DE69531776T2

DE69531776T2 - Vorrichtung und verfahren zur bestimmung eines ersten parameters eines objektes

Info

Publication number: DE69531776T2
Application number: DE69531776T
Authority: DE
Inventors: William Humphries; Joseph Christopher CANTRALL; Victor Barry HOLCOMBE; John Graham HIGGERSON; Neil Roger CAFFIN
Original assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Current assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2015-04-28
Also published as: EP0746756A4; US5915279A; PL317018A1; PL179078B1; EP0746756B1; DE69531776D1; ATE250220T1; CA2189048A1; WO1995029396A1; IN182927B; JPH10505407A; TW281702B; CZ317196A3; CN1121611C; EP0746756A1; AUPM533094A0; US6202493B1; CN1151208A; KR100366133B1; CZ294114B6

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Bestimmen einer Veränderung eines ersten Parameters (von ersten Parametern) eines Objekts. Ein derartiger erster Parameter (derartige erste Parameter) können der Durchmesser eines Garns, der Durchmesser eines faserförmigen Objekts, die Farbe eines faserförmigen Objekts, und/oder die Farbe eines Garns sein.
Es besteht ein Bedarf für ein Verfahren und eine Vorrichtung, die Fehler, eine Verunreinigung und/oder Veränderungen in Objekten, insbesondere in einer Faser (in Fasern) oder einem Garn (Garnen) erfassen können.
Die US-A-4 330 062 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung, um aus einer Messung eines ersten Parameters (von ersten Parametern) eines Objekts zu bestimmen, ob eine Veränderung des ersten Parameters (von ersten Parametern) von einer Referenz existiert. Das Verfahren und die Vorrichtung sortiert Objekte nach der Größe, nach der Oberflächenbeschaffenheit, und der Oberflächenfarbe. Die Objekte werden sequenziell durch ein Kamerafeld geführt, das die Oberfläche jeden Objekts abscannt und die Intensität des von sukzessiven diskreten Oberflächensegmenten reflektierten Lichts misst. Signifikante Unterschiede zwischen derartigen gemessenen Intensitäten werden erfasst und eine Messung einer Oberflächenbeschaffenheit wird erzeugt. Größenmessungen werden durch Zählen der Gesamtanzahl von Segmenten in der Oberfläche jeden Objekts abgeleitet. Eine Farbmessung wird für jedes Objekt durch Mitteln des Verhältnisses der Rotlichtintensität zu einer Infrarotlichtintensität, die von einer Vielzahl von Oberflächengebieten des Objekts reflektiert wird, abgeleitet.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit, um aus einer Messung eines ersten Parameters (von ersten Parametern) eines Objekts zu bestimmen, ob eine Veränderung des ersten Parameters (der ersten Parameter) von einer Referenz vorhanden ist, wie in den nebengeordneten Ansprüchen 1 bzw. 18 aufgeführt.
Bevorzugte und optionale Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
Der Messlichtstrahl (die Messlichtstrahlen) kann (können) fokussiert oder nichtfokussiert sein.
Typischerweise ist (sind) der erste Parameter (die ersten Parameter) eine Funktion von wenigstens einem Parameter (Parametern), der (die) aus der Gruppe gewählt ist (sind), die aus dem Durchmesser eines Garns, dem Durchmesser eines faserförmigen Objekts, der Farbe eines faserförmigen Objekts und der Farbe eines Garns besteht.
Das Objekt kann ein Fluid oder ein Festkörper oder eine andere Form von Materie sein. Typischerweise ist das Objekt ein Garn. Beispiele von Objekten schließen mineralische Objekte, wie Diamanten und andere Kristalle, organische und anorganische Verunreinigungen, faserförmige Objekte, zufällig geformte Objekte, sphärische Objekte oder zylindrische Objekte ein. Typischerweise sind die Objekte faserförmige Objekte mit gewebten oder verwundenen faserförmigen Objekten. Die faserförmigen Objekte können synthetische Fasern oder natürliche Fasern, insbesondere gefärbt Fasern, ein Textilprodukt wie ein Strang, ein Faden oder ein Garn sein. Die Fasern oder Stränge können Fiberglasfasern oder Stränge, Hess'sche Fasern oder Stränge, Nylon-Fasern oder Stränge, Glasfasern oder Stränge, polynosische und Polyester-Fasern oder Stränge, Alpaka-Fasern oder Stränge, Seiden-Fasern oder Stränge, Jute-Fasern oder Stränge, Flachs- und Cellulose-Fasern oder Stränge (einschließliche Papier, recyceltes Papier, Kornhalme, Zuckenohr, Holz, Holzwolle, Bagasse, Holzspäne), eine Faser, regenerierte Fasern oder Stränge, wie Viskose, Ryon, Cuprammonium-Rayon und Cellulose-Acetat, Bastfasern oder Stränge, Kohlenstofffasern oder Stränge, Fasern oder Stränge aus rostfreiem Stahl, vegetarisches faserförmiges Material, Polyolephin-Fasern oder Stränge, wie Polyethylen und Polypropylen, Stahl-Fasern oder Stränge, Borfasern oder Stränge, Kupferfasern oder Stränge, Messingfasern oder Stränge, andere Metallfasern oder Stränge, Teflon-Fasern oder Stränge, Dacron-Fasern oder Stränge, Mylar-Fasern oder Stränge, Aluminium-Fasern oder Stränge, Aluminiumlegierungs-Fasern oder Stränge, Polyamid-Fasern oder Stränge, polyacrylische Fasern oder Stränge, oder absorbierende Fasern oder Stränge, wie Nylon 66, Polyacrylonnitril, oder Polyvinyl-Allcohol, und absorbierende Typen von Polyestern und polyacrylischen, essbaren vegetarischen Fasern oder Strängen, wie Weizenfasern oder Stränge, nicht essbare vegetarische Fasern oder Stränge, wie eine Holzmasse oder Baumwollfasern oder Stränge, Tierfasern oder Stränge, wie Fleischfasern oder Stränge, Wollfasern oder Stränge, wie Wollfasern oder Stränge von Schafen, Haare, wie menschliche Haare, Ziegenhaare, Viehhaare, oder Federn, Garne einschließlich von Woll- und Baumwollgarnen (insbesondere gefärbte Woll-, Kaninchenhaar-, Känguruhfell-, Mohair- und Baumwoll-Garne), eine Verkettung, Draht, optische Fasern oder Stränge, z. B. sein.
Typischerweise wird das Objekt aus der Gruppe gewählt, die aus einer Faser und einem Garn besteht, und der erste Parameter (die ersten Parameter) wird (werden) aus der Gruppe gewählt, die aus dem Durchmesser der Faser, dem Unterschied zwischen dem Durchmesser der Faser und dem Durchmesser einer Referenzfaser, dem Verhältnis des momentanen Durchmessers der Faser geteilt durch den laufenden durchschnittlichen Durchmesser der Faser, der Farbe der Faser, dem Unterschied zwischen der Farbe der Faser und der Farbe einer Referenzfaser, dem Verhälfiis der momentane Farbe der Faser geteilt durch die laufende durchschnittliche Farbe der Faser, den Durchmesser des Garns, dem Unterschied zwischen dem Durchmesser des Garns und dem Durchmesser eines Referenzgarns, der Farbe des Garns, dem Verhältnis der momentanen Farbe des Garns geteilt durch die laufende durchschnittliche Farbe des Garns, und dem Unterschied zwischen der Farbe des Garns und der Farbe eines Referenzgarns besteht.
In einer mehr typischen Weise wird das Objekt aus der Gruppe gewählt, die besteht aus einer Wollfaser und einem Wollgarn, und der erste Parameter (die ersten Parameter) wird (werden) aus der Gruppe gewählt, die aus dem Durchmesser der Wollfaser, dem Unterschied zwischen dem Durchmesser der Wollfaser und dem Durchmesser einer Referenzfaser, dem Verhältnis des momentanen Durchmessers der Wollfaser geteilt durch den laufenden durchschnittlichen Durchmesser der Wollfaser, der Farbe der Wollfaser, dem Unterschied zwischen der Farbe der Wollfaser und der Farbe einer Referenzfarbe, dem Verhälfiis der momentanen Farbe der Wollfaser geteilt durch die laufende durchschnittliche Farbe der Wollfaser, dem Durchmesser des Wollgams, dem Unterschied zwischen dem Durchmesser des Wollgarns und dem Durchmesser eines Referenzgarns, dem Verhältnis des momentanen Durchmessers des Wollgarns geteilt durch den laufenden durchschnittlichen Durchmesser des Wollgarns, der Farbe des Wollgarns, dem Verhältnis der momentanen Farbe des Wollgars geteilt durch die laufende durchschnittliche Farbe des Wollgarns, und dem Unterschied zwischen der Farbe des Wollgams und der Farbe eines Referenzgarns besteht.
Typischerweise wird in der Vorrichtung der Erfindung das Mittel (die Einrichtung) zum Bestimmen des ersten Parameter (der ersten Parameter) gewählt aus der Gruppe, die besteht aus einer Einrichtung zum Bestimmen des Durchmessers der Faser, einer Einrichtung zum Bestimmen des Unterschieds zwischen dem Durchmesser der Faser und dem Durchmesser einer Referenzfaser, einer Einrichtung zum Bestimmen des Verhältnisses des momentanen Durchmessers der Faser geteilt durch den laufenden durchschnittlichen Durchmesser der Faser, einer Einrichtung zum Bestimmen der Farbe der Faser, eine Einrichtung zum Bestimmen des Unterschieds zwischen der Farbe der Faser und der Farbe einer Referenzfaser, einer Einrichtung zum Bestimmen des Verhältnisses der momentanen Farbe der Faser geteilt durch die laufende durchschnittliche Farbe der Faser, einer Einrichtung zum Bestimmen des Durchmessers des Garns, einer Einrichtung zum Bestimmen des Unterschieds zwischen dem Durchmesser des Garns und dem Durchmesser eines Referenzgarns, einer Einrichtung zum Bestimmen der Farbe des Garns, einer Einrichtung zum Bestimmen des Verhältnisses der momentanen Farbe des Garns geteilt durch die laufende durchschnittliche Farbe des Garns, und einer Einrichtung zum Bestimmen des Unterschieds zwischen der Farbe des Garns und der Farbe eines Referenzgarns besteht.
Typischerweise wird in der Vorrichtung der Erfindung die Einrichtung (das Mittel) zum Bestimmen des ersten Parameter (der ersten Parameter) aus der Gruppe gewählt, die besteht aus einer Einrichtung zum Bestimmen des Durchmessers der Wollfaser, einer Einrichtung zum Bestimmen der Differenz zwischen dem Durchmesser der Wollfaser und dem Durchmesser einer Referenzfaser, einer Einrichtung zum Bestimmen des Verhältnisses des momentanen Durchmessers der Wollfaser geteilt durch den laufenden durchschnittlichen Durchmesser der Wollfaser, einer Einrichtung zum Bestimmen der Farbe der Wollfaser, einer Einrichtung zum Bestimmen des Unterschieds zwischen der Farbe der Wollfaser und der Farbe einer Referenzfaser, einer Einrichtung zum Bestimmen des Verhältnisses der momentanen Farbe der Wollfaser geteilt durch die laufende durchschnittliche Farbe der Wollfaser, einer Einrichtung zum Bestimmen des Durchmessers des Wollgams, einer Einrichtung zum Bestimmen des Unterschieds zwischen dem Durchmesser des Wollgarns und dem Durchmesser eines Referenzgarns, einer Einrichtung zum Bestimmen des Verhältnisses des momentanen Durchmessers des Wollgams geteilt durch den laufenden durchschnittlichen Durchmesser des Wollgarns, der Farbe des Wollgams, einer Einrichtung zum Bestimmen des Verhältnisses der momentanen Farbe des Wollgams geteilt durch die laufende durchschnittliche Farbe des Wollgams, und einer Einrichtung zum Bestimmen des Unterschieds zwischen der Farbe des Wollgams und der Farbe eines Referenzgarns besteht.
Der erste Parameter (die ersten Parameter) kann (können) die Form, der Durchmesser, die Fläche, die chemische Zusammensetzung, die Farbe, die Anzahl von Teilen, die Dicke, die Breite, die Absorbtionsfähigkeit, das Reflektionsvermögen, die Fluoreszenz, die Oberflächentextur oder eine andere Oberflächeneinzelheit, oder eine Oberflächenrauhigkeit, oder eine Änderung in irgendwelchen der vorangehenden z. B. sein.
Die Lichtquelle (die Lichtquellen) können kohärent, teilweise kohärent oder inkohärent sein und können ein UV-Licht, ein sichtbares Licht, ein Infrarotlicht oder ein Licht im weiten Infrarot-Bereich bereitstellen. Allgemein ist (sind) die Lichtquelle (die Lichtquellen) polychromatisch und emittiert (emittieren) Licht bei wenigsten zwei unterschiedlichen Wellenlängen in dem Bereich des und einschließlich des weiten UV bis weiten IR. Alternativ können wenigstens zwei unterschiedliche Schmalband-Lichtquellen verwendet werden, wobei jede Schmalband-Lichtquelle Licht mit einer Wellenlänge in dem Bereich von und einschließlich des weiten UV bis weiten IR emittiert, wobei die von einer der Quellen (Quellen) emittierte Wellenlänge sich von der Wellenlänge unterscheidet, die von der anderen Quelle (den anderen Quellen) emittiert wird.
Beispiele von Lichtquellen umfassen Blitzlichtquellen, wie eine Wolframfadenquelle, Verdampfungslampen, wie Halogenlampen einschließlich von Natrium- und Ioddampflampen, Entladungslampen, wie eine Xenon-Bogenlampe und eine Hg-Bogenlampe, Festkörperzustands-Lichtquellen wie Photodioden, superstrahlende Dioden, Leuchtdioden (LEDs), Laserdioden, elektroluminiszente Lichtquellen, Frequenz gedoppelte Laser, Laserlichtquellen einschließlich von Edelgaslasern, wie ein Argonlaser, ein Argon/Krypton-Laser, ein Neonlaser, ein Heliumneon-Laser, ein Xenon-Laser, und Krypton-Laser, ein Kohlenstoffmonoxid- und Kohlenstoffdioxid-Laser, Metallionen-Laser, wie Cadmium, Zink, Quecksilber oder Selen-Ionenlaser, Bleisalz-Laser, Metallverdampfungslaser wie Kupfer- und Golddampflaser, Stickstofflaser, Rubinlaser, Iodlaser, Neodym-Glas und Neodym-Yag-Laser, Farblaer, beispielsweise ein Farblaser, der Rhodamin 640, Kiton Red 620 oder Rhodamin 690 Farbe verwendet, und ein Laser mit einer dotierten Faser. Die Lichtquelle kann eine Pinhole-Lichtquelle sein. Die Lichtquelle kann eine optische Faser umfassen, wobei das Austrittsende davon effektiv als eine Pinhole-Quelle dienen kann.
Typischerweise wird Licht in dem Wellenlängenbereich von 390 nm bis 800 nm für den Messlichtstrahl (für die Messlichtstrahlen) verwendet. Der Messlichtstrahl (die Messlichtstrahlen) enthält (enthalten) wenigsten zwei unterschiedliche Wellenlängen (typischerweise 2–5 unterschiedliche Wellenlängenbänder) von Licht entweder gleichzeitig oder sequenziell. Z. B. kann (können) der Messlichtstrahl (die Messlichtstrahlen) weißes Licht oder Breitbandlicht oder Licht mit mehreren unterschiedlichen Wellenlängenbändern sein. Typischerweise wird Licht mit wenigstens drei Wellenlängenbändern (der Messlichtstrahl (die Messlichtstrahlen) wird (werden) typischerweise durch eine einzelne Lichtquelle oder mehrere Lichtquellen bereitgestellt), typischerweise mit drei unterschiedlichen Wellenlängenbändern gewählt aus der Gruppe bestehend aus einem roten Band, einem orangen Band, einem grünen Band, einem gelben Band, einem violetten Band und einem blauen Band.
Der Lichtstrahl (die Lichtstrahlen) können kollimiert (fokussiert), divergierend oder konvergierend sein. Die optischen Fasern können Glas- oder Plastikelemente oder eine Kombination von diesen einschließen. Der Lichtleiter kann eine Monomode- oder Multimode-optische Faser sein. Der Lichtleiter kann ein Faserbündel sein. Abschnitte der Quellen- und Detektorlichtleiter können Abschnitte des gleichen Lichtleiters sein.
Der Detektor (die Detektoren) können ein einzelnes Erfassungselement oder ein Feld von Erfassungselementen umfassen. Der Detektor (die Detektoren) können eine optische Faser (optische Fasern) gekoppelt mit einem Erfassungselement (Erfassungselementen) umfassen.
Beispiele der Messung des abgehenden Lichts schließen ein:

(a) eine Filterung von wenigstens zwei unterschiedlichen Abschnitten des abgehenden Messlichts in wenigstens zwei spektral unterschiedliche Wellenlängenbänder, wobei jedes Band durch einen unterschiedlichen Detektor zu der gleichen Zeit oder zu unterschiedlichen Zeiten oder von dem gleichen Detektor zu unterschiedlichen Zeiten erfasst wird;
(b) eine Filterung von wenigstens zwei unterschiedlichen Abschnitten des abgehenden Messlichts in wenigstens zwei spektral unterschiedliche Wellenlängenbänder, wobei jedes Band von dem gleichen Detektor zu unterschiedlichen Zeiten erfasst wird.

Beispiele von Lichtquellen/Filter/Detektor-Konfigwationen schließen ein:

(i) eine einzelne Weißlichtquelle + drei verschiedene Farbbandfilter + drei verschiedene Detektoren, wobei jeder Detektor ein anderes Farbband erfasst;
(ii) drei unterschiedliche Farbband-Lichtquellen (z. B. rote, grüne und blaue LEDs) + drei verschiedene Farbbandfilter (Rot-, Grün- und Blaufilter) + drei verschiedene Detektoren, wobei jeder Detektor ein anderes Farbband erfasst;
(iii) drei verschiedene Farbband-Lichtquellen in einer Zeitsequenz (z. B. rote, grüne und blaue LEDs) + 1 Detektor, der Zeit-multiplexiert ist, um die verschiedenen Farbbänder zu erfassen;
(iv) drei verschiedene Farbband-Lichtquellen, die bei drei verschiedenen Frequenzen arbeiten (z. B. rote, grüne und blaue LEDs) + 1 Detektor + drei Frequenzfilter, um jedes verschiedene Farbbandspektral zu filtern und um Signale, die sich darauf beziehen, auszugeben + wenigstens ein Detektor, um die ausgegebenen Signale zu erfassen.
(v) eine einzelne Weißlichtquelle + n verschiedene Farbbandfilter + n verschiedene Detektoren, wobei jeder Detektor ein anderes Farbband erfasst, wobei n typischerweise 2–20, und weiter typischerweise 2–10 und noch mehr typischerweise 2–5 ist;
(vi) N verschiedene Farbband-Lichtquellen (z. B. rote, grüne und blaue LEDs) + n verschiedene Farbbandfilter (ein rotes, grünes und blaues Filter) + verschiedene Detektoren, wobei jeder Detektor ein anderes Farbband erfasst, wobei n typischerweise 2–20, mehr typischerweise 2–10 und noch mehr typischerweise 2–5 ist.
(vii) N verschiedene Farbband-Lichtquellen in einer Zeit-Sequenz (z. B. rote, grüne und blaue LEDs) + 1 Detektor, der Zeit-multiplexiert ist, um die verschiedenen Farbbänder zu erfassen, wobei n typischerweise 2–20, mehr typischerweise 2–10 und sogar noch mehr 2–5 ist; und
(viii) N verschiedene Farbband-Lichtquellen, die bei n verschiedenen Frequenzen arbeiten (z. B. rote, grüne und blaue LEDs) + 1 Detektor + n Frequenzfilter, um jedes verschiedene Farbbandspektral zu filtern und Signale, die sich darauf beziehen, auszugeben + wenigstens ein Detektor, um die ausgegebenen Signale zu erfassen, wobei n typischerweise 2–20, mehr typischerweise 2–10 und sogar noch mehr typischerweise 2–5 ist.

Die Vorrichtung kann eine Einrichtung umfassen, um das Objekt durch das Wechselwirkungsvolumen (die Wechselwirkungsvolumen) zu führen, wobei die Führungseinrichtung betriebsmäßig zu der Lokalisierungseinrichtung gehört. Die Führungseinrichtung kann ein Faserwickler, beispielsweise ein Garn- (insbesondere ein auf Wolle basierendes Garn) oder Baumwolle-Wickler, ein Probenträger wie ein Licht absorbierender (z. B. schwarzer) Transportstreifen, ein Probenhalter auf einer linearen Stufe, sein. Die Vorrichtung kann einen Scanner umfassen, der betriebsmäßig zu der Lichtquelle (zu den Lichtquellen) und/oder dem Objekt und/oder dem Probenträger gehört, um den Lichtstrahl im Verhältnis zu dem Objekt in dem Wechselwirkungsvolumen (in den Wechselwirkungsvolumen) zu scannen. Alternativ kann das Objekt im Verhältnis zu dem Lichtstrahl gescannt werden oder sowohl das Objekt als auch der Lichtstrahl können gleichzeitig gescannt werden (die Messung kann auch eine sein, bei der weder das Objekt noch der Lichtstrahl im Verhältnis zueinander gescannt wird). Der Scanner kann ein Piezo elektrisches Element, eine Magnetkern/Magnetspulen-Kombination, ein mechanischer Vibrator, ein elektromechanischer Vibrator, ein mechanischer oder elektromechanischer Scannmechanismus wie ein Servomotor, eine elektrooptische Scanneinrichtung mit einem akkustischen Koppler oder irgendeine andere geeignete Einrichtung sein.
Die Lichtquelle (die Lichtquellen) können einen Lichtablenker (Lichtablenker) einschließen, der (die) zwischen der Quelle und dem Wechselwirkungsvolumen (den Wechselwirkungsvolumen) angeordnet ist (sind), wobei ein Teil des Lichtstrahls (der Lichtstrahlen) durch den Ablenker (die Ablenker) tritt und wobei der Ablenker (die Ablenker) betriebsmäßig zu der Quelle behört (gehören), um die Form, Größe, Wellenlänge, Intensität, Polarisation, Phase, Bewegungsrichtung oder Fokussierung von wenigstens einem Teil des Lichtstrahls (der Lichtstrahlen) in dem Wechselwirkungsvolumen (den Wechselwirkungsvolumen) zu verändern.
In dem Pfad des abgehenden Lichtstrahls zwischen dem Wechselwirkungsvolumen (den Wechselwirkungsvolumen) und/oder dem Detektor (den Detektoren) kann ein zweiter Lichtablenker angeordnet sein, wobei das abgehende Licht durch den zweiten Ablenker tritt, der die Größe, Form, Intensität, Polarisation, Phase, Bewegungsrichtung, die Fokussierung z. B. verändert.
Die ersten und zweiten Lichtablenker können Lichtfokussierungseinheiten oder Lichtreflektoren einschließen. Die Fokussierungseinheit kann Brechungslinsen, einschließlich von Mikroskopobjektiven, Reflektionslinsen und/oder holographischen optischen Elementen sein. Wenn das Licht eine andere Frequenz als in dem Bereich von UV oder dem nahen infraroten Licht oder andere Typen von Energien aufweist, werden analoge Fokussierungselemente anstelle der optischen Fokussierungselemente verwendet. Der Reflektor kann ein Spiegel oder ein teilweise mit Silber beschichteter Spiegel, ein Strahlteiler einschließlich eines polarisationsunabhängigen Strahlteilers, ein Lichtwellenlängenteiler (z. B. ein optischer Faserkoppler) oder ein Wellenlängen abhängiger Strahlteiler z. B. sein. Der faseroptische Koppler kann ein verschmolzener bikonischer Verjüngungskoppler, ein polierter Blockkoppler, ein eingeschnürter und geätzter Koppler oder ein Koppler eines Masseoptik-Typs mit Fasereingangs- und Ausgangs-Anschlussfasern, eine Einrichtung mit einem planaren Wellenleiter auf Grundlage von photolithographischen oder Ionendiffusions-Herstellungstechniken oder irgendein anderer ähnlicher Koppler sein. Die Wechselwvkung ist typischerweise eine Brechung, Beugung, Reflektion, Streuung, Fluoreszenz, stimmulierte Emission, eine Glühung, eine Abschattung, eine Polarisationsdrehung, eine Phasenzurückverlegung und andere Polarisationseffekte, eine Verdeckung, eine optische Absorbtion, Interferenzeffekte, eine Summenfrequenzerzeugung, eine derartige, die ein Beugungsmuster, eine Brechung, eine Phasenänderung, eine Erzeugung der zweiten, dritten oder vierten harmonischen Generation hervorruft, eine Differenzfrequenzerzeugung, eine optische Bistabilität, eine Selbstbleichung, eine Raman-Streuung oder eine Brillouin-Streuung. Eine nichtlineare Reaktion kann als Folge einer Erwärmung, einer Brechungsindexänderung eines Ladungsaufbaus oder einer Ladungsmigration beteiligt sein.
Das abgehende Messlicht kann Intensitäts-moduliert (einschließlich einer räumlich und zeitlich abhängigen Intensitätsmodulation wie Intensitätsspitzen oder Senken als Funktion der Zeit oder nicht), Amplitude, Wellenlängen- oder Frequenzmodulation, Phase, Polarisation, Wellenlänge, Bewegungsrichtung z. B. sein. Der Detektor (die Detektoren), die Einrichtung zum Bestimmen des ersten Parameters (der ersten Parameter), und/oder die Einrichtung zum Lokalisieren kann einen Rechner umfassen, der optische, elektrische, optoelektronische, mechanische oder magnetische Elemente z. B. einschließen kann, oder derartige Techniken wie eine optische und/oder elektrische Heterodyn-Verarbeitung, eine Quadratwoperation, Mehrfachflächen-Detektoren oder z. B. Techniken mit einer phasenstanen Regelschleife enthalten. Die Einrichtung zum Bestimmen des ersten Parameters (der ersten Parameter) kann ein Signal (Signale) von dem Detektor (den Detektoren) loggen und analysieren oder kann den ersten Parameter (die ersten Parameter) loggen und analysieren.
Der Detektor (die Detektoren) können ein Feld von Erfassungselementen und/oder Öffnungen umfassen. Eine Öffnung in dem Feld kann ein Lichteintrittsabschnitt eines Lichtleiters sein, um einen Teil des abgehenden Lichts zu sammeln und dieses an den Detektor (die Detektoren) zu führen.
Ein Erfassungselement in dem Feld kann eine Photodiode, ein Photomultiplizierer, ein Teil eines ccd Felds oder dergleichen sein. Das Feld kann ein ein- oder zweidimensionales Feld oder ein planares Feld sein. Das abgehende Messlicht ist nicht ein verdecktes Licht. Typischerweise wird das abgehende Messlicht von dem Objekt Licht reflektiert.
Wenn der erste zu messende Parameter ein Durchmesser ist, ist die gemessene Funktion eine Änderung in der Amplitude des gesamten Spektrums des abgehenden Messlichts. Wenn der zu messende erste Parameter die Farbe ist, ist die gemessene Funktion eine Änderung in der Gestalt des Spektrums. Einige bevorzugte Formen des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung stützen sich auf die Tatsache, dass der Wert des ersten Parameters (der ersten Parameter) des Objekts, welches gerade untersucht wird, meistens wie gewünscht oder innerhalb eines gewünschten Bereichs von Werten ist, so dass die Frequenz eines nichtakzeptablen ersten Parameters (von nicht akzeptablen ersten Parametern) den durchschnittlichen Wert des ersten Parameters (der ersten Parameter) nicht stark verändert. Das heißt, wenn der Durchmesser einer Faser, eines Strangs, eines Garns, etc. z. B. gerade gemessen wird, ist der Großteil bzw. die Masse der Fasern der gewünschte Durchmesser und die Farbe und der Hauptteil jeder Faserlänge ist der gewünschte Durchmesser oder innerhalb eines akzeptablen Durchmesserbereichs. Die Einrichtung zum Bestimmen des ersten Parameters (der ersten Parameter) schließt typischerweise eine digitale und/oder analoge Verarbeitung ein. Die Einrichtung zum Lokalisieren kann einen Timer und/oder einen Zähler umfassen.
METHODOLOGIE
Das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung können den ersten Parameter durch Vergleich mit einer bekannten Referenz bestimmen oder eine Unterscheidung kann auf einer relativen Basis durchgeführt werden. Die Basis zum Bestimmen einer Parameterveränderung in einem Objekt ist wie folgt.
Ein Objekt O wird typischerweise eine Anzahl von messbaren Parameter pn aufweisen, wobei n = 1, 2, ... i, ... k, ... j ist. Es sei z. B. der Fall betrachtet, bei dem es gewünscht ist zu messen, ob eine Veränderung in wenigsten einem der Parameter pn vorhanden ist. Für den Parameter pn ist die Intensität des Lichts Ir für eine gegebene Wellenlänge oder ein Band von Wellenlängen, λn reflektiert von O an einer Position x entlang seiner Länge, eine Funktion Fn von Ound x, sodass gilt: Ir(λn) = Fn(O,x) 1.1
Für den Fall von keiner Variation in pn entlang der Länge x von 0 gilt folgendes:
Wenn man die mittlere Länge der Funktion F mit F bezeichnet und keine Veränderung in pn vorhanden ist, erhält man folgendes:
Für keine Veränderung in pn gilt somit:
Wenn eine Veränderung in pn vorhanden ist:
Wenn das Objekt O gerade durch das Messvolumen bewegt wird, kann die Variable t für die Zeit durch die Variable x für die Position ersetzt werden.
Es ergibt sich aus den Gleichungen (1.2)–(1.7), dass ein konditionaler Test oder konditionale Tests angewendet werden kann/können, wenn dies an dieser Stufe benötigt wird, um eine Veränderung in einem bestimmten pn zu bestimmen, nämlich Δpn wie beispielsweise ein Test, um festzustellen ob Δpn innerhalb eines gewünschten Bereichs ist oder nicht. Ein derartiger Test kann durch Vergleichen von Ir(λn) für eine gegebene Messung mit einem Referenzwert, der in vorteilhafter Weise ein laufender Durchschnitt auf Grundlage einer zeitlichen Durchschnittsmessung sein kann, ausgeführt werden. Alternativ kann diese Referenz auf einem räumlichen Durchschnitt oder einer festen Referenz basieren.
Es gibt eine Anzahl von Vorteilen bei der Verwendung eines laufenden Durchschnitts auf Grundlage einer zeitlichen Messung, nämlich:

– Eine Detektorandordung ermittelt Signale, um eine Referenz aufzubauen & einen momentanen oder Punktwert zu messen. Es besteht keine Notwendigkeit für eine Adaption & Messung von Parametern mit dualen Anordnungen.
– Das Referenzsignal, das von einem laufenden Durchschnitt erzeugt wird, wird sich auf die Parameter adaptieren, die für das Objekt normal sind, welches gerade gemessen wird.

Der Parameter pn kann eine Kombination von Effekten bei mehreren verschiedenen Wellenlängen oder Bändern sein, so dass gilt:
wobei die Faktoren kn,j spezifisch für diesen Parameter sind. Der Durchschnittswert von pn wird mit pn bezeichnet.
Durch Vergleichen von pn mit p _n kann ein konditionaler Test (können konditionale Tests) angewendet werden, um festzustellen, ob Δpl innerhalb eines gewünschten Bereichs ist oder nicht.
Eine besonders vorteilhafte Vorgehensweise zum Bestimmen eines Durchschnittswert von F(O,x) besteht darin Ir(λn) für eine Anzahl n von Objekten O(pl) ... O(pn) oder für ein Objekt O(pi) über eine signifikante Länge dieses Objekts zu messen.
Eine besondere Ausführungsform dieser Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, um eine Anzahl von Signalen von einem Objekt (von Objekten) beispielsweise einer Faser (Fasern), bereitzustellen. Diese Signale werden durch Bestrahlen (Beleuchten) der Faser (der Fasern) und durch Erfassen der reflektierten Energie bei besonderen Bändern des sichtbaren Spektrums erzeugt. Diese Signale können durch Verwendung von Lichtquellen bei unterschiedlichen Wellenlängen oder Wellenlängenbändern, die wiederholt zu getrennten Zeiten oder in einem bekannten Muster von Zeiten eingeschaltet werden, und durch Erfassung der Signale mit einem einzelnen Detektor erzeugt werden. Dieses Verfahren ergibt ein Zeitseriensignal, das die relevanten Information enthält. Dieses Zeitseriensignal wird dann wiederholt abgetastet und zu den geeigneten Zeiten gespeichert, um eine parallele Form von Daten zu ergeben.
Ein alternatives Verfahren besteht darin, ein Objekt (Objekte), wie eine Faser (Fasern), mit einem Weißlicht oder einem Licht, welches mehrere Wellenlängenbänder enthält, von einer oder mehreren Lichtquellen zu bestrahlen und die Energie, die in den verschiedenen Bändern reflektiert wird, durch Verwendung einer Anzahl von Detektoren mit gewählten Filtern vor jedem Detektor zu erfassen. Dieses Verfahren ergibt die relevante Information in einer parallelen Form.
Wenn das Signal (die Signale) in ihrer parallelen Form sind, lassen sich die folgenden Beziehungen ersehen. Es sei B1, B2 ... Bn die Lichtenergie, die in den sichtbaren Bändern 1 bis n erfasst werden. Ein Durchmesser einer Faser (von Fasern) ist proportional zu der Gesamtsumme der Energie, die in jedem Band erfasst wird, wenn eine Farbe konstant ist oder wenn keine starke Verschiebung in der Gesamtfarbe vorhanden:
Durch Integrieren der Gleichung 1.9 über einer beträchtlichen Fläche (oder einer Periode der Zeit t1 ... t2) von einer Faser (von Fasern) kann man einen Durchschnittswert für die Faser ermitteln, die sich auf den "normalen" Durchmesser der Faser (der Fasern) beziehen wird. Durch Teilen dieses normalen (durchschnittlichen) Werts in den momentanen Wert (1.9) wird ein Signal erhalten, welches unabhängig von der Bestrahlungsintensität und dem Durchmesser der Faser (der Fasern) ist (1.10). Wenn die gegenwärtige Fläche, die gerade gemessen wird, von einem "normalen" Durchmesser ist, dann wird dieses Verhältnis sich Eins annähern und ist stabil. Wenn eine "Gleichmäßigkeits" Veränderung erhalten wird, wird sich dieses Verhältnis von Eins um einen Betrag proportional zu der Größe der Durchmesserveränderung verändern.
Durch Vergleich dieser Veränderung mit einer einstellbaren Referenz kann ein Ausgang erzeugt werden, der anzeigen wird, wenn ein "Gleichmäßigkeits" Fehler existiert.
In einer praktischen Ausführungsform dieser Erfindung wird typischerweise eine endliche Anzahl von Bändern vorhanden sein, die verwendet werden. In einer besonderen Anwendung wird die benötigte Empfindlichkeit für eine Erfassung von Farbdefekten die Anzahl von Bändern bestimmen (d. h. je größer die Auflösung der Farbe ist, die benötigt wird, desto größer ist die Anzahl von verschiedenen Farbbändern, die erfasst werden).
Durch Vergleichen der proportionalen Energie in jedem Band mit derjenigen in anderen Bändern kann eine "Signatur" der vorhandenen Farbe ermittelt werden. Ein Beispiel davon ist in der folgenden Beziehung für ein Dreibandsystem gezeigt:
Durch Integrieren der Gleichung 1.11 über eine wesentliche Fläche (Zeitperiode t1 ... t2) einer Faser (von Fasern) kann man einen Wert der "normalen" Farbe der Faser (der Fasern) ermitteln. Durch Teilen dieses normalen Werts in den momentanen Wert kann man ein Signal erhalten, welches unabhängig von der Bestrahlungsintensität und dem Durchmesser der Faser (der Fasern) ist. Wenn das gegenwärtige Gebiet, welches gerade gemessen wird, eine "normale" Farbe aufweist, dann nähert sich dieses Verhältnis Eins an & ist stabil. Wenn man eine Farbveränderung erhält, wird sich dieses Verhältnis von Eins um einen Betrag proportional zu der Größe der Farbveränderung verändern.
Durch Vergleich dieser Veränderung mit einer einstellbaren Referenz kann ein Ausgangssignal erzeugt werden, welches anzeigen wird, ob ein Farbfehler existiert.
Ein anderes Verfahren für eine Analyse von diesen Signalen für eine Farbanalyse kann durch Untersuchung des Verhältnisses der Energie in jedem Band mit dem Durchschnittswert oder einem finiten (endlichen) Integral der gesamten reflektierten Energie, mit BRi bezeichnet, durchgeführt werden. Für ein System, welches n Blinder verwendet, lassen sich n normalisierte Signale ermitteln, die mit einer Referenz verglichen werden können, die aus einem laufenden Zeit- oder Raum-Durchschnitt gelernt wird. Für ein System, welches n Bänder verwendet, kann die folgende Gleichung für BRi verwendet werden.
Nachdem jedes von diesen Verhälfiisse erzeugt ist können Vergleiche mit einem Referenzwert durchgeführt werden, der ein fester Wert oder ein einstellbarer Anteil des gelernten Durchschnittswert sein kann. Der Ausgang von diesen Vergleichen wird kombiniert, so dass eine Änderung irgendeinem oder mehreren Bändern ein digitales Signal erzeugen wird, welches an eine andere Vorrichtung übergeben werden kann.
Wenn der Durchmesser und die Farbe einer Faser gerade gemessen wird, weist jedes der sich ergebenden Signale von dem Detektor (den Detektoren) die folgenden Komponenten auf, die darin eingebettet sind:

– Die Farbtemperatur & Intensität (eine unerwünschte Komponente) des einfallenden Lichts;
– der Winkel (eine unerwünschte Komponente) des einfallenden Lichts;
– der Durchmesser der Faser (der Fasern), die gerade untersucht wird (werden);
– die Farbe der Faser (der Fasern), die gerade untersucht wird (werden).

Die Signale werden in einer derartigen Weise ins Verhältnis gesetzt, so dass die unerwünschten Komponenten der Signale und des Durchmessers beseitigt werden. Diese Verhältnis-Technik erlaubt ein robusteres Design des Systems. Die Durchführung einer spektralen Analyse ergibt das Potential für eine größere Empfindlichkeit und somit für eine effektivere Erfassung von Farbfehlem. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung der Erfindung können die Fähigkeit beinhalten die Farb- und/oder Durchmesser-Signaturen der Faser zu lernen und sich auf langsame Veränderungen zu der normalen Farbe und/oder dem normalen Durchmesser anzupassen.
Besondere Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung können bestimmen, ob der gegenwärtige Abschnitt der Faser (der Fasern) innerhalb der Vorrichtung innerhalb einer Toleranz für die folgenden Parameter für eine nicht gefärbte Faser (nicht gefärbte Fasern) oder eine gefärbte Faser (gefärbte Fasern) ist:

– Der Durchmesser der Faser (der Fasern) zum Bestimmen einer 'Gleichmäßigkeit' oder von linearen Dichteveränderungen.
– Eine sichtbare Anwesenheit einer Faser (von Fasern) oder eines anderen Materials, welches die Farbe nicht absorbiert hat oder pigmentiert oder auf eine andere Farbe zu derjenigen der nicht gefärbten Faser (der nicht gefärbten Fasern) gefärbt ist und an sich so bestimmt wird, dass sie verunreinigt ist (sind).

Das besondere Verfahren und die Vorrichtung können unabhängig von der Farbe des Farbstoffs, der für die Faser (die Fasern) verwendet wird, arbeiten. Wenn bestimmt wird, dass Parameter einer Faser (von Fasern) außerhalb einer Toleranz sind, wird typischerweise ein Signal an eine andere Vorrichtung übergeben, das diese Vorrichtung in die Lage versetzen wird eine geeignete Aktion vorzunehmen. Typischerweise ist die Toleranz variabel & kann durch eine externe Einrichtung eingestellt werden.
Besondere Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung können bestimmen, ob der gegenwärtige Abschnitt der Faser (der Fasern)/des Garns das folgende enthält:

– Unterschiedlich gefärbte Verunreinigungen und/oder Fremdkörper in der Faser (den Fasern) oder dem Garn, einschließlich von unterschiedlichen farbigen Fremdfasern.
– Unterschiedlich gefärbte Fasern oder unterschiedlich gefärbtes Garn in einer Faser (Fasern) und Garn, einschließlich von unterschiedlich gefärbten Fremdfasern oder Fremdgarn.

In der Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, werden die Funktionen Ir(λ) so bezeichnet, dass sie die Energiepegel sind, die von dem Garn in jedem der spektralen Bänder von Interesse reflektiert werden. Diese Signale werden aufsummiert, um ein Signal proportional zu dem Durchmesser der Faser (der Fasern), die gerade gemessen wird (werden), zu erzeugen. Durch Verwenden eines Tiefpassfilters, welches eine defmitive Integralfunktion approximiert, wird ein Signal proportional zu dem laufenden Durchschnitt der Faser (der Fasern), die gerade gemessen wird (werden), erzeugt. Wenn die Annahme getroffen wird, dass die Faser (die Fasern) größtenteils die richtige Farbe aufweisen, wird dieser laufende Durchschnitt den richtigen Durchmesser lernen. Durch Teilen dieses gelernten Durchmessers in den momentanen gemessenen Wert des Durchmessers, können Veränderungen des Durchmessers oder eine lineare Dichte erfasst werden.
Unter Verwendung der Funktionen Ir(λn) und Vergleichen des proportionalen Beitrags zu der Summe wird ein Maß der Intensität in jedem Band ermittelt. Diese Messung ist unabhängig von dem Durchmesser. Durch Verwenden eines Tiefpassfilters, welches eine defmitive Integralfunktion approximiert, kann ein Signal proportional zu dem laufenden Durchschnitt des proportionalen Beitrags jedes Bands bestimmt werden. Wenn die Annahme gemacht wird, dass die Faser (die Fasern) größtenteils die richtige Farbe aufweisen, wird dieser laufende Durchschnitt die richtige Farbe lernen. Durch Teilen dieser gelernten Farbe in den momentanen gemessenen Wert der Farbe, können Veränderungen der Farbe erfasst werden.
Durch einen logischen Vergleich von diesen Veränderungen des momentanen gemessenen Durchmessers und der Farbe mit dem gelernten laufenden Durchschnitt des Durchmessers und der Farbe, können eine Farbveränderung oder eine Durchmesserveränderung gemessen werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer ersten Vorrichtung zum Bestimmen einer Änderung in einem Durchmesser und einer Änderung in einer Farbe eines Garns.
2 ein Blockdiagramm einer zweiten Vorrichtung zum Bestimmen einer Änderung in einem Durchmesser und einer Änderung in einer Farbe eines Garns;
3 eine Darstellung des Signals, welches von der Leitung 124 (der Vorrichtung in 1) genommen wird;
4 eine Darstellung des Signals, das von der Leitung 124 (der Vorrichtung der 1) nach einer zeitlichen Filterung genommen wird;
5, 6 und 7 Darstellungen der Signale, die von den Leitungen 111, 112 bzw. 113 (der Vorrichtung der 1) genommen werden;
5a, 6a und 7a nicht skalierte Darstellungen, die den Anteil eines Signals zeigen, das jedes der erfassten roten, blauen und grünen Bänder zu dem in 3 oder 4 dargestellten Gesamtsignal beigetragen haben; und
8, 9 und 10 Darstellungen der Signale, die von der Leitung 213 (die das Signal entsprechend zu der zeitlichen Sequenz der reflektierten Lichtenergie führt) in einem Experiment unter Verwendung der Konfigwation der 2 genommen werden, die die Sequenz der Farbveränderung bei roten, gelben bzw. blauen Garnen zeigt.
BESTE VORGEHENSWEISE UND ANDERE MODI ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Bezugnehmend auf 1 ist eine Vorrichtung 1000 zum Bestimmen einer Änderung im Durchmesser und einer Änderung in der Farbe eines Garns 101 dargestellt. Die Vorrichtung 1000 umfasst einen Lichtabsorbtionshintergrund 1000, der allgemein eine flache schwarze Oberfläche (oder eine flache matte schwarze Oberfläche) umfasst, um im Wesentlichen gleichförmig darauf einfallendes Licht zu absorbieren. Garnführungen 150 und 151 sind nebeneinander angeordnet, befinden sich aber in einem Abstand, der das Messwechselwirkungsvolumen definiert, getrennt von den Garnführungen 152 und 153. Beide Sätze von Garnführungen 150 und 151 und 152 und 153 sind in nächster Nähe zu dem Hintergrund 1000 angeordnet, um das Garn 101 in einer derartigen Weise zu lokalisieren und zu führen, dass dann wenn das Garn 101 dazwischen geführt wird, dies in einer Richtung geschieht, die im Wesentlichen parallel zu dem Hintergrund 1000 ist, mit dem Ergebnis, dass der Abstand zwischen dem Garn 101 und dem Hintergrund 1000 im Wesentlichen konstant ist. Die Lichtquelle 120 ist so angeordnet, dass sie einen Messlichtstrahl (Messlichtstrahlen) durch das Messwechselwvkungsvolumen (die Messwechselwirkungsvolumen) richtet, um eine Wechselwirkung mit dem Garn 101 hervorzubringen und somit ein abgehendes Messlicht zu erzeugen, das von dem Garn 101 reflektiert wird.
Eine Lichtquelle 120 mit einer breiten Bandbreite ist typischerweise eine Wolframfaden-Glühkugel. Die Filter 102, 103 und 104 sind relativ zu der Quelle 120 angeordnet, um so das reflektierte abgehende Messlicht von dem Messwechselwirkungsvolumen (den Messwechselwvkungsvolumen) nach Wechselwvkung mit dem Garn 101 in drei spektralunterschiedliche Messwellenlängenbänder 105, 106 bzw. 107 spektral zu filtern (z. B. kann das Filter 102 ein Licht mit 400–500 nm durchlassen, das Filter 103 kann ein Licht von 500–650 nm durchlassen und das Filter 104 kann ein Licht mit 650–800 nm durchlassen).
Photodetektoren 108, 109 und 110 befinden sich hinter den Filtern 102, 103 bzw. 104, um jeweils die spektral unterschiedlichen Messweilenlängenbänder 105, 106 und 107 zu erfassen und Signale davon zu erzeugen, wodurch die Signale eine Funktion von wenigstens dem Durchmesser des Garns und der Farbe des Garns sind. Die Vorrichtung 1000 umfasst eine Einrichtung, um aus den Signalen von den Photodetektoren 108, 109 und 110 Parameter zu bestimmen, die Funktionen des Durchmessers des Garns 101 und der Farbe des Garns 101 sind. Die Einrichtung zum Bestimmen umfasst zeitliche Filter 114, 115 und 116, die jeweils mit Photodetektoren 108, 109 und 110 über Leitungen 111, 112 und 113 gekoppelt sind, eine Signalverarbeitungseinheit 125, die mit den Photodetektoren 108, 109 und 110 über Leitungen 111 und 111a, 112 und 112a, bzw. 113 und 113a gekoppelt ist, einen Summierungsverstärker 123, der mit den Photodetektoren 108, 109 und 110 über die Leitungen 111, 111a und 111b, 112, 112a und 112b, bzw. 113, 113a und 113b gekoppelt ist, und der mit der Ausgangsleitung 124 gekoppelt ist, einen Referenzspannungsgenerator 121, der mit dem Summierungsverstärker 123 über die Leitung 122 gekoppelt ist, und einen Differenzdiskriminator 126, der Ausgangsleitungen 129 und 130 aufweist und der mit der Signalverarbeitungseinheit 125 über die Leitungen 127 und 128 gekoppelt ist. Die Leitung 124 ist mit der Signalverarbeitungseinheit 125 über die Leitung 124a gekoppelt. Zeitliche Filter 114, 115 und 116 sind mit der Signalverarbeitungseinheit 125 über die Leitungen 117, 118 bzw. 119 gekoppelt. Die Leitungen 117, 118 und 119, die Leitungen 112, 112a und 112b, bzw. die Leitungen 113, 113a und 113b führen jeweils elektrische Signale proportional zu der gegenwärtigen Energie, die sich aus den Photodetektions-Wellenlängenbändem 105, 106 und 107 ergibt. Die Leitungen 117, 118 bzw. 119 führen elektrische Signale entsprechend zu der laufenden Durchschnittsenergie, die sich aus den Wellenlängenbändern 105, 106 und 107 ergibt. Die Leitung 122 führt ein Referenzspannungssignal von dem Referenzspannungsgenerator 121 an den Summierungsverstärker 123. Die Leitungen 124, 124a führen ein elektrisches Signal proportional zu dem Durchmesser des Garns 101. Die Leitung 127 führt ein elektrisches Signal entsprechend zu der Farbveränderung in dem Garn 101. Die Leitung 128 führt ein elektrisches Signal entsprechend zu der Durchrnesserveränderung in dem Garn 101. Die Leitung 129 führt ein digitales elektrisches Signal, welches anzeigt, ob die gemessene Farbveränderung des Garns 101 akzeptabel ist oder nicht. Die Leitung 130 führt ein digitales elektrisches Signal, welches anzeigt, ob die gemessene Durchmesserveränderung des Garns 101 akzeptabel ist oder nicht. Diese digitalen elektrischen Signale werden an die Einheit 131 übergeben, die eine externe Einrichtung ist, um die Entfernung von Verunreinigungs- oder Farbfehlern zu initiieren.
Bei der Verwendung wird Garn 101 unter Spannung von Gamführungen 150 und 151 und 152 und 153 in eine Richtung im Wesentlichen parallel zu dem Hintergrund 100 geführt, so dass der Abstand zwischen dem Garn 101 und dem Hintergrund 100 im Wesentlichen konstant ist. Während der Messung sind Lichtquelle 120, Filter 102, 103 und 104 und Photodetektoren 108, 109 und 110 in festen Positionen relativ zu dem Hintergrund 100. Ein Breitbandlicht (z. B. 400–800 nm), das von der Quelle 120 emittiert wird, wird an das Garn 101 gerichtet. Während der Messung bewegt sich das Garn 101 typischerweise, so dass die Messung eine Progressive entlang ihrer Achse ist. Der Großteil der Lichtenergie von der Quelle 120 wird von dem Hintergrund 100 absorbiert. Ein kleiner Teil der Lichtenergie von der Quelle 120 tritt in Wechselwirkung mit der Faser 101 und wird zurück an die spektralen Filter 102, 103 und 104 reflektiert. Das Filter 102 läßt ein Band eines Lichts von 400–500 nm durch, das Filter 103 läßt ein Band eines Lichts von 500–650 nm durch und das Filter 104 läßt ein Band von Licht mit 650–800 nm durch.
Photodetektoren 108, 109, 110 erzeugen jeweils elektrische Signale, die proportional zu der Energie sind, die von dem Garn 101 in den jeweiligen Bändern reflektiert wird. Diese drei Signale werden an den Summationsverstärker 123 über die Leitungen 111, 111a und 111b, 112, 112a und 112b, bzw. 113, 113a und 113b gesendet. Die drei Signale und ein Referenzsignal von dem Referenzspannungsgenerator 121 über der Leitung 122 werden von dem Summationsverstärker 123 aufsummiert, um ein elektrisches Signal proportional zu dem gemessenen Durchmesser des Garns 101 in Übereinstimmung mit Gleichung 1.9 zu erzeugen, der an die Leitungen 124 und 124a ausgegeben wird. Die drei Signale werden auch an zeitliche Filter 114, 115, 116 über die Leitungen 111, 112 bzw. 113 geführt. Diese zeitlichen Filter approximieren das definitive Integral, das in dem Nenner der Gleichung 1.10 verwendet wird. Jedes von diesen Filtern gibt ein Signal entsprechend zu dem laufenden Durchschnitt der Energie, die von dem Garn 101 in den jeweiligen Bändern reflektiert wird, aus. Diese letzteren Signale werden jeweils auf den Leitungen 117, 118, 119 an die Signalverarbeitungseinheit 125 geführt.
Die Signalverarbeitungseinheit 125 besteht aus Operationsverstärkern und analogen Teilern, die in einer derartigen Weise verschaltet sind, dass die mit den Gleichungen 1.10, 1.11 und 1.12 beschriebenen Funktionen ausgeführt werden. Alternativ kann die Signalverarbeitungseinheit 125 verschaltet sein, um die mit den Gleichungen 1.10, 1.12 und 1.13 beschriebenen Funktionen auszuführen. Die Signalverarbeitungseinheit 125 nimmt die Eingangssignale von den Leitungen 111 und 111a, 112, und 112a, und 113 und 113a und Signale des laufenden Durchschnitts von den Leitungen 117, 118 und 119 und kombiniert diese mit dem Signal von der Leitung 124a, um Ausgangssignale über die Leitungen 127 und 128 zu erzeugen, die jeweils proportional zu der Differenz zwischen den gegenwärtigen und den mittleren Werten der Farbe (Leitung 127) und des Durchmessers (Leitung 128) sind. Die Verarbeitung zum Erzeugen einer Differenz zwischen gegenwärtigen und mittleren Werten des Durchmessers wird in Übereinstimmung mit der Gleichung 1.10 Durchgeführt, um ein Durchmesserveränderungssignal zu erzeugen, welches über die Leitung 128 ausgegeben wird. Die Verarbeitung zum Erzeugen einer Differenz zwischen gegenwärtigen und mittleren Werten der Farbe wird in Übereinstimmung mit Gleichung 1.12 oder 1.13 durchgefiihrt, um ein Farbveränderungssignal zu erzeugen, welches über die Leitung 127 ausgegeben wird.
Der Differenzdiskriminator 126 besteht aus Operationsverstärkern und Vergleichern und Referenzgeneratoren, die in einer derartigen Weise verschaltet sind, dass der mit den Gleichungen 1.3 bis 1.7 beschriebene Test ausgeführt wird. Der Differenzdiskriminator 126 verarbeitet die Signale von den Leitungen 127 und 128 durch einen Vergleich mit den Referenzen, um ein digitales elektrisches Signal an die Leitung 129 auszugeben, welches anzeigt, ob die gemessene Farbveränderung des Garns 101 akzeptabel ist oder nicht und um ein digitales elektrisches Signal an die Leitung 130 auszugeben, welches anzeigt, ob die gemessene Durchmesserveränderung des Garns 101 akzeptabel ist oder nicht. Diese digitalen elektrischen Signale werden an eine externe Einrichtung 131 übergeben, um einen Konekturvorgang zu initiieren.
Bezugnehmend auf 2 ist eine Vorrichtung 2000 zum Bestimmen einer Änderung im Durchmesser und einer Änderung in der Farbe des Garns 201 dargestellt. Die Vorrichtung 2000 umfasst einen Licht absorbierenden Hintergrund 200, der allgemein eine flache schwarze Oberfläche umfasst, um im Wesentlichen gleichförmig darauf einfallendes Licht zu absorbieren. Garnführungen 250 und 251 liegen nebeneinander, aber sind in einem Abstand angeordnet, der das Messwechselwirkungsvolumen definiert, getrennt von den Garnführungen 252 und 253. Beide Sätze von Gamführungen 250 und 251 und 252 und 253 sind in nächster Nähe zu dem Hintergrund 200 angeordnet, um das Garn 201 in einer derartigen Weise zu lokalisieren und zu führen, das dann, wenn das Garn 201 dazwischen geführt wird, dies in eine Richtung geschieht, die im Wesentlichen parallel zu dem Hintergrund 200 ist, mit dem Ergebnis, dass der Abstand zwischen dem Garn 201 und dem Hintergrund 200 im Wesentlichen konstant ist. Die Lichtquelle 220 ist so angeordnet, dass sie einen Messlichtstrahl (Messlichtstrahlen) durch das Messwechselwirkungsvolumen (durch die Messwechselwirkungsvolumen) richtet, um in Wechselwirkung mit dem Garn 201 zu treten und somit ein abgehendes Messlicht zu erzeugen, das von dem Garn 201 reflektiert wird.
Die Lichtquellen 202, 203 und 204 sind typischerweise Leuchtdioden mit unterschiedlichen vorhenschenden Wellenlängen in dem sichtbaren Spektrum. Deren spektrale Bandbreite ist derart, dass das sichtbare Spektrum mit einer minimalen Überlappung abgedeckt wird. Diese Lichtquellen werden sequenziell von dem Sequenzer 206, der über die Leitung 208 von dem Oszillator 207 gesteuert wird, beleuchtet. Die Leitung 209 ist eine Verbindung zu der Demodulationseinheit 220.
Der Detektor 205 ist im Verhältnis zu den Quellen 202, 203 und 204 derart angeordnet, dass das reflektierte abgehende Messlicht von dem Messwechselwirkungsvolumen (den Messwechselwirkungsvolumen) nach Wechselwvkung mit dem Garn 201 in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das auf der Leitung 213 geführt wird. Die Leitung 213 verbindet Abtast- und Halteeinheiten 210, 211 und 212. Die Abtast- und Halteeinheiten 210, 211 und 212 werden über die Leitungen 215, 217 bzw. 219 gesteuert. Die Abtast- und Halteeinheiten 210, 211 und 212 halten das erfasste Signal auf den Leitungen 214, 216 bzw. 218.
Die Demodulationseinheit 220 steuert die Abtast- und Halteeinheiten 210, 211 und 212 über die Leitungen 215, 217 bzw. 219. Die Demodulationseinheit 220 gibt Leitungen 225, 221 und 222 an die Tiefpassfilter 223, 224 bzw. 225 aus. Die Demodulationseinheit 220 gibt auch Leitungen 225a, 221a und 222a aus, die mit der Signalverarbeitungseinheit 229 verbunden sind. Die Signalverarbeitungseinheit 229 akzeptiert Signale auf den Leitungen 225a, 221a und 222a von der Demodulationseinheit 220. Die Signalverarbeitungseinheit 229 akzeptiert Signale auf den Leitungen 226a, 227 und 228 von den Tiefpassfiltem 223, 224 bzw. 236. Die Signalverarbeitungseinheit gibt Signale auf den Leitungen 230 und 231 an den Diskriminator 232 aus. Die Diskriminatoreinheit 232 akzeptiert Signale auf den Leitungen 230 und 231 von der Signalverarbeitungseinheit 229. Die externe Einheit 235 akzeptiert ein Signal auf den Leitungen 233 und 234 von der Diskriminatoreinheit 232 bzw. ein Signal auf der Leitung 233 von der Signalverarbeitungseinheit 229.
Bei der Verwendung wird Garn 201 unter Spannung von den Garnführungen 250 und 251 und 252 und 253 in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu dem Hintergrund 200 geführt, so dass der Abstand zwischen dem Garn 201 und dem Hintergrund 200 im Wesentlichen konstant ist. Während der Messung bestrahlen Lichtquellen 202, 203 und 204 sequenziell das Garn 201 mit Licht von unterschiedlichen Bändern des sichtbaren Spektrums. Während der Messung sind die Lichtquellen 202, 203 und 204 und der Detektor 205 in festen Positionen relativ zu dem Hintergrund 200. Während der Messung bewegt sich das Garn 201 typischerweise, so dass die Messung eine Progressive entlang ihrer Achse ist. Der Großteil der Lichtenergie von den Lichtquellen 202, 203 und 204 wird von dem Hintergrund 200 absorbiert. Ein kleiner Teil der Lichtenergie von den Quellen 202, 203 und 204 tritt in Wechselwirkung mit dem Garn 201 und wird zurück an den Detektor 205 reflektiert.
Typischerweise läuft der Oszillator 207 bei einer Frequenz, die schnell genug im Hinblick auf die Geschwindigkeit einer axialen Bewegung des Garns 201 ist, so dass die Proben des reflektierten Lichts von jedem der Bänder im Wesentlichen räumlich übereinstimmend sind. Der Sequenzer 206 ist aus einem Zähler und einem Decoder gebildet, um drei diskrete Ausgänge zu geben, die zueinander zeitlich ausschließend sind. Diese Ausgänge steuern typischerweise drei Schalter an, um Lichtquellen 202, 203 und 204 sequenziell zu steuern. Weil die Bestrahlung bzw. Beleuchtung des Garns 201 von den Lichtquellen 202, 203 und 204 sequenziell ist, d. h. nur eine Quelle wird für eine feste Zeit eingeschaltet, bevor die nächste Quelle eingeschaltet wird, wandelt der Detektor 205 die reflektierte spektrale Zeitserie in eine elektrische Zeitserie auf der Leitung 213 um. Abtast- und Halteeinheiten 210, 211 und 212 tasten diese elektrische Zeitserie ab und speichern ein Signal proportional zu der reflektierten Energie in einem bestimmten Band. Diese Signale für jedes Band sind auf den Leitungen 214, 216 und 2l8 verfügbar. Der Demodulator 220 unter der Steuerung eines Synchronistationssignals auf der Leitung 209 steuert die Abtast- und Halteeinheiten 210, 211 und 212 auf den Leitungen 215, 217 bzw. 219. Die Demodulationseinheit 220 enthält auch Operationsverstärker, um eine Kompensation für ein Signal und eine Empfindlichkeit an unterschiedlichen Teilen des sichtbaren Spektrums bereitzustellen. Die Signalausgänge der Demodulationseinheit 220, die pooportional zu der Energie sind, die in jedem Spektralband von dem Garn 201 reflektiert wird, werden an Tiefpassfilter 223, 224 und 236 auf den Leitungen 225, 221 bzw. 222 geführt. Diese Signale werden auch an die Signalverarbeitungseinheit 229 auf den Leitungen 225a, 221a bzw. 22a geführt.
Tiefpassfilter 223, 224 und 236 approximieren die definitive Integralfunktion, die in dem Nenner der Gleichung 1.13 verwendet wird. Die Signalverarbeitungseinheit 229 ist gebildet aus Operationsverstärkern und analogen Teilern, die in einer derartigen Weise verschaltet sind, dass die mit den Gleichungen 1.9, 1.10, 1.11 und 1.12 beschriebenen Funktionen ausgeführt werden. Alternativ kann die Signalverarbeitungseinheit 229 verschaltet sein, um die mit den Gleichungen 1.9, 1.10, 1.12 und 1.13 beschriebenen Funktionen auszuführen. Die Signale, die proportional Zu den Parametern der Farbe und des Durchmessers sind, werden von der Signalverarbeitungseinheit 229 an die Diskriminatoreinheit 232 über die Leitungen 230 bzw. 231 geführt.
Der Differenzdiskriminator 232 besteht aus Operationsverstärkern und Vergleichem und Referenzgeneratoren, die in einer derartigen Weise verschaltet sind, dass der mit den Gleichungen 1.3 bis 1.7 beschriebene Test ausgeführt wird. Der Differenzdiskriminator 232, der die Signale von den Leitungen 230 und 231 über einen Vergleich mit den Referenzen verarbeitet, gibt ein digitales elektrisches Signal an die Leitung 233 aus, welches anzeigt, ob die gemessene Farbveränderung des Garns 201 akzeptabel ist oder nicht, und um ein digitales elektrisches Signal an die Leitung 234 auszugeben, welches anzeigt, ob die gemessene Durchmesserveränderung des Garns 201 akzeptabel ist oder nicht. Diese digitalen elektrischen Signale werden an die externe Einrichtung 131 geführt, um einen Konekturvorgang zu initiieren.
BEISPIEL 1
Ein Experiment unter Verwendung der Konfigwation der 1 wurde mit einem weißen Garn (Garn, das aus natürlichen Wollfasern gebildet wird) mit einer Durchmesserveränderung an verschiedenen Positionen entlang des Garns und mit Fasern mit verschiedenen nicht-weißen Farben, die durch das weiße Garn an verschiedenen Positionen entlang des Garns eingeflochten sind, ausgeführt. 3 ist eine Darstellung des Signals, welches von der Leitung 124 (der Vorrichtung der 1) genommen wird, wobei dieses Signal der Summe des erfassten reflektierten Lichts entspricht. 4 ist eine Darstellung des Signals, das von der Leitung 124 (der Vorrichtung der 1) nach einer zeitlichen Filterung genommen wird, wobei das zeitlich gefilterte Signal der Summe des erfassten reflektierten Lichts entspricht. Die 5, 6 und 7 sind Kurven der Signale, die von den Leitungen 111, 112 bzw. 113 (der Vorrichtung der 1) genommen sind. Typischerweise entsprechen diese Signale jeweils dem detektierten Licht nach einer spektralen Filterung, um Signale entsprechend zu den erfassten roten, erfassten grünen bzw. erfassten blauen Lichtbändern zu geben. Die 5a, 6a und 7a sind nicht skalierte Kurven, die den Anteil des Signals zeigen, den jedes der erfassten letzteren Bänder zu dem in der 3 oder 4 dargestellten Gesamtsignal beigetragen hat. Durch Vergleichen der proportionalen Energie in jedem Band an einem bestimmten Punkt entlang des Garns, wenn ein weißes Garn gerade gemessen wird, mit derjenigen in anderen Bändern kann an dem gleichen bestimmten Punkt eine "Signatur" der weißen Farbe ermittelt werden. Ein Beispiel davon ist mit der Gleichung 1.1 l angegeben. Durch Integrieren der Gleichung 1.11 über ein signifikantes Gebiet (Zeitperiode t1 ... t2) der Faser (Fasern) kann man einen Wert der "normalen" Farbe der Faser (Fasern) ermitteln. Durch Teilen dieses normalen Werts in den momentanen Wert kann man ein Signal erhalten, welches unabhängig von der Beleuchtungsintensität und dem Durchmesser der Faser (der Fasern) ist. Wenn das gegenwärtige Gebiet, welches gerade gemessen wird, "normale" weiße Farbe ist, dann nähert sich dieses Verhältnis Eins an und ist stabil. Wenn man eine Farbveränderung erhält, wird dieses Verhältnis um einen Betrag proportional zu der Größe der Farbveränderung von Eins abweichen.
Durch Vergleich dieser Veränderung mit einer einstellbaren Referenz kann ein Ausgangssignal erzeugt werden, welches anzeigen wird, ob ein Farbfehler existiert.
BEISPIEL 2
Ein Experiment unter Verwendung der Konfigwation der 2 wurde mit roten, gelben und bzw. blauen Garnen durchgefihrt. Die 8, 9 und 10 sind Kurven der Signale, die von der Leitung 213 genommen werden (die das Signal entsprechend zu der zeitlichen Sequenz der reflektierten Lichtenergie führt), wobei die Sequenz der Farbveränderung von roten, gelben bzw. blauen Garnen gezeigt ist.

Claims

Verfahren zum Bestimmen, aus einer Messung eines ersten Parameters (von ersten Parametern) eines Objekts, ob eine Veränderung des ersten Parameters (der ersten Parameter) von einer Referenz existiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz ein Wert des ersten Parameters (der ersten Parameter) einer gelernten Laufzeit- oder RaumDurchschnitts-Referenz ist, und dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Lokalisieren des Objekts in einen Messwechselwirkungsvolumen (in Messwechselwvkungsvolumen), das (die) einen lichtabsorbierenden Hintergrund aufweist (aufweisen); (b) Leiten eines Messlichtstrahls (von Messlichtstrahlen) durch das Messwechselwirkungsvolumen (die Messwechselwirkungsvolumen), wobei der Messlichtstrahl (die Messlichtstrahlen) wenigstens zwei spektral unterschiedliche Wellenlängen des Lichts aufweist (aufweisen); (c) Bringen des Lichtstrahls (der Lichtstrahlen) in Wechselwirkung mit dem Objekt, um ein abgehendes Licht der Messung zu erzeugen; (d) Erfassen von wenigstens zwei spektral unterschiedlichen abgehenden Lichtstrahlabschnitten der Messung und Erzeugen von Signalen davon, wodurch die Signale eine Funktion des ersten Parameters (der ersten Parameter) sind; (e) Erzeugen einer zeitlichen oder räumlichen Sequenz von Signalen aus den Signalen des Schritts (d) und Bestimmen eines Werts (von Werten) eines ersten Parameters (von ersten Parametern) einer gelernten Laufzeit- oder Raumdurchschschnitts-Referenz aus der zeitlichen oder räumlichen Sequenz von Signalen; (f) Bestimmen eines momentanen oder punktförmigen Werts des ersten Parameters (der ersten Parameter) aus den erzeugten Signalen des Schritts (d); und (g) Vergleichen des Werts des ersten Parameters (der ersten Parameter) der gelernten Laufzeit- oder RaumDurchschnitts-Referenz aus dem Schritt (e) mit dem momentanen oder punktfönnigen Wert des ersten Parameters (der ersten Parameter) aus dem Schritt (f), um aus dem Wert des ersten Parameters (der ersten Parameter) der gelernten Laufzeit- oder RaumDurchschnitts-Referenz zu bestimmen, ob eine Veränderung des momentanen oder punktförmigen Werts des ersten Parameters (der ersten Parameter) existiert.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den folgenden Schritt: (h) Bestimmen, ob die Veränderung des Schritts (g) innerhalb eines gewünschten Bereichs ist oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner umfassend den folgenden Schritt: (i) Bestimmen, ob die Veränderung des Schritts (g) außerhalb einer Toleranz liegt oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Toleranz variabel ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung durch Vergleichen der Veränderung des Schritts (g) mit einem Anteil des Laufzeit- oder Raumdurchschnitts des Schritts (e) Durchgeführt wird.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Schritt, bei dem ein Ausgangssignal erzeugt wird, das anzeigen wird, ob ein Parameterfehler existiert.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend das Filtern des abgehenden Lichts der Messung aus dem Messwechselwirkungsvolumen (den Messwechselwvkungsvolumen), um wenigstens zwei spektral unterschiedliche abgehende Lichtstrahlabschnitte der Messung vor dem Schritt (d) zu bilden.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt ein faserförmiges Objekt oder ein Garn ist, und wobei: der Schritt (a) das Lokalisieren des Objekts in einem Messwechselwirkungsvolumen (in Messwechselwirkungsvolumen) umfasst, das (die) einen lichtabsorbierenden Hintergrund aufweist (aufweisen), der ein flacher matter Hintergrund ist; und der Schritt (c) umfasst, dass der Messlichtstrahl (die Messlichtstrahlen) mit dem Objekt in Wechselwvkung gebracht wird (werden), um ein abgehendes Licht, das von dem Objekt reflektiert ist, der Messung zu erzeugen.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (d) das Erfassen der wenigstens zwei spektral unterschiedlichen Wellenlängenbänder der Messung, wobei jedes Band durch einen anderen Detektor zu der gleichen Zeit oder zu unterschiedlichen Zeiten oder durch den gleichen Detektor zu unterschiedlichen Zeiten erfasst wird, und das Erzeugen von Signalen daraus umfasst, wodurch die Signale eine Funktion des ersten Parameters (der ersten Parameter) sind.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale, die im Schritt (d) erzeugt werden, proportional zu dem ersten Parameter (den ersten Parametern) sind.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt eine Faser ist.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: Bestimmen, aus der Veränderung des Werts des ersten Parameters (der ersten Parameter), ob das Objekt ein akzeptables Objekt oder ein nicht akzeptables Objekt ist.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Parameter (die ersten Parameter) aus der Gruppe gewählt wird (werden), die aus der Farbe eines faserförmigen Objekts und der Farbe eines Garns oder einer Funktion davon besteht.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Parameter (die ersten Parameter) die Farbe einer Faser oder eine Funktion davon ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt eine Wollfaser oder ein Wollgarn ist, und der erste Parameter (die ersten Parameter) aus der Farbe der Wollfaser oder der Farbe des Wollgarns oder einer Funktion von einem gewählt ist (werden).
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Parameter (die ersten Parameter) die Farbe des Objekts oder eine Funktion davon ist (sind).
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die gelernte Laufzeit- oder Raumdurchschnitts-Referenz über eine signifikante Zeitperiode oder über eine signifikante Fläche oder Länge des Objekts bestimmt wird.
Vorrichtung zum Bestimmen, aus einer Messung eines ersten Parameters (von ersten Parametern) eines Objekts (101; 201), ob eine Veränderung des ersten Parameters (der ersten Parameter) von einer Referenz existiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz ein Wert des ersten Parameters (der ersten Parameter) einer gelernten Laufzeit- oder Raumdurchschnitts-Referenz ist, und dass die Vorrichtung umfasst: – eine Einrichtung (150–153; 250–253) zum Lokalisieren des Objekts (101; 201) in einem Messwechselwirkungsvolumen (in Messwechselwvkungsvolumen), das (die) einen lichtabsorbierenden Hintergrund (100; 200) aufweist (aufweisen); – wenigstens eine Lichtquelle (120; 202; 204) zum Führen eines Messlichtstrahls (von Messlichtstrahlen) durch das Messwechselwvkungsvolumen (die Messwechselwirkungsvolumen), um mit dem Objekt (101; 201) in Wechselwirkung zu treten, um ein abgehendes Licht der Messung zu erzeugen, wobei der Messlichtstrahl (die Messlichtstrahlen) wenigstens zwei spektral unterschiedliche Wellenlängen des Lichts umfasst (umfassen); – wenigstens eine Detektor (Detektoren) (108–110; 205) zum Erfassen von wenigstens zwei spektral unterschiedlichen abgehenden Lichtstrahlabschnitten der Messung und zum Erzeugen von Signalen davon, wobei die Signale eine Funktion des ersten Parameters (der ersten Parameter) sind; – eine Einrichtung (114–116; 223, 224, 236, 229) zum Erzeugen einer zeitlichen oder räumlichen Sequenz von Signalen aus den erzeugten Signalen und zum Bestimmen eines ersten Parameterwerts (von ersten Parameterwerten) einer gelernten Laufzeit- oder Raumdurchschnitts-Referenz aus der zeitlichen oder räumlichen Sequenz von Signalen; – eine Einrichtung (108, 109, 110; 210, 211, 212, 220) zum Bestimmen eines momentanen oder punktförmigen Werts des ersten Parameters (der ersten Parameter) aus den erzeugten Signalen; und – eine Einrichtung (125; 229) zum Vergleichen des Werts des ersten Parameters (der ersten Parameter) der gelernten Laufzeit- oder RaumDurchschnitts-Referenz mit dem momentanen oder punktförmigen Wert des ersten Parameters (der ersten Parameter), um aus dem Wert des ersten Parameters (der ersten Parameter) der gelernten Laufzeit- oder Raumdurchschnitts-Referenz zu bestimmen, ob eine Veränderung des momentanen oder punktförmigen Werts des ersten Parameters (der ersten Parameter) existiert.
Vorrichtung nach Anspruch 18, ferner umfassend: eine Einrichtung (126, 232) zum Bestimmen, ob die Veränderung innerhalb eines gewünschten Bereichs ist oder nicht.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, ferner umfassend: eine Einrichtung (126, 232) zum Bestimmen, ob die Veränderung außerhalb einer Toleranz ist oder nicht.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Toleranz variabel ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung durch Vergleichen der Veränderung mit einem Anteil des Laufzeit- oder Raumdurchschnitts durchgeführt wird.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 22, ferner umfassend eine Einrichtung (126, 232) zum Erzeugen eines Ausgangssignals, welches anzeigen wird, ob ein Parameterfehler existiert.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 23,. dadurch gekennzeichnet, dass der lichtabsorbierende Hintergrund (100; 200) ein flacher matter schwarzer Hintergrund ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei Detektoren (108–110) umfasst, so dass jeder spektral unterschiedliche abgehende Lichtstrahlabschnitt der Messung durch einen anderen Detektor zur gleichen Zeit oder zu unterschiedlichen Zeiten erfasst werden kann, wobei die Detektoren ((108–110)) in der Lage sind Signale zu erzeugen, die eine Funktion des ersten Parameters (der ersten Parameter) sind.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale, die von den Detektoren (108–110; 205) erzeugt werden, proportional zu dem ersten Parameter (den ersten Parametern) sind.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 26, ferner umfassend: eine Einrichtung (126; 232) zum Bestimmen aus dem ersten Parameter, ob das Objekt ein akzeptables Objekt oder ein nicht akzeptables Objekt ist, wobei die Einrichtung betriebsmäßig zu der Einrichtung zum Bestimmen des ersten Parameters (der ersten Parameter) gehört.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Parameter (die ersten Parameter) eine Funktion von wenigstens einem Parameter ist (sind), der aus der Gruppe gewählt ist, die besteht aus: dem Durchmesser eines Garns, dem Durchmesser eines faserfömigen Objekts, der Farbe des faserförmigen Objekts und der Farbe eines Garns.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt eine Faser oder ein Garn ist, und der erste Parameter (die ersten Parameter) aus der Gruppe gewählt wird (werden), die aus dem Durchmesser und der Farbe davon besteht.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt eine Wollfaser oder ein Wollgarn ist, und der erste Parameter (die ersten Parameter) aus der Gruppe gewählt wird (werden), die aus dem Durchmesser der Wollfaser und der Farbe des Wollgarns besteht.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (114–116; 223, 224, 236, 229) zum Erzeugen einer zeitlichen oder räumlichen Sequenz von Signalen und zum Bestimmen eines ersten Parameterwerts (von ersten Parameterwerten) einer gelernten Laufzeit- oder Raumdurchschnitts-Referenz aus der zeitlichen oder räumlichen Sequenz von Signalen in der Lage ist die gelernte Laufzeit- oder Raumdurchschnitts-Referenz über eine signifikante Zeitperiode oder über eine signifikante Fläche oder Länge des Objekts zu bestimmen.
Vonichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Parameter (die ersten Parameter) die Farbe des Objekts ist (sind).