JPH06505568A - 糸内の異物繊維の認識法 - 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】 系内の異物繊維の認識法 本発明は、請求の範囲第１項の種類に従う系内の異物繊維を認識するための方法 と、請求の範囲第４項による方法を実施するための装置に関する。

米国特許第４．７３９．１７６号明細書から、動かされる糸や糸に光学的に合わ せられた背景が拡散光で照射され、その際糸や背景がほぼ同じ拡散反射度を有し 、糸及び背景によって反射された光が唯一のセンサーで検出され、また系内の異 物繊維を認識するために適当に処理することによって評価が成される方法は既に 知られている。この方法では異物繊維の無い糸に対しても太い個所も細い個所も 知らされない、というのはセンサーに対して異物繊維の無い糸は背景に対して消 え、従ってセンサーは糸と背景との間の相違を全く見ないからである。その拡散 反射度が公知の通り常に糸の反射度と違っている異物繊維はそれに反して知らさ れる。

この公知の方法は、センサーに対して背景の拡散反射度が出来るだけ正確に糸の 反射度と一致する時にのみ使用することが出来る。糸における色乃至は黒色値に おける僅かの相違は、太い個所又は細い個所が反射された光の変化としてセンサ ーで確認されることとなり、そうして異物繊維と思わせる結果となる。この方法 を使用することは従ってほぼ、最も容易には同じ製造所において着色してない糸 を検査することにのみ限定されている。

イギリス特許（Ｂ２）第０９５８２８号明細書から、例えば偏平形状の繊維フリ ースの形状をした動かされる集合繊維が２つの互いに分かれて位置する個所にお いてそれぞれ１つの光源で照射され、一方の個所において繊維から発せられ他方 の個所において繊維によって反射された光が光学的に反映されるシステムを用い てそれぞれ別々の光センサーに導かれる方法は知られている。集合繊維の同じ個 所で捕捉された光は、運動方向で後ろのセンサーによって前方のセンサーに比べ て時間的に遅れて測定され、この時間的遅延は集合繊維の速度や両方の測定個所 の距離によって関係している。こうして、透過能力に対する値も集合繊維の同一 個所の反射能力に対する値も維持することが可能であり、これらの値は予め決め た目標値と比較さ札止ずる間違いを決まって分別すること、その上繊維フリース 中の異物の確認を行うことも出来る。繊維フリースの全横断面に渡って測定され る必要があるので、センサーとして高価な行アレイの形状をした写真検出器が使 用され、このことは高価な評価電子装置を必須の条件とする。従ってこの装置は 材料試料を検査するためにのみではなく、製造したものにも使用することが出来 る。この公知の方法で測定値の一定した誤謬解釈は、異物繊維があることを推論 する測定値が、種々の個所で且つ従って時間的に前後して得られることによって 生ずることもある。このことは特に監視された製造個所を始動する場合にも動き を下げて行（場合にも当てはまる。というのはその時系の速度は関連した測定値 の間の遅延時間内で変わるからである。

両方の公知の方法の誤動作可能性に反して本発明はこれに対する救援策を作ろう というものである。本発明の課題とするところは、糸の色とは無関係であり、動 かされる糸の個所に異物繊維がある場合に結論付は出来る測定値において同時に 且つ同じ個所で測定することができる様な系内で異物繊維を認識するための方法 を創作することである。

この課題は、本発明によれば請求の範囲第１項の特徴事項により解決される。

更に別の特に有利な本発明の実施形態は関連した請求の範囲にその特徴が記され ている。

同時に機能原理を説明する本発明の実施例が図面に示されており、以下に詳細に 説明される。

図１は異物繊維を認識するための本発明による装置の斜視図であり、図２は図３ の断面Ｂ−Ｂに対応する図１の平面図に平行する断面図を示し、図３は図２の断 面Ａ−Ａを示すものであり、図４は図３の断面Ｃ−Ｃを示すものであり、図５は 本発明による装置のブロック図であり、図６は本発明による装置における信号経 過を示し、図７は異物繊維を認識するための本発明による変形された装置の図８ の線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示し、 図８は異物繊維を認識するための本発明による変形された装置の図７の線Ａ−Ａ に沿った断面図を示し、 図９は異物繊維を認識するための本発明による変形された装置の図８の線Ｃ−Ｃ に沿った断面図を示す。

全ての図面において対応する部分には同一の参照番号が付されている。図１から 図４までに図示された異物繊維認識のための装置ｌ　（以下短ぐ装置”と称する ）はケーシング２内にあり、このケーシングは糸４又は別の糸状の組織を通すた めの通路３を有し、糸紡ぎステーションなどで使用されるという様な構成グルー プのために役立つ。糸４は図示していない案内装置によって、糸がその走行装置 に対して横方向に概ね逸れない様に導かれている。

ケーシング２の根本部分５には光源７、例えば光ダイオードと、第１の光供給部 ８があり、これは光源７からの光を後で述べる手段によって２つの束に分け、そ れは２つの流入プリズム９．９′を介して糸４へと投射する。糸４によって反射 された光は第１の流出プリズム１０及び第２の光供給部１２を介して光用の第１ のセンサー１４に供給される。表現のうち”流入”とか”流出”とか言うのは糸 ４に関連した用語である。

ケーシングのセンサー部分６には第２の流出プリズム１１と第３の光供給部１３ とがあり、これらは糸４を通して透過される光を光用の第２のセンサー１５に供 給する。糸４を通すための通路３はケーシング２の根本部分５とセンサー部分６ との間に位置している。

光供給部８，１２．１３は特に有利には内側に反射する例えば金属蒸着された中 空室として形成されており、その中空室の中で光は伝播される。第１の光供給部 ８は、光源７を介した光流大窓１６と、糸方向に光源７から上方へ出て行く光を 出す反射する傾斜部１７と、そこで光を流入プリズム９．９′へと偏向する光線 分配器１８とを有している。流入プリズム９．９′により光は、糸４にある斑点 に集中する様に偏向され、その斑点は案内装置によって制限された糸４の偏向分 より僅かしか大きくない直径を有している。

流出プリズム１０．１１はそれぞれこの斑点から反射され乃至は透過された光を 集め、その光を従属した光供給部１２．１３を介してセンサー１４．１５に供給 する。

光供給部８．１２，１３、従属する流入プリズム９．９′乃至は流出プリズム１ ０．１１は、必要な所では、概念”光供給手段”として纏められる。これら光供 給手段はしかしまた光導体として又は光を伝播する他のある形状に形成すること も出来る。

異物繊維を認識するための装置ｌは糸洗浄装置の前に取り付けることも良い。

これと組み合わせて異物繊維を含む全ての断片を糸４から切り離し、糸をそこで 新たに撚って継ぐことも出来る。

この装置ｌの電子的手段３０に対する例が図５に示されている。光を糸４に投射 する光源７が示してあり、糸４により反射された光に対する第１のセンサー１４ と、糸を透過する光に対する第２のセンサー１５とが示しである。

光源７を供給するのに変調器２５が接続されており、この変調器は所定の周波数 でオン、オフし、従ってセンサー１４．１５ではそれによって生ずる交代分だけ が信号を更に処理するためには決定的である。変調器２５の前には、後で示され る様に、光源７の出力を測定区間の場合による汚れに合わせることの出来る第１ の制御装置２６が接続されている。

第１のセンサー１４からは、反射された光の強さに対する電気信号が、第１の高 域通過フィルター３１．第１の復調器３３、第２の高域通過フィルター３５、及 び変動可能な増幅器３７を介して加算器３９に行（。第２のセンサー１５から透 過された光の強さに対する電気信号が第３の高域通過フィルター３２、第２の復 調器３４、第４の高域通過フィルター３６及び一定の増幅器３８を介して前と同 じ加算器３９へと行（。

第１と第３の高域通過フィルター３１乃至３２はそれぞれセンサー１４乃至１５ に当たる周辺光の分を、反射され乃至は透過された光用の信号へと発し、利用信 号の変調された分だけを透過させる。復調器３３乃至３４はこの変調された部分 を整流する。センサー１４．１５に当たる光のゆっくりとした変化にのみ従うが 迅速な変化によって重ねられる直流信号が生じ、これら信号は反射能力乃至は透 過能力の変化によって糸４の所の過ちによって発生される。第２及び第４の高域 通過フィルター３５．３６はこれらの信号の直流部分を発し、迅速な変化だけを 透過させる。これら信号は増幅器３７乃至３８を介して加算器３９に与えられる 。従って加算器３９内ではそれぞれ反射され、また透過された光の変化の合計が 形成される。これらの値は出力ＦＦを介して送り出され、図６について述べる際 に分かる様にその都度異物繊維があることが知らされる。

増幅器３７を制御するために増幅器３７及び３８の出力信号が整流されるべきで ある。整流器４３は負の出力信号を、そして整流器４４は正の出力信号を供給す る。これら両方の整流された信号は加算器４５で加算される。加算器４５の出力 は第２の比較器４０の負の入力に行き、その正の入力には目標値δがかかり、こ の値は“何ら異物繊維がない”という値に相当する。第２の比較器４０の出力は 制御入力として第２の制御装置４１で切換られ、その制御出力は変動可能な増幅 器３７の制御入力に加わり、この増幅器は反射された光から誘導された信号を最 終的に増幅する。それによって増幅器３７は信号を反射変化を介して、何ら異物 繊維が知らされない限り、信号の合計が反射及び透過を経て零に成る様に、透過 変化を経た信号を適合させる。その際第２の制御装置４１の時定数を、糸４にお ける長期間の変化が増幅において外れるよう制御され、短期間の変化がしかし有 効となるように選択すべきである。

直流として周辺照射から解放され透過された光に対応する第２の復調器３４によ る信号は、第１の比較器２７の負の出力の所に加えられる。第１の比較器２７の 正の出力には光源７の強さに対する目標値Ｉｓが加わる。第１の比較器２７の出 力は第１の制御装置２６の入力に加わり、この制御装置は、透過された光によっ て知らされた間違い糸が第１の制御装置２６に何らの悪影響を与えないような大 きな時定数で作動する。第１の制御装置２６に影響する透過された光の変化は従 って光線路内の汚れによってのみ由来し、光源７の強さは第１の制御装置２６に よって汚れを考慮して一定に保たれる。

図５において増幅器４２を有する付加的な出力信号６Ｆが図示されている。この 出力ＧＦは、普通の糸洗浄器から公知であるような糸信号を発する。従って異物 繊維−走査ヘッドを基本的に洗浄器走査ヘッドと組み合わせることも可能である 。

信号形成の仕方は図６に示されている。ここではＡで糸４が示され、それは相前 後して太い個所５０、細い個所５１、黒ずんだ異物繊維５２及び明るい異物繊維 ５３を有している。

Ｂでは、変動可能な増幅器３７の出力に形成される信号が示されている。それは 反射された光に対するセンサー１４から発するものである。周辺光の影響は消去 され、復調器３３において光は直流信号に変換され、そこで第２の高域通過フィ ルター３５及び変動可能な増幅器３７を通って流れ、その結果信号は反射された 光のほんの短い時間の変化だけを指示することになる。太い個所５ｏでは信号は 大きな正の振れを示す、というのはそこでは反射する繊条面が大きいからである 。細い個所５１の振れは小さく負である。というのはそこでは反射する繊条面は 小さくなるからである。黒ずんだ異物繊維５２はより明瞭で負の振れとして示さ れる、といのは異物繊維５２はそこでは通常の状態に対し、より多（の光を吸収 し、従って繊維の反射度は低下するからである。明るい異物繊維５３は光を僅か しか吸収しない、この振れは明らかに正である。

Ｃでは、一定の増幅器３８の出力に形成される信号が示されている。この信号は 透過される光のための第２のセンサー１５から発して、上記に述べたのと同様に 同じ機能を行う。太い個所５０では大きな負の振れが示される。というのはそこ では透過された光に対するより大きな繊条面が覆う様に作用するからである。

細い個所５１における振れは小さいが正である。というのはそこでは覆いはより 小さくなるからである。黒ずんだ異物繊維５２はまた透過した光を吸収し、Ｂで そうである様に明瞭な負の振れを得る。明るい異物繊維５３は残りの糸４よりも 僅かの光しか吸収せず、振れは明らかに正である。

Ｄでは加算器３９の出力における信号ＦＦが示されている。この加算器は糸４の 同じ個所で生じ異なる記号を有するＢとＣの振れを抑え、同じ記号を有する振れ を際立たせる。従って太い個所５０と細い個所５１とは抑制され、明るい異物繊 維５３と黒ずんだ異物繊維５２とが指示される。本発明による装置は従って異物 繊維５２．５３を指示するが、それ以外の不良糸を抑制する。その際この装置は 変動する増幅器３７の作用のために勿論糸の基本色とは無関係である。

図７から図９（本発明の上記した基本構造の図２から図４に対応する）には、本 発明の装置の変調器が図示されており、そこではセンサー／受信形状体は、光源 ７と、反射された光のための２つの光センサー１４．１４’　と、透過された光 のための光センサ−１５とから出来ている。この実施例の場合には光供給部１２ には孔１９が設けられており、その孔はその表面が粗いためにディフューザーと して作用する。従って光源７の光は測定領域においてより良く分配される。反射 された光のための両方の光センサー１４．１４’は反射された光のより良い測定 を可能とする。即ち利用信号はより大きく糸のコントロールされた表面も同様に より大きい。

本発明による方法は違った波長の光を適用することによって更に改良することが 出来る。異物繊維は、色や化学的組成や又はこれら特徴事項の両方によって所望 の繊維とは違うこともある。異物繊維を認識させるための方法で、所定の糸の色 の場合にのみ機能するものではない万能の方法を維持するために、最小のスペク トルの測定を行う必要がある。この為には２つの方法が可能である：１、スペク トルの測定は光センサー１４．１５で行い、これらは光の所定の波長領域に対し てのみ反応する。その際透過した光に対するセンサー１５には、反射された光に 対するセンサー１４とは別の波長を選択することが出来る。それに反して光源７ は、使用された光センサー１４．１５の波長領域全てを覆う光を発する。

２、スペクトルの測定はしかし狭い波長領域を有する幾つかの光源７を用いて行 うこともでき、その際これら光源は相前後して種々の波長領域における光を発し 、光センサー１４．１５は全体的に発せられた波長に反応する。特に有利には２ つの光源７が適用され、それらの波長領域は重なり合わない。唯一の光源７の場 合には色の変化は発せられた波長領域内では検出出来ない。その色が発せられた 光と一致する異物繊維も白い系内では検出することが出来ない。この所謂”ブラ インド”の領域は別の光源７を適用することによって明らかにすることが可能で ある。相違する波長領域を有する２つの光源７は従って全体の可視スペクトル内 で色の変化を把捉することが出来る。

同じ構造において光源７が近い赤外線領域（Ｎ　Ｉ　Ｒ）に適用される時には、 化学的組成における違いを検出することが出来る。専らセルロースで出来ている 木綿は約１６００ｍで典型的なスペクトルの反射ラインを示し、このラインは合 成繊維、綿繊維又は別の異物繊維の所で違う。光センサーの信号は、木綿繊維の 代わりに化学的に別々に組成された異物繊維又は異物粒子が現れる時に除去され る。

従って動かされる糸の代わりに相対位置を固定して測定することによって系内の 異物繊維が糸の色とは無関係に確認出来る装置を創るという課題が解決されるこ とになる。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. （１）光が１つ又は幾つかの光源（７）から糸（４）に投影され、光の強さに対 する測定値を形成するために、この糸（４）から反射された光は少なくとも１つ の第１の光センサー（１４）に、糸（４）内を透過した光は少なくとも１つの第 ２の光センサー（１５）に供給され、そしてこれらの測定値から電子的手段（３ ０）を用いて糸（４）の中に異物繊維（５２，５３）があるかどうかを確認でき る様な長手方向に動く繊維の糸内に異物繊維（５２，５３）を認識するための方 法において、光源（７）の光が唯一の位置固定の個所で動かされる糸（４）に投 影され、光が同時に反射されまた透過され、そして同時に、第１のセンサー（１ ４）からの反射光、および第２センサー（１５）からの透過光がそれぞれ電気信 号に変換されることを特徴とする方法。
2. （２）糸（４）に投影された光が変調され、センサー（１４，１５）から出る電 気信号が反射された光に対しても透過された光に対しても電子的手段（３０）に よって次の様に変換され、即ち電気信号がそれぞれ只暇疵の無い糸（４）で測定 された値からの逸れを現す様に変換され、これらの逸れが加算器（３９）に供給 され、その出力が糸内に異物繊維があることを指示することを特徴とする請求の 範囲第１項に記載の方法。
3. （３）反射された光に対する信号が第１のセンサー（１４）により乃至は透過さ れた光に対する信号が第２のセンサー（１５）により相前後して第１の乃至は第 ３の高域通過フィルター（３１乃至３２）で、それぞれセンサー（１４乃至１５ ）に当たる周辺光の分を消去する高域通過フィルターを通り、これら変調された 分を整流する復調器（３３乃至３４）を通り、これらの信号の直流分を消去し且 つ迅速な変化だけを通過させる第２の乃至は第４の高域通過フィルター（３５乃 至３６）を通り、増幅器（３７乃至３８）を通って行き、加算器（３９）に与え られ、異物繊維があることに関しての信号が形成されることを特徴とする請求の 範囲第２項に記載の方法。
4. （４）光が光を供給する手段（８，１２，１３；９，９′，１０，１１）を用い て光源（７）から動かされた糸（４）における相対位置固定の個所に、そしてそ こから反射され且つ透過された光に対するセンサー（１４．１５）へと導入され ることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のうちの１項に記載の方法を 実施するための装置。
5. （５）光を供給する手段が、内側に反射する中空室として形成されている光供給 部（８，１２，１３）と、流入プリズム（９，９′）乃至は流出プリズム（１０ ，１１）とから出来ていることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。
6. （６）光源（７）からの光を流入プリズム（９，９′）を介して糸（４）へと導 く第１の光供給部（８）が、光流入窓（１６）と、反射する傾斜部（１７）と、 光線分配器（１８）とを有していることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の 装置。
7. （７）光を供給する手段が任意の種類の光導体であることを特徴とする請求の範 囲第４項に記載の装置。
8. （８）この装置が、光源（７）に供給する変調器（２５）を有していることを特 徴とする請求の範囲第２項に記載の方法を実施するための装置。
9. （９）変調器（２５）が、その時定数が変えられる制御器（２６）と、また制御 器が比較器（２７）と接続されており、この比較器が光の強さの目標値ＩＳを復 調器（３４）の出力値と比較することを特徴とする請求の範囲第８項に記載の装 置。
10. （１０）反射された光が供給される第１のセンサー（１４）乃至は透過された　 光が供給される第２のセンサー（１５）が、第１乃至は第３の高域通過フィル　 ター（３１乃至３２）、第１乃至は第２の復調器（３３乃至３４）、第２乃至　 は第４の高域通過フィルター（３５乃至３６）及び増幅器（３７乃至３８）を　 介して加算器（３９）の両方の入力と接続されていることを特徴とする請求の　 範囲第３項に記載の方法を実施するための装置。
11. （１１）信号“何ら異物繊維が無い”ＦＳの値を加算器（３９）の出力と比較す る比較器（４０）を介して加算器（３９）の出力ＦＦが第２の制御装置（４１） に接続されており、この制御装置が変動する増幅器（３７）を制御することを特 徴とする請求の範囲第１０項に記載の装置。
12. （１２）この装置が糸（４）の運動方向に糸洗浄器の前に取り付けられており、 糸洗浄器が糸片と異物繊維とを切断し、異物繊維を切断した糸片を撚り継ぐため に制御可能であることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。
13. （１３）唯一の光源（７）が設けられ、特に有利には広帯域の発射スペクトルを 持って設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１２項のうちの１ 項に記載の装置。
14. （１４）幾つかの特に有利には平行に作動する光センサー（１４）が反射される 光のために設けられていることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の装置。
15. （１５）光センサー（１４）が互いに違った波長領域で反応することを特徴とす る請求の範囲第１４項に記載の装置。
16. （１６）幾つかの光源（７）、特に有利には２つの光源（７）が設けられている ことを特徴とする請求の範囲第１項〜第１２項のうちの１項に記載の装置。
17. （１７）それぞれの光源（７）が、特に有利には時間的に段階付けられて、固有 の波長領域内で発せられることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の装置。
18. （１８）適当に広帯域の唯一の光センサー（１４）が反射された光のために設け られていることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。
19. （１９）固有の波長領域内で発せられるそれぞれの光源（７）に対して反射され る光用の対応光センサー（１４）が設けられていることを特徴とする請求の範囲 第１７項に記載の装置。
20. （２０）光センサー（１５）が透過される光のために設けられており、このセン サー（１５）は、反射される光のための光センサー（１４）とは違う別の波長領 域において敏感に反応することを特徴とする請求の範囲第１３項〜第１９項のう ちの１項に記載の装置。