专利名称：纺织品测量设备的调整的制作方法
技术领域：
本发明涉及纺织品测量设备的领域。它根据第一专利权利要求的前序部分涉及一种用于检查伸长纺织品测试材料的设备的调整方法以及根据其他独立专利权利要求的前序部分涉及一种用于伸长纺织品测试材料的电容性检查的设备。本发明的优选应用领域是伸长纺织品的电容性检查，优选地为例如梳棉棉条、粗纱、纱线或织物的纺织品形成物。这种检查可以具有例如确定外部材料、识别在每单位长度的质量中的变化、和/或在测试材料中的湿度测量值之目的。本发明可以例如使用在纺纱机或绕线机上的清纱器中的生产过程(在线)中或者在纱线测试设备中的实验室测试(离线)中。
背景技术：
用于检查或测试例如梳棉棉条、粗纱、纱线或织物的伸长纺织品测试材料的各种不同类型设备是公知的。它们可以取决于它们的应用归类为两种类型:实验室测试(离线)和在生产过程中的测试(在线)。所述设备使用基于各种已知传感器原理的传感器。经常使用的传感器原理是电容性的(例如参见ΕΡ-0’ 924’ 513A1)和光学的(例如参见W0-93/13407A1)，有时候也使用摩擦电传感器(例如参见EP-1’037’047A1)。当前文件主要涉及电容性测量原理，因为它尤其适合于本发明的阐述。在电容性测量设备中，提供了具有设计为板电容器的测量电容器的测量电路。电压AC施加到测量电路，从而在测量电容器中产生交变电场。测试材料被移动通过板电容器并且承受交变电场。测试材料的绝缘属性被确定。从介电属性确定测试材料的参数，例如每单位长度的质量和/或材料成分。在文件EP-Oj 924’ 513AUW0-2006/105676A1 和 W0-2007/115416A1 中发现用于其中的输出信号的合适测量电路和分析电路的实例。为了能够实施不受例如空气温度或环境湿度的外部因素影响的精确测量，经常使用补偿方法。为此，测量电路除了包括实际测量电容器外还包括参考电容器。这可以例如通过引入第三电容器板来形成，其设置为与两个测量电容器板平行并且与它们串联电连接。在没有测试材料时，在施加AC电压情况下该设备输送输出信号O。然而，实际上，因为实际电气部件的各种缺陷，不能充分对称地构成所述设备，以便在没有测试材料时获得O信号。为了对称化必须单独地平衡每个单个设备。W0-2010/043063A1公开了一种可以被自动平衡的用于纱线检测的电容性设备，以及一种操作所述设备的方法。所述设备包括用于容纳纱线的测量电容器、电容性测量电路、和至少一个具有可由电控制信号改变的电容的部件。为了 O平衡，提供闭合控制环，它的控制器将电容性测量电路的输出信号控制为目标值O。W0-2010/043065A1也公开了一种具有用于O平衡的控制环的用于纱线检测的电容性设备。在两个上述国际申请的教导之间的主要差异在于，根据第一个，平衡部件安装在测量电路自身中，而根据第二个，平衡部件设置在测量电路外部。在纺纱机或绕线机上的清纱器实际上组合成组，组中的每个可以包括多达几打的清纱器测量头。在相同组中的所有清纱器测量头具有相同的设置。有时候可以互相比较相应于彼此的清纱器测量头的测量值以找到异常值。因此，例如，每个清纱器测量头测量纱线计数，即每单位纱线质量的长度，并且如果一个清纱器测量头的纱线计数测量值显著地与相同组的剩余清纱器测量头的测量值偏离，那么记录纱线计数错误并且输出报警信号。为了能够实施这种比较测量，清纱器测量头必须绝对地测量或者必须等同地被调整。结合考虑在使用的电子部件中的微小差异进行调整，并且仅在清纱器测量头被交付之前在工厂里进行一次。它产生存储在清纱器测量头中的调整值并且在它的整个服务寿命期间不再改变。然而，实验已经表明，在较长时间段中电子部件的特性会改变，例如由于老化或磨损过程。清纱器测量头的敏感度因此也改变。这样产生测量不准确和错误误差信息。必须很好地互相区分上述O平衡和调整的程序。简单地说，O平衡是使用来固定测量值的O点。O平衡对每个测量值具有基础重要性，因为没有O点的提前建立，测量结果是没有意义的。与其相反，如在本文件中使用的术语，调整使用来拉伸或压缩测量基准，使用之前建立的O点作为固定点。如果把来自相同的测量设备，在短或中等的时间范围内获得的测量值进行相互比较时，可以省略调整。如果准备互相比较各个测量设备的测量结果或关于时间处于互相远离的测量值，或者如果准备执行绝对测量，那么调整首先是重要的。本发明就是关注该调整。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于确定一种用于检查伸长纺织品测试材料的设备的自动调整方法。另一个目的在于提供一种用于检查伸长纺织品测试材料的、可以被自动调整的设备。这些和其他目的由如在独立专利权利要求中限定的根据本发明的调整方法及根据本发明的设备来实现。在从属专利权利要求中确定了有利实施例。本发明的电容性实施例的起点是W0-2010/043063A1。其中描述的电容性测量电路包括至少一个具有可由电控制信号改变的电容的部件。然而，与W0-2010/043063A1相反，根据本发明，该部件不使用于O平衡，而使用于调整。在调整期间，通过施加电信号，有意地解谐测量电路，并且测量电输出信号。在给定控制信号情况下，输出信号是对测量电路的敏感度或放大系数的测量，并且可以因此被用于调整。整个调整程序优选地自动运行。虽然电容性实施例是优选的，但是具有其他传感器原理，本发明可以使用这些原理来实施，例如像光学或摩擦电传感器原理。根据本发明的调整方法用于对检查伸长纺织品测试材料的设备的调整。所述设备包括由至少一个电控制信号解谐的测量电路，其具有用于测试材料的至少一个属性的传感器。所述测量电路由至少一个电控制信号解谐以便由测量电路的输出信号由解谐产生的并且不等于O的变化与平衡值关联地产生。确定由解谐导致的输出信号的变化。已解谐控制信号和输出信号的确定变化算术地互相关联。从该关联计算调整值并且存储在所述设备的存储单元中。算术关联优选地包括商计算。这是可取的，因为两个互相关联的变量在操作范围内近似地互相成比例，即它们的商是常数。输出信号的变化与解谐控制信号的商相应于放大系数，其被结合在调整值中。所述调整值例如与输出信号的确定变化和控制信号的已产生变化的比例成正比或反比。在利用多个实施例执行的首次调整情况下，确定首次调整值和所述比例，并且在所有后续调整情况下，再次确定所述比例，并且从其中计算新的调整值。所述平衡值是当平衡所述测量电路并且没有插入测试材料时所述测量电路的输出信号假设的值。用于电容性测量电路的自动平衡方法描述在W0-2010/043063A1中。所述平衡值优选地等于O。所述测试材料例如是纱线。所述调整优选地被自动执行，特别是当没有测试材料放置在所述传感器的测试区域中时。然而，在其它应用中当没有测试材料放置在所述传感器的测试区域中时执行所述调整也是有利的。还应该确保在调整期间，例如温度和环境湿度的环境条件保持稳定并且与在检查期间的具有的那些环境条件相应。所述传感器可以是电容性、光学和/或摩擦电传感器。在具有电容性传感器的特别优选实施例中，所述传感器是用于容纳测试材料的测量电容器，所述测量电路包括至少一个具有可由至少一个电控制信号改变的电容的部件，所述电容由至少一个电控制信号改变，并且确定所述测量电路的输出信号由该改变导致的变化。所述设备优选地包括两个部件，每个具有可由至少一个电控制信号改变的电容，并且在调整方法中所述电容基本上互相反对称地被改变。根据本发明的调整方法的优选应用是清纱器的调整。根据本发明用于伸长纺织品测试材料的设备包括由至少一个电控制信号解谐的测量电路，其具有用于测试材料的至少一个属性的传感器。此外所述设备包括评价单元，其配置来执行根据本发明的上述调整方法。所述传感器可以是电容性、光学和/或摩擦电传感器。在具有电容性传感器的特别优选实施例中，所述传感器是用于容纳测试材料的测量电容器，所述测量电路包括至少一个具有可由至少一个电控制信号改变的电容的部件。所述测量电路可以设计为具有至少两个桥分支的电容测量桥。第一桥分支是测量分支，其包括所述测量电容器。第二桥分支包括可由至少一个电控制信号改变的电容的部件。所述至少一个部件是来自下面组的部件:电容二极管，其他二极管，多个互相并联连接的平衡电容器，其可以利用相应电控制信号开启和关闭，尤其是MEMS电容器，沿着阻断方向操作的晶体管，金属氧化物半导体场效应晶体管，微机电电容器，它的电极间隙可以由压电元件改变的电容器。所述测量电路优选地设计为具有两个不通过桥主干互相连接的桥分支的电容测量全桥。第一桥分支包括所述测量电容器和参考电容器，并且第二桥分支包括两个部件，每个具有一个可由至少一个电控制信号改变的电容。所述评价单元可以配置为确定在所述测量电容器和参考电容器之间的连接点处在第一桥分支获取的第一模拟输出信号与在两个部件之间的连接点处在第二桥分支获取的第二模拟输出信号之间的差值。所述设备可以还包括用于施加电交替信号到所述测量电路用于在所述测量电容器中产生交变电场之目的的部件，以及用于在所述测量电容器中的测试材料的通道开口，所述交变电场可以应用到该通道开口。所述设备优选地使用来检查例如梳棉棉条、粗纱、纱线或织物的伸长纺织品测试材料，移动通过所述设备的测试材料由传感器扫描。特别有利的应用是清纱器。在这种情况下，所述测试材料是纱线，并且所述设备例如是可以使用在纺纱机或绕线机上的清纱器。根据本发明的调整用于补偿检查伸长纺织品测试材料的设备间的单个差值。它将例如在一个绕线机上的多个清纱器的多个设备的测量值组合成组，可以互相比较。因此一旦识别到异常，例如纱线计数错误，提高了可靠性，并且提高了生产率。它还允许实施绝对测量。
下面在附图的基础上更详细地解释本发明的优选实施例。图1表示根据本发明的设备的电容性实施例的方框图。图2表示根据发明的方法的实施例的流程图。
具体实施例方式图1表示根据本发明的电容性测量设备I的实施例。它包括设计为测量桥的测量电路。它包括两个互相并联连接的桥分支11、12，其中每个具有至少两个互相串联连接的电容器。交变信号发生器4接收馈送电压Vdd并施加两个互相以180°相位偏移的电交变信号到电容测量桥。两个输出端子51、52分别取走在两个互相串联连接的电容器之间的电容性测量电路的模拟输出信号。输出信号被传导到模拟输出线58、59上传输到具有差分输入的评价单元6中，在那里它们被分析。评价单元6在中间线69上输出数字中间信号，其在调整单元8中转换成已调整数字输出信号并且在数字输出线89上输出。能够容纳例如梳棉棉条、粗纱、纱线或织物的能够沿着它的纵向方向运动的伸长纺织品测试材料9的测量电容器(C_s) 21设置在第一桥分支11中。与测量电容器21串联连接的电容器22可以提供作为参考电容器。参考电容器(Cref) 22允许在测试材料9上的精确补偿测量，其不受例如空气温度或环境湿度的外部因素影响。测量电容器21和参考电容器22应该尽可能相同，以便也具有尽可能相等的电容。测量电容器21或参考电容器22的分别互相朝向的、处于相同电势的两个电容器板，可以实施为单个电容器板，从而去除可能不对称的一个根源。第二桥分支12具有带可变电容的部件31、32。部件31、32可以例如实施为电容二极管(也称为电容变化二极管或可变电容二极管)。在各种情况下部件31、32由在控制线71、72上的模拟控制电压控制。在优选实施例中，两个部件31、32的控制电压是关于参考电压互相反对称的DC电压，即它们与参考电压的差值在绝对值方面相等并且具有相反的符号。控制电压由控制单元7供应，其继而由评价单元6控制。在图1的实施例的提炼中，可以多次地提供一起可以被认为是测量单元的测量电容器21和参考电容器22。其他这种测量单元然后并联连接到如图1所示的第一测量单元
21、22。它们优选地包括具有不同电容的电容器。它们可以使用来测量不同的测试材料9，例如不同厚度的纱线。测量电容器和参考电容器的差值在该文件中更多地使用于清楚的命名而不是功能的严格分配，因为在许多情况下测量电容器也可以使用作为参考电容器并且反之亦然。如果在一个测量电路中提供多个测量电容器和参考电容器，那么在测量期间其中一个电容器通常使用作为测量电容器，而剩余电容器使用作为参考电容器。将在图2的流程图的基础上解释根据本发明的调整方法，参考的结构示出在图1中。在交付给客户之前，厂家第一次调整根据本发明的设备I。优选地，在没有测试材料9放置在测量电容器21中时，实施根据本发明的调整方法。在每次调整期间也需要确保例如温度和环境湿度的稳定环境条件。优选地，在每次调整前发生由例如在W0-2010/043063A1中描述的测量设备的O平衡。从O平衡中获得作为根据本发明的方法的基础需要的平衡值。如果没有立即事先发生调整过程，也在每次新检查之前实施O平衡。如在引言中描述的，O平衡对测量设备的每次使用具有基本的重要性。初次调整101-104包括确定放大系数A (步骤101-103)和确定调整值C (步骤104)。在平衡状态中，评价单元6 (参见图1)在中间线69上输出恒常平衡信号，优选地为O信号。为了确定放大系数A，有意地解谐101电容测量桥，因为可变部件31、32的电容由来自控制单元7的电控制信号土 AU改变。通过该解谐101，在中间线69上的中间信号从例如O的原始平衡值改变到另一个值。由解谐101导致的中间信号的变化Λ S不等于0，并且被确定102。放大系数A可以通过商计算103从两个信号Λ U、Λ S计算并且存储在调整单元8中:A:= Λ S/Λ U。在工厂中的初次调整期间，多个实施例(未示出)被引入到测量电容器21并且确定104初次调整值C。在设备I的后期使用110期间使用调整值C，以便从在中间线69上的输入信号获得在输出线89上的期望大小的输出信号，例如特克斯制的纱线计数。由此在这种情况下中间信号通常被调整值C除或者乘。放大系数A和初次调整值C存储在调整单元8的存储器中。通过调整值C的确定104和存储，完成了初次调整101-104，并且设备I可以交付给客户。利用设备1，该客户将按需在例如纱线的伸长纺织品测试材料9上进行检查110。调整值C依赖于各个因素，例 如使用在测量电路中的电部件的类型，它们的老化和磨损，并且依赖于例如温度和环境湿度的外部因素。因此，对于可靠的、可重复的和可比较的绝对测量，仅在工厂交货时的单个初次调整通常是不够。当没有测试材料9放置在测量电容器21中时可以自动地触发105新的调整程序106-109。在清纱器情况下，这例如是在换管期间或在清纱器切割之后的情况。与初次调整101-104相似，首先确定新的放大系数Anew。为此，之前被调整平衡到平衡值的电容测量桥由控制信号AU解谐106。解谐106导致在中间线69上的与平衡值关联的中间信号的不等于O的变化Λ S。确定107中间信号的变化Λ S并且计算108新的放大系数Anew作为中间信号AS与控制信号AU的比例。因为调整值C与放大系数A成比例，因此可以根据下面的公式109从存储在调整单元8中的旧值C和A以及从新计算的放大系数Anew计算新的调整值Cnew:Cnew:= (Anew/A).C。因此新确定的值Anew和Cnew分别取代在调整单元8的存储器中的旧值A和C。因此完成新的调整106-109。在调整106-109之后，可以开始或继续伸长纺织品测试材料9的检查110。使用存储在调整单元8中的当前调整值(； 。当完成检查110，可以停止110设备1，或者在合适的时间点上可以触发105新的调整程序106-109。
当然，本发明不限于上述讨论的实施例。具体地，应该强调上述作为示例讨论的电容性实施例不应该限制为本发明的通用性。本发明也可以利用其它传感器来实施，例如利用光学传感器。在后一种情况中，解谐101、106可以例如由施加到光源的电信号的变化来预执行。在优选电容性实施例情况下描述的解谐可以不同地不是借助可变电容来预执行，例如借助可变电阻。在图1中对评价单元6、控制单元7、和调整单元8进行的区分相应于功能，而不是必须的物理结构。相同的功能以其他方式分配到电子部件或可以由单个部件认识。本领域的技术人员将能够推导也是本发明主题的一部分的其他变形。
参考标记列表I设备11, 12桥分支21测量电容器22参考电容器31,32具有可变电容的部件4交替信号发生器51,52输出端子58，59模拟输出线6评价单元69中间线7控制单元71，72控制线8调整单元89数字输出线9测试材料101, 106测量电路的解谐102，107确定输出信号的变化103, 108计算放大系数104初次调整105决定调整109计算新的调整值110检查测试材料111决定检查的结束
权利要求
1.一种用于检查伸长纺织品测试材料(9)的设备(I)的调整方法， 该设备(I)包括可由至少一个电控制信号(AU)解谐的测量电路，其具有用于所述测试材料(9)的至少一个属性的传感器(21)； 其中所述测量电路由至少一个电控制信号(AU)解谐以便所述测量电路的输出信号由解谐(101，106)导致的并且不等于零的变化(AS)与平衡值关联地产生； 确定(102，107)由所述解谐(101，106)导致的所述输出信号的变化(Λ S)； 算术地互相关联(103，108)所述输出信号的所述解谐控制信号(AU)和所述确定变化(Λ S)，并且从关联(103，108)的结果计算(104，109)调整值(C)并且储存在所述设备(I)的存储单元中。
2.根据权利 要求1所述的调整方法，其中所述算术关联(103，108)包括商计算。
3.根据前述权利要求任意一项所述的调整方法，其中所述调整值(C)与所述输出信号的确定变化(AS)与所述控制信号的产生变化(AU)的比例成正比或反比。
4.根据权利要求3所述的调整方法，其中在作为整个实例进行的第一调整(101-104)情况下，确定第一调整值(C)和所提及的比例(Λ S/ Λ U)，并且在所有后续调整(106-109)情况下，再次确定所提及的比例(AS/AU)并且从其中计算新的调整值(Cn )。
5.根据前述权利要求任意一项所述的调整方法，其中所述平衡值等于零。
6.根据前述权利要求任意一项所述的调整方法，其中所述测试材料(9)是纱线，并且当没有纱线放置在所述传感器(21)的测量区域中时优选地自动执行所述调整。
7.根据权利要求6所述的调整方法，其中 所述传感器是用于容纳所述测试材料(9)的测量电容器(21)，所述测量电路包括至少一个具有可由至少一个电控制信号(AU)改变的电容的部件(31，32)，所述电容由该至少一个电控制信号(Λ U)改变(106)，并且确定(107)所述测量电路的输出信号由该改变(106)导致的变化(AS)。
8.根据权利要求7所述的调整方法，其中所述设备(I)包括两个部件(31，32)，每个具有可由至少一个电控制信号(土 Δυ)改变的电容,并且所述电容基本上互相反对称地被改变(106)。
9.一种根据前述权利要求任意一项所述用于调整清纱器的调整方法的用途。
10.一种检查伸长纺织品测试材料(9)的设备(1)，包括由至少一个电控制信号(AU)解谐的测量电路，其具有用于所述测试材料(9)的至少一个属性的传感器(21)， 其特征在于，包括 评价单元(6)，其配置来执行根据前述权利要求任意一项所述的调整方法。
11.根据权利要求10所述的设备(1)，其中所述传感器(21)是电容、光学、和/或摩擦电传感器。
12.根据权利要求11所述的设备(1)， 其中所述传感器是用于容纳所述测试材料(9)的测量电容器(21)，以及 所述测量电路包括至少一个具有可由所述至少一个电控制信号(AU)改变的电容的部件(31，32)。
13.根据权利要求12所述的设备(I)，其中 所述测量电路设计为具有至少两个桥分支(11，12)的电容测量桥，其中第一桥分支(11)是测量分支，其包括所述测量电容器(21)，以及 第二桥分支(12)包括可由至少一个电控制信号(AU)改变的电容的部件(31，32)。
14.根据权利要求12或13所述的设备(I)，其中还包括 用于施加电交替信号到所述测量电路以便在所述测量电容器(21)中产生交变电场的部件(4)，以及 用于在所述测量电容器(21)中的测试材料(9)的通道开口，所述交变电场可以应用到该通道开口。
15.根据权利要求10-14所述`的设备(1)，其中所述设备(I)是清纱器。
全文摘要
本发明的调整方法用于自动调整用于检查伸长纺织品测试材料的设备(1)，例如纱线。设备(1)包括具有用于测试材料(9)的至少一个特性的传感器(21)的测量电路。测量电路具有至少一个可由至少一个电控制信号(71，72)解谐的部件(31，32)。为了调整设备，测量电路被解谐，确定由解谐导致的输出信号(69)的变化。设备在控制信号解谐和输出信号(69)确定的变化的基础上被调整。调整用于补偿单个差值并使多个设备的测量值可以互相比较。
文档编号G01N33/36GK103119438SQ201180043179
公开日2013年5月22日 申请日期2011年6月14日 优先权日2010年9月7日
发明者菲利普·谢尔 申请人:乌斯特技术股份公司