JP2002107121A - Apparatus for measuring fiber diameter - Google Patents
Apparatus for measuring fiber diameterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、合成繊維の繊維径
を測定する技術に関し、特に、ポリエステル等の合成繊
維の繊維径を紡出中に測定する技術に関する。The present invention relates to a technique for measuring the fiber diameter of a synthetic fiber, and more particularly to a technique for measuring the fiber diameter of a synthetic fiber such as polyester during spinning.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ポリエステル繊維等の合成繊維の製造工
程においては、製造される際の繊維径が重要な管理項目
である。繊維径が所定の値より小さくなると、製造工程
において糸切れが発生して、その処理のために製造工程
の稼働率が低下する。一方、繊維径が所定の値より大き
くなると、製造された繊維を用いて織られた布帛にすじ
が発生する等の品質上の問題が発生する。このような重
要な管理項目の１つである合成繊維の繊維径を測定する
方法として、特開平１１−２４８４２７号公報に開示さ
れるグラスウールの平均繊維径測定方法がある。2. Description of the Related Art In the production process of synthetic fibers such as polyester fibers, the fiber diameter at the time of production is an important management item. If the fiber diameter is smaller than a predetermined value, yarn breakage occurs in the manufacturing process, and the processing rate reduces the operating rate of the manufacturing process. On the other hand, if the fiber diameter is larger than a predetermined value, quality problems such as streaks occurring in a fabric woven using the manufactured fibers occur. As a method for measuring the fiber diameter of a synthetic fiber, which is one of such important management items, there is a method for measuring the average fiber diameter of glass wool disclosed in JP-A-11-248427.
【０００３】この公報に開示された測定方法は、繊維径
が予め明らかなグラスウールに対して、そのグラスウー
ルに透明体を密着させてレーザー光を照射した際の正反
射光光強度Ｘおよび散乱光光強度Ｙを測定して、変換係
数Ｋと定数Ａとを含む変換式を準備する準備ステップ
と、測定対象のグラスウールに対して、グラスウールに
透明体を密着させてレーザー光を照射して正反射光光強
度Ｘおよび散乱光光強度Ｙを測定する測定ステップと、
準備ステップにて準備した変換式により平均繊維径ｄを
算出する算出ステップとを含み、変換式は、Ｘ／Ｙ＝Ｋ
×ｄ＋Ａで表わされる測定方法である。[0003] The measuring method disclosed in this publication is based on the specular light intensity X and the scattered light when a glass wool whose fiber diameter is known in advance is irradiated with a laser beam by bringing a transparent body into close contact with the glass wool. A preparing step of measuring the intensity Y and preparing a conversion formula including a conversion coefficient K and a constant A; Measuring a light intensity X and a scattered light intensity Y;
A calculating step of calculating the average fiber diameter d by the conversion formula prepared in the preparation step, wherein the conversion formula is X / Y = K
It is a measurement method represented by xd + A.
【０００４】この公報に開示された測定方法によると、
グラスウール上に透明なガラス板を強く圧着すると、ガ
ラス板の表面にその圧着面が構成されたものとみなすこ
とができる。そこにレーザー光を照射すると正反射光と
散乱光を生じる。グラスウールの平均繊維径が大きいほ
ど、圧着面は平面状態に近似するため、レーザー光の照
射による正反射光が大きく、散乱光が少ない。一方、グ
ラスウールの平均繊維径が小さいほど、同一のレーザー
照射領域内に光散乱体が多く存在することになり、より
粗面状態になることになり、レーザー光の照射による散
乱光が生じやすい。すなわち、平均繊維径と正反射光お
よび散乱光との間の関連性を用いて、グラスウールの平
均繊維径を算出することができる。According to the measuring method disclosed in this publication,
When a transparent glass plate is strongly pressed on glass wool, it can be considered that the pressed surface is formed on the surface of the glass plate. Irradiation with laser light produces specularly reflected light and scattered light. The larger the average fiber diameter of the glass wool, the closer the crimped surface is to a flat state, so that the regular reflection light by laser light irradiation is large and the scattered light is small. On the other hand, the smaller the average fiber diameter of the glass wool, the more light scatterers are present in the same laser irradiation area, resulting in a rougher surface, and scattered light due to laser light irradiation is more likely to occur. That is, the average fiber diameter of glass wool can be calculated using the relationship between the average fiber diameter and the specularly reflected light and the scattered light.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
公報に開示された測定方法では、静止状態にある繊維の
繊維径を測定することができても、紡出中のポリエステ
ル繊維をオンラインで測定することができない。オンラ
インで繊維径を測定することができないため、オンライ
ンで収集された繊維径のデータを分析して、製造工程に
おいて発生する糸切れおよび布帛に織られてからの品質
上の異常等を未然に防ぐことができない。However, according to the measuring method disclosed in the above-mentioned publication, even though the fiber diameter of the fiber in a stationary state can be measured, the polyester fiber being spun is measured online. Can not do. Since the fiber diameter cannot be measured online, the data of the fiber diameter collected online is analyzed to prevent yarn breaks occurring in the manufacturing process and abnormalities in quality after being woven in the fabric. Can not do.
【０００６】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたものであって、紡出中の合成繊維の繊維径をオン
ラインで正確に測定することができる繊維径測定装置を
提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and provides a fiber diameter measuring apparatus capable of accurately and online measuring the fiber diameter of a synthetic fiber being spun. is there.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る繊維径
測定装置は、紡出中の合成繊維の繊維径を測定する繊維
径測定装置であって、合成繊維は、静止状態において所
定の測定ポイントに設置され、紡出時に測定ポイントか
らのずれを生じ、繊維径測定装置は、合成繊維に対し
て、測定ポイントに集光された測定光を照射するための
照射手段と、照射手段により照射された合成繊維の散乱
光を受光して、受光した散乱光の光強度を検知するため
の検知手段と、検知手段に接続され、検知手段が受光し
た散乱光の光強度がしきい値以上である場合に、散乱光
の光強度に基づいて、合成繊維の繊維径を算出するため
の算出手段とを含む。A fiber diameter measuring apparatus according to a first aspect of the present invention is a fiber diameter measuring apparatus for measuring a fiber diameter of a synthetic fiber being spun, wherein the synthetic fiber is a predetermined fiber in a stationary state. The fiber diameter measuring device is installed at the measuring point and causes a deviation from the measuring point during spinning, and the fiber diameter measuring device irradiates the synthetic fiber with the irradiating means for irradiating the measuring light focused on the measuring point with the irradiating means. Detecting means for receiving the scattered light of the irradiated synthetic fiber and detecting the light intensity of the received scattered light, and the light intensity of the scattered light received by the detecting means is greater than or equal to a threshold value. And calculating means for calculating the fiber diameter of the synthetic fiber based on the light intensity of the scattered light.
【０００８】第１の発明によると、照射手段は、紡出中
の合成繊維に対して、測定ポイントに集光された測定光
を照射する。検知手段は、照射手段により照射された合
成繊維の散乱光を受光して、受光した散乱光の光強度を
検知する。算出手段は、検知手段が受光した散乱光の光
強度がしきい値以上である場合に、散乱光の光強度に基
づいて、合成繊維の繊維径を算出する。これにより、測
定ポイントから合成繊維がずれて受光した散乱光の光強
度がしきい値以上であると、その散乱光の光強度に基づ
いて合成繊維の繊維径を算出し、測定ポイントから合成
繊維が大きくずれた際のしきい値未満の散乱光の光強度
に基づく繊維径の算出を行なわない。その結果、紡出中
の合成繊維の繊維径をオンラインで正確に測定すること
ができる繊維径測定装置を提供することができる。According to the first invention, the irradiating means irradiates the synthetic fiber being spun with the measuring light focused on the measuring point. The detecting means receives the scattered light of the synthetic fiber irradiated by the irradiating means and detects the light intensity of the received scattered light. The calculating means calculates the fiber diameter of the synthetic fiber based on the light intensity of the scattered light when the light intensity of the scattered light received by the detecting means is equal to or higher than a threshold. Thus, if the light intensity of the scattered light received by the synthetic fiber shifted from the measurement point is equal to or greater than the threshold, the fiber diameter of the synthetic fiber is calculated based on the light intensity of the scattered light, and the synthetic fiber is calculated from the measurement point. The calculation of the fiber diameter based on the light intensity of the scattered light less than the threshold value at the time of a large deviation of the value is not performed. As a result, it is possible to provide a fiber diameter measuring device capable of accurately and accurately measuring the fiber diameter of a synthetic fiber being spun.
【０００９】第２の発明に係る繊維径測定装置は、第１
の発明の構成に加えて、しきい値は、紡出時における測
定ポイントからのずれ量の関数により表わされる値であ
る。[0009] The fiber diameter measuring apparatus according to the second invention comprises a first fiber diameter measuring apparatus.
In addition to the configuration of the invention, the threshold value is a value represented by a function of a shift amount from a measurement point during spinning.
【００１０】第２の発明によると、しきい値をずれ量の
関数で表わすため、測定範囲において許容されるずれ量
に基づいて、関数によりしきい値を算出することがで
き、しきい値を実測する必要がなくなる。According to the second aspect, since the threshold value is represented by a function of the shift amount, the threshold value can be calculated by a function based on the shift amount allowed in the measurement range. There is no need to actually measure.
【００１１】第３の発明に係る繊維径測定装置は、第２
の発明の構成に加えて、照射手段は、半導体レーザ光を
発生するためのレーザ光発生手段と、レーザ光発生手段
からのレーザ光を幅Ａに拡散させる拡散レンズと、拡散
レンズにより拡散されたレーザ光を幅Ｂに集光させる集
光レンズとを含み、集光レンズと測定ポイントとの距離
をＬ、ずれ量をΔＸおよび集光レンズにより集光された
光の測定ポイントにおける光強度をＩとして、しきい値
は、[[（Ｂ×Ｌ）／Ａ｝／ΔＸ]×Ｉ（ただし、ΔＸ≠
０）により表わされるものである。The fiber diameter measuring device according to the third invention is a
In addition to the configuration of the invention, the irradiating means includes a laser light generating means for generating a semiconductor laser light, a diffusion lens for diffusing the laser light from the laser light generating means to a width A, and the irradiating means. A condensing lens for condensing the laser light to a width B, wherein the distance between the condensing lens and the measurement point is L, the displacement is ΔX, and the light intensity of the light condensed by the condensing lens at the measurement point is I The threshold value is [[(B × L) / A｝ / ΔX] × I (where ΔX ≠
0).
【００１２】第３の発明によると、レーザ光発生手段が
発生した半導体レーザ光は、拡散レンズにより幅Ａに拡
散されて、拡散レンズにより拡散されたレーザ光は集光
レンズにより幅Ｂに集光される。集光レンズと測定ポイ
ントとの距離をＬ、ずれ量をΔＸおよび集光レンズによ
り集光された光の測定ポイントにおける光強度をＩとし
て、しきい値は、[[（Ｂ×Ｌ）／Ａ｝／ΔＸ]×Ｉ（た
だし、ΔＸ≠０）により表わされる。これにより、しき
い値を上述の関数で表わすため、測定範囲において許容
されるずれ量ΔＸに基づいて、関数によりしきい値を算
出することができ、しきい値を実測する必要がなくな
る。According to the third aspect, the semiconductor laser light generated by the laser light generating means is diffused to the width A by the diffusion lens, and the laser light diffused by the diffusion lens is focused to the width B by the condenser lens. Is done. Assuming that the distance between the condenser lens and the measurement point is L, the shift amount is ΔX, and the light intensity of the light condensed by the condenser lens at the measurement point is I, the threshold value is [[(B × L) / A ｝ / ΔX] × I (where ΔX ≠ 0). Thus, since the threshold value is represented by the above-described function, the threshold value can be calculated by the function based on the deviation amount ΔX allowed in the measurement range, and it is not necessary to actually measure the threshold value.
【００１３】第４の発明に係る繊維径測定装置は、第１
の発明の構成に加えて、算出手段は、検知手段が受光し
た散乱光の光強度と合成繊維の繊維径との間に成立する
正の相関関係を用いて、合成繊維の繊維径を算出するた
めの手段を含む。A fiber diameter measuring apparatus according to a fourth aspect of the present invention has a first
In addition to the configuration of the present invention, the calculating means calculates the fiber diameter of the synthetic fiber using a positive correlation established between the light intensity of the scattered light received by the detecting means and the fiber diameter of the synthetic fiber. Means.
【００１４】第４の発明によると、算出手段は、検知手
段が受光した散乱光の光強度と合成繊維の繊維径との間
に成立する正の相関関係を用いて、合成繊維の繊維径を
算出する。これにより、紡出中の合成繊維の繊維径をオ
ンラインで正確に測定することができる繊維径測定装置
を提供することができる。According to the fourth aspect, the calculating means calculates the fiber diameter of the synthetic fiber using a positive correlation established between the light intensity of the scattered light received by the detecting means and the fiber diameter of the synthetic fiber. calculate. This makes it possible to provide a fiber diameter measuring apparatus capable of accurately and accurately measuring the fiber diameter of a synthetic fiber being spun.
【００１５】第５の発明に係る繊維径測定装置は、第１
の発明の構成に加えて、検知手段と算出手段とに接続さ
れ、検知手段が受光した散乱光の光強度がしきい値を上
回ると、受光した散乱光の光強度に基づいて、しきい値
を逐次更新するための更新手段をさらに含む。A fiber diameter measuring apparatus according to a fifth aspect of the present invention comprises:
In addition to the configuration of the invention, when the light intensity of the scattered light received by the detection means is connected to the detection means and the calculation means and exceeds the threshold value, the threshold value is determined based on the light intensity of the received scattered light. And updating means for sequentially updating.
【００１６】第５の発明によると、更新手段は、検知手
段が受光した散乱光の光強度がしきい値を上回ると、受
光した散乱光の光強度に基づいて、しきい値を逐次更新
する。これにより、測定ポイントにより近い場合の光強
度の測定値に基づいて繊維径が算出される。これによ
り、紡出中の合成繊維の繊維径をオンラインでさらに正
確に測定することができる繊維径測定装置を提供するこ
とができる。According to the fifth aspect, when the light intensity of the scattered light received by the detecting means exceeds the threshold value, the updating means sequentially updates the threshold value based on the light intensity of the received scattered light. . Thus, the fiber diameter is calculated based on the measured value of the light intensity closer to the measurement point. This makes it possible to provide a fiber diameter measuring device capable of more accurately measuring the fiber diameter of the synthetic fiber being spun on-line.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一
の部品には同一の符号を付してある。それらの名称およ
び機能も同じである。したがってそれらについての詳細
な説明は繰返さない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
【００１８】本実施の形態に係る繊維径測定装置は、予
め定められた測定ポイントに集光されたレーザ光を発生
する照射部と、照射部によりレーザ光が照射された合成
繊維からの散乱光を受光するセンサ部と、センサ部が受
光した散乱光の光強度に基づいて繊維径を算出する測定
部とを含む。The fiber diameter measuring apparatus according to the present embodiment includes an irradiating section for generating a laser beam condensed at a predetermined measuring point, and a scattered light from a synthetic fiber irradiated with the laser beam by the irradiating section. And a measuring unit that calculates the fiber diameter based on the light intensity of the scattered light received by the sensor unit.
【００１９】本実施の形態で測定対象とした合成繊維
は、たとえば、ポリエステル繊維である。ポリエステル
繊維の原料は透明であり、レーザ光を照射しても散乱光
を発生しない。しかしながら、通常ポリエステル繊維を
製造する際には、繊維に光沢を発生させるために、酸化
チタンの金属粉末が添加されて紡出される。この酸化チ
タンがレーザ光に対する散乱体となる。このとき、散乱
光の光強度は、酸化チタンが均一に添加されているた
め、体積に比例する。後述するように合成繊維に照射さ
れるシート状のレーザ光の厚みは一定であるため、体積
は断面積に比例し、結果的に散乱光の光強度から繊維径
を算出することができる。The synthetic fiber to be measured in the present embodiment is, for example, a polyester fiber. The raw material of the polyester fiber is transparent and does not generate scattered light even when irradiated with laser light. However, when producing a polyester fiber, usually, a metal powder of titanium oxide is added and spun in order to generate gloss in the fiber. This titanium oxide becomes a scatterer for laser light. At this time, the light intensity of the scattered light is proportional to the volume because the titanium oxide is uniformly added. As will be described later, the thickness of the sheet-like laser light applied to the synthetic fiber is constant, so that the volume is proportional to the cross-sectional area, and as a result, the fiber diameter can be calculated from the light intensity of the scattered light.
【００２０】図１を参照して、測定部１００は、ＣＰＵ
（Central Processing Unit）１０２と、メモリ１０４
と、固定ディスク１０６と、キーボード１０８と、表示
モニタ１１０と、入出力インターフェイス１１２とを含
む。Referring to FIG. 1, measuring unit 100 includes a CPU.
(Central Processing Unit) 102 and memory 104
, A fixed disk 106, a keyboard 108, a display monitor 110, and an input / output interface 112.
【００２１】センサ部１２０は、測定対象の合成繊維を
中心として照射部の反対側に設置され、合成繊維からの
散乱光を検知する第１の受光センサ１４０と、照射部と
同じ側に設置され、合成繊維からの散乱光を検知する第
２の受光センサ１４２と、第１の受光センサ１４０およ
び第２の受光センサ１４２の出力にそれぞれ接続され、
受光センサからの出力信号を増幅する第１のアンプ１３
０および第２のアンプ１３２とを含む。第１のアンプ１
３０は、第１の受光センサ１４０に、第２のアンプ１３
２は、第２の受光センサ１４２に、内蔵される構成であ
ってもよい。また、受光センサおよびアンプは１組であ
ってもよい。The sensor section 120 is installed on the opposite side of the irradiation section around the synthetic fiber to be measured. The first light receiving sensor 140 for detecting scattered light from the synthetic fiber is installed on the same side as the irradiation section. A second light receiving sensor 142 for detecting scattered light from the synthetic fibers, and an output of the first light receiving sensor 140 and an output of the second light receiving sensor 142, respectively.
First amplifier 13 for amplifying an output signal from a light receiving sensor
0 and a second amplifier 132. First amplifier 1
Reference numeral 30 denotes the first light receiving sensor 140 and the second amplifier 13
2 may be configured to be built in the second light receiving sensor 142. Further, the light receiving sensor and the amplifier may be one set.
【００２２】測定部１００の入出力インターフェイス１
１２とセンサ部１２０との間には、第１の受光センサ１
４０、第２の受光センサ１４２にて検知されて第１のア
ンプ１３０、第２のアンプ１３２にて増幅された受光し
た光強度を表わすアナログ信号を、デジタル信号に変換
する、１２ビットのＡ／Ｄ（Analog／Digital）変換器
１１４が接続される。本実施の形態においては、測定対
象物である合成繊維の紡出中の横揺れ振動周波数が数Ｈ
ｚであることから、合成繊維からの散乱光の光強度を測
定するサンプリング周波数を約１０ｋＨｚに設定した。Input / output interface 1 of measuring section 100
The first light receiving sensor 1 is provided between the sensor 12 and the sensor unit 120.
40, a 12-bit A / D converter that converts an analog signal representing the received light intensity detected by the second light receiving sensor 142 and amplified by the first amplifier 130 and the second amplifier 132 into a digital signal. A D (Analog / Digital) converter 114 is connected. In this embodiment, the rolling vibration frequency during spinning of the synthetic fiber to be measured is several H
Because of z, the sampling frequency for measuring the light intensity of the scattered light from the synthetic fiber was set to about 10 kHz.
【００２３】ＣＰＵ１０２は、固定ディスク１０６に記
憶されたプログラムを実行して、測定部１００の全体を
制御して、入出力インターフェイス１１２を介してセン
サ部１２０から受信した光強度に基づいて繊維径を算出
する。メモリ１０４には、センサ部１２０から受信した
光強度、ＣＰＵ１０２が実行するプログラムの中間結果
であるしきい値等が記憶される。固定ディスク１０６に
は、ＣＰＵ１０２が実行するプログラム、繊維径と光強
度との相関関係に基づいて算出された光強度から繊維径
への換算式等が記憶される。この繊維径測定装置のオペ
レータにより、キーボード１０８から、初期設定要求が
入力されたり、オンライン計測要求が入力されたりす
る。表示モニタ１１０には、キーボード１０８からオペ
レータが入力した要求コマンドの確認画面、オンライン
計測状況等が表示される。入出力インターフェイス１１
２は、測定部１００とＡ／Ｄ変換器１１４とを接続して
データ通信する。なお、測定部１００は、実際にはパー
ソナルコンピュータ等により実現される。The CPU 102 executes a program stored in the fixed disk 106 to control the whole of the measuring section 100 and to determine the fiber diameter based on the light intensity received from the sensor section 120 via the input / output interface 112. calculate. The memory 104 stores the light intensity received from the sensor unit 120, a threshold value as an intermediate result of the program executed by the CPU 102, and the like. The fixed disk 106 stores a program executed by the CPU 102, a conversion formula from light intensity calculated based on a correlation between fiber diameter and light intensity, to a fiber diameter, and the like. An operator of the fiber diameter measuring device inputs an initial setting request or an online measurement request from the keyboard 108. The display monitor 110 displays a confirmation screen of a request command input by the operator from the keyboard 108, an online measurement status, and the like. Input / output interface 11
2 connects the measurement unit 100 and the A / D converter 114 to perform data communication. Note that the measuring section 100 is actually realized by a personal computer or the like.
【００２４】図２を参照して、本実施の形態に係る繊維
径測定装置の照射部は、紡出中の合成繊維９００に照射
するレーザ光を発生するレーザ光発生器２００と、レー
ザ光発生器２００にて発生されたレーザ光を拡散する対
物レンズ３００と、対物レンズ３００にて拡散されたレ
ーザ光を測定ポイント８００に集光する円筒レンズ４０
０とを含む。対物レンズ３００および円筒レンズ４００
により、厚みが一定の扇型のシート状のレーザ光が測定
ポイント８００に照射される。なお、合成繊維９００
は、静止状態において所定の測定ポイント８００に設置
されるが、紡出中には、数Ｈｚの横揺れ振動周波数で測
定ポイント８００からのずれを生じる。Referring to FIG. 2, the irradiating section of the fiber diameter measuring apparatus according to the present embodiment includes a laser light generator 200 for generating a laser light for irradiating synthetic fiber 900 being spun, and a laser light generating apparatus. Objective lens 300 for diffusing the laser light generated by the instrument 200 and a cylindrical lens 40 for condensing the laser light diffused by the objective lens 300 to a measurement point 800
0 is included. Objective lens 300 and cylindrical lens 400
Accordingly, the measurement point 800 is irradiated with a fan-shaped sheet-like laser beam having a constant thickness. In addition, synthetic fiber 900
Is set at a predetermined measurement point 800 in a stationary state, but a deviation from the measurement point 800 occurs at a rolling vibration frequency of several Hz during spinning.
【００２５】図３を参照して、本実施の形態に係る繊維
径測定装置の照射部について、さらに詳しく説明する。
図３に示すように、第１の受光センサ１４０は、測定ポ
イント８００から距離Ｒの位置に設置され、第２の受光
センサ１４２は、測定ポイント８００を中心として、第
１の受光センサ１４０とは点対称である位置に設置され
る。なお、第１の受光センサ１４０および第２の受光セ
ンサ１４２は、円筒レンズ３００の中心線から約３０度
傾けて設置されている。Referring to FIG. 3, the irradiation section of the fiber diameter measuring apparatus according to the present embodiment will be described in more detail.
As shown in FIG. 3, the first light receiving sensor 140 is installed at a position at a distance R from the measurement point 800, and the second light receiving sensor 142 is different from the first light receiving sensor 140 around the measurement point 800. It is installed at a point-symmetric position. Note that the first light receiving sensor 140 and the second light receiving sensor 142 are installed at an angle of about 30 degrees from the center line of the cylindrical lens 300.
【００２６】以下の説明では、円筒レンズ３００に入射
されるレーザ光の幅は２Ａ、測定ポイント８００におけ
るレーザ光の幅は２Ｂ、円筒レンズ３００から測定ポイ
ントまでの距離をＬおよび測定ポイント８００からずれ
量ΔＸだけずれた位置をポイント８０２とする。In the following description, the width of the laser beam incident on the cylindrical lens 300 is 2A, the width of the laser beam at the measuring point 800 is 2B, the distance from the cylindrical lens 300 to the measuring point is L, and the distance from the measuring point 800 is shifted. A position shifted by the amount ΔX is defined as a point 802.
【００２７】測定ポイント８００におけるレーザ光の集
束点光強度をＩｃとすると、ポイント８０２におけるレ
ーザ光の光強度をＩ（ΔＸ）は、近似的に、Ｉ（ΔＸ）
＝[[（Ｂ×Ｌ）／Ａ｝／ΔＸ]×Ｉｃ（ただし、ΔＸ≠
０）により表わされる。これにより、照射部の設計デー
タから、円筒レンズ３００に入射されるレーザ光の幅２
Ａ、測定ポイント８００におけるレーザ光の幅２Ｂ、距
離Ｌを算出して、繊維径を測定できる許容範囲としてず
れ量ΔＸを設定することにより、許容範囲にある場合の
光強度のしきい値を算出できる。Assuming that the light intensity of the laser beam at the measurement point 800 is the focusing point Ic, the light intensity of the laser light at the point 802 is approximately I (ΔX).
= [[(B × L) / A｝ / ΔX] × Ic (where ΔX ≠
0). Thereby, the width 2 of the laser light incident on the cylindrical lens 300 is obtained from the design data of the irradiation unit.
A: Calculate the laser light width 2B and the distance L at the measurement point 800, and set the shift amount ΔX as an allowable range in which the fiber diameter can be measured, thereby calculating the light intensity threshold value in the allowable range. it can.
【００２８】本実施例においては、紡出される合成繊維
の直径を約１５μｍと想定して、焦点距離３０ｍｍの円
筒レンズ３００を用いた。この円筒レンズ３００に入射
するレーザ光の幅Ａを１５ｍｍ、測定ポイント８００に
おけるレーザ光の幅Ｂを２００μｍ、距離Ｌを５０ｍｍ
とした。実際に、正確に繊維径を算出できる許容範囲で
あるずれ量ΔＸを１ｍｍに設定して、無次元化されたし
きい値Ｉ（ΔＸ）／Ｉｃは、[[（２００×１０-3×５
０）／１５｝／１]＝０．６７となる。すなわち、オン
ライン測定においては、光強度比率Ｉｆ／ＩｃおよびＩ
ｂ／Ｉｃが０．６７より大きい場合に、受光センサが検
知した光強度に基づいて繊維径を算出することにより、
精度高く繊維径を測定できる。なお、光強度Ｉｆとは、
第１の受光センサ１４０が受光した光強度であり、光強
度Ｉｂとは、第２の受光センサ１４２が受光した光強度
である。In this embodiment, a cylindrical lens 300 having a focal length of 30 mm was used, assuming that the diameter of the synthetic fiber to be spun is about 15 μm. The width A of the laser beam incident on the cylindrical lens 300 is 15 mm, the width B of the laser beam at the measurement point 800 is 200 μm, and the distance L is 50 mm.
And Actually, the deviation amount ΔX, which is an allowable range in which the fiber diameter can be accurately calculated, is set to 1 mm, and the dimensionless threshold value I (ΔX) / Ic is represented by [[(200 × 10 −3 × 5
0) / 15 ° / 1] = 0.67. That is, in the online measurement, the light intensity ratios If / Ic and I
When b / Ic is greater than 0.67, by calculating the fiber diameter based on the light intensity detected by the light receiving sensor,
Fiber diameter can be measured with high accuracy. The light intensity If is
The light intensity received by the first light receiving sensor 140, and the light intensity Ib is the light intensity received by the second light receiving sensor 142.
【００２９】図４を参照して、この計算により算出した
しきい値を、予備実験において実際に測定した光強度に
基づいて算出する方法について説明する。図４は、数種
のずれ量ΔＸに対して、光強度比率Ｉ／Ｉｃ（Ｉｆ／Ｉ
ｃは第１の受光センサ１４０、Ｉｂ／Ｉｃは第２の受光
センサ１４２に対応する）を実際に測定したものであ
る。この図からわかるように、たとえば、ずれ量ΔＸが
±１ｍｍを超えると、光強度比率０．５（ΔＸが−１ｍ
ｍにおけるＩｆ／Ｉｃの測定値）程度になり、測定でき
る光強度が大きく落ち込む。このことは、測定対象の合
成繊維が測定ポイント８００からずれてしまい、所定の
レーザ光が照射されても、十分に散乱光を反射せずに、
正確に繊維径を算出することができないことを示す。こ
のように光強度比率が落ち込んだ光強度に基づいて繊維
径を算出しても正確な繊維径を算出することができな
い。Referring to FIG. 4, a method of calculating the threshold value calculated by this calculation based on the light intensity actually measured in the preliminary experiment will be described. FIG. 4 shows the light intensity ratio I / Ic (If / I
c represents the first light receiving sensor 140, and Ib / Ic corresponds to the second light receiving sensor 142). As can be seen from this figure, for example, when the deviation amount ΔX exceeds ± 1 mm, the light intensity ratio 0.5 (ΔX is −1 m
m (measured value of If / Ic), and the measurable light intensity drops significantly. This means that even if the synthetic fiber to be measured is shifted from the measurement point 800 and is irradiated with a predetermined laser beam, it does not sufficiently reflect scattered light,
This indicates that the fiber diameter cannot be calculated accurately. Thus, even if the fiber diameter is calculated based on the light intensity with the reduced light intensity ratio, the accurate fiber diameter cannot be calculated.
【００３０】計算によりしきい値を算出する代わりに、
上述のように予備実験としてずれ量に対する光強度比率
を実際に測定して、ずれ量と光強度比率との関係を図４
のように作成して、測定できる光強度が大きく落ち込ま
ない範囲を表わす光強度比率０．７をしきい値として算
出することができる。このとき、算出されたしきい値
は、固定ディスク１０６の予備実験データ結果テーブル
に記憶される。Instead of calculating the threshold by calculation,
As described above, as a preliminary experiment, the light intensity ratio with respect to the shift amount is actually measured, and the relationship between the shift amount and the light intensity ratio is shown in FIG.
Thus, the light intensity ratio 0.7 representing a range in which the measurable light intensity does not drop significantly can be calculated as the threshold value. At this time, the calculated threshold value is stored in the preliminary experiment data result table of the fixed disk 106.
【００３１】以下の説明では、計算により算出されたし
きい値または図４に基づいて算出されたしきい値は初期
値であって、しきい値は、オンライン測定中に逐次更新
されるものとして説明する。In the following description, it is assumed that the threshold calculated by calculation or the threshold calculated based on FIG. 4 is an initial value, and that the threshold is sequentially updated during online measurement. explain.
【００３２】固定ディスク１０６に記憶される、散乱光
の光強度から繊維径を算出するための換算式について説
明する。前述の説明のように、ポリエステル繊維は、原
料に均一に添加された酸化チタンの金属粉末等により、
レーザ光が照射されると散乱光を発生する。この散乱光
の光強度は体積に比例して、シート状のレーザ光の厚み
は一定であるため、体積は断面積に比例し、結果的に散
乱光の光強度から繊維径を算出することができる。図５
に、繊維の断面積および繊維径が明らかであるポリエス
テル繊維を測定ポイント８００の位置に静止させて、レ
ーザ光を照射して散乱光を実際に測定した結果を示す。
繊維の断面積および繊維径と受光した光強度との間に
は、正の相関関係がある。この正の相関関係に基づいて
換算式が算出され、算出された換算式は、固定ディスク
１０６に記憶される。A conversion formula for calculating the fiber diameter from the scattered light intensity stored in the fixed disk 106 will be described. As described above, the polyester fiber is made of titanium oxide metal powder uniformly added to the raw material,
When irradiated with laser light, scattered light is generated. Since the light intensity of the scattered light is proportional to the volume and the thickness of the sheet-like laser light is constant, the volume is proportional to the cross-sectional area. As a result, the fiber diameter can be calculated from the light intensity of the scattered light. it can. FIG.
FIG. 7 shows the results of actually measuring scattered light by irradiating a laser beam while stopping a polyester fiber whose fiber cross-sectional area and fiber diameter are apparent at the measurement point 800.
There is a positive correlation between the cross-sectional area and fiber diameter of the fiber and the received light intensity. A conversion formula is calculated based on the positive correlation, and the calculated conversion formula is stored in the fixed disk 106.
【００３３】図６を参照して、本実施の形態に係る繊維
径測定装置で実行されるプログラムは、初期設定処理に
関し、以下のような制御構造を有する。Referring to FIG. 6, the program executed by the fiber diameter measuring device according to the present embodiment has the following control structure for the initial setting process.
【００３４】ステップ（以下、ステップをＳと略す）１
００にて、ＣＰＵ１０２は、キーボード１０８から、測
定ポイント８００における集束点光強度Ｉｃの測定要求
の入力を検出したか否かを判断する。集束点光強度Ｉｃ
の測定要求の入力を検知すると（Ｓ１００にてＹＥ
Ｓ）、処理はＳ１０２へ移される。一方、集束点光強度
Ｉｃの測定要求の入力を検知しないと（Ｓ１００にてＮ
Ｏ）、集束点光強度Ｉｃの測定要求の入力を検知するま
で待つ。Step (hereinafter, step is abbreviated as S) 1
At 00, the CPU 102 determines whether or not the input of the measurement request of the focusing point light intensity Ic at the measurement point 800 from the keyboard 108 is detected. Focusing point light intensity Ic
When the measurement request input is detected (YE in S100)
S), the process is moved to S102. On the other hand, if the input of the measurement request of the focusing point light intensity Ic is not detected (N100 in S100)
O) Wait until the input of the measurement request of the focusing point light intensity Ic is detected.
【００３５】Ｓ１０２にて、ＣＰＵ１０２は、第１の受
光センサ１４０による光強度Ｉｆおよび第２の受光セン
サ１４２による光強度Ｉｂのいずれかが光強度の最大値
を計測したか否かを判断する。なお、前述の説明のよう
に、光強度Ｉｆは、受光センサ１４０および第１のアン
プ１３０を介して測定部１００に入力され、光強度Ｉｂ
は第２の受光センサ１４２および第２のアンプ１３２を
介して測定部１００に入力される。光強度Ｉｆおよび光
強度Ｉｂのいずれかが光強度の最大値を計測すると（Ｓ
１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４へ移される。一
方、ＩｆおよびＩｂのいずれかが光強度の最大値を計測
するまでは（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０２へ戻
され、いずれかが光強度の最大値を計測するまで待つ。
なお、このＳ１０２における判断は、予め定められた一
定時間の間に検知された最大値に基づいて判断される。In S 102, CPU 102 determines whether any one of light intensity If by first light receiving sensor 140 and light intensity Ib by second light receiving sensor 142 has measured the maximum value of the light intensity. As described above, the light intensity If is input to the measurement unit 100 via the light receiving sensor 140 and the first amplifier 130, and the light intensity Ib
Is input to the measurement unit 100 via the second light receiving sensor 142 and the second amplifier 132. When either the light intensity If or the light intensity Ib measures the maximum value of the light intensity (S
The process proceeds to S104. On the other hand, until either If or Ib measures the maximum value of the light intensity (NO in S102), the process returns to S102, and waits until either measures the maximum value of the light intensity.
The determination in S102 is made based on the maximum value detected during a predetermined period of time.
【００３６】Ｓ１０４にて、ＣＰＵ１０２は、オペレー
タが受光センサの位置を調整した結果、「第１の受光セ
ンサ１４０による光強度Ｉｆ＝第２の受光センサ１４２
による光強度Ｉｂ」となるように、光強度が計測された
か否かを判断する。「Ｉｆ＝Ｉｂ」となる光強度を計測
すると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６へ移さ
れる。一方、「Ｉｆ＝Ｉｂ」となるように光強度が計測
されないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０４に戻
され、オペレータが受光センサの位置を調整して、「Ｉ
ｆ＝Ｉｂ」となるまで、光強度が計測される。In S 104, CPU 102 adjusts the position of the light receiving sensor by the operator, and obtains “light intensity If by first light receiving sensor 140 = second light receiving sensor 142.
It is determined whether or not the light intensity has been measured so as to obtain “light intensity Ib”. When the light intensity satisfying “If = Ib” is measured (YES in S104), the process proceeds to S106. On the other hand, if the light intensity is not measured so as to satisfy “If = Ib” (NO in S104), the process returns to S104, and the operator adjusts the position of the light receiving sensor and sets “I
The light intensity is measured until f = Ib.
【００３７】Ｓ１０６にて、ＣＰＵ１０２は、第１の受
光センサ１４０および第２の受光センサ１４２の位置を
決定して、メモリ１０４にその位置を表わす情報を記憶
する。メモリ１０４に記憶された受光センサの位置を表
わす情報は、次回の初期設定処理の際に読み出されて、
表示モニタ１１０に表示され、その表示に基づいてオペ
レータが受光センサの位置を調整するようにしてもよ
い。In S 106, CPU 102 determines the positions of first light receiving sensor 140 and second light receiving sensor 142, and stores information representing the positions in memory 104. Information indicating the position of the light receiving sensor stored in the memory 104 is read out at the time of the next initial setting process,
It may be displayed on the display monitor 110, and the operator may adjust the position of the light receiving sensor based on the display.
【００３８】Ｓ１０８にて、ＣＰＵ１０２は、静止状態
における合成繊維の集束点光度Ｉｃを算出する。このと
き、集束点光度Ｉｃは、ＩｆおよびＩｂと等しくなる。In S108, the CPU 102 calculates the convergence point luminous intensity Ic of the synthetic fiber in the stationary state. At this time, the convergence point luminous intensity Ic becomes equal to If and Ib.
【００３９】Ｓ１１０にて、ＣＰＵ１０２は、無次元化
光強度（Ｉ／Ｉｃ）に対するしきい値Ｉｔｈの初期値を
演算するか否かを判断する。しきい値Ｉｔｈの初期値を
演算する場合には（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１
１２へ移される。一方、しきい値Ｉｔｈの初期値を演算
しない場合には（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１４
へ移される。At S110, CPU 102 determines whether or not to calculate an initial value of threshold value Ith for dimensionless light intensity (I / Ic). When calculating the initial value of threshold value Ith (YES in S110), the process proceeds to S1.
Moved to 12. On the other hand, when the initial value of threshold value Ith is not calculated (NO in S110), the process proceeds to S114.
Moved to
【００４０】Ｓ１１２にて、ＣＰＵ１０２は、予め固定
ディスク１０６に記憶されたデータに基づいて、
［｛（Ｂ×Ｌ）／Ａ｝／ΔＸ］からしきい値Ｉｔｈの初
期値を算出する。算出されたＩｔｈの初期値は、固定デ
ィスク１０６の所定の位置に記憶される。At S 112, CPU 102 performs a process based on the data stored in fixed disk 106 in advance.
An initial value of the threshold value Ith is calculated from [{(B × L) / A} / ΔX]. The calculated initial value of Ith is stored at a predetermined position on the fixed disk 106.
【００４１】Ｓ１１４にて、ＣＰＵ１０２は、しきい値
Ｉｔｈの初期値を演算により求めない場合、固定ディス
ク１０６の予備実験結果テーブルからしきい値Ｉｔｈの
初期値を読出す。At S114, if the CPU 102 does not calculate the initial value of the threshold value Ith, the CPU 102 reads the initial value of the threshold value Ith from the preliminary experiment result table of the fixed disk 106.
【００４２】図７を参照して、本実施の形態に係る繊維
径測定装置で実行されるプログラムは、オンライン計測
処理に関し、以下のような制御構造を有する。Referring to FIG. 7, a program executed by the fiber diameter measuring apparatus according to the present embodiment has the following control structure for online measurement processing.
【００４３】Ｓ２００にて、ＣＰＵ１０２は、無次元化
しきい値Ｉｔｈを、前述のＳ１１２またはＳ１１４にて
算出したＩｔｈ初期値に設定する。また、変数Ｎを初期
化（Ｎ＝０）する。In S200, CPU 102 sets non-dimensionalization threshold value Ith to the Ith initial value calculated in S112 or S114 described above. Further, the variable N is initialized (N = 0).
【００４４】Ｓ２０２にて、ＣＰＵ１０２は、第１の受
光センサ１４０および第２の受光センサ１４２からの出
力をバッファに格納する。In S202, CPU 102 stores outputs from first light receiving sensor 140 and second light receiving sensor 142 in a buffer.
【００４５】Ｓ２０４にて、ＣＰＵ１０２は、バッファ
がフル状態であるか否かを判断する。バッファがフル状
態になると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６へ
移される。一方、バッファがフル状態になるまでは（Ｓ
２０４にてＮＯ）、処理はＳ２０２へ戻され、受光セン
サからの出力をバッファに格納する。In S204, CPU 102 determines whether or not the buffer is full. When the buffer is full (YES in S204), the process proceeds to S206. On the other hand, until the buffer becomes full (S
(NO at 204), the process returns to S202, and the output from the light receiving sensor is stored in the buffer.
【００４６】Ｓ２０６にて、ＣＰＵ１０２は、Ｓ２０２
にて格納したバッファからデータを読出す。Ｓ２０８に
て、ＣＰＵ１０２は、バッファが空状態であるか否かを
判断する。バッファが空状態とは、バッファからＣＰＵ
１０２がデータを読出すことによりバッファが空き状態
になったことを示す。バッファが空き状態である場合に
は（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２へ戻され次
のデータをバッファに格納していく。一方、バッファが
空き状態でない場合には（Ｓ２０８にてＮＯ）、処理は
Ｓ２１０へ移される。At S206, CPU 102 proceeds to S202
Read data from the buffer stored in. In S208, CPU 102 determines whether or not the buffer is empty. When the buffer is empty, the buffer
102 indicates that the buffer has become empty by reading data. If the buffer is empty (YES in S208), the process returns to S202 and stores the next data in the buffer. On the other hand, if the buffer is not empty (NO in S208), the process proceeds to S210.
【００４７】Ｓ２１０にて、ＣＰＵ１０２は、バッファ
から読出した第１の受光センサ１４０が測定した光強度
Ｉｆを集束点光強度Ｉｃで除算した光強度比率Ｉｆ／Ｉ
ｃが、しきい値Ｉｔｈよりも大きいか否かを判断する。
光強度比率Ｉｆ／Ｉｃがしきい値Ｉｔｈよりも大きい場
合には（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２１２へ移さ
れる。一方、光強度比率Ｉｆ／Ｉｃがしきい値Ｉｔｈ以
下である場合には（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理はＳ２０
６へ戻され、バッファから次のデータを読出す。In S210, the CPU 102 divides the light intensity If measured by the first light receiving sensor 140 read out from the buffer by the light intensity Ic at the focal point and the light intensity ratio If / I.
It is determined whether or not c is greater than threshold value Ith.
If light intensity ratio If / Ic is larger than threshold value Ith (YES in S210), the process proceeds to S212. On the other hand, if light intensity ratio If / Ic is equal to or smaller than threshold value Ith (NO in S210), the process proceeds to S20.
6 and the next data is read from the buffer.
【００４８】Ｓ２１２にて、ＣＰＵ１０２は、第１の受
光センサ１４０が測定した光強度Ｉｆと第２の受光セン
サ１４２が測定した光強度Ｉｂとが等しいか否かを判断
する。「Ｉｆ＝Ｉｂ」である場合には（Ｓ２１２にてＹ
ＥＳ）、処理はＳ２１４へ移される。一方、「Ｉｆ＝Ｉ
ｂ」でない場合には（Ｓ２１２にてＮＯ）、処理はＳ２
０６へ戻され、バッファから次のデータを読出す。In S212, CPU 102 determines whether or not light intensity If measured by first light receiving sensor 140 is equal to light intensity Ib measured by second light receiving sensor 142. If “If = Ib” (Y in S212)
ES), the process proceeds to S214. On the other hand, “If = I
b ”(NO in S212), the process proceeds to S2
Returning to step 06, the next data is read from the buffer.
【００４９】Ｓ２１４にて、ＣＰＵ１０２は、変数Ｎに
ついて、Ｎ＝Ｎ＋１の演算を行なう。Ｓ２１６にて、Ｃ
ＰＵ１０２は、変数Ｎが、予め定められた定数Ｍより大
きいか否かを判断する。変数Ｎが定数Ｍより大きい場合
には（Ｓ２１６にてＹＥＳ）、処理はＳ２２２へ移され
る。一方、変数Ｎが定数Ｍ以下である場合には（Ｓ２１
６にてＮＯ）、処理はＳ２１８へ移される。なお、定数
Ｍは、たとえば「１０」に設定され、メモリ１０４に記
憶されている。At S214, CPU 102 performs an operation of N = N + 1 for variable N. At S216, C
The PU 102 determines whether or not the variable N is larger than a predetermined constant M. If variable N is greater than constant M (YES in S216), the process proceeds to S222. On the other hand, if the variable N is equal to or smaller than the constant M (S21
(NO at 6), the process proceeds to S218. The constant M is set to, for example, “10” and stored in the memory 104.
【００５０】Ｓ２１８にて、ＣＰＵ１０２は、Ｉｆ
（Ｎ）をメモリ１０４に格納する。Ｓ２２０にて、ＣＰ
Ｕ１０２は、光強度から繊維径への換算式に基づいて、
Ｉｆ（Ｎ）から繊維径を算出する。算出された繊維径
は、表示モニタ１１０などに表示される。光強度から繊
維径への換算式は、固定ディスク１０６に記憶され、メ
モリ１０４に読み出されている。At S218, CPU 102 sets If
(N) is stored in the memory 104. At S220, the CP
U102 is based on a conversion formula from light intensity to fiber diameter,
The fiber diameter is calculated from If (N). The calculated fiber diameter is displayed on the display monitor 110 or the like. The conversion formula from light intensity to fiber diameter is stored in the fixed disk 106 and read out to the memory 104.
【００５１】Ｓ２２２にて、ＣＰＵ１０２は、変数Ｎが
定数Ｍより大きい場合には、Ｍ個のＩｆ（Ｎ）（Ｎ＝１
〜Ｍ）の平均値を算出する。At S222, if the variable N is larger than the constant M, the CPU 102 sets M If (N) (N = 1
To M) are calculated.
【００５２】Ｓ２２４にて、ＣＰＵ１０２は、Ｓ２２２
にて算出した平均値に基づいて、新たなしきい値Ｉｔｈ
を算出する。このとき算出されるしきい値Ｉｔｈは、Ｓ
２２２にて算出した平均値そのものであったり、平均値
の９５％であったりする。この処理により、しきい値Ｉ
ｔｈが逐次更新されることになる。ただし、しきい値Ｉ
ｔｈを頻繁に更新すると、しきい値が限りなく「１」に
近づき、Ｉｆ／Ｉｃ＞Ｉｔｈを満足する（Ｓ２１０にて
ＹＥＳ）場合が少なくなり、繊維径の測定に時間がかか
り過ぎることがある。このため、しきい値Ｉｔｈの上限
を設けるようにしてもよい。At S224, CPU 102 proceeds to S222.
New threshold value Ith based on the average value calculated in
Is calculated. The threshold value Ith calculated at this time is S
The average value itself calculated at 222 or 95% of the average value. By this processing, the threshold value I
th will be updated sequentially. However, the threshold value I
When th is updated frequently, the threshold value approaches “1” without limit, and the case where If / Ic> Ith is satisfied (YES in S210) is reduced, and the measurement of the fiber diameter may take too much time. . Therefore, an upper limit of the threshold value Ith may be provided.
【００５３】Ｓ２２６にて、ＣＰＵ１０２は、変数Ｎを
初期化（Ｎ＝０）する。その後処理はＳ２２８へ移され
る。At S226, CPU 102 initializes variable N (N = 0). Thereafter, the process proceeds to S228.
【００５４】Ｓ２２８にて、ＣＰＵ１０２は、キーボー
ド１０８からオンライン計測処理の終了が入力されたこ
とを検知したか否かを判断する。終了入力を検知すると
（Ｓ２２８にてＹＥＳ）、このオンライン計測処理を終
了する。一方、終了入力を検知しないと（Ｓ２２８にて
ＮＯ）、処理はＳ２０６へ戻され、バッファから次のデ
ータを読出し、繊維径算出処理を行なう。In S 228, CPU 102 determines whether or not the end of online measurement processing is input from keyboard 108. When the end input is detected (YES in S228), this online measurement process ends. On the other hand, if the end input is not detected (NO in S228), the process returns to S206, the next data is read from the buffer, and the fiber diameter calculation process is performed.
【００５５】以上のような構造およびフローチャートに
基づく、繊維径測定装置の動作について説明する。 ［初期設定動作］繊維径測定装置の測定部１００のキー
ボード１０８からオペレータが集束点光強度Ｉｃの測定
要求を入力すると、測定部１００がその測定要求入力を
検知し（Ｓ１００にてＹＥＳ）、第１の受光センサ１４
０および第２の受光センサ１４２から入力された光強度
Ｉｆおよび光強度Ｉｂのいずれかが光強度の最大値を計
測したか否かを判断する。光強度Ｉｆおよび光強度Ｉｂ
のいずれかが光強度の最大値を計測すると（Ｓ１０２に
てＹＥＳ）、オペレータが受光センサの位置を調整す
る。受光センサの位置の調整の結果、光強度Ｉｆ＝光強
度Ｉｂとなるような光強度が計測されると（Ｓ１０２に
てＹＥＳ）、第１の受光センサ１４０および第２の受光
センサ１４２の位置を決定して、決定された受光センサ
の位置がメモリ１０４に記憶される（Ｓ１０６）。The operation of the fiber diameter measuring device based on the above structure and flowchart will be described. [Initial setting operation] When the operator inputs a measurement request of the focal point light intensity Ic from the keyboard 108 of the measurement unit 100 of the fiber diameter measurement device, the measurement unit 100 detects the input of the measurement request (YES in S100), and 1 light receiving sensor 14
It is determined whether any one of the light intensity If and the light intensity Ib input from 0 and the second light receiving sensor 142 has measured the maximum value of the light intensity. Light intensity If and light intensity Ib
If any of the above measures the maximum value of the light intensity (YES in S102), the operator adjusts the position of the light receiving sensor. As a result of the adjustment of the positions of the light receiving sensors, when light intensity such that light intensity If = light intensity Ib is measured (YES in S102), the positions of first light receiving sensor 140 and second light receiving sensor 142 are changed. Once determined, the determined position of the light receiving sensor is stored in the memory 104 (S106).
【００５６】静止状態における合成繊維の集束点光強度
Ｉｃが算出され（Ｓ１０８）、無次元化光強度（Ｉ／Ｉ
ｃ）に対するしきい値Ｉｔｈの初期値を演算する場合に
は（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、所定の関数に基づいてしき
い値Ｉｔｈの初期値が算出される（Ｓ１１２）。一方、
しきい値Ｉｔｈの初期値を演算により求めない場合には
（Ｓ１１０にてＮＯ）、固定ディスク１０６に記憶され
た予備実験データ結果テーブルからしきい値Ｉｔｈの初
期値を読出す（Ｓ１１４）。The convergence point light intensity Ic of the synthetic fiber in the stationary state is calculated (S108), and the dimensionless light intensity (I / I) is calculated.
When calculating the initial value of threshold value Ith for c) (YES in S110), the initial value of threshold value Ith is calculated based on a predetermined function (S112). on the other hand,
If the initial value of the threshold value Ith is not obtained by calculation (NO in S110), the initial value of the threshold value Ith is read from the preliminary experiment data result table stored in the fixed disk 106 (S114).
【００５７】このようにして、オペレータが集束点光強
度Ｉｃの測定要求を入力すると、測定ポイント８００に
静止された合成繊維からの散乱光の光強度が第１のセン
サ１４０および第２のセンサ１４２が最大の光強度を計
測するように受光センサの位置が決定される。さらに、
静止状態における繊維の集束点光強度Ｉｃが算出され、
しきい値Ｉｔｈの初期値が算出される。このようにして
初期設定動作が終了しオンライン計測動作が実行できる
ようになる。 ［オンライン計測動作］オペレータが初期設定動作の
後、オンライン計測動作を指示すると、初期設定動作に
より算出されたしきい値Ｉｔｈが、しきい値Ｉｔｈの初
期値に設定され、変数Ｎが初期化（Ｎ＝０）される（Ｓ
２００）。第１の受光センサ１４０および第２の受光セ
ンサ１４２からの出力が入出力インターフェイス１１２
を介してメモリ１０４のバッファに格納される（Ｓ２０
２）。バッファがフル状態になると（Ｓ２０４にてＹＥ
Ｓ）、バッファが空状態になるまで（Ｓ２０８にてＮ
Ｏ）バッファからデータが読出される（Ｓ２０６）。As described above, when the operator inputs the measurement request of the focusing point light intensity Ic, the light intensity of the scattered light from the synthetic fiber stopped at the measurement point 800 is changed by the first sensor 140 and the second sensor 142. Is determined such that the maximum light intensity is measured. further,
The focal point light intensity Ic of the fiber in the stationary state is calculated,
An initial value of the threshold value Ith is calculated. Thus, the initial setting operation is completed, and the online measurement operation can be executed. [Online Measurement Operation] When the operator instructs the online measurement operation after the initial setting operation, the threshold value Ith calculated by the initial setting operation is set to the initial value of the threshold value Ith, and the variable N is initialized ( N = 0) (S
200). Outputs from the first light receiving sensor 140 and the second light receiving sensor 142 are output to the input / output interface 112.
Is stored in the buffer of the memory 104 via the
2). When the buffer becomes full (YE in S204)
S) Until the buffer becomes empty (N in S208)
O) Data is read from the buffer (S206).
【００５８】第１の受光センサ１４０により測定された
光強度Ｉｆを初期設定動作で算出した集束点光強度Ｉｃ
で除算した光強度比率が、無次元化されたしきい値Ｉｔ
ｈよりも大きいか否かが判断される（Ｓ２１０）。光強
度比率Ｉｆ／Ｉｃがしきい値Ｉｔｈよりも大きく（Ｓ２
１０にてＹＥＳ）、かつ、第１の受光センサ１４０によ
る光強度の測定値Ｉｆと第２の受光センサ１４２による
光強度の測定値Ｉｂとが等しい場合には（Ｓ２１２にて
ＹＥＳ）、変数ＮについてＮ＝Ｎ＋１の演算が行なわれ
る（Ｓ２１４）。The light intensity If measured by the first light receiving sensor 140 is calculated as a focusing point light intensity Ic calculated by the initial setting operation.
Is divided by the dimensionless threshold value It.
It is determined whether it is greater than h (S210). The light intensity ratio If / Ic is larger than the threshold value Ith (S2
If the measured value If of the light intensity by the first light receiving sensor 140 is equal to the measured value Ib of the light intensity by the second light receiving sensor 142 (YES in S212), the variable N Is performed for N = N + 1 (S214).
【００５９】変数Ｎが予め定められた定数Ｍ以下である
場合には（Ｓ２１６にてＮＯ）、測定されたＩｆ（Ｎ）
がメモリ１０４に格納される（Ｓ２１８）。測定された
光強度Ｉｆ（Ｎ）から、光強度から繊維径への換算式に
基づいて、繊維径が算出される（Ｓ２２０）。このよう
な繊維径を算出する処理が、終了入力を検知するまで
（Ｓ２２８にてＮＯ）、繰返し行なわれる。If the variable N is equal to or smaller than the predetermined constant M (NO in S216), the measured If (N)
Is stored in the memory 104 (S218). From the measured light intensity If (N), the fiber diameter is calculated based on a conversion formula from the light intensity to the fiber diameter (S220). Such a process of calculating the fiber diameter is repeatedly performed until the end input is detected (NO in S228).
【００６０】一方、変数Ｎが予め定められた定数Ｍを超
えた場合には（Ｓ２１６にてＹＥＳ）、Ｍ個のＩｆ
（Ｎ）（Ｎ＝１〜Ｍ）の平均値が算出される（Ｓ２２
２）。算出された平均値に基づいて、新たなしきい値Ｉ
ｔｈが算出され（Ｓ２２４）、しきい値Ｉｔｈは、算出
された新たなしきい値Ｉｔｈに更新される。変数Ｎが初
期化（Ｎ＝０）（Ｓ２２６）され、終了入力が検知され
るまでは（Ｓ２２８にてＮＯ）、受光センサが検知した
光強度に基づく光強度比率が、更新されたしきい値Ｉｔ
ｈよりも大きい場合に（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、検知さ
れた光強度に基づいて、新たに繊維径が算出される（Ｓ
２２０）。On the other hand, if the variable N exceeds a predetermined constant M (YES in S216), the M If
An average value of (N) (N = 1 to M) is calculated (S22).
2). Based on the calculated average value, a new threshold value I
is calculated (S224), and the threshold value Ith is updated to the calculated new threshold value Ith. Until the variable N is initialized (N = 0) (S226) and the end input is detected (NO in S228), the light intensity ratio based on the light intensity detected by the light receiving sensor is updated to the updated threshold value. It
h (YES in S210), a new fiber diameter is calculated based on the detected light intensity (S210).
220).
【００６１】以上のようにして、本実施の形態に係る繊
維径測定装置は、測定ポイントに対して、シート状のレ
ーザ光を照射し、照射されたレーザ光により散乱した散
乱光を受光センサにより測定し、受光センサが測定した
光強度が、予め定められたしきい値以上またはしきい値
よりも大きい場合には、受光センサが検知した光強度に
基づいて繊維径を算出することができる。また、光強度
のしきい値は、オンライン計測処理において逐次更新さ
れ、精度高く繊維径を測定することができる。その結
果、紡出中の合成繊維の繊維径をオンラインで正確に測
定することができる繊維径測定装置を提供することがで
きる。As described above, the fiber diameter measuring apparatus according to the present embodiment irradiates the measurement point with the sheet-like laser light, and scatters the light scattered by the irradiated laser light with the light receiving sensor. When the light intensity measured and measured by the light receiving sensor is equal to or greater than a predetermined threshold value or larger than the threshold value, the fiber diameter can be calculated based on the light intensity detected by the light receiving sensor. Further, the threshold value of the light intensity is sequentially updated in the online measurement processing, and the fiber diameter can be measured with high accuracy. As a result, it is possible to provide a fiber diameter measuring device capable of accurately and accurately measuring the fiber diameter of a synthetic fiber being spun.
【００６２】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
【図１】 本実施の形態に係る繊維径測定装置の繊維径
算出部の制御ブロック図である。FIG. 1 is a control block diagram of a fiber diameter calculation unit of a fiber diameter measuring device according to the present embodiment.
【図２】 本実施の形態に係る繊維径測定装置のレーザ
光照射部の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a laser beam irradiation unit of the fiber diameter measuring device according to the present embodiment.
【図３】 図２の繊維径測定ポイント付近の詳細を示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing details in the vicinity of a fiber diameter measurement point in FIG. 2;
【図４】 ずれ量と光強度との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a shift amount and light intensity.
【図５】 光強度と繊維径との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between light intensity and fiber diameter.
【図６】 本実施の形態に係る初期設定処理の制御の手
順を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a control procedure of an initial setting process according to the present embodiment.
【図７】 本実施の形態に係るオンライン計測処理の制
御の手順を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating a control procedure of an online measurement process according to the present embodiment.
１００ 測定部、１０２ ＣＰＵ、１０４ メモリ、１
０６ 固定ディスク、１０８ キーボード、１１０ 表
示モニタ、１１２ 入出力インターフェイス、１１４
Ａ／Ｄ変換器、１２０ センサ部、１３０、１３２ ア
ンプ、１４０、１４２ 受光センサ。100 measuring unit, 102 CPU, 104 memory, 1
06 fixed disk, 108 keyboard, 110 display monitor, 112 input / output interface, 114
A / D converter, 120 Sensor unit, 130, 132 Amplifier, 140, 142 Light receiving sensor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新明 輝美 福井県鯖江市水落町47字三反田35番１ カ ネボウ合繊株式会社内 (72)発明者 山田 哲二 福井県鯖江市水落町47字三反田35番１ カ ネボウ合繊株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA26 BB12 BB15 CC00 FF44 GG04 HH04 JJ05 JJ15 LL04 QQ03 QQ08 QQ23 QQ25 QQ26 QQ29 SS13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Terumi Shinmei 35-1, Mizanda, 47, Mizurachi-cho, Sabae City, Fukui Prefecture Inside Kanebo Gosen Co., Ltd. No. 1 Kanebo synthetic fiber Co., Ltd. F term (reference) 2F065 AA26 BB12 BB15 CC00 FF44 GG04 HH04 JJ05 JJ15 LL04 QQ03 QQ08 QQ23 QQ25 QQ26 QQ29 SS13
Claims (5)
維径測定装置であって、前記合成繊維は、静止状態にお
いて所定の測定ポイントに設置され、紡出時に前記測定
ポイントからのずれを生じ、前記繊維径測定装置は、 前記合成繊維に対して、前記測定ポイントに集光された
測定光を照射するための照射手段と、 前記照射手段により照射された前記合成繊維の散乱光を
受光して、受光した前記散乱光の光強度を検知するため
の検知手段と、 前記検知手段に接続され、前記検知手段が受光した前記
散乱光の光強度がしきい値以上である場合に、前記散乱
光の光強度に基づいて、前記合成繊維の繊維径を算出す
るための算出手段とを含む、繊維径測定装置。1. A fiber diameter measuring device for measuring a fiber diameter of a synthetic fiber being spun, wherein the synthetic fiber is installed at a predetermined measurement point in a stationary state, and deviates from the measurement point during spinning. The fiber diameter measuring device, the irradiating means for irradiating the synthetic fiber with the measurement light focused on the measurement point, scattered light of the synthetic fiber irradiated by the irradiating means Receiving, detecting means for detecting the light intensity of the received scattered light, connected to the detecting means, when the light intensity of the scattered light received by the detecting means is equal to or more than a threshold value, A calculating means for calculating a fiber diameter of the synthetic fiber based on the light intensity of the scattered light.
定ポイントからのずれ量の関数により表わされる値であ
る、請求項１に記載の繊維径測定装置。2. The fiber diameter measuring device according to claim 1, wherein the threshold value is a value represented by a function of a shift amount from the measurement point during spinning.
するためのレーザ光発生手段と、前記レーザ光発生手段
からのレーザ光を幅Ａに拡散させる拡散レンズと、前記
拡散レンズにより拡散されたレーザ光を幅Ｂに集光させ
る集光レンズとを含み、前記集光レンズと前記測定ポイ
ントとの距離をＬ、前記ずれ量をΔＸおよび前記集光レ
ンズにより集光された光の前記測定ポイントにおける光
強度をＩとして、前記しきい値は、[[（Ｂ×Ｌ）／Ａ｝
／ΔＸ]×Ｉ（ただし、ΔＸ≠０）により表わされる、
請求項２に記載の繊維径測定装置。3. The irradiating means includes a laser light generating means for generating a semiconductor laser light, a diffusion lens for diffusing the laser light from the laser light generating means to a width A, and a light diffused by the diffusion lens. A condenser lens for condensing the laser light to a width B, wherein the distance between the condenser lens and the measurement point is L, the shift amount is ΔX, and the measurement point of the light collected by the condenser lens , The threshold value is [[(B × L) / A｝].
/ ΔX] × I (where ΔX ≠ 0),
The fiber diameter measuring device according to claim 2.
た散乱光の光強度と前記合成繊維の繊維径との間に成立
する正の相関関係を用いて、前記合成繊維の繊維径を算
出するための手段を含む、請求項１に記載の繊維径測定
装置。4. The calculating means calculates the fiber diameter of the synthetic fiber using a positive correlation established between the light intensity of the scattered light received by the detecting means and the fiber diameter of the synthetic fiber. The fiber diameter measuring device according to claim 1, further comprising:
前記算出手段とに接続され、前記検知手段が受光した散
乱光の光強度が前記しきい値を上回ると、受光した散乱
光の光強度に基づいて、前記しきい値を逐次更新するた
めの更新手段をさらに含む、請求項１に記載の繊維径測
定装置。5. The fiber diameter measuring device is connected to the detecting means and the calculating means, and when the light intensity of the scattered light received by the detecting means exceeds the threshold value, the light of the scattered light received The fiber diameter measuring device according to claim 1, further comprising an updating unit for sequentially updating the threshold based on the intensity.
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|---|---|---|---|---|
| JP2006175775A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Seiko Epson Corp | Measurement device, liquid droplet jet device, method of aligning nozzle to measurement device, method of calibrating measurement device, and method of measurement |
| JP2014227632A (en) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | パナソニック株式会社 | Apparatus for producing sheet, apparatus for measuring fiber diameter, and method for measuring fiber diameter |
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2000
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