專利名稱：設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀的制作方法
技術領域：
說明書1/5頁設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀技術領域[0001]本實用新型涉及一種檢測儀，具體涉及一種設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀。
背景技術：
[0002]在紡織工業中，要求能夠可靠辨識紗線等細長紡織品中的聚丙烯等雜質。一般使用光學裝置來實現該目的。但是，光學裝置具有如下缺點其無法辨識透明雜質，即與被測物品具有相同顏色，或者隱藏在被測物品內部且從外部無法看見的雜質。[0003]通過采用電學裝置，尤其是電容裝置，可規避光學測試方法的不足。EP-0924513A1 中公開了一種用于對被測紡織品中雜質進行電容式識別的方法和設備。令被測物品移動穿過平板電容器，并受交變電場的作用。求出該被測物品的介電特性。通過所述介電特性求出兩個電氣值，然后將這兩個電氣值進行整合，得到一特征值，該特征值與被測物品的質量無關。將該特征值與先前已求得的相關材料的特征值進行比較，即可確定雜質所在的位置。[0004]EP-0924513A1中公開的關于所述設備的優選實施例中，除了使用實際測量電容器外，同時還使用參考電容器，以消除由空氣溫度或空氣濕度等外部干擾引起的多余信號。通過增加一塊與所述兩個測量電容極板相平行的第三電容極板即可形成所述參考電容器，且該三塊電容極板連接在一起形成電容電橋。這些電容極板的尺寸均為約7mmX7mm，極板間距為約2mm。[0005]根據前面的描述，可觀察到以下事實即信號噪聲隨著電極間距的增加而增大。而且，當被測物品橫向從一個電容電極移動到另一個電容電極時，輸出信號會發生變化。這種變化結果是偽像，與被測物品移動穿過測量電容器時因其橫向振動而引起的大噪聲相同。[0006]這些干擾信號主要會帶回測量電容器中的邊界效應。從公開文本US^50436、 US3523246, GB1373922或GB2102958可知，可通過在測量電容器的邊緣處使用防護電極來減少邊界效應。通過這種方法，有效測量區域將僅限于測量電容器中具有均勻電場的中間區域。防護電極與地或其他常值電壓相連，從而使實際測量局部電極(位于測量電容器中間區域)能夠免受邊界效應的干擾。盡管采用了這種測量方法，也不能徹底消除所述干擾信號。尤其，由于測量局部電極和防護電極間存在電勢差，因此這兩個電極間的固有當前寄生電容會對測量結果具有不良影響。若要減少寄生電容的影響，則必需增加測量局部電極與防護電極間的間距。然而，由于測量局部電極邊緣處的電場會因此而變得不均勻，從而使得防護電極的期望保護效果無法達到。而且，隨著電極以這種方式變大，測量端會占據更多的空間，而這是不利于實際應用的。實用新型內容[0007]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀，它可以減少信號噪聲。[0008]為解決上述技術問題，本實用新型設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀的技術解決方案為[0009]包括基座，基座的頂部設置導紗輪，基座的下部設置吸紗嘴，基座內設置有吸紗器，吸紗器與基座表面的吸紗嘴連接；基座的上部設置用于檢測實心線形物體的測量端，測量端的下方設置有一對傳送羅拉；所述用于檢測實心線形物體的測量端包括第一平板電容極板、第二平板電容極板，兩個平板電容極板彼此平行，其間距為1 3mm ；所述第二電容極板包括三個彼此電絕緣的局部電極，測量局部電極位于中央，兩個防護電極位于外部；三個局部電極之間分別通過兩個絕緣層實現電絕緣。[0010]所述兩個防護電極沿第二電容極板的前邊緣相互連接，形成C形防護電極。[0011]所述C形防護電極的兩個邊緣沿第二電容極板的后邊緣連接并閉合，形成環形。[0012]所述第二平板電容極板的另一側設有第三平板電容極板，第三平板電容極板與所述第一平板電容極板相對于第二平板電容極板對稱設置。[0013]所述兩個平板電容極板的間距為1. 5 2. 0mm。[0014]所述兩個平板電容極板的厚度為0. 8 士0. 05mm。[0015]所述兩個平板電容極板的外表面涂有鎳層。[0016]所述兩個防護電極的高度(即X方向的長度)為1 士0.05mm。[0017]所述兩個絕緣層的高度為0.5士0.05mm。[0018]所述測量局部電極的高度為4士0.05mm。[0019]本實用新型可以達到的技術效果是[0020]本實用新型通過電容裝置對梳棉條、粗紗、紗線或織物等實心、細長的紡織品進行測試，能夠探測雜質或辨識每單位長度內質量的變化。[0021]本實用新型的輸出信號與被測物品在橫向方向上的位置無關，對空間的要求也較低。
[0022][0023][0024][0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034][0035][0036]
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明圖1是本實用新型設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀的結構示意圖；圖2是本實用新型的用于檢測實心線形物體的測量端的第一實施例的透視圖圖3是測量電容器內電場線方向的側視圖；圖4至圖6是本實用新型的其他三個實施例的透視圖；圖7、圖8是本實用新型的兩個實施例的電路框圖。圖中附圖標記說明2為測量電容器， 22為第二電容極板， 24,24. 1、24. 2為防護電極， 26為通路，1為測量端， 21為第一電容極板， 23為測量局部電極， 25、25. 1,25. 2為絕緣材料，27. 1-27. 4 為電線，28為測量區域，四為交變電場，2’為根據現有技術的測量電容器， 21’、22’為根據現有技術的電容極板，[0037]28’為根據現有技術的測量區域，[0038]29’為根據現有技術的交變電場，[0039]3為參考電容器，32為電容極板，[0040]37為電線，4為交變電壓發生器，[0041]5為集電極電路，51為輸入導線，[0042]52為雙極性晶體管，53為基極，[0043]討為集電極，55為發射極，[0044]56-58為電阻，59為集電極電路的輸出導線，[0045]6為探測器電路，69為探測器電路的輸出導線，[0046]7為估值電路，79為設備的輸出導線，[0047]8為跨導倒數放大器電路，81為輸入導線，[0048]82為運算放大器，83為反饋導線，[0049]89為跨導倒數放大器電路的輸出導線，[0050]10為基座，[0051]30為傳送羅拉，40為導紗輪，[0052]50為吸紗嘴。
具體實施方式
[0053]如圖1所示，本實用新型設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀，包括基座 (10)，基座(10)的頂部設置導紗輪(40)，基座(10)的下部設置吸紗嘴(50)；基座(10)的上部設置用于檢測實心線形物體的測量端(1)，測量端的下方設置有一對傳送羅拉(30)； 基座(10)內設置有吸紗器，吸紗器與基座(10)表面的吸紗嘴連接；[0054]如圖2所示，用于檢測實心線形物體的測量端1包括測量電容器2 ；測量電容器2 是雙平板電容器，包括第一平板電容極板21和第二平板電容極板22。電容極板21、22均具有約0. 8mm的厚度，由黃銅等組成，并且為了達到更高的抗磨損強度還可以涂上鎳。這兩個電容極板21、22彼此相距約l_3mm，優選地，其相距1. 5-2. Omm厚的氣隙，從而構成實心、細長被測物品9的通路26。被測物品9可以是紗線等。所述被測物品9沿著縱向χ穿過通路沈，并因此受到在所述兩個電容極板21、22間所產生的交變電場四(比較圖3(b))的作用。[0055]測量電容器2包括至少一個防護電極24. 1,24. 2，用于減少交變電場四中邊界效應對該測量電容器2輸出信號的影響。在圖2所示實施例中，第二電容極板22被隔成三個彼此電絕緣的局部電極23、24. 1,24. 2 即一個位于中央的測量局部電極23、及兩個位于外部的局部電極Μ. 1、24. 2(其構成兩個防護電極)。絕緣材料25. 1,25. 2，可以是陶瓷或塑料等，分別位于兩個相鄰的局部電極23、24. 1和23、24. 2之間，這樣該三個局部電極23、24. 1、2就從結構上構成了一個單位的真正的電容極板22。各個部分23、24. 1,24.2,25. 1、 25. 2在χ軸方向上的長度可分別如下防護電極1J4.2皆為約1mm，絕緣材料25. 1、 25. 2皆為約0. 5mm，測量局部電極23為約4mm。因此該第二電容極板22的總長度為約7mm ； 其在ζ軸方向上的長度也大約為7mm。優選地，第一電容極板21的尺寸實質上相同。測量局部電極23與防護電極24. 1,24. 2的長度比可根據實際應用實現最優。在任何情況下，為了確保通過所述防護電極24. 1,24. 2能夠達到最佳保護效果，并能令測量端1保持較小的幾何尺寸，絕緣材料25. 1,25.2的長度應該盡可能小。[0056]第一電容極板21及第二電容極板22的三個局部電極23、24. 1,24. 2為各自的電線27. 1-27. 4所連接，這樣單電壓就可施加到這些電極上，或者由這些電極流出。電氣連接框圖將在圖7和8中作更詳細的處理。[0057]在圖3所示側視圖中，分別示出了測量電容器2’和2內的交變電場29’和四的電場線方向的瞬態示圖，其中在測量電容器2’和2的電容極板21’、22’和21、22上分別施加有電壓。圖3(a)中繪制了普通雙極板電容器2’的情況，而圖3(b)則繪制了根據本實用新型具有防護電極Μ. 1、24. 2的測量電容器2的情況。假設在防護電極1J4. 2施加有與在測量局部電極23上施加的相同的電壓，那么所形成的電場四’、四彼此間不會有太大的差別。而存在差別的是由圖3中點畫線矩形所表示的局部測量區域觀’和觀。對于用圖 3(a)所示設備進行的測量，由于包括延伸出測量電容器2’的區域，因此會受到位于測量電容器2’邊緣處的非均勻局部電場的干擾。而在用圖3(b)所示設備中，只有位于測量電容器2中央的部分均勻電場被考慮用于測量。[0058]圖4以與圖2類似的圖形顯示了本實用新型的第二實施例。該實施例是圖2所示實施例的繼續開發，其中兩個防護電極U4. 2沿著第二電容極板22前邊緣相互銜接在一起。由此形成了 C形防護電極M，其上下邊緣分別位于通路沈的輸入和輸出區域。該C 形防護電極M的中間連接部分具有各種優點第一，進一步改進了測量區域內電場的均勻性；第二，減少了測量電容器2中前邊緣的邊界效應的影響，并因此減少了輸出信號對ζ軸方向上的紗線9位置的從屬性；第三，減少了測量結果對于從前面接觸(如由操作人員)測量端1的敏感度。[0059]對于圖4所示實施例的進一步開發繪制于圖5中。此處，C形防護電極M的兩個邊緣又沿著第二電容極板22的后邊緣連接在一起，這意味著C形閉合成了矩形或者環形。 根據圖4所述的有利條件在此處可以更多的明確方式呈現出來。[0060]圖2、4和5所述實施例的替換例是確實可能的。一個替換例(未示出)是將通路 26 一體化成由陶瓷或塑料等電絕緣材料制成的部件，并將第一電容極板21及局部電極23、 24. 1,24. 2作為金屬板安裝到該部件壁內，或者將它們作為金屬層貼到該部件壁上。[0061]圖6示出了本實用新型的第四實施例。該測量端1包括已在圖2中描述過的測量電容器2，且還包括參考電容器3。而且，中間電容極板22對于電容器2、3是公共的。在本實施例中，該中間公共電容極板22就是包含防護電極24. 1,24. 2的那塊極板。這種對稱式布置是有好處的，但卻并不是絕對必須的。參考電容3用于消除由空氣溫度或空氣濕度等外部影響導致的干擾信號。當然，中間電容極板22也可按照圖4或者圖5所示的實施例設計，或者還可按其他方式設計。[0062]本實用新型的第一實施例的電路框圖如圖7所示，該設備具有測量電容器2和參考電容器3(比較圖6)。該設備包括交變電流(AC)發生器4，用于向測量電容器2及參考電容器3施加交變電流。優選地，所施加的交變電壓的頻率在IMHz和IOOMHz之間，如為 IOMHz0因而，可以說存在并聯諧振電路，其中包括兩個電容器2、3，并且可為被測物品9所解諧。優選地，在電容器2、3后面連接有阻抗變換器5，其輸入導線51與測量局部電極23 連接在一起。而該阻抗變換器5的輸出導線59則將該阻抗變換器5與探測器電路6連接在一起。探測器電路6用于對電容器2、3的輸出信號進行模擬探測。在該圖7所示的實施例中，當交變電壓信號施加到電容器2、3后，會令測量電容器2的輸出信號倍增。以這種方式解調后的輸出信號會被輸出到探測器電路6的輸出導線69中。阻抗變換器5可使高阻抗的測量電容器2適合于低阻抗的探測器電路6。[0063]該解調輸出信號沿著輸出導線69流向估值電路7。該估值電路7會從解調輸出信號估計出該檢查的實際結果，并將輸出信號發送到設備的輸出導線79上。該結果可用于測量每單位長度中質量的變化，或者用于辨識被測紗線9中的雜質。而且通過采用適當的估值方法，甚至還能確定雜質的量化位置，并且根據具體情況還可確定雜質的材料。估值電路 7可設計為模擬電路或者具有處理器的數字電路。EP0924513A1中公開了用于對被測紡織品中的實心雜質進行電容式識別和量化方法和設備，這些方法和設備也可為本實用新型所采納。EP09M513A1，尤其是其中的段落^02 -[0034]，可作為參考引入本文件中。[0064]此處，由于上文對EP09M513A1的參考，關于估值方法的詳細描述是多余的。因而對此，僅說明至少可以采用兩種測量模式。在第一種測量模式中，用兩個不同的激勵頻率來進行測量。首先分別探測各激勵頻率所對應的兩個同等類型的輸出信號(如被測電壓)，然后將這兩個輸出信號以適當方式相互整合或者關聯用于估值。在第二種測試模式中，用單一激勵頻率來進行測量，但輸出電壓和輸出電流均用作輸出信號。經過適當估值后，電壓信號和電流信號間的相位偏移可提供關于紗線9的查尋信息。兩種測量模式的結合也是可行的，例如對多個頻率進行測量，并對各自在電壓信號和電流信號間的相位偏移進行測量。[0065]在圖7所示的優選實施例中，阻抗變換器5被設計成集電極電路。在該集電極電路中，輸入導線51與晶體管52(優選為雙極性晶體管)的基極53相連。在該雙極性晶體管的集電極M上施加常值工作電壓Vcc。而該雙極性晶體管52的發射極55則與輸出導線 59相連。多個電阻56-58用于設置該阻抗變換器5的工作點。[0066]根據本實用新型采用主動防護，例如將交變電壓施加到防護電極1J4.2上， 所用施加方式應使得至少在交變電壓方面，該防護電極24. 1,24.2與測量局部電極23具有幾乎相同的電勢。根據圖7所示的實施例，這可通過將集電極電路5的輸出導線59與防護電極24. 1,24. 2電連接來實現。由于集電極電路5具有較小的輸出阻抗，因此該集電極電路5的輸出信號可以用作防護電極24. 1,24. 2的輸入信號。[0067]圖8示出了圖7所示集電極電路5的替換例，即用具有運算放大器82的跨導倒數放大器作為阻抗轉換器。該運算放大器82的非反向輸入端+通過輸入導線81與測量局部電極23電連接。而該運算放大器82的反向輸入端_，則一方面通過反饋導線83與輸出導線89相連，另一方面又與防護電極1J4.2電連接。然而，該替換例具有如下缺點運算放大器相當貴，而且至少在當今市場可獲取的運算放大器中，其要么輸入阻抗太低，要么帶寬太窄，使得激勵頻率在MHz范圍內的運算放大器不能完全勝任。[0068]還可以在測量電容器2中使用兩個以上的防護電極。通過將第二電容極板22再細分成多個測量局部電極及相應的多個防護電極，可增加測量結果的本地分辨率。也可使用一個以上包括一個或多個防護電極的電容極板。對于本實用新型，也并不是必須使用具有平板電容電極的測量電容器，也可考慮使用其他形狀的電容器。上述實施例也可相互合并在一起。
權利要求1.一種設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀，其特征在于包括基座(10)，基座 (10)的頂部設置導紗輪(40)，基座(10)的下部設置吸紗嘴(50)，基座(10)內設置有吸紗器，吸紗器與基座(10)表面的吸紗嘴連接；基座(10)的上部設置用于檢測實心線形物體的測量端(1)，測量端的下方設置有一對傳送羅拉(30)；所述用于檢測實心線形物體的測量端(1)包括第一平板電容極板(21)、第二平板電容極板(22)，兩個平板電容極板(21、2 彼此平行，其間距為1 3mm ；所述第二電容極板0 包括三個彼此電絕緣的局部電極(23、24. 1,24.幻，測量局部電極(23)位于中央，兩個防護電極(24. 1,24. 2)位于外部；三個局部電極(23,24. 1,24. 2) 之間分別通過兩個絕緣層1,25. 2)實現電絕緣。
2.根據權利要求1所述的設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀，其特征在于所述兩個防護電極1,24. 2)沿第二電容極板0 的前邊緣相互連接，形成C形防護電極 04)。
3.根據權利要求2所述的設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀，其特征在于所述C形防護電極04)的兩個邊緣沿第二電容極板22的后邊緣連接并閉合，形成環形。
4.根據權利要求1或2或3任一項所述的設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀， 其特征在于所述第二平板電容極板0 的另一側設有第三平板電容極板(32)，第三平板電容極板(3 與所述第一平板電容極板相對于第二平板電容極板0 對稱設置。
5.根據權利要求1所述的設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀，其特征在于所述兩個平板電容極板01、22)的間距為1. 5 2. Omm。
6.根據權利要求1所述的設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀，其特征在于所述兩個平板電容極板01、22)的厚度為0.8士0.05mm。
7.根據權利要求1或6所述的設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀，其特征在于 所述兩個平板電容極板的外表面涂有鎳層。
8.根據權利要求1所述的設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀，其特征在于所述兩個防護電極(24. 1,24. 2)的高度為1 士0. 05mm。
9.根據權利要求1所述的設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀，其特征在于所述兩個絕緣層(25. 1,25. 2)的高度為0. 5士0. 05mm。
10.根據權利要求1所述的設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀，其特征在于所述測量局部電極(23)的高度為4士0. 05mm。
專利摘要本實用新型公開了一種設置有檢測實心線形物體測量端的條干儀，包括基座，基座的頂部設置導紗輪，基座的下部設置吸紗嘴；基座內設置有吸紗器，吸紗器與基座表面的吸紗嘴連接；基座的上部設置用于檢測實心線形物體的測量端，測量端的下方設置有一對傳送羅拉；所述用于檢測實心線形物體的測量端包括第一平板電容極板、第二平板電容極板，兩個平板電容極板彼此平行；所述第二電容極板包括三個彼此電絕緣的局部電極，測量局部電極位于中央，兩個防護電極位于外部；三個局部電極之間分別通過兩個絕緣層實現電絕緣。本實用新型通過電容裝置對梳棉條、粗紗、紗線或織物等實心、細長的紡織品進行測試，能夠探測雜質或辨識每單位長度內質量的變化。
文檔編號G01N27/24GK202256241SQ20112036700
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月20日 優先權日2011年9月20日
發明者拉斐爾·斯托茲 申請人:烏斯特技術股份公司