专利名称：纱线传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于监控一根连续的纱线的至少一个参数的纱线传感器，其具有一个测量间隙和一个外壳，该外壳用非导电的塑料材料制成，且其中布置有各种电子元件。
如果选用塑料作材料，则可避免上述弊端。在用塑料制作外壳时，可兼得费用少、制造费用少、重量轻以及耐化学性能好的诸多优点。制成精密的轮廓也不成问题。但起绝缘体作用的塑料容易引起静电充是，从而可能出现这样的情况，即通过摩擦产生的电荷被连续的纱线带到纱线传感器上。所以在电容测量时可能产生不希望的测量误差。
例如用美国专利3,377,852提出的一种纱线测量装置可以避免这种静电充电，该装置的块状体用绝缘材料制成。在测量间隙的两侧上，电极被这样布置在该块上，即电极构成一个适合于纱线测量用的电容器。测量间隙的表面包括在该处布置的电极的表面涂敷了一层薄的弱绝缘性的材料层。电荷借助于该涂层分布在该测量间隙中并慢慢衰减。该层的绝缘作用或导电率是这要选定的，即它绝不会起电极表面的延伸作用，因为这样会导致测试结果的失真。该文献明确指出，当该层的电阻降得太低时，该测量装置不再具有需要的功能。
文献DE 39 29 895 A1描述了一种具有一个金属化的塑料外壳的断纱探测器。该外壳在其前端没有金属化，所以屏蔽不完全并会从外部产生干扰影响。用这种断纱探测器可以探测在探测区内是否存在纱线。这种断纱探测器不能满足测试质量的较高要求。
EP 0 401 600 A2公开了一种用来测量或监控一根连续纱线的参数的测量头，该测量头具有一个用塑料注塑成的外壳。该测量头把一个光学的和一个电容的测量机构集于一体，这两个测量机构都布置在该外壳中。一块载有光学和电容测量元件的支承板插入该外壳并用与之螺纹连接。光源和光探测器朝测量间隙分别用一个盘遮盖。用于电容测量的电容器片作为用金属制成的导电的和透光的层涂敷在该盘上或嵌入其中。
但现有技术提出的这类纱线传感器不可能消除或避免一系列的不良影响。布置在纱线传感器或外壳内部的测量机构或处理器例如常常产生损耗热，这种损耗热导致外壳内温度明显上升。上升的温度会导致装在该外壳内的电元件的不希望的和有害的所谓元件漂移。磁场或电场，特别是起源于纱线传感器邻域的带波动场强的场可导致测量结果不希望的失真。
根据本发明，这个目的是通过这样一种纱线传感器来实现的，其中在其外壳表面用一金属涂层这样覆盖，从而使这些电子元件全面被涂层包围，且该表面的至少一部分在测量间隙中没有涂层。。
本发明的诸多有利改进形式可从各项从属权利要求的主题得知。
在一个按本发明涂敷的外壳中的电元件，如测量机构、处理器和测量间隙的测试范围都对电场或磁场的影响进行了令人满意的屏蔽。这样，该外壳的涂层构成了一个有效的法拉第笼。从而避免了由外部场引起的测量结果的失真。由于测量间隙的表面的至少一部分没有涂层，所以测量用的射束或场力线可无阻碍地从发射测量机构传播到接收测量机构。这样就避免了由可导致错误测量结果的涂层所引起的射线径迹或场力线分布图的阻碍或失真。
纱线传感器与一个热导体这样连接，从而热通过该金属涂层可很好地导散，这可例如通过一个在本发明涂敷的纱线传感器和一个固定在金属机架上的支承板之间的尽可能大的接触面来实现。按这样的方式可达到很高的导热率，从而可消除温度上升。按这种方式可保证高的测量精度。
该涂层的至少一部分优选用一种电镀涂敷方法进行镀覆，即该涂层由至少两层构成，其中涂层直接在外壳的表面上具有一层化学涂敷的基层和至少一层电镀在其上的层。电镀涂敷方法提供了特别均匀的、完整的和连续的涂层，这些涂层可经济地镀覆在一层化学涂覆的基层上。
化学电镀涂敷方法的详细说明例如可从文献DE-OS 22 55 430得知。其中被镀覆的物体的不导电的表面需进行预处理。该预处理可通过喷砂进行机械的微打毛并浸入一种合适的化学处理液中，使不吸水的表面吸水，随后的化学形成的金属淀积可在涂敷一层或多层金属层的电解结构的基层上形成。该基层的厚度不应超过5微米。
该涂层优选具有一层铜层，该铜层上有一层用镍或铬制成的保护层。这样，该涂层就兼有铜的优良的导热率和高导电率以及镍或铬的耐磨损或磁屏蔽的有利性能。
该涂层的厚度优选在5微米和20微米之间。这样，一方面在涂覆过程的相当有限的时间内可产生一层良好附着的涂层，另一方面足以达到涂层的满意的作用或功能。
塑料外壳的表面对诸如磨损或刮伤之类的机械破坏的耐抗性可通过表面的涂层获得提高。
该外壳可由几部分组成一体。
用按照本发明构成的纱线传感器可明显减少甚至完全避免测量结果的不良影响。这些不良影响可能由于纱线传感器外壳内的元件受到温度升高或磁场或电场的作用所致。避免了所谓的元件漂移。当测量机构经受温度上升并由此产生测量值或信号处理的误差和误差变得较大时，例如就称为元件漂移。由布置在外壳中的电元件在外壳中产生的损耗热可用本发明的纱线传感器进行足够地导散。静电充电也被本发明的涂层衰减。这样就提高了测量结果的质量和纱线监控的质量以及纱线本身的质量。除了提高外壳的耐磨性能外，本发明的涂层例如通过镀铬的表面为纱线传感器提出的外观造型开创了设计可能性。
附图所示为
图1是带有一个盖的已打开的外壳的简化透视图；图2是整体外壳的透视原理图；图3是涂层表面的部分断面图。
图1所示的纱线传感器1具有一个外壳，该外壳包括一个盒状的基体2，该基体有一个可取下的盖3。带有一个测量间隙5的测量装置4布置在基体2中，在测量过程中，纱线通过该测量间隙在纵向内通过。在图1实施例中，测量间隙5的表面没有金属涂层。基体2和盖3分别有一个凹槽6，7，它们的位置与测量间隙5一致。
测量装置4用一个光源8的一个光传感器9工作，它们分别通过导线10和导线11与处理器12连接。处理器12固定在基体2的底部并作为所谓的ASIC(专用集成电路)构成。在基体2和盖3组装好后，处理器12便位于封闭的纱线传感器1内部中这样构成的空腔中。在纱线传感器1的另一种结构中，也可设置多于一个的处理器来进行信号处理和数据处理。
处理器12通过导线13与为简化而未示出的纺织机的中央控制器连接。导线13除了用来传输信号和数据外，还用来进行电能供应。基体2和盖3的表面用金属涂敷。该涂层既覆盖该外壳的外表面又覆盖该外壳的面向该内腔的内表面。该涂敷的表面在图1和图2中都用阴影面表示。
该基体固定在一块支承板14上，该涂敷的表面直接搁置在支承板14的表面上。支承板14起热导体的作用。
图2表示具有一个外壳的纱线传感器25的另一种结构，其基体15整体构成。基体15具有一个测量间隙16，纱线17可穿行过该间隙。基体15的表面几乎全都涂敷了金属。只有在测量间隙16的测量范围18内的表面没有涂敷金属。这样就可避免测量结果的不良影响，特别是在进行电容测量时。该外壳的基体15通过支承板19与纺织机的为了简化而未示出的框架连接。纱线传感器25和纺织机的中央控制器之间的数据和信号传输通过导线20来进行。基体15的涂敷的表面平地贴合在支承板19上。
图3所示的涂层21由三层22、23、24组成，它们被涂敷在该外壳的基体2上。用化学方法涂敷的基层22是一层厚度介于0.5微米和1微米之间的镍层。此层上面是一层用电解电镀方法沉积的铜层23。用镍制成的保护层24也用电解方法涂敷。铜层23的厚度大约为整个涂层的50％。
有关涂敷方法的详细说明例如可参见文献DE-OS 22 55 430。
图1中纱线传感器的基体2和盖3的涂层或图2中纱线传感器的整体基体15的涂层是对外部电场或磁场的有效的屏蔽并可防止由于这类场所引起的测量结果的失真。
在纱线传感器中例如由光源或别的电元件如处理器12排出的损耗热通过金属涂层21传导到支承板14、19或机架上并散发到周围的空气中。
与塑料表面相比较，镍保护层24具有明显提高的耐磨损性。与用铜涂敷的表面比较，镍也具有较好的耐磨损性。也可不用镍保护层作为外表面，而用铬保护层。
本发明的纱线传感器还可具有其他的替代结构型式。特别是纱线传感器的外壳形状可以改变。该被涂敷的外壳例如可具有与文献EP 0945 533 A1所示外壳的相同形状，但从文献EP 0 945 533 A1不能获知本发明的涂层。
权利要求
1.用于监控一根连续的纱线的至少一个参数的纱线传感器，其具有一个测量间隙和一个外壳，该外壳用非导电的塑料材料制成，且其中布置有各种电子元件，其特征为，该外壳表面用一金属涂层(21)这样覆盖，从而使这些电子元件全面被涂层(21)包围，且该表面的至少一部分在测量间隙(5，16)中没有涂层(21)。
2.按权利要求1的纱线传感器，其特征为，纱线传感器(1，25)的金属涂层与一个热导体这样连接，从而热可通过金属涂层(21)导散。
3.按权利要求1或2的纱线传感器，其特征为，涂层(21)由至少两层(22，23，24)构成，其中涂层(21)直接在外壳的表面上具有一层化学涂敷的基层(22)和至少一层电镀在其上的层(23，24)。
4.按前述权利要求中任一项的纱线传感器，其特征为，涂层(21)具有一层铜层(23)，该铜层上有一层镍或铬保护层(24)。
5.按前述权利要求中任一项的纱线传感器，其特征为，涂层(21)的厚度在5微米和20微米之间。
全文摘要
用于监控一根连续的纱线(17)的至少一个参数的纱线传感器，其具有一个测量间隙和一个外壳，该外壳用非导电的塑料材料制成并包含有一些电子元件。该外盖表面用一金属涂层这样覆盖，从而使这些电子元件被涂层(21)包围。该表面的至少一部分在纱线传感器(25)的测量间隙(16)中没有涂层(21)，纱线传感器(25)的金属涂层这样与一个热导体连接，从而使热可通过金属涂层(21)导散。用本发明的纱线传感器可明显减少甚至完全避免测量结果的不良影响并可提高测量结果的质量。该纱线传感器特别适用于纺纱机或络纱机。
文档编号B65H63/06GK1412362SQ0214359
公开日2003年4月23日 申请日期2002年10月11日 优先权日2001年10月12日
发明者O·比尔勒姆 申请人:W.施拉夫霍斯特公司