用于光学扫描细长纺织材料的设备和方法技术

用于光学扫描纱线（９）的设备（１），包括：第一光学扫描装置（２１，３），用于在第一光谱范围内光学扫描纱线（９）；及第二光学扫描装置（２２，３），用于在区别于所述第一光谱范围的第二光谱范围内光学扫描纱线（９）。所述第一光学扫描装置（２１，３）和第二光学扫描装置（２２，３）放置在背景（４）的前面，该背景（４）在第一光谱范围而非第二光谱范围内进行反射。因此，本发明专利技术结合了亮背景和暗背景（４）测量的优点。因而，能够可靠识别出纱线中的亮色杂质及暗色杂质，并且还可将不同的杂质相互区别开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
根据独立权利要求中的陈述，本专利技术涉及一种用于光学扫描如纱线、 粗纱或者生条等细长纺织材料的设备和方法。本专利技术尤其适用于辨识细长 纺织材料中的杂质。
技术介绍
在棉花或羊毛线等纱线中，杂质是非常不受欢迎的。杂质可能会改变 纱线的机械特性，并在纺织过程中引起纱线的断裂。染色时，杂质会与纱 线中的其余部分呈现出不同的颜色，而且这在完成的织物中很明显，由此 使织物的质量降低。引起纱线受杂质沾污的一个例子为用于包裹原棉的 聚丙烯膜的残留物。用于光学识别这类沾污物的设备是公知的，并且其最 好与清纱器结合应用，清纱器用于剔除纱线的缺陷，如纱线中偏厚或偏薄 的区域及沾污物。EP-0761585公开了一种已知类型的设备。待扫描纱线纵向穿过测量 狭缝，并受一光源照射。第一光接收器探测透过纱线的光，第二光接收器 探测被纱线反射的光线。对透射及反射信号进行适当处理，不仅可辨识缺 陷，而且可将缺陷分类成如偏厚区域、偏薄区域或沾污物等。EP-0553446 也解决了同样的问题，其包含两个光源和一光接受器，因此若有合适的时 间触发，透射测量和反射测量也是可能的。对EP-0761585中所公开设备的进一步开发的设备显示在W0-2004/044579中。根据该后面的公开文件，其采用了多色彩光源。若 对接收到的不同颜色的光信号进行适当处理，可将出现在纱线中的不同杂 质相互区别开。因此情况可能是干扰杂质被去除了，而相反非干扰杂质 仍留在纱线中。使用不同波长对纺织材料进行同步光学扫描的设备也可从 CH-674379或DE-19859274中了解到。图1表示光学探测器的输出信号，探测器安装在依据现有技术制造的 设备中，如DE-19859274中所公开的设备。该输出信号被描绘为亮色纱线 长度的函数，该亮色纱线在纵向移动穿过所述设备，且包含四种不同颜色 的缺陷或标记S、 W、 R、 G，即一宽波段的强吸收缺陷(黑色，S)， 一宽波 段的强反射缺陷(白色，W)， 一红色缺陷(R)及一绿色缺陷(G)。假设 采用宽波段的白色光源来实现照明，并且背景以宽波段方式反射如白光或 亮光。对于这类测量方法，由于光线以直接和/或散射的方式到达背景，并 且至少部分会被背景朝着探测器的方向反射和/或散射回去，因而背景是 很重要的。如图l所示，对着白色背景，黑色缺陷可被很好地探测到。而 白色、红色和绿色缺陷却只会与探测器信号的原始大小间产生微弱的偏 差，因此并不是一直都能实现可靠探测。EP-0197763考虑到了背景对纱 线光学扫描结果的影响。根据该文件，以漫射的方式对纱线及其背景进行 照射，并对反射光进行探测。因此，按如下方式选择背景使背景与纱线 具有相似的反射率(如相似的颜色)，这样反射光的强度将只受杂质影响， 而与纱线的厚度无关。 如果使用吸收(黑色或暗色)背景来替代反射背景，则会出现与图1 相类似的情形。这种设备也可从现有技术中了解，图2给出了一种安装于 这类设备中针对暗色纱线的探测器的典型输出信号。在这种情况下，只有白色缺陷W会引起较大的信号变化，而黑色S、红色R或绿色G缺陷却都 很难被探测到。对于图1和图2中绘制的信号的比较，使得人们希望 一方面能够在白色背景下完成测量，另一方面又能够在黑色背景下完成测量。这样，至 少黑色缺陷和白色缺陷能够以可靠的方式得到探测，并彼此区别开来。根 据现有技术，这可通过串行布置两个探测器来实现的，其中第一探测器装 设有白色背景，第二探测器装设有黑色背景。然而，这种串行布置的缺点在于其相对于简单布置来说，需要双倍空间，而且需要两倍的制造成本。 这点将不可接受的。由于这些完全不同的白色与黑色背景事实上是不能相 互合并在一起的，因此本领域的技术人员不会知道任何其他的解决方案。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提出一种设备和方法，用于光学扫描细长纺织 材料，从而能够更灵敏和可靠地识别和区分出纺织材料中的杂质。如果可 能的话，不同杂质也能被彼此区别开来。这些及其他目的可通过限定于独 立专利权利要求中的设备和方法来实现。优选实施例则在从属权利要求中 详细说明。本专利技术克服了要将白色背景和黑色背景结合起来这个看似无法解决的 矛盾。根据本专利技术，其解决方法的基本概念是采用不同颜色的光对纺织 材料进行两次光学扫描，并令所用光的颜色与背景的颜色相互匹配，从而 使得背景反射其中一种光的颜色，而吸收另一种光的颜色。因此， 一次光 学扫描对亮背景有用，而另一次光学扫描对暗背景有用。由此，本专利技术结 合了用亮(或白色)背景及暗(或黑色)背景进行测量的优点。本专利技术尤其适用于对亮色及暗色杂质实现可靠辨识。另外，本专利技术也 可以提供关于纺织材料和杂质颜色的有用信息。因此，本专利技术适用于辨别 纺织材料中所存在的不同杂质。由于在有些情况下，干扰杂质可能已被去 除，但非干扰杂质却仍遗留在纺织材料中。因此，增加了这种机器的输出。因此，本专利技术所述用于光学扫描细长纺织材料的设备包括第一光扫 描装置，用于在第一光谱范围内光学扫描纺织材料；及第二光扫描装置， 用于在区别于所述第一光谱范围的第二光谱范围内光学扫描纺织材料。所 述第一光学扫描装置和第二光学扫描装置放置在背景的前面，该背景在背 景光谱范围内进行反射，该背景光谱范围与第一光谱范围的交集为非空 集，而与第二光谱范围的交集实质上为空集。在本专利技术所述用于光学扫描细长纺织材料的方法中，优选地，在第一 光谱范围以及区别于该第一光谱范围的第二光谱范围内对纺织材料进行 光学扫描。对于所述光学扫描，可使用在背景光谱范围内反射的背景，且 该背景光谱范围与第一个光谱范围的交集是非空集，而与第二个光谱范围 的交集实质上为空集。如果在本文中提到了 "背景"，那么用该表达是指纺织材料的环境和/ 或用于进行光学扫描的光学元件的环境，从该环境光到达所用的光接收 器，不管它是通过反射还是散射的方式到达的。在一种典型设备中，如可 从EP-0761585或W0-2004/044579中了解到的，背景指例如，纺织材料所运动经过的测量夹缝，及扫描光所指引经过的光管，或者至少是其中部 分。本文中如"光"、"光学"等术语应作最广义的理解，不仅应理解为可见光，而且也可理解为在紫外线(UV)和红外线(IR)等光谱范围内的电 磁辐射。附图说明通过参考附图，本专利技术的优选实施例会在后面作更为详细的解释。以图解的方式显示在如下附图中图1和图2是根据现有技术两种设备中的探测器对于不同颜色缺陷的 输出信号；图3和图5为所发射出的扫描光的光谱分布图，及本专利技术所述设备中 背景的折射率，它们都是光波长的函数；图4和图6为本专利技术所述设备中两个或三个探测器对于不同颜色缺陷 的输出信号；图7 — 12为本专利技术所述设备的不同实施例。具体实施方式在图3中，通过一个实施例，对本专利技术的基本概念进行了示意性说明。 其中， 一方面，将用于光学扫描纺织材料的扫描光的光谱分布图绘制成波 长的函数。所使用的是在至少两个相互不同的光谱范围61、 62内的扫描 光，如绿光和红光。另一方面，本专利技术所述设备中取决于波长的背景的折 射率也绘制在图3中。正如前文已提到的，由于除了探测到作用于纺织材 料的光以外，也会探测到由背景反射或散射出的光，因此背景会影响到测量。因此根据本专利技术，令背景在背景光谱范围64内进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光学扫描细长纺织材料（９）的设备（１），包括：第一光学扫描装置（２１，３），用于在第一光谱范围（６１）内光学扫描所述纺织材料（９）；及第二光学扫描装置（２２，３），用于在区别于所述第一光谱范围（６１）的第二光谱范围（６２）内光学扫描所述纺织材料（９）；其特征在于：所述第一和第二光学扫描装置（２１，２２，３）放置在背景（４）前面；所述背景（４）在背景光谱范围（６４）内进行反射，且该背景光谱范围（６４）与所述第一光谱范围（６１）的交集为非空集，与所述第二光谱范围（６２）的交集实质上为空集。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P奥特，
申请(专利权)人：乌斯特技术股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[]