JPH02156187A - 繊維材料流の中の異物の検出方法および検出装置 - Google Patents

繊維材料流の中の異物の検出方法および検出装置

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JPH02156187A
JPH02156187A JP1263158A JP26315889A JPH02156187A JP H02156187 A JPH02156187 A JP H02156187A JP 1263158 A JP1263158 A JP 1263158A JP 26315889 A JP26315889 A JP 26315889A JP H02156187 A JPH02156187 A JP H02156187A
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Oskar Oehler
オスカル・エーラー
Reinhard Oehler
ラインハルト・エーラー
Robert Demuth
ローベルト・デミユート
Peter Anderegg
ペーター・アンダーエツク
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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】 産業上の利用分野 本発明は請求項１の上位概念と請求項２１の上位概念に
記載の例えば紡績工場等の繊維工業の繊維材料流の中の
異物の検出方法及び装置に関する。
従来の技術 本発明は、センサ技術、音響技術、光学技術及び電子技
術及び情報処理技術の分野を含む。
この場合、織物の原繊維材料流の中の紐状、布状、帯状
又はンート状の異物を検出する方法及び装置に関する。
例えば原綿等の織物の原ｌａ維Ｉこおいては異物が原材
料の中に入込むことは回避できない。これは金属部分の
他に織物切片及びプラスチックシートであることもあり
、紐、帯、糸等の接合材料であることもある。
この場合、例えばジュート、合成繊維等から成る紐材料
のように、原材料と類似の構造及び特性を基本構造が有
する材料の分離が問題となる。合成ｍ維の異物が適切な
時点で分離されないとこの異物は洗浄工程、カーデイン
グ工程及び練糸工程全体を走行し、その際に繊維状の素
材の中に混合され、最終的には使用材料と一緒に糸ｌこ
紡がれる。紡績工程の際に又は後の製織工程になって初
めて、低い強度又は接合不良のために異物繊維と使用材
料繊維との間に糸破断が発生する。これは、紡績及び織
機の停止という非常に不都合な事態を招く。付加的な問
題が異物繊維の混在する糸又は織物の着色の際に発生す
る、何故ならば使用繊維及び異物繊維が互いに異なる色
特性を有することがあるからである。この問題は、異物
が合成樹脂であり使用材料か綿等の天然製品である場合
に特に深刻となる。
従って、これらの検出困難な異物を、カーデイング工程
に達する前に識別し分離することに大きな関心が集まっ
ている。
例えは、光電検出装置（ライトバリヤ）を綿フロックと
一緒に通過する紐又は織物は完全に固有の信号を発生さ
せる。使用材料フロック又は異物材料の通過の際に光強
度変化は光散乱により発生する。１〜５０ｍの繊維寸法
は光の波長と類似のオーダであるので光散乱効果は非常
に大きい。このようにして、構造又はパターン検出に光
を用いると、使用材料と異物の双方に対して　非常にパ
ターン化されてはいるが極度に複雑な信号成分が発生す
るが、しかしこれらの信号成分を互いに区別することは
困難である。
繊維寸法のオーダではなく、識別すべき異物の典型的な
寸法の大きさの波長を有するビーム形状を用いると、よ
り良好な結果を期待できることが分かった。紐及び織物
糸の場合にはこれらの寸法は０．１〜３ｍｒａの領域に
ある。
前述の波長を有する（光とは）別の電磁放射線の発生、
操作及び検出は同様に可能であるがしかし困難でありコ
ストがかかる。この０゜１〜３ｍｍの領域はマイクロ波
と赤外線波との間の中間領域にある。
Ｔ１．磁放射線の代わり超音波を使用できる。０゜１〜
３ｍｍの波長を有する対応するフィールドを発生するこ
とは、約３４０ｍ／ｓと空気中の音速か低いために問題
はない。しかし約０．６ｍ／ｓＫである音速の温度依存
は考慮しなければならない。
所望の周波数の超音波信号は通常は圧電効果形セラミッ
クディスク又は圧電シート素子により発生される。これ
らの音響硬度（ｈ−Ｅｐ。
但しＥは弾性モジュール、ｐは密度）は空気の音響硬度
に比して大きいので、整合とひいてはセンサ素子から空
気へのエネルギー伝搬を考慮しなければならない。光学
的コーティング整合手段に類似に整合自体は、適切な音
響硬度の中間層により改善することができる。音波発生
器として圧電セラミックを用いる場合には合成樹脂から
成るλ／４板が音響インピーダンス整合のために用いら
れる。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、使用繊維流の中の繊維状、帯状又は織
物状の異物を検出し分離することを可能にする方法及び
装置を提供することにある課題を解決するための手段 上記課題は、請求項１に記載の特徴部分に記載の特徴と
請求項２１に記載の特徴部分に記載の構成により、解決
される。
実・施例 第１図は、使用材料３と異物５又は６又は７を含んでい
る測定材料流２の光透過を検出する光学装置を示してい
る。使用材料３は、例えば搬送管８の中の原綿フロック
等のフロック状繊維材料であるか、又はフリース堆積体
の形状の使用繊維フリース（第１０図十第１１図）であ
る。異物は例えば紐５、布６又は箔片７であることもあ
る。ｔｉｌｌと光放射器１２とから成る光源から発生さ
れ、場合に応じて光学系１３により測定材料流２の中の
測定材料１に指向される光源１４は測定材料ｌにより変
化され変質した光線１５となる。この変化は主に繊維に
おける散乱によりそして場合に応じて着色測定材料の中
での光吸収により生ずる。従って、（繊維材料流とも呼
称される）測定材料流２の通過する際に、場合に応じて
存在する検出光学系１６の背後に配置されている光検出
器１７において、時間的に変化する光強度信号が受信さ
れ電気信号に変換される。この電気信号は信号処理装置
１８で処理され、例えば増幅され、平滑化され又は信号
のレベル弁別にかけられる。付加的に、信号処理装置に
おいて測定材料ｌの検出のためのパターン解析装置が存
在し、このパターン解析装置は場合に応じて測定材料ｌ
を、存在する異物５又は６又は７に関して判断する。
信号処理装置１８と接続されていることもあるディスプ
レー装置１９は、受信されたパターンの可視表示を行う
。このディスプレー装置１９は、監視測定を行うために
用いられる。ディスプレー装置Ｉ９は例えばレコーダ又
は陰極線オシロスコープであることもある。測定材料流
２の検出のために多くの光線が相互に隣接して配置され
るか、又は例えば測定材料流２が、光放耐着Ｉ２におけ
る回転可能な光学系１３と、検出器１７における対応す
る光学系１６を用いて検出器１７で検出されることもあ
る。
第２ａ図、第２ｂ図及び第２Ｃ図は、種々の測定試料ｌ
がレーザの光線１４を通過する際の検出器１７ノ二おけ
る光信号の時間的変化を示している。この場合には付加
的な光学系１３又は１６の使用は不要である。第２ａ図
から分かるように、０．０３ｇ／ＣＭ３の密度の非常に
ばらの状態の綿フロックでさえもレーザビーム１４の非
常に大きい減衰（２１）の状態を招くことに注意しなけ
ればならない。これは、個々の綿繊維が、光の波長と類
似の大きさの繊維直径に起因して強い光散乱を発生させ
る。第２ｂ図は、紐の結び目５が通過すると発生する光
検出＠１７における信号を示している。紐切片の個々の
通過は、光透過の降下により一義的に検出することがで
きる。第２ｃ図は、、ｌｔ５と混ざった綿フロックの通
過の状態を示している。この場合にも、第２ｂ図で用い
られている紐が用いられている。
第３図は測定装置３０を示し、測定装置３０においては
テストビームとして超音波フィールド３４が用いられる
。測定装置３０は信号発生器３１、例えば正弦波又は方
形波発生器３１から成り、信号発生器３１の出力信号は
、超音波送信機として作動される超音波トランスジュサ
に供給される。放射され、場合に応じて超音波収束系３
３により変化された超音波フィールド３４は測定材料１
に当り、そこで散乱されるか又は吸収される。撹乱され
た亜音速フィールド３５は場合に応じて、超音波集束系
３６の作用を受けた後に超音波受信機３７により検出さ
れ、相応する信号が信号処理装置３８に供給される。こ
の信号処理装置３８で、高周波信号の包路線が求められ
、続いて監視のためにディスプレー装置３９に供給され
る。異物５又は６又は７を検出するために信号処理装Ｒ
３８の中にＩｌｌパターン認識装置が設けられている。
信号処理装置３８において、異物が検出された場合メこ
場合に応じて、測定材料流２の方向変換のために用いら
れる信号が発生される。
第４ａ図、第４ｂ図及び＠４Ｃ図において、測定材料ｌ
と超音波フィールド３４との相互作用に対する亜音速信
号の包路線の典型的な時間変化が示されている。第４ａ
図は純粋な綿フロックの通過を示し、第４ｂ図は紐の結
び目の通過を示し、第４ｃ図は、紐と混ざった綿フロッ
クの通過に相応する。９８ｋＨｚ　　の超音波信号周波
数に起因して、３．５ｍ＋ｉの波長は紐の直径に相応す
るが、しかし綿繊維の直径を約１００倍上回る。この理
由から、第４ａ図には平坦な超音波減衰４１が示されて
いるのに対して、第４ｂ図の紐５は包絡線の急峻なパタ
ーンを発生する。紐と混ざった綿フロックの通過に対す
る超音波強度４３の包絡線において、フロック３による
平坦な超音波減衰４１は紐５による包絡線の急峻なパタ
ーン４２からはっきりと区ヌリすることが可能である。
第５図は、超音波フィールドと測定材料ｌとの相互作用
を測定する別の１つの手段を示している。この場合にも
超音波信号３４は、７０゜り状で搬送管を通過するか又
はフリース４（この参照番号は記載されていない）を形
成する測定材料ｌと接触する。第３図の装置とは異なり
超音波送信機３２は、時間的に一定の振幅の信号の代わ
りに、超音波パルス発生器５１の電気信号により短い超
音波列を送信する。これらの短い超音波列は測定材料ｌ
で反射される。エコー信号５５は超音波送信機３２自身
により受信されるか又は第２の超音波受信機３７により
検出され、信号処理装置３８で処理される。送信機３２
から送信された超音波パルスと、受信機３２又は３７に
より受信されたエコーとの間の遅延時間から相関器５８
で、超音波を反射する測定材料ｌと超音波トランスジュ
ーサ３２又は３７との間の間隔が求められる。場合に応
じて、相関器５８に含まれている画像パターン認識手段
は異物５又は６又は７を検出することができ、測定材料
流２を方向変換するための相応する信号を発生すること
ができる。
既に図示したように（第４ａ図、第４ｂ図及び第４ｃ図
）、本発明の超音波手段は綿フロック３のばらの構造を
、しっかりと編まれた紐の構造から区別することができ
る。この情報の評価の問題がここで起こる。パターン認
識手段はそれ自体としては、この課題を解決するのに適
している。現在使用可能な高速の計算機によりばらの状
態のフロック流２又は（図示されていない）フリースの
中の例えば紐５及び布６等の音響的に密な異物の存在を
検出することは可能である。しかし測定流２を側面から
も常時監視はなくてはならないので、多数の互いに隣接
して配置されている測定装置３２又は３７が必要である
か、又はテストビームを側面から測定材料流２又は測定
フリースｌこ沿って案内しなければならない（走査）（
第！０図十第１１図）。
ここで、測定技術的に間車な異物パターン認識方法の問
題が起こる。これに関して、測定材料により障害を受け
た超音波信号の空間周波数解析により実質的なデータ低
減を行うことができる。それに相応する装置が、次に説
明する図に示されている。
第６図は、超音波空間周波数解析装置６０を示している
。超音波空間周波数解析装置６０は信号発生器３１、拡
がった平面状又は湾曲状の超音波フィ一ルド６４を発生
する超音波送信機３２及び超音波集束系６６更に超音波
検出器即ち超音波受信機３７から成る。超音波送信機６
２は、種々の単一送信機３２．３２’・・・・・・・・
・により構成されているか、又は適当な形状の単一の超
音波送信機６２′又は場合に応じていくつかの大面積の
適当な形状の超音波送信機６２′により構成されている
。超音波フィールド６４の中には超音波集束系６６が配
置され、超音波集束系６６は、測定材料１が存在しない
場合には超音波フィールド６４を１つの点即ち焦点７Ｉ
に集束する。大面積の超音波送信機６２が、適当に集束
作用をする湾曲を有する場合には超音波集束系６６を使
用しなくてもよい。しかし有利には第６図に示されてい
るように、平面的な超音波フィールド６４から出発し、
超音波のフィールド６４は、測定材料流２の背後に配置
されている１つの集束系６６により集束される測定材料
流１が音波の２イールドの中に存在する場合にはこのフ
ィールドは撹乱される。従ってフィールド６５′を焦点
７１に集束することはもはや不可能となる。集束平面７
２即ち焦点７１を含む、平面的な超音波フィールド６４
に対して平行な平面の内の超音波強度分布が考慮の対象
となる。この強度分布７０は測定材料の超音波散乱特性
に関する固有の情報を提供する。光学系に類似にこの強
度分布７０は、平面状のフィールド６４に曝されている
散乱させる測定材料ｌのフーリエ変換を表す。従って集
束平面７２の内の強度分布は空間周波数スペクトル７０
として示される。
超音波空間周波数スペクトル７０を第７ａ図及び第７ｂ
図に基づいて説明する。測定材料ｌによる撹乱なしに超
音波フィールド６４′が集束されている中心の焦点７１
は空間周波数０に対応する。平面状のフィールド６．４
の内にある、超音波を散乱する測定材料ｌは、パターン
化され側波帯７３．７３’　、７４．７４’を有する空
間周波数スペクトルを発生させる。この場合に、焦点７
１に隣接する波帯７３．７３’は低い空間周波数メこ対
応し、より離れている波帯７４．７４’は高い空間周波
数に対応する。光学系において、低い空間周波数は粗パ
ターンを表し、高い空間周波数は画像の鮮鋭度に関係す
るように、低い空間周波数７３．７３’は、例えば第４
ａ図に示されている純粋な綿フロックに関する平坦なパ
ターン化された超音波信号に対応する。それに相応する
空間周波数スペクトル７０は第７ａ図に示されている。
高い空間周波数７４又は７４′における低い信号レベル
は注目に値する。
これに対して超音波信号が、例えば超音波フィールドの
中に紐が存在する場合として第４ｂ図に示されているよ
うに急峻なパターンを有する場合には、対応する空間周
波数スペクトル７０は、空間周波数７４又は７４′が高
い場合には相当大きな信号レベルを有する。綿フロック
２を紐５と均一に混ざっている場合でさえも、第４ｃ図
に示されているように２つの超音波パターンタイプを区
別することができるので、異物５又は６又は７の確実な
検出が、空間周波数解析により可能である。パターン認
識の問題はこれにより大幅に簡単化される。これにより
空間周波数解析はデータ量の著しい低減を意味する。
第７ｂ図は、空間周波数７４又は７４′が高い場合に、
純粋な綿フロックのスペクトル（第７ａ図）に比して高
い信号を有する対応する空間周波数スペクトル７０を示
している。
第６図に示されている装置では、測定材料１が平面超音
波フィールド６４の中にあり、この超音波フィールド６
４は後から超音波集束系６６を用いて集束されることか
ら出発している。
前述のように原理的には、集束する超音波送信機を用い
、測定材料ｌを発散状の超音波フィールドの中に置くこ
とも可能である。この場合も空間周波数スペクトル７０
が形成される。しかし空間周波数スペクトルの目盛係数
７５はこの発散超音波フィールドの中の測定材料ｌの位
置に依存する。従って、集束系６２又は６６の背後に直
接に位置する測定材料部分は、焦点７１の近傍に位置す
る測定材料部分により大きい目盛係数７５を有する。従
って、測定材料ｌの粗さは発散超音波フィールドの位置
に依存して、大きい空間周波数値７４又は７４′に対応
しているか又は小さい空間周波数値７３又は７３′に対
応していることがわかる。この問題は、弱い発散超音波
フィールドにおいては深刻ではなくなる。しかしこの場
合には装置の寸法が大きくなり、これは、■ないし３ｍ
ｍの範囲の波長を有する所要の高い周波数の超音波の空
間吸収損失が高いことに起因して適切ではない。
平面光フィールドに類似に平面超音波フィールドにおい
て目盛係数７５が超音波フィールド６４の中の測定材料
の位置と無関係であることが守られなければならない。
従って、送信機の近傍に位置する測定材料１と、集束レ
ンズ系６６の直前に位置する測定材料ｌは同一の空間周
波数スペクトル７０を発生させ、これは空間的に延在す
る測定物の空間周波数スペクトルの評価可能性にとって
重要な発見である。
測定材料ｌと相互作用する超音波フィールド６４は平面
即ち２次元において一定である。測定材料１が例えば測
定材料流２として移動可能であるか、又は場合に応じて
超音波送信機６２を測定材料ｌ上を案内することができ
る場合には、超音波フィールド６４が測定材料流２を横
断方向で又は超音波送信機６２の運動方向を横断する方
向で一定であることが必要である。この場合は超音波フ
ィールド６４は測定材料が存在しない場合には焦点７１
にではなく単にｌ木の線即ち集束線７１′に集束される
にすぎにない。空間周波数解析は、集束平面７２の内の
集束線７１’に対する垂線に沿って超音波フィールド６
５′を走査することにより行うことができる。
第５図に説明した方法の発展形として、第８図の方法は
、測定材料を透過する超音波パルス５６を検出する付加
的な超音波受信機３６′３７’　、３８’を用いている
。時間変化は第８ａ図〜第８ｅ図に示されている。測定
材料２が異物５又は６又は７を含んでいない場合には、
明瞭な超音波エコーパルス８４は形成されず、送信され
た超音波パルス８１は、減衰が小さい形８５で超音波受
信機３６’、３７’　　３８’に達する。これに対して
、測定材料２が異物５又は６又は７を一緒に運ぶ場合に
は、構造、寸法及び位置に依存する超音波エコーパルス
８２が形成され、超音波エコーパルス８２は超音波送信
機３２．３３自身により又は超音波受信機３６．３７に
より受信される。異物５又は６又は７も、透過し超音波
受信機３６’　　３７’３８′により受信される超音波
パルス８３の減表作用をする。２つの信号８２及び８３
は、又は測定材料２が異物５又は６又は７を含まない場
合には信号８４及び８５は後続の信号処理袋ｇｔ５７で
処理され、相関器５８に供給され、相関器５８は、異物
５又は６又は７が検出された場合には分離装置５９を作
動する。
信号処理装置５７は、透過超音波パルス５６の信号強度
に依存してエコーパルス５５の強度を調整し、これによ
り、異物５又は６又は７による比較的弱いエコーパルス
５５を、純粋な繊維材料流の場合ｌこは個々の綿フロッ
ク即ち非異物を検出することなしに評価することが保証
される。
超音波受信機に参照番号３６’　、３７’及び３８′を
付したことは、第３図、第６図に示したものと同一の素
子でありただこの変形において用いられていることを意
味する。
信号処理装置３８又は相関器５８はディスプレー装置３
９を制御するだけなく、主に分離装置５９を制御する。
このような分離装置５９は、本出願人のヨーロッパ特許
出願公開第０ＯＯ００３３号公報に記載されている。制
御装置は主に、実際の分離素子即ち制御弁と、気送管の
中に設けられている管切換装置から成り、管切換装置は
制御信号に基づいて切換え、異物を含む成分を容器の中
に分岐する。
第９図は分離装置５９を示し、分離装置５９は信号処理
装置１８又は３８又は相関器５８により制御線１００を
介して制御される。信号処理装置１８又は３８又は測定
装置１０又は３０又は５０又は５０．１又は６０の信号
を受は取る。
分離装置５９はそれ自身としては、前述のヨーロッパ特
許出願公開第０００００３３号公報から公知であり、従
ってここでは重要な素子についてのみ説明する。
繊維材料流２は気送管１０１の中を通って、紡績工場の
打綿室の中の図示されていない目的場所に供給される。
前述の測定装置が異物を検出した場合には信号処理装置
１８又は３８又は５８は、管切換装置１０４が繊維材料
流２をバイパス１０５に導くように弁１０２が空気シリ
ンダ１０３を操作する時点を計算する。
なお、分離装置１０６の素子に対する参照番号は前述の
ヨーロッパ特許出願における参照番号と一致しないこと
を述べておく。
更に、既に前に記載の素子はここでは説明されず、第９
図に周知の参照番号が付されているのみである。
第１０図は分離装置５９．１の変形である。
図中、繊維材料流２は分離器１１０の中に案内され、分
離器１１０の中で繊維材料は、前もって与えられている
レベルまで堆積され、空気が首孔板Ｉｌｌを通過して排
気ンヤ７１−１１２の中に達し、そこで負圧源により吸
引される。
分離器１１０の中に堆積された繊維材料２は供給ローラ
１１３及び１２４により、ｍ維材料を連続的に微細なフ
ロックに開繊し止め板１１６に向かって投射する開繊ン
リンダ１１５に供給される。
この止め板１１６から繊維は、繊維の混乱状態に起因し
て十分な強度を有する微細な繊維フリースに繊維又は繊
維フロックを凝縮する第１のスキージングローラ対１１
７のローラの間に到達する。この繊維フリース１１８は
第２のスキージングローラ対１１９に到達し、続いて第
３のスキージングローラ対１２０に達する。第１のスキ
ージングローラ対１１７と第２のスキージングローラ対
１１９との間には繊維フリース１１８は測定装置１０又
は３０又は５０又は５０．１又は６０により測定され、
信号は信号処理装置１８又は３８又は５８ｉこより供給
される。
信号処理装置１８又は３８又は５８は制御線１２１を介
して所定の数の空圧弁１２２を制御し、空圧弁１２２は
入口側に圧縮空気導管１２３を具備し、出口側にノズル
１２４を具備するノズル１２４は第２のスキージングロ
ーラ対＋１９と第３のスキージングローラ対１２０との
間に突出し、ノズル１２４は、繊維フリース１１８の全
幅に分散配置されているノズル１１８の数に対応して、
測定装置により求められた異物が存在する繊維フリース
部分のみが吸込み導管１２５の中に吸込まれるように、
前述の信号処理装置の命令に基づき圧縮空気を繊維フリ
ース１１８の中に吸込む。除去すべきフリース片を出来
るだけ小さくするために、出来るだけ多くの又は種々の
ノズル１２４がそしてひいては対応する数の弁１２２が
７リ一ス幅にわたり分散される。
更に、信号処理装置１８又は３８又は５８が、異物の検
出と吹出し時点との間の時間を計算することもできる。
第３のスキージングローラ対１２０から繰出されたフリ
ースは例えばカドの供給通路の中に案内されることもあ
る。最近では、場合に応じてこのフリースは開繊シリン
ダによりフロックに開繊されることもある。
供給ローラ１１４は相応して制御されるモータ１２６に
よって駆動され、供給ローラ１１３は移動可能に軸支さ
れており、繊維フロックないし繊維材料をシートに圧縮
するためばねＩ２７を用いて供給ローラ１１４に押圧さ
れている。引き続いてシートを開繊シリンダ１１５によ
って細かなフロックｌこ開繊する。
更に、開繊シリンダ１１５を中空に形成し、中空シリン
ダに貫通孔１２８を設け、このようにして、補助的に空
気ノズル１２９を介して空気を吸込み、貫通孔１２８を
介して微細な繊維フロックが開繊シリンダ１１５から離
れ、止め板１１６に向って搬送されるようにすることが
できる。
第１１図は、繊維フリース１１８を垂直方向に３つのロ
ーラ対によって搬送しないで２つの搬送コンベヤーと１
つのスキージングローラ対により搬送される。すなわち
第１の搬送コンベヤー１３０、第２の搬送コンベヤー１
３１．絞りローラ対１３２により搬送するようにしたも
ので、第１Ｏ図の装置の変形である。
この場合第１Ｏ図から周知の素子には同一の参照番号が
付されており、これらの素子については再度説明しない
。検出素子及び分離素子の参照番号については第１Ｏ図
を参照のこと。
開繊シリンダ＋１５により開繊され止め板１１６により
案内された微細なフロックは搬送コンヘヤー１３０の上
に落下し、出口側においてプレスローラ１３３により薄
い繊維フリースに圧縮され、圧縮された繊維フリースは
第２の搬送コ〉・ベヤ−１３１に供給される。第１の搬
送コンベヤー１：３０と第２の搬送コンベヤー１３１と
の間で繊維フリース１１８が測定装置１０又は３０又は
５０又は５０．ｌ又は６０により測定される。これまで
と同一の参照番号が付されている測定装置の出力信号は
信号処理装置１８又は３８又は５８に供給され、信号処
理装置１８又は３８又は５８は、丁度その瞬間に第２の
搬送コンベヤー１３１とこれに後続のスキージングロー
ラ対１３２との間にあるｌ＆維ラフリース１１８ノズル
１２４の内の１つが空気を吹き通す時点を計算する。
ノズル１２４の領域においてフリースを案内するために
２つの案内板１３４が設けられ、案内板１３４は、ノズ
ル１２４かもの空気が通過するための間隙を残しており
、このようにしてこの空気は、除去されたフリース部分
と一緒に吸込み導管１２５により吸込まれる。
スキージングローラ１３５は、異物を吹出して除去する
ために良好に案内された繊維フリースを得るために、繊
維フリース１１８を第２の搬送コンベヤーの出口側にお
いてこの搬送コンベヤーに対して押圧して絞る。
第１０図及び第１１図の変形においては宵利には第５図
及び第８図の手段が用いられる、何故ならば検出のため
の最適な状態が存在するからである。異物検出装置はこ
こでは定置又は可動走査ヘッド（走査原理）として構成
される。
超音波空間周波数解析の例において説明した考えが、対
応する光学空間周波数解析に対しても有効である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法又は装置を説明する略図、第２ａ
図、第２ｂ図及び第２ｃ図は第１図に示されている繊維
材料流の中の使用材料及び／又は異物に起因して得られ
た検出器信号の波形を示す線図、第３図は本発明の方法
又は装置を説明する略図、第４ａ図、第４ｂ図及び第４
Ｃ図は純粋な繊維材料流又は異物の混在する繊維材料に
起因して得られた検出器信号の波形図、第５図は搬送系
が反射系により置換された本発明の装置の別の１つの変
形の略図、第６図は本発明の装置の１つの本発明実施例
の略図、第７ａ図及び第７ｂ図は異物の混在する使用繊
維フロック流における空間周波数スペクトルのパターン
を示す線図、第８図は第３図の方法及び装置の変形を示
す略図、第８ａ図、第８ｂ図及び第８ｃ図、第８ｄ図、
第８ｅ図はそれぞれ第８図の装置の空間周波数スペクト
ルのパターンの線図、第９図〜第１１図はそれぞれ本発
明の方法を実施する分離装置の略図である。 ■・・・測定林料、２・・・測定材料流、１１・・・電
源１２・・・光放射器、１３・・・光学系、１６・・・
光学系、１７・・・光検出器、１８・・・信号処理装置
、１９・・ディスプレー装置、３０・・・測定装置、３
１・・・信号発生器、３３．３６・超音波集束系、３４
・・・超音波フィールド、３５・・・亜音速フィールド
、３７・・・超音波受信機、３８・・・信号処理装置３
６’　、３７’　、３８’・・・超音波受信機、５１・
・・超音波パルス発生器、５８・・・相関器、５９５９
．１・・・分離装置、６０・・・超音波空間周波数解析
装置、６２・・・超音波送信機、６４・・・超音波フィ
ールド、６６・・・超音波集束系、７０・・・超音波空
間周波数スペクトル、７１・・・焦点、１１０・・・分
離器、１１２・・・排気シャフト、１１３゜１１４・・
・供給ローラ、１１７，１１９．１２０・・・スキージ
ングローラ対、１３０，１３１・・・搬送コンベヤー 代理人　　弁理士　　矢　　野　　敏　　雄Ｃへ Ｑつ υつ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、空気−繊維混合物又はフリース状であり前者の場合
    には気送管の中で後者の場合には自由に又は機械的に運
    動可能に搬送される、繊維工業における（測定材料流と
    も呼称される）繊維材料流の中の異物の検出方法におい
    て、信号発生器と接続されている波発生器により構成さ
    れている前もって与えられている波のフィールドと繊維
    材料流が相互作用し、測定材料と波のフィールドとの間
    の相互作用により波散乱に起因して変化された波のフィ
    ールドを波トランスジューサが受信し、測定材料の構造
    又はパターンに関する情報を波受信機の電気信号から取
    出すことを特徴とする繊維材料流の中の異物の検出方法
    。 ２、波発生器の波のフィールドを波集束系により集束す
    ることを特徴とする請求項１記載の繊維材料流の中の異
    物の検出方法。 ３、波のフィールドを波散乱及び／又は波吸収により変
    化することを特徴とする請求項１記載の繊維材料流の中
    の異物の検出方法。 ４、信号を処理することを特徴とする請求項１記載の繊
    維材料流の中の異物の検出方法。 ５、繊維材料流により変化された波のフィールドを、波
    集束系を介して波に影響を与えた後に波トランスジュー
    サが受信することを特徴とする請求項１記載の繊維材料
    流の中の異物の検出方法。 ６、少なくとも１つの波トランスジューサが連続的に波
    信号を送信し、少なくとも別の１つの波トランスジュー
    サが、測定材料により影響された波信号を受信し、測定
    材料により減衰又は散乱された波信号を測定することを
    特徴とする請求項１記載の繊維材料流の中の異物の検出
    方法。 ７、測定材料流の横断面寸法に比して拡がった平面波の
    フィールドが測定材料と相互作用することを特徴とする
    請求項６記載の繊維材料流の波の異物の検出方法。 ８、測定材料流の横断面寸法に比して拡がったリニアな
    波のフィールドが測定材料と相互作用状態にあることを
    特徴とする請求項６記載の繊維材料流の中の異物の検出
    方法。 ９、測定材料流の外にある焦点を有する集束波のフィー
    ルドと測定材料が相互作用状態にあることを特徴とする
    請求項６記載の繊維材料流の中の異物の検出方法。 １０、測定材料が平面波のフィールドと相互作用状態に
    あり、測定材料が存在しない場合には波のフィールドを
    小さいフィールド即ち焦点に集束することを特徴とする
    請求項７記載の繊維材料流の中の異物の検出方法。 １１、測定材料がリニアな波のフィールドと相互作用状
    態にあり、測定材料が存在しない場合には波のフィール
    ドは小さいフィールド即ち集束線に集束することを特徴
    とする請求項７記載の繊維材料流の中の異物の検出方法
    。 １２、集束されている波のフィールドの集束平面の内の
    波強度分布を空間周波数スペクトルとして測定すること
    を特徴とする請求項１０又は１１記載の繊維材料流の中
    の異物の検出方法。 １３、測定材料により撹乱された波のフィールドの空間
    周波数スペクトルを、前もって与えられている固定して
    いる測定点において測定することを特徴とする請求項１
    ２記載の繊維材料流の中の異物の検出方法。 １４、集束平面を走査することにより空間周波数スペク
    トルを測定することを特徴とする請求項１２記載の繊維
    材料流の中の異物の検出方法。 １５、波のフィールドが光波のフィールドであることを
    特徴とする請求項１から１４までのいずれか１項記載の
    繊維材料流の中の異物の検出方法。 １６、波のフィールドが音波のフィールドであることを
    特徴とする請求項１から１４までのいずれか１項記載の
    繊維材料流の中の異物の検出方法。 １７、音波のフィールドが超音波のフィールドであるこ
    とを特徴とする請求項１６記載の繊維材料流の中の異物
    の検出方法。 １８、超音波送信機が超音波パルス発生器により、パル
    ス化された超音波信号を送信し、異物から反射された信
    号を超音波受信機が検出し、これら２つの信号の差に基
    づいて相関器を用いて測定材料の構造又はパターン解析
    を行うことを特徴とする請求項１７記載の繊維材料流の
    中の異物の検出方法。 １９、超音波送信機に対して測定材料に関して対向して
    位置する側に別の１つの超音波受信機を設け、この超音
    波受信機が、測定材料を透過した超音波パルス信号を受
    信するようにしたことを特徴とする請求項１８記載の繊
    維材料流の中の異物の検出方法。 ２０、反射された超音波パルスの信号処理により、透過
    超音波パルス信号の機能を調整することを特徴とする請
    求項１９記載の繊維材料流の中の異物の検出方法。 ２１、気送管（８）の中を移動する空気−繊維混合物の
    形状又は搬送手段（１１７、１１９、１２０；１３０、
    １３１；１３１、１３５、１３２）により動かされるフ
    リース（１１８）の形状である、例えば紡糸工場等の繊
    維工業の（測定材料流とも呼称される）繊維材料流（２
    ）の中の異物（５、６、７）の検出装置において、測定
    材料流（２）を検出する測定装置（１０；３０；５０；
    ５０．１；６０）を設け、測定装置（１０；３０；５０
    ；５０．１；６０）は測定材料（１）と相互作用状態と
    なり、少なくとも１つの波発生器（１１、１２；３１；
    ３２；５１）と波受信装置（１７、３７）とこれに続く
    波処理装置（１８；３８；５７）を具備することを特徴
    とする繊維材料流の中の異物の検出装置。 ２２、波処理装置（１８；３９；５７）をディスプレー
    装置（１９；３９）と接続し及び／又は測定材料流（２
    ）から異物を分離するための分離装置（５９；１１０）
    と接続することを特徴とする請求項２１記載の繊維材料
    流の中の異物の検出装置。 ２３、測定材料流（２）の場所に設けられる波集束系（
    １３、１６；３３、３６；６２、６６）を付加的に測定
    装置（１０；３０；５０；５０．１；６０）に設けるこ
    とを特徴とする請求項２１記載の繊維材料流の中の異物
    の検出装置。 ２４、測定装置が光学測定装置（１０）であることを特
    徴とする請求項２１記載の繊維材料流の中の異物の検出
    装置。 ２５、測定装置（１０）が、（放射器とも呼称される）
    光源（１２）のための制御機器（１１）と、光検出器（
    １７）と、信号処理装置（１８）とを含むことを特徴と
    する請求項２４記載の繊維材料流の中の異物の検出装置
    。 ２６、測定装置（１０）が付加的に光放射光学系（１３
    ）と検出器光学系（１６）とを含むことを特徴とする請
    求項２５記載の繊維材料流の中の異物の検出装置。 ２７、光源がレーザ源であることを特徴とする請求項２
    ５記載の繊維材料流の中の異物の検出装置。 ２８、測定装置が音響測定装置（３０；５０；５０．１
    ；６０）であることを特徴とする請求項２１記載の繊維
    材料流の中の異物の検出装置。 ２９、測定装置（３０；５０；５０．１；６０）が超音
    波測定装置であることを特徴とする請求項２８記載の繊
    維材料流の中の異物の検出装置。 ３０、超音波測定装置が、付加的に受信機の１つ超音波
    集束系を測定材料流の直接後に具備することを特徴とす
    る請求項２９記載の繊維材料流の中の異物の検出装置。 ３１、超音波測定装置が、付加的に送信機の１つの超音
    波集束系を測定材料流の直接前に具備することを特徴と
    する請求項３０記載の繊維材料流の中の異物の検出装置
    。 ３２、超音波測定装置が超音波反射測定装置（５０）で
    あり、超音波反射測定装置（５０）は、超音波パルスと
    エコーパルスとの間の時間差及び強度差を処理する相関
    器（５８）を具備し、相関器（５８）を分離装置（５９
    ）とディスプレー装置とに接続することを特徴とする請
    求項２９記載の繊維材料流の中の異物の検出装置。 ３３、相関器を更に１つのディスプレー装置と接続する
    ことを特徴とする請求項３２記載の繊維材料流の中の異
    物の検出装置。 ３４、波測定装置が空間周波数解析器（６０）であり、
    空間周波数解析器（６０）は複数の波送信機（３２）と
    、対応する数の波受信機（３７）と、中間に位置する集
    束させる波集束系（６６）とを具備することを特徴とす
    る請求項２１から２３までのいずれか１項記載の繊維材
    料流の中の異物の検出装置。 ３５、波測定装置が、相関器を有する、透過測定装置及
    び反射測定装置の組合せ（５０．１）を具備することを
    特徴とする請求項２１から２３までのいずれか１項記載
    の繊維材料流の中の異物の検出装置。 ３６、測定装置を分離装置（５９）及び／又はディスプ
    レー装置（３９）と接続することを特徴とする請求項１
    から３５までのいずれか１項記載の繊維材料流の中の異
    物の検出装置。 ３７、分離装置（５９）が、測定装置により制御される
    、測定材料流を受取る気送管の中の管切換装置（１０４
    ）であることを特徴とする請求項１から３６までのいず
    れか１項記載の繊維材料流の中の異物の検出装置。 ３８、分離装置に３つのスキージングローラ対を設け、
    これらの３つのローラ対を、間で絞られる繊維フリース
    の搬送方向に順次に配置し、測定装置を第１のスキージ
    ングローラ対（１１７）と第２のスキージングローラ対
    （１１９）との間に設け、分離装置（１２２、１２３、
    １２４、１２５）を第２のスキージングローラ対（１１
    ９）と第３のスキージングローラ対（１２０）との間に
    設け、分離装置（１２２、１２３、１２４、１２５）は
    、前もつて与えられている数のノズルを具備し、これら
    のノズルを繊維フリースの搬送方向に対して横断方向に
    １列に配置し、これらの吹出しノズル（１２４）の吹出
    口を繊維フリース（１１８）の直接上に配置し、繊維フ
    リースにおける、吹出しノズルに対向して位置する側に
    同一の数の吸込みノズルを同一の列及び同一の形式で配
    置し、対応する吸出しノズルの強度及び時点及び選択を
    測定装置により制御することを特徴とする請求項１から
    ３７までのいずれか１項記載の繊維材料流の中の異物の
    検出装置。 ３９、第１のスキージングローラ対及び第２のスキージ
    ングローラ対にそれぞれ１つの搬送コンベヤー（１３１
    ）を対応して配置し、搬送コンベヤー（１３１）はそれ
    ぞれ繊維フリースを、対応するスキージングローラ対（
    １３３、１３５）に供給し、測定装置を第１のスキージ
    ングローラ対（１３３）と、第２のスキージングローラ
    対（１３５）の搬送コンベヤーとの間に配置することを
    特徴とする請求項３８記載の繊維材料流の中の異物の検
    出装置。 ４０、検出すべき部分の寸法に整合されている波長のビ
    ームの発信及び受信手段を特徴とする例えば紡糸工場の
    混打工程のクリーナ部における繊維材料流の中の異物の
    検出装置。 ４１、繊維材料流が紡糸装置の打綿室の空気圧搬送装置
    の中を流れることを特徴とする請求項１から４０までの
    いずれか１項記載の繊維材料流の中の異物の検出装置。 ４２、繊維又はフロックに対して比較的平坦なパターン
    の画像により応答し、異物に対して比較的急峻なパター
    ンの画像により応答するビーム送信機／受信機を有する
    ことを特徴とする紡糸装置における繊維流又はフロック
    流の中の異物の検出装置。
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