JPH0229982B2 - - Google Patents
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- JPH0229982B2 JPH0229982B2 JP59205992A JP20599284A JPH0229982B2 JP H0229982 B2 JPH0229982 B2 JP H0229982B2 JP 59205992 A JP59205992 A JP 59205992A JP 20599284 A JP20599284 A JP 20599284A JP H0229982 B2 JPH0229982 B2 JP H0229982B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Paper (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は製造工程及び設備管理において紙プラ
スチツク、セラミツク等のシート状物質の配向性
を測定する方法に関するものである。
スチツク、セラミツク等のシート状物質の配向性
を測定する方法に関するものである。
(ロ) 従来の技術
従来は製品のシートから種々の方向に短冊状の
被検査片を切り出しそれぞれ引張強度試験を行う
ことによつて例えば繊維の配向を測定していた。
しかしこの従来方法は破壊試験であるから製品自
体の損失であり強度試験を複数回繰り返さなけれ
ばならないので結果ができるまでに相当な時間が
かかり、不良が発見されて製造工程を停止あるい
は再調整するまでの間に不良品が多く造られてし
まう、また再調整してもその結果がすぐには分ら
ないという問題があつた。
被検査片を切り出しそれぞれ引張強度試験を行う
ことによつて例えば繊維の配向を測定していた。
しかしこの従来方法は破壊試験であるから製品自
体の損失であり強度試験を複数回繰り返さなけれ
ばならないので結果ができるまでに相当な時間が
かかり、不良が発見されて製造工程を停止あるい
は再調整するまでの間に不良品が多く造られてし
まう、また再調整してもその結果がすぐには分ら
ないという問題があつた。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
本発明は非破壊的で連続測定可能、短時間（略
実時間）で結果の出せる紙シート等の繊維の配向
とか分子の配向測定方法を提供しようとするもの
である。
実時間）で結果の出せる紙シート等の繊維の配向
とか分子の配向測定方法を提供しようとするもの
である。
(ニ) 問題点を解決するための手段
上記の目的を達成するために本発明はマイクロ
波を利用し空胴共振器の空胴部に試料を挿入する
スリツトを設け、被検査シートを上記スリツトに
挿入して、被検査シートを空胴共振器に対して相
対的に回転させながら空胴共振器を一定周波数で
励振し検波出力の減衰量の角度依存性から対応す
る分子等の配向性を検出するものであり、主とし
てマイクロ波の電界方向とシート内の繊維とか分
子等の方向とが一致したときに誘電体損および抵
抗損が最大となつて共振器のＱが低下し検波出力
が低下する現象を利用したものである。
波を利用し空胴共振器の空胴部に試料を挿入する
スリツトを設け、被検査シートを上記スリツトに
挿入して、被検査シートを空胴共振器に対して相
対的に回転させながら空胴共振器を一定周波数で
励振し検波出力の減衰量の角度依存性から対応す
る分子等の配向性を検出するものであり、主とし
てマイクロ波の電界方向とシート内の繊維とか分
子等の方向とが一致したときに誘電体損および抵
抗損が最大となつて共振器のＱが低下し検波出力
が低下する現象を利用したものである。
(ホ) 実施例
第１図は本発明の抄紙工程における実施例を示
したものである。図において１は空胴共振器で、
共振周波数は1GHz乃至30GHzが適当である。空
胴共振器１は一端に入力側導波管Ａを他端に受信
導波管Ｂを設け中央部の電界の腹が形成される場
所の周壁にスリツト２を設けて胴壁を２分された
構成となつている。もつとも受信位置は原理的に
は空胴共振器内のどこでもよい。このスリツト２
に被検査紙３を挿入し、被検査紙３または空胴共
振器を回転させながら空胴共振器１を定周波数で
励振する。４はトランジススター等のマイクロ波
発振器、５は検波器、６はこれらを連結する同軸
ケーブルである。
したものである。図において１は空胴共振器で、
共振周波数は1GHz乃至30GHzが適当である。空
胴共振器１は一端に入力側導波管Ａを他端に受信
導波管Ｂを設け中央部の電界の腹が形成される場
所の周壁にスリツト２を設けて胴壁を２分された
構成となつている。もつとも受信位置は原理的に
は空胴共振器内のどこでもよい。このスリツト２
に被検査紙３を挿入し、被検査紙３または空胴共
振器を回転させながら空胴共振器１を定周波数で
励振する。４はトランジススター等のマイクロ波
発振器、５は検波器、６はこれらを連結する同軸
ケーブルである。
第２図は抄紙ラインの検査装置として使用する
場合の例を示したもので、帯状紙が通過する門型
枠７に複数個の空胴共振器１を配置し、機械的手
段によつて全ての空胴共振器１を回転できるよう
にしておく。８は帯状紙案内用のロールである。
場合の例を示したもので、帯状紙が通過する門型
枠７に複数個の空胴共振器１を配置し、機械的手
段によつて全ての空胴共振器１を回転できるよう
にしておく。８は帯状紙案内用のロールである。
第３図は、第１図の装置で3GHz帯で発振周波
数を変えながら検波出力を測定した結果を示した
もので空胴共振器の共振曲線である。図中イは被
検査紙を挿入しない場合で共振周波数は、最も高
く約3514MHzである。ロは被検査紙を挿入し電界
が繊維方向と直交する場合、ハは同じく電界と繊
維方向とが30度をなす場合、ニは電界と繊維方向
とが平行の場合を示している。このグラフから繊
維方向電界に対して０度から90度まで回転させた
とき空胴共振器のＱと共振周波数の両方が紙の回
転角度に依存して変化することがわかる。またこ
のように共振器のＱと共振周波数とが回転角度に
応じて変化する結果、同図にホ点で示したように
共振曲線が交さして回転角度を変化しても検波出
力が変化しない点が存在することになり、この点
ホの付近の周波数では分子等の配向の検出は困難
となる。つまりＱの低下と共振周波数の低方偏移
が同方向に生ずるので、ホ点は共振曲線の山の左
側に存在することになるので励振周波数を試料を
挿入したときの共振周波数より若干高周波側に設
定おけば紙の方向によるＱの変化を鋭敏に検出で
きるのである。周波数の設定範囲としては共振曲
線ロにおいてピーク頂上から右側で0dB乃至
10dBダウンまでの範囲に励振周波数を設定すれ
ば充分検出可能であるが、1dB〜3dBの範囲が精
度などの点で望ましい。
数を変えながら検波出力を測定した結果を示した
もので空胴共振器の共振曲線である。図中イは被
検査紙を挿入しない場合で共振周波数は、最も高
く約3514MHzである。ロは被検査紙を挿入し電界
が繊維方向と直交する場合、ハは同じく電界と繊
維方向とが30度をなす場合、ニは電界と繊維方向
とが平行の場合を示している。このグラフから繊
維方向電界に対して０度から90度まで回転させた
とき空胴共振器のＱと共振周波数の両方が紙の回
転角度に依存して変化することがわかる。またこ
のように共振器のＱと共振周波数とが回転角度に
応じて変化する結果、同図にホ点で示したように
共振曲線が交さして回転角度を変化しても検波出
力が変化しない点が存在することになり、この点
ホの付近の周波数では分子等の配向の検出は困難
となる。つまりＱの低下と共振周波数の低方偏移
が同方向に生ずるので、ホ点は共振曲線の山の左
側に存在することになるので励振周波数を試料を
挿入したときの共振周波数より若干高周波側に設
定おけば紙の方向によるＱの変化を鋭敏に検出で
きるのである。周波数の設定範囲としては共振曲
線ロにおいてピーク頂上から右側で0dB乃至
10dBダウンまでの範囲に励振周波数を設定すれ
ば充分検出可能であるが、1dB〜3dBの範囲が精
度などの点で望ましい。
上の実験結果に対する一般的な考察として、第
４図のような構成において共振周波数が中に入れ
たシートＳによつてどのように変るかを考える。
この図でＭ，M′は放物面反射体で、一方の放物
面Ｍの焦点に電磁ラツパが開口されており、他方
の放物面の焦点には反射体が置いてある。この構
成は距離Ｌによつて決まる一定周波数において定
在波が形成される。即ち共振する。比誘電率ε厚
さｔのシートＳを入れると電磁波に対する実効的
な距離Ｌはｔ（ε−１）だけ伸びたことになりそ
の分共振周波数が低くなる。次に第４図でシート
Ｓが共振の鋭さ即ちＱにおよぼす影響を考える。
この問題はきわめて複雑であるが、大まかに電界
による分極電荷偏移も分子配向方向の方がそれと
直角の方向より起り易と考えると、分子配向が電
界と平行の場合の方がＱの低下が大きいと予想さ
れる。第３図の実験結果は上の考え方を裏書きし
ているように見える。高周波電磁波と物質との相
互作用は、周波数によつて異なりその異なる原因
も原子的、分子的、分子の集合状態等の様々なス
ケール存在しきわめて多様であるから、一律に考
えることはできないが、上の考察は真実に近い一
つのモデル的考察と云えよう。少くとも3GHz前
後の周波数域では、電界と分子の配向方向との関
係として第３図に示す結果は一般的に成立つとみ
てよい。繊維のようなものは、一本の繊維の中で
分子が配向しているものであるから、紙のように
多数の繊維が配向しているような場合にも、分子
配向の結果として、上のような効果が表われるも
のと思われる。またこの実験結果からシート状物
質の配向の影響は共振周波数の変化とともにＱも
変化し、Ｑの変化の方が著しく表われることが判
つた。
４図のような構成において共振周波数が中に入れ
たシートＳによつてどのように変るかを考える。
この図でＭ，M′は放物面反射体で、一方の放物
面Ｍの焦点に電磁ラツパが開口されており、他方
の放物面の焦点には反射体が置いてある。この構
成は距離Ｌによつて決まる一定周波数において定
在波が形成される。即ち共振する。比誘電率ε厚
さｔのシートＳを入れると電磁波に対する実効的
な距離Ｌはｔ（ε−１）だけ伸びたことになりそ
の分共振周波数が低くなる。次に第４図でシート
Ｓが共振の鋭さ即ちＱにおよぼす影響を考える。
この問題はきわめて複雑であるが、大まかに電界
による分極電荷偏移も分子配向方向の方がそれと
直角の方向より起り易と考えると、分子配向が電
界と平行の場合の方がＱの低下が大きいと予想さ
れる。第３図の実験結果は上の考え方を裏書きし
ているように見える。高周波電磁波と物質との相
互作用は、周波数によつて異なりその異なる原因
も原子的、分子的、分子の集合状態等の様々なス
ケール存在しきわめて多様であるから、一律に考
えることはできないが、上の考察は真実に近い一
つのモデル的考察と云えよう。少くとも3GHz前
後の周波数域では、電界と分子の配向方向との関
係として第３図に示す結果は一般的に成立つとみ
てよい。繊維のようなものは、一本の繊維の中で
分子が配向しているものであるから、紙のように
多数の繊維が配向しているような場合にも、分子
配向の結果として、上のような効果が表われるも
のと思われる。またこの実験結果からシート状物
質の配向の影響は共振周波数の変化とともにＱも
変化し、Ｑの変化の方が著しく表われることが判
つた。
従つて、本発明は分子配向、分子配向領域相互
間の配向（例えば繊維の配向）等、広く試料の配
向性の測定に適用できるもので、配向性の測定は
Ｑの変化を検出すればよくしかもこの場合周波数
は固定でよく、検波出力の変化だけを測ればよい
ので、周波数を変えて共振点を検出するより回路
構成が著るしく簡単になる。第５図は本発明によ
る紙の配向の測定結果と同質の紙の試験片の引張
試験の結果との比較で使用周波数は3510MHzであ
り、両者の結果は良く一致しており、本発明の有
効性を物語つている。
間の配向（例えば繊維の配向）等、広く試料の配
向性の測定に適用できるもので、配向性の測定は
Ｑの変化を検出すればよくしかもこの場合周波数
は固定でよく、検波出力の変化だけを測ればよい
ので、周波数を変えて共振点を検出するより回路
構成が著るしく簡単になる。第５図は本発明によ
る紙の配向の測定結果と同質の紙の試験片の引張
試験の結果との比較で使用周波数は3510MHzであ
り、両者の結果は良く一致しており、本発明の有
効性を物語つている。
(ヘ) 効果
本発明方法は上述のように、空胴共振器を２つ
割りにして試料シートを挿入し得る小間隙（スリ
ツト）を設け、ほぼ共振周波数で励振して紙の相
対回転角度と検波出力との関係から配向性を検出
するものであるから、短冊状の試料片を切り出し
て引張強度試験を行つていた従来方法よりもはる
かに簡単かつ迅速に検査ができるという利点があ
り、周波数固定で検波出力を測定するだけでよい
から電気回路特に発振回路の構成が簡単になる。
割りにして試料シートを挿入し得る小間隙（スリ
ツト）を設け、ほぼ共振周波数で励振して紙の相
対回転角度と検波出力との関係から配向性を検出
するものであるから、短冊状の試料片を切り出し
て引張強度試験を行つていた従来方法よりもはる
かに簡単かつ迅速に検査ができるという利点があ
り、周波数固定で検波出力を測定するだけでよい
から電気回路特に発振回路の構成が簡単になる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図は同上の使用状態の一例を示す斜視図、第３図
は本発明の作用を示すグラフ、第４図は本発明の
原理説明図、第５図は本発明と従来法との比較図
である。 １…空胴共振器、２…スリツト、３…被検査
紙、４…発振器、５…検波器、６…同軸ケーブ
ル、７…門型枠、８…ロール。
図は同上の使用状態の一例を示す斜視図、第３図
は本発明の作用を示すグラフ、第４図は本発明の
原理説明図、第５図は本発明と従来法との比較図
である。 １…空胴共振器、２…スリツト、３…被検査
紙、４…発振器、５…検波器、６…同軸ケーブ
ル、７…門型枠、８…ロール。
Claims (1)
- １ 空胴共振器の空胴部にスリツトを設け被検査
シートを上記スリツトに挿入して被検査シートを
空胴共振器に対して相対的に回転させながら空胴
共振器を一定周波数で励振し、空胴共振器内の適
宜の位置で受信し、検波出力の減衰量の角度依存
性から配向性を検出するシート状物質の配向測定
方法において、上記励振周波数を被検査シート挿
入時の空胴共振器の共振周波数よりも若干高周波
側に設定することを特徴とするシート状物質の配
向測定方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59205992A JPS6183946A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | シ−ト状物質の配向測定方法 |
| FI853752A FI853752L (fi) | 1984-10-01 | 1985-09-30 | Foerfarande foer maetning av orienteringen av skiv eller naetformiga material. |
| DE8585112393T DE3566042D1 (en) | 1984-10-01 | 1985-10-01 | Method of measuring orientation of sheet or web like materials |
| EP85112393A EP0177011B1 (en) | 1984-10-01 | 1985-10-01 | Method of measuring orientation of sheet or web like materials |
| US07/009,556 US4781063A (en) | 1984-10-01 | 1987-01-30 | Method of measuring orientation of sheet or web like material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59205992A JPS6183946A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | シ−ト状物質の配向測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6183946A JPS6183946A (ja) | 1986-04-28 |
| JPH0229982B2 true JPH0229982B2 (ja) | 1990-07-03 |
Family
ID=16516109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59205992A Granted JPS6183946A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | シ−ト状物質の配向測定方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4781063A (ja) |
| EP (1) | EP0177011B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6183946A (ja) |
| DE (1) | DE3566042D1 (ja) |
| FI (1) | FI853752L (ja) |
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| BE564022A (ja) * | 1957-01-16 | |||
| US3437923A (en) * | 1965-01-06 | 1969-04-08 | Aerojet General Co | Method of determining average orientation of wires in material |
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