JPH088441Y2 - 携帯型赤外線水分測定装置 - Google Patents

携帯型赤外線水分測定装置

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JPH088441Y2
JPH088441Y2 JP3986191U JP3986191U JPH088441Y2 JP H088441 Y2 JPH088441 Y2 JP H088441Y2 JP 3986191 U JP3986191 U JP 3986191U JP 3986191 U JP3986191 U JP 3986191U JP H088441 Y2 JPH088441 Y2 JP H088441Y2
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保雄 斉藤
淳 三沢
賢治 小西
章彦 杉本
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、試料に照射した近赤外
線の反射光量に基づいて試料の水分値を測定する赤外線
水分測定装置に係わり、測定場所へ持ち運びができる携
帯型赤外線水分測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、近赤外線を利用して水分値(水分
率)を測定する装置はいわゆる赤外線水分計として知ら
れており、水分に対して高い吸収特性を示す近赤外領域
の測定赤外線とこの測定赤外線付近の波長で水分に吸収
されにくい参照赤外線とを被測定物に交互に照射し、こ
の測定赤外線と参照赤外線の試料からの各反射光量を比
較することにより試料の色や成分などのちがいによる影
響を低減して水分値を測定するものである。
【0003】このような水分計としては、例えばたばこ
の製造工程でコンベアを流れる葉たばこの水分値を測定
してブレンド時の葉たばこの水分管理を行う場合などの
ように、各種製造ラインに据え付けられるものがある
が、試験ラインでの水分管理を行う場合などに、このよ
うな据え付けタイプのものを設けるとコストがかかると
いう問題がある。
【0004】また、実験室や試験室などで各種試料の水
分値を簡単に測定できるようにした卓上タイプのものが
あるが、このような卓上タイプの水分計を用いて試験室
等で測定を行う場合には、試料の採取に手間を要すると
いう問題がある。そこで、測定したい場所に手軽に持ち
運びができ、手持ちで水分値を測定できるような携帯型
赤外線水分測定装置の開発が行われている。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】ところで、このような
携帯型赤外線水分測定装置では、近赤外線のもととなる
光源、試料からの反射光を受光するための光学系、ある
いは測定値の演算などを行う制御装置等の各部を、一体
のケース内に収容する必要がある。しかしながら、この
ように一体のケース内に収容すると、特に長時間使用す
る場合、制御装置の電源回路や光源などの発熱によって
ケース内の温度が上昇し、部品の劣化や測定値のドリフ
トなどの点で問題が生じる。
【0006】本考案は、ケース内の温度上昇を抑えて部
品の劣化や測定値のドリフトを低減した携帯型赤外線水
分測定装置を得ることを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本考案の携帯型赤外線水分測定装置は、光源
と、該光源からの光に基づいて試料に近赤外線を照射し
て該試料からの近赤外線反射光を受光する光学系と、該
光学系で受光した近赤外線の受光量に基づいて試料の水
分値を測定する制御装置とを一体のケースに収容した携
帯型赤外線水分測定装置であって前記ケース内で前記
光源および前記制御装置を含む空間と前記光学系を含む
空間とが互いに隔絶され、上記ケースに上記光源および
制御装置を含む空間に連通する吸気口と排気口とが形成
されるとともに、該吸気口からの吸気と排気口からの
排気を行うファン装置を備え、該ファン装置により上記
光源および上記制御装置を含む空間内部を換気するよう
にしたことを特徴とする。
【0008】
【作用】本考案の携帯型赤外線水分測定装置によれば、
光学系と光源および制御装置はともに一体のケース内に
収容されているが、ケース内で光源および制御装置を含
む空間と光学系を含む空間とが互いに隔絶されている。
また、このケースには、光源および制御装置を含む空間
に連通する吸気口と排気口とが形成され、この吸気口か
らの吸気と排気口からの排気を行うファン装置を備えて
いる。すなわち、ケース内の空間のうち光学系を含む空
間を除いた少ない空間だけに冷却を必要とする光源と制
御装置が配置され、この光源と制御装置を通って換気が
行われるので、ケース内の温度上昇を効率良く抑えるこ
とがでる。
【0009】
【実施例】図1は本考案実施例の携帯型赤外線水分測定
装置の一部断面側面図、図2は同装置の正面図、図3は
同装置の背面図、図4は同装置の側面図である。この装
置は、上部に把手1aを有するプラスチック製のケース
1内に、参照赤外線と測定赤外線および可視光を照射し
て試料からの反射光を受光する測定用光学系2、測定距
離を指示するために試料に可視光のスポットを形成する
距離指示用光学系3、測定用光学系2に白色光を供給す
る光源ランプ4、水分値の演算等を行う制御装置5が収
容されている。
【0010】なお、図4に示したように、ケース1の側
面には、計測した水分値等を表示する表示器10、測定
開始ボタンやキャリブレーション等で使用されるテンキ
ーなどの操作スイッチ20が配設されている。
【0011】また、ケース1の正面(前面)には、測定
用光学系2からの光を照射するとともに試料からの反射
光を取り入れるための開口部1bと、距離指示用光学系
3から可視光の光束を照射するための開口部1cとが形
成され、さらにケース1内の前部に配設された光源ラン
プ4の近傍にはスリット状の吸気口6が形成されてい
る。
【0012】さらに、ケース1の背面(後面)には、一
部内側に窪んだファン取付板11と背面板12との間に
縦長の隙間をなす排気口7が形成され、ファン取付板1
1のケース1の内部にはこの排気口7に対応してファン
8が取り付けられている。なお、図1および図3では仮
想線で示してあるが背面板12には電源としてのNi−
Cdバッテリー30が取り付けられる。
【0013】ここで、図1に示したように、測定用光学
系2は円柱状のレンズ鏡筒2aとプラスチックのケース
2bとによって覆われており、図5の断面図に示したよ
うに、測定用光学系2は、回転ディスク21、集光レン
ズ22、反射板23、投影レンズ24、反射光集光レン
ズ25、ロングパスフィルタ26、PbS27を含んで
いる。
【0014】図7に示すように、回転ディスク21に
は、水分によって吸収されやすい近赤外領域の光(測定
赤外線)を選択的に透過する測定赤外線干渉フィルタ2
1a1と、水分によってほどんど吸収されない近赤外領
域の2種類の光(第1参照赤外線および第2参照赤外
線)をそれぞれ選択透過する参照赤外線干渉フィルタ2
1a2 ,21a3 、それに可視光を選択透過する可視光
干渉フィルタ21a4 がそれぞれディスクの同一円周上
に取付けられている。
【0015】そして、図5において、ディスク回転用モ
ータ9によって回転ディスク21が回転されると、上記
各フィルタ21aが光源ランプ4と集光レンズ22との
間の光路を順番に横切るようになっている。
【0016】また、回転ディスク21の近傍には光セン
サなどによって回転ディスク21の回転位置を検出する
同期検出装置21bが配設されており、この同期検出装
置21bの位置検出によって上記光路にあるフィルタの
種類、すなわち、測定赤外線、参照赤外線および可視光
の種類が制御装置5で識別される。
【0017】光源ランプ4からの光は回転ディスク21
のフィルタ21aを透過して集光レンズ22で収束され
て反射板23に向けられ、この反射板23で反射されて
投影レンズ24により集光されて、予め設定されている
測定点Oに向けて光束が照射される。そして、測定点O
側の試料からの反射光は反射光集光レンズ25で集光さ
れてロングパスフィルタ26を介してPbS27に導か
れ、このPbS27は受光量に応じたレベルの電圧信号
を制御装置5に出力する。
【0018】なお、ロングパスフィルタ26は、水分値
の測定に必要な測定赤外線、第1参照赤外線および第2
参照赤外線の反射光だけを選択的にPbS27に受光さ
せるために設けられたものである。
【0019】また、図5に示したように、測定用光学系
2の光軸(投影レンズ24の光軸)L1と距離指示用光
学系3の光軸(投影レンズ32の光軸)L2とは、互い
に測定点Oで交差するように設定されているので、試料
が測定点Oの位置にあるときは、測定用光学系2による
スポットと距離指示用光学系3によるスポットとは略同
心円になる。したがって、例えば手持ちで測定を行うと
きに、装置を試料に対して前後に移動させて両スポット
の位置を確認することにより、試料を測定点Oの位置に
合わせることができ、距離変動をなくして正確に測定す
ることができる。
【0020】図6は図5におけるA−A断面を示す図で
あり、図5および図6に示したように、光源ランプ4と
ディスク回転用モータ9はケース2bの下方外部に配設
され、ケース2b内に回転ディスク21が収容され、こ
のケース2bはレンズ鏡筒2aの円柱状側面に密着され
ている。また、レンズ鏡筒2aの開口側の周囲とケース
1の正面の開口部1bの周囲とが密着され、測定用光学
系2はケース1の内部で、光源ランプ4および制御装置
5が収容されている空間と隔絶された空間に配設されて
いる。
【0021】図8は実施例の赤外線水分測定装置のブロ
ック図であり、制御装置5はアナログ処理部51、ディ
ジタル処理部52および電源部53で構成されている。
PbS27からの電圧信号は回転ディスク21の回転に
伴って交流信号となり、アナログ処理部51の交流増幅
部で増幅されて同期整流部に入力される。同期信号発生
部は同期検出装置21bからの位置検出信号に基づいて
同期信号を発生し、同期整流部は、この同期信号に基づ
いて測定赤外線による電圧信号、2種類の参照赤外線に
よる電圧信号を、それぞれ選択的に整流し、測定赤外線
の電気信号をディジタル処理部52に出力する。また、
同期整流部からの参照赤外線による電圧信号は加算部で
加算されてディジタル処理部52に出力される。
【0022】ディジタル処理部52の制御部はマイクロ
コンピュータ等から構成され、アナログ入力部でアナロ
グ/ディジタル変換された信号の処理を行い、例えば、
次式(1),(2)に示したような周知の演算式により
水分値を求めて、表示器10に出力する。 M=K1 +K2 log(R/V1 ) ……(1) R=(V2 +V3 )/2 ……(2) ただし、Mは水分値(%)、V1 は測定赤外線の受光出
力に対応する電圧データ、V2 は第1参照赤外線の受光
出力に対応する電圧データ、V3 は第2参照赤外線の受
光出力に対応する電圧データ、K1 およびK2 はそれぞ
れキャリブレーションにより設定された係数である。な
お、ディジタル処理部52は、測定結果を外部に出力す
るためにRS−232C等の外部出力部を備えている。
【0023】ここで、アナログ処理部51は図示しない
電源スイッチの操作により電源部53から電源が供給さ
れると、ディスク回転用モータ9の回転を制御するとと
もにファン8を駆動する。
【0024】ファン8が駆動されると、図3に矢印で示
したようにケース1内の空気がファン8によって排気口
7から排出され、図2に矢印で示したように示したよう
に吸気口6から外気がケース1内に吸入される。また、
前記のように測定用光学系2はケース1内で隔絶されて
いるので、図1に矢印で示したように、吸気口6から吸
入された外気は、光源ランプ4、ディスク回転用モータ
9および制御装置5が配設された少ない空間を通ってフ
ァン8により排気口7から排出される。
【0025】このように、ケース1内で測定用光学系2
を隔絶することにより、吸気口6から排気口7まで通じ
る空気の流路は、最低限、光源ランプ4、ディスク回転
用モータ9および制御装置5が収容されるだけの少ない
空間になっているので、ファン8による換気の効率がよ
くなる。したがって、光源ランプ4や制御装置5の電源
回路などによるケース1内の温度上昇が抑えられ、例え
ば、制御装置5のコンデンサーなどの部品の劣化や、測
定値の温度ドリフトを低減することができる。
【0026】
【考案の効果】以上説明したように本考案の携帯型赤外
線水分測定装置は、光源と、該光源からの光に基づいて
試料に近赤外線を照射して該試料からの近赤外線反射光
を受光する光学系と、該光学系で受光した近赤外線の受
光量に基づいて試料の水分値を測定する制御装置とを一
体のケースに収容した携帯型赤外線水分測定装置であっ
て、特に冷却を必要とする光源と制御装置を光学系から
隔絶するとともに吸気口と排気口の間に光源と制御装置
を配置して、ファン装置により吸気口からの吸気と排気
口からの排気を行うようにしたので、ケース内の空間の
うち光学系を含む空間を除いた少ない空間だけで光源と
制御装置を通って換気を行うようようになり、制御装置
や光源をケース内にコンパクトに収容してもこの制御装
置や光源によるケース内の温度上昇を効率良く抑えるこ
とができ、部品の劣化や測定値のドリフトを低減するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案実施例の携帯型赤外線水分測定装置の一
部断面側面図である。
【図2】本考案実施例の携帯型赤外線水分測定装置の正
面図である。
【図3】本考案実施例の携帯型赤外線水分測定装置の背
面図である。
【図4】本考案実施例の携帯型赤外線水分測定装置の側
面図である。
【図5】本考案実施例における測定用光学系の断面図で
ある。
【図6】図5におけるA−A断面図である。
【図7】本考案実施例における回転ディスクを示す図で
ある。
【図8】本考案実施例の携帯型赤外線水分測定装置のブ
ロック図である。
【符号の説明】
1 ケース 2 測定用光学系 4 光源ランプ 5 制御装置 6 吸気口 7 排気口 8 ファン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小西 賢治 神奈川県平塚市黒部丘1番31号 日本たば こ産業株式会社 生産技術研究所内 (72)考案者 杉本 章彦 静岡県三島市徳倉2丁目16番12号 株式会 社 イーオス内 (56)参考文献 特開 昭63−274846(JP,A) 特開 平1−193627(JP,A) 特開 昭63−91538(JP,A)

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、該光源からの光に基づいて試料
    に近赤外線を照射して該試料からの近赤外線反射光を受
    光する光学系と、該光学系で受光した近赤外線の受光量
    に基づいて試料の水分値を測定する制御装置とを一体の
    ケースに収容した携帯型赤外線水分測定装置であって前記ケース内で前記光源および前記制御装置を含む空間
    と前記光学系を含む空間とが互いに隔絶され、上記ケー
    スに上記光源および制御装置を含む空間に連通する吸気
    口と排気口とが形成されるとともに、該 吸気口からの吸
    気と排気口からの排気を行うファン装置を備え、 該ファン装置により上記光源および上記制御装置を含む
    空間内部を換気するようにしたことを特徴とする携帯型
    赤外線水分測定装置。
  2. 【請求項2】 前記光源が前記ケース内の前部に配設さ
    れるとともに前記制御装置が該ケース内の後部に配設さ
    れ、前記吸気口が該ケースの前面に形成されるとともに
    前記排気口が該ケースの後面に形成され、前記ファン装
    置が該ケース内の上記排気口に対応する位置に配設され
    ていることを特徴とする請求項1記載の携帯型赤外線水
    分測定装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6391538A (ja) * 1986-10-06 1988-04-22 Kanebo Ltd 照明装置
JPS63274846A (ja) * 1987-05-06 1988-11-11 Fuji Photo Film Co Ltd 携帯型反射濃度計
JPH01193627A (ja) * 1988-01-28 1989-08-03 Toshiba Tesuko Kk 光学水分計

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