DE4434234C2 - Vorrichtung zum Bestimmen der Geschwindigkeit eines in Richtung seiner Längsausdehnung bewegten Textilgutes, insbesondere eines Textilfadens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen der Geschwindigkeit eines in Richtung seiner Längsausdehnung bewegten Textilgutes mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Textilmaschinen, an denen Textilfäden in Richtung ihrer Längsachse bewegt und anschließend aufgewickelt werden, benötigen in vielen Fällen auch eine Überwachungseinrichtung für die Geschwindigkeit beziehungweise die Länge des transportierten und dann aufgewickelten Textilfadens. Das Ergebnis wird beispielsweise verwendet, um Abweichungen der Geschwindigkeit zu korrigieren oder auch möglichst genaue Kenntnis über die Länge des bis dahin aufgewickelten Fadens zu erlangen.

Zum Beispiel an Spulmaschinen, die Kreuzspulen herstellen, besteht oft die Forderung, daß alle fertiggestellten Kreuzspulen möglichst exakt die gleiche Fadenlänge aufweisen. Das ist vor allem dann erforderlich, wenn diese Kreuzspulen später auf ein Gatter aufgesteckt, gemeinsam abgezogen und geschärt oder gezettelt werden. Unterschiedliche Fadenlängen führen in einem solchen Fall zum Verbleib unterschiedlich großer Fadenreste auf den Kreuzspulhülsen. Das führt bei hochwertigem Fadenmaterial zu nicht hinnehmbaren Verlusten.

Weit verbreitet zur Bestimmung der Fadenlänge an derartigen Kreuzspulmaschinen ist es, die Umdrehungen der Kreuzspule oder auch der Antriebswalze für die Kreuzspule zu zählen und über den Umfang der Kreuzspule beziehungsweise der Antriebswalze die aufgespulte Fadenmenge zu bestimmen. Da der Umfang der Antriebswalze konstant ist, ist die Ermittlung der Umfangsgeschwindigkeit unproblematisch. Allerdings ist der auftretende Schlupf zwischen Antriebswalze und Kreuzspule eine erhebliche Fehlergröße. Da zur Vermeidung von sogenannten Bildwicklungen während der gesamten Spulenreise, zumindest aber in sogenannten Bildzonen, in denen Spulendurchmesser und Durchmesser der Antriebswalze in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, ein Schlupf zwischen Antriebswalze und Spule bewußt erzeugt wird, wird das Ergebnis der Geschwindigkeits­ - beziehungweise Fadenlängenbestimmung stark verfälscht.

Die Messung der Spulenumdrehungen ist relativ unproblematisch. Problematisch jedoch ist die genaue Bestimmung des sich während der Spulenreise ändernden Durchmessers und damit der Umfang der Kreuzspule. Wird als Maß für den Spulenradius der Drehwinkel des Spulenrahmens verwendet, treten durch Abweichungen im Auflagedruck der Spule auf der Antriebswalze auch dabei erhebliche Fehler auf.

Es sind auch eine Vielzahl von Verfahren bekannt, die durch Kontakt mit dem Faden die Fadengeschwindigkeit ermitteln. Ein solches Verfahren erhöht die Fadenspannung und ist aufgrund der Trägheit des mitbewegten Teiles für höhere Umspulgeschwindigkeiten ungeeignet.

Um die genannten Nachteile zu vermeiden, wurde in der EP 0 000 721 A1 vorgeschlagen, die Fadengeschwindigkeit über zwei in festem Abstand zueinander angeordnete, berührungslos arbeitende Sensoren zu ermitteln. Dafür kommen zum Beispiel optisch oder kapazitiv arbeitende Sensoren in Frage. Diese Sensoren ermitteln stochastische Fadensignale in Form analoger Rauschsignale, die sich aus Unregelmäßigkeiten der Fadenoberfläche oder Fadenmasse in Längsrichtung des Fadens ergeben. Das stromauf zur Fadenlaufrichtung ermittelte stochastische Signal wird zeitlich so weit verschoben, bis es maximale Ähnlichkeit mit dem am stromab angeordneten Sensor ermittelten stochastischen Signal hat. Die dabei ermittelte Verzögerung des ersten Signals entspricht der Zeitspanne, die der Faden vom ersten zum zweiten Sensor benötigt. Da der Abstand der beiden Sensoren bekannt ist, läßt sich auf diese Weise ohne weiteres die Fadengeschwindigkeit ermitteln. Jedoch sind die mathematischen Operationen, die üblicherweise als Kreuzkorrelationsverfahren bezeichnet werden, mit einem gewissen Zeitaufwand verbunden. Das ist unproblematisch, wenn der Faden keine oder nur sehr geringe Beschleunigungen erfährt. Schnellere Geschwindigkeitsänderungen, wie sie beim Spulprozeß beispielsweise durch die Bildstörung entstehen, lassen sich nicht so beherrschen, daß eine genaue Messung erfolgen kann. Durch das zur Ermittlung des Hauptmaximums der Kreuzkorrelationsfunktion erforderliche Differenzieren dieser Funktion erhöht sich die Meßwertstreuung bei einem kleinen Signal im Verhältnis zum als Störgröße wirkenden Rauschen.

Durch die EP 0 582 112 A1 sind des weiteren ein Meßverfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei dem/der durch Bereichsvorgabe für eine Modellaufzeit erreicht wird, daß der Regelkreis eines Laufzeitkorrelators schnell auf das richtige Totzeitmaximum einer Kreuzkorrelationsfunktion einrastet. Das heißt, bei dieser bekannten Vorrichtung zum Messen der Fadenlaufgeschwindigkeit sind an einer Wickeleinrichtung in Bewegungsrichtung des Fadens hintereinander in festem Abstand zwei Sensoren angeordnet, deren Meßwerte über einen Laufzeitkorrelator, dessen Regelkreis sich auf das Totzeitmaximum einer Modelltotzeit abgleicht, ausgewertet werden.

Außerdem weist diese Vorrichtung einen weiteren Signalgeber auf, der Signale annähernd proportional der Fadenlaufgeschwindigkeit abgibt.

Die Signale dieses Signalgebers sind dem Laufzeitkorrelator zur Bereichsvorgabe für das Einrasten des Regelkreises des Laufzeitkorrelators auf das richtige Totzeitmaximum zuleitbar. An den Regelkreis des Laufzeitkorrelators ist außerdem ein Dividierglied angeschlossen, das den festen Abstand zwischen den beiden Sensoren durch den jeweiligen Momentanwert der Modelltotzeit teilt.

Auch beidem Meßverfahren gemäß EP 0 582 112 A1 ist der Rechenaufwand aufgrund des Einsatzes eines Dividiergliedes allerdings relativ hoch.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Verfahren so weiterzuentwickeln, daß eine hohe Meßgenauigkeit für die Geschwindigkeit des Textilgutes erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Gegenüber dem auf einer Closed-Loop-Korrelation beruhenden bekannten Laufzeitkorrelator ist durch vorliegende Erfindung die Differentiation der Kreuzkorrelationsfunktion nicht mehr erforderlich. Dabei wird der Vorteil der Closed-Loop- Korrelation gegenüber der Open-Loop-Korrelation ausgenutzt, der darin besteht, daß für die Ermittlung des Abgleichpunktes eine (zumindest in der Nähe des Abgleichpunktes) punktsymmetrische Funktion verwendet wird. Der Abgleichpunkt, der sich bei einer Zeitverschiebung um eine Modelltotzeit τ, die der tatsächlichen Laufzeit T eines Fadenabschnittes über den zwischen zwei Sensoren vorhandenen Abstand L entspricht, ergibt, liegt auf dem Schnittpunkt der Kreuzkorrelationsfunktion mit der Abzisse.

Durch den Wegfall der Differentiation gegenüber einem Laufzeitkorrelator auf Basis der bekannten Closed-Loop- Korrelation verringert sich der Rechenaufwand und die Meßwertstreuung bei kleinem Signal, bezogen auf die Rauschverhältnisse beziehungsweise insgesamt die Empfindlichkeit gegenüber Störsignalen. Außerdem ergibt sich daraus der Vorteil, daß die Laufzeitschätzung beziehungsweise die Bestimmung des Abgleichpunktes weitgehend über eine lineare Mittelung über ein Geschwindigkeitskollektiv erfolgen kann.

Geht man davon aus, daß die zeitliche Kreuzkorrelationsfunktion Φ(τ) durch Faltung der Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2 mit der örtlichen Autokorrelationsfunktion der Inhomogenitäten des Meßgutes gebildet wird, ergibt sich, hervorgerufen durch die Textur des Meßgutes, eine Verrundung der Ecken der Kreuzkorrelationsfunktion Φ(τ) gegenüber der Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2. Bei zunehmender Grenzfrequenz der Textur nimmt die Steigung der Kreuzkorrelationsfunktion insgesamt, jedoch auch im Bereich des Abgleichpunktes, zu. Diese Abhängigkeit der Steigung der Kreuzkorrelationsfunktion ist jedoch wesentlich geringer als bei der bekannten Closed-Loop-Korrelation. Dies wirkt sich sehr günstig auf die Robustheit des Regelkreises gegenüber veränderlichen Texturen aus, da Änderungen der Steigung der Kreuzkorrelationsfunktion direkt eine proportionale Änderung der Kreisverstärkung des Abgleichregelkreises zur Folge haben.

Die Erfindung ist durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 11 vorteilhaft weitergebildet.

Der Einsatz eines ersten Sensors g₁ mit punktsymmetrischer Kennlinie sowie des zweiten Sensors g₂ mit bezüglich seiner Sensormittelachse symmetrischer Kennlinie ergibt eine punktsymmetrische Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2 sowie in Folge auch eine punktsymmetrische Kreuzkorrelationsfunktion F(τ) bezüglich ihres gesamten Verlaufes. Auf diese Weise läßt sich ein systematischer Fehler auch bei größeren Geschwindigkeitsschwankungen unterdrücken.

Bei Verwendung von Sensoren mit Kennlinien, die ein ausgeglichenes Potential besitzen, ergeben sich mittelwertfreie Sensorsignale S₁(t) und S₂(t), so daß ein sonst im allgemeinen im Signalfeld erforderlicher Hochpaß vermieden werden kann. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn das Signal vor der Weiterverarbeitung geklippt werden soll.

Das Verhalten der Sensorkennlinien als um 90 Grad zueinander versetzte periodische Funktionen ergibt eine daraus resultierende Sensorkorrelationsfunktion mit periodischem Verhalten, die bezogen auf den Abgleichpunkt punktsymmetrisch ist.

Sensorkennlinien mit sprungförmigem Verlauf können leicht mit einer Diodenzeile realisiert werden. Außerdem ergeben sich dadurch Sensorkorrelationsfunktionen mit jeweils zwischen benachbarten Extrempunkten, mindestens jedoch zwischen den Schnittpunkten mit der Abzisse und den benachbarten Extrempunkten, linearem Verlauf. Dadurch vereinfacht sich zusätzlich die Auswertung.

Die Verwendung eines dritten Sensors g₃, dessen Kennlinie mit der des zweiten Sensors g₂ übereinstimmt, reduziert die Streuung der Laufzeitschätzwerte. So wird das Reglereingangssignal Null, wenn τ = T. Demzufolge verschwindet die Streuung der Laufzeitschätzung, wenn keine Störsignale vorhanden sind.

Um bei größeren Geschwindigkeitsschwankungen zu vermeiden, daß der Regler auf einen anderen Schnittpunkt mit der Abzisse einrastet, ist es von Vorteil, den Abstand L zwischen dem ersten und dem zweiten Sensor g₁, g₂ so zu bemessen, daß der benachbarte Extrempunkt der Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2 auf der Ordinate liegt. Damit kann zu Beginn ausgehend von diesem Extrempunkt der Regelkreis direkt an den Schnittpunkt mit der Abzisse, der dem Abgleichpunkt entspricht, "herangefahren" werden.

Eine weitere Möglichkeit, auch bei größeren Geschwindigkeitsschwankungen zu vermeiden, daß der Laufzeitkorrelator an einem "falschen" Schnittpunkt der Kreuzkorrelationsfunktion Φ(τ) einrastet, besteht darin, einen weiteren Signalgeber g₄ einzusetzen, durch den der Regler eine Bereichsvorgabe für den Bereich erhält, in dem der Abgleichpunkt liegt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1a bis e verschiedene Sensorkennlinien von Sensoren g₁ und g₂ mit zugehöriger Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2,

Fig. 2a bis e die zugehörigen Sensoren mit Verschaltung der Diodenzeilen,

Fig. 3a Sensorkennlinien von Sensoren g₁ bis g₃,

Fig. 3b ein Blockschaltbild für einen Laufzeitkorrelator zur Verwertung der von den Sensoren g₁ bis g₃ gemäß Fig. 3a erzeugten Signale s₁(t) bis s₃(t),

Fig. 4 ein Blockschaltbild für einen Laufzeitkorrelator mit zusätzlichem Sensor g₄ und

Fig. 5 die Darstellung von Kreuzkorrelationsfunktionen in Abhängigkeit von der Textur des Fadens.

In den Fig. 1a bis 1e sind einige Beispiele für Sensorkennlinien mit zugehöriger Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2 dargestellt. Ein besonders einfaches Beispiel zeigt Fig. 1a. Die Sensoren g₁ und g₂ können hierbei, wie aus der zugehörigen Fig. 2a ersichtlich ist, durch entsprechendes Verschalten von lediglich zwei Fotodioden 1 und 2 gebildet werden. Dabei wird das Signal s₂(t) des Sensors g₂ direkt von der Fotodiode 1 abgeleitet, wobei diese, bezogen auf die Fadenlaufrichtung, stromauf angeordnet ist. Das Signal s₁(t) des Sensors g₁ wird über einen Additionspunkt 3 gebildet, wobei das von der Fotodiode 1 kommende Signal negativ und das von der Fotodiode 2 kommende Signal positiv gewertet wird, b/2 stellt lediglich eine Bezugsgröße für die Breite einer Fotodiode dar. Die Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2 wird aus dem Produkt der Kennlinien der Sensoren g₁ und g₂ gebildet. Der Abstand der Sensoren ergibt sich aus dem Abstand der wirksamen Sensormittelachsen. Bezogen auf die Sensoranordnung in Fig. 2a liegt diese wirksame Sensormittelachse des Sensors g₂ in der Mitte der Fotodiode 1, während die wirksame Sensormittelachse des Senors g₁ an der Trennlinie zwischen den Fotodioden 1 und 2 liegt. Der Abstand L ist demzufolge b/4.

Im Abstand L von der Ordinate ergibt sich, wie das in Fig. 1a zu erkennen ist, der Schnittpunkt der Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2 mit der Abzisse. Die Lage dieses Schnittpunktes stimmt mit dem Schnittpunkt der Sensorkennlinie des Sensors g₁ mit der Abzisse überein. Um eine solche Sensorkennlinie des Sensors g₁ zu erhalten, muß dieser aus zwei in Fadenlaufrichtung hintereinander angeordneten Signalaufnehmern, hier den Fotodioden 1 und 2 bestehen.

Da die wirksame Sensormittelachse die Grundlage für die Definition des Abstandes der Sensoren zueinander bildet, der seinerseits der Berechnung der Modelltotzeit τ sowie der Geschwindigkeit zugrundeliegt, ist der Schnittpunkt der Sensorkennlinie des Sensors g₁ mit der Abzisse in der wirksamen Sensormittelachse Voraussetzung für den Schnittpunkt der Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2 sowie der Kreuzkorrelationsfunktion Φ(τ) mit der Abzisse. Damit kann dieser Schnittpunkt unmittelbar, das heißt, ohne vorherige Differentiation, für die Ermittlung des Abgleichpunktes für die Modelltotzeit τ dienen.

Durch das punktsymmetrische Verhalten der Kennlinie des Sensors g₁ und den stetigen Kennlinienverlauf des Sensors g₂ im Bereich der jeweiligen wirksamen Sensormittelachse wird erreicht, daß sich in diesem Bereich auch die Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2 beziehungsweise die Kreuzkorrelationsfunktion Φ(τ) punktsymmetrisch verhält. Dies ist eine Voraussetzung dafür, daß bei der Ermittlung des Abgleichpunktes systematische Fehler aufgrund der Oberflächenbeschaffenheit des Fadens unterdrückt werden.

In Fig. 1b ist eine Variante zu Fig. 1a dargestellt, die sich darin von der ersten Variante unterscheidet, daß der Abstand L deutlich vergrößert ist. Damit ist jedoch ein Mehraufwand verbunden, indem hier drei Fotodioden 4 bis 6 eingesetzt werden müssen.

Bei den in den Fig. 1c und d dargestellten Varianten wurden ebenfalls gleiche Sensorkennlinien verwendet, wobei jedoch auch hier ein unterschiedlicher Abstand L der wirksamen Sensormittelachsen gewählt wurde. Dementsprechend verändert sich auch die jeweils erforderliche Anzahl von Fotodioden 8 bis 10 und 14 bis 18 in den zugehörigen Fig. 2c und 2d.

Hervorzuheben ist, daß hier auch die Sensorkennlinie des Sensors g₂ ein ausgeglichenes Potential besitzt. Das wird, wie aus den Fig. 2c und 2d ersichtlich ist, durch Verstärker 12 und 21 bewirkt, die die Signalstärke verdoppeln. Dadurch wird erreicht, daß auch das Sensorsignal des Sensors g₂ mittelwertfrei ist. Dadurch kann auf einen Hochpaß im Signalpfad verzichtet werden. Ein solcher Hochpaß müßte insbesondere dann eingesetzt werden, wenn das Signal vor der Weiterverarbeitung geklippt werden soll.

Abgesehen davon, daß bei der in Fig. 1c respektive Fig. 2c dargestellten Variante nur eine Diodenzeile mit drei Fotodioden 8 bis 10 erforderlich ist, liegt das dem Schnittpunkt der Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2 mit der Abzisse benachbarte Minimum derselben auf der Ordinate. Demzufolge kann der Regelkreis beim Start ausgehend von diesem Minimum bis zu diesem Schnittpunkt "verfahren" werden, wodurch ein Einrasten der Kreuzkorrelationsfunktion Φ(τ) am dem Abgleichpunkt entsprechenden Schnittpunkt mit der Abzisse erfolgt.

Bei der in den Fig. 1e beziehungsweise 2e dargestellten Variante ergibt sich eine breitere Sensorkorrelationsfunktion als bei den vorangegangenen Beispielen. Während eine schmalere Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2 hinsichtlich der Streuung der geschätzten Laufzeit günstiger ist, ist bei der breiteren Sensorkorrelationsfunktion gemäß Fig. 1e der Einzugsbereich des Abgleichpunktes größer, was hinsichtlich der Stabilität des Regelkreises Vorteile hat. Insbesondere ist eine breite Sensorkorrelationsfunktion von Vorteil, wenn die Geschwindigkeit während der Meßzeit stark schwankt und die mittlere Geschwindigkeit von Interesse ist.

Mit der Diodenzeile der Fotodioden 22 bis 28 in Fig. 2e können die Sensorkennlinien der Sensoren g₁ und g₂ gemäß Fig. 1e erzielt werden. Dabei wird lediglich die Fotodiode 25 für beide Sensoren g₁ und g₂ genutzt. Es ist jedoch auch möglich, den Abstand L gleich b/2 zu wählen, wobei für die Diodenzeile lediglich fünf Fotodioden erforderlich wären, von denen die vier in Fadenlaufrichtung stromabliegenden Fotodioden jeweils für beide Sensoren g₁ und g₂ in analoger Weise Verwendung finden würden. Im übrigen sind auch hier die Sensorsignale s₁ und s₂ aufgrund ausgeglichener Potentiale der Sensorkennlinien mittelwertfrei.

In Fig. 3a ist eine weitere Variante anhand der Sensorkennlinien von Sensoren g₁ bis g₃ dargestellt. Fig. 3b zeigt das zugehörige Blockschaltbild für einen Laufzeitkorrelator.

Der dritte Sensor g₃ ist so angeordnet, daß dessen Kennlinie mit der des zweiten Sensors g₂ übereinstimmt, wobei dieser Sensor g₃ jedoch so angeordnet ist, daß sich seine wirksame Sensormittelachse mit der des ersten Sensors deckt. Damit ist die Kennlinie des Sensors g₃ um den Betrag L gegenüber der Kennlinie des Sensors g₂ verschoben.

Daraus ergibt sich, daß das um die Modelltotzeit τ = T verschobene Signal s₂(t) des Sensors g₂ mit dem nicht zeitverschobenen Signal s₃(t) des Sensors g₃ identisch ist. Durch unterschiedliche Vorzeichenbewertung an einem Additionspunkt 32 ergibt sich demzufolge im Falle von τ = T der Ausgangswert Null. Damit wird ein gegebenenfalls mit dem Signal s₁(t) des Sensors g₁ zugeführtes Rauschsignal als Eingangsgröße des Integrators 34 eliminiert. Damit verschwindet die Streuung der Laufzeitschätzung. Das Ausgangssignal Δτ des Integrators 34, der als Rückkopplungsintegrator wirkt, ist demzufolge ebenfalls Null. Damit wird in einem Verzögerungsglied 31 bei konstanter Geschwindigkeit die Verzögerungszeit τ nicht unnötig verstellt.

Das Reglerausgangssignal Δτ wird auch an einen Dividierer 35 übermittelt, wodurch auch dort der Wert für τ, durch den die konstante Größe L dividiert wird, erforderlichenfalls nachgeregelt wird. Am Ausgang des Dividierers 35 liegt der jeweilige Momentanwert der Geschwindigkeit an.

Im Blockschaltbild der Fig. 4 ist eine Variante der Erfindung dargestellt, bei der ein Sensor g₄ verwendet wird, der Signale s₄(t) erzeugt. Ein Sensor g₃ ist hier zwar nicht mit einbezogen, könnte aber ebenso Anwendung finden. Der Sensor g₄ wird im wesentlichen durch einen Impulsaufnehmer 40 gebildet, der Impulse von einer Antriebstrommel 41 für eine Kreuzspule 43 abgenommen werden. Diese Antriebstrommel 41 kann beispielsweise ein Polrad besitzen, dem feststehende Hallsensoren zugeordnet sind, wodurch während einer Umdrehung der Antriebswalze 41 eine Anzahl von Impulsen erzeugt wird, die der Polanzahl des Polrades entspricht. Diese Signalfolge s₄(t) wird in einem Counter 44 gezählt. Das zeitabhängige Zählergebnis wird an einen digitalen Bereichsvergleicher 45 ausgegeben, welcher vom Ausgang des Integrators 46 mit dem Reglerausgangssignal Δτ versorgt wird. Der Ausgang des Bereichsvergleichers 45 ist mit dem Integrator 46 verbunden, in dem eine Bereichsvorgabe für die Lage des Ableichpunktes erfolgt. Dadurch kann effektiv verhindert werden, daß der Regelkreis auf einen Schnittpunkt der Kreuzkorrelationsfunktion Φ(τ) mit der Abzisse einrastet, der nicht dem gesuchten Abgleichpunkt entspricht. Dieser Bereichsvergleicher 45 kann zusätzlich mit einer hier nicht dargestellten Offset- Eingabemöglichkeit versehen sein, durch die die Breite des Bereiches festgelegt werden kann.

Das Signal des Sensors g₄ ist zwar durch den auftretenden Schlupf zwischen Antriebstrommel 41 und Kreuzspule 43 nicht sehr genau, jedoch ausreichend für eine Bereichsvorgabe an den Integrator des Laufzeitkorrelators. Damit wird erreicht, daß praktisch ohne größeren Rechenaufwand auch bei größeren Geschwindigkeitsänderungen sofort der richtige Abgleichpunkt gefunden wird.

Bei dem Beispiel gemäß Fig. 4 werden die analogen Signale s₂ und s₁ durch Trigger 36 und 38 digitalisiert. Sie werden auf ein Bit quantisiert. Der Rechenaufwand ist gering, so daß ein 8 Bit-Microcontroller ausreicht, um die Modell-Laufzeit τ nachzuregeln. Der Integrator 46, der Bereichsvergleicher 45, das Verzögerungsglied 37 und der Multiplizierer 39 sind dementsprechend durch auf digitaler Basis arbeitende Bauelemente ersetzt. Das Verzögerungsglied 37 kann beispielsweise durch ein Schieberegister ersetzt werden, während der Multiplizierer 39 durch einen Phasendetektor gebildet ist. Ebenso arbeiten ein Dividierer 47 sowie ein weiterer Integrator 48 auf digitaler Basis.

Im Integrator 48 wird kumulativ von Beginn der Bewicklung einer Kreuzspule an die auf die Spulenhülse aufgewickelte Fadenlänge auf Basis der Geschwindigkeit und der gespulten Zeit ermittelt. Dadurch kann die auf die Kreuzspulen aufgewickelte Fadenlänge sehr genau bestimmt werden.

Fig. 5 zeigt Kreuzkorrelationsfunktionen, die entsprechend der Sensorkennlinien und Sensoranordnung gemäß vorliegender Erfindung erzeugt werden. Dabei ist erkennbar, daß sich mit der Bandbreite der Textur des Fadens (Grenzfrequenz f₁ < f₂ < f₃) die Steigung der Kreuzkorrelationsfunktion ändert. Diese Abhängigkeit der Steigung der Kreuzkorrelationsfunktion ist jedoch wesentlich geringer als bei der Laufzeitkorrelation auf Basis der differenzierten Korrelationsfunktion. Dies wirkt sich sehr günstig auf die Robustheit des Regelkreises gegenüber veränderlichen Texturen aus, da Änderungen der Steigung der Kreuzkorrelationsfunktion direkt eine proportionale Änderung der Kreisverstärkung des Abgleichregelkreises zur Folge haben.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Bestimmen der Geschwindigkeit eines in Richtung seiner Längsausdehnung bewegten Textilgutes, insbesondere eines Textilfadens (42), bei der zwei Sensoren g₁, g₂ in vorgegebenem Abstand L in Bewegungsrichtung des Textilfadens angeordnet sind, wobei die Meßwerte über einen Laufzeitkorrelator ausgewertet werden, dessen Regelkreis sich auf eine Modelltotzeit τ abgleicht, die der tatsächlichen Laufzeit T eines Fadenabschnittes über die Strecke L entspricht, und zum Berechnen der Geschwindigkeit v an den Regelkreis des Laufzeitkorrelators ein Dividierglied (35; 47) angeschlossen ist, das den Quotienten aus L und τ bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Sensor g₁ aus zwei in Fadenlaufrichtung hintereinander angeordneten Signalaufnehmern (1, 2; 5, 6; 9, 10; 17, 18; 25 bis 28) besteht, die miteinander verschaltet sind.
daß dieser Sensor g₁ eine Sensorkennlinie mit Schnittpunkt der Abzisse in der wirksamen Sensormittelachse besitzt, wobei sich die Kennlinie zumindest in der Nachbarschaft des Schnittpunktes mit der Abzisse punktsymmetrisch verhält,
daß der zweite Sensor g₂ im Bereich seiner wirksamen Sensormittelachse einen stetigen Kennlinienverlauf besitzt und
daß der Regelkreis des Laufzeitkorrelators so aufgebaut ist, daß als Reglereingangssignal die undifferenzierte Kreuzkorrelationsfunktion für die Bestimmung und die Nachregelung des Abgleichpunktes für die Modelltotzeit τ dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sensor g₁ eine punktsymmetrische Kennlinie besitzt.

3. Vorrichtung nach Anpruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Sensor g₂ eine bezüglich seiner Sensormittelachse symmetrische Kennlinie besitzt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie des zweiten Sensors g₂ ein ausgeglichenes Potential besitzt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie des ersten Sensors g₁ ein ausgeglichenes Potential besitzt.

6. Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sensoren g₁, g₂ so ausgebildet sind, daß bei einer fiktiven Verschiebung eines der Sensoren um den Betrag L in Richtung des anderen Sensors sich deren Sensorkennlinien wie um 90 Grad zueinander versetzte periodische Funktionen verhalten.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren g₁, g₂ Kennlinien mit sprungförmigem Verlauf aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Sensor g₃ verwendet wird, dessen Kennlinie mit der des zweiten Sensors g₂ übereinstimmt und der so angeordnet ist, daß sich seine wirksame Sensormittelachse mit der des ersten Sensors deckt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Additionsstelle (32) zum Bilden der Differenz zwischen dem um die Modelltotzeit τ verschobenen Signal s₂ des zweiten Sensors g₂ und dem Signal S₃ des dritten Sensors g₃ vorgesehen ist, wobei das Differenzsignal gemeinsam mit dem Signal s₁ das erstens Sensors g₁ für die Bildung der als Reglereingangssignal verwendeten Kreuzkorrelationsfunktion dient.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand L zwischen dem ersten und dem zweiten Sensor g₁, g₂ so bemessen ist, daß ein zum Schnittpunkt der aus dem Produkt der Sensorkennlinien gebildeten Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2 mit der Abzisse benachbarter Extrempunkt der Sensorkorrelationsfunktion R_g1g2 auf der Ordinate liegt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Signalgeber g₄ vorhanden ist, der Signale s₄ angenähert proportional der Fadengeschwindigkeit abgibt, daß die Signale s₄ des Signalgebers g₄ dem Laufzeitkorrelator zur Bereichsvorgabe für das Einrasten des Regelkreises auf dem richtigen Schnittpunkt der Kreuzkorrelationsfunktion Φ(τ) mit der Abzisse zuleitbar sind.