JPH02240558A - ガラス繊維の欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ガラス繊維の欠陥検査装置に関し、特にガ
ラス繊維糸中に微小な金属片が含まれる欠陥を検出する
のに有用である。

［従来の技術］ 従来のこの種のガラス繊維の欠陥検査装置としては、例
えば特開昭６０−２０１３８号公報に開示のものや、特
開昭５９−２１４７４８号公報に・開示のものがある。

特開昭６０−２０１３８号公報に開示のものは、第７図
に示すように、ガラス繊維糸Ｇが通過する貫通孔５２を
穿設した導波管５３と、マイクロ波送信機５４と、マイ
クロ波受信機５５とを具備してなっており、ガラス繊維
糸中に異物が含まれているとき輪生じる受信マイクロ波
の波形変化を検知して欠陥を検出している。

特開昭５９−２１４７４８号公報に開示のものは、第８
図に示すように、ガラス繊維糸Ｇに近接して設置された
電極６２．６２と、その電極６２゜６２間に高周波電界
を与える高周波電源６３と、光検出器６４とを具備して
なっており、ガラス繊維糸Ｇに導電性物質が含まれてい
るときに生じる高周波放電の発光を検知して欠陥を検出
している。

［発明が解決しようとする課題１ 上記従来のガラス繊維の欠陥検査装置は、構成や取扱い
が複雑となる問題点がある。

例えば第７図に示す装置５１では、数Ｇ１１ｚのマイク
ロ波を用いるため、構成要素が特殊なものとなる上に、
マイクロ波の漏洩防止なとの必要かある。

また第８図に示す装置６１では、強い高周波電界を与え
つる高出力の高周波電源を要し、さらに、外来光の遮断
などが必要となる。

そこで、この発明は、特殊な構成要素を必要とせず、取
扱いも容易なガラス繊維の欠陥検査装置を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明のガラス繊維の欠陥検査装置は、ガラス繊維に
近接して設置される電極対と、その電極対で形成される
コンデンサを一部に含むか又はそのコンデンサと間接的
に結合されている発振回路と、前記コンデンサに生じる
電気的変化を検出する検出回路とを具備してなることを
構成上の特徴とするものである。

」１記構成において「発振回路」の周波数は、ＩＭＨｚ
〜数１０ＭＨｚが好ましく、さらにはＩＭＨｚ〜２０Ｍ
）Ｉｚが好ましい。

また上記構成において［コンデンサに生じる電気的変化
」とは、コンデンサにおける高周波信号の振幅１周波数
、位相、波形の少なくとも一つの変化を意味するもので
ある。

［作用］ ガラス繊維の欠陥の代表的なものはガラスモノフィラメ
ント（直径数μ）中に鉄、ニッケル等の金属の微小片（
直径１μ以下から数μ、長さ１市以下から数ｍ＋＊）が
混入するものであるが、このような欠陥のある部分が近
接したときと欠陥のない部分が近接したときとではコン
デンサのキャパシタンスが異なって（る。

そこで、このコンデンサを発振回路の一部とすれば、発
振周波数が異なることとなる。また、このコンデンサを
発振回路の負荷として結合すれば、負荷の大きさが異な
ることとなる。

したがって、コンデンサに生じる電気的変化（振幅１周
波数変化など）を検出回路で検知すれば、ガラス繊維の
欠陥を検出することが出来る。

［実施例］ 以下、図に示す実施例によりこの発明を更に詳しく説明
する。なお、これによりこの発明が限定されるものでは
ない。

第１図に示すこの発明の一実施例のガラス繊維の欠陥検
査装置１は、絶縁チューブ２と、その絶縁チューブ２に
巻き付けられた第１の検出用電極３ａと、その検出用電
極３ａから所定距離だけ隔てて前記絶縁チューブ２に巻
き付けられた第２の検出用電極３ｂと、それら検出用電
極３ａ、３ｂの対で形成される検出用コンデンサ３に並
列接続されたコイル４と、前記検出用コンデンサ３をそ
の一部として含む発振回路５と、その発振回路５の発振
周波数ｆを電圧Ｖに変換するｆ−Ｖ変換回路６と、その
ｆ−Ｖ変換回路６の出力電圧■の変化を検出する検出回
路７とを具備してなっている。

絶縁チューブ２はガラスモノフィラメントを数百本束ね
たガラス繊維糸Ｇ（太さ０．　１〜１關）と接触、しな
い程度の内径（半径Ｒ）を有し仮に接触してもガラス繊
維糸Ｇを傷つけない素材のものである。例えば直径２關
程度のテフロンチューブである。その内部にガラス繊維
糸Ｇが速度Ｓで通、されている。

検出用電極３ａ、３ｂは、銅パイプを所定の長さにカッ
トしたものであり、所定の間隔（距Ｍｄ）をあけて並設
しである。

検出用コンデンサ３とコイル４とは並列共振回路を形成
し、その共振周波数が発振回路５の発振周波数ｆとなる
工 ｆ−Ｖ変換回路６は人力周波数が高いときは低い出力電
圧を出力し、入力周波数が低いときは高い出力電圧を出
力する。

検出回路７は、前記出力電圧■の大きさと、その大きさ
が変化する遷移時間と、変化後の一定の大きさが持続す
る持続時間とを検知し、これらから欠陥の有無と欠陥の
長さを判定して出力する。

次に上記欠陥検査装置１の動作を説明する。

ガラス繊維糸Ｇの欠陥のない部分か検出用コンデンサ３
の近傍を通過しているときの発振周波数をｆＯとすると
、ｆ−Ｖ変換回路６は前記発振周波数ｆｏに対応した出
力電圧■０を出力する。

他方、例えば微小金属片を含んだ欠陥部分が検出用コン
デンサ３の近傍を通過すると、検出用コンデンサ３のキ
ャパシタンスが増加するので、発振周波数は例えばｆｌ
に下がり、ｆ−Ｖ変換回路６はその発振周波数ｆ１に対
応した出力電圧■１を出力する。ｆＯ＞ｆｌなので、Ｖ
Ｏ＜Ｖｌである。

欠陥部分が通過してしまうと、もとの発振周波数ｆｏに
戻り、ｆ−Ｖ変換回路６は出力電圧ＶＯを出力する。

第２図はこの出力電圧■の時間変化を示したものである
。

検出回路７は、前記ｆ−Ｖ変換回路６の出力電圧ｖ１が
所定のレベル（例えば無視できる最大の欠陥部分が通過
したときの出力電圧ｖ１より僅かに高い電圧値を用いる
ことが出来る）以上であれば、欠陥検出信号を出力する
。また、前記ｆ−Ｖ変換回路６の出力電圧が７０〜７１
間で変化する遷移時間τＯおよび■１の持続時間τ１を
検知し、欠陥部分の長さを算出する。

すなわち、第３図に示すように、ガラスモノフィラメン
トＧＯの通過速度をＳとしくそれはガラス繊維糸Ｇの通
過速度Ｓである）とし、検出用コンデンサ３の実効長さ
（充分小さな欠陥部分が通過するときのｆＯとτ１を得
ると（τ０＋τ１）×Ｓが実効長さとなる）をＷとし、
ガラスモノフィラメントＧｏに含まれる欠陥部分αの長
さをＤとするとき、 ｒｏ＜Ｗ／ｓならば、Ｄ＃ｒｏｘｓ ｒＯ≧Ｗ／ｓならば、Ｄ＃（ｒＯ＋ｒｌ）Ｘｓで算出し
た欠陥部分の長さＤを出力する。

１紀ガラス繊維の欠陥検査装置１の変形例としては、上
記検出回路７に代えて、ｆ−Ｖ変換回路６の出力電圧Ｖ
が所定のレベル未満ではＬを出力しそのレベル以」二で
はＨを出力するシュミットトリガ回路と■（の持続時間
Ｔを検知する計数回路とを設け、シュミットトリガ回路
からのＨ出力を欠陥検出信号として出力すると共に、欠
陥部分の長さＤを Ｄ＝Ｔｘｓ−Ｗ で算出し、て出力するものが挙げられる。

また、他の変形例としては、前記ｆ−Ｖ変換回路６の出
力電圧■１の大きさから欠陥部分の大きさをある程度判
定して（例えば数段階に評価して）出力するものが挙げ
られる。

なお、ノイズを避けるために、検出用コンデンサ３の周
囲を金属ケースで覆ってシールドするのが好ましい。

また、検出精度を高めるために、検出用電極３ａ、３ｂ
の距離ｄを、 ０、　５市＜ｄ＜１０順（ζ２Ｄ） とすると共に、絶縁チューブ２の半径Ｒを、Ｒ＜２ｄ とするのが、好ましい。

次に第４図はこの発明の他の実施例のガラス繊維の欠陥
検査装置１１を示すものである。

このガラス繊維の欠陥検査装置１１は、電極の構造と検
出回路の作動が上記欠陥検査装置１と異なっている。

すなわち、絶縁チューブ２に３つの検出用電極３ａ、３
ｂ、３ｃを設け、両端の電極３ｂ、３ｃは接地側とし、
それら両端の電極３ｂ、３ｃと中央の電極３ａの間で検
出用コンデンサ１３を形成している。この電極構造によ
れば、両端の電極３ｂ、３ｃがシールド効果を持つため
、耐ノイズ性が改善される。

また、検出回路１７は、ｆ−Ｖ変換回路６の出力電圧■
が続いて２回変動することを確認してから欠陥検出信号
を出力するようになっている。電極３Ｃと３８の間で形
成されるコンデンサ部分と、電極３ａと３ｂの間で形成
されるコンデンサ部分の２箇所でガラス繊維糸Ｇの欠陥
部分を検出することになるから、真の欠陥のときはｆ−
Ｖ変換回路６の出力電圧■が続いて２回変動する。他方
、何らかの異常であれば、ｆ−Ｖ変換回路６の出力電圧
Ｖが続いて２回変動する確率は極めて低い。

従って、欠陥検出信号の信頼性を向上することが出来る
。

次に第５図はこの発明のさらに他の実施例のガラス繊維
の欠陥検査装置２１を示すものである。

このガラス繊維の欠陥検査装置２１は、絶縁チューブ２
と、その絶縁チューブ２の周囲に設けられた電極３ａ、
３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅと、前記電極　３ａ、３ｃの間
および電極３ａ、３ｂの間に形成されるコンデンサ２３
に並列接続されたコイル２４と、前記コンデンサ２３お
よびコイル２４をその一部として含む発振回路２５と、
前記コイル２４に磁束Φを介して結合されると共に前記
電極３ｂ、３ｄの間および電極３ｄ、３ｅの間に形成さ
れるコンデンサ３３に並列接続されたたコイル３４と、
そのコイル３４の誘起電圧の変化を検出する検出回路３
７とを具備してなっている。

コイル２４．３４は重ねて巻回されてもよいし、同一ボ
ビンに近接して並べて巻回されてもよい。

コンデンサ３３とコイル３４とは並列共振回路を構成し
、ガラス繊維糸Ｇの欠陥のない部分がコンデンサ３３の
近傍を通過しているときの共振周波数をｆＯとすると、
コイル２４から与えられる磁束の周波数ｆとコイル３４
の誘起電圧Ｅの関係は第６図に示すようになる。

このため、ガラス繊維糸Ｇの欠陥のない部分がコンデン
サ２３の近傍を通過しているときの発振回路２５の発振
周波数をｆｏとすると、ガラス繊維糸Ｇの欠陥のない部
分がコンデンサ２３および３３の近傍を通過していると
きのフィル３４の誘起電圧はＥＯとなる。

欠陥部分がコンデンサ２３の近傍を通過すると、コンデ
ンサ２３のキャパシタンスが変化するので、発振周波数
ｆが変化する。すると、第６図から理解されるようにコ
イル３４の誘起電圧Ｅは急激に低くなる。

したがって、検出回路３７から欠陥検出信号が出力され
ることとなる。

上記欠陥検出装置２１では、発振周波数ｆがわ゛ずかに
変化しても誘起電圧Ｅが大きく変化するので、小さな欠
陥でも高感度に検出することが出来る。

なお、パイプ状の電極をガラス繊維糸Ｇの進行方向に並
べた上記実施例の電極構造以外に、断面Ｕ字状の電極を
ガラス繊維糸Ｇの進行方向に並べた電極構造としてもよ
いし、断面Ｕ字状の電極をガラス繊維糸Ｇを挟んで対向
させた電極構造としてもよい。

また、ガラス繊維布の場合は平板状電極をガラス繊維布
に対向させ且つその進行方向に並べた電極構造とすれば
よく、好ましくはガラス繊維布を挟んで更に同様の平板
状電極を対向させた構造とすればよい。

［発明の効果］ この発明のガラス繊維の欠陥検出装置によれば、ＧＨｚ
オーダーのマイクロ波や高出力の高周波電源を必要とし
ないから、構成も取扱いも簡単になり、容易にガラス繊
維の欠陥を検出できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のガラス繊維の欠陥検出装
置のブロック図、第２図は第１図に示す欠陥検出装置に
おける電圧の時間変化を示すグラフ、第３図は検出用コ
イルの実効長さと欠陥部分の長さの関係を示す概念図、
第４図はこの発明の他の実施例のガラス繊維の欠陥検出
装置のブロック図、第５図はこの発明のさらに他の実施
例のガラス繊維の欠陥検出装置のブロック図、第６図は
第５図に示す欠陥検出装置における誘起電圧と周波数の
関係を示すグラフ、第７図は従来のガラス繊維の欠陥検
出装置の一例のブロック図、第８図は従来のガラス繊維
の欠陥検出装置の他の一例のブロック図である。 （符号の説明） １．１１．２１・・・ガラス繊維の欠陥検出装置２・・
・絶縁チューブ ３８〜３ｅ・・・電極 ３．１３，２３．３３・・・コンデンサ５．２５・・・
発振回路 ７．１７．３７・・・検出回路 Ｇ・・・ガラス繊維糸 ＧＯ・・・ガラスモノフィラメント α・・・欠陥。 第 図 第 図 第 図 Ｇ。 Ｂ 第 図 第 図 Ｏ −一−−〉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ガラス繊維に近接して設置される電極対と、その電
   極対で形成されるコンデンサを一部に含むか又はそのコ
   ンデンサと間接的に結合されている発振回路と、前記コ
   ンデンサに生じる電気的変化を検出する検出回路とを具
   備してなることを特徴とするガラス繊維の欠陥検査装置
   。