DE1798297C - Einrichtung zum Messen des absoluten Durchmessers oder der absoluten Masse pro Längeneinheit eines Fadens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung :um Messen des absoluten Durchmessers oder der ibsoluten Masse pro Längeneinheit eines Fadens, wobei der Faden durch einen Meßkanal geführt und ;in dem Durchmesser oder der Masse pro Längeneinheit des Fadens entsprechendes elektrisches Signal erzeugt wird, welches einem einen Schwellenwert aufweisenden Amplitudendiskriminator zugeführt wird.

Eine derartige Einrichtung ist bereits bekannt, so z. B. aus der französischen Patentschrift 1 480 497. Dabei kann der Meßkanal ein optischer, photoelektrischer oder kapazitiver Kanal sein. In Abhängigkeit von dem Bewegungszustand des Fadens (Stillstand oder Durchgang) stellt sich der Schwellenwert des Amplitudendiskriminators selbsttätig zwisehen zwei vorgegebenen Weiten ein. Auf diese Weise ist es möglich, sowohl bei Stillstand des Fadens (z. B. beim Einführen des Fadens in den Meßkanal) als auch beim Fadenlauf eine richtige Messung durchzuführen. ao

Ein Nachteil solcher Einrichtungen ist jedoch, daß infolge der vorher eingestellten Schwellenwerte für den Amplitudendiskriminator andere Änderungen als die, welche von dem Faden herrühren, nicht in dem Meßkanal auftreten dürfen. Treten solche meist lang- as same Änderungen infolge äußerer Einflüsse, z. B. Temperaturschwankung^n oder Alterung der Einzelteile, dennoch auf, so ändert sich das Fadensignal im gleichen Sinne, so daß dieses ment mehr ein absolutes Maß für den Durchmesse/ oder die Masse des Fadens ist.

Es sind auch andere Einrichtungen zum Fadenprüfen bekannt, so z. B. aus der britischen Patentschrift 716 370, bei denen aber nicht der absolute Durchmesser oder die Masse eines Fadens, sondern lediglich die Abweichungen von dem Durchmesser oder der Masse des Fadens in bezug auf einen Bezugsfaden in einer Bezugsquelle gemessen werden, "lie aus der gleichen Quelle wie die Meßzelle gespeist wird. Langsame Änderungen vollziehen sich sowohl in der Meßzelle als auch in der Bezugszelle, so daß dies nicht hinderlich ist. Ein großer Nachteil dabei ist jedoch, daß bei Änderung der Garnnummer das Bezugsgarn in allen Prüfeinrichtungen durch ein anderes Bezugsgarn ersetzt werden muß. Wenn bei diesen bekannten Einrichtungen der Faden in der Bezugszelle als Bezugswert für sich selber dient, treten Schwierigkeiten auf bei den Längen, über die eich die Abweichungen erstrecken dürfen. Auch dürfen dit beiden Zellen nicht zu weit voneinander angeordnet sein.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die der absolute Durchmesser oder die absolute Masse pro Längeneinheit eines Fadens gemessen werden kann, ohne daß sich Änderungen im Meßkanal infolge äußerer Einflüsse, wie z. B. Temperaturschwankungen und Alterung von Einzelteilen, auf die Meßgenauigkeit auswirken können.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe Co besteht darin, daß ein fadenloser Bczugskankl zum Erzeugen eines elektrischen Bezugeelgnals ebenso wie der den zu messenden Faden enthaltende Meßkanal in einem gemeinsamen Block untergebracht und von einer gemeinsamen regelbaren Speisequelle β; gespeist werden, daß der Bezugikanal zusammen mit der regelbaren Speiiequelle in einer Regelschleifc ^1l-"* Huren welche das Bezugssignal einem von außen zugeführten absoluten Bezugssignal gleichgemacht wird, und daß das Meßsignal und das Bezugssignal einer Summiervorrichtung zugeführt werden, an deren Ausgang ein dem absoluten Durchmesser oder der absoluten Masse pro Längeneinheit des Fadens proportionales Signal auftritt, welches dem Amplitudendiskriminator zugeführt wird.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich der VorUil, daß das Signal am Ausgang der Summiervorrichtung unter allen Bedingungen den absoluten Durchmesser oder die absolute Masse pro Längeneinheit des Fadens berücksichtigt. Darüber hinaus ist es in besonders einfacher Weise möglich, eine Anpassung des Fadenprüfers an die zu prüfenden Fäden mit sehr unterschiedlichen Durchmessern oder Massen (ein großer Bereich von Garnnummern) vorzunehmen.

Es brauchen keine zusätzlichen Maßnahmen getroffen zu werden, um die Schwierigkeit zu umgehen, die beim Einführen eines Fadens in einen relativ messenden Fadenprüfer bei einer Durchmesserabweichung (d. h. Zunahme) in der Größenordnung des Fadendurchmessers auftritt. Ein weiterer Vorteil der absoluten Messung ist, daß die Meßergebnisse unabhängig von der Laufrichtung des Fadens sind. Eine große Verdickang zwischen einem dünnen und einem dicken Fadenstück ergibt die gleichen Meßergebnisse sowohl beim Vorlauf des dicken Stückes als auch beim Vorlauf des dünnen Stückes vor der Verdickung.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer photoelektrischen Einrichtung zur Fadenprüfung nach der Erfindung,

F i g. 2 schematisch einen kapazitiven Fadenprüfer nach der Erfindung,

F i g. 3 eine praktische Ausführun^orm des Meß- und Bezugskanals des photoelektrischen Fadenprüfers nach Fig. 1.

In Fig. 1 bezeichnet I den Meßkanal mit regelbarer Lichtquelle und Photozelle 2. Der Meßkanal I enthält einen Faden 4. 11 bezeichnet den Bezugskanal mit der gleichen regelbaren Lichtquelle 1 und Photozelle 3. Der Bezugskanal II ist in eine Regelschleife 5 eingefügt. Diese Regelschleife 5 enthält weiterhin die regelbare Lichtquelle 1, die aus einer regelbaren Speisequelle 6 gespeist wird. Die Regelschleife 5 enthält weiterhin einen Verstärker 7 und ein Vergleichsglicd 8. Dem Vergleichsglicd 8 wird außerdem ein absolutes Bezugssignal V',_t/ zugeführt. Von dem Ausgang 9 des Vergleichsglieds 8 wird die Speiscquelle 6 gesteuert, die an sich wieder die Lichtquelle 1 regelt. Die Signale deT Photozellen 2 und 3 werden einer Summiervorrichtung 10 zugeführt. Der Unterschied zwischen den absoluten Werten der beiden Signale wird nach Verstärkung in einem Verstärker 11 einem Amplit"dendlskriminator 12 zugeführt, dem eine Schwellenspannung V_tl zugeleitet wird und dessen Ausgang mit einer Anzeige- und/ oder Fadenschneidvorrichtung 13 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende· Unabhängig von dem im Meßkanal I vorhandenen Faden 4 wird die Lichtquelle 1 durch die Speisequelle 6 der Regclschleife 5 mit dem Bezugskanal II derart geregelt, daß die Spannung V₁,, der Photo-7cl)e 3 des Bezugskanats II nach Verstärkung im Verstärker 7 am Eingang des Vergleichsgliede 8 stets gleich der darin vorhandenen absoluten Bezugsspannung V'_r</ ist. Auf diese Weise werden die Ande-

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rungen des Bezugskanals II und der Speisequelle 6 ist, auf die beschriebene Weise zu bestimmen, kann

beseitigt. In der Praxis sind der Meßkanal I und der die Einrichtung auch für Wechselspannungsbetrieb

Bezugskanal II in der gleichen Hülle H untergebracht, ausgelegt werden. Die Speisequelle 6 kann z. B. ein

so daß die weitgehend identischen Photozellen 2 von der Vorrichtung 8 gesteuerter Multivibrator sein,

und 3 in einem gemeinsamen Block B untergebracht 5 der die Lichtquelle 1 speist. Das pulsierende Licht

werden können. Die Änderungen infolge Tempera- erzeugt Wechselspannungen in den Photozellen 2

turschwankungen und Alterung der Lichtquelle und und 3, die sich leicht verstärken lassen. Nach dem

der Photozellen usw. wirken sich somit in den Verstärker 7 kann die Bezugsspannung V_rtl z. B. in

Kanälen I und II gleichermaßen aus, so daß durch einen: Gleichrichter 14 wieder gleichgerichtet werden.

diese Regelung diese Änderungen auch im Meßkanal io Nach dem Wechselspannungsverstärker 11 kann auch

ausgeglichen sind. Damit ist eine absolute Messung das Fadensignal für den Diskriminator 12 zunächst

im Meßkanal I ohne weiteres durchführbar. Wenn gleichgerichtet werden.

kein Faden 4 vorhanden ist, kann die Lichtmenge Fig. 2 zeigt schematisch die Verwendung eines im Meßkanal I oder im Bezugskanal einfach derart kapazitiven Meß- und Bezugskanals I bzw. II in eingestellt werden, daß das Signal der Photozelle 2 15 einem kapazitiven Fadenprüfer nach der Erfindung. des Meßkanals I gleich dem Bezugssignal der Photo- Die Kondensatorplatttn C₁ und C_a bilden den Meßzelle 3 des Bezugskanals II ist. Dies wird in der kanal I, der aus der regelbaren Speisequelle 6 ge-Summiervorrichtung 10 geprüft, die den absoluten speist wird. Die Kondensatorplstten C₃ und C₄ bilden Unterschied zwischen den beiden Signalen feststellen den Bezugskanal II, der ebenfalls aus der Speisekann. Nach dieser Einstellung ist bei Anwesenheit ao quelle 6 gespeist wird. Die Spannung des Meßeincs Fadens 4 im Meßkanal T das Signal V₀ am kanalsl, die auch durch den darin vorhandenen Ausgang der Summiervorrichtung 10 stets maßgebend Faden 4 bestimmt wird, und die Bezugsspannung des für den absoluten Wert des Durchmessers des Bezvgskanals II werden ferner ähnlich wie in der Fadens 4. In dem Amplitudendiskriminator 12 wird Einrichtung nach F i g. 1 verarbeitet,
dieses Signal V₀ nach Verstärkung V₀ im Ver- 35 F i g. 3 zeigt eine praktische Ausführungsform stärker 11 mit einer eingestellten Schwellenspannung eines Abnehmerkopfes eines photoelektrischen Faden- V_dT verglichen. Diese Schwellenspannung ist gleich prüfers nach Fig. 1.

der verstärkten Spannung V₀, die dem maximal zu- Bezugsziffer 15 bezeichnet eine praktisch punktlässigen Durchmesser des Fadens 4 entspricht, ist förmige Lichtquelle, die vorteilhafterweise durch ein V₀' höher als V_in so wird die Anzeige- und/oder 30 Licht erzeugendes Halbleiterelement, z. B. eine Schneidvorrichtung 13 wirksam. Galliumarsenid-Diode od. dgl., gebildet werden kann.

Es ist möglich, einen zweiten Schwellwert für Diese Lichtquellen haben den Vorteil, daß sie durch

einen minimal zulässigen Fadendurchmesser zu pulsierende Speisung in einem schnellen Rhythmus

wählen. Wenn der beschriebene Fadenprüfer Fäden ein- und abgeschaltet werden können, so daß pul-

init verschiedenen, mittleren Durchmessern (ver- 35 sierendes Licht erzeugt wird, so daß der Fadenprüfer

schiedene Garnnummern) prüfen soll, braucht nur keine Gleichstromverstärker braucht,

die Schwellenspannung V_it dementsprechend ange- Das Licht der Lichtquelle 15 wird durch eine Linse

paßt zu werden. Dies läßt sich für eine große Anzahl 16 in ein paralleles Lichtbündel umgewandelt. Das

von Fadenprüfern gleichzeitig über eine gemeinsame Lichtbündel wird in einer Lichtteilvorrichtung 17 in

Leitung durchführen. 40 zwei Teile aufgespalten. Ein Teil läuft durch den

Ein Nachteil kann unter Umständen noch darin Fadenspalt 18 des Meßkanals I, und der andere Teil bestehen, daß zum Prüfen sehr verschiedener Fäden durchläuft einen Teil 19 des Bezugskanals II, in dem mit cehr verschiedenen Durchmessern, z. 3. von kein Faden vorhanden ist. Die beiden Bündelteile 80 μΐη bis 0,5 mm, der Verstärkern und der Dis- werden darauf durch eine Linse, z.B. eine zukriminator 12 über einen sehr großen Bereich Steuer- 45 sammengesetzte Linse 20, derart zusammengefügt, bar sein müssen, d. h. sowohl für den Bereich der daß das Licht von dem Fadenspalt 18 und das BeGarnnummern als auch für einen großen dyna- zugslicht des Teiles 19 beide einen Brennpunkt 21 mischen Bereich für die großen Durchmesserände- bzw. 22 haben. An der Stelle der Brennpunkte sind nungen an sich. Zu diesem Zweck kann man die Photozellen 23 bzw. 24 angeordnet. Die Anordnung absolute Bezugsspannung V'_Ttf zur Einstellung der 50 der Photozellen 23 und 24 in den Brennpunkten 21 Garnnummer verwenden. Die Regelbarkeit der bzw. 22 hat den Vorteil, daß örtliche Ei/ipfindlich-Schleife 5 muß dann nur proportional zu V'_ref sein, keitsunterschiede zwischen den Photozellen unwirkwährend die Regelbarkeit des Verstärkers 11 und sam bleiben.

des Diskriminators 12 nur den dynamischen Bereich Die Photnzellen sind in einem thermisch gut der Durchmesserändeningen des Fadens bestreichen 55 leitenden Block 25 eingebettet, wodurch zwischen den soll. Die absolute Bezugsspannung V'_T,f wird derart beiden Zellen praktisch kein Temperaturunterschied einstellbar gemacht, daß die Lichtintensität bei jeder auftritt. Der Fadenspalt 18 und der Tsil 19 des BeGarnnummer so groß ist, daß bei dem nominalen zugskanals II können durch Platten 26 und 27 aus Fadendurchmesser stets eine Spannung von z. B. 2 V durchsichtigem Material begrenzt werden,
als V₀ am Ausgp.ng des Verstärkers It auftritt. Die 60 Das im Fa.ienspalt 18 vom Faden durchlaufene Spannung V_it muß dann in gleichem Maße höher Lichtfeld muß derart sein, daß ein gleiches Fadenbzw, niedriger als V₀ gewählt werden, wie es der stück unabhängig von seiner Stelle im Fadenspalt 18 maximal zulässige bzw. minimal zulässige Durch- ein gleiches Signal der Photozelle 23 erzeugt. Dies messer fordert. V_Ar ergibt dabei also eine Empfind- wird nur teilweise durch die Verwendung des parlichkeitseinstellung. 83 allelen Lichtbündeis aus der Linse 16 erzielt. Die

Um den absoluten Durchmesser ohne Verwendung Bewegungen des Fadens in der Richtung des Meß-

voii Gleichstromverüärkcrn, mit denen die er- kanals I (in der Zeichnung von links nach rechts und

wünschte Stabilität nicht oder doch kaum crzielbar umgekehrt) haben keinen weiteren Einfluß.

Bewegt sich der Faden im Meßspalt 18 von oben nach unten oder umgekehrt (s. die Zeichnung), so ändert sich das Fadensignal infolge der in dieser Richtung auftretenden Lichtstärkeänderung, also quer zum LichtbUndet. Um dies zu verhüten, kann eine S Maske 28 hinter dem Meßspalt 18 angebracht werden. Diese Maske 28, die z. B. durch Atzung genau hergestellt werden kann, hat eine Öffnung oder eine Lichtdurchlässigkeit solcher Struktur, daß die Lichtstnrkcänderung des Bündels ausgeglichen wird. Die Maske 28 kann sich auch bis zu dem Bezugskanal II erstrecken, wo sie auch eine Öffnung aufweist. Um die Signale an den Ausgängen der Photozellen 23, 24 bei Abwesenheit von laden im Fadenspalt 18 gleichzumachen, ist z. B. eine Einstellschraube mehr oder weniger tief in -den Bczugskanal einzudrehen, so daß mehr oder weniger Licht aufgefangen wird. Um die Wirkung von Tempcralurschwankungen möglichst gering/u halten oder eine lineare Beziehung zwischen der Lichtmenge der Photozellen und ihrem *o Ausgangssignal beizubehalten, können die Photozcllcn niederohmig abgeschlossen werden, so daß der Kurzschlußstrom der Photozellen benutzt werden kann. Indem in der Summiervorrichtung 10 nach F i g. 1 der absolute Unterschied zwischen den Signalwerten der Photozellen bestimmt wird, entsteht das Signal V_e, das der vom Faden abgefangenen Lichtmenge, d. h. Fadendurchmesser \ Spaltlänge x Lichtintensität proportional ist. Indem das Signal des Bezugskanals II, wie gesagt, konstant und für eine Gruppe von Fadenprüfern gleichgemacht wird, bildet für alle Fadenprüfer der Gruppe das Unterschiedssignal V_t der Einrichtung 10 einen konstanten Faktor mal den absoluten Fadendurchmesser.

Daher muß stets das Signal des Meßkanals ohne Faden gleich dem Signal des Bezugskanals sein. Dies bedeutet, d&ß an dem für Licht durchlässigen Fenster (Platte 26) als Verschluß des Fadenspalts kein Staub oder Schmutz haften soll. Durch richtige Wahl der Spaltbreite und durch aerodynamische Ausbildung des Spaltes kann sichergestellt werden, daß sich kein Staub ablagert und daß die Oberflächen des Fadenspaltes stets durch herausragende Fasern des laufenden Fadens gereinigt werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   1 Einrichtung zum Messen des absoluten Durchmessers oder der absoluten Masse pro Lingeneinhe.it eine* Fadens, wobei der Faden durch einen Meßkana] geführt und ein dem Durchmesser oder der Masse pro Längeneinheit des Fadens entsprechendes elektrisches Signal erzeugt wird, welches einem einen Schwellenwert aufweisenden Amplitudendiskriminator zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein fadenloser Bezugskanal (It) zum Erzeugen eines elektrischen Bezugssignals (V„j) ebenso wie der den zu messenden Faden (4) enthaltende Meßkanal (1) in einem gemeinsamen Block (B) untergebracht und von einer gemeinsamen regelbaren Speisequelle (1, 6) gespeist werden, daß der Bezugskanal (II) zusammen mit der regelbaren Speisequelle (1, 6) in einer Regelschleife (5) liegt, durch welche das Bezugssignal (V_tfl) einem von außen zugeführten absoluten Bezugssignal (V'_rtf) gleichgemacht wird, und daß das Meßsignal und das Bezugssigna] (K,,,) einer Summiervorrichtung (10) zugeführt werden, an deren Ausgang ein dem absoluten Durchmesser oder der absoluten Masse pro Längeneinheit des Fadens (4) proportionales Signal (V₀) auftritt, welches dem Amplitudendiskriminator (12) zugeführt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet), daß das von außen her zugeführte, absolute Bezugssignal (V'r_e/) in Abhängigkeit von der Garnnummer des zu prüfenden Fadens (4) nach Größe einstellbar ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Speisequelle (1) durch eine punktförmige Lichtquelle (15) gebildet wird, wobei eine linse (16) das Licht der Lichtquelle (15) in ein paralleles Bündel umwandelt, das durch eine Lichtteileinrichtung (17) in rwei Teile aufgespalten wird, von denen ein Teil in einem Fadenspalt (18) des Meßkanals I und der andere in einem Teil (19) des Bezugskanals II ohne Faden wirksam ist, und daß die beiden Bundelteile durch wenigstens eine Linse (20) zusammengefügt werden, die einen Brennpunkt (21) auf einer Photozelle (23) des McBknnalsI und einen Brennpunkt (22) auf einer Photorelle (24) des Bezugskanals II hat.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mi*ke(lit) nach dem Fadenspalt (18) angebracht <»t
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet. daß die punktförmige Lichtquelle (15) ein lichtermigendes Halbleiterelement ist.
6. 6. Einrichtung nach einem tier Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekcnnrcichnci, lUfl die regelbare Speisequeile(l. 6) cirtc Wechselspannung liefert.

   Hierzu 1 Blatt Zecommeea