專利名稱：用于確定行進的線的速度和/或長度的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據權利要求1的利用設置在紡織機械的線行進(Fadenlauf)中的光學傳感器裝置以非接觸的方式確定行進的線(Faden)的速度和/或長度的方法。
背景技術：
由專利文獻DE 103 42 383 Al公知一種方法和裝置，其中，在利用激光多普勒測 速方法(LDA)以非接觸的方式確定行進的線的速度時，由光源產生光束，該光束至少部分 地偏轉到線上并被線遮擋。該光束的未被線遮擋的剩余部分會偏轉到光學探測器(例如光 電池)上，并且對光學探測器的信號進行電子分析以確定線的直徑?，F(xiàn)代紡織機械(例如用于生產十字繞線(Kreuzspulen))配備有用于測量行進的 線的速度和長度的裝置。對紗線(Garn)質量不斷增加的要求使得不僅在選取的生產單元 中而且在每一個單獨的生產單元中都要對紗線結構參數(shù)(例如紗線直徑)進行監(jiān)控。對紗 線直徑和/或紗線速度的監(jiān)控特別用于識別質量下降，其中例如通常使用偏差的長度來鑒 另IJ，與標準紗線直徑的偏差是否要歸為紗疵(Garnfehler)。因此，確定準確的紗線直徑是紗 線質量監(jiān)控的基本要素。此外，紗線速度是用于監(jiān)控紡織生產過程的重要過程參數(shù)。因此紗線速度的變化 是用于監(jiān)控紡織成品質量的重要特征。例如，如果在繞線過程(Spulprozess)中速度變化 明顯偏離預定的變化，則通過所謂的鼓形線軸(Trommelwickel)可能產生明顯的質量下降 或在最壞的情況下可能損壞生產單元。如果沒有采取特別的補救措施，由例如在專利文獻DE 103 42 383 Al中所描述的 激光模塊所產生的激光束總是具有一定的發(fā)散角。就此而言，其缺點在于，此處必須確保在 測量空間(Messvolumen)中的精確的紗線位置，因為否則的話該測量方法無法足夠準確地 起作用或無法足夠可靠地起作用。因此，激光束的發(fā)散角對于測量精度與在測量區(qū)域中行 進的線的位置精度之間的關聯(lián)性有顯著的影響。這不僅適用于檢測直徑，而且還適用于通 過LDA方法測定紗線速度。此外，必須在任何時刻都確保，對于通過線的陰影圖像所進行的紗線直徑的可靠 檢測而言，線相對于測量裝置并未完全遮住激光束。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種前述類型的改進的光學測量方法，其費用低 廉，易于實施，由此可以避免上述缺點，并能夠長期對線的速度和/或長度進行可靠、精確 的檢測。根據本發(fā)明，上述目的通過權利要求1所述的方法實現(xiàn)。從屬權利要求給出了本 發(fā)明的優(yōu)選設計方案和改進方案。在根據本發(fā)明的解決方案中，其主旨在于，由激光源產生激光束，該激光束通過光 學器件校準，隨后通過用于對激光束進行分光及轉向的光學分光及轉向器件分成為至少兩路子光束，這兩路子光束以下述方式被引導使一路子光束作為測量區(qū)域或測量空間中的 測量光束偏轉到行進的線上并被所述線遮擋，并使另一路子光束作為參考光束被引導經過 行進的線的旁邊并到達光學探測器上，其中測量光束的被行進的線影響的和/或反射的光 與參考光束的光相疊加，從而可以對由光學探測器根據激光多普勒測速方法(LDA)所產生 的測量信號進行電子分析，以確定行進的線的速度和/或長度。被引導經過行進的線的旁 邊的參考光束在此還可以被偏轉通過測量空間或從測量空間的旁邊通過。在此，該校準致使激光束至少基本上不發(fā)散且不聚焦地行進。如此校準的激光束的優(yōu)點在于，在通過LDA方法檢測紗線直徑和紗線速度時可以大大降低對線的位置依賴 性。同時，該方法易于實施，并避免了在迄今為止公知的方法中的可能的、主要歸因于 對線的位置依賴性的測量誤差。由此可以更精確地確定行進的線的速度或長度。特別有利的是，引導被線遮擋的測量光束，使得該測量光束至少部分到達第二光 學探測器，并且對由第二光學探測器發(fā)送的、與接收到的光相關聯(lián)的信號進行電子分析，以 確定該線的直徑。因此除了行進的線的速度和/或長度之外，還可以測定線的直徑。當測量光束的直徑大于或至少等于線的公稱直徑或額定直徑時，可以得到特別可 靠的測量結果。由此確保不會發(fā)生完全遮擋測量光束的情況。此外，有利的是，參考光束的直徑與測量光束的直徑相同，因為在這種情況下可以 特別簡單地實現(xiàn)光學分光及轉向器件。此外，特別有利的是，在其中引導測量光束的平面與在其中引導參考光束的平面 相互平行。特別地，測量光束在此也可以完全平行于參考光束而被弓I導，或者從垂直于兩個 平行平面的方向觀察時，兩路光束可以以一定角度相互傾斜地行進并交叉。此外，一種實施方式特別有利，其中測量光束的強度明顯高于參考光束。由此，一 方面確保了對于直徑檢測的足夠高的測量靈敏度，另一方面參考光束強度的降低提高了 LDA速度檢測的信號調制深度。其中，特別有利的強度分配是測量光束與參考光束的比例 為 95% :5%。此外，本發(fā)明還涉及一種執(zhí)行上述類型的方法的裝置。用于在紡織機械的線行進 中以非接觸的方式確定行進中的線的速度和/或長度的相應的裝置包括至少一個用于產 生激光束的激光源；用于校準激光束的光學器件；光學分光及轉向器件，通過該光學分光 及轉向器件能將激光束分成至少兩路子光束；光學傳感器裝置，具有至少一個光學探測器， 通過該光學傳感器裝置能夠由受到行進的線影響的光產生測量信號；以及分析單元，其與 傳感器裝置連接，該分析單元能夠接收測量信號以確定行進的線的速度和/或長度。在此，特別有利的是，光學傳感器裝置包括至少兩個光學探測器，其中第二光學探 測器與分析單元連接，該分析單元能接收第二光學探測器的測量信號，用以確定行進的線 的直徑。


本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征將由以下的描述和在附圖中示出的實施例給出。其中圖1 以側視圖示意性示出了用于執(zhí)行根據本發(fā)明的方法的第一實施方式的裝置；以及圖2:以側視圖示意性示出了用于執(zhí)行根據本發(fā)明的方法的第二實施方式的裝置。
具體實施例方式在圖1所示出的根據本發(fā)明的方法中，通過光學準直器件7校準由激光源1產生的激光束2，使得激光束2至少近似不發(fā)散且不聚焦地繼續(xù)行進。隨后，如此校準的激光束 2在此由楔形棱鏡構成的光學分光及轉向器件3分成兩路子光束2a和2b。這兩路子光束 2a和2b偏轉成，它們相互平行地行進并且不再共同聚集到紗線或行進的線4上。兩路子光 束2a和2b被引導穿過測量空間5，線4橫穿該測量空間5。第一子光束在此構成為被偏轉到線4上的測量光束2a。這里不再需要測量光束 2a的未被線4遮擋的剩余部分。第二子光束構成參考光束2b，其被偏轉經過線的旁邊并在 測量空間5之后到達探測器6b。因為在其光路中并沒有線存在，所以參考光束2b的強度損 失在這里是最小的，這能夠改善在探測器6b上的信號強度。也可以通過這種方式高動態(tài)地 檢測紗線或行進的線4的紗疵長度。在此，由于測量光束2a的撞擊(gestreuten)到線4上的散射球面波 (Kugelwelle)使得通過參考光束2b產生波疊加的效應(即形成多普勒信號)。在此，測量 光束2a具有至少線4的直徑。在圖2示出的實施方式變型中，測量光束2a的未被線4遮擋的部分也被偏轉到光 學探測器6a中。因此，該光學探測器6a測量測量光束2a的被紗線或行進的線4遮擋的部 分。對由該探測器6a傳送的信號進行分析，以便確定紗線或行進的線4的直徑。
權利要求
一種利用設置在紡織機械的線行進中的光學傳感器裝置以非接觸的方式確定行進的線(4)的速度和/或長度的方法，所述光學傳感器裝置具有至少一個光學探測器(6b)，所述方法包括以下步驟引導所述線(4)穿過測量空間(5)；由激光源(1)產生激光束(2)；通過光學器件(7)校準所述激光束；通過用于對激光束(2)進行分光及轉向的光學分光及轉向器件(3)將激光束(2)分成為至少兩路子光束(2a，2b)；以下述方式對這兩路子光束進行引導使得一路子光束作為在所述測量空間(5)中的測量光束(2a)偏轉到所述線(4)上并且被所述線(4)遮擋，并使得另一路子光束作為參考光束(2b)被引導經過所述線(4)的旁邊并到達光學探測器(6b)上；所述測量光束(2a)的被所述線(4)影響和/或反射的光與所述參考光束(2b)的光相疊加；對由所述光學探測器(6b)根據激光多普勒測速方法所產生的測量信號進行電子分析，以便確定行進的所述線(4)的速度和/或長度。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，被所述線(4)遮擋的所述測量光束(2a)被 引導成所述測量光束(2a)至少部分到達光學探測器(6a)，并且對由所述探測器(6a)發(fā) 送的、與所接收到的光相關聯(lián)的信號進行電子分析，以便確定所述線(4)的直徑。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述測量光束(2a)的直徑具有至少所 述線⑷的直徑。
4.如權利要求1到3中任一項所述的方法，其特征在于，所述測量光束(2a)的直徑與 所述參考光束(2b)的直徑相同。
5.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在其中引導所述測量光束(2a) 的平面與在其中引導所述參考光束(2b)的平面相平行。
6.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述測量光束(2a)的強度比所 述參考光束(2b)的強度高數(shù)倍。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述測量光束(2a)的強度是所述參考光束 (2b)的強度的10倍至20倍。
8.一種用于執(zhí)行如權利要求1至7中任一項所述的方法的裝置(A)，包括激光源(1)，用于產生激光束(2)；光學器件(7)，用于校準所述激光束(2)；光學分光及轉向器件(3)，通過該光學分光及轉向器件(3)能將所述激光束(2)分成至 少兩路子光束(2a，2b)；光學傳感器裝置，具有至少一個光學探測器(6b)，該光學傳感器裝置能由受到行進的 線(4)影響的光產生測量信號，該測量信號能被傳輸?shù)脚c所述傳感器裝置連接的分析單 元，以確定行進的所述線(4)的速度和/或長度。
9.如權利要求8所述的裝置(A)，其特征在于，所述光學傳感器裝置包括第二光學探測 器(6a)，該第二光學探測器(6a)的測量信號能夠被輸送到分析單元，以便確定行進的所述 線(4)的直徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用設置在紡織機械的線行進中的光學傳感器裝置以非接觸的方式確定行進的線(4)的速度和/或長度的方法，該光學傳感器裝置具有至少一個光學探測器(6b)，所述方法包括以下步驟引導線(4)穿過測量空間(5)；由激光源(1)產生激光束(2)；通過光學器件(7)校準激光束；通過用于對激光束(2)進行分光及轉向的光學分光及轉向器件(3)將激光束(2)分成至少兩路子光束(2a，2b)；兩路子光束以下述方式被引導使一路子光束作為測量空間(5)中的測量光束(2a)被偏轉到行進的線(4)上，并且另一路子光束作為參考光束(2b)被引導經過行進的線(4)的旁邊并到達光學探測器(6b)上；測量光束(2a)的被線(4)影響和/或反射的光與參考光束(2b)的光相疊加；對由光學探測器(6b)根據激光多普勒測速方法所產生的測量信號進行電子分析，以確定行進的線(4)的速度和/或長度。本發(fā)明還涉及一種適用于執(zhí)行該方法的裝置。
文檔編號G01B11/04GK101828116SQ200880109298
公開日2010年9月8日 申請日期2008年9月17日 優(yōu)先權日2007年9月28日
發(fā)明者費迪南德·約瑟夫·赫爾曼斯, 馬丁·林登 申請人:威克股份有限公司