(57)【要約】【課題】糸などの細長い繊維体の少なくとも１つの品質パラメータを検出するための光学センサ装置を提供する。【解決手段】光学センサ装置は、測定される糸を受け入れるための測定領域（６）を有するスリット（１０）を含む。側壁（１６ｂ、１６ｃ）は、少なくとも測定領域（６）において、一体型本体（１８）によって形成される。スリット（１０）の深さに沿った方向において、一体型本体（１８）の上縁部（２４）から測定領域（６）の中心（３０）までの距離は、縁部（２４）に引っかかったほとんどの繊維を測定領域（１０）から離しておくのに十分な大きさである。これにより、測定の精度が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い繊維体の少なくとも１つの品質パラメータを検出するためのセンサ装置であって、
ハウジング（２０）と、
前記細長い繊維体のための測定領域（６）と、
前記測定領域（６）内に光を放射する少なくとも１つの光源（２）、および前記測定領域（６）から光を受け取る少なくとも１つの光検出器（４）と、
伝搬方向（Ｘ）に沿って延在する測定スリット（１０）であって、
前記スリット（１０）は、前記伝搬方向（Ｘ）を横切る第１および第２の側（１４ａ、１４ｂ）で開いており、前記伝搬方向（Ｘ）に沿って第３の側（１４ｃ）で開いており、前記伝搬方向（Ｘ）に沿って２つの側壁（１６ｂ、１６ｃ）および底壁（１６ａ）を有し、前記第３の側（１４ｃ）は、前記底壁（１６ａ）の反対側であり、前記伝搬方向（Ｘ）に垂直であり、かつ前記底壁（１６ａ）と前記第３の側（１４ｃ）を接続する方向（Ｙ）は、深さ方向（Ｙ）を規定し、
前記測定領域（６）は、前記スリット（１０）内に位置する、測定スリット（１０）と、
各側壁（１６ｂ、１６ｃ）および前記底壁（１６ａ）の少なくとも部分を形成するスリットに面する表面を有する一体型本体（１８）であって、前記測定領域（６）の中心（３０）と前記側壁（１６ｂ、１６ｃ）における前記一体型本体（１８）の縁部（２４）との間の、前記深さ方向（Ｙ）に沿って測定された距離（Ｄ）は少なくとも１３ｍｍである、一体型本体（１８）と、
を含むセンサ装置。
【請求項２】
前記ハウジング（２０）は各側壁（１６ｂ、１６ｃ）の部分を形成する、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記ハウジング（２０）および前記縁部は継目（２２）で交わる、請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記継目（２２）において、前記側壁（１６ｂ、１６ｃ）は滑らかである、請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記継目（２２）において、前記側壁（１６ｂ、１６ｃ）は外側に広がっている、請求項３または４に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記継目（２２）において、前記一体型本体（１８）の前記縁部（２４）および前記ハウジング（２０）の縁部（２６）は、前記深さ方向（Ｙ）および前記伝搬方向（Ｘ）に垂直な方向（Ｚ）に前記縁部（２４、２６）を相互に位置決めするインターロック接続を形成するように協働する突起（３４）および凹部（３６）を含む、請求項３〜５のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記一体型本体（１８）は、前記測定領域（６）に隣接する前記側壁（１６ｂ、１６ｃ）に窓（２８）を形成し、前記窓（２８）は、前記光源（２）からの光に対して透明であり、前記光検出器（４）によって検出可能である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項８】
前記伝搬方向（Ｘ）および前記深さ方向（Ｙ）に垂直な方向（Ｚ）における、前記測定領域（６）の前記中心（３０）における前記スリット（１０）の幅（Ｗ）は、前記距離（Ｄ）よりも少なくとも２．５倍、特に少なくとも４倍小さい、請求項１〜７のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項９】
前記深さ（Ｄ）は、
少なくとも１４ｍｍ、特に少なくとも１８ｍｍ、および／または
３０ｍｍより小さい、請求項１〜８のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項１０】
前記細長体を前記測定領域（６）の前記中心（３０）に維持するように適合された１つまたは複数のガイド（３８）を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項１１】
前記一体型本体（１８）を鋳造するステップを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のセンサ装置を製造するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸などの細長い繊維体の少なくとも１つの品質パラメータを検出するための光学センサ装置に関する。このタイプのセンサは、例えば外来繊維や植物性物質などの細長体の汚染物質を検出したり、そのような細長体の厚さを測定したりするための品質管理およびモニタリングに使用される。本発明はまた、そのようなセンサを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５３７１５８４号明細書および欧州特許第１５０８７９７号明細書は、糸中の異物および／または糸の直径を測定するための光学センサ装置を記載している。そのような装置は、糸の伝搬方向に沿って延在し、かつ測定領域を形成する測定スリットを含む。
【０００３】
このタイプの装置は、測定スリットの汚れに敏感である。
【発明の概要】
【０００４】
本発明によって解決されるべき問題は、汚染に対する感度がより低いセンサ装置を提供することである。
【０００５】
この問題は、請求項１の装置によって解決される。したがって、本発明は、繊維体の直径または毛羽立ちまたは繊維体内の汚染物質の存在など、細長い繊維体の少なくとも１つの品質パラメータを検出するためのセンサ装置に関する。本装置は、少なくとも以下の要素を含む。
−ハウジング。
−細長い繊維体のための測定領域：この領域は、検査中に細長体を受け入れる。
−前記測定領域内に光を放射する少なくとも１つの光源、および前記測定領域から光を受け取る少なくとも１つの光検出器：これらの構成要素は、細長い繊維体の光学的検査を実行する。
−糸の伝搬方向に沿って延在する測定スリット：測定領域はこのスリット内に位置する。スリットは、伝搬方向に対して横方向の第１の側および第２の側で開いている。これらは、検査中に糸がスリットに出入りする側である。測定スリットは、伝搬方向に沿って延在する第３の側でも開いている。この側は、例えば糸に平行に延在し、検査前に糸を挿入するために使用することができる。スリットは、２つの側壁と、前記伝搬方向に沿って延在する底壁と、を有する。この文脈では、スリットの「第３の側」は底壁の反対側にある。さらに、伝搬方向に垂直であって、底壁と第３の側とを結ぶ方向が「深さ方向」を規定する。
−スリットの各側壁および底壁の少なくとも部分を形成する、スリットに面する表面を有する一体型本体。「一体型本体」は、単一のピース、特に単一の鋳造プロセスで形成されたピースで作られた本体である。有利には、本明細書で使用される一体型本体は、単一部品体または二部品鋳造体である。
【０００６】
本発明によれば、前記深さ方向に沿って測定された、測定領域の中心と側壁の一体型本体の縁部との間の距離は、少なくとも１３ｍｍである。
【０００７】
この文脈では、測定領域の「中心」は、測定中の細長体の位置の時間平均である。測定領域の中心は、例えば、センサ装置に関連付けられたガイドによって規定される。
【０００８】
この設計は、一体型本体の縁部が、繊維（例えば、綿の細いストランド）が一体型本体とハウジングとの間の界面でクランプされたままになり得る場所を形成するという理解に基づいている。例えば、リング紡績における綿繊維の典型的な長さは、最大２５または３５ｍｍである。調査によると、これらは通常、おおよそ伝搬方向に沿って位置合わせされている。したがって、縁部を測定領域の中心から十分に遠くに配置することにより、そのような繊維が測定領域内に延在するリスクを低減することができる。
【０００９】
有利には、装置のハウジングは、スリットの各側壁の部分を形成する、すなわち、一体型本体とハウジングの両方が各側壁の部分を形成する。したがって、ハウジングは、その第３の側で機械的および／または光学的にスリットを保護する。
【００１０】
有利には、ハウジングと一体型本体の縁部とは継目で交わる。
【００１１】
本発明はまた、一体型本体を鋳造する工程を含む、そのようなセンサを製造するための方法に関する。
【００１２】
センサ装置は、細長い繊維体中の異物または細長い繊維体の直径を測定するのに特に適している。１つの有利な用途では、センサ装置はヤーンクリアラーで使用される。
【００１３】
他の有利な実施形態は、従属請求項および以下の説明に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明はよりよく理解され、上記のもの以外の目的は、以下のその詳細な説明から明らかになるであろう。このような説明は、以下の添付の図面を参照している。
【００１５】
【図１】測定装置の３Ｄ断面図である（ハウジングの部分のみを示す）。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
定義
「上部」、「底部」、「上方」、「下方」などの用語は、底壁が測定スリットの最も底の部分である方向を基準にして使用される。
【００１７】
スリットの側壁は、継目の位置に段差がない場合であって、かつ継目の真上と真下の側壁の表面が同じ方向である場合には、継目の位置で「滑らか」であるとみなされる。
【００１８】
透明とは、それを通過する光源からの光の２０％以下、特に１０％以下を吸収または散乱するという意味で、光源の光に対して実質的に透明である本体を指すと理解される。透明な表面とは、それを通過する光源からの光の２０％以下、特に１０％以下を反射または散乱するという意味で、光源の光に対して実質的に透明である表面を指すと理解される。
【００１９】
概要
図１に示す装置は、光源２および光検出器４を含む。光源２から光検出器４に向かう途中で、光は測定領域６を通過し、そこで、光は、例えば糸であってもよい細長体８と相互作用することができる。
【００２０】
光検出器４での信号は、細長体８の光学特性に依存する。ここに示す例では、測定は透過で行われ、通常は細長体８の直径に依存する。当業者に知られているように、測定が反射で行われる場合、信号は、細長体自体とは異なる光学特性を有する汚染物質の存在など、細長体８の他のパラメータにも依存する。
【００２１】
測定領域６は、細長体８が配置される領域を指定する。動作中、本体の位置は静止しておらず変動しているため、測定領域の幅と高さ（本体の長手方向軸に垂直な方向）はゼロではなく、本体の位置の統計的分布によって与えられる。糸の場合、幅と高さは、例えば３〜４ｍｍであってもよい。有利には、測定領域は、細長体が動作中に、少なくともその時間の９０％の間存在する領域に対応する。
【００２２】
測定領域６はスリット１０の部分を形成し、その設計は次のセクションで説明される。
【００２３】
細長体８は、伝搬方向Ｘに沿って延在し、測定中、例えば、この伝搬方向Ｘに沿って連続的に変位する。
【００２４】
スリットの設計
スリット１０は、第１の側１４ａおよび第２の側１４ｂ（図２）で開いており、これらの両方の側は、伝搬方向Ｘに対して横方向、特に垂直である。さらに、スリット１０は、伝搬方向Ｘに沿って、特に平行に延在する第３の側１４ｃ（図１）で開いている。
【００２５】
さらに、スリット１０は底壁１６ａおよび２つの側壁１６ｂ、１６ｃを有し、底壁１６ａは２つの側壁１６ｂ、１６ｃを接続している。これらの壁はすべて、伝搬方向Ｘに沿って、特にそれに平行に延在する。
【００２６】
測定の前に、細長体８を第３の側１４ｃからスリット１０に挿入することにより、測定領域６に挿入することができる。
【００２７】
装置は、底壁１６ａならびに各側壁１６ｂ、１６ｃの少なくとも部分を形成する一体型本体１８を含む。
【００２８】
さらに、装置は、各側壁１６ｂ、１６ｃの別の部分を形成するハウジング２０を含む。
【００２９】
ハウジング２０は、例えば装置のすべてまたは少なくとも部分を囲む。
【００３０】
継目２２は、スリット１０の側壁１６ｂ、１６ｃに形成され、そこで、一体型本体１８の上縁部２４は、ハウジング２０の底縁部２６と交わる。
【００３１】
スリット１０は、底部セクション１０ａおよび上部セクション１０ｂを有すると見ることができる。底部セクション１０ａは、底壁１６に隣接しており、縁部２４まで延びており、したがって、一体型本体１８によって横方向に境界付けられている。上部セクション１０ｂは、縁部２４から上方に延在する。図示した実施形態では、上部セクション１０ｂは、ハウジング２０によって境界付けられる。
【００３２】
上述の理由により、細長体８が有利には、継目２２および縁部２４から離れているので、測定領域６は完全に底部セクション１０ａに位置している。
【００３３】
継目２２の位置では、側壁１６ｂ、１６ｃは、細長体８または繊維が引っかかるリスクを低減するために、上で規定されたように滑らかである。
【００３４】
細長体８の挿入を容易にするために、側壁１６ｂ、１６ｃは外側に広がっており、すなわち、スリットは、底壁１６ａから離れる深さ方向Ｙに沿ってその上部開口部に向かって広くなっている。特に、側壁１６ａ、１６ｂは、継目２２の位置で外側に向かって広がっていてもよい。
【００３５】
底壁１６ａおよび側壁１６ｂ、１６ｃの下部（すなわち下部セクション１０ａの部分）は一体型本体１８の表面によって形成されるので、測定領域６を囲むすべての壁は、繊維が引っかかるおそれのある継目または他の障害物なしに製造することができる。
【００３６】
一体型本体１８は、測定領域６に隣接する側壁１６ｂ、１６ｃに窓２８を形成する。これらの窓は、光源２からの光に対して透明であり、光検出器４によって検出可能である。
【００３７】
有利には、一体型本体１８は透明である。一体型本体１８は、例えば図１に示すように、光を導くために使用されてもよい。
【００３８】
図１に示すように、スリット１０は、上記の理由によりかなり深い。特に、測定領域６の中心３０から一体型本体１８の上縁部２４までの深さ方向Ｙに沿って測定された距離Ｄは、少なくとも１３ｍｍ、特に少なくとも１４ｍｍ、特に少なくとも１８ｍｍである。
【００３９】
一方、スロットを簡単に掃除できるようにするには、奥行きＤを大きすぎないようにすべきである。有利には、Ｄは３０ｍｍより小さい。
【００４０】
図１に示すように、繊維３２が継目２２または縁部２４に引っかかる場合には、繊維３２は、特に通常は伝搬方向Ｘに沿っているため、測定領域６内に到達しないように十分に短いのが通常である。
【００４１】
測定領域６に入る可能性のある妨害環境光の量を低減するために、測定領域６の中心３０の位置での伝搬方向Ｘおよび深さ方向Ｙに垂直な方向Ｚにおけるスリット１０の幅Ｗは、有利には距離Ｄよりも少なくとも２．５倍小さく、特に少なくとも４倍小さい。
【００４２】
特に、幅Ｗは５ｍｍよりも小さくてもよい。
【００４３】
一体型本体１８は、前述のように、単一のピースである。有利には、装置を製造するための方法は、一体型本体８を鋳造するステップを含み、任意選択で、その後の機械加工および／またはコーティングのステップを伴う。
【００４４】
一体型本体１８は、有利には、少なくともスリット１０に面する場所では、単一の材料、すなわち単一部品の本体である。あるいは、一体型本体１８は２つ以上の材料、例えば二部品体であってもよく、二部品体は有利には例えば二部品鋳造プロセスで鋳造される。
【００４５】
継目２２の位置でのハウジング２０に対する一体型本体１８の正確な位置合わせを容易にするために、継目２２において一体型本体１８の上縁部およびハウジング２０の底縁部は、２つの縁部２４、２６を方向ＸおよびＹに垂直な方向Ｚで相互に位置決めするインターロック接続を形成するように協働する突起３４および凹部３６を含むことができる。また、これらの突起３４および凹部３６は、汚染物質が装置に入るリスクを低減する迷路を形成する。
【００４６】
前述のように、測定領域６の中心３０は、測定中の細長体の位置の時間平均によって規定される。通常、この位置は、１つまたは複数のガイド３８によって規定され、ガイド３８は、例えば、図２に示すように、測定スリット１０に隣接して配置されてもよい。これらのガイド３８は、測定中に細長体８を中心３０に維持するように適合される。
【００４７】
注記
上記の例では、細長体８は糸である。しかし、細長体８はまた、糸前駆体、テキスタイルリボン、または繊維などの別のテキスタイル対象物であってもよいことに留意されたい。
【００４８】
上記の実施形態では、スリット１０の上部開口部は、ハウジング２０によって形成される。あるいは、スリット１０の上部開口部はまた、一体型本体１８によって形成されてもよい。
【００４９】
通常、ハウジング２０は一体型本体１８とは異なる材料でできている。特に、ハウジング２０は、不透明な材料、例えば金属でできていてもよく、したがって、環境光が測定領域および／または一体型本体１８に入るのを防止する。
【００５０】
本発明の現時点で好ましい実施形態が示され、説明されているが、本発明はそれに限定されず、別段以下の特許請求の範囲内で様々に具体化および実施され得ることが明確に理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
2020201260.tif 000004
【外国語明細書】
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