[发明专利]对纵向移动纱线中的杂质进行光学检测的设备

说明书

技术领域

本发明涉及对杂质进行光学检测的设备，尤其涉及一种对纵向移动纱线中的外来纤维进行光学检测的设备，该设备具有白光二极管和用于测量被纱线反射的光的至少一个传感器，其中，白光二极管沿纱线的方向发光并具有发射蓝光的半导体元件和冷光转换元件。

背景技术

DE 198 59 274 A1中公开了一般的装置。为了识别绳索状纺织材料中的外来材料，除了反射测量装置之外，该设备还要具有：光生成装置，其包括生成彩色单色光(优选地，蓝光)的发光二极管；和频率发生器，其优选地是荧光装置。该荧光装置(或者，更一般地表达为冷光装置)把单色蓝光转换成广谱较长波的光，因此所述光源发射的光总体上表现为白色的效果。例如，可以在EP 0 936 682 A1或DE 196 38 667 A1中找到关于所谓白光二极管的详细信息。

白光特别适合在用于识别外来材料的装置中充当光源。在发射波长范围非常窄的单色光的光源中，可能发生这样的情况，即特定外来材料不会引起任何亮度变化或者不会引起足够的亮度变化，因此，削弱了外来材料检测的可靠性。发射白光的其它光源(如激光、闪光灯或白炽灯)与白光二极管相比需要大得多的安装空间并且具有更高的能耗。

白光二极管由于生成白光的方法而在整个波长范围上没有任何恒定的强度分布，而是具有不同的由蓝光二极管发射的蓝光波长范围中的窄最大值和由冷光转换元件发射的较长波波长范围中的宽最大值。

冷光装置的集中度(concentration)或类型的变化导致能够在很宽范围内调整波长谱。然而，实际可用的白光二极管总是具有上述极值，蓝光波长中的最大值显著大于较长波范围中的最大值。NICHIA公司销售白光二极管。示例性的类型是型号NSCW100，其说明书可在因特网地址http：//www.nichia.com/specification/led-smd/NSCW100-E.pdf获得。蓝光范围中的波长谱表现出了比较长波范围中的波长谱的两倍还高的强度。

已经证明：白纤维(尤其是那些由丙烯酸树脂、聚酯或纤维胶制成的白纤维)特别强烈地反射蓝光，并且与纱线中存在杂质的情况相比，由结构引起的纱线反射程度的波动对测得的反射光的强度产生了更强烈的影响。因此，可能出现这样的情况：一些杂质或外来材料未被识别。

发明内容

因此，本发明的目的在于改进对纵向移动纱线中的杂质的识别。

根据本发明通过权利要求1的特征来实现该目的。本发明有益的改进之处是从属权利要求的主题。

为了实现该目的，在光路上布置了光学滤波器，该光学滤波器被设置为减小蓝光的波长范围的强度并使可见光的较长波长范围的强度基本上不受影响。

该光学滤波器以简单的方式使导致不能精确识别外来材料的蓝光的不同强度最大值减小，由此消除了反射信号中的噪声。

蓝光波长范围是430nm至490nm的区间。因此，原则上，490nm到可见光范围的结束处(大约780nm)的波长范围基本上会不受阻碍地穿过滤波器。然而，颜色之间的过渡是模糊的。另外，滤波器的透射度的骤变和100％的透射度实际上是不可实现的。因此，在根据本发明的设备的优选实施方式中，滤波器对于520nm至720nm波长的透射程度为大于80％。

如果能够通过滤波器把蓝光波长范围内的强度最大值减小至少30％，将会比较有利。应该注意的是，白光二极管的蓝光的强度并非在整个蓝光波长范围上总是高的，而是在蓝光波长范围内有一个窄带最大值。该最大值的精确位置和相关强度取决于所使用的白光二极管。因此，很清楚的是，为了把蓝光的强度减小30％，滤波器的透射度并非相应地在整个蓝光波长范围中必须是70％，而是相应地适应于白光二极管的各个蓝光谱。

因为蓝光的强度值根据所使用的白光二极管而不同，所以在另一优选实施方式中，将滤波器构造成，使得蓝光波长范围中的强度最大值与较长波范围中的强度最大值相一致。对于白光二极管(如NSCW100)的典型光谱，这相当于把蓝光的强度减小了50％到60％。

检测宽波长范围中的光的强度的传感器并非在整个波长范围上有相同的灵敏度。因此，白光二极管、滤波器和传感器的光路应该彼此匹配。在本发明的优选结构中，光学滤波器的透射度和传感器测量由纱线反射的光的灵敏度被设置成，针对每个波长范围产生期望的滤波效果。

滤波器可以布置在白光二极管与纱线之间或者布置在纱线与用于测量由纱线反射的光的传感器之间。在这种情况下，由于滤波器作为薄层应用于各部件，所以滤波器可以集成到白光二极管或传感器中。