(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻かれた保持円筒に装入された磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントを測定する測定装置であって、
前記磁性粉粒体の見かけの比磁化率と、前記磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度との関係を示す較正曲線を記憶する較正曲線記憶手段と、
前記磁性粉粒体が前記保持円筒に装入された状態で前記コイルのインダクタンスを取得するインダクタンス取得手段と、
前記インダクタンス取得手段で取得されたインダクタンスを用いるとともに、前記コイルと前記保持円筒の配置と大きさ、前記保持円筒の透磁率と導電率をもとにした計算モデルであって、第１の空気層、第２の空気層、前記保持円筒の層および前記磁性粉粒体の層の４層からなる軸対称の配置とし、前記コイルは有限長で巻き数をＮとし、前記保持円筒と前記磁性粉粒体からなるコアは前記軸の方向に無限長とした無限長多層コアモデルにより、前記磁性粉粒体の見かけの比磁化率を算出する見かけの比磁化率算出手段と、
前記較正曲線を用いて、前記見かけの比磁化率算出手段で算出された磁性粉粒体の見かけの比磁化率から、前記磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度を算出する第１の嵩密度算出手段と、
前記保持円筒の空重量と、前記磁性粉粒体が装入された状態の前記保持円筒の総重量とを取得する保持円筒重量取得手段と、
前記保持円筒の空重量と、前記保持円筒の総重量と、前記保持円筒の内容積とに基づいて、前記磁性粉粒体の嵩密度を算出する第２の嵩密度算出手段と、
前記第１の嵩密度算出手段で算出された磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度と、前記第２の嵩密度算出手段で算出された磁性粉粒体の嵩密度とに基づいて、前記磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントを算出する磁性成分質量パーセント算出手段と
を有することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記見かけの比磁化率算出手段は、
前記コイルと前記保持円筒の配置と大きさ、前記保持円筒の透磁率と導電率をもとにして、前記コイルのインダクタンスから前記磁性粉粒体の見かけの比磁化率を計算する前記計算モデルが既知である条件下で、
磁性成分の質量パーセントが既知である基準試料を用いて、前記コイルのインダクタンスと前記計算モデルとから計算された前記磁性粉粒体の見かけの比磁化率と、前記基準試料の嵩密度と磁性成分の質量パーセントとから計算された当該基準試料の磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度との関係である前記較正曲線を作成し、
前記計算モデルが未知の条件下で、
前記基準試料の磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度と前記較正曲線とから計算された前記磁性粉粒体の見かけの比磁化率と、前記コイルのインダクタンスとの関係を実験的に求め、
前記インダクタンス取得手段で取得されたインダクタンスに基づいて、前記磁性粉粒体の見かけの比磁化率を算出することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
コイルが巻かれた保持円筒に装入された磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントを測定する測定装置による測定方法であって、
前記磁性粉粒体の見かけの比磁化率と、前記磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度との関係を示す較正曲線を較正曲線記憶手段に記憶する較正曲線記憶ステップと、
前記磁性粉粒体が前記保持円筒に装入された状態で前記コイルのインダクタンスを取得するインダクタンス取得ステップと、
前記インダクタンス取得ステップで取得されたインダクタンスを用いるとともに、前記コイルと前記保持円筒の配置と大きさ、前記保持円筒の透磁率と導電率をもとにした計算モデルであって、第１の空気層、第２の空気層、前記保持円筒の層および前記磁性粉粒体の層の４層からなる軸対称の配置とし、前記コイルは有限長で巻き数をＮとし、前記保持円筒と前記磁性粉粒体からなるコアは前記軸の方向に無限長とした無限長多層コアモデルにより、前記磁性粉粒体の見かけの比磁化率を算出する見かけの比磁化率算出ステップと、
前記較正曲線を用いて、前記見かけの比磁化率算出ステップで算出された磁性粉粒体の見かけの比磁化率から、前記磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度を算出する第１の嵩密度算出ステップと、
前記保持円筒の空重量と、前記磁性粉粒体が装入された状態の前記保持円筒の総重量とを取得する保持円筒重量取得ステップと、
前記保持円筒の空重量と、前記保持円筒の総重量と、前記保持円筒の内容積とに基づいて、前記磁性粉粒体の嵩密度を算出する第２の嵩密度算出ステップと、
前記第１の嵩密度算出ステップで算出された磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度と、前記第２の嵩密度算出ステップで算出された磁性粉粒体の嵩密度とに基づいて、前記磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントを算出する磁性成分質量パーセント算出ステップと
を有することを特徴とする測定方法。
【請求項４】
前記磁性粉粒体を所定の粒度区分に応じて粒度別に篩い分ける篩い分けステップを更に有し、
前記粒度別に篩い分けられたそれぞれの磁性粉粒体について、前記インダクタンス取得ステップと、前記見かけの比磁化率算出ステップと、前記第１の嵩密度算出ステップと、前記保持円筒重量取得ステップと、前記第２の嵩密度算出ステップと、前記磁性成分質量パーセント算出ステップとを行って、前記粒度別に篩い分けられたそれぞれの磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントを算出し、
その後、前記粒度別に篩い分けられたそれぞれの磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントの平均値と偏差を算出する平均値・偏差算出ステップを更に有することを特徴とする請求項３に記載の測定方法。
【請求項５】
コイルが巻かれた保持円筒に装入された磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントを測定する測定装置による測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記磁性粉粒体の見かけの比磁化率と、前記磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度との関係を示す較正曲線を較正曲線記憶手段に記憶する較正曲線記憶ステップと、
前記磁性粉粒体が前記保持円筒に装入された状態で前記コイルのインダクタンスを取得するインダクタンス取得ステップと、
前記インダクタンス取得ステップで取得されたインダクタンスを用いるとともに、前記コイルと前記保持円筒の配置と大きさ、前記保持円筒の透磁率と導電率をもとにした計算モデルであって、第１の空気層、第２の空気層、前記保持円筒の層および前記磁性粉粒体の層の４層からなる軸対称の配置とし、前記コイルは有限長で巻き数をＮとし、前記保持円筒と前記磁性粉粒体からなるコアは前記軸の方向に無限長とした無限長多層コアモデルにより、前記磁性粉粒体の見かけの比磁化率を算出する見かけの比磁化率算出ステップと、
前記較正曲線を用いて、前記見かけの比磁化率算出ステップで算出された磁性粉粒体の見かけの比磁化率から、前記磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度を算出する第１の嵩密度算出ステップと、
前記保持円筒の空重量と、前記磁性粉粒体が装入された状態の前記保持円筒の総重量とを取得する保持円筒重量取得ステップと、
前記保持円筒の空重量と、前記保持円筒の総重量と、前記保持円筒の内容積とに基づいて、前記磁性粉粒体の嵩密度を算出する第２の嵩密度算出ステップと、
前記第１の嵩密度算出ステップで算出された磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度と、前記第２の嵩密度算出ステップで算出された磁性粉粒体の嵩密度とに基づいて、前記磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントを算出する磁性成分質量パーセント算出ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルが巻かれた保持円筒に装入された磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセント（ｗｔ％）を測定する測定装置及び測定方法、並びに、当該測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性粉粒体の一例である焼結鉱のＦｅＯ％は焼結鉱の焼成度を表す品質指標であり、高炉の要求に応じて目標値が定められている。
【０００３】
従来、焼結鉱中のＦｅＯ％の測定は、下記の特許文献１のように、化学分析で行われている。この化学分析による方法では、焼結鉱を１０数ｋｇサンプリングした後、粒度を細かくする破砕処理と破砕試料からのサンプリングを段階的に繰り返して試料の量を減らしていく縮分という操作を行って、なるべく最初にサンプリングした試料を代表するような試料（粒度１００μｍ以下、１０数ｇ）に調整する。この化学分析による方法では、試料の調整や分析に時間と手間がかかるため、１日に６回程度しか行われていない。このため、ＦｅＯ％が目標値から外れた際の原因解析や焼結操業へフィードバックするのが難しいという問題があった。
【０００４】
他方、ＦｅＯを化学式に含むマグネタイト等の磁性を利用し、振動試料型磁力計や磁気天秤による磁化測定、或いは、下記の特許文献２に示す類似の方法があるが、これも化学分析よりは測定が簡易ではあるが、破砕処理を含む試料の調整の手間は同じであり、化学分析と同様の問題を抱えている。
【０００５】
下記の特許文献３には、コイル中に焼結鉱を入れて透磁率の変化を検出して、ＦｅＯ％を測定する技術が開示されている。この特許文献３では、粒度の揃った床敷鉱（粒度５ｍｍ〜１０ｍｍ）を使い、特に重量を測るわけではなく、ＦｅＯ％と（焼結鉱の見かけの）透磁率との関係からＦｅＯ％を直接算出している。この特許文献３では、重量を測らない分、簡易で準連続的な測定が可能であるが、粒度による筒への詰まり方、原料や操業による焼結鉱の密度の違いに影響される。また、直接的には、まずインダクタンスを測り、透磁率に変換すると考えられるが、インダクタンスから透磁率への変換方法は、当該特許文献３には開示されていない。
【０００６】
また、特許文献３の発明者が発表した非特許文献１には、焼結鉱を入れたコイルのインダクタンスがＬ＝μeff・Ｌ０（μeff：円筒状に保持した焼結鉱の集合体の見かけの比透磁率、Ｌ０：空筒のインダクタンス）となるとの記述がある。しかしながら、これは、コイルと、焼結鉱の集合体からなるコアがいずれも軸方向に無限長、即ちコイル径に比べコイル長が十分長い場合で、かつ、コイル径とコア径が一致する場合のみ適用可能である。このように、インダクタンスから焼結鉱の見かけの比透磁率μeffへの変換方法が不正確なため、焼結鉱の粒度や量に応じてコイルや保持円筒の大きさを変えるとμeffの評価値も変わり、測定装置ごとに較正をやり直さなければならないという問題があった。また、焼結鉱を保持する円筒は、ＳＵＳ３０４など非磁性のオーステナイト系ステンレスを用いていると考えられるが、導電性があるため渦電流が円筒に流れ、非磁性ではあるものの、インダクタンスは、保持円筒の厚みや導電性に影響を受けるという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１８９０６６号公報
【特許文献２】特許第４１９７５００号公報
【特許文献３】特公昭５７−２８７３１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】鉄と鋼, 70, 9 (1984), pp-1235-1241
【非特許文献２】尾上守夫：導体に接近した有限長ソレノイドコイルの解析，電気学会誌，Vol. 88-10, No. 961 (1968), p. 1894
【非特許文献３】北村覚一：誘導加熱の研究（その２），電気試験所研究報告，第588号（昭35）
【非特許文献４】森口繁一、宇田川▲かね▼久、一松信：岩波数学公式III「特殊関数」，岩波書店
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、煩雑な試料の調整を行うことなく、従来よりも正確に磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントの測定を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の測定装置は、コイルが巻かれた保持円筒に装入された磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントを測定する測定装置であって、前記磁性粉粒体の見かけの比磁化率と、前記磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度との関係を示す較正曲線を記憶する較正曲線記憶手段と、前記磁性粉粒体が前記保持円筒に装入された状態で前記コイルのインダクタンスを取得するインダクタンス取得手段と、前記インダクタンス取得手段で取得されたインダクタンスを用いるとともに、前記コイルと前記保持円筒の配置と大きさ、前記保持円筒の透磁率と導電率をもとにした計算モデルであって、第１の空気層、第２の空気層、前記保持円筒の層および前記磁性粉粒体の層の４層からなる軸対称の配置とし、前記コイルは有限長で巻き数をＮとし、前記保持円筒と前記磁性粉粒体からなるコアは前記軸の方向に無限長とした無限長多層コアモデルにより、前記磁性粉粒体の見かけの比磁化率を算出する見かけの比磁化率算出手段と、前記較正曲線を用いて、前記見かけの比磁化率算出手段で算出された磁性粉粒体の見かけの比磁化率から、前記磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度を算出する第１の嵩密度算出手段と、前記保持円筒の空重量と、前記磁性粉粒体が装入された状態の前記保持円筒の総重量とを取得する保持円筒重量取得手段と、前記保持円筒の空重量と、前記保持円筒の総重量と、前記保持円筒の内容積とに基づいて、前記磁性粉粒体の嵩密度を算出する第２の嵩密度算出手段と、前記第１の嵩密度算出手段で算出された磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度と、前記第２の嵩密度算出手段で算出された磁性粉粒体の嵩密度とに基づいて、前記磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントを算出する磁性成分質量パーセント算出手段とを有する。
また、本発明は、上述した測定装置による測定方法、及び、当該測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、煩雑な試料の調整を行うことなく、従来よりも正確に磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントの測定を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る測定装置の外観の一例を示す模式図である。
【図２】図１に示すコンピュータのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図１に示す測定装置による測定手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】図１に示すコンピュータによる磁性成分質量パーセントの算出処理に係る機能構成の一例を示す模式図である。
【図５】図１に示すコンピュータによる磁性成分質量パーセントの算出手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】図１に示すコンピュータによる較正曲線の作成処理に係る機能構成の一例を示す模式図である。
【図７】図１に示すコンピュータによる較正曲線の作成手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態を示し、磁性粉粒体の見かけの比磁化率χeffとコイルのインダクタンスＬとの関係を実験的に求める手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例１を示し、コイル、保持円筒、及び、磁性粉粒体の配置位置を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施例１を示し、磁性粉粒体の見かけの比磁化率χeffとインダクタンスＬとの関係の計算結果の一例を示す特性図である。
【図１１】本発明の実施例１を示し、測定したマグネタイト試薬の嵩密度ρＭと、磁性粉粒体の見かけの比磁化率χeffとの関係の測定結果の一例を示す特性図である。
【図１２】本発明の実施例２を示し、マグネタイト換算の嵩密度ρＭと、磁性粉粒体（焼結鉱）の見かけの比磁化率χeffとの関係の測定結果の一例を示す特性図である。
【図１３】本発明の実施例２を示し、ＦｅＯ％＝Ｆｅ3Ｏ4％／３．２２で算出した予測ＦｅＯ％と、化学分析によるＦｅＯ％を突合せた結果の一例を示す特性図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態を示し、ある時刻に採取した磁性粉粒体（焼結鉱）に関して、実施例２の方法により粒度別に測定・算出した予測ＦｅＯ％の結果を示す特性図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態を示し、ある時刻に採取した磁性粉粒体（焼結鉱）の粒度別の質量の割合を示す特性図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態を示し、ある時刻に採取した磁性粉粒体（焼結鉱）を所定の粒度区分に応じて粒度別に篩い分け、粒度別に篩い分けられたそれぞれの磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントにおける平均値と偏差を算出する手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１５】
＜測定装置１００の外観構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る測定装置１００の外観の一例を示す模式図である。
図１において、４は、測定対象である焼結鉱等の磁性粉粒体、７は、磁性粉粒体４を採取するサンプラー、８は、サンプラー７を駆動・制御するサンプラー制御装置である。
【００１６】
図１において、９は、磁性粉粒体４の装入レベルが一定以上になったことを検出するレベルスイッチ、１０は、光や超音波、電磁波などを使ったレベルスイッチ９の一部である送信器、１１は、送信器１０から送信された光や超音波、電磁波の信号を受信する受信器である。
【００１７】
図１において、１２は、磁性粉粒体４をサンプラー７から受け入れ、磁性粉粒体４を一定の嵩にすり切るためのすり切りホッパー、１３は、すり切りホッパー１２を駆動・制御するすり切りホッパー制御装置である。
【００１８】
図１において、３は、装入された磁性粉粒体４を保持する保持円筒、１は、保持円筒上に巻かれて固定されたコイル、２は、保持円筒３が空または磁性粉粒体４が保持円筒３に装入された状態でコイル１のインダクタンスを測定するＬＣＲメーターである。
【００１９】
図１において、３１は、保持円筒３の上部に固定された鍔部、１６は、保持円筒３の鍔部３１が接触して保持円筒３を支持する支持台である。
【００２０】
図１において、５は、保持円筒３が空の状態での空重量または保持円筒３に磁性粉粒体４が装入された状態での総重量を測定する秤量装置、５１は、秤量装置５の受け台である。
【００２１】
図１において、１４は、秤量装置５が固定され、秤量装置５を移動させるための移動台、１５は、移動台１４を駆動・制御する移動台制御装置、１７は、移動台１４が通過時に移動台１４の上に固定された秤量装置５の受け台５１の上の磁性粉粒体４などの障害物を除去するためのブラシである。
【００２２】
図１において、６は、コンピュータであり、サンプラー制御装置８、レベルスイッチ９、すり切りホッパー制御装置１３、ＬＣＲメーター２、秤量装置５、及び、移動台制御装置１５の各装置の制御、また、各装置からの信号を受信し、保持円筒３の重量やコイル１のインダクタンスから較正曲線の作成や磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセント（ｗｔ％）を算出する。
【００２３】
＜コンピュータ６のハードウェア構成＞
図２は、図１に示すコンピュータ６のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【００２４】
図２において、６０１は、例えば、後述するＲＯＭ６０３或いは外部メモリ６０４に記憶されたプログラムやデータを用いて、コンピュータ６の全体の制御を行うＣＰＵである。
【００２５】
図２において、６０２は、ＳＤＲＡＭ、ＤＲＡＭなどによって構成され、後述するＲＯＭ６０３或いは外部メモリ６０４からロードされたプログラムやデータを一時的に記憶するエリアを備えるとともに、ＣＰＵ６０１が各種の処理を行うために必要とするワークエリアを備えるＲＡＭである。
【００２６】
図２において、６０３は、変更を必要としないプログラムや各種のパラメータ等のデータなどを格納しているＲＯＭである。
【００２７】
図２において、６０４は、例えば、オペレーティングシステム（ＯＳ）やＣＰＵ６０１が実行するプログラム、更には、本実施形態の説明において既知としているデータや情報などを記憶している外部メモリである。なお、本実施形態においては、ＣＰＵ６０１が本発明に係る処理を実行するためのプログラムは、外部メモリ６０４に記憶されているものとするが、例えばＲＯＭ６０３に記憶されている態様であっても適用可能である。
【００２８】
図２において、６０５は、例えば、マウスやキーボード等を具備して構成されており、例えばユーザがコンピュータ６に対して各種の指示を行う際に操作され、当該指示をＣＰＵ６０１等に入力する入力デバイスである。
【００２９】
図２において、６０６は、例えば、モニタ等を具備して構成されており、ＣＰＵ６０１の制御に基づいて、各種のデータや各種の情報をモニタに出力する表示部である。
【００３０】
図２において、６０７は、コンピュータ６と外部装置Ｇとの間で行われる、各種のデータや各種の情報の送受信を司る通信Ｉ／Ｆである。
【００３１】
図２において、６０８は、ＣＰＵ６０１、ＲＡＭ６０２、ＲＯＭ６０３、外部メモリ６０４、入力デバイス６０５、表示部６０６及び通信Ｉ／Ｆ６０７を相互に通信可能に接続するバスである。
【００３２】
＜測定装置１００による測定手順＞
図３は、図１に示す測定装置１００による測定手順の一例を示すフローチャートである。
初期の状態では、すり切りホッパー１２は、保持円筒３の真上になく退避した状態、保持円筒３は、その鍔部３１が支持台１６に接触して置かれた状態、秤量装置５を載せた移動台１４は、保持円筒３の真下になく水平方向に退避した状態、保持円筒３は、磁性粉粒体（焼結鉱）４が装入されていない空の状態とする。
【００３３】
まず、ステップＳ１０１において、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、移動台制御装置１５を制御して、秤量装置５を移動台１４によって保持円筒３の真下に移動させる。
【００３４】
続いて、ステップＳ１０２において、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、移動台制御装置１５を制御して、移動台１４を上昇させて秤量装置５の荷重が安定したところで停止させ、次に秤量装置５を制御して、保持円筒３の空重量Ｗ０を測定する。また、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、この状態でＬＣＲメーター２を制御して、保持円筒３が空の状態でのコイル１のインダクタンスＬ１を測定する。測定後、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、移動台制御装置１５を制御して、移動台１４を降下させて、保持円筒３を支持台１６に置いた後に停止する。ここで、保持円筒３の空重量Ｗ０、インダクタンスＬ１が安定しており、毎回測らない場合には、このステップＳ１０２は省略可能である。
【００３５】
続いて、ステップＳ１０３において、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、すり切りホッパー制御装置１３を制御して、すり切りホッパー１２を保持円筒３の真上に置く。次に、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、サンプラー制御装置８を制御して、サンプラー７を稼動させて磁性粉粒体４を採取し、保持円筒３内に装入する。そして、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、レベルスイッチ９により磁性粉粒体４の装入状態を確認する。そして、磁性粉粒体４の装入状態が所定のレベルに達したら、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、すり切りホッパー制御装置１３を制御して、すり切りホッパー１２を退避させ、磁性粉粒体４の嵩がおおよそ保持円筒３の上面と一致するようにすり切る。
【００３６】
続いて、ステップＳ１０４において、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、移動台制御装置１５を制御して、移動台１４を上昇させて秤量装置５の荷重が安定したところで停止させ、次に秤量装置５を制御して、保持円筒３及び保持円筒３内に装入された磁性粉粒体４の総重量Ｗ１を測定する。また、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、ＬＣＲメーター２を制御して、保持円筒３に磁性粉粒体４が装入された状態でのコイル１のインダクタンスＬを測定する。
【００３７】
続いて、ステップＳ１０５において、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、移動台制御装置１５を制御して、移動台１４を降下させて保持円筒３を支持台１６に置き、さらに、移動台１４を水平方向に退避させて保持円筒３内の磁性粉粒体４を排出する。
【００３８】
＜コンピュータ６による磁性成分質量パーセントの算出処理に係る機能構成＞
図４は、図１に示すコンピュータ６による磁性成分質量パーセントの算出処理に係る機能構成の一例を示す模式図である。
【００３９】
図４において、６１１は、ＬＣＲメーター２から、磁性粉粒体４が保持円筒３に装入された状態でのコイル１のインダクタンスＬを取得するインダクタンス取得部である。ここで、インダクタンス取得部６１１は、コイル１の巻き数調整等に用いるため、磁性粉粒体４が保持円筒３に装入されていない状態でのコイル１のインダクタンスＬ１を取得してもよい。
【００４０】
図４において、６１２は、インダクタンス取得部６１１で取得されたインダクタンスＬに基づいて、保持円筒３に装入された磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffを算出する、見かけの比磁化率算出部である。ここで、「見かけの比磁化率（χeff）」とは、保持円筒３内にある空気も含む磁性粉粒体４を比磁化率がχeffの一様な円筒状の物質とみなしたときの、比磁化率のことである。
【００４１】
図４において、６１３は、磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffと、磁性粉粒体４中の磁性成分の嵩密度ρＭとの関係を示す較正曲線を記憶する較正曲線記憶部である。ここで、「磁性粉粒体中の磁性成分の嵩密度（ρＭ）」とは、保持円筒３内にある空気や他の成分も含む磁性成分を密度がρＭの一様な円筒状の物質とみなしたときの、密度のことである。
【００４２】
図４において、６１４は、較正曲線記憶部６１３に記憶されている較正曲線を用いて、磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffから、磁性粉粒体４中の磁性成分の嵩密度ρＭを算出する第１の嵩密度算出部である。
【００４３】
図４において、６１５は、秤量装置５から、保持円筒３の空重量Ｗ０と、磁性粉粒体４が装入された状態の保持円筒３の総重量Ｗ１とを取得する保持円筒重量取得部である。
【００４４】
図４において、６１６は、保持円筒３の空重量Ｗ０と、保持円筒３の総重量Ｗ１と、入力デバイス６０５から入力された保持円筒３の内容積Ｖとに基づいて、保持円筒３内の磁性粉粒体４の嵩密度ρ０を算出する第２の嵩密度算出部である。ここで、「磁性粉粒体（焼結鉱）の嵩密度（ρ０）」とは、保持円筒３内にある空気も含む磁性粉粒体４を密度がρ０の一様な円筒状の物質とみなしたときの、密度のことである。
【００４５】
図４において、６１７は、第１の嵩密度算出部６１４で算出された磁性粉粒体４中の磁性成分の嵩密度ρＭと、第２の嵩密度算出部６１６で算出された磁性粉粒体４の嵩密度ρ０とに基づいて、磁性粉粒体４中の磁性成分の質量パーセントを算出する磁性成分質量パーセント算出部である。
【００４６】
ここで、例えば、図２に示すＣＰＵ６０１及び外部メモリ６０４に記憶されているプログラム、並びに、通信Ｉ／Ｆ６０７から、図４に示すインダクタンス取得部６１１及び保持円筒重量取得部６１５が構成される。また、例えば、図２に示すＣＰＵ６０１及び外部メモリ６０４に記憶されているプログラムから、図４に示す見かけの比磁化率算出部６１２、第１の嵩密度算出部６１４、第２の嵩密度算出部６１６、及び、磁性成分質量パーセント算出部６１７が構成される。また、例えば、図２に示す外部メモリ６０４に、図４に示す較正曲線記憶部６１３が構成される。
【００４７】
＜コンピュータ６による磁性成分質量パーセントの算出手順＞
図５は、図１に示すコンピュータ６による磁性成分質量パーセントの算出手順の一例を示すフローチャートである。
【００４８】
図５の処理を開始する前に、既に、較正曲線記憶部６１３には、磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffと磁性粉粒体４中の磁性成分の嵩密度ρＭとの関係を示す較正曲線が記憶されているものとする。
【００４９】
まず、ステップＳ２０１において、インダクタンス取得部６１１は、ＬＣＲメーター２で測定された、保持円筒３が空状態でのコイル１のインダクタンスＬ１と、保持円筒３に磁性粉粒体４が装入された状態でのコイル１のインダクタンスＬを取得する。ここで、本実施形態においては、保持円筒３が空状態でのコイル１のインダクタンスＬ１は、後述の処理で特に用いないが、実操業では、コイル１の巻き数調整等に用いられる。
【００５０】
続いて、ステップＳ２０２において、見かけの比磁化率算出部６１２は、保持円筒３に磁性粉粒体４が装入された状態でのコイル１のインダクタンスＬに基づいて、保持円筒３内に装入された磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffを算出する。
【００５１】
続いて、ステップＳ２０３において、第１の嵩密度算出部６１４は、較正曲線記憶部６１３に記憶されている較正曲線を基に、ステップＳ２０２で算出された磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffから、磁性粉粒体４中の磁性成分の嵩密度ρＭを算出する。
【００５２】
一方、ステップＳ２０４において、保持円筒重量取得部６１５は、秤量装置５で測定された、保持円筒３の空重量Ｗ０と、磁性粉粒体４が装入された状態の保持円筒３の総重量Ｗ１とを取得する。
【００５３】
続いて、ステップＳ２０５において、第２の嵩密度算出部６１６は、ステップＳ２０４で取得された、保持円筒３の空重量Ｗ０と保持円筒３に磁性粉粒体４が装入された状態での総重量Ｗ１から、まず、磁性粉粒体４の装入重量Ｗ＝Ｗ１−Ｗ０を算出する。次に、第２の嵩密度算出部６１６は、磁性粉粒体４の装入重量Ｗと、保持円筒３の内径と高さから定められる内容積Ｖとから、保持円筒３内の磁性粉粒体４の嵩密度ρ０＝Ｗ／Ｖを算出する。
【００５４】
続いて、ステップＳ２０６において、磁性成分質量パーセント算出部６１７は、ステップＳ２０３で算出された磁性粉粒体４中の磁性成分の嵩密度ρＭと、ステップＳ２０５で算出された磁性粉粒体４の嵩密度ρ０から、磁性成分の質量％（重量％）をｗｔ％＝ρＭ／ρ０×１００で算出する。
なお、ここで求められる磁性成分の質量％は、例えば、マグネタイトＦｅ3Ｏ4の質量％である。マグネタイトＦｅ3Ｏ4＝ＦｅＯ・Ｆｅ2Ｏ3など２価鉄を含む成分中のＦｅＯが化学分析で溶出する。ＦｅＯが全てマグネタイトから溶出するわけではないが、ＦｅＯ％は磁性成分量と相関がある。仮に、ＦｅＯが全てマグネタイトから溶出したと仮定すると、マグネタイト換算の質量％はＦｅ3Ｏ4％=ＦｅＯ％×３．２２となる。この「３．２２」は化学式Ｆｅ3Ｏ4とＦｅＯの分子量の比Ｆｅ3Ｏ4／ＦｅＯに相当する数値である。即ち、本実施形態において、磁性粉粒体（焼結鉱）の焼成度を表す品質指標であるＦｅＯ％を求めるには、算出した磁性成分の質量％を「３．２２」で除算すればよいことになる。
【００５５】
＜コンピュータ６による較正曲線の作成処理に係る機能構成＞
図６は、図１に示すコンピュータ６による較正曲線の作成処理に係る機能構成の一例を示す模式図である。
【００５６】
図６において、６２１は、ＬＣＲメーター２から、磁性粉粒体４が保持円筒３に装入された状態でのコイル１のインダクタンスＬを取得するインダクタンス取得部である。ここで、インダクタンス取得部６２１は、コイル１の巻き数調整等に用いるため、磁性粉粒体４が保持円筒３に装入されていない状態でのコイル１のインダクタンスＬ１を取得してもよい。
【００５７】
図６において、６２２は、インダクタンス取得部６２１で取得されたインダクタンスＬに基づいて、保持円筒３に装入された磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffを算出する、見かけの比磁化率算出部である。
【００５８】
図６において、６２３は、秤量装置５から、保持円筒３の空重量Ｗ０と、磁性粉粒体４が装入された状態の保持円筒３の総重量Ｗ１とを取得する保持円筒重量取得部である。
【００５９】
図６において、６２４は、保持円筒３の空重量Ｗ０と、保持円筒３の総重量Ｗ１と、入力デバイス６０５から入力された保持円筒３の内容積Ｖとに基づいて、保持円筒３内の磁性粉粒体４の嵩密度ρ０を算出する第２の嵩密度算出部である。
【００６０】
図６において、６２５は、第２の嵩密度算出部６２４で算出された磁性粉粒体４の嵩密度ρ０と、入力デバイス６０５から入力された磁性粉粒体４に含まれる磁性成分の質量％（ｗｔ％）から、磁性粉粒体４中の磁性成分の嵩密度ρＭを算出する第１の嵩密度算出部である。
【００６１】
図６において、６２６は、見かけの比磁化率算出部６２２で算出された磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffと、第１の嵩密度算出部６２５で算出された磁性粉粒体４中の磁性成分の嵩密度ρＭに基づいて、χeffとρＭとの関係を示す較正曲線を作成する較正曲線作成部である。
【００６２】
ここで、例えば、図２に示すＣＰＵ６０１及び外部メモリ６０４に記憶されているプログラム、並びに、通信Ｉ／Ｆ６０７から、図６に示すインダクタンス取得部６２１及び保持円筒重量取得部６２３が構成される。また、例えば、図２に示すＣＰＵ６０１及び外部メモリ６０４に記憶されているプログラムから、図６に示す見かけの比磁化率算出部６２２、第２の嵩密度算出部６２４、第１の嵩密度算出部６２５、及び、較正曲線作成部６２６が構成される。
【００６３】
＜コンピュータ６による較正曲線の作成手順＞
図７は、図１に示すコンピュータ６による較正曲線の作成手順の一例を示すフローチャートである。
【００６４】
まず、ステップＳ３０１において、インダクタンス取得部６２１は、ＬＣＲメーター２で測定された、保持円筒３が空状態でのコイル１のインダクタンスＬ１と、保持円筒３に磁性粉粒体４が装入された状態でのコイル１のインダクタンスＬを取得する。ここで、本実施形態においては、保持円筒３が空状態でのコイル１のインダクタンスＬ１は、後述の処理で特に用いないが、実操業では、コイル１の巻き数調整等に用いられる。
【００６５】
続いて、ステップＳ３０２において、見かけの比磁化率算出部６２２は、保持円筒３に磁性粉粒体４が装入された状態でのコイル１のインダクタンスＬに基づいて、保持円筒３内に装入された磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffを算出する。
【００６６】
一方、ステップＳ３０３において、保持円筒重量取得部６２３は、秤量装置５で測定された、保持円筒３の空重量Ｗ０と、磁性粉粒体４が装入された状態の保持円筒３の総重量Ｗ１とを取得する。
【００６７】
続いて、ステップＳ３０４において、第２の嵩密度算出部６２４は、ステップＳ３０３で取得された、保持円筒３の空重量Ｗ０と保持円筒３に磁性粉粒体４が装入された状態での総重量Ｗ１から、まず、磁性粉粒体４の装入重量Ｗ＝Ｗ１−Ｗ０を算出する。次に、第２の嵩密度算出部６２４は、磁性粉粒体４の装入重量Ｗと、保持円筒３の内径と高さから定められる内容積Ｖとから、保持円筒３内の磁性粉粒体４の嵩密度ρ０＝Ｗ／Ｖを算出する。
【００６８】
続いて、ステップＳ３０５において、第１の嵩密度算出部６２５は、ステップＳ３０４で算出された磁性粉粒体４の嵩密度ρ０と、入力デバイス６０５から入力された磁性粉粒体４に含まれる磁性成分の質量％（ｗｔ％）から、磁性粉粒体４中の磁性成分の嵩密度ρＭ＝ρ０×ｗｔ％／１００を算出する。ここで、ｗｔ％は化学分析等で既知とする。
【００６９】
続いて、ステップＳ３０６において、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５の工程を繰り返し、較正曲線作成部６２６は、磁性粉粒体４中の磁性成分の嵩密度ρＭと磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffのデータをプロットし、データを関数近似した較正曲線を作成する。
【００７０】
＜χeff−Ｌの関係を実験的に求める手順＞
図８は、本発明の第１の実施形態を示し、磁性粉粒体の見かけの比磁化率χeffとコイルのインダクタンスＬとの関係を実験的に求める手順の一例を示すフローチャートである。
磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffとインダクタンスＬの関係は、後述するように、計算でも構築可能であるが、保持円筒３に近接する支持部材等の影響により、計算モデルが合わない場合、或いは、保持円筒３の磁化率や導電率の物性値が不明な場合等、計算モデルが未知の場合には、以下のように計算モデルが既知の条件下で作製した磁性粉粒体４の基準試料を用いて、磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffとインダクタンスＬの関係を実験的に求める方法に置き換えることも可能である。
【００７１】
まず、ステップＳ４０１において、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、コイル１と保持円筒３の配置と大きさ、保持円筒３の透磁率と導電率をもとにして、コイル１のインダクタンスから磁性粉粒体の見かけの比磁化率を計算する計算モデルが既知の条件下で、磁性成分の質量％が既知の磁性粉粒体４の基準試料を用いて、図７に示すフローチャートの工程を経て、基準試料の嵩密度と磁性成分の質量％とから計算された当該基準試料の磁性粉粒体４中の磁性成分の嵩密度ρＭと、コイル１のインダクタンスと前記計算モデルとから計算された磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffとの関係を示す較正曲線を作成する。
【００７２】
続いて、ステップＳ４０２において、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、秤量装置５及びＬＣＲメーター２を制御して、計算モデルが未知の条件下で、保持円筒３に磁性粉粒体４の基準試料が装入されていない空の状態での保持円筒３の空重量Ｗ０とコイル１のインダクタンスＬ１を測定する。
【００７３】
続いて、ステップＳ４０３において、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、秤量装置５及びＬＣＲメーター２を制御して、計算モデルが未知の条件下で、磁性粉粒体４の基準試料を保持円筒３に装入した状態での総重量Ｗ１とインダクタンスＬを測定する。
【００７４】
続いて、ステップＳ４０４において、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、計算モデルが未知の条件下で、磁性粉粒体４の基準試料の装入重量Ｗ＝Ｗ１−Ｗ０と、保持円筒３の内径と高さから定められる内容積Ｖから、基準試料の嵩密度ρ０＝Ｗ／Ｖを算出する。
【００７５】
続いて、ステップＳ４０５において、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、計算モデルが未知の条件下で、磁性粉粒体４の基準試料の嵩密度ρ０と、磁性粉粒体４の基準試料に含まれる磁性成分の質量％（ｗｔ％）から、基準試料の磁性成分の嵩密度ρＭ=ρ０×ｗｔ％／１００を算出する。
【００７６】
続いて、ステップＳ４０６において、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、ステップＳ４０１において計算モデル既知の条件下で作成した、磁性粉粒体４の基準試料中の磁性成分の嵩密度ρＭと基準試料の見かけの比磁化率χeffとの関係を示す較正曲線から、ステップＳ４０５で計算モデル未知の条件下で算出した嵩密度ρＭに対応した見かけの比磁化率χeffを算出する。
【００７７】
続いて、ステップＳ４０７において、コンピュータ６（ＣＰＵ６０１）は、ステップＳ４０３〜ステップＳ４０６の工程を繰り返し、計算モデルが未知の条件下での磁性粉粒体４の嵩密度χeffとインダクタンスＬのデータをプロットし、データを関数近似してχeff−Ｌの関係を実験的に構築する。
【実施例１】
【００７８】
ここでは、保持円筒３としてアクリル筒とＳＵＳ３０４製円筒を用い、磁性粉粒体４としてマグネタイト試薬（Ｆｅ3Ｏ4）とヘマタイト試薬（Ｆｅ2Ｏ3）の混合粉末を用いて、コイル１と保持円筒３との配置や大きさ、保持円筒３の材質が変わっても、同じような較正曲線が得られるかを確認した。
（実験条件）
・ＳＵＳ３０４製円筒の大きさ：〔１〕１３９．８φ×２．８ｔ×４００Ｌ、
〔２〕１３９．８φ×５ｔ×４００Ｌ、
〔３〕１３９．８φ×９．５ｔ×４００Ｌ（単位ｍｍ）
・比較用のアクリル製円筒（非磁性、非導電性）の大きさ：１４０φ×３ｔ×４００Ｌ（単位ｍｍ）
・検証用コイルの大きさ：１５０φ×１５０Ｌ（単位ｍｍ）、巻き数：６９０
・測定周波数：１００Ｈｚ
・ＳＵＳ３０４の比透磁率μｂ＝１．００４、導電率σ＝１／（７２［μΩ・ｃｍ］）＝１．３９×１０6［ｍ／Ω］（日本ステンレス協会の物性値）
【００７９】
＜χeff−Ｌの関係を計算モデルで求める方法＞
以下、測定されたコイル１のインダクタンスＬから保持円筒３に装入された磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffを評価するため、コイル１と保持円筒３との配置（中心軸が同じ；同心円）と形状、筒の材質（透磁率と導電率）、及び、測定周波数が与えられた場合のχeffとＬの関係を計算モデルで求める方法について説明する。
【００８０】
図９は、本発明の実施例１を示し、コイル１、保持円筒３、及び、磁性粉粒体４の配置位置を示す模式図である。
図９のように空気（第［１］層）−空気（第［２］層）−保持円筒（第［３］層）−磁性粉粒体（第［４］層）の４層からなる軸対称の配置を仮定する。コイル１は有限長だが、保持円筒３と磁性粉粒体４からなるコアはｚ軸方向に無限長とした無限長多層コアモデルで考える。
【００８１】
計算式の導出方法の詳細は、非特許文献２及び３に委ね、ここでは、χeff−Ｌの関係における計算結果のみを述べることとする。コイル１のインダクタンスＬは、以下の（１）式に示すように無次元の変数ｘに関して積分して計算する。
（１）式において、ａはコイル１の半径、Ｎはコイル１の巻き数、ｌはコイル１の長さ、μ0は真空の透磁率、Ｉ1（・）は１次の第１種の変形ベッセル関数（既知）、Ｋ1（・）は１次の第２種の変形ベッセル関数（既知）である。
【００８２】
【数１】
0005906661.tif 000002
【００８３】
また、ここでは、ｘ＞０の一般的な場合について考える。ここで、未知のＤ（ｘ）は（２）式以下のような行列式を使って計算できるが、多層の場合には、手計算で求めるのは煩雑なので、離散的なｘについて（８）式で個々のＤ（ｘ）を求め、数値積分で（１）式を計算する。また、第１種と第２種の変形ベッセル関数は、非特許文献４にある定義のものである。
【００８４】
【数２】
0005906661.tif 000003
【００８５】
（２）式において、ｂは保持円筒の外半径、Ｉ0（・）は０次の第１種の変形ベッセル関数（既知）、Ｋ0（・）は０次の第２種の変形ベッセル関数（既知）である。
【００８６】
【数３】
0005906661.tif 000004
【００８７】
（３）式において、μb：保持円筒（第［３］層）の比透磁率であり、ｙは下記の（４）式で表されるものである。
【００８８】
【数４】
0005906661.tif 000005
【００８９】
（４）式において、ｊ＝√−１の虚数単位、ｆは測定周波数、σは保持円筒（第［３］層）の導電率である。ここで、測定周波数ｆとは、ＬＣＲメーター２から出力され、コイル１に流す正弦波状の励磁電流の周波数のことである。
【００９０】
【数５】
0005906661.tif 000006
【００９１】
（５）式において、ｃは保持円筒の内半径である。
【００９２】
【数６】
0005906661.tif 000007
【００９３】
（６）式において、μeffは磁性粉粒体の見かけの比透磁率であり、μeff＝χeff＋１で表されるものである。また、χeffは、磁性粉粒体の見かけの比磁化率であり、上述したものである。
【００９４】
【数７】
0005906661.tif 000008
【００９５】
（７）式では、（２）式、（３）式、（５）式、及び、（６）式の行列式から、ｖ1及びｖ2が求まる。
【００９６】
【数８】
0005906661.tif 000009
【００９７】
そして、（８）式では、（７）式で求めたｖ1及びｖ2を代入することにより、Ｄ（ｘ）が求まり、これを（１）式に代入することで、インダクタンスＬが求まる。即ち、（１）式〜（８）式から、磁性粉粒体の見かけの比磁化率χeffとインダクタンスＬとの関係が計算モデルで求まる。
【００９８】
コイル１に流す励磁電流は、その断面が空間で見ると線状或いは矩形状に連続分布していると仮定しているが、実際のコイルの巻き線は、太さをもち、かつ、巻き線上に絶縁膜があるために隙間があり、巻き数Ｎを入力して計算したコイル１のインダクタンスＬの計算値とＬＣＲメーター２の実測値とは異なる場合がある。この場合には、入力する巻き数Ｎの数値を調整して計算値が実測値に合うようにする。
また、計算モデルで保持円筒３と磁性粉粒体４の長さは無限長としているが、それぞれの端は、コイル１の作る磁界の影響が小さい範囲、例えば端がコイル１の中心から見てコイル１の長さｌよりも長い範囲となる長さと配置にする。
【００９９】
＜χeff−Ｌの計算結果＞
図１０は、本発明の実施例１を示し、磁性粉粒体の見かけの比磁化率χeffとインダクタンスＬとの関係の計算結果の一例を示す特性図である。
【０１００】
図１０は、実際に式（１）にしたがって、実験条件に記載のコイル１と保持円筒３を用いて磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffとコイル１のインダクタンスＬの関係を計算したものである。厚み０ｍｍは比較用アクリル製円筒の場合であり、ＳＵＳ３０４製円筒の厚み（２．８ｍｍ，５ｍｍ，９．５ｍｍ）を変えるとχeff−Ｌの関係がより非線形になる。これは、コイル１に流す励磁電流と逆向きに渦電流がＳＵＳ３０４製円筒を流れるため、インダクタンスＬが減少するからである。
【０１０１】
計算では、離散的なχeffに対して、コイル１のインダクタンスＬを数値積分で得ているため、連続値をとる測定値のＬから対応するχeffを求めるには、例えば、χeffをＬの１次式や２次式などで最小二乗法を使って関数近似した値を用いればよい。
【０１０２】
＜ρＭ−χeffの測定結果＞
図１１は、本発明の実施例１を示し、測定したマグネタイト試薬の嵩密度ρＭと、磁性粉粒体の見かけの比磁化率χeffとの関係の測定結果の一例を示す特性図である。
図１１において、較正データは小さいコイル（２０φ×３０Ｌ）とアクリル製円筒（１０．８φ）を用いて得ており、較正データを最小二乗法などを用いて関数近似してρＭとχeffとの関係である較正曲線を得ている。較正データから較正曲線を得る際には、Ｍａｘｗｅｌｌ−Ｇａｒｎｅｔｔ近似の式を当てはめることも可能であるが、ここでは近似度を高めるため、２次式を当てはめている。他のコイル１や保持円筒３を用いて得たρＭとχeffとのデータも較正曲線上に載るため、コイル１や保持円筒３の大きさ、保持円筒３の材質によらない、磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffの評価が可能である。
【０１０３】
＜χeff−Ｌの関係を実験的に求める方法＞
段落［００７０］〜［００７７］で説明したように、磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffとコイル１のインダクタンスＬの関係を、計算でなく計算モデルが既知の条件下で作製した磁性粉粒体４の基準試料を用いて、計算モデルが未知の条件下でのχeff−Ｌの関係を実験的に求めることも可能である。例えば、上述した例でいうと、非磁性、非導電性の保持円筒３であるアクリル製円筒を用いた場合を計算モデルが既知、ＳＵＳ３０４製円筒を用いた場合を仮に磁性や導電率が未知で計算モデルが未知であるとする。磁性粉粒体４は、マグネタイト試薬をヘマタイト試薬に分散させた混合粉末で磁性成分はマグネタイト試薬とする。
【０１０４】
まず、アクリル製円筒を保持円筒３として用いた計算モデルが既知の条件下で磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffとコイル１のインダクタンスＬの関係を計算し、図１０の「０ｍｍ」に示すようなχeff−Ｌの関係を求める。図１０に示すＳＵＳ３０４製円筒の厚み「２．８ｍｍ」、「５ｍｍ」、「９．５ｍｍ」の場合のようなχeff−Ｌの関係は、未知とする。
【０１０５】
次に、マグネタイト試薬をヘマタイト試薬に分散させたマグネタイト試薬量の異なる基準試料を作製し、インダクタンスＬの計算モデルが既知の条件下で、図１１の「０ｍｍ」に示すような基準試料のマグネタイト試薬の嵩密度ρＭと基準試料の見かけの比磁化率χeffとの関係を実験的に求める。
【０１０６】
次に、ＳＵＳ３０４製円筒を用いた計算モデルが未知の条件下で、基準試料をＳＵＳ３０４製円筒に装入した状態での基準試料の重量とコイルのインダクタンスＬを測定する。そして、ＳＵＳ３０４製円筒に装入した基準試料の重量とＳＵＳ３０４製円筒の内容積から嵩密度ρ０を評価し、基準試料中のマグネタイト試薬の質量％（重量％）とからマグネタイト試薬の嵩密度ρＭを評価する。
【０１０７】
アクリル製円筒を用いた計算モデル既知の条件下で作製したρＭ−χeffの較正曲線により、ＳＵＳ３０４製円筒に装入した状態での基準試料のχeffを算出する。そして、ＳＵＳ３０４製円筒に装入した状態での基準試料のχeffとコイル１のインダクタンスＬをプロットし関数近似することで、計算モデルが未知であるＳＵＳ３０４製円筒を保持円筒３として用いた場合のχeff−Ｌの関係が、例えば図１０に示すＳＵＳ３０４製円筒の厚み「２．８ｍｍ」、「５ｍｍ」、「９．５ｍｍ」の場合と同じような形で求められる。
【実施例２】
【０１０８】
＜焼結鉱の測定＞
（実験条件）
・保持円筒：アクリル製（μb＝１，σ＝０）
〔１〕粒度２０ｍｍ以上
・コイルの大きさ：２００φ×１８０Ｌ、巻き数：８２６、保持円筒の大きさ：１８６φ×３ｔ×３８０Ｌ
〔２〕粒度１０ｍｍ〜２０ｍｍ
・コイルの大きさ：１５０φ×１８０Ｌ、巻き数：８１３、保持円筒の大きさ：１４０φ×３ｔ×３８０Ｌ
〔３〕粒度５ｍｍ〜１０ｍｍ
・コイルの大きさ：１００φ×１８０Ｌ、巻き数：８１５、保持円筒の大きさ：９０φ×３ｔ×３８０Ｌ
〔４〕粒度５ｍｍ以下
・コイルの大きさ：６０φ×６０Ｌ、巻き数：９７９、保持円筒の大きさ：５４φ×２ｔ×１５０Ｌ
【０１０９】
磁性粉粒体４として焼結鉱を用い、保持円筒３としてアクリル製円筒を用いて、化学分析によるＦｅＯ％と焼結鉱の嵩密度ρ０からマグネタイト換算の嵩密度ρＭを算出し、測定した保持円筒３に焼結鉱を装入したときのコイル１のインダクタンスＬから焼結鉱の見かけの比磁化率χeffを算出した。化学分析によるＦｅＯ％から換算したマグネタイト重量％はＦｅ3Ｏ4％=ＦｅＯ％×３．２２で算出し、ρＭ=ρ０×Ｆｅ3Ｏ4％／１００でマグネタイト換算の嵩密度ρＭを算出した。保持円筒３の内径は、焼結鉱の粒度の１０倍程度とした。
【０１１０】
ＦｅＯ％の異なる焼結鉱を用いて測定を繰り返し、マグネタイト換算の嵩密度ρＭと焼結鉱の見かけの比磁化率χeffの較正データをプロットして、較正データを関数近似して図１２に示す較正曲線を求めた。図１２は、本発明の実施例２を示し、マグネタイト換算の嵩密度ρＭと、磁性粉粒体（焼結鉱）の見かけの比磁化率χeffとの関係の測定結果の一例を示す特性図である。
【０１１１】
ここでは、粒度が５ｍｍ以上の焼結鉱の較正データを用い、２次式で関数近似して較正曲線を得た。逆に、保持円筒３に焼結鉱を装入した状態で測定した、インダクタンスＬと焼結鉱の重量から焼結鉱の見かけの比磁化率χeffと焼結鉱の嵩密度ρ０を算出し、図１２の較正曲線から焼結鉱中のマグネタイト換算の嵩密度ρＭを算出し、マグネタイト換算の質量％（重量％）であるＦｅ3Ｏ4％=ρＭ／ρ０×１００を算出した。
【０１１２】
図１３は、本発明の実施例２を示し、ＦｅＯ％＝Ｆｅ3Ｏ4％／３．２２で算出した予測ＦｅＯ％と、化学分析によるＦｅＯ％を突合せた結果の一例を示す特性図である。
図１３によれば、粒度が５ｍｍ以上の焼結鉱で較正曲線を作成したものの、粒度が５ｍｍ以下の焼結鉱でも同じ較正曲線に載る傾向が見られる。粒度や測定試料の量に応じてコイル径を６０φ〜２００φまで変えているが、ρＭ−χeffの関係を用いた較正方法により、粒度やコイル１の形状によらない較正が可能であり、化学分析によるＦｅＯ％と本方法で予測した予測ＦｅＯ％の突合せ結果も良好である。
【０１１３】
また、ＳＵＳ３０４製円筒での検証実験ではマグネタイト試薬で実施したが、インダクタンスＬから見かけの比磁化率χeffへの変換を行えば、焼結鉱でもアクリル製円筒と同様の測定結果が得られるはずである。
【０１１４】
実施例１においては、コイル１の内側にＳＵＳ３０４製の保持円筒３がある場合を考えたが、例えば、コイル１の保持円筒３として空気と大きく異なる磁性や導電性を有する材質のものを用いる場合、図９の多層モデルの第［１］層に新たな層を設けて計算モデルを立てることにより、実施例で説明した工程で磁性成分の測定が可能となる。また、保持円筒３の材質が未知、または既知でも計算モデルとの一致度が悪い場合には、実施例で説明した基準試料を用いた磁性粉粒体４の見かけの比磁化率χeffとコイルのインダクタンスＬの関係を実測することにより、実施例で説明した工程で磁性成分の測定が可能となる。
【０１１５】
［本実施形態における作用・効果］
・保持円筒３に装入された磁性粉粒体４（焼結鉱）の重量を測るので、磁性粉粒体４の保持円筒３への詰まり方、原料や操業による磁性粉粒体４の密度に影響されないＦｅＯ％などの磁性成分量の測定が可能である。
・保持円筒３に装入された磁性粉粒体４（焼結鉱）の磁性成分の嵩密度ρＭと、磁性粉粒体４（焼結鉱）の見かけの比磁化率χeffという普遍性の高い物理量を用いて較正曲線を作成するので、コイル１や保持円筒３の大きさ、保持円筒３の磁性や導電性などの材質によらないＦｅＯ％など磁性成分量の測定が可能である。
・普遍性の高い物理量を用いて較正曲線を作成するので、磁気天秤や振動試料型磁力計（ＶＳＭ）等、他の測定原理で測定した測定値とも比較可能である。
・また、コイル１や保持円筒３の大きさ、保持円筒３の材質が変わっても、以前に蓄積した較正データがそのまま使え、較正のやり直しにはならない。特に、測定対象の粒度が小さいものから大きいものに変わり、コイル１を大きくしなければいけない場合でも以前の小さい粒度と小さいコイル１で作製した較正曲線は、大きい粒度と大きいコイル１でも使える。
・保持円筒３の材質が不明、または計算モデルが未知の条件下でも、計算モデルが既知の条件下で作製したχeffが既知の基準試料を用いて、計算モデル未知の条件下でのχeff−Ｌの関係を実験的に求めることも可能である。
以上、本実施形態によれば、煩雑な試料の調整を行うことなく、従来よりも正確に磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセント（ｗｔ％）の測定を実現することができる。
【０１１６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態は、磁性粉粒体の一例である焼結鉱の焼成の一様さ、即ち、焼結鉱の粒度による磁性粉粒体の磁性成分の質量パーセントの変動を評価するために、第１の実施形態で説明した測定装置１００及びその測定方法を用いて、磁性粉粒体（焼結鉱）の粒度区分毎に磁性粉粒体の磁性成分の質量パーセントを測定する方法に関する実施形態である。このように、第２の実施形態と第１の実施形態とは、磁性粉粒体（焼結鉱）を予め所定の粒度区分毎に分ける点と、粒度区分毎に磁性粉粒体の磁性成分の質量パーセントを測定した後の処理の点とが主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、その詳細な説明を省略する。
【０１１７】
図１４は、本発明の第２の実施形態を示し、ある時刻に採取した磁性粉粒体（焼結鉱）４に関して、実施例２の方法により粒度別に測定・算出した予測ＦｅＯ％の結果を示す特性図である。
図１４では、高炉に運ばれる磁性粉粒体（焼結鉱）４の粒度区分として、５ｍｍ〜１０ｍｍ，１０ｍｍ〜２５ｍｍ，２５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に分けている。図１４によれば、粒度が５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で予測ＦｅＯ％の値が最も大きく、粒度が２５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲で予測ＦｅＯ％の値が最も小さいという結果であり、粒度別の予測ＦｅＯ％における最大値（粒度が５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲）と最小値（粒度が２５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲）との差も１．９％と大きい。焼結鉱が空間的に一様に焼成されているならば、粒度別の予測ＦｅＯ％における差は小さいはずなので、粒度別の予測ＦｅＯ％における差は焼結鉱が空間的に一様に焼成されているかを判断するための指標となり得る。
【０１１８】
また、図１５は、このときの焼結鉱の粒度別質量の割合を示している。即ち、図１５は、本発明の第２の実施形態を示し、ある時刻に採取した磁性粉粒体（焼結鉱）４の粒度別の質量の割合を示す特性図である。
図１５によれば、予測ＦｅＯ％が最大の粒度５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲と予測ＦｅＯ％が最小の粒度２５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲の質量の割合が２０％〜３０％と比較的大きいので、この２つの粒度区分のＦｅＯ％によって高炉に運ばれる焼結鉱全体の平均のＦｅＯ％が左右されることもあり得る。したがって、粒度別の予測ＦｅＯ％の差が大きい場合には、特定の粒度区分の予測ＦｅＯ％は、高炉に運ばれる焼結鉱全体のＦｅＯ％を代表できないことが起こり得る。このため、本実施形態では、粒度区分の全てにおいてＦｅＯ％を算出し、全ての粒度区分における平均のＦｅＯ％を算出することで高炉に運ばれる焼結鉱全体の平均のＦｅＯ％を管理し、さらに、粒度別のＦｅＯ％における偏差を表す量を算出することで焼成の一様さを見ることができる。
【０１１９】
以下、図１６を参照して、本実施形態における測定方法を説明する。
図１６は、本発明の第２の実施形態を示し、ある時刻に採取した磁性粉粒体（焼結鉱）４を所定の粒度区分に応じて粒度別に篩い分け、粒度別に篩い分けられたそれぞれの磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントにおける平均値と偏差を算出する手順の一例を示すフローチャートである。
【０１２０】
まず、ステップＳ５０１において、測定装置１００は、篩（不図示）を用いて磁性粉粒体（焼結鉱）４をそれぞれの粒度区分に分ける。ここで、粒度区分とは、篩で分けた磁性粉粒体（焼結鉱）の粒度範囲の区分のことであり、ここでは、２５ｍｍ〜５０ｍｍ、１０ｍｍ〜２５ｍｍ及び５ｍｍ〜１０ｍｍの３つとする。
【０１２１】
続いて、ステップＳ５０２において、測定装置１００は、各粒度区分の磁性粉粒体（焼結鉱）の質量ｗｉを測定する。ここで、質量ｗｉの「ｉ」は粒度区分を示す番号であり、ここでは、ｉ＝１，２，３がそれぞれ２５ｍｍ〜５０ｍｍ，１０ｍｍ〜２５ｍｍ，５ｍｍ〜１０ｍｍの３つの粒度区分に対応する。また、このステップＳ５０２で各粒度区分ｉの磁性粉粒体（焼結鉱）の質量ｗｉを測定するのは、後のステップＳ５０４において各粒度区分で得られたＦｅＯ％の荷重平均を算出するためであり、各粒度区分でのＦｅＯ％そのものを算出するためではない。
【０１２２】
続いて、ステップＳ５０３において、各粒度区分ｉの磁性粉粒体（焼結鉱）を磁性粉粒体４として、第１の実施形態で説明した図１の測定装置１００に装入し、図３の測定手順のステップＳ１０１〜Ｓ１０５、及び、図５の磁性成分質量パーセントの算出手順のステップＳ２０１〜Ｓ２０６にしたがって、マグネタイト換算の質量％であるＦｅ3Ｏ4％を算出後、ＦｅＯ％を算出することで、各粒度区分ｉの磁性粉粒体（焼結鉱）のＦｅＯ％の測定を行う。ここで得られた各粒度区分ｉの磁性粉粒体（焼結鉱）のＦｅＯ％をＦｉとする。
【０１２３】
続いて、ステップＳ５０４において、測定装置１００のコンピュータ６は、各粒度区分ｉの磁性粉粒体（焼結鉱）の質量ｗｉとＦｅＯ％  Ｆｉから、以下の（９）式を用いて、各粒度区分ｉのＦｅＯ％を質量に関して荷重平均することで平均のＦｅＯ％  Ｆを算出する。
【０１２４】
【数９】
0005906661.tif 000010
【０１２５】
（９）式において、ｎは粒度区分の数であり、本実施形態においてはｎ＝３となる。
【０１２６】
さらに、ステップＳ５０４において、測定装置１００のコンピュータ６は、各粒度区分ｉの磁性粉粒体（焼結鉱）のＦｅＯ％であるＦｉ、及び、平均のＦｅＯ％であるＦとから、焼成の一様さを見る指標として、以下の（１０）式で表される各粒度区分ｉのＦｅＯ％に関する標準偏差ＤF、或いは、各粒度区分ｉの磁性粉粒体（焼結鉱）のＦｅＯ％における最大値と最小値の差であるｍａｘ（Ｆｉ）−ｍｉｎ（Ｆｉ）（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）のようなばらつきを表す指標を算出する。
【０１２７】
【数１０】
0005906661.tif 000011
【０１２８】
以上、磁性粉粒体（焼結鉱）中の磁性成分は主にマグネタイトであり、Ｆｅ3Ｏ4％=ＦｅＯ％×３．２２の比例関係があるため、上述したＦｅＯ％を、磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントに置き換えれば、磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントについても同じような平均値と焼成のばらつきを表す指標が算出できる。
【０１２９】
［本実施形態における作用・効果］
本実施形態によれば、磁性粉粒体中の磁性成分の質量パーセントの、全粒度の平均値だけでなく偏差も算出（Ｓ５０４：平均値・偏差算出ステップ）するので、磁性粉粒体の焼成の一様さを知ることができ、品質の良否の判断に使える。この際、焼成が一様でないという結果が得られた場合には、焼成がより一様になる様に、焼成プロセスの製造条件を変更するなどのフィードバックを行うための情報とすることが可能である。
【０１３０】
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。
即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明に含まれる。
【０１３１】
なお、前述した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
６１１  インダクタンス取得部、６１２  見かけの比磁化率算出部、６１３  較正曲線記憶部、６１４  第１の嵩密度算出部、６１５  保持円筒重量取得部、６１６  第２の嵩密度算出部、６１７  磁性成分質量パーセント算出部
【図１】
0005906661.tif 000012
【図２】
0005906661.tif 000013
【図３】
0005906661.tif 000014
【図４】
0005906661.tif 000015
【図５】
0005906661.tif 000016
【図６】
0005906661.tif 000017
【図７】
0005906661.tif 000018
【図８】
0005906661.tif 000019
【図９】
0005906661.tif 000020
【図１０】
0005906661.tif 000021
【図１１】
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【図１２】
0005906661.tif 000023
【図１３】
0005906661.tif 000024
【図１４】
0005906661.tif 000025
【図１５】
0005906661.tif 000026
【図１６】
0005906661.tif 000027