对纤维样品中的渣滓进行监测的设备制造技术

含杂质纤维样品中渣粒的监测设备，包括测定样品重量的秤，重量值送至计算机。样品送往感测容积时，光传感器产生体现该容积存在渣粒的输出信号。该信号可为因存在渣粒而引起消光的相应波形。也可对容积中渣粒进行图象分析而产生对应于粒径，其形状或组成的信号。计算机接收重量数据和传感器的输出信号而产生单位样品重量的一部分某种渣粒的计数和／或对应于渣粒之有效直径，投影面积，重量及纤维计数和重量等形式的输出数据。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对纤维样品中的杂质的测量，更确切地说，提供对棉纱中的可见杂质进行计数，测定大小和分类的方法和设备。这些工作是根据对杂质或渣滓的新定义而进行的。棉纱中的渣滓与灰尘在收割时开始产生。任何清理过程的主要目的就是要除掉“可见杂质”(VFM)和最大限度地减小清洁过程的腐蚀性，近几年来，轧棉厂的产量已有戏剧性地增长。对世界级(world-class)纺织厂而言，清洁过程的要求在不断提高，因为现代化高生产率的精纺机械对渣滓和尘埃的允限很小。去除渣滓与尘埃总是以更多的纤维损耗和损坏为代价。显然，对每个轧棉和纺纱过程来说，务必实现渣滓与尘埃，棉结与短纤维含量之间的最佳化。渣滓与尘埃意味着纺织纤维中存在不希望有的颗粒。这VFM不仅影响纱线均匀度和强度，而且还降低制造工序的效率。历来，渣滓与尘埃是用缓慢的重量分析法来测量的。也就是说，去除VFM的同时记录其重量作为样品重量的百分比。这种重量分析法不能提供有关渣滓和尘埃粒子的数量或大小或形状或类型方面的信息。当重量百分比往往小于0.1%时，对当今清洁渣粒和推动轧棉、纺纱和市场情况的信息技术来说，重量法的精确度和速度均变得不能令人满意。更重要的是，与简单的重量相比，渣粒的数量连同其大小，形状和类型正日益成为对纤维值或工艺性能的更好说明。因此，显然，根据先有技术的规定，对渣滓或杂质进行更严谨更精确，更快和更经济的测量是必要的。但同样清楚表明附加测量也是必要的。记录不同处理点的杂质百分比重量是不再适宜了;重要的是也要记录渣滓(树叶、树皮，草，种子皮碎片等)的大小和种类或类别，或要去除该杂质的困难程度(可清洗性)，或该渣滓或特定类渣滓是否有损于某已知的纺织制造工艺过程。因此，本专利技术的一个目的是对纤维样品中的杂质提供几种新测量值。本专利技术揭示了一种基本的新物理参数，即每克样品中的渣滓粒子计数。由广泛运用该参数及其至大小，形状和种类的引伸将改善对杂质的描述，从而改善质量和有益性。本专利技术的又一目的是提供用于测量计数/克，粒径，形状和种类方面的几种根本不同的方法和设备。这些方法和设备体现了将各种杂质的实物导向光学敏感装置的手段。本专利技术的一个重要结果是改善了对纤维样品中杂质的重量百分比的测量值，可使该先有技术的描述参数具备改善了的准确度，精度和清洗纤维样品的速度。本专利技术通过提供一种将渣滓粒子和纤维的样品称重后，经处理以确定渣滓数据的设备而达到上述目的及与监测渣滓相关的其它目的。一个导引系统、最好包括一分离器，空气传送系统和喷嘴，基本上将样品中的所有渣滓粒子引向处于对光敏感状态下的感测体积。一个光学传感器感测基本上为取样体积上显现的全部渣滓粒子，并产生一个表明在取样体积中至少存在渣滓粒子的输出信号。该输出信号被传送到包括用于接收模拟信号的模数转换器的计算机。计算机根据传感器输出信号确定对渣滓粒子的至少一个计数并计算每单位重量的原始样品的渣滓粒子计数。然后，计算机输出以每单位重量的样品中的渣滓粒子计数为形式的数据。在最佳实施例中，光学传感器感测每个渣滓粒子的存在，并测量每个渣滓粒子的特性，该特性对应于该渣滓粒子的粒径。对应于这类投影面积的光学传感器产生一个或多个输出(v)。一般地说，最佳处理装置接收该输出(v)和对应于渣滓粒子的所述计数和粒径的输出数据。具体地说，处理装置根据对不同粒径的粒子利用不同方程而感测到的特性，计算每个渣滓粒子的投影面积(如以后所定义的)。更确切地说，该处理装置对小粒子运用一种方程，而对大粒子运用另一方程，所述小和大粒子间的差别是由被感测特性的预定阈值所定义的。换言之，若输出(v)小于阈值，则该粒子作为小粒子对待。反之，作为大粒子处理。在最佳实施例中，处理装置还计算每单位重量样品的小粒子计数(最好，计数值/克)并计算每单位重量样品的大粒子的分立计数。两种计数值均作为数据而输出。还有，渣滓粒子的重量同聚集的投影面积相关。因此最好，处理装置还计算和输出样品中渣滓的总预计重量和基于聚集的投影面积的可见杂质(VFM)的百分比。此外，处理装置计算和输出渣滓粒子的平均投影有效直径。此处所用“有效直径”是指采用方网格或滤网经实验测定的直径。我们称通过具有x乘x开口的方网格但不通过具有y乘y的较小网格的粒子，其有效直径为(x-y)0.5。投影面积是有效直径的平方并在后面被定义为“E-0”(电-光)块体(units)。在最佳实施例中，配置了一光探测器，以探测由光源产生的光，并当粒子通过该光源和探测器之间时，测量光的消失(消光)以产生输出(v)。除了消光之外，或代之以消光，可进行由粒子引起的诸如背散射和(或)向前散射光的其它测量。这类测量可根据所需信息，以不同角度和采用不同视野来进行。这类电光技术揭示了包括几何形状，细度，组成(composition)和类型等粒子的其它特性。利用这一信息以及诸如棉花渣滓等的已知渣滓特性，使可识别每个粒子为树叶，种子皮，草树皮等。因此，例如，可输出代表每克样品中渣滓粒子数的数据(计数值/克)，当其有效直径大于500微米时，则该渣滓为“树叶”。还例如，可产生每克渣滓粒径计数大于1000微米，厚度薄于100微米，其V40/V0之比小于0.85，其中V40和V0分别表示，相对于光的行进方向的40°向前光散射，和0°时的消光。在进行这类测量时，不难理解;对实物的导引是为便于测量起见或使得诸如渣滓粒子的实物计数，其大小度量和分类成为可能。通过参照下列结合附图对最佳实施例的详细说明，可更好地理解本专利技术，附图中附图说明图1是渣滓监测设备的方块图;图2示出小渣滓粒子和一传感器;图3示出大渣滓粒子和传感器;图4为一渣滓粒子的侧缘视图;图5为一渣滓粒子的顶部平面视图;图6为一渣滓粒子的前缘视图;图7为表示渣滓粒子在x轴上的规范化投影面积和y轴上的概率曲线图;图8为表示x轴上粒子直径同表示由送到传感器的粒子产生之电压的y轴坐标图;图9为表示类似于图8所示信息的拼合图;图10a和10b分别为表示由本专利技术所测量的每克投影面积与手动测定的可见杂质百分比之间相关性的曲线图与图表;图11为由该设备典型输出的一个例子;和图12示出利用观测纤维与渣滓之薄平片的视频摄象机的一替换实施例。现参见附图，其中相同标号表示贯穿几种视图的相同或相应部件，图1中示出了用于监测包括纤维与渣滓的纤维样品12中之渣滓的渣滓监测设备10。样品12先被置于一定标器14上，其压力(或重量)敏感传感器16在导线18上产生一个与样品12之重量相对应的信号。导线18上的信号被传送到计算机20，计算机20包括接收该模拟重量信号的适宜的A/D转换器。计算机20根据来自导线18的信号计算和贮存样品12之重量。接着，通过机械渣粒制造机21或用手使样品12形成通常称之为渣粒的细长构形，然后令渣粒通过导管22传送到由Zellweger乌斯特等公司出售的识别机/分离器24。纤维样品12接合分离器轮26和28，压板27及该
中已知分离器24内将纤维与渣滓分开的其它部件。渣滓通过导管30和32收集。正如导管30和32中的箭头所示，导管30和32中所存在气流在接近轮26和28时将相对于被剔入导管30和32的粒子运动。该气流通常称为逆流，而导管则称之谓逆流狭通道(counterflowslot)。该逆气流将纤维回本文档来自技高网...

【技术保护点】
含杂质纤维样品中渣粒的监测设备，包括测定样品重量的秤，重量值送至计算机。样品送往感测容积时，光传感器产生体现该容积存在渣粒的输出信号。该信号可为因存在渣粒而引起消光的相应波形。也可对容积中渣粒进行图象分析而产生对应于粒径，其形状或组成的信号。计算机接收重量数据和传感器的输出信号而产生单位样品重量的一部分某种渣粒的计数和／或对应于渣粒之有效直径，投影面积，重量及纤维计数和重量等形式的输出数据。 式的数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FM肖夫纳，JC包德温，MG汤斯，朱有慈，ME盖伦，
申请(专利权)人：泽韦格乌斯特美国有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]