专利名称：用于监控纱线运行/停止状况的方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的发明和一种如 11前序部分所述的纱线探测器。
所述的任务可以通过利用包含在权利要求1中的技术特征，或者可选择地利用包含在权利要求11中的技术特征来得以实现。
根据所述方法，增量放大量被始终自动地调节到一个最佳的值，也就是说一个恰好足够确保产生稳定的最终输出信号的最小值。因此再无需进行手动调节。由于纱线探测器本身被调节到一个能够确保产生稳定的最终输出信号的最佳敏感度，因此输出信号的时间界限不明确和易受到外部噪音影响的缺点得以避免，同时能够避免在纱线正常运行的过程中产生错误的最终输出信号。所述最小值始终被调节到恰好能够克服所有能够产生影响的参数的瞬时总和所造成的影响。
由于所述纱线探测器能够自动寻找一个最佳的增量放大量，因此该纱线探测器无需进行任何手动的修整或调节。在带有多个这种纱线探测器的整经机或针织机中，就其工作性能而言，各个纱线探测器的质量得以明显增强。从而，在无需由操作人员进行调节操作的条件下提高了监控质量。由于各个纱线探测器具有其本身的自记忆控制装置(self-learning control)，该自记忆控制装置能够自动地适应于瞬时状况和影响参数，因此其独特的优点在于当纱线支数或纱线质量变化时，无需对所设置的纱线探测器进行任何预操作。在这里所使用的控制策略是一种增量自动控制技术，该技术以一种调节的方式介入可变化的增量放大器，以便将最终输出信号限制在特定的范围内并且独立于运行输入信号的振幅。一个前提条件是，所述控制波段的宽度必须大于运行输入信号变化的波段宽度，以使得所述控制装置能够随动于这些自然参数的变化。所述控制装置以一个恒定的反馈时间(reaction time)进行工作。为了避免在纱线的正常运行过程中出现错误的输出停机信号，利用一个略微大于所述控制装置反馈时间的时间延迟量来对所述输出信号进行过滤。所述额外的延迟量不仅适合于纱线速度的变化量适中的情况，而且还适合于在针织机或整经机上纱线运行的过程中纱线的最高速度预定适中的情况。任何类型的电子转换器都可以被应用到纱线探测器中，比如压电式、静电式或是其他类型的转换器。实现正常功能的最后一个先决条件是由断纱所引起的信号的波段宽度要远大于所述控制波段的宽度。断纱将会产生一个输入运行信号的跌落(an input run signal drop)，该输入运行信号的跌落远比所述控制装置的反馈时间要快得多，以便可靠地产生一个合适的最终输出停机信号。
尤其是在针织机或整经机中，自然参数的变化非常缓慢，这是因为纱线以一个缓和的加速度开始运行，并以一个基本上恒定的速度长时间平稳运行，直至在一个平缓的减速过程后停止下来。这种物理现象的缓慢性为对增量放大量进行调节提供了足够的时间，并且不会遭遇到产生错误的最终停机信号的危险，也就是说在输出最终输出信号之前利用一个可接受的时间延迟量来对其进行过滤。
最好将经过放大的运行输入信号与一个预设的阈值进行比照，以便输出一个检测到的运行信号，基于该运行信号，可以可靠地产生最终输出信号，并且所述运行信号同时可以被用于控制增量的放大量，以便经过放大的运行输入信号恰好大于所述阈值。正如前面所提及的那样，相互关联的控制波段宽度和运行输入信号的自然变化均能够使得所述控制装置随动于所述变化，以便可靠地获得一个基本上稳定的检测运行信号，只要该检测运行信号的波动不是由于快速断纱跌落现象引起的，那么该运行信号的波动就会被输出过滤器过滤掉。
根据该方法的另一个方面，独立于运行输入信号的幅值来对增量放大量的变化进行控制，以便将最终输出信号保持在一个特定的范围内。
所述AGC控制策略可以通过基于所述检测运行信号而产生的一个放大增量控制信号来始终可靠地进行，所述放大器通过改变其放大系数或相应的敏感度来响应所述放大增量控制信号。一旦所述检测运行信号显示出增大或下降的趋势，那么增量放大量将相应地降低或增大。
由于在使用压电转换器时，几乎所有源自纱线及其运行状况的参数都基本上保持恒定，仅有用于运行输入信号的纱线张力不是如此，所以基于检测运行信号所产生的放大增量控制信号可以相对精确地反映补偿张力变化所需的控制作用。所述的内部相互关系可以用来测定瞬时的纱线张力。
为产生一个可靠的合乎逻辑的检测运行信号或运行/停止信号，还需要改变检测阈值。
由于在装备有所述纱线探测器的机器的正常运行周期内还会产生一个最终输出停机信号，也就是说当纱线如期停下而不是由于纱线断裂而停下时所产生的一个最终输出停机信号，因此最好参照一个与正常的或者合适的运行/停止状况相关联的同步信号、来对代表纱线运行/停止状况的最终输出信号进行估测。当所述同步信号指代的纱线需要运行时，代表纱线断裂的一个最终输出停机信号将会导致所述机器停机。
在所述纱线探测器中，最好具有一个足够微弱的AGC控制策略反馈时间，用于补偿检测运行信号中的自然参数波动或峰值，正如前面所提及的那样，波动将非常缓慢地发生。由于从相反的方面来说，纱线断裂现象将会导致纱线输入信号的突然下降，所以随后的检测运行信号将无法继续保持稳定，并且甚至所述输出过滤器也将无法过滤掉这种突然下降，从而在纱线断裂的情况下，将会产生一个可靠的最终输出停机信号。
放大增量控制电路的反馈时间应该适合于对自然参数的波动进行补偿。
任何类型的转换器均可以被用于所述纱线探测器中。最好是能够安全可靠地工作的压电式或静电式转换器。
对附图的简述下面，将借助于附图对本发明的实施例进行描述，其中附
图1示出了一个针织机中的纱线供给和进料位置；附图2是一个用于附图1中的纱线探测器的示意框图；而附图3是若干个叠置的图表，示出了所述纱线探测器中的工作方法。
对优选实施方式的描述作为消耗纱线的纺织机的一个示例，在附图1显示了一个针织机K，用于对存储在导纱装置F中的一根纱线Y进行纺织。导纱装置F装备有一个承载着制动环2的可旋转储纱体1，在该储纱体1的下方，所述纱线被穿过一个出料导纱眼而退绕，并且经由一个纱线探测器A而进入到针织机K中的针织工位7中。导纱装置F包含有一个由控制单元4控制的电驱动装置3，和用于监视存储在储纱体1上的纱线的传感器5。
纱线探测器A还装备有导纱元件6，通过该导纱元件6，纱线Y在被退绕的同时发生偏斜，从而通过利用其速度和/或张力对一个电转换器T进行触发，来产生能够在一个控制电路C中进行处理的信号。纱线探测器A在发生纱线断裂的情况下能够使得针织机K和/或导纱装置F停机。另外，由纱线探测器A所产生的最终输出信号必须能够可靠地代表纱线的运行/停止状况，比如根据所述针织机的运行周期或者其同步信号。
纱线探测器A及其控制电路C在附图2中被以框图的形式描绘出。用于提供运行输出信号S的转换器T(比如一个压电式或者静电式转换器)的输出部分被连接在一个可变化的增量放大器VA上，其中该可变化的增量放大器VA用于产生一个经过放大的运行输出信号AS，该运行输出信号AS是一个用于检测器/比照器D/C的所谓“伪装(coloured)”噪音信号，所述检测器/比照器D/C相应地输出一个检测运行信号DS。为了实现该目的，检测器/比照器D/C被利用一个预设的阈值来进行工作，即只要经过放大的输出信号AS的值高于所述阈值，那么检测运行信号DS将与运行的纱线共同出现在检测器/比照器D/C的输出装置中。经过检测的运行信号DS最终由输出过滤器OF进行过滤，并且以一个最终输出信号OS的形式输出，也就是说要么以一个最终输出运行信号的形式输出，要么以一个最终输出停机信号的形式输出。所述最终输出信号比如在所述针织机和/或导纱装置中的控制单元或者停机动作延迟继电器中被认为是与一个所谓的同步信号有关，其中所述同步信号用于指示来自导纱装置F的纱线是应该运行还是应该停止。(可以排布多个相同的导纱装置F来将若干根纱线导入针织机K中的针织工位中，所述导纱装置F中均具有一个专用的纱线探测器A。)在附图2所示纱线探测器A的控制电路中，另外还设置有一个放大增量控制电路AGC，该控制电路AGC被连接在可变化增量放大器VA的调节入口和检测器/比照器D/C的输出部分上。比如呈一个“分块式振荡器”(blocked oscillator)(振荡频率大约为2.5KHz)形式的放大增量控制电路AGC，能够产生一个放大增量控制信号CS，用于分别改变可变化增量放大器VA的增量放大量或者对应的放大系数，或者经过放大的输出信号AS。检测运行信号DS的瞬时值被用作一个用于产生放大增量控制信号CS的决定性参数。放大增量控制电路AGC利用约40毫秒(ms)的恒定反馈时间Tc进行工作。同样，输出过滤器OF利用比如约50毫秒的预设恒定时间延迟量To进行工作。也就是说，时间延迟量To至少略微大于反馈时间Tc。
纱线探测器A的工作过程将借助于附图2和3进行描述。纱线探测器A正常工作的前提条件是前面已经提及到的在To和Tc之间存在差异。另外，控制波段的宽度必须大于所述运行输入信号S中任何自然参数变化的波段宽度，从而所述AGC控制装置将能够随动于这些自然参数的变化。纱线断裂现象并不是所述运行输入信号中自然参数的变化，但是却能够导致一个运行输入信号以远远快于AGC电路的反馈时间Tc的速度下降。
正如在附图3中最上方的那个图表所示出的那样，在一个针织机中，纱线以微弱的加速度开始起动，如果没有纱线发生断裂的话，那么接着该纱线将以恒定的速度长时间运行，并且最终在完成一个平缓的减速过程后停止下来。在所述最上方图表内曲线的第二个部分中，纱线再次以适中的加速度开始起动，并且接着以基本上恒定的速度运行。但是，如果在这个时候一根纱线发生了断裂现象B，那么这就意味着该纱线的速度会突然下降到零。
附图3中的第二个曲线代表了基于检测运行信号DS(从上至下第三个图表)而产生的，或者说是用于稳定地保持所述检测运行信号DS的放大增量控制信号CS。从上至下第二个图表示出了被控制在一个最大值处的放大增量控制信号CS，此时纱线速度为零并且其变化量间接地与所述纱线的速度特性成比例关系。实际上，在纱线运行过程中，由所述AGC电路的影响而产生的放大增量控制信号CS被调节到一个最佳的浮动最小值M，该最小值M恰好足够保持一个相对稳定的检测运行信号DS，并且能够确保一个稳定的输出信号OS(从上至下第四个图表)。所述敏感度或放大增量的最优最小值在某一时刻对应于这样一个值，即利用该值可以从纱线速度和其它象征工作状况的参数导出一个稳定的最终输出信号，并且对于所述最小值来说，最终输出信号不再敏感于仅由外部噪音模拟的虚假纱线动作，并且不再存在在纱线正常运行的过程中会产生一个错误最终输出停机信号的危险。正如已经指出的那样，信号CS被以大体上与运行输入信号S或者纱线速度特性曲线成反比例地进行转换，并且从而使得所述经过放大的运行输出信号AS能够经常恰好保持在所述阈值之上，用于在所述检测器/比照器D/C中产生信号链DS，也就是说从上至下第三个图表中的检测运行信号DS。
由于在纱线运行的过程中无法避免参数的自然波动，因此AGC电路利用前面所述的反馈时间Tc来进行工作。由于所述放大增量控制装置在信号波动出现时利用反馈时间Tc来对所述的那些信号波动进行补偿，所以所述波动可能会导致在信号链DS中出现峰值E。但是，由于这种峰值E能够在一个比输出过滤器OF的时间延迟量To更短的时间内得以补偿，所以最终产生的输出运行信号OS将会是稳定的，并且不会带有任何峰值，从而能够对所检测的纱线的运行/停止状况进行可靠地评判。
附图3中最下方的图表显示了所谓的同步信号，也就是说一个比如由针织机中的控制单元所发出的信号，该信号用于比如在纱线需要运行或者停止的时候指示对应的导纱装置或者甚至是所述纱线探测器A的控制电路C。
正如上方的左侧图表所示出的那样，如果纱线根据同步信号的要求减速至停顿，那么相应于纱线停顿而产生的检测运行信号DS的端点将会导致产生最终输出停机信号(左侧信号链OS的右侧面)，但是，其并非局限于比如在针织机的控制单元内，因为这仅仅是对所述同步信号下降所需的纱线预期停止状况的确认。
但是，正如在附图3中上方图表内右侧曲线所示出的那样(由于纱线断裂B而引起的速度V下降)，当信号下降发生得过快，以至于放大增量控制信号CS无法随动并且难以补偿这个突然的信号下降时，那么经过放大的输出信号AS就难以达到所述阈值，从而经过检测的运行信号DS将会相应地在SDS下降，由于输出过滤器OF的时间延迟量To，该SDS将导致信号链OS中的最终输出停机信号SOS多少有些滞后。由于在这个时刻即时的同步信号(附图3中最下方的那个图表)仍然存在，用于指示所述纱线在实际上仍然运行，所以针织机K中的控制单元会立刻将最终输出停机信号SOS看作是一个纱线断裂现象B发生的指示，并且从而使得该针织机和/或导纱装置停机。
所使用的AGC控制策略决不允许在正常的运行过程中产生错误的最终停机信号。不容质疑地，自然信号的波动也不允许产生一个错误的停机信号。这些目的可以通过利用一个略微大于所述AGC电路中反馈时间Tc的时间延迟量To来对经过检测的运行信号DS进行过滤而得以实现。但是，这个额外的延迟量To适用于针织机或整经机具有相对缓慢的自然参数变化的情况，这是因为这种物理现象的缓慢性为利用AGC控制策略来对敏感度或者增量放大量进行调整提供了足够的时间，并且通过在输出之前利用所述可接受的时间延迟量To对检测到的运行输出信号DS进行过滤而避免产生错误的最终停机信号。另外，(在附图3中从上至下第二个图表)当利用了一个压电式转换器T，并且除纱线张力之外的所有纱线参数均基本上恒定时，所述放大增量控制信号CS实际上还是一个用于补偿张力变化的控制作用的量度。这种CS甚至能够被用来测定或监视纱线的张力。
权利要求
1.借助于一个电子纱线探测器来对一根纱线(Y)、尤其是针织机或整经机中的纱线(Y)的运行/停止状况进行监控的方法，其中所述电子纱线探测器中包含有一个纱线触发式转换器，并且利用可变化的运行输入信号增量放大量来进行工作，所述运行输入信号被进一步处理成代表所述运行/停止状况的最终输出信号，其特征在于从一个预定的最大值开始起动并利用一个恒定的反馈时间延迟量(Tc)朝向一个恰好足够产生一个稳定的最终输出信号(OS)的浮动最小值(M)，来始终自动地对用于所述运行输入信号(S)的放大增量进行电子调节，并且通过利用所述反馈时间延迟量(Tc)，所述运行输入信号的自然参数波动(E)可以得以补偿，与此同时，由于纱线断裂现象(B)而导致所述运行输入信号发生的突然性总体下降被处理成一个最终输出停机信号(SOS)。
2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于为了获得一个检测运行信号(DS)，所述放大增量(AS)始终与一个预定的阈值相比较，并且为确保产生一个稳定的最终输出信号，所述浮动最小值在所述检测运行信号(S)的基础上受到控制，以便使得所述放大增量(AS)恰好大于所述阈值。
3.如权利要求1中所述的方法，其特征在于通过独立于所述运行输入信号的振幅来改变放大增量，所述最终输出信号被保持在一个特定的范围内。
4.如权利要求1中所述的方法，其特征在于对浮动最小值的控制通过利用一个大于自然参数输入信号变化量的波段宽度的波段宽度得以实现，但是该波段宽度明显小于由纱线断裂现象所导致的输入信号变化量的波段宽度，从而使得所述控制装置能够随动于自然参数输入运行信号的变化，但却不能够随动于由纱线断裂现象导致的快速变化。
5.如权利要求1中所述的方法，其特征在于为了朝向所述浮动最小值对放大增量进行控制，以所述检测运行信号(DS)为基础产生一个放大增量控制信号(CS)。
6.如权利要求1中所述的方法，其特征在于利用一个时间延迟量(To)来将所述检测运行信号(DS)过滤成所述的最终运行输出信号，其中所述时间延迟量略微大于用于控制所述放大增量的控制反馈时间延迟量(Tc)。
7.如权利要求5中所述的方法，其特征在于在纱线探测器(A)中包含有一个压电式转换器(T)，该压电式转换器(T)用于响应纱线张力的变化而从所述放大增量控制信号(CS)导出瞬时的纱线张力。
8.如权利要求2中所述的方法，其特征在于所述的预定阈值是变化的。
9.如权利要求1中所述的方法，其特征在于所述运行输入信号(S)借助于一个压电式或者静电式转换器(T)来产生，所述压电式或静电式转换器(T)至少能够响应于所述纱线(Y)的速度和/或张力。
10.如权利要求1中所述的方法，其特征在于参照同时存在并且与预期的纱线运行/停止状况相关联的同步信号，始终对瞬时最终输出信号(OS)进行评估。
11.用于对一根纱线(Y)、尤其是一个针织机或整经机之内的纱线(Y)的运行/停止状况进行监控的纱线探测器(A)，该探测器(A)包括有一个电子转换器(D)，该电子转换器(D)用于通过所述运行纱线(Y)的触发而产生一个运行输入信号，一个具有可变化的放大增量(AS)的放大器(VA)，该放大器(VA)被连接在所述转换器上用于放大所述运行输入信号(S)，一个检测器/比照器，用于将所述放大增量与一个检测阈值进行比照，来产生一个检测运行信号(DS)，以及一个输出过滤器(OF)，该输出过滤器(OF)被连接在所述检测器/比照器(D/C)上用于利用一个时间延迟量(To)来对所述检测运行信号(DS)进行过滤，以便输出代表所述纱线运行/停止状况的最终输出信号(OS)；其特征在于还设置有一个放大增量控制电路(AGC)，并且该电路被连接在检测器/比照器(D/C)和放大器(VA)的输出部分上，用于产生一个放大增量控制信号(CS)，该信号用于在所述检测运行信号(DS)的基础上将放大增量(AS)朝向一个瞬时浮动最小值进行变化，以便在所述最小值处，所述输出过滤器(OF)能够很容易地产生一个保持在特定范围内的最终运行输出信号(OS)。
12.如权利要求11中所述的纱线探测器，其特征在于通过利用所述放大增量控制电路(AGC)，所述放大增量是可以变化的，并且所述放大增量控制电路(AGC)具有一个恒定的反馈时间延迟量(Tc)，该反馈时间延迟量(Tc)小于所述输出过滤器(OF)的时间延迟量(To)。
13.如权利要求12中所述的纱线探测器，其特征在于所述放大增量控制电路(AGC)的所述时间延迟量(Tc)分别适合于对所述运行输入信号(S)或者所述检测运行信号(DS)的自然参数波动进行补偿。
14.如权利要求12中所述的纱线探测器，其特征在于所述放大增量控制电路(AGC)的补偿时间延迟量(Tc)要远远大于由于纱线断裂(B)导致运行输入信号(S)突然下降的补偿量。
15.如权利要求11中所述的纱线探测器，其特征在于所述纱线探测器包括有一个压电式或是静电式转换器(T)，该转换器(T)易于产生一个运行输入信号(S)，该运行输入信号(S)至少部分依赖于触发所述转换器(T)的纱线(Y)的速度和/或张力。
全文摘要
根据一种用于对一根纱线(Y)、尤其是针织机或整经机中的纱线(Y)的运行/停止状况进行监控的方法,利用一个包含有电子式纱线触发转换器(T)的纱线探测器,在纱线(Y)从一个预定的最大衰减增量开始运行的过程中,利用一个恒定的反馈时间延迟量(Tc)来朝向一个恰好足够产生稳定的最终输出信号(OS)的浮动最小值,始终自动地对所述运行输入信号(S)进行电子控制,其中所述转换器利用可变化的运行输入信号(S)的增量放大量进行工作,所述运行输入信号(S)被进一步处理成最终的输出信号(OS),并且利用所述反馈时间延迟量(Tc)来对所述运行输入信号(S)的自然参数波动进行补偿,与此同时,由于纱线断裂所引起的所述运行输入信号(S)的突然性总体下降量被处理成一个最终输出停机信号(OS)。
文档编号D04B35/12GK1352618SQ00805742
公开日2002年6月5日 申请日期2000年3月1日 优先权日1999年3月3日
发明者斯特凡诺·兰普林洛 申请人:Iropa股份公司