JPH02226055A - 灰分計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、灰分計に係わり、特に、紙の灰分率をオンラ
インで連続的に測定する際に紙に含まれる灰分にクレー
、チタン、炭酸カルシウムの三成分が存在していても正
しく灰分を測定できる灰分計に関する。

〈従来の技術〉 一般に、灰分とは紙を約９００″Ｃ程度の温度で完全燃
焼させた後の残渣と定義され、主として抄紙の際にパル
プに添加される填料、顔料などの鉱物粉末で構成される
。また、灰分の添加で紙の地合いは改善され白色度や柔
軟性が向上して印刷適性も良くなり、しかも高価なバル
ブを節約できるため経済的なメリットは大きい、このた
め、オンラインで灰分を管理することが重要となり、製
品（祇）の品質向上とコストダウンのため紙中の灰分を
オンラインで測定する灰分計が使用されるようになって
いる。

第４図は、このような灰分計の従来例構成説明図であり
、図中、１はＸ線管、２は電鍵箱、３は例えばシート状
の紙でなるシート状の被測定物体、４は電離１１ｆ２か
ら送出される灰分量信号Ｓ、を増幅するアンプ、５は被
測定物体３に含まれる水分や単位面積当たりの重量（以
下、「坪量」という）を検出して坪量・水分量信号Ｓ２
を出力する坪量・水分量検出器、６は演算器である。

このような構成からなる従来の灰分計において、Ｘ線管
１から照射されたＸ線は被測定物体３を透過し下式（１
）のようなランベルト・ベアの法則に従って減衰し、そ
の後、電離箱２に到達して検出される。該検出信号は灰
分量信号Ｓ、となり、アンプ４で増幅されて、その後、
坪！・水分量検出器５からの坪量・水分量信号Ｓ２と演
算され灰分量信号Ｓ３となって出力されるようになる。

１＝Ｉｏ　　−ｅｘｐ　　（−ｉ−ｔχ）−・−（１，
１ここで、　　■；透過Ｘ線量 Ｉｏ；入射Ｘ線量 μ：ＸＩ！吸収係数（ｍ２／ｇ） χ；Ｘ線吸収物質量＜ｇ／ｍ’　） ところで、紙中の灰分は主としてタルク、クレ、酸化チ
タン、及び炭酸カルシウムから構成され、これらの成分
は用途に応じて種々配合されて使われている。低エネル
ギーＸ線の吸収現象を利用した灰分計では、タルクとク
レーの検出感度が時間−であるにら拘らず、クレー、酸
化チタン及び炭酸カルシウムの吸収係数がそれぞれ異な
り検出感度の差を生じている。

これらの欠点を是正するため、Ｔｌの特性Ｘ線（４，５
ＫｅＶ）とそれ以上のエネルギーの連続Ｘ線を利用した
酸化チタン・クレー等感度形成分計が開発されている。

しかし、このような灰分計は、炭酸カルシウムの検出感
度が酸化チタンやクレーの約２倍の検出感度となってい
るなめ、クレ、酸化チタン、及び炭酸カルシウムの三成
分が混合した灰分を正しく測定できないという欠点があ
った。一方、Ｃａの特性Ｘ線（３，７ＫｅＶ）とそれ以
上のエネルギーの連続Ｘ線を利用した炭酸カルシウム・
クレー等感度形成分計も開発されている。しかし、この
ような灰分計は、酸化チタンの検出感度が炭酸カルシウ
ムやクレーの約２倍の検出感度となっているため、クレ
ー、酸化チタン、及び炭酸カルシウムの三成分が混合し
た灰分を正しく測定できないという欠点があった。

〈発明が解決しようとする間組点〉 本発明は、かかる従来例の欠点に鑑みてなされものであ
り、その課題は、クレー、酸化チタン。

及び炭酸力ルシュウムの三成分が被測定物体に含有され
ていても、これら三成分の配合に左右されることなく灰
分を正確に測定できる灰分計を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 本発明番゛よ、Ｘ線管から照射されたＸ線がシート状の
被測定物体を透過して減衰したのち電離箱で検出され、
該検出信号が増幅されて後、坪量・水分量検出器からの
坪量・水分量信号と演算器内で所定の演算が施され前記
被測定物体に含まれる灰分の割合を示す灰分量信号が得
られる灰分計において、貫通穴、第１フィルター、及び
第２フィルターが円周上に配置され前記Ｘ線管と被測定
Ｍ＄ｌＪ体の間に配設されるフィルターホイールと、該
フィタホイールを回転させると共に同期信号を前記演算
器に送出するモータとを具備し、該モータが回転し前記
貫通穴、第１フィルター、第２フィルターが前記Ｘ線管
の真上に順次位置すると、これらフィルターの位置に対
応して前記被測定物体に照射されるＸ線エネルギーが変
化し、前記灰分を構成するクレー、チタン、及びカルシ
ウムのｖｌ量吸収係数が順次変化し、前記クレー、チタ
ン、及びカルシウムについて貫通穴やフィルター毎に得
られる三元連立方程式から前記クレー５チタン、及びカ
ルシウムの各含有率を求め該各含有率に基いて前記灰分
量信号を求めることによって前記課題を解決したもので
ある。

〈実施例〉 以下、本発明について図を用いて詳細に説明する。第１
図（イ）は本発明実施例の構成説明図であり、図中、第
４図と同一記号は同一意味を持たせて使用しここでの重
複説明は省略する。また、７はフィルタホイール、８は
フィルターホイール７を一定周期で回転させると共に回
転の同期信号を演算器６に送出するモータである。第２
図ｉ□□□はフィルターホイール７を第１図の上側（即
ち、被測定物体３側）から見た図であり、図中、７ａは
貫通穴、７ｂは第１フィルター、７ｃは第２フィルター
である。一方、第３図はＸ線エネルギーと質量吸収係数
との関係を示す図である。この図において、質量吸収係
数（μ）はＸ線エネルギー（Ｅ）に対応して変化してい
るが、セルロースよりも酸化チタン、炭酸カルシウム、
或いはクレーの方が大きな吸収係数を示しＸ線を吸収し
易いことを示している。また、炭酸カルシウムと酸化チ
タンはあるエネルギー（いわゆる吸収端）を境に急激に
変化している。このようなＸ線エネルギーと質量吸収係
数との関係についての考察を前提として、以下、本発明
実施例の動作説明を行う。

第１図及び第２図のような構成からなる本発明の実施例
において、モータ８が駆動してフィルターホイール７が
第２図の矢印方向に回転し貫通穴７ａ、第１フィルター
７ｂ、第２フィルター７ｃが１頃次Ｘ線管１の真上に位
置すると、被測定物体３に照射されるＸ線エネルギーが
変化し、灰分を構成するクレーの質量吸収係数はそれぞ
れμＣ。

μＣ２＋μｉｉ３と変化する。同様に、灰分を構成する
チタンの質量吸収係数はμｍ＋＋μｔ２．μｔ３と変化
し、灰分を構成するクレーの質量吸収係数はμＣ＋＋μ
Ｃ２＋μｃ３と変化する。また、Ｘ線管１から照射され
フィルターホイール７の貫通穴７ａ、第１フィルター７
ｂ、若しくは第２フィルター７０を透過しなＸ線は被品
定物体３を透過し前記（１）式のようなランベルト・ベ
アの法則に従って減衰し、その後、を離籍２に到達して
検出される。該検出信号は灰分量信号Ｓ１となり、アン
グ４で増幅されて、その後、坪量・水分量検出器５から
の坪量・水分量信号Ｓ２と演算され灰分量信号Ｓ３とな
って出力される。尚、演算器６にはモータ８から回転同
期信号が送出されており、どのフィルターが選択されて
いるか演算器６内で判別できるようになっている。従っ
て、被測定物体３中にクレー、チタン１及びカルシウム
がそれぞれχａ（％）、χｔ　（％）、χＣ（％）含ま
れている場合、Ｘ線管１から照射されフィルターホイー
ル７の貫通穴７ａ、第１フィルター、若しくは第２フィ
ルター７ｃを透過し被測定物体３に入射する入射Ｘ線量
は、Ｉ＋　、■２＋　　１３と変化し、上記灰分量信号
Ｓ３としてｓＶ、、ＳＶ２　、Ｓｖコが得られ下式（２
）〜（４）のような連立方程式が成立する。

Ｓｖ＋　＝Ｉ＋　　・ｅｘｐ　（（μａ＋　　・χａ十
μ豐１　・χを十μｃ１　・χｃ））・旧・・（２）Ｓ
ｙ２＝１２　・ｅｘｐ　（−（μＣ２・χａ十μｔ２　
・χを十μｃ２　・χｃ））・・・・・・（３）ＳＶ３
　　＝１３　　　・　ｅＸＰ　　　（（ｊＡａ：ｉ　　
　・　χ　ａ。

十　μ　ｔ　コ　　・　χ　ｔ　　十　μ　ｃ　３　　
・　χ　ｃ　　）　　）　・・・・・・　（４）上記（
２）〜（４）式において、μａ＋＋μａ２１　μｉＬ　
　３　　＋　　ＡＬ　ｔ　　ｌ　　＊　　μ　（２＋　
　μｔ３．　　μＣ１μＣ２＋μｃ３をあらかじめ求め
ておけば、上記（２）〜（４）の三元連立方程式を解く
ことにより、前記クレー、チタン、及びカルシウムの各
含有率χａ（％）、χｔ　（％）、χＣ（％）が求めら
れ、これらの含有率に基いて前記灰分量信号が求められ
る。

即ち、モータ８が駆動してフィルターボイールアが第２
図の矢印方向に回転し貫通穴７ａ、第１フィルター７ｂ
、第２フィルター７Ｃが順次Ｘ線管１の真上に位置する
と、これらフィルターの位置に対応して被測定物体３に
照射されるＸ線エネルギーが変化し、灰分を構成するク
レー、チタン。

及びカルシウムの質量吸収係数が順次変化し結果的に前
記Ｘ線管から照射されるＸ線のエネルギー分布が変化し
、前記クレー、チタン、及びカルシウムについて貫通穴
やフィルター毎に得られる三元連立方程式から前記クレ
ー、チタン、及びカルシウムの各含有率を求め該多含有
率に基いて前記灰分量信号が求められる。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明したような本発明によれば、クレー、酸
化チタン、及び炭酸力ルシュウムの三成分が被測定物体
に含有されていても、これら三成分の配合に左右される
ことなく灰分（灰分の各成分濃度やトータル灰分量など
）を正確に測定できる灰分量が実現する。

即ち、フィルターホイール７が第２図の矢印方向に回転
し貫通穴７ａ、第１フィルター７ｂ、第２フィルター７
Ｃが順次Ｘ線管１の真上に位置すると、これらフィルタ
ーの位置に対応して被測定物体３に照射されるＸ線エネ
ルギーが変化し、灰分を構成するクレー、チタン、及び
カルシウムの質量吸収係数が順次変化し結果的に前記Ｘ
線管から照射されるＸ線のエネルギー分布が変化し、前
記クレー、チタン、及びカルシウムについて貫通穴やフ
ィルター毎に得られる三元連立方程式から前記クレー、
チタン、及びカルシウムの各含有率を求め該各含有率に
基いて前記灰分率信号が求め、その結果、クレー、酸化
チタン、及び炭酸力ルシュウムの三成分の配合に左右さ
れることなく灰分を正確に測定できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の要部構成説明図、第２図はフィ
ルターホイールを示す図、第３図は質量吸収係数とＸ線
エネルギーとの関係を示す図、第４図は従来例の要部構
成説明図である。 １・・・・・・Ｘ線管、２・・・・・・を鍵箱、３・・
・・・・被測定物体、４・・・・・・アンプ、５・・・
・・・坪量・水分量検出器、６・・・・・・演算器、７
・・・・・・フィルターホイール、８・・・・・・モー
タ 第１図 第３図 Ｅ（Ｘ楳二ｆ１１．−キ゛−） 第Ｚ− 第４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｘ線管から照射されたＸ線がシート状の被測定物体を透
   過して減衰したのち電離箱で検出され、該検出信号が増
   幅されて後、坪量・水分量検出器からの坪量・水分量信
   号と演算器内で所定の演算が施され前記被測定物体に含
   まれる灰分の割合を示す灰分率信号が得られる灰分計に
   おいて、貫通穴、第１フィルター、及び第２フィルター
   が円周上に配置され前記Ｘ線管と被測定物体の間に配設
   されるフィルターホイールと、該フィタホイールを回転
   させると共に同期信号を前記演算器に送出するモータと
   を具備し、該モータが回転し前記貫通穴、第１フィルタ
   ー、第２フィルターが前記Ｘ線管の真上に順次位置する
   と、これらフィルターの位置に対応して前記被測定物体
   に照射されるＸ線エネルギーが変化し、前記灰分を構成
   するクレー、チタン、及びカルシウムの質量吸収係数が
   順次変化し、前記クレー、チタン、及びカルシウムにつ
   いて貫通穴やフィルター毎に得られる三元連立方程式か
   ら前記クレー、チタン、及びカルシウムの各含有率を求
   め該各含有率に基いて前記灰分率信号を求めることを特
   徴とする灰分計。