CN101556252B - 用于光学检测纵向运动纤维束中的外来纤维的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于光学检测纵向运动的纤维束(1)、具体为纱线中的外来纤维的方法和装置，其中向着纤维束的方向发送光，从所述纱线反射的光确定所述纱线的亮度值(H(k))，并为了得到与平均亮度值(H_m(k))的偏差而连续检查所述亮度值。根据本发明，形成所述绝对偏差与特定于纤维束的预定固定值(H₀)的商，采用该商来评价所述偏差。

Description

用于光学检测纵向运动纤维束中的外来纤维的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于光学检测纵向运动的纤维束(特别为纱线)中的外来纤维的方法，该方法包括：沿纤维束的方向发送光，通过由纱线反射的光来确定纱线的亮度值，并为了得到与平均亮度值的偏差而连续检查该亮度值。本发明还涉及一种用于执行该方法的装置。

背景技术

在纤维或纱线的制造或处理中，混杂物(诸如外来纤维)不利于随后的处理过程以及最终产品的质量。因此，至关重要的是，检测外来纤维，以获得关于纤维束的质量信息，或者在检测到外来纤维之后能立即采取措施除去外来纤维。

为了检测外来纤维，实践中主要采用的是光学方法，这些光学方法基于不同颜色或亮度纤维的不同反射性能。例如在同族专利WO 93/19359中描述了这样一种方法。其中，将光作用于纱线、粗纱或条带型的纺织测试材料上，并测量由测试材料反射的光，从而根据所反射光的变化得出关于是否存在混杂物的结论。为此，至少在两个点处照明测试材料，除了反射外，还测量测试材料的直径或者其直径的变化，并从反射信号与直径信号得到商，并连续检查与平均值的偏差。在该情况下，可通过针对相当长长度的测试材料连续形成平均值来适应性地确定平均值。在这种情况下所述商是测试材料的亮度值。

为了确定亮度值，现有技术中存在大量其它方法。例如如DE 100 09131 A1中所描述的那样，可根据直径调整沿纤维束方向发送的光，使得由纤维束反射的光直接产生亮度值。

在此情况下，可以以绝对偏差的形式确定当前所检测的亮度值与平均亮度值的偏差，也就是说测量值与平均值之间的差。通常，利用相对偏差来获得对受外来纤维影响的纤维束的更好评价，换句话说，利用绝对偏差与平均亮度值的商来进行评价。

EP 0 877 108 A1描述了一种用于清理纱线的方法和装置，其中对纱线的性质进行检测，并通过可调节的清理限值来限定要被清除的纱疵。在该情况下，所述纱线性质可以为纱线的厚度和质量、纱疵的长度以及纱线的颜色和结构。因此可针对纱疵来形成清理限值，例如粗结或细结、外来纤维、外来物质或毛羽性(hairiness)。针对相应的测量值形成平均值，并因而确定相对于该平均值的相对偏差。将该相对偏差与阈值相比较，从而对纱疵分级，或者启动清除操作。

上述WO 93/19359描述了对应于基准值的相应触发阈值，其是通过连续形成亮度平均值而得到的，测量信号超出所述触发基准值就相应表示存在外来纤维或另外混杂物。

DE 100 57 170 A1描述了一种用于确定织物中、具体从纤维中确定瑕疵的方法。为了确定特定亮度值相对于织物的正常亮度值是否增加，需要确定织物亮度的平均值。根据该平均值建立阈值。如果所确定的亮度位于该阈值之上，则表明为瑕疵。可以将所确定的平均值乘以一因子来确定阈值。该因子可随着织物类型的不同而不同。现如今用于检测外来纤维的装置，大部分是对信号进行数字化处理。也就是说，检测由纤维束反射的光的传感器的模拟信号首先被转换成数字信号，然后在适当的控制单元中进一步加以数字化处理。

在模拟信号的数字化期间，量化不仅在时间方面而且也在值方面进行。量化为有限数量的量化步骤导致分辨率降低，并导致量化误差，也就是说，原始信号与数字信号之间存在差值。获得的离散值越少，产生的量化噪声就越大；信噪比降低。

利用相对于平均值的上述相对偏差来检查纵向运动的纤维束的亮度值时，在深色纱线的情况下，也就是说在平均亮度值较小的情况下，会导致大的相对偏差。相反地，在浅色纱线的情况下，相对偏差相反较小，这是因为除数较大。如上所述，在数字化处理的情况下，仅有限数量的离散值可用，产生的相对偏差必须被映射到这些离散值上。在深色纱线情况下的这些较大值导致数字化后的相对偏差的分辨率较小，因此，根据上述说明，产生不期望的量化噪声。

发明内容

本发明的目的在于降低在数字化确定亮度偏差中的量化噪声，并且使得评价可靠。

借助本发明第一方面的方法和本发明第四方面的装置的特征性特征来实现根据本发明的目的。

为了实现该目的，形成绝对偏差与特定于纤维束的预定固定值的商，该商用于评价所述偏差。

通过根据本发明地计算所述亮度偏差，可以针对各种纱线颜色来调节亮度偏差值范围。于是，在数字评价中可最佳地利用可用数量的离散值，从而降低量化噪声。同时，可以与在绝对偏差的情况下不同地，考察与无疵纱线的亮度的关系。

在深色纱线上，观测器难以找到其他颜色的外来纤维、特别是浅颜色的外来纤维，结果是可能接受了在量方面更大的差异。在根据本发明的偏差计算中，已借助特定于纤维束的固定值进行了相应的加权，因此不必调整阈值(超过或低于该阈值处认为是纱疵点)，或至少不用以现有技术中的那样的程度来调节阈值。因此，不仅调节了所出现值的范围，而且还调节了各种纤维的计算偏差的可接受值范围。因而，也调节了可接受值范围内的分辨率，从而总体降低了量化误差。

在根据本发明方法的优选实施方式中，随着纱线颜色的变化而改变所述固定值(H₀)。

在其它优选实施方式中，特定的固定值不小于预定值。

还借助一种用于光学检测外来纤维的装置来实现该目的，该装置包括：光源，该光源构造成向着所述纤维束的方向发送光；传感器，该传感器构造成检测由所述纱线反射的光；以及控制装置，所述控制装置构造成从传感器信号确定所述纱线的亮度值，并且为了得到与平均亮度值的偏差而连续检查所述亮度值。根据本发明，所述控制装置进一步设定为确定所述绝对偏差与特定于纤维束的预定固定值的商，并利用该商来评价所述偏差。

附图说明

下面将借助于图中所示的实施方式详细描述本发明。附图中：

图1表示用于光学检测外来纤维的装置；

图2表示根据本发明计算亮度偏差的原理图；

图3表示确定固定值的流程图。

具体实施方式

图1以非常简单的方式表示用于光学检测纵向运动纤维束中的外来纤维的装置的原理结构。纤维束1沿箭头7的方向运动。光源2向着纤维束1的方向发送光。该光被纤维束1反射，并由传感器3检测。光源2借助控制线路6、传感器3借助控制线路5连接到数字控制单元4。控制单元4采用一种已知方法连续确定纤维束的亮度值。可能还需要其它的光源或传感器，这取决于用于确定亮度的方法。

在各扫描步骤k，控制单元4根据本发明的方法确定亮度偏差ΔH(k)。图2图示出了该计算。借助加法器10，从当前扫描步骤k确定的亮度值H(k)减去连续确定的平均亮度值H_m(k)。将所得结果提供给计算单元11。该差乘以因数

或者说将该差除以值H_o。H_o在这里为特定于纤维束的固定值，因此不依赖于当前扫描。根据本发明，通过下列公式(i)计算出值ΔH(k)来求出亮度值与平均亮度值的偏差。

$\mathrm{\ΔH}\left(k\right)=\frac{H\left(k\right)-H_m\left(k\right)}{H_0}---\left(i\right)$

图3示出了形成特定于纤维束的固定值H₀的一种可能方式。图3的流程图起始于起始端21。首先通过操作22建立亮度值H₁。操作23借助式(ii)，从j次亮度值的扫描来确定已处理纤维束的平均亮度值H_m(j)。

$H_m\left(j\right)=\frac{1}{j}\·\underset{i=1}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}H\left(i\right)---\left(\mathrm{ii}\right)$

在分支24中，将平均纱线值H_m(j)与预定值H₁进行对比。如果平均值H_m(j)小于预定值H₁，则执行操作25。操作25将预定值H₁赋予为特定于纤维的固定值H₀。如果平均亮度值H_m(j)不小于预定值H₁，则在分支24后接着进行操作26。因而，将预先确定的平均亮度值H_m(j)赋予固定值H₀。在结束端27结束特定于纤维束的固定值H₀的建立。如果平均亮度值H_m(j)大于预定值H₁，则固定值H₀还可以再次被连续平均亮度值H_m(k)替代。也就是说，在浅色纱线的情况下可以保留已知的相对偏差，而该固定值仅用于其亮度值小于预定值H₁的深色纱线。

Claims (3)

1.一种用于光学检测纵向运动纤维束(1)、具体为纱线中的外来纤维的方法，该方法包括：向着所述纤维束的方向发送光；从所述纱线反射的光确定所述纱线的亮度值(H(k))；以及连续检查所述亮度值，该方法的特征在于，形成绝对偏差与特定于纤维束的预定固定值(H₀)的商，采用该商来评价偏差，所述绝对偏差是所述亮度值(H(k))与平均亮度值(H_m(k))之间的差，所述预定固定值(H₀)不小于预定值(H₁)，其中，如果平均亮度值(H_m(j))小于所述预定值(H₁)，则将所述预定值(H₁)赋予为特定于纤维束的所述预定固定值(H₀)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，随着纱线颜色的变化而改变所述预定固定值(H₀)。

3.一种用于光学检测纵向运动的纤维束(1)、具体为纱线中的外来纤维且执行根据权利要求1或2所述方法的装置，该装置包括：光源(2)，该光源构造成向着所述纤维束的方向发送光；传感器(3)，该传感器构造成检测由所述纱线反射的光；以及控制装置(4)，所述控制装置构造成从传感器信号确定所述纱线的亮度值(H(k))，并且连续检查所述亮度值(H(k))，该装置的特征在于，所述控制装置(4)进一步设定为确定绝对偏差与特定于纤维束的预定固定值(H₀)的商，并利用该商评价偏差，所述绝对偏差是所述亮度值(H(k))与平均亮度值(H_m(k))之间的差，所述预定固定值(H₀)不小于预定值(H₁)，其中，如果平均亮度值(H_m(j))小于所述预定值(H₁)，则所述控制装置（4）设定为将所述预定值(H₁)赋予为特定于纤维束的所述预定固定值(H₀)。

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