JP2906613B2 - 水分量測定装置 - Google Patents
水分量測定装置Info
- Publication number
- JP2906613B2 JP2906613B2 JP21480990A JP21480990A JP2906613B2 JP 2906613 B2 JP2906613 B2 JP 2906613B2 JP 21480990 A JP21480990 A JP 21480990A JP 21480990 A JP21480990 A JP 21480990A JP 2906613 B2 JP2906613 B2 JP 2906613B2
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- Japan
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- paper
- scattering
- calculating
- calibration curve
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は，紙の散乱度を用いて検量線を一本化した水
分量測定装置に関する。
分量測定装置に関する。
＜従来の技術＞ 紙の水分量を求める装置として第６図に示す構成のも
のが知られている。図において,1は光源であり，図では
省略するがチョッパ，フィルタを含んでいる。７は紙,8
は検出器,10は演算手段である。
のが知られている。図において,1は光源であり，図では
省略するがチョッパ，フィルタを含んでいる。７は紙,8
は検出器,10は演算手段である。
上記構成において，紙７の水分により吸収されて減衰
する波長の光（Ｍ）と吸収されない波長の光（Ｒ）の光
量の比R/Mの関係を演算手段10で演算し，検量線と比較
することにより紙の水分量を求めることができる。
する波長の光（Ｍ）と吸収されない波長の光（Ｒ）の光
量の比R/Mの関係を演算手段10で演算し，検量線と比較
することにより紙の水分量を求めることができる。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら，第６図に示す水分計においては紙の散
乱による影響が大きくなり，検量線が紙の散乱度合によ
り異なってくるという問題があった。このため予め用意
する検量線の本数を多くする必要があり，また，現場で
散乱の異なる紙の水分を測定する場合，検量線の入替え
や作り直しに手間がかかるという問題があった。
乱による影響が大きくなり，検量線が紙の散乱度合によ
り異なってくるという問題があった。このため予め用意
する検量線の本数を多くする必要があり，また，現場で
散乱の異なる紙の水分を測定する場合，検量線の入替え
や作り直しに手間がかかるという問題があった。
本発明は上記従来技術の問題を解決するために成され
たもので散乱度を用いて検量線を一本化した水分量測定
装置を提供することを目的としている。
たもので散乱度を用いて検量線を一本化した水分量測定
装置を提供することを目的としている。
＜課題を解決するための手段＞ 上記従来技術の問題点を解決する為の本発明の構成
は、水分に対して吸収を受ける波長の光（Ｍ光）と吸収
を受けない波長の光（Ｒ光）を放射する光源と、前記光
源からの光を紙を介して受光する光検出器と、前記光検
出器の出力信号に基づいて前記Ｍ光とＲ光の比を演算す
る第１の演算手段と、前記紙の散乱度を測定する散乱度
測定手段と、第２の演算手段からなり、この第２の演算
手段には複数の紙について前記第１の演算手段で演算し
たＭ光とＲ光の比と水分量の関係から求めた直進光検量
線の傾きと散乱度の相関を示す一本の散乱感度曲線と、
水分が零のときの前記複数の紙の直進光検量線のＭ光と
Ｒ光の比の平均から求めた値（切片）が予め入力されて
おり、これらの値と前記散乱度測定手段で測定した散乱
度をもとに直進光検量線の傾きを求め、この直進光検量
線の傾きと前記切片から紙の水分量を演算することを特
徴とするものである。
は、水分に対して吸収を受ける波長の光（Ｍ光）と吸収
を受けない波長の光（Ｒ光）を放射する光源と、前記光
源からの光を紙を介して受光する光検出器と、前記光検
出器の出力信号に基づいて前記Ｍ光とＲ光の比を演算す
る第１の演算手段と、前記紙の散乱度を測定する散乱度
測定手段と、第２の演算手段からなり、この第２の演算
手段には複数の紙について前記第１の演算手段で演算し
たＭ光とＲ光の比と水分量の関係から求めた直進光検量
線の傾きと散乱度の相関を示す一本の散乱感度曲線と、
水分が零のときの前記複数の紙の直進光検量線のＭ光と
Ｒ光の比の平均から求めた値（切片）が予め入力されて
おり、これらの値と前記散乱度測定手段で測定した散乱
度をもとに直進光検量線の傾きを求め、この直進光検量
線の傾きと前記切片から紙の水分量を演算することを特
徴とするものである。
＜作用＞ 第１の演算手段はR/Mの値を出力し，散乱度計は紙の
散乱度を出力する。そして，その２つの信号とあらかじ
め求めておいた２つの定数を用いて第２の演算手段によ
り紙の水分を求める。
散乱度を出力する。そして，その２つの信号とあらかじ
め求めておいた２つの定数を用いて第２の演算手段によ
り紙の水分を求める。
＜実施例＞ 以下図面に従い本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。
図において，第６図と同一要素には同一符号を付して
重複する説明は省略する。11はR/Mを演算する第１の演
算手段10の後段に設けられた第２の演算手段であり，こ
の演算手段11には散乱度計12からの散乱度（SW）が入力
されている。
重複する説明は省略する。11はR/Mを演算する第１の演
算手段10の後段に設けられた第２の演算手段であり，こ
の演算手段11には散乱度計12からの散乱度（SW）が入力
されている。
第２図は異種の紙に水分計の信号（R/M）と水分量の
関係を示す検量線（直進検量線）であり，この場合検量
線はR/M＝ａ×MW＋ｂと表わすことができる。
関係を示す検量線（直進検量線）であり，この場合検量
線はR/M＝ａ×MW＋ｂと表わすことができる。
ここで,aは 検量線の傾き bは 縦軸の切片（水分量が０のときの各検量
線の出力） 従って例えば上質紙110のR/Mと水分量MWの関係は R/M＝0.12317×MW＋1.832となる。
線の出力） 従って例えば上質紙110のR/Mと水分量MWの関係は R/M＝0.12317×MW＋1.832となる。
また,aの値は紙によって様々な値をとる。
第３図は本特許出願人が実験により求めた第２図にお
ける検量線の傾きと散乱度（SW）の関係を示す一本の散
乱感度曲線であり，例えば上質紙110はイにプロットさ
れ，上質紙90はロ点に，上質紙64はハ点に，サンコピー
（商品名）40はニ点にプロットされる。この様に，各紙
の検量線の傾きは散乱度と相関があり，この関係は a-＝Ｐ×SWと表わすことができる。
ける検量線の傾きと散乱度（SW）の関係を示す一本の散
乱感度曲線であり，例えば上質紙110はイにプロットさ
れ，上質紙90はロ点に，上質紙64はハ点に，サンコピー
（商品名）40はニ点にプロットされる。この様に，各紙
の検量線の傾きは散乱度と相関があり，この関係は a-＝Ｐ×SWと表わすことができる。
Ｐ＝プロットを結んだ線の傾きであり，この図から求
めることができる。
めることができる。
第２の演算手段は予め求めた前記ｂの値（ここでは各
検量線の切片は一定の（平均）値に纏めるものとする）
とＰの値をメモリーに格納しておく。
検量線の切片は一定の（平均）値に纏めるものとする）
とＰの値をメモリーに格納しておく。
そして検量線は先に示すように R/M＝ａ×MW＋ｂで表わされ a-＝Ｐ＋SWなので R/M＝Ｐ×SW×MW＋ｂ となり，第２の演算手段11は第１の演算手段からの出力
でR/Mを求め，散乱度計からの出力swとから水分量MWを
次式により演算する。
でR/Mを求め，散乱度計からの出力swとから水分量MWを
次式により演算する。
MW＝（R/M−ｂ）／（Ｐ×SW） ここで,bとＰは定数なのでR/MとSWの値を求めればMWを
求めることができる。
求めることができる。
ここで，散乱度を求める手段の一例について第４図の
原理構成図を用いて簡単に説明する。
原理構成図を用いて簡単に説明する。
第４図において,1はランプ（ハロゲンランプ）,2はラ
ンプ１からの光をコリメートするコリメータレンズ,3は
一定速度で回転するチョッパーホイールであり，このチ
ョッパーホイール３には0.7〜1.3μｍの範囲の任意の波
長の赤外線を透過させるフィルタ４が同心円上に設けら
れている。５は例えば光ファイバからなる導光手段であ
り，この光ファイバにフィルタ４を透過した一定波長範
囲の赤外線が入射する。６は散乱度を測定すべき紙,7は
紙６に密着して配置された例えばオパールガラス等の拡
散材であり，導光手段５からの出射光が紙を照射する。
8aは導光手段の出射口に対向する位置に拡散材７を介し
て配置された光検出素子,9は光検出素子からの信号を入
力して散乱度を演算する演算手段である。
ンプ１からの光をコリメートするコリメータレンズ,3は
一定速度で回転するチョッパーホイールであり，このチ
ョッパーホイール３には0.7〜1.3μｍの範囲の任意の波
長の赤外線を透過させるフィルタ４が同心円上に設けら
れている。５は例えば光ファイバからなる導光手段であ
り，この光ファイバにフィルタ４を透過した一定波長範
囲の赤外線が入射する。６は散乱度を測定すべき紙,7は
紙６に密着して配置された例えばオパールガラス等の拡
散材であり，導光手段５からの出射光が紙を照射する。
8aは導光手段の出射口に対向する位置に拡散材７を介し
て配置された光検出素子,9は光検出素子からの信号を入
力して散乱度を演算する演算手段である。
第５図は紙の吸収特性と散乱特性を示すもので，上質紙
（坪量80g/m2）に赤外線を照射した場合の波長λと比散
乱係数Ｓ（cm2/g）と比吸収係数Ｋ（cm2/g）の関係を示
している。第５図において0.7〜1.3μｍの波長は比吸収
係数がほとんど零であり，このことは，この範囲の波長
の赤外線は紙に吸収されないことを示している。
（坪量80g/m2）に赤外線を照射した場合の波長λと比散
乱係数Ｓ（cm2/g）と比吸収係数Ｋ（cm2/g）の関係を示
している。第５図において0.7〜1.3μｍの波長は比吸収
係数がほとんど零であり，このことは，この範囲の波長
の赤外線は紙に吸収されないことを示している。
第４図の構成において，導光手段から出射した例えば
１μｍの波長の光は紙４に投射され散乱・透過する。紙
を透過した光量をＶとすると，このＶは紙に密着して配
置された拡散材７によって散乱されるので，検出器には
α・Ｖの光量が入射する（αは拡散材の材質や厚さ等に
よって決まる定数でα＜１）。
１μｍの波長の光は紙４に投射され散乱・透過する。紙
を透過した光量をＶとすると，このＶは紙に密着して配
置された拡散材７によって散乱されるので，検出器には
α・Ｖの光量が入射する（αは拡散材の材質や厚さ等に
よって決まる定数でα＜１）。
一方紙がなく導光手段から出射した光が直接拡散材を
透過した場合の透過光量をα・VOとすると（このα・VO
は予め測定しておくものとする）拡散透過率Ｔは Ｔ＝（α・Ｖ）／（α・VO）＝V/VO …（１） となる。なお，この様に拡散材を用いて散乱特性を有す
るサンプルの拡散透過率を求める方法はオパールグラス
法として従来より知られている。
透過した場合の透過光量をα・VOとすると（このα・VO
は予め測定しておくものとする）拡散透過率Ｔは Ｔ＝（α・Ｖ）／（α・VO）＝V/VO …（１） となる。なお，この様に拡散材を用いて散乱特性を有す
るサンプルの拡散透過率を求める方法はオパールグラス
法として従来より知られている。
また，散乱度SWは拡散透過率Ｔを用いて公知の次式に
より求めることができる。
より求めることができる。
SW＝（1/T）−１ …（２） 演算手段９はα・VOの値をメモリに格納しておき一定
のタイミングで送られてくる信号（α・Ｖ）に基づいて
前記（１），（２）式を演算して散乱度を出力する。
のタイミングで送られてくる信号（α・Ｖ）に基づいて
前記（１），（２）式を演算して散乱度を出力する。
なお，散乱度を求める手段はこの例に限るものではな
い。
い。
＜発明の効果＞ 以上実施例とともに具体的に説明したように本発明に
よれば，一つの散乱感度曲線で複数種類の紙の水分を求
めることができる。
よれば，一つの散乱感度曲線で複数種類の紙の水分を求
めることができる。
第１図は本発明の水分計の構成を示す図，第２図は複数
の紙の検量線を示す図，第３図は第２図における検量線
の傾きと散乱度（SW）の関係を示す図，第４図は散乱度
を測定する場合の一例を示す構成図，第５図は比散乱係
数と比吸収係数の関係示す図，第６図は従来の水分量測
定装置の構成図である。 １…ランプ,2…レンズ,3…チョッパーホイール,4…フィ
ルタ,5…導光手段,6…紙,7…拡散材,8,8a…光検出素子,
9…演算手段,10…第１の演算手段,11…第２の演算手段,
12…散乱度計。
の紙の検量線を示す図，第３図は第２図における検量線
の傾きと散乱度（SW）の関係を示す図，第４図は散乱度
を測定する場合の一例を示す構成図，第５図は比散乱係
数と比吸収係数の関係示す図，第６図は従来の水分量測
定装置の構成図である。 １…ランプ,2…レンズ,3…チョッパーホイール,4…フィ
ルタ,5…導光手段,6…紙,7…拡散材,8,8a…光検出素子,
9…演算手段,10…第１の演算手段,11…第２の演算手段,
12…散乱度計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯崎 健二 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横 河電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−156544（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−140134（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−38635（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61
Claims (1)
- 【請求項１】水分に対して吸収を受ける波長の光（Ｍ
光）と吸収を受けない波長の光（Ｒ光）を放射する光源
と、前記光源からの光を紙を介して受光する光検出器
と、前記光検出器の出力信号に基づいて前記Ｍ光とＲ光
の比を演算する第１の演算手段と、前記紙の散乱度を測
定する散乱度測定手段と、第２の演算手段からなり、こ
の第２の演算手段には複数の紙について前記第１の演算
手段で演算したＭ光とＲ光の比と水分量の関係から求め
た直進光検量線の傾きと散乱度の相関を示す一本の散乱
感度曲線と、水分が零のときの前記複数の紙の直進光検
量線のＭ光とＲ光の比の平均から求めた値（切片）が予
め入力されており、これらの値と前記散乱度測定手段で
測定した散乱度をもとに直進光検量線の傾きを求め、こ
の直進光検量線の傾きと前記切片から紙の水分量を演算
することを特徴とする水分量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21480990A JP2906613B2 (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 水分量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21480990A JP2906613B2 (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 水分量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0495856A JPH0495856A (ja) | 1992-03-27 |
| JP2906613B2 true JP2906613B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=16661884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21480990A Expired - Lifetime JP2906613B2 (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 水分量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2906613B2 (ja) |
-
1990
- 1990-08-14 JP JP21480990A patent/JP2906613B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0495856A (ja) | 1992-03-27 |
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