(57)【要約】バイパス部（３０）を有する導管（２０）を通して押し出される生成物（４０）の色を測定するために分光光度計（７０）に光を供給するオンラインセンサー（５０）が提供される。このオンラインセンサー（５０）は透明部材（５００）を有しており、この透明部材は不透明外面（５２）と透明部材（５００）の第一端（５１）から第二端（５７）まで延在する内部部分（５４０）とを有する。この内部部分（５４０）はバイパス部（３０）に接続されており、バイパス部（３０）を通って流れる生成物（４０）は透明部材（５００）の内部部分（５４０）に供給される。透明部材（５００）に接続されている光源（６０）は不透明外面（５２）内の透明部材（５００）に光を提供する。受光器（７２）が、生成物（４０）により影響を受ける透明部材（５００）に接続されている。捕獲された光は、少なくとも、透明部材（５００）の内部部分（５４０）に供給された生成物（４０）の特性を測定するために分光光度計（７０）に供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイパス部（３０）を有する導管（２０）を通って流れる生成物（４０）の特性を現場で測定するために分光光度計（７０）に光を供給するオンラインセンサー（５０）であって、
バイパス部（３０）に接続された第一の直径を有する第一の円筒部（５１０）で、その中を通って生成物（４０）の一部分が流れる第一の円筒部（５１０）と、第一の直径と同心で第一の直径より大きい第二の直径を有する第二の円筒部（５２０）とを含む透明部材（５００）と、
透明部材（５００）を収容しており、第一のレセプタクル（５４）と第二のレセプタクル（５６）を有する不透明ケーシング（５２）と、
不透明ケーシング（５２）の第一のレセプタクル（５４）に接続されていて、不透明ケーシング（５４）の内部の透明部材（５００）に光を提供する光源（６０）と、
分光光度計（７０）及び不透明ケーシング（５２）の第二のレセプタクル（５６）に接続されていて、光源（６０）からの光のうち、透明部材（５００）中で第一の円筒部（５１０）内の生成物（４０）の部分により影響を受けた光を捕獲する受光器（７２）であって、その捕獲された光が、少なくとも、透明部材（５００）の第一の円筒部（５１０）内の生成物（４０）の部分の特性を測定する分光光度計（７０）に供給される、受光器（７２）と
を含んでなる、オンラインセンサー（５０）。
【請求項２】
光源（６０）が所定の波長の光を発する、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項３】
光源（６０）及び分光光度計（７０）に接続された基準チャンネル（９２０）をさらに含んでおり、この基準チャンネル（９２０）が光源（６０）からの光基準を分光光度計（７０）に提供する、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項４】
さらに、
光源（６０）に接続され、光源（６０）からの光を、第一のレセプタクル（５４）に光を提供する第一の光路を含む２以上の異なる光路に分割するビームスプリッター（５０）と、
ビームスプリッター（９１０）に接続され、ビームスプリッター（９１０）からの第二の光路の光を受け、この第二の光路からの光に基づく光基準を提供する基準チャンネル（９２０）と、
基準チャンネル（９２０）、受光器（７２）及び分光光度計（７０）に接続され、基準チャンネル（９２０）及び受光器（７２）からの光を分析のために選択的に分光光度計（７０）に提供するマルチプレキサー（９３０）と
を含んでいる、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項５】
透明部材（５００）が石英からなる、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項６】
透明部材（５００）がサファイアからなる、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項７】
不透明ケーシング（５２）が金属材料からなる、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項８】
光源（６０）が白色光源からなる、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項９】
光源（６０）が校正光源からなる、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項１０】
光源（６０）及び不透明ケーシング（５２）の第一のレセプタクル（５４）に光ファイバー束（６２）が接続されている、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項１１】
受光器（７２）が光ファイバー束（７６）からなる、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項１２】
分光光度計（７０）がディスプレイ（８０）に接続されている、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項１３】
透明部材（５００）の第一の円筒部（５１０）が導管（２０）のバイパス部にネジで接続されている、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項１４】
透明部材（５００）の第一の円筒部（５１０）がフランジ（４３０）を介してバイパス部（３０）に接続されている、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項１５】
捕獲される光が、透明部材（５００）の第一の円筒部（５１０）を通って流れる生成物（４０）の部分から反射されたものである、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項１６】
捕獲される光が、透明部材（５００）の第一の円筒部（５１０）を通って流れる生成物（４０）の部分を通過する、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項１７】
光源（６０）と受光器（７２）が不透明ケーシング（５２）に接続されているとき、不透明ケーシング（５２）の第一のレセプタクル（５４）が不透明ケーシング（５２）の第二のレセプタクル（５６）から約１８０度の位置にあり、光源（６０）が受光器（７２）から約１８０度の位置にある、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項１８】
不透明ケーシング（５２）の内部に配置されていて、光源（６０）から透明部材（５００）内に導入された光を反射する反射部材（６００）をさらに含んでいる、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項１９】
光源（６０）が受光器（７２）に対して可変に配置されている、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項２０】
受光器（７２）が光源（６０）に対して可変に配置されている、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項２１】
生成物（４０）の測定される特性が色を含む、請求項１記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項２２】
バイパス部（３０）を有する導管（２０）を通って押し出される生成物（４０）の特性を測定するために分光光度計（７０）に光を提供するオンラインセンサー（５０）であって、
不透明な外面（５２）と内部部分（５４０）とを有する透明部材（５００）で、該内部部分（５４０）が、透明部材（５００）の第一端（５１）から透明部材（５００）の第二端（５７）まで延在し、かつバイパス部（３０）に接続されていて、バイパス部（３０）を通って流れる生成物（４０）が透明部材（５００）の内部部分（５４０）に供給される、透明部材（５００）と、
透明部材（５００）に接続されていて、不透明な外面（５２）の内部の透明部材（５００）に光を提供する光源（６０）と、
透明部材（５００）に接続されていて、光源（６０）からの光で、透明部材（５００）中で生成物（４０）により影響を受けた光を捕獲する受光器（７２）で、その捕獲された光が、少なくとも、透明部材（５００）の内部部分（５４０）に供給された生成物（４０）の特性を測定するために分光光度計（７０）に供給される、受光器（７２）と
を含んでなる、オンラインセンサー（５０）。
【請求項２３】
光源（６０）が所定波長の光を発する、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項２４】
光源（６０）及び分光光度計（７０）に接続された基準チャンネル（９２０）をさらに含んでおり、この基準チャンネル（９２０）が光源（６０）からの光基準を分光光度計（７０）に提供する、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項２５】
さらに、
光源（６０）に接続されていて、光源（６０）からの光を、透明部材（５００）に光を提供する第一の光路を含む２以上の異なる光路に分割するビームスプリッター（９１０）と、
ビームスプリッター（９１０）に接続されていて、ビームスプリッター（９１０）からの第二の光路の光を受け、第二の光路からの光に基づく光基準を提供する基準チャンネル（９２０）と、
基準チャンネル（９２０）、受光器（７２）及び分光光度計（７０）に接続されていて、基準チャンネル（９２０）及び受光器（７２）からの光を分析のために分光光度計（７０）に選択的に提供するマルチプレキサー（９３０）と
を含んでいる、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項２６】
透明部材（５００）が石英からなる、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項２７】
透明部材（５００）がサファイアからなる、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項２８】
不透明な外面（５２）が金属材料からなる、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項２９】
光源（６０）が白色光源からなる、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項３０】
光源（６０）が校正光源からなる、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項３１】
捕獲される光が、透明部材（５００）の内部部分（５４０）に供給された生成物（４０）から反射されたものである、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項３２】
捕獲される光が、透明部材（５００）の内部部分（５４０）に供給された生成物（４０）を通過する、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項３３】
不透明な外面（５２）の内部に配置されていて、光源（６０）から透明部材（５００）に導入された光を反射する反射部材（６００）をさらに含んでいる、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項３４】
光源（６０）が受光器（７２）に対して可変に配置されている、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項３５】
受光器（７２）が光源（６０）に対して可変に配置されている、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項３６】
光源（６０）及び分光光度計（７０）に接続された基準チャンネル（９２０）をさらに含んでおり、この基準チャンネル（９２０）が光源（６０）からの光基準を分光光度計（７０）に提供する、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項３７】
生成物（４０）の測定される特性が色を含む、請求項２２記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項３８】
開口（８４０）を有する導管（２０）を通って流れる生成物（４０）により影響を受ける光を提供するオンラインセンサー（５０）であって、
導管（２０）の開口（８４０）に隣接して配置された透明部材（５００）と、
透明部材（５００）に接続されていて、透明部材（５００）に光を提供する光源（６０）と、
透明部材（５００）に接続されていて、生成物（４０）により影響を受けた光源（６０）からの光を捕獲する受光器（７２）と
を含んでなる、オンラインセンサー（５０）。
【請求項３９】
導管（２０）の開口（８４０）に隣接していない透明部材（５００）の領域を覆う不透明表面（５２）をさらに含んでいる、請求項３８記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項４０】
透明部材（５００）に接続されていて、透明部材（５００）中に光を反射し、かつその光を受光器（７２）に向けさせるように配置されている反射面（６００）をさらに含んでいる、請求項３８記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項４１】
透明部材（５００）が石英からなる、請求項３８記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項４２】
透明部材（５００）がサファイアからなる、請求項３８記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項４３】
不透明表面が金属材料からなる、請求項３８記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項４４】
光源（６０）が白色光源からなる、請求項３８記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項４５】
光源（６０）が校正光源からなる、請求項３８記載のオンラインセンサー（５０）。
【請求項４６】
導管（２０）から流れる生成物（４０）の特性を決定するためのオンライン測定系（１０）であって、
導管（２０）から流れる生成物（４０）に隣接して配置されていて、所定の波長を有する光を、その光に影響を及ぼす生成物（４０）に提供する光源（９４２）と、
導管（２０）から流れる生成物（４０）に隣接して位置しており、生成物（４０）により影響を受けた光を受ける受光器（９４６）と、
受光器（９４２）に接続されていて、受光器（９４２）が受けた光を分析して生成物（４０）の特性を決定する分析装置（７０）と
を含んでなる、オンライン測定系（１０）。
【請求項４７】
光源（９４２）が導管（２０）から流れる生成物（４０）の第一の側に位置しており、受光器（９４６）が導管（２０）から流れる生成物（４０）の第二の側に位置していて生成物（４０）を通って透過した光を受ける、請求項４６記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項４８】
光源（９４２）及び受光器（９４６）が導管（２０）から流れる生成物（４０）の第一の側に位置しており、この受光器（９４６）が生成物（４０）により反射された光を受ける、請求項４６記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項４９】
光源（９４２）及び分析装置（７０）に接続された基準チャンネル（９２０）をさらに含んでおり、この基準チャンネル（９２０）が光源（９４２）からの光基準を分析装置（９４６）に提供する、請求項４６記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項５０】
さらに、
光源（９４２）に接続されていて、光源（９４２）からの光を、生成物（４０）に光を提供する第一の光路を含む２以上の異なる光路に分割するビームスプリッター（９１０）と、
ビームスプリッター（９１０）に接続されていて、ビームスプリッター（９１０）からの第二の光路の光を受け、第二の光路からの光に基づく光基準を提供する基準チャンネル（９２０）と、
基準チャンネル（９２０）、受光器（９４６）及び分析装置（７０）に接続されていて、基準チャンネル（９２０）及び受光器（９４６）からの光を分析のために選択的に分析装置（７０）に提供するマルチプレキサー（９３０）と
を含んでいる、請求項４６記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項５１】
光源（９４２）及び受光器（９４６）の後に位置しており、導管（２０）から流れる生成物（４０）の温度を低下させる温度低下機構（９７０）をさらに含んでいる、請求項４６記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項５２】
さらに、
温度低下機構（９７０）の後、冷却された生成物（４０）に隣接して位置しており、所定の波長を有する光を、その光に影響を及ぼす冷却生成物（４０）に提供する第二の光源（９５２）と、
温度低下機構（９７０）の後、冷却された生成物（４０）に隣接して位置しており、分析装置（７０）に接続されていて、冷却生成物（４０）により影響された光を受け、これを分析のために分析装置（７０）に供給する第二の受光器（９５６）と
を含んでいる、請求項５１記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項５３】
第二の光源（９５２）が冷却された生成物（４０）の第一の側に位置しており、第二の受光器（９５６）が冷却された生成物（４０）の第二の側に位置していて冷却生成物（４０）を通って透過した光を受ける、請求項５２記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項５４】
第二の光源（９５２）と第二の受光器（９５６）が冷却された生成物（４０）の第一の側に位置しており、第二の受光器（９５６）が冷却生成物（４０）によって反射された光を受ける、請求項５２記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項５５】
第二の光源（９５２）及び分析装置（７０）に接続された基準チャンネル（９２０）をさらに含んでおり、この基準チャンネル（９２０）が第二の光源（９５２）からの光基準を分析装置（７０）に提供する、請求項５２記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項５６】
さらに、
第二の光源（９５２）に接続されていて、第二の光源（９５２）からの光を、冷却された生成物（４０）に光を提供する第一の光路を含む２以上の異なる光路に分割するビームスプリッター（９１０）と、
ビームスプリッター（９１０）に接続されていて、ビームスプリッター（９１０）からの第二の光路の光を受け、第二光路からの光に基づく光基準を提供する基準チャンネル（９２０）と、
基準チャンネル（９２０）、第二の受光器（９５６）及び分析装置（７０）に接続されていて、基準チャンネル（９２０）及び第二の受光器（９５６）からの光を分析のために選択的に分析装置（７０）に提供するマルチプレキサー（９３０）と
を含んでいる、請求項５２記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項５７】
光源（９４２）が白色光源からなる、請求項５２記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項５８】
光源（９４２）が校正光源からなる、請求項５２記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項５９】
第二の光源（９５２）が白色光源からなる、請求項５２記載のオンライン測定系（１０）。
【請求項６０】
第二の光源（９５２）が校正光源からなる、請求項５２記載のオンライン測定系（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ある生成物の様々な特性を測定するためのオンライン測定系に関し、さらに具体的には、導管を通って流れているある生成物の様々な特性を現場（ｉｎ　ｓｉｔｕ）で測定するためのオンライン測定系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ある種の材料、例えばポリマー材料などの製造において、その生成物は最終製品ができあがるまでに幾つかの製造工程を経る。これらの工程は一つの加工領域又は幾つかの加工領域で行うことができる。いずれの場合も、生成物は工程から工程へと輸送され、又、生成物は仕上げ領域へと輸送される。さらに、最終加工領域では、生成物を様々な形状及び大きさに成形できる。通例、生成物の移動と成形は導管を通してその材料を押し出すことによって行われる。導管は一般にその高い強度と低い価格によって選ばれ、かかる材料は通例不透明であるので、その導管も不透明である。
【０００３】
多くの工程、特に仕上げ工程では生成物の色その他の特性を確認又は測定することが望まれる。色の確認及びその他の特性の測定は、中でも、工程の状態を決定し、生成物の美的価値を決定し、生成物の品質を決定し、生成物を仕分けするために望まれる。しかし、不透明な導管では、生成物の色その他の特性の確認が困難である。一例では、生成物の一部分を主押出機の様な導管内のバイパス部に通すことによって生成物の色を確認・測定する。生成物の試料をバイパス部に向かわせ、そこでオペレーターが、試料採取した生成物の一部分を取る。オペレーターはその試料採取した生成物の部分を手動で分光光度計に供給し、そこで色を測定する。この色測定・確認工程は時間がかかり、従って生成物の製造時間を延ばし、その結果製造に関連するコストが上昇する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、製造中生成物が導管を通って流れているときに生成物の色その他の特性を現場で測定できる光センサーが望まれている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一実施形態では、バイパス部を有する導管から生成物を押し出しつつ、その生成物の特性を現場で測定するために分光光度計に光を供給するオンラインセンサーが提供される。このオンラインセンサーは、第一の直径を有しバイパス部に接続されている第一の円筒部を含む透明部材を有する。生成物の一部分がこの第一の円筒部を通って流れる。また、第一の直径と同心の第二の直径を有する第二の円筒部も提供され、この第二の直径は第一の直径より大きい。オンラインセンサーはまた、透明部材を収容し第一と第二のレセプタクルを有する不透明ケーシングも有する。不透明ケーシングの第一のレセプタクルに光源が接続されており、不透明ケーシングの内側の透明部材に光を提供する。受光器が、分光光度計と不透明ケーシングの第二のレセプタクルに接続されている。この受光器は、オンラインセンサーから離れた位置にあってもよい。受光器は、光源からの光のうち、透明部材内で第一の円筒部内にある生成物の部分により影響を受けた光を捕獲する。この捕獲された光は、少なくとも、透明部材の第一の円筒部内にある生成物の部分の特性を測定するために分光光度計に供給される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１に示す通り、ある種の材料、例えばプラスチックやポリマー材料から生成物４０を製造するには、その生成物４０が流れる導管２０を用いられる。一実施形態では、生成物４０の押出によってその生成物４０をある場所から別の場所に移動する。別の実施形態では、生成物４０の押出を用いてその生成物４０を所望の形状と大きさに成形する。様々な製造工程で、製造、加工及び／又は仕分けを補助するために生成物４０の色その他の特性を使用するのが望まれる。また、製品仕様により、色の目視による測定及び／又は決定より複雑である精巧な色測定が必要とされる。通例、導管２０は、耐久性、剛性かつ安価な材料からなる。これらの所望の特性のため、導管２０は通例不透明な金属材料から構成されている。従って、生成物４０の色その他の特性は、導管２０を通って流れる生成物４０又は生成物４０の一部分を検査する測定系１０によって決定される。
【０００７】
図１で、バイパス部３０が測定系１０の導管２０に接続されている。このバイパス部３０は導管２０の既存のバイパス部分であってもよい。従って、別個のバイパス部分は使用する必要がないが使用してもよい。オンラインセンサー５０が、第一端５１と第二端５７を介してバイパス部３０に接続されている。生成物４０の一部分は、バイパス部３０を通り、第一端５１から第二端５７までオンラインセンサー５０を通って流れる。オンラインセンサー５０は、第一端５１と第二端５７を含めてその全表面領域を覆う外面５２を有する。第一のレセプタクル５４と第二のレセプタクル５６がオンラインセンサー５０の外面５２上に設けられている。第一のレセプタクル５４は光ファイバー束６２を介して光源６０に接続されている。第二のレセプタクル５６は、光ファイバー束７６を介して分光光度計７０に接続されている受光器７２を含んでいる。ディスプレイ８０が結線７４を介して分光光度計７０に接続されている。
【０００８】
図１で、測定系１０は、導管２０のバイパス部３０に接続されたオンラインセンサー５０を備える。代表的な実施形態においては、導管２０が、生成物４０を押し出す粘度計押出機からなる。既に開示したように、導管２０を通って流れる生成物４０の一部分はバイパス部３０を通って流れるようにされている。別の実施形態において、導管２０及び／又はバイパス部３０は、生成物４０の一部分がバイパス部３０を通って流れるときに選択するように起動されるバルブその他の機構（図示せず）を有する。生成物４０の色その他の特性の測定を補助する一実施形態において、オンラインセンサー５０の外面５２は不透明である。一実施形態では、この外面５２が、例えば蒸着コーティング及び／又は塗装コーティングの様な不透明コーティングからなる。別の実施形態で、この外面は、例えば金属又はプラスチックのハウジングの様な不透明ケーシングからなる。
【０００９】
図１に示す通り、オンラインセンサー５０は第一の端５１と第二の端５２を有する。この第一端５１と第二端５７はバイパス部３０に接続されている。図３に示されているような一実施形態では、第一端５１と第二端５７がバイパス部３０にネジで接続されている。この実施形態では、第一端５１と第二端５７がセンサーにネジを切った接続部３５０を有しており、バイパス部３０がバイパスにネジを切った接続部３３０を有する。センサーにネジを切った接続部３５０は、バイパスにネジを切った接続部３３０を介してバイパス部３０をオンラインセンサー５０の内部部分５４０に接続している。この実施形態では、バイパスにネジを切った接続部３３０がセンサーにネジを切った接続部３５０とネジで係合している。センサーにネジを切った接続部３５０は第一端５１と第二端５７の両方にあることが分かる。また、センサーにネジを切った接続部３５０が雌の接続部として示されており、バイパスにネジを切った接続部３３０が雄の接続部として示されているが、接続の型は逆でもよいし、ある組合せの接続型からなってもよいことも分かる。
【００１０】
図４に示されている別の実施形態では、オンラインセンサー５０が、第一端５１と第二端５７の各々に接続されたセンサーフランジ接続部４５０を有する。このセンサーフランジ接続部４５０はバイパス部３０上のバイパスフランジ接続部４３０に接続されている。センサーフランジ接続部４５０はバイパスフランジ接続部４３０をオンラインセンサー５０の内部部分５４０に接続する。センサーフランジ接続部４５０とバイパスフランジ接続部４３０は、例えばボルト及び／又はネジの様な連結装置（図示せず）によって接続される。センサーフランジ接続部４５０はオンラインセンサー５０の第一端５１と第二端５７の両方にあることが分かる。また、オンラインセンサー５０は他の各種連結装置を介して接続することができ、本発明は本明細書に開示されているものに限定されない。
【００１１】
図１に示す通り、オンラインセンサー５０は第一のレセプタクル５４と第二のレセプタクル５６を有する。第一のレセプタクル５４と第二のレセプタクル５６は、外面５２を貫通してオンラインセンサー５０中に配置され、それぞれ光源６０と受光器７２に接続されている。第一のレセプタクル５６は、一実施形態では不透明ケーシングに収容された複数の光ファイバーからなる光ファイバー束６２を介して光源６０に接続されている。一実施形態で、光源６０は、オンラインセンサー５０に供給される光を精密に制御するように校正された光源６０からなる。別の実施形態で、光源６０は白色光源からなる。受光器７２は、一実施形態においては、分光光度計７０に接続された光ファイバー束７６からなる。また、一実施形態において、光ファイバー束７６は複数の光ファイバーからなる。受光器７２は、オンラインセンサー５０からの光を集光し及び／又はその光を少なくとも分光光度計７０に伝送するいかなる機構を含んでいてもよいことが分かる。また、光ファイバー束６２と７６は一つの光源からの光を他の光源に伝送又は伝導する装置を備えていてもよく、光ファイバー束６２と７６は本明細書に開示したもののみに限定されないことも分かる。
【００１２】
分光光度計７０は、受光器７２で受けた光から生成物４０の色その他の特性を決定するのに使用するエレクトロニクスを含んでいる。一実施形態では、可視スペクトルを含んでいてもよいし含まなくてもよい様々な波長における反射及び／又は透過光の強度として色その他の特性を測定する。分光光度計７０は結線７４を介してディスプレイ８０に接続されている。一実施形態では、このディスプレイ８０が生成物４０の色その他の特性に関する情報及び／又はデータを提供する。この情報は、オペレーター又は制御装置（図示せず）による生成物４０の製造工程の制御に使用できる。分光光度計７０は、マイクロプロセッサーの様な制御装置（図示せず）に接続することができ、生成物４０の製造を制御するために生成物４０の色その他の特性に関する制御信号又はデータを供給する。さらに、分光光度計７０は、オンラインセンサー５０に供給される光、データ及び／又は情報を操作する計算装置（図示せず）内に収容してもよいし、又はかかる装置に接続してもよい。他の実施形態において、この受光器７２は、例えば生成物４０の色の様な生成物４０の様々な特性を分析するために他の分析装置（図示せず）に接続することができる。
【００１３】
既に述べたように、受光器７２は、分光光度計７０に加えて、生成物４０の色その他の特性を分析するために分析装置（図示せず）に接続することができる。この点について、光源６０は、例えば、赤外、紫外（ＵＶ）及び可視スペクトルの光の様な異なる波長の光を発することができる。また、光は、生成物４０の各種特性を測定できるように所定の波長で生じる。生成物４０の各種特性としては、例えば、色、添加物及びその他の材料特性がある。これらの各種特性は、生成物４０により影響を受けた光に対して化学測定分析を実施することによって測定できる。化学測定分析は、生成物４０による影響を受けた光の吸光度及び／又は透過率を決定する統計的解析である。一実施形態においては、生成物４０により影響を受けた光の化学測定分析により、光スペクトルの微かな又は微小な変化を検出し、これらの変化を、例えば、生成物４０中に存在して所望の色を発する顔料の様な化合物に帰属させることができる。別の実施形態では、化学測定分析によって、例えば剥離安定剤やＵＶ安定剤の様な他の添加剤が生成物４０に配合されているかどうかを決定できる。さらに、化学測定分析によって、オンラインセンサー５０内の光の状態を決定して、その光路が曖昧になっているかどうかを決定することができる。
【００１４】
上述したように、オンラインセンサー５０に供給された光を用いて生成物４０の色その他の特性を測定する。一実施形態では、生成物４０が不透明であり、非常に低い光透過性を有する。即ち、生成物４０のこれらの不透明材料特性のため、生成物４０を通り抜ける光は極めて少ないか又はほとんどない。従って、オンラインセンサー５０内にある生成物４０部分は光源６０からの光を反射する。この型の材料の場合、第一のレセプタクル５４と第二のレセプタクル５６は、図１に示す通りオンラインセンサー５０の同じ側に位置している。即ち、受光器７２は光源６０から供給され生成物４０により反射された光を集め、受光器７２はこの光を少なくとも分光光度計７０に供給する。
【００１５】
他の生成物４０は、その中を光が通過できる透明及び／又は半透明の材料特性を有する。これらの半透明／透明材料の色その他の特性を決定するためのオンラインセンサー５０は、一実施形態で、図２に示す通り第一のレセプタクル５４が第二のレセプタクル５６と約１８０度反対の位置にある。この実施形態では、光源６０が光を第一のレセプタクル５４に供給し、この光が生成物４０を通って透過し、その透過した光を、第二のレセプタクル５６に接続された受光器７２で集める。この実施形態では、第一のレセプタクル５４と第二のレセプタクル５６は生成物４０の色その他の特性を測定するために約１８０度以外の角度で配置されていてもよい。
【００１６】
透明及び／又は半透明材料特性を有する生成物４０の場合、その生成物４０は殆ど又は全く色がないことがあるので、色その他の特性の測定が困難である。従って、一実施形態において、透明／半透明である生成物４０の色その他の特性の測定は、可視スペクトルを含んでもよいし含まなくてもよい異なる波長で生成物４０を透過する光の振幅を測定することによって行う。生成物４０が透明／半透明である場合、光源６０と受光器７２の間の距離又は路程をより長くして光が生成物を通過するようにするのが望ましい。路程が長くなると、生成物４０の色その他の特性を決定するために光が生成物４０中をより長く進むことが必要となることによってオンラインセンサー５０の感度が増大する。
【００１７】
図６に示されているような一実施形態では、反射部材６００を使用することによって路程を長くする。この実施形態では、オンラインセンサー５０が透明部材５００中に反射部材６００を有する。好ましい実施形態で、反射部材６００は第二の円筒部５２０の内側端６１０付近に位置している。別の実施形態では、反射部材６００が、第一の円筒部５１０と第二の円筒部５２０との間に位置している。さらに別の実施形態では、反射部材６００が、透明部材５００の外側で第一の円筒部５１０に沿って位置している。反射部材６００を用いると、第一のレセプタクル５４が第二のレセプタクル５６から所定の距離離れて位置するので、路程が長くなる。反射部材６００は、第一のレセプタクル５４と第二のレセプタクル５６との間に位置しており、第一のレセプタクル５４及び第二のレセプタクル５６に対して第二の円筒部５２０の反対側に位置している。光源６０から光ファイバー束６２を介して第一のレセプタクル５４に入る光６２０はオンラインセンサー５０中に向けられる。この光６２０は内部部分５４０で生成物４０を通過し、反射部材６００で反射される。その後、この光６２０は、反射部材６００で反射され、一実施形態では第二のレセプタクル５６でも反射されることにより内部部分５４０の生成物４０を何回も通過する。この実施形態では、光６２０が内部部分５４０で生成物４０を（一回だけではなく）数回通過した後、透過した光が第二のレセプタクル５６内の光ファイバー束７６を介して受光器７２に集められることが分かる。図６で、反射部材６１０は第二の円筒部５２０の一方側にだけ示されているが、他の実施形態では、反射部材６１０が第二の円筒部５２０の所定部分の周囲全体の回りに配置されている。図６に示した好ましい実施形態では、第一のレセプタクル５４と第二のレセプタクル５６が透明部材５００に対して９０度以外の角度で配置されている。この第一のレセプタクル５４と第二のレセプタクル５６の角度配置は、光６２０を内部部分５４０中に導入し、透過した光６２０を集める場合有利である。というのは、光６２０は路程を長くするためにある角度で内部部分５４０中に導入されるからである。しかし、第一のレセプタクル５４と第二のレセプタクル５６は、９０度の関係を含めて透明部材５００に対して任意の角度で配置できることが分かる。
【００１８】
図７に示されているようなオンラインセンサー５０の別の実施形態は、生成物４０を通る透過光の路程を長くするために使用される。この実施形態では、第一の端５１と第二の端５７が異なる軸に沿って配置されている。図７に示した実施形態の場合、オンラインセンサー５０は、直角に曲がった内部部分５４０を有する。しかし、他の実施形態は、９０度以外の角度で曲がる内部部分５４０及び第一端５１から第二端５７まで実質的に直線状の内部部分５４０を含んでいることが分かる。図７では、固定プローブ７００が、透明部材５００中で、第一の円筒部５１０と第二の円筒部５２０との間の位置に配置されている。この固定プローブ７００は第一のレセプタクル５４中に配置されており、一実施形態では光ファイバー束６２の一部である。この固定プローブ７００により、光源６０をオンラインセンサー５０内の特定の固定位置に配置することができる。位置可変プローブ７１０も、第一の円筒部５１０と第二の円筒部５２０との間に位置している。この位置可変プローブ７１０は第二のレセプタクル５６中に位置しており、一実施形態では受光器７２の光ファイバー束７６の一部である。この位置可変プローブ７１０により、受光器７２を内部部分５４０に隣接した様々な位置に配置でき、内部部分５４０内で生成物４０を通る透過光の路程を増減できる。位置可変プローブ７１０は、固定プローブ７００と位置可変プローブ７１０の間で水平に位置する軸に沿って様々な位置に移動させることができる。この位置可変プローブ７１０の配置により、光が受光器７２に集められるまでに生成物４０中を通って進まなければならない路程を増減できる。図７に示した実施形態では、固定プローブ７００が光源６０を含み、位置可変プローブ７１０が受光器７２を含んでいることが分かる。他の実施形態では、これらの位置が逆転して、光源７２が位置可変プローブ７１０につながり、受光器７２が固定プローブ７００につながっていてもよい。固定プローブ７００と位置可変プローブ７１０は透明部材５００の同じ側に位置していてもよいし、反対側に位置していてもよいことが分かる。また、光源６０からの光は、生成物４０による反射及び生成物４０を通過する透過以外の別の様式で生成物４０による影響を受けてもよく、本発明は本明細書に開示した実施形態に限定されない。
【００１９】
図５に示す通り、オンラインセンサー５０は、第二の円筒部５２０と同軸の第一の円筒部５１０を有する透明部材５００を含んでいる。外面５２と内部部分５４０の外縁とが、第一の円筒部５１０の境界を定める。第二の円筒部５２０は、第一の端５１と第二の端５７を介してバイパス部３０に接続されたオンラインセンサー５０の全長にわたって延在する内部部分５４０を定める。バイパス部３０を通って流れる生成物４０の部分はまた、オンラインセンサー５０の内部部分５４０を通って流れる。透明部材５００は透明であって、光源６０から供給された光は、透明部材５００を通って生成物４０まで透過することができる。代表的な実施形態では、透明部材５００が石英からなる。別の代表的な実施形態では、透明部材５００がサファイアからなる。外面５２は、オンラインセンサー５０に供給された光がオンラインセンサー５０内に止まり、消失しないことを確保するように設けられている。このようにして、校正された光源６０により、光源６０からオンラインセンサー５０に供給された光の量と、受光器７２が集めた光の量を測定することができる。この情報は、生成物４０の色及び／又はその他の特性に対する価値のある見通しを提供する。
【００２０】
図９で、別の実施形態の測定系１０は、光源６０に対する基線の基準点を決定するのに使用する基準チャンネル９２０を有する。この基準チャンネル９２０はオンラインセンサー５０の感度を増大する。この実施形態では、ビームスプリッター９１０が光源６０からの光をオンラインセンサー５０と基準チャンネル９２０の両者に向けて分割する。基準チャンネル９２０からの光と受光器７２からの光が、基準チャンネル９２０からの光又は受光器７２からの光のいずれかを選択的に分光光度計７０に供給することができるマルチプレキサー９３０に供給される。このように、マルチプレキサー９３０により、分光光度計７０は、基準チャンネル９２０からの光と受光器７２からの光の両方を測定することができる。即ち、受光器７２からの光を、基準チャンネル９２０からの光と連続的又はランダムに比較して、光源６０の変動及び／又は光ファイバー束６２及び７６の劣化によるあらゆる変化を検出することができる。また、基準チャンネル９２０の光路の劣化が存在しないのであれば、受光器７２からの光と基準チャンネル９２０からの光の強度の比のあらゆる変化を比較することができる。この光の比較を利用して、オンラインセンサー５０内の光路の状態、例えば、その光路が遮断されているか否かを決定することができる。その他の分析装置（図示せず）をマルチプレキサー９３０に接続して、生成物４０の特性を決定し、また基準チャンネル９２０からの光を評価することができることが分かる。さらに別の実施形態で、測定系１０は光源６０からの光の基準を提供することができる。この実施形態では、生成物４０により影響された光から得られた光スペクトルの統計的に一定の領域を、分光光度計７０その他の分析装置（図示せず）による化学測定分析によって分析する。この化学測定分析では、まず光スペクトルのその領域の基線測定値を決定した後、生成物４０により影響された光の後の測定値を前記基線測定値と比較する。上述した通り、この基準測定により、例えば、光源６０及び／又は光ファイバー束６２及び７６の劣化を決定することができ、またオンラインセンサー５０中の光路の状態を決定することができる。
【００２１】
図８に示したようなさらに別の実施形態では、オンラインセンサー５０が、導管２０の開口８４０に隣接して位置する透明部材８１０を含んでいる。開口８４０は、導管２０に接続されたバイパス部３０（図１）中にあってもよい。また、開口８４０に対する透明部材８１０の隣接配置には、例えば、開口８４０内への配置、開口８４０付近への配置、及び生成物４０が開口８４０から流れ出すのを阻止するように開口８４０を密封する配置があることも了解される。透明部材８１０は、導管２０の開口８４０に隣接して位置していない領域全体を覆う外面５２を有する。生成物４０の色その他の特性の測定を補助する一実施形態で、オンラインセンサー５０の外面５２は不透明である。一実施形態では、外面５２が、例えば蒸着コーティング及び／又は塗装コーティングの様な不透明コーティングからなる。別の実施形態で、外面は、例えば金属又はプラスチックのハウジングの様な不透明ケーシングからなる。
【００２２】
オンラインセンサー８００の透明部材８１０は、第一の光ファイバー束６２と第二の光ファイバー束７６をそれぞれ受容する第一のレセプタクル５４と第二のレセプタクル５６を有する。第一の光ファイバー束６２は例えば光源６０と接続することができる（図１）。第二の光ファイバー束７６は例えば分光光度計７０（図１）又はその他の分析装置（図示せず）と接続することができる。一代表的な実施形態では透明部材８１０がサファイアからなる。別の代表的な実施形態では透明部材８１０が石英からなる。
【００２３】
図８で、オンラインセンサー５０は、図６と同様に光８２０が進む路程を長くすることによってオンラインセンサー５０の感度を増大する全反射減衰（ＡＴＲ）の実施に使用できる。図８で、オンラインセンサー５０は導管２０の一方の側に配置されている。光８２０は光ファイバー束６２を介して透明部材８１０に入り、生成物４００によって受光器７２の方に反射される。この実施形態では、光８２０は、受光器７２が光８２０を受けるまで透明部材８１０内で生成物４０により反射される。別の実施形態では、透明部材８１０が外側コーティング５２の内側に反射面８３０を有しており、透明部材８１０内での光８２０の反射を助ける。さらに、図８のオンラインセンサー５０は、例えば透明、半透明又は不透明な特性を有する生成物４０の色その他の特性を測定できる。また、図８のオンラインセンサー５０では、生成物４０に影響される光８２０の感度を犠牲にすることなく、光ファイバー束６２と受光器７２との配置が揃っていなくてもよい。
【００２４】
図１０に示されているような別の代表的な実施形態では、オンライン測定系１０がバイパス部３０を有する導管２０を有しており、生成物４０はこのバイパス部３０から流れる。バイパス部３０からの生成物４０の流れは、生成物４０に接触し、引張力により生成物４０がバイパス部３０から流れるのを助ける駆動機構９８０によって補助される。この駆動機構９８０は、例えば、生成物４０を引っ張り圧縮する駆動ローラ及び生成物４０のバイパス部３０からの流れを補助する力を提供するその他の機構からなるものでもよい。別の実施形態において、生成物４０は導管２０又は導管２０内の穴から直接流れることが分かる。
【００２５】
図１０で、生成物４０がバイパス部３０から流れていくと、第一のセンサー９４０が生成物４０に隣接して配置されていて、光９４７と、生成物４０により影響を受けた光９４８とから生成物４０の特性を決定する。この第一のセンサー９４０は、生成物４０の第一の側に隣接して配置された第一の光源９４２を有する。第一の受光器９４６は、生成物４０の第二の側に隣接して位置していて、光源から発せられ生成物４０を透過する光９４７を受ける。反射特性を有する生成物４０の場合、第一の反射受光器９４４は、生成物４０の第一の側に隣接して位置していて、生成物４０によって反射された光９４８を受ける。この第一の受光器９４６と第一の反射受光器９４４は、例えば分光光度計７０（図１）の様な分析装置（図示せず）に接続されている。既に説明したように、第一のセンサー９４０は、第一の光源９４２、第一の反射受光器９４６及び第一の反射受光器９４４に接続されていて分析装置（図示せず）に光基準を提供する基準チャンネル（図９参照）を有していてもよい。
【００２６】
図１０に示す通り、温度低下機構９７０が第一のセンサー９４０の後に配置されていて、生成物４０の温度を低下させて冷却された生成物を生成する。一実施形態では、生成物の温度を周囲温度まで低下させる。この温度低下機構９７０は、例えば、生成物４０と接触するローラ、生成物４０と接触する冷却されたローラ、生成物４０に空気流を提供する空気源、生成物４０上に設けられた化学的作用、又は生成物４０の温度を低下させるその他の機構若しくは技術から構成し得る。この温度低下機構９７０の後には第二のセンサー９５０が位置していて、光９５７及び冷却された生成物９６０の影響を受ける光９５８から冷却された生成物の特性を決定する。第二のセンサー９５０は、冷却された生成物９６０の第一の側に隣接して配置された第二の光源９５２を含んでいる。第二の受光器９５６は、冷却された生成物９６０の第二の側に隣接していて、第二の光源９５２から冷却生成物９６０を通って透過した光９５７を回収する。また、第二の反射受光器９５４は、冷却された生成物９６０の第一の側に位置していて、冷却された生成物９６０により反射された光９５８を受ける。この第二の受光器９５６及び第二の反射受光器９５４は、例えば分光光度計７０（図１）の様な分析装置（図示せず）に連結されている。分析装置（図示せず）は、冷却前の生成物４０からの光９４７及び９４８を受け、かつ冷却された生成物９６０からの光９５７及び９５８を受ける。従って、分析装置（図示せず）は、生成物４０と冷却された生成物９６０の特性を個別に決定し、生成物４０と冷却された生成物９６０の特性を比較することができる。生成物４０と冷却された生成物９６０の特性を比較することにより、例えば、生成物４０に対するある種の添加物の添加、製造工程の様々な段階における生成物４０の状態、及び生成物４０の全体品質の様な生成物４０の生産及び製造に関するさらなる情報を得ることができる。上記した様に、第二のセンサー９４０は、第二の光源９５２、第二の受光器９４６及び第二の反射受光器９５４に接続された基準チャンネル（図９に示す）を有しており、分析装置（図示せず）に光基準を提供することができることが分かる。また、第一のセンサー９４０と第二のセンサー９５０は封入されていないので、基準チャンネル（図９に示す）は、例えば、光源９４２の変化、測定系１０の変化、及び生成物４０及び／又は冷却された生成物９６０の特性の決定に影響を与えることがある周囲光の変化を決定できるようにしてもよいことも分かる。
【００２７】
例示及び説明の目的で本発明の以上の議論を提示した。また、この説明は本発明を本明細書に開示した形態に限定するものではない。従って、以上の教示及び関連分野の技術と知識に一致する変形と修正は本発明の範囲内である。さらに、本明細書に以上記載した実施形態は本発明を実施する上で現在分かっている最良の態様を説明することを目的としたものであり、当業者が本発明をそのまま、又は他の実施形態で、かつ本発明の特定の応用又は用途に必要とされる様々な修正を加えて本発明を実施できるようにするためのものである。特許請求の範囲は従来技術により許容される範囲で別の実施形態を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
測定系の実施形態の一例の極めて簡単化した概略透視図である。
【図２】
測定系の実施形態の別の一例の極めて簡単化した概略透視図である。
【図３】
測定系中の接続部の実施形態の一例の透視図である。
【図４】
測定系中の接続部の実施形態の別の一例の透視図である。
【図５】
オンラインセンサーの実施形態の一例の部分切欠き図である。
【図６】
オンラインセンサーの実施形態の別の一例の部分切欠き図である。
【図７】
オンラインセンサーの実施形態のさらに別の一例の部分切欠き図である。
【図８】
オンラインセンサーの実施形態のさらに別の一例の部分切欠き図である。
【図９】
基準チャンネルを有する測定系の代表的実施形態の極めて簡単化した概略透視図である。
【図１０】
測定系の代表的実施形態の透視図である。
【符号の説明】
１０　測定系
２０　導管
３０　バイパス部
４０　生成物
５０　オンラインセンサー
５２　不透明ケーシング
５４　第一のレセプタクル
５６　第二のレセプタクル
６０　光源
６２　光ファイバー束
７０　分光光度計
７２　受光器
７６　光ファイバー束
８０　ディスプレイ
５００　透明部材
５１０　第一円筒部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2004510976.tif 000048