日本CHINO千野水分測厚儀的測量原理

1. 光譜特性和吸收強度（比爾-朗伯定律）

特定波長的紅外線具有被分子（原子）吸收的特性。 該波長吸收的波長取決於構成分子的原子及其鍵合狀態。
下圖是顯示紅外線在縱軸上的吸收（透射率）和橫軸上的波長（μm）的光譜特性圖示例。



它們代表不同的特性，例如吸水特性、溶劑、薄膜和油。
此外，這種吸收特性會根據物質的數量（厚度）而變強。
這用以下方程表示為 Lambert （Lumber）-Behr 定律。



衰減 ⊿I=-α・I・⊿t （α; 由吸收係數、物質和波長決定的常數） → dI=-α・I・dt 通過t（t=0~t）對兩邊進行積分 紅外線強度 I=I0・e^（-α・t）





Chino的紅外線水分和測厚儀利用紅外線的特性來吸收物質波長（官能團），測量物質中每種成分的含量，吸收量根據含量（厚度）而變化。

2. 傳感器的內部結構

水分和測厚儀的內部配置如下所示。



光源燈發出的光通過濾光片，僅選擇特定波長並照射物質。 照射的紅外線被測量目標（官能團）的振動吸收，衰減的反射光通過凹麵鏡重新聚焦並入射到受光元件上。
此外，該濾光片隨電機旋轉，間歇照射不同波長的紅外線（脈衝波），接收到的紅外線由探測器元件轉換為電信號，將每個波長的數據數字化，並輸出吸光度信號。

3. 吸光度計算

（2）雙波長比計算

（3）三波長比計算

（3）多元回歸運算

4. 校準曲線

它是根據 3 中 （2） 和 （99） 中 <> 中獲得的 <>（水分、厚度、μm、溶劑%等）的變化而增加或減少的變量，而不是組件本身的量。
需要校準曲線來確定獲得該吸光度值的組分數量。
校準曲線是在測量範圍內預先搖晃待測樣品，用濕度和厚度傳感器測量，然後通過最小二乘法（一種獲得減少誤差的回歸方程的方法）獲得吸光度值（X值）和實際測量數據而得到的公式。

<校準曲線數據>


基本上為每種類型創建校準曲線。 該傳感器最多可存儲 <> 條校準曲線，每次更改類型時都會切換校準曲線的通道。

附錄 1. 基於Lambert-Beer定律的校準曲線數據與吸光度值的關係

在上一節的標定曲線數據中，通過2~3階多項式方程得到的波長比計算1（3）得到的測量值Y與吸光度X值之間的關係。 另一方麵，在朗伯特（木材）-比爾定律中，吸光度是通過對數對數運算獲得的（t = - （1/α） / Log（I） + β 當用厚度 t 求解時）。
下圖顯示了在厚度測量時，以基於Lambert（Lumber）-Beer定律的理論公式獲得的吸光度與使用本公司使用的“雙波長比計算"進行二階或三階回歸計算之間的關係。



此模型示例中圖中的紅色箭頭表示理論方程的誤差。
然而，在現實中，每個品種（批次）的測量範圍在一定程度上是確定的，通過在該範圍內進行詳細的回歸計算，可以將誤差降低到使用中沒有問題的程度。
此外，對於多元回歸計算，取每個波長數據的對數（Logλn），並使用相同的計算方法作為理論公式，因此回歸計算精度進一步提高。 

附錄 2. 關於平滑操作

我們的水分儀和測厚儀主要用於在線測量，但由於許多幹擾、外部光線、測量距離、光路上的灰塵、表麵條件的波動等，在線測量數據可能會成為令人沮喪的因素。 因此，我們執行以下算術處理，以消除這些幹擾並實現穩定的測量。