JP3176923B2

JP3176923B2 - 糸内の異物繊維の認識法

Info

Publication number: JP3176923B2
Application number: JP51133493A
Authority: JP
Inventors: パウルガイター
Original assignee: ジルヴェガールワエージー
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1992-12-17
Publication date: 2001-06-18
Anticipated expiration: 2016-06-18
Also published as: JPH06505568A; EP0572592A1; EP0572592B1; CH683293A5; DE59208585D1; WO1993013407A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、請求の範囲第１項の種類に従う糸内の異物
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
た糸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できる。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095 828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
発せさ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
値と比較され、生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紙料を検査
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く場合にも当ては
まる。というのはその時糸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け出来る測
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
る様な糸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は異物遷移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は異物遷移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まで図示された異物繊維
認識のための装置１（以下短く“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、糸防ぎステーショ
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
空室の中では光は伝播される。第１の光供給部８は、光
源７を介した光流入窓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10,11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
フオトコンダクタ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１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１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とが示してある。

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に行く。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
へと行く。

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の高域透過フィルター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を介して増加器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FS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開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GF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50では信号は
大きな正の振れれを示す、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。細書い個所51の振れは小さ
く負である。というと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、というのは異物繊維52はそこで
は通常の状態に対し、より多くの光を吸収し、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とは制御され、
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、そこではサンサー／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ー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糸内では検出すること
が出来ない。その所謂“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（NIR）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16
00nm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糸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

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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（30）を用い
て糸（４）の中に異物繊維（52,53）があるかどうかを
認識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（14）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、第１のセンサーと第２のセンサーからの電気信号を
加え合わせることによってさらなる電気信号（FF）が得
られ、通常の糸の瑕疵は指示されず、そして異物繊維が
指示されることを特徴とする方法。
【請求項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瑕疵の無
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。
【請求項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3
8）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。
【請求項４】光が光を供給する手段（8,12,13;9,9′,1
0,11）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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項７】光を供給する手段が任意の種類のフォトコ
ンダタ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。
【請求項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。
【請求項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（3
4）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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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、該糸洗浄器と組み合わ
せて糸片と異物繊維とを切断し、異物繊維を切断した糸
片を撚り継ぎ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。
【請求項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４項〜第12項のうちの１項
に記載の装置。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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４項〜第12項のうちの１項に記載の装置。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。