專利名稱：紗線傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于監(jiān)控一根連續(xù)的紗線的至少一個(gè)參數(shù)的紗線傳感器，其具有一個(gè)測量間隙和一個(gè)外殼，該外殼用非導(dǎo)電的塑料材料制成，且其中布置有各種電子元件。
如果選用塑料作材料，則可避免上述弊端。在用塑料制作外殼時(shí)，可兼得費(fèi)用少、制造費(fèi)用少、重量輕以及耐化學(xué)性能好的諸多優(yōu)點(diǎn)。制成精密的輪廓也不成問題。但起絕緣體作用的塑料容易引起靜電充是，從而可能出現(xiàn)這樣的情況，即通過摩擦產(chǎn)生的電荷被連續(xù)的紗線帶到紗線傳感器上。所以在電容測量時(shí)可能產(chǎn)生不希望的測量誤差。
例如用美國專利3,377,852提出的一種紗線測量裝置可以避免這種靜電充電，該裝置的塊狀體用絕緣材料制成。在測量間隙的兩側(cè)上，電極被這樣布置在該塊上，即電極構(gòu)成一個(gè)適合于紗線測量用的電容器。測量間隙的表面包括在該處布置的電極的表面涂敷了一層薄的弱絕緣性的材料層。電荷借助于該涂層分布在該測量間隙中并慢慢衰減。該層的絕緣作用或?qū)щ娐适沁@要選定的，即它絕不會起電極表面的延伸作用，因?yàn)檫@樣會導(dǎo)致測試結(jié)果的失真。該文獻(xiàn)明確指出，當(dāng)該層的電阻降得太低時(shí)，該測量裝置不再具有需要的功能。
文獻(xiàn)DE 39 29 895 A1描述了一種具有一個(gè)金屬化的塑料外殼的斷紗探測器。該外殼在其前端沒有金屬化，所以屏蔽不完全并會從外部產(chǎn)生干擾影響。用這種斷紗探測器可以探測在探測區(qū)內(nèi)是否存在紗線。這種斷紗探測器不能滿足測試質(zhì)量的較高要求。
EP 0 401 600 A2公開了一種用來測量或監(jiān)控一根連續(xù)紗線的參數(shù)的測量頭，該測量頭具有一個(gè)用塑料注塑成的外殼。該測量頭把一個(gè)光學(xué)的和一個(gè)電容的測量機(jī)構(gòu)集于一體，這兩個(gè)測量機(jī)構(gòu)都布置在該外殼中。一塊載有光學(xué)和電容測量元件的支承板插入該外殼并用與之螺紋連接。光源和光探測器朝測量間隙分別用一個(gè)盤遮蓋。用于電容測量的電容器片作為用金屬制成的導(dǎo)電的和透光的層涂敷在該盤上或嵌入其中。
但現(xiàn)有技術(shù)提出的這類紗線傳感器不可能消除或避免一系列的不良影響。布置在紗線傳感器或外殼內(nèi)部的測量機(jī)構(gòu)或處理器例如常常產(chǎn)生損耗熱，這種損耗熱導(dǎo)致外殼內(nèi)溫度明顯上升。上升的溫度會導(dǎo)致裝在該外殼內(nèi)的電元件的不希望的和有害的所謂元件漂移。磁場或電場，特別是起源于紗線傳感器鄰域的帶波動場強(qiáng)的場可導(dǎo)致測量結(jié)果不希望的失真。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的是通過這樣一種紗線傳感器來實(shí)現(xiàn)的，其中在其外殼表面用一金屬涂層這樣覆蓋，從而使這些電子元件全面被涂層包圍，且該表面的至少一部分在測量間隙中沒有涂層。。
本發(fā)明的諸多有利改進(jìn)形式可從各項(xiàng)從屬權(quán)利要求的主題得知。
在一個(gè)按本發(fā)明涂敷的外殼中的電元件，如測量機(jī)構(gòu)、處理器和測量間隙的測試范圍都對電場或磁場的影響進(jìn)行了令人滿意的屏蔽。這樣，該外殼的涂層構(gòu)成了一個(gè)有效的法拉第籠。從而避免了由外部場引起的測量結(jié)果的失真。由于測量間隙的表面的至少一部分沒有涂層，所以測量用的射束或場力線可無阻礙地從發(fā)射測量機(jī)構(gòu)傳播到接收測量機(jī)構(gòu)。這樣就避免了由可導(dǎo)致錯(cuò)誤測量結(jié)果的涂層所引起的射線徑跡或場力線分布圖的阻礙或失真。
紗線傳感器與一個(gè)熱導(dǎo)體這樣連接，從而熱通過該金屬涂層可很好地導(dǎo)散，這可例如通過一個(gè)在本發(fā)明涂敷的紗線傳感器和一個(gè)固定在金屬機(jī)架上的支承板之間的盡可能大的接觸面來實(shí)現(xiàn)。按這樣的方式可達(dá)到很高的導(dǎo)熱率，從而可消除溫度上升。按這種方式可保證高的測量精度。
該涂層的至少一部分優(yōu)選用一種電鍍涂敷方法進(jìn)行鍍覆，即該涂層由至少兩層構(gòu)成，其中涂層直接在外殼的表面上具有一層化學(xué)涂敷的基層和至少一層電鍍在其上的層。電鍍涂敷方法提供了特別均勻的、完整的和連續(xù)的涂層，這些涂層可經(jīng)濟(jì)地鍍覆在一層化學(xué)涂覆的基層上。
化學(xué)電鍍涂敷方法的詳細(xì)說明例如可從文獻(xiàn)DE-OS 22 55 430得知。其中被鍍覆的物體的不導(dǎo)電的表面需進(jìn)行預(yù)處理。該預(yù)處理可通過噴砂進(jìn)行機(jī)械的微打毛并浸入一種合適的化學(xué)處理液中，使不吸水的表面吸水，隨后的化學(xué)形成的金屬淀積可在涂敷一層或多層金屬層的電解結(jié)構(gòu)的基層上形成。該基層的厚度不應(yīng)超過5微米。
該涂層優(yōu)選具有一層銅層，該銅層上有一層用鎳或鉻制成的保護(hù)層。這樣，該涂層就兼有銅的優(yōu)良的導(dǎo)熱率和高導(dǎo)電率以及鎳或鉻的耐磨損或磁屏蔽的有利性能。
該涂層的厚度優(yōu)選在5微米和20微米之間。這樣，一方面在涂覆過程的相當(dāng)有限的時(shí)間內(nèi)可產(chǎn)生一層良好附著的涂層，另一方面足以達(dá)到涂層的滿意的作用或功能。
塑料外殼的表面對諸如磨損或刮傷之類的機(jī)械破壞的耐抗性可通過表面的涂層獲得提高。
該外殼可由幾部分組成一體。
用按照本發(fā)明構(gòu)成的紗線傳感器可明顯減少甚至完全避免測量結(jié)果的不良影響。這些不良影響可能由于紗線傳感器外殼內(nèi)的元件受到溫度升高或磁場或電場的作用所致。避免了所謂的元件漂移。當(dāng)測量機(jī)構(gòu)經(jīng)受溫度上升并由此產(chǎn)生測量值或信號處理的誤差和誤差變得較大時(shí)，例如就稱為元件漂移。由布置在外殼中的電元件在外殼中產(chǎn)生的損耗熱可用本發(fā)明的紗線傳感器進(jìn)行足夠地導(dǎo)散。靜電充電也被本發(fā)明的涂層衰減。這樣就提高了測量結(jié)果的質(zhì)量和紗線監(jiān)控的質(zhì)量以及紗線本身的質(zhì)量。除了提高外殼的耐磨性能外，本發(fā)明的涂層例如通過鍍鉻的表面為紗線傳感器提出的外觀造型開創(chuàng)了設(shè)計(jì)可能性。
附圖所示為


圖1是帶有一個(gè)蓋的已打開的外殼的簡化透視圖；圖2是整體外殼的透視原理圖；圖3是涂層表面的部分?jǐn)嗝鎴D。
圖1所示的紗線傳感器1具有一個(gè)外殼，該外殼包括一個(gè)盒狀的基體2，該基體有一個(gè)可取下的蓋3。帶有一個(gè)測量間隙5的測量裝置4布置在基體2中，在測量過程中，紗線通過該測量間隙在縱向內(nèi)通過。在圖1實(shí)施例中，測量間隙5的表面沒有金屬涂層?；w2和蓋3分別有一個(gè)凹槽6，7，它們的位置與測量間隙5一致。
測量裝置4用一個(gè)光源8的一個(gè)光傳感器9工作，它們分別通過導(dǎo)線10和導(dǎo)線11與處理器12連接。處理器12固定在基體2的底部并作為所謂的ASIC(專用集成電路)構(gòu)成。在基體2和蓋3組裝好后，處理器12便位于封閉的紗線傳感器1內(nèi)部中這樣構(gòu)成的空腔中。在紗線傳感器1的另一種結(jié)構(gòu)中，也可設(shè)置多于一個(gè)的處理器來進(jìn)行信號處理和數(shù)據(jù)處理。
處理器12通過導(dǎo)線13與為簡化而未示出的紡織機(jī)的中央控制器連接。導(dǎo)線13除了用來傳輸信號和數(shù)據(jù)外，還用來進(jìn)行電能供應(yīng)。基體2和蓋3的表面用金屬涂敷。該涂層既覆蓋該外殼的外表面又覆蓋該外殼的面向該內(nèi)腔的內(nèi)表面。該涂敷的表面在圖1和圖2中都用陰影面表示。
該基體固定在一塊支承板14上，該涂敷的表面直接擱置在支承板14的表面上。支承板14起熱導(dǎo)體的作用。
圖2表示具有一個(gè)外殼的紗線傳感器25的另一種結(jié)構(gòu)，其基體15整體構(gòu)成?；w15具有一個(gè)測量間隙16，紗線17可穿行過該間隙?；w15的表面幾乎全都涂敷了金屬。只有在測量間隙16的測量范圍18內(nèi)的表面沒有涂敷金屬。這樣就可避免測量結(jié)果的不良影響，特別是在進(jìn)行電容測量時(shí)。該外殼的基體15通過支承板19與紡織機(jī)的為了簡化而未示出的框架連接。紗線傳感器25和紡織機(jī)的中央控制器之間的數(shù)據(jù)和信號傳輸通過導(dǎo)線20來進(jìn)行?；w15的涂敷的表面平地貼合在支承板19上。
圖3所示的涂層21由三層22、23、24組成，它們被涂敷在該外殼的基體2上。用化學(xué)方法涂敷的基層22是一層厚度介于0.5微米和1微米之間的鎳層。此層上面是一層用電解電鍍方法沉積的銅層23。用鎳制成的保護(hù)層24也用電解方法涂敷。銅層23的厚度大約為整個(gè)涂層的50％。
有關(guān)涂敷方法的詳細(xì)說明例如可參見文獻(xiàn)DE-OS 22 55 430。
圖1中紗線傳感器的基體2和蓋3的涂層或圖2中紗線傳感器的整體基體15的涂層是對外部電場或磁場的有效的屏蔽并可防止由于這類場所引起的測量結(jié)果的失真。
在紗線傳感器中例如由光源或別的電元件如處理器12排出的損耗熱通過金屬涂層21傳導(dǎo)到支承板14、19或機(jī)架上并散發(fā)到周圍的空氣中。
與塑料表面相比較，鎳保護(hù)層24具有明顯提高的耐磨損性。與用銅涂敷的表面比較，鎳也具有較好的耐磨損性。也可不用鎳保護(hù)層作為外表面，而用鉻保護(hù)層。
本發(fā)明的紗線傳感器還可具有其他的替代結(jié)構(gòu)型式。特別是紗線傳感器的外殼形狀可以改變。該被涂敷的外殼例如可具有與文獻(xiàn)EP 0945 533 A1所示外殼的相同形狀，但從文獻(xiàn)EP 0 945 533 A1不能獲知本發(fā)明的涂層。
權(quán)利要求
1.用于監(jiān)控一根連續(xù)的紗線的至少一個(gè)參數(shù)的紗線傳感器，其具有一個(gè)測量間隙和一個(gè)外殼，該外殼用非導(dǎo)電的塑料材料制成，且其中布置有各種電子元件，其特征為，該外殼表面用一金屬涂層(21)這樣覆蓋，從而使這些電子元件全面被涂層(21)包圍，且該表面的至少一部分在測量間隙(5，16)中沒有涂層(21)。
2.按權(quán)利要求1的紗線傳感器，其特征為，紗線傳感器(1，25)的金屬涂層與一個(gè)熱導(dǎo)體這樣連接，從而熱可通過金屬涂層(21)導(dǎo)散。
3.按權(quán)利要求1或2的紗線傳感器，其特征為，涂層(21)由至少兩層(22，23，24)構(gòu)成，其中涂層(21)直接在外殼的表面上具有一層化學(xué)涂敷的基層(22)和至少一層電鍍在其上的層(23，24)。
4.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的紗線傳感器，其特征為，涂層(21)具有一層銅層(23)，該銅層上有一層鎳或鉻保護(hù)層(24)。
5.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的紗線傳感器，其特征為，涂層(21)的厚度在5微米和20微米之間。
全文摘要
用于監(jiān)控一根連續(xù)的紗線(17)的至少一個(gè)參數(shù)的紗線傳感器，其具有一個(gè)測量間隙和一個(gè)外殼，該外殼用非導(dǎo)電的塑料材料制成并包含有一些電子元件。該外蓋表面用一金屬涂層這樣覆蓋，從而使這些電子元件被涂層(21)包圍。該表面的至少一部分在紗線傳感器(25)的測量間隙(16)中沒有涂層(21)，紗線傳感器(25)的金屬涂層這樣與一個(gè)熱導(dǎo)體連接，從而使熱可通過金屬涂層(21)導(dǎo)散。用本發(fā)明的紗線傳感器可明顯減少甚至完全避免測量結(jié)果的不良影響并可提高測量結(jié)果的質(zhì)量。該紗線傳感器特別適用于紡紗機(jī)或絡(luò)紗機(jī)。
文檔編號B65H63/06GK1412362SQ0214359
公開日2003年4月23日 申請日期2002年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月12日
發(fā)明者O·比爾勒姆 申請人:W.施拉夫霍斯特公司