確定紗表面範圍結構的方法和裝置的製作方法

2023-04-29 03:49:36 1

專利名稱：確定紗表面範圍結構的方法和裝置的製作方法
人們熟知對於轉杯紗而言經常反覆發生著以下事實在測定它的均勻度和起毛性時雖具有幾乎相同的測量值，但在加工成織物結構時其外觀有很大的不同而且相互間特性也不同(例如，在「手感」方面)。由此能得出結論對轉杯紗特別缺少一種用紡織術語來確定紗表面特性的量值或參數。目前，在確定結構方面所採用的儀器是通過理論設定與實際測定捻度之間的此較來測定的，這樣的測定是通過解捻和加捻方法來實現的。
這種解捻和加捻方法對轉杯紗來說不僅是不精確和耗費時間，而且還對被測定的紗造成破壞，因此它已不能滿足現時的需要。此外，特別對於轉杯紗而言即使能正確地，快速地和無破壞地測定它的捻度，也不是一種表面結構的理想測定，因為在很大程度上它還受其它現象的影響，例如所謂的包纏纖維或纏繞纖維。
對於環綻紗，捻度同樣是用機械方法藉解捻或加捻來測定的，而且機械方法也同樣用於股線(見EP-A-118，466)。此外，還有用光學方法在機器上在線確定捻度的波動。這類方法已在例如CH-A-675，133，WO-A-91/12490，US-A-4，887，155和DE-A-2，443，692中說明。
現在的發明關係到一種用以確定紗線表面範圍內的結構的方法和裝置。特別是，它關係到實際的紗表面和紗邊緣兩方面的結構，包括在這中間所包含的異物或從紗線中伸出的纖維。這種方法工作正確，無破壞作用而且很快，並且還能對運行中的機器進行在線測量，它所確定的參數能夠用適當的紡織術語來確定紗線表面的特性。
按照本發明，這一目的是這樣來實現的，紗表面被映射到一個傳感器上，此傳感器具有很多不同結構排列的敏感元件，對每個敏感元件的信號進行檢查以與待測的結構相一致，並通過對敏感元件提供的信號進行處理而確定待測的結構。
敏感元件的不同結構排列的意思是指每一個元件有不同的排列方向或掩蔽。這樣為了用於捻度的測定，敏感元件就能設計成帶不同傾斜角的條紋形或是不同斜度的縫型光電二極體，並用以確定其它的組織特徵，例如，作為典型包纏纖維不同翻板的包纏纖維。
待求結構的確定可如此進行對一個特殊參數只使用傳感器;然後根據發出最佳識辨信號的敏感元件的結構來確定紗結構。然而，也可把多種類型的傳感器用在很多的參數，而且對不同參數的傳感器信號是相互關聯的，因此在某些情況下對應於一個特殊參數即使產生一個極不相符的傳感信號也將有助於待求結構的確定。
換句話說，本發明的目的是這樣完成的紗由單色光照射，而紗反射出的光有引導的通過一個透鏡到達放置在此透鏡焦距面上的、有很多不同結構的敏感元件的傳感器上;對每一個敏感元件的信號進行檢查以與待測的結構相一致，並通過對敏感元件提供的信息進行處理而確定待測的結構。
根據本發明的裝置的特性在於傳感器是由不同結構的許多光電管所組成，並有一個由敏感元件所提供的含有相關矩陣的信號進行處理的評定裝置。
根據本發明裝置的一個優化實施例的特性在於敏感元件由排列在一個集成光電基片上的光電管所組成，並在光電基片上附加有一個用於評定的集成電路。
下面以一個實施例和附圖對本發明作更為詳細的說明;其中

圖1表示一個按照本發明的裝置的簡圖;
圖2表示一從圖1裝置的傳感器表面切出的放大圖。
圖1所示，在底部，一根紗G由傳送裝置(圖上未表示)以箭頭P方向進行傳送，通過一個裝置以確定紗G的表面結構。無論傳送是連續地進行因而測量是在運動著的紗上進行，還是間隙的傳送，測量是在靜止的紗G上進行，這對於這樣的測量方法是並不重要的。在兩種情況中，紗G由導紗器1導向，導紗器在本裝置光束通道中對紗起定位和穩定位置的作用。
紗G的每一捻回間相對於紗的軸線有一個節距a。當紗受到垂直於其軸線的光照時將產生反射並在一個適應的傳感器上成象以確定紗的表面結構。雖然表面結構主要是表示紗的捻度，但更複雜的結構，例如具有高度曲型結構的纖維交迭或包纏纖維，也是由這一表面結構來表示。
紗G由光源2通過聚光鏡3和光分束鏡4垂直地從上面被照射，由紗表面反射的光通過光分束鏡4和物鏡5到達聚光鏡6，它將光線聚合併將它集中到光電傳感器7上。這就在傳感器7上產生紗G表面結構的圖象，並由連接於傳感器7的一個評定裝置8作更詳細的確定。當然，紗G也能夠被直接地照射。
為了能夠確定紗G的表面結構，傳感器7在它的表面上具有許多以不同結構進行布置的光電管，這些結構代表著待確定的曲型結構的圖象。紗表面的圖象將同時或相繼地與這些單獨的結構類型相比較，並通過一種相關法來確立哪一種結構類型與待確定的結構最為相符。
術語「表面範圍的結構」的意義不僅是實際紗表面的結構，而且還包括從紗表面伸出纖維的紗邊的結構，在這種情況下必須考慮伸出的纖維從紗邊保持在一個特定距離以內，包括一些可能的包含異物。包含異物中包括雜質，特別是那些由其它纖維引起的雜質。這類雜質能由它們的形狀和/或是它們的顏色來識別。
在最簡單的情況下，結構的確定涉及對紗表面上纖維角度a的測定。對於環錠紗而言由紗的直徑和角度a就能算出捻度。在這一用途的例子中，傳感器7最好按圖2所表達的進行設計，在這情況下有許多，也就是說，實際上有20個或更多的條紋圖形SMI到SMn的光電管，它們之間對於水平的夾角b是互不相同的，並被布置在一個集成光電基片上。
在圖2中，條紋圖形SMI的角度b為40°而在條紋圖形SMn中為50°;每一條紋的寬度大約為圖象纖維的直徑。每一條紋形光電管產生的光電流交替的與兩個線路點SP+和SP-中的一個相導通並由此得到總和，也就是說偶數的光電管連接到一個線路點、奇數的光電管連到另一個線路點，它們分別為SP+和SP-。評定裝置8最好由一個IC(集成線路)集成在光電基片上，兩個線路點上電流總和之差被確定和評定。在整個時間內平均的絕對差是對纖維方向性的一種測定，當條紋圖形的角度b與紗表面的纖維角度a最為相符時，其值為最大。纖維角度a的準確值可用插入法由每個條紋圖形的電流總和之差求得。
所說明的方法是相應於在局部空間內的高通濾波(梯度生成)，它和運動沒有關係因此對於一個靜止的和運動的紗G具有相同的作用。如果對於每一個角度只用一個單縫型的光電管來取代一個條紋圖形，那麼測定是和運動有關，在這種情況下對於一個運動著的紗，對每一個光電管就要得到一個與時間有關的信號。由纖維產生的信號分率最好由帶有適應極限頻率的高通濾波器在時間範圍內濾掉，為了這一目的必須知道紗的近似速度。然後每個光電管的這些高通濾波信號的幅值可進行線性的插入。
最後，紗的捻度可由上面說明的兩種傳感器中的一種方法所確定的纖維角度a和紗G的直徑進行確定。對於直徑的測定最好用一串光電管(光電管行，CCD行，光電二極體行或電晶體行)來進行。它同樣包含在光電基片上面。也可以用一個附加的吸嵌印刷加工出的具有任何光電靈敏度的光電管結構來取代一個簡單的線性圖形。因為對每一個固定的局部濾波器進行理論上的計算並在局部的空間內實現是可能的。因此例如用傅立葉轉換法便能將矩形濾波器在頻率空間內變為局部空間的一個sin(X)/X濾波器。紗直徑的確定使得有可能對傳感器或光進行調整使光一直對準紗的中心。
為了記錄和確定更為複雜的表面結構，不同結構典型特性的圖象被作為光電管放置到光電基片上。這類結構，例如，對於纖維交迭光電管能以St Andrew′s交錯的形式放置。當進行測量時，紗表面的圖象在光電管排列上經過。當紗中含有光電管排列那樣的典型結構特點並映射在傳感器上時，在具有相同結構的相應光電接收器中便立即會產生一個明顯的信號折射，而那些不相同結構的接收器不會產生信號折射。與此同時，產生的信號大小是與相互關係乘以兩個結構之間光對比度的乘積相對應。通過這一類結構的許多接收器對關聯信號同時評定的結果，便能對紗結構進行分類。
用一行或更多行的光電管能增加對紗邊緣測定的可能性，它能對分辨包纏纖維有所幫助。因為它形成波狀的邊並無縫地緊貼在紗體上，所以它不同於伸出的纖維。此外，紗的位置能夠由這一行光電管來確定，而在紗直徑和/或紗的位置有異常的大波動時能作出試驗紗是否在有效測量範圍之內的判定。
由於紗的邊緣能在透光下看得特別清楚，相反的紗表面能在反射光下看得很清楚，因此推薦至少用兩種不同類型的照明或照明裝置。這些能由同一點用斬波法來實現或在不同點進行測定，但在後一種情況下兩種類型的測定必須同步完成。
為對同一紗段在不同的傳感器上成象，能用透鏡以行或稱為透鏡陣列的矩陣形式進行布置。這些也能設計用於全息圖象。表面結構的全息評定能夠用神經元網絡的方法來完成，由此不同結構參數可以得到檢驗和評定。這些不同參數跨過多維特徵空間，其中一個特殊結構形成一個有限予空間。
衍射光學元件和透鏡陣列在許多檢測器上對一個及同一個紗段的成象，能很容易地用一個雷射照明源來實現，而雷射源是以單色光和聚合光進行工作的。採用單色光和一個透鏡是為了保證局部圖象的傅立葉轉換處在不同透鏡焦距平面內。根據這一特性的結果，用於結構的最佳濾波器也能限定在傅立葉平面中，並被具體化作為一個光電管結構。這樣的優點是紗的位置和聚焦深度不起重要作用，因為轉換是與位置無關的。
權利要求
1.用於確定紗表面範圍結構的方法，其特徵在於此表面在一個傳感器上成象，而傳感器(7)具有很多不同結構的敏感元件(SMI，SMn)，每一個敏感元件的信號經過測試以期與待測結構相一致，並由此通過對敏感元件所提供的信號進行處理而確定待測的結構。
2.用於確定紗表面範圍結構的方法，其特徵在於紗G由單色光照射，被紗反射出的光被導向通過一個透鏡到放在此透鏡焦距平面內的一個傳感器(7)上，此傳感器上有許多有不同結構的敏感元件(SM1，SMn)，每一個敏感元件的信號經過測試以期與待測結構相一致，並由此通過對敏感元件所提供的信號進行處理而確定待測的結構。
3.根據權利要求1或2確定紗的捻度的方法，其特徵在於表面上的纖維角(a)由所述的敏感元件(SMl，SMn)確定而紗G的直徑由另外的檢測器確定，由此算出紗的捻度。
4.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於為了確定複雜的結構，由傳感器(7)產生代表這些結構典型特徵的光電圖象，而紗(G)的圖象通過這些檢測器的排列得到導定。
5.根據權利要求4的方法，其特徵在於要確定的結構是紗的雜質，特別是由其它纖維引起的雜質。
6.用於實施權利要求1或2方法的裝置，其特徵在於由不同結構的許多光電管(SM1，SMn)組成的傳感器(7)和一評定裝置(8)來處理由一個含有相互關聯矩陣的敏感元件所提供的信息。
7.根據權利要求6的裝置，其特徵在於敏感元件(SM1，SMn)由排列在一個集成光電基片上的光電管所組成並在光電基片中附加有用於評定的集成線路。
8.根據權利要求7的裝置，其特徵在於光電管(SM1，SMn)由光電管條紋圖形所形成，並每個光電管導出光電流交替地與兩個線路點(SP+，SP-)中的一個相聯，由此得到電流總和，這樣兩個線路點上電流總和之差反映了對待測結構是否與不同條紋圖形結構相符合的一個衡量。
9.根據權利要求7的裝置，其特徵在於一個用於確定紗其它特徵的第二種敏感元件是安排在集成光電其片(7)上。
10.根據權利要求6的裝置，其特徵在於用於紗表面成象的安排包括一個用於同一紗段在許多傳感器上成象的所謂的透鏡陣列。
全文摘要
紗G的表面在有很多不同結構的敏感元件傳感器(7)上成象。每一個敏感元件的信號彼此進行比較，而待測的紗的表面結構是根據同相應的敏感元件相符合的條件來確定的。待測的結構由實際的紗表面和包括伸出的纖維及可能的包含物在內的紗邊緣兩者所組成。包含物也包括雜質，特別是那些由其它纖維引起的雜質。
文檔編號D01H13/26GK1109596SQ94103558
公開日1995年10月4日 申請日期1994年3月31日 優先權日1993年4月2日
發明者R·亨塞爾, H·旺普弗勒, P·賽茲 申請人:澤韋格·烏斯特有限公司