JPH11316208A - テスト品における固体の割合を検出する方法及び装置 - Google Patents
テスト品における固体の割合を検出する方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 テスト品における固体の割合を透明な物質に
対しても又はテスト品と類似の色を有する物質に対して
も簡単かつ確実に検出することができる、方法及び装置
を提供する。 【解決手段】 本発明は、テスト品における固体の割合
を検出する方法及び装置に関する。テスト品における固
体の割合を透明な物質に対しても又はテスト品と類似の
色を有する物質に対しても簡単かつ確実に検出すること
ができる、前記のような方法及び装置を提供するため
に、テスト品を電界にさらし、テスト品による電界の誘
電体特性を検出する。誘電体特性から２つの電気量（Δ
Ｃｆ１，ΔＣｆ２又はＵ，ｃｏｓΦ）を検出し、かつ組
合わせ、その際、テスト品の質量に無関係な特性値が生
じる。特性値は、当該の物質に対して前に検出された特
性値と比較され、かつそれにより固体の割合が判定され
る。
対しても又はテスト品と類似の色を有する物質に対して
も簡単かつ確実に検出することができる、方法及び装置
を提供する。 【解決手段】 本発明は、テスト品における固体の割合
を検出する方法及び装置に関する。テスト品における固
体の割合を透明な物質に対しても又はテスト品と類似の
色を有する物質に対しても簡単かつ確実に検出すること
ができる、前記のような方法及び装置を提供するため
に、テスト品を電界にさらし、テスト品による電界の誘
電体特性を検出する。誘電体特性から２つの電気量（Δ
Ｃｆ１，ΔＣｆ２又はＵ，ｃｏｓΦ）を検出し、かつ組
合わせ、その際、テスト品の質量に無関係な特性値が生
じる。特性値は、当該の物質に対して前に検出された特
性値と比較され、かつそれにより固体の割合が判定され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、テスト品における
固体の割合を検出する方法及び装置に関する。
固体の割合を検出する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】テスト品における固体の割合を検出する
ための例は、繊維組織における異物及び異種繊維の認識
にある。その際、認識は、通常光学的な手段によって行
なわれる。例えば異物及び異種繊維は、圧倒的な数の周
知の場合に、純粋な繊維組織の反射特性とは相違したそ
の反射特性により認識するようにする。それ故に繊維組
織に光が作用させられる。その際、テスト品によって吸
収される光及び／又は反射される光が検出される。受信
された光の量の瞬時的及び局所的な偏差が、所望及び不
所望な物質の求める割合に関する示唆を与える。
ための例は、繊維組織における異物及び異種繊維の認識
にある。その際、認識は、通常光学的な手段によって行
なわれる。例えば異物及び異種繊維は、圧倒的な数の周
知の場合に、純粋な繊維組織の反射特性とは相違したそ
の反射特性により認識するようにする。それ故に繊維組
織に光が作用させられる。その際、テスト品によって吸
収される光及び／又は反射される光が検出される。受信
された光の量の瞬時的及び局所的な偏差が、所望及び不
所望な物質の求める割合に関する示唆を与える。
【０００３】このような周知の方法及び装置の欠点は、
例えばポリプロピレンフィルムのような無色、透明又は
光を通す物質、又は木綿等のような繊維原料のパッキン
グの際に利用されるロープ又はひものような類似の色を
有する物質を認識することができないという点にある。
このことは、このようなポリプロピレンフィルム、ロー
プ及びひもの一部が原料と一緒に引続き加工されるの
で、これらが後に糸内に紡ぎ込まれるということにな
る。
例えばポリプロピレンフィルムのような無色、透明又は
光を通す物質、又は木綿等のような繊維原料のパッキン
グの際に利用されるロープ又はひものような類似の色を
有する物質を認識することができないという点にある。
このことは、このようなポリプロピレンフィルム、ロー
プ及びひもの一部が原料と一緒に引続き加工されるの
で、これらが後に糸内に紡ぎ込まれるということにな
る。
【０００４】この時、ポリプロピレン部分のような固体
を糸に紡績されて認識することも可能である。その際、
これらの物質又はポリプロピレン部分が、糸の構造を変
え、かつ例えばとくに糸の区間における毛深さを変える
ということを前提としている。このことは、直径の測定
の際に、例えば糸の質量が変わり、又はここにおいてポ
リプロピレン部分が、毛深さの代わりに糸から突出して
いるので、毛深さが変わるということによって認識され
る。したがってこの場合、直径、質量又は毛深さの測定
によってまさしく異物部分を検出することが試みられて
いる。
を糸に紡績されて認識することも可能である。その際、
これらの物質又はポリプロピレン部分が、糸の構造を変
え、かつ例えばとくに糸の区間における毛深さを変える
ということを前提としている。このことは、直径の測定
の際に、例えば糸の質量が変わり、又はここにおいてポ
リプロピレン部分が、毛深さの代わりに糸から突出して
いるので、毛深さが変わるということによって認識され
る。したがってこの場合、直径、質量又は毛深さの測定
によってまさしく異物部分を検出することが試みられて
いる。
【０００５】直径又は毛深さの測定を介しての固体又は
異物の割合のこの検出の欠点は、多くの異物が検出され
ないという点にある。このことは、主としてテスト品の
表面に現われない場合である。このことは、固体及び異
物の不所望な割合が弱い又は欠陥を含む最終製品を生じ
るということに通じる。しかしこのような製品は、後続
の処理において困難を生じるということもあり、かつも
はや支障ない最終製品を製造することを可能にしない。
異物の割合のこの検出の欠点は、多くの異物が検出され
ないという点にある。このことは、主としてテスト品の
表面に現われない場合である。このことは、固体及び異
物の不所望な割合が弱い又は欠陥を含む最終製品を生じ
るということに通じる。しかしこのような製品は、後続
の処理において困難を生じるということもあり、かつも
はや支障ない最終製品を製造することを可能にしない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】それにしたがって特許
請求の範囲に特徴付けられたような本発明の課題は、テ
スト品における固体の割合を透明な物質に対しても又は
テスト品と類似の色を有する物質に対しても簡単かつ確
実に検出することができる、前記のような方法及び装置
を提供することにある。
請求の範囲に特徴付けられたような本発明の課題は、テ
スト品における固体の割合を透明な物質に対しても又は
テスト品と類似の色を有する物質に対しても簡単かつ確
実に検出することができる、前記のような方法及び装置
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このことは、次のように
して達成される。すなわちテスト品を電界にさらし、テ
スト品による電界の誘電体特性を検出する。電界の電気
的特性を判定するために、電気的な測定量が測定され、
かつそれにより少なくとも２つの電気量が検出され、か
つ組合わされ、その際、テスト品の質量に無関係な特性
値が生じる。特性値は、比較値と比較され、かつ比較に
よって、テスト品における固体の割合及びその変化に関
する表示が得られる。誘電体特性は、複数の電気量によ
って検出することができる。
して達成される。すなわちテスト品を電界にさらし、テ
スト品による電界の誘電体特性を検出する。電界の電気
的特性を判定するために、電気的な測定量が測定され、
かつそれにより少なくとも２つの電気量が検出され、か
つ組合わされ、その際、テスト品の質量に無関係な特性
値が生じる。特性値は、比較値と比較され、かつ比較に
よって、テスト品における固体の割合及びその変化に関
する表示が得られる。誘電体特性は、複数の電気量によ
って検出することができる。
【０００８】第１の可能性は、例えば電圧、電流、電圧
と電流の間の位相シフト、及び場合によっては存在する
比較抵抗のような測定量から、電気量として、テスト品
によって引起こされる容量変化又は相対誘電率εｒを、
少なくとも２つの周波数における交番電界中において判
定し、かつそれにより特性値として商を形成することに
ある。
と電流の間の位相シフト、及び場合によっては存在する
比較抵抗のような測定量から、電気量として、テスト品
によって引起こされる容量変化又は相対誘電率εｒを、
少なくとも２つの周波数における交番電界中において判
定し、かつそれにより特性値として商を形成することに
ある。
【０００９】第２の可能性は、例えば電圧、電流、電圧
と電流の間の位相シフト、及び場合によっては存在する
比較抵抗のような測定量から、テスト品によって引起こ
される容量変化の、したがってテスト品自体の力率ｃｏ
ｓΦのような電気量を、特性値として判定することにあ
る。
と電流の間の位相シフト、及び場合によっては存在する
比較抵抗のような測定量から、テスト品によって引起こ
される容量変化の、したがってテスト品自体の力率ｃｏ
ｓΦのような電気量を、特性値として判定することにあ
る。
【００１０】電気量から例えば商形成によって検出され
る特性値は、テスト品における固体の割合が一定である
かぎり、一定である。割合が変化すると、このことは、
特性値の相応する変化によって表示される。一定の特性
値からかつ変化する特性値から、比の形成によってテス
ト品における固体の絶対的な割合を検出することもでき
る。
る特性値は、テスト品における固体の割合が一定である
かぎり、一定である。割合が変化すると、このことは、
特性値の相応する変化によって表示される。一定の特性
値からかつ変化する特性値から、比の形成によってテス
ト品における固体の絶対的な割合を検出することもでき
る。
【００１１】装置は、テスト品の範囲に電界を形成する
ために配置された少なくとも１つの測定コンデンサ、電
界に少なくとも１つの周波数を発生するためにここに接
続された周波数発生器、電気測定量のためにここに接続
された測定要素、及び電気量及び特性値を形成しかつ所
定の値と特性値を比較する評価回路からなる。
ために配置された少なくとも１つの測定コンデンサ、電
界に少なくとも１つの周波数を発生するためにここに接
続された周波数発生器、電気測定量のためにここに接続
された測定要素、及び電気量及び特性値を形成しかつ所
定の値と特性値を比較する評価回路からなる。
【００１２】テスト品を含まないコンデンサの基本容量
を除外することができるようにするために、基準コンデ
ンサを、同じ又は反転した信号源に接続して設けること
ができる。なるべく周波数発生器は、測定コンデンサ及
び基準コンデンサとともにブリッジ回路を形成する。
を除外することができるようにするために、基準コンデ
ンサを、同じ又は反転した信号源に接続して設けること
ができる。なるべく周波数発生器は、測定コンデンサ及
び基準コンデンサとともにブリッジ回路を形成する。
【００１３】電界の誘電体特性は、容量、誘電率、損失
角及び力率を含む電気量のグループのうちの少なくとも
１つの量によって表示される。
角及び力率を含む電気量のグループのうちの少なくとも
１つの量によって表示される。
【００１４】とくに本発明によって達成される利点は、
それによりテスト品における固体の異なった種類の異
物、組成又は割合を検出することができるという点にあ
る。このことは、この時にある程度の物質が見えるか、
見えないか、又はテスト品と類似の色のものであったと
しても、内部に又は表面において起こる。方法を実施す
るために設けられた手段は、構成について簡単であり、
かつ問題なく別のパラメータを測定することによって別
の目的を追求する別の測定装置と組合わせることを可能
にする。
それによりテスト品における固体の異なった種類の異
物、組成又は割合を検出することができるという点にあ
る。このことは、この時にある程度の物質が見えるか、
見えないか、又はテスト品と類似の色のものであったと
しても、内部に又は表面において起こる。方法を実施す
るために設けられた手段は、構成について簡単であり、
かつ問題なく別のパラメータを測定することによって別
の目的を追求する別の測定装置と組合わせることを可能
にする。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に本発明を例によりかつ添付の
図面を引用して詳細に説明する。
図面を引用して詳細に説明する。
【００１６】図１は、例えば糸、粗糸、帯、フィラメン
ト等のような長く延びかつ長手方向に移動するテスト品
２のための測定コンデンサ１を有する本発明による装置
の第１の構成を示している。測定コンデンサ１は、一方
において抵抗３を介して周波数発生器４に、かつ他方に
おいてアースに接続されている。測定コンデンサ１の出
力端子５は、増幅器６を介して評価回路８の入力端子７
に接続されている。同じ出力端子５は、抵抗３に対して
並列に接続された演算増幅器１１の一方の入力端子９、
及び抵抗３を介して他方の入力端子１０にも接続されて
いる。演算増幅器１１の出力端子は、評価回路８のため
の別の入力端子１２を形成している。入力端子７及び１
２は、評価回路８において電気量のためのそれ自体周知
の測定要素１３、１４に接続されている。評価回路８
は、出力端子１５を有する。
ト等のような長く延びかつ長手方向に移動するテスト品
２のための測定コンデンサ１を有する本発明による装置
の第１の構成を示している。測定コンデンサ１は、一方
において抵抗３を介して周波数発生器４に、かつ他方に
おいてアースに接続されている。測定コンデンサ１の出
力端子５は、増幅器６を介して評価回路８の入力端子７
に接続されている。同じ出力端子５は、抵抗３に対して
並列に接続された演算増幅器１１の一方の入力端子９、
及び抵抗３を介して他方の入力端子１０にも接続されて
いる。演算増幅器１１の出力端子は、評価回路８のため
の別の入力端子１２を形成している。入力端子７及び１
２は、評価回路８において電気量のためのそれ自体周知
の測定要素１３、１４に接続されている。評価回路８
は、出力端子１５を有する。
【００１７】図２は、２つの軸１６及び１７を有するグ
ラフ表示を示している。軸１６に沿って電界の周波数に
対する値が置かれ、かつ軸１７に沿って同じ電界の相対
誘電率εｒに対する値が置かれている。したがって曲線
１８、１９及び２０は、６８％の湿気を含む木綿、４７
％の湿気を含む木綿及びポリプロピレンからなるテスト
品による電界に対する周波数の関数としての相対誘電率
εｒを示している。ここにおいて曲線２０によるポリプ
ロピレンに対する相対誘電率がかなりの程度まで周波数
に無関係であるが、一方木綿に対する相対誘電率が曲線
１８及び１９に示すように強力な周波数依存性を有する
ことが認められる。湿気含有量の増加とともに、周波数
依存性は増加する。測定コンデンサの容量変化は、誘電
率に比例して変化するので、容量変化に対して、周波数
の同じ相対依存性が当てはまる。しかし同時に容量変化
は、テスト品の質量によっても影響を受ける。
ラフ表示を示している。軸１６に沿って電界の周波数に
対する値が置かれ、かつ軸１７に沿って同じ電界の相対
誘電率εｒに対する値が置かれている。したがって曲線
１８、１９及び２０は、６８％の湿気を含む木綿、４７
％の湿気を含む木綿及びポリプロピレンからなるテスト
品による電界に対する周波数の関数としての相対誘電率
εｒを示している。ここにおいて曲線２０によるポリプ
ロピレンに対する相対誘電率がかなりの程度まで周波数
に無関係であるが、一方木綿に対する相対誘電率が曲線
１８及び１９に示すように強力な周波数依存性を有する
ことが認められる。湿気含有量の増加とともに、周波数
依存性は増加する。測定コンデンサの容量変化は、誘電
率に比例して変化するので、容量変化に対して、周波数
の同じ相対依存性が当てはまる。しかし同時に容量変化
は、テスト品の質量によっても影響を受ける。
【００１８】図３は、２つの軸２１及び２２を有するグ
ラフ表示を示している。軸２１に沿って電界の周波数に
対する値が置かれ、かつ軸２２に沿って種々の材料に対
するテスト品の力率ｃｏｓΦに対する値が置かれてい
る。したがって曲線２３、２４及び２５は、テスト品と
して６８％の湿気を含む木綿、４７％の湿気を含む木綿
及びポリプロピレンに対する周波数の関数としての力率
ｃｏｓΦを示している。ポリプロピレンの力率は、かな
りの程度まで周波数に無関係であるが、一方木綿の力率
は、周波数にかなりの依存性を有する。ここでも木綿の
湿気の増加とともに、依存性は増加する。それに反して
測定コンデンサの容量変化の力率は、テスト品の質量に
無関係である。
ラフ表示を示している。軸２１に沿って電界の周波数に
対する値が置かれ、かつ軸２２に沿って種々の材料に対
するテスト品の力率ｃｏｓΦに対する値が置かれてい
る。したがって曲線２３、２４及び２５は、テスト品と
して６８％の湿気を含む木綿、４７％の湿気を含む木綿
及びポリプロピレンに対する周波数の関数としての力率
ｃｏｓΦを示している。ポリプロピレンの力率は、かな
りの程度まで周波数に無関係であるが、一方木綿の力率
は、周波数にかなりの依存性を有する。ここでも木綿の
湿気の増加とともに、依存性は増加する。それに反して
測定コンデンサの容量変化の力率は、テスト品の質量に
無関係である。
【００１９】図４は、例えば糸、粗糸、帯、フィラメン
ト等のような長く延びかつ長手方向に移動するテスト品
３７のための２つのコンデンサ３５及び３６を有する本
発明による装置の第２の構成を示している。測定コンデ
ンサ３５、３６は、一方において抵抗３８、３９を介し
てアースに、かつ他方においてそれぞれ１つの周波数発
生器４０、４１に接続されている。測定コンデンサ３
６、３６は、線４２、４４及び４３、４５を介して評価
ユニット４６に接続されており、この評価ユニットは、
例えばプロセッサとして形成されており、かつ出力端子
４７を有する。
ト等のような長く延びかつ長手方向に移動するテスト品
３７のための２つのコンデンサ３５及び３６を有する本
発明による装置の第２の構成を示している。測定コンデ
ンサ３５、３６は、一方において抵抗３８、３９を介し
てアースに、かつ他方においてそれぞれ１つの周波数発
生器４０、４１に接続されている。測定コンデンサ３
６、３６は、線４２、４４及び４３、４５を介して評価
ユニット４６に接続されており、この評価ユニットは、
例えばプロセッサとして形成されており、かつ出力端子
４７を有する。
【００２０】図５は、測定コンデンサ５０、基準コンデ
ンサ５１及び周波数発生器５２を備えた第３の構成を簡
単な表示で示している。タップ５３は、コンデンサ５０
と５１の間にあり、かつこれら両方に、それぞれ１つの
反転又は非反転増幅器５４、５５が付属している。さら
に評価回路５７が設けられており、この評価回路は、タ
ップ５３及び線５６を介して接続されている。
ンサ５１及び周波数発生器５２を備えた第３の構成を簡
単な表示で示している。タップ５３は、コンデンサ５０
と５１の間にあり、かつこれら両方に、それぞれ１つの
反転又は非反転増幅器５４、５５が付属している。さら
に評価回路５７が設けられており、この評価回路は、タ
ップ５３及び線５６を介して接続されている。
【００２１】図６は、測定コンデンサ６０、基準コンデ
ンサ６１及び周波数発生器６２を有する第４の構成を簡
単な表示で示している。タップ６３は、コンデンサ６
０、６１の間にあり、かつこれら両方に、それぞれ１つ
の反転又は非反転増幅器６４、６５が付属している。こ
こでは別の周波数発生器６６も、周波数発生器６２に対
して直列に接続されている。タップ６３は、２つの出力
端子６８、６９を有する周波数を分離する要素６７に連
通している。
ンサ６１及び周波数発生器６２を有する第４の構成を簡
単な表示で示している。タップ６３は、コンデンサ６
０、６１の間にあり、かつこれら両方に、それぞれ１つ
の反転又は非反転増幅器６４、６５が付属している。こ
こでは別の周波数発生器６６も、周波数発生器６２に対
して直列に接続されている。タップ６３は、２つの出力
端子６８、６９を有する周波数を分離する要素６７に連
通している。
【００２２】本発明の動作は次のとおりである：固体の
割合を、例えば木綿糸又は木綿帯におけるポリプロピレ
ンの割合を判定するために、テスト品は、したがって木
綿糸又は木綿帯は、交番電界内に置かれ、この交番電界
は、所定の周波数ｆ１の交流電流によって発生される。
それにより電流、電圧及び位相角のような測定可能な値
によってであるが所定の周波数によってもその誘電体特
性が規定される交番電界が生じる。その際、誘電体特性
は、とくに相対誘電率εｒ及び／又は力率ｃｏｓΦによ
って表現することができる。この過程は、別の周波数ｆ
２、ｆ３等を有する別の交番電界内においても繰返さ
れ、かつその際、相対誘電率εｒ及び力率ｃｏｓΦに対
して第２、第３等の異なった値も得られる。
割合を、例えば木綿糸又は木綿帯におけるポリプロピレ
ンの割合を判定するために、テスト品は、したがって木
綿糸又は木綿帯は、交番電界内に置かれ、この交番電界
は、所定の周波数ｆ１の交流電流によって発生される。
それにより電流、電圧及び位相角のような測定可能な値
によってであるが所定の周波数によってもその誘電体特
性が規定される交番電界が生じる。その際、誘電体特性
は、とくに相対誘電率εｒ及び／又は力率ｃｏｓΦによ
って表現することができる。この過程は、別の周波数ｆ
２、ｆ３等を有する別の交番電界内においても繰返さ
れ、かつその際、相対誘電率εｒ及び力率ｃｏｓΦに対
して第２、第３等の異なった値も得られる。
【００２３】例えば図２及び３に示すように、テスト品
内に存在する物質に対して切離して、誘電体特性を表現
する値が認識されると、それによりテスト品内における
物質の割合が判定できる。そのために種々の可能性が存
在する。
内に存在する物質に対して切離して、誘電体特性を表現
する値が認識されると、それによりテスト品内における
物質の割合が判定できる。そのために種々の可能性が存
在する。
【００２４】第１の可能性は、誘電体特性と材料量か
ら、その中に通されたテスト品の結果として、測定コン
デンサの容量の変化ΔＣを判定し、しかも測定コンデン
サにおける測定電界の少なくとも２つの異なった周波数
ｆ１、ｆ２、・・・において判定することにある。この
ことは、一方において図２からの値による計算によって
ポリプロピレン又は木綿のような純粋なテスト品に対し
て、かつ他方において実際のテスト品を含む測定コンデ
ンサにおける誘電体特性の相応する値の測定によって行
なわれる。テスト品が２つの物質からなることを前提と
する場合、図２からの値によって、それぞれ１つの物質
からなるテスト品を含む測定コンデンサの前記の容量変
化が、単独で計算できる。それにより２つ又はそれ以上
の周波数において、純粋なテスト品と実際のものとにお
ける測定コンデンサの容量変化を検出することができ
る。テスト品に対する種々の周波数における検出された
容量変化から、特性値として商が検出でき、この商は、
例えばポリプロピレンに対して理想的には＝１、木綿に
対して＞又は＜１である。この時、この特性値は、テス
ト品の質量には無関係であり、かつ実際のテスト品に対
して、基準値と比較することによって、継続的に監視す
ることができる。偏差が現われると、テスト品における
異物の割合が変化している。又は次に再現される式か
ら、純粋なテスト品に対する特性値及び実際のテスト品
に対する特性値により、実際のテスト品内における純粋
なテスト品の割合が計量できる。
ら、その中に通されたテスト品の結果として、測定コン
デンサの容量の変化ΔＣを判定し、しかも測定コンデン
サにおける測定電界の少なくとも２つの異なった周波数
ｆ１、ｆ２、・・・において判定することにある。この
ことは、一方において図２からの値による計算によって
ポリプロピレン又は木綿のような純粋なテスト品に対し
て、かつ他方において実際のテスト品を含む測定コンデ
ンサにおける誘電体特性の相応する値の測定によって行
なわれる。テスト品が２つの物質からなることを前提と
する場合、図２からの値によって、それぞれ１つの物質
からなるテスト品を含む測定コンデンサの前記の容量変
化が、単独で計算できる。それにより２つ又はそれ以上
の周波数において、純粋なテスト品と実際のものとにお
ける測定コンデンサの容量変化を検出することができ
る。テスト品に対する種々の周波数における検出された
容量変化から、特性値として商が検出でき、この商は、
例えばポリプロピレンに対して理想的には＝１、木綿に
対して＞又は＜１である。この時、この特性値は、テス
ト品の質量には無関係であり、かつ実際のテスト品に対
して、基準値と比較することによって、継続的に監視す
ることができる。偏差が現われると、テスト品における
異物の割合が変化している。又は次に再現される式か
ら、純粋なテスト品に対する特性値及び実際のテスト品
に対する特性値により、実際のテスト品内における純粋
なテスト品の割合が計量できる。
【００２５】第２の可能性は、電界を特徴付ける電気測
定量、電界内に挿入されたテスト品によって引起こされ
る力率ｃｏｓΦから、周知のように容量変化を判定する
ことにある。しかしこの力率は、テスト品の質量には無
関係であり、それ故に純粋なテスト品に対する力率及び
実際のテスト品に対する力率を判定すれば十分である。
両方の力率から、次に再現される式にしたがって特性値
が判定でき、この特性値は、テスト品における１つの物
質の割合に比例しており、かつこの特性値は、同様に監
視することができる。
定量、電界内に挿入されたテスト品によって引起こされ
る力率ｃｏｓΦから、周知のように容量変化を判定する
ことにある。しかしこの力率は、テスト品の質量には無
関係であり、それ故に純粋なテスト品に対する力率及び
実際のテスト品に対する力率を判定すれば十分である。
両方の力率から、次に再現される式にしたがって特性値
が判定でき、この特性値は、テスト品における１つの物
質の割合に比例しており、かつこの特性値は、同様に監
視することができる。
【００２６】図１による装置において、測定コンデンサ
１内におけるテスト品２は、周波数ｆ１を有する電界に
さらされる。測定コンデンサ１は、周波数発生器４から
抵抗３を介して相応する交流電流を供給されるので、測
定コンデンサ１のギャップ内に、周波数ｆ１を有する交
番電界が生じる。出力端子５において測定コンデンサ１
に生じる電圧は、増幅器６において増幅され、かつ入力
端子７に加えられるので、この電圧は、測定要素１４に
おいて計量され、かつ続いて評価回路８に供給される。
抵抗３にわたって生じる電圧は、演算増幅器１１におい
て増幅され、かつ入力端子１２を介して測定要素１３に
供給され、ここにおいてこれは、同様に計量される。抵
抗１３はわかっているので、評価回路８は、それにより
抵抗３における電流も計算することができる。それによ
りかつ測定コンデンサ１に対してわかっている固定の量
から、テスト品によって引起こされる測定コンデンサ１
の容量変化が、それ自体周知の法則にしたがって検出で
きる。加えて電流と電圧との間の位相差の測定によっ
て、力率ｃｏｓΦが判定される。容量変化の力率ｃｏｓ
Φに対する値は、測定コンデンサ１内のテスト品２の質
量には無関係である。この容量変化は、測定要素１３、
１４からの値及び別の固定の入力によって評価回路８に
おいて検出される。評価回路８は、電気回路として又は
計算機として形成することができ、この計算機は、測定
値及び入力をデジタル処理する。出力端子１５を介し
て、評価回路は信号を供給し、この信号は、テスト品に
おける別の固体の存在、又は１つの物質の変化する割合
を表示する。このような信号は、評価回路８によって継
続的に出力することができ、ここにおいて平均値になる
ように処理することができ、かつこのような平均値又は
別の基準値と比較することができる。この時、目立った
偏差は、テスト品の組成の変化を示唆している。
１内におけるテスト品２は、周波数ｆ１を有する電界に
さらされる。測定コンデンサ１は、周波数発生器４から
抵抗３を介して相応する交流電流を供給されるので、測
定コンデンサ１のギャップ内に、周波数ｆ１を有する交
番電界が生じる。出力端子５において測定コンデンサ１
に生じる電圧は、増幅器６において増幅され、かつ入力
端子７に加えられるので、この電圧は、測定要素１４に
おいて計量され、かつ続いて評価回路８に供給される。
抵抗３にわたって生じる電圧は、演算増幅器１１におい
て増幅され、かつ入力端子１２を介して測定要素１３に
供給され、ここにおいてこれは、同様に計量される。抵
抗１３はわかっているので、評価回路８は、それにより
抵抗３における電流も計算することができる。それによ
りかつ測定コンデンサ１に対してわかっている固定の量
から、テスト品によって引起こされる測定コンデンサ１
の容量変化が、それ自体周知の法則にしたがって検出で
きる。加えて電流と電圧との間の位相差の測定によっ
て、力率ｃｏｓΦが判定される。容量変化の力率ｃｏｓ
Φに対する値は、測定コンデンサ１内のテスト品２の質
量には無関係である。この容量変化は、測定要素１３、
１４からの値及び別の固定の入力によって評価回路８に
おいて検出される。評価回路８は、電気回路として又は
計算機として形成することができ、この計算機は、測定
値及び入力をデジタル処理する。出力端子１５を介し
て、評価回路は信号を供給し、この信号は、テスト品に
おける別の固体の存在、又は１つの物質の変化する割合
を表示する。このような信号は、評価回路８によって継
続的に出力することができ、ここにおいて平均値になる
ように処理することができ、かつこのような平均値又は
別の基準値と比較することができる。この時、目立った
偏差は、テスト品の組成の変化を示唆している。
【００２７】テスト品２における固体の割合の計量のた
めに、テスト品２を形成する物質が、既知であることを
前提としている。例えばテスト品２は、４７％の湿気を
含む木綿と場合によってはポリプロピレンからなるもの
とする。図３から、任意の周波数ｆ１、ｆ２におけるこ
れらの物質に対する力率を読取ることができる。両方の
物質の割合が合計でテスト品の質量の１００％であるも
のと仮定して、第１の物質の割合は、次の式（１）及び
（２）にしたがって検出することができる。
めに、テスト品２を形成する物質が、既知であることを
前提としている。例えばテスト品２は、４７％の湿気を
含む木綿と場合によってはポリプロピレンからなるもの
とする。図３から、任意の周波数ｆ１、ｆ２におけるこ
れらの物質に対する力率を読取ることができる。両方の
物質の割合が合計でテスト品の質量の１００％であるも
のと仮定して、第１の物質の割合は、次の式（１）及び
（２）にしたがって検出することができる。
【００２８】図４による装置において、テスト品は、順
に２つの測定コンデンサ３５、３６を通って動かされ、
これらの測定コンデンサは、周波数発生器４０、４１か
ら供給される交流電圧によって発生されるような異なっ
た周波数ｆ１、ｆ２の電界を発生する。評価ユニット４
６は、線４２ないし４５を介して、それにより２つの異
なった周波数における電流及び電圧に対する値を並列に
受取る。それにより容量変化、及びそれにより再び特性
値が計算できる。そのために評価回路４６内に、図２に
示されたようなすべて後が、テーブルとして記憶されて
いる。したがってテスト品における第１の物質の割合は
次の式から得られる：
に２つの測定コンデンサ３５、３６を通って動かされ、
これらの測定コンデンサは、周波数発生器４０、４１か
ら供給される交流電圧によって発生されるような異なっ
た周波数ｆ１、ｆ２の電界を発生する。評価ユニット４
６は、線４２ないし４５を介して、それにより２つの異
なった周波数における電流及び電圧に対する値を並列に
受取る。それにより容量変化、及びそれにより再び特性
値が計算できる。そのために評価回路４６内に、図２に
示されたようなすべて後が、テーブルとして記憶されて
いる。したがってテスト品における第１の物質の割合は
次の式から得られる：
【００２９】
【数１】
【００３０】第２の物質の割合は次の式から得られる：
【００３１】
【数２】
【００３２】その際、値Ｆ１及びＦ２は、第１の周波数
ｆ１における及び第２の周波数ｆ２における木綿とポリ
プロピレンの相対誘電率の比である。係数Ｆ１及びＦ２
は、それ故に例えば図２からの値２６／２８及び２７／
２９の商形成によって得られる。Ａは、実際のテスト品
に対する測定コンデンサにおける容量変化の商、又はす
でに述べた特性値に相当する。
ｆ１における及び第２の周波数ｆ２における木綿とポリ
プロピレンの相対誘電率の比である。係数Ｆ１及びＦ２
は、それ故に例えば図２からの値２６／２８及び２７／
２９の商形成によって得られる。Ａは、実際のテスト品
に対する測定コンデンサにおける容量変化の商、又はす
でに述べた特性値に相当する。
【００３３】図５による装置において、周波数発生器５
２において、両方の増幅器５４、５５に供給されかつこ
こから両方のコンデンサ５０、５１に加えられる１つの
周波数を有する交流電圧が発生される。例えば増幅器５
５において、信号の遅延により１８０゜だけの位相シフ
トが発生されるので、コンデンサ５０、５１にそれぞれ
互いに相殺する信号７０、７１が加えられる。少なくと
も測定コンデンサ５０内にテスト品が存在しないとき、
タップ５３において電圧はゼロである。空のコンデンサ
のすべての影響は中立にされる。タップ５３における信
号は、測定コンデンサ５０内にテスト品が挿入されると
すぐに変化する。信号の位相角のｃｏｓは、測定コンデ
ンサ５０内におけるテスト品の力率ｃｏｓΦに対して逆
であり、かつテスト品の量に無関係である。力率から加
えられた交流電圧の周波数に対する図３からの値による
簡単な混合計算により、テスト品における両方の物質の
混合比が検出できる。このことは、評価回路５７におい
て行なわれ、この評価回路は、線５６を介して、周波数
発生器５２の増幅されないかつコンデンサ５０及び５１
によって影響を受けない信号の位相角に関する表示も受
取る。
２において、両方の増幅器５４、５５に供給されかつこ
こから両方のコンデンサ５０、５１に加えられる１つの
周波数を有する交流電圧が発生される。例えば増幅器５
５において、信号の遅延により１８０゜だけの位相シフ
トが発生されるので、コンデンサ５０、５１にそれぞれ
互いに相殺する信号７０、７１が加えられる。少なくと
も測定コンデンサ５０内にテスト品が存在しないとき、
タップ５３において電圧はゼロである。空のコンデンサ
のすべての影響は中立にされる。タップ５３における信
号は、測定コンデンサ５０内にテスト品が挿入されると
すぐに変化する。信号の位相角のｃｏｓは、測定コンデ
ンサ５０内におけるテスト品の力率ｃｏｓΦに対して逆
であり、かつテスト品の量に無関係である。力率から加
えられた交流電圧の周波数に対する図３からの値による
簡単な混合計算により、テスト品における両方の物質の
混合比が検出できる。このことは、評価回路５７におい
て行なわれ、この評価回路は、線５６を介して、周波数
発生器５２の増幅されないかつコンデンサ５０及び５１
によって影響を受けない信号の位相角に関する表示も受
取る。
【００３４】図６による装置において、過程は、図５に
よる装置におけるものと同じであるが、ただし両方の周
波数発生器６２、６６から２つの重畳された周波数を有
する１つの信号が、コンデンサ６０、６１に加えられ、
この信号が、要素６７においてその両方の周波数に分解
されるという相違点を有する。図４による装置について
わかっているように、テスト品における両方の成分の比
が検出できる。図５による構成のように、この構成は、
図４による構成に対して、ブリッジ回路の方式により空
のコンデンサの影響が補償されるという利点を有する。
空の測定コンデンサにおいて信号電圧はゼロであり、か
つこの信号電圧は、テスト品の誘電体特性及びその量と
ともに比例して変化する。
よる装置におけるものと同じであるが、ただし両方の周
波数発生器６２、６６から２つの重畳された周波数を有
する１つの信号が、コンデンサ６０、６１に加えられ、
この信号が、要素６７においてその両方の周波数に分解
されるという相違点を有する。図４による装置について
わかっているように、テスト品における両方の成分の比
が検出できる。図５による構成のように、この構成は、
図４による構成に対して、ブリッジ回路の方式により空
のコンデンサの影響が補償されるという利点を有する。
空の測定コンデンサにおいて信号電圧はゼロであり、か
つこの信号電圧は、テスト品の誘電体特性及びその量と
ともに比例して変化する。
【００３５】この方法により、テスト品における固体の
割合が検出できるので、測定のための１つの物質におけ
る水のような非固体の割合が一定であることが、前提で
ある。例えば木綿における湿気は、測定の前にわかって
おり、かつ一定でなければならない。いずれにせよ原料
の処理の際のほとんどの過程は、空調された空間内にお
いて行なわれるので、このことは、繊維工業において当
てはまる。
割合が検出できるので、測定のための１つの物質におけ
る水のような非固体の割合が一定であることが、前提で
ある。例えば木綿における湿気は、測定の前にわかって
おり、かつ一定でなければならない。いずれにせよ原料
の処理の際のほとんどの過程は、空調された空間内にお
いて行なわれるので、このことは、繊維工業において当
てはまる。
【００３６】テスト品における異物の及びその割合の容
量的な認識は、例えば均一性、質量等のようなその他の
パラメータのそれ自体周知の測定と組合わせることがで
きる。なぜなら信号は、このようなパラメータの測定の
ため、及び異物の割合の認識のために利用することがで
きるからである。異物の割合は、前記のように、複数の
周波数における容量の計算により、または１つだけの周
波数における力率の計算により検出することができる。
しかしこのことを複数の周波数に対する力率の計算を介
して行なうことも考えることができる。適当な周波数
は、例えば１０ｋＨｚないし１００ｋＨｚ及び１０ＭＨ
ｚである。
量的な認識は、例えば均一性、質量等のようなその他の
パラメータのそれ自体周知の測定と組合わせることがで
きる。なぜなら信号は、このようなパラメータの測定の
ため、及び異物の割合の認識のために利用することがで
きるからである。異物の割合は、前記のように、複数の
周波数における容量の計算により、または１つだけの周
波数における力率の計算により検出することができる。
しかしこのことを複数の周波数に対する力率の計算を介
して行なうことも考えることができる。適当な周波数
は、例えば１０ｋＨｚないし１００ｋＨｚ及び１０ＭＨ
ｚである。
【図１】第１の装置の概略的かつ簡単化した表示であ
る。
る。
【図２】物理的な関係のグラフ表示である。
【図３】物理的な関係のグラフ表示である。
【図４】本発明による装置の別の構成を示す図である。
【図５】本発明による装置の別の構成を示す図である。
【図６】本発明による装置の別の構成を示す図である。
１ 測定コンデンサ ２ テスト品 ４ 周波数発生器 ８ 評価回路 １３ 測定要素 １４ 測定要素 ５０ 測定コンデンサ ５１ 基準コンデンサ ６２ 周波数発生器 ６６ 周波数発生器
Claims (12)
- 【請求項１】 テスト品を電界にさらし、テスト品によ
る電界の誘電体特性（ｃｏｓΦ，εｒ）を検出し、かつ
それにより割合（Ｋ１，Ｋ２）を検出することを特徴と
する、テスト品における固体の割合を検出する方法。 - 【請求項２】 誘電体特性に対して２つの電気量（ΔＣ
ｆ１，ΔＣｆ２）を検出し、かつ組合わせ、その際、テ
スト品の質量に無関係な特性値が生じることを特徴とす
る、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 誘電体特性に対して１つの電気量（ｃｏ
ｓΦ）を検出し、この電気量が、テスト品の質量に無関
係な特性値を形成することを特徴とする、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項４】 特性値を、当該の物質に対して先行して
検出された特性値と比較し、かつそれにより固体物質の
割合を判定することを特徴とする、請求項２又は３に記
載の方法。 - 【請求項５】 第１の周波数及び第２の周波数によって
電界を駆動し、かつ第１及び第２の周波数において測定
された誘電体特性に対する値から割合を検出することを
特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 第１の周波数を有する電界からかつ第２
の周波数を有する電界から、それぞれ１つの測定値を取
得し、かつ両方の測定値を、所定の値と比較される信号
に関連付けることを特徴とする、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項７】 測定値として、電流、電圧及び位相角を
測定し、かつそれにより誘電体特性を判定することを特
徴とする、請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 テスト品（２）の範囲に電界を形成する
測定コンデンサ（１）、周波数を有する少なくとも１つ
の電界を発生する周波数発生器（４）、電気測定量のた
めにここに接続された測定要素（１３，１４）、及び特
性値を形成する評価回路（８）を有することを特徴とす
る、請求項１に記載の方法を実施する装置。 - 【請求項９】 測定コンデンサ（５０）の他に基準コン
デンサ（５１）が設けられていることを特徴とする、請
求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】 ２つの周波数発生器（６２，６６）が
設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の装
置。 - 【請求項１１】 互いに重畳される２つの周波数を有す
る電界を発生するために、周波数発生器が、直列に接続
されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。 - 【請求項１２】 測定コンデンサ（５０）と基準コンデ
ンサ（５１）が、ブリッジ回路の一部であることを特徴
とする、請求項９に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH291897 | 1997-12-18 | ||
| CH2918/97 | 1997-12-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11316208A true JPH11316208A (ja) | 1999-11-16 |
| JP4411561B2 JP4411561B2 (ja) | 2010-02-10 |
Family
ID=4244550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37780998A Expired - Fee Related JP4411561B2 (ja) | 1997-12-18 | 1998-12-14 | テスト品における固体の割合を検出する方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6346819B1 (ja) |
| EP (1) | EP0924513B1 (ja) |
| JP (1) | JP4411561B2 (ja) |
| CN (1) | CN1188696C (ja) |
| DE (1) | DE59814414D1 (ja) |
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| JP2008524614A (ja) * | 2004-12-22 | 2008-07-10 | ハウニ・マシイネンバウ・アクチエンゲゼルシヤフト | 製造物の誘電特性、特に、湿度及び／又は密度を計測するための測定装置及び測定方法 |
| JP2008524613A (ja) * | 2004-12-22 | 2008-07-10 | ハウニ・マシイネンバウ・アクチエンゲゼルシヤフト | 製品、特に煙草、綿或いは他の繊維製品内に異物を認識する測定装置と方法 |
| JP2008546915A (ja) * | 2005-06-15 | 2008-12-25 | ウステル・テヒノロジーズ・アクチエンゲゼルシヤフト | 動く細長い固体の被検製品において異物を検出するための方法および装置 |
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| JP2013545089A (ja) * | 2010-10-19 | 2013-12-19 | ウステル・テヒノロジーズ・アクチエンゲゼルシヤフト | ヤーンクリヤラ及び糸欠点を除去する方法 |
| JP2014508942A (ja) * | 2011-03-11 | 2014-04-10 | ウステル・テヒノロジーズ・アクチエンゲゼルシヤフト | 動かされる供試品の容量による検査装置及び方法 |
| JP2020536229A (ja) * | 2017-10-06 | 2020-12-10 | シールワックス エービー | プラスチックフィルムセンサー |
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| JP2008534988A (ja) * | 2005-04-05 | 2008-08-28 | ウステル・テヒノロジーズ・アクチエンゲゼルシヤフト | 細長い固体の被検製品を試験するための装置および方法 |
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| WO2009143642A1 (de) | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Uster Technologies Ag | Garnreinigermesskopf mit lösbarem kabelanschluss |
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| DE102008031108A1 (de) | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Sipra Patententwicklungs- Und Beteiligungsgesellschaft Mbh | Kapazitiv arbeitende Sensoreinheit zur Überwachung der Qualität von Fasermaterial und damit ausgerüstete Maschine zur Herstellung von Maschenware |
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