EP1513970A1 - Verfahren und vorrichtung zur auswertung von signalen eines sensors an einer textilmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur auswertung von signalen eines sensors an einer textilmaschine

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EP1513970A1
EP1513970A1 EP03732580A EP03732580A EP1513970A1 EP 1513970 A1 EP1513970 A1 EP 1513970A1 EP 03732580 A EP03732580 A EP 03732580A EP 03732580 A EP03732580 A EP 03732580A EP 1513970 A1 EP1513970 A1 EP 1513970A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signals
sensor
sliver
digital
signal
Prior art date
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Application number
EP03732580A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1513970B2 (de
EP1513970B1 (de
Inventor
Chokri Cherif
Michael Ueding
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rieter Ingolstadt GmbH
Original Assignee
Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
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Publication date
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Application filed by Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG filed Critical Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
Publication of EP1513970A1 publication Critical patent/EP1513970A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1513970B1 publication Critical patent/EP1513970B1/de
Publication of EP1513970B2 publication Critical patent/EP1513970B2/de
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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H5/00—Drafting machines or arrangements ; Threading of roving into drafting machine
    • D01H5/18—Drafting machines or arrangements without fallers or like pinned bars
    • D01H5/32—Regulating or varying draft
    • D01H5/38—Regulating or varying draft in response to irregularities in material ; Measuring irregularities
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G31/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions
    • D01G31/006—On-line measurement and recording of process and product parameters

Definitions

  • the invention relates to a method for evaluating signals from a sensor, in particular a microwave sensor for detecting the thickness, mass, density and / or moisture of at least one fiber sliver moving in relation to the sensor on a drafting system, wherein a high-frequency device assigned to the sensor has a number per unit of time first signals about the current state of the at least one sliver are generated in digital form and a corresponding device for evaluating signals from such a sensor. Furthermore, the invention comprises a textile machine with such a device.
  • fiber tapes which consist of a large number of individual fibers in their cross section, are often measured for their thickness, mass, density and / or moisture. This is necessary, for example, in the area of a drafting system in order to stretch one or more slivers, i.e. to reduce the number or mass of their fibers in cross-section.
  • the goal is often to produce a particularly uniform sliver, i.e. a sliver, which has the same number of fibers or mass in cross section over its entire length.
  • Such drafting systems are used, for example, at the exit of cards, in draw frames or in spinning machines.
  • band sensors are arranged on sections, which measure the sliver thickness or the sliver mass and their fluctuations and pass this information on to a regulating unit. At least one of the drafting elements of the drafting system is activated via the regulating unit. In addition, it is often checked at the exit of the drafting systems whether the drafting process has been carried out as desired, i.e. whether the sliver was evened out in terms of its mass.
  • a microwave sensor has proven to be a particularly advantageous sensor for measuring the sliver quality.
  • the thickness, mass, density and / or moisture of one or more fiber slivers moved in relation to the sensor can be determined very reliably with microwave sensors.
  • the sensor delivers a large number of signals per unit of time, which provide information about the current state of the at least one fiber sliver.
  • the signals are output in digital form and per unit of time by a high-frequency device downstream of the microwave sensor - more precisely the microwave resonator.
  • the disadvantage here is that when the time-dependent signals are assigned to the corresponding location in the sliver, a great deal of computational effort is required due to the abundance of the information supplied.
  • the signals must be assigned to the location of the at least one fiber sliver exactly at the point in time at which it is in the drafting system. This is difficult to achieve in particular in the case of very fast-running fiber ribbons with the aid of a microwave sensor at an acceptable cost.
  • a microwave sensor as is known to be used, for example, to measure the moisture of cigarette paper
  • a conventional textile machine for example a line of the type RSB-D 35 from Rieter
  • the first digital signals are output from the high-frequency device
  • the signals supplied are analyzed for frequency shift and half-width, and the corresponding values are converted into analog signals using a D / A converter, and these analog signals are then switched to the regulating computer on the line, which has an A / D converter on the input side.
  • the digital output data of the regulating computer are then in turn converted into analog signals with the aid of a D / A converter and connected to the analog input of the servo controller, which regulates the lower input and middle rollers.
  • This complex procedure is costly and prone to errors because, for example, undesired phase shifts and quantization errors occur.
  • the object of the present invention is therefore to provide a fast, accurate and inexpensive evaluation method and a corresponding device, as a result of which the microwave technology can be used industrially when assessing the state of the sliver.
  • the microwave sensor or the high-frequency device assigned to it delivers a number of first signals in digital form per time unit, from which second digital signals are formed according to a predetermined algorithm, which represent the current sliver fineness or the sliver mass of the at least one sliver.
  • the first digital signals representing the resonance curve course contain information about the phase shift and the half-width of the resonance signals of the microwave sensor. From these signals, the associated band finenesses or band masses, in particular, can be calculated as second digital signals using mathematical correlations.
  • second digital signals that represents the current band mass or band fineness.
  • These second digital signals are then used to regulate the drafting system and / or to assess the sliver quality at the entry or exit of the drafting arrangement.
  • the second digital signals are used without intermediate D / A conversion for calculating regulation values, which in this terminology are referred to as third digital signals, for setting the controllable drafting arrangement.
  • this calculation can be carried out by means of the same processor, which also clocks the radio-frequency device and / or generates the second digital signals.
  • a separate processor is used to generate the third digital signals.
  • the term “second digital signals” (for values for the band fineness or the band mass) and “third digital signals” (for regulation values) are of course to be understood to mean that digital intermediate signals are generated between the first and the second or the second and the third signal can be.
  • the predetermined algorithm for converting the first digital into the second digital signals and possibly the algorithm for converting the second digital into the third digital signals is selected according to the requirements for the analysis of the state of the sliver, the speed of the sliver's passage through the sensor and the processing speed of the computers using the algorithm.
  • the abundance of the first digital signals can be reduced to a few second digital signals.
  • the number of second signals is therefore significantly less than the number of first signals, for example 1/50 of the first signals.
  • the evaluated second signals can thus be passed on to the regulation more quickly.
  • the regulation of the sliver can react more clearly if the number of signals to be processed is less.
  • Data can also be reduced in the case of quality monitoring at the outlet of the textile machine.
  • the algorithm for forming the second signal is advantageously a function of the speed of the sliver. For example, in the case where the sliver runs faster along the sensor, this means that a larger number of second signals per unit of time is required than if the sliver is produced at a lower delivery speed.
  • the algorithm for forming the second signal is dependent on the material of the sliver. Viscose, cotton, polyester or other materials react very differently to the drafting forces in the drafting system.
  • the different processing of the first digital signals can compensate for the speed of the processing of the signals or the size of the signals.
  • first signals are skipped, taking into account the material speed, and that the signal selected in this way serves as a second signal.
  • the mean value is formed from a predetermined number of first 'digital signals, which then represents the second digital signal. Short-term fluctuations in the state of the at least one sliver, which can be disregarded for the further processing or evaluation of the sliver (s), are averaged in this way and represent a sufficient description of the sliver condition. If the skipped or averaging first signals correspond to a predetermined length of the at least one sliver, it can be assumed that a measurement value for characterizing the sliver condition is formed in accordance with this predetermined length. A length between 1 and 10 mm of the at least one fiber sliver within which at least one status signal is to be generated has proven to be particularly advantageous.
  • data can also be reduced from the transition from the second to the third digital signals.
  • data can also be reduced from the transition from the second to the third digital signals.
  • the second or third digital signal is converted into an analog signal before it is used further.
  • the third digital signal can be fed to a servo controller after analog conversion, which e.g. drives individual drafting rollers of the drafting system at varying speeds via a differential gear.
  • individual drives are provided for the drafting rollers, which are arranged in corresponding control loops and from which the controllers receive the signals.
  • the third signal can be further processed as a digital signal, preferably in a controller with digital inputs used for setting at least one drafting roller.
  • the controller can in turn be a servo controller or a controller for a single drive.
  • the device according to the invention for evaluating signals from a sensor, its resonator is associated with the high-frequency device mentioned for generating a first digital signal from the high-frequency signals of the microwave sensor.
  • a high-frequency device represents, in particular, a microwave card.
  • the device according to the invention has a processor unit for generating the second and possibly the third digital signal, the second digital signal representing the current band fineness or band mass.
  • the sensor can be arranged at the inlet and / or at the outlet of the drafting system. Is he at the inlet of the Arranged, so it is used in particular to measure the at least one incoming sliver and to regulate the speed of the drafting rollers of the drafting system. At the outlet, the sensor is used to check the quality of the drawn fiber sliver.
  • the signal can be used to control the drafting system.
  • the high-frequency device is arranged in the immediate vicinity of the sensor, it is possible to use a particularly short cable connection between the sensor and the high-frequency device.
  • the cable that transmits high-frequency signals acts as an antenna and could distort the signals if they are too long.
  • the accuracy of the measurement of the sliver would suffer. Since the modern drafting systems work extremely precisely, this would lead to impermissible measurement results, especially with the high-precision regulating lines.
  • the close proximity of the sensor and the high-frequency device also offers considerable advantages with regard to the precision of the quality information about the sliver which is running out, if the first digital signals generated by the high-frequency device are processed into second digital signals without data reduction.
  • the cable length between the high-frequency device and the sensor should be as short as possible, but not longer than 1.5 m.
  • the shorter the cable the more precisely and with fewer transmission errors, the analog microwave resonance signals can be transmitted to the high-frequency device and thus result in a correspondingly more precise measurement of the sliver.
  • the high-frequency devices and / or processor units for the inlet and outlet sensors are connected to one another via communication lines.
  • the respective results of the evaluation of the sliver conditions before the drafting system and after the drafting system can be compared and corrected if necessary. This also makes it possible to form a closed control loop in order to enable the sliver to be evened out precisely.
  • the high-frequency devices and / or processor units for inlet and outlet sensors are combined in one unit are. Since the resonators of the microwave sensors, in contrast to the conventional sensors, can be arranged very close to the drafting system, it is possible to make the cable lengths correspondingly short, so that no interference signals act or are generated. For this reason, it is possible to combine the high-frequency devices and processor units of the inlet and outlet sensors in one unit. Reaction speeds due to processing times and manufacturing costs are influenced favorably.
  • a single high-frequency device and / or a single processor unit is used for the inlet and outlet sensors. If the high-frequency device and the processor unit are designed so that they can process the incoming signals appropriately quickly, it may be sufficient to use only one device or unit which is responsible for both the inlet and outlet sensors. With a sensible division of the computing and storage capacity for the data of the inlet sensor on the one hand and the outlet sensor on the other hand, costs for further high-frequency devices and processors can thus be saved.
  • a processor unit is responsible for generating the second and third digital signals (and possibly also for clocking the high-frequency device), which originate from the signals of an inlet sensor, an efficient division of the memory and computing power is useful , For example, if only every fifth signal of the first digital signals is used to generate the second digital signal, there is usually enough computing power to calculate the third digital signals, i.e. of regulatory values.
  • the inlet sensor is advantageously used to generate signals which are used to regulate the drafting system.
  • the outlet sensor is generally used to generate signals for quality monitoring of the hidden sliver. These signals can also be used to control the drafting system.
  • the digital data transfer is at least partially implemented using bus systems, for example using CAN bus connections. Further advantages of the invention are described in connection with the following exemplary embodiments. Show it:
  • Figure 1 is a simplified block diagram of a drafting system with microwave sensors
  • Figure 2 is a schematic diagram of an electronic circuit with a microwave sensor at the inlet and at the outlet of a drafting system
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a combined electronic circuit for an inlet and an outlet sensor
  • FIG. 4 shows a basic illustration of a single processing device for an inlet and an outlet sensor
  • Figure 5 is a schematic diagram of a partially separate electronic circuit for an inlet and an outlet sensor
  • Figure 6 is a schematic diagram of a partially separate electronic circuit for an inlet and an outlet sensor with an additional processor unit.
  • FIG. 1 shows a simplified block diagram of a drafting device 1 with microwave sensors.
  • a sliver 2 runs into the drafting device 1 in the direction of the arrow and out again as a drawn sliver 2 '.
  • An inlet sensor 3 is arranged at the inlet of the drafting unit 1.
  • the inlet sensor 3 works with microwave technology and determines the state of the incoming fiber sliver (s) 2.
  • the signal generated by the processing unit 12 connected downstream of the inlet sensor 3 is forwarded to a controller 5 of the machine.
  • the signal from a processing unit 12 'which is connected downstream of an outlet sensor 4 is also fed into the controller 5.
  • the optional outlet sensor 4 is arranged at the outlet of the drafting unit 1. It is not necessary in every case that both an inlet and an inlet are provided on the drafting unit 1 Outlet sensor 3, 4 are arranged.
  • the run-out sensor 4 is usually only required if the drawing result of the drawing device 1 is to be checked and evaluated or if it is to be introduced into a regulation of the drawing device 1.
  • the signal processed digitally in the processing unit 12 is fed from its output in the controller 5 to a regulation 6. If the controller 5 has an analog input, the signal is either converted accordingly in the processing unit 12 or only in the controller 5.
  • This analog signal from the controller 6 is transmitted to a servo amplifier or servo controller 8 and a servo motor 9 connected to it ,
  • the servo motor 9 drives parts of the drafting system 1 at a varying speed via a differential gear 10 in order to compensate for different states of the fiber slivers 2 at the inlet of the drafting system 1.
  • the signal from the processing unit 12 'of the microwave outlet sensor 4 is fed to a quality monitor 7, which in an embodiment not shown can also be integrated in the processing unit 12'.
  • Statistical evaluations or visual representations of the stretching result achieved can be generated here. Alternatively or additionally, these results can be incorporated into regulation 6 or regulation of drafting device 1.
  • FIG. 2 shows the basic structure of an electronic circuit for an inlet sensor 3 and an outlet sensor 4, of which only the resonators are indicated in all figures.
  • the usual devices for generating the microwaves (microwave generator) as well as coupling and decoupling elements, circulators etc. are not shown for simplicity.
  • a processing unit 12 is connected to the inlet sensor 3.
  • a high-frequency device 13 designed as a microwave card, a processor card 14 of a microprocessor, a power supply 15 and possibly further evaluation or supply devices or interfaces, not shown, are arranged in the processing unit 12.
  • the analog signals generated with the inlet sensor 3 are fed to the microwave card 13.
  • the microwave card 13 uses high-frequency technology.
  • a short distance between the sensor 3 and the microwave card 13 is important because, due to the short cable length, any interference signals and transmission errors that may occur can be avoided.
  • the first digital signals are generated with the aid of the microwave card 13. These first digital signals are further processed in the subsequent processor card 14 into second digital signals. These second digital signals, which are generated according to a predetermined algorithm, represent the current band fineness or band mass of the at least one fiber band 2. From the second digital signals, third digital signals are calculated, which serve to regulate the drafting device 1, the actual regulation signals either in remain in digital form or can also be converted into analog signals. A conversion into analog signals can take place in the present case either with the processor card 14 or in the regulation 6 of FIG. 1.
  • the outlet sensor 4 also operates in a similar way to the inlet sensor 3.
  • the signals from the outlet sensor 4 are fed to the microwave card 13 '.
  • These first digital signals are finally further processed in the processor card 14 ′ into second digital signals according to an algorithm which is also predetermined here and may differ from the inlet sensor 3.
  • These further processed second signals are used for quality monitoring of the sliver 2 'running out and likewise represent the sliver fineness or sliver mass.
  • a power supply and possibly further inputs or outputs are indicated with the box 15 '.
  • the algorithms for generating the second digital signal are preferably designed for data reduction of the first digital signals, for example individual first digital signals being skipped or averaged.
  • computer capacities can be saved or used for other tasks, for example the calculation of the third digital signals and / or the timing of the microwave card (s) 13.
  • the calculation of the third digital signals from the second digital signals can also make use of data reduction.
  • the algorithm for forming the second signal and / or the third signal can be a function of the speed of the at least one sliver 2 and / or depending on its material.
  • FIG 3 another embodiment is shown as a schematic diagram.
  • the evaluation units 13, 13 'and 14, 14' are arranged in a common processing unit 12 ".
  • the microwave cards 13 of the inlet sensor and 13 'of the outlet sensor 4 communicate with one another and can therefore exchange results and, if necessary, use them for their own evaluation.
  • These also communicate with one another and can optionally use the quality data of the outgoing fiber sliver 2' for the regulation signals.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of the construction of a microwave sensor at the inlet and at the outlet in connection with the further processing of the signals.
  • Only the microwave card 13 is arranged on the inlet sensor 3. The same applies to the outlet sensor 4.
  • only the microwave card 13 ' is provided.
  • the required cable lengths from the sensor 3, 4 to the respective microwave card 13 or 13 ' can hereby be kept very short.
  • the signal generated in the microwave card 13 or 13 ' is sent to a common processor card 14 "in a processing unit 12"".
  • the common processor card 14" processes the thus obtained Signals and passes them on as regulation signals, which were determined from initially calculated band fineness signals, or as quality monitoring signals (see arrow).
  • a single power supply 15 ′′ can be provided, which also supplies the sensors 3, 4 and the corresponding microwave cards 13 and 13 ′ via the connecting lines.
  • the common processor card 14 "only calculates the band fineness values of at least the signals of the inlet sensor 3. These band fineness values either represent the second digital signals generated by the processor card 14" or are calculated from these second digital signals. The band fineness values are then fed in digital form to a further processor unit 24 in order to calculate regulation values, which represent the third digital signals in the chosen terminology, for setting the adjustable drafting system (see arrow). These regulatory values include, in particular, values relating to the starting point and / or intensity of regulation. The signals from the runout sensor 4 are either processed exclusively in the common processor card 14 ′′ or in the processor unit 24. A display (not shown) is expediently connected to the processor card 14 ′′ and / or the processor unit 24 in order to enable an operator to visualize, possibly additionally with the possibility of entering machine parameter values via a user interface (see Figure 1).
  • the timing of the microwave cards is preferably carried out by one of the processor units or processor cards shown.
  • the present invention is not limited to the exemplary embodiments shown.
  • other than microwave sensors according to the invention process according to the invention are operated.
  • Other, not described combinations within the scope of the invention are also encompassed by the independent patent claims.
  • the invention can be used in particular in cards, draw frames and combers with a drafting system.

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Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR AUSWERTUNG VON SIGNALEN EINES SENSORS AN EINER
TEXTILMASCHINE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung von Signalen eines Sensors, insbesondere eines Mikrowellensensors zur Erfassung der Dicke, Masse, Dichte und/oder Feuchtigkeit mindestens eines in Bezug auf den Sensor bewegten Faserbandes an einem Streckwerk, wobei eine dem Sensor zugeordnete Hochfrequenzeinrichtung pro Zeiteinheit eine Anzahl erster Signale über den aktuellen Zustand des mindestens einen Faserbandes in digitaler Form erzeugt sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Auswertung von Signalen eines solchen Sensors. Weiterhin umfaßt die Erfindung eine Textilmaschine mit einer derartigen Vorrichtung.
In der Textilindustrie werden Faserbänder, welche in ihrem Querschnitt aus einer Vielzahl einzelner Fasern bestehen, häufig auf ihre Dicke, Masse, Dichte und/oder Feuchtigkeit gemessen. Dies ist beispielsweise im Bereich eines Streckwerks erforderlich, um ein oder mehrere Faserbänder zu verstrecken, d.h. die Anzahl oder Masse ihrer Fasern im Querschnitt zu verringern. Ziel ist dabei häufig, ein besonders gleichmäßiges Faser- band zu erzeugen, d.h. ein Faserband, welches über seine gesamte Länge möglichst die gleiche Faseranzahl oder Masse im Querschnitt aufweist. Derartige Streckwerke werden beispielsweise am Ausgang von Karden, in Strecken oder in Spinnmaschinen eingesetzt. Um die Bandmasseschwankungen der Faserbänder ausregulieren zu können, sind beispielsweise an Strecken Bandsensoren angeordnet, welche die Banddicke bzw. die Bandmasse und deren Schwankungen messen und diese Informationen an eine Reguliereinheit weitergeben. Über, die Reguliereinheit wird mindestens eines der Verzugsorgane des Streckwerks angesteuert. Zusätzlich wird häufig am Ausgang der Streckwerke untersucht, ob der Streckvorgang wunschgemäß erfolgt ist, d.h. ob das Faserband bezüglich seiner Masse vergleichmäßigt wurde.
Zur Messung der Banddickenschwankung sind insbesondere mechanische Abtastungen bekannt. Nachteilig sind diese mechanischen Abtastungen insbesondere bei extrem hohen Liefergeschwindigkeiten von mehr als 1.000 m pro Minute, wie sie in modernen Hochleistungsstrecken vorliegen. Außerdem ist die starke mechanische Ver- dichtung, welche bei den mechanischen Sensoren erforderlich ist, negativ für den anschließenden Verzugsvorgang.
Neben der mechanischen Abtastung der Banddickenschwankungen sind Abtastprinzipien, wie die Banddicke berührungslos durchdringende optische Strahlung, kapazitiv oder pneumatisch arbeitende Meßmethoden, Röntgenstrahlung oder ähnliche Methoden bekannt geworden. Diese Meßmethoden weisen jedoch individuelle Nachteile auf, welche sie bisher für den dauerhaften industriellen Einsatz in der Textilindustrie nicht tauglich erscheinen ließen.
Als besonders vorteilhafter Sensor zur Messung der Faserbandqualität hat sich ein Mikrowellensensor herausgestellt. Mit Mikrowellensensoren läßt sich die Dicke, Masse, Dichte und/oder Feuchtigkeit eines oder mehrerer in Bezug auf den Sensor bewegten Faserbänder sehr zuverlässig feststellen. Der Sensor liefert pro Zeiteinheit eine große Anzahl von Signalen, welche Auskunft über den aktuellen Zustand des mindestens einen Faserbandes geben. Die Signale werden von einer dem Mikrowellensensor - genauer dem Mikrowellenresonator - nachgeschalteten Hochfrequenzeinrichtung in digitaler Form und pro Zeiteinheit ausgegeben. Nachteilig dabei ist es, daß bei einer Zuordnung der zeitabhängigen Signale zu der entsprechenden Stelle im Faserband ein großer rechnerischer Aufwand aufgrund der Fülle der gelieferten Informationen erforderlich ist. Zudem muß die Zuordnung der Signale zu der Stelle des mindestens einen Faserbandes genau zu dem Zeitpunkt erfolgen, zu dem es sich in dem Streckwerk befindet. Dies ist insbesondere bei sehr schnell laufenden Faserbändern mit Hilfe eines Mikrowellensensors bei vertretbaren Kostenaufwand schwierig zu realisieren.
Wird im übrigen ein Mikrowellensensor, wie er beispielsweise bekanntermaßen zur Feuchtigkeitsmessung von Zigarettenpapier eingesetzt wird, bei einer herkömmlichen Textilmaschine, beispielsweise einer Strecke des Typs RSB-D 35 der Firma Rieter, zum Einsatz gebracht, werden die ersten digitalen, vom Ausgang der Hochfrequenzeinrich- tung gelieferten Signale nach Frequenzverschiebung und Halbwertsbreite analysiert und die entsprechenden Werte mittels eines D/A-Wandlers in analoge Signale gewandelt und diese analogen Signale anschließend auf den Regulierrechner der Strecke geschaltet, der eingangsseitig einen A/D-Wandler aufweist. Die digitalen Ausgangsdaten des Regulierrechners werden dann wiederum mit Hilfe eines D/A-Wandlers in analoge Signale umgeformt und dem analogen Eingang des Servoreglers aufgeschaltet, welcher die unteren Eingangs- und Mittelwalzen regelt. Diese aufwendige Prozedur ist kostenträchtig und fehlerbehaftet, da beispielsweise unerwünschte Phasenverschiebungen und Quantisierungsfehler auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein schnelles, genaues und kostengünstiges Auswerteverfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, wodurch die Mikrowellentechnik bei der Beurteilung des Faserbandzustandes industriell einsetzbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren und einer Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß liefert der Mikrowellensensor bzw. die ihm zugeordnete Hochfrequenzeinrichtung pro Zeiteinheit eine Anzahl erster Signale in digitaler Form, aus wel- chen gemäß einem vorbestimmten Algorithmus zweite digitale Signale gebildet werden, welche die momentane Bandfeinheit oder die Bandmasse des mindestens einen Faserbandes wiedergeben. Die den Resonanzkurvenverlauf repräsentierenden ersten digitalen Signale beinhalten hierbei Informationen zur Phasenverschiebung und zur Halbwertsbreite der Resonanzsignale des Mikrowellensensors. Aus diesen Signalen lassen sich anhand von mathematischen Korrelationen insbesondere die zugehörigen Bandfeinheiten oder Bandmassen als zweite digitale Signale berechnen.
Im Gegensatz zum Stand der Technik werden somit keine einzelnen Parameter zur Frequenzverschiebung und Halbwertsbreite in analoger Form ausgegeben, sondern ein zweites digitales Signal, das die momentane Bandmasse oder Bandfeinheit wiedergibt. Diese zweiten digitalen Signale werden anschließend zur Regulierung des Streckwerks und/oder zur Beurteilung der Faserbandqualität am Ein- oder Auslauf des Streckwerks verwendet. Hierbei werden die zweiten digitalen Signale in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ohne zwischenzeitliche D/A-Wandlung zur Berechnung von Regu- lierungswerten, welche in dieser Terminologie als dritte digitale Signale bezeichnet werden, zur Einstellung des regelbaren Streckwerks verwendet. Diese Berechnung kann aus Kostengründen mittels desselben Prozessors vorgenommen werden, welcher auch die Hochfrequenzeinrichtung taktet und/oder die zweiten digitalen Signale erzeugt. In einer Alternative wird zur Erzeugung der dritten digitalen Signale ein separater Prozes- sor verwendet. Die Bezeichnung „zweite digitale Signale" (für Werte zur Bandfeinheit oder zur Bandmasse) und „dritte digitale Signale" (für Regulierungswerte) sind selbstverständlich dahingehend zu verstehen, daß digitale Zwischensignale zwischen dem ersten und dem zweiten bzw. dem zweiten und dem dritten Signal erzeugt werden können.
Zwischen den ersten und den zweiten digitalen Signalen sowie bevorzugt zwischen den zweiten und den dritten digitalen Signalen findet demnach keine Umwandlung in analoge Signale statt. Es handelt sich dann um eine reine digitale Verarbeitung der von dem Sensor gelieferten Signale. Der vorbestimmte Algorithmus zur Umwandlung der ersten digitalen in die zweiten digitalen Signale und ggf. der Algorithmus zur Umwandlung der zweiten digitalen in die dritten digitalen Signale wird ausgewählt entsprechend den Anforderungen an die Analyse des Zustandes des Faserbandes, die Geschwindigkeit des Durchlaufs des Faserbandes durch den Sensor und die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Computer, welche den Algorithmus anwenden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Fülle der ersten digitalen Signale auf wenige zweite digitale Signale reduziert werden. Im allgemeinen ist daher die Anzahl der zweiten Signale wesentlich geringer als die Anzahl der ersten Signale, beispielswei- se 1/50 der ersten Signale. Hierdurch ist eine geringere Datenflut von dem Mikroprozessor des Computers zu bewältigen. Die ausgewerteten zweiten Signale können somit schneller an die Regulierung weitergegeben werden. Darüber hinaus kann die Regulierung des Faserbandes eindeutiger reagieren, wenn die Anzahl der zu verarbeitenden Signale geringer ist.
Eine Datenreduktion kann auch im Falle der Qualitätsüberwachung am Auslauf der Textilmaschine erfolgen. Es ist jedoch vorteilhaft, bei Bildung der zweiten digitalen Signale aus den ersten digitalen Signalen keine derartige große oder gar keine Reduktion vorzunehmen, sondern mehr Informationen bzw. alle Informationen zu verarbeiten, um - bei einer Abtastrate von beispielsweise 10 kHz - hochpräzise CV-Wertberechnungen und Spektrogramme im kurzwelligen Wellenlängenbereich zu erhalten.
Bei der kostengünstigen Verwendung lediglich eines Prozessors zur Berechnung der zweiten digitalen Signale aus den Daten eines einlaufseitigen Sensors einerseits (mit Datenreduktion) und eines auslaufseitigen Sensors andererseits (ohne Datenreduktion), steht für die Qualitätsüberwachung der Daten des auslaufseitigen Sensors eine relativ große Rechenkapazität zur Verfügung. Auf diese Weise sind Dick- und Dünnstellen am Auslauf präzise erfaßbar.
Vorteilhafterweise ist der Algorithmus zur Bildung des zweiten Signals eine Funktion der Geschwindigkeit des Faserbandes. Dies bedeutet beispielsweise für den Fall, wenn das Faserband schneller an dem Sensor entlang läuft, daß eine größere Anzahl zweiter Signale pro Zeiteinheit benötigt wird, als wenn das Faserband mit einer geringeren Liefergeschwindigkeit produziert wird.
Für einzelne Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, wenn der Algorithmus zur Bildung des zweiten Signals abhängig vom Material des Faserbandes ist. Viscose, Baumwolle, Polyester oder andere Materialien reagieren sehr unterschiedlich auf die Verzugskräfte im Streckwerk. Die unterschiedliche Verarbeitung der ersten digitalen Signale kann hier hinsichtlich der Geschwindigkeit der Verarbeitung der Signale oder auch der Größe der Signale einen Ausgleich schaffen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn jeweils eine vorbestimmte Anzahl erster Signale unter Berücksichtigung der Materialgeschwindigkeit übersprungen wird, und daß das so ausgewählte Signal als zweites Signal dient. Dies bedeutet, daß aus der zur Verfügung gestellten großen Anzahl erster digitaler Signale nur einzelne Signale ausgewählt werden. Dies reduziert die Menge der Signale und somit den Aufwand bei der Weiterverarbeitung. Wird beispielsweise nur jedes 50. erste Signal ausgewählt; so ist der Weiterverarbeitungsaufwand entsprechend geringer. Bei einer Vielzahl der Anwendungen führt dies trotzdem zu sehr guten Ergebnissen und Aussagen über den Zustand des mindestens einen Faserbandes.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird aus einer vorbestimmter Anzahl erster' digitaler Signale der Mittelwert gebildet, welcher sodann das zweite digitale Signal darstellt. Kurzzeitige Schwankungen im Zustand des mindestens einen Faserbandes, welche für die Weiterverarbeitung oder Bewertung des oder der Faserbänder unberücksichtigt bleiben können, werden auf diese Weise gemittelt und stellen eine ausreichende Beschreibung des Faserbandzustandes dar. Entsprechen die übersprungenen oder den Mittelwert bildenden ersten Signale einer vorbestimmten Länge des mindestens einen Faserbandes, so kann davon ausgegangen werden, daß entsprechend dieser vorbestimmten Länge jeweils ein Meßwert zur Charakterisierung des Faserbandzustandes gebildet wird. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Länge zwischen 1 und 10 mm des mindestens einen Faserbandes erwiesen, innerhalb welcher zumindest ein Zustandssignal erzeugt werden soll.
Eine Datenreduktion kann alternativ oder zusätzlich auch vom Übergang der zweiten zu den dritten digitalen Signalen erfolgen. Die obigen Ausführungen zur Verarbeitung der ersten digitalen Signale zu zweiten digitalen Signalen sind entsprechend übertragbar auf die Verarbeitung der zweiten digitalen Signale zu dritten digitalen Signalen.
Bei entsprechend ausgebildeten Einrichtungen, welche das zweite bzw. das dritte Signal verarbeiten müssen, kann es angebracht sein, wenn das zweite bzw. dritte digitale Signal vor seiner Weiterverwendung in ein analoges Signal umgewandelt wird. Im Falle des dritten digitalen Signals kann es nach Analogwandlung beispielsweise einem Servoregler zugeführt werden, welcher z.B. über ein Differentialgetriebe einzelne Streck- werkswalzen des Streckwerks mit variierender Geschwindigkeit antreibt. In einer Alternative sind Einzelantriebe für die Streckwerkswalzen vorgesehen, die in entsprechen- den Regelkreisen angeordnet sind und bei denen die Regler die Signale erhalten.
Statt der Umwandlung in ein analoges Signal kann das dritte Signal in einer vorteilhaften Ausführungsform als digitales Signal weiterverarbeitet werden, vorzugsweise in einem zur Einstellung mindestens einer Streckwerkswalze dienenden Regler mit digitalen Eingängen. Der Regler kann hierbei wiederum ein Servoregler oder ein Regler für einen Einzelantrieb sein.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Auswertung von Signalen eines Sensors ist dessen Resonator die genannte Hochfrequenzeinrichtung zur Erzeugung eines ersten digitalen Signals aus den Hochfrequenzsignalen des Mikrowellensensors zugeordnet. Eine derartige Hochfrequenzeinrichtung stellt insbesondere eine Mikrowellenkarte dar. Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Prozessoreinheit zur Erzeugung des zweiten und ggf. des dritten digitalen Signals auf, wobei das zweite digitale Signal die momentane Bandfeinheit oder Bandmasse repräsentiert. Der Sensor kann am Einlauf und/oder am Auslauf des Streckwerks angeordnet sein. Ist er am Einlauf des Streckwerks angeordnet, so dient er insbesondere der Messung des mindestens einen einlaufenden Faserbandes und der Regulierung der Geschwindigkeit von Streckwerks- walzen des Streckwerks. Am Auslauf wird der Sensor zur Überprüfung der Qualität des verstreckten Faserbandes verwendet. Darüber hinaus kann das Signal zur Regelung des Streckwerks verwendet werden.
Ist die Hochfrequenzeinrichtung gemäß der Erifindung in unmittelbarer Nähe des Sensors angeordnet, so ist es möglich, eine besonders kurze Kabelverbindung zwischen Sensor und Hochfrequenzeinrichtung zu verwenden. Das Kabel, welches Hochfre- quenzsignale überträgt, wirkt als Antenne und könnte bei einer zu großen Länge die Signale verfälschen. Die Genauigkeit der Messung des Faserbandes würde darunter leiden. Nachdem die modernen Streckwerke extrem genau arbeiten, würde dies zu unzulässigen Meßergebnissen, insbesondere bei den hochpräzisen Regulierstrecken, führen. Im Falle eines Auslaufsensors bietet zudem die unmittelbare Nähe von Sensor und Hochfrequenzeinrichtung erhebliche Vorteile hinsichtlich der Präzision der Qualitätsinformationen über das auslaufende Faserband, wenn die von der Hochfrequenzeinrichtung erzeugten ersten digitalen Signale ohne Datenreduktion zu zweiten digitalen Signalen verarbeitet werden.
Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, den Abstand der Hochfrequenzeinrichtung von dem Sensor, d.h. insbesondere die Kabellänge zwischen Hochfrequenzeinrichtung und Sensor möglichst kurz, jedoch nicht länger als 1,5 m zu wählen. Je kürzer das Kabel ist, desto präziser und mit geringeren Übertragungsfehlern können die analogen Mikrowellenresonanzsignale an die Hochfrequenzeinrichtung übertragen werden und somit eine entsprechend präzisere Messung des Faserbandes bewirken.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Hochfrequenzeinrichtungen und/oder Prozessoreinheiten für Einlauf- und Auslaufsensor über Kommunikationsleitungen miteinander verbunden sind. Die jeweiligen Ergebnisse der Auswertung der Faserbandzustände vor dem Streckwerk und nach dem Streckwerk können verglichen und gegebenenfalls korrigiert werden. Es besteht hierdurch auch die Möglichkeit einen geschlossenen Regelkreis zu bilden, um eine präzise Vergleichmäßigung des Faserbandes zu ermöglichen.
Besonders kostengünstig ist es, wenn die Hochfrequenzeinrichtungen und/oder Pro- zessoreinheiten für Einlauf- und Auslaufsensor in einer Baueinheit zusammengefaßt sind. Nachdem die Resonatoren der Mikrowellensensoren im Gegensatz zu den herkömmlichen Sensoren sehr nahe an dem Streckwerk angeordnet werden können, ist es möglich, die Kabellängen entsprechend kurz auszuführen, so daß keine Störsignale einwirken oder erzeugt werden. Aus diesem Grunde ist es möglich, die Hochfre- quenzeinrichtungen und Prozessoreinheiten des Einlauf- und Auslaufsensors in einer Baueinheit zusammenzufassen. Reaktionsgeschwindigkeiten auf Grund von Verarbeitungszeiten und Herstellkosten werden hierdurch günstig beeinflußt.
Mit einer entsprechend hochwertigen Technik ist es auch möglich und im Einzelfall vorteilhaft, wenn für den Einlauf- und Auslaufsensor eine einzige Hochfrequenzeinrich- tung und/oder eine einzige Prozessoreinheit verwendet wird. Sind die Hochfrequenzeinrichtung und die Prozessoreinheit so ausgeführt, daß sie die eingehenden Signale entsprechend schnell verarbeiten können, so kann es ausreichend sein, jeweils nur eine Einrichtung bzw. Einheit zu verwenden, welche sowohl für den Einlauf- als auch für den Auslaufsensor zuständig ist. Bei einer sinnvollen Aufteilung der Rechen- und Speicherkapazität für die Daten des Einlaufsensors einerseits und des Auslaufsensors andererseits können somit Kosten für weitere Hochfrequenzeinrichtungen und Prozessoren eingespart werden.
Auch für den Fall, daß eine Prozessoreinheit für die Erzeugung der zweiten sowie der dritten digitalen Signale (sowie ggf. zusätzlich für die Taktung der Hochfrequenzeinrichtung) zuständig ist, welche von den Signalen eines Einlaufsensors stammen, ist eine effiziente Aufteilung der Speicher- und Rechenleistung sinnvoll. Wird beispielsweise nur jedes fünfte Signal der ersten digitalen Signale zur Erzeugung des zweiten digitalen Signals verwendet, bleibt in aller Regel genügend Rechenleistung zur Berechnung der dritten digitalen Signale, d.h. der Regulierungswerte.
Vorteilhafterweise dient der Einlaufsensor zur Erzeugung von Signalen, welche zur Regulierung des Streckwerks verwendet werden. Der Auslaufsensor dient im allgemeinen der Erzeugung von Signalen zur Qualitätsüberwachung des versteckten Faserbandes. Diese Signale können zusätzlich verwendet werden zur Regelung des Streckwerks.
Vorteilhafterweise wird der digitale Datentransfer zumindest teilweise mittels Bussystemen realisiert, z.B. mittels CAN-Busverbindungen. Weitere Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein vereinfachtes Blockbild eines Streckwerks mit Mikrowellensensoren;
Figur 2 eine Prinzipdarstellung einer Elektronikschaltung mit Mikrowellensensor am Einlauf und am Auslauf eines Streckwerks;
Figur 3 eine Prinzipdarstellung einer zusammengefaßten Elektronikschaltung für einen Ein- und einen Auslaufsensor;
Figur 4 eine Prinzipdarstellung einer einzigen Verarbeitungseinrichtung für einen Ein- und einen Auslaufsensor;
Figur 5 eine Prinzipdarstellung einer teilweise getrennt aufgebauten Elektronikschaltung für einen Ein- und einen Auslaufsensor, und
Figur 6 eine Prinzipdarstellung einer teilweise getrennt aufgebauten Elektronikschaltung für einen Ein- und einen Auslaufsensor mit einer zusätzlichen Prozessoreinheit.
In Figur 1 ist ein vereinfachtes Blockbild eines Streckwerks 1 mit Mikrowellensensoren dargestellt. In das Streckwerk 1 läuft ein Faserband 2 in Pfeilrichtung hinein und als verstrecktes Faserband 2' wieder heraus. Üblicherweise befinden sich am Einlauf des Streckwerks 1 mehrere Faserbänder 2, welche durch das Streckwerk 1 zu einem Faserband 2' am Auslauf des Streckwerks 1 zusammengefaßt bzw. verstreckt wurden.
Am Einlauf des Streckwerks 1 ist ein Einlaufsensor 3 angeordnet. Der Einlaufsensor 3 arbeitet mit Mikrowellentechnologie und ermittelt den Zustand des oder der einlaufen- den Faserbänder 2. Das von der dem Einlaufsensor 3 nachgeschalteten Verarbeitungseinheit 12 erzeugte Signal wird an eine Steuerung 5 der Maschine weitergeleitet. In die Steuerung 5 wird bei dem hier dargestellten Blockbild auch das Signal einer dem einem Auslaufsensor 4 nachgeschalteten Verarbeitungseinheit 12' geleitet. Der fakultative Auslaufsensor 4 ist hierbei am Auslauf des Streckwerks 1 angeordnet ist. Es ist nicht in jedem Falle erforderiich, daß an dem Streckwerk 1 sowohl ein Einlauf- als auch ein Auslaufsensor 3, 4 angeordnet sind. Üblicherweise ist der Auslaufsensor 4 nur dann erforderlich, wenn das Streckergebnis des Streckwerks 1 überprüft und ausgewertet oder in eine Regelung des Streckwerks 1 eingebracht werden soll.
Das in der Verarbeitungseinheit 12 digital verarbeitete Signal wird von dessen Ausgang in der Steuerung 5 einer Regulierung 6 zugeführt. Weist die Steuerung 5 einen analogen Eingang auf, wird das Signal entweder schon in der Verarbeitungseinheit 12 entsprechend gewandelt oder auch erst in der Steuerung 5. Dieses analoge Signal der Regulierung 6 wird einem Servoverstärker bzw. Servoregler 8 und einem damit verbun- denen Servomotor 9 übermittelt. Der Servomotor 9 treibt über ein Differentialgetriebe 10 Teile des Streckwerks 1 mit variierender Geschwindigkeit an, um unterschiedliche Zustände der Faserbänder 2 am Einlauf des Streckwerks 1 auszugleichen.
Das Signal der Verarbeitungseinheit 12' des Mikrowellenauslaufsensors 4 wird einer Qualitätsüberwachung 7 zugeführt, die in einer nicht dargestellten Ausführungsform auch in der Verarbeitungseinheit 12' integriert sein kann. Hier können statistische Auswertungen oder visuelle Darstellungen des erzielten Streckergebnisses erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich können diese Ergebnisse in die Regulierung 6 oder eine Regelung des Streckwerks 1 einfließen.
Die Bedienung und/oder Visualisierung der gewünschten und erhaltenen Streckergebnisse sowie eventuell die Eingabe verschiedener Parameter erfolgt über eine Bedienoberfläche 11 , welche mit der Steuerung 5 verbunden ist.
Figur 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Elektronikschaltung für einen Einlaufsensor 3 und einen Auslaufsensor 4, von denen in allen Figuren lediglich die Resonatoren angedeutet sind. Die üblichen, zur Erzeugung der Mikrowellen benötigten Einrichtungen (Mikrowellengenerator) sowie Ein- und Auskoppelelemente, Zirkulatoren usw. sind der Einfachheit nicht dargestellt. Mit dem Einlaufsensor 3 ist eine Verarbeitungseinheit 12 verbunden. In der Verarbeitungseinheit 12 sind eine als Mikrowellenkarte ausgebildete Hochfrequenzeinrichtung 13, eine Prozessorkarte 14 eines Mikroprozessors, eine Stromversorgung 15 und eventuell weitere, nicht dargestellte Auswerte- oder Versorgungseinrichtungen oder Schnittstellen angeordnet. Die mit dem Einlaufsensor 3 erzeugten analogen Signale werden der Mikrowellenkarte 13 zugeführt. Die Mikrowellen- karte 13 arbeitet mit Hochfrequenztechnik. Ein kurzer Abstand zwischen dem Sensor 3 und der Mikrowellenkarte 13 ist wichtig, da aufgrund der kurzen Kabellänge eventuell auftretende Störsignale und Übertragungsfehler vermieden werden können. Mit Hilfe der Mikrowellenkarte 13 werden erste digitale Signale erzeugt. Diese ersten digitalen Signale werden in der darauffolgenden Prozessorkarte 14 weiter verarbeitet in zweite digitale Signale. Diese zweiten digitalen Signale, welche nach einem vorbestimmten Algorithmus erzeugt werden, repräsentieren die momentane Bandfeinheit oder Bandmasse des mindestens einen Faserbandes 2. Aus den zweiten digitalen Signale werden dritte digitale Signale berechnet, welche zur Regulierung des Streckwerks 1 dienen, wobei die eigentlichen Regulierungssignale entweder in digitaler Form bleiben oder auch in analoge Signale umgewandelt werden können. Eine Umwandlung in analoge Signale kann vorliegend entweder mit der Prozessorkarte 14 oder in der Regulierung 6 der Figur 1 erfolgen.
Mit einem ähnlichen Aufbau wie beim Einlaufsensor 3 arbeitet auch der Auslaufsensor 4. Die Signale des Auslaufsensors 4 werden der Mikrowellenkarte 13' zugeführt. Diese ersten digitalen Signale werden schließlich in der Prozessorkarte 14' in zweite digitale Signale gemäß einem auch hier vorbestimmten, gegebenenfalls von dem Einlaufsensor 3 abweichenden Algorithmus weiter verarbeitet. Diese weiterverarbeiteten zweiten Signale dienen der Qualitätsüberwachung des auslaufenden Faserbandes 2' und reprä- sentieren ebenfalls die Bandfeinheit oder Bandmasse. Eine Stromversorgung und eventuell weitere Ein- oder Ausgänge sind mit dem Kasten 15' angedeutet.
Die Algorithmen zur Erzeugung des zweiten digitalen Signals sind vorzugsweise zur Datenreduzierung der ersten digitalen Signale ausgelegt, wobei beispielsweise einzelne erste digitale Signale übersprungen oder gemittelt werden. Hierdurch lassen sich Rechnerkapazitäten sparen bzw. für andere Aufgaben einsetzen, beispielsweise der Berechnung der dritten digitalen Signale und/oder der Taktung der Mikrowellenkarte(n) 13. Auch die Berechnung der dritten digitalen Signale aus den zweiten digitalen Signalen kann von einer Datenreduktion Gebrauch machen.
Des weiteren kann der Algorithmus zur Bildung des zweiten Signals und/oder des dritten Signals eine Funktion der Geschwindigkeit des mindestens einen Faserbandes 2 und/oder abhängig von dessen Material sein. In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel als Prinzipskizze dargestellt. Die Auswerteeinheiten 13, 13' und 14, 14' sind in einer gemeinsamen Verarbeitungseinheit 12" angeordnet. Die Mikrowellenkarten 13 des Einlaufsensors und 13' des Auslaufsensors 4 kommunizieren miteinander und können somit Ergebnisse austauschen und gegebe- nenfalls für die eigene Auswertung einsetzen. Gleiches gilt für die Prozessorkarte 14 des Einlaufsensors 3 und die Prozessorkarte 14' des Auslaufsensors 4. Auch diese kommunizieren miteinander und können gegebenenfalls die Qualitätsdaten des auslaufenden Faserbandes 2' für die Regulierungssignale einsetzen. Auch ist es bei einer derartigen Verschaltung der Prozessorkarten 14, 14' gegebenenfalls möglich, deren Rechenkapazitäten besser auszunutzen. Bei einer derartigen Bauausführung ist ein schneller Datenaustausch und darüber hinaus eine kostengünstige Bauweise zu erzielen. In den meisten Fällen ist es ausreichend, eine gemeinsame Stromversorgung und Datenschnittstelle 15" einzusetzen.
Figur 4 zeigt eine weitere Zusammenfassung in Form der Verarbeitungseinheit 12'". Bei einer entsprechend leistungsfähigen Technik ist es ausreichend, wenn lediglich eine Mikrowelienkarte 13" und eine Prozessorkarte 14" für den Einlaufsensor 3 und den Auslaufsensor 4 verwendet wird. Die entsprechenden Signale der Sensoren 3 und 4 können in einer einzigen Mikrowellenkarte 13" verarbeitet und an die Prozessorkarte 14" übergeben werden. Die Prozessorkarte 14" kann gleichzeitig die Signale der Mikrowellenkarte 13" verarbeiten und einerseits in Bandfeinheitssignale und anschließend in Regulierungssignale und andererseits in Qualitätsüberwachungssignale (also auch Bandfeinheitssignale) umwandeln. Die Auswertung der Signale des Einlauf- und Auslaufsensors 3, 4 ist auf diese Weise besonders schnell durchführbar. Eine derartige Lö- sung erfordert jedoch entsprechend leistungsstarke Mikrowellen- und Prozessorkarten, welche hauptsächlich für sehr anspruchsvolle Anwendungen vorteilhaft sind.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Aufbaus eines Mikrowellensensors am Einlauf und am Auslauf in Verbindung mit der Weiterverarbeitung der Signale. Am Einlaufsensor 3 ist lediglich die Mikrowellenkarte 13 angeordnet. Gleiches gilt für den Auslaufsensor 4. Auch hier ist lediglich die Mikrowellenkarte 13' vorgesehen. Die erforderlichen Kabellängen von dem Sensor 3, 4 zur jeweiligen Mikrowellenkarte 13 bzw. 13' können hierdurch sehr kurz gehalten werden. Das in der Mikrowellenkarte 13 bzw. 13' erzeugte Signal wird an eine gemeinsame Prozessorkarte 14" in einer Verarbeitungs- einheit 12"" gesandt. Die gemeinsame Prozessorkarte 14" verarbeitet die so erhaltenen Signale und gibt sie als Regulierungssignale, die aus zunächst berechneten Bandfeinheitssignalen ermittelt wurden, oder als Qualitätsüberwachungssignale weiter (s. Pfeil). Bei dieser Ausführung der Erfindung ist lediglich ein leistungsstarker Mikroprozessor erforderlich, welcher die beiden Signale vom Einlaufsensor 3 und Auslaufsensor 4 schnell verarbeiten kann. Es kann eine einzige Stromversorgung 15" vorgesehen sein, welche über die Verbindungsleitungen auch die Sensoren 3, 4 und die entsprechenden Mikrowellenkarten 13 und 13' versorgt.
Eine alternative Ausführungsform ist in der Figur 6 dargestellt. Hierbei berechnet die gemeinsame Prozessorkarte 14" lediglich die Bandfeinheitswerte zumindest der Signale des Einlaufsensors 3. Diese Bandfeinheitswerte stellen entweder die von der Prozessorkarte 14" erzeugten zweiten digitalen Signale dar oder sind aus diesen zweiten digitalen Signalen berechnet. Die Bandfeinheitswerte werden dann in digitaler Form einer weiteren Prozessoreinheit 24 zugeführt, um Regulierungswerte, welche in der ge- wählten Terminologie die dritten digitalen Signale darstellen, zur Einstellung des regulierbaren Streckwerks zu berechnen (s. Pfeil). Zu diesen Regulierungswerten zählen insbesondere Werte bezüglich Regeleinsatzpunkt und/oder Regulierintensität. Die Signale vom Auslaufsensors 4 werden entweder ausschließlich in der gemeinsamen Prozessorkarte 14"oder in der Prozessoreinheit 24 verarbeitet. Mit der Prozessorkarte 14" und/oder der Prozessoreinheit 24 ist zweckmäßigerweise ein nicht dargestelltes Display verbunden, um einem Bediener eine Visualisierung zu ermöglichen, ggf. zusätzlich mit der Möglichkeit der Eingabe von Maschinen-Parameterwerten über eine Bedieneroberfläche (s. Figur 1).
Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen wird die Taktung der Mikrowellenkarten vorzugsweise von einem der dargestellten Prozessoreinheiten bzw. Prozessorkarten mitübernommen.
Mittels der Erfindung ist es beispielsweise möglich, in einer vorbetrieblichen Phase au- tomatische Maschineneinstellungen vorzunehmen, insbesondere den Regeleinsatzpunkt und die Regelintensität bei einem Regulierstreckwerk zumindest grob voreinzustellen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele be- schränkt. Insbesondere können auch andere als Mikrowellensensoren nach dem erfin- dungsgemäßen Verfahren betrieben werden. Auch sind weitere, nicht beschriebene Kombinationen im Rahmen der Erfindung von den unabhängigen Patentansprüchen mit umfaßt. Die Erfindung läßt sich insbesondere bei Karden, Strecken sowie Kämmmaschinen mit einem Streckwerk einsetzen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Auswertung von Signalen eines Sensors (3, 4), insbesondere eines Mikrowellensensors (3, 4), zur Erfassung der Dicke, Masse, Dichte und/oder Feuchtigkeit mindestens eines in Bezug auf den Sensor (3, 4) bewegten Faserbandes (2) an einem Streckwerk (1), wobei eine dem Sensor (3, 4) zugeordnete Hochfrequenzeinrichtung (13) pro Zeiteinheit eine Anzahl erster digitaler Signale über den aktuellen Zustand des mindestens einen Faserbandes (2) in digitaler Form erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß aus den zur Verfügung gestellten ersten digitalen Signalen gemäß einem Algorithmus ein zweites digitales Signal gebildet wird, welches die momentane Bandfeinheit oder die Bandmasse des mindestens einen Faserbandes (2) repräsentiert und welches anschließend zur Regulierung des Streckwerks (1) und/oder zur Beurteilung der Faserbandqualität verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ohne zwischenzeitliche Wandlung in analoge Signale aus dem zweiten digitalen Signal gemäß einem Algorithmus ein drittes digitales Signal erzeugt wird, welches Regulierungswerte zur Regulierung des Streckwerks repräsentiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Algorithmus zur Bildung des zweiten Signals und/oder des dritten Signals eine Funktion der Geschwindigkeit des mindestens einen Faserbandes (2) ist.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Algorithmus zur Bildung des zweiten Signals und/oder des dritten Signals abhängig vom Material des mindestens einen Faserbandes (2) ist.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß jeweils eine vorbestimmte Anzahl erster Signale übersprungen wird, und daß das so ausgewählte Signal als zweites Signal dient.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine vorbestimmte Anzahl zweiter Signale übersprungen wird, und daß das so ausgewählte Signal als drittes Signal dient.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer vorbestimmten Anzahl erster Signale der Mittelwert gebildet wird, welcher als zweites Signal dient.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer vorbestimmten Anzahl zweiter Signale der Mittelwert gebildet wird, welcher als drittes Signal dient.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die übersprungenen oder den Mittelwert bildenden ersten oder zweiten Signale einer vorbestimmten Länge des mindestens einen Faserbandes (2), vorzugsweise einer Länge zwischen 1 mm und 10 mm, entsprechen.
10.Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite oder dritte digitale Signal vor seiner Weiterverwendung in ein analoges Signal umgewandelt wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet daß das dritte digitale Signal in analoger oder digitaler Form auf den Eingang eines Reglers zur Regulierung des Streckwerks geschaltet wird.
12. Vorrichtung zur Auswertung von Signalen eines Sensors (3, 4), insbesondere eines Mikrowellensensors (3, 4), zur Erfassung der Dicke, Masse, Dichte und/oder Feuch- tigkeit mindestens eines in Bezug auf den Sensor (3, 4) bewegten Faserbandes (2) an einem Streckwerk (1), dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3, 4) am Einlauf und/oder Auslauf des Streckwerks (1) angeordnet ist, daß dem Sensor (3, 4) eine Hochfrequenzeinrichtung (13) zur Erzeugung erster digitaler Signale und eine Prozessoreinheit (14) zur Erzeugung zweiter digitaler Signale aus den ersten digitalen Signalen zugeordnet ist, wobei die zweiten digitalen Signale die momentane Bandfeinheit oder die Bandmasse wiedergeben und wobei zumindest die Hochfrequenzeinrichtung (13) in unmittelbarer Nähe des Sensors (3, 4) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß die die zweiten digitalen Signale erzeugende Prozessoreinheit (14) oder eine weitere Prozessoreinheit (24) zur Berechnung von Regulierungswerten als dritte digitale Signale zur Einstellung des regulierbaren Streckwerks (1) anhand der digitalen Bandfeinheits- oder Bandmassewerte ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessoreinheit (14; 24) zur Reduzierung der Anzahl der ersten bzw. zweiten digitalen Signale mittels des Algorithmus ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab- stand der Hochfrequenzeinrichtung (13) von dem Sensor (3, 4) nicht größer als 1,5 m ist.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzeinrichtung(en) (13) und/oder Prozessoreinheit(en) (14) für Einlauf- und Auslaufsensor (3, 4) über Kommunikationsleitungen miteinander verbunden sind.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzeinrichtung(en) (13) und/oder Prozessoreinheit(en) (14) für Einlauf- und Auslaufsensor (3, 4) in einer Baueinheit (12) zusammengefaßt sind.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für Einlauf- und Auslaufsensor (3, 4) eine einzige Hochfrequenzein- richtung (13) und/oder Prozessoreinheit (14) vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufsensor (3) Signale zur Regulierung des Streckwerks (1) und der Auslaufsensor (4) Signale zur Qualitätsüberwachung des mindestens einen Faserbandes (2) liefert.
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaufsensor (4) Signale zur Regulierung des Streckwerks (1) liefert.
2 I.Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf- und/oder der Auslaufsensor (3, 4) Signale zur automatischen Einstellung von Maschineneinstellungen liefert.
22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessoreinheit (14) auch zur Taktung der Hochfrequenzeinrich- tung(en) (13), vorzugsweise mindestens einer Mikrowellenkarte, ausgebildet ist.
23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß eine einzige Prozessoreinheit (14) zur Taktung der Hochfrequenzein- richtung(en) (13), zur Berechnung der zweiten digitalen sowie der dritten digitalen Signale vorgesehen ist.
24. Textilmaschine mit einem Streckwerk und mit einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche.
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