JP2869744B2 - 走行する糸状体又はワイヤ状の試験試料のパラメータを監視及び/又は測定するための装置及びその作動方法 - Google Patents
走行する糸状体又はワイヤ状の試験試料のパラメータを監視及び/又は測定するための装置及びその作動方法Info
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Description
し、その両側壁には静電容量測定エレメントの各々の一
部を成す測定電極を設けた、走行する糸状体又はワイヤ
状の試験試料のパラメータを監視及び/又は測定する装
置に関する。
の装置、専門的にいえば電子的ヤーンクリアラや糸むら
試験機が存在する。ツエルヴエーゲル・ウステル社のUS
TER AUTOMATICタイプで代表されるような電子的ヤーン
クリアラは、糸中の欠陥、例えば短い太い所、細い所、
頻繁に太い所と細い所が生ずるモアレのような邪魔にな
る欠陥の検出に用いられている。同じくツエルヴエーゲ
ル・ウステル社のむら試験器、USTER TESTER(USTERは
ツエルヴエーゲル・ウステル社の登録商標)はスライ
バ、ロービング、糸などの単位長さ当り重量の変動の検
出、分析に用いられている。
故に、静電容量測定原理は広く用いられるに至つてい
る。この原理に基づく装置に加え、光学的測定ヘツドも
使用されており、これにより試験試料の直径が求められ
る。この光学的測定ヘツドは特に静電容量測定ヘツドが
使用できない、例えば導電性試料の測定に用いられてい
る。
理と構造によつて、ある程度外部の影響、例えば水分、
糸断面の形状、測定部における位置への依存性、原料な
どの影響を受ける。利用できる技術をもつてしても、そ
の適用は極めて興味深いものであるにしても、この影響
を除去又は減少することはできない。更にまだ解決して
いない問題として、静電容量測定原理の利点をすべて有
し、あらゆるタイプの糸に使用できる如き普遍的測定ヘ
ツドがある。最後に自動化の進歩と共に、自己診断形測
定ヘツドができることが期待される。
つて本発明の意図は、公知の測定ヘツドよりも外部影響
を受けず、普遍的に使用できかつ自動診断を行う測定ヘ
ツドを規定しようとするものである。
溝の一方の側に配置された光源と、他方の側に配置され
た光電素子を有する光学的測定エレメントを、静電容量
測定エレメントに加えて設け、両測定エレメントが共通
測定ヘツドの各一部を成す如くした事実に基づく。
部影響の依存性とこれにより生ずる精度の変化は、公知
の測定ヘツドに比し減少することが示されている。本発
明により普遍的に適用できることは明らかであり、求め
られる自動チエツクは、2つの測定ヘツドから供給され
る結果の間の偏りが1つ又は2つの測定ヘツドの作動が
異常であると解釈される事実によつて達成される。
のような利点を有する。即ち、従来監視できなかつた、
あるいは少なくとも、この様な簡単な方法ではできなか
つたパラメータのオンライン測定と監視を可能にする。
かくて、通常監視するパラメータ、即ち断面積と直径に
加え、例えばかさ高さ、毛羽、水分などを監視し測定す
ることが可能となる。更に、従来はできなかつた興味あ
る適用も、2つの測定エレメントの値を組合せ評価する
ことから生じて来る。公知の如く、静電容量測定エレメ
ントは試料の断面の変動、正確にいうならば、単位長さ
当りの試料の重量の変動を測り、また光学的測定エレメ
ントは直径の変動を測定する。2つのタイプの測定値の
組合せにより、単位体積当りの重量、即ち、物理的な密
度に比較し得る変数、と言つた情報も提供される。これ
から他の変数、例えば糸の撚についての結論を引き出す
ことも可能である。
例から、本発明による測定ヘツドは多数の優れた特性を
有し、特に従来は容量式であれ光学式であれ公知の簡単
な測定ヘツドを使用しては不可能てあつた測定と監視を
可能とする。
る。本方法は2つの測定エレメントを同一感度に整合さ
せることを特徴とする。
る。
タを、特に光学的及び静電容量的にその直径及び断面積
の両者を監視し、及び/又は測定する。これらの装置、
即ち測定ヘツドのそれぞれは、測定すべき糸状体Fが走
行する測定溝2を有するケース1を持つ。ここに糸状体
とは糸、撚糸、繊維リボン又はワイヤと言つた細長く伸
びた試験試料を指す。例図はそれぞれ、おおよそ5:1の
拡大図を示し、第2図に示した実施例においては測定溝
2は第1図及び第3図の実施例のものよりも広い。
で一体に射出成形されている。該ケースは測定溝2の凹
部で左右の半分3と4に分けられる。本装置の光学的及
び電子的コンポーネントのためのキヤリアプレート5は
ケースのオープンベースに挿入され、ケース1にねじ止
めされる。
に、好ましくは発光ダイオードより成る光源6を有し、
該光源はケースの右半分4の領域に配置されたフオトダ
イオード7上に光を投射する。測定溝2は発光ダイオー
ド6とフォトダイオード7から拡散スクリーン8及び9
で仕切られており、測定溝2には拡散照明が与えられ、
フオトダイオード7には拡散光が入射する。フオトダイ
オード7の前面に配置される拡散スクリーンは、また周
囲光の遮蔽のために1つのフイルタプレートで形成する
こともでき、あるいは拡散スクリーンとフイルタ両者の
役目を同時に果たすようにもできる。
太いか細いかの欠陥のために断面変化を示すと、フオト
ダイオードの影、従ってその出力は変化する。この変化
を用いて単にその欠陥の存在を記録するか、あるいは走
行する糸状体Fを把持し欠陥を除去するかすることがで
きる。
1図)あるいはくぼみ12を持つ円錐状光ガイド11(第2
図、第3図)を発光ダイオード6と拡散スクリーン8と
の間に設ける。このエレメントについてはここで更には
触れない。これに関しては欧州特許出願第244788号明細
書に測定ヘツドの光学部分を図示し、詳細に述べてあ
る。
が前述の光学式測定エレメントに加えて設けられてい
て、個々の実施例図には光学式測定エレメントに関連し
て、静電容量式測定エレメントの異なつた配置の可能性
を示してある。静電容量式測定エレメントを持つ測定ヘ
ツドは、ツエルヴエーゲル・ウステル社の電子的ヤーン
クリアラUSTER AUTOMATICと、糸むら試験機USTER TESTE
Rに何10年にもわたつて用いられてきており、従つて公
知である。この種の測定ヘツドに関連する多数の特許の
内、米国特許第2516768号及び第3009101号明細書を挙げ
るにとどめる。
の容量電極13,14で示してある。静電容量式測定原理は
良く知られているので詳細の例示は省略した。第1図、
第2図においては、光学式と静電容量式測定エレメント
の測定域は一致している配置例を示しているが、実施例
第3図においてはそれらの測定域は隣接して設けられて
いる。
樹脂層より成り、拡散スクリーン8,9に埋め込まれてい
て、光学式測定エレメントに対しては「透明」である。
各拡散スクリーンはここではサンドイツチ構造を取つて
おり、一部に蒸着又は霧化手法(いわゆるスパツタリン
グ)で前記の層が設けられている。他の可能な方法とし
ては容量電極13,14を適当な材料、例えば金属で細かい
メツシユの網で形成することもできる。
層は拡散スクリーン8,9に埋め込まれず、むしろ拡散ス
クリーンの左側に層としてコーテイングしてある。この
面は図示の如く糸状体Fに対面する側にあるが、原理的
にはその反対側に面するようにすることもできる。第1
図に関連して述べた注釈はこの層のデイザインと材料に
ついても適用される。
静電容量式測定エレメントは共通の測定域を持つのでは
なく、空間的に分かれた測定域を持つている。図によれ
ば、測定域と、従つてその測定エレメントも、糸状体の
走行方向に前後して配置されており、2つの測定エレメ
ントは互いに独立である。
光学式測定では、糸状体上の同一要素に対しては同一時
点では実行されないが、結合エレメント上でこの2つの
測定信号間の時間的な差は信号処理において補償され
る。この補償は例えば、糸状体の走行方向から見て後方
に配置された測定エレメントからの信号は、その測定域
に糸状体の各部分が、走行方向から見て前方に配置され
た測定エレメントの測定域に比べて時間的に早く入り込
むので、これに対応させて遅延させて評価することで実
行される。しかしある種の適用においては、2つの測定
信号間の時間的な差は厄介なものではなく、その差を補
償する必要もないであろう。
なつた感度を有するため、これらは同一感度に整合させ
ねばならない。この整合は測定の前に自動的に行われる
のが好ましく、更に専門的にいえば相関又は同様な方法
で、定常信号成分の有無で実行されるのが好ましい。
平均化されるのが好ましい。更に詳しくは、各々にとつ
て好ましくない外部影響の抑制のため、ある時間範囲又
は周波数範囲において、変換と濾波を行つた後に平均化
されるのが好ましい。
が合わせられる。ドリフトはより安定な測定エレメント
で修正され、水分が変化するような場合は、光学式測定
エレメントから増幅度を導出する。走行する糸状体Fの
むら、例えば太くなつたり細くなつたりする太さ変動
は、2つの測定エレメントの信号を平均して求められ
る。ネツプは光学式測定エレメントの信号から、時間又
は周波数範囲の濾波によつて求められる。
を選択的に増幅した後、2つの測定信号の和ではなく、
差を形成する。
の信号成分を比較し、もつともらしさに対するテストに
よつて、測定ヘツドの自動チエツクも可能となる。もし
個々の成分が一つ、もしくはかかる成分の組合せが異常
な偏りを示せば、測定エレメントの誤動作が推定され、
仮定される正確な測定値を持つ測定エレメントへの切り
替えが行われる。必要ならじよう乱のある信号成分のみ
を切り離すか、アラームをトリガすることも可能であ
る。
定量、例えばかさ高さ、毛羽、水分率、異状繊維、撚、
比重等について述べることも可能である。
することは、一般に2つのシステムの精度の変動を少な
くとも部分的には消去し、測定精度を増す結果と成る。
直角な面の断面図、第2図は第1図の変形による第2の
実施例、第3図は本発明の装置の第3の実施例を糸の走
行方向で測定溝に直角の方向から見た断面図である。 2……測定溝、6……発光ダイオード、7……フオトダ
イオード
Claims (15)
- 【請求項1】試験試料の通過のための測定溝を有し、そ
の両側壁のそれぞれに静電容量式測定エレメントの一部
を構成する測定電極を有し、該静電容量式測定エレメン
トに加えて、上記測定溝(2)の一方の側に配置された
光源(6)と、他方の側の光電エレメント(7)を有す
る光学式測定エレメントを有し、両測定エレメントが1
つの共通測定ヘツドの一部を成す如くしたことを特徴と
する、走行する糸状体又はワイヤ状の試験試料のパラメ
ータを監視及び/又は測定するための装置。 - 【請求項2】2つの測定エレメントが共通担体(5)上
に取り付けられ、又/あるいは1つの共通ケース中に配
置されたことを特徴とする、請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】2つの測定エレメントが試験試料(F)の
走行方向に前後して配置され、空間的に分離された測定
域を持つことを特徴とする、請求項2に記載の装置。 - 【請求項4】2つの測定エレメントが互いに組み合わさ
れ、その測定域が少なくとも部分的に重複したことを特
徴とする、請求項2に記載の装置。 - 【請求項5】静電容量式測定エレメントの測定電極(1
3,14)が光学式測定エレメントの光路中に配置されたこ
とを特徴とする、請求項4に記載の装置。 - 【請求項6】測定溝(2)が両側壁を光学式エレメン
ト、好ましくは拡散スクリーン(8,9)で区切られ、測
定電極(13,14)が前記拡散スクリーンに支持されたこ
とを特徴とする、請求項5に記載の装置。 - 【請求項7】各測定電極(13,14)が格子状あるいはふ
るい状のデザインで、それぞれの拡散スクリーン(8又
は9)に埋め込まれ、あるいは該スクリーン上に設けら
れたことを特徴とする、請求項6に記載の装置。 - 【請求項8】各測定電極(13,14)がフイルム状の層で
形成され、光学式測定エレメントに対しては透明である
如くしたことを特徴とする、請求項6に記載の装置。 - 【請求項9】フイルム状の層が、拡散スクリーン(8,
9)上に金属層の蒸着あるいはスプレイで形成されたこ
とを特徴とする、請求項8に記載の装置。 - 【請求項10】フイルム状の層が、拡散スクリーン(8,
9)上に適用された導電性樹脂層で形成されたことを特
徴とする、請求項8に記載の装置。 - 【請求項11】2つの測定エレメントを同一感度に自動
的に整合させる如くしたことを特徴とする、請求項1に
記載の装置を作動させる方法。 - 【請求項12】2つの測定エレメントからの信号を相関
させることによつて整合を行う如くしたことを特徴とす
る、請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】2つの測定エレメントからの信号が、別
個に成形し、濾波された後、合成信号を生ずるために平
均される如くしたことを特徴とする、請求項12に記載の
方法。 - 【請求項14】各測定エレメントからの信号の個々の成
分が濾波され、異常な偏りの発生をテストする如くした
ことを特徴とする、請求項11ないし13のうち1つに記載
の方法。 - 【請求項15】異常偏りの発生を、1つの測定エレメン
トの誤動作と解釈し、該測定エレメントからの信号を評
価には用いないようにしたことを特徴とする、請求項14
に記載の方法。
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