监控和/或测量运行中的丝状或线状测试材料参数的装置及其操作方法制造方法及图纸

本装置具有测量缝２，它是被测试材料Ｆ的通道，其两壁上有组成电容器的两个极板１３、１４。除了电容测量元件之外还有一个光学测量元件，它包括在测量缝２一个壁上的光源６和光电元件７，两种测量元件共同组成一种通用的测量头。因此，减低了先有技术中只有一种测量元件的测量头的精度的波动，并能自动校验测量头，此外还可以测定和监控早先的测量头无法测量的物理量。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于监控和/或测量运行中的丝状或线状测试材料参数的装置，该装置有一个让测量材料通过的测量缝，在其两壁上各有一个测量极板构成电容式测量元件的一部分。目前有许多种基于电容测量原理的这类测量装置，更具体地说，一方面，有如所谓的电子清纱器，另一方面，有如匀细度测定仪。电子清纱器(对此可举出由ZellwegerUster公司制造的UsterAutomatic型)用于检测出能引起麻烦的有缺陷的纱，例如，加粗不足的，变细了的，粗细不匀的加工疵(frequentthickeningsandthinnings)。匀细度测量仪(例如ZellwegerUster公司制造的Uster测试仪，Uster是ZellwegerUster公司的注册商标)用于检测和分析细条、粗纱和纱的单位长度重量的变化。多年来由于其高测量精度和其恒定的灵敏度，电容测量原理已得到广泛应用。除了这种基于电容原理的装置之外，也可使用测出被测材料的直径的光学测量头，特别是在不能应用电容测量头的时候要使用这类的光学测量头，例如测量可导电的线材。不论是使用哪种测量原理，由于它们的工作原理和结构的原因，其测量头在一定程度上都受外界影响的制约，例如湿度，纱横断面的形状，相关位置材料的影响等等。尽管消除或减少这些影响有很大的好处，但在使用现有技术时还不可能实现。另一个尚未解决的问题是提供一种通用的测量头，它可用于所有种类的线材而又具有电容测量原理的全部优点。最后，随着自动化的进展，也需要提供一种能自检的测量头。本专利技术希望达到所有这些目的。因此，本专利技术详细说明一种测量头，它比已有的测量头较少受外界影响，因而，具有通用性并且可以自检。依照本专利技术这个目的可以用下述办法实现除了电容测量件之外，还使用一种光学测量元件，它包括一个设置在测量缝的一边上的光源和一个光电元件，两种测量元件共同组成的一个通用测量头的一部分。实际测试表明，与已有的测量头相比，两个测量元件以一种共同协作的方式减少了因外界的影响而引起的精度的变动。根据本专利技术的这种测量头，其通用性是很明显的，力求具备的自检性能也可以下述方式获得由这两个测量元件所提供的结果之间的偏差说明两个测量元件中有一个工作不正常。除了上述的特性之外，根据本专利技术的测量头还有其他优点它允许不停机测量和监控参数，而在此之前，监控尚不可能或至少不能以如此简单的方式实现。因此，除了通常监控的，如横断面和直径等参数外，还可以监控和测量其他的，例如松密度，发毛程度和水份含量。对这两种测量元件的测量值进行综合评估可获得进一步的效益和在此之前不可能获得的更广泛的应用如众所周知的那样，电容测量元件测量横断面的变化量，或更准确地说，是单位长度测试材料的重量，而光学测量元件则测量直径。所测两种数值的结合，提供了关于单位体积重量的信息，即一个可以与其物理密度相比较的参数。由此转而可以推断出有关的其他参数，例如纱捻度。从以上的说明性而决不是限定性的叙述中可以看出，根据本专利技术的测量头有一系列意想不到的特性，并且更特别的是允许对一些被测物理量进行测量和监控，而在此之前使用已有的电容或光学的简单的测量头都不可能对这些量进行测量。本专利技术还涉及所述装置的操作方法，其特征在于要使两种测量元件相匹配，从而达到同样的灵敏度。下面参照例证性的实施例和附图，更为详细地解释本专利技术，其中附图说明图1表示根据本专利技术的装置的第一例证性实施例的断面示意图，其剖面垂直于线材运动方向;图2表示图1的第二个例证性实施例的第二种变型的细部;和图3表示本专利技术装置的第三种例证性实施例的断面示意图，其剖面在线材运动的平面内并与该装置的测量缝垂直。图中所表示的装置都是用来监控和/或测量运动中的线材参数的，更具体地说是对其直径和横断面进行光学和电容监测。这些装置(也称之为测量头)中的每个都有一个带有测量缝2的壳体1，被测的线材F穿过缝2。在本文中，线材表示一种细长的诸如线、纱或纺织丝带或甚至是金属丝等的测试材料。图中所示的每一例放大比例均约为5∶1，在图2所示的例证性实施例中，测量缝2比在图1和图3中所示的宽。壳体1是一个塑料注射成型的整件，形状为一个开口基座的盒子，它由一条用作测量缝2的凹槽分为两半3和4，一个支承该装置的光学和电容元件的支承板5插入开口的壳体基座里并用螺钉固定到壳体1上。在图中，安装在支承板5上并位于壳体的左半部分3区域内的是一个光源6，最好用发光二极管，其发射出的光射到安装在壳体的右半部分4区域里的光敏二极管7上。测量缝2分别由散射屏8和9与发光二极管6及光敏二极管7隔开，因而在测量缝2中产生了散射照度，散射光也照射到光敏二极管7上。光敏二极管7前面的散射屏也可以设计成滤光板的结构，以滤去背景光，或者可以同时用作散射屏和滤光板。如果一根线材F穿过测量缝2，由于纱的瑕疵而出现断面的变化(例如变粗或变细)，从而使得在光敏二极管7上的光线明暗程度，以及从其输出的信号发生变化。利用光敏二极管7输出信号的这一变化，则可以或简单地记录下上述的缺陷，或让运动着的线材F停下来消除疵点。为在测量缝2中获得一个均匀的照明场，在发光二极管6和散射屏8之间设置了一个隔板10(图1)，或一个带有凹槽12的截头圆锥形光导块11(图2，3)，在此，对这些元件不再进一步解释，该部分内容可以参考欧洲专利EP-A-244，788，那里详细描述了附图中所示测量头中的光学元件。如图所示，除了迄今所描述的光学测量元件之外，还设置有一种所谓的电容式测量元件，各图分别表示了电容测量元件相对于光学测量元件几种可能的结构形式。带有电容测量元件的测量头已经在ZellwegerUster公司的Uster自动型电子清纱器和在Uster匀细度测定仪上普及使用了几十年，所以可以认为上述测量是众所周知的。在大量与这种类型的测量头有关的专利中，我们可以指出的有US2，516，768和US3，009，101。在图中，两块电容极板13、14代表电容测量元件，因为对电容测量原理已经熟知，其详图就省略了。图1和图2都表示光学测量元件与电容测量元件的测量区域重叠设置的情形。在图3所示的实施例中，这些测量区域相互毗邻设置。根据图1，电容极板13和14分别由嵌入散射屏8和9中的导电的金属或塑料构成，它们对于光学测量元件来说是“透明”的。这里每块散射屏可以是夹心式的结构，并且上述的导电层可以用汽相蒸镀法或喷雾法(所谓阴极溅镀法)贴附在屏上。加工出导电层而形成电容极板13、14的另外一种可行的办法是用一种合适的材料例如金属做的细孔丝网。在图2所示的实施例中，构成电容器极板13、14的导电层不是嵌入散射屏8、9中，而是让导电层贴附到散射屏的一个面上。这个面可以是朝向线材F的那个表面，如图所示，但从原理上讲也可以是背离线材F的那个表面。有关图1所作的说明，同样适用于此处导电层及其材料的设计。在图3所示的例证性实施例中，其光学和电容测量元件没有共同的测量区，而是在空间各有一个独立的测量区。由图可知，测量区域及测量元件按照线材运动的方向顺序排列布置。在这种实施例中，两个测量元件互相完全独立。虽然在使用图3所示的测量头时，电容和光学测量不是同时在线材的同一部分而是在线材的相邻两个部分分别进行的，但这两种测量之间的信号差异可以在信号处理中得到补偿。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监控和／或测量正在运行中的丝状或线状测试材料参数的装置，该装置有一个让测试材料通过的测量缝，在其两边的壁上各有一个测量电极板构成电容式测量元件的一部分，其特征在于，除了电容式测量元件之外，还设有一种光学测量元件，它包括设置在测量缝（２）的一个壁面上的光源（６）和一个光学元件（７），而这两个测量元件共同组成一个通用的测量头的一部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯彼得劳舍，
申请(专利权)人：泽韦格格路瓦有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]