粒徑分布測定裝置的製作方法
2023-11-04 02:52:57 2
專利名稱：粒徑分布測定裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過使試料收容體振動，使所規定流量的試料粉粒體從該試料收容體落下而供給流動容器，照射光來測定粒徑分布的乾式粒徑分布測定裝置。
背景技術：
在此種乾式粒徑分布測定裝置中，如日本專利特開2003-185558號公報所示，試料收容體被板簧支撐的同時，通過利用電磁鐵克服板簧的彈力不間斷地進行吸附，使試料收容體振動，使試料粉粒體落下而供給流動容器。
然後，在這樣的乾式粒徑分布測定裝置中，需要設定適合於測定的試料供給速度。試料供給速度由於被透過光量(透過率)和散射光量反映，以往在決定試料供給速度的場合操作員監視透過光量(透過率)和散射光量，因此，來要調整振動的振幅及周期、波形等以使此值成為所希望的值。
發明內容
然而，該監視和調整並不是僅在初期時進行就行了，由於即使是相同的振動也會因在試料收容體內殘存的試料粉粒體的量的不同等而使試料供給狀態逐漸發生變化等，故即使在測定中也隨時需要監視和調整，該作業花費時間和勞力。
並且，由於如此調整作業依賴於操作員的熟練程度，故也會產生不同的操作員測定結果不同的情況，有時還會在調整作業中花費時間和勞力並導致試料的浪費。
因此，本發明是為了一舉解決上述的課題，其主要目的在於提供一種在能減輕操作員的負擔的同時能提高測定精度和測定再現性，並且，不浪費試料粉粒體的粒徑分布測定裝置。
即，本發明的粒徑分布測定裝置，其特徵在於，包括收容試料粉粒體的試料收容體，通過使試料收容體振動使試料粉粒體從在該試料收容體上形成的試料落下孔落下的振動致動器；對落下的試料粉粒體照射光的光源；對此光照射在試料粉粒體上生成的散射光及/或透過光的強度進行檢測並作為光強度信號輸出的光檢測器；和根據上述的光強度控制0上述振動致動器同時計算試料粉粒體的粒徑分布的信息處理機構，上述的信息處理機構包括積分部，其在互相不同的2個時間對上述光強度信號表示的光強度進行積分，並分別輸出各積分值；致動器控制部，其為了使從上述積分部輸出的一個光強度積分值接近預定的設定值，生成並輸出對上述振動致動器的控制信號；和粒徑分布計算部，其根據上述積分部輸出的另一個光強度積分值計算出試料粉粒體的粒徑分布。
在此處，[散射光]也可以包含衍射光。在此處，[光強度]即是指透過光量及從透過率和透過光量中得到的強度信息。
對於試料收容體的振動控制，通常，由於需要比粒徑分布計算更快的響應，故最好將振動致動器中所使用的光強度的積分時間設定成比在粒徑分布計算中所使用的光強度的積分時間短。
根據如此構成的本發明，操作員只要最初設定光強度積分值的目標值，例如目標透過率和目標透過光量，或目標散射光量即可，由於沒有必要邊監視試料粉粒體的供給量邊進行調整，因而操作負擔大大減輕。而且，由於試料粉粒體的供給量被自動調整，故不必在此作業中花費勞力和時間，能抑制試料粉粒體的浪費，能實質性地削減在測定中必要的試料粉粒體量。
並且，由於能可靠地供給適合於測定的量的試料粉粒體，不僅提高測定精度，而且由於能使試料供給量固定，從而還能提高測定再現性，即使是不同的操作員也能得到同樣的測定結果。
此外，兼用現有的粒徑分布測定用的光檢測器來進行試料供給量的自動控制，故對現有的裝置只要實施簡單的改良就能實現。
圖1是本發明的實施形態的粒徑分布測定裝置的整體模式圖。
圖2是表示該實施形態的粒徑分布測定裝置的試料供給機構(送料器)的概略側面圖。
圖3是表示該實施形態的粒徑分布測定裝置的滑槽的斜視圖。
圖4是表示該實施形態的粒徑分布測定裝置的信息處理機構的模式的機構構成圖。
圖5是該實施形態的信息處理機構的功能框圖。
圖6是本發明的其他的實施形態的信息處理機構的功能框圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發明的實施形態進行說明。
本實施形態的乾式粒徑分布測定裝置1，其整體概略如圖1所示，主要包括測定機構2、試料供給機構3以及信息處理機構4。
首先，對測定機構2進行說明。測定機構2例如包括中途具有在上下方向延伸的筒狀的透明流動容器22的試料流通路21；對於在上述流動容器22內落下的試料粉粒體S照射雷射L的光源23；配置在上述流動容器22的周圍並且接收當雷射L照射在試料粉粒體S上時產生的散射光和/或者衍射光和透過光的複數光檢測器24。
光源23包括半導體雷射器231和配置在其前方的聚光透鏡232，設定成被射出的雷射L會聚在下述的光檢測器24中的位於光軸上的透過光檢測用的光檢測器。
試料流通路21在上方開設有用於向內部導入試料粉粒體S的試樣導入口21a，在它的下遊設有未圖示的噴射器部、壓縮空氣供給路、整流板等，並且在它的下遊形成有上述的流動容器22。在流動容器22的下遊，設有沒有圖示的吸收機，通過流動容器22的試料粉粒體S通過吸收機被回收。
光檢測器24分類為第1光檢測器群24(a)和第2光檢測器群24(b)，前者為了檢測出向前方散射的狹角散射光及透過光而被配置在隔著流動容器22在透鏡23的大致相反側，後者為了檢測出向後方或側方散射的廣角散射光而被離散配置在流動容器22的周圍。這些光檢測器24向下述的信息處理機構4輸出具有與接收到的光強度對應的值的光強度信號。
接著，對試料供給機構3進行說明。該試料供給機構3(以下稱為送料器)如圖2所示包括收容試料粉粒體S的試料收容體即滑槽31、和支撐該滑槽31的同時使其振動的致動器32。上述的滑槽31如圖2，圖3所示，是上方開口的扁平箱形的形狀，具有從俯視看細長的等腰梯形的底板311和從其周邊立起的立起板312，313，314。在這些立起板312，313，314內，底板311短邊側(以下稱為前端側)的立起板312及側邊側的立起板313垂直立起，底板311的長邊側(以下為後端側)的立起板314傾斜立起。此外在底板311的前端部形成有上下貫通的矩形的試料落下孔31a。
振動致動器32如圖2所示包括在橡膠等防振部件321a的上下分別設有基板321b的基座321；安裝在該基座321上的電磁鐵單元322；從該電磁鐵單元322的前後端部互相平行且傾斜著立起的一對板簧323；支撐在那些板簧323上端部的振動板324。在該振動板324上面承載固定有滑槽31的底板311，其試料落下孔31a配置在上述試樣導入口21a正上方的位置。振動板324由鐵等能被磁力吸附的材料製成，在平時不對電磁鐵322a通電時，其在電磁鐵322a的上方離開若干距離，並使滑槽31的底板311成為水平狀態。
信息處理機構4如圖4中的機構概念圖所示，包括具有CPU401、總線402、存儲器403、輸入手段404等的所謂的計算機；通過I/O通道405等與此計算機連接的A/D轉換器406和緩衝器(未圖示)、專用控制電路407等的周邊設備。如此的信息處理機構4既可是物理上一體的結構也可是在通用計算機上連接專用的電路等的樣式，即，多個設備通過通信連接即使被分散配置也無妨。
該信息處理機構4按照上述的存儲器403中存儲的程序與CPU401及周邊設備協同動作，或通過內部電路單獨動作，如圖5所示，發揮操作員輸入接受部41，光強度信號接受部42，積分部43，致動器控制部44，粒徑分布計算部45等的功能。
對各部進行說明。
操作員輸入接受部41是接受操作員使用鍵盤和滑鼠等的輸入手段404輸入的設定參數，並向下述的致動器控制部44輸出的部分。設定參數就是作為目標的透過率(即透過光量)和散射光量。
光強度信號接受部42是接收來自光檢測器24的光強度信號、並將其放大進行A/D轉換等，並向下述的積分部43輸出的部分。該光強度信號接受部42由緩衝器，放大器，A/D轉換器406等作為主體構成。
積分部43具有串列設置的第一積分部431和第二積分部432並分別由專用硬體構成。當然這些由軟體構築也無妨。第一積分部431是對從光強度信號接受部42輸出的光強度信號值進行一定時間積分，並向致動器控制部44及第二積分部432輸出的部分。第二積分部432是對來自第一積分部431的輸出值即光強度第一次積分值進一步進行一定時間積分、並向粒徑分布計算部45輸出的部分。
致動器控制部44是為了使從第一積分部431輸出的光強度第一次積分值接近操作員輸入接受部41所接受的目標透過率(或散射光量)、對送料器3進行反饋控制的構件，包括計算出光強度第一次積分值和目標透過率(或散射光量)的差值並對應該差值設定送料速度的速度設定部411；生成用於產生對應該送料速度的振動的驅動信號並向上述的振動致動器32輸出的驅動信號輸出部442。而且，如果在操作員輸入接受部41接受的值為透過率，則速度設定部411利用來自透過光檢測用的光檢測器24的值來設定送料速度，如果在操作員輸入接受部41接受的值為散射光量，則速度設定部411就利用來自散射光檢測用的光檢測器24的值來設定送料速度。此外，驅動信號輸出部442在該實施形態中由專用的硬體構成。驅動信號例如是ON/OFF的脈衝信號，以其周期、振幅和ON/OFF比來決定試料粉粒體S的落下流量。
接著對乾式粒徑分布測定裝置1的動作進行以下的說明。
首先，作為試料供給量的設定參數，操作員利用輸入手段404(鍵盤和滑鼠等)設定的不是[送料的速度]而是透過率(透過光量)或散射光量。該目標設定值在操作員輸入接受部41接受。
另一方面，光強度信號接受部42接受來自各光檢測器24的光強度信號，並向第一積分部431輸出。
接著，第一積分部431以一定時間對來自光強度信號接受部42的光強度信號值進行積分，並向致動器控制部44及第二積分部432送出。
在致動器控制部44，速度設定部441計算出第一積分部431積分得到的光強度第一次積分值與操作員設定的透過率(即散射光量)的差值，並設定對應該差值的送料速度。然後驅動信號輸出部442生成用於產生對應該送料速度的振動的驅動信號，並向上述的振動致動器32輸出。
結果，在振動致動器32上的電磁鐵322a以驅動信號決定的狀態重複ON/OFF，通過該電磁鐵322a的吸附力和板簧的分離彈力的相互作用，振動板324及固定在其上的滑槽31進行振動。然後滑槽31內的試料粉粒體S被搖動而慢慢地從試料落下孔31a向流動容器22流入。
另一方面，在第二積分部432中，以適合粒徑運算的時間再次對在第一積分部431中積分得到的光強度信號的值進行積分，並向粒徑分布計算部45輸出。然後，粒徑分布計算部45基於來自第二積分部432的輸出值(光強度第2次積分值)計算出試料粉粒體S的粒徑分布。關於粒徑分布的計算，由於和以前一致故省略了詳細說明。
採用如此構成的本實施形態的粒徑分布測定裝置1，操作員只要在最初設定透過率(或散射光量)即可，不需要一邊監視試料粉粒體S的供給量一邊進行調整，因而大大減輕了操作的負擔。此外，由於試料粉粒體S的供給量被自動調整故不用對該作業浪費時間和勞力，能抑制試料粉粒體S的浪費，能實質性的削減測定中必要的試料粉粒體S量。
並且在此供給量的自動控制中，由於兼用粒徑分布測定用的光檢測器24，不必利用新的專用的檢測器，故對現有的裝置只要實施簡單的改良就能實現。
此外，因為能準確的供給適合測定的量的試料，不僅提高測定精度，而且由於能使試料供給量固定，測定再現性也得到提高。而且，即使是不同的操作者也能維持同一試料供給量，得出同樣的測定結果。
並且，本發明不局限於上述的實施形態。
作為操作員對試料供給量的目標設定值的設定方法例如有如下的作法。
·在測定前事先輸入目標設定值·在反饋控制中變更輸入目標設定值·讀取附加在存儲器或碟片中的[測定數據文件]和[測定條件文件]中的數值等。
對於控制開始時的送料器的供給速度的設定例如有如下的作法。
·利用在過去的測定中最適合的被記憶的速度·利用測定前操作員設定的數值·讀取附加在存儲器或碟片中的[測定數據文件]和[測定條件文件]中的數值等。
對於試料送料器例如有如下的類型·電磁元件的吸附力作為驅動源使滑槽31振動·電動機的迴轉力作為驅動源使滑槽31振動·電動機的迴轉力作為驅動源使過濾網振動·通過電動機驅動承載著試料粉粒體S的帶狀物，滾筒，圓盤，導軌等。
積分時間不同的第1，第2積分部431，432如圖6所示也可並列設置。此外，在該圖中對應於上述實施形態的部件附上相同的符號。
此外，本發明在不脫離其宗旨的範圍內可以進行各種的變形。
權利要求
1.一種粒徑分布測定裝置，其特徵在於，包括收容試料粉粒體的試料收容體；通過使該試料收容體振動使試料粉粒體從該試料收容體落下的振動致動器；對落下的試料粉粒體照射光的光源；對該光照射在試料粉粒體上生成的散射光及/或透過光的強度進行檢測並作為光強度信號輸出的光檢測器；和根據所述光強度控制所述振動致動器，同時計算試料粉粒體的粒徑分布的信息處理機構，所述信息處理機構包括積分部，其以互相不同的2個時間對所述光強度信號表示的光強度進行積分，並分別輸出各積分值；致動器控制部，其為了使從所述積分部輸出的一個光強度積分值接近預定的設定值而生成並輸出對所述振動致動器的控制信號；和粒徑分布計算部，其根據從所述積分部輸出的另一個光強度積分值計算出試料粉粒體的粒徑分布。
2.如權利要求1所述的粒徑分布測定裝置，其特徵在於，振動致動器中所使用的光強度積分時間比粒徑分布計算中所使用的光強度積分時間短。
全文摘要
信息處理機構(4)包括積分部(43)，其以互相不同的2個時間對從光檢測器(24)輸出的光強度信號表示的光強度進行積分並分別輸出各積分值，而所述光檢測器(24)用於分別對光照射在試料粉粒體(S)上生成的散射光及透過光的強度進行檢測；致動器控制部(44)，其為了使從積分部(43)輸出的一個光強度積分值接近預定的設定值，生成並輸出對於使試料收容體的試料粉粒體(S)落下的振動致動器(32)的控制信號；和粒徑分布計算部(45)，其基於從積分部(43)輸出的另一個光強度積分值計算出試料粉粒體(S)的粒徑分布。
文檔編號G01N21/17GK1924554SQ200610151709
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月29日 優先權日2005年8月29日
發明者東川喜昭, 北村裕之, 清水猛 申請人:株式會社堀場製作所