(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を収容するトラフとこのトラフを振動させるためのリニアフィーダとから主として構成され、かつ、前記リニアフィーダが電磁石と板ばねを備えてなる試料供給装置と、この試料供給装置の下方に配置される測定部とからなり、前記トラフをリニアフィーダによって振動させることにより、トラフ内の試料をトラフに形成された試料落下孔から落下させて、当該試料を前記測定部に設けられたフローセルに供給し、このフローセルを通過する試料に対してレ−ザ光を照射したときに生ずる散乱光および／または回折光を光検出部において検出し、この検出出力を演算制御部に入力し、当該演算制御部において所定の演算を行うことによって前記試料の粒径分布を得るようにした乾式粒径分布測定装置において、前記電磁石に矩形状パルス電圧を印加するとともに、前記フローセルを通過する試料に対してレ−ザ光を照射したときに前記測定部から得られる透過光量に基づいて前記演算制御部において前記フローセルにおける試料の流れの状態を検出し、この流れの状態に基づい前記トラフの振動を制御するようにしたことを特徴とする乾式粒径分布測定装置。
【請求項２】
試料の落下状態を検出し、この検出結果に基づいて電磁石に印加される矩形状パルス電圧のデューティ比、周波数、振幅を制御するようにした請求項１に記載の乾式粒径分布測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、乾式粒径分布測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の乾式粒径分布測定装置においては、粉粒体試料を収容するトラフを、電磁石と板ばねを備えたリニアフィーダによって振動させることにより、トラフ内の試料をトラフに形成された試料落下孔から落下させて、下方のフローセルに試料を供給するようにしたものがある。
【０００３】
そして、上記従来の乾式粒径分布測定装置においては、測定対象である粉粒体試料の種類や重量、粘度、粒径、比重など（以下、種類等という）の違いによる搬送効率を調整するのに、上下振動を前後振動に変換するための板ばねの厚みを調節していた。また、前記試料の搬送速度を調節するために、前記電磁石に対するＡＣ電圧の振幅を調整するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、板ばねの厚みは連続的に変えることはできず、粉粒体試料の種類等によっては調整不可能な場合もある。また、電磁石に対するＡＣ電圧の印加は、周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの所謂商用周波数の場合は容易に行えるが、それ以外の周波数の印加を行う場合は、周波数変換装置などを必要とし、それだけ構成が複雑になり、コストアップを招来する。
【０００５】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、種類等が異なる全ての粉粒体試料を、そのそれぞれに対応して所定の定量性および安定性をもって、フローセルに対して供給することのできる乾式粒径分布測定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、試料を収容するトラフとこのトラフを振動させるためのリニアフィーダとから主として構成され、かつ、前記リニアフィーダが電磁石と板ばねを備えてなる試料供給装置と、この試料供給装置の下方に配置される測定部とからなり、前記トラフをリニアフィーダによって振動させることにより、トラフ内の試料をトラフに形成された試料落下孔から落下させて、当該試料を前記測定部に設けられたフローセルに供給し、このフローセルを通過する試料に対してレ−ザ光を照射したときに生ずる散乱光および／または回折光を光検出部において検出し、この検出出力を演算制御部に入力し、当該演算制御部において所定の演算を行うことによって前記試料の粒径分布を得るようにした乾式粒径分布測定装置において、前記電磁石に矩形状パルス電圧を印加するとともに、前記フローセルを通過する試料に対してレ−ザ光を照射したときに前記測定部から得られる透過光量に基づいて前記演算制御部において前記フローセルにおける試料の流れの状態を検出し、この流れの状態に基づい前記トラフの振動を制御するようにしたことを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
そして、前記乾式粒径分布測定装置において、試料の落下状態を検出し、この検出結果に基づいて電磁石に印加される矩形状パルス電圧のデューティ比、周波数、振幅を制御するのが好ましい（請求項２）。
【０００８】
上記乾式粒径分布測定装置においては、トラフを振動させるリニアフィーダにおける電磁石に矩形状パルス電圧を印加するようにしているので、電磁石に対してＡＣ電圧を供給する場合と異なり、周波数変換装置を用いる必要がなく、種々の矩形状パルス電圧を任意に加えることができ、電圧印加の構成が簡単であり、その制御を容易に行うことができる。
【０００９】
そして、上記構成によれば、板ばねの調整を行ったにもかかわらず、粉粒体固有の特性に起因して粉粒体がスムーズに搬送されないことがあったり、また、リニアフィーダにおける組立部品のばらつきによる調整ムラなどが生じても、前記矩形状パルス電圧におけるデューティ比、周波数、振幅をそれぞれ制御するだけで、粉粒体試料の種類等に合わせた搬送特性を得ることができ、したがって、比重や粒径や粘度など特性の異なる試料であっても、所定の定量性および安定性をもってフローセルに供給することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の詳細を、図を参照しながら説明する。図１〜図３は、この発明の一つの実施の形態を示すものである。まず、図１は、この発明の乾式粒径分布測定装置の全体構成を概略的に示すもので、この図において、１は測定部、２はこの測定部１の上方に設けられる試料供給装置である。
【００１１】
前記測定部１は、例えば次のように構成されている。すなわち、３は上下方向に設けられる筒状のフローセルで、その対向する側面には光学窓３ａ，３ｂが形成されている。そして、一方の光学窓３ａの外方には、フローセル３内を落下する試料４に対してレーザ光５を照射するためのレーザ光源部６が一方の光学窓３ａに対向するように配置されるとともに、他方の光学窓３ｂの外方には、レーザ光５が試料４に照射されたときに生ずる散乱光および／または回折光を受光するための光検出部７が他方の光学窓３ｂに対向するように配置されている。
【００１２】
８はフローセル３の上方に設けられる試料導入部としてのエジェクタで、漏斗状部８ａを備えるとともに、この漏斗状部８ａの下方にはフローセル３に連なる試料ガイド部９が連設されている。そして、エジェクタ８には、圧縮空気１０の供給路１１が接続されるとともに、漏斗状部８ａの下面側には、圧縮空気供給路１１によって供給された圧縮空気１０を試料ガイド部９内に導入する空気流路８ｂが形成されており、この空気流路８ｂを流れる圧縮空気１０ａが試料供給装置２のトラフ１８（後述する）から落下する試料４に対して分散流として吹き付けられるようにしてある。また、試料ガイド部９の下端は、フローセル３に挿入接続され、その下端部には、光学窓３ａ，３ｂの上端付近まで延びた仕切り部９ａを備えている。さらに、１２は試料ガイド部９がフローセル３に挿入接続される部分の周囲に仕切り部９ａと平行になるように設けられる整流板で、外気１３を吸引し、この吸引された外気１３によってフローセル２内にシースフロー１４が形成されるようにしてある。
【００１３】
そして、１５はフローセル３の下端側に形成される試料回収流路で、吸引機１６を備えている。また、１７はエジェクタ８の上方に設けられるホッパで、試料供給装置２のトラフ１８（後述する）から落下する試料４をエジェクタ８内に導くものである。
【００１４】
前記試料供給装置２の構成を、図２および図３をも参照しながら説明すると、この試料供給装置２は、粉粒体試料４を収容するトラフ１８とこのトラフ１８を振動させるリニアフィーダ１９とから主として構成される。そして、リニアフィーダ１９の振動はコントローラ２０からの信号によって制御される。
【００１５】
前記トラフ１８は、図３に示すように、平面視細長い等脚台形状の底部２１と、その短辺側（以下、前端側という）に底部２１に対して垂直に立設される前板部２２と、その長辺側（以下、後端側という）の端部に底部２１の後端部から上方に傾斜して延びる等脚台形状の後板部２３と、前板部２２と後板部２３とを連結するように底部２１の左右両側部に立設される側板部２４とからなり、平面視細長い等脚台形状の上方が開放された箱型に形成されている。すなわち、このトラフ１８は、平面視形状が先細りであるとともに、図２から理解されるように、前板部２２の高さが後板部２３の後方部頂部２３ａの位置より低く、後端側により多くの試料４を載置収容できるように構成されている。２５は底部２１の前板部２２側のすぐ近くに開設される試料落下孔で、底部２１の左右方向一杯に長い平面視長方形状に形成されている。なお、トラフ１８の構成素材としては、適宜の機械的強度を有する他に、試料４を吸着しない性質を備え、しかも後述するリニアフィーダ１９との関係から磁性を帯びない性質を備えたものが好ましく、このような素材としてはステンレス鋼や適宜の合成樹脂がある。
【００１６】
前記リニアフィーダ１９の構成を、図２を参照しながら説明すると、２６は基台で、その上方には、ゴムなどの防振部材２７を介してベース２８が水平に保持されている。２９はベース２８の上面に設けられる電磁石固定ユニットで、電磁石３０が固定される。３１ａ，３１ｂは適宜の間隔をおいて設けられる一対の板ばねで、互いに平行、かつ、後ろ倒れ（図２において左方向）に傾斜するようにして、それらの下端側が電磁石固定ユニット２９の側面に固定され、それらの上端には、上下両面が平行な板状の吸着駆動部材３２が水平な状態に保持されている。そして、この吸着駆動部材３２は、鉄など磁力によって吸着される素材よりなり、その上面がトラフ１８の底部２１に固着されるとともに、その下面は電磁石３０の鉄心上部の吸着面と僅かな間隙を形成した状態で設けられている。また、一対の板ばね３１ａ，３１ｂは、上下方向の振動を前後方向の振動に変換するもので、一方（後端側）の板ばね３１ｂの押し出し力が他方（前端側）の板ばね３１ａのそれに比べて強くなるように構成されている。そして、トラフ１８は、電磁石３０に通電を行わない常時においては、底部２１が水平な状態となっている。
【００１７】
そして、前記コントローラ２０は、後述する演算制御部３３からの指令に基づいてリニアフィーダ１９や吸引機１６を制御するが、この実施の形態においては、特に、リニアフィーダ１９における電磁石３０に対して、図４に示すような矩形状パルス電圧を任意に印加するように構成されている。なお、図４において、Ａはパルスの持続時間、Ｂはパルスのセパレーションで、Ａ／Ｂをパルスデューティ比という。そして、Ｃはパルスの振幅で、電圧の大小を表している。
【００１８】
再び図１において、３３は演算制御部で、例えばパソコンよりなり、装置全体を制御するとともに、測定部１からの出力信号を基にしてフランホーファ解析理論やミ−散乱理論に則った演算式を用いて粒径分布を演算し、試料４における粒径分布を求め、その演算結果などをディスプレイ３３ａに表示したり、内部に設けられたメモリ部または着脱自在に装着されるメモリカードやメモリディスクなどに収納する機能を備えている。また、この演算制御部３３においては、前記測定部１から得られる透過光量に基づいてフローセル３に供給される試料の投下量を得ることができる。
【００１９】
上記乾式粒径分布測定装置においては、試料４として基準粒子を用い、この基準粒子において板ばね３１ａ，３１ｂのばね厚を調整し、前記基準粒子がトラフ１８において前端部方向に移動するように調整する。そして、電磁石３０のコイルに対して例えば最低時０Ｖ、最高時数Ｖといった矩形状のパルス電圧を印加する。これにより、吸着駆動部材３２が電磁石に一定周期で断続的に吸着されることにより、電磁石３０およびベース２８の質量を反力にしてトラフ１８に上前方向に振動が与えられ、この振動によってトラフ１８に載置収容された試料４をトラフ１８の前端部方向に移動させ、これを試料落下孔２５から落下させることができる。
【００２０】
前記試料落下孔２５を落下した粉粒体試料４は、ホッパ１７、エジェクタ８、試料ガイド部９を経てフローセル３内に入り、このフローセル３を通過する際、レーザ光５の照射を受ける。このとき生ずる散乱光や回折光は、光検出部７において検出され、そのときの出力が演算制御部３３に入力されることにより、前記粉粒体試料４の粒径分布が得られる。また、前記演算制御部３３においては、前記測定部１から得られる透過光量に基づいてフローセル３に供給される試料４の投下量を得ることができる。
【００２１】
ところで、粉粒体試料４には、種々の特性を有するものがあり、標準粒子のようにトラフ１８によってスムーズに搬送されないことがある。その場合には、当該粉粒体試料４の投下時におけるフローセル３における流れの状態に基づいて、トラフ１８の振動を調節する。すなわち、上述の説明から理解されるように、トラフ１８は電磁石３０による吸引動作によって振動を行うものであるから、前記電磁石３０に供給される矩形状パルス電圧におけるデューティ比Ａ／Ｂ、周波数、振幅Ｃをそれぞれ適宜の値になるように制御するのである。このように、前記電磁石３０に対して供給される矩形状パルス電圧を適宜調整することにより、粉粒体試料の種類等に合わせた搬送特性を得ることができ、粉粒体試料４をトラフ１８上において搬送することができる結果、所定の定量性および安定性をもって粉粒体試料４をフローセル３に対して落下供給することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、試料を収容するトラフとこのトラフを振動させるためのリニアフィーダとから主として構成され、かつ、前記リニアフィーダが電磁石と板ばねを備えてなる試料供給装置と、この試料供給装置の下方に配置される測定部とからなり、前記トラフをリニアフィーダによって振動させることにより、トラフ内の試料をトラフに形成された試料落下孔から落下させて、当該試料を前記測定部に設けられたフローセルに供給し、このフローセルを通過する試料に対してレ−ザ光を照射したときに生ずる散乱光および／または回折光を光検出部において検出し、この検出出力を演算制御部に入力し、当該演算制御部において所定の演算を行うことによって前記試料の粒径分布を得るようにした乾式粒径分布測定装置において、前記電磁石に矩形状パルス電圧を印加するとともに、前記フローセルを通過する試料に対してレ−ザ光を照射したときに前記測定部から得られる透過光量に基づいて前記演算制御部において前記フローセルにおける試料の流れの状態を検出し、この流れの状態に基づい前記トラフの振動を制御するようにしたことを特徴としている。
したがって、電磁石に対してＡＣ電圧を供給する場合に比べて種々の矩形状パルス電圧を加えることができる。
【００２３】
そして、上記構成によれば、板ばねの調整を行ったにもかかわらず、粉粒体固有の特性に起因して粉粒体がスムーズに搬送されないことがあったり、また、リニアフィーダにおける組立部品のばらつきによる調整ムラなどが生じても、前記矩形状パルス電圧におけるデューティ比、周波数、振幅をそれぞれ制御するだけで、粉粒体試料の種類等に合わせた搬送特性を得ることができ、したがって、比重や粒径や粘度など特性の異なる試料であっても、所定の定量性および安定性をもってフローセルに供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の乾式粒径分布測定装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】  前記乾式粒径分布測定装置における試料供給装置の一例を示す側面図である。
【図３】  前記試料供給装置におけるトラフの一例を示す斜視図である。
【図４】  前記試料供給装置における電磁石に対して供給される矩形状パルス電圧の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…測定部、２…試料供給装置、３…フローセル、４…試料、７…光検出器、１８…トラフ、１９…リニアフィーダ、２５…試料落下孔、３０…電磁石、３１ａ，３１ｂ…板ばね、３３…演算制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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