JPH076753U - シート状物体の水分測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄い紙から厚い紙まで紙による透過・散乱が
充分に行われ，感度が高く光の減衰量の少ない測定装置
を提供する。 【構成】 所定の間隔を有して対向して配置された上部
反射鏡及び下部反射鏡と，これら上部，下部反射鏡の間
を走行するシ―ト状物体と，前記上部反射鏡側に設けた
光源から出射されシート状物体を透過した光を下部反射
鏡側で受光する受光素子と，前記シート状物体と下部反
射鏡の間に配置された反射板を有し，前記受光素子から
の信号に基づいて前記シ―ト状物体の水分を測定するシ
―ト状物体の水分測定装置において，前記上部反射鏡は
楕円の曲率半径の小さな部分で形成される楕円曲面，前
記下部反射鏡は放物曲面とし，前記受光素子は前記下部
反射鏡の底部でかつ前記上部反射鏡で反射した光の焦点
近傍に配置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は，シート状物体に含まれる水分量を測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２〜図４は，抄紙機等においてシート状物体の水分量を測定する水分計の従 来例を示す。

【０００３】 図２において，１は投光部，２は受光部で，これらは被測定体である紙３を挾 んで対向配置されている。 投光部１では，光源６からの光がレンズ７で平行光とされ，更にチョッパー・ ホイール８で断続光とされた後，照射窓４を介して紙３に照射される。チョッパ ー・ホイール８には水分による吸収を受ける１．９４μｍの光（Ｍ光）を透過す るフィルタ９と，水分による吸収を受けない１．８μｍの光（Ｒ光）を透過する フィルタ１０とが設けられ，回転に従いＭ光とＲ光とを交互に紙３に照射する。 受光部２では，入射窓５より紙３を透過した光が入射し，レンズ１１で集束され 受光素子１２に集光される。この受光素子１２ではＭ光とＲ光とを時系列的に検 出し，演算器１３に与えＲ／Ｍの演算を行い出力する。

【０００４】 図３は他の実施例を示すもので，紙３を挟んで防塵ガラス２２，２３で開口部 が覆われた球面鏡２０，２１が配置されている。この例においては光源６から放 射され，前記２種類のフィルタを有するチョッパー・ホイール８で断続光とされ た光は照射窓５を介して紙３に照射される。そして紙３を透過または紙で散乱し た光は球の内面で反射して再び紙を照射することより紙を複数回透過して受光素 子１２に達する。検出された光は図２で示した例と同様に演算器（図示せず）で Ｒ／Ｍの演算が行なわれ，紙の水分量に関連した電気信号が出力される。

【０００５】 図４は更に他の従来例を示すものである。この図において３０は紙に対向する 側が鏡面加工された上部反射板であり，中央に投光孔３０ａが形成され，外周部 に折返しリング３０ｂが形成されている。この折返しリング３０ｂは凸状のリン グとされ，内周は鏡面の垂線に対して断面が６０゜程度の斜辺を有している。 ３１は紙に対向する側が鏡面加工された下部反射板であり，中央に受光孔３１ ａが形成され，外周部に折返しリング３１ｂが形成されている。この折返しリン グ３１ｂは凸状のリングとされ，内周は鏡面の垂線に対して断面が６０゜程度の 斜辺を有している。

【０００６】 ３２は両面が鏡面加工され，一方の面の中央部に表面が鏡面に加工された円錘 状の突起（円錘ミラー）３３を有する遮蔽板である。この遮蔽板３２は下部反射 板３１と紙３の間の空間に複数の支柱（図示せず）で下部反射板の折返しリング ３１ｂの上部と同程度の高さに固定され，円錘ミラー３３を受光孔３１ａ側に向 けて配置されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の装置において，図２に示す構成のものは，構造が簡単で，光量減衰 も少ないという利点がある半面，測定対象は紙１枚であるため，この紙の厚さが 薄い場合は感度のよいものが得られないという問題がある， また，図３に示す構成のものは，紙で複数回透過散乱した光が受光素子に達す るので薄い紙でも比較的に感度よく測定が可能であるが，透過散乱回数の少ない 光（水分子と充分に会合していない低感度の光）も検出光の中に含まれているた め，水分検出感度が低いという問題がある。更にこの方法では薄い紙と厚い紙で は感度が異なるので紙質の影響が大きくなるという問題がある。

【０００８】 更に図４に示すものは測定する対象が透明に近いものについてはＳ／Ｎが良く 効果的であるが，比較的厚い紙等の散乱度合の高いものにおいては光が減衰して 信号が弱くなるという問題があった。 本考案は上記従来技術の問題を解決するために成されたもので，薄い紙から厚 い紙まで紙による透過・散乱が充分に行われ，感度が高く光の減衰量の少ない測 定装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決する為の本考案の構成は，所定の間隔を有して対向して配置さ れた上部反射鏡及び下部反射鏡と，これら上部，下部反射鏡の間を走行するシー ト状物体と，前記上部反射鏡側に設けた光源から出射されシート状物体を透過し た光を下部反射鏡側で受光する受光素子と，前記シート状物体と下部反射鏡の間 に配置された反射板を有し，前記受光素子からの信号に基づいて前記シート状物 体の水分を測定するシート状物体の水分測定装置において，前記上部反射鏡は楕 円の曲率半径の小さな部分で形成される楕円曲面，前記下部反射鏡は放物曲面と し，前記受光素子は前記下部反射鏡の底部でかつ前記上部反射鏡で反射した光の 焦点近傍に配置されてなることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

紙を透過した光は反射板で反射して再び紙を透過若しくは散乱する。そして反 射板で反射し紙で散乱した光は下部反射鏡（放物局面）で反射して受光素子が配 置された底部に向かう。紙で散乱した光は上部反射鏡（楕円曲面）で反射し再び 散乱若しくは透過するが，透過した光は楕円の焦点に配置された前記受光素子に 向かう。

【００１１】

【実施例】

以下，図面に従い本考案を説明する。図１は本考案の装置の一実施例を示す要 部断面図である。 図において図２と同一要素には同一符号を付して重複する説明は省略する。４ ０は紙を透過した光が直接受光素子１２に入射するのを防止するための反射板， ４１は点線部分を含んで形成される楕円の曲率半径の小さな部分の一部を切断し た楕円曲面を有する上部反射鏡であり，４２は放物線の底部を含んで形成される 放物曲面を有する下部反射鏡である。

【００１２】 上記の構成においてフィルター９，１０を透過した光は入射窓４を通って紙３ を照射する。この光は紙３で散乱し若しくは紙を透過する。そして紙３を透過し た光は紙の背後に配置された反射板４０で反射して再び紙３を透過若しくは散乱 する。紙３と反射板４０の間で複数回散乱した光は徐々に反射板４０の外周に広 がり，この間を離れた光は放物曲面を有する下部反射鏡４２側で反射した後受光 素子１２に達する。 一方紙で散乱した光は上部反射鏡４１の楕円曲面で反射して再び紙に向かうが ，紙を透過した光は反射板４０で反射する光を除いて楕円の焦点に配置された下 部反射鏡４２の底部に形成された出射窓５を通って受光素子１２に達する。

【００１３】 上記の構成によれば，紙３で散乱し上部反射鏡４１で反射して紙を透過した光 は楕円の焦点に配置された受光素子１２に達し，紙３から垂直に下部反射鏡４２ 側に出射した光は放物曲面に形成された壁面で反射して受光素子１２に達する。 その結果，紙３で散乱した光も紙を透過した光のいずれもが受光部１２に達する ことになる。

【００１４】 一般に薄紙（トレーシングペーパ等）は透過光が多く散乱光が少ない。そして 厚紙は透過光が少なく散乱光が多い。従って薄紙の測定では図４に示す従来例と の差は生じないが，厚紙では散乱光が増えるので全体として光量の低下を防止す ることができる。 なお，本実施例に示すように上部反射鏡の開口面積を下部反射板の開口面積よ りも小さくしておけば，投光部と受光部を収納するヘッドが水平面内で軸ずれを 起こした場合測定誤差の発生を少なくする事が出来る。

【００１５】

【考案の効果】

以上実施例とともに具体的に説明した様に本考案によれば，紙で散乱し上部反 射鏡で反射して紙を透過した光は楕円の焦点に配置された受光素子１２に達し， 紙から垂直に下部反射鏡散側に出射した光は放物曲面に形成された壁面で反射す る。その結果，厚紙を測定する場合も光源の光量を増大させる必要がなく，測定 範囲の広い水分測定装置を実現する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の測定装置の一実施例を示す断面構成図
である。

【図２】従来装置の構成図である。

【図３】従来装置の他の実施例を示す構成図である。

【図４】従来装置の他の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

３ サンプル紙 ４ 入射窓 ５ 出射窓 ８ チョッパー・ホイール ９，１０ フィルター １２ 受光素子 １３ 演算器 ４０ 反射板 ４１ 上部反射鏡（楕円曲面） ４２ 下部反射鏡（放物曲面）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隔を有して対向して配置された
   上部反射鏡及び下部反射鏡と，これら上部，下部反射鏡
   の間を走行するシート状物体と，前記上部反射鏡側に設
   けた光源から出射されシート状物体を透過した光を下部
   反射鏡側で受光する受光素子と，前記シート状物体と下
   部反射鏡の間に配置された反射板を有し，前記受光素子
   からの信号に基づいて前記シート状物体の水分を測定す
   るシート状物体の水分測定装置において，前記上部反射
   鏡は楕円の曲率半径の小さな部分で形成される楕円曲
   面，前記下部反射鏡は放物曲面とし，前記受光素子は前
   記下部反射鏡の底部でかつ前記上部反射鏡で反射した光
   の焦点近傍に配置されてなることを特徴とするシート状
   物体の水分測定装置。