用于监视纤维材料的品质的电容性作用传感器单元和用于制造针织品的装配有该电容性作用传感器单元的机器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980124762.X

申请日:

2009.06.08

公开号:

CN102076895A

公开日:

2011.05.25

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):D01H 13/22申请日:20090608|||公开

IPC分类号:

D01H13/22; D01H13/26; B65H61/00; D04B9/14; G01N27/22; G01N27/24; G01N33/36

主分类号:

D01H13/22

申请人:

SIPRA专利发展合作股份有限公司

发明人:

W·鲍尔; A·弗拉德; C·阿布特-塞特尔; E·海什; E·比什勒; M·施瓦布

地址:

德国阿尔布施塔特

优先权:

2008.07.02 DE 102008031130.8

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038

代理人:

叶勇

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内容摘要

本发明描述了用于监视纤维材料(1)的品质的电容性作用传感器单元。该传感器单元包括沿纤维材料(1)的传送方向(X)弯曲形成拱形的测量电极(2),该传感器单元的上侧为槽形,在一定距离处位于与所述上侧相对的位置的传输电极(3)和围绕所述测量电极(2)的下侧的屏蔽电极(4)。交流电压发生器(5)被连接在传输电极(3)与屏蔽电极(4)之间,而测量电极(2)被连接到分析电路(8)。

权利要求书

1: 一种用于监视沿传送方向移动的纤维材料 (1) 的品质的电容性传感器单元, 包括电 极结构, 其具有第一、 至少第二和第三电极 (2、 18 ; 3、 21 ; 4、 19) 和由所述第一和所述第二电 极限定的用于纤维材料 (1) 的通道, 其特征在于, 所述第一电极是具有上侧的测量电极 (2、 18), 所述测量电极 (2、 18) 包含 用于沿所述传送方向延伸的用于纤维材料 (1) 的滑动表面 (9), 所述第二电极是与所述测 量电极 (2、 18) 的上侧相对的位于一定距离处的传输电极 (3、 21), 并且第三电极是屏蔽电 极 (4、 19)。
2: 根据权利要求 1 所述的传感器单元, 其特征在于, 所述测量电极 (2、 18) 沿着所述传 送方向以弧形形状弯曲, 并具有凸起上侧和凹陷下侧。
3: 根据权利要求 1 或 2 所述的传感器单元, 其特征在于, 以槽形来配置所述滑动表面 (9)。
4: 根据权利要求 1 至 3 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 所述测量电极 (2、 18) 具有被屏蔽电极 (4、 19) 围绕的下侧。
5: 根据权利要求 1 至 4 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 意图作用于纤维材 料 (1) 并迫使纤维材料 (1) 均匀平坦地停靠在滑动表面 (9) 上的各按压装置 (10、 11) 与测 量电极 (2) 的进口和出口侧相关联。
6: 根据权利要求 1 至 5 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 所述槽形滑动表面 (9) 的半径略大于纤维材料 (1) 的半径。
7: 根据权利要求 1 至 6 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 测量电极 (18) 和 屏蔽电极 (19) 被嵌在绝缘体 (20) 的相对侧, 并从而被相互电绝缘。
8: 根据权利要求 7 所述的传感器单元, 其特征在于, 包括所述树脂浇铸体 (20) 的下部 分 (15b) 和可以位于下部分 (15b) 上并接纳传输电极 (21) 的上部分 (15a) 形成传感器外壳 (15), 该传感器外壳 (15) 分别在测量电极 (18) 的各进口和出口侧具有用于纤维材料 (1) 的进口和出口 (16、 17)。
9: 根据权利要求 8 所述的传感器单元, 其特征在于, 所述下部分 (15b) 和所述上部分 (15a) 被相互可拆卸地连接或枢轴连接。
10: 根据权利要求 8 或 9 所述的传感器单元, 其特征在于, 装置被容纳在传感器外壳 (15) 中, 以将由测量电极 (2、 18) 发射的测量信号转换成信号电平, 这允许经由标准电缆向 电子评估单元 (8) 进行转送。
11: 根据权利要求 1 至 10 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 沿所述传送方向 测量的滑动表面 (9) 的长度和将在纤维材料 (1) 中检测的缺陷的长度相互保持预选的比, 该比优选地达 1 ∶ 1 至 4 ∶ 1。
12: 根据权利要求 1 至 11 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 所述传输电极 (21) 与所述测量电极 (18) 的最高点的间距 c 具有与纤维材料 (1) 的直径的一倍至两倍相 对应的尺寸。
13: 根据权利要求 1 至 12 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 与滑动表面 (9) 邻接的测量电极 (2) 的边缘区域 (25) 具有不大于 5mm 的宽度。
14: 根据权利要求 1 至 13 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 所述滑动表面 (9) 的深度 a 至多等于纤维材料 (1) 的直径。 2
15: 根据权利要求 1 至 14 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 由于所述传输电 极 (3、 21) 的平行投影而获得的区域至少精确地与由于测量电极 (2、 18) 的平行投影而获得 的区域相同大小。
16: 根据权利要求 1 至 15 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 所述屏蔽电极 (4、 19) 具有至少精确地与所述测量电极 (2、 18) 一样大小的有源区。
17: 根据权利要求 1 至 16 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 所述滑动表面 (9) 和 / 或与纤维材料 (1) 接触的按压装置 (10、 11) 的表面涂敷有具有低滑动阻力的材料, 或者由具有低滑动阻力的材料制成。
18: 根据权利要求 5 至 17 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 所述按压装置 (10、 11) 和所述传感器单元被安装在公共基板上。
19: 根据权利要求 5 至 18 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 所述按压装置 (10、 11) 由被安装为可自由旋转的辊子组成。
20: 根据权利要求 5 至 19 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 所述按压装置 (10、 11) 由可旋转地安装的辊子组成, 并提供以相同或不同的圆周速度驱动所述辊子的装 置。
21: 根据权利要求 1 至 20 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 所述传输电极 (3、 21) 被电连接到地线。
22: 根据权利要求 21 所述的传感器单元, 其特征在于, 其具有用于在所述传输电极 (3、 21) 与所述屏蔽电极 (14、 19) 之间施加高频交流电压的交流电压发生器 (5)。
23: 根据权利要求 1 至 22 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 所述测量电极 (2、 18) 被连接到内部导体 (6a) 且所述屏蔽电极 (4、 19) 被连接到所述同轴电缆 (6) 的外部 导体 (6b)。
24: 根据权利要求 1 至 23 中的任一项所述的传感器单元, 其特征在于, 在所述传输电极 (21) 与所述屏蔽电极 (19) 之间提供沿所述传送方向被布置为相互挨着的两个或更多测量 电极 (18a、 18b)。
25: 一种具有至少一个缝线形成位置 (29)、 用于向所述缝线形成位置 (29) 馈送拉伸 纤维材料 (1) 的装置 (33、 34) 和用于监视纤维材料 (1) 的品质的传感器单元 (26) 的用于 制造针织品的机器, 其特征在于根据权利要求 1 至 24 中的至少一个来配置所述传感器单元 (26)。
26: 根据权利要求 25 所述的机器, 其特征在于, 所述传输电极 (3、 21) 被直接紧固到被 连接到机器地线的结构部分。

说明书


用于监视纤维材料的品质的电容性作用传感器单元和用于 制造针织品的装配有该电容性作用传感器单元的机器

    本发明涉及在权利要求 1 的前序中指定的类型的传感器单元和用于制造针织品 的装配有此类传感器单元的机器。
     在纺织工业中, 并且特别是在纺纱技术中, 一般惯例是不断地监视要处理的纤维 材料的品质。在本发明的范围内, 将术语 “纤维材料” 理解为意指基本上直线的细长纺织材 料, 特别是纤维带、 翼锭纺成的纱、 纱条、 翼锭纺成的粗纱、 长丝等, 其将经受特定的处理操 作并被出于此目的而供应给牵伸系统、 纺纱设备等。
     可以例如使用机械、 光学或电容性装置来进行监视此类纤维材料的品质。对于机 械监视而言, 使用具有辊子的传感器单元, 所述辊子具有意图接纳纤维材料的圆周凹槽, 其 与例如触杆辊 (feeler roll)(DE 28 50775 A1) 或触杆指状物 (feeler finger)(DE 199 50 901 A1) 啮合。 纤维材料的密度或质量的波动导致触杆辊或触杆指状物的位置的相应波 动并用与之相关联的位置测量设备来检测。光学传感器单元 ( 例如 DE 32 37 371A1) 具有 由发光二极管和光敏电阻器形成的光电元件, 纤维材料从光学传感器单元中通过。 最后, 电 容性传感器单元装配有测量电容器 ( 例如 EP 0 924 513 A1、 DE 199 08 236 A1), 其具有 限制纤维材料通过的通道的两个平行电容器板。 根据纤维材料的波动而改变的测量电容器 的容量在这里充当测量值。
     由于板电容器的应用一般不足够精确, 并且例如由于不可避免的信号噪声而中 断, 所以上述类型的电容性传感器单元也已变得众所周知 ( 例如 PCT WO 2006/105676 A1), 其中, 在其边缘上提供两个电容器板之一, 所述边缘具有与绝缘体连接的两个保护性电极, 时变电压被施加于该电容器板。
     所述类型的传感器单元现在还是所谓的纺纱-针织机(例如 PCTWO2004/079068A2) 及其它缝线形成机所需的, 纱条、 纤维带、 翼锭纺成的纱、 翼锭纺成的 粗砂等形式的已在牵伸系统中或用其它手段被减细的纤维材料, 而不是常见的纱线, 被直 接馈送到机器。 在这里可以有利地使用机械传感器单元, 因为其引起相对低的信号噪声, 基 本上对外界影响不敏感, 并以适当的精度检测纤维质量的波动 ( 例如, 纤维材料的横截面 中的纤维的数目 )。然而, 这里的缺点是机械传感器单元由至少两个组件组成, 即活动组件 ( 触杆辊、 触杆指状物等 ) 和电位置测量设备。由于现代针织机可以具有例如 96 个针织系 统, 并且每个针织系统需要至少一个传感器单元, 所以用于单独监视纤维材料的成本将是 不可接受的高的。
     光学传感器单元在很大程度上不适合于纺纱 - 针织机中的纤维材料的持久监视 的目的, 因为其操作起来过于不精确, 并且还对不可避免的污染敏感。
     最后, 虽然上述类型的电容性传感器单元具有其制造起来廉价的优点, 但其具有 缺点, 即其不拥有用于纤维材料的任何机械引导件 (guide), 并且其测量信号的信号强度太 低, 很少超过本底噪声 (background noise)。 因此, 只能不精确地检测纤维密度或纤维质量 的不可接受的波动。这至少适用于其在用于制造针织品的机器中的应用。由于与市场上可 获得的纤维材料的单位长度有关的纤维厚度和 / 或纤维质量 - 沿其纵向或传送方向看 - 经
     受相当频繁的波动, 所以到目前为止已必须接受由于纤维材料中的厚或薄区域而引起的不 均匀质量的针织品或采取昂贵的措施来避免纤维材料中的此类波动或从针织品去除该缺 陷。
     由此开始工作, 构成本发明的基础的技术问题是配置上述传感器单元和装配有该 传感器单元的机器, 使得其产生相对强的测量信号, 基本上对外界干扰不敏感, 并且仍可以 廉价地制造。
     由具有权利要求 1 的特征的传感器单元和具有权利要求 25 的特征的机器来解决 此问题。
     根据本发明的传感器单元提供有电极结构, 该电极结构特别适合于所谓的电容性 3 电极测量原理的应用。 测量结果已显示用此类电极结构可以获得相当高的测量信号电平, 即使存在非常低的电容变化。 此外, 由于根据本发明的测量电极的配置, 实现了纤维材料的 均匀受力引导, 使得由纤维材料引起的不可避免的信号噪声不会由于测量区域中的纤维材 料的非受控移动而增加。 结果, 能够精确地检测由纤维质量的波动、 异物夹杂等引起的纤维 材料中的厚或薄区域。
     根据从属权利要求, 本发明的其它有利特征是显而易见的。
     下面应基于示例性实施例与附图相结合地更详细地解释本发明。
     图 1 是根据本发明的传感器单元的示意性侧视图 ;
     图 2 是沿图 1 中的线 II-II 截取的传感器单元的剖视图 ;
     图 3 是根据本发明的传感器单元的实际示例性实施例的透视表示 ;
     图 4 和 5 的每个是根据与图 1 和 2 类似的图 3 的传感器单元的垂直剖面中的视 图;
     图 6 示出来自图 4 的放大细节 X ;
     图 7 示出具有根据本发明的传感器单元的圆形针织机 ; 以及
     图 8 在对应于图 5 的视图中示出传感器单元的另一示例性实施例。
     图 1 和 2 示出根据本发明的电容性传感器单元, 其用于监视在连续的过程中被例 如供应给牵伸系统 ( 未示出 ) 的以纤维带、 纱条、 翼锭纺成的纱、 粗纱等形式提供的纤维材 料 1 的品质。纤维材料 1 将被检查其均质性, 例如, 并且与此相结合地检查可能例如由于每 单位长度的不均匀纤维质量、 纤维材料 1 的横截面中的不同纤维数目或者还由纤维材料中 的异物夹杂等引起的厚或薄区域的存在。此类不规则性在下文中一般称为纤维材料中的 “缺陷” 。
     与已知传感器单元相反, 根据本发明的传感器单元根据电容性 3 电极测量原理进 行操作。出于此目的, 其包括电极结构, 该电极结构具有被配置为测量电极 2 的第一电极、 在下文中称为传输电极 3 的第二电极和在下文中称为屏蔽 ( 或遮蔽 ) 电极 4 的第三电极。 全部的三个电极由有利地导电的材料、 特别是金属制成。如在图 1 中示意性地指示的, 测量 电极 2 被布置在传输电极 3 与屏蔽电极 4 之间, 其可以被解释为电容器电极。 传输电极 3 被 连接到供应约 20kHz 的交流电压的发生器 5 的信号输出端, 例如, 其其它连接被连接到屏蔽 电极 4 并处于由电子评估单元形成的虚拟零电位。用于纤维材料 1 的通道位于测量电极 2 与传输电极 3 之间。另外, 测量电极 2 被连接到同轴电缆 6 的内部导体 6a, 其外部导体 6b 被连接到屏蔽电极 4 并因此达到与此相同的电位。内部导体 6a 被连接到放大器 7, 其输出端被连接到电子评估单元 8。 传输电极 3 另外被连接到称为机器地线的电位, 机器地线例如 对应于要检验的纤维材料 1 被馈送到的圆形针织机、 牵伸系统等的地线电位。
     用于获得被视为出于本发明的目的特别重要的更可靠的测量结果的条件是通过 传感器单元的纤维材料 1 的均匀引导。 因此, 根据本发明的规定是为测量电极 2 提供从图 1 和 2 易见的形式。如果为了简化而假设纤维材料 1 沿着假想坐标系的 X 轴的方向移动, 则 依照图 1 的电极 2、 3 和 4 沿着假想坐标系的 Y 轴的方向间隔开, 并且其 Z 轴与图 1 中的图 的平面垂直地延伸, 然后, 首先将测量电极 2 配置为使得其沿传送方向 X 具有弧形、 例如近 似半圆形的路线 (course), 并被布置为其纵轴平行于 XY 平面。此外, 测量电极 2 被布置为 使得其向外凸出的弧形部分形成与传输电极 3 相对的上侧, 并且凹面地弯曲的部分形成与 屏蔽电极 4 相对的测量电极 2 的下侧, 如从图 1 和 2 易见的。然而, 横向于弧形弯曲, 即在 根据图 2 的 YZ 平面中, 测量电极 2 具有类似于槽的路线。因此而形成的朝着传输电极 3 槽 开口形成固定滑动表面 9, 沿着该固定滑动表面 9, 纤维材料 1 滑动通过传感器单元。滑动 表面 9 优选地基本上是半圆筒形的, 其中, 其半径适宜地略大于纤维材料 1 的直径。总的来 说, 测量电极 2 因此具有朝着传输电极 3 沟槽开口的外观 ( 图 2), 其另外沿着其纵向、 即沿 着传送方向 X 以从图 1 易见的方式以弧形形状弯曲。 由于滑动表面 9 的所述形状, 保证了在图 1 中用圆形横截面示出、 但还可以具有其 它横截面的纤维材料 1 的有利横向引导。
     为了保证纤维材料沿着整个测量电极 2 均匀地停靠于滑动表面 9, 在传感器单元 的进口侧布置按压 ( 或压紧 ) 装置 10 并在传感器单元的出口侧布置按压 ( 或压紧 ) 装置 11。按压装置 10 和 11 优选地被配置为偏转元件, 其输出或输入表面处于测量电极 2 的延 伸部分中, 使得纤维材料 1 被相切地馈送给测量电极 2, 并且还再次被相切地从测量电极 2 去除, 如图 1 所示。结果, 纤维材料 1 在一侧被靠着滑动表面 9 牢固地压紧, 同时还防止纤 维材料 1 在通过传感器单元期间过度严重地偏转或弯曲。结果, 由于可靠地防止纤维材料 1 被不均匀地引导并停靠在滑动表面 9, 对测量信号的干扰还取决于纤维材料 1 离滑动表面 9 的距离。
     根据经验, 由于沿传送方向 X 测量的常见缺陷的长度仅达约 10mm 至 20mm, 所以沿 X 方向测量的测量电极 2 的弧长应大约是相同的尺寸, 但不明显更大, 并且应例如至多达 40mm。为了还发现极小的缺陷, 缺陷长度与测量电极长度的比优选地被选在 1 ∶ 1 与 1 ∶ 4 之间。此外, 沿 Y 方向测量的槽形滑动表面 9 的深度 a( 图 2) 应至多等于纤维材料 1 的直 径 b, 但是优选地至多是其尺寸的一半。 结果, 在不失去纤维材料 1 的横向引导的情况下, 获 得纤维材料 1 中的电场线的有利路线和相当强的测量信号。
     与纤维材料接触的按压装置 10、 11 的表面和 / 或滑动表面 9 可以由具有低滑动阻 力的材料制成, 或者, 例如, 在需要时, 可以涂敷减小滑动阻力的材料。按压装置 10、 11 优选 地由具有低摩擦系数的固定偏转元件组成。然而, 可替换地, 为了改善纤维材料 1 的输送, 还可以将按压装置 10、 11 配置为可自由旋转地配置的辊子, 或者可以包括从动辊并被连接 到驱动元件 ( 未示出 ) 以便将其设置在在操作期间以相同或不同的圆周速度旋转。
     传输电极 3 被配置为例如平面金属板。其尺寸应被选择为使得其到 XZ 平面上的 平行投影产生至少准确地与由于测量电极 2 的相应平行投影而获得的区域相同大小的区 域并将其覆盖。此措施的目的是产生足够广泛的电场, 其覆盖整个测量电极 2 并流过在其
     上面滑动的纤维材料 1 的整个部分。
     虽然传输电极 3 与测量电极 2 的向上凸出的弧形开口上侧相对, 屏蔽电极 4 与测 量电极 2 的凹面弧形下侧相对。 屏蔽电极 4 优选地被配置为使得其围绕测量电极 2, 除在具 有滑动表面 9 的上侧之外。此外, 屏蔽电极 4 当然必须与测量设备 2 电隔离, 并且由布置在 两个单元之间的绝缘元件来保证这一点。总体来说, 屏蔽电极 4 适宜地具有与测量电极 2 的下侧相对的有源区, 屏蔽电极 4 的有源区至少准确地和与之相对的测量电极 2 的有源区 相同大小。屏蔽电极 4 的形状被优选地选择为使得在可能的情况下, 在其与传输电极 3 之 间行进的场线还穿过测量电极 2, 并且不横向地行进穿过测量电极 2。
     图 3 至 6 示出根据本发明的传感器单元的示例性实施例, 其特别适合于实际应用, 并且当前被视为最好的。其包括具有沿着分离平面 15c( 图 3 和 5) 相互邻接的上部分 15a 和下部分 15b 的基本上封闭的外壳 15, 分离平面 15c 大约在中心 ( 图 3 和 4) 穿过用于纤维 材料 ( 未示出 ) 的进口 16 和出口 17。在很大程度上如图 1 和 2 所示地配置大约以沟槽的 方式配置的测量电极 18, 除了其在小于约 180°的弧上延伸, 所述沟槽以与图 1 和图 2 类似 的方式在顶部开放并沿 X 方向向上拱形凸出。测量电极 18 的末端优选地被布置为使得其 相切地在进口 16 或出口 17( 图 4) 开口。 特别地, 如图 5 所示, 测量电极 18 和与其下侧相对的屏蔽电极 19 被嵌入由电绝缘 材料制成并优选地被配置为树脂浇铸体 (cast resin body) 的绝缘体 20 中, 并因此被相互 连接而整块地形成整体, 该整体形成外壳 15 的下部分 15b, 同时被相互电绝缘。 图 5 另外示 出屏蔽电极 19 被以 U 形形状配置并具有弧形部分 19a, 该弧形部分 19a 具有在其横向末端 上提供的沿着 Y 方向投射的两个侧壁 19b。具体地, 该布置使得屏蔽电极 19 以 U 形状围绕 测量电极 18 的下侧和侧面部分, 并因此在除顶部之外的所有侧面将其围绕。结果, 实现了 场线到测量电极 18 的集中, 并且由生条的不规则性引起测量电极 18 处的最大电位变化。
     根据图 3 至 6 的传感器单元另外具有板状传输电极 21, 其与测量电极 18 的上侧相 对, 被布置为与 XZ 平面平行, 并被紧固于罐状上部分 15a 的盖体的内壁。传输电极 21 与测 量电极 18 相对, 形成具有间距 c 的用于纤维材料的通道 ( 图 4)。从测量电极 18 的最高点 测量的该间距 c 应至多达要监视的纤维材料 1 的直径的一到两倍, 同时还如此大, 以至于生 条的加厚部分能够自由地通过。
     对于其中测量电极 18 在约 180°的弧长上延伸的情况而言, 与图 1 和 2 类似, 还有 利地为根据图 3 至 5 的传感器单元提供对应于图 1 的按压装置 10 和 11 的按压装置, 并将 其安装在例如由绝缘体 20 形成或在上部分 15a 上提供的公共基板上。然后, 还可以将按压 装置集成到被外壳 15 围绕的传感器单元中。
     最后, 有利的是将上部分 15a 和下部分 15b 相互连接, 以便它们可容易地拆卸, 并 且纤维材料 1 可以被容易地铺设在测量电极 18 上。出于此目的, 尤其有利地适于将上部分 15a 紧固于下部分 15b 上的枢轴, 使得外壳 15 可以被折叠到分离平面 15c 的区域中。
     此外, 规定将完全预制的传感器单元直接紧固到针织机、 牵伸系统等, 并因此同时 将其连接到机器地线, 如图 1 中示意性指示。
     图 4 和 6 示出同轴电缆 6 的连接 ( 图 1 也可见 ), 其例如通过在绝缘体 20 中形成 的凹坑 23 被插入屏蔽电极 19 的孔中。外部导体 6b 可以通过焊接接头 24 在此位置处被电 连接到屏蔽电极 19。相反, 例如, 内部导体 6a 被抵靠着测量电极 18 的下侧铺设, 并通过导
     电浇铸树脂等被固定于此。
     传感器单元的所述配置具有优点, 即, 只须被紧固于连接到机器地线的组件, 并且 在屏蔽电极 4、 19 与传输电极 3、 21 之间施加发生器电压之后完全是可操作的, 而不要求任 何复杂的调整。
     为了根据 3 电极测量原理将传感器单元设置在操作状态, 借助于发生器 5 在传输 电极 3、 31( 机器地线 ) 与屏蔽电极 4、 19 之间馈入激励场, 其中, 测量电极 2、 18 被布置在这 两个外加电位 (impressed potential) 之间并借助于纤维材料 1 耦合到电场。因此, 测量 电极 2、 18 被耦合到浮动电位, 其中, 其与屏蔽电极 4、 19 的间距优选地是恒定的, 并小于间 距 c( 图 4)。因此, 当发生不规则 ( 缺陷 ) 时, 在测量电极 2、 18 上滑动的纤维材料 1 影响电 场的变化, 并因此还影响测量电极 2 和 18 处的电位变化。由于传输电极 3、 21 和屏蔽电极 4、 19 的所述配置和通过传感器几何形状的进一步最优化, 可以进一步改善测量信号的可实 现信号强度。这特别地在由发生器 5 产生的激励场 ( 或场线路线 ) 被依照以上说明集中于 测量电极 2、 18 并保证通过纤维材料 1 的密集流动时实现。换言之, 不流过纤维材料 1 的场 分量应被保持尽可能小或至少恒定。 结果, 在根据本发明的结构中, 相对恒定的条件在测量 电极 2、 18 的边缘区域中占优势, 并且绝缘材料的热运动、 温度漂移、 特别是其介电常数的 变化不导致测量电极 2、 18 的电位变化。为此, 在基于图 1 和 2 所述的示例性实施例中选择 测量电极 2、 18 的壁厚度 d 也是特别有利的, 特别是在与在图 2 中由附图标记 25 标识的滑 动表面 9 邻接的区域中, 壁厚度 d 不大于约 5mm。此外, 已经证明将传输电极 3、 21 与测量电 极 2、 18 之间的间距选择为尽可能小是有利的。结果, 实现高场强的激励场, 其对测量曲线 的陡峭度具有直接的正面影响。 优选地, 还可以在传感器单元中或在外壳 15 中容纳用于由测量电极 2, 18 发射的 测量信号的电子评估单元 8 的至少一部分和放大器 7。在这种情况下, 例如, 借助于放大器 将测量信号提高至一定信号电平, 使得其随后可以使用简单电缆且并省去同轴电缆被无噪 声地转送到电子评估单元 8。
     测量信号的评估可以以任何期望的方式发生, 但是优选地借助于具体为电容性 3 电极测量原理而开发并适合于检测极小电容变化的电路结构来执行。特别地, 在本文中对 从公开 DE 100 27 507 C1 已知的评估技术进行参考, 其通过引用的方式结合到本公开中以 避免重复。
     图 7 示出用于使用例如圆形针织机来制造针织品的机器的局部视图, 所述圆形针 织机具有多个缝线形成点 ( 针织系统 ), 由此, 在这里给定附图标记 26 的所述传感器单元中 的至少一个与其分别关联。
     所述圆形针织机包括针筒 27, 标准织针 28 被可移位地设置在其中, 在此后也称为 针织系统 29 的缝线形成点处的标准织针 28 可以借助于凸轮部分 30 移动到适合于获取纤 维材料 1 的纤维获取位置 ( 未进一步示出 )。纤维材料 1 被从诸如例如罐、 供应线圈等供应 容器 31 馈送到圆形针织机。
     纤维材料 1 被输送装置 ( 未示出 ) 和可能的偏转辊 32 馈送到牵伸系统 33。以本 来已知的方式具有例如三对或更多对牵伸辊的此类牵伸系统 33 与每个针织系统 29 相关 联, 在图 7 中仅示出其中的一个。
     从牵伸系统 33 出来的纤维材料 1 优选地借助于被给定总附图标记 34 的纺纱或输
     送设备以已知的方式被馈送到相关的针织系统 29。 输送设备 34 包括例如扭绞元件 35 和与 之相连的纺纱或输送管 36, 该输送设备 34 在导丝器 (thread guide)37 处终止, 导丝器 37 按照惯例被布置在紧接在织针 28 的前面, 使得纤维材料 1 被插入织针 28 的钩中。
     例如, 从 PCT WO 2004/079068 公开已知所述类型的圆形针织机, 其通过引用的方 式结合到本公开以避免重复。
     本发明的目的是防止上述缺陷在成品针织品种中发生。出于此目的, 首先相当总 体地根据本发明提出在纤维材料 1 到达针织系统 29 之前对其进行要求的品质特征的检查, 特别是厚度和质量方面的波动, 并且在检测到以与预选品质的不容许的偏离为特点的纤维 材料部分时, 防止这些有缺陷的纤维材料部分被馈送到指针 28 中。这通过使用依照图 1 至 6 配置的传感器单元 26 来监视纤维材料 1, 并在如图 7 中的点 1a 示意性地指示的那样检测 到缺陷时, 中断缝线形成过程, 从纤维材料 1 去除缺陷 1a 并随后继续缝线形成过程来实现。 例如, 可以通过在检测到缺陷 1a 时, 使针织工具 28 通过各针织系统 29, 而不打掉先前形成 的缝线且不获取纤维材料 1, 并出于此目的控制在非针织 ( 或穿过 ) 路径中的针织工具 28 来实现缝线形成过程的中断。可以依照图 7 沿传送方向 x 在牵伸系统 33 前面或者还在位 于各针织系统 29 的前面的不同位置处, 布置传感器单元 26。
     在图 8 所示的另一示例性实施例中, 例如依照图 3 至 6 配置的多个测量电极 18a、 18b 被相互挨着布置, 并在存在于传输电极 21 与屏蔽电极 19 之间的激励场中相互绝缘。 这 样, 可以在一个传感器单元中同时监视相互平行地定向的多个纤维材料 1 的缺陷。可以以 从图 3 至 6 易见的形式多重地使用传输电极 21 和屏蔽电极 19, 并将其组合以在外壳 15 中 形成一个结构单元, 其中, 其只须通过绝缘体 20 或另一适当的绝缘装置相互电绝缘。
     将本示例性实施例中的传输电极 21 配置为覆盖存在的所有测量电极 18a、 18b 的 单个大电极是特别有利的。因此, 可以通过相应地扩展屏蔽电极 19 的基础部分 19a 并提供 由此突出的其他侧壁 19b 来补充屏蔽电极 19。这样, 根据图 8 获得更加 w 或梳子形状的屏 蔽电极 19, 其中, 侧壁 19b 分别成对地横向地屏蔽测量电极 18a、 18b。
     此外, 根据图 8 的屏蔽电极 19 的结构提供优点, 即可以将用于单独测量电极 18a、 18b 的放大器 7( 图 1) 直接与之连接, 其结果是获得更紧凑的集成电路结构。最后, 在根据 图 8 的示例性实施例中, 例如, 有利地只须将通向测量电极 18a、 18b 的同轴电缆 6 中的其中 一个的外部导体 6b 连接到屏蔽电位, 并通过例如焊接点将其连接到屏蔽电极 19, 因为评估 单元 8 中的所有同轴电缆 6 的外部导体 6b 在任何情况下都被连接到公共电位。
     本发明不限于所述的示例性实施例, 可以以许多方式对其进行修改。这特别地适 用于用于不同曲率半径、 间距及其它尺寸的上文指定尺寸, 因为这些尺寸还取决于所检验 的纤维材料 1 的类型和尺寸。出于相同的原因, 为滑动表面 9 提供更圆形的横截面 ( 图 2) 或更加正方形或矩形的横截面是有利的。此外, 可以为传输电极 3、 21 提供适合于测量电极 2、 18 的曲率以因此将场线均匀地集中在测量电极 2、 18 上的弧形路线。另外, 很明显, 当使 用例如采取金属丝形式的具有导电组件的粗砂或纱条时, 测量电极 2、 18 应具有薄绝缘层 以防止电短路。此外, 很明显, 本发明不仅覆盖用于制造针织品的依照图 7 配置的机器, 而 且覆盖其中不借助于牵伸系统, 而是用其它手段 ( 例如 PL 350 489 A) 来实现纤维材料的 薄化或拉伸的那些机器。最后, 应理解的是还可以以与所述和所表示的那些不同的其它组 合来应用不同的特征。

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1、10申请公布号CN102076895A43申请公布日20110525CN102076895ACN102076895A21申请号200980124762X22申请日20090608102008031130820080702DED01H13/22200601D01H13/26200601B65H61/00200601D04B9/14200601G01N27/22200601G01N27/24200601G01N33/3620060171申请人SIPRA专利发展合作股份有限公司地址德国阿尔布施塔特72发明人W鲍尔A弗拉德C阿布特塞特尔E海什E比什勒M施瓦布74专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商。

2、标事务所11038代理人叶勇54发明名称用于监视纤维材料的品质的电容性作用传感器单元和用于制造针织品的装配有该电容性作用传感器单元的机器57摘要本发明描述了用于监视纤维材料1的品质的电容性作用传感器单元。该传感器单元包括沿纤维材料1的传送方向X弯曲形成拱形的测量电极2,该传感器单元的上侧为槽形,在一定距离处位于与所述上侧相对的位置的传输电极3和围绕所述测量电极2的下侧的屏蔽电极4。交流电压发生器5被连接在传输电极3与屏蔽电极4之间,而测量电极2被连接到分析电路8。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010122986PCT申请的申请数据PCT/DE2009/00080620090608。

3、87PCT申请的公布数据WO2010/000218DE2010010751INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图6页CN102076902A1/2页21一种用于监视沿传送方向移动的纤维材料1的品质的电容性传感器单元,包括电极结构,其具有第一、至少第二和第三电极2、18;3、21;4、19和由所述第一和所述第二电极限定的用于纤维材料1的通道,其特征在于,所述第一电极是具有上侧的测量电极2、18,所述测量电极2、18包含用于沿所述传送方向延伸的用于纤维材料1的滑动表面9,所述第二电极是与所述测量电极2、18的上侧相对的位于一定距离处的传输电极3、21。

4、,并且第三电极是屏蔽电极4、19。2根据权利要求1所述的传感器单元,其特征在于,所述测量电极2、18沿着所述传送方向以弧形形状弯曲,并具有凸起上侧和凹陷下侧。3根据权利要求1或2所述的传感器单元,其特征在于,以槽形来配置所述滑动表面9。4根据权利要求1至3中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,所述测量电极2、18具有被屏蔽电极4、19围绕的下侧。5根据权利要求1至4中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,意图作用于纤维材料1并迫使纤维材料1均匀平坦地停靠在滑动表面9上的各按压装置10、11与测量电极2的进口和出口侧相关联。6根据权利要求1至5中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,所述槽形滑。

5、动表面9的半径略大于纤维材料1的半径。7根据权利要求1至6中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,测量电极18和屏蔽电极19被嵌在绝缘体20的相对侧,并从而被相互电绝缘。8根据权利要求7所述的传感器单元,其特征在于,包括所述树脂浇铸体20的下部分15B和可以位于下部分15B上并接纳传输电极21的上部分15A形成传感器外壳15,该传感器外壳15分别在测量电极18的各进口和出口侧具有用于纤维材料1的进口和出口16、17。9根据权利要求8所述的传感器单元,其特征在于,所述下部分15B和所述上部分15A被相互可拆卸地连接或枢轴连接。10根据权利要求8或9所述的传感器单元,其特征在于,装置被容纳在传感器。

6、外壳15中,以将由测量电极2、18发射的测量信号转换成信号电平,这允许经由标准电缆向电子评估单元8进行转送。11根据权利要求1至10中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,沿所述传送方向测量的滑动表面9的长度和将在纤维材料1中检测的缺陷的长度相互保持预选的比,该比优选地达11至41。12根据权利要求1至11中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,所述传输电极21与所述测量电极18的最高点的间距C具有与纤维材料1的直径的一倍至两倍相对应的尺寸。13根据权利要求1至12中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,与滑动表面9邻接的测量电极2的边缘区域25具有不大于5MM的宽度。14根据权利要求1至13。

7、中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,所述滑动表面9的深度A至多等于纤维材料1的直径。权利要求书CN102076895ACN102076902A2/2页315根据权利要求1至14中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,由于所述传输电极3、21的平行投影而获得的区域至少精确地与由于测量电极2、18的平行投影而获得的区域相同大小。16根据权利要求1至15中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,所述屏蔽电极4、19具有至少精确地与所述测量电极2、18一样大小的有源区。17根据权利要求1至16中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,所述滑动表面9和/或与纤维材料1接触的按压装置10、11的表面涂敷有。

8、具有低滑动阻力的材料,或者由具有低滑动阻力的材料制成。18根据权利要求5至17中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,所述按压装置10、11和所述传感器单元被安装在公共基板上。19根据权利要求5至18中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,所述按压装置10、11由被安装为可自由旋转的辊子组成。20根据权利要求5至19中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,所述按压装置10、11由可旋转地安装的辊子组成,并提供以相同或不同的圆周速度驱动所述辊子的装置。21根据权利要求1至20中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,所述传输电极3、21被电连接到地线。22根据权利要求21所述的传感器单元,其特征在。

9、于,其具有用于在所述传输电极3、21与所述屏蔽电极14、19之间施加高频交流电压的交流电压发生器5。23根据权利要求1至22中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,所述测量电极2、18被连接到内部导体6A且所述屏蔽电极4、19被连接到所述同轴电缆6的外部导体6B。24根据权利要求1至23中的任一项所述的传感器单元,其特征在于,在所述传输电极21与所述屏蔽电极19之间提供沿所述传送方向被布置为相互挨着的两个或更多测量电极18A、18B。25一种具有至少一个缝线形成位置29、用于向所述缝线形成位置29馈送拉伸纤维材料1的装置33、34和用于监视纤维材料1的品质的传感器单元26的用于制造针织品的机器。

10、,其特征在于根据权利要求1至24中的至少一个来配置所述传感器单元26。26根据权利要求25所述的机器,其特征在于,所述传输电极3、21被直接紧固到被连接到机器地线的结构部分。权利要求书CN102076895ACN102076902A1/6页4用于监视纤维材料的品质的电容性作用传感器单元和用于制造针织品的装配有该电容性作用传感器单元的机器0001本发明涉及在权利要求1的前序中指定的类型的传感器单元和用于制造针织品的装配有此类传感器单元的机器。0002在纺织工业中,并且特别是在纺纱技术中,一般惯例是不断地监视要处理的纤维材料的品质。在本发明的范围内,将术语“纤维材料”理解为意指基本上直线的细长纺织。

11、材料,特别是纤维带、翼锭纺成的纱、纱条、翼锭纺成的粗纱、长丝等,其将经受特定的处理操作并被出于此目的而供应给牵伸系统、纺纱设备等。0003可以例如使用机械、光学或电容性装置来进行监视此类纤维材料的品质。对于机械监视而言,使用具有辊子的传感器单元,所述辊子具有意图接纳纤维材料的圆周凹槽,其与例如触杆辊FEELERROLLDE2850775A1或触杆指状物FEELERFINGERDE19950901A1啮合。纤维材料的密度或质量的波动导致触杆辊或触杆指状物的位置的相应波动并用与之相关联的位置测量设备来检测。光学传感器单元例如DE3237371A1具有由发光二极管和光敏电阻器形成的光电元件,纤维材料。

12、从光学传感器单元中通过。最后,电容性传感器单元装配有测量电容器例如EP0924513A1、DE19908236A1,其具有限制纤维材料通过的通道的两个平行电容器板。根据纤维材料的波动而改变的测量电容器的容量在这里充当测量值。0004由于板电容器的应用一般不足够精确,并且例如由于不可避免的信号噪声而中断,所以上述类型的电容性传感器单元也已变得众所周知例如PCTWO2006/105676A1,其中,在其边缘上提供两个电容器板之一,所述边缘具有与绝缘体连接的两个保护性电极,时变电压被施加于该电容器板。0005所述类型的传感器单元现在还是所谓的纺纱针织机例如PCTWO2004/079068A2及其它缝。

13、线形成机所需的,纱条、纤维带、翼锭纺成的纱、翼锭纺成的粗砂等形式的已在牵伸系统中或用其它手段被减细的纤维材料,而不是常见的纱线,被直接馈送到机器。在这里可以有利地使用机械传感器单元,因为其引起相对低的信号噪声,基本上对外界影响不敏感,并以适当的精度检测纤维质量的波动例如,纤维材料的横截面中的纤维的数目。然而,这里的缺点是机械传感器单元由至少两个组件组成,即活动组件触杆辊、触杆指状物等和电位置测量设备。由于现代针织机可以具有例如96个针织系统,并且每个针织系统需要至少一个传感器单元,所以用于单独监视纤维材料的成本将是不可接受的高的。0006光学传感器单元在很大程度上不适合于纺纱针织机中的纤维材料。

14、的持久监视的目的,因为其操作起来过于不精确,并且还对不可避免的污染敏感。0007最后,虽然上述类型的电容性传感器单元具有其制造起来廉价的优点,但其具有缺点,即其不拥有用于纤维材料的任何机械引导件GUIDE,并且其测量信号的信号强度太低,很少超过本底噪声BACKGROUNDNOISE。因此,只能不精确地检测纤维密度或纤维质量的不可接受的波动。这至少适用于其在用于制造针织品的机器中的应用。由于与市场上可获得的纤维材料的单位长度有关的纤维厚度和/或纤维质量沿其纵向或传送方向看经说明书CN102076895ACN102076902A2/6页5受相当频繁的波动,所以到目前为止已必须接受由于纤维材料中的厚。

15、或薄区域而引起的不均匀质量的针织品或采取昂贵的措施来避免纤维材料中的此类波动或从针织品去除该缺陷。0008由此开始工作,构成本发明的基础的技术问题是配置上述传感器单元和装配有该传感器单元的机器,使得其产生相对强的测量信号,基本上对外界干扰不敏感,并且仍可以廉价地制造。0009由具有权利要求1的特征的传感器单元和具有权利要求25的特征的机器来解决此问题。0010根据本发明的传感器单元提供有电极结构,该电极结构特别适合于所谓的电容性3电极测量原理的应用。测量结果已显示用此类电极结构可以获得相当高的测量信号电平,即使存在非常低的电容变化。此外,由于根据本发明的测量电极的配置,实现了纤维材料的均匀受力。

16、引导,使得由纤维材料引起的不可避免的信号噪声不会由于测量区域中的纤维材料的非受控移动而增加。结果,能够精确地检测由纤维质量的波动、异物夹杂等引起的纤维材料中的厚或薄区域。0011根据从属权利要求,本发明的其它有利特征是显而易见的。0012下面应基于示例性实施例与附图相结合地更详细地解释本发明。0013图1是根据本发明的传感器单元的示意性侧视图;0014图2是沿图1中的线IIII截取的传感器单元的剖视图;0015图3是根据本发明的传感器单元的实际示例性实施例的透视表示;0016图4和5的每个是根据与图1和2类似的图3的传感器单元的垂直剖面中的视图;0017图6示出来自图4的放大细节X;0018图。

17、7示出具有根据本发明的传感器单元的圆形针织机;以及0019图8在对应于图5的视图中示出传感器单元的另一示例性实施例。0020图1和2示出根据本发明的电容性传感器单元,其用于监视在连续的过程中被例如供应给牵伸系统未示出的以纤维带、纱条、翼锭纺成的纱、粗纱等形式提供的纤维材料1的品质。纤维材料1将被检查其均质性,例如,并且与此相结合地检查可能例如由于每单位长度的不均匀纤维质量、纤维材料1的横截面中的不同纤维数目或者还由纤维材料中的异物夹杂等引起的厚或薄区域的存在。此类不规则性在下文中一般称为纤维材料中的“缺陷”。0021与已知传感器单元相反,根据本发明的传感器单元根据电容性3电极测量原理进行操作。。

18、出于此目的,其包括电极结构,该电极结构具有被配置为测量电极2的第一电极、在下文中称为传输电极3的第二电极和在下文中称为屏蔽或遮蔽电极4的第三电极。全部的三个电极由有利地导电的材料、特别是金属制成。如在图1中示意性地指示的,测量电极2被布置在传输电极3与屏蔽电极4之间,其可以被解释为电容器电极。传输电极3被连接到供应约20KHZ的交流电压的发生器5的信号输出端,例如,其其它连接被连接到屏蔽电极4并处于由电子评估单元形成的虚拟零电位。用于纤维材料1的通道位于测量电极2与传输电极3之间。另外,测量电极2被连接到同轴电缆6的内部导体6A,其外部导体6B被连接到屏蔽电极4并因此达到与此相同的电位。内部导。

19、体6A被连接到放大器7,其输出说明书CN102076895ACN102076902A3/6页6端被连接到电子评估单元8。传输电极3另外被连接到称为机器地线的电位,机器地线例如对应于要检验的纤维材料1被馈送到的圆形针织机、牵伸系统等的地线电位。0022用于获得被视为出于本发明的目的特别重要的更可靠的测量结果的条件是通过传感器单元的纤维材料1的均匀引导。因此,根据本发明的规定是为测量电极2提供从图1和2易见的形式。如果为了简化而假设纤维材料1沿着假想坐标系的X轴的方向移动,则依照图1的电极2、3和4沿着假想坐标系的Y轴的方向间隔开,并且其Z轴与图1中的图的平面垂直地延伸,然后,首先将测量电极2配置。

20、为使得其沿传送方向X具有弧形、例如近似半圆形的路线COURSE,并被布置为其纵轴平行于XY平面。此外,测量电极2被布置为使得其向外凸出的弧形部分形成与传输电极3相对的上侧,并且凹面地弯曲的部分形成与屏蔽电极4相对的测量电极2的下侧,如从图1和2易见的。然而,横向于弧形弯曲,即在根据图2的YZ平面中,测量电极2具有类似于槽的路线。因此而形成的朝着传输电极3槽开口形成固定滑动表面9,沿着该固定滑动表面9,纤维材料1滑动通过传感器单元。滑动表面9优选地基本上是半圆筒形的,其中,其半径适宜地略大于纤维材料1的直径。总的来说,测量电极2因此具有朝着传输电极3沟槽开口的外观图2,其另外沿着其纵向、即沿着传。

21、送方向X以从图1易见的方式以弧形形状弯曲。0023由于滑动表面9的所述形状,保证了在图1中用圆形横截面示出、但还可以具有其它横截面的纤维材料1的有利横向引导。0024为了保证纤维材料沿着整个测量电极2均匀地停靠于滑动表面9,在传感器单元的进口侧布置按压或压紧装置10并在传感器单元的出口侧布置按压或压紧装置11。按压装置10和11优选地被配置为偏转元件,其输出或输入表面处于测量电极2的延伸部分中,使得纤维材料1被相切地馈送给测量电极2,并且还再次被相切地从测量电极2去除,如图1所示。结果,纤维材料1在一侧被靠着滑动表面9牢固地压紧,同时还防止纤维材料1在通过传感器单元期间过度严重地偏转或弯曲。结。

22、果,由于可靠地防止纤维材料1被不均匀地引导并停靠在滑动表面9,对测量信号的干扰还取决于纤维材料1离滑动表面9的距离。0025根据经验,由于沿传送方向X测量的常见缺陷的长度仅达约10MM至20MM,所以沿X方向测量的测量电极2的弧长应大约是相同的尺寸,但不明显更大,并且应例如至多达40MM。为了还发现极小的缺陷,缺陷长度与测量电极长度的比优选地被选在11与14之间。此外,沿Y方向测量的槽形滑动表面9的深度A图2应至多等于纤维材料1的直径B,但是优选地至多是其尺寸的一半。结果,在不失去纤维材料1的横向引导的情况下,获得纤维材料1中的电场线的有利路线和相当强的测量信号。0026与纤维材料接触的按压装。

23、置10、11的表面和/或滑动表面9可以由具有低滑动阻力的材料制成,或者,例如,在需要时,可以涂敷减小滑动阻力的材料。按压装置10、11优选地由具有低摩擦系数的固定偏转元件组成。然而,可替换地,为了改善纤维材料1的输送,还可以将按压装置10、11配置为可自由旋转地配置的辊子,或者可以包括从动辊并被连接到驱动元件未示出以便将其设置在在操作期间以相同或不同的圆周速度旋转。0027传输电极3被配置为例如平面金属板。其尺寸应被选择为使得其到XZ平面上的平行投影产生至少准确地与由于测量电极2的相应平行投影而获得的区域相同大小的区域并将其覆盖。此措施的目的是产生足够广泛的电场,其覆盖整个测量电极2并流过在其。

24、说明书CN102076895ACN102076902A4/6页7上面滑动的纤维材料1的整个部分。0028虽然传输电极3与测量电极2的向上凸出的弧形开口上侧相对,屏蔽电极4与测量电极2的凹面弧形下侧相对。屏蔽电极4优选地被配置为使得其围绕测量电极2,除在具有滑动表面9的上侧之外。此外,屏蔽电极4当然必须与测量设备2电隔离,并且由布置在两个单元之间的绝缘元件来保证这一点。总体来说,屏蔽电极4适宜地具有与测量电极2的下侧相对的有源区,屏蔽电极4的有源区至少准确地和与之相对的测量电极2的有源区相同大小。屏蔽电极4的形状被优选地选择为使得在可能的情况下,在其与传输电极3之间行进的场线还穿过测量电极2,并。

25、且不横向地行进穿过测量电极2。0029图3至6示出根据本发明的传感器单元的示例性实施例,其特别适合于实际应用,并且当前被视为最好的。其包括具有沿着分离平面15C图3和5相互邻接的上部分15A和下部分15B的基本上封闭的外壳15,分离平面15C大约在中心图3和4穿过用于纤维材料未示出的进口16和出口17。在很大程度上如图1和2所示地配置大约以沟槽的方式配置的测量电极18,除了其在小于约180的弧上延伸,所述沟槽以与图1和图2类似的方式在顶部开放并沿X方向向上拱形凸出。测量电极18的末端优选地被布置为使得其相切地在进口16或出口17图4开口。0030特别地,如图5所示,测量电极18和与其下侧相对的。

26、屏蔽电极19被嵌入由电绝缘材料制成并优选地被配置为树脂浇铸体CASTRESINBODY的绝缘体20中,并因此被相互连接而整块地形成整体,该整体形成外壳15的下部分15B,同时被相互电绝缘。图5另外示出屏蔽电极19被以U形形状配置并具有弧形部分19A,该弧形部分19A具有在其横向末端上提供的沿着Y方向投射的两个侧壁19B。具体地,该布置使得屏蔽电极19以U形状围绕测量电极18的下侧和侧面部分,并因此在除顶部之外的所有侧面将其围绕。结果,实现了场线到测量电极18的集中,并且由生条的不规则性引起测量电极18处的最大电位变化。0031根据图3至6的传感器单元另外具有板状传输电极21,其与测量电极18的。

27、上侧相对,被布置为与XZ平面平行,并被紧固于罐状上部分15A的盖体的内壁。传输电极21与测量电极18相对,形成具有间距C的用于纤维材料的通道图4。从测量电极18的最高点测量的该间距C应至多达要监视的纤维材料1的直径的一到两倍,同时还如此大,以至于生条的加厚部分能够自由地通过。0032对于其中测量电极18在约180的弧长上延伸的情况而言,与图1和2类似,还有利地为根据图3至5的传感器单元提供对应于图1的按压装置10和11的按压装置,并将其安装在例如由绝缘体20形成或在上部分15A上提供的公共基板上。然后,还可以将按压装置集成到被外壳15围绕的传感器单元中。0033最后,有利的是将上部分15A和下。

28、部分15B相互连接,以便它们可容易地拆卸,并且纤维材料1可以被容易地铺设在测量电极18上。出于此目的,尤其有利地适于将上部分15A紧固于下部分15B上的枢轴,使得外壳15可以被折叠到分离平面15C的区域中。0034此外,规定将完全预制的传感器单元直接紧固到针织机、牵伸系统等,并因此同时将其连接到机器地线,如图1中示意性指示。0035图4和6示出同轴电缆6的连接图1也可见,其例如通过在绝缘体20中形成的凹坑23被插入屏蔽电极19的孔中。外部导体6B可以通过焊接接头24在此位置处被电连接到屏蔽电极19。相反,例如,内部导体6A被抵靠着测量电极18的下侧铺设,并通过导说明书CN102076895AC。

29、N102076902A5/6页8电浇铸树脂等被固定于此。0036传感器单元的所述配置具有优点,即,只须被紧固于连接到机器地线的组件,并且在屏蔽电极4、19与传输电极3、21之间施加发生器电压之后完全是可操作的,而不要求任何复杂的调整。0037为了根据3电极测量原理将传感器单元设置在操作状态,借助于发生器5在传输电极3、31机器地线与屏蔽电极4、19之间馈入激励场,其中,测量电极2、18被布置在这两个外加电位IMPRESSEDPOTENTIAL之间并借助于纤维材料1耦合到电场。因此,测量电极2、18被耦合到浮动电位,其中,其与屏蔽电极4、19的间距优选地是恒定的,并小于间距C图4。因此,当发生不。

30、规则缺陷时,在测量电极2、18上滑动的纤维材料1影响电场的变化,并因此还影响测量电极2和18处的电位变化。由于传输电极3、21和屏蔽电极4、19的所述配置和通过传感器几何形状的进一步最优化,可以进一步改善测量信号的可实现信号强度。这特别地在由发生器5产生的激励场或场线路线被依照以上说明集中于测量电极2、18并保证通过纤维材料1的密集流动时实现。换言之,不流过纤维材料1的场分量应被保持尽可能小或至少恒定。结果,在根据本发明的结构中,相对恒定的条件在测量电极2、18的边缘区域中占优势,并且绝缘材料的热运动、温度漂移、特别是其介电常数的变化不导致测量电极2、18的电位变化。为此,在基于图1和2所述的。

31、示例性实施例中选择测量电极2、18的壁厚度D也是特别有利的,特别是在与在图2中由附图标记25标识的滑动表面9邻接的区域中,壁厚度D不大于约5MM。此外,已经证明将传输电极3、21与测量电极2、18之间的间距选择为尽可能小是有利的。结果,实现高场强的激励场,其对测量曲线的陡峭度具有直接的正面影响。0038优选地,还可以在传感器单元中或在外壳15中容纳用于由测量电极2,18发射的测量信号的电子评估单元8的至少一部分和放大器7。在这种情况下,例如,借助于放大器将测量信号提高至一定信号电平,使得其随后可以使用简单电缆且并省去同轴电缆被无噪声地转送到电子评估单元8。0039测量信号的评估可以以任何期望的。

32、方式发生,但是优选地借助于具体为电容性3电极测量原理而开发并适合于检测极小电容变化的电路结构来执行。特别地,在本文中对从公开DE10027507C1已知的评估技术进行参考,其通过引用的方式结合到本公开中以避免重复。0040图7示出用于使用例如圆形针织机来制造针织品的机器的局部视图,所述圆形针织机具有多个缝线形成点针织系统,由此,在这里给定附图标记26的所述传感器单元中的至少一个与其分别关联。0041所述圆形针织机包括针筒27,标准织针28被可移位地设置在其中,在此后也称为针织系统29的缝线形成点处的标准织针28可以借助于凸轮部分30移动到适合于获取纤维材料1的纤维获取位置未进一步示出。纤维材料。

33、1被从诸如例如罐、供应线圈等供应容器31馈送到圆形针织机。0042纤维材料1被输送装置未示出和可能的偏转辊32馈送到牵伸系统33。以本来已知的方式具有例如三对或更多对牵伸辊的此类牵伸系统33与每个针织系统29相关联,在图7中仅示出其中的一个。0043从牵伸系统33出来的纤维材料1优选地借助于被给定总附图标记34的纺纱或输说明书CN102076895ACN102076902A6/6页9送设备以已知的方式被馈送到相关的针织系统29。输送设备34包括例如扭绞元件35和与之相连的纺纱或输送管36,该输送设备34在导丝器THREADGUIDE37处终止,导丝器37按照惯例被布置在紧接在织针28的前面,使。

34、得纤维材料1被插入织针28的钩中。0044例如,从PCTWO2004/079068公开已知所述类型的圆形针织机,其通过引用的方式结合到本公开以避免重复。0045本发明的目的是防止上述缺陷在成品针织品种中发生。出于此目的,首先相当总体地根据本发明提出在纤维材料1到达针织系统29之前对其进行要求的品质特征的检查,特别是厚度和质量方面的波动,并且在检测到以与预选品质的不容许的偏离为特点的纤维材料部分时,防止这些有缺陷的纤维材料部分被馈送到指针28中。这通过使用依照图1至6配置的传感器单元26来监视纤维材料1,并在如图7中的点1A示意性地指示的那样检测到缺陷时,中断缝线形成过程,从纤维材料1去除缺陷1。

35、A并随后继续缝线形成过程来实现。例如,可以通过在检测到缺陷1A时,使针织工具28通过各针织系统29,而不打掉先前形成的缝线且不获取纤维材料1,并出于此目的控制在非针织或穿过路径中的针织工具28来实现缝线形成过程的中断。可以依照图7沿传送方向X在牵伸系统33前面或者还在位于各针织系统29的前面的不同位置处,布置传感器单元26。0046在图8所示的另一示例性实施例中,例如依照图3至6配置的多个测量电极18A、18B被相互挨着布置,并在存在于传输电极21与屏蔽电极19之间的激励场中相互绝缘。这样,可以在一个传感器单元中同时监视相互平行地定向的多个纤维材料1的缺陷。可以以从图3至6易见的形式多重地使用。

36、传输电极21和屏蔽电极19,并将其组合以在外壳15中形成一个结构单元,其中,其只须通过绝缘体20或另一适当的绝缘装置相互电绝缘。0047将本示例性实施例中的传输电极21配置为覆盖存在的所有测量电极18A、18B的单个大电极是特别有利的。因此,可以通过相应地扩展屏蔽电极19的基础部分19A并提供由此突出的其他侧壁19B来补充屏蔽电极19。这样,根据图8获得更加W或梳子形状的屏蔽电极19,其中,侧壁19B分别成对地横向地屏蔽测量电极18A、18B。0048此外,根据图8的屏蔽电极19的结构提供优点,即可以将用于单独测量电极18A、18B的放大器7图1直接与之连接,其结果是获得更紧凑的集成电路结构。。

37、最后,在根据图8的示例性实施例中,例如,有利地只须将通向测量电极18A、18B的同轴电缆6中的其中一个的外部导体6B连接到屏蔽电位,并通过例如焊接点将其连接到屏蔽电极19,因为评估单元8中的所有同轴电缆6的外部导体6B在任何情况下都被连接到公共电位。0049本发明不限于所述的示例性实施例,可以以许多方式对其进行修改。这特别地适用于用于不同曲率半径、间距及其它尺寸的上文指定尺寸,因为这些尺寸还取决于所检验的纤维材料1的类型和尺寸。出于相同的原因,为滑动表面9提供更圆形的横截面图2或更加正方形或矩形的横截面是有利的。此外,可以为传输电极3、21提供适合于测量电极2、18的曲率以因此将场线均匀地集中。

38、在测量电极2、18上的弧形路线。另外,很明显,当使用例如采取金属丝形式的具有导电组件的粗砂或纱条时,测量电极2、18应具有薄绝缘层以防止电短路。此外,很明显,本发明不仅覆盖用于制造针织品的依照图7配置的机器,而且覆盖其中不借助于牵伸系统,而是用其它手段例如PL350489A来实现纤维材料的薄化或拉伸的那些机器。最后,应理解的是还可以以与所述和所表示的那些不同的其它组合来应用不同的特征。说明书CN102076895ACN102076902A1/6页10图1说明书附图CN102076895ACN102076902A2/6页11图2说明书附图CN102076895ACN102076902A3/6页12说明书附图CN102076895ACN102076902A4/6页13图5图6说明书附图CN102076895ACN102076902A5/6页14图7说明书附图CN102076895ACN102076902A6/6页15图8说明书附图CN102076895A。

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