[发明专利]透过物体的辐射强度测量方法

说明书

本发明涉及一个透过物体的辐射强度测量方法。

对于测量透过纤维材料物体的辐射强度，特别是在烟草工业中测量透过圆柱形烟草产品，包括碎烟草连续棒料，过滤头连续棒料，香烟或过滤头的辐射强度，采用本发明特别有利。

香烟制造和输送机器中，通常采用上述测量来控制烟草产品的密度和检测在烟草中的任何空隙、结块或异物。

对于透过圆柱形物体的辐射强度通常是这样测量的：把强度为I和基本上为均布的辐射光束，以大致与物体轴线垂直的方向射向圆柱物体；把透过的光束聚焦；确定透过纤维材料的强度I_t；并把检测值与给定的门限值作比较。

由于入射能量强度I与透过的能量强度I_t的关系如下式：

I_t＝I^*e^-ad

其中“d”是在辐射通过材料中的光程长度，即辐射通过点上物体的厚度，“a”是由材料密度和材料本身表征的衰减常数，因而较薄部位提供的透过能量强度，即具短光程长度“d”的透过能量强度比中心部位提供的强度大得多。如果物体的材料具有不连续性质，例如在烟草产品中的纤维材料，这将更加明显。

此外，输出光束的聚焦相当于把不同强度成分加在一起，因而由中心部位提供的强度被较薄部位提供的强度所掩盖。

当采用红外光谱辐射时，上述缺点特别显著，而考虑到操作人员的安全，红外光谱仍然优先于其它辐射形式。

一个已知解决问题的办法是仅把光束射向圆柱物体的中心部位，在那里光束通过物体的光程长度大致相同，因此，除了物体中的空隙或异物外，各成分的强度值均为同一量级。

然而，由于排除了物体的重要部位，上述测量方法不能提供完整的控制。

本发明的目的是提出可克服上面缺点的方法。

根据本发明，提供了一个测量透过物体的辐射强度的方法；该方法包括的步骤是：把电磁辐射的入射光束射向物体，以得到与入射光束同轴的输出光束，测量输出光束的能量；上述每个光束由相关的光线确定；每个光束的每条光线与另一光束的相应光线对准，并具有通过物体的相关光程和相关的给定长度；其方法的特征是它还包括这样的步骤：修正上述每条光线所透过能量，使成为相关光程长度的函数。

现以参照附图作举例的方式来说明本发明许多实施例，对于实行本发明方法的控制装置，附图1至6表示了有关优选实施例的断面简图。

图1中编号1表示测量从圆柱物体2透过的辐射强度的装置，圆柱物体包含纤维材料3，并在垂直于图1平面的方向延伸。

在附图表示烟草产品的情形，材料3包括了封在包装纸4中的碎烟草，也可不作包装。

装置1包括了第一部分5和第二部分6，它们在物体2直径方向的相互相对位置上。部分5包括一个发射电磁辐射(优先在红外辐射区)的发射器7；在发射器7与物体2之间，一个光学瞄准装置8，一个与变光密度“p”的滤光片10相连的第一保护玻璃片9，滤光片用于减缓电磁辐射自中心部位向边缘的增加。

按照从物体2开始的顺序，部分6包括：第一保护玻璃片11；一个防反射筒12；一个光聚焦装置13；以及一个包括光敏感器15的接收装置。

在实际使用中，发射器7发射出电磁能量强度I大致均布的辐射光束16。光束16顺序遇到光瞄准装置8，滤光片10和玻璃片9，并转换成瞄准光束16a，沿大致垂直于物体2纵轴的方向延伸，其中，强度值I在中心为最大，并向光束16a边缘逐渐减小。

以平行于方向17的许多入射光线18，瞄准光束16a差不多照到整个物体2的表面上。每条入射光线18沿着相关的线19延伸，它通过物体2，并在物体2中确定光线18通过物体2的电磁能传播光程20，光程与方向17平行，其给定长度与入射点有关。由滤光片10产生的电磁能强度1分布成这样：每条光线18与强度“I_ri”(入射光线强度)相联系，它与光线18在光束16a中的相对位置有关。更准确地说，在光束16a中心，光线18的强度I_ri为最大，在光束16a边缘减到最小。换句话说，部分5对每条光线18规定一个强度“I_ri”，它随着相关光程20长度的减少而降低。

光束16a产生一个光束16b，它沿方向17离开物体2，遇到第二保护玻璃片11，沿防反射筒12行进，由聚焦装置13聚焦和集中到光敏感器15上。

由于入射电磁能被部分吸收和部分反射，光束16b的总强度“I_t”(透过强度)小于入射光束16a的强度I。