JP2002188989A - 粒子径分布測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 懸濁液循環系における懸濁液の循環速度を、
常に所定の値になるように維持し、常に所望の状態で測
定を行うことができるようにして、測定データの再現性
を向上させるとともに、装置間のデータ器差が生じない
ようにした粒子径分布測定装置を提供すること。 【解決手段】 試料を分散媒中に分散させて懸濁液２と
する分散バス１とフローセル１５とを循環流路４を介し
て接続し、循環用ポンプ６によって前記懸濁液２をフロ
ーセル１５に対して供給する懸濁液循環系５を備えた粒
子径分布測定装置において、前記循環用ポンプ６の回転
速度を検出し、この検出結果に基づいて循環用ポンプ６
の回転速度を制御し、前記懸濁液２の循環速度が所定の
値になるように制御した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粉体や粒体など
の粉粒体の粒子径の分布を測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】粒子の測定技術は、薬品、食品、セラミ
ックス、化粧品、塗料、色素など広い分野にわたって、
粉粒体の性能を決定し、また、評価する上で不可欠であ
り、その重要性は日増しに高まっている。このような粉
粒体の粒子径の分布を測定する手法の一つにレーザ回折
／散乱式粒子径分布測定装置がある。この粒子径分布測
定装置は、例えば試料としての粉粒体を分散媒中に分散
攪拌して懸濁液とし、この懸濁液を遠心ポンプやペリス
タポンプなどの循環用ポンプによってフローセルに供給
し、その状態でフローセルに対してレーザ光を照射し、
そのとき懸濁液中の粒子によって散乱されたレーザ光を
検出器によって検出し、これによって得られる回折およ
び／または散乱光の強度分布を、フランホーファ回折や
ミー散乱理論に基づいて処理し、試料の粒子径分布を求
めるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記懸濁液
循環系に設けられる循環用ポンプの出力の制御は、これ
を駆動するためのモータに供給される電圧または電流を
制御することによって行われるが、従来においては、循
環用ポンプの回転数をモニターしていなかったため、同
じ電圧をモータに供給しても、循環用ポンプにおける摩
擦などが変化すると、循環用ポンプが所定の回転数で回
転しなくなり、その結果、懸濁液の流速が変わり、これ
によって懸濁液の形状や流れ方に変化が生じ、データ再
現性が得られないことがあった。また、同じモデルの測
定装置を複数台使用する場合、懸濁液循環系の個体差に
基づいて懸濁液の流速に差が生じ、その結果、装置間の
データ器差が生ずることがあった。

【０００４】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、懸濁液循環系における懸濁液の
循環速度を、常に所定の値になるように維持し、常に所
望の状態で測定を行うことができるようにして、測定デ
ータの再現性を向上させるとともに、装置間のデータ器
差が生じないようにした粒子径分布測定装置を提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１発明では、試料を分散媒中に分散させて懸濁液
とする分散バスとフローセルとを循環流路を介して接続
し、循環用ポンプによって前記懸濁液をフローセルに対
して供給する懸濁液循環系を備えた粒子径分布測定装置
において、前記循環用ポンプの回転速度を検出し、この
検出結果に基づいて循環用ポンプの回転速度を制御し、
前記懸濁液の循環速度が所定の値になるように制御して
いる（請求項１）。

【０００６】また、第２発明では、試料を分散媒中に分
散させて懸濁液とする分散バスとフローセルとを循環流
路を介して接続し、循環用ポンプによって前記懸濁液を
フローセルに対して供給する懸濁液循環系を備えた粒子
径分布測定装置において、前記循環流路を流れる懸濁液
の流量を検出し、この検出結果に基づいて循環用ポンプ
の回転速度を制御し、前記懸濁液の循環速度が所定の値
になるように制御している（請求項２）。

【０００７】上記第１発明では、循環用ポンプの回転速
度を検出して、その検出結果をポンプ制御部にフィード
バックしている。また、第２発明では、循環流路を流れ
る懸濁液の流量を検出して、その検出結果をポンプ制御
部にフィードバックしている。いずれの発明において
も、循環用ポンプにおいて摩擦などが生じても、懸濁液
を一定の速度で循環させることができる。その結果、装
置の劣化などによる経時的な懸濁液の流速の変化がなく
なり、懸濁液を常に同じ状態で測定することができるよ
うになり、データの再現性が向上する。また、同じモデ
ルの測定装置を複数台使用する場合、懸濁液循環系の個
体差を最小限に抑えることができ、その結果、複数の装
置間において同じ流速で循環させることができ、装置間
のデータ器差が低減される。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図面を
参照しながら説明する。図１および図２は、この発明の
第１の実施の形態を示している。まず、図１において、
１は分散バスで、例えば円筒状の液槽よりなり、投入さ
れる試料としての粉粒体とこれを分散させる分散媒（例
えば純水やアルコールなど）とを混合して懸濁液２とす
るものである。この分散バス１の底面外部には、発振器
によって振動する超音波振動子３が設けられており、分
散バス１内で粉粒体が凝集するのを防止するようにされ
ている。

【０００９】４は分散バス１に接続される循環流路で、
その一端が分散バス１の底部に接続され、他端に分散バ
ス２の側部に接続されており、懸濁液２が図中の矢印Ａ
方向に流れるように構成されている。この循環流路４に
は、分散バス１とともに懸濁液循環系５を形成する次の
ような部材が設けられている。

【００１０】すなわち、６は循環用ポンプで、例えば遠
心ポンプよりなる。この遠心ポンプ６は、分散バス１内
に上下方向に設けられる回転軸７と、この回転軸７の下
端に取り付けられ、分散バス２の底部に続く流路部分４
ａに収容される羽根８と、回転軸７の上端に取り付けら
れるプーリー９と、出力軸１０にプーリ−１１を備えた
モータ１２と、プーリー９、１１に掛けわたされる回転
伝達部材１３とからなり、モータ１２の所定方向への回
転により、懸濁液２をフロ−セル１５方向に送出する。

【００１１】前記遠心ポンプ６の下流側の循環流路４に
は、例えば三方電磁弁よりなる切換弁１４を介してフロ
−セル１５が設けられ、このフロ−セル１５の下流側の
循環流路４は、分散バス１に接続されている。そして、
図示していないが、フローセル１５の一方の側にはレー
ザ光源が、他方の側には集光レンズおよび光検出器がそ
れぞれ設けられ、測定部が形成されている。

【００１２】また、１６は前記切換弁１４に接続される
排水流路で、この排水流路１６には、一端が分散バス１
の側部に接続されたオーバフロー流路１７の他端が接続
されており、分散バス１内の懸濁液２が所定の液位を超
えるとき、余剰の懸濁液２がオーバーフロー流路１７を
経て排水流路１６に溢出するようにしてある。なお、切
換弁１４は、測定時、懸濁液２がフロ−セル１５側に流
れるように切り換えられている。

【００１３】ここまでの構成は、従来の粒子径分布測定
装置と変わるところがない。この発明は、遠心ポンプ６
の回転速度を検出し、この検出結果に基づいて遠心ポン
プ６の回転速度を制御し、懸濁液２の循環速度が所定の
値になるように制御することである。以下、この構成の
一例を、図２をも参照しながら説明する。

【００１４】すなわち、図１において、１８は回転軸７
の上端に設けられたプーリー９の回転を検出するタコメ
ータで、発光部と受光部とを備えており、図２に示すよ
うに、プーリー９の上面９ａの一部に設けられた反射板
１９に対して光２０を照射し、反射板１９において反射
する光２１を検出し、回転数を表す信号を出力するよう
に構成されている。

【００１５】そして、図１において、２２は前記検出信
号を処理する信号処理部、２３は信号処理部２２からの
信号に基づいて演算処理を行う演算制御部としてのＣＰ
Ｕ、２４はＣＰＵ２３からの信号に基づいてモータ１２
を制御するモータ制御部である。

【００１６】上記構成の粒子径分布測定装置において
は、遠心ポンプ６の回転速度がタコメータ１８によって
検出され、この検出結果は信号処理部２２を介してＣＰ
Ｕ２３に送られる。そして、このＣＰＵ２３では信号処
理部２２からの信号に基づいてモータ制御部２４に信号
を出力する。そして、このモータ制御部２４からモータ
１２が所定の回転数で回転させるための最適な制御信号
が出力される。これによって、モータ１２が所定の回転
数で回転し、懸濁液２の循環速度が所定の値になるよう
に制御される。なお、前記モータ１２への制御信号は、
懸濁液２の流体特性や循環流路４における抵抗、モータ
の特性など各種の要素を考慮に入れて、決定されること
はいうまでもない。

【００１７】図３は、遠心ポンプ６の回転数を検出する
ための他の構成を示すもので、この実施態様において
は、プーリー９にその円周端より突出する板状部材２５
を設けるとともに、プーリー９の円周近傍にフォトカプ
ラ２６を設けている。このように構成したものにおいて
も、遠心ポンプ６の回転速度を検出することができる。

【００１８】上述の第１の実施の形態においては、遠心
ポンプ６の回転数を検出し、その検出結果に基づいて遠
心ポンプ６の回転速度を制御し、懸濁液２の循環速度が
所定の値になるように制御していたが、これに代えて、
循環流路４を流れる懸濁液２の流量を検出し、この検出
結果に基づいて遠心ポンプ６の回転速度を制御し、懸濁
液２の循環速度が所定の値になるように制御してもよ
い。以下、これを第２の実施の形態として、図４を参照
しながら説明する。

【００１９】すなわち、図４において、２７は循環流路
４の例えばフロ−セル１５の入口近傍に設けられる超音
波を利用した流量計で、循環流路４を流れる懸濁液２の
流量を測定するものである。この超音波流量計２７の出
力信号は、信号処理部２２に入力される。なお、他の部
材は、前記図１に示したものと同じであるので、対応す
る部材に同一符号を付して、その説明を省略する。

【００２０】この第２の実施の形態においては、循環流
路４を流れる懸濁液２の流量が超音波流量計２７によっ
て検出され、この検出結果は信号処理部２２を介してＣ
ＰＵ２３に送られる。そして、このＣＰＵ２３では信号
処理部２２からの信号に基づいてモータ制御部２４に信
号を出力する。そして、このモータ制御部２４からモー
タ１２が所定の回転数で回転させるための最適な制御信
号が出力される。これによって、モータ１２が所定の回
転数で回転し、懸濁液２の循環速度が所定の値になるよ
うに制御される。

【００２１】そして、この実施の形態においては、循環
流路４を流れる懸濁液２の流量を直接検出し、この検出
結果に基づいてモータ１２の回転を制御するようにして
いるので、より高い精度で懸濁液２の循環速度を制御す
ることができる。

【００２２】なお、前記流量計２７として、フロート式
流量計など他の流量計を用いてもよい。また、流量計２
７の循環流路４における設置位置は、フロ−セル１５の
入口近傍に限られるものではなく、循環流路４が閉ルー
プであるので、循環流路４のいずれかの位置であればど
こでもよい。

【００２３】さらに、前記循環用ポンプ６の設置位置
は、循環流路４が閉ループであるので、循環流路４内で
あればどこでもよく、また、このポンプ６としてペリス
タポンプなど他のポンプを用いてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の粒子径
分布測定装置においては、循環用ポンプの回転速度また
は循環流路を流れる懸濁液の流量を検出して、これらの
検出結果に基づいて循環用ポンプの回転速度を制御し、
懸濁液の循環速度が所定の値になるように制御している
ので、循環用ポンプにおいて摩擦などが生じても、懸濁
液を一定の速度で循環させることができる。その結果、
装置の劣化などによる経時的な懸濁液の流速の変化がな
くなり、懸濁液を常に同じ状態で測定することができる
ようになり、データの再現性が向上する。また、同じモ
デルの測定装置を複数台使用する場合、懸濁液循環系の
個体差を最小限に抑えることができ、その結果、複数の
装置間において同じ流速で循環させることができ、装置
間のデータ器差が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明の粒子径分布測定装置の構成の一例を
概略的に示す図である。

【図２】上記粒子径分布測定装置において用いる循環用
ポンプの回転数を検出するための構成の一例を概略的に
示す斜視図である。

【図３】前記循環用ポンプの回転数を検出するための構
成の他の例を概略的に示す斜視図である。

【図４】第２発明の粒子径分布測定装置の構成の一例を
概略的に示す図である。

【符号の説明】

１…分散バス、２…懸濁液、４…循環流路、５…懸濁液
循環系、６…循環用ポンプ、１５…フローセル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料を分散媒中に分散させて懸濁液とす
   る分散バスとフローセルとを循環流路を介して接続し、
   循環用ポンプによって前記懸濁液をフローセルに対して
   供給する懸濁液循環系を備えた粒子径分布測定装置にお
   いて、前記循環用ポンプの回転速度を検出し、この検出
   結果に基づいて循環用ポンプの回転速度を制御し、前記
   懸濁液の循環速度が所定の値になるように制御すること
   を特徴とする粒子径分布測定装置。
2. 【請求項２】 試料を分散媒中に分散させて懸濁液とす
   る分散バスとフローセルとを循環流路を介して接続し、
   循環用ポンプによって前記懸濁液をフローセルに対して
   供給する懸濁液循環系を備えた粒子径分布測定装置にお
   いて、前記循環流路を流れる懸濁液の流量を検出し、こ
   の検出結果に基づいて循環用ポンプの回転速度を制御
   し、前記懸濁液の循環速度が所定の値になるように制御
   することを特徴とする粒子径分布測定装置。