JPH07500660A - 繊維又はその他の試料の単独の存在物を測定する電気光学装置 - 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】 繊維又はその他の試料の単独の存在物の多変量を高速で測定する電気−光学的方 法と装置 発明の分野 本発明は単独の存在物の特性９特に流体の流れの中の１１Ｌ繊維の速度、長さ９ 幅の特性や表面特性などの測定に関連した装置と方法に関する。

発明の背景 繊維の性質について！より多くの！より良い情報を得たいという要求は審産業革 命の初めから今日まで常に高まってきている。繊維処理機械の生産割合は特に過 去２５年の間に著しく増大した。これに対応してｐ生産速度と品質要求が高くな るにつれてｍ１６１．特性のバラツキにおける許容限度は著しく狭くなった。

生産速度を上げながら９品質についてより良くコントロールできるようにするこ とは！近代的生産における主要な挑戦であり９この挑戦は繊維製公用の原料嘗天 然繊維（綿１毛など）及び合繊繊維（ポリエステルラナイロンなど）について！ 非常に多量の！しかも改善された情報を基にしてのみ達成できる。

近代繊維製造についてのかかる観察は近代的なエアゾール生産においても当ては めることができる。生産割合が増大すると特定の寸法に対するバラツキの許容幅 は狭くなり市より多くのそしてより良い情報が要求されるようになる。

従って９本発明はＩ繊維やエアゾールの物理的性質の電気−光学的測定の分野に 属しｔ従来は不可能であった精度瞥確度！信頼性、迅速性を持つシステムの一部 であり、又これを可能とするものであってＩｍ維やエアゾールの広範な物理特性 につい特表千７−５００６６０　（４） でν費用効率の高い情報がめられる。

繊維試験における従来の方法を簡単に歴史的に振り返ってみることで１本発明の システムの繊維試験への関連が明がとなりり特に本発明が繊維試験で果たす主た る改善が明かとなろう。同様な回顧はエアゾール試験にもめることができる。

天然′ｍ維のみを用いていた１８００年代の中ごろ−この期間の革新的技術は水 力又は蒸気機械で１既により多くのより良い情報がめられていた。

例えば１ｍ花に対する標準が確立され、綿花のクラッサ、即ち格付者は苦心して これを学び９彼らの取引に適用して＋　″円滑に流れる１ことを保証するロット が工場に出荷されていた。

リバプールステーブル標草というものが最も広く用いられていたがプその後１　 １９００年代のはじめには米国農務省（ＵＳＤＡ）がとって代わって９全世界的 な綿花の定義づけシプレバレーション！標Ｇ錦花の提供などを開始しｔ今日でも これは行われている。

１９６０年代に入り！より多くの會そしてより良い情報と言う要求にこたえて、 　ＬＩＳＤＡは計器による繊維試験の統合的開発に取り掛かった。ＵＳＤＡのた めにスタンフォード研究所で行われた１つのアプローチは９綿繊維の繊維長と直 径を光学的にめようとするものであった。繊維を空気力学と静電的な力で１本１ 本測定領域に供給しようとした。単繊維に分離し供給することが困難であること ？毎秒１本以下という低いデータレートのため９このアプローチは断念された。

いわゆる１　１ハイボリユーム装置１１１１ＶＩ’（多量処理装置）の方向のア プローチは数回い既存の試験室装置の高速運転型が使用された。しかしこれらの 試験室装置は繊維長！強力１石径を色などの間接測定を行うものであった。プロ トタイプは１９７０年代中ごろに完成したが、この技術はある団体によって商取 引に使用することを拒否されｔ冬眠に入ってしまった。１９８０年になって９手 動でのクラス分けの不満足な結果からの圧力がランサ１テキサスの農民にＨＶ［ を主張させた。今日は米綿の５０％は）ＩＬＩで格付けされており、１９９２年 には略１０ｏ％がこれによる格付けとなろう。２０００年頃には世界中で生産さ れるほとんどの錦が機械的に格付けされるようになると期待されている。

用いられる機械は現行の世代のものとは限らす審改善された繊維試験技術であろ うし！その中のあるものは本発明の主題である。

現在の世代のＨＶＩ測定の興本技術は！これらを自動化したりデータを処理する ためのコンビコータを除けば、２５〜７５年も古いものである。残念なことに！ これら古い試験法では進んだ繊維情報Ｉ！Ｄち最新式の繊維処理で要求されるよ うな！より多くのより良い情報を提供しないしり又できないことが明らかになっ てきた。

２ないし３人のオペレータが必要でありｔ試験時間は約１／２分である。にもか かわらず、現在の世代のＨＶＩは主要な市場問題を解決したといえる。

１９８０年代の初めにＩ次世代ＨＶＩについての研究開発は直ちに開始されるべ きであることが認識されｔご。それ以前に既にＨＶＩは広く受け入れられるか９ 知られるようになっていた。本発明の筆頭発明者によって進められた測定概念Ｉ ｆＩｒＪｔ３＋直接＄高速で繊維サンプル中の個々の存在物を測ると言う概念は Ｉｌａ維試験とマーケティングの先見的な指導者達に燕望すべき技術として受け 入れられた。これらの、より基本的な測定は、最新式繊維装置で必要とされるよ うな、より多くの９より良い情報を提供する。この測定では個々の独立した存在 物＜ｍｗｔ、ｍ、個々のネップ１個々の挟雑物９個々のマイクロダストなど）が 瞥塊や束の状態から間接的に測定されるのではなくてＩ直接測定されるので！よ り基礎的なものである。

同様に大切なことは、ｆ！１新のエレクトロニック技術の統計的分布が容易にめ られるのでνより基礎的なものといえる。

これらの概念はアドバンストファイバーインフォーメーションシステム（進んだ 繊維情報システム）ＡＦＩＳと呼ばれる！色々なプロトタイプシステムを生み出 した；即ち（＋１空気機械的分離！即ち？繊維の１本１本の繊維への分＠ｔ　（ ２）高速であり！単独の存在物に対するセンサＩ（３）高い情報割合ｔパーソナ ルコンピュータなど。最後のものだけが最新エレクトロニクスで公知である。

空気機械的分離器については米国特許第４５１２０６０号明細書。

第４６３１７８１号明細ｗ＋第４６８６７４４号明細書に示されている。

ｍ繊維強力測定に対するセンサ手段は、米国特許出願「繊維試験装置及び方法」 シリアルＮｏ　、　０７／４６０２９２に示されている。

電気光学的センサの以前の種類のものは米国特許第４２４９２４４号明細書；第 ４３９６２８６号明細書；第４４７３２９６号明細書；第４８８５４７３号明細 書に述べられている。

ＡＦＩＳ繊維試験の適用に関しては９次のようないろいろな公開文献が出されて いる。

ｌ　ｒＡｄｖａｎｃｅｄ　Ｆｉｂｅｒ　Ｉｏｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ ｓＪ　：　Ａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏ−１ｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｅｖａｌｕａｔｉｎ ｇ　Ｃｏｔｔｏｎ；　ｂｙ　Ｆ、Ｍ、５ｈｏｆｎｅｒ＋　Ｇ、Ｆ、Ｗｌｌｌａｆ ｆｉＳ＋Ｃ，に、Ｂｒａｇｇ　ａｎｄ　Ｐ、Ｅ、５ａｓｓｅｒ　（Ｄｅｃｅｍｂ ｅｒ　８８　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａｔ　ｔｈｅＴｅｘｔｉｌｅ　Ｉｎ５ｔｉｔ ｕｔｅ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｆｉｂｅｒ　５ｃｉｅｎｃｅ　ＧｒＯｕｐｌＵ 、に、）。

２　ｒＡｄｖａｎｃｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ 　ｃｏｔｔｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　ＬｅｎｇｔｂｌＤＩａ＊ｅｔｅｒ＋　ａｎｄ　Ｔ ｒａｓｈ　Ｃｏｎ１ｅｎｔＪｂｙ　Ｃ，に、Ｂｒａｇｇ　（Ｍａｒｃｈ　８８） −３ｒＡｎ　０ｂｊｅｃＬｉｖｅ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｃｏｕｎｔｉｎｇ　 ａｎｄ　Ｓｉｚｉｎｇ　ＮｅｐｓＪｂｙ　Ｐ−Ｆ、５ａｓｓｅｒ　（Ｍａｒｃｈ 　８８）−簡単のため、我々の以前の方法であるＡＦＩＳ　Ｏのプロトタイプの 電気−光学的（Ｅ−Ｑ）繊維試験技術を参照する。Ａｆ’ＩＳ　Ｏはイ４繊経分 Ω器、流体の流れｌ流体の流れの加速器す収ｉ玩光束贅前方散乱光検出器を含む 。ただしこれには速度センサ、減光モードセンサ！本質的に平行な光束などは含 まれてぃなかった。

本発明による繊維やエアゾールの試験のために改善されたＥ　−０技術をＡＦＩ Ｓ　ｌとして参照する。ＡＦＩＳ　ｌではあるものは以前では不可能であったよ うな新しいデータ群を与え＋ＡＦＩＳＯよりも新しい電気−光学的Ｅ−０手段を 提供する。

ＡＰＩＳ　Ｏでの実際的経験によればＩ＠独の存在物の高速試験を統計的分布の 計算で補うと言う徂念は緊急に必要であることがｄくされた。以前の方法での測 定は不適当であることが段々と明らかとなり９まだ最新の繊維製イ５に誤解を招 く恐れさえある。

事実、最近加速的に要求されるようになった！より多くのりよりＪ這い情報とい うことは＋ＡＦＩＳＯからＡＦＩＳ　ｌへの改善の研究と開発を推進する動機を 与え！これは既に現世代のＩＩＶＩに多くの改善をもたらしている。

この様にしてν本発明の最大の目的はＡＦＩＳ　Ｏを含１１以ｎｌＩのｂ法を改 善した。繊維及びエアゾール測定を提供することである。改善は精度宇確度、信 頓度、費用効率の全ての主たる分野に実施される１、最も重安なのは、ここに述 べるＥ−０技術の改善は今まで＋、ｉＪ能であったものよりずっと基目的な情報 を提供する。

本発明の他の目的はツいろいろな特性を組み合わせて、　ｍｓ維の強力又は色の 如き測定を試験環境制御と共に１人の）ｉＶＩシステムオペレータで１かつ究極 的には試股時間１／４分で操作できるような繊維試験システムを提供することに ある。更に本発明の目的はシ試験室品質管理装置になるようなエアゾール試験ｙ 、、　ａ　、ひいてはエアゾール試験用のオンライン閉ループ制御システムを提 供することにある。

本発明の他の目的はＩ繊維試料中のか在物！例えば繊維自体の長さ、直径、′ａ 度う成熟度１色↑形状！表面のアラサ；ネップ９挟雑物、ダストとマイクロダス ト物質などについての単変攪統射的分缶情報を提供することにある。ネップ１挟 雑物１ダストとマイクロダストは繊維試料中の好ましくない成分と見なされてい る。

史に本発明の目的は９例えば繊維長と直径の二変量分市ｔあるいは粒子の直径、 形状７表面粗さと言った三変量分布の如き多変鑞統計的分缶の情報を提供するこ とにある。

この楼な↑より広範なユーザに関連した目標はシ繊維又はエアゾールの物理特性 について、より多くの、より良い情報を提供する一力Ｉ電気−元′ン的な本発明 の更なる特徴的な目標は。

繊維又はエアゾールの散乱領域における速度と加速度の測定を可能とし、このデ ータを更に絶対的な長さの読み取りに用い審また直径、繊度Ｉ成熟度ν色声形状 貴表面粗さ等の多くの物理特性に、改善された読みを提供することにある。

また更に本発明の目的は１２つ又はそれ以上の散乱角での同時測定を提供するこ とにある。

史に本発明の同様な目的は、同時放射される２つ又はそれ以上の基本波長または 平均波長を持ち＋　２つ又はそれ以上の偏光状態を持つ電磁放射成分を用いての 測定を提供することにある。

最後の目的はＩ最新式生産に要求される！より多くの着より良い繊維又はエアゾ ール情報を提供することができるようフこれらの新しい電気−光学的セン→ノ″ 手段を１適切な繊維又はエアゾールの単独分ち１手段及び最新式１Ｉツク１ヘロ ニクス手段とを１つのシステムに組合せＩ提供することにある。

本発明のまとめ 本発明によ才１ば、繊維の如き小袖の存在物の特性を迅速に測定することができ る。装置にはｆＱ独の存在物と流体の流れのソースが含まれる。単独の存在物は 一時に１つだけこのソースから流体の流れに供給され！また個々の存在物をその 長さく主軸）が流体の流れの力同と平行になり！かくて存在物の先端と後端を流 れの方向に向くように配じ１する配向手段を有する。サンプル領域は、上記配向 手段より流体の流れの下流でｌ流体の流れの中に配置され！また少なくとも１個 のセンサがサンプル領域に配置されてうこれを各存在物が通過する間に特性を感 知する。

好ましくは１歩なくとも１つの速度センサが存在物の速度を検出するように設け られる。

装置には史に各ｑｆＥ物の先端がサンプル領域中の選ばれた点を通過する時間、 また後端が同じ選択点を通過する時間を感知する手段が含まれる。ま１こ選択点 を先端が通過した時と全後端が通過した時との時間差をめる手段、また存在物の 速度と時間差に基づいて各存在物の長さを計算する手段も設けられる。

１つの存（’ｆ物と他の？′７：任物を比較すると）存在物の速度は著しく変化 していることが見いだされている。また存在物はサンプル領域中にあっても実際 加速されていることが見いだされており、多くの目的のためには＋６在物の速度 をサンプル領域にある間に１回だけ測つ１このでは不十分である。従ってこの速 度センサはサンプル領域を通過する如く配置された平行光束を含みＩ第１の光セ ンサはサンプル領域に隣接し、該平行光束から光を受ける如く配置される。また 第２の光セン→ブもサンプル領域に隣接し↑該平行光束から光を受ける如く配置 される。第１と第２の光センサは予め定められた距離だけ離れている。第２の光 センサは第１の光センサより流体の流れの下流側に位置しているがｌ流体の流れ 中にある必要はない。第１＋第２光センサは存在物が→ノ゛ツブル領域を通過す ることに依って生ずる光の減少を検出するよう配置される。第１の光センサは各 存在物の先端がサンプル領域の最初の点を通過するのを検出し、第２の光センサ は各存在物の先端がサンプル領域の第１の点の下流の第２の点を通過するのを検 出する。同様にして！第１のセンサは存在物の後端が第１の点を通過するのを検 出しり第２のセンサは存在物の後端が第２の点を通過するのを検出する。第１＋ 第２センサに連結されたエレクトロニクスで先ず９各存在物がサンプル領域を通 過するときの先端通過時間をめる。ここで先端通過時間とは各存在物の先端が第 １の点を通過してから第２の点を通過するまでに要する時間に対応する。同様に エレクトロニクスで各存在物の後端通過時間をめる。ここで後端通過時間とは各 存在物の後端が第１の点を通過してから第２の点を通過するまでに要する時間に 対応する。２つの測定点の距ｐはセンサの物理的寸法を表すものではなく↑光学 システムで形成される客観的空間を指す。この等価な作用距離は光学的システム でいろいろな速度範囲と存在物の大きさに適応して変化でき督独立した手段で要 求される精度に較正できる。

第１．第２センサ間の有効距離は既知であり、光束は平行化されているのでν第 １１第２信定点の距術も既知である。従って繊維の先端の速度は第１．第２測定 点間距藩を先端通過時１■で除してめられる。同様に＆Ｂ維の後端の速度も第１ ．第２測定点間距離を後端通過時間で除してめられる。提示した例では、繊維は 一般に加速されるのでり後端速度は先端速度よりも速い。従って平均繊維速度は 繊維の先端速度と後端速度を平均するかｔあるいは先端通過時間と後端通過時間 を平均するかう又は先端通過時間と後端通過時間に基づく他の数学的手段でめら れる。

また第１＋第２センサで発生する信号は、　ｍｓに沿っての物理的特性に対応し て特徴的なピークと谷を示すことが判る。第１センサの１４号のピークと谷を第 ２センザの信号のピークと谷と比較することによって與なった時間と空間におけ る多くの繊維速度を計算でき嘗これにより高度な精度でｍ錐がセンサを通過する 運動の間の加速度と実際の速度をめることができる。

この様に繊維の速度を測るのに観測できる。その多くの物理的特徴の中で、繊維 の先端と後端は確に重要な２つのものと考えられる。

第１！第２のセンサから受け取られる信号は）繊維で減光された光の鑓に関する 情報をも含んでおり！この情報はｍ維のリボン幅に対応する。はとんどの綿繊維 は断面が円形ではなく！一方から見たとき一様な幅を持っているものではなくｔ むしろ捻じったリボンに似た形状を示しフ従ってｍ維の幅は観測する角度に依存 して変化する。しかしＭＡ維はサンプル室を通過するので９平均リボン幅はｍ維 がサンプル室を通過するとき生ずる減光の量を観測することによってめられる。

第１＋第２光センサに加えて第３の光センサを設はツ平行光束の方向に関して約 ４０”の角度で繊維から前方に散乱される光を受けるようにする。前方散乱には ＆ａ雄の表面特性に関する情報が含まれる。特に前方への光の散乱はｍ維のマイ クロネア値。

従ってＷａＳの円形度と成熟度によく対応している。第１．第２センサは減光モ ードの信号を与え！従って繊維のマイクロネア値に比例し！円形度と成熟度に逆 比例する。かくして第１１第２信号からの信号と第３センサからの信号とを組合 わせ（減光同学的形状その他関連するパラメータに対応する信号を発生すること ができる。フィルタ素子を散乱光の経路に配置し使用することにより９個′々の 繊維の色特性と偏光特性を分解することもできる。第４のセンサを設け１個々の 繊維からの後方散乱光を検出するのも好ましい。これらのセンサは適当なフィル タと組合せｌ繊維の色特性を確認するのに用いられる。

図面の簡爽工支土 本発明は添付の図を詳細な記述と共多こ関連してみるとより良く理解できよう。

図１はｍ識維泄定装置のブロックダイアグラムである。

図２８と２ｂは装置のセンサとサンプル領域の斜視図で１図２ｂは図２８に関し て水平軸を約９０°回転したものである。

図３はサンプル領域中に配置されたノズルとセンサを示している。

図４はセンサとサンプル領域中に用いられる間隔をおいて配置した２つの減光セ ンサを示している。

図５はセンサの作用と、センサと制御エレクトロニクスおよびコンピュータとの 接続を示す図である。

図６は２つの減光センサでその前を繊維が通過するとき生ずる代表的な信号例を 示している。

区７は２つの減光センサの信号を重ねたもので＋　２つの信号の時間遅れを示す 図である。

図８は後方散乱光に対するセンサとフィルタを持ち、繊維の色と偏光特性をめる ための実施例を示している。

実施例の詳細２Ｊ説明 図１は本発明の実施例よりなる装置１０を含むブロック図である。本装置１０は 繊維の７則定を意図したものであるが窄エアゾールのような非繊維存在物の特性 を測るのにも用いられる事が理解されるべきである。ここに用いたように１存在 物という言葉は繊維及び／又は非繊を粒子を指す。錦の様な繊維試料１２は分繊 器１４に供給され、ここでサンプル１２は１本１本の繊維に分繊され＋　ｔｎ猷 継は導管１６に供給される。分繊器１４はＺｅｌｌｖｅｇｅｒ＋Ｋｎｏｘｖｉｌ ｌｅ＋　ＴｅｎｎｅｓｓｅｅにおいてＡＦＩＳ　Ｏシステムの一部として製凸さ れている。流体の流れ、好ましくは空気流は導管１６中に分繊器１４からセンサ とサンプル領域１８の方向に形成される。この様にして１度に１本づつのｍ繊維 が導管１６からセンサとサンプル領域１８に供給される。ここで繊維は感知され ！各繊維の特性に応じて電気信号が形成される。これらの信号はライン２０を介 して電子システム２２に伝送される。システム２２は条件を整えて信号を分析し Ｉり）析された繊維の特性に対応する受信信号に対応した情報を蓄える。

導管２４はセンサとサンプル領域１８からサクション源２６につなかれている。

サクション諒２６は導管２４に吸引を与え、これは次に領域１８と導管１６に吸 引を生じ、導管１６中に流体の流れを作る。

図２８にはＩｇＩ域１８の一部の側面を示している。ノズルしブロック２８は１ 対のノズル２０と３２を離れて対向した位置に保持する。ノズル３０は７μ管１ ６からの流体の流れと繊維を受けるようにつながれ嘗流体と繊維はノズル３０を 通過するとき加速されるので加速ノズル３０と呼ぶ。同様にしてｔノズル３２は 導管３４につながれｌ繊維と流体がノズル３２に入る時には減速されるので減速 ノズル３２と呼ぶ。ノズル３０と３２はそれぞれの傾斜端が対向しておりグ従っ て導管２４で加えられる吸引は導管２４と２６と一線になった流体の流れを作り ９流れの方向は円錐状ノズル３０＋　３２の中心軸と一線になる。ノズル３０と ３２は一線上にあるので１加速ノズル３０から出た加速されたｍ雄はノズル３０ と３２間の間隙を通って直接減速ノズル３２に入る。

また図２３には平行が４の光束がノズル３０．３２の間隙を照射していることが 示されている。ノズル３０．３２の間の間隙はここではしばしば測定ゾーンとし て参照される。

図２ｂにはセンサとサンプル領域の詳細が示されている。領域１８にはサンプル 室３６が含まれ一該室はノズル３０＋　３２　（図２ａ　）の周辺の領域を遮閉 し！導管２４（図１及び２ａ）で与えられる吸引がノズル３０と導管１６（図１ 及び２ａ）中に流体の流ｆ１を生成するようになっている。平行光束３４は好ま しく（よ８８０ｍｍの波長を持ち！形成されている光学窓３８を通り雪すンプノ し領域３６に入る。平行光束３４はブロック２８に形成されｌこ［用口部３４を 通してツノズル３０＋　３２　（図２ａ）の間の間隙上（こ至る。ノズル３０゜ ３２の間を通過する繊維は平行光束３４の一部の光を遮り、ま！こ光の散乱を生 ずる。光の零度前方散乱は点線４２で示し、ま六：繊維で生ずる約４０″前方散 乱は点線４４で示し１こ。零度前方散乱光は先ず、ｍ維による減光を示い光セン サ４６ｂの様！工減光センサがこれを受け１かかる零度前方散乱光を感知するよ う配置されている。２個の減光センサがあるがクセンサ４６ｂ　１個のみが図２ ｂには示されている。他の１つはセンサ４６ｂの凌ろに隠れている。円形シール ド４８とレンズ５ｏは減光センサ４６ｂの後ろに配置され、４０’散乱光４４を 集め？光センサ５２上に焦点を結ぶようになっている。

センサ４６ａと４６ｂの平面図を図３に示した。この図では！流体の流れは矢１ ’ｌＪ　５２＋　５４で示され書繊維５６はノズル３ｏを出てセンサ４６ａと４ ６ｂの１ｒｔｌをｉ＋Ｔ＋　ａしているところが示されている。平行光束３４は センサ４６ａＩ４６ｂの［接前方の領域でＩａ維５６上に眼側されることに征目 すべきである。センサ４６ａと４６ｂは光束３４にさらされる繊維が存在しない ときは１平行光束３４の全強度に応答するであろう。ａｍが光束３４中に存在す るさ２センサ４６ａと４６ｂは光束３４の全強度から繊維５６で生ずる減光ｊｎ １ごけ少ない光と、繊維５６でセンづ４６ａ及び４６ｂのまわりに散乱された光 の瓜だけ少ない光を受光する。実際には繊ｍ、５６の存在によってセンサ４６ｇ ＋　４６ｂで受けられる光の減少は主としてｉ＠維５６で生ずる減光によるもの である。

区３には円形シールド４８とレンズ５０も示されている。好ましくは、シールド ４８とレンズ５０は１つの環状開口５８を形成しｌ平行光束３４の方向に関して 約４０″の角度の前方散乱光を受光する。この約４０’は７行光束３４の軸方向 に対して３６０　’の全周を覆っている。

（閾４にセンサ４６ａＩ４６ｂの詳細を示す。センサ４６ａ＋　４６１）は５ｌ ｉｃｏｎＤｅｔｅｃｔｏｒ　Ｃｏｒｐ、Ｗの１対のソリッドステートフォトディ テクタで！シングルチップ上に形成されたものである。図４に示すようにセンサ ４６ａのｔＪｉ、端と４６ｂの左端間の距藻６０は５３０ミクロンである。同様 にセンサ４６ａ＋　４６ｂの中央間１またセンサ４６ａの右端と４６ｂの右端と の距離も５３０ミクロンである。センサ４６ａの右端とセンサ４６ｂの左端との 距離６２は約２０ミクロンであり。

センサ４６ａ＋　４６ｂの上下の端の間の距離６４は４．５７ミリメータでセン ４ｔ　４６ａ　（！：　４６ｂ　ハ本来ＭＡＮ　５６　（ｒ９！Ｊ３）＋７）様 ｔＨｐ在’Ｉｌｌ　ニＪ：　ッて生ずる減光を検出する。しかしラセンサ４６ｍ と４６６が８ｍ５６の位置を決めるのに充分な精度でその様な減光を測れるかど うかは直観的には明らかではない。綿繊維は典型的には約２０ミクロンのリボン 幅を持っている。この微かなリボン幅故に？光が錦ｍ維に当たったときり光は急 速に繊維の径ろに回折され拡散回折像を作る。換言すれば１ｍ維が小さすぎて、 より大きい対象物で期待される様な鋭さで影を作らない。回折像１即ち零度に近 い前方散乱光は通常の言い方ですれば影になぞらえる事はできない。しかしここ では２つの検出器からは等価な、対称的なツ一定の応答が得られるので１通常の 鋭く定義された影を得ることは重要ではない。我々はもし光束の強度が検出器の 領域の空間において実質的に一定なら會センサ４６ａと４６ｂは上記のように反 応することを見いだした。また更にｌ測定ゾーン中のノズル３０と３２の間で測 ったｑ効間隔Ｄ（図５）は−光束が検出器対の方向、Ｙの方向に動くときは！光 束を少し発散（Ｄ’＜ｄ）又は収れん（ｏ’＞ｄ）１図４と５）することによっ て！正確に調節することができることが判った。

たとえ繊維や他の存在物がＹ方向に動いても＋ｆａ維又は他の存在物により生ず る減光は１対のセンサに対称的に同じ応答を生じ−その差は間隔ｒに正確に対応 する時間だけずれることになる。この様にして速度が測られる。事実センサ４６ ａと４６ｂは繊維で生ずる減光を充分な精度で検出でき聾繊維の前端と後端の存 在、また繊維の他の物理的な特性のｑ住をめる事ができる。換言すれば、ＷａＳ の回折や光の減少の効果が繊維のリボン幅に比べてか／Ｊり大きいセンサ４６ａ ＋　４６ｂの領域に広がっても。

センサ４６ａ＋　４６ｂはその前を繊維の前端Ｉ後端が通過したことを示す（， １号を生ずることができる。また瞥センサ４６ａ＋　４６ｂからの信号はこれら ２つの信号のピークや谷に基づいて比較することができ！従って繊維の速度がｉ ａｍの時間的！空間的に異なった位置で繰り返し計算できる。

センサ４６ａ＋　４６ｂの寸法はヤ繊維の運動に平行な方向でかなり小さいこと が好ましい。しかしｌ＠雄の走る方向に直角な方向では、センサはかなり大きい 寸法を持ち、繊維が何時でも同じ一般の線上を走らなくても繊維による減光を感 知できるようにする。またセンサに生ずる回折パターンが繊維それ自体よりもず っと大きくてもデ少なくとも繊維の走行方向に直角な方向においてはｐ全体のパ ターンはやはり４６ａ＋　４６６に感知される。換言すれば、ａＳ維はｙ４に示 した様にＸ方向に走行しＩｗｊ＆維で発生する回折パターンは２方向にはやけ拡 大される。しかしセンサ４６ａ＝　ＪａｂのＸ方向の寸法が繊維リボン幅に比し てかなり大きくｔｌ＠雄回折パターン又は４６ａ＋　４６ｂ　ｃｒ）Ｘ方向の寸 法などのため！センサはＺ方向に沿っての減光データを受けることができる。こ のＺ方向のデータを受けることでう充分な分解能で繊維の物理特性を検吊し１１ ａ雄の走行の正確なタイミングを決めることが次に図５にセンサとサンプル領域 １８と電子システム２２の他のダイアグラムを示す。ここでは繊維５６は前端６ ６＋後端６８を持つものとして示されている。前端６６が平行光束３４に入ると ！光は散乱され減光を生ずる。図５においてｔ点線７０は光束３４の最左端から 繊維５６で５０”の散乱角で散乱される光を示す。同様に点線７２は光束３４の 左端からの３０１１前方散乱光を示す。点線７４は光束３４の６端で生ずる５０ ’前方散乱光？点線７６は同じ＜３０＠前方散乱光である。点線７ｏと７２間の 光！及び点線７４と７６の間の光はレンズ５ｏで集められたセンサ５２上に焦点 を結ばれる。かくてレンズ５ｏは図３で示した様な環状パターンの３０＠と５０ １の間の前方散乱光を集める。

光束３４の中央で繊維５６で散乱される光は５０＠以上の散乱角を持つこともあ ろう。しかし図５に示した装置は約４０”の前方散乱光を考えてツこれを例示す ることを意図している。

図５に示した様にｔセンサ４６ａ＋　４６ｂで検出された光は電気信号に変換さ れてラライン７８と８０を通って増幅器８２１８４に伝達され！そこから制御エ レクトロニクス８６に伝えられる。同様にしてレンズ５０でセンサ５２上に焦点 を結ばれた光は電気信号に変換されツライン８８を通って増Ｅｌｉｌｆｆ９０を 経て制御エレクトロニクス８６に伝えられる。

センサ４６ａ＋　４６ｂから受けた信号が存在する場合！エレクトロニクス８６ はセンサ４６ａ＋　４６ｂの前を通過する繊維で生ずる減光に対応して電圧の減 少を検出するように条件付けられる。センサ４６ａ＋　４６ｂから受ける信号は こ表示ｎ９２？好ましくはオシロスコープ上のアナログ領域に表示される。また ！これらの信号はディジタルに変換され！コンピュータ９４に送られ、ここにス トアされまた更に解析される。表示１ａ９６がコンピュータに接続されていて１ センサ４６ａ＋　４６ｂからの信号に対応したディジタルデータから作られる視 覚的表示を行うこともできる。

センサ５２からの信号は＆［ｔ５６の存在によって電圧を上げ。

これはセンサ４６ａ＋　４６ｂが受ける光の中に繊！５６が存在するときの効果 と逆である。従って制御エレクトロニクス８６はセンサ５２からの信号の電圧増 加を検出するように適合される。前述のようにセンサ５２からの信号も表示器９ ２アナログ領域に表示でき！またディジタル変換してコンピュータ９４にストア することもできる。またセンサ５２からの信号に対応したディジタルデータも表 示器９６上に示すことができる。

図５と関連して図６で装置１ｏの動作がよく理解できょう。

図６は２つのイ、１号＋００と１０２のオシロスコープ表示を示し！これらは各 々センサ４６ａ＋　４６ｂから受けた信号を示す。グラフの縦軸は信号の電圧！ 横軸は時間常水す。信号＋００は信号＋０２の」ニガに少しずれているが＋　２ つの信号の基線電圧は等しいと理解すべきである。ここでは例示のために信号＋ ００のグラフは信号１．０２のグラフに対して上方にわざわざずらしである。言 い換えれば信号＋００の零基線は信号＋０２の零基線より上に置かれていると言 うことになる。

′ａ維５６の前端がセンサ４６ａの前を通過し始めると、信号＋００のグラフは 記号１０４で特徴づけられるように急速に立ち上がり。

その後信号は予め決められたレベルまで上がる。この事から繊維の前端がセンサ ４６ａのすぐ前の空間の予め決められた点を通過し始めたことが判る。同様に信 号＋０２が記号１０６で特徴づけられるように予め定めた電圧に上昇すると、ｉ ａｍの前端がセンサ４６ｂのすぐ前の空間の予め冗めた点にきたことが判る。特 徴的な特性１０４と＋（＋６はそれぞれのグラフの′Ｊ常圧参照線から予め定め た同一の電圧だけ上にある点を示している。そして信号１００は特性＋０４で示 した様に予め定めたレベルに１信号１０２が特性１０６で示すように予め定め１ こレベルに達するよりも前に到達している。この時間差は綴紐：の前端がセンサ ４６ａの前の予め定めた点からセンサ４６ｂの前の予め定めた点まで移動するの に要する時間である。

同棲にしてプ信号１００が特性１０８で示されるように予め定めた参照レベルよ り下に下降するとＩｍ雄の後端がセンサ５６ａの前方の予め定めた点にきたこと を示す。そして繊ｔ５６の後端がセンサ５６ｂの前方の予め定めた点にくると電 圧＜ａ号＋０２は特性ＩＩＯに示すように降下する。

特性１０８と１１０で示される位置の間の時間差はｉｗｉ雄５６の後端がセンサ ４６ａの前の予め定めた点からセンサ４６ｂの前の同様に定めた点まで移動する のに要する時間を丞す。同様に２つの信号の中の特徴的なピークや谷の特性を観 察することによって！信号１００」二のピークと谷は信号＋０２上のピークや谷 よりも早く起こっていることが判る。これらのピークや谷は繊維の物理特性を示 しＩ信号＋００中のピークの発生は特定の物理的な特徴がセンサ４６ａの的に現 われたことを示す。次いで信号＋０２中の対応するピ〜りや谷は同じ特徴が今度 はセンサ４６ｂの前に現われたことを示す。ピークや谷の時間的位置を信号＋０ ０と１０２の間で比較することによって瞥ここでもその様な繊維上の特徴がセン サ４６ａからセンサ４６ｂまで通過する時間を計算することができる。

上記装置中のｍｔａはツノズル３０と３２の間を通過しｔセンサ４６ａと４６ｂ の前を通過するとき加速されることが見用されている。繊維が加速されるためＩ 繊維の後端が先端と同じ距離を移動するのには？先端よりも少ない時間しかかか らない。この現象は図７によく示されている。ここではセンサ４６ａと４６ｂか らの信号を重ね合わせである。この中で２つの曲線上の対応する２つ疋−りを特 性１１２として示している。この２つのピークはｍ錐先端近くの＠即時性を丞し ている。同様に対応する他の２つのピークを参照特性１１４として示しているが Ｉ特性＋１２の２つのピークは特性＋１４で示した２つのピークよりも離れてい る。

ということは？同じ距離を移動するのにｍｍ前端の方が後端よりも時間がかかつ ていると言うことを意味する。この様にして繊維の前端はセンサ４６ａと４６ｂ を通過するとき、繊維後端よりもゆっくり走ることとなる。２つの信号の各々対 応するピーク間の時１ｕｌｌ　ｘｉを信号全体に沿って測ることによって、いろ いろな時点Ｉ場所における繊維の実際の速度を正確にめ１２つの測定の間の速度 と時間における変化に基づき、また速度の変化は加速度に時間を乗じたものとい う知識に基づいてコンピュータ９４で加速度をめることがすできる。繊維の加速 度は直線的なものではなく作かに放物線に近いことが判った。しかし加速度は充 分に直線に近いので、前端速度ツ後端速度を泄り）これを平均してｊａ維の平均 速度をめることによってｍ維の長さを正確にめることができる。ｍ雄の長さをめ るためにはｔ先ず繊維的端がセンサ４６ａか４６ｂの前の特定点を通過する時間 と後端が同じ点を通過：する時間との間の時間差をめる。この時間差に平均速度 を乗することにより積は＆８ｉＭ、の長さに等しくなる。

ｍＪｌｉｊ速度をめる他の方法はＩ繊維の前端がセンサ４６ａの前の１点からセ ンサ４６Ｉ）の１点まで移動する時間（Ｉａ維前端時間）をめ中また繊維の後端 が上おの虐間を移動する時間（繊維後端時間）をめる。モして繊組、前端時間と 繊維後端時間の平均をめる。この場合には２つの測定点の間の距離を平均時間で 除して繊維速度がめられる。ｌａ維の加速は一定ではないので宜平均した即ちこ のようにして予測されたｍ維速度は、速度の計算に上記何れの方法を採ったかに よって異なるが、何れにしても一定速度であると仮定したり！速度を１度しか測 定しないものよりはすっと正確である。また平均速度、ＷａＳ速度あるいはｌ＠ 維長さなどを予測するのに２つ又はそれ以上の時間測定に基づいて他の数学的モ デルを使うこともできよう。

再Ｕ７６にもどって！信号＋０２と１０４のグラフ下の面積を積分したものは繊 維の平均リボン幅によく対応することが判った。

換言すれば、センサ４６ａ又は４６ｂで発生する信号の平均振幅は繊維の平均リ ボン幅に対応あるいは指示する。かくして雫コンピュータ９４はセンサ４６ａ又 は４６ｂの内の何れかから受ける信号の平均振幅を計算しストアしてｔ平均リボ ン幅に対応するデータを生成する。コンピュータ９４で１度繊維長さとリボン錫 がめられると！コンピュータ９４はＩａ雄の縦横比（長さ対リボン幅）を計算し ！これは１つの形状情報となる。またフンピユータ９４はセンサ４６ａ＋　４６ ｂからの信号の平均周波数を記録する。

周波数は繊維中の低周波的旋回の社を示すので、更なる形状情報が得られる。

図６と図７では繊維５６が光束３４中でセンサ４６ａと４６ｂの前に存在するこ とによって電圧は上昇するように示した。実際にはセンサ４６ａと４６ｂの前に 繊維５６がγｊ在することによってセンサ４６ａ＋　４６ｂ上への光の量又は強 度は減少する。しかし例示を明確にするために制御エレクトロニクスは信号を逆 さにしｔセンサ４６　ａｔ　４６　ｂからの減少する信号を増加する方向の信号 として市好ましくはオシロスコープよりなるディスプレイ９２上に表示する。

図５に丞したシステムは１本ずつ綿繊維の特性を測るのに特に適している。綿繊 維は非常に複雑なのでその断面的特性を記述するのに多数のパラメータが使われ てきた。ここの議論に関係あるものとしては＋　Ｄｒ＝リボン幅＋Ａ−断面積（ 中空を含むもの！含まぬもの）＋θミー円形度（Ａを同一周長Ｉ）を持つ円の面 積で割ったもの）、Ｍｌ（：＝マイクロネアによる空気流透過度。

その他のパラメータとしては＋　Ｆ＝＝臓度あるいは線密度でｇｌＩ／ｋｍ　＝ ＝　ｔｅｘで測られるもの＋　１４＝成熟度などがある。成熟度はいくつかの方 法で測られるが１何れも収穫時の１ｔｉａ維の細胞膜の厚さ１．　’′ｃ植物学 的成熟度に関連づけたものである。基本的な繊準物理からみればＦ＝ｐＡでｔこ こにｐはセルローズ密度ｇ■／ｃ−３で、θは最も［α接円な成熟度間のｔ回度 である。従ってＦはＡに比例し９θはＭに比例する。

実験的にまた技術的に図５のシステムについて次のような結論が引出せる。

１　センサ５２の前方散乱信号（Ｖｓ）は繊維幅よりもｍＩａ、の表面積の力に より高い相関を持つ。

２　センサ４６ａ又は４６ｂの何れの減光モードの信号（Ｖｅ　）は逆に繊維の 表面積よりも繊維幅の方により高い相関を持つｔ３　ＶｓとＶｅの相関は低く？ 従って繊維の断面のパラメータには部分的に独立なデータを与える。

これらの結論の一部に基づいてＶｓとＶｅの繊度（Ｆ）と成熟度（Ｍ）に関連す るデータを提供するのに使えるかも知れないと言うことになった。この関連をＷ 価するためＡＦＩＳ　＋のデータをイメージアナライザとマイクロネア法による データと比較した。

判ったことはイメージアナライザ！マイクロネア及びＡＦＩＳ　Ｉのデータは次 の関係を持っ： Ｍｉｅ　＝＝　０．６７９　Ｔｓ　＝　５．５０５　＋　ｒ２−０−８４　（１ ）Ｖ−Ｗ＝１．２１８Ｍ１ｃ＋２．６２５．ｒ２＝０−９０　（２）従って！平 均円形度（？ｒ）と断面積（λ）を予測する１つの手続きは次のようになる； 式（１）を用いＡＦＩＳ　ｌのＶｓデータによってｌ＋ｌｉｃを予測する。

予測されたＭｉｃの値と測定されたＶｅを式（２）に代入しτを予測する。この 様にして酊とＭｉｅについて計算された値を用い次式を解いてτをめることがで きるＪ Ａ・θ＝　０．４５０　Ｍｉｃ２＋　１６．０８１　Ｍｉｃ　−３，５９１（３ ）ＦはＡに比例するのでτはまた磁度下の測度ともなる。またＭはｅに比例する ので豆は成熟度Ｍの測度ともなる。

図５において？実際上コンピュータ９４は各ｍ維に対し上述した繊維長１　リボ ン幅の様な他の情報に加えＶｓとＶｅを記録する。サンプル中の全繊維が試験さ れた径！コンピュータ９４は１ａｖＪな計算によりスｌ　ｅ　Ｉ　１Ｃなどを？ 必要なときはＶｓとＶｅを用いて計算する。

図８には本発明の他の実施例を示す。ここでは１対の後方散乱センサ１００と１ ０２が光束３４が＆［１ｌｉ５６で後方散乱された光を受けるように配置されて いる。図８で光源３３は色測定に都合の良いように白色光（広範囲の波長分布を 持つ）の平行光束３４を与える。フィルタ１０４が検出器１００とレンズ１０６ の前に置かれｔレンズ１０６がフィルタ１０４を通った光を検出器＋００上に集 光するように配置されている。同様にフィルタ１０８が検出器１０２の前に配置 され、レンズ＋１０はフィルタ１０８を通った光を検出器１０２上に集光するよ う配置されている。フィルタ１１２がセンサ４６ａと４６ｂの前に配置され、フ ィルタ１１４がセンサ５２の前に配置される。かくして図８の実施例におけるす べてのセンサ車検出器はフィルタを通して受光する。

フィルタ＋０４．ｌｏ＆　＋　１２＋　１１４は制御エレクトロニクス８６とコ ンピュータ９４によってラインＩ＋６＋　１１８＋　１２０１１２２で制御され る。

これらのラインから信号を与えることによって！制御エレクトロニクス８６はフ ィルタ１０４．１０８１１１２．１１４の偏光性と周波数応答性を制御する。こ の様にして１図８の装置はｆｆ１１５６で生ずる偏光特性と色特性を前方散乱モ ード（フィルタ＋１４とセンサ５２）、減光モード即ちほば零度前方散乱モード （センサ４６ａ＋　４６ｂとフィルタ目２）及び後方散乱モード（フィルタ＋０ ４＋　１０８とセンサｌｏｏ＋　１０２）で観測するよう運転できる。これらの フィルタ全てを色と偏光特性の情報を検出するのに用いることはできるが。

綿繊維の１グレイネスτを観１１ｔｌするにはフィルタ＋０４と検出器１１０を 用いるのが好ましくＩ錦ｍ雄の”イエロネス′を観測するにはフィルタ１０８と 検出器１０２を用いるのが好ましい。また偏光特性情報を観測するにはフィルタ ■２と１１４及びセンサ４６ａ＋　４６ｂ＋　５２を用いるのが好ましい。試験 される各繊維についてのグレイネス？イエロネス及び偏光性に関する情報は制御 エレクトロニクスを通って伝達され中コンピュータ９４にストアされる。

上述の如く！本発明は繊維の速度の極めて正確な測定を可能とするもので山り、 この速度を用いて、繊維の長さをｉｔ算するのにｌＩ冨している。更に減光ｆｉ ？報を１１いて、平均リボン幅が迅速にめられＩＩＴｉＪ７ｊｔ１１．乱光から 表面データの信号が発生され、ｔａ維の表ｆｆ＋ｊ特性が示される。特に表向デ ータ信号（Ｖｓｌは直接マイクロネアと関連づけられ・式（＋）、　（２）、　 （３）を用いてτとＸがＩＮ算される。このようにして本発明は迅速にサンプル からの単繊維の分析にｆＪ効であり、また各繊維の多くの特性が測定されるので 、多ｆＷデータがコンピュータで生成される。例えば１つのサンプルに対する長 さ分布に加えて、コンピュータはそのサンプルに対して長さ対直径の分布も計算 できるし１また出。

形状！マイクロネアｔ″′Ａν１あるいは他の測定された如何なる特性をベース にした多変量分布を計算することもできる。

腑正書の写し〔翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 平成４年９月９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　単独の存在物を多く有するソース，一定の流量を持つ流体の流れ， 上記ソースから上記流体の流れの中に一時に１個の存在物を供給する手段， 各存在物がその長さに沿って一般に流体の流れの方向に平行し，それぞれ前端と 後端を持つ如く配列する手段，流体の流れの中で上記配列手段の下流に配置され たサンプル領域ひ 名存在物のサンプル領域を通過するときの速度を感知するためサンプル領域のす ぐ近傍に配置されたセンサ手段より成ることを特徴とする， それぞれ長さ（主軸）及ひその長さに沿って互いに間隔を置いた，少なくとも第 １と第２の物理的特徴を有する，単独の存在物の特性を迅速に測定するための装 置。 ２　各存在物の第１の物理的特徴がサンプル領域中の選択された点を通過する時 間を感知し，まに各存在物の第２の物理的特徴がサンプル領域中の選択された点 を通過する時間を感知する手段， 第１の物理的特徴が選択点を通過する時間と第２の物理的特徴が選択点を通過す る時間の間の時間差を求める手段，各存在物の速度と上記時間差に基づいて各存 在物の長さを計算する手段 を更に有することを特徴とする，請求項１に記載の装置。 ３　第１の物理的特徴が存在物の前端より成り，第２の物理的特徴が存在物の後 端より成る，請求項２に記載の装置。 ４　前記配列手段が前記サンプル領域のすぐ上流にあり，流体と存在物を加速す る為の加速ノズルより成り，存在物を配向し，まっすぐ引き延ばす如くした，請 求項１に記載の装置。 ５　前記センサ手段が， 前記サンプル傾城を通過するように配置された平行光，上記サンプル領域に隣接 し，平行光束からの光を受ける如く記置された第１の光センサ及ひ 上記サンプル領域に隣接し，平行光束からの光を受ける如く配置された第２の光 センサ手段 より成り， 上記第１，第２光センサ手段は前記存在物が上記サンプル領域を通過することに よりて生ずる減光を検出できる寸法と配置を持つ如くした，請求項１に記載の装 置。 ６　前記センサ手段が， 前記サンプル領域を通過するように配置された平行光と，上記サンプル領域に隣 接し平行光束からの光を受ける如く配置された第１の光センサ手段と， 上記サンプル領域に隣接し平行光束からの光を受ける如く配置された第２の光セ ンサ手段とを有し，上記第１，第２光センサ手段は存在物が上記サンプル領域を 通過することによって生する減光を検出できる如く寸法を定め記置され，上記サ ンプル領域に隣接し，上記サンプル領域を存在物が通過することにより生ずる前 方散乱光を検出できる如く寸法を定め配置された第３の光センサ手段 とより成ることを特徴とする，請求項１に記載の装置。 ７　前記センサ手段が， 各存在物の前端がサンプル領域中の第１の点を通過するのを検出するにめの手段 ， 各存在物の前端がサンプル領域中の第１の点の下流の第２の点を通過するのを検 出するための手段，各存在物の後端がサンプル領域中の第１の点を通過するのを 検出するための手段， 各存在物の後端がサンプル領域中の第１の点の下流の第２の点を通過するのを検 出するにめの手段，各存在物がサンプル領域を通通するとき存在物の前端が第１ の点を通過してから第２の点を通過するまでに要する時間に対応する前端通過時 間を求める手段，各存在物がサンプル領域を通過するとき存在物の後端が第１の 点を通過してから第２の点を通過するまでに要する時間に対応する後端通過時間 を求める手段及ひ 上記前端通過時間と後端通過時間を基に各存在物の速度を求める手段より成るこ とを特徴とする，請求項１に記載の装置。 ８　個々の存在物のソース， 存在物のソースから単独の存在物を分離し，これを存在物出力に供給する手段， 第１及ひ第２の端を有し，上記存在物出力から各存在物を第１の端に受け取る如 く配置された第１導管，第１導管の第２の端に配置された加速ノズル，上記加速 ノズルに隣接して配置されたサンプル室，上記サンプル室に吸引を与え，上記分 離供給手段から第１導管，サンプル室を通る一定流量の流体の流れを作るための サクション手段を有し，存在物が第１導管を通り吸引され，ノズルで加速され， サンプル室を通って移送される如くし，上記ノズルと流量はノズルの加速によっ て上記存在物が真直ぐに伸ばされてその長さ方向が流体の流れの方向に平行とな るように大きさを与えられ，また 存在物のサンプル室中を通過するときの速度を測定するセンサ手段 を有することを特徴とする， 長さ及ひ２つの端を持つ単独の存在物の特性を迅速に測定するための装置。 ９　前記センサ手段が， サンプル室を通過するよう配置された平行光束，上記サンプル室に隣接し，平行 光束からの光を受ける如く配置された第１光センサ手段及ひ 上記サンプル室に隣接し，平行光束からの光を受ける如く配置された第２光セン サ手段より成り，上記第１，第２光センサ手段は存在物が上記サンプル室を通過 することによって生ずる減光を検出する如く寸法を定め配置されたことを特徴と する，請求項８に記載の装置。 １０　前記センサ手段が， 前記サンプル室を通過する如く配置された平行光束と，上記サンプル室に隣接し 平行光束からの光を受ける如く配置された第１光センサ手段と， 上記サンプル室に隣接し平行光束からの光を受ける如く配置された第２光センサ 手段とより成り，上記第１，第２光センサ手段は存在物が上記サンプル室を通過 することによって生する減光を検出できる如く寸法を定め配置され，上記サンプ ル室に隣接し上記サンプル室を存在物が通過することにより生ずる前方散乱光を 検出できる如く寸法を定め，配置された第３光センサ手段 を有することを特徴とする，請求項７に記載の装置１１　前記サクション手段が ，更に前記加速ノズルに隣接し，予め定めた距離だけ離れて配置された減速ノズ ルを有し，上記減速ノズルが前記サンプル室と加速ノズルから流体と存在物を受 ける如くした，請求項８に記載の装置。 １２　単独の存在物を多く有するソース，一定の硫量を持つ流体の流れ， 上記ソースから上記流体の流れの中に，一時に１個の存在物を供給する手段， 各存在物がその長さに沿って一般に流体の流れの方向に平行し，それぞれ前端と 後端を持つ如く配列する手段，流体の流れの中で上記配列手段の下流に配置され たサンプル領域及ひ 各存在物のサンプル領域を通過するとき，その幅特性を感知するため，サンプル 領域のすぐ近傍に配置されたセンサ手段 より成ることを特徴とする， それぞれ長さ，幅特性及ひ２つの端を持つた単独の存在物の特性を迅速に測定す るための装置。 １３　前記センサ手段が， サンプル領域を通過し，サンプル領域を通る存在物を照射するよう配置された平 行光束， 上記サンプル領域を通過した光を受け，受光した光に対応しにセンサ信号を発生 するだめの光センサであって，サンプル領域を通過する存在物で生する減光を測 る如く配置されたセンサ手段， サンプル領域を通過する存在物で生する減光に対応した減光データを生ずるため センサ信号に応答する出力手段を更に有する請求項１２に記載の装置。 １４　サンプル領域を通過する存在物の平均直径を減光データをもとに計算する 手段を更に設けた，請求項１３に記載の装置。 １５　単独の存在物を多く有するソース，一定の流量を持つ流体の流れ， 上記ソースから上記流体の流れの中に一時に１個の′存在物を供給するための手 段， 各存在物がその長さに沿って一般に流体の流れの方向に平行し，それぞれ前端と 後端を持つ如く配列する手段，流体の流れの中で上記配列手段の下流に配置され たサンプル領域， 各存在物がサンプル領域を通過するとき該存在物で散乱される前方散乱光を検知 して散乱信号を生ずるために，上記サンプル領域に隣接して配置されにセンサ手 段及ひサンプル領域を通過する存在物の表面特性に対応して表面特性データを発 生するための散乱光に応答する手段より成ることを特徴とする， それぞれ長さ，表面特性，幅特性及ひ２つの端を持つ単独の存在物の性質を迅速 に測定するための装置。 １６前記センサ手段が光束の方向に関し約４０・の散乱角で前記存在　物で散乱 される全ての光を受ける如く構成され，配置された，請求項１５に記載の装置。 １７前記センサ手段が光束の方向に関し約３０・と約５０・の間の散乱　角で前 記存在物で散乱される全ての光を受けるく構成され，配置されに請求項１５に記 載の装置。 １８　サンプル領域の繊維で生ずる減光を測定し，減光信号（Ｖｅ）を発生する ためのセンサ手段を更に有する，請求項１５に記載の装置。 １９各存在に対する散乱光信号（Ｖｓ）と減光信号（Ｖｅ）に基ういて円　形度 （θ）を計算するための手段を更に弄する，請求項１８に記載の装置。 ２０　各存在物に対する散乱光信号（Ｖｓ）と減光信号（Ｖｅ）に基づいて平均 断面積（Ａ）を計算するための手段を更に有する，請求項１８に記載の装置。 ２１　単独の存在物を多く有するソース，一定の流量を持つ流体の流れ， 上記ソースから上記流体の流れの中に，一時に１個の存在物を供給するための手 段， 各存在物がその長さに沿って一般に流体の流れの方向に平行し，それぞれ前端と 後端を持つ如く配列する手段，流体の流れの中で上記配列手段の下流に配置され たサンプル領域， 各存在物の第１の物理的特徴がサンプル領域中の第１の点を通過するときこれを 検知するための手段，各存在物の第１の物理的特徴がサンプル領域中の第２の点 を通過するときこれを検知するための手段，各存在物の第２の物理的特徴がサン プル領域中の第１の点を通過するときこれを検知するにめの手段，各存在物の第 ２の物理的特徴がサンプル領域中の第２の点を通過するときこれを検知するため の手段，各存在物の第１の物理的特徴が上記第１の点から第２の点まで通過する のに要する時間に対応する時間，即ちサンプル領域を通過する各存在物の第１通 過時間を求める手段，各存在物の第２の物理的特徴が上記第１の点から第２の点 まで通過するのに要する時間に対応する時間，即ちサンプル領域を通過する各存 在物の第２通過時間を求める手段及ひ上記第１，第２通過時間に基づいて各存在 物に関する運動データを生する手段 より成ることを特徴とする， 長さ（主軸）とその長さに沿って間隔を空けて少なくとも第１，第２の物理的特 徴を有する単独の存在物の特性を迅速に測定するための装置。 ２２　前記第１，第２通過時間に基づいて各存在物の速度を求める手段を更に有 する，請求項２１に記載の装置。 ２３　前記第１，第２週過時間に基づいて各存在物の加速度を求める手段を更に 有する，請求項２１に記載の装置。 ２４　前記第１の物理的特徴が各存在物の前端であり，前記第２の物理的特徴が 各存在物の後端である，請求項２１に記載の装置。