无接触测定一根运动中的纱线速度的方法和装置制造方法及图纸

为了用一个传感装置来无接触测定纺织机一个络纱头上的一根运动中的纱线的速度，用一个光源产生一个激光束（３３），该激光束分成两个激光束（３５，３６），这两个激光束在运动中的纱线（２）上重新重合。从由该纱线反射的光线中借助激光器－多普勒－风速测定法产生测量信号。这些测量信号用来分析长度测量并用来精确确定纱疵。本发明专利技术可经济地用来改进纱线（２）的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及按权利要求1前序部分所述的无接触测定一根运动中的纱线的速度的方法和按权利要求6前序部分所述的装置。产生交叉卷绕的现代纺织机的络纱头都配有运动中的纱线的速度测量和长度测量装置。对纱线质量不断增加的要求不但需要在选定的络纱头上而且需要在每个单独的络纱头上进行纱线参数例如纱线直径的监控。在监控纱线直径时，需要评估纱线额定直径的误差是否作为纱疵分级，一般还要考虑误差的长度。所以，确定精确的纱疵长度是纱线质量监控的重要组成部分。运动中的纱线的速度测量的常规的、机械的测量方法是用滚动测量轮进行工作。但在纱线和测量轮表面之间的摩擦会产生滑动。除了由于这种滑动产生的测量不精确性外，这种摩擦对敏感的纱线还产生有害的质量影响。为了避免这类缺点，在纺织工业中用无接触的测量方法是众所周知的。为了以实验方法无接触测量例如自由端纺纱机用的纤维导向通道气流中的单根纤维的速度，鲍尔(Bauer)在文献《化学纤维/纺织工业》(Chemiefasern/Textilindustrie)37/89.(1987)9月、829-832页上提出了一种“激光器-多普勒风速测量法(Laser-Doppler-Anemometrie)”(下面简称LDA方法)。这种LDA方法只提出来在纤维气流的空气动力试验时在实验的流体力学的范围内供研究目的之用。例如特别是用于进行新的纺织方法研究。迄今为止，空气动力学的最佳措施根本就只有在某种条件下才是可行的，而不包括LDA方法。林根斯(Ringens)等在文献《国际纺织实践》(textil praxisinternational)(1988)6月640-643页上发表题为“在织物表面无接触速度测量的光电传感器(Optoelektronischer Sensor zurberührungslosen Geschwindigkeitsmessung an textilenOberflchen)”一文中描述了在一项研究计划范围进行的织物表面的速度测量。所述的参考束-多普勒风速测量法基于多普勒效应。当发射器和接收器相互运动时，产生与相对速度有关的频率漂移。在位置固定的接收器的情况下，通过频率漂移可确定运动物体的速度。在参考束-多普勒风速测量法时，用基准光束和测量光束进行工作。在这种情况下，无频移的基准波和多普勒-频移的测量光束在接收器内进行叠加。基准光束方法具有这样的缺点，基准光束的强度和从表面反射的测量光束的强度相差很大。为了获得象测量光束相同的强度，这是所谓“信噪比”的好的前提条件，所以必须大大地削弱基准光束。但这是有条件的，因为运动粒子的散射功率是取决于其大小和表面的。此外，在用这类市售的测量系统时，需要施工和评估方面的费用。巴克曼(Backmann)等在《Melliand纺织报告》(1993)7，639-640页上发表的题为“在运动中的纱线上进行无接触的速度测量(Berührungslose Geschwindigkeitsmessung am laufendenFaden)”一文中虽然描述了基于LDA原理的速度测量方法，但对实际应用尚无费用上可接受的LDA测量方法，尽管光学元件的小型化和匹配，但这类测量系统的总费用明显太高。所以在出版物中，分析和描述相关测量法的应用作为实用的另一种方案。在文献中讨论过的LDA方法都是在研究计划情况下在实验室中作为试验设备使用，而且必须忍受高昂的费用和价格。由于昂贵的价格和由于小的可用安装空间，用于多工位的纺织机显得没有意义，在有些文献中甚至认为是不可能的。DE 42 25 842 A1描述了一种按相关测量法测量卷绕机上的纺织纱线的速度的装置。在纺织管纱络纱或复绕到一个交叉络筒上时，纱线产生垂直于纱线运动方向的来回运动，由于这种来回运动，通过传感器的纱线的速度大约变化±35％，视铺纱频率而定。如果瞬时纱线速度例如从测量值中确定为平均值，则对纱线要除掉的纱疵长度的评估是相当不精确的。从而存在降低纱线质量的危险并影响纺织机的生产效率。在纱线复绕的筒子机的情况下，纱线速度比在纺纱工位纺出的纱线缠绕到一个交叉络筒上的纺纱机大约高10倍。在这样高的纱线速度和铺纱频率的情况下，信号的连续处理可能导致困难。可能出现这种情况，即所用的市售微处理器的计算能力远不能满足要求。本专利技术的目的是改进多工位纺织机的一个工位上的运动中的纱线速度的确定。这个目的是借助于一种具有权利要求1所述特征的方法和借助于一种具有权利要求6所述特征的装置来实现的。本专利技术的诸多有利方案可从各项从属权利要求中得知。在一个由光源产生的激光束的情况下，该激光束分成两个光束，这两个光束在不断运动的纱线上重新复合，这两个作为测量光束共同作用的光束的强度是相同的。这样就给定了一个好的信噪比。从这两个由纱线散射的激光束中产生的测量信号可达到高精度的速度确定或长度确定，市售的微处理器可不成问题地满足这种确定所需的计算容量。在这种高精度测量的基础上，结合纱线直径的测量可特别精确地确定纱疵的长度。从而一方面可实现允许纱疵的划分，另一方面通过纱线的切断可准确地去除纱疵。不允许的纱疵被完全和正确地查出。这样就避免了按先有技术确定速度时的缺陷，把允许的纱疵错误地作为不允许的纱疵除掉，以及避免了设置不必要的纱线连接点。从而提高纱线质量和络纱头的生产能力。如果按权利要求3或按权利要求7把激光束另外用来确定纱线的直径和按权利要求5或9把从纱线反射的激光束的光线另外用来识别杂质纤维，则可明显减少元器件的数量。这样就不再需要确定直径用的单独光源，且传感装置的占用空间变小。如果按权利要求4只用元件确定速度的值，则可进一步减少费用。所以例如可取消在LDA方法时在确定运动方向通常需要的布拉克元件。从而可减少所需的设备费用。本专利技术可进行纱线速度的动态测量，亦即对纱疵的测定总是确定瞬时的纱线速度，而不是例如确定纱线速度的平均值。在这种情况下，筒子机或纺丝筒子机的一个工位上用的常用处理器就能不成问题地胜任所发生的计算工作。这样就可确定具有很高时间分辨率和很精确的纱线速度。用本专利技术的有利方案尤其可明显减少施工费用或降低成本，从上列文献中得知业内人士十多年没有把这种先有技术作为推动作用理解，使LDA方法直接用于多工位纺织机例如多个络纱头的筒子要或纺丝筒子机。确切地说，从上述文献可知，代表业内人士的观点是，尽管这类测量系统的光学元件的小型化和匹配，但仍嫌费用太高，所以LDA方法只能用于研究目的的实验设备。业内人士至今尚未认识到LDA方法可在这样一种方案中实现，使费用和络纱头所需的安装空间保持在可接受的范围内。本专利技术体现了高精度无接触测量的优点，而又抛弃了迄今为止的诸多缺点，例如高昂的费用或不足的计算容量。在制作每个单独筒子时可进行纱线速度的高精度的确定。这一重大优点至今未被利用。通过本专利技术可改善筒子机或纺丝筒子机的清纱。因为避免了在测定纱疵长度时由于错误的纱线速度引起的不必要的清纱段。用公知的装置和方法探测不出的、需要清除的纱疵可用本专利技术方法进行识别。这样就既提高了机器的生产效率，又提高了纱线的质量。下面结合附图所示的实施例来详细说明本专利技术的其他细节。附图表示附图说明图1配有一个测量头来测量速度的筒子机的一个络纱头的简化图；图2速度测量装置的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
用一个传感器装置无接触测定纺织机络纱头上的一根运动中的纱线的速度的方法，其特征为：由一个光源产生一个激光束（１４，３３），该激光束分成两个激光束（１６，１７；３５，３６），这两个激光束（１６，１７；３５，３６）是这样导向的， 它们在运动中的纱线（２）上重新重合，从纱线（２）反射的光线产生测量信号，测量信号的产生是按激光器－多普勒－风速测定法进行的，分析用于长度测量的测量信号，并用长度测量的结果来精确确定纱疵。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：C施图尔姆，G施皮克斯，FJ赫尔曼斯，M林登，
申请(专利权)人：绍勒有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]