专利名称：用于在接受染色的包装织物材料上进行光学读取的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在接受染色的包装织物材料上进行光学读取的设备和方法。
背景技术：
更特别地，本发明的设备和方法能够控制存在于染色浴中的单种着色剂或染色剂的消耗(也就是说，吸收)。基于透射分光光度测定法的光学系统和方法在本领域公知。存在于浴溶液(也就是染色浴)中的单种着色剂的浓度将由所述系统通过使具有已知性质的光束射过它来进行测量。一部分光被存在于流体内的物质吸收，而剩余部分发送至分光光度计，该分光光度计检测它的量和性质。这些构成用于根据公知的比尔-朗伯定律来确定存在于浴溶液中的单种着色剂的残余量的信息。还已知以下情况，无论使用哪种特定算法式来处理上述信息，实际上考虑到在织物工业中使用的各种着色剂的大量化学和染色类型，精确确定存在于染色浴中单种着色剂仍然是未解决的问题。当使用用于在线透射读取的已知光学系统时，实际上很难以足够精度来确定存在于染色浴中的单种着色剂浓度，特别是涉及非常小的浓度以及涉及超过给定值的浓度的确定时。实际上，已知光学系统已经证明不能有效控制包含着色剂(该着色剂的浓度值在给定范围之外)的浴溶液。换句话说，当涉及的浓度是并不处于给定范围内的值时(也就是说当浴溶液太稀或太浓时)，目前市场上可获得的光学控制系统基本不能实际使用。使用已知光学系统引起的还一缺陷是通过在包含不同种类着色剂(也就是不同化学类别)的浴溶液上进行的读取而获得的结果明显不精确，且基本不能辨别相同类型的两种不同颜色(在同一浴溶液中存在的两种红色、两种黄色或两种蓝色)。其它不便由于状态改变而引起，也就是当溶液的pH值、盐度或温度变化时单种着色剂的颜色改变，就象染色循环中通常发生的那样实际上，在这种情况下，透射光学控制不能确保正确和均勻的读取，因为有可能发生颜色变化以及浴溶液可能变得迟缓。而且，当通过液体的光透射发生改变时，由于一部分光通过液体内的分散颗粒而偏离，因此对悬浮液(dispersions)和乳白色浴进行控制将非常困难。这导致错误估算， 即，分光光度计估算可能是错误的。用于通过透射读取来进行控制的设备实例在EP325529、FR2399066、FR2307074、 FR2443524、GB2050002、JP1006164、EP319361、W02005/040482、W02003/102288、EP319361、 US3807872、W099/66117、JP5098557 和 JP61105432 中介绍。PCT/IT2007/171 (W02008/023396)和 PCT/IT2007/178 (W02008/078;345)公开了用于对织物试样上的、而不是在染色浴上的单种着色剂的消耗(也就是吸收)进行控制的设备。根据在 PCT/IT2007/171 (W02008/023396)和 PCT/IT2007/178 (W02008/078345)中所述的技术，接受染色的织物试样定位在合适的腔室中，并浸没在染色浴中并在染色浴中保持流动。在染色槽中流动的染色浴保持在布置织物试样的腔室中流动。着色剂的消耗通过在试样材料上反射光学读取和通过使它循环接近光学检测器(该光学检测器与用于处理接收的信号的相应电子装置连接)来进行控制。与在染色浴上进行读取的情况相同，在接受染色的织物试样上进行读取是间接读取。因此还感觉需要进行直接控制，也就是在接受染色的织物材料上直接光学读取， 特别是当织物材料是“包装”织物材料时，例如缠绕在卷筒上的纱线，以便通过光学读取而获得更可靠的结果。
发明内容
本发明的主要目的是消除或者至少明显减少通过在接受染色的织物材料上进行间接光学读取而引起的不便，以便使得通过光学读取而获得的结果更可靠，特别是对于包装的织物材料。根据本发明，这些结果通过采用实现具有独立权利要求中所述特征的设备和执行具有独立权利要求中所述特征的方法的想法来获得。本发明的其它特征是从属权利要求的主题。由于本发明，无论使用的着色剂的类别或种类如何，通过直接作用在位于槽或染色机器中的织物材料上，可以在染色浴中正确地执行单种颜色(红、黄、蓝)的消耗控制。 而且，能够以足够高的频率来进行重复读取，因此它们能够认为是“动态”的，也就是说连续的。而且，本发明的设备容易制造、经济和可靠，且即使在较长工作时间之后也是如此。本发明设备的结构和功能简单使得它的成本能够降低，并使得控制系统能够更广泛地用于织物材料的染色中。
通过下面的说明和附图将更好地理解本发明的这些和其它优点和特征，这些附图通过实例来提供，而不能认为是限定，附图中图1示出了本发明的染色机器的示意竖直剖视图，纱线卷筒位于该染色机器内部，在并不进行光学读取的阶段；图2示出了图1的同一染色机器在光学读取阶段的过程中；图3示出了类似于图2的视图，其中，卷筒未示出，以便更好地突出染色槽的内部；图4示出了表示回路的简化方框图，图1和2的机器插入该回路中。
具体实施例方式简化至它的基本结构并参考附图，本发明的染色机器包括槽(1)，该槽具有基部 (2)和盖(3)。染色浴在槽⑴内流动，染色浴由包括供给管(IM)和收集导管(IR)(泵⑵ 布置在它们之间)的回路来供给。所述供给管(IM)在中心穿过槽的基部O)，超过所述基部凸出，并通入槽的内部。布置在槽内部的所述供给管段构成该供给管的端部部分。所述回路的收集导管(IR)在离基部的中心轴线预定距离处从槽(1)的基部(2)伸出。这样，染色浴连续流动，并在中心通过供给管(IM)而供给到槽(1)中，并通过收集导管(IR)来侧向收集，如箭头“M”和“R”所示。流量计(IF)和温度计(IT)插入在供给管上。其它传感器 (即用于检测染色浴PH值)可以根据自身为已知因此并不更详细说明的形式而插入所述供给回路或槽(1)中。弹簧(4)安装在基部⑵的内侧，并与在槽⑴内的供给管(IM)的出口同轴且在该出口外侧，且管形支承件( 支承在弹簧(4)上，该管形支承件(5)的功能在后面介绍。 所述支承件( 也与通入槽(1)内部的供给管(IM)的端部部分同轴并在该端部部分外侧， 且支承件具有环形凸起(50)，该环形凸起(50)使得它稳定地定位在弹簧的上基部上。 弹簧的下基部位于基部( 的内侧并在上述位置处。因此，所述支承件( 是弹性支承件， 它通常离槽(1)的基部(2) —定距离。不过，支承件(5)能够通过在它上面施加足以克服弹簧阻力的推力而对着基部(2)运动。如附图中所示，所述支承件(5)具有由环形凸起(50)分开的上部部分(51)和下部部分(52)，上部部分(51)为截头锥形形状，下部部分(5 为柱形。在附图所示的实施例中，所述支承件(5)的下部部分(52)在弹簧(4)的内部，也就是，它位于供给管(IM)的出口和弹簧(4)之间。穿孔的轴向轴(6A)位于所述支承件(5)上，也就是在支承件(5)的上部部分(51) 上，要在槽⑴中染色的卷筒(6)环绕该轴向轴缠绕。所述轴(6A)的直径为使得它能够在外部和同心地定位在供给管(IM)的端部部分上，且支承件(5)的截头锥形上部部分(51) 在该轴(6A)的内部，这样，所述轴的下基部位于支承件(5)的环形凸起(50)上。由于支承件的上部部分(51)为截头锥形，因此方便轴(6A)的定位。竖直轴线致动器(7)布置在槽(1)的盖( 上，所述竖直轴线致动器与支承件(5) 轴向对齐，并具有杆，该杆定向成朝着槽(1)的基部O)。缓冲器(8)固定在所述杆上。在附图所示的实施例中，该缓冲器与前述支承件( 相同，但是定向成相反方向。换句话说， 缓冲器(8)具有通过环形凸起(80)而相互分开的截头锥形的上部部分(81)和柱形下部部分(82)。在它的操作位置(如图1和图2中所示)，缓冲器⑶的下部部分(81)在轴(6A) 的内部，而它的上部部分(82)朝向槽(1)的盖(3)，且轴(6A)的上基部与缓冲器(8)的环形凸起(80)接触。而且，槽(1)的基部⑵具有用于光学检测器(9)的开口。所述开口相对于供给管(IM)的端部部分侧向定位。所述光学检测器(9)具有本体(90)，该本体90优选是球形，具有竖直轴环(91)， 该轴环(91)在槽(1)的内部，且终止于水平的光学窗口(9 。而且，光学检测器(9)具有 与光源(L)连接的光纤(93)，该光纤将在本体(90)外部产生的光束穿过窗口(9 投射； 以及在径向相对位置的光学探针(92)，该光学探针的功能将在后面介绍。检测器(9)的轴环(91)的高度为在支承件(5)的下部部分与染色槽的基部( 接触时使得光学窗口(92) 与卷筒(6)的下部接触(如图2中所示)。相反，当支承件(5)升高时(如图1中所示)， 所述光学窗口在卷筒下基部的下面位置离该卷筒(6) —定距离。如附图中所示，检测器(9) 的轴环(91)和光学窗口(92)在槽⑴的内部。实际上，当致动器(7)并不被致动(如图1中所示)，从而使得支承件(5)通过弹簧(4)而向上运动时，检测器(9)的窗口离卷筒(6)的下基部一定距离，而当致动器(7)被致动(如图2中所示)，从而使得支承件( 逆着弹簧向下运动时，检测器(9)的窗口 (92)与卷筒(6)的下基部接触。因为所述本体(90)为球形，且由于存在竖直轴环(91)(该竖直轴环使得窗口(92) 与本体(90)连接)，经过光学窗口(92)的光流均勻，也就是说它分散和并不集中。如后面进一步所述，在卷筒(6)降低且它的下基部定位成与检测器(9)的窗口 (92)接触时所述光流产生。检测器(9)的光纤(94)与分光光度计连接，或者与比色计(10)连接，并当卷筒降低时(如前所述)将通过光学窗口(92)从卷筒(6)反射的光发送给它们。如图4中所示，分光光度计(10)、传感器(1F、1T)、泵(P)和致动器(7)与自身已知的可编程电子处理单元连接，该可编程电子处理单元用于控制致动器(7)和泵(P)以及用于处理由传感器(IT)和(IF)和分光光度计或比色计(10)发出的输出信号。借助于程序和根据由传感器(IT)检测的值，所述处理单元(11)控制加热单元(IH)和冷却单元(IC)， 染色浴温度通过该加热单元(IH)和冷却单元(IC)而保持在预定值。槽(1)、传感器(IF)和(IT)、单元(IH)和(IC)、泵(P)以及分光光度计或比色计 (10)为自身已知。上述设备以如下方式起作用。盖C3)取下，卷筒(6)布置在槽(1)的内部，且轴(6A)的下基部布置在弹性支承件(5)的环形凸起上，供给管(IM)的端部部分定位在轴(6A)内部。重新装上盖(3)，以便关闭槽(1)，这样，轴(6A)的上基部与缓冲器(8)的环形凸起(80)接触。这时，通过起动泵(P)来开始染色浴的供给处理，该泵⑵能够使得染色浴在供给管(IM)内部和收集导管 (IR)中流动。特别是，染色浴连续通过卷筒(6)的纤维之间，从管(IM)流过轴(6A)的孔， 因此进入槽(1)中，且随后由收集导管(IR)来收集。单元(11)循环地控制致动器(7)的操作，并确定卷筒(6)的降低。更特别是，致动器(7)通过作用在缓冲器(8)上而使得轴 (6A)朝着槽(1)的基部(2)运动。致动器(7)的运行为这样，当卷筒(6)处于它的降低位置时，它的下基部(较大基部，参考图1和图2中所示的实施例)与检测器的光学窗口(92) 接触，且支承件(5)的下部部分(5 与槽(1)的基部( 接触。当卷筒(6)处于上述位置时，分光光度计(10)控制发光装置(93)，这样，卷筒(6)的下基部将与窗口(9 相对应地被照亮。探针(94)通过光学窗口(92)而接收由卷筒(6)反射的光，并将相应光信号发送给分光光度计(10)，该分光光度计(10)处理光信号。由检测器(9)发送给分光光度计或比色计(10)的光信号的处理根据已知算法式来进行，因此将不更详细地介绍这些算法式，所述算法式能够估算单种着色剂或染色剂在纱线卷筒(6)的材料中的吸收，即它们的耗损， 即使当染色浴的PH值或温度或盐度变化时。读取(也就是由检测器(9)发送给分光光度计 (10)的信号的光谱分析)直接涉及在槽中染色的材料。换句话说，因为卷筒(6)的材料直接与检测器(9)的光学窗口接触，因此不会产生在染色浴上进行读取的装置通常出现的误差，且读取特别可靠，因为它是直接读取，而不是间接读取。在读取阶段中，卷筒(6)的材料被推动和保持在检测器(9)的窗口(9 上，以避免染色浴对光学读取的任何干扰。而且， 读取通过反射来进行，且在读取过程中，染色浴继续流动。换句话说，如上述进行的读取不会改变或阻碍在槽(1)内部进行的实际染色处理。在所述读取结束时，单元(11)操作致动器(7)，以便使得卷筒返回开始位置。如前所述，在染色处理过程中，可以以足够高的频率来进行更多重复读取，因此它们可以认为是“动态”的，也就是连续的。不用说，卷筒(6)离开和靠近光学窗口(92)的运动可以以任意其它合适方式来进行。在图1和图2所示的实施例中，卷筒(6)是锥形卷筒，其中它的较大基部朝向下。在实践中，对于形状、尺寸、元件的布置、使用材料的性质，在不脱离采用的方案思想的范围的情况下可以对结构细节以任意等效方式进行变化，因此保持在本专利的保护界限内。
权利要求
1.一种用于在纱线卷筒上进行光学读取的设备，所述纱线卷筒在染色槽或机器(1)中接受染色，设置有穿孔的轴向轴(6A)的卷筒(6)布置在该染色槽或机器(1)中，且所述轴向轴在回路的供给管(IM)的出口上，该供给管将染色浴供给到同一槽或机器(1)中，这样， 染色浴经过供给管(IM)通过轴向轴(6A)而进入染色槽或机器(1)中，并随后通过同一供给回路的收集导管(IR)被收集，该设备的特征在于它包括与电子处理装置连接的光学检测装置，所述光学检测装置包括检测器(9)，该检测器(9)具有位于染色槽或机器(1)内部的光学窗口(92)，卷筒(6)的基部循环地与所述光学窗口(9 接触，所述卷筒通过致动器 (7)而周期性地朝着光学窗口(92)运动，该致动器(7)循环地使得所述轴(6A)、卷筒(6) 的所述基部朝着染色槽或机器(1)的、布置所述光学窗口(9 的部分( 运动。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于它包括弹性的支承件(5)，所述轴(6A)的边缘支承在该支承件( 上。
3.根据权利要求1和2所述的设备，其特征在于所述弹性支承件( 具有管形形状， 与所述供给管(IM)的出口同轴并在所述供给管的出口外侧，并且具有凸起(50)，轴向轴 (6A)支承在该凸起(50)上。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述支承件( 包括由所述凸起(50)相互分开的截头锥形部分(51)和柱形部分(52)。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于致动器(7)包括缓冲器(8)，该缓冲器用于与所述轴向轴(6A)的边缘接触。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述光学检测器(9)具有本体(90)，该本体具有竖直的轴环(91)，该轴环在染色槽或机器(1)内部，并终止于所述光学窗口(92)，该光学检测器(9)设置有发光光纤(93)，且在与光学窗口(9 的位置径向相对的位置处设置有光纤探针(94)。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述光学窗口为水平。
8.一种用于在纱线卷筒上进行光学读取的方法，所述纱线卷筒在染色槽或机器(1)中接受染色，设置有穿孔的轴向轴(6A)的卷筒(6)布置在该染色槽或机器(1)中，且所述轴向轴在回路的供给管(IM)的出口上，该供给管将染色浴供给到同一槽或机器(1)中，这样， 染色浴经过供给管(IM)通过轴向轴(6A)而进入染色槽或机器(1)中，并随后通过同一供给回路的收集导管(IR)被收集，其特征在于包括由检测器(9)进行反射光学检测的步骤， 该检测器具有位于染色槽或机器(1)内部的光学窗口(92)，卷筒(6)的基部循环地与所述光学窗口(9 接触，所述卷筒通过致动器(7)而周期性地朝着光学窗口(9 运动，该致动器(7)循环地使得所述轴向轴(6A)、卷筒(6)的所述基部朝着染色槽或机器(1)的、布置所述光学窗口(92)的部分(2)运动。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述光学窗口(9 为水平，卷筒(6)的基部是它的底部或下基部。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述卷筒(9)定位成与供给管(IM)的出口同轴，染色浴通过该供给管进入染色槽或机器(1)中。
全文摘要
一种用于在纱线卷筒上进行光学读取的设备，所述纱线卷筒在染色槽或机器(1)中接受染色，设置有穿孔的轴向轴(6A)的卷筒(6)布置在该染色槽或机器(1)中，且所述轴在回路的供给管(1M)的出口上，该供给管将染色浴供给同一槽或机器(1)中，这样，染色浴经过供给管(1M)通过轴(6A)而进入染色槽或机器(1)中，并随后通过同一供给回路的收集导管(1R)来收集。该设备包括与电子处理装置连接的光学检测装置，所述光学检测装置包括检测器(9)，该检测器具有位于染色槽或机器(1)内部的光学窗口(92)，卷筒(6)的基部循环地与所述光学窗口(92)接触，所述卷筒通过致动器(7)而周期性地朝着光学窗口(92)运动，该致动器(7)循环地使得所述轴(6A)、卷筒(6)的所述基部朝着染色槽或机器(1)的、布置所述光学窗口(92)的部分(2)运动。
文档编号D06B23/26GK102292488SQ201080004911
公开日2011年12月21日 申请日期2010年3月10日 优先权日2009年3月27日
发明者M·斯卡提兹 申请人:泰克诺拉玛有限责任公司