DE69100373T2

DE69100373T2 - Verfahren und vorrichtung zur messung mindestens einer querdimension eines textilfadens.

Info

Publication number: DE69100373T2
Application number: DE91903867T
Authority: DE
Inventors: Bernard Durand
Original assignee: Superba SAS
Current assignee: Superba SAS
Priority date: 1990-02-06
Filing date: 1991-02-05
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2011-02-06
Also published as: DE69100373D1; FR2657958B1; US5223912A; FR2657958A1; EP0466896A1; WO1991012488A1; EP0466896B1

Description

Bei dieser Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Messung von mindestens einer Querdimension eines Textilfadens, wobei man den Faden mit mindestens einem Lichtbündel bestrahlt, das von einer kohärenten Lichtquelle abgegeben wird. Man untersucht das auf der Fokalebene eines optischen Systems erhaltene Interferenzbild und leitet die besagte Querdimension aus dem Abstand zwischen den Interferenzstreifen ab.
Es handelt sich ebenso, wie in US-A-3 709 610 beschrieben, um eine Meßvorrichtung für mindestens eine Querdimension eines Textilfadens, wobei man den Faden mit mindestens einem Lichtbündel bestraht, das von einer kohärenten Lichtquelle abgegeben wird. Man untersucht das auf der Fokalebene eines optischen Systems erhaltene Interferenzbild und leitet die besagte Querdimension aus dem Abstand zwischen den Interferenzstreifen ab, für die Durchführung des obigen Verfahrens.
Die bekannten Verfahren, bei denen eine Analyse des Diffraktionsspektrums in der Fokalebene eines optischen Systems durchgeführt wird, weisen mehrere Nachteile auf. Je nach den Dimensionen der gemessenen Fäden, sind die Interferenzstreifen mehr oder weniger voneinander entfernt, so daß sich je nach Typ des gemessenen Fadens die Sensibilität ändert. Das hat zur Folge, daß die Meßgenauigkeit beeinträchtigt wird, wenn das Gerät nicht für einen genau bestimmten Faden konzipiert ist. Außerdem geben die bekannten Geräte keinerlei Informationen über die Form des Fadens, das heißt, über die Geometrie seines seitlichen Querschnitts, die rund, mehr oder weniger oval, sogar beinahe rechteckig, sein kann, wenn der Faden die Form eines flachen oder gedrehten Bandes hat.
Die vorliegende Erfindung bietet die Beseitigung dieser Nachteile an, durch die Realisierung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Messung der Querdimension eines Fadens, unabhängig vom Typ des Fadens, die es ermöglichen, Informationen über die geometrische Form des Fadens aus dem Querschnitt dieses Fadens abzuleiten.
Mit diesem Zweck, wird das Verfahren dieser Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß man an beiden Seiten des Fadens mindestens zwei Schlitze anordnet, die symmetrisch zum Faden sind, um zwei Sekundärquellen für die Interferenz zu bilden und daß man die besagte Querdimension des Fadens aus dem Abstand zwischen den Streifen des erhaltenen Interferenzbildes ableitet.
In einem gewählten Modus, stellt man die Breite der besagten, symmetrischen Schlitze gemäß der Größenordnung der besagten Querdimension des Fadens ein.
In einer besonders vorteilhaften Variante, ordnet man an beiden Seiten des Fadens zwei zum Faden symmetrische Schlitze an, die zueinander senkrecht verlaufen. Man beleuchtet das erste Paar mit einem erstem Lichtbündel aus einem kohärenten Licht und das zweite mit einem zweiten Lichtbündel aus einem kohärenten Licht. Da diese beiden Lichtbündel senkrecht zueinander stehen, leitet man aus den Interferenzbildern, die jeweils durch das erste Schlitzpaar und das zweite Schlitzpaar gebildet wurden, die Querdimension des Fadens in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen ab.
Ebenfalls zu diesem Zweck, wird die Vorrichtung gemäß dieser Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie die Möglichkeit hat, mindestens zwei im Verhältnis zum Faden symmetrische Schlitze anzuordnen, die zwei zur Interferenz geeignete Sekundärquellen bilden, die Möglichkeit zur Analyse des erhaltenen Interferenzbildes und die Möglichkeit die besagte Querdimension des Fadens aus dem Abstand zwischen den Streifen des Interferenzbildes abzuleiten.
Die Breite der Schlitze ist vorzugsweise einstellbar, so daß die Analysevorrichtung den verschiedenen Fadentypen angepaßt werden kann.
In einem gewählten Durchführungsmodus enthält die Vorrichtung zwei Schlitzpaare, die im Verhältnis zum Faden symmetrisch und zueinander senkrecht verlaufen, die Möglichkeit, zwei kohärente Lichtbündel zu erzeugen, die senkrecht zueinander und jeweils senkrecht zu den zwei Schlitzpaaren verlaufen, die Möglichkeit zur Analyse der erhaltenen Interferenzbilder und die Möglichkeit aus diesen Bildern die Querdimension des Fadens nach zwei senkrecht zur Achse des Fadens verlaufenden und zueinander senkrecht stehenden Richtungen abzuleiten.
Diese Erfindung wird verständlicher bei Betrachtung einer gewählten Ausführungsform und der beigefügten Zeichnung, in der:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Messung der Querdimension eines Fadens zeigt,
Fig. 2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Messung von zwei Querdimensionen des Fadens nach den senkrechten Achsen zeigt, und
Fig. 3 eine bestimmte Form der erhaltenen Interferenzbilder zeigt.
Mit Bezug auf Fig. 1 enthält die Meßvorrichtung grundsätzlich eine kohärente Lichtquelle S, die ein Lichtbündel 10 abgibt, das auf eine zylindrische Linse 11 fällt.
Sie enthält weiterhin zwei Plättchen 12 und 13, die axial beweglich und an beiden Seiten des Fadens 14 angeordnet sind, von dem man mindestens eine Querdimension messen will. Die beiden Plättchen 12 und 13 sind symmetrisch an beiden Seiten des Fadens 14 angeordnet, um zwei identische Schlitze 15 und 16 zu bestimmen.
Diese beiden Schlitze bilden Sekundärquellen, die Licht auf eine Linse 17 abgeben und auf der Ebene dieser Linse ein Interferenzbild formen, das schematisch in den Koordonaten Y, f dargestellt wird (wobei Y den Abstand zwischen den Interferenzstreifen 18 darstellt und f die Größe dieser Streifen).
Je nach Beschaffenheit des Fadens 14 sind die abwechselnd hellen und dunklen Streifen mehr oder weniger klar definiert, doch ihre Frequenz ist die Funktion der Umkehrung des Abstands, der die beiden Schlitze 15 und 16 trennt, d.h. des Durchmessers des Fadens 14. Die Interferenzstreifen sind theoretisch, je nach Durchmesser des Fadens, mehr oder weniger voneinander entfernt. Durch Anordnung der beiden einstellbaren Plättchen 12 und 13 kann man die Schlitze in entsprechender Breite an beiden Seiten des Fadens einstellen, unabhängig vom Durchmesser des Fadens, d.h., die Sensibilität der Meßvorrichtung durch einfaches Einstellen des Abstands der Plättchen 12 und 13 dem analysierten Fadentyp anpassen. Dieser Abstand kann reell sein, wenn man den Abstand der Schlitze ändert, oder scheinbar, wenn man ein einstellbares optisches System einfügt, das ermöglicht mittels der Schlitze zwei scheinbare Sekundärquellen zu schaffen.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 ermöglicht es, eine Information zu erhalten, die einer Querdimension des Fadens entspricht. Um genauere Informationen über die Geometrie dieses Fadens zu erhalten ist es unerläßlich, Informationen über die Querdimension des Fadens in zwei Richtungen, vorzugsweise senkrecht zueinander, zu erhalten. Diese Informationen erhält man mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 2.
Wie oben erwähnt, enthält diese Vorrichtung eine Lichtquelle, die ein kohärentes Lichtbündel 10 abgibt. Dieses Lichtbündel fällt auf einen halbtransparenten Spiegel M1, der es in ein Bündel 10a und ein Bündel 10b aufspaltet. Bündel 10a entspricht dem Bündel 10 von Fig. 1 und trifft auf eine zylindrische Fokussierungslinse 11a, die mit der Linse 11 auf Fig. 1 identisch ist. Das aus dieser Linse austretende Bündel wird auf den zu analysierenden Faden 14 und auf zwei Plättchen 12a und 13a gerichtet, die auf beiden Seiten des Fadens 14 angeordnet sind, um zwei Schlitze 15a und 16a zu definieren, die mit den Schlitzen 15 und 16 des vorherigen Aufbaus identisch sind. In dieser Darstellung werden die Plättchen 12a und 13a durch Doppelpfeile dargestellt, um zu zeigen, daß sie axial in zwei entgegengesetzten Richtungen beweglich sind. Man bemerkt außerdem, daß die Bewegung der Plättchen synchronisiert ist, da die Schlitze perfekt symmetrisch zum Faden verlaufen müssen.
Wie oben, sind die Schlitze 15a und 16a Sekundärquellen, die mittels einer Linse 17 ein Interferenzbild auf der Ebene dieser Linse bilden. Dieses Interferenzbild enthält Interferenzstreifen 18, die mit den Streifen identisch sind, die in Fig. 1 erhalten werden.
Das aufgespaltene Bündel 10b wird auf einen um 45º geneigten Reflektor R1 geleitet, der das reflektierte Bündel auf einen zweiten Reflektor R2 lenkt, der ebenfalls um 45º geneigt ist, um ihn schließlich auf eine zylindrische Linse 11b zu leiten, die mit Linse 11a identisch ist. Diese Linse stellt das Bündel auf den Faden 14 ein, sowie auf jeweils zwei Plättchen 12b und 13b, die axial beweglich sind und an beiden Seiten des Fadens zwei geometrische Schlitze 15b und 16b definieren. Diese Schlitze bilden, wie oben, Sekundärquellen, die Licht auf eine Linse 19 abgeben und auf deren Ebene die Interferenzstreifen 20 bilden.
Durch diesen Aufbau erhält man Informationen über die Querdimension des Fadens, nach zwei senkrechten Richtungen.
Mit Bezug auf Fig. 3 setzt sich das Interferenzbild aus Youngstreifen 30 zusammen, die im Inneren eines Mantels 31 enthalten sind. Wenn a den Abstand zwischen den Schlitzen darstellt, b den Abstand zwischen dem Faden und den Plattenkanten, c die Breite der Schlitze der Vorrichtung, d den Durchmesser des Fadens, e den Abstand zwischen Schlitz und Fokussierungslinse, λ die Wellenlänge des Lichts, dann wird der Streifenabstand Δy gegeben durch:
Δy = Sλ/a = Sλ/d + b
das ergibt, wenn
Mann kann ebenfalls die Mantelkurve betrachten, in diesem Fall ist:
Δy= Sλ/b = 2S/c - d
das ergibt, wenn

Claims

1. Verfahren zur Messung mindestens einer Querdimension eines Textilfadens, bei dem der Faden mittels mindestens eines von einer kohärenten Lichtquelle gesendeten Lichtbündels beleuchtet wird, das auf Fokalebene eines optischen Systems erhaltende Interferenzbild geprüft wird und die besagte Querdimension von der die Interferenz streifen trennenden Entfernung abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Fadens mindestens zwei im Verhältnis zu diesem Faden symmetrische Schlitze angeordnet werden, um zwei für die Interferenz geeignete Sekundärquellen zu bilden, und daß die besagte Querdimension des Fadens vom Abstand zwischen den Streifen des erhaltenen Interferenzbildes abgeleitet wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der besagten symmetrischen Schlitze entsprechend der Größenordnung der besagten Querdimension des Fadens eingestellt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Fadens zwei im Verhältnis zu diesem Faden symmetrische und zueinander senkrecht verlaufende Schlitze vorgesehen sind, daß das erste Schlitzpaar mittels eines ersten kohärenten Lichtbündels und das zweite Schlitzpaar mittels eines zweiten kohärenten Lichtbündels beleuchtet wird, wobei diese beiden Bündel senkrecht zueinander stehen, und daß die Querdimensionen des Fadens in zwei senkrechten Richtungen von den Interferenzbildern abgeleitet werden, die jeweils von den Schlitzen des ersten Schlitzpaares und von denjenigen des zweiten Schlitzpaares gebildet werden.

4. Vorrichtung zur Messung mindestens einer Querdimension eines Textilfadens, bei der der Faden (14) mittels mindestens eines von einer kohärenten Lichtquelle (S) gesendeten Lichtbündels beleuchtet wird, das auf Fokalebene eines optischen Systems (17) erhaltene Interferenzbild geprüft wird, und die besagte Querdimension von der die Interferenzstreifen trennenden Entfernung abgeleitet wird, für die Anwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel aufweist, mit denen mindestens zwei im Verhältnis zu diesem Faden (14) symmetrische Schlitze (15,16) hergestellt werden können, um zwei dür die Interferenz geeignete Sekundärquellen zu bilden, sowie Mittel zur Analyse des erhaltenen Interferenzbildes und Mittel zur Ableitung der besagten Querdimensionen des Fadens vom Abstand zwischen den Streifen (18) des Interferenzbildes.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schlitze einstellbar ist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei im Verhältnis zu diesem Faden symmetrische und untereinander senkrechte Schlitze (15a,16a,15b, 16b) aufweist, sowie Mittel zur Erzeugung von zwei kohärenten, untereinander senkrecht und jeweils senkrecht zu den beiden Schlitzpaaren verlaufenden Lichtbündeln, und Mittel zur Analyse der erhaltenen Interferenzbilder, sowie schließlich Mittel zur Ableitung der Querdimensionen aus diesen Bildern, gemäß zweier zur Achse dieses Fadens und zueinander senkrecht verlaufenden Richtungen.