克重测定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种廉价且易于操作的克重测定法和克重仪，具备：介质谐振器（１），仅被配置在样品（１０）的一面侧；防护容器（４），除了该样品测定面，实质覆盖介质谐振器；微波用激励装置（６、２ａ），在介质谐振器中产生电场矢量；检测装置（８、２ｂ），检测出介质谐振器的透过能量或反射能量；存储装置（１２），存储表示变更介电常数和密度一定、且克重已知的标准样品的克重，根据各个克重所对应的、由介质谐振器在一定条件下测得的谐振频率移位量作成的克重所对应的谐振频率移位量的校准曲线；以及数据处理装置（１４），根据介电常数和密度与标准样品相等的测定对象样品的谐振频率移位量的测定结果和校准曲线，求出该测定对象样品的克重。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术，涉及利用微波的谐振，对以纸、无纺布、膜片为首的薄片状物质的厚度或克重(每1m2的质量)进行测定的方法和装置。
技术介绍
薄片(sheet)状物质、例如纸或膜片(film)，其厚度和克重在产品品质上是最为重要的参数之一，在制造工序中，对厚度、或克重(特别在纸的情况下)进行在线测量是必不可缺的。目前，作为在纸的制造工序中在线测量克重的方法，一般都是使用β线。特别是，主要使用氪85。β线是放射线的一种，是由放射性同位素的β衰变产生的带电粒子。β线，被照射到样品的一个面上，并且检测出另一个面上穿过来的量。照射到样品的一个面上的β线，在穿透样品的途中，会激励构成样品的原子的状态或者使其电离，β线自身也会在因损失运动能量等而能量受损的状态下，穿透到另一个面。该能量损失的量，由构成样品的物质特性(吸收系数)和量(厚度和克重等)决定。其关系可以用(3)式来表示。I＝I0exp(-μρχ) (3)其中，I0照射的放射线强度I穿透后的放射线强度μ由放射线的能量和样品决定的吸收系数ρ样品的密度χ穿透物质的厚度。此外，如果用b表示克重，则b＝ρ·χ，因此(3)式就变为(4)式。I＝I0exp(-μb) (4)也就是说，如果利用克重已知的标准样品，事先对每个作为测定对象的样品作出校准曲线(calibration curve)的话，就可以通过计算求得对每个样品决定的吸收系数μ。这样，在作业时，通过对所照射的放射线强度I0和穿透以后的放射线强度I进行测定，就可以用(4)式求出样品的克重。如此一来，虽然这种方法需要事先求出对象样品的吸收系数，但克重可以在作业中以在线的状态瞬时算出，因此抄纸机(paper machine)的在线控制得以实施。专利文献1特开平10-325811号公报但是，由于β线本身是放射线，因此在克重测定中采用β线的方法的情况下，势必会影响到人体。因而操作起来并不容易。此外，万一发生突发情况，还会有可能危及操作员。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种廉价且易于操作的克重测定方法和克重仪。本专利技术的克重测定方法的一个方面，包含以下的步骤来求出测定对象样品的克重。(步骤1)将仅被配置在薄片状的样品的一面侧的介质谐振器的样品测定面，以一定条件配置在克重已知的标准样品上，将该标准样品的介电常数和密度保持固定并使克重改变，测定各个克重所对应的该介质谐振器的谐振频率移位量，取得表示克重所对应的谐振频率移位量的校准曲线。(步骤2)对介电常数和密度与标准样品相等、且克重未知的测定对象样品，按照所述一定的条件，通过所述介质谐振器，测定谐振频率移位量。(步骤3)根据其测定值和所述校准曲线，求出测定对象样品的克重。这里，所谓谐振频率移位量是指，没有样品(标准样品或测定对象样品)的情况和有样品的情况下的谐振频率之差。本专利技术的克重测定方法的另一个方面，将仅被配置在样品的一面侧的介质谐振器的样品测定面，以一定条件配置在克重b已知的标准样品上，并测定谐振频率移位量Δf来计算出以下的常数A，对介电常数和密度与标准样品相等的测定对象样品，按照所述一定的条件，通过所述介质谐振器，测定谐振频率移位量Δf，并依照下式(1)计算该测定对象样品的克重b。Δf＝A·b (5)其中，Δf＝f0-fsf0没有样品(标准样品或测定对象样品)的情况下的谐振频率。fs有样品(标准样品或测定对象样品)的情况下的谐振频率。用介质谐振器测定谐振频率移位量Δf的一定的条件，一种形式是使介质谐振器的样品测定面与样品接触来进行测定；另一种形式是使介质谐振器的样品测定面与样品离开一定距离来进行测定。可以根据没有样品的情况下的谐振峰值电平、与有样品的情况下的谐振峰值电平之差，求出样品的水分含有量或水分含有率。图1表示本专利技术的克重测定装置。其一个方面中，具备介质谐振器1，仅被配置在样品10的一面侧；防护容器4，实质覆盖介质谐振器1，除了其样品测定面；微波用激励装置6、2a，使介质谐振器1产生电场矢量；检测装置8、2b，检测出介质谐振器1的透过能量或反射能量；存储装置，存储表示克重所对应的谐振频率移位量的校准曲线，该克重通过变更介电常数和密度一定、且克重已知的标准样品的克重，并根据各个克重所对应的、由介质谐振器1在一定条件下测得的谐振频率移位量作成；数据处理装置14，根据介电常数和密度与标准样品相等的测定对象样品的谐振频率移位量的测定结果、和校准曲线，求出该测定对象样品的克重。微波用激励装置包括微波振荡器6和天线2a；检测装置包括检波器8和天线2b。本专利技术的克重测定装置的另一方面中，虽然在具有介质谐振器1、防护容器4、微波用激励装置6、2a、以及检测装置8、2b这一点上，与上述的一方面相同，但存储装置12中，存储有下式(6)的常数A，该常数A通过变更介电常数和密度一定、且克重b已知的标准样品的克重，并根据各个克重所对应的、由介质谐振器1在一定条件下测得的谐振频率移位量Δf求出；数据处理装置14中，根据介电常数和密度与标准样品相等的测定对象样品的谐振频率移位量Δf的测定结果、和存储装置12中存储的常数A，基于下式(6)，算出该测定对象样品的克重b。Δf＝A·b (6)其中，Δf＝f0-fsf0没有样品(标准样品或测定对象样品)的情况下的谐振频率。fs有样品(标准样品或测定对象样品)的情况下的谐振频率。本专利技术的克重测定装置，通过令数据处理装置14，还具有根据没有样品情况下的谐振峰值电平、与有样品情况下的谐振峰值电平之差求出样品的水分含有量或水分含有率的功能，来具有水分测定功能。本专利技术的克重测定装置，另外，还可以具有取向测定功能。这种克重测定装置的一个方式是，包含多个被配置在同一平面上的介质谐振器，且这些介质谐振器在与所述平面平行的样品内平面上，被配置为具有一个方向成分的电场矢量在各介质谐振器中变为另一个方向，通过令数据处理装置14，还具有根据这些介质谐振器的输出之差求出样品的电介质各向异性的功能，来具有取向测定功能，使用这多个介质谐振器的输出的平均值，求出所述校准曲线或常数A，并根据测定对象样品所对应的基于这多个介质谐振器的输出的平均值的测定结果、和校准曲线或常数A，来计算测定对象样品的克重。与多个介质谐振器连接且对各个输出进行放大的放大电路，包含有延时元素。作为这种情况下的优选方式，多个介质谐振器的每一个，构成具有量可变电信号衰减/放大装置的介质谐振器检测系统，该量可变电信号衰减/放大装置，被插入在微波振荡器、至谐振峰值电平检测出电路之间，所述微波振荡器分别与各介质谐振器连接，所述谐振峰值电平检测电路与所述放大电路连接并从其输出中检测出谐振峰值电平，并具备运算装置，将来自各个介质谐振器检测系统的谐振峰值电平检测电路的输出、与另外设定的目标谐振峰值电平相比较，并以使其接近于目标谐振峰值电平的方式，运算输出改变所述量可变电信号衰减/放大装置所对应的衰减度或放大度的信号。介质谐振器检测系统，还具有模拟/数字转换电路部，目标谐振峰值电平电压，能被设定在该模拟/数字转换电路部的输入范围内。可编程衰减器，是量可变电信号衰减/放大装置的一例。可编程衰减器，可以连接在介质谐振器与微波振荡器之间。量可变电信号衰减/放大装置的另一例，设置在放大电路内。具备取向测定功能的克重测定装置的另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种克重测定方法，求测定对象样品的克重，包括以下步骤：步骤１，将仅被配置在薄片状的样品的一面侧的介质谐振器的样品测定面，以一定条件配置在克重已知的标准样品上，将该标准样品的介电常数和密度保持固定并使克重改变，测定各个克重所对应的该介 质谐振器的谐振频率移位量，取得表示克重所对应的谐振频率移位量的校准曲线；步骤２，对介电常数和密度与标准样品相等、且克重未知的测定对象样品，按照所述一定的条件，通过所述介质谐振器，测定谐振频率移位量；以及，步骤３，根据其测定值 和所述校准曲线，求出测定对象样品的克重，这里，所谓谐振频率移位量是指，没有样品即标准样品或测定对象样品的情况和有样品的情况下的谐振频率之差。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：泽本英忠，永田绅一，
申请(专利权)人：王子制纸株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]