JP3035840B2 - 光学繊維または類似の繊維の引っ張りストレスを測定する装置および方法 - Google Patents
光学繊維または類似の繊維の引っ張りストレスを測定する装置および方法Info
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- G—PHYSICS
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- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光学繊維または類似
の繊維の引っ張りストレスを測定する装置に関するもの
である。
の繊維の引っ張りストレスを測定する装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光学繊維は、極めて細いガラス繊維であ
り、直径が約１５０マイクロメーター程度のものであ
る。光学繊維は、電気通信の分野において、情報伝達容
量が飛躍的に相違し、原材料が不足しない点で、銅線な
どの電気導体に代わるものである。
り、直径が約１５０マイクロメーター程度のものであ
る。光学繊維は、電気通信の分野において、情報伝達容
量が飛躍的に相違し、原材料が不足しない点で、銅線な
どの電気導体に代わるものである。
【０００３】光学繊維は、引っ張り（引き抜き）タワー
と称される高さが約６−７ｍの高いタワーで作られるも
ので、該タワーの上部から溶融ガラスが引き抜かれ、細
い繊維となる。熱い繊維が下降するにつれ、冷却され、
その後、該繊維に対し、前記タワーの下部に設けられた
コーティング槽で所望のポリマーがコテーィングされ
る。コーティングの後、該繊維は、テンションメーター
を経て特別なローラーへ送られ、ロールに巻き取られ
る。裸の繊維は、破損するため、曲げてはならないが、
ポリマーをコーティングした後では、該繊維は、曲げに
対して耐えるものとなる。今日では、引っ張り（引き抜
き）は、約２−４ｍ／ｓの速度で行われていて、繊維の
引っ張りレートや繊維の太さは、テンションメーターで
調節されるようになっている。しかしながら、裸の繊維
には、触れることができないので、テンション測定は、
前記のコーティングの後に行われる。しかしながら、コ
ーティングの後のテンション測定は、手遅れであって、
裸の繊維のテンションの結果を正確に与えない。
と称される高さが約６−７ｍの高いタワーで作られるも
ので、該タワーの上部から溶融ガラスが引き抜かれ、細
い繊維となる。熱い繊維が下降するにつれ、冷却され、
その後、該繊維に対し、前記タワーの下部に設けられた
コーティング槽で所望のポリマーがコテーィングされ
る。コーティングの後、該繊維は、テンションメーター
を経て特別なローラーへ送られ、ロールに巻き取られ
る。裸の繊維は、破損するため、曲げてはならないが、
ポリマーをコーティングした後では、該繊維は、曲げに
対して耐えるものとなる。今日では、引っ張り（引き抜
き）は、約２−４ｍ／ｓの速度で行われていて、繊維の
引っ張りレートや繊維の太さは、テンションメーターで
調節されるようになっている。しかしながら、裸の繊維
には、触れることができないので、テンション測定は、
前記のコーティングの後に行われる。しかしながら、コ
ーティングの後のテンション測定は、手遅れであって、
裸の繊維のテンションの結果を正確に与えない。
【０００４】繊維の引っ張りレートを増加したい場合が
あるが、プロセスコントロールの観点から、繊維のテン
ションは、該繊維に触れることなく測定しなければなら
ない。現在の繊維テンションメーターは、スプリング付
勢のローラーであり、これを経由してコーティングされ
ていない繊維が前進する。負荷のレートで該繊維のテン
ションが示される。しかしながら、そのような接触ロー
ラーは、裸の繊維を損傷しやすく、引っ張りマシンの動
作開始直後の極めて遅い引っ張り速度でしか使用できな
いのが実情である。
あるが、プロセスコントロールの観点から、繊維のテン
ションは、該繊維に触れることなく測定しなければなら
ない。現在の繊維テンションメーターは、スプリング付
勢のローラーであり、これを経由してコーティングされ
ていない繊維が前進する。負荷のレートで該繊維のテン
ションが示される。しかしながら、そのような接触ロー
ラーは、裸の繊維を損傷しやすく、引っ張りマシンの動
作開始直後の極めて遅い引っ張り速度でしか使用できな
いのが実情である。
【０００５】従来の技術においては、電子−光学メータ
ーも使用され、光線を二重屈折させて繊維の引っ張りス
トレスを測定する。ガラス繊維のマテリアルは、クォー
ツであることが多く、テンションに相当する二重光屈折
が生ずる。これに関する問題は、測定すべき光線が約１
５０マイクロメーターの細さの可動ガラス繊維に対し正
確に焦点を結ばなければならず、その後で、二重屈折で
の測定を行う点である。
ーも使用され、光線を二重屈折させて繊維の引っ張りス
トレスを測定する。ガラス繊維のマテリアルは、クォー
ツであることが多く、テンションに相当する二重光屈折
が生ずる。これに関する問題は、測定すべき光線が約１
５０マイクロメーターの細さの可動ガラス繊維に対し正
確に焦点を結ばなければならず、その後で、二重屈折で
の測定を行う点である。
【０００６】フィンランド特許公報７９４１０と米国特
許４，８３３，９２８号には、動いている薄いフィルム
または膜状体のテンションを膜状ウエーブの速度を音響
−光学的に測定する方法が開示されている。膜状体の近
くに拡声器が配置され、これによって機械的サージを膜
状体に発生し、そのようなサージを膜状体のテンション
方向にそって前進させる。このサージの前進速度は、該
膜状体の異なる二点における該膜状体の振動を光学的に
測定することで測定される。波の速度と該膜状体の基礎
重量が分かれば、該テンションが測定できる。しかしな
がら、このようなメーターは、細い透明なガラス繊維の
引っ張りストレスの測定には、使用できない。現象が異
なる現象であるから、二つのフィジカルな動きが関連
し、これらは，二つの式で記載される。
許４，８３３，９２８号には、動いている薄いフィルム
または膜状体のテンションを膜状ウエーブの速度を音響
−光学的に測定する方法が開示されている。膜状体の近
くに拡声器が配置され、これによって機械的サージを膜
状体に発生し、そのようなサージを膜状体のテンション
方向にそって前進させる。このサージの前進速度は、該
膜状体の異なる二点における該膜状体の振動を光学的に
測定することで測定される。波の速度と該膜状体の基礎
重量が分かれば、該テンションが測定できる。しかしな
がら、このようなメーターは、細い透明なガラス繊維の
引っ張りストレスの測定には、使用できない。現象が異
なる現象であるから、二つのフィジカルな動きが関連
し、これらは，二つの式で記載される。
【０００７】米国特許５，０７９，４３３号には、加圧
空気により繊維をゆるく波打たせ、ついで、弛んだ波の
ベーシックな周波数を測定し、これで、繊維のテンショ
ンを測定する装置が開示されている。この装置は、周波
数をダブラせるなどの複雑な計算方式をとっている。ま
た、たるんだ波の動きと、その周波数は、測定すべき繊
維の長さ、または、繊維の固定ポイント（これらは、使
用する引っ張りマシンの寸法により決定される）に依存
する。
空気により繊維をゆるく波打たせ、ついで、弛んだ波の
ベーシックな周波数を測定し、これで、繊維のテンショ
ンを測定する装置が開示されている。この装置は、周波
数をダブラせるなどの複雑な計算方式をとっている。ま
た、たるんだ波の動きと、その周波数は、測定すべき繊
維の長さ、または、繊維の固定ポイント（これらは、使
用する引っ張りマシンの寸法により決定される）に依存
する。
【０００８】ヨーロッパ特許公報０２２６３９３号に
は、電子−光学手段により、無接触で繊維テンションを
測定する方法が開示されており、繊維の振動数が、繊維
の影をＣＣＤカメラに投影させることで、所謂ＣＣＤカ
メラで示すことが行われている。この測定方法では、ま
た、繊維の全長にそって、たるんだ波を形成し、所謂ベ
ーシック周波数がフーリエ分析の手段でサーチされ、こ
れから該波の波状運動の速度が計算される。
は、電子−光学手段により、無接触で繊維テンションを
測定する方法が開示されており、繊維の振動数が、繊維
の影をＣＣＤカメラに投影させることで、所謂ＣＣＤカ
メラで示すことが行われている。この測定方法では、ま
た、繊維の全長にそって、たるんだ波を形成し、所謂ベ
ーシック周波数がフーリエ分析の手段でサーチされ、こ
れから該波の波状運動の速度が計算される。
【０００９】
【発明が解決しようとする問題点】この発明は、従来の
技術で問題となっている光学繊維または類似の繊維の引
っ張りストレスを測定するための改良された測定装置を
提供することを目的とするものである。
技術で問題となっている光学繊維または類似の繊維の引
っ張りストレスを測定するための改良された測定装置を
提供することを目的とするものである。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】この発明は、光学繊維
の引っ張りストレスを測定する測定装置であって、進行
波を生成し、そしてこの進行波が線形極性波として前記
光学繊維に沿って進行するように、前記進行波を前記光
学繊維に供給する手段と、前記光学繊維に供給された前
記進行波の進行速度（ｖ）を測定するための少なくとも
２つの位置感知指示器とを備え、前記指示器は前記光学
繊維の長さに沿った既知の距離だけ離れて配置され、こ
れにより、（Ｍ）を前記光学繊維の単位長さ当たりの繊
維質量としたとき、前記光学繊維の引っ張りストレス
（Ｔ）がＴ＝ｖ2 ・Ｍなる等式から計算されることを特
徴とするものである。この発明はまた、光学繊維の引っ
張りストレスを測定する方法であって、引き抜きタワー
内で光学繊維を形成する工程と、進行波を生成し、そし
てこの進行波が線形極性波として前記光学繊維に沿って
進行するように、前記進行波を前記光学繊維に供給する
工程と、前記光学繊維の長さに沿って少なくとも２つの
位置感知指示器を配列する工程と、前記指示器を介して
前記進行波の進行速度（ｖ）を測定する工程と、前記光
学繊維の引っ張りストレス（Ｔ）を、前記進行波の進行
速度と前記光学繊維の単位長さ当たりの質量（Ｍ）の関
数として、Ｔ＝ｖ2 ・Ｍなる等式から計算する工程とを
備えることを特徴とするものである。
の引っ張りストレスを測定する測定装置であって、進行
波を生成し、そしてこの進行波が線形極性波として前記
光学繊維に沿って進行するように、前記進行波を前記光
学繊維に供給する手段と、前記光学繊維に供給された前
記進行波の進行速度（ｖ）を測定するための少なくとも
２つの位置感知指示器とを備え、前記指示器は前記光学
繊維の長さに沿った既知の距離だけ離れて配置され、こ
れにより、（Ｍ）を前記光学繊維の単位長さ当たりの繊
維質量としたとき、前記光学繊維の引っ張りストレス
（Ｔ）がＴ＝ｖ2 ・Ｍなる等式から計算されることを特
徴とするものである。この発明はまた、光学繊維の引っ
張りストレスを測定する方法であって、引き抜きタワー
内で光学繊維を形成する工程と、進行波を生成し、そし
てこの進行波が線形極性波として前記光学繊維に沿って
進行するように、前記進行波を前記光学繊維に供給する
工程と、前記光学繊維の長さに沿って少なくとも２つの
位置感知指示器を配列する工程と、前記指示器を介して
前記進行波の進行速度（ｖ）を測定する工程と、前記光
学繊維の引っ張りストレス（Ｔ）を、前記進行波の進行
速度と前記光学繊維の単位長さ当たりの質量（Ｍ）の関
数として、Ｔ＝ｖ2 ・Ｍなる等式から計算する工程とを
備えることを特徴とするものである。
【００１１】このような本発明の測定装置によれば、従
来の技術に比べ、数々の利点が生ずる。この発明の音響
−光学測定装置は、長さ当りの繊維マスが知られている
とき、ワイヤ−ウエーブの手段により繊維引っ張りスト
レスを測定する。この測定装置により、繊維のテンサイ
ルストレス（引っ張りストレス）は、繊維の前進速度を
も補償するように、該繊維に接触することなく測定され
る。これにより、この発明によれば、引っ張り速度が簡
単に、且つ、正確に測定されるから、繊維の引っ張り速
度を秒速約１０ｍから約２０ｍ、または、それ以上に増
加させることができる。この発明の測定装置の原理は、
該繊維に前進する振動を発生し、その前進速度を測定す
るものである。長さ当りの繊維のマスが分かっていれ
ば、下記の式（１）から、これを単純に計算することで
繊維引っ張り速度Ｔが得られる。 Ｔ＝ｖ2 ．Ｍ （１） 上の式において、Ｍは、長さユニット当りの繊維マスに
相当する。したがって、この発明の測定装置において
は、まず、裸の繊維に適当な前進する音響サージを与
え、該繊維に接触することなく、その前進速度ｖが測定
される。
来の技術に比べ、数々の利点が生ずる。この発明の音響
−光学測定装置は、長さ当りの繊維マスが知られている
とき、ワイヤ−ウエーブの手段により繊維引っ張りスト
レスを測定する。この測定装置により、繊維のテンサイ
ルストレス（引っ張りストレス）は、繊維の前進速度を
も補償するように、該繊維に接触することなく測定され
る。これにより、この発明によれば、引っ張り速度が簡
単に、且つ、正確に測定されるから、繊維の引っ張り速
度を秒速約１０ｍから約２０ｍ、または、それ以上に増
加させることができる。この発明の測定装置の原理は、
該繊維に前進する振動を発生し、その前進速度を測定す
るものである。長さ当りの繊維のマスが分かっていれ
ば、下記の式（１）から、これを単純に計算することで
繊維引っ張り速度Ｔが得られる。 Ｔ＝ｖ2 ．Ｍ （１） 上の式において、Ｍは、長さユニット当りの繊維マスに
相当する。したがって、この発明の測定装置において
は、まず、裸の繊維に適当な前進する音響サージを与
え、該繊維に接触することなく、その前進速度ｖが測定
される。
【００１２】引っ張りタワー内で前記繊維が下方へ引か
れるとき、この繊維がコーティング槽内へ入る前は、数
メーターの距離の間、裸の状態になっている。この領域
内に、エンクローズされたラウドスピーカーのような拡
声器が配置され、この拡声器の前面に設けた狭いギャッ
プから音波サージが放出される。前記ギャップは、前記
裸の繊維と平行になっており、前記サージによって、前
記裸の繊維部分には、かきならされるギターの弦のよう
なリニアーに極性化された振動が与えらる。このような
テンション測定の目的に合った前記サージの好ましい振
動の周波数は、約３００Ｈｚであるが、その他の振動数
であってもよい。繊維の振動の前進速度は、離間距離Ｌ
が既知の少なくとも二つの異なるポイントで光学的に測
定されるものである。
れるとき、この繊維がコーティング槽内へ入る前は、数
メーターの距離の間、裸の状態になっている。この領域
内に、エンクローズされたラウドスピーカーのような拡
声器が配置され、この拡声器の前面に設けた狭いギャッ
プから音波サージが放出される。前記ギャップは、前記
裸の繊維と平行になっており、前記サージによって、前
記裸の繊維部分には、かきならされるギターの弦のよう
なリニアーに極性化された振動が与えらる。このような
テンション測定の目的に合った前記サージの好ましい振
動の周波数は、約３００Ｈｚであるが、その他の振動数
であってもよい。繊維の振動の前進速度は、離間距離Ｌ
が既知の少なくとも二つの異なるポイントで光学的に測
定されるものである。
【００１３】
【実施例】つぎに、この発明を図示の実施例により詳細
に説明する。図１から図３の実施例において、測定装置
を符号１０で示す。テンション状態にある光学繊維１１
は、好ましくは、エンクローズされた拡声器である拡声
器１２のような適当な装置により作られる、音響サージ
の手段による直線的に極性化された振動を起こすような
っている。拡声器１２の前面に、細いギャップ１３が繊
維１１の方向に設けられている。例えば、コンピュータ
１４の手段などにより、約300Hz の振動数の電子サージ
信号が拡声器１２へ伝えられ、このサージ信号は、音響
サージへ変更される。繊維１１に作られた曲がり部分
（ベンド）１５０は、ワイヤウエーブ１５として繊維１
１にそって両方向へ進み出す。ワイヤウエーブ１５の進
み方が早ければ早いほど、繊維１１におけるテンション
の度合いが高くなる。ワイヤウエーブ１５の速度は、少
なくとも二つの光学的位置検知インディケーター１６に
より測定され、両者の間の距離Ｌは、知られている。イ
ンディケーター１６は、照射された繊維１１の影１９の
位置と、その振動を測定する。繊維１１への照明は、例
えば、ＬＥＤランプのような投光体１７により行われ
る。繊維１１を光源１７からの光線で照射することによ
って、カメラ１６のようなインディケーターの表面に影
１９を投影する。投影された影１９の位置は、カメラ１
６に接続のコンピュータ１４の手段によりリアルタイム
に測定される。位置検知インディケーター１６は、所謂
線状半導体インディケーターであって、このインディケ
ーターにおいては、影１９の位置は、インディケーター
１６による電圧を測定することで測定できる。このよう
に、インディケーター１６は、ある種の位置検知リニア
カメラであって、信号を発信し、これは、カメラ１６の
前面における繊維１１の影１９の位置に相当する。
に説明する。図１から図３の実施例において、測定装置
を符号１０で示す。テンション状態にある光学繊維１１
は、好ましくは、エンクローズされた拡声器である拡声
器１２のような適当な装置により作られる、音響サージ
の手段による直線的に極性化された振動を起こすような
っている。拡声器１２の前面に、細いギャップ１３が繊
維１１の方向に設けられている。例えば、コンピュータ
１４の手段などにより、約300Hz の振動数の電子サージ
信号が拡声器１２へ伝えられ、このサージ信号は、音響
サージへ変更される。繊維１１に作られた曲がり部分
（ベンド）１５０は、ワイヤウエーブ１５として繊維１
１にそって両方向へ進み出す。ワイヤウエーブ１５の進
み方が早ければ早いほど、繊維１１におけるテンション
の度合いが高くなる。ワイヤウエーブ１５の速度は、少
なくとも二つの光学的位置検知インディケーター１６に
より測定され、両者の間の距離Ｌは、知られている。イ
ンディケーター１６は、照射された繊維１１の影１９の
位置と、その振動を測定する。繊維１１への照明は、例
えば、ＬＥＤランプのような投光体１７により行われ
る。繊維１１を光源１７からの光線で照射することによ
って、カメラ１６のようなインディケーターの表面に影
１９を投影する。投影された影１９の位置は、カメラ１
６に接続のコンピュータ１４の手段によりリアルタイム
に測定される。位置検知インディケーター１６は、所謂
線状半導体インディケーターであって、このインディケ
ーターにおいては、影１９の位置は、インディケーター
１６による電圧を測定することで測定できる。このよう
に、インディケーター１６は、ある種の位置検知リニア
カメラであって、信号を発信し、これは、カメラ１６の
前面における繊維１１の影１９の位置に相当する。
【００１４】繊維１１が振動すれば、その影も振動す
る。既知の距離Ｌをもって離れて位置する二つのインデ
ィケーター１６で振動を測定できるから、ウエーブ運動
の速度ｖは、測定でき、計算できる。図３は、カメラの
前における繊維１１の横方向振動を図解したものであ
る。拡声器１２によって、繊維１１が所謂リニアーに極
性化された振動を行うことを観察することが重要であ
る。これは、繊維がそれ自身のレベルで振動し、例え
ば、円形に極性化されたレベルでは振動しないことを意
味する。ついで、振動が測定の方向に生ずるから、繊維
１１の直径を光学的に測定できる。
る。既知の距離Ｌをもって離れて位置する二つのインデ
ィケーター１６で振動を測定できるから、ウエーブ運動
の速度ｖは、測定でき、計算できる。図３は、カメラの
前における繊維１１の横方向振動を図解したものであ
る。拡声器１２によって、繊維１１が所謂リニアーに極
性化された振動を行うことを観察することが重要であ
る。これは、繊維がそれ自身のレベルで振動し、例え
ば、円形に極性化されたレベルでは振動しないことを意
味する。ついで、振動が測定の方向に生ずるから、繊維
１１の直径を光学的に測定できる。
【００１５】ワイヤウエーブ１５が繊維１１にそって進
むと、ワイヤウエーブ１５は、繊維１１の上端と下端と
に当然接触し、これらに当たって戻り、余波を繊維１１
に生じさせる。このような余波もまた、付加信号とし
て、カメラ１６により観察される。しかしながら、繊維
１１の引き抜きタワーにおいては、繊維の下端は、コー
ティング処理槽１８に入り、そこでの溶融プラスチック
により繊維の振動が有効に減衰される。また、引き抜き
タワーの上端においても、溶融ガラスによって繊維の振
動が有効に減衰される。このようにして、上端と下端に
おける反射又は戻りは、かなり減衰され、測定を阻害し
ない。また、たるんだ波が繊維１１に作用せず、前進す
る波の運動が繊維１１に作用し、その前進速度ｖは、離
隔距離Ｌが知られている二つの位置感知カメラ１６によ
り振動のタイムディファレンスにから容易に測定でき
る。
むと、ワイヤウエーブ１５は、繊維１１の上端と下端と
に当然接触し、これらに当たって戻り、余波を繊維１１
に生じさせる。このような余波もまた、付加信号とし
て、カメラ１６により観察される。しかしながら、繊維
１１の引き抜きタワーにおいては、繊維の下端は、コー
ティング処理槽１８に入り、そこでの溶融プラスチック
により繊維の振動が有効に減衰される。また、引き抜き
タワーの上端においても、溶融ガラスによって繊維の振
動が有効に減衰される。このようにして、上端と下端に
おける反射又は戻りは、かなり減衰され、測定を阻害し
ない。また、たるんだ波が繊維１１に作用せず、前進す
る波の運動が繊維１１に作用し、その前進速度ｖは、離
隔距離Ｌが知られている二つの位置感知カメラ１６によ
り振動のタイムディファレンスにから容易に測定でき
る。
【００１６】かくして、図３は、ＬＥＤランプ１７のよ
うな光源により照射されながら、カメラ１６の前で振動
する繊維１１の状態を図解するもので、カメラ１６に焦
点が絞られた繊維の影１９の動きは、電子的にモニター
される。カメラ１６による電子信号は、コンピューター
１４にインプットされ、このコンピューター１４の常法
のアルゴリズムの手段により式（１）から波の運動の速
度ｖを計算などするように、前記信号を分析する。
うな光源により照射されながら、カメラ１６の前で振動
する繊維１１の状態を図解するもので、カメラ１６に焦
点が絞られた繊維の影１９の動きは、電子的にモニター
される。カメラ１６による電子信号は、コンピューター
１４にインプットされ、このコンピューター１４の常法
のアルゴリズムの手段により式（１）から波の運動の速
度ｖを計算などするように、前記信号を分析する。
【００１７】光学繊維の引き抜き速度は、秒速約２ｍか
ら約４ｍである。他方、引き抜き状態におけるワイヤウ
エーブ１５の速度は、通常の引っ張りテンションでは、
秒速約１００ｍである。測定精度においては、繊維１１
の固有の運動により、誤差が約２−４％ある。他方、測
定精度は、他の要素により誤差４−５％のオーダーであ
り、これにより、繊維１１の固有速度は、測定精度範囲
内にあって、したがって、あまり問題とはならない。繊
維１１の固有速度は、必要なときには、一対のものが拡
声器１２の上流側に、他の一対のものが拡声器１２の下
流側にある二対のカメラ１６の手段により、補償され
る。速度補償は、極めて重要なことであり、これは、繊
維の引き抜き速度が秒速１０ｍ乃至２０ｍまたは、これ
以上に早くなるからである。
ら約４ｍである。他方、引き抜き状態におけるワイヤウ
エーブ１５の速度は、通常の引っ張りテンションでは、
秒速約１００ｍである。測定精度においては、繊維１１
の固有の運動により、誤差が約２−４％ある。他方、測
定精度は、他の要素により誤差４−５％のオーダーであ
り、これにより、繊維１１の固有速度は、測定精度範囲
内にあって、したがって、あまり問題とはならない。繊
維１１の固有速度は、必要なときには、一対のものが拡
声器１２の上流側に、他の一対のものが拡声器１２の下
流側にある二対のカメラ１６の手段により、補償され
る。速度補償は、極めて重要なことであり、これは、繊
維の引き抜き速度が秒速１０ｍ乃至２０ｍまたは、これ
以上に早くなるからである。
【００１８】ワイヤウエーブ１５が前進しだすと、一つ
のワイヤウエーブ１５は、繊維の速度につれて下流へ前
進し、他のワイヤウエーブは、繊維１１の運動に関連し
て上流へ進む。かくして、繊維１１の固有運動により両
ワイヤウエーブ１５にエラーが生じ、それらは、反対の
信号を有する。ついで、繊維の固有運動は、カメラ１６
に接続のコンピューター１４の手段により両ワイヤウエ
ーブ１５の速度の平均を計算して、消去される。
のワイヤウエーブ１５は、繊維の速度につれて下流へ前
進し、他のワイヤウエーブは、繊維１１の運動に関連し
て上流へ進む。かくして、繊維１１の固有運動により両
ワイヤウエーブ１５にエラーが生じ、それらは、反対の
信号を有する。ついで、繊維の固有運動は、カメラ１６
に接続のコンピューター１４の手段により両ワイヤウエ
ーブ１５の速度の平均を計算して、消去される。
【００１９】繊維１１の固有速度のエラーは、繊維１１
の速度が知られている場合、テンション値に対する誤差
を考慮して該速度値をコンピューター１４に単純に入力
するだけで計算的に消去できる。テンションを計算する
には、長さユニット当りの繊維１１のマスを知らなけれ
ばならず、これは、繊維素材のトータル密度が知られて
いるとき、繊維１１の直径を光学的に測定することで計
算できる。繊維の引き抜きタワーの全ては、ＣＣＤカメ
ラと称されている繊維の直径を測定する光学メーターを
含む。繊維１１の振動がリニアーに極性化されているか
ら、繊維１１の直径を測定するのに支障がないように、
振動のポラライゼーションがアレンジされる。
の速度が知られている場合、テンション値に対する誤差
を考慮して該速度値をコンピューター１４に単純に入力
するだけで計算的に消去できる。テンションを計算する
には、長さユニット当りの繊維１１のマスを知らなけれ
ばならず、これは、繊維素材のトータル密度が知られて
いるとき、繊維１１の直径を光学的に測定することで計
算できる。繊維の引き抜きタワーの全ては、ＣＣＤカメ
ラと称されている繊維の直径を測定する光学メーターを
含む。繊維１１の振動がリニアーに極性化されているか
ら、繊維１１の直径を測定するのに支障がないように、
振動のポラライゼーションがアレンジされる。
【００２０】繊維１１が振動すると、繊維１１自体の引
き抜きとコーティングに有害であり、繊維が均一になら
ない。しかしながら、振幅は、繊維１１の直径のオーダ
ーであるから、下方のポリマーコーティング槽１８と引
き抜きタワーの上部の溶融ガラスにおいて振動は、急速
に減衰され、これによって、繊維１１が振動しても実際
上問題にならない。
き抜きとコーティングに有害であり、繊維が均一になら
ない。しかしながら、振幅は、繊維１１の直径のオーダ
ーであるから、下方のポリマーコーティング槽１８と引
き抜きタワーの上部の溶融ガラスにおいて振動は、急速
に減衰され、これによって、繊維１１が振動しても実際
上問題にならない。
【００２１】図４は、実際の測定結果を示すもので、こ
れは、一般的な引き抜きテンションにおいて、繊維１１
におけるワイヤーウエーブ１５の前進速度が秒速約８０
−１４０ｍの場合である。図２によるフレーム２０に、
この発明の装置が配置されている。
れは、一般的な引き抜きテンションにおいて、繊維１１
におけるワイヤーウエーブ１５の前進速度が秒速約８０
−１４０ｍの場合である。図２によるフレーム２０に、
この発明の装置が配置されている。
【００２２】実用において、インディケーター１６の相
互の離間距離Ｌは、約５０ｃｍである。かくして、テン
ション（コンスタントなもの）は、比較的短い距離で測
定される。繊維１１の全長にわたり、引き抜きときに
は、かなりの温度勾配が生じ、これによって、繊維１１
の全長にわたっては、テンションは、コンスタントでな
くなる。例えば、このために、繊維全長において測定す
る弛んだ波のテンションメーターは、信頼できる結果を
与えない。
互の離間距離Ｌは、約５０ｃｍである。かくして、テン
ション（コンスタントなもの）は、比較的短い距離で測
定される。繊維１１の全長にわたり、引き抜きときに
は、かなりの温度勾配が生じ、これによって、繊維１１
の全長にわたっては、テンションは、コンスタントでな
くなる。例えば、このために、繊維全長において測定す
る弛んだ波のテンションメーターは、信頼できる結果を
与えない。
【００２３】前記した実施例は、この発明を説明するも
のであって、この発明を限定するものではなく、種々の
改変形が当業者により可能であり、この発明は、特許請
求の範囲により技術的範囲が定められるものである。
のであって、この発明を限定するものではなく、種々の
改変形が当業者により可能であり、この発明は、特許請
求の範囲により技術的範囲が定められるものである。
【００２４】
【発明の効果】この発明によれば、正確に光学繊維また
は類似の繊維の引っ張りストレスを測定することができ
る。
は類似の繊維の引っ張りストレスを測定することができ
る。
【図１】 この発明の測定装置の一例の側面方向から見
た説明図である。
た説明図である。
【図２】 図１の装置の正面から見た説明図である。
【図３】 位置感知電子−音響インディケーターの前面
での繊維の振動状態の説明図である。
での繊維の振動状態の説明図である。
【図４】 引っ張りストレスＴの関数として、光学繊維
に対するワイヤウエーブの測定された前進速度を示すグ
ラフである。
に対するワイヤウエーブの測定された前進速度を示すグ
ラフである。
１０ 光学繊維または類似の繊維の引っ張りストレスを
測定する装置 １１ 光学繊維 １２ 振動サージを光学繊維に与える装置（拡声器） １５ ワイヤウエーブ １６ 位置感知光学装置（カメラ） １５０ 振動サージ ｖ 前進速度 Ｍ 光学繊維の長さ単位当りの繊維密度 Ｔ 引っ張りストレス
測定する装置 １１ 光学繊維 １２ 振動サージを光学繊維に与える装置（拡声器） １５ ワイヤウエーブ １６ 位置感知光学装置（カメラ） １５０ 振動サージ ｖ 前進速度 Ｍ 光学繊維の長さ単位当りの繊維密度 Ｔ 引っ張りストレス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−137531（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−91529（ＪＰ，Ａ) 米国特許4441367（ＵＳ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】 光学繊維（１１）の引っ張りストレスを
測定するための測定装置（１０）であって、 前記光学繊維（１１）中を線形極性線条波（１５）とし
て進行するように音響の範囲内で予め選択された周波数
の振動サージ（１５０）を前記光学繊維（１１）中に生
成するためのデバイス（１２）と、 前記光学繊維（１１）を照明するための照明器（１７）
と、 この照明器によって照明された振動する光学繊維の影
（１９）または姿が投影されるように、既知の距離
（Ｌ）離れて配置された少なくとも２つの連続した光学
式位置検出指示器（１６）と、 この指示器に接続された計算デバイス（１４）とを備
え、 前記計算デバイスは、前記指示器（１６）によって得ら
れた電気信号の時間差に基づいて、前記光学繊維中の前
記波（１５）の進行速度（ｖ）を測定するために、前記
時間差を測定するための手段を有し、 前記進行速度（ｖ）は前記計算デバイスに入力され、前
記計算デバイスは、前記ファイバの単位長さ当たりの質
量（Ｍ）を既知として、前記光学繊維（１１）の引っ張
りストレス（Ｔ）を、等式Ｔ＝ｖ2*Ｍに基づいて計算す
ることを特徴とする測定装置。 - 【請求項２】 請求項１の測定装置において、前記光学
式指示器（１６）は、アナログ位置検出指示器であるこ
とを特徴とする測定装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２の測定装置において、前
記振動サージ（１５０）を前記光学繊維（１１）中に生
成するためのデバイス（１２）はラウドスピーカであ
り、その前面には、前記光学繊維（１１）中を進行する
前記振動サージ（１５０）が線形極性となるように、狭
い間隙（１３）が配置されていることを特徴とする測定
装置。 - 【請求項４】 請求項１−３のいずれかの測定装置にお
いて、 前記光学繊維中の前記波（１５）の速度を測定するため
に、前記ファイバの引っ張り速度方向およびその逆方向
に配置された２対の指示器（１６）を備え、 前記計算デバイス（１４）は前記速度の平均を計算し、
これにより測定に与える前記光学繊維（１１）固有の引
っ張り速度の影響を除去することを特徴とする測定装
置。 - 【請求項５】 請求項１−３のいずれかの測定装置にお
いて、 前記光学繊維中の前記波（１５）の速度を測定するため
に、前記ファイバの引っ張り速度方向およびその逆方向
に配置された２対の指示器（１６）を備え、 前記繊維（１１）の速度は前記計算デバイス（１４）に
入力され、これにより測定に与える前記光学繊維（１
１）固有の引っ張り速度の影響を補正することを特徴と
する測定装置。 - 【請求項６】 請求項１−５のいずれかの測定装置にお
いて、前記測定装置（１０）はフレーム（２０）上に配
置されることを特徴とする測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI920083 | 1992-01-09 | ||
| FI920083A FI89537C (fi) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | Maetanordning foer maetning av dragspaenningen av en optisk fiber eller motsvarande traod |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626956A JPH0626956A (ja) | 1994-02-04 |
| JP3035840B2 true JP3035840B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=8533877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5019349A Expired - Fee Related JP3035840B2 (ja) | 1992-01-09 | 1993-01-11 | 光学繊維または類似の繊維の引っ張りストレスを測定する装置および方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5359904A (ja) |
| EP (1) | EP0551115B1 (ja) |
| JP (1) | JP3035840B2 (ja) |
| AT (1) | ATE165444T1 (ja) |
| DE (1) | DE69318044T2 (ja) |
| FI (1) | FI89537C (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4341726A1 (de) * | 1993-12-08 | 1995-06-14 | Basf Ag | Verwendung von Metalloxidpigmenten als Ladungsstabilisatoren in elektrostatischen Tonern |
| JPH08292111A (ja) * | 1995-04-24 | 1996-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | ベルト張力測定装置 |
| JP3188833B2 (ja) * | 1995-11-17 | 2001-07-16 | 三菱電機株式会社 | エレベータのロープテンション測定装置 |
| US5710432A (en) * | 1996-01-18 | 1998-01-20 | Alcatel Na Cable Systems, Inc. | Non-contact tension measurement of moving fiber using traveling wave time-of-flight analysis |
| FI101017B (fi) * | 1996-03-29 | 1998-03-31 | Soundek Oy | Optisen kuidun vetojännityksen mittari |
| US5996925A (en) * | 1997-03-03 | 1999-12-07 | Toray Engineering Co., Ltd. | Method and apparatus for detecting yarn tension and method for winding yarn |
| DE10025046B4 (de) * | 1999-05-28 | 2007-12-27 | Toray Engineering Co., Ltd. | Vorrichtung zum Erfassen der Garnspannung und Garnsensor |
| IES20000617A2 (en) * | 2000-08-02 | 2002-02-20 | Millipore Ireland Bv | Optical scattering monitor |
| KR100429532B1 (ko) * | 2001-10-22 | 2004-05-03 | 삼성전자주식회사 | 광섬유제조장치의 드로타워 구조 |
| US20230375375A1 (en) * | 2022-05-19 | 2023-11-23 | Nec Laboratories America, Inc. | Telecom Cable Tension Screening Technique Based on Wave Propagation and Distributed Acoustic Sensing |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1413792A (en) * | 1971-11-23 | 1975-11-12 | Masson Scott Thrissell Eng Ltd | Methods and apparatus for measuring web tension |
| US4335603A (en) * | 1980-08-13 | 1982-06-22 | Beloit Corporation | Sonic measurement of web tension |
| FR2504898A1 (fr) * | 1981-04-29 | 1982-11-05 | Schweizerische Viscose | Procede et dispositif pour la mesure de la tension d'un fil en mouvement |
| US4441367A (en) * | 1981-09-03 | 1984-04-10 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Apparatus for determining fabric tension |
| DE3203815A1 (de) * | 1982-02-04 | 1983-08-11 | Paul 8000 München Kaiser | Verfahren und anordnung zur ermittlung der spannung eines seiles |
| CH657392A5 (de) * | 1982-07-13 | 1986-08-29 | Zellweger Uster Ag | Verfahren und vorrichtung zur messung der spannung an textilen flaechengebilden auf textilmaschinen, insbesondere webmaschinen. |
| US4692615A (en) * | 1985-12-09 | 1987-09-08 | Corning Glass Works | Apparatus and method for monitoring tension in a moving fiber by Fourier transform analysis |
| FI79410C (fi) * | 1986-06-09 | 1989-12-11 | Stroemberg Oy Ab | Foerfarande och anordning foer kontaktloes maetning av spaenningen hos en plan folie och isynnerhet en pappersbana. |
| FR2628760A1 (fr) * | 1988-03-15 | 1989-09-22 | Univ Alsace | Procede et dispositif pour asservir la tension mecanique d'un fil textile en mouvement |
| JPH04136729A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-11 | Sony Corp | 張力測定方法 |
| US5079433A (en) * | 1990-10-05 | 1992-01-07 | Corning Incorporated | Method for monitoring fiber tension by measuring fiber vibration frequency |
| US5228893A (en) * | 1991-11-27 | 1993-07-20 | At&T Bell Laboratories | Optical fiber tension monitoring technique |
| US5233200A (en) * | 1991-12-23 | 1993-08-03 | At&T Bell Laboratories | Method and apparatus for contactless monitoring of tension in a moving fiber |
-
1992
- 1992-01-09 FI FI920083A patent/FI89537C/fi not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-01-06 US US08/001,315 patent/US5359904A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-07 AT AT93100187T patent/ATE165444T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-01-07 DE DE69318044T patent/DE69318044T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-07 EP EP93100187A patent/EP0551115B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-11 JP JP5019349A patent/JP3035840B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
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| EP0551115B1 (en) | 1998-04-22 |
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| JPH0626956A (ja) | 1994-02-04 |
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| US5359904A (en) | 1994-11-01 |
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