JP4614997B2 - 粉粒体流量測定装置及びその測定方法 - Google Patents

Description

本発明は静電容量式の粉粒体流量測定装置及びその測定方法に関する。さらに詳しくは、本発明の静電容量式の粉粒体流量測定装置は、空気等（輸送気体）を輸送手段とする各種粉粒体取扱装置において、粉粒体の流量を連続的に且つリアルタイムに測定し、環境温度さらには輸送気体温度に対するフィードバック補正機能も備え、高精度の粉粒体の流量測定が可能なものである。

当該粉粒体流量測定装置を使用する粉粒体取扱装置としては、1）配設された輸送管内に圧縮空気及び／又は吸引空気を用いて粉粒体を輸送する空気輸送装置や、2)粉粒体からなる研磨材を圧縮空気又はインペラーに衝突させて表面加工を施すブラスト装置、3)粉体からなる粉体塗料をスプレーガン（エジェクター)により吹き付けて塗装を施す粉体塗装装置等をあげることができる。

静電容量式の粉粒体流量測定装置として、特許文献１・２等を挙げられる。

一般的に、静電容量式の粉粒体流量測定装置は、輸送に使用する空気（大気）の湿度や温度等の測定時の環境条件により変化するため、環境温度変化（特に、輸送空気温度変化）を時間遅れ（タイムラグ）なく補正する必要があった。

このため、特許文献１では、「粉体の流路に設けられ、粉体の流量を静電容量の変化として検出する測定用電極と、空気が送り込まれ、測定用電極のおかれている環境条件の変化に対応する補正に用いられる基準用電極とが、並列に設けられていて構成されている。」ことを特徴とする粉体流量センサに係る発明が記載されている（請求項１参照）。

すなわち、同一の流量センサーを2つ並列に配置し、一方に粉粒体を送り込み、もう一方は空気を送り込みこれを基準電極として二つのセンサーの出力差から粉粒体のみの出力を得て流量の測定をするものである。

しかし、この方式では、測定電極と基準電極へ送り込む圧縮空気（輸送気体）の性状を全く同一とする必要がある。

例えば圧縮空気にて送り込まれた粉粒体の流量を測定する場合、基準電極へも同一条件の圧縮空気を送り込まなければならない。この圧縮空気は、粉粒体輸送に使用されず大気中に放散される無駄なものであり、さらに、使用される圧縮空気量は2倍必要となる。また吸引（サクション）方式で測定電極内に粉粒体と空気を吸引する場合においても、基準電極にも同様なサクションエアーを発生させるため同一条件の吸引空気量が必要となり、同様に、吸引空気量が2倍必要となる。いずれにしても、消費エネルギーの増大につながる。

特許文献２では、「粉粒体の流路とされる円筒管と、その外周に対向して配置される湾曲状の一対のソース電極とセンス電極と、これらソース電極とセンス電極との間に設けられるガード電極とからなる測定用電極を用いて、前記円筒管の内面通路を送られる粉粒体流量を静電容量の変化として検出する粉粒体流量測定装置において、前記円筒管の外周面に同心円状に配置される管状の電極保持体と、該電極保持体の内周面にスパイラル状に装着されて前記ソース電極とガード電極とをそれぞれ形成する耐熱性の導電体とからなる」ことを特徴とし、高温（500〜1200℃）の粉体に対応することができる粉粒体流量測定装置に係る発明が記載されている（請求項１参照）。

すなわち、特許文献２には、電極が保持された電極配置管に高温（500〜1200℃）の粉粒体の流量を測定するための粉粒体が通過する管（保護管）を入れた構造として熱影響により電極の剥がれを防止している。

しかし、高温な粉粒体が流れるため管内は温度上昇がおこり、静電容量に経時変化が発生するおそれがあり、それに対応する補正の方法は何ら記載若しくは示唆されていない。このため、初期値と中間値では異なった値を示す問題点がある。

なお、本発明の特許性に影響を与えるものではないが、静電容量式の粉粒体流量測定装置に関連する先行技術文献として、本願出願人らにより提案された特許文献３・４等がある。
特許第3865737号公報 特開2001-21397号公報 特開2007-121272号公報 特開2006-329874号公報

本発明は、上記した従来の問題点を解決し、環境温度変化に対応して、流量が少なくても安定的にまた高精度に測定可能な静電容量式の粉粒体流量測定装置および粉粒体流量測定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明者らは、前記特許文献３・４に記載の粉粒体流量測定装置をベースとして、さらに、改良を加えて、本発明に想到した。

すなわち、粉粒体が輸送気体を介して通過する測定管と、該測定管の外周に配置され、前記測定管内の静電容量変化を検出する測定電極と、該測定電極からの出力を粉粒体流量表示器に出力する静電容量の変換回路（変換器）とを備え、前記測定管に対して前記測定電極及び前記変換器がケーシングにより気密的に一体保持された静電容量式の粉粒体流量測定装置を前提とする。

そして、環境温度センサーと輸送気体温度センサーとを備え、該輸送気体温度センサーは、前記測定管の前記測定電極の影響を受けない部位で、且つ、可及的に前記測定管の内壁に近い部位に接合され、さらに、前記静電容量の変換器からの、流量／静電容量の出力検量線に基づく流量０を基準とした静電容量の出力を、前記環境温度と輸送気体温度との各センサー出力の差を演算して温度補正可能な温度補正回路を備えていることを特徴とする粉粒体流量測定装置である。

すなわち、本発明では、前記静電容量の変換器からの、流量／静電容量の出力検量線に基づく流量０を基準とした静電容量の出力（環境温度基準）を基準とし、さらに、輸送気体温度の環境温度からの差を組み込んだ温度補正をした静電容量として出力でき、流量表示ができる。従って、1個の測定電極にて粉粒体の流量の真の変化を高精度に測定可能とする。

上記構成において、測定管が、前記測定電極対が配される電極配置管と、該電極配置管の内側に該電極配置管に対して気密的に着脱可能に配される保護管とからなり、前記輸送気体温度センサーを、保護管の外周面に直接接合する構成とすることが望ましい。輸送気体温度を可及的に輸送気体通過部位に近い箇所で測定が可能となるためである。

上記構成において、さらに、保護管に固定される結線ブロックと、電極配置管に固定され、前記変換器に接続されるリード線を備えた被結線ブロックとを備え、該両結線ブロックは、一方ずつに形成された一対の接続ピン・ソケット部を介してワンタッチで接続・遮断可能とし、前記結線ブロックには前記輸送気体温度センサーを収納保持する構成とすることが望ましい。保護管の取替え作業に際して、特別な電気的接続・遮断作業が不要となり、メインテナンス上有利である。

本発明における粉粒体流量測定方法は、下記のような構成となる。

粉粒体が輸送気体を介して通過する測定管と、該測定管の外周に配置され、前記測定管内の静電容量変化を検出する測定電極と、該測定電極からの出力を粉体流量表示器に出力する変換器とを備え、前記測定管に対して前記測定電極及び前記変換器がケーシングにより気密的に一体保持され、該ケーシング内に環境温度センサーが設置されるとともに、前記測定管の前記測定電極の影響を受けない部位で、且つ、可及的に前記測定管の内壁に近い部位に輸送気体温度センサーが接合された粉粒体流量測定装置を用い、前記測定管内を輸送気体とともに通過する粉粒体の流量を、前記測定管の外周に配置された測定電極により静電容量の変化として検出して粉粒体流量を測定する方法において、
前記静電容量変換器からの、流量／静電容量の出力検量線に基づく流量０を基準とした静電容量の出力を、前記雰囲気温度と輸送気体温度の各温度センサーからの出力差に基づいて演算して温度補正をすることを特徴とする。

静電容量式の粉粒体流量測定装置おいて、粉粒体の流量を正確に測定するためには粉粒体の輸送気体（一般には空気）の温度変化を検出し補正することは重要である。静電容量は、測定環境や測定対象物の温度によって変化するためである。

本発明では、小型で応答速度が速く且つ温度と静電容量の関係が直線的な輸送気体温度センサーを最も温度に敏感な保護管部（粉粒体通過部）に直接接合させることにより正確な補正が可能となる。

すなわち、本発明の静電容量式の粉粒体流量測定装置は、簡単な構造で、使用環境の雰囲気に影響させることなく、低流量であっても高精度に粉粒体流量の測定が可能となる。

さらには、輸送気体の測定管流入時の温度低下（例えば0.5℃低下する。；新たな知見）にも対応でき、より高精度の粉粒体流量の測定が可能となる。

以下、本発明を、好ましい一実施形態に基づいて詳細に説明する。

ここでは、特許文献３に記載の第二実施形態に適用する場合を、主として例にとり説明する。下記に本文献３の第二実施形態についての記載を、適宜編集上の訂正を加えて部分引用する。

「本実施形態の粉粒体測定装置における測定部構造体（電極配置管１０／保護管２０組体）の一例を、図４（本願の図１）に示す。

電極配置管１０は、成形絶縁層となる本体層１２と、該本体層１２の内周面部に配置されるフレキシブル基板１３とで一体配置されて形成されている。なお、本体層１２は、（円）筒状としたフレキシブル基板１３の外面に、ガラスクロスを巻いて覆い外周からエポキシ樹脂を含浸させ固め、その上から包み込むように単層のガード電極１８にて全体を覆って形成したものである。本体層１２は、図例では、必然的ではないが、更にガラスクロスを巻いて覆い外周からエポキシ樹脂を含浸させ固めた三層構成（内側から）１２ａ、１８、１２ｂとしてある。

そして、フレキシブル基板１３は、絶縁樹脂フィルム１５の片面（筒状としたとき外周面となる）に、幅広の検出電極（センス電極）１４とそれより狭い接地電極（アース電極）１６が一定のギャップＧを隔て縞状に印刷してある。

該フレキシブル基板１３を巻き回して筒状としたとき、検出電極１４と接地電極１６とが、相互にギャップ（隙間）Ｇを有して螺旋状に形成され、かつ、軸線に直交する直径方向で相互に対面するようになっている。

ここで、上記検出電極１４と接地電極１６との相互幅比が、前者／後者＝1／1超3.5／１以下の範囲内にある。

なお、図６（本願の図２）に、検出電極幅＝接地電極幅の場合（Ａ）、検出電極幅＞接地電極幅の場合（Ｂ）についての電気力線図をそれぞれ示す。すなわち検出電極幅／接地電極幅＝１／１の場合、電気力線は平行となり、電極配置管の管中央部側と管内壁部側との電気力線密度（感度）は同じとなる。他方、検出電極幅と接地電極幅とが異なる場合、電気力線密度は平行とならず、電極配置管の管中央部側より管内壁部側の電気力線密度（感度）が高くなり、管内壁部近傍の感度が上昇する。

こうして、管内壁部側の感度が高くなることにより、電極配置管（本実施形態では保護管）内を通過する粉粒体の流量が微小量であっても、測定精度を低下させずに測定が可能となる。その理由は、管内を流れる粉粒体が微小量の場合、その粉粒体は管の内壁に沿って螺旋を描きながら移動するためである（新たな知見）と推定される。

しかし、幅比が大きくなりすぎると、却って、感度が低下することが分かった（後述の実施例参照）。電気力線密度の高密度化範囲の幅が狭くなりすぎて、螺旋移動する粉粒体の層が粗になるため、流量変化を検知することが困難となる。

そして、粉粒体が微小量で管壁を螺旋移動するような場合を想定して検出電極１４の幅と接地電極１６の幅を異ならせる場合は、粉粒体の流量・種類により異なるが、相互幅比を、前者／後者＝1.2／1〜3.5／1、さらには、1.5／1〜3.0／1とすることが望ましい。なお、検出・接地電極の幅によるが、両電極間のギャップＧが0.5〜5mm、さらには1〜3mmが望ましい。このときの幅広側の電極幅は、電極配置管の内径が10.5mmのとき、例えば、幅広側：14〜15.5mm、幅狭側：5.5〜7mmとする。

そして、上記本体層１２とフレキシブル基板１３からなる電極配置管（電極配置管）１０の内部へ粉粒体を通過させる保護管２０が、後述の如く、接続管２２を介して、着脱自在かつ気密保持可能に挿入される。

ここで、保護管２０の形成材は、従来の電極管と同様、石英ガラスでもよいが、通常、耐摩耗性が良好で薄くしても破損するおそれのない絶縁体である酸化物系セラミックとする。酸化物系セラミックとしては、アルミナ、ジルコニア等を挙げることができる。

また、保護管２０の肉厚は、通常、耐摩耗性を有する材料を使用することができ、しかも、交換を予定しているため、測定精度の見地からは、可及的に薄肉にできる。例えば、酸化物セラミックから形成する場合、0.7mm以下、0.3〜0.6mm、さらには0.5〜0.4mmが望ましい。薄すぎると、耐用期間が短くなり、厚すぎると、測定精度を得難くなる。」

なお、測定管の構造は、測定電極を備えた電極配置管１０と粉粒体を輸送する保護管２０とで構成する上記のものに限られない。すなわち、保護管を使用せずに、石英管に測定電極部を印刷した電極管に直接、被測定物（粉粒体）を通過させる、電極管のみで構成されるものでもよい。また、測定電極を備えた電極配置管の構造も、上記実施形態に限られることない。すなわち、検出・接地電極を、電極配置管の内周面部に一体配置したもの、電極構造を平行平板型としたもの等任意である。

次に、本実施形態の特徴的部分を、図３〜７に基づいて説明する。なお、図３・６・７は、組立て時基準の立面図である。

輸送気体温度センサー３１を、保護管２０の計量流体入口側の外面で、電極配置管（電極管）１０と重ならない部位、すなわち、検出・接地電極（測定電極）１４、１６の影響を受けない部位に配置する。輸送気体温度センサー３１の取り付け態様は、特に限定されないが、帯状の熱伝導性フィルム４２を保護管２０に巻き付けた状態で、その上から熱収縮チューブ４４を被せて固着する。輸送気体温度センサー３１は、保護管２０の入口側としたが、出口側であってもよい。

本実施形態における保護管２０に接合される輸送気体温度センサー３１は、サーミスタ型としてある。サーミスタ型は、他の温度センサー（ダイオード型やＩＣ型等）に比して、応答速度が速く保管の温度変化に良く追従するためである。

上記熱伝導性フィルム４２としては、熱伝導性がよければ特に限定されないが、例えば、放熱性シリコーンフィルム等を使用可能である。また、熱収縮チューブ４４も、熱伝導性フィルム４２を輸送気体温度センサー３１とともに熱収縮固定可能な大きな熱収縮性を有すれば特に限定されないが、例えば、ＰＥチューブやＰＶＣチューブを使用できる。

こうして輸送気体温度センサー３１が固着された保護管２０は、電極配置管１０に挿入する際、ワンタッチで、着脱可能とされるとともに、電極配置管１０側にある変換器３０の補正回路の端子（図８参照）と電気的接続・遮断可能な構造とされている。

当該構造は、端面に図５に示すような上・下プリント板（第一・第二プリント配線板）３３、３５が上端面に埋め込まれた結線・被結線ブロック（第一・第二導通ブロック）３７、３９で構成され、結線・被結線ブロック３７、３９には、上プリント配線３４の出力端子３４ｂ部位と、下プリント配線３６の入力端子３６ａ部位が対応して位置するように、上・下位置決め孔３７ａ、３９ａが形成され、該上・下位置決め孔３７ａ、３９ａに、結線・被結線ブロック３７、３９の一方側から接続ピン４０を装入可能な構成とされている（図例では結線ブロック３７側から）。すなわち、接続ピン４０に対するソケット部が被結線ブロック３９側に前記下位置決め孔３９ａで形成されている。なお、結線・被結線ブロック３７、３９は、それぞれ、電極配置管１０及び保護管２０と接着剤等で固定され、電極配置管１０及び保護管２０の位置決めブロックの作用も兼ね、さらに、被結線ブロック３９には、外周にＯリング４６が装着可能とされている。なお、結線・被結線ブロック３７、３９は、当然、絶縁体で形成され、通常、樹脂製とする。

そして、本実施形態では、結線ブロック３７にセンサー収納凹部３７ｂが形成され、温度センサー３１を収納して上プリント板３３で閉じ、温度センサー３１の第一リード線４８が上プリント配線３４の入力端子３４ａに接続可能となっている。また、下プリント配線３６の出力端子３６ｂには、第二リード線５０を介して後述の補正回路の入力端子（図８参照）と接続可能されている。なお、上・下プリント板３３、３５は、明示しないが、スルーホールの両面プリントタイプとされている。半田付け接続信頼性及びピン接続信頼性の見地からである。また、結線ブロック３７は保護管２０に、被結線ブロック３９は電極配置管１０にそれぞれ、接着剤で固定する。

なお、図示しないが、電極配置管１０の下端（他端）には被結線ブロック３９と類似構造の電極配置管位置決めブロックが、電極配置管保持外筒２３ＡにＯリングを介して気密的に保持可能とされている（図７参照）。

また、保護管２０の下端（他端）にも、樹脂製の保護管固定ブロック２７と類似構造位置決めブロックが内周にＯリングを介して嵌着可能とされている。

本実施形態における、上記測定部構造体（電極配置管１０と保護管２０）の、ケーシング２４への組み付け態様を説明する。なお、図７は、全体組み付け図である。ケーシング２４には、図示しないが、各電極間の電圧等を静電容量に変換する静電容量変換部、温度補正回路部等の各回路基板が組み込まれている。

ケーシング２４には、両端に電極配置管保持外筒２３、２３Ａが、略気密的にビス２１、２１・・・で結合可能とされている。

そして、図３・６に示したように、電極配置管１０の両端に一対の第一樹脂ブロック（一方は被結線ブロック３９）が接続され、該第一樹脂ブロック３９には外周にＯリング４６が装着されて、電極配置管保持外筒２３、２３Ａとの間に気密構造を形成可能となっている。

さらに、保護管２０の両端には、一対の第二樹脂ブロック（一方は保護管固定ブロック２７）が嵌着されている。そして、該一対の第二樹脂ブロックは、電極配置管保持外筒２３にねじ込んだ後述の中間ユニオンナット２６に、又は電極配置管保持外筒２３Ａに、それぞれ、先端ユニオンナット２８、２８Ａをねじ込むことにより、電極配置管１０及び保護管２０をケーシング２４に気密的に組み付け可能とされている。

上記基本組み付け構造において、本実施形態では、ワンタッチで保護管２０を着脱可能なように、中間ブロック（結線ブロック）３７及び中間ユニオンナット２６を、追加して、結線ブロック３７を、第一樹脂ブロック（被結線ブロック３９）と第二樹脂ブロック（保護管固定ブロック２７）との間に組み付け可能とされている。

本電極配置管保持外筒２３は、ケーシング本体２５とビス２１結合等により気密的に一体化され、ケーシング本体２５内には、各検出電極１４、接地電極１６等の出力端子さらには、輸送気体温度センサー（輸送気体温度センサー）３１等のリード線と接続される変換器３０（回路基板：図９参照）を設置可能なスペースを備えたケーシング本体２５が接続されている。変換器３０に接続するためのリード線が実質的に不要となり、信号が外部ノイズの影響を受け難くなる。なお、当該変換器３０には、環境温度センサーが設置されている（図９参照）。なお、環境温度センサーは、変換器３０内に設置することが上記と同様の理由に望ましいが、変換器外に設置してもよい。

電極配置管１０に固着された被結線ブロック３９の外周にＯリング４６が嵌着されて、電極配置管保持外筒２３先端の係合内フランジ部２３ａで係合されて、気密的に且つ位置決めされて電極配置管１０が保持される。尚、電極配置管保持外筒２３、２３Ａは、ケーシング２４にビス２１、２１で固定されるようになっている。そして、その電極配置管１０の保持ブロックである被結線ブロック３９に接続ピン４１を介して結線ブロック３７を位置決めセットするとともに、上下の結線・被結線ブロック３７、３９間の導通を図っている。そして、中間ユニオンナット２６を外嵌め後、内周にＯリング４７を装着した接続管２２の固定とシールのための保護管固定ブロック２７を嵌め、さらに先端ユニオンナット２８をねじ込む。

他方、保護管２０は、電極配置管１０内へ挿入されて二重構造の測定部構造体を形成するそのとき、電極配置管１０との隙間は０．６mm以下となるように電極配置管保持外筒２３先端の係合内フランジ部２３ａにて位置決めされ、Ｏリング４７にて固定（保持）される。

このとき、Ｏリング４７は、接続管２２の段付き元部２２ａと、保護管固定ブロック２７の内側に形成された切欠段部２７ａとの間で密着保持される。

なお、接続管２２の先端内側部には、保護管２０と同一内径の酸化物系セラミックスパイプ２２ｂが内面に接着されてライナーとされている。粉粒体が通過時の接続管２２の耐磨耗性を確保するためである。

こうして、粉粒体が保護管２０を通過したときの、静電容量変化はケーシング２４内に収納された変換器（静電容量変換回路）３０にて電圧又は電流（通常、電圧）へ変換し、その出力はケーブルを通してスケーリング機能を備えた表示器に入力され物理量へ変換して表示されるようになっている。

本実施形態においては、測定部構造体および変換器３０内に環境温度センサーが、変換器３０内の回路基板の補正回路に実装してある。環境温度センサーを変換器内としたのは測定環境の温度変化は比較的ゆっくりしており、変換器３０内でも充分に環境温度変化に追従することができるためである。

次に、本実施形態で使用する検量線モデル図を図８に示すとともに、上記で使用する補正回路の一例を図９に示し、さらに、本発明の流量測定における温度補正の処理方法のフローチャートを図１０に示して、本実施形態における静電容量の測定方法を説明する。

１）流量検量線の作成：
本発明の粉粒体流量測定装置の使用可能な環境温度は、５〜４５℃であって、当該環境温度において、測定電極の出力を０調整（較正：オートゼロ）後、流量０のときの測定電極出力を測定する（このとき出力は略０となる。：表３・４参照）。そして、順次、測定対象とする紛粒体と同一の粉粒体の粉粒体流量を順次増大させて、各流量に対応して電圧として出力される静電容量をプロットして検量線作成しておく。この検量線は、粉粒体流量測定装置を使用する環境温度範囲５〜４５℃の範囲内であれば、粉粒体の流量０（ゼロ）を基準として実質的に同形となる。但し、検量線は、測定対象が異なる粉粒体ごとに作成する必要がある。

２）温度補正係数の決定：
粉粒体の流量の実測値は、上記検量線により換算し表示されるが、変換器の出力は、粉粒体が通過する温度ドリフト分を含んでいる。したがって、このドリフト分を補正する必要があるため、その温度補正係数を求める必要がある。

温度変化に対して、どの程度静電容量が変化をするか、実施形態の流量計を恒温槽に入れ、恒温槽の温度を所定間隔で昇温（できれば降温）させ、保護管ありの場合と、保護管なしの場合の各場合について計測をする。

そして、保護管ありの場合の温度ドリフト係数から、保護管なしの場合の温度ドリフト係数を差し引いて間接的に、温度補正係数を求めておく。

例えば、後述の試験例１・２で測定した結果を利用した場合、下記のようになる。

試験例１・２の保護管ありの場合のドリフト係数（昇温・降温平均）は、“0.14905Ｖ／℃”であった。このときの変換器の感度を、感度切替1pF、ゲイン11倍とすると、保護管ありの場合のドリフト係数の静電容量値は、0.00135pF/℃となる。

他方、同様に、保護管なしの場合について測定した場合の保護管ありの場合のドリフト係数（昇温・降温平均）は“0.1172Ｖ／℃”であった。このときの変換器の感度を、感度切替0.1pF、ゲイン4倍とすると、保護管なしの場合の温度ドリフト係数の静電容量値は、0.000293pF/℃となる。

したがって、保護管の温度ドリフト係数の静電容量値は、
0.00135pF/℃−0.000293pF/℃＝0.001057pF／℃となり、
そして、電圧値では、変換器の静電容量値感度を0.1pF／10Ｖとすると、保護管の温度ドリフト係数は、0.1057Ｖ／℃となる。

そして、変換器の補正回路における、仮に感度切替0.1pF、ゲイン3倍とすると、温度補正係数（α）は、α＝3×0.1057＝3.171倍となる。

３）温度補正演算
温度補正演算は、図９示す補正回路を備えた変換器において、図１０に示すような手法に基づいて行い、変換器から出力する。

比較部は、変換器出力が±100mVの範囲内に有るか否か比較して、ＬＥＤ表示可能としている。そして、変換器出力が当該範囲内にあるときは、ＬＥＤ表示：青、範囲外にあるときＬＥＤ表示：赤となるようになっている。そして、変換器出力が当該範囲外にあるときは、季節変動等の環境温度の変化により、流量０で変換器出力が０近傍にならないことを示し、オートゼロが必要なこと表示する。そして、オートゼロイッチ（AUTO-ZERO SW）で測定電極出力を０に調整（較正）する、そして、オートゼロ作動中は、赤のフリッカ表示となる。電気的にはオートゼロが終了していても、表示器の表示は、変換器からの出力を移動平均しているため、ゼロ表示をするまでの遅れが生じる。タイマーは、この遅れに対応する時間分、フリッカ表示するためのものである。

なお、上記粉粒体流量測定装置の適用装置は、粉体装置であれば特に限定されないが、例えば、図１１に示すようなサクション（吸引）式のエアブラスト装置に、組み込んで使用する。

本サクション式のエアブラスト装置は、粉粒体タンク５１内に貯留した粉粒体（ブラスト材料）をスクリューフィーダー５２により、定量的に切出し、耐圧ホース５４（外径：３０mmφ、肉厚：５．５mm）を介してエジェクター５６で、粉粒体を吸引供給するものである。そして、粉粒体流量測定装置５８を、スクリューフィーダー５２の粉粒体吐出口（切り出し口）と耐圧ホース５４の元部との間に組み込む。

そして、負圧約−3000mmＡｑ（−29ｋＰａ）、流速約２５ｍ/ｓ、にて粉粒体を吸引し該粉粒体流量測定装置５８内を通過させ、そのときの静電容量を、同軸ケーブル６０を介して変換表示装置６２により電圧へ変換し出力として得た。さらに、流量（切出し量）を変化させて電圧変化を測定し、そのときの流量と出力電圧の関係を求めて、流量を計測し、フィードバック制御を行う。

以下、本発明の効果を確認するために行った実施例（試験例）について説明する。

上記実施形態において、表１に示す仕様とするとともに、検出電極１４の幅と接地電極１６の幅が３：１で螺旋配置のコアレス型の電極配置管１０となっている電極構造（図１参照）のものを使用した。このようにして温度補正が可能な静電容量式粉粒体流量測定装置を組み立てた。

尚、補正回路は、図９に示すもので図１０に示すフローチャートに基づいて処理される温度補正回路を備えたものを使用した。

＜試験例１＞
次に変換器の出力感度を１pFフルスケール（10V）でゲイン11倍に設定して、10℃の温度に保った恒温器にこの流量計を入れ、そのときの温度センサーからの出力と、電極内の静電容量変化を測定した。更に温度を40℃まで順次昇温させ各温度に対する静電容量を測定した。その結果を図１２に示す。この結果から温度と静電容量は反比例の直線関係を得た。

＜試験例２＞
試験例１で使用した静電容量式粉粒体流量測定装置を試験例１で使用した恒温器に入れ温度を40℃から10℃まで順次低下させながら各温度に対する静電容量を測定した。その結果を図１３に示す。その結果は試験例１と同様に温度と静電容量の反比例の直線関係を得た。なお、図１２・１３において、Ｒ²は分散を示す。

＜試験例３＞
試験例１と同じ静電容量式粉粒体流量測定装置を用いて出力感度を１pFフルスケール（10V）のゲイン40倍に設定し、負圧約−2500mAq、流速約24m/sec、室温21℃のサクションエアーを保護管２０内に1分間流入（流量90Ｌmin^-1）させ、そのときの変換器出力を測定した。その結果を表２に示す。この結果から温度補正が行われ変換器からの出力になんら変化が起こらなかった。

＜試験例４＞
試験例３と同じ設定をした試験例１で使用した静電容量式粉粒体流量測定装置にて試験例３と同じ状態でグリーンアランダムGC＃600を38ｇ/分、76ｇ/分、151ｇ/分、230ｇ/分、303ｇ/分の流量にて各１分断続的に切出し、室温21℃の空気と一緒に前記流量計内へ流入させその出力を測定した。粉体の流入を停止している時も空気は流入させた。その結果を表３に示す。この結果から温度センサーの補正が行われ空気のみ流入されているときの出力は静止状態と全く同じであった。

＜比較試験例５＞
前記試験例１〜４に使用した静電容量式粉粒体流量測定装置と比較するため温度センサーの出力を中断させた前記流量計にて試験例３と同様な試験方法にて実施しその結果を表４に示す。この結果から静止状態から空気のみ流入させるとプラス出力となり空気の流入を停止すると出力はマイナス出力となった。これは空気流入により保護管２０内温度が若干低下しためであり試験例１で得られた結果と良く一致した。

本発明の粉粒体流量測定装置に適用できる測定検出部の一例を示すモデル断面図。 （Ａ）、（Ｂ）は検出電極／接地電極の幅比と発生電気力線密度の関係を示す原理説明図。 本発明に係る粉粒体流量測定装置の一実施形態における輸送気体温度センサー配置側に組立て前の要部断面図。 図３における４−４線断面図。 同じく５−５線矢視のプリント板平面図。 本発明に係る粉粒体流量測定装置の一実施形態における輸送気体温度センサー配置側に組立て後の断面図。 本発明の粉粒体流量測定装置の全体立面図。 本発明で使用する検量線モデル図。 本発明における温度補正回路を含む変換器におけるブロック図である。 本発明の流量測定における温度補正回路部の処理方法を示すフローチャートである。 本発明の粉粒体流量測定装置を吸引式のエアブラスト装置に組み込んだ場合の一例を示す構成図。 本発明の粉粒体流量測定装置を恒温槽内にいれて10〜40℃まで順次昇温させて、温度センサーからの出力と、電極内の静電容量変化を測定した結果を示すグラフ図。 同じく、40〜10℃まで順次降温させて、温度センサーからの出力と、電極内の静電容量変化を測定した結果を示すグラフ図。

符号の説明

１０ 電極配置管
１２ 電極配置管の本体層
１４ 検出電極（センス電極）
１６ 接地電極（アース電極）
２０ 保護管
２４ 装置ケーシング
３１ 輸送気体温度センサー

Claims (5)

1. 粉粒体が輸送気体を介して通過する測定管と、該測定管の外周に配置され、前記測定管内の静電容量変化を検出する測定電極と、該測定電極からの出力を粉体流量表示器に出力する静電容量の変換回路（変換器）とを備え、前記測定管に対して前記測定電極及び前記変換器がケーシングにより気密的に一体保持された静電容量式の粉粒体流量測定装置であって、
   環境温度センサーと輸送気体温度センサーとを備え、該輸送気体温度センサーは、前記測定管の前記測定電極の影響を受けない部位で、且つ、可及的に前記測定管の内壁に近い部位に接合され、さらに、
   前記静電容量の変換器からの、流量／静電容量の出力検量線に基づく流量０を基準とした静電容量の出力を、前記環境温度と輸送気体温度との各温度センサー出力の差により補正演算して温度補正を行う温度補正回路を備えていることを特徴とする粉粒体流量測定装置。
2. 前記環境温度センサーが前記ケーシング内に設置されていることを特徴する請求項１記載の粉粒体流量測定装置。
3. 前記測定管が、前記測定電極対が配される電極配置管と、該電極配置管の内側に該電極配置管に対して気密的に着脱可能に配される保護管とからなり、前記輸送気体温度センサーが、前記保護管の外周面に直接接合されていることを特徴とする請求項２記載の粉粒体流量測定装置。
4. さらに、前記保護管に固定される結線ブロックと、前記電極配置管に固定され、前記変換器に接続されるリード線を備えた被結線ブロックとを備え、該両結線ブロックは、一方ずつに形成された一対の接続ピン・ソケット部を介してワンタッチで接続・遮断が可能とされ、前記結線ブロックには前記輸送気体温度センサーが収納保持されていることを特徴とする請求項３記載の粉粒体流量測定装置。
5. 粉粒体が輸送気体を介して通過する測定管と、該測定管の外周に配置され、前記測定管内の静電容量変化を検出する測定電極と、該測定電極からの出力を粉体流量表示器に出力する変換器とを備え、前記測定管に対して前記測定電極及び前記変換器がケーシングにより気密的に一体保持され、該ケーシング内に環境温度センサーが設置されるとともに、前記測定管の前記測定電極の影響を受けない部位で、且つ、可及的に前記測定管の内壁に近い部位に輸送気体温度センサーが接合された粉粒体流量測定装置を用い、前記測定管内を輸送気体とともに通過する粉粒体の流量を、前記測定管の外周に配置された測定電極により静電容量の変換器を介して静電容量の変化として検出して粉粒体流量を測定する方法において、
   前記静電容量の変換器からの、流量／静電容量の出力検量線に基づく流量０を基準とした静電容量の出力を、前記環境温度センサーと輸送気体温度センサーからの出力差に基づいて演算して温度補正を行うことを特徴とする静電容量式の粉粒体流量測定方法。

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