用于在均匀光场中测量细长纺织体的性质的光学传感器制造技术

本公开涉及用于在均匀光场中测量细长纺织体的性质的光学传感器。用于测量纱线或另一细长体(10)的诸如直径之类的性质的传感器具有用于接收体(10)的测量区域(12)。它还具有用于将来自发散的各向异性光源(22)的光准直到测量区域(12)中的准直器(36)。准直器(36)具有不平行的输入光轴和输出光轴(38、40)，即，它使光偏转。光源(22)的主发射方向(23)瞄准与输入光轴(38)不同的方向，以便补偿准直器(36)的透射函数的不均匀性，从而在测量区域(12)中生成均匀辐照度。

【技术实现步骤摘要】
用于在均匀光场中测量细长纺织体的性质的光学传感器
本专利技术涉及用于测量细长体特别是诸如纱线之类的细长纺织体的至少一种性质的传感器。
技术介绍
这种类型的传感器可以例如被用于测量纱线、金属丝或纤维的直径。细长体被引导穿过测量区域并且在其中被以透射方式观察。传感器包括光源、准直器、测量槽和检测器。准直器具有延伸穿过测量区域的输出光轴。它将来自光源的通常为发散的光转换成沿着所述光轴的基本上平行的光。在EP2827127中描述了这种传感器的示例。光源、透镜和光传感器沿着一个公共光轴布置。
技术实现思路
已经意识到如现有技术中所示的部件的严格同轴布置使得传感器的设计、对准和组装困难并且成本高，本专利技术所解决的问题是提供具有更灵活的设计的传感器。这个问题是通过如权利要求1所述的传感器来解决的。因此，传感器包括至少以下部件：-测量区域：这是被设计用于接收细长体的传感器的区域。-具有各向异性远场强度的、具有主发射方向的发散光源：该光源可以例如为LED。在该上下文下，术语“主发射方向”是光源的所有发射方向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器，所述传感器被配置为测量细长体特别是细长纺织体的至少一种性质特别是直径，所述传感器包括：/n测量区域(12)，/n发散的各向异性的光源(22)，所述光源(22)具有主发射方向(23)，/n准直器(36)，所述准直器(36)被布置在所述光源(22)和所述测量区域(12)之间的光路中，其中所述准直器(36)具有输出光轴(40)和与所述光源(22)的中心(22a)相交的输入光轴(38)，并且将所述输入光轴(38)上的来自所述光源(22)的光投射到所述输出光轴(40)，/n光检测器(24)，所述光检测器(24)接收由所述准直器(36)发射并且透射通过所述测量区域(12)的光，/n其中，所...

【技术特征摘要】
20190606 EP 19178679.71.一种传感器，所述传感器被配置为测量细长体特别是细长纺织体的至少一种性质特别是直径，所述传感器包括：
测量区域(12)，
发散的各向异性的光源(22)，所述光源(22)具有主发射方向(23)，
准直器(36)，所述准直器(36)被布置在所述光源(22)和所述测量区域(12)之间的光路中，其中所述准直器(36)具有输出光轴(40)和与所述光源(22)的中心(22a)相交的输入光轴(38)，并且将所述输入光轴(38)上的来自所述光源(22)的光投射到所述输出光轴(40)，
光检测器(24)，所述光检测器(24)接收由所述准直器(36)发射并且透射通过所述测量区域(12)的光，
其中，所述输入光轴(38)与所述输出光轴(40)不平行，并且所述主发射方向(23)与所述输入光轴(38)不平行。


2.根据权利要求1所述的传感器，其中，至少在所述输入光轴(38)和所述输出光轴(40)的平面中，
从所述光源(22)的中心(22a)发射的、相对于所述主发射方向(23)具有角度的光束在坐标x,y处横穿所述测量区域(12)，
并且其中，所述测量区域(12)中的x,y处的辐照度I(x，y)由以下给出



其中，
-x是垂直于所述输入光轴(38)和所述输出光轴(40)的坐标，其中在所述光轴的位置处x＝x0，
-y是垂直于所述输出光轴(40)并且平行于所述输入光轴(38)和所述输出光轴(40)的平面的坐标，其中在所述光轴的位置处y＝y0，
-T(x,y)是所述准直器(36)的透射函数，以及
-是所述光源(22)的辐射强度，
其中，在x＝x0且y＝y0处：
dT(x,y)/dy>0且或
dT(x,y)/dy<0且


3.根据权利要求2所述的传感器，其中，在x＝x0且y＝y0处，



其中t是不超过0.2的阈值，特别地为0.1的阈值。


4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述测量区域中的辐照度变化不超过20％，特别地不超过10％。


5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述准直器(36)包括准直镜(34)，
并且特别地，其中在与所述输入光轴(38)重合的所述光源(22)的中心(22a)的光落到所述准直镜(34)上的位置(P2)处，所述准直镜(34)是凹形的，特别地是严格凹形的。


6.根据权利要求5所述的传感器，其中，在所述输入光轴(38)与所述准直镜(34)相交的区域处，所述准直镜(34)具有抛物线或抛物面形状，其中所述光源(22)的中心(22a)被布置在所述抛物线或抛物面形状的焦线或焦点中。


7.根据权利要求6所述的传感器，其中，用R＝r0/f给出比率R，其中，r0是所述光源(22)的中心(22a)与所述输出光轴(40)之间的距离，并且f是所述抛物线或抛物面形状的焦距，所述比率R在0.5和1.4之间，特别地在0.7和1.1之间，特别地在0.8和1.0之间。


8.根据权利要求6或7中任一项所述的传感器，其中，所述主发射方向(23)与所述抛物线或抛物面形状之间的交点(P1)比所述位置(P2)离所述光源(22)的中心(22a)更远。


9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，从所述输入光轴(38)到所述输出光轴(40)的偏转角度(β)小于90°，特别地小于80°和/或大于30°。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·施拉特尔，M·格里斯海玛，
申请(专利权)人：乐富兄弟股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH