JPS6161624B2 - - Google Patents
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- JPS6161624B2 JPS6161624B2 JP7156981A JP7156981A JPS6161624B2 JP S6161624 B2 JPS6161624 B2 JP S6161624B2 JP 7156981 A JP7156981 A JP 7156981A JP 7156981 A JP7156981 A JP 7156981A JP S6161624 B2 JPS6161624 B2 JP S6161624B2
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Classifications
-
- 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
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/86—Investigating moving sheets
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
本発明はシート状の物体に含まれる水分量を測
定する装置に関する。 シート状の物体に含まれる水分量を測定する装
置として、抄造紙に含まれる、又は、吸着する水
分を連続して測定する多重散乱・透過方式水分計
がある（特願昭54−63362号）。 第１図は、上記水分計の構成説明図である。第
１図において、上ヘツド１は、照射窓４及び５
と、反射材を被覆した散乱面２１と、円板状の板
面に２個の貫通穴を設け、一方の穴に基準光用フ
イルタ１４を、他方の穴に測定光用フイルタ１５
を埋設支承して、連続した定速回転をする回転セ
クタ１３と、円板状の板面に複数の貫通穴１７１
８…等を設け、その一部に標準サンプル１９，２
０…等を埋設支承して、外部から与えられる制御
信号によつて、定期的、又は、必要に応じて、定
められた角度で回転するサンプルホルダ１６と、
照射窓４を通る平行光線及び照射窓５を通る平行
光線を作成するランプ７、レンズ８、ミラー９及
びレンズ１０とを有する。一方、下ヘツド２は、
入射窓６と、反射材を被覆した散乱面２２と、入
射窓６に入射する光を収束するレンズ１１と、収
束された入射光を検出するセンサ１２とを有す
る。 上・下ヘツド１及び２は、シート状の紙３を挾
んで対向状態にあり、ランプ７、レンズ８、照射
窓４、散乱面２１及び２２、入射窓６、レンズ１
１並びにセンサ１２で多重散乱光学系を、ランプ
７、ミラー９、レンズ１０、照射窓５、入射窓
６、レンズ１１及びセンサ１２で透過光学系を
夫々構成している。そして、通常の測定状態にあ
つては、貫通穴１７を照射窓４の上に、貫通穴１
８を照射窓５の上に夫々位置させ、照射窓４及び
５から、回転セクタ１３による断続光を紙３に照
射し、紙３と相互作用をもつた光、即ち、多重散
乱光学系における測定光Mn及び基準光Rn並びに
透過光学系における測定光Ｍt及び基準光Ｒtから
成る時系列信号をセンサ１２で検出し、次段の演
算・制御部（図示せず）に送出し、所定の演算を
して紙の水分を測定するようになつている。ま
た、校正状態にあつては、上・下ヘツド１と２の
間に紙３がない状態でサンプルホルダ１６を間欠
的に回転させ、照射窓４及び５の上に、標準サン
プル、即ち、零サンプル、スパンサンプル、チエ
ツクサンプ等を順次配設し、各サンプルによる測
定光Mn及びＭt並びに基準光Rn及びＲtに対応す
る信号を得るようになつている。 このような水分計において、演算・制御部で実
際の演算に用いる信号は、水分信号としてMn信
号（測定光Mnに対応する信号。以下、各光に対
応する信号をRn信号、Ｍt信号、Ｒt信号と言う）
とRn信号の比、即ち、Mn／Rn信号を用い、この
信号に含まれる誤差要因、例えば、透過率ｆの変
動（原料パルプに故紙を含有した抄造紙に多い）
をRn／Ｒt信号で補償演算を行うようになつてい
る。演算にMn／Rn信号及びRn／Ｒt信号を用い
るのは、光学系を構成するランプ、センサ等の特
性変動をキヤンセルするためと、Rn，Mn，Ｒt，
Ｍtの各信号と紙の光学的特性を左右する変数、
即ち、層数ｎ、透過率ｆ、反射率γ及び水分量
MWとの間に、次表に示す感度特性を呈し、
Mn／Rn信号が水分量に対し、また、Rn／Ｒt信
号が透過率ｆに対し、夫々感度が大となる特性を
示すためである。
定する装置に関する。 シート状の物体に含まれる水分量を測定する装
置として、抄造紙に含まれる、又は、吸着する水
分を連続して測定する多重散乱・透過方式水分計
がある（特願昭54−63362号）。 第１図は、上記水分計の構成説明図である。第
１図において、上ヘツド１は、照射窓４及び５
と、反射材を被覆した散乱面２１と、円板状の板
面に２個の貫通穴を設け、一方の穴に基準光用フ
イルタ１４を、他方の穴に測定光用フイルタ１５
を埋設支承して、連続した定速回転をする回転セ
クタ１３と、円板状の板面に複数の貫通穴１７１
８…等を設け、その一部に標準サンプル１９，２
０…等を埋設支承して、外部から与えられる制御
信号によつて、定期的、又は、必要に応じて、定
められた角度で回転するサンプルホルダ１６と、
照射窓４を通る平行光線及び照射窓５を通る平行
光線を作成するランプ７、レンズ８、ミラー９及
びレンズ１０とを有する。一方、下ヘツド２は、
入射窓６と、反射材を被覆した散乱面２２と、入
射窓６に入射する光を収束するレンズ１１と、収
束された入射光を検出するセンサ１２とを有す
る。 上・下ヘツド１及び２は、シート状の紙３を挾
んで対向状態にあり、ランプ７、レンズ８、照射
窓４、散乱面２１及び２２、入射窓６、レンズ１
１並びにセンサ１２で多重散乱光学系を、ランプ
７、ミラー９、レンズ１０、照射窓５、入射窓
６、レンズ１１及びセンサ１２で透過光学系を
夫々構成している。そして、通常の測定状態にあ
つては、貫通穴１７を照射窓４の上に、貫通穴１
８を照射窓５の上に夫々位置させ、照射窓４及び
５から、回転セクタ１３による断続光を紙３に照
射し、紙３と相互作用をもつた光、即ち、多重散
乱光学系における測定光Mn及び基準光Rn並びに
透過光学系における測定光Ｍt及び基準光Ｒtから
成る時系列信号をセンサ１２で検出し、次段の演
算・制御部（図示せず）に送出し、所定の演算を
して紙の水分を測定するようになつている。ま
た、校正状態にあつては、上・下ヘツド１と２の
間に紙３がない状態でサンプルホルダ１６を間欠
的に回転させ、照射窓４及び５の上に、標準サン
プル、即ち、零サンプル、スパンサンプル、チエ
ツクサンプ等を順次配設し、各サンプルによる測
定光Mn及びＭt並びに基準光Rn及びＲtに対応す
る信号を得るようになつている。 このような水分計において、演算・制御部で実
際の演算に用いる信号は、水分信号としてMn信
号（測定光Mnに対応する信号。以下、各光に対
応する信号をRn信号、Ｍt信号、Ｒt信号と言う）
とRn信号の比、即ち、Mn／Rn信号を用い、この
信号に含まれる誤差要因、例えば、透過率ｆの変
動（原料パルプに故紙を含有した抄造紙に多い）
をRn／Ｒt信号で補償演算を行うようになつてい
る。演算にMn／Rn信号及びRn／Ｒt信号を用い
るのは、光学系を構成するランプ、センサ等の特
性変動をキヤンセルするためと、Rn，Mn，Ｒt，
Ｍtの各信号と紙の光学的特性を左右する変数、
即ち、層数ｎ、透過率ｆ、反射率γ及び水分量
MWとの間に、次表に示す感度特性を呈し、
Mn／Rn信号が水分量に対し、また、Rn／Ｒt信
号が透過率ｆに対し、夫々感度が大となる特性を
示すためである。
【表】
ところで、Mn／Rn信号及びRn／Ｒt信号は所
望の因子以外による影響を受けなことが理想であ
るが、現実には、Rn，Mn，Ｒt，Ｍtの各信号
は、散乱面２１や２２、照射窓４や５、入射窓６
等に付着するダストの付着量によつて変動し、し
かも、ダストの色（白色、黒色、灰色等がある）
によつて異なる特性を示すので、ダスト雰囲気で
測定精度を維持することが難しかつた。そこで、
先に、本発明者らは、ダスト付着量のみを補償す
る方法及び装置を発明した（特願昭55−104766
号、特願昭55−104769号）。上記発明によれば、
Mn／Rn信号（これをＫ値と言う）とダスト付着
量は、第２図に示す関係を有し、補償演算式は(1)
式となる。なお、(1)式において補償量はDK1・Ｆ
（ΔMz）である。 Ｋ＝Kon−DK1・Ｆ（ΔMz） (1) ΔMz＝Ｒｎｄ／Ｒｔｄ−Ｒｎｏ／Ｒｔｐ (2) 但し、Kon…測定状態（オンライン）における
Ｋ値（Mn／Rn信号） DK1…実験によつて求めた定数 Ｆ（ΔMz）…ダスト付着量を示す信号 Rnd，Ｒtd…散乱面等にダストが付着し
ている時、零サンプルを用いて得たRn
信号及びＲt信号の値 Rno，Ｒtp…散乱面等にダストが付着し
ていない時、零サンプルを用いて得た
Rn信号及びＲt信号の値 第２図において、縦軸はＫ値、横軸はダスト付
着量及び校正回数を示す。グラフ(イ)はサンプルホ
ルダ１６の零サンプルを用いて得たグラフ、グラ
フ(ロ)は被測定体である紙を流す位置に、零サンプ
ルと同じ物性のシート状物体を配設して得たグラ
フである。 なお、実際に検出ヘツドを据付ける現場におい
て、ダストの付着量は時間と共に比例的に増加す
るので、校正を一定間隔で行う場合、ダストの付
着量は校正回数に対応するので、ダスト付着量は
校正回数に比例する。 グラフ(イ)において、Ａ点は、上・下ヘツドの散
乱面、各窓等にダストが付着していない状態にお
けるＫ値でKzoとなつている。Ｂ点は、一定時間
後の校正（これを第１回目の校正と言う）におけ
る値をプロツトしたもので、ダスト付着量ｄ＝
d1、Ｋ値＝Kz1となつている。同様に、Ｃ点は、
第２回目の校正によるもので、ダスト付着量ｄ＝
d2、Ｋ値＝Kz2であり、Ｄ点は、第３回目の校正
によるもので、ダスト付着量ｄ＝d3、Ｋ値＝Kz3
である。 一方、グラフ(ロ)におけるＡ点、B′点、C′点及
びD′点は、グラフ(イ)におけるＡ点、Ｂ点、Ｃ点
及びＤ点に対応している。このように、サンプル
を配設する位置によつてＫ値が異なるのは、実際
に紙を流す位置にシート状のサンプルを配設した
場合、多重散乱の度合が、サンプルホルダのサン
プルによる場合に比べて極めて大きいためである
と考えられている。 同様に、Rn／Ｒt信号（これをＭ値と言う）に
ついても第２図と同様の特性を示し、Ｍ値の補償
演算式は(3)式となる。 Ｍ＝Mon−DK2・Ｆ（ΔMz） (3) 但し、Mon…測定状態（オンライン）における
Ｍ値（Rn／Ｒt信号） DK2…実験によつて求めた定数 Ｆ（ΔMz）…(1)式におけると同じ ところで、(1)式及び(3)式における定数DK1及び
DK2はダストの色が一定している場所では定数と
しみなし得るが、ダストの色が変るとDK1及び
DK2も変る。しかも、検出ヘツドが据付けられる
現場は、紙粉（白色）、紙粉＋カーボン（灰色）、
カーボン（黒色）等が混在する雰囲気が多いの
で、(1)式及び(3)式を用いてダストによる影響を完
全に補償することが難しい。 第３図及び第４図は(1)式及び(3)式における補償
量DK1・Ｆ（ΔMz）≡ΔKpp及びDK2・Ｆ（Δ
Mz）≡ΔMppの特性図である。各図のグラフに
付した符号の添字１は散乱面等に白色ダスト（紙
粉）が付着した時の特性である。同様に、添字２
は灰色ダスト（紙粉＋少量のカーボン）、添字３
は灰黒色ダスト（紙粉＋多量のカーボン）、添字
４は黒色ダスト（カーボン）が付着した時の特性
である。これら添字の意味するところは、後述す
る第５図においても同様である。 第５図は、第１図の検出ヘツドにおける零サン
プルを用い、Rn信号とＲt信号の関係を求めたも
のである。第５図から明らかなように、Rn信号
は白色ダストが付着している場合、増加特性を示
すのに対し、黒色、又は、黒色に近い色のダスト
が付着している場合、減少特性を示す。一方、Ｒ
t信号はダストの色に関係なく減少特性となつて
いる。 上記現象は、照射窓４を透過する光が白色ダス
トの存在によつて散乱光となり、かつ、上・下ヘ
ツドで形成するギヤツプ中を多重散乱してきた光
が照射窓５に付着する白色ダストによつて、より
多く入射窓６に入射するために起るものと考えら
れる。 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであ
り、散乱面（対向面）、照射窓、入射窓等に付着
するダストの量や性状に関係なく精度の良い測定
信号を得るために、ダストの色に対して一定の特
性を有する検出信号を得ると共に、ダストの付着
量による影響を演算によつて補償する装置を提供
することを目的とする。 即ち、本発明による装置は、略ホーン形状の反
射面を有し、このホーンの大開口部から小開口部
に向けて光の透過通路を形成して成る照射窓から
シート状の被測定体に光を照射し、その被測定体
と多数回相互作用をもつた光を検出する多重散乱
光学系と、光検出部の入射窓に比して極めて小さ
い開口部を有する光の透過通路を形成して成る照
射窓から被測定体に光を照射し、その被測定体を
透過した光を検出する透過光学系と、上・下ヘツ
ドの対向面にダストが付着していない時、標準サ
ンプルを用いて求めた校正信号及び定期的、又
は、必要に応じて校正動作をかけ、標準サンプル
を用いて求めた校正信号を用いて所定の演算をし
て、被測定体の物性に関する信号を得る手段とを
有する。 以下、本発明について詳しく説明する。 第６図は、本発明の一実施例による測定装置の
構成説明図である。第６図に付した符号で、第１
図と同一のものは同一意味を有するので、ここで
の説明を省略する。 第６図における装置の構成の特徴は、略ホーン
形状の反射面３２を形成すると共に、ホーンの小
開口部３４側の端面３３を鏡面状にして成る部材
３１を有し、この部材３１の端面３３を窓面にし
て成る多重散乱光学系の照射窓４と、透孔３８が
入射窓６の窓に比して極めて小さく、かつ、端面
３７が鏡面状のリング３７及び焦点をリング３７
の透孔３８にほぼ一致させると共に、カラー３６
を有する集光レンズ３５で構成する透過光学系の
照射窓５と、窓面に近接してセンサ１２を設置
し、センサ１２からの視野角をより大にして成る
入射窓６とを有する点にある。 上記構成において、回転セクタ１３及びサンプ
ルホルダ１６は、第１図におけると同一な動作を
行い、センサ１２は、Rn，Mn，Ｒt，Ｍtの時系
列信号を検出し、演算・制御部に送出する。この
時のRn信号とＲt信号の関係は、付着するダスト
の色によつて第８図に示すように変る。第８図に
おいて、縦軸はダスト付着量が零の時のRn信号
を基準にしたRn信号の変化率であり、横軸は、
同じ状況におけるＲt信号の変化率である。グラ
フC1，C2，C3及びC4は、前記した白色ダスト、
灰白色ダスト、灰黒色ダスト及び黒色ダストを、
各窓面、散乱面等に付着して得たグラフである。
図に示すように、Rn信号は、窓面、散乱面等に
ダストが付着していない時、最大を示し、ダスト
が付着すると、その色に関係なく、減少傾向を示
す。即ち、第５図の特性と異なり、ダストが上・
下ヘツドの対向面に付着すると、Rn信号は必ず
減少する。この現象について以下のように考える
ことができる。 照射窓４からの光は、第７図（平行光線の一部
省略）に示すように、レンズ８を介して得る平行
光線３９を反射面３２にてホーンの小開口部３４
に向けて反射し、小開口部３４にて２π方向に投
光する散乱光となり、ダストがない状態で理想的
な散乱光となる。このため、照射窓４の窓面にダ
ストが付着すると、たとえ、それが白色であつて
も散乱光は減少する。また、照射窓４及び５の窓
面（正確には端面）３３及び３７は、鏡面状にな
つているので、ダストがない状態が最も反射率が
高くなつている。さらに、センサ１２から入射窓
６をみた視野角が大きいので、上・下ヘツド間の
ギヤツプを散乱してきた散乱光の検出が容易で、
しかも、入射窓６の真上に位置する照射窓５の透
孔３８が入射窓６からの視野角に占める割合いが
小さいので、照射窓５の窓面を反射面として入射
する散乱光は、透孔３８の状態変化（ダスト付
着）による影響をほとんど受けない。 上記理由によつて上・下ヘツドの対向面にダス
トが付着するとRn信号減少傾向を示す。 このように、Rn信号が散乱面等に付着するダ
ストの色に関係なく、減少傾向を呈することによ
つて、補償量ΔKpp及びΔMppは第９図及び第
１０図に示すように、ダストの色に影響されない
補償係数を有する特性となる。第９図及び第１０
図は、本発明による装置におけるＫ値の補償量Δ
Kpp及びＭ値の補償量ΔMppとダスト付着量信
号ΔMzの関係を示したものであり、データの・
印は白色ダスト、○・は灰白色ダスト、△・印は灰黒
色ダスト、□・は黒色ダストを示す。 なお、上記実施例は、抄造紙の水分計について
説明したが、本発明はこれに限定するものではな
く、フイルムの厚さ測定装置等のシート状の物体
の物理量測定装置を含むものである。 また、透過光学系の照射窓５を多重散乱光学系
の照射窓４と同一、即ち、略ホーン形状の反射面
を形成すると共に、ホーンの小開口部側の端面を
鏡面状して成る部材を用いて構成してもよい。 さらに、上記実施例は、Mn／Rn信号及びRn／
Ｒt信号を用いて所定の演算を行つているが、本
発明はこれに限定するものではなく、他の信号を
用いて演算を行う装置であつてもよい。 以上詳しく説明したように、本発明による測定
装置によれば、散乱面等に付着するダストの色に
対して一定の特性を有する検出信号を得ると共
に、ダストの付着量を所定の演算をして補償して
いるので、散乱面等に付着するダストの量や性状
に関係なく、精度の良い測定信号を得ることがで
きる。
望の因子以外による影響を受けなことが理想であ
るが、現実には、Rn，Mn，Ｒt，Ｍtの各信号
は、散乱面２１や２２、照射窓４や５、入射窓６
等に付着するダストの付着量によつて変動し、し
かも、ダストの色（白色、黒色、灰色等がある）
によつて異なる特性を示すので、ダスト雰囲気で
測定精度を維持することが難しかつた。そこで、
先に、本発明者らは、ダスト付着量のみを補償す
る方法及び装置を発明した（特願昭55−104766
号、特願昭55−104769号）。上記発明によれば、
Mn／Rn信号（これをＫ値と言う）とダスト付着
量は、第２図に示す関係を有し、補償演算式は(1)
式となる。なお、(1)式において補償量はDK1・Ｆ
（ΔMz）である。 Ｋ＝Kon−DK1・Ｆ（ΔMz） (1) ΔMz＝Ｒｎｄ／Ｒｔｄ−Ｒｎｏ／Ｒｔｐ (2) 但し、Kon…測定状態（オンライン）における
Ｋ値（Mn／Rn信号） DK1…実験によつて求めた定数 Ｆ（ΔMz）…ダスト付着量を示す信号 Rnd，Ｒtd…散乱面等にダストが付着し
ている時、零サンプルを用いて得たRn
信号及びＲt信号の値 Rno，Ｒtp…散乱面等にダストが付着し
ていない時、零サンプルを用いて得た
Rn信号及びＲt信号の値 第２図において、縦軸はＫ値、横軸はダスト付
着量及び校正回数を示す。グラフ(イ)はサンプルホ
ルダ１６の零サンプルを用いて得たグラフ、グラ
フ(ロ)は被測定体である紙を流す位置に、零サンプ
ルと同じ物性のシート状物体を配設して得たグラ
フである。 なお、実際に検出ヘツドを据付ける現場におい
て、ダストの付着量は時間と共に比例的に増加す
るので、校正を一定間隔で行う場合、ダストの付
着量は校正回数に対応するので、ダスト付着量は
校正回数に比例する。 グラフ(イ)において、Ａ点は、上・下ヘツドの散
乱面、各窓等にダストが付着していない状態にお
けるＫ値でKzoとなつている。Ｂ点は、一定時間
後の校正（これを第１回目の校正と言う）におけ
る値をプロツトしたもので、ダスト付着量ｄ＝
d1、Ｋ値＝Kz1となつている。同様に、Ｃ点は、
第２回目の校正によるもので、ダスト付着量ｄ＝
d2、Ｋ値＝Kz2であり、Ｄ点は、第３回目の校正
によるもので、ダスト付着量ｄ＝d3、Ｋ値＝Kz3
である。 一方、グラフ(ロ)におけるＡ点、B′点、C′点及
びD′点は、グラフ(イ)におけるＡ点、Ｂ点、Ｃ点
及びＤ点に対応している。このように、サンプル
を配設する位置によつてＫ値が異なるのは、実際
に紙を流す位置にシート状のサンプルを配設した
場合、多重散乱の度合が、サンプルホルダのサン
プルによる場合に比べて極めて大きいためである
と考えられている。 同様に、Rn／Ｒt信号（これをＭ値と言う）に
ついても第２図と同様の特性を示し、Ｍ値の補償
演算式は(3)式となる。 Ｍ＝Mon−DK2・Ｆ（ΔMz） (3) 但し、Mon…測定状態（オンライン）における
Ｍ値（Rn／Ｒt信号） DK2…実験によつて求めた定数 Ｆ（ΔMz）…(1)式におけると同じ ところで、(1)式及び(3)式における定数DK1及び
DK2はダストの色が一定している場所では定数と
しみなし得るが、ダストの色が変るとDK1及び
DK2も変る。しかも、検出ヘツドが据付けられる
現場は、紙粉（白色）、紙粉＋カーボン（灰色）、
カーボン（黒色）等が混在する雰囲気が多いの
で、(1)式及び(3)式を用いてダストによる影響を完
全に補償することが難しい。 第３図及び第４図は(1)式及び(3)式における補償
量DK1・Ｆ（ΔMz）≡ΔKpp及びDK2・Ｆ（Δ
Mz）≡ΔMppの特性図である。各図のグラフに
付した符号の添字１は散乱面等に白色ダスト（紙
粉）が付着した時の特性である。同様に、添字２
は灰色ダスト（紙粉＋少量のカーボン）、添字３
は灰黒色ダスト（紙粉＋多量のカーボン）、添字
４は黒色ダスト（カーボン）が付着した時の特性
である。これら添字の意味するところは、後述す
る第５図においても同様である。 第５図は、第１図の検出ヘツドにおける零サン
プルを用い、Rn信号とＲt信号の関係を求めたも
のである。第５図から明らかなように、Rn信号
は白色ダストが付着している場合、増加特性を示
すのに対し、黒色、又は、黒色に近い色のダスト
が付着している場合、減少特性を示す。一方、Ｒ
t信号はダストの色に関係なく減少特性となつて
いる。 上記現象は、照射窓４を透過する光が白色ダス
トの存在によつて散乱光となり、かつ、上・下ヘ
ツドで形成するギヤツプ中を多重散乱してきた光
が照射窓５に付着する白色ダストによつて、より
多く入射窓６に入射するために起るものと考えら
れる。 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであ
り、散乱面（対向面）、照射窓、入射窓等に付着
するダストの量や性状に関係なく精度の良い測定
信号を得るために、ダストの色に対して一定の特
性を有する検出信号を得ると共に、ダストの付着
量による影響を演算によつて補償する装置を提供
することを目的とする。 即ち、本発明による装置は、略ホーン形状の反
射面を有し、このホーンの大開口部から小開口部
に向けて光の透過通路を形成して成る照射窓から
シート状の被測定体に光を照射し、その被測定体
と多数回相互作用をもつた光を検出する多重散乱
光学系と、光検出部の入射窓に比して極めて小さ
い開口部を有する光の透過通路を形成して成る照
射窓から被測定体に光を照射し、その被測定体を
透過した光を検出する透過光学系と、上・下ヘツ
ドの対向面にダストが付着していない時、標準サ
ンプルを用いて求めた校正信号及び定期的、又
は、必要に応じて校正動作をかけ、標準サンプル
を用いて求めた校正信号を用いて所定の演算をし
て、被測定体の物性に関する信号を得る手段とを
有する。 以下、本発明について詳しく説明する。 第６図は、本発明の一実施例による測定装置の
構成説明図である。第６図に付した符号で、第１
図と同一のものは同一意味を有するので、ここで
の説明を省略する。 第６図における装置の構成の特徴は、略ホーン
形状の反射面３２を形成すると共に、ホーンの小
開口部３４側の端面３３を鏡面状にして成る部材
３１を有し、この部材３１の端面３３を窓面にし
て成る多重散乱光学系の照射窓４と、透孔３８が
入射窓６の窓に比して極めて小さく、かつ、端面
３７が鏡面状のリング３７及び焦点をリング３７
の透孔３８にほぼ一致させると共に、カラー３６
を有する集光レンズ３５で構成する透過光学系の
照射窓５と、窓面に近接してセンサ１２を設置
し、センサ１２からの視野角をより大にして成る
入射窓６とを有する点にある。 上記構成において、回転セクタ１３及びサンプ
ルホルダ１６は、第１図におけると同一な動作を
行い、センサ１２は、Rn，Mn，Ｒt，Ｍtの時系
列信号を検出し、演算・制御部に送出する。この
時のRn信号とＲt信号の関係は、付着するダスト
の色によつて第８図に示すように変る。第８図に
おいて、縦軸はダスト付着量が零の時のRn信号
を基準にしたRn信号の変化率であり、横軸は、
同じ状況におけるＲt信号の変化率である。グラ
フC1，C2，C3及びC4は、前記した白色ダスト、
灰白色ダスト、灰黒色ダスト及び黒色ダストを、
各窓面、散乱面等に付着して得たグラフである。
図に示すように、Rn信号は、窓面、散乱面等に
ダストが付着していない時、最大を示し、ダスト
が付着すると、その色に関係なく、減少傾向を示
す。即ち、第５図の特性と異なり、ダストが上・
下ヘツドの対向面に付着すると、Rn信号は必ず
減少する。この現象について以下のように考える
ことができる。 照射窓４からの光は、第７図（平行光線の一部
省略）に示すように、レンズ８を介して得る平行
光線３９を反射面３２にてホーンの小開口部３４
に向けて反射し、小開口部３４にて２π方向に投
光する散乱光となり、ダストがない状態で理想的
な散乱光となる。このため、照射窓４の窓面にダ
ストが付着すると、たとえ、それが白色であつて
も散乱光は減少する。また、照射窓４及び５の窓
面（正確には端面）３３及び３７は、鏡面状にな
つているので、ダストがない状態が最も反射率が
高くなつている。さらに、センサ１２から入射窓
６をみた視野角が大きいので、上・下ヘツド間の
ギヤツプを散乱してきた散乱光の検出が容易で、
しかも、入射窓６の真上に位置する照射窓５の透
孔３８が入射窓６からの視野角に占める割合いが
小さいので、照射窓５の窓面を反射面として入射
する散乱光は、透孔３８の状態変化（ダスト付
着）による影響をほとんど受けない。 上記理由によつて上・下ヘツドの対向面にダス
トが付着するとRn信号減少傾向を示す。 このように、Rn信号が散乱面等に付着するダ
ストの色に関係なく、減少傾向を呈することによ
つて、補償量ΔKpp及びΔMppは第９図及び第
１０図に示すように、ダストの色に影響されない
補償係数を有する特性となる。第９図及び第１０
図は、本発明による装置におけるＫ値の補償量Δ
Kpp及びＭ値の補償量ΔMppとダスト付着量信
号ΔMzの関係を示したものであり、データの・
印は白色ダスト、○・は灰白色ダスト、△・印は灰黒
色ダスト、□・は黒色ダストを示す。 なお、上記実施例は、抄造紙の水分計について
説明したが、本発明はこれに限定するものではな
く、フイルムの厚さ測定装置等のシート状の物体
の物理量測定装置を含むものである。 また、透過光学系の照射窓５を多重散乱光学系
の照射窓４と同一、即ち、略ホーン形状の反射面
を形成すると共に、ホーンの小開口部側の端面を
鏡面状して成る部材を用いて構成してもよい。 さらに、上記実施例は、Mn／Rn信号及びRn／
Ｒt信号を用いて所定の演算を行つているが、本
発明はこれに限定するものではなく、他の信号を
用いて演算を行う装置であつてもよい。 以上詳しく説明したように、本発明による測定
装置によれば、散乱面等に付着するダストの色に
対して一定の特性を有する検出信号を得ると共
に、ダストの付着量を所定の演算をして補償して
いるので、散乱面等に付着するダストの量や性状
に関係なく、精度の良い測定信号を得ることがで
きる。
第１図は、従来の多重散乱・透過方式水分計の
構成説明図、第２図は、Ｋ値−ダスト付着量特性
図、第３図及び第４図は、補償量とダスト付着量
信号の関係図、第５図は、Rn信号とＲt信号の関
係図、第６図は、本発明の一実施例による水分計
の構成説明図、第７図は、本発明による水分計の
多重散乱光学系照射窓における散乱光作成説明
図、第８図は、本発明による水分計におけるRn
信号−Ｒt信号関係図、第９図及び第１０図は、
本発明による水分計における補償量とダスト付着
量信号の関係図である。 １……上ヘツド、２……下ヘツド、３……紙、
４及び５……照射窓、６……入射窓、７……ラン
プ、８，１０及び３５……レンズ、１３……回転
セクタ、１６……サンプルホルダ、３１……略ホ
ーン形状の反射面を有する部材。
構成説明図、第２図は、Ｋ値−ダスト付着量特性
図、第３図及び第４図は、補償量とダスト付着量
信号の関係図、第５図は、Rn信号とＲt信号の関
係図、第６図は、本発明の一実施例による水分計
の構成説明図、第７図は、本発明による水分計の
多重散乱光学系照射窓における散乱光作成説明
図、第８図は、本発明による水分計におけるRn
信号−Ｒt信号関係図、第９図及び第１０図は、
本発明による水分計における補償量とダスト付着
量信号の関係図である。 １……上ヘツド、２……下ヘツド、３……紙、
４及び５……照射窓、６……入射窓、７……ラン
プ、８，１０及び３５……レンズ、１３……回転
セクタ、１６……サンプルホルダ、３１……略ホ
ーン形状の反射面を有する部材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上ヘツドと下ヘツドを対向配置して多重散乱
形の光学系および透過形の光学系を構成すると共
に、該上・下ヘツドで形成される間隙にシート状
の物体を配設し該物体中の水分によつて吸収され
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物体に照射し、該物
体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
つて前記物体に含有されている水分量を測定する
装置において、大開口部から小開口部に向けて光
の通路が形成され且つ該大開口部から入射する入
射光を前記小開口部近傍の照射窓上で収束させる
形状の反射面を有するように前記多重散乱形光学
系の照射部を構成すると共に、前記受光部の入射
窓に比して小さい開口部をもつた照射窓を有する
ように前記透過形光学系の照射部を構成し、前記
上・下ヘツドの対向面にダストが付着してていな
いとき標準サンプルを用いて求めた校正信号、お
よび定期的又は必要に応じて校正動作をかけ前記
標準サンプルを用いて求めた校正信号を使用し前
記測定信号および基準信号を用いる演算で前記ダ
スト付着量の影響を除去して前記水分量に関する
信号を得る手段とを具備することを特徴とするシ
ート状物体中の水分量測定装置。 ２ 前記反射面の形状は、断面が略放物線状であ
る特許請求範囲第１項記載の水分量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7156981A JPS57186154A (en) | 1981-05-13 | 1981-05-13 | Characteristic measuring device for sheet of body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7156981A JPS57186154A (en) | 1981-05-13 | 1981-05-13 | Characteristic measuring device for sheet of body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57186154A JPS57186154A (en) | 1982-11-16 |
| JPS6161624B2 true JPS6161624B2 (ja) | 1986-12-26 |
Family
ID=13464462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7156981A Granted JPS57186154A (en) | 1981-05-13 | 1981-05-13 | Characteristic measuring device for sheet of body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57186154A (ja) |
-
1981
- 1981-05-13 JP JP7156981A patent/JPS57186154A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57186154A (en) | 1982-11-16 |
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