無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x和同時(shí)測(cè)量紙張含水量與厚度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x和測(cè)量檔案紙張含水量和厚度的方法，無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x包括平行相對(duì)的測(cè)量極板，測(cè)量極板在測(cè)量時(shí)貼合在紙張的表面，測(cè)量極板分別電連接于測(cè)量電路。本發(fā)明還公開了一種測(cè)量檔案紙張含水量和厚度的方法，先采取直流電阻法、脈沖電阻法或交流阻抗法測(cè)量紙張的含水量；然后采取電容法測(cè)量紙張的厚度，在根據(jù)測(cè)量得到的電容值計(jì)算紙張厚度時(shí)，根據(jù)紙張含水量調(diào)整紙張的介電常數(shù)。本發(fā)明的測(cè)量?jī)x和測(cè)量方法具有如下有益效果，極板的板狀結(jié)構(gòu)適用于歷史檔案紙張，不會(huì)造成任何損害。此外，在同時(shí)安裝有電阻和電容極板時(shí)，可同時(shí)測(cè)量被測(cè)紙張的厚度和含水量，相對(duì)便捷。
【專利說明】
無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x和同時(shí)測(cè)量紙張含水量與厚度的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x和一種同時(shí)測(cè)量紙張含 水量與厚度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前在檔案保護(hù)的實(shí)踐工作中，仍W紙質(zhì)檔案的保護(hù)與修復(fù)為主。對(duì)于珍貴的紙 質(zhì)歷史檔案、古籍、書畫等，衡量其保存狀況的重要指標(biāo)之一就是厚度和含水量。紙張厚度， 對(duì)于修棟和紙漿修補(bǔ)過程具有重要意義，也是衡量紙張性狀的主要物理參數(shù)之一。紙張的 含水量，對(duì)于評(píng)估其保存狀態(tài)、判斷是否有潛在生霉風(fēng)險(xiǎn)等方面具有重要意義，例如紙張含 水量過高，不僅容易滋生霉菌及蟲害，而且老化降解速度會(huì)加快。故紙張厚度和含水量是檔 案管理修復(fù)工作中需要測(cè)量的兩個(gè)重要參數(shù)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于紙張厚度測(cè)量，推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《紙和紙板厚度的測(cè)定KGB/ T451.3-2002)中推薦采用千分尺測(cè)量，存在不便攜帶的問題。關(guān)于紙張含水量的測(cè)量，推薦 性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《紙、紙板和紙漿分析試樣水分的測(cè)定KGB/T462-2008)中推薦采用高溫加熱 法，存在著損壞紙張的缺陷，并且還有存在測(cè)量時(shí)間太長(zhǎng)的問題。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，存在著多種測(cè)量紙張含水量的方法，例如電阻法、微波法、紅外法、高 周波等方法，都不能同時(shí)測(cè)量紙張的厚度。即目前還沒有一種可W對(duì)紙張無(wú)損且同時(shí)測(cè)量 紙張含水量和厚度的裝置及方法。
[0005] 由于電阻測(cè)量含水量原理及方法非常成熟，商品儀器及文獻(xiàn)常見，應(yīng)用于木材、棉 花、谷物等含水量的檢測(cè)，且電阻法測(cè)量紙張含水量的商品儀器型號(hào)有Delmhorst P-2000， HT-904，Kett皿-300等等，但多為金屬探針式電阻測(cè)濕儀?，F(xiàn)有的儀器采用探針與紙張接 觸，然后根據(jù)兩個(gè)探針之間的電阻來(lái)確定含水量，其原理是根據(jù)紙張含水量與電阻之間存 在的數(shù)學(xué)模型關(guān)系而確定，運(yùn)是現(xiàn)有技術(shù)中的公知技術(shù)，不再寶述，可參考文獻(xiàn)一:《紙張水 分測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型》，作者張劍，載《1996中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集》第1223- 1225頁(yè)?，F(xiàn)有儀器采用探針的缺陷在于，探針的形狀會(huì)對(duì)質(zhì)量較差的紙質(zhì)檔案造成破壞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問題是，提供一種無(wú)損 測(cè)量檔案紙張含水量或厚度的測(cè)量?jī)x。
[0007] 本發(fā)明要解決的另外一個(gè)技術(shù)問題是，提供一種可W同時(shí)無(wú)損測(cè)量檔案紙張含水 量及厚度的測(cè)量?jī)x。
[000引本發(fā)明要解決的再一個(gè)技術(shù)問題是，提供一種可W同時(shí)無(wú)損測(cè)量檔案紙張含水 量、厚度、溫度和紙張表面酸堿度的便攜式電子儀表。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明首先提供了一種無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x，包括平行相 對(duì)的測(cè)量極板，所述測(cè)量極板在測(cè)量時(shí)貼合在紙張的表面，所述測(cè)量極板分別電連接于測(cè) 量電路。
[0010] 作為優(yōu)選，所述測(cè)量極板包括一對(duì)電阻極板和一對(duì)電容極板，所述電阻極板與含 水量測(cè)量電路電連接，所述電容極板與厚度測(cè)量電路連接。
[0011] 作為另一種優(yōu)選方案，所述測(cè)量極板包括兩對(duì)電阻極板和兩對(duì)電容極板，所述電 阻極板與含水量測(cè)量電路電連接，所述電容極板與厚度測(cè)量電路連接。每對(duì)電阻極板相對(duì) 設(shè)置，每對(duì)電容極板也相對(duì)設(shè)置，增加電阻和電容極板的目的是通過增加測(cè)量點(diǎn)，對(duì)多個(gè)取 樣點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，從而提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。
[0012] 作為優(yōu)選，所述測(cè)量極板共一對(duì)，每個(gè)極板分別兼作為電阻極板和電容極板，并與 含水量測(cè)量電路和厚度測(cè)量電路電連接。
[0013] 作為優(yōu)選之一，其中一個(gè)實(shí)施例的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x還包括"八"字形或"X"形 設(shè)置的測(cè)量夾，所述測(cè)量極板設(shè)置于所述測(cè)量夾的前端，所述測(cè)量夾上設(shè)有彈性部件，使得 相對(duì)的測(cè)量極板與紙張保持壓力。
[0014] 作為優(yōu)選之一，其中一個(gè)實(shí)施例的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x，還包括前端為"U"形的測(cè) 量夾，所述"U"形的測(cè)量夾包括用于安裝所述測(cè)量極板的兩片夾板和用于安裝所述夾板的 連接板，所述夾板與連接板滑動(dòng)連接，所述連接板上設(shè)置有手柄。
[0015] 進(jìn)一步地，所述夾板之間設(shè)有彈性部件，使得相對(duì)的測(cè)量極板與紙張保持壓力。
[0016] 進(jìn)一步地，所述兩片夾板之間通過螺桿和鎖緊螺母的配合結(jié)構(gòu)使相對(duì)的測(cè)量極板 對(duì)紙張保持壓力。
[0017] 此外，每個(gè)極板上分別設(shè)有溫度或酸堿度傳感器，并與相應(yīng)的測(cè)量電路電連接。
[0018] 本發(fā)明還提供了一種測(cè)量檔案紙張含水量和厚度的方法，采取直流電阻法、脈沖 電阻法或交流阻抗法測(cè)量紙張的含水量;采取電容法測(cè)量紙張的厚度，在根據(jù)測(cè)量得到的 電容值計(jì)算紙張厚度時(shí)，根據(jù)紙張含水量調(diào)整紙張的介電常數(shù)。
[0019] 作為優(yōu)選，在采取電容法測(cè)量紙張厚度時(shí)，電容的極板與紙張直接接觸。
[0020] 本發(fā)明的測(cè)量?jī)x和測(cè)量方法具有如下有益效果，極板的板狀結(jié)構(gòu)適用于歷史檔案 紙張，不會(huì)造成任何損害。此外，在同時(shí)安裝有電阻和電容極板時(shí)，可同時(shí)測(cè)量被測(cè)紙張的 厚度和含水量，相對(duì)便捷。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明的實(shí)施例一的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為圖1所示的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x在測(cè)量時(shí)的示意圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明的實(shí)施例二的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖4為本發(fā)明的實(shí)施例=的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖5為本發(fā)明的實(shí)施例四的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖6為本發(fā)明的實(shí)施例五的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限 定。
[002引實(shí)施例一
[0029]本發(fā)明的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x，包括平行相對(duì)的測(cè)量極板，所述測(cè)量極板在測(cè)量 時(shí)貼合在紙張的表面，所述測(cè)量極板分別電連接于測(cè)量電路。如圖I所示，在實(shí)施例一中，測(cè) 量極板包括一對(duì)電阻極板Ml和M2和一對(duì)電容極板Cl和C2,所述電阻極板Ml、M2與含水量測(cè) 量電路電連接，所述電容極板C1、C2與厚度測(cè)量電路連接。如圖1所示，電阻極板Ml、M2W及 電容極板Cl、C2分別通過電線4與相應(yīng)的電路電連接。其中的含水量測(cè)量電路根據(jù)采用的測(cè) 量方法不同而采取不同的電路結(jié)構(gòu)，在實(shí)施例一中，含水量的測(cè)量采取直流電阻法，故其電 路采取與文獻(xiàn)一《紙張水分測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型》中的電路結(jié)構(gòu)。其中采取電容法測(cè)量厚度 的測(cè)量電路可參看文獻(xiàn)二《實(shí)用電子測(cè)量技術(shù)及其電路精解K《實(shí)用電子測(cè)量技術(shù)及其電 路精解》盧文科編著國(guó)防工業(yè)出版社2000年第167~173頁(yè)第八節(jié)一、電容式紙張厚度的測(cè) 量方法）。電阻法測(cè)量含水量和電容法測(cè)厚度的電路結(jié)構(gòu)部分為本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)，在此不 再寶述。
[0030] 請(qǐng)繼續(xù)參看圖1和圖2,實(shí)施例一中，相對(duì)的極板固定于"八"形的的測(cè)量夾2上，測(cè) 量夾2的前端為安裝電阻極板和電容極板的夾板21，后端為把手22,兩個(gè)把手22的中部分別 設(shè)置有葉片31，兩個(gè)葉片31通過轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)連接，通過手握把手22的尾部可將相對(duì)的夾板21 張開，從而帶動(dòng)極板張開，在其內(nèi)放入待測(cè)量的紙樣100后，松開把手22,使相對(duì)的極板與紙 樣100的表面貼合，即可開始測(cè)量，為了使極板與紙樣100的表面保持較好的貼合，可在轉(zhuǎn)軸 出設(shè)置彈黃，彈黃對(duì)葉片31施加預(yù)緊力而使張開的夾板21具有相向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，從而使測(cè) 量夾2的兩個(gè)夾板21上的極板對(duì)紙樣100的表面保持一定的夾持力，此夾持力WlON左右較 宜。
[0031] 其中的測(cè)量夾2的形狀除了如圖1所示的"八"字形外，還可W設(shè)置成如剪刀一樣形 狀的"X"形狀。此外，為了使兩個(gè)夾板21對(duì)紙樣100保持一定的夾持力，還可W通過在測(cè)量夾 2的兩個(gè)把手22尾端設(shè)置壓縮狀態(tài)的彈黃來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者在兩個(gè)把手22位于轉(zhuǎn)軸3之前的部分 之間設(shè)置拉伸狀態(tài)的彈黃來(lái)實(shí)現(xiàn)，由彈黃的彈力作為動(dòng)力，來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)夾板21上的極板對(duì) 紙樣100的表面保持一定的壓力。
[0032] 本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，采取板狀形狀的極板來(lái)作為電阻和電容的傳感器結(jié)構(gòu)，適 用于歷史檔案紙張，不會(huì)造成任何損害。實(shí)施例一中，每個(gè)夾板21同時(shí)安裝有電阻極板和電 容極板，同時(shí)測(cè)量被測(cè)紙張厚度和含水量，相對(duì)便捷。
[00削實(shí)施例二
[0034] 如圖3所示，實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別在于，所述測(cè)量極板共一對(duì)，所述測(cè)量極 板為電阻極板Ml和M2，只能用于測(cè)量電阻。
[0035] 此外，還可W采用復(fù)合的金屬極板，即將每個(gè)電阻極板Ml和M2分別兼作為電阻極 板和電容極板，并分別與含水量測(cè)量電路和厚度測(cè)量電路電連接。運(yùn)樣用一對(duì)極板即可實(shí) 現(xiàn)同時(shí)測(cè)量電阻和電容，其缺點(diǎn)在于，可能產(chǎn)生的寄生電容會(huì)影響測(cè)量的精確性。
[0036] 實(shí)施例S
[0037] 如圖4所示，實(shí)施例S與實(shí)施例一的區(qū)別在于，所述測(cè)量極板共兩對(duì)，但是測(cè)量極 板均為電阻極板，分別為電阻極板M1、M2、M3和M4，只能用于測(cè)量電阻。實(shí)施例S的好處在 于，可W通過測(cè)量上表面兩極板M1、M3之間的電阻Rx化麵)得到上表面含水量;通過測(cè)量下表 面兩極板M2、M4間的電阻Rx作麵)得到下表面含水量;還可W通過測(cè)量左側(cè)的上、下表面的兩 個(gè)極板Ml、M2間電阻Rx廟),得到紙樣100左側(cè)的體積含水量;通過測(cè)量右側(cè)上下表面金屬極 板間電阻Rx(右),得到張100右側(cè)的體積含水量。實(shí)施例S采用雙夾電阻極板進(jìn)行測(cè)試，可W 測(cè)量待測(cè)紙樣100上、下表面含水量及體積含水量等參數(shù)。
[003引實(shí)施例四
[0039] 如圖5所示，實(shí)施例四與實(shí)施例一的區(qū)別在于，所述測(cè)量極板共兩對(duì)，但是兩對(duì)測(cè) 量極板均為電容極板，分別為相對(duì)的電容極板Cl、C2、和相對(duì)的電容極板C3、C4，組成兩個(gè)電 容傳感器。其中，由測(cè)量電容極板Cl和C2的紙間電容得到夾板21左半部的紙樣100的厚度； 由測(cè)量電容極板C3和C4紙間電容得到夾板21右半部的紙樣100的厚度;故可得到兩個(gè)測(cè)試 點(diǎn)的紙樣厚度值，方便對(duì)比。此外還可W增加更多的測(cè)試點(diǎn)的數(shù)量，也就是增加電阻極板和 電容極板的對(duì)數(shù)，例如可W采用測(cè)量極板包括兩對(duì)電阻極板和兩對(duì)電容極板的方案，所述 電阻極板與含水量測(cè)量電路電連接，所述電容極板與厚度測(cè)量電路連接。每對(duì)電阻極板相 對(duì)設(shè)置，每對(duì)電容極板也相對(duì)設(shè)置，增加電阻極板和電容極板的目的是通過增加測(cè)量點(diǎn)，對(duì) 多個(gè)取樣點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，從而提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，并可W對(duì)多個(gè)點(diǎn)的測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比。
[0040] 在上述實(shí)施例一至四中，均利用直流電阻法測(cè)量被測(cè)紙張上下表面的電阻值，通 過電阻值與含水量的關(guān)系模型計(jì)算紙張含水量。其原理和模型詳見文獻(xiàn)一，《紙張水分測(cè)量 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型》，其過程簡(jiǎn)要敘述如下，電阻值Rx的對(duì)數(shù)與含水量(率)W呈如下的線性關(guān) 系，
[0041] 數(shù)學(xué)模型如下：
[0042] 擬合In(Rx)=B ? ln(W)+b，a、b為常數(shù);公式（1)
[0043] 研究發(fā)現(xiàn)，紙張的含水量與紙張類型（如紙張聚合度Dp值、灰分等)有關(guān)，不同紙張 類型可W和標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)紙張類型建立簡(jiǎn)化的線性校準(zhǔn)關(guān)系，W修正測(cè)量誤差；或者在參比標(biāo) 準(zhǔn)試驗(yàn)紙張類型，進(jìn)行相對(duì)評(píng)價(jià)。其中的常數(shù)a，b根據(jù)紙張的類型，可通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)紙張 進(jìn)行測(cè)量后確定，故根據(jù)測(cè)量得到的Rx,得到W的測(cè)量值Wi區(qū)，然后再根據(jù)不同的紙張類型， 采取如下的公式(2)進(jìn)行校準(zhǔn)，得到W校隹
[0044] W灘=1:*%屋+C;公式（2)
[0045] 公式(2)中的t和C為校正常數(shù)，由紙張類型而決定，常見類型紙張的參數(shù)值如表1 所示。
[0046] 表1-公式2中的校正常數(shù)的取值 r00471
[0048] 表1中的參數(shù)的豎直也是采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)紙張進(jìn)行測(cè)量后，對(duì)比實(shí)際測(cè)量值和實(shí)際 的含水量進(jìn)行確定的。
[0049] 通過實(shí)際測(cè)量，本發(fā)明的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x的測(cè)試范圍為，紙張含水量4~ 30%，測(cè)量誤差為±2%;可W滿足檔案紙張測(cè)試的需要。并且采取圖4所示的方案，可同時(shí) 測(cè)量到紙張上下表面和紙間的含水量數(shù)據(jù)，含水量數(shù)據(jù)較為全面。
[0050] W下簡(jiǎn)要介紹本發(fā)明實(shí)施例采取電容法測(cè)量厚度的原理，其所使用的電路圖為本 領(lǐng)域的常規(guī)的電路，具體請(qǐng)參考文獻(xiàn)二:《實(shí)用電子測(cè)量技術(shù)及其電路精解K盧文科編著國(guó) 防工業(yè)出版社2000年第167~173頁(yè)第八節(jié)一、電容式紙張厚度的測(cè)量方法）。其基本原理是 根據(jù)兩金屬極板之間的電容與其距離成反比，與極板之間的物質(zhì)的介電常數(shù)成正比。請(qǐng)參 考圖1或者圖5的實(shí)施例，由于本發(fā)明的實(shí)施例，在測(cè)量過程中，極板緊密貼合紙張表面（由 于并列的電阻極板需貼合于紙張表面)及電容測(cè)厚的原理：
[0051] (a)靜態(tài)時(shí)，兩個(gè)電容極板Ci、C2之間的距離d = 0;此時(shí)沒有電容；
[0052] (b)測(cè)量時(shí)，兩個(gè)電容極板Ci、C2之間的距離d等于待測(cè)紙樣100的厚度d2;此時(shí)測(cè)量 得到的電容值為C = C2，根據(jù)電容公式，
[0化3]
[0化4] 巧化浩卸紙持的厚度公式；
[0 化 5] , 公式（3)
[0化6] 其中，川:真空的介電常數(shù)8.85 XlQ-I申/m;
[0057] ￡2:紙介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)；
[005引S:電容極板面積，為固定值；
[0059] C:為測(cè)量得到的電容值。
[0060] 紙介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)在2.0~2.5之間，但和紙張的類型有關(guān)，也和含水量相關(guān)， 隨著含水量增加而增加。
[0061] 利用通過電阻法測(cè)量得到含水量，可W通過插值法得到修正后的。值。即在干燥 狀態(tài)的紙樣的相對(duì)介電常數(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)含水量進(jìn)行插值法得到修正。電阻法測(cè)量得到 的含水量值，為電容測(cè)量紙張厚度提供介電常數(shù)的校準(zhǔn)值，減小誤差。
[0062] 采用圖5所示的實(shí)施例，相對(duì)的電容極板Cl、C2 W及相對(duì)的電容極板C3、C4組成兩組 電容傳感器，可W同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同位置的紙張厚度。對(duì)于厚薄不均勻的歷史檔案及年代 久遠(yuǎn)紙張，更具有實(shí)際意義。
[0063] 上述實(shí)施例所采用的電容測(cè)厚的原理較簡(jiǎn)單，測(cè)量電容的電路也比較簡(jiǎn)單常用， 例如采用方波發(fā)生器，使待測(cè)電容產(chǎn)生一定的頻率，再利用頻壓轉(zhuǎn)換器件把頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換 為電壓信號(hào)來(lái)測(cè)量(常用技術(shù)方案可不用寶述）。
[0064] 測(cè)量厚度范圍:0~2000WI1，完全滿足檔案紙張厚度測(cè)量的需要。
[0065] 測(cè)量誤差為:0~200皿±2.5%;
[0066] 200 ~2000皿 ±2%。
[0067] 實(shí)施例五
[0068] 如圖6所示，本發(fā)明的實(shí)施例五的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x，與上述的實(shí)施例不同的是 測(cè)量夾的結(jié)構(gòu)不同，前端為"U"形的測(cè)量夾，所述"U"形的測(cè)量夾包括用于安裝所述測(cè)量極 板的兩片夾板21和用于安裝所述夾板21的連接板24,夾板21與連接板24滑動(dòng)連接，連接板 24上設(shè)置有手柄25。夾板21之間設(shè)有彈性部件（圖中未示出），例如彈黃等產(chǎn)生彈力的部件， 使得相對(duì)的測(cè)量極板對(duì)其中的紙張保持壓力。每個(gè)夾板21上分別設(shè)有電阻極板和電容極 板，相對(duì)的電阻極板M1、M2組成電阻傳感器，相對(duì)的電容極板C1、C2組成電容傳感器?？刹捎?手推夾板21貼合于待測(cè)量的紙樣表面的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
[0069] 作為優(yōu)選方案，如圖6所示，兩片夾板21之間通過穿過兩片夾板21的螺桿7(圖中僅 一粗實(shí)線表示)和安裝于螺桿7-端鎖緊螺母的配合結(jié)構(gòu)使相對(duì)的測(cè)量極板對(duì)紙張保持壓 力。也即是通過旋轉(zhuǎn)鎖緊螺母(圖中），使夾板21W及其上的測(cè)量極板(包括電阻極板和電容 極板)僅貼于紙樣上，通過進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)鎖緊螺母增加對(duì)紙張的壓力。
[0070] 在上述的任何一個(gè)實(shí)施例中，還可W在每個(gè)極板上分別設(shè)有溫度或酸堿度傳感 器，并與相應(yīng)的測(cè)量電路電連接，用于測(cè)量紙張的溫度和酸堿度(pH值）。
[0071] 需要指出的是，在電子測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，電阻的測(cè)量有許多方法，本實(shí)施例采用直流 電阻法，相對(duì)簡(jiǎn)單易行。另有脈沖電阻法和交流阻抗法等改進(jìn)方法，可W作為電阻測(cè)量替代 方案:脈沖電阻法，利用測(cè)量電阻脈沖信號(hào)寬度的方法得到被測(cè)電阻值;交流阻抗法，利用 交流信號(hào)激勵(lì)測(cè)得被測(cè)紙張的交流阻抗也可W間接得到含水量(阻抗和含水量的關(guān)系與電 阻和含水量的關(guān)系類似）；運(yùn)些均是現(xiàn)有技術(shù)中常用的測(cè)量技術(shù)手段，不再寶述。
[0072] 機(jī)械測(cè)量夾可W有多種改進(jìn)形式，也可W用分離-緊鎖機(jī)械器件來(lái)代替，如螺絲螺 母等代替。雙夾結(jié)構(gòu)相比較單夾結(jié)構(gòu)，可W使各個(gè)金屬極板傳感器都更緊密地貼合測(cè)量紙 樣表面。
[0073] 測(cè)量紙張含水量與厚度的方法的實(shí)施方式的描述
[0074] 通過上文對(duì)無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理和測(cè)量過程的描述可W看出，本發(fā)明 同時(shí)還提供了一種同時(shí)測(cè)量檔案紙張含水量和厚度的方法，采取直流電阻法、脈沖電阻法 或交流阻抗法測(cè)量紙張的含水量；
[0075] 采取電容法測(cè)量紙張的厚度，在根據(jù)測(cè)量得到的電容值計(jì)算紙張厚度時(shí)可根據(jù)上 述步驟中得到的紙張含水量調(diào)整待測(cè)紙張的相對(duì)介電常數(shù)。其中測(cè)量含水量和測(cè)量厚度的 過程可W采用如圖2所示的實(shí)施例一中的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x進(jìn)行同時(shí)測(cè)量，還可W先測(cè) 量含水量，再測(cè)量厚度，在使用電容法測(cè)量厚度的時(shí)候，根據(jù)含水量數(shù)據(jù)校正紙張的相對(duì)介 電常數(shù)，使測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。
[0076] 在上述實(shí)施例中，采取電容法測(cè)量紙張厚度時(shí)，電容的極板與紙張直接接觸。故根 據(jù)公式(3)計(jì)算紙張的厚度。但本發(fā)明的方法并不限于此，還可W采用在固定的兩個(gè)電容極 板之間插入待檢測(cè)的紙張，根據(jù)其電容的變化來(lái)計(jì)算插入的紙張的厚度，運(yùn)是現(xiàn)有技術(shù)中 的成熟的方法，不過采取此辦法時(shí)，也需要先測(cè)量含水量，然后測(cè)量厚度，不能同時(shí)測(cè)量(因 為沒有接觸紙張表面，所W沒法測(cè)量含水量）。而且此時(shí)，在測(cè)量厚度時(shí)，同樣需要考慮紙樣 的相對(duì)介電常數(shù)根據(jù)含水量進(jìn)行校正的因素。如參考文獻(xiàn)二中所描述的即是固定電容極板 間距的紙張厚度測(cè)量原理及方法，本發(fā)明通過調(diào)整極板間距等于待測(cè)紙張厚度的方法簡(jiǎn)化 了電容紙張厚度測(cè)量模型公式，并且可W同時(shí)測(cè)量紙張厚度和含水量。
[0077] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員，應(yīng)該了解，本發(fā)明中的電阻極板和電容極板均為金屬極板。
[0078] 當(dāng)然，W上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，運(yùn)些改進(jìn)和潤(rùn)飾也 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x，其特征在于，包括平行相對(duì)的測(cè)量極板，所述測(cè)量極板在測(cè)量 時(shí)貼合在紙張的表面，所述測(cè)量極板分別電連接于測(cè)量電路。2. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述測(cè)量極板包括一對(duì)電阻 極板和一對(duì)電容極板，所述電阻極板與含水量測(cè)量電路電連接，所述電容極板與厚度測(cè)量 電路連接。3. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述測(cè)量極板共一對(duì)，每個(gè) 極板分別兼作為電阻極板和電容極板，并與含水量測(cè)量電路和厚度測(cè)量電路電連接。4. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x，其特征在于，還包括"八"字形或 "X"形設(shè)置的測(cè)量夾，所述測(cè)量極板設(shè)置于所述測(cè)量夾的前端，所述測(cè)量夾上設(shè)有彈性部 件，使得相對(duì)的測(cè)量極板與紙張保持壓力。5. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x，其特征在于，還包括前端為"U" 形的測(cè)量夾，所述"U"形的測(cè)量夾包括用于安裝所述測(cè)量極板的兩片夾板和用于安裝所述 夾板的連接板，所述夾板與連接板滑動(dòng)連接，所述連接板上設(shè)置有手柄。6. 如權(quán)利要求5所述的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述夾板之間設(shè)有彈性部 件，使得相對(duì)的測(cè)量極板與紙張保持壓力。7. 如權(quán)利要求5所述的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述兩片夾板之間通過螺桿 和鎖緊螺母的配合結(jié)構(gòu)使相對(duì)的測(cè)量極板對(duì)紙張保持壓力。8. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的無(wú)損檔案紙張測(cè)量?jī)x，其特征在于，每個(gè)極板上分別設(shè) 有溫度或酸堿度傳感器，并與相應(yīng)的測(cè)量電路電連接。9. 一種測(cè)量檔案紙張含水量和厚度的方法，其特征在于， 采取直流電阻法、脈沖電阻法或交流阻抗法測(cè)量紙張的含水量； 采取電容法測(cè)量紙張的厚度，在根據(jù)測(cè)量得到的電容值計(jì)算紙張厚度時(shí)，根據(jù)紙張含 水量調(diào)整紙張的介電常數(shù)。10. 如權(quán)利要求9所述的測(cè)量檔案紙張含水量和厚度的方法，其特征在于，在采取電容 法測(cè)量紙張厚度時(shí)，電容的極板與紙張直接接觸。
【文檔編號(hào)】G01B7/06GK105953719SQ201610467116
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】方志華
【申請(qǐng)人】國(guó)家檔案局檔案科學(xué)技術(shù)研究所