JPH07243966A - 赤外線による水分監視方法と装置 - Google Patents
赤外線による水分監視方法と装置Info
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- JPH07243966A JPH07243966A JP3669294A JP3669294A JPH07243966A JP H07243966 A JPH07243966 A JP H07243966A JP 3669294 A JP3669294 A JP 3669294A JP 3669294 A JP3669294 A JP 3669294A JP H07243966 A JPH07243966 A JP H07243966A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】連続して流れてくる原料の水分が管理範囲を逸
脱したかどうかを迅速に判定して前工程にフィードバッ
クして原料の水分値が所定管理範囲内に入るように監視
する。 【構成】水分監視の対象となる原料から定期的にサンプ
リングして被測定物とし、水に吸収されやすい波長域の
水分測定赤外線と水その他の影響が小さい波長域の第１
参照赤外線及び第２参照赤外線を被測定物に照射してそ
の反射光を受光し、光電変換して水分測定赤外線の受光
量Ｓ，第１参照赤外線の受光量Ｒ1 ，第２参照赤外線の
受光量Ｒ2 を求め、これらの値から吸光度値Ｘ＝ｌｏｇ
（（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／２Ｓ）を求める。測定された吸光度
値Ｘが予め設定された管理範囲内にあるかどうかを判定
し、管理範囲を逸脱している場合は警報を制御部に出力
し、制御部は水分制御信号を出力する。赤外線水分監視
装置はこれを行う光学系、演算手段、メモリ、制御部を
有する。
脱したかどうかを迅速に判定して前工程にフィードバッ
クして原料の水分値が所定管理範囲内に入るように監視
する。 【構成】水分監視の対象となる原料から定期的にサンプ
リングして被測定物とし、水に吸収されやすい波長域の
水分測定赤外線と水その他の影響が小さい波長域の第１
参照赤外線及び第２参照赤外線を被測定物に照射してそ
の反射光を受光し、光電変換して水分測定赤外線の受光
量Ｓ，第１参照赤外線の受光量Ｒ1 ，第２参照赤外線の
受光量Ｒ2 を求め、これらの値から吸光度値Ｘ＝ｌｏｇ
（（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／２Ｓ）を求める。測定された吸光度
値Ｘが予め設定された管理範囲内にあるかどうかを判定
し、管理範囲を逸脱している場合は警報を制御部に出力
し、制御部は水分制御信号を出力する。赤外線水分監視
装置はこれを行う光学系、演算手段、メモリ、制御部を
有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定物に照射した赤
外線の反射光量に基づいて被測定物中の水分量を測定す
る赤外線による水分監視方法と装置に関する。
外線の反射光量に基づいて被測定物中の水分量を測定す
る赤外線による水分監視方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、物質の含水率の測定にはいくつか
の手段が提案されている。その一つは乾燥法と呼ばれる
もので、一定温度に調整した乾燥機で恒量になるまで試
料を乾燥させて乾燥前後の重量差を測定して含水率を求
める方法である。他の一つは赤外線法と呼ばれるもの
で、近赤外領域で水分に対して高い吸収特性を示す波長
の測定光を被測定物に照射し、被測定物からの反射光量
を予め求めてある検量線に基づいて水分値に換算するこ
とにより、非接触で被測定物中の水分量を測定するもの
である。乾燥法による水分測定は、多くの手間と時間が
かかるので、最近は赤外線法が広く採用されるようにな
ってきており、例えば特公平３−３０８０９号公報など
に示されているように多くの提案がなされている。
の手段が提案されている。その一つは乾燥法と呼ばれる
もので、一定温度に調整した乾燥機で恒量になるまで試
料を乾燥させて乾燥前後の重量差を測定して含水率を求
める方法である。他の一つは赤外線法と呼ばれるもの
で、近赤外領域で水分に対して高い吸収特性を示す波長
の測定光を被測定物に照射し、被測定物からの反射光量
を予め求めてある検量線に基づいて水分値に換算するこ
とにより、非接触で被測定物中の水分量を測定するもの
である。乾燥法による水分測定は、多くの手間と時間が
かかるので、最近は赤外線法が広く採用されるようにな
ってきており、例えば特公平３−３０８０９号公報など
に示されているように多くの提案がなされている。
【０００３】赤外線による水分測定では、被測定物の含
水量によって吸収量が変化する波長の測定赤外線と、被
測定物の含水量にかかわらず吸収量が変化しない波長の
第１参照赤外線と、被測定物の一つの特性（例えば、被
測定物の材質）によってその吸収量が変化する波長の第
２参照赤外線との３つの赤外線を用い、３つの赤外線を
交互に被測定物に照射してその反射光量から間接的に水
分値を求めている。赤外線による水分測定法の一つとし
てランバート・ベール（ＬａｍｂｅｒｔーＢｅｅｒ）の
法則を利用した含水率の測定方法がある。測定対象成分
による固有吸光スペクトル波長域（水分測定赤外線）に
おける測定試料からの反射または測定試料を通る透過光
量（測定計出力値）をＳ、固有吸光スペクトル波長域に
近接した波長域（第１および第２参照赤外線）における
測定試料からの反射または測定試料を通る透過光量（測
定計出力値）をＲ1 ，Ｒ2 とするとき、測定対象成分
（濃度）による吸光度値Ｘは、次式で表される。 Ｘ＝ｌｏｇ（（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／２Ｓ） …（１）
水量によって吸収量が変化する波長の測定赤外線と、被
測定物の含水量にかかわらず吸収量が変化しない波長の
第１参照赤外線と、被測定物の一つの特性（例えば、被
測定物の材質）によってその吸収量が変化する波長の第
２参照赤外線との３つの赤外線を用い、３つの赤外線を
交互に被測定物に照射してその反射光量から間接的に水
分値を求めている。赤外線による水分測定法の一つとし
てランバート・ベール（ＬａｍｂｅｒｔーＢｅｅｒ）の
法則を利用した含水率の測定方法がある。測定対象成分
による固有吸光スペクトル波長域（水分測定赤外線）に
おける測定試料からの反射または測定試料を通る透過光
量（測定計出力値）をＳ、固有吸光スペクトル波長域に
近接した波長域（第１および第２参照赤外線）における
測定試料からの反射または測定試料を通る透過光量（測
定計出力値）をＲ1 ，Ｒ2 とするとき、測定対象成分
（濃度）による吸光度値Ｘは、次式で表される。 Ｘ＝ｌｏｇ（（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／２Ｓ） …（１）
【０００４】赤外線による水分測定法は、乾燥法に比べ
て短時間で測定できるので、含水率を制御することが重
要な処理工程で多用されている。例えば、たばこの製造
においては、所定量の割合でブレンドした葉たばこ原料
の含水率が重要であるので、含水率を測定して含水率が
所定値より低い場合は加湿し、高い場合は乾燥する処理
が行われている。このように、工程管理の一環としての
水分測定に赤外線が使用されている。
て短時間で測定できるので、含水率を制御することが重
要な処理工程で多用されている。例えば、たばこの製造
においては、所定量の割合でブレンドした葉たばこ原料
の含水率が重要であるので、含水率を測定して含水率が
所定値より低い場合は加湿し、高い場合は乾燥する処理
が行われている。このように、工程管理の一環としての
水分測定に赤外線が使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
赤外線による水分測定では、同じ種類の物質であって
も、色、光沢、粒度などの性状が異なれば吸光度値が異
なり、試料毎に回帰式が必要になり、汎用性および簡便
さに欠けるという問題がある。例えば、黄色系、在来
系、バーレ系などが用いられるたばこ原料の場合、色や
成分などの性状が異なる原料について、性状の違いに応
じた検量線を選択することは実際上不可能である。そこ
で、従来は、各種の葉たばこに対して平均的な１つの検
量線を用い、赤外線水分測定装置の出力が一定になるよ
うに葉たばこの加湿・乾燥の制御を行っていた。それ
故、検量線が上記の平均的な１つの検量線から大きく外
れるような種類の葉たばこ原料については、赤外線水分
測定装置の測定結果と実際の水分値との誤差が大きくな
り、たばこの水分管理上問題があった。
赤外線による水分測定では、同じ種類の物質であって
も、色、光沢、粒度などの性状が異なれば吸光度値が異
なり、試料毎に回帰式が必要になり、汎用性および簡便
さに欠けるという問題がある。例えば、黄色系、在来
系、バーレ系などが用いられるたばこ原料の場合、色や
成分などの性状が異なる原料について、性状の違いに応
じた検量線を選択することは実際上不可能である。そこ
で、従来は、各種の葉たばこに対して平均的な１つの検
量線を用い、赤外線水分測定装置の出力が一定になるよ
うに葉たばこの加湿・乾燥の制御を行っていた。それ
故、検量線が上記の平均的な１つの検量線から大きく外
れるような種類の葉たばこ原料については、赤外線水分
測定装置の測定結果と実際の水分値との誤差が大きくな
り、たばこの水分管理上問題があった。
【０００６】本発明の目的は、連続して流れてくる原料
の水分が管理範囲を逸脱したかどうかを迅速に判定して
前工程にフィードバックして原料の水分値が所定管理範
囲内に入るように水分値を監視する赤外線による水分監
視方法と装置を提供することにある。
の水分が管理範囲を逸脱したかどうかを迅速に判定して
前工程にフィードバックして原料の水分値が所定管理範
囲内に入るように水分値を監視する赤外線による水分監
視方法と装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の赤外線による水
分監視方法は、水分を監視する対象となる原料を定期的
にサンプリングして被測定物とし、被測定物の含水量に
より赤外線吸収量が変化する波長域の水分測定赤外線と
前記被測定物の含水量にかかわらず吸収量が変化しない
波長の参照赤外線とを前記被測定物に照射すると共に前
記被測定物からの反射光を受光するステップと、前記反
射光を光電変換して電気量の受光量を求めるステップ
と、前記受光量から吸光度値を求めるステップと、前記
吸光度値が前記被測定物の母集団に対して予め設定され
ている管理範囲内にあるかどうかを判定するステップ
と、を備えたことを特徴とする。
分監視方法は、水分を監視する対象となる原料を定期的
にサンプリングして被測定物とし、被測定物の含水量に
より赤外線吸収量が変化する波長域の水分測定赤外線と
前記被測定物の含水量にかかわらず吸収量が変化しない
波長の参照赤外線とを前記被測定物に照射すると共に前
記被測定物からの反射光を受光するステップと、前記反
射光を光電変換して電気量の受光量を求めるステップ
と、前記受光量から吸光度値を求めるステップと、前記
吸光度値が前記被測定物の母集団に対して予め設定され
ている管理範囲内にあるかどうかを判定するステップ
と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】本発明の赤外線による水分監視方法は、前
記管理範囲が前記被測定物の母集団から抜き取られた複
数のサンプルについて求められた吸光度値の平均値と標
準偏差値から設定されたものであることを特徴とする。
記管理範囲が前記被測定物の母集団から抜き取られた複
数のサンプルについて求められた吸光度値の平均値と標
準偏差値から設定されたものであることを特徴とする。
【０００９】前記赤外線による水分監視方法は、前記判
定の結果、前記吸光度値が前記管理範囲を逸脱している
場合は警報を出力するステップと、前記警報により水分
制御信号を出力するステップと、をさらに備えたことを
特徴とする。
定の結果、前記吸光度値が前記管理範囲を逸脱している
場合は警報を出力するステップと、前記警報により水分
制御信号を出力するステップと、をさらに備えたことを
特徴とする。
【００１０】本発明の赤外線水分監視装置は、被測定物
の含水量により赤外線吸収量が変化する波長域の水分測
定赤外線と被測定物の含水量にかかわらず吸収量が変化
しない波長の参照赤外線とを前記被測定物に照射すると
共に前記被測定物からの反射光を受光し光電変換する光
学系と、前記光学系で受光した前記水分測定赤外線及び
参照赤外線の受光量から吸光度値を求める吸光度値演算
手段と前記被測定物の母集団について求められた吸光度
値の平均値と標準偏差値と管理範囲を求める演算手段
と、被測定物の母集団毎に求められた吸光度値の平均値
と標準偏差値と管理範囲を記憶する記憶手段と、水分を
監視する対象としてサンプリングされ測定された被測定
物の吸光度値が前記記憶手段に記憶されている前記管理
範囲内にあるかどうかを判定する判定手段とを備えたこ
とを特徴とする。
の含水量により赤外線吸収量が変化する波長域の水分測
定赤外線と被測定物の含水量にかかわらず吸収量が変化
しない波長の参照赤外線とを前記被測定物に照射すると
共に前記被測定物からの反射光を受光し光電変換する光
学系と、前記光学系で受光した前記水分測定赤外線及び
参照赤外線の受光量から吸光度値を求める吸光度値演算
手段と前記被測定物の母集団について求められた吸光度
値の平均値と標準偏差値と管理範囲を求める演算手段
と、被測定物の母集団毎に求められた吸光度値の平均値
と標準偏差値と管理範囲を記憶する記憶手段と、水分を
監視する対象としてサンプリングされ測定された被測定
物の吸光度値が前記記憶手段に記憶されている前記管理
範囲内にあるかどうかを判定する判定手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【００１１】前記赤外線水分監視装置は、前記判定手段
からの信号出力信号が、前記吸光度値が前記管理範囲を
逸脱していることを示す信号である場合は水分制御信号
を出力する制御部をさらに備えたことを特徴とする。
からの信号出力信号が、前記吸光度値が前記管理範囲を
逸脱していることを示す信号である場合は水分制御信号
を出力する制御部をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明の赤外線水分監視方法では、水分を監視
する対象となっている原料を定期的にサンプリングして
被測定物とし、前記の波長域の水分測定赤外線と参照赤
外線とを被測定物に照射すると共にこの被測定物からの
反射光を受光し、光電変換して水分測定赤外線の受光量
Ｓ，参照赤外線の受光量Ｒを求め、これらの受光量Ｓ，
Ｒから吸光度値 Ｘ＝ｌｏｇ（Ｒ／Ｓ） …（２） を求める。測定された吸光度値Ｘが前記管理範囲内にあ
るかどうかを判定する。
する対象となっている原料を定期的にサンプリングして
被測定物とし、前記の波長域の水分測定赤外線と参照赤
外線とを被測定物に照射すると共にこの被測定物からの
反射光を受光し、光電変換して水分測定赤外線の受光量
Ｓ，参照赤外線の受光量Ｒを求め、これらの受光量Ｓ，
Ｒから吸光度値 Ｘ＝ｌｏｇ（Ｒ／Ｓ） …（２） を求める。測定された吸光度値Ｘが前記管理範囲内にあ
るかどうかを判定する。
【００１３】前記管理範囲は、前記被測定物の母集団か
ら抜き取られた複数のサンプルについて、前記と同様
に、水分測定赤外線及び参照赤外線を照射し、その反射
光から吸光度値Ｘを求め、次にこの吸光度値Ｘの平均値
と標準偏差値を求め、この吸光度値Ｘの平均値と標準偏
差値とから設定される。
ら抜き取られた複数のサンプルについて、前記と同様
に、水分測定赤外線及び参照赤外線を照射し、その反射
光から吸光度値Ｘを求め、次にこの吸光度値Ｘの平均値
と標準偏差値を求め、この吸光度値Ｘの平均値と標準偏
差値とから設定される。
【００１４】本発明の赤外線水分監視方法では、さらに
吸光度値が管理範囲を逸脱している場合は警報を制御部
に出力し、その警報を受けて制御部は水分制御信号を出
力する。
吸光度値が管理範囲を逸脱している場合は警報を制御部
に出力し、その警報を受けて制御部は水分制御信号を出
力する。
【００１５】本発明の赤外線水分監視装置においては、
光学系は、被測定物の含水量により赤外線吸収量が変化
する波長域の水分測定赤外線と被測定物の含水量にかか
わらず吸収量が変化しない波長の参照赤外線とを被測定
物に照射すると共にこの被測定物からのこれら赤外線の
反射光を受光し、受光した水分測定赤外線及び参照赤外
線の受光量Ｓ，Ｒを求める。吸光度値演算手段は、前記
光学系で受光した前記水分測定赤外線及び参照赤外線の
受光量から吸光度値Ｘ Ｘ＝ｌｏｇ（Ｒ／Ｓ） …（２） を求める。演算手段は、前記被測定物の母集団について
吸光度値の平均値と標準偏差値を求め、この平均値と標
準偏差値から管理範囲を求める。記憶手段は、この吸光
度値Ｘの平均値と標準偏差値と管理範囲を記憶する。判
定手段は、水分を監視する対象となっている原料からサ
ンプリングされた被測定物の吸光度値Ｘが前記設定され
ている管理範囲内にあるかどうかを判定し、判定信号を
出力する。
光学系は、被測定物の含水量により赤外線吸収量が変化
する波長域の水分測定赤外線と被測定物の含水量にかか
わらず吸収量が変化しない波長の参照赤外線とを被測定
物に照射すると共にこの被測定物からのこれら赤外線の
反射光を受光し、受光した水分測定赤外線及び参照赤外
線の受光量Ｓ，Ｒを求める。吸光度値演算手段は、前記
光学系で受光した前記水分測定赤外線及び参照赤外線の
受光量から吸光度値Ｘ Ｘ＝ｌｏｇ（Ｒ／Ｓ） …（２） を求める。演算手段は、前記被測定物の母集団について
吸光度値の平均値と標準偏差値を求め、この平均値と標
準偏差値から管理範囲を求める。記憶手段は、この吸光
度値Ｘの平均値と標準偏差値と管理範囲を記憶する。判
定手段は、水分を監視する対象となっている原料からサ
ンプリングされた被測定物の吸光度値Ｘが前記設定され
ている管理範囲内にあるかどうかを判定し、判定信号を
出力する。
【００１６】制御部は、判定信号を受け、判定信号管理
範囲を逸脱していることを示す信号である場合は水分制
御信号を出力する。
範囲を逸脱していることを示す信号である場合は水分制
御信号を出力する。
【００１７】
【実施例】図１は本発明の赤外線水分監視方法の一実施
例を説明するための流れ図である。通常生産において、
水分を監視するに当たって、予め管理範囲を設定してお
くことが必要である。図１（Ａ）に示すように、まず、
水分を監視する対象となっている同一種類の原料（被測
定物の母集団）から複数の被測定物をサンプリングする
（ステップＳ1 ）。
例を説明するための流れ図である。通常生産において、
水分を監視するに当たって、予め管理範囲を設定してお
くことが必要である。図１（Ａ）に示すように、まず、
水分を監視する対象となっている同一種類の原料（被測
定物の母集団）から複数の被測定物をサンプリングする
（ステップＳ1 ）。
【００１８】被測定物の含水量により赤外線吸収量が変
化する波長域の水分測定赤外線と被測定物の含水量にか
かわらず吸収量が変化しない波長の参照赤外線とを被測
定物に照射して反射光を赤外線検出器（図示せず）で受
光する。使用する赤外線には、水分測定赤外線Ｓとして
水分によって吸収されやすい１．９４μｍ、第１及び第
２参照赤外線Ｒ1 ，Ｒ2 として水分測定赤外線に近接し
水分その他の成分の影響が小さい１．８０μｍ，２．１
０μｍ波長域の赤外線が適している。（ステップ
Ｓ2 ）。
化する波長域の水分測定赤外線と被測定物の含水量にか
かわらず吸収量が変化しない波長の参照赤外線とを被測
定物に照射して反射光を赤外線検出器（図示せず）で受
光する。使用する赤外線には、水分測定赤外線Ｓとして
水分によって吸収されやすい１．９４μｍ、第１及び第
２参照赤外線Ｒ1 ，Ｒ2 として水分測定赤外線に近接し
水分その他の成分の影響が小さい１．８０μｍ，２．１
０μｍ波長域の赤外線が適している。（ステップ
Ｓ2 ）。
【００１９】受光した赤外線を赤外線検出器（図示せ
ず）で光電変換し、電気量の受光量として出力させる。
すなわち、水分測定赤外線の受光量Ｓ，第１参照赤外線
の受光量Ｒ1 ，第２参照赤外線の受光量Ｒ2 を出力させ
る（ステップＳ3 ）。
ず）で光電変換し、電気量の受光量として出力させる。
すなわち、水分測定赤外線の受光量Ｓ，第１参照赤外線
の受光量Ｒ1 ，第２参照赤外線の受光量Ｒ2 を出力させ
る（ステップＳ3 ）。
【００２０】これらの受光量Ｓ，Ｒ1 ，Ｒ2 から吸光度
値Ｘ Ｘ＝ｌｏｇ（（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／２Ｓ） …（１） を計算する（ステップＳ4 ）。
値Ｘ Ｘ＝ｌｏｇ（（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／２Ｓ） …（１） を計算する（ステップＳ4 ）。
【００２１】同一種類の複数のサンプルについて吸光度
値Ｘを求め、平均値と標準偏差値を計算する（ステップ
Ｓ5 ）。
値Ｘを求め、平均値と標準偏差値を計算する（ステップ
Ｓ5 ）。
【００２２】平均値と標準偏差値から管理範囲を設定す
る（ステップＳ6 ）。
る（ステップＳ6 ）。
【００２３】平均値と標準偏差値と管理範囲を記憶す
る。上記ステップＳ1 〜ステップＳ6を他の種類の被測
定物に適用して平均値と標準偏差値と管理範囲を求め、
記憶する（ステップＳ7 ）。
る。上記ステップＳ1 〜ステップＳ6を他の種類の被測
定物に適用して平均値と標準偏差値と管理範囲を求め、
記憶する（ステップＳ7 ）。
【００２４】図２は葉たばこ原料の吸光度値の分布の例
を示す分布図である。図２（ａ）はたばこ銘柄（Ａ）の
葉たばこ原料の吸光度値Ｘの分布、平均値Ｍ A 、標準偏
差値σA を示し、図２（ｂ）はたばこ銘柄（Ｂ）の葉た
ばこ原料の吸光度値Ｘの分布、平均値ＭB 、標準偏差値
σB を示す。同じ葉たばこ原料であっても銘柄が異なれ
ば吸光度値Ｘ（従って水分値）の平均値Ｍも標準偏差値
σも異なることがわかる。管理範囲は、生産品種の品質
管理上の必要性から決められるべきもので、３σとは限
らない。例えば、水分値を狭い範囲に押さえたい場合は
図２（ａ），（ｂ）に斜線で示すように、管理範囲ＷA
＝ＭA ±σA ，ＷB ＝Ｍ B ±σB に設定してもよいので
ある。
を示す分布図である。図２（ａ）はたばこ銘柄（Ａ）の
葉たばこ原料の吸光度値Ｘの分布、平均値Ｍ A 、標準偏
差値σA を示し、図２（ｂ）はたばこ銘柄（Ｂ）の葉た
ばこ原料の吸光度値Ｘの分布、平均値ＭB 、標準偏差値
σB を示す。同じ葉たばこ原料であっても銘柄が異なれ
ば吸光度値Ｘ（従って水分値）の平均値Ｍも標準偏差値
σも異なることがわかる。管理範囲は、生産品種の品質
管理上の必要性から決められるべきもので、３σとは限
らない。例えば、水分値を狭い範囲に押さえたい場合は
図２（ａ），（ｂ）に斜線で示すように、管理範囲ＷA
＝ＭA ±σA ，ＷB ＝Ｍ B ±σB に設定してもよいので
ある。
【００２５】以上の準備をしておいて、通常生産におけ
る原料の水分監視を行う。図１（Ｂ）に示すように、水
分を監視する対象となる原料を定期的にサンプリングし
て被測定物とする（ステップＳ11）。
る原料の水分監視を行う。図１（Ｂ）に示すように、水
分を監視する対象となる原料を定期的にサンプリングし
て被測定物とする（ステップＳ11）。
【００２６】被測定物の含水量により赤外線吸収量が変
化する波長域の水分測定赤外線と被測定物の含水量にか
かわらず吸収量が変化しない波長の参照赤外線とを被測
定物に照射して反射光を赤外線検出器（図示せず）で受
光する（ステップＳ12）。
化する波長域の水分測定赤外線と被測定物の含水量にか
かわらず吸収量が変化しない波長の参照赤外線とを被測
定物に照射して反射光を赤外線検出器（図示せず）で受
光する（ステップＳ12）。
【００２７】受光した赤外線を赤外線検出器（図示せ
ず）で光電変換し、電気量の受光量として出力させる。
すなわち、水分測定赤外線の受光量Ｓ，第１参照赤外線
の受光量Ｒ1 ，第２参照赤外線の受光量Ｒ2 を出力させ
る（ステップＳ13）。
ず）で光電変換し、電気量の受光量として出力させる。
すなわち、水分測定赤外線の受光量Ｓ，第１参照赤外線
の受光量Ｒ1 ，第２参照赤外線の受光量Ｒ2 を出力させ
る（ステップＳ13）。
【００２８】これらの受光量Ｓ，Ｒ1 ，Ｒ2 から吸光度
値 Ｘ＝ｌｏｇ（（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／２Ｓ） …（１） を計算する（ステップＳ14）。
値 Ｘ＝ｌｏｇ（（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／２Ｓ） …（１） を計算する（ステップＳ14）。
【００２９】吸光度値Ｘを表示器に表示する（ステップ
Ｓ15）。
Ｓ15）。
【００３０】吸光度値Ｘが設定されている管理範囲Ｗに
あるかどうかを判定する（ステップＳ16）。
あるかどうかを判定する（ステップＳ16）。
【００３１】もし、吸光度値Ｘが管理範囲Ｗにない場合
は、異常事態と判断して警報を出力する（ステップ
Ｓ17）。
は、異常事態と判断して警報を出力する（ステップ
Ｓ17）。
【００３２】制御部は、警報を受信して水分制御信号を
出力する（ステップＳ18）。
出力する（ステップＳ18）。
【００３３】次に、本発明の赤外線水分監視装置につい
て説明する。図３は本発明の赤外線水分監視装置の一実
施例を示すブロック図である。この実施例の赤外線水分
監視装置は、水分測定赤外線と参照赤外線の光束を生成
する共に被測定物Ｓからの反射光を検出する光学系１
と、この光学系１からのアナログ信号を処理するアナロ
グ処理部２と、このアナログ処理部２からの受光量を示
す信号に基づいて被測定物Ｓの吸光度値Ｘ、吸光度値Ｘ
の平均値と標準偏差値を計算して平均値と標準偏差値か
ら管理範囲を設定し、これらの平均値と標準偏差値と管
理範囲を種類毎に記憶しておき、水分を監視する対象と
なっている原料からサンプリングされアナログ処理部２
を通して送られてくる受光量を示す信号に基づいて被測
定物Ｓの吸光度値Ｘを演算し、前記設定されている管理
範囲内にあるかないかを判定し、吸光度値Ｘが管理範囲
から逸脱しているときは警報（判定信号）を出力し、ま
た吸光度値Ｘを表示するデジタル処理部３と、前記警報
を受信して水分制御信号を出力する制御部４とから構成
される。
て説明する。図３は本発明の赤外線水分監視装置の一実
施例を示すブロック図である。この実施例の赤外線水分
監視装置は、水分測定赤外線と参照赤外線の光束を生成
する共に被測定物Ｓからの反射光を検出する光学系１
と、この光学系１からのアナログ信号を処理するアナロ
グ処理部２と、このアナログ処理部２からの受光量を示
す信号に基づいて被測定物Ｓの吸光度値Ｘ、吸光度値Ｘ
の平均値と標準偏差値を計算して平均値と標準偏差値か
ら管理範囲を設定し、これらの平均値と標準偏差値と管
理範囲を種類毎に記憶しておき、水分を監視する対象と
なっている原料からサンプリングされアナログ処理部２
を通して送られてくる受光量を示す信号に基づいて被測
定物Ｓの吸光度値Ｘを演算し、前記設定されている管理
範囲内にあるかないかを判定し、吸光度値Ｘが管理範囲
から逸脱しているときは警報（判定信号）を出力し、ま
た吸光度値Ｘを表示するデジタル処理部３と、前記警報
を受信して水分制御信号を出力する制御部４とから構成
される。
【００３４】光学系１は、光源１１、集光レンズ１２、
回転ディスク１３、ディスク回転用モータ１４、反射板
１５、凹面鏡１６、凸面鏡１７、赤外線検出器１８、回
転位置検出器１９、干渉フィルタＦを含んで構成されて
いる。
回転ディスク１３、ディスク回転用モータ１４、反射板
１５、凹面鏡１６、凸面鏡１７、赤外線検出器１８、回
転位置検出器１９、干渉フィルタＦを含んで構成されて
いる。
【００３５】本実施例の赤外線水分監視装置では、水分
測定赤外線Ｓとして水分によって吸収されやすい１．９
４μｍ、参照赤外線Ｒ1 ，Ｒ2 として水分測定赤外線に
近接し水分その他の成分の影響が小さい１．８０μｍ，
２．１０μｍ波長域の赤外線を使用した。従って、回転
ディスク１３には、図４に示すように、次の３種の干渉
フィルタＦ1 〜Ｆ3 を取付ける。 フィルタ 通過波長帯域（μｍ） Ｆ1 １．８０±０．１ （参照） Ｆ2 ２．１０±０．１ （参照） Ｆ3 １．９４±０．１ （水分）
測定赤外線Ｓとして水分によって吸収されやすい１．９
４μｍ、参照赤外線Ｒ1 ，Ｒ2 として水分測定赤外線に
近接し水分その他の成分の影響が小さい１．８０μｍ，
２．１０μｍ波長域の赤外線を使用した。従って、回転
ディスク１３には、図４に示すように、次の３種の干渉
フィルタＦ1 〜Ｆ3 を取付ける。 フィルタ 通過波長帯域（μｍ） Ｆ1 １．８０±０．１ （参照） Ｆ2 ２．１０±０．１ （参照） Ｆ3 １．９４±０．１ （水分）
【００３６】各干渉フィルタＦ1 〜Ｆ3 は回転ディスク
１３の同一円周上に取付けられており、ディスク回転モ
ータ１４によって回転ディスク１３が回転されると、各
干渉フィルタＦ1 〜Ｆ3 は、図３に示したように集光レ
ンズ１２と反射板１５の間の光路を順番に横切るように
なっている。
１３の同一円周上に取付けられており、ディスク回転モ
ータ１４によって回転ディスク１３が回転されると、各
干渉フィルタＦ1 〜Ｆ3 は、図３に示したように集光レ
ンズ１２と反射板１５の間の光路を順番に横切るように
なっている。
【００３７】なお、回転ディスク１３の近傍には光セン
サ等によって回転ディスク１３の回転位置を検出する回
転位置検出器１９が配設されており、この回転位置検出
器１９の位置検出によって上記光路位置に来た干渉フィ
ルタＦの種類がアナログ処理部２で識別される。
サ等によって回転ディスク１３の回転位置を検出する回
転位置検出器１９が配設されており、この回転位置検出
器１９の位置検出によって上記光路位置に来た干渉フィ
ルタＦの種類がアナログ処理部２で識別される。
【００３８】光源１１からの光は、集光レンズ１２で収
束されて回転ディスク１３の干渉フィルタＦ1 〜Ｆ3 に
よって参照赤外線及び水分測定赤外線にされ、反射板１
５を介して被測定物Ｓに照射される。被測定物Ｓからの
反射光は、凹面鏡１６で集光されて凸面鏡１７を介して
赤外線検出器１８に導かれる。赤外線検出器１８は受光
量に応じたレベルの電圧信号をアナログ処理部２に出力
する。
束されて回転ディスク１３の干渉フィルタＦ1 〜Ｆ3 に
よって参照赤外線及び水分測定赤外線にされ、反射板１
５を介して被測定物Ｓに照射される。被測定物Ｓからの
反射光は、凹面鏡１６で集光されて凸面鏡１７を介して
赤外線検出器１８に導かれる。赤外線検出器１８は受光
量に応じたレベルの電圧信号をアナログ処理部２に出力
する。
【００３９】赤外線検出器１８からの電圧信号は、回転
ディスク１３の回転に伴って交流信号となり、この信号
は交流増幅部２１で増幅されて同期整流部２２に入力さ
れる。また、回転位置検出器１９からの位置検出信号は
同期信号発生部２３に入力される。同期信号発生部２３
は、回転ディスク１３の回転に伴って光学系１の光路を
横切るフィルタＦの種類に応じた同期信号を発生して同
期整流部２２に供給する。
ディスク１３の回転に伴って交流信号となり、この信号
は交流増幅部２１で増幅されて同期整流部２２に入力さ
れる。また、回転位置検出器１９からの位置検出信号は
同期信号発生部２３に入力される。同期信号発生部２３
は、回転ディスク１３の回転に伴って光学系１の光路を
横切るフィルタＦの種類に応じた同期信号を発生して同
期整流部２２に供給する。
【００４０】同期整流部２２の出力端子は、フィルタＦ
の種類に対応して同期信号毎に予め設定されており、交
流増幅部２１から入力される電圧信号について、水分測
定赤外線による電圧信号、参照赤外線による電圧信号を
それぞれ同期信号から識別し、それぞれ整流して選択的
に各出力端子に出力する。そして、各電圧信号はデジタ
ル処理部３に入力される。
の種類に対応して同期信号毎に予め設定されており、交
流増幅部２１から入力される電圧信号について、水分測
定赤外線による電圧信号、参照赤外線による電圧信号を
それぞれ同期信号から識別し、それぞれ整流して選択的
に各出力端子に出力する。そして、各電圧信号はデジタ
ル処理部３に入力される。
【００４１】デジタル処理部３は、ＡーＤ変換器等を備
えたアナログ入力部３１、マイクロプロセッサ等で構成
された演算処理部３２、測定結果を表示する表示部３３
を備えており、アナログ処理部２の同期整流部２２から
の水分測定赤外線の電圧信号、参照赤外線の電圧信号
は、アナログ入力部３１でそれぞれ電圧値を示すデジタ
ルデータに変換され、このデジタルデータに基づいて演
算処理部３２で水分値が演算され、求められた水分値が
表示部３３に表示される。
えたアナログ入力部３１、マイクロプロセッサ等で構成
された演算処理部３２、測定結果を表示する表示部３３
を備えており、アナログ処理部２の同期整流部２２から
の水分測定赤外線の電圧信号、参照赤外線の電圧信号
は、アナログ入力部３１でそれぞれ電圧値を示すデジタ
ルデータに変換され、このデジタルデータに基づいて演
算処理部３２で水分値が演算され、求められた水分値が
表示部３３に表示される。
【００４２】演算処理部３２は、主波長が１．９４μｍ
の水分測定赤外線の受光量Ｓ、主波長が１．８０μｍ、
２．１０μｍの第１及び第２参照赤外線の受光量Ｒ1 、
Ｒ2を求め、これらの受光量Ｓ，Ｒ1 ，Ｒ2 から吸光度
値 Ｘ＝ｌｏｇ（（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／２Ｓ） …（１） を計算する。同一種類の被測定物の複数のサンプルにつ
いて吸光度値Ｘを求め、その被測定物の母集団の平均値
と標準偏差値を計算して、平均値と標準偏差値から管理
範囲を設定し、これをメモリに記憶する。他の種類の被
測定物についても母集団の平均値と標準偏差値を計算し
て、平均値と標準偏差値から管理範囲を設定し、これを
メモリに記憶する。
の水分測定赤外線の受光量Ｓ、主波長が１．８０μｍ、
２．１０μｍの第１及び第２参照赤外線の受光量Ｒ1 、
Ｒ2を求め、これらの受光量Ｓ，Ｒ1 ，Ｒ2 から吸光度
値 Ｘ＝ｌｏｇ（（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／２Ｓ） …（１） を計算する。同一種類の被測定物の複数のサンプルにつ
いて吸光度値Ｘを求め、その被測定物の母集団の平均値
と標準偏差値を計算して、平均値と標準偏差値から管理
範囲を設定し、これをメモリに記憶する。他の種類の被
測定物についても母集団の平均値と標準偏差値を計算し
て、平均値と標準偏差値から管理範囲を設定し、これを
メモリに記憶する。
【００４３】以上の準備をしておいて、この発明を含水
率を監視する必要のある製造工程に適用する。含水率を
監視する対象となっている原料を定期的にサンプリング
して被測定物とし、前述の１．９４μｍ、１．８０μ
ｍ，２．１０μｍ波長域の赤外線を照射して反射光を赤
外線検出器１８で受光する。
率を監視する必要のある製造工程に適用する。含水率を
監視する対象となっている原料を定期的にサンプリング
して被測定物とし、前述の１．９４μｍ、１．８０μ
ｍ，２．１０μｍ波長域の赤外線を照射して反射光を赤
外線検出器１８で受光する。
【００４４】受光した赤外線を赤外線検出器１８で光電
変換し、水分測定赤外線の受光量Ｓ，第１参照赤外線の
受光量Ｒ1 ，第２参照赤外線の受光量Ｒ2 を出力させ
る。
変換し、水分測定赤外線の受光量Ｓ，第１参照赤外線の
受光量Ｒ1 ，第２参照赤外線の受光量Ｒ2 を出力させ
る。
【００４５】演算処理部３２でこれらの受光量Ｓ，
Ｒ1 ，Ｒ2 から吸光度値 Ｘ＝ｌｏｇ（（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／２Ｓ） …（１） を計算する。
Ｒ1 ，Ｒ2 から吸光度値 Ｘ＝ｌｏｇ（（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／２Ｓ） …（１） を計算する。
【００４６】吸光度値Ｘの値を表示部３３に表示する。
【００４７】吸光度値Ｘが、メモリに記憶されている管
理範囲Ｗにあるかどうかを判定する。
理範囲Ｗにあるかどうかを判定する。
【００４８】もし、吸光度値Ｘが管理範囲Ｗにない場合
は、異常事態と判断して警報（判定信号）３４を制御部
４に出力する。
は、異常事態と判断して警報（判定信号）３４を制御部
４に出力する。
【００４９】制御部４は、警報（判定信号）３４を受信
して水分制御信号４１を出力する。
して水分制御信号４１を出力する。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、赤外
線水分監視装置に予め吸光度値の平均値と標準偏差値と
管理範囲を設定して記憶させておき、含水率を監視する
対象となっている原料を定期的にサンプリングして吸光
度値を測定し、吸光度値が管理範囲にあるかどうかを判
定し、もし吸光度値が管理範囲にない場合は異常事態と
判断して警報を出力し、この警報を受けて制御部が水分
制御信号を出力するようにしたので、製造工程における
原料の水分を自動的に監視することができる。
線水分監視装置に予め吸光度値の平均値と標準偏差値と
管理範囲を設定して記憶させておき、含水率を監視する
対象となっている原料を定期的にサンプリングして吸光
度値を測定し、吸光度値が管理範囲にあるかどうかを判
定し、もし吸光度値が管理範囲にない場合は異常事態と
判断して警報を出力し、この警報を受けて制御部が水分
制御信号を出力するようにしたので、製造工程における
原料の水分を自動的に監視することができる。
【図１】本発明の赤外線水分監視方法の一実施例を説明
するための流れ図である。
するための流れ図である。
【図２】葉たばこ原料の吸光度値の分布の例を示す分布
図である。
図である。
【図３】本発明の赤外線水分監視装置の一実施例のブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】図３の回転ディスクの平面図である。
１ 光学系 ２ アナログ処理部 ３ デジタル処理部 ４ 制御部 １３ 回転ディスク １４ ディスク回転モータ １６ 凹面鏡 １７ 凸面鏡 １８ 赤外線検出器 １９ 回転位置検出器 Ｆ 干渉フィルタ Ｓ 被測定物
Claims (5)
- 【請求項１】 水分を監視する対象となる原料を定期的
にサンプリングして被測定物とし、被測定物の含水量に
より赤外線吸収量が変化する波長域の水分測定赤外線と
前記被測定物の含水量にかかわらず吸収量が変化しない
波長の参照赤外線とを前記被測定物に照射すると共に前
記被測定物からの反射光を受光するステップと、 前記反射光を光電変換して電気量の受光量を求めるステ
ップと、 前記受光量から吸光度値を求めるステップと、 前記吸光度値が前記被測定物の母集団に対して予め設定
されている管理範囲内にあるかどうかを判定するステッ
プと、を備えたことを特徴とする赤外線による水分監視
方法。 - 【請求項２】 前記管理範囲が前記被測定物の母集団か
ら抜き取られた複数のサンプルについて求められた吸光
度値の平均値と標準偏差値から設定されたものであるこ
とを特徴とする請求項１記載の赤外線による水分監視方
法。 - 【請求項３】 前記赤外線による水分監視方法が、前記
判定の結果、前記吸光度値が前記管理範囲を逸脱してい
る場合は警報を出力するステップと、 前記警報により水分制御信号を出力するステップと、を
さらに備えたことを特徴とする請求項１記載の赤外線に
よる水分監視方法。 - 【請求項４】被測定物の含水量により赤外線吸収量が変
化する波長域の水分測定赤外線と被測定物の含水量にか
かわらず吸収量が変化しない波長の参照赤外線とを前記
被測定物に照射すると共に前記被測定物からの反射光を
受光し光電変換する光学系と、 前記光学系で受光した前記水分測定赤外線及び参照赤外
線の受光量から吸光度値を求める吸光度値演算手段と前
記被測定物の母集団について求められた吸光度値の平均
値と標準偏差値と管理範囲を求める演算手段と、 被測定物の母集団毎に求められた吸光度値の平均値と標
準偏差値と管理範囲を記憶する記憶手段と、 水分を監視する対象としてサンプリングされ測定された
被測定物の吸光度値が前記記憶手段に記憶されている前
記管理範囲内にあるかどうかを判定する判定手段とを備
えたことを特徴とする赤外線水分監視装置。 - 【請求項５】 前記赤外線水分監視装置が、前記判定手
段からの信号出力信号が前記吸光度値が前記管理範囲を
逸脱していることを示す信号である場合は水分制御信号
を出力する制御部をさらに備えたことを特徴とする請求
項１記載の赤外線水分監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3669294A JPH07243966A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 赤外線による水分監視方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3669294A JPH07243966A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 赤外線による水分監視方法と装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07243966A true JPH07243966A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=12476864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3669294A Pending JPH07243966A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 赤外線による水分監視方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07243966A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017083425A (ja) * | 2016-07-19 | 2017-05-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 植物水分量評価装置及び植物水分量評価方法 |
| JP2018044903A (ja) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | 株式会社明治 | 軟質カビ系チーズの組織検査方法及び検査装置 |
| CN115382325A (zh) * | 2022-09-07 | 2022-11-25 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | 一种基于红外含水率监测的底层洒水控制方法及系统 |
-
1994
- 1994-03-08 JP JP3669294A patent/JPH07243966A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017083425A (ja) * | 2016-07-19 | 2017-05-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 植物水分量評価装置及び植物水分量評価方法 |
| JP2018044903A (ja) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | 株式会社明治 | 軟質カビ系チーズの組織検査方法及び検査装置 |
| CN115382325A (zh) * | 2022-09-07 | 2022-11-25 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | 一种基于红外含水率监测的底层洒水控制方法及系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030128 |