用于监视纱的质量的方法和用于执行该方法的线性光检器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于借助于包括一行或两行单独的矩形形状的光元件的线性光传感器来在纱质量的光检测器中监视纱或另一线性织物形成的质量的方法，所述光元件在它们的输出上提供与它们的照射程度成比例的模拟信号。
[0002]本发明还涉及一种包括传感器的线性光检测器，所述传感器包含在一行或两行中彼此相邻地布置的多个单独的光元件，用于通过借助于单个辐射源将纱的图像在垂直方向上投影到传感器的单独的光元件上来监视在织物机器中的移动的纱或另一线性织物形成的参数。
【背景技术】
[0003]用于纱质量的在线评估的已知的光检测器包括辐射源和单线或双线CMOS光传感器，纱在其之间移动，所述纱的阴影被投影到传感器的光元件上。
[0004]光辐射源通常是生成在可见光谱中或者甚至在红外或紫外光谱中的辐射的源。所述源既可以是单色的并且它也可以包括单色分量的光谱。
[0005]可以通过测量区的适合的构造布置使得寄生(parasitic)辐射不穿透到传感器而最小化寄生辐射源的影响。然而，为了彻底抑制寄生源的影响，可能必须完全封闭测量区，这在测量纱的质量的通用检测器的情况下是有争议的。抑制寄生源的影响的另一可能的方式是使用高强度辐射源来对纱进行照明。不管怎样，该方法的缺点是该类型的源的高能量消耗和过多的热损耗。例如，也可能使用仅传送所需的辐射的光谱并且抑制其他的光学过滤器。
[0006]CMOS传感器的每个光元件生成与下落(falling)光束的能量成比例的电荷。生成的电荷的大小取决于光元件的敏感性，取决于下落光能量以及取决于光元件照射的时间段。然而，下落在传感器上的能量以及因此传感器的测量受到寄生辐射源(诸如气泡、阳光、闪光标志等)的影响，其影响下落在光元件上的能量的量，并且因此可能发生测量误差。其他寄生影响包括光元件的温度和所谓的噪声。光检测器的技术的缺陷在于以下事实:电子不仅由于所放射的光(来自功能性或者也来自寄生辐射源)，而且它们还取决于周围温度、光元件的大小、传感器的架构以及生产的技术而在光元件中生成。虽然传感器处于完全黑暗中，但是光元件生成输出信号，其是由于在半导体中的量子现象而生成的。优势在于以下事实:寄生电流在给定条件下保持相同并且被附加地添加到输出信号。
[0007]本发明的目标是开发一种用于监视在光检测器中的纱或另一线性织物形成的质量的方法，其中得到的模拟信号将免受所有寄生影响，并且其大小将仅取决于由光检测器的辐射源放射的辐射量。另外，必须设计一种线性光检测器以执行该方法。
【发明内容】
[0008]通过一种用于监视纱或另一线性织物形成的质量的方法来实现本发明的目的，其原理在于通过在低和高辐射强度的交替周期中的辐射来照射纱，由此在每个周期之内，至少在高辐射强度的周期期间监视和记录所有单独的光元件的模拟信号，并且从针对每个单独的元件的这些信号减去预先或在各个周期内检测的在低辐射强度处的模拟信号的值，借助于其，得到的模拟信号免受所有寄生影响并且其大小仅取决于光检测器的辐射源放射的辐射的量。因此，以在能量方面要求不高的方式消除了所有寄生影响，并且得到的模拟信号仅对应于照射程度或者对应于由被监视的纱或另一线性织物形成进行遮蔽的程度。
[0009]如果在低强度辐射的周期期间，由光检测器的辐射源放射零辐射，则可以简化根据本发明的方法。在该情况下，辐射由辐射源放射或者不由其放射，其可以被容易地控制和监视，而不必设置源的不同程度的辐射强度。
[0010]为了比较从连续测量获得的模拟信号，如果在相同长度的时间段期间监视在高强度辐射周期期间来自单独的光元件的模拟信号，则是有利的。
[0011]同时，如果在相同长度的时间段期间监视在低强度辐射周期期间来自单独的光元件的模拟信号，则是有利的，由此如果在相等的时间段期间监视在高强度辐射处的模拟信号和在低强度辐射处的模拟信号两者，则它们的相互减去更简单。
[0012]为了简化评估，光检测器的源的低和高辐射强度的交替周期的频率等于线性光传感器的评估频率的整数倍(whoIe multiple)。
[0013]辐射源的辐射强度根据被供应到辐射源的电流的量改变。如果辐射强度等于零，则不存在被供应到辐射源的电流。
[0014]如果辐射源包括LED 二极管，则尤其关于成本是特别有利的。
[0015]用于执行根据本发明的方法的线性光检测器的原理在于:用于借助于高强度和低强度辐射来周期性地照射传感器的单独的光元件的辐射源以及评估在单独的光元件的模拟信号之间的差异的模拟电路与控制信号源耦合，它们在时间上相互同步。出于时间同步的目的，如果低和高辐射强度的时间段长度相等，并且检测的时间点与线性光检测器的评估频率同步，则是优选的。
[0016]如果至少控制信号源、评估在来自单独的光元件的模拟信号之间的差异的模拟电路以及检测器的单独的光元件布置在共同的半导体衬底上，则可能实现构造的进一步简化并且可能增加线性光传感器的可靠性。
【附图说明】
[0017]出于本发明的清楚性的目的，提供附图，其中图1图形化地表示传感器的单独的光元件的照射程度，图2示出了根据在本发明中公开的方法工作的连接的方案，并且图3a表示辐射源的辐射、光元件的模拟值的监视、在低强度辐射处的模拟信号的连续监视的情况下对来自光元件的数据的处理的时间进程。最后，图3b示出了辐射源的辐射、光元件的模拟值的监视以及在低强度辐射处的预先检测的模拟值的情况下对来自光元件的数据的处理的时间进程。
【具体实施方式】
[0018]用于在线监视在生产或处理纱或另一线性织物材料的织物机器中的纱或另一线性织物形成的质量的光检测器包括辐射源以及单线或双线的光传感器，一般是CMOS传感器。纱或另一线性织物形成在辐射源和光传感器之间的辐射通量中移动，在垂直方向上将纱的图像投影到所述光传感器上。
[0019]传感器的单独的光元件丛在它们的输出上提供与它们的照射程度成比例的模拟信号。图1图形化地表示光元件的照射程度，由此黑色指示对应于下落到光元件上和/或通过寄生影响在其中生成的能量的量的模拟信号，所述寄生影响诸如光元件和寄生辐射源的温度和噪声。
[0020]值M是光元件在其输出处可以饱和地提供的最大值，即当被非常强的光源照射时提供的。
[0021]Ei是由未被检测器的辐射源照射的光元件在输出处提供的寄生值，其在低辐射强度处等于零。该寄生值对应于所有寄生影响的总和，即寄生辐射源和寄生影响取决于在光元件附近的检测器的温度、光元件的大小、传感器的架构和生产的技术。
[0022]如果低辐射强度不为零，则值Et增加通过该低强度辐射生成的能量。
[0023]拉是由受到辐射源在高辐射强度处照射的光元件在输出处提供的值，并且在其自身中还包含寄生值Ft。
[0024]El是在减去所有寄生影响之后模拟?目号的得到的值。
Fr = Fs - Ft
为了能够以该方式处理上述值，它们必须在相同长度的时间段期间从每个光元件获得。出于该目的，使用具有高强度和低强度辐射的交替周期的辐射源来对纱进行照明，由此辐射源的周期的频率较高或者至少与传感器的评估频率相同。在图3a，3b中表示了高强度和低强度辐射的交替周期，其中出于简单的目的，低辐射强度等于零。时间点I指示高强度辐射的开始，而时间点β指