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JPH03162612A - 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

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JPH03162612A
JPH03162612A JP2138658A JP13865890A JPH03162612A JP H03162612 A JPH03162612 A JP H03162612A JP 2138658 A JP2138658 A JP 2138658A JP 13865890 A JP13865890 A JP 13865890A JP H03162612 A JPH03162612 A JP H03162612A
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Hanspeter Laubscher
ハンスペーテル・ラウプシエル
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Zellweger Uster AG
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Zellweger Uster AG
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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〕 本発明は試験試料の通過のための１つの測定溝を有し、
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。
〔従来の技術〕
現在ではこの種の静電容量測定原理に基づく何百万もの
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系中の欠陥、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
。
その測定精度の高さと、多年にわたる感度の一定性の故
に、Ｄ電容量測定原理は広く用いられるに至っている。
この原理に基づく装置に加え、光学的測定ヘッドも使用
されており、これにより試験試料の直径が求められる。
この光学的測定ヘッドは特に静電容量測定ヘッドが使用
できない、例えば導電性試料の測定に用いられている。
測定原理のタイプに拘らず、測定ヘッドはその作動原理
と構造によって、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ってしても、その適用は極めて興味
深いものであるにしても、この影彎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ッドがある。最後に
自動化の進歩と共に、自己診断形測定ヘッドができるこ
とが期待される。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明はこれらの目的を達成することを意図する。従っ
て本発明の意図は、公知の測定ヘッ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ッ
ドを規定しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
この目的は、本発明によって達成され、これは、測定溝
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
定ヘッドの各一部を成す如くした事実に基づく。
実際の試験において、両測定エレメントは協働し、外部
影響の依存性とこれにより生ずる精度の変化は、公知の
測定ヘッ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
れる自動チェックは、２つの測定ヘッドから供給される
結果の間の偏りが１つ又は２つの測定ヘッドの作動が異
常であると解釈される事実によって達成される。
本発明による測定ヘッドは、上述の性格の他に更に次の
ような利点を有する。即ち、従来監視できなかった、あ
るいは少なくとも、この様な簡単な方法ではできなかっ
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、従来はできなかった興味ある
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徂の変
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Ｉｉｋ、即ち、物理的な密度に比較し得る変
数、と言っ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
。
すべてを列挙し尽くすことはできないが、上に述べた例
から、本発明による測定ヘッドは多数の優れた特性を有
し、特に従来は容■式であれ光学式であれ公知の簡単な
測定ヘッドを使用しては不可能であった測定と監視を可
能とする。
本発明は更に、上記装置を作動させる方法にも関する。
本方法は２つの測定エレメントを同ー感度に整合させる
ことを特徴とする。
〔実施例〕
以下本発明を実施例について添付の図を用いて詳述する
。
これらの図に示す装置は、走行する糸状体のパラメータ
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
ち測定ヘッドのそれぞれは、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ｌ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った細長く伸び
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ｌ図及び第３図の実施例のものよりも広い。
ケース１は一方にオープンスペースを持つ箪形に樹脂で
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ャリアプレート５はケ
ースのオ−プンベースに挿入され、ケースｌにねじ止め
される。
同ケースの左半分３の領域には、キャリアプレート５に
、好ましくは発光ダイオードより成る光源６を有し、該
光詠はケースの右半分４の領域に配置されたフォトダイ
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
ォトダイオード７には拡散光が入射する。フォトダイオ
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つのフィ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ィルタ両者の役
目を同時に果たすようにもできる。
もし測定溝２を通過する糸状体Ｆが糸の欠陥、例えば太
いか細いかの欠陥のために断面変化を示すと、フォトダ
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
２測定溝２中に均一な照明場を形成するため、膜１０（
第Ｉ図）あるいはくぼみＩ２を持つ円錐七光ガイド１１
第２図、第３図）を発光ダイオート６と拡散スクリーン
８との間に設ける。このＪレメントについてはここでは
史には触れない。
これに関しては欧州特許出賄第２４４７８８号明細書に
測定ヘッドの光学部分を図示し、詳細にスベてある。
図から判る如く、いわゆる静ｆｌｊ容ｆａｔ式側定ユレ
メント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パ測定エレメントに関
連して、静電容ｆｉｔ式側定エレメントの異なった配置
の可能性を示してある静電容社式測定エレメントを持つ
測定ヘッドＣｃ！ツエルヴ工−ゲル・ウステル社の電子
的ヤー〉クリアラＵＳＴＥＲ　ＡＵＴＯＭＡＴＩＣと、
糸むら試験機υＳＴＥＲ　ＴＥＳＴＥＲに何１０年にも
わたって用いらυできており、従って公知である。この
種の測貸ヘッドに関連する多数の特許の内、米国特許穿
２５１６７６８号及び第３００９１０１号明ＫＢ書を挙
げるにとどめる。
添付の図において、静電容ｆｆｌＥ測定エレメントは２
つの容量電極１３．　１４で示してある。静電容１辻式
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、光学式と静電容舒式測定
エレメントの測定域は一致している配若例を示している
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。
第１図によれば、容量電極１３．　１４は一ｇ？ｔ性の
Ｍ　ｋｇ　又ハＩａ　Ｎ層より成り、拡散スクリーン８
，９に塊め込まれていて、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
ドイツチ構造を取っており、一部に蒸着又は霧化手法（
いわゆるスパッタリング）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ｍ電ｔｉｌｉ　１３．１４
を適当な材料、例えば金属で細かいメッシュの網で形成
することもできる。
第２図の実施例において、容量電８ｉｉ１３．１４を形
成す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ィングしてあ
る。この面は図示の如く系状体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ィザイン
と材料についても適用される。
第３図は更に別の実施例を示し、ここでは光学式及び静
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っている。図によれば
、測定域と、従っ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躍されており、２つの測定エレメン
トは互いに独立である。
第３図に示した測定ヘッドでは、静電容量式測定と、光
学式測定とは、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。
静電容量式、光学式の２つの測定システムは一般に異な
っ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。
より正確な合成信号を生ずるため、２つの測定信号は平
均化されるのが好ましい。更に詳しくは、各々にとって
好ましくない外部影響の抑制のため、ある時間沌囲又は
周波数閂囲において、変換と濾波を行った後に平均化さ
れるのが好ましい。
糸状体の挿入によって、２つの測定エレメントの零点が
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。走行する系状体Ｆのむ
ら、例えば太くなったり細くなっ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
数範囲の濾波によって求められる。
外部影響における変化を検出するためには、外部影響を
選択的にｔ１：１幅した後、２つの測定信号の和ではな
く、差を形成する。
２つの測定エレメントの使用により、濾波された個々の
信号成分を比較し、もっともらしさに対するテストによ
って、測定ヘッドの自動チェックも可能となる。もし個
々の戒分の一つ、もしくはかかる戊分の組合せが異常な
偏りを示せば、測定エレメントの誤励作が推定され、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。
２つの測定エレメントの信号は、これを評価し他の測定
槍、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める。
最後に、２つのタイプの測定エレメントを同時に使用す
ることは、一般に２つのシステムのｒｎ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。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の装ｎの第１の実施例の糸の走行方向に
直角な面の断面図、第２図はだＳ１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
ォトダイオード ） ＦＩＧ．２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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
    測定ヘッ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。 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。 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。 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。 ５　静電容量式測定エレメントの測定電極（１３、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。 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。 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。 ８　各測定電極（１３、１４）がフィルム状の層で形成
    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。 ９　フィルム状の層が、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。 １０　フィルム状の層が、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。 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。 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。 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。 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。 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。
JP2138658A 1989-06-07 1990-05-30 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 Expired - Fee Related JP2869744B2 (ja)

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