JPH07260680A - 赤外線センサ - Google Patents
赤外線センサInfo
- Publication number
- JPH07260680A JPH07260680A JP5209294A JP5209294A JPH07260680A JP H07260680 A JPH07260680 A JP H07260680A JP 5209294 A JP5209294 A JP 5209294A JP 5209294 A JP5209294 A JP 5209294A JP H07260680 A JPH07260680 A JP H07260680A
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- JP
- Japan
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- cellulose
- amount
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- paper
- infrared
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一つのセンサで複数の特性を測定することが
できる赤外線センサを提供する。 【構成】 予め測定した複数の紙の銘柄のセルロース量
とセンサー出力の関係(セルロースの検量線),複数の
紙の銘柄毎の水分量とセンサー出力の関係(水分の検量
線)及び前記銘柄毎の絶乾坪量(BD)に対するセルロ
ース重量(CW)の比率(α)を記憶する記憶手段と,
出力VM,VC,VRと検量線を用いて水分量(MW)及
びセルロース量(CW)を演算するとともに,CW・1
/α の式により絶乾坪量を,MW/(BD+MW)
の式により水分率を,BD+MW の式により坪量を演
算する。
できる赤外線センサを提供する。 【構成】 予め測定した複数の紙の銘柄のセルロース量
とセンサー出力の関係(セルロースの検量線),複数の
紙の銘柄毎の水分量とセンサー出力の関係(水分の検量
線)及び前記銘柄毎の絶乾坪量(BD)に対するセルロ
ース重量(CW)の比率(α)を記憶する記憶手段と,
出力VM,VC,VRと検量線を用いて水分量(MW)及
びセルロース量(CW)を演算するとともに,CW・1
/α の式により絶乾坪量を,MW/(BD+MW)
の式により水分率を,BD+MW の式により坪量を演
算する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,赤外線を用いたセンサ
ーにより紙の複数の物性の測定を行う赤外線センサに関
するものである。
ーにより紙の複数の物性の測定を行う赤外線センサに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に抄紙工程における品質管理には水
分量,水分率,坪量,絶乾坪量の制御が重要な要素であ
り,これらを制御するためのセンサとして赤外線水分計
やβ線坪量計がある。β線坪量計はβ線を紙に照射して
吸収量の違いから紙厚を求める坪量計である。そして,
赤外線水分計では紙中に含まれる水分によって吸収を受
ける波長1.94μmの光(M光)と水分によって吸収
を受けない波長1.8μmの光(R光)とを紙に当て紙
を透過したM光の測定光出力VM とR光の参照光出力V
R との比,VR /VM をとって紙の水分量に関する信号
を得ている。
分量,水分率,坪量,絶乾坪量の制御が重要な要素であ
り,これらを制御するためのセンサとして赤外線水分計
やβ線坪量計がある。β線坪量計はβ線を紙に照射して
吸収量の違いから紙厚を求める坪量計である。そして,
赤外線水分計では紙中に含まれる水分によって吸収を受
ける波長1.94μmの光(M光)と水分によって吸収
を受けない波長1.8μmの光(R光)とを紙に当て紙
を透過したM光の測定光出力VM とR光の参照光出力V
R との比,VR /VM をとって紙の水分量に関する信号
を得ている。
【0003】図4は赤外線水分計と坪量計を用いて紙の
特性を測定する従来構成のセンサを示すもので,VR /
VM信号は水分検出部20からのR信号,M信号を除算
器21に与えて演算しM/R信号を作成すると共に,坪
量検出部22からの坪量信号(BW)で補正演算をして
水分率MPに対応する信号を得る様になっている。
特性を測定する従来構成のセンサを示すもので,VR /
VM信号は水分検出部20からのR信号,M信号を除算
器21に与えて演算しM/R信号を作成すると共に,坪
量検出部22からの坪量信号(BW)で補正演算をして
水分率MPに対応する信号を得る様になっている。
【0004】オンライン測定では,紙の原料パルプの種
類,坪量によって水分量とセンサ出力との関係が微妙に
変化するため,前もって準備したサンプル紙を使って検
量線を作りこれをコンピュ―タに入力し,抄紙する紙の
種類,坪量に最も近い特性の検量線を選択してこれを使
って水分量を求めている。
類,坪量によって水分量とセンサ出力との関係が微妙に
変化するため,前もって準備したサンプル紙を使って検
量線を作りこれをコンピュ―タに入力し,抄紙する紙の
種類,坪量に最も近い特性の検量線を選択してこれを使
って水分量を求めている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のセ
ンサでは水分量に関する情報は水分計で,坪量に関する
情報は坪量計で得ているため2つのセンサを用いてい
る。そのためコスト高になるという問題があり,坪量計
は放射線を用いるので放射線管理者が必要という問題が
あった。また,放射線源は統計的ノイズが大きいため精
度的に問題があり,統計的ノイズを処理して精度を上げ
ようとすると応答が遅くなるという問題があった。更に
2台のセンサを用いた場合,検出ポイントが異なるため
両方の信号を用いて演算する水分率は必ずしも実態を表
わしていないという問題があった。本発明の解決しよう
とする技術的課題は,一つの赤外線センサのみで水分量
及び坪量を求め,合わせて水分率や絶乾坪量を求めるこ
とができるセンサを実現することにある。
ンサでは水分量に関する情報は水分計で,坪量に関する
情報は坪量計で得ているため2つのセンサを用いてい
る。そのためコスト高になるという問題があり,坪量計
は放射線を用いるので放射線管理者が必要という問題が
あった。また,放射線源は統計的ノイズが大きいため精
度的に問題があり,統計的ノイズを処理して精度を上げ
ようとすると応答が遅くなるという問題があった。更に
2台のセンサを用いた場合,検出ポイントが異なるため
両方の信号を用いて演算する水分率は必ずしも実態を表
わしていないという問題があった。本発明の解決しよう
とする技術的課題は,一つの赤外線センサのみで水分量
及び坪量を求め,合わせて水分率や絶乾坪量を求めるこ
とができるセンサを実現することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に,本発明は,紙に含まれる水分量を赤外線の吸収を利
用して測定する赤外線センサにおいて, a.水分によって吸収を受ける第1の波長域の赤外線
と,セルロ―スによって吸収を受ける第2の波長域の赤
外線と,水分及びセルロ―スのいずれによっても吸収を
受けない第3の波長域の赤外線とを前記紙に照射する手
段と, b.前記紙で透過・散乱された光から前記第1の波長域
の赤外線と,前記第2の波長域の赤外線と,前記第3の
赤外線とを検出し,これら赤外線の強さに対応した出力
VM,VC,VRを夫々発生する検出手段と, c.予め測定した複数の紙の銘柄のセルロース量とセン
サー出力の関係(セルロースの検量線),前記銘柄毎の
水分量とセンサー出力の関係(水分の検量線)及び前記
銘柄毎の絶乾坪量(BD’)に対するセルロース重量
(CW’)の比率(α)を記憶する記憶手段と,前記出
力VM,VC,VRと前記検量線を用いて水分量(MW)
及びセルロース量(CW)を演算するとともに,CW・
1/α の式により絶乾坪量(BD)を,MW/(BD
+MW) の式により水分率(MP)を,BD+MW
の式により坪量(BW)の少なくとも一つを演算する演
算手段を備えたことを特徴とするものである。
に,本発明は,紙に含まれる水分量を赤外線の吸収を利
用して測定する赤外線センサにおいて, a.水分によって吸収を受ける第1の波長域の赤外線
と,セルロ―スによって吸収を受ける第2の波長域の赤
外線と,水分及びセルロ―スのいずれによっても吸収を
受けない第3の波長域の赤外線とを前記紙に照射する手
段と, b.前記紙で透過・散乱された光から前記第1の波長域
の赤外線と,前記第2の波長域の赤外線と,前記第3の
赤外線とを検出し,これら赤外線の強さに対応した出力
VM,VC,VRを夫々発生する検出手段と, c.予め測定した複数の紙の銘柄のセルロース量とセン
サー出力の関係(セルロースの検量線),前記銘柄毎の
水分量とセンサー出力の関係(水分の検量線)及び前記
銘柄毎の絶乾坪量(BD’)に対するセルロース重量
(CW’)の比率(α)を記憶する記憶手段と,前記出
力VM,VC,VRと前記検量線を用いて水分量(MW)
及びセルロース量(CW)を演算するとともに,CW・
1/α の式により絶乾坪量(BD)を,MW/(BD
+MW) の式により水分率(MP)を,BD+MW
の式により坪量(BW)の少なくとも一つを演算する演
算手段を備えたことを特徴とするものである。
【0007】
【作用】演算手段はVM/VRのセンサ信号と水分の検量
線から水分量(MW)を求め,VC/VRのセンサ信号と
セルロースの検量線からセルロース量(CW)を求め
る。更に,求めたCWと予め演算/記憶しておいたαの
逆数を乗ずることにより絶乾坪量を求め,求めた水分量
MWをBWとMWを加えた値で除することにより水分率
を求め,BDとMWを加えて坪量を求める
線から水分量(MW)を求め,VC/VRのセンサ信号と
セルロースの検量線からセルロース量(CW)を求め
る。更に,求めたCWと予め演算/記憶しておいたαの
逆数を乗ずることにより絶乾坪量を求め,求めた水分量
MWをBWとMWを加えた値で除することにより水分率
を求め,BDとMWを加えて坪量を求める
【0008】
【実施例】次に,図面に従い本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例装置に用いる原理構成図で
あり,このような装置は特開平2−115750により
公知である。本発明は上記の構成とは演算回路(CP
U)に付随する記憶手段の記憶内容と演算内容が異な
る。図1について簡単に説明する。1はランプ,2は集
光レンズ,3はフィルタ・ホイ―ルで,この上に特定波
長域の赤外線を選択的に透過させるフィルタ4,5,6
が同心円上に設けられている。
る。図1は本発明の一実施例装置に用いる原理構成図で
あり,このような装置は特開平2−115750により
公知である。本発明は上記の構成とは演算回路(CP
U)に付随する記憶手段の記憶内容と演算内容が異な
る。図1について簡単に説明する。1はランプ,2は集
光レンズ,3はフィルタ・ホイ―ルで,この上に特定波
長域の赤外線を選択的に透過させるフィルタ4,5,6
が同心円上に設けられている。
【0009】このフィルタ・ホイ―ルの外周には同期信
号発生用の4つの切り欠き3a,3b,3c,3dが設
けられている。7はLEDとフォトトランジスタとをフ
ィルタ・ホイ―ル3の外周部を挟んで対向配置させ,切
り欠き3a,3b,3c,3dが通過する毎に同期パル
スを発生するフォトインタラプタ,8はフォトインタラ
プタ7からの同期パルスに基づき同期信号を発生する同
期信号回路である。
号発生用の4つの切り欠き3a,3b,3c,3dが設
けられている。7はLEDとフォトトランジスタとをフ
ィルタ・ホイ―ル3の外周部を挟んで対向配置させ,切
り欠き3a,3b,3c,3dが通過する毎に同期パル
スを発生するフォトインタラプタ,8はフォトインタラ
プタ7からの同期パルスに基づき同期信号を発生する同
期信号回路である。
【0010】9は測定対象である紙,10は受光素子,
11は増幅器,12,13,14はサンプル・ホ―ルド
回路で,同期信号回路からの同期信号によって,受光素
子10より与えられる交流信号を直流信号に変換する。
15はこれらサンプル・ホ―ルド回路から与えられる信
号に演算を施しセンサ出力 V0 を発生する演算回路で
ある。
11は増幅器,12,13,14はサンプル・ホ―ルド
回路で,同期信号回路からの同期信号によって,受光素
子10より与えられる交流信号を直流信号に変換する。
15はこれらサンプル・ホ―ルド回路から与えられる信
号に演算を施しセンサ出力 V0 を発生する演算回路で
ある。
【0011】この演算回路には記憶手段(図示せず)が
付随しており,その記憶手段には水分量とセルロース重
量が既知の複数の銘柄毎に作成した検量線が記憶されて
いる。図2は水分量とセンサ出力の関係を示す各銘柄
(3種類)の検量線,図3はセルロース重量とセンサ出
力の関係を示す各銘柄毎の検量線である。なお,この記
憶手段には各銘柄(3種類)の既知の値を用いて測定し
た絶乾坪量に対するセルロース量の割合(α=CW’/
BW’)が記憶されている。
付随しており,その記憶手段には水分量とセルロース重
量が既知の複数の銘柄毎に作成した検量線が記憶されて
いる。図2は水分量とセンサ出力の関係を示す各銘柄
(3種類)の検量線,図3はセルロース重量とセンサ出
力の関係を示す各銘柄毎の検量線である。なお,この記
憶手段には各銘柄(3種類)の既知の値を用いて測定し
た絶乾坪量に対するセルロース量の割合(α=CW’/
BW’)が記憶されている。
【0012】図1に戻り本発明実施例装置の動作につい
て説明を行う。フィルタ・ホイ―ル3の回転によって,
フィルタ4を透過した水分により吸収を受ける1.94
μmの赤外線,フィルタ5を透過したセルロースにより
吸収を受ける2.1μmの赤外線,フィルタ6を透過し
た水分,セルロースのいずれにも吸収を受けない1.8
μmの赤外線が順次,紙9に照射される。これら3種の
赤外線に基づく透過・散乱光が受光素子10で検出さ
れ,1.94μmの赤外線に対する検出出力VM,2.
1μmの赤外線に対する検出出力VC,1.8μmの赤
外線に対する検出出力VRが交流信号の形でサンプル・
ホ―ルド回路12,13,14に加えられる。同期信号
回路8からこれら回路に加えられた同期信号によって前
記交流信号は直流信号に変換され,
て説明を行う。フィルタ・ホイ―ル3の回転によって,
フィルタ4を透過した水分により吸収を受ける1.94
μmの赤外線,フィルタ5を透過したセルロースにより
吸収を受ける2.1μmの赤外線,フィルタ6を透過し
た水分,セルロースのいずれにも吸収を受けない1.8
μmの赤外線が順次,紙9に照射される。これら3種の
赤外線に基づく透過・散乱光が受光素子10で検出さ
れ,1.94μmの赤外線に対する検出出力VM,2.
1μmの赤外線に対する検出出力VC,1.8μmの赤
外線に対する検出出力VRが交流信号の形でサンプル・
ホ―ルド回路12,13,14に加えられる。同期信号
回路8からこれら回路に加えられた同期信号によって前
記交流信号は直流信号に変換され,
【0013】サンプル・ホ―ルド回路12から出力VM
が,サンプル・ホ―ルド回路13より出力VCが,サン
プル・ホ―ルド回路14より出力VRが各別に出力され
る。演算回路15には外部から測定すべき銘柄の設定が
行われて水分量とセルロース量の検量線が選定され,そ
の検量線に基づいて紙の水分量(MW)とセルロース量
(CW)の演算が行われる。
が,サンプル・ホ―ルド回路13より出力VCが,サン
プル・ホ―ルド回路14より出力VRが各別に出力され
る。演算回路15には外部から測定すべき銘柄の設定が
行われて水分量とセルロース量の検量線が選定され,そ
の検量線に基づいて紙の水分量(MW)とセルロース量
(CW)の演算が行われる。
【0014】次に演算器は先に算出したセルロース量
(CW)と水分量(MW)の値をもとに, 絶乾坪量(BD)=CW・1/α 水分率(MP) =MW/(BD+MW) =MW/(CW・1/α+MW) 坪量(BW) =BD+MW を演算する。上記の構成によれば同じ検出ポイントで測
定した値を用いて坪量と水分に関する情報を求めること
ができるので測定値の信頼性を高めることができ,放射
線管理者も不要である。なお,本実施例ではM光として
1.94μm,C光として2.1μm,R光として1.
8μmの波長の光を用いたが使用波長はこれらの実施例
に限定するものではない。また,R光は水分,セルロー
スのそれぞれに異なった波長の光を用いてもよい。
(CW)と水分量(MW)の値をもとに, 絶乾坪量(BD)=CW・1/α 水分率(MP) =MW/(BD+MW) =MW/(CW・1/α+MW) 坪量(BW) =BD+MW を演算する。上記の構成によれば同じ検出ポイントで測
定した値を用いて坪量と水分に関する情報を求めること
ができるので測定値の信頼性を高めることができ,放射
線管理者も不要である。なお,本実施例ではM光として
1.94μm,C光として2.1μm,R光として1.
8μmの波長の光を用いたが使用波長はこれらの実施例
に限定するものではない。また,R光は水分,セルロー
スのそれぞれに異なった波長の光を用いてもよい。
【0015】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに,本発明は,複数の紙の銘柄のセルロース量とセン
サー出力の関係(セルロースの検量線),複数の紙の銘
柄毎の水分量とセンサー出力の関係(水分の検量線)及
び前記銘柄毎の絶乾坪量(BD’)に対するセルロース
重量(CW’)の比率(α)を予め測定して記憶し,出
力VM,VC,VRと検量線を用いて水分量(MW)及び
セルロース量(CW)を演算するとともに,CW・1/
αの式により絶乾坪量を,MW/(BD+MW)の式に
より水分率を,BD+MWの式により坪量を演算するの
で一つのセンサで複数の特性を測定することができ,安
価で精度の高い赤外線センサを実現することができる。
うに,本発明は,複数の紙の銘柄のセルロース量とセン
サー出力の関係(セルロースの検量線),複数の紙の銘
柄毎の水分量とセンサー出力の関係(水分の検量線)及
び前記銘柄毎の絶乾坪量(BD’)に対するセルロース
重量(CW’)の比率(α)を予め測定して記憶し,出
力VM,VC,VRと検量線を用いて水分量(MW)及び
セルロース量(CW)を演算するとともに,CW・1/
αの式により絶乾坪量を,MW/(BD+MW)の式に
より水分率を,BD+MWの式により坪量を演算するの
で一つのセンサで複数の特性を測定することができ,安
価で精度の高い赤外線センサを実現することができる。
【図1】本発明の実施例装置の原理構成図である。
【図2】記憶手段が記憶するセルロースの検量線を示す
図である。
図である。
【図3】記憶手段が記憶する水分量の検量線を示す図で
ある。
ある。
【図4】従来例を示す構成説明図である。
1 ランプ 3 フィルタ・ホイ―ル 4 水分に対する吸収係数の大きな波長の赤外線を透過
させるフィルタ 5 セルロ―スに対する吸収係数の大きな波長の赤外線
を透過させるフィルタ 6 水分及びセルロ―スのいずれに対しても吸収係数の
小さな波長の赤外線を透過させるフィルタ 8 同期信号回路 9 紙 10 受光素子, 11…増幅器 12,13,14…サンプル・ホ―ルド回路 15…演算回路。
させるフィルタ 5 セルロ―スに対する吸収係数の大きな波長の赤外線
を透過させるフィルタ 6 水分及びセルロ―スのいずれに対しても吸収係数の
小さな波長の赤外線を透過させるフィルタ 8 同期信号回路 9 紙 10 受光素子, 11…増幅器 12,13,14…サンプル・ホ―ルド回路 15…演算回路。
Claims (1)
- 【請求項1】紙に含まれる水分量を赤外線の吸収を利用
して測定する赤外線センサにおいて, a.水分によって吸収を受ける第1の波長域の赤外線
と,セルロ―スによって吸収を受ける第2の波長域の赤
外線と,水分及びセルロ―スのいずれによっても吸収を
受けない第3の波長域の赤外線とを前記紙に照射する手
段と, b.前記紙で透過・散乱された光から前記第1の波長域
の赤外線と,前記第2の波長域の赤外線と,前記第3の
赤外線とを検出し,これら赤外線の強さに対応した出力
VM,VC,VRを夫々発生する検出手段と, c.予め測定した複数の紙の銘柄のセルロース量とセン
サー出力の関係(セルロースの検量線),前記銘柄毎の
水分量とセンサー出力の関係(水分の検量線)及び前記
銘柄毎の絶乾坪量(BD’)に対するセルロース重量
(CW’)の比率(α)を記憶する記憶手段と,前記出
力VM,VC,VRと前記検量線を用いて水分量(MW)
及びセルロース量(CW)を演算するとともに,CW・
1/α の式により絶乾坪量(BD)を,MW/(BD
+MW) の式により水分率(MP)を,BD+MW
の式により坪量(BW)の少なくとも一つを演算する演
算手段を備えたことを特徴とする赤外線センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5209294A JPH07260680A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5209294A JPH07260680A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 赤外線センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07260680A true JPH07260680A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12905201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5209294A Pending JPH07260680A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 赤外線センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07260680A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7167247B2 (en) | 2002-04-22 | 2007-01-23 | Hitachi, Ltd. | Paper quality discriminating machine |
US7999231B2 (en) | 2008-08-29 | 2011-08-16 | Sumitomo Electric Inductries, Ltd. | Moisture detector, biological body moisture detector, natural product moisture detector, and product/material moisture detector |
US8148690B2 (en) | 2009-09-24 | 2012-04-03 | ABB, Ltd. | Method and apparatus for on-line web property measurement |
KR101280358B1 (ko) * | 2011-11-28 | 2013-07-05 | 대한민국(국가기록원) | 종이 기록물의 특성 평가장치 |
JP2014062807A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Panasonic Corp | 分析装置 |
JP2020064004A (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置、坪量導出方法および坪量導出プログラム |
JP2021085863A (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | ポリマー キャラクタライゼーション,エセ.アー. | 試料中の成分吸光度を測定するための赤外線検出器および方法 |
-
1994
- 1994-03-23 JP JP5209294A patent/JPH07260680A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7167247B2 (en) | 2002-04-22 | 2007-01-23 | Hitachi, Ltd. | Paper quality discriminating machine |
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US9726614B2 (en) | 2012-09-21 | 2017-08-08 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Analysis apparatus |
JP2020064004A (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置、坪量導出方法および坪量導出プログラム |
JP2021085863A (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | ポリマー キャラクタライゼーション,エセ.アー. | 試料中の成分吸光度を測定するための赤外線検出器および方法 |
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