JPH056862B2 - - Google Patents

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JPH056862B2
JPH056862B2 JP15418186A JP15418186A JPH056862B2 JP H056862 B2 JPH056862 B2 JP H056862B2 JP 15418186 A JP15418186 A JP 15418186A JP 15418186 A JP15418186 A JP 15418186A JP H056862 B2 JPH056862 B2 JP H056862B2
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JP
Japan
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light
measured
infrared
optical fiber
optical
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Joji Inatome
Akio Hatano
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Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd
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Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3554Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for determining moisture content
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    • G01N21/3559Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for determining moisture content in sheets, e.g. in paper

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、抄紙工程において高温多湿の雰囲気
下にも拘わらず精度良い結果の得られるドライヤ
ーパートにおけるシートの水分測定方法及びこの
方法を実施するための装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a method for measuring the moisture content of a sheet in a dryer part that can obtain accurate results even in a high temperature and humidity atmosphere in a paper making process, and a method for implementing this method. It relates to a device for.

〔従来技術及びその問題点〕[Prior art and its problems]

抄紙工程は、水分について簡単に言えば、原料
を薄い濃度(0.5〜1.5%)に分散させた懸濁液か
ら水分の殆んどを除く工程であり、ワイヤパート
で水分含量80〜85%、プレスパートで水分含量約
60%弱にまで除去され、ドライヤーパートで目的
の水分含量(紙の種類により異なるが、多くの場
合5〜10%)に乾燥されるが、このドライヤーパ
ートでの水分管理は製品の品質及び乾燥コストに
大きな影響を及ぼし極めて重要である。
To put it simply, the papermaking process is a process in which most of the water is removed from a suspension in which raw materials are dispersed at a thin concentration (0.5 to 1.5%), and the wire part has a water content of 80 to 85%. Moisture content in press part approx.
It is removed to just under 60%, and then dried in the dryer section to the desired moisture content (varies depending on the type of paper, but in most cases 5-10%), but moisture management in this dryer section depends on the quality and drying of the product. This is extremely important as it has a significant impact on costs.

ドライヤーパートでのシートの水分測定には赤
外線水分計が使用されている。この赤外線水分計
は原理的に、水分を含んだ被測定材料の赤外線吸
収スペクトルを利用し、測定波長光(水によつて
吸収される波長の光)と参照波長光(水によつて
吸収されない波長の光)を被測定材料に投光し
て、各反射光量又は各透過光量の比をとることに
よつて水分に関する情報を得るものである。
An infrared moisture meter is used to measure the moisture content of sheets in the dryer section. In principle, this infrared moisture meter uses the infrared absorption spectrum of the material to be measured that contains moisture, and uses measurement wavelength light (light with a wavelength that is absorbed by water) and reference wavelength light (light with a wavelength that is not absorbed by water). Information regarding water content is obtained by projecting light of different wavelengths onto the material to be measured and calculating the ratio of each amount of reflected light or each amount of transmitted light.

ところで、従来使用されている赤外線水分計の
構成は一般に、投光部が主に、 1 光源(白熱電球又はタングステンハロゲンラ
ンプ)、 2 ミラーとレンズ(光源からの光を集束し、光
学的チヤンネルを通じて所定の波長光のビーム
を被測定材料に導く)、 3 フイルターホイール(2種類の赤外線フイル
ターが回転ホイールに取付けられており、光ビ
ームを交互に横切らせることにより、測定波長
光と参照波長光とを通過させる)、及び 4 同期モーターと駆動・制御回路(フイルター
ホイールの回転・制御)から成り、 受光部が主に、 1 ドーム鏡又は集光レンズ(被測定材料からの
赤外線を集束)、及び 2 検出器と増幅器(検出器で光電変換し、所定
の電圧レベルに増幅)から成つている。
By the way, the configuration of conventionally used infrared moisture meters generally consists of the following: 1. A light source (incandescent bulb or tungsten halogen lamp); 2. A mirror and lens (which focuses the light from the light source and transmits it through an optical channel. 3. Filter wheel (Two types of infrared filters are attached to a rotating wheel, which alternately crosses the light beam to separate measurement wavelength light and reference wavelength light.) It consists of a synchronous motor and a drive/control circuit (rotating and controlling the filter wheel), and the light receiving section mainly consists of: 1 a dome mirror or condensing lens (focusing infrared rays from the material to be measured); 2 Consists of a detector and an amplifier (the detector performs photoelectric conversion and amplifies it to a predetermined voltage level).

このような従来の赤外線水分計を使用する場
合、被測定材料の含有水分率が0〜30%の範囲に
ある時とそれ以上の時とでは、水分測定に使用す
る赤外線の測定波長と参照波長とを変える必要が
あり(通常、低水分領域においては、測定波長と
して1.9μm、参照波長として1.6μm又は1.8μmが
使用されるが、1.9μmの波長での透過光量又は反
射光量は吸収量に反比例し、前記検出器から出る
信号は透過量又は反射量を測定したもので、これ
らの量は含水量の増加にともなつて急速に減少
し、水分の変化に直線的に応答できなくなる)、
このためにフイルターホイールを交換する必要が
あり、その都度測定を中断しなければならない問
題点があつた。
When using such a conventional infrared moisture meter, the measurement wavelength and reference wavelength of the infrared ray used for moisture measurement are different when the moisture content of the material to be measured is in the range of 0 to 30% and when it is higher than that. (Normally, in low moisture regions, 1.9 μm is used as the measurement wavelength and 1.6 μm or 1.8 μm is used as the reference wavelength, but the amount of transmitted light or reflected light at the wavelength of 1.9 μm is not equal to the amount of absorbed light.) the signal emitted by the detector is a measurement of the amount of transmission or reflection, which decreases rapidly with increasing water content and is no longer able to respond linearly to changes in water content);
For this reason, it was necessary to replace the filter wheel, and there was a problem in that the measurement had to be interrupted each time.

更に、もつと重大な次の問題点があつた。実際
の測定にあたつては、測定方式が反射方式の場合
には前記の投光部と受光部とが一体化され検出ヘ
ツドと呼ばれるケースに収納されていて被測定材
料に上部100〜300mmの位置に設置され、測定方式
が透過方式の場合には前記の投光部を一体化した
ケースが被測定材料すなわちシート(以下被測定
材料で示すことがある)の上部30〜150mm程度の
位置に設置され、受光部を一体化したケースが被
測定材料の下部30〜150mm程度の位置に投光部と
光軸を合わせて設置される(設置距離の制限は、
被測定材料に投光するビームスポツトの面積や赤
外線の吸収には直接関与せず、水分情報にとつて
はノイズ成分となる正反射・正透過光の検出器へ
の進入防止、光路中での光量減衰等を考慮した幾
何学的な条件によつて決まり、現状の技術ではこ
れ以上離すことは非常に困難である)。
Furthermore, there was a very serious problem: In actual measurement, when the measurement method is a reflection method, the above-mentioned light emitting part and light receiving part are integrated and housed in a case called a detection head, and the upper part of the measuring head is 100 to 300 mm above the material to be measured. When the measurement method is a transmission method, the case with the light projecting unit integrated is placed at a position of about 30 to 150 mm above the material to be measured, that is, the sheet (hereinafter referred to as the material to be measured). The case that integrates the light receiving part is installed at a position approximately 30 to 150 mm below the material to be measured, aligning the optical axis with the light emitting part (limitations on the installation distance are as follows:
It is not directly related to the area of the beam spot projected onto the material to be measured or the absorption of infrared rays, but it is necessary to prevent specularly reflected and specularly transmitted light from entering the detector, which is a noise component for moisture information, (This is determined by geometric conditions that take into account light intensity attenuation, etc., and it is extremely difficult with current technology to separate them any further.)

一方、検出ヘツドあるいは投・受光部の構成部
品の耐熱性と耐水性(耐湿性)には限界があり、
通常は温度50℃以下、湿度80%以下とされてい
る。
On the other hand, there are limits to the heat resistance and water resistance (humidity resistance) of the detection head or the components of the light emitting and receiving parts.
Normally, the temperature is below 50℃ and the humidity is below 80%.

これに対し、ドライヤーパートのドラム表面付
近では50℃よりも可成り高い温度となつており、
またシートから発生する水蒸気が充満して霧状を
なしており、非常な高温多湿の雰囲気となつてい
て従来の赤外線水分計では被測定材料に接近した
位置で測定できず、従つて幾何学的な条件が良く
ないことにより反射光、透過光のノイズ成分を少
なくすることができないことと、被測定材料と投
光端、受光端との間の長い距離間に存在する多量
の水蒸気により所定光量の投光と反射光量、透過
光量の正確な受光とが妨げられることにより、測
定値の精度が低いばかりでなく高温多湿による測
定器の耐久性の問題点があつた。従つてこのよう
な高温多湿の雰囲気下で被測定材料の水分を長期
に亘つて精度良く測定できる方法及び装置が要望
されていた。
On the other hand, the temperature near the drum surface of the dryer part is considerably higher than 50℃.
In addition, water vapor generated from the sheet is filled and forms a mist, creating an extremely hot and humid atmosphere, making it impossible for conventional infrared moisture meters to measure in close proximity to the material to be measured. Due to unfavorable conditions, it is not possible to reduce the noise components of reflected light and transmitted light, and a large amount of water vapor exists over a long distance between the material being measured and the light emitting and receiving ends, making it difficult to achieve the desired light intensity. This hinders accurate light emission and accurate reception of reflected and transmitted light, which not only results in low accuracy of measured values, but also poses problems in the durability of the measuring instrument due to high temperature and humidity. Therefore, there has been a need for a method and apparatus that can accurately measure the moisture content of a material to be measured over a long period of time in such a high temperature and humidity atmosphere.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、抄
紙工程のドライヤーパートの如き高温多湿下の雰
囲気下において被測定材料の含有水分を水分量が
大幅に変化しても干渉フイルターを取り換える必
要がなく、しかも長期に亘つて実用上精度良く測
定できる方法及び装置を提供することを目的に鋭
意研究した結果、光路に赤外線透過型の光フアイ
バーを使用することによつて、測定精度を良くす
るためにビーム投光位置を被測定材料に近付けて
も高温多湿に耐え、また他の測定器部分を環境の
良い遠隔位置に離して耐久性を向上せしめ、更に
光フアイバーを利用して装置を構成することによ
り広い範囲に亘る水分含量の測定に必要な干渉フ
イルターの種類をすべて備えていて如何なる水分
含量の場合にも即座に測定ができること等の利点
の得られることを究明して完成されたものであ
る。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and eliminates the need to replace the interference filter even if the moisture content of the material to be measured changes significantly in a high-temperature, high-humidity atmosphere such as in a dryer part of the papermaking process. As a result of intensive research with the aim of providing a method and device that can be used to measure accurately over a long period of time, we have developed a method and device that can improve measurement accuracy by using an infrared-transmissive optical fiber in the optical path. It can withstand high temperature and humidity even if the beam projection position is moved close to the material to be measured, and the other measuring instruments are moved to a remote location with a good environment to improve durability, and the device is constructed using optical fibers. This product was developed after discovering that it has the advantage of being equipped with all the types of interference filters necessary to measure moisture content over a wide range and being able to measure any moisture content instantly. be.

すなわち、本発明の一つは、ワイヤーパート及
びプレスパートを経て高温多湿の雰囲気下にドラ
イヤーパートを進行中のシートの水分を赤外線を
使用して測定するに際し、光源の光を干渉フイル
ターを透過さして被測定材料の赤外線吸収スペク
トルに基づいた赤外線領域の2つの測定波長光及
び2つの参照波長光を得、各波長光を一方では被
測定材料に投光してその反射光又は透過光を受光
して光電変換器に導き、他方では光源光量変動補
正のために直接に光電変換器に導き、且つ上記の
光路に赤外線透過型の光フアイバーを使用して上
記投光及び受光を被測定材料に近接した位置で乾
燥気体の供給により光フアイバーの投光端及び被
測定材料の付近の水蒸気を排除しながら行ない、
かくして得られた測定波長光と参照波長光との光
源光量変動を補正された光量比を光電変換値によ
り得て水分を知ることを特徴とするドライヤーパ
ートにおけるシートの水分測定方法に関するもの
(以下、本発明方法と言うことがある)である。
That is, one aspect of the present invention is that when measuring the moisture content of a sheet using infrared rays as it passes through a wire part and a press part and then passes through a dryer part in a high temperature and humid atmosphere, light from a light source is transmitted through an interference filter. Obtain two measurement wavelength lights and two reference wavelength lights in the infrared region based on the infrared absorption spectrum of the material to be measured, and project each wavelength light onto the material to be measured on the one hand and receive the reflected light or transmitted light. On the other hand, the light source is guided directly to the photoelectric converter for correction of light intensity fluctuations, and an infrared transmitting optical fiber is used in the optical path to direct the light emitting and receiving light close to the material to be measured. At this position, water vapor is removed near the light emitting end of the optical fiber and the material to be measured by supplying dry gas.
This invention relates to a method for measuring the moisture content of a sheet in a dryer part, characterized in that the moisture content is determined by obtaining the light intensity ratio between the measurement wavelength light obtained in this way and the reference wavelength light, which is corrected for variations in the light source light intensity, using a photoelectric conversion value (hereinafter referred to as (sometimes referred to as the method of the present invention).

本発明の他の二つは、本発明方法を実施するの
に好適な水分測定装置であつて、その一つは以下
の(a)〜(h)の構成から主として成ることを特徴とす
るドライヤーパートにおけるシートの水分測定装
置、 (a) 光源から出射する光を4本の又は4分岐した
赤外線透過型の光フアイバー束で4つの光路に
分け、個々の該光路の端末に設けられた4種類
の干渉フイルターを通して被測定材料の赤外線
吸収スペクトルに基づいた赤外線領域の2つの
測定波長光及び2つの参照波長光を得る手段、 (b) 前記個々の干渉フイルターを透過した赤外線
の各波長毎に2つのビームに分け、一方のビー
ムを被測定材料に近接した位置の投光端まで導
いて被測定材料に投光し、他方のビームを光電
変換器に導くための、それぞれに光学シヤツタ
ーを有する2本の又は2分岐した赤外線透過型
の光フアイバー束を各干渉フイルターから下流
側に有しており、全体として4波長8ビームを
得る手段、 (c) 前記被測定材料からの反射光又は透過光を被
測定材料に近接した位置の受光端で受光して光
電変換器に導くための赤外線透過型の光フアイ
バー束から成る手段、 (d) 前記投光端を被測定材料の近くまでほぼ囲む
除湿室及び前記受光端を被測定材料の近くまで
ほぼ囲む除湿室の内側に乾燥気体を供給して投
光端、受光端及び被測定材料の付近の水蒸気を
排除する手段、 (e) 前記光学シヤツターを順次選択的に開閉し、
所定のビームを順次選択的に光電変換器に導い
てシリアルな光信号を光電変換した後に直流増
幅器で増幅してシリアルなアナログ電圧に変換
する手段、 (f) 最初に開閉する前記光学シヤツターの開きと
同期して同期パルスを発生させ、すべての光学
シヤツターの各開きと同期してサンプリングパ
ルスを発生させる手段、 (g) 前記シリアルなアナログ電圧とサンプリング
パルスとをサンプルアンドホールド回路に導
き、個々のアナログ電圧信号の最大ピークを検
出して、シリアルなデジタル電圧信号に変換す
る手段、 (h) 前記同期パルスと前記シリアルなデジタル電
圧信号を組み合わせて被測定材料の水分量計算
に必要な所定の信号を選択的に識別し、水分量
を計算・表示する手段、 に関するもの(以下、第1の本発明装置と言うこ
とがある)である。
The other two aspects of the present invention are moisture measuring devices suitable for carrying out the method of the present invention, one of which is a dryer characterized by mainly comprising the following configurations (a) to (h). Part-time sheet moisture measuring device: (a) The light emitted from the light source is divided into four optical paths using four or four-branched infrared-transmissive optical fiber bundles, and four types of light are provided at the terminals of each optical path. (b) means for obtaining two measurement wavelength lights and two reference wavelength lights in the infrared region based on the infrared absorption spectrum of the material to be measured through an interference filter; Two beams, each with an optical shutter, are used to guide one beam to a light emitting end located close to the material to be measured and direct it to the material to be measured, and guide the other beam to a photoelectric converter. means for obtaining a total of 8 beams with 4 wavelengths by having a straight or bifurcated infrared transmission type optical fiber bundle downstream from each interference filter; (c) reflected light or transmitted light from the material to be measured; means consisting of an infrared-transmissive optical fiber bundle for receiving the light at a light-receiving end located close to the material to be measured and guiding it to a photoelectric converter; (d) a dehumidifier that substantially surrounds the light-emitting end to the vicinity of the material to be measured; means for supplying dry gas to the inside of a dehumidifying chamber that substantially surrounds the chamber and the light-receiving end close to the material to be measured to eliminate water vapor near the light-emitting end, the light-receiving end, and the material to be measured; (e) the optical shutter; sequentially selectively open and close the
means for sequentially and selectively guiding a predetermined beam to a photoelectric converter to photoelectrically convert a serial optical signal and then amplifying it with a DC amplifier and converting it into a serial analog voltage; (f) opening of the optical shutter that opens and closes first; means for generating a synchronizing pulse in synchronization with the opening of all optical shutters, and generating a sampling pulse in synchronization with each opening of all optical shutters; means for detecting the maximum peak of the analog voltage signal and converting it into a serial digital voltage signal; (h) a predetermined signal necessary for calculating the moisture content of the material to be measured by combining the synchronized pulse and the serial digital voltage signal; This invention relates to means for selectively identifying water content and calculating and displaying water content (hereinafter sometimes referred to as the first device of the present invention).

更に水分測定装置の他の一つは、以下の(i)〜(p)
の構成から主として成ることを特徴とするドライ
ヤーパートにおけるシートの水分測定装置、 (i) 4種類の干渉フイルターを同一円周上に所定
の間隔で配置した該円周と同心の回転円板上の
該円周に近接する所定位置の2箇所に光源から
出射する光を2つのビームに分けて導いて板面
に向かつて光を出すための2本の又は2分岐し
た赤外線透過型の光フアイバー束を光源から回
転円板まで有しており、回転円板の回転中に各
ビームを4種の干渉フイルターが横切ることに
より被測定材料の赤外線吸収スペクトルに基づ
いた2つの測定波長光と2つの参照波長光との
各々につき2ビームづつ、全体として4波長8
ビームを得る手段、 (j) 光源から回転円板まで設けられている前記2
本の又は2分岐した光フアイバー束のそれぞれ
の後端と回転円板を挟んで先端の光軸を合わせ
て設けられた2本の赤外線透過型の光フアイバ
ー束から成り、前記4種類の干渉フイルターを
通過させて得られた各波長光につき、前記2つ
のビームのうちの一方のビームを被測定材料に
近接した位置の投光端まで導いて投光し、他方
のビームを光電変換器に導く手段、 (k) 前記被測定材料からの反射光又は透過光を被
測定材料に近接した位置の受光端で受光して光
電変換器に導くための赤外線透過型の光フアイ
バー束から成る手段、 (l) 前記投光端を被測定材料の近くまでほぼ囲む
除湿室及び前記受光端を被測定材料の近くまで
ほぼ囲む除湿室の内側に乾燥気体を供給して投
光端、受光端及び被測定材料の付近の水蒸気を
排除する手段、 (m) 前記回転円板の回転と同期して1回転毎に同
期用パルスを発生させ、前記4種類の各干渉フ
イルターが、前記2つのビームを横切るタイミ
ングと同期してサンプリングパルスを発生させ
る手段、 (n) 前記光電変換器に入るシリアルな光信号を光
電変換した後に直流増幅器で増幅してシリアル
なアナログ電圧信号に変換する手段、 (o) 前記シリアルなアナログ電圧信号とサンプリ
ングパルスとをサンプルアンドホールド回路に
導き、個々のアナログ電圧の最大ピークを検出
してシリアルなデジタル電圧信号に変換する手
段、 (p) 前記同期パルスと前記シリアルなデジタル電
圧信号を組み合わせて被測定材料の水分計算に
必要な所定の信号を選択的に識別し、水分量を
計算・表示する手段、 に関するもの(以下、第2の本発明装置と言うこ
とがある)である。
Furthermore, another type of moisture measuring device is the following (i) to (p).
A sheet moisture measuring device in a dryer part, characterized in that it mainly consists of: (i) four types of interference filters arranged on the same circumference at predetermined intervals on a rotating disk concentric with the circumference; A bundle of two or bifurcated infrared-transmissive optical fibers for dividing and guiding the light emitted from the light source into two beams at two predetermined positions close to the circumference and emitting the light toward the plate surface. from the light source to the rotating disk, and four types of interference filters pass through each beam while the rotating disk rotates, allowing two measurement wavelength lights and two reference lights based on the infrared absorption spectrum of the material to be measured to be generated. 2 beams for each wavelength of light, totaling 4 wavelengths 8
(j) a means for obtaining a beam; (j) said 2 provided from the light source to the rotating disk;
It consists of two infrared-transmissive optical fiber bundles with the optical axes of the tips aligned with the rear end of each of the book or bifurcated optical fiber bundles with a rotating disk in between, and the four types of interference filters are For each wavelength of light obtained by passing through, one of the two beams is guided to a light projection end located close to the material to be measured, and the other beam is guided to a photoelectric converter. means, (k) means consisting of an infrared-transmissive optical fiber bundle for receiving reflected light or transmitted light from the material to be measured at a light receiving end located close to the material to be measured and guiding it to a photoelectric converter; l) Dry gas is supplied to the inside of a dehumidifying chamber that almost surrounds the light emitting end close to the material to be measured, and a dehumidifying chamber that almost surrounds the light receiving end close to the material to be measured. means for eliminating water vapor near the material; (m) generating a synchronizing pulse every rotation in synchronization with the rotation of the rotating disk, and determining the timing at which each of the four types of interference filters crosses the two beams; (n) means for photoelectrically converting a serial optical signal entering the photoelectric converter and then amplifying it with a DC amplifier to convert it into a serial analog voltage signal; (o) means for converting the serial optical signal into a serial analog voltage signal; means for introducing the analog voltage signal and the sampling pulse into a sample-and-hold circuit, detecting the maximum peak of each analog voltage and converting it into a serial digital voltage signal; (p) means for introducing the synchronizing pulse and the serial digital voltage signal; (hereinafter sometimes referred to as the second device of the present invention). .

〔構成及び作用の説明〕[Explanation of composition and action]

以下、第1及び第2の本発明装置の構成及び作
用を図面によつて説明しながら、本発明方法をも
説明する。
Hereinafter, the structure and operation of the first and second devices of the present invention will be explained with reference to the drawings, and the method of the present invention will also be explained.

第1図は第1の本発明装置の1実施例の要部シ
ステム構成図、第2図は第2の本発明装置の1実
施例の要部システム構成図、第3図は除湿室の一
例を示す斜視図、第4図は除湿室の他の例を透視
的に示す側面説明図、第5図は本発明装置により
電圧信号の時系列の一例を示す図である。
Fig. 1 is a system configuration diagram of the essential parts of an embodiment of the first device of the present invention, Fig. 2 is a diagram of the main system configuration of an embodiment of the second device of the present invention, and Fig. 3 is an example of a dehumidification chamber. FIG. 4 is a perspective view showing another example of a dehumidifying chamber, and FIG. 5 is a diagram showing an example of a time series of voltage signals produced by the apparatus of the present invention.

(i) 先ず、第1の本発明装置について第1図によ
り説明する。
(i) First, the first device of the present invention will be explained with reference to FIG.

(a)の構成: 図面中、1は光源であり、赤外線のみを発光す
るものが好ましいが、通常ハロゲンタングステン
ランプ又は白熱電球が使用される。2は光源1か
ら出た光を集束させるためのレンズである。3は
4本の又は4分岐した赤外線透過型の光フアイバ
ー束であり、レンズ2で集束された光源1からの
光が入射して4本のビームとなつて進む光路とな
る。本発明において使用することのような赤外線
透過型の光フアイバーとして例えばダイアガイド
ST通常グレード(DAIAGUIDEST,商品名、
大日日本電線社製)が示される。4は各光フアイ
バー3の端末に設けられたそれぞれ種類の異なる
干渉フイルターであり、各光フアイバー3を通過
してきた光を透過させて赤外線領域の4種の所定
波長の赤外線とさせる。この4種の所定波長と
は、被測定材料の赤外線吸収スペクトルに基づい
て水分測定に使用される2つの測定波長及び2つ
の参照波長であつて、測定波長として1.43μm(高
水分用)及び1.95μm(低水分用)が、また参照波
長として1.24μm(高水分用)及び1.82μm(低水分
用)が示され、従つて前記4種の干渉フイルター
はそれぞれ光源1からの光を透過させて上記の所
定波長の赤外線とさせるものである。このよう
に、光フアイバー束3を使用して赤外線領域にあ
る4種の所定波長光を得る手段(a)が構成されてい
る。
Structure of (a): In the drawing, 1 is a light source, preferably one that emits only infrared rays, but usually a halogen tungsten lamp or an incandescent lamp is used. 2 is a lens for converging the light emitted from the light source 1. Reference numeral 3 denotes a bundle of four or four-branched infrared transmission type optical fibers, which serves as an optical path through which light from the light source 1 that is focused by the lens 2 enters and travels as four beams. An example of an infrared transmitting optical fiber used in the present invention is a diaguide.
ST normal grade (DAIAGUIDEST, product name,
(manufactured by Dainichi Nippon Electric Cable Co., Ltd.) is shown. Reference numeral 4 denotes interference filters of different types provided at the terminals of each optical fiber 3, which transmit the light that has passed through each optical fiber 3 and convert it into infrared rays of four predetermined wavelengths in the infrared region. These four predetermined wavelengths are two measurement wavelengths and two reference wavelengths used for moisture measurement based on the infrared absorption spectrum of the material to be measured, and the measurement wavelengths are 1.43μm (for high moisture) and 1.95μm. μm (for low moisture), and 1.24 μm (for high moisture) and 1.82 μm (for low moisture) as reference wavelengths, so each of the four types of interference filters transmits light from light source 1. The infrared light has the above-mentioned predetermined wavelength. In this way, the means (a) for obtaining four types of predetermined wavelength light in the infrared region using the optical fiber bundle 3 is constructed.

(b)の構成: 5は各干渉フイルター4を透過した所定波長の
赤外線を所定の箇所に導くための赤外線透過型の
光フアイバー束である。この光フアイバー束5は
各干渉フイルター4毎の下流側に2本の又は2分
岐した光フアイバー束5a,5bとして設けられ
ていて4種の各波長の赤外線を2つづつのビーム
に分けて合計8つのビームが得られる。そして2
つの光フアイバー束5のうち一方の光フアイバー
束5aは、一方のビームを被測定材料11に接近
した位置にまで導いてそこから投光するためにそ
の端末は投光端5aaとしてそれに近接する位置
に設置されており、他方の光フアイバー束5bは
光電変換器16に接続されていて、他方のビーム
をこれに導く。6は光学シヤツターであつて光フ
アイバー束5a,5bのいずれにも設けられてお
り、この光学シヤツター6の開閉により、光フア
イバー束5a,5bの中をビームが流れたり消え
たりする。このようにして光フアイバー5を各干
渉フイルター4の下流側に使用して、それぞれの
作用をさせる手段(b)が構成されている。
Structure of (b): Reference numeral 5 denotes an infrared transmission type optical fiber bundle for guiding infrared rays of a predetermined wavelength transmitted through each interference filter 4 to a predetermined location. This optical fiber bundle 5 is provided as two or two branched optical fiber bundles 5a and 5b on the downstream side of each interference filter 4, and divides the infrared rays of each of the four wavelengths into two beams for a total of 8 beams. Two beams are obtained. And 2
One of the optical fiber bundles 5a among the two optical fiber bundles 5 guides one beam to a position close to the material to be measured 11 and emits light from there, so that its terminal is located as a light projection end 5aa at a position close to the material to be measured 11. The other optical fiber bundle 5b is connected to a photoelectric converter 16 and directs the other beam thereto. Reference numeral 6 denotes an optical shutter, which is provided in both the optical fiber bundles 5a and 5b.By opening and closing the optical shutter 6, a beam flows or disappears in the optical fiber bundles 5a and 5b. In this way, a means (b) is constructed in which the optical fiber 5 is used downstream of each interference filter 4 to perform the respective functions.

(c)の構成: 7は被測定材料11からの赤外線の反射光又は
透過光(第1図では反射光のみの場合を示す)を
受光して光電変換器16に導くための赤外線透過
型の光フアイバー束であつてその受光端7aは被
測定材料11に近接した受光位置に設置されてお
り、このようにして手段(c)が構成されている。
Configuration of (c): 7 is an infrared transmission type for receiving reflected or transmitted infrared light (FIG. 1 shows the case of only reflected light) from the material to be measured 11 and guiding it to the photoelectric converter 16. The light-receiving end 7a of the optical fiber bundle is placed at a light-receiving position close to the material to be measured 11, thus forming the means (c).

(d)の構成: 12は除湿室であつて投光端5aaと受光端7
aとを被測定材料11の近くまでほぼ囲んでい
る。除湿室12は被測定材料11との間以外には
隙間のない完全な室であつても良く、また供給さ
れた乾燥気体が投光端5aa、受光端7a及び被
測定材料11付近の水蒸気を排除するのに有効で
ある限り、上方や側方に隙間があつても良い。こ
のような除湿室12は、第1図の如く反射光受光
の場合には投光端5aaと受光端7aとは被測定
材料11の同一側で近接しているので1つの除湿
室12を共通して用いて両者を包囲できるが、透
過光受光の場合には後記に例示する如く被測定材
料11の両側で設置される2つの除湿室が必要で
ある。除湿室12には投光端5aa及び受光端7
aのホールダーや透過光受光時の積分球等の種々
な機能をもたせることができる。13は送気管で
あり、乾燥気体源14から送られる乾燥気体を除
湿室12内に供給して投光端5aa、受光端7a
及び被測定材料11の付近の水蒸気を排除する。
乾燥気体としては例えば乾燥空気、乾燥窒素等が
使用される。
Configuration of (d): 12 is a dehumidification chamber, which includes a light emitting end 5aa and a light receiving end 7.
a is almost surrounded to the vicinity of the material to be measured 11. The dehumidifying chamber 12 may be a complete chamber with no gaps other than between the dehumidifying chamber 12 and the material to be measured 11, and the supplied dry gas may remove water vapor near the light emitting end 5aa, the light receiving end 7a, and the material to be measured 11. There may be gaps above or on the sides as long as they are effective for eliminating them. In such a dehumidifying chamber 12, in the case of receiving reflected light as shown in FIG. However, in the case of receiving transmitted light, two dehumidifying chambers installed on both sides of the material to be measured 11 are required as illustrated later. The dehumidification chamber 12 has a light emitting end 5aa and a light receiving end 7.
It can have various functions such as a holder and an integrating sphere when receiving transmitted light. Reference numeral 13 denotes an air pipe, which supplies dry gas sent from a dry gas source 14 into the dehumidifying chamber 12, and connects the light emitting end 5aa and the light receiving end 7a.
and remove water vapor near the material 11 to be measured.
For example, dry air, dry nitrogen, etc. are used as the dry gas.

除湿室12の具体例を図面により説明する。第
3図に示す除湿室12は反射光受光に使用するも
のである。この除湿室12は投光端5aaと受光
端7aとを適正位置に保持するホールド部12a
と送気管13が接続される乾燥気体の供給口12
cを有する除湿部12bとから成る。この除湿室
12は、上下に貫通するコ字状のスリツト12d
が形成されていてその一方は壁となつて供給口1
2cが設けられており他方の端部は側方に開口し
ている除湿部原体の上面にホールド部12aが第
3図の如く投光端5aaと光受端7aとがスリツ
ト12d内に挿入される位置に重ねて固定された
構造となつている(第3図は図面の錯綜を避ける
ため初めから一体化して示してある)。この除湿
室12の下面を被測定材料11から至近の処に保
持して供給口12cから乾燥気体を供給すること
により前記説明の如く作用する。
A specific example of the dehumidification chamber 12 will be explained with reference to the drawings. The dehumidifying chamber 12 shown in FIG. 3 is used for receiving reflected light. This dehumidification chamber 12 has a holding part 12a that holds the light emitting end 5aa and the light receiving end 7a in proper positions.
and a dry gas supply port 12 to which the air supply pipe 13 is connected.
and a dehumidifying section 12b having a dehumidifying section 12b. This dehumidification chamber 12 has a U-shaped slit 12d that passes through the top and bottom.
is formed, and one side serves as a wall to connect the supply port 1.
A holding part 12a is provided on the upper surface of the dehumidifying part original body, and the other end is opened to the side, and the light emitting end 5aa and the light receiving end 7a are inserted into the slit 12d as shown in FIG. (In order to avoid complication in the drawing, Fig. 3 shows them integrated from the beginning to avoid confusion in the drawing.) By holding the lower surface of the dehumidifying chamber 12 close to the material to be measured 11 and supplying dry gas from the supply port 12c, the dehumidifying chamber 12 functions as described above.

第4図に示す2つの除湿室12は2つ1組とな
つて透過光受光に使用されるものである。投光用
の除湿室12(第4図の上側に使用のもの)及び
透過光受光用の除湿室12(第4図の下側に使用
のもの)はそれぞれ投光端5aa及び受光端7a
を被測定材料11に対して0゜入射及び拡散透過受
光の幾何学的条件を満足させるためのホールダー
としても構成されている。すなわち、投光用の除
湿室12は光フアイバー束5aの投光端5aaを
被測定材料11に対し垂直に保持すると共に被測
定材料11側以外は完全に投光端5aaを囲んで
おり、その内部ではこの投光端5aaを取り巻い
て円錐状ノズル12eが設けられていて乾燥気体
の供給口12cに連通した構造となつている。ま
た、透過光受光用の除湿室12は、被測定材料1
1を透過して拡散する透過光を受光するための積
分球として作用するように室内は球状を成してい
て被測定材料11側以外は完全に閉鎖状となつて
おり、側方には受光端7aが設置されており、そ
の対面側及び被測定材料11との対面側には椀状
ノズル12f及び円筒状ノズル12gが供給口1
2cと共に設けられている。そしてこれらの乾燥
気体の供給口12cには送気管13が接続されて
いる。
The two dehumidifying chambers 12 shown in FIG. 4 are used in pairs to receive transmitted light. The dehumidifying chamber 12 for light projection (the one used on the upper side in FIG. 4) and the dehumidifying chamber 12 for transmitted light reception (the one used on the lower side in FIG. 4) have a light emitting end 5aa and a light receiving end 7a, respectively.
It is also configured as a holder to satisfy the geometric conditions of 0° incidence with respect to the material 11 to be measured and diffuse transmitted light reception. That is, the dehumidifying chamber 12 for light emission holds the light emission end 5aa of the optical fiber bundle 5a perpendicular to the material to be measured 11, and completely surrounds the light emission end 5aa except for the side of the material to be measured 11. Inside, a conical nozzle 12e is provided surrounding the light emitting end 5aa, and is in communication with a dry gas supply port 12c. In addition, the dehumidification chamber 12 for receiving transmitted light includes the material 1 to be measured.
The interior of the chamber has a spherical shape and is completely closed except for the side of the material to be measured 11, so that it acts as an integrating sphere to receive the transmitted light that passes through the material 11 and is diffused. An end 7a is installed, and a bowl-shaped nozzle 12f and a cylindrical nozzle 12g are connected to the supply port 1 on the side facing the end 7a and the side facing the material to be measured 11.
It is provided together with 2c. An air supply pipe 13 is connected to these dry gas supply ports 12c.

(e)の構成: 16は光電変換器であつて、電子コントローラ
ーによつて受光素子PbSの温度が一定に保たれ、
熱的な安定性が確保されている。この光電変換器
16には干渉フイルター4により得られる各所定
波長1つにつき2つのビームが次のような経路で
入力されるようになつている。すなわち、一つの
ビームは光フアイバー束5aを通過して被測定材
料11に投光された後の反射光又は透過光が光フ
アイバー束7を経て入力され、他の一つは光フア
イバー束5bを経てそのまま入力されるようにな
つている。17は光電変換器16から電圧信号を
入力されてこれを増幅する直流増幅器である。そ
して光フアイバー束5a及び5bのいずれにも光
学シヤツター6が設けられており、これを順次選
択的に開閉させることによつて入力されるシリア
ルな光信号を光電変換した後に直流増幅してシリ
アルなアナログ電圧に変換することができる。こ
のように手段(e)が構成されている。
Configuration (e): 16 is a photoelectric converter in which the temperature of the light receiving element PbS is kept constant by an electronic controller;
Thermal stability is ensured. Two beams for each predetermined wavelength obtained by the interference filter 4 are input to the photoelectric converter 16 through the following paths. That is, one beam passes through the optical fiber bundle 5a and is projected onto the material to be measured 11, and then the reflected light or transmitted light is input via the optical fiber bundle 7, and the other beam passes through the optical fiber bundle 5b. It is now entered as is. 17 is a DC amplifier that receives a voltage signal from the photoelectric converter 16 and amplifies it. An optical shutter 6 is provided in each of the optical fiber bundles 5a and 5b, and by sequentially selectively opening and closing the optical shutter 6, an input serial optical signal is photoelectrically converted, and then DC amplified and converted into a serial signal. Can be converted to analog voltage. The means (e) is configured in this way.

(f)の構成: 8及び9はホトセンサーであつて反射型、透過
型のいずれでも良い。ホトセンサー8は最初に開
閉する光学シヤツター6が開くのに同期して同期
パルスを発生させるために1つだけ、またホトセ
ンサー9はすべての光学シヤツター6がそれぞれ
開くのに同期してサンプリングパルスを発生させ
るために光学シヤツター6毎に、それぞれ設置さ
れている。このように手段(f)が構成されている。
Structure of (f): 8 and 9 are photo sensors, which may be either reflective type or transmissive type. There is only one photosensor 8 to generate a synchronizing pulse in synchronization with the opening of the optical shutter 6 that opens and closes first, and the photosensor 9 generates a sampling pulse in synchronization with the opening of all the optical shutters 6. Each optical shutter 6 is installed in order to generate the image. The means (f) is configured in this way.

(g)の構成: 15はOR回路であつてホトセンサー9のいず
れかでパルスが発生する度にそのパルスを出力す
る。18はサンプルアンドホールド回路であり、
OR回路15の出力と直流増幅器17の出力を入
力段に入力することによつて、OR回路15から
のサンプリングパルスと同期した直流増幅器17
からのシリアルなアナログ電圧の個々の最大値が
検出されて出力される。19はアナログ・デジタ
ル変換用インターフエイスであつて、サンプルア
ンドホールド回路18から入力されるシリアルな
アナログ最大電圧をシリアルなデジタル電圧に変
換し出力する。このように手段(g)が構成されてい
る。
Configuration (g): 15 is an OR circuit which outputs a pulse every time a pulse is generated in any of the photosensors 9. 18 is a sample and hold circuit;
By inputting the output of the OR circuit 15 and the output of the DC amplifier 17 to the input stage, the DC amplifier 17 is synchronized with the sampling pulse from the OR circuit 15.
The individual maximum values of the serial analog voltages from are detected and output. Reference numeral 19 denotes an analog-to-digital conversion interface, which converts the serial analog maximum voltage inputted from the sample-and-hold circuit 18 into a serial digital voltage and outputs it. The means (g) is configured in this way.

(h)の構成: 20は入出力用インターフエイスであつてホト
センサー8からの同期パルスを取り込む。21は
演算・表示部であつて、入出力用インターフエイ
ス20からの同期パルスが取り込まれ、その直後
に8個のシリアルなデジタル信号を1ブロツクと
したデータ列が取り込まれ、これらを組み合わせ
て後記例示の如く被測定材料の水分計算に必要な
所定の信号を選択的に識別し、水分量が計算、表
示される。かくの如く手段(h)が構成されている。
(h) Configuration: 20 is an input/output interface that takes in synchronization pulses from the photosensor 8. Reference numeral 21 denotes a calculation/display unit, which receives the synchronizing pulse from the input/output interface 20, and immediately thereafter receives a data string consisting of 8 serial digital signals as one block, which is then combined and processed as described below. As illustrated, a predetermined signal necessary for calculating the moisture content of the material to be measured is selectively identified, and the moisture content is calculated and displayed. Means (h) is thus constructed.

以上の各手段(a)〜(h)が主体となつて第1の本発
明装置が構成されている。
The above-mentioned means (a) to (h) are the main components of the first device of the present invention.

上記第1の本発明装置の作用は次の通りであ
る。各機器を作動状態にして、先ず最初に開閉す
る光学シヤツター6を開くと、ホトセンサー8及
び9によりそれぞれ同期パルス及びサンプリング
パルスが発生してそれぞれ入出力用インターフエ
イス20及びサンプルアンドホールド回路18に
入力されると共に、所定の波長(例えば1.24μm)
の光が光フアイバー束5aを通過してその端末の
投光端5aaから被測定材料11に投光され、そ
の反射光又は透過光が光フアイバー束7の受光端
7aで受光される。このとき、投光端5aa及び
受光端7aには反射光受光か透過光受光かにより
例えば第3図又は第4図の如き除湿室12が使用
されていて投光端5aa及び受光端7aは被測定
材料11に近接しており、また乾燥気体源14か
ら送気管13及び供給口12cを経て乾燥気体が
除湿室12内に供給されるから、投光端5aa、
受光端7a及び被測定材料11の付近の水蒸気が
排除され且つ新たな水蒸気の侵入も阻止されてお
り、従つて投光及び受光は被測定材料11に近接
した位置で且つ水蒸気の殆んど存在しない雰囲気
下に行なわれることになるのである。
The operation of the first device of the present invention is as follows. When each device is put into operation and the optical shutter 6 is opened for the first time, a synchronization pulse and a sampling pulse are generated by the photosensors 8 and 9, respectively, and are sent to the input/output interface 20 and the sample-and-hold circuit 18, respectively. input as well as a predetermined wavelength (e.g. 1.24μm)
The light passes through the optical fiber bundle 5a and is projected onto the material to be measured 11 from the light projecting end 5aa of the terminal, and the reflected light or transmitted light is received by the light receiving end 7a of the optical fiber bundle 7. At this time, a dehumidifying chamber 12 as shown in FIG. 3 or 4 is used for the light emitting end 5aa and the light receiving end 7a depending on whether reflected light or transmitted light is being received, and the light emitting end 5aa and the light receiving end 7a are covered. The light emitting end 5aa
Water vapor near the light receiving end 7a and the material to be measured 11 is removed and new water vapor is prevented from entering. Therefore, light is emitted and received at a position close to the material to be measured 11 and where most of the water vapor is present. It will be held in a hostile atmosphere.

このようにして受光された被測定材料11から
の反射光又は透過光は光フアイバー束7を通過し
て光電変換器16に導かれ、更に直流増幅器17
を経ることによつて被測定材料11の水分と正確
に関連する反射光量に対応するアナログ電圧が生
成する。このアナログ電圧がホトセンサー9で発
生したサンプリングパルスと共にサンプルアンド
ホールド回路18に入力され、アナログ・デジタ
ル変換用インターフエイス19によりその電圧の
最大値がデジタルデータ化されて、入出力用イン
ターフエイス20を経たホトセンサー8からの同
期パルスと共に演算・表示部21に取り込まれて
反射光又は透過光に基づくデータD1となる。
The reflected or transmitted light from the material to be measured 11 received in this way passes through the optical fiber bundle 7 and is guided to the photoelectric converter 16, and then to the DC amplifier 17.
An analog voltage corresponding to the amount of reflected light that is precisely related to the moisture content of the material 11 to be measured is generated. This analog voltage is input to the sample-and-hold circuit 18 together with the sampling pulse generated by the photosensor 9, and the maximum value of the voltage is converted into digital data by the analog-to-digital conversion interface 19, which is then sent to the input/output interface 20. The synchronizing pulse from the photosensor 8 is taken into the arithmetic/display section 21 and becomes data D1 based on reflected light or transmitted light.

最初に開いた工学シヤツター6を閉じ、次いで
2番目に上記と同じ波長光を通すもう一つの光フ
アイバー束5bに設けられた光学シヤツター6を
開くと、その波長光は光フアイバー束5bを通過
し、光電変換器16、直流増幅器17を経て光源
1の光量に対応したアナログ電圧が上記と同様に
ホトセンサー9で発生したサンプリングパルスと
共にサンプルアンドホールド回路18に入力さ
れ、アナログ・デジタル変換用インターフエイス
19によりその電圧の最大値がデジタルデータ化
されて演算・表示部21に取り込まれて光源1の
光量補正用のデータD2となる(2番目以降では
ストセンサー8は作動せず、従つて再び1番目の
光学シヤツター6が開くまでは演算・表示部21
では同期パルスが確認されない)。
When the first opened engineering shutter 6 is closed and then the second optical shutter 6 installed on another optical fiber bundle 5b that passes the same wavelength light as above is opened, the wavelength light passes through the optical fiber bundle 5b. , a photoelectric converter 16, and a DC amplifier 17, an analog voltage corresponding to the light intensity of the light source 1 is inputted to a sample-and-hold circuit 18 together with a sampling pulse generated by the photosensor 9 in the same manner as above, and an analog-to-digital conversion interface is input. 19, the maximum value of the voltage is converted into digital data and taken into the calculation/display unit 21, and becomes data D2 for correcting the light amount of the light source 1. Calculation/display section 21 until the first optical shutter 6 opens
(no synchronization pulse is detected).

以下、同様にして他の波長(例えば1.43μm、
1.82μm及び1.92μm)の光の各々についても2つ
の光学シヤツター6の開閉を順次行なつて、デジ
タルデータD3〜D8を演算・表示部21に取り込
む。
Similarly, other wavelengths (e.g. 1.43 μm,
The two optical shutters 6 are sequentially opened and closed for each of the light beams (1.82 μm and 1.92 μm), and the digital data D 3 to D 8 are input into the calculation/display section 21 .

1番目から8番目までの光学シヤツター6を順
次開閉することによつて発生する同期パルス、サ
ンプリングパルス及びアナログ電圧三者の時系列
の関係の例は第5図に示される。第5図中Aは同
期パルス、Bはサンプリングパルス、Cはアナロ
グ電圧を示す。このような関係のシリアルなアナ
ログ電圧がサンプリングパルスと共にサンプルア
ンドホールド回路18に入力され、アナログ・デ
ジタル変換用インターフエイス19によりその電
圧の個々の最大値がデジタルデータ化されて、以
下に表示する各データD1〜D8が入出力インター
フエイス20を経たホトセンサー8からの同期パ
ルス毎に1ブロツクのデータ列として演算・表示
部21に取り込まれる。
An example of the time-series relationship among the synchronizing pulse, sampling pulse, and analog voltage generated by sequentially opening and closing the first to eighth optical shutters 6 is shown in FIG. In FIG. 5, A indicates a synchronizing pulse, B indicates a sampling pulse, and C indicates an analog voltage. Serial analog voltages having such a relationship are input to the sample-and-hold circuit 18 together with sampling pulses, and the individual maximum values of the voltages are converted into digital data by the analog-to-digital conversion interface 19, and each of the voltages shown below is converted into digital data. Data D 1 to D 8 are taken into the calculation/display section 21 as one block of data string for each synchronization pulse from the photosensor 8 via the input/output interface 20.

光学シヤツター6の開閉の順序は、必ずしも上
記の如く各波長光毎に行なう必要はなく、8つの
光学シヤツター6の開閉によつて得られるデータ
D1〜D8と水分を算出する式中のD1〜D8との対応
がとれている限り、開閉の順は任意でああつても
良い。
The order in which the optical shutters 6 are opened and closed does not necessarily need to be performed for each wavelength of light as described above, and the data obtained by opening and closing the eight optical shutters 6
As long as D 1 to D 8 correspond to D 1 to D 8 in the formula for calculating moisture content, the order of opening and closing may be arbitrary.

これらのデータD1〜D8は演算・表示部21の
中で選択的に識別され、例えば以下に説明するよ
うに式(1)〜(3)が所定の順に選択され、水分が計算
されて表示されるのである。
These data D 1 to D 8 are selectively identified in the calculation/display unit 21, and for example, as explained below, equations (1) to (3) are selected in a predetermined order, and the moisture content is calculated. It will be displayed.

D1:波長1.24μmの被測定材料からの反射光又は
透過光に基づくデータ D2:波長1.24μmの光量変動補正用の光に基づく
データ D3:波長1.43μmの被測定材料からの反射光又は
透過光に基づくデータ D4:波長1.43μmの光量変動補正用の光に基づく
データ D5:波長1.82μmの被測定材料からの反射光又は
透過光に基づくデータ D6:波長1.82μmの光量変動補正用の光に基づく
データ D7:波長1.95μmの被測定材料からの反射光又は
透過光に基づくデータ D8:波長1.95μmの光量変動補正用の光に基づく
データ D3/D7×D8/D4 (1) D5/D7×D8/D6 (2) D1/D3×D4/D2 (3) 各式の第2項は光量の変動に対する補正項であ
り、被測定材料に投光した光と光量変動補正用の
光が比例して影響を受けることを利用したもので
ある。
D 1 : Data based on reflected light or transmitted light from the material to be measured with a wavelength of 1.24 μm D 2 : Data based on light for correcting light intensity fluctuations with a wavelength of 1.24 μm D 3 : Reflected light from the material to be measured with a wavelength of 1.43 μm Or data based on transmitted light D 4 : Data based on light for correcting light intensity fluctuations with a wavelength of 1.43 μm D 5 : Data based on reflected light or transmitted light from the material to be measured with a wavelength of 1.82 μm D 6 : Light amount with a wavelength of 1.82 μm Data based on light for fluctuation correction D 7 : Data based on reflected light or transmitted light from the material to be measured with a wavelength of 1.95 μm D 8 : Data based on light for light intensity fluctuation correction with a wavelength of 1.95 μm D 3 /D 7 × D 8 /D 4 (1) D 5 /D 7 ×D 8 /D 6 (2) D 1 /D 3 ×D 4 /D 2 (3) The second term in each equation is a correction term for changes in light amount. This method takes advantage of the fact that the light projected onto the material to be measured and the light for correcting light intensity fluctuations are proportionally affected.

(1)式の値に応じて、被測定材料の概略の水分量
を判断し、この値が一定値より大きい場合には低
水分とみなして(2)式で水分量を求め、一定値より
小さい場合には高水分とみなして(3)式で水分量を
求め、一定値に近い場合には(2)式と(3)式の両者か
ら水分を求める。
Determine the approximate moisture content of the material to be measured according to the value of formula (1), and if this value is greater than a certain value, it is considered to be low moisture, and the moisture content is calculated using formula (2). If it is small, it is assumed that the moisture content is high and the moisture content is calculated using equation (3), and if it is close to a constant value, the moisture content is calculated from both equations (2) and (3).

この一定値は技術経験により適宜定め得るが、
例えば主波長が1.43μmと主波長が1.95μmの個々
の干渉フイルターの透過率と被測定材料の赤外線
吸収スペクトルによつて決定される値を採用する
ことができる。
This constant value can be determined as appropriate based on technical experience, but
For example, values determined by the transmittance of individual interference filters with dominant wavelengths of 1.43 μm and 1.95 μm and the infrared absorption spectrum of the material to be measured can be adopted.

(ii) 次に、第2の本発明装置について第2図によ
り説明する。
(ii) Next, a second apparatus of the present invention will be explained with reference to FIG.

(i)の構成: 図面中、1は光源、2はレンズであつてこれら
は第1の本発明装置と同様である。3′は2本の
又は2分岐した赤外線透過型の光フアイバー束で
あり、レンズ2で集束された光源1からの光が入
射して2つのビームとなつて進む光路となり、光
源1から次に説明する回転円板まで設けられてい
る。10は回転円板であつてそれと同心の同一円
周上に所定の間隔で4種の干渉フイルター4が配
置されており、この干渉フイルター4は前記第1
の本発明装置で説明したものと同じである。上記
の光フアイバー束3′の端末はこの干渉フイルタ
ー4が配置されている円周に近接して板面に向つ
て2箇所の所定位置に配置されており(以下、こ
の位置を光フアイバー束3′の端末位置と言うこ
とがある)、各干渉フイルター4がこの2本の光
フアイバー束3′から出る2本のビームを横切る
ことにより、第1の本発明装置と同様の赤外線領
域にある2つの測定波長光及び2つの参照波長光
の計4種の波長の各々につき2ビームづつ全体と
して4波長8ビームが得られる。この8ビームは
それによるデータを各別に得る必要から時期を異
にして得られねばならないから、従つて光フアイ
バー束3′の端末位置はそこから出る2本のビー
ムの光路に干渉フイルター4が同時には存在しな
い2箇所であり、回転円板10上における干渉フ
イルター4の配置から種々に定めることができ
る。一般的には4個の干渉フイルターがα゜,β゜,
γ゜,δ゜の間隔で配置されているとき、これらのい
ずれとも一致しない間隔θ゜で光フアイバー束3′
の端末が配置されていれば良い。標準的には4個
の干渉フイルター4が90゜の等間隔で配置されて
いて、2箇所の光フアイバー束3′の端末位置が
90゜以外の間隔にあれば良く、上記端末位置間隔
が例えば45゜のときは、同じ干渉フイルター4に
ついて所定波長光の2つのビームが続けて得ら
れ、他の干渉フイルター4についても順次同様に
して回転円板10の1回転の間に4種の干渉フイ
ルター4の各々について2ビームづつ合計4波長
8ビームが回転円板10の等速回転によつて等時
間間隔で得られる。このようにして手段(i)が構成
されている。
Configuration (i): In the drawing, 1 is a light source, 2 is a lens, and these are the same as the first device of the present invention. 3' is a bundle of two or two branched infrared-transmissive optical fibers, and the light from the light source 1, which is focused by the lens 2, enters and becomes two beams, forming an optical path that travels from the light source 1 to the next one. It even has a rotating disk to explain. Reference numeral 10 denotes a rotating disk, and four types of interference filters 4 are arranged at predetermined intervals on the same circumference concentrically with the rotating disk.
This is the same as that described in connection with the apparatus of the present invention. The terminals of the optical fiber bundle 3' are arranged at two predetermined positions toward the plate surface close to the circumference where the interference filter 4 is arranged (hereinafter, these positions are referred to as the optical fiber bundle 3'). ), each interference filter 4 traverses the two beams emitted from these two optical fiber bundles 3', so that the In total, eight beams with four wavelengths are obtained, two beams for each of four wavelengths in total, including one measurement wavelength light and two reference wavelength lights. Since these eight beams must be obtained at different times because the data for each beam must be obtained separately, the terminal position of the optical fiber bundle 3' is such that an interference filter 4 is placed in the optical path of the two beams exiting therefrom at the same time. These two locations do not exist, and can be determined in various ways based on the arrangement of the interference filter 4 on the rotating disk 10. Generally, four interference filters are α゜, β゜,
When the optical fiber bundles 3' are arranged at intervals of γ゜ and δ゜, the optical fiber bundle 3'
Terminals should be installed. Standardly, four interference filters 4 are arranged at equal intervals of 90 degrees, and the terminal positions of the optical fiber bundles 3' at two locations are
For example, when the terminal position interval is 45 degrees, two beams of light of a predetermined wavelength can be obtained successively for the same interference filter 4, and the same can be done for other interference filters 4 in turn. During one rotation of the rotating disk 10, a total of 8 beams with 4 wavelengths, 2 beams for each of the 4 types of interference filters 4, are obtained at equal time intervals by the constant rotation of the rotating disk 10. In this way, the means (i) is configured.

(j)の構成: 5′は干渉フイルター4を透過した所定波長光
を所定の箇所に導くための赤外線透過型の光フア
イバー束である。この光フアイバー束5′は、光
源光の光路である2本の光フアイバー束3′の端
末と回転円板10を挟んで先端が同軸に設けられ
た2本の又は2分岐した光フアイバー束5a′,5
b′として設けられており、一方の光フアイバー束
5a′の端末は投光端5aa′として被測定材料11
に近接した位置に設置されていて上記2本のビー
ムのうちの1方のビームを被測定材料11に投光
し、他方の光フアイバー束5b′は光電変換器16
に接続されていて他方のビームをこれに導く。従
つて回転円板10の回転によつて4種の干渉フイ
ルター4を通過した各波長光を上記所定の箇所に
導く。このようにして手段(j)が構成されている。
Structure (j): 5' is an infrared-transmissive optical fiber bundle for guiding light of a predetermined wavelength transmitted through the interference filter 4 to a predetermined location. This optical fiber bundle 5' is a two or bifurcated optical fiber bundle 5a whose tips are coaxially sandwiched between the terminals of the two optical fiber bundles 3' which are the optical path of the light source light and the rotating disk 10. ',5
b', and the terminal of one optical fiber bundle 5a' serves as a light emitting end 5aa' for the material to be measured 11.
One of the two beams is projected onto the material to be measured 11, and the other optical fiber bundle 5b' is installed at a position close to the photoelectric converter 16.
is connected to the other beam and directs the other beam to it. Therefore, as the rotating disk 10 rotates, each wavelength light that has passed through the four types of interference filters 4 is guided to the above-mentioned predetermined location. In this way, the means (j) is constructed.

(k)の構成: 第1の本発明装置の手段(c)と同様に、光フアイ
バー束7によつて被測定材料11からの反射光又
は透過光を被測定材料11に近接した位置で受光
して光電変換器16に導く手段(k)が構成されてい
る。
Configuration (k): Similar to the means (c) of the first device of the present invention, the optical fiber bundle 7 receives reflected light or transmitted light from the material to be measured 11 at a position close to the material to be measured 11. A means (k) for guiding the light to the photoelectric converter 16 is constructed.

(l)の構成: 第1の本発明装置で説明した手段(d)と同様の手
段(l)が構成されている。
Configuration of (l): The same means (l) as the means (d) described in the first device of the present invention is configured.

(m)の構成: 第1の本発明装置の手段(f)で説明したのと同様
のホトセンサー8及び9が使用され、回転円板1
0の回転と同期して1回転毎に同期パルスを発生
させるための1つのホトセンサー8と、4種の各
干渉フイルター4が光源1からの2つのビームを
横切るタイミングと同期してサンプリングパルス
を発生させるための2つのホトセンサー9とが設
置されて手段(m)が構成されている。
Configuration (m): Photosensors 8 and 9 similar to those explained in the means (f) of the first device of the present invention are used, and the rotating disk 1
One photosensor 8 generates a synchronous pulse every rotation in synchronization with the rotation of the light source 1, and each of the four interference filters 4 generates a sampling pulse in synchronization with the timing at which the two beams from the light source 1 cross. Two photosensors 9 for generating the light are installed to constitute the means (m).

(n):構成 第1の本発明装置の手段(e)で説明したと同様に
光電変換器16及び直流増幅幅器17が設置され
ていて、光電変換器16に入力される被測定材料
11からのシリアルな光信号をシリアルなアナロ
グ電圧信号に変換する手段(n)が構成されている。
(n): Configuration A photoelectric converter 16 and a DC amplifier 17 are installed in the same way as explained in the means (e) of the first device of the present invention, and the material to be measured 11 is input to the photoelectric converter 16. A means (n) for converting a serial optical signal from a serial optical signal into a serial analog voltage signal is configured.

(o)の構成: 第1の本発明装置の手段(g)と同様にOR回路1
5、サンプルアンドホールド回路18及びアナロ
グ・デジタル変換用インターフエイス19によ
り、手段(n)で変換増幅されたシリアルなアナログ
電圧の最大ピークを検出してシリアルなデジタル
電圧信号に変換する手段(o)が構成されている。
Configuration of (o): OR circuit 1 similar to means (g) of the first device of the present invention
5. Means (o) for detecting the maximum peak of the serial analog voltage converted and amplified by the means (n) and converting it into a serial digital voltage signal using the sample-and-hold circuit 18 and the analog-to-digital conversion interface 19; is configured.

(p)の構成: 第1の本発明装置の手段(h)と同様に、入出力用
インターフエイス20及び演算・表示部21を備
えて被測定材料11の水分量を計算、表示する手
段(p)が構成されている。
Configuration (p): Similar to the means (h) of the first device of the present invention, means for calculating and displaying the moisture content of the material 11 to be measured ( p) is configured.

以上の各手段(i)〜(p)が主体となつて第2の本発
明装置が構成されている。
The above-mentioned means (i) to (p) are the main components of the second device of the present invention.

上記第2の本発明装置の作用は次の通りであ
る。
The operation of the second invention device described above is as follows.

4個の干渉フイルター4が回転円板上に90゜の
等間隔で配置され且つ光フアイバー束3′の端末
間隔が45゜である場合を例として説明する。各機
器を作動状態にして回転円板10を回転させる
と、最初の干渉フイルター4が先ず光フアイバー
束3′の2つの端末から出る2本のビームのうち
の初めのビームを横切るとき、ホトセンサー8及
び9によりそれぞれ同期パルス及びサンプリング
パルスが発生してそれぞれ入出力用インターフエ
イス20及びサンプルアンドホールド回路18に
入力されると共に、干渉フイルター4がビームを
横切つている間に所定波長(例えば1.24μm)の
光が光フアイバー束5a′を通過する。
An example will be explained in which four interference filters 4 are arranged at equal intervals of 90 degrees on a rotating disk and the end intervals of the optical fiber bundles 3' are 45 degrees. When the rotating disk 10 is rotated with each device in operation, when the first interference filter 4 first crosses the first of the two beams coming from the two terminals of the optical fiber bundle 3', the photosensor Synchronization pulses and sampling pulses are generated by 8 and 9, respectively, and are input to the input/output interface 20 and the sample-and-hold circuit 18, respectively. .mu.m) passes through the optical fiber bundle 5a'.

以降は第1の本発明装置の作用についての前記
説明における最初の光学シヤツター6の開閉時の
作用と全く同様の経過を辿る。すなわち、光フア
イバー束5a′を通過した光は、投光端5aa′から
被測定材料11に投光され、その反射光又は透過
光は受光端7aで受光され、このとき前記と同様
の除湿室12を使用することにより上記投光及び
受光は被測定材料11に近接した位置で且つ付近
の水分を排除しながら行なわれ、このようにして
受光された光は光電変換され、検出されたその最
大値がデジタルデータ化されて同期パルスと共に
演算・表示部21に取り込まれ、反射光又は透過
光に基づくデータD1となる。
Thereafter, the process is exactly the same as the operation when the optical shutter 6 is first opened and closed in the above description of the operation of the first device of the present invention. That is, the light that has passed through the optical fiber bundle 5a' is projected onto the material to be measured 11 from the light emitting end 5aa', and its reflected light or transmitted light is received at the light receiving end 7a. 12, the above-mentioned light emission and light reception are carried out at a position close to the material to be measured 11 while excluding moisture in the vicinity, and the light thus received is photoelectrically converted, and the detected maximum The value is converted into digital data and taken into the arithmetic/display section 21 along with the synchronization pulse, and becomes data D1 based on reflected light or transmitted light.

次に同じ干渉フイルター4が2番目のビームを
横切るとき、上記と同じ波長光が光フアイバー束
5b′を通過してそのまま光電変換器16に入力さ
れると共にホトセンサー9でサンプリングパルス
が発生し、以下第1の本発明装置の作用について
の前記説明における2番目の光学シヤツター6の
開閉の場合と全く同様にして所定の波長光が光フ
アイバー束5b′を通過して光電変換され、光源1
の光量に対応しアナログ電圧の最大値がデジタル
データ化されて演算・表示部21に取り込まれ、
光量補正用のデータD2となる。
Next, when the same interference filter 4 crosses the second beam, the same wavelength light as above passes through the optical fiber bundle 5b' and is directly input to the photoelectric converter 16, and a sampling pulse is generated at the photosensor 9. Hereinafter, in exactly the same manner as in the case of opening and closing the second optical shutter 6 in the above description of the operation of the first device of the present invention, light of a predetermined wavelength passes through the optical fiber bundle 5b' and is photoelectrically converted, and the light source 1
The maximum value of the analog voltage corresponding to the amount of light is converted into digital data and taken into the calculation/display unit 21,
This becomes data D2 for light amount correction.

以下、同様にして他の干渉フイルター4も順次
2つのビームを横切り、回転円板10の1回転毎
に入力される同期パルスにより第1の本発明装置
の場合と全く同様に各データD1〜D8が1ブロツ
クのデータ例として演算・表示部21に取り込ま
れる。回転円板10での4個の干渉フイルター4
の配置と光フアイバー束3′の端末位置との関係
によつて上記D1〜D8は必ずしもその順には演
算・表示部21に取り込まれないが、水分を算出
する式中のD1〜D8との対応がとれている限り差
し支えない。これらのデータD1〜D8は、第1の
本発明装置の作用についての前記説明と全く同様
にして水分が計算されて表示されるのである。
Thereafter, the other interference filters 4 sequentially cross the two beams in the same way, and each data D1 to D8 is transmitted in the same way as in the case of the first inventive device using a synchronizing pulse inputted every rotation of the rotating disk 10. is taken into the calculation/display unit 21 as an example of one block of data. Four interference filters 4 on rotating disk 10
Due to the relationship between the arrangement of There is no problem as long as the The moisture content of these data D1 to D8 is calculated and displayed in exactly the same manner as described above regarding the operation of the first apparatus of the present invention.

以上の説明から判るように、第1及び第2の各
本発明装置と本発明方法との関係は次のようであ
る。すなわち、手段(a)と手段(i)とは光源1の光を
干渉フイルター4を透過さして被測定材料11の
赤外線吸収スペクトルに基づいた測定波長光及び
参照波長光を得るための装置であり、手段(b)及び
(c)と手段(j)及び(k)とは各波長光を一方では被測定
材料11に近接した位置から投光してその反射光
又は透過光を被測定材料11に近接した位置で受
光して光電変換器16に導き、他方では光源光量
変動補正のために直接に光電変換器16に導くた
めの装置であつて、光フアイバー束3,5及び7
と光フアイバー束3′,5′及び7とは上記の光路
に赤外線透過型の光フアイバーを使用して被測定
材料11に近接した投光と受光とを可能とさせた
ものであり、手段(d)と手段(l)とは乾燥気体の供給
により投光端5aa又は5aa′、受光端7a及び被
測定材料11の付近の水分を排除しながら投光及
び受光を行なうための装置であつて、同時に投光
端5aa又は5aa′と受光端7aとを被測定材料1
1に近接して保持する機能を持たせることがで
き、手段(e),(f),(g)及び(h)と手段(m),(n),(o)及

(p)とは得られた測定波長光と参照波長光との光源
光量変動を補正された光量比を光電変換値より得
て水分を知るための装置である。従つて、第1及
び第2の各本発明装置は本発明方法の実施に好適
な装置であることが判る。
As can be seen from the above description, the relationship between the first and second devices of the present invention and the method of the present invention is as follows. That is, means (a) and means (i) are devices for transmitting the light from the light source 1 through the interference filter 4 to obtain measurement wavelength light and reference wavelength light based on the infrared absorption spectrum of the material to be measured 11, Means (b) and
(c) and means (j) and (k) are: on the one hand, light of each wavelength is emitted from a position close to the material to be measured 11, and the reflected light or transmitted light is received at a position close to the material to be measured 11; This is a device for guiding the optical fiber bundles 3, 5, and 7 to the photoelectric converter 16, and directly guiding the optical fiber bundles 3, 5, and 7 to the photoelectric converter 16 for correction of light intensity fluctuations of the light source.
The optical fiber bundles 3', 5', and 7 are those in which an infrared-transmissive optical fiber is used in the above-mentioned optical path to enable light projection and reception close to the material to be measured 11, and means ( d) and means (l) are devices for emitting and receiving light while removing moisture near the light emitting end 5aa or 5aa', the light receiving end 7a, and the material to be measured 11 by supplying dry gas; At the same time, the light emitting end 5aa or 5aa' and the light receiving end 7a are connected to the material to be measured 1.
Means (e), (f), (g) and (h) and means (m), (n), (o) and
(p) is a device for determining the moisture content by obtaining the light intensity ratio between the obtained measurement wavelength light and the reference wavelength light, which is corrected for fluctuations in the light source light intensity, from the photoelectric conversion value. Therefore, it can be seen that the first and second apparatuses of the present invention are suitable apparatuses for carrying out the method of the present invention.

〔効果〕〔effect〕

本発明は、赤外線水分計により高温多湿の雰囲
気下にある抄紙工程のドライヤーパートにおける
シートの水分を測定するに際して、赤外線の光路
に赤外線を効率良く透過させる光フアイバーを使
用し且つ投光及び受光を被測定材料に近接した位
置で付近の水分を排除しながら行なうことによ
り、次の効果を有する。
The present invention uses an optical fiber that efficiently transmits infrared rays in the optical path of the infrared rays when measuring the moisture content of a sheet in the dryer part of the papermaking process in a high temperature and humid atmosphere using an infrared moisture meter, and also transmits and receives light. By performing the measurement at a position close to the material to be measured while removing nearby moisture, the following effects can be obtained.

(イ) 光フアイバーは耐熱性があるので高温の乾燥
ドラムに近く光フアイバーの端末を設置しても
問題が無く、従つて被測定材料に近接した位置
に投光端及び受光端を設置したことにより、被
測定材料と投光端及び受光端との間での光量減
衰の原因となる幾何学的な条件を従来の赤外線
水分計に比べて著るしく改善し、測定精度を一
段と向上せしめることができる。
(b) Since the optical fiber is heat resistant, there is no problem in installing the optical fiber end close to the high temperature drying drum, and therefore the light emitting end and light receiving end were installed close to the material to be measured. This significantly improves the geometric conditions that cause light intensity attenuation between the material to be measured and the light emitting and receiving ends compared to conventional infrared moisture meters, further improving measurement accuracy. I can do it.

(ロ) 特に高湿でもあるこのドライヤーパートにお
いては、被測定材料の表面近くでは水分が霧状
となつていて従来の赤外線水分計では所定光量
の投光と反射光又は透過光の正確な受光とに甚
だしい支障があつたが、本発明においては投光
端そ受光端とを被測定材料に近接せしめた上で
その付近に乾燥気体を供給することにより、こ
の霧状の水分を投光及び受光の光路から全く排
除して測定精度を一層向上せしめることができ
る。
(b) In this dryer part, which is particularly humid, the moisture is in the form of a mist near the surface of the material to be measured, and conventional infrared moisture meters can emit a predetermined amount of light and accurately receive reflected or transmitted light. However, in the present invention, by bringing the light emitting end and the light receiving end close to the material to be measured and supplying dry gas in the vicinity, this mist-like moisture can be removed from the light emitting and receiving ends. By completely excluding it from the light receiving optical path, measurement accuracy can be further improved.

(ハ) 光源からの光を干渉フイルターを透過させて
赤外線を得る光路に光フアイバーを使用して光
路を様々に構成することにより、広い範囲に亘
る水分含量のいかなる場合にも対応するのに必
要な種類の干渉フイルターを配置しておくこと
ができ、従つて水分含量によつて干渉フイルタ
ーを取に替えるなどの手数を一切なくすること
ができる。
(c) Optical fibers are used in the optical path to transmit the light from the light source through an interference filter to obtain infrared rays, and the optical path is configured in various ways to accommodate any situation with a wide range of moisture content. Various types of interference filters can be arranged in advance, thereby eliminating the need to replace interference filters depending on the moisture content.

(ニ) 光源から光電変換器までの光路全体に亘つて
光フアイバーを使用することにより、被測定材
料への赤外線の投光及び受光をする投光端、受
光端を含む必要な長さの光フアイバーだけ及び
除湿室を高温多湿雰囲気下のドライヤーパート
域内に置き、その他の光源、干渉フイルター、
光電変換器以下の諸機器等の一切をドライヤー
パート域外に置くことができ、従つて、高温多
湿の影響なく赤外線水分計を使用することがで
きることにより故障が少なくなつて耐久性が格
段に向上し、長期に亘つて測定精度も低下する
ことなく水分測定を行なうことができる。
(d) By using an optical fiber along the entire optical path from the light source to the photoelectric converter, the necessary length of light including the transmitting end and the receiving end that emits and receives infrared rays to the material being measured. Only the fiber and the dehumidifying chamber are placed in the dryer part area under a high temperature and humid atmosphere, and other light sources, interference filters,
All of the equipment below the photoelectric converter can be placed outside the dryer part, and as a result, the infrared moisture meter can be used without being affected by high temperature and humidity, reducing breakdowns and greatly improving durability. Therefore, moisture can be measured over a long period of time without decreasing measurement accuracy.

(ホ) 本発明により、従来不可能であつた高温多湿
なドライヤーパート内などの抄紙工程におい
て、シートの水分測定が連続して高精度で実施
できるようになつたから、本発明装置を検出部
とし、例えば特開昭60−62778号や特開昭61−
75898号公法などに開示されているような公知
の乾燥ドラムを操作部とした自動制御系を構築
して応答性及び制御性良く抄紙工程におけるシ
ートの水分管理を実施することが可能であり、
水分むらのない高品位のシート製品が低コスト
で製造できるようになつた。
(E) According to the present invention, it has become possible to continuously measure the moisture content of sheets with high precision in the papermaking process, such as inside a hot and humid dryer part, which was previously impossible. , for example, JP-A-60-62778 and JP-A-61-
It is possible to construct an automatic control system using a known drying drum as an operation unit, such as that disclosed in Public Law No. 75898, to manage sheet moisture in the papermaking process with good responsiveness and controllability.
High-quality sheet products with even moisture content can now be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は第1の本発明装置の1実施例の要部シ
ステム構成図、第2図は第2の本発明装置の1実
施例の要部システム構成図、第3図は除湿室の1
例を示す斜視図、第4図は除湿室の他の例を透視
的に示す側面説明図、第5図は本発明装置におけ
る電圧信号の時系列の一例を示す図である。 図面中、1…光源、2…レンズ、3,3′…光
フアイバー束、4…干渉フイルター、5,5′…
光フアイバー束、5a,5a′…2本又は2分岐し
たうちの一方の光フアイバー束、5aa,5aa′…
投光端、5b,5b′…2本又は2分岐したうちの
他方の光フアイバー束、6…光学シヤツター、7
…光フアイバー束、7a…受光端、8…ホトセン
サー、9…ホトセンサー、10…回転円板、11
…被測定材料、12…除湿室、12a…ホールド
部、12b…除湿部、12c…供給口、12d…
スリツト、12e…円錐状ノズル、12f…椀状
ノズル、12g…円筒状ノズル、13…送気管、
14…乾燥気体源、15…OR回路、16…光電
変換器、17…直流増幅器、18…サンプルアン
ドホールド回路、19…アナログ・デジタル変換
用インターフエイス、20…入出力用インターフ
エイス、21…演算表示部、A…同期パルス、B
…サンプリングパルス、C…アナログ電圧。
Fig. 1 is a system configuration diagram of the essential parts of an embodiment of the first device of the present invention, Fig. 2 is a diagram of the main system configuration of an embodiment of the second device of the present invention, and Fig. 3 is a diagram of the main part system configuration of an embodiment of the device of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing another example of the dehumidification chamber, FIG. 5 is a diagram showing an example of a time series of voltage signals in the device of the present invention. In the drawings, 1... light source, 2... lens, 3, 3'... optical fiber bundle, 4... interference filter, 5, 5'...
Optical fiber bundle, 5a, 5a'... Two optical fiber bundles or one of two branched optical fiber bundles, 5aa, 5aa'...
Light emitting end, 5b, 5b'...the other bundle of two or two branched optical fibers, 6...optical shutter, 7
... Optical fiber bundle, 7a... Light receiving end, 8... Photo sensor, 9... Photo sensor, 10... Rotating disk, 11
... Material to be measured, 12... Dehumidification chamber, 12a... Hold section, 12b... Dehumidification section, 12c... Supply port, 12d...
Slit, 12e... Conical nozzle, 12f... Bowl-shaped nozzle, 12g... Cylindrical nozzle, 13... Air supply pipe,
14... Dry gas source, 15... OR circuit, 16... Photoelectric converter, 17... DC amplifier, 18... Sample and hold circuit, 19... Analog-to-digital conversion interface, 20... Input/output interface, 21... Operation Display section, A...Synchronization pulse, B
...Sampling pulse, C...Analog voltage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ワイヤーパート及びプレスパートを経て高温
多湿の雰囲気下にドライヤーパートを進行中のシ
ートの水分を赤外線を使用して測定するに際し、
光源の光を干渉フイルターを透過させて被測定材
料の赤外線吸収スペクトルに基づいた赤外線領域
の2つの測定波長光及び2つの参照波長光を得、
各波長光を一方では被測定材料に投光してその反
射光又は透過光を受光して光電変換器に導き、他
方では光源光量変動補正のために直接に光電変換
器に導き、且つ上記の光路に赤外線透過型の光フ
アイバーを使用して上記投光及び受光を被測定材
料に近接した位置で乾燥気体の供給により光フア
イバーの投光端及び被測定材料の付近の水蒸気を
排除しながら行ない、かくして得られた測定波長
光と参照波長光との光源光量変動を補正された光
量比を光電変換値により得て水分を知ることを特
徴とするドライヤーパートにおけるシートの水分
測定方法。 2 以下の(a)〜(h)の構成から主として成ることを
特徴とするドライヤーパートにおけるシートの水
分測定装置、 (a) 光源から出射する光を4本の又は4分岐した
赤外線透過型の光フアイバー束で4つの光路に
分け、個々の該光路の端末に設けられた4種類
の干渉フイルターを通して被測定材料の赤外線
吸収スペクトルに基づいた赤外線領域の2つの
測定波長光及び2つの参照波長光を得る手段、 (b) 前記個々の干渉フイルターを透過した赤外線
の各波長毎に2つのビームに分け、一方のビー
ムを被測定材料に近接した位置の投光端まで導
いて被測定材料に投光し、他方のビームを光電
変換器に導くための、それぞれに光学シヤツタ
ーを有する2本の又は2分岐した赤外線透過型
の光フアイバー束を各干渉フイルターから下流
側に有しており、全体として4波長8ビームを
得る手段、 (c) 前記被測定材料からの反射光又は透過光を被
測定材料に近接した位置の受光端で受光して光
電変換器に導くための赤外線透過型の光フアイ
バー束から成る手段、 (d) 前記投光端を被測定材料の近くまでほぼ囲む
除湿室及び前記受光端を被測定材料の近くまで
ほぼ囲む除湿室の内側に乾燥気体を供給して投
光端、受光端及び被測定材料の付近の水蒸気を
排除する手段、 (e) 前記光学シヤツターを順次選択的に開閉し、
所定のビームを順次選択的に光電変換器に導い
てシリアルな光信号を光電変換した後に直流増
幅器で増幅してシリアルなアナログ電圧に変換
する手段、 (f) 最初に開閉する前記光学シヤツターの開きと
同期して同期パルスを発生させ、すべての光学
シヤツターの各開きと同期してサンプリングパ
ルスを発生させる手段、 (g) 前記シリアルなアナログ電圧とサンプリング
パルスとをサンプルアンドホールド回路に導
き、個々のアナログ電圧信号の最大ピークを検
出してシリアルなデジタル電圧信号に変換する
手段、 (h) 前記同期パルスと前記シリアルなデジタル電
圧信号を組み合わせて被測定材料の水分量計算
に必要な所定の信号を選択的に識別し、水分量
を計算・表示する手段。 3 以下の(i)〜(p)の構成から主として成ることを
特徴とするドライヤーパートにおけるシートの水
分測定装置、 (i) 4種類の干渉フイルターを同一円周上に所定
の間隔で配置した該円周と同心の回転円板上の
該円周に近接する所定位置の2箇所に光源から
出射する光を2つのビームに分けて導いて板面
に向かつて光を出すための2本の又は2分岐し
た赤外線透過型の光フアイバー束を光源から回
転円板まで有しており、回転円板の回転中に各
ビームを4種の干渉フイルターが横切ることに
より被測定材料の赤外線吸収スペクトルに基づ
いた2つの測定波長光と2つの参照波長光との
各々につき2ビームづつ、全体として4波長8
ビームを得る手段、 (j) 光源から回転円板まで設けられている前記2
本の又は2分岐した光フアイバー束のそれぞれ
の後端と回転円板を挟んで先端の光軸を合わせ
て設けられた2本の赤外線透過型の光フアイバ
ー束から成り、前記4種類の干渉フイルターを
通過させて得られた各波長光につき、前記2つ
のビームのうちの一方のビームを被測定材料に
近接した位置の投光端まで導いて投光し、他方
のビームを光電変換器に導く手段、 (k) 前記被測定材料からの反射光又は透過光を被
測定材料に近接した位置の受光端で受光して光
電変換器に導くための赤外線透過型の光フアイ
バー束から成る手段、 (l) 前記投光端を被測定材料の近くまでほぼ囲む
除湿室及び前記受光端を被測定材料の近くまで
ほぼ囲む除湿室の内側に乾燥気体を供給して投
光端、受光端及び被測定材料の付近の水蒸気を
排除する手段、 (m) 前記回転円板の回転と同期して1回転毎に同
期用パルスを発生させ、前記4種類の各干渉フ
イルターが前記2つのビームを横切るタイミン
グと同期してサンプリングパルスを発生させる
手段、 (n) 前記光電変換器に入るシリアルな光信号を光
電変換した後に直流増幅器で増幅してシリアル
なアナログ電圧信号に変換する手段、 (o) 前記シリアルなアナログ電圧信号とサンプリ
ングパルスとをサンプルアンドホールド回路に
導き、個々のアナログ電圧の最大ピークを検出
してシリアルなデジタル電圧信号に変換する手
段、 (p) 前記同期パルスと前記シリアルなデジタル電
圧信号を組み合わせて被測定材料の水分計算に
必要な所定の信号を選択的に識別し、水分量を
計算・表示する手段。
[Claims] 1. When measuring the moisture content of a sheet passing through a wire part and a press part and then proceeding through a dryer part in a hot and humid atmosphere using infrared rays,
transmitting the light from the light source through an interference filter to obtain two measurement wavelength lights and two reference wavelength lights in the infrared region based on the infrared absorption spectrum of the material to be measured;
On the one hand, the light of each wavelength is projected onto the material to be measured, and the reflected light or transmitted light is received and guided to a photoelectric converter, and on the other hand, the light is directly guided to the photoelectric converter for correction of fluctuations in light intensity of the light source. Using an infrared transmitting optical fiber in the optical path, the above light emission and light reception are performed at a position close to the material to be measured while supplying dry gas to eliminate water vapor near the light emitting end of the optical fiber and the material to be measured. A method for measuring the moisture content of a sheet in a dryer part, characterized in that the moisture content of a sheet in a dryer part is determined by obtaining a light intensity ratio between the measurement wavelength light obtained in this way and the reference wavelength light, which is corrected for fluctuations in the light source light intensity, using a photoelectric conversion value. 2. A sheet moisture measuring device in a dryer part, characterized by mainly consisting of the following configurations (a) to (h): (a) an infrared transmission type light beam emitted from a light source into four or four branches; The fiber bundle divides the light into four optical paths, and through four types of interference filters installed at the ends of each optical path, two measurement wavelength lights and two reference wavelength lights in the infrared region based on the infrared absorption spectrum of the material to be measured are transmitted. (b) dividing the infrared rays transmitted through the individual interference filters into two beams for each wavelength, and guiding one beam to a projection end located close to the material to be measured and projecting it onto the material to be measured; In order to guide the other beam to the photoelectric converter, two or two branched infrared transmitting optical fiber bundles each having an optical shutter are provided downstream from each interference filter, and in total there are four means for obtaining a beam of eight wavelengths; (c) an infrared transmitting optical fiber bundle for receiving reflected light or transmitted light from the material to be measured at a light receiving end located close to the material to be measured and guiding it to a photoelectric converter; (d) supplying dry gas to the inside of a dehumidifying chamber that substantially surrounds the light emitting end close to the material to be measured and a dehumidifying chamber that substantially surrounds the light receiving end close to the material to be measured; means for eliminating water vapor near the light receiving end and the material to be measured; (e) selectively opening and closing the optical shutter in sequence;
means for sequentially and selectively guiding a predetermined beam to a photoelectric converter to photoelectrically convert a serial optical signal and then amplifying it with a DC amplifier and converting it into a serial analog voltage; (f) opening of the optical shutter that opens and closes first; means for generating a synchronizing pulse in synchronization with the opening of all optical shutters, and generating a sampling pulse in synchronization with each opening of all optical shutters; (g) directing said serial analog voltage and sampling pulse to a sample and hold circuit to (h) means for detecting the maximum peak of the analog voltage signal and converting it into a serial digital voltage signal; (h) combining the synchronized pulse and the serial digital voltage signal to generate a predetermined signal necessary for calculating the moisture content of the material to be measured; A means of selectively identifying, calculating and displaying moisture content. 3. A sheet moisture measuring device for a dryer part, characterized in that it mainly consists of the following configurations (i) to (p): (i) four types of interference filters arranged at predetermined intervals on the same circumference; Two or It has a bifurcated infrared-transmitting optical fiber bundle from the light source to the rotating disk, and four types of interference filters pass through each beam while the rotating disk rotates, allowing the beam to be measured based on the infrared absorption spectrum of the material to be measured. 2 beams each for the two measurement wavelength lights and the two reference wavelength lights, for a total of 4 wavelengths 8
(j) means for obtaining the beam; (j) said 2 provided from the light source to the rotating disk;
It consists of two infrared-transmissive optical fiber bundles with the optical axes of the tips aligned with the rear end of each of the book or bifurcated optical fiber bundles with a rotating disk in between, and the four types of interference filters are For each wavelength of light obtained by passing through, one of the two beams is guided to a light projection end located close to the material to be measured, and the other beam is guided to a photoelectric converter. means, (k) means consisting of an infrared-transmissive optical fiber bundle for receiving reflected light or transmitted light from the material to be measured at a light receiving end located close to the material to be measured and guiding it to a photoelectric converter; l) Dry gas is supplied to the inside of a dehumidifying chamber that almost surrounds the light emitting end close to the material to be measured, and a dehumidifying chamber that almost surrounds the light receiving end close to the material to be measured. means for eliminating water vapor near the material; (m) generating a synchronizing pulse every rotation in synchronization with the rotation of the rotating disk, and adjusting the timing at which each of the four types of interference filters crosses the two beams; means for synchronously generating sampling pulses; (n) means for photoelectrically converting the serial optical signal input to the photoelectric converter and then amplifying it with a DC amplifier to convert it into a serial analog voltage signal; (o) means for converting the serial optical signal into a serial analog voltage signal; (p) means for directing the analog voltage signal and the sampling pulse to a sample-and-hold circuit to detect the maximum peak of each analog voltage and convert it into a serial digital voltage signal; Means for calculating and displaying the moisture content by selectively identifying predetermined signals necessary for calculating the moisture content of the material to be measured in combination.
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