(57) Anotace:

Sledovaný lineární textilní útvar (4) se pohybuje napříč tokem záření vydávaným zdrojem (3) záření směrem k optickému snímači (1), obsahujícímu řadu na záření citlivých měřicích elementů (10), čímž se na optickém snímači (1) vytváří stín sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru (4), který se vyhodnocuje pro určení požadovaných parametrů sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru (4). Při sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru (4) optickým snímačem (1) se použije záření o takové intenzitě, při které jsou na záření citlivé měřicí elementy (10) optického snímače (1) ozářeny nejméně na úroveň své saturace, čímž je i pro vyhodnocení činnosti optického snímače (1) dosaženo přesnějšího rozdělení jednotlivých na záření citlivých měřicích elementů (10) na zcela zastíněné, částečně ozářené a zcela ozářené, čímž jsou přesněji vymezeny polohy hranic (5) sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru (4) promítaného na optický snímač (1). Polohy hranic (5) přesněji odpovídají skutečnému stavu sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru (4), což vede k přesnějšímu a jednoduššímu určení skutečných parametrů sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru (4). Zařízení obsahuje zdroj (3) záření spřažený se zdrojem energie a optický snímač (1) jenž je spřažen s řídicím zařízením (2), které je spřaženo se zdrojem záření (3), přičemž optický snímač (1) obsahuje alespoň jeden na záření citlivý kontrolní element (11), který má vyšší hodnotu úrovně saturace, než jakou mají na záření citlivé měřicí elementy (10).

* o

Způsob sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru, při kterém se sledovaný lineární textilní útvar pohybuje napříč tokem záření vydávaným zdrojem záření směrem k optickému snímači obsahujícímu řadu na záření citlivých měřicích elementů, čímž se na optickém snímači vytváří stín sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru, který se vyhodnocuje pro určení požadovaných parametrů sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru.

Vynález se také týká zařízení k provádění způsobu sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru, které obsahuje zdroj záření spřažený se zdrojem energie a dále obsahuje proti zdroji záření uspořádaný optický snímač tvořený řadou na záření citlivých měřicích elementů, přičemž optický snímač je spřažen s řídicím zařízením, které je spřaženo se zdrojem záření.

Vynález se také týká zařízení podle předchozího odstavce, které je ovšem provedeno bez spřažení řídicího zařízení se zdrojem záření.

Dosavadní stav techniky

Z patentu CZ 286 113 je znám způsob zjišťování tloušťky a/nebo homogenity pohybujícího se lineárního textilního útvaru, při kterém se lineární textilní útvar pohybuje vtoku záření mezi zdrojem záření a CCD snímačem záření, který snímá obraz pohybujícího se lineárního textilního útvaru vyhodnocováním stavu ozáření jednotlivých měřicích elementů CCD snímače, načež se z počtu zastíněných měřicích elementů stanovuje skutečná tloušťka lineárního textilního útvaru, přičemž se sleduje stupeň ozáření alespoň jednoho z ozářených měřicích elementů CCD snímače, který se pak porovnává s nastavenou hodnotou přijímaného záření, načež se podle vyhodnocení hodnot ozáření ozářených měřicích elementů CCD snímače řídí množství záření vydávaného zdrojem záření, čímž se během provozu zajišťuje konstantní stupeň ozáření ozářených měřicích elementů CCD snímače. Všechny měřicí elementy CCD snímače mají stejnou hodnotu úrovně saturace, tzn. úrovně ozáření při které již další zvyšování úrovně ozáření nevede ke zvyšování výstupního signálu měřicích elementů CCD snímače, takže aby bylo možno regulovat intenzitu záření ze zdroje záření, tzn. nastavit ji na požadovanou hodnotu a hlídat její případný pokles, osvěcuje se CCD snímač během sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru pod úroveň saturace měřicích elementů CCD snímače. Je zřejmé, že vzhledem ke geometrickému uspořádání měřicí soustavy a také vzhledem k fyzikálním principům šíření záření od zdroje záření přes sledovaný pohybující se lineární textilní útvar na CCD snímač dochází k relativně výrazným posunům hranic světla a stínu vytvářených sledovaným pohybujícím se lineárním textilním útvarem na CCD snímači oproti skutečnosti, takže se musí použít celá řada relativně náročných matematických metod a operací ke korigování těchto negativních vlivů, aby bylo možno přesněji určit skutečné parametry sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru, což je nevýhodné, protože to zmenšuje jednak přesnost výsledků měření a také to zvyšuje složitost zpracování výsledků měření a tím i složitost zařízení pro toto zpracování.

Tato nevýhoda řešení podle patentu CZ 286 113 se projevuje i u ostatních dosud známých způsobů sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru, které se využívají ke zjišťování parametrů pohybujícího se lineárního textilního útvaru.

Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň minimalizovat nevýhody dosavadního stavu techniky.

- 1 CZ 299274 B6

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo způsobem sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru, jehož podstata spočívá v tom, že při sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru optickým snímačem se použije záření o takové intenzitě, při které jsou na záření citlivé měřicí elementy optického snímače ozářeny nejméně na úroveň své saturace. Tímto se dosáhne stavu, kdy ozářené na záření citlivé měřicí elementy optického snímače produkují na svých výstupech stejný výstupní signál daný pouze touto saturační úrovní. Tak lze přesně určit, které na záření citlivé měřicí elementy optického snímače jsou při sledování lineárního textilního útvaru zcela zastíněny, dále pak ty, které jsou ozářeny na nebo nad saturační úroveň a také ty, které jsou ozářeny částečně. Tyto částečně ozářené na záření citlivé měřicí elementy optického snímače vymezují polohy hranic sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru promítaného na optický snímač a nesou tak informaci o skutečném stavu sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru, což vede k přesnějšímu a jednoduššímu určení skutečných parametrů sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru. Polohu i strmost zmíněných hranic sledovaného lineárního textilního útvaru na optickém snímači přitom ovlivňuje i intenzita záření vydávaného zdrojem záření, aniž by přitom došlo ke změně úrovně výstupních signálů těch na záření citlivých měřicích elementů optického snímače, které jsou zcela zastíněny nebo těch, které jsou ozářeny na nebo nad saturační úroveň. Důsledkem tohoto jevu je tedy možnost ovlivnit hodnoty měřených parametrů sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru změnou intenzity záření vydávaného zdrojem záření, čehož lze s výhodou využít pro kalibraci popisovaného zařízení tak, aby se dosáhlo co nejpřesnějšího vyhodnocení skutečného stavu pohybujícího se lineárního textilního útvaru, tzn. aby se dosáhlo co nejlepší shody mezi stínem sledovaného lineárního textilního útvaru promítaným na optický snímač a skutečným stavem sledovaného lineárního textilního útvaru.

Podstata jednoho zařízení ke sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru spočívá v tom, že optický snímač obsahuje alespoň jeden na záření citlivý kontrolní element, který má vyšší hodnotu úrovně saturace, než jakou mají na záření citlivé měřicí elementy.

Toto zařízení je výhodné zejména tam, kde je požadavkem dosáhnout stanovené míry ozáření na záření citlivých měřicích elementů nad úroveň saturace těchto na záření citlivých měřicích elementů s následnou možností kalibrace tohoto popisovaného zařízení změnou intenzity záření vydávaného zdrojem záření. Výhodou tohoto provedení také je, že se pro řízení a vyhodnocování činnosti optického snímače může využít řídicí zařízení stávajících zařízení pro měření průměru a/nebo homogenity lineárního textilního útvaru.

Podstata dalšího zařízení ke sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru spočívá v tom, že optický snímač obsahuje alespoň jeden na záření citlivý kontrolní element, který má vyšší hodnotu úrovně saturace, než jakou mají na záření citlivé měřicí elementy, přičemž na záření citlivý kontrolní element je spřažen s doplňkovým řídicím zařízením, které je spřaženo se zdrojem záření.

Takto uspořádané zařízení je výhodné zejména tam, kde se předpokládá využití možnosti kalibrace popisovaného zařízení změnou intenzity záření vydávaného zdrojem záření a zároveň se požaduje dlouhodobá stabilita této kalibrace. Pro řízení zdroje záření proto může být výhodné použít doplňkové řídicí zařízení tvořené samostatným řídicím prvkem.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je schematicky znázorněn na výkrese, kde ukazuje obr. 1 příkladné uspořádání zařízení ke sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru s optickým snímačem bez zvláštního na záření citlivého kontrolního elementu a obr. 2 příkladné uspořádání zařízení ke sledování pohyCZ 299274 B6 bujícího se lineárního textilního útvaru s optickým snímačem s na záření citlivým kontrolním elementem.

Příklady provedení vynálezu

Způsob sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4 bude blíže popsán na příkladném provedení zařízení k provádění tohoto způsobu obsahujícím CCD snímač nebo alternativně i CMOS optický snímač. CCD snímače a CMOS optické snímače obsahují řadu vedle sebe uspoío řádaných na záření citlivých měřicích elementů JJ), z nichž každý má jako svou vlastnost danou určitou úroveň saturace. Úroveň saturace je taková hodnota ozáření tohoto na záření citlivého měřicího elementu 10, že při dalším zvýšení ozáření tohoto na záření citlivého měřicího elementu zvýšením intenzity záření ze zdroje 3 záření již nedojde ke zvýšení výstupního signálu tohoto na záření citlivého měřicího elementu 10. tzn. že na záření citlivý měřicí element 10, který je ozářen nad svou úroveň saturace, již nedetekuje další zvyšování svého ozáření.

Způsob sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4 podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že při sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4 CCD snímačem nebo CMOS optickým snímačem se záměrně použije záření o takové intenzitě, při které jsou na záření citlivé měřicí elementy 10 ozářeny na své úrovni saturace, nebo ještě lépe nad úrovní saturace. Vložením tohoto nového parametru do celého sledovacího systému, tj. záměrným prozářením na záření citlivých měřicích elementů 10 na nebo nad úroveň jejich saturace, se dosáhne toho, že se změní intenzita toku záření od zdroje 3 záření přes sledovaný pohybující se lineární textilní útvar 4 na CCD snímač nebo CMOS optický snímač, čímž jednak dojde k takové úpravě polohy hranic

5 sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4 promítaných na CCD snímač nebo

CMOS optický snímač, že poloha takto na optickém snímači promítaných hranic 5 sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4 přesněji odpovídá skutečnému stavu sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4, viz. čárkované znázornění na obr. 1, a tím se dosáhne přesnějšího a z hlediska případných korekcí naměřených hodnot i jednoduššího určení sku30 tečných parametrů sledovaného pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4. Záměrným prozářením na záření citlivých měřicích elementů 10 se také dosáhne toho, že jsou výrazněji odlišeny plně ozářené, částečně zastíněné (ozářené) a plně zastíněné na záření citlivé měřicí elementy JO.

Zařízení ke sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4 je na každém stroji uspořá35 dáno v oblasti, kterou pohybující se lineární textilní útvar 4 prochází, např. u rotorového dopřádacího stroje je toto zařízení aplikováno jako zařízení ke zjišťování tloušťky a/nebo homogenity příze, které je umístěno na každém pracovním místě rotorového dopřádacího stroje.

V příkladu provedení znázorněném na obr. 1 obsahuje zařízení ke sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4 optický snímač I, tvořený buď CCD snímačem nebo CMOS optickým snímačem. Optický snímač I obsahuje řadu na záření citlivých měřicích elementů JJ) a je spřažen s řídicím zařízením 2, které řídí a vyhodnocuje činnost optického snímače i, včetně vyhodnocování veličin naměřených jednotlivými na záření citlivými měřicími elementy JO. Na záření citlivé měřicí elementy JO optického snímače I mají známou hodnotu úrovně saturace.

Zařízení ke sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4 dále obsahuje zdroj 3 záření, který je ve znázorněném příkladu provedení tvořen bodovým zdrojem 3 záření, a který je napojen na zdroj energie a vydává záření směrem k optickému snímači I. Mezi zdrojem 3 záření a optickým snímačem i prochází sledovaný pohybující se lineární textilní útvar 4, který vytváří stín na optickém snímači 1. Pro určení sledovaných parametrů pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4, např. na základě vyhodnocení míry zastínění či ozáření jednotlivých na záření citlivých měřicích elementů JO optického snímače i, se vhodným způsobem vyhodnotí hranice světla a stínu na optickém 10 snímači i a z toho se vyhodnotí velikost stínu vytvářeného sledovaným pohybujícím se lineárním textilním útvarem 4 na optickém snímači I, což se dále použije pro určení příslušného parametru pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4, např. pro určení průměru příze vyráběné na rotorovém dopřádacím stroji.

Řídicí zařízení 2 vyhodnocuje kromě skutečné úrovně ozáření jednotlivých na záření citlivých měřicích elementů 10 optického snímače 1 i úroveň ozáření jednoho ozářeného na záření citlivého měřicího elementu 10, kterým je zpravidla krajní na záření citlivý měřicí element 10, jehož pravděpodobnost zastínění sledovaným pohybujícím se lineárním textilním útvarem 4 je prakticky nulová a porovnává tuto skutečnou úroveň ozáření krajního na záření citlivého měřicího elementu W se známou hodnotou úrovně saturace na záření citlivých měřicích elementů 10, takže při případném poklesu ozáření tohoto krajního na záření citlivého měřicího elementu JO, např. znečištěním zdroje 3 záření atd., pod úroveň saturace upraví činnost zdroje 3 záření tak, aby se tento krajní na záření citlivý měřicí element J_0 optického snímače I opět dostal do saturace, čímž se automaticky udržuje ozáření optického snímače I v jeho úrovni saturace.

V některých situacích je však nutno ještě zvýšit ozáření optického snímače i až do určité definované hodnoty prozáření nad úrovní saturace na záření citlivých měřicích elementů 10 optického snímače I a zároveň zajistit automatické nastavování zdroje 3 záření a zejména pak udržování tohoto definovaného prozáření na záření citlivých měřicích elementů JJ) nad jejich úroveň saturace.

Tohoto nelze dosáhnout zařízením podle příkladu provedení z obr. 1, protože zařízení na obr. 1. je schopno detekovat maximálně dosažení úrovně saturace na záření citlivých měřicích elementů 10 optického snímače I a není schopno detekovat míru ozáření na záření citlivých měřicích elementů 10 nad jejich úroveň saturace.

Pro dosažení ozáření optického snímače i o definovanou hodnotu nad úroveň saturace na záření citlivých měřicích elementů 10 obsahuje optický snímač 1 v příkladu provedení znázorněném na obr. 2 kromě řady na záření citlivých měřicích elementů 10, které mají stejnou úroveň saturace a slouží pro sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4, alespoň jeden na záření citlivý kontrolní element 11 s vyšší hodnotou úrovně saturace, než jakou mají na záření citlivé měřicí elementy 10, takže na záření citlivý kontrolní element Uje schopen detekovat míru ozáření na záření citlivých měřících elementů 10 nad jejich úroveň saturace.

Ve znázorněném příkladu provedení je na záření citlivý kontrolní element II spřažen s řídicím zařízením 2, které tak řídí a vyhodnocuje činnost všech na záření citlivých elementů 10, 11 optického snímače I, přičemž řídicí zařízení 2 je spřaženo se zdrojem 3 záření a na základě informací z na záření citlivého kontrolního elementu 11 řídí zdroj 3 záření tak, aby byly na záření citlivé měřicí elementy 10 ozářeny buď pouze na úroveň své saturace nebo o definovanou hodnotu nad jejich úroveň saturace, tj. aby byly definovaným způsobem prozářeny. V neznázoměném příkladu provedení může být na záření citlivý kontrolní element H optického snímače I spřažen se samostatným doplňkovým řídicím zařízením, které je odděleno od řídicího zařízení 2 a je samostatně spřaženo se zdrojem 3 záření, který je na základě informací z na záření citlivého kontrolního elementu H řízen doplňkovým řídicím zařízením tak, aby byly na záření citlivé měřicí elementy 10 definovaným způsobem neustále prozářeny. Řídicí zařízení 2 tak řídí a vyhodnocuje činnost pouze na záření citlivých měřicích elementů Π) optického snímače I.

Zařízení podle příkladu provedení znázorněného na obr. 2 pracuje tak, že se do řídicího zařízení 2 vloží údaj o úrovni saturace na záření citlivých měřicích elementů 10 optického snímače I a údaj o tom, o jakou hodnotu má ozáření na záření citlivých měřicích elementů 10 optického snímače I zdrojem 3 záření překračovat úroveň saturace na záření citlivých měřicích elementů 10 optického snímače T Tento údaj o překročení úrovně saturace na záření citlivých měřicích elementů 10 může být volen od minimální hodnoty, kdy jsou záření citlivé měřicí elementy JO ozařovány na své úrovni saturace nebo může být větší, teoreticky až na úroveň saturace na záření citlivého kontrolního elementu 11, což může být další údaj zadaný do řídicího zařízení 2. Řídicí zařízení 2 pak řídí zdroj 3 záření tak, aby na záření citlivé měřicí elementy J_0 byly ozařovány o požadovanou míru nad jejich úroveň saturace. Na záření citlivý kontrolní element 11 není zastiňován sledovaným pohybujícím se lineárním textilním útvarem 4, přičemž díky své vyšší úrovni saturace

-4CZ 299274 B6 oproti na záření citlivým měřicím elementům H) je míra jeho ozáření pod jeho úrovní saturace, takže je schopen detekovat míru ozáření na záření citlivých měřicích elementů J_0 nad jejich úroveň saturace. V případě znečištění měřicí soustavy např. prachem nebo v případě stárnutí zdroje 3 záření, kdy dojde k poklesu prozáření na záření citlivých měřicích elementů 10. se podle skutečné úrovně prozáření na záření citlivých měřicích elementů 10 zjištěné na záření citlivým kontrolním elementem 11 automaticky nastaví zdroj 3 záření tak, aby byly na záření citlivé měřicí elementy 10 trvale udržovány v saturaci s požadovanou mírou prozáření nad úroveň saturace. Tímto se dosáhne trvalého a automatického udržování požadované míry prozáření na záření citlivých měřicích elementů 10 nad jejich úroveň saturace, čímž se dosáhne trvale přesného sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru.

U zařízení podle příkladu provedení znázorněného na obr. 2 může být v některých situacích důležité, jestli jsou na záření citlivé měřicí elementy 10 skutečně ozářeny do úrovně své saturace. Toho se dosáhne tím, že se výstupní signál jednoho z na záření citlivých měřicích elementů 10, u nějž je nízká nebo nulová pravděpodobnost, že bude během sledování pohybujícího se lineárního textilního útvaru 4 zastíněn, srovnává se saturaění úrovní na záření citlivých měřicích elementů 10, tzn. že se vyhodnocuje jestli je výstupní signál tohoto na záření citlivého měřicího elementu 10 pod hodnotou maximálního výstupního signálu nebo má maximální hodnotu, kterou měřicí element 10 vydává pouze když je ozářen na nebo nad úroveň své saturace. Toto provedení umožňuje také jednoduchou změnu režimu činnosti zařízení podle příkladu provedení na obr. 2 do režimu činnosti zařízení podle příkladu provedení na obr. 1 a zpět.

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný v konstrukcích textilních strojů všude tam, kde je potřeba sledovat pohybující se lineární textilní útvar s vysokou přesností a časovou stálostí poskytovaných měřených parametrů. Vynález je využitelný zejména u rotorových dopřádacích strojů.