专利名称：对接受染色的纺织材料进行光学读数的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种对接受染色的纺织材料进行光学读数的设备和方法。
更特别而言，本发明的设备和方法涉及对染液中的单着色剂的损 耗也就是吸收的控制。
背景技术：
基于透射率分光光度学的光学系统和工艺在本领域众所周知。借 助于这些系统，存在于溶液也就是染液中的单着色剂的浓度通过发射 光束来测量，该光束具有透过溶液的已知性能。发射的光中有的部分 被染液中含有的物质吸收，而剩余的部分被传递到检测其数量和性能
的分光光度计。根据著名的Beer-Lambert规律，该信息被用于确定存 在于溶液中的单着色剂的残余量。
另外，众所周知，考虑到由于纺织工业中使用的各种着色剂的无 数化学和染色类型，无论用哪种特定算法来处理以上信息，要想准确 测定染液中存在的单着色剂的残余数量，从现实的观点来讲，仍然是 一个尚未解决的问题。
当要求足够准确地测定染液中存在的单着色剂的浓度时，使用用 于透射率读数的已知光学系统导致实际的困难，特别是当浓度特别小 或者是高于给定值时。实际上，已知的光学系统在控制含有浓度超出 给定范围的着色剂的溶液方面是无效的。换句话说，当有关浓度的值 不在给定范围内时，即当溶液太稀或太浓时，市场上现有的光学控制 系统实际上基本不可用。
应用已知的光学系统导致的更多不便是因为它对含有不同种类 (即不同的化学种类)着色剂的溶液进行读数时获得的结果严重缺乏精 确性。不便之处还来自于这些已知系统基本不能区分同类的两种不同
色彩(存在于相同溶液中的两个红色，两个黄色或者两个蓝色)。
其他的不便由状态变化引起，也就是由当溶液的PH值、盐度或 者温度变化时单着色剂的色彩的改变引起，在染色循环中常常发生这 种情况事实上，在这种情况下，透射率光学控制不能保证会有正确 和均一的读数，因为可能会发生色彩的改变或者染液可能会变得迟滞。
而且，随着通过液体的光传递发生改变，很难对色散和乳白液进 行控制，这是因为一部分光被液体内的散布颗粒偏离。这就导致了错 误的评估，也就是，分光光度计的评估可能是错误的。
用于通过透射率读数对染液进行控制的设备的实例在EP 325529, FR 2399066, FR 2307074， FR 2443524, GB2050002, JP 1006164， WO 99/66117， JP 5098557和JP 61105432中进行了描述。
发明内容
本发明的主要目的是为了消除或者至少显著地减少所述缺点。
根据本发明，借助于具有独立权利要求中所述的特征的设备和方 法，达到了这些效果。本发明的更多特征为从属权利要求的主题。
借助于本发明，可以对染液中的单色(红，黄，蓝)进行损耗测 试，而不管所用着色剂的种类或性质如何，甚至在浓度很高或很低以 及使用乳白液或存在散布颗粒的情况下都可以进行。尤其是，为了基 本上消除读数错误发生的可能性，借助于本发明，可以使用由用于测 试具有不同形态特征的单色的吸收率的两种不同设备进行的检测；尤 其是，根据染液温度，可以使用最适合的设备来尽可能正确和精确地 进行检测。而且，本发明的仪器和方法容许所述检测直接对浸在染液 中的样本或样品或"采样(witness)"的材料进行，以便利用测试获得 的结果考虑到了接受染色的材料的特殊性质。另一个优点在于可以进 行足够高频率的重复读数，以便使得这些读数被看作是"动态读数，，， 或者，换句话说是连续读数。而且，本发明的设备容易制造，经济而 可靠，即便是经过长期操作之后也很可靠。
本领域的普通技术人员通过结合附图阅读了以下说明书以后可以 对本发明的这些以及其他的优点和特征有最好的理解，所述附图只是
对本发明的可行的示例说明，而不应该被认为是限制性的。
图1示出了举例说明本发明的设备(1 )的使用的一种可能方案的
示意图2示出了用于接受染色的纺织材料的样本或样品的支承件的平 面示意图3示出了图2中支承件的平面示意图，在支承件的上面还放有 纺织材料的样本或样品；
图4示出了本发明的设备的纵向截面示意图5示出了图4中所示设备的样本室的顶视图，其中插有图3的 支承件；
图6示出了图4中所示设备的顶视图7-10示出了与图4中所示设备的使用相关的操作步骤的顺序；
图ll是图4中所示设备的放大详图12是图4中所示设备的进一步放大详图13示出了图9的放大详图14示出了图IO的放大详图，在该图中并未示出上基座(13)， 以便更好地说明室(10)中部件的排列设置；
图15-18和图11-14相似，但是图15-18显示了本发明的另一个可 能实施例。
具体实施例方式
关于其基本结构，参考附图中的图1-14，本发明的设备(l)包 括室(10)，该室由具有相应固定侧壁(12)的固定下基座(11)和可 动上基座(13)来定界。与相应管接头(14, 15)相关联的输入部分 (I)和输出部分(U)被设置在固定基座(11)的两个相对侧壁上，以 容许将其安装于图1所示类型的回路中，下文将对此进行进一步描述。
所述固定基座(11)有一个中心孔，该中心孔中插入有光学检测 器或探测仪(2),光学检测器或探测仪(2)与下面将要介绍的分光光 度计或比色计相连。
探测仪(2 )可以包括任何光学检测器或者市场上已有的可与分光 光度计或比色计相连的传感器。
四个固定柱体(16)被安装在所述固定下基座(11)的内底部上， 固定的锥形尖头(17)安装在每一个所述柱体上。套筒(18)设置于 每一个柱体(16)上，位于固定基座(11)的底部和相应的尖头(17) 之间。该套筒设置有环形的凸起或环形件，其下侧(18L)安装在弹 簧(19)的上基座上，所述弹簧(19)的下基座被放在固定基座(11) 的内底部上。
当使用设备时，所述柱体(16)被朝向固定基座(11)的底部垂 直地定向，固定基座(11)优选处于水平位置。因此，套筒(18)垂 直于基座(11)的底部。
由于弹簧(19)的存在，每个套筒(18)可以被向下推向基座(11)， 并且一旦克服相应弹簧(19)的阻力的推力耗尽，套筒(18)就可返 回到其升高的起始位置。这就容许染液在室(10)内正确地循环，并 且因此样本或样品的染色会更加均匀，下文将对此进行描述。
而且，设备(l)包括一个用于接受染色的纺织材料样本或样品的 支承部件。
根据附图所示的实例，所述支承部件包括一个盘(3)，在该盘(3) 上设有圆形中心孔或窗口 (30)，并且还设有四个根据四边形顶点设置 的通孔(31)。参考图2和3中所示的实例，所述孔(31)被设置在盘 (3)的四个相应附件(32)上。
所述孔(31)使得盘(3 )能够定位于设置在所述套筒(18 )的外 表面上的环形件的上侧(18U)上。
实际上，所述套筒(18 )构成用于盘(3 )的弹性定位和支承部件， 并容许相应地引导其朝向固定基座(11)的内底部下降以及引导其升 高。
所述盘(3 )的形状容许接受染色的纺织材料的样本或样品被施加 在盘自身上。例如，如图3所示，样本或样品或"采样"可以包括缠绕 在盘(3)上以便覆盖盘的中心窗口 (30)的给定数量的丝线(F)。
样本还可以有不同的形状，也就是说它可以不是丝线的形式；例如， 样本可以由织物构成。不管怎样，样本由同样的接受染色的材料构成 并且它被施加在支承盘(3)上以便邻近窗口 (30)。
侧向为所述室(10)定界的壁(12)的上边缘为环形垫圏(G) 提供了支座。
室(10)的上基座(13)有一个中心孔，该中心孔容许致动器(4) 的杆(40)贯穿，该杆(40)的轴线垂直于基座(13)本身定向。衬 垫(41)固定在所述杆(40 )的自由端上，也就是说固定在所述杆(40 ) 的下端上；所述村垫有一个圆形的、中心凸出的部分(42)，所述部分 (42)的直径小于所述盘(3)具有的中心窗口 (30)的直径。
所述致动器(4)的裙缘通过支架(附图中没有显示)固定在上基 座(13)的上侧上。
而且，所述上基座(13)的下侧有四个空腔(130)，每个空腔的 形状和尺寸都与所述所述尖头(17)的上端相对应。
所述上基座(13 )有一系列供螺紋装置(未显示)通过的通孔(131 )， 所述螺紋装置容许将上基座连接至固定基座(11 )，所述固定基座(11) 具有相应的孔(110)。通过这种方式，可以使得所述室(10)紧密封 闭，尽管室(10)包括染液的输入部分(I)和输出部分(U)。
图1的方案显示了
-第一导管(Cl)，其在一侧与一个染色容器或染色机器(T)相 连，而在另一侧与设备(1)的出口 (14)相连；
-第二导管(C2 ),其在一侧与设备(1)的出口 ( 15 )相连，而 在另一侧与泵(P)的入口相连，该泵能够通过第三导管(C3)把染 液重新传送回染色容器或机器(T)。
PH值检测探测仪(SP)被插至第二管道(C2),而染液温度是通 过与染色容器或机器(T)相关联的温度计来检测的。
所述方案还显示了上述光学探测仪(2),探测仪(2)通过相应的 光学纤维即光缆(22， 23)连接到发光体(21)和分光光度计或比色 计(20 )o染色容器或机器(T)以及探测仪(ST)和(SP)、泵(P)、探 测仪(2 )和发光体(21 )、分光光度计或比色计(20 )和光学纤维(22， 23)本身都是为大家所熟知的。
设备(1)的工作方式如下
在容器或机器中接受染色的材料的样本或样品被定位在盘(3 )上。 例如，像图3中显示的那样，可以使用缠绕在盘(3)上以便覆盖窗口 (30)的给定数量的纱线(与容器或机器"T"中存在的材料相同)， 要指出染色容器或机器中的纺织材料可以是任何其它形式，即不限于 纱线的形式。然后，在设备的上基座(13)与下基座(11)分离的情 况下，将盘(3)放在由装配在柱体(16)上的套筒(18)构成的弹性 支承件上，盘(3 )的延伸部分(32 )安放在所述环形凸起的上侧(18U ) 上，如图7、 8和13所示；以这种方式，盘(3)定位于该弹性支承件 上，并且该盘(3)的窗口 (30)朝向探测仪(2)并且被丝线(F) 覆盖，也就是说，被制造样本的材料所覆盖。上基座(13)随后被固 定在下基座(11)上，如图(9)所示。以这种方式，室(10)可以被 在上方和下方都密封封闭，并且从染色容器或机器(T)引出的染液 可以在该室内流动。由于存在用作导向部件的所述尖头(17)(其形状 和设置在上基座上的空腔(130)相对应)，所以便于将上基座(13) 定位在下基座(11)上。在室(10)内流动的染液相对于盘(3)上的 材料的样本(F)运动，材料样本(F)如同染色容器或机器(T)里 的纺织材料那样接受染色。在关闭设备后，即把上基座(13)固定至 下基座(ll)之后，该设备如此操作在给定的时间间隔内，操作致 动器(4)，以便使衬垫(41)下降从而使材料样本(F)与探测仪(2) 相接触，如图(10)和(14)中所示。如图(14)中详细所示，使已 经浸湿的材料(F )与光学读数探测仪(2 )接触，光学读数探测仪(2 ) 向分光光度计或者比色计(20)发射光学信号，分光光度计或者比色 计(20)处理该光学信号。衬垫(41)下侧上的凸起(42)的存在容 许完美地将样本材料推到探测仪(2)上而不会将其撕裂。在每一次读 数结束时，缩回致动器(4)的杆，以消除对盘(3)的推力，盘(3) 然后上升并返回到被升高的起始位置，因为所述盘安放在由套筒(18 ) 和弹簧(19)构成的弹性支承件上。以这种方式，样品返回到理想的 位置上以便正确和均匀地进行染色。只要接受染色的染色材料仍然在 容器或机器(T)中，光学读数就会循环重复进行。
由探测仪(2)传递给分光光度计或比色计(20)的光信号的处理 根据已知的算法来进行，因为本领域的技术人员对此已知，所以在此 不再对所述算法进行详细描述。所述算法容许对用于制造样本的材料 (即在容器或机器T中接受染色的材料)中存在的单着色剂进行吸收 评估，也就是说，所述算法容许对着色剂损耗情况进行评估，即使是 在染液的PH值或者温度发生变化或者发生盐度变化等的情况下。
所述读数(也就是说由探测仪(2 )传输给分光光度计(20 )的信 号的分光光度分析)与被染色的材料有直接关系。换句话说，因为样 本的材料直接与探测仪(2 )接触，避免了由用于对染液进行光学读数 的设备造成的常见误差。事实上，在读数步骤中，样本材料被衬垫(41) 推在探测仪(2)上并保持在探测仪(2)上，以避免染液对读数本身 的任何干扰。设备(1)通过反射率而不是通过常规系统提供的透射率 来进行光学读数。
根据本发明的一种方法包括以下操作步骤
-设置染液流入的第一光学读数室(10)，所述染液从对给定纺织 材料实施染色工艺的染色容器或机器(T)中引出；
-设置样品或样本(F)，其中该样品或样本(F)由与所述纺织 材料相同的材料制成，把所述样品定位于所述第一光学读数室(10) 内的支承件上，所述样品由在该第一光学读数室内流动的染液进行染
色；
-周期性地使所述支承件接近光学检测器(2);
-利用所述光学检测器或探测仪(2)对样本表面发射光信号，并 且把由样品表面反射的光传递至光学处理装置；以及
-把带有材料的样本(F)的所述支承件从所述光学检测器(2) 移开。
有利的是，所述样本(F)被离开和朝向所述光学读数探测仪弹 性地施加可动支承件上。
而且，所述使样本接近光学读数探测仪的步骤有利地通过在样品 上施加推力来进行，并且，当样本从光学读数探测仪移开时，所述推 力被除去。
不管怎样，本操作方法可以直接进行光学读数，也就是说可以对 浸在染液中的样品或样本进行光学读数。实际上，反射率光学读数意 味着相对于入射于浸在染液中的样本的表面上的光的数量，对由浸在
染液中的样本的表面反射的光的数量进行测量。
借助于本发明，可以对染液中的单色(红、黄、蓝)进行正确而 可靠的损耗检测，而无论所用着色剂的化学种类或性质怎样，甚至在 浓度非常高或非常低的情况下都可以进行，其考虑了接受染色的材料 的特定性质，也就是考虑了通过纺织材料对单色的实际吸收和相应的 实际损耗。
图15-18涉及反射率读数设备(1)的一个替代实施例。其中，所 述衬垫(41)被固定在上基座(13)的下侧上，下基座(11)的底部 具有一个中心孔，探测仪(2)放置在该孔中。在探测仪(2)和所述 中心孔之间放置有一个管状的垫圏(2G)。该探测仪(2)可以通过相 应的致动器(图中未显示)被升高和降低。所述用于升高和降低探测 仪(2)的致动器可以是任何常规类型。根据反射率读数设备(1)的 该替代实施例，探测仪(2)朝向样本(F)移动。实际上，盘(3) 被安放在套筒(18)上，并且盘簧(190)被安装在柱体(16)上以使 它们的下底部安放在环形凸起(18)的上侧(18U)上。然后，上基 座(13)连接到下基座(11)上，如同参照第一实施例所述的那样。 探测仪(2)周期性地升高。探测仪(2)的升高使得支承件(3)朝向 上基座(13)移动，并且如此施加的推力克服弹簧(190)的阻力。探 测仪(2)的升高结束时，样本(F)被压在该同一探测仪和衬垫(41) 之间，随后进行光学读数。根据该实施例，探测仪(2)被移向样品(F)， 而非使样本(F)向探测仪(2)移动。
附图仅仅示出了本发明的实用实施例，然而，在不偏离本发明所 基于原理的范围的情况下，其形式和设置是可以改变的。后附的权利 要求中使用的所有参考数字仅仅是为了便于按照说明书和附图进行阅 读，而绝非限制本发明的保护范围。
权利要求
1.一种对接受染色的纺织材料进行光学读数的设备，包括与相应光学处理装置相关的光学读数装置，其特征在于，其包括内部设有室(10)的本体(1)，该室具有输入部分(I)和输出部分(U)，并且从染色容器或机器(T)中引出的染液流经该室，纺织材料在所述染色容器或机器(T)中接受染色，在所述室(10)中设置有光学检测器或探测仪(2)和支座，该支座用于将接受染色的纺织材料的样本或样品(F)与探测仪(2)相对应地定位，该支座具有用于支承件(3)的定位装置，所述样本(F)被施加在该支承件(3)上，以便将所述样本浸于在室(10)内流动的染液中，所述支承件(3)可动地定位于所述定位装置上；并且所述支承件(3)可移向所述探测仪(2)，或者，反过来，所述探测仪(2)可以移向所述支承件(3)。
2. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述本体(l)包 括下固定基座(11)和可动基座(13)，所述光学探测仪(2)与该下 固定基座相关联， 一致动器(4)与该可动基座相关联，所述致动器U) 作用于所述支承件(3)上以使其移向光学检测器或探测仪(2)。
3. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于支承接受 染色的纺织材料的样品或样本(F )的支承件(3 )包括具有中心孔(30 ) 的盘。
4. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于接受染色 的材料的样品或样本(F)的支承件(3)的定位装置是弹性定位装置。
5. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于接受染色 的纺织材料的样品或样本(F)的所述支承件(3)的定位装置包括多 个插在多个固定柱体(16)上的套筒(18)，每个所述柱体(16)都从 本体(1)的固定基座(11)的内底部垂直地凸出，所述检测器或探测 仪(2)与该固定基座相对应地定位和动作，每个套筒(18)都设有具 有上侧(18U)和下侧(18L)的环形凸起，弹簧(19)设置于每个套 筒(18)的下侧(18L)和基座(11)的底部之间。
6. 根据权利要求5所述的设备，其特征在于，每个所述柱体(16) 都设有一个相应的尖头(17)。
7. 根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述盘(3)具有 多个孔(31)，盘(3)通过这些孔(31)安装在所述定位装置上。
8. 根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述致动器(4) 设有村垫(41)，用于将所述样本(F)推向所述检测器或探测仪(2)。
9. 根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述村垫(41)具 有中心凸起(42)。
10. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于接受染 色的纺织材料的样品或样本(F)的所述支承件(3)的定位装置包括 多个插在多个固定柱体(16)上的套筒(18)，每个所述柱体(16)都 从所述本体的固定基座(11)的内底部垂直地凸出，所述检测器或探 测仪(2)与该固定基座相对应地定位和动作，每个套筒(18)都设有 具有上侧(18U )和下侧(18L )的环形凸起，弹簧(19 )设置于每个 套筒(18)的下侧(18L)和基座(11)的底部之间，并且，其特征 还在于，所述用于支承接受染色的纺织材料的样品或样本(F)的支 承件(3)包括具有中心孔(30)的盘，所述盘(3)具有多个孔(31)， 盘(3 )通过这些孔(31)安装在所述套筒(18 )上以便安放在相对应 的上侧(18U)上。
11. 根据权利要求l所述装置，其特征在于，所述用于接受染色 的纺织材料的样品或样本(F)的所述支承件(3)的定位装置包括多 个插在多个固定柱体(16)上的套筒(18)，每个所述柱体(16)都从 所述本体的固定基座(11)的内底部垂直地凸出，所述检测器或探测 仪(2)与该固定基座相对应地定位和动作，每个套筒(18)都设有具 有上侧(18U )和下侧(18L )的环形凸起，弹簧(19 )设置于每个套 筒(18)的下侧(18L)和基座(11)的底部之间，并且，其特征还 在于，每个所述柱体(16)都设有一个相应的尖头(17),并且所述本 体(1)的可动基座(13 )设有与所述尖头(17 )相对应的空腔(130 )。
12. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述本体(1)具 有两个管接头(14， 15)，通过该管接头可将所述本体(1)引至用于 从染色容器或机器(T)引出染液的回路中。
13. —种对接受染色的纺织材料进行光学读数的方法，其特征在 于，该方法包括以下操作步骤设置染液流入的光学读数室(10 ),所述染液从对给定纺织材料实 施染色工艺的染色容器或机器(T)中引出；设置样品或样本(F)，其中该样品或样本(F)由与所述纺织材 料相同的材料制成，把所述样品定位于所述第一光学读数室(10)内 的相应支承件(3)上，所述样品由在该第一光学读数室内流动的染液 进行染色；周期性地使所述支承件(3 )接近光学检测器或探测仪(2 ),或者， 反过来，使光学检测器或探测仪(2)接近所述支承件(3);利用所述光学检测器或探测仪(2)对样本表面发射光信号，并且 把由样品表面反射的光传递至光学处理装置；以及把带有材料的样本(F)的所述支承件从所述光学检测器(2)移 开，或者，反过来，把所述光学检测器(2)从带有样本材料(F)的 所述支承件移开。
14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述样本(F) 施加在能弹性地移离或移向所述光学读数探测仪的支承件(3)上。
15. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述使样本向光 学读数探测仪接近的步骤是通过在样品上施加推力来实现的。
16. —种对接受染色的纺织材料进行光学读数的方法，其特征在 于，该方法包括以下操作步骤设置染液流入的光学读数室(10 ),所述染液从对给定纺织材料实 施染色工艺的染色容器或机器(T)中引出；设置样品或样本(F)，其中该样品或样本(F)由在所述染色容 器或机器(T)中接受染色的相同纺织材料制成；在所述光学读数室内，循环地提供关于浸于染液中的样品样本的 反射率光学读数。
全文摘要
对接受染色的纺织材料进行光学读数的设备包括与相应光学处理装置相关的光学读数装置，其特征在于，其包括内部设有室(10)的本体(1)，该室具有输入部分(I)和输出部分(U)，并且从染色容器或机器(T)中引出的染液流经该室，纺织材料在所述染色容器或机器中接受染色，在所述室(10)中设置有光学检测器或探测仪(2)和支座，该支座用于将接受染色的纺织材料的样本或样品(F)与探测仪(2)相对应地定位，该支座具有用于支承件(3)的定位装置，所述样本(F)被施加在该支承件上，以便将所述样本浸于在室(10)内流动的染液中，所述支承件(3)可动地定位于所述定位装置上；并且所述支承件(3)可移向所述探测仪(2)，或者，反过来，所述探测仪(2)可以移向所述支承件(3)。
文档编号D06B23/10GK101356308SQ200780001189
公开日2009年1月28日 申请日期2007年3月8日 优先权日2006年8月24日
发明者M·斯卡迪兹 申请人:泰克诺拉玛有限责任公司