DD258473A1 - METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE HAIRNESS OF FAEDES - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE HAIRNESS OF FAEDES Download PDF

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DD258473A1
DD258473A1 DD30067587A DD30067587A DD258473A1 DD 258473 A1 DD258473 A1 DD 258473A1 DD 30067587 A DD30067587 A DD 30067587A DD 30067587 A DD30067587 A DD 30067587A DD 258473 A1 DD258473 A1 DD 258473A1
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Guntram Kugler
Marion Sommer
Katharina Wirth
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Karl Marx Stadt Tech Hochschul
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Prüfung und Überwachung der Haarigkeit von Fäden in der Textiltechnik. Durch die Erfindung sollen die Haarigkeit und die Länge der Einzelhaare eines Fadens berührungslos, mit hoher Geschwindigkeit und ohne Verformung des Haarmantels gemessen werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit Mitteln der kohaerent-optischen Bildverarbeitung gelöst, indem man aus dem Beugungsbild des haarigen Fadens die Bildinformation über den Fadenkern entfernt und das verbleibende Endbild des Haarmantels mit einem geeigneten Detektor oder nach Digitalisierung des Endbildes numerisch auswertet. Die Erfindung ist anwendbar im Prozess der Fadenherstellung sowie in Weiterverarbeitungsstufen bis hin zur Flächenbildung in der Weberei oder Stickerei.{Verfahren, Gerät, Messung, Haarigkeit, Faden, Fadenkern, Haarmantel, Bildverarbeitung, Beugungsbild, Endbild, Detektor}The invention relates to the testing and monitoring of the hairiness of threads in textile technology. The invention is intended to measure the hairiness and the length of the individual hairs of a thread without contact, at high speed and without deformation of the hair jacket. According to the invention, the object is achieved by means of coherent optical image processing by removing the image information on the thread core from the diffraction pattern of the hairy thread and numerically evaluating the remaining end image of the hair coat with a suitable detector or after digitizing the final image. The invention can be applied in the process of filament production and in further processing stages up to the surface formation in the weaving or embroidery. {Method, apparatus, measurement, hairiness, thread, thread core, hair coat, image processing, diffraction pattern, final image, detector}

Description

Zur Entstehung des Endbildes wird eine geeignet geformte Filterblende eingesetzt. Sie besteht aus einer Hochpaßblende in Form einer Kreisblende zur Realisierung einer allgemeinen Dunkelfeldabbildung sowie aus zwei Blendenflügeln, die das Beugungsbild des Fadenkerns ausblenden. Die Größe der Filterblende muß der Größe des Beugungsbildes des haarigen Fadens in der Filterebene sorgfältig angepaßt werden.For the formation of the final image, a suitably shaped filter panel is used. It consists of a Hochpaßblende in the form of a circular aperture for the realization of a general dark field image and two diaphragm blades, which hide the diffraction pattern of the thread core. The size of the filter aperture must be carefully matched to the size of the diffraction pattern of the hairy thread in the filter plane.

Nach der Filterung ist die in der Bildebene verbleibende Lichtintensität ein Maß für die Gesamtlänge der im Gesichtsfeld befindlichen Haare. Sie kann dort von einem integrierenden Detektor, z. B. einer Photozelle oder einem Photoelement, oder einem ortsauflösenden Detektor summarisch erfaßt und zur Anzeige gebracht oder zur weiteren digitalen Auswertung zur Verfügung gestellt werden.After filtering, the light intensity remaining in the image plane is a measure of the total length of the hair in the field of view. It can there by an integrating detector, eg. As a photocell or a photoelement, or a spatially resolving detector summarily detected and brought to the display or provided for further digital evaluation.

Das Endbild der Haare in der Bildebene des Linsensystems ist besonders zurdigitalen Erfassung mit CCD-oder TV-Kameras geeignet. Es kann dann unmittelbar im Bildspeichereines Bildverarbeitungssystems abgelegt und mit den bekannten Methoden digital weiter ausgewertet werden. So erhält man neben einer Meßgröße für die Haarigkeit auch die weiteren Kenngrößen eines Fadens.The final image of the hair in the image plane of the lens system is particularly suitable for digital acquisition with CCD or TV cameras. It can then be stored directly in the image memory of an image processing system and further evaluated digitally using the known methods. Thus, in addition to a measure of the hairiness and the other characteristics of a thread.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt den schematischen Aufbau des Meßgerätes.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows the schematic structure of the meter.

Zur Erzeugung des kohärenten Lichtes dient ein Helium-Neon-Laser. Nach Aufweitung des Strahls und Parallelisierung durch eine Linsenanordnung 1; 2 trifft das Licht auf den haarigen Faden 5, der in der Objektebene geführt wird. Eine nachfolgende Sammellinse 3 erzeugt in ihrer Brennebene das Fraunhofersche Beugungsbild des Fadens 5. In dergleichen Ebene befindet sich eine Blende 6, die das Beugungsmaximum nullter Ordnung und die vom Kern des Fadens 5 herrührenden Anteile des Beugungsbildes unterdrückt.The coherent light is generated by a helium-neon laser. After expansion of the beam and parallelization by a lens arrangement 1; 2, the light hits the hairy thread 5, which is guided in the object plane. A subsequent converging lens 3 generates the Fraunhofer diffraction pattern of the thread 5 in its focal plane. In the same plane there is a diaphragm 6 which suppresses the zero-order diffraction maximum and the components of the diffraction pattern originating from the core of the thread 5.

Eine weitere Linse 4 erzeugt das gefilterte Endbild des Fadens 5 in der Bildebene. Es enthält nur noch die Information über den Haarmantel des Fadens als helle Darstellung der Haare auf sonst dunklem Untergrund.Another lens 4 produces the filtered final image of the thread 5 in the image plane. It only contains the information about the hair coat of the thread as a light representation of the hair on otherwise dark ground.

In der Bildebene befindet sich als integrierender Detektor das Photoelement 7, dessen Photostrom der Gesamtlänge der im Bildausschnitt erfaßten Haare direkt proportional ist.In the image plane is located as an integrating detector, the photoelement 7, whose photocurrent of the total length of the hair captured in the image is directly proportional.

Die gesamte optische Anordnung und der Detektor befinden sich ineinem Gehäuse, das störendes Fremdlicht fernhält. Von evtl.The entire optical assembly and the detector are housed in a housing that keeps interfering extraneous light away. Of possibly.

auftretenden Verschmutzungen der Linsen (Staub) entstehen Störsignale. Sie können durch eine Kompensationsschaltung unterdrückt werden. Die Störanfälligkeit des Gerätes wird durch Einbau einer rotierenden Sektorblende (Chopper) und phasenempfindliche Verstärkung des Meßsignals weiter verringert.occurring contamination of the lenses (dust) cause interference signals. They can be suppressed by a compensation circuit. The susceptibility to interference of the device is further reduced by incorporating a rotating sector shutter (chopper) and phase-sensitive amplification of the measurement signal.

Claims (3)

1. Verfahren zur Messung der Haarigkeit von Fäden, wobei mit Hilfe von kohärentem Licht das Beugungsbild eines Fadens erzeugt wird, gekennzeichnet dadurch, daß man aus dem Beugungsbild diejenigen Bildinformationen entfernt, die nicht zum Haarmantel des Fadens gehören, und danach im Endbild die Haare allein und hell auf dunklem Untergrund abgebildet werden.1. A method for measuring the hairiness of threads, wherein by means of coherent light, the diffraction pattern of a thread is generated, characterized in that one removes from the diffraction image those image information that does not belong to the hair coat of the thread, and then in the final image, the hair alone and bright on a dark background. 2. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur alleinigen Darstellung des Haarmantels eine geeignet gestaltete Blende (6) in der Fourierebene und ein integrierender und/oder ortsauflösender Lichtdetektor, der mit einem Rechner in Verbindung steht und dessen Ausgangssignal ein Maß für die Haarigkeit des Fadens und/oder der Gesamtlänge der Haare sowie charakteristischer Parameter von Verteilungsfunktionen der Haarigkeit im aktuellen Bildausschnitt ist, in der Bildebene eines optischen Computers angeordnet sind.2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that for the sole representation of the hair coat a suitably designed aperture (6) in the Fourierbene and an integrating and / or spatially resolving light detector, which is in communication with a computer and its output signal Measure for the hairiness of the thread and / or the total length of the hair and characteristic parameters of distribution functions of the hairiness in the current image section is arranged in the image plane of an optical computer. 3. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der ortsauflösende Lichtdetektor als CCD-Zeilenkamera, CCD-Matrixkamera oder Fernsehkamera ausgebildet ist.3. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 and 2, characterized in that the spatially resolving light detector is designed as a CCD line scan camera, CCD matrix camera or television camera. Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt in den Bereichen der Textiltechnik, in denen die Haarigkeit von Fäden berührungslos und mit hoher Geschwindigkeit geprüft oder überwacht werden muß, um Informationen über die Einhaltung technologischer Parameter in der Fadenproduktion zu erhalten und/oder die Qualität der aus den Fäden zu erzeugenden Flächengebilde zu sichern.The field of application of the invention lies in the fields of textile technology, in which the hairiness of threads must be checked or monitored contactlessly and at high speed in order to obtain information about the observance of technological parameters in the production of threads and / or the quality of the threads to secure generating fabrics. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Die bekannten Verfahren zur Bestimmung der Haarigkeit von Fäden lassen sich durchweg als Laborprüfverfahren bezeichnen. Die Prüfgeschwindigkeit übersteigt nicht den Wert von etwa Immin"1 am laufenden Faden. Die meisten Haarigkeitsprüfmethoden sind optische Methoden. Sie gehen von der Absicht aus, die Gesamtlänge der Haare pro Längeneinheit des Fadens zu bestimmen und verwirklichen diese Absicht in mehr oder weniger guter Näherung. Von der Güte der Näherung hängt die Prüfgeschwindigkeit ab.The known methods for determining the hairiness of threads can be consistently referred to as a laboratory test method. The test speed does not exceed the value of about 1 mm of yarn on the running yarn.Most hairiness testing methods are optical methods.They are based on the intention to determine the total length of the hair per unit length of the thread and realize this intention in more or less good approximation. The test speed depends on the quality of the approximation. Von Carvalho Rodrigues, F.; Snatos Silva, M.; Pasos Morgado, C: The configuration of a textile yarn in the frequency space: A new method of measurement of hairiness. Jour. Textile lnst.74 (1983) S. 161-167, wird eine Anordnung beschrieben, bei der in der Fourierebene eines mit kohärentem Licht arbeitenden optischen Systems eine Blende eingesetzt wird, die nur die vom Haarmantel des Fadens abgebeugten Lichtanteile durchläßt. Ein unmittelbar dahinter angeordneter integrierender Detektor gibt somit ein Signal, das der Haarigkeit des Fadens im Bildausschnitt proportional ist. Das Bild der Haare wird nicht erzeugt und ausgewertet. Das auf einer solchen Grundlage arbeitende Prüfgerät ist lediglich zur Erfassung der Haarigkeitsverteilung in Fadenlängsrichtung geeignet. Einzelne Haare können nicht vermessen werden.By Carvalho Rodrigues, F .; Snatos Silva, M .; Pasos Morgado, C: The configuration of a textile yarn in the frequency space: A new method of measurement of hairiness. Jour. Textile lnst.74 (1983) pp. 161-167, an arrangement is described in which in the Fourier plane of a coherent light optical system, a diaphragm is used which transmits only the portions of light deflected by the hair sheath of the thread. An integrating detector arranged directly behind it thus gives a signal which is proportional to the hairiness of the thread in the image section. The image of the hair is not generated and evaluated. The working on such a basis tester is only suitable for detecting the Haarigkeitsverteilung in the yarn longitudinal direction. Individual hair can not be measured. Ziel der ErfindungObject of the invention Es ist das Ziel der Erfindung, die Haarigkeitsprüfung von Fäden mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen, die Arbeitsproduktivität zu erhöhen und die Qualität der Fäden zu verbessern.It is the object of the invention to perform the hairiness testing of yarns at high speed, to increase labor productivity and to improve the quality of the yarns. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Gerät zu entwickeln, mit denen die Haarigkeit und die Länge der Einzelhaare eines Fadens berührungslos und ohne Verformung des Haarmantels gemessen werden können. Als Maß für die Haarigkeit soll die Gesamtlänge der Haare pro Längeneinheit des Fadens dienen. Des weiteren sollen Informationen über die technologischen Ursachen der Haarigkeit in der Spinnerei gewonnen werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß man aus dem Beugungsbild des Fadens die Ballastinformation über den Bilduntergrund und über den Fadenkern entfernt. Im Endbild werden dann die Haare allein und hell auf dunklem Untergrund abgebildet.The invention has for its object to develop a method and an apparatus with which the hairiness and the length of the individual hair of a thread can be measured without contact and without deformation of the hair coat. As a measure of hairiness, the total length of the hair per unit length of the thread should serve. Furthermore, information about the technological causes of hairiness in spinning is to be obtained. According to the invention the object is achieved in that one removes the ballast information on the image background and on the thread core from the diffraction pattern of the thread. In the final image, the hair is then displayed alone and bright on a dark background. Dieses Verfahren wird mit Hilfe eines optischen Computers realisiert. Er besteht aus einem'Linsensystem mit teleskopischem Strahlengang, in dem ein Bild des Objektes mit kohärentem Licht, z. B. mit Laserlicht, erzeugt wird. In der bildseitigen Brennebene der ersten Linse wird das Beugungsbild des Objektes beobachtet. Die Bildinformation läßt sich dort in einer übergreifenden, von allgemeinen Objekteigenschaften ausgehenden Weise mit Hilfe von Filterblenden beeinflussen. Dabei werden die Fouriertransformation, die Ortsfrequenz-Filterung und die Rücktransformation mit Lichtgeschwindigkeit und parallel für alle Bildpunkte ausgeführt.This method is realized by means of an optical computer. It consists of a 'lens system with telescopic beam path, in which an image of the object with coherent light, z. B. with laser light generated. In the image-side focal plane of the first lens, the diffraction image of the object is observed. The image information can be influenced there in an overarching manner starting from general object properties with the aid of filter diaphragms. The Fourier transformation, the spatial frequency filtering and the inverse transformation are carried out at the speed of light and in parallel for all pixels.
DD30067587A 1987-03-12 1987-03-12 Method and apparatus for measuring the hairiness of threads DD258473B5 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2237632A (en) * 1989-10-30 1991-05-08 Strandberg Jr Charles Ferdinan Monitoring size encapsulation of yarn
CN103090805A (en) * 2013-02-27 2013-05-08 陕西科技大学 Wire-drawing die bore diameter measuring device and measuring method thereof

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