微波空腔谐振器及配备其的纺纱制备机器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波空腔谐振器，用于监控纺纱制备机器上通过微波空腔谐振器移动的束状纤维材料；微波空腔谐振器具有内置谐振腔，借助微波空腔谐振器的至少一个耦合结构能够产生电场；微波空腔谐振器至少具有一个纤维材料流入谐振腔的入口，通过该入口，运输方向上的纤维材料能够进入谐振腔；微波空腔谐振器至少具有一个纤维材料的出口，通过该出口，纤维材料在进入谐振腔后、在运输方向能够重新从谐振腔中排出，微波空腔谐振器具有在所述运输方向上连接入口和出口、且通过谐振腔的用于纤维材料的通行通道。
[0002]此外，纺纱制备机器优选为起绒机、梳机或者并条机。
【背景技术】
[0003]在纺织行业中，对纤维属性的测试是生产高价值纺织品不可或缺的前提。例如测量束状纤维材料的厚度，尤其是在调节一个或多个相应纺纱制备机器给定纤维束的不均匀性时是绝对必要的。同样，纺纱制备机器出口拉伸材料的质量控制也需要此类测量。除了上述质量控制，关闭机器时也需要考虑纤维材料厚度的测量值(也常称为带截面或带质量)，若超过了给定的极限值，则不能再生产高品质产品。
[0004]迄今为止，要使用机器探测传感器，用于计算受监控纤维材料的上述厚度。电容测量元件也很常见。
[0005]使用微波是测量或检查纤维材料厚度较新的方法。用耦合结构将微波发生器发出的微波与微波空腔谐振器的谐振腔连接，需要测量的纤维材料持续通过。根据纤维类型、纤维材料厚度及其湿度，在典型的微波频率下会出现谐振信号，可以在与计算机断开后计算纤维材料厚度和/或纤维湿度。这种用微波的测量方法，优点显著体现在:可以对束状、高速移动的纤维材料进行高精度、无触碰的探测。排除了因为机械测量元件惰性而产生的纤维材料机械损害以及测量精度损害。
[0006]测量原理主要基于充分利用流经通行通道的纤维材料与谐振腔中形成的高频电交变场(下文中称为电场)之间的绝缘性相互作用。微波空腔谐振器对材料的反映(也就是测量信号)根据通行通道整个电场区域的融合而得出，其在规定的运输方向上的延伸原则上符合纤维材料运输方向中谐振腔的空间延伸。
[0007]已知的微波空腔谐振器具有圆柱形谐振腔，基于电动力学的物理规律，谐振频率与谐振腔直径(通行通道的长度)之间存在比例关系。在目前使用的气缸结构形状中，用直径也能确定通行通道的最小长度。
[0008]通过融合这一段长距离，只能用相对粗略的空间分辨率获得流经纤维材料在各个地方分布的质量波动。也就是说，无法识别或者只能用大幅度降低的灵敏度识别小的故障波长，因此在机器处理过程中也没有有效地排除。
[0009]问题在于，原则上只要求一个对测量技术评估最优的谐振器的空振频率。事实表明，典型的谐振频率在2.5GHz至4GHz之间为有意义。由此再次得出通行通道的最小长度。
[0010]空振频率的提高会导致谐振腔直径的减小、通行通道的缩短，以及直接到更佳的空间分辨率。但是，出于物理及技术原因，不能任意提高空振。
【发明内容】
[0011]本发明的任务在于建议使用微波空腔谐振器，从而能够使用规定的较低谐振频率，以及确保测量的空间分辨率。
[0012]通过具备权利要求1中特征的微波空腔谐振器能够实现这一任务。
[0013]按照本发明，微波空腔谐振器的出色之处在于:谐振腔的内轮廓能够如此构造，以在微波空腔谐振器与运输方向平行延伸的截面中(对比图4)具有相同电场强度的点排列成线条，这样的形状(也就是其空间构造)在通行通道中形成在运输方向延伸的最大空间延伸，但小于其在垂直方向延伸的最大空间延伸。
[0014]此外，某些或者全部上述线条都可以是闭合线，也就是说没有开始和结尾的线条，这样相应线条的形状就会展现出二维物体的轮廓(用数学术语表述，这种情况中，这些线条展现了封闭平面曲线，具有相应空间延伸的形状)。同时，某些或者全部这些线条也可以作为非闭合线(数学角度:“开放的平面曲线”)，每个都有开端和断开的结尾。这种情况中，相应的线条也可以有几何形状，并符合前文所述规定。
[0015]换句话说，谐振腔的构造为:在通行通道区域内，形成运输方向线条的空间聚集，从而使运输方向上相邻线条的距离小于其在垂直延伸方向上的对应间距。例如，所述线条为运输方向上锻造成的圆圈或者椭圆。不管何种情况，都通过相应的谐振腔内轮廓(其直接对上述线条的形状产生影响)确保通行通道区域(通常，运输垂直方向上延伸的断面构造为圆柱形、方形或者矩形)相对其他谐振腔区域出现电场强度的提高。对比上述运输方向中的圆柱形谐振腔，通行通道在其他相同的谐振频率下(最优的频率为2GHz至5GHz之间)能够显著缩短，从而相应地优化空间分辨率。
[0016]在此处给出提示，谐振腔应构造成上述线条定义的平面垂直的场强，不受限于任何波动，以便于同时监控多个相继流经通行通道的纤维束的厚度和/或湿度。
[0017]当谐振腔在与上述线条平行延伸的截面中与通行通道相邻的区域两边都相邻时，特别有优势。这些区域可以相互连接。这些区域可以是封闭空间的、相互通过通行通道分开的空腔，电场延伸到谐振腔两个区域内(例如，通行通道可以通过不导电通道壁部分限定，对上述区域进行空间分离，下文还会详细描述)。
[0018]无论如何，当这些区域通过导电壁部分分段式限定，在上述截面中其内轮廓(也就是平等于通过线条定义的平面)以圆弧形偏转时有优势。这会影响上述线条的形状，这些形状很大程度上依赖于导电壁部分的形状与结构。此外，此处还提示，上述内轮廓的形状在整个与线条形成的平面平行延伸的截面中应是相同的。
[0019]当导电壁部分的内轮廓在上述截面中至少有一段为线条延伸时就会有特别的优势。例如，导电壁部分可以为平面，谐振腔的内部表面在与运输方向垂直的方向上延伸。各个壁部分可以相互平行延伸，或者形成一个直角或者尖角。例如，微波空腔谐振器可以有两个壁部分，在两边对谐振腔进行限制，与上述线条平行延伸。同样，壁部分也可以是在两边与上述线条垂直的延伸方向上进行限制，这样这些壁部分相互平行，至少有一段与运输方向平行延伸。
[0020]此外，当上述截面的两个区域的导电壁部分的内轮廓为C型时也有优势。原则上，C型由第一个截面、第二个截面以及与上述截面相连的第三个截面组成。可以弯曲各个截面，使C型符合拉丁字母的形状。同样，上述截面也可以线条或者折弯延伸，这样内轮廓就可以在两个矩阵长边中的一个中断时仍符合矩形。当两个区域的内轮廓原则上符合矩形时特别有优势，相邻两个延伸的、部分限定通行通道的长边有中断。最后所述长边可以通过壁部分形成为片状，从外部伸入谐振腔内，将其分为两个区域，这个中断应通过不导电通道壁部分进行跨接，以便将区域与外部隔绝，避免污物进入。
[0021]若通行通道上述截面中两个区域的导电壁部分的内轮廓为镜面对称时十分有优势。由此产生通行通道镜面对称的电场，保证十分精确地监控移动的纤维材料。若在与上述线条垂直延伸的截面中，导电壁部分的内轮廓为镜面对称也是很有优势的。
[0022]若在上述截面中谐振腔两个区域的导电壁部分各自都有中断(上文已提到)也是很有优势的，中断由不导电、至少在某段对通行通道有限定的通道壁部分进行跨接。上述通道壁部分在与运输方向垂直延伸的截面上可以为圆形或椭圆形，使通行通道显示圆柱形