[发明专利]用于测量和/或监控线或绳的性能参数的方法和装置

说明书

本发明涉及测量和/或监控线或绳的性能参数的方法及实施该方法的装置。

根据现代专用术语，术语“线”（“Yarns”）既包括单纺纤维纱线，它们是在纺纱机上利用捻纺纤维制成的;并也包括捻线、它们是利用捻转二根或多根单纱线制成的。绳或缆则是将若干股绞线通过旋转或编辫制造的，而其中绞线又是由若干的纱线利用旋转或编辫制成的。在金属缆（金属丝绳）的特殊情况中，基本组份不是纺制纤维，而是金属丝。

在线及绳的生产及处理过程中应对其各种性能参数作出持续地测量或监控，这些尤其是包括以下的性能参数：

1.它们的直径（厚度）及其波动量;

2.它们的非圆度（对圆的偏差）及其波动量;

3.伸出的单纤维或金属丝的频率及尺寸;

4.单位长度的捻或圈的平均数及其波动量;

5.伸长率，它可以由单位长度的捻数推出。

在线中，这些参数不仅影响到由其制成的纺织品的质量，而且也影响到一系列接连的生产过程，例如干燥吸收依赖于单位长度的捻数，这些参数的波动量能引起色彩浓淡上的可见的及干扰的波动，尤其是当使用塑料线时。

在绳的情况下，监控这些参数可以做到增加可靠性及在早期阶段检测老化过程，例如使用在采矿中时，这对于在传输装置中的运输人员尤为重要，在许多技术工程用线及绳的情况下必须持续地确定伸长率，伸出纺丝或金属丝的频率及尺寸的确定是使纺丝或金属丝强度削弱的破损的指示。

虽然通常还存在一定的局限性，但已公知了对于每种情况能测量或监控上述参数之一的各种方法及装置。例如已经公知了电容型监控纱线厚度波动量的方法，其中被测纱线放置在一个电容器的电极中间，并且由此形成其电介质的一部分。这种电容型方法工作起来无接触也没有损伤并且也适用于监控运动着的纱线。但是这种方法不能测量捻的、伸出的丝或非圆度。它们对于干扰的影响非常敏感，例如湿度及密度的变化，并且它不能使用在金属材料的情况下。此外对于相对的大直径的测量如在测量绳时会带来困难。

至今为止能以至少满意的方式解决的问题是能够确定单位长度的捻数或圈数。为此利用纯机械的系统，在其中将一个线的样品夹持住并且退捻直到单个纤维或丝处于平行位置。另一个公知的装置是其中借助于一个穿孔形光学测量头确定一个线样品中单位长度的捻数，该装置仅是用于评价短线的实验室测量仪器，而不是一个用于在其生产及处理过程中对运动线持续进行处理数据探测的装置、更不是用于在操作生产中监控绳的装置。在监控某些金属绳的性能时，也使用了电磁方法，但是它们不能 测量所有的需要的参数，并且当然也不适用于非金属的线和绳。

用于测量捻纺的运动着的线及绳的方法其另一个缺点是从运动的线或绳上必须得到一个时间信号，并由此在该方法中计算速度。但是为了速度的精确确定，使用通常的机械装置，例如滑轮时是不能作到无滑动地测量的。为此理由也不能用公知的方法精确地并速度无关地确定单位长度的捻数及伸长率。为了克服这个困难在被测对象上应用标记也是公知的。例如矿井的传送缆索经常设有计数用的金属线，它们编入到金属缆中，所以可以从外部对它们加以视察，但这种标记的附设在少数专门场合中是受到限制的。

本发明的任务是提出一种方法，利用该方法对于静止的或是运动着的线或绳的上述性能参数持续地以高精度无接触的方式测量或监控，而且在生产及处理及/或使用中不受损伤或不用附加标记。

根据本发明这个任务将这样地解决：借助于一个图象传感器摄取线或绳中一部分的二维图象，并且将其转化为电图象信号。该图象以象素形式数字化并存储在图象信号存储器中存储象素的区域中，并利用计算单元由存储的数字图象信号求得待确定的性能参数。

本发明的方法使得利用一个单独的测量装置就能确定线或绳的多个所需的数据，因为这些数据能够从一个以数字化存储的线和绳的二维图象中获得，因而这种图象的摄取是由从静止的线或绳、或以任何大小的速度运动着的线或绳取得均无关紧要。该图象的测得是无接触的，线和绳不会由此以任何方式受到影响，被储存的二维图象的数字图象信号能够用计算单元的很短的时间内被运算，因此就使得在短的时间间隔内接连被摄取的二维图象信号的连续求值成为可能。这就允许进行线和绳性能的持续测量及监控。利用连续地比较从接连的图象中求得的测量值进而可以确定被监控的性能的波动量的变化。这种利用计算单元对被存储的数字图象的求值最好是采用一个适合编程的计算机，它能使该方法有很大灵活性并且适用于不同的线和绳，此外利用选择：亮度、用于亮度的幅射，以及用于传送电图象信号发射的图象传感器，该方法能以最优方式使用在各种各样的操作条件下。