JPH01503408A - ループ状の走行する布帛の速度および／または長さを測定するための方法および装置 - 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】 本発明は、ループ状の走行する布帛の速度および／または長さを測定するための 方法および装置に関するものである。

織物業界においては、ループ状の走行する布帛の速度または長さは、機械的な繰 り出し方法によって測定されるのが普通であった．この場合に、対応するタコメ ，一タが結合された回転側長器が、その都度、測定されるべき走行する布帛と接 触し、例えば、表面構造または織糸に対して問題となっていた。同様に、ループ 状の走行する布帛上で回転する回転ローラを備えた回転側長器は、回転ローラの 速度、すなわち回転数の測定によって、回転ローラに接触して走行する布帛の速 度を測定するものであることは知られている。

前述の機械的な繰り出し法は、いくらかの問題を生じさせ得る。例えば、走行す る鋭敏な布帛上に回転測長器が接触することによって、走行する布帛の表面が傷 つけられ、例えば、布帛の進行方向に線状にのびる表面のケバ立ち、または組織 のずれを生しるという危険を、もはや回避することができない。特に、例えば編 物のような弾性を存する物品は、表面に回転測長器が接触することによって、そ の部分に変形を生じ、これは走行する布帛の長さの誤った測定へと導く、前述し た第２の方法は、回転ロールの速度または回転数から、走行する布帛の速度また は走行する布帛の長さを推定するものであり、誤った測定がなされるという危険 を含んでいる。走行する布帛と回転ロールとの間のスリップは、測定結果に重大 な影響を与えるが、これは除去され得ない、これは、湿った走行する布帛がこの ような回転ロール上を推進される場合、または、走行する布帛が、機械的な応力 に対して敏感であるため、特に平滑な回転ロールが必要とされる場合に、特に発 生する。

本発明の課題は、推進される走行する布帛の速度または長さを、特に正確に測定 することができる方法または装置を提供することである。この課題は、請求の範 囲における第１請求項に記載された構成要件を備えた方法、および同請求の範囲 における第９請求項に記載された構成要件を備えた装置によって達成される。

本発明による方法において、推進された走行する布帛の速度または長さの測定は 、従来技術のような、回転測長器を走行する布帛に直接接触させること、または 、走行する布帛を回転ロールに接するように向けることによる、速度または回転 数の測定を含むものではない、むしろ、本発明による方法は、走行する布帛の速 度または長さの、直接的な非接触型に測定を提供するものである。

この場合に、光が推進される走行する布帛に向けられ、光の一部が向きを変えら れ、そして検出手段に送られる。

ように、その表面から反射されるということが明らかとなる。これは、その限り においては驚くべきことである。

といのは、種々の屈折率に基づき、このような走行する布帛の表面および吸着特 性が、その上に照射された光をあらゆる方向に反射し、散乱し、または吸着する ため、正確に評価された反射領域は生じないことが予想されるからである。しか し、すでに説明したように、本発明による方法においては、これは生じず、光の 選択された部分が、反射領域から収束レンズを経て導かれ、その前に屈折された 光と重ね合わされ得る。そのため、布帛の速度に依存して異なったドツプラー周 波数、すなわちうなりが発生し、光の強度変化が引き起こされる０重ね合わされ た光を伝送された検出手段は、次の数学的な公式に基づいて、うなり周波数から 布帛の速度を見出す。

ｆｌ　：測定されたうなり周波数 Ｖ　：布帛の速度 α　：光の入射角 λ　：先の波長 である。

前記の式から、単位時間ｔにおいて推進される布帛の長さ１に対して、次式の成 立することがわかる。

ｎ・λ ｌ　電　Ｖ　−１−□ ２・ＣＯＳα　、 ただし、ｎは時間ｔに数えられたドツプラー振動の数で本発明による方法におい て、光としては、個々の光と同様に、同一の波長を有する光からなる光束もまた 用いることができる。したがって、光の概念は、個々の光と同様に、単色光から なる光束をも含むものである。

前述した本発明による方法は、布帛の速度または布帛の長さの非常に正確な測定 を達成できるという長所を有している。なぜならば、光の伝播速度は、布帛の速 度に比べて１０１°倍も速く、よって測定の誤りを生じることがないからである 。したがって、本発明による方法を適用することにより、従来の方法と比較して 、測定の誤りは明らかに減少し、それが従来の測定の誤りのほんの１／１００〜 １／１０００となることが明らかとなる。また、本発明による方法によれば、回 転測長器を走行する布帛に接触させて使用し、測定を行なわなければならないと いう前述の問題は生じることがない、なぜならば、非接触型の測定のため、走行 する布帛表面の繊維組織の望ましくないずれ、ケバ立ち、または他の機械的損傷 が引き起こされ得ないからである。また、本発明による方法は、その都度の状態 に無関係に、すなわち走行する布帛が乾燥しているかまたは湿っているかどうか に無関係に、走行する布帛の速度またはその長さの一定な再現可能な測定を実行 するものである。さらに、本発明による方法は、その高い再現可能性および正確 性のために、走行する布帛の速度制御のために特にを効であることがわかる。こ の点に関しては、以下の実施例における装置のよって説明されるであろう。

原則として、本発明による方法において、あらゆる光が使用可能である。しかし 、その場合に、屈折光および反射光を重ね合わせるため、これらの光は単色化さ れていることが前提とされる。しかしながら、光源を単１色光を発生するように 形成することは本質的に容易である。

光として、レーザー光または前述の光束を発生させるような場合には、特に良好 な結果を得ることができる。このとき、光の単色化を考える必要はない、という のは、レーザーは、単一の波長を有する光を必然的に発生させるからである。こ の場合に、例えば、希ガスレーザー、ヘリウム・ネオンレーザ−１または二酸化 炭素レーザーのようなよく知られたレーザーが光源として考慮される。

この点については、以下において詳細に説明されるだろう。

光の照射角度に関して、これらは、走行する布帛の進行方向に対して、約２０° 〜約８９．５°、または約１６０　°〜約９０．５°の範囲、特に約８０°〜約 ８９．５°、または約１０００〜約９０．５°の範囲で変化させ得ることが明ら かである。

前述の照射角度の範囲（９０′″よりも少し小さいか、または９０°よりも少し 大きい）は、比較的小さい収束レンズの使用を可能にする。なぜならば、照射角 度がより太き（またはより小さくなるにつれ、すなわち、約２０＠〜約７０″″ 、または約１６０　°〜約１１０′″の範囲の角度の場合、これに対応する大き な収束レンズが必要となり、それに応じてコストの増大を招き、その上、装置自 体の構造も大きくなる。特に、反射光を集めるための小さなレンズは、走行する 布帛の表面が、８９．５　＠〜８９．９　’″、または９０゜ｌ°〜９０．５　 ＠の範囲の照射角で光を照射される場合に使用され得る。これらの照射角は、非 常に大きい走行する布帛の速度が測定されね・ばならない場合に、特に使用され る。これに関して、９０°の照射角は、本発明による方法においては使用するこ とができないことは明らかである。なぜならば、照射方向の速度成分がないため に、このような照射角は屈折光および反射光の間における周波数差、よって強度 変化を生じさせないからである。

照射角が、走行する布帛の進行方向に対して８６．５°または９３．５°に選択 された場合に、特に良好な結果が得られる。したがって、このような照射角の場 合、測定結果は、運動方向に対して垂直な走行する布帛の震動運動の影響を受け ず、またはほとんど無視し得る程度の影響しか受けないことは明らかである。こ れは、その限りでは重要なことである。なぜならば、このような震動運動は、例 えば、製造機械においてしばしば問題となるように、走行する布帛が比較的大き な速度、すなわち約２０＋＊／ｓｉｎらである。また、このような場合には、も し、測定が、走行する布帛が方向転換ロールによって支持され、その進行方向に 推進されるのみならず、それと同時に方向転換ロールの重さのために前記進行方 向に対して垂直に運動するような位置で実行されるならば、非常に正確で再現可 能な測定が達成され得る。したがって、走行する布帛の進行方向に対して、８６ ．５°または９３．５　’の照射角の場合には、前述の震動運動、または走行す る布帛の進行方向に対して垂直な走行する布帛の運動は除去され、布帛の長さま たは布帛の速度の測定への影響は、無視し得るものであることがわかる。

考えられる光の強度、エネルギーまたは出力に関して、これらは、走行する布帛 の基質および加工状態によって制限されることがわかる。なぜならば、例えば走 行する布帛表面の融解や色素破壊のような、望ましくない走行する布帛の変化が 測定によって生じないようにしなければならないからである。約４　ｍＷ／ｃｍ ”〜約１５ｍＷ／ｃ＋ｍｌの電力密度を有する光は、前述のような望ましくない 特性の変化を全く生じないため、特に好ましいものである。

特に再現され得る望ましくない影響を受けることがない測定を達成するために、 本発明による方法の別の実施例は、検出手段に伝送される前に屈折光の強度を、 織物の走行する布帛表面からの反射光の強度に適合させるように意図されている 。これによって、はぼ同一の強度を有する光（屈折および反射光）が重ね合わさ れ、重ね合わせによって発生するうなりの周波数が測定され、そして走行する布 帛の速度または走行する布帛の長さを非常に正確に測定され得る。

屈折光の走行する布帛表面からの反射光の強度との強度整合が達成され、検出手 段へ伝送される屈折光は、部分的に適当な反射手段によって反射され、または部 分的に吸着される。その結果、屈折光の反射部分または吸着部分は、走行する布 帛表面からの反射光と重ね合わされる。この点については以下に示す装置によっ て説明される。また、このような方法は、例えば、大部分の色彩に基づいて走行 する布帛表面からの反射光を吸着し、またはミクロまたはマクロな構造、すなわ ちその粗さに基づいて比較的広い評価し得る反射領域を存する材料からなる、走 行する布帛の速度または長さの測定をも可能とするものである。

前述の方法を実行するための本発明による方法は、光を発生するための光源を有 している。光源と走行する布帛との間には、分光手段が配置されており、この装 置は、前述の方法において参照光として利用される光の第１の部分を屈折させる 。このとき、例えば、測定手続きに必要な参照光を屈折させるプリズムのような 、当業者によく知られた分光手段が用いられ、前記光の第２の部分は他の影響を 受けることなく前記分光手段を通過させられる０分光手段と走行する布帛との間 には、収束レンズが配置され、このレンズは、円錐上の反射領域から選択的に反 射された光を集める。さらに、信号処理回路のような光検出器を含む光検出手段 が準備される。このとき、参照光と重ね合わされた、選択され集められた反射光 は、光検出器に伝送され、この光検出器は、参照光と重ね合わされた光のうなり のドツプラー周波数、または強度変化を、電気的な信号に変換する。

特に、前述したｆ！！拠に基づき、光源としてはレーザーが使用される。この場 合、希ガスレーザー、特に６３２．８ｎｍの波長の光を放射する、約２１〜約８ ｍＷの範囲の出力を有するヘリウム・ネオンレーザ−が用いられる。また、この ような希ガスレーザーの代わりに、当業者に周知の、適当な出力を有する二酸化 炭素レーザーまたは固体レーザーを使用することができ、その際、これらのレー ザーは、持続的に光を発生させる。

実施例における光検出器は、１ｍ＋ｓ”未満の測定面、特に０．２ａ＋ｍ”　〜 ０．５ｍｍ”　の範囲の測定面を有している。このような光検出器、特に、約０ ．２ｍｍ”　の測定面を有する光検出器は、大きな測定面を存するダイオードと 比較して、量子収量の最適化を可能にし、その結果、約６００ｎｍの波長の場合 には、前記量子収量は約５０％となるが、これに反して、ｌ　ａ＋＋＋”よりも 大きい測定面を有するダイオードは、約２０％の量子収量が可能となるにすぎな い。

これによって、相対的な強度変化が、また、走行する布帛の表面から反射された 光を完全に評価し、したがって、特に約５００　Ｈｚ〜約１０００Ｈｚの微小範 囲において信号処理回路から生じるノイズによって、測定が妨げられないことが 保証される。これは、他方では、ノイズとなるドツプラー信号が、高い信号増幅 によって利用され得るということへと導くものである。

特に好ましい結果が、光検出器として、ＰＩＮダイオードまたはシリコン・アバ ランシェ・光ダイオードを有する本発明による装置によってもたらされる。特に 、シリコン・アバランシェ・光ダイオードは、約５０ｏｎ−〜約９００ｎｍの波 長範囲で１．実質的に良好な量子収量および高い分解能を有しており、一方、Ｐ ＩＮダイオードは、約９００ｎ鵬〜約１１０００ｎの範囲で、前記シリコン・ア バランシェ・光ダイオードを上回る量子収量および分解能を有している。この点 に関しては、以下に示される第３図を参照されたい、特に高い周波数分解能が、 障壁型光検出器によって達成される。この障壁型光検出器は、約５００　Ｈｚ〜 約１０００Ｈｚの周波数範囲において作動し、その際、約５００Ｈｚの周波数範 囲は、本発明による方法または装置にとって特に好ましいものである。遮断電圧 の同調のため、または内部増幅の結果、信号対ノイズ比は、特に、使用状態、す なわち走行する布帛のマクロなまたはミクロな構造（凹凸構造）ないし色彩に適 合可能である。

同様に、分光手段と走行する布帛との間に配置された収束レンズの構成は、実質 的に測定精度に影響を及ぼすことは明らかである。約４０１ｍ１１〜約６０ｍｍ 、特に約５０＋ｓ＋の焦する収束レンズが好ましい、また、このような収束レン ズを用いることによって、比較的細長い走行する布帛の速度または長さを測定す ることができる。

本発明による装置の好ましい実施例は、検出手段へ屈折される光の経路中に配置 された反射手段を含んでいる。

この反射手段は、屈折光の強度を、走行する布帛の表面からの反射光の強度と整 合させることができ、屈折光の一部分のみが測定のために利用されるうなりの発 生のために反射光と重ね合わされるようにするものである。最も単純な場合、こ の反射手段は板ガラスからなり、屈折光の経路中に配置されることにより、屈折 光の一部分だけを光検出手段へ反射させる。この装置は、分光手段が分光器とし て形成されている場合に使用され、分光器の境界面は反射手段として役立ち得る 。空気中におけるガラスへの屈折光の経路の近（で光の一部分が反射され、この 部分的な反射光は、参照光として、走行する布帛からの反射光と重ね合わされる 。

同様に、反射手段の代わりに、または反射手段に付は加えて吸着手段が備えられ 、最も簡単な場合には、前述の境界面が吸着面とともに与えられるようにするこ とも可能である。この吸着手段は、測定される屈折光の一部分だけが伝送される と同時に、吸着によって、屈折光の反射されない部分が誤った測定結果を生じさ ることを防止する。このような分光器の境界面上に配置された吸着フィ、ルター としては、原則として、屈折光の境界面を透過する部分を吸着するものが好まし い、！Ｇ、色のベロアからなり、対応する境界面の外側から取付けられた吸着フ ィルターによって、特に良好な結果を得ることができる。

本発明による装置の別の実施例において、吸着手段は、−次元的に回転する透過 フィルターとして形成される。

このようなフィルターは、筒車な方法で、屈折光の強度を走行する布帛表面から の反射光の強度と０％〜１００％の範囲で整合させることができる。したがって 、簡単な方法で、本発明による装置は、測定すべき走行する布帛のマクロなまた はミクロな構造、並びに色彩を検出することができる。本発明による装置におい て、光検出器を、最も単純な場合においてオシロスコープからなる信号処理回路 と直接接続することにより、光の重ね合わせによって生じるうなりを視覚的に表 し、またはドツプラー周波数を計算することができる。走行する布帛の速度また は長さの定量的な測定のために、始めに説明した公式に基づくドツプラー周波数 （うなり周波数）の計算が必要である。一方、本発明による方法は、いろいろな 場所での走行する布帛の速度が考慮されており、このことは、例えば、１つの機 械内における異なった駆動モータの同調、または、多数の走行する布帛の速度の 重複した測定に対して有用である。最も単純な場合にはこれで十分であり、対応 する測定位置上のその都度のうなり、または対応する走行する布帛のその都度の うなりが、オシロスコープ上に視覚的に表され、これらのうなりが比較され、そ の差に基づいて走行する布帛の対応する駆動モータが手動的に調節される。当然 のことながら、また、このような調節を自動的に行うことも可能である。この場 合、信号処理回路が設定値を下回る値または上回る値を生じることにより、例え ば、選択された位置での走行す゛る布帛の速度、または１つの予め設定された走 行する布帛の速度による、多数の走行する布帛の速度の重複した、測定が与えら れ、他の走行する布帛の調節のために駆動モータの回転数をｗ制御するため、ま たは他の走行する布帛に関する駆動モータを制御するために用いられる出力信号 が利用される。

前述した、本発明による方法の、多数の位置での走行する布帛の速度の制御への 適用、または多数の走行する布帛の速度の測定への適用は、本発明による装置の 実施例で説明される。この実施例は、制御されるべき位置に関係する１つの走行 する布帛、または走行する布帛の数に関係する多数の走行する布帛の速度を測定 する場合にこれに対応する数の光源、分光手段および収束レンズ、並びに検出手 段を含んでいる。検出手段は、測定位置または走行する布帛に対応する数の光検 出器、および信号処理回路を有している。速度の手動による測定が実行され、信 号処理回路は対応する数の入力を備えたオシロスコープからなることが可能であ り、その結果、光検出器で発生させられた信号が、オシロスコープのスクリーン 上に視覚的に表され、そして駆動モータが個々に制御され得る。自動制御が実行 される場合には、信号制御回路は測定位置に対応する数の出力信号を発生し、こ れらの出力信号は、装備された駆動モータの回転数の制御のために用いられる。

本発明による装置の好ましい実施例は、工業上の測定に適しており、コンパクト な構造に形成されている。この実施例は、長（のび、全体にわたって密閉された ケーシングを含んでおり、このケーシングは光源に連結するための連結手段を備 えた端面を有している。この連結手段は、直接的に、または光源とケーシングと の間に配される光ファイバーを介して、前記光源と連結可能である。

前記連結手段に対向する端面には、光の出入口、とりわけ前述の収束レンズが配 置されており、これを通って、測定光がケーシングから放射され、また、走行す る布帛からの反射光が再び前記ケーシング内へ戻ってくる。

ケーシング内には、分光手段、また必要とあれば屈折光のための反射手段、並び に信号処理回路が配置されている。

収束レンズの焦点を走行する布帛上において容易に調節可能とするために、別の 実施例は、連結装置に対向する端面に、フランジを育するチューブを備えている 。このチューブは収束レンズを支持し、走行する布帛表面のとなる。同じく、チ ューブはケーシングに自由に結合され、その結果、測定の課題に応じて、チュー ブおよびこれに結合された収束レンズを、他のチューブおよびこれに対応する他 の収束レンズと、容易かつ迅速に交換することが可能となる。

実施例の構造を小さくし、コンパクトな測定装置とするために、別の実施例は、 ３つの基面側８１１鏡を有し、これらの鏡は、屈折光を光検出器へ向けるように なっている。さらに、基面側Ｗ鏡は、光源から放射される光に対して平行に配置 されている。

同様に、これらの実施例においては、分光手段が使用され、その境界面が屈折光 の反射または吸着のために使用されることにより、前述の実施例と比べて２つの 基面制御鏡が必要とされない、この点については、以下の実施例によってより詳 しく説明されるだろう。

本発明による方法および装置の有用な改良が請求の範囲に記載されている。

本発明による装置が、以下の図面をともなった実施例によって、さらに詳細に説 明されるだろう。

第１図は、本発明による装置の第１の実施例を示す概略図、 第２図は、本発明による装置の第２の実施例を示す概略図、 第３図は、本発明による装置の第３の実施例を示す概略図、 第４図は、本発明によるコンパクトな構造において実施された装置の断面図、 第４ａ図は、第４図におけるＡ−Ｂ線に沿った横断面、第４ｂ図は、第４図の実 施例の上部平面図、第５図は、ドツプラー周波数の、走行する布帛の速度に対す る関係を示すグラフ図、 第６図は、２種類の光検出器それぞれに対する、装置の量子収量の光の波長に対 する関係を示すグラフ図、第７図は、２つの走行する布帛の速度を制御するため に使用される、本発明による装置の別の実施例の原理を示す図である。

第１図において、走行する布帛の速度および／または長さを測定するための装置 （１）は、光源（２）を有しており、この光源（２）は、単色光または単色化さ れた光からなる光束を、走行する布帛（５）の表面に照射する。前記光は一定の 波長λを有している。光源（２）は、第１図に示される実施例の場合、ヘリウム ・ネオンレーザ−であり、レーザー光線（１０）は、６３２．８ｎｍの波長を育 し、光の出力は３ＩＩ縁である。光（１０）の一部分（１０ａ）は、分光器とし て形成された分光手段（３）表面で、調節可能な平面鏡として形成された反射手 段（８）へ屈折される０部分ｉ３過率によって、平面鏡（８）は、光（１０ａ） の強度を布帛表面からの反射光の強度と整合させることができ、それによって、 装置の測定精度および再現性を修正することが可能となる。光の他の部分（１０ ｂ）　は、収束レンズ（４）を通り、所定の照射角αで走行する布帛（５）の表 面に照射される。走行する布帛（５）は、矢印（９）の方向に所定の速度Ｖで推 進されている。収束レンズ（４）の焦点が走行する布帛（５）の表面上で調節さ れる。走行する布帛（５）の表面から、光（１０ｂ）が反射され、２つの例示さ れ、た反射光（１０ｃ）　、　（１０ｄ）が、レンズ（４）へ伝送され、前記分 光手段（３）へ導かれたのち、平面鏡（８）がら反射された光（１０ａ）　と重 ね合わされる。走行する布帛（５）の速度Ｖに依存して、異なった大きさのトン ブラー周波数ｆ４が発生し、このドツプラー周波数１６は、光（１０ａ）、　（ １０ｃ）　、　（１０ｄ）が伝送される光検出器（６）によって検出され、そこ で電気的な信号に変換される。そして、この信号は、第１図に示される実施例の 場合にはオシロスコープからなる信号処理回路によって、うなりとしてスクリー ン上に視覚的に表される。

第２図に示すように、本発明による装置の第２の実施例は、すでに第１図で説明 された第１の実施例の装置と同様に、光源（２）を有している。この光源（２） は、一定の波長λを有する光（１０）を発生し、前述の場合と同じくレーザーか らなっている。光（１０）の一部分（１０ａ）は、分光手段（３）から、調節可 能な平面鏡からなる反射手段（８）へ屈折される。光（１０ａ）の反射された部 分は、調節可能な基面制御鏡からなる第２の反射手段（８ａ）から、第１の反射 手段へ反射され１．さらにここから、第３の反射手段（８ｂ）を介して光検出器 （６）へ導かれる。このような調節可能な反射手段（８）　、　（８ａ）　、　 （８ｂ）による光（１０ａ）屈折および反射によって、屈折光（１０ａ）の強度 を、走行する布帛からの反射光の強度と最適に整合させるこができ、よって、装 置の測定精度が著しく良（なる、光（１０）の他の部分（１０ｂ）は、分光器（ ３）を通過し、レンズ（４）を介して走行する布帛（５）の表面に達する。この 布帛（５）は矢印（９）で示される方向に所定の速度Ｖで推進されている。この 場合には、光の照射角αは８６．５°に設定されている。走行する布帛（５）の 表面から、光（ｆｏｂ）が反射され、例示した２つの反射光（１０ｅ）　、　（ １０ｄ）がレンズ（４）に達する。走行される布帛（５）は、収束レンズ（４） の焦点内に配置されている９反射光（１０ｃ）　、　（Ｎｏｄ）は、分光手段（ ３）から第３の反射手段（８ｂ）へ屈折され、そしてそこで光（１０ａ）の対応 する部分と重ね合わせられる。走行する布帛（５）の速度Ｖに依存して、異なっ た大きさのドツプラー周波数ｒ４が発生し、光（１０ｃ）、（１０ｄ）　、並び に部分的な光（１０ａ）が導かれる光検出器（６）によって検出されるとともに 、対応する電気的な信号に変換される。この信号は、第２図に示されたフロー図 に対応する信号処理回路（７）によって処理される。

第３図に示すように、本発明による走行する布帛の速度および／または長さを測 定するための装置の第３の実施例は、第２の実施例とは異なり、光（ｌＯ）から 分割された光（１０ａ）は、ガラスから空気へ移行する境界面（Ａ）で部分的に 反射され、強度が°著しく減少するが、もとの光の周波数またはレーザー周波数 を有する光を生じる０分光器（３）内の光（１０ａ）のうち、境界面（Ａ）で反 射しない部分の、分光器（３）の外側からの望ましくない反射を防止するため、 境界面（Ａ）は吸着フィルター（Ｃ）を有しており、この吸着フィルター（Ｃ） は、黒色のベロア−を有する金属プレートからなっている。光（１０ａ）のうち の境界面（＾）から反射された部分は、走行する布帛（５）の表面から反射され た光（１０ｃ）　、　（１０ｄ）　と、分光手段内で重ね合わされ、そして、ア バランシェダイオード（６）は、分光器（３）の下方に配置されており、発生す るドツプラー信号を検出する。この実施例は、非常に小さくコンパクトな構造を 有しているという長所をもっている。さもなければ、この実施例は、すでに説明 した第２の実施例と同じ構造を有し、また同じ機能をもっており、これを明らか にするため、同じ構成要素には同一の番号を付した。

吸着フィルター（Ｃ）の代わりに、１次の円形透過フィルターもまた使用するこ とができ、このフィルターによって、光（１０ａ）のうちの測定に必要な部分の 強度を、０．１％〜１００％の範囲で任意に変化させることができる。

したがって、その都度の測定課題、すなわち走行する布帛表面のマクロなまたは ミクロな構造、並びにその反射特性に応じて、屈折光（１０ａ）の強度を、反射 光（１０ｃ）　、　（１０ｄ）の強度と、容易かつ迅速に整合させることが可能 となる。

第４図、第４ａ図、第４ｂ図は、本発明による装置の別の実施例を示したもので ある。この実施例は、コンパクトらなる分光手段（３）、反射手段（８ｂ）　（ 第４ｂ図参照）、吸着材（Ｃ）（第４ｂ図参照）、光検出器（６）並びに信号処 理回路（７）が配置されている。さや状のケーシング（３０）は、面（３０ａ） に結合手段（３１）を備えており、この結合手段（３１）により、ケーシング（ ３０）は、図示されない光源と、直接、または対応する光ファイバを介して結合 され得る。

面（３０ａ）に対向する面（３０ｂ）には、光の出入口（３２）が形成されてい る。この出入口（３２）には、円錐形のチューブ（３３）が結合しており、チュ ーブ（３３）には収束レンズ（４）またはこれと逆方間に可動するように取付け られている。

特に、鋭敏な測定光学系（３）　、　（８ｂ）　、　（Ｃ）　、　（６）　、　 （７）を、汚染または損傷から保護するため、ケーシング（３０）は密閉構造と して形成される。

第５図には、選択された走行する布帛に関して、ドツプラー周波数の走行する布 帛の速度に対する関係が示されている。この直線には、試験された走行する布帛 の所定の速度に対する典型的なオシログラムが表されており、走行する布帛の速 度が増大するにつれて、ドツプラー周波数ｆ４も増大する。第５図の測定の場合 、照射角は８６゜５６に設定されている。

第６図は、２種類の光ダイオードのそれぞれについて、パーセント量子収量の光 の波長に対する関係を示したものであり、下側の曲線（９００ｎ−まで）は、Ｐ ＩＮダイオードを表し、上側の曲線（９００ｎｍまで）は、シリコン・アバラン シェダイオードを表している。第６図には、また、６３２．８ｎｍの波長を有し 、出力が３ｍＷの光を用いて測定されたオシログラムが示してあり、これらを比 較する。ことにより、この波長の場合には、アバランシェダイオードの分解能は ＰＩＮダイオードの分解能より優っていることがわかる。この関係は逆転する場 合があり、９００ｎｗの波長の場合には、ＰＩＮダイオードの方が、アバランシ ェダイオードよりも高い分解能を有している。したがって、使用される光ダイオ ードは、その都度、光の波長に合わせられることが必要である。

・第７図には、本発明による装置の別の実施例が概略的に示されている。この実 施例は、２つの走行する布帛の速度を正確に制御することが可能である。第１の 走行する布帛（２０）は、速度を自由に調節可能な駆動モータ（２１）によって 矢印（２２）の方向に推進される。第１の走行する布帛（２０）は、第１の装置 （２３）と関係づけられており、この装置（２３）は、すでに第１図において示 されたのと同じ構成を有している。第２の走行する布帛（２４）は、矢印（２２ ）の方向に第２の駆動モータ（２５）によって推進される。

第２の走行する布帛（２４）は、第２の装置（２６）と関係づけられており、こ の装置は第１の装Ｗ（２３）を同じ構成となっている。第１図に示された実施例 とは異なり、これらの装置（２３）および（２６）は、それぞれ独立のオシロス コープを有していない、むしろ、第７図に示すように、チャンネル１およびチャ ンネル２という、２つの入力を有する単一のオシロスコープ（２７）が備えられ ている。そして、装置（２３）はチ＋ンンル１に、また装置（２６）はチャンネ ル２にそれぞれ接続されている。

上記の装置は、以下のように作動する。チャンネル１および装置（２３）に関し て、オシロスコープ（２７）に表示されたオシログラムは、第２図で説明したよ うに、走行する布帛（２０）の速度に依存して所定の構造を有し、例えば目標値 として設定される０次に、チャンネル２に切り換えられ、このチャンネルおよび 装置Ｆ　（２６）に関して、オシログラムの形でオシロスコープ上に表示された 、走行する布帛（２４）の速度は、走行する布帛（２４）の速度に関係づけられ た所定の構造を存している。今、２つの走行する布帛（２０）および（２４）の 速度を同調させることが望まれ、走行する布帛（２４）の速度は、チャンネル２ の測定されたオシログラムの構造が、目標値として設定されたチャンネル１に表 示されたオシログラムの構造と一致するまで、変化させられる。このことは、駆 動モータ（２５）が制御モータからなり、手動的にモータ（２１）の速度が合わ せられ得るようにすることによって達成される。さらに、チャンネル２の測定さ れたドツプラー周波数ｒａｔと比較することが可能であり、走行する布帛（２０ ）および（２４）の速度が等しい場合には、次式が成立する。

ｆｄｌ”’ｆａｔ また、２つの走行する布帛の速度が異なる場合には、それに応じて、測定される ドツプラー周波数もまた互いに離れた値をとるようになる。

また、当然のことながら、２つ以上の走行する布帛の速度を重複して測定するこ とが可能であり、この場合、これに対応する数の、装置（２３）、（２６）　、 並びに信号処理回路（２７）が必要となる。

この実施例は、例えば、２つの走行する布帛が同時に加工される織物機械におい て使用されることができる。

これは、例えば、マーセル化機またはシリンダ乾燥機にも適用可能であり、互い に重ね合わされた同一の２つの走行する布帛は、互いに異なった正確な所定の速 度でマーセル化または乾燥され得る。同様に、前記の装置は、異なった位置にあ る走行する布帛の場合に使用可能であり、これによって、単一の機械における多 数の駆動モータ、または重複して続く機械が制御され、決定的な品賀低下を招く 走行する布帛の引っ張りは、正確かつ再現可能に抑えられる。そしてこれは、従 来の測定手続きが存する前述した欠点を取り除くものである。

前述の駆動モータ（２５）の手動による速度制御のほかに、信号処理回路（２７ ）が、測定されたドツプラー周波数が、予め与えられた、所定のドツプラー周波 数からそれた場合に、駆動モータ（２５）の制御のために使用される出力信号を 発生するようにすることも可能である。

寺）収ｔ１＝／、〕 国際調査報告 １、、、ｌ□、ＰＣＴ／ＤＥ　８８１００１４３国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）走行する布帛に光を照射し、前記照射された光の第１の部分を前記走行す る布帛の表面に向けて屈折させ、前記屈折された光を検出手段へ導き、前記走行 する布帛の表面から反射された光を収束レンズへ導いて集光し、前記反射された 光を前記検出手段へ導き、前記検出手段の前方て、前記屈折された光と前記反射 された光を互いに重ね合わせ、前記光の重ね合わせによって発生するうなりの周 波数から、走行する布帛の速度および／または長さを測定することを特徴とする 、ループ状の走行する布帛の速度および／または長さを測定するための方法。 （２）前記光として単色光が選択されていることを特徴とする第１請求項記載の 方法。 （３）前記光としてレーザー光線が使用されていることを特徴とする第１請求項 または第２請求項記載の方法。 （４）前記光を、前記走行する布帛に前記布帛の進行方向に対して、約２０°〜 約８９．５°または約１６０°〜約９０．５°の照射角α、特に、約８０°〜約 ８９．５°または約９０．５°〜約１００°の照射角αで照射させることを特徴 とする第１請求項〜第３請求項のいずれか１項記載の方法。 （５）前記光を、前記走行する布帛に前記布帛の進行方向に対して８６．５°ま たは９３．５°の照射角αで照射させることを特徴とする第４請求項記載の方法 。 （６）前記検出手段へ伝送する前に、前記屈折された光の強度を前記走行する布 帛の表面から反射された光の強度と整合させることを特徴とする第１請求項〜第 ５請求項のいずれか１項記載の方法。 （７）前記屈折された光の強度を吸着および／または反射によって減少させるこ とを特徴とする第６請求項記載の方法。 （８）光（１０）を発生する光源と、前記光源（１０）と収束レンズとの間に配 直され、前記光（１０）の第１の部分（１０ａ）を屈折させ、前記光（１０）の 第２の部分（１０ｂ）を妨げることなく前記走行する布帛（５）へ向かって通過 させ、前記走行する布帛（５）から反射された光（１０ｃ，１０ｄ）を前記屈折 された光（１０ａ）と重ね合わせる分光手段（３）と、前記重ね合わされた光（ １０ａ，１０ｃ，１０ｄ）の周波数ｆｄを計算し、前記計算された周波数ｆｄを 電気的な信号に変換する光検出器（６）、および前記電気的な信号を処理する信 号処理回路（７，２７）を含む検出手段とを有していることを特徴とする、第１ 請求項〜第７請求項に記載された方法を実行するための装置。 （９）前記光源（２）がレーザーであることを特徴とする第８請求項記載の装置 。 （１０）前記レーザーが希ガスレーザー、特にヘリウム・ネオンレーザーである ことを特徴とする第９請求項記載の装置。 （１１）前記光検出器（６）が、１ｍｍ２より小さい測定面、特に約０．２ｍｍ ２〜約０．５ｍｍ２の測定面を有していることを特徴とする第８請求項〜第１０ 請求項のいずれか１項記載の装置。 （１２）前記光検出器（６）がアバランシェダイオード、特にＳｉ−ダイオード であることを特徴とする第８請求項〜第１１請求項のいずれか１項記載の装置。 （１３）前記光ダイオードが障壁型光ダイオードからなり、約５００Ｈｚ〜約１ ０００Ｈｚの範囲、特に約５００Ｈｚ付近の範囲において高い周波数分解能を有 していることを特徴とする第８請求項〜第１２請求項のいずれか１項記載の装置 。 （１４）前記収束レンズ（４）が、約４０ｍｍ〜約６０ｍｍ、特に約５０ｍｍの 焦点距離を有し、さらに２５ｍｍよりも小さく、特に約１９ｍｍのレンズ直手段 を有していることを特徴とする第８請求項〜第１３請求項のいずれか１項記載の 装置。 （１５）前記検出手段の前の、前記屈折された光の経路中に配置された反射手段 （８，８ａ）を有していることを特徴とする第８請求項〜第１４請求項のいずれ か１項記載の装置。 （１６）前記反射手段（８，８ａ）が、吸着手段とくに１次の円形透過フィルタ ーからなっていることを特徴とする第１５請求項記載の装置。 （１７）前記分光手段（３）の境界面（Ａ）が反射手段からなることを特徴とす る第８請求項〜第１６請求項のいずれか１項記載の装置。 （１８）前記境界面（Ａ）が吸着材層（ｃ）を有していることを特徴とする第１ ７請求項記載の装置。 （１９）前記信号処理回路（７，２７）が、前記光ダイオード（６）と結合し、 前記重ねあわされた光のうなりをオシログラムとして視覚的に表す、オシロスコ ープからなることを特徴とする第８請求項〜第１８請求項記載の装置。 （２０）コンパクトな構造からなり、長くのびる密閉されたケーシング（３０） を有し、前記ケーシング（３０）は光源（２）と結合するための結合手段（３１ ）を備えた一端面（３０ａ）と、前記光の出入口（３２）を備えた他端面（３０ ｂ）とを有し、前記ケーシング（３０）内に、前記分光手段（３）および信号処 理回路（７）並びに収束レンズ（４）が配置されていることを特徴とする第８請 求項〜第１９請求項記載の装置。 （２１）前記ケーシング（３０）が、前記光源に対向する他端面（３０ｂ）で、 前記収束レンズ（４）を装着するためのチユーブ（３３）と結合し、前記収束レ ンズ（４）は、前記ケーシング（３０）に対して、前記走行する布帛（５）へ向 かう方向またはこれと逆方向に前記光と平行に移動可能に装着されていることを 特徴とする第２０請求項記載の装置。 （２２）前記分光手段（３）が、前記光（１０）の方向に対して平行に配置され た３つの調節可能な基面制御鏡（８，８ａ，８ｂ）に関係づけられていることを 特徴とする第２０請求項または第２１請求項記載の装置。 （２３）機械におけるｎ個の位置で１つの走行する布帛（２０，２４）の速度制 御をし、またはｎ個の走行する布帛（２０，２４）の速度制御をするために使用 され、ｎ個の光源、ｎ個の分光手段、ｎ個の収束レンズ、並びにｎ個の光検出器 およびｎ個の信号処理回路を有していることを特徴とする第８請求項〜第２２請 求項記載の装置。 （２４）前記ｎ個の信号処理回路がｎ個の入力を備えた単一のオシロスコープ（ ２７）からなることを特徴とする第２３請求項記載の装置。 （２５）前記ｎ個の信号処理回路が、ｎ−１個の電気的出力を発生し、予め設定 される速度に依存して、ｎ−１個の前記走行する布帛に関する駆動モータ、また は走行する布帛を制御することができることを特徴とする第２４請求項記載の装 置。