JPH03225258A - シート状物体の特性測定装置 - 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、シート状物体に含まれる水分量を測定する装
置に関し、特に薄紙の水分測定に用いて好適な測定装置
に関する。

〈従来の技術〉 第４図及び第５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４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１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５図に示す従来例では、投光部１において光源６から
の光をレンズ７で平行光とし、チョッパ・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４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皆を
除去するな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１２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１３に与えられ、
　Ｒ／Ｍの演算が行なわれ出力される。

〈発明が解決しようとする課題〉 一］、記従来の装置において、第４図に示ず構成のもの
は、構造が簡単で、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５図に示す構成のものは、
投光部と受光部の光軸が数十ｍｍ１ｌｌれな所に配！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。

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、光が紙のセルロース（繊維素）中を拡散伝搬す
ることに着目したものであり、特に薄紙において感度が
高く光の減衰量の少ない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〉 １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物
理的特性を測定するシート状物体の特性測定装置におい
て、中心部に投光用光ファイバ束、外周部に受光用光フ
ァイバ束を有する導光手段と、前記シート状物体を挟ん
で前記導光手段の端面に対向して配置され、前記投光用
光ファイバ束に対向する位置に断面半円状の凹部が、前
記受光用光ファイバ束に対向する位置に前記凹部を囲っ
て断面半円状の溝が形成された反射部材と、前記導光手
段の端面の投光用光ファイバ束と受光用光ファイバ束の
間にリング状に固定され、前記シート状物体での反射光
が前記受光部へ入射するのを防止する遮蔽板からなり、
前記投光部から出射した光のうち前記シート状物体中を
横方向に伝搬した光のみを前記受光部に入射させるよう
に構成したことを特徴とするものである。

く作用〉 投光用光ファイバ束から出射した光は紙で反射され、ま
たは透過するとともに紙のセルロースによる散乱を受け
ながら横方向にも伝搬する。これらの光のうち紙面で反
射した光は投光用光ファイバ束の端面との間で反射を繰
返しながら受光用光フアイバ東側に進行するが遮蔽板に
遮られて受光用光ファイバ束に入射することができない
。また紙を透過した光は半球状の凹部で反射するが、こ
の反射光のほとんどは半球の中心に向かうのでこの反射
光も受光用光ファイバ東に入射しない、従って受光用光
ファイバ束には紙中を横方向に伝搬した光のみが入射す
る。

〈実施例〉 以下１図面に従い本発明を説明する。第１図は本発明の
装置の一実施例を一部断面で示す要部構成図、第２図は
第１図のＸ−Ｘ断面図である。これらの図において２０
は光ファイバからなる導光手段であり、中央部の投光用
光ファイバ束２１の周りに受光用光ファイバ束２２が配
置されており。

これらの光ファイバ束は赤外光を吸収する（無反射）樹
脂２３などの部材により一定の距離を隔てて配置される
とともにその端面は面一に加工されている。

２５は導光手段２０の端部と対向する位置に配置された
反射部材であり、投光用光ファイバ束２１に対向する位
置に断面半円状の凹部２６が形成され、受光用光ファイ
バ束２２に対向する位置に四部２６を囲って断面半円状
の湧２７が形成されている。

３０は透光用光ファイバ束と受光用光ファイバ束の間に
リング状に固定された遮蔽板、３１は受光用光ファイバ
束の外周に固定された遮蔽板である。遮蔽板３０．３１
の先端および反射部材の四部２６と講２７の間に形成さ
れる凸部Ａ、Ａ一部とＢ、Ｂ”部はその含有水分を測定
すべき紙３を挟んで必要な許容幅を考慮した上で可能な
限り近接して配置され、投光空間４０および受光空間４
１を形成する。

なお１図では省略しているが投光用光ファイバ束の他端
には光源からの光が入射し、受光用光ファイバ束の他端
には光学系、受光素子、演算部等水分測定装置として必
要な構成要素を備えているものとする。

Ｆ記桶成において、投光用光ファイバ束２１からの光が
投光空間４０に出射するとその光は紙３で反射したり透
過するとともにその一部は紙のセルロース中を横方向に
伝搬する。ここで、１方向に紙中を伝搬した光は受光用
空間４１に達した受光用光ファイバ束に入射するが紙３
で反射した光は投光用光ファイバ束２１の端面との間で
反射を繰返しながら外周方向に進行するが遮蔽板３０に
遮られて受光空間４１に進むことはできない。また１紙
を透過した光は凹部（半球面）２６で反射するのでその
反射光は球の中心近傍に進行し受光空間４１に進むこと
はできない。しかしこの反射光の一部は紙中に入射して
セルロースによる拡散伝搬光となり受光空間に出射する
。そして受光空間４１に出射しだ伝搬光は？ｌＩ２７で
反射して紙を透過して受光用光ファイバ束に入射し１図
示しない光学系や受光素子に出射して従来と同様の演算
か行われる。

第３図は紙として坪量１０　ｇ／ｍ’のティッシュベー
パ（薄紙）と坪１１００　ｇ／ｍ’の上質紙を用い１紙
を透過した光と横方向に伝搬した光についてその含有水
分量（ｇ／ｍ２）に対する検出器の出力を測定したもの
である０図によればティッシュベーパの様な薄紙の水分
を測定する場合においては透過した光を利用するより横
方向に伝搬した光を測定した方が格段に検出感度が高い
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）、透
過光は水分子による測定光の吸収が小さい事を示してい
る。

〈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。

■　紙中の水分子と充分に会合した紙中伝搬光を検出に
用いているため水分検出感度が向上し、とくにティッシ
ュベーパのような薄紙の場合における含有水分量を感度
よく測定することが出来る。

■　導光手段として投光用光ファイバ束と受光用光ファ
イバ束を同心状にしたものを用いているため検出面積を
小さくすることができ、より詳細な水分検出データが得
られ、より紙端近傍までの水分検知が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部断面斜視図、第２
図は第１図のＸ−Ｘ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、第５図は従来装置
の構成図である。 ２０・・・導光手段、２１・・・透光用光ファイバ束。 ２２・・・受光用光ファイバ束、２３・・・樹脂、２５
・・・反射ブロック、２７・・・凹部、２７・・・清、
３０．３１・・・遮蔽板。 第 ３ 図 宮、ａ（分量（〕／Ｉｎり 第 ダ 図 第Ｃ 図 ３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   ト状物体の物理的特性を測定するシート状物体の特性測
   定装置において、中心部に投光用光ファイバ束、外周部
   に受光用光ファイバ束を有する導光手段と、前記シート
   状物体を挟んで前記導光手段の端面に対向して配置され
   、前記投光用光ファイバ束に対向する位置に断面半円状
   の凹部が、前記受光用光ファイバ束に対向する位置に前
   記凹部を囲って断面半円状の溝が形成された反射部材と
   、前記導光手段の端面の投光用光ファイバ束と受光用光
   ファイバ束の間にリング状に固定され、前記シート状物
   体での反射光が前記受光部へ入射するのを防止する遮蔽
   板からなり、前記投光部から出射した光のうち前記シー
   ト状物体中を横方向に伝搬した光のみを前記受光部に入
   射させるように構成したことを特徴とするシート状物体
   の特性測定装置。