素所导致的信号中不存在的强频部分。总之，与扫描区中纱线取向、未料到因素的强度和频率无关，而且基本与污染无关，所采用的两个接收器、两个裂缝孔和裂缝孔的几何布置将导致在纱线通道基础上获得一个强而有效的信号，并可以用很小的电路放大倍数进一步处理。所用装置由对光的变化产生响应的简单、便宜的接收器组成。平滑的接收器的响应特性，在正常纱线通过期间，分别由裂缝孔以不可预料的方式加强。接收例可以安排得彼此靠近。即使在现代纱线处理系统中常见的最大纱线速度下，也可以保证这一好结果。当然，也可以用多于两个的、分别带有裂缝孔的接收器。
根据随光的变化而变化的接收器的响应特性，接收面的边缘部分很关键，它被包含在根据权利要求2的实施例中，当然，也可以把裂缝孔做得与接收面的直径一样长，或比之更长。
在根据权利要求3的实施例中，在被指定作为差动电路的评价电路中，有用信号在两个接器的响应中产生。
在根据权利要求5的实施例中，可以获得结构紧凑的退绕传感器，其中退绕传感器真正与通过扫描区的纱线的速度变化无关，并且完全与扫描区中纱线的各自取向无关。
根据权利要求6的实施例特别有用。因而能确保纱线只被两个接收器由裂缝孔限定的接收面的部分所感受到，并与扫描区中不同时间且/或不同几何位置的纱线取向无关。
一个特别有用的实施例来自权利要求7。此处情况很有用，其中横向推杆T稍微与立臂分开，这将导致在扫描纱线通过裂缝的几何外形时不对称，这种不对称对于区别有用信号和未料到信号，以及强而有用信号特别重要。
权利要求8中所指出的裂缝孔的形状能确保全光照射或遮蔽接收面部分的开始和停止都分别以很快的速度达到尽可能与有用信号同样高的频率区间。
根据权利要求9的相同尺寸的裂缝孔是有利的。
根据权利要求10的实施例特别重要。这种裂缝孔位置与扫描区中纱线可能取向的适应，排除了纱线被两个接收器以相同形状或相同时间感受到的情况。
权利要求11的实施例允许一个紧凑、操作安全并且可靠的退绕传感器的设计。带有通道、接收器、光源和裂缝孔的支撑座是一个简单便宜、能高精度地预先制造、易于容纳且容易在一个有限空间内更换的部件。
在根据权利要求12的实施例中，部件都组合在一个非常有限的结构空间中。
在权利要求13的实施例中，盖板使安装在支撑座上的组件免受尘土和灰尘。
根据权利要求14的尺寸距离被证明是有利的。
最后，在根据权利要求15的实施例中，裂缝孔各自的位置，以及裂缝孔之间的相对位置，可以设定或调整。
现在参考附图，解释一下本发明的主题的实施例，其中：
图1是传感器装置的俯视示意图；
图2A、2B是图1所示传感器侧视图，其中部分剖视；
图3用图解法表明设计成喂纱装置退绕传感器的传感器装置；
图4表示的是可以用在图1、3和7中的裂缝孔可能形状中的一种选择；
图5A是纬纱测量与存储装置的侧视图；
图5B是与图5A匹配的主视图；
图6是图5a的局部纵剖图；和
图7是根据图6的下视图。
图1用图解法表明用来检测通过扫描区3的纱线Y的光电传感器S，其方向横穿纵向方向(如箭头1所示方向)。在箭头1方向上运动的同时，纱线Y可以同时在箭头2方向上运动，即在纵向方向D上运动。扫描区S是被至少一个光源L照亮的空间区域，在所述实施例中，两个接收器R1、R2调整它们的接收面4和5朝向扫描区。中心光源L’代替在接收器R1、R2方向上偏移的光源L，既可以设置在接收器一侧，又可以设置在接收器对面一侧。裂缝孔A1和A2分别设置在各个接收器R1、R2的接收面4和5的前方，即在纱线Y和扫描区3以及各个接收面4、5之间的光路上。例如，这两个裂缝孔A1和A2具有相同尺寸，它们具有相同几何形状，且分别有横截面主轴6和垂直主轴6的副轴7。例如，在长度约为4mm时，裂缝孔A1、A2具有的宽度约为1mm。根据图1，裂缝孔A2的取向使得它的主轴6与由两个接收器R1、R2限定的主方向一致，而裂缝孔A1处于其垂直方向，并且裂缝孔A2的延长线大约与裂缝孔A1相交在中心。这两个裂缝孔A1、A2能相对转动，但重要的一点是它们之间夹一个最大不大于90°的锐角。
图2A和图2B是根据图1的传感器装置的两个变形的侧视图。在图2A中，光源L和两个接收器R1、R2安装在处于作为反射器或光吸收器的元件8下方的扫描区3的同一侧。纱线Y的通道缝至少被元件8和透明盖10部分限定。考虑到一定的光反射角，光源L和两个接收器R1、R2被相对调整取向。接收器R1、R2都朝向由光源L照亮的扫描区3，并且反射光照射到所述两个接收器R1、R2。各个接收器R1、R2已经安装在其裂缝孔A1、A2的逆向位置，例如，在孔元件9中。
当根据图2A的传感器装置S按照反射定律工作时，在纱线Y通过期间由元件8反射的光被纱线Y的轮廓线遮住。各个接收器R1、R2对光的变化产生响应。两个接收器R1、R2都接到评价电路C(图2B)，此电路根据差动原理工作，并根据接收器R1、R2的光电响应信号之间的差异产生有用信号。
相反，当元件8吸收光源L的光时，接收器R1、R2对纱线Y反射的光产生响应。
根据图2B的传感器装置S按照光栅定律工作，即来自光源L’的光通过扫描区3，并照射到在纱线Y通过期间被纱线轮廓线遮住的接收器R1、R2上。
假定图2A或图2B的接收器R1、R2与来自光源L的光相适应，当没有纱线Y时，光全部照射到被裂缝孔A1、A2限定的接收面4、5的区域上。在评价电路C中，零值或恒定信号值(例如，电压值)来自两个接收器R1、R2的响应信号的差。当纱线Y通过扫描区3并朝箭头1方向运动时，由裂缝孔A1限定的部分首先被遮住，至少部分被遮在接收器R1的接收面4上，之后，由裂缝孔A2限定的部分被遮在第二个接收器R2的接收面上。在纱线Y朝箭头1方向运动期间，纱线Y已经离开裂缝孔A1，同时它仍然在裂缝孔A2上方移动。从裂缝孔A1或A2与纱线Y的轮廓线重叠时开始，到裂缝孔A1和A2分别与纱线Y的轮廓线重叠最大时的时间间隔极短，它具有响应信号和强调制的强频率部分的优势。事实上，当纱线Y的轮廓线分别从裂缝孔A1和A2部分移出时，将导致一个有效调制的强频部分。由于对于两个接收器R1、R2，纱线Y的移动在时间和几何位置上、以及其在接收面4、5上限定的部分上有所不同，所以强有用信号能从两者的差异中推出并能在纱线通过期间在评价电路C中检测。由于强频部分和好的调制，有用信号是有效的，并只进行几个放大测量就可以进一步处理。由于裂缝孔A1、A2所安装的位置，传感器装置S对扫描区3中纵向纱线方向D的取向的变化不敏感，并只与接收器R1、R2相邻的方向有关。
当两个接收器R1、R2由于未料到因素(振动、多余光，或类似因素)而反应，这也可能导致产生响应信号。但是，由于这种反应在相同时间，相同几何位置发生，所以在任何时间，都可能在正确和错误的有用信号这间区分，且只从来自纱线通道的正确有用信号中推出，并只进一步处理所述信号。
图3中，传感器装置S是喂纱装置的退绕传感器，存储面B带有由几个最好轴向分开的纱线卷(纱线分离)组成的纱线供应器13，纱线Y从此处开始越过退绕边缘12在箭头2方向被退绕，此时纱线在箭头1方向运行并越过接收器R1、R2和它们逆向的裂缝孔A1、A2。14指明了被向前置于退绕方向的纱线供应器13的边界。在此喂纱装置工作期间，边界14的轴向位置变化显著(双箭头15)。结果，在接收器R1、R2区域的纱线在退绕期间，纵向纱线方向D的取向也可能在大致轴向和大致周向之间变化。这由箭头D指出。尽管在传感器装置的扫描区中纵向纵线方向D的取向有变化，有效的有用信号仍从纱线通道中获得，这主要由于彼此之间夹锐角的两个裂缝孔A1、A2的安装位置，此信号表明卷绕的纱线已经退绕，还表明了纱线被退绕的时间。
在图3中，裂缝孔A1、A2安装成“T”字形，“T”的横边取向于退绕边缘12的旁边，并处于周向方向。
此外如虚线所示，裂缝孔A1、A2相反的安装也是可能的，或者(如左边虚线所示)，两个裂缝孔A1、A2的位置相对于在周向方向处伸的退绕边缘12可能是倾斜的。
在所有的实施例中，裂缝孔A1比各个接收器R1、R2的圆形接收面的直径短。但是，也可能提供长度与接收面直径相等或更长的裂缝孔。
图4用图解法表明裂缝孔A1、A2可能形状的一种选择。包含横截面主轴6和垂直于主轴6的横截面副轴7的长方形也是可能的形状。而且，可能给出椭圆、双凹面或双凸面的裂缝孔A1、A2，这种情况下，需检测的纱线的轮廓线应尽可能快地确定位置，并使它的全部尺寸处于裂缝孔的上部，再尽可能快地离开裂缝孔(短或几乎没有过渡)，从而影响强有用信号的强频部分或强调制。
图5A、5B表明纬纱测量与存储装置F的一个具体实施例。这些装置已经知道很长时间了，例如被用来将纬纱送给喷丝头织机，而测量与存储装置F承担一直将各可退绕纬纱长度保持在可调值的任务，并且提供供给存储体的中间纱线，其中对于不同图案的纱线供应要充足，并且对于处在退绕张力下的退绕来说纱线供应也要充足，该退绕要尽可能稳定且不会出现无纱线供应。其中，壳17支持了以旋转驱动方式出现的驱动轴16，在该轴上的存储体B，例如包括几个轴向延伸和周向分开的杆21的杆室或杆盒20，被支持旋转。但是，存储体B被安装在壳内和存储体内的永久磁体25保持在不动状态，并防止存储体B相对壳17的旋转运动。驱动轴16安装在一个卷绕臂16a上，该卷绕臂引导喂料的纱线通过空心驱动轴16，从图5的左侧，到外部，再到存储体B的存储表面，在此处，当驱动轴16的旋转时，纱线连续卷绕堆积在图3所示的储存库13中。来自纺织机或喷丝头织机(未示出)的纱线的自由端通过退绕边缘12，并大约与驱动轴16同轴退绕。设置在控制装置19之下的用来驱动存储装置F的壳的延伸臂18，固定到壳23上，其中在壳23之中的作为退绕传感器的光电传感器装置S放在包括停止元件24的停止装置旁边。纱线在壳23下方退绕。一旦纱线退绕被停止，停止元件24将穿过处于壳23和连杆21之间的缝。相反，当需要纱线时，停止元件24退回，纱线可以被退绕。传感器装置S记录每个已经退绕的纱卷，并为控制装置19提供一个代表纱线通过的时间和发生的有用信号，控制装置19在退绕的纱线长度被达到之前，再次驱动停止元件24。从装置轴到杆21的距离可以用存储体直径调节装置V调整，从而可以调整每个纱线卷的长度。
图6和图7表明图5的传感器装置S的组件。例如，块状支撑座26即塑料成形部分包含一个面对存储体B的较低表面27。三个通道28、29和30的末端在表面27处。光源L安装在通道30内。接收器R1、R2设置在通道28和29中。裂缝孔A1、A2在通道28、29开口的表面27上成形。而且，透明盖板31可能安排在面27上。
在所述实施例中，所有三个通道30、28、29都安排在存储体B的同一轴平面17’中。通道30相对于一个和驱动轴16相关的径平面倾斜大约-27°的α3角，同时通道28相对于该径平面倾斜约+22°的α2角，通道29相对于该径平面倾斜约+32°的角α1角。三个通道的轴都指向扫描区3。退绕传感器S方便地、直接安装在退绕期间处于纱线周向方向上的停止元件24旁。
裂缝孔A1、A2能以小的孔盘的形式出现(如图3所示)，例如可以根据它们的旋转位置调整，并使裂缝孔A1、A2相对彼此的相对位置获得最佳适应，也可以根据存储体轴调整，这取决于驱动轴的旋转方向或考虑退绕期间各个纱线的几何位置。而且，出于适应的目的，两个裂缝孔A1、A2可以在旋转的小的孔平面上，相对彼此提供一个固定关系。

Claims (15)

1.用来检测在横向于纵向(D)的方向上，穿过扫描区(3)的纱线(Y)的光电传感器装置(S)，包括：一个照亮扫描区的光源(L，L’)和至少一个对光的变化产生响应、并朝向扫描区且连到一个电子评价电路(C)的接收器(R1、R2)，还包括一个安装在所述纱线(Y)和所述接收器的接收面(4，5)之间的裂缝孔(A1，A2)，该装置的特征在于至少两个靠得很近的接收器(R1、R2)朝向所述扫描区(3)，而所述接收器(R1、R2)的接收面(4，5)都在其逆向设有一个裂缝孔(A1，A2)；所述的每个裂缝孔(A1，A2)都有一个具有一个长的横截面主轴(6)和一个基本与主轴(6)垂直的横截面副轴(7)的几何形状；所述裂缝孔(A1，A2)这样安排：所述一个裂缝孔(A1)的横截面主轴(6)以90°或更小的锐角，横向于临近的裂缝孔(A2)的横截面主轴。
2.根据权利要求1的传感器装置，其特征在于所述每个接收面(4，5)在照射光方向上大致是圆形，并且所述逆向位置的裂缝孔(A1，A2)的所述横截面的主轴长度比所述接收面的直径短。
3.根据权利要求1和2的传感器装置，其特征在于两个接收器(R1、R2)都连接到形成为差动电路的评价电路(C)上。
4.纬纱测量与存储装置(F)，包括作为以转动方式可退绕的并从存储体(B)上方通过的纬纱(Y)的退绕传感器的光电传感器装置(S)，所述传感器装置包括在所述存储体(B)轴向方向上一个接一个排列的至少两个光电接收器(R1、R2)，至少有一个用来照亮扫描区(3)的光源(L)在所述存储体上；一个电子评价电路(C)，在其帮助下在纬纱(Y)每次通过所述扫描区(3)期间，从发生在所述接收器的光的变化中产生有用信号，装置(F)的特征在于裂缝孔(A1，A2)设置在所述扫描区(3)和每个所述接收器(R1、R2)之间，并且所述的一个裂缝孔(A1)相对另一个裂缝孔(A2)排列在90°或更小的锐角方向上。
5.根据权利要求4的测量与存储装置，其特征在于所述的一个裂缝孔(A1)在周向方向上延伸，所述的另一个裂缝孔(A2)在所述存储体(B)的轴向方向上。
6.根据权利要求4的测量与存储装置，其特征在于所述的一个裂缝孔(A2)的虚延长线与所述另一裂缝孔(A1)相交。
7.根据权利要求5的测量与存储装置，其特征在于所述两个裂缝孔(A1，A2)以“T”形排列。
8.根据权利要求4到7中至少一个的测量与存储装置，其特征在于所述的两个裂缝孔(A1，A2)每个都具有长方形、双凹面或双凸面形状。
9.根据权利要求4到8中至少一个的测量与存储装置，其特征在于所述两个裂缝孔(A1，A2)具有相同的形状。
10.根据权利要求4到9中至少一个的测量与存储装置，其特征在于所述裂缝孔(A1，A2)相对纱线退绕期间所有可能的纵向纱线方向(D)的取向，安排在所述扫描区(3)中，以排除几何位置或时间相同的在所述两个裂缝孔(A1，A2)上方的所述纱线(Y)的运动。
11.根据权利要求4的测量与存储装置，其特征在于反射器(8)安装在所述扫描区(3)下方的所述存储体(B)上；固定不动安装在所述存储体(B)外的壳(23)中安装了一个块状支撑座(26)，它有一个表面(27)面对所述扫描区(3)，并且其中的通道(28，29，30)的末端直接朝向所述扫描区(3)且适合于至少一个安装在所述支撑座里的光源(L)和两个安装在所述支撑座里最好是光电二极管的接收器(R1、R2)，所述接收器(R1、R2)的所述通道(28，29)的开口形成为大约长方形的裂缝孔(A1，A2)。
12.根据权利要求11的测量与存储装置，其特征在于所述通道(28，29，30)置于所述存储体(B)的共同轴平面(16’)中，所述光源(L)的所述通道(30)相对所述存储体(B)的径向平面(X)倾斜约-27°，且所述一个接收器(R2)的所述通道(28)倾斜约+22°，所述另一个接收器(R1)的所述另一个通道(29)相对所述径平面约+32°。
13.根据权利要求11和12的测量与存储装置，其特征在于透明盖板(31)安装在所述支撑座(26)的表面(27)上。
14.根据权利要求11的测量与存储装置，其特征在于从所述存储体(B)轴向看去所述裂缝孔(A1，A2)之间的距离大约与每个裂缝孔(A1，A2)的宽度一致。
15.根据权利要求4到14至少其中之一的测量与存储装置，其特征在于每个裂缝孔(A1，A2)或两个裂缝孔(A1，A2)都在小的孔板上切出，该板可选择地最好是可调地旋转地置于一个支座中，最好在所述支撑座(26)的表面(27)内或者在所述通道(28，29)其中之一的开口内。
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