阅读说明：本技术 用于检测进给至操作机器的纺织品或金属线的特征的方法、系统和传感器 (Method, system and sensor for detecting characteristics of textile or metal threads fed to a handling machine ) 是由 蒂齐亚诺·巴雷亚 米凯莱·诺尔贾 于 2018-04-11 设计创作，主要内容包括：用于检测进给至操作机器(M)的纺织品或金属线(F)的特征的方法,所述方法包括产生撞击该线的光信号,以便在连接至装置(8)的光学传感器装置上产生阴影,该装置(8)用于基于由这种传感器装置根据通过线(F)本身在所述传感器装置上产生的阴影而发出的电信号来监测线的特征,所述特征是线的物理特征比如线的直径,或是处于运动状态时的线的进给特征比如进给速度。该方法包括：由所述传感器装置(2)所检测的信号包括以模拟模式检测的信号和以数字模式检测的信号,以数字模式检测的信号提供对以模拟模式检测的信号的实时校准,从而产生供监测装置(8)所使用的监测线的特征的电信号。还要求保护根据该方法的操作系统。(Method for detecting the characteristics of a textile or metal thread (F) fed to an operating machine (M), comprising the generation of an optical signal that strikes the thread in order to produce a shadow on an optical sensor device connected to a device (8), the device (8) being intended to monitor the characteristics of the thread, based on an electrical signal emitted by such sensor device as a function of the shadow produced on said sensor device by the thread (F) itself, said characteristics being physical characteristics of the thread, such as the diameter of the thread, or feeding characteristics of the thread when in motion, such as the feed speed. The method comprises the following steps: the signals detected by the sensor means (2) comprise signals detected in an analogue mode and signals detected in a digital mode, the signals detected in the digital mode providing real-time calibration of the signals detected in the analogue mode, thereby generating electrical signals for the characteristics of the monitoring line used by the monitoring means (8). An operating system according to the method is also claimed.)

用于检测进给至操作机器的纺织品或金属线的特征的方法、 系统和传感器

技术领域

本发明涉及根据主权利要求的前序条款的用于检测进给至纺织机的纺织品或金属线的特征的方法。根据相应的独立权利要求的用于检测这种线的特征并且根据所述方法进行操作的系统以及在该系统中使用的传感器也包括本发明的目的。

背景技术

如已知的，在将线进给至操作机器中时，通常规定线的至少一个特征由合适的传感器装置来监测，该特征可以是尺寸上的或与进给有关的(比如进给速度)。这样就可以使具有符合预定规格的特征与质量的最终产品离开所述操作机器。

在本文中，术语“线”意在表示纺织线或纱线两者以及金属线；类似地，术语“操作机器”既涵盖纺织机器(织机、整经机、针织机、交错卷绕机或其他机器)，又涵盖对金属线进行任何操作、比如将金属线卷绕在线轴上的机器。

在本文中，术语“最终产品”是涵盖纺织商品，又涵盖包含被监测的线的产品——无论是纺织品还是金属(比如绕线筒)。

术语“线的特征”是指线的任何尺寸特征(比如直径或细度或局部薄厚)、局部表面变形(从纤维表面突出的细丝或毛羽(hairs))、纤维的线性度的改变(比如自身卷绕成环)、或甚至是与线的运动相关联的特征、比如线到操作机器的进给速度。

已知用于在将线进给至操作机器时检测线的上述特征的多种方法和装置。本文献涉及通过使用光学系统来操作以确定所述特征的上述类型的装置和设备。

被提供用于光学传感器的装置的所述用途的能够检查进给的线的特征的装置是已知的。这种传感器基于物理测量原理工作，其包括在线被诸如LED的照明装置发出的光“击中(struck)”之后，估计由线在这种传感器的检测器部件上产生的阴影的大小。基于这种估计，例如可以确定线的直径或线中是否存在任何表面不规则或打结。

总的来说，目前存在相互替代的两种类型的传感器，即以模拟模式操作的传感器或数字传感器(也就是说，大体上，这些传感器分别通过模拟型检测或数字型检测来操作)。

模拟传感器通常包括光电二极管，由LED产生的光所击中的线的阴影形成在该光电二极管上。假设照明是平面且均匀的，则线的阴影的厚度或宽度“d”与光电二极管的宽度“W”之比与由传感器测得的光量成比例。图1示出了典型的光电二极管S，线F的阴影O形成在光电二极管S上；在该附图中示出了尺寸d和W以及光电二极管的长度或高度H。

基于这些值，由简单的比例可以获得线的直径d

(H-d)/H＝P_MIS/P₀

其中，P0是在没有线的情况下测得的功率，而P_MIS是在具有线的情况下测得的功率。这换算为

d＝H(1-P_MIS/P₀)

然而，模拟传感器无法做出高度准确的确定，并且模拟传感器的测量取决于许多因素。例如，就线的照明而言，必须对这种照明进行良好的准直(既不发散也不收敛)，以便使在光电二极管上产生的线的阴影的大小不随着线与光电二极管之间的距离而变化。

随之而来的是，例如，必须使单个光源相距很远，然而，这在大多数应用中是不可能实现的，在这些应用中，包括光电二极管和LED的检测器装置必须具有非常小的尺寸并且因此光源与检测器之间的距离很小。可以通过以下方式克服该问题：使用放置在LED与光电二极管之间的专用(筒形)透镜以便在与线成直角的方向上产生至少一个准直的照明光束，不过也可以产生在平行方向上发散的照明光束。

也可以提供补偿算法，该补偿算法应用于由监测上述数据的单元(连接至光电二极管)所使用的光电二极管所检测的数据，但是这导致需要处理这种数据并因此使监测单元更加复杂，并且这样最终所有检测线的特征的装置要包括LED、光电二极管和所述监测单元。

这种估计直径的方法既简单又快速，但是由于光源可能随时间变化、空间不均匀、环境光、线可能透明、光电二极管的不均匀响应、以及与线的毛羽度(hairiness)或其表面的凹凸不平有关联的误差而存在各种精度问题。

使用数字传感器操作并且克服使用模拟传感器的装置的许多问题的装置也是已知的。

众所周知，数字的方法可以克服许多这样的问题。如果模拟传感器被替换为传感器阵列(通常使用CMOS或CCD技术制造)，则可以使用算法确定的生成的阴影边缘的位置来更精确地估计线的直径。分辨率约为几微米级别(像素尺寸)的传感器本身的几何形状保证了测量的准确性。

在这方面，通过传感器阵列测量线的特征的上述多种解决方案是已知的。

GB-2064106描述了一种包括一百个左右的光学传感器的CCD装置，所述装置设计成分析丝状图像并且能够确定线的直径。在沿着CCD长度的点处扫描由线产生的阴影，也就是说，依次检查光学传感器中的每个光学传感器的曝光状态。因此，CCD产生用于每个扫描周期的脉冲顺序。线的直径因此被连续地转换为大量的串行脉冲。

US-4511253也描述了光学传感器的线性阵列和用于评估通过所述线性阵列而提供的串行信号的电路。

WO-9936746还描述了一种CCD传感器和一种用于确定线的厚度的方法。

不同于先前的提及使用CCD传感器的测量装置的专利文献，WO-2011147385描述了优选使用NMOS(Live MOS)、JFET、LBCSAST和Scmos传感器，因为当这些传感器被结合到小型装置中时，这些传感器的低消耗是一种优势，并且这些传感器不需要冷却系统。

EP-1319926描述了一种意在测量线的至少一个特征、比如说例如直径的装置。同样，这里使用的光学传感器是CMOS传感器。

EP-2827127描述了一种包括两排平行的光学元件的光学传感器。第一排中的光学元件是矩形的并且定向成使得这些光学元件的长边沿着线的投影运动的方向。第二行中的光学元件也具有矩形形状，但定向成使得这些光学元件的长边垂直于线的投影运动的方向。在这种情况下，所有光学元件也使用CMOS技术构造。

JP-S60114704并非精确地涉及线而是涉及电缆等，并且描述了基于由光学传感器检测的阴影的宽度来测量电缆等直径的方法，即使电缆与光学传感器之间的距离变化，阴影的宽度也保持恒定。

对于这种特定应用，这种传感器的主要缺陷在于测量速度。与模拟传感器相比，必须从传感器阵列中获取的信号的数量等于其像素的数量。与使用单个模拟传感器获得线特征的情况相比，像素的数量越大，线的特征的测量就越慢。这可以通过将数字传感器连接至用于测量被监测的特征的具有很高的计算速度(基于由这些传感器发出的信号来进行操作)的(最终的)装置来克服，但这会使由此获得的组件或系统的成本更高。因此，生成例如同样与每秒数以万计的线的直径的测量值相对应的信号的数字传感器的应用不能与低成本数字电子设备或微控制器的应用相关联，否则将不太可能生产出成本可接受的检测系统。

GB 2159621涉及用于监测静止和处于运动中的多种产品的尺寸的方法和设备。该现有专利文献描述了必须被扫描的产品由激光束照射，并且所产生的透射光被光电管收集。同时，该产品还被另一位置的另一光束照射，并且穿过产品的光被另一光电管收集。第一光电管产生脉冲信号，在该专利文献中将该脉冲信号标示为数字的信号，而第二光电管产生模拟信号；这些信号由(不同的)电子电路分别处理，从而生成两个版本的移动产品的测量。

将这两个信号相加，所得结果是用于精确测量直径的模拟值。

因此，该现有文献描述了模拟数据和数字数据的检测，该模拟数据由该数字数据校准。然而，这种检测是通过在产品上的两个不同点处使用两个独立的光源来实现的，这使得在GB 2159621中描述的已知设备非常复杂并增加了该已知设备的尺寸。

除此之外，在现有文献中，普通照明用于获得产品直径的模拟测量并且这可能会引起测量本身的问题，因为这种照明会发生变化，这可能会产生错误的测量直径值。

WO 00/62013涉及用于测量透明纤维的直径并监测该透明纤维的表面缺陷的方法和设备。该现有技术涉及通过检测干涉条纹的数量而不是通过对由在检测器上被测量的产品所产生的几何阴影的测量来测量光纤的上述特征。因为该测量基于干涉测量法并且所测量的是光纤(透明光纤)的直径，所以该已知的发明需要使用必须由激光产生的相干光。因此，既因为操作模式(基于干涉测量)也因为用来获得这种对产品的测量和监测的方法，该已知解决方案非常复杂(因为其还检测纤维或“空气管道”中的内部缺陷)并且成本很高。因此，该解决方案需要分析所获得的数据的装置，该装置非常复杂并且成本很高。

因此，已知的解决方案由于其复杂性(并由此因其尺寸)以及其成本而无法用来检测处理纺织品或金属线的纺织机或操作机器中的线的直径。

US 6219135描述了用于光学地检测运动的丝状材料的至少一个参数(比如直径)的装置。该装置包括光学传感器，该光学传感器具有两个检测器部件或单个传感器，第一单个传感器以模拟模式操作并且第二单个传感器以数字模式操作。线或丝状材料在光学传感器与光源之间移动，该光源也可以是直接光源或在照亮线之前能够产生被反射的光线的光源。

由各单个传感器检测的数据由评估电路处理，该评估电路生成与线或丝状材料的直径成比例的信号。测量的准确性取决于光学传感器的每单位长度所使用的单个传感器的数量，或者取决于由该单个传感器生成的单个信号是经调制的(以模拟模式处理)还是仅以二进制形式记录(以这种方式获得数字信号)。

同样，现有文献描述了通过比较模拟信号与数字信号可以获得线的毛羽度的值。

当确定被测量的丝状材料的特征(例如直径)时，该现有文献未提及以模拟模式检测的数据和以数字模式检测的数据是否相互影响以及如何相互影响。

现有文献同样未提及关于产品的扫描时间。

EP 2423144描述了用于检测线的运动的装置，该装置包括使用彼此以一距离非均匀性地定位的传感器来检测前述直径。比较由两个传感器确定的值的相似度，以便明确所检测的数据之间的相似度；然后将这些相似度彼此加权。

对在由上述加权传感器检测的具有加权相似度的信号之间的延迟做出规定，并且基于此来确定与线的运动有关的信息。

该解决方案描述了使用光学传感器确定线移动的速度。

CH 671041描述了用于线的几何特征的电光传感器装置，该电光传感器装置使用电光传感器来产生模拟信号，该模拟信号在滤波之后被数字化。

提供了用于检测莫尔缺陷的单元。

该现有文献描述了将模拟信号转换成数字信号，而非用数字信号校准模拟信号。

发明内容

本发明的目的是提供方法和实施该方法的系统以及用于该系统的传感器，通过该方法、系统和传感器，可以快速地、准确地且以低成本确定进给至操作机器的纺织品或金属线的特征。

特别地，本发明的目的是提供上述类型的方法、系统和传感器，通过该方法、系统和传感器，可以检测线的一个或更多个尺寸特征、比如线的直径、细度、毛羽度、几何形状以及捻数。

另一目的是提供能够检测线的进给速率的上述类型的方法、系统或传感器。

另一目的是提供尺寸小的上述类型的系统以便有助于其在同时操作数百根线的纺织机中的应用。

另一目的是提供上述类型的方法、系统和传感器，通过该方法、系统和传感器，可以直接使用环境光来测量线的特征，而不需要使用红外辐射。

通过根据相应独立权利要求的方法、系统和传感器来实现对于本领域技术人员而言显而易见的这些和其他目的。

附图说明

为了更好地理解本发明，以下附图仅以非限制性示例的方式附于此；在附图中：

图1是示出了已知的模拟传感器在检测线F的尺寸特征时的示意图；

图2是示出了根据本发明的系统的示意图；

图3是示出了图2中的系统的第一变型的示意图；以及

图4是示出了图2中的系统的第二变型的示意图。

具体实施方式

参照所述附图，特别是图2，其示出了用于检测给送至操作机器M的线F的特征的系统1。这种线与光学传感器2一起作用，该光学传感器在附图中的示例中具有模拟检测部件3和数字检测部件4，模拟检测部件3和数字检测部件4与单个容器本体5相关联，并且模拟检测部件3与数字检测部件4彼此以短间距定位在该本体5中。这使得可以具有尺寸非常小的检测系统1(或检测单元或检测装置)，使得该检测系统1可以与其他相同的系统一起应用于在对数百根线进行操作的纺织机——比如针织机等——中被监测的每根线。

当所述检测部件3和4也存在于本体5中时，由于下述事实，也可以实现系统1的紧凑性：只有1个光源或LED(未在图2中示出)能够“击中”线F并且允许在所述检测部件3和4两者上产生阴影，从而允许所述部件发射与这种阴影的尺寸相对应的电信号这一事实。特别地，模拟检测部件3可以是光电二极管，而部件4可以是CMOS或CCD传感器，或类似的半导体传感器。部件4使用矢量传感器使由此产生的线的阴影在空间上数字化。

部件4中的半导体传感器限定了光电探测器的矩阵，通过该矩阵可以实现上述空间数字化。

如下文将描述的，由于这些半导体传感器的使用，可以在几微秒内获得线的“瞬时照片”，而不管线的进给速度如何。

当线朝向纺织机(或用于金属线的卷绕机或类似的操作机器)移动时，还可能准确地确定这种线的直径。

例如，使用WO 00/62013中所述的说明无法进行准确的测量，因为根据该在先文献，如已经描述的那样，线的特征通过干涉测量法来测量；由于线处于运动并因此振动，因此以对于测量线的直径而言有用的方式来确定干涉条纹至少可以说是不精确的。

如在WO 00/62013中所发生的，通过线在部件4上的产生的阴影可以立即确定线的直径而不需要处理信号。

检测部件3和4(简称，或者分别称为模拟传感器3和数字传感器4)连接至微处理器类型的监测或估算单元8(也存在于本体5中)，监测或估算单元8基于由这些部件3和4发出的电信号或数据来计算监测到的线F的特征(例如，直径)。单元8接收并分析来源于传感器3和传感器4两者的信号。

该单元8连接至存储单元9，在该存储单元9中***有用于监测特征的预定接受值(或监测参数)，并且使用这些单元8来将所发现的数据或实际数据与预定接受值进行对比，以便估算所述数据与预定值的对应关系；如果实际值与存储器中的值不一致，则单元8以已知的方式作用，例如，通过产生可见的和/或可听到的警告、向将线F进给至机器M的装置或其他已知装置产生信号来防止机器M继续使用具有与期望的特征不同的特征的线F。

系统1提供了由传感器2的数字部件4进行的测量(采用电信号的形式)并且提供了对模拟部件3中的测量(也采用电信号的形式)的实时校准。应注意的是，术语“校准”表示周期性地确定来自传感器2的模拟部件3的测量，并将该测量与由该传感器的数字部件4测量的直径的值进行比较。

单元8使用来源于该部件3和4的“经校准的”电信号来实施上述估算。

同样考虑到模拟传感器中可能存在的误差，由这种传感器或模拟部件3所作的直径测量在短期内也可以通过线性方程以由模拟部件3测得的功率来表示。

d＝H(1-C(t)·P_MIS)

其中，P_MIS是由模拟部件3(光电二极管)测得的功率值，该值随时间变化，H是模拟部件3的已知尺寸，而C是时间函数的变量(我们将其定义为“校准变量”)并且取决于多种因素：照明的光学功率、是否存在污垢、线的透明度以及电子器件增益的任何变化(考虑到背景值会随温度而变化)。变量C(t)随时间变化的值是以预定频率估算的，该预定频率高于100Hz至150Hz、有利地高于200Hz、优选地为300Hz。通过在上述采样频率对C(t)下进行这种周期性估算，可以克服可能对C(t)值产生不利影响的因素，如上所述的，即以非常低的频率变化的因素。反之亦然，用于在精确实例中适时估算C(t)值的上述频率可以用来确定线的尺寸值，因为在这些频率下，其中唯一可以快速变化的分量是线本身的横向位置。事实上已发现的是，在实际情况下，线可以在振动的情况下线性地或甚至横向地运动。然而，因为已经发现振动频率最多等于几十赫兹，所以如果以高于100Hz至50Hz的频率进行采样，则这些运动不会影响测量；如上所述，这样的振动因此在被测量到时对C(t)的值没有影响。

换句话说，已经发现的是，在线的从绕线筒(从绕线筒解卷绕)到操作机器(纺织机或对金属线操作的机器)的运动中影响线的振动的大小最多为10Hz。对检测到的信号使用至少100Hz并且优选地高于300Hz的频率来进行采样，由传感器2的模拟部件3检测到的线的图像必然会将线显示成好像线是完全静止一样，以便允许能够确定线的特征、特别是线的直径。

应注意的是，正如将要指出的那样，由部件4检测到的信号也以相同的频率采样，这同样可以检测线的特征，正如仍然在数字部件或传感器4的情况中一样。

单元8适时地基于在特定时间(以及在如上所述的连续和离散的定时频率下)由传感器2的数字部件4(与在该部件4上产生的阴影相关联)检测到的数据来确定线的直径d1的值。一旦这种测量完成，就可以应用与上述公式相似的公式，并且由于模拟传感器3的尺寸H和其测量的功率P_MIS两者都是已知的，因此可以将校准C的变化计算为

C(t)＝(1-d1/H)/P_MIS

当获得测量时间中的每一个瞬间的C(t)的值时，可以将该值***到用于通过使用模拟传感器计算“d”的公式中，从而对由模拟传感器检测到的信号进行校准。

总而言之，如果借助于由传感器2的数字部件4测量的直径d1来计算校准参数或变量C，则在例如至少100Hz(或更高)的情况下，可以补偿上述成问题的影响(基于上述原因)。使用CMOS传感器和低成本电子器件可以容易地实现这种测量速率。

因此，根据本发明的方法规定：传感器2的模拟部件3以本身已知的方式独立地检测被监测的线的特征(例如直径)，并且产生其自身的检测信号并将该检测信号发送至单元8。使用传感器2的部件3的测量是快速的，但如已知的，所述测量是不准确的。

并行地，传感器2的数字部件4同样独立地并且以本身已知的方式检测上述特征(d1)，并且产生其自身的信号并将该信号发送至单元8。后者使用上述方法通过由数字部件4产生的信号来校准来自部件3的信号，由数字部件4产生的信号比来自模拟部件的信号更准确并且是在低采样速度下产生的，因此，可以使用尺寸非常小的(商业上可接受的)和成本非常低的微处理器单元8(或“微控制器”)。

基于“经校准的”信号，单元8的作用是将该信号与存储在存储器中的数据进行比较，并且如果与后者有任何差异，则单元8产生警告或以上述方式作用。

图3示出了需要两个测量轴(图3中的X和Y)的用于测量线F的细度的系统，其中，与已经描述的附图中的那些部件相对应的部件用相同的附图标记表示。在这种情况下，提出使用两个传感器2，两个传感器2的由LED 10产生的光线彼此成直角。在附图中还示出了使光对准至传感器2和单元8的半圆柱形透镜12，单元8被认为包括上述电路20。LED也连接至该单元8。

这些传感器2、LED和单元8都与单个本体5相关联。

用于测量细度的系统需要两个测量轴，这可以通过以二维的方式重复所述方法来实现。为了避免环境光的干扰，系统可以是脉冲式的并且通过光电二极管和CMOS传感器两者进行选择性检测。为了最小化测量时间，可以提供三个照明状态的顺序：第一轴亮、第二轴亮、暗。以此方式，相对于暗的测量差值使得能够在不需要借助光学滤镜的情况下消除环境光的干扰，从而也能够在可见光下工作。

使用图3中的系统的一个示例如下。期望以33kHz的频率进行测量，可以产生持续时间为10μs的单个光脉冲，由两个脉冲(每个轴一个脉冲)和10μs的暗提供的用以测量背景亮度总时间为30μs。以1MHz采样两个512像素的CMOS传感器，获得约为0.5ms的用于每个CMOS的采样时间，如果按顺序采集，对两个传感器的采样时间为1ms。0.5ms对于并行采集而言是足够的。用于对数据进行数字化处理以计算出测量直径的时间必须增加至这个时间，并且对于低成本微控制器而言该时间限制为大约2ms。

总而言之，由两个光电二极管以大约300Hz进行的测量能够被校准，并且这包括33kHz的数据流，该数据流足以检测打结或缺陷。

总之，在所述的两种情况中(图2和图3)，模拟传感器都能够保证测量速率，而数字传感器则能够保证测量精度。

图4示出了系统1，在图4中，由相同的附图标记标示与已描述的附图中那些部件相对应的部件，该系统1还可以用于确定沿X轴(或沿与Y轴成直角的轴)的线F的进给速度。

关于这种实施方式，已知的是，通常基于预定的监测参数或诸如百分比和长度的值来监测与线的物理特征(例如，线的直径或细度)有关的异常。

例如，通过在1毫米长的线上将细度提高50％，可以检测到是否存在打结。

这意味着检查线的特征的监测单元(例如单元8)必须基于合适的算法进行操作，该算法同样基于对线的进给速率的了解，从而可以实时计算检测到线中的异常需要持续多长时间，以具有1mm的被监测的线长度。

因此同样地，在本发明所涉及的系统中，最重要的是能够可靠、实时且尽可能准确地确定线在进给至纺织机中时的速度。

能够实时计算线速度的优点之一在于，以这种方式，速度不再被包括在必须被编程以便对线向纺织机的进给进行监测的一组参数中。此外，该系统还成功地使监测阈值免受机器速度的影响，即使在加速阶段或减速阶段或在操作员改变操作速度期间，也能够确保在估算线的细度和/或线的直径中的异常所需的长度的测量。

速度信号也可以用作同步信号以启用或禁用监测，例如以高于300米/分钟的速度启用监测。

以这种方式，对速度的了解使系统是完全独立的，但是不需要任何与机器同步的信号以及任何来自机器的同步信号。

根据所讨论的本发明的变型，通过比较由位于X轴上并沿X轴操作的传感器2中存在的一对模拟部件3A和3B所产生的信号来确定速度。知道所述模拟部件之间的距离、并确定用于线的特定特征(例如，毛羽、直径或其他特征的变化)的检测时间的延迟，可以使用与时间、距离和速度有关的已知数学公式来确定线的进给速率。用于这种确定的最可靠的已知技术包括计算两个模拟信号之间的相关函数，在线具有最小表面缺陷的情况下，该函数将示出一个与检测时间延迟相对应的峰值。

无论如何，仅有来自传感器2的两个部件3A和3B中的模拟部件的数据被用于检测被监测的线的特征(根据关于图2和3的描述)。

已经描述了本发明的多种实施方式。然而，其他实施方式、比如提供使用两个不同的传感器(始终与单个支承本体关联)，每个传感器都有自己的LED和自己的检测器部件，第一传感器(光电二极管)以模拟模式操作并且其他传感器(CMOS或CCD)以数字模式操作的实施方式也是可行的。然而，同样在这种情况中，在监测单元8确定被监测的特征值是否可接受(在预定参数之内)之前，来自“数字传感器”的信号被用于校准由“模拟传感器”发出的信号(参照检测器部件的性质)。

这些变型能够提供可以在根据用以解决上述技术问题而描述的方法操作的系统中使用的传感器，并且这些变型也具有以下权利要求中所述的特征。