一种基于计算机的纤维生产监视系统包括至少一个传感器、以及与所述传感器通信的计算机服务器。配置每个传感器以提供数据分组，每个数据分组与各个纺丝流水线相关联，以及提供上拉伸经过纺丝流水线上的传感器、并缠绕在筒子上的纤维的至少一个物理特性的测量值。配置计算机服务器，以基于所述测量值中的每个纺丝流水线和每个筒子，来提供对所述至少一个物理特性的分析。将传感器配置为电场传感器，并包括绝缘基板、位于所述基板上的多个非接触电极、以及扩展横穿过所述基板的通路。电极彼此交织。通路的一部分与电极的一部分耦合，以及通路的另一部分与电极的另一部分耦合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于监视生产多长丝纤维的机制。更具体地，本专利技术涉及用于实时监视多长丝纤维物理特性的方法和设备。
技术介绍
在纺织生产中，从“纺丝拉伸”(spin-draw)过程中形成合成纤维，其中，将诸如聚酯或尼龙之类的溶化聚合物纺成长丝，并被捻转到一起以形成单个纤维。然后拉伸纺成的纤维，改变纤维的弹性、抗拉强度和直径。在该过程中，典型地，将液体乳胶或“整理剂”涂敷于纤维以润滑长丝，从而减少了由处理机器的运动所生成的静电。此外，典型地，通过使拉伸的纤维受到加压的空气喷射，在纤维上形成交织节点，从而沿纤维在周期性的间隔处将各个长丝粘合在一起。纤维松密度、整理剂、旦尼尔(denier)或交织节点分布的均勻性的不足会引起在织造过程中纤维缠结或断开、或者纤维染色的不规则性，这导致了最终用户的生产线的停止，付出大的代价。因此，尝试在生产期间实时地监视纤维的物理特性，以在运送到最终用户之前识别纤维中的缺陷。例如，Fabbri(US 4，706，014)和 Meyer (US 5，394，096)使用电容传感器来分别测量聚合物纤维的直径和旦尼尔。然而，电容传感器可以仅检测旦尼尔的大变化。此外，不可以使用电容传感器来监视对纺织用户来说非常重要的其它纤维特性，如整理剂、松密度、节点数和节点性质。Sakai (US 4，491，831)使用光电晶体管来检测纱线不规则性。光电晶体管响应纱线不勻性来生成模拟信号。对模拟信号进行数字化，然后进行实时的频率分析，从而检测周期性和非周期性的纱线不规则性。然而，不可以使用光电晶体管来监视对纺织用户来说非常重要的其它纤维特性，如整理剂、松密度、节点数和节点性质。Felix (US 4，888，944)监视一对工艺参数(如，纱线张力和速度)，以检测旦尼尔、 长丝断开和缺少整理剂。然而，使用所公开的监视参数，可以监视对纺织用户来说非常重要的其它纤维特性，如松密度、节点数和节点性质。Instrumar公司(CA 2，254，426)使用电场传感器，用于实时地测量物理纤维特性。当将纤维拉伸经过传感器时，纤维物理特性的改变导致了在电极中感应出电流。比较对已知纤维剖面所感应的电流的幅值和相位中的改变，允许^strumar来实时地监视所拉伸的纤维的旦尼尔、整理剂和交织。然而，电极对于靠近纤维的电场中的改变非常敏感，从而降低了传感器对于所期望的纤维特性的灵敏度。此外，不可以使用所描述的传感器测量方法来监视对纺织用户来说非常重要的其它纤维特性，如松密度和节点性质。因此，需要用于实时监视多长丝纤维物理特性的改进机制。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了基于计算机的纤维生产监视系统，该系统包括至少一个传感器、与该至少一个传感器通信的计算机服务器。配置传感器，以在将纤维拉伸经过纺丝流水线上的传感器、以及缠绕在筒子上时提供纤维的至少一个物理特性的指示。配置计算机服务器，以基于来自该指示的每个纺丝流水线(和/或每个筒子)，来分析至少一个物理特性。根据本专利技术的一个实施方式，纤维生产监视系统还包括用于保留指示的测量数据库，以及配置计算机服务器，以提供对至少一个物理特性的分析的历史记录。还将计算机服务器配置为，将每个指示与为物理特性建立的工艺限制进行比较，以及根据每个指示与相关联的工艺限制的偏离，来激活警报。在一个变体中，配置计算机服务器，以将每个指示与为物理特性建立的各个工艺限制进行比较，以及根据指示中的至少两个与相关联的工艺限制的偏离，来激活警报。优选地，该指示包括物理特性的定期测量，以及配置传感器，以对所采用的测量进行本地缓冲，以及在接收到来自计算机服务器的数据请求时，将缓冲的测量传输至计算机服务器。此外，优选地，传感器包括电场传感器和与该电场传感器耦合的传感器处理单元， 以及配置传感器处理单元，以通过在将纤维拉伸经过电场传感器时监视在电场中感应的电流信号的振幅，来提供至少一个测量。根据本专利技术的第二方面，电场传感器包括绝缘基板；位于该基板上的多个非接触电极；以及与电极耦合、并横向延伸经过该基板的多个传感器。优选地，电场传感器还包括位于电极上的绝缘体，以及电极包括第一电极部分、以及与第一电极部分交织的第二电极部分。导体包括第一导体部分和第二导体部分，其中，导体的第一部分与第一电极部分耦合，导体的第二部分与第二电极部分耦合。绝缘体包括陶瓷或玻璃，氧化铝是优选的陶瓷。 此外，在基板上，电极彼此平行，以及导体包括与电极成适合角度的通路(via)。根据本专利技术的第三方面，提供了监视纤维生产的基于计算机的方法，该方法包括以下步骤(1)在计算机服务器处接收数据，每个所述数据与纺丝流水线相关联，以及在将纤维拉伸经过纺丝流水线上的传感器、以及缠绕在筒子上时，包括纤维的至少一个物理特性的指示；以及⑵基于来自该指示的每个纺丝流水线(和/或每个筒子)，来提供对至少一个物理特性的分析。根据本专利技术的一个实施方式，计算机服务器包括保留指示的档案，以及，分析提供步骤包括提供对至少一个物理特性的分析的历史记录。计算机服务器将每个指示与为物理特性建立的工艺限制进行比较；以及根据每个指示与相关联的工艺限制的偏离，来激活警报。在一个变体中，每个数据分组包括多个指示，每个指示与物理特性中的各个相关联， 以及接收步骤包括以下步骤(i)在计算机服务器处，将每个指示与为每个物理特性建立的各个工艺限制进行比较；以及(ii)根据指示中的至少两个与相关联的工艺限制的偏离，来激活警报。根据本专利技术的第四方面，提供了用于监视纺丝流水线上纤维的生产的基于计算机的方法，该方法包括以下步骤(1)监视由拉伸经过传感器的纤维在电场中感应的电流信号的振幅；( 从振幅的测量中检测电流信号中的波峰和波谷；以及C3)从所检测的波峰和波谷中确定纤维的物理特性。根据本专利技术的一个实施方式，检测步骤包括以下步骤(1)从振幅测量中识别局部振幅最小值和最大值；(ii)计算与局部最小值相关的局部最大值的极点；以及(iii)排除具有小于预定阈值的相关计算极点的那些局部最大值。典型地，每个未排除的局部最大值先于每个局部最小值各自的时间段，以及该方法还包括步骤(iv)排除具有大于预定最大时间的相关联的时间段的那些未排除的局部最大值；(ν)排除具有小于预定最小时间的相关联的时间段的那些未排除的局部最大值；以及(Vi)保留未排除的局部最大值中的保持的那些。在一个变体中，要确定的物理特性是节点数，以及，物理特性确定步骤包括以下步骤(a)将振幅测量分割为时间跨距；以及(b)对于每个所述时间跨距，计算来自相关联的保留的局部最大值的各个节点数。在另一变体中，物理特性是节点性质，以及物理特性确定步骤包括，对于每个所述时间跨距，计算相关联的节点数上的相关联极点(height)的平均。根据本专利技术的第五方面，提供了用于监视纺丝流水线上的纤维生产的基于计算机的方法，该方法包括以下步骤(1)监视位于纺丝流水线上的电场传感器的输出；(2)从由电场传感器测量的平均电流、稳定状态噪声和节点数之一中的增加中，检测拉伸经过传感器的纤维的出现；以及(3)从由电场传感器测量的平均电流、节点数和瞬时噪声的减小中， 检测纤维的断开，该减小和瞬时噪声在时间上重叠。根据本专利技术的一个实施方式，通过检测在电场传感器中感应的电流振幅的波峰、 以及本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电场传感器，包括：绝缘基板；位于所述基板上的多个非接触电极，所述电极包括第一电极部分、以及与所述第一电极部分交织的第二电极部分；以及与所述电极耦合、并延伸横穿过所述基板的多个导体，其中，所述导体包括第一导体部分和第二导体部分，所述第一导体部分与第一电极部分耦合，所述第二导体部分与第二电极部分耦合。
【技术特征摘要】
2004.06.29 CA 2,472,8651.一种电场传感器，包括 绝缘基板；位于所述基板上的多个非接触电极，所述电极包括第一电极部分、以及与所述第一电极部分交织的第二电极部分；以及与所述电极耦合、并延伸横穿过所述基板的多个导体，其中，所述导体包括第一导体部分和第二导体部分，所述第一导体部分与第一电极部分耦合，所述第二导体部分与第二电极部分耦合。2.如权利要求1所述的电场传感器，其中，所述电极彼此平行地位于所述基板上，以及所述导体包括与所述电极成适合角度地延伸的通路。3.如权利要求2所述的电场传感器，其中，还包括位于所述电极上的绝缘体。4.如权利要求3所述的电场传感器，其中，所述绝缘体包括陶瓷和玻璃之一。5.如权利要求4所述的电场传感器，其中，所述陶瓷包括氧化铝。6.一种监视纺丝流水线上的纤维的生产的基于计算机的方法，所述方法包括以下步骤监视被拉伸经过所述传感器的纤维在电场传感器中感应的电流信号的振幅； 从所述振幅的测量值中检测电流信号中的波峰和波谷；以及从所检测的波峰和波谷中确定所述纤维的物理特性；所述检测步骤包括从所述振幅测量值中识别局部振幅最小值和最大值、计算相对于所述局部最小值的所述局部极大值的极点、和排除具有小于预定阈值的计算出的相关联的极点的那些局部极大值。7.如权利要求6所述的方法，其中，未排除的局部最大值中的每个超前于在所述局部最小值之一一个相应的时间段，以及所述方法还包括以下步骤排除具有大于阈值最大时间的相关联时间段的那些未排除的局部最大值； 排除具有小于阈值最小时间的相关联时间段的那些未排除的局部最大值；以及保留未排除的局部最大值中的剩余局部极大值。8.如权利要求6所述的方法，其中，所述物理特性是节点数，以及所述物理特性确定步骤包括将所述局部振幅测量值分隔成时间跨距；以及对于每个所述时间跨距，从相关联的保留的局部最大值中计算各个节点数。9.如权利要求6所述的方法，其中，所述物理特性是节点性质，以及所述物理特性确定步骤包括对于每个所述时间跨距，计算相关联的节点数上的相关联极点的平均。10.如权利要求6所述的方法，其中，所述电场传感器包括 绝缘基板；位于所述基板上的多个非接触电极；以及与所述电极耦合、并延伸横穿过所述基板的多个导体。11.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯图尔特·因克蓬，克里斯·诺兰，达瑞尔·派克，希则尔·罗维，约翰·霍尔，达娜·林菲尔德，乔书瓦·斯瓦达斯，克里斯·道文森，杰拉德·高尔维，肖恩·沃尔士，路斯·亚伯拉罕，
申请(专利权)人：因斯图马有限公司，
类型：发明
国别省市：CA
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