(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
径が段階的に異なる複数の単管をテレスコープ式に摺動自在に順次嵌合させて伸縮可能とした支持管の先端に、無接触検出型センサを内蔵したプローブ本体を保持したプローブ支持装置であって、前記無接触検出型センサをセンサケースに収容して前記プローブ本体に内蔵し、これらセンサケースとプローブ本体との間にエアーパージ空間を形成するとともに、前記支持管の後端にエアー入口を形成し、該エアー入口から支持管内に送入されたエアーがエアーパージ空間を通ってプローブ本体の先端開口から噴射されるようにしたこと、前記センサケースの先端にプローブ本体の先端開口より小さい検出孔を設け、これら先端開口と検出孔とを至近位置で対向させて、それらの間を前記エアーパージ空間の出口部としたこと、プローブ本体の先端開口の外周に、プローブ本体内を通ってきたエアーをプローブ本体の先端面に沿って排出するエアーカーテン排出口を形成したこと、前記無接触検出型センサを、前記支持管の後端から外部へ引き出されたケーブルと電気接続したことを特徴とするプローブ支持装置。
【請求項２】
無接触検出型センサが静電気を検出する静電気センサであることを特徴とする請求項１に記載プローブ支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体等が浮遊する環境下での電気的又は磁気的或いは光学的な測定や除電又は帯電などを行うプローブの支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許第３２４０４７１号公報には、容器又は配管内で流動する粉粒体の静電界を測定する静電界測定用プローブが開示されている。このプローブは、検出電極等を内蔵したセンサケースを円筒形のエアーパージケース内に収納し、これらエアーパージケースの先端部とセンサケースの先端部との間にエアーパージ空間を形成し、このエアーパージ空間にエアーホースを通じてエアーを送って、エアーパージケースの先端のエアーパージ孔からエアー噴射することにより、センサケースの先端の検出孔をエアーパージできるようになっている。そして、使用に当たっては、粉粒体の流動乾燥機等の側壁に設けられた検出口に、プローブ本体であるエアーパージケースを直接取り付けて使用するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、粉粒体がセンサケースの先端の検出孔からセンサ内に入り込むことによる測定精度の低下を防止することができるが、プローブを、流動乾燥機等の側壁に設けられた検出口に直接取り付けて使用するため、設置位置が限定され、側壁周辺の静電界しか測定できない。粉粒体の流動乾燥機や篩い分け機などでは、場所により静電界の状況が大きく異なり、三次元的な把握をするには、その内部の測定点を変えて任意の位置の静電界を測定しなければならないが、この従来のプローブではそれが不可能である。
【０００４】
本発明の目的は、このような問題に鑑み、粉粒体の静電界等を無接触で測定する測定用プローブとして、エアーパージしながら任意の位置を精度良く測定できるプローブ支持装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、径が段階的に異なる複数の単管をテレスコープ式に摺動自在に順次嵌合させて伸縮可能とした支持管の先端に、無接触検出型センサを内蔵したプローブ本体を保持したプローブ支持装置であって、無接触検出型センサをセンサケースに収容してプローブ本体に内蔵し、これらセンサケースとプローブ本体との間にエアーパージ空間を形成するとともに、支持管の後端にエアー入口を形成し、該エアー入口から支持管内に送入されたエアーがエアーパージ空間を通ってプローブ本体の先端開口から噴射されるようにしたこと、センサケースの先端にプローブ本体の先端開口より小さい検出孔を設け、これら先端開口と検出孔とを至近位置で対向させて、それらの間をエアーパージ空間の出口部としたこと、プローブ本体の先端開口の外周に、プローブ本体内を通ってきたエアーをプローブ本体の先端面に沿って排出するエアーカーテン排出口を形成したこと、無接触検出型センサを、支持管の後端から外部へ引き出されたケーブルと電気接続したしたものである。
【０００６】
このような構造によると、支持管を伸縮させることにより、プローブを任意の位置に設置できる。支持管は、プローブへエアーを送ってエアーパージするためのエアー供給管を兼ねるとともに、ケーブルとその接続部を保護する防爆構造にできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
静電気測定用プローブに適用した本発明の実施例について説明する。図１及び図２に、円筒形のプローブ１を伸縮自在な支持管２の先端に保持した本実施例の全体を示し、図１は支持管２を最短に縮小した場合、図２は最長に伸長させた場合である。
【０００９】
支持管２は、径が段階的に異なる４本の金属製又はセラミック製或いは樹脂製の単管２ａ・２ｂ・２ｃ・２ｄをテレスコープ式に順次摺動自在に嵌合させて任意に伸縮可能としたもので、第２の単管２ｂは第１の単管２ａに対して、第３の単管２ｃは第２の単管２ｂに対して、第４の単管２ｄは第３の単管２ｃに対して、それぞれ緊締スリーブ３ａ・３ｂ・３ｃで緊締することにより、任意の引き出し長さにして固定できるようになっている。緊締スリーブ３ａ・３ｂ・３ｃの外周面にはローレットが刻設されている。
【００１０】
プローブ１は、本例の場合、静電気測定用としたもので、その構造を図３に示す。このプローブ１は、静電気を非接触検出するセンサ５０を内蔵した内ケースであるセンサケース５１と、これを収容した外ケースであるプローブ本体５２とからなる。
【００１１】
センサケース５１は、胴部５１Ａとこれに嵌合された内キャップ部５１Ｂとで構成され、プローブ本体５２は、胴部５２Ａとその内側でネジ止めされた中間固定部材５２Ｂとこれにネジ止めされた中間キャップ部５２Ｃ及び外キャップ部５２Ｄで構成されている。
【００１２】
センサケース５１は、センサ５０をその回路基板５３と共に余裕をもって収容している。センサケース５１の内キャップ部５１Ｂの先端部５１ｃは、図４の拡大図に示すように、内キャップ部５１Ｂの胴部５１ｄよりも肉薄で、これら先端部５１ｃと胴部５１ｄとの角部５１ｅは、胴部５１ｄから先端部５１ｃへと円弧を描きながら徐々に薄くなっている。この先端部５１ｃの中央には小さい円形の検出孔５４が設けられ、センサ５０の先端はこの検出孔５４の至近位置に臨んでいる。
【００１３】
プローブ本体５２の胴部５２Ａは、センサケース５１の胴部５１Ａを覆って、それとの間に充分な大きさのエアー通路５５を形成し、これに続いてプローブ本体５２の中間固定部材５２Ｂも、センサケース５１の胴部５１Ａとの間にエアー通路５６を形成している。また、中間キャップ部５２Ｃは、その鍔部５２ｅを貫通するエアー通路５７を形成し、更にこの中間キャップ部５２Ｃはセンサケース５１の内キャップ部５１Ｂを覆ってそれとの間にエアー通路５８を形成しており、これらエアー通路５５・５６・５７・５８は連通している。
【００１４】
図４に示すように、中間キャップ部５２Ｃの先端部５２ｆは、胴部５２ｇよりもはるかに肉薄（内キャップ５１Ｂの先端部５１ｃよりは僅かに厚い）で、これら先端部５２ｆと胴部５２ｇとの角部の内面は、円弧を描きながらセンサケース５１の内キャップ５１Ｂの角部５１ｅの外面に接近している。中間キャップ部５２Ｃの先端部５２ｆの中央には、センサケース５１の検出孔５４よりもはるかに大きい円形の中央排気口５９が設けられ、これら検出孔５４と中央排気口５９とは僅かな隙間をもって対向して、エアーパージ出口部を形成している。
【００１５】
内キャップ部５１Ｂと中間キャップ部５２Ｃとの間のエアー通路５８は、前者の胴部外面と後者の胴部内面との間におけるエアー通路５８ａと、前者の先端部外面と後者の先端部内面との間におけるエアー通路５８ｂとからなり、これらエアー通路５８ａと５８ｂとは、内キャップ部５１Ｂの先端角部と中間キャップ部５２Ｃの先端角部とが上記のようになっているので、この角部で円弧を描きながら前者のエアー通路５８ａから後者のエアー通路５８ｂへと狭くなり、この薄い隙間であるエアー通路５８ｂから中央排気口５９へと開口している。中央排気口５９の口縁には、排出されるエアーの乱流を防止するため、内側から外側へ向かって丸みを付けてある。また、エアー通路５８ａの中途には、内キャップ部５１Ｂの胴部の一部分を断面台形に厚くすることにより、エアー通路５８ａの全周にわたる絞り部５８ｃが形成されている。
【００１６】
一方、中間キャップ部５２Ｃの胴部外周面には、リング状の凹部５２ｈが形成されている。そして、この凹部５２ｈをエアーチャンバとするため、中間キャップ部５２Ｃを外キャップ部５２Ｄで覆い、この外キャップ部５２Ｄの内周縁部５２ｉと中間キャップ部５２Ｃの先端部５２ｆとの間に僅かな隙間を形成して、この隙間を凹部５２ｈに通ずるリング状のエアーカーテン排気口６１としている。このエアーカーテン排気口６１から中間キャップ部５２Ｃの中央排気口５９へ至る中間キャップ部５２Ｃの先端面は、中央排気口５９へ向かって傾斜しながら僅かに前方へ突出している。また、中間キャップ部５２Ｃの胴部には、その凹部５２ｈを、内キャップ部５１Ｂの鍔部５２ｅに設けられたエアー通路５７と連通させる貫通孔６２が設けられている。
【００１７】
センサケース５１の胴部５１Ａの後端開口は、プローブ本体５２の胴部５２Ａ内において開口し、その開口部の内側には、回路基板５３に電気接続された内部接続端子６０が固定されている。この内部接続端子６０には、ケーブル挿通孔６０ａが設けられている。また、プローブ本体５２の胴部５２Ａの後端部は、図１及び図２に示すように、支持管２の最先端の第４の単管２ｄの外周に螺合されて、プローブ本体５２の内部は単管２ｄの内部と連通している。従って、プローブ本体５２及びセンサケース５１は、支持管２の最も径が大きい第１の単管２ａまで内部が連通していることになる。
【００１８】
この第１の単管２ａの後端外周には、鍔付きの後端キャップ４が嵌着され、この後端キャップ４に突設したニップル５にエアーホース６が接続されているとともに、後端キャップ４に突設した外部接続端子７に外部ケーブル８が接続されている。この外部接続端子７は、センサケース５１の後端の内部接続端子６０と、支持管２内において内部ケーブル９を介して電気接続されている。後端キャップ４の外周には、支持管２を手で持って使用する際に、手から外れないようにするための手掛けベルト１０が取り付けられている。
【００１９】
プローブ１に対して、使用しないときにその先端部を保護するため、着脱自在なプローブ保護キャップ１１が用意され、測定時にはこれを取り外して使用するようになっている。
【００２０】
本例のプローブ支持装置は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
【００２１】
支持管２は、テレスコープ式とした単管２ａ・２ｂ・２ｃ・２ｄにより伸縮自在であるので、これを伸縮させることにより、支持管２の後端からプローブ１までの長さ（距離）を任意に調整でき、例えば粉粒体が流動する容器の内部に支持管２を伸ばし入れて、プローブ１を容器内の任意の位置で静電気の測定を行うことができる。
【００２２】
ニップル５をエアー入口として支持管２内に送入されたエアー（圧縮空気）は、支持管２内からプローブ１のセンサケース５１中及びプローブ本体５２中に入る。センサケース５１中に入ったエアーは、その検出孔５４を通って中間キャップ部５２Ｃの中央排気口５９から排気される。
【００２３】
同時に、プローブ本体５２中に入ったエアーは、エアー通路５５・５６・５７・５８を通って中間キャップ部５２Ｃの中央排気口５９から排気される。このとき、最後のエアー通路５８の途中には全周に絞り部５８ｃが形成されているので、このエアー通路５８を通るエアーはこの絞り部５８ｃにより流れを安定化（整流）され、その先の角部が円弧を描いて徐々に狭くなっていることにより、乱流を生ずることなく狭いエアー通路５８ｂへスムーズに流れ、センサケース５１の検出孔５４の開口面でエアーカーテンを形成しながら、中央排気口５９からの排出直後に一旦すぼまるようなエアー流れを形成して外部へ放流される。
【００２４】
これと同時に、エアー通路５７から内キャップ部５１Ｂの貫通孔６２を通り抜けて凹部５２ｈに入ったエアーは、エアーカーテン排気口６１から排出される。
【００２５】
このとき、エアーカーテン排気口６１から排出されたエアーは、上記のように傾斜している中間キャップ部５２Ｃの先端面に沿って中央排気口５９へ向かって流れ、中間キャップ部５２Ｃの先端面に沿ったエアーカーテンを形成しながら、一旦すぼまるようなエアー流れを形成してプローブ１の外部（容器の内部）へ放流されるので、容器内を流動する粉粒体が中央排気口５９を通じてプローブ本体５２内に入り込むことはなく、更に超えて検出口５４からセンサケース５１内に入り込むことはない。また、中間キャップ部５２Ｃの先端面に沿ってエアーカーテンが形成され、そのエアーの流れも中央に向かって流れるので、中央排気口５９から上記のように排出されるエアーの流れを阻害することはなく、中央排気口５９の外部周辺でも乱流は生じないので、センサ５０は粉粒体による影響を受けることなく、静電界等の静電気量を精度良く測定できる。
【００２６】
なお、センサ５０を静電気センサとしたが、これに代えて磁気センサや光学センサ等の他の非接触型センサを用いることは容易である。。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、粉粒体の静電界等を無接触で測定する測定用プローブとして、エアーパージしながら任意の位置を精度良く測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  静電気測定用プローブに適用した本発明の実施例の全体構成を示す断面図で、支持管を最短に縮小した場合である。
【図２】  同じく支持管を最長に伸長させた場合である。
【図３】  静電気測定用プローブの断面図である。
【図４】  その一部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  静電気測定用プローブ
２  支持管
２ａ〜２ｄ  単管
６  エアー入口となるニップル
８・９  ケーブル
５０  センサ
５１  センサケース
５２  プローブ本体
５４  検出孔
５５・５６・５７・５８  エアーパージするエアー通路
５９  中央排気口
６１  エアーカーテン排気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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