[发明专利]用于纺织机的微波谐振器

说明书

本发明涉及一种用于测量装置的微波谐振器，其测量在纺织机上，特别是梳理机、并条机或梳棉机上的束状纤维材料(FM)的厚度和/或含水量，所述纤维材料被连续输送通过布置在微波谐振器(1、1’、1”、1”’)的谐振腔(5、5’)的测量空间(6、6’)。根据本发明提出，在谐振腔(5、5’)中沿着测量空间(6、6’)设置至少一个不导电的材料单元(10、10’、10”、10”’、10””、10””’)，材料单元具有：输入端部分(11、11’、11”、11”’、11””、11””’)，其截面积在预设的纤维材料(FM)的运转方向(LR)上是可变化的；和/或，输出端部分(12、12’、12”、12”’、12””、12””’)，其截面积在预设的纤维材料(FM)的运转方向(LR)上是可变化的，其中材料单元(10、10’、10”、10”’、10””、10””’)的输入端部分(11、11’、11”、11”’、11””、11””’)的截面积在纤维材料(FM)的运转方向(LR)上看是增大的和/或材料单元(10、10’、10”、10”’、10””、10””’)的输出端部分(12、12’、12”、12”’、12””、12””’)的截面积在纤维材料(FM)的运转方向(LR)上看是减小的。

本发明涉及一种用于测量装置的微波谐振器，所述测量装置测量在纺织机上，特别是在梳理机、并条机或梳棉机上的束状纤维材料的厚度和/或含水量，所述纤维材料被连续输送通过布置在微波谐振器的谐振腔的测量空间。

在纺织工业中，纤维性能的测量是制造高质量纺织品的必要前提。例如，必不可少的有纤维材料厚度的测量，特别是为了消除一个或多个输送给纺前预处理机的纤维束的不均匀而进行的测量。同样，为了对拉伸过的材料进行质量控制，期望在纺前预处理机的输出端进行此类测量。纤维束厚度的测量值(通常也称为束横截面或束质量)除了用于所述质量控制外也可用于在超过了预定的厚度阈值并因此不能再制造出高质量产品时关停机器。

迄今为止主要使用机械扫描传感器来确定纤维束的束厚度。电容测量元件也是公知的。相对地，一种纤维材料厚度测量的新方法是使用微波。这种情况下，用微波发生器产生微波，最好用计算机在一定范围内改变其频率，所述微波被耦合到微波谐振器的谐振腔，待测量的纤维材料被连续地引导通过所述谐振腔。根据纤维类型，材料厚度和材料的几何形状以及材料的含水量在特征微波频率上产生谐振信号，在去耦合之后可由计算机对所述谐振信号进行分析以确定纤维材料的厚度和/或纤维材料的含水量。用于其它用途的此类方法例如在EP 0 468 023 B1中进行了描述，在此明确地将其公开内容并入本文。此类借助微波的测量技术的优点特别在于，有可能对束状和快速运转的纤维材料进行高精度、无接触的扫描。对纤维材料的机械损伤和因机械测量元件的惯性导致的测量误差被消除。

已经发现，谐振器和被引导通过的纤维材料相互作用方面存在各种问题。为此例如当纤维材料从谐振腔中移除时–例如在机器上没有材料时或者除去了堵塞的束时-空的谐振频率会因谐振腔中的温度下降而随时间变化。因此，当纤维材料被重新引入谐振器时，其会失调且必须被重新调节。其它问题涉及在运行时谐振频率的波动，所述波动也并非源于纤维材料。

因此本发明的任务在于，改善用于测量被输送通过的束状纤维材料的厚度或质量和/或含水量的微波谐振器。

此任务在上述类型的微波谐振器上是这样实现的，即在谐振腔中沿着测量空间设置至少一个不导电的材料单元，该材料单元具有：输入端部分，该输入端部分的截面积在预设的纤维材料的运转方向上是可变化的；和/或，输出端部分，该输出端部分的截面积在预设的纤维材料的运转方向上是可变化的，其中材料单元的输入端部分的截面积在纤维材料的运转方向上看是增大的和/或材料单元的输出端部分的截面积在纤维材料的运转方向上看是减小的。

微波谐振器的谐振腔被理解成当耦合微波时在其中会形成电磁场的空间。谐振腔通常是基本被导电材料包围的空腔，其中导电材料中设置有凹槽用于纤维材料的进口区域和纤维材料的出口区域。通常来说，还设置有凹槽用于耦合微波的耦合装置、微波的去耦装置和/或组合的耦合/去耦装置。测量空间是会将待测量的纤维材料引导通过其中的谐振腔部分。一般来说，测量空间从进口区域延伸至出口区域，其中通常用一个或多个限制元件在结构上将测量空间与剩余的谐振腔分隔开。