JPH06341953A - 繊維帯の中で搬送される材料の量を測定するための方法並びに装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カルデン帯に何ら影響を与えることなく、か
つ、周囲の条件に影響されないで、材料の量を測定す
る。 【構成】 カルデン帯１０の中を搬送される繊維の量を
測定するために、カルデン帯１０は測定セル１の開口部
を通り抜けて移動させられる。この開口部の囲壁はカル
デン帯の横断面と接触されている。カルデン帯１０に
は、囲壁から光源を使って数個の光線が照射される。カ
ルデン帯１０を通り抜けて出てくる光は受光器によって
記録され、カルデン帯１０中における光の吸収は測定横
断面中の材料の量に対する測定値となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、繊維帯、特に、カルデン帯（繊
維のもつれをほぐし平行にそろえる帯）もしくは延伸帯
の中を搬送される材料の量を測定するための方法並びに
装置に関する。

【０００２】

【従来技術】これに該当した測定は、これまでに色々な
方法で実施されてきた。容量的な（キャパシティブな）
測定の場合には、材料は２つのコンデンサー板の間を通
り抜けて走行する。これらの板の間のキャパシタンス
（容量）の値は、その時々の材料の量、材料の誘電率、
温度及び湿度に依存して変化する。この測定の際には、
カルデン帯は、何らの条件を必要としないが、キャパシ
タンス（容量）が静電気に影響されやすく、且つ、湿度
や材料に大きく依存するという欠点を有している。

【０００３】機械的な測定の場合には、位置調節が可能
なローラー対によって一定の規則で行なわれる。すなわ
ちこのローラー対の間を帯が貫通して走行する。ローラ
ーの間隔は材料の量に対する測定量である。この方法
は、材料に依存しないし、また、測定の安定した絶体値
を提供するものである。然しながら、この方法は圧力と
それに加えての摩擦抵抗によってカルデン帯に負荷を負
わせている。

【０００４】最後に、空気圧式測定方法もまた良く知ら
れている。この方法の場合には、いわゆるトランペット
が狭い場所において横の穿孔が備えられている。この穿
孔の中で、帯がトランペットを通り抜けて走行する時に
ゲージ圧が生ずる。何故ならば、繊維は、その間に閉じ
こめられた空気を一緒に圧縮するからである。然しなが
ら、実際に、カルデン帯を付加的に必要としないこの測
定装置は速度や材料に依存し（周囲の）汚染によって傷
つきやすく、検定を行なうのが困難であり、そして、５
ｍｍよりも長い測定の場を有している。

【０００５】このような状態から生ずる結果として、従
来の測定装置は、カルデン帯に条件が付されるかもしく
は測定結果がその時々の外部の条件によって強く影響さ
れるので、従来の測定装置は全て独特の欠点を背負わさ
れている。

【０００６】

【目的】それ故に、このような条件に影響されない安定
した材料の量の測定が可能で、かつ、カルデン帯に何ら
本質的影響を与えないような測定方法及び装置を造り出
すという課題が存在している。

【０００７】

【構成】上記の課題は、特許請求の範囲第１項ないし第
５項に記載された処置によって解決される。その結果と
して生ずる如く、測定セルの囲壁が繊維の横断面を接触
によって固定させるように、カルデン帯は測定セルの中
の開口部を通り抜けて走行する。この際に、繊維帯は、
その横断面の中で光を端から端まで照射される。特に、
そこでの囲壁は透明なリングとして形成されている。そ
のリングを通り抜けて光は直接ガラス・リングと接触し
ている繊維帯の中へと放射され、そしてまた、そのリン
グによって、該リングの中を通り抜けて現われる光が検
出される。この装置は、測定領域における繊維帯の位置
及び断面を規定している。その結果、一定の幾何学的な
条件が支配的となり、散乱光の影響が除去される。ガラ
ス・リングの内面の囲壁に帯が固定して摩擦状態にあ
り、その結果として、汚染の問題は生じない。この条件
下で、帯を通り抜けて現われる光の量は測定横断面の中
に存在している繊維の量に非常に良く反比例している。
この際、勿論、ローカルな繊維の堆積が存在しうるの
で、繊維の濃度が横断面全体に亘っていつも一定である
とは限らないということを考慮に入れなければならな
い。測定値の大きい変動を防止するために、利点をもっ
た繊維帯は、数個の横断面上で分配された光線の経路に
沿って、光学的に通り抜けて照射され、そしてその後に
定められた横断面に対するこの測定の平均値が形成さ
れ、そして、その時々の材料の量に対する測定量として
利用される。

【０００８】以下に、図面に示されている本発明の実施
例に基づいて、本発明の内容が詳細に説明される。各図
面は以下の内容を示すものである。図１は、長手横断面
における本発明の測定セルを示す図、図２は、帯の入口
方向における測定セルの外観図、図３は、対応した光線
の経路をもった実現可能な発光器及び受光器の図式説明
図、図４は、発光器及び受光器の他の例を示す図式説明
図、図５は、カルデン帯をもった測定セルの説明図、図
６は利用回路のブロック・ダイアグラム、図７は発光器
及び受光器のさらに詳細な配置を示す図、そして、図８
は、信号の対応した説明図である。

【０００９】図１及び図２において、測定セル１の実施
例が示されている。この測定セル１は光学的測定のため
に備え付けられている。このセルは本質的にそれぞれカ
ルデン帯のための入口漏斗２と出口漏斗３を有してお
り、測定セル１は測定セル外筐４の中に配置されてい
る。入口漏斗２は最も小さい横断面５に到るまで円錐状
にその横断面が狭くなってゆく。この領域において、以
下に記述される如く、そして実際に透明リング６の後方
に、発光器Ｓ１，Ｓ２，…及び受光器Ｅ１，Ｅ２，…が
配置されている。透明リング６は、特に、赤外線を透過
するパイレックス・ガラス（耐熱ガラス）で形成された
ガラス・リングである。このガラス・リングは、それ自
体、できるだけ少ない光を吸収するために、特に、比較
的小さい壁厚（例えば、１ｍｍ）を有している。このガ
ラス・リングは測定されるカルデン帯の厚さに適応した
内径を有しており、その結果として、カルデン帯は測定
セルの中へ入って走行する際にガラス・リング６の内壁
と接触する。この際に、カルデン帯１０はわずかに圧縮
されるにすぎない（図５参照）。図１及び図２に示され
た配置は、少し拡大されて示されている。実際には、測
定横断面における内径は例えば、１０ｍｍの値となる。
ガラス・リング６は、カルデン帯からほこりが入るのを
防ぐために、２つの密封リング７を使って横に漏れ止め
の処置がなされている。ガラス・リング６の内壁は駆動
時に接触して走行しているカルデン帯によってそれ自体
をクリーニングされる。その結果、常に同一の光学的条
件が存在していることになる。

【００１０】図２には、カルデン帯が入れ方向における
測定セル１が示されている。図２において、外筐４の中
に発光器Ｓ用の放射状の穿孔８及び受光器Ｅ用の（放射
状の）穿孔９が細い線で示されている。その配置は、図
３及び図４（また、図７参照）に基づいて、個々の点に
ついて詳細に説明することができる。発光器Ｓ１，Ｓ
２，…として赤外線ダイオード（ＧａＡｌＡｓ−ダイオ
ード）が有利に使用され、この赤外線ダイオードはイン
パルス駆動の際に、比較的高い光出力を発生する（１０
ｍＷ−３００ｍＷ）。さらに、このダイオードは指向性
のある光特性を有している。発光器Ｓは、ガラスリング
６の周囲において、カルデン帯１０が横断面上で数個所
の場所において分配されて光を照射されるように、配置
される。実質的には、それぞれ、発光器Ｓ１，Ｓ２，…
に対向して、受光器Ｅ１，Ｅ２，…が配置され、これら
の受光器は、対応したフォトダイオード（ｐｉｎ−ダイ
オード）によって形成されている。発光器Ｓ１，Ｓ２，
…とそれぞれに配置された受光器Ｅ１，Ｅ２，…との間
で光線の経路が定められる。そして、この経路に沿って
測定が行なわれる。尚、以下に説明される如く、この光
線の経路の測定によって、測定結果が得られる。それ故
に、カルデン帯の横断面上の繊維の不均一な濃度分配は
測定を妨げることはない。図３は、それぞれ２つのセン
ダー（発光器）が付加される配置を示し、その結果、光
の強度を２倍にすることができる。図２の配置は、３倍
の光の強度を生ずる。その他の点では、図３において、
断面は２つの方向にそれぞれ逆方向の感知をするように
照射する。逆方向に照射することはそれに付加されない
発光器による受光器への影響を阻止する。図４におい
て、１つの方向においてのみ照射するが、それぞれに３
つの直径上に分配された逆方向の光線の経路に沿って照
射される。

【００１１】図５において、対応した測定が図式的に示
されている。測定期間中は、カルデン帯１０は測定セル
を通り抜けて移動する。例えば、それは６００ｍ／ｍｉ
ｎの速度で移動する。材料の量は走行している繊維帯の
中で測定されなければならないので、２つの測定間の間
隔は余り大きくないことが必要とされている。上述の実
施例では、結果的に、測定はカルデン帯の領域において
４ｍｍとなっている。これは変成器やマイクロ・プロセ
ッサーの技術を利用回路の中で早急に処理することを必
要とする。この利用回路は、図６において、ブロックダ
イアブラムの形で示されている。発光器Ｓ１，Ｓ２，…
及び受光器Ｅ１，Ｅ２，…は単に図式的にのみ示された
にすぎない。図６は、図７と図８に関して一緒に理解す
るためのものである。そしてこの図７及び図８はこれに
対応した配置及び測定期間中に現われる信号を示してい
る。

【００１２】図において、インパルス・ジェネレーター
１１は、例えば、３０μｓ期間の電流インパルスを相次
いで個々の発光器Ｓ１ないしＳ４に供給する。インパル
スは、アナログ回路１２を同時に制御する。このアナロ
グ回路１２を使って、対応する受光器Ｅ１ないしＥ４は
相次いでアナログ−ディジタル変換器１３に接続され
る。それ故に、定められた発光器の定められた受光器へ
の付加は安全なものにされる。その結果として、例え
ば、受光器Ｅ１からの信号はＳ１とＥ１の間の光線の経
路に沿った光の吸収に正しく対応する（図７参照）。こ
の際に、アナログ回路１２は、信号のレベルがまた光イ
ンパルスの小さくなる方に記録される限りは、閉じた状
態を保つ（図８参照）。その結果、動作点に依存しない
差信号は、そのことから算出することができる。Ａ／Ｄ
変換器１３は、インパルス・ジェネレータがインパルス
２０もインパルスの休止期間２１（＝暗黒期間）も変化
させるように、インパルス・ジェネレーターによって制
御される。計算器１４は、それぞれインパルスとインパ
ルス休止期間との間の差異を形成し、そして、この差の
値を加算する。ここで、受光器は、色々な動作点を有し
ており、差異の形成のおかげでそれ自体これに影響を及
ぼすことはない。約２４０μｓの測定期間の範囲内で、
信号はこのように色々な光線の経路に相次いで受け入れ
られ、そして計算器１４で加算される。この差の値の加
算値は、同時に、全ての受け入れられた光線の経路上の
中央値（平均値）を意味する。その結果、測定の横断面
上の一様でない繊維の濃度−分散は品質を落すことはな
い。

【００１３】利用回路１５の中に、測定結果がストアさ
れる。そして又表示ユニット１６上の表示のために、も
しくは駆動データー監視システム１７のために、さらに
一層利用される。それ自体知られた方法で、制御回路１
８の部分としての信号は、延伸又はカーディング（繊維
のもつれをほぐし平行にそろえること）の制御に利用さ
れる。

【００１４】このような測定は、同時に直接的に且つ相
互に継続的に行なわれる。約２５０μｓの測定期間の場
合には、１秒間当り、例えば、２５００回の測定が行な
われる。この時、カルデン帯は、例えば、約１０ｍ動
く。その結果、カルデン帯の中の材料の量が本質的に継
続的に監視される。この際に、上述の測定セル１は、カ
ルデン帯が実際上必要とされ、それ故に測定によって品
質の低下は起こらないように、組み立てられている。

【００１５】

【効果】上述のように、本発明によると、光学的な経路
を辿って測定するため、測定結果は、カルデン帯の速
度、その温度、もしくはその湿度に影響されない。ま
た、測定セルは、さらに自浄作用があり、そしてそれ故
に汚染に対する抵抗力は弱くはない。更に、光インパル
スと暗黒との間の差異が測定されるので、測定結果は測
定セルの中に存在している材料の量の絶体値を示してお
り、受光器や増幅器の動作点の変動の影響を受けること
はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 長手横断面における本発明の測定セルを示す
図である。

【図２】 帯の入口方向における測定セルの外観図であ
る。

【図３】 対応した光線の経路をもった実現可能な発光
器及び受光器の図式説明図である。

【図４】 発光器及び受光器の他の装置の図式説明図で
ある。

【図５】 カルベン帯をもった測定セルの説明図であ
る。

【図６】 利用回路のブロック・ダイアフラムどある。

【図７】 発光器及び受光器のさらに詳細な配置を示す
図どある。

【図８】 信号の対応した説明図である。

【符号の説明】

１…測定セル、２…入口漏斗、３…出口漏斗、４…測定
セル外筐、５…最小横断面、６…透明リング、７…密封
リング、８，９…穿孔、１０…カルデン帯、１１…イン
パルス・ジェネレーター、１２…アナログ回路、１３…
Ａ／Ｄ変換器、１４…計算器、１５…利用回路、１６…
表示ユニット、１７…駆動データ−監視システム、１８
…制御回路。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維帯の中で搬送される繊維材料の量を
   測定するための方法であって、繊維体が測定セルの開口
   部を通り抜けており、前記開口部の囲壁は接触によって
   測定箇所における繊維帯の横断面を形成し、この際に、
   繊維帯は少なくとも１つの光源を用いて前記囲壁から照
   射され、該繊維帯の横断面を通って進む光は少なくとも
   １つの受光器によって前記横断面の中における材料の量
   に対する測定量として受け入れられることを特徴とする
   繊維材料の量を定める方法。
2. 【請求項２】 数個の発光器及び／又は数個の受光器が
   それぞれに対応した光線の進行を定めるように配置され
   且つ駆動される方法であって、前記発光器及び受光器は
   測定セルの開口部の横断面を通り抜けている開口部を分
   けており、この際に、それぞれの材料の量に対する測定
   量は、前記光線の進行に属する一方の手段から他方の手
   段へ導かれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 発光器及び／又は受光器は測定期間の色
   々な光線の進行が時間的に階段状に等級をつけて記録さ
   れるようにシーケンシャルに駆動されることを特徴とす
   る請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 発光器は、それぞれ階段状に等級をつけ
   た光インパルスを送り出し、受光器は対応する階段状等
   級において利用回路に選択的に接続されることを特徴と
   する請求項２又は３に記載の方法。
5. 【請求項５】 各々の受光器に対して、光源が作動する
   場合にも暗黒の場合にもそれぞれ信号が記録され、且
   つ、それぞれの受光器の測定結果としての差の値が作り
   出されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１
   つに記載の方法。
6. 【請求項６】 １つの開口部５をもった１つの測定セル
   １を具備しており、前記測定セルを通って測定されるべ
   き繊維帯がその中を通り抜けて移動しうるようになって
   おり、その横断面の面積は中に存在する繊維帯の横断面
   の面積よりも大きくなく、この開口部の領域において少
   なくとも１つの光源（Ｓ）と少なくとも１つの受光器
   （Ｅ）は、前記繊維帯がその横断面上に端から端まで光
   照射されるように配置されており、尚且つ、少なくとも
   １つの受光器（Ｅ）が、受光器の信号からそれぞれの材
   料の量を定めるために、利用回路１１ないし１４に接続
   されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれ
   か１つに記載の方法を実施する装置。
7. 【請求項７】 測定セル１は繊維帯のための流入口漏斗
   ２を具備しており、前記流入口漏斗２は開口部直径５の
   方に向って次第に、先細になってゆくことを特徴とする
   請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】 測定用開口部５は、少なくとも局部的に
   透明なリング６で形成されており、その周囲には、光源
   （Ｓ）及び受光器（Ｅ）が配置されていることを特徴と
   する請求項６又は７に記載の装置。
9. 【請求項９】 数個の光源（Ｓ１，Ｓ２，…）及び受光
   器（Ｅ１，Ｅ２，…）が開口部５の囲りに分配されて配
   置されており、数個の光線の進路が光源（Ｓ）と受光器
   （Ｅ）の間に形成されるように相互に分離されており、
   前記光線の進路は、開口部の横断面５を分配して走行
   し、そして前記開口部横断面に沿って前記繊維帯を貫い
   て入光する光線の強度はそれぞれの材料の量に対する測
   定量として定められることを特徴とする請求項６ないし
   ８のいずれか１つに記載の装置。
10. 【請求項１０】 光源（Ｓ）として赤外線ダイオードが
    使用され、該赤外線ダイオードは、１つの開口部を取り
    囲む外筐４の中に配置されていることを特徴とする請求
    項６ないし９のいずれか１つに記載の装置。
11. 【請求項１１】 インパルス・ジェネレーター１１を持
    った光源（Ｓ）が、時間的に階段状等級をつけられた光
    インパルスの送出のために接続され、かつ、開口部横断
    面５を通り抜ける光線の経路を定める受光検出信号が分
    類されるように、利用回路１１ないし１４の中に光イン
    パルスの利用に応じた受光検出信号が選択時に利用でき
    ることを特徴とする請求項６ないし１０のいずれか１つ
    に記載の装置。