用于監(jiān)視線性紡織品形成的方法和設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)視線性形成、尤其是移動線性紡織品形成的方法，其中在垂直于線性形成的運動方向的平面中生成發(fā)散成捆輻射束，由此在線性形成后面監(jiān)視線性形成的圖像。該發(fā)散成捆輻射束在線性形成前面被光學變換成準直成捆輻射束，創(chuàng)建光場（6），由此，線性材料當在此光場（6）的整個可用寬度內(nèi)在橫向方向上移動時被監(jiān)視，因此，在光場（6）后面，準直成捆輻射束被光學變換成會聚成捆輻射束，其在射束的交叉點區(qū)域中被監(jiān)視。本發(fā)明還涉及一種用于監(jiān)視線性紡織品形成的設備。
【專利說明】用于監(jiān)視線性紡織品形成的方法和設備

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)視線性形成(linear format1n)、尤其是移動線性紡織品形成的方法，其中在垂直于線性形成的運動方向的平面中生成一捆輻射束，由此在線性形成后面監(jiān)視線性形成的圖像。
[0002]本發(fā)明還涉及一種用于監(jiān)視線性形成、尤其是移動線性紡織品形成的設備，包括輻射源和光學輻射接收機，在其之間布置光場，被監(jiān)視紡織品形成垂直于輻射束通量的軸線通過該光場。

【背景技術】
[0003]為了監(jiān)視線性紡織品形成，在紡織工業(yè)中使用多個不同類型的傳感器。借助于傳感器，在其生產(chǎn)過程期間監(jiān)視紗線的參數(shù)或者一般地纖維形成的參數(shù)。執(zhí)行紗線在給定位置中的存在、紗線直徑及其波動的檢測和/或外來顆粒的存在的檢測以便控制特定紡織品過程或者以便找出最終產(chǎn)品的質(zhì)量水平。此類傳感器常?；诠鈱W原理。
[0004]在被監(jiān)視時，紗線在輻射源與輻射接收機之間的光場中出現(xiàn)和/或在其長度方向上移動。因此，光場受到線性紡織品形成的存在和/或運動的影響。
[0005]最經(jīng)常地，輻射源是可見光譜中或不可見光譜中發(fā)射輻射的發(fā)光二極管，接收機通常是光電二極管或光電晶體管。以這種方式生成的光場由于被監(jiān)視線性形成的不穩(wěn)定位置而是窄的。線性形成位于其中的受限空間對將確保線性形成在傳感器的光場內(nèi)的精確定位的結(jié)構提出高要求。輻射源與接收機之間的相對窄的射束被用于檢測移動紗線，當在光束區(qū)域中振蕩時，其中斷射束或至少改變輻射通量的調(diào)制，這指示移動紗線的存在。此類解決方案由例如文獻CH660585、DE3830665或CZ281815B6呈現(xiàn)。然而，紗線直徑的改變只能由這些設備在有限程度上檢測。
[0006]根據(jù)CZ299647B6，設備利用點輻射源，線性光學傳感器CMOS被定位成抵靠著該點輻射源。由于移動紗線的振蕩，紗線必須處于離點輻射源的更大距離，并且此外，線性傳感器是相對昂貴的。向前的步驟是使用凸透鏡，其被布置在光學接收機前面。然而，這種解決方案的效率通常不是非常高的。
[0007]根據(jù)CN202372151U，該解決方案涉及感測從相互緊挨著定位的絲綢樣本反射的輻射。點輻射源是半導體激光器，其輻射通過圓筒形透鏡而被發(fā)散，在該圓筒形透鏡后面，一捆(bunch)射束被凸透鏡準直(collimate)。這捆射束照亮絲綢樣本,反射射束通過另一凸透鏡，在其焦點后面放置了線性光學光傳感器CMOS。
[0008]并且，為了監(jiān)視移動線性紡織品形成的存在和/或測量其直徑，使用線性地定位的多個輻射源，相同數(shù)目的光學接收機與之相對地定位。然而，缺點是相對高的價格。
[0009]本發(fā)明的目的是提出一種用于生成光場及其監(jiān)視的方法和設備，其將使得能夠可靠地檢測線性紡織品形成的存在和/或運動和/或評估其直徑的改變，提出的設備與根據(jù)【背景技術】的技術上尖端的設備相比更不昂貴。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的由用于監(jiān)視線性形成的方法實現(xiàn)，其中，在垂直于線性形成的移動方向的平面中生成發(fā)散的一捆輻射束，由此，在線性形成后面監(jiān)視線性形成的圖像。本發(fā)明的原理在于發(fā)散成捆福射束在線性形成之前被光學變換成形成光場的準直成捆福射束，由此,線性材料當在此光場的整個可用寬度內(nèi)在橫向(crosswise)方向上移動時被監(jiān)視，因此，在光場后面，準直成捆輻射束被光學變換成會聚成捆輻射束，其在射束的交叉點區(qū)域中被監(jiān)視。在點接收機的位置中相互交叉的會聚成捆射束向點接收機載送大量光能，其使得能夠非常好地評估線性材料的被監(jiān)視參數(shù)，由此，設備的價格至少由于點接收機與常規(guī)線性接收機之間的價格差異而較低。
[0011]本發(fā)明的目的還由用于監(jiān)視線性形成的設備實現(xiàn)，其原理在于光學接收機是點輻射接收機，由此，在點輻射源與光場之間布置有由圓筒形凸透鏡形成的第一光學活性元件，而在光場與點輻射接收機之間布置有由圓筒形凸透鏡形成的第二光學活性元件，由此，這些透鏡的圓筒的軸線相互歪斜垂直(skew perpendicular),相對于福射束通量的軸線也是垂直的。因此，獲得相對寬的光場，其中，在紡織機的操作期間，發(fā)生移動線性形成，并且其實際上被限于此。此外，光能被聚焦到點接收機的小區(qū)域中，并且因此其被高效地使用。
[0012]點輻射源在線性形成的方向上具有有限的輻射角，由此，第一光學活性元件是雙凸圓筒形透鏡，其向點輻射源傾斜的部分組成凸面圓筒形表面，而其圓筒的軸線歪斜垂直于線性形成，由此，其遠離點輻射源轉(zhuǎn)動的部分組成凸面圓筒形表面，而其圓筒的軸線平行于線性形成，而第二光學活性元件是平凸圓筒形透鏡，其向紡織品形成傾斜的部分組成平面表面，并且其遠離線性形成轉(zhuǎn)動的部分組成圓筒形表面，而其圓筒的軸線平行于線性形成。光學系統(tǒng)的此類布置帶來上述優(yōu)點。
[0013]有利輻射源是在可見或不可見光譜中工作的發(fā)光二極管，輻射接收機由在對應于輻射源的光譜區(qū)中工作的光電二極管或光電晶體管組成。一般地，這些裝置是普通且可靠的，并且使用它們對設備的低購買成本和高可靠性貢獻相當大。
[0014]當光學活性元件被設計為由適合于特定輻射光譜的材料制成的通用模制件(common moulded piece)時,另一優(yōu)點是緊湊式布置的可能性。此通用模制件包括福射源和輻射接收機，并且使得發(fā)光輻射能夠從輻射源通過至輻射接收機，但是充當針對從周圍環(huán)境到輻射接收機的穿透輻射的濾波器。
[0015]有利地，該緊湊式模制件包括防止被監(jiān)視線性形成離開光場的裝置。這在發(fā)生跨光場移動的線性形成的過度振蕩的情況下是有利的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]在圖中示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明的設備的實施例的本示例，其中圖1示出了位于輻射源與輻射接收機之間的兩個光學活性元件的相互布置的斜視圖，以及圖2示出了設備的緊湊式布置的示例。

【具體實施方式】
[0017]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)視移動線性紡織品形成的存在和/或直徑的設備的實施例的布置。該設備在由形成紗線I的地方的紗線I的出口與對應纏繞設備之間的區(qū)域中被布置在開端紡紗機上。
[0018]該設備利用作為在紅外區(qū)中發(fā)射輻射的發(fā)光二極管的具有有限輻射角的實際點輻射源2以及作為光電晶體管的實際點接收機I在實施例的本示例中，使用高性能發(fā)光二極管SFH4244和光電晶體管TEFT4300。
[0019]位于輻射源2與點輻射接收機^之間的是由兩個活性光學元件組成的光學系統(tǒng)。
[0020]位于點輻射源2與移動紗線I之間的這些活性元件中的第一個是會聚類型的雙凸圓筒形透鏡4。向點源I傾斜的其進口部分組成凸面圓筒形表面11，而對應圓筒的軸線歪斜垂直于移動紗線I的方向。在實施例的本示例中，凸面圓筒形表面Ii具有直徑Sil =5mm,并且在凸面圓筒形表面?的圓筒的軸線方向上的透鏡的長度Li在實施例的本示例中為10_。遠離點輻射源2轉(zhuǎn)動的雙凸圓筒形透鏡4的出口部分組成具有更大直徑Si2的凸面圓筒形表面Μ，而對應圓筒的軸線歪斜垂直于雙凸圓筒形透鏡4的凸面圓筒形表面?的圓筒的軸線。直徑E42形成斷裂表面，在其后面存在準直成捆射束。
[0021]第二活性光學元件是位于移動紗線I與點輻射接收機^之間的平凸圓筒形透鏡豆。向移動紗線I傾斜的其進口部分組成平面表面扯，其平行于移動紗線立和雙凸圓筒形透鏡4的兩個凸面表面?、Μ的圓筒的軸線。向點接收機2傾斜的平凸圓筒形透鏡3的出口部分是具有直徑S52 = 5mm的凸面圓筒形表面迎，而凸面圓筒形表面迎的圓筒的軸線平行于移動紗線I。平凸圓筒形透鏡3在凸面圓筒形表面迎的圓筒的軸線方向上的長度L5是10mm。凸面圓筒形表面11、凸面圓筒形表面迎的軸線、移動紗線I的理論軸線、點源2和點接收機2位于公共平面中。
[0022]假設雙凸圓筒形透鏡4的點輻射源2的適當相互距離，在透鏡4和3之間用寬光場邊創(chuàng)建光學區(qū)。光場β由準直輻射形成，該準直輻射在平凸圓筒形透鏡3的平面表面扯上創(chuàng)建直線形狀的圖像或窄矩形表面迎，其具有高度Y和寬度L且垂直于凸面圓筒形表面墜的圓筒的軸線。
[0023]由于透鏡4的凸面圓筒形表面?和透鏡3的凸面圓筒形表面迎是由在垂直于輻射的傳輸?shù)钠矫嬷邢嗷マD(zhuǎn)動90°的凸面圓筒形透鏡組成的相同光學活性元件的事實，在透鏡5的焦點上出現(xiàn)點輻射4的圖像。點輻射接收機2被放置在此點上。在實施例的示例中，光圖像區(qū)域的高度Y為約3mm且其寬度L為10mm。光場β的可用寬度Ls在實施例的本示例中為8mm,由此,其相對于福射的傳輸?shù)妮S對稱地分布。光場&的此寬度Ls足以防止在橫向方向上振蕩的移動紗線I離開光場泛。具有高度Y的光圖像的區(qū)域與直線光圖像相比較表示由點傳感器接收到的更大的輻射能量，并且因此，其使得能夠更準確地識別被監(jiān)視的線性形成。
[0024]顯而易見的是對于由點源生成的射束捆到由準直輻射創(chuàng)建的光場的變換而言，還可能使用例如放置在對應的相互位置上的兩個平凸圓筒形透鏡而不是雙凸圓筒形透鏡4。
[0025]在未示出的實施例中，由適合于特定輻射光譜的材料將光學活性元件制作為通用緊湊式模制件(common compact moulded piece)。
[0026]在圖2中所示的另一實施例中，通用緊湊式模制件I不僅包括雙凸圓筒形透鏡4和平凸圓筒形透鏡b而且包括輻射源I和輻射接收機2。自然地，允許輻射從輻射源2到輻射接收機2的自由通過。另外，在緊湊式模制件I的板的切口 Ii的位置上，能夠布置移動紗線I的橫向振蕩的未示出固定約束設備。至少約束設備的引導表面在實施例的本示例中被提供有基于合成剛玉形成的耐磨層。在另一實施例中，緊湊式組件Z同時也由針對從周圍環(huán)境到輻射接收機2的穿透輻射的未示出濾波器組成。圖2中所示的緊湊式模制件的實施例僅是在專利權利要求的范圍內(nèi)能夠修改的布置的示例。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的布置使得能夠使用單一輻射源和單一輻射接收機來創(chuàng)建寬光場，由此，光場在不必需線性形成的精確位置穩(wěn)定化的情況下可靠地監(jiān)視線性形成。其相對于可用于紡織機的操作單元處的紗線傳感器的有限空間以及相對于昂貴的成行的輻射源和接收機的價格而言是重要的。
[0028]I紗線
2點輻射源
3點輻射接收機
4雙凸圓筒形透鏡
41(雙凸圓筒形透鏡的進口部分的)凸面圓筒形表面
42(雙凸圓筒形透鏡的出口部分的)凸面圓筒形表面
5平凸圓筒形透鏡
51(平凸圓筒形透鏡的進口部分的)平面表面
52(平凸圓筒形透鏡的出口部分的)凸面圓筒形表面
6光場
7(用于監(jiān)視線性紡織品形成的設備的)緊湊式模制件 71 緊湊式模制件的切口
L矩形表面的寬度(成捆準直射束)
L4 (雙凸圓筒形透鏡在其進口部分的圓筒的軸線方向上的)長度
L5 (雙凸圓筒形透鏡在其出口部分的圓筒的軸線方向上的)長度
L6 光場的可用寬度
R41 凸面圓筒形表面(41)的直徑
R42 凸面圓筒形表面(42)的直徑
R52 凸面圓筒形表面(52)的直徑
V 矩形表面的高度(成捆準直射束)。
【權利要求】
1.一種用于監(jiān)視線性形成，特別是移動線性紡織品形成的方法，其中，在垂直于線性形成的運動方向的平面中生成發(fā)散成捆輻射束，由此，在線性形成后面監(jiān)視線性形成的圖像，其特征在于在線性形成前面將發(fā)散成捆輻射束光學變換成準直成捆輻射束，創(chuàng)建光場(6)，由此，當在光場(6)的整個可用寬度內(nèi)在橫向方向上移動時線性材料被監(jiān)視，由此，在光場(6)后面，將準直成捆輻射束光學變換成會聚成捆輻射束，其在射束的交叉點的區(qū)域中被監(jiān)視。
2.一種用于監(jiān)視線性形成、特別是移動線性紡織品形成的設備，包括點輻射源(2)和光學輻射接收機(3)，在其之間布置有光場(6)，被監(jiān)視紡織品形成垂直于輻射束通量的軸線通過該光場(6)，其特征在于所述光學接收機是點輻射接收機(3)，由此，在點輻射源(2)與光場(6)之間布置有由圓筒形凸透鏡形成的第一光學活性元件，而在光場(6)與點輻射接收機(3)之間布置有圓筒形凸透鏡特征的第二光學活性元件，由此，這些透鏡的圓筒的軸線是相互歪斜垂直的，相對于輻射束通量的軸線也是垂直的。
3.根據(jù)權利要求2的用于監(jiān)視線性形成的設備， 其特征在于所述點輻射源(2)在線性形成的方向上具有有限輻射角，其中，第一光學活性元件由雙凸圓筒形透鏡(4)形成，其向點輻射源(2)傾斜的部分組成凸面圓筒形表面(41)，而其圓筒的軸線歪斜垂直于線性形成，由此，其遠離點輻射源(2)轉(zhuǎn)動的部分組成凸面圓筒形表面(42)，其圓筒的軸線平行于線性形成，而第二光學活性元件由平凸圓筒形透鏡(5)形成，其向紡織品形成傾斜的部分組成平面表面(51)，而其遠離線性形成轉(zhuǎn)動的部分組成凸面圓筒形表面(52)，其圓筒的軸線平行于線性形成。
4.根據(jù)權利要求2或3的用于監(jiān)視線性形成的設備， 其特征在于輻射源(2)是在可見或不可見光譜中工作的發(fā)光二極管，并且輻射接收機(3)由在對應于輻射源(2)的光譜區(qū)中工作的光電二極管或光電晶體管組成。
5.根據(jù)權利要求2至4的任一項的用于監(jiān)視線性形成的設備，其特征在于所述光學活性元件被設計為由適合于特定輻射光譜的材料制成的通用緊湊式模制件。
6.根據(jù)權利要求5的用于監(jiān)視線性形成的設備， 其特征在于通用緊湊式模制件(7)包括輻射源(2)和輻射接收機(3)，并且使得光輻射能夠從輻射源(2)通過至輻射接收機(3)，但是其充當針對從周圍環(huán)境到輻射接收機(3)的穿透輻射的濾波器。
7.根據(jù)權利要求5或6的設備，其特征在于所述緊湊式模制件(7)包括防止被監(jiān)視線性形成離開光場(6)的裝置。
【文檔編號】D01H13/32GK104278375SQ201410256879
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權日:2013年6月12日
【發(fā)明者】M.斯圖薩克 申請人:里特捷克有限公司