纤维混纺识别和/或比率测量制造技术

一种用于识别由第三纤维运动组件(126a，126b)移动的输入材料(108)中的纤维混纺物组成和/或纤维混合比率的仪器(100)。第二光谱辐射源(120)将辐射引向输入材料(108)。第二光谱传感器(122)接收第二辐射的穿过输入材料(108)的部分。第三光谱传感器(124)接收第二辐射的从输入材料(108)反射回来的部分。控制器(128)处理来自第二光谱传感器(122)和/或第三光谱传感器(124)的信号，以确定输入材料(108)中的纤维混纺组分和/或纤维混合比率。控制器(128)还将控制信号发送到第二电磁辐射源(120)和第三纤维运动组件(126a，126b)。

Fiber blend identification and / or ratio measurement

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维混纺识别和/或比率测量
本专利技术涉及纺织纤维特性测量领域。更特别的是，本专利技术涉及混合纺织纤维特性的测量。更具体地，本专利技术涉及一种用于识别包含纤维的输入材料中的纤维混纺组分和/或纤维混合比率的测量仪器，并且涉及一种用于识别包含纤维的输入材料中的纤维混纺组分和/或纤维混合比率的方法。
技术介绍
纺织纤维是制造纺织品或纺织品中间产品(例如纱线和织物)的原料。从历史上看，棉花和其他天然纤维一直是最重要和利用率最高的纺织原料。但是，近年来，合成纤维或人造纤维得到普及和利用。顾名思义，合成纤维例如涤纶和人造丝是使用化学方法人工制成的。最基本的纺织工艺之一是将纤维转化为纱线，这通常由纺纱厂进行。典型的纺纱厂只能加工棉纤维，人造纤维，或天然/人造或人造/人造纤维(混纺)的混纺组合物。对于给定的应用，混纺可以提供成本和性能优势，而仅棉花时就无法实现。在这种情况下，纤维类型的选择以及混纺物中不同纤维类型的比率(混合比率)对所生产的纱线的成本和性能起着重要的作用。因此，材料类型和混合比率是维护、监视和控制诸如纺纱厂之类的加工设施的重要参数。当前的混合比率测量方法是基于化学技术的，其中首先称量混合样品，然后再次称重，用化学方法每次去除混纺组分之后再称重，有时候是反复如此操作(在那些情况下，不止存在一种其他组分)。这是一种离线且耗时的方法。US-5,355,561号专利描述了通过测量棉条的特性以确定纤维混纺物。但是，纤维必须在通过市售测量仪器的位置处被压缩。US-5,270,787号专利描述了对纤维中的单个实体的光电测量，所述纤维一次一条地被传送到流体流中。每条纤维通常与流体流动方向平行。传感器感测数据，例如实体的速度、长度、纤维带的宽度、细度、剖面面积、成熟度、剖面圆度、形状、表面粗糙度等。光学过滤提供有关组分(自然或人工制成)和外观(颜色和偏光)的信息。然而，还需要获得纤维混纺组分的额外的、更简单的或其他的特性。
技术实现思路
因此，需要能至少部分地解决诸如上述问题的一种用于确定纤维混纺组分和/或纤维混合比率的测量仪器和方法。以上和其他需求通过根据独立权利要求的、用于确定包含纤维的输入材料中的纤维混纺组分和/或纤维混合比率的测量仪器和方法来满足。在从属权利要求中定义了有利的实施例。根据本专利技术的测量仪器具有样品感测模块和控制模块。样品感测模块包括第三纤维运动组件，用于以第二速度拉动输入材料通过样品感测模块。样品感测模块还包括设置在输入材料的相邻侧面上的第二电磁辐射源，用于在样品感测模块内的第二位置将第二电磁辐射束引导朝向输入材料，第二电磁辐射束包含至少两个明显不同的电磁频谱波长。样品感测模块还包括第二电磁辐射传感器，其设置在输入材料的与第二电磁辐射源相对的相对侧上，使得第二电磁辐射传感器可以接收第二电磁辐射束穿过输入材料的第二透射部分；和/或第三电磁辐射传感器，其与第二电磁辐射源一样设置在输入材料的相同的一侧上，以使第三电磁辐射传感器可以接收第二电磁辐射束从输入材料中反射出来的第三反射部分，其中第二和/或第三电磁辐射传感器每个被配置为接收在至少两个明显不同的电磁频谱波长处的电磁辐射。控制模块包括控制器，其被配置为接收来自第二电磁辐射传感器和/或第三电磁辐射传感器的数据信号，将控制信号发送到第二电磁辐射源和第三纤维运动组件，以及处理来自第二电磁辐射传感器和/或第三电磁辐射传感器的数据信号，以确定输入材料中的纤维混纺组分和/或纤维混合比率。在一个实施例中，根据本专利技术的测量仪器还包括用于接收和准备输入材料的样品准备模块。样品准备模块包括第一纤维运动组件，用于接收输入材料并以小于或等于第二速度的第一速度提供输入材料。样品准备模块还包括第二纤维运动组件，用于以第一速度接收来自第一纤维运动组件的输入材料，并以第二速度将如此接收的输入材料提供给样品感测模块，从而在第一速度和第二速度之间的差值是可操作的以动态地调节由第二纤维运动组件提供的输入材料的密度。样品准备模块还包括第一电磁辐射源，其设置在与输入材料相邻的一侧上，用于在第一纤维运动组件与第二纤维运动组件之间的第一位置处将第一电磁辐射束引导朝向输入材料。样品准备模块还包括第一电磁辐射传感器，该第一电磁辐射传感器设置在输入材料的与第一电磁辐射源相对的一侧，以使第一电磁辐射传感器可以接收穿过输入材料的第一电磁辐射束的第一透射部分。该实施例的控制器还被配置为从第一电磁辐射传感器接收数据信号，向第一电磁辐射源、第一纤维运动组件和第二纤维运动组件发送控制信号，以及处理来自第一电磁辐射传感器的数据信号，和将控制信号调整到第一纤维运动组件和第二纤维运动组件，以提供从样品准备模块到样品传感模块的所需输入材料密度。在一个实施例中，测量仪器还包括在样品准备模块中的料斗，该料斗用于在将输入材料输送到第一纤维运动组件之前保持输入材料。在一个实施例中，测量仪器还包括用于将第二电磁辐射束传送到输入材料的第一光学器件组件。在一个实施例中，测量仪器还包括第二光学器件组件，用于将第二电磁辐射束的第二透射部分传送到第二电磁辐射传感器，和/或进一步包括第三光学器件组件，用于传送第二电磁辐射束的第三反射部分到达第三电磁辐射传感器。在一个实施例中，测量仪器还包括在控制模块中的机器接口，该机器接口被配置为将纤维混纺组分和/或纤维混合比率传送到先前处理设备和事后处理设备的至少一个。控制模块中的机器接口可以被配置为将纤维混纺组分和/或纤维混合比率传送至先前的纤维混纺机。在一个实施例中，测量仪器还包括在控制模块中的信息数据库，用于向控制器提供用于各种纤维的电磁辐射透射率和反射率数据，以用于确定纤维混纺组分和/或纤维混合比率。电磁辐射透射率和反射率数据可以包括用于人造纤维和天然纤维的数据。在一个实施例中，光谱照明源包括LED、卤素灯、汞蒸气灯、白炽灯、氘灯和氙气灯中的一种或多种。在一个实施例中，第二电磁辐射传感器和/或第三电磁辐射传感器包括光谱仪、光电二极管、与包括带通滤光片的滤光轮耦合的光电二极管、光电二极管阵列(每个均被窄带滤光片覆盖)以及超光谱一维或二维成像仪中的一个或多个。在一个实施例中，第二电磁辐射传感器和/或第三电磁辐射传感器包括多个电磁辐射传感器，所述多个电磁辐射传感器在与输入材料的移动方向垂直的方向上沿着输入材料的表面设置在不同位置处。在一个实施例中，第二电磁辐射传感器和/或第三电磁传感器可在与输入材料的移动方向垂直的方向上沿着输入材料的表面移动。在一实施例中，纤维运动包括至少一个辊和/或至少一条带。用于识别包含纤维的输入材料中的纤维混纺组分和/或纤维混合比率的方法包括以下步骤：a.使用第三纤维运动组件以第二速度拉伸输入材料，b.使用设置在输入材料的相邻侧面上的第二电磁辐射源，将第二电磁辐射束指向在第二位置处的输入材料，第二电磁辐射束包含至少两个明显不同的电磁频谱波长，c.使用设置与第二电磁辐射源相对的在输入材料的相对侧上的第二电磁辐射传感器来接收穿过输入材料的第二电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于识别包含纤维的输入材料(108)中的纤维混纺组分和/或纤维混合比率的测量仪器(100)，该测量仪器(100)包括：/na.样品感测模块(104)，包括：/ni.第三纤维运动组件(126a，126b)，用于以第二速度通过样品感测模块(104)拉伸输入材料(108)，/nii.第二电磁辐射源(120)，其设置在输入材料(108)的相邻面上，用于在样品感测模块(104)内的第二位置处将第二电磁辐射束引导朝向输入材料(108)，第二电磁辐射束包含至少两个明显不同的电磁频谱波长，/niii.第二电磁辐射传感器(122)，其设置在与第二电磁辐射源(120)相对的输入材料(108)的相对侧上，以使第二电磁辐射传感器(122)可以接收第二电磁辐射束的穿过输入材料(108)的第二透射部分，和/或第三电磁辐射传感器(124)，其设置在输入材料(108)的与第二电磁辐射源(120)同一侧上，从而使第三电磁辐射传感器(124)可以接收第二电磁辐射束的从输入材料(108)反射的第三反射部分，其中第二电磁辐射传感器(122)和/或第三电磁辐射传感器(124)每个都配置为接收电磁辐射中至少两个明显不同的电磁频谱波长，以及/nb.包括控制器(128)的一种控制模块(106)，配置用于：/ni.从第二电磁辐射传感器(122)和/或第三电磁辐射传感器(124)接收数据信号，/nii.向第二电磁辐射源(120)和第三纤维运动组件(126a，126b)发送控制信号，以及/niii.处理来自第二电磁辐射传感器(122)和/或第三电磁辐射传感器(124)的数据信号，以确定输入材料(108)中的纤维混纺组分和/或纤维混合比率。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170914 US 62/558,5061.一种用于识别包含纤维的输入材料(108)中的纤维混纺组分和/或纤维混合比率的测量仪器(100)，该测量仪器(100)包括：
a.样品感测模块(104)，包括：
i.第三纤维运动组件(126a，126b)，用于以第二速度通过样品感测模块(104)拉伸输入材料(108)，
ii.第二电磁辐射源(120)，其设置在输入材料(108)的相邻面上，用于在样品感测模块(104)内的第二位置处将第二电磁辐射束引导朝向输入材料(108)，第二电磁辐射束包含至少两个明显不同的电磁频谱波长，
iii.第二电磁辐射传感器(122)，其设置在与第二电磁辐射源(120)相对的输入材料(108)的相对侧上，以使第二电磁辐射传感器(122)可以接收第二电磁辐射束的穿过输入材料(108)的第二透射部分，和/或第三电磁辐射传感器(124)，其设置在输入材料(108)的与第二电磁辐射源(120)同一侧上，从而使第三电磁辐射传感器(124)可以接收第二电磁辐射束的从输入材料(108)反射的第三反射部分，其中第二电磁辐射传感器(122)和/或第三电磁辐射传感器(124)每个都配置为接收电磁辐射中至少两个明显不同的电磁频谱波长，以及
b.包括控制器(128)的一种控制模块(106)，配置用于：
i.从第二电磁辐射传感器(122)和/或第三电磁辐射传感器(124)接收数据信号，
ii.向第二电磁辐射源(120)和第三纤维运动组件(126a，126b)发送控制信号，以及
iii.处理来自第二电磁辐射传感器(122)和/或第三电磁辐射传感器(124)的数据信号，以确定输入材料(108)中的纤维混纺组分和/或纤维混合比率。


2.根据权利要求1所述的测量仪器(100)，还包括：
a.样品准备模块(102)，用于接收和准备输入材料(108)，该样品准备模块(102)包括：
i.第一纤维运动组件(12a，112b)，用于接收输入材料(108)并以小于或等于第二速度的第一速度提供输入材料(108)，
ii.第二纤维运动组件(118a，118b)，用于以第一速度从第一纤维运动组件(112a，112b)接收输入材料(108)，并将如此接收的输入材料(108)以第二速度提供给样品感测模块(104)，从而在第一速度和第二速度之间的差值是可操作的以动态地调整由第二纤维运动组件(118a，118b)提供的输入材料(108)的密度，
iii.第一电磁辐射源(114)，其设置在与输入材料(108)相邻的一侧上，用于在样品准备模块102内的第一纤维运动组件(112a，112b)与第二纤维运动组件(118a，118b)之间的第一位置处将第一电磁辐射束引导朝向输入材料(108)，以及
iv.第一电磁辐射传感器(116)，其设置在输入材料(108)的与第一电磁辐射源(114)相对的一侧上，以使第一电磁辐射传感器(116)可以接收第一电磁辐射束的穿过输入材料(108)的第一透射部分，以及
b.控制器(128)，还配置用于：
i.从第一电磁辐射传感器(116)接收数据信号，
ii.向第一电磁辐射源(114)、第一纤维运动组件(112a，112b)和第二纤维运动组件(118a，118b)发送控制信号，以及
iii.处理来自第一电磁辐射传感器(116)的数据信号，并将控制信号调整到第一纤维运动组件(112a，112b)和第二纤维运动组件(118a，118b)，以提供从样品准备模块(102)到样品感测模块(104)的所需输入材料密度。


3.根据权利要求2所述的测量仪器(100)，还包括在样品准备模块(102)中的料斗(110)，用于在将输入材料(108)输送到第一纤维运动组件(112a，112b)之前保持输入材料(108)。


4.根据前述权利要求任意一项所述的测量仪器(100)，还包括用于将第二电磁辐射束传送到输入材料(108)的第一光学器件组件(136)。


5.根据前述权利要求任意一项所述的测量仪器(100)，还包括第二光学器件组件(140)，用于将第二电磁辐射束的第二透射部分传送到第二电磁辐射传感器(122)，和/或还包括第三光学器件组件(138)，用于将第二电磁辐射束的第三反射部分传送到第三电磁辐射传感器(124)。


6.根据前述权利要求任意一项所述的测量仪器(100)，还包括在控制模块(106)中的机器接口(132)，其被配置为将纤维混纺组分和/或纤维混合比率传送给先前处理设备和事后处理设备中的至少一个。


7.根据权利要求7所述的测量仪器(100)，其中在控制模块(106)中的机器接口(132)被配置为将纤维混纺组分和/或纤维混合比率传送至现有纤维混纺机。


8.根据前述权利要求任意一项所述的测量仪器(100)，还包括在控制模块(106)中的信息数据库接口(134)，用于向控制器(128)提供用于各种纤维的电磁辐射透射和反射数据，用于使用来确定纤维混纺组分和/或纤维混纺比率。


9.根据权利要求9所述的测量仪器(100)，其中，电磁辐射透射率和反射率数据包括人造纤维和天然纤维的数据。


10.根据前述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩曼·德库尔迪，K·A·赖恩哈特，赵伟昌，
申请(专利权)人：乌斯特技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH