Verfahren und Vorrichtung zur dauernden Überwachung des Titers eines Priifgutes, insbesondere eines Garnes
In der Textilindustrie besteht der Wunsch nach Überwachungs- und Kontrollinstrumenten, welche es ermöglichen, den Garntiter bzw. dessen Abweichungen von einem Sollwert unmittelbar und genau zu bestimmen.
Es sind bereits zahlreiche elektrische, optische und pneumatische Verfahren zur direkten Bestimmung des Titers bzw. der Titerabweichungen von einem Sollwert an Garnen in der Textilindustrie bekanntgeworden. Die grösste Verbreitung haben vor allem elektrische Verfahren gefunden, welche als Messorgan einen Hochfrequenz-Messkondensator benützen. Der mit einer geeigneten Schaltung kombinierte Messkondensator ergibt dabei ein elektrisches Signal, welches dem Titer des geprüften Materials äquivalent ist. Dieses Signal wird weiter verstärkt und in einem Anzeigeinstrument optisch sichtbar gemacht.
Die Messung mit einer solchen Anordnung erfolgt beispielsweise auf die nachfolgend beschriebene Art und Weise:
Als vorbereitende Massnahme wird vorerst die Schaltungsanordnung mit leerem Messkondensator auf ein bestimmtes Anzeigesignal, beispielsweise auf das sogenannte Nullsignal, welches beispielsweise dem Titerwert 0 entspricht, abgeglichen. Nach Einlegen des Prüfgutes in den Messkondensator ergibt sich ein verändertes Anzeigesignal, wobei die Differenz zwischen diesem neuen Wert und demjenigen bei leerem Messkondensator dem Titer des Prüfgutes äquivalent ist. Bei längere Zeit dauernden Beobachtungen des dem Titer des Prüfgutes äquivalenten Messwertes, wie solche beispielsweise bei unmittelbarer Prüfung an Produktionsmaschinen notwendig sind, ergeben sich oft schon nach kürzerer, sicher aber nach längerer Beobachtungszeit fehlerhafte Ver änderungen der Anzeige, das heisst Messfehler.
Solche Messfehler können sowohl durch unerwünschte Ver änderungen des Kapazitätswertes des Messkondensators, die nicht durch das Prüfgut bedingt sind und durch Unstabilitäten der zugeordneten Schaltungsanordnung hervorgerufen werden. Die diesbezüglichen praktischen Erfahrungen zeigen insbesondere, dass sich der Kapazitätswert des leeren Messkondensators und der zugeordneten Hochfrequenzschaltelemente infolge von Temperatur- und anderen äusseren Einflüssen verschieben.
In solchen Fällen ist es unumgänglich, das Prüfgut vorübergehend aus dem Messkondensator zu entfernen und zu überprüfen, ob die Schaltungsanordnung noch das ursprünglich eingestellte Nullsignal ergibt oder ob seit dem letzten Nullabgleich eine Veränderung desselben eingetreten ist.
Es wird durch verschiedene Massnahmen, beispielsweise durch einen sehr stabilen Aufbau des Messkondensators oder durch Verwendung eines geometrisch und elektrisch identischen Kompensationskondensators, auch versucht, die genannten unerwünschten Kapazitätsänderungen infolge von äusseren Einflüssen zu vermeiden, oder aber durch Verwendung von temperaturabhängigen Schaltelementen wenigstens Temperatureinflüsse zu kompensieren. Infolge der ausserordentlich kleinen Kapazitätsänderungen, welche durch feines Textilmaterial in einem elektrischen Messkondensator erzeugt werden, genügt aber leider auch die beste Lösung den Anforderungen der Praxis bezüglich Stabilität bei weitem nicht. Dies hat zur Folge, dass beim Arbeiten mit solchen Messgeräten relativ häufig das Messsystem auf allfällige Abweichungen des Messorgans selbst durch periodische Wiederholungen des Nullabgleiches überprüft werden muss.
Dadurch ergibt sich selbst verständlich eine unerwünschte Mehrbeanspruchung des Aufsichtspersonals.
Werden die erforderlichen regelmässigen und ziemlich häufigen Kontrollen des Nullabgleiches dagegen vernachlässigt, so besteht die Gefahr von Messfehlern bzw. von falschem Alarm bei Kontrollinstrumenten, welche in der Fabrikationskontrolle einge setzt sind. Dies führt zu Unsicherheiten, welche auch einen nicht notwendigen Produktionsausfall zur Folge haben können.
Die vorliegende Erfindung überwindet diese Nachteile und betrifft ein Verfahren zur dauernden Über- wachung des Titers eines Prüfgutes bezüglich der Abweichungen dieses Titers von einem Sollwert mit Hilfe eines Messorgans, welches ein dem Titer des Prüfgutes angenähert proportionales elektrisches Signal Ut erzeugt.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Prüfgut und das Messorgan durch ein Oszillationsorgan in eine zeitlich periodisch verlaufende Relativbewegung gegeneinander versetzt werden, derart, dass in dem dem genannten Messorgan zugeordneten Wandler bei konstantem Titer ein unterschiedliches elektrisches Signal erzeugt wird je nachdem, ob sich das Prüfgut in einem Bereiche grösserer Messempfindlichkeit oder in einem Bereiche kleinerer Messempfindlichkeit des Messorgans befindet, worauf das so gewonnene elektrische Signal an die Eingangsklemmen eines frequenzabhängigen elektrischen Siebes gelegt wird, welches Sieb nur diejenigen ausgesiebten Wechselspannungskomponenten des elektrischen Signales an die Ausgangsklemmen abgibt,
deren Frequenzen gleich oder höher sind als die Frequenz der Relativbewegung zwischen dem Prüfgut und dem Messorgan und die daher von allfälligen Auswirkungen langfristig verlaufender Störeinflüsse auf das Messorgan befreit sind, welche ausgesiebten Wechselspannungskomponenten mit Hilfe eines elektrischen Gleichrichters gleichgerichtet werden, worauf die dadurch gewonnene Gleichspannung, welche dem Titer des Prüfgutes genau proportional ist, in einem Verstärker verstärkt und die dabei entstehende Spannung ausgewertet wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche Vorrichtung sich auszeichnet durch ein Oszillationsorgan, welches eine zeitlich periodisch verlaufende Relativbewegung zwischen dem Prüfgut und dem Messorgan bewirkt, durch einen dem genannten Messorgan zugeordneten Wandler zur Erzeugung des elektrischen Signals, durch ein frequenzabhängiges elektrisches Sieb, an dessen Eingangsklemmen das genannte elektrische Signal gelegt ist und an dessen Ausgangsklemmen diejenigen ausgesiebten Wechselspannungskomponenten des genannten Signals auftreten, deren Frequenz gleich oder höher als die Frequenz der zeitlich periodisch verlaufenden Relativbewegung zwischen dem Prüfgut und dem Messorgan sind,
ferner durch einen Gleichrichter zur Gleichrichtung der an den Ausgangsklemmen des genannten Siebes auftretenden ausgesiebten Wechselspannungskomponenten sowie durch einen Verstärker zur Verstärkung der Gleichspannung und durch ein Auswerteorgan dieser dem Titer des Prüfgutes genau proportionalen verstärkten Gleichspannung. Anhand von Zeichnungen sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer Messvorrichtung,
Fig. 2 den Verlauf des vom Messorgan bzw. von dem diesem zugeordneten Wandler abgegebenen Signals U1 bei konstantem Titer,
Fig. 3 den Verlauf des in Fig. 2 dargestellten Signals U1, nachdem dieses das frequenzabhängige elektrische Sieb passiert hat,
Fig. 4a das von dem dem Messorgan zugeordneten Wandler abgegebene Signal U5 mit angenommenen Titerschwankungen des Prüfgutes,
Fig. 4b die an den Ausgangsklemmen des frequenzabhängigen elektrischen Siebes auftretenden ausgesiebten Wechselspannungskomponenten für das Signal U1 der Fig. 4a,
Fig. 5a das von dem dem Messorgan zugeordneten Wandler abgegebene Signal U5 mit angenommenen langfristig verlaufenden fehlerhaften Veränderungen beispielsweise des Messkondensators selbst,
Fig.
5b die an den Ausgangsklemmen des frequenzabhängigen elektrischen Siebes auftretenden ausgesiebten Wechselspannungskomponenten für das Signal der Fig. 5a,
Fig. 6 eine Schnittzeichnung einer möglichen Ausbildung der Elektroden eines elektrischen Messorgans zur Durchführung des Verfahrens.
In Fig. 1 bedeutet 1 ein Prüfgut, beispielsweise ein Garn, dessen Titer über grössere Zeitintervalle genau gemessen werden soll, ohne dass während der Messung ein Nullabgleich durchgeführt werden darf.
Als Messorgan 2 wird im vorliegenden Beispiel ein elektrischer Plattenkondensator verwendet, bestehend aus den beiden Kondensatorbelägen 3, 4, welchen ein Wandler 5 zugeordnet ist. Die durch das Prüfgut 1 im Messkondensator 2 erzeugten Kapazitäts änderungen werden im Wandler 5 in ein dem Titer des Prüfgutes 1 angenähert proportionales elektrisches Signal U5 umgewandelt, welches an den Ausgangsklemmen 6 und 7 erscheint. Das Prüfgut 1 wird in bezug auf das Messorgan 2 durch das Oszillationsorgan 18 in eine zeitlich periodisch verlaufende Relativbewegung mit der Frequenz f versetzt. Dies kann beispielsweise durch einen Fadenführer 20, welcher an einem mechanischen Schwingarm 19 befestigt ist, erfolgen. Der Schwingarm 19 wird durch einen im Oszillationsorgan 18 enthaltenen bekannten Antrieb mit der Frequenz f in Schwingung versetzt.
Befindet sich das Prüfgut 1 in der Mitte des Messorgans 2, das heisst im Bereiche grösster Messempfindlichkeit, so wird ein bestimmtes elektrisches Signal U1 am Ausgang des Wandlers 5 erhalten. Wird nun das Prüfgut 1 durch den Fadenführer 20 aus der Mitte des Messorgans 2 herausbewegt in einen Bereich geringerer Messempfindlichkeit, so verändert sich das elektrische Signal U1 am Ausgang des Wandlers 5 auch dann, wenn der Titer des Prüfgutes 1 unverändert bleibt. Dieses elektrische Signal U1 wird sodann an die Eingangsklemmen 6, 7 eines frequenzabhängigen elektrischen Siebes 8 gelegt, welches beispielsweise aus dem elektrischen Kondensator 21 und einem elektrischen Widerstand 22 bestehen kann.
Der elektrische Kondensator 21 und der elektrische Widerstand 22 können so bemessen werden, dass an den Ausgangsklemmen 9, 10, das heisst am elektrischen Widerstand 22, im wesentlichen nur noch diejenigen ausgesiebten Wechselspannungskomponenten U2 des an den Eingang gelegten elektrischen Signals U1 erscheinen, deren Frequenzen gleich oder höher als die Frequenz f der zeitlich periodisch verlaufenden Relativbewegung zwischen dem Prüfgut 1 und dem Messorgan 2 sind. Anstelle des elektrischen Widerstandes 22 in Verbindung mit einem Kondensator 21 als frequenzabhängiges elektrisches Sieb 8 kann beispielsweise auch ein Transformator mit einem dazu in Reihe geschalteten Kondensator 21 oder ein anderes elektrisches Filter verwendet werden.
Die ausgesiebten Wechselspannungskomponenten Q welche am Ausgang des frequenzabhängigen elektrischen Siebes 8 erscheinen, sind im wesentlichen eine Wechselspannung der Frequenz f und werden nachfolgend in einem Gleichrichter 11 gleichgerichtet. Die Gleichrichtung ist so zu bemessen, dass am Ausgang des Gleichrichters 11 die algebraische Summe der Spitzenwerte sowohl der negativen als auch der positiven Halbwelle der ausgebildeten Wechselspannungskomponente U2 erhalten wird. Diese Gleichspannung US wird in einem Gleichstromverstärker 14 weiter verstärkt, wodurch eine Gleichspannung U4 erhalten wird.
Die Gleichspannung U4, die dem Titer des Prüfgutes genau proportional ist, kann beispielsweise in einem elektrischen Anzeigeinstrument 17 optisch sichtbar gemacht werden und kann bei Bedarf auch mit Hilfe eines Diagrammschreibers als Funktion der Zeit registriert werden.
Bei der hier erfolgenden dauernden Überwachung des Titers eines Prüfgutes wird der Verlauf der Gleichspannung U4 nicht nur angezeigt und registriert, sondern auch mit an sich bekannten Mitteln bezüglich unzulässiger Veränderungen überwacht.
Dies geschieht in an sich bekannter Weise durch die Einführung einer oberen und einer unteren Kontrollgrenze, wobei nach Überschreiten einer der beiden Kontrollgrenzen eine Alarmvorrichtung ausgelöst wird.
Die Fig. 2 zeigt den Verlauf des von einem Messorgan 2 in Verbindung mit einem Wandler 5 abgegebenen Signals U1, wenn das Prüfgut 1 bei konstantem Titer in bezug auf das Messorgan 2 eine zeitlich periodisch verlaufende Relativbewegung der Frequenz f ausführt. (Vergleiche die Pfeile a) und b), welche diese Relativbewegung andeuten.)
Soll die gleichgerichtete und verstärkte Gleichspannung U4 dem Titer des Garnes genau proportional sein, so muss eine Spitzenwertgleichrichtung vorgenommen werden. Es sei angenommen, das Prüfgut 1 befinde sich in der Lage A, das heisst ausserhalb des Bereiches hoher Empfindlichkeit eines beliebigen Messorgans 2 mit den Elektroden 3 und 4. Hierbei ergebe sich ein elektrisches Signal Ul entsprechend dem in Fig. 2 ebenfalls gezeigten Diagrammverlauf an der Stelle A'.
Wird nun das Prüfgut 1 in die Stellung B, das heisst an eine Stelle hoher Messempfindlichkeit bewegt, so ergibt sich ein vergrössertes Signal Ul von der Grösse B'. Wird das Prüfgut 1 in derselben Richtung nach C weiterbewegt, so verlässt es den Bereich hoher Empfindlichkeit, und das Signal Ul strebt gegen den Wert C', welcher dem Wert A' entspricht. Dieser Vorgang wiederholt sich mit der Frequenz f, welche dem Prüfgut 1 durch das Oszillationsorgan 18 über den Schwingarm 19 mitgeteilt wird.
In der Fig. 3 ist die ausgesiebte Wechselspannungskomponente U2 dargestellt, welche vom Signal Ul erhalten wird, nachdem dieses das frequenzabhängige elektrische Sieb 8 durchlaufen hat. Die in die sem frequenzabhängigen elektrischen Sieb 8 ausgesiebte Wechselspannungskomponente U2 ist im wesentlichen eine niederfrequente Wechselspannung mit der Frequenz (n . f), wobei n eine ganze, von der Konstruktion des Messorgans 2 abhängige Zahl darstellt und welche Wechselspannung an die Klemmen 9, 10 des Gleichrichters 11 gelegt wird. Von grösster Bedeutung für die genaue Bestimmung des Titers des Prüfgutes ist die zweckmässige Vornahme der Gleichrichtung im Gleichrichter 11.
Anhand der nachfolgenden Erläuterung soll dargelegt werden, wie die langfristig verlaufenden, fehlerhaften Veränderungen des Signals Ul, beispielsweise durch Temperatureinflüsse auf das Messorgan selbst eliminiert werden.
In Fig. 4a ist der Verlauf des elektrischen Signals U1 gezeigt. Sodann ist in der Fig. 4b der Verlauf U2 des Signals Ug nach dem Durchlaufen des frequenzabhängigen elektrischen Siebes 8, das heisst nach der Eliminierung der Gleichstromkomponente, dargestellt.
Dabei wird ersichtlich, dass die Veränderungen des elektrischen Signals Ul, welche mit der Frequenz (n. f) der zeitlich periodischen Relativbewegung er- folgen und deren peak-to-peak -Wert dem Titer des Prüfgutes 1 genau proportional sind, unverändert bleiben, was aus folgendem anschaulich hervorgeht.
In Fig. 5a wird das elektrische Signal Ul gezeigt, welches entsteht, wenn der Titer des Prüfgutes 1 keinerlei Schwankungen aufweist. Dabei wird jedoch das Vorhandensein einer durch einen Störeinfluss auf das Messorgan 2 bewirkten langfristig verlaufenden fehlerhaften Veränderung - beispielsweise hervorgerufen durch eine vorübergehende örtliche Temperaturerhöhung und eine dadurch bewirkte Erhöhung der Ruhekapazität des Messorgans selbst angenommen. Diese langfristig verlaufende Änderung ist in Fig. 5a durch die Hüllkurve 23 angedeutet.
Die am Ausgang des frequenzabhängigen elektrischen Siebes 8 erhaltene ausgesiebte Spannungskomponente U2 ist nun, wie aus Fig. 5b sofort ersichtlich ist, von der durch das Messorgan 2 selbst bedingten, langfristig verlaufenden fehlerhaften Unstabilität befreit und ihr peak-to-peak -Wert entspricht genau dem Verlauf des Titers des Prüfgutes 1, was für die Durchführung einer genauen und zeitlich konstanten Titermessung unerlässlich ist.
In Fig. 6 ist eine Variante für die Ausbildung des Messorgans 2 gezeigt. Hierbei bedeuten 3 und 4 die im Schnitt dargestellten Elektroden eines elektrischen Messkondensators. Das Prüfgut 1 wird in diesem Falle vom Bereiche des kleineren Elektrodenabstandes in den Bereich des grösseren Elektrodenabstandes bewegt. Eine solche Anordnung bietet den Vorteil, dass die Schwingamplitude der zeitlich periodisch verlaufenden Relativbewegung des Prüfgutes 1 gegenüber dem Messorgan 2 auch bei allfälliger Änderung der Amplitude dieser Relativbewegung die Messung als solche nicht beeinflusst, da das Kondensatorfeld in den beiden Teilen mit verschiedenem Elektrodenabstand annähernd als homogen vorausgesetzt werden darf, sofern die Schwingamplitude eine bestimmte minimale Grösse aufweist. Analoge Anordnungen sind ebenfalls für Messorgane 2 denkbar, die auf optischem Prinzip beruhen.
Die Relativbewegung zwischen dem Prüfgut 1 und dem Messorgan 2 kann dadurch erreicht werden, dass das Prüfgut 1 bewegt wird, wobei der Messkondensator 2 seine Lage beibehält. Es ist jedoch auch möglich, das Prüfgut 1 in Ruhe zu lassen und das Messorgan 2 mit der Frequenz f in Schwingung zu versetzen.
Die Erzeugung einer zeitlich periodischen Bewegung kann durch verschiedene Mittel erfolgen, beispielsweise durch Zugmagnete, durch einen Vibrator, sowie auch durch pneumatische Methoden, mit denen vorzugsweise das Prüfgut 1 in Schwingung versetzt wird.
Method and device for continuous monitoring of the titre of a test material, in particular a yarn
In the textile industry there is a desire for monitoring and control instruments which make it possible to determine the yarn denier or its deviations from a target value directly and precisely.
Numerous electrical, optical and pneumatic methods for the direct determination of the titre or the titre deviations from a nominal value on yarns in the textile industry have already become known. The most widespread use are mainly electrical methods that use a high-frequency measuring capacitor as a measuring element. The measuring capacitor combined with a suitable circuit results in an electrical signal which is equivalent to the titer of the tested material. This signal is further amplified and made visually visible in a display instrument.
The measurement with such an arrangement takes place, for example, in the manner described below:
As a preparatory measure, the circuit arrangement with an empty measuring capacitor is first compared to a specific display signal, for example the so-called zero signal, which corresponds to the titer value 0, for example. After placing the test item in the measuring capacitor, the display signal has changed, with the difference between this new value and that of the empty measuring capacitor being equivalent to the titer of the test item. In the case of long-term observations of the measured value equivalent to the titer of the test material, as is necessary, for example, for direct testing on production machines, incorrect changes in the display often result after a shorter, but certainly after a longer observation period, i.e. measurement errors.
Such measurement errors can be caused both by undesired changes in the capacitance value of the measuring capacitor that are not caused by the test material and by instabilities in the associated circuit arrangement. The relevant practical experience shows in particular that the capacitance value of the empty measuring capacitor and the associated high-frequency switching elements shift as a result of temperature and other external influences.
In such cases, it is essential to temporarily remove the test material from the measuring capacitor and to check whether the circuit arrangement is still producing the originally set zero signal or whether it has changed since the last zero adjustment.
Various measures are taken, for example a very stable construction of the measuring capacitor or the use of a geometrically and electrically identical compensation capacitor, to avoid the named undesired changes in capacitance due to external influences, or to at least compensate for temperature influences by using temperature-dependent switching elements. As a result of the extremely small changes in capacitance, which are generated by fine textile material in an electrical measuring capacitor, unfortunately even the best solution does not meet the practical requirements with regard to stability by far. As a result, when working with such measuring devices, the measuring system has to be checked relatively frequently for any deviations of the measuring element itself by periodic repetitions of the zero adjustment.
This of course results in an undesirable increased stress on the supervisory staff.
If, on the other hand, the necessary regular and fairly frequent checks of the zero balance are neglected, there is a risk of measurement errors or false alarms in the case of control instruments which are used in the factory control. This leads to uncertainties, which can also result in an unnecessary loss of production.
The present invention overcomes these disadvantages and relates to a method for permanent monitoring of the titer of a test item with respect to the deviations of this titer from a nominal value with the help of a measuring element which generates an electrical signal Ut approximately proportional to the titer of the test item.
The method is characterized in that the test material and the measuring element are set in a periodic relative movement against each other by an oscillating element, such that a different electrical signal is generated in the transducer assigned to the named measuring element at a constant titer, depending on whether the test material is located in an area of greater measuring sensitivity or in an area of lower measuring sensitivity of the measuring element, whereupon the electrical signal obtained in this way is applied to the input terminals of a frequency-dependent electrical sieve, which sieve only sends those AC voltage components of the electrical signal that have been sieved out to the output terminals,
whose frequencies are equal to or higher than the frequency of the relative movement between the test item and the measuring element and which are therefore freed from any effects of long-term interfering influences on the measuring element, which AC voltage components are filtered out with the help of an electrical rectifier, whereupon the DC voltage obtained is is exactly proportional to the titer of the test material, amplified in an amplifier and the resulting voltage is evaluated.
The present invention also relates to a device for carrying out the method, which device is characterized by an oscillating element, which causes a periodic relative movement between the test material and the measuring element, through a transducer assigned to said measuring element for generating the electrical signal a frequency-dependent electrical sieve, at whose input terminals said electrical signal is applied and at whose output terminals those screened out alternating voltage components of said signal occur whose frequency is equal to or higher than the frequency of the periodic relative movement between the test material and the measuring element,
furthermore by a rectifier for rectifying the screened out alternating voltage components occurring at the output terminals of said sieve and by an amplifier for amplifying the direct voltage and by an evaluation device for this amplified direct voltage which is exactly proportional to the titer of the test material. An exemplary embodiment of the invention will be explained with reference to drawings.
It shows:
1 shows a schematic structure of a measuring device,
2 shows the course of the signal U1 emitted by the measuring element or by the transducer assigned to it with a constant titer,
3 shows the course of the signal U1 shown in FIG. 2 after it has passed the frequency-dependent electrical sieve,
4a shows the signal U5 output by the transducer assigned to the measuring element with assumed titer fluctuations of the test material,
FIG. 4b shows the screened alternating voltage components occurring at the output terminals of the frequency-dependent electrical sieve for the signal U1 of FIG. 4a,
5a shows the signal U5 emitted by the transducer assigned to the measuring element with assumed faulty changes occurring over the long term, for example in the measuring capacitor itself,
Fig.
5b shows the screened out AC voltage components occurring at the output terminals of the frequency-dependent electrical sieve for the signal of FIG. 5a,
6 shows a sectional drawing of a possible design of the electrodes of an electrical measuring element for carrying out the method.
In FIG. 1, 1 denotes a test material, for example a yarn, the titer of which is to be measured precisely over larger time intervals without a zero adjustment being allowed to be carried out during the measurement.
In the present example, an electrical plate capacitor is used as the measuring element 2, consisting of the two capacitor plates 3, 4 to which a converter 5 is assigned. The changes in capacitance generated by the test material 1 in the measuring capacitor 2 are converted in the converter 5 into an electrical signal U5 which is approximately proportional to the titer of the test material 1 and which appears at the output terminals 6 and 7. The test material 1 is set in a temporally periodic relative movement with the frequency f with respect to the measuring element 2 by the oscillating element 18. This can be done for example by a thread guide 20 which is attached to a mechanical swing arm 19. The oscillating arm 19 is caused to oscillate at the frequency f by a known drive contained in the oscillating element 18.
If the test item 1 is in the center of the measuring element 2, that is to say in the area of greatest measuring sensitivity, a specific electrical signal U1 is obtained at the output of the transducer 5. If the test item 1 is now moved by the thread guide 20 from the center of the measuring element 2 into an area of lower measurement sensitivity, the electrical signal U1 at the output of the transducer 5 changes even if the titer of the test item 1 remains unchanged. This electrical signal U1 is then applied to the input terminals 6, 7 of a frequency-dependent electrical screen 8, which can consist, for example, of the electrical capacitor 21 and an electrical resistor 22.
The electrical capacitor 21 and the electrical resistor 22 can be dimensioned so that at the output terminals 9, 10, i.e. at the electrical resistor 22, essentially only those AC voltage components U2 of the electrical signal U1 applied to the input appear whose frequencies are the same or higher than the frequency f of the temporally periodic relative movement between the test item 1 and the measuring element 2. Instead of the electrical resistor 22 in connection with a capacitor 21 as a frequency-dependent electrical sieve 8, a transformer with a capacitor 21 connected in series with this, or another electrical filter, can also be used, for example.
The sifted out alternating voltage components Q which appear at the output of the frequency-dependent electrical screen 8 are essentially an alternating voltage of frequency f and are subsequently rectified in a rectifier 11. The rectification is to be dimensioned in such a way that the algebraic sum of the peak values of both the negative and the positive half-wave of the alternating voltage component U2 formed is obtained at the output of the rectifier 11. This direct voltage US is further amplified in a direct current amplifier 14, whereby a direct voltage U4 is obtained.
The direct voltage U4, which is exactly proportional to the titer of the test material, can be made optically visible, for example, in an electrical display instrument 17 and, if necessary, can also be recorded as a function of time with the aid of a chart recorder.
In the continuous monitoring of the titer of a test item that takes place here, the course of the direct voltage U4 is not only displayed and registered, but also monitored with known means for impermissible changes.
This is done in a manner known per se by introducing an upper and a lower control limit, an alarm device being triggered after one of the two control limits is exceeded.
2 shows the course of the signal U1 emitted by a measuring element 2 in conjunction with a transducer 5 when the test material 1 carries out a periodic relative movement of the frequency f with a constant titer with respect to the measuring element 2. (Compare the arrows a) and b), which indicate this relative movement.)
If the rectified and amplified direct voltage U4 is to be exactly proportional to the titer of the yarn, a peak value rectification must be carried out. It is assumed that the test material 1 is in position A, that is to say outside the area of high sensitivity of any measuring element 2 with the electrodes 3 and 4. This results in an electrical signal U1 corresponding to the diagram shown in FIG Digit A '.
If the test item 1 is now moved into position B, that is to say to a point of high measurement sensitivity, an enlarged signal U1 of size B 'results. If the test item 1 is moved further in the same direction to C, it leaves the area of high sensitivity and the signal U1 tends towards the value C ', which corresponds to the value A'. This process is repeated with the frequency f, which is communicated to the test item 1 by the oscillating element 18 via the swing arm 19.
In FIG. 3, the screened out alternating voltage component U2 is shown, which is obtained from the signal U1 after it has passed through the frequency-dependent electrical sieve 8. The alternating voltage component U2 screened out in this sem frequency-dependent electrical sieve 8 is essentially a low-frequency alternating voltage with the frequency (n. F), where n is a whole number depending on the construction of the measuring element 2 and which alternating voltage is applied to terminals 9, 10 of the Rectifier 11 is placed. For the exact determination of the titer of the test material, the appropriate implementation of the rectification in the rectifier 11 is of the greatest importance.
The following explanation is intended to show how the long-term, incorrect changes in the signal Ul, for example due to temperature influences on the measuring element itself, are eliminated.
The course of the electrical signal U1 is shown in FIG. 4a. Then, in FIG. 4b, the curve U2 of the signal Ug is shown after passing through the frequency-dependent electrical sieve 8, that is to say after the elimination of the direct current component.
It can be seen that the changes in the electrical signal Ul, which occur with the frequency (n. F) of the temporally periodic relative movement and whose peak-to-peak value is exactly proportional to the titer of the test material 1, remain unchanged, which clearly follows from the following.
In Fig. 5a the electrical signal U1 is shown, which arises when the titer of the test material 1 shows no fluctuations. In this case, however, the presence of a long-term faulty change caused by a disruptive influence on the measuring element 2 - for example caused by a temporary local temperature increase and a resulting increase in the resting capacity of the measuring element itself is assumed. This long-term change is indicated in FIG. 5a by the envelope curve 23.
The strained voltage component U2 obtained at the output of the frequency-dependent electrical sieve 8 is now, as is immediately apparent from FIG. 5b, freed from the long-term faulty instability caused by the measuring element 2 itself, and its peak-to-peak value corresponds exactly to this Course of the titer of test material 1, which is essential for carrying out an accurate and time-constant titer measurement.
In Fig. 6 a variant for the formation of the measuring element 2 is shown. Here, 3 and 4 denote the electrodes of an electrical measuring capacitor shown in section. In this case, the test material 1 is moved from the area of the smaller electrode spacing to the area of the larger electrode spacing. Such an arrangement offers the advantage that the vibration amplitude of the temporally periodic relative movement of the test item 1 with respect to the measuring element 2 does not influence the measurement as such, even if the amplitude of this relative movement changes, since the capacitor field in the two parts with different electrode spacing is approximately homogeneous may be assumed provided that the oscillation amplitude has a certain minimum size. Analogous arrangements are also conceivable for measuring elements 2 which are based on an optical principle.
The relative movement between the test item 1 and the measuring element 2 can be achieved by moving the test item 1, the measuring capacitor 2 maintaining its position. However, it is also possible to leave the test item 1 at rest and to set the measuring element 2 to vibrate at the frequency f.
A periodic movement can be generated by various means, for example by pulling magnets, by a vibrator, and also by pneumatic methods, with which the test material 1 is preferably set in vibration.