JPH0143260B2 - - Google Patents

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JPH0143260B2
JPH0143260B2 JP58232187A JP23218783A JPH0143260B2 JP H0143260 B2 JPH0143260 B2 JP H0143260B2 JP 58232187 A JP58232187 A JP 58232187A JP 23218783 A JP23218783 A JP 23218783A JP H0143260 B2 JPH0143260 B2 JP H0143260B2
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energy
radiant energy
suspension
energy source
chamber
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Aaru Burenhoruto Aauingu
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Champion International Corp
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Publication of JPH0143260B2 publication Critical patent/JPH0143260B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • G—PHYSICS
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    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N2021/4704—Angular selective
    • G01N2021/4709—Backscatter

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  • Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)
  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は懸濁液中の固体粒子の割合（濃度）を
測定するための装置及び方法、特に拡散放射エネ
ルギーを用いて製紙用パルプストツクの濃度を測
定する装置及び方法に関するものである。
製紙工程において、パルプストツクの濃度は最
重要のフアクターである。本明細書において「ス
トツク」という用語はウエツトパルプを意味する
ものとし、その種類及び製紙工程のどの段階で得
られるものであるかは問わない。紙又は紙製品の
等級や重量が異なれば必要とするストツクの濃度
も異なつてくる。更に、特定の紙製品を作るため
のパルプ濃度はパルプサンプルを製紙工程のどの
時点で採取するかによつて変化する。ストツクは
粉粋木部繊維、水、更に場合によつては適当な添
加剤とから成る。このようなパルプストツクは均
質物ではなく、上記の成分を含む混合物である。
ストツク濃度は紙や紙製品の製造において一番
重要なフアクターなので、常にその値を知つてお
くことが大変望ましい。更に、製紙プラントの操
業の信頼性と質を高めるためには、未知のストツ
クの濃度を容易に確認できる必要がある。このよ
うな濃度測定の重要性が特に大きいのは、同一の
製紙機械で異なつた等級の製品を作りたい場合で
ある。等級変更を行う場合、前の等級用のストツ
クとは異つた濃度のストツクを使う必要が生じる
場合がある。
製紙業界で「濃度」という用語を使う場合、こ
れは水中のパルプ濃度を固体基準で表わしたもの
である。濃度は百分率表示とし、この濃度百分率
の計算式は次の通りである： パルプの固体重量／水とパルプの合計重量×100＝濃度
（％）。
パルプや製紙業界において、ストツク濃度は３
桁異なる場合がある。例えば0.02％から20％まで
変化する。
現在、濃度の直接測定はいろんな方法で行なわ
れている。熟練工は肉眼により濃度の主観的推定
を行うことができる。古くから用いられている粘
度測定法は「ペンシル」法と呼ばれそのやり方は
次の通りである。長さが約６インチの目盛り付先
細棒をストツクから規定の垂直距離だけ離れた位
置から落下させる。棒がストツクに貫入した深さ
を目盛で読みとる。この方法はストツク濃度が約
2.5％から約７％の範囲で有効である。
ストツク濃度測定用の他の機械的装置は米国特
許第3110172号、3198006号、4062226号、4276119
号、及び4301675号に記載されている。
ストツクの濃度の測定手段としてストツクを横
切つて電気抵抗を一般に使用する電気的濃度メー
ターもまた知られている。この装置は米国特許第
1701331号および米国特許第2083074号に開示され
ている。米国特許第1822604号にはストツクサン
プルをコンデンサーのプレートの間に置き、その
ストツクサンプルの誘電率を測定することによつ
てパルプのフリーネスの測定を行なつている。
ストツクの光学的特性による濃度測定装置もま
た知られている。米国特許第4318180号には、媒
体中に光を通し透過した光を検出することによつ
て媒体の流れの方向に選別したフラクシヨン別の
粒子径分布を測定する。米国特許第4066492号及
び4225385号は紙パルプ中のシーブ（結束繊維）
の検出を目的としている。この米国特許第
4066492号には多数のビームと多数のフオト検出
器を使用しシーブの厚さと幅の測定を可能として
いる。米国特許第4066492号のこの２つのフオト
検出器は透過光だけを検出する。
米国特許第3518003号および4171916号は紙スト
ツク中の繊維濃度を検出するために偏光を使用し
ている。米国特許第4040743号にはパルプスラリ
ーパラメーターを測定するために逆方向散乱エネ
ルギー、反射エネルギーおよび透過エネルギーを
使用する。この米国特許は、透過、逆方向散乱お
よび直角に反射する光エネルギーをスラリー中に
導入する光学上の調査を開示している。逆方向散
乱エネルギー、反射エネルギーおよび透過エネル
ギーに相当する分離した電気信号を与える。逆方
向散乱エネルギーに相当する出力はパルプ白色度
とは独立である濃度の測定値とするために反射エ
ネルギーに相当する出力の対数をとる。
米国特許第3498719号はストツクのための光電
子濃度指示器に関する。放射線エネルギーを流れ
ているサンプル中に投射してサンプル中を透過し
たエネルギーの量をフオト検出器で検出する。サ
ンプルを与えた焦点距離を有するレンズを構成す
る透明なチユーブに通す。フオト検出器は焦点距
離から隔つた点に位置し、移動中の低分解能の不
鮮明なサンプルの像を受ける。第２のフオト検出
器は直接照らされ、第１のフオト検出器の応答に
対する対照とされる。ブリツジにおける電気的不
均衡がストツクの濃度を指示するように、この２
つのフオト検出器は電気的なブリツジとして知ら
れている配置中にて互いに連結している。
米国特許第3962581号は低い一定出力を有する
白熱光源がサスペンジヨン流れから反射され、フ
イルターを通して0.7ミクロンより小さい波長の
ブロツクとし、フオトセルで検出する赤外濃度メ
ーターを開示している。この装置はフオトセル出
力と濃度変化との直接の関係か、その逆の関係を
強調するように構成することは可能である。
上記の特許に開示されたコンシステンシーメー
ターまたはコンシステンシー測定方法はいずれ
も、ある条件の下では不正確な結果を与える。そ
のようなコンシステンシーメーターおよび測定方
法の正確度に影響を及ぼす可能性をもつ変数は、
パルプの種類（たとえば、長繊維漂白クラスト、
短繊維漂白クラスト、短繊維未漂白粉砕木材）、
スラリー流量、温度、パルプ叩解度（freeness）、
圧力、灰分、およびPHである。広い範囲、たとえ
ば0.01％未満から15％コンシステンシーに及ぶ広
い範囲にわたり直線的であるコンシステンシーを
測定するための装置および方法を提供することが
できれば好都合であると言えよう。
拡散放射エネルギーの使用および測定される懸
濁液における順方向散乱エネルギーと逆方向散乱
エネルギーとの検出によつて、本発明はそのよう
な装置と方法とを提供する。
懸濁液中の固体粒子の百分率を測定するための
装置が提供される。該装置は測定されるべき懸濁
液を収容するに適した室を有している。放射エネ
ルギー源が、そこから発する放射エネルギーを拡
散させて、その拡散エネルギーを前記室に導入す
るための手段と共に、取付けられている。前記室
内の懸濁液によつて主として順方向に散乱される
室内の拡散エネルギーを検知するために第１セン
サー手段が与えられ、また第２センサー手段は、
前記室内の懸濁液によつて主として逆方向に散乱
される室内の拡散エネルギーを検知する。
好ましい一具体例で示せば、室は円筒状であ
り、第１および第２センサー手段は、円筒状の室
の円周に沿つて、直径をはさんで互いに反対の位
置に取付けられている。放射エネルギー源は赤外
エネルギーを発するものを選ぶことができる。こ
の場合は、第１および第２センサー手段は赤外エ
ネルギーを検出する。
該装置に接続して使用できるある一つの電子制
御回路は、第１および第２センサー手段から出て
くる電気的出力を予め定められた比率で総合し、
それらを組合せたセンサー出力信号を生じる。こ
の組合せセンサー出力信号は、コンパレーター回
路によつて出される参照信号と比較される。コン
パレーター回路は、組合せセンサー出力信号と参
照信号とのマグニチユードの差を示す差信号を生
じる回路である。可変電力供給手段は該差信号に
よつて制御され、放射エネルギー源に連結されて
いて、信号に応じ前記エネルギー源に電圧を印加
する。電力供給手段により放射エネルギー源に伝
えられる電力を監視する手段が与えられてもよ
い。このような場合は、監視手段に検量目盛が与
えられていて、監視された電力の大きさに基い
て、前記室内の懸濁液の固体粒子の百分率の表示
が与えられる。
本発明の装置及び方法はゼロ近く（0.01％）の
稠度ないし10％以上の稠度の本質的に広い範囲の
線形操作を可能にする。稠度の測定は測定の対象
となつている懸濁液（たとえば紙パルプ）の色ま
たは明度とは無関係に行なわれる。この発明の装
置はオン−ライン（製紙機械中）あるいはオフ−
ライン（たとえば、密封されたガラスまたはプラ
スチツク製のびんの中にあるパルプ試料につい
て）のどちらでも使用できる。さらに、この系は
放射線の高度に干渉性のビームあるいは、周期的
または連続的に清浄にしておかなければならない
レンズ、鏡、プリズムまたは他の光学的に重要な
要素を使用する必要がない。結局、本発明の装置
及び方法は高度に信頼でき且つ経済的である。
第１図は本発明の装置を説明するシステムブロ
ツク図であり； 第２図は本発明の放射線エミツターおよびセン
サーアセンブリーの横断面図であり； 第３図は本発明と組合せて使用できる電子回路
の概略図であり； 第４図は本発明の装置及び方法によつて実際に
測定された稠度のグラフである。
本発明は測定されるべき懸濁液を含有するチヤ
ンバーに拡散された放射性エネルギーを導入する
ものである。懸濁液は拡散されたエネルギーの順
方向散乱と逆方向散乱の両方を起す。そのような
順方向散乱エネルギーと逆方向散乱エネルギーを
検出するためにセンサーが備えられている。電子
回路は検出された順方向散乱及び逆方向散乱エネ
ルギーにもとづいてフイードバツク信号を出し、
このフイードバツク信号は上記チヤンバーに拡散
して導入される放射性エネルギーの強度をコント
ロールするのに使用される。放射性エネルギー源
から放出されるエネルギーの強度は、それ故、順
方向散乱及び逆方向散乱エネルギーの関数であ
り、測定されている懸濁液の稠度に直接比例す
る。放射性エネルギー源を駆動させる力（たとえ
ば電流）を測定することにより、懸濁液の稠度の
測定が行える。パルプストツク中で放射エネルギ
ーは、パルプ繊維によつて散乱され、そして典型
的には約15％の濃度以下で存在する非結合水の媒
体によつて順方向、逆方向および斜方向に伝達さ
れる。パルプ繊維によつて放射エネルギーが散乱
される機構は、「多重散乱（multiple
scattering）」と称されるものであり、粒子ある
いは光子が散乱する現象であり、その最終変位が
多くの（通常小さな）変位の総和であるようなも
のである。パルプストツク中の繊維表面からの放
視エネルギーの反射回数、従つて伝達通路長は、
濃度に対して正比例しない。パルプストツクから
室壁面への反射によつて失われる放射エネルギー
も濃度に対して正比例しない。従つてエネルギー
源から直径方向の反対側に配置された検出器によ
つて捕集されるエネルギーは、濃度に対して正反
比例しない。同様に、放射源に隣接して装着され
た背後散乱放射検出器へ向けてストツク中のパル
プ繊維から非結合水媒質を経て逆方向散乱される
エネルギーは、濃度に対して正比例しない。以下
に説明するように、ある予め定めた比における検
出順方向散乱および逆方向散乱エネルギーの対数
値同志を結合することにより、濃度の線型（正比
例）測定が達成される。
第１図に示されるように、本発明の装置は半透
明の円筒体１０を備えている。この円筒体１０は
例えばプラスチツクから作ることができる。半透
明円筒体１０は室１２を限定しており、この室１
２内を被測定懸濁液１１（例：紙パルプスラリ
ー）が流通しうるようになつている。別の一態様
においては、室１２は被測定懸濁液を含むガラス
またはプラスチツクびんを受けるようになつてい
る。さらに別の一態様においては、装置は、室１
２を紙パルプスラリーのバツチ中へ浸漬してその
濃度を測定できるように構成できる。
半透明円筒体１０の壁の内側には輻射エネルギ
ー源１４が装着されている。この放射エネルギー
源は第２図に示されるように、複数のエネルギー
発射器１４ａ〜１４ｈからなるものであつてよ
い。好ましい態様においては、放射エネルギー源
１４ａ〜１４ｈは、第２図に示されるように円形
に配列された赤外発光ダイオード（LED）から
なる。放射エネルギー発射器１４ａ〜１４ｈによ
り作られた円の中心には放射線センサ１６が装着
されている。センサ１６は放射エネルギー発射器
１４ａ〜１４ｈにより集合的に発射される放射線
の通路の軸に沿つて装着されている。第２のセン
サ１８が、上記センサ１６に関して直径方向反対
側に装着されている。
操作において、放射エネルギー源１４により放
出されたエネルギーは半透明円筒１０により拡散
され、チヤンバー１２内の懸濁物１１は完全にエ
ネルギー源１４により放出された放射エネルギー
により取り囲まれる。円筒１０から広がつている
第１図の矢印により示されているように、拡散エ
ネルギーの大きさは放射エネルギー源１４に近い
ところで最も大きく、エネルギー源１４からの距
離が増加するにつれてこの大きさは減少する。こ
うして、半透明円筒１０からチヤンバー１２へと
放射された拡散放射エネルギーの強度は放射セン
サー１６に近いところで最も大きく、放射センサ
ー１８に向つて半透明円筒１０に沿いエネルギー
が拡散して移動するにつれてこの強度は減少す
る。放射エネルギーの拡散から生じる半透明円筒
１０の重要な面はチヤンバー１２の全体積がエネ
ルギー源１４からのエネルギーにより放射される
ことである。換言すれば、放射は半透明円筒１０
の全領域を通して行なわれ、この領域に沿つてエ
ネルギー源１４からの距離が増加するにつれて放
射強度は連続的に減少する。こうして、懸濁物中
の粒子を測定するための点源又は集中ビームを使
用した従来の装置とは異なり、本発明の装置は試
料全体の測定を行うことができる。赤外線放射を
エネルギー源１４から行うとき円筒１０は可視光
に対し半透明である必要はないことに気づくであ
ろう。事実、このような例では円筒１０が赤外線
放射を拡散する材料から作られる限りこの円筒は
明らかに不透明であることができる。
光学フイルター２０および２２を用いて予め定
めた大きさよりも短い波長を排除してもよく、こ
れにより特定の大きさよりも小さい懸濁物中の粒
状物質の検知を排除する。例えば、紙パルプスラ
リー中のパルプ繊維の直径は20ないし35マイクロ
メーターの範囲であるから、本発明の装置の最適
操作は、20マイクロメーターより短い波長を排除
する光学フイルター２０および２２を用いること
により、行うことができる。
測定すべき懸濁物１１がチヤンバー１２内にあ
るとき、懸濁物はエネルギー源１４からのエネル
ギーの一部を順方向散乱しおよびこの源１４から
のエネルギーの一部を逆方向散乱するであろう。
懸濁物中の固体粒子の割合が増加するにつれて
（増加した密度）、逆方向散乱放射量は増加し順方
向散乱エネルギー量は減少するであろう。測定さ
れる懸濁物中の固体粒子の割合が低下するにつれ
て、順方向散乱エネルギー量は増加しおよび逆方
向散乱エネルギー量は減少するであろう。こうし
て、理論的外側限界において、100％の密度をも
つ懸濁物は全ての放射を逆方向散乱させるであろ
うしおよび密度ゼロの懸濁物はエネルギー源１４
からのどんな放射エネルギーをも逆方向散乱させ
ないであろう。
逆方向散乱放射センサー１６および順方向散乱
放射センサー１８は、衝突する放射線量に比例し
て出力電流を与える光検知器であることができ
る。このような光検知器は従来技術において公知
である。
第１図に示すように、逆方向散乱放射センサー
１６の出力は対数増幅器２６と連結される。同様
に、順方向散乱放射センサー１８の出力は対数増
幅器２４に連結される。対数増幅器２４および２
６はそれぞれセンサー１８および１６からの電気
的出力信号をその対数値に変換し、かつこれらの
信号を増幅する。変換、増幅された信号は比率回
路網３０により予じめ定めた比率で合算される。
比率回路網３０はインピーダンス３２および３４
から構成される。好ましい態様においては、イン
ピーダンス３２とインピーダンス３４との比率は
１：π3である。対数増幅器２４および２６からの
出力を予じめ定めた比率で合算することによつて
得られる複合センサー出力信号である、比率回路
網３０の出力は比較器２８の入力に連結される。
比較器の他の入力は電位差計３６によつて得られ
る基準電圧に連結される。比較器２８は比率回路
網３０からの複合センサー出力信号と電位差計３
６からの基準信号との間の強さの相違を示す差分
信号を与える。この差分信号はフイードバツクさ
れ、放射エネルギー源１４から照射されるエネル
ギー強度を制御する。本発明を説明するために単
純化した第１図において、比較器１８からの差分
信号は放射エネルギー源１４を励起しまたは運転
する。差分信号の強度は放射源１４から室１２へ
照射される合計の放射束に直接比例する。比較器
２８からの差分信号の強度もまた、電子回路のフ
イードバツク配列により、室１２内に存在する分
散物の濃度（コンシステンシー）に直接比例す
る。従つて、差分信号（第１図においては放射源
１４を運転する信号である）を測定することによ
り、室１２内の懸濁液１１中の固体粒子の比率
（コンシステンシー）を決定できる。第１図中の
メーター３８はそのコンシステンシーを直接表示
するように目盛りを付ける。電位差計４０は室１
２内のコンシステンシーがゼロであるのに対応し
てメーター３８をゼロにするように用いられる。
装置は、表示３８によつて与えられる読み取り
目盛るために最初の使用前に調節しなければなら
ない。好ましい態様においては、測定されるサン
プルのコンシステンシー比率（％）を直接示す表
示３８を有することが望ましい。最初の調節は、
室１２へ予じめ調製したサンプル（例えば、５％
コンシステンシー）を入れ、比較器２８のための
基準電圧をセツトする電位差計３６を表示３８の
読みが5000になるように調節する。アナログメー
ターを表示３８として使用する場合、電位差計３
６はメーターが中間目盛になるまで調節する。次
いで、０％濃度の調製水サンプルをチヤンバー１
２に導入し、そして、表示装置３８がゼロを示す
まで電位差計４０を調節した。電位差計４０は線
源１４からの微量放射線に基づく、表示装置３８
からのわずかな残留電流を打ち消すように機能す
る。このように較正した後、システムは0.01％未
満から10％超の濃度範囲の全てにわたつて運転で
きる。
少なくともある程度までシリンダー１０の全円
周のまわりに存在する、チヤンバー１２における
放射線の散乱性により、少量の放射線は順方向散
乱センサー１８に対して逆方向に散することがあ
る。同様に、少量の放射線は逆方向散乱センサー
１６に対して順方向に散乱することがある。この
ような現象に基づく誤差は全て、前記のようにシ
ステムを較正することによつて除去される。
第３図は本発明の装置と共に使用できる運転シ
ステムの詳細なフローシートである。第１図〜第
３図に従つて製作および運転されたシステムから
得られたデータを第４図でグラフにして示す。
第３図に示されるように、電源５６（15ボル
ト）および電源５８（５ボルト）は電子回路に電
力を供給する。５ボルト電圧調節器６０をデイジ
タル式表示メーターの表示装置３８と共に使用す
る。発光ダイオード１４を作動させる電流は出力
トランジスター５０により供給される。発光ダイ
オード１４は輻射エネルギー源として機能する。
好ましい実施態様では、第２図に示されるよう
に、直列に並べられた８個の発光ダイオード
（LED）からなる。線源１４は好ましくは赤外域
のエネルギーを放射する。放射線センサー１６お
よび１８は逆方向散乱および順方向散乱輻射エネ
ルギーをそれぞれ検知する。そして、センサー１
６および１８は検知エネルギーの大きさを示す電
気信号を発生させる。放射線センサー１６および
１８の出力を別々の、ほぼ同一の増幅回路４８お
よび４２にそれぞれ接続する。増幅回路４８およ
び４２の出力を抵抗４９および４３で規定される
所定の比率で合計し、“合算センサー出力信号”
を得る。好ましい実施態様では、抵抗４３および
４９は１対π3の比率を有する比率網を形成する。
従つて、例えば、抵抗４３が10000Ωにセツトさ
れている場合、抵抗４９は310000Ωにセツトされ
る。同様に、好ましい実施態様では、増幅回路４
８および４２は対数増幅回路である。
抵抗４３および４９の接合部にあらわれる合算
センサー出力信号は比較増幅器４４に送られる。
増幅器４４の正入力における電圧（合算センサー
出力信号）が基準電圧（Vref）よりもはるかに
負になる場合、トランジスター５０（このエミツ
ター端子における）からの出力電流が低くなり、
線源１４から放射される放射線が低下される。こ
うして、増幅器４６とトランジスター５０は結合
してコンパレーター増幅器４４からの相違信号で
制御される加変動力供給源を形成し、放射エネル
ギー源１４を駆動する。増幅器４４の負の入力端
子に印加される基準電圧は常法で校正電位差計６
６から得る。第３図の電位差計６６は第１図の電
位差計３６と類似のものである。トランジスター
−50のベースを駆動するために、増幅器４４と出
力トランジスター５０との間に増幅器４６を結合
する。
デジタル出力計または表示装置３８は放射線源
１４を通して流れる電流を監視する増幅器５２で
駆動する。校正電位差器６４を増幅器５２の正の
入力に結合して常法でデジタルメーター３８をゼ
ロにする手段を得る。電位差計６４は第１図の電
位差計４０と類似のものである。放射線源１４の
陰極端子も増幅器５２の正入力に結合されている
ことは当業者であればわかるだろう。
第３図に示される回路が逆方向散乱放射線セン
サ１６、順方向散乱放射線センサ１８、対数増幅
器４２および４８、比率回路網４３および４９、
コンパレーター４４、増幅器４６およびトランジ
スター５０から成る負のフイードバツクループを
与えることがわかるだろう。こゝで、トランジス
ター５０は放射線源１４を駆動するものである。
係る配置を使用すると、放射線源１４を通り、濃
度（％）に正比例する電流が得られる。放射エネ
ルギー源１４に送られる動力を監視することによ
つて、デジタルメーター３８は、適正な校正によ
り、測定されている懸濁液の固体粒子の百分率
（濃度）の指度を与える。放射源１４からの放射
エネルギーは放散され、測定されている懸濁液に
導入され、そして濃度に依存して懸濁液によつて
順方向、逆方向の両方向に散乱される。逆方向散
乱エネルギーおよび順方向散乱エネルギーは放射
線センサ１６および１８でそれぞれ検出する。
順方向散乱および逆方向散乱の両エネルギーの
検出は放散した放射線の使用につれてリニヤ出力
とともに濃度メーターを与える。抵抗器４３およ
び４９で定まる比はリニヤ化を促進し、そして装
置が作動し得る濃度範囲を広げる。抵抗器４３お
よび４９で定まる比が１：π3に設定される場合、
濃度は数学的に 濃度＝１／LogSF＋（LogSB／π3）−１／Ｋ と表わすことができる。ただし、SFは順方向散乱
放射線の量を、SBは逆方向散乱放射線の量を表わ
し、そしてＫは負のフイードバツクループ内の利
得である。
本発明を紙パルプスラリーの濃度測定に使用す
るに際し、放射源１４、逆方向散乱放射センサー
１６および順方向散乱放射センサー１８は、赤外
波長で作動するよう選択できる。その場合、放射
源１４は典型的には約0.96ミクロンの波長にピー
クを有し、放射センサー１６および１８は約0.8
ミクロンおよびそれ以上の波長を検出する。当業
者にとつて本発明で創作されたシステムにおい
て、上記の代りに波長および放射形式を使用しう
ることは容易に理解しうるものである。放射形式
および波長の選択は、一部は測定すべき懸濁液中
に存在する固体粒子の大きさにより定まる。
本発明の装置での直線性を第４図に示す。第４
図は本発明の装置で三種の異なるタイプの紙パル
プストツクについて行なつた実際の濃度測定結果
を表わすものである。横軸目盛には測定した調製
サンプルのパーセント濃度をプロツトした。縦軸
目盛には試験サンプルで得られた実際のメーター
の読取り値を対数表示した。メーターは試験前に
パーセント濃度に目盛り合せした。示したとお
り、標白クラフト（breached kraft）の14サン
プル、未標白クラフト（unbreached kraft）の
13サンプルおよび石うす砕木パルプ（stone
groundwood）の１サンプルを試験に用いた。本
発明の装置の精度は、例えば読取り値が０のとき
実際の濃度は±0.002％に相当する程度である。
作動に際して、本発明の装置は散乱放射エネル
ギー源を用意し、そして該エネルギー源からのエ
ネルギーを測定すべき懸濁液に放射することによ
つて懸濁液の濃度を測定する。懸濁液によつて順
方向に散乱したエネルギー部分を検出し、この順
方向散乱エネルギーの強さを表わす第１の信号を
発生させる。懸濁液によつて逆方向に散乱したエ
ネルギー部分を検出し、この逆方向散乱エネルギ
ーの強さを表わす第２の信号を発生させる。第１
の信号と第２の信号を予め定めた比率で混合し、
放射エネルギー源から放射されるエネルギーの強
さを調節するために用いるフイードバツク信号を
発生させる。従つて、この放射エネルギー源から
放射されるエネルギーの強さは、順方向散乱エネ
ルギーおよび逆方向散乱エネルギーの関数であ
り、そして測定すべき懸濁液の濃度に正比例す
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の装置を説明するシステムブロ
ツク図であり；第２図は本発明の放射線エミツタ
ーおよびセンサーアセンブリーの横断面図であ
り；第３図は本発明と組合せて使用できる電子回
路の概略図であり；第４図は本発明の装置及び方
法によつて実際に測定された稠度のグラフであ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 拡散放射エネルギー源を提供し、 測定されるべき懸濁液の方へ前記エネルギー源
    からのエネルギーを向け、 前記懸濁液により順方向散乱される前記エネル
    ギーの１部分を検出し、 その順方向散乱エネルギーの量を示す第１の信
    号を発生させ、 前記懸濁液により逆方向散乱される前記エネル
    ギーの１部分を検出し、 その逆方向散乱エネルギーの量を示す第２の信
    号を発生させ、 前記第１および第２の信号の対数値を予め定め
    た割合で加算してフイードバツク信号を発生さ
    せ、 前記フイードバツク信号を使用して前記エネル
    ギー源から発生するエネルギーの強さをコントロ
    ールし、 それによつて前記エネルギー源から発生したエ
    ネルギーの強さが順方向散乱エネルギーおよび逆
    方向散乱エネルギーの関数であり、かつ測定され
    るべき懸濁液の濃度に直接的に比例するようにし
    た懸濁液の濃度を測定する方法。 ２ 前記第１の信号の対数値が前記第２の信号の
    対数値と合計される予め定めた割合は１：（１／
    π3）である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記拡散放射エネルギーは赤外線エネルギー
    である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記拡散放射エネルギー源は電流によつて付
    勢され、そして 前記エネルギー源に供給された電流をモニター
    するために連結されている電気メータに測定され
    た懸濁液の濃度を示す 工程をさらに含む特許請求の範囲第１項記載の
    方法。 ５ 測定されるべき懸濁液を含むチヤンバー、 前記チヤンバーに導入されて懸濁液によつて順
    方向散乱および逆方向散乱される放射エネルギー
    を発生する放射エネルギー手段、 前記チヤンバーからの順方向散乱エネルギーを
    感受し、その順方向散乱エネルギーの量を示す第
    １の電気信号を発生する第１の放射センサー、 前記チヤンバーからの逆方向散乱エネルギーを
    感受し、その逆方向散乱エネルギーの量を示す第
    ２の電気信号を発生する第２の放射センサー、 前記放射エネルギー源手段によつて発生した放
    射エネルギーの量をコントロールするため前記第
    １および第２の放射センサーおよび前記放射エネ
    ルギー源手段に接続された電気コントロール手段
    であつて、濃度を示めす前記放射エネルギーの量
    に比例する第３の電気信号を発生する電気コント
    ロール手段、 から構成され、 前記電気コントロール手段は、 予め定めた割合で前記第１及び第２の電気信号
    の対数値を合計して結合センサー出力を発生する
    合計手段、 前記結合センサー出力信号と参照信号とを比較
    して差信号を発生する手段、 前記放射エネルギー源手段を付勢する手段、 および 前記付勢する手段に前記差信号を結合して前記
    放射エネルギー源手段によつて発生した放射エネ
    ルギーの量をコントロールする手段 から構成されている懸濁液の濃度を測定する装
    置。 ６ 前記チヤンバー中に前記放射エネルギーを導
    入する前に前記放射エネルギーを拡散させる手段
    をさらに含む特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７ 前記第３の電気信号を受信するように接続さ
    れており、そして前記チヤンバー中の懸濁液の濃
    度割合を表示するために目盛付けされているデイ
    スプレイ手段をさらに含む特許請求の範囲第５項
    記載の装置。 ８ 前記放射エネルギー源手段は、予め定めた通
    路に沿つてエネルギーを発生させ、そして前記チ
    ヤンバーは、前記放射エネルギー源手段によつて
    その中に導入されたエネルギーを拡散させる物質
    から作られた円筒であり、そして前記第１および
    第２の放射センサーは前記円筒の周囲上に正反対
    の向かい合つた点で前記予め定められた通路の軸
    に沿つて取付られている特許請求の範囲第６項記
    載の装置。 ９ 前記放射エネルギー源手段は、赤外線放射を
    発生させ、前記装置は、所定の値よりも短かい波
    長のエネルギーを通過させないようにするために
    それぞれ前記第１および第２の放射センサーに効
    率的に組み合わされた第１および第２の光学的フ
    イルター手段を さらに含む特許請求の範囲第５項記載の装置。 １０ 前記第３の電気信号は前記付勢する手段に
    よつて発生されて前記放射エネルギー源手段を付
    勢するために用いられ、そして前記装置は前記第
    ３の電気信号を受信するように接続されて前記チ
    ヤンバー中の懸濁液の濃度を表示するために目盛
    付けされているデイスプレス手段をさらに含む特
    許請求の範囲第５項記載の装置。 １１ 前記合計手段は前記第１および第２の電気
    信号をそれらの対数値に変換する手段および１：
    （１／π3）の割合でその変換された第２および第
    ３の信号を加算する手段からなる特許請求の範囲
    第５項記載の装置。 １２ 前記放射エネルギー源手段は対称的に円状
    形に配置された多数の赤外線発生器からなる特許
    請求の範囲第５項記載の装置。 １３ 前記第２の放射センサーは前記円状形の中
    央に取付けられ、そして前記第１および第２の放
    射センサーは赤外線エネルギーを検出する特許請
    求の範囲第１２項記載の装置。 １４ 前記チヤンバーは円筒状であり、そして前
    記第１および第２のセンサー手段は前記円筒状チ
    ヤンバーの周囲に沿つた正反対の向かい合つた点
    に取付けられている特許請求の範囲第５項記載の
    装置。
JP58232187A 1982-12-08 1983-12-08 パルプストツク濃度を測定する方法及び装置 Granted JPS59150326A (ja)

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ES528006A0 (es) 1985-05-01
FI80341B (fi) 1990-01-31
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FI834470A7 (fi) 1984-06-09
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NO162169C (no) 1989-11-15
EP0119353A3 (en) 1985-07-31
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