JP3385547B2 - 繊維試験試料中の異種物質を検出するための方法と装置 - Google Patents

繊維試験試料中の異種物質を検出するための方法と装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は試験試料に光を当て，試
験試料から反射された光を測定し，反射光の変化から異
種物質の存在を結論付ける如くした，糸，ロービング又
はスライバの繊維試験試料中の異種物質を検出するため
の方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】欧州特許出願公開第０１９７７６３号明
細書により公知のこの種の過程においては，ガイドスロ
ツト又は同様な場の中における試験試料を取り巻く背景
は準備された光を受ける。背景と試料とは調整されて，
試験試料から反射される総光量と背景から来る光の総量
とは，試験試料の大きさと密度及び試料中の繊維の分布
とは関係なく独立となるようにされる。このようにして
反射された光の変化は異種物質を示すもので，試験試料
の大きさや試料中の繊維密度，繊維分布などによるもの
ではないようにすることを意図している。
【０００３】この過程，即ち試験試料の種類又はタイプ
が変わつた時には，背景を試験試料に適合させるために
かなり複雑な調整作業が必要であると言う事実を別にし
ても，この過程は背景の汚れや経時変化に極めて敏感で
ある。更にこの汚れや経時変化と言うものは何れも繊維
分野では避けられないばかりでなく，全ての環境で頻繁
に起こるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は背景を
試験試料と特別に整合させる必要もなく，上記のような
複雑な調整も必要のない過程を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的は本発明によつ
て達成される。即ち本発明においては試験試料よりも暗
い異種物質の検出に対しては明るい背景の前に，明るい
異種物質の検出に対しては暗い背景の前に，試験試料の
像をセンサ上に投影するようにし，上記センサの信号を
調節できる限界値と比較し，信号値が，第１の場合には
対応する限界値を下回る場合に，また第２の場合には対
応する限界値を越える場合に，何れも考えている異種物
質が存在するものと解釈する。
【０００６】従つて本発明による過程は異種物質が大部
分において試験試料よりも明るいか又は暗いという事実
に基づいており，従つてコントラストの付く背景の前に
像を結ぶことによつて比較的簡単に感知することができ
る。
【０００７】更に本発明は試験試料を照明するための手
段と光センサとを有する，上記過程を実施するための装
置にも関する。
【０００８】本発明による装置は，センサはラインセン
サにより構成し，随時照明でき又は随時照明しないよう
にすることのできる背景を設けたことを特徴とする。
【０００９】上記ラインセンサは像のフイールドが多数
の要素に分解され，異種物質が試験試料の直径のごく一
部にしか伸びていなくても１つ又はいくつかの画素にシ
ヤープなコントラストを作り，従つて充分検出できると
言う利点を持つ。一方，単一の要素だけから成る装置で
は，このような場合にはきわめて弱いコントラストしか
与えられず，その感度が著しく制限される。また本発明
の装置はイメージ処理を含むシステムと較べると，信号
の評価は簡単な閾値検出に限られ，ハードウエアとソフ
トウエアの費用も最少ですむ。
【００１０】本発明による装置の提示した実施例は背景
は磨りガラスで形成され，この磨りガラスを随時照明す
るための光源が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
【実施例】以下に添付の図を用いて本発明を詳述する。
【００１２】引き延ばされた繊維試験試料，特に糸中の
異種物質検出のための図１に示した装置は基本的に，調
べようとする糸Ｆが像平面に関して垂直に照射されるよ
うにした照明ユニツト１，対物レンズ２，ラインセンサ
３より成り，対物レンズ２はラインセンサ３上に糸Ｆの
像を投影する。
【００１３】図に示したように，照明ユニツト１は装置
の光学軸Ａ上に位置し糸Ｆの像に対する背景を形成する
磨りガラス４，糸Ｆを斜め前方から照射する前方照明手
段５，糸Ｆを斜め後方から照射する後方照明手段６及び
後方から磨りガラス４を照射する透明照明手段７を含ん
でいる。糸Ｆを前方光と後方光とによる照射のやり方は
できる限り均一に糸Ｆを結像させることができ，特に後
ろからの光はそれがなければ暗くなり過ぎる糸Ｆの周辺
領域を明るくする。
【００１４】透過光照明手段７は磨りガラス４をできる
だけ均一に照明する効果を持ち，従つて糸Ｆがないとき
ラインセンサ３の全ての光ダイオードの信号がほぼ同じ
になる。透過光照明手段７で磨りガラス４を照射して糸
Ｆが光背景の前を走る。その結果，糸よりも暗い異種物
質はラインセンサ３で感知することができる。糸Ｆより
も明るい異種物質を検出するためには，透過光照明手段
７はスイツチオフされる。糸よりも明るい，また暗い異
種物質を検出するために，糸Ｆの背景は交互に照明した
り照明しなかつたりする，言い替えれば，透過光照明手
段７を交互にスイツチオフしスイツチオンする。この場
合にはクロツク周波数を感知される糸片が互いに重なる
ように糸速度に対して適合させる。
【００１５】ラインセンサを用いることによつて試験し
ている糸Ｆの核の部分から発生する信号成分だけを評価
することができ，その結果試験する糸の直径の変化のセ
ンサ信号上への影響を除くことができる。例えばライン
センサが１２８ピクセルを持つていると像のフイールド
は１２８の要素に分割される。糸の直径の小さな部分に
だけ存在しているような異種物質は１つ又はもつと多く
の画素において大きなコントラストを示し，従つて信頼
度高く検出できる。
【００１６】照明要素としては，例えば緑や赤といつた
特定の色の発光ダイオードが用いられるか，あるいはそ
の光が必要とされる糸速度に適さない時は，レーザー，
フラツシユランプあるいは白熱光が用いられる。特別な
照明光学系を持つた発光ダイオードの多重チツプの配置
されたものも用いることができ，これはパルスで動作さ
れる。
【００１７】図２には図１に示した装置の回路を示し，
これには処理段８が含まれ，ここには基本的に２つの調
節可能な閾値，１つは明るい異種物質用，他の１つは暗
い異種物質用，がストアされている。信号が明るい異種
物質用の閾値を超過したとき，あるいは暗い異種物質用
の閾値を下回つたときには，処理段８は何れの場合にも
導線９を介して異種物質信号を発生する。これによつて
例えばクリアラ段に対応する手段を起動させることがで
きる。上記２つの閾値は処理段８に接続された調節段１
０で調整される。透過光照明手段７を交互にスイツチオ
ン又はスイツチオフさせるのは，これも処理段８につな
がれた制御段１１で行われ，透過光照明手段７の各照射
状態に対して処理段８中の対応する閾値スイツチを作動
させる。処理段８には更にラインセンサ３の信号を増幅
する増幅段１２の出力が入力される。ラインセンサ３の
動作の時系列はクロツク発生器１３でコントロールされ
る。
【００１８】図３，４は，図１，２に示した装置又は回
路による異種物質の検出例を示す。詳しくは白糸と黒糸
の撚糸の試験においてラインセンサ３で与えられる信号
を用いて例示する。撚糸を横切る方向はＸ軸に示され，
信号の振幅はＹ軸にプロツトされている。撚糸の直径に
対応するラインセンサ３の範囲は図中の信号Ｄで示され
ている。
【００１９】図３は透過照明手段７をスイツチオフ，即
ち暗い背景にしたときのセンサ信号を示す。撚糸の後半
分の部分を示す黒糸は事実上信号を生じていないが，前
半分の白糸は著しい異種物質の信号を示している。図に
おいて，ＡＰは前方光レベルを示し，ＴＳは超過を検出
するトリガーレベルを示す。
【００２０】図４は透過照明手段７をスイツチオン，即
ち明るい背景にしたときのセンサ信号を示す。ここでは
黒糸が異種物質信号を示し，これは信号の鋭い落込みで
示されている。撚糸の直径に対応する範囲Ｄの外側のＤ
Ｐのレベルを持つ信号成分は透過光照明手段７によつて
生じたもので，図示した例においては前方光と後方光照
明によるもの（レベルＡＰ′）よりも強い。従つて照明
の比は白糸が糸ガイド中に糸の無い時よりも小さい信号
を出すように選ばれる。ＴＳ′はこれを下回るときのト
リガーレベルを示す。
【００２１】装置中に糸の無い”空”の状態で透過照明
手段７をスイツチオンした状態で，ダイオード列の各要
素に光強度値をアナログ又はデイジタルの形でストアす
ることができる。運転中試験試料Ｆを入れての測定では
各要素毎にストアされた値との関連が求められる。かく
してオフセツトは各要素毎に差し引かれる。この動作モ
ードは背景照明における不均一性を補償し，個々のダイ
オード列要素の光感度の差で生じる誤差を避けることが
できる。
【００２２】また不均一性を付加するような測定場に徐
々に形成される汚れに対する補償の問題がある。透過光
において装置が空の状態で，装置の光にさらされる部材
の汚れに対する値は光の強度及び／又は輝度から導出さ
れ，対応するアラームが設定される。
【００２３】前方及び／又は後方光の照明手段５と６は
試験の運転に入る前に，できるだけ糸に似たテストピー
スを入れたときの最大光強度を各ダイオード列要素にス
トアして較正しておくのが好ましい。オフセツトの補償
は透過光照明手段７の所で述べた方法と同様にして行わ
れる。
【００２４】糸中の不純物を検出するための図１，２を
参照して述べた装置はコンパクトな測定ヘツドとして設
計でき，電子的ヤーンクリアラ（この点については欧州
特許出願公開第０１９７７６３号明細書を参照された
い）との組合せで用いるのが好ましく，クリアラの切断
装置も制御することができるし，クリアラの測定ヘツド
に加えて不純物用の測定ヘツドも用いることができる。
【００２５】測定ヘツドは多機能，即ちヤーンクリアリ
ング，毛羽測定及び異種繊維の検出を単一の光学的走査
装置で実行するように設計することもできよう。ライン
センサを持つたこの目的に適した測定ヘツドはスイス国
出願公開第６４３０６０号明細書に記載されている。こ
の測定ヘツドの場合には，ラインセンサの個々の光学的
要素は走査され，その結果調査される繊維物質の直径又
は断面の像の時間的な分析は一連のパルスの形で与えら
れ，以降のデイジタル測定値処理に多くの方法で直接用
いることができる。同様に欧州特許出願公開第０４０１
６００号明細書に記載されたタイプの静電容量式／光電
式測定ヘツドと組合わせて，ヤーンクリアリングのため
に静電容量的に糸の欠陥を測定し，光学的に毛羽と異種
繊維を測定することも可能である。
【００２６】光学的エイシツク（ＡＳＩＣ）を帰線消去
のためにコントロール電子回路と，及び／又は評価電子
回路と統合するような構成も可能である。この場合，ラ
インセンサの各ダイオード要素が自身の増幅器を持ち，
オフセツトのアナログストーレージを含んでいて，自身
でオフセツト補償を行うようにして，ダイオード列信号
を並列処理することも可能である。この場合異種繊維
（物質）検出のための閾値は全ての要素に対して設定さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の概要図である。
【図２】図１に示した装置の回路図である。
【図３】機能を説明するための図である。
【図４】機能を説明するための図である。
【符号の説明】
３ センサ ４ 背景 Ｆ 試験試料
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01V 8/12 D06H 3/08

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 試験試料は光にさらされ，試験試料から
    反射された光が測定され，反射光の変化から異種物質の
    存在を結論付けるものにおいて，試験試料よりも暗い異
    種物質の検出には明るい背景（４）の前に試験試料
    （Ｆ）の像をセンサ（３）上に投影し，試験試料よりも
    明るい異種物質の検出には暗い背景（４）の前に試験試
    料（Ｆ）の像をセンサ（３）上に投影し，上記センサの
    信号を調節可能な限界値と比較し，上記第１の場合には
    信号が対応する限界値を下回るとき，また上記第２の場
    合には信号が対応する限界値を越えるとき，考える異種
    物質が存在すると想定する如くしたことを特徴とする，
    糸，ロービング，スライバなどの繊維試験試料中の異種
    物質を検出する方法。
  2. 【請求項２】 試験試料より暗い又は明るい異種物質を
    検出するため，背景（４）を交互に照明，非照明とする
    如くしたことを特徴とする，請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 対応する限界値への切り替えは背景
    （４）の照明の切り替えと同期させる如くしたことを特
    徴とする，請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 試験試料を照明する手段と光電センサと
    を有し，センサはラインセンサ（３）で構成し，適時照
    明し又は照明しないようにすることのできる背景（４）
    を設けたことを特徴とする，請求項１に記載の方法を実
    施するための装置。
  5. 【請求項５】 背景は磨りガラス（４）で構成し，上記
    磨りガラスを適時照明するための光源（７）を設けたこ
    とを特徴とする，請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 上記光源（７）は磨りガラス（４）のラ
    インセンサ（３）の向かう方向と逆の位置に配置する如
    くしたことを特徴とする，請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 試験試料（Ｆ）を照明する手段は前方照
    明手段（５）と後方照明手段（６）とを含むことを特徴
    とする，請求項４ないし６のうち１つに記載の装置。
  8. 【請求項８】 試験試料（Ｆ）を照明する手段は発光ダ
    イオード，レーザーダイオード，フラツシユランプ又は
    白熱ランプで構成する如くしたことを特徴とする，請求
    項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 ラインセンサ（３）の出力信号は増幅器
    （１２）を通り，２つの調節できる限界値，１つは試験
    試料よりも明るい異種物質用，他の１つは試験試料より
    も暗い異種物質用をストアした処理段（８）に加えら
    れ，該処理段において上記出力信号と限界値との比較が
    行われ，限界値間の切り替えは磨りガラス（４）の照明
    のため設けられた光源（７）の切り替えと同期させて行
    われる如くしたことを特徴とする，請求項５又は６に記
    載の装置。
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