FI95079C - Automaattinen osasanalyysimenetelmä ja laite analyysin suorittamiseksi - Google Patents

Description

95079

Automaattinen osasanalyysimenetelmä ja laite analyysin suorittamiseksi Tämä keksintö koskee automaattista analyysimenetel-5 mää osasten kokojakauman ja halutusta muodosta ja väristä poikkeaman määrittämiseksi. Menetelmässä otetaan osasnäyt-teitä ja muodostetaan yksikerroksinen osasverho, valaistaan se ja otetaan kuvia, jotka analysoidaan. Keksintö koskee myös laitetta, osasten syöttöjärjestelmää, menetel-10 män toteuttamiseksi. Siihen kuuluu laite osasverhon aikaansaamiseksi yksikerroksisessa muodossa.

Osasmaista ainetta valmistettaessa tai prosesseissa, joissa sellaista ainetta on määrä lisätä vähintään prosessin yhdessä vaiheessa, on tärkeää pystyä säätelemään 15 prosessia niin, että saadaan osasmuotoisen aineen haluttu kokojakauma. Osasten muoto saattaa kuitenkin myös olla tärkeä tuotteen laadun kannalta, senvuoksi on toivottavaa tietää osasten poikkeama halutusta muodosta ja väristä, niin että prosessia voidaan säätää myös tämän kriteerin 20 kannalta.

Lannoiteteollisuudessa on jo kauan haluttu saada luotettavaa tietoa valmiin tuotteen kokojakaumasta ja osasten muodosta, koska optimaaliset arvot näille parametreille ovat tärkeitä sekä puhtaasti taloudelliselta kan-25 naita että tuotetta käytettäessä, esimerkiksi kun valmistettuja rakeita tai jyväsiä levitetään. Lisäksi menetelmä on erittäin taloudellinen, jos sillä saadaan tuote, jonka kokojakauma on kapea ilman että siitä tarvitsee seuloa suuria fraktioita, jotka on kierrätettävä takaisin.

30 Useita analyysilaitteita ja mittaustekniikkoja on : jo saatavilla ja niitä käytetään edellä mainitun kysymyk sen ratkaisemiseen, mutta niiden sovellettavuus rajoittuu tavallisesti hyvin erityislaatuisiin menetelmiin. US-pa-tentista nro 4 497 576 tunnetaankin eräs osasanalyysilai-35 te, jossa käytetään siluettiprojektiomenetelmää. Laittees- 2 95079 sa käytetään myös samansuuntaisia lasersäteitä, jotka ohjataan osasnäytteen läpi, ja laitteita läpi menevän valon rekisteröimiseksi. Sitten tämä rekisteröintitulos analysoidaan, jolloin saadaan selville osaskokojakauma edellä 5 mainitussa näytteessä. Patentissa luetellaan joukko ehtoja, jotka on täytettävä, jotta mittaukset olisivat edustavia, mutta siitä ei selvästi käy ilmi, kuinka nämä ehdot tulisi toteuttaa. Analysoitavat osaset kuljetetaan hihna-kuljettimellä ja ne putoavat siltä jonkin valonlähteen 10 edessä ja alas seuraavalle hihnakuljettimelle palautettaviksi prosessiin. Eräs ehto, joka mainitaan, on se, että hihnakuljettimelta putoavien osasten tulee muodostaa yksikerroksinen osasverho ja että niiden tulee pudota samalla nopeudella. Kuinka tällainen yksikerroksinen muoto käytän-15 nössä saadaan aikaan, ei sanota ja edellä mainittu laite näyttääkin sopivan huonosti sovellutukseen.

Lisäksi julkaisusta DE 2 741 321 tunnetaan laite osaskoko jakauman määrittämiseksi putoavien osasten virrasta rekisteröimällä ja analysoimalla videokuvia. Osaset 20 virtaavat siilon ulkonevasta urasta ja muodostavat tällöin osasverhon, joka menee videonauhoituslaitteen, joka on varustettu lämpökuvakameralla, ohitse. Kokojakauman lisäksi laite rekisteröi sen, poikkeavatko osaset voimakkaasti pallomuodosta samalla kun osasten lämpösisältö rekisteröi-25 dään. Patentissa ei sanota sitä, miten edustavia näytteitä otetaan, eikä myöskään sitä, tarvitaanko erityistoimenpiteitä, jotta analysoitava osasverho olisi edustava. Siinä sanotaan, että hienojakoinen pöly ei olennaisesti vääristä analyysin tulosta. Laitetta käytetään ensisijaisesti 30 asfaltin erilaisten lisäaineiden kokojakauman analysointiin.

Vaikka edellä mainituissa patenteissa annetaan tietoa, joka selvittää osasanalyysikysymystä tietyssä määrin, ne eivät anna käytännön ratkaisuja ongelmiin, jotka koske-35 vat lannoitteiden rakeistuksen/hienonnuksen säätelyä osas- 95079 3 analyysin avulla, ja tämä olikin seikka, johon keksijän oli ensin määrä löytää ratkaisu.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena oli kehittää menetelmä ja laite, jotka antaisivat ajankohtaista tietoa 5 osasten poikkeamisesta halutusta muodosta, vaihtoehtoisesti väristä tai koosta, jotta siten voitaisiin valmistaa tasalaatuisempaa tuotetta ja nopeammin saada vastetta toimintaa koskeviin muutoksiin prosessissa.

Ensimmäinen edellytys jonkin rakeistusprosessin, 10 esimerkiksi lannoitteen rakeistuksen, hyvän säädön aikaansaamiseksi on, että väli- tai lopputuotteesta voidaan ottaa milloin tahansa edustavia näytteitä. Keksijät havaitsivat, että ongelma voitaisiin ratkaista usealla tavalla soveltamalla tavanomaisia näytteenottojärjestel-15 miä. Niinpä voidaan käyttää jotakin säiliötä, jossa on ura osasten syöttöä varten. Tällaisella järjestelmällä näytteitä voitaisiin ottaa antamalla säiliöiden ura-aukon mennä jollakin hihnakuljettimella kulkevan ja tällaiselta hihnalta putoavan tuoteosasvirran poikki. Ura-aukon tulee 20 kulkea osasvirran koko poikkileikkauksen poikki tasaisella nopeudella ja tarpeeksi nopeasti, jottei näytesäiliö tule liian täyteen. Lisäksi se on voitava tyhjentää kokonaan nopeasti, jotta voidaan ottaa uusia näytteitä. Poikkikul-keminen voidaan suorittaa esimerkiksi jonkin kaksitoimisen 25 paineilmasylinterin avulla.

Seuraava vaihe alysointiprosessissa oli saada näytteistä, jotka haluttiin saada analysoiduiksi ja jotka haluttiin saada esitetyksi nopeasti näytteen oton jälkeen, edustava analyysi. Ratkaisu tähän ongelmaan riippuu tie-30 tyssä määrin tekniikasta, joka valitaan osasnäytteen analyysiä varten. Seulominen ja punnitseminen havaittiin liian aikaa vieväksi ja sopimattomaksi tähän sovellutukseen. Jonkintyyppinen osasverhon kuvallinen esitys näytti kiinnostavalta. Tehtävänä oli tällöin tuottaa toistettavia 35 ja edustavia osasvirtoja otetusta näytteestä. Valittiinpa 95079 4 sitten osasten valaiseminen lasersäteillä, infrapunasäteillä tai kuvien ottaminen filmi/videokameraa tai valokuvausta käyttäen, havaittiin, että olennaista oli saada aikaan osasvirta yksikerroksisessa osasmuodossa. Laitetta, 5 joka mainittiin tätä tarkoitusta varten edellämainitussa US-patentissa nro 4 497 576, ei voitu käyttää. Oli muun muassa erittäin vaikeata mitoittaa hihnakuljetin oikein ja säätää sen nopeus sellaiseksi, että varmasti saatiin osasten yksikerroksinen verho hihnakuljettimen koko levey-10 deltä. Tämä laite edellyttää lisäksi, että osasten vapaa putoamisnopeus tiedetään.

Keksijät valitsivat sitten osasten syöttämisen tä-rylaatalle putoavien osasten yksikerroksisen verhon aikaansaamiseksi. Ensimmäisten kokeiden tulokset olivat 15 niin lupaavia, että idean edelleenkehittely aloitettiin. Kävi ilmi, että eräs kriittinen parametri oli osasten annostaminen laatalle. Kysymys ratkaistiin käyttämällä siiloa, jonka poistoaukko oli sijoitettava tietyn, mutta säädettävän etäisyyden päähän laatasta. Lisäksi poistoauk-20 ko oli sovitettava analysoitavien osasten mukaan. Tähän voitiin käyttää tavanomaista siiloa, mutta osoittautui tarpeelliseksi varustaa se pinnankorkeudenilmaisimilla, jotka mittaavat etäisyyden laattaan ja osasten pinnankor-keuden siilossa. Viimeksi mainitut pinnankorkeudenilmai-. 25 simet voivat antaa näytteenottimelle impulssin, esimerkik- si niin, että osasten pinnankorkeus pysyy siilossa jokseenkin vakiona. Etäisyys tärylaattaan osoittautui kriittiseksi, jotta osasia saatiin syötetyksi oikea määrä laatalta. Lisäksi keksijät havaitsivat, että laatan muoto 30 oli tärkeä, jotta siltä saatiin syötetyksi säännöllinen yksikerroksinen osasverho. Säännöllinen yksikerroksinen osasverho saatiin tulemaan laatan koko kehältä siilosta tulevan syöttönopeuden mukaan valitsemalla pyöreä laatta ja säätämällä amplitudia ja frekvenssiä. Eräs toinen para-35 metri osoittautui lisäkokeiden aikana myös määrääväksi 95079 5 hyvän tuloksen kannalta. Tuotteen kaltevuuskulma laattaan nähden oli pidettävä pienempänä kuin sen liukumiskulma. Kysymyksessä olevan tuotetyypin liukukulma oli sen vuoksi määritettävä ja se oli 28° koestetuilla osasnäytteillä.

5 Oikea kulma voidaan saada aikaan eri tavoin tai niitä yhdistelemällä. Niinpä laatta voidaan tehdä muodoltaan hieman kartiomaiseksi, jolloin laatalla olevien osasten määrä saadaan vähäisemmäksi, jolloin myös osasten viipy-misaika laatalla lyhenee. Kokeet osoittivat, että järjes-10 telmä toimi erittäin hyvin suunnitelmien mukaan, kun tuotteen kaltevuuskulma vaakatasoon nähden oli noin 2/3 sen liukumiskulmasta. Osasten syöttöjärjestelmällä, joka oli rakennettu edellä mainittujen periaatteiden mukaan ja soveltamalla kriittiset parametrit tuotteen ominaisuuksien, 15 erityisesti osasten läpimitan ja liukumiskulman, mukaan, todettiin saatavan aikaan säännöllinen yksikerroksinen osasvirta.

Yhtenä kerroksena olevien osasten analysoiminen voitiin, kuten jo mainittiin, suorittaa usealla tavalla, 20 mutta keksijät havaitsivat edullisimmaksi ottaa kuvia yksikerroksisesta verhosta jatkuvasti tai jaksottaisesti esimerkiksi videokameralla, jolloin osasista saatiin si-luettikuvia. Tällöin voitiin rekisteröidä sekä niiden muoto että niiden kokojakauma. Kehitettiin erityisiä tieto-; 25 koneohjelmia, joilla laskettiin poikkeama halutusta muo dosta. Mittaamalla yksittäisten osasten ympärysmitta ja ala voitiin laskea niiden poikkeama halutusta muodosta ja osaskokojakauma tuotantovirrasta. Koska näytteenotto, osasverhon muodostaminen ja osasten analysointi voidaan 30 suorittaa jatkuvatoimisesti, tuotantoparametrit voidaan : säätää analyysin tulosten mukaan.

Keksinnön erityistunnusmerkit ovat liitteenä olevissa patenttivaatimuksissa määritellyt.

Keksintöä selitetään nyt edelleen seuraavissa esi-35 merkeissä ja kuvioissa.

6 - 95079

Kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista osasten syöttölaitetta.

Kuvio 2 esittää kokoonpanoa yksiköistä, joita käytetään keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen.

5 Kuviossa 1 esitetty osasten syöttölaite käsittää näytteenottimen 1 osasnäytteiden ottamista varten jossakin sopivassa kohdassa prosessia, esimerkiksi hihnakuljetti-mella (ei esitetty). Näytteenotin 1 voi olla jokin säiliö, jossa on pitkittäissuuntainen ura-aukko. Kun näyte on 10 otettu, näytteenotin 1 tyhjennetään suoraan siiloon 3 tai näyte lähetetään siiloon jonkin putken tai kuljetinlait-teen 2 avulla. Siilo 3 on varustettu siilon 3 poistoaukos-sa olevalla liikkuvalla jatkeella 6. Osaset 7 puretaan siilosta 3 tärylaatalle 8 ja laitteen ollessa käynnissä 15 osasten 7 kerros muodostaa laatalla 8 vaakasuoraan tasoon nähden kulman a. Kulma a on pienempi kuin analysoitavan tuotteen (osasten) liukumiskulma. Se voi olla esimerkiksi vain muutaman asteen pienempi kuin liukumiskulma, mutta jotta järjestelmä ei olisi liian herkkä, käytetään mielui-20 ten kulmaa a, joka on 2/3 liukumiskulmasta. Kulma a voidaan säätää useilla eri tavoilla, erityisesti säätämällä jatkeen 6 etäisyyden a suhde laatan 8 ulkoreunan ja siilon 3 keskiakselin väliseen etäisyyteen (b) tai sen poikkileikkaus sellaiseksi, jolla saadaan haluttu kulman a . 25 arvo.

Siilo 3 voi olla varustettu etäisyydenilmaisimella 5, jolloin etäisyyttä a voidaan säätää. Lisäksi siilossa 3 on ainakin yksi pinnankorkeudenilmaisin 4. Voidaan esimerkiksi rekisteröidä minimikorkeus ja maksimikorkeus sii-30 lossa 3. Pinnankorkeudenilmaisin 4 antaa signaalin näytteenottoa varten. Näytteenotin 1 voi siten olla kytketty johonkin kaksitoimiseen sylinteriin, joka näytteenoton aikana päästää säiliön 1 kulkemaan hihnakuljettimella olevan tai tällaiselta kuljettimelta putoavan osasvirran 35 koko leveyden poikki. Osaset joutuvat tällöin säiliössä 95079 7 olevaan uraan ja kun säiliön 1 nopeus valitaan oikeaksi näytteenoton ajaksi, se ei täyty yli, samalla kun edustavan näytteen saanti tuotantovirrasta on taattu. Siilo 3 voi myös olla jaettu useaan kammioon pystysuuntaisten vä-5 liseinien avulla.

Laatta 8 voi täristä tunnetulla tavalla ja sen sekä frekvenssiä että amplitudia voidaan säädellä. Säätämällä etäisyys a siten, että a on pienempi kuin liukumiskulma ja täristämällä laattaa 8 osaset valuvat sen reunan ylitit) se. Mieluiten käytetään pyöreätä laattaa 8 ja jotkut sektorit siitä voivat olla tukitut, jolloin osaset valuvat vain laatan 8 kehän osien ylitse. Laatta 8 voidaan tehdä hieman kartiomaiseksi, mutta siten, että sen kartiokkuus on pienempi kuin liukumiskulma. Säätämällä täryttimen 15 amplitudia ja/tai frekvenssiä voidaan helposti varmistaa, että osaset putoavat laatalta yksikerroksisena osasverhona 10. Osasvirta tai osasverho 10 voidaan sitten valaista jollakin valonlähteellä 9. Valonlähde 9 voi olla jokin tavallinen lamppu, lasersädesarja tai salamavalo, joka 20 valaisee signaalin saatuaan.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista osasten syöttö-järjestelmää yhdistettynä laitteeseen kuvan ottamista varten osasverhosta 10 sekä laitteisiin "on line"-analyysiä ja tietojen käsittelyä varten, jolloin saadaan täydellinen 25 laitos automaattista osasanalyysiä varten.

Yksikkö 11 voi olla filmi- tai videokamera, mutta myös jokin rekisteröintiyksikkö sisääntulevaa valoa, esimerkiksi lasersäteitä varten. Mieluiten käytetään videokameraa, joka ottaa kaiken aikaa kuvia, mutta jos valon-30 lähde on salamavalo, kuvat rekisteröidään ainoastaan kun-\ kin välähdyksen aikana. Yksikkö 12 on kuva-analysaattori, joka analysoi kuvia jatkuvatoimisesti tai jaksottaisesti. Tässä yksikössä voi olla laite signaalin 13 antamiseksi salamavalon 9 välähdystä varten tai kuvanottoa varten yk-35 siköllä 11 aina kun kuva on analysoitu.

--- -- τ~ 95079 8

Yksikköä 11 voidaan käyttää valokuvaamaan osasten siluetit osasverhossa 10, mutta sitä voidaan käyttää myös erottelemaan osasten eri värejä tai harmaan sävyjä.

Yleinen videokuva muodostuu 512 x 512 pisteestä 5 (kuva-alkio, pixel). Mustien pixelien lukumäärästä saadaan kunkin osasen ala.

Ympärysmitta määritetään ääriviivanseurantarutii-nilla. Kuva-analysaattori 12, joka voi olla integroitu johonkin PC:hen, sisältää tarvittavat tietokoneohjelmat 10 kuvien lukemista ja varastointia varten, jotta kunkin osasen ala ja ympärysmitta saadaan mitatuksi videokuvista. Kuva-analysaattorista 12 tuleva käsittelemätön tieto käytetään sitten myöhempää tietojenkäsittelyä varten, esimerkiksi PC:ssä 14. Sopivien tietojenkäsittelyohjelmien avul-15 la käsittelemätön tieto voidaan käsitellä, jolloin saadaan osaskokojakauma ja erilaisia osoituksia osasten poikkeamisesta halutusta muodosta.

Yksiköstä 14 tulevat tiedot esitetään sitten vähintään yhdessä yksikössä 15, joka voi olla kirjoitin tai 20 tietokonenäyttö, ja osasanalyysin tulos siirretään sitten prosessin kysymyksessä olevaan kohtaan prosessin säätämiseksi optimaalista tuotantoa ja tuotteen laatua silmällä pitäen. Tiedot voidaan tietysti varastoida prosessin kysymyksessä olevien osien myöhempää tutkimista varten.

25 Esimerkki 1 Tämä esimerkki koskee osasverhon tuottamista yksikerroksisessa muodossa kuvion 1 mukaista laitetta käyttäen.

Vertauskuva ja liukumiskulma mitattiin ensiksi eri-30 tyyppisiä tuotteita varten. Sitten kunkintyyppinen tuote lähetettiin yksitellen siilon kautta pyöreälle tärylaatal-le. Osasten pinnankorkeus siilossa pidettiin jokseenkin vakiona kokeiden ajan syöttämällä uusia osasia, ja kokeissa käytettiin siilon aukkoa, joka oli suuruudeltaan sel-35 lainen, että jopa suurimmat osaset tai osaskasaumat voisi- 95079 9 vat virrata ulos. Siilon poistoaukon ympärille sovitettiin ympyränmuotoinen jatke (yksikkö 6 kuviossa 1) ja jatketta voitiin nostaa ja laskea laattojen ja siilon aukon välisen etäisyyden säätämiseksi.

5 Etäisyys (a) säädettiin sellaiseksi, että tuotteen kaltevuuskulma tasaiseen laattaan nähden oli karkeasti ottaen 2/3 tuotteen liukumiskulmasta. Tärytin käynnistettiin, jolloin osaset alkoivat virrata säännönmukaisesti laatan kehän yli. Muuttamalla täryttimen frekvenssiä 10 ja/tai amplitudia oli suhteellisen helppo säätää tärytin siten, että osasverho muodostui yhdestä kerroksesta osasia. Kun täryttimelle oli ensin löydetty oikea säätö, säätö voitiin pitää suunnilleen vakiona samantyyppisellä tuotteella koko kokeen ajan. Erityyppisiä tuotteita tes-15 tattaessa havaittiin, että tuotteen kaltevuuskulman a vaakasuoraan tasoon nähden tulisi olla vähintään 5 % pienempi kuin sen liukumiskulman ja mieluiten suurempi kuin 50 % siitä. Täryttimen säätäminen yksikerroksisen verhon aikaansaamiseksi oli helpointa useimmilla tuotetyypeillä, 20 kun kulma a oli 70-60 % tuotteen liukumiskulmasta.

Täryttimen säätöä ja/tai jatketta 6 voidaan haluttaessa säädellä tietokoneohjelmilla siten, että osasten lukumäärä kuvassa pysyy suunnilleen samana.

Esimerkki 2 ; 25 Tämä esimerkki koskee keksinnön mukaista automaat tista osasanalyysiä ja siinä saatuja tuloksia verrataan traditionaalisiin näytteiden seulontamenetelmiin (labora-torioseulonta) sekä poikkeamaa halutusta muodosta.

Kalibrointi suoritettiin sijoittamalla läpimital-30 taan tunnettu täysin pallonmuotoinen kuula videokameran : eteen. Läpimitta millimetreinä luettiin sitten tietokone ohjelmaan, senjälkeen testattiin kuva-analysaattori erikokoisilla täysin pallonmuotoisilla osasilla. Lisäksi yksittäisten näytteiden osaset tarkastettiin etukäteen 35 käsin niiden poikkeaman pallomuodosta arvioimiseksi.

95079 10

Otettiin kahdeksan noin 2 kg:n näytettä rakeistetusta lannoitteesta. Kukin näyte testattiin laboratoriossa osaskokojakauman ja poikkeaman halutusta muodosta arvioimiseksi. Näytteet analysoitiin sitten keksinnön mukaises-5 ti, jolloin osaset syötettiin kuvion 1 mukaisella osasten syöttölaitteella, ne ohjattiin videokameran editse, joka otti osasista kuvia. Analyysi osoitti, että kuvien, jotka sisälsivät 10-20 osasta, analysoimiseen kului karkeasti ottaen 1 sekunti. Analyysiaikaa voitiin kuitenkin huomat-10 tavasti lyhentää. Heti kun kuvan käsittely oli saatu päätökseen, laite antoi signaalin uuden kuvan ottamiseksi.

Tulokset keksinnön mukaisesta kuva-analyysista (B), laboratorioseulonnasta (L) ja poikkeama halutusta muodosta on annettu taulukossa 1, joka esittää osaskokojakaumaa ja 15 näytteiden poikkeamaa halutusta muodosta prosentteina. Seula-analyysin tulos on ilmoitettu grammoina/100 grammaa. Kuten taulukosta ilmenee, laboratorioseulonta kattaa hieman laajemman intervallin (seulontakategoriat) kuin kuva-analyysi.

- 95079 11 O ro CO N H rH Ή in E #> vv vv oo v o oo - oo -- vg oooo o oo oo o O H Ifl 00 Φ kO T}< LT) 00 rH 00 »n in g # vv vv OO - OO v O - vg f—i o o o oo h o o ro ή o

O (NOO o (N iH (N (NO H (N (NO in CO Cv (N

O P cip v «k * ^ ^ ^ ^ ^ ^ ·* ** *-** vg (N (N <N Ν' OO (N (N OO (N (N OO m >

H

o cor^oovDO-rocoiH

vg τ*νοθΊ·Οοο(Νοο rH ^CO(NinH(N'il^l' ooocooooc^oin

O VO rH ^ HO rH tv ^ rH VO

CV g V V V V V V V V

vg c-v o m co in in o ή T—I I—I rH i-l O (N CO O 00 O H lO OVO O 00 O CO ’ί Ν' O E dP * * *» *. * ** * * * * * ^ *- *E coco tji m co vo in voin oo h co co

CS H H H H H H H H H H rl H (N rH H H

_. Tj KO O H o ^ KO I-l O (N OO O tv CO N CO CO

H g, ro E ............vv v v e vg m (N co (N in co h id mo rH tv tv tv oo

jji £ (N (N (N (N (N CO (N C0(N CO (N (N i—I C0(N (NON

X (0 3 C o o oo o co in^< ^(Ν ^ίΓν r-v o id o id o *""* ro φ g ^ w K v „ v s v K s *, v *. ^ v 2 2 vg (v [> coin OO C0C0 (N H C0C0 tv 00 N*

£ ™ (N rH rH H H (N (N rH i—I (N (N H H H H H H

O

in rHCOi—IOCvCOCOCO

H g # v V V V V V V V

vg O'tfOinocNiniH

CO O (N \frH O (N HH (N H OON H H 00 H

COf—lOiOOCOvOCN in CN(N(NrHCN(NrHrH

fv g <#i O in CO tv co CM O (N

V P V «v V V V *» V V

CO ^(N^CNCOVOCOCN

o covnooo'inom O E dp vvvvvvvv

vg ^CO^COCNlOCOrH

rji (N(NiOCOTiOlO(N

minrHONrHOOrH

in vOOOO^OrHCNOOCO

v g C?p V V V V V V V V

Ttf g (NCOrHrHrHinOO

+ * (0 Q) Λί(0 cocv KO n* in o evin oo o ro σ* Ν' coo

^ g olp VV VV VV VV VV VV VV VV

•H (N (N O H tv rH [V OK H H COCO C0C0 Ν' Ό

O rHrHrHiH rH rH rH i 1 rH

CU

jm jm jm jm j m j m j m j m 95079 12

Kuten taulukosta 1 käy ilmi, tulokset osaskokojakauman mittauksesta laboratorioseulonnalla ja keksinnön mukaisella menetelmällä ovat sangen yhtäpitävät. Pallomaisesta muodosta poikkeaman analyysi puolestaan vastaa hyvin 5 yleistä arviointia hyvästä ja huonosta tuotteesta. Keksinnön mukainen menetelmä antoi kuitenkin tarkempaa tietoa osasten poikkeamisesta halutusta muodosta.

Esimerkki 3 Tämä esimerkki koskee rakeistetun lannoitteen tut-10 kimista. Tutkimukset suoritettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla, mutta viimeisessä esimerkissä poikkeaminen halutusta muodosta tutkittiin vain keksinnön mukaisella menetelmällä. Tämän tutkimuksen tulokset on annettu taulukossa 2.

13 95079 o in γη h <h

v g cK> 1111 » I O I »III »III

o e o o o O 0*H T—I rl H N Π in E <#> i i i i » i » i » ι » i » » » »

»E OO OO OOOO

o

O I-I «H N H (N

O E # III » I O I IO» »»»

»g O OOOO

!-I

O CO (N rH Ό CS CS CS rH 00 O'- O'

Tf E # »lii »lO» »»»» »»»»

»E O O O (N O O O t1» O O O

I—I

o co in tn (SHH σ' s s in ro o fs P <#> < v ^ s *.·»*» ««.*»·>» »E OOO OOO N N N S1 S< in

rH

o tji oo o o vo oo o in n r»t^oo O E ^ » v ». » » » » » » ^ » »E ro s' s< h o o r» oo C" cr» o»

(N S1 σ' N rl rl rl rH rH rH rH

» » » » , n o' ro ro ^ ro ro o σ' ro ro ro n o co T! O es » » » rH » » » S' » » * in»»» 5" vf g # s< S' in r»ovf» ro in m ro ro h

0C » E H H H N N N N N N

X H Ν X (0 2 So ro σ' σ' σ' m in co vf h oocnco 3 2 »E rs O' oo ro ro ro ro if σ o oo h ^ g rs ro rs rs (N rs rs h h h n h rs

O

o rs oo ro in co t> in co h n ro O' s' in co rH E dP » » » » »»»» » » » » » » » » »E ro σ' rs o co -h rH o» n rs ro o o ro σ' rs ro r·» co S' S' oo s< s* s s> rs es rs if h h rs 0 co s1 c^ o> in σ' ro co o vor^c^ ^» E dp »»» »»» »»» ^ »E ro ro e» es o rs r^vor»· S' co co

CO rH rH rH

o rockin co oo h s t> r» ro oo h O E » » » »»» » » » » » » »E es h rs e» σ> e» r» m r» to ro rs ia* h in σ' es O rH o' o in ro rs ro co ro o c^ior» ro h n » E dp »v» » » » » » ». »»»

if1 E O O O rH rH rH i—I τ—I i—I O rH O

+ j m co co ro a to m j en m co d co to to (0 0) ί s< in oo oo rs ro s1 to o ro <j

Ji(0 I»»» I»»» I » » » »»» X E Of1 co co co h O' o s< O r» i S' (S ro •h s ro s rs co rs s s1 s 0 Ph 95079 14

Rakeistetulla tuotteella saadaan osaskokoj akaumasta samoin hyvä yhtäpitävyys molempien analyysimenetelmien välillä. Osasten poikkeamista halutusta muodosta koskevassa analyysissä saatiin tällä tuotetyypillä samaten hyvä yhtä-5 pitävyys todellisten olosuhteiden kanssa.

Kun osasten syöttöjärjestelmä kytkettiin rakeistus-prosessiin siten, että näytteitä otettiin tuotevirrasta, kesti kaikkiaan alle 5 minuuttia toimintaolosuhteiden muutoksesta asianomaisessa prosessin osassa siihen, että se 10 voitiin rekisteröidä osasanalysaattorissa. Tavanomaisiin analyysimenetelmiin verrattuna tämä on enemmän kuin tarpeeksi nopeaa useimmissa rakeistusprosesseissa.

On kuitenkin mahdollista lyhentää kokonaisanalyysi-aikaa ja siten myös vasteaikaa ilman että se vaikuttaisi 15 analyysin laatuun tai tarkkuuteen.

Kokeet ovat osoittaneet, että automaattinen osas-analysaattori sopii hyvin osasille, joiden mitat ovat alueella 0,5-10,0 mm, mutta pienin fyysisin muutoksin on täysin mahdollista muuttaa tätä mitta-aluetta huomattavas-20 ti. Lisäksi on käynyt ilmi, että osasnäytteissä oleva pöly ei tuota ongelmia.

Eräs erityissovellutus, joka suoritettiin tilauksesta, oli eriväristen/harmaan erisävyisten osasten analysoiminen. Kokeen aikana kävi ilmi, että voitiin esimerkik-25 si määrittää näytteessä olevien mustien ja vaaleiden osasten lukumäärä. Tämä saatiin aikaan käyttämällä kontrasti-levyä osasverhoa kuvattaessa. Samanaikaisesti voitiin suorittaa osaskokojakauman analyysi.

Esillä olevalla keksinnöllä saadaan osasten syöttö-30 laite, joka tiiviissä ja käytännöllisessä muodossa pystyy muuttamaan osasnäytteen yksikerroksessa muodossa olevaksi osasverhoksi, joka on edustava osasjakauman kannalta näyt-teessä/tuotantovirrassa. Tämän sovituksen avulla voidaan nopeasti ottaa edustavia näytteitä yhdestä tai useammasta 35 tuotantovirrasta ja muuttaa ne yksikerrokseksi verhoksi, 95079 15 joka voidaan analysoida, erityisesti osaskokojakauman ja halutusta muodosta poikkeamisen kannalta.

Osasia analysoitaessa havaittiin erityisen edulliseksi valaista ne salamavalolla, joka käynnistyy automaat-5 tisesti niin pian kuin kuva on käsitelty kokonaan. Jokaisella salamavalon välähdyksellä osasista otetaan valokuva. Tällä tavoin saatiin erittäin tarkka ja nopea analyysi osasverhosta.

Keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta voidaan 10 käyttää kaikkiin tunnettuihin rakeistusprosesseihin ja prosesseihin, joissa halutun kokojakauman ja muodon omaa-vien osasten lisääminen on tärkeää. Mutta keksintöä voidaan soveltaa myös valmiin rakeistetun tuotteen tarkastamiseen. Tällaisia sovellutuksia voivat olla: analyysi 15 irtotavaran lastauksen, pakkaamisen säkkeihin tai senkaltaisiin aikana tai osasmuotoisen tuotteen ominaisuuksien tarkistaminen. Keksinnön mukaista osasanalysaattoria voidaan käyttää myös pienten näytteiden analysointiin laboratorioissa.

Claims (4)

95079 —--- ‘ _ τ~ 16

1. Automaattinen analyysimenetelmä osasten kokojakauman ja niiden poikkeamisen halutusta muodosta ja väris- 5 tä määrittämiseksi,, jossa menetelmässä otetaan osasnäyt-teitä ja muodostetaan yksikerroksisessa muodossa oleva osasverho, valaistaan mainittu yksikerroksinen verho ja rekisteröidään kuvia, jotka analysoidaan ja esitetään vähintään yhdessä paikassa, tunnettu siitä, että 10 yksikerroksinen osasmuoto saadaan aikaan ottamalla osas-näytteitä siilon kautta, jonka etäisyyden (a) alla olevasta tärylaatasta suhde laatan ulkoreunan ja siilon keskiviivan väliseen etäisyyteen (b) on tarpeeksi suuri, jotta osaset virtaavat ulos siilosta ja alas laatalle ja sen 15 reunan yli, kun se tärisee, muodostaen kulman a vaakasuoran tason kanssa ja että kulma a on 95-50 % osasmuotoisen aineen liukumiskulmasta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erivärisiä tai harmaan erisä- 20 vyisiä osasia analysoitaessa käytetään kamerassa kontras-tilaitetta kuvasta poisuljettavan harmaan sävyn/värin kanssa.

3. Laite patenttivaatimusten 1-2 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, joka laite käsittää näytteenottimen 25 (1), tunnettu siitä, että mainittu laite näyt teenottimen (1) lisäksi käsittää siilon (3), jossa on vähintään yksi pinnankorkeudenilmaisin (4) osasten pinnan-korkeuden rekisteröimiseksi siilossa (3) ja signaalin antamiseksi näytteenottimelle (1) näytteiden ottamista var-30 ten, ja pystysuuntainen siirrettävä jatke (6) siilon (3) poistoaukossa, ja jossa jatkeen (6) alaosa on etäisyydellä (a) laatasta (8), jonka tärinää voidaan säädellä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, jossa laatta (8) on pyöreä, tunnettu siitä, että laatan 35 (8) kartiokkuus on pienempi kuin kulma a. 95079 17