專利名稱：監(jiān)控纖維材料的品質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述類型的傳感器單元和一種配備有這種傳感器單元的、用于制造針織物的機(jī)器。
背景技術(shù)：
在紡織工業(yè)中并且尤其是在紡紗工藝中持續(xù)監(jiān)控需要加工的纖維材料的品質(zhì)是常見(jiàn)的。在本發(fā)明的范疇中，“纖維材料”可理解為基本上線形的、細(xì)長(zhǎng)的紡織材料、尤其是纖維條、紗線、頭道粗紗、翼錠粗紗、長(zhǎng)絲等，其應(yīng)承受特定的加工過(guò)程并且為此目的輸入給牽伸裝置、紡紗裝置或類似物。這種纖維材料的品質(zhì)監(jiān)控例如可借助機(jī)械、光學(xué)或電容的裝置進(jìn)行。為進(jìn)行機(jī)械式監(jiān)控使用這樣的傳感器單元，其具有帶用于接納纖維材料的圓周槽的滾輪，探測(cè)滾輪(DE 2850775A11)或探測(cè)指(DE19950901A1)嵌入該圓周槽中。纖維材料厚度或質(zhì)量上的波動(dòng)導(dǎo)致探測(cè)滾輪或探測(cè)指的位置的相應(yīng)波動(dòng)并且借助配置給其的位移計(jì)來(lái)檢測(cè)。光學(xué)式傳感器單元(例如DE 3237371A1)具有由發(fā)光二級(jí)管和光電晶體管構(gòu)成的光電管，纖維材料穿過(guò)該光電管。最后，電容式工作的傳感器單元設(shè)有測(cè)量電容器(例如EP 0924513AUDE 19908236A1)，測(cè)量電容器具有兩個(gè)平行設(shè)置的電容器板，它們限定由纖維材料穿過(guò)的通道。在此，測(cè)量電容器的電容量用作測(cè)量參數(shù)，電容量相應(yīng)于纖維材料中的波動(dòng)發(fā)生變化。近來(lái)所描述類型的傳感器單元也被用于所謂的紡紗針織機(jī)(例如PCT WO 2004/079068A2)和其它成圈機(jī)器中，代替常見(jiàn)的紗線，向這些機(jī)器中直接輸入在牽伸裝置中或以其它方式拉細(xì)的以纖維條、翼錠粗紗或類似物形式的纖維材料。在此使用機(jī)械式傳感器單元的優(yōu)點(diǎn)是這種傳感器單元引起相對(duì)小的信號(hào)噪聲、相對(duì)于外界影響很不敏感并且可以以足夠的精度描繪纖維量的波動(dòng)(例如纖維材料橫截面中的纖維數(shù)量)。但缺點(diǎn)在于這種傳感器單元至少由兩個(gè)部件即運(yùn)動(dòng)構(gòu)件(探測(cè)滾輪、探測(cè)指或類似物)和電位移計(jì)構(gòu)成。由于現(xiàn)代針織機(jī)可具有例如96個(gè)針織系統(tǒng)并且每個(gè)針織系統(tǒng)需要至少一個(gè)或多個(gè)傳感器單元，因此僅用于監(jiān)控纖維材料所要花費(fèi)的成本就高得難以接受。光學(xué)傳感器單元基本上不適合用于在紡紗針織機(jī)上持續(xù)監(jiān)控纖維材料，因?yàn)橐环矫嫫涔ぷ骶_不高，另一方面對(duì)不可避免的污物敏感。由于板式電容器的使用通常不夠精確并且例如受到不可避免的信號(hào)噪聲干擾，所以開頭所提類型的電容式工作的傳感器單元也已經(jīng)公開(例如PCT WO 2006/105676A1), 在這種傳感器單元中，兩個(gè)電容器板之一在其邊緣上設(shè)有兩個(gè)絕緣安裝的保護(hù)電極，在這兩個(gè)保護(hù)電極上施加隨時(shí)間變化的電壓。雖然這種傳感器單元具有可廉價(jià)制造的優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)在于其不具有用于纖維材料的機(jī)械導(dǎo)向結(jié)構(gòu)并且測(cè)量信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度太小且很難超過(guò)基礎(chǔ)噪聲，由此僅能不精確地檢測(cè)纖維密度或纖維質(zhì)量的不能容忍的波動(dòng)。至少對(duì)其在用于制造針織物的機(jī)器中的應(yīng)用中來(lái)說(shuō)是這種情況。由于市場(chǎng)上提供的纖維材料的與纖維密度和/或與單位長(zhǎng)度有關(guān)的纖維質(zhì)量(從其縱向或者說(shuō)輸送方向上觀察)的波動(dòng)相對(duì)頻繁，所以迄今要么忍受由纖維材料中的厚部位或薄部位引起的針織物不均勻的品質(zhì)，要么采取花費(fèi)高的措施來(lái)避免纖維材料中的這種波動(dòng)或從針織物中除去帶有缺陷部位的區(qū)域。為避免上述缺點(diǎn)，在本申請(qǐng)人的尚未公開的專利申請(qǐng)中提出一種開頭所提類型的傳感器單元，其具有電極結(jié)構(gòu)，該電極結(jié)構(gòu)尤其適合應(yīng)用所謂的三電極測(cè)量原理。測(cè)量顯示，即使存在極小的電容變化，也可借助這種電極結(jié)構(gòu)得到相對(duì)高的測(cè)量信號(hào)電平。此外， 基于測(cè)量電極的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了纖維材料的均勻的強(qiáng)制導(dǎo)向，因此由纖維材料引起的不可避免的信號(hào)噪聲不再由于測(cè)量區(qū)域中纖維材料的不受控制的運(yùn)動(dòng)而增大。由此可很好地識(shí)別由纖維質(zhì)量波動(dòng)、雜質(zhì)夾雜物或類似物引起的纖維材料中的厚部位或薄部位。但是在這種傳感器單元的實(shí)際使用中卻表明，其相對(duì)于外界影響敏感，其電極結(jié)構(gòu)的構(gòu)造引起松弛的纖維夾在該電極結(jié)構(gòu)中的危險(xiǎn)，并且無(wú)論是制造還是不同構(gòu)件的安裝都不盡人意。

發(fā)明內(nèi)容
由此出發(fā)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于這樣構(gòu)造開頭提到的傳感器單元，使其提供相對(duì)強(qiáng)的測(cè)量信號(hào)，使其對(duì)外界影響非常不敏感，以及使其可廉價(jià)地制造和安裝。此外還應(yīng)提供一種配備有這種傳感器單元的機(jī)器。所述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)具有權(quán)利要求1特征部分特征的傳感器單元和一種具有權(quán)利要求27特征部分特征的機(jī)器來(lái)解決。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于用于纖維材料的滑動(dòng)面僅需由一個(gè)部件構(gòu)成并且因此避免夾住纖維。此外，實(shí)現(xiàn)測(cè)量電極的良好的屏蔽并且由此實(shí)現(xiàn)相對(duì)于外界影響的低敏感度。最后，本發(fā)明傳感器單元在不同部件的制造、組裝及其在用于制造針織物的機(jī)器上的安裝方面具有優(yōu)點(diǎn)。從屬權(quán)利要求給出本發(fā)明其它有利的特征。


接下來(lái)結(jié)合實(shí)施例和附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明。附圖如下圖1本發(fā)明傳感器單元的示意的側(cè)視圖；圖2圖1的傳感器單元的大致沿線II-II的示意的剖面圖；圖3按圖2的傳感器單元的傳感器頭的仰視圖；圖4具有四個(gè)按圖1至3構(gòu)造的傳感器單元的傳感器臺(tái)的縱向剖面圖；圖5沿圖4的線V-V的示意的剖面圖；圖6具有本發(fā)明傳感器單元的圓型針織機(jī)。
具體實(shí)施例方式圖1和2示出本發(fā)明電容式工作的傳感器單元，其用于監(jiān)控作為纖維條、翼錠粗紗或類似物的纖維材料的品質(zhì)，該纖維材料在連續(xù)過(guò)程中輸入給例如未示出的牽伸裝置。應(yīng)檢查纖維材料1的例如同質(zhì)性和在此情況下尤其是厚部位或薄部位的存在，該厚部位或薄部位例如可由每單位長(zhǎng)度不均勻的纖維質(zhì)量、在纖維材料1的橫截面中不同數(shù)量的纖維或在纖維材料中的雜質(zhì)夾雜物或類似物引起。這種不均勻性在下面統(tǒng)稱為纖維材料中的“缺陷部位”。
與已知的傳感器單元相反，本發(fā)明傳感器單元按電容式的三電極測(cè)量原理進(jìn)行工作。為這個(gè)目的，該傳感器單元包括電極結(jié)構(gòu)，其具有構(gòu)造為測(cè)量電極2的第一電極、下面稱為發(fā)送電極3的第二電極和下面稱為屏蔽電極4的第三電極。所有三個(gè)電極均由良導(dǎo)電的材料、尤其是金屬制成并且可以理解為電容器電極。如圖1示意所示，測(cè)量電極2與發(fā)送電極3相對(duì)設(shè)置。發(fā)送電極3與提供例如約20kHz的交流電壓的發(fā)生器5的信號(hào)輸出端連接，該發(fā)生器的另一端子連接到屏蔽電極4上并且處于虛擬的零電位上。在測(cè)量電極2和發(fā)送電極3之間是用于纖維材料1的通道。此外，測(cè)量電極2與同心電纜6的內(nèi)導(dǎo)體6a連接，同心電纜6的外導(dǎo)體6b與屏蔽電極4連接并且因此與之處于相同的電位上。內(nèi)導(dǎo)體6a 連接到放大器7上，放大器7的輸出端與分析電子裝置8連接，此外，分析電子裝置提供所述用于屏蔽電極4的虛擬的零電位。發(fā)送電極3附加地與被稱為機(jī)器主體的電位連接，該電位例如相應(yīng)于圓型針織機(jī)、牽伸裝置或類似物的接地電位，需要檢驗(yàn)的纖維材料1輸入到它們中。對(duì)于本發(fā)明目的來(lái)說(shuō)特別重要的、用于實(shí)現(xiàn)可靠的測(cè)量結(jié)果的前提是均勻引導(dǎo)纖維材料1通過(guò)傳感器單元。因此本發(fā)明規(guī)定發(fā)送電極3具有由圖1和2可見(jiàn)的形狀。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，假設(shè)纖維材料1在假想笛卡爾坐標(biāo)系的X軸方向上運(yùn)動(dòng)，電極2和3按圖1在假想坐標(biāo)系的Y軸方向上間隔開并且坐標(biāo)系的Z軸在圖1中垂直于圖平面延伸。首先這樣構(gòu)造發(fā)送電極3，使得其在輸送方向X上具有弧形的例如半圓形的形狀并且其縱軸線平形于 XY平面。此外，這樣設(shè)置發(fā)送電極3，使得其凸形拱曲的部分構(gòu)成朝向測(cè)量電極2的頂面， 如圖1和2中清晰可見(jiàn)。相反，橫向于弧形形狀、即在按圖2的TL平面中發(fā)送電極3具有槽形形狀。由此形成的、朝向測(cè)量電極2開口的槽構(gòu)成固定的滑動(dòng)面9，纖維材料1沿該滑動(dòng)面滑過(guò)傳感器單元。優(yōu)選將滑動(dòng)面9構(gòu)造成基本上半圓柱形的，適宜的是，滑動(dòng)面的半徑略大于纖維材料1的直徑。因此總的來(lái)說(shuō)，發(fā)送電極3的外形是朝向測(cè)量電極2開口的頂溝(圖2)，該頂溝在其縱向方向上、即輸送方向X附加地以圖1可見(jiàn)的方式弧形地彎曲。通過(guò)所描述的滑動(dòng)面9的形狀確保纖維材料1良好的側(cè)向?qū)?，纖維材料在圖2 中以圓形橫截面來(lái)表示、但也可具有其它的橫截面，如橢圓形橫截面。為了使纖維材料1沿整個(gè)發(fā)送電極3均勻地靠置在滑動(dòng)面9上，在傳感器單元的入口側(cè)設(shè)置壓緊裝置10并且在傳感器單元的出口側(cè)設(shè)置壓緊裝置11。壓緊裝置10和11 優(yōu)選構(gòu)造為轉(zhuǎn)向元件，其輸出面或者說(shuō)輸入面位于發(fā)送電極3的延長(zhǎng)線中，由此纖維材料1 切向地輸入給發(fā)送電極3并且又再次切向地離開它，如圖1所示。由此，一方面纖維材料1 在一側(cè)被緊壓到滑動(dòng)面9上，另一方面避免纖維材料1在通過(guò)傳感器單元期間過(guò)度轉(zhuǎn)向或折彎。由此可靠地避免了由于纖維材料1在滑動(dòng)面9上不均勻的導(dǎo)向或靠置引起的、與纖維材料1和滑動(dòng)面9的間距有關(guān)的測(cè)量信號(hào)出現(xiàn)干擾。由于根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在輸送方向X測(cè)量的通常的缺陷部位的長(zhǎng)度僅約為IOmm 20mm，所以在X方向上測(cè)量的發(fā)送電極3的弧長(zhǎng)一方面例如至少正好要為該長(zhǎng)度，但另一方面也不能大大長(zhǎng)于該長(zhǎng)度并且最高例如為40mm。為也發(fā)現(xiàn)最小的缺陷部位，缺陷部位長(zhǎng)度和發(fā)送電極長(zhǎng)度的比例優(yōu)選在1 1至1 4之間。此外，在Y方向上測(cè)量的槽形滑動(dòng)面9的深度乂圖幻最高等于纖維材料1的直徑h，但優(yōu)選最高為該直徑的一半。由此得到纖維材料1中有利的電場(chǎng)力線分布圖和相對(duì)強(qiáng)的測(cè)量信號(hào)，而且是在不喪失纖維材料1的側(cè)向?qū)虻那闆r下。
滑動(dòng)面9和/或壓緊裝置10、11的與纖維材料進(jìn)行接觸的面可由小滑動(dòng)摩擦阻力的材料制成或者在需要時(shí)用減小滑動(dòng)摩擦阻力的材料做成覆蓋層。優(yōu)選壓緊裝置10、11由具有較低摩擦系數(shù)的固定的轉(zhuǎn)向元件構(gòu)成。為改善纖維材料1的輸送，作為替換方案，壓緊裝置10、11也可構(gòu)造為可自由旋轉(zhuǎn)地支承的滾輪或由被驅(qū)動(dòng)的滾輪構(gòu)成并且與未示出的驅(qū)動(dòng)元件連接，以便使?jié)L輪在運(yùn)行期間以相同或不同的圓周速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。尤其如圖2和3所示，測(cè)量電極2優(yōu)選構(gòu)造成基本上圓柱形的，并且其軸線在y方向上延伸(也參見(jiàn)圖1)。此外，測(cè)量電極2具有測(cè)量面加，該測(cè)量面以距離￡(圖1)與發(fā)送電極3的頂面、優(yōu)選頂面最高點(diǎn)相對(duì)，測(cè)量面優(yōu)選構(gòu)造為平面式的并且構(gòu)成假想坐標(biāo)系的xz平面的平行面。這樣構(gòu)造屏蔽電極4，使得其除了測(cè)量電極的測(cè)量面加之外全面包圍測(cè)量電極2。 為這個(gè)目的，屏蔽電極4優(yōu)選構(gòu)造為圓柱形的罐并且也設(shè)有圓柱形的、朝向發(fā)送電極3開口的容納腔12 (圖2)，測(cè)量電極2同心地設(shè)置在該容納腔中，尤其如圖3所示。在測(cè)量電極2 的外周面和屏蔽電極4的限定容納腔12的內(nèi)壁之間設(shè)置環(huán)繞的、例如由塑料制成的絕緣層 14，由此屏蔽電極4與測(cè)量電極2電絕緣。環(huán)形的、與測(cè)量電極2同心的、使罐形的屏蔽電極4在其朝向發(fā)送電極3的一側(cè)結(jié)束的端面如優(yōu)選構(gòu)造為平面式的，并且與測(cè)量面加設(shè)置在同一個(gè)平面中。由此實(shí)現(xiàn)這樣的優(yōu)點(diǎn)測(cè)量電極2和屏蔽電極4構(gòu)成傳感器頭，該傳感器頭不僅可以以簡(jiǎn)單的方式構(gòu)造為預(yù)制的結(jié)構(gòu)單元，而且在傳感器頭中屏蔽電極4在周圍使測(cè)量電極2除了朝向纖維材料 1的測(cè)量面加之外向外相對(duì)于干擾磁場(chǎng)屏蔽。此外，處于機(jī)器主體電位上的發(fā)送電極3優(yōu)選以相對(duì)小的距離￡與測(cè)量面加相對(duì)，由此發(fā)送電極向外屏蔽測(cè)量電極2的尚露出的唯一面。這在傳感器單元應(yīng)用于圓型針織機(jī)時(shí)是特別有利的，因?yàn)樵诖藗鞲衅鲉卧ǔｍ氃O(shè)置在操作人員的活動(dòng)范圍中。在較早的解決方案中，測(cè)量電極2在纖維輸送的方向上在兩側(cè)均露出并且由此對(duì)外界干擾、例如手的接近相對(duì)敏感，與此相反，本發(fā)明的傳感器單元相對(duì)于這種干擾基本上不敏感。此外與較早的解決方案相反，纖維材料1并非通過(guò)由多個(gè)部件例如測(cè)量電極、屏蔽電極和絕緣層組成的傳感器頭進(jìn)行引導(dǎo)，而是通過(guò)可一體式制造的發(fā)送電極3來(lái)引導(dǎo)，由此消除了纖維材料1夾在或者鉤在傳感器單元中的危險(xiǎn)。在其結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面，本發(fā)明方案也具有優(yōu)點(diǎn)。尤其如圖2所示，在同心電纜6穿過(guò)屏蔽電極4的孔后，同心電纜的內(nèi)導(dǎo)體6a首先可沿釬焊點(diǎn)15與測(cè)量電極2連接并且在其設(shè)置于容納腔12中之后外導(dǎo)體6b可沿釬焊點(diǎn)16與屏蔽電極4連接。此外，優(yōu)選這樣進(jìn)行設(shè)置，使得在發(fā)送電極3和屏蔽電極4之間延伸的場(chǎng)力線也穿過(guò)測(cè)量面加。圖4和5示出對(duì)實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)特別有利的并且目前被視為本發(fā)明傳感器單元最好的實(shí)施例。該傳感器單元包括由電絕緣材料制成的傳感器座19，該傳感器座在此構(gòu)造為由實(shí)心塑料體制成的傳感器臺(tái)，在傳感器臺(tái)中橫向于纖維材料1的輸送方向并排地設(shè)置多個(gè)按圖1至3的、優(yōu)選相同地構(gòu)造的電極結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中總共設(shè)置四個(gè)電極結(jié)構(gòu)，下面僅描述其中一個(gè)。根據(jù)圖4和5，屏蔽電極4連同測(cè)量電極2設(shè)置在傳感器座19的空隙20中，并且插入空隙中，直至通過(guò)臺(tái)階形成的止檔。選擇這樣設(shè)置測(cè)量面加和端面如由此與傳感器座19的平的底面19a齊平。通過(guò)空隙20的與此相對(duì)地設(shè)置的區(qū)段，同心電纜6被向外引導(dǎo)。
此外，傳感器座19設(shè)有在其底面終止的空隙21，突出于底面19a的安裝塊22插入該空隙中。安裝塊22借助固定螺釘23固定在保持體M上，保持體設(shè)置在傳感器座19的與底面19a相對(duì)的頂面19b上。固定螺釘23貫穿保持體M和傳感器座19中的同心的孔 25和沈并且旋入到安裝塊22的同心于所述孔的螺紋孔27中，直至固定螺釘?shù)念^部23a靠置在保持體M上，并且傳感器座19和保持體M都牢牢地夾緊在頭部23a和安裝塊22之間。安裝塊22具有平行于傳感器座19底面19a的、即平行于假想坐標(biāo)系的ζ方向延伸的孔，桿觀固定在該孔中，該桿在此實(shí)施例中從安裝塊的兩側(cè)伸出。在桿觀的端面上各固定一個(gè)發(fā)送電極3，在發(fā)送電極上相應(yīng)于圖1和2引導(dǎo)在X方向上輸送的纖維材料1。發(fā)送電極3在其圓周上優(yōu)選構(gòu)造為略微偏心的并且可旋轉(zhuǎn)地支承在該桿的端面中。由此發(fā)送電極與測(cè)量電極2的距離￡(圖1)可以以簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)并且適配相應(yīng)的要求。當(dāng)然作為替換方案也可設(shè)置其它措施，以便相對(duì)于測(cè)量電極2的測(cè)量面加調(diào)節(jié)發(fā)送電極3的位置。在所描述的實(shí)施例中，安裝塊22、保持體24、固定螺釘23、桿28和發(fā)送電極3由良導(dǎo)電的材料制成。由此產(chǎn)生這樣的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)所描述的傳感器單元借助保持體M固定在圓型針織機(jī)、牽伸裝置或類似物的同樣良導(dǎo)電的構(gòu)件上時(shí)，如圖1所示，發(fā)送電極3自動(dòng)獲得機(jī)器主體的電位，也就是說(shuō)發(fā)送電極電接地，而對(duì)此無(wú)須其它措施。此外在按圖4的實(shí)施例中可見(jiàn)，一方面兩個(gè)發(fā)送電極3固定在該桿28上，另一方面?zhèn)鞲衅髯?9設(shè)有相應(yīng)構(gòu)造的第二單元，該第二單元具有另一固定在保持體M上的安裝塊22，其包括另一桿觀和設(shè)置在該另一桿上的另外兩個(gè)發(fā)送電極3。但清楚的是也可這樣進(jìn)行設(shè)置傳感器座19可以僅設(shè)置唯一一個(gè)或者多于兩個(gè)包括安裝塊22、桿觀和發(fā)送電極3的單元。此外，每個(gè)單元也可僅設(shè)有一個(gè)發(fā)送電極3。圖5中所示的壓緊裝置10和11優(yōu)選固定在安裝塊22的在Y方向上延伸的延長(zhǎng)部上并且構(gòu)造為在傳感器座19的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸的桿。因此，在此引導(dǎo)的四根纖維材料1 僅需各一個(gè)共同的壓緊裝置10和11。傳感器單元的所述結(jié)構(gòu)帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是傳感器單元僅需固定在一個(gè)處于機(jī)器主體上的構(gòu)件上并且在屏蔽電極4和發(fā)送電極3之間施加發(fā)生器電壓后可全功能地運(yùn)轉(zhuǎn)，而無(wú)須復(fù)雜的調(diào)節(jié)工作。為使傳感器單元按三電極測(cè)量原理投入運(yùn)行，借助發(fā)生器5在發(fā)送電極3 (機(jī)器主體)和屏蔽電極4之間饋入激勵(lì)場(chǎng)，測(cè)量電極2設(shè)置在這兩個(gè)受影響的電位之間并且在纖維材料1上方耦合到該電場(chǎng)上。此外，測(cè)量電極2處于浮動(dòng)電位上。因此，在發(fā)送電極3上滑動(dòng)的纖維材料在出現(xiàn)非均質(zhì)性(缺陷部位)時(shí)會(huì)引起電場(chǎng)變化并且由此也引起測(cè)量電極 2上的電位變化。通過(guò)所描述的發(fā)送電極3和屏蔽電極4的構(gòu)造和傳感器幾何形狀的其它優(yōu)化，可進(jìn)一步改善測(cè)量信號(hào)可達(dá)到的信號(hào)強(qiáng)度。在由發(fā)生器5建立的激勵(lì)場(chǎng)(或者說(shuō)場(chǎng)力線分布)相應(yīng)于上述說(shuō)明集中到測(cè)量電極2上并且保證強(qiáng)地通過(guò)纖維材料1的情況下尤其如此。換句話說(shuō)，不通過(guò)纖維材料1的場(chǎng)份量應(yīng)當(dāng)盡可能小或者保持基本上恒定。因此在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在測(cè)量電極2的邊緣區(qū)域中存在相對(duì)恒定的條件并且熱運(yùn)動(dòng)、絕緣材料的溫度漂移(尤其是其介電常數(shù)的變化)不導(dǎo)致測(cè)量電極2的電位變化。此外證明發(fā)送電極3和測(cè)量電極2之間的距離盡可能小是適宜的。由此激勵(lì)場(chǎng)具有直接有利地影響測(cè)量陡度的高場(chǎng)強(qiáng)。放大器7和用于由測(cè)量電極2發(fā)出的測(cè)量信號(hào)的分析電子裝置8的至少一部分可優(yōu)選也安裝在傳感器單元或者說(shuō)傳感器座19中。在這種情況下，測(cè)量信號(hào)例如借助放大器提高至這樣的信號(hào)電平，即該測(cè)量信號(hào)緊接著可在省去同心電纜的情況下不受干擾影響地借助普通電纜向分析電子裝置8傳輸。測(cè)量信號(hào)的分析可以以任意方式進(jìn)行，但優(yōu)選借助特別為電容式的三電極測(cè)量原理研制的并且適合檢測(cè)極其小的電容變化的電路裝置來(lái)進(jìn)行。在這種情況下尤其參考由文件DE 10027507C1公開的分析技術(shù)，為避免重復(fù)而通過(guò)引用使其成為本發(fā)明公開內(nèi)容。圖6示出用于制造針織物的機(jī)器的局部視圖，該機(jī)器例如是具有多個(gè)成圈位置 (針織系統(tǒng))的圓型針織機(jī)，為這些成圈位置各配置至少一個(gè)所描述的、在此以附圖標(biāo)記四標(biāo)記的傳感器單元。圓型針織機(jī)具有針筒30，在針筒中可移動(dòng)地支承常見(jiàn)的織針31，織針在下面被稱為針織系統(tǒng)32的成圈位置上可借助在此未進(jìn)一步示出的三角33運(yùn)動(dòng)到一個(gè)適合接納纖維材料1的纖維接納位置中。纖維材料1從儲(chǔ)料容器34如條筒、儲(chǔ)備筒管或類似物輸送給圓型針織機(jī)。纖維材料1通過(guò)未示出的輸送裝置和可能的轉(zhuǎn)向滾輪35輸送給牽伸裝置36。為每個(gè)針織系統(tǒng)32(圖6僅示出其中一個(gè))均配置這種牽伸裝置36，其以本身公知的方式具有例如三對(duì)或更多對(duì)牽伸輥。從牽伸裝置36來(lái)的纖維材料1以公知的方式優(yōu)選借助總體上以附圖標(biāo)記37標(biāo)記的紡紗裝置或者說(shuō)輸送裝置37輸送給配置的針織系統(tǒng)32。輸送裝置37包括例如加捻機(jī)構(gòu) 38和連接在加捻機(jī)構(gòu)上的紡紗管或者說(shuō)輸送管39，該管終止于導(dǎo)紗器40，導(dǎo)紗器如常見(jiàn)的那樣緊密地設(shè)置在織針31前方，使得纖維材料1可喂入織針31的針鉤中。所描述類型的圓型針織機(jī)例如在對(duì)比文件PCT WO 2004/079068中公開，為避免重復(fù)在此使其作為本發(fā)明技術(shù)方案的參考。本發(fā)明的目的是防止完成的針織物中出現(xiàn)開頭所提的缺陷部位。為這個(gè)目的，本發(fā)明首先一般建議在纖維材料1到達(dá)針織系統(tǒng)32之前檢查纖維材料的品質(zhì)特征、尤其是厚度和質(zhì)量波動(dòng)，并且在識(shí)別出不允許地偏離于預(yù)選品質(zhì)的纖維材料區(qū)段時(shí)防止這些有缺陷的纖維材料區(qū)段喂入織針31中。這以下述方式得以實(shí)現(xiàn)借助相應(yīng)于圖1至5構(gòu)造的傳感器單元四監(jiān)控纖維材料1并且在識(shí)別出缺陷部位時(shí)中斷成圈過(guò)程，缺陷部位Ia在圖6 中示意地以點(diǎn)Ia來(lái)表示，將缺陷部位Ia從纖維材料中除去，然后繼續(xù)進(jìn)行成圈過(guò)程。成圈過(guò)程的中斷例如可以這樣進(jìn)行從識(shí)別出缺陷部位起，織針31在此前形成的線圈未脫圈并且在針織系統(tǒng)32上未接納纖維材料1的情況下從所涉及的針織系統(tǒng)32旁經(jīng)過(guò)并且為這個(gè)目的例如受控進(jìn)入循環(huán)軌道。傳感器單元四可相應(yīng)于圖6在輸送方向X上設(shè)置在牽伸裝置36之前，或者也可設(shè)置在其它的位于所涉及的針織系統(tǒng)32之前的位置上。本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施例，其可以以多種方式變化。尤其是對(duì)不同曲率半徑、距離和其它尺寸的上述數(shù)值來(lái)說(shuō)也是這樣，因?yàn)檫@些數(shù)值尤其是也與檢測(cè)的纖維材料1 的種類和尺寸有關(guān)。出于相同原因適宜的是，滑動(dòng)面9具有更加圓形的橫截面(圖2)或更加方形或矩形的橫截面。此外清楚的是，當(dāng)粗紗含有例如金屬線形式的導(dǎo)電成分時(shí)，為測(cè)量電極2的測(cè)量面設(shè)置薄絕緣層，從而避免電氣短路。此外，本發(fā)明不僅包括用于制造針織物的、相應(yīng)于圖6構(gòu)造的機(jī)器，還包括例如這樣的機(jī)器，在其中纖維材料不借助牽伸裝置，而是以其它方式被拉細(xì)或者說(shuō)拉伸(例如PL 350489A)。最后不言而喻，不同特征當(dāng)然也可用于不同于所描述和說(shuō)明的組合的其它組合中。
權(quán)利要求
1.電容式工作的傳感器單元，用于監(jiān)控在輸送方向上運(yùn)動(dòng)的纖維材料(1)的品質(zhì)，所述傳感器單元包括電極結(jié)構(gòu)，該電極結(jié)構(gòu)具有分別由導(dǎo)電材料制成的第一、第二和第三電極(3、2、4)和由第一和第二電極限定的用于纖維材料(1)的通道，其特征在于，第一電極是具有頂面的發(fā)送電極(3)，所述頂面包括用于纖維材料(1)的、在輸送方向上延伸的滑動(dòng)面 (9)，第二電極是具有測(cè)量面Oa)的測(cè)量電極O)，該測(cè)量面帶有間距地與發(fā)送電極(3)頂面相對(duì)，并且第三電極是包圍測(cè)量電極O)的屏蔽電極G)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的傳感器單元，其特征在于，所述發(fā)送電極C3)具有在輸送方向上弧形彎曲的、凸形的頂面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的傳感器單元，其特征在于，所述滑動(dòng)面(9)構(gòu)造為槽形的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的傳感器單元，其特征在于，所述測(cè)量電極(2)除了測(cè)量面 (2a)的區(qū)域之外被屏蔽電極(4)包圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的傳感器單元，其特征在于，為發(fā)送電極C3)的入口側(cè)和出口側(cè)各配置一個(gè)用于作用于纖維材料(1)的、迫使纖維材料(1)同樣地面狀地貼緊在滑動(dòng)面(9)上的壓緊裝置(IOUl)0
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5之一的傳感器單元，其特征在于，所述槽形的滑動(dòng)面(9)的半徑略大于纖維材料(1)的半徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的傳感器單元，其特征在于，所述傳感器單元包括構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元的、具有測(cè)量電極⑵和屏蔽電極⑷的傳感器頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的傳感器單元，其特征在于，所述屏蔽電極(4)構(gòu)造成罐形的，并且所述屏蔽電極設(shè)有容納腔(12)，測(cè)量電極(2)設(shè)置在該容納腔(12)中并且通過(guò)絕緣層 (14)與屏蔽電極(4)電絕緣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的傳感器單元，其特征在于，所述屏蔽電極(4)具有與測(cè)量面Qa) 齊平的端面Ga)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的傳感器單元，其特征在于，所述測(cè)量電極( 與同心電纜(6) 的用于連接到分析電子裝置⑶上的內(nèi)導(dǎo)體(6a)連接，該同心電纜的外導(dǎo)體(6b)連接到屏蔽電極⑷上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的傳感器單元，其特征在于，所述內(nèi)導(dǎo)體(6a)在容納腔(12)的背離測(cè)量面Oa)的區(qū)段中與測(cè)量電極(4)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11之一的傳感器單元，其特征在于，所述屏蔽電極(4)設(shè)置在由絕緣材料制成的傳感器座(19)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的傳感器單元，其特征在于，所述發(fā)送電極C3)固定在與傳感器座 (19)連接的保持體(24)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的傳感器單元，其特征在于，所述發(fā)送電極C3)朝測(cè)量面Oa)的方向可調(diào)節(jié)地固定在保持體04)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的傳感器單元，其特征在于，所述發(fā)送電極(3)安裝在借助螺釘03)固定于保持體04)上的安裝塊02)上，并且保持體(M)、安裝塊02)和螺釘 (23)由良導(dǎo)電的材料制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求5至15之一的傳感器單元，其特征在于，所述壓緊裝置(10、11)固定在安裝塊02)上。
17.根據(jù)權(quán)利要求5至16之一的傳感器單元，其特征在于，所述壓緊裝置(10、11)由可自由旋轉(zhuǎn)地支承的滾輪構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求5至17之一的傳感器單元，其特征在于，所述壓緊裝置(10、11)由與安裝塊02)固定連接的桿構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18之一的傳感器單元，其特征在于，滑動(dòng)面(9)的在輸送方向上測(cè)量的長(zhǎng)度和纖維材料(1)中的需要確定的缺陷部位的長(zhǎng)度處于預(yù)選的比例中，該比例優(yōu)選為1 1至4 1。
20.根據(jù)權(quán)利要求2至19之一的傳感器單元，其特征在于，所述測(cè)量電極與發(fā)送電極(18)最高點(diǎn)的距離㈦最多等于纖維材料⑴的直徑的1 2倍。
21.根據(jù)權(quán)利要求3至20之一的傳感器單元，其特征在于，所述滑動(dòng)面(9)的深度⑷ 最多等于纖維材料(1)的直徑。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至21之一的傳感器單元，其特征在于，所述屏蔽電極的有效橫截面積至少正好等于測(cè)量電極O)的有效橫截面積。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至22之一的傳感器單元，其特征在于，所述滑動(dòng)面(9)和/或壓緊裝置(10、11)的與纖維材料(1)進(jìn)行接觸的面用小滑動(dòng)摩擦阻力的材料做成覆蓋層或者由小滑動(dòng)摩擦阻力的材料制成。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至23之一的傳感器單元，其特征在于，所述發(fā)送電極C3)處于電接地。
25.根據(jù)權(quán)利要求1至M之一的傳感器單元，其特征在于，所述傳感器單元具有用于在發(fā)送電極C3)和屏蔽電極(4)之間施加高頻交流電壓的交流電壓發(fā)生器(5)。
26.根據(jù)權(quán)利要求12至25之一的傳感器單元，其特征在于，所述傳感器座(19)構(gòu)造為傳感器臺(tái)，在該傳感器臺(tái)中橫向于纖維材料(1)的輸送方向并排設(shè)置多個(gè)、根據(jù)權(quán)利要求1 至25中至少一項(xiàng)構(gòu)造的電極結(jié)構(gòu)。
27.用于制造針織物的機(jī)器，其具有至少一個(gè)成圈位置(32)、用于向成圈位置(32)輸入纖維材料(1)的裝置(36、37)和用于監(jiān)控纖維材料(1)的品質(zhì)的傳感器單元( )，其特征在于，所述傳感器單元09)按權(quán)利要求1至沈中至少一項(xiàng)進(jìn)行構(gòu)造。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的機(jī)器，其特征在于，所述發(fā)送電極C3)直接固定在位于機(jī)器主體上的構(gòu)件上。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或觀的機(jī)器，其特征在于，所述保持體04)直接固定在位于機(jī)器主體上的構(gòu)件上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控纖維材料(1)的品質(zhì)的電容式工作的傳感器單元。該傳感器單元包括發(fā)送電極(3)，帶有間距地與發(fā)送電極的頂面相對(duì)的測(cè)量電極(2)和包圍測(cè)量電極(2)的屏蔽電極(4)。發(fā)送電極(3)具有在纖維材料(1)的輸送方向(X)上弧形彎曲的頂面，該頂面具有構(gòu)造成槽形的滑動(dòng)面。在發(fā)送電極(3)和屏蔽電極(4)之間連接交流電壓發(fā)生器(5)，測(cè)量電極(2)與分析電子裝置(8)連接。
文檔編號(hào)G01N27/24GK102224414SQ200980146916
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者A·弗拉德, M·施瓦布 申請(qǐng)人:Sipra專利發(fā)展合作股份有限公司