(57)【要約】      （修正有）【課題】円筒管の内壁に粉粒体が付着、滞留する場合であっても、搬送される粉粒体の流量を高精度に計測可能な静電容量式の粉粒体流量計測装置、流量計測方法および流量補正方法を提供する。【解決手段】粉粒体の固気二層流が流れる円筒管１を挟んで配置された対向電極２の静電容量に応じた直流アナログ電圧信号をサンプリングした電圧信号における、サンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量を一定の積算周期で積算した信号、例えば、隣接するサンプリング点における電圧信号値の差分の絶対値、あるいは、隣接するサンプリング点を結ぶ線分長を、該積算周期に対応する時間の計測信号値とする。【選択図】図１
2007212220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体の固気二層流が流れる管路を挟んで配置された対向電極間の静電容量に応じた電気信号に基づいて該粉粒体の流量を計測する粉粒体の流量計測装置であって、
前記対向電極間の静電容量に応じた直流アナログ電圧信号をサンプリングした電圧信号における、サンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量を、一定の積算周期で積算して、該積算周期ごとの計測信号値を得る演算部を備えることを特徴とする粉粒体の流量計測装置。
【請求項２】
前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量は、隣接するサンプリング点における電圧信号値の差分の絶対値であることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体の流量計測装置。
【請求項３】
前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量は、隣接するサンプリング点を結ぶ線分長であることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体の流量計測装置。
【請求項４】
前記積算周期は、サンプリング周期の５０倍〜２５０倍であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の粉粒体の流量計測装置。
【請求項５】
前記計測信号値の時間変化を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の流量計測装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記計測信号値の時間平均を流量として算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の流量計測装置。
【請求項７】
粉粒体の固気二層流が流れる管路を挟んで配置された対向電極間の静電容量に応じた電気信号に基づいて該粉粒体の流量を計測する粉粒体の流量計測方法であって、
前記対向電極間の静電容量に応じた直流アナログ電圧信号をサンプリングした電圧信号における、サンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量を、一定の積算周期で積算し、
これにより得られた前記積算周期ごとの計測信号値から前記粉粒体の流量を計測することを特徴とする粉粒体の流量計測方法。
【請求項８】
前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量は、隣接するサンプリング点における電圧信号値の差分の絶対値であることを特徴とする請求項７に記載の粉粒体の流量計測方法。
【請求項９】
前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量は、隣接するサンプリング点を結ぶ線分長であることを特徴とする請求項７に記載の粉粒体の流量計測方法。
【請求項１０】
前記積算周期は、サンプリング周期の５０倍〜２５０倍であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の粉粒体の流量計測方法。
【請求項１１】
粉粒体の固気二層流が流れる管路を挟んで配置された対向電極間の静電容量に応じた直流アナログ電圧信号をサンプリングした電圧信号に基づいて該粉粒体の流量を計測する際における粉粒体の流量補正方法であって、
前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量を、一定の積算周期で積算することを特徴とする粉粒体の流量補正方法。
【請求項１２】
前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量は、隣接するサンプリング点における電圧信号値の差分の絶対値であることを特徴とする請求項１１に記載の粉粒体の流量補正方法。
【請求項１３】
前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量は、隣接するサンプリング点を結ぶ線分長であることを特徴とする請求項１２に記載の粉粒体の流量補正方法。
【請求項１４】
前記積算周期は、サンプリング周期の５０倍〜２５０倍であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の粉粒体の流量補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体の固気二層流が流れる管路を挟んで配置された対向電極間の静電容量に応じた電気信号に基づいて該粉粒体の流量を計測する粉粒体の流量計測装置、粉粒体流量測定方法および流量補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配管等の内部を空気等の気体と共に搬送される粉粒体の流量を計測する装置として、静電容量式のものがある（特許文献１〜３）。この静電容量式の粉粒体流量計測装置は、粉粒体が搬送される流路の途中に、外周側に管路を挟んで対向する一対の電極が配置された絶縁性の円筒管を設置し、電極間を流れる粉粒体の密度に応じて変化する該電極間の静電容量に応じた電気信号を取り出して粉粒体の流量を計測するものである。
【０００３】
電極間に粉粒体が流れると、対向するこれらの電極をキャパシタとした回路に流れる電流は、粉粒体の比誘電率と空間密度に比例して増加する。粉粒体の流量Ｑは、次式：
Ｑ＝ＡρＶ
（ここで、Ｑは流速、Ａは円筒管の断面積、ρは粉粒体の空間密度、Ｖは粉粒体の流速である。）で表される。したがって、粉粒体の流速Ｖを一定とすると、電極間の静電容量に応じた電流信号を取り出すことによって粉粒体の流量Ｑを計測することができる。
【０００４】
従来における静電容量式の流量計測装置では、例えば、電極間に交流電圧を印加し、該電極へ電気的に接続された増幅器において入力信号を増幅して直流アナログ電圧信号を取り出した後、この信号をＡ／Ｄ変換してサンプリングした電圧信号を計測信号としている。
【特許文献１】特許第３５１２４０１号明細書
【特許文献２】特開２００４−１７０４３８号公報
【特許文献３】特開２００１−０２１３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、粉粒体を円筒管内に流すと、粉粒体が円筒管内を均質に流れることは少なく、図１０−Ａに示すように、円筒管１の内壁に粉粒体が付着して付着層１１が堆積する場合が多い。また、空気搬送時には、図１０−Ｂに示すように、円筒管１の内壁に沿って不規則的に付着および移動し、または該内壁に沿って低速度で移動する粉粒体の滞留層１２が発生する場合が多い。
【０００６】
これらの付着層１１または滞留層１２が対向電極２の間にあると、対向電極２間の静電容量に基づく電気信号は、搬送される粉粒体による信号と、管壁に付着、滞留する粉粒体による信号との両方を反映したものとなる。すると、円筒管１内を流れる粉粒体の空間密度とは別の要因で対向電極２間の静電容量が変化することになり、正確な流量計測の大きな障害となる。そして上記従来の方法では、その影響を除去することが困難であった。
【０００７】
この問題点を解決するための方法として、円筒管の内壁への粉粒体の付着、滞留を抑制する点からのアプローチとしては、円筒管の内壁にテフロン（登録商標）加工を施すなど、当該内壁を粉粒体の付着、滞留が起こりにくい材質とすることが考えられるが、搬送する粉粒体の種類等によっては、壁面の腐蝕などが発生する場合がある。
【０００８】
本発明は、円筒管の内壁に粉粒体が付着、滞留する場合であっても、搬送される粉粒体
の流量を高精度に計測可能な粉粒体の流量計測装置、流量計測方法および流量補正方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討した結果、静電容量の変化を表す電圧信号における、微小時間内の電圧変化の絶対量をある積算周期で積算した値、すなわち該積算周期内における粉粒体密度のゆらぎに、円筒管内を流れる粉粒体の空間密度との高い相関があり、これを計測信号とすることで、流動する粉粒体に基づく信号のみ抽出し、管壁への粉粒体の付着、滞留による計測信号への影響を除去できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明の粉粒体の流量計測装置は、粉粒体の固気二層流が流れる管路を挟んで配置された対向電極間の静電容量に応じた電気信号に基づいて該粉粒体の流量を計測する粉粒体の流量計測装置であって、
前記対向電極間の静電容量に応じた直流アナログ電圧信号をサンプリングした電圧信号における、サンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量を、一定の積算周期で積算して、該積算周期ごとの計測信号値を得る演算部を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記発明において、前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量は、隣接するサンプリング点における電圧信号値の差分の絶対値であることが好ましい。
【００１２】
上記発明において、前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量は、隣接するサンプリング点を結ぶ線分長であることが好ましい。
上記発明において、前記積算周期は、サンプリング周期の５０倍〜２５０倍であることが好ましい。
【００１３】
上記発明において、前記計測信号値の時間変化を表示する表示部を備えることが好ましい。
上記発明において、前記演算部は、前記計測信号値の時間平均を流量として算出することが好ましい。
【００１４】
本発明の粉粒体の流量計測方法は、粉粒体の固気二層流が流れる管路を挟んで配置された対向電極間の静電容量に応じた電気信号に基づいて該粉粒体の流量を計測する粉粒体の流量計測方法であって、
前記対向電極間の静電容量に応じた直流アナログ電圧信号をサンプリングした電圧信号における、サンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量を、一定の積算周期で積算し、
これにより得られた前記積算周期ごとの計測信号値から前記粉粒体の流量を計測することを特徴とする。
【００１５】
上記発明において、前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量は、隣接するサンプリング点における電圧信号値の差分の絶対値であることが好ましい。
【００１６】
上記発明において、前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量は、隣接するサンプリング点を結ぶ線分長であることが好ましい。
上記発明において、前記積算周期は、サンプリング周期の５０倍〜２５０倍であることが好ましい。
【００１７】
本発明の粉粒体の流量補正方法は、粉粒体の固気二層流が流れる管路を挟んで配置された対向電極間の静電容量に応じた直流アナログ電圧信号をサンプリングした電圧信号に基づいて該粉粒体の流量を計測する際における粉粒体の流量補正方法であって、
前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量を、一定の積算周期で積算することを特徴とする。
【００１８】
上記発明において、前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量は、隣接するサンプリング点における電圧信号値の差分の絶対値であることが好ましい。
【００１９】
上記発明において、前記電圧信号におけるサンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量は、隣接するサンプリング点を結ぶ線分長であることが好ましい。
上記発明において、前記積算周期は、サンプリング周期の５０倍〜２５０倍であることが好ましい。
【００２０】
このように、サンプリング周期ごとの電圧変化に対応する絶対量を、一定の積算周期で積算して、積算周期ごとの計測信号値を得ることにより、流動する粉粒体に基づく信号のみ抽出され、流量信号への付着、滞留による影響が除去される。したがって、搬送される粉粒体の流量を高精度に計測することができる。
【００２１】
また、上記の計測信号を流量信号とすることで、信号に対する対向電極、増幅器等の温度ドリフトの影響が除去される。したがって、対向電極の製造コスト、温度検査コスト等を低減できる。
【００２２】
さらに、従来のようにサンプリングした電圧信号を直接計測信号とする場合では、電圧の絶対値が必要であるため、計測信号のＳ／Ｎを向上させ、計測誤差を小さくするために電極長を長くする必要があったが、本発明では、サンプリング周期ごとの相対値を積算して計測信号としているので、電極長を短くできる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、円筒管の内壁に粉粒体が付着、滞留する場合であっても、搬送される粉粒体の流量を高精度に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明において、粉粒体の流量計測装置は、セラミックス、樹脂、パイレックス（登録商標）ガラスなどの絶縁性をもつ材料から形成された、計測対象の粉粒体が搬送される管路を構成する円筒管を備えている。円筒管の外周側には、管路を挟んで互いに向き合う一対の対向電極が配置されている。
【００２５】
通常は、静電容量に対する不要な外乱となる電気力線に対する電気的なガード機構を設ける必要があり、例えば、対向電極間における円筒管外周部の両側位置にガード電極が設けられる。
【００２６】
対向電極およびガード電極の構造の具体例としては、特許文献２，３に記載されているように、一対の対向電極を、帯状の螺旋を巻くように、互いに間隔をおいて円筒管の外周側に配置するとともに、これらの対向電極の間に、同様に帯状の螺旋を巻くようにガード電極を配置する構造がある。
【００２７】
円筒管の内部には、計測対象である粉粒体の固気二層流が管路方向へ流される。固気二層流は、空気、窒素ガスなどの気体と、それよりも比誘電率が大きい粉粒体とかならなり
、粉粒体を搬送する方式としては、空気等の気体の流れによって粉粒体を搬送する方式、円筒管を縦に設置して自然落下により粉粒体を搬送する方式がある。
【００２８】
計測対象となり得る粉粒体には特に制限はなく、石油化学品、有機無機化学品、医薬品、食品関連などの分野におけるあらゆる粉粒体、例えば、微粉炭、活性炭、酸化鉄、銅精鉱、鉄粉、フェライト、樹脂ペレット、廃プラスチック、粉体塗装粉、研磨粉、溶射粉末などが流量の計測対象とされる。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態における粉粒体流量計測装置の概略構成を示した図である。ケーシング３内に収納された円筒管１は、その管路両端部で、計測対象の粉粒体が搬送される配管等の流路に接続される。円筒管１の外周側に配置された対向電極２には、高周波電圧が印加され、これにより、対向電極２には、管路を流れる粉粒体の密度に応じて変化する電流が流れる。
【００３０】
この電流信号は、所要の回路構成を備えた増幅器４において、静電容量の大きさに応じて増減する直流アナログ増幅信号に変換されて取り出される。
増幅器４からの直流アナログ出力は、Ａ／Ｄ変換部６でサンプリングしてデジタル電圧信号とされ、この電圧信号データは、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ５におけるメモリに一時格納される。
【００３１】
演算部７を構成するＣＰＵ（中央処理装置）は、メモリに格納された電圧信号データに対して、次に示す第１および第２の方法のうちいずれかの演算を行う。これらの方法は、以降に示す試験結果にも実証されるように、微小時間内における電圧変化の絶対量を、ある積算周期で積算した値、すなわち該積算周期内における粉粒体密度のゆらぎが、円筒管内を流動する粉粒体の空間密度と高い相関を示す知見に基づくものである。
【００３２】
第１の方法では、上記電圧信号データの隣接するサンプリング点における電圧信号値の差分の絶対値を、一定の積算周期で積算し、この積算値を当該積算周期に対応する時間の計測信号値とする。
【００３３】
これを、サンプリングした電圧信号値と時間との関係を示す図２のグラフで説明すると、サンプリング周期Δｔごとの電圧信号値の差分、すなわち時間ｔ１〜ｔ２における差分ΔＶ１、時間ｔ２〜ｔ３における差分ΔＶ２、・・・を、積算周期ΔＴで積算する。ここで、電圧信号値の差分は絶対値である。
【００３４】
すなわち、積算周期ΔＴを適切に設定すれば、積算周期ΔＴごとの時間ｔにおける粉粒体の空間密度ρ（ｔ）は、上記積算値との高い相関を示し、下記式：
【００３５】
【数１】
2007212220.tif 000003
【００３６】
で近似できる関係をもつようになる（ここで、Ｖは括弧内の時間における電圧信号値であり、（２ｊ＋１）・Δｔが上記積算周期ΔＴに相当する）。
第２の方法では、上記電圧信号データの隣接するサンプリング点を結ぶ線分長を、一定の積算周期で積算し、この積算値を当該積算周期に対応する時間の計測信号値とする。
【００３７】
これを、サンプリングした電圧信号値と時間との関係を示す図３のグラフで説明すると
、サンプリング周期Δｔごとのサンプリング点、すなわち時間ｔ１におけるサンプリング点Ｐ１、時間ｔ２におけるサンプリング点Ｐ２、・・・を、積算周期ΔＴの間で結んだ線分の長さを算出する。
【００３８】
すなわち、積算周期ΔＴを適切に設定すれば、積算周期ΔＴごとの時間ｔにおける粉粒体の空間密ρ（ｔ）は、上記積算値との高い相関を示し、下記式：
【００３９】
【数２】
2007212220.tif 000004
【００４０】
で表される関係をもつようになる（ここで、Ｌ（ｉ）は、サンプリング点Ｐ（ｔ−（ｉ−１）・Δｔ）からＰ（ｔ−ｉ・Δｔ）までの線分長であり、（２ｊ＋１）・Δｔが上記積算周期ΔＴに相当する）。
【００４１】
積算周期の長さは、サンプリング周期に対して短過ぎると、波形が乱雑になり流量との良好な相関が得られず、また、長過ぎても、波形が平坦化して流量との良好な相関が得られなくなる。したがって、サンプリング周期に対して適切な比をもつ積算周期を選択する必要がある。
【００４２】
図１のような構成を備えた粉粒体流量計測装置を用いて、積算周期ΔＴを変更しながら、上記第１の方法により電圧信号値の差分を積算して得た計測信号を実際に測定した結果を図４−Ｂ〜図４−Ｆに示す。なお、図４−Ａは粉粒体流量の原波形を示す。
【００４３】
これらの波形において、積算周期ΔＴがサンプリング周期と同じ１ｍｓｅｃである図４−Ｂの場合では、原波形と比較すると波形が乱雑になっているが、２０ｍｓｅｃの積算を行った図４−Ｃの場合では、原波形に近づき、１００ｍｓｅｃの積算を行った図４−Ｄの場合および、２００ｍｓｅｃの積算を行った図４−Ｅの場合では、原波形と非常に近い波形になっていることが分かる。しかし、あまり長い時間、例えば図４−Ｆのように６００ｍｓｅｃの積算を行った場合では、積算すると原波形からのずれが大きくなる。積算周期ΔＴに対する、計測信号と粉流体流量との相関係数の変化を図５に示した。
【００４４】
以上のことから、積算周期ΔＴは、サンプリング周期Δｔの５０倍〜２５０倍が好ましい。第２の方法の場合も同程度である。
以上に説明した本発明の方法によれば、リアルタイムで高精度に粉粒体の流量を計測することができるが、次の方法によっても高精度に粉粒体の流量を計測することができる。この方法では、上記電圧信号の特定の周波数成分のみ抽出するフィルタリング処理を行う。フィルタリングは、コンピュータに格納された所定のプログラムに従って、フーリエ変換→フィルタリング→逆フーリエ変換の手順で行う。離散フーリエ変換（ＤＦＴ）の計算手法は、高速計算が可能な各種のアルゴリズムが知られており、これらを適用してもよい。
【００４５】
すなわち、電圧信号の時間領域におけるN個の離散データ（v0, v1, ..., vN-1）から周波数領域における離散データ（f0, f1, ..., fN-1)へのＤＦＴは、次式：
【００４６】
【数３】
2007212220.tif 000005
【００４７】
（ここで、j,kは正の整数、eは自然対数、iは虚数単位である。）で表され、その逆離散
フーリエ変換ＩＤＦＴは、次式：
【００４８】
【数４】
2007212220.tif 000006
【００４９】
で表される。ＤＦＴにより得た周波数領域の電圧信号データから、粉粒体の円筒管内壁への付着、滞留による低周波成分と、ノイズとなる高周波成分とを除去し、このデータからＩＤＦＴにより電圧信号の時間領域におけるデータを得ることで、これらの周波数成分をフィルタリングした電圧信号が得られる。
【００５０】
低周波領域におけるフィルタリング周波数は、条件によるが、例えば０．１Ｈｚ〜１Ｈｚ、高周波領域におけるフィルタリング周波数は、例えば１０Ｈｚ〜３００Ｈｚである。
図６−Ｂ〜図６−Ｄは、静電容量式の粉流体流量計測装置の円筒管に粉粒体を搬送し、対向電極間の静電容量に応じた直流アナログ電圧信号をサンプリングして得た電圧信号から、上記の方法によって低周波領域および高周波領域の信号成分をフィルタリングした波形であり、図６−Ａは粉流体流量の原波形である。このように、バンドパス０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚである図６−Ｂの波形は原波形に近く高精度に粉粒体の流量を再現していることが分かる。しかし低周波領域のカットオフ周波数があまり高いと、図６−Ｃ（バンドパス１０Ｈｚ〜３０Ｈｚ）および図６−Ｄ（バンドパス３０Ｈｚ〜１００Ｈｚ）のように原波形を再現できなくなる。
【００５１】
以上の方法によれば、リアルタイムでの流量計測を要しない場合等であれば、高精度に粉粒体の流量を計測することができる。
実施例
以下、具体的な実施例に基づき本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５２】
[実施例１]
外周側に螺旋状に一対の対向電極を配置し、これらの対向電極の間に、間隔をおいて螺旋状にガード電極を配置したセラミックス製の円筒管（呼び径２５Ａ）を有する図１のような構成の流量計測装置の円筒管内に、ポリスチレンパウダーを平均流量６ｔ／ｈ、７ｔ／ｈ、および１０ｔ／ｈでエア搬送した。
【００５３】
対向電極に高周波電圧を印加し、対向電極へ電気的に接続された増幅器からの直流アナログ電圧信号をＡ／Ｄ変換してサンプリング周期１ｍｓｅｃの電圧信号を得た後、パーソナルコンピュータにおいて、隣接するサンプリング点における電圧信号値の差分の絶対値を、積算周期１５０ｍｓｅｃで積算して、該積算周期ごとの計測信号値を得る処理を行った。計測信号値の時間変化を図７−Ａに、計測信号値の平均出力とパウダー平均流量との関係を図７−Ｃに示す。
これらのグラフに示されるように、上記計測信号はパウダー平均流量と良好な相関関係を示した。
【００５４】
[比較例１]
サンプリング周期１ｍｓｅｃでサンプリングした電圧信号をそのまま計測信号値とした以外は実施例１と同様にポリスチレンパウダーの流量計測を行った。計測信号値の時間変化を図７−Ｂに、計測信号値の平均出力とパウダー平均流量との関係を図７−Ｃに示す。
これらのグラフに示されるように、上記計測信号は、平均流量７ｔ／ｈの場合に１０ｔ／ｈの場合よりも大きくなり、パウダー平均流量と良好な相関関係を示さなかった。
【００５５】
[実施例２]
外周側に螺旋状に一対の対向電極を配置し、これらの対向電極の間に、間隔をおいて螺旋状にガード電極を配置したセラミックス製の円筒管（呼び径１００Ａ）を有する図１のような構成の流量計測装置の円筒管内に、鉄粉を、平均流量５．６ｋｇ／ｍｉｎ、６．８ｋｇ／ｍｉｎ、９．５ｋｇ／ｍｉｎの各流量で、この順で自然落下により搬送した。３段階の流量変更を２回繰り返し、第１回目と第２回目の計測を行った。
【００５６】
計測信号値は、次のようにして得た。対向電極に高周波電圧を印加し、対向電極へ電気的に接続された増幅器からの直流アナログ電圧信号をＡ／Ｄ変換してサンプリング周期１ｍｓｅｃの電圧信号を得た後、パーソナルコンピュータにおいて、隣接するサンプリング点における電圧信号値の差分の絶対値を、積算周期１５０ｍｓｅｃで積算する処理を行い、この積算値を該積算周期ごとの計測信号値とした。計測信号値の時間変化を図８−Ａに、計測信号値の平均出力とパウダー平均流量との関係を図８−Ｂに示す。
これらのグラフに示されるように、上記計測信号はパウダー平均流量と良好な相関関係を示した。さらに、第１回目と第２回目の計測で同一の計測結果を示した。
【００５７】
[比較例２]
サンプリング周期１ｍｓｅｃでサンプリングした電圧信号をそのまま計測信号値とした以外は実施例２と同様に鉄粉の流量計測を行った。計測信号値の時間変化を図８−Ｃに、計測信号値の平均出力とパウダー平均流量との関係を図８−Ｄに示す。
【００５８】
これらのグラフに示されるように、上記計測信号は、鉄粉の平均流量と良好な相関関係を示さなかった。さらに、第２回目の計測では、第１回目の計測時に円筒管の内壁に付着した付着層が残存しており、付着層による信号が重畳したため、第１回目と第２回目の計測では同一の計測結果を示さなかった。
このような場合、バッチ運転において、運転中の管壁への付着進行が軽微であるならば、バッチ運転前の電圧をリセットすることで計測が可能であるが、運転中に付着層の脱落が発生すると、計測誤差が大きくなる。
【００５９】
[実施例３]
外周側に螺旋状に一対の対向電極を配置し、これらの対向電極の間に、間隔をおいて螺旋状にガード電極を配置した石英ガラス製の円筒管（呼び径２５Ａ）を有する図１のような構成の流量計測装置の円筒管内に、コーンスターチのパウダーを自然落下させ、平均流量を９回変更した試験を行った。
【００６０】
計測信号値は、次のようにして得た。対向電極に高周波電圧を印加し、対向電極へ電気的に接続された増幅器からの直流アナログ電圧信号をＡ／Ｄ変換してサンプリング周期１ｍｓｅｃの電圧信号を得た後、パーソナルコンピュータにおいて、隣接するサンプリング点における電圧信号値の差分の絶対値を、積算周期１５０ｍｓｅｃで積算する処理を行い、この積算値を該積算周期ごとの計測信号値とした。全９回の流量計測における、計測信
号値の平均出力とパウダー平均流量との関係を図９−Ａに、そのうち第４回目と第５回目における計測信号値の時間変化を図９−Ｂに示す。
これらのグラフに示されるように、上記計測信号はパウダー平均流量と良好な相関関係を示した。
【００６１】
[比較例３]
サンプリング周期１ｍｓｅｃでサンプリングした電圧信号をそのまま計測信号値とした以外は実施例３と同様にコーンスターチのパウダーの流量計測を行った。全９回の流量計測における、計測信号値の平均出力とパウダー平均流量との関係を図９−Ｃに、そのうち第４回目と第５回目における計測信号値の時間変化を図９−Ｄに示す。
【００６２】
これらのグラフに示されるように、上記計測信号はパウダー平均流量と良好な相関関係を示さなかった。すなわち、コーンスターチは管壁への付着性が強く、わずか２５秒の計測で、付着の進行、脱落を繰り返すため、流量の計測は不可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における粉粒体の流量計測装置の概略構成を示した図である。
【図２】図２は、電圧信号データの隣接するサンプリング点における電圧信号値の差分の絶対値を、一定の積算周期で積算し、この積算値を当該積算周期に対応する時間の計測信号値とする第１の方法を説明する図である。
【図３】図３は、電圧信号データの隣接するサンプリング点を結ぶ線分長を、一定の積算周期で積算し、この積算値を当該積算周期に対応する時間の計測信号値とする第２の方法を説明する図である。
【図４−Ａ】図４−Ａは、静電容量式の粉粒体流量計測装置の円筒管内を搬送した粉粒体の流量の原波形である。
【図４−Ｂ】図４−Ｂは、図４−Ａで用いた粉粒体流量計測装置において、サンプリング周期Δｔを１ｍｓｅｃとして、サンプリングした電圧信号値の差分を積算周期１ｍｓｅｃの間積算した値を計測信号値とした場合における計測信号波形である。
【図４−Ｃ】図４−Ｃは、サンプリング周期Δｔを１ｍｓｅｃとして、サンプリングした電圧信号値の差分を積算周期２０ｍｓｅｃの間積算した値を計測信号値とした場合における計測信号波形である。
【図４−Ｄ】図４−Ｄは、サンプリング周期Δｔを１ｍｓｅｃとして、サンプリングした電圧信号値の差分を積算周期１００ｍｓｅｃの間積算した値を計測信号値とした場合における計測信号波形である。
【図４−Ｅ】図４−Ｅは、サンプリング周期Δｔを１ｍｓｅｃとして、サンプリングした電圧信号値の差分を積算周期２００ｍｓｅｃの間積算した値を計測信号値とした場合における計測信号波形である。
【図４−Ｆ】図４−Ｆは、サンプリング周期Δｔを１ｍｓｅｃとして、サンプリングした電圧信号値の差分を積算周期６００ｍｓｅｃの間積算した値を計測信号値とした場合における計測信号波形である。
【図５】図５は、積算周期ΔＴに対する、計測信号と粉流体流量との相関係数の変化を示したグラフである。
【図６−Ａ】図６−Ａは、静電容量式の粉粒体流量計測装置の円筒管内を搬送した粉粒体の流量の原波形である。
【図６−Ｂ】図６−Ｂは、図６−Ａで用いた粉粒体流量計測装置において、低周波領域および高周波領域の電圧信号値をフィルタリングした波形（バンドパス０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚ）である。
【図６−Ｃ】図６−Ｃは、図６−Ａで用いた粉粒体流量計測装置において、低周波領域および高周波領域の電圧信号値をフィルタリングした波形（バンドパス１０〜３０Ｈｚ）である。
【図６−Ｄ】図６−Ｄは、図６−Ａで用いた粉粒体流量計測装置において、低周波領域および高周波領域の電圧信号値をフィルタリングした波形（バンドパス３０〜１００Ｈｚ）である。
【図７−Ａ】図７−Ａは、実施例１における計測信号値の時間変化を示した波形である。
【図７−Ｂ】図７−Ｂは、比較例１における計測信号値の時間変化を示した波形である。
【図７−Ｃ】図７−Ｃは、実施例１および比較例１における計測信号値の平均出力とパウダー平均流量との関係を示したグラフである。
【図８−Ａ】図８−Ａは、実施例２における計測信号値の時間変化を示した波形である。
【図８−Ｂ】図８−Ｂは、実施例２における計測信号値の平均出力とパウダー平均流量との関係を示したグラフである。
【図８−Ｃ】図８−Ｃは、比較例２における計測信号値の時間変化を示した波形である。
【図８−Ｄ】図８−Ｄは、比較例２における計測信号値の平均出力とパウダー平均流量との関係を示したグラフである。
【図９−Ａ】図９−Ａは、実施例３の全９回の流量計測における、計測信号値の平均出力とパウダー平均流量との関係を示したグラフである。
【図９−Ｂ】図９−Ｂは、実施例３の第４回目と第５回目における計測信号値の時間変化を示した波形である。
【図９−Ｃ】図９−Ｃは、比較例３の全９回の流量計測における、計測信号値の平均出力とパウダー平均流量との関係を示したグラフである。
【図９−Ｄ】図９−Ｄは、比較例３の第４回目と第５回目における計測信号値の時間変化を示した波形である。
【図１０−Ａ】図１０−Ａは、円筒管の内壁に粉粒体の付着層が発生した状態を示した図である。
【図１０−Ｂ】図１０−Ｂは、円筒管の内壁に粉粒体の滞留層が発生した状態を示した図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  円筒管
２  対向電極
３  ケーシング
４  増幅器
５  コンピュータ
６  Ａ／Ｄ変換部
７  演算部
８  表示部
１１  付着層
１２  滞留層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−Ａ】
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【図４−Ｂ】
2007212220.tif 000011
【図４−Ｃ】
2007212220.tif 000012
【図４−Ｄ】
2007212220.tif 000013
【図４−Ｅ】
2007212220.tif 000014
【図４−Ｆ】
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【図５】
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【図６−Ａ】
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【図６−Ｂ】
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【図６−Ｃ】
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【図６−Ｄ】
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【図７−Ａ】
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【図７−Ｂ】
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【図７−Ｃ】
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【図８−Ａ】
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【図８−Ｂ】
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【図８−Ｃ】
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【図８−Ｄ】
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【図９−Ａ】
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【図９−Ｂ】
2007212220.tif 000029
【図９−Ｃ】
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【図９−Ｄ】
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【図１０−Ａ】
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【図１０−Ｂ】
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