DE3635267A1 - Optische erfassungseinrichtung fuer fadenverdickungen, insbesondere fuer das offen-end-verfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Einrichtung zum Erfassen von Fadenverdickungen, -fehlern und -eigenschaften, die es durch das Vorsehen einer gleichmäßigen Beleuchtung eines optischen Fensters und einer wirksamen Kompensation für Verschmutzung, thermische Drift und Altern des optischen Meßkopfes sowie einer Kompensation für durch Umgebungslicht erzeugte Störungen und durch Übernahme einer Normierung von Signalen sowie einer Hybrid-Digital/Analogverarbeitung der Signale gestattet, daß außer den herkömmlichen Überprüfungen und Kontrollen des Fadens oder Garns auch labortypische Garneigenschaften, wie z. B. der Koeffizient der %-Durchmesseränderung, der auch als "VC- Koeffizient" bezeichnet wird und gleich der Standardabweichung (mittlere quadratische Abweichung) in Prozent vom Mittelwert des Garndurchmessers ist, das Spektrogramm oder die Spektralanalyse der im Garn auftretenden Unregelmäßigkeiten sowie sehr kleine im Garn auftretende, periodische Unregelmäßigkeiten (Moir´), mit hoher Auflösung und Stabilität bestimmt werden, und ist daher für die Anwendung bei Offen-End-Webereimaschinen spezifisch.

Aus dem Stand der Technik sind viele Lösungen mit optischen Einrichtungen zur Erfassung von Fadenverdickungen und -fehlern bekannt, die für die Feststellung von für Kreuspulmaschinen typischen Garndefekten, wie z. B. Knotengarnen, Fadenverdickungen und/oder Durchmesserverringerungen, geeignet sind, die sich mehr oder weniger in Längsrichtung erstrecken. Die immer größer werdende Nachfrage bei den Webern nach immer besserer Qualität der Garne hat zu einer fortgesetzten Verbesserung in den Webtechniken geführt, die beim Offen-End-Verfahren zu Fehlerquoten und -werten führen, die viel geringer als die für die herkömmlichen Webereimaschinen typischen Fehlerquoten sind und zu deren Feststellung somit empfindlichere Einrichtungen zur Erfassung von Fadenfehlern, wie z. B. Fadenverdickungen, benötigt werden. Andererseits treten beim Offen-End-Verfahren weitere Defekte und Fehler auf, die für das Offen-End-Weben typisch sind, und festgestellt und ausgeschaltet werden müssen. Unter diesen Fehlern ist der charakteristische und gefürchtetste der sogenannte Moir´-Fehler, der die Qualität des Garns stark beinträchtigt, lokale Fadenverdickungen und -verdünnungen im Durchmesser erzeugt, die in einem konstanten Abstand auftreten (sie sind periodisch) und die zu störenden Maserungen bzw. Rippenbildungen führen können, selbst wenn sie eine geringe Ausdehnung haben.

Daher wird zur Feststellung sämtlicher dieser für das Offen-End-Verfahren typischen Defekte eine Fadenerfassungseinrichtung benötigt, die mit Auflösungs-, Präzisions- und Meßstabilitätseigenschaften ausgestattet ist, die beträchtlich höher als gemäß derzeitigem Standard sind. Diese Tatsache bringt im Grunde einen besseren Ausgleich bzw. eine gleichmäßigere Verbreitung des Lichts durch das Fenster des optischen Detektors mit sich, indem thermische Störungen, Verschmutzung und Verschlechterung wirksam ausgeglichen sowie ein Ausgleich für die Außenbeleuchtung vorgesehen werden müssen. Andererseits macht das Auffangen und Unterbrechen von Moir´-Defekten das Vorsehen eines geeigneten digitalen Filters erforderlich, das dadurch, daß es eine digitale Verarbeitung der Signale ermöglicht, nicht nur die Feststellung von Moir´-Defekten, sondern auch die Feststellung des Spektrogramms und vor allem die Feststellung des von den Webern auch als "%VC" definierten Prozentveränderungskoeffizienten erleichtern kann, der auf höchst eindeutige Weise die echte Qualität oder besser Unregelmäßigkeit des Garns charakterisiert.

Bei den Einrichtungen zur Erfassung von (Vor)Garneigenschaften gemäß Stand der Technik sind nun verschiedene Einrichtungen und Hilfsmittel verwendet worden, um den Meßlichtstrahl durch das Fenster gleichmäßig zu machen, z. B. das Umbiegen der Emissions-(Sende-) und Empfangsebene des Fensters, die Reflexion des Lichtstrahls an einem homogenisierenden Spiegel sowie die Korrektur der Reflexion des Spiegels durch Vorsehen von Linien und Reliefs auf diesem und das Einführen von diffusen Filtern oder -gittern; sämtliche dieser Einrichtungen führen jedoch zu einer Abnahme der Energie des Lichtstrahls, was das Signal-Störungsverhältnis (Signal/Rauschverhältnis) verschlechtert und Resultate ergibt, die, falls sie für die Fadenerfassungseinrichtungen für Kreuzspulmaschinen ausreichend sind, dies jedoch nicht für die beim Offen-End-Verfahren benötigte Genauigkeit ausreichend sind, vor allem nicht zur Bestimmung von Moir´-Defekten und des Spektrogramms.

Ein zweiter ernstlicher Nachteil der Einrichtungen zur Erfassung von Fadeneigenschaften, insbesondere Fadenverdickungen, gemäß Stand der Technik besteht in der Änderung der Fotodiodenemission mit der Temperatur.

Auch die Fotoempfänger haben denselben Nachteil bzw. dieselbe Art von Fehler, so daß es durch eine geeignete Auswahl der Bauteile möglich ist, einen gewissen Ausgleich zu erzielen, jedoch unter der Voraussetzung, daß die beiden Elemente dieselbe Temperatur haben.

Bei den geometrischen Anordnungen gemäß Stand der Technik sind jedoch der Empfänger und der Emitter bzw. Sender stets auf entgegengesetzten Seiten angebracht, so daß die beiden Elemente aufgrund ihrer Entfernung während der dem Einschalten folgenden Wärmeübergänge oder aufgrund einer äußeren Bestrahlung unterschiedliche Temperaturen besitzen können und demzufolge beträchtliche Fehler verursachen können.

Das Ausmaß dieser Fehler kann für die von den Kreuzspulmaschinen benötigten Genauigkeiten akzeptiert werden, nicht jedoch für die Offen-End-Maschinen, bei denen die Messung von Moir´-Defekten und somit hoher Meßgenauigkeiten erforderlich sind.

Was nun die Abnahme oder Eliminierung der durch die Umgebungsbeleuchtung verursachten äußeren Störungen anbelangt, haben die herkömmlichen Einrichtungen zwei solcher Probleme, die Sättigung der Verstärker und das Vorhandensein von Änderungen in dem die Abmessung des Durchmessers bildenden Signal, nicht gelöst, die stets bei einer durch Außenbeleuchtung erzeugten Störung vorhanden sind, und zwar beide aufgrund der nicht korrekten Verwendung der Diode und eines unterschiedlichen dynamischen Ansprechens der Verstärkerkreise, wenn die Signale sehr unterschiedliche Pegel erreichen.

Gemäß dem augenblicklichen Stand der Technik gibt es keine Einrichtungen zur Herabsetzung des Sättigungsphänomens, jedoch werden Filter eingebaut, die sich gegnüber dem Empfänger befinden und sämtliche von dem IR-Band, innerhalb von dem der Sender arbeitet, verschiedenen Wellenlängen abschwächen.

Auf dem Markt gibt es keine optischen Erfassungseinrichtungen für Fadenverdickungen, die einen Lichtstrahl bzw. -streifen aufgrund von direktem oder reflektiertem Sonnenlicht widerstehen können, das in den Webraum eintritt.

Das gesammelte und verstärkte Signal ist stets das Gesamtsignal, so daß eine Verstärkung in der ersten Verstärkerstufe, die für das modulierte Signal optimal ist, offensichtlich auch das Licht verstärkt, das sehr hohe Intensitätspegel erreichen kann. Was die offensichtliche Änderung im Garndurchmesser bei Vorhandensein von Störlicht anbelangt, soweit letzteres geringe Intensität hat, ist dies bei einem herkömmlichen Gerät nicht korrigiert worden, da es für die für die Kreuzspulmaschinen typische Genauigkeit nicht kritisch ist.

Die herkömmlichen Einrichtungen, die völlig analog sind, was die Lösung des Problems der Kompensation für die Verschmutzung und den optischen Wirkungsgrad anbelangt, sowohl vom Gesichtspunkt der Verschlechterung als auch der thermischen Störungen her, sind höchstens mit einem Schaltungstyp versehen, bei dem sämtliche Arten der Verschlechterung, die ein langsames Ändern des Ausgangssignals bewirken, lediglich durch Ändern der Emission kompensiert werden, um den mittleren Ausgangssignalwert entsprechend dem voreingestellten Mittelwert des Garndurchmessers konstant zu halten.

Bei einer typischen Anordnung integriert ein Integrator mit sehr großer Zeitkonstante die Differenz zwischen dem Signal und dem gewünschten Mittelwert und sein Ausgangssignal wird als der festgesetzte Emissionspegel ausgegeben.

Die Grenze dieser Näherung besteht darin, daß sich die Emission stets auch bei Vorhandensein von Durchmesseränderungen mit mehr oder weniger langer Periodizität ändert und daß der Kompromiß, die Kalibration der Integrationszeitkonstanten auszuführen, so daß eine ausreichende Dynamik der Kompensation für die Verschmutzung erzielt wird, zur selben Zeit nicht verhindern kann, daß das System z. B. ein Doppelgarn einfügt, das sich als langsam ändernder Durchmesser eingeführt wird.

In jedem Fall erfolgt die Feststellung des Defekte bewirkenden Moir´-Effekts gemäß Stand der Technik nur, wenn die Spitzenwerte aufgrund der Verdickung so groß sind, daß sie als eine Knotenkette berechnet werden, nämlich als eine nicht notwendigerweise periodische Kette kleiner Fadenverdickungen.

Diese Näherung führt zur Möglichkeit, daß das Auftreten von Moir´-Defekten nur dann abgestellt wird, wenn diese bereits gut sichtbar sind, da eine Feststellung der Periodizität der Verdünnungen und Verdickungen der Fäden unter Verwendung einfacher Systeme oder Vorrichtungen nicht möglich ist.

Bei den bekannten Lösungen ist es daher erforderlich, zum Abstellen des Moir´-Defekts entweder einen sehr engen Grenzwert für die Unregelmäßigkeit des Garns vorzusehen oder eine gewisse Unregelmäßigkeit zuzulassen, die es schon gestatten kann, durch bereits gut sichtbare Moir´-Pegel durchgehen.

Eine Anforderung der Weber hingegen ist, daß bei guter Trennung der beiden Messungen der Fall auftreten könnte, daß eine relativ beträchtliche Unregelmäßigkeit akzeptabel ist, jedoch nicht darauf verzichtet wird, die gerade sichtbaren Moir´-Pegel abzustellen.

Wie bereits für den Moir´-Defekt obenstehend erwähnt worden ist, führen die Analogeinrichtungen des Standes der Technik auch für die anderen charakteristischen Merkmale, die Unregelmäßigkeiten des Garns, eine Messung durch, die nur annähernd mit der präzisesten Definition der Unregelmäßigkeiten korreliert ist, die der %VC- oder Veränderungskoeffizient ist, der mathematisch durch die Standardabweichung in Prozent des Durchmessermittelwerts definiert ist.

Bei den bekannten Lösungen wird die Unregelmäßigkeit nicht gemessen und dann möglicherweise mit einem Grenzwert, sondern sie wird mit den Spitzenwerten verglichen; es wird nämlich die Anzahl von Malen gezählt, die der gemessene Durchmesser einen vorher festgesetzten Wert überschreitet, und ein Anhalten aufgrund des Überschreitens einer Unregelmäßigkeit wird durchgeführt, wenn die Anzahl dieser Ereignisse einen vorher festgesetzten Wert überschreitet.

Diese Kalibration ist demzufolge dieselbe wie beim Moir´-Defekt, und selbst wenn sie es gestattet, das Auftreten vorbestimmter Unregelmäßigkeitspegel anzuhalten oder abzustellen, fallen diese Pegel jedoch nicht mit dem %VC-Pegel zusammen und überdies ist eine Messung des tatsächlichen %VC-Werts für das akzeptierte Garn nicht möglich, wenn dieses Anhalten nicht auftritt.

Das Spektrogramm oder eine Spektralanalyse der im Garn vorhandenen Unregelmäßigkeiten ist dann eine typische Funktion, die gegenwärtig mit dazu vorgesehener Laborausstattung ausgeführt wird, die derart kostspielig und kompliziert ist, daß das auf Garnproben und -abtastungen anwendbare Spektrogramm in bezug auf die tatsächliche Qualität der Gesamtproduktion nicht repräsentativ ist.

Die direkte Berechnung des Spektrogramms auf die Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung ist niemals geschehen, da der Stand der Technik analog arbeitet.

Auch die Verfügbarkeit eines Mikroprozessors bei jeder Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung löst dieses Problem nicht automatisch, da die außer für Speicherungen für die Berechnung von Fourier-Koeffizienten benötigte Geschwindigkeit und Kompliziertheit der Funktionen nicht mit der Struktur und den Kosten der auf dem Markt erhältlichen Mono-Chips kompatibel und für die Steuerung und Überwachung der Erfassung von Fadenverdickungen verwendbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obigen Nachteile zu beheben und somit eine neuartige optische Erfassungseinrichtung für Fadeneigenschaften und -fehler, insbesondere Fadenverdickungen, vorzusehen, die unter Ausnutzung eines 8-Bit-Monochip-Prozessors bis zu einem optimalen Ausmaß nicht nur die typischen Funktionen der Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtungen verbessert und genauer macht, sondern auch sämtliche Funktionen der elektronischen Überwachung der Webeinheit, die zur Zeit mittels kostspieliger Laboreinrichtungen oder speziell eingebauter Einrichtungen ausgeführt werden, auf derselben Erfassungseinrichtung für Fadeneigenschaften konzentriert werden, wodurch die eben erwähnten Einrichtungen eliminiert werden können. Die hohe Empfindlichkeit des vorliegenden Systems hat es sogar nicht nur gestattet, daß ein einen voreingestellten Schwellenpegel überschreitender Moir´-Defekt sondern auch ein Vorwarnpegel festgestellt wird, wenn das Phänomen beginnt, aber noch akzeptabel ist, um die Anforderung für die Rotorreinigungswartung zu bewirken, ohne daß das Weben in der Zwischenzeit angehalten werden muß, und dies zum Zweck, die Produktivität der Webereifabrik auf ein Maximum zu bringen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer optischen Erfassungseinrichtung für Fadenverdickungen und -eigenschaften mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Einrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform eines praktischen Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter erläutert. Die nachfolgende Beschreibung ist nur exemplarisch und soll nicht einschränkend verstanden werden, da das beschriebene Ausführungsbeispiel im Bereich dieser Erfindung technisch und konstruktionsmäßig abgeändert werden kann. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung für Vorgarn- bzw. Fadeneigenschaften, die einer seriellen Übertragungsleitung zugeordnet ist, mit der sämtliche anderen Fadenerfassungseinrichtungen, die Haupteinheit (Leitrechner) sowie die Elektronik zur Handhabung der Webeinheit verbunden ist;

Fig. 2 eine geschnittene Aufsicht auf den optischen Meßkopf der Fadenerfassungseinrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 das Schaltbild einer Einheit der Fadenerfassungseinrichtung von Fig. 1, die zur Kompensation der Störungen durch Umgebungslicht und zur Signalnormierung dient;

Fig. 4 ein Diagramm, das sich auf die Funktionen und Arbeitsweise der Kompensationseinheit von Fig. 3 bezieht;

Fig. 5 ein Schaltbild der automatischen Null- Korrektureinheit der Fadenerfassungseinrichtung von Fig. 1;

Fig. 6 ein Schaltbild der Modulationseinheit für die Fotodiodenemission der Fadenerfassungseinrichtung von Fig. 1 mit Digital/Analogwandler;

Fig. 7 ein Funktionsdiagramm der Einheit zur Detektion von Moir´-Defekten der Fadenerfassungseinrichtung von Fig. 1

Fig. 8 und 9 Diagramme, die sich auf die Funktion der Einheit von Fig. 7 beziehen;

Fig. 10 ein Schaltbild der Einheit zur Feststellung der Unregelmäßigkeiten des %VC-Koeffizienten;

Fig. 11 ein Schaltbild der Spektrogramm-Recheneinheit; und

Fig. 12 ein Diagramm, das sich auf die Funktion der Einheit von Fig. 1 bezieht.

Es wird im folgenden auf die Zeichnung und insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen, in der die folgenden Funktions- Grundblöcke identifiziert werden:
- ein optischer Kopf 1 zur Messung des Garndurchmessers;
- eine Einheit 2 zur Modulation der Emitterlichts, die mit Digital/Analogwandler versehen ist;
- eine Einheit 3 zur Kompensation der Störungen durch Umgebungslicht und zur Signalnormierung;
- eine Datenverarbeitungseinheit CPU (Zentraleinheit) 4;
- ein Zeit- bzw. Taktgeber und Sequenzengenerator 5;
- ein Analog/Digitalwandler 6;
- ein Normierblock 7 mit Widerständen für die Erfassung von Fadenverdickungen;
- eine Schnittstelleneinheit (Interfaceeinheit) 8 zur seriellen Leitung;
- eine Master- bzw. Haupteinheit (Leitrechner) 9;
- die Steuer- oder Leitelektronik 10 für die Webeinheit;
- eine serielle Leitung 11 für den Anschluß der anderen Vorgarn. bzw. Fadenerfassungseinrichtungen an die Haupteinheit;
- eine Einheit 12 zur Feststellung von Moir´-Defekten;
- eine Einheit 13 zur Feststellung von %VC-Unregelmäßigkeiten;
- eine Spektrogramm-Recheneinheit 14;
- eine Einheit 15 zur automatischen Null-Korrektur;
- eine Einheit 16 zur Steuerung bzw. Kontrolle des Durchmessers (Zählung);
- eine Einheit 17 zur Berechnung eines Einheitsdurchmessers;
- eine Einheit 18 zur Feststellung von Fadenlauf;
- eine Einheit 19 zur Feststellung der einzelnen Defekte mit einer gewissen Ausdehnung (kurze Defekte);
- eine Einheit 20 zur Berechnung des Wirkungsgrads;
- eine Einheit 21 zur Feststellung der Knotenkette, d. h. der kleinen, nicht periodischen Fadenverdickungen;
- eine Einheit 22 zur Feststellung der Defekte mit großer Länge;
- eine Einheit 23 zur Voreinstellung des mittleren Referenzdurchmessers D _m ;
- eine Adressenverarbeitungseinheit 24 für die Fadenerfassungseinrichtung.
- eine Einheit 25 zur Feststellung einer übermäßigen Verschmutzung in der Optik des Kopfes;
- eine Einheit 26 zur Feststellung der völligen Füllung des Konus bis zur voreingestellten Garnlänge;
- ein Impulsgenerator 27, der fest auf der Garnextraktionswalze mit Keilen oder Stiften befestigt ist;
- ein Subtrahier-Verknüpfungsglied 60.

Die Erfassungseinrichtung für Vorgarn bzw. Fadenverdickungen und -fehler (im folgenden "Erfassungseinrichtung") arbeitet wie folgt.

Eine Einheit 2 zur Modulation des Lichtes vom Emitter bzw. Sender 28 des optischen Kopfes 1 führt dem Emitter einen pulsierenden Strom zu, wobei die Perioden mit Beleuchtung und ohne Beleuchtung gleich sind (sie könnten auch voneinander verschieden sein) und durch den Sequenzengenerator-Zeitgeber 5 gesteuert bzw. angetrieben werden.

Der Emnissionsstrom 31 wird auf einen Pegel eingestellt, der durch die automatische Null-Korrektureinheit 15 bestimmt wird. Die Einheit 15 ist mit der Modulatoreinheit durch zwei Kanäle 29 und 30 verbunden, die Sätze von Impulsen übertragen, d. h. der Kanal 29 dient dazu, den Emissionspegel 31 der Emitter- bzw. Senderdiode zu erhöhen; der Kanal 30 dient dazu, ihn herabzusetzen.

Das emittierte Licht wird durch ein Detektionsfenster 33, innerhalb von dem das betrachtete Garn 34 läuft, einem Fotoempfänger 32 zugeführt.

Die Menge des vom Empfänger 32 empfangenen Lichtes nimmt linear mit zunehmendem Durchmesser des Garns 34 bis zu dem größten Durchmesser zu, der mit der Größe des Fensters 33 kompatibel ist.

Der Fotoempfänger 32 ist so ausgebildet, daß er als Stromgenerator arbeitet, so daß der erzeugte Strom zum empfangenen Licht proportional ist und sich somit Stromänderungen ergeben, die zum Durchmesser des betrachteten Garns proportional sind.

Das durch den Fotoempfänger zugeführte Signal wird verstärkte und durch die damit verknüpfte Schaltung 3 demoduliert, die auch die Normierung dieses Signals mittels eines digital gesteuerten Verstärkers mit variabler Verstärkung über die Verbindungsleitung 35 durch die Einheit 17 zur Berechnung des Einheitsdurchmessers ausführt.

Das normierte und somit mit änderndem Durchmesser des Garns konstante Analogsignal, das durch die Erfassungseinrichtung verarbeitet werden soll, wird über die Verbindungsleitung 36 dem 8-Bit-Digital/Analogwandler 6 zugeführt, der es in einen 8-Bit-Digitalwert, nämlich eine Zahl aus dem Bereich von 0 bis 256, mit einer Probennahmekadenz oder -periode umwandelt, die einer vorbestimmten Garnlänge, z. B. 2,5 mm, entspricht.

Die dem gemessenen Durchmesser entsprechende Zahl wird über die Verbindungsleitung 38 dem Mikroprozessor 37 bzw. dem Subtrahier-Verknüpfungsglied 60 und der Einheit 17 zur Berechnung des Einheitsdurchmessers zugeführt.

Beim ersten Arbeitsschritt der Erfassungseinrichtung wird in derselben Einheit 17, wenn der berechnete Durchmesser festgestellt wird, ein Mittelwert der auf einer vorher festgelegten Garnlänge, die in dem Bereich von 64 bis 256 m Garn liegt, gelesenen Werte berechnet.

Bei diesem Schritt ist für den mit variabler Verstärkung ausgestatteten Verstärker der Einheit 3 durch die Einheit 17 eine spezielle Konfiguration, nahe der Höchstverstärkung, gegeben, so daß die Zahl entsprechend dem Mittelwert der festgestellten Werte, abgesehen davon, daß sie in digitaler Form den Mittelwert des Einheitsdurchmessers darstellt, in ihrer Konfiguration als binäre Digitalzahl auch die Normierungsverstärkung bildet, die die Einheit 3 erhalten soll, um normierte Werte mit dem speziellen Garn zu erhalten.

Der in der Einheit 17 berechnete mittlere Durchmesser wird über das serielle Leitungsinterface 8 zur Haupteinheit 9 übergeben.

Nach Empfang der mittleren Durchmesserwerte von sämtlichen für diesen Arbeitsgang freigegebenen Erfassungseinrichtungen berechnet die Haupteinheit 9 den Mittelwert dieser Werte und führt durch die Einheit 17 diesen Mittelwert sämtlichen Erfassungseinrichtungen wieder zu, wobei sie als eine Kontrolle dazu verwendet wird, die Konfiguration des Verstärkers der Einheit 3 mit variabler Verstärkung anzusteuern.

Nachdem das Lernen, d. h. die Ermittlung, des mittleren Durchmessers beendet worden ist, startet die Erfassungseinrichtung, die stets arbeitet, indem sie von der Differenz des gemessenen Durchmessers ausgeht, die im Subtrahier-Verknüpfungsglied 60 in bezug auf einen den Referenzmittelwert darstellenden Wert 23 ausgeführt worden ist.

Die Differenz, die mittels einer Digitalzahl mit Vorzeichen "+" oder "-" den Fehler relativ zum Referenzdurchmesser darstellt, wird durch den Draht, d. h. die Leitung, 90 zu den verschiedenen Funktionseinheiten zur Feststellung der Defekte und zu den für die Funktion des Systems benötigten Betriebs- und Wartungseinheiten berichtet bzw. übermittelt.

Ausgehend von den Wartungseinheiten führt die erste Einheit 18 dieser Einheiten die Feststellung des Garnlaufs durch.

In dieser Einheit 18 bewirken wiederholte gleiche Werte der Differenz das Aussenden eines Signals for "stationäres" oder "abwesendes" Garn, während die Schwankung und Variabilität der Differenzen bei einer Vielzahl von Proben und Abtastungen mit einem Wert, der größer als die Unsicherheiten des Wandlers 6 ist, das Signal "laufendes" Garn bestimmt.

Das "laufendes" Garn anzeigende Signal gibt über die Verbindungsleitung 39 sämtliche Fadenerfassungsfunktionen und auch die die Garnlänge berechnende Einheit 26 frei. Das Signal für "stationäres" Garn wird dazu verwendet, die Zählung der Zeit des nicht betriebsfähigen Status in der Einheit 20 freizugeben, die die Wirkungsgraddaten der Webeinheit verarbeitet.

Die zweite Betriebseinheit 15 führt die Korrektur des Nullpunkts bzw. eine Null-Korrektur durch, die auf solche Störungen wie das Vorhandensein von Verschmutzung in der optischen Einheit 1, die thermische Drift des Senders 28 und des Empfängers 32 und die thermische Drift der Schaltungen 2 zur Einstellung der Emission und des Dempodulatorverstärkers der Einheit 3 folgt.

Der Arbeitsmechanismus ist wie folgt:

In der Einheit 15 wird eine auf eine Garnlänge von 16 bis 32 m ausgedehnte Summierung der Differenzen ausgeführt; die die Abweichung vom Referenzdurchmesser darstellen.

Bei einer solchen großen Garnlänge sollte der Wert des Mittelwerts der obigen Differenzen Null sein, insoweit als sämtliche Unregelmäßigkeiten im wesentlichen eine viel geringere Länge besitzen, und da angenommen wird, daß der Zuführungskammzug der Webeinheiten eine sehr konstante Zählung hat.

Sollte dies bei relativ kleinen Werten entsprechend wenigen Prozenten des Mittelwerts der Abweichungen nicht der Fall sein, bedeutet dies, daß dies einem Fehler vom Gerätetyp zuzuschreiben ist, der durch die oben erwähnten Störungen bewirkt wird.

Die Korrektur des Nullpunktfehlers wird automatich am Ende der Integration durch die Einheit 15 durchgeführt, die mittels der Verbindungsleitungen 29 und 30 den Emissionspegel des Fotoemitters 28 über die Schaltung 2 erhöht oder herabsetzt.

Um dieses Resultat zu erzielen, wird das Ergebnis der Integrationen der Abweichungen auf 16 bis 32 m mit dem Reziprokwert der Normierungsverstärkung des durch die Einheit 17 erzeugten und zu diesem Zweck auch durch die Verbindungsleitung 35 der Einheit 15 zugeführten Signals multipliziert, und die erhaltene Zahl wird in Impulse umgewandelt, um den Emissionspegel zu erhöhen oder herabzusetzen.

Die Auflösung und Präzision des Systems gestattet eine exakte Wiedergewinnung des gefundenen Fehlers durch eine somit automatische Rekalibration des Nullpunkts. Die digitale Integration über eine große Garnlänge verhindert es, daß mögliche Durchmesserschwankungen, selbst mittlerer Länge, als Nullpunktfehler angesehen werden, und somit, das ungeeignete und gefährliche Korrekturen an der Nullpunkt-Kalibration ausgeführt werden.

Diesbezüglich wird oberhalb eines bestimmten Prozentwerts des Mittelwerts der Abweichungen die Korrektur nicht weiter erhöht, und der Mittelwert wird über die Verbindungsleitung 40 weiter der Zählkontrolleinheit 16 zugeführt, in der er mit einem Grenzwert verglichen wird, der als die maximale zugelassene Zählabweichung definiert ist; wenn er diesen Wert überschreitet, wird von der Einheit 16 ein Signal zum Anhalten des Webens erzeugt und über die Verbindungsleitung 53 der Kontrollelektronik 10 für die Webeinheit zugeführt, was den Ruf des Operators, nämlich den Alarm, bewirkt.

Die ausgeklügelte Gestaltung der beschriebenen Arbeitsgänge und Operationen und insbesondere die Verwendung des digitalen Mittels und die periodische und nicht fortgesetzte Aktualisierung des Nullpunkts sind konzipiert, um einen solchen Nachteil wie das Lernen und Übernehmen einer falschen Zählung fernzuhalten, die für Erfassungssysteme mit automatischer Nullpunkt-Rekalibration typisch ist.

Bei dem offenbarten System könnte ein solches Ereignis lediglich in dem sehr unwahrscheinlichen Fall auftreten, daß die Änderung im Durchmesser graduell und alle 16 bis 32 Garnmeter gleich wenigen Prozent ist.

Bei jeder Probennahme wird dann der Wert der Abweichung vom gemittelten Durchmesser der Einheit 12 zugeführt, die die Kontrolle der Moir´-erzeugenden Defekte verarbeitet; diesen Verarbeitungen folgend kann ein Vorwarnsignal oder ein Webstoppsignal erzeugt werden, das der Elektronik 10 für die Führung und Steuerung der Webeinheit über Verbindungsleitungen 56 bzw. 55 zugeführt wird. Eine andere Einheit 19 verarbeitet auf der Basis der als Probe genommenen Werte der Abweichungen vom mittleren Durchmesser die Kontrolle der einzelnen Defekte mit einer bestimmten Größe. Das Ergebnis der Verarbeitung ist ein weiteres Stoppsignal, wenn die Defekte die Grenzwerte überschreiten.

Eine weitere Einheit 21 steuert, stets mit den Probenwerten der Abweichungen vom mittleren Durchmesser her beginnen, die kleinen aperiodischen Fadenverdickungen, die auch als "Knopfketten" bezeichnet werden, wobei die Erzeugung eines Stoppsignals möglich ist.

Anschließend wird in der Einheit 13 die Standardabweichung der Probenwerte der Abweichungen vom mittleren Durchmesser berechnet, die den Grad der Garnunregelmäßigkeit darstellt, die bei den Webern als "%VC"- oder "%-Änderungskoeffizient" definiert ist.

Auch diese Einheit kann den Stopp aufgrund eines Überschreitens von Unregelmäßigkeiten erzeugen.

Eine weitere Funktionseinheit 14 verarbeitet das Spektrogramm und kann ebenfalls ein Stoppsignal erzeugen, wenn der größte Amplitudenpegel des Fourier- Koeffizienten bei einer beliebigen Wellenlänge einen voreinstellbaren Wert überschreitet. Die Bedeutung des Überschreitens eines voreingestellten Werts des Spektrumpegels ist eine Anzeige für die übermäßige Unregelmäßigkeit und auch für einen Defekt vom Moir´- Typ mit einer bestimmten Größe.

Schließlich werden durch andere Einheiten einige untergeordnete, fakultative oder Hilfsfunktionen ausgeführt, beginnend mit dem durch die oben erwähnte elektronische Schaltung erzeugten Signal.

Die erste dieser Einheiten 24 sieht die Verarbeitung der Adresse der Erfassungseinrichtung, beginnend mit der Detektion der Werte von zwei Widerständen 44 und 45 vor, die in einem sogenannten "personifizierenden Fadenerfassungsblock 7 vom Widerstandstyp" enthalten sind, der im stationären Abschnitt der Spannungsversorgung untergebracht ist, und des Verbindungsstücks 50 zur seriellen Leitung 11 für die Verbindung der Erfassungseinrichtung mit der Haupteinheit bzw. dem Leitrechner 9.

Diese Werte werden gelesen und nach Umwandlung durch den Analog/Digitalwandler 6 in Zahlen zur Einheit 25 übertragen, die unter Verwendung von lediglich 4 Bits, der bedeutsamsten von jeder der zwei Zahlen, die 8-Bit- Adresse der Erfassungseinrichtung zusammensetzt (es sind somit 256 Adressen möglich).

Eine zweite Einheit 25 sieht die Detektion, d. h. Feststellung des Ausmaßes der Verschmutzung und Verschlechterung der Optik des Kopfes 1 vor.

Diese Detektion wird aus der Messung des durch die Schaltung 2 erreichten Emissionspegels erhalten, der durch die Verbindungsleitung 52 zum Analog/Digitalwandler 6 übermittelt wird. Das Funktionsprinzip basiert auf der Tatsache, daß mit zunehmender Verschmutzung die Emissions erhöht werden muß, so daß von der Einheit 25 ein maximaler voreingestellter Pegel für die Emission als Grenzwert für die Anforderung verwendet wird, daß eine Reinigung durch den Operator durchgeführt werden muß (Alarm).

Das durch die Einheit 25 erzeugte Alarmsignal wird durch den Draht bzw. die Leitung 53 zur Leitelektronik 10 der Webeinheit und durch den Draht bzw. die Leitung 54 zur Interfaceeinheit 8 der Haupteinheit 9 übergeben.

Eine weitere Einheit 20 führt die Berechnung des Wirkungsgrades der Webeinheit durch, indem sie mit der Addition der Zeiten der Nichtbetriebsfähigkeit der Webeinheit beginnt.

Die Summe der auf einem Anhalten beruhenden Zeiten der Nichtbetriebsfähigkeit der Webeinheit wird der Leitelektronik 10 der Webeinheit über die Verbindungsleitung 55 mitgeteilt, worauf eine automatische Betätigung eines Roboterfahrzeuges folgt, das den Offen-End-Rotor reinigt und das Garn wieder zusammenfügt bzw. verbindet. Diese Summe wird getrennt von der Summe der Stillstände gebildet, die durch einen Alarm verursacht werden, der einem Ruf nach dem Operator für sämtliche Wartungsarbeiten entspricht, die nicht automatisch ausgeführt werden können.

Diese der Haupteinheit 9 über die Interfaceeinheit 8 zur seriellen Leitung übermittelten Daten gestatten eine Berechnung des Wirkungsgrades des Fahrzeugs und des Operators sowie des Gesamtwirkungsgrades.

Zu diesem Zweck wird die die Garnlänge berechnende Einheit 26 durch die Haupteinheit auf eine Meterzahl voreingestellt, die der Gesamtfüllung des Konus bzw. Behälters entspricht; nachdem auf das Entladen des vollen Konus folgend eine Rücksetzung vorgenommen worden ist, werden die Probenahmen bzw. Abtastungen gezählt, die sehr präzisen Einheitslängen des laufenden Garns entsprechen, bis die der Konusfüllung entsprechende Zahl erreicht worden ist.

Zu diesem Zeitpunkt wird das Signal "Konus entladen" erzeugt.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der Erfindung ist der optische Meßkopf 1 durch einen Block 46 aus Kunststoff oder Glas gebildet (vgl. Fig. 2), der im wesentlichen U-Form besitzt und als Führung für den Lichtstrahl 47 wirkt, der von einem an einem Ende eines Schenkels des "U" vorgesehenen Fotoemitter 28 ausgesandt wird. Der Lichtstrahl 47 wird zweimal an zwei glatten reflektierenden Oberflächen 48 und 49 reflektiert, die um 45°C geneigt angeordnet sind. Nachdem der Lichtstrahl 47 durch das optische Fenster 33 zur Detektion des Garns 34 getreten ist, wobei sich dementsprechend seine Intensität umgekehrt porportional zum Durchmesser des Garns ändert, gelangt er zum Fotoempfänger 32, der am Ende des anderen Schenkels des "U" angeordnet ist und zusammen mit dem Fotoemitter 28 in einem Block 51 aus einem Material eingebettet ist, das die Temperatur der beiden Elemente gleich halten kann.

Bei einem solchen Ausführungsbeispiel sind die beiden für diese Art von Teilen charakteristischen Hauptprobleme die Linearität und Homogenität der Beleuchtung des Meßfensters 33, durch das das Garn 34 hindurchtritt, und die Minimierung der auf einer Temperaturdifferenz zwischen dem Strahler bzw. Sender 28 und dem Empfänger 32 beruhenden Störungen gelöst.

Die Doppelreflexion gestattet es in der Tat, eine optimale Wirkung des Mischens der Lichtstrahlen und somit die Homogenisierung des Lichtstrahls zu erzielen, wobei die Homogenisierung auch durch den langen optischen Weg durch die Reflexionen der Strahlen an den Wänden des Blocks 46 verstärkt wird, was auch zur Verstärkung des Lichtstrahls entsprechend den Rändern dient, an denen die Emission schwächer ist.

Diese Homogenisierung führt des weiteren nicht zu einer ungünstigen Beeinflussung der Wirksamkeit des Systems, da hiermit keine Verluste der Lichtenergie verbunden sind.

Andererseits bewirkt die Möglichkeit, den Sender 28 und den Empfänger 32 sehr dicht beieinander anzuordnen, daß diese stets dieselbe Temperatur besitzen, während der Block 51 gewährleistet, daß eine Temperaturveränderung auf beide Elemente 28 und 32 auf dieselbe Weise wirkt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung liefert die Einheit 3 zur Kompensation der Störungen durch Umgebungslicht und zur Signalnormierung (vgl. Fig. 3) die Demodulation des von der Empfängerdiode 32, die durch die Schaltung mit dem Verstärker verbunden ist, abgegebenen Signals, so daß der Verstärker 57 als reiner, nämlich kurzgeschlossener, Stromgenerator wirksam ist, und dies dient zu dem Zweck, die größte Linearität zwischen dem empfangenden Licht und dem Strom zu erhalten.

Der Verlauf des empfangenden Signals ist in Fig. 4 gezeigt und durch die Kurve 58 angegeben.

In fig. 4 stellt die stufenartige Linie 59 den pulsierenden Verlauf des Stroms dar, der der Sender-Fotodiode 28 zugeführt wird.

Im Fotoemitter 28 sinkt die Emission periodisch auf Null ab, während der Fotoempfänger 32 ein Signal abgibt, das in den Minimumpunkten nicht den Wert Null sondern einen Pegel 61 größer als Null besitzt, der auf das Umgebungslicht zurückzuführen ist, das zu einer Störung führt, die - auch zu einem beträchtlichen Ausmaß - den Gleichstrompegel des Signals anhebt. Um zu verhindern, daß der Verstärker 57 durch diese Art der Störung gesättigt wird, ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Herabsetzen des Gleichstromsignals vorher angeordnet; die Reduktion findet dabei statt, ohne daß die dynamischen Eigenschaften des Signals herabgesetzt werden, indem von dem an den Spitzenpunkten 62 erhaltenen Wert des durch die Kurve 58 dargestellten Signals der Minimumwert 63 abgezogen wird.

Die Vorrichtung besteht darin, das Signal 58 in seinen Minimumpunkten 63 durch das Gatter 64 und den Kondensator 65 auf Befehl durch den Zeitgeber und Frequenzgenerator 5 abzutasten, der durch die Leitung 125 auf das Gatter 64 wirkt.

Dieses Signal wird in positiver Rückkoppelung an den Verstärker 57 als konstanter Pegel 61 abgegeben, was dazu führt, daß das Signal vom Verstärker 57 nach unten verschoben wird (vgl. Kurve 66 in Fig. 4), wodurch eine Sättigung vermieden wird.

Durch den Kondensator 67 wird das völlig von der Rest- Gleichstromkomponente 69 befreite Signal durch die Diode 68 ganz über Null angehoben, so daß das durch das Gatter 70 und den Kondensator 71 gebildete System Signale abtasten kann, die stets einen Wert größer als Null besitzen.

Diese Abtasteinrichtung nimmt das Signal stets am Höchstpegel 62 auf Befehl durch den über die Verbindungsleitung 126 wirkenden Zeitgeber und Frequenzgenerator 5 ab, während der Verstärker 72 es verstärkt, wobei ein durch die Umgebungslichtstörung bewirkter typischer Fehler des Signals durch eine Eigenschaft des erfindungsgemäßen Schaltungsmechanismus korrigiert wird.

Der Fehler tritt systematisch als offensichtliche Nichtlinearität der Fotoempfängerdiode 32 auf, beruht jedoch tatsächlich auf den dynamischen Eigenschaften der Schaltungsverarbeitung des Signals und bringt eine Erhöhung der Modulation und des Signals mit sich, die einer Abnahme im festgestellten Garndurchmesser entsprechen, wenn die Intensität des störenden Umgebungslichts zunimmt. Die Eliminierung dieses Fehlers ist dadurch erhalten worden, daß im Knotenpunkt 73 zum Eingangssignal zum Verstärker 72 entsprechend der Kalibration des Potentiometers 74 ein Bruchteil der im Kondensator 65 abgetasteten Spannung addiert wird, die einen Bruchteil des Pegels des Störsignals durch Umgebungslicht darstellt.

Der optimale Wert für diese Kalibration wird erhalten, indem die Erfassungseinrichtung unterschiedlichen Pegeln von Störlicht ausgesetzt wird und mittels der Korrekturen an der Potentiometereinheit 74 die Änderungen im Ausgangssignal vom Verstärker 72 auf ein Minimum herabgesetzt werden.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, wird das Ausgangssignal vom Verstärker 72 an einen weiteren invertierenden Verstärker 75 abgegeben, der mit Widerständen 76 versehen ist, die für den Parallelanschluß am Rückkopplungseingang geeignet sind, um die Verstärkung des Verstärkers zu erhöhen.

Die Widerstände 76 werden mittels der Gatter 77 eingefügt, denen wiederum über die Verbindungsleitung 35 durch die Einheit 17 Befehle gegeben werden, wobei die Einheit 17 in Digitaldarstellung die Verstärkung des Verstärkers 75 gemäß der Kombination der eingefügten Widerstände darstellen kann.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung stehen die Werte der Widerstände 76 durch Werteverdoppelung miteinander in Beziehung, wodurch eine Zweierpotenzreihe mit dem Ergebnis erzielt wird, daß der Reziprokwert der Verstärkung dieses Verstärkers linear proportional zur Binärzahl ist, die der Konfiguration der eingefügten Widerstände entspricht. Mit dieser Eigenschaft liefert der Verstärker 75 ein Ausgangssignal, das den gemessenen Garndurchmesser darstellt, konstant bezüglich des voreingestellten Einheitsdurchmessrs, da er in der Tat eine Division des Eingangssignals durch eine zum Kalibrations- Einheitsdurchmesser proportionale Zahl ausführt.

Durch Voreinstellung der Widerstände 76 gemäß einer zum Kalibrations-Einheitsdurchmesser der Erfassungseinrichtung proportionalen Zahl wird somit ein Signal erhalten, das stets den %-Wert des gemessenen Durchmessers in bezug auf den Kalibrationsdurchmesser darstellt und somit ein normiertes Signal ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Referenzspannung des Verstärkers 75 auf einen von Null verschiedenen Wert eingestellt, so daß das Ausgangssignal nicht Null ist, wenn der gemessene Durchmesser auf Null gesetzt ist, was der Abwesenheit von Garn entspricht.

Wenn dieses Signal daher Null ist, was auch als "lebende Null" bezeichnet wird, stellt das Signal negative Durchmesser dar, deren physikalische Bedeutung lediglich eine Schaltungsfehlkalibrierung sein kann, die auf diese Weise festgestellt werden kann.

Das Signal wird über die Verbindungsleitung 36 an den Analog/Digitalwandler 6 abgegeben, der es periodisch in eine Zahl umwandelt, die aufgrund der Normierung entsprechend einem Fehlen von Garn und wenn ein Garn mit einem Durchmesser exakt gleich dem Kalibrations- Einheitsdurchmesser eingefügt wird, zwei ganz präzise Werte annimmt. Im Subtrahier-Verknüpfungsglied 60 wird vom Eingangssignal ein festgesetzter Wert 23 subtrahiert, der gleich der dem Einheitsdurchmesser entsprechenden Zahl ist, so daß am Ausgang des Verknüpfungsglieds ein abgetasteter Wert für die Abweichung des gemessenen Durchmessers vom Einheitsdurchmesser zur Verfügung steht.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird durch eine Einheit 15 zur automatischen Nullpunktkorrektur die Korrektur der Kalibration des Nullpunkts vorgesehen um zu bewirken, daß die Abweichung auf den mittleren Garndurchmesser bezogen werden kann.

In dem in Fig. 5 dargestellten Schaltbild ist die Verarbeitung der Signale von der Einheit für die automatische Korrektur des Nullpunktwerts gezeigt. Hierbei ist das Eingangssignal der abgetastete Wert der Abweichung und der Wert des Reziprokwerts der im Verstärker 75 voreingestellten Verstärkung, und als Ausgangssignal liegen zwei Signale vor, von denen eines, das Signal 29, zur Erhöhung, und das andere, das Signal 30, zur Herabsetzung des Strompegels des Senders 28 des optischen Kopfes 1 dient.

Die Korrektur des Nullpunkts erfolgt somit durch Korrektur des Pegels der Lichtemissions.

Diese Korrektur wird durch die Möglichkeit der Ansammlung von Schmutz im optischen Fenster 33 des Meßkopfes, durch Alterung des das ausgesandte Licht führenden Kunststoffmaterials, die Verschlechterung und thermische Driften des Senders 28 und des Empfängers 32, abgesehen von den thermischen Driften der in der Einheit 3 zur Kompensation der Störung durch Umgebungslicht und in der Einheit 2 für die Modulation des Lichts vom Sender, erforderlich gemacht.

Der Mechanismus der automatischen Kalibration des Nullpunkts basiert auf der Null-Einstellung des Eingangssignals zur Einheit 15 durch eine Wirkungsweise in der Art einer Integration.

Es ist eine charakteristische Eigenschaft der Erfindung, daß die Integration digital an den abgetasteten Werten der Abweichungen mittels eines Zählers 78 für eine Anzahl von Proben ausgeführt wird, die einer sehr großen Garnanlage äquivalent ist (z. B. 16-32 m), so daß sie nicht durch den erhaltenen Endwert beeinflußt ist, der den Mittelwert der von Durchmesseränderungen im Bereich kurzer und mittellanger Längen auftritt. Des weiteren werden bei der Emission als Folge der Integration keine Korrekturen ausgeführt, sondern nach Beendigung der Integration und nur folgend auf eine Kontrolle ausgeführt, die zu dem Zweck dient zu verhindern, daß die Korrektur des Nullpunkts die Feststellung einer tatsächlichen Änderung im mittleren Durchmesser aufgrund eines Zählfehlers verhindert.

Zu diesem Zweck wird das Ergebnis der durch den Zähler 78 ausgeführten Additionen mit einem vorher festgelegten Grenzwert verglichen, und nur in dem Fall, daß dieser Grenzwert nicht überschritten wird, wird die Übertragung durch das Gatter 80 für den Wert der mittleren Abweichung zum Multiplizierer 81 freigegeben, wo dieser Wert mit dem Reziprokwert der Verstärkung des Verstärkers 75 multipliziert wird.

Der obige Grenzwert dient dazu, die kleinen Abweichungen vom Mittelwert der abgetasteten Abweichungen, die auf die obigen Störungen, wie z. B. Verschmutzung, zurückzuführen sind, von den Abweichungen zu diskriminieren, die demgegenüber auf Zählfehler zurückzuführen sind.

Nur im Fall der ersten Art der Abweichungen wird die Korrektur ausgeführt, die präzise erhalten wird, um die exakte Null-Einstellung der Abweichung zu erhalten, indem die mittlere Abweichung mit dem Reziprokwert der Verstärkung des Verstärkers 17 multipliziert wird, um die Korrektur absolut oder vollständig zu machen, indem von einem Abweichungswert ausgegangen wird, der hingegen normiert ist.

Der numerische Wert des Ergebnisses der Multiplikation wird durch den Vorzeichendiskriminator 82 in einen Satz von Impulsen auf zwei Kanälen 29 und 30 als Funktion des Vorzeichens des Mittelwerts der Abweichungen umgewandelt.

Der Mittelwert der Abweichungen wird auch durch die Verbindungsleitung 40 zur Einheit für die Durchmesser (Zähl)Kontrolle übermittelt, wo es mit einem durch den Operator kalibrierbaren Grenzwert verglichen wird, um ein Alarmsignal zu erzeugen, das von einem Fehler in der Zählung abgeleitet wird; dieser Mittelwert wird auch über die Leitung 40 zur Einheit 13 zur Feststellung der %VC-Unregelmäßigkeiten übermittelt, wo er dazu verwandt wird, die Berechnung des Veränderungskoeffizienten (%VC) genauer zu machen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wandelt eine Modulatoreinheit 2 für die Fotodiodenemission mit einem Digital/Analogwandler den Satz von Impulsen in einen Analogspannungspegel um, dem ein bestimmter Pegel des an den Sender 28 abgegebenen Stroms entspricht (vgl. Fig. 6). Die Funktion des Digital/Analogwandlers wird durch die zum Verstärker 83 führende Integratorschaltung mit einer Erhöhung oder Herabsetzung im Ausgangspegel ausgeführt, die entsprechend durch das Gatter 84 und durch das Gatter 85 bewirkt werden, die durch die Kanäle 29 und 30 angesteuert werden. Der Mittel- oder Zentralpunkt der Gatter 84, 85 ist an den obigen Integrator angeschlossen, dessen Referenz wiederum in einer Mittelspannung zwischen den an die Gatter 84 und 85 angelegten Spannungen verankert ist.

Die durch diesen Wandler erzielte hohe Auflösung ist durch die große Veränderungsmöglichkeit in der durch die Einheiten 15 berechneten Anzahl von Impulsen erforderlich gemacht worden, um eine exakte Wiedergewinnung des Nullpunktfehlers zu erhalten.

Das Ergebnis dieser Umwandlung wird mittels der Verbindungsleitung 52 zum Analog/Digitalwandler 6 abgegeben, um gemäß einem Merkmal der Erfindung eine mögliche Verschmutzungsüberschreitung auf der Optik 1 zu überwachen, die durch die Einheiten 25 für die Feststellung der Verschmutzungsüberschreitung auf der Kopfoptik festgestellt wird, wobei ein die Wartung durch den Operator anforderndes Alarmsignal erzeugt wird.

Um den Eingriffsbereich des Digital/Analogwandlers zur Erfassung sehr hoher Schmutzpegel zu erweitern, ist erfindungsgemäß am einen Eingangsknotenpunkt 86 zum Verstärker 88, der den an den Fotoemitter 28 abgegebenen Strom reguliert, ein Satz von Widerständen 87 angeschlossen worden, die mit so vielen logischen Ausgängen der Datenverarbeitungseinheit (CPU) 4 verbunden sind, die ein Hochschieben des Regulierungssignals für die Stromemission gestatten, abhängig davon, wie viele Widerstände eingesetzt worden sind.

Durch sequentielles Ein- und Ausschalten der Fotoemitterdiode 28, die über die Verbindungsleitung 61 und das Gatter 89 durch die Einheit 5 angesteuert ist, wird die Modulation des Lichts durch die Schaltung 3 erhalten, die es gestattet, die Wirkungen der Störung durch Umgebungslicht auszuschalten.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Einheit 12 zur Detektion der Moir´-Fehler gemäß dem Blockdiagramm von Fig. 7 aufgebaut.

In der Schaltung ist das Eingangssignal durch die von der Verbindungsleitung 90 erhaltenen abgetasteten Werte der Abweichungen vom mittleren Durchmesser gebildet.

Die abgetasteten Werte werden in einer bestimmten Anzahl von integrierenden Zählern 91 entsprechend einer Sequenz addiert oder subtrahiert, wobei die Zähler über die Verbindungsleitungen 94 des Datenzuordners 95 angesteuert werden, der periodisch als erstes ein Subtrahieren von Z sequentiellen abgetasteten Werten und dann die Summation weiterer Z aufeinanderfolgender abgetasteter Werte und dann eine Wartezeit ohne das Ausführen von Operationen während einer solchen Anzahl von Abtastungen vorsieht, als Neustart des Subtraktionszyklus nach Vorbeilauf einer Garnlänge entsprechend einer Rotorumdrehung, nämlich gleich, aber nicht notwendigerweise gleich der Abwicklung des Innendurchmessers desselben Rotors.

Bei jedem Integrator 91 beginnt die Sequenz außer Phase in bezug auf die vorherige Sequenz von Z Proben bzw. Abtastungen, und die Anzahl der Integratoren wird auf der Basis der Anzahl von Probennahmen Z pro Schritt und der Abwicklung des Durchmessers des Rotors bestimmt, um nicht irgendeine Probennahme zu verlieren und somit die gesamte Garnlänge zu kontrollieren.

Diese Sequenz wird für eine Garnlänge entsprechend einigen Metern wiederholt.

Am Ende der Sequenz wird das Ausgangssignal von jedem Zähler auf zwei Komparator-Verknüpfungsglieder 92 und 93 gegeben, wo es jeweils mit einem Schwellenwert für eine Moir´-Vorwarnung entsprechend einem nicht akzeptablen Pegel 95 von Moir´-Fehlern verglichen wird.

Im Fall, daß einer dieser Schwellenwerte überschritten wird, wird jeweils ein Signal zur Moir´-Vorwarnung über die Verbindungsleitung 56 oder zum Anhalten der Maschine über die Verbindungsleitung 55 erzeugt, das zur Leitelektronik 10 für die Webeinheit gesandt wird.

Die durch die Schaltung von Fig. 7 ausgeführte Funktion gestattet als Erläuterung eine Definition der Schaltung als "Digitalfilter", was aus der Diskretisierung der Gleichung zur Berechnung der Fourier-Koeffizienten hervorgeht.

Der Fourier-Koeffizient kann mit angenäherten, aber für den Zweck der vorliegenden Geräteausstattung ausreichenden Resultaten berechnet werden, indem die Gleichung (I) diskretisiert wird, nämlich indem den Integrationsdifferentialen dx Fertigwerte Δ x zugeordnet werden, die im vorliegenden Fall gleich λ/2 gemacht werden, wobei in der Gleichung (I) λ eine bekannte Wellenlänge, deren Inhalt als Amplitude in einem Signal f(x), wie z. B. der Kurve 97 in Fig. 8, die die "Durchmesser"- Funktion des geprüften Garns darstellt, als Koeffizient a _λ gesucht wird.

Auf diese Weise kann, wie in Fig. 8 in der Kurve 98 veranschaulicht ist, der Term die Werte "-1" oder "+1" annehmen, und das Integral wird in dem Fall, daß die Funktion f(x) eine Abtastfunktion für jede Garnlänge gleich ist, die Summierung der Proben 108 mit Vorzeichen "-" oder dem Vorzeichen "+" (vgl. die stufenförmige Linie 99), die alle λ/Z Garnlängen oder Z-Proben berechnet wird.

Die diskretisierte Berechnungsgleichung nimmt somit gemäß einem Merkmal der Erfindung die folgende Form an:

Ausgehend von der Beobachtung, daß bei der Bildung des Moir´-Fehlers (Fig. 9) ein Schmutzklumpen im Rotor der Offen-End-Maschine eine kleine Verdünnung 103 im Garn 100 bewirkt, ist dann eine lokalisierte Fadenverdickung 102 sehr klein, deren harmonischer Inhalt (Kurve 101) auf eine Wellenlänge λ = πD bezogen ist, wobei D der Durchmesser des Rotors der Offen-End-Maschine ist, wie durch den kleinen Wert des Verhältnisses zwischen den Flächen entsprechend den Abschnitten der obigen Abschnitte 102 und 103 in bezug auf die Flächen 104 und 105 offensichtlich ist. Um die Feststellung zu erzielen, ist gemäß einem Merkmal der Erfindung die Vorrichtung zur Ausführung der Integration der Signale über kurze Zeitperioden (stufenartige Linie 106) entsprechend 2Z Proben verwendet worden, wobei die Integration eine Unterbrechungseinrichtung für eine bestimmte Zeitperiode ist und mit Periodizität wieder gestartet wird, wobei das ganze n mal wiederholt wird.

Wenn der Defekt bzw. Fehler vollständig in Phase mit diesem Filter auftritt und die Anzahl n groß genug, üblicherweise 16 mal, ist, ist das Ergebnis hochempfindlich und es können mit ihm Fehler in ihrem Anfangsstadium festgestellt werden.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Lösung des Phasenproblems anzugeben. Indem im Digitalmodus gearbeitet wird, wird erzielt, daß eine Anzahl von Integratoren parallel arbeiten, die sämtlich in bezug aufeinander um Z′ Abtastperioden außer Phase sind, um die gesamte Wellenlänge λ = πD abzudecken.

Jeder dieser Integratoren führt die Operation der Formel (II) aus und derjenige, der das höchste Ergebnis liefert, legt fest, daß (a) dieses der Integrator in Phase ist und (b) das erhaltene Ergebnis die annähernde Amplitude des Defekts darstellt.

Das erhaltene Ergebnis a _{λ max} wird mit zwei Schwellenwerten verglichen, die den höheren nicht akzeptablen Moir´-Pegel, der ein Anhalten des Webens erforderlich macht, und den niedrigeren akzeptablen Moir´-Pegel darstellen, der bereits feststellbar ist, so daß ein Fortsetzen des Webens möglich ist, aber ein Reinigen des Rotors bei der ersten für diesen Zweck beabsichtigten Verstellung der Einheit vorgesehen ist.

Es ist ein charakteristisches Merkmal der Erfindung, daß dieser zweite als "Moir´-Vorwarnung" bezeichnete Schwellenwert und das gesamte entwickelte Verfahren zur Erzielung von Ergebnissen vorliegen, die präzise genug sind, um den zweiten Schwellenwert zu rechtfertigen.

Eine bessere Näherung der Berechnung der Amplitude des Defekts würde das Vorhaben erforderlich machen, das indessen in der Einheit 14 zur Feststellung des Spektrogramms gefordert wird und darin besteht, das Arbeiten eines zweiten einem jeden der bereits erwähnten Integratoren zugeordneten Integrators außer Phase von Z′/2 Probennahmen (vgl. Welle 109 in Fig. 9) zu bewirken und den Term entsprechend der Amplitudengröße der beiden Koeffizienten a _λ und b _λ zu berechnen, die von den beiden Integratoren erhalten worden sind, die Probennahmen um 90°C außer Phase ausführen und somit auf Sinus und Cosinus entsprechend Fourier Bezug nehmen und die die exakte Amplitude des Defekts unabhängig von dessen Phase in bezug auf die der Integratoren liefern würden.

Für den Moir´-Defekt ist diese Vorgehensweise nicht erforderlich, da kleine Phasenverschiegungen zwischen der theoretischen Abtastperiode πD und dem tatsächlichen Gleiten des Garns die Aufgabe erfüllen, einen der Integratoren rasch in Phase zu bringen, und somit das mögliche Moir´-Signal zu detektieren.

Was die Geschwindigkeit der Detektion anbelangt, ist, soweit bei diesem System die Probennahmenperioden z. B. 16 sind und der Wert πD z. B. um 0,2 m liegt, zur Detektion des Moir´-Werts die Kontrollprüfung von z. B. 3,2 m (± als Funktion von πD, was sich z. B. im Bereich von 0,1 m bis 0,3 m ändern kann) oder etwa mehr ausreichend, wenn das Signal nicht in Phase ist, während gemäß dem Stand der Technik, bei dem kein digitales Fourier-abgeleitetes Filter verwendet wird, zur Detektion hoher Moir´-Pegel die Analyse von 30 bis 50 m Garn vorgesehen wird (eine Größenordnung mehr als gemäß der Erfindung).

Dieses Merkmal ist für die Erfindung sehr wesentlich, da es einen theoretischen Wirkungsgrad der Anlage mit sich bringt, der besser als derjenige ist, der durch die bekannten Erfassungseinrichtungen erzielt werden kann.

Der Unterschied besteht darin: Erfindungsgemäß werden nach einem Moir´-bedingten Anhalten lediglich einige Meter Garn auf den Konus aufgewunden, der während des Normalbetriebs der automatischen Rotorreinigung ohne irgendwelche Wartungsarbeiten durch den Operator entfernt werden kann.

Nach dem Anhalten durch die bekannten Erfassungseinrichtungen ist eine auf dem Konus aufgewickelte Garnmenge vorhanden, die 30 bis 100 m sein kann, und die nicht automatisch, sondern lediglich durch den Operator, entfernt werden kann.

Sämtliche Arten von Defekten, die nicht automatisch behoben werden können, führen dadurch, daß die Wartungsarbeiten durch den Operator vermehrt werden, zu einer Reduktion der Anzahl der Webköpfe pro Operator oder in jedem Fall zu einer geringeren Produktivität pro Operatorwartung.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung setzt sich eine Einheit 10, die die Feststellung einer Unregelmäßigkeit in der Form eine %-Variations-Koeffizienten (%VC) liefert, aus Schaltungsblöcken zusammen, wie sie in Fig. 10 veranschaulicht sind.

Ein Zähler 127, der die eingegebenen Werte auf die zweite Potenz anhebt, empfängt zwei Signale, von denen eines durch die Werte der Abweichungen vom mittleren Durchmesser gebildet ist, die vom Subtrahier- Verknüpfungsglied 60 über die Verbindungsleitung 90 kommen, und das andere, das subtrahiert wird, durch den Mittelwert der Werte derselben Abweichungen gebildet ist, die durch die Einheit 15 zur automatischen Korrektur der Null berechnet, über die Verbindungsleitung 40 empfangen und durch den Operator 128 mal mit dem Reduktionsfaktor 2/√ multipliziert worden sind.

Die Operation der Summenbildung wird auf eine Anzahl von Probennahmen entsprechend 150 m Garn ausgedehnt, wonach das Ergebnis vom Zähler 127 durch den Komparator 130 mit einem Maximalpegel-Grenzwert des akzeptablen Koeffizienten %VC verglichen wird, woraufhin vom Komparator 130 nach Überschreiten des Grenzwerts ein Stoppsignal aufgrund des Überschreitens von %VC ausgegeben wird, das der Leitelektronik 10 der Webeinheit über die Verbindungsleitung 55 übermittelt wird, während der Ausgangswert längs der Verbindungsleitung 54 zur Haupteinheit 9, mittels der Interfaceeinheit zur seriellen Leitung 8 abgegeben wird.

Was die zuvor beschriebenen Operationen anbelangt, ist der durch das veranschaulichte Diagramm ausgewählte Algorithmus der theroretische: entsprechend der Berechnung der mittleren Standardabweichung.

Im Zähler 127 wird zu jeder Abtastung bzw. Probennahme der Wert der auf die zweite Potenz angehobenen Abweichung für eine Gesamtabtastung entsprechend 150 m addiert.

Schließlich ist ein Gesamtwert verfügbar, aus dem die Quadratwurzel nicht gezogen wird, da die Berechnung der zweiten Potenz des Grenzwerts 129, multipliziert mit der Anzahl der Probennahmen äquivalent und weniger beschwerlich ist, um die beiden Zahlen miteinander vergleichbar zu machen.

In der Haupteinheit hingegen, die große Rechenkapazitäten besitzt, werden die Daten normiert und die Quadratwurzel wird gezogen, um die theoretischen Daten in Prozent des Variationskoeffizienten (%VC) anzuzeigen und die Mittelwerte der gesamten Produktion auszuführen.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung gestattet die Schaltung, die einen Bruchteil gleich 2/√ des Werts der mittleren Abweichung über eine bestimmte Länge ist, die durch die Einheit 15 zur automatischen Null-Korrektur verarbeitet wird, eine präzisere Berechnung von %VC.

Während des Betriebs der Erfassungseinrichtung können die Werte der Meßinstrumente durch einen kleinen Fehler aufgrund der Verschmutzung, der thermischen Drift etc. beeinträchtigt sein, der bei jeder bestimmten Garnlänge durch die Schaltung zum Verfolgen bzw. Nachsteuern des mittleren Durchmessers durch die Korrektur der Emission wiedergewonnen wird.

Der Fehler kann die Berechnung des %VC-Koeffizienten verzerren. Die obige zusätzliche Schaltung eliminiert diesen Fehler genau unter der Hypothese, daß die Null-Versetzung mit der Zeit linear ist, während der multiplizierende Faktor 2/√ die integrierten Werte des Mittelwerts der Abweichungen mit dem Mittelwert der Quadrate der Abweichungen gemäß einer offensichtlichen mathematischen Beziehung (deren Rechtfertigung fortgelassen wird) homogen macht, wobei von dem Mittelwert der Quadrate der Abweichungen die integrierten Werte nach einem vorläufigen Anheben auf die zweite Potenz subtrahiert werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Spektrogramm-Verarbeitungseinheit 14 gemäß dem Schaltungsfunktionsdiagramm von Fig. 11 ausgestattet.

Zwei Integrator-Zähler 111 und 112 empfangen als Eingangssignal die abgetasteten Werte der Abweichungen vom Mittelwert, die vom Subtrahier-Verknüpfungsglied 60 längs der Verbindungsleitung 90 gemäß einer Sequenz kommen, die durch die vier Gatter 113, 113′, 114 und 114′ sichergestellt ist, von denen jeweils eines und nacheinander durch die Zuordnungsrichtung 115 freigegeben ist, während ein Operator 116 das Vorzeichen des Signals ändert, das in die beiden Gatter 113 bzw. 113′ eintritt, so daß entsprechend den obigen Gattern der obige der abgetasteten Werte vom Inhalt der Zähler subtrahiert wird.

Am Ende einer geeigneten Sequenz der Operationen wird das Ausgangssignal von den Zählern 111 und 112 zu zwei Dividierern 117 ausgegeben, die das Signal durch Division des Ergebnisses durch die Anzahl der erreichten Abtastungen und durch den Faktor 0,45 auf denselben Maßstab wie die abgestasteten Werte der Abweichungen normieren, so daß zwei Werte erhalten werden, die im Sinus und im Cosinus den beiden Fourier-Koeffizienten gleich sind.

Die Ausgangssignale der Werte werden dann als Eingangssignale in zwei Operatoren 118 eingegeben, die sie quadrieren, und die jeweiligen Ausgangssignale werden im Addier-Verknüpfungsglied 119 addiert, von dem dann das Quadrat des Amplitudenwerts der beiden Koeffizientenergebnisse erhältlich ist.

Der quadrierte Amplitudenwert wird über die Verbindungsleitung 54 und das Interface 8 zur Haupteinheit 9 übermittelt und weiter mittels des Komparator- Verknüpfungsglieds 120 mit einem Schwellenwert 121 verglichen, der den Grenzwert einer periodischen Irregularität darstellt, jenseits von dem die Schaltung ein Stoppsignal über die Verbindungsleitung 55 erzeugt.

Die Erläuterung der Operation als Spektrumdetektor der in Fig. 11 gezeigten offenbarten Schaltung und die Rechtfertigung des durch eine so einfache Einrichtung erzielten Näherungsgrades setzt einige Vereinfachungen und Hypothesen voraus, die charakteristische Merkmale des gefundenen Systems sind.

Die erste Vereinfachung besteht darin, das hypothetisch angenommen wird, daß der harmonische Inhalt über die gesamte Prüfung des Garns konstant ist, so daß eine sequentielle Durchführung der Analyse mit einer Frequenz, d. h. einer Wellenlänge, gleichzeitig möglich ist.

Diese Näherung, selbst wenn sie von einem wissenschaftlichen Standpunkt her nicht exakt ist, ist gut annehmbar, um die Qualität des Garns festzulegen. Es ist in der Tat nicht gesagt, daß ein gemäß augenblicklich gültigen Standards gebildetes perfektes Spektrogramm durch parallele Prüfung des harmonischen Inhalts einer einzigen Abtastung von 150 m Garn die Qualität einer großen Garn-Charge besser anzeigt als das Spektrogramm gemäß der Erfindung, das für jede Wellenlänge einen Bezug auf festgelegte Garnlängen hat, aber über die Konuslänge fortgesetzt wiederholt werden kann. Es ist dabei weiter möglich, die Ergebnisse mit einer Enddarstellung zu mitteln, die besser als die des Standards ist.

Eine zweite Vereinfachung besteht darin, daß die zu prüfenden Wellenlängen nicht gemäß einer homogenen Verteilung und mit konstanten Abständen auf logarithmischer Skala, sondern gemäß Mehrfachen der Abtastzeitperioden mit den Ergebnissen einer nicht konstanten Verteilung des Empfindlichkeitsgrads auf einer und der anderen Wellenlänge bestimmt werden.

Für die unter dieser Annahme bewirkte Näherung gilt, was auch für die vorhergehenden festgestellt worden ist.

Indem angenommen wird, was zur Diskretisierung der Formeln zur Berechnung der Fourier-Koeffizienten für die %VC-Berechnung festgestellt worden ist, ist das Spektrogramm über die Offenbarung in Fig. 8 hinaus verbessert worden.

Im Fall eines Spektrums muß die Amplitudengröße in der Tat erstellt werden, da die Phase der Unregelmäßigkeiten in bezug auf die Filterphase nicht bekannt ist, so daß eine Berechnung der Fourier-a _λ 's und der -b _λ 's erforderlich ist, um den Amplitudenwert abzuleiten von: Indem das Digitalfilter von Fig. 8 verwendet wird, ist die Funktion "r" in der Gegenwart einer konstanten Amplitudengröße als Funktion der Phase variabel, selbst wenn um wenig.

Das in Fig. 11 gezeigte Filter hingegen erreicht durch Ausführung der Summenbildung in den beiden Zählern 111 und 112 unter Berücksichtigung des Vorzeichenverlaufs, wie durch die stufenartige Linie 122 und 123 in Fig. 12 dargestellt ist, das Ergebnis, daß eine konstante Funktion r mit sich ändernder Signalphase und exakt gleich dem aktuellen Amplitudenwert des untersuchten Signals erzielt wird.

In diesem Filter ist die Wellenlänge λ gleich 4·Z·m, wobei Z die Anzahl der Probennahmen bzw. Abtastungen pro Phase und m die Länge entsprechend einer Abtastung ist.

Die Wellenlängen λ des Filters werden erhalten, indem zu Z Werte gegeben werden, die entsprechend einer solchen Tabelle erhöht werden, um beispielsweise 64 Z-Werte zu erhalten, wobei die Wellenlängen im Bereich von 4 cm bis 64 m liegen.

Gemäß einem nicht einschränkenden Merkmal der Erfindung gestattet eine spezielle Auswahl des Wertes der Länge

m = 2,5 mm

die numerische Koinzidenz der Werte von Z, der Anzahl von Abtastungen pro Phase, mit der Wellenlänge in cm des verknüpften Filters zu erhalten.

Die Formeln zur Berechnung der Koeffizienten nehmen die Form an:

Zur Auswahl von n gilt die Gesetzmäßigkeit, daß sich die Selektivität mit zunehmendem n erhöht; n kann jedoch nicht bis zu einer bestimmten Grenze erhöht werden, da die Sequenz der Wellenlängen λ diskret ist und nicht dem Sammeln eines Signals entsprechen würde, wenn die tatsächliche Wellenlänge des Defekts zwischen zwei tabellenmäßig erfaßten Wellenlängen liegt.

Für die praktischen Anforderungen der Textilindustrie sollte n in der Nähe von 8 (z. B. 6-10) ausgesucht werden.

Der Normierungsfaktor setzt sich aus einem Faktor 2,22 zusammen, dessen Reziprokwert 0,45 ist, was das Verhältnis der Fläche 124 zur Fläche 125 in Fig. 12 ist, und aus der Gesamtzahl der Abtastungen 4·nZ.

Die Rechtfertigung hierfür ist fortgelassen, da sie aufgrund der Tatsache elementar ist, daß dieser Normierungsfaktor ein Erhalten der Fourier- Koeffizienten im selben Maßstab wie der abgetasteten Werte der Abweichungen gestattet.

Ein letztes Merkmal der Erfindung ist durch die Vorrichtung für den maximalen Grenzwert des Fourier-Amplitudenwerts gebildet, wie sie im Diagramm der Fig. 11 ausgeführt ist und eine Alternative zum Abfangen oder Unterbrechen vom Moir´-Defekten in bezug auf das Diagramm der Einheiten 12 gestattet, die zum Anhalten von Moir´-Defekten mit einer bestimmten Intensität während der Verarbeitung des Spektrogramms nützlich ist, wobei in diesem Fall eine Parallelverarbeitung auch der speziellen Einheiten zur Feststellung von Moir´-Defekten 12 nicht möglich ist.

Die Erfindung läßt sich folgendermaßen zusammenfassen:

Sie betrifft eine optische Erfassungseinrichtung für Fadenverdickungen, die besonders für das Offen-End- Vefahren geeignet ist und einen speziellen optischen Kopf für die Messung des Garndurchmessers aufweist, dessen Analogsignal von Störungen aufgrund von Umgebungslicht gesäubert wird, durch eine Grundkompensations- und Normiereinheit normiert und dann digitalisiert wird, wobei die Einrichtung mit einer Detektoreinheit zur Feststellung der Moir´-Defekte, mit einer Detektoreinheit zur Feststellung der %VC- Unregelmäßigkeiten und einer Einheit zur Spektrogrammverarbeitung versehen ist. Die Erfassungseinrichtung für Fadenverdickungen ist auch mit einer Einrichtung zur Kompensation von Verschmutzung, thermischen Driften und des Alterns des Kopfes ausgestattet.

Claims (9)

1. Optische Erfassungseinrichtung für Fadenverdickungen, -fehler und -eigenschaften, insbesondere für eine Webeinheit vom Offen-End-Typ, bei der ein optischer Kopf zur Messung des Durchmessers des untersuchten Garns ein zu dem Durchmesser proportionales Signal liefert, das zur Kontrolle des Garns und zur Bestimmung seiner Fehler und Eigenschaften verwendet wird, mit einem Zeitgeber- und Sequenzgenerator (5), einem 8-Bit-Analog/Digital-Wandler (6), einer die Fadenverdickungs- Erfassungseinrichtung personifizierenden Block (7) vom Typ mit Widerständen, einer Fadenverdickungs- Erfassungseinrichtung-Adressen-verarbeitenden Einheit (24), einer Einheit (23) zur Voreinstellung des mittleren Referenz-Durchmessers, einem Subtrahier- Verknüpfungsglied (60), einer Interfaceeinheit (8) zu einer seriellen Leitung (11) für die Verbindung mit anderen Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtungen, wobei auch eine Haupteinheit (9) mit der seriellen Leitung über eine weitere Interfaceeinheit (8) verbunden ist, einer Einrichtung für die Verbindung mit der Leitelektronik (10) für die Webeinheit, einer Datenverarbeitungseinheit (4) sowie einer Zählsteuereinheit (16), einer Einheit (17) zur Berechnung des Einheitsdurchmessers, einer Einheit (19) zur Feststellung einzelner Defekte mit einer gewissen Ausdehnung (kurze Defekte), einer Einheit (20) zur Berechnung des Wirkungsgrades, einer Einheit (21) zur Erfassung von Knotenketten, einer Einheit (22) zur Erfassung der Defekte mit großer Länge und einer Einheit (26) zur Erfassung der vollen Füllung des Konus, gekennzeichnet durch eine Einheit (3) zur Kompensation von Störungen durch Umgebungslicht und zur Signalnomierung, eine Einheit (12) zur Erfassung der Moir´-Defekte, eine Einheit (13) zur Erfassung der %VC- Unregelmäßigkeiten, eine Spektrogramm-verarbeitende Einheit (14), eine Einheit (15) zur automatischen Null- Korrektur und eine Einheit (2) zur Modulation des Lichtes vom Emitter des optischen Kopfes, die mit einem Digital/Analogwandler versehen ist.

2. Optische Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Meßkopf (1) aus einem U-förmigen Block (46) aus Kunststoff oder Glas gebildet ist, der für das von einem an einem Ende eines Schenkels des "U" von einem Fotoemitter (28) ausgesandte Licht (47) einen langen optischen Pfad bildet, während der Fotoempfänger (32) am Ende des anderen Schenkels angeordnet ist, wobei das Licht zweimal durch glatte reflektierende Oberflächen (48, 49) um 45°C umgelenkt wird, bevor es durch das optische Fenster (33) für die Garndetektion durchtritt, und daß die Fotoemitter und Fotoempfänger im Inneren eines Materialblocks eingebettet sind, der die Temperatur der beiden Bauteile gleich halten kann.

3. Optische Fadenverdickungs-Erfassungeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (3) zur Kompensation der Störungen durch Umgebungslicht und zur Signalnormierung durch eine Verstärkerschaltung gebildet ist, auf deren Eingang das vom optischen Meßkopf (1) ausgesandte Signal gegeben wird und deren Ausgang mit einem Chopper verbunden ist, der das verstärkte Signal entsprechend dessen Minimum-Werten abtastet, die in positiver Rückkoppelung dem Verstärker (57) zugeführt werden, um zu verhindern, daß er gesättigt wird, wobei der Ausgang des Verstärkers auch über einen den Gleichstromanteil eliminierenden Kondensator (67) und nach der vorläufigen Verschiebung des Signals auf einen vollständig positiven Pegel durch eine mit Erde verbundene Diode (68) mit einem zweiten Chopper verbunden ist, der die Abtastung des Signals entsprechend dessen maximalen Werten durchführt, die mittels eines mit Erde verbundenen Kondensators (71) im Pegel ausgeglichen als Eingangssignale einem zweiten Operationsverstärker (72) zugeführt werden, der in Rückkoppelung durch sein Ausgangssignal gesteuert wird, zu einem Bruchteil des vom ersten Chopper abgetasteten Signals addiert werden, das zuvor mittels eines geerdeten Kondensators (65) im Pegel ausgeglichen worden ist, um die durch Umgebungslicht verursachte Änderung im Signal auszuschalten, wobei der Ausgang des zweiten Verstärkers (72) wiederum mit dem Eingang eines dritten invertierenden (NEIN)- Verstärkers (75) verbunden ist, der auf einem vorher festgelegten Polarisationspegel polarisiert ist und in Rückkoppelung durch einen Satz von parallel zueinander angeschlossenen Widerständen (76) gesteuert wird, die auf Befehl eingefügt werden können und deren Werte entsprechend geordnet sind und sich um Potenzen von 2 erhöhen.

4. Optische Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (12) zur Detektion der Moir´-Defekte durch eine Reihe von Zählern (91) gebildet ist, zu deren Eingängen die zum Subtrahier- Verknüpfungsglied (60) angekommenen abgetasteten Werten der Abweichungen vom mittleren Durchmesser gesandt werden, wobei die Zähler durch eine Zuordnungseinrichtung (91) zur Summierung einer bestimmten vorher festgelegten Anzahl von sequentiellen abgetasteten Werten und zur anschließenden Subtraktion einer gleichen Anzahl sequentieller Werte gesteuert sind, um die obigen Operationen mit einem vorher festgesetzten Takt gleich der Länge von Garn zu wiederholen, die während einer Umdrehung des Offen-End-Rotors abgewickelt wird, und zur Wiederholung der Abtastung für eine bestimmte vorher festgesetzte Anzahl von Malen, wobei jeder Zähler weiter freigegeben ist, um mit einer Verzögerung in bezug auf den vorhergehenden Zähler zu arbeiten, gleich der obigen vorher festgelegten Zahl sequentieller abgetasteter Werte, wobei sein Ausgangssignal mit zwei Schwellenwerten verglichen wird, entsprechend denen eine Vorwarnung bzw. ein Anhalten der Maschine wegen der Moir´-Defekte auftritt.

5. Optische Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Einheit (13) zur Erfassung der %VC-Unregelmäßigkeit einen Quadrierzähler (127) umfaßt, auf dessen Eingang die abgetasteten Werte der Abweichungen vom Mittelwert gegeben werden und dessen Ausgangssignal die Summe der Quadrate der Werte längs einer vorbestimmten Garnlänge darstellt und jeweils zu einem Komparator (130), in dem es mit einem Schwellenwert für die Akzeptabilität verglichen wird, um ein Stopp-Signal aufgrund eines Überschreitens einer %VC-Unregelmäßigkeit zu ergeben, und zu einer Einheit (8) zur seriellen Schnittstellenbildung zur Haupteinheit (9) gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Eingang des Quadrierzählers (127) auch das Ausgangssignal eines Operators (128) gegeben und subtrahiert wird, der das Eingangssignal, das durch das lineare Mittel der abgetasteten Werte der Abweichungen vom mittleren Durchmesser, über eine vorbestimmte Garnlänge ausgeführt, gebildet ist, mit einem vorher festgesetzten Wert von 2/√ multipliziert.

6. Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das die Spektrogramm verarbeitende Einheit (14) durch zwei integrierende Zähler (111, 112) gebildet ist, auf deren Eingang die abgetasteten Werte der Abweichung vom mittleren Durchmesser über vier Gatter (113, 113′, 114, 114′) gegeben werden, von denen jeweils eines in einer zyklischen Sequenz durch eine Zuordnungseinrichtung (115) geschlossen ist, wobei zwei der Gatter durch ein NICHT-Element verbunden sind, wobei die Ausgänge der integrierenden Zähler jeweils mit dem Eingang eines Dividier-Verknüpfungsglieds (117) verbunden sind, das eine Division durch einen konstanten Wert ausführt, der zur Gesamtzahl der detektierten abgetasteten Werte proportional ist und dessen Ausgangssignal wiederum auf den Eingang eines Quadrier- Verknüpfungselements (118) gegeben wird, wobei die Ausgangssignale der beiden Quadrier-Verknüpfungsglieder zusammenaddiert werden und die Summe jeweils einer seriellen Interfaceeinheit (8) zur Haupteinheit (9) und zu einem Komparator (120) gegeben wird, wo sie mit einem vorher festgelegten Grenzwert verglichen wird, um den Webvorgang im Fall einer übermäßigen Unregelmäßigkeit anzuhalten.

7. Optische Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (15) zur automatischen Null-Korrektur durch einen integrierenden Zähler (78) gebildet ist, auf dessen Eingang die abgetasteten Werte der Abweichung vom mittleren Durchmesser gegeben werden und dessen Ausgang mit einem Komparator verbunden ist, in dem die Summierung sämtlicher abgetasteter Werte, die sich auf eine vorher festgelegte Länge beziehen, verglichen wird; einerseits mit einem Grenzwert, wobei der Ausgang des Komparators wiederum mit einem Gatter (80) verbunden ist, das den Ausgang des Zählers mit dem Eingang eines Multiplizier-Verknüpfungsglieds (81) verbindet, dessen anderer Eingang mit der Einheit (17) zur Berechnung des Einheitsdurchmessers verbunden ist, während der Ausgang des Multiplizier- Verknüpfungsglieds mit einem Vorzeichen- Diskriminator (82) verbunden ist, dessen beide Ausgänge mit dem an Digital/Analogwandler der Einheit (2) zur Modulation des vom Fotoemitter (28) der Fadenverdickungs- Erfassungseinrichtung emittierten Lichts verbunden sind; und wobei andererseits der Ausgang des Multiplizier-Verknüpfungsglieds mit der Durchmesser(Zähl)- Steuereinheit der Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung verbunden ist.

8. Optische Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Digital/Analogwandler versehene Einheit (2) zur Modulation des Lichts vom Emitter (28) durch einen Integrator gebildet ist, der bei einem vorher festgelegten Spannungswert polarisiert ist, an dessen Eingang der Mittelpunkt zweier in Reihe angeschlossener Gatter (84, 85) angeschlossen ist, an die eine positive Spannung angelegt ist, deren Wert das Doppelte der obigen Polarisationsspannung ist, und die durch die Einheit (15) zur automatischen Null- Korrektur der optischen Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung angesteuert sind, wobei der Ausgang des Integrators mit einem Regelglied für den zugeführten Strom zum optischen Meßkopf (1) der Fadenverdickungs- Erfassungseinrichtung verbunden ist, dessen Eingangspegel durch eine Einrichtung aus einem Satz von parallel angeschlossenen Widerständen (87) polarisiert ist, die mit den logischen Ausgängen der Datenverarbeitungseinheit der Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung verbunden sind, während ihr Ausgang durch eine Gatterschaltung gechoppt wird, die durch den Zeitgeber und Sequenzengenerator (5) der Fadenverdickungs- Erfassungseinrichtung gesteuert wird.

9. Verwendung der optischen Fadenverdickungs- Erfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für eine Offen-End-Maschine.