染色机的控制方法和装置的制作方法

文档序号:6096133阅读:335来源:国知局
专利名称:染色机的控制方法和装置的制作方法
技术领域
这是一项关于透明度测定和池控装置及方法的发明,尤其适用于纺织工业中染池的排水控制。
背景技术
目前有多种染池排水的控制系统。而这些系统都需要配备造价很高的特殊抽吸设备。
此外,在将染料注入染池的过程中,染料在注入过程结束之前就已经开始吸固于待染织物上,从而妨碍了染池排水测定系统的正确标定。
最后,任何已知系统均不能控制染色机的冲洗。

发明内容
本项发明旨在解决以上难题。
本项发明致力于开发一种染池跟踪(suivi)装置。在时间D内,可以在该装置内插入一个染色部件,该装置包括一个传感器,用于测定上述染池内的液体透明度,可以提供至少一个光谱范围内的上述染池透明度的代表信号;一个控制机构,用来确定染池透明度变化的参考点,该点相应于时间D内染料未发生任何吸收的染池透明度。
由此,在时间D内发生的染色吸固就不会妨碍装置的标定及按照参考点对透明度所进行的跟踪。
按照这些特征,可以采用相应的控制机构,通过注入初始时透明度变化的插值来确定上述参考点,即在染料注入染池的时间D内的插值。
由此,可以方便地确定参考点。
按照这些特征,可以采用控制机构,在时间D内,根据染料注入染池初始时透明度的导数(dérivée)来确定上述参考点。
由此,可以方便地确定参考点。
按照这些特征,可以采用控制机构,通过测定染池透明度下降的时间来确定时间D。
由此,可以方便且自动地确定时间D即除透明度传感器以外,无需安装其他传感器。
按照这些特征,可以采用控制机构来确定清水或称白池透明度变化的参考点,同时保存清水或白池通过传感器时的代表信号值。
由此,可以根据两个极端参考点来处理透明度的变化。
按照这些特征,可以采用控制机构,根据染池透明度的变化以及至少一个透明度变化的参考点来控制染色的停止。
由此,可以优化染色过程的时间,从而节约能源、减少机器运行并节约用水。
按照这些特征,当透明度导数值低于预先设定值时,可以采用控制机构来决定染色的停止。
由此,可以方便地确定染色结束的时间。
第二,本发明致力于开发一项染池跟踪方法。在时间D内,可以在该装置内插入一个染色部件,该方法包括一个上述染池内液体透明度的探测阶段,在该阶段内,可以提供上述染池中至少一种颜色的透明度代表信号;一个确定染池透明度变化参考点的阶段,该参考点相应于染色部件整体插入或混入染池内时,在时间D内的起始阶段以及若干时间段内的初始透明度。
由于本方法的特性、优势和目的与上述染池跟踪装置相似,因此不再重复。
第三,本发明致力于开发一种染池跟踪装置,该装置包括一个传感器,用于测定上述染池内的液体透明度,可以提供至少一个光谱范围内的上述染池透明度的代表信号;一个控制机构,可以根据染池透明度变化来确定上述染池冲洗的结束时间。
由此,可以优化冲洗阶段的时间,从而节约能源、减少机器运行并节约用水。
按照这些特征,控制机构可以控制上述染池内的染色机冲洗结束的时间。
由此,可以实现冲洗结束的自动化。
按照这些特征,控制机构可以确定清水或白池透明度变化的参考点,同时保存清水或白池通过传感器时的代表信号值。
由此,可以根据两个极端参考点来处理透明度的变化。
按照这些特征,在染色阶段内,可在时间D内引入一个染色部件,如果染色部件整体引入或混入染池内,则在时间D内的起始阶段以及若干时间段内,控制机构可以确定相对于初始透明度的染池透明度变化参考点。
由此,时间D内发生的染色吸固就不会妨碍装置的标定及按照参考点对透明度所进行的跟踪。
按照这些特征,该控制方法可以根据染池的透明度变化及至少一个透明度变化的参考点来确定冲洗结束的时间。
由此,可以优化冲洗阶段的时间,从而节约能源、减少机器运行并节约用水。
按照这些特征,当透明度导数值低于预设值时,控制机构可以决定停止冲洗。
由此,可以方便地确定冲洗结束的时间。
第四,本发明致力于开发一种染池跟踪方法,其特征包括一个上述染池内液体透明度的探测阶段,在该阶段内,可以提供上述染池中至少一种颜色的透明度代表信号;一个根据染池透明度变化来确定上述染池冲洗结束时间的阶段。
由于本方法的特殊性能、优势和目的与上述染池跟踪装置相类似,因此不再重复。
第五,本发明致力于发明一种染池跟踪装置,它与带有至少一条液体环流的染色机配合安装,该环流是染池的一个组成部分。该装置包括一个传感器,用于测定上述染池内的液体透明度,可以提供至少一个光谱范围内的上述染池透明度的代表信号;一个用于透明度传感器的定位装置,安装于作为染池组成部分的一条液体环流中。
由此,由于可以使用染色机内一般情况下都有的环流来安放透明度传感器,因此无需为透明度传感器配备一条特殊的染池环流。
按照这些特征,定位装置还包括一个适合上述环流的传感器支架。
由此,可以通过焊接或使用螺钉将定位装置固定在上述环流上。
按照这些特征,定位装置还包括一个移动装置,该装置可以使上述传感器在染池内液体的初始环流上或其外部进行位移。
由此,根据染色机不同的运行阶段,可以将传感器安装在液流上,也可以避开上述液流对其进行安装。
按照这些特征,上述位移装置还包括一个与上述液体环流成横向放置的活塞。
由此,位移装置制造方便,且价格低廉。
按照这些特征,控制机构可以根据染池的透明度变化以及至少一个透明度参考点来控制染色的停止。
由此,可以优化染色阶段的时间,并且可以节约能源,节省机器运行以及节约用水。
按照这些特征,当透明度的导数值低于预设值时,控制机构就可以确定停止染色。
由此,可以方便地确定冲洗结束的时间。
按照这些特征,控制机构还包括一个传感器灵敏度的伺服装置,该伺服装置随染池内液体不透明度的变化而变化。
按照这些特征,控制机构还包括一个染池内液体中传感器发射的光线的光程伺服装置,而该伺服装置随染池内液体不透明度的变化而变化。
按照这些特征,上面所述的装置还包括一个调节染池水样厚度的装置。可以通过透明度传感器来测得染池水样的透明度。而且,控制机构还可以对厚度调节装置进行控制,从而使水样厚度为染池透明度的递增函数。
由此,通过调节水样厚度,可以按照有利于传感器动态的方式进行透明度的测定。其实,任何一种探测装置提供的都是一种“杂音”,也就是说,是一种干扰或一种偶然干扰。由此,探测装置输出的信号强度都比较高,从而使信噪比也比较好。
按照这些特征,控制机构还包括一个用于传感器探测时间的伺服装置,该伺服装置随染池内液体不透明度的变化而变化。
按照这些特征,控制机构还包括一个伺服装置,用于传感器输出信号的信噪比放大装置,而该伺服装置随染池内液体不透明度的变化而变化。
按照这些特征,厚度调节装置可以根据光源和光纤相互之间的位置,对光源和至少一条光纤进行移动。
由此,安装在光纤另一端的传感器一方面可以避开染池内的液流,另一方面则可以缩小位于该液体流道上的装置零件的尺寸。
按照这些特征,控制机构可以应用伯特—朗伯(Bert-Lambert)定理。
按照这些特征,控制机构可以控制随染池内液体透明度变化而变化的染池的酸度和/或盐度按照这些特征,控制机构可以控制随染池内液体透明度变化而变化的染池的温度。
按照这些特征,控制机构可以控制随染池内液体透明度变化而变化的注入染池的清水量。
按照这些特征,控制机构可以控制随染池内液体透明度变化而变化的注入染池的染料量。
按照这些特征,控制机构可以控制随染池内液体透明度变化而变化的注入染池的化学添加剂量。
比如,化学添加剂为盐或碱液。
第六,本发明致力于开发一种染池跟踪方法,该方法用于与染色机配合安装的染池跟踪装置。该染色机至少带有一条构成染池的液体环流。该方法包括一个定位阶段,用于透明度传感器的定位,该传感器安装在上述染池内液体环流上,以及一个透明度传感器的探测阶段,该传感器安装在上述染池内液体环流上;在该阶段内,可以提供至少一种颜色的染池透明度代表信号。
由于本方法的特性、优势和目的与上述染池跟踪装置相似,在此不再重复。
发明者发现,染池透明度的测定常常会受染池内气泡和泡沫的干扰。
本发明希望可以通过某些方面来弥补这些缺点。
第七,因此本发明致力于开发一种与染色机配套安装的染池跟踪装置,该染色机带有至少一条构成染池的液体环流。该装置包括一个染池取样装置,一个将上述水样与染池分离并使水样静置的装置,一个与染池分离后的水样的透明度传感器,它可以提供至少一个光谱范围内的上述水样的透明度代表信号,以及一个传感器的冲洗装置。
由此,一旦水样从染池分离并静置后,水样中可能存在的气泡就会渐渐与液体分离,由此,传感器就可以测得液体的实际透明度。
按照这些特征,取样装置还包括一个可以移动的活塞。
按照这些特征,上述活塞至少可以当水样在染池内时在一个位置上,而当上述水样与染池分离时处于另一个位置上。
按照这些特征,取样装置可以在染池内的液体环流上提取水样。
按照这些特征,将传感器安装在上述液体环流之上。
按照这些特征,传感器的冲洗装置还包括一条清水增压环流。
按照这些特征,取样装置和冲洗装置可以在取样期间冲洗传感器。
按照这些特征,上面所述的装置还包括一个控制上述传感器和光源间厚度的装置。
按照这些特征,水样厚度控制装置还包括一个活塞。
按照这些特征,水样厚度控制装置还包括一根弹簧。
按照这些特征,诸如上面所述的装置还包括两个可向上述传感器发出不同光量的光源,以及一个上述光源的切换装置。
按照这些特征,上面所述的装置还包括一个防泡滤网。该防泡滤网所处的位置在取样时活塞所处的位置与水样与染池分离时活塞所处的位置之间。
按照这些特征,上面所述的装置还包括一个可以至少处于三个位置上的活塞,这三个位置分别是对清水增压环流开放的水道,染池内与液体环流相关的水道,以及对传感器封闭的水道。
染池排放测量装置具有很大的光学复杂性,所以要安装许多色彩滤网以及许多与其相联的光度传感器。因此,制造和维修成本很高,并且发生故障的风险也很高。
根据这些现象,本发明致力于弥补这些缺点。
第八,因此本发明致力于发明一种染池跟踪装置,该装置包括一间测量来自染池内液体透明度的测量室,测量室内有一个光源,可以连续发出不同光谱带的多数光。
一个光电传感器,可以接收由光源发出的、经过测量室的光线。该传感器可以发出其接收到的光量的一个代表信号,以及一个同步检波器,用于连续处理传感器输出信号的带光源。该检波器可以提供由不同光源连续发出的不同光谱带上的结果。
由此,只需一个传感器就可对不同的光谱带进行处理,这些光谱带是用来测定染池透明度以及染池排放或冲洗进程的。
按照这些特征,上述光源还包括不同光谱带上的多数光,该多数光可以发出不同的光源,以及一个可以使上述光源交替照明的调制器。
由此,可以使用大功率的光源。
按照这些特征,上述光源还包括至少一个光电二极管。
由此,光源不会产生过热,并且寿命较长。
按照这些特征,光源至少还包括一个光电转换器,其所发出的光谱带取决于向其施加的电子信号的特性,以及可以交替改变上述特性的调制器。
按照这些特征,光源还包括一个光电二极管。该光电二极管的光谱带取决于向其施加的电压。
由此,只需一个光电转换器,比如光电二极管,通过简单地改变施加的信号,就可以根据不同的光谱带连续发光了。
按照这些特征,对于每一个光源,在每一次发出相同光谱后,我们会按照与光源开启的相同的时间间隔,处理传感器输出的信号。
由此,发出的波长或光线强度变化不会对相同光源和相同光谱带的测定结果的对比产生干扰。
由于上述发明的特殊性能、方法各方面的优点及目标与上述相关装置相同,因此不再重复。
本发明各个方面的特殊性能组成了本发明所有方面的特殊性能。然而,为了简便起见,我们不再重复上述每一个方面的特殊性能。
为了开发出具有多方面优势、目的和特殊性能的染池透明度和控制方法及装置,优先对本发明的不同方面进行了组合。


以下将通过附图示对本发明的其他优势、目的和特殊性能进行描述。这些描述带有解释性质,并非对此进行限制图1以示意图的形式介绍了本发明装置的第一实施例。
图2所示为按图1中所示装置的操作流程的逻辑图;图3所示为按图2所示逻辑图工作的图1所示装置随时间及所测量的值或计算结果的变化而变化的透明度曲线;图4A到4G则以示意图的形式介绍了本发明装置上可以使用的传感器;图5以示意图的形式介绍了本发明装置的第二实施例;图6A到6B则根据图5所示本发明装置的实现方式,以示意图的形式介绍了两种内置的可互相取代的光源实现方式;以及图7介绍了按图5、6A和6B所示装置的操作流程的逻辑图。
在所有描述中,词语“传感器(capteur)”和“探测装置(moyen de capture)”的使用没有任何区别。同样,词语“导数(dérivée)”或“在预先设定时间范围内的变化率(variation sur une durée prédéterminée)”的使用也没有分别。最后,词语“染料(le colorant)”和“染料(les colorants)”的使用也没有区别。
具体实施例方式
参考图1,可见由程控器105控制的一台染色机100,在染色过程中染液注满染池110,该染色机使染池围绕基布或待染线轴循环,染池内产生的环流120使染液运动,该染色机包括水泵122,及一条将染液从染池110导出并重新注入染池110的管道124,一间分析室130,包括安装在导布辊133之内的电机134驱动的活塞132,可以使装有光源142的透明度传感器装置140发生移动的活塞132,由电源111(图4A到4G)供电的光源142,以及光纤束144,其出口对准了与模数转换器148相连的传感器146,位移装置136,位于光纤束144到光源142的路径之间(参见图4A到4D,以及图4E到4G的变量),控制机构149,它包括一个信号分析装置150,用于接收模数转换器148发出的数字信号,并提供一个分析结果,一个用于染池的酸度和/或盐度的伺服装置160,一个用于染池的温度伺服装置162,一个用于染池110清水入口的伺服装置164,一个用于向染池添加染料的伺服装置166,一个位于电机134上的命令装置170,电机134装于活塞132之上,以及位移装置136上的命令装置172,以及一个装有程控器105的切换装置(图未示),用来进行染色机运行数据的交换,并使程控器105可以存储或传递染色操作的可跟踪性(tracabilité)数据。
染色机100以及染池110的组成是纺织工业的已知型号。染料输入的地点应优先位于染池120的入口附近,这样可以使染料在接触基布或待染线轴之前就溶解于水中。如果染料输入的地点在管道124上,那么,根据该管道124内的液体环流流向,分析室应该位于它的上游。
很多染色机都包括有染池120的环流。水泵122和管道124的型号是已知的,而且很多染色机都有。它们用来保证基布和染池的相对运动。它们由不会污染染池或不会导致分析错误的材料制成。水泵122最好具有固定流量,如有必要,可以对流量进行调节。
导布辊133构成了透明度传感器140在染池内液体环流120上的定位装置。该定位装置具有适合上述环流的支架,比如先在管道124上打孔,然后采用胶合、铆合和/或用螺钉固定的接合器(没有介绍),或者更换管道124上的一个构件。
定位装置还包括传感器140上的一个位移装置132,使传感器在染池内液体的初始环流上或其外部移动,初始环流则由管道124决定。
在图1所示例子中,上述位移装置具有一个与液体环流成横向放置的活塞132。
分析室130由管道124的一部分和活塞132构成,并由命令装置170所控制的电机134进行驱动。依靠这一活塞机制,无需为染色机控制装置配备专门的管道。因此,该装置制造的复杂性、制造成本、安装成本以及维护成本都会大大降低。
当活塞132处于展开位置(或高点)时,透明度传感器140将位于分析室130。该分析室包括有正对的光源142和光纤束144,即位于管道124上的分析室130(图1,4A、4C和4D)。分析室130还包括自光纤束144开始通向光源142的位移装置。比如,位移装置136包括一个由命令装置172控制的步进电机。光纤束144的进口端与光源142间的间隔最好是在至少0.1mm至7mm的范围内变化。
当活塞132处于恢复位置(或低点)时,透明度传感器140位于导布辊133处、管道124之外,且正对着进出管道175的清水水流。
管道175内的水环流有两个作用。它可以清洗透明度传感器140,特别是其光学部件。此外,作为一种替代方案,该环流也可以用于清水透明度的测定。
由电动阀门174控制的该环流可以由控制机构149(如图1所示)、染色机100的程控器105进行控制,或者作为一种替代方案,由操作人员手动进行控制。
作为一种替代方案,活塞可作为管路175的阀门使用,并且无需使用电动阀门。
光源142可以是一只白炽灯炮、一个卤素灯或一个发白色光的光电二极管。已知型号的模数转换器148可以将传感器146输出的信号数字化。这一数字化过程可以在表示一个光谱范围,比如可见光的一条线路上进行。这一数字化过程也可以在表示不同光谱范围的多条线路上进行,比如红光、绿光和蓝光。之后,包括多个传感器的传感器146就在不同光谱范围内发生作用,比如通过配有已知型号的光纤,每条线路都可以和其中的一个传感器相连。
数字化过程也可以在一个模数转换器上进行。通过一个多路调制器,该模数转换器与用于特殊光谱范围测量(比如红光、绿光和蓝光)的每个传感器相连,或者有多少传感器就配备多少模数转换器。
信号分析装置150用于接收模数转换器148输出的数字信号,按照图2所示的逻辑图,该信号分析装置进行以下操作对透明度传感器进行标定,然后提供分析结果,其形式为所用光谱范围的透明度值,
在染色期间,提供每个透明度值导数与至少一个预设限度值的比较,如有必要,可提供染池成分和/或其参考点的函数,以及,在冲洗期间,提供每个透明度值导数与至少一个预设限度值的比较,如有必要,可提供染池成分和/或其参考点的函数。
我们发现预设限度值可能会随考虑的光谱范围而变化。作为一种替代方案,在染色期间,信号分析装置150会对透明度值与预设限度值进行比较,如有必要,可提供染池成分和/或其参考点的函数。同样,作为一种替代方案,在冲洗阶段,信号分析装置150会对透明度值与预设限度值进行比较,如有必要,可提供染池成分和/或其参考点的函数。
信号分析装置可以是一台经过编程的电脑,按图2所示过程进行操作。它有一个带视屏的用户界面(图未示)、一个键盘,如有必要,还需要一个定向装置,如鼠标。
染池的酸度和/或盐度伺服装置160,染池的温度伺服装置162,清水入水口的伺服装置164以及将染料输入染池的伺服装置166,将根据信号分析装置所提供的结果,分别对至少一个染池化学添加剂输入阀门的运行进行控制,比如由热交换器或蒸汽管道构成的热源的运行、一个清水入口阀门及一个染池输料阀门。我们发现词语“阀门(vanne)”对染料和/或其它化学添加剂的状态(液体、固体或气体)并没有预先设定,比如碱也可以注入染池。
参考附图,我们可以发现,如果染料注入之前就将待染织物纤维放在染色机内,且染料可能引起“初打(first strike)”现象,则图1所示的装置制作方式将进行步骤的更迭。本行业的工人可以很容易适应染色机的以下其他操作步骤。因此在本说明中就不再详述。
我们承认,染色机在开始时是先注入清水及其他可能有利于染色过程顺利展开的试剂。这一尚无染料的染池就叫做“白池”。我们也承认,原始的白池已经达到了需要的染色温度。否则,当注入清水时,我们就会对染池加温,直到它达到所需的温度。
在工业方法选择的阶段200中,用户选择染色方法,同时提供待染材料的重量、所用一种或多种染料的标识,以及需要注入染池的染料数量。在阶段202中,我们根据选择的染料和需要注入染池的染料数量来对透明度传感器相对于光源的位移进行控制。
作为一种替代方案,为了避免必须要有上面所指明的数据,对于每一个预设厚度(比如三个)都要进行白池的透明度测定。在测定含有染料的染池透明度时,对于每一个预设厚度,我们都要进行透明度测定。
作为一种替代方案,在染色期间,我们根据透明度的测量值,使得用于测定透明度的水样厚度随测量值的变化而变化,然后再根据水样厚度,使用一个测定值的修正系数。
至此,本发明的装置就可以全部自动化了。
在阶段203中,由于传感器位于高点的管道124上,我们让传感器前白池的水环流流动,并在透明度传感器140清洗一段时间之后,对在透明度传感器140(在每一个所用光谱范围内)内流动的清水的透明度进行测量。最好可以取得许多数字值,并将它们的平均数(排除可能有的远离平均值的极值后)作为测量的结果,以此作为染池透明度变化的补充性参考点(“白池的测量值”)。
在阶段204中,我们控制活塞132,让其升起,使透明度传感器140位于染池120的环流上。
作为一种替代方案,作为对仅在透明度传感器140清洗阶段使用的阶段203的补充,在阶段205中,将传感器置于低位,位于管道175上,并使清水在传感器前方流动。在阶段210,清水流过分析室130,我们对在透明度传感器140内流动的清水的透明度进行测量。最好可以取得许多数字值,并将它们的平均数(排除可能有的远离平均值的极值后)作为测量的结果,以此作为染池透明度变化的补充性参考点。在染料注入染池前,当向染池添加了一种可能引起染池透明度变化的化学成分时,最好使用该变量。
阶段203或205完成之后,在阶段215,分析装置会存储清水或白池透明度的相应测量结果。该测量值叫做“白池”测量值。
然后,在阶段220,我们使染池相对于待染织物纤维(布匹或线)进行运动,并开始向染池(初始由白池构成)注入染料,可能也会添加用来促进或补充织物染色的化学添加剂。在阶段220期间的时间D内,分析装置会存储模数转换器输出的透明度(在每一个使用的光谱范围内)的代表性数值的更迭。(比如如图4A到4D所示,可见范围内的三个光谱范围)。
在染料和化学添加剂的初始注入完成后,在阶段225,分析装置将对至少一个所用光谱范围确定每一个光谱范围将要达到的值所形成的曲线的参考点(图3,参考点315),以及每一个光谱范围的“初打”率(我们用法语来表示为“冷染”)。
染池透明度变化的参考点315最好对应时间D内染料尚未被吸收时的染池透明度。
如果是以固定的流量将染料注入染池120的环流中,则上游有透明度传感器140。在适合这一情况的定义方式下,曲线的参考点首先逼近的是透明度曲线(参见图3)上一个切点的透明度值(按顺序排列的),这一透明度曲线随在开始注入染料时随时间变化而变化,而该切点与染料注入染池结束时的点(横坐标)相对应。
如果是以固定的流量将染料注入染池120的环流中,则上游有透明度传感器140。在适合这一情况的定义方式下,将使用第一个通过经验确定的放大系数,作为以上章节所述切线的斜率,来确定上面指明的参考点。比如,如果切线的斜率等于每分钟染料注入的初始透明度(“白池”)值的- 4%时,则该切线的斜率为- 5%,这样,对于待染织物和染池的初始温度和pH值,我们就可以在染料注入染色机的开始阶段,在染池流到透明度传感器之前,确定有20%的染料会被该织物吸收。如果是以固定的流量将染料注入染池120的环流中,则上游有透明度传感器140。
在适合这一情况的定义方式下,将使用第二个与染料瞬时流量成反比的放大系数,作为上述切线上每一点的斜率,来确定上面指明的参考点。比如,如果切线的斜率等于每分钟染料注入的初始透明度(“白池”)值的- 4%,流量为每分钟1升,流量为每分钟0.5升时,每分钟染料注入时,该切线的斜率就会减少- 2%。因此,可以通过交替线性插值来确定参考点(横坐标)的透明度。
作为这些不同参考点的确定方式的变量,在时间D内,我们至少使用一个考虑所用物理现象的非线性插值,(比如一个随已经发生的吸收变化的织物对染料的吸收系数和/或随染池内染料浓度变化的染料可被织物吸收的能力)以及染色参数(比如染池的pH值和温度)来确定参考点。
无论采用哪一种方法来确定参考点315,“初打”率都等于以下比率参考点代表的透明度和染料注入结束时曲线上的透明度的差值,除以清水(“白池”)透明度和参考点(按顺序排列的)透明度的差值。
比如,如果初始注入结束时的透明度等于参考点的透明度,那么“初打”率为零。
同样,我们至少对染料注入开始时的透明度进行一次内插,最好是线性内插,以确定染料注入结束时的透明度参考点,进而确定“初打”率。
如果“初打”率大于预设值,比如40%,我们将向用户发出一个报警信号,比如在一个用户界面上显示一条信息(图未示)或启动旋闪灯和/或振铃,从而使操作人员可以意识到织物不均匀染色的危险,考虑停止染色进程、排空染池和待染织物并重新在另外的基布上开始染色周期,或改变染色机100的运行参数,如正在染色的基布的注入时间D,或下一批同样重量、使用相同染料的基布的注入时间D。
作为一种替代方案,在阶段225中,我们可以估算出在时间D内的初打值或初打率,如果这一初打值或初打率的绝对值大于预设限值的话,我们就要降低注入染色机的染料流量。因此,控制机构149就可以根据染池内液体的透明度变化情况来控制注入染色机的染料流量。
在阶段230,我们将每一个在阶段220中透明度变化值小于预设变化率(比如30%)的光谱范围排除。作为一种替代方案,交替使用上述排除法,或者当它保留了至少一个光谱范围时,我们就排除预设数量的光谱范围(比如一个)。在阶段220,这些被排除的光谱范围内的透明度变化值最微弱。
我们观察到,有意义的光谱范围通常是所用染料的透明度光谱范围的互补光谱范围。我们同时还观察到,多种染料可以分别作用于待染纤维,并且可以对多种不同的光谱范围产生影响。
然后,在阶段230,对至少一个未被排除的光谱范围以及每一个需要考虑的光谱范围,我们要测量一个周期的透明度。我们要将测得的值与曲线(随时间变化)上所给出的额定值之差进行比较。这条曲线在预设值之下,是根据初打值或初打率与白池或清水透明度计算得出的预设额定曲线。如果额定值与测量值之差小于预设值,我们就进入阶段240。
作为一种替代方案,我们对每一预先设定厚度的水样都进行阶段230的操作,然后,我们选出既避免传感器饱和,又符合最佳动态的测量值。
否则,在阶段235,我们控制一个染池的酸度和/或盐度的伺服装置160,一个染池的温度伺服装置162,一个染池清水入口的伺服装置164和/或,一个向染池添加染料的伺服装置166,以便恢复染色过程,从而使透明度值接近预设额定曲线。根据已知的自动控制装置,我们回到阶段230。
比如,如果以传感器140测得的透明度来表示的染池排放率小于额定曲线上给出的额定值,则众所周知,我们可以开始对染池加热或改变其pH氢离子指数,从而提高或降低染池排放的速度。
作为一种替代方案,在阶段235,我们至少启动一个信息报警(代表染色异常的信号),如可视报警(比如旋闪灯)或声音报警(比如振铃),以便向操作人员或信息系统发出警报,从而既可以保证可跟踪性,也可以修正染色机的运行参数,从而减少这一异常可能引起的不良后果。
在阶段240,我们要确定在一个预设时间内(比如一分钟)的透明度变化值。然后,在阶段245,我们将这一变化值与一个预设值进行比较。这一预设值最好是参考点315的值和清水(“白池”)标定值的函数。如果变化值大于预设值,那么我们就返回阶段230。否则,可以认为染色过程已经完成,我们就向用户提供一个信号,指出染色过程完成,比如用户界面上的一段文字。在阶段250,用户开始对织物进行冲洗,同时排空染池,并持续注入清水。作为一种替代方案,在阶段250,我们将自动开始冲洗。
在阶段255,对于每一个未被排除的光谱范围(参见阶段230),我们将测得的值与一个冲洗额定值之差进行比较。最后,这一冲洗额定值曲线是根据阶段215中测得的清水透明度(“白池”)、冲洗开始时的透明度和/或一条预设额定曲线来确定的。比如,冲洗额定值等于阶段215中测得的透明度值。如果额定值与测量值之差小于预设值(比如2%),我们就进入阶段260。
在阶段260,我们要确定在一个预设时间内(比如15秒)透明度的变化值。然后,在阶段265中,我们将这一变化值与一个预设值进行比较。这一预设值最好根据阶段215中测得的清水透明度(“白池”)、冲洗开始时的透明度和/或一条预设额定曲线来确定。如果变化值大于预设值,那么我们就返回阶段255。否则,可以认为染色过程已经完成,我们就向用户提供一个信号,表明染色过程已经完成,比如用户界面上的一段文字。在阶段270,用户开始停止对织物进行冲洗。作为一种替代方案,在阶段270,我们将自动停止冲洗、停止注入清水并停止已染布匹或纤维的运动,且排空染色机100。
作为一种替代方案,我们可以省略阶段255或265中的一个。当阶段265确定的变化值小于阶段265(省略阶段255)预设值时,可以认为冲洗已完成;当阶段255确定的变化值小于阶段255(省略阶段265)预设值时,也可以认为冲洗已完成。
在采取溢出冲洗时,也可以使用阶段250及上述步骤。
作为一种替代方案,适用于周期性冲洗,在阶段245之后的阶段275内,我们开始第一个冲洗周期排空染色机,并注满清水。
当染色机注满清水时,在阶段280,对于每一个未被排除的光谱范围(参见阶段230),我们将测得的值与一个冲洗额定值之差进行比较。这一冲洗额定值曲线最好是根据阶段215中测得的清水透明度(“白池”),冲洗开始时的透明度和/或一条预设额定曲线来确定的。比如,冲洗额定值等于阶段215中测得的透明度值。如果在预设时间结束后,额定值与测量值之差小于预设值,我们就进入阶段285。否则,我们就重复阶段275。
在阶段285,我们要确定在一个预设时间内(比如一个周期)透明度的变化值。然后,在阶段290,我们将这一变化值与一个预设值进行比较。这一预设值最好根据阶段215中测得的清水透明度(“白池”)、冲洗开始时的透明度和/或一条预设额定曲线来确定。如果变化值大于预设值,那么我们就重复阶段275。否则,可以认为染色过程已经完成,我们就向用户提供一个信号,指出染色过程已完成,比如用户界面上的一段文字。在阶段295,用户开始停止对织物进行冲洗。作为一种替代方案,在阶段295,我们将自动停止冲洗、停止周期性注入清水并停止已染布匹或纤维的运动,且排空染色机。
作为一种替代方案,我们可以省略阶段280或290中的一个。要么当阶段290确定的变化值小于阶段290(省略阶段280)预设值时,认为冲洗完成;要么当阶段280确定的变化值小于阶段280(省略阶段290)预设值时,认为冲洗完成。
作为一种替代方案,在冲洗阶段和/或染色阶段,我们使需测定透明度的水样的厚度随冲洗液或染色液的透明度变化而变化,最好对已测量值使用一个修正系数。这样我们就可以使透明度的测量值保持较高的精确度。
我们观察到,在有显示的情况下,我们最好显示的是染料浓度的变化曲线。该曲线是应用伯特-朗伯(Bert-Lambert)定理得到的。
图3展示的是一条随时间及图1所示装置测量或计算的值变化而变化的透明度曲线。该装置使用的是图2所示的逻辑图曲线300表示透明度的测量值;切线310表示规定参考点315的直线;320表示在时间D内,染料注入的阶段;330表示规定的染色结束阶段;340表示规定的冲洗结束阶段;以及345表示清水(“白池”)透明度的互补参考点。
我们观察到参考点315的横坐标值被用作其他横坐标的零点。最好一方面根据清水(“白池”)透明度,另一方面根据参考点的透明度来确定预设透明度的变化值或绝对值。
比如,染色结束阶段希望的排放率(阶段230中使用的)对应的是清水(“白池”)透明度减去清水透明度和参考点315透明度(横坐标)的差值的30%的透明度。
比如,在五分钟的时段内,染色结束阶段希望的透明度(阶段240中使用的)对应的是清水(“白池”)透明度和参考点315透明度(横坐标)的差值的2%的透明度。
比如,染色结束阶段希望的透明度(阶段280中使用的)对应的是清水(“白池”)透明度减去清水透明度和参考点315透明度(横坐标)差值的2%的透明度。
比如,在五分钟的时段内或一个冲洗周期内,染色结束阶段希望的染池透明度(阶段290中使用的)对应的是清水(“白池”)透明度减去清水透明度和参考点315透明度(横坐标)差值的1%的透明度。
我们观察到,在图3举出的例子中,染色结束的确定和冲洗结束的确定都是通过测定一定时间内的透明度变化值来确定的。这两个值都小于预设值。
我们观察到本发明的方法和装置可以作为一种替代方案,可以分析染池透明度变化,更确切地说分析的是染池内染料浓度的变化。在这种情况下,根据已知的技术,最好使用伯特-朗伯定理(Bert-Lambert)来确定随透明度变化的染料浓度。
更确切地说,图3表示的曲线对应的是采用溢出冲洗的曲线,而不是采用周期性冲洗的曲线。在采用周期冲洗的情况下,冲洗过程中的透明度变化值应该有拐点。因此应该是一条有“梯度”的曲线,也就是说,交替出现透明度变化迅速(当周期转变时)和缓慢(在一个周期内)的情况。
在图4A到4G中,我们只描绘了使用三个光谱范围的传感器。在其他设计方式中,可以使用更广的光谱范围。
在图4A中,我们观察到,当活塞132伸出时,传感器位于环流120上,由电机136控制的水样厚度是一个平均值(比如0.9mm)。
在图4B中,我们观察到,当活塞132缩回时,传感器位于环流120外,清水在管道175内流动。我们观察到,为了移开可能缠住透明度传感器140的织物纤维,相对于透明度传感器140的流动方向,清水流向最好与染池相反。
在图4C中,我们观察到,当活塞132伸展时,传感器位于环流120上,由电机136控制的水样厚度是一个最小值(比如0.1mm)。
在图4D中,我们观察到,当活塞132伸展时,传感器位于环流120上,由电机136控制的水样厚度是一个最大值(比如7.2mm)。
我们观察到最好根据明显地几何级数来定义厚度,也就是说,两个相邻厚度之比明显是固定的(这里是9,下面接着是8)。
在图4E中,我们观察到,光源142有三束光纤144A、144B和144C。这些光纤正对光源,按不同距离安装,比如0.2mm、1.2mm和7mm,并且采用光板(图未示)从光学上互相分隔。每一光纤的另一头对着比如,一个用于探测蓝光波长的光电晶体管405比如,一个用于探测红光波长的光电晶体管410,以及比如,一个用于探测绿光波长的光电晶体管415。
晶体管405(410和415)最好是平行放置在同一干涉滤波器之后,正对相应的光纤束,并与其他光纤束在光学上分隔开,从而避免交叉影响。
光电晶体管的电源电路是由多路转换器(未详述)根据光电晶体管接收到的信号强度变化来控制的。光电晶体管输出端口通过多路转换器425与模数转换器相连(连接没有介绍)。为了优化接收到的信号质量,可以选择信道A、B或C。如有必要,可以根据识别使用的一种或多种染料和阶段200内需注入的染料数量,来进行信道的选择。
作为一种替代方案,对应同一厚度的整个光纤束通向同一图像传感器,比如配有电荷藕合元件的传感器(DTC或英语里的电荷藕合元件(charge coupled device)或CCD)或配有着色滤波器的C-MOS。
在图4F中,我们观察到,光纤束450安装在管道124上并对着棱镜452。棱镜452是连续两块镜子的组成部分,该连续镜子与照明光纤束450的轴以及光纤束458的光纤束轴分别成45度角,其出口正对一个用于探测蓝光波长的光电晶体管460一个用于探测红光波长的光电晶体管461,以及一个用于探测绿光波长的光电晶体管462。
光纤束450发射的光线经棱镜452导向光纤束458的入口处。
光电晶体管输出端口通过多路转换器465与模数转换器相连。
在图4E和4F中,我们介绍了三个光电晶体管(对每一个水样厚度使用三个光谱范围)的透明度传感器。但是,无论是否在可见光范围内,本发明与所用光谱范围的数目无关。比如,我们可以使用由四个干涉滤波器所确定的可见光的四个光谱范围。
在图4G中,我们观察到,在分析室130中的图像传感器500,如C-MOS图像传感器(与电荷藕合元件相比具有很高的动感),对着光源510,如一个光纤束的出口或一个光电二极管,这样,根据图像传感器表面的象素(或像素),可使光源处于不同的距离,和/或根据不同立体角,可使光源处在至少从一到十的比例范围内。比如,光源位于距离图像传感器一角的0.2mm处,从而使相对一角位于光源的几毫米处。我们要对图像进行处理,以便选择利用图像传感器中动态的图像传感器像素所发出的信号,且这些信号没有受到光照太强的像素影响,从而确定染池的透明度。
我们观察到,我们可以使用一个如图6B所解释的图像传感器。该图像传感器配有着色滤波器或一个可以连续发射不同光谱范围内光线的光源。
如果使用的是一个C-MOS传感器或者其他任何型号的传感器,在这些传感器内,随着各点的照明变化,电荷在图像传感器的像素上积聚,且电荷在传感器内逐点寻址,而通常我们最好是消除距离光源较近的图像传感器像素上的电荷,而不是距离光源较远的图像传感器像素上的电荷。比如,对每一个图像传感器像素来说,电荷的消除频率与这些点的照明度相关。这样,最亮的点就不会受过量电荷的破坏,而且它们也不会对透明度的测量产生干扰。
如有必要,我们可以增加一些与图像传感器像素对应的测量点,从而改善测量值的信噪比。这些像素利用的是传感器相同的动态部分。
正如我们在图4A到图4G中所观察到的,控制机构149还包括传感器140的敏感度控制装置136,传感器140根据染池内的液体不透明度变化而变化。
在图中介绍的情况下控制机构149还包括伺服装置136,该伺服装置根据染池内的液体不透明度的变化而变化,用于染池内的液体中传感器发射的光线所通过的光程;一个染池水样厚度调节装置(这里是位移装置136),由控制机构149控制。它的透明度由透明度传感器测得,从而使水样厚度与染池的透明度成正比;厚度调节装置可以使光源和至少一个光纤互相移动;作为一种替代方案,图4G所示的控制机构149包括一个伺服装置,该装置根据染池内的液体不透明度的变化而变化,用于传感器探测时间,和/或一个伺服装置,根据染池内的液体不透明度的变化而变化,用于传感器输出信号的信噪比放大。
作为一种替代方案,根据以上介绍的不同实现方式,我们至少可以使用两个正对传感器、可以发射不同光量的光源,以及一个根据希望的透明度,或者染池或冲洗的透明度测量值,来控制上述一个光源开启的转换装置。
在图5中,我们观察到,一个至少应用了本发明某一方面的装置500,与一台染色机505相连,并注满染池510,该装置500包括一条染池环流520,它配有一台水泵522和一条管道524,用于从染池510中取液并重新流回染池510,一条清水环流536,它与染池环流520平行;一个活动分析室530,它位于由导布辊533内的电机534驱动的活塞532上,并且具有透明度传感器540。该透明度传感器带有光源542(参见图6A和6B),以及至少一条光纤544,其出口正对着与模数转换器548相连的传感器546;控制机构549包括
一个信号分析装置550,用于接收模数转换器548发出的数字信号,并提供一个分析结果,一个染池的酸度和/或盐度的伺服装置560,一个染池的温度伺服装置562,一个清水入口的伺服装置564,一个向染池添加染料的伺服装置566,一个多路转换器568,可以控制光源542发出的不同光谱的光线,并可通过信号分析装置550传送一个信息分离信号,以及一个活塞532的电机534的命令装置570。
染色机505以及染池510的组成是纺织工业的典型型号。很多染色机都配有染池环流520。水泵122和管道124的型号已知,并且由不会污染染池或不会导致分析错误的材料制成。水泵122最好具有固定流量,如有必要可对流量进行调节。
通过电机534可以使活动分析室530至少在三个位置上进行移动。在第一个位置,即高位,活动分析室530与染池环流520的流体接触,并收集到一个染池水样。在第二个位置,即中位,活动分析室530既不与染池环流520的流体接触,也不与清水环流536的流体接触,从而可以静置水样,使水样中的气泡可以在传感器546的光场以外消失,而透明度传感器就可以在每一个有意义的光谱带上进行测量。在第三个位置,即低位,活动分析室530与清水环流536的流体接触,并清洗水样。
凭借这一活塞机制,无需为染色机控制装置配备专门的管道。因此,该装置制造的复杂性、制造成本、安装成本和维护成本都会大大降低。
在分析室530中,光纤束544与光源之间的距离是固定的,其间隔最好在0.2mm到7mm.的范围内。
在多路转换器568的控制下,光源542可以连续发射不同光谱带的光线。比如光源542具有多种光电二极管,其发射的光谱总和至少可以覆盖可见光范围(参见图6A)。作为一种替代方案,光源542包括一个光电二极管,其发射的光谱随着向其施加的电的特性的变化而变化(参见图6B)。比如,向光源542施加的电压可以使其发射的光谱产生变化。
作为一种替代方案,光源542可以是白炽灯炮或卤灯。我们对其施加一个可变电压,使得发射的光谱在一个分析周期内变化。已知型号的模数转换器548将传感器546输出的信号数字化。
接收模数转换器548所输出的数字信号的信号分析装置550,使用的是图7所示的逻辑图来对透明度传感器进行标定,然后根据由模数转换器548输出的信号中所分离的信号,提供分析结果,其形式为每个所用光谱范围内的透明度值,以及这一值同预设限度值的比较。预设范围值随染池组成的变化而变化。信号分析装置550可以是一台经过编程的电脑,可以进行图7所示过程的操作。它有一个配有视屏的用户界面(未详述)及一个键盘,如有必要,还有一个定向装置,如鼠标。
根据信号分析装置提供的结果,染池的酸度和/或盐度伺服装置560,染池的温度伺服装置562,清水入水口的伺服装置564以及将染料输入染池的伺服装置566,分别控制至少一个染池化学添加剂输入阀门的运行,比如由热交换器或蒸汽管道构成的热源的运行,一个清水入口阀门,一个染池输料阀门。我们发现词语“阀门”对染料和/或其它化学添加剂的状态(液体、固体或气体)并不预先设定,比如碱也可以注入染池。
我们观察到,通过信号分析装置550,对以上描述的这些不同驱动装置进行的操作,可以由一个装置外部的程控器来进行。通常染色机上已带有程控器。这一另外的程控器经编程后用来根据信号分析装置550输出的信号,控制驱动装置。
在图6A中,我们观察到,活动分析室530在电机534驱动的活塞532中。在图6A中,光源542A包括七个光电二极管605。它们成梅花形排列,其中中央的一个二极管与其他六个二极管接触,这六个二极管组成了一个与中央二极管等距的环。光电二极管605发射的光谱总和至少可以覆盖可见光范围(参见图6A)。比如,每个二极管605的光谱宽度为50纳米左右。
由于光电二极管的轴都指向光纤544入口面的中心,所以所有二极管605显然都可以覆盖光纤544入口处围绕的同一立体角。
在图6B中,我们观察到,活动分析室530在电机534驱动的活塞532中。在图6B中,光源542B只有一个光电二极管655。它正对光纤544的入口,并由多路转换器568向其施加一个锯齿形的同步电压信号。光电二极管655连续发射的光谱总和至少可以覆盖可见光范围。
我们观察到,图7所示的是图5、6A和6B所示装置实现方式的各步骤的一次连续运行图。
在工业方法选择的阶段700,用户选择染色方法,同时提供待染材料的重量,使用的一种或多种染料的标识,以及需要注入染池的染料的数量。作为一种替代方案,如图2所解释的,并没有使用这些数据。在阶段702,我们控制活塞532的位移和位置,以确定透明度传感器540在染池环流520上的位置。
在阶段704,我们开始向染液槽注入清水。作为一种替代方案,阶段706可以取代阶段702和704。在阶段706,我们控制活塞532的位移和位置,以确定透明度传感器540在染池环流520上的位置,以及以后的阶段718。
在阶段710,清水(或“白池”)流经分析室530,且在连续的七个阶段(711到717)中,多路转换器568相继控制光源542在七个不同光谱或发射范围内发光。这些光谱最好可覆盖整个可见光谱。对于每一个发射光谱,在光源开启之后相同的时间间隔内,分析装置会存储清水流过时间段内的模数转换器所输出的值。这一时间间隔的起始与期限可以随发射光谱的变化而变化,比如可以补偿不同光谱范围内发射光能与传感器敏感度之差。
最好可以取得许多数字值,并将它们的平均数(排除有些可能远离平均值的极值)作为每一个光谱范围的测量结果进行存储。
在替代方案阶段718,我们控制活塞532的位移和位置,以确定透明度传感器540在染池环流520上的位置。
然后,在阶段720中,我们开始向染池内注入染料,如有必要,还可能在染池中添加用来促进或补充织物染色的化学添加剂。我们开始对染池加热。在阶段720的时间D内,我们进行多个取样周期,在活塞的高位,使水样静置;在活塞的中位,测量光源发射的不同光谱的透明度;在活塞的低位,将水样从透明度传感器内排出。
对于每一个周期,分析装置会存储光源所发出的每一个发射光谱的数字值。这些发射光谱由多路转换器568进行控制,并同时保证从阶段711至717,使用的时间间隔与预设时间相同。而每个时间间隔对应一个定义过的发射光谱一方面根据多路转换器568控制发射的光谱改变到该时间段开始的间隔,另一方面根据时间间隔来确定。
染料和化学成分的初始注入完成之后,在阶段725,分析装置将确定将要达到的值的曲线的参考点(图3,参考点315),以及“初打”率(我们用法语表示为“冷染”)。
曲线的参考点是根据时间变化的透明度曲线在染料和化学成分的初始注入时的一个切点。(参见图3)。
“初打”率等于参考点代表的透明度与曲线上初始注入结束时的点值之差,和清水(“白池”)透明度与参考点代表的透明度之差的比率。因此,如果初始注入结束时的透明度等于参考点代表的透明度,则“初打”率为零。
因此,我们将对染料注入开始时的透明度值进行线性内插,来确定染料注入结束时的透明度参考点,进而确定“初打”率。
如果“初打”率大于预设值,如40%,则我们将向用户提供一个报警信号,比如在一个用户界面上显示一条信息,从而使操作人员可以意识到织物不均匀染色的危险,考虑停止染色进程、排空染池和待染织物并重新在另外的基布上开始染色周期。
根据替代方案,我们可以将结果进行数学组合,从而确定一个整体结果,或者我们可以取一个最大值。
在阶段730,对于每一个光谱范围,我们分别在活塞的不同位置以及不同的测量时间间隔内,进行一个透明度测量周期。我们把测量值和预设额定曲线所给出的值之间的差值与一个预设值进行比较。如果额定值和测量值之间的差值小于预设值,那么我们就进入阶段740。否则,在阶段735,我们将控制一个染池的酸度和/或盐度的伺服装置560,一个染池的温度伺服装置562,一个染池清水入口的伺服装置564,一个向染池添加染料的伺服装置566,和/或一个向染池添加化学添加剂的伺服装置568,以便恢复染色过程的渐进,从而使透明度值接近预设额定曲线,根据已知的自动控制装置,我们回到阶段730。
作为一种替代方案,我们不使用额定曲线,而是当透明度导数趋向于零时,根据测得的透明度,进行调节。因此,我们使用一个额定程序。
在阶段740,我们要确定在一个预设时间内(比如15秒)透明度的变化值。然后,在阶段745,我们将这一变化值与一个预设值进行比较。这一预设值可以是一个参考点和清水(“白池”)标定值的函数。而且,如果变化值大于预设值,那么我们返回阶段730。否则,可以认为染色过程已经完成,我们就向用户发出一个信号,如用户界面上的一段文字,指出染色过程已完成。在阶段750,用户开始对织物进行冲洗,排空染池,并注入清水。作为一种替代方案,我们在阶段750开始自动冲洗。
在阶段755,对于每一个发射光谱范围,我们都进行了一个透明度测量周期,并把测量值和冲洗额定值之间的差值进行比较。这一差值与阶段711至717中测得的清水(“白池”)透明度,以及冲洗开始时的透明度和/或预设冲洗额定曲线有关。比如,冲洗额定值等于阶段711至717中测得的透明度。如果额定值和测量值之间的差值小于预设值,那么我们就进入阶段760。
在阶段760,我们要确定在一个预设时间内(比如15秒)透明度的变化值。然后,在阶段765,我们将这一变化值与一个预设值进行比较。这一预设值与阶段711至717中测得的清水(“白池”)透明度,以及冲洗开始时的透明度和/或预设冲洗额定曲线有关。而且,如果变化值大于预设值,那么我们就返回阶段755。否则,可以认为染色过程已经完成,我们就向用户发出一个信号,如用户界面上的一段文字,指出染色过程已完成。在阶段770,用户开始停止对织物进行冲洗。作为一种替代方案,我们在阶段770自动停止冲洗。
以上描述的阶段750至770适用于溢出冲洗。
作为一种替代方案,适用于周期性冲洗,在阶段745之后的阶段775中,我们开始首个冲洗周期排空染色机,并注满清水。
在阶段780,当染色机注满清水时,对于每一个考虑的光谱范围,我们都进行一个周期的测量。对于每一个没有排除的光谱范围(参见阶段230),我们将测得的值与一个冲洗额定值之差进行比较。这一冲洗额定值与阶段715中测得的清水(“白池”)透明度,以及冲洗开始时的透明度和/或预设冲洗额定曲线有关。比如,冲洗额定值等于阶段715中测得的透明度值。如果在预设时间结束后,额定值与测量值之差小于预设值,我们就进入阶段785。否则,我们就重复阶段775。
在阶段785,我们要确定在一个预设时间内(比如一个周期)透明度的变化值。然后,在阶段790中,我们将这一变化值与一个预设值进行比较。这一预设值与阶段715中测得的清水(“白池”)透明度,以及冲洗开始时的透明度和/或预设冲洗额定曲线有关。如果变化值大于预设值,那么我们就重复阶段775。否则,可以认为染色过程已经完成,我们就向用户发出一个信号,如用户界面上的一段文字,指出染色过程完成。在阶段795,用户开始停止对织物进行冲洗。作为一种替代方案,我们在阶段795自动停止冲洗、停止周期性注入清水且停止已染布匹或纤维的运动,并排空染色机。
作为一种替代方案,我们可以省略阶段780或790中的某一个阶段。当阶段790确定的变化值小于阶段790(省略阶段780)预设值时,认为冲洗已完成;或者当阶段780确定的变化值小于阶段780(省略阶段790)预设值时,认为冲洗已完成。
在阶段711至717及阶段730,活塞处于中间位置,或水样呈静置状态。
因此,活塞至少可以处于三个位置,这三个位置分别是对清水增压环流开放的水道,染池内与液体环流相关的水道,以及对传感器封闭的水道。
因此,在图5至7所示的实现方式中,通过使上述水样同染池分离并静置,透明度的测量将不再受染池内气泡和泡沫的干扰。因此,当该水样与染池分离时,水样的透明度传感器能够提供至少一个光谱范围内的上述水样透明度的代表信号。
事实上,一旦水样从染池分离并静置后,水样中可能存在的气泡就会逐渐与液体分离,这样,传感器就可以测得液体的实际透明度。
在取样时活塞所处的位置与水样与染池分离时活塞所处的位置之间,该装置最好装配一个防泡滤网。
如我们所见,图5至图7介绍的染池跟踪装置包括一间测量来自染池内液体透明度的测量室。测量室内有一个光源,可以连续发出不同光谱带的多束光。
一个光电传感器,可以接收由光源发出、经过测量室的光线。该传感器可以发出接收到的光量的一个代表信号,以及一个带光源的同步检波器,用于连续处理传感器的输出信号。该检波器可以提供由不同光源连续发出的不同光谱带上的结果。
由此,只需要一个传感器就对用来测定染池透明度以及染池排放或冲洗进程的不同光谱带进行处理。
上述本发明不同实现方式的任意组合构成了每一个实现方式的一种替代方案。比如,可以用一个光纤束来代替一个光纤,可以排除图1至图4所述的位移装置,或者,相反地,可以在图5至图7所示的实现方式中添加该位移装置。
权利要求
1.染色机(100)的控制装置,在时间(D)内,在该装置中注入一种染料,其特征在于它包括一个传感器(140),用来测量染池内液体透明度,它提供至少一个光谱范围内的上述染池透明度的代表信号;控制机构(149),用来确定染池透明度变化的参考点,该参考点相应于时间(D)内染料未发生任何吸收的染池透明度。
2.根据权利要求1所述的装置,其特点是控制机构(148)可以根据染池透明度的变化来确定冲洗结束的时间。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的装置,其特点是它与染色机配套使用,该染色机带有一条构成染池的液体环流(120),并且,该装置具有一个上述环流中的透明度传感器(140)的定位装置(133,134)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置,其特点是控制机构(149)可以通过注入初始时透明度变化的插值来确定上述参考点(315),该插值在染料注入染池的时间(D)内插入。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其特点是控制机构(149)可以确定清水透明度变化的补充参考点,以及当透明度传感器(140)存储在清水流经传感器前方时输出的代表信号。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置,其特点是控制机构(149)根据染池的透明度变化以及至少一个透明度参考点来控制染色的结束。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置,其特点是当透明度的导数小于一个预设值时,控制机构(149)确定染色的结束。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置,其特点是控制机构(149)还包括一个用于传感器(140)灵敏度的伺服装置(136),该伺服装置随染池内液体不透明度的变化而变化。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置,其特点是控制机构(149)还包括一个染池内液体中传感器发射的光线光程的伺服装置(136),而该伺服装置随染池内液体不透明度的变化而变化。
10.根据权利要求8至9中任一项所述的装置,其特点是它还具有一个染池水样厚度调节装置(136),由透明度传感器(140)来测量其透明度,并且控制机构(149)控制该厚度调节装置,从而使水样厚度为染池透明度的递增函数。
11.根据权利要求10所述的装置,其特点是厚度调节装置根据光源和光纤的相对位置,对光源和至少一条光纤进行移动。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置,其特点是控制机构(149)还包括一个用于传感器探测时间的伺服装置,该伺服装置随染池内液体不透明度的变化而变化。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置,其特点是控制机构(149)还包括一个伺服装置,用于传感器输出信号的信噪比放大装置,而该伺服装置随染池内液体不透明度的变化而变化。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置,其特点是控制机构(149)根据染池的透明度,使用伯特-朗伯定理来确定染料的浓度。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的装置,其特点是控制机构(149)根据染池内液体透明度的变化来控制染池的酸度和/或盐度。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的装置,其特点是控制机构(149)根据染池内液体透明度的变化来控制染池的温度。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的装置,其特点是控制机构(149)根据染池内液体透明度的变化来控制注入染料的流量。
18.一台染色机(100)的控制方法,在时间(D)内,在该染色机内注入一种染料,其特征在于它包括一个对染池内的液体透明度进行探测的探测阶段(220),在该阶段内,提供染池中至少一种颜色的透明度的代表信号;一个染池透明度变化参考点的确定阶段(225),该参考点相应于时间(D)内染料没有发生任何吸收的染池透明度。
全文摘要
本发明涉及一种控制染色机(100)的装置,在时间(D)内,在该装置内注入一种染料,该装置包括一个用来测量染池内液体透明度的传感器(140),它提供至少一个光谱范围内的染池透明度的代表信号;以及一个用来确定染池透明度变化的参考点的控制机构(148),该参考点相应于时间(D)内染料未发生任何吸收的染池透明度。最好通过注入初始时透明度变化的插值来确定上述参考点,而该插值的插入在染料注入染池的时间(D)内进行。
文档编号G01N21/85GK1890420SQ200480036097
公开日2007年1月3日 申请日期2004年10月21日 优先权日2003年10月21日
发明者乔治·科尼埃若尔 申请人:乔治·科尼埃若尔
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