DE69922154T3

DE69922154T3 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Fremdstoffen in bewegendem Textilgut

Info

Publication number: DE69922154T3
Application number: DE1999622154
Authority: DE
Inventors: Patrick Bouvyn
Original assignee: BELGIAN MONITORING SYSTEMS BVB; BELGIAN MONITORING SYSTEMS bvba (BMS)
Current assignee: BELGIAN MONITORING SYSTEMS BVBA (BMS), KORTRIJ, BE
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2019-03-11
Also published as: EP1037047B2; EP1037047A1; DE69922154T2; DE69922154D1; EP1037047B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Fremdmaterialien in bewegten Textilmaterialien, insbesondere für die Detektion von Fremdfasern oder Fremdmaterialien in bewegten Fäden, Garnen, Faserbändern (slivers) und ungeformten Faserbändern, Kordeln, Seilen, einschl. Monofilament- und Multifilamentfäden. Die vorliegende Erfindung kann vorteilhafte Anwendung in allen Arten von Textilmaschinen, beinhaltend, aber nicht begrenzt auf Web-, Strick- oder Spinnmaschinen, insbesondere Ringspinnmaschinen (ring spinning machines), Rotorspinnmaschinen (open end spinning machines), Luftstrahlspinnmaschinen (air jet spinning machines) oder chemische Spinnmaschinen (chemical spinning machines), Spulmaschinen (bobbin winding machines), Karden (carding machines), Strecken (drawing benches), Kombiniermaschinen (combining machines), Garnspulenrahmen (bobbing frames) oder Texturiermaschinen (texturing machines).
Verschiedene Verfahren zur Erkennung von Fremdfasern in bewegten Textilmaterialien wurden bereits beschrieben, z. B. solche basierend auf optischen Methoden. WO 98/33061 und EP-A-652 432 sind Beispiele von solchen Verfahren. Diese Verfahren sind exzellent, aber benötigen im Allgemeinen die Auswahl von Lichtfrequenzen, welche fähig sind, Fremdmaterialien von dem eigentlichen Fadenmaterial zu unterscheiden. Manchmal ist dies schwierig, wenn die Farbe und/oder Lichtabsorption von beiden, der Fremd- und der eigentlichen Faser sehr ähnlich sind.
Triboelektrische Detektionsköpfe wurden bereits benutzt zur Erkennung des Vorhandenseins der Bewegung von Fäden oder Fasern, wie in US 3,676,769 oder US 4,027,232 offenbart. Diese beinhalten einen Fühler, welcher elektrische Signale von dem bewegten Faden oder Garn aufnimmt. Das elektrische Signal, welches durch Relativbewegung zwischen einem Textilfaden und einem Objekt generiert wird, kann am besten als eine Art von Rauschen beschrieben werden. Dieses undifferenzierte Signal hat Verwendung gefunden zur Entscheidung, ob ein Garn oder Faden gebrochen ist, das heißt ob die relative Bewegung gestoppt hat.
Es ist bekannt, dass unterschiedliche Materialien unterschiedliche triboelektrische Spannungen und/oder Ströme bereitstellen. Die US 5,341,103 beschreibt ein Verfahren zur Messung der triboelektrischen Ladung auf einem bewegten flexiblen Materialstreifen von kurzer Län ge. Die US 4,885,543 beschreibt ein Verfahren zur Messung triboelektrischer Spannungen von Massengütern. Wie in letzterer Schrift beschrieben, sind die Ergebnisse von triboelektrischem Testen von verschiedenen Materialien oft unzuverlässig, wegen der großen Schwankungen der Werte. Ein weiterer Aspekt, welcher klar aus den Testergebnissen in dieser Schrift hervorgeht, ist, dass viele Materialien ihre triboelektrische Ladung für eine beachtliche Zeit halten, das heißt 120 Sek. oder mehr. Dieses ist wohl bekannt in den verarbeitenden Industrien, wo das Aufladen von bewegten Bahnen ein großes Problem ist. Das bedeutet weiterhin, dass jede Messung der Triboelektrizität von der vorhergehenden Historie des Materials, welches getestet wird, abhängt. Das kann eine Quelle von Unzuverlässigkeit und Schwankungen in den Messungen sein.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Fremdmaterialien in bewegten Textilmaterialien bereitzustellen, welche die Erkennung erlaubt, auch wenn das Fremdmaterial optisch fast identisch ist, zu dem der eigentlichen Faser.
Insbesondere ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Fremdmaterialien in bewegten Textilmaterialien bereitzustellen, welche in existierenden Textilmaschinen benutzt werden kann, ohne dass ein Umbau solcher Geräte notwendig wird.
Die vorliegende Erfindung kann ein Verfahren zur Erkennung von gelegentlichen Fremdmaterialien in einem bewegten Textilmaterial bereitstellen, wobei das bewegte Textilmaterial bewegte Fäden, Garne oder Faserbänder (slivers) ist, und wobei das Fremdmaterial Fremdfaser ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

– Generierung von relativer Bewegung zwischen dem Textilmaterial und einem triboelektrischem Fühler;
– Messung triboelektrischer Signale, welche von dem Fühler vom bewegten Textilmaterial aufgenommen wurden;
– Vergleichen der gemessenen triboelektrischen Signale mit einem Wert, der für das Textilmaterial ohne Fremdfaser kennzeichnend ist; und
– Feststellen aus dem Ergebnis des Vergleichs, ob eine Fremdfaser in dem bewegten Textilmaterial vorhanden ist.

Die vorliegende Erfindung kann eine Vorrichtung zur Erkennung von gelegentlichen Fremdfasern in einem bewegten Textilmaterial umfassen, wobei das bewegte Textilmaterial bewegte Fäden, Garne oder Faserbänder (slivers) ist, und die Vorrichtung umfasst:

– Einen triboelektrischen Fühler zur Aufnahme triboelektrischer Signale von dem bewegten Textilmaterial;
– Einen Extraktionsschaltkreis zur Extraktion eines Signalpegels von den gemessenen triboelektrischen Signalen zum Bereitstellen eines Wertes für ein Grundrauschen, kennzeichnend für das bewegte Textilmaterial ohne Fremdfaser;
– Einem Komparator, der Eingänge für den Ausgang des Fühlers, für den Wert des Grundrauschens und für mindestens einen voreingestellten Differenzwert aufweist, und geeignet ist, um den Ausgang des Fühlers mit dem Wert des Grundrauschens zu vergleichen, und der geeignet ist zum Bereitstellen eines Signals für die Erkennung einer Fremdfaser, die in dem Textilmaterial vorhanden ist.

Die abhängigen Ansprüche definieren weitere individuelle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung, ihre Vorteile und Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine schematische Schaltplanansicht eines Detektors in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine schematische Ansicht des Garnweges in einer Rotorspinnmaschine.
3a und 3b zeigen Graphen triboelektrischer Signale, aufgenommen von einem Baumwollgarn in der Nähe des Rotors und entfernt vom Rotor entsprechend, in einer Rotorspinnmaschine, welche periodische Signale beruhend auf dem Rauschsignal des Garns zeigen.
4 bis 9 zeigen schematische Elektrodenanordnungen in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt einen vereinfachten schematischen Schaltplan eines Detektorschaltkreises in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
11a zeigt Graphen von triboelektrischen Signalen von Baumwolle mit Polypropylenfremdstoff.
12 zeigt drei Graphen von triboelektrischen Signalen, der obere Graph mit einem Hochpassfilter von 150 Hz, der mittlere Graph mit einem Hochpassfilter von 25 Hz und der untere Graph ohne Filter.
13 ist ein schematischer Schaltplan eines Detektorschaltkreises in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, welche automatische und dynamische Steuerung der Hoch- und Tiefpassfilter des Messschaltkreises beinhaltet, genauso wie Auslöschung von periodischen Störungen von dem triboelektrischen Signal.
14a und 14b sind willkürliche Spektren zum Verständnis der Auswahl der oberen und der unteren Filter Cut-Off-Frequenzen für die Filter in dem Messschaltkreis von den Spektren des Garnrauschens und Fremdmaterialsignalen entsprechend, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
15a ist ein Graph eines triboelektrischen Signals von Baumwollgarn beinhaltend eine Polypropylenfremdfaser.
15b zeigt den Graph derselben Polypropylenfremdfaser in Baumwollgarn wenn ein externer, entfernter Ladungsabstreifer zur Entfernung von Ladung von dem Baumwollgarn benutzt wird. Die Signal-to-noise-Ratio ist verglichen mit dem Graphen von 13a verbessert.
Die vorliegende Erfindung wird beschrieben mit Bezug zu speziellen Ausführungsformen und bestimmten Zeichnungen, jedoch ist die Erfindung nicht hierzu begrenzt, sondern nur durch die Ansprüche.
Ein besonders schwieriger Typ von Fremdstoff, welcher vorzugsweise aus Faserbändern (slivers), Fäden oder Garnen entfernt wird, ist der Einschluss von dünnen, weißen Polypropylen-(PP) Streifen in Baumwolle. Diese Fasern stammen von den Verpackungsbeuteln, welche zum Transport der Baumwolle benutzt werden und die Streifen sind typischerweise 10 mm bis 50 mm lang oder länger und ungefähr 0,1 mm breit. Sie werden oftmals erst im Färbeschritt bemerkt, bei welchem sie als weiße Fehler auftreten, da sie nicht die Farben aufnehmen, welche für Baumwolle benutzt werden. Die PP-Streifen können um den Umfang des Garns gewunden sein oder können längs innen liegen. Trotz vieler Versuche war es nicht möglich, diese Form der Kontamination zu entfernen.
Eine erste Ausführungsform eines Fremdmaterialdetektors 40 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug zu 1 beschrieben. Ein triboelektrischer Sensor 41 ist bereitgestellt, welcher elektrische Signale von einem bewegten Textilmaterial 5 aufnimmt, wie zum Beispiel ein Faden, Garn oder Faserband (sliver) durch galvanische, dielektrische oder kapazitive Ankopplung an das Textilmaterial 5. Sensor 41 mag jeglichen bekannten triboelektrischen Fühler beinhalten, beispielsweise wie in US 3,676,769 oder US 4,027,232 beschrieben oder kann jede der speziellen Elektrodenanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beinhalten, wie untenstehend beschrieben. Der Sensor 41 gibt sein Signal 24 an einen Messschaltkreis 43 aus, welcher konventionelle Anpassungen für das Signal bereitstellt, wie eine jede von Hochpass, Tiefpass oder Bandpass, Analog- oder Digitalfilterung, Pegelsteuerung und optional Gleichrichtung. Der Messschaltkreis 43 ist vorzugsweise angepasst, so dass er insbesondere solche Frequenzen, Frequenzbänder, und/oder Amplitudenbereiche auswählt, welche vorzugsweise Fremdmaterialien zu Signalen unterscheiden, die durch das Textilmaterial 5 generiert sind. Die Auswahl der oberen und der unteren Grenzfrequenzen der Filter im Messschaltkreis 43 kann durch einen Frequenzbandwähler 42 eingestellt werden. Das Ausgangssignal von dem Messschaltkreis 43 ist parallel einem Extraktionsschaltkreis 44 und einem Komparator 45 zugeführt. In dem Extraktionsschaltkreis 44 wird ein Wert für ein Basisrauschsignal von dem Textilmaterial 5 über eine passende Zeitspanne extrahiert. Die Zeitspanne sollte so gewählt werden, dass Signale von gelegentlichen Fremdfasern oder -material den Basisrauschwert zusehends nicht ändern. Zum Beispiel könnte der Extraktionsschaltkreis 44 die Standardabweichung des gemessenen triboelektrischen Garnrauschsignals über eine passende Länge von Textilmaterial, beispielsweise 50 m, bestimmen. Die Amplitude des Basisrauschsignals von dem Textilmaterial kann mit der Zeit variieren durch Änderungen in der Feuchtigkeit, Änderungen in der Temperatur, Änderungen in der Qualität des Textilmaterials, Änderungen in der Geschwindigkeit und/oder Spannung des textilen Materials, Änderungen in der Rotationsgeschwindigkeit der Garnspulen, wenn die Menge an Textilmaterial auf den Garnspulen abnimmt etc.. Daher ist es bevorzugt, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wenn das Basisrauschsignal kontinuierlich überwacht wird, zum Beispiel durch eine laufende mittlere Standardabweichung. Dieser Basisrauschsignalwert wird dem Komparator 45 zugeführt, welcher ebenso mindestens einen vorgewählten Differenzwert von einem vorgewählten Differenzwertschaltkreis 46 empfängt. In dem Komparator 45 wird das Signal vom Messschaltkreis 43 mit dem Basisrauschpegel und dem vorgewählten Differenzwert verglichen. Wenn der gemessene Wert den Basisrauschpegel über den Betrag des vorgewählten Differenzwertes überschreitet, gibt der Komparator 45 ein Fremdmaterialsignal an den Entscheidungsschaltkreis 47. Zum Beispiel kann der Spitze-Spitze Wert des gemessenen triboelektrischen Signals in der Komparatoreinheit 45 normalisiert werden, in Bezug auf das Basisrauschsignal, bevor dieser mit dem vorgewählten Differenzwert verglichen wird. Zum Beispiel kann das Verhältnis der Spitze-Spitze Spannung zu der Standardabweichung des Garnrauschsignals in dem Komparator 45 berechnet werden und dem vorgewählten Wert vom Schaltkreis 46 verglichen werden. Wenn das Verhältnis den vorgewählten Wert überschreitet, wird ein Fremdmaterialsignal von dem Schaltkreis 45 an den Entscheidungsschaltkreis 47 ausgegeben.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet ebenfalls die Bereitstellung von zwei oder mehr vorwählten Werten an dem Komparator 45, zum Beispiel obere und untere gesetzte Werte, welche ein Band definieren, in welches normalisierte triboelektrische Signale von Fremdstoff in dem Textilmaterial bekannterweise fallen. Diese vorgewählten Werte sind vorzugsweise durch den Benutzer auswählbar in Übereinstimmung mit dem Textilmaterial und dem bekannten Typ des darin vorhandenen Fremdmaterials.
Der entscheidungstreffende Schaltkreis 47 kann ein einfaches Relais sein, welches die Maschine ausschaltet, wenn der Komparator 45 ein Fremdmaterialerkennungssignal ausgibt. Vorzugsweise beinhaltet der Entscheidungsschaltkreis 47 ausreichende lokale Intelligenz (Prozessorkapazität), um eine deutlichere, ausgewogene Beurteilung des Vorhandenseins von Fremdstoff zu treffen. Es können verschiedene belanglose Gründe vorliegen, warum da Signal von dem Messschaltkreis 43 sich geändert hat. Zum Beispiel mag es einen Knoten oder eine Änderung des Durchmessers des Textilmaterials anzeigen, eine Änderung in der Qualität des Textilmaterials, eine Änderung in der Feuchtigkeit oder in der Temperatur, eine Änderung in der Geschwindigkeit des Textilmaterials, etc. Der Entscheidungsschaltkreis 47 kann Eingaben von anderen Sensoren 48 erhalten, zum Beispiel Textilgeschwindigkeitssensoren, optische Textilmaterialdurchmesser oder -dicke-Sensoren, andere Fremdkörpersensoren, etc. und kann dann eine endgültige Entscheidung treffen, ob Fremdmaterial wahrscheinlich vorhanden ist oder nicht, basierend auf Berücksichtigung von all diesen Sensoreingängen. Der Ausgang des Entscheidungsschaltkreises 47, welcher ein Fremdmaterial bestätigt, kann benutzt werden, um geeignete Veränderungen am Prozess durchzuführen, zum Beispiel Stoppen des Textilmaterials, um eine Kontrolle zu ermöglichen oder um automatisch den relevanten Abschnitt herauszuschneiden und die geschnittenen Enden zusammenzufügen. Der Entscheidungsschaltkreis 47 kann ebenfalls optional die triboelektrische Fremdmaterialerkennung während des automatischen Spleißens des Garns deaktivieren, wenn unbeständige Ergebnisse während dieser Zeit erzielt werden.
Die folgenden weiteren detaillierten Beispiele von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf einen Rotorspinnmaschine (open end spinning machine), zum Beispiel eine Schlafhorst Autocoro 288, auf welcher Baumwollgarn mit einem Durchmesser von 0,27 mm bei einer Geschwindigkeit von 160 m/min läuft. 2 zeigt eine schematische Illustration des Garnweges 5 in einer Rotorspinnmaschine (open end spinning machine). In dem folgenden Text wird eine Erörterung dargestellt als eine typische Anwendung der Erfindung, eines Detektors zur Erkennung von Fremdfasern und Fremdmaterialien in dem Textilmaterial 5, welches ein Garn ist, gesponnen auf einer Rotorspinnmaschine (open end spinning machine). Ein Fachmann ist in der Lage, diese Ausführungsform für andere Anwendungen zu modifizieren, wie andere Arten von Spinnmaschinen, Spulmaschinen (bobbin winding machines), Dupliziermaschinen (doubling machines), Karden (cards), Kombiniermaschinen (combining machines), Texturiermaschinen (texturizing machines), Webmaschinen.
Bekannte Detektoren 16 werden üblicheweise bei einer Rotorspinnmaschine (open end spinning machine) in den Garnweg zwischen der Abzugsdüse (navel) 14 und der Garnspule (bobbin) 15 platziert. Das Garn 5 wird auf der Garnspule 15 gewickelt von der Abzugsdüse (navel) 14 über Lauf- und Führungsrollen 19. In Folge ihrer Position werden bekannte Detektoren 16 in dem Garnweg 5 immer mit einer Schlitzform ausgestattet, entlang welcher das Garn 5 in den Messschlitz des Detektors 16 eingeführt wird. Stützen 20 stellen sicher, dass die Position des Garns 5 in dem Detektor 16 stabil ist. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können Detektoren für Fremdfasern integriert werden mit Geräten zur Messung von anderen Eigenschaften des Garns 5, zum Beispiel Durchmesser oder Masse. Insbesondere kann der Detektor entsprechend der vorliegenden Erfindung integriert werden mit einen konventionellen triboelektrischen Garnbruchgerät.
Zusätzlich zu der Platzierung im Garnweg 5 kann ein Detektor 40 entsprechend der vorliegenden Erfindung auch an einer Rotorspinnmaschine (open end spinning machine) zwischen der Abzugsdüse (navel) 14 und dem Rotor 17 selber, zum Beispiel auf oder in dem sog. Abzugsrohr (spinning tube) 1, einem röhrenförmigen Element, welches bei dem Rotorspinnprozess essentiell ist und einen Kanal formt, welcher das Garn 5 aus dem Rotor 17 herausführt.
Zum Beispiel kann der Detektor auf dem Abzugsrohr (spinning tube) 1 platziert werden oder mit diesem integriert sein, zum Beispiel durch Platzierung an dem Torque-Stopp 2. Dies hat eine Reihe von Vorteilen;

– Es kann auf Rotorspinnmaschinen (open end spinning machines) jeglicher Konstruktion benutzt werden,
– selbstreinigende Eigenschaften, herrührend vom subatmosphärischen Druck von dem Rotor 17 und herrührend von der Reibung des Garns 5.
– Material des Abzugsrohrs (spinning tube) 1 kann ausgewählt werden als eine Funktion der Anforderungen des Detektors 40.
– Menge an Raum,
– inhärenter Schutz von Umgebungseinflüssen.

Spinnprozessanforderungen, beispielsweise eine spezielle Oberfläche, sind auf die innere Wand des Abzugsrohres (spinning tube) 1 gerichtet. Die einzige Anforderung, welche die Spinnmaschine an die äußere Umgebung des Abzugsrohrs (spinning tube) 1 stellt, sind technische Montageanforderungen. Aus diesem Grund können die Komponenten des Detektors 1 in der äußeren Umgebung des Abzugsrohrs (spinning tube) 18 angeordnet werden. Das heißt, dass das Material, welches das Abzugsrohr (spinning tube) 1 bildet, zur Extraktion der elektrischen Signale von dem Garn 5 passend sein muss. In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das Material des Abzugsrohrs (spinning tube) 1 mindestens teilweise aus isolierendem oder leitfähigem Material sein. Es ist genügend Raum und Kapazität vorhanden zur Ergänzung und Anpassung des Abzugsrohrs (spinning tube) 1 zur Montage eines Fremdmaterialdetektors 40.
Optional beinhaltet die vorliegende Erfindung eine Mehrzahl an Detektoren in dem Garnweg, um für die Bestimmung von Fremdstoff in dem Garn 5 zusätzliche Sicherheit bereitzustellen.
Mit Bezug zu 1 beinhaltet die vorliegende Erfindung auch optional die Bereitstellung eines Schaltkreises zur Auslösung von periodischen Signalen und einen Verfahrensschritt der Auslöschung periodischer Signale von dem Ausgang des triboelektrischen Sensors 41. Es wurde experimentell ermittelt, dass der Ausgang des Sensors 41 periodische Signale beinhalten kann, generiert zum Beispiel durch Rotationsbewegung von Komponenten einer Spinnmaschine. 3a zeigt den triboelektrischen Signalausgang einer Elektrode im galvanischen Kontakt mit dem Garn 5, platziert an dem Torque-Stopp 2 des Abzugsrohres (spinning tube) 1 der Spinnmaschine von 2. Das Signal hat eine Frequenzkomponente von 1,7 kHz, welche mit der Rotationsfrequenz des Rotors 17 korrespondiert. 3b zeigt, dass eine gewisse Periodizität immer noch in dem Signal von einem Detektor, angeordnet in dem äußeren Garnweg von der Abzugsdüse (navel) 14 zu der Garnspule (bobbing) 15, vorhanden ist. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können solche periodischen Signale ausgelöscht werden. Beispielsweise kann der Extraktionsschaltkreis 44 Schaltungen beinhalten zur Erfassung und Verfolgung periodischer Signale. Schaltungen zur Erfassung und Verfolgung periodischer Signale sind dem Fachmann gut bekannt und können einen Phase-Locked-Loop und einen Dither-Schaltkreis beinhalten. Die Komponente des Ausgangssignals des Messschaltkreises 43 mit dem periodischen Signal kann durch den Extraktionsschaltkreis 44 extrahiert werden, invertiert, phasenverzögert oder -beschleunigt (advanced) und pegelangepasst werden in einem Inverter 49 und zu dem Ausgang des Sensors 41 addiert werden (Addierer 73), um die periodischen Signale auszulöschen. Die notwendige Eingabe der Frequenz des periodischen Signals in den Extraktionsschaltkreis kann durch den Entscheidungsschaltkreis 47 bereitgestellt werden, basierend auf vorgesetzten oder vorgemessenen Werten oder basierend auf den Signalen, detektiert durch die Sensoren 48, z. B. den Ausgang eines Sensors, der die Frequenz der Rotation des Rotors 17 ermittelt.
Verschiedene Elektrodenanordnungen zum Abtasten elektrischer Signale von dem Garn 5 sind als individuelle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhaltet und werden untenstehend beschrieben. Ebenfalls untenstehend beschrieben und als individuelle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhaltet ist die Anordnung der Elektroden an bestimmten Positionen einer Spinnmaschine oder ähnlichem. Ebenfalls untenstehend beschrieben und als separate Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhaltet sind verschiedene Messschaltkreise, passend zur Aufnahme der elektrischen Signale von dem Garn 5.
Ein erster Typ einer Elektrodenanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist schematisch in 4 gezeigt. Sie kann in dem äußeren Garnweg zwischen der Abzugsdüse (navel) 14 und der Garnspule (bobbing) 15 angeordnet werden. Die Anordnung weist zwei zylindrische Elektroden 22, 23 auf, sequentiell angebracht im Hinblick auf die Bewegungsrichtung des Garns. Diese Elektroden 22, 23 können nominale Durchmesser von 1,5 mm haben und können durch einen Abstand von 9 mm separiert sein. Die erste Elektrode 22 ist aus leitfähigem Material hergestellt, wie Stahl und ist geerdet. Sie ist im galvanischen Kontakt mit dem Garn 5 und dient zur Ladungsabstreifung von dem Garn 5 vor der Erkennung bei der Aufnahmeelektrode 23. Die Aufnahmeelektrode 23 kann leitfähig, zum Beispiel aus Stahl hergestellt, und im galvanischen Kontakt mit dem Garn 5 sein, oder kann isoliert von dem Garn sein, z. B. durch eine Glasschicht oder eine Luftschicht. Im letzteren Fall ist die Aufnahmeelektrode 23 dielektrisch mit dem Garn verbunden. Laterale Bewegungen des Garns können reduziert oder verhindert werden durch eine Garnführung 20, hergestellt aus Aluminiumoxidkeramik (alumina ceramic) oder ähnlichem.
Die galvanisch verbundene Elektrode 23 kann Signale 24 von dem Garn 5 aufnehmen von Gleichspannung (DC) bis zur Grenzfrequenz des Messschaltkreises verbunden mit der Elektrode 23. Die elektrisch verbundene Elektrode 23 hat eine niedrige Grenzfrequenz von ungefähr 1 kHz.
Ein zweiter Typ einer Elektrodenanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist schematisch in 5 gezeigt. Elektrische Signale von dem Garn 5 sind aufgenommen auf einer leitfähigen, z. B. Nickel, Elektrode 23, welche in galvanischem Kontakt mit dem Garn 5 steht. Die Aufnahmeelektrode 23 ist auch die Ausgabeelektrode für das Signal 24. Die Aufnahmeelektrode 23 ist geschirmt durch einen geerdeten leitfähigen Schirm 27, welcher von der Elektrode durch eine Isolierschicht 26 isoliert ist.
Ein dritter Typ einer Elektrodenanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist schematisch in 6 gezeigt. Diese beinhaltet eine Aufnahmeelektrode 23 in Kontakt mit dem Garn 5 und welche isoliert von einer Ausgabeelektrode 28 durch eine Isolierschicht 26 ist. Die Aufnahmeelektrode 23 kann aus Siliciumcarbid hergestellt sein. Die gesamte Anordnung ist geschirmt durch einen geerdeten leitfähigen Schirm 27. Das Signal 24 wird von der Ausgabeelektrode 28 abgenommen, welche kapazitiv mit der Aufnahmeelektrode 23 verbunden ist.
Ein vierter Typ einer Elektrodenanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist schematisch in 7 gezeigt. Diese beinhaltet eine Sequenz von Elektroden 22, 23, 29, platziert entlang des Garnweges und welche aus Stahl hergestellt sein können. Die Aufnahmeelektrode 23 ist in galvanischem Kontakt mit dem Garn 5 und dient ebenfalls als Ausgabeelektrode für das Signal 24. Die Ladungsabstreifelektroden 22 werden auf Erdpotential gehalten und werden zur Entfernung triboelektrischer Ladungen von dem Garn 5 benutzt, insbesondere vor der Detektion. Eine optionale zusätzliche Elektrode 29 kann auf eine Biasspannung gesetzt werden, welche auf Erdpotential liegen kann, oder ein positives oder ein negatives Potential.
Ein fünfter Typ einer Elektrodenanordnung ist schematisch in 8 gezeigt. Diese beinhaltet eine Aufnahmeelektrode 23, platziert an dem Torque-Stopp 2 des Abzugsrohres (spinning tube) 1. Die Elektrode 23 kann aus Kupfer hergestellt sein und kann auf der Oberfläche des Tork-Stopps 2 sein, wodurch diese dielektrisch an das Garn 5, welches das Abzugsrohr (spinning tube) 1 basiert, gekoppelt ist oder kann in den Torque-Stopp 2 gesetzt sein, so dass sie im galvanischen Kontakt mit dem Garn 5 ist. Um einen galvanischen Kontakt zu bilden, wurde ein 2 mm langer Messingzylinder zwischen zwei Teilen des Abzugsrohres (spinning tube) 1 montiert. Für die dielektrisch gekoppelte Elektrode 23 wurde eine 2 mm breite Kupferfolie auf der Außenseite des Abzugsrohres (spinning tube) 1 angebracht. Das Abzugsrohr (spinning tube) 1 wurde aus Aluminiumoxidkeramik (alumina ceramic) hergestellt und war ungefähr 1,5 mm dick.
Noch eine weitere Elektrodenanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist schematisch in 9 gezeigt. Diese zeigt eine leitfähige Ringelektrode 23 angeordnet, um eine Isolierung der Führung, wie das Abzugsrohr (spinning tube) 1. Die Elektrode ist dielektrisch mit dem Garn 5 verbunden, welches durch das Abzugsrohr (spinning tube) 1 läuft. Die Elektrode 23 kann aus 2 mm breiter Kupferfolie geformt sein, angeordnet auf der Außenseite des Abzugsrohrs (spinning tube) 1. Das Abzugsrohr (spinning tube) kann aus einem isolierenden Material, wie ABS-Plastik hergestellt sein.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet ebenfalls eine oder mehr geerdete Ladungsabstreifelektroden, angeordnet entlang des Garnweges vor dem Detektionspunkt. Es wurde als vorteilhaft angesehen, die historisch aufgebaute Ladung auf dem Garnweg 5 vor der Messung zu reduzieren oder zu eliminieren. Dieses kann am besten erreicht werden durch Kontakt mit einigen leitfähigen geerdeten Elektroden, von denen einige von dem Detektionspunkt entfernt sein können, entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Eine Vielzahl von Front-End-Messschaltkreisen zwischen den Ausgangselektroden 23, 28 und dem Messschaltkreis wurden richtig getestet mit den verschiedenen oben genannten Elektrodenanordnungen. Eine schematische Darstellung eines Messschaltkreises nach der vorliegenden Erfindung ist in 10 gezeigt. Die Signale 24 von der relevanten Ausgangselektrode 23, 28 wird durch einen Verstärker 55 verstärkt. Vor der Verstärkung kann dieses den Front-End-Messschaltkreis 54 durchlaufen, welcher untenstehend beschrieben wird.
Die Schwankungen in dem verstärkten Signal 56 werden verstärkt, über einen Filter 57 in einen AC-Spannungsverstärker 58. Der Filter 57 kann ein Hochpassfilter sein, aber auch ein Bandpassfilter. Das Ausgangssignal 59 von dem AC-Spannungsverstärker 58 wird einem Analog-/Digital-Konverter 60 zugeführt. Die Daten 61 von dem Analog-/Digital-Konverter werden durch einen programmierbaren Digitalcomputer 62 verarbeitet. Der Entscheidungsschaltkreis 47 kann in dem Digitalcomputer 62 implementiert sein.
Ein erster Typ eines Front-End-Schaltkreises 54 beinhaltet ein passiv kompensiertes Widerstandsnetzwerk. Die relevante Elektrode 23, 28 ist über einen 10 MOhm Widerstand über ein Koaxialkabel mit dem Eingang des Verstärkers 55 verbunden, welcher eine Eingangsimpedanz von 1 MOhm hatte.
Ein zweiter Typ eines Front-End-Schaltkreises 54 beinhaltet einen Shunt-Widerstand und einen Spannungsfolger-Trennverstärker (voltage follower buffer amplifier). Der Shunt-Widerstand hatte einen Wert von zwischen 1 MOhm und 101 MOhm. Der vorgezogene Shunt-Widerstandswert war 101 MOhm. Niedrigere Werte des Shunt-Widerstands reduzierten das empfangene Signal drastisch. Der Trennverstärker (buffer amplifier) wurde durch einen Operationsverstärker gebildet, der von einer einzelnen +5 V Quelle gespeist wurde. Um beide, positive und negative Signale 24, in dem Verstärkerausgang zu erlauben, wurde eine 2,5 V Spannungsquelle zwischen dem Shunt-Widerstand und Erde verbunden. Die parasitäre Kapazität über den Shunt-Widerstand limitierte die Bandbreite zu ungefähr 2 kHz.
Ein dritter Typ eines Front-End-Schaltkreises 54 beinhaltet einen Transimpedanzverstärker (transimpedance amplifier). Der Transimpedanzverstärker wurde aus einem Operationsverstärker aufgebaut, der mit einer einzelnen +5 V Quelle betrieben wurde. Um beide, positive und negative Signale 24, im Ausgang des Verstärkers zu erlauben, wurde der Verstärker vorgespannt mit 2,5 V an seinem nicht-invertierenden Eingang. Der Transimpedanz-Widerstand hatte einen Wert von 101 MOhm. Eine Kapazität wurde über den Widerstand angeordnet, welche die Bandbreite auf ungefähr 5 kHz limitierte.
Zusätzlich zu dem obenstehenden, beinhaltet die vorliegende Erfindung ebenfalls die Benutzung eines Hochpass-Schaltkreises nach dem Front-End-Schaltkreis. Der Hochpass-Schaltkreis hatte eine Grenzfrequenz von entweder 25 Hz oder 150 Hz. Der Hochpass-Schaltkreis kann als Filter 57 beinhaltet sein.

In Tabelle 1 sind die Bandbreiten für den Shunt-Widerstand mit dem Spannungsfolger-Trendverstärker (voltage follower buffer amplifier) und dem Transimpedanzverstärker in Ab hängigkeit, ob die Ausgabeelektrode 23, 28 galvanisch oder kapazitiv oder dielektrisch gekoppelt war, gegeben. Tabelle 1:

Typ der Kopplung	Hochpassfilter	Bandbreite Transimpedanzverstärker	Bandbreite Shunt-Widerstand mit Spannungsfolger
dielektrisch/kapazitiv	kein	1 kHz – 5 kHz	1 kHz – 2 kHz
galvanisch	kein	DC – 5 kHz	DC – 2 kHz
galvanisch	25 Hz	25 Hz – 5 kHz	25 Hz – 2 kHz
galvanisch	150 Hz	150 Hz – 5 kHz	150 Hz – 2 kHz

Das Untersuchungskriterium für Fremdmaterial basierte auf dem Verhältnis des Momentansignals 24 zu dem Garnrauschen. Typische empfangene Signale für eine galvanisch und eine dielektrisch gekoppelte Elektrode sind in 11a und 11b gezeigt. Zur Berechnung des Verhältnisses aus Fremdfasersignal/Garnrauschen wurde der Spitze-Spitze Wert des Signals von der Fremdfaser mindestens dreimal gemessen. Das Auswahlkriterium zur Entscheidung, ob ein Fremdmaterial anwesend ist, mag eine Empfindlichkeit, welche definiert ist als das Verhältnis zwischen dem Spitze-Spitze Wert des Signals, aufgenommen von einem Fremdmaterial, z. B. einer PP-Faser, und der Standardabweichung des Garnrauschsignals. Diese Empfindlichkeit ist bezogen auf die Signal-to-Noise-Ratio für das Detektionssystem. Ein höherer Empfindlichkeitswert stellt eine höhere Signal-to-Noise-Ratio dar und dadurch eine größere Unterscheidungsmöglichkeit.
Zur Unterscheidung von Polypropylen-Fremdstoff in Baumwollgarn eigneten sich die galvanisch gekoppelten Elektroden etwas besser als die dielektrisch oder kapazitiv gekoppelten Elektroden. Dies könnte durch die weniger günstige Hochgrenzfrequenz der dielektrischen Kopplung und der größeren triboelektrischen Ladung gegeben sein, wenn Baumwolle in Kontakt mit einem dielektrischen Material kommt, so wie Glas. Dieses erhöht das Garngrundsignal und verschlechtert das dadurch das Fremdfasersignal/Garnsrauschsignal-Verhältnis. In Übereinstimmung mit einer jenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, wenn das Material der Aufnahmeelektrode so ausgewählt ist, dass das Fremdfasersignal/Garnrauschsignal maximiert ist. Dieses kann die Auswahl eines Materials für die Aufnahmeelektrode beinhalten, welche die Garngrundsignalamplitude minimiert, z. B. die Benutzung einer leitfähigen Aufnahmeelektrode direkt in Kontakt mit dem Garn 5.
Die Bandbreite der Frequenzen festgestellt durch die Front-End- und Verstärkungsschaltkreise, beeinflusste die Ergebnisse der Erkennung von Polypropylen-Fremdmaterial in Baumwolle. Der Transimpedanzverstärker mit einer hohen Grenzfrequenz von ungefähr 5 kHz brachte bessere Ergebnisse als der Shunt-Widerstand/Spannungsfolger (voltage follower) mit einer oberen Grenzfrequenz von 2 kHz. Auch die Elimination von Niedrigfrequenz- und Gleichspannungs-Komponenten verbesserte die Unterscheidung des Signals. Der 25 Hz Hochpassfilter hatte eine positive Auswirkung auf die Ergebnisse und ein 150 Hz Hochpassfilter ergab die besten Ergebnisse, wie in 12 gesehen werden kann. In 12 wurde der obere Graph 3 unter Benutzung eines 150 Hz Hochpassfilters gemessen, der mittlere Graph 2 mit einem 25 Hz Hochpassfilter und der untere Graph 1 ohne Filter, das heißt die vorhandene Bandbreite. Der obere Graph hat das kleinste Garnrauschsignal, dadurch bereitstellend das beste Fremdfasersignal/Garnrausch-Verhältnis. Dies ist dadurch, dass die DC und Niedrigfrequenz-Komponenten in dem Signal das Basisgarnrauschsignal erhöhen ohne weitere Energie zu dem Fremdfasersignal zu addieren. Es wird angenommen, dass das meist wichtige Energiespektrum für die Polypropylen-Fremdfasern zwischen 25 Hz und 5 kHz liegt. In Übereinstimmung mit allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, wenn der Betrieb oder die Auslegung des Detektors 40, das heißt Elektronenanordnung und Messschaltkreis, so ausgewählt ist, dass solche Frequenzen detektiert werden, welche die meiste Information über die Anwesenheit von Fremdmaterialien beinhalten und/oder die geringste Menge von Energie von dem Garnrauschsignal beinhalten. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Bandbreite der Signale, welche durch den Messschaltkreis 43 von 1 gelangen, ausgewählt ist, um das Fremdfasersignal zu Garnrauschsignal zu optimieren.
Eine Ausführungsform eines Frequenzwählers 42 (siehe 1) ist schematisch in 13 gezeigt. Der Messschaltkreis 43 beinhaltet ein abstimmbares Hochpassgitter GB und einen abstimmbaren Tiefpassfilter 67. Jeder Verstärker verwendet in dem Messschaltkreis 43, hat vorzugsweise eine hohe Bandbreite. Die Filter 66 und 67 definieren eine Bandbreite von Signalen, welche durch den Messschaltkreis 43 übertragen werden. Frequenzbandwähler 42 kann permanent an dem Messschaltkreis 43 angebracht sein und kann kontinuierlich und dynamisch die Frequenzbandbreite des Messschaltkreises 43 ändern. Alternativ kann der Frequenzbandwähler 42 ein mobiles Gerät sein, welches in den Messschaltkreis 43 eingesteckt wird, um mit dem triboelektrischen Sensorausgang nur während der Einrichtung oder während Routinequalitätskontrolltests verbunden ist.
Das Signal von dem triboelektrischen Sensor 41 nach Auslöschen von periodischen Störungen in dem Addierer 73 (siehe obenstehende Beschreibung bzgl. 1) ist parallel mit dem Messschaltkreis 43 und einem Spektral-Analyser 64 des Frequenzbandwählers 42 über ein normalerweise geschlossenen Schalter 68 zugeführt. Der Spektral-Analyser 64 generiert ein erstes Frequenz/Signal-Leistungsspektrum für das Garnrauschsignal direkt von dem Addierer 73 empfangenen Signals und dieses erste Spektrum wird einem Prozessor 64 zugeführt. Ein Teil des Signals von dem Addierer 73 ist über einen Niedrigpegel, Hocheingangs-Impedanzverstärker 71 und einem normalerweise geschlossenen Schalter 69 zu einer Verzögerungsstrecke (delay line) 63 geführt, welche über eine nicht-reflektierende, angepasste Impedanz 72 terminiert ist. Die Verzögerungsstrecke (delay line) 63 sollte lang genug sein, um das periodische Signal auslöschende Ausgangssignal von dem Addierer 73 effektiv für eine ausreichende Zeit zu speichern, um ein Fremdfasersignal innerhalb der Antwortzeit des Fremdmaterialdetektionssystems festzuhalten. Zum Beispiel sollte die Verzögerungsstrecke 63 lang genug sein, um das Signal von 500 mm Garn oder mehr zu speichern. Wenn ein Fremdmaterialsignal von dem Komparator 45 ausgegeben wird, verursacht ein Signal von dem Komparator, dass die Schalter 68 und 69 umgelegt werden, so dass der Ausgang der Verzögerungsstrecke (delay line) 63 von der Impedanz 72 getrennt wird und dem Spektral-Analyser 65 zugeführt wird und die direkte Verbindung des Analysers 64 zum Addierer 73 unterbrochen wird. Der Spektral-Analyser 64 generiert dann ein zweites Frequenzenergiespektrum des Signals auf der Verzögerungsstrecke 63, welches das Spektrum, des um die periodischen Signale ausgelöschten Garnsignals beinhaltet und das Fremdmaterialsignal. Dieses zweite Spektrum wird dem Prozessor 64 zugeführt, welcher das erste Spektrum von dem zweiten Spektrum subtrahiert, um ein drittes Spektrum zu erhalten, welches kennzeichnend für das Fremdstoffsignal ist, gereinigt von dem Spektrum von jeglichen periodischen Signalen und von dem Garnrauschen.
Zwei willkürliche erste und dritte Frequenz/Leistungsspektren sind in 14a und 14b für das Garnrauschen und das Fremdmaterialsignal entsprechend gezeigt. Prozessor 64 ermittelt aus den Spektren, welche Bandbreite eine optimale Signal-to-Noise-Ratio liefert. Beispielsweise kann das Spektrum in eine Vielzahl benachbarte kleine Frequenzbänder 70 aufgeteilt werden. Für jedes Band 70 berechnet der Prozessor 64 die Energie in dem Fremdmaterialsignal und in dem Garnrauschsignal (Fläche unter der entsprechenden Kurve) und berechnet das Verhältnis dieser beiden Energien für jedes Band 70. Dieses Verhältnis stellt eine Schätzung der Signal-to-Noise-Ratio innerhalb dieses Frequenzbandes dar. Sobald alle Energieverhältnisse für alle Frequenzbänder 70 berechnet wurden, kann der Prozessor 64 eine optimierte Bandbreite ermitteln und dann die abstimmbaren Tief- und Hoch- Passfilter 67, 66 auf die oberen und unteren Grenzfrequenzen entsprechend einstellen. Beispielsweise kann der Prozessor 64 die Bandbreite basierend auf einem mehr der folgenden Kriterien optimieren:

– Maximierung der Energie des Fremdmaterialsignals, übertragen durch den Messschaltkreis 43,
– Minimierung der Energie des Garnrauschsignals, übertragen durch Schaltkreis 43,
– Maximierung des Verhältnisses der Energien des Fremdmaterialsignals zu dem Garnrauschsignal, übertragen durch Schaltkreis 43,
– Maximierung des Verhältnisses von Energien des Fremdmaterialsignals zu dem Garnrauschsignal unter Beibehaltung mindestens einer minimalen Energie in dem Fremdmaterialsignal, übertragen durch Schaltkreis 43.

Die Benutzung von Ladungsabstreifelektroden nahe der Aufnahmeelektrode und/oder entfernt von dieser ist bevorzugt nach der vorliegenden Erfindung. Entfernte Ladungsabstreifelektroden sind meist bevorzugt. Dieses wird gezeigt durch einen Vergleich von 15a und 15b, wobei 15b das Ergebnis von 15a mit einer zusätzlichen entfernten Abstreifelektrode zeigt. Die Signal/Noise-Ratio von 15b ist beachtlich höher. Beispielsweise ist es bevorzugt, wenn der Torque-Stopp 2 aus einem leitfähigen Material hergestellt ist, welcher geerdet ist und als Ladungsabstreifer benutzt wird. Weiter kann das Vorspannen einer Abstreifelektrode vorteilhafte Ergebnisse bereitstellen.
Es ist bevorzugt, wenn die Temperatur und Feuchtigkeit so konstant für möglich gehalten werden. Daher ist bevorzugt, wenn alle Materialien auf Fabriktemperatur und Feuchtigkeitsniveau gebracht sind, bevor diese in einer Spinnmaschine benutzt werden. Zusätzlich ist es bevorzugt, dass Staub entlang des Garnweges auf ein Minimum reduziert wird.
Fremdmaterial, wie obenstehend benutzt bezieht sich auf Material, welches nicht im Textilmaterial vorhanden sein soll, das heißt von einer anderen Quelle stammt. Es unterscheidet sich üblicherweise von dem Textilmaterial. Das Fremdmaterial selbst kann wiederum ein Textilmaterial sein.
Während die Erfindung gezeigt und beschrieben wurde mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen, wird es dem Fachmann leicht möglich sein, verschiedene Änderungen oder Modifikationen in Ausführungen und Detail durchzuführen, ohne den Bereich und Sinn dieser Erfindung, wie in den beiliegenden Ansprüchen definiert, zu verlassen. Zum Beispiel kann der Fremdmaterialdetektor nach der vorliegenden Erfindung in einer Karde (card), einer Strecke (drawing bench), einer Ringspinnmaschine (ring spinning machine), einer Luftdüsenspinnmaschine (air jet spinning machine), einer Rotorspinnmaschine (open end spinning machine), einer chemischen Spinnmaschine (chemical spinning machine), einer Spulmaschine (bobbing winding machine), einer Doubliermaschine (doubling machine), einer Kombiniermaschine (combining machine), einem Garnspulrahmen (bobbing frame), einer Texturiermaschine (texturing machine) oder in einer Webmaschine verwendet werden.
Weiterhin beinhalten die oben beschriebenen Detektorschaltkreise hauptsächlich analoge Schaltkreiselemente, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf begrenzt. Zum Beispiel kann das triboelektrische Signal, aufgenommen von dem bewegten Textilmaterial, in digitale Signale konvertiert werden, vorzugsweise bei einer hohen Sampling-Frequenz und sämtliche Signalverarbeitung dann im digitalen Bereich ausgeführt werden.

Claims

Verfahren zur Erkennung von gelegentlichen Fremdmaterialien in einem bewegten Textilmaterial (5), wobei das Textilmaterial bewegte Fäden, Garne oder Faserbänder ist, und wobei das Fremdmaterial Fremdfaser ist, umfassend die Schritte: – Generierung von relativer Bewegung zwischen dem Textilmaterial (5) und einem triboelektrischen Fühler (41); – Messung triboelektrischer Signale (24), welche von dem Fühler (41) vom bewegten Textilmaterial (5) aufgenommen wurden; – Vergleichen der gemessenen triboelektrischen Signale mit einem Wert, der für das bewegte Textilmaterial (5) ohne Fremdfaser kennzeichnend ist; und – Feststellen aus dem Ergebnis des Vergleichs, ob eine Fremdfaser in dem Textilmaterial (5) vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Vergleichsschritt die Extraktion eines Signalpegels von dem gemessenen triboelektrischen Signal (24) beinhaltet, um den Wert bereitzustellen, der für das Textilmaterial (5) ohne Fremdfaser kennzeichnend ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Extraktionsschritt das Auslöschen periodischer Variationen von den gemessenen triboelektrischen Signalen (24) beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Messschritt die Auswahl eines Frequenzbereichs der gemessenen triboelektrischen Signale (24) beinhaltet, in Übereinstimmung mit einer der folgenden: die Energie der triboelektrischen Signale (24) generiert durch das bewegte Textilmaterial (5) ohne Fremdfaser ist ein Minimum im Frequenzbereich, die Energie der triboelektrischen Signale (24) generiert durch Fremdfaser ist ein Maximum in dem Frequenzbereich, das Verhältnis der Energien der triboelektrischen Signale (24) generiert durch das bewegte Textilmaterial (5) und die Fremdfaser ist ein Maximum in dem Frequenzbereich, und das Verhältnis der Energien der triboelektrischen Signale (24) generiert durch das bewegte Textilmaterial (5) und die Fremdfaser ist ein Maximum in dem Frequenzbereich und die Energie der triboelektrischen Signale (24) generiert durch Fremdfaser in dem Frequenzbereich ist größer als ein minimaler Wert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend den Schritt des Abstreifens von Ladung von dem bewegten Textilmaterial (5) vor dem Messschritt.
Vorrichtung (40) zur Erkennung von Fremdmaterialien in einem bewegten Textilmaterial (5), wobei das Textilmaterial bewegte Fäden, Garne oder Faserbänder ist, und die Vorrichtung umfasst: – Einen Fühler (41) zur Aufnahme triboelektrischer Signale (24) von einem bewegten Textilmaterial (5); – Einen Extraktionsschaltkreis (44) zur Extraktion eines Signalpegels von dem gemessenen triboelektrischen Signalen (24) zum Bereitstellen eines Wertes für ein Grundrauschen, kennzeichnend für das Textilmaterial (5) ohne Fremdfaser; – Einen Komparator (45), der Eingänge für den Ausgang des Fühlers (41), und für den Wert des Grundrauschens und für mindestens einen voreingestellten Differenzwert aufweist, und geeignet ist, um den Ausgang des Fühlers (41) mit dem Wert des Grundrauschens zu vergleichen, und der geeignet ist zum Bereitstellen eines Signals für die Erkennung einer Fremdfaser, die in dem Textilmaterial (5) vorhanden ist.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 6, wobei der Fühler (41) eine leitfähige Elektrode (23) beinhaltet, die in galvanischem Kontakt mit dem Textilmaterial (5) steht.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 6, wobei der Fühler (41) eine leitfähige Elektrode (23) beinhaltet, die kapazitiv oder dielektrisch mit dem Textilmaterial (5) verbunden ist.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 8, wobei der Fühler (41) ein Isoliermaterial (1) in Kontakt mit dem textilen Material (5) beinhaltet und die leitfähige Elektrode (23) durch das Isoliermaterial (1) von dem textilen Material (5) isoliert ist.
Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, weiterhin aufweisend einen Messschaltkreis (43), verbunden zwischen dem Fühler (41) und dem Komparator (45), zum Filtern des Ausgangs des Fühlers (41).
Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, weiterhin ausweisend eine Ladungsabstreifelektrode (22) in Kontakt mit dem Textilmaterial (5), angeordnet vor dem Fühler (41), bezogen auf die Bewegung des Textilmaterials (5).
Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, weiterhin umfassend einen Auslöschungsschaltkreis zum Auslöschen periodischer Signalvariationen vor dem Ausgang des Fühlers (41).
Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, weiterhin umfassend eine Anordnung (42) zur Auswahl eines Frequenzbereichs für die von dem Fühler (41) zu dem Komparator (45) gesendeten Signal basierend auf einem der folgenden: die Energie der triboelektrischen Signale (24) generiert durch das bewegte Textilmaterial (5) ohne Fremdfaser ist ein Minimum in dem Frequenzbereich, die Energie der triboelektrischen Signale (24) generiert durch Fremdfaser ist ein Maximum in dem Frequenzbereich, das Verhältnis der Energien der triboelektrischen Signale (24) generiert durch das bewegte Textilband (5) und die Fremdfaser ist ein Maximum in dem Frequenzbereich, und das Verhältnis der Energien der triboelektrischen Signale (24) generiert durch das bewegte Textilmaterial (5) und die Fremdfaser ist ein Maximum in dem Frequenzbereich und die Energie der triboelektrischen Signale (24) generiert durch die Fremdfaser in dem Frequenzbereich ist größer als ein minimaler Wert.
Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 6 bis 13, angebracht in einer Karde, einer Strecke, einer Ringspinnmaschine, eine Luftdüsenspinnmaschine, einer Rotorspinnmaschine, einer chemischen Spinnmaschine, einer Spulmaschine, einer Doubliermaschine, einer Kombiniermaschine, einem Garnspulrahmen, einer Texturiermaschine oder einer Webmaschine.