专利名称：纺织原料试验材料中杂质的检测方法和检测设备的制作方法
纱线、粗纱或纱条之类的试验材料中杂质的检测有这样的一种方法，即用光照射试验材料，测定从试验材料反射回来的光，从反射光的变化判断有无杂质存在。
在从欧洲专利EP-A-0，197，763知道的这种方法中，试验材料用导轨等之类组成的背景围起来，将光照射到背景上。背景与试验材料调整得使从试验材料反射的总光量和来自背景的总光量与试验材料的体积和密度无并，也与试验材料中纤维的分布无关。这样做是想通过反射光的变化而不是通过试验材料的体积密度或纤维分布的变化来显示有无杂质存在。
这种方法每当更换试验材料的品种时，为使背景适应试验材料，需要较为复杂的调整工作，此外，这种方法还对背景的污染和老化情况特别敏感。再者，这两种现象不仅在有关的纺织厂中是不可避免的，在同样的环境中也是经常发生的。
现在本发明就是要提供一种无须对背景和试验材料进行特别调整、因而无须进行上述复杂的调节工作的方法。
为达到上述目的，按照本发明是在检测比试验材料颜色更深的杂质时，将试验材料的影像投射到在亮的背景前面的一个传感器上，和在检测比试验材料颜色更浅的杂质时投射到暗的背景前面的传感器上，再将所述传感器的信号与可调节的极限值相比较，而在第一种情况下如果没能达到极限值，在第二种情况下如果超过极限值，两者都理解为有杂质存在。
因此本发明的方法是基于杂质的颜色大部分不是比试验材料浅，就是比试验材料深，因而可以较简单地在形成对比的背景前面检测出杂质来。
此外本发明还涉及实现所述方法的一种检测设备，该设备具有照射试验材料的装置和一个光敏传感器。
本发明的设备具有这样的特点，即传感器采用行传感器，且可以选用照亮或不照亮的背景。
行传感器的好处是，像场可分解成多个像素，因而任何只有试验材料直径的一小部分那么大小的杂质在一个或多个像素中能清晰地显示出来，从而容易检测出来。相比之下，只有单个元件组成的传感器，在这种情况下只能形成极低的对比度，大大限制了其灵敏度。与具有图像处理的系统相比，信号的鉴定只限于简单的阈值检测，因而最大限度地减少了硬件和软件的费用。
本发明设备最佳实施例的特点在于，背景采用磨砂玻璃屏，且配备了一个光源，供有选择地照射磨砂玻璃屏之用。
下面通过实施例和附图更详细地说明本发明的内容。附图中
图1是本发明设备的示意图;
图2是图1设备的电路方框图;
图3和图4是用以说明设备功能的示意图。
图1所示用以检测长条纺织原料试验材料特别是纱线中的杂质的设备主要包括照射机构1、物镜2和行传感器3，待检测的纱线F垂直于投影面配置在照射机构1中，纱线F的影像则由物镜2投射到行传感器3上。
如图中所示，照射机构1包括磨砂玻璃屏4，安置在设备的光轴线A上，形成纱线F成像的背景;直射照射装置5，用以从斜前方照射纱线F;后射照射装置6，用以从斜后方照射纱线F;和透射照射装置7，用以从后面照射磨砂玻璃屏4。纱线F用直射光和后射光照射可以使它显得尽可能均匀，特别是后射光，将纱线F原本显得昏暗的边缘区照亮。
透射照射装置7的作用是将磨砂玻璃屏4照射得尽可能均匀，从而使行传感器3的所有光电二极管的信号在没有纱线F时大致相同。在透射照射装置7照射磨砂玻璃屏4的情况下，纱线F从亮的背景前面通过，于是行传感器3就可检测出颜色比纱线深的杂质。检测颜色比纱线F浅的杂质时，关掉透射照射装置7。检测浅色和深色的杂质时，交替不照射和照射纱线F的背景，就是说交替开关透射照射装置7。在此情况下，脉冲重复频率要与纱线通过的速度相适应，使得在各情况下检测出的纱线条彼此重合。
采用行传感器3使我们可以只鉴定观测中纱线F的核心发出的信号分量，从而消除了观测中纱线的直径对传感器信号的影响。举例说，行传感器有128个像素，因而像场划分成128个单元。任何大小只有纱线线径一小部分的杂质在一个或多个像素中都产生一个大的对比度，因而可以可靠地检测出来。
照射元件采用发光二极管，例如发绿色或红色之类特殊色光的发光二极管，或者如果二极管光的亮度不足适应所要求的纱线速度，则采用激光、闪光灯或白炽灯。此外还可以采用带特殊照明光学装置的发光二极管多芯片装置以脉冲的方式工作。
根据图2，图1所示设备的电路有一个信号处理级8，主要存储着两个可调节的阈值，一个是浅色杂质的阈值，另一个是深色杂质的阈值。在超过浅色杂质阈值和达不到深色杂质阈值时，处理级8在各情况下就通过线路9发生杂质信号，由该信号引发相应的装置，例如清理器。两个阈值可借助于与处理级8相连接的调节级10加以调节。透射照射装置7的交替开关过程由控制级11控制。控制级11也与处理级8相连接，且在透射照射装置7每次在处理级8中处于照射状态时，在各情况下触发有关的阈值开关。在处理级8的另一个输入端设有放大器12的输出端，放大器12放大行传感器3的信号。行传感器3的工作在时间上的次序由时钟脉冲发生器13控制。
图3和图4示出了用图1和2所示的设备或电路检测杂质的一些实例，实际上这是通过显示出行传感器3在检测由白纱线和黑纱线组成的双股线时提供的信号进行的。图中，x轴线上绘制的是横切双股线的方向，y轴线上绘制的是信号的幅值。行传感器3上对应于双股线线径的范围用符号D表示。
图3示出了透射照射装置7关掉、即背景不亮的情况下的传感器信号。黑线在双股线线径的下半部实际上不产生任何信号，而白线在双股线线径的上半部则提供明显的杂质信号。图中，AP表示直射光的能级，TS表示超限的触发阈值。
图4示出了透射照射装置7接通、即背景照亮时的传感器信号。这里黑线提供杂质信号，从图中可以看到急剧下凹的部分。能级DP处在对应于双股线线径的范围D之外的信号分量是由透射照射装置7引起的，在所示实例的情况下能级DP比直射和后射照射的能级两者加在一起(能级AP′)强。因此照射比应选取得使白线发出的信号比没有纱线通过时的小。TS′表示低于目标值的触发阈值。
在设备没有纱线的“空置”状态时，在透射照射装置7接通的情况下，可用模拟或数字形式存储二极管排各元件的强度值。工作时，将试验材料F的测定值逐个元件地与存储值联系起来，然后逐个元件地减去差值。这种操作方法的好处在于补偿了背景照射状态的不均匀性，而且避免了二极管排个别光灵敏度欠佳的元件引起的误差。
此外还可以补偿测量现场逐步形成的、加剧的不均匀性的污染情况。在透射光中，在无纱线状态下可以从光强和/或亮度分布图求出设备各曝光部分的污染值，然后发出相应的警报。
直射和/或后射照射装置5和6最好在使用之前分别校准好，方法是在输入尽量酷似纱线的试验样品时逐个元件地存储光强最大值。差值补偿完全按刚介绍的透射照射装置7的方式进行。
参照图1和图2介绍的纱线杂质检测设备系设计成袖珍式测量头，且最好与电子纱线清理器(见欧洲专利EP-B-0，197，763)配合使用，电子纱线清理器的切割器除由清理器的测量头外还由杂质测量头控制。
测量头可以设计成多功能式的，就是说，例如，用单件光扫描器件就可以进行纱线清理、发毛程度测定和杂质纤维的检测工作。瑞士专利CH-A-643，060中介绍了一种适合这种用途带有行传感器的测量头。这种测量头的行传感器的各光电元件经过扫描就得出受测定的纱线在不同的时间分解得出的线径或横截面图像，呈脉冲序列的形式，供进一步进行测定值的数字处理。同样，用欧洲专利EP-A-0，401，600中所述的那种电容/光学联合测定元件通过电容测定出纱线的毛病以达到清理纱线的目的，用光学的方法测定纱线的发毛程度和表示有杂质存在的反射情况。
此外还可以将光ASIC与作为联锁的电子控制装置或与电子鉴定装置联合起来使用。这里甚至还可以将各二极管排信号并行处理，其中各元件有各自的放大器和各自的差值补偿，包括各差值的模拟存储器。在此情况下，杂质纤维的阈值是就为所有的元件而共同设定的。
权利要求
1.一种用以检测纱线、粗线或纱条之类的纺织原料试验材料中杂质的检测方法，即用光照试验材料，测定从试验材料反射回来的光，从反射光的变化判断有关杂质存在，其特征在于，在检测比试验材料颜色更深的杂质时将试验材料(F)的影像投射到在亮的背景(4)前面的一个传感器(3)上，和在检测比试验材料颜色更浅的杂质投射到在暗的背景(4)前面的传感器(3)上，再将所述传感器的信号与可调节的极限值相比较，而在第一种情况下如果没能达到极限值，在第二种情况下如果超过极限值，两者都理解为有杂质存在。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测深色和浅色杂质时，交替照射和不照射背景(4)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对相应极限值的切换过程是同步于背景(4)的照射变化情况进行的。
4.实施权利要求1所述方法的一种设备，具有测试材料照射装置和光敏传感器，其特征在于，传感器采用行传感器(3)，且配备了可选择地加以照射或不照射的背景(4)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，背景由磨砂玻璃屏(4)构成，且配备了一个光源(7)，供有选择地照射磨砂玻璃屏之用。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述光源(7)设在磨砂玻璃屏(4)的侧面，背离行传感器(3)。
7.根据4至6任一权利要求所述的设备，其特征在于，测试材料(F)照射装置包括直射照射装置(5)和后射照射装置(6)。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，测试材料(F)照射装置采用发光二极管、激光二极管、闪光灯或白炽灯。
9.根据权利要求5或6所述的设备，其特征在于，行传感器(3)的输出信号经放大器(12)传送到处理级(8)，处理级(8)中存储着两个可调节的极限值，一个是浅色杂质的极限值，一个是深色杂质的极限值，在处理级中将所述输出信号与相应的极限值加以比较，各极限值之间的切换是与照射磨砂玻璃屏(4)用的光源(7)的切换同步进行的。
全文摘要
用光照射线试验材料(F)，测定从试验材料反射回来的光，从反射光的变化判断有关杂质存在。检测颜色比试验材料(F)深的杂质时，将试验材料的影像投射到在亮的背景前面的传感器(3)上。检测浅色的杂质时，将试验材料的影像投射到在暗的背景前面的传感器(3)上。将本发明与电子纱线清理器配合使用以达到检测纱线中杂质纤维的目的。
文档编号G01N21/89GK1107972SQ9410914
公开日1995年9月6日 申请日期1994年9月8日 优先权日1993年9月9日
发明者K·埃普里 申请人:泽韦格路瓦有限公司