[发明专利]探测在纺织材料中的杂质

说明书

发明领域

发明涉及一种用于探测在纺织材料中杂质的设备和方法，具体地说，该设备和方法用于探测在例如纱线的束状纺织材料中污染物是否存在，这种设备和方法如在相应的独立权利要求中前序描述的那样。

发明背景

US6,175,408描述了一种发射白光并测量从在红色、绿色和蓝色频带范围中移动纱线反射光强度的测量设备。对于三个可能强度信号对中每一个，都形成一个差信号。当差信号中至少一个超过给定阈值时，则认为探测到污染物。发明的关键在于使用在较宽频谱产生白光的频率变换器，不使用窄带的单一的LED颜色。

EP 0 399 945 B1同样示出了一种具有多色光源的设备，其中在接收到的两个颜色强度之间的差异用来探测污染物。在可替代实施例中，光以两个波长发射，并通过宽带探测器探测，如在下面参考文件中描述的那样。

WO03/008950示出了以两个不同波长发射光并具有单一的光线接收器的装置。由于材料不同，反射对于波长的依赖性是不同的，总的反射光取决于污染物是否存在以及存在的种类。在此方式中，应该能在不同污染物之间区别。

US5,915,279示出了对于探测目标(概括地说)探测参数的测量装备。使用了以至少两个不同波长发射光的多色光源以及对于不同颜色带的多个探测器。描述了用于多个参数统计分析的方法，这些参数例如为以不同波长探测的光强度以及包括强度的时间历史以确定偏差。然而，最后的算法是复杂的，并且太概括而不能立即应用。

EP 0 652 432 A1公开了对于两个波长的传感器的使用，其中光学装置确保通过传感器接收的光来自纱线的相同位置。接收的光处于红外线或者近红外线光谱。根据对应于接收强度的探测器信号，形成对应于商数(即对数差)的信号，以消除纱线直径、结构等等的影响。

发明内容

发明的目的是建立用于探测在最初提到类型纺织材料中的杂质的设备和方法，该设备和方法非常简单，便于实施，同时提高了探测质量。

这些目的通过根据对应的独立权利要求的用于探测在纺织材料中杂质的设备和方法来实现。

一种用于探测在纺织材料中杂质的设备，特别是例如纱线的束状材料，该设备包括用于发射可见光(VIS)的第一光源、用于在红外(IR)光谱辐射的第二光源、对从纺织材料反射的可见光敏感并用于产生对应的第一探测器信号的第一探测器以及对在从纺织材料反射的红外光谱中的辐射敏感并用于产生对应的第二探测器信号的第二探测器，第一、第二光源和探测器布置成照射和观察纺织材料相同区段，而信号处理区段用于确定两个探测器信号的加权差值，并当所述差值超过阈值时输出指示污染物存在的信号。“加权差值”是指在差值确定前至少一个探测器信号乘以基本上恒定的系数。

第二光源在近可见光谱区发射光，即或者作为迄今存在的红外线(IR)光源，也可以作为紫外线(UV)光源。

发明可应用于例如纱线或者粗纱或者碎片的细长、束状纺织材料，也可以应用到经过探测设备传送或者吹送的棉花团。通常，污染物和纺织材料在可见光和红外光谱反射光。然而，在两个光谱中反射光的比例在纱线和污染物之间变化。例如，以黑色纱线作为污染物，VIS探测器将在可见光谱有很少反射光，而红外探测器将仍然把反射光观察成大致与对于正常纱线中情况相同。在纱线直径、毛状、位置等等的变化相应地影响两个光谱。

在可见光(VIS)和红外线(IR)光谱中纱线的反射被记录来自正常的流动纱线。通过长期平均过程，两个记录信号可合并，形成用于正常流动纱线的比值或者光谱比值。在发明的优选实施例中，用于正常流动纱线的这个光谱比值的长期平均值被标称化成一致。以类似方式，在被测试纱线的纱线直径和毛状上的变化影响反射的可见光(VIS)和红外线(IR)光谱两者。与参照纱线即无杂质纱线材料相比，典型的污染物明显地改变在可见光(VIS)和红外线(IR)光谱中的反射特性。

在发明的另一个优选实施例中，对于正常流动纱线，由于在两段辐射中光强、传感器效率和反射率的差异，两个被探测信号相对彼此加权，从而它们的加权差值变成零。加权系数可根据第一和第二探测器信号的长期平均值修改。在发明的优选实施例中，加权差Dw例如通过把它除以IR探测器信号而相对于第二探测器信号被标称化。

在发明的又一个优选实施例中，第一和第二探测器被布置成观察即测量来自相对于纱线的第一角度的辐射，而该设备包括用于观察来自相对于纱线的第二角度的另外VIS和IR探测器。当投射到垂直于流动纱线的平面上时，第一和第二角度呈现它们的最大值。第一和第二探测器构成第一探测器组，而另外的探测器构成第二探测器组。另外的探测器分别与第一和第二探测器一样对相同的波长敏感。