專利名稱：用于光學(xué)掃描移動(dòng)紡織材料的儀器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織材料測(cè)試領(lǐng)域。根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序，其涉及用于光學(xué)掃描移動(dòng)紡織材料的儀器和方法。本發(fā)明可以用于例如紡紗機(jī)或者繞線機(jī)中的光學(xué)清紗器。
背景技術(shù)：
目前已知許多不同的用于測(cè)試紡織材料的儀器和方法。取決于應(yīng)用，它們可以被分為實(shí)驗(yàn)室測(cè)試(脫機(jī))和生產(chǎn)過(guò)程(在線)測(cè)試兩種類型。各種各樣的傳感器原理被使用于紡織測(cè)試儀器里。一個(gè)特定的傳感器原理的應(yīng)用取決于很多因素，其中之一是被最佳探測(cè)的屬性。經(jīng)常使用的傳感器原理，特別是紗線測(cè)試中，是電容和光學(xué)原理。在后者中， 光源照亮紗線，與紗線相互作用的光被光檢測(cè)器檢測(cè)到。這使得可以確定例如紗線厚度或者雜質(zhì)的存在。WO 93/13407A1提供一個(gè)用于檢測(cè)異纖的光學(xué)清紗器的例子。穿過(guò)測(cè)量間隙的紗線被光源發(fā)出的調(diào)制光照亮。第一傳感器吸收被紗線反射的光，同時(shí)第二傳感器吸收被紗線傳送的光。兩臺(tái)傳感器輸出的電信號(hào)被相互結(jié)合成為一個(gè)輸出信號(hào)，例如它們被累加， 通過(guò)這種方式輸出信號(hào)指示紗線里異纖的存在，但是不依賴于紗線的直徑任何變化。已知更多的用于檢測(cè)雜質(zhì)的光學(xué)清紗器是基于同樣的測(cè)量原理。與紗線光相互作用不同的兩個(gè)光信號(hào)被探測(cè)，并且被相互結(jié)合，通過(guò)這種結(jié)合方式，該組合信號(hào)只表明潛在的雜質(zhì)而不是在直徑方面的變化。根據(jù)US5，383，017A和US5，414，520A，該組合是商數(shù)形成的。 US5, 768，938A更進(jìn)一步在測(cè)量間隙和光源或者傳感器之間提供光傳輸組件作為光導(dǎo)，該光傳輸組件被設(shè)置在一個(gè)與紗線垂直安裝的平板里。ΕΡ-Γ 655，599A2和ΕΡ-Γ 655，600A2中的清紗器的光學(xué)測(cè)量頭效仿了 US5, 768，938A的。紗線被兩個(gè)測(cè)量頭內(nèi)的光源照亮。與光源相對(duì)安裝的第一光接收器探測(cè)被紗線傳送的光，布置在光源附近的兩個(gè)遠(yuǎn)光接收器探測(cè)被紗線反射的光。在測(cè)量間隙和光源或者傳感器之間提供光傳輸組件作為光導(dǎo)。根據(jù)EP-1，655，599A2，測(cè)量頭被這樣布置， 其方式是測(cè)量間隙的相對(duì)壁的投影可以沒(méi)有紗線的情況下被光接收器檢測(cè)到，該投影實(shí)質(zhì)上配置在壁被光源直接輻射照亮的面積的外部?jī)蓚?cè)上。因此，抑制了寄生信號(hào)的干擾影響并且改進(jìn)異纖的識(shí)別。EP 1’655’600Α2提議設(shè)置光源作為有朗伯(Lambertian)輻射特性的輻射體。引導(dǎo)光從測(cè)量間隙到第一光接收器的光傳輸元件包括光闌和透鏡，其中光闌被成像在無(wú)限距離。一個(gè)擴(kuò)散鏡設(shè)置在光源和光闌之間，其產(chǎn)生輻射，該輻射穿過(guò)光闌，并且對(duì)稱于透鏡的光軸。測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量由此改進(jìn)。W000/20849A1公開(kāi)了檢測(cè)紗線中雜質(zhì)的一臺(tái)儀器。一個(gè)照明元件以半球形的方式布置于紗線上方并且包括分布于半球的具有相同波長(zhǎng)的光源。全部光源都指向半球中心， 紗線通過(guò)該中心被移動(dòng)。物鏡將被照亮的紗線成像到檢測(cè)器上。一個(gè)特別明亮和單色的光點(diǎn)產(chǎn)生于中心周圍，該光點(diǎn)可以被提供在檢測(cè)器之前的光闌限制以達(dá)到更好的空間分辨率。這臺(tái)儀器是緊密和節(jié)省空間的。其達(dá)到了投射紗線部的集中照亮，因而紗線可以被高速移動(dòng)同時(shí)雜質(zhì)仍然能被可靠檢測(cè)到。
而且，已知許多用于檢測(cè)雜質(zhì)的光學(xué)紗線清紗器，其用兩個(gè)或更多不同的光波長(zhǎng)操作，以分辨雜質(zhì)和紗線的基材和/或互相分辨。根據(jù)EPO ’ 399 ’ 945A2或者EP 0，652，432A1 的清紗器，每個(gè)使用寬帶光源和兩個(gè)選定波長(zhǎng)的光檢測(cè)器，例如其中一個(gè)對(duì)紅光敏感另一個(gè)對(duì)綠光敏感。在兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)的相同變化僅僅指示紗直徑的變化，但是不同的變化指示紗線內(nèi)的雜質(zhì)。這個(gè)設(shè)備的物理反轉(zhuǎn)由第二實(shí)施例提供，其中一個(gè)紅色和一個(gè)綠色光源，被以脈沖的方式連續(xù)操作，并且一個(gè)寬帶光檢測(cè)器被提供。W000/73771A1在紅外的范圍(IR)內(nèi)使用兩個(gè)波長(zhǎng)，以更好發(fā)現(xiàn)棉中的聚丙烯。根據(jù)WO 2007/010325A1，一個(gè)光元件處于可見(jiàn)光的區(qū)域并且第二個(gè)處于電磁譜的紅外(IR)或者紫外線(UV)區(qū)域。WO 03/008950A2提出不分別而是同時(shí)并且共同檢測(cè)兩個(gè)光組件，其中不同的異物可以根據(jù)不同的信號(hào)擺幅被相互區(qū)分。使用兩個(gè)光波長(zhǎng)的雜質(zhì)檢測(cè)可以被擴(kuò)展到3個(gè)波長(zhǎng)，例如紅色，綠色和藍(lán)色。以這種方法紗線的顏色已能夠被大約確定。這些的例子可以見(jiàn)于EP 1，018，645A1，WO 95/29396A1, WO 2004/044579A1 和 WO 2007/012936A2o 在上述雜質(zhì)清紗器中，紗線被光照亮，該光包含兩個(gè)或更多有不同的波長(zhǎng)或者顏色的組件。為了產(chǎn)生這種光，使用多個(gè)窄帶光源的連續(xù)操作(例如發(fā)光二極管，即所謂LED)或者寬帶光源(例如一盞白熾燈，多LED或者發(fā)光轉(zhuǎn)換LED)都可以實(shí)現(xiàn)用于產(chǎn)生這種光。波長(zhǎng)的選擇在前一種情況下，通過(guò)光源的操作時(shí)間順序產(chǎn)生，而在后一種情形中通過(guò)空間選定波長(zhǎng)的光檢測(cè)器。在具有不同光源的雜質(zhì)清紗器中不同光源不可避免被布置在不同位置，即使它們彼此接近。如果這些光源的光被一個(gè)普通透鏡校準(zhǔn)，不同顏色的部分束流被在透鏡后獲得， 該束流沿著不同的發(fā)射角從透鏡向紗線延伸。因此，存在這樣的測(cè)量場(chǎng)區(qū)，該測(cè)量場(chǎng)區(qū)被這些局部束流之一或者多個(gè)或者所有照亮。那是為什么可能存在，紗線中的雜質(zhì)在其被雜質(zhì)清紗器中檢測(cè)期間，被放置在一個(gè)沒(méi)被全部局部束流的照亮區(qū)域中。這能導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果并且是不希望有的。理想地，異物在它的檢測(cè)期間應(yīng)該總被設(shè)置在被全部局部束流照亮的區(qū)域內(nèi)。但是，目前工藝水平無(wú)法保證。該問(wèn)題可以發(fā)生在紗線在縱向的另一面，因?yàn)榧喚€在縱向移動(dòng)地穿過(guò)測(cè)量區(qū)。另一方面，由于紗線在橫向上的傳輸是很少穩(wěn)定的，問(wèn)題可以在與縱向相切的方向發(fā)生?？梢酝ㄟ^(guò)有意在測(cè)量場(chǎng)局部區(qū)分開(kāi)不同顏色區(qū)域來(lái)避免這個(gè)問(wèn)題，并且通過(guò)計(jì)算修正將在不同的顏色的區(qū)域按時(shí)間連續(xù)的方式發(fā)生的測(cè)量的樣本偏置帶入到時(shí)間的一致中，該樣本偏置，人們可以避免這個(gè)問(wèn)題。但是對(duì)于這樣的樣本偏置的修正需要實(shí)際紗線速度，該速度在這種情況下是很小的。在這種情況下紗線的平均速度是不足的，因?yàn)橛捎诰€軸上的紗線的橫向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致其實(shí)際速度能背離平均速度的士30%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種用于光學(xué)掃描移動(dòng)的紡織材料的儀器和方法，其保證紡織材料被涉及的光組件掃描。與不同的光組件相關(guān)的傳感器信號(hào)能夠以一種簡(jiǎn)單和準(zhǔn)確的方式結(jié)合而不需要確切地知道紡織材料的實(shí)際速度。這種儀器和方法不受紗線移動(dòng)的波動(dòng)影響。通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求限定的本發(fā)明的儀器和方法實(shí)現(xiàn)這些以及其它目的。有益的實(shí)施例被在從屬權(quán)利要求里提供。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用至少一個(gè)場(chǎng)闌，選擇只有照亮測(cè)量場(chǎng)的區(qū)域可以被全部光源照亮。這導(dǎo)致檢測(cè)器的整個(gè)視野被所有涉及的顏色照亮這樣的結(jié)果。檢測(cè)器不能探測(cè)到任何例如只被一種顏色照亮的位置。因此可以避免樣品偏置的修正。這樣看起來(lái)至少兩個(gè)光源被布置在相同的位置。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)措施可以用于儀器的所使用的全部檢測(cè)器， 包括光傳輸檢測(cè)器和光反射檢測(cè)器。場(chǎng)闌被在光學(xué)技術(shù)方面理解是一種限制射線束流擴(kuò)張的元件，并且其確定物體被投射區(qū)域的擴(kuò)張。通常，場(chǎng)闌切斷圖像的邊界地區(qū)。人們可以區(qū)分入射光瞳和出射光瞳。 入射光瞳是系統(tǒng)入口并且其限制被系統(tǒng)投射的最大場(chǎng)角。出射光瞳是系統(tǒng)的出孔，并且一旦束流已經(jīng)通過(guò)系統(tǒng)，其同樣限制最大場(chǎng)角?？讖焦怅@另一方面確定圖像內(nèi)的光通量。在本說(shuō)明書(shū)中的術(shù)語(yǔ)“場(chǎng)闌”或者“孔徑光闌”被詳細(xì)解釋于例如在E. Hecht, A. Zajac的《光學(xué)》，Addison · Wesley出版公司，1974，第5. 3部分。因此，依據(jù)本發(fā)明的用于光學(xué)掃描移動(dòng)紡織材料的儀器包含紡織材料的路徑、布置在不同位置并且具有不同的光譜發(fā)光特性用于照亮各自路徑的照亮區(qū)的至少兩個(gè)光源、 以及用于檢測(cè)來(lái)自不同照亮區(qū)的光的光檢測(cè)器。至少一個(gè)場(chǎng)闌只允許來(lái)自特定掃描區(qū)的光可以碰擊到光檢測(cè)器，該掃描區(qū)是所有照亮區(qū)的交集的子集。該子集可以是真子集或者等同于交集的集合。所述至少一個(gè)場(chǎng)闌可以通過(guò)入射光瞳和/或出射光瞳實(shí)現(xiàn)。光源，路徑以及光檢測(cè)器被彼此布置如下，其方式是光檢測(cè)器檢測(cè)紡織材料上傳送的或者從紡織材料反射的光。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提供了多個(gè)光檢測(cè)器，其中至少一部分，優(yōu)選為確切一個(gè)檢測(cè)器，用于檢測(cè)紡織材料傳輸?shù)墓庖约?，至少另外一部分，?yōu)選為確切兩個(gè)檢測(cè)器，用于檢測(cè)紡織材料反射的光。光傳輸元件例如由塑料做成的波導(dǎo)可以被提供給位于紡織材料的路徑和光源或者光檢測(cè)器之間的光導(dǎo)。如果光源中的每個(gè)都發(fā)射光，其波長(zhǎng)譜實(shí)質(zhì)上是連結(jié)的、限定的光譜范圍，并且其中不同光源的光譜范圍實(shí)質(zhì)上不重疊彼此，這樣是有益的。因此，光源優(yōu)選作為設(shè)置為發(fā)光二極管(LED)。在優(yōu)選實(shí)施例，提供了發(fā)射紅光和綠光的發(fā)光二極管。光源可以被容納在普通外殼里，其優(yōu)選被整體鑄造，并且透明于發(fā)射光。該外殼能同時(shí)作為發(fā)射光的準(zhǔn)直透鏡。根據(jù)本發(fā)明的儀器在紡織材料里用于雜質(zhì)的檢測(cè)，優(yōu)選在紗線中。其有益于在紡紗機(jī)或者繞線機(jī)中的清紗器里使用。依據(jù)本發(fā)明的用于光學(xué)掃描移動(dòng)的紡織材料的方法中，紡織材料被具有不同光譜特性的至少兩個(gè)光元件照亮到各自的照亮區(qū)里。來(lái)自不同的照亮區(qū)的光被檢測(cè)，其中只采用來(lái)自特定掃描區(qū)的光，該掃描區(qū)是全部照亮區(qū)交集的子集。被檢測(cè)的光可以用于在紡織材料優(yōu)選紗線里檢測(cè)雜質(zhì)。在本文中，例如“光”、“照亮”應(yīng)不僅適用于可見(jiàn)光，同樣也適用于從紫外線(UV) 和紅外光(IR)的相鄰的光譜范圍的電磁輻射。


參照示意圖，下面將在更詳細(xì)的細(xì)節(jié)里介紹本發(fā)明。圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例具有傳輸掃描的儀器的一個(gè)側(cè)視圖。圖2示出圖1的儀器的不同照亮區(qū)域的一個(gè)前視圖。圖3示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例具有傳輸掃描的儀器的一個(gè)側(cè)視圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例具有傳輸掃描的儀器的一個(gè)側(cè)視圖。圖5示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例具有傳輸掃描的儀器的一個(gè)側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的儀器1的第一實(shí)施例的側(cè)視圖。紡織材料9例如紗線沿著預(yù)定路徑91移動(dòng)穿過(guò)儀器1。該移動(dòng)方向與紗線9的縱向相同，如圖1里箭頭90所示。為了照亮紗線9或者路徑91，儀器1包括兩個(gè)不同顏色的光源21，22。在本實(shí)施例中這涉及兩個(gè)發(fā)光二極管(LED)，例如發(fā)射紅光71的第一 LED 21以及發(fā)射綠燈72的第二 LED 22。光源21，22優(yōu)選分別被光源控制單元的儀器(未示出)控制。優(yōu)選地，它們的強(qiáng)度被周期性地調(diào)制。在兩個(gè)光源21，22的情況下，強(qiáng)度曲線可以被相移90°，以便可以進(jìn)行正交解調(diào)?；蛘撸庠?1，22可以被連續(xù)地轉(zhuǎn)換開(kāi)啟與閉合。重要的因素在于選擇周期光源調(diào)制的頻率在一個(gè)高的水平以使得紡織材料9在一個(gè)時(shí)段內(nèi)只覆蓋一段距離，該距離與被兩光源21、22照亮的掃描區(qū)85的延伸長(zhǎng)度相比較小，優(yōu)選至少小于10倍。一個(gè)例子將被說(shuō)明，在其中紗線9以ν = 2000米/分=33米/秒的速度被移動(dòng)通過(guò)儀器1，并且被 f = 300千赫的掃描頻率掃描。因此紗線將在T = 1/f = 3.3 · 10_6秒的時(shí)間內(nèi)覆蓋距離 S = V-T = O. 11毫米，那段距離顯著小于掃描區(qū)85的直徑，該直徑大約是D = 1. 5毫米。 因此在本例中掃描頻率f被選擇在足夠高的水平。對(duì)于下述內(nèi)容，使用的掃描頻率f的選擇優(yōu)選f彡10 · v/D。兩個(gè)LED 21，22被容納在普通外殼3里。外殼3完全由一種透明于光71，72的塑料材料鑄造，并且包括彎曲的界面31，該界面面對(duì)紗線路徑91。外殼3因此作為一個(gè)準(zhǔn)直透鏡，其將LED 21，22發(fā)射的光71，72收集到照亮射線束流73，74，這些束流盡可能地平行。 被鑄造進(jìn)透明外殼3的這樣的多彩LED21，22可以是商業(yè)應(yīng)用的，例如日本德島的Nichia 公司，或者德國(guó)慕尼黑的Osram GmbH公司。很自然地，不同的LED 21，22不能安裝在外殼3里相同的位置而是設(shè)置在不同位置。兩個(gè)LED 21，22優(yōu)選被安裝對(duì)稱于儀器1的光軸10。它們的彼此距離可以是例如大約 0.7毫米。由于該偏置，兩組照亮射線束流73，74具有相對(duì)于光軸10不同的發(fā)射角。那是為什么兩個(gè)LED 21，22在紗線途徑91上照亮不同的照亮區(qū)域81，82的原因，其在圖2的前視圖里顯示。與綠色照亮區(qū)82相比，紅色照亮區(qū)域81被放置在相對(duì)于紗線移動(dòng)方向90更前面，其中兩個(gè)照亮地區(qū)81，82的偏置是大約1. 5毫米并且他們的各自的直徑可以是大約 3毫米。儀器1還包括光檢測(cè)器6，用于檢測(cè)與紗線9相互作用的光75。在圖1的實(shí)施例中，其涉及傳輸自紗線9或者過(guò)紗線9的光75。檢測(cè)器邊上的成像光學(xué)儀器4將紗線9投射到檢測(cè)器6。檢測(cè)器6將到碰擊到同處的光強(qiáng)轉(zhuǎn)變成一個(gè)電輸出信號(hào)，其與光強(qiáng)成正比。 該輸出信號(hào)被電纜傳導(dǎo)到一個(gè)評(píng)估儀器，它們都沒(méi)有被顯示。輸出信號(hào)在評(píng)估儀器里被適當(dāng)?shù)姆绞椒凑{(diào)制，以獲得分別對(duì)應(yīng)于光組件73，74的各個(gè)信號(hào)分量。信號(hào)分量然后被評(píng)估， 優(yōu)選相互結(jié)合，以獲得關(guān)于紗線9 (例如紗直徑和/或包含在紗線9里的雜質(zhì))的參數(shù)信息。 該評(píng)估可以使用模擬和/或數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)。在使用不同的顏色的光源時(shí)，用于評(píng)估檢測(cè)器信號(hào)的適當(dāng)?shù)姆椒ê蛢x器可以從前面引用的現(xiàn)有技術(shù)了解，因此不必在此詳細(xì)解釋。在集合論的描述下，下列符號(hào)清楚描述本發(fā)明的功能
R =在紅色照亮區(qū)域81里所有點(diǎn)集，并且G =在綠色照亮區(qū)域82里的所有點(diǎn)集。如果來(lái)自照亮區(qū)域81，82全部光都被檢測(cè)，如果因此檢測(cè)器看見(jiàn)并集R U G，這還將包括來(lái)自紅色部分區(qū)域83的完全紅色亮點(diǎn)(例如差集R\G)和綠色部分區(qū)84的完全綠色亮點(diǎn)，即差集6\1 。然而來(lái)自這樣的單色的部分區(qū)域83，84能夠?qū)е碌腻e(cuò)誤的測(cè)定值，因?yàn)樵u(píng)估算法需要兩個(gè)光組件71，72都同時(shí)被檢測(cè)。這是本發(fā)明的起點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，將只有來(lái)自照亮區(qū)域81，82交集R Π G的光，例如從呈圓盤形狀的掃描區(qū)85，被檢測(cè)。掃描區(qū) 85的點(diǎn)集A因此是照亮區(qū)域81，82交集R Π G的子集Ac R nG ,其中A可以是一個(gè)真子集(AcRo(})或者可以等于子集(A = RnG)。為此目的，儀器1包括出射光瞳52，其只允許來(lái)自掃描區(qū)85的光75碰擊光檢測(cè)器6。在圖1的實(shí)施例中，出射光瞳52被作為一個(gè)單獨(dú)的光學(xué)組件布置，其被放置在檢測(cè)器6正前方或者檢測(cè)器6上。這樣的出射光瞳52也可以通過(guò)檢測(cè)器6的感光膜的大小配置而不需要額外的光學(xué)組件。在圖3的側(cè)視圖里顯示了根據(jù)本發(fā)明的儀器1的第二實(shí)施例。本實(shí)施例類似于提供給圖1中的實(shí)施例，以便相同的附圖標(biāo)記用于與彼此相對(duì)應(yīng)的元件。在兩個(gè)實(shí)施例相關(guān)的區(qū)別是在圖3里檢測(cè)器6檢測(cè)在紗線9上反射的光75。在本例中，光軸10沒(méi)有被垂直安裝，而是相對(duì)傾斜于紗線9的縱向90。這對(duì)于在紗線9上反射的光75的檢測(cè)是不必要的。能夠?qū)⒐庠?1，22 (除相互偏置外)和檢測(cè)器6實(shí)質(zhì)上在一個(gè)平面里設(shè)置，該平面相對(duì)紗線9的縱向90垂直豎立。如果根據(jù)圖1的傳輸測(cè)量也在相同的儀器里進(jìn)行，用于傳輸測(cè)量的檢測(cè)器也能被布置在上述平面里。US5，768，938A或者WO 2004/044579A1公開(kāi)了有多 LED光源，兩個(gè)反射檢測(cè)器和一個(gè)傳輸檢測(cè)器的清紗器探頭，這些組件被布置到垂直實(shí)質(zhì)于紗線縱向的一個(gè)平面內(nèi)。這樣的探頭布置也能用于本發(fā)明。如圖3中所示在紗線9上的菲涅耳光反射涉及理想的簡(jiǎn)化處理。通常，光73，74被散射在紗線上。這不改變本發(fā)明的操作原理相關(guān)的任何事情。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明儀器1的第三實(shí)施例。與圖1的實(shí)施例的類似，本實(shí)施例在傳輸過(guò)程中工作，但是沒(méi)有成像光學(xué)儀器4。它包括在在紗線9之后的入射光瞳51以及在檢測(cè)器6之前的出射光瞳52。這兩個(gè)場(chǎng)闌51，52保證在合適的結(jié)構(gòu)和設(shè)備的情況下，只有來(lái)自掃描區(qū)85的光75碰擊到檢測(cè)器6。圖5顯示了檢測(cè)器邊上的光導(dǎo)的第四實(shí)施例。與紗線9相互作用的光75在波導(dǎo) 53里被從路徑91引導(dǎo)到檢測(cè)器6。波導(dǎo)53可以由透明于使用光的材料例如玻璃和/或塑料制成。它的壁可以具有反射性涂層或者被引導(dǎo)的光可以被在壁上的全反射所反射。壁或者是可以配有散射配置，例如通過(guò)變粗糙和/或涂層。根據(jù)本發(fā)明，波導(dǎo)53，即它的形狀和它的光學(xué)性能，被配置并且布置使得只有來(lái)自掃描區(qū)85的光75將到達(dá)檢測(cè)器6。紗線邊端面M的定界在這種情況下作為入射光瞳51 (見(jiàn)圖4)，并且檢測(cè)器邊端面55的定界作為出射光瞳52。而且，端面M，55的數(shù)值孔徑也在確定掃描區(qū)85中起作用。 也可以在光源21，22之間提供波導(dǎo)。US5, 768，938A公開(kāi)了在光源或者光檢測(cè)器和
紗線之間用于導(dǎo)光的波導(dǎo)，但是其中沒(méi)有提及關(guān)于孔或者場(chǎng)闌的內(nèi)容。 需要了解的是本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例。熟悉現(xiàn)有技術(shù)的本領(lǐng)域技術(shù)人員能進(jìn)一步推導(dǎo)的本發(fā)明的變型也屬于本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容。如已經(jīng)被提及了的那樣，儀器1可以包含用于在紡織材料9上傳輸?shù)墓庖约霸诩徔棽牧?上反射的光的光檢測(cè)器在一起，例如可以布置為圖1和圖3實(shí)施例的組合。多個(gè)檢測(cè)器分別被提供給傳輸和/或?yàn)榉瓷涔猓瑑?yōu)選為一個(gè)檢測(cè)器用于傳輸光和兩個(gè)檢測(cè)器用于反射光。在圖1，3和4的實(shí)施例中，兩個(gè)光源21，22都設(shè)置在一個(gè)平面中，該平面包含紗線 9的縱向90。但是，這不是必然的。可以布置光源21，22在垂直于縱向90的平面內(nèi)。這樣圖2的照亮區(qū)域81，82將旋轉(zhuǎn)90°，但是掃描區(qū)85將基本上保持不變。這樣的儀器能夠特別抵抗紗線運(yùn)行中的波動(dòng)。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以理解照亮區(qū)域81，82以及掃描區(qū) 85都不需要以圓盤的方式形成。提供超過(guò)兩個(gè)光源是可能的，例如具有紅色、綠色和藍(lán)色的三個(gè)光源。除了或者可以替換可見(jiàn)光，紡織材料可以被紫外線和/或紅外輻射照亮。為了提供光導(dǎo)更清潔的照亮和本發(fā)明的更好解釋，在附圖1，3和4里的照亮被以直的照亮射線束流73，74的形式顯示。 提供路徑91替換的漫射照亮是可能的并且在某種情況下甚至有利的。被檢測(cè)的光75也能漫射，該漫射可以通過(guò)波導(dǎo)53 (參閱圖幻的壁的散射配置或者通過(guò)在接收端的束流路徑內(nèi)的漫射屏實(shí)現(xiàn)。附圖標(biāo)記列表1 儀器10 光軸21，22 光源3光源的外殼31外殼的邊界面4成像光學(xué)儀器51入射光瞳52出射光瞳53 波導(dǎo)M紗線邊上的端面55檢測(cè)器邊上的端面6光檢測(cè)器71，72發(fā)射的光73，74照亮射線束流75來(lái)自掃描區(qū)的光81，82 照亮區(qū)83，84照亮區(qū)的單色的部分區(qū)85掃描區(qū)9紡織材料90紡織材料的縱向和運(yùn)動(dòng)方向91紡織材料的路徑
權(quán)利要求
1.一種用于光學(xué)掃描移動(dòng)的紡織材料(9)的儀器(1)，包括用于紡織材料(9)的路徑 (91)，在不同處布置的至少兩個(gè)光源01，22)，所述至少兩個(gè)光源發(fā)射具有由于不同的光譜特性的光(71，72)用于照亮路徑(91)的各自的照亮區(qū)域(81，82)，以及用于檢測(cè)來(lái)自不同照亮區(qū)域(81，82)的光的光檢測(cè)器(6)，其特征在于至少一個(gè)場(chǎng)闌(51，52)，該場(chǎng)闌只允許來(lái)自掃描區(qū)(85)的光(75)碰擊到光檢測(cè)器 (6)，該掃描區(qū)(85)是的全部所述照亮地區(qū)(81，82)的交集的子集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器(1)，其中所述至少一個(gè)場(chǎng)闌(51，52)是通過(guò)入射光瞳 (51)和/或出射光瞳(52)實(shí)現(xiàn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2之一所述的儀器(1)，其中所述光源01，22)，所述路徑(91)和所述光檢測(cè)器(6)彼此間通過(guò)如下方式設(shè)置，其方式是所述光檢測(cè)器(6)將檢測(cè)在所述傳輸紡織材料(9)上傳輸或者被所述紡織材料(9)反射的光(75)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的儀器(1)，其中多個(gè)光檢測(cè)器被提供，多個(gè)光檢測(cè)器中至少一部分，優(yōu)選確切一個(gè)，檢測(cè)在所述傳輸紡織材料(9)上傳輸?shù)墓?，并且至少另一部分，?yōu)選確切兩個(gè)，檢測(cè)所述被紡織材料(9)反射的光。
5.根據(jù)前述的權(quán)利要求之一所述的儀器(1)，其中光傳輸組件(53)，例如由玻璃和/或塑料做成的波導(dǎo)，在所述路徑(91)和所述光源(21,2 之間被提供給光導(dǎo)。
6.根據(jù)前述的權(quán)利要求之一所述的儀器(1)，其中所述光源01，22)中的每個(gè)都發(fā)射光(71，72)，其波長(zhǎng)譜實(shí)質(zhì)上是連結(jié)的、限定的光譜范圍，并且其中所述不同光源01，22) 的光譜范圍實(shí)質(zhì)上不重疊彼此。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的儀器(1)，其中所述光源(21,2 被布置為發(fā)光二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的儀器(1)，其中提供了一個(gè)發(fā)射紅光(71)的發(fā)光二極管和發(fā)射綠燈的發(fā)光二極管02)。
9.根據(jù)前述的權(quán)利要求之一的儀器(1)，其中光源(21,2 被安放在普通外殼(3)里， 其優(yōu)選被整體鑄造，并且為透明于所發(fā)射的光(71，72)。
10.將根據(jù)前述的權(quán)利要求之一的儀器(1)用于檢測(cè)在紡織材料(9)里的雜質(zhì)，優(yōu)選在紗線里。
11.一種用于光學(xué)掃描移動(dòng)的紡織材料的方法，其中所述紡織材料(9)被具有不同光譜特性的兩個(gè)光組件(73，74)在各自的一個(gè)照亮區(qū)域(81，82)里被照亮，并且來(lái)自不同所述照亮區(qū)域(81，82)的光被檢測(cè)，其特征在于只有來(lái)自掃描區(qū)(85)的光(75)被檢測(cè)，且所述掃描區(qū)是一個(gè)全部照亮區(qū)(81，82)的交集的子集。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中被在紡織材料(9)上傳送和/或被紡織材料(9) 反射出的光(75)被探測(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或者12所述的方法，其中各個(gè)光組件(73，74)各自的波長(zhǎng)譜是實(shí)質(zhì)上連結(jié)的、限定的光譜范圍，并且不同的所述光組件(73，74)的光譜范圍實(shí)質(zhì)上不重疊彼此。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述紡織材料(9)被紅光(73)和綠光(74)照
15.根據(jù)權(quán)利要求11到14之一所述的方法，其中所述被檢測(cè)光(7 被使用以檢測(cè)紡織材料(9)內(nèi)雜質(zhì)，所述紡織材料優(yōu)選為紗線。
全文摘要
用于光學(xué)掃描移動(dòng)的紡織材料(9)的裝置(1)含有用于紡織材料(9)的路徑(91)。至少兩個(gè)光源(21，22)設(shè)置在不同位置并且發(fā)出具有不同光譜特性的光(71，72)到路徑(91)的各自的照亮區(qū)域(81，82)里。來(lái)自不同的照亮區(qū)域(81，82)的光被光檢測(cè)器(6)檢測(cè)。至少一個(gè)場(chǎng)闌(52)只允許來(lái)自掃描區(qū)(85)的光(75)可以碰擊到光檢測(cè)器(6)上，該掃描區(qū)是全部照亮區(qū)域(81，82)交集的子集。紡織材料(9)因此被所有涉及的光組件(73，74)掃描。
文檔編號(hào)G01N21/89GK102483381SQ201080039801
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者P·皮拉尼, 漢斯魯?shù)稀とf(wàn)普費(fèi)爾 申請(qǐng)人:烏斯特技術(shù)股份公司