JPH04500272A - 移動する繊維集合体の周波数分析方法 - 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】 移動する繊維集合体の周波数分析方法 本発明は、請求の範囲１の前提部分に記載した移動する繊維集合体を周波数分析 する方法に関する。

紡織スライバ及び糸の特性は今日既に紡績工場においてオンラインで測定され、 その結果は一部が当該生産機械の調節及び制御に直接利用される。それに対し１ １本来の繊維パラメータ（例えば紡織繊維の長さ、長さ分布、直径、引裂強さ） はいまなお実験室内（即ちオフライン）で測定される。

繊維パラメータを先行技術により実験室で測定する主な欠点は生産機械の調整可 能性が不連続であることにより、これは単に個別的に実験室で実施する繊維パラ メータの個別測定を基にする場合以外にしようがない。従って生産機械の調整の 永続的最適化は実施不可能である。

この点で本発明が救済策を提供する。本発明の目的は、移動する繊維集合体を簡 単な装置で確実に周波数分析する方法を提供し、この方法で周波数スペクトルの 変化を事実上時間の遅れなしに確認することができ、こうして繊維パラメータに ついて相対的言明をなすことのできるようにすることである。

この目的を本発明は請求の範囲１の特徴を有する方法及び請求の範囲１０の特徴 を有する装置で達成する。

繊維は不織布の内部でほぼ平行となるべきであり、即ち一定の予備平行化を行う べきである。不織布の運動は流動媒体かまたは搬送装置（例えば気流、縁飾り付 きドラム、針床等）のいずれかにより行われる。

分析すべき繊維は望ましくは薄い、好ましくは１繊維層を含む不織布の形でセン サの前を通過する。

センサは不織布の一部または全幅を持続的に測定する。

センサは移動する不織布に対し相対的に固定式に取り付けるかまたはそれに対し 移動式に配置することができ、後者の場合速度は不織布のそれと同じでない。

センサはコンデンサ、ＣＯＤカメラまたは反射式測定装置から構成することがで き、指向性光、例えばレーザ光で搬送装置の反射面を適宜に照射し、反射した光 が光センサにより捕捉される。

センサは繊維量を容量式または光学式に測定し、適宜な比例信号を評価装置に送 る。

評価装置は構造上センサから分離しておくかまたはセンサの一部とすることがで きる。評価装置内で信号処理、即ち雑音信号と有効信号との分離、こうして獲得 した差信号の増幅、そしてそれを基に周波数スペクトルの計算が行われる。これ らの機能を実行できるよう評価装置は少なくとも入力増幅器、強度：ＡＷＪ器、 フィルタ、計算機、利用者とのインターフェースを備えておくべきである。

センサが一体化した評価装置を有する場合ごく小さな機能群で評価が可能でなけ ればならない。しがし分離した評価装置を有するセンサが望ましいが、それはこ の場合センサを非常に小さくすることができ、生産機械内に難なく取り付けるこ とができるからである。

センサにより発生した繊維量に比例した信号を評価装置が処理し、こうしてセン サの測定範囲内で繊維量変動の時間線図をめる。次に高速フーリエ変換（ＦＦＴ ）を利用して評価装置はセンサ信号の周波数スペクトルを計算することができる 。好ましい１実施態様ではセンサにより発生した信号はその処理前に好ましくは 高いクロック周波数で評価装置内に記憶される。

不織布搬送装置及びその他の妨害ユニット（例えば外部光、湿気等）によりセン サ信号のスペクトル中に望ましくない付加的周波数が現れる。こうした妨害周波 数が事前には知られておらず、従って計算で排除できない場合、この妨害周波数 だけを測定することのできる第２のセンサを搬送装置または流動媒体の繊維のな い箇所に取り付けることができる。繊維の影響を受けないこのセンサ信号の周波 数スペクトルは次に評価装置において繊維の影響を受けた周波数スペクトルから 計算により引き去ることができる。こうしてシステムに起因した妨害周波数のな い繊維の周波数スペクトルが正確に得られる。

本発明により達成される利点は実質的に、本発明方法で得られる移動する繊維集 合体の周波数分ｔｌ１１′を基に一方で相対的繊維パラメータ（繊維長の変化、 汚れ１．）の変化等）の逆推論が、だが他方で繊維加工機械の制御も実行できる ことにある。

繊維の相対的長さ測定は請求めたスペクトル写専の周波数から直接生じる。周波 数が小さくなると繊維な長くなっている。周波数が増加すると′ａ維は短くなっ ている。

こうして生ｆｌＰ機ｈ＆（、例えば梳綿機）による繊維損傷の変化をｌＪ実上時 間の遅れなしに確認することができる。

更に、検査した繊維集合体の散開度や平行化度、モして繊維集合体中の相対的汚 れ分について相対的言明を行うことができる。

明確な特性を有する繊維で撮影した適宜な校正周波数スペクトル写真を利用して 、検査した不織布の絶対パラメータも最終的にめることができる。

２個のセンサを使用し、加工プロセス（例えば延伸装置）の前で１回、その後に １回、移動する不織布を測定することも”Ｊ能であり、こうして２つのセンサ信 号から評価装置において高速フーリエ変換により両センサ信号の、加工プロセス と直接関係した微分周波数スペクトルを算出することができる。

最後に、本発明方法で得られる移動する繊維集合体の周波数分析を利用して繊維 生産機械に適宜に介入することにより機械の調整を連続的に最適化することもて きる。

機能漿理も同時に示す本発明の１実施例を図面に示し、以下詳しく説明する。

第１図は本発明方法を実施する装置の概要図、そし′Ｃ第２図はさまざまな信号 処理段階の概ｅ図である。

移動する繊維集合体を周波数分析する第】図に示Ｌ５た装Ｒは生に２個のセンサ １．２と繊維搬送装置６と評価装置７とからなる。

第１図の右側に示すようにセンサ１，２は送信部１５．１６．１８も受信部１９ も含む。送信部は半導体レーザ１６からなり、これが波長λ−６７０ｎｍのレー ザ光を発生し、鎖車１５と鏡１８とによりその下にある搬送ベルト６上にライン パターンを描く。センサ１の測定領域４内で搬送ベルト６を横切って往復動する 光線がその前を通過する繊維５の集合体を照射する。センサ】、２の受信部はホ トダイオード１９からなり、これが搬送ベルト６及びその構造（繊維５、縁飾り ３等）により反射され半透鏡１７により転向されたレーザ光を捕捉して測定する 。

搬送装Ｗｔ６は電動機により移動する搬送ベルトがらなり、センサ１，２に対向 した表面に規則的に配置した鉤片の形の縁飾り３を有し、これは測定すべき繊維 ５の集合体をセンサ１，２の測定範囲４の前を通過させる。センサ１，２により 放出したレーザ光を反射するため搬送ベルト６は縁飾り３間にある部分が鏡面仕 上げしである（使用した照明源に照らし、できるだけ高い反射度を実現すべきで ある。） 第２図に詳細に示した評価装置７は主に２台の信号処理装置１０（センサ１，２ 内で発生した信号用）と１台の計算機１４とからなり、計算機自体は２つの高速 フーリエ変換装置１１と利用者への２つのインタフェース１２．１３とを含む。

第２図を基に本発明方法のプロセスを概略示す。センサ１．２により測定した光 の強度を電気信号に変換し、付属した２つの信号処理装置１０において増幅し濾 波しアナログ・ディジタル変換を行う。センサ１，２により発生した信号は場合 によってはその処理前に好ましくは高いクロック周波数で評価装置７内に記憶す ることができる。

処理した信号はいまや計算機】４に送られ、そこで高速フーリエ変換１１が行わ れる。こうしてセンサ１，２の測定箱ＩＩｆＪＪ内での繊維量変動または縁飾り 変動の時間線図からセンサ信号の周波数スペクトルが計算される。

このように計算した両センサ信号（センサ１による繊維の影響を受けた信号とセ ンサ２による繊維の影響を受けない信号）の周波数スペクトルは次に評価装置１ ４において計算により互いに減算することができる。高速フーリエ変換１１を表 す図式ブロックの前面の一番左に現れる第３信号群は繊維情報に一致し、スペク トルの中央範囲に現れる信号はドラム３に一致し、−香石に配置した信号はシス テム中に存在する汚れ粒子に一致する。

全ての外乱を取り除いた周波数スペクトルはいまや一方でインタフェース１２を 介し入出力装置９に、他方でインタフェース１３を介し機械制御系８に供給する ことができる。

国際調査報告 ｍ　＋６ｇ’＋’□　ｍ　、、、、、　９ｏ、ｏ、、、　、７国際調査報告 １　。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．移動する繊維集合体を周波数分析する方法において、分析すべき繊維（５） が薄い不織布の形でセンサ（１）の前を通過し、センサがその前を通過する繊維 量に比例した信号を発生して評価装置（７）に送り、センサ（１）により発生し た信号を評価装置（７）内で処理し、こうして得られた繊維量変動の時間線図を 評価装置（７）において高速フーリエ変換（１１）によりセンサ信号の周波数ス ペクトルに変換することを特徴とする方法。 ２．センサ（１）により発生した信号をその処理前に好ましくは高いクロック周 波数で評価装置（７）内に記憶することを特徴とする請求の範囲１記載の方法。 ３．不織布を流動媒体、好ましくは気流でセンサ（１）の前を移動させることを 特徴とする請求の範囲１または２記載の方法。 ４．不織布を搬送装置（６）、好ましくは縁飾り付きドラムまたは針床でセンサ （１）の前を移動させることを特徴とする請求の範囲１または２記載の方法。 ５．流動媒体または搬送装置（６）の繊維のない箇所に設けた付加的センサ（２ ）により基準信号及びそれから出発した基準周波数スペクトルを発生し、こうし て発生した基準周波数スペクトルを評価装置（７）において第１センサ（１）に より発生した信号の周波数スペクトルから減算することを特徴とする請求の範囲 ３または４記載の方法。 ６．評価装置（７）により計算した周波数スペクトルをグラフ表示または視覚表 示する（９）ことを特徴とする請求の範囲１〜５のいずれか１項記載の方法。 ７．評価装置（７）により計算した周波数スペクトルを、分析した繊維（５）を 処理する機械を制御（８）するのに利用することを特徴とする請求の範囲１〜６ のいずれか１項記載の方法。 ８．移動する不織布の第２の箇所に設けた付加的センサ（２）により繊維量を測 定し、これに比例した信号を評価装置（７）に送り、高速フーリエ変換（１１） により両センサ信号の微分周波数スペクトルに変換することを特徴とする請求の 範囲１〜７のいずれか１項記載の方法。 ９．センサ信号の周波数スペクトルの時間的変化を、検査した繊維集合体の相対 的繊維パラメータを求めるのに利用することを特徴とする請求の範囲１〜８のい ずれか１項記載の方法。 １０．請求の範囲１〜９のいずれか１項記載の方法を実施する装置において、 −Ａ）繊維（５）用搬送装置（６）、 −Ｂ）センサ（１）の前を移動する繊維量に比例した信号を容量式または光学式 に発生する少なくとも１個のセンサ（１）、そして −Ｃ）１個の信号処理装置（１０）と１個の高速フーリエ変換装置（１１）と１ 台の計算機（１４）と少なくとも１つのインタフェース（１２）とを有する評価 装置７、を特徴とする装置。 １１．センサ（１）が送信部（１５，１６，１８）も受信部（１９）も含み、送 信部が好ましくは１個の半導体レーザ（１６）と１個の鏡車（１５）と１個の偏 向鏡（１８）とを含むことを特徴とする請求の範囲１０記載の装置。