專利名稱：紗線的測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用激光的紗線測(cè)定裝置，它是用來(lái)測(cè)定紗線的纖維芯部分和毛茸部分的裝置。
以前，在紡紗工程中對(duì)那些以紡紗機(jī)輸出并由絡(luò)紗機(jī)卷取過程中的紗線，或者在其他編織工程中或試驗(yàn)室中對(duì)行進(jìn)過程中的紗線都進(jìn)行測(cè)定，檢測(cè)與紗線的粗節(jié)和細(xì)節(jié)等均勻度有關(guān)的缺陷，還檢測(cè)周期性的粗細(xì)節(jié)或毛茸量。
例如，已知的一種裝置是使行進(jìn)移動(dòng)中的紗線在一對(duì)面對(duì)面配置的電極之間通過，測(cè)定由電極檢測(cè)的電容來(lái)判定紗線的粗度的(下面、稱為電容式的測(cè)定裝置)。另一種裝置如美國(guó)專利(USP3264922號(hào))公開的，是使行進(jìn)移動(dòng)中的紗線在面對(duì)面配置的由燈泡構(gòu)成的光源和由光電管構(gòu)成的受光機(jī)構(gòu)之間通過，借助測(cè)定由受光機(jī)構(gòu)檢測(cè)的受光量來(lái)判定紗線的粗度的(下面，稱為光電式測(cè)定裝置)。
但以前的電容式測(cè)定裝置和光電式測(cè)定裝置，由于都是對(duì)包含紗線的纖維芯部分(本體部分)和從該芯部分表面突出的細(xì)的毛茸的整個(gè)紗線進(jìn)行綜合的測(cè)定，因而不適合對(duì)起毛顯著的紗線的測(cè)定。
眾所周知，短纖維紗的紗線表面有毛茸、而測(cè)定紗線的粗節(jié)和/或細(xì)節(jié)的目的在于檢查纖維芯部分?jǐn)嗝娣e的均勻性。當(dāng)這種粗細(xì)節(jié)超過容許范圍時(shí)就會(huì)對(duì)布的外觀有不好影響，而且對(duì)手感有影響，并會(huì)引起染斑。而當(dāng)紗線的細(xì)節(jié)顯著時(shí)，會(huì)引起紗線的張力降低，在機(jī)織時(shí)造成斷頭。就這點(diǎn)而言，由于以前的電容式的測(cè)定裝置和光電式的測(cè)定裝置是對(duì)含有毛茸的紗線整體進(jìn)行測(cè)定，因而對(duì)除了毛茸以外的纖維芯部分的粗節(jié)和/或細(xì)節(jié)就不能正確地測(cè)定。
另一方面，紗線的缺陷不只是上述的粗節(jié)和/或細(xì)節(jié)，還有毛茸從紗線表面突出的狀態(tài)這方面的缺陷。即當(dāng)毛茸過分多或過長(zhǎng)時(shí)，在機(jī)織時(shí)會(huì)降低經(jīng)緯紗線相互間卷繞的可織性。而且影響布的裝飾性。就這點(diǎn)而言，以前的電容式測(cè)定裝置和光電式測(cè)定裝置有不能單把這種毛茸的缺陷分離出來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的缺點(diǎn)。
另外，在有膨松手感的柔軟膨松的紗線中，必需有充分的毛茸，當(dāng)毛茸少時(shí)就形成缺陷。而用以前的電容式測(cè)定裝置和光電式測(cè)定裝置不能把毛茸的狀態(tài)分離出來(lái)進(jìn)行測(cè)定。
在英國(guó)專利申請(qǐng)(GB 2064106A)中提出過一種對(duì)光電式測(cè)定裝置加以改良的裝置。這種裝置設(shè)有將散射光照射紗線的光源和接受由紗線產(chǎn)生的曝光狀態(tài)的受光裝置，由較細(xì)密地設(shè)置在受光裝置上的多個(gè)光電管分析局部的光亮度條件。這樣，不僅能測(cè)定紗線的纖維芯部分，還能測(cè)定毛茸部分。
但是，根據(jù)這個(gè)英國(guó)專利申請(qǐng)的裝置，為了提高測(cè)定精度，必需把相當(dāng)多個(gè)光電管配置成矩陣狀，這樣就會(huì)使價(jià)格大大提高。又因?yàn)樗菣z測(cè)紗線的曝光狀態(tài)的，所以容易受以紗線表面亂反射的雜散光的影響，有不能正確地測(cè)定毛茸的狀態(tài)的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種通過利用激光能對(duì)紗線的纖維芯部分的狀態(tài)和毛茸部分的狀態(tài)分別單獨(dú)地進(jìn)行正確測(cè)定的紗線的測(cè)定裝置。
為達(dá)到上述目的而作出的本發(fā)明的紗線測(cè)定裝置是由下列一些構(gòu)件構(gòu)成的，即它具有以與行進(jìn)中的紗線交叉的方式照射激光的激光輸出機(jī)構(gòu)；借助使通過紗線的衍射光進(jìn)行付利葉變換，在光譜面上形成含有紗線纖維部分圖案和表面突起圖案的付利葉變換圖案的付利葉變換用的凸透鏡；在上述光譜面位置處將付利葉變換圖案中的纖維芯部分圖案和表面突起圖案中的一方的圖案除去的除去機(jī)構(gòu)；接收沒有被上述除去機(jī)構(gòu)除去的通過光譜面的另一方圖案的光的第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)；把由上述除去機(jī)構(gòu)除去的一方的圖案從光譜面沿折射方向?qū)б膶?dǎo)引機(jī)構(gòu)；接收由上述導(dǎo)引機(jī)構(gòu)導(dǎo)引的一方圖案的光的第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
上述發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是還可設(shè)置根據(jù)由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的圖案的數(shù)據(jù)和由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的圖案的數(shù)據(jù)用一方的數(shù)據(jù)修正另一方的數(shù)據(jù)的修正機(jī)構(gòu)。
上述發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式是可設(shè)置使沒有被除去機(jī)構(gòu)除去的通過光譜面的另一方圖案進(jìn)行付利葉逆變換的付利葉逆變換用凸透鏡；被做成由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)通過上述逆變換而形成的紗線部分的圖象的結(jié)構(gòu)。
上述發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施方式是可設(shè)置使由導(dǎo)引機(jī)構(gòu)導(dǎo)引的另一方的圖案進(jìn)行付利葉逆變換的付利葉逆變換用的凸透鏡；被做成由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)通過上述逆變換而形成的紗線部分的圖象的結(jié)構(gòu)。
為達(dá)到上述目的而作出的本發(fā)明的紗線測(cè)定裝置還可由紗線表面狀態(tài)的測(cè)定裝置和紗線芯狀態(tài)測(cè)定裝置構(gòu)成，其中的紗線表面狀態(tài)的測(cè)定裝置由下列一些構(gòu)件構(gòu)成對(duì)行進(jìn)中的紗線以交叉方式照射激光的激光輸出機(jī)構(gòu)；借助使通過紗線的衍射光進(jìn)行付利葉變換在第1光譜面上形成含有紗線纖維芯部分圖案和表面突起圖案的第1付利葉變換圖案的第1付利葉變換用的凸透鏡；在上述第1光譜面位置處將付利葉變換圖案中的纖維芯部分圖案除去的第1除去機(jī)構(gòu)；接收上述的通過第1除去機(jī)構(gòu)的表面突起圖案的光的第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)。紗線芯狀態(tài)的測(cè)定裝置由下列一些構(gòu)件構(gòu)成從與上述第1激光輸出機(jī)構(gòu)不同的角度對(duì)上述紗線以交叉方式照射激光的第2激光輸出機(jī)構(gòu)；借助對(duì)通過紗線的衍射光進(jìn)行付利葉變換在第2光譜面上形成含有紗線纖維芯部分圖案和表面突起圖案的第2付利葉變換圖案的和2付利葉變換用的凸透鏡；在上述第2光譜面位置處將付利葉變換圖案中的表面突起圖案除去的第2除去機(jī)構(gòu)；接收通過上述第2除去機(jī)構(gòu)的纖維芯部分圖案的光的第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
上述發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是設(shè)有根據(jù)由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的表面突起圖案的數(shù)據(jù)和由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的纖維芯部分圖案的數(shù)據(jù)用一方的數(shù)據(jù)修正另一方的數(shù)據(jù)的修正機(jī)構(gòu)。
上述發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式是設(shè)置對(duì)通過第1除去機(jī)構(gòu)的表面突起圖案進(jìn)行付利葉逆變換的第1付利葉逆變換用的凸透鏡；被做成由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)通過上述逆變換而形成的紗線的表面突起圖案的結(jié)構(gòu)。
上述發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施方式是設(shè)置使通過第2除去機(jī)構(gòu)的纖維芯部分圖案進(jìn)行付利葉逆變換的第2付利葉逆變換用的凸透鏡；被做成由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)通過上述逆變換而形成的紗線的纖維芯部分圖案的結(jié)構(gòu)。


圖1a、1b、1c是說明本發(fā)明裝置中的光學(xué)原理的，圖1a是說明將激光照射在紗線上時(shí)形成衍射圖形的斜視圖；圖1b是表示有起毛的紗線和把通過這紗線的衍射光進(jìn)行付利葉變換時(shí)形成的付利葉變換圖案的對(duì)比圖；圖1c是表示付利葉變換圖案的分析例子的示意圖。
圖2是表示本發(fā)明的紗線測(cè)定裝置第1實(shí)施例的概略圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施例形成的裝置的斷面圖。
圖4是表示本發(fā)明的紗線測(cè)定裝置第2實(shí)施例的概略圖。
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。
先說明本發(fā)明的基本光學(xué)原理。如圖1a所示，將與紗線1交叉的激光2照射到紗線上，當(dāng)把通過紗線1的衍射光通過凸透鏡3時(shí)在離凸透鏡3的1個(gè)焦點(diǎn)距離處的屏上即呈觀點(diǎn)狀排列的衍射光譜圖4。
當(dāng)利用這原理、借助使光束放大的透鏡把激光放大了的平行光線照射在紗線上，把通過紗線的衍射光通過凸透鏡后進(jìn)行聚焦時(shí)，由付利葉變換在位于這凸透鏡的焦點(diǎn)面處的光譜面上就呈現(xiàn)如圖1b所示的付利葉變換圖案5。在紗線1有纖維芯部分6和毛茸部分7的場(chǎng)合下，在付利葉變換圖案5里就含有根據(jù)毛茸之間的背景部分8形成的圖案中心部分9、根據(jù)纖維芯部分6形成的從上述圖案中心部分9向左右方向延伸的呈點(diǎn)狀的芯部分圖案10以及根據(jù)毛茸部分7形成的從上述圖案中心部分9向四周放射地延伸的點(diǎn)狀表面突起圖案11。在毛茸中間、從纖維芯部分6垂直突出的毛茸7a、在付利葉變換圖案5中、呈現(xiàn)從圖案中心部分9向上下方向，即與纖維芯部分圖案10垂直交叉地延伸的圖11a。而相對(duì)于上述垂直毛茸7a沿反時(shí)針方向傾斜的毛茸7b則呈現(xiàn)與上述垂直圖案11a相對(duì)地朝反時(shí)針方向偏離的位置處的圖案11b。另一方面，相對(duì)于上述垂直毛茸7a沿順時(shí)針方向傾斜的毛茸7c則呈現(xiàn)與上述垂直圖案11a相對(duì)地朝順時(shí)針方向偏離的位置處的圖案11c。
當(dāng)紗線1的纖維芯部分b較細(xì)時(shí)，呈現(xiàn)為纖維芯部分圖案10的各個(gè)點(diǎn)變成沿著該圖案的方向而放大的形狀，而且點(diǎn)的排列變成較疏。相反，當(dāng)纖維芯部分b較粗時(shí)，呈現(xiàn)為纖維芯部分圖案10的各點(diǎn)變成沿著該圖案的方向而收縮的形狀，而且點(diǎn)的排列變成較密。
同樣，對(duì)于毛茸部分7，也是當(dāng)毛茸7a、7b、7c較細(xì)時(shí)，分別呈現(xiàn)的圖案11a、11b、11c的各個(gè)點(diǎn)變成沿著該圖案的方向而放大的形狀，而且點(diǎn)的排列變成較疏。相反地，當(dāng)毛茸7a、7b、7c較粗時(shí)，呈現(xiàn)為該圖案11a、11b、11c的各個(gè)點(diǎn)就變成沿著該圖案的方向而收縮的形狀，而且點(diǎn)的排列變成較密。
這樣，若從付利葉變換圖案5著手、對(duì)纖維芯部分圖案10進(jìn)行檢測(cè)和分析，就能檢測(cè)紗線1的纖維芯部分6的粗節(jié)和/或細(xì)節(jié)。若對(duì)表面突起圖案11a、11b、11c分別進(jìn)行檢測(cè)和分析，就能分別檢測(cè)毛茸7a、7b、7c的狀態(tài)。
由于不是每一根地檢測(cè)從纖維芯部分6的表面突出的毛茸7a、7b、7c，而是測(cè)定包含這些毛茸的毛茸部分7整體的狀態(tài)，因而也可以如圖1c概略地所示，從付利葉變換圖案5中，檢測(cè)并分析由一組表面突起圖案11a、11b、11c所占的表面圖案區(qū)域12。
這樣，通過對(duì)上述付利葉變換圖案5進(jìn)行分析，就能對(duì)紗線1的纖維芯部分6的狀態(tài)，對(duì)毛茸7a、7b、7c的每一根的狀態(tài)，以及對(duì)毛茸部分7的整體狀態(tài)等三種狀態(tài)進(jìn)行測(cè)定。
(第1實(shí)施例)圖2表示本發(fā)明裝置的第1實(shí)施例，設(shè)置把與行進(jìn)中的紗線1交叉的激光照射在紗線1上的激光輸出機(jī)構(gòu)21。激光輸出機(jī)構(gòu)21是公知的氣體激光、固體激光、半導(dǎo)體激光等輸出機(jī)構(gòu)，可使用市售的激光輸出機(jī)構(gòu)。
從激光輸出機(jī)構(gòu)21輸出的激光由含有一對(duì)透鏡22、23的光束放大透鏡機(jī)構(gòu)24將光線的幅度放大和平行化之后，朝紗線1照射。這樣，使激光通過紗線1的包含纖維芯部分6和毛茸部分7的整體，并形成衍射光。
通過紗線1的衍射光被導(dǎo)入付利葉變換用的凸透鏡25，由其進(jìn)行付利葉變換并被聚焦在位于這透鏡25焦點(diǎn)處的光譜面26上。這樣，在光譜面26上形成如圖1b所示的付利葉變換圖案。
在上述光譜面26上設(shè)置將付利葉變換圖案5中的上述纖維芯部分圖案10除去的除去機(jī)構(gòu)27。可由擋光的細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件構(gòu)成該除去機(jī)構(gòu)27，使之不讓圖1b所示的纖維芯部分圖案10通過光譜面26，可形成與覆蓋圖1c所示的纖維芯部分圖案10的整體形狀相吻合的形狀。這樣，就只剩下從付利葉變換圖案5中除去纖維芯部分圖案10的那些表面突起圖案11通過光譜面26。
通過上述光譜面26的表面突起圖案11由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28受光并進(jìn)行分析。
為了由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28進(jìn)行分析，可構(gòu)成2種方法。第1種方法是接收包括如圖1b和圖1c所示的表示紗線1的毛茸7a、7b、7c的表面突起圖案11a、11b、11c的經(jīng)總加的表面圖案區(qū)域12里全部光線，由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28測(cè)定這全部光通量和/或光強(qiáng)度，由此對(duì)紗線1的毛茸部分7的狀態(tài)進(jìn)行綜合地評(píng)價(jià)。為達(dá)到這目的，可做成把通過光譜面26的表面圖案區(qū)域12的衍射光直接導(dǎo)入第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28的結(jié)構(gòu)，例如可用光電二極管等光傳感器件構(gòu)成第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28、可設(shè)置對(duì)這光傳感器件的輸出進(jìn)行A/D變換后加以評(píng)定的檢測(cè)機(jī)構(gòu)29。
第2種方法是用第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28測(cè)定由表面突起圖案11a、11b、11c表示的每根毛茸7a、7b、7c。為了達(dá)到這目的、可如圖2所示地，把通過光譜面26的表面突起圖案11a、11b、11c導(dǎo)入進(jìn)行付利葉逆變換的付利葉逆變換用凸透鏡30，把由這逆變換形成的毛茸7a、7b、7c的圖案作成圖像后，由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28進(jìn)行測(cè)定和評(píng)價(jià)。例如，可用CCD掃描線照相機(jī)、CCD矩陣變換電路照相機(jī)、或者攝象機(jī)等圖象處理機(jī)構(gòu)構(gòu)成第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28，把圖象原封不動(dòng)地記憶在圖象記憶機(jī)構(gòu)里，或者對(duì)其進(jìn)行數(shù)字評(píng)價(jià)，由此就能對(duì)毛茸7a、7b、7c進(jìn)行詳細(xì)地評(píng)價(jià)。
上述付利葉變換圖案5中，由除去機(jī)構(gòu)27除去的纖維芯部圖案10由導(dǎo)引機(jī)構(gòu)31從光譜面26開始沿著折射的方向加以導(dǎo)引。在圖2所示的實(shí)施方式的場(chǎng)合下，被除去的纖維芯部圖案10沿著直角的折射方向被導(dǎo)引，但也不必一定是直角。這個(gè)導(dǎo)引機(jī)構(gòu)31也可做成由上述除去機(jī)構(gòu)27的表面上形成的鏡面反射該纖維芯部圖案的結(jié)構(gòu)，或者由棱鏡使入射到除去機(jī)構(gòu)27的纖維芯部分圖案10進(jìn)行折射的結(jié)構(gòu)。
由上述導(dǎo)引機(jī)構(gòu)31導(dǎo)引的纖維芯部分圖案10由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32接收并加以分析。
為了進(jìn)行由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32作出的分析，可像上述的第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28那樣地構(gòu)成2種方法。第1種方法是接收纖維芯部分圖案10的光，由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32測(cè)定它的光通量和/或光強(qiáng)度，由此對(duì)紗線1的纖維芯部分的粗節(jié)和/或細(xì)節(jié)等進(jìn)行評(píng)價(jià)。為了達(dá)到這目的，可做成把導(dǎo)引機(jī)構(gòu)31導(dǎo)引的纖維芯部分圖案10的衍射光直接導(dǎo)引到第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32的結(jié)構(gòu)，例如，由光電二極管等光傳感器件構(gòu)成第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32，也可設(shè)置把從光傳感器件的輸出經(jīng)A/D變換后進(jìn)行評(píng)價(jià)的測(cè)定機(jī)構(gòu)33。
第2種方法是借助第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32把由纖維芯部分圖案10表示的纖維芯部分6作成圖象后進(jìn)行測(cè)定。為達(dá)到這目的可如圖2所示地，把由導(dǎo)引機(jī)構(gòu)31導(dǎo)引的纖維芯部分圖案10導(dǎo)引到進(jìn)行付利葉逆變換的付利葉逆變換用的凸透鏡34，由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32對(duì)由這逆變換形成的纖維芯部分6的圖案進(jìn)行測(cè)定和評(píng)價(jià)。例如，可用CCD掃描線照相機(jī)、CCD矩陣變換電路照相機(jī)、或攝象機(jī)等圖象處理機(jī)構(gòu)構(gòu)成第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32，把圖案原封不動(dòng)地記憶在圖案記憶機(jī)構(gòu)里，也可進(jìn)行數(shù)字評(píng)價(jià)，由此就能對(duì)纖維芯部分6的粗節(jié)和/或細(xì)節(jié)等進(jìn)行詳細(xì)評(píng)價(jià)。
如上所述、在根據(jù)圖2所示的本發(fā)明的第1實(shí)施方式中，是把在付利葉變換圖案5中未被除去機(jī)構(gòu)27除去的通過光譜面26的表面突起圖案11a、11b、11c用第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)18加以檢測(cè)；另一方面，由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32來(lái)檢測(cè)被除去機(jī)構(gòu)27除去的、由導(dǎo)引機(jī)構(gòu)31導(dǎo)引的纖維芯部分圖案10的結(jié)構(gòu)，但也可用相反的方式對(duì)圖案進(jìn)行除去。即，在付利葉變換圖案5中，用除去機(jī)構(gòu)27把表面突起圖案11a、11b、11c除去，用第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28來(lái)檢測(cè)沒被除去而通過光譜面26的纖維芯部分圖案10；另一方面，被除去機(jī)構(gòu)27除去的表面突起圖案11a、11b、11c則通過導(dǎo)引機(jī)構(gòu)31而被導(dǎo)引到第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32。這種場(chǎng)合下，除去機(jī)構(gòu)27可由設(shè)置著只使纖維芯部分圖案10透過的狹縫的遮光板形成，導(dǎo)引機(jī)構(gòu)31可由設(shè)置在上述狹縫的周圍使被遮光板擋住的表面突起圖案11a、11b、11c從光譜面26起沿折射方向反射的鏡面或使射其折射的棱鏡等構(gòu)成。
具有上述結(jié)構(gòu)的裝置由于能同時(shí)平行地測(cè)定行進(jìn)移動(dòng)中的紗線1的纖維芯部分6的狀態(tài)和毛茸部分7的狀態(tài)，因而能詳細(xì)地進(jìn)行有毛茸的紗線1的測(cè)定檢查。即能進(jìn)行與紗線的起毛部分有關(guān)的測(cè)定檢查和與紗線的粗節(jié)和/或細(xì)節(jié)等纖維芯部分有關(guān)的測(cè)定檢查。
能對(duì)由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28檢測(cè)的表面突起圖案11a、11b、11c的數(shù)據(jù)和由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32檢測(cè)的纖維芯部分圖案10的數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，使之用一方的數(shù)據(jù)來(lái)修正另一方數(shù)據(jù)。例如，在由檢測(cè)檢查紗線的毛茸部分7的場(chǎng)合下，為了對(duì)毛茸部分7的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)正，可利用同時(shí)被測(cè)定的與纖維芯部分6有關(guān)的數(shù)據(jù)。
理論上，在測(cè)定紗線的毛茸部分7時(shí)，在第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28上只接收付利葉變換圖案5中纖維芯部分圖案10被除去的表面突起圖案11的光，通過對(duì)這圖案的分析，就能對(duì)毛茸部分6進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)。但是，在實(shí)際裝置中，有這樣的問題，即由付利葉變換用的凸透鏡25的透鏡面上的亂反射等形成的雜散光會(huì)通過光譜面侵入到由筒狀的殼體等形成的光路，使表面突起圖案11以外的光被第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28接收，這樣，就難對(duì)毛茸部分7進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)。為此，最好是用由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32檢查的纖維芯部分圖案10的數(shù)據(jù)對(duì)由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28檢測(cè)的表面突起圖案11a、11b、11c的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)正，由此清除掉上述雜散光的影響，這樣才能正確地評(píng)價(jià)毛茸部分7。
即，只要?jiǎng)e的光不從裝置的外部侵入，則基于由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28接收的表面突起圖案11的光量和基于由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32接收的纖維芯部分圖案10的光量、將這兩者合計(jì)的總光量是與紗線1的纖維芯部分6和毛茸部分7的粗度成比例的。這樣，第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28所接收的附加在基于表面突起圖案11的光量上的雜散光量與紗線1的纖維芯部分6的粗度成比例。因此，若用由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32檢測(cè)的與纖維芯部分6的粗度變動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)補(bǔ)正由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28檢測(cè)的數(shù)據(jù)，就能消除雜散光的影響而對(duì)毛茸部分7進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)。
這種數(shù)據(jù)補(bǔ)正可用如下所述方式加以實(shí)施。
當(dāng)把要實(shí)測(cè)的紗線的粗度取為D、毛茸量取為H時(shí)，從實(shí)測(cè)毛茸量的第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28輸出的輸出信號(hào)S1由下式(1)表示。
S1＝α1D+β1H……式(1)由此，輸出信號(hào)S1中包含著紗線的粗度引起的雜散光(α1為雜散光系數(shù))。而β1是把毛茸量H的光量變換成電輸出時(shí)的變換系數(shù)。
另一方面，從實(shí)測(cè)紗線的粗度的第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32輸出的輸出信號(hào)S2由下式(2)表示。
S2＝α2D+β2H……(2)由而，輸出信號(hào)S2里包含著紗線的毛茸量H引起的雜散光(β2的雜散光系數(shù))。α2是把粗度D的光量變換成電輸出時(shí)的變換系數(shù)。
而在實(shí)例行進(jìn)移動(dòng)的紗線前，采用下面的數(shù)據(jù)1和2作為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
(校準(zhǔn)數(shù)據(jù)1)通過測(cè)定沒有毛茸的棒狀試料而取得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)1。這個(gè)棒狀試料，雖然有粗度D0，但由于沒有毛茸，因而H＝0。這樣，從第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28輸出的被采用的輸出數(shù)據(jù)S10和從第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32輸出的被采用的輸出數(shù)據(jù)S20分別由下式(3)和(4)表示。
S10＝α1D0，因而α1＝S10/D0……(3)S20＝α2D0，因而α2＝S20/D0……(4)(校準(zhǔn)數(shù)據(jù)2)通過測(cè)定有一定毛茸量、而且纖維芯部分被勻稱處理過的沒變化的試料而取得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)2。由于這個(gè)試料有一定粗度D0和一定毛茸量H0，因而，從第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28輸出的被采用的輸出數(shù)據(jù)S11和從第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32輸出的被采用的輸出數(shù)據(jù)S21分別由下式(5)和(6)表示。
S11＝α1D0+β1H0＝S10+β1H因而，β1＝(S11-S10)/H0…(5)S21＝α2D0+β2H0＝S20+β2H0因而，β2＝(S21-S20)/H0…(6)所以，把上述采用的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)1(式(3)和式(4)與校準(zhǔn)數(shù)據(jù)2(或(5)和式(6))代入由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28和第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32檢測(cè)的行進(jìn)移動(dòng)中的紗線的實(shí)測(cè)值、即代入上述式(1)和式(2)中，從第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28輸出的輸出S1可由下述的數(shù)式(7-1)表示，而從第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32輸出的輸出S2可由下述的數(shù)式(7-2)表示。由此如下述的數(shù)式(7-3)和(7-4)表示、D/D0和H/H0的數(shù)值就非常清楚，所以由此能把包含在第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28的輸出里的由紗線的粗度引起的雜散光和包含在第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32里的由毛茸引起的雜散光分別消除。
數(shù)式(7-1)S1=S10D0·D+S11-S10H0·H=S10·DD0+(S11-S10)·HH0]]>數(shù)式(7-2)S2=S20D0·D+S21-S20H0·H=S20·DD0+(S21-S20)·HH0]]>數(shù)式(7-3)DD0=S21-S20S10S21-S20S11·S1+S10-S11S10S21-S20S11·S2]]>
數(shù)式(7-4)HH0=-S20S10S21-S20S11·S1+S10S10S21-S20S11·S2]]>上述數(shù)據(jù)的補(bǔ)正通過設(shè)置運(yùn)算機(jī)構(gòu)等修正機(jī)構(gòu)60是能夠容易地實(shí)現(xiàn)的。為此，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，如圖2所示的，設(shè)置著根據(jù)由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28檢測(cè)的圖案的數(shù)據(jù)和由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32檢測(cè)的圖案的數(shù)據(jù)，用一方的數(shù)據(jù)修正另一方的數(shù)據(jù)的修正機(jī)構(gòu)60。
這個(gè)修正機(jī)構(gòu)60、被做成為了對(duì)毛茸部分7進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)可用纖維芯部分圖案的數(shù)據(jù)來(lái)修正表面突起圖案11a、11b、11c的數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)；相反，為了對(duì)纖維芯部分6進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)可用表面突起圖案11a、11b、11c的數(shù)據(jù)來(lái)修正纖維芯部分圖案10的數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
如上所述，可用光電二極管等光傳感器件構(gòu)成第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28和第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32；在各自將受光的圖案的光量進(jìn)行A/D變換后加以分析的裝置中，通過利用差動(dòng)放大器就能構(gòu)成上述修正機(jī)構(gòu)。
另一方面，在用CCD照相機(jī)圖案處理機(jī)構(gòu)構(gòu)成第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28和第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32的裝置中可設(shè)置根據(jù)上述修正機(jī)構(gòu)60把由雜散光形成的輪廓模糊的圖案修正成有鮮明輪廓的圖案的修正電路。
(實(shí)施例)圖3表示了根據(jù)上述第1實(shí)施方式的實(shí)施例。在以垂直相交的方式配置的一對(duì)支架35、36中，在一方的支架35上設(shè)置著由激光二極管37構(gòu)成的激光輸出機(jī)構(gòu)21，在其前端安裝著內(nèi)部設(shè)有透鏡機(jī)構(gòu)24的光束擴(kuò)張器38。設(shè)置對(duì)紗線1進(jìn)行導(dǎo)引的導(dǎo)紗器(圖中未示出)使紗線1穿過由上述光束擴(kuò)張器38將其幅度擴(kuò)大而且被平行化后輸出的激光。通過紗線1的衍射光由反射鏡39使其沿直角方向反射，被導(dǎo)引成與另一方的支架36平行。
由上述反射鏡39導(dǎo)引的衍射光由付利葉變換用的凸透鏡25進(jìn)行付利葉變換。在這凸透鏡25的焦點(diǎn)面(光譜面)處配置線狀的除去機(jī)構(gòu)27(圖中沒表示)，由其進(jìn)行遮光使付利葉變換圖案4中的纖維芯部分圖案10不通過光譜面。使纖維芯部分10被除去的剩余部分的圖案、即表面突起圖案11a、11b、11c通過光譜面，經(jīng)過由第1筒構(gòu)件40和第2筒構(gòu)件41構(gòu)成的光路，到達(dá)由光電二極管42構(gòu)成的第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28的受光面43上。在上述第1筒構(gòu)件40和第2筒構(gòu)件41之間配置著付利葉逆變換用的凸透鏡30。因而，通過光譜面的表面突起圖案11a、11b、11c形成毛茸部分7的圖象后到達(dá)光電二極管42。由光電二極管42檢測(cè)的光量被A/D變換后，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
在光譜面被除去機(jī)構(gòu)27除去的纖維芯部分圖案10由設(shè)有棱鏡44的光束取樣器45導(dǎo)引到光路的側(cè)方，到達(dá)由光電二極管46構(gòu)成的第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32的受光面47，由其檢測(cè)的光量被A/D變換后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
雖然圖中省略了，但在該裝置中仍如以上所述地，根據(jù)由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28檢測(cè)的光量的數(shù)據(jù)和根據(jù)由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32檢測(cè)的光量的數(shù)據(jù)通過由差動(dòng)放大器構(gòu)成的修正機(jī)構(gòu)用一方的數(shù)據(jù)對(duì)另一方的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。
(第2實(shí)施方式)
圖4表示本發(fā)明裝置的第2實(shí)施方式，它是由紗線表面狀態(tài)的測(cè)定裝置51和紗線芯狀態(tài)的測(cè)定裝置組合在一起構(gòu)成的。
上述紗線表面狀態(tài)的測(cè)定裝置51設(shè)有與行進(jìn)中的紗線1交叉地照射激光的第1激光輸出機(jī)構(gòu)21a以及使從這激光輸出機(jī)構(gòu)21a輸出的激光擴(kuò)幅和平行的包含一對(duì)透鏡的第1光束放大透鏡機(jī)構(gòu)24a，使放大的光束以與紗線1交叉的方式照射紗線1。通過紗線1的衍射光由第1付利葉變換用透鏡25a進(jìn)行付利葉變換，在位于這凸透鏡25a的光譜面26a上形成第1付利葉變換圖案。這圖案與圖1b所示的圖案5一樣，包含上述的紗線的纖維芯部分圖案10和表面突起圖案11。
而且由配置在光譜面26a上的第1除去機(jī)構(gòu)(圖中沒表示)把上述付利葉變換圖案5中的纖維芯部分圖案10除去。只使剩下的表面突起圖案11通過光譜面26a，因此，還設(shè)置著接收這表面突起圖案11的光的第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28a。
根據(jù)需要，設(shè)置使通過第1除去機(jī)構(gòu)的表面突起圖案11進(jìn)行付利葉逆變換的第1付利葉變換用的凸透鏡30a，就能把表面突起圖案11作成毛茸7的圖象后送到第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28a。
第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28a的結(jié)構(gòu)是和根據(jù)圖2說明的第1實(shí)施方式中的第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28一樣的。
紗線芯狀態(tài)的測(cè)定裝置52在紗線1的部分上方，與上述裝置51交叉地配置著，它設(shè)有從與上述第1激光輸出機(jī)構(gòu)21a不同的角度與紗線1交叉地對(duì)其照射激光的第2激光輸出機(jī)構(gòu)21b，以及使這第2激光輸出機(jī)構(gòu)21b輸出的激光擴(kuò)幅和平行的含有一對(duì)透鏡的第2光束放大透鏡機(jī)構(gòu)24b。由第2付利葉變換用凸透鏡25b對(duì)通過紗線1的衍射光進(jìn)行付利葉變換，在位于這凸透鏡25b焦點(diǎn)處的光譜面26b上形成第2付利葉變換圖案。這個(gè)圖案中包含如圖1b所示的紗線纖維芯部分圖案10和表面突起圖案11。
在上述光譜面26b上配置著第2除去機(jī)構(gòu)(圖中沒表示)，將上述付利葉變換圖案5中的表面突起圖案11除去。只使剩余的纖維芯部分圖案10通過光譜面26b、因此，還設(shè)置著接收這纖維芯部分圖案10的光的第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32b。
根據(jù)需要，設(shè)置使通過第2除去機(jī)構(gòu)的纖維芯部分圖案10進(jìn)行付利葉逆變換的第2付利葉逆變換用的凸透鏡30b，就可把纖維芯部分圖案10作成纖維芯部分6的圖象后送到第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32b。
第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32b的結(jié)構(gòu)是和根據(jù)圖2說明的第1實(shí)施方式中的第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32一樣的。
而且設(shè)置根據(jù)由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28a檢測(cè)的表面突起圖案11的數(shù)據(jù)和由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32b檢測(cè)的纖維芯部分圖案10的數(shù)據(jù)用一方的數(shù)據(jù)修正另一方的數(shù)據(jù)的修正機(jī)構(gòu)60a。這個(gè)修正機(jī)構(gòu)60a的結(jié)構(gòu)是和根據(jù)圖2說明的第1實(shí)施方式中的修正機(jī)構(gòu)60一樣的。
(裝置的利用方式)由于在上述第1實(shí)施方式和第2實(shí)施方式中的任何一種中，都能同時(shí)平行地測(cè)定行進(jìn)移動(dòng)中的紗線1的纖維芯部分6的狀態(tài)和毛茸部分7的狀態(tài)，因而能詳細(xì)地進(jìn)行有毛茸的紗線1的測(cè)定檢查。即能進(jìn)行與紗線起毛部分有關(guān)的測(cè)定檢查和與紗線的粗節(jié)和/或細(xì)節(jié)等纖維芯部分有關(guān)的測(cè)定檢查。
另外，若如上所述地設(shè)置修正機(jī)構(gòu)60、60a，則通過根據(jù)由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)28、28a檢測(cè)的圖案的數(shù)據(jù)和由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)32、32b檢測(cè)的圖案的數(shù)據(jù)用一方的數(shù)據(jù)對(duì)另一方數(shù)據(jù)的修正，就能把裝置內(nèi)部產(chǎn)生的雜散光的影響消除，能對(duì)纖維芯部分6和/或毛茸部分7進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)。
本發(fā)明的裝置雖然主要被用在有起毛的紗線的測(cè)定，但并不局限于毛茸，還可較廣泛地用在表面上形成細(xì)長(zhǎng)突起物的線狀物體的測(cè)定。
根據(jù)本發(fā)明的裝置，由于利用激光因而能對(duì)紗線的纖維芯部分5的狀態(tài)和毛茸部分7的狀態(tài)分別單獨(dú)地正確測(cè)定。
根據(jù)本發(fā)明的裝置，由于在測(cè)定紗線纖維芯部分6和/或毛茸部分7的狀態(tài)時(shí)，能根據(jù)分別單獨(dú)地檢測(cè)的纖維芯部分6的數(shù)據(jù)和毛茸部分7的數(shù)據(jù)，進(jìn)行用一方的數(shù)據(jù)對(duì)另一方數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，因而能把從透鏡面產(chǎn)生的雜散光等的影響消除，能對(duì)纖維芯部分6和/或毛茸部分7進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)。
權(quán)利要求
1.一種紗線的測(cè)定裝置，其特征在于它是由下列一些構(gòu)件構(gòu)成對(duì)行進(jìn)中的紗線(1)以交叉的方式照射激光的激光輸出機(jī)構(gòu)(21)；借助使通過紗線的衍射光進(jìn)行付利葉變換在光譜面(26)上形成含有紗線纖維芯部分圖案和表面突起圖案的付利葉變換圖案的付利葉變換用的凸透鏡(25)；在上述光譜面位置處將付利葉變換圖案中的纖維芯部分圖案和表面突起圖案中的一方的圖案除去的除去機(jī)構(gòu)(27)；接收沒有被上述除去機(jī)構(gòu)除去的通過光譜面的另一方圖案的光的第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)(28)；把由上述除去機(jī)構(gòu)除去的一方的圖案從光譜面沿折射方向?qū)б膶?dǎo)引機(jī)構(gòu)(31)；接收由上述導(dǎo)引機(jī)構(gòu)導(dǎo)引的一方圖案的光的第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)(32)。
2.如權(quán)利要求1所述的紗線的測(cè)定裝置，其特征在于它還設(shè)有根據(jù)由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)(28)檢測(cè)的圖案的數(shù)據(jù)和由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)(32)檢測(cè)的圖案的數(shù)據(jù)用一方的數(shù)據(jù)修正另一方的數(shù)據(jù)的修正機(jī)構(gòu)(60)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的紗線的測(cè)定裝置，其特征在于設(shè)置使沒有被除去機(jī)構(gòu)除去的通過光譜面的另一方圖案進(jìn)行付利葉逆變換的付利葉逆變換用凸透鏡(30)；被做成由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)(28)檢測(cè)通過上述逆變換而形成的紗線部分的圖案的結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的紗線的測(cè)定裝置，其特征在于設(shè)置使由導(dǎo)引機(jī)構(gòu)(31)導(dǎo)引的另一方的圖案進(jìn)行付利葉逆變換的付利葉逆變換用的凸透鏡(34)；被做成由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)(32)檢測(cè)通過上述逆變換而形成的紗線部分的圖象的結(jié)構(gòu)。
5.一種紗線的測(cè)定裝置，其特征在于它由紗線表面狀態(tài)的測(cè)定裝置(51)和紗線芯狀態(tài)的測(cè)定裝置(52)構(gòu)成；紗線表面狀態(tài)的測(cè)定裝置由下列一些構(gòu)件構(gòu)成對(duì)行進(jìn)中的紗線(1)以交叉方式照射激光的激光輸出機(jī)構(gòu)(21a)；借助使通過紗線的衍射光進(jìn)行付利葉變換在第1光譜面(26a)上形成含有紗線纖維芯部分圖案和表面突起圖案的第1付利葉變換圖案的第1付利葉變換用的凸透鏡(25a)；在上述第1光譜面位置處將付利葉變換圖案中的纖維芯部分圖案除去的第1除去機(jī)構(gòu)；接收上述的通過第1除去機(jī)構(gòu)的表面突起圖案的光的第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)(28a)；紗線芯狀態(tài)的測(cè)定裝置由下列一些構(gòu)件構(gòu)成從與上述第1激光輸出機(jī)構(gòu)不同的角度對(duì)上述紗線(1)以交叉方式照射激光的第2激光輸出機(jī)構(gòu)(21b)；借助使通過紗線的衍射光進(jìn)行付利葉變換在第2光譜面(26b)上形成含有紗線纖維芯部分圖案和表面突起圖案的第2付利葉變換圖案的第2付利葉變換用的凸透鏡(25b)；在上述第2光譜面位置處將付利葉變換圖案中的表面突起圖案除去的第2除去機(jī)構(gòu)；接收通過上述第2除去機(jī)構(gòu)的纖維芯部分圖案的光的第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)(32b)。
6.如權(quán)利要求5所述的紗線的測(cè)定裝置，其特征在于設(shè)置根據(jù)由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)(28a)檢測(cè)的表面突起圖案的數(shù)據(jù)和由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)(32b)檢測(cè)的纖維芯部分圖案的數(shù)據(jù)用一方的數(shù)據(jù)修正另一方的數(shù)據(jù)的修正機(jī)構(gòu)(60a)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的紗線的測(cè)定裝置，其特征在于設(shè)置使通過第1除去機(jī)構(gòu)的表面突起圖案進(jìn)行付利葉逆變換的第1付利葉逆變換用的凸透鏡(30a)；被做成由第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)通過上述逆變換而形成的紗線表面突起圖案的結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求5或6所述的紗線的測(cè)定裝置，其特征在于設(shè)置使通過第2除去機(jī)構(gòu)的纖維芯部分圖案進(jìn)行付利葉逆變換的第2付利葉逆變換用凸透鏡(30b)；被做成由第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)通過上述逆變換而形成的紗線纖維芯部分的圖案的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在測(cè)定有起毛的紗線時(shí)能分別檢測(cè)毛茸部分的數(shù)據(jù)和纖維芯部分的數(shù)據(jù)的紗線測(cè)定裝置。它設(shè)置使與行進(jìn)移動(dòng)中的紗線以交叉方式通過的激光的衍射光進(jìn)行付利葉變換并由此在光譜面上形成含有紗線的纖維芯部分圖案和表面突起圖安的付利葉變換圖案的機(jī)構(gòu)；只接收上述纖維芯部分圖案和表面突起圖案中的任何一方圖案的光的第1光檢測(cè)機(jī)構(gòu)和只接收另一方圖案的光的第2光檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)D06H3/08GK1141428SQ96108130
公開日1997年1月29日 申請(qǐng)日期1996年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月20日
發(fā)明者奧田和彥 申請(qǐng)人:計(jì)測(cè)器工業(yè)株式會(huì)社