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Bereich der Technik
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Die Erfindung betrifft die Einrichtung zur Verfolgung eines sich bewegenden linearen Textilmaterials, insbesondere eines Garns, die eine Buchse aufweist, in der mindestens ein Bildsensor gelagert ist, dem mindestens eine Strahlungsquelle zuordenbar oder zugeordnet ist.
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Stand der Technik
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Bekannte Einrichtungen, zum Beispiel laut
CZ 299684 B6 ,
EP1319926 A1 oder CZ PV 2009634 A3, zur Verfolgung der Qualität eines sich bewegenden linearen Textilmaterials, insbesondere eines Garns auf den Textilmaschinen, weisen eine Reihe der elektronischen Komponenten auf, die bei deren Tätigkeit eine Verlustwärme generieren. Diese Komponenten sind gewöhnlich in einer geschlossenen Buchse angebracht, die diese mindestens teilweise von der Umgebung isoliert. Infolgedessen ändert sich während ihrer Tätigkeiten und vor allem bei der Inbetriebnahme ungleichmäßig die Temperatur in verschiedenen Teilen dieser Buchse. Die Eigenschaften der einzelnen Komponenten dieser Einrichtungen sind dabei auch zum Teil von der Temperatur abhängig, wodurch selbstverständlich der Wert des Ausgangssignals der Einrichtung und dadurch auch Verlässlichkeit und Reproduzierbarkeit ihrer Funktion beeinflusst werden können.
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Die Komponenten der Einrichtung zur Verfolgung der Qualität des linearen Textilmaterials, deren Eigenschaften sich in dem Zusammenhang mit der Temperatur ändern, sind in der Buchse der Einrichtung aufgrund der erforderlichen Konstruktionsanordnung in gegenseitig unterschiedlichen und relativ entfernten Stellen angebracht, und deshalb werden sie vor allem im Zeitpunkt des Anfangs der Tätigkeit der jeweiligen Einrichtung ungleichmäßig erwärmt. Dies kann für gewisse Zeit ab der Inbetriebnahme eine Instabilität ihrer Empfindlichkeit, und dadurch auch gewisse Änderungen des Ausgangssignals der Einrichtung verursachen, die dem Eingangssignal, also dem Bild des laufenden linearen Textilmaterials treu nicht entsprechen. Dies hat vor allem eine negative Auswirkung bei der Eichung der Einrichtung zur Folge, die gewöhnlich bei deren Herstellung und weiter bei dem Anfang des Betriebs durchgeführt wird. Aus diesem Grund ist es zwecks der Erreichung der Spitzenparameter notwendig, die jeweilige Einrichtung für bestimmte Zeit zu temperieren, damit die möglichst stabilen Arbeitsbedingungen aus der Sicht der Temperatur ihrer einzelnen Komponenten erreicht sind.
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Gewisse Mängel der bekannten Einrichtungen zur Verfolgung der Qualität des laufenden linearen Textilmaterials sind darum durch einen Kompromiss zwischen der Qualität der Ergebnisse der Verfolgung und dem Zeitverlust verursacht, der die Zeit zur Erwärmung aller Komponenten auf ihre Arbeitstemperatur ist.
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Aus der
DE 10 2007 040 224 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung und eine Vorrichtung zur optischen Detektion der Qualität eines Garns mit einer Lichtquelle und einem Sensor zur Messung des vom Garn transmittierten oder remittierten Lichtes bekannt. Die vom Sensor gemessene Lichtstärke wird in Abhängigkeit von einer gemessenen Temperatur korrigiert. Die Temperatur wird mittels eines Temperatursensors ermittelt.
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Das Ziel der Erfindung besteht darin, die zur Erreichung der Betriebstemperatur der Einrichtung oder mindestens mancher ihrer Komponenten notwendige Zeit zu verkürzen, operative Verfolgung der Qualität des laufenden linearen Textilmaterials und Erreichung der verlässlichen Ergebnisse der Verfolgung ohne Verlustzeit zu ermöglichen, die durch eine lange Zeit erzwungen sind, die zur Erreichung der Arbeitstemperatur der Einrichtung notwendig ist, oder ohne Unsicherheit, ob die jeweilige Arbeitstemperatur erreicht wurde.
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Darlegung des Wesens der Erfindung
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Das Ziel der Erfindung wird durch die Einrichtung zur Verfolgung der Qualität eines sich bewegenden linearen Textilmaterials, vor allem eines Garns erreicht, deren Wesen darin besteht, dass in dem inneren Raum der Buchse mindestens ein Heizglied angebracht ist. Vorzugsweise ist im inneren Raum der Buchse mindestens ein Temperatursensor angebracht.
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Damit erhält man eine aktive Kontrolle des Prozesses der Erwärmung der einzelnen Komponenten zur Verfolgung der Garnqualität mittels der Verfolgung der aktuellen Temperatur der kritischen Komponenten, vor allem durch aktive Generierung der Wärme zur Beschleunigung der Erwärmung dieser Komponenten auf die Arbeitstemperatur. Ferner erreicht man eine aktive Kompensation der Lichtleistung zur Bestrahlung des abzutastenden Garns und eine aktive Kompensation des Signals aus dem Messelement in der Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur des Sensors.
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Zur Beschleunigung des Temperatursensors und/oder der Beschleunigung der Erwärmung ist es vorteilhaft, wenn der Temperatursensor und/oder das Heizglied im Kontakt mit einem Bildsensor steht.
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Eine weitere Verbesserung erreicht man durch die Integration des Temperatursensors und/oder des Heizglieds auf einem Halbleiterchip des Bildsensors.
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Das Heizglied ist dabei vorteilhaft durch eine Halbleiterstruktur, und zwar auch eine parasitische Struktur eines optischen Chips gebildet.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Verfolgung der Qualität eines sich bewegenden linearen Textilmaterials ist auf den beigelegten Zeichnungen schematisch dargestellt, wo es zeigen:
- 1 Einschaltung der einzelnen Elemente der Einrichtung mit einem Bildsensor,
- 2 Anordnung der Einrichtung mit einem Bildsensor in der Buchse im Schnitt, der zur Bahn des sich bewegenden linearen Textilmaterials senkrecht läuft und
- 3 Anordnung der Einrichtung mit einem optischen Zeilensensor und mit zwei optischen Sensoren, die das widerstrahlte Licht abtasten, in der Buchse im Schnitt, der zur Bahn des sich bewegenden linearen Textilmaterials senkrecht läuft.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
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In dem Ausführungsbeispiel laut 1 weist die erfindungsgemäße Einrichtung zur Verfolgung der Qualität eines sich bewegenden linearen Textilmaterials einen Bildsensor 1 auf, in der dargestellten Ausführung einen Zeilenbildsensor, dem gegenüber eine Strahlungsquelle 3, zum Beispiel eine Lichtquelle angeordnet ist. Zwischen der Strahlungsquelle 3 und dem Bildsensor 1 ist eine Linse 2 oder ein anderes optisches Glied angebracht, das der Ausrichtung der Strahlen dient, die aus der Strahlungsquelle 3 in ein Bündel der miteinander parallel laufenden Strahlen ausgehen. Zwischen der Linse 2 und dem Bildsensor 1 ist ein Raum zum Durchgang des linearen Textilmaterials 7 gebildet, das in der dargestellten Ausführung ein Garn ist. Der Bildsensor 1 ist über einen bidirektionalen Bus 51 mit einem Mikroprozessor 5 oder bekannten elektronischen Kreisen zur dessen Steuerung und Verarbeitung und/oder der Auswertung des Signals des Bildsensors 1 verbunden. Die Strahlungsquelle 3 ist mit dem Ausgang 52 des Mikroprozessors 5 zur Regelung der Strahlung verkoppelt.
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In der Nähe des Bildsensors 1 oder direkt auf dem Körper des Bildsensors 1 sind ein Temperatursensor 4 und ein Heizglied 6 gelagert. Der Ausgang des Temperatursensors 4 ist mit dem Eingang 53 des Mikroprozessors 5 zur Verfolgung der Temperatur verkoppelt und das Heizglied 6 ist mit dem Ausgang 54 des Mikroprozessors 5 zur Temperaturregelung verkoppelt.
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Alle Komponenten des beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels oder mindestens einige von ihnen können in eine integrierte Halbleiterkundenschaltung ASIC integriert werden.
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Bei der Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Einrichtung nimmt der Mikroprozessor 5 das Heizglied 6 in Betrieb, das den Bildsensor 1 auf eine Betriebstemperatur zu erwärmen anfängt. Gleichzeitig oder nachfolgend fängt der Temperatursensor 4 die Temperatur des Bildsensors 1 zu verfolgen und über den Eingang 53 die Informationen über ihren Wert in den Mikroprozessor 5 zu liefern an. Zugleich wird der gemessenen Temperatur des Sensors der Strom durch die das Licht emittierende LED-Diode 3, mittels des Ausgangs 52 des Mikroprozessors, auf solche Weise angepasst, damit der Einfluss der aktuellen Temperatur auf das Ausgangssignal des Bildsensors 1 kompensiert wird. Nach der Erreichung der Arbeitstemperatur des Bildsensors 1 beendet der Mikroprozessor 5 die Tätigkeit des Heizglieds 6, wobei die Tätigkeit des Sensors 4 zur Verfolgung der Temperatur des Bildsensors 1 auch während der Tätigkeit der Einrichtung fortsetzt, wobei man eventuelle plötzliche Änderungen der Temperatur des Bildsensors 1 verfolgt, der Strom durch die das Licht emittierende LED-Diode durchlaufend kompensiert wird und das Heizglied 6 bei einer starken Senkung der Umgebungstemperatur für bestimmte Zeit in Betrieb gesetzt wird.
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In der nicht dargestellten Ausführung weist die jeweilige Einrichtung keinen Temperatursensor, sondern nur ein Heizglied auf. Bei dieser Ausführung wird im Voraus empirisch die Zeit festgelegt, in der der Bildsensor 1 nach der Inbetriebnahme der Einrichtung und dem Anfang der Tätigkeit des Heizglieds 6 seine Arbeitstemperatur erreicht, und der Mikroprozessor 5 nach dieser Zeit die Tätigkeit des Heizglieds 6 beendet.
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In einer anderen nicht dargestellten Ausführung weist die Einrichtung nur einen Temperatursensor 4 und kein Heizglied 6 auf. Bei dieser Ausführung wird der Strom durch die LED-Diode aufgrund der gemessenen Temperatur durchlaufend auf solche Weise korrigiert, damit die Parameter des Sensors kompensiert werden, die temperaturabhängig sind.
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In dem Ausführungsbeispiel laut 2 ist die in 1 dargestellte Einrichtung in der Buchse 8 gelagert. Die Einschaltung der einzelnen Elemente der Einrichtung ist dieselbe wie bei der oben beschriebenen Ausführung. Aus 2 sind die Platzierung des Temperatursensors 4 und des Heizglieds 6 in der Nähe der hinteren Seite des Bildsensors 1 und Bildung der Spalte 81 zum Durchgang des linearen Fasergebildes 7 in der Buchse 8 ersichtlich. Auch bei dieser Ausführung kann der Temperatursensor 4 und/oder das Heizglied 6 im Kontakt mit dem Körper des Bildsensors 1 angebracht werden. Die Buchse 8 ist im Raum der Spalte 81 in den Stellen der Platzierung der Strahlungsquelle 3 und des Bildsensors 1 transparent.
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In
3 ist die Einrichtung zur Verfolgung des Querschnittes und der Farbenhomogenität des Garns oder eines anderen linearen Textilgebildes
7 laut
CZ 2009634 A3 dargestellt, die in der Buchse
8 angeordnet ist. In der Buchse
8 ist eine Spalte zum Durchgang des linearen Textilgebildes
7 gebildet, in der ein Verfolgungsraum des sich bewegenden linearen Textilmaterials
7 gebildet ist. Um den Verfolgungsraum herum sind in der Buchse
8 die Lichtstrahlungsquelle
3 und der Bildsensor
1 gegenüberliegend angebracht, der gleich wie bei der Ausführung laut
1 und
2 über einen bidirektionalen Bus
51 mit dem Mikroprozessor
5 verkoppelt ist. In Bezug auf die Strahlungsquelle
3 auf derselben Seite des Verfolgungsraumes sind in der Buchse
8 zwei optische Sensoren
11 gelagert, die die widerstrahlte Strahlung von der Oberfläche des sich bewegenden linearen Textilgebildes
7 abtasten, wobei die Achsen der Sensoren
11 der widerstrahlten Strahlung gegenüber der Richtung der von der Strahlungsquelle
3 ausgestrahlten Strahlung geneigt sind.
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In der dargestellten Ausführung laut 3 sind auf der hinteren Seite des Bildsensors 1 ein Temperatursensor 4 und ein Heizglied 6 angebracht, das ähnlich wie bei den vorangehenden Ausführungen auch anderswo in der Buchse 8 in der Nähe des Bildsensors 1 angebracht werden kann. Alle Komponenten des Ausführungsbeispiels laut 3 oder mindestens manche von ihnen können in einen integrierten Halbleiterkundenkreis ASIC integriert werden.
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Bei allen Ausführungen können die Temperatursensoren 4 oder Heizglieder 6 direkt auf dem Halbleiterchip des Bildsensors 1 direkt integriert werden. Das Heizglied 6 kann dabei durch eine Halbleiterstruktur des Chips 1 und zwar eventuell parasitische Struktur gebildet werden, die bei der Produktion des Halbleiterchips des Bildsensors 1 entstanden ist.
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Die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele sind zur anschaulichen Erläuterung der Anordnung und der Funktion angeführt, ihr Zweck besteht nicht in der Limitierung des durch die Patentansprüche definierten Schutzes.
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Die Stabilisierung der Temperatur der Bildsensoren 1 zur Verfolgung der Qualität eines sich bewegenden linearen Textilmaterials, vor allem eines Garns, trägt der größeren Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Messung bei. Das Heizglied 6 zur Beheizung des inneren Raumes der Buchse 8 der Einrichtung, eventuell direkte Erwärmung der Bildsensoren 1, 11 beschleunigen das Bringen der Verfolgungsmittel in den Arbeitszustand.
