JPH10318917A - 水分量測定装置 - Google Patents

水分量測定装置

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JPH10318917A
JPH10318917A JP13240797A JP13240797A JPH10318917A JP H10318917 A JPH10318917 A JP H10318917A JP 13240797 A JP13240797 A JP 13240797A JP 13240797 A JP13240797 A JP 13240797A JP H10318917 A JPH10318917 A JP H10318917A
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JP
Japan
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hood
measured
granular material
moisture
measuring
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Pending
Application number
JP13240797A
Other languages
English (en)
Inventor
Shin Narita
津 成田
Takehiko Takazawa
武彦 高澤
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Nittetsu Hokkaido Control Systems Co Ltd
Original Assignee
Nittetsu Hokkaido Control Systems Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nittetsu Hokkaido Control Systems Co Ltd filed Critical Nittetsu Hokkaido Control Systems Co Ltd
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 近赤外線を用いた水分量測定装置において、
表面温度が変動する場合でも高精度測定を可能にする。
またライン上を連続的に流れる粉粒体の場合、表面の凹
凸等をならして高精度測定を可能にする。 【解決手段】 水分センサー1と被測定物7の間の近赤
外線通光部を覆うフード2を設け、フード2にはガス導
入口3、湿度計4、温度計5を設け、フード2内の湿度
および被測定物7の表面温度により水分量を補正するた
めの補正演算器6を有する。またライン8上を連続的に
流れる粉粒体15を対象とし、フード2の入側下部にな
らし棒9が付設され、かつフード2出側が粉粒体15の
流れに伴い可動とされている。 【効果】 製品乾燥工程等における品質管理、原料処理
工程における操業条件の制御等に多大な効果を発揮す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ライン上を連続的
に流れる粉体や粒状体(以下、総称して粉粒体という)
などの被測定物に含まれる水分量を測定するための装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】特定波長の近赤外線が水に吸収される現
象を利用したマルチウエーブ方式の水分量測定装置が、
実開昭62−176747号公報等により知られてい
る。該公報の装置は、図6に示すように、光源21で発
した近赤外線を凸レンズ22で平行光とし、回転干渉フ
ィルター23を通して反射ミラー24で反射させ、被測
定物7に照射し、反射光を凹面鏡25で受光素子26に
集光し、電気信号に変換するものである。
【0003】図6において回転干渉フィルター23は、
水に吸収されやすい特定波長の主波長光のみを通すフィ
ルター27と、水に吸収されない広い波長域の比較光の
みを通すフィルター28とを有し、回転させることで、
被測定物7にはこれら主波長光と比較光が交互に断続的
に照射される。そして、両者の反射光のエネルギー比か
ら水分量が求められる。
【0004】上記公報の考案は、被測定物7に至る近赤
外線の通光部にエアパージフードを取付け、該フード内
にはパージエアを導入可能にするとともに、該フード内
に湿度センサーを取付けることで、測定値を被測定物雰
囲気の湿度により補正するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような近赤外線
を用いた水分量測定装置において、被測定物の表面温度
が変動する場合は、被測定物から放出される赤外線のエ
ネルギーが変動するため、水分量測定値に誤差が生じ
る。特に、被測定物の水分量が低いときは誤差が大きく
なる。
【0006】また、被測定物が粉粒体(粉体や粒状体)
の場合は、近赤外線の照射時における被測定物表面の凹
凸状態によって水分量測定値に誤差が生じる。特にコン
ベア等のライン上を連続的に流れている粉粒体を被測定
物とするときは、表面の凹凸、高さおよび雰囲気が変化
し、測定誤差が大きくなるという問題がある。
【0007】本発明の第1の目的は、近赤外線を用いた
水分量測定装置において、被測定物の表面温度が変動す
る場合、水分量が低いときでも、測定値を補正すること
で誤差の小さい高精度の測定を可能にすることである。
また、本発明の第2の目的は、被測定物がライン上を連
続的に流れる粉粒体の場合、表面の凹凸および雰囲気を
均一化することで高精度の測定を可能にすることであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るための第1発明装置は、特定波長の近赤外線の水分に
よる吸光特性から被測定物の水分量を測定するための水
分センサーに、該水分センサーと被測定物の間の近赤外
線通光部を覆うフードが設けられ、該フードには該フー
ド内をガスパージするためのガス導入口、該フード内の
湿度を測定するための湿度計、および被測定物の表面温
度を測定するための温度計が設けられ、かつ該フード内
の湿度および被測定物の表面温度により被測定物の水分
量を補正するための補正演算器を有することを特徴とす
る水分量測定装置である。
【0009】また上記第2の目的を達成するための第2
発明装置は、ライン上を連続的に流れる粉粒体を被測定
物とし、特定波長の近赤外線の水分による吸光特性から
被測定物の水分量を測定するための水分センサーに、該
水分センサーと被測定物の間の近赤外線通光部を覆うフ
ードが設けられ、該フードの被測定物入側下部には粉粒
体の表面をならすためのならし棒が付設され、かつフー
ドの被測定物出側が粉粒体の流れに伴い可動とされてい
ることを特徴とする水分量測定装置である。
【0010】そして第1発明装置において、被測定物が
ライン上を連続的に流れる粉粒体であり、フードの被測
定物入側下部には粉粒体の表面をならすためのならし棒
が付設され、かつフードの被測定物出側が粉粒体の流れ
に伴い可動とされていることが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】第1発明装置は、図1の例に示す
ように、水分センサー1に、水分センサー1と被測定物
7の間の近赤外線通光部を覆うフード2が設けられ、フ
ード2にはフード2内をガスパージするためのガス導入
口3、フード2内の湿度を測定するための湿度計4、お
よび被測定物7の表面温度を測定するための温度計5が
設けられ、かつフード2内の湿度および被測定物7の表
面温度により被測定物7の水分量を補正するための補正
演算器6を有する。
【0012】水分センサー1は、特定波長の近赤外線の
水分による吸光特性から被測定物7の水分量を測定する
ものであり、図6に示すような従来のものを採用するこ
とができる。フード2は、一端が図6に示すような水分
センサー1の近赤外線出入窓29を囲むようにし、他端
は図1のように被測定物7に接触させるようして取付け
ることで、フード2内のガスパージにより被測定物7表
面の雰囲気を一定にする。パージ用のガスとしては、空
気、窒素ガス、アルゴンガスなどを採用することができ
る。
【0013】図1の例は、被測定物7がコンベアライン
8上を矢印の方向に流れる粉粒体の場合を示し、フード
2の先端が被測定物中に埋まるようにしている。このほ
か、被測定物7が粉粒体でなく、フード2の先端が埋ま
らないような場合は、先端を直接接触させ、あるいはカ
ーテン状のものを介して接触させることもできる。
【0014】湿度計4は一般に用いられているものを採
用することができる。温度計5は、図1のように検出端
を被測定物7の表面から僅かに埋設して表面層の温度を
測定する場合は、測温抵抗体や熱電対などの接触式温度
計とすることができ、このほか、非接触の放射温度計と
することもできる。
【0015】補正演算器6では、水分センサー1による
水分量測定値を、湿度計4によるフード2内の湿度で補
正し、さらに温度計5による被測定物7の表面温度で補
正して、補正後の値を表示し、あるいはさらに記録す
る。これら補正は、あらかじめ入力する補正式あるいは
検量線等により行うことができる。また、湿度および温
度を因子とする一つの補正式等により行うこともでき
る。
【0016】このような本発明の第1発明装置により、
被測定物7の温度が変動し、被測定物7表面から放出さ
れる赤外線のエネルギーが変動しても、水分センサー1
による水分量測定値を補正することで、高精度の測定値
を得ることができる。特に、従来は誤差が大きくて信頼
性の低かった低水分量の場合についても、十分に信頼で
きる測定値が得られる。
【0017】つぎに、第2発明装置を図2および図3に
示す例により説明する。図2は断面図、図3は底面図で
あり、図2は図3のB−B矢視図、図3は図2のA−A
矢視図である。コンベアライン8等のライン上を連続的
に流れる粉粒体15を被測定物とし、水分センサーと粉
粒体15の間の近赤外線通光部を覆うフード2が設けら
れ、フード2の粉粒体15入側下部には粉粒体15の表
面をならすためのならし棒9が付設され、かつフード2
の粉粒体15出側が粉粒体15の流れに伴い可動とされ
ている。
【0018】水分センサーは上記第1発明装置と同様の
ものである。なお、フード2の被測定物入側は、図3に
示すように流線形とし、粉粒体15の流れをスムーズに
するのが好ましい。ならし棒9は、図3のように、矢印
で示す粉粒体15の流れの方向に対し角度θの傾きをも
って、両側から各1本、取付具10によりフード2の下
部に取付けられている。また本例では、ならし棒9が粉
粒体15に埋設されるように取り付けられている。
【0019】このような第2発明装置により、粉粒体1
5は、図4(a)の平面図および図4(b)の断面図に
示すように、まずフード2の縁により表面がならされて
フード2内に入り、ついでならし棒9により窪み16が
ならされ、均一な表面となる。このため、水分センサー
1からの近赤外線照射域において、粉粒体15の表面凹
凸や高さ変動による測定誤差の問題を解消することがで
きる。
【0020】ならし棒9は、粉粒体15に応じて、フー
ド2に固定されていてもよく、また回転自在に取付けら
れていてもよい。さらに回転駆動してもよい。ならし棒
の傾きθおよび粉粒体15に対する取付け深さは、それ
ぞれ粉粒体15の種類、形状、特性および流れ速度等に
応じて適宜選定することができる。
【0021】フード2の粉粒体15出側は、本例では第
1可動部11および第2可能動部12に分割され、第1
可動部11はフード2本体に蝶番13により可動に取付
けられ、第2可動部12は第1可動部11に蝶番14に
より可動に取付けられている。このため、粉粒体15の
流れがフード2の出側で塞き止められることがなく、フ
ード2内に粉粒体15が堆積することがない。
【0022】したがって、コンベアライン上を連続的に
流れる粉粒体15に対し、連続的に安定した測定を行う
ことができる。なお、このように粉粒体15出側が可動
とされ、分割部からフード2内パージガスが漏洩して
も、水分センサー1による近赤外線照射域においては雰
囲気が一定に保たれるので測定値には影響しない。
【0023】つぎに第1発明装置において、被測定物7
がライン上を連続的に流れる粉粒体15である場合、図
2および図3に示すように、フード2の粉粒体15入側
下部には粉粒体15の表面をならすためのならし棒9が
付設され、かつフード2の粉粒体15出側が粉粒体15
の流れに伴い可動とされていることが好ましい。その具
体的構成および作用については、上記第2発明装置の説
明で述べたとおりである。
【0024】このような本発明の第1発明装置や第2発
明装置を各種製品等の搬送ラインに設置することで、製
品等の水分測定値を管理データとて十分な品質管理を行
うことができる。また、乾燥ラインにおいては、乾燥前
あるいは乾燥後の水分測定値に基づき、乾燥条件の高精
度な制御を行うこともできる。
【0025】
【実施例】図1〜図3に示すような本発明装置により、
澱粉の水分量を測定した。水分センサー1は、図6に示
す形式のものを採用し、水に吸収されやすい特定波長と
して波長1.94μmの主波長光を使用し、比較光の波
長域は1.1〜2.2μmとした。コンベアライン8の
速度は0〜15m/分とし、フード2が約20mm澱粉に
埋まるようにセットした。
【0026】ガス導入口3からは湿度一定の乾燥空気を
導入し、湿度計4にはセラミック湿度センサ、温度計5
には測温抵抗体を採用した。また、図2および図3にお
けるならし棒9については、直径1mm、長さ50mmのも
のを、傾きθを60°にし、回転させず固定し、澱粉内
の繊維が引掛らない構造とした。そして、ならし棒9の
上側がフード2の被測定物入側下端よりも1mm程度低く
なる位置に取付け、澱粉内に確実に浸漬するようにし
た。
【0027】測定対象の澱粉サンプルについて、あらか
じめ重量測定法により水分量を測定した結果は17.5
5%であった。上記本発明装置により、水分測定時にお
ける澱粉サンプルの表面温度を計測し、水分測定値を補
正した結果、表面温度5〜40℃の範囲で、17.55
−0.07〜17.55+0.05であった。
【0028】本発明装置の測定において、補正は、 MA =M+0.97−0.039T (1) により行った。 ここで MA :補正後の水分量 M :補正前の水分量測定値 T :表面温度 である。
【0029】なおこの補正式(1)は、対象の澱粉につ
いて、上記本発明装置により実測した温度補正前の水分
量測定値Mと、サンプル表面温度Tとの回帰式から求め
たものである。上記水分量測定値Mと表面温度Tの関係
は図5に示すとおりであった。図5の回帰式は、y=
0.039+16.58(相関係数γ=99.5%)で
ある。
【0030】比較例として、温度補正を行わない場合の
水分量測定値Mは、図5から17.55−0.75〜1
7.55+0.55に変動することがわかる。したがっ
て、本発明装置により水分量の測定精度が大幅に向上し
ている。
【0031】
【発明の効果】本発明の第1発明装置の採用により、各
種製品や半製品あるいは原料の水分量を、被測定物の表
面温度による誤差を補正することで、水分量が低い場合
でも、高精度にオンラインで測定することができる。そ
して第2発明装置によれば、ライン上を連続的に流れる
粉体や粒状体を対象とする場合、表面の凹凸や高さ変動
をならすことで、高精度の測定を行うことができる。
【0032】したがって、上記実施例に示した澱粉等の
粉状製品についての乾燥工程等における品質管理のほ
か、高炉に装入するコークスや焼結鉱等の粒状体につい
ての原料処理工程における操業条件の制御等にも多大な
効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1発明装置の例を示す一部断面図で
ある。
【図2】本発明の第2装置の例を示し、図3のB−B矢
視断面図である。
【図3】本発明の第2発明装置の例を示し、図2のA−
A矢視底面図である。
【図4】本発明の第2発明装置による測定時の被測定物
の表面状態を示し、(a)は平面図、(b)は断面図で
ある。
【図5】本発明の実施例における温度補正を行うための
基礎データを示すグラフである。
【図6】従来装置の測定原理を示す説明図である。
【符号の説明】
1…水分センサー 2…フード 3…ガス導入口 4…湿度計 5…温度計 6…補正演算器 7…被測定物 8…コンベアライン 9…ならし棒 10…取付具 11…第1可動部 12…第2可動部 13,14…蝶番 15…粉粒体 16…窪み 21…光源 22…凸レンズ 23…回転干渉フィルター 24…反射ミラー 25…凹面鏡 26…受光素子 27,28…フィルター 29…近赤外線出入窓

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 特定波長の近赤外線の水分による吸光特
    性から被測定物の水分量を測定するための水分センサー
    に、該水分センサーと被測定物の間の近赤外線通光部を
    覆うフードが設けられ、該フードには該フード内をガス
    パージするためのガス導入口、該フード内の湿度を測定
    するための湿度計、および被測定物の表面温度を測定す
    るための温度計が設けられ、かつ該フード内の湿度およ
    び被測定物の表面温度により被測定物の水分量を補正す
    るための補正演算器を有することを特徴とする水分量測
    定装置。
  2. 【請求項2】 ライン上を連続的に流れる粉粒体を被測
    定物とし、特定波長の近赤外線の水分による吸光特性か
    ら被測定物の水分量を測定するための水分センサーに、
    該水分センサーと被測定物の間の近赤外線通光部を覆う
    フードが設けられ、該フードの被測定物入側下部には粉
    粒体の表面をならすためのならし棒が付設され、かつフ
    ードの被測定物出側が粉粒体の流れに伴い可動とされて
    いることを特徴とする水分量測定装置。
  3. 【請求項3】 被測定物がライン上を連続的に流れる粉
    粒体であり、フードの被測定物入側下部には粉粒体の表
    面をならすためのならし棒が付設され、かつフードの被
    測定物出側が粉粒体の流れに伴い可動とされていること
    を特徴とする請求項1記載の水分量測定装置。
JP13240797A 1997-05-22 1997-05-22 水分量測定装置 Pending JPH10318917A (ja)

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JP13240797A JPH10318917A (ja) 1997-05-22 1997-05-22 水分量測定装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003028792A (ja) * 2001-07-13 2003-01-29 Nippon Soda Co Ltd 含水粉状物の反応管理システム及びジフェニルスルホン化合物の製造方法
CN110146707A (zh) * 2018-02-13 2019-08-20 上海凡宜科技电子有限公司 在线物料水分测量系统及其方法

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