JPS6219962Y2

JPS6219962Y2 -

Info

Publication number: JPS6219962Y2
Application number: JP4256281U
Authority: JP
Priority date: 1981-03-26
Filing date: 1981-03-26
Publication date: 1987-05-21
Also published as: JPS57155470U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は近赤外線を用い抄造紙の水分を測定す
る水分計に関する。

通常、抄紙機は、特定の銘柄の紙を専用に抄造
する専抄マシンと、抄造する銘柄を頻繁に設定変
更する非専抄マシンに分けられる。抄造紙の銘柄
を変えるということは、抄造紙の坪量（紙の厚
さ）を変えることになる。したがつて、専抄マシ
ン用水分計は、特定の坪量（変動するがその量は
小さい）における水分を測定し得ればよいが、非
専抄マシン用水分計は、坪量が小さいものから大
きいものまで対象としなければならない。

一方、近赤外線の吸収特性は坪量の函数でもあ
り、指数函数的減衰特性を呈するので、水分計
は、抄造紙の坪量の大きさに対応した光量を具備
する必要がある。即ち、坪量の大きい抄造紙を対
象とする水分計は大きい光量を有し、逆の場合
は、小さい光量でよいと言うことになる。

しかるに、従来の水分計は専抄マシン用として
開発されており、非専抄マシンで使用することが
できない。

本考案はかかる点に鑑みてなされたものであ
り、坪量の大きさに対応する光学系を構成し、あ
らゆる銘柄の紙の水分を測定し得る水分計を提供
するにある。

即ち、本考案は、第１の光源を有する照射側光
路と受光側光路を紙を挟んで対向させ、紙を透過
する光を検出する透過光学系と、第２の光源を有
する照射側光路と受光側光路を紙の面方向に一定
の距離を有し、紙と複数回相互作用をもつた光を
検出する多重散乱光学系とを具備し、演算・制御
部からの信号で第１の光源、又は、第２の光源を
点灯する構成になつている。

以下、図面を参照し本考案について説明する。

第１図は、本考案の一実施例による水分計の構
成説明図である。この構成について説明する前
に、光源７の構造及び光量分布について、第２図
及び第３図を参照して説明する。光源７は市販の
もので、第２図に示すように、筒状のガラス管７
Ａと、コイル状のフイルラメント７Ｂと、ガラス
管７Ａに一体化して成るフランジ７ｃと、リード
線７Ｄとから成る。いま、フイルラメント７Ｂの
軸方向をｘ軸、このｘ軸に垂直な方向をｙ軸、ｘ
軸及びｙ軸で形成するｘ−ｙ面に垂直な方向をｚ
軸（ガラス管７Ａの軸方向に一致する）と定義し
て、ｘ−ｙ面における光量分布を示せば、第３図
のように、ｙ軸方向に最大でｘ軸方向に最小の、
いわゆる瓢箪形状となつている。

第１図において、１は照射窓４及び５からシー
ト状の紙３に光を照射する上ヘツド、２は紙３と
相互作用をもつた光を入射窓６から取り入れ、レ
ンズ１１を介してセンサ１２で検出し、次段の演
算・制御部（図示せず）に検出信号を送出する下
ヘツドである。上・下ヘツド１と２は、照射窓５
の中心軸A₂と入射窓６の中心軸A₂とを一致させ
て対向配設され、多重散乱光学系及び透過光学系
を構成している。即ち、多重散乱光学系は、光源
７、レンズ８、照射窓４、反射材を被覆して成る
上・下ヘツドの対向面１７及び１８、入射窓６、
レンズ１１並びにセンサ１２から成り、透過光学
系は、光源９、レンズ１０、照射窓５、入射窓
６、レンズ１１及びセンサ１２から成る。なお、
光源７及び９は、ｘ−ｙ面を図面上（紙面上）に
一致させると共に、ｘ軸を照射窓４の中心軸
A₁、又は、照射窓５の中心軸A₂にほぼ直交させ
て配置されており、各光学系における光量を大な
らしめるようになつている。また、光源７及び９
の点灯は、演算・制御部からの信号によつて制御
され、紙の銘柄によつて適宜選択されるようにな
つている。１３は円板に設けた貫通穴に基準波長
光用フイルタ１４及び測定波長光用フイルタ１５
を埋設支承し、定速回転をしながら各光学系の光
路にフイルタ１４と１５を順次通過させる回転セ
クタである。

次に、上記構成の水分計の動作について説明す
る。

いま、測定対象が厚い紙、即ち、坪量が大きい
場合、光源９を点灯し透過光学系のみを機能させ
る。センサ１２で透過光学系における基準光及び
測定光夫々の光量を検出し、この検出信号を用
い、演算・制御部で所定の演算をして厚い紙の水
分を求めることができる。

一方、測定対象が薄い紙、即ち、坪量が小さい
場合、透過光学系における光は、上記水分や坪量
による減衰がほとんどなく、直に、センサ１２に
到達するので、検出信号から水分を求めることが
できない。このため、演算・制御部からの信号に
よつて、光源９を消灯して光源７を点灯し多重散
乱光学系を構成する。多重散乱光学系において、
照射窓４から紙３に向けて照射される光は、紙
３、対向面１７及び１８相互間で散乱を繰り返し
ながらセンサ１２に到達し、検出される。このセ
ンサ１２で検出される測定光は、紙に含まれる、
又は、吸着する水分及び坪量に対応する減衰光と
なつており、特に、紙と多数回相互作用をもつて
上記水分と多数回接触するため、水分による減衰
量が大きなものになつている（坪量は小さいので
その減衰量は小さい）。また、基準光は坪量のみ
に対応する減衰光となつている。したがつて、各
光に対応する検出信号を用い、所定の演算をして
上記水分を求めることができる。

上記のように、演算・制御部からの信号によつ
て、光源７、又は、９を点灯し、坪量の大きい紙
に対して透過光学系による信号を得るようにし、
また、坪量の小さい紙に対して多重散乱光学系に
よる信号を得るようにすれば、種々の銘柄の水分
を測定することができる。

なお、上記実施例において、、光源７及び９の
設置は、各照射窓の中心軸A₁又はA₂とｘ軸を直
交させているが、本考案はこれに限定するもので
はない。要は、各銘柄に対して選択した光学系に
おける光量が最適になるように、設置角度を選ん
でやればよい。

以上詳しく説明したように、本考案の水分計に
よれば、光源の点灯を選択するだけで、透過光学
系、又は、多重散乱光学系を構成することができ
るので、銘柄の設定を頻繁に変える非専抄マシン
における紙の水分を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例による水分計の構
成説明図、第２図は、光源の構成説明図、第３図
は、光源の光量分布図である。１……上ヘツド、２……下ヘツド、３……シー
ト状の紙、４及び５……照射窓、６……入射窓、
７及び９……光源、８，１０及び１１……レン
ズ、１３……回転セクタ、１４……基準光用フイ
ルタ、１５……測定光用フイルタ、１２……セン
サ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

上ヘツドと下ヘツドを対向配置し光を散乱させ
て被測定体と複数回会合させる多重散乱形光学系
および光を被測定体に１回透過させる透過形光学
系を構成すると共に、前記上・下ヘツドで形成さ
れる間隙に前記被測定体たるシート状の紙を流し
該紙によつて吸収される波長領域の光である測定
光と吸収されない波長領域の光である基準光とを
該紙に照射し、該紙と相互作用をもつた前記測定
光及び基準光を前記２つの光学系に共通の受光部
で検出し、該測定光及び基準光に夫々対応して前
記受光部から出力される測定信号および基準信号
を用いる演算によつて前記紙に含有されている水
分量を測定する水分計おいて、前記透過形光学系
の照射光量が前記多重散乱形光学系の照射光量よ
りも大となるように設置された透過形光学系光源
および多重散乱形光学系光源を具備し、前記演算
制御部からの信号によつて前記透過形光学系光源
および多重散乱形光学系光源のいずれか一方を点
灯させることを特徴とする水分計。