JPH03105236A - シート状物体の水分測定装置 - Google Patents
シート状物体の水分測定装置Info
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- JPH03105236A JPH03105236A JP1244087A JP24408789A JPH03105236A JP H03105236 A JPH03105236 A JP H03105236A JP 1244087 A JP1244087 A JP 1244087A JP 24408789 A JP24408789 A JP 24408789A JP H03105236 A JPH03105236 A JP H03105236A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は．シート状物体に含まれる水分を測定する装置
に関する． く従来の技術〉 第５図及び第６図は，抄紙機等においてシート状物体の
水分量を測定する水分計の従来例を示す。
に関する． く従来の技術〉 第５図及び第６図は，抄紙機等においてシート状物体の
水分量を測定する水分計の従来例を示す。
第５図において，１は投光部，２は受光部で，これらは
被測定体である紙３を挾んで対向配置されている． 投光部１では，光源６からの光がレンズ７で平行光とさ
れ．更にチョッパー・ホイール８で断続光とされた後．
照射窓４を介し紙３に照射される．チョッパー・ホイー
ル８には水分による吸収を受ける１．９４μｍの光（測
定光）を透過するフィルタ９と，水分による吸収を受け
ない１、８μｍの光〈比較光〉を透過するフィルタ１０
とが設けられ，回転に従い測定光と比較光とを交互に紙
３に照射する．受光部２では，入射窓５より紙３を透過
した光が入射し，レンズ１１で集束され受光素子１２に
集光される．この受光素子では測定光Ｍと比較光Ｒとを
時系列的に検出し．演算器１３に与えＲ／Ｍの演算を行
い出力する． 第６に示す従来例では，投光部１において光源６からの
光をレンズ７で千行光とし，チョッパー・ホイール８′
で断続光とした後，照射窓４より紙３に照射する．この
チョッパー・ホイールには第５図の従来例のようなフィ
ルタは載置されておらず．ホイールは専ら迷光の影響を
除去するためにだけ使用される．照射窓４より照射され
た白色光は紙３を挾んで投光部１と受光部２の対向面に
設けられた乱反射面１６．１７で多重反射され．照射窓
４とずれた位置に設けられた入射窓５より受光部２内に
入る． 受光部２において．入射光はプリズム１８で２分され，
一方は測定光を透過するフィルタ９，レンズ１１を経て
受光素子ｌ２に導かれ．他方は比較光を透過するフィル
タ１０，レンズ１１′を経て受光素子１２′に導かれる
．受光素子１２で検出された測定光Ｍと受光素子１２′
で検出された比較光Ｒは同時に演算器ｌ３に与えられ，
Ｒ／Ｍの演算が行なわれ出力される． く発明が解決しようとする課題〉 上記従来の装置において，第５図に示す構成のものは，
横造が簡単で１光量減衰も少ないという利点が有る半面
，測定対象は紙１枚であるため，この紙の厚さが薄い場
合は感度のよいものが得られないという問題が有る，ま
た，第６図に示す構成のものは，投光部と受光部の光軸
が数十ｍｍ離れた所に配置され，散乱面によって紙を透
過散乱しながら受光部に達するので光の減衰量が多くな
り信号自体が小さくなるという問題が有った．さらに，
１つの装置で複数種の紙の水分を測定する事は出来ない
という問題があった． 本発明は上記従来技術の問題を解決するために成された
もので，紙に当った光が横方向に伝搬する性質を利用す
る事によりＳ／Ｎ比が高く，かつ複数種の紙の水分を測
定する事が出来る検出装置を提供することを目的とする
。
被測定体である紙３を挾んで対向配置されている． 投光部１では，光源６からの光がレンズ７で平行光とさ
れ．更にチョッパー・ホイール８で断続光とされた後．
照射窓４を介し紙３に照射される．チョッパー・ホイー
ル８には水分による吸収を受ける１．９４μｍの光（測
定光）を透過するフィルタ９と，水分による吸収を受け
ない１、８μｍの光〈比較光〉を透過するフィルタ１０
とが設けられ，回転に従い測定光と比較光とを交互に紙
３に照射する．受光部２では，入射窓５より紙３を透過
した光が入射し，レンズ１１で集束され受光素子１２に
集光される．この受光素子では測定光Ｍと比較光Ｒとを
時系列的に検出し．演算器１３に与えＲ／Ｍの演算を行
い出力する． 第６に示す従来例では，投光部１において光源６からの
光をレンズ７で千行光とし，チョッパー・ホイール８′
で断続光とした後，照射窓４より紙３に照射する．この
チョッパー・ホイールには第５図の従来例のようなフィ
ルタは載置されておらず．ホイールは専ら迷光の影響を
除去するためにだけ使用される．照射窓４より照射され
た白色光は紙３を挾んで投光部１と受光部２の対向面に
設けられた乱反射面１６．１７で多重反射され．照射窓
４とずれた位置に設けられた入射窓５より受光部２内に
入る． 受光部２において．入射光はプリズム１８で２分され，
一方は測定光を透過するフィルタ９，レンズ１１を経て
受光素子ｌ２に導かれ．他方は比較光を透過するフィル
タ１０，レンズ１１′を経て受光素子１２′に導かれる
．受光素子１２で検出された測定光Ｍと受光素子１２′
で検出された比較光Ｒは同時に演算器ｌ３に与えられ，
Ｒ／Ｍの演算が行なわれ出力される． く発明が解決しようとする課題〉 上記従来の装置において，第５図に示す構成のものは，
横造が簡単で１光量減衰も少ないという利点が有る半面
，測定対象は紙１枚であるため，この紙の厚さが薄い場
合は感度のよいものが得られないという問題が有る，ま
た，第６図に示す構成のものは，投光部と受光部の光軸
が数十ｍｍ離れた所に配置され，散乱面によって紙を透
過散乱しながら受光部に達するので光の減衰量が多くな
り信号自体が小さくなるという問題が有った．さらに，
１つの装置で複数種の紙の水分を測定する事は出来ない
という問題があった． 本発明は上記従来技術の問題を解決するために成された
もので，紙に当った光が横方向に伝搬する性質を利用す
る事によりＳ／Ｎ比が高く，かつ複数種の紙の水分を測
定する事が出来る検出装置を提供することを目的とする
。
く課題を解決するための手段〉
上記課題を解決する為の本発明の構成は，投光部からの
光をシート状物体を介して受光する受光素子を有し．前
記受光素子からの信号に基づいて前記シート状物体の水
分量を測定するシート状物体の水分測定装置において，
前記投光部からの光を受光して前記シート状物体側に出
射する第１の導光手段と，前記第１の導光手段の端部側
面に所定の距離を保って直径の異なるｎ個の第２の導光
手段が円環状に配置され，前記第１の導光手段からの出
射光が前記シート状物体中を横方向に伝搬した光を受光
し，前記円環状の第２の導先手段のそれぞれが受光した
光を前記受光素子に入射させる様に横成したことを特徴
とするものである．く作用〉 第１の導光手段から出射して紙を照射する光の大部分は
紙を透過するが，横方向へも伝搬する．この横方向への
伝搬光は薄紙のような坪量の小さいものにおいては伝搬
光路長は長いが光量は少ない。これにたいし１上質紙の
ような坪量の大きなものにおいては伝搬光路は短いが光
量は多い。第１の導光手段からの横方向への伝搬光を円
環上に配置したｎ個の第２の゜導光手段を介して受光す
れば伝搬光の光量と伝搬距離を同時に検知する事が出来
る． 〈実施例〉 第２図は本発り［の原理を説明する為の要部断面図であ
る。図において２０は光ファイバ束からなる第１の導光
手段であり，図示しない光源からの光が矢印イ方向から
導かれてその端部から出射する．２１は同じく光ファイ
バ束で形戒され第１の導光手段の端部四面に一定の距離
を保って配置された第２の導光手段，３は第１，第２の
導光手段に対向して配置された紙である。
光をシート状物体を介して受光する受光素子を有し．前
記受光素子からの信号に基づいて前記シート状物体の水
分量を測定するシート状物体の水分測定装置において，
前記投光部からの光を受光して前記シート状物体側に出
射する第１の導光手段と，前記第１の導光手段の端部側
面に所定の距離を保って直径の異なるｎ個の第２の導光
手段が円環状に配置され，前記第１の導光手段からの出
射光が前記シート状物体中を横方向に伝搬した光を受光
し，前記円環状の第２の導先手段のそれぞれが受光した
光を前記受光素子に入射させる様に横成したことを特徴
とするものである．く作用〉 第１の導光手段から出射して紙を照射する光の大部分は
紙を透過するが，横方向へも伝搬する．この横方向への
伝搬光は薄紙のような坪量の小さいものにおいては伝搬
光路長は長いが光量は少ない。これにたいし１上質紙の
ような坪量の大きなものにおいては伝搬光路は短いが光
量は多い。第１の導光手段からの横方向への伝搬光を円
環上に配置したｎ個の第２の゜導光手段を介して受光す
れば伝搬光の光量と伝搬距離を同時に検知する事が出来
る． 〈実施例〉 第２図は本発り［の原理を説明する為の要部断面図であ
る。図において２０は光ファイバ束からなる第１の導光
手段であり，図示しない光源からの光が矢印イ方向から
導かれてその端部から出射する．２１は同じく光ファイ
バ束で形戒され第１の導光手段の端部四面に一定の距離
を保って配置された第２の導光手段，３は第１，第２の
導光手段に対向して配置された紙である。
上記桶成において．第１の導光手段２０からの出射光は
対向して配置された紙３の表面を照射する．その光の大
半は紙を透過するが一部は紙中を矢印ロで示すように紙
のセルロースによる散乱を受けながら横方向に伝撮し，
第２の導光手段２１に入射して矢印八方向に導かれ，図
示しない受光部に達する．なお，ここでいう一定の距離
とは光の出射口から紙３までの距離との関係により異な
るが．水分検出に関与しない紙からの直接反射光が第２
の導光手段２１の受光部に入射しない程度の距離とし，
その先端は矢印二方向に移動可能に構成されているもの
とする。
対向して配置された紙３の表面を照射する．その光の大
半は紙を透過するが一部は紙中を矢印ロで示すように紙
のセルロースによる散乱を受けながら横方向に伝撮し，
第２の導光手段２１に入射して矢印八方向に導かれ，図
示しない受光部に達する．なお，ここでいう一定の距離
とは光の出射口から紙３までの距離との関係により異な
るが．水分検出に関与しない紙からの直接反射光が第２
の導光手段２１の受光部に入射しない程度の距離とし，
その先端は矢印二方向に移動可能に構成されているもの
とする。
第３図は，第２図の装置を用い１紙として坪量Ｌｏｇ／
ｍ’のティッシュペーバ．坪量３０ｇ／ｍ２の薄葉紙お
よび坪量６０ｇ／ｍ’の上質紙を用い，横方向に伝搬し
た光について．その含有水分１（ｇ／ｍ’）に対する検
出器の出力（Ｒ／Ｍ）の関係を測定したものである．図
によればＲ／Ｍは坪量が大きい紙程小さく．坪量が小さ
い紙ほど大きな値になることが分る．この事は伝搬光は
坪量の小さい紙は紙中伝搬光路が長いので，水分の吸収
が大きく（高感度），逆に坪量の大きな紙は紙中伝搬光
路が短いので水分の吸収が小さい（低感度）事を示して
いる． 第４図は第２図の構成において．湿度が３０％と７０％
の雰囲気中において紙中含水量を飽和させた坪，ｔｌｏ
ｇ／ｍ２のティッシュベーバと坪量６０ｇ／ｍ’の上質
紙を用い，水分に吸収されない１．８μｍの赤外光を伝
搬させた場合の相対光強度と伝搬距離の関係を示す図で
ある。図によれば．水分子が多いと散乱が起こり伝搬距
離は短くなる事が分る．また，各湿度で比較すると坪量
の小さいティッシュベーバの場合は光量は少ないが伝撮
距離は長く，坪量の大きな上質紙は光量は多いが伝搬距
離は短い事が分る。
ｍ’のティッシュペーバ．坪量３０ｇ／ｍ２の薄葉紙お
よび坪量６０ｇ／ｍ’の上質紙を用い，横方向に伝搬し
た光について．その含有水分１（ｇ／ｍ’）に対する検
出器の出力（Ｒ／Ｍ）の関係を測定したものである．図
によればＲ／Ｍは坪量が大きい紙程小さく．坪量が小さ
い紙ほど大きな値になることが分る．この事は伝搬光は
坪量の小さい紙は紙中伝搬光路が長いので，水分の吸収
が大きく（高感度），逆に坪量の大きな紙は紙中伝搬光
路が短いので水分の吸収が小さい（低感度）事を示して
いる． 第４図は第２図の構成において．湿度が３０％と７０％
の雰囲気中において紙中含水量を飽和させた坪，ｔｌｏ
ｇ／ｍ２のティッシュベーバと坪量６０ｇ／ｍ’の上質
紙を用い，水分に吸収されない１．８μｍの赤外光を伝
搬させた場合の相対光強度と伝搬距離の関係を示す図で
ある。図によれば．水分子が多いと散乱が起こり伝搬距
離は短くなる事が分る．また，各湿度で比較すると坪量
の小さいティッシュベーバの場合は光量は少ないが伝撮
距離は長く，坪量の大きな上質紙は光量は多いが伝搬距
離は短い事が分る。
本発明は上記実験結果に基づいて戒されたもので，伝搬
光強度を検出するとともに伝搬距離の検出を行って紙質
による検出誤差のない測定装置を実現するものである． 以下，図面に従い本発明の装置の一実施例を説明する．
第１図（ａ）は第５図，第６図に示す投光部．受光部を
省略した本発明の要部を示す構成図，（ｂ）は紙３測か
らみた第１，第２の光ファイバ東２０．２１の端面を示
す図である。これらの図に示すように本実施例では第１
の導光手段の周囲に所定の厚さで赤外線を吸収する無反
射樹脂２３ａが形成され，ｎ分割された第２の導光手段
が環状に形成されている。なお，ここでは第１の導光手
段の端部から外周の第２の導光手段の厚みの中心までの
距離をＬ，，Ｌ２〜ＬＴＬとしている．上記楕成におい
て，第１の４光手段から紙面に照射された光は，紙内を
伝搬してｎ個に分割された第２の導光手段に入射してそ
れぞれの導光手段に対応して設けられた図示しない受光
素子に導かれる。この受光素子からの信号は外測になる
に従って弱くなるが第２の導光手段の分割は細かいほど
距離の測定が正確なものとなる．この受光素子からの信
号によりＲ光とＭ光の全光蚤を検出しＲ／Ｍ値を公知の
方法により求める．この値は先に述べた様に秤量の大き
な紙程小さく，坪量の小さな紙程大きな値となる．一方
，各受光素子のＲ光の値から求めた伝搬距離Ｌは，Ｒ／
Ｍ値と坪量の関係とは相補関係にあるので，紙質による
誤差がないように伝搬距離補正を加味してＲ／Ｍを求め
水分量の測定を行う．なお，伝搬距離はＲ光検出値と閾
値（検出限界）比較する事により求める事が出来る． く発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明した様に本発明によれ
ば，投光部からの光を受光して前記シ−ト状物体側に出
射する第１の導光手段と，前記第１の導光手段の端部開
面に所定の距離を保って直径の異なるｎ個の第２の導光
手段が円環状に配置され，前記第１の導光手段からの帛
射光が前記シート状物体中を横方向に伝搬した光を受光
し，前記円環状の第２の導光手段のそれぞれが受光した
光を前記受光素子に入射させる様に構戊したのでＳ／Ｎ
比を高くする事ができ，坪量の異なる紙を一つの検出装
置で測定する事が出来る．
光強度を検出するとともに伝搬距離の検出を行って紙質
による検出誤差のない測定装置を実現するものである． 以下，図面に従い本発明の装置の一実施例を説明する．
第１図（ａ）は第５図，第６図に示す投光部．受光部を
省略した本発明の要部を示す構成図，（ｂ）は紙３測か
らみた第１，第２の光ファイバ東２０．２１の端面を示
す図である。これらの図に示すように本実施例では第１
の導光手段の周囲に所定の厚さで赤外線を吸収する無反
射樹脂２３ａが形成され，ｎ分割された第２の導光手段
が環状に形成されている。なお，ここでは第１の導光手
段の端部から外周の第２の導光手段の厚みの中心までの
距離をＬ，，Ｌ２〜ＬＴＬとしている．上記楕成におい
て，第１の４光手段から紙面に照射された光は，紙内を
伝搬してｎ個に分割された第２の導光手段に入射してそ
れぞれの導光手段に対応して設けられた図示しない受光
素子に導かれる。この受光素子からの信号は外測になる
に従って弱くなるが第２の導光手段の分割は細かいほど
距離の測定が正確なものとなる．この受光素子からの信
号によりＲ光とＭ光の全光蚤を検出しＲ／Ｍ値を公知の
方法により求める．この値は先に述べた様に秤量の大き
な紙程小さく，坪量の小さな紙程大きな値となる．一方
，各受光素子のＲ光の値から求めた伝搬距離Ｌは，Ｒ／
Ｍ値と坪量の関係とは相補関係にあるので，紙質による
誤差がないように伝搬距離補正を加味してＲ／Ｍを求め
水分量の測定を行う．なお，伝搬距離はＲ光検出値と閾
値（検出限界）比較する事により求める事が出来る． く発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明した様に本発明によれ
ば，投光部からの光を受光して前記シ−ト状物体側に出
射する第１の導光手段と，前記第１の導光手段の端部開
面に所定の距離を保って直径の異なるｎ個の第２の導光
手段が円環状に配置され，前記第１の導光手段からの帛
射光が前記シート状物体中を横方向に伝搬した光を受光
し，前記円環状の第２の導光手段のそれぞれが受光した
光を前記受光素子に入射させる様に構戊したのでＳ／Ｎ
比を高くする事ができ，坪量の異なる紙を一つの検出装
置で測定する事が出来る．
第１図（ａ），（ｂ）は本発明に関するシート状物体の
特性測定装置の一実施例を示す構成図．第２図は本発明
の原理を説明する為の要部断面図，第３図は紙の含有水
分量と検出器出力の関係を示す図，第４図は相対光強度
と伝搬距離の関係を示す図，第５図，第６図は従来例を
示す図である。 ３・・・シート状物体く紙），２０・・・第１の導先手
第 ｌ 図 ／ａ） （ｂ） 第 Ｚ 図 第 ３ 図 ０ 含有水分蚤（ ９／ｙｎり
特性測定装置の一実施例を示す構成図．第２図は本発明
の原理を説明する為の要部断面図，第３図は紙の含有水
分量と検出器出力の関係を示す図，第４図は相対光強度
と伝搬距離の関係を示す図，第５図，第６図は従来例を
示す図である。 ３・・・シート状物体く紙），２０・・・第１の導先手
第 ｌ 図 ／ａ） （ｂ） 第 Ｚ 図 第 ３ 図 ０ 含有水分蚤（ ９／ｙｎり
Claims (1)
- 投光部からの光をシート状物体を介して受光する受光素
子を有し、前記受光素子からの信号に基づいて前記シー
ト状物体の水分量を測定するシート状物体の水分測定装
置において、前記投光部からの光を受光して前記シート
状物体側に出射する第１の導光手段と、前記第１の導光
手段の端部側面に所定の距離を保って直径の異なるｎ個
の第２の導光手段が円環状に配置され、前記第１の導光
手段からの出射光が前記シート状物体中を横方向に伝搬
した光を受光し、前記円環状の第２の導光手段のそれぞ
れが受光した光を前記受光素子に入射させる様に構成し
たことを特徴とするシート状物体の水分測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244087A JPH03105236A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | シート状物体の水分測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244087A JPH03105236A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | シート状物体の水分測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03105236A true JPH03105236A (ja) | 1991-05-02 |
Family
ID=17113544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1244087A Pending JPH03105236A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | シート状物体の水分測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03105236A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011069824A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Xerox Corp | 基材評価装置 |
| US8148690B2 (en) | 2009-09-24 | 2012-04-03 | ABB, Ltd. | Method and apparatus for on-line web property measurement |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP1244087A patent/JPH03105236A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8148690B2 (en) | 2009-09-24 | 2012-04-03 | ABB, Ltd. | Method and apparatus for on-line web property measurement |
| JP2011069824A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Xerox Corp | 基材評価装置 |
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