JPH0666734A - 糸状体異常検知器 - Google Patents
糸状体異常検知器Info
- Publication number
- JPH0666734A JPH0666734A JP22168391A JP22168391A JPH0666734A JP H0666734 A JPH0666734 A JP H0666734A JP 22168391 A JP22168391 A JP 22168391A JP 22168391 A JP22168391 A JP 22168391A JP H0666734 A JPH0666734 A JP H0666734A
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- JP
- Japan
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- cavity resonator
- microwave
- output
- detector
- detected
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- Pending
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単にかつ安価に作ることができ、かつ確実
に異常を検知する。 【構成】 方形導波管の空洞共振器１１に糸状体（ガラ
ス繊維）１４を貫通走行させ、ガンダイオード１５によ
りマイクロ波を発生させ、空洞共振器１１内に生じる定
在波を、ショットキーバリアダイオード１７でガンダイ
オード１５からのマイクロ波で混合検波し、その検波出
力を整流し、その整流出力を微分し、その微分出力の絶
対値を設定値と比較回路２２で比較する。ガラス繊維１
４に金属や水分が付着していると定在波が変動し、比較
回路２２の出力が反転して糸状体１４に異常があること
が検知される。
に異常を検知する。 【構成】 方形導波管の空洞共振器１１に糸状体（ガラ
ス繊維）１４を貫通走行させ、ガンダイオード１５によ
りマイクロ波を発生させ、空洞共振器１１内に生じる定
在波を、ショットキーバリアダイオード１７でガンダイ
オード１５からのマイクロ波で混合検波し、その検波出
力を整流し、その整流出力を微分し、その微分出力の絶
対値を設定値と比較回路２２で比較する。ガラス繊維１
４に金属や水分が付着していると定在波が変動し、比較
回路２２の出力が反転して糸状体１４に異常があること
が検知される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は例えばガラス繊維に付
着または混入した金属などの異常を検知する糸状体異常
検知器に関する。
着または混入した金属などの異常を検知する糸状体異常
検知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の検知器として糸状体を同
軸共振器の中心に通すものがあったが感度を上げようと
すると、同軸共振器に対し高い加工精度が要求されるた
め高価なものとなった。
軸共振器の中心に通すものがあったが感度を上げようと
すると、同軸共振器に対し高い加工精度が要求されるた
め高価なものとなった。
【０００３】
【課題を解決するための手段】この発明によれば空洞共
振器に被検知糸状体が通過可能とされ、マイクロ波発振
器からマイクロ波が空洞共振器内へ供給され、空洞共振
器内に設けられた混合検波器で空洞共振器内の定在波が
マイクロ波発振器からのマイクロ波により混合検波さ
れ、その検波出力レベルの変動が変動検出手段により検
出される。
振器に被検知糸状体が通過可能とされ、マイクロ波発振
器からマイクロ波が空洞共振器内へ供給され、空洞共振
器内に設けられた混合検波器で空洞共振器内の定在波が
マイクロ波発振器からのマイクロ波により混合検波さ
れ、その検波出力レベルの変動が変動検出手段により検
出される。
【０００４】
【実施例】図１にこの発明の実施例を示す。ＴＥ10モー
ドの方形導波管よりなる空洞共振器１１が設けられる。
空洞共振器１１の上板１１ａと底板１１ｂとの各一端部
中央に同一線上の貫通孔１２，１３がそれぞれ形成さ
れ、これら貫通孔１２，１３を通って糸状体１４が空洞
共振器１１を通過することができるようにされる。空洞
共振器１１の他端にマイクロ波発振器１５が取付けられ
る。マイクロ波発振器１５は空洞１５ａ内にガンダイオ
ードのようなマイクロ波発振素子１５ｂが管軸付近に配
されて構成され、この発振素子１５ｂの両端に電源１６
から電圧を印加してマイクロ波を発生し、これが結合孔
１５ｃを介して空洞共振器１１内に供給され、ここに定
在波が発生する。
ドの方形導波管よりなる空洞共振器１１が設けられる。
空洞共振器１１の上板１１ａと底板１１ｂとの各一端部
中央に同一線上の貫通孔１２，１３がそれぞれ形成さ
れ、これら貫通孔１２，１３を通って糸状体１４が空洞
共振器１１を通過することができるようにされる。空洞
共振器１１の他端にマイクロ波発振器１５が取付けられ
る。マイクロ波発振器１５は空洞１５ａ内にガンダイオ
ードのようなマイクロ波発振素子１５ｂが管軸付近に配
されて構成され、この発振素子１５ｂの両端に電源１６
から電圧を印加してマイクロ波を発生し、これが結合孔
１５ｃを介して空洞共振器１１内に供給され、ここに定
在波が発生する。
【０００５】空洞共振器１１内の結合孔１５ｃと、糸状
体１４との間において管軸付近にショットキーバリアダ
イオードのような混合検波器１７が配され、空洞共振器
１１内の定在波がマイクロ波発振素子１５ｂからのマイ
クロ波により混合検波器１７で混合検波される。その検
波出力は増幅器１８で増幅され、その増幅出力は整流回
路１９で整流され、その整流出力は微分回路２１で微分
され、その微分出力は比較回路２２で設定器２３の設定
値と比較される。この例では空洞共振器１１にスタッブ
２４が設けられ、また電源１６の出力電圧を調整してマ
イクロ波発振素子１５ｂの発振周波数を変えることがで
きるようにされている。
体１４との間において管軸付近にショットキーバリアダ
イオードのような混合検波器１７が配され、空洞共振器
１１内の定在波がマイクロ波発振素子１５ｂからのマイ
クロ波により混合検波器１７で混合検波される。その検
波出力は増幅器１８で増幅され、その増幅出力は整流回
路１９で整流され、その整流出力は微分回路２１で微分
され、その微分出力は比較回路２２で設定器２３の設定
値と比較される。この例では空洞共振器１１にスタッブ
２４が設けられ、また電源１６の出力電圧を調整してマ
イクロ波発振素子１５ｂの発振周波数を変えることがで
きるようにされている。
【０００６】この構成において空洞共振器１１内の伝達
関数Ｖは次式で表わせる。 Ｖ＝ａ・ｅｘｐ（ｊω−α） ａ：定数、α∝ｔａｎδ（減数定数）、ω＝１／√（μ
・ε）、ω：角周波数、ε：空洞共振器１１内の等価比
誘電率、μ：空洞共振器１１内の等価透磁率。 従って糸状体１４が均一な材質で異常となる物質が付着
したり混入したりしていない場合は、糸状体１４が走行
した状態で混合検波器１７の検波出力レベルは一定とな
り、微分回路２１の出力はゼロレベルであり、比較回路
２２の出力も低レベル“０”のままである。
関数Ｖは次式で表わせる。 Ｖ＝ａ・ｅｘｐ（ｊω−α） ａ：定数、α∝ｔａｎδ（減数定数）、ω＝１／√（μ
・ε）、ω：角周波数、ε：空洞共振器１１内の等価比
誘電率、μ：空洞共振器１１内の等価透磁率。 従って糸状体１４が均一な材質で異常となる物質が付着
したり混入したりしていない場合は、糸状体１４が走行
した状態で混合検波器１７の検波出力レベルは一定とな
り、微分回路２１の出力はゼロレベルであり、比較回路
２２の出力も低レベル“０”のままである。
【０００７】しかし糸状体１４の途中に透磁率が高い金
属が付着したり、混入したりしていると、空洞共振器１
１内の等価透磁率μが大きくなり、角周波数ωが低くな
り、空洞共振器１１内の定在波の波長が長くなる。例え
ば空洞共振器１１の長さを２３mm、マイクロ波の周波数
を２４ＧＨｚとし、糸状体１４としてガラス繊維を用
い、このガラス繊維に長さ１mm、直径１μｍのニッケル
サルファイド線を接着させ、５ｍ／秒の速度で反射端か
ら４mm離れた位置で走行させると、反射端から１６mmの
位置に混合検波器１７を配した場合に混合検波器１７か
ら約４０ｍＶのピーク電圧が発生した。よってニッケル
サルファイド線を異常として検出できる。ニッケルサル
ファイド線が存在しない時の混合検波器１７の出力電圧
の変動は１〜２ｍＶであった。
属が付着したり、混入したりしていると、空洞共振器１
１内の等価透磁率μが大きくなり、角周波数ωが低くな
り、空洞共振器１１内の定在波の波長が長くなる。例え
ば空洞共振器１１の長さを２３mm、マイクロ波の周波数
を２４ＧＨｚとし、糸状体１４としてガラス繊維を用
い、このガラス繊維に長さ１mm、直径１μｍのニッケル
サルファイド線を接着させ、５ｍ／秒の速度で反射端か
ら４mm離れた位置で走行させると、反射端から１６mmの
位置に混合検波器１７を配した場合に混合検波器１７か
ら約４０ｍＶのピーク電圧が発生した。よってニッケル
サルファイド線を異常として検出できる。ニッケルサル
ファイド線が存在しない時の混合検波器１７の出力電圧
の変動は１〜２ｍＶであった。
【０００８】この原理は次のように説明できる。つまり
ガラス繊維のみが空洞共振器１１内に配された時に、空
洞共振器１１内に、図２Ａの曲線２６として示すように
１波長分の定在波が生ずるとする。この時、空洞共振器
１１のＱを仮に２とする。次にニッケルサルファイド線
が付着したガラス繊維が空洞共振器１１内に配されたと
すると、前述した原理により空洞共振器１１内の定在波
の波長が長くなり、空洞共振器１１内に図２Ａの曲線２
７として示すように、０．９波長の定在波が生ずるとす
る。またこの時の空洞共振器１１のＱは当然低くなり、
１．８になったとする。図２Ａの左端は反射端であり、
図１の空洞共振器１１の右内端と対応している。
ガラス繊維のみが空洞共振器１１内に配された時に、空
洞共振器１１内に、図２Ａの曲線２６として示すように
１波長分の定在波が生ずるとする。この時、空洞共振器
１１のＱを仮に２とする。次にニッケルサルファイド線
が付着したガラス繊維が空洞共振器１１内に配されたと
すると、前述した原理により空洞共振器１１内の定在波
の波長が長くなり、空洞共振器１１内に図２Ａの曲線２
７として示すように、０．９波長の定在波が生ずるとす
る。またこの時の空洞共振器１１のＱは当然低くなり、
１．８になったとする。図２Ａの左端は反射端であり、
図１の空洞共振器１１の右内端と対応している。
【０００９】従って図２Ａのａ点に混合検波器１７が設
けられていると、ガラス繊維のみの状態からニッケルサ
ルファイド線が付いた状態になると、検波出力レベルが
ｖ1だけ減少し、混合検波器１７がｂ点の位置にあれば
ｖ2 だけ増加する。ガラス繊維の糸状体１４に水を含ま
せたものを空洞共振器１１内に配すると、等価的ε、μ
は変化しないが水分に電波が吸収され、つまり損失が生
じ、αが大となり、図２Ａの曲線２８のように曲線２６
より振幅が小さい１波長分の定在波が生じ、その時のＱ
は水分の吸収により下り、０．５となったと仮定する。
そうすると混合検波器１７がａ点の位置にあれば、検波
出力レベルがガラス繊維のみの場合よりもｖ3 減少し、
これはｖ1 よりも大きい、混合検波器１７がｂ点の位置
にあれば検波出力レベルは変化しない。混合検波器１７
がｃ点にあればニッケルサルファイド線が付着した場合
も水分が付着した場合も、検波出力レベルはガラス繊維
だけの場合よりも共にｖ4 だけ減少する。
けられていると、ガラス繊維のみの状態からニッケルサ
ルファイド線が付いた状態になると、検波出力レベルが
ｖ1だけ減少し、混合検波器１７がｂ点の位置にあれば
ｖ2 だけ増加する。ガラス繊維の糸状体１４に水を含ま
せたものを空洞共振器１１内に配すると、等価的ε、μ
は変化しないが水分に電波が吸収され、つまり損失が生
じ、αが大となり、図２Ａの曲線２８のように曲線２６
より振幅が小さい１波長分の定在波が生じ、その時のＱ
は水分の吸収により下り、０．５となったと仮定する。
そうすると混合検波器１７がａ点の位置にあれば、検波
出力レベルがガラス繊維のみの場合よりもｖ3 減少し、
これはｖ1 よりも大きい、混合検波器１７がｂ点の位置
にあれば検波出力レベルは変化しない。混合検波器１７
がｃ点にあればニッケルサルファイド線が付着した場合
も水分が付着した場合も、検波出力レベルはガラス繊維
だけの場合よりも共にｖ4 だけ減少する。
【００１０】糸状体１４を走行させていると、異常個所
が空洞共振器１１を通過する際に生じる空洞共振器１１
内の定在波の周波数の変化は実際にはごくわずかである
が、混合検波器１７により混合検波するため、出力の変
化として検出でき、しかもこの変化を微分回路２１で変
化率として検出しているため、ある程度の速度で走行さ
せることにより、大きな変動として検出され、その微分
出力の絶対値が設定値以上であれば、比較回路２２の出
力が高レベルとなり、糸状体１４に異常があったことが
検出される。微分回路２１の出力は例えば図２Ｂに示す
ように異常個所が空洞共振器１１を通過すると正負のパ
ルス３１が生じる。
が空洞共振器１１を通過する際に生じる空洞共振器１１
内の定在波の周波数の変化は実際にはごくわずかである
が、混合検波器１７により混合検波するため、出力の変
化として検出でき、しかもこの変化を微分回路２１で変
化率として検出しているため、ある程度の速度で走行さ
せることにより、大きな変動として検出され、その微分
出力の絶対値が設定値以上であれば、比較回路２２の出
力が高レベルとなり、糸状体１４に異常があったことが
検出される。微分回路２１の出力は例えば図２Ｂに示す
ように異常個所が空洞共振器１１を通過すると正負のパ
ルス３１が生じる。
【００１１】図２Ａから混合検波器１７の位置を管軸に
沿って変化させることにより正常糸状体に対する異常個
所の検出を感度よく行うことができる。また金属異常と
水分異常とに対する検出感度を異ならせることができ
る。正常状態での定在波の節点や空洞共振器１１の壁面
近くは混合検波器１７の出力が小さいから、これらの位
置を避けて混合検波器１７を設けるとよい。
沿って変化させることにより正常糸状体に対する異常個
所の検出を感度よく行うことができる。また金属異常と
水分異常とに対する検出感度を異ならせることができ
る。正常状態での定在波の節点や空洞共振器１１の壁面
近くは混合検波器１７の出力が小さいから、これらの位
置を避けて混合検波器１７を設けるとよい。
【００１２】図２Ｃに示すように正常糸状体に対しては
曲線２６の通り定在波が１．１波長分生じ、Ｑが２であ
り、金属異常が入ると、曲線２７の通り定在波が１波長
分生じ、Ｑが４となり、水分異常が入ると曲線２８の通
り定在波が１．１波長分生じ、Ｑが０．５となるように
構成することもできる。この場合は混合検波器１７をａ
点に配置すると、金属異常で混合検波出力レベルが大と
なり、水分異常で混合検波出力レベルが小となる。
曲線２６の通り定在波が１．１波長分生じ、Ｑが２であ
り、金属異常が入ると、曲線２７の通り定在波が１波長
分生じ、Ｑが４となり、水分異常が入ると曲線２８の通
り定在波が１．１波長分生じ、Ｑが０．５となるように
構成することもできる。この場合は混合検波器１７をａ
点に配置すると、金属異常で混合検波出力レベルが大と
なり、水分異常で混合検波出力レベルが小となる。
【００１３】上述において異常として金属異常、水分異
常を例としたが、前述した伝達関数から明らかなよう
に、空洞共振器１１内の等価透磁率μ、等価誘電率ε、
等価減数定数αが変化するようなものであれば、これを
検知可能である。糸状体１４としてはガラス繊維のみな
らず、プラスチック、その他のものでもよい。空洞共振
器１１としては円筒形のものでもよい。マイクロ波発振
素子１５ｂは空洞共振器１１内に設けてもよい。
常を例としたが、前述した伝達関数から明らかなよう
に、空洞共振器１１内の等価透磁率μ、等価誘電率ε、
等価減数定数αが変化するようなものであれば、これを
検知可能である。糸状体１４としてはガラス繊維のみな
らず、プラスチック、その他のものでもよい。空洞共振
器１１としては円筒形のものでもよい。マイクロ波発振
素子１５ｂは空洞共振器１１内に設けてもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、空
洞共振器に糸状体を通過させているため、同軸共振器の
中心に糸状体を通す場合よりも空洞共振器を簡単にかつ
安価に作ることができ、また定在波の変化を混合検波
し、更に微分して変動率を検出しているため、比較的小
さい変動をも確実に検出でき、かつその混合検波器の位
置を選定することにより感度を調整でき、また特定の異
常に対して感度を大又は小とすることも可能である。
洞共振器に糸状体を通過させているため、同軸共振器の
中心に糸状体を通す場合よりも空洞共振器を簡単にかつ
安価に作ることができ、また定在波の変化を混合検波
し、更に微分して変動率を検出しているため、比較的小
さい変動をも確実に検出でき、かつその混合検波器の位
置を選定することにより感度を調整でき、また特定の異
常に対して感度を大又は小とすることも可能である。
【図１】この発明の実施例を示す構成図。
【図２】Ａ及びＣは空洞共振器内の定在波の状態例を示
す図、Ｂは微分回路２１の出力例を示す波形図である。
す図、Ｂは微分回路２１の出力例を示す波形図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 被検知糸状体が通過可能とされた空洞共
振器と、 その空洞共振器内にマイクロ波を供給するマイクロ波発
振器と、 上記空洞共振器内に設けられ、その空洞共振器内に生じ
ている定在波を上記マイクロ波発振器よりのマイクロ波
で混合検波する混合検波器と、 その混合検波器の出力レベルの変動を検出する変動検出
手段と、 を具備する糸状体異常検知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22168391A JPH0666734A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 糸状体異常検知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22168391A JPH0666734A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 糸状体異常検知器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0666734A true JPH0666734A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16770643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22168391A Pending JPH0666734A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 糸状体異常検知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666734A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2572595A3 (de) * | 2011-09-20 | 2015-01-21 | HAUNI Maschinenbau AG | Von einem Materialstrang durchsetztes Gehäuse eines Mikrowellenhohlraumresonator, bei dem elektronische Komponenten wie der Mikrowellengenerator in abgeschirmten Kammern des Gehäuses untergebracht sind |
-
1991
- 1991-09-02 JP JP22168391A patent/JPH0666734A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2572595A3 (de) * | 2011-09-20 | 2015-01-21 | HAUNI Maschinenbau AG | Von einem Materialstrang durchsetztes Gehäuse eines Mikrowellenhohlraumresonator, bei dem elektronische Komponenten wie der Mikrowellengenerator in abgeschirmten Kammern des Gehäuses untergebracht sind |
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