TWI388826B - 纖維監控裝置及方法 - Google Patents

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Description

纖維監控裝置及方法
本發明關於一種用於監控多細絲(filament)纖維之生產的機構。特定言之，本發明關於一種即時監控多細絲纖維之物理特性的方法及裝置。
在紡織品生產作業中，合成纖維係從一〝紡拉成形(spin－draw)〞程序形成，其中一熔融聚合物譬如聚酯或尼龍被紡成細絲，且被捻在一起而形成單一纖維。然後該紡製纖維被拉伸，改變纖維的彈力、抗拉強度和直徑。在製程當中，通常將一液態乳液或〝整理劑(finish)〞施加於該纖維以潤滑細絲並藉此減少因纖維通過處理設備之移動而產生的靜電。此外，通常藉由將已拉伸纖維暴露於一增壓空氣噴流而在纖維內形成交織節點，藉此使各細絲沿該纖維於規律間隔處黏結在一起。
纖維鬆實度(bulk)、整理劑(finish)、纖度(denier)、或交織節點分佈缺乏均勻度(irregularity)可導致纖維纏結或斷裂，或在織造過程中導致纖維染色不均，造成末端使用者之高成本的生產線停機。因此，過去已嘗試在生產纖維之時就即時監控纖維的物理特性，藉以在纖維被送交末端使用者之前找出纖維缺陷。
舉例來說，Fabbri(US 4,706,014)和Meyer(US 5,394,096)利用一電容式感測器來各別測量一聚合物纖維的直徑和纖度。但是，電容式感測器僅能偵測大幅纖度變動。此外，不可能利用一電容式感測器監控對於紡織品使用者很重要的其他纖維特性，譬如整理劑、鬆實度、節點計數和節點品質。
Sakai(US 4,491,831)利用一光電電晶體來偵測紗線不勻度。該光電電晶體回應紗線不勻度而產生一類比信號。該類比信號被數位化、然後經過即時頻率分析，藉此偵測週期性和非週期性的紗線不規則。但是，不可能利用一光電電晶體監控對於紡織品使用者很重要的其他纖維特性，譬如整理劑、鬆實度、節點計數和節點品質。
Felix(US 4,888,944)監控一對參數譬如紗線張力和速度以偵測纖度變化、細絲斷裂、及整理劑不存在。但是，不可能利用其揭示的監控參數來監控對於紡織品使用者很重要的其他纖維特性，譬如鬆實度、節點計數和節點品質。
Instrumar Ltd.(CA 2,254,426)利用一電場感測器即時(real－time)地測量纖維物理特性。一纖維在其被拉過感測器時之物理特性變化導致電極內感應生成一電流。該感應電流之強度和相位的變化對上已知纖維輪廓的比較會允許Instrumar即時地監控已拉伸纖維之纖度、整理劑和交織。但是，電極對於纖維附近的電場變化敏感，因而降低感測器對於想要的纖維特性之靈敏度。此外，不可能利用所述感測器量測來監控對於紡織品使用者很重要的其他纖維特性，譬如鬆實度和節點品質。
因此，仍需要一種用於即時監控多細絲纖維之物理特性的改良機構。
依據本發明之一第一觀點，在此提出一種以電腦為基礎之纖維生產監控系統，其包含至少一感測器及一與該至少一感測器聯絡的電腦伺服器。該感測器被規劃用以在一纖維於一紡絲流水線上被拉過該感測器且被捲繞到一捲筒(bobbin)上時提供該纖維之至少一物理特性的示值(indication)。該電腦伺服器被規劃用以從該示值以每個紡絲流水線(及/或每個捲筒)為基準提供該至少一物理特性的分析。
依據本發明之一實施例，該纖維生產監控系統亦包含一用於留存該等示值的量測資料庫，且該電腦伺服器被規劃用以提供至少一物理特性之分析的歷史紀錄。該電腦伺服器亦被規劃用以比較每一示值與一針對該物理特性建立的製程極限值，並且依據每一示值相對於相關製程極限值的偏差而引動一警報器。在一變異型中，該電腦伺服器被規劃用以比較每一示值與針對每一物理特性建立的各別製程極限值，並且依據該等示值之至少二者相對於相關製程極限值的偏差而啟動一警報器。
較佳來說，該等示值包含物理特性之定期量測值，且該感測器被規劃用以局部地(locally)緩衝取得的量測值，並且用以在從該電腦伺服器收到一資料請求後將該等經緩衝的量測值發送給該電腦伺服器。此外，較佳來說該感測器包含一電場感測器及一耦接到該電場感測器的感測器處理單元，且該感測器處理單元被規劃用以藉由監控因該纖維被拉過該電場感測器而在該電場感測器內感應生成之一電流信號的振幅來提供該至少一量測值。
依據本發明之一第二觀點，該電場感測器包含：一絕緣基板；被配置在該基板上的複數個非接觸式電極；以及被耦接到該等電極並且橫貫該基板延伸的複數個導體。較佳來說，該電場感測器亦包含一被配置在該等電極上方的絕緣體，且該等電極包含一第一電極部分和一與該第一電極部分交錯的第二電極部分。該等導體包含一第一導體部分和一第二導體部分，該等導體之第一部分被耦接到該第一電極部分，該等電極之第二部分被耦接到該第二電極部分。該絕緣體包含陶瓷或玻璃，以礬土為較佳陶瓷。此外，該等電極被配置在該基板上相互平行，且該等導體包含相對該等電極成一直角延伸的通道。
依據本發明之一第三觀點，在此提出一種以電腦為基礎之監控纖維生產的方法，其涉及以下步驟：(1)在一電腦伺服器接收資料，每一該資料與一紡絲流水線相關且包含一纖維在其被拉過該紡絲流水線上之一感測器且被捲繞到一捲筒上時之至少一物理特性的示值；且(2)從該示值以每個紡絲流水線(及/或每個捲筒)為基準提供該至少一物理特性之一分析。
依據本發明之一實施例，該電腦伺服器包含一用於留存該示值的檔案(archive)，且該分析提供步驟包含提供該至少一物理特性之分析的歷史紀錄。該電腦伺服器比較每一示值與一針對該物理特性建立的製程極限值；且依據每一示值相對於相關製程極限值的偏差而引動一警報器。在一變異型中，每一資料封包包含複數個示值，每一示值與該等物理特性之相應一者相關，且該接收步驟包含以下步驟：(i)在該電腦伺服器比較每一示值與針對每一物理特性建立之一相應製程極限值；且(ii)依據該等示值之至少二者相對於相關製程極限值的偏差而引動一警報器。
依據本發明之一第四觀點，在此提出一種以電腦為基礎之監控紡絲流水線上之纖維生產的方法，該方法包含以下步驟：(1)監控因一纖維被拉過一電場感測器而在該感測器感應生成之一電流信號的振幅；(2)從該振幅之量測值偵測該電流信號中的波峰和波谷；且(3)從該等測得波峰和波谷判斷該纖維之一物理特質。
依據本發明之一實施例，該偵測步驟包含以下步驟：(i)從該等振幅量測值識別出振幅區域極小值和極大值；(ii)計算該等區域極大值相對於該等區域極小值的高度；且(iii)排除該等區域極大值當中具有小於一預定閾值(threshold)之相關計算高度的區域極大值。
一般而言，每一未被排除的區域極大值在該等區域極小值之一者之前有一段各別時間長度，且該方法亦包含以下步驟：(iv)排除該等未被排除的區域極大值當中具有大於一閾最大時間之相關時間段的區域極大值；(v)排除該等未被排除的區域極大值當中具有小於一閾最小時間之相關時間段的區域極大值；且(vi)留存剩下未被排除的區域極大值。
在一變異型中，該待判斷的物理特質是節點計數，且該物理特質判斷步驟包含以下步驟：(a)將該等振幅量測值劃分成多個時距；且(b)就每一該時距，從相關留存區域極大值計算一相應節點計數。在另一變異型中，該物理特質是節點品質，且該物理特質判斷步驟包含就每一該時距以該相關節點計數計算相關高度之一平均值。
依據本發明之一第五觀點，在此提出一種以電腦為基礎之監控紡絲流水線上之纖維生產的方法，該方法包含以下步驟：(1)監控一被配置在一紡絲流水線上的電場感測器之一輸出；(2)從該電場感測器測得之一平均電流、一穩態噪訊及一節點計數其中一者的增加來偵測一纖維被拉過該感測器的存在；且(3)從該電場感測器測得之平均電流、節點計數及一瞬態噪訊的減少來偵測該纖維的斷裂，此種減少和瞬態噪訊在時間方面有重疊。
依據本發明之一實施例，該平均電流係藉由偵測該電場感測器內感應生成之一電流之振幅的波峰並計算振幅之一平均值而判斷。該平均振幅係藉由將該等波峰劃分成多個時距且計算每一該時距內該等波峰之幅度之一平均值的中間值而判斷。該噪訊係藉由偵測該電場感測器內感應生成之一電流之振幅的波峰、將該等波峰劃分成多個時距且加總每一該時距內該等波峰的振幅而判斷。節點計數係藉由偵測該電場感測器內感應生成之一電流之振幅的波峰且從偵測到的波峰計算一節點計數而判斷。該節點計數係藉由將該等波峰劃分成多個時距且計算每一該時距之波峰而算出。
依據本發明之一第六觀點，在此提出一種以電腦為基礎之監控紡絲流水線上之纖維生產的方法，該方法包含以下步驟：(1)監控複數個電場感測器之一輸出，每一感測器係被配置在複數個紡絲流水線之相應一者上，每一該紡絲流水線載送一多細絲纖維；且(2)從每一該纖維被拉過相應電場感測器時在該等電場感測器內感應生成之一電流信號之振幅的變化，偵測來自該等紡絲流水線之一者之一細絲在該等紡絲流水線之另一者之纖維內的存在。
依據本發明之一實施例，一細絲之存在係藉由監控一紡絲流水線上之振幅之一正向變化且監控另一紡絲流水線上之振幅之一負向變化而偵測。
 1.纖維生產監控系統：概論
今翻到圖1，圖中示出一整體標示為100的以電腦為基礎之纖維生產監控系統，其包含複數個感測器200、一感測器監視器300、一電腦伺服器400、一互連感測器200與感測器監視器300的區域網路102、及一互連感測器監視器300與電腦伺服器400的通訊網路104。視需要，纖維生產監控系統100包含一定居在電腦伺服器400內的量測資料庫450；一個人電腦480；及一互連電腦伺服器400與個人電腦480的通訊網路110。
較佳來說，區域網路102包含一裝置網匯流排(DeviceNet bus)，然亦可使用其他網路協定。較佳來說，通訊網路104包含一有線區域乙太網路。但是，通訊網路104亦可採用其他網路協定，且可包含一廣域網路或一無線網路。此外，雖說圖中顯示纖維生產監控系統100包含多個感測器200，纖維生產監控系統100僅需包含單一個感測器200。
較佳來說，通訊網路110是一區域乙太(Ethernet)網路，但本發明並不侷限於此。
2.感測器
每一感測器200通常被配置在多捲筒纖維生產線之一紡絲流水線上。該多捲筒纖維生產線具有多個噴絲頭，每一噴絲頭從一聚合物生產出數條細絲。然後拉伸該等細絲並將其合併成數條多細絲纖維。該等細絲亦被暴露於一連續空氣噴流，此噴流在纖維內形成交織節點，藉此使單一纖維內的細絲黏結在一起。然後使每一纖維捲繞到一相應捲筒上。
每一感測器200被規劃用以監控數條此等多細絲纖維在其被拉過感測器200時、被捲繞到捲筒上之前的物理特性。如圖2a所示，較佳來說感測器200包含複數個電場感測器202(標示為202a、202b、202c和202d)，及一耦接到電場感測器202的感測器處理單元(SPU)204。每一電場感測器202監控此等多細絲纖維之一者的物理特性。但如吾人所能理解的，感測器200不一定要包含多個電場感測器202其可僅包含單一個電場感測器202。更進一步地，雖說每一感測器202較佳是電場感測器，然亦可使用能夠監控纖維物理特性之其他感測器形式。
如圖2b、2c和2d所示，每一電場感測器202包含一絕緣基板206、被配置在基板206上的複數個電極208、及往下穿透基板206延伸的複數個通道210。較佳來說，基板206包含一不傳導材料、譬如陶瓷，但亦可使用其他不傳導材料。又，較佳來說電極208是大致平坦的且係利用傳統印刷電路板或積體電路製造技術形成於基板206上。電極208以一大致平行方式跨越基板206之頂部表面延伸，致使電極208在基板206頂部表面上不會相互接觸。
電極208被分隔成一第一電極部分208a及一第二電極部分208b。第一電極部分208a之電極208從基板206之一端212a伸出，且第二電極部分208b之電極208從基板206之反端212b伸出。在基板206頂部表面之中央區214內，第一電極部分208a之電極與第二電極部分208b之電極交錯。
一般而言，每一通道210包含一從一相應電極208之一端穿過基板206延伸到感測器202之底部218的鍍通孔(plated through－hole)。另一選擇，通道210可被提供為以一相似方式延伸的導電條或電線。通道210被分隔成第一通道部分210a及一第二通道部分210b。第一通道部分210a之通道210被耦接到第一電極部分208a，且第二通道部分210b之通道210被耦接到第二電極部分208b。每一通道210被連接到相應末端212附近之一相應電極208，且從基板208以一直角穿透基板206，從其頂部表面到底部表面218。藉由此種構造，電場感測器202對於中央區214外之靈敏度會低於習知電場感測器。
電場感測器202較佳亦包含一被配置在電極208上的絕緣體層216。一般而言，絕緣體層216包含陶瓷或玻璃，然以陶瓷礬土因其硬度而為較佳。較佳來說，電場感測器202包含在中央區214內從絕緣體層216往上延伸的導件(圖中未示)，其以一橫向於電極208之取向的方向導引已拉伸纖維。
感測器處理單元(SPU)204包含多個資料匯流排，每一匯流排被連接到電場感測器202之分別一者的通道210。每一通道210在感測器202底部216連接到該等資料匯流排之一相應導體。SPU 204施加一相應正弦電壓信號給電極部分208，其中施予第一電極部分208a之電壓信號係互補於施予第二電極部分208b之電壓信號(亦即180度異相)。SPU 204亦監控因相關纖維被拉過電場感測器202而在每一電場感測器202內感應生成的電流。SPU 204包含一內部A/D換流器，其定期數位化來自相關電場感測器202的電流量測值。以此等電流量測為基礎，SPU 204產生一資料封包250(見圖3a)，其包含纖維被拉過電場感測器202時之物理特性的一系列量測值。
如圖3a所示，每一資料封包250包含在一段預定量測時距內測得之一系列的強度(magnitude)量測值和一系列的相位(phase)量測值。SPU 204藉由以感測器202內感應生成之電流的強度和相位分別對照於外加感測器電壓的強度和相位而得出該等強度和相位量測值。就功效上來說，每一資料封包250所含強度量測值是導納量測值(admittance measurements)。但為易於說明，每一資料封包250所含強度(導納)量測值在下文被稱為電流強度量測值；且每一資料封包250所含相位量測值在下文被稱為電流相位量測值。
除了這些強度量測值和相位量測值，每一資料封包250包含相關電場感測器202在該量測時距內遭遇到之交織節點數之一節點計數，及這些節點之節點品質的量測值。資料封包250亦包含一識別SPU 204之狀態的機內測試(BIT)資料。此外，如前所述，較佳來說電場感測器202之絕緣體層216包含礬土。但由於礬土提高電場感測器202對於溫度的靈敏度，較佳來說資料封包250亦包含電場感測器202之溫度的度量。此外，資料封包250包含一由SPU 204產生的編號。
3.感測器監視器
感測器監視器300經由裝置網匯流排102耦接到感測器200之感測器處理單元204。較佳來說，感測器監視器300包含一可程式邏輯控制器(PLC)譬如Allan Bradley Control Logix PLC。此外，較佳來說感測器監視器300包含一裝置網掃描器，其定期對感測器處理單元204發出命令，向感測器200請求資料封包250。如下文所將解釋，感測器200對感測器監視器300提供相關紡絲流水線的資料封包250，感測器監視器300將其變換成資料紀錄350(見圖3b)且透過通訊網路104發送給電腦伺服器400。該裝置網掃描器包含一響應緩衝器302(圖1)，其用來在資料封包250被變換成資料紀錄350之前儲存該等資料封包。
每一感測器處理單元204被派予一各別裝置網位址，故每一電場感測器202具有一獨特邏輯感測器位址，感測器監視器300利用此等位址識別從感測器200接收之資料封包250的紡絲流水線。較佳來說，感測器處理單元204以一15 kHz的截止頻率低通過濾感應電流，且每200 ms對感測器監視器300提供所得資料封包。亦可使用其他資料傳輸率。此外，較佳來說該裝置網掃描器以略快於每200 ms一次的速率對感測器200發出資料請求命令，藉以確保來自感測器200的資料不會在被發送給感測器監視器300之前於感測器處理單元204處被覆寫(並遺失)。
為避免資料在感測器監視器300遺失，較佳來說感測器監視器300包含一循環緩衝器304(圖1)，用以在資料紀錄350被發送給電腦伺服器400之前留存此等資料紀錄。此外，感測器監視器300包含一拷貝緩衝器306(圖1)及一備妥旗標308(圖1)，電腦伺服器400利用該拷貝緩衝器複製來自感測器監視器300的資料，且電腦伺服器400利用該備妥旗標來表示其已備妥從拷貝緩衝器306接收資料紀錄350。
再者，感測器監視器300包含一第一滑動窗310、一第二滑動窗312、及一噪訊監視器314(圖1)。第一和第二滑動窗310和312各包含一25槽隊列，線存在演算法利用此等隊列偵測一紡絲流水線上之一纖維的存在以及該纖維內的斷線。噪訊監視器314包含一50元件隊列，線存在演算法亦利用此隊列偵測一紡絲流水線上之一纖維的存在以及該纖維內的斷線。
4.資料紀錄
如圖3b所示，資料紀錄350包含一起始標頭352、一強度欄354、一相位欄356、一節點計數欄358、一節點品質欄(winder status field)360、一BIT欄362、一線存在旗標364、一絡筒機狀態欄366、一感測器位址欄368、一跨接事件欄370及一核對和(checksum)欄372。起始標頭352識別資料紀錄350中容納的資料類型。舉例來說，資料標頭352或可表示資料紀錄350包含普通感測器資料。另一選擇，資料標頭352或可表示資料紀錄350包含感測器監視器300特地請求的資料，譬如電場感測器202的溫度。
強度欄354提供電場感測器202內感應生成之電流之一振幅度量。相位欄356提供電場感測器202內感應生成之電流相對於一參考信號(譬如外加於電場感測器202的電壓)之一相位度量。節點計數欄358提供在一段預定纖維長度內偵測到之交織節點之一數量度量。節點品質欄360提供平均振幅之一度量。BIT(機內測試)欄362提供電場感測器狀態之一示值。舉例來說，一般而言BIT欄362是一個兩位元組資料，其指出電場感測器202之溫度是否超出範圍，及感測器處理單元204之內部A/D換流器測得之資料是否超出範圍。
線存在旗標364提供電場感測器202處一纖維之存在與否的示值。線存在旗標364可為利用一被配置在紡絲流水線上且被感測器監視器300監控的感測器設定。另一選擇，線存在旗標364可為利用本說明書所述紡絲流水線存在演算法設定。絡筒機狀態欄366提供絡筒機狀態之一示值，譬如纖維是否正要送去打包。每一絡筒機包含監控著相應絡筒機狀態的測試電路。感測器監視器300監控每一絡筒機內之測試電路，並據以設定絡筒機狀態欄366。
感測器位址欄368識別資料紀錄350內之相關資料之來源電場感測器202的邏輯位址。跨接事件欄370提供是否有一或多條細絲從一紡絲流水線上之纖維跳躍或跨接到另一紡絲流水線上之纖維的示值。核對和欄372包含一核對和，其係由感測器監視器300產生，且被電腦伺服器400用來核實資料紀錄350的完整性。
5.電腦伺服器
如圖4所示，電腦伺服器400包含一非揮發性(non－volatile)記憶體(ROM)402，一揮發性(volatile)記憶體(RAM)404，一網路介面406，及一耦接到ROM 402、RAM 404及網路介面406的中央處理單元(CPU)408。電腦伺服器400亦包含一顯示裝置410(譬如一CRT或LCD面板)，及一耦接到CPU 408的資料輸入裝置412(譬如鍵盤)。
網路介面406介接電腦伺服器400與通訊網路104，且允許電腦伺服器400與感測器監視器300聯絡。ROM 402可被提供為一電子記憶體、一磁碟及/或一光碟。ROM 402包含用於電腦伺服器400的處理命令，其在被載入RAM 404內時定義一TCP/IP層414、一RS Linx層416、一OPC層418、及一應用軟體層420。另一選擇，該等處理命令可為經由網路介面104或一可卸式電腦可讀取媒體提供，該等命令在被CPU 408存取時於RAM 404內定義TCP/IP層414、RS Linx層416、OPC層418、及應用軟體層420之一或多者。
TCP/IP層414在感測器監視器300與電腦伺服器400之間於通訊網路104上建立一通訊頻道。RS Linx層416與TCP/IP層414聯絡，且實行與感測器監視器300聯絡所必需的OPC群組。
OPC層418與RS Linx層416聯絡，且定義允許電腦伺服器400從感測器監視器300檢索資料紀錄350的OPC群組。應用軟體層420與OPC層418聯絡，且將檢索到的資料紀錄350儲存在量測資料庫450內。此外，應用軟體層420也對使用者提供從留存資料紀錄350得到的纖維物理特性分析。舉例來說，應用軟體層420提供纖維之纖度(纖維質流，以每9000公尺纖維之公克數表示)、紡絲整理劑(纖維上的殘留溶劑或塗料)、鬆實度(因卷曲和收縮而造成的變形程度)及均勻度(纖度變動)的分析。
由於感測器電流之尖峰強度的緩慢變動(通常小於5 Hz)主要是因為纖度或鬆實度的變化而來，應用軟體層420藉由報告感測器電流之尖峰強度的低頻變化而提供一纖度或鬆實度分析。由於感測器電流之相位的緩慢變動(通常小於5 Hz)主要是因為紡絲整理劑的變化而來，應用軟體層420藉由報告感測器電流之相位的低頻變化而提供施加於纖維之整理劑之一分析。
如下文所將說明，電場感測器202a內感應發生之電流的波形係由一系列波峰和波谷組成。由於感測器電流量測值之波峰之變動的大小是均勻度之一良好指標，應用軟體層420藉由計算波峰處的電流強度變動係數而提供一均勻度分析。
除了纖度、整理劑、鬆實度和均勻度以外，應用軟體層420較佳也提供纖維之節點計數(每段取樣時期內偵測到之交織節點的數量)及節點品質(交織節點之密實度的度量)之一分析。此外，應用軟體層420可提供纖維之斷線及跨接事件的數量之一分析。藉以判斷這些後來之特性的機制將在下文參照圖5至9說明。
如前所述，感測器監視器300較佳包含一可程式邏輯控制器，其從感測器200接收資料封包250並變換成資料紀錄350。但在一變異型中，感測器監視器300包含一乙太網－裝置網轉接器(Ethernet－DeviceNet Adaptor)，其當作電腦伺服器400與感測器處理單元204間之一資料導管。在此變異型中，該乙太網－裝置網轉接器並不進行任何資料操縱，而是把從感測器200接收的資料封包250發送給電腦伺服器400。再者，RS Linx層416和OPC層418被從電腦伺服器400去除；且第一和第二滑動窗310、312及噪訊監視器314變成由電腦伺服器400而非感測器監視器300運用。
6.量測資料庫
如圖所示，較佳來說量測資料庫450被提供在電腦伺服器400上。但量測資料庫450亦可被維持在一與電腦伺服器400聯絡的獨立SQL或ORACLE伺服器。
一般而言，每一捲筒有一標記於其上的捲筒識別符譬如一條碼，其與該捲筒獨一無二地關聯。當纖維生產監控系統100之一操作者將一空捲筒裝到絡筒機之一者上，該操作者利用一鍵盤或條碼讀取器將捲筒識別符輸入到電腦伺服器400之應用軟體層420內。應用軟體層420維持一將該捲筒識別符，與紡絲流水線之感測器200之感測器位址368形成關聯的紀錄，在該紡識流水線上該捲筒將被捲繞。
應用軟體層420被規劃用以將捲筒識別符連同相關資料紀錄350儲存在量測資料庫450內。因此，應用軟體層420能夠以每個捲筒為基準提供上述參數(纖度、整理劑、鬆實度、均勻度、節點計數、節點品質、跨接事件)每一者之一分析，藉此允許操作者核實所產製每一捲筒的品質。應用軟體層420亦能夠以每個紡絲流水線為基準提供上述參數每一者之一分析。應用軟體層420亦可產生該分析之一硬拷貝，其可伴隨著相應捲筒，藉此允許購買者核實捲筒之品質。此外，由於資料紀錄350及相關捲筒識別符被儲存在量測資料庫450內，應用軟體層420能夠以每個紡絲流水線為基準提供上述特性每一者之一歷史分析藉以找出很可能發生故障的硬體，且/或以每個捲筒為基準提供上述特性每一者之一歷史分析藉以伴隨一托運的捲筒。
7.個人電腦
個人電腦480可被施行為一可攜式電腦或一桌上型電腦，甚至是一手持式通訊裝置，譬如一可攜式無線資料助理。如前所述，個人電腦480透過通訊網路110與電腦伺服器400聯絡。一般而言，個人電腦480被用來呈現上述類型之分析的結果。此外，個人電腦480可被用於經由電腦伺服器400控制纖維生產監控系統100的運作。
8.纖維生產監控系統：操作方法
今大致參照圖5說明纖維生產監控系統100的操作方法，接下來參照圖6做更詳細的說明。然後參照圖7a和7b說明節點計數和節點品質演算法。最後是分別參照圖8和9說明線存在演算法以及跨接事件偵測演算法。
在步驟500，電腦伺服器400於通訊網路104上從感測器200接收資料紀錄350。資料紀錄350包含一纖維在其被拉過感測器200之一者時之一物理特性的至少一量測值。資料紀錄350包含感測器位址368，藉此識別與資料紀錄350有關的紡絲流水線。在步驟502，電腦伺服器400建立感測器位址368與對應捲筒識別符的關聯。較佳來說，電腦伺服器400亦將收到的資料紀錄350(及相關捲筒識別符)儲存在量測資料庫450內。
然後，在步驟504，回應於一由個人電腦480之操作者發出的請求，電腦伺服器400產生資料紀錄350之一分析(其被儲存在電腦伺服器400之RAM 404內或是量測資料庫450內)。一般而言，電腦伺服器400產生纖維之纖度、整理劑、鬆實度及/或均勻度的分析。電腦伺服器400亦可提供纖維之節點計數及/或節點品質的分析。此外，電腦伺服器400可提供纖維之斷線及/或跨接事件之數量的分析。較佳來說，該分析被以每個紡絲流水線為基準且/或以每個捲筒為基準呈現在個人電腦480上。換句話說，電腦伺服器400提供一或多個指定紡絲流水線及/或一或多個指定捲筒之上述特性之一或多者的分析。電腦伺服器400可提供上述特性之一或多者的歷史分析，例如是一或多個指定紡絲流水線上在一段指定時間段內的歷史分析。
以下參照圖6說明上述方法之更多細節。在以上說明中，應理解到步驟600至616係由感測器處理單元204及感測器監視器300執行，且步驟618至628係由電腦伺服器400執行。又，步驟600至616係與步驟618至628同時執行。再者，步驟600至616及步驟618至628被重複地執行。
在步驟600，感測器處理單元204施加前文所述互補正弦電壓信號給相關電場感測器202，且連續測量因纖維被拉過電場感測器202而在相關電場感測器202內感應生成的電流。每一感測器處理單元204測量一段通常是200 ms之預定量測時距內的感應電流。
在每一時距的結尾，每一感測器處理單元204在步驟602從量測電流組裝一資料封包250。資料封包250包含在該量測時距內測得的電流強度量測值系列及電流相位量測值系列。如前所述，資料封包250所含強度和相位量測值分別被以外加感測器電壓之強度和相位做對照。因此，資料封包250所含強度量測值是導納量測值。
除了電流強度量測值和電流相位量測值，每一資料封包250更包含相關電場感測器202在該量測時距內遭遇到之交織節點數之計數，及這些節點之品質的量測值。節點計數和節點品質演算法將在下文參照圖7詳細說明。
每一資料封包250包含一編號，及一識別感測器處理單元204之狀態的BIT資料。較佳來說，每一資料封包250亦包含相關電場感測器202之溫度的度量。如前所述，較佳來說每一感測器處理單元204以一15 kHz的截止頻率低通過濾每一電場感測器202處的電流，且每200 ms將感測所得資料串流組裝成資料封包。每一感測器處理單元204連續地執行步驟600和602。
在步驟604，感測器監視器300之裝置網掃描器發送讀取命令給感測器處理單元204，向感測器處理單元204請求資料封包250。如前所述，裝置網掃描器以略快於每200 ms一次的速率對感測器處理單元204發出讀取命令，藉以確保來自感測器200的資料不會在被發送給感測器監視器300之前於感測器處理單元204處被覆寫(並遺失)。在步驟606，裝置網掃描器從感測器處理單元204接收一資料封包250，且依據產生被接收的該資料封包250之感測器200的邏輯感測器位址將該資料封包250儲存在響應緩衝器302的記憶體內。
如前所述，資料封包250包含一系列的電流強度和相位量測值、一節點計數、及這些節點之節點品質的量測值。此外，資料封包250亦包含一識別感測器處理單元204之狀態的BIT資料、電場感測器202之溫度的度量、及由感測器處理單元204產生的編號。
感測器監視器300監控響應緩衝器302之狀態，且從編號的變化偵測新資料的存在。當感測器監視器300偵測到響應緩衝器302內有一新資料封包250存在，感測器監視器300將資料封包250移離響應緩衝器302，且在步驟608從被移除的資料封包250創造出一資料紀錄350。如前所述，資料紀錄350包含一起始標頭352、一強度欄354、一相位欄356、一節點計數欄358、一節點品質欄360、一BIT欄362、一線存在旗標364、一絡筒機狀態欄366、一感測器位址欄368、一跨接事件欄370及一核對和欄372。
在步驟610，感測器監視器300將資料紀錄350儲存到循環緩衝器304之次一可用條目(entry)內。此外，感測器監視器300在資料紀錄350之開頭和結尾插入(來自對應資料封包250的)編號以允許感測器監視器300在隨後識別資料紀錄350之開頭和結尾。
OPC層418藉由經由RS Linx層416在感測器監視器300內(於步驟618)設定備妥旗標(Ready Flag)308來通知感測器監視器300電腦伺服器400準備好要接收資料紀錄350。因此，在步驟612，感測器監視器300監控備妥旗標308的狀態。如果備妥旗標308是空的，則感測器監視器300再次執行步驟604至610。但是，如果備妥旗標308已設定，在步驟614，感測器監視器300將循環緩衝器304的內容複製到拷貝緩衝器306內。然後感測器監視器300在步驟616清除備妥旗標308。
如前所述，OPC層418藉由在步驟618於感測器監視器300內設定備妥旗標308來通知感測器監視器300電腦伺服器400準備好要接收資料紀錄350。因此，OPC層418在步驟620監控備妥旗標308的狀態(藉以判斷備妥旗標308是否已在步驟616被感測器監視器300清除)。若OPC層418偵測到備妥旗標308此時已被清除，則在步驟622，RS Linx層416將拷貝緩衝器306內的資料紀錄350複製到電腦伺服器400之一緩衝器內。
一般而言，纖維生產監控系統100之操作者會利用資料輸入裝置412將前述任一物理參數(纖度、整理劑、鬆實度、均勻度、節點計數、節點品質、斷線、跨接事件)的一或多個參數極限值輸入到應用軟體層420內。舉例來說，操作者可針對這些參數之一或多者建立一製程上限值(UP)和一製程下限值(LP)。操作者亦可針對這些參數之一或多者建立一控制上限值(UC)和一控制下限值(LC)。UP和LP極限值分別定義相關參數之絕對上限和下限。UC和LC極限值分別定義相關參數之期望上限和下限。
據此，在接收到資料紀錄350之後，在步驟624，應用軟體層420比較其內容納之量測值與既定參數極限值。如果該等量測值之一者偏離由該等既定參數極限值建立的範圍，在步驟626，應用軟體層420引動電腦伺服器400上之一聲響及/或視覺警報器。一般而言，應用軟體層420在量測值之一者偏出由UC和LC界定之範圍以外的情況中於顯示裝置410上呈現一警告黃光，且在量測值之一者偏出由UP和LP界定之範圍以外的情況中於顯示裝置410上呈現一警告紅光。
在一變異型中，取代當量測值之一者偏離由既定參考極限值建立的範圍時引動一警報器，在步驟626，應用軟體層420在量測值之兩種或更多不同特性偏離由既定參數極限值建立之各別範圍的情況中引動一警報器。此種變異型在只有該等特性量測值之一者不足以當作期望物理參數之指標的情況中特別有利。舉例來說，通常感應電流之強度是纖度之一良好指標，且感應電流之相位是整理劑之一良好指標。但是就某些纖維來說，電流強度可能與纖度關聯不強，且電流相位可能與整理劑關聯不強。據此，為提供纖度之一可靠指標(indictor)，舉例來說，可能較好是監控強度及相位二者；或是監控強度、相位及節點品質；或是監控強度、相位及節點品質，並且舉例來說在指定參數超出或低於相關參數極限值時引動一警報器。
此外，在另一變異型中，應用軟體層420在步驟626依據偏離由參數極限值界定之各別範圍的特性量測值的數量以及偏離方向引動一警報器。舉例來說，在特性量測值之一者超出一製程上限值(UP或UC)而且特性量測值之另一者低於一製程下限值(LP或LC)時於步驟626觸發一警報器可能是有利的。基於以上所述之其他變異型是顯見的。
如前所述，每一資料紀錄350包含該資料之來源感測器200的感測器位址368。此外，應用軟體層420維持一建立每一捲筒識別符與每一捲筒將被捲繞之所處紡絲流水線之感測器200之感測器位址368的關聯的紀錄。據此，在步驟628，應用軟體層420將資料紀錄350(及相關捲筒識別符)儲存在量測資料庫450內。
在資料紀錄350被儲存到量測資料庫450內之前(或是儲存後一些時間)，應用軟體層420產生正被捲繞到捲筒之一或多者上的纖維之纖度的分析。一般而言，電場感測器202內感應生成之電流的強度平均值是纖度之一良好指標，且電場感測器202內感應生成之電流的相位平均值是整理劑之一良好指標。但如下文將參照圖7a說明，電場感測器202a內感應生成之電流的波形係由一系列的區域極大值(波峰)及區域極小值(波谷)組成。據此，較佳來說電腦伺服器400藉由計算該等波峰之電流強度之平均值而提供一纖度分析。相似地，較佳來說電腦伺服器400藉由計算該等波峰之電流相位之平均值而提供一整理劑分析。
一般而言，波峰之電流強度的強度變動也是均勻度之一良好指標。據此，最好電腦伺服器400藉由計算波峰之電流強度之變動係數而提供一均勻度分析。
9.節點計數及節點品質演算法
以下參照圖7a和7b說明節點計數及節點品質演算法。如圖7a所示，電場感測器202內感應生成之電流的強度因纖維被拉過電場感測器202而隨時間定期變動。所得電流波形由一系列的循環電流變動組成，其包含一系列的區域極大值(波峰)及一系列的區域極小值(波谷)。每一循環電流變動係因一交織節點通過電場感測器202的移動而造成。
感測器處理單元204監控電流強度，且偵測感應電流之波峰和波谷。從波峰到波谷，感測器處理單元204依據波峰和波谷之時間點和強度判斷纖維之一物理特質。
此程序之更多細節從圖7b明顯可見。以下說明假設一纖維已在感測器200處經由一被配置在紡絲流水線上的適當感測器(其受感測器監視器300監控)或是經由紡絲流水線存在演算法(詳見下文)被偵測到。
在步驟700，感測器處理單元204比較電場感測器202內感應生成之電流強度位準與平均電流。感測器處理單元204從在一段預定時間長度內測得之感應電流波峰和波谷計算平均電流。
如果電流強度位準落在平均電流由一上限閾值和一下限閾值界定之一範圍內，則感測器處理單元204忽略瞬間電流量測值，為節點計數和節點品質計算之目的。但是，如果電流強度位準比平均電流大一上閾值，則在步驟702感測器處理單元204將該電流位準歸類為一可能波峰。相反地，如果電流強度位準比平均電流小一下閾值，則在步驟702感測器處理單元204將該電流位準該電流位準歸類為一可能波谷。
然後在步驟704，感測器處理單元204比較電流位準與後續電流位準之強度。如果感測器處理單元204將電流位準歸類為一可能波峰，且此強度位準大於後續電流強度位準，則感測器處理單元204繼續將前一強度位準歸類為一可能波峰。相反地，如果感測器處理單元204將瞬間電流位準歸類為一可能波谷，且瞬間電流位準之強度小於後續電流強度位準之強度，則感測器處理單元204繼續將該瞬間電流位準歸類為一可能波谷。否則在步驟706，感測器處理單元204忽略該瞬間電流位準，為節點計數和節點品質計算之目的。
在步驟708，感測器處理單元204測量瞬間電流位準相對於最近一個被識別為一實際波峰或波谷之位準之強度的強度或高度。明確地說，如果感測器處理單元204將瞬間電流位準歸類為一可能波峰，則感測器處理單元204比較瞬間電流位準之強度與其前一波谷之強度。相反的，如果感測器處理單元204將瞬間電流位準歸類為一可能波谷，則感測器處理單元204比較瞬間電流位準之強度與其前一波峰之強度。如果瞬間電流位準之強度超過其前一波峰/波谷之強度達一閾值，則感測器處理單元204繼續將該瞬間電流位準歸類為一可能波峰/波谷。否則，在步驟710，感測器處理單元204忽略該瞬間電流位準，為節點計數和節點品質計算之目的。
在步驟712，感測器處理單元204計算瞬間電流位準與被識別為一實際波峰或波谷之最近一個量測值間的時間長度。隨後在步驟714，感測器處理單元204比較計算所得的時間長度與一平均時間長度。如果該計算時間長度落在由一上限閾值和一下限閾值界定之一平均時間長度範圍內，則在步驟715感測器處理單元204將瞬間電流位準歸類為一實際波峰/波谷。相反的，如果該計算時間長度比平均時間長度大於該上閾值，或比該平均時間長度小於該下閾值，則在步驟716，感測器處理單元204忽略瞬間電流量測值，為節點計數和節點品質計算之目的。
如果感測器處理單元204將瞬間電流位準歸類為一實際波峰，則在步驟718，感測器處理單元204使一計數器增量，表示一節點被偵測到。在步驟720，感測器處理單元204判斷是否已經過預定量測時距。如前所述，預定量測時距通常是200 ms。如果預定量測時距尚未過完，則感測器處理單元204再次執行步驟700至718。
在步驟722，感測器處理單元204設定一等於該計數器之值的節點計數變數。節點計數變數的值被包容在資料封包250內當作節點計數。如吾人所能理解，雖然感測器處理單元204在步驟718只有當偵測到一波峰時方使計數器增量，感測器處理單元204可代之為只有當偵測到一波谷時方使計數器增量。
藉由步驟722，感測器處理單元204已在整個量測時距內監控了感應電流。據此，在步驟724，感測器處理單元204藉由計算整個量測時距內之波峰高度之總和並除以節點計數(其在步驟722決定)而判斷整個測量時距內之波峰高度的平均值。計算所得平均值被包容在資料封包250內當作節點品質。
10.線存在演算法
線存在演算法監控著電場感測器202的輸出。依據電場感測器202之輸出，該演算法能夠偵測正被拉過感測器200之一纖維的存在，且能夠偵測該纖維內的斷裂處。明確地說，該演算法藉由監控電場感測器202測得之平均纖維電流強度及瞬態纖維噪訊、穩態纖維噪訊及纖維節點計數其中一者的增加來查找一纖維的存在。該演算法也藉由監控電場感測器202測得之平均纖維電流強度及瞬態噪訊、穩態纖維噪訊及纖維節點計數其中一者的減少來查找一纖維的不存在。以下將參照圖8說明此程序之更多細節。雖說在以下實例中，感測器監視器300係監控平均纖維電流之強度，然感測器監視器300亦可代之為監控平均纖維電流之相位。
如前所述，因纖維被拉過電場感測器202而在電場感測器202內感應生成之電流的波形由一系列的波峰及一系列的波谷組成。感測器處理單元204監控著電流強度，且從電流量測值偵測感應電流內的波峰和波谷。
在步驟800，感測器監視器300從感測器200之一者接收一資料封包250。如前所述，資料封包250包含在一段預定量測時距內測得的一系列電流強度及相位量測值。此外，每一資料封包250包含相關電場感測器202在該量測時距內遭遇到之交織節點的節點計數，及這些節點之節點品質的量測值。
在步驟802，感測器監視器300(依據步驟700至716)從資料封包250所含強度量測值識別出區域尖峰電流，然後計算電流在該量測時距內的平均振幅。然後在步驟804，感測器監視器300將目前量測時距之計算平均振幅儲存到第一滑動窗310的最上槽內。感測器監視器300也把計算平均振幅值儲存到噪訊監視器314的最上槽內。在步驟806，感測器監視器300複製來自於資料封包250的節點計數值，且將該節點計數值儲存到第二滑動窗312的最上槽內。如吾人所能理解，由於滑動窗310、312及噪訊監視器314都是隊列的形式，其內每一新元素的插入會導致既存元素被下移一個槽，且槽0所含元素會遺失。
在步驟808，感測器監視器300計算最近三個量測時距內(被容納在第一滑動窗310之槽22、23和24內的)平均電流振幅的中間值，且將此值指派為CURRENT變數。感測器監視器300亦計算頭三個量測時距內(被容納在第一滑移窗口310之槽0、1和2內的)平均電流振幅的中間值，且將此值指派為BASE變數。如吾人所能理解，這些計算所牽涉到的槽數量不一定是三個，而是可隨所要資料之揮發性而異。又，CURRENT與BASE樣本間之時間間隔得有變化以將紡絲流水線中的機械噪訊納入考量，譬如藉由修改第一滑動窗310之尺寸變化。
在步驟810，感測器監視器300計算CURRENT變數與BASE變數之值的差。然後在步驟812，感測器監視器300比較該差(CURRENT－BASE)與一閾最小差(例如＋300)。如果該差(CURRENT－BASE)大於該閾最小差，則在步驟814，感測器處理器300(從被容納在噪訊監視器314之槽19、20、21、22、23和24內之值)計算最近五個量測時距內之平均電流振幅值之變化之絕對值的總和，且將此值指派為NOISEt r a n 變數。由於此計算僅涉及最近五個量測時距之一估算，變數NOISEt r a n 代表電場感測器202在纖維通過感測器200時測得的瞬態噪訊。如吾人所能理解，此計算所涉及的槽數量可因所要資料之揮發性(volatility)而異。
在步驟815，感測器監視器300比較NOISEt r a n 變數之值與一閾最小瞬態噪訊。如果NOISEt r a n 變數超過該閾最小瞬態噪訊，則在步驟816，該演算法認定一纖維出現在感測器200處，且據此設定線存在旗標364。然後在步驟826，感測器監視器300開始查找纖維內的斷裂處。
平行於步驟808至816，感測器監視器300利用穩態纖維噪訊之一量測值來偵測感測器200處的纖維存在。依據此平行程序，感測器監視器300計算噪訊監視器314之全部五十個量測時距內之平均電流振幅值之變化之絕對值的總和，且在步驟817將此值指派為NOISEs t e a d y 變數。由於此計算涉及整個噪訊監視器314之估算，變數NOISEs t e a d y 代表電場感測器202在纖維通過感測器200時測得的穩態噪訊。
在步驟818，感測器監視器300比較NOISEs t e a d y 變數之值與一閾最小穩態噪訊。如果NOISEs t e a d y 變數超過該閾最小穩態噪訊，則在步驟819，該演算法認定一纖維出現在感測器200，且據此設定線存在旗標364。然後在步驟826，感測器監視器300開始查找纖維內的斷裂處。
如果NOISEt r a n 變數不超過閾最小瞬態噪訊(例如20)，或者如果該差(CURRENT－BASE)不大於閾最小差，或者如果NOISEs t e a d y 變數不超過閾最小穩態噪訊，則在步驟820，感測器監視器300計算最近三個量測時距內(被容納在第二滑動窗312之槽22、23和24內的)節點計數的總和，且將此值指派為NODE變數。如前所述，此計算所牽涉到的槽數量不一定是三個，而是可隨所要資料之揮發性而異。
在步驟822，感測器監視器300比較NODE變數之值與一閾最小計數。如果NODE變數不超過該閾最小計數(例如100)，則該演算法認定一纖維未出現在感測器200，且回到步驟800。
但是，如果NODE變數超過該閾最小計數，則在步驟824，該演算法認定一纖維出現在感測器200，且據此設定線存在旗標364。然後在步驟826，感測器監視器300開始查找纖維內的斷裂處。
11.斷線演算法
為查找纖維內之斷裂處，在步驟826，感測器監視器300計算最近三個量測時距內(被容納在第一滑動窗310之槽22、23和24內的)平均電流振幅的中間值，且將此值指派為CURRENT變數。感測器監視器300亦計算頭三個量測時距內(被容納在第一滑移窗口310之槽0、1和2內的)平均電流振幅的中間值，且將此值指派為BASE變數。如前所述，這些計算所牽涉到的槽數量不一定是三個，而是可隨所要資料之揮發性而異。又，CURRENT與BASE樣本間之時間間隔得有變化以將紡絲流水線中的機械噪訊納入考量，譬如藉由修改第一滑動窗310之大小的方式變化。
在步驟828，感測器監視器300計算CURRENT變數與BASE變數之值的差。如果該差(CURRENT－BASE)小於一閾最小差(例如－300)，則在步驟830，感測器處理器300設定一MAG FLAG(藉此警告有一可能斷線處)，且使一MAG計數器增量；然後該演算法前進到步驟834。否則，在步驟832，感測器監視器300清除MAG FLAG。
在步驟834，感測器監視器300計算最近三個量測時距內(被容納在第二滑動窗312之槽22、23和24內的)節點計數的總和，且將此值指派為NODE變數。如前所述，此計算所牽涉到的槽數量不一定是三個，而是可隨所要資料之揮發性而異。
在步驟836，感測器監視器300比較NODE變數之值對一閾最小計數。如果NODE變數小於該閾最小計數(例如100)，則在步驟838，感測器處理器300設定一NODE FLAG(藉此警告有一可能斷線處)，且使一NODE計數器增量；然後該演算法前進到步驟842。否則，在步驟840，感測器監視器300清除NODE FLAG。
在步驟842，感測器監視器300判斷MAG FLAG是否被設定。如果MAG FLAG是空的(亦即感測器電流強度未曾有明顯落差)，則在步驟844，感測器監視器300判斷MAG計數器是否大於零。如果MAG計數器大於零(亦即MAG FLAG事先就被觸發)，則該演算法認定為僅有一暫時性缺陷。據此，在步驟846，感測器監視器300重設MAG計數器及NODE計數器，且清除NODE FLAG及NOISE FLAG。然後該演算法回到步驟826，繼續監控纖維內的斷裂處。
另一選擇，如果感測器監視器300在步驟844判斷為MAG計數器不大於零(亦即MAG FLAG事先未被觸發)，則在步驟848，感測器監視器300判斷NODE FLAG是否被設定。如果NODE FLAG是空的(亦即沒有交織節點明確不存在的證明)，則在步驟850，感測器監視器300判斷NODE計數器是否大於零。如果NODE計數器大於零(亦即NODE FLAG事先就被觸發)，則該演算法認定為僅有一暫時性缺陷，譬如一暫時性交織噴流失誤。據此，在步驟852，感測器監視器300重設NODE計數器且清除NOISE FLAG。然後該演算法回到步驟826，繼續監控纖維內的斷裂處。但是，如果NODE計數器不大於零(亦即NODE FLAG事先未被觸發)，則該演算法回到步驟826而不清除NOISE FLAG或重設NODE計數器。
如果在步驟848感測器監視器300判斷NODE FLAG被設定(亦即因不足節點計數而有一可能斷線處)，則在步驟854，感測器監視器300判斷NODE計數器是否大於一預定最小節點計數值(例如35)。如果NODE計數器大於該最小節點計數值，則該演算法認定為纖維依然存在，因為MAG FLAG未曾因該預定最小節點計數值而被設定。據此，在步驟856，感測器監視器300清除NODE FLAG及NOISE FLAG，且重設NODE計數器。然後該演算法回到步驟826，繼續監控纖維內的斷裂處。但是，如果NODE計數器不大於該預定最小節點計數值，則該演算法回到步驟826而不清除NODE FLAG或NOISE FLAG或是重設NODE計數器。
另一方面，如果在步驟842感測器監視器300判斷MAG FLAG已被設定(亦即感測器電流強度曾有明顯落差)，則在步驟858，感測器監視器300判斷NODE FLAG是否已被設定。如果NODE FLAG是空的(亦即沒有交織節點明確不存在的證明)，則在步驟860，感測器監視器300判斷MAG計數器是否大於一預定最小電流振幅計數值(例如35)。如果MAG計數器大於該最小電流振幅計數值，則該演算法認定為纖維依然存在，因為NODE FLAG未曾因該預定最小電流振幅計數值而被設定。據此，在步驟862，感測器監視器300清除MAG FLAG、NODE FLAG及NOISE FLAG，且重設MAG計數器及NODE計數器。然後該演算法回到步驟826，繼續監控纖維內的斷裂處。但是，如果MAG計數器不大於該預定最小電流振幅計數值，則該演算法回到步驟826而不清除MAG FLAG、NODE FLAG及NOISE FLAG或是重設MAG計數器及NODE計數器。
另一選擇，如果感測器監視器300在步驟858判斷NODE FLAG被設定(亦即有交織節點明確不存在的證明)，則在步驟864，感測器監視器300(從被容納在噪訊監視器314之槽19、20、21、22、23和24內之值)計算最近五個量測時距內之平均電流振幅值之變化之絕對值的總和，且將此值指派為NOISEt r a n 變數。如吾人所能理解，此計算所涉及的槽數量可因所要資料之揮發性而異。
然後在步驟866，感測器監視器300比較NOISEt r a n 變數之值與一閾最小噪訊。如果NOISEt r a n 變數不小於該閾最小噪訊(例如20)，則該演算法認定為一纖維仍存在於感測器200處(但可能正在緩慢斷裂中)，且回到步驟826，繼續監控纖維內的完全斷裂處。
但是，如果NOISEt r a n 變數小於該閾最小噪訊，則該演算法判斷在上一次迭代(iteration)中NOISEt r a n 變數是否小於該閾最小噪訊。據此，在步驟870，感測器監視器300判斷NOISE FLAG是否已被設定。如果NOISE FLAG是空的(亦即在前一迴圈迭代當中沒有瞬態噪訊明確不存在的證明)，則在步驟872，感測器監視器300設定NOISE FLAG。然後該演算法回到步驟826，繼續監控纖維內的斷裂處。
如果感測器監視器300在步驟870判斷NOISE FLAG已被設定(亦即在前一迴圈迭代當中有瞬態噪訊明確不存在的證明)，則該演算法認定為纖維已斷裂。據此，在步驟874，感測器監視器300清除線存在旗標364以記錄感測器200處的纖維斷裂。感測器監視器300亦清除MAG FLAG、NODE FLAG及NOISE FLAG，且重設MAG計數器及NODE計數器。然後該演算法回到步驟800。
平行於步驟826至872，感測器監視器300利用穩態纖維噪訊之一量測值偵測感測器200處的纖維斷裂。依據此平行程序，感測器監視器300計算噪訊監視器314之全部五十個量測時距內之平均電流振幅值之變化之絕對值的總和，且在步驟876將此值指派為NOISEs t e a d y 變數。
在步驟878，感測器監視器300比較NOISEs t e a d y 變數與一閾最小穩態噪訊。如果NOISEs t e a d y 變數不超過該閾最小穩態噪訊，則該演算法認定纖維已斷裂。據此，如前所述，在步驟874，感測器監視器300清除線存在旗標364以記錄感測器200處的纖維斷裂。然後該演算法回到步驟800。
12.跨接(cross－over)事件偵測演算法
跨接事件偵測演算法監測多條不同紡絲流水線上之電場感測器202的輸出，每一紡絲流水線載送一多細絲纖維。藉由因每一纖維被拉過相應電場感測器而在電場感測器內感應生成之電流信號之振幅的變化，該演算法能夠偵測出一來自該等紡絲流水線之一者的細絲出現在該等紡絲流水線之另一者之纖維內的存在，亦即來自該等紡絲流水線之一者之纖維的一或多條細絲已經跳躍或跨接到該等紡絲流水線之另一者之纖維。以下先大致說明該跨接事件偵測演算法，然後參照圖9做更詳細的說明。雖說在以下實例中，感測器監視器300係就每一紡絲流水線監控平均纖維電流的強度，然感測器監視器300可代之為就每一紡絲流水線監控平均纖維電流之相位、節點計數或節點品質。
感測器監視器300就每一紡絲流水線維持有一滑動窗。每一滑動窗包含相關紡絲流水線之電流振幅的一系列量測值。滑動窗係呈一隊列的形式，提供每一紡絲流水線在一段預定時間內之活動的快照(snapshot)。因此，每一新振幅值在每一滑動窗內的插入會導致滑動窗內之既存元素被下移一個槽，且最下槽所含元素會遺失。另一選擇，一組新振幅值可被插入滑動窗內，在此情況中，該滑動窗內之既存元素會被以區塊方式下移。
感測器監視器300就每一紡絲流水線計算各別滑動窗之落後部分處的平均電流強度。然後感測器監視器300將每一計算所得平均振幅值指派為用於每一紡絲流水線的相應變數BASE(與以上就線存在演算法所述的變數不同)。因此，在一種雙紡絲流水線的纖維生產系統(具有紡絲流水線A和B)中，感測器監視器300將紡絲流水線A的計算平均電流振幅指派為變數BASEA ，且將紡絲流水線B的計算平均電流振幅指派為變數BASEB 。
感測器監視器300亦就每一紡絲流水線計算各別滑動窗之引導部分處的平均電流強度。然後感測器監視器300將每一計算所得平均振幅值指派為用於每一紡絲流水線的相應變數CURRENT(與以上就線存在演算法所述的變數不同)。因此，在一種雙紡絲流水線的纖維生產系統(具有紡絲流水線A和B)中，感測器監視器300將紡絲流水線A的計算平均電流振幅指派為變數CURRENTA ，且將紡絲流水線B的計算平均電流振幅指派為變數CURRENTB 。
如果，舉例來說，在CURRENTA 之值超過BASEA 之值、且BASEB 之值超過CURRENTB 之值的情況下，則一纖維被稱為從一紡絲流水線跨接到另一紡絲流水線(一跨接事件)。如果在跨接事件發生之後CURRENTA 之值大致回到BASEA 之值且CURRENTB 之值大致回到BASEB 之值，則跨接事件已被修正(自我修正或是人力修正)。感測器監視器300被規劃用以在偵測到一跨接事件之前持續更新該等BASE變數的值。但為了識別跨接事件是在何時被修正，一旦曾偵測到一跨接事件，感測器監視器300會在CURRENT變數之值大致回到跨接事件發生前的BASE變數值之前維持BASE變數的值。
感測器監視器300利用HOLD BASE REFERENCE旗標來維持在偵測到一斷線事件之跨接事件之前就存在的BASE值的歷史紀錄。此允許期望作業條件下之纖維生產程序的代表能跨越這兩種事件而存留。如果HOLD BASE REFERENCE旗標是空的(未曾有跨接事件或斷線發生)，則感測器監視器300更新BASE變數之值。如果HOLD BASE REFERENCE旗標被設定(已發生一跨接事件或斷線)，則感測器監視器300留存BASE變數值之一拷貝，直到跨接事件或斷線已被修正且/或直到加工纖維之String up成功為止。就算是在HOLD BASE REFERENCE旗標已被設定之時，對於跨接事件的監控仍持續進行。
以下參照圖9說明此程序之更多細節。如前所述，因纖維被拉過電場感測器202而在電場感測器202內感應生成之電流的波形由一系列的波峰及一系列的波谷組成。感測器處理單元204監控著電流強度，且從電流量測值偵測感應電流內的波峰和波谷。感測器監視器300從多個感測器200接收資料封包250。每一資料封包250包含在一預定量測時距內測得之一系列的電流強度及相位量測值。此外，每一資料封包250包含相關電場感測器202在量測時距內遭遇到之交織節點之數量的節點計數，以及這些節點之節點品質的量測值。
據此，在步驟900，感測器監視器300(依據步驟700至716)從每一資料封包250所含強度量測值找出每一紡絲流水線的區域尖峰電流值，然後就每一紡絲流水線計算每一量測時距內的平均電流振幅。然後感測器監視器300將每一振幅值儲存在相應滑動窗內。較佳來說，每一滑動窗具有2100個槽(槽0至2099)以儲存2100個此等振幅值。但槽的數量不一定是2100，其可因所要資料之揮發性而異。
在步驟902，感測器監視器300就每一紡絲流水線計算在各別滑動窗之前導部分處的平均電流強度。較佳來說，感測器監視器300考慮每一滑動窗內的最近100個電流振幅。因此，感測器監視器300就每一紡絲流水線加總槽2000至2099內的電流振幅，然後將每一總和除以量測數量(100)。然後感測器監視器300就每一紡絲流水線將這些後來計算得到的平均振幅值之每一者指派為相應變數CURRENT。因此，在一種雙紡絲流水線的纖維生產系統(具有紡絲流水線A和B)中，感測器監視器300將紡絲流水線A之(從槽2000至2099算出的)平均電流振幅指派為變數CURRENTA ，且將紡絲流水線B之(從槽2000至2099算出的)平均電流振幅指派為變數CURRENTB 。
在步驟904，感測器監視器300就每一紡絲流水線計算平均電流振幅值的振幅變化，且在步驟908將每一計算所得變化值指派為一各別變數△。因此，在一種雙紡絲流水線的纖維生產系統(具有紡絲流水線A和B)中，感測器監視器300計算CURRENTA 與BASEA 之間的差，且將此值指派為變數△A ；並且計算CURRENTB 與BASEB 之間的差，且將此值指派為變數△B 。
在步驟906，感測器監視器300就每一紡絲流水線在資料紀錄350之跨接事件欄370內插入計算變化值(例如△A 、△B )，連同與每一變化值相關之感測器的感測器位址。電腦伺服器400利用隨資料紀錄350包含之變化值以告知電腦伺服器400之操作者有一跨接事件的存在，以及該跨接事件涉及的紡絲流水線。
在步驟908，感測器監視器300就每一紡絲流水線計算各別滑動窗之前導部分處的平均電流強度。較佳來說，感測器監視器300考慮每一滑動窗內的頭200個電流振幅值。因此，感測器監視器300就每一紡絲流水線加總槽0至199內的電流振幅，然後將每一總和除以量測數量(200)。然後感測器監視器300就每一紡絲流水線將每一新計算得到的平均振幅值之指派為一新的相應變數NEWBASE。因此，在一種雙紡絲流水線的纖維生產系統(具有紡絲流水線A和B)中，感測器監視器300將紡絲流水線A之(從槽0至199算出的)新計算平均電流振幅指派為變數NEWBASEA ，且將紡絲流水線B之(從槽0至199算出的)新計算平均電流振幅指派為變數NEWBASEB 。
在步驟910，感測器監視器300著重在每一紡絲流水線之計算變化值(例如△A 、△B )的方向。此步驟被稱為一〝自項或線內檢查〞。如果該等紡絲流水線之一者的計算變化值是正的而且該等紡絲流水線之另一者的計算變化值是負的，則該演算法認定為一來自具有負變化值之紡絲流水線上之纖維的細絲已經跳躍或跨接到具有正變化值之紡絲流水線上的纖維。據此，在步驟912，感測器監視器300設定HOLD BASE REFERENCE旗標，藉此表示在跨接事件已被修正之前，BASE變數應當被儲存。
在步驟914，感測器監視器300判斷HOLD BASE REFERENCE旗標是否已被設定。如果HOLD BASE REFERENCE旗標未被設定，則在步驟916就每一紡絲流水線，感測器監視器300指派變數NEWBASE之值為對應變數BASE。然後該演算法回到步驟900。
但是，如果HOLD BASE REFERENCE旗標已被設定，則該演算法判斷跨接事件或斷線是否已被修正。因此，在步驟918，就每一紡絲流水線，感測器監視器300比較每一NEWBASE變數之值與對應BASE變數之值。如果每一變數對間之差的絕對值不大於一預定閾值，則該演算法認定跨接事件或斷線已被修正。據此，在步驟920，感測器監視器300清除HOLD BASE REFERENCE旗標，且就每一紡絲流水線指派變數NEWBASE之值為對應變數BASE。然後該演算法回到步驟900。
如果感測器監視器300在步驟918判斷任何NEWBASE變數之值與對應BASE變數之值間之差的絕對值大於該閾值，則跨接事件或斷線可能已被人力修正。但是，跨接事件或斷線發生所在紡絲流水線上之感測器200在跨接事件或斷線發生的瞬間與跨接事件或斷線被修正的瞬間二者之間的溫度差可能阻止NEWBASE變數之值落入BASE變數的容差以內(步驟918)。另一選擇，跨接事件或斷線發生所在紡絲流水線上之電場感測器202可能已在跨接事件或斷線發生的瞬間與跨接事件或斷線被修正的瞬間二者之間被清理過，藉此防止NEWBASE變數之值落入BASE變數的容差以內(步驟918)。
據此，為判斷跨接事件或斷線是否已被人力修正，在步驟922，感測器監視器300就每一對紡絲流水線計算BASE變數之值的差以及CURRENT變數之值的差，且指派每一計算所得差值為一各別變數ε。因此，在一種雙紡絲流水線的纖維生產系統(具有紡絲流水線A和B)中，感測器監視器300計算BASEA 與BASEB 之間的差，並指派該值為變數ε1 ；並且計算CURRENTA 與CURRENTB 之間的差，並指派該值為變數ε2 。
然後在步驟924，感測器監視器300就每一紡絲流水線對比較每一BASE差之值(例如ε1 )與每一CURRENT差之值(ε2 )。此步驟被稱為〝交叉項檢查〞。如果此二差間之差(例如ε1 －ε2 )大於一預定閾值，則該演算法認定為跨接事件或斷線未曾被人力修正。據此，演算法回到步驟900。但是，如果在步驟924算出的差不大於一預定閾值，則該演算法認定為跨接事件或斷線已被人力修正。據此，在步驟926，感測器監視器300清除HOLD BASE REFERENCE旗標，且就每一紡絲流水線指派變數NEWBASE之值為對應變數BASE。然後該演算法回到步驟900。
本發明係由隨附申請專利範圍定義，以上說明僅提供本發明之一較佳實施例。熟習此技藝者可就本發明人主張的發明想出某些修改，這些修改雖未詳列於本說明書，然其並未脫離隨附申請專利範圍所定義之本發明的範圍。
100．．．以電腦為基礎之纖維生產監控系統
102．．．區域網路
104．．．通訊網路
110．．．通訊網路
200．．．感測器
202．．．電場感測器
202a．．．電場感測器
202b．．．電場感測器
202c．．．電場感測器
202d．．．電場感測器
204．．．感測器處理單元
206．．．絕緣基板
208a．．．第一電極部分
208b．．．第二電極部分
210a．．．第一通道部分
210b．．．第二通道部分
212a．．．基板之一端
212b．．．基板之反端
214．．．中央區
216．．．絕緣體層
218．．．感測器底部
250．．．資料封包
300．．．感測器監視器
302．．．響應緩衝器
304．．．循環緩衝器
306．．．拷貝緩衝器
308．．．備妥旗標
310．．．滑動窗
312．．．滑動窗
314．．．噪訊監視器
350．．．資料紀錄
352．．．起始標頭
354．．．強度欄
356．．．相位欄
358．．．節點計數欄
360．．．節點品質欄
362．．．BIT欄
364．．．線存在旗標
366．．．絡筒機狀態欄
368．．．感測器位址欄
370．．．跨接事件欄
372．．．核對和欄
400．．．電腦伺服器
402．．．非揮發性記憶體
404．．．揮發性記憶體
406．．．網路介面
408．．．中央處理單元
410．．．顯示裝置
412．．．資料輸入裝置
414．．．TCP/IP層
416．．．RS Linx層
418．．．OPC層
420．．．應用軟體層
450．．．量測資料庫
480．．．個人電腦
以下參照所附圖式僅以舉例方式說明本發明，其中：圖1是一依據本發明之以電腦為基礎之纖維生產監控系統的簡圖，圖中示出感測器、感測器監視器、電腦伺服器及量測資料庫；圖2a是一圖1所示感測器之一者(一電場感測器)的簡圖；圖2b是圖2a所示電場感測器的俯視平面圖；圖2c和2d是該電場感測器的橫剖面圖；圖3a是一由感測器處理單元產生之資料封包之結構的簡圖；圖3b是一由感測器監視器產生之資料紀錄之結構的簡圖；圖4是一電腦伺服器之結構的簡圖，圖中示出在其上執行的軟體；圖5是一大致示出纖維生產監控系統之操作方法的流程圖；圖6是一詳細示出纖維生產監控系統之操作方法的流程圖，其中圖6a示出由該感測器處理單元和感測器監視器執行的步驟，且圖6b示出同時由電腦伺服器執行的步驟；圖7a是一示出與交織節點位置有關之感應電流振幅變動的波形；圖7b和7c一起包含一利用該纖維生產監控系統判斷節點計數和節點品質之方法的流程圖；圖8(包含圖8a至8e)是一利用該纖維生產監控系統判斷線存在之方法的流程圖；且圖9(包含圖9a和9b)是一利用該纖維生產監控系統判斷跨接事件之方法的流程圖。
100．．．以電腦為基礎之纖維生產監控系統
102．．．區域網路
104．．．通訊網路
110．．．通訊網路
204．．．感測器處理單元
300．．．感測器監視器
302．．．響應緩衝器
304．．．循環緩衝器
306．．．拷貝緩衝器
308．．．備妥旗標
310．．．滑動窗
312．．．滑動窗
314．．．噪訊監視器
400．．．電腦伺服器
450．．．量測資料庫
480．．．個人電腦

Claims (39)

  1. 一種以電腦為基礎之纖維生產監控系統，其包含：至少一感測器，每一感測器係與各別紡絲流水線(threadline)相關聯且被規劃用以提供一纖維之至少一物理特性的至少一資料紀錄，該纖維於一各別紡絲流水線上被拉過一感測器，各纖維被捲線到捲筒上；及一與該感測器聯絡的電腦伺服器，該電腦伺服器被規劃用以(1)將各感測器之感測器位址連同各別捲筒的識別符儲存於一量測資料庫；(2)將至少一資料紀錄連同各別感測器位址及捲筒識別符儲存於該量測資料庫；及(3)從該量測資料庫以每個紡絲流水線為基準及以每個捲筒為基準兩者之至少其中之一來提供該至少一物理特性之一歷史分析。
  2. 如申請專利範圍第1項之纖維生產監控系統，其中該電腦伺服器被規劃用以比較每一該示值與一針對該物理特性建立的一製程極限值，並且依據每一該示值相對於相關製程極限值之一偏差而引動一警報器。
  3. 如申請專利範圍第1項之纖維生產監控系統，其中該電腦伺服器被規劃用以比較每一該示值與針對每一該物理特性建立的一各別製程極限值，並且依據該等示值之至少二者相對於相關製程極限值之一偏差而引動一警報器。
  4. 如申請專利範圍第1項之纖維生產監控系統，其中該 感測器被規劃用以定期取得該物理特性之量測值，局部緩衝(locally buffer)所取得的量測值，並且在從該電腦伺服器收到一資料請求後將該等經緩衝的量測值發送給該電腦伺服器。
  5. 如申請專利範圍第4項之纖維生產監控系統，其中該感測器包含一電場感測器及一耦接到該電場感測器的感測器處理單元，且該感測器處理單元被規劃用以藉由監控因該纖維被拉過該電場感測器而在該電場感測器內感應生成之一電流信號之一振幅來提供該至少一量測值。
  6. 如申請專利範圍第5項之纖維生產監控系統，其中該電場感測器包含：一絕緣基板；被配置在該基板上的複數個非接觸式電極；及被耦接到該等電極並且橫貫該基板延伸的複數個導體。
  7. 如申請專利範圍第6項之纖維生產監控系統，其中該等電極包含一第一電極部分及一與該第一電極部分交錯的第二電極部分，且該等導體包含一第一導體部分及一第二導體部分，該等導體之第一部分被耦接到該第一電極部分，該等導體之第二部分被耦接到該第二電極部分。
  8. 如申請專利範圍第7項之纖維生產監控系統，其中該等電極被配置在該基板上相互平行，且該等導體包含 相對於該等電極成一直角延伸的通道(vias)。
  9. 如申請專利範圍第8項之纖維生產監控系統，其中該電場感測器包含一被配置在該等電極上方的絕緣體。
  10. 一種以電腦為基礎之監控纖維之生產的方法，其包含以下步驟：在一電腦伺服器接收來自複數個感測器之至少一資料，各感測器與一各別紡絲流水線相關，每一該資料紀錄包含一纖維之至少一物理特性的一示值，該纖維於該紡絲流水線上被拉過各別感測器；且該電腦伺服器將各感測器之感測器位址連同各別捲筒(各別纖維被捲線到各別捲筒上)的識別符儲存於一量測資料庫；將至少一資料紀錄連同各別感測器位址及捲筒識別符儲存於該量測資料庫；及從該量測資料庫以每個紡絲流水為線基準及以每個捲筒為基準兩者之至少其中之一來提供該至少一物理特性之一歷史分析。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該接收步驟包含以下步驟：以該電腦伺服器比較每一該示值與一針對該物理特性建立之一製程極限值；且依據每一該示值相對於相關製程極限值之一偏差而引動一警報器。
  12. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該接收步驟包含以下步驟： 在該電腦伺服器比較每一該示值與一針對每一該物理特性建立之一各別製程極限值；且依據該等示值之至少二者相對於相關製程極限值之一偏差而引動一警報器。
  13. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該等示值包含物理特性之定期量測值，該感測器被規劃用以局部緩衝所取得的量測值，且該接收步驟包含以下步驟：向該感測器請求該等經緩衝的量測值；且透過網路從該感測器接收所請求的量測值。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該感測器包含一電場感測器及一耦接到該電場感測器的感測器處理單元，且該感測器處理單元藉由監控因該纖維被拉過該電場感測器而在該電場感測器內感應生成之一電流信號之一振幅來提供該至少一量測值。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該電場感測器包含：一絕緣基板；被配置在該基板上的複數個非接觸式電極；及被耦接到該等電極並且橫貫該基板延伸的複數個導體。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該等電極包含一第一電極部分及一與該第一電極部分交錯的第二電極部分，且該等導體包含一第一導體部分及一第二導體部分，該等導體之第一部分被耦接到該第一電極部 分，該等導體之第二部分被耦接到該第二電極部分。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該等電極以相互平行方式被配置在該基板上，且該等導體包含對該等電極成一直角延伸的通道。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其更包含一被配置在該等電極上的絕緣體。
  19. 一種電場感測器，其包含：一絕緣基板；被配置在該基板上的複數個非接觸式電極，該等電極包含一第一電極部分及一與該第一電極部分交錯的第二電極部分；及被耦接到該等電極並且橫貫該基板延伸的複數個導體，其中，該等導體包含一第一導體部分及一第二導體部分，該等導體之第一部分被耦接到該第一電極部分，該等導體之第二部分被耦接到該第二電極部分。
  20. 如申請專利範圍第19項之電場感測器，其中該等電極以相互平行方式被配置在該基板上，且該等導體包含對該等電極成一直角延伸的通道。
  21. 如申請專利範圍第20項之電場感測器，其更包含一被配置在該等電極上方的絕緣體。
  22. 如申請專利範圍第21項之電場感測器，其中該絕緣體包含陶瓷及玻璃其中一者。
  23. 如申請專利範圍第22項之電場感測器，其中該陶瓷包含礬土。
  24. 一種以電腦為基礎之監控紡絲流水線上之纖維之生產的方法，該方法包含以下步驟：監控因一纖維被拉過一電場感測器而在該感測器感應生成之一電流信號的一振幅；從該振幅之量測值偵測該電流信號中的波峰和波谷，該偵測步驟包含從該等振幅量測值找出振幅區域極小值和極大值、計算該等區域極大值相對於該等區域極小值的高度、及排除該等區域極大值當中具有一小於一預定閾值之相關計算高度的區域極大值；及從該等測得波峰和波谷判斷該纖維之一物理特質。
  25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中每一未被排除的區域極大值領先於該等區域極小值之一者一段各別時間長度，且該方法更包含以下步驟：排除該等未被排除的區域極大值當中具有一大於一閾最大時間之相關時間段的區域極大值；排除該等未被排除的區域極大值當中具有一小於一閾最小時間之相關時間段的區域極大值；且留存剩下未被排除的區域極大值。
  26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中該物理特質是節點計數，且該物理特質判斷步驟包含以下步驟：將該等振幅量測值劃分成多個時距；且就每一該時距，從相關留存區域極大值計算一各別節點計數。
  27. 如申請專利範圍第26項之方法，其中該物理特質是節點品質，且該物理特質判斷步驟包含就每一該時距以相關節點計數計算相關高度之一平均值。
  28. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該電場感測器包含：一絕緣基板；被配置在該基板上的複數個非接觸式電極；及橫貫該基板延伸的複數個通道。
  29. 如申請專利範圍第28項之方法，其中該等電極包含一第一電極部分及一與該第一電極部分交錯的第二電極部分，且該等通道包含一第一通道部分及一第二通道部分，該等通道之第一部分被耦接到該第一電極部分，該等通道之第二部分被耦接到該第二電極部分。
  30. 如申請專利範圍第29項之方法，其中該等電極被配置在該基板上相互平行，且該等通道對該等電極成一直角延伸。
  31. 如申請專利範圍第30項之方法，其中該電場感測器包含一被配置在該等電極上方的絕緣體。
  32. 一種以電腦為基礎之監控紡絲流水線上之纖維之生產的方法，該方法包含以下步驟：監控一被配置在一紡絲流水線上的電場感測器之一輸出；以該電場感測器測得之一平均電流、一穩態噪訊及一節點計數其中一者的增加來偵測被拉過該感測器之 一纖維的存在；且以該電場感測器測得之平均電流、節點計數及一瞬態噪訊的減少來偵測該纖維內之一斷裂，該等減少在時間方面有重疊。
  33. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該平均電流係藉由偵測該電場感測器內感應生成之一電流之振幅的波峰並計算振幅之一平均值而判斷。
  34. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該平均振幅計算步驟包含將該等波峰劃分成多個時距，且計算每一該時距內該等波峰之強度之一平均值之一中間值。
  35. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該噪訊係藉由偵測該電場感測器內感應生成之一電流之振幅的波峰、將該等波峰劃分成多個時距且加總每一該時距內該等波峰的強度而判斷。
  36. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該節點計數係藉由偵測該電場感測器內感應生成之一電流之振幅的波峰且從偵測到的波峰計算一節點計數而判斷。
  37. 如申請專利範圍第36項之方法，其中該節點計數計算步驟包含將該等波峰劃分成多個時距的步驟，及計算每一該時距之波峰的步驟。
  38. 一種以電腦為基礎之監控紡絲流水線上之纖維之生產的方法，該方法包含以下步驟：監控複數個電場感測器之一輸出，每一感測器被配置在複數個紡絲流水線之各別一者上，每一該紡絲流 水線載送一多細絲纖維；且從每一該纖維被拉過各別電場感測器時在該等電場感測器內感應生成之一電流信號之振幅的一變化，偵測來自該等紡絲流水線之一者之一細絲在該等紡絲流水線之另一者之纖維內的存在。
  39. 如申請專利範圍第38項之方法，其中一細絲之存在係藉由監控一紡絲流水線上之振幅之一正向變化且監控另一紡絲流水線上之振幅之一負向變化而偵測。
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