JPH0310146A

JPH0310146A - 反射型光ファイバー式赤外線水分計

Info

Publication number: JPH0310146A
Application number: JP1143998A
Authority: JP
Inventors: Takeo Shibata; 柴田　岳男; Hiroki Inoue; 井上　宏喜
Original assignee: IIOSU KK; Okawara Mfg Co Ltd
Current assignee: IIOSU KK; Okawara Mfg Co Ltd
Priority date: 1989-06-08
Filing date: 1989-06-08
Publication date: 1991-01-17

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、流動層処理装置内において流動する被測定物
の水分を非接触式でｎ１定する反射型光ファイバー式赤
外線水分計に関するものである。

［従来の技術］赤外線吸収式水分計は、水に吸収される赤外領域の特定
の波長光（例えば、波長１，４３μｍ。

１．９４μｍ、２．９５μｍ等のうちの１波長をいい、
以下、吸収波長光と呼ぶ）と、水に吸収され難い１つま
たは複数の波長光（以下、比較波長光と呼ぶ）とを被測
定物に交互に照射し、その反射光の比率を演算すること
により、水分と相関を有する出力を取り出し、あるいは
これを水分値に変換表示させることにより、水分を非接
触式で測定する反射方式の計測手段である。

第２図は従来の光ファイバー式赤外線水分計の構成図で
あり、図において、１は光源ランプ、２はフィルタホイ
ールで、モータ３により回転され光軸上に回転して位置
する複数の光学フィルタ２１〜２３と透過ガラス２０を
有する。このうち、フィルタ２１は吸収波長光を照射す
るためのもので、例えば１．９４μｍの波長λ１の光を
取り出すようになっている。フィルタ２２と２３は比較
波長光を照射するためのもので、吸収波長光を避けた近
傍の波長、例えばλ２−２．１４μｍ。

λ３−１．７８μｍの光を取り出すようになっている。

これは、光の反射を利用して水分を正確に測定するた′
めには水の吸収による反射率の変化以外の全ての影響を
排除する必要があるからである。

比較波長光は特定の１つでもよい。４，５はフィルタホ
イールの前後に配置された光学レンズで、光源ランプ１
からの光束を絞り、光ファイバー６を通して被測定物７
に導くようにしている。８は被７１１１１定物７からの
反射光を集束し、光ファイバー９を通して受光素子（Ｐ
ｂＳ）１０に導くための光学レンズ、１１は増幅器、１
２は各々の波長の受光信号を外部の演算表示装置（図示
外）に伝送するための信号変換部である。演算表示装置
では、上記の吸収波長光及び比較波長光の各々の反射光
の比率を演算し、吸光度を算出する演算回路で、その演
算結果は出力として取り出し、あるいはこれを変換して
水分値表示としている。

従来の光ファイバー式赤外線水分計での問題は、光ファ
イバー６．９での伝送損失等により光量が減少すること
であった。このため、光ファイバーを用いない非ファイ
バー式赤外線水分計に比べて・１１１１＋定距離りが１
／１０以下になってしまい、測定距離め変動に起因する
水分計出力の短期変動が相対的に大きくなるため、例え
ば特開昭６２−５２４３５号公報に示すような流動層造
粒装置内で流動する被処理物の水分測定に光ファイバー
式を採用することは困難であった。また、光量の減少に
よりＳ／Ｎ比が悪化するため、ａＰＪ定精度が悪くなる
という問題もあった。

一方、光ファイバー等の光学系での光の伝送損失をカバ
ーするためには、大口径の光ファイバーを用いるか、あ
るいは大容量の光源ランプを用いるのが最も簡単な方法
であるが経済的な面からすれば後者の方法が有利である
。　しかし、この場合、吸光度の演算処理のために各波
長光はパルス状の矩形波とすることが必要なため、第２
図に示すようにフィルタ部分では凸レンズ４．５により
光源ランプ１からの光束をフィルタ径以下に絞るように
している。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような構成では、光源の容量が増加
すると、フィルタ部分で集光されているためフィルタ部
分の温度が上昇し、フィルタの温度変化によりその透過
率が変化し水分計の出力変動を生じたり、さらに光源の
容量を増すと熱により樹脂製のフィルタホイールの場合
はフィルタホイール、さらにはフィルタそれ自身を焼損
するおそれがあった。

本発明は、上記のような従来の課題を解決するためにな
されたもので、光源の容量を増加してもフィルタの温度
変化をほとんど無視できる程度に小さくすることができ
、もって光量の増大によりＳ／Ｎ比を改善し、１Ｔｌｌ
Ｉ定精度を向上させるとともに、測定距離を大きくする
ことができる反射型光ファイバー式赤外線水分計を提供
することを目的としている。

［課題を解決するための手段〕上記目的を達成するために、本発明に係る反射型光ファ
イバー式赤外線水分計は、光源と、流動層処理装置内に
おいて流動する被ｎ１定物に対する吸収波長光及び比較
波長光を選択的に取り出す光学・フィルタと、光源から
の光を集束し前記被ｎｊ定物に導・く光ファイバーと、
前記被ＩＪ定物からの反射光を集束し受光素子に導く光
ファイバーとを備えた反射型光ファイバー式赤外線水分
計において、光学フィルタを受光素子の直前に配置した
ものである。

［作　用］被ａｌ定物に対する吸収波長光及び比較波長光を選択的
に取り出すための光学フィルタ、すなわち第２図のフィ
ルタホイールを反射光側の受光素子の直前に配置すれば
、光源ランプからの光が直接フィルタ部分に当たること
はない。しかも、反射光側の光量は少ないのでフィルタ
の温度変化はほとんど無視できる。よって、大容量の光
源ランプを使用することができ、Ｓ／Ｎ比の改善、測定
精度の向上を図ることができる。また、測定距離も従来
の非ファイバー式赤外線水分計と同程度に大きくするこ
とができる。

［実施例］以下、本発明の一実施例を図により説明する。

第１図は本発明による光ファイバー式赤外線水分計の一
実施例を示す構成図である。

この実施例は、光源ランプ１からの光を光学レンズ４に
より集束し、光ファイバー６により被測定物７に導く。

また、被測定物７からの反射光は光ファイバー９により
集束し、受光素子１０の直前に配置したフィルタホイー
ル２の回転により順次光軸上に選択的に位置せしめられ
る光学フィルタ２１〜２３の１つを通して受光素子１０
に導くように構成されている。

したがって、光源ランプ１に大容量のものを使用しても
、その集光された入射光が直接フィルタ部分に当たるこ
とはない。また、光ファイバー９によって集束された反
射光の光量は少なく、このため、フィルタの温度変化は
ほとんど無視できる程度に小さい。それゆえ、光源の容
量を増加させることができるため、Ｓ／Ｎ比が改善され
、測定精度を向上させることができる。さらに、測定圧
ＭＬも従来のものでは２０ｍｍ位であったのに対し、１
００〜２００　ｍｍに大きくすることができ、従来の非
ファイバー式赤外線水分計と同程度に拡大することがで
きる。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、大容量の光源を使用する
ことができるので、Ｓ／Ｎ比の改善、測定精度の向上を
図ることができ、また測定距離の変動が比較的大きい流
動層における水分７１）Ｊ定にも適用することができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による反射型光ファイバー式赤外線水分
計の一実施例を示す構成図、第２図は従来の光ファイバ
ー式赤外線水分計の構成図である。１・・・光源ランプ２・・・フィルタホイール３・・・モータ４・・・光学レンズ５・・・光学レンズ６・・・光ファイバー７・・・被測定物８・・・光学レンズ９・・・光ファイバー１０・・・受光素子１１・・・増幅器１２・・・演算回路２１〜２３・・・光学フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】光源と、流動層処理装置内において流動する被測定物に
対する吸収波長光及び比較波長光を選択的に取り出す光
学フィルタと、前記光源からの光を集束し前記被測定物
に導く光ファイバーと、前記被測定物からの反射光を集
束し受光素子に導く光ファイバーとを備えた反射型の光
ファイバー式赤外線水分計において、前記光学フィルタを前記受光素子の直前に配置したこと
を特徴とする反射型光ファイバー式赤外線水分計。