FI72603C - Maethuvud foer infraroed fuktmaetare. - Google Patents

Maethuvud foer infraroed fuktmaetare. Download PDF

Info

Publication number
FI72603C
FI72603C FI823667A FI823667A FI72603C FI 72603 C FI72603 C FI 72603C FI 823667 A FI823667 A FI 823667A FI 823667 A FI823667 A FI 823667A FI 72603 C FI72603 C FI 72603C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
infrared
detector
lens
radiation
window
Prior art date
Application number
FI823667A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI72603B (fi
FI823667L (fi
FI823667A0 (fi
Inventor
Paavo Huttunen
Timo Hyvaerinen
Jorma Lammasniemi
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Publication of FI823667A0 publication Critical patent/FI823667A0/fi
Publication of FI823667L publication Critical patent/FI823667L/fi
Publication of FI72603B publication Critical patent/FI72603B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI72603C publication Critical patent/FI72603C/fi

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3554Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for determining moisture content
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85Investigating moving fluids or granular solids
    • G01N21/8507Probe photometers, i.e. with optical measuring part dipped into fluid sample

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

1 72603
INFRAPUNAKOSTEUSMITTARIN MITTAPM
Keksintö liittyy laitteeseen, jolla voidaan mitata materiaalin vesipitoisuutta eli kosteutta infrapunasäteilyn takaisin-5 sirontaan perustuen. Keksinnön kohteena on mittalaitteen mittapää, jolla infrapunasäteily johdetaan tutkittavan aineen sisälle ja jolla sironnut säteily tuodaan aineen sisältä mittauselektroniikalla analysoitavaksi.
10 Infrapunasäteilyn takaisinsirontaan perustuva, mittaus- ja referenssiaallonpituutta käyttävä, kosteusmittausmenetelmä on yleisesti tunnettu ja siihen perustuvia laitteita on kaupallisesti tarjolla useita. Nämä laitteet on kuitenkin suunniteltu mittaamaan aineen kosteutta itse ainetta koskettamatta 15 ja ne on tyypillisesti tarkoitettu kiinteästi asennettaviksi kuljetushihnan yhteyteen. Pinnalta tapahtuvan mittauksen varjopuolena on, että materiaalin kosteusprosentti voi olla merkittävästi erilainen pintakerroksissa kuin sisällä. Toisaalta materiaalia koskettamatta mittaava menetelmä on herkkä 20 ympäristöstä tulevan säteilyn aiheuttamille häiriöille ja mittausetäisyyden vaihtelulle. Infrapunasäteilyn takaisinsirontaan perustuvan kosteusmittausmenetelmän soveltamista kannettavaan, kenttäkelpoiseen mittalaitteeseen on vaikeuttanut mittalaitteessa tarvittava monimutkainen ja liikkuvia 25 osia sisältävä mekaaninen rakenne.
Kosteuden mittaamiseen materiaalin sisällä on kokeiltu lukuisia menetelmiä esimerkiksi dielektrisyysvakion mittaukseen perustuvaa menetelmää, mikroaaltoabsorbtioon perustuvaa mene-30 telmää ja radioaktiivisen säteilyn absorbtioon perustuvaa menetelmää. Erilaisia kosteudenmittauslaitteita on esitetty esim. US-patenttijulkaisuissa 4 171 918, 3 557 619, 3 263 553, 3 141 094, DK-kuulutusjulkaisussa 117 458 ja CH-patentti-julkaisussa 528 079. Kaikilla näillä menetelmillä on kuiten-35 kin jo ko. tarkkuutensa, hintansa tai työturvallisuusseikko-jen takia varjopuolia.
72603 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan infrapuna-säteilyn takaisinsirontaan perustuva mittalaite, joka poistaa edellämainitut epäkohdat, on kannettava ja kenttäkel-poinen ja jolla voidaan luotettavasti, yksinkertaisesti ja 5 tarkasti mitata kosteutta materiaalin sisällä. Keksintö soveltuu myös muun aineen kuin veden pitoisuuden mittaamiseen toisessa aineessa.
Keksinnön tarkoitus saavutetaan laitteella, jolle on tunnus-10 omaista se mitä patenttivaatimuksissa on esitetty.
Seuraavaksi keksintöä selvitetään viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa 15 Kuvio 1 esittää keksinnön erästä sovellutusmuotoa poikkileikkauksena.
Kuvio 2 esittää keksinnön sovellutusmuotoa, jossa käytetään optista kuitukaapelia.
20
Infrapunasäteily lähetetään lähteestä 1 linssin tai linssien 2 ja ikkunan tai linssin 3 kautta tutkittavan materiaalin 9 sisään. Mittapään runko 7 työnnetään tutkittavan materiaalin sisään siten, että koko ikkuna tai linssi 3 25 peittyy materiaalilla 9. Materiaalista takaisinsiroava infrapunasäteily johdetaan ikkunan tai linssin 3 ja linssin tai linssien 4 kautta kaksikanavaiselle infrapunailmaisimel-le 5. Infrapunailmaisimen antama sähköinen signaali käsitellään mittaustuloksen esillesaamiseksi ohjaus- ja analysointi-30 elektroniikassa 8.
Infrapunalähde 1 moduloidaan sähköisesti ja moduloidun säteilyn intensiteetti stabiloidaan vakio-ohjaussignaalia käyttämällä tai referenssidetektorin 6 antaman signaalin 35 perusteella. Infrapunailmaisin 5 sisältää kaksi erillistä infrapunadetektorielementtiä, kummallekin elementille oman interferenssisuotimen sekä lämpötilariippuvan elimen. Inter-ferenssisuotimilla erotetaan tutkittavasta materiaalista 9 3 72603 takaisinsiroavasta infrapunasäteilystä mittauksessa analysoitavat aallonpituudet. Lämpötilariippuvalla elimellä tarkkaillaan infrapunailmaisimen 5 lämpötilaa ja tarvittaessa korjataan ilmaisimen 5 antaman sähköisen signaalin 5 lämpötilariippuvuus.
Edellä kuvatunlaista kaksikanavaista infrapunailmaisinta 5 ja infrapunalähteen 1 sähköistä modulointia käyttämällä mittalaitteen optinen ja mekaaninen rakenne saadaan yksin-10 kertaiseksi, kestäväksi ja kenttäkäyttöön soveltuvaksi verrattuna aikaisempiin infrapunasäteilyn takaisinsirontaan perustuviin mittalaitteisiin, joissa käytetään pyörivää interferenssisuodinkiekkoa.
15 Materiaalin sisään työnnettävä mittapään osa voidaan konstru oida optisia kuitukaapeleita (10, 11) käyttäen, jolloin infrapunasäteily johdetaan tutkittavan materiaalin 9 sisään valokuitua 10 pitkin ja peilin 12 ja ikkunan tai linssin 13 kautta. Materiaalin sisään työnnettävä mittapään osa on 20 rakennettu runkorakenteen 14 sisään. Materiaalista takaisin- siroava infrapunasäteily johdetaan ikkunan tai linssin 13 ja peilin 12 kautta valokuituun 11, jota pitkin säteily kulkee edellä kuvatun kaltaiselle kaksikanavaiselle infra-punadetektorille 5.
25
Edellä on selostettu tämän keksinnön edullisina pidettyjä suoritusmuotoja oheisissa suoritusesimerkeissä, mutta alan asiantuntija pystyy toteuttamaan muitakin sopivia muunelmia tähän keksintöön pysyttäessä seuraavassa esitettävien 30 patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (6)

72603
1. Infrapunakosteusmittalaite, johon kuuluvat infrapu-nalähde (1), infrapunasäteilyn ohjausoptiikka (2 - 4), 5 kaksikanavainen infrapunadetektori (5), lähteen emit toiman säteilyn stabilointiin käytetty referenssidetek-tori (6), runko (7) sekä ohjaus- ja analysointilaite (8) tunnettu siitä, että säteilyä heikosti läpäisevän materiaalin vesipitoisuus mitataan infrapuna-10 säteilyn takaisinsirontaan perustuen kahta tai useampaa aallonpituusaluetta samanaikaisesti käyttäen materiaalin sisälle työnnettävällä mittauspäällä, jonka muodostavat runko (7) ja rungon sisälle sijoitettu sähköisesti moduloitu ja modulointisignaalin vakiointiin tai 15 referenssidetektorin (6) antamaan takaisinkytkentäsig- naaliin perustuen stabiloitu infrapunalähde (1), linssi tai linssit (2, 4), ikkuna tai linssi (3) sekä kaksikanavainen, kaksi erillistä infrapunadetektorielementtiä, kaksi erillistä interferenssisuodinta ja lämpötilariip-20 puvan elimen sisältävä infrapunadetektori (5) siten, että infrapunasäteily johdetaan lähteestä (1) linssin tai linssien (2) ja ikkunan tai linssin (3) kautta tutkittavaan materiaaliin (9) ja tutkittavasta materiaalista takaisinsiroava infrapunasäteily johdetaan 25 ikkunan tai linssin (3) ja linssin tai linssien (4) kautta infrapunadetektorille (5) ja detektorin (5) antamat sähköiset signaalit analysoidaan kosteuspitoi-suustuloksen esillesaamiseksi lähteen (1) modulointi-signaaliin sähköisesti synkronoidulla analysointilait-30 teella (8).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite tunnet- t u siitä, että infrapunadetektorin (5) lämpötila stabiloidaan detektorin (5) sisään asennetulla jäähdy- 35 tys/länunitinelementillä.
3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen laite tunnettu siitä, että käytetään kolmi- tai useampika-navaista infrapunadetektoria (5). 5 72603
4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen laite tunnettu siitä, että tutkittavan materiaalin (9) sisään työnnettävä mittauspään osa konstruoidaan optista kaapelia (10, 11) käyttäen. 5
5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen laite tunnettu siitä, että laitetta käytetään muun aineen kuin veden pitoisuuden mittaamiseen toisessa aineessa.
6 72603
FI823667A 1981-12-23 1982-10-27 Maethuvud foer infraroed fuktmaetare. FI72603C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI814150 1981-12-23
FI814150A FI65143C (fi) 1981-12-23 1981-12-23 Maethuvud foer infraroedhygrometer

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI823667A0 FI823667A0 (fi) 1982-10-27
FI823667L FI823667L (fi) 1983-06-24
FI72603B FI72603B (fi) 1987-02-27
FI72603C true FI72603C (fi) 1987-06-08

Family

ID=8514970

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI814150A FI65143C (fi) 1981-12-23 1981-12-23 Maethuvud foer infraroedhygrometer
FI823667A FI72603C (fi) 1981-12-23 1982-10-27 Maethuvud foer infraroed fuktmaetare.

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI814150A FI65143C (fi) 1981-12-23 1981-12-23 Maethuvud foer infraroedhygrometer

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0096696B1 (fi)
CA (1) CA1216760A (fi)
DE (1) DE3275870D1 (fi)
FI (2) FI65143C (fi)
IE (1) IE53682B1 (fi)
WO (1) WO1983002326A1 (fi)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1201299A (en) * 1982-11-29 1986-03-04 Albert Brunsting Optical readhead
CA1273223A (en) * 1985-06-25 1990-08-28 Richard D. Mclachlan Methods and apparatus for measuring the light absorbance of a fluid medium
US5128882A (en) * 1990-08-22 1992-07-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Device for measuring reflectance and fluorescence of in-situ soil
DE4040101A1 (de) * 1990-12-14 1992-06-17 Siemens Ag Materialfeuchte-messverfahren, verwendung und messeinrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
WO1994007127A1 (en) * 1992-09-14 1994-03-31 Sippican, Inc. Apparatus and method for measuring chemical concentrations
SE502148C2 (sv) * 1993-12-03 1995-08-28 Bexelius Anordning för mätning av mängden fast substans i ett fluidum med ljus
CN1036679C (zh) * 1994-01-31 1997-12-10 浙江大学 电斩光近红外水分仪
US5739536A (en) * 1995-12-14 1998-04-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber optic infrared cone penetrometer system
EP1896836A4 (en) * 2005-06-27 2009-10-21 Colin Jeffress SPECTROSCOPIC LANCE FOR SAMPLING BULK PRODUCT
AU2006264210B2 (en) * 2005-06-27 2010-07-22 Colin Jeffress Spectroscopic lance for bulk sampling
FR2918458B1 (fr) 2007-07-06 2012-07-20 Univ Toulouse Le Mirail Dispositif de mesure non destructive de l'hydratation d'un vegetal dans son environnement naturel
SE532397C2 (sv) * 2008-10-09 2010-01-12 Microfluid Ab Vätskefilmmätare
DE102010030131B4 (de) * 2010-06-15 2011-12-29 Dow Deutschland Anlagengesellschaft Mbh Handgerät sowie Verfahren zum Untersuchen eines korrosionsanfälligen metallischen Gegenstands auf Korrosion

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3141094A (en) * 1960-10-27 1964-07-14 Beckman Instruments Inc Photoelectric immersion probe
US3263553A (en) * 1961-12-12 1966-08-02 Warner Lambert Pharmaceutical Photoelectric immersion probe
US3557619A (en) * 1969-03-17 1971-01-26 Phys Chemical Research Corp Humidity measuring method and apparatus
FR2050928A5 (fi) * 1969-06-30 1971-04-02 Thomson Csf
DE2034344A1 (de) * 1970-07-10 1972-01-13 Ulrich H Einrichtung zur Messung physikalischer Großen durch Messung der Intensität eines Lichtstrahlenbundels
CA1089252A (en) * 1976-10-18 1980-11-11 John M. Sperinde Optical catheter not requiring individual calibration

Also Published As

Publication number Publication date
CA1216760A (en) 1987-01-20
IE53682B1 (en) 1989-01-04
FI814150L (fi) 1983-06-24
EP0096696A1 (en) 1983-12-28
FI72603B (fi) 1987-02-27
EP0096696B1 (en) 1987-03-25
IE823074L (en) 1983-06-23
FI823667L (fi) 1983-06-24
FI65143B (fi) 1983-11-30
FI823667A0 (fi) 1982-10-27
DE3275870D1 (en) 1987-04-30
FI65143C (fi) 1984-03-12
WO1983002326A1 (en) 1983-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI72603C (fi) Maethuvud foer infraroed fuktmaetare.
US7245373B2 (en) Spectrometer system for optical reflectance measurements
US5272090A (en) Sensor element for determining the amount of oxygen dissolved in a sample
KR101411102B1 (ko) 자외선 방어효과의 평가장치
FI964263A0 (fi) Menetelmä ja laite glukoosin analysoimiseksi biologisesta näytteestä
EP0214040A3 (en) Fiber-optic sensor and method of use
EP3134714B1 (en) Integrated spectrometer with single detector
EP0272466B1 (en) Distributed temperature sensor using an optical fibre as sensing element
JPH01105134A (ja) 測光装置
US5739535A (en) Optical gas analyzer
KR102534563B1 (ko) 테스트 샘플에 대한 광 흡수 측정과 레퍼런스 샘플에 대한 컴플라이언스 측정을 수행하기 위한 장치 및 방법
FI112975B (fi) Menetelmä ja laitteisto paperin laatuominaisuuksien mittaamiseksi liikkuvasta paperiradasta paperikoneella
KR19990029895A (ko) 특정성분의 농도측정장치 및 농도측정방법
US6737649B2 (en) Infrared analysis instrument with offset probe for particulate sample
JPS58156837A (ja) 光学式ガス分析用測定装置
US9134252B2 (en) Head for an evanescent-wave fibre-optic sensor
Beguš et al. A novel NIR laser-based sensor for measuring the surface moisture in polymers
NL8400451A (nl) Optische concentratie- en deeltjesgroottemeter.
RU2113711C1 (ru) Инфракрасный измеритель влажности продуктов и материалов
HUT59489A (en) Sensor for detecting absorption of the electromagnetic radiation
JPH1137938A (ja) 拡散反射光計測装置
RU2110065C1 (ru) Устройство для определения концентрации жира и белка в молоке и молочных продуктах
EA038299B1 (ru) Инфракрасный волоконно-оптический датчик для определения количества влаги в трансформаторном масле
RU2003974C1 (ru) Устройство дл определени концентрации компонент взвесей в многокомпонентных системах
RU94021135A (ru) Устройство для определения концентрации частиц в потоке жидкости или газа

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS