專利名稱：紗線傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用以對在一測量間隙內作縱向運動的紗線進行掃描的紗線傳感器，它具有一來自一光源的光束、一個接收直接透射的光的接收器、還至少有一個第二接收器用以接收被紗線反射的光、以及各有一個元件，用來在測量間隙與光源和接收器之間進行光的傳輸。
從WO93/13407中已知有這樣的紗線傳感器，其中在測量間隙的相對兩側設置有一個透射光接收器和一個反射光接收器。在測量間隙的一側有光的入射棱鏡和射出棱鏡，它們從紗線的方向看互相排成一行。
上述已知的紗線傳感器的缺點在于用于傳輸光并位置正確地導入光所設置的不同元件需占許多場地。但是對需要裝用這種紗線傳感器的紡紗機往往只允許占很小的場地。因此可能出現這種已知的紗線傳感器在某些紡紗機中根本不能安裝的情況。
因此本發明的主題是提供一種對外僅要求很小場地并能配備一比較小測量間隙的紗線傳感器。
根據本發明，這個主題是這樣來完成的在紗線與接收器之間用來傳輸光的各元件的光軸都位于同一平面內，該平面與紗線垂直或最好至少近似于垂直，或被紗線穿過。上述光軸中如果有兩根光軸位于上述平面內即已足夠。上述的設置在測量間隙內，例如在一側形成一光的窗口用以使光向紗線照射，另外還有一個位于其旁邊的窗口用來接收反射光，該窗口實際上位于紗線的旁邊，因此只能接收到從紗線側面反射的光。
通過本發明所獲得的優點特別在于通過對透射光和反射光的計算來檢測紗線中的雜質和異質纖維的測量原理也能在極小的測量間隙中應用。在上述情況下，測量間隙周圍的空間要求也同樣能減小。另外測量間隙還能裝入測量頭或傳感器的窄邊中，這意味著紗線在紗線傳感器中只經過一極短的途徑。另外一個優點在于根據本發明的測量間隙能夠很小，因此借紗線來自行清潔測量間隙的效果便能很好地利用。具有小的測量間隙還能消除從紗線入口進入的外來光的影響，而且測量區也能更接近紗線，從而提高測量的精確度和保持測量區的清潔。
下面借助于一個實施例并參考附圖對本發進行詳細說明。其中，


圖1表示通過紗線傳感器一部分的簡化截面圖，圖2表示一個測量間隙的部分示意圖，圖3和圖4各表示紗線傳感器的一個細部，圖5表示一個測量場的信號曲線，圖6表示紗線傳感器另一實施例的部分截面圖，圖7表示一紗線傳感器中光軸的可能排列的示意圖。
圖1以簡化截面圖的方式表示用于紗線2并具有一測量間隙3的紗線傳感器1。在測量間隙的周圍設有一光源4、反射光接收器5和6、以及一個透射光接收器7。光源4和接收器5、6、7為熟知的結構元件，因此這里不作詳細的說明。用以傳輸光的元件8、9、10和11設在測量間隙3、光源4、與接收器5、6、7之間。上述的元件8～11例如由一橫截面為四邊形的光筒組成，它可以是空心的，或者可以填充以導光體或透光體。作為光筒邊界的筒壁可制成反射光的或吸收光的。元件8～11中的每一個具有一光軸12、13、14和15，它們最好在紗線2的范圍內相交，而且其中至少有兩根光軸一同展開在一個約與紗線2的軸線垂直的平面上，也就是在圖紙的平面上。在元件8～11或它們的光筒在測量間隙的入口處形成了窗口16、17、18和19，通過這些窗口可使光進入或離開測量間隙3。在元件8～11內也能設置濾光器來限制光譜。例如窗口16～19便能制成這種濾光器。
圖2示意表示紗線21的測量間隙20的一部分，其中設有一用以照射紗線21的窗口22、用以接收來自紗線21的反射光的窗口23和24、以及一個用以接收來自窗口22的剩余光的窗口25。這種剩余光是來自窗口22而未被紗線21遮擋、也未被抑制或未被反射的光。因此，窗口25所接收的光等于來自窗口22的光減掉紗線21投射在窗口25上的影子。窗口22和25被紗線21遮擋或者位于紗線21的對面，而窗口23和24則完全位于紗線21的旁邊或光源4(圖1)的光軸12的旁邊，如果從垂直于紗線運動方向來看紗線21的話。圖2表示窗口22～25相互之間原來的設置，但在實用中更有利的是象圖1所示那樣把窗口19設在測量間隙3的底部。這樣能避免使測量間隙3過多地向下延伸，以便于利用紗線2對測量間隙的自動清潔作用。
圖3表示紗線傳感器1的一部件25，它構成一輸入光的光筒26以及從紗線把光引出的光筒27，28和29。部件25還設有一光源的接納孔30。部件25被制成整體，以便把所有從圖1中看到的用來傳輸光的元件8～11放入其中。為使這成為可能，這里在光筒27和29之間還設有一小的橋39。在光筒27，28和29的外端口上裝有傳統的此處未表示的接收器。
圖4再次表示一個能裝入圖3所示的部件25中的導光體或透光體31，特別是它被考慮作為光筒26～29中的嵌入件。于是根據本發明的紗線傳感器便可由圖3和圖4中所示的兩個部件25和31和所屬的接收器和光源構成。然后此裝置如圖1所示還要裝在一個外殼內。傳輸光所用的元件是在所述的外殼內作為單一的相互連接的整體25、31共同構成的。通過這些結構，按本發明的紗線傳感器的安裝將極為簡便。
圖5表示繪制在橫座標34和縱座標35上的兩條信號曲線32、33。在橫座標34上所標的數值相當于入口或測量間隙3的側面界限表面40(圖1)的距離。在縱座標35上標出的是由接收器發出的電氣信號的數值。于是信號曲線32說明當紗線逐漸在測量間隙3內從上面(根據圖1)向深度方向移動時由透射光接收器所測得的數值。信號曲線33相應說明在上述情況下在圖1裝置中由反射光的兩個接收器所測得的數值。最大的數值是紗線2約處于圖1所示的位置上所測量到的。于是信號曲線32有一段數值基本保持恒定的區域32′，而信號曲線33在區段33′中可能出現一些不均勻的形狀，這在后面還要說明是由于反射光在兩個接收器上分配不平衡所致。信號曲線41表示只設置單一的反射光接收器時出現的形狀。
圖6表示一個按照圖1的紗線傳感器，但除了光源4以及已知的接收器5，6和7以外還設有另外兩個光源42和43，其光軸為44和45。相對于圖1額外附加的光源的光軸44和45或與其相關的光傳輸元件的光軸最好基本上位于同一平面內，如同已知的光軸12，13，14和15一樣。但也可考慮使已知光軸中的一部分位于第一平面內，而另一部分位于第二平面內。
圖7表示對一紗線46設有多光源和多接收器的裝置示意圖。其中光源、接收器和所屬的光傳輸元件在這里僅用它們的光軸來代表。在作為例子所示的裝置中可以看到在第一平面47內有一光源的光軸48和一接收器的光軸49。在與第一平面有一定距離的第二平面50內有一光源的光軸51和接收器的光軸52，53和54，如同從圖1所知的那樣。在一更遠離的平面55內有兩個光源的光軸56、57和一個接收器的光軸58。平面47，50和55最好互相近似地平行，并隔開一定距離59和60。這些距離要考慮到由光軸所代表的元件結構和場地要求。
按照本發明的紗線傳感器的工作原理如下通過一熟知的、在這里未表示的導向裝置使得當紗線2在其縱向以同樣已知的方式被牽拉通過測量間隙3時，紗線2保持在測量間隙3的所示區域內。在測量間隙3內，紗線2被光源4的光束所照射。沒有照到紗線2上的光和未被紗線足夠偏轉的光照射在接收器7上并由它轉變成一電氣信號。被紗線反射的光只要它具有一足夠大的反射角35、36，便能照射到接收器5或6上。于是來自接收器5，6，7的信號便能以熟知的并在例如上述文獻WO93/13407中所述的方法進行處理。
如果紗線偏離了它在圖1中所示的位置，這在一定的范圍內對接收器7并無影響，如信號曲線32范圍34內所示。當紗線2在測量間隙3中向上偏移時，接收器5便收到更多的反射光，這種情況在信號曲線33上表現出一個突起部分37。當紗線2在測量間隙3中向下偏移時，接收器6將接收更多的光，這在信號曲線33上將出現突起部分38。但在理想的情況下幾乎不會出現突起部分37和38。這可以根據紗線直徑和紗線2在測量間隙3中的位置通過正確校正光傳輸元件8，9，10和11的寬度來達到。校正可借助試驗裝置來進行。信號曲線33在區域34內的輕微下垂是由于有一部分被紗線2反射的光沒有被接收所致。這一部分光牽涉到反射光的反射角度小于角度35和36時的情況。
根據本發明的紗線傳感器不僅能設置一個反射光接收器，而且可以設置兩個或更多的反射光接收器。但具有兩個與光軸12對稱設置的接收器5，6或光傳輸元件10，11的結構尤為有利，并能產生均勻的信號曲線33。
對于按圖6的結構還具有另外一種構成光源4，42，43的可能性，就是使各光源發射出不同波長的光。因此能夠識別是否在紗線中存在諸如異質纖維或雜質等異物。通過適當選擇發射的光能夠有目的地搜尋特定的異物。
當所有光源都發射相同的光時，便可使每一光源只在有限的時間內發光并循序地進行接通和切斷。于是總是能以不同的角度照射紗線，因此能確定紗線是否呈圓形或具有扁平的部位。
在按圖7的實施例中例如能考慮在平面47中測量紗線的第一性能例如紗線直徑。在平面50中可用以測量其第二性能例如異物的含量，在另一平面55中例如可用以測量紗線46的表面質量并產生有關它的信息。
按照本發明的紗線傳感器當然也能設計成和應用于其他被拉伸的類似紗線狀的物體。紗線傳感器的概念在這里僅涉及最經常的應用，它包括對這類物體或紗線內的異物或雜質的檢測，或指示其他例如直徑、均勻度、結構和毛羽性等特性。
權利要求
1.用以對在測量間隙(3)內作縱向運動的紗線(2)進行掃描的紗線傳感器(1)具有一來自光源(4)的光束、一個接受直接透射的光的第一接收器(7)、至少一個接受由紗線反射的光的第二接收器(5，6)以及各自在測量間隙、光源與接收器之間傳輸光的元件(8，9，10，11)，其特征在于，至少兩個光傳輸元件的光軸(13，14)共同位于與紗線垂直的一個平面內。
2.根據權利要求1的紗線傳感器，其特征在于，光傳輸元件具有一個光筒(26，27，28，29)。
3.根據權利要求1的紗線傳感器，其特征在于，光傳輸元件具有一面向測量間隙的窗口(16，17，18，19)。
4.根據權利要求3的紗線傳感器，其特征在于，把反射光傳輸到接收器的光元件的窗口從垂直于紗線的運動方向看是位于光源的光軸(12)的旁邊。
5.根據權利要求1的紗線傳感器，其特征在于，光傳輸元件被一起制成單一的相互連接的整體(25，31)。
6.根據權利要求1的紗線傳感器，其特征在于，光傳輸元件是導光體。
7.根據權利要求1的紗線傳感器，其特征在于，光傳輸元件具有用以限制光譜的濾光器(16，17，18，19)。
8.根據權利要求1的紗線傳感器，其特征在于，其他光源和接收器的光軸位于互相隔開一定距離的其他平面(47，50，55)內。
9.根據權利要求1的紗線傳感器，其特征在于，設有其他光源(42，43)，其光軸(44，45)位于一平面內。
10.根據權利要求8或9的紗線傳感器，其特征在于，各個光源是循序起作用的。
全文摘要
本發明涉及一用以對在測量間隙(3)中縱向運動的紗線(2)進行掃描的紗線傳感器，它具有一來自光源(4)的光束、一個接受直接透射光的第一接收器(7)、至少一個接受由紗線反射的光的第二接收器(5，6)以及各自在測量間隙、光源與接收器之間傳輸光的元件(8～11)。為了使結構和外形尺寸盡可能地小，光傳輸元件的光軸(12～15)位于一個至少近似地與紗線垂直的平面內。
文檔編號B65H63/06GK1152041SQ9611128
公開日1997年6月18日 申請日期1996年9月6日 優先權日1995年9月6日
發明者P·希林, C·布赫 申請人:澤韋格路瓦有限公司