用于監(jiān)視紗的質(zhì)量的方法和用于執(zhí)行該方法的線性光檢器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于借助于包括一行或兩行單獨的矩形形狀的光元件的線性光傳感器來在紗質(zhì)量的光檢測器中監(jiān)視紗或另一線性織物形成的質(zhì)量的方法，所述光元件在它們的輸出上提供與它們的照射程度成比例的模擬信號。
[0002]本發(fā)明還涉及一種包括傳感器的線性光檢測器，所述傳感器包含在一行或兩行中彼此相鄰地布置的多個單獨的光元件，用于通過借助于單個輻射源將紗的圖像在垂直方向上投影到傳感器的單獨的光元件上來監(jiān)視在織物機器中的移動的紗或另一線性織物形成的參數(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]用于紗質(zhì)量的在線評估的已知的光檢測器包括輻射源和單線或雙線CMOS光傳感器，紗在其之間移動，所述紗的陰影被投影到傳感器的光元件上。
[0004]光輻射源通常是生成在可見光譜中或者甚至在紅外或紫外光譜中的輻射的源。所述源既可以是單色的并且它也可以包括單色分量的光譜。
[0005]可以通過測量區(qū)的適合的構(gòu)造布置使得寄生(parasitic)輻射不穿透到傳感器而最小化寄生輻射源的影響。然而，為了徹底抑制寄生源的影響，可能必須完全封閉測量區(qū)，這在測量紗的質(zhì)量的通用檢測器的情況下是有爭議的。抑制寄生源的影響的另一可能的方式是使用高強度輻射源來對紗進行照明。不管怎樣，該方法的缺點是該類型的源的高能量消耗和過多的熱損耗。例如，也可能使用僅傳送所需的輻射的光譜并且抑制其他的光學(xué)過濾器。
[0006]CMOS傳感器的每個光元件生成與下落(falling)光束的能量成比例的電荷。生成的電荷的大小取決于光元件的敏感性，取決于下落光能量以及取決于光元件照射的時間段。然而，下落在傳感器上的能量以及因此傳感器的測量受到寄生輻射源(諸如氣泡、陽光、閃光標志等)的影響，其影響下落在光元件上的能量的量，并且因此可能發(fā)生測量誤差。其他寄生影響包括光元件的溫度和所謂的噪聲。光檢測器的技術(shù)的缺陷在于以下事實:電子不僅由于所放射的光(來自功能性或者也來自寄生輻射源)，而且它們還取決于周圍溫度、光元件的大小、傳感器的架構(gòu)以及生產(chǎn)的技術(shù)而在光元件中生成。雖然傳感器處于完全黑暗中，但是光元件生成輸出信號，其是由于在半導(dǎo)體中的量子現(xiàn)象而生成的。優(yōu)勢在于以下事實:寄生電流在給定條件下保持相同并且被附加地添加到輸出信號。
[0007]本發(fā)明的目標是開發(fā)一種用于監(jiān)視在光檢測器中的紗或另一線性織物形成的質(zhì)量的方法，其中得到的模擬信號將免受所有寄生影響，并且其大小將僅取決于由光檢測器的輻射源放射的輻射量。另外，必須設(shè)計一種線性光檢測器以執(zhí)行該方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]通過一種用于監(jiān)視紗或另一線性織物形成的質(zhì)量的方法來實現(xiàn)本發(fā)明的目的，其原理在于通過在低和高輻射強度的交替周期中的輻射來照射紗，由此在每個周期之內(nèi)，至少在高輻射強度的周期期間監(jiān)視和記錄所有單獨的光元件的模擬信號，并且從針對每個單獨的元件的這些信號減去預(yù)先或在各個周期內(nèi)檢測的在低輻射強度處的模擬信號的值，借助于其，得到的模擬信號免受所有寄生影響并且其大小僅取決于光檢測器的輻射源放射的輻射的量。因此，以在能量方面要求不高的方式消除了所有寄生影響，并且得到的模擬信號僅對應(yīng)于照射程度或者對應(yīng)于由被監(jiān)視的紗或另一線性織物形成進行遮蔽的程度。
[0009]如果在低強度輻射的周期期間，由光檢測器的輻射源放射零輻射，則可以簡化根據(jù)本發(fā)明的方法。在該情況下，輻射由輻射源放射或者不由其放射，其可以被容易地控制和監(jiān)視，而不必設(shè)置源的不同程度的輻射強度。
[0010]為了比較從連續(xù)測量獲得的模擬信號，如果在相同長度的時間段期間監(jiān)視在高強度輻射周期期間來自單獨的光元件的模擬信號，則是有利的。
[0011]同時，如果在相同長度的時間段期間監(jiān)視在低強度輻射周期期間來自單獨的光元件的模擬信號，則是有利的，由此如果在相等的時間段期間監(jiān)視在高強度輻射處的模擬信號和在低強度輻射處的模擬信號兩者，則它們的相互減去更簡單。
[0012]為了簡化評估，光檢測器的源的低和高輻射強度的交替周期的頻率等于線性光傳感器的評估頻率的整數(shù)倍(whoIe multiple)。
[0013]輻射源的輻射強度根據(jù)被供應(yīng)到輻射源的電流的量改變。如果輻射強度等于零，則不存在被供應(yīng)到輻射源的電流。
[0014]如果輻射源包括LED 二極管，則尤其關(guān)于成本是特別有利的。
[0015]用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的線性光檢測器的原理在于:用于借助于高強度和低強度輻射來周期性地照射傳感器的單獨的光元件的輻射源以及評估在單獨的光元件的模擬信號之間的差異的模擬電路與控制信號源耦合，它們在時間上相互同步。出于時間同步的目的，如果低和高輻射強度的時間段長度相等，并且檢測的時間點與線性光檢測器的評估頻率同步，則是優(yōu)選的。
[0016]如果至少控制信號源、評估在來自單獨的光元件的模擬信號之間的差異的模擬電路以及檢測器的單獨的光元件布置在共同的半導(dǎo)體襯底上，則可能實現(xiàn)構(gòu)造的進一步簡化并且可能增加線性光傳感器的可靠性。
【附圖說明】
[0017]出于本發(fā)明的清楚性的目的，提供附圖，其中圖1圖形化地表示傳感器的單獨的光元件的照射程度，圖2示出了根據(jù)在本發(fā)明中公開的方法工作的連接的方案，并且圖3a表示輻射源的輻射、光元件的模擬值的監(jiān)視、在低強度輻射處的模擬信號的連續(xù)監(jiān)視的情況下對來自光元件的數(shù)據(jù)的處理的時間進程。最后，圖3b示出了輻射源的輻射、光元件的模擬值的監(jiān)視以及在低強度輻射處的預(yù)先檢測的模擬值的情況下對來自光元件的數(shù)據(jù)的處理的時間進程。
【具體實施方式】
[0018]用于在線監(jiān)視在生產(chǎn)或處理紗或另一線性織物材料的織物機器中的紗或另一線性織物形成的質(zhì)量的光檢測器包括輻射源以及單線或雙線的光傳感器，一般是CMOS傳感器。紗或另一線性織物形成在輻射源和光傳感器之間的輻射通量中移動，在垂直方向上將紗的圖像投影到所述光傳感器上。
[0019]傳感器的單獨的光元件叢在它們的輸出上提供與它們的照射程度成比例的模擬信號。圖1圖形化地表示光元件的照射程度，由此黑色指示對應(yīng)于下落到光元件上和/或通過寄生影響在其中生成的能量的量的模擬信號，所述寄生影響諸如光元件和寄生輻射源的溫度和噪聲。
[0020]值M是光元件在其輸出處可以飽和地提供的最大值，即當被非常強的光源照射時提供的。
[0021]Ei是由未被檢測器的輻射源照射的光元件在輸出處提供的寄生值，其在低輻射強度處等于零。該寄生值對應(yīng)于所有寄生影響的總和，即寄生輻射源和寄生影響取決于在光元件附近的檢測器的溫度、光元件的大小、傳感器的架構(gòu)和生產(chǎn)的技術(shù)。
[0022]如果低輻射強度不為零，則值Et增加通過該低強度輻射生成的能量。
[0023]拉是由受到輻射源在高輻射強度處照射的光元件在輸出處提供的值，并且在其自身中還包含寄生值Ft。
[0024]El是在減去所有寄生影響之后模擬?目號的得到的值。
Fr = Fs - Ft
為了能夠以該方式處理上述值，它們必須在相同長度的時間段期間從每個光元件獲得。出于該目的，使用具有高強度和低強度輻射的交替周期的輻射源來對紗進行照明，由此輻射源的周期的頻率較高或者至少與傳感器的評估頻率相同。在圖3a，3b中表示了高強度和低強度輻射的交替周期，其中出于簡單的目的，低輻射強度等于零。時間點I指示高強度輻射的開始，而時間點β指