JPH0688786A - 流体中の微小異物検査方法 - Google Patents

流体中の微小異物検査方法

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JPH0688786A
JPH0688786A JP5195459A JP19545993A JPH0688786A JP H0688786 A JPH0688786 A JP H0688786A JP 5195459 A JP5195459 A JP 5195459A JP 19545993 A JP19545993 A JP 19545993A JP H0688786 A JPH0688786 A JP H0688786A
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Akio Chikada
彰夫 近田
Hiroyuki Konaka
博之 小中
Makoto Yamashita
真 山下
Ototake Yasuoka
己雄 安岡
Shigeru Kato
茂 加藤
Toshio Yonetani
敏夫 米谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体全量中の微小異物を検査する方法を提供
する。 【構成】 流体通路1の一部を透明体1aで構成し、上記
流体通路1の軸線とほぼ同じ方向から該通路をとり囲む
ように光を入射し、前記流体通路1の透明体1aヶ所にお
いて、流体中の異物による散乱光を流路方向とほぼ直角
な方向から観測することによって流体中の微小異物を検
出する流体中の微小異物検査方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高温溶融状態で流れる
樹脂や、常温あるいは低温で流れる液体等の流体全量中
の微小異物の存在を検査する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例えば
超高圧CVケーブル用押出モールドジョイント(EM
J)において、成形樹脂中に微小異物が存在すると、電
気的障害の要因となる。このため、EMJ施工時、金型
中への注入樹脂中の微小異物の存在を検査する必要があ
る。
【0003】しかし、従来の注入樹脂中の異物検査方法
としては、定量を連続的にサンプリングしながら厚さ
0.1〜0.5mm 程度の押出シートを作成し、レーザ光透過
方式やレーザ光反射方式で30〜40μm以上のシート中の
異物を検出する技術等が実用化されている。しかしいず
れの方法もサンプリング方法であって、流体全量中の異
物を検査する方法ではなかった。
【0004】一方、液体薬品等の異物検査技術として、
液体の一部からバイパスをとり、図3に示すようなガラ
ス製の透明流路51に導き、そのくびれ部51a にレーザビ
ーム52を当てて流体中の異物を光らせ、この散乱光を側
方(側方散乱)でフォトマル等の受光素子54で受光し、
フォトマルの光電変換信号をあらかじめチェック済の各
種信号の大きさと比較して、流れた異物の大きさや量を
推定する技術があるも、これもサンプリング方法であ
り、流体全量中の異物を検査する方法ではない。なお、
図3(イ)は構成図、図3(ロ)は回路図を示し、53は
集光器である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上述のようなサ
ンプリング方法ではなく、流体全量中の微小異物の存在
を検査する方法を提供するもので、その特徴は、流体通
路の一部を透明体で構成し、上記流体通路の軸線とほぼ
同じ方向から該通路をとり囲むように光を入射し、前記
流体通路の透明体ヶ所において、流体中の異物による散
乱光を流路方向とほぼ直角な方向から観測することによ
って流体中の微小異物を検出することにある。
【0006】
【作用】目的とする流体全量中の微小異物を効率よく検
出する技術について種々検討を行った。内径25mm、長さ
300mm のガラスパイプを準備し、架橋ポリエチレン(XL
PE)コンパウンドの溶融状態(120 〜 130℃)とほぼ同
じ光学的特性(光の透過率、屈折率等)をもつ液体を上
記ガラスパイプ内に封じ込め、あわせて数μm〜数mmの
異物(ガラス球、金属繊維等)を入れて光を投射し、C
CDカメラで散乱光をとらえる実験を行った。この際、
ガラスパイプとCCDカメラは相対的に10mm/秒の速さ
で動かした。その結果、投射光をガラスパイプの端部か
ら入射して、CCDカメラを側方にセットし、側方散乱
光により異物の形状と数がきっちりとらえられることが
わかった。投射光の光軸とCCDによる反射光の受光の
関係が90°の関係のとき 100%数を検出でき、それ以外
の角度では、全反射が起ったり、散乱光をきっちりとら
えられず、検出率が低下した。
【0007】
【実施例】図1は本発明の流体中の微小異物検査方法の
具体例の説明図で、図1(イ)は要部の構成図、図1
(ロ)は(イ)図のX−X断面図である。押出機から金
型への高温溶融樹脂の流体通路1を、投射光を流体の流
路と平行にするため、図に示すように直角に曲げ、その
一部を流路1a部分が断面円形、外形が断面正方形の石英
ガラス等の透明体3で構成し観測部とした。投射光2は
ハロゲンランプ等の光を適当な手段によって集光し、屈
曲部より流路1との軸線とほぼ同じ方向から上記流路1
をとり囲むように透明体3に入射した。CCDカメラ4
は光軸(流路)とほぼ直角な方向に設置し、焦点距離や
焦点深度を適当に調節して、流体中の異物による側光散
乱がとらえられるようにセットした。このような観測部
は、CCDカメラ4が外部光を拾わないように全体を遮
蔽してボックス内に納め、さらに流れる溶融樹脂がガラ
ス部分で冷えないよう、ボックスに電気ヒーターを取付
け、ボックス内温度を120 〜 130℃に調節した。なお、
必要に応じ、観測面のガラス3表面は全反射防止コーテ
ィング3aを施してもよく、又CCDカメラ4は複数台使
用してもよい。なお、流体通路断面形状は円形の他、楕
円形又は類似の形状でもよい。
【0008】これにより、流体通路1を流れる溶融樹脂
は、冷えることなく一定の速度で観測部を流れ、ほぼ透
明な流体としてCCDカメラで把握された。この溶融樹
脂中に数μm〜数mmの異物(金属、繊維等)を入れて実
験押出した結果、異物は流路とほぼ平行に入射する光で
散乱により光り、この散乱光を側方からCCDカメラで
観測することにより、異物の像(散乱光)はCCDカメ
ラでとらえられた。又CCDカメラでとらえた異物の像
(散乱光)の一定レベル以上を信号と判断させ、トリガ
ーさせることによりメモリーし、画像解析をかけること
によって、異物の大きさはほぼ実物通り把握できた。
【0009】しかし、上述のように1台のCCDカメラ
4を用い、正方形状の透明体3の一側面から観測した場
合、透明体3の壁面に近接した部分を流れる異物は、影
となって予定通りに散乱光とならずに、確認しにくいケ
ースがあることがわかった。これは検出もれにつなが
り、検出精度が落ちることを意味する。
【0010】これを解決するために、図2に示すよう
に、透明体3を六角形状として図のように3台のCCD
カメラ4を設置し、CCDカメラ4に対応する反対側の
面は光吸収処理面(黒い面)3bとすることにより、CC
Dカメラ4の視野が流路1の全域を 100%カバーするこ
とが可能となり、異物は 100%散乱により光り、異物の
像(散乱光)は 100%CCDカメラ4でとらえられた。
又流体の流れが速くCCDカメラで散乱光をとらえにく
い場合にはCCDカメラにシャッター機構を設けること
により、より鮮明に散乱光をとらえることができる。
【0011】入射光としては、(1)流体中の透過率の
よい波長を中心とした光を使用したり、(2)対象とな
る流体中の微小異物の反射率が良い波長の光を使用した
り、(3)波長帯域の広い可視光源を使用し、レンズ等
による集光系で入射したり、(4)流体中の透過率の良
い波長を発振する連続発振レーザー光を使用することが
できる。又(5)流体の流れが速く散乱光をとらえにく
い場合には高速シャッター機構を用いて入射光を画像処
理系と同調させたパルス光とすることにより、より鮮明
に散乱光をとらえることができる。
【0012】流路にほぼ平行な方向から光を入射する方
法として、図2に示すような同軸構造のガラスパイプを
形成して入射するようにしてもよい。この場合、流体の
流れる方向と逆方向から入射するようにしてもよい。又
入射光を光ファイバ等を用いたリング状(円環状)照明
で透明体に直接入射するようにしてもよい。この場合、
前述のように観測部の前で流体通路1を直角に曲げる必
要がなくなる。これはシステム構成上、設計の自由度や
適用のフレキシビリティが増加し、その点の効果が大き
い。
【0013】又高温、あるいは低温流体の場合には、観
測部のガラス部材と金属部材間の線膨張係数を合せるた
め、ガラスと金属の材質を適当に選定し、合せ目には適
当な流体漏れ防止対策を施す必要がある。
【0014】図5は本発明の流体中の微小異物検査方法
を超高圧CVケーブル用EMJ施工に適用した例の概略
外観図である。図面において、10は例えば図1に示すよ
うな本発明の観測部を組込んだ異物検出用ボックス、11
はペレット状の樹脂用タンク、12は押出機で上記ペレッ
ト樹脂はこの中で高温溶融状態となり、その出口には細
密フィルター12a が設けられている。13は押出機12より
押出される高温溶融樹脂を異物検査ボックス10を経て、
ケーブル15の接続部を内蔵した金型14へ導く流体通路
で、高温溶融樹脂中に存在する微小異物は、前記異物検
査ボックス10の観測部で検出され排出バルブ機構16より
排出される。
【0015】図6は本発明の流体中の微小異物検査方法
をケーブルの絶縁体等の押出被覆工程に適用した例のブ
ロック図である。図面に示すように、ベースレジンの樹
脂ペレット21及び老化防止剤22は秤量23後、溶融、混合
24され、細密フィルター24a を経て、流体通路25に導か
れる。該流体通路25の途中には本発明による観測部20が
設けられており、ここで異物の検査をされた溶融樹脂は
ペレダイス27を経て架橋剤含浸部29へ導かれ、架橋剤28
が樹脂中に含浸される。上記観測部20で異物の存在が発
見されれば、この異物を含んだ樹脂は切替バルブを具え
た放出部26から系外へ排出される。しかして、架橋剤が
含浸された樹脂は一旦ホッパ30に貯蔵され、順次押出機
31に供給されて、クロスヘッド32によりケーブル導体等
に押出被覆される。
【0016】又前述のように、観測部に入る前に流路を
直角に曲げなくても実現可能となることにより、ケーブ
ル製造の場合、図6の押出機31とクロスヘッド(成形
部)32の間に観測部20を設けて、成形部直前での異物の
検出も可能となる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の流体中の
微小異物検査方法によれば、流体中の微小異物の検出
が、容易に、確実に、しかも全量対象に実施することが
可能となり、従来のサンプリング方法に比し、極めて精
度の高い結果が得られる。従って、ケーブルの押出被
覆、押出モールドジョイントは勿論、薬品、食品等の液
体や製品が液体状態のときの製造ラインに適用すると
き、その効果は極めて大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の流体中の微小異物検査方法の具体例の
説明図で、図1(イ)は要部の構成図、図1(ロ)は
(イ)図のX−X断面図である。
【図2】本発明の他の具体例の説明図である。
【図3】本発明における光入射の他の例の説明図であ
る。
【図4】従来の流体中の異物検査方法の一例の説明図
で、図4(イ)は要部の構成図、図4(ロ)は回路図で
ある。
【図5】本発明の異物検査方法を超高圧CVケーブル用
EMJ施工に適用した例の概略外観図である。
【図6】本発明の異物検査方法をケーブルの絶縁体等の
押出被覆工程に適用した例のブロック図である。
【符号の説明】
1 流体通路 1a 透明体 2 投射光 3 ガラス 4 CCDカメラ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年9月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安岡 己雄 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 加藤 茂 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 米谷 敏夫 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体通路の一部を透明体で構成し、上記
    流体通路の軸線とほぼ同じ方向から該通路をとり囲むよ
    うに光を入射し、前記流体通路の透明体ヶ所において、
    流体中の異物による散乱光を流体の流路方向とほぼ直角
    な方向から観測することによって流体中の微小異物を検
    出することを特徴とする流体中の微小異物検査方法。
  2. 【請求項2】 透明体の外形断面形状を偶数辺を持つ多
    角形状としたことを特徴とする請求項1記載の流体中の
    微小異物検査方法。
  3. 【請求項3】 透明体内に光を入射する手段として、光
    源から光ファイバを用いて光を透明体に導き、リング状
    に流体通路をほぼとり囲むように入射させることを特徴
    とする請求項1記載の流体中の微小異物検査方法。
  4. 【請求項4】 観測手段としてCCDカメラを用いコン
    ピュータによる画像処理系と連係させてとらえた像を画
    像処理し、異物の大きさを特定することを特徴とする請
    求項1記載の流体中の微小異物検査方法。
JP5195459A 1992-07-24 1993-07-12 流体中の微小異物検査方法 Pending JPH0688786A (ja)

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