(57)【要約】      （修正有）【課題】短時間で高精度の質量流量測定を可能にする。【解決手段】質量流量測定装置１は、所定の流れ方向６３に移動する粒子状物質３の流れ４０の中に位置しており、秤量セル６と、少なくとも第１所定時間間隔Ｚの間、前記秤量セル６が収容する前記粒子状物質３の全体の質量の値Ｐをあらわす第１信号Ｓ１を発生する第１装置７と、前記秤量セル６を通って流れる前記粒子状物質３の連続映像から流速Ｅをあらわす第２信号Ｓ２を発生する第２装置８と、質量流量ＤＭを演算する第３装置９からなり、前記第３装置９は、前記第１信号Ｓ１、前記第２信号Ｓ２、前記秤量セル６の容積Ｖ及び断面積Ｃと前記秤量セル６の重量Ｗから、第１所定時間間隔Ｚの間に前記秤量セル６を通って流れる前記粒子状物質３の質量流量ＤＭを測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向（６３）、前記所定の流れ方向（６３）、に移動する粒子状物質（３）の流れ（４０）の質量流量（ＤＭ）を測定するための装置（１）において、
粒子状物質（３）の流れ（４０）の中に位置され、そして、
−内面（６１）と外面（６２）との間で規定される管状壁（６０）から作成され、所定値の容積（Ｖ）と、所定値の断面積（Ｃ）と、所定値の重量（Ｗ）とを有し、粒子状物質（３）の流れ（４０）を通過させる配置となっている秤量セル（６）と、
−少なくとも第１所定時間間隔（Ｚ）の間、
・秤量セル（６）とこの秤量セル（６）が収容する粒子状物質（３）の量とから成る全体を秤量し、
・少なくとも秤量セル（６）とこの秤量セル（６）が収容する粒子状物質（３）の量とから成る全体の重量の値（Ｐ）をあらわす第１信号（Ｓ１）を発生する第１装置（７）と、
−少なくとも第１所定時間間隔（Ｚ）の間、秤量セル（６）を通って流れる粒子状物質（３）の流速（Ｅ）を測定し、前記秤量セル（６）が収容する粒子状物質（３）の流速（Ｅ）をあらわす第２信号（Ｓ２）を発生する第２装置（８）と、
−第１信号（Ｓ１）と、第２信号（Ｓ２）と、秤量セル（６）の容積の所定値（Ｖ）と、前記秤量セル（６）の断面積の所定値（Ｃ）と、秤量セル（６）の重量の所定値（Ｗ）とを使用して、
・粒子状物質（３）のバルク密度（Ｑ）を計算し、
・第１所定時間間隔（Ｚ）の間に秤量セル（６）を通って流れる粒子状物質（３）の質量流量（ＤＭ）を計算し、
・第１所定時間間隔（Ｚ）の間に秤量セル（６）を通って流れる粒子状物質（３）の質量流量（ＤＭ）をあらわす第３信号（Ｓ３）を発生する第３装置（９）と
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
秤量セル（６）が、その内面（６１）に接触して流れる粒子状物質（３）を、この秤量セル（６）の外側から観察するため、少なくとも部分的に透明な管状壁（６０）を有し、
前記第２装置（８）が、
−管状壁（６０）を通して、少なくとも第１所定時間間隔（Ｚ）の間、秤量セル（６）の壁（６０）の内面（６１）と接触する粒子状物質（３）の連続映像２つ、これら連続映像２つは第１映像（２０１）と第２映像（２０２）とに関するグループ（２）を構成する、を捕捉して記録する第４装置（１０）と、
−・連続映像２つに関するグループ（２）の第１映像（２０１）と第２映像（２０２）とを比較し、
・第１所定時間間隔（Ｚ）の間の粒子状物質（３）の変位（Ｌ）の値を決定し、
・第１所定時間間隔（Ｚ）の間に秤量セル（６）を通って流れる粒子状物質（３）の変位の値（Ｌ）をあらわす第４信号（Ｓ４）を発生する第５装置（１１）と、
−第４信号（Ｓ４）を使用し、第１所定時間間隔（Ｚ）の値の関数として、
・秤量セル（６）を通って流れる粒子状物質（３）の流速（Ｅ）を測定し、
・前記秤量セル（６）が収容する粒子状物質（３）の流速（Ｅ）をあらわす第２信号（Ｓ２）を発生する第６装置（１２）と
を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
秤量セル（６）とこの秤量セル（６）が収容する粒子状物質（３）の量（８）とから成る全体を秤量する第１装置（７）が、
・第１所定時間間隔（Ｚ）の間に、複数の重量を取得し、
・秤量セル（６）と前記秤量セル（６）が前記第１所定時間間隔（Ｚ）の間収容する粒子状物質（３）の量から成る全体の平均重量をあらわす第１信号（Ｓ１）を発生する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
−第４装置（１０）が、第１所定時間間隔（Ｚ）の間、秤量セル（６）を通って流れる粒子状物質（３）の連続映像を定期的に捕捉して記録し、
−第５装置（１１）が、連続映像２つのそれぞれのグループ（２）の第１映像（２０１）と第２映像（２０２）とを定期的に比較して、第１所定時間間隔（Ｚ）の間秤量セル６を通って流れる粒子状物質（３）の変位の値（Ｌ）をあらわす第４信号（Ｓ４）を発生する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
秤量セル（６）は、
−粒子状物質（３）を秤量セル（６）の中に入れるための第２開口部（６４）と、粒子状物質（３）が秤量セル（６）から出すための第２開口部（６５）と、
−第２開口部（６４）の高さにあり、秤量セル（６）の中の粒子状物質の流れが、最低値に制限することにより、前記秤量セル（６）から上流に位置する粒子状物質（３）よる作用の秤量セル（６）上への発揮を可能にする第１要素（６６）と、
−第３開口部の高さにあり、秤量セル（６）と前記秤量セル（６）の下流にある粒子状物質（３）のとの間の相互作用を最低値に制限する第２要素（６７）と
を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
秤量セル（６）の壁（６０）は、前記内面（６１）と接触する粒子（３０）が互いに相対的な変位をしないよう、少なくとも部分的に、秤量セル（６）の内面（６１）と粒子状物質（３）との間の摩擦係数が出来るだけ小さい値を有するよう選択した物質（６８）により、作成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
−第１要素（６６）は、
・第２開口部（６４）に関し軸方向に且つこの第２開口部（６４）から、粒子状物質（３）の所定の流れ方向（６３）との関係で、上流に位置しており
粒子状物質（３）の第１流を惹起する所定の形状及び所定の第１横断面を有し、
第１軸方向中空空間のある第２横断面を有する第１部分（６６０）と、
・第２開口部（６４）に関し周辺に且つその高さに位置しており、
第２横断面の第１流を、前記第１横断面にほぼ等しい第４横断面である第２流に変形する所定の形状と所定の第３横断面を有する第２部分（６６１）と、
を有し、
−第２要素は、
・第３開口部（６５）に関し軸方向に且つこの第３開口部（６５）から、粒子状物質（３）の所定の流れ方向（６３）との関係で、上流に位置しており
粒子状物質（３）の第３流を惹起する所定の形状と所定の第５横断面を有し、
第２軸方向中空空間のある第６横断面を有する第３部分（６７０）と、
・第３開口部（６５）に関し周辺に且つその高さに位置しており、
第６横断面の第３流を、前記第５横断面にほぼ等しい第８横断面である第４流に変形する所定の形状と所定の第７横断面を有する第４部分（６７１）と、
を有すること
を特徴とする請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
−所定の流れ方向（６３）に移動する粒子状物質（３）の流れ（４０）が、パイプ（４）を通じて流れ、開口部、パイプ（４）の端（４２）位置する前記第１開口部（４１）、を通じて前記パイプ（４）を出て行き、
−質量流量測定用の前記装置（１）が、前記パイプ（４）の第１開口部（４１）から下流に位置すること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
粒子状物質（３）が、第２装置（５）に導入するようにされ、
質量流量測定用の前記装置（１）が、前記パイプ（４）の開放端（４１）と開口部（５１）、第２装置（５）の前記第４開口部（５１）、との間に位置すること
を特徴とする請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の方向に移動する粒子状物質の質量流量を、前記所定の流れ方向において測定するための装置に関する。
【０００２】
本発明は、詳細には、押出成型機に主要成分としてなどで導入される成分の質量流量を測定するためであるが、締切りシステムと組合せて使用するときは、カラーマスターバッチのような添加成分の質量流量を測定するためにも使用される装置に関する。
【０００３】
粒子状物質として指定するのは、排他的ではないが、ペレット、挽き直し物質、粗い粒子、プラスチックマスターバッチである。
【０００４】
本発明は、押出成型機のような機械の粒子状物質消費量を測定するため極めて有用である。
【背景技術】
【０００５】
押出成型機に導入される成分毎の質量流量測定は、複数の成分を使用して複数の重畳層を押出すとき及び各層の厚さを押出ライン上で測定することが困難又は不可能であるとき、特に重要である。
【０００６】
粒子状物質の質量流量を測定するための装置は、ＵＳ−Ａ−６，７３２，５９７及びＥＰ−Ａ−０２１３５２４に記述されているような各種の装置が公知である。これらの装置は一般的に、ホッパーにおける「重量喪失」に基づくので、良好な正確度が得られるのは、測定用ホッパーにおける重量差がホッパー全重量に比較して充分大きい時のみである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、短時間の間の質量流量を高い確度で測定することを可能にする装置を入手することである。
【０００８】
質量流量を高い確度で測定するためのこのような装置の使用は、低流量にとり、又は流量遷移の間に特に重要である。
【０００９】
本発明の別の目的は、小型で、機械的構造が単純で、頑丈であり、清掃が容易な質量流量測定用装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目的を達成するため、本発明は主題として請求項１にしたがう装置を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、限定されない例の意味で示す以下の記述を、ほぼ垂直面に一致する横断面で見た本発明による装置を示す附属図面を参照して、読むことから良く理解されるであろう。
【００１２】
図面を参照すると、最初の装置、所定の方向６３、前記所定の流れ方向６３に移動する粒子状物質消費の流れ４０の質量流量ＤＭを測定するための前記装置１を理解する。
【００１３】
特筆すべきではあるが、限定はしない意味で、押出成型機のような粒子状物質３は、第２装置５に導入することを意図している。
【００１４】
本発明によると、質量流量測定用装置１は、粒子状物質３の流れ４０の中に位置しており：
−秤量セル６であって、内面６１と外面６２との間で規定される管状壁６０から作成され、所定値の容積Ｖ、所定値の断面積Ｃ、所定値の重量Ｗを有し、粒子状物質３の流れ４０を通過させる配置となっている秤量セル６、
−第１装置７であって、少なくとも第１所定時間間隔Ｚの間、
・秤量セル６及びこの秤量セル６が収容する粒子状物質３の量から成る全体を秤量し、
・少なくとも秤量セル６及びこの秤量セル６が収容する粒子状物質３の量から成る全体の重量の値Ｐをあらわす第１信号Ｓ１を発生する第１装置７、
−第２装置８であって、少なくとも第１所定時間間隔Ｚの間、秤量セル６を通って流れる粒子状物質３の流速Ｅを測定し、前記秤量セル６が収容する粒子状物質３の流速Ｅをあらわす第２信号Ｓ２を発生する第２装置８、
−第３装置９であって，第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２、秤量セル６の容積の所定値Ｖ、前記秤量セル６の断面積の所定値Ｃ及び秤量セル６の重量の所定値Ｗを使用して、
・粒子状物質３の嵩密度Ｑを計算し、
・第１所定時間間隔Ｚの間に秤量セル６を通って流れる粒子状物質３の質量流量ＤＭを計算し、
・第１所定時間間隔Ｚの間に秤量セル６を通って流れる粒子状物質３の質量流量ＤＭをあらわす第３信号Ｓ３を発生する第３装置９、
を有する。
【００１５】
好適ではあるが、限定はしない意味で、所定の流れ方向６３に移動する粒子状物質３の流れ４０は、パイプ４を通って移動し、パイプ４の端４２に位置する第１開口部４１を通じて前記パイプ４から外に出る。
【００１６】
質量流量測定用装置１は、前記パイプ４の第１開口部４１から下流側に位置する。
【００１７】
用語「パイプ」は、質量流量測定のため顆粒物質を装置１に対する上流に運ぶ目的の任意の装置を指す。
【００１８】
特筆すべきは、秤量セル６は、その内面６１に接触して流れる粒子状物質３を、この秤量セル６の外側から観察するため、少なくとも部分的に透明な管状壁６０を有し、第２装置８は：
−第４装置１０であって、管状壁６０を通して、少なくとも第１所定時間間隔Ｚの間、秤量セル６の壁６０の内面６１と接触する粒子状物質３の連続映像２つ、これら連続映像２つは第１映像２０１と第２映像２０２に関するグループ２を構成する、を捕捉して記録する第４装置１０、
−第５装置１１であって、
・連続映像２つに関するグループ２の第１映像２０１と第２映像２０２とを比較して、
・第１所定時間間隔Ｚの間の粒子状物質３の変位Ｌの値を決定し、
・第１所定時間間隔Ｚの間に秤量セル６を通って流れる粒子状物質３の変位の値Ｌをあらわす第４信号Ｓ４を発生する第５装置１１、
−第６装置１２であって、第４信号Ｓ４を使用し、第１所定時間間隔Ｚの値の関数として、
・秤量セル６を通って流れる粒子状物質３の流速Ｅを測定し、
・前記秤量セル６の中に収容される粒子状物質３の流速Ｅをあらわす第２信号Ｓ２を発生する第６装置１２、
を有する。
【００１９】
図面において、
・秤量セル６及び前記秤量セル６が収容する粒子状物質３から成る全体の重量の値Ｐに関する参照記号「Ｐ」は、第１信号Ｓ１に関する参照記号「Ｓ１」と結合する。
・流速Ｅに関する参照記号「Ｅ」は、第２信号Ｓ２に関する参照記号「Ｓ２」と結合する。
・質量流量に関する参照記号「ＤＭ」は、第３信号Ｓ３に関する参照記号「Ｓ３」と結合する。
・変位Ｌに関する参照記号「Ｌ」は、第４信号Ｓ４に関する参照記号「Ｓ４」と結合する。
【００２０】
第２信号Ｓ２は、例えば、この第２信号の値を所定期間の間記録するため第７装置１３に導入することがある。
【００２１】
当業者は、これらの目安を採用してこの機能を満たすことが出来る。
【００２２】
粒子状物質は、装置９が計算する一定の嵩密度Ｑを有し、秤量セル６も既知の値Ｃの断面積を有するので、第１所定時間間隔Ｚの間の質量流量の値ＤＭは、流速の値Ｅと嵩密度の値Ｑとの関数である。
【００２３】
特筆すべきは、秤量セル６及びこの秤量セル６が収容する粒子状物質３の量から成る全体を秤量する第１装置７は：
・第１所定時間間隔Ｚの間に、複数の重量を取得し、
・秤量セル６及び前記秤量セル６が前記第１所定時間間隔Ｚの間収容する粒子状物質３の量から成る全体の平均重量をあらわす第１信号Ｓ１を発生する。
【００２４】
同様に特筆すべき意味で、
−第４装置１０は、第１所定時間間隔Ｚの間秤量セル６を通って流れる粒子状物質３の連続映像を定期的に捕捉して記録し、
−第５装置１１は、連続映像２つのそれぞれのグループ２の第１映像２０１と第２映像２０２を定期的に比較して、第１所定時間間隔Ｚの間秤量セル６を通って流れる粒子状物質３の連変位の値Ｌをあらわす第４信号Ｓ４を発生する。
【００２５】
第４装置１０は、ビデオカメラ１００及び映像捕捉器１０１を有する。
【００２６】
第５装置１１は、第１所定時間間隔Ｚの間の粒子３０の変位を測定するため、第１映像２０１及び第２映像２０２を解析する映像処理システム１１０を有する。
【００２７】
当業者は、これら最後に述べた測定値を採用してこれらの機能を満足することも出来る。
【００２８】
質量流量測定のための提案装置は、重量測定値と秤量セル６を通って流れる粒子状物質３の移動速度の光学的測定値とを組合せることが分かる。
【００２９】
好適ではあるが、限定はしない意味で、秤量セル６は、粒子状物質３がこの秤量セル６の中を垂直に流れるような方向を向くが、このような垂直流は必須ではない。
【００３０】
管状壁６０が粒子状物質３で満たされる場合は、前記粒子状物質３の変位は、管状壁６０の両端から適度の距離において首尾一貫している、即ち、粒子状物質３を作る粒子３０は、これら粒子３０がブロックを構成するとき、すべて同一速度で変位すると了解する。
【００３１】
特筆すべきは、秤量セル６は：
−粒子状物質３を秤量セル６の中に入れるための第２開口部６４及び粒子状物質３を秤量セル６から出すための第２開口部６５及び
−第１要素６６であって、第２開口部６４の高さにあり、秤量セル６の中の粒子状物質３の流れが、最低値に制限することにより、前記秤量セル６から上流に位置する粒子状物質３による作用の秤量セル６上への発揮を可能にする第１要素６６、
−第２要素６７であって、第３開口部の高さにあり、秤量セル６と前記秤量セル６の下流にある粒子状物質３のとの間の相互作用を最低値に制限する第２要素６７、
を有する。
【００３２】
同じく特筆すべき意味で、秤量セル６の壁６０は、前記内面６１と接触する粒子３０が互いに相対的な変位をしないよう、少なくとも部分的に、秤量セル６の内面６１と粒子状物質３との間の摩擦係数が出来るだけ小さい値を有するよう選択した物質６８により作成する。
【００３３】
図面においては、一例として、第１装置、第２装置、第３装置、第４装置、第５装置、第６装置及び第７装置は、信号を受領し及び信号を入力及び／又は作成する機能ブロックであるとしてあらわす。
【００３４】
図面においては、第１所定時間間隔Ｚ、密度の値Ｑ、秤量セル６の容積の所定値Ｖ、前記秤量セル６の断面積の所定値Ｃ、及び秤量セル６の重量の所定値Ｗの既知の値は、それぞれ文字Ｚ、Ｑ、Ｖ、Ｃ、Ｗを用いてあらわす。
【００３５】
これらの値は、入力であると見なし、適切な参照番号又は記号に付与される矢印であるとしてあらわす。
【００３６】
特筆すべき意味で：
−第１要素６６は、
・第１部分６６０であって、第２開口部６４に関し軸方向に且つこの第２開口部６４から、粒子状物質３の所定の流れ方向６３との関係で、上流に位置しており
粒子状物質３の第１流を惹起する所定の形状及び所定の第１横断面を有し、
第１軸方向中空空間のある第２横断面を有する第１部分６６０、
・第２部分６６１であって、第２開口部６４に関し周辺に且つその高さに位置しており、
第２横断面の第１流を、前記第１横断面にほぼ等しい第４横断面である第２流に変形する所定の形状と所定の第３横断面を有する第２部分６６１、を有する。
−第２要素は、
・第３部分６７０であって、第３開口部６５に関し軸方向に且つこの第３開口部６５から、粒子状物質３の所定の流れ方向６３との関係で、上流に位置しており
粒子状物質３の第３流を惹起する所定の形状と所定の第５横断面を有し、
第２軸方向中空空間のある第６横断面を有する第３部分６７０、
・第４部分６７１であって、第３開口部６５に関し周辺に且つその高さに位置しており、
第６横断面の第３流を、前記第５横断面にほぼ等しい第８横断面である第４流に変形する所定の形状と所定の第７横断面を有する第２部分６６１、を有する。
【００３７】
本発明によると、質量流量測定用装置１は、前記パイプ４の開放端４１と開放端５１、即ち、第２装置５の前記第４開口部５１、との間に位置する。
【００３８】
好適ではあるが、限定はしない意味で：
−第１横断面、第４横断面、及び第８横断面は、円形であって、
−第２横断面、及び第６横断面は、環状である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による装置を示す概略線図
【符号の説明】
【００４０】
１：粒子状物質の流れの質量流量（ＤＭ）を測定する装置
３：粒子状物質
６：秤量セル
７：第１装置
８：第２装置
９：第３装置
４０：粒子状物質（３）の流れ
６０：管状壁
６１：内面
６２：外面
６３：所定の方向
【図１】
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【外国語明細書】
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