条横截面测量装置、这种装置的构件以及细纱机 【技术领域】
本发明涉及一种细纱机的或具有牵伸装置的细纱机，特别是梳理机或并条机的条横截面测量装置，用于测量至少一条纤维条的条横截面。本发明还涉及一个这种条横截面测量装置的构件。最后，本发明还涉及一个具有牵伸装置的细纱机，特别是梳理机或并条机。背景技术
对细纱机如梳理机(Karden)或并条机(Strecken)提出的要求是，在相应的机械出口端获得尽可能均匀的纺纱材料。为此，细纱机通常具有可调的牵伸装置，以便借助在牵伸装置前测量地条横截面偏差，根据所测得的偏差控制在条运行方向前后设置的牵伸件。这些牵伸件例如由多个前后设置的罗拉对构成，在其间沿所谓的钳口线(Klemmlinie)夹持纤维条。由于罗拉对在条运行方向具有不同的增加圆周速度，由一条或多条纤维条构成的纤维缠结被并条，且是均匀的。为了在一个封闭的调节循环中形成响应或控制其均匀性，必要时在过大的条数偏差情况下停机，对此在多数情况下，在牵伸装置的输出端设置第二个横截面测量装置。
虽然通过不同可能的检测方法用于检测条横截面是公知的，然而，一般采用机械检测装置，例如吕特并条机RSB-D30具有一对具有平行轴的检测盘，其中一个检测盘位置固定而另一个检测盘可位移地构成。位置固定的检测盘具有一个圆周槽，而可位移的检测盘具有圆周边环，它在圆周槽中转动，其纤维条穿过其圆周槽和转动检测盘的圆周边环之间的间隙，可位移的检测盘根据纤维条的材料偏差而偏移。检测盘的相应改变的距离通过测量位于检测盘支承的运动部分的表面相对于固定夹持的感应传感器的距离而获得，其传感器的输出信号通过控制牵伸装置罗拉对的处理单元处理。
其公知装置的缺点是：条横截面测量装置各构件的不可控膨胀改变了所述表面和传感器之间的距离，而不是条材料偏差改变检测盘的距离。由此，会同样改变传感器的电输出信号，且误认为由于条测量偏差改变了检测盘的距离。这会导致瞬时条横截面错误指示，这样可以会使织机的停止装置进行不合理的停止操作。特别是条子粗细偏差的测量值直接在织机高运转，例如在两小时之后，比实际均匀的条粗细明显不同。相应的问题还存在于基于其它测量原理的条横截面测量装置。例如微波传感器。发明内容
本发明要解决的技术问题是提高条横截面测量装置的测量精度。
可以看出，测量装置构件的主要受温度影响的膨胀可以反映测量条横截面时的所述误差。由此特别需要确定在织机启动一小时后，温度的升高情况。条子粗细偏差的测量值直接在织机高运转，例如在两小时之后，比实际均匀的条粗细明显不同。本发明解决了由此产生的问题。
本发明第一方面的优点特别在于，通过检测系统温度或检测反映条横截面测量装置构件受温度影响的膨胀的大小以及借助本发明的补偿装置补偿检测误差可以实现条横截面评估的高精确性及其随时间的变化性。为了检测受温度影响的膨胀或检测温度，它们的大小之间存在着直接关系，本发明采用与其对应构成的检测装置，例如它通过电阻测量与相应构件和/或周围的温度联系起来。同时，被测量电阻与温度成比例。可以替换的是通过感应线圈测量受温度影响的感应变化。在另一变型中例如采用公知的PT100，测量系统确定位置的温度。当然，也可以在系统的不同位置使用相同或不同类型的多个检测装置。
为了至少修正条横截面测量装置的传感器的输出信号，本发明设置一个修正单元，它是本发明补偿装置的一部分。这种修正单元可以包括模拟电路和/或处理单元，其中优选借助电存储的并可以调出的修正系数或一个或多个修正函数，至少能够评估和处理传感器的修正输出信号。
在一优选的通过模拟电路产生作用的修正单元中，其检测装置的输出端与修正电路的输入端连接，其中电路这样构成：传感器的输出信号至少根据按照经验预先测出的修正系数进行修正。通过测量在优选多个恒定检测盘距离下检测传感器的输出电压信号构成检测装置温度或电阻的函数，获得准备阶段的至少一个修正系数。在最简单的情况下，分别在不同的温度下确定两个测量点，并通过这两个电压测量点得到一条直线。通过所确定的直线的斜率并优选由各直线得出一平均直线而得到修正系数。以这样的方式获得传感器输出电压的取决于温度的值。如果只是测出针对确定检测盘距离的电压—温度—曲线，就不需要上述的平均。
此外，由多于两个测量点形成的曲线借助电路技术获得且其传感器的输出信号根据由系统热膨胀产生的误差修正。例如，可能的是，由三个或多个测量点形成的测量曲线由直线或其它函数近似(“适配”)并且由此通过计算获得修正系数。
特别是在采用处理单元时，还要准确地修正复杂的电压—温度—曲线。由于不能用直线近似上述曲线，只能采用外推法由一条或多条电压—温度—曲线得到一条或多条特性曲线或修正函数。其修正函数优选存入由处理单元读出的电存储器中，以便借助修正函数修正未修正的传感器输出信号。在一个简单的变型中，每个修正系数都可以存入到存储器中，以用于对传感器的输出信号进行修正。同样也可能的是，多个修正函数存储在一个或多个存储器中，以考虑温度和膨胀补偿时的其它参数。
在一优选变型中，本发明的条横截面测量装置由一位置固定的检测盘和可位移的检测盘构成。其可位移的检测盘根据穿过至少一条纤维条的横截面偏差而偏移，其中其偏移由位置固定的感应传感器检测。也可以采用其它非接触式传感器，例如基于光测量原理的传感器。
在一可选的实施方案中，条横截面测量装置至少包括一个可位移的接触舌件(Tastzunge)和一个位置固定的相对表面，在其间穿过至少一条纤维条，其可位移的至少抵压一条纤维条的接触舌件根据其材料偏差而偏移。
本发明第二方面的特征在于，其横截面测量装置的构件至少局部由热膨胀小的钢制成。在通常工作温度下的钢热膨胀是惯用细纱机为此目的使用的钢热膨胀的约1/5，优选为约1/10。借助本发明的技术方案，其条横截面测量装置构件的膨胀是这样被减小的，即在受温度影响时几乎不改变测量表面和感应传感器之间的所述距离。以这种方式，有效地减小由于温度的影响和由此带来的构件的膨胀引起的测量误差。
在一优选实施方案中，本发明构件的钢是Ni36钢，其钢的镍成份约为35-37％且含有少量其它金属和碳。这种钢在20℃时的膨胀值约为零。这种钢例如是通常被称为的Invar钢(Invar-Stahl)。其它相应的钢具有其它的商用名称。其Ni36钢的特点是具有可忽略不计的热膨胀且它比陶瓷相对有弹性，即它不具有脆性及由此易受抗击。特别是这种钢适合用于作为条横截面测量装置的测量盘的材料。也可由此看出，所有条横截面测量装置的适合构件可以由Ni36钢或类似的钢制成。
上述实施方案中，至少包括一个接触舌件和一个相对表面的条横截面测量装置，其同样可以使用具有热膨胀小的钢且特别优选Ni36钢或处于同样上述理由的类似的钢。
根据本发明的第二方面也可以使用微波传感器，其可以在所使用的具有牵伸装置的织机的入口端和/或出口端检测条子质量或条子粗细和/或条子湿度。这种传感器具有空腔谐振器，通过它导引纤维材料。通过改变微波的发射频率检测谐振信号并根据频率变化和半值宽度进行分析。从这些值确定其湿度和条子粗细。对于织机的生产类型，在织机中和织机上的温度相对较小，而随时间增长。特别是由于织机电极和其它运动部件及纤维条的摩擦在空腔谐振器入口和出口的热量扩散会引起温度升高，这会导致空腔谐振器壁的变形。这种谐振器几何形状的改变会引起谐振器频率的变化(在纤维条横截面不变时)并由此产生测量值误差或影响测量精度。
借助至少局部的谐振器壁由热膨胀小的钢且特别是Ni36钢制成，可以明显提高测量精度。这样选择带来的优点是，可以将温度偏差和膨胀及谐振器壁的收缩控制在一小的范围内。无论织机是刚刚起动还是长时间工作其变化不明显。
如果使用的材料只针对谐振器壁，会阻碍谐振的形成或谐振频率的测量及在传感器空腔中频率的缓冲，其内壁可以设置导电层，该层的厚度例如可以为5μm。
本发明同样包括一种具有牵伸装置的细纱机，特别是梳理机或并条机，根据本发明的第一方面和/或根据第二方面使用至少具有小膨胀钢制成的条横截面测量装置的构件进行条横截面测量装置传感器输出信号的温度补偿或修正。
下面参照附图对本发明作进一步描述。附图说明
图1示出了现有技术并条机实施方式的示意图；
图2示出了具有在牵伸装置之前和之后设置本发明补偿装置的并条机；
图3示出了具有处理单元补偿装置的条横截面测量装置；
图4示出了具有模拟修正电路补偿装置的条横截面测量装置。具体实施方式
下面根据图1描述例如细纱机并条机的基本工作原理。根据现有技术的实例，多条未加捻的并条机纤维条FB并列的被喂入。同样可能的是，只给并条机输入一条纤维条FB。并条机的输入端设置一压实纤维条FB的喇叭头12。也可以采用其它压实装置。下面还要进一步描述经作为条横截面测量装置1一部分的检测装置2、3，由多条单一纤维条FB组成的压实纤维条FB’送入一牵伸装置4，它形成了并条机的核心部分。其牵伸装置4一般包括三个牵伸件或罗拉对，在其间进行实际的牵伸。它们是输入端罗拉对5a、5b，中间罗拉对6a、6b和输出端或供给罗拉对7a、7b，它们以依次增大的圆周速度转动。通过罗拉对不同的圆周速度，其纤维条FB’根据圆周速度比被牵伸。输入端罗拉对5a、5b和中间罗拉对6a、6b形成了所谓的预牵伸区，而中间罗拉对6a、6b和供给罗拉对7a、7b形成了主牵伸区。对于不可调的并条机，在牵伸过程中，其预牵伸和主牵伸是相同的。相反，对于可调的并条机，通过改变牵伸高度进行调节。在可调的牵伸装置中，可以改变预牵伸或主牵伸，但一般选择主牵伸。其理由是，主牵伸比预牵伸要大，以便可以进行准确的调节。
通常在主牵伸区附加设置一压杆8，它使其纤维条FB’转向并由此改善纤维特别是未夹持在两罗拉对之间的纤维(所谓浮动纤维)的导向。经牵伸的纤维条FB’借助转向上罗拉9和纤维喇叭头10聚集并通过轧光罗拉对(Kalanderwalzenpaar)13、14及转动的条管16以速度VL落入条筒18，其条管16设置在以角速度ω转动的转动盘17上。
为了在可调并条机上平衡条子材料偏差，其喂入的纤维条通常穿过设置在牵伸装置4之前的检测装置2、3，在图示的实施例中它由两个检测盘2、3构成。其检测装置2、3是条横截面测量装置的部件。其检测盘2位置固定并具有圆周槽，垂直于转轴的可偏移的检测盘3的圆周环在其圆周槽中运动。在其圆周槽和圆周环之间导引纤维条FB’。由于检测盘3通过压力抵压在检测盘2上，可以通过检测盘3的偏移得到纤维条FB’横截面的大小。在公知的实施方案中，其检测盘3与一感应传感器(参照下面的图3和图4)偶接，其传感器的输出信号是电压信号的形式，它首先被输送到存储器21，而后根据其时间差再被输送到计值调节单元22，其中存储器(FIFO存储器，即先进先出存储器)会将在检测装置2、3的穿经与牵伸装置4之间的路径差和时间差计算在内。其测量信号而后被暂时存储在存储器21中，对此其计值调节单元22根据规定的时间或由纤维条FB’限定的返回路径进行调节，通过改变中间罗拉对6a、6b的圆周速度和必要时改变输入端罗拉对5a、5b的圆周速度来补偿其材料偏差(参见箭头方向)。在这种情况下，通过改变伺服驱动装置23的转速实现在主牵伸区材料偏差的补偿，其伺服驱动装置控制行星齿轮传动机构24的调节转速。以由主电机25驱动的行星齿轮传动机构24的可控输出转速驱动输入端罗拉对5a、5b和中间罗拉对6a、6b的下罗拉5a、6a。由主电机驱动的供给罗拉对7a、7b的下罗拉7a的转速为常速，保证了准确估算产量。
在图2中示出了本发明的补偿装置40，用于补偿由于温度的影响其条横截面测量装置1构件的膨胀。由于长时间的停机，在并条机工作中特别是在机械起动一段时间后产生温度差。降低初始温度的条件是，当机械达到工作温度时，其条横截面测量装置构件1在经一段时间后其膨胀很小。在相同的横截面上，对于不同的温度会在传感器20上产生不同的输出信号，这样会产生测量误差。本发明的补偿装置40会消除其测量误差。下面描述所附加的第二补偿装置41。
根据图2的实施例，其补偿装置40包括两检测装置30、30’，例如它们由温度传感器(例如PT100)构成。其温度传感器30检测到检测盘3的温度，而温度传感器30’检测到传感器20的温度。也可以有选择地设置两温度传感器30、30’中的一个。还可以在条横截面测量装置1的另一构件上设置一个或多个检测装置。其它可能为，采用检测条横截面测量装置1的周围温度的测量装置。
温度传感器30、30’的输出端分别与计值调节单元22的输入端连接。其单元22由处理单元构成或包括一处理单元。也可以采用将计值和调节单元22分离的处理单元，其输出端优选与单元22的输入端连接。
根据图2所述的实施例，其计值调节单元22处理温度传感器30、30’的测量值，其计值调节单元读出在电子存储器31中存储的修正系数或修正函数并根据温度传感器30、30’的测量值或根据传感器20的输出信号进行修正。通过简单的方式即在检测盘2、3的彼此距离不变时，检测不同温度下的传感器20的输出信号预先获得修正系数或修正函数。在检测盘距离恒定时获得的测量点优选通过一函数(例如线性函数)近似。由该函数形成其修正函数，它给出了在相应温度下和相应传感器输出信号下的用于修正实际输出信号的相应修正值。根据图2的实施例，其修正在计值调节单元22中完成。
在复杂的情况下，对于多个、彼此不同的恒定距离要进行一系列的电压—温度测量，以直接修正其测得的测量值或彼此修正相应的近似曲线。
在图3中准确示出了根据图2所述的情况，其中示出了检测盘距离和在传感器20上产生的信号之间的关系。在该实施例中，其检测盘3与绕转轴52摆动的摆轴51连接。其摆轴51支承一轴53，在其上运动地支承一杆54，在其杆54的端部具有一支承面19，它与传感器20相对设置。杆54的另一端与一活塞55连接，该活塞可以在缸腔56中来回运动。具有公知弹簧特性曲线的压力弹簧57作用到其活塞55上。其活塞55与一可控的压力产生装置59连接，该压力产生装置经连接管58这样调节缸腔56中的压力，即使得与检测罗拉3和活塞55有关的缸腔56中产生的压力变化变得缓慢，以便缸腔56中的压力可以保持在一基本恒定的值。
传感器20的输出信号这样产生，即由于一条或多条被检测纤维条引起的偏差，使得检测盘3通过摆轴51铰接在杆54上的作用改变支承面19与传感器21之间的距离。由此，改变传感器20的输出电压。其传感器20也可以换成例如光传感器。
根据图2所述，测量出检测盘上(在该情况下仅在检测盘2上)的和/或传感器20上的温度。在这里所使用的温度传感器30、30’的测量值传送到计值处理单元22(见图2的实施例)。在一简化实施方案中，只在检测盘2、3上或传感器20上或其它的构件上设置温度传感器或设置用于测量环境温度的温度传感器。
在图4中示出了替换补偿装置41，其中产生传感信号的说明参见图3。在图4所示的实施例中，替换设置一检测装置130，它与检测盘2偶接。其偶接例如可以这样构成，插入检测装置130的电感线圈中的一小金属件与检测盘2连接。检测装置130的输出信号根据检测盘2上的当时温度按照检测盘2的膨胀相应改变。检测装置130的输出信号被传递到模拟修正电路25，对此，它接收到传感器20的输出信号。其模拟修正电路25这样构成：即它根据检测装置130的输出信号修正输出信号20，从而补偿条横截面测量装置1相应构件随温度变化的膨胀。同时，在补偿时，还可以记录传感器20输出信号的大小，例如，如果对应于小条横截面的输出信号比较小，通过模拟修正电路25，例如在高温下比在低温下其输出信号20被更强烈地修正，这样，相应构件的膨胀变小。传感器20的相对受温度影响的误差在小条横截面时比在大条横截面时要大，以便在后者情况下进行较小的修正。
修正电路25的输出信号接着通过FIFO存储器21输入到计值调节单元22，并在那里以公知的方式被处理。
借助附图所描述的本发明实施方案并不仅限于各传感器和电单元的准确构成，例如，在图4示意的实施例中，输出信号的修正也可以在存储器21之后进行。
还可以在传感器输出信号受温度影响产生误差后，在设置于图2中的牵伸装置4之后的条横截面测量装置中使用本发明的补偿。这种条横截面测量装置11例如包括轧光罗拉13、14，其中根据图2所示的第一罗拉克服弹簧15的弹力偏移。通过未示出的向传感器220传递信号，其输出信号再用于条横截面的测量，以便特别确保符合规定的条数值并在穿过偏差时停机。在这里本发明还可以补偿受温度影响的误差。如图2所示，借助一温度传感器230检测传感器220上的温度并将温度传感器230和传感器220的测量信号传递到模拟修正电路226中。在其模拟修正电路226中可以借助一条或多条预先测得的电压一温度一曲线或电压—电阻—曲线根据相应受温度影响的误差对其输出信号进行修正。在此，其修正值在轧光罗拉13小偏移时比大偏移时要大，其中由于构件受温度影响产生的膨胀引起的相对误差变小。
在第二发明构思中，至少条横截面测量装置的构件由热膨胀小的钢制成。优选的钢在此为Ni36钢(例如Invar)或相应的钢，其温度膨胀系数较小，使得由于膨胀引起的误差尽可能的小并留用具有本发明所述补偿装置的条横截面测量装置。有利的是，其检测盘2、3和/或轧光罗拉13、14由热膨胀小的钢制成。替换或附加的是相应条横截面测量装置1、11的构件例如杆54、摆轴51和/或支承面91(见图3和4)由这种类型的钢制成。
在未示出的实施方案中，微波谐振器的一个或多个谐振器壁至少局部由热膨胀小的钢制成。
本发明特别用于并条机或梳理机中，但并不局限于此。