CN102483374B - 用于测定被测物含水量的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于测定被测物(1)含水量的装置，具有至少一个测量辐射源(2)和至少一个基准辐射源(4)，这些辐射源都朝向被测物表面(10)设置；本发明装置还具有至少一个用于测量由被测物表面反射的辐射强度的探测元件(3)；其中，在使用过程中，至少一个测量辐射源(2)、至少一个基准辐射源(4)和至少一个探测元件(3)直接与被测物表面(10)相对设置；其中，设有利用空气或气体加压的装置，通过该加压的装置在辐射路程的范围内、分别于至少一个测量辐射源(2)和被测物表面(10)之间、至少一个基准辐射源(4)和被测物表面(10)之间、以及被测物表面(10)和至少一个探测元件(3)之间能够产生强制运动的空气或气体氛围。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测定被测物含水量的装置，其具有至少一个测量辐射源和至少一个基准辐射源，这两种辐射源都朝向被测物表面设置；本发明装置还具有至少一个用于测量由被测物表面反射的辐射强度的探测元件。
背景技术
上述关于含水量的无接触式测定可以用于任意的被测物，尤其不仅限用于在造纸过程中对于含水量的测定。
特别地，本发明涉及这样的装置，该装置用于无接触地测定造纸过程中所使用的材料混合物的含水量，该材料混合物含有水和纤维，通过使材料混合物进行连续脱水而形成纸张。
含水量的测定还可以在采用老化纤维的条件下使用，或结合对废水进行泥浆压制过程而使用，其中，对位于干燥滤网上的纤维带的含水量进行监控。
文献DE 31 49 869 A1公开了一种用于测量纸带湿度的装置，其中，两个发光二极管发出交替的红外光脉冲的脉冲序列，红外光脉冲的脉冲序列具有不同波长，并且对反射辐射的强度进行测量。两个光脉冲中的一个的波长对应于水的IR吸收光谱中的吸收曲线，而另一个光脉冲的波长明显不同于各个吸收波长并且用作基准信号。在测量辐射和基准辐射的强度比保持恒定的情况下，测量两个波长的反射辐射强度，并且由此计算出含水量。对于测量所要求的辐射聚焦和辐射反射导致相对较高的结构和仪器方面的消耗。在工作过程中，需要及时对测量和基准辐射以及反射辐射的辐射路程上的装置组件进行清洁处理。
在造纸设备的领域中，其中，纸带具有较高的含水量，由于该领域所限定的环境条件导致迄今尚未能实现有效的测量；这是因为，在惯用的测量装置中，高温条件下于空气中的液滴和其它悬浮颗粒使测量光学件或其它光学元件失效，因而不能实现持续较长时间的工作。
在另一种公知的装置中，测量和基准辐射以及反射辐射经由纤维光学构件相对于测量装置导出或导入。这里，该种装置的缺陷也在于相对较高的仪器消耗，仪器消耗还导致损失的可能性增大，并且仅达到有限的测量敏感性。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种本文开始部分所述类型的装置，该装置能够以简单的技术元件进行含水量的测定，而且在需要少服务和少维护的条件下实现较高的测量精确度。
本发明的另一目的还在于提供一种无接触式的含水量的测定方法，该含水量的测定方法即使在被测物具有较高含水量以及处于恶劣的测量环境中时也能实现，同时不会破坏测量精确度和测量安全性。
根据本发明，上述目的这样实现：本发明装置的至少一个测量辐射源、至少一个基准辐射源和至少一个探测元件直接与被测物表面相对设置；并且，还设有利用空气或气体加压的装置，通过该装置在辐射路程的范围内、于至少一个测量辐射源和被测物表面之间、于至少一个基准辐射源和被测物表面之间、以及于被测物表面和至少一个探测元件之间能够产生强制运动的空气或气体氛围。
通过强制运动的空气或气体氛围避免杂质、湿气、细菌或类似物侵袭处于辐射路程上的辐射源和探测元件，并且避免使这些辐射源和探测元件的功能性在该过程中受到损害。根据本发明的技术方案，通过局部产生超压而防止杂质或侵袭干扰测量所需的辐射路程，这里的干扰指的是：破坏辐射源或探测器的贯穿孔或通道、以及入射孔或出射孔；或者铺上一层干扰层。
由此对于本发明的装置省去了通常需要进行的短时间的清洁处理，并且还能够使辐射源和探测元件即使在没有光学辅助元件的中间切换的情况下也可以正常工作，光学辅助元件例如为透镜、反射镜、光学纤维、滤波器或防护玻璃。该技术方案甚至在非常潮湿和/或污浊的环境中、在不破坏测量结果的条件下也能实现。通过强制运动的空气或气体氛围，本发明装置还能够直接相对于待测定的被测物以最接近的距离定位，而且不需要对装置进行快速清洁。在具有爆炸危险性的环境中，本发明的装置在不需要光学纤维辅助的条件下甚至能够通过采用适宜的惰性气体而直接设置在危险区域中。由此实现的本发明装置的结构的简化具有较高的可靠性以及较高的测量敏感性和测量精确性。
本发明装置的较小尺寸的坚实结构这样实现，即，使至少一个测量辐射源和至少一个基准辐射源分别由发光二极管构成。例如还可以借助于滤波器使测量辐射源和基准辐射源由一个单独的辐射源来替代，当然还可以采用其它的结构方式，而这样的结构方式可能不利于本发明装置的可靠性。
在本发明的一个扩展方案中，为了使测量孔的数量最小化，可以使至少一个测量辐射源和至少一个基准辐射源集成设置在一个总的LED外壳中。为实现该目的通常可以采用多列式LED，在多列式LED中具有多条pn通道，这些pn通道具有不同的发射波长。当采用这样的多列式LED时，还可以增强辐射强度。
因为测量辐射源和基准辐射源与被测物表面直接相对设置，所以在不需要特殊辅助元件的条件下由被测物表面反射的辐射也能够到达探测元件中。在特别优选的方式中，由测量辐射源和基准辐射源发射的辐射是未经对准的，由此在测量辐射源和基准辐射源以及探测元件的定位过程中，相对于理想设置的较小偏差对测量结果不产生重要影响。
本发明的另一个实施方案可以是：被测物为带状物，带状物以连续的状态相对运动经过测量辐射源、基准辐射源和探测元件。该方案特别涉及造纸领域中的测量条件，在造纸过程中，含水的被测物表面以较高的速度运动经过本发明的装置，并且在被测物的运动过程中实现对含水量的测量。
为了防止本发明装置的所有组件受到污染或其它外界因素、诸如力学作用的影响，根据本发明的一个实施方案，可以使测量辐射源、基准辐射源和探测元件设置在外壳中，对于测量辐射源、基准辐射源和探测元件而在外壳的壳壁中形成相对应的贯穿孔或通道，使由测量辐射源和基准辐射源发出的辐射经由这些贯穿孔或通道出射，并且使由被测物表面反射的辐射经由这些贯穿孔或通道入射。
据此，由测量和基准辐射源产生的辐射穿过相应的贯穿孔或通道，并且优选在不需要其它转向或聚焦的条件下而直接发射到被测物表面上。由该表面反射的辐射同样经由位于外壳中的一个适宜的贯穿孔或通道而到达探测元件的入射表面中，在该探测元件处将辐射转换成电信号。
在测量安全性和简单的制造方面证明具有优势的是，测量和基准辐射源以及探测元件在外壳中彼此非常靠近地定位，由此可以使发射和反射辐射的往返路径保持很短，而且使干扰很小。
然而，还可以仅形成两个贯穿孔或通道；其中，至少一个测量辐射源和至少一个基准辐射源集成设置在一个LED外壳中，对于该LED外壳仅利用所述贯穿孔或通道的其中之一。
在此，本发明的另一结构方案可以为：外壳的壳壁的通道经由通孔而形成在固定部件中，固定部件插入到壳壁中；测量辐射源、基准辐射源和探测元件分别设置在这些通孔的位于外壳内部的端部上；而在应用条件下，这些通孔的另一侧端部朝向被测物表面。
据此，由测量辐射源和基准辐射源发出的辐射可以经由各个通孔而出射，并且使反射的辐射经由对应设置的通孔而再次入射。
在此，可以使通孔的中间轴排列地设置在一个平面中。
本发明的一个可行变化方案可以是，通孔的中间轴平行设置。因为测量辐射源和基准辐射源直接邻近探测元件设置，所以尽管辐射方向是平行的但仍然能够向探测元件反射充分强度的辐射。
为了使入射在探测元件上的、所反射的测量和基准辐射源的辐射的强度增大，根据本发明的又一个实施变化方案可以具有优势的是：使测量辐射源和基准辐射源的光轴这样倾斜，即，使朝向被测物表面的辐射发生在被测物表面上沿着被测物表面正交方向精确地与探测元件相对设置的位置上。
因此，可以使用于探测元件的通孔的中间轴正对准被测物表面；用于测量辐射源和基准辐射源的通孔的中间轴可以与用于探测元件的通孔的中间轴分别形成夹角。
本发明的优势还在于，相对于外壳出射和再次入射的辐射所经过的贯穿孔或通道这样构成，即，使为了防止外界入侵的污染而利用空气或气体的加压操作直接在贯穿孔或通道的区域上进行。
在此根据本发明的再一个实施方案，可以使固定部件的通孔分别具有至少一个侧向入口，这些入口用于空气或气体加压。由此，在运行过程中稳定流动的清洁介质流能够防止杂质或湿气的入侵，并且同时能够实现对测量和基准辐射源以及探测元件的冷却或加热。
侧向入口可以这样简单实现，即，使侧向入口由盲孔构成，盲孔优选相对于通孔的中间轴呈直角延伸。
在本发明的另一个结构方案中，外壳可以气密构成，而且还具有用于连接压缩空气管道或压缩气体管道的、压力密封的入口。以这种方式通过加压而在外壳的内部产生超压，该超压一方面防止在外壳中受到污染侵袭，而另外还产生空气或气体流，即，使空气或气体从外壳的内部经由通道或贯穿孔而漏出，这些通道或贯穿孔设置用于测量和基准辐射的出射以及还用于由被测物表面反射的辐射的入射，借此，在采用纯空气或纯气体的情况下能够实现对测量和基准辐射源以及探测元件的持久清洁。
本发明的又一个变化方案还可以在于，至少一个测量辐射源和至少一个基准辐射源在一个假想圆上围绕至少一个探测元件设置，由此能够实现多个辐射源的有效设置，其中，测量可以通过多个辐射源的强度来实现。
加压操作不能在安装有辐射源的外壳内部进行，而可以完全设置在外壳之外。在此根据本发明的再一个实施方案，在外壳的外侧、在贯穿孔或通道的区域中设有罩住这些贯穿孔或通道的罩壳，该罩壳压力密封地与外壳的外侧连接；罩壳与外壳的外壁共同形成一个空腔，并且该罩壳具有开孔，这些开孔与贯穿孔或通道中心对准地延伸，其中，罩壳具有用于连接利用空气或气体加压的装置的、压力密封的入口。罩壳罩住设置在壳壁的贯穿孔或通道中的测量辐射源、基准辐射源和探测元件，并且，罩壳同时还设有用于光线在两个方向上穿射的开孔。在运行过程中，在压力作用下使空气或气体经由罩壳以及位于罩壳中的开孔而向外压出，并由此生成所需的强制运动的空气或气体氛围，该强制运动的空气或气体氛围用于使测量和基准辐射源以及探测元件的辐射路程保持畅通。
辐射源和探测元件可以通过中间连接的且辐射可穿透的部件来防止污染。
这一点可以根据本发明的再一个实施方案如此实现，即，在至少一个测量辐射源和/或至少一个基准辐射源和/或至少一个探测元件的辐射路程上分别设有辐射可穿透的保护板。
为了减少无关光线的影响，可以使上述辐射可穿透的保护板为滤板，该滤板仅在确定的光谱区域上允许辐射穿透。
在此，空气或气体清洗可以避免由于含有环境气氛中的颗粒或液滴而使保护板产生沉积物；在设有一个或多个与加压的装置连接的气体或空气入口的情况下，这些气体或空气入口分别设置在保护板的与至少一个测量辐射源、至少一个基准辐射源和探测元件相反设置的一侧上。
根据本发明的一个优选结构方案，可以在外壳壳壁中设有至少一个壁孔，壁孔与向外突起的管件相连接，在管件中设有至少一个测量辐射源和/或至少一个基准辐射源和/或至少一个探测元件；并且，至少一个壁孔与利用空气或气体加压的装置形成连接，由此使空气或气体经过至少一个壁孔和管件而向外流出，并由此而围绕清洁至少一个测量辐射源和/或至少一个基准辐射源和/或至少一个探测元件。
以这种方式使空气流或气体流从外壳向外引出，并因此围绕设置在管件中的辐射源或设置在管件中的探测器而流动。
辐射源和探测器还可以这样设置，即，使清洗流并没有导引经过管状横截面的整个长度，而是从侧面通入到管件中。
在此，本发明的又一个实施方案可以是，至少一个测量辐射源和/或至少一个基准辐射源和/或至少一个探测元件设置在管状通道中，并且与通道的向外导引的开孔形成一定距离；管状通道与利用空气或气体加压的装置形成连接，由此使空气或气体在至少一个测量辐射源和/或至少一个基准辐射源和/或至少一个探测元件的辐射路程的范围内流动。
为了至少防止一部分含在空气中的悬浮颗粒直接击中本发明的装置，根据本发明的再一个实施方案可以设有挡板，该挡板这样罩住辐射源和探测器的区域，即，能够防止来自确定方向的颗粒撞击在辐射源的区域上，由此避免了由于颗粒在本发明装置上的沉积而造成的辐射强度减弱。
这样实现一个特别有利的效果，即，使挡板的平面大体上平行于至少一个测量辐射源和/或至少一个基准辐射源和/或至少一个探测元件的辐射路程而延伸。
此外还可以了解到，至少一个测量辐射源和至少一个基准辐射源和至少一个探测元件设置在外壳中，该外壳从一侧安装在挡板上。以这种方式可以使外壳的定位通过安装在挡板上而完成，该挡板同时还相对于一分部在本发明装置方向上运动的颗粒而起到保护作用。
本发明的另一目的是在生产过程中探测纸带裂缝，从而预防设备停车和损坏。在运行的较高运送速度条件下，以及对于不同的纸张质量和性能，利用本发明的装置都可以保持正常运行。
此外，本发明在此还涉及一种本发明装置在造纸过程中用于纸张裂缝探测的应用。在此，反射辐射信号的确定强度的突然消失可以作为所经过纸带存在裂纹或撕裂而发出提示。
附图说明
接下来，结合附图所示的实施例对本发明进行详细说明。图中示出了：
图1为本发明装置的一个实施例的侧视图；
图2为沿图1实施例中AA线的截面图；
图3为本发明装置的另一个实施例的截面图；
图4为沿图3所示装置的固定部件的AA线的截面图；
图5为图4所示固定部件的正视图；
图6为沿图4所示固定部件的BB线的截面图；
图7为本发明装置的又一个实施例的局部侧视示意图；
图8为沿图9装置中BB线的局部截面图；
图9为本发明装置的再一个实施例的局部侧视图；
图10为沿图9装置中CC线的局部截面图；
图11为本发明装置的还一个实施例的侧视图；
图12为沿图11实施例中AA线的截面图；
图13为沿图11实施例中局部结构的BB线的截面图；
图14为图12的局部结构示意图；
图15为本发明装置的又一个实施例的局部结构截面图；
图16为本发明装置的再一个实施例的局部结构截面图；以及
图17为本发明一个实施例的固定设置的斜视图。
具体实施方式
图1和图2示出了一种用于测定被测物1的含水量的装置，该装置容置在一个由两部分构成的箱体式的外壳15中。在此为了简单起见，信号设备和控制设备仅示出一半。经由接线端90实现了对未示出的中央单元的电能供应以及信号和/或数据传递。
在外壳15下半部的壳壁18的贯穿孔中气体密封且压力密封地装入一个固定部件31，该固定部件通过螺栓39进行固定。在固定部件31中固定有一个测量辐射源2和一个基准辐射源4，这两个辐射源都朝向被测物1的被测物表面10设置。此外，通过固定部件31还固定一个探测元件3，该探测元件用于测量由被测物表面反射的辐射的强度。
根据本发明，测量辐射源2、基准辐射源4和探测元件3在测量的过程中直接与被测物表面10相对设置。此外，还设有一个未示出的利用空气或气体而加压的装置，该装置在辐射路程的范围内于测量辐射源2的出射面和被测物表面10之间、基准辐射源4和被测物表面10之间、以及被测物表面10和探测元件3的入射面之间产生强制运动的空气或气体氛围(箭头55)，该空气或气体氛围防止测量辐射源2、基准辐射源4和探测元件3受到杂质、湿气或类似物的破坏。
优选测量辐射源2和基准辐射源4分别由发光二极管构成，并且由测量辐射源2和基准辐射源4发射的辐射是未经对准的。由测量辐射源2和基准辐射源4辐射的波长位于约1000nm至2000nm之间的范围内。优选，测量辐射源2的波长为1450nm或1940nm，对于这样的波长，辐射易被水吸收；基准辐射源4的波长明显区别于水的IR-吸收线的值例如为1300nm。探测元件3测量由被测物表面10反射的电磁辐射的强度。在连续测定的基础上，使待测定被测物的含水量由在基准波长和在测量波长上的强度比例而计算出。测量辐射源2和基准辐射源4可以连续发射辐射，或者以脉冲的形式发射，可以相应地对脉冲进行处理。辐射脉冲的优势在于，其不易受到其它辐射源的干扰影响。
探测元件3为光电二极管或光电晶体管，然而还可以由其它的等效部件构成。
在图2所示的实施例中，被测物1为带状物，例如纸带，该纸带以连续的状态相对运动经过测量辐射源2、基准辐射源4和探测元件3。
在固定部件31中平行设有通孔41、42和43中，这些通孔均贯穿壳壁18；测量辐射源2、探测元件3和基准辐射源4分别以各自的光轴沿着中间轴21、22和23延伸插置在这些通孔的位于外壳15内部的端部上；而在应用条件下，这些通孔的另一侧端部朝向被测物表面10。为了适于容纳测量辐射源2、探测元件3和基准辐射源4，在通孔41、42和43的内侧端部上相应地设有容纳孔81、82和83，图3和图4详细示出了这些容纳孔的实施例。
据此由图2可知，由测量辐射源2和基准辐射源4沿着中间轴21、22发射的、经由通孔41、43发出的辐射既相互平行，又相对于由被测物表面10沿着中间轴23反射的辐射而平行，该由被测物表面沿其中间轴反射的辐射经由通孔42入射并且被探测元件3接收。
此外，根据图1，通孔41、42和43的中间轴21、23、22排列设置在一个平面上。然而在本发明的范围内，所采用的测量辐射源、基准辐射源和探测元件的设置方式和数量完全不受限定。
优选通孔41、42和43的长度大约是其内直径的三倍，由此能够针对于漫射光源实现良好的保护。
测量和基准辐射源2、4以及探测元件3的固定还可以通过其它方式来实现，只要能够满足为所有三个元件分别提供单独的通道。
在图3至图6的实施例中，测量辐射源2、基准辐射源4和探测元件3所处位置使在被测物表面10上沿着中间轴21、22发出的辐射大致发生在精确地位于朝向探测元件3的正对的线路上，即，由被测物表面10沿着中间轴23垂直反射回的辐射从这些位置入射到探测元件3中。
为实现上述过程，使用于探测元件3的通孔42的中间轴正对准被测物表面10，而使用于测量辐射源2和基准辐射源4的通孔41、43的中间轴21、22与用于探测元件3的通孔42的中间轴23分别形成夹角α，夹角值为7°。
如图4和图6所示，固定部件31′的通孔41、42、43分别具有至少一个侧向入口71、72、73，这些入口用于空气或气体的加压，这些入口由盲孔构成，盲孔优选相对于通孔41、42、43的中间轴呈直角延伸。在图1和图2的实施例中尽管没有详细示出这些侧向入口，但是这些入口仍然存在。
采用空气或气体进行加压这样来实现，即，使外壳15气密地形成，并且该外壳具有一个压力密封的入口91，该压力密封的入口用于连接压缩空气管道或压缩气体管道，该压缩空气管道或压缩气体管道形成用于加压的装置。通过压缩空气的供给，在外壳15的内部相对于外界环境产生超压，该超压导致空气或气体从外壳15的内部经由用于辐射穿透且用于辐射路程形成的开孔而漏出，并经由侧向入口71、72、73和三个通孔41、42、43进入到外界环境中。以上述方式向外界漏出的空气或气体优选具有较高的纯度，借此使通孔41、42、43由于稳定的脉冲电流而不含有杂质或湿气。在需要散热或防止液化或晶格形成的情况下，通过对流入的空气或这样的气体进行温度控制可以实现冷却或加热。
在具有爆炸危险性的环境中，作为清洁气体可以采用惰性气体，例如氮气或二氧化碳。
图7示出了另一个实施例，其中取代线性排列设置，而使两个测量辐射源2和两个基准辐射源4在一个假想圆上围绕探测元件3设置。该设置方式可以根据测量辐射源2和基准辐射源4排序数量而任意改变，并且使作用在被测物1上的辐射增强。
为了使外壳15中的贯穿孔或通道的数量最小化，可以使测量辐射源2和基准辐射源4集成设置在一个总的LED外壳中。在此经证实，双列式LED或三列式LED特别具有优势，它们的LED外壳设有相应数量的、波长不同的pn通道。三列式LED例如可以在一个总的LED外壳中包括波长分别为1300nm、1450nm和1500nm的LED。在此例如使本发明的装置实现在外壳15中仅具有两个用于测量辐射源2、基准辐射源4和探测元件3的贯穿孔。在仅具有两个贯穿孔的条件下，还可以需要较少的用于加压的空气量或气体量。采用多列式LED在保持贯穿孔数量相同的条件下还能够使辐射的强度增大；例如在三个贯穿孔的条件下，其中的两个贯穿孔安装多列式LED，而另一个安装探测元件，从而这两个多列式LED一方面可以分别同时发送测量辐射，另一方面可以分别同时发送基准辐射；由此，相对于设置单列LED，本发明的方案实现了发射强度的加倍。
在图8、9和10的实施例中，在外壳15的外侧、在用于测量和基准辐射源2、4以及探测元件3的贯穿孔的区域中设有罩住这些元件的罩壳80，该罩壳气密地且压力密封地与外壳15的外侧连接。
在此，罩壳80与外壳外壁共同形成一个空腔，并且该罩壳具有开孔86、87、88，这些开孔与贯穿孔中心对准延伸，在贯穿孔中这样插置测量辐射源2、基准辐射源4和探测元件3，即，使这些贯穿孔的中间轴21、22和23以及光轴分别与开孔86、87、88中心对准设置，并且使发射和反射的辐射能够射穿这些位于罩壳80中的开孔86、87、88。在所示的实施例中，开孔86、87、88的横截面为圆形，还可以分别具有其它的形状，这些开孔例如还可以由单独一个具有相应尺寸的狭长开口来代替。
测量辐射源2、基准辐射源4采用LED，而探测元件3采用光电二极管，这些元件在连接一侧设置在一块接线板97上，该接线板设置在外壳内部。
罩壳80在侧面具有压力密封的入口91′，该入口用于连接利用空气或气体加压的装置。在工作状态下，由于在罩壳80中产生的超压而从开孔86、87和88溢出的空气或气体使测量和基准辐射源2、4以及探测元件3不含沉积物和杂质。
图11、12、13和14示出了这样一个实施例，其中，在测量辐射源2、基准辐射源4和探测元件3的辐射路程上分别设有一个辐射可穿透的保护板85、86、87，这些保护板例如由石英玻璃制成，由这些保护板可以确保实现对于外力影响的保护，同时不会阻止由测量和基准辐射源2、4发射以及反射的辐射的穿透，其中，反射的辐射入射到探测元件中。在图12中示出了用于未示出的控制单元的电路板120。
辐射可穿透的保护板85、86、87还可以为滤板，该滤板仅在确定的光谱区域上允许辐射穿透，从而减少无关光线的影响。
图13示出了气体或空气通道77的具体结构，该气体或空气通道在其一端与用于加压的装置相连接，而在其另一端形成气体或空气出口78，该气体或空气出口设置在保护板87的与基准辐射源4相反设置的一例上，并且该气体或空气出口在侧面通入到向外导引的通孔中，该通孔在其位于外壳一侧的端部上容纳辐射源4。另外，以相同的方式，对于测量辐射源2和探测元件3也分别设有未示出的气体或空气出口。由此，在保护板85、86、87的背向辐射源2、4和探测元件3侧面上采用气体或空气进行清洁。
图15示出了另一个实施例的具体结构，其中，在外壳壳壁110中设有壁孔190，该壁孔与向外突起的管件130相连接。
在管件130的内部设有测量辐射源2，该测量辐射源由固定片180利用穿孔170来固定。壁孔190与用于加压的装置例如经由未示出的外壳空腔而形成连接，由此使空气或气体经过壁孔190、管件130和穿孔170而向外流出(由箭头示出)，并因此围绕清洁测量辐射源2。类似地，对于基准辐射源和探测元件也可以采用该种设置方案。
图16中示出了本发明的又一个实施例的具体结构，其中，测量辐射源2设置在一个管状通道160中，并且该测量辐射源与通道160的向外导引的开孔161形成一定距离。管状通道160经由位于侧面的入口72与用于空气或气体加压的装置形成连接，由此使空气或气体在测量辐射源2的辐射路程的范围内流动。代替测量辐射源2，还可以采用这种结构设置基准辐射源或探测元件。
图17示出了本发明的安装在外壳210中的装置设置在造纸设备中的示意图，其中，制造过程中的纸带由虚线285示出并且在箭头280的方向上运动。为了避免于生产过程中产生的悬浮颗粒295的直接影响，例如在箭头290方向上运动的液滴或小纸屑，设有罩住外壳侧面的挡板200，该挡板经由支撑杆220横向相对于悬浮颗粒295的漫延方向而定位。
挡板200的平面大体上平行于辐射的辐射路程21、22、23而延伸，辐射由测量和基准辐射源发出，并且入射到探测元件中，探测元件安装在外壳210中。外壳210从一侧设置在挡板200上。
本发明的装置还可以在造纸应用中用于纸张裂缝探测，即，在探测元件中探测突然消失的由测量辐射源发送且产生在纸带上的辐射吸收。
Claims (22)
1.一种用于测定被测物(1)含水量的装置，其具有至少一个测量辐射源(2)和至少一个基准辐射源(4)，这两种辐射源都朝向被测物表面(10)设置；所述装置还具有至少一个用于测量由被测物表面反射的辐射强度的探测元件(3)；其特征在于，在使用过程中，所述至少一个测量辐射源(2)、至少一个基准辐射源(4)和至少一个探测元件(3)直接与所述被测物表面(10)相对设置；并且，还设有利用气体加压的装置，通过该加压的装置在辐射路程的范围内、分别于所述至少一个测量辐射源(2)和被测物表面(10)之间、于所述至少一个基准辐射源(4)和被测物表面(10)之间、以及于所述被测物表面(10)和至少一个探测元件(3)之间产生强制运动的气体氛围；
所述测量辐射源(2)、基准辐射源(4)和探测元件(3)设置在外壳(15)中，对于测量辐射源、基准辐射源和探测元件而在所述外壳(15)的壳壁(18)中形成相对应的通道，使由所述测量辐射源(2)和基准辐射源(4)发射的辐射(21、22)经由这些通道出射，并且使由被测物表面(10)反射的辐射(23)经由这些通道入射；
所述外壳(15)的壳壁(18)的通道经由通孔(41、42、43)而形成在固定部件(31、31′)中，所述固定部件插入到所述壳壁(18)中；所述测量辐射源(2)、基准辐射源(4)和探测元件(3)分别设置在这些通孔的位于外壳(15)内部的端部上；而在应用条件下，这些通孔的另一侧端部朝向所述被测物表面(10)；
固定部件(31、31′)的通孔(41、42、43)分别具有至少一个侧向入口(71、72、73)，这些入口与用于加压的装置连接，经由这些入口将强制运动的气体引入到所述通孔(41、42、43)中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个测量辐射源(2)和至少一个基准辐射源(4)分别由发光二极管构成。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个测量 辐射源(2)和至少一个基准辐射源(4)集成设置在一个LED外壳中。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，由所述至少一个测量辐射源(2)和至少一个基准辐射源(4)发射的辐射是未经对准的。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述被测物(1)为带状物，所述带状物以连续的状态以相对于所述测量辐射源(2)、基准辐射源(4)和探测元件(3)运动的方式经过上述测量辐射源(2)、基准辐射源(4)和探测元件(3)。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，仅形成两个通道；所述至少一个测量辐射源(2)和至少一个基准辐射源(4)集成设置在一个LED外壳中，对于该LED外壳仅利用所述通道的其中之一。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通孔(41、42、43)的中间轴排列设置在一个平面上。
8.根据权利要求1或7所述的装置，其特征在于，所述通孔(41、42、43)的中间轴平行设置。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，用于所述探测元件(3)的通孔(42)的中间轴正对准被测物表面(10)；用于所述测量辐射源(2)和基准辐射源(3)的通孔(41、43)的中间轴与用于所述探测元件(3)的通孔(42)的中间轴分别形成夹角α。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述侧向入口(71、72、73)由盲孔构成，所述盲孔相对于所述通孔(41、42、43)的中间轴呈直角延伸。
11.根据权利要求1至3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个测量辐射源(2)和至少一个基准辐射源(4)在一个假想圆上围绕所述至少一个探测元件(3)设置。
12.根据权利要求6、7、9、10中任意一项所述的装置，其特征在于，所述外壳(15)气密构成，而且还具有用于连接利用气体加压的装置的、压力密封的入口(91)。
13.根据权利要求6、7、9、10中任意一项所述的装置，其特征在于，在所述外壳(15)的外侧、在所述通道的区域中设有罩住这些通道的罩壳(80)，该罩壳压力密封地与所述外壳(15)的外侧连接；所述罩壳与所述外壳的外壁共同形成一个空腔，并且该罩壳具有开孔(81、82、83)，这些开孔与所述通道中心对准地延伸，其中，所述罩壳具有用于连接利用气体加压的装置的、压力密封的入口(91′)。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述至少一个测量辐射源(2)和/或至少一个基准辐射源(4)和/或至少一个探测元件(3)的辐射路程上分别设有辐射可穿透的保护板(85、86、87)。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述辐射可穿透的保护板为滤板，所述滤板仅在确定的光谱区域上允许辐射穿透。
16.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，设有一个或多个与加压的装置连接的气体出口(78)，所述气体出口分别设置在所述保护板(85、86、87)的、与所述至少一个测量辐射源(2)、至少一个基准辐射源(4)和探测元件(3)相反设置的一侧上。
17.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在外壳壳壁(110)中设有至少一个壁孔(190)，所述壁孔与向外突起的管件(130)相连接，在所述管件中设有所述至少一个测量辐射源(2)和/或至少一个基准辐射源(4)和/或至少一个探测元件(3)；并且，所述至少一个壁孔(190)与利用气体加压的装置形成连接，由此使气体经过所述至少一个壁孔(190)和所述管件(130)而向外流出，并由此而围绕清洁所述至少一个测量辐射源(2)和/或至少一个基准辐射源(4)和/或至少一个探测元件(3)。
18.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个测量辐射源(2)和/或至少一个基准辐射源(4)和/或至少一个探测元件(3)设置在管状通道(160)中，并且与所述管状通道(160)的向外导引的开孔(161)形成距离设置；所述管状通道(160)与利用气体加压的装置形成连接，由此使气体在所述至少一个测量辐射源(2)和/或至少一个基准辐射源和/或至少一个探测元件的辐射路程的 范围内流动。
19.根据权利要求6、7、9、10、14、15、17、18中任意一项所述的装置，其特征在于，设有挡板(200)。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述挡板(200)的平面大体上平行于所述至少一个测量辐射源(2)和/或至少一个基准辐射源和/或至少一个探测元件的辐射路程而延伸。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述至少一个测量辐射源和至少一个基准辐射源和至少一个探测元件设置在外壳(210)中，该外壳从一侧安装在所述挡板(200)上。
22.根据前述权利要求1至21中任意一项所述的装置在造纸过程中用于纸张裂缝探测的应用。
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