JPH04134056U - 携帯型赤外線水分測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光源と光学系および制御装置を一体のケース収
容した携帯型赤外線水分測定装置において、制御装置や
光源による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する。 【構成】ケース１に、該ケース１内の光源ランプ４と制
御装置５が配された空間と連通する吸気口６と排気口７
とを形成する。測定用光学系２をケース１内に対して密
閉する。ファン８により吸気口６からの吸気と排気口７
からの排気を行って、光源ランプ４と制御装置５を含む
ケース１内部を換気する。

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 測定装置において、前記ケースには該ケース内の前記光源および前記制御装置が 配された空間と連通する吸気口と排気口とが形成されるとともに、前記光学系は 上記ケース内に対して密閉され、上記吸気口からの吸気と上記排気口からの排気 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 むケース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、光学系はケース内に対して密閉され ている。また、このケースには、光源と制御装置が配されたケース内の空間に連 通する吸気口と排気口とが形成されており、ファン装置により光源と制御装置を 含むケース内部が換気され、ケース内部の温度上昇が抑えられる。

【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、さらに正面下部の光源ランプ 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の背面には、一部内側に窪んだファン取付板１１と背面板１ ２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１１のケース１ の内部にはファン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２１ａ₁ 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２１ ａ₂ ，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２ １ｂ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２ ａ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 に対して密閉構造になっている。

【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５ ３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内に対して密閉構造になっているので、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を通ってファン８により排気口７から排出される。

【００２５】 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によれば、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において、前記ケースに、該 ケース内の光源および制御装置が配された空間と連通する吸気口と排気口とを形 成するとともに、前記光学系をケース内に対して密閉し、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って、光源および制御装置を含むケース内 部を換気するようにしたので、制御装置や光源によるケース内の温度上昇を抑え 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

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において、
   前記ケースには該ケース内の前記光源および前記制御装
   置が配された空間と連通する吸気口と排気口とが形成さ
   れるとともに、前記光学系は上記ケース内に対して密閉
   され、上記吸気口からの吸気と上記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ケース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】 前記光源は前記ケースの外壁近傍に配さ
   れ、該光源の近傍に前記吸気口が形成され、前記ファン
   装置は前記排気口近傍に配設されたものであることを特
   徴とする請求項１記載の携帯型赤外線水分測定装置。