DE4341685A1

DE4341685A1 - Optisches Garnstruktur-Prüfgerät und Verfahren zum Feststellen der Struktur eines mit Meßfasern versetzten Garnes

Info

Publication number: DE4341685A1
Application number: DE19934341685
Authority: DE
Inventors: Alois Dipl Ing Stejskal; Jan Junek; Zelmira Dipl Ing Borovcova
Original assignee: Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
Current assignee: Rieter Ingolstadt GmbH
Priority date: 1993-12-07
Filing date: 1993-12-07
Publication date: 1995-06-08

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Garnstruktur-Prüfgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, eine Vorrichtung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 13, 14 sowie ein Verfahren nach den Oberbegriffen der Ansprüche 15 und 16.

Derartige optische Garnstruktur-Prüfgeräte werden zur Ermitt lung der Faserorientierung in Faserbändern sowie zur Prüfung der geometrischen Eigenschaften von Garnen und Fäden verwen det. Hierzu gehören die innere Garnstruktur, der Durchmesser und die äußere Form der Garne, die Prüfung der Garnhaarig keit und die geometrischen Fehler im Garn (Textiltechnik 24 (1974) 3, Seiten 168 bis 171). Bei dem bekannten optischen Garnstruktur-Prüfgerät tritt ein von einer Projektionslampe ausgehender und von einem sphärischen Spiegel reflektierter Lichtstrom in ein Kondensorsystem ein, wird durch ein Wech selfilter gefiltert und mit Hilfe von zwei Belichtungspris men in zwei gegeneinander senkrechte Bündel geteilt. Durch den Kreuzungsbereich der beiden Bündel verläuft senkrecht zur optischen Achse das zu untersuchende Garn, welches sich in der Mitte einer mit durchsichtigen ebenen Wänden versehe nen Küvette befindet, zu deren Wänden das Garn parallel ver läuft. Während der Untersuchung der inneren Garnstruktur wird die Küvette mit einer Immersionsflüssigkeit gefüllt. Auf der entgegengesetzten Seite der beiden senkrecht aufein anderstehenden Lichteintrittswände befinden sich weitere Spezialprismen, die die zueinander senkrecht stehenden Licht bündel, die durch das Garn hindurch bzw. an ihm vorbeigegan gen sind, wieder zu einem in gleicher Richtung verlaufenden Lichtbündel zusammenfassen und in ein Objektiv führen, wel ches wahlweise auf einer Mattscheibe oder einem Film zwei nebeneinanderliegende vergrößerte Bilder des Garns erzeugt, die den beiden Beobachtungen aus senkrecht aufeinanderstehen den Richtungen entsprechen.

Die Erkennung der strukturellen Anordnung von Fasern inner halb des Garnes kann dadurch begünstigt werden, daß bei der Herstellung des Garnes den Streckenbändern eine geringe An zahl gefärbter Fasern zugegeben wird, und zwar vorzugsweise in einer solchen Menge, daß in einem Querschnitt des Garnes etwa eine gefärbte Faser vorhanden ist. Diese kann bei der optischen Beobachtung deutlich von den ungefärbten Fasern unterschieden und so in ihrem geometrischen Verlauf genau verfolgt werden.

Das bekannte optische Garnstruktur-Prüfgerät liefert insbesondere bei Untersuchung von Garn aus Baumwollfasern häufig keine zufriedenstellenden Ergebnisse, weil die durch Färbung optisch hervorgehobene Fasern in ihrem geometrischen Verlauf infolge eines unscharfen Bildes nur schwer und unvollständig verfolgbar sind.

Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, ein optisches Garnstruktur-Prüfgerät der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mittels dessen auch bei der Untersuchung von aus Baumwollfasern hergestellten Garnen eine optimale Erkennbar keit einzelner, insbesondere gefärbter Fasern innerhalb der Garnstruktur gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem optischen Garnstruktur-Prüfgerät der eingangs genannten Gattung vor, daß die Beleuchtungsvorrichtung das Garn mit Streulicht beleuchtet und die Beobachtungsvorrichtung wenig stens eine wenigstens einen größeren Bruchteil des durch das Garn hindurchgegangenen Lichtes erfassende Objektivanordnung und wenigstens eine hochempfindliche Kamera, insbesondere Videokamera mit direkt oder indirekt angeschlossenem hochauf lösenden Monitor aufweist.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß bei Verwendung des für exakte optische Abbildungen an sich ungeeigneten Streu lichts die Erkennbarkeit einzelner, insbesondere angefärbter Fasern innerhalb eines Baumwollgarnes substantiell verbes sert wird. Hierzu ist es allerdings erforderlich, daß das für die Abbildung verwendete Objektiv das zum Garn gelenkte Streulicht möglichst weitgehend erfaßt, wozu sich z. B. die Makro-Vario-Objektiveinstellung an hochempfindlichen Video kameras besonders eignet. Bevorzugt für die Zwecke der Erfin dung ist eine 3-CCD-Videokamera.

Der Videomonitor kann entweder direkt an die Videokamera angeschlossen sein, oder es wird zunächst auf einem Video recorder das Videobild zwischengespeichert und anschließend auf einem Videomonitor wiedergegeben. Außerdem ist zweck mäßigerweise an die Kamera bzw. den Videomonitor auch ein Videobild-Drucker angeschlossen, mit welchem bestimmte Bil der in Form eines Videophotos festgehalten werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Prüfgerätes sind durch die Ansprüche 2 bis 12 gekennzeichnet.

Außer der an sich bekannten optischen Zusammenführung der senkrecht aufeinanderstehenden Strahlengänge nach Anspruch 3 eignet sich die Videobeobachtung des Garnes auch dazu, zwei mit getrennten Videokameras aufgenommenen Bilder elektro nisch auf einem Videomonitor zusammenzuführen, wie das in Anspruch 4 definiert ist.

Die Ansprüche 5 und 6 kennzeichnen zwei Möglichkeiten, am zu untersuchenden Garn das erfindungsgemäß verwendete Streu licht zu erzeugen. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Ver wendung einer Küvette mit lichtstreuenden Lichteintritts wänden, weil hierdurch besondere lichtstreuende Elemente vermieden werden können und auf diese Weise die Lichtstreu ung besonders nahe am Garn erfolgt. Dies ist zum Zwecke der Erhaltung einer ausreichenden Lichtstärke für die Videoauf nahme von Vorteil.

Grundsätzlich könnten die lichtstreuenden Elemente auch innerhalb der Küvette zwischen den Lichteintrittswänden und dem Garn angeordnet werden, was die durch Lichtstreuung be dingten Verluste weiter herabsetzen würde.

Zur Erzeugung von möglichst guten Bildqualitäten sollte die Küvette mit einer Immersionsflüssigkeit gefüllt sein, die denselben Brechungsindex hat wie das zu untersuchende Garn. Ferner soll die Immersionsflüssigkeit eine gute Benetzung des Garns ergeben, so daß die Flüssigkeit schnell in die Hohlräume dringt. Bevorzugt verwendet man eine Mischung von zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Brechungsindices, so daß man durch das Mischungsverhältnis genau den Brechungs index des zu untersuchenden Garns einstellen kann. Bei Baum wollgarnen liegt der Brechungsindex in der Regel im Bereich von 1,5428 bis 1,552. Eine bevorzugte Immersionsflüssigkeit besteht aus einer Mischung aus Methylsalicylat und cis- Methylcinnamat, bei der cis-Methylcinnamat in einer Menge zugesetzt ist, um den jeweils gewünschten Brechungsindex einzustellen.

Der Zusatz der gefärbten Fasern erfolgt im Idealfall zu der Baumwollflocke, so daß die gefärbten Fasern alle Arbeits schritte durchlaufen, die normalerweise bei der Garnherstel lung durchgeführt werden. Der Zusatz ganz zu Beginn hat jedoch den Nachteil, daß sehr große Mengen an Garnen mit gefärbten Fasern hergestellt werden müssen, die für die Untersuchung der Faserstruktur nicht gebraucht werden. Daher erfolgt erfindungsgemäß der Zusatz der gefärbten Fasern zweckmäßig im Streckenband als gefärbtes Band. Dabei wird die Mischung aus gefärbten Band und ungefärbten Bändern, die etwa 1 : 3 beträgt, einer Verstreckung unterzogen, der die weiteren ungefärbten Bänder, die der 1 : 3 Mischung zugesetzt werden, nicht unterzogen werden. Der gefärbte Teil des Gar nes ist daher dreimal verstreckt gegenüber den weiteren ungefärbten Bändern, die nur zweimal verstreckt sind. Die Menge der Zumischung von gefärbten Fasern soll so sein, daß beim entstehenden Garn in jedem Querschnitt im wesentlichen nur eine gefärbte Faser vorliegt. Das Verhältnis hängt also von der Feinheit des Garnes ab und beträgt für feine Garne etwa 1 : 150. Das Garn wird dann noch vorzugsweise bei 60°C 4 h lang gebleicht, wobei als Bleichmittel H₂O₂/NaOH (10 g/l H₂O₂, 2,8 g/l NaOH) verwendet werden kann, um Verunreini gungen in der Baumwolle, die bei der Strukturuntersuchung stören können, zu beseitigen. Anschließend wird mit destilliertem Wasser gewaschen und getrocknet.

Zur Anfärbung der Fasern kann jeder Farbstoff verwendet werden, der sie dunkel, bevorzugt schwarz, färbt. Bei Baum wollfasern können z. B. Küpen- und Reaktivfarbstoffe verwen det werden.

Es hat sich gezeigt, daß insbesondere die Kombination der obengenannten Immersionsflüssigkeit mit den lichtstreuenden Mitteln vor der Küvette und der Verwendung einer oder mehrerer hochempfindlicher Videokameras zur Beobachtung auch bei Baumwollgarnen zu optimalen Prüfergebnissen führt, weil aufgrund der hervorragenden Bildqualität der geometrische Verlauf der insbesondere angefärbten Einzelfasern auf dem hochauflösenden Videomonitor exakt verfolgt werden kann.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zum Feststellen der Struktur eines mit Meßfasern versetzten Garnes mit einem erfindungsgemäßen optischen Prüfgerät ergibt sich aus den Ansprüchen 13 und 14.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Feststellen der Struktur eines mit Meßfasern versetzten Garnes entnimmt man den Ansprüchen 15 und 16.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind durch die Ansprüche 17 bis 20 gekennzeichnet.

Die Auswertung der Abbildungen des Fasergarnes wird allgemein in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Ebenen wie beschrieben beurteilt. Nach dieser Beurteilung werden die betrachteten Meßabbildungen in einer Reihe von Meßklassen eingeordnet. Es wird dann die Anzahl der Proben in den einzelnen Meßklassen festgestellt und ein Durchschnitts koeffizient aus allen Proben ermittelt. Dies erfolgt in der Weise, daß die Anzahl in den einzelnen Klassen jeweils mit dem Klassenkoeffizient zur Gewichtung multipliziert wird, die erhaltenen Zahlen aufsummiert werden und durch die Anzahl der gesamten gemessenen Fasern dividiert werden. Daraus ergibt sich dann der Durchschnittskoeffizient als Aussage über die Faserparallelität in dem gemessenen Garn, von dem die Proben entnommen worden sind.

Diese Verfahrensweise ist aufwendig und zeitraubend, so daß eine automatische Auswertung wünschenswert ist.

Eine solche automatische Auswertung kann erfindungsgemäß auf folgende Weise erfolgen.

Zunächst werden in einen Rechner die Faserlängen eingegeben, die das verarbeitete Fasergut hat. Bei synthetischen Fasern handelt es sich um einen Rechteckstapel, so daß die Stapel länge in einfacher Weise von diesem Rechteckstapel abge leitet wird. Bei Baumwolle haben die Fasern sehr unter schiedliche Längen. Es handelt sich um einen sogenannten Dreieckstapel. Hier erfolgt eine Eingabe des Mittelstapels. Dieser Mittelstapel entspricht der tatsächlichen Faserlänge zwar nur im Mittel, bei genügend großer Versuchsanzahl ist er jedoch repräsentativ für die Faserlänge. Mit einer optischen Meßeinrichtung wird nun die horizontale Länge der Faser, wie sie sich im Bild darstellt, gemessen. Dies erfolgt zweckmäßigerweise mit einer sogenannten Klassenmaske entsprechend den Meßklassen, wie sie schon von der visuellen Methode bekannt sind. Die Anzahl der Meßklassen kann ver größert und damit auch die Messung verfeinert werden. Diese optisch aufgenommenen Signale werden dann entsprechend den Klassenmasken in die entsprechenden Meßklassen eingeordnet. Desweiteren ermittelt der Rechner die Anzahl in den einzelnen Meßklassen, aus welchen er dann - wie oben bereits beschrieben - einen Durchschnittskoeffizienten ermittelt als Maß für die Faserparallelität.

Bei dem beschriebenen Verfahren ist es auch möglich, die mit der Klassenmaske festgestellte Längenklasse jeweils direkt mit dem vorgegebenen Stapel als Gesamtfaserlänge ins Verhältnis zu setzen und somit für jede einzelne Probe den Streckungsgrad zu ermitteln und dann aus der Summe der Streckungsgrade der einzelnen Proben den durchschnittlichen Streckungsgrad für das Garn zu errechnen.

Gemäß einem anderen Verfahren wird die genaue Länge der Faser aus dem dreidimensionalen Bild aufgenommen. Dies wird ermöglicht, da die Faser in zwei Ebenen dargestellt ist. Sodann wird, ähnlich wie bei dem vorbeschriebenen Verfahren, die gerade Entfernung zwischen Anfang und Ende der abgebildeten Faser ermittelt, wobei dies nicht nur mit einer Klassenmaske, sondern maßgenau erfolgt. Der Rechner ermittelt aus diesen beiden Werten (tatsächliche genaue Länge der Faser und geradlinige Entfernung zwischen Anfang und Ender der Faser) den Streckungsgrad in jedem einzelnen Fall. Durch die Aufsummierung der einzelnen Streckungsgrade wird dann ein Durchschnittsstreckungsgrad ermittelt wie oben bereits beschrieben. Auf diese Weise läßt sich automatisch mit dem erfindungsgemäßen Garnstrukturmeßgerät die Garnstruktur von Fasergarnen, insbesondere Baumwollfaser garnen, auf einfache und rationelle Weise ermitteln.

Erfindungsgemäß werden die beiden Ansichten des Garnes in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Ebenen also nicht nur durch den Augenschein beurteilt; bevorzugt ist vielmehr eine automatische Auswertung der Beobachtungsergebnisse, wie sie vorstehend angegeben ist. Hierbei geht man davon aus, daß den beigemischten gefärbten Fasern eine ganz bestimmte Länge gegeben werden kann und vorzugsweise auch gegeben wird, woraus dann die Lage und Orientierung der Fasern im fertigen Garn abgeleitet werden kann. Es können beispielsweise insbesondere fünf verschiedene Klassen von Fasern (Faserkoeffizient K_F) unterschieden werden wie folgt:

K1: im wesentlichen gestreckt (Faserkoeffizient K_F1 = 0,89)
K2: ein Ende der Faser liegt doppelt (Faserkoeffizient K_F2 = 0,63)
K3: Faser liegt doppelt (Faserkoeffizient K_F3 = 0,35)
K4: die Faser liegt mehrfach (Faserkoeffizient K_F4 = 0,12)
K5: Mehrfachlagen und Umwindungen (Faserkoeffizient K_F5 = 0,05).

Hieraus läßt sich die Parallelität der Fasern im Garn nach der folgenden Formel berechnen:

wobei
K_F der mittlere Faserkoeffizient und
n₁, n₂, . . . die Fasermenge in den Klassen K1, K2 usw. bedeutet.

Die Meßergebnisse können in einen angeschlossenen Rechner eingegeben werden, wo dann die nach den vorstehenden Formeln sich ergebende Auswertung automatisch durchgeführt wird. Hierzu ist es lediglich erforderlich, daß in den Rechner die entsprechend gemessenen Fasermengen eingegeben werden, da er aus diesen dann unter Berücksichtigung der bekannten Festig keit der Fasern die Garnfestigkeit errechnen kann.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen optischen Garnstruktur-Prüfgerätes und

Fig. 2 eine entsprechende Ansicht einer weiteren Ausfüh rungsform.

Nach Fig. 1 erzeugt eine Lampe 26 mittels eines Hohlspiegels 27 und eines Kondensorsystems 28 ein Parallellichtbündel 29, welches auf die ebene Frontfläche 30 eines speziellen Strahl teilungsprismas 31 auftrifft. Innerhalb des Strahlteilungs prismas 31 befindet sich eine um 45° zur Richtung des Paral lellichtbündels 29 geneigte Teilerspiegelfläche 32, an der 50% des Lichtbündels 29 um 90° zu einer ebenen Seitenfläche 33 abgelenkt werden, um an der Seitenfläche 33 erneut um 90° zu einer ersten Lichtaustrittsfläche 34 umgelenkt zu werden, welche senkrecht zur Richtung des Parallellichtbündels 29 verläuft.

Die anderen 50% des Lichtbündels 29 gehen durch die Teiler spiegelfläche 32 hindurch, um auf eine weitere, parallel zur Seitenfläche 33 verlaufende ebene Seitenfläche 35 auf zutref fen, an der das Lichtbündel um 90° zu einer weiteren Licht austrittsfläche 36 umgelenkt wird, die mit der Lichtaus trittsfläche 34 einen rechten Winkel einschließt.

Auf diese Weise wird eine Beleuchtungseinrichtung 13 mit zwei senkrecht aufeinanderstehenden Lichtbündeln 20, 21 geschaffen, die sich in einem Kreuzungsbereich überlagern, in dem eine Küvette 11 mit einem darin befindlichen, gerad linig gespannten und sich senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckenden Garn 12 angeordnet ist.

In Strahlrichtung gesehen hinter dem Strahlteilungsprisma 31 und der Küvette 11 sowie in Verlängerung der Lichtbündel 20, 21 befindet sich eine Beobachtungsvorrichtung 14, die im Strahlengang nebeneinander symmetrisch zur Teilerspiegel fläche 32 ausgebildete Strahlumlenkprismen 38, 39 aufweist, welche die auf ihre unter einem Winkel von 90° zueinander und senkrecht zu den Lichtbündeln 20, 21 verlaufenden ebenen Lichteintrittsflächen 40, 41 auftreffenden Lichtbündel 20, 21 so umlenken, daß sie parallel zueinander aus ebenen Lichtaustrittsflächen 42, 43 austreten, die unter 45° zu den Lichteintrittsflächen 40, 41 verlaufen und miteinander ausgerichtet sind.

Unmittelbar hinter den Lichtaustrittsflächen 42, 43 ist eine hochauflösende 3-CCD-Videokamera 17 mit einer Makro-Objektiv anordnung 16 vorgesehen, welche über ein Kabel 44 mit einem hochauflösenden Videomonitor 18 verbunden ist. An den Video monitor 18 ist über ein Kabel 46 ein Videobild-Drucker 45 angeschlossen.

Die Strahlumlenkprismen 38, 39 und die Videokamera 17 bilden eine Beobachtungsvorrichtung 14.

Die Küvette 11 mit quadratischem Querschnitt ist also in einem im wesentlichen einen quadratischen Querschnitt auf weisenden Raum angeordnet, der durch die Lichtaustritts flächen 34, 36 des Strahlteilungsprismas 31 und die Lichteintrittsflächen 40, 41 der Strahlumlenkprismen 38, 39 begrenzt wird. Die Küvette 11 weist transparente ebene Seitenwände auf, die parallel zu den Lichtaustrittsflächen 34 bzw. 36 bzw. den Lichteintrittsflächen 40 bzw. 41 verlaufen.

Zwischen den Lichtaustrittsflächen 34, 36 des Strahlteilungs prismas 31 und den diesen parallel mit Abstand gegenüber liegenden Lichteintrittsflächen 22′, 23′ der Küvette 11 sind erfindungsgemäß Mattscheiben 22, 23 angeordnet.

Die Küvette 11 enthält außer dem sich senkrecht zur Zeich nungsebene erstreckenden, gerade gespannten Baumwollgarn 12 eine Immersionsflüssigkeit 15. Bevorzugt befindet sich das Garn in der Mittelachse der einen Zylinder mit quadratischem Querschnitt bildenden Küvette 11. Die Einführung und die Halterung des Garnes 12 innerhalb der Küvette 11 erfolgen in der gleichen Weise, wie das in Textiltechnik 24 (1974) 3, Seite 169, beschrieben ist.

Die in der Küvette 11 befindliche Immersionsflüssigkeit 15 ist im Fall von Baumwollgarn eine Mischung von Methylsali cylat und cis-Methylcinnamat mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,5428 bis 1,552.

Die Funktion des beschriebenen optischen Garnstruktur-Prüf gerätes ist wie folgt:
Bis zu den Lichtaustrittsflächen 34, 36 des Strahlteilungs prismas 31 ist das in zwei senkrecht aufeinanderstehende Lichtbündel 20, 21 unterteilte Licht scharf gebündelt, so daß bis zu diesen Flächen eine hohe Lichtstärke erzielt wird.

An den Mattscheiben 22, 23 findet eine starke Lichtstreuung statt, die gewährleistet, daß das in der Küvette 11 befind liche Garn 12 nicht nur aus der Richtung der Lichtbündel 20, 21, sondern aus einer Vielzahl von Richtungen von Licht beaufschlagt wird. Je näher die Mattscheiben 22, 23 sich am Garn 12 befinden, umso größer wird der Winkelbereich, aus welchem Licht auf das Garn 12 auftrifft. Sinn geben jedoch nur solche Streuwinkel, bei denen das unter diesen Streuwin keln durch das Garn 12 hindurchgetretene Licht noch in die Lichteintrittsflächen 40, 41 der Strahlumlenkprismen 38, 39 eintritt. Es kommt somit erfindungsgemäß auch darauf an, daß die Lichteintrittsflächen 40, 41 sich möglichst nahe an den Lichtaustrittsflächen der Küvette 11 befinden und eine aus reichende Größe aufweisen. Auch muß der innere Aufbau der Strahlumlenkprismen 38, 39 den erheblichen Streuwinkeln des eintretenden Lichts in dem Sinne Rechnung tragen, daß mög lichst alles eintretende Streulicht aus den Lichtaustritts flächen 42, 43 austritt.

Wichtig ist weiter, daß die Öffnung der Objektivanordnung 16 der Videokamera 17 ausreichend groß und der Abstand der Objektivanordnung 16 von den Lichtaustrittsflächen 42, 43 ausreichend gering ist, damit das aus den Lichtaustritts flächen 42, 43 austretende Streulicht weitgehend vollständig von der Objektivanordnung 16 erfaßt wird und bei der Bilder zeugung in der Videokamera 17 mitwirkt.

Auf diese Weise wird auch bei Baumwollfasern eine vollstän dige und exakte Abbildung der vorzugsweise eingefärbten Ein zelfasern erzielt.

Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die gekreuzten Lichtbündel 20, 21 vor dem Eintritt in die Video kamera 17 optisch wieder parallel zueinander gemacht werden, werden nach Fig. 2 statt der Strahlumlenkprismen 38, 39 und einer Videokamera 17 zwei unter einem Winkel von 90° zuein ander angeordnete hochempfindliche 3-CCD-Videokameras 17, 17′ verwendet, welche das Garn 12 in Richtung der Lichtbündel 20 bzw. 21 beobachten und ebenso ausgebildet und angeordnet sind, wie die Videokamera 17 nach Fig. 1.

Hierdurch werden statt der in den Strahlumlenkprismen 38, 39 mehrfach geknickten Beobachtungsstrahlengänge nach Fig. 1 geradlinige Beobachtungsstrahlengänge zwischen der Küvette 11 und den Objektiven 16 der Videokamera 17, 17′ geschaffen.

Die Videosignale der beiden Videokameras 17, 17′ werden über Kabel 44, 44′, einen Videoprozessor 19 und ein Kabel 44′′ an den Videomonitor 18 geliefert. Im Videoprozessor 19 werden die beiden Bilder der Videokamera 17′, 17′′ derart verarbei tet, daß sie auf dem Bildschirm des Monitors 18 neben- oder untereinander erscheinen.

Bezugszeichenliste

11 Küvette
12 Garn
13 Beleuchtungsvorrichtung
14 Beobachtungsvorrichtung
15 Immersionsflüssigkeit
16 Objektivanordnung
17, 17′, 17′′ Videokamera
18 Videomonitor
19 Videoprozessor
20 Lichtbündel
21 Lichtbündel
22 Mattscheibe
23 Mattscheibe
22′ Lichteintrittswand
23′ Lichteintrittswand
26 Lampe
27 Hohlspiegel
28 Kondensorsystem
29 Parallellichtbündel
30 Frontfläche
31 Strahlteilungsprisma
32 Teilspiegelfläche
33 Seitenfläche
34 Lichtaustrittsfläche
35 Seitenfläche
36 Lichtaustrittsfläche
37 Kreuzungsbereich
38 Strahlumlenkprisma
39 Strahlumlenkprisma
40 Lichteintrittsfläche
41 Lichteintrittsfläche
42 Lichtaustrittsfläche
43 Lichtaustrittsfläche
44 Kabel
45 Videobild-Drucker
46 Kabel

Claims

1. Optisches Garnstruktur-Prüfgerät mit einer eine Immer sionsflüssigkeit enthaltenden, vorzugsweise einen recht eckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt aufwei senden Küvette (11), in der das zu untersuchende Garn (12) in einer vorbestimmten Position vorzugsweise in ge streckter Form angeordnet werden kann, mit einer Beleuch tungsvorrichtung (13) für das in der Küvette (11) befind liche Garn (12) und einer optischen Beobachtungsvorrich tung (14), mit der wenigstens ein vorzugsweise vergrößer tes Bild des in der Küvette (11) befindlichen Garnes (12) mittels des vom Garn (12) ausgehenden und durch lichtdurchlässige Wände der Küvette (11) zur Beobachtungs vorrichtung (14) gelangenden Lichtes erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung (13) das Garn (12) mit Streulicht beleuchtet und die Beobachtungsvorrichtung (14) wenigstens eine wenigstens einen größeren Bruchteil des durch das Garn (12) hindurchgegangenen Lichtes erfas sende Objektivanordnung (16) und wenigstens eine hoch empfindliche Kamera, insbesondere Videokamera (17, 17′) mit direkt oder indirekt angeschlossenem hochauflösenden Monitor (18) aufweist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungsvorrichtung (14) das Garn (12) von zwei senkrecht aufeinanderstehenden Seiten beobachtet und daß die Beleuchtungsvorrichtung (13) das Garn (12) vorzugs weise entsprechend von zwei senkrecht aufeinanderstehen den Seiten her beleuchtet.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Beobachtungsstrahlengänge optisch zusammengeführt und zur gleichen Kamera (17) gelenkt sind.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Beobachtungsstrahlengänge von getrennten Video kamera (17, 17′) erfaßt werden sowie die Videobilder der beiden Videokamera (17, 17′) durch einen Videoprozessor (19) elektronisch zusammengefaßt und auf einem gemein samen Monitor (18) wiedergegeben werden.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in der Richtung, aus der die Beobachtung(en) an der Küvette (11) erfolgt bzw. erfolgen, vorzugsweise zumin dest weitgehend parallelisierte Lichtbündel (20, 21) zur Küvette (11) geschickt werden, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor der Küvette (11) im Lichtbündel (20, 21) ein lichtstreuendes Element, insbesondere eine Matt scheibe (22, 23) oder Papier-Mattfolie angeordnet ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem in der Richtung, aus der die Beobachtung(en) an der Küvette (11) erfolgt bzw. erfolgen, vorzugsweise zumindest weitgehend parallelisierte Lichtbündel (20, 21) zur Küvette (11) geschickt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteintrittswände (22′, 23′) der Küvette (11) selbst lichtstreuend, z. B. als Mattscheibe ausgebildet sind.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Immersionsflüssigkeit (15) einen Brechungsindex hat, der dem Brechungsindex des unter suchten Garnes entspricht.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Immersionsflüssigkeit eine Mischung von Methylsalicylat und cis-Methylcinnamat ist.

9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Immersionsflüssigkeit einen Brechungsindex im Bereich von 1,5428 bis 1,552 hat, wenn das zu unter suchende Garn aus Baumwolle besteht.

10. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu untersuchende Garn eine geringe Anzahl gefärbter Fasern enthält.

11. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Querschnitt des Garnes im wesentlichen nur eine gefärbte Faser vorhanden ist.

12. Gerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dunkelfärbung der gefärbten Fasern Küpen- und/oder Reaktivfarbstoffe verwendet werden.

13. Vorrichtung zum Feststellen der Struktur eines mit insbesondere gefärbten Meßfasern versetzten Garnes mit einem optischen Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät mit einem Rechner gekoppelt ist, in welchen der Mittelstapel der im prüfenden Garn enthaltenen Meßfasern sowie entsprechende Klassen für vorgegebene Längenbereiche sowie den diesen Längenbereich entsprechende Koeffizienten eingebbar sind und welcher so programmierbar ist, daß er die Anzahl der präparierten Fasern pro festgelegter Klasse ermittelt und aus den ermittelten Meßfasern, unter Berücksichtigung der Mengenverteilung der Meßfasern auf die einzelnen Klassen und damit auf die einzelnen Koeffizienten, einen Durchschnittskoeffizient ermittelt.

14. Vorrichtung zum Feststellen der Struktur eines mit insbesondere gefärbten Meßfasern versetzten Garnes mit einem optischen Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät mit einem Rechner gekoppelt ist, der so programmierbar ist, daß er von jedem Punkt der Länge der festgestellten Meßfasern die Position im Raum ermittelt und aus dem Vergleich der gemessenen Punkte die tatsächliche gestreckte Gesamtlänge der Meßfasern errechnet, daß er ferner die Fasererstreckung der Meßfasern längs der Garnachse ermittelt und ins Verhältnis zu der gestreckten Länge der Meßfasern setzt, um einen Koeffizienten für die Längenausnutzung einer jeder Faserlänge zu errechnen, und daß abschließend aus den erhaltenen Koeffizienten unter Berücksichtigung der Faserverteilung auf diese Koeffizienten ein Gesamtkoeffizient für die Faser längenausnutzung ermittelt wird.

15. Verfahren zum Feststellen der Struktur eines mit vorzugsweise gefärbten Meßfasern versetzten Garnes, bei welchem die Meßfasern in festgelegte Klassen, denen jeweils ein zuvor festgelegter Koeffizient zugeordnet ist, eingruppiert und pro Klasse mengenmäßig erfaßt werden, und sodann durch Dividieren der Summe, die aus der Addition der Produkte der jeweils pro Klasse gezählten Fasermenge mit dem dieser Klasse jeweils zugeordneten Koeffizienten gebildet wird, durch die Gesamtsumme der in allen Klassen insgesamt gezählten Fasern ein Durchschnittskoeffizient gebildet wird, insbesondere mit dem Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12 und/oder einer Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelstapel der im zu überprüfenden Garn enthaltenen Meßfasern errechnet wird, daß in Abhängigkeit von diesem Mittelstapel und von den möglichen Faserlängenaus nutzungen den Längserstreckungen der Fasern im Garn entsprechende Klassen und ihnen zugeordnete Koeffizienten festgelegt werden, daß die Meßfasern entsprechend den Längserstreckungen der Fasern im Garn in die festgelegten Klassen eingruppiert und sodann unter Berücksichtigung der pro Klassen festgestellten Fasermengen und der zuvor festgelegten Koeffizienten der Durchschnittskoeffizient ermittelt wird.

16. Verfahren zum Feststellen der Struktur eines mit vorzugsweise gefärbten Meßfasern versetzten Garnes, bei welchem die Meßfasern in festgelegte Klassen eingruppiert, denen jeweils ein zuvor festgelegter Koeffizient zugeordnet ist, und pro Klasse mengenmäßig erfaßt werden, und sodann durch Dividieren der Summe, die aus der Addition der Produkte der jeweils pro Klasse gezählten Fasermenge mit dem dieser Klasse jeweils zugeordneten Koeffizienten gebildet wird, durch die Gesamtsumme der in allen Klassen insgesamt gezählten Fasern ein Durchschnittskoeffizient gebildet wird, insbesondere mit dem Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, und/oder einer Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem Punkt der Länge der festgestellten Meßfasern die Position im Raum ermittelt wird, daß aus dem Vergleich der gemessenen Punkte im Raum die gestreckte Länge der Meßfaser errechnet wird, daß die Fasererstreckung längs der Garnachse ermittelt wird und ins Verhältnis zu der gestreckten Länge der Meßfaser gesetzt wird, um einen Koeffizienten für die Faserlängenausnutzung zu errechnen, und daß unter Berücksichtigung der Anzahl der gezählten Meßfasern ein Gesamtkoeffizient für die Faserlängenausnutzung ermittelt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Koeffizient aus dem Verhältnis gestreckte Länge der Meßfaser zur Fasererstreckung längs der Garnachse errechnet wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorbereitung eines zu prüfenden Garnes Fasermaterial in Flockenform präpariert, insbesondere gefärbt und sodann in üblicher Weise hieraus ein Faserband gebildet wird, welches anschließend unter Zuführung von Faserbändern aus nicht präparierten Fasern verzogen wird.

19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das aus präparierten, insbesondere gefärbten Fasern bestehende Faserband unter Zufügung jeweils aus nicht präparierten Fasern bestehenden Faserbändern mehrmals, insbesondere zwei bis drei Mal verzogen wird und anschließend zu einem Garn versponnen wird in der Weise, daß die präparierten Fasern so verteilt werden, daß in jedem Querschnitt des gesponnenen Garnes im wesentlichen jeweils nur eine derartige, als Meßfaser dienende Faser enthalten ist.

20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das zu prüfende Garn zwei sich im rechten Winkel kreuzenden Lichtbündeln ausgesetzt wird, die in unmittelbarer Nähe des zu prüfenden Garnes in Streulicht umgewandelt werden, um auf der anderen Seite des zu prüfenden Garnes die Meßfasern in ihrer Lage sichtbar zu machen und/oder um digitale Werte zur Auswertung zu erzeugen.