檢測主要由紡織纖維構成的纖維流中雜質的方法和裝置的製作方法

2023-10-05 08:22:39 1

專利名稱：檢測主要由紡織纖維構成的纖維流中雜質的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測主要由紡織纖維構成的鬆散纖維流中雜質的方法和裝置，其中纖維流及至少一種基準量可由人工視覺檢測。
此類方法已見於DE-A-4340165及DE-A-4340173之中，用此種方法，例如，可以把受到不同程度汙染的棉束或毛束中的雜質除去。採用這種方法可以把外來雜質及內在雜質區分開來，其中外來雜質指的是不同的材料，而內在雜質則指的是同種材料，只是處於不同的狀態或者所帶顏色不同。內在雜質指的是，比如部分黴爛，粘結或弄髒的棉纖維或毛纖維。外來雜質是石頭，土，玻璃、莖的殘渣，葉子，包裝材料，毛髮，羽毛等等。粗的雜質是用大家所知的前紡設備來除去的，而更加不容易分離的雜質則是，根據已知的方法，從鬆散的纖維流中檢測並除去。為此，纖維或纖維束應被連續地傳送通過顏色傳感器並由傳感器來檢測雜質。如果材料含有顏色傳感器產生反應的成分，那麼此種材料隨後即會被除去。
可以看出，此類已知方法的一個缺點是許多雜質並沒有被檢測到。其原因之一是，比如，雜質要能被檢測到，其顏色必須與紡織纖維或背景的顏色偏差相對較大，而事實並非一直如此。此類已知方法的選擇性並不是很強。
本發明，如專利權利要求中描述的特徵所示，成功地提供了一種方法和裝置，它可以使不容易分離的雜質被以更高的效率從纖維流中檢測出來。
這一目標是這樣實現的纖維流是和一基準量同時經人工視覺檢測；這種檢測至少是間隔或者不時地進行。這一目標可得以實現的原因之一是，已開松成纖維束或單纖維的纖維流將面對一背景進行檢測，這一背景也是類似的纖維流組成的並且充當一基準量。原因之二是，基準量，例如，也可以由一背景組成，這一背景間隔地，或者連續地與待檢測的材料相適應。一個可能的構造包括，例如，一個鬆散纖維流設置的管道以及一個與其平行的滯留纖維流設置的管道。鬆散纖維流的管道應是可以透光的，而滯留的纖維流的管道也應在其一側可以通透同一光線。然後，以鬆散纖維流的滯留部分或以另一纖維流為背景，對鬆散纖維流進行檢測。
本發明的優點具體表現在在決定雜質是否存在之前所進行的單個或多個的比較工序是連續地自動地適應纖維流中所運送的纖維的真實條件的。從統計學的角度看，與好纖維材料相比較，雜質是很罕見的。如果這一前提條件得以滿足，上述的適應性應該認為是穩定而強有力的。當採用一已經被淨化的不含雜質的纖維流作為基準量的時候，上述優點就可得以實現。
下面結合附圖舉例對本發明進行詳細的描述，其中的附圖所示的是

圖1是一根據本發明的裝置的圖解圖，圖2是該裝置的基本結構特徵的一個簡化的示意圖；以及圖3至6是根據本發明的裝置的另外的具體結構的簡化示意圖。
圖1以示例的形式表示用於纖維束除雜機器的一部分，該裝置產生一高度開松的纖維流1。該機器包括，例如，一滯留管道2，一空氣排出管道3及一為淨化後的纖維束或纖維設置的管道4。圖中示出的還有兩個小餵給羅拉5和6，一除雜輥7，一切排雜漏底8以及一為餵給羅拉5,6及除雜輥7設置的傳動裝置9。就上面所述的程度而言，該機器是一種大眾所知的除雜機器。然而，在一區域10，滯留管道2及管道4分別設置有一窗口11,12,13，這樣上述兩個管道在雙箭頭14所示方向上是可以透光的。比如，這些窗口可以被設計成透明的。上述設置是為了能夠，比如用一傳感器，沿著箭頭14的方向來檢測管道4中的纖維流1。為此，滯留管道2中的滯留纖維15為纖維流1中的纖維束或纖維提供了一個背景或甚至是一個基準量，這一基準量至少要間隔地進行連續的適應，或者，在本示例中，通過纖維15緩慢的向前連續運行能持續適應。
圖2簡化地表示出光路16路徑，它在檢測雜質的過程中於本發明的裝置1中出現，同時它也在下述的裝置中出現。沿著光軸17設置的有一線或點傳感器18，一物鏡19，一前景或物件表面20以及一背景21或參照表面。設置在光軸17兩側，可以在前景20之前以及在背景21之前充當光源的是，比如，帶有大致呈橢圓形的反射鏡22,23,24及25的氣體放電燈管或管狀自熾燈。在每個光源位置上都有一管狀光源26位於其相應的反射鏡27的橢圓的焦點上，而另外一個焦點則被適當地定位，以使背景21可以被均勻地照亮。光源22,23,24,25的設計是一樣的並被預期可以把前景20及背景21同等程度地照亮。根據圖1，物件表面20大致位於管道4的中心平面上，而背景21則大致位於滯留管道2的側壁上的窗口13之內。優選的焦距的深度不應只聚焦在物件表面上，而是可以覆蓋一個物件區域28，這一物件區域28大致對應於為纖維束流所設置的管道的深度。通過光路16的照明通路，在點或線傳感器18上，物件區域28清晰地成像，而背景成像則模糊不清。也可以選擇性地在光路15上的物件區域28和背景21之間設置一散射屏29。應該理解的是，在實踐中，應設置許多點式傳感器，讓其排成一行；或者設置許多點或線傳感器，組成一個場。
圖3表示出另外一個用於在纖維流中檢測雜質的裝置。圖中進入管道32的是一鬆散的纖維流30，在本示例中它包括組成纖維束33的纖維。纖維流30優選地在一層流氣流中被氣動地或松或緊地沿著箭頭31的方向傳輸。在上述纖維流中也可能有雜質F。管道32有兩個相對的窗口34,35。緊挨著管道32或在其之後是另外一個帶有窗口37的管道36。把窗口34,35及37相對進行定位使得視線可以貫穿管道32進入管道36。在管道36中，纖維束或纖維被滯留在窗口37之前。餵給羅拉38,39也被用以控制被滯留的纖維在管道36中的流動以使窗口37一直有纖維存在。在管道32和36之前分別設置有兩個光源40,41及42,43，它們可以是，比如，標準的管狀光源並且以均勻的，功率均等而且無影地照明管道32和36的透明窗口34和37之後的纖維流。一傳感器44，例如可以是一臺攝像機，可以有一個穿過管道32而進入到管道36的視野。這樣，窗口34成為獲得測量值的第一定位區域，而窗口37則成為從一纖維流中獲得平均值或基準值的第二定位區域。傳感器44由一電線45或一總線連接到一評價裝置46，後者再連接到一數據輸出裝置74，例如，一視屏裝置或印表機，同時也連接到一數據輸入裝置48，例如，一個鍵盤。評價裝置46可以包括，比如，一個影象處理系統，它可以以統計數字的特徵為基礎進一步改善雜質和纖維束之間的鑑別。應設置一線性傳感器用以檢測因管道32中的纖維流的反射或散射而產生的輻射。傳感器44，評價裝置46，數據輸出裝置47以及數據輸入裝置48都是大眾所知，所以於此沒有作詳細地說明。
圖4所示的是本發明裝置的另一種構造，只是其中只設置了一個管道50。在本示例中，替代管道36(圖3)的是一個容器51，該容器中裝著與管道50中的纖維一樣的紡織纖維。上述容器51被設置成透明的或者通過一個窗口53朝著管道50的方向開放，並在觀測管道50中的纖維束流時充當背景。容器51或其內裝物53應定期地進行更換，以便當管道50中的纖維束流有所變化而這些變化又不希望被檢測或雜質時，使背景能適應這些變化。同時展示出的還有一傳感器54，它的作用是以內裝物53作為基準量來探測管道50中的纖維束流。而內裝物53指的是纖維或者纖維束，其中可能含有雜質；或者雜質已被從其中除去。
圖5所示的是本發明裝置的另一實施構造，它與圖4中所示的一樣，只有一個為鬆散的纖維束流設置的管道55。在本示例中，管道36(圖3)被由光源57,58照明的一表面56所替代。為了控制表面56照明的強度和顏色，上述光源57,58由電線59,60及一控制器61相互連接在一起，這樣，管道55中的纖維束在上述背景上就消失不見了。這種現象特定地發生在一影象62的位於傳感器63的視場上的那個區域上。在本示例中，所要解決的問題是要產生或模擬一個影象，如在滯留管道2中看到的紡織纖維匯集而成的影象。為此，表面56,62可以設置成其他形式，例如，它還可以接受一個影象的投影或者由一顯示屏做成。另外，還有一條電線64把控制器61連接到傳感器63上。
圖6所示的是本發明裝置的另一構造和應用，於此它與一梳棉機65相連。緊挨著梳棉機65有另一條為鬆散纖維束流設置的管道66。上述管道66優選地位於梳棉機的上遊。在管道66的一側設置著一傳感器67，在其另一側則設置著一顯像管68。傳感器67和顯像管68經電線69,70連接到控制器71上，後者則經一電線72連接到另一傳感器73上。在本示例中，傳感器73設置在梳棉機內的一個剝棉羅拉74的區域裡。然而比種傳感器可以設置在其他的位置上。這些其他的位置由傳感器75和76佔據著。例如，傳感器75設置在向外輸出的纖維網的區域，而傳感器76則設置在堵塞箱中。
裝置的作業方式如下一包含有雜質的纖維或纖維束流被儘可能地弄得鬆散以使纖維束在進入一如在管道4,32,50,55,66中出現的空氣流時儘可能地分散。纖維束的分離方法是公知的，因此設有作詳細地描述，只是在圖1中示出了除雜輥7。經過如上處理的纖維或纖維束流被平行於一背景(與其緊挨著或在其之前)輸送著，比如由一傳感器，進行可視檢驗，此間背景應定期或連續地適應纖維束或纖維流的變化。其具體的實施方法是當纖維或纖維束流的顏色或亮度逐漸發生變化時，應使背景的顏色或亮度適應纖維或纖維束流。為了保證這一點，對纖維或纖維束流的觀察是以一可適應的背景為參照的，這一背景優選地包括同種纖維或纖維束材料。因此，在纖維或纖維束流中有一用於測量和檢測上述纖維或纖維束流的第一位置以及一第二位置，於第二位置上述纖維或纖維束流充當基準量或背景。在根據圖1的裝置中，第一位置位於區域10而第二位置則是在滯留管道2中靠近窗口13的地方。在本示例中，這兩個位置在纖維或纖維束流中是順序設置的。在根據圖3的裝置中，上述部位(窗口34及37)是相互緊挨著或平行著設置的，而纖維或纖維束流則被沿著兩條平行的流輸送。優選地應保證在兩個部位的照明的強度相同。在觀察纖維束流時，上述照明被集中在環繞著軸線17的位於物件區28(圖2)的一個區域上。在觀察基準量或背景21時，位於光源24和25之間的區域應被均勻地照亮。
在根據圖3的裝置中，進入管道32的纖維流30中含有或多或少的大的纖維束33，例如，大致是由棉花纖維組成並可能夾帶著雜質F。在管道36中，纖維束或纖維被滯留著並沿著向下的方向緩慢地移動。在管道32中，它們移動得更快並且儘可能地鬆散。上述安排的目的是當傳感器44對單獨經過管道32的纖維束進行可視檢測時，把在管道36中位於窗口37之前的被滯留的纖維當作一個背景，這一背景是隨時間進行適應的。
把管道2、4根據圖1進行設置也可以實現同樣的目的。在圖3中，管道36充當一個背景而待檢測的纖維流所地的管道32則與管道36呈並聯設置。與圖3的這種構造不同的是，在本示例中，充當背景的滯留管道2與用於檢測纖維流的管道4是串聯著的。另外，在上述構造中，來自滯留管道2被壓縮的纖維束或纖維15，通過餵給羅拉5,6進入除雜輥7，而除雜輥7和一排雜漏底8則以公知的方式來開松纖維束。開松後的纖維束被吸入管道4之中，在管道4中它們非常分散地經過窗口11,12，因此可以從方向14觀測到。
因此，基準量，即被觀測的纖維束流的背景，應該進行一些可適應的變化，因為它反映的總是纖維的平均顏色或影象。這可以選擇性地通過根據圖4及圖5中的裝置所採用的方法進行模擬。根據圖4，適應的模擬是這樣來實現的，即不連續地更換內含物53或容器51。根據圖5，材料是這樣模擬的，即，產生一真實的帶有雜質的紡織纖維束或纖維的影象用以替代真實的纖維，而這一影象優選地僅模仿纖維及纖維束的顏色或亮度的平均值。優選地影象應顯示同種材料，例如，它應該是一由單一傳感器或攝像機獲得的同一棉花包或同一批材料的圖像，這一圖像被投影於表面56之上。在最簡單的示例中，表面56被光源57、58照得很亮，以致使管道55中不含雜質的單個纖維束在表面56上並不能被看到。光源57、58的發光度和顏色可由控制器61控制，以便使，例如，經過管道62內的影象62之前的纖維束並不在影象上出現，並且使得在影象62上產生一平均的顏色或亮度。一通過電線64從傳感器63傳到控制器61上的信號對照亮進行調節從而使得只有更大的顏色偏差才能在影象62上出現，但照明卻被調節得可以適應纖維流中更小的逐漸變化。
在根據圖6的構造中，在一顯像管68上產生了一纖維流的一個具有平均(就時間和位置而言)顏色或亮度的影象，這一影象可在多個位點上生成，例如可由一單一的傳感器或攝像機在梳棉機內生成。從上述記錄傳出的信號通過電線72傳到控制器71並從控制器71經由電線70傳到顯像管68。傳感器67從而可以檢測到在顯像管68上的影象上出現的雜質。傳感器67通過電線69提供一個信號。這一信號被用於控制器71中對顏色或亮度的連續調節從而對顏色和發光度進行調整。基本的顏色調節立即在傳感器73上得以設置。傳感器67通過電線77產生一信號用以除去雜質。
總而言之，應該說明的是，通過傳感器的纖維束在傳感器上產生的信號的評價方法是公知的，所以於此並沒有進行更詳細的描述，這一信號可用於對從管道4,32中的纖維束流中除去雜質的操作進行控制，該控制方法已在序言所引用的出版物上有所描述。然而，根據本發明的方法和裝置顯著地改善了已知傳感器的操作方式。
權利要求
1．檢測主要由紡織纖維構成的鬆散的纖維流(Ⅰ)中雜質(F)的方法，其中纖維流及至少一種基準量是由人工視覺檢測，其特徵在於上述基準量(15,21,53,62,68)至少要不時地進行適配。
2．根據權利要求1的方法，其特徵在於主要的紡織纖維被用作基準量。
3．根據權利要求2的方法，其特徵在於基準量由一影象(62)代表。
4．根據權利要求1的方法，其特徵在於基準量源於纖維流(1)本身。
5．根據權利要求1的方法，其特徵在於基準量被設置於一基準表面(21)上而纖維流則離開上述基準表面一段距離被設置於同光路(16)的同一通路上的物件區域(28)。
6．根據權利要求5的方法，其特徵在於物件區域(28)是被清晰地檢測的，而基準表面(21)則是被模糊不清地檢測的。
7．根據權利要求5的方法，其特徵在於一纖維流(15,1)是在物件區域及基準表面之中流動。
8．實現根據權利要求1的方法的裝置，該裝置有一為鬆散的纖維流(Ⅰ)設置的管道(4)，其特徵在於為背景是由一個內有滯留纖維(15)的管道可透光，而且一背景，被設置成基準量(15)。
9．根據權利要求8的裝置，其特徵在於為滯留的纖維流設置一其一側是透明的管道(2,36)以充當一背景。
10．根據權利要求8的裝置，其特徵在於有光源(40,41,42,43,57,58,68)與為鬆散的纖維流(32,55,66)而設置的管道及背景相聯合。
11．根據權利要求8的裝置，其特徵在於把表面(56)上一纖維流的影象(62)構成背景。
12．根據權利要求1的裝置，其特徵在於一個被控制的顯像管(68)被設置成背景。
13．根據權利要求9的裝置，其特徵在於在為鬆散的纖維流設置的管道的兩側以及為滯留的纖維流設置的管道的一側分別設置有窗口(34,35,37)所有的這些窗口相互之間進行適當的定位以便能夠有通過鬆散的纖維流設置的管道(32)使視野進入為滯留的纖維流設置的管道(36)。
14．根據權利要求8的裝置，其特徵在於至少有一照明元件(57,58,68)與背景相聯合，這些照明元件的發光度是可由控制器(61,71)來控制的。
全文摘要
本發明涉及的是一種檢測主要由紡織纖維構成的鬆散的纖維流(1)中雜質(F)的方法和裝置,其中纖維流及至少一種基準量是人工視覺檢測。為了能夠更有效地除去甚至是那些不容易檢測到的雜質,基準量必須至少定期地進行適應。
文檔編號B07C5/342GK1224373SQ97196105
公開日1999年7月28日 申請日期1997年6月26日 優先權日1996年7月2日
發明者P·F·埃姆默 申請人:澤韋格路瓦有限公司