JPH0862131A - 水分計 - Google Patents
水分計Info
- Publication number
- JPH0862131A JPH0862131A JP22250994A JP22250994A JPH0862131A JP H0862131 A JPH0862131 A JP H0862131A JP 22250994 A JP22250994 A JP 22250994A JP 22250994 A JP22250994 A JP 22250994A JP H0862131 A JPH0862131 A JP H0862131A
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- Japan
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- measured
- signals
- signal
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】測定対象等の材質等の変化によらず正しい水分
測定を行う。 【構成】光源１の光は投光用レンズ２で被測定対象３に
投射され、透過光または反射光は集光レンズ４により回
転セクタ５に設けられた水分等の影響のない比較波長λ
１、λ３、測定波長λ２をもつフィルタ５１、５２を介
し検出素子６に入射され、この出力信号は増幅器７で増
幅され、信号分離・整流器８で各波長に対応した信号Ｒ
１、Ｓ、Ｒ２に同期信号発生器９で分離、取り出され、
演算手段１０で、関数ｆ（Ｓ、Ｒ１、Ｒ２）、ｇ（Ｒ
１、Ｒ２）を演算し、関数ｆ、ｇの関係から種別を求
め、水分率を演算する。
測定を行う。 【構成】光源１の光は投光用レンズ２で被測定対象３に
投射され、透過光または反射光は集光レンズ４により回
転セクタ５に設けられた水分等の影響のない比較波長λ
１、λ３、測定波長λ２をもつフィルタ５１、５２を介
し検出素子６に入射され、この出力信号は増幅器７で増
幅され、信号分離・整流器８で各波長に対応した信号Ｒ
１、Ｓ、Ｒ２に同期信号発生器９で分離、取り出され、
演算手段１０で、関数ｆ（Ｓ、Ｒ１、Ｒ２）、ｇ（Ｒ
１、Ｒ２）を演算し、関数ｆ、ｇの関係から種別を求
め、水分率を演算する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、赤外線を利用して被
測定対象の水分率を測定する水分計に関するものであ
る。
測定対象の水分率を測定する水分計に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、赤外線を利用して水分率を測定す
るには、水分の吸収波長帯における被測定対象からの反
射光ないし透過光の測定信号と、水分の被吸収帯におけ
る反射光ないし透過光の１または２の比較信号との比率
信号から被測定対象の水分率を求める２色または３色赤
外線水分計が知られている。
るには、水分の吸収波長帯における被測定対象からの反
射光ないし透過光の測定信号と、水分の被吸収帯におけ
る反射光ないし透過光の１または２の比較信号との比率
信号から被測定対象の水分率を求める２色または３色赤
外線水分計が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、紙等の
被測定対象物の品種が異なると出力特性が変化してしま
う問題点がある。この原因の１つとして、材質等が変化
するため、分光特性が変化し、出力特性が変化するため
であると考えられ、この影響を取り除くため、出願人
は、特公昭６１−６１６２３号公報で補正方式を提案し
ているが、十分ではない面があった。
被測定対象物の品種が異なると出力特性が変化してしま
う問題点がある。この原因の１つとして、材質等が変化
するため、分光特性が変化し、出力特性が変化するため
であると考えられ、この影響を取り除くため、出願人
は、特公昭６１−６１６２３号公報で補正方式を提案し
ているが、十分ではない面があった。
【０００４】この発明の目的は、以上の点に鑑み、被測
定対象の材質等の変化があっても、高精度の測定が可能
な水分計を提供することである。
定対象の材質等の変化があっても、高精度の測定が可能
な水分計を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、水分の吸収
波長帯に測定波長帯を設け、この波長帯における被測定
対象からの透過光ないし反射光を第１の信号Ｓとし、前
記水分の吸収波長帯以外に少なくとも１つの波長帯を設
けこの波長帯における被測定対象からの透過光ない反射
光を第２の信号Ｒｉとし、第１の信号Ｓ、少なくとも１
つの第２の信号Ｒｉから水分率に関する関数ｆを求め、
少なくとも１つの第２の信号Ｒｉから関数ｇを求め、こ
の関数ｆと関数ｇとの関係から被測定対象の種別を判別
し、この種別に基き関数ｆから水分率を演算するように
した水分計である。
波長帯に測定波長帯を設け、この波長帯における被測定
対象からの透過光ないし反射光を第１の信号Ｓとし、前
記水分の吸収波長帯以外に少なくとも１つの波長帯を設
けこの波長帯における被測定対象からの透過光ない反射
光を第２の信号Ｒｉとし、第１の信号Ｓ、少なくとも１
つの第２の信号Ｒｉから水分率に関する関数ｆを求め、
少なくとも１つの第２の信号Ｒｉから関数ｇを求め、こ
の関数ｆと関数ｇとの関係から被測定対象の種別を判別
し、この種別に基き関数ｆから水分率を演算するように
した水分計である。
【０００６】
【実施例】図１は、この発明を透過式の赤外線水分計に
適用した一実施例を示す構成説明図である。１は投光用
の光源で、この光源１の光は投光用レンズ２より被測定
対象３に投光され、その透過光または反射光は集光レン
ズ４により回転セクタ５に設けられたそれぞれ透過波長
λ１、λ２、λ３、をもつフィルタ５１、５２、５３を
介しＰｂＳ、ＰｂＳｅ、Ｇｅ、サーミスタボロメータ、
Ｓｉ、ＩｎＧａＡｓ等よりなる検出素子６に入射され
る。この検出素子６の検出信号は増幅器７により増幅さ
れ、信号分離・整流器８において、回転セクタ５のフィ
ルタ５１、５２、５３の上記波長λ１、λ２、λ３に対
する信号Ｒ１、Ｓ、Ｒ２を回転セクタ５に設けられた同
期信号発生器９の同期信号により分離し、整流して取り
出す。この信号Ｒ１、Ｓ、Ｒ２は、マイクロコンピュー
タのような演算手段１０により、以下の所定の判別の演
算を行い、出力端子１１より水分または材質等に関連す
る信号を取り出すことができる。
適用した一実施例を示す構成説明図である。１は投光用
の光源で、この光源１の光は投光用レンズ２より被測定
対象３に投光され、その透過光または反射光は集光レン
ズ４により回転セクタ５に設けられたそれぞれ透過波長
λ１、λ２、λ３、をもつフィルタ５１、５２、５３を
介しＰｂＳ、ＰｂＳｅ、Ｇｅ、サーミスタボロメータ、
Ｓｉ、ＩｎＧａＡｓ等よりなる検出素子６に入射され
る。この検出素子６の検出信号は増幅器７により増幅さ
れ、信号分離・整流器８において、回転セクタ５のフィ
ルタ５１、５２、５３の上記波長λ１、λ２、λ３に対
する信号Ｒ１、Ｓ、Ｒ２を回転セクタ５に設けられた同
期信号発生器９の同期信号により分離し、整流して取り
出す。この信号Ｒ１、Ｓ、Ｒ２は、マイクロコンピュー
タのような演算手段１０により、以下の所定の判別の演
算を行い、出力端子１１より水分または材質等に関連す
る信号を取り出すことができる。
【０００７】つまり、図２を参照して、水分の吸収波長
帯の第１の波長λ２における被測定対象からの透過光な
いし反射光の第１の信号Ｓと、水分の吸収波長帯の両側
の水分および材質等の影響を受けない第２の波長λ１お
よび材質等の影響を受ける第３の波長λ３の比較波長帯
における被測定対象からの透過光ないし反射光の第２、
第３の信号Ｒ１、Ｒ２を求める。第１の信号Ｓと、第
２、第３の信号Ｒ１、Ｒ２の和との比率等から水分に関
連する関数ｆを求め、第２、第３の信号Ｒ１、Ｒ２の比
率等から材質等の性状に関連する関数ｇを求める。
帯の第１の波長λ２における被測定対象からの透過光な
いし反射光の第１の信号Ｓと、水分の吸収波長帯の両側
の水分および材質等の影響を受けない第２の波長λ１お
よび材質等の影響を受ける第３の波長λ３の比較波長帯
における被測定対象からの透過光ないし反射光の第２、
第３の信号Ｒ１、Ｒ２を求める。第１の信号Ｓと、第
２、第３の信号Ｒ１、Ｒ２の和との比率等から水分に関
連する関数ｆを求め、第２、第３の信号Ｒ１、Ｒ２の比
率等から材質等の性状に関連する関数ｇを求める。
【０００８】そして、図３のような図（ｆ−ｇグラフ）
を参照し、関数ｆと関数ｇとの関係から、つまり、関数
ｆの値と関数ｇの値との交点に存在するあらかじめ求め
た種別ａ、ｂ、ｃ、ｄ、…毎のカーブのどれに該当する
かを判別する。この図３のテーブル図に該当がない場合
は、図４のような別の種別ｅ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ
…についての図（ｆ−ｇグラフ）を参照し、同様にし
て、ｆ関数とｇ関数との交点から種別を判別する。この
テーブル図は、あらかじめ実験で作成し演算手段１０の
メモリに格絡しておくが、何個あっても良く、グラフで
も、テーブルでもよく、最適な種別を判別する。なお、
演算手段１０のメモリ容量は上記テーブル図の格納に十
分なものを用意し、μｃｐｕ等で高速にこれらの判別を
行う。また、あるｆ信号が、複数のテーブル図の中で何
回該当するものが出てくるかの一致度の高いものを選択
してもよい。
を参照し、関数ｆと関数ｇとの関係から、つまり、関数
ｆの値と関数ｇの値との交点に存在するあらかじめ求め
た種別ａ、ｂ、ｃ、ｄ、…毎のカーブのどれに該当する
かを判別する。この図３のテーブル図に該当がない場合
は、図４のような別の種別ｅ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ
…についての図（ｆ−ｇグラフ）を参照し、同様にし
て、ｆ関数とｇ関数との交点から種別を判別する。この
テーブル図は、あらかじめ実験で作成し演算手段１０の
メモリに格絡しておくが、何個あっても良く、グラフで
も、テーブルでもよく、最適な種別を判別する。なお、
演算手段１０のメモリ容量は上記テーブル図の格納に十
分なものを用意し、μｃｐｕ等で高速にこれらの判別を
行う。また、あるｆ信号が、複数のテーブル図の中で何
回該当するものが出てくるかの一致度の高いものを選択
してもよい。
【０００９】次いで、図５で示すあらかじめ求めた種別
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、…に対応した検量線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
…のうちの１本、たとえば種別がａであれば検量線Ａを
選択して用いることより、出力ｆから水分率Ｍが求ま
る。この演算は、図６のような手順で、演算手段１０で
実行され、関数ｆ、ｇの信号も出力して利用できる。ま
た、関数ｆ、ｇについての所定の演算から種別判別して
もよい。そして、関数ｇから材質等の性状に関する情報
が得られ、判別した品種ａ、ｂ、ｃ、ｄ、…の信号も出
力し管理情報に用いてもよい。また、検量線をテーブル
化しておき、品種に対応して、関数ｆから水分率を求め
るようにしてもよい。
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、…に対応した検量線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
…のうちの１本、たとえば種別がａであれば検量線Ａを
選択して用いることより、出力ｆから水分率Ｍが求ま
る。この演算は、図６のような手順で、演算手段１０で
実行され、関数ｆ、ｇの信号も出力して利用できる。ま
た、関数ｆ、ｇについての所定の演算から種別判別して
もよい。そして、関数ｇから材質等の性状に関する情報
が得られ、判別した品種ａ、ｂ、ｃ、ｄ、…の信号も出
力し管理情報に用いてもよい。また、検量線をテーブル
化しておき、品種に対応して、関数ｆから水分率を求め
るようにしてもよい。
【００１０】ここで、関数ｆは、上記２つの信号Ｒ１、
Ｒ２の両方を用いるいわゆる３色方式の水分演算でもよ
く、また、２つの信号Ｒ１、Ｒ２のいずれか一方を用い
るいわゆる２色方式の水分演算でもよく、さらに、一般
に第１の信号Ｓ、少なくとも１個以上の第２の信号Ｒｉ
から水分率に関する関数ｆを求めるようにしてもよい。
なお、Ｒｉは、所定の性状等に関連する任意の波長帯λ
ｉにおける被測定対象からの信号である。また、関数ｇ
は、２つの信号Ｒ１、Ｒ２のいずれか一方を用てもよ
く、また、所定の性状等に関連する任意の波長帯λｉに
おける被測定対象からの少なくとも１個以上の１つまた
は複数の信号Ｒｉ号を用いて作成するようにしてもよ
い。この信号Ｒｉの波長は赤外域に限定されるものでは
なく、可視域を用い色判別して種別判定してもよく、ま
た、バンドパスフイルタのような広い波長域についての
ものでもよい。また、上記信号Ｒｉまたは水分用の信号
Ｓとして、複数波長を用い、水分率の大きさ、用途等に
応じて選択して用いるようにしてもよい。
Ｒ２の両方を用いるいわゆる３色方式の水分演算でもよ
く、また、２つの信号Ｒ１、Ｒ２のいずれか一方を用い
るいわゆる２色方式の水分演算でもよく、さらに、一般
に第１の信号Ｓ、少なくとも１個以上の第２の信号Ｒｉ
から水分率に関する関数ｆを求めるようにしてもよい。
なお、Ｒｉは、所定の性状等に関連する任意の波長帯λ
ｉにおける被測定対象からの信号である。また、関数ｇ
は、２つの信号Ｒ１、Ｒ２のいずれか一方を用てもよ
く、また、所定の性状等に関連する任意の波長帯λｉに
おける被測定対象からの少なくとも１個以上の１つまた
は複数の信号Ｒｉ号を用いて作成するようにしてもよ
い。この信号Ｒｉの波長は赤外域に限定されるものでは
なく、可視域を用い色判別して種別判定してもよく、ま
た、バンドパスフイルタのような広い波長域についての
ものでもよい。また、上記信号Ｒｉまたは水分用の信号
Ｓとして、複数波長を用い、水分率の大きさ、用途等に
応じて選択して用いるようにしてもよい。
【００１１】図７は反射式の赤外線水分計の一実施例を
示し図３と同一符号は同一構成要素を示し、光源１の光
が集光レンズ２により回転セクタ５のフィルタ５１、５
２、５３を透過してミラーＭ１により波長λ１、λ２、
λ３の光が被測定対象３に投光され、反射光が凹面鏡Ｍ
２により検出素子６に入射される。この検出素子６の出
力信号は増幅器７により増幅され、信号分離・整流器８
より信号Ｒ１、Ｓ、Ｒ２が取り出され、演算手段１０に
より前述の判別演算を行い、出力端子１１より水分信号
等Ｍ、ｆ、ｇ等を取り出すことができる。
示し図３と同一符号は同一構成要素を示し、光源１の光
が集光レンズ２により回転セクタ５のフィルタ５１、５
２、５３を透過してミラーＭ１により波長λ１、λ２、
λ３の光が被測定対象３に投光され、反射光が凹面鏡Ｍ
２により検出素子６に入射される。この検出素子６の出
力信号は増幅器７により増幅され、信号分離・整流器８
より信号Ｒ１、Ｓ、Ｒ２が取り出され、演算手段１０に
より前述の判別演算を行い、出力端子１１より水分信号
等Ｍ、ｆ、ｇ等を取り出すことができる。
【００１２】なお、関数ｇは、被測定対象の材質等の性
状に対応する情報を含むので、紙では坪量、地合、物性
値等の品質等も把握できる。また、上記の例では、主と
して３種の波長を用いた例について説明したが、各種成
分等に対応したそれ以上の多数の波長λｉを用いて検出
信号Ｒｉ（Ｒ３、Ｒ４、…）等を得てその情報を取り出
すとともに、この信号Ｒｉ等を、関数ｆや関数ｇの変数
に更に用いて様々なテーブル図を作成して種別の判別を
行うことにより、よりいっそう高精度、多角的な測定が
可能となる。
状に対応する情報を含むので、紙では坪量、地合、物性
値等の品質等も把握できる。また、上記の例では、主と
して３種の波長を用いた例について説明したが、各種成
分等に対応したそれ以上の多数の波長λｉを用いて検出
信号Ｒｉ（Ｒ３、Ｒ４、…）等を得てその情報を取り出
すとともに、この信号Ｒｉ等を、関数ｆや関数ｇの変数
に更に用いて様々なテーブル図を作成して種別の判別を
行うことにより、よりいっそう高精度、多角的な測定が
可能となる。
【００１３】
【発明の効果】以上述べたように、この発明は、水分の
吸収波長帯における第１の信号と、水分の吸収波長帯以
外の水分および材質の影響を受けない第２の波長および
材質の影響を受ける第３の波長の２つの波長帯での第
２、第３の信号を用いて、関数演算を行い、この関数の
関係から種別を求め、種別に対応した検量線から被測定
対象の水分率を測定するようにした水分計である。
吸収波長帯における第１の信号と、水分の吸収波長帯以
外の水分および材質の影響を受けない第２の波長および
材質の影響を受ける第３の波長の２つの波長帯での第
２、第３の信号を用いて、関数演算を行い、この関数の
関係から種別を求め、種別に対応した検量線から被測定
対象の水分率を測定するようにした水分計である。
【００１４】従って、紙等の被測定対象の坪量等の材質
が変化したとしても、品種が判別でき、その最適な検量
線により高精度の正しい水分測定信号が常に得られ、紙
の品種の変化に自動的に対応でき、大幅な工数低減が図
れる。また坪量等の材質に関する信号も得られるので、
これを利用して、多品種少量生産工程において、完全に
近い自動化が図れ、常に高品質の製品が生産でき、実用
的効果はきわめて大きい。
が変化したとしても、品種が判別でき、その最適な検量
線により高精度の正しい水分測定信号が常に得られ、紙
の品種の変化に自動的に対応でき、大幅な工数低減が図
れる。また坪量等の材質に関する信号も得られるので、
これを利用して、多品種少量生産工程において、完全に
近い自動化が図れ、常に高品質の製品が生産でき、実用
的効果はきわめて大きい。
【図１】この発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】この発明に係る波長と出力の関係を示す説明図
である。
である。
【図３】この発明の一実施例を示す関係図である。
【図４】この発明の一実施例を示す関係図である。
【図５】この発明に係る水分率と出力の関係図である。
【図６】この発明の一実施例を示す動作説明図である。
【図７】この発明の一実施例を示す構成説明図である。
１ 光源 ３ 被測定対象 ５ 回転セクタ ５１、５２、５３ フィルタ ６ 検出素子 ７ 増幅器 ８ 信号・分離整流器 ９ 同期信号発生器 １０ 演算手段
Claims (5)
- 【請求項１】水分の吸収波長帯に測定波長帯を設け、こ
の波長帯における被測定対象からの透過光ないし反射光
を第１の信号Ｓとし、前記水分の吸収波長帯以外に少な
くとも１つの波長帯を設けこの波長帯における被測定対
象からの透過光ない反射光を第２の信号Ｒｉとし、第１
の信号Ｓ、少なくとも１つの第２の信号Ｒｉから水分率
に関する関数ｆを求め、少なくとも１つの第２の信号Ｒ
ｉから関数ｇを求め、この関数ｆと関数ｇとの関係から
被測定対象の種別を判別し、この種別に基き関数ｆから
水分率を演算することを特徴とする水分計。 - 【請求項２】前記関数ｆ、関数ｇから被測定対象の種別
を判別するとき、複数の図またはテーブルを参照するこ
とを特徴とする請求項１記載の水分計。 - 【請求項３】求めた種別に対応した検量線に基き水分率
を演算することを特徴とする請求項１または請求項２記
載の水分計。 - 【請求項４】前記関数ｆは、信号Ｒｉとして、１つまた
は２つの信号Ｒｉを用いたことを特徴とする請求項１か
ら請求項３いずれかに記載の水分計。 - 【請求項５】前記関数ｇは、信号Ｒｉとして、１つまた
は複数の信号Ｒｉを用いたことを特徴とする請求項１か
ら請求項４いずれかに記載の水分計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22250994A JPH0862131A (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 水分計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22250994A JPH0862131A (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 水分計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862131A true JPH0862131A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16783553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22250994A Pending JPH0862131A (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 水分計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0862131A (ja) |
-
1994
- 1994-08-24 JP JP22250994A patent/JPH0862131A/ja active Pending
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