JPH05232016A - シ―ト状物体の特性測定装置 - Google Patents
シ―ト状物体の特性測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄い紙から厚い紙まで紙による透過・散乱が
充分に行われ，感度が高く光の減衰量が少なく，シ―ト
の温度変化に起因する測定誤差の少ないシ―ト状物体の
特性測定装置を提供する。 【構成】 少なくとも水分により吸収を受ける波長の光
と水分に吸収されない波長の光をシ―ト状物体に照射
し，そのシ―ト状物体で散乱・透過した光を受光する受
光素子を有し，前記受光素子からの信号に基づいてシ―
ト状物体の物理的特性を測定するシ―ト状物体の特性測
定装置において，前記シ−ト状物体３を挟んで周辺に折
返し部を有する上部反射板３０及び下部反射板３１が配
置され，前記シ―ト状物体３と下部反射板３１の間に両
面が鏡面加工された遮蔽板３２を配置するとともに，水
分により吸収を受ける波長として温度依存性のない等吸
収点の波長を用いる。
充分に行われ，感度が高く光の減衰量が少なく，シ―ト
の温度変化に起因する測定誤差の少ないシ―ト状物体の
特性測定装置を提供する。 【構成】 少なくとも水分により吸収を受ける波長の光
と水分に吸収されない波長の光をシ―ト状物体に照射
し，そのシ―ト状物体で散乱・透過した光を受光する受
光素子を有し，前記受光素子からの信号に基づいてシ―
ト状物体の物理的特性を測定するシ―ト状物体の特性測
定装置において，前記シ−ト状物体３を挟んで周辺に折
返し部を有する上部反射板３０及び下部反射板３１が配
置され，前記シ―ト状物体３と下部反射板３１の間に両
面が鏡面加工された遮蔽板３２を配置するとともに，水
分により吸収を受ける波長として温度依存性のない等吸
収点の波長を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，シ―ト状物体に含まれ
る水分量を測定する装置に関する。
る水分量を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７〜９は，抄紙機等においてシ―ト状
物体の水分量を測定する水分計の従来例を示す。
物体の水分量を測定する水分計の従来例を示す。
【０００３】図７において，１は投光部，２は受光部
で，これらは被測定体である紙３を挾んで対向配置され
ている。投光部１では，光源６からの光がレンズ７で平
行光とされ，更にチョッパ―・ホイ―ル８で断続光とさ
れた後，照射窓４を介して紙３に照射される。チョッパ
―・ホイ―ル８には水分による吸収を受ける１．９４μ
ｍの光（測定光）を透過するフィルタ９と，水分による
吸収を受けない１．８μｍの光（比較光）を透過するフ
ィルタ１０とが設けられ，回転に従い測定光と比較光と
を交互に紙３に照射する。受光部２では，入射窓５より
紙３を透過した光が入射し，レンズ１１で集束され受光
素子１２に集光される。この受光素子１２では測定光Ｍ
と比較光Ｒとを時系列的に検出し，演算器１３に与えＲ
／Ｍの演算を行い出力する。
で，これらは被測定体である紙３を挾んで対向配置され
ている。投光部１では，光源６からの光がレンズ７で平
行光とされ，更にチョッパ―・ホイ―ル８で断続光とさ
れた後，照射窓４を介して紙３に照射される。チョッパ
―・ホイ―ル８には水分による吸収を受ける１．９４μ
ｍの光（測定光）を透過するフィルタ９と，水分による
吸収を受けない１．８μｍの光（比較光）を透過するフ
ィルタ１０とが設けられ，回転に従い測定光と比較光と
を交互に紙３に照射する。受光部２では，入射窓５より
紙３を透過した光が入射し，レンズ１１で集束され受光
素子１２に集光される。この受光素子１２では測定光Ｍ
と比較光Ｒとを時系列的に検出し，演算器１３に与えＲ
／Ｍの演算を行い出力する。
【０００４】図８に示す従来例では，投光部１において
光源６からの光をレンズ７で平行光とし，チョッパ―・
ホイ―ル８′で断続光とした後，照射窓４より紙３に照
射する。このチョッパ―・ホイ―ルには図７の従来例の
ようなフィルタは載置されておらず，ホイ―ルは専ら迷
光の影響を除去するためにだけ使用される。照射窓４よ
り照射された白色光は紙３を挾んで投光部１と受光部２
の対向面に設けられた乱反射面１６，１７で多重反射さ
れ，照射窓４とずれた位置に設けられた入射窓５より受
光部２内に入る。
光源６からの光をレンズ７で平行光とし，チョッパ―・
ホイ―ル８′で断続光とした後，照射窓４より紙３に照
射する。このチョッパ―・ホイ―ルには図７の従来例の
ようなフィルタは載置されておらず，ホイ―ルは専ら迷
光の影響を除去するためにだけ使用される。照射窓４よ
り照射された白色光は紙３を挾んで投光部１と受光部２
の対向面に設けられた乱反射面１６，１７で多重反射さ
れ，照射窓４とずれた位置に設けられた入射窓５より受
光部２内に入る。
【０００５】受光部２において，入射光はビ―ムスプリ
ッタ１８で２分され，一方は測定光を透過するフィルタ
９，レンズ１１を経て受光素子１２に導かれ，他方は比
較光を透過するフィルタ１０，レンズ１１′を経て受光
素子１２′に導かれる。受光素子１２で検出された測定
光Ｍと受光素子１２′で検出された比較光Ｒは同時に演
算器１３に与えられ，Ｒ／Ｍの演算が行なわれ出力され
る。
ッタ１８で２分され，一方は測定光を透過するフィルタ
９，レンズ１１を経て受光素子１２に導かれ，他方は比
較光を透過するフィルタ１０，レンズ１１′を経て受光
素子１２′に導かれる。受光素子１２で検出された測定
光Ｍと受光素子１２′で検出された比較光Ｒは同時に演
算器１３に与えられ，Ｒ／Ｍの演算が行なわれ出力され
る。
【０００６】図９は更に他の従来例を示すもので，紙３
を挟んで防塵ガラス２２，２３で開口部が覆われた球面
鏡２０，２１が配置されている。この例においては光源
６から放射され，前記２種類のフィルタを有するチョッ
パ―・ホイ―ル８で断続光とされた光は照射窓５を介し
て紙３に照射される。そして紙３を透過または紙で散乱
した光は球の内面で反射して再び紙を照射することより
紙を複数回透過して受光素子１２に達する。検出された
光は図５で示した例と同様に演算器（図示せず）でＲ／
Ｍの演算が行なわれ，紙の水分量に関連した電気信号が
出力される。
を挟んで防塵ガラス２２，２３で開口部が覆われた球面
鏡２０，２１が配置されている。この例においては光源
６から放射され，前記２種類のフィルタを有するチョッ
パ―・ホイ―ル８で断続光とされた光は照射窓５を介し
て紙３に照射される。そして紙３を透過または紙で散乱
した光は球の内面で反射して再び紙を照射することより
紙を複数回透過して受光素子１２に達する。検出された
光は図５で示した例と同様に演算器（図示せず）でＲ／
Ｍの演算が行なわれ，紙の水分量に関連した電気信号が
出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置におい
て，図７に示す構成のものは，構造が簡単で，光量減衰
も少ないという利点が有る半面，測定対象は紙１枚であ
るため，この紙の厚さが薄い場合は感度のよいものが得
られないという問題が有る，また，図８に示す構成のも
のは，投光部と受光部の光軸がずらされて設けられてい
るため紙との会合回数は多くなるが，紙で散乱した光は
最大１８０°の拡がりがあることを考えると，紙と一回
しか会合しない光も含まれており感度的に必ずしも満足
できるものではなかった。また，一回透過光の影響を少
なくするために光軸のずれ量を大きくすると光量が減少
するという問題があった（従来例では投光部と受光部の
光軸のずれ量を６０ｍｍ程度とし，上下の反射板との間
隔を６〜８ｍｍ程度に設計している）。
て，図７に示す構成のものは，構造が簡単で，光量減衰
も少ないという利点が有る半面，測定対象は紙１枚であ
るため，この紙の厚さが薄い場合は感度のよいものが得
られないという問題が有る，また，図８に示す構成のも
のは，投光部と受光部の光軸がずらされて設けられてい
るため紙との会合回数は多くなるが，紙で散乱した光は
最大１８０°の拡がりがあることを考えると，紙と一回
しか会合しない光も含まれており感度的に必ずしも満足
できるものではなかった。また，一回透過光の影響を少
なくするために光軸のずれ量を大きくすると光量が減少
するという問題があった（従来例では投光部と受光部の
光軸のずれ量を６０ｍｍ程度とし，上下の反射板との間
隔を６〜８ｍｍ程度に設計している）。
【０００８】また，図９に示す構成のものは，紙により
透過散乱させた回数の少ない光（水分子と充分に会合し
ていない低感度の光）が検出光の大部分を占め，水分検
出感度が低いという問題がある。更にこの方法では薄い
紙と厚い紙では感度が異なるので紙質の影響が大きくな
るという問題がある。
透過散乱させた回数の少ない光（水分子と充分に会合し
ていない低感度の光）が検出光の大部分を占め，水分検
出感度が低いという問題がある。更にこの方法では薄い
紙と厚い紙では感度が異なるので紙質の影響が大きくな
るという問題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為の
本発明の構成は，少なくとも水分により吸収を受ける波
長の光と水分に吸収されない波長の光をシ―ト状物体に
照射し，そのシ―ト状物体で散乱・透過した光を受光す
る受光素子を有し，前記受光素子からの信号に基づいて
前記シ―ト状物体の物理的特性を測定するシ―ト状物体
の特性測定装置において，前記シ−ト状物体を挟んで周
辺に折返し部を有する上部反射板及び下部反射板が配置
され，前記シ―ト状物体と下部反射板の間に両面が鏡面
加工された遮蔽板を配置するとともに，前記水分により
吸収を受ける波長として温度依存性のない等吸収点の波
長を用いたことを特徴とするものである。
本発明の構成は，少なくとも水分により吸収を受ける波
長の光と水分に吸収されない波長の光をシ―ト状物体に
照射し，そのシ―ト状物体で散乱・透過した光を受光す
る受光素子を有し，前記受光素子からの信号に基づいて
前記シ―ト状物体の物理的特性を測定するシ―ト状物体
の特性測定装置において，前記シ−ト状物体を挟んで周
辺に折返し部を有する上部反射板及び下部反射板が配置
され，前記シ―ト状物体と下部反射板の間に両面が鏡面
加工された遮蔽板を配置するとともに，前記水分により
吸収を受ける波長として温度依存性のない等吸収点の波
長を用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】投光部から入射した光は紙を透過または紙で散
乱し上部反射板と遮蔽板の間を外周方向に広がる。その
光は更に，上部反射板，紙，下部反射板の間で透過・散
乱を繰返しながら外周方向に伝搬し，折返し部で反射し
て更に透過・散乱を繰返しながら中心部に向かう。この
光の一部は下部反射板で反射した後，遮蔽板の裏側に回
り込み下部反射板と遮蔽板の間で反射して受光素子に達
する。等吸収点の波長の測定光は紙の温度に吸収度が左
右されないので，より正確な水分測定が可能となる。
乱し上部反射板と遮蔽板の間を外周方向に広がる。その
光は更に，上部反射板，紙，下部反射板の間で透過・散
乱を繰返しながら外周方向に伝搬し，折返し部で反射し
て更に透過・散乱を繰返しながら中心部に向かう。この
光の一部は下部反射板で反射した後，遮蔽板の裏側に回
り込み下部反射板と遮蔽板の間で反射して受光素子に達
する。等吸収点の波長の測定光は紙の温度に吸収度が左
右されないので，より正確な水分測定が可能となる。
【００１１】
【実施例】以下，図面に従い本発明を説明する。図１は
本発明の装置の一実施例を示す要部断面斜視図である。
図において３０は紙に対向する側が鏡面加工された上部
反射板であり，中央に投光孔３０ａが形成され，外周部
に折返しリング３０ｂが形成されている。この折返しリ
ング３０ｂは凸状のリングとされ，内周は鏡面の垂線に
対して断面が６０゜程度の斜辺を有している。３１は紙
に対向する側が鏡面加工された下部反射板であり，中央
に受光孔３１ａが形成され，外周部に折返しリング３１
ｂが形成されている。この折返しリング３１ｂは凸状の
リングとされ，内周は鏡面の垂線に対して断面が６０゜
程度の斜辺を有している。
本発明の装置の一実施例を示す要部断面斜視図である。
図において３０は紙に対向する側が鏡面加工された上部
反射板であり，中央に投光孔３０ａが形成され，外周部
に折返しリング３０ｂが形成されている。この折返しリ
ング３０ｂは凸状のリングとされ，内周は鏡面の垂線に
対して断面が６０゜程度の斜辺を有している。３１は紙
に対向する側が鏡面加工された下部反射板であり，中央
に受光孔３１ａが形成され，外周部に折返しリング３１
ｂが形成されている。この折返しリング３１ｂは凸状の
リングとされ，内周は鏡面の垂線に対して断面が６０゜
程度の斜辺を有している。
【００１２】３２は両面が鏡面加工され，一方の面の中
央部に表面が鏡面に加工された円錘状の突起（円錘ミラ
―）３３を有する遮蔽板である。この遮蔽板３２は下部
反射板３１と紙３の間の空間に複数の支柱（図示せず）
で下部反射板の折返しリング３１ｂの上部と同程度の高
さに固定され，円錘ミラ―３３を受光孔３１ａ側に向け
て配置されている。なお，遮蔽板３２の中心は上部，下
部の反射板３０，３１の軸心に合せた方が好ましい。
央部に表面が鏡面に加工された円錘状の突起（円錘ミラ
―）３３を有する遮蔽板である。この遮蔽板３２は下部
反射板３１と紙３の間の空間に複数の支柱（図示せず）
で下部反射板の折返しリング３１ｂの上部と同程度の高
さに固定され，円錘ミラ―３３を受光孔３１ａ側に向け
て配置されている。なお，遮蔽板３２の中心は上部，下
部の反射板３０，３１の軸心に合せた方が好ましい。
【００１３】上記上部，下部反射板３０，３１は含有水
分を測定すべき紙３を挟んで必要な許容幅を考慮した上
で可能な限り近接して配置され，投光空間３４および受
光空間３５を形成する。なお，図では省略しているが投
光孔３０ａの上方には水分による吸収を受ける１．９４
μｍを中心波長とする測定光と，水分による吸収を受け
ない１．８μｍの比較光を放射する光源が配置され，受
光素子１２の後段には，この素子の出力に基づいて含有
水分の演算を行う演算部等水分測定装置として必要な構
成要素が備えられている。
分を測定すべき紙３を挟んで必要な許容幅を考慮した上
で可能な限り近接して配置され，投光空間３４および受
光空間３５を形成する。なお，図では省略しているが投
光孔３０ａの上方には水分による吸収を受ける１．９４
μｍを中心波長とする測定光と，水分による吸収を受け
ない１．８μｍの比較光を放射する光源が配置され，受
光素子１２の後段には，この素子の出力に基づいて含有
水分の演算を行う演算部等水分測定装置として必要な構
成要素が備えられている。
【００１４】この様な構成において，投光部から紙面上
に照射された光のうち紙の表面で散乱した光は上部反射
板３０で，透過した光は遮蔽板３２で反射されて再び紙
３に戻される。この様にして紙３で透過・散乱して周囲
に伝搬した光は，主に上部反射板３０の反射面で反射さ
れて中心部へ戻され，更に紙３による透過・散乱を繰り
返して受光部に達する。遮蔽板３２の下の円錘ミラ―３
３は到達した光を有効に受光素子へ導く働きをする。
に照射された光のうち紙の表面で散乱した光は上部反射
板３０で，透過した光は遮蔽板３２で反射されて再び紙
３に戻される。この様にして紙３で透過・散乱して周囲
に伝搬した光は，主に上部反射板３０の反射面で反射さ
れて中心部へ戻され，更に紙３による透過・散乱を繰り
返して受光部に達する。遮蔽板３２の下の円錘ミラ―３
３は到達した光を有効に受光素子へ導く働きをする。
【００１５】なお，本出願人は上部，下部の反射板３
０，３１の外径を６０ｍｍ，上部折返しリング３０ａの
リングの高さｈ1 を２．５ｍｍ，下部折返しリング３１
ｂのリングの高さｈ2 を５．０ｍｍ，折返しリング３０
ａ，３０ｂから紙までの間隙ｈ3 ，ｈ4 をそれぞれ２．
０ｍｍ，遮光板の直径を３０ｍｍ，遮光板の表面から紙
までの間隙を２．０ｍｍ，投光孔の直径を３ｍｍ，受光
孔の直径を１８ｍｍとして試作し，他の条件は従来と同
様として実験を行った。
０，３１の外径を６０ｍｍ，上部折返しリング３０ａの
リングの高さｈ1 を２．５ｍｍ，下部折返しリング３１
ｂのリングの高さｈ2 を５．０ｍｍ，折返しリング３０
ａ，３０ｂから紙までの間隙ｈ3 ，ｈ4 をそれぞれ２．
０ｍｍ，遮光板の直径を３０ｍｍ，遮光板の表面から紙
までの間隙を２．０ｍｍ，投光孔の直径を３ｍｍ，受光
孔の直径を１８ｍｍとして試作し，他の条件は従来と同
様として実験を行った。
【００１６】図２，図３は図８に示す従来装置と上記本
発明の装置を用いて６種類の紙の測定信号（Ｒ／Ｍ）か
らＭＷ（単位面積当たりの水分重量）を求め，これらの
値から紙の水分率（ＭＷ／ＢＷ×１００％…ＢＷ＝単位
面積当たりの紙の重量）を計算し，±０．１％の精度の
範囲で測定できる様にした場合の検量線を示すものであ
る（なお，ここでいう±０．１％の精度とは水分の含有
量を例えば５％とした場合に，その測定誤差が４．９％
〜５．１％の範囲にある場合をいい，（Ｒ／Ｍ）N は紙
がない場合の信号を基準として規格化して表わしたもの
である）。即ち，従来装置においては図２に示す様に±
０．１％の精度を得るのに５本の検量線を必要とした
が，本発明の装置では図３に示すように３本の検量線で
測定することができる。
発明の装置を用いて６種類の紙の測定信号（Ｒ／Ｍ）か
らＭＷ（単位面積当たりの水分重量）を求め，これらの
値から紙の水分率（ＭＷ／ＢＷ×１００％…ＢＷ＝単位
面積当たりの紙の重量）を計算し，±０．１％の精度の
範囲で測定できる様にした場合の検量線を示すものであ
る（なお，ここでいう±０．１％の精度とは水分の含有
量を例えば５％とした場合に，その測定誤差が４．９％
〜５．１％の範囲にある場合をいい，（Ｒ／Ｍ）N は紙
がない場合の信号を基準として規格化して表わしたもの
である）。即ち，従来装置においては図２に示す様に±
０．１％の精度を得るのに５本の検量線を必要とした
が，本発明の装置では図３に示すように３本の検量線で
測定することができる。
【００１７】ところで，水は吸収スペクトルの温度依存
性を持つことが知られている。図４は公知（昭和５７年
３月（株）共立出版発行；水および水溶液）の氷及び水
の近赤外線吸収スペクトルの温度依存性を示すものであ
り，波長と吸収度の関係を示している。図中点線で示す
部分は波長１．９４μｍの部分であり，水のいずれの温
度においても吸収度が最も高く，水分計としての感度向
上の為にはこの波長付近を選択する必要がある（従って
図７〜９に示す従来例では１．９４μｍ（５１５０ｃｍ
-1〜５１５５ｃｍ-1）の波長のフィルタを用いてい
る）。そして，この波長においては図からも明らかな様
に各温度における吸収度が異なっているので，紙温が変
わると水の吸収度が変わり測定誤差が生じてしまう。
性を持つことが知られている。図４は公知（昭和５７年
３月（株）共立出版発行；水および水溶液）の氷及び水
の近赤外線吸収スペクトルの温度依存性を示すものであ
り，波長と吸収度の関係を示している。図中点線で示す
部分は波長１．９４μｍの部分であり，水のいずれの温
度においても吸収度が最も高く，水分計としての感度向
上の為にはこの波長付近を選択する必要がある（従って
図７〜９に示す従来例では１．９４μｍ（５１５０ｃｍ
-1〜５１５５ｃｍ-1）の波長のフィルタを用いてい
る）。そして，この波長においては図からも明らかな様
に各温度における吸収度が異なっているので，紙温が変
わると水の吸収度が変わり測定誤差が生じてしまう。
【００１８】そして，本発明においては，周辺に折返し
部を有する上部反射板及び下部反射板を配置し，シ―ト
状物体と下部反射板の間に両面が鏡面加工された遮蔽板
を配置したので，従来に比較して感度が格段に向上し前
述の温度変化による測定誤差の影響を更に受ける様にな
った。例えば，１．９４μｍの波長を使用して坪量７０
ｇ／ｍ2 程度の晒しクラフトの水分を測定した場合，紙
温度が１３℃と４０℃では水分率誤差が０．３％（真値
１０％のものが１０．３％になる）程度生じるという問
題があった。そこで本発明者等は測定の中心波長を前記
公知文献に基づいて水の等吸収点である５１５０ｃｍ-1
（波長１．９５７μｍ）程度とし，紙の温度を１３℃と
４０℃として実験を行ったが，この波長では水分率誤差
を少なくすることはできなかった。これは紙に含まれる
水分が結合水と自由水で構成されている為，自由水の場
合よりも等吸収点が短波長側にシフトする為と考えられ
る。
部を有する上部反射板及び下部反射板を配置し，シ―ト
状物体と下部反射板の間に両面が鏡面加工された遮蔽板
を配置したので，従来に比較して感度が格段に向上し前
述の温度変化による測定誤差の影響を更に受ける様にな
った。例えば，１．９４μｍの波長を使用して坪量７０
ｇ／ｍ2 程度の晒しクラフトの水分を測定した場合，紙
温度が１３℃と４０℃では水分率誤差が０．３％（真値
１０％のものが１０．３％になる）程度生じるという問
題があった。そこで本発明者等は測定の中心波長を前記
公知文献に基づいて水の等吸収点である５１５０ｃｍ-1
（波長１．９５７μｍ）程度とし，紙の温度を１３℃と
４０℃として実験を行ったが，この波長では水分率誤差
を少なくすることはできなかった。これは紙に含まれる
水分が結合水と自由水で構成されている為，自由水の場
合よりも等吸収点が短波長側にシフトする為と考えられ
る。
【００１９】図５は３種類の測定波長と坪量７０ｇ／ｍ
2 程度の晒しクラフトを用い，紙温度を１３℃と４０℃
として水分を測定した場合の中心波長と検量線の温度依
存性を示す図である。なお，この実験では紙の水分によ
り吸収される波長を（Ｍ），紙の繊維により吸収される
波長を（Ｃ），水分にも繊維にも影響を受けない波長
（Ｒ）の３つの波長を用いた３波長方式により演算を行
った。図中ＭＷは単位面積当たりの水分重量，ＣＷは単
位面積当たりの繊維重量である。図によれば，１．９２
６μｍと１．５４９μｍの波長の場合は１３℃から４０
℃と温度が２７℃変化した場合，矢印で示すように検量
線が変化して検量線のずれが大きなものとなる。しか
し，波長を１．９３６μｍとした場合は検量線がほとん
ど重なり温度による影響が生じない。
2 程度の晒しクラフトを用い，紙温度を１３℃と４０℃
として水分を測定した場合の中心波長と検量線の温度依
存性を示す図である。なお，この実験では紙の水分によ
り吸収される波長を（Ｍ），紙の繊維により吸収される
波長を（Ｃ），水分にも繊維にも影響を受けない波長
（Ｒ）の３つの波長を用いた３波長方式により演算を行
った。図中ＭＷは単位面積当たりの水分重量，ＣＷは単
位面積当たりの繊維重量である。図によれば，１．９２
６μｍと１．５４９μｍの波長の場合は１３℃から４０
℃と温度が２７℃変化した場合，矢印で示すように検量
線が変化して検量線のずれが大きなものとなる。しか
し，波長を１．９３６μｍとした場合は検量線がほとん
ど重なり温度による影響が生じない。
【００２０】図６は紙温の違いに起因する中心波長と水
分率誤差の関係を示している。図によれば測定精度が±
０．２の範囲に入る波長は１．９３３〜１．９３９μｍ
の範囲であることが分る。従ってこの発明では測定に用
いる中心波長を１．９３３〜１．９３９μｍの範囲とす
る。なお，測定波長はフィルタにより選択する方法のほ
かレ―ザ等の単色光を用いることも可能である。
分率誤差の関係を示している。図によれば測定精度が±
０．２の範囲に入る波長は１．９３３〜１．９３９μｍ
の範囲であることが分る。従ってこの発明では測定に用
いる中心波長を１．９３３〜１．９３９μｍの範囲とす
る。なお，測定波長はフィルタにより選択する方法のほ
かレ―ザ等の単色光を用いることも可能である。
【００２１】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明した様
に本発明によれば， 投光孔から入射した光は，はじめ紙を透過または散
乱するが，これらの光は遮蔽板と上部反射板との間で反
射して複数回紙と会合する。そして遮蔽板の外周に達し
た時点で一部の光が下部反射板と遮蔽板の裏側に回り込
み反射を繰返しながら受光素子に達する。一方反射板の
更に外周へ向かって紙との会合を繰返した光は折返しリ
ングで折返して再び遮蔽板の外周に達し，一部は遮蔽板
の裏側に回り込み透過・散乱を繰返しながら受光素子に
達する。その結果，紙を例えば一回だけ透過した水分検
出感度の低い光が受光素子側へ達することがなくなるの
で感度が向上する。 折返しリングで光を受光素子側（中心方向）へ戻す
構造の為，光の閉込め効果が高くなり，検出光量が多く
低坪量紙（例えば３０ｇ／ｍ◆程度）から高坪量（例え
ば１５０ｇ／ｍ◆程度）まで同一の光学系で測定可能と
なる。 水分子と充分に会合し，なおかつ薄い紙から厚い紙
まで紙による透過・散乱が充分に成された光が検出され
るため，紙質の影響が小さくなる。 光が折返しリングで折返すため，従来と同じ光路長
の光を得るのに小さな測定面積で済む。 測定波長を１．９３３〜１．９３９μｍとしている
ので紙温の変化による水分率誤差を０．２％程度に押え
ることができる。などの効果がある。
に本発明によれば， 投光孔から入射した光は，はじめ紙を透過または散
乱するが，これらの光は遮蔽板と上部反射板との間で反
射して複数回紙と会合する。そして遮蔽板の外周に達し
た時点で一部の光が下部反射板と遮蔽板の裏側に回り込
み反射を繰返しながら受光素子に達する。一方反射板の
更に外周へ向かって紙との会合を繰返した光は折返しリ
ングで折返して再び遮蔽板の外周に達し，一部は遮蔽板
の裏側に回り込み透過・散乱を繰返しながら受光素子に
達する。その結果，紙を例えば一回だけ透過した水分検
出感度の低い光が受光素子側へ達することがなくなるの
で感度が向上する。 折返しリングで光を受光素子側（中心方向）へ戻す
構造の為，光の閉込め効果が高くなり，検出光量が多く
低坪量紙（例えば３０ｇ／ｍ◆程度）から高坪量（例え
ば１５０ｇ／ｍ◆程度）まで同一の光学系で測定可能と
なる。 水分子と充分に会合し，なおかつ薄い紙から厚い紙
まで紙による透過・散乱が充分に成された光が検出され
るため，紙質の影響が小さくなる。 光が折返しリングで折返すため，従来と同じ光路長
の光を得るのに小さな測定面積で済む。 測定波長を１．９３３〜１．９３９μｍとしている
ので紙温の変化による水分率誤差を０．２％程度に押え
ることができる。などの効果がある。
【００２２】
【図１】本発明のシ―ト状物体の物理量測定装置の一実
施例を示す断面構成図である。
施例を示す断面構成図である。
【図２】従来装置における測定信号（Ｒ／Ｍ）とＭＷと
検量線の関係を示す図である。
検量線の関係を示す図である。
【図３】本発明の装置における測定信号（Ｒ／Ｍ）とＭ
Ｗと検量線の関係を示す図である。
Ｗと検量線の関係を示す図である。
【図４】氷及び水の近赤外線吸収スペクトルの温度依存
性を示す図である。
性を示す図である。
【図５】３種類の波長を用いた検量線の温度依存性を示
す図である。
す図である。
【図６】紙温の違いに起因する中心波長と水分率誤差の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図７】従来装置の実施例を示す構成図である。
【図８】従来装置の他の実施例を示す構成図である。
【図９】従来装置の他の実施例を示す構成図である。
３ サンプル紙 ３０ 上部反射板 ３０ａ 投光孔 ３０ｂ 折返しリング ３１ 下部反射板 ３１ａ 受光孔 ３１ｂ 折返しリング ３２ 遮蔽板 ３３ 円錘ミラ―
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年９月１９日
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明した様
に本発明によれば， 投光孔から入射した光は，はじめ紙を透過または散
乱するが，これらの光は遮蔽板と上部反射板との間で反
射して複数回紙と会合する。そして遮蔽板の外周に達し
た時点で一部の光が下部反射板と遮蔽板の裏側に回り込
み反射を繰返しながら受光素子に達する。一方反射板の
更に外周へ向かって紙との会合を繰返した光は折返しリ
ングで折返して再び遮蔽板の外周に達し，一部は遮蔽板
の裏側に回り込み透過・散乱を繰返しながら受光素子に
達する。その結果，紙を例えば一回だけ透過した水分検
出感度の低い光が受光素子側へ達することがなくなるの
で感度が向上する。 折返しリングで光を受光素子側（中心方向）へ戻す
構造の為，光の閉込め効果が高くなり，検出光量が多く
低坪量紙（例えば３０ｇ／ｍ2程度）から高坪量（例え
ば１５０ｇ／ｍ2程度）まで同一の光学系で測定可能と
なる。 水分子と充分に会合し，なおかつ薄い紙から厚い紙
まで紙による透過・散乱が充分に成された光が検出され
るため，紙質の影響が小さくなる。 光が折返しリングで折返すため，従来と同じ光路長
の光を得るのに小さな測定面積で済む。 測定波長を１．９３３〜１．９３９μｍとしている
ので紙温の変化による水分率誤差を０．２％程度に押え
ることができる。などの効果がある。
に本発明によれば， 投光孔から入射した光は，はじめ紙を透過または散
乱するが，これらの光は遮蔽板と上部反射板との間で反
射して複数回紙と会合する。そして遮蔽板の外周に達し
た時点で一部の光が下部反射板と遮蔽板の裏側に回り込
み反射を繰返しながら受光素子に達する。一方反射板の
更に外周へ向かって紙との会合を繰返した光は折返しリ
ングで折返して再び遮蔽板の外周に達し，一部は遮蔽板
の裏側に回り込み透過・散乱を繰返しながら受光素子に
達する。その結果，紙を例えば一回だけ透過した水分検
出感度の低い光が受光素子側へ達することがなくなるの
で感度が向上する。 折返しリングで光を受光素子側（中心方向）へ戻す
構造の為，光の閉込め効果が高くなり，検出光量が多く
低坪量紙（例えば３０ｇ／ｍ2程度）から高坪量（例え
ば１５０ｇ／ｍ2程度）まで同一の光学系で測定可能と
なる。 水分子と充分に会合し，なおかつ薄い紙から厚い紙
まで紙による透過・散乱が充分に成された光が検出され
るため，紙質の影響が小さくなる。 光が折返しリングで折返すため，従来と同じ光路長
の光を得るのに小さな測定面積で済む。 測定波長を１．９３３〜１．９３９μｍとしている
ので紙温の変化による水分率誤差を０．２％程度に押え
ることができる。などの効果がある。
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくとも水分により吸収を受ける波長
の光と水分に吸収されない波長の光をシ―ト状物体に照
射し，そのシ―ト状物体で散乱・透過した光を受光する
受光素子を有し，前記受光素子からの信号に基づいて前
記シ―ト状物体の物理的特性を測定するシ―ト状物体の
特性測定装置において，前記シ−ト状物体を挟んで周辺
に折返し部を有する上部反射板及び下部反射板が配置さ
れ，前記シ―ト状物体と下部反射板の間に両面が鏡面加
工された遮蔽板を配置するとともに，前記水分により吸
収を受ける波長として温度依存性のない等吸収点の波長
を用いたことを特徴とするシ―ト状物体の特性測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23622191A JP2932783B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | シ―ト状物体の特性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23622191A JP2932783B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | シ―ト状物体の特性測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232016A true JPH05232016A (ja) | 1993-09-07 |
| JP2932783B2 JP2932783B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=16997580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23622191A Expired - Lifetime JP2932783B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | シ―ト状物体の特性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2932783B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018189659A (ja) * | 2018-09-11 | 2018-11-29 | 横河電機株式会社 | 赤外線水分計 |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP23622191A patent/JP2932783B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018189659A (ja) * | 2018-09-11 | 2018-11-29 | 横河電機株式会社 | 赤外線水分計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2932783B2 (ja) | 1999-08-09 |
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