用于電容性分析運(yùn)動(dòng)測試材料的設(shè)備和方法
【專利摘要】用于運(yùn)動(dòng)伸長測試材料（9）的電容性測量電路（1）包括至少兩個(gè)測量電容器（2.1-2.4），其每個(gè)配置用于接收所述測試材料（9）。它還包括電氣可致動(dòng)的選擇部件（7），可以以這樣的方式借由其選擇其中一個(gè)所述測量電容器（2.2），即僅所選擇的測量電容器（2.2）有助于所述測量，而其他測量電容器（2.1,2.3,2.4）沒有作用。結(jié)果，減少了測量電路（1）的總電容并且增加了它的靈敏度。
【專利說明】用于電容性分析運(yùn)動(dòng)測試材料的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求前序部分的一種用于電容性分析運(yùn)動(dòng)線股狀、優(yōu)選地織物測試材料的設(shè)備和方法。它優(yōu)選地但非排它地使用在紗線、粗紗或棉條的質(zhì)量非均勻性離線測量中，如在織物實(shí)驗(yàn)室測試儀器上實(shí)現(xiàn)的。
【背景技術(shù)】
[0002]EP-O ’ 924 ’ 518A1公開了一種用于電容性測量織物產(chǎn)品例如棉條、粗紗或紗線的特性的設(shè)備。為了更好地理解本領(lǐng)域的現(xiàn)狀，ΕΡ-0’ 924’ 518A1的與本發(fā)明關(guān)聯(lián)的多個(gè)方面將示出在整個(gè)圖1和圖2中。
[0003]圖1的示圖對(duì)應(yīng)于ΕΡ-0’ 924’ 518A1的圖13的示圖，并且示出5個(gè)承載板
101.1-101.5。測試材料9被引導(dǎo)通過其中一個(gè)測量間隙102.2。因?yàn)槌休d板101.1-101.5布置為基本上互相平行，測試材料9僅可以精確地插入到一個(gè)測量間隙102.2中并且沿著它的縱向軸運(yùn)動(dòng)通過所述間隙。測量間隙102.1-102.4每個(gè)在它兩側(cè)壁中或上包括測量電容器的一個(gè)電極103.1、103.2和補(bǔ)償電容器的相應(yīng)一個(gè)電極(在圖1中未示出)，產(chǎn)品9可以引導(dǎo)在它們之間。借由它的電容與測量電容器一樣大的補(bǔ)償電容器，可以有效地補(bǔ)償干擾影響例如在濕度方面的局部變化或在電容器幾何形狀中的變形。電線104.1、104.2將測量電容器和補(bǔ)償電容器連接到測量電路(在圖1中未示出)。測量間隙102.1-102.4具有不同的寬度，以便材料9取決于它的剖面可以在具有合適寬度的測量間隙102.2中測量。原則上，期望可以這樣的方式選擇測量間隙，即一方面測試材料9可以被引導(dǎo)通過測量間隙
102.2而不觸碰到它的壁，但另一方面測量間隙102.2不比測試材料9的剖面寬。測量間隙102.2由測試材料填充的部分越大，與測試材料9在測量期間變化的特性相關(guān)的靈敏度越高，例如質(zhì)量非均勻性。測量間隙102.1-102.4的寬度可以例如在0.1mm至IOmm的范圍內(nèi)。
[0004]圖2，其基本上對(duì)應(yīng)于ΕΡ-0’ 924’ 518A1的圖2，示出配置為具有四個(gè)測量電容器2.1’ -2.4’和四個(gè)相關(guān)補(bǔ)償電容器3.1’ -3.4’的半測量橋的測量電路I’。測量電容器2.1-2.4’相對(duì)于彼此互相并聯(lián)連接并且形成第一半電橋分支20’，而也彼此互相并聯(lián)連接的補(bǔ)償電容器3.1’ -3.4’形成第二半電橋分支30’。兩個(gè)半橋分支20’、30’相對(duì)于彼此串聯(lián)連接，并且在線5’上汲取在它們之間的輸出信號(hào)。通過交變電壓產(chǎn)生器4.1’、4.2’，同樣大的反相交變電壓施加到兩個(gè)半橋分支20’、30’。當(dāng)已經(jīng)校準(zhǔn)半測量橋I’并且沒有測試材料9’設(shè)置在測量電容器2.1’ -2.4’其中一個(gè)中時(shí)，兩個(gè)半橋分支20’、30’具有同樣大的總電容，輸出信號(hào)因此為O。如果另一方面測試材料9’插入到測量電容器2.2’的測量間隙中時(shí)，它影響測量電容器2.2’的電容。在相應(yīng)測量電容器2.2’的電容方面以這樣的方式產(chǎn)生的變化干擾在測量電容器2.1’ -2.4’和補(bǔ)償電容器3.1’ -3.4’之間的平衡，以便獲得交變電壓作為輸出信號(hào)，它的幅度與在測量電極之間的測試材料9’的質(zhì)量成比例。在輸出信號(hào)在信號(hào)處理單元6’中處理，例如它被放大、濾波和/或轉(zhuǎn)換，并且估算為測試材料9’的每單位長度的質(zhì)量的測量值。[0005]設(shè)備是從W0-2005/033697A1和US-3，731，069A已知的，其包括具有相同測量電容器的多個(gè)相同引入開口。在相應(yīng)測量方法中，同時(shí)測量多個(gè)紗線，例如在每個(gè)引入開口中的一個(gè)紗線。在該過程中，測量電容器的電容性測量信號(hào)串聯(lián)地或者相繼地供應(yīng)到公共電子估算系統(tǒng)。US-6, 369，588B1公開了一種用于織物的電容性分析的設(shè)備和方法。沿著它的縱向方向運(yùn)動(dòng)的織物在它的整個(gè)長度上由多個(gè)電容性傳感器掃描。電容性傳感器的信號(hào)串聯(lián)地供應(yīng)到公共微處理器用于估算。
[0006]W0-2008/128363A1公開了 一種用于紗線的測量電容器，其包括沿著紗線的運(yùn)動(dòng)方向一個(gè)布置另一個(gè)后面的兩個(gè)測量電極。測量范圍的有效長度可以改變，因?yàn)檩^短紗線缺陷僅利用兩個(gè)測量電極的其中一個(gè)來測量，而較長紗線缺陷則利用兩個(gè)電極一起測量。借由運(yùn)行時(shí)間校準(zhǔn)，兩個(gè)測量電極也可以使用來測量速度或長度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于改進(jìn)根據(jù)ΕΡ-0’ 924’ 518A1的設(shè)備和測量方法。具體地，應(yīng)該提高測量靈敏度并且降低填充容量。應(yīng)該減少引入開口的數(shù)量并且同時(shí)應(yīng)該提供用于測量非常細(xì)小測試材料的可能性。應(yīng)該提高信噪比。應(yīng)該降低測量電路的操作電壓并且因此應(yīng)該降低消耗電力功率。應(yīng)該通過使用更低成本部件來降低生產(chǎn)成本。應(yīng)該減少灰塵積累在引入開口中的影響。
[0008]這些和其他目的由根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的方法來實(shí)現(xiàn)。有利實(shí)施例包含在從屬權(quán)利要求中。
[0009]本發(fā)明基于這樣的思想，在測量中僅考慮測試材料目前設(shè)置在其中的一個(gè)測量電容器，而不考慮是有其他測量電容器。結(jié)果，減少了測量電路的總電容并且提高了它的靈敏度。計(jì)算表明，在η個(gè)測量電容器(其中η為> 2的正整數(shù))的情況中并且在假設(shè)是有電容器具有相同電容的條件下，與已知測量電路相比，理論上可以以系數(shù)η提高根據(jù)本發(fā)明的測量電路的靈敏度。這代表非?？捎^的提高。測量電路的稍微更復(fù)雜配置的缺點(diǎn)會(huì)獲得更高靈敏度的優(yōu)點(diǎn)。為了選擇考慮的測量電容器，需要提供電氣可致動(dòng)選擇部件，例如多路復(fù)用器或多個(gè)開口。
[0010]根據(jù)本發(fā)明用于運(yùn)動(dòng)股狀測試材料電容性分析的設(shè)備包括具有不同幾何質(zhì)量的至少兩個(gè)引入開口，它們以這樣的方式相互設(shè)置，即所述測試材料可沿著它的縱向軸精確地運(yùn)動(dòng)通過所述至少兩個(gè)引入開口的其中一個(gè)。并且所述設(shè)備包括傳送機(jī)構(gòu)，用于精確地傳送一個(gè)測試材料精確地通過所述至少兩個(gè)引入開口的所選擇一個(gè)。最后，所述設(shè)備設(shè)置有電容性測量電路。所述電容性測量電路包括至少兩個(gè)測量電容器，其每個(gè)配置用于接收所述測試材料，其中所述至少兩個(gè)測量電容器每個(gè)以這樣的方式與所述至少兩個(gè)引入開口的至少一個(gè)關(guān)聯(lián)，即它的電容可受到設(shè)置在相應(yīng)引入開口中的測試材料影響。所述電容性測量電路還包括產(chǎn)生器部件，其配置來施加至少一個(gè)電交變信號(hào)到所述至少兩個(gè)測量電容器。所述電容性測量電路還包括至少一條線，用于輸出所述測量電容器的至少一個(gè)的輸出信號(hào)。所述電容性測量電路包括電氣可致動(dòng)部件，借由其可以以這樣的方式選擇所述一組所有測量電容器的真子集，即僅所選擇子集有助于所述測量。與所選擇子集互補(bǔ)的集合因此應(yīng)該失效，以便它不有助于所述測量。
[0011]測量電容器的所選擇子集優(yōu)選地精確包括一個(gè)測量電容器，其是測試材料已經(jīng)插入其中的一個(gè)。術(shù)語“真子集”和“互補(bǔ)子集”確定地應(yīng)該理解為在康托子集理論的術(shù)語范圍內(nèi):當(dāng)B的每個(gè)元素也包含在A中時(shí)，并且當(dāng)A另外包括不包含在B中的其他元素時(shí)，子集B是超集A的真子集(B C A)與B互補(bǔ)的集合(A\B)包含A不包含在B中的元素。此夕卜，在本發(fā)明的術(shù)語范圍內(nèi)的所選擇子集不應(yīng)該為空，即它應(yīng)該包含測量電容器的至少一個(gè)。
[0012]在優(yōu)選實(shí)施例中，所述至少兩個(gè)測量電容器相對(duì)于彼此互相平行連接。每個(gè)測量電容器與補(bǔ)償電容器關(guān)聯(lián)。所述補(bǔ)償電容器設(shè)計(jì)用于補(bǔ)償干擾所述測量的影響例如在濕度方面的局部變化或在電容器幾何形狀中的變形，但不用于接收測試材料。每個(gè)補(bǔ)償電容器的電容應(yīng)該與與之關(guān)聯(lián)的測量電容器的電容一樣大小。每個(gè)測量電容器和相應(yīng)關(guān)聯(lián)的互補(bǔ)電容器優(yōu)選地形成串聯(lián)連接的一對(duì)電容器。當(dāng)所述測量電容器和與所述測量電容器關(guān)聯(lián)的互補(bǔ)電容器串聯(lián)連接時(shí)，所述線優(yōu)選汲取在所述測量電容器和與之關(guān)聯(lián)的互補(bǔ)電容器之間的輸出信號(hào)。
[0013]關(guān)于在根據(jù)本發(fā)明的測量電路中的選擇部件的配置，下面兩個(gè)實(shí)施例是優(yōu)選的，其以某種方式相對(duì)于彼此互補(bǔ):
[0014](a)根據(jù)第一實(shí)施例，所選擇部件配置為開關(guān)，借由其可以單獨(dú)建立和中斷在至少一個(gè)交變信號(hào)產(chǎn)生器和測量電容器每個(gè)之間的電氣連接。每個(gè)測量電容器與至少一個(gè)開關(guān)關(guān)聯(lián)，并且所有測量電容器連接到公共線用于輸出信號(hào)的輸出。
[0015](b)根據(jù)第二實(shí)施例，所選擇部件配置為多路復(fù)用器，借由其可以選擇可以僅起源于測量電容器的所選擇子集的輸出信號(hào)。所有測量電容器連接到所述至少一個(gè)電交變信號(hào)產(chǎn)生器，并且每個(gè)測量電容器與單個(gè)線關(guān)聯(lián)用于相應(yīng)輸出信號(hào)的輸出。
[0016]這些實(shí)施例可以根據(jù)需要互相組合，盡管它們的互補(bǔ)性。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的方法根據(jù)前述權(quán)利要求其中一項(xiàng)所述使用于在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中的股狀測試材料的電容性分析。所述測試材料精確地插入到所述至少兩個(gè)引入開口的其中一個(gè)中并且沿著它的縱向軸運(yùn)動(dòng)通過所述開口，同時(shí)沒有測試材料設(shè)置在其他引入開口中。所述測試材料影響與相應(yīng)引入開口關(guān)聯(lián)的測量電容器的電容。由所述產(chǎn)生器部件施加至少一個(gè)電交變信號(hào)到與相應(yīng)引入開口關(guān)聯(lián)的測量電容器。輸出所述測量電容器的至少一個(gè)的輸出信號(hào)。借由電氣可致動(dòng)部件可以以這樣的方式選擇所述一組所有測量電容器的真子集，即僅所選擇子集有助于所述測量。與所選擇子集互補(bǔ)的集合因此應(yīng)該失效，以便它不有助于所述測量。
[0018]在優(yōu)選實(shí)施例中，由其每個(gè)與一個(gè)測量電容器關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償電容器補(bǔ)償干擾所述測
量的影響。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的方法也具有用于選擇的兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其基本上對(duì)應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的測量電路的優(yōu)選實(shí)施例:
[0020](a)所述至少一個(gè)電交變信號(hào)僅施加到所選擇子集，而它從與所選擇子集互補(bǔ)的集合切斷。連結(jié)地，即在一個(gè)單個(gè)公共線上輸出所有測量電容器的輸出信號(hào)。
[0021](b)僅輸出所選擇子集的輸出信號(hào)，而忽略與所選擇子集互補(bǔ)的集合的輸出信號(hào)。所述至少一個(gè)電交變信號(hào)施加到所有測量電容器。
[0022]在這種情況下兩個(gè)實(shí)施例的組合也是可能的。
[0023]在本發(fā)明與W0-2005/033697A1和US-3，731，069A的教導(dǎo)之間的差異列于如下:[0024].W0-2005/033697A1 和 US-3, 731，069A 公開了相同引入開口。
[0025]然而根據(jù)本發(fā)明引入開口具有用于不同測試材料直徑的不同幾何形狀質(zhì)量。
[0026]?根據(jù)W0-2005/033697A1和US-3，731，069A，測量同時(shí)在多個(gè)紗線上執(zhí)行，其每個(gè)運(yùn)動(dòng)通過單個(gè)引入開口。根據(jù)本發(fā)明，一次僅應(yīng)該精確地測試一個(gè)測試材料。多個(gè)引入開口僅提供用于覆蓋測試材料的最大可能直徑范圍之目的。
[0027]?根據(jù)W0-2005/033697A1和US-3，731，069A,電容性測量信號(hào)串聯(lián)地或相繼地供應(yīng)到公共電子估算系統(tǒng)。盡可能快地(通常每分鐘)重復(fù)這些順序，以便從紗線獲得最大量的測量數(shù)據(jù)。然而，根據(jù)本發(fā)明，沒有順序讀出單個(gè)測量電容器的測量信號(hào)。從在測試材料的測量期間一旦選擇即保持不變的角度講，根據(jù)本發(fā)明的測量電容器的子集的選擇是靜態(tài)的。該測試材料應(yīng)該具有至少IOm的長度，并且在相同測試材料上的測量持續(xù)時(shí)間例如是至少10s。
[0028]本發(fā)明提供優(yōu)于ΕΡ-0’ 924’ 518A1的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，其中多個(gè)將列舉如下:
[0029]?在靈敏度方面的提高。由測試材料在測量電容器的電容方面產(chǎn)生的變化直接增加測量電路的輸出信號(hào)，并且不由并聯(lián)連接的其他測量狹縫區(qū)分。在相同電容的η個(gè)測量電容器的情況下，靈敏度理論上以系數(shù)η增加。
[0030]?在信噪比方面的提高。如上述已經(jīng)解釋，靈敏度提高。然而測量電路的噪聲保持相同。結(jié)果，在信噪比方面以系數(shù)η提高(具有η個(gè)相同電容的測量電容器)。
[0031]?測量非常細(xì)小的織物測試材料。更高的靈敏度可以使用來測量非常細(xì)小的紗線。這方面可以特別令化學(xué)纖維感興趣。
[0032]?在測量狹縫數(shù)量方面的減少。雖然之前必須在具有非常小的電極距離的測量狹縫中測量的非常細(xì)小織物測試材料，但是現(xiàn)在因?yàn)楸景l(fā)明可以在較寬的測量狹縫中測量相同的測試材料。由于較高的靈敏度，所以來自較寬測量狹縫的信號(hào)仍然可以是足足夠的。
[0033]?在產(chǎn)生器電壓方面的減少。較高的靈敏度也可以允許利用較低的產(chǎn)生器電壓操作所述測量電路。這導(dǎo)致消耗功率的下降，并且因此導(dǎo)致較低的發(fā)熱。此外，可以獲得實(shí)施所述測量電路的更多部件，其滿足輸出級(jí)的需要并且更廉價(jià)。
[0034]?在負(fù)載容量方面的減少。本發(fā)明減少測量電路的總電容。結(jié)果，有源輸出級(jí)承受較低的負(fù)載，加熱到較低程度，并且顯示出干擾振蕩的較低趨勢。
[0035]?在灰塵堆積問題方面的改進(jìn)。某些紗線可以產(chǎn)生大量的灰塵，特別是在高抽拉速度時(shí)。它堆積在當(dāng)前使用的測量狹縫中，但也堆積在其他測量狹縫中，其導(dǎo)致在輸出信號(hào)方面的漂移。本發(fā)明以這樣的方式減少了該漂移，即當(dāng)前使用的測量狹縫不再對(duì)輸出信號(hào)具有任何影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]下面將參考附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖2用于比較目的也示出現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)。
[0037]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一部分，其也是從EP-O ’ 924’ 518Α1已知的。
[0038]圖2示出從ΕΡ-0’ 924’ 518Α1已知的電容性測量電路。
[0039]圖3-5示出根據(jù)本發(fā)明的測量電路的三個(gè)實(shí)施例?！揪唧w實(shí)施方式】
[0040]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的測量電路I的第一實(shí)施例的電路圖。所述測量電路I包括四個(gè)測量電容器2.1-2.4，其配置為平板電容器。例如如圖1所示，測量電容器2.1-2.4每個(gè)與引入開口 102.1-102.4關(guān)聯(lián)。在圖1中示出的電極103.1、103.2可以例如是圖3的測量電容器2.2的電極。根據(jù)不同寬度的引入開口 102.1-102.4，相應(yīng)關(guān)聯(lián)測量電容器2.1-2.4具有不同的電極距離。如在圖3中示出，引入開口或者測量電容器2.1-2.4以這樣的方式互相設(shè)置，織物測試材料9可以精確地插入一個(gè)測量電容器2.2中。為此，測量電容器2.1-2.4沿著與它們的電容器板垂直的方向互相偏置。沿著與電容器板平行的方向的偏置是不需要的并且僅示出在圖3中，以便在示圖中提供具有更高清晰度的測量電路I的元件。
[0041]在測量期間織物測試材料9沿著它的縱向方向精確地運(yùn)動(dòng)通過測量電容器
2.1-2.4的其中一個(gè)。在圖3的實(shí)例中，這個(gè)是第二測量電容器2.2。由傳送機(jī)構(gòu)91產(chǎn)生測試材料9的運(yùn)動(dòng)，并且運(yùn)動(dòng)的方向用箭頭92指示。傳送機(jī)構(gòu)可以以已知方式配置為羅拉輸送設(shè)備，其具有兩個(gè)互相配合的傳送羅拉，其中至少一個(gè)被驅(qū)動(dòng)用于旋轉(zhuǎn)。傳送機(jī)構(gòu)91配置用于精確地傳送一個(gè)測試材料9精確通過所有引入開口 102.1-102.4的所選擇一個(gè)102.2。
[0042]測量電路I還包括四個(gè)補(bǔ)償電容器3.1-3.4，它們與測量電容器2.1-2.4互相關(guān)聯(lián)并且與它形成電容器對(duì)。測量電容器2.1和相關(guān)補(bǔ)償電容器3.1如果可能應(yīng)該具有相同的電容并且串聯(lián)連接。測量電容器2.1-2.4的電容可以互相相同或者互相不同。測量電容器2.1-2.4配置用于接收伸長織物測試材料9例如紗線；補(bǔ)償電容器3.1-3.4不以這樣的方式配置。
[0043]交變信號(hào)產(chǎn)生器4.1、4.2施加兩個(gè)電交變信號(hào)到電容器對(duì)2.1、3.1至2.4、3.4。這意味著，兩個(gè)所施加交變信號(hào)與恒定參考信號(hào)關(guān)于量的差值相等并且相對(duì)于彼此以180°相位偏移?？梢允褂靡粋€(gè)單個(gè)交變信號(hào)產(chǎn)生器或多個(gè)交變信號(hào)產(chǎn)生器4.1、4.2。該至少一個(gè)交變信號(hào)產(chǎn)生器4.1、4.2可以配置為LC振蕩器(如在ΕΡ-0’ 924’ 518A1中所述)，其與測量電路I的元件2.1-2.4、3.1-3.4 一起形成電振蕩電路。替代地，測量電路I的元件2.1-2.4、3.1-3.4可以以這樣的方式與該至少一個(gè)交變信號(hào)產(chǎn)生器4.1、4.2去f禹，它們不相關(guān)地影響由該至少一個(gè)交變信號(hào)產(chǎn)生器4.1、4.2產(chǎn)生的電交變信號(hào)的參數(shù)，如在W0-2010/043064A1中所述。在后一種情況中，該至少一個(gè)交變信號(hào)產(chǎn)生器4.1,4.2優(yōu)選地配置為頻率合成器，即配置為用于產(chǎn)生模擬電交變信號(hào)的混合信號(hào)(數(shù)字和模擬)電設(shè)備。以高度有利的方式使用直接數(shù)字頻率合成器(DDS)。結(jié)果，可以自由地選擇電交變信號(hào)的參數(shù)(例如它的基頻)。
[0044]與根據(jù)圖2的現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)相反，在圖3中單獨(dú)地汲取單個(gè)電容器對(duì)2.1、3.1至2.4,3.4的輸出信號(hào)。汲取相應(yīng)發(fā)生在測量電容器2.1-2.4和相關(guān)補(bǔ)償電容器3.1-3.4之間的線5.1-5.4上。四個(gè)線5.1-5.4通向多路復(fù)用器7，其從這些線選擇單個(gè)線5.2并且在輸出線72上輸出它的信號(hào)。多路復(fù)用器7可以配置為模擬高頻多路復(fù)用器。一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)71通知多路復(fù)用器7將要選擇哪個(gè)線5.1-5.4或者哪個(gè)輸出信號(hào)?？刂菩盘?hào)71可以由大體已知的，優(yōu)選地為數(shù)字的(未示出)驅(qū)動(dòng)器部件來提供。如從現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)已知，可以在多路復(fù)用器7之前或之后，處理輸出信號(hào)(例如放大、濾波和/或轉(zhuǎn)換)。取代多路復(fù)用器7，可以提供將電容器對(duì)2.1、3.1至2.4,3.4連接到公共線的單個(gè)開關(guān)。[0045]下面的表互相比較根據(jù)圖2和圖3的電路1、1’的特性。作出如下假設(shè):
[0046].由交變信號(hào)產(chǎn)生器4.1’、4.2’和4.1、4.2對(duì)地施加的交變電壓為
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【權(quán)利要求】
1.一種用于電容性分析運(yùn)動(dòng)線股狀測試材料(9)的設(shè)備，包括: 具有不同幾何質(zhì)量的至少兩個(gè)引入開口(102.1-1.204)，它們以這樣的方式相互設(shè)置，即測試材料(9)可沿著它的縱向軸精確地運(yùn)動(dòng)通過所述至少兩個(gè)引入開口(102.1-102.4)的其中一個(gè)(102.2)， 傳送機(jī)構(gòu)(91 )，用于精確地傳送一個(gè)測試材料(9)精確地通過所述至少兩個(gè)引入開口(102.1-102.4)的所選擇一個(gè)(102.2)，以及 電容性測量電路(1)，其包括: 至少兩個(gè)測量電容器(2.1-2.4)，其每個(gè)配置用于接收所述測試材料(9)，其中所述至少兩個(gè)測量電容器(2.1-2.4)每個(gè)以這樣的方式與所述至少兩個(gè)引入開口(102.1-102.4)的至少一個(gè)關(guān)聯(lián)，即它的電容(C2)可受到設(shè)置在相應(yīng)引入開口(102.1-102.4)中的測試材料(9)影響， 產(chǎn)生器部件(4.1，4.2)，其配置來施加至少一個(gè)電交變信號(hào)到所述至少兩個(gè)測量電容器(2.1-2.4)，以及 至少一條線(5，5.1-5.4),用于輸出所述測量電容器(2.1-2.4)的至少一個(gè)的輸出信號(hào)， 其特征在于 所述電容性測量電路(I)包括電氣可致動(dòng)部件(7，8.1-8.8,8.11-8.14)，借由其可以以這樣的方式選擇所述一組所有測量電容器(2.1-2.4)的真子集(2.2)，即僅所選擇子集(2.2)有助于所述測量。`
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中每個(gè)測量電容器(2.1-2.4)與用于補(bǔ)償干擾所述測量的影響的補(bǔ)償電容器(3.1-3.4)關(guān)聯(lián)，并且其中每個(gè)測量電容器(2.2)和與其關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償電容器(3.2)形成串聯(lián)連接的電容器對(duì)(2.2，3.2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求3和權(quán)利要求6至10其中一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述線(5，5.2)汲取在形成電容器對(duì)(2.2，3.2)的測量電容器(2.2)和補(bǔ)償電容器(3.2)之間的輸出信號(hào)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求其中一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述選擇部件配置為開關(guān)(8.1-8.8)，借由其可以單獨(dú)建立和中斷在所述產(chǎn)生器部件(4.1,4.2)和測量電容器(2.1-2.4)每個(gè)之間的電氣連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4及權(quán)利要求2和3其中一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述產(chǎn)生器部件(4.1，4.2)配置用于分別施加相同大小、但反相的電交變信號(hào)給所述至少兩個(gè)測量電容器(2.1-2.4)和給所述至少兩個(gè)補(bǔ)償電容器(3.1-3.4)，以及 所述選擇部件既配置為開關(guān)(8.1-8.4)，借由其可以單獨(dú)建立和中斷在所述產(chǎn)生器部件(4.1)和測量電容器(2.1-2.4)每個(gè)之間的電氣連接，又配置為開關(guān)(8.5-8.8)，借由其可以單獨(dú)建立和中斷在所述產(chǎn)生器部件(4.2)和補(bǔ)償電容器(3.1-3.4)每個(gè)之間的電氣連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其中至少一個(gè)開關(guān)(8.2，8.6)與每個(gè)測量電容器(2.2)關(guān)聯(lián)，并且所有測量電容器(2.1-2.4)可連接到公共線(5)用于輸出信號(hào)的輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述選擇部件既配置為開關(guān)(8.1-8.8)，借由其可以單獨(dú)建立和中斷在所述產(chǎn)生器部件(4.1，4.2)和測量電容器(2.1-2.4)每個(gè)之間的電氣連接，又配置為開關(guān)(8.11-8.14)，借由其可以單獨(dú)建立和中斷在所述測量電容器(2.1-2.4)每個(gè)和公共線(5)之間的電氣連接。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求其中一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中每個(gè)測量電容器(2.1-2.4)與單個(gè)線(5.1-5.4)關(guān)聯(lián)用于輸出它的輸出信號(hào)，并且所述選擇部件配置為多路復(fù)用器(7)，可借由其選擇僅來源于所述測量電容器(2.1-2.4)的選擇子集(2.2)的輸出信號(hào)。
9.一種用于電容性分析在前述權(quán)利要求其中一項(xiàng)所述的設(shè)備中的線股狀測試材料(9)的方法，其中 所述測試材料(9)精確地插入到所述至少兩個(gè)引入開口(102.1-102.4)的其中一個(gè)(102.2)中并且沿著它的縱向軸運(yùn)動(dòng)通過所述開口，然而沒有測試材料設(shè)置在剩余引入開口 (102.1, 102.3，102.4)中， 所述測試材料(9)影響與相應(yīng)引入開口( 102.2)關(guān)聯(lián)的測量電容器(2.2)的電容(C2)， 由所述產(chǎn)生器部件(4.1, 4.2)施加至少一個(gè)電交變信號(hào)到與相應(yīng)引入開口(102.2)關(guān)聯(lián)的測量電容器(2.2)，以及 輸出所述測量電容器(2.1-2.4)的至少一個(gè)的輸出信號(hào)， 其特征在于 借由電氣可致動(dòng)部件(7，8.1-8.8，8.11-8.14)可以以這樣的方式選擇所述一組所有測量電容器(2.1-2.4)的真子集(2.2)，即僅所選擇子集(2.2)有助于所述測量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中由每個(gè)與測量電容器(2.1-2.4)關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償電容器(3.1-3.4)補(bǔ)償干擾所述測量的影響。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中所述至少一個(gè)電交變信號(hào)僅施加到所選擇子集(2.2)，而它由與所選擇子集(2.2)互補(bǔ)的集合(2.1, 2.3，2.4)撤銷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中連結(jié)地輸出所有測量電容器(2.1-2.4)的輸出信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至11其中一項(xiàng)所述的方法，其中僅輸出所選擇子集(2.2)的輸出信號(hào)，而忽視與所選擇子集(2.2)互補(bǔ)的集合(2.1, 2.3，2.4)的輸出信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11和13所述的方法，其中所述至少一個(gè)電交變信號(hào)僅施加到所選擇子集(2.2)，而它由與所選擇子集(2.2)互補(bǔ)的子集(2.1, 2.3，2.4)撤銷，并且僅輸出所選擇子集(2.2)的輸出信號(hào)，而忽視與所選擇子集(2.2)互補(bǔ)的集合(2.1, 2.3，2.4)的輸出信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述至少一個(gè)電交變信號(hào)施加到所有測量電容器(2.1-2.4)，并且僅輸出所選擇子集(2.2)的輸出信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01N33/36GK103502803SQ201180069221
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月11日
【發(fā)明者】R·格里克, 卡爾·布萊施, 比特·凱勒 申請(qǐng)人:烏斯特技術(shù)股份公司