JPH02281129A - 進行するシート材の特性を検出する光システム - Google Patents
進行するシート材の特性を検出する光システムInfo
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- JPH02281129A JPH02281129A JP2056763A JP5676390A JPH02281129A JP H02281129 A JPH02281129 A JP H02281129A JP 2056763 A JP2056763 A JP 2056763A JP 5676390 A JP5676390 A JP 5676390A JP H02281129 A JPH02281129 A JP H02281129A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は一般的には製造中のシート材の特性を測定する
システムに関し、より具体的にはシートの特性を測定す
るのに光学的方法を使用する測定システムに関する。
システムに関し、より具体的にはシートの特性を測定す
るのに光学的方法を使用する測定システムに関する。
シート材の製造においては、各種のシート特性をオンラ
インで、すなわちシート製造機が動作中に検出できるこ
とが良く知られている。オンライン測定装置はたとえば
基礎重量、乾燥基礎重量、含水率及び厚さなどのシート
特性を測定する装置を有している。典型的にはこのよう
なオンライン装置は横断方向にシートを周期的に横切っ
たり、走査する検出器を備えている。ここで横断方向と
はシート進行方向に垂直な方向である。あるシート製造
機では横断方向の巾は100インチから400インチ以
上になる。
インで、すなわちシート製造機が動作中に検出できるこ
とが良く知られている。オンライン測定装置はたとえば
基礎重量、乾燥基礎重量、含水率及び厚さなどのシート
特性を測定する装置を有している。典型的にはこのよう
なオンライン装置は横断方向にシートを周期的に横切っ
たり、走査する検出器を備えている。ここで横断方向と
はシート進行方向に垂直な方向である。あるシート製造
機では横断方向の巾は100インチから400インチ以
上になる。
シート製造機に使用される既知の走査検出器はシートが
赤外光又は他の既知の波長の放射ビームから吸収する放
射量を検出することで基礎重量を測定する検出器を有し
ている。このような検出器を用いるシステムではシート
を通過した放射は通常2つの異なる波長巾で比較される
。1方は測定波長巾でもう一方は参照波長巾である。走
査検出器には多くの利点もあるが、いくつかの実用上の
欠点もある。たとえば横断に要する時間が制御の遅れに
なることがあり、この遅れが時には数分を越える。
赤外光又は他の既知の波長の放射ビームから吸収する放
射量を検出することで基礎重量を測定する検出器を有し
ている。このような検出器を用いるシステムではシート
を通過した放射は通常2つの異なる波長巾で比較される
。1方は測定波長巾でもう一方は参照波長巾である。走
査検出器には多くの利点もあるが、いくつかの実用上の
欠点もある。たとえば横断に要する時間が制御の遅れに
なることがあり、この遅れが時には数分を越える。
これまでの走査検出器の限界のため、シート特性検出用
の複数の同一の検出器をシート製造機の横断方向の定ま
った位置に取り付けることが提案されている。例として
は、アメリカ特許第3806730では1つの光源から
進行するシートの表面へ光を分配する固定分配チューブ
のセットを有するオンライン測定システムが提案されて
いる。この特許によれば分配チューブはアルミニュウム
製パイプで内面が反射面である。この特許のシステムで
は更にシートを透過した光を受けそして伝送するために
取り付けられた同様の受光チューブを有する。
の複数の同一の検出器をシート製造機の横断方向の定ま
った位置に取り付けることが提案されている。例として
は、アメリカ特許第3806730では1つの光源から
進行するシートの表面へ光を分配する固定分配チューブ
のセットを有するオンライン測定システムが提案されて
いる。この特許によれば分配チューブはアルミニュウム
製パイプで内面が反射面である。この特許のシステムで
は更にシートを透過した光を受けそして伝送するために
取り付けられた同様の受光チューブを有する。
受光チューブは受けた光を検出器に伝送し、この特許に
よれば検出器の出力がシート材の基礎重量と水分量を評
価するのに使われる。この特許では各分配チューブは対
応する受光チューブと一対になり、各チューブの組合せ
で光の総伝達距離が同じにすることが示されている。
よれば検出器の出力がシート材の基礎重量と水分量を評
価するのに使われる。この特許では各分配チューブは対
応する受光チューブと一対になり、各チューブの組合せ
で光の総伝達距離が同じにすることが示されている。
すなわち実用上の点からは、アメリカ特許第38067
30のシステムでは光源と検出器がそれぞれシートの反
対側に位置することが必要になる。
30のシステムでは光源と検出器がそれぞれシートの反
対側に位置することが必要になる。
一般的に本発明は検出器を移動すること無しにシート材
の光学的に検出可能な特性を測定するシステムを提供す
る。測定される特性はたとえば乾燥基礎重量と水分であ
る。更に具体的には本発明に基ずくシステムは一般に赤
外光を光源から大体等間隔の位置でシート材の一つの面
に照射する装置へ伝達するよう結合された光ファイバの
束の第1のグループを有する。更に本システムはシート
材を透過した光を伝送するよう結合された光ファイバの
束の第2のグループを有する。更に本システムはシート
材の光学的に検出可能な特性の測定をする第2のグルー
プの光ファイバに結合した光検出器を有する。
の光学的に検出可能な特性を測定するシステムを提供す
る。測定される特性はたとえば乾燥基礎重量と水分であ
る。更に具体的には本発明に基ずくシステムは一般に赤
外光を光源から大体等間隔の位置でシート材の一つの面
に照射する装置へ伝達するよう結合された光ファイバの
束の第1のグループを有する。更に本システムはシート
材を透過した光を伝送するよう結合された光ファイバの
束の第2のグループを有する。更に本システムはシート
材の光学的に検出可能な特性の測定をする第2のグルー
プの光ファイバに結合した光検出器を有する。
本発明のこれまで述べた点や他の点はこれからの説明と
本発明の代表的実施例を示す図を参照してより明確にさ
れる。各図では参照番号は共通である。
本発明の代表的実施例を示す図を参照してより明確にさ
れる。各図では参照番号は共通である。
第1図は一般に機械によって製造されるシート材9の光
学的測定を行なうためシート製造機に取り付けた測定シ
ステムを示す。シート材はたとえばプラスチックや紙で
ある。測定するシート材の特性は普通基礎重量又は水分
量である。シート材9の進行方向は矢印で示されている
。
学的測定を行なうためシート製造機に取り付けた測定シ
ステムを示す。シート材はたとえばプラスチックや紙で
ある。測定するシート材の特性は普通基礎重量又は水分
量である。シート材9の進行方向は矢印で示されている
。
構造用語では、第1図の測定システムはシート9の異な
る表面に隣接してシート製造機の水平にさし渡すよう取
り付けられた平行な部材15と17を有する。以下さら
に詳しく述べる。測定システムは一般に、シート9の隣
接した表面に光を集光するため部材15に沿って配置さ
れた装置53 A −53Nの選択されたものに変調し
た光を送る光源21を有している。第1図に示されてい
ないが、受け装置はシート9を通過した光を集め、そし
て集めた光を検出器23に送る。検出器23の出力は普
通のマイクロプロセッサ登載のコンピュータ23Aに送
られ、選択された横方向位置におけるシート9の特性を
計算される。実際問題として検出器23とコンピュータ
23Aはシート製造装置より実質的に離れた場所を含め
事実上どんな場所に位置しても良い。
る表面に隣接してシート製造機の水平にさし渡すよう取
り付けられた平行な部材15と17を有する。以下さら
に詳しく述べる。測定システムは一般に、シート9の隣
接した表面に光を集光するため部材15に沿って配置さ
れた装置53 A −53Nの選択されたものに変調し
た光を送る光源21を有している。第1図に示されてい
ないが、受け装置はシート9を通過した光を集め、そし
て集めた光を検出器23に送る。検出器23の出力は普
通のマイクロプロセッサ登載のコンピュータ23Aに送
られ、選択された横方向位置におけるシート9の特性を
計算される。実際問題として検出器23とコンピュータ
23Aはシート製造装置より実質的に離れた場所を含め
事実上どんな場所に位置しても良い。
第1図の測定システムの2つの特有の実施例をこれから
説明する。最初の実施例が第2図から第6図に示され、
第2の実施例が第7図から第11図に示される。両方の
具体例は同じ外見を有するが、多くの部品は異なる。
説明する。最初の実施例が第2図から第6図に示され、
第2の実施例が第7図から第11図に示される。両方の
具体例は同じ外見を有するが、多くの部品は異なる。
第2図のシステムでは、光源21は変調装置24に継な
がれ、この変調装置はたとえば光源のパルスをくり返し
作るシャッター型の機構を有している。
がれ、この変調装置はたとえば光源のパルスをくり返し
作るシャッター型の機構を有している。
更に第2図に示すように光ファイバの東25は、変調器
24から第1の回転型マルチプレクサ27へ光を伝える
ために取り付けられている。回転型マルチプレタサ27
から種々の長さの光ファイバ束43A43Nが照射装置
53 A −53Nに延びている。特に光ファイバ束4
3Aは照射装置53Aに継ながり、光ファイバ東43B
は照射装置53Bに継ながり、他も同様である。各照射
装置53 A −53Nは構造部材15に固定されて取
り付けられ、第2図の縦方向の矢印で示すように一般的
に光をシート9の表面に垂直に向けるよう位置している
。
24から第1の回転型マルチプレクサ27へ光を伝える
ために取り付けられている。回転型マルチプレタサ27
から種々の長さの光ファイバ束43A43Nが照射装置
53 A −53Nに延びている。特に光ファイバ束4
3Aは照射装置53Aに継ながり、光ファイバ東43B
は照射装置53Bに継ながり、他も同様である。各照射
装置53 A −53Nは構造部材15に固定されて取
り付けられ、第2図の縦方向の矢印で示すように一般的
に光をシート9の表面に垂直に向けるよう位置している
。
第2図に示すように、受光装置55 A −55Nはそ
れぞれの照射装置53 A −53Nに対し垂直な一直
線、の配置になるように構造部材17に沿って固定され
ている。受光装置55 A −55Nからそれぞれ、光
ファイバ東57 A −57Nは受光した光を第2の回
転マルチプレクサ72に送る。第2の回転マルチプレク
サ72から、光は光ファイバ束73を通して検出器23
に送られる。
れぞれの照射装置53 A −53Nに対し垂直な一直
線、の配置になるように構造部材17に沿って固定され
ている。受光装置55 A −55Nからそれぞれ、光
ファイバ東57 A −57Nは受光した光を第2の回
転マルチプレクサ72に送る。第2の回転マルチプレク
サ72から、光は光ファイバ束73を通して検出器23
に送られる。
光源21の実施例は第3図に示される。この実施例では
、光源は放物面反射鏡で囲まれた部分に固定して取り付
けられた白熱ランプ61を有している。
、光源は放物面反射鏡で囲まれた部分に固定して取り付
けられた白熱ランプ61を有している。
実際ランプ61は1.3R1から2.IJlmの間の波
長の光を有する赤外発光の広いスペクトルを出す型式で
ある。
長の光を有する赤外発光の広いスペクトルを出す型式で
ある。
回転マルチプレクサ27の実施例は第4図と第5図に示
される。この実施例では回転マルチプレクサは中心軸に
沿って形成された開ロア5を有する回転円板74を有す
る。光ファイバ束77が開ロア5から円板74の周辺に
延びている。実際にはファイバ束77は円板と一緒に回
転するように取り付けられている。回転マルチプレクサ
27は円板74の周辺を囲むように取り付けられた固定
外輪部材76も有する。
される。この実施例では回転マルチプレクサは中心軸に
沿って形成された開ロア5を有する回転円板74を有す
る。光ファイバ束77が開ロア5から円板74の周辺に
延びている。実際にはファイバ束77は円板と一緒に回
転するように取り付けられている。回転マルチプレクサ
27は円板74の周辺を囲むように取り付けられた固定
外輪部材76も有する。
外輪部材76は光ファイバ束43A−43Nを取り付け
る手段を備え、図で説明するようにこの光ファイバ束は
その端を円板74の周辺に向けるように間隔をおいて外
輪部材に付けられている。
る手段を備え、図で説明するようにこの光ファイバ束は
その端を円板74の周辺に向けるように間隔をおいて外
輪部材に付けられている。
第4図と第5図の回転マルチプレクサ27の動作をこれ
から説明する。動作中、パルス光は光ファイバをよった
ストランド25からストランド77へ送られる時、円板
74は一般に一定速度で回転される。
から説明する。動作中、パルス光は光ファイバをよった
ストランド25からストランド77へ送られる時、円板
74は一般に一定速度で回転される。
(第5図は光フアイバストランド25と77の間の光結
合を示す。)円板74が回転すると光ファイバ束77は
順次光を束43A−43Nに送る。たとえば第4図に示
される位置での円板74では、光ファイバ束77の外側
の端は光ファイバ束43Eの端と光学的に結ばれる。よ
って円板74が第4図に示す位置から時計回り方向へ回
転すると、束77は東43F、43G等へと順次光を配
る。
合を示す。)円板74が回転すると光ファイバ束77は
順次光を束43A−43Nに送る。たとえば第4図に示
される位置での円板74では、光ファイバ束77の外側
の端は光ファイバ束43Eの端と光学的に結ばれる。よ
って円板74が第4図に示す位置から時計回り方向へ回
転すると、束77は東43F、43G等へと順次光を配
る。
第2の回転マルチプレクサ72(第2図)は構造的にマ
ルチプレクサ27と同一で良いということを理解する必
要がある。動作中、第2回転マルチプレクサ72は光フ
ァイバ束57 A −57Nから順次光のパルスを受け
、そして連続して受けた光を束73に連続して送る。マ
ルチプレクサ27と72は同調して動作すると良い。
ルチプレクサ27と同一で良いということを理解する必
要がある。動作中、第2回転マルチプレクサ72は光フ
ァイバ束57 A −57Nから順次光のパルスを受け
、そして連続して受けた光を束73に連続して送る。マ
ルチプレクサ27と72は同調して動作すると良い。
第6図は光検出器23を有する構成要素の1つの例を示
す。この実施例では光検出器23は、光ファイバ束73
の端に置かれたビームスプリッタ−用ミラー81と、ビ
ームスプリッタ−用ミラー81で反射された光線を受け
るために取付けられた光電検出器93と、通過した光線
を受けるために取付られた第2の光電検出器95を有す
る。更に検出器23は光電検出器93と95からの出力
信号を受けるように結合された通常のアナログ−デジタ
ル変換器を有する。実際には光電検出器93と95はそ
れぞれ光バンドパスフィルタと光電変換器を有する。第
6図で示すように検出器93に含まれたバンドパスフィ
ル夕は93Bで表わされ、検出器93に含まれた光電変
換器は93Aで表わされる。同様に検出器95に含まれ
るバンドパスフィルタは95Bで表わされ、検出器95
に含まれる光電変換器は95Aで表わされる。
す。この実施例では光検出器23は、光ファイバ束73
の端に置かれたビームスプリッタ−用ミラー81と、ビ
ームスプリッタ−用ミラー81で反射された光線を受け
るために取付けられた光電検出器93と、通過した光線
を受けるために取付られた第2の光電検出器95を有す
る。更に検出器23は光電検出器93と95からの出力
信号を受けるように結合された通常のアナログ−デジタ
ル変換器を有する。実際には光電検出器93と95はそ
れぞれ光バンドパスフィルタと光電変換器を有する。第
6図で示すように検出器93に含まれたバンドパスフィ
ル夕は93Bで表わされ、検出器93に含まれた光電変
換器は93Aで表わされる。同様に検出器95に含まれ
るバンドパスフィルタは95Bで表わされ、検出器95
に含まれる光電変換器は95Aで表わされる。
第6図の光検出器において、バンドパスフィルタ93B
と95Bは通常それを通過する光の波長がそれぞれ異な
る。説明の便宜上バンドパスフィルタ93Bを通過する
光の波長を゛測定゛′波長と呼び、バンドパスフィルタ
95Bを通過する波長を゛参照″波長と呼ぶことにする
。紙を製造する動作において測定をする時、たとえば゛
測定″波長は通常紙による選択的吸収に合せて選ばれ、
参照波長はより少ない本質的吸収に合せて選ばれる。
と95Bは通常それを通過する光の波長がそれぞれ異な
る。説明の便宜上バンドパスフィルタ93Bを通過する
光の波長を゛測定゛′波長と呼び、バンドパスフィルタ
95Bを通過する波長を゛参照″波長と呼ぶことにする
。紙を製造する動作において測定をする時、たとえば゛
測定″波長は通常紙による選択的吸収に合せて選ばれ、
参照波長はより少ない本質的吸収に合せて選ばれる。
第6図の光検出器23の動作で、光電変換器93Aと9
5Aはアナログ−デジタル変換器96へのアナログ信号
を出す。よって(アナログ−デジタル〉変換器96はア
ナログ信号をデジタル化し、デジタル信号をコンピュー
タ23Aに送る。デジタル信号と通常のアルゴリズムに
基すいて、コンピュータ23Aは測定した各横断的位置
の巻取紙9の特性の測定値を表わす数値を計算する。
5Aはアナログ−デジタル変換器96へのアナログ信号
を出す。よって(アナログ−デジタル〉変換器96はア
ナログ信号をデジタル化し、デジタル信号をコンピュー
タ23Aに送る。デジタル信号と通常のアルゴリズムに
基すいて、コンピュータ23Aは測定した各横断的位置
の巻取紙9の特性の測定値を表わす数値を計算する。
第2図から第6図の全体の測定システムの動作について
説明する。動作を始めるために、光源21は点灯されそ
して変調装置24が動作される。典型的には変調装置2
4は比較的高い周波数、すなわち525Hz以上で光を
断続する。断続された光は光ファイバ束25を通じて回
転マルチプレクサ27に送られる。上記のようにマルチ
プレクサ27は断続された光を光ファイバ束43 A
−43Nに順次配るように動作する。束43A−43N
は分配された光をそれぞれの照射装置53 A−53N
に送り、照射装置はシート9の隣接した表面にほぼ垂直
に光を向けるよう働く。シートを通過した光は受光装置
55 A −55Nで集められ、光ファイバ束57A−
57Nを通じてそれぞれ第2の回転マルチプレクサ72
に送られる。
説明する。動作を始めるために、光源21は点灯されそ
して変調装置24が動作される。典型的には変調装置2
4は比較的高い周波数、すなわち525Hz以上で光を
断続する。断続された光は光ファイバ束25を通じて回
転マルチプレクサ27に送られる。上記のようにマルチ
プレクサ27は断続された光を光ファイバ束43 A
−43Nに順次配るように動作する。束43A−43N
は分配された光をそれぞれの照射装置53 A−53N
に送り、照射装置はシート9の隣接した表面にほぼ垂直
に光を向けるよう働く。シートを通過した光は受光装置
55 A −55Nで集められ、光ファイバ束57A−
57Nを通じてそれぞれ第2の回転マルチプレクサ72
に送られる。
マルチプレクサ72から光は光ファイバ束73を通じて
検出器23に運ばれる。検出器23において上記のよう
に光は、種々の横断方向の測定位置でシート9の選択さ
れた特性の測定量になるように処理される。
検出器23に運ばれる。検出器23において上記のよう
に光は、種々の横断方向の測定位置でシート9の選択さ
れた特性の測定量になるように処理される。
第7図は第1図の測定システムのもう一つの実施例を示
している。第7図の実施例は、光源121とシート9に
さし渡して間隔をもって配置するように固定された照射
装置143A−143Nに光を分配する装置124を有
している。特に光源121は種々の長さの光ファイバ束
125A−125Nで光分配器124に結ばれている。
している。第7図の実施例は、光源121とシート9に
さし渡して間隔をもって配置するように固定された照射
装置143A−143Nに光を分配する装置124を有
している。特に光源121は種々の長さの光ファイバ束
125A−125Nで光分配器124に結ばれている。
続いて光分配器124は光ファイバ東143Ai43N
を通じてそれぞれ照射装置153A−153Nに結ばれ
ている。
を通じてそれぞれ照射装置153A−153Nに結ばれ
ている。
光源121は第8図に詳しく示される。この実施例では
光源121は中空円柱部材163の中に取り付けられた
ランプ161を有する。円柱部材163の側壁は開口の
穴が開けられ、光ファイバ束がランプ161から光を受
けるように光ファイバ束164A164 Nの端が開口
の中に取り付けられている。
光源121は中空円柱部材163の中に取り付けられた
ランプ161を有する。円柱部材163の側壁は開口の
穴が開けられ、光ファイバ束がランプ161から光を受
けるように光ファイバ束164A164 Nの端が開口
の中に取り付けられている。
また第8図は光分配器124の詳しい実施例を示す。説
明される実施例においては光分配器124は回転する円
板部材174で隔てられる2つの取り付け部材172と
173を有する。第1の取り付け部材172は光ファイ
バ東125 A−125Nの端を受ける一定間隔の開口
の円形配列を有する。同様の一定間隔の開口の円形配列
が光ファイバ束143A−143Nの端を受けるため第
2の取り付け部材173に形成されている。回転する円
板部材174は中心軸124の回りを回転するように取
り付けられそして開口の円形配列も有する。
明される実施例においては光分配器124は回転する円
板部材174で隔てられる2つの取り付け部材172と
173を有する。第1の取り付け部材172は光ファイ
バ東125 A−125Nの端を受ける一定間隔の開口
の円形配列を有する。同様の一定間隔の開口の円形配列
が光ファイバ束143A−143Nの端を受けるため第
2の取り付け部材173に形成されている。回転する円
板部材174は中心軸124の回りを回転するように取
り付けられそして開口の円形配列も有する。
第8図の光分配器124では固有の幾何学的相互関係が
ある。第1に3つの部材172と173及び174では
配列中の開口は実質的にすべて同じである。更に3つの
部材すべての開口の円形配列は実質的に同じ半径を有し
、各配列で開口は一定の同じ間隔を有する。更に取り付
け部材172と173は、部材172と173の開口の
配列が整合するように配置される。すなわち光ファイバ
東125の端は光ファイバ束143Aの端に直接向き合
い、光ファイバ東125Bの端は光ファイバ東143B
の端に直接向き合うという具合である。
ある。第1に3つの部材172と173及び174では
配列中の開口は実質的にすべて同じである。更に3つの
部材すべての開口の円形配列は実質的に同じ半径を有し
、各配列で開口は一定の同じ間隔を有する。更に取り付
け部材172と173は、部材172と173の開口の
配列が整合するように配置される。すなわち光ファイバ
東125の端は光ファイバ束143Aの端に直接向き合
い、光ファイバ東125Bの端は光ファイバ東143B
の端に直接向き合うという具合である。
そこで第8図の光分配器124の動作を説明する。
ランプ161の点灯で光は光ファイバ束125A125
Nを通して取り付け部材172に同時に送られ(19〉 る。そして部材174が回転するため、部材172と1
73及び174の開口が実質的に整合したその時だけ光
ファイバ東143A−143Nへ光が送られる。他の場
合は回転部材174が光の透過をさえぎる。回転部材1
74の開口が部材172 と173の開口に整合した場
合、すべてが同一の相である光の平行ビームが光ファイ
バ束143A−143Nへ同時に送られる。
Nを通して取り付け部材172に同時に送られ(19〉 る。そして部材174が回転するため、部材172と1
73及び174の開口が実質的に整合したその時だけ光
ファイバ東143A−143Nへ光が送られる。他の場
合は回転部材174が光の透過をさえぎる。回転部材1
74の開口が部材172 と173の開口に整合した場
合、すべてが同一の相である光の平行ビームが光ファイ
バ束143A−143Nへ同時に送られる。
第9図は光ファイバ東153A=153Nの1つから光
を受ける照射装置の1つを表わしている。装置153B
で表わされ、説明される照射装置は光ファイバ束(束1
43 B )の端を支持する取り付け金具と、束から出
た光を集める集光レンズ183Bと、シート9の表面に
平行にされた光を向けるミラー185Bを有する。説明
される実施例では、平行にされた光をシート9にほぼ垂
直に向けるためミラー185Bは水平から約45°の角
度で配置される。
を受ける照射装置の1つを表わしている。装置153B
で表わされ、説明される照射装置は光ファイバ束(束1
43 B )の端を支持する取り付け金具と、束から出
た光を集める集光レンズ183Bと、シート9の表面に
平行にされた光を向けるミラー185Bを有する。説明
される実施例では、平行にされた光をシート9にほぼ垂
直に向けるためミラー185Bは水平から約45°の角
度で配置される。
また第9図は照射装置のそれぞれに対して直線になるよ
うに固定して取り付けられた受光装置の1つを表わす。
うに固定して取り付けられた受光装置の1つを表わす。
第9図では受光装置は照射装置190Bに大体類似して
おり、同様に取り付け金馬191Bとシート9を通過し
た光を反射するため適切な角度で金具に支持されるミラ
ー193Bと反射光を集光するように取り付けられた集
光レンズ195Bを有する。1組の光ファイバ東197
Bと198Bはレンズ195Bからの光を受けるため金
具191Bによって支持される。。
おり、同様に取り付け金馬191Bとシート9を通過し
た光を反射するため適切な角度で金具に支持されるミラ
ー193Bと反射光を集光するように取り付けられた集
光レンズ195Bを有する。1組の光ファイバ東197
Bと198Bはレンズ195Bからの光を受けるため金
具191Bによって支持される。。
第10図は第7図から第9図のシステムで使われる光検
出器201を示す。説明する実施例では検出器201゛
は2列に並べられた光電検出器203め列を有する。第
1の列は光ファイバ束197A”−197Nのそれぞれ
からの光を゛参照゛′波長で検出する検出器を有する。
出器201を示す。説明する実施例では検出器201゛
は2列に並べられた光電検出器203め列を有する。第
1の列は光ファイバ束197A”−197Nのそれぞれ
からの光を゛参照゛′波長で検出する検出器を有する。
第2の列は光ファイバ束198A198Nのそれぞれか
らの光を“測定”波長で検出する検出器を有する。
らの光を“測定”波長で検出する検出器を有する。
第7図から第9図の全体の測定システムの動作を説明す
る。動作を始めるためランプ161は点灯され、光ファ
イバ束125A−125Nを通して分配器124に光を
送る。分配器124は上記の′ように動作して光ファイ
バ束143A−443Nに同時に光パルスを伝える。束
143 A ’−143Nは光をそれぞ”れの光電射装
置153 A −153Nに運び、そこから光をシート
9の表面に向ける。シートを通過した光は受光装置19
0A−19ONで集められそして光ファイバ東197A
−197Nと198A−198Nのそれぞれの組合せを
通して検出器201に送られる。検出器201の各光電
変換器からアナログ信号が電気的にマルチプレクスされ
、アナログ−デジタル変換器に送られ、そして第1図の
マイクロプロセッサ登載のコンピュータに送られる。そ
してコンピュータは選択された横断方向の位置でのシー
ト特性の測定値を出すために信号を処理する。
る。動作を始めるためランプ161は点灯され、光ファ
イバ束125A−125Nを通して分配器124に光を
送る。分配器124は上記の′ように動作して光ファイ
バ束143A−443Nに同時に光パルスを伝える。束
143 A ’−143Nは光をそれぞ”れの光電射装
置153 A −153Nに運び、そこから光をシート
9の表面に向ける。シートを通過した光は受光装置19
0A−19ONで集められそして光ファイバ東197A
−197Nと198A−198Nのそれぞれの組合せを
通して検出器201に送られる。検出器201の各光電
変換器からアナログ信号が電気的にマルチプレクスされ
、アナログ−デジタル変換器に送られ、そして第1図の
マイクロプロセッサ登載のコンピュータに送られる。そ
してコンピュータは選択された横断方向の位置でのシー
ト特性の測定値を出すために信号を処理する。
本発明は上記の実施例を特に参考にして説明したが、こ
れらの開示はこれに限られるものではない。種々の他の
例や変更がこれまでの開示により可能なことは明らかで
ある。たとえば、もし第4図と第5図の回転マルチプレ
クサ27が充分に速く回転するならば変調器24は省く
ことができることに留意する必要がある。
れらの開示はこれに限られるものではない。種々の他の
例や変更がこれまでの開示により可能なことは明らかで
ある。たとえば、もし第4図と第5図の回転マルチプレ
クサ27が充分に速く回転するならば変調器24は省く
ことができることに留意する必要がある。
本発明によりシート材の横断的方向の種々の位置でシー
トの特性を光学的に測定するシステムで、時間を要する
走査をすることなしに、光源と検出器の配置の自由度が
得られるシステムが実現できる。
トの特性を光学的に測定するシステムで、時間を要する
走査をすることなしに、光源と検出器の配置の自由度が
得られるシステムが実現できる。
第1図は本発明による測定システムの非常に一般的な概
略図、第2図は第1図の測定システムの部品の一つの実
施例を示す垂直方向の断面図、第3図は第2図の測定シ
ステムで使用される光源の一つの実施例の概略図、第4
図は第2図の測定システムで使用する光マルチプレクサ
の1つの実施例の正面図、第5図は第4図の光マルチプ
レクサの図中の矢印の方向に見たときの5−5の線に沿
った断面図、第6図は第2図の測定システムで使用され
る光検出システムの機能図、第7図は第1図の測定シス
テムの他の実施例の部分的に切り取った上平面図、第8
図は第7図の測定システムに使用される光マルチプレク
サの一つの実施例の絵両図、第9図は第7図の測定シス
テムで使用される光照射と受光装置の断面図、第10図
は第7図の測定システムで使用される光検出器列の概略
図である。 図において 9・・・シート材、 21・・・光源、23・・
・光検出器、 23A・・・コンピュータ、24
・・・光変調器、 25・・・光ファイバ東、2
7・・・回転マルチプレクサ、 72・・・回転マルチプレクサ である。
略図、第2図は第1図の測定システムの部品の一つの実
施例を示す垂直方向の断面図、第3図は第2図の測定シ
ステムで使用される光源の一つの実施例の概略図、第4
図は第2図の測定システムで使用する光マルチプレクサ
の1つの実施例の正面図、第5図は第4図の光マルチプ
レクサの図中の矢印の方向に見たときの5−5の線に沿
った断面図、第6図は第2図の測定システムで使用され
る光検出システムの機能図、第7図は第1図の測定シス
テムの他の実施例の部分的に切り取った上平面図、第8
図は第7図の測定システムに使用される光マルチプレク
サの一つの実施例の絵両図、第9図は第7図の測定シス
テムで使用される光照射と受光装置の断面図、第10図
は第7図の測定システムで使用される光検出器列の概略
図である。 図において 9・・・シート材、 21・・・光源、23・・
・光検出器、 23A・・・コンピュータ、24
・・・光変調器、 25・・・光ファイバ東、2
7・・・回転マルチプレクサ、 72・・・回転マルチプレクサ である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(a)光源、 (b)第1の端は該光源より光を受るため取り付けられ
、第2の端は略一定間隔の位置で材料の進行するシート
の一方の表面に受光した光を照射するため取り付けられ
た光ファイバの束の第1のグループ、 (c)第1の端が対応する該第1のグループの光ファイ
バの端からシート材を通過した光を受けるため略一定間
隔の位置で取り付けられた光ファイバの束の第2のグル
ープ、 (d)該第2グループの光ファイバの第2の端が結合さ
れる光検出手段、及び (e)検出された光に基ずくシート材の光学的に検出可
能な特性の測定を行なうため該光検出手段に結合された
測定手段を具備した製造中にシート材の光学的に検出可
能な特性を検出するためのシステム。 2、該光検出手段と該光源は巻取りシート材の同じ端に
隣接して取り付けられている請求項の1に記載のシステ
ム。 3、該第1と第2グループの束の光ファイバは異なる長
さで、対にされた該第1と第2グループのファイバ束の
光伝送距離はそれぞれ一定でない請求項の1に記載のシ
ステム。 4、該第1と第2グループの束の光ファイバは石英で形
成されている請求項の1に記載のシステム。 5、光が該光ファイバの束の第1のグループを通して伝
送される前に光源よりの光を変調するため取り付けられ
た変調手段を更に具備する請求項の1に記載のシステム
。 6、該変調手段より光を受けて第1のグループの光ファ
イバの各束に順次光を分配する第1のマルチプレクサを
更に具備する請求項の5に記載のシステム。 7、光ファイバの第2グループの各束から伝送される光
を受けて光検出手段に受光した光を連続して伝達する第
2のマルチプレクサを更に具備した請求項の6に記載の
システム。 8、光源から第1のグループの光ファイバの各束に同時
に光を伝達する光分配手段を更に具備する請求項の1に
記載のシステム。 9、光分配手段が、第1の円形配列で光ファイバの第1
のグループの束の1番目のセットの端を受ける第1の取
り付け部と第2の円形配列で光ファイバの第1のグルー
プの束の2番目のセットの端を受ける第2の取り付け部
と第1と第2の取り付け部の間に配置される回転部材を
有し、該回転部は第1と第2のセットのファイバのそれ
ぞれの束の間を選択的に遮断と非遮断する光伝達を形成
する開口の円形状配列を具備する請求項の8に記載のシ
ステム。 10、光源から光を受け第1グループの光ファイバの各
束に順次光を分配する第1のマルチプレクサを更に具備
する請求項の1に記載のシステム。 11、光ファイバの第2グループの各束より伝送された
光を受け順次光検出手段に受光した光を送る第2のマル
チプレクサを更に具備した請求項の10に記載のシステ
ム。 12、第1と第2グループの束の光ファイバは異なる長
さで、組合された第1と第2グループのファイバ束の光
伝送距離は一定でない請求項の10に記載のシステム。 13、(a)製造中のシート材の隣接した表面に光を照
射するため略一定間隔で横断方向に延長され、シート材
製造機械に取り付けられた複数の光照射装置、 (b)連続した光パルスを生じる第1のマルチプレクサ
手段、 (c)第1のマルチプレクサから複数の光照射装置の各
々に光を伝送するため結合された光ファイバの束の第1
のグループ、 (d)シート材を通過した照射光を受けるため対応する
各々の光照射装置に一直線に取り付けられた複数の受光
装置、 (e)それぞれの受光装置より光を伝送するため結合さ
れた光ファイバの束の第2グループ、(f)光ファイバ
の束の第2のグループから光を受け連続して光を伝達す
る第2のマルチプレクサ手段、及び (g)シート材を横切って選択した配置で、波長の特定
の領域の光強度を検出するための第2のマルチプレクサ
手段に結合された光検出手段を具備した赤外光に感応す
るシート材の特性を検出し測定するシステム。 14、光検出手段と第1のマルチプレクサ手段がシート
製造機械により製造されるシート材の同じ端に隣接して
取り付けられる請求項の13に記載のシステム。 15、第1と第2グループの束の光ファイバは異なる長
さで、対にされた第1と第2のグループのファイバ束の
光伝送距離はそれぞれ一定でない請求項の13に記載の
システム。 16、光が光ファイバの束の第1のグループを通して伝
送される前に光源よりの光を変調するため取り付けられ
た変調手段を更に具備する請求項の15に記載のシステ
ム。 17、(a)製造中のシート材の隣接した表面に光を照
射するため略一定間隔で横断方向に延長された、シート
材製造機械に取り付けられた複数の光照射装置、 (b)光源、 (c)複数の光照射装置のそれぞれに光を伝送するため
接続された光ファイバの束の第1のグループ、 (d)光源から第1グループの光ファイバの各束に同時
に光を伝送する光分配手段、 (e)シート材を通過した照射光を受光するため対応す
るそれぞれの照射装置に対し一直線に取り付けられた複
数の受光装置、 (f)それぞれの受光装置から光を伝送するため結合さ
れた光ファイバの束の第2のグループ、(g)光ファイ
バの束の第2のグループから光を受けて連続して光を伝
達する第2のマルチプレクサ手段、及び (h)シート材を横切って選択した配置で、波長の特定
の領域の光強度を検出するための光ファイバの束の第2
のグループに結合された光検出手段を具備した赤外光に
感応するシート材の特性を検出し測定するシステム。 18、光分配手段が、第1の円形配列で光ファイバの第
1のグループの束の1番目のセットの端を受ける第1の
取り付け部と第2の円形配列で光ファイバの第1のグル
ープの束の2番目のセットの端を受ける第2の取り付け
部と第1と第2の取り付け部の間に配置される回転部材
を有し、該回転部材は第1と第2のセットのファイバの
それぞれの束の間を選択的に遮断と非遮断する光伝達を
形成する開口の円形状配列を具備する請求項の17に記
載のシステム。 19、第1と第2のグループの束の光ファイバは異なる
長さで、対にされた第1と第2のグループのファイバ束
の光伝送距離はそれぞれ一定でない請求項の18に記載
のシステム。 20、(a)進行するシート材の1表面に略平行に配置
された一連の装置へ光ファイバを通して光のパルスを順
次伝送するステップ、 (b)該一連の装置からシート材の表面へ光を照射する
ステップ、 (c)該一連の装置に対して略一直線である位置でシー
ト材を通過した光を集めるステップ、及び (d)特定の波長巾で集めた光の強度を検出するステッ
プを具備する製造中にシート材の光学的検出可能な特性
を決定する方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US331404 | 1981-12-16 | ||
US07/331,404 US5019710A (en) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | Optical system for detecting properties of traveling sheet materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02281129A true JPH02281129A (ja) | 1990-11-16 |
JP3009700B2 JP3009700B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=23293808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2056763A Expired - Lifetime JP3009700B2 (ja) | 1989-03-30 | 1990-03-09 | 進行するシート材の特性を検出する光システム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5019710A (ja) |
EP (1) | EP0390623A3 (ja) |
JP (1) | JP3009700B2 (ja) |
KR (1) | KR900014878A (ja) |
CA (1) | CA2007647A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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