CN105158271A - 监视纱线的至少一个质量参数和/或传感器参数的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于由纱线电子清理器利用光学检测器对纱线的至少一个质量参数和/或传感器的参数进行监视的方法，该光学检测器包括具有一行或两行矩形形状的个体光学元件的传感器，由此该个体光学元件在其输出提供与其照射强度成比例的模拟信号，该信号的数值在每个测量周期期间被监视，在传感器的第一和/或第二行光学元件中，针对纱线的每个所监视的质量参数和/或针对传感器的每个所监视的参数，选择该传感器的个体光学元件构成用于监视特定参数的活动区，由此一行中处于一个活动区中的光学元件的数量低于相对应行中光学元件的总数，并且相对应活动区的个体光学元件的输出模拟信号包括在特定参数的评估之中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于由电子纱线清理器利用光学检测器监视纱线的至少一个质量参数和/或传感器参数的方法，该光学检测器包括具有一行或两行矩形形状的个体光学元件的传感器，因此该个体光学元件在其输出提供与其照射强度成比例的模拟信号，该信号的数值在每个测量周期期间被进行监视。
背景技术
专利CZ286113（EP1051595B1）描述了一种用于检测移动纱线的厚度和/或同质性的方法，其中纱线在辐射源和线性CCD检测器之间的辐射通量中移动，由此该CCD检测器的每个元件与其照射的状态和/或强度的评估设备相耦合。CCD检测器被用作辐射检测器，对总是在长度近似为10μm的非常短的分段上被非连续地测量的纱线进行监视。
美国专利US6242755B1公开了一种用于对不确定长度的纤维纺织材料进行无接触测量的方法，其中该纺织材料被放置于至少一个辐射源的辐射范围内并且其阴影通过辐射而投影在包括彼此相邻布置的一行传感器单元的接收设备上，由此该接收设备由CCD检测器所组成。该纤维纺织材料的直径基于完全被遮蔽的传感器单元的数量以及根据对一个或两个相邻传感器单元的部分遮蔽来确定，根据部分遮蔽的数量与被完全遮蔽的传感器单元的数量之比来按照比例确定部分遮蔽的数值。
基于线性CCD或CMOS光学检测器的已知纱线清理器利用被遮蔽的光学元件的数量的数字数值进行工作。即使专利CZ286113和US6242775公开了包括被部分照射光学元件的影响的对纱线直径进行评估的方法，但是这样的检测器尚未针对在生产机器上的直接应用得以实现，这很可能是由于已由本发明所克服的困难和缺陷。如果没有伴随其他措施（诸如防止电磁干扰的措施），对来自检测器的个体光学元件的模拟信号的处理是复杂的并且不产生所期望的效果。
专利US6219135（EP1015873B1）描述了一种光学检测器的配置，其出于不仅获得关于根据被遮蔽的数字光学元件的数量的纱线直径的信息而且获得关于根据被部分遮蔽的光学元件的纱线表面结构的信息的目的而将模拟和数字光学元件相结合。按推测，该设备意图仅针对实验室装置。然而，如果该设备在纱线生产期间用作直接在线测量设备，则其存在很多不足。另一个缺陷在于如下事实，来自模拟光学元件的、定义纱线表面结构的信号的交流分量以相对大的直流分量进行调制，这使得A/D转换器对信号所进行的处理恶化。另一个缺陷在于如下事实：模拟信号被携带至检测器自身之外进行处理，并且因此其受到从在附近操作的机器的其它设备引入到模拟导体中的电磁干扰的影响。显然，当在实验室中使用该光学检测器时，无干扰的环境能够实现，但是在光学检测器被用作生产机器的部分的情况下则不能实现。
根据专利CZ299684，模拟信号处理期间的缺陷被一种用于对移动纱线的属性进行无接触测量的设备所消除，其中线性光学检测器连同用于对线性光学检测器的信号进行处理和/或评估的电子电路的至少部分一起被合并到一个半导体专用集成电路（ASIC）之中，因此用于对线性光学检测器的信号进行处理和/或评估的电子电路连同该线性光学传感器一起被集成在共用半导体支撑物上和/或安装在一个共用箱体之中。
这样布置的优势尤其在于如下事实：对检测器的信号进行处理和/或评估的初始操作在一个集成电路中进行，并且因此输出信号不被干扰所影响，然而在仅对每个个体光学元件的照射或遮蔽进行监视时，根据CZ299684的解决方案仅基于对来自个体光学元件的信号的二值化处理。该解决方案的缺陷在于个体光学元件的纯数字评估，当个体光学元件根据设置的比较水平而被划分为被照射的和未被照射的时，关于纱线直径的信息由被遮蔽的光学元件的宽度之和所表示。因此，该设备不允许对纱线的表面结构进行充分精确的评估，而且另外，监视灰尘或其它杂质对个体光学元件的可能污染或者监视光源的强度的改变是相当困难的。
本发明的目标是利用线性光学检测器来进一步提高监视电子纱线清理器中的纱线参数的精确度，在生产纱线的机器上直接获得关于纱线的表面结构的基本上更为准确的信息，通过对其传感器的参数的改进监视来延长线性光学检测器能够在其期间精确测量而无需操作人员介入的时间间隔，以及在光学检测器的传感器的功能中发生错误时形成对操作人员进行警告的选项或者停止操作单元的选项。本发明的另一个目标是在具有不同辐射源的光学检测器中使用光学检测器的传感器，由此传感器的工作点总是被最优地调节。
发明内容
本发明的目标通过根据本发明的一种用于监视电子纱线清理器中的纱线的至少一个质量参数和/或传感器的参数而得以实现，其原理在于：在传感器的第一和/或第二行光学元件中，其针对纱线的每个所监视的质量参数和/或传感器的参数，选择该传感器的个体光学元件构成用于监视特定参数的活动区，由此一行中处于一个活动区中的光学元件的数量低于相对应行中光学元件的总数，并且相对应活动区的个体光学元件的输出模拟信号包括在特定参数的评估之中。
根据所监视参数对到活动区中的光学元件及其格式的选择允许在一个测量周期期间对纱线的几个质量参数或者传感器参数进行评估。将光学元件划分为以特定监视参数为目标的活动区导致提高测量准确性，实现了对纱线缺陷更精确的分类，改进了测量动态特性，抑制了对于所监视的参数不需要的光学元件的影响并且最终其导致抑制了检测器受灰尘的污染的影响，以及抑制了周围光线的影响。
尤其对于监视纱线直径和纱线直径缺陷或者传感器的一些参数，活动区由光学元件的连续行形成是有利的。
对于监视纱线的其它质量参数或者传感器参数，有利的是，活动区由互相分离并且处于至少一行光学元件之中的两组或更多组光学元件所形成。
为了改进测量动态特性，有利的是，优选地例如根据CZ299684，用于对纱线的质量参数进行监视的至少一个活动区的大小和位置在光学检测器的操作期间根据纱线图像投影的当前位置而改变。
用于监视纱线质量参数的活动区形成在如下区域中：纱线图像在第一行光学元件和/或第二行光学元件上的投影，以及纱线的这个投影的附近。因此，输出信号的动态特性有所改进，并且同时不包括在活动区中的光学元件的影响受到限制。然而，如果该活动区未形成并且对所有光学元件进行评估，则它们可能例如会在这些光学元件被污染的情况下影响所监视的参数。
此外，用于监视纱线的直径和直径缺陷的活动区由光学元件的连续行所形成。该光学元件的连续行对应于被纱线缺陷的假设大小所放大的纱线投影的大小。
此外，用于监视纱线表面结构的活动区由彼此分离的第一行的两组光学元件和/或由彼此分离的第二行的两组光学元件形成，或者由第二行光学元件的连续行形成，由此至少第二行的所有被部分遮蔽的光学元件是这个活动区的部分。
始终有利的是，在最小可能数量的光学元件上对纱线的特定质量参数进行监视，该光学元件被这个参数的改变所影响，它们的输出模拟信号由于该监视的参数的改变而改变。因此，例如，为了监视纱线的表面结构，在第一行中纱线投影的边缘上形成两个活动区。对于充分粗糙类型的纱线，其直径超过第二行的至少两个光学元件的宽度，在第二行光学元件中也能够应用相同的划分。对于非常细的纱线，在第二行中，更为有利的是，由光学元件的连续行形成用于监视纱线表面结构的活动区。
为了监视传感器的参数，有利的是，用于该监视的活动区形成在纱线图像在第一和/或第二行光学元件上的投影区域之外。在纱线图像的投影区域之外的光学元件上，输出信号应当基本上是恒定的，独立于所测量的纱线，并且因此可以容易地监视由外部影响（诸如光源老化或灰尘污染）所导致的可能的改变。同时，能够在一行或两行光学元件中形成至少两个活动区，由此至少一些光学元件能够作为更多活动区的部分。
在拉长纱线的类型改变的情况下，一个或多个活动区根据纱线图像的投影宽度改变大小和/或对个体光学元件的选择。
附图说明
附图中示意性示出了能够在其上应用根据本发明的方法的检测器的实施例的示例，其中图1示出了具有传感器的光学检测器的布置，图2图示了具有光学检测器的纱线清理器的布置，并且图3和4示出了针对活动区选择光学检测器的传感器的光学元件的示例。
具体实施方式
将根据电子纱线清理器的实施例的示例对通过电子纱线清理器监视纱线的至少一个质量参数的方法进行解释，该电子纱线清理器包括用于对纺织机（例如纺纱机或卷纬机）上的移动纱线的参数进行监视的光学检测器。
纱线清理器1包括箱体11，其中形成用于纱线2的通道的凹槽111。凹槽111在一侧开口，这使得能够将纱线2***凹槽111之中。辐射源3的输出部分和光学检测器5的传感器4彼此相对地布置在凹槽111的侧壁之中。
在所图示的实施例中，辐射源3包括发光二极管（LED）31和光学透镜32，用来形成通过凹槽111并且作为对纱线2的垂直投影的结果而将阴影投射在光学检测器5的传感器4上的平行射线束。辐射源3的发光二极管LED31与辐射强度的控制电路33对准，控制电路33连接至纱线2的清理器1的可编程设备9，如果有必要，其从该可编程设备9接收改变辐射强度的命令。可编程设备9通过通信数据总线10连接至机器的操作单元的其它部件。
在所图示的实施例中，光学检测器5的传感器4包括两行平行的光学元件。第一行的光学元件41为矩形并且被定向为使得其较长侧边处于沿纱线2的投影移动的方向。第二行的光学元件42也为矩形，但是它们被定向为使得其较长侧边垂直于纱线2的投影移动方向。在第一行光学元件41的输出处以及第二行光学元件42的输出处，存在与光学元件41、42的照射或遮蔽强度成比例的模拟信号。两行的光学元件41、42都通过CMOS技术制成。图3和4示意性示出了纱线2投影于其上的传感器4的光学元件41、42，由此个体光学元件41、42中的黑色指示由被照射或被部分照射的光学元件41、42所产生的模拟信号的大小。为了简化附图，个体光学元件41、42之间的间隔已经被省略。
在未图示的实施例中，传感器4仅包括一行光学元件，该行光学元件的大小和定向与第一行光学元件41对应或者与第二行光学元件42对应。
光学检测器5包括传感器4，传感器4具有其间存在距离43的两行光学元件41、42。光学元件41、42的输出以模拟方式进行处理并且随后由模数转换器进行处理以便获得每一行光学元件41、42的照射强度的精确数值。传感器4，或者换句话说，其两行光学元件41，42在图2中被示意性地表示，以便以帮助更好地理解本发明的特性为目标对本发明进行解释。在实际实施例中，它们与辐射源3相对地被布置在凹槽111中。
图1中示意性表示了光学检测器5的连接示例，其中虚线指示光学检测器的半导体支撑物，其上布置有传感器4并且在其上具有第一行光学元件41和第二行光学元件42。第一行个体光学元件的输出通过一个或多个模拟多路复用器410连接至一个或多个模数转换器6，由此在所图示的实施例中，存在被使用的一个多路复用器410和一个模数转换器6。第二行与第一行平行，并且第二行的每个个体光学元件421、...42n的输出连接至模数转换器61、...6n的入口。所有模数转换器6、61、...6n的输出与光学检测器5的可编程设备7的入口进行互连。
周期性地对个体光学元件41、42的输出处的模拟信号进行监视并对其进行评估。在针对所监视的纱线2的质量参数和/或针对所监视的传感器4的参数的每个测量周期期间，选择传感器4的个体光学元件41、42并且其输出信号将包括在特定参数的评估之中。以这种方式，针对每个所监视的参数形成为对其进行监视而被优化的活动区。该活动区能够在第一行光学元件41或第二行光学元件42中形成，或者在两行光学元件41、42中都形成。此外，有利的是，在最小可能数量的光学元件上对纱线的每个质量参数进行监视，该光学元件被这个参数的改变所影响，它们的输出信号由于该参数的改变而被改变。另一方面，为了监视传感器参数，有利的是，在不受纱线2的图像投影所影响的最大可能数量的光学元件上对特定参数进行监视。
纱线2的基本被监视参数是纱线2的直径和直径缺陷以及纱线2的表面结构，诸如起毛度。
传感器4的基本被监视参数是传感器4的光学元件41、42受灰尘的污染以及周围光线和/或光源3的老化的影响。
用于监视纱线2的所选择质量参数的活动区形成在纱线2的图像在传感器4的光学元件41、42上的投影以及在纱线2的该投影附近的区域中，由此，该表达“附近”意指的是在第一行光学元件41中在纱线2的投影的每一侧上的几个光学元件（其数量至少对应于纱线2的缺陷的假设大小）以及在第二行光学元件42中在纱线2的投影的每一侧上通常最后被部分遮蔽的光学元件42。而且，在第二行光学元件42中，“附近”可以包括在纱线2的投影的每一侧上未被纱线2的投影遮蔽的传感器4的至少一个光学元件42。
为了监视纱线2的直径并且监视纱线2的直径缺陷，由第一和/或第二行的光学元件41、42的连续行形成活动区Z1.1、Z2.1，因此光学元件41、42的连续行处于纱线2的投影区域中并且处于其附近，并且一行中的光学元件41、42的数量小于相对应行中的光学元件41、42的总数。
为了监视纱线2的表面结构，第一行中彼此分离的两组光学元件41在纱线2的图像的投影边缘形成活动区Z1.2.1、Z1.2.2，和/或第二行中彼此分离的两组光学元件42在纱线2的投影边缘形成活动区Z2.2.1、Z2.2.2，或者第二行的光学元件42的连续行横跨纱线2的图像的整个投影形成活动区Z2.2.3，这对于其投影小于第二行的两个光学元件42的宽度的非常细的纱线2是有利的。
为了监视传感器4的参数，活动区形成在第一和/或第二行的光学元件41、42上的纱线2的图像的投影区域之外，因为这些光学元件41、42上的模拟输出信号基本上是恒定的并且因此易于监视其可能的改变。
为了监视光学检测器5的传感器4受灰尘的污染，在第一行光学元件41中的纱线2的投影区域之外形成活动区Z1.3和/或在第二行光学元件42中形成活动区Z2.3，由此这些区通常处于互相叠加。
为了监视周围光线和/或光源3的老化的影响，在第一行光学元件41上的纱线2的投影区域之外形成活动区Z1.4，和/或在第二行光学元件42上的纱线2的投影区域之外形成活动区Z2.4，由此这些区通常处于互相叠加。
个体活动区的大小和位置在光学检测器5的操作期间根据纱线2的投影位置而改变，由此例如根据专利CZ299684对纱线2的投影位置进行确定。
在传感器4上，可以在光学元件41、42的单独行中形成两个或更多活动区，由此至少一些光学元件41、42能够作为几个活动区的部分。
随着机器上拉长纱线2的类型改变，一个或多个活动区根据纱线2的图像在个体光学元件41、42上的投影宽度而改变大小和/或对个体光学元件41、42的选择。
参考列表
1-纱线清理器
11-纱线清理器的箱体
111-凹槽
2-纱线
3-辐射源
31-发光二极管LED
32-光学透镜
33-辐射强度的控制电路
4-光学检测器的传感器
41-第一行光学元件
410-模拟多路复用器
42-第二行光学元件
421、…42n-第二行的个体光学元件
43-第一和第二行光学元件之间的距离
5-光学检测器
6、61、…6n-模数转换器
7-光学检测器的可编程设备
8-光学检测器的通信数据总线
9-纱线清理器的可编程设备
10-纱线清理器的通信数据总线
Z1.1-用于监视纱线直径和纱线直径缺陷的第一行中的活动区
Z2.1-用于监视纱线直径和纱线直径缺陷的第二行中的活动区
Z1.2.1-用于监视纱线表面结构的第一行中的活动区
Z1.2.2-用于监视纱线表面结构的第一行中的活动区
Z2.2.1-用于监视纱线表面结构的第二行中的活动区
Z2.2.2-用于监视纱线表面结构的第二行中的活动区
Z2.2.3-用于监视纱线表面结构的第二行中的连续活动区
Z1.3-用于监视传感器受灰尘的污染的第一行中的活动区
Z2.3-用于监视传感器受灰尘的污染的第二行中的活动区
Z1.4-用于监视周围光线和/或光源老化的影响的第一行中的活动区
Z2.4-用于监视周围光线和/或光源老化的影响的第二行中的活动区。
Claims (12)
1.一种用于由纱线电子清理器（1）利用光学检测器（5）对纱线（2）的至少一个质量参数和/或传感器（4）的参数进行监视的方法，该光学检测器包括具有一行或两行矩形形状的个体光学元件（41,42）的传感器（4），由此该个体光学元件（41,42）在其输出提供与其照射强度成比例的模拟信号，该信号的数值在每个测量周期期间被监视，其特征在于：在传感器（4）的第一和/或第二行光学元件（41,42）中，针对纱线（2）的每个所监视的质量参数和/或针对传感器（4）的每个所监视的参数，选择该传感器（4）的个体光学元件（41,42）构成用于监视特定参数的活动区，由此一行中处于一个活动区中的光学元件（41,42）的数量低于相对应行中光学元件（41,42）的总数，并且相对应活动区的个体光学元件的输出模拟信号包括在所述特定参数的评估之中。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：该活动区（Z1.1,Z2.1,Z2.2.3,Z1.3,Z2.3,Z1.4,Z2.4）由至少一行光学元件（41,42）中的光学元件（41,42）的连续行所组成。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：该活动区（Z1.2.1,Z1.2.2;Z2.2.1,Z2.2.2）由互相分离并且处于至少一行光学元件（41,42）中的两组或更多组光学元件（41,42）所组成。
4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于：活动区的大小和位置在光学检测器（5）的操作期间根据纱线（2）的图像在传感器（4）上的投影位置而改变。
5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于：用于监视纱线（2）的质量参数的活动区（Z1.1,Z2.1,Z1.2.1,Z1.2.2,Z2.2.1,Z2.2.2,Z2.2.3）形成在如下区域中：纱线（2）在第一行光学元件（41）和/或第二行光学元件（42）上的投影，以及纱线（2）的这个投影的附近。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于用于：用于监视纱线（2）的直径和直径缺陷的活动区（Z1.1,Z2.1）由光学元件（41,42）的连续行所形成。
7.根据权利要求5或6的方法，其特征在于：用于监视纱线表面结构的活动区（Z1.2.1,Z1.2.2,Z2.2.1,Z2.2.2,Z2.2.3）由彼此分离的第一行的两组光学元件（41）和/或由彼此分离的第二行的两组光学元件（42）形成，或者由第二行光学元件（42）的连续行形成，由此至少第二行的所有被部分遮蔽的光学元件（42）是这个活动区的部分。
8.根据之前任一项权利要求的方法，其特征在于：用于监视传感器（4）的参数的活动区（Z1.3,Z2.3,Z1.4,Z2.4）形成在纱线（2）在第一行和/或第二行光学元件（41,42）上的投影区域之外。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于：形成用于监视光学元件（41,42）受灰尘的污染的活动区（Z1.3,Z2.3）。
10.根据权利要求8或9的方法，其特征在于：形成用于监视周围光线和/或辐射源（3）老化的影响的活动区（Z1.4,Z2.4）。
11.根据权利要求5至10中任一项的方法，其特征在于：同时形成至少两个活动区，由此至少一些光学元件（41,42）可以是几个活动区的部分。
12.根据之前任一项权利要求的方法，其特征在于：在拉长纱线（2）的类型改变的情况下，一个或多个活动区根据纱线（2）的图像的投影宽度而改变大小和/或对个体光学元件（41,42）的选择。
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