JPH037041B2 - - Google Patents
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- JPH037041B2 JPH037041B2 JP56161763A JP16176381A JPH037041B2 JP H037041 B2 JPH037041 B2 JP H037041B2 JP 56161763 A JP56161763 A JP 56161763A JP 16176381 A JP16176381 A JP 16176381A JP H037041 B2 JPH037041 B2 JP H037041B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は静電容量式繊維束斑検知装置に関
し、特に環境条件の変化に基づいて零点漂動(以
下ドリフトと称す)を補償するようにした静電容
量式繊維束斑検知装置に関する。
し、特に環境条件の変化に基づいて零点漂動(以
下ドリフトと称す)を補償するようにした静電容
量式繊維束斑検知装置に関する。
従来、繊維束斑を検出する装置としては、静電
容量変化に基づいて検出するものが知られてい
る。この種の検知装置は、測定中に周囲温度や湿
度などの環境条件に変化が生じると、ドリフトが
発生し、正確な測定が不可能であつた。その原因
の1つには、温度変化によつて温度検知器の材質
の熱膨張および収縮が生じ、温度検知器に機械的
な歪が発生するためである。このような原因は、
温度検知器の材質を種々のものに選択しても、ド
リフトの発生をわずかに改善できるにすぎず、測
定誤差を防止できる程度にドリフトを低減するこ
とが不可能であつた。また、その他のドリフト発
生原因には、繊維自体の誘電率が周囲温度に依存
していることである。このことは、被測定繊維束
に温度変化があれば、質量の変化(すなわち繊維
束の斑)がなくても、温度検知器の電極間の静電
容量が変化するので、測定誤差を生じることを意
味している。さらに、ドリフトの発生原因は、湿
度の変化に起因することが知られている。すなわ
ち、水の誘電率が通常の化学繊維の約80倍程度も
あるため、部屋の湿度変化によつて繊維束に水分
が付着し、それによつてドリフトの原因となる。
容量変化に基づいて検出するものが知られてい
る。この種の検知装置は、測定中に周囲温度や湿
度などの環境条件に変化が生じると、ドリフトが
発生し、正確な測定が不可能であつた。その原因
の1つには、温度変化によつて温度検知器の材質
の熱膨張および収縮が生じ、温度検知器に機械的
な歪が発生するためである。このような原因は、
温度検知器の材質を種々のものに選択しても、ド
リフトの発生をわずかに改善できるにすぎず、測
定誤差を防止できる程度にドリフトを低減するこ
とが不可能であつた。また、その他のドリフト発
生原因には、繊維自体の誘電率が周囲温度に依存
していることである。このことは、被測定繊維束
に温度変化があれば、質量の変化(すなわち繊維
束の斑)がなくても、温度検知器の電極間の静電
容量が変化するので、測定誤差を生じることを意
味している。さらに、ドリフトの発生原因は、湿
度の変化に起因することが知られている。すなわ
ち、水の誘電率が通常の化学繊維の約80倍程度も
あるため、部屋の湿度変化によつて繊維束に水分
が付着し、それによつてドリフトの原因となる。
上述の説明から明らかなように、従来知られて
いる静電容量式の繊維束斑検知装置は、測定誤差
をなくするためには常に温度および湿度が一定に
保たれている部屋の中でしか用いることができな
かつた。このため、このような装置を工場内に設
けるためには、温度および湿度管理のための特別
の設備を必要とし、設備費が高価になるととも
に、多大な維持管理費を必要とするなどの問題点
があり、実用化されていなかつた。
いる静電容量式の繊維束斑検知装置は、測定誤差
をなくするためには常に温度および湿度が一定に
保たれている部屋の中でしか用いることができな
かつた。このため、このような装置を工場内に設
けるためには、温度および湿度管理のための特別
の設備を必要とし、設備費が高価になるととも
に、多大な維持管理費を必要とするなどの問題点
があり、実用化されていなかつた。
それゆえに、この発明の目的は、繊維束斑の測
定中における環境条件に多少の変動があつても、
ドリフトを低減でき、温度および湿度を管理して
いない環境でも正確にかつ高速度で繊維束斑を検
出することができるように改良した、静電容量式
繊維束斑検知装置を提供することである。
定中における環境条件に多少の変動があつても、
ドリフトを低減でき、温度および湿度を管理して
いない環境でも正確にかつ高速度で繊維束斑を検
出することができるように改良した、静電容量式
繊維束斑検知装置を提供することである。
この発明は要約すれば、環境条件の変化を検出
して、環境条件の変化がドリフトの変化に与える
影響を連続的に差し引くように補正することによ
つて、ドリフトの絶対値を小さくするようにした
ものであり、さらに温度または湿度などの環境条
件の変化に基づいて補償しても残留するドリフト
に対しては、予め単位時間内に生じるドリフト量
を設定しておき、その設定値以下のドリフト変化
を連続的に差し引くことによつて、常に零点の値
が一定となるように制御するようにしたものであ
る。
して、環境条件の変化がドリフトの変化に与える
影響を連続的に差し引くように補正することによ
つて、ドリフトの絶対値を小さくするようにした
ものであり、さらに温度または湿度などの環境条
件の変化に基づいて補償しても残留するドリフト
に対しては、予め単位時間内に生じるドリフト量
を設定しておき、その設定値以下のドリフト変化
を連続的に差し引くことによつて、常に零点の値
が一定となるように制御するようにしたものであ
る。
以下に、図面を参照してこの発明の具体的な実
施例について説明する。
施例について説明する。
第1図はこの発明の一実施例の静電容量式繊維
束斑検知装置10のブロツク図である。構成にお
いて、静電容量検知器11は、被測定繊維束1が
通過可能な間隔を隔てて第1の電極11aと第2
の電極11bとを対向させて構成される。電極1
1a,11bは、金属性の平面板であり、それぞ
れの面が平行となるように対向して支持部(図示
せず)に固定される。このように構成された静電
容量検知器11は、対向する1組の電極11a,
11bの平行に対向する部分の面積、および両者
の間隔によつて、一定の静電容量を有している。
さらに、静電容量検知器11は、1組の電極11
a,11bの間に繊維束1を挿入したとき、繊維
束の質量に比例した静電容量の変化を生じる。こ
の電極11aおよび電極11bは発振回路12に
接続される。この電極11aおよび11bと発振
回路12とで静電容量を電気信号に変換する第1
の変換手段(以下静電容量−電気信号変換回路と
称す)が構成される。発振回路12は電極11
a,11bの間の静電容量を含んで共振回路を構
成し、1対の電極11a,11bの間を通る繊維
束1の質量の変化によつてその発振周波数を変化
する。すなわち、静電容量−電気信号変換回路
は、繊維束の質量の変化に応じて、周波数を変化
させた電気信号を発生する。発振回路12の出力
は、後述の周波数−電圧変換回路13に含まれる
混合回路13aに与えられる。
束斑検知装置10のブロツク図である。構成にお
いて、静電容量検知器11は、被測定繊維束1が
通過可能な間隔を隔てて第1の電極11aと第2
の電極11bとを対向させて構成される。電極1
1a,11bは、金属性の平面板であり、それぞ
れの面が平行となるように対向して支持部(図示
せず)に固定される。このように構成された静電
容量検知器11は、対向する1組の電極11a,
11bの平行に対向する部分の面積、および両者
の間隔によつて、一定の静電容量を有している。
さらに、静電容量検知器11は、1組の電極11
a,11bの間に繊維束1を挿入したとき、繊維
束の質量に比例した静電容量の変化を生じる。こ
の電極11aおよび電極11bは発振回路12に
接続される。この電極11aおよび11bと発振
回路12とで静電容量を電気信号に変換する第1
の変換手段(以下静電容量−電気信号変換回路と
称す)が構成される。発振回路12は電極11
a,11bの間の静電容量を含んで共振回路を構
成し、1対の電極11a,11bの間を通る繊維
束1の質量の変化によつてその発振周波数を変化
する。すなわち、静電容量−電気信号変換回路
は、繊維束の質量の変化に応じて、周波数を変化
させた電気信号を発生する。発振回路12の出力
は、後述の周波数−電圧変換回路13に含まれる
混合回路13aに与えられる。
前記周波数−電圧変換回路13は、極部発振周
波数を外部電圧信号によつて変換するものであつ
て、合成手段の一例の混合回路13a、中間周波
数増幅回路13b、周波数弁別回路13cおよび
局部発振回路25を含む。より具体的には、混合
回路13aは、発振回路12の発振周波数と局部
発振回路25出力の周波数信号とを混合し、中間
周波数信号を導出するものである。たとえば、発
振回路12の発振周波数は約1.0MHzに選ばれる。
局部発振回路25の発振周波数は約1.5MHzに選
ばれる。したがつて、中間周波数は約500kHzで
ある。周波数弁別回路13cは、一般に知られて
いるFM受信機の検波回路と同様に回路構成され
る。そして、周波数弁別回路13cは、前記静電
容量検知器11で検出された繊維束の質量の増加
または減少に応じて、質量の変化に比例した正ま
たは負の極性の電圧を導出するものである。
波数を外部電圧信号によつて変換するものであつ
て、合成手段の一例の混合回路13a、中間周波
数増幅回路13b、周波数弁別回路13cおよび
局部発振回路25を含む。より具体的には、混合
回路13aは、発振回路12の発振周波数と局部
発振回路25出力の周波数信号とを混合し、中間
周波数信号を導出するものである。たとえば、発
振回路12の発振周波数は約1.0MHzに選ばれる。
局部発振回路25の発振周波数は約1.5MHzに選
ばれる。したがつて、中間周波数は約500kHzで
ある。周波数弁別回路13cは、一般に知られて
いるFM受信機の検波回路と同様に回路構成され
る。そして、周波数弁別回路13cは、前記静電
容量検知器11で検出された繊維束の質量の増加
または減少に応じて、質量の変化に比例した正ま
たは負の極性の電圧を導出するものである。
前記周波数弁別回路13cの出力は、緩衝増幅
回路14に与えられる。この緩衝増幅回路14の
出力は、繊維束の質量変化検出出力として導出さ
れるとともに、後述の自動周波数微調整回路20
を介して混合回路13aに負帰還入力される。
回路14に与えられる。この緩衝増幅回路14の
出力は、繊維束の質量変化検出出力として導出さ
れるとともに、後述の自動周波数微調整回路20
を介して混合回路13aに負帰還入力される。
前記電極11aまたは11bのいずれか一方に
は、感温素子などの温度検出器15が固着され
る。温度検出器15で検出された電極11bの温
度が温度−電圧変換器16に与えられる。温度−
電圧変換器16は温度検出器15の出力信号を電
圧信号に変換して温度補償傾度設定器17に与え
る。温度補償傾度設定器17は、抵抗回路網で構
成され、いわゆる減衰器と称されるものである。
温度補償傾度設定器17の出力が自動周波数微調
整回路20に含まれる加算回路24に与えられ
る。
は、感温素子などの温度検出器15が固着され
る。温度検出器15で検出された電極11bの温
度が温度−電圧変換器16に与えられる。温度−
電圧変換器16は温度検出器15の出力信号を電
圧信号に変換して温度補償傾度設定器17に与え
る。温度補償傾度設定器17は、抵抗回路網で構
成され、いわゆる減衰器と称されるものである。
温度補償傾度設定器17の出力が自動周波数微調
整回路20に含まれる加算回路24に与えられ
る。
前記自動周波数微調整回路20は、正負判別回
路21、ランプ傾度設定器22、ランプ関数発生
器23、加算回路24および前記局部発振回路2
5を含んで構成される。これらの詳細な回路構成
は、第2図に示される。
路21、ランプ傾度設定器22、ランプ関数発生
器23、加算回路24および前記局部発振回路2
5を含んで構成される。これらの詳細な回路構成
は、第2図に示される。
第2図は前記自動周波数微調整回路20の各部
の詳細な回路図である。図を参照して各部の詳細
な構成および作用を説明する。正負判別回路21
は、演算増幅器(たとえばテキサスインスツルメ
ント製;形式TL−084CN)Q1を含み、前記緩衝
増幅回路14の出力を基準値(0ボルト)と比較
して正または負の極性を判別する。
の詳細な回路図である。図を参照して各部の詳細
な構成および作用を説明する。正負判別回路21
は、演算増幅器(たとえばテキサスインスツルメ
ント製;形式TL−084CN)Q1を含み、前記緩衝
増幅回路14の出力を基準値(0ボルト)と比較
して正または負の極性を判別する。
ランプ傾度発生器22は、可変抵抗器が用いら
れ、その抵抗値の調整によつてランプ関数発生器
23への入力電圧を変化させて、単位時間におけ
る発振回路12の発振周波数の変化を加減するも
のである。
れ、その抵抗値の調整によつてランプ関数発生器
23への入力電圧を変化させて、単位時間におけ
る発振回路12の発振周波数の変化を加減するも
のである。
ランプ関数発生器23は、演算増幅器Q2にコ
ンデンサを並列接続して構成され、一定電流でコ
ンデンサを充電したときの該コンデンサの両端電
圧波形をランプ関数的な出力として用いる。すな
わち、ランプ関数発生器23は、繊維束1の質量
の変化に応じて前記発振回路12が発振周波数を
変化したとき、発振周波数の変化分に対して緩や
かに変化するような電圧信号、換言すれば時間に
対して直線的に変化する正または負の電圧信号
(以下ランプ波型と称す)を導出するものである。
ンデンサを並列接続して構成され、一定電流でコ
ンデンサを充電したときの該コンデンサの両端電
圧波形をランプ関数的な出力として用いる。すな
わち、ランプ関数発生器23は、繊維束1の質量
の変化に応じて前記発振回路12が発振周波数を
変化したとき、発振周波数の変化分に対して緩や
かに変化するような電圧信号、換言すれば時間に
対して直線的に変化する正または負の電圧信号
(以下ランプ波型と称す)を導出するものである。
加算回路24は2つの演算増幅器Q3およびQ4
を含んで構成され、ランプ関数発生器23の出力
電圧と温度補償傾度設定器17の出力電圧とをア
ナログ的に加算して導出する。ここで、温度補償
傾度設定器17の出力すなわち静電容量検知器1
1の周囲温度または湿度などの環境変化は、比較
的長い時間で変化するものである。局部発振回路
25は、加算回路24の出力電圧の変化に応じて
発振周波数を変化し、その出力を混合回路13a
に与える。
を含んで構成され、ランプ関数発生器23の出力
電圧と温度補償傾度設定器17の出力電圧とをア
ナログ的に加算して導出する。ここで、温度補償
傾度設定器17の出力すなわち静電容量検知器1
1の周囲温度または湿度などの環境変化は、比較
的長い時間で変化するものである。局部発振回路
25は、加算回路24の出力電圧の変化に応じて
発振周波数を変化し、その出力を混合回路13a
に与える。
次に、第1図および第2図を参照してこの実施
例の具体的な動作を説明する。この実施例の繊維
束斑検出装置10は、電極11aと11bとの間
を移動している繊維束1が規定の質量でありかつ
規定の品質であるとき、周波数弁別器13cの出
力部電圧が0ボルトとなるように、発振回路12
および局部発振回路25の発振周波数が予め設定
されている。なお、以下の説明では、この状態に
おける繊維束1の質量を初期値と称す。したがつ
て、繊維束1の質量および品質が初期値とほぼ等
しければ、緩衝増幅回路14の出力電圧がほぼ0
ボルトである。この状態でありかつ静電容量検出
器11の周囲温度の変化がなければ、局部発振回
路25は予め定められた発振周波数で発振動作し
ている。ところで、電極11aと11bとの間へ
挿入される繊維束1の質量が初期値よりも増大し
た場合には静電容量検知器11の静電容量が質量
の増加に比例して増大する。応じて、発振回路1
2は繊維束1の質量の増加に比例してその発振周
波数を低める。応じて、混合回路13aは発振回
路12の発振周波数と局部発振回路25の発振周
波数の差に相当する中間周波数の信号を導出す
る。この中間周波数信号が中間周波数増幅回路1
3bで増幅され、周波数弁別器13cで弁別され
て質量の増加に比例した電圧として出力される。
この質量変化に比例した電圧信号が緩衝増幅回路
14で増幅される。緩衝増幅回路14の出力信号
は、正負判別回路21で正であることが判別され
る。これに応じて、ランプ関数発生器23は、入
力信号が正であれば負極性のランプ波形を導出
し、その出力を加算回路24に与える。このと
き、温度検出器15で検出される周囲温度の変化
はその変化量に比例して加算回路24へ入力され
る。また、質量の変化に応じた電圧信号は、ラン
プ関数的に変化するように選ばれている。このた
め、繊維束1の質量が初期値よりも増大している
ときは、加算回路24の出力によつて局部発振回
路25の発振周波数が徐々に下降するように働
く。これによつて、混合回路13aの出力の中間
周波数がほぼ一定となるように働く。
例の具体的な動作を説明する。この実施例の繊維
束斑検出装置10は、電極11aと11bとの間
を移動している繊維束1が規定の質量でありかつ
規定の品質であるとき、周波数弁別器13cの出
力部電圧が0ボルトとなるように、発振回路12
および局部発振回路25の発振周波数が予め設定
されている。なお、以下の説明では、この状態に
おける繊維束1の質量を初期値と称す。したがつ
て、繊維束1の質量および品質が初期値とほぼ等
しければ、緩衝増幅回路14の出力電圧がほぼ0
ボルトである。この状態でありかつ静電容量検出
器11の周囲温度の変化がなければ、局部発振回
路25は予め定められた発振周波数で発振動作し
ている。ところで、電極11aと11bとの間へ
挿入される繊維束1の質量が初期値よりも増大し
た場合には静電容量検知器11の静電容量が質量
の増加に比例して増大する。応じて、発振回路1
2は繊維束1の質量の増加に比例してその発振周
波数を低める。応じて、混合回路13aは発振回
路12の発振周波数と局部発振回路25の発振周
波数の差に相当する中間周波数の信号を導出す
る。この中間周波数信号が中間周波数増幅回路1
3bで増幅され、周波数弁別器13cで弁別され
て質量の増加に比例した電圧として出力される。
この質量変化に比例した電圧信号が緩衝増幅回路
14で増幅される。緩衝増幅回路14の出力信号
は、正負判別回路21で正であることが判別され
る。これに応じて、ランプ関数発生器23は、入
力信号が正であれば負極性のランプ波形を導出
し、その出力を加算回路24に与える。このと
き、温度検出器15で検出される周囲温度の変化
はその変化量に比例して加算回路24へ入力され
る。また、質量の変化に応じた電圧信号は、ラン
プ関数的に変化するように選ばれている。このた
め、繊維束1の質量が初期値よりも増大している
ときは、加算回路24の出力によつて局部発振回
路25の発振周波数が徐々に下降するように働
く。これによつて、混合回路13aの出力の中間
周波数がほぼ一定となるように働く。
なお、繊維束1の質量が初期値に比べて減少し
た場合は、前述の動作説明とは逆に動作する。
た場合は、前述の動作説明とは逆に動作する。
一方、静電容量検知器11の周囲温度がたとえ
ば1℃上昇すると、発振回路12の発振周波数は
約120Hz程度の割合いでほぼ直線的に減少する。
この関係は、静電容量検知器11の電極形状およ
び発振回路12を構成するトランジスタやコイル
の温度係数によつて一義的に決定される。ところ
で、繊維自体の比誘電率の温度係数は、その分子
構造によつて多少の差異があるにしても、繊維の
融点以下では多くのものが正の値である。このこ
とから、温度上昇とともに、発振回路12の発振
周波数が低下することが理解されよう。そこで、
この実施例では、周囲温度が1℃上昇するごと
に、局部発振回路25の発振周波数が約120Hz減
少するように、温度補償傾度設定器17の値を設
定している。したがつて、温度検出器15が静電
容量検知器11の周囲温度の1℃変化したことを
検出すれば、局部発振回路25の発振周波数が温
度変化によつて発振回路12出力の発振周波数の
変化した値とほぼ同じ発振周波数だけ減少するこ
とになる。これによつて、混合回路13a出力の
中間周波数は、静電容量検知器11の周囲温度の
変化に影響を受けることなく、温度変化によるド
リフトをほぼ完全に補償することができる。
ば1℃上昇すると、発振回路12の発振周波数は
約120Hz程度の割合いでほぼ直線的に減少する。
この関係は、静電容量検知器11の電極形状およ
び発振回路12を構成するトランジスタやコイル
の温度係数によつて一義的に決定される。ところ
で、繊維自体の比誘電率の温度係数は、その分子
構造によつて多少の差異があるにしても、繊維の
融点以下では多くのものが正の値である。このこ
とから、温度上昇とともに、発振回路12の発振
周波数が低下することが理解されよう。そこで、
この実施例では、周囲温度が1℃上昇するごと
に、局部発振回路25の発振周波数が約120Hz減
少するように、温度補償傾度設定器17の値を設
定している。したがつて、温度検出器15が静電
容量検知器11の周囲温度の1℃変化したことを
検出すれば、局部発振回路25の発振周波数が温
度変化によつて発振回路12出力の発振周波数の
変化した値とほぼ同じ発振周波数だけ減少するこ
とになる。これによつて、混合回路13a出力の
中間周波数は、静電容量検知器11の周囲温度の
変化に影響を受けることなく、温度変化によるド
リフトをほぼ完全に補償することができる。
ところが、繊維束1の質量が初期値に比べて単
位時間内に異常と判別すべき程度の大幅に変化し
た場合は自動周波数微調整回路20がランプ関数
的に質量の変化を微調整するように局部発振周波
数を変化させても、発振回路12の発振周波数の
変化が大幅に変化する。したがつて、緩衝増幅回
路14の出力電圧が大幅に変化する。このため、
緩衝増幅回路14の出力端に比較器(図示せず)
を接続しかつ比較器で予め定める大幅な質量変化
を検出するように回路構成すれば、繊維束1の質
量の異常変化を確実に検出できる。また、緩衝増
幅回路14の出力は、レコーダに与えて記録した
り、異常時に警報を発生したりするのに利用して
もよい。
位時間内に異常と判別すべき程度の大幅に変化し
た場合は自動周波数微調整回路20がランプ関数
的に質量の変化を微調整するように局部発振周波
数を変化させても、発振回路12の発振周波数の
変化が大幅に変化する。したがつて、緩衝増幅回
路14の出力電圧が大幅に変化する。このため、
緩衝増幅回路14の出力端に比較器(図示せず)
を接続しかつ比較器で予め定める大幅な質量変化
を検出するように回路構成すれば、繊維束1の質
量の異常変化を確実に検出できる。また、緩衝増
幅回路14の出力は、レコーダに与えて記録した
り、異常時に警報を発生したりするのに利用して
もよい。
ところで、前述の実施例では、環境条件の変化
を検出する場合の一例として、静電容量検知器1
1の周囲温度の変化に基づいてドリフトを除去す
る場合について説明したが、その他各種の環境条
件を検出しそれに基づいてドリフトを除去するよ
うにしてもよい。たとえば、繊維束1の吸湿度を
予め測定しておき、吸湿度が発振回路12の発振
周波数に及ぼす影響を予め測定しておく。また静
電容量検知器11の近傍には、湿度検出器が設け
られる。そして、温度−電圧変換器16および温
度補償傾度設定器17に替えて、湿度−電圧変換
器および湿度補償傾度設定器が設けられる。湿度
補償傾度設定器17の設定値は湿度が発振回路1
2の発振周波数に及ぼすべき影響に比例して決め
られる。このようにすれば、湿度変化によつて
も、ドリフトを減少できる。
を検出する場合の一例として、静電容量検知器1
1の周囲温度の変化に基づいてドリフトを除去す
る場合について説明したが、その他各種の環境条
件を検出しそれに基づいてドリフトを除去するよ
うにしてもよい。たとえば、繊維束1の吸湿度を
予め測定しておき、吸湿度が発振回路12の発振
周波数に及ぼす影響を予め測定しておく。また静
電容量検知器11の近傍には、湿度検出器が設け
られる。そして、温度−電圧変換器16および温
度補償傾度設定器17に替えて、湿度−電圧変換
器および湿度補償傾度設定器が設けられる。湿度
補償傾度設定器17の設定値は湿度が発振回路1
2の発振周波数に及ぼすべき影響に比例して決め
られる。このようにすれば、湿度変化によつて
も、ドリフトを減少できる。
ところで、温度および湿度の調整されている工
場における実測によれば、繊維束がローラに巻き
つくことによつて生じる出力信号の単位時間にお
ける変化量は単位時間における環境条件の変化に
基づくドリフトの約50倍もあることがわかつた。
換言すれば、単位時間におけるドリフトの量を繊
維束の質量に換算した場合は、最も大きな変動で
あつても、例えばスライバー製造機の繊維束の単
位長さ当りの質量を100%としたとき、±0.1%/
分以下である。また、繊維束がローラに巻きつい
てその質量の減少する速度は、最もゆつくり減少
する場合であつても、約−5%/分であることが
実験結果から明らかとなつた。したがつて、常に
零点を一定に保つためには、周波数弁別器13c
の出力が正であれば−0.2%/分、また負であれ
ば+0.2%/分の割合で出力信号に加算されるよ
うに、前記周波数−電圧変換回路13および自動
周波数微調整回路20のループが動作すればよ
い。すなわち、繊維束1の異常が発生した場合の
周波数弁別器13cの出力値の変化は、ドリフト
変化よりもはるかに急激であるので、加算回路2
4の出力の影響をほとんど受けずに零点を一定と
したままで繊維束の異常を検出することができ
る。
場における実測によれば、繊維束がローラに巻き
つくことによつて生じる出力信号の単位時間にお
ける変化量は単位時間における環境条件の変化に
基づくドリフトの約50倍もあることがわかつた。
換言すれば、単位時間におけるドリフトの量を繊
維束の質量に換算した場合は、最も大きな変動で
あつても、例えばスライバー製造機の繊維束の単
位長さ当りの質量を100%としたとき、±0.1%/
分以下である。また、繊維束がローラに巻きつい
てその質量の減少する速度は、最もゆつくり減少
する場合であつても、約−5%/分であることが
実験結果から明らかとなつた。したがつて、常に
零点を一定に保つためには、周波数弁別器13c
の出力が正であれば−0.2%/分、また負であれ
ば+0.2%/分の割合で出力信号に加算されるよ
うに、前記周波数−電圧変換回路13および自動
周波数微調整回路20のループが動作すればよ
い。すなわち、繊維束1の異常が発生した場合の
周波数弁別器13cの出力値の変化は、ドリフト
変化よりもはるかに急激であるので、加算回路2
4の出力の影響をほとんど受けずに零点を一定と
したままで繊維束の異常を検出することができ
る。
たとえば、この実施例によれば、−5%/分の
速度で繊維束の一部が失われているとき、自動零
点補正機能により+0.2%/分ずつ出力信号に加
算されている場合であつても、出力信号の見かけ
上の繊維束の減少速度が次式で示される。
速度で繊維束の一部が失われているとき、自動零
点補正機能により+0.2%/分ずつ出力信号に加
算されている場合であつても、出力信号の見かけ
上の繊維束の減少速度が次式で示される。
−5%/分+0.2%/分=−4.8%/分
すなわち、緩衝増幅器13の出力信号は、−4.8
%/分で繊維束が失われているかのごとく記録さ
れるが、この程度の誤差は実際上問題にならな
い。
%/分で繊維束が失われているかのごとく記録さ
れるが、この程度の誤差は実際上問題にならな
い。
以上の説明から明らかなように、本発明におい
ては、環境条件の相対的な変化に基づくドリフト
に対して環境条件の変化を測定し、予想されるド
リフト量をオープンループ制御により予め打ち消
して最終的に発生するドリフトを最小ならしめ、
さらにその制御誤差によつて生ずるドリフト成分
についてはクローズドループ制御によつて一定の
条件(例えば±0.2%/分)で差し引くことによ
つてみかけ上のドリフトを消去している。従つて
本発明による実施例の繊維束斑検知装置10は、
長時間にわたる繊維束の質量変化を正確に検知す
ることができない代わり、短時間における繊維束
の質量変化がほぼ正確にかつ見かけ上ドリフトの
ない状態で検知することができる。このことは、
従来温度および湿度を完全に一定に保つた室内で
のみしか使用できなかつた静電容量式繊維斑検知
装置を、温度および湿度がある程度管理されてい
る紡積工場などであつても有効に利用できること
を意味する。
ては、環境条件の相対的な変化に基づくドリフト
に対して環境条件の変化を測定し、予想されるド
リフト量をオープンループ制御により予め打ち消
して最終的に発生するドリフトを最小ならしめ、
さらにその制御誤差によつて生ずるドリフト成分
についてはクローズドループ制御によつて一定の
条件(例えば±0.2%/分)で差し引くことによ
つてみかけ上のドリフトを消去している。従つて
本発明による実施例の繊維束斑検知装置10は、
長時間にわたる繊維束の質量変化を正確に検知す
ることができない代わり、短時間における繊維束
の質量変化がほぼ正確にかつ見かけ上ドリフトの
ない状態で検知することができる。このことは、
従来温度および湿度を完全に一定に保つた室内で
のみしか使用できなかつた静電容量式繊維斑検知
装置を、温度および湿度がある程度管理されてい
る紡積工場などであつても有効に利用できること
を意味する。
そこで、以下にはこの発明の好ましい実施例と
して、繊維束斑検知装置10をスライバ生産工場
におけるストツプモーシヨン機構の検知装置に適
用した場合を説明する。
して、繊維束斑検知装置10をスライバ生産工場
におけるストツプモーシヨン機構の検知装置に適
用した場合を説明する。
第3図はこの発明のより好ましい実施例のブロ
ツク図であり、特に繊維束斑検知装置10をスラ
イバ生産工場におけるストツプモーシヨンのため
の検知器に適用した場合を示す。この実施例は、
繊維束の生産中において、繊維束の異常(たとえ
ば操業中に繊維束の一部がローラに巻きつくなど
の異常)が発生した場合において、繊維束の減少
する速度がスライバ生産工場の環境条件下で発生
するドリフトの速度よりも極端に大きくなること
に鑑みてなされたものである。
ツク図であり、特に繊維束斑検知装置10をスラ
イバ生産工場におけるストツプモーシヨンのため
の検知器に適用した場合を示す。この実施例は、
繊維束の生産中において、繊維束の異常(たとえ
ば操業中に繊維束の一部がローラに巻きつくなど
の異常)が発生した場合において、繊維束の減少
する速度がスライバ生産工場の環境条件下で発生
するドリフトの速度よりも極端に大きくなること
に鑑みてなされたものである。
構成において、この実施例は、センサ部30A
と検知装置本体30Bとから構成される。センサ
部30Aは、前記静電容量検知器11と発振回路
12と温度検知器15とを含んで構成される。検
知装置本体30Bが第1図と異なる点は、緩衝増
幅回路14と加算回路24との間に平均化回路3
1およびメモリ32の直列回路を介挿し、さらに
ストツプモーシヨンのための制御回路33を設け
たことである。このストツプモーシヨン制御回路
33は、絶対値化回路331、平均値化回路33
2、比較回路333および334、OR回路33
5、リレー回路336ならびに単安定マルチ33
7を含んで構成される。その他の回路構成は第1
図と同様であるので、同一部分に同一参照符号を
示し、その詳細な説明を省略する。
と検知装置本体30Bとから構成される。センサ
部30Aは、前記静電容量検知器11と発振回路
12と温度検知器15とを含んで構成される。検
知装置本体30Bが第1図と異なる点は、緩衝増
幅回路14と加算回路24との間に平均化回路3
1およびメモリ32の直列回路を介挿し、さらに
ストツプモーシヨンのための制御回路33を設け
たことである。このストツプモーシヨン制御回路
33は、絶対値化回路331、平均値化回路33
2、比較回路333および334、OR回路33
5、リレー回路336ならびに単安定マルチ33
7を含んで構成される。その他の回路構成は第1
図と同様であるので、同一部分に同一参照符号を
示し、その詳細な説明を省略する。
次に、前記検知装置本体30Bの各部の詳細を
説明する。平均値演算回路31は、コンデンサと
抵抗からなる積分回路であり、前記緩衝増幅回路
14の出力電圧を積分することによつて平均値に
相当するアナログ値を求める。メモリ回路32
は、単安定マルチ337の出力信号期間中、平均
値化演算回路31の出力を加算回路に与え、その
他の期間中においては単安定マルチ337の出力
信号の終了時の瞬間における平均値化演算回路3
1の出力電圧を記憶保持するものである。これに
よつて、平均値化演算回路31、メモリ回路3
2、加算回路24、局部発振回路25、混合回路
13a、中間周波数増幅回路13b、周波数弁別
回路13cおよび緩衝増幅回路14からなる閉ル
ープが繊維機械の起動時において自動的に零点調
節する働きをする。このように、繊維機械の起動
時に自動的に零点調節する理由は、そのときに静
電容量検知器11の電極部分に挿入されている繊
維束の量目を初期値として記憶するためである。
このときには、緩衝増幅回路14の出力信号によ
つて、ストツプモーシヨンの動作が働かないよう
に、リレー回路336の動作を禁止させている。
説明する。平均値演算回路31は、コンデンサと
抵抗からなる積分回路であり、前記緩衝増幅回路
14の出力電圧を積分することによつて平均値に
相当するアナログ値を求める。メモリ回路32
は、単安定マルチ337の出力信号期間中、平均
値化演算回路31の出力を加算回路に与え、その
他の期間中においては単安定マルチ337の出力
信号の終了時の瞬間における平均値化演算回路3
1の出力電圧を記憶保持するものである。これに
よつて、平均値化演算回路31、メモリ回路3
2、加算回路24、局部発振回路25、混合回路
13a、中間周波数増幅回路13b、周波数弁別
回路13cおよび緩衝増幅回路14からなる閉ル
ープが繊維機械の起動時において自動的に零点調
節する働きをする。このように、繊維機械の起動
時に自動的に零点調節する理由は、そのときに静
電容量検知器11の電極部分に挿入されている繊
維束の量目を初期値として記憶するためである。
このときには、緩衝増幅回路14の出力信号によ
つて、ストツプモーシヨンの動作が働かないよう
に、リレー回路336の動作を禁止させている。
前記絶対値化回路331は、演算増幅器を含む
全波整流回路が用いられ、前記緩衝増幅回路14
の出力電圧の絶対値を求めるものである。この絶
対値化回路331の出力は平均値化回路332お
よび比較回路334に与えられる。平均値化回路
332は、コンデンサと抵抗を含む積分回路から
構成され、絶対値化回路331の出力の平均値を
アナログ的に求めるものである。この平均値化回
路332によつて、繊維束の斑の大きさの指標を
得る。比較回路333は、平均値化回路332の
出力信号がたとえば限界値設定器(図示せず)か
ら入力された第1の限界値(たとえば±10%)以
上になつたことを検出する。また、比較回路33
4は絶対値と限界値設定器で設定されている第2
の限界(たとえば±25%)値とを比較し、スライ
バに混入しているスラブなどの大きな斑を検知す
るのに用いられる。この比較回路334は、絶対
値化回路331の出力が第2の限界値の設定レベ
ルを瞬時にも越えると、検出出力を導出する。こ
の比較回路333および334の出力はOR回路
335を介してリレー回路336に与えられる。
リレー回路336はOR回路335の出力に基づ
いて、ストツプモーシヨンの出力信号としてリレ
ーを駆動するものである。
全波整流回路が用いられ、前記緩衝増幅回路14
の出力電圧の絶対値を求めるものである。この絶
対値化回路331の出力は平均値化回路332お
よび比較回路334に与えられる。平均値化回路
332は、コンデンサと抵抗を含む積分回路から
構成され、絶対値化回路331の出力の平均値を
アナログ的に求めるものである。この平均値化回
路332によつて、繊維束の斑の大きさの指標を
得る。比較回路333は、平均値化回路332の
出力信号がたとえば限界値設定器(図示せず)か
ら入力された第1の限界値(たとえば±10%)以
上になつたことを検出する。また、比較回路33
4は絶対値と限界値設定器で設定されている第2
の限界(たとえば±25%)値とを比較し、スライ
バに混入しているスラブなどの大きな斑を検知す
るのに用いられる。この比較回路334は、絶対
値化回路331の出力が第2の限界値の設定レベ
ルを瞬時にも越えると、検出出力を導出する。こ
の比較回路333および334の出力はOR回路
335を介してリレー回路336に与えられる。
リレー回路336はOR回路335の出力に基づ
いて、ストツプモーシヨンの出力信号としてリレ
ーを駆動するものである。
このように構成すれば、スライバがローラに巻
きついた場合や、スラブの混入の場合や、スライ
バの品質不良などが生じた場合であつても、確実
に検出でき、それによつてスライバ製造機械をス
トツプモーシヨンにより停止させて、スライバの
品質管理にあわせて繊維機械の異常も発見できる
利点がある。
きついた場合や、スラブの混入の場合や、スライ
バの品質不良などが生じた場合であつても、確実
に検出でき、それによつてスライバ製造機械をス
トツプモーシヨンにより停止させて、スライバの
品質管理にあわせて繊維機械の異常も発見できる
利点がある。
なお、前述の緩衝増幅回路14の出力は、レコ
ーダに接続されて常時スライバの品質管理を記録
したり、モニタ表示装置などに接続されて異常を
従業者に知らせるのに利用される。
ーダに接続されて常時スライバの品質管理を記録
したり、モニタ表示装置などに接続されて異常を
従業者に知らせるのに利用される。
なお、上述の各実施例では、加算または平均値
の演算もしくは絶対値の演算の一例として、アナ
ログ量を演算する場合を述べたが、各部の検出出
力をデイジタル化してマイクロコンピユータを用
いてデイジタル的に演算処理してもよい。
の演算もしくは絶対値の演算の一例として、アナ
ログ量を演算する場合を述べたが、各部の検出出
力をデイジタル化してマイクロコンピユータを用
いてデイジタル的に演算処理してもよい。
以上のように、この発明によれば、温度や湿度
を正確に一定に保つていないような環境の工場に
おいても、静電容量式繊維斑検知装置を用いるこ
とができ、温度変化や湿度変化などの環境条件の
変化にかかわらずドリフトをなくすることがで
き、きわめて正確に繊維斑の異常を検出できるな
どの特有の効果が奏される。また、この発明にお
いては、検出器を持ち運びが出来るからどこでも
いつでも測定することが可能であることの実用上
の効果は極めて大きいものである。
を正確に一定に保つていないような環境の工場に
おいても、静電容量式繊維斑検知装置を用いるこ
とができ、温度変化や湿度変化などの環境条件の
変化にかかわらずドリフトをなくすることがで
き、きわめて正確に繊維斑の異常を検出できるな
どの特有の効果が奏される。また、この発明にお
いては、検出器を持ち運びが出来るからどこでも
いつでも測定することが可能であることの実用上
の効果は極めて大きいものである。
第1図はこの発明の一実施例のブロツク図であ
る。第2図は自動周波数微調整回路20の具体的
な回路図である。第3図はこの発明の好ましい実
施例のブロツク図である。 図において、11は静電容量検知器、12は発
振回路、13は周波数−電圧変換回路、14は緩
衝増幅回路、20は自動周波数微調整回路、21
は正負判別回路、22はランプ傾度設定器、23
はランプ関数発生器、24は加算回路、25は局
部発振回路、30Aはセンサ部、30Bは検知装
置本体、31は平均値演算回路、32はメモリ回
路、33はストツプモーシヨン回路を示す。
る。第2図は自動周波数微調整回路20の具体的
な回路図である。第3図はこの発明の好ましい実
施例のブロツク図である。 図において、11は静電容量検知器、12は発
振回路、13は周波数−電圧変換回路、14は緩
衝増幅回路、20は自動周波数微調整回路、21
は正負判別回路、22はランプ傾度設定器、23
はランプ関数発生器、24は加算回路、25は局
部発振回路、30Aはセンサ部、30Bは検知装
置本体、31は平均値演算回路、32はメモリ回
路、33はストツプモーシヨン回路を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 繊維の単位長さあたりの質量の変化を静電容
量の変化として検知する静電容量式繊維束斑検知
装置であつて、 被測定繊維束が通過可能な間隔を隔てて第1の
電極と第2の電極とが対向して設けられ、被測定
繊維束の単位長さあたりの質量に応じて変化する
静電容量を検出する静電容量検出手段、 前記静電容量検出手段の第1および第2の電極
に接続され、前記静電容量の変化に応じて発振周
波数が変化する発振手段、 前記静電容量検出手段の周囲の環境条件を検出
して環境条件変化信号を出力する環境条件検出手
段、 前記発振手段出力と前記環境条件変化信号とを
合成する合成手段、 前記合成手段の出力変化を緩やかな変化に変換
して導出する変換手段、および 前記変換手段出力に対する前記環境条件変化信
号の変化量が前記合成手段出力の零点漂動に与え
る影響を差し引くように前記環境条件検出手段出
力の環境条件変化信号を前記合成手段に供給する
補正手段を備え、 前記合成手段出力が予め定める変化率を越えた
とき、前記被測定繊維束の斑を判別するようにし
た、静電容量式繊維束斑検知装置。 2 前記環境条件検出手段は、前記静電容量検出
手段の周囲の温度を検出する温度検出手段を含
む、特許請求の範囲第1項記載の静電容量式繊維
束斑検知装置。 3 前記環境条件検出手段は、前記静電容量検出
手段の周囲の湿度を検出する湿度検出手段を含
む、特許請求の範囲第1項記載の静電容量式繊維
束斑検知装置。 4 前記変換手段は、前記合成手段の出力変化を
緩やかに変化させる変化傾度を調節する傾度調節
手段を含む、特許請求の範囲第1項ないし第3項
のいずれかに記載の静電容量式繊維束斑検知装
置。 5 前記変換手段は、ランプ関数発生手段を含
む、特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれ
かに記載の静電容量式繊維束斑検知装置。 6 繊維の単位長さあたりの質量の変化を静電容
量の変化として検知する静電容量式繊維束斑検知
装置であつて、 被測定繊維束が通過可能な間隔を隔てて第1の
電極と第2の電極とが対向して設けられ、被測定
繊維束の単位長さあたりの質量に応じて変化する
静電容量を検出する静電容量検出手段、 前記静電容量検出手段の第1および第2の電極
に接続され、前記静電容量の変化に応じて発振周
波数が変化する発振信号を出力する発振手段、 前記静電容量検出手段の周囲の環境条件を検出
して環境条件変化信号を出力する環境条件検出手
段、 前記発振手段出力と前記環境条件変化信号とを
合成する合成手段、 前記合成手段の出力の平均値を求める平均値演
算手段、および 前記平均値演算手段出力に対する前記環境条件
変化信号の変化量が前記合成手段出力の零点漂動
に与える影響を差し引くように前記環境条件検出
手段出力の環境条件変化信号を前記合成手段に供
給する補正手段を備え、 前記合成手段出力が予め定める変化率を越えた
とき、前記被測定繊維束の斑を判別するようにし
た、静電容量式繊維束斑検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16176381A JPS5862502A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 静電容量式繊維束斑検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16176381A JPS5862502A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 静電容量式繊維束斑検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5862502A JPS5862502A (ja) | 1983-04-14 |
| JPH037041B2 true JPH037041B2 (ja) | 1991-01-31 |
Family
ID=15741424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16176381A Granted JPS5862502A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 静電容量式繊維束斑検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5862502A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62299755A (ja) * | 1986-06-20 | 1987-12-26 | Nitto Gurasufuaibaa Kogyo Kk | ガラス繊維中の導電性物質の検出方法及び検出装置 |
| JPH01201119A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-14 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | シート状物の重量測定方法 |
| JP5216567B2 (ja) * | 2008-12-19 | 2013-06-19 | 株式会社フジクラ | 空孔付き光ファイバの空孔径の測定方法および装置、ならびに空孔付き光ファイバの製造方法および装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5733364Y2 (ja) * | 1975-05-02 | 1982-07-23 |
-
1981
- 1981-10-09 JP JP16176381A patent/JPS5862502A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5862502A (ja) | 1983-04-14 |
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