JPH0330809B2

JPH0330809B2 -

Info

Publication number: JPH0330809B2
Application number: JP8733182A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Sugita; Yutaka Nanbu; Yasuo Saito
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1982-05-25
Filing date: 1982-05-25
Publication date: 1991-05-01
Also published as: JPS58204336A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、各種の葉たばこを混合して所要の水
分率のたばこを製造する際などに好適な、含水量
の変化による赤外線吸収特性が互いに異なる複数
の被測定物についての水分率を測定する赤外線水
分測定装置に関する。

〔従来の技術〕

被測定物の含水量によつて吸収量が変化する波
長の測定赤外線と、被測定物の含水量に係わらず
吸収量が変化しない波長の第１参照赤外線と、被
測定物の一つの特性（例えば被測定物の材質）に
よつてその吸収量が変化する波長の第２参照赤外
線との３つの赤外線を交互に被測定物に照射する
ようにした、近赤外線を利用した赤外線水分測定
装置が特開昭49−10782号に記載せれている。

これによつて、被測定物を透過または反射した
上記２つの参照赤外線についてはこれら参照赤外
線の光量を加減算し、その演算結果と測定赤外線
の光量との光量比を求めることにより、上記被測
定物の材質などの影響を補正した被測定物の水分
率を求めることができる。

ところで、葉たばこを混合して所望の水分率の
ブレンドされた葉たばこを得るためには、混合さ
れる葉たばこのそれぞれがこの所望の水分率を有
することが望ましいが、仮に水分率の所望の値よ
り小さくて乾燥している葉たばこがある場合には
加湿処理を行い、また、水分率が所望の値より大
きくて過湿の葉たばこがある場合には乾燥処理を
行う必要がある。

具体的な葉たばこのブレンドの例としては、ブ
レンドの割合によつて定まる所定量の葉たばこを
種類ごとにコンベア上に載置し、この載置されて
いる葉たばこをコンベアの終端において混合する
ものであり、このコンベアによる搬送経路の一定
位置でこの葉たばこの水分率を前記のような赤外
線水分測定装置を用いて測定し、その測定値に基
づいて加湿・乾燥の制御を行ない、所要の水分率
を有するブレンドされた葉たばこを得るようにし
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記従来の赤外線水分測定装置によ
つては、黄色系、在来系およびバーレ系などが用
いられるたばこの原料のように、色や成分など多
くの特性が異なる多種類の原料について、これら
の特性の違いによる影響を全て補正することは実
際上不可能である。

加えて、この種の赤外線を用いた水分測定装置
では、赤外線の反射量から間接的に水分率の測定
を行うものであるため、測定に先立つて、参照赤
外線と測定赤外線との反射光量比を示す出力と実
際の水分率との関係すなわち較正直線を求めるキ
ヤリブレーシヨン作業が必要となるが、このキヤ
リブレーシヨン作業によつて求められる較正直線
は、上記の葉たばこなどにおいては原料の種類に
よつて上記のように多くの特性が異なることから
一般に種類ごとに異なつたものとなる。

そこで、前記のような葉たばこのブレンドの際
には、葉たばこの種類毎に較正直線を選定して水
分率を測定することが望ましいが、多種類の葉た
ばこを搬送しながら測定するような工程では、実
際に測定している葉たばこの種類を同定しながら
適用すべき較正直線を選定することは不可能であ
る。

そこで、従来は、各種の葉たばこに対して平均
的な１つの較正直線を用い、赤外線水分測定装置
の出力が一定になるように葉たばこの加湿・乾燥
の制御を行つていた。

このため、較正直線が上記の平均的な１つの較
正直線から大きく外れるような種類の葉たばこに
ついては、赤外線水分測定装置の測定結果と実際
の水分率との誤差が大きくなり、たばこの水分管
理上問題があつた。

例えば、第８図に示したように原料Ａ，Ｂ，Ｃ
の較正直線が互いに異なつていても、例えば平均
的な較正直線である原料Ａの較正直線を水分測定
装置の較正直線に設定して水分率を測定し、予め
設定された管理の目標とする水分率である管理目
標水分率W_iに対応する出力電圧V_iと水分測定装
置の出力電圧との差に応じて葉たばこの水分率を
管理するようにしていた。

しかしながら、全ての原料Ａ，Ｂ，Ｃの実際の
水分率がこの管理目標水分率W_iに等しい場合で
も原料Ｂでは出力電圧がV_B、原料ＣではV_Cとい
うように大きな差が生じてしまうから、上記のよ
うな平均的な較正直線を用いる場合には、これら
の出力電圧V_B、V_Cに対応する水分率はW_B、W_C
となり、実際の水分率である管理目標水分率W_i
から大きく外れてしまう。したがつてこれらの出
力電圧だけに依存して加湿・乾燥の制御を行う
と、ブレンドされた葉たばこは所望の含水量とは
異なる含水量になつてしまうという問題がある。

本発明は、上記管理目標水分率のような所定の
水分率において、葉たばこなどの被測定対象の種
類に係わらず略同一の出力が得られるように調整
することが容易な赤外線水分測定装置を得ること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図であり、本発明の赤外
線水分測定装置は、被測定物の含水量と無関係に
赤外線吸収量が略一定でそれぞれ異なる波長を有
する第１参照赤外線および第２参照赤外線と被測
定物の含水量により赤外線吸収量が変化する測定
赤外線との３種類の赤外線を被測定物に照射する
とともにこの被測定物からこれら赤外線の反射光
を受光する光学系１と、該光学系１で受光した前
記第１参照赤外線、第２参照赤外線および前記測
定赤外線の反射光量を、それぞれ第１参照信号、
第２参照信号および測定信号に変換する光電変換
手段１２と、前記第１参照赤外線についての吸収
量と第２参照赤外線についての吸収量との大小関
係が互いに逆で前記測定赤外線についての吸収量
が最大および最小である第１原料と第２原料の中
間の測定赤外線吸収量を有する第３原料につい
て、第１参照信号、第２参照信号の出力レベルが
等しくなるようにそれぞれ調整するための第１参
照レベル調整手段１７−１および第２参照レベル
調整手段１７−２と、それぞれが所定の等しい水
分率を有する前記第１原料と第２原料とについて
の上記第１参照レベル調整手段１７−１および第
２参照レベル調整手段１７−２からの第１参照信
号R₁および第２参照信号R₂を、後記対数変換回
路２５の出力レベルが略等しくなるように、利得
の和を１に保ちながらレベル調整するための主参
照レベル調整手段２０と、該主参照レベル調整手
段２０でそれぞれレベル調整された第１参照信号
および第２参照信号を加算する加算回路２０−１
と、該加算回路２０−１の出力を被除算信号とす
るとともに前記光電変換手段２からの測定信号を
レベル調整する測定レベル調整手段１７−３から
の測定信号を除算信号として除算する除算回路２
３と、該除算回路２３の出力レベルを対数変換す
る対数変換回路２５と、を備えることを特徴とす
る。

〔作用〕

第２図に示したように、種類の異なる３種の葉
たばこなどの原料ａ，ｂ，ｃについて横軸に赤外
線の波長、縦軸に反射光量に対応する光電変換し
た出力をとると、例えば同一水分率の葉たばこに
おいては、その種類ごとに曲線Ａ，Ｂ，Ｃで示し
たような出力曲線が得られる。

そこで、測定赤外線SIの波長よりも長波長側に
第１参照赤外線RI₁、短波長側に第２参照赤外線
RI₂として水分率による影響を受けない波長を設
定する。

測定赤外線SIにおける出力が曲線Ｃ，Ａより低
い曲線Ｂを示す、測定赤外線吸収量が最大の例え
ばある種類の葉たばこである第１原料ｂでは、第
１参照赤外線RI₁での出力は第２参照赤外線RI₂
での出力より大きく、測定赤外線SIにおける出力
が曲線Ｂ，Ａより高い曲線Ｃを示す、測定赤外線
吸収量が最小の例えばある種類の葉たばこである
第２原料ｃでは、第１参照赤外線RI₁での出力が
第２参照赤外線RI₂での出力より小さくなる。

また、測定赤外線SIについての吸収量が第１原
料ｂと第２原料ｃの中間の、例えばある種類の葉
たばこである第３原料ａによる出力Ａは赤外線の
各波長においてもＣ＞Ａ＞Ｂの関係が保たれてい
る。

ここで、所定の水分率を有する前記第３原料で
ある第３基準試料ａについて測定を行つて、第３
図に示すように、前記第１参照レベル調整手段１
７−１の出力R_1aおよび第２参照レベル調整手段
１７−２の出力R_2aのレベルが等しくなるように
これらのレベル調整手段を調整する。このとき、
測定赤外線SIについての測定レベル調整手段１７
−３の出力レベルはS_aになる。

この状態で第１原料ｂについて測定すれば、第
１参照レベル調整手段１７−１、第２参照レベル
調整手段１７−２、および測定レベル調整手段１
７−３の出力はR_1b、R_2bおよびS_bに、また、第
２原料ｃについて測定すると、同様にR_1c、R_2c、
S_cになる。

主参照レベル調整手段２０は、利得の和が１に
なるように構成された一対のレベル調整器２０−
２，３によつて構成されており、第３基準試料ａ
については、前述のように第１参照レベル調整手
段１７−１および第２参照レベル調整手段１７−
２からの第１参照信号R_1aおよび第２参照信号
R_2aが等しいレベルになるように調整されている
から、第１参照信号R_1aおよび第２参照信号R_2a
のそれぞれに対するレベル調整器２０−２，３の
利得がどのように配分されていたとしても、この
第３基準試料ａについては、主参照レベル調整手
段２０の一対のレベル調整器２０−２，３からの
出力を加算回路２０−１で加算した出力のレベル
は一定である。

そこで、上記のように第１参照レベル調整手段
１７−１および第２参照レベル調整手段１７−２
を調整した状態で第１原料ｂについて測定し、主
参照レベル調整手段２０の一対のレベル調整器２
０−２，３の利得の配分を調整すると、加算回路
２０−１の出力はR_1bとR_2bとを結ぶ線上で変化
する。

同様に、この状態で第２原料ｃについて測定
し、レベル調整器２０−２，３の利得の配分を調
整すると、加算回路２０−１の出力はR_1cとR_2cと
を結ぶ線上で変化する。

対数変換回路２５の出力は、加算回路２０−１
の出力と測定レベル調整手段１７−３の出力との
比の対数になるので、測定レベル調整手段１７−
３の調整状態を一定にしたとき、主参照レベル調
整手段２０のレベル調整器２０−２，３の利得の
配分を調整して加算回路２０−１の出力を変化さ
せると、対数変換回路２５の出力が増減する。

ここで、第１原料ｂと第２原料ｃについては、
第１参照レベル調整手段１７−１および第２参照
レベル調整手段１７−２からの各出力の大小関係
が逆になるので、主参照レベル調整手段２０のレ
ベル調整器２０−２，３の調整量に応じて、加算
回路２０−１の出力レベルが互いに相反するよう
に増減する。

また、第３原料ａについては、前記のように主
参照レベル調整手段２０のレベル調整器２０−
２，３の調整量によらず加算回路２０−１からの
出力レベルが一定に保たれる。

このため、主参照レベル調整手段２０のレベル
調整器２０−２，３の利得の配分を調整すること
により、第３原料ａについては対数変換回路２５
の出力レベルを一定に保ちながら、第１原料ｂと
第２原料ｃとの間では対数変換回路２５の出力レ
ベルを互いに相反して増減させることができる。

したがつて、管理目標水分率やその近傍の水分
率を有する第３基準試料ａを用いることにより、
管理目標水分率において、第１原料ｂ、第２原料
ｃおよび第３原料ａについての出力を等しいレベ
ルに近づけることができる。

なお、前記のように第３基準試料ａについて第
１参照レベル調整手段１７−１と第２参照レベル
調整手段１７−２との出力が等しくなるように調
整するとき、測定レベル調整手段１７−３を調整
して対数変換回路２５の出力レベルを所望の範囲
内に設定することができる。

〔実施例〕

第４図は本発明の赤外線水分測定装置の一例を
示す図であり、図において１は水分検出部、１２
は信号分離整流部であり、この水分検出部１と信
号分離整流部１２によつて、光学系と光電変換手
段が構成されている。

水分検出部１は、光源４、集光レンズ５、回転
デイスク６、反射ミラー８、凹面鏡９、光電変換
器１０、前置増幅器１１を含み、回転デイスク６
上には、第５図に示したように異なる波長の光を
選択的に透過するフイルタ７１，７２，７３が取
り付けられている。なお、この実施例の装置はた
ばこ原料について水分の測定を行うもので、フイ
ルタ７１，７２，７３として、それぞれ1.80μｍ、
1.94μｍ、2.10μｍの波長の光を選択的に透過する
ものが用いられ、測定赤外線として1.94μｍ波長
の光が、また、参照赤外線として1.80μｍ、2.10μ
ｍの各波長の光が照射される。

光源４からの光は集光レンズ５、フイルタ７
１，７２，７３および反射ミラー８を通してベル
トコンベア２上の被測定物であるたばこ原料３に
照射され、たばこ原料３からの反射光が凹面鏡９
より光電変換器１０に集光され、この光電変換器
１０で得られる反射光量に応じた電気信号が前置
増幅器１１で増幅されて信号分離整流部１２に入
力されるように構成されている。

また、前記回転デイスク６の近くには同期信号
発生器１３が設けられ、各フイルタ７１，７２，
７３に同期した同期信号は該同期信号発生器１３
から信号分離整流部１２に入力される。

信号分離整流部１２は、同期信号発生器１３か
らの同期信号により動作する各信号分離器１２−
１１，１２−２１，１２−３１と各整流回路１２
−１，１２−２，１２−３とにより、前置増幅器
１１から出力される1.80μｍ波長の受光出力信号
を第１参照信号R₁、2.10μｍ波長の受光出力信号
を第２参照信号R₂、および水分に吸収される
1.94μｍ波長の受光出力信号を測定信号Ｓとして、
それぞれ分離整流して出力する。

該信号分離整流部１２の後段にはレベル調整部
１７が設けられ、該レベル調整部１７は、前記第
１参照信号R₁、第２参照信号R₂および測定信号
Ｓがそれぞれ入力される利得調整回路１７−１，
１７−２，１７−３を有し、この利得調整回路１
７−１を通した出力信号R₁₁および利得調整回路
１７−２を通した出力信号R₂₁は加算部２０にそ
れぞれ入力される。また、利得調整回路１７−３
を通した出力信号S₁は除算信号として除算回路２
３に入力される。なお、利得調整回路１７−１，
１７−２，１７−３は、第１参照レベル調整手
段、第２参照レベル調整手段および測定レベル調
整手段としての利得調整用可変抵抗器１７−１
１，１７−２１，１７−３１をそれぞれ備えてい
る。

加算器２０は、出力信号R₁₁と出力信号R₂₁の
各電圧レベルをそれぞれ利得γ、δ（ただしγ＋
δ＝１）でレベル調整するためのレベル調整器と
しての可変抵抗器２０−２，２０−３と、この可
変抵抗器２０−２，２０−３の出力信号を加算す
る加算回路２０−１を備えており、加算回路２０
−１からの出力信号R₀₁は被除算信号として除算
回路２３に入力される。

そして、除算回路２３は出力信号R₀₁を出力信
号S₁で除算して出力信号２４を対数変換回路２５
に入力し、この対数変換回路２５からは水分に対
してリニアライズされた出力信号２６が出力され
る。

次に、各部各回路の出力信号と水分率との関係
について説明する。

レベル調整部１７の出力信号R₁₁、R₂₁、S₁と
水分率Ｗとは次式(1)〜(3)に示す関係がある。

R₁₁＝R_K1e^-P11(W-W0) ……(1) R₂₁＝R_K2e^-P21(W-W0) ……(2) S₁＝S_Ke^-P1(W-W0) ……(3) ただし、W₀は工程中を流れる被測定原料の平
均的な水分率（％）（以後、平均水分率という。）、
P₁₁、P₂₁、P₁は被測定原料によつて定まる係数、
R_K1、R_K2、S_Kは水分検出部１と信号分離整流部
１２およびレベル調整部１７の状態できまる量
で、このR_K1、R_K2、S_Kは利得調整回路１７−１，
１７−２，１７−３の調整量に応じて変化し、こ
れに伴つてそれぞれ出力信号R₁₁、R₂₁、S₁のレ
ベルが変化する。

上式(1)、(2)で示される出力信号R₁₁および出力
信号R₂₁は加算部２０に入力され、出力信号R₁₁
には可変抵抗器２０−２を調整して利得γが、出
力信号R₂₁には可変抵抗器２０−３を調整して利
得δがそれぞれ与えられるので、加算回路２０−
１で加算されて加算部２０から出力される出力信
号R₀₁は次式(4)で示される。

R₀₁＝γR₁₁＋δR₂₁＝γR_K1e^-P11(W-W0)
＋δR_K2e^-P21(W-W0)……(4) （γ＋δ＝１）上記加算部２０の出力信号R₀₁とレベル調整部
１７の出力信号S₁は除算回路２３に入力されて除
算されるので、除算回路２３からの出力信号２４
は次式(5)で示される。

R₀₁／S₁＝γR_K1e^-P11(W-W0)＋δR_K2e^-P21(W-W0
)／S_Ke^-P1(W-W0)＝γR_K1＋δR_K2／S_Ke^{(P1-P0)(W-W0)}…
…(5) ただし、係数P₁₁、P₂₁は、前掲の式(1)、(2)から
もわかるように、水分率の変化に対する出力電圧
の変化の度合に相当し、このP₁₁、P₂₁は参照赤外
線についての係数であり、この参照赤外線につい
ての係数P₁₁、P₂₁は、測定赤外線についての係数
P₁に比してともに小さな値で等しいとみなすこ
とができ、P₁₁＝P₂₁＝P₀とした。

上式(5)の出力信号２４は対数変換回路２５に入
力されて対数変換させるので、対数変換回路２５
からの出力信号２６は次式(6)で示される。

1n〔R₀₁／S₁〕＝（P₁−P₀）（Ｗ−W₀）＋1n〔γR
_K1＋δR_K2〕／S_K〕＝Ｂ（Ｗ−W₀）＋1n（γα＋δβ）
……(6) ただし、Ｂ＝P₁−P₀、α＝R_K1／S_K、β＝
R_K2／S_Kで表している。

次に、原料Ａ，ＢおよびＣの３種類のたばこ原
料について水分率を測定する場合を例に、実施例
の装置の調整のしかたを説明する。なお、各原料
について実測等によつて水分率が既知の値に設定
された試料が用意されている。

先ず、工程を流す原料Ａ，Ｂ，Ｃのうち同じ水
分率に対して出力信号S₁が中間的な出力レベルと
なるような一つの原料に着目し、その原料で工程
の平均水分率W₀を有するものについて測定を行
い、そのときの出力信号R₁₁、R₂₁およびS₁の出
力レベルが同じになるように利得調整用可変抵抗
器１７−１１，１７−２１および１７，３１を調
節する。

このようにすると、前掲の式(4)からもわかるよ
うに、γ＋δ＝１であるので、出力信号R₀₁も出
力信号R₁、R₂₁、S₁と同じレベルになる。

また、この状態で原料Ａ，Ｂ，Ｃについての水
分率に対する出力信号R₁₁、R₂₁、R₀₁、S₁の特性
は第６図のようになる。

なお、この例では同じ水分率を有する原料Ａ，
Ｂ，Ｃについて原料Ａにおける出力信号S₁が原料
Ｂ，Ｃに比べて中間的な出力レベルとなつた場合
を示す。

また、たばこの原料種類の黄色系、在来系およ
びバーレ系について、1.94μｍ波長の測定赤外線、
1.80μｍ、2.10μｍの各参照赤外線を用いると、第
６図に示したように、測定赤外線の吸収量が最大
になる原料Ｂと測定赤外線の吸収量が最小になる
原料Ｃの各出力信号R₁₁、R₂₁において、この出
力信号R₁₁、R₂₁の大小関係（２種類の参照赤外
線の吸収量の大小関係）が、逆になる原料種類が
ある。

前記のように、平均水分率W₀を有する原料Ａ
について出力信号R₀₁と出力信号S₁を同じ出力レ
ベルにすると、対数変換回路２５からの出力信号
２６は“０”になり、原料Ａについての較正直線
は、平均水分率W₀で出力電圧“０”を通るよう
に設定される。

すなわち、原料Ａについて対数変換回路２５か
ら出力される出力信号２６は、前記の式(6)からも
わかるように次式(7)で示される。

1n＝R₀₁／S₁＝B₁（Ｗ−W₀） ……(7) ただし、原料Ａについての係数ＢをB₁で表し
た。

このように利得調整用可変抵抗器１７−１１，
１７−２１および１７−３１を調節することによ
つて、測定対象の原料Ａ，ＢおよびＣについて、
水分率が平均値を中心にして変化するとき、対数
変換回路２５の出力レベルが“０”レベルを略中
心にして変化するようになり、測定対象の原料に
ついて、水分率の変化に対する出力信号２６を適
度な範囲の出力レベルにすることができる。

次に、工程を流れる原料の水分率を測定したと
きに管理目標水分率W_i近傍での種類の違いによ
る出力信号２６の出力誤差が最小になるようにす
るために以下のように調整を行う。

すなわち、管理目標水分率W_iの原料を用いて
測定を行い、この水分率W_iでの出力信号S₁の出
力レベルが最も高くなる原料（この例では原料
Ｃ）と出力レベルが最も低くなる原料（原料Ｂ）
とについて、出力信号２６の出力レベルが略等し
くなるように、加算部２０の可変抵抗器２０−２
の利得γと可変抵抗器２０−３と利得δとを調整
する。

ところで、原料Ｂと原料Ｃにおける各出力信号
R₁₁、R₂₁の大小関係は第６図のように互いに逆
になつているので、上記のように可変抵抗器２０
−２，２０−３で利得γ、δを調整するとき、原
料Ｂと原料Ｃについての各出力信号R₀₁は互いに
相反するように増減する。なお、原料Ａについて
の出力信号R₀₁は、出力信号R₁₁と出力信号R₂₁が
等しく設定されているので利得γ、δによつて変
化しない。

このため、上記のように原料Ｂと原料Ｃの各出
力信号２６を略等しく設定すると、この原料Ｂと
原料Ｃの出力信号２６は、可変抵抗器２０−２，
２０−３の調整によつて較正直線が変動しない中
間的な出力の原料Ａの付近で略等しくなる。

したがつて、原料Ａ，Ｂ，Ｃについての出力信
号２６は、第７図に示したように、管理目標水分
率W_iで各原料の出力レベルが略一致するような
特性となり、その前後の水分率に対しても種類の
違いによる出力誤差が小さく抑えられるようにな
る。

なお、管理目標水分率W_iで原料Ａ，Ｂ，Ｃの
各出力信号２６が一致する場合の利得γおよびδ
の関係は以下のように示される。

原料Ｂと原料Ｃの各出力信号２６はそれぞれ次
式(8)、(9)で表される。

1nR₀₁／S₁＝B₂（Ｗ−W₀）＋1n（γα₂＋δβ₂）……(8) 1nR₀₁／S₁＝B₃（Ｗ−W₀）＋1n（γα₃＋δβ₃）……(9) ただし、原料Ｂについての係数ＢをB₂、αを
α₂、βをβ₂、原料Ｃについての係数ＢをB₃、α
をα₃、βをβ₃で表した。

原料Ａ，ＢおよびＣのそれぞれの出力信号２６
が管理目標水分率W_iで等しくなるためには、式
(7)、(8)、(9)が下式(10)、(11)の関係にあればよい。

B₁（W_i−W₀）−B₂（W_i−W₀）−1n（
γα₂＋δβ₂）＝０……(10) B₁（W_i−W₀）−B₃（W_i−W₀）−1n（
γα₃＋δβ₃）＝０……(11) 式(10)、(11)を変形して、式(12)、（13）が得られ、（B₁−B₂）（W_i−W₀）＝1n（γα₂＋δβ₂） ……(12) （B₁−B₃）（W_i−W₀）＝1n（γα₃＋δβ₃）
……（13）式(12)から式（13）を引くと式（14）が得られ、（B₃−B₂）（W_i−W₀）＝1n〔γα₂＋δβ₂／γα₃＋δ
β₃〕 ……（14）式（14）を指数関数にもどすと式（15）が得ら
れる。

（γα₃＋δβ₃）e^{(B3-B2)(Wi-W0)}＝γα₂＋δβ₂｛（
１−δ）α₃＋δβ₃）｝e^{(B3-B2)(Wi-W0)} ＝（１−δ）α₂＋δβ₂｛α₃＋δ（β₃−α₃）｝e^{(B
3-B2)(Wi-W0)}＝α₂＋δ（β₂−α₂）……（15）したがつて、利得γ、δの関係は式（16）、
（17）となる。

δ＝Fα₃−α₂／β₂−α₂−Ｆ（β₃−α₃）……
（16） γ＝１−δ ……（17）ただし、Ｆ−e^{(B3-B2)(Wi-W0)}とした。

上記の実施例ではＡ，Ｂ，Ｃの３原料について
第７図に示されるように管理目標水分率W_iの付
近で誤差を小さくできることを示したが、３原料
以上の場合でも代表的な３原料を選び、前記と同
様の方法で調整を行えば、ほぼ同様な結果を得る
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明の赤外線水分測定装置は、被測定物の含
水量と無関係に赤外線吸収量が略一定でそれぞれ
異なる波長を有する第１参照赤外線および第２参
照赤外線と被測定物の含水量により赤外線吸収量
が変化する測定赤外線との３種類の赤外線を被測
定物に照射し、この被測定物からこれら第１参照
赤外線、第２参照赤外線および測定赤外線の反射
光量をそれぞれ第１参照信号、第２参照信号およ
び測定信号に変換し、これら第１参照信号と第２
参照信号とをレベル調整して加算回路で加算し、
この加算回路の出力を被除算信号とするとともに
レベル調整した測定信号を除算信号として除算回
路で除算し、この除算回路の出力を対数変換回路
で対数変換することにより、被測定物の水分率に
対応する出力を得るようにした赤外線水分測定装
置であつて、前記第１参照赤外線についての吸収
量と第２参照赤外線についての吸収量との大小関
係が互いに逆で前記測定赤外線についての吸収量
が最大および最小である第１原料と第２原料の中
間の測定赤外線吸収量を有する第３原料につい
て、第１参照信号、第２参照信号の出力レベルが
等しくなるようにそれぞれ調整するための第１参
照レベル調整手段および第２参照レベル調整手段
と、それぞれが所定の等しい水分率を有する前記
第１原料と第２原料とについての上記第１参照レ
ベル調整手段および第２参照レベル調整手段から
の第１参照信号および第２参照信号を、前記対数
変換回路の出力レベルが略等しくなるように、利
得の和を１に保ちながらレベル調整するための主
参照レベル調整手段とを備えている。

したがつて、たばこの原料のように、等しい含
水量に対して、前記測定赤外線についての吸収量
が最大および最小になるとともに前記第１参照赤
外線および第２参照赤外線の吸収量の大小関係が
互いに逆になる第１原料および第２原料と、上記
測定赤外線についての吸収量が第１原料と第２原
料の中間である第３原料との総合水分率を、予め
設定された管理目標水分率付近で測定するのに先
立つて、この管理目標水分率付近の所定の水分率
を有する前記第３原料である第３基準試料につい
て測定を行つて、前記第１参照レベル調整手段お
よび第２参照レベル調整手段の出力レベルが等し
くなるようにこれらのレベル調整手段を調整して
から、前記対数変換回路の出力レベルが所定の出
力レベルになるように前記測定レベル調整手段を
調整し、その後、それぞれが前記第３基準原料と
等しい水分率を有する、前記第１原料である第１
基準試料および第２原料である第２基準試料につ
いてそれぞれ測定を行つて、上記第１基準試料お
よび第２基準試料に対応する前記対数変換回路の
それぞれの出力レベルが略等しくなるように前記
主参照レベル調整手段のレベル調整器を調整する
ことにより、第３原料についての対数変換回路か
らの出力レベル維持した状態で、管理目標水分率
における第１原料および第２原料についての対数
変換回路の出力レベルを上記第３の原料について
の出力レベルと略等しくなるように容易に調整す
ることができる。

なお、このように調整すると、上記のように特
性の異なる原料についての水分管理が正確にな
る。また、たばこのブレンド工程などに赤外線水
分測定装置を設置するときなど、キヤリブレーシ
ヨン作業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の赤外線水分測定装置の原理
図、第２図は種類の異なる葉たばこについての同
一水分率における赤外線反射光量の光電変換出力
の一例を示す図、第３図は同葉たばこについての
本発明の赤外線水分測定装置における出力レベル
の一例を示す図、第４図は本発明の赤外線水分測
定装置の一実施例を示す図、第５図は実施例にお
ける回転デイスクのフイルタを示す図、第６図は
実施例における回路の出力信号と水分率の関係を
示す図、第７図は実施例における水分率に対応す
る出力電圧と水分率との関係を示す図、第８図は
複数の被測定物について従来装置を用いた場合の
問題点を説明する図である。１……水分検出部、３……被測定原料、１２…
…信号分離整流部、１７−１１，１７−２１，１
７−３１……利得調整用可変抵抗器、２０−１…
…加算回路、２０−２，２０−３……可変抵抗
器、２３……除算回路、２５……対数変換回路。

Claims

【特許請求の範囲】１被測定物の含水量と無関係に赤外線吸収量が
略一定でそれぞれ異なる波長を有する第１参照赤
外線および第２参照赤外線と被測定物の含水量に
より赤外線吸収量が変化する測定赤外線との３種
類の赤外線を被測定物に照射するとともにこの被
測定物からのこれら赤外線の反射光を受光する光
学系と、該光学系で受光した前記第１参照赤外線、第２
参照赤外線および前記測定赤外線の反射光量を、
それぞれ第１参照信号、第２参照信号および測定
信号に変換する光電変換手段と、前記第１参照赤外線についての吸収量と第２参
照赤外線についての吸収量との大小関係が互いに
逆で前記測定赤外線についての吸収量が最大およ
び最小である第１原料と第２原料の中間の測定赤
外線吸収量を有する第３原料について、第１参照
信号、第２参照信号の出力レベルが等しくなるよ
うにそれぞれ調整するための第１参照レベル調整
手段および第２参照レベル調整手段と、それぞれが所定の等しい水分率を有する前記第
１原料と第２原料とについての上記第１参照レベ
ル調整手段および第２参照レベル調整手段からの
第１参照信号および第２参照信号を、後記対数変
換回路の出力レベルが略等しくなるように、利得
の和を１に保ちながらレベル調整するための主参
照レベル調整手段と、該主参照レベル調整手段でそれぞれレベル調整
された第１参照信号および第２参照信号を加算す
る加算回路と、該加算回路の出力を被除算信号とするとともに
前記光電変換手段からの測定信号をレベル調整す
る測定レベル調整手段からの測定信号を除算信号
として除算する除算回路と、該除算回路の出力レベルを対数変換する対数変
換回路と、を備えることを特徴とする多種原料のための赤外
線水分測定装置。