专利名称：对纵向运动的纺织检验物料中的杂质检测和分级的方法
技术领域：
本发明涉及一种对纵向运动的由纺织纤维组成的检验物料中的杂质进行检测和分级的方法。
这种杂质尤其可以认为是与属于基本材料的纺织纤维具有不同的性能，例如具有不同颜色的纤维。一般破坏基本材料中纤维的正常布置的、并不是纤维状的或者甚至形成真正异物的杂质都是这样。
由WO01/92875已知有一种这样的方法。应该连续地检测检验物料的两种不同的性能，如在一个电场中的电容变化以及光线通过检验物料的反射。检测和存储这些性能的测量值与标准值的偏差并将之画在一个座标系里，其中标出表示两种性能的座标值。通过两种性能的适合的预定阈值或极限就可以使第一种样式的杂质相对于第二种样式的杂质区分开来并接着也适当地进行不同的处理。对两种性能的信号各按自身的评判规定分开进行测量。通过连续的分析处理可以使例如植物性的杂质与非植物性的杂质区分开并有目标和有区别地从检验物料里分离出来。
这种已知的方法的缺点尤其在于它虽然很适合于使某些杂质相互区分开，但更多地用来挑出可能的杂质最好可以用来识别一种杂质或者整个一组杂质，而相互并不区分。
如在权利要求书中所表明的那样，本发明用一种方法来解决此任务，用此方法可以同时检测检验物料的多种性能并同时考虑到所有测量的性能，可以对杂质进行检测并以简单的方式进行分级。
这如下来实现对于至少两种受杂质影响的性能，检测并存储这些性能与各自标准值的偏差值；将偏差值去除，除了按照一个预定规则的一种性能的值之外；由剩余下的性能的值来确定一个合成的偏差值和检验物体上偏差长度的一个值，并按照这种偏差和长度对杂质进行分级。由性能的偏差值应该最好首先确定一个组合值并为此组合值规定能够位于其中的部位，其中根据一个组合值所处的部位来确定应该消除哪些性能的值。为了检测这些性能的值例如可以用具有多种颜色的光照射检验物料。对每种颜色的光的反射应该分开进行测量并将所测值与标准值比较并作为偏差存储起来。偏差可以被理解为一个空间里的矢量。由偏差形成一个矢量和作为组合值，并为矢量和在空间里的终点规定了范围。根据终点所位于的范围的情况将至少第一个矢量去除，因而在一个至少有一个其它的矢量位于其中的平面里形成一个矢量和。确定其在这平面里的位置并根据所确定的位置去除一个或许存在的另外的矢量，因而由余下矢量的值求出一个强度，它与检验物料上的长度值一起被用于进行分级。杂质应在一个座标系里进行分级，该座标系的第一个轴表示出偏差的长度值，第二个轴表示出偏差大小值。第二个轴可以分配成多个区段用于各种不同性能的值。
通过本发明可以实现的优点在于这样可以例如在一个纱线里对由于当前方法的限制而不能识别的杂质进行分级。因此就可以在一个纱线里按材料的类型来识别杂质并适当地分离。
以下根据一个实施例并参照附图对本发明进行详细说明。附图所示为

图1检验物料上所测得值的简图表示；图2所测得性能的一种表示方法；图3表示对其它测量值进行处理的一种方法；图4，5，6和7表示测量值的范围；图8表示一种典型的信号变化图；图9所测性能的另一种表示方法。
如果为了对于由纺织纤维组成的纵向运动的检验物料里，例如一种纱线里的杂质进行检测和分级，用多色的光分开对这检验物料进行照射，那就可以测量在检验物料上反射的光。在专利申请CH20021901/02中已经描述了这种方式的照射。这样就得到了反射的测量值，它们在没有杂质的地方规定了一个平均值或标准值。若存在有杂质，那么根据颜色的不同反射的测量值会与标准值有偏差。
图1表示了这些在由纺织纤维，例如象一种纱线，预制纱线或带组成的一种纵向运动的检验物料上所检测到的并与一个标准值有偏差的测量值相互如何变化以及如何能表示出来。这些各表示出检验物料一种性能的值，此处例如分别是某一种颜色的光的反射都可以作为矢量在一个直角座标系中表示出来。该座标系由两个轴2，3组成，其中每个轴线规定用于一种颜色的光的反射值。那么对于第一种颜色的反射的偏差沿着轴线2用一个矢量4表示，对于第二种颜色的反射的偏差则沿轴线3用一个矢量5表示。由矢量4和5可以按已知的方式求出一个组合值或者一个矢量和6。对于这矢量和6的终点7例如可以规定出部位8和9，它们除了用轴线2，3之外也用线10和11限定。这些线10，11相当于最大值，例如矢量4，5长度或用此所表示值的100％。对角线12分成两个部位8和9。
图2表示一个座标系13，其中可以将检验物料的一种性能与一个标准值相比较的偏差与存在偏差的检验物料的长度一起表示出来。例如沿着水平轴线14表示出偏差的长度值，而沿着垂直轴线15则表示出与标准值的偏差大小值。轴线14此处例如可以理解为检验物料的一种性能的标准值。用一个在轴线14之上的点16此处表示了一种性能的值和在这检验物料上这种性能的长度值。
图3对应于图2但表示了检验物料的三种不同的性能。那么相应地得出一种在一个此处表示为立方体30的空间内表示出三种性能的三维图。此处又规定了具有三种不同颜色的光在检验物料上的反射作为性能。根据检验物料的基本色的不同，在大多数情况下从一种黑色或者白色检验物料出发，因而光在黑色或白色检验物料上的反射可以认为是标准值。在这图3中，例如在黑色检验物料上的反射的一个标准值应该位于转角17处，或者在白色物料上则位于转角18处。相应地可以给另外的转角同样也配置以各种颜色，那么转角19为红色，转角20为蓝色，角21为绿色，转角22为黄色，转角23为品红，转角24为青绿色或绿松石色。矢量25，26和27此处各表示了在检验物料上红色的、蓝色的和绿色光的反射与一个标准值的偏差的测量值。由这些矢量25，26，27可以求出一个合成矢量28，它有一个终点29。
为了评估合成矢量28应该将如图3中用立方体30所表示的空间分成几个部位，如这例如由图4可见到的那样。此处表示的立方体30是按图3所示按比例缩小。立方体30这里分成三个部位31，32和33，它们都共同地在立方体30的角18和17之间有一个对角线40。
为了更加清楚起见，这三个部位31，32，33在图5中再次单个表示出来，若将它们移到一起，那就又形成了立方体30。
当然也可以将这空间或立方体30分成与图4和5中所示的不同。例如象在图6中所示那样。此处立方体30分成六个部位34，35，36，37，38和39。在图7中再分别表示这些部位34-39。移近到一起它们又形成立方体30。立方体30的对角线40在每个部位34-39上都是分界线。
图8表示一个信号变化图，如在对一种纵向运动的检验物料中的杂质进行检测时所出现的那样。若沿轴线41表示检验物料的长度值，而沿轴线42表示一个例如电信号43的值，那么传感器输出一个信号43。
在图9中汇总了多个如图2所表示的用于多种性能的图。若规定将颜色作为性能，那么这些部位53，54，55例如用于蓝色、绿色和红色。这个图相当于按图2所示的三个图，它们上下迭置并在共同的轴14上。因此轴线15，15a和15b也就三次上下迭置。一种这样的图当然可以任意地伸展用于任意数量的性能。
本发明的作用原理如下。用一个传感器，例如光学原理工作的并且已经由专利申请CH2002 1901/02所获知的传感器对一种检验物料进行检验，其方法是用光照射检验物料并检测在物料上反射的光，那样就得到一个信号43(图8)，该信号如下来产生将反射的光转换成一个电量，例如一个电压或电流。对于正常的未受污染的检验物料来说就得到一个信号部分43a，它用定量表示了在基色上或者在检验物料的基本材料上光的反射。这个信号部分43a也可以称为标准值。发射出的光最好具有某一种颜色。因此认为检验物料反射某一种颜色的光的能力就是检验物料的一种性能。若是指反射不同颜色的光，那就相应地得出不同的其它性能。可能会在这检验物料里含有一种杂质，例如另一种颜色的纤维、异物等等。同样也可以是这种杂质反射给定颜色的光不同于检验物料的基本材料以它的基本颜色。在按图8的实施例中可见检验物料中的杂质加强了光的反射，这形成一个信号段43b，它有较高的信号值和振幅。同样重要的是可以发现，杂质分布在检验物体的多大长度上，这通过测量信号段43b的长度来确定。为此最好先规定一个阈值44，它位于标准值范围内的正常所期待的信号噪声之上。那么测量一个长度45，在这长度上看，信号43持续地超出此阈值44。这就得出杂质分布在检验物料上的长度。同样的方法可以用一种减小了光反射的检验物料来达到。按此方式对于一种含有或者应该含有杂质的检验物料可以检测一种或多种受杂质影响的性能。所谓这样的性能就是指例如反射不同颜色光的能力、影响具有不同性能的电场或磁场和影响超声波的能力以及等等。
为了说明信号43的进一步处理，如由图8那样，用一个固定的频率扫描此信号并表示为随时间而变化的矢量。首先选择表示为矢量，因为这样可以更好地说明这种处理。但是不言而喻，通过对信号的纯粹的计算处理而不用矢量表示可以实现一种类似的处理。
按照本发明应该在一个检测物料上通过测量值至少检测两种性能。这意味着，在检验物料上在本身就已知的因此这里没有详细说明的测量之后就有两个信号如同信号43那样。为了给出一个具体实例，可以假定一个信号通过用红光照射检验物料而产生，而另一个信号则通过蓝光照射而产生。可以认为，这些信号在宽的路段上为一个标准值43a，它对于两个信号来说可以是不同的，并且有时被偏差或者不同长度的信号段43b来替换。
下面按照图1对两个信号43的进一步处理进行说明。两个信号的标准值并不感兴趣。相反感兴趣的是偏差或信号部分43b以及此处尤其是超过阈值44的偏差部分。由此在图1中得出矢量4和5，它们与图8中箭头4′，5′的长度成比例。这些箭头4′，5′表示了如何导出矢量4，5。因此在具体实例中矢量4的长度说明了一种性能的强度，此处是红色光在检验物料上反射的强度。因此相应地矢量5的长度说明了另外一种性能的强度，这里就是蓝色光在检验物料上反射的强度。为了进一步加工处理，连续地隔一定时间将这些值或矢量存储起来。将这些值或矢量相互组合起来，从而产生一个唯一的组合值。这可以按照已知的矢量相加法则来进行，其中产生一个矢量和6，其终点为7。矢量4，5和6此处表示在一个场或空间里，它们具有边界，这些边界同时说明了最大值(100％)和最小值(0％)。边界就是表示最小值的轴线2和3以及表示最大值的线10和11。此处例如这对角线12将场分成两个部位8和9。按照这些部位8，9通过比较找出矢量和的终点7位于何处。这种事实用来应用一种规定的规则，来去除由一种性能所导出的值，从而只必需考虑其它性能的值，用于对这些值继续加工处理。目的是按图2所示只表示出一个唯一的性能和这种性能在检验物料上所伸展的长度。如果用矢量4和5所表示的性能是象红色和蓝色，那么两种颜色的组合当每种颜色为最大强度时就得出第三种颜色，这里是品红。这第三种性能或颜色则是一种基准，两种所参与的性能，此处为颜色应按此基准进行测量。作为规则这第三种性能或颜色受到一种主要的性能或颜色，这里是红色，很大的影响，并且因此由其它性能或颜色(此处为蓝色)所参照的部分确定这第三种性能的强度或者这第三种颜色的亮度。关于图1所示的比例关系上述规则说明了必须要去除的那些值或矢量，它们导致这终点就位于紧靠着这矢量的部位里。也就是说如果合成矢量6的终点在部位8里，那就消除矢量4的值，因为根据矢量4的较大长度该矢量就确定了这终点7位于部位8里。要是合成矢量6的终端7位于部位9里，那就要去除矢量5的值。按此规则相互衡量这些矢量。在这种比较中占上风的那种矢量被去除。在此实例中因此只还要继续用矢量5的值进行处理，它在这里例如指出了蓝色光在检验物料上的反射强度。矢量5的长度则作为数值转入图2中，这与按图8所测得的长度45一起就得出点16。这意味着，从某一个在检验物料里的杂质上红光反射更强，而蓝光反射较弱，只是蓝光帮助达到按图2的分类。也可以用不着消除一个值，可以对两种性能分级，但这从技术上没有给出什么有关杂质的重要断语，而只是提供更多无用的数据而已。
按照本发明也可以在一个检验物料上检测三种不同的性能，例如象对三种不同颜色的光反射的能力。此处也想作为合成结果能够进行分级，因而只必须还要考虑或表示出一个唯一的值，除了一种性能在检验物料上所出现的长度。这又通过适当消除那些说明这些性能的值来进行。为此从测量值出发，如大致按图8可以表示出来的那样，但有三种不同的数据组。因此对于每种性能又有一个标准值43a，而且信号段43b说明了一个可以通过矢量25，26和27表示的偏差，如这图3中所示的那样。
如果作为例子把某些颜色看作为性能，那么就关系到要说明这些颜色与基准色黑色和白色的关系的测量值的合成结果。对角线40将这两个基准色相连并因此将点17和18相连接。沿着这对角线以及在紧靠着的周围可以找到灰色，在黑色和白色之间成不同的色差。
但为了对杂质分级可以富有启发性地找出在什么物质上反射什么颜色，因为颜色与杂质的种类有很强的关系。因此可以首先简单地反映出用于每个颜色分量的三个信号。但分级用的参数太多了，会使这种分级眼花缭乱。因此应该按照发明除了所述的长度之外只还给出一个值，也就是对于一种颜色，例如由三种颜色组成，在极端值之间的强度或亮度。
如果认为杂质的分级应该是三种颜色如红、蓝和绿色来进行，那么这些测量的值用矢量25，26和27来代表。这就是说0值归根结底对应于立方体30里的角17，100％的值相当于角19，20和21。由颜色理论此处也指，如果所有三个矢量25，26和17各为100％，并因此产生了红、蓝和绿色的混合，那么作为颜色来说就得出白色。
如果继续如已知的那样，由这些矢量25-27求出一个合成矢量28，它有一个终点29，那么应该根据三个所选的部位31，32，33来估算其位置。这三个部位中的每一个部位都代表一个主色范围，这意味着，由色谱的所有已知的颜色中对每个部位都配以一种主色并因此配以立方体30的一个角。这三个部位31，32，33都共同有角17和18以及一个对角线40，这对角线连接两个角17和18。
借助于一种法则规定，首先必须消除哪些性能的值或颜色。这里终点29位于部位31里，对应该部位的是主色蓝色和角20。这也意味着，按图2所示杂质反射蓝色应该最强，并通过登录其亮度的数值和其在纱线上的长度数值来进行分级。但对于这种亮度恰恰是其余颜色用其成分来产生的。因此可以消除那些构成矢量26的值。这也可以用以前所述的规则来说明，因此矢量26的长度主要对此负责，矢量和28的终点29位于部位31里(图4，5)。由于蓝色对于进一步考察来说不再感兴趣，那么只还考察其余两个矢量25和27以及因此考察在立方体30的平面50里的比例关系。平面50也按照另外一种途径来确定，从而对矢量来说寻找一个投影平面，它垂直于黑色和有关颜色(此处蓝色)之间的连接。如果这个投影面直立，那么只是由矢量25和27所构成的一个合成矢量46这里可以继续有效。合成矢量46的绝对值与对角线47的绝对值或长度相比显出所找的亮度值，而且它可以绘在图2或9中的轴线14上。此处只可以附加说明如果消除了第一个矢量，立方体被减少一个维度。因此继续的考虑就限于立方体30的两个端面48或50中的一个端面，并因此如所说的限于矢量25和27。
也可以用三种检测到的性能使对于由这三种性能所求得的具有其终点29的合成矢量28所进行的评定更加完善，其方法是将立方体30例如分配成六个部位33-39。这应该指出又是用于在检验物料上性能的检测，这些性能应该通过用三种不同颜色红、蓝和绿色的光照射检验物料来检测到。由图6可见立方体30分成六个部位33-39。如果如上所述，立方体30的每个角14-24都可以配置一种颜色，包括黑色和白色，那么每个部位33-39也主要各代表一种颜色，除了黑色和白色，因为每个部位33-39都靠在一个角19-24上。根据这些部位就是要找出哪个值或者哪个矢量对于进一步计算来说应该作为第一个不再起作用了并因此要去除掉。由于比例关系在这种情况下并不非常清楚，因此用以下的方法来对付，这种方法同样也作为规则一般可以适用于在一个这样的空间里来消除数值。找出合成矢量28的终点29在哪一个部位33-39里，此处为部位35(图7)。这个部位35配属于角24，它代表了颜色青绿色或绿松石色。这种颜色并不是纯的颜色，由蓝色和绿色组成，这意味着两个矢量26和27算在一起表示了颜色青绿色的含量。因此只有矢量25对于颜色青绿色的亮度或强度大小负责。如果考虑到，这三个矢量25，26，和27中哪一个或者哪几个有助于使合成矢量引向角24或者引入部位35里，那就得出相同的效果。那就立刻认识到这只能是矢量26和27，因为矢量25不能对此有什么贡献。为了估价这矢量25的贡献，在立方体30里又找一个投影平面，此面按照规则垂直于所指有关的颜色(品红)和黑色之间的一条连接直线，也就是垂直于角17和24之间的一条对角线49(图4和7)。这样一种投影平面如在图4中所示，由一条线56和立方体边52构成。但矢量25因此恰好在这投影平面里。因而立方体30减少了两个维度，剩下一个立方体边52，其长度就规定了矢量25的最大值。因而必须使矢量25的长度与一个这样的立方体边52的长度联系起来并得到此值，它可以绘在图2或9所述示图的座标轴14上。在图9中根据所选择的将立方体30分成三个或六个部位可以找到两个用来对所涉及杂质进行分级的数值。一个值通过将立方体30分成三个部位31-33来求出并相当于合成矢量46和对角线47的长度之比。因此它用46′表示并且说明了蓝色光反射的强度。另一个值通过将立方体30分成六个部位34-39而求出并相当于矢量25和立方体边52的长度之比。因此它用25′表示并说明了绿松石色光的反射强度。两个值因此标出在图9的不同部位53，54里，但归根到底涉及用一种杂质。这表示了能够对部位31-39的选择起到作用的不同的判断。
另外应该注意到，靠近对角线12，40处的合成矢量6，28的终点7，29通过随机性可以进入一个或另一个部位里。这就是说，只需要使所测量的值里小的偏差围绕这终点7，29从一个部位转移到另一个部位里去。这也可以在图9中移设到另一个部位里去用于对杂质进行分级。因此可以在这样的对角线12，40附近也规定一个灰色部位，因而当终点7，29位于灰色部位里时，这也作为结果被输出并察觉到。对此图2或9就要通过一个这样的部位来补充用于图1或3中的灰色部位。
如果实施上面所述的方法用于多种性能，那么每一种杂质都根据一种唯一的性能来分级。如果要对一种检验物料进行试验，以找出其中的杂质或异物，那就可以假定在检验物料的较大长度上对多种性能进行测量，从而使之导致一种分级。因此在图9中例如设有三个部位53，54和55，其中可以标出每一种性能的偏差值及其长度，如由图2用于一种唯一的性能所已知的那样。因而一目了然地按多种性能对杂质分级。
具有杂质的检验物料也可以有其它的可以用来对杂质进行分级的性能，以取代某个颜色的光的反射能力。这样一种性能也许是例如对一种给定频率的测量电场的电容施加影响的能力。那么如图9所示，沿着座标轴14可以标出长度值如已知的那样，而沿着座标轴或标尺15a标出第一种频率f1时的电容变化，沿着轴线或标尺15b标出第二个频率f2时的值。一个标在这图9中的点59，60则例如说明了具有第一个频率的测量场受多大影响，以及具有第二个频率的测量场受多大影响。在这之后又按照一种适当的规则将一个频率的影响加以消除。在此情况下部位54和55也就不再配以一种颜色了，而是在一个电场里的一种频率。
总之，按照本发明的对纵向运动的纺织检验物料中的杂质的分级可以通过如下工艺步骤来达到—检测检验物料的多种性能并输出相应的测量值，它表示出性能与标准值或者平均值的偏差。
—去除测量值，除了按照为此目的而规定的规则的那一种唯一的性能以外。
—将余下的性能的测量值与检验物料上的长度值一起表示出来，对这些长度来说测量出了这些余下的性能。
要检测的性能越多，那么用于消除除了一种性能之外所有性能的值的这种法则也就越复杂。分级应该用图示表示于座标系中，在这座标系中也在一个共同轴线上对于适于此结果的长度标出多种不同的性能。
权利要求
1.对于由纺织纤维组成的纵向运动的检验物料中的杂质进行检测和分级的方法，其特征在于，对于至少两种受杂质而影响的性能，检测并存储这些性能与各自一个标准值(43)的偏差数值(4，5，43b)；将这些偏差的值(4)消除，除了按照一种规定法则的一种性能的值；由这留下的性能的数值确定一个偏差的合成值(5)和偏差在检验物料上的长度的一个值(45)并按照这偏差和长度对杂质进行分级。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，对于三种性能测定并存储偏差的数值(25，26，27)，并且消除两种性能的值(26，27)。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，由性能的偏差值首先确定一个组合值(6，28)，并为这组合值规定能够位于其中的部位(8，9，31-39)，并且由组合值所处的一个部位出发来确定消除哪种性能的值。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，将偏差理解为矢量(25-27)；由这些偏差作为组合值构成一个合成矢量(28)；而且对于合成矢量的终点(29)在空间规定了部位(31-39)。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，为了检测这些性能的数值用具有多种颜色的光照亮检验物料；每种颜色的光的反射都分开进行测量并将测量值与标准值比较并作为偏差存储起来；将偏差理解为在一个空间(30)里的矢量(25，27)；由这些偏差作为组合值构成一个合成矢量(28)；对于合成矢量的终点(29)在空间中规定了部位(31-39)；根据终点所处部位的不同至少消除第一个矢量(26)；而且由一个留下的矢量(25)的值求出一个强度，该强度与在检验物料上偏差的长度(45)的值一起来对杂质进行分级。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于阈值(44)来确定偏差。
7.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个座标系(3)中对杂质进行分级，该座标系有一个轴(14)用于偏差的长度值，一个轴(15)用于偏差的大小数值。
8.按权利要求1所述的方法，其特征在于，将一个轴(15)分成多个区段用于不同性能的值。
全文摘要
本发明涉及一种对由纺织纤维组成的纵向运动的检验物料中的杂质进行检测和分级的方法。发明目的是能够同时地检验检验物料的多种性能并且能够考虑到所有测量的性能来检测确定杂质并以简单的方式加以分级。按照本发明，对于至少两种受到杂质影响的性能，检测并储存这些性能与各自一个标准值(43)的偏差值(4，5，43b)。按照一个规定的法则消除除了一种性能的值以外的偏差值(4)。由余下性能的值来确定偏差的一个合成值(5)和检验物料上偏差长度值(45)，并按照这种偏差和长度对杂质进行分类。
文档编号G01N33/36GK1735803SQ200380108535
公开日2006年2月15日 申请日期2003年12月17日 优先权日2003年1月8日
发明者P·奥特 申请人:乌斯特技术股份公司