CN1206107A - 伸长的试样的参数检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用来检测伸长的试样(1)的参数的装置,它具有一光源(2)用来照射试样上至少一个区域(21)。为了创造所述的要求体积小、制造容易和成本低的装置,必须采用制成扁平形的辐射器来作为光源。它最好是制成能发射出散射的光。辐射器还必须连接一电极(5),电极能使辐射器的射线通过,所以它是特别透明的,并制成一个层片叠放在辐射器上。
Description
本发明涉及一种用以检测伸长的试样的参数的装置，它利用在试样的一个区域内产生一个光程的元件来实现。
从欧洲专利EP 0 401 600已知有一种用于纱线或线材试样的这种装置，其中设有一测量间隙，在其两个侧壁上各有一构成一电容测量机构一部分的测量电极。除了电容测量机构以外还附设一光学测量机构，它在测量间隙的一侧设置一光源，和在测量间隙的另一侧设置一光电元件。为了在测量间隙内产生一均匀的照明场，在光源和测量间隙之间设置一遮光装置或一截角锥形的光导线。
这种已知的装置有一个缺点，在测量间隙两旁为了安装光源和导光用的装置需要很大的空间。对此，这些装置和电源有时必须互相能拆卸或固定在一支架上。因此总的来说这是一种体积大和价格高的解决办法。
本发明的目的是创造一种体积小、制造容易和价廉的上述装置。
此目的是这样实现的，即至少在试样的区域内用来产生光程的一个元件是制成扁平形的。这样的元件比较有利的方式是制成一扁平的散射辐射器来作为光源。在元件的区域内还必须设有电极，它为了透过光程的辐射，特别是透过光线，最好是作为一薄层叠放在元件上，对作为辐射源或光源的元件，设有一个作为检测器用以接收来自辐射器的辐射线的元件，在那里射线能被试样所遮断或在试样上被反射出来。
通过本发明所获得的优点尤其在于：采用光学和电容同时工作的传感器能实现非常简单、价廉和体积小的测试方法。因此例如能同时检测试样的质量和截面或直径，较小的空间需要能容许在给定的空间内附设其他传感器来检测试样的各种特性。例如除了用以检测试样的质量和直径不匀率的传感器外，还能设置其他传感器来检测试样中的异物或表面结构，或者同样的特性能用两个或更多的具有不同特性，例如不同光谱灵敏度的传感器来进行检测。如果按本发明的装置是应用于纺织纱线时，它可作为清纱器的一个部件，它具有较小的外形尺寸，因而能容易地装进纺纱机上所选定的位置。但众所周知这并不是始终能实现的，因为大多数情况下在纺纱机上很少有空间来安装附加的仪器，或者至少不是在那些对纱线的监测是十分有意义的地方。
下面根据一实施例并参照附图对本发明作详细说明。其中：
图1和2各表示按本发明的装置带有一试样的简图，
图3和4表示装置的一个元件的局部，
图5表示具有一侧量间隙的装置。
图1表示一根据本发明的用于检验试样1的装置，它由一个制成扁平形的这里作为一辐射器或辐射源的、其上带有电气连接3和4的元件2、一个带有电气连接6和7的电极5以及另一个同样制成扁平形的作为一射线接收器(大多数情况是一检测器)其连接在这里未表示的元件8所组成。在此实施例中，电极5的位置与辐射器2具有一距离9，辐射器2和电极5都对试样1的区域21进行检测。
电极5对元件2的射线是能够透过的，因此在元件2和8之间，来自辐射器2的光程10和在试样1上反射的光程11能回射到辐射器2上。如果辐射器2也是能被透过的话，射线便能透过辐射器2而射到检测器8上。到达的射线能以熟知的方法变换成一电气信号。在辐射器2不能透过的情况下，射线10，11也能通过在辐射器2上的窗口12而到达检测器8上。
但如在后面还要说明那样，也有可能在试样1对辐射器2的另一侧设置一检测器来接收未被试样1遮住的射线。也有可能把装置以虚线13为界分成左右两半，以便对每一半14，15发射一固定的与另一半不同特性的射线。例如对每一半14，15发送不同波长的光。同样也可能把电极5不设在元件2前面而是设在它后面。
图2表示一种装置，其中电极16设在辐射器17的发射面18上，最好能把电极16做成一薄层固定在发射面18上，辐射器17的发射面18最好以散射的方式来发射辐射线，其方向如对于一平面元件20用箭头19所示。对此包括所有各箭头之间的方向。这里可以看到试样22是制成一带子形状。在具有辐射器17和电极16的元件对面所设置的是一个元件23，它作为一检测器用来接收辐射。这里实际的辐射检测器用代号24表示，它是制成扁平形并具有电极25。
图3表示装置的一部分，其中元件26是由多层27，28构成。这里电极29同样是由一薄层构成而设置在两层27和28之间。这里当然假定至少用作辐射器的一层也是透明的。电极29也可能是一个用以构成辐射所必需的层片，因此它能执行两种功能。这种结构适用于同时作为辐射源和检测器的场合。
图4表示装置的另一部分，其中几个元件一个接一个地叠在一起设置。例如这里可以看到两个辐射器30和31，它们各自发射出固定特性的射线。这些特性例如可以是不同的波长、不同的频率、或不同的调制等等。
图5表示一用于检测试样32的装置，它具有一辐射源33和一个射线接收器34。它们是这样互相设置的，使形成一用于试样32的测量间隙35。试样最好在其长度方向能移动。因此在装置或测量间隙35与试样32之间产生一相当于箭头36所示的相对运动。
按照本发明的装置，其工作原理如下：
为了检测一伸长的试样1的参数，使试样以熟知的因而这里不再说明的方法在一传感器，例如用代号2，5，8，16，17等所表示的元件中经过，利用这些元件，例如可用电容法来测量试样的质量、用光学法来测量其直径或截面、或检测在整个长度上的不匀率。如果不测量不匀率或除了不匀率外，例如在纱线的情况下还能检测其毛羽性、异质纤维的含量等。如果不使用光波，也可使用其他波或射线。检测的目的可以是进行测量或监视。本说明的以下部分中假定这些参数一方面是通过一电场来检测，而另一方面是通过光束辐射来检测的。
对于第一种检测，试样在其区域21内通过来自辐射器2的光束进行照射，它能通过透明的电极5继续无阻尼地到达试样上。光束应尽可能以散射的方式发出，如从图2所见。这在透光测量的意义上来说可由接收器或射线接收器34(图5)来进行检测。由于通过吸收、反射和散射，所以接收器34仅能得到由辐射器2所发射的射线的一部分。从所接收到的光量可用熟知的方法导出一能表示所测参数变化过程的信号。
对于第二种检测，试样1，32的同一区域21在一电场37(图5)内通过，电场位于电极之间，如同在发送器33和接收器34中所存在的以及如在图1-3中所示那样地构成。在接收器34中的电极最好与在发送器31中的电极具有相同的结构，在两电极之间由试样所引起的电场变化可用熟知的方法来测量，因此也能获得所测参数的变化过程。
如果电极是制成不能透过射线的话，则可通过一窗口12而照射到试样1上。反射的光束能同样穿过窗口12和发送器而落到检测器8上，而被发送的光束能通过接收器34的电极中相应的窗口而落到检测器上，在那里其残余的强度能被检测。在强的散射辐射情况下总是有足够多的受到试样影响的射线穿过窗口而经过。
人们常使用多种颜色用于透射光检测和／或反射光检测。于是也能设置相应数目的检测器，但每个仅能对一种颜色有选择性。此外颜色选择也能通过单一检测器中不同深度的抽头38和39来作为电极。
此外，所有上述具有层片的发送器和接收器设有一透明的保护膜来防止有害的环境影响，例如湿度、酸性物质、和冲刷等。
作为制成扁平形的辐射器，最适宜于采用发光的聚合物，例如在英国剑侨的剑桥显示技术公司的这类产品。
所谓扁平形构成，我们理解为由这样的一种元件构成，其发射面具有一远远大于其厚度的长度或宽度，它的厚度是垂直于发射面延伸的。所谓产生辐射的元件，换一句话讲是指它没有其他光学元件而能实现射线的辐射、偏转和散射等。因此它能构成一占地很小的装置，发射辐射线的表面同测量一样大。输送电能用的接收3，4和6，7位于靠近试样之处。最好只从发射表面隔开试样的距离和元件厚度的一部分。
Claims (7)
1．伸长的试样(1)的参数的检测装置，具有在试样的一个区域(21)内产生一光程(10)的元件(2，8)，其特征在于，作为产生光程的元件是一个制成扁平形的辐射器(2)，用来发送散射光。
2．根据权利要求1的装置，其特征在于，它至少具有两个不同波长的光程(10，11)。
3．根据权利要求2的装置，其特征在于，两个光程是互相重叠的。
4．根据权利要求1的装置，其特征在于，对于用来产生光程的元件，设有一同样制成扁平形的检测器(8，31)用来接收射线。
5．根据权利要求1的装置，其特征在于，元件具有一透明的保护膜。
6．根据权利要求1的装置，其特征在于，辐射器是一发光聚合物(LEP)。
7．根据权利要求1的装置，其特征在于，元件与试样之间有一相对运动(33)。
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