JP2004016886A

JP2004016886A - スクリーンの異常検出装置

Info

Publication number: JP2004016886A
Application number: JP2002173638A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Ota; 太田　智宏; Isayoshi Shimizu; 清水　勇芳
Original assignee: Nisshin Seifun Group Inc; NF Corp
Current assignee: Nisshin Seifun Group Inc; NF Corp
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: JP3821754B2

Abstract

【課題】簡単な構造で正確にスクリーンの破損などの異常を検出することを可能にする。
【解決手段】円錐状のスクリーン２１からインペラ２２によって、粉体を押し出すコーミル型の分別装置２０に用いられ、スクリーン２１の近傍であって、スクリーン２１を上から見て、９０度ずらした位置に配置された第１及び第２のＡＥセンサ１１，１２と、第１及び第２のＡＥセンサ１１，１２の検出信号を増幅する第１及び第２の増幅器１３，１４と、第１及び第２の増幅器１３，１４の出力をインペラ２２の回転信号Ｎによって切り替えて、例えば、第１のＡＥセンサ１１がインペラ２２の通過時の定常ノイズを検出している時間帯に、第２の増幅器１４の検出信号によって、スクリーン２１の破損などの異常を判定する判定器１５と、判定器１５の判定信号に基づいて、スクリーン２１に異常が発生した旨の警報を発する警報器１６等とを備えている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体などのふるい分けに用いられる分別装置に用いられるスクリーンの破損などの異常を検出するスクリーンの異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスクリーンの異常検出装置としては、例えば、「その目を通過するか否かによって物質を複数に分別するスクリーンの近傍に、そのスクリーンの損傷によって発生する高周波を検出する高周波検出センサを設けた装置（実公平４−４６８６７号など）」が知られている。そして、この装置は、振動波形の最大値がある一定値を超えたときに異常と判定をするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の技術では、円錐状のスクリーンから羽（インペラ）によって、粉体を押し出す機構である、逆円錐形のスクリーンを有する分別装置の場合には、振動波形の最大値による異常判定をするときに、インペラの回転による定常状態のバックグラウンドの振動（定常ノイズ）波形のピークに、破損などによる異常波形が埋もれてしまうことがあり、正確な異状判定ができないという問題があった。
上述した実公平４−４６８６７号の装置は、いわゆる「往復振動ふるい」であって、インペラの回転と異なり、定常ノイズが低く、上記問題は発生しない。
【０００４】
上記装置で異常判定ができない場合には、振動波形の解析等による手法を用いることが考えられるが、ＦＦＴアナライザなどを備えたコンピュータ等が必須となり、高価な装置になってしまう。
【０００５】
本発明の課題は、簡単な構造で正確にスクリーンの破損などの異常を検出するができるスクリーンの異常検出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】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、複数枚のインペラによって、被分別体を押し出す分別装置に用いられるスクリーンの異常を検出するスクリーンの異常検出装置であって、前記スクリーンの近傍であって、前記インペラの回転方向にずらした位置に配置された第１及び第２の異常検出センサと、前記第１及び第２の異常検出センサの検出信号に基づいて、一方の異常検出センサが前記インペラの通過時の定常ノイズを検出している時間帯に、他方の異常検出センサの検出信号によって異常を判定する異常判定手段と、を備えることを特徴とするスクリーンの異常検出装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のスクリーンの異常検出装置において、前記第１及び第２の異常検出センサは、前記一方の異常検出センサが定常ノイズのピークであるときは、前記他方の異常検出センサで検出される定常ノイズが最小値となるように位置に配置されること、を特徴とするスクリーンの異常検出装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面などを参照しながら、本発明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明によるスクリーンの破損検出装置の実施形態を示すブロック図である。
この実施形態のスクリーンの破損検出装置１０は、円錐状のスクリーン２１からインペラ２２によって、粉体を押し出すコーミル型の分別装置２０に用いられ、スクリーン２１の近傍であって、スクリーン２１を上から見て、９０度ずらした位置に配置された第１及び第２のＡＥ（アコースティックエミッション）センサ１１，１２と、第１及び第２のＡＥセンサ１１，１２の検出信号を増幅する第１及び第２の増幅器１３，１４と、第１及び第２の増幅器１３，１４の出力をインペラ２２の回転信号Ｎによって切り替えて、例えば、第１のＡＥセンサ１１がインペラ２２の通過時の定常ノイズを検出している時間帯に、第２の増幅器１４の検出信号によって、スクリーン２１の破損などの異常を判定する判定器１５と、判定器１５の判定信号に基づいて、スクリーン２１に異常が発生した旨の警報を発する警報器１６等とを備えている。
【０００９】
第１及び第２のＡＥセンサ１１，１２は、スクリーン２１に変形や亀裂などの異常が生じた場合に、局所的にたまっている歪みエネルギーが急激に開放されたときに発生する弾性波である音波（アコースティックエミッション）を検出するセンサであって、例えば、圧電型素子などの機械電気変換素子が用いられる。なお、ＡＥは、小さな摩擦や衝突などによる個体の高周波微小振動であると、広義にとらえることもできる。
第１のＡＥセンサ１１と第２のＡＥセンサ１２とは、互いに９０度ずらした位置に配置され、それぞれ図１のＡ領域、Ｂ領域から発生する音波を検出する。
【００１０】
ここで、２個のＡＥセンサ１１，１２を、互いに９０度ずらした位置に設置した理由は、以下の通りである。
本件発明者等は、本発明のスクリーンの異常検出装置を作製するにあたり、ＡＥセンサを用いて、破損時に発生する高周波振動を検出する方法を検討してきた。特に、円錐状のスクリーン２１からインペラ２２によって粉体を押し出すコーミル型の分別装置２０について、種々の実験を行ってきた。
【００１１】
しかし、この分別装置２０は、１０００〜２０００［ｍｉｎ^−１］という高速回転で処理する粉体（特に、塩等の固い結晶物が添加されているミックス）では、実製造レベルの処理量の増加により、定常状態のバックグラウンドの振動（定常ノイズ）が大きくなり、あるレベル以上の振動が発生した場合に、異状とするしきい値のみの破損判定が困難であった。
【００１２】
そこで、本件発明者等は、コーミル型の分別装置の特徴である回転機構とＡＥ波の性質を生かして、定常ノイズを低減する方法として、ＡＥセンサの近傍をインペラ２２が通過するときに発生するノイズを２個のＡＥセンサ１１，１２を使用して、キャンセルればよいことを見い出して、本発明をするに至った。
【００１３】
図２は、本実施形態によるスクリーンの破損検出装置のＡＥセンサの波形を示す波形図である。
ＡＥ波がＡＥセンサ１１，１２に伝達する速度は、インペラ２２の回転より十分速いために、同時刻に、ＡＥセンサ１１，１２の波形は、図２に示すようになり、ＡＥセンサ１１，１２のノイズの低い時間帯（図２の四角で囲んだ時間帯Ｃ）のみ、異常判定を行えば、定常ノイズのピーク値以下で、しきい値を設定可能となる。
つまり、インペラ２２がＡＥセンサ１１，１２付近を通過するときの定常ノイズの高い時間帯を、キャンセルすることができる。
【００１４】
以上のように、本実施形態によれば、インペラ２２の定常ノイズは、波形のピークの多くが、回転体であるインペラ２２の回転周期に依存するので、振動の伝達速度が回転速度より十分速い場合であって、振動波形のピークが検出されるときに、振動波形の最小値が検出されるような２カ所に、第１及び第２ＡＥセンサ１１，１２を取り付け、その回転周期の半分の時間で、第１及び第２ＡＥセンサ１１，１２を切り替えて、一方のＡＥセンサが振動波形の最大値を検出する時間帯は、他方のＡＥセンサによって異常判定を行う。
これにより、波形解析等の操作を必要とせず、単純な機器の組み合わせだけで、定常ノイズのピーク値に埋もれてしまう異常振動が検出可能な検出装置を容易かつ安価に構築することができる。
【００１５】
図３は、本実施形態によるスクリーンの異常検出装置の検出実験を行ったスクリーンを示す図、図４は、図３の実験においてスクリーン破損の発生波形を示す波形図である。
スクリーン破損は、容易に発生させることが不可能なため、スクリーン２１にセンサより９０度ずらした位置に傷２１ａを付け（図３参照）、模擬的に破断させ、破損検出が可能か否かの実験を実施した。
【００１６】
このとき、破断は、破損発生の位置を、インペラ２２が通過する瞬間に起こると想定すると、ＡＥセンサの近傍を通過する時間帯の測定を停止しても検出が可能である。そこで、実験は、ＡＥセンサを１ヶ所だけ設置して行い、破損発生時の波形の計測を行った。
図４の例では、定常ノイズが、２［Ｖ］程度のピークであるのに対し、異常検出時の波高値は、０．５［Ｖ］程度でも検出可能であった（矢印Ｄの位置参照）。これより、２個のＡＥセンサを使用することによって、定常ノイズのピークをキャンセルすることが確認できた。
【００１７】
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、エンペラは、２枚の例で説明したが、３枚以上であってもよい。いずれの場合も、ＡＥセンサは、２個で対応可能である。ただし、一方のＡＥセンサが定常ノイズのピークであるときは、他方のＡＥセンサの定常ノイズが最も小さくなるように配置する必要があるので、３枚では６０°、４枚では４５°にずらした位置に配置することが望ましい。言いかえれば、隣り合うエンペラのなす角度の略１／２の角度にずらした位置にすればよい。
スクリーンは、逆円錐形の例で説明したが、円筒形でもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、２つの異常検出センサをずらして配置し、一方の異常検出センサがインペラの通過時の定常ノイズを検出している時間帯に、他方の異常検出センサの検出信号によって異常を判定するので、定常ノイズのピーク値に埋もれてしまう異常振動を、容易かつ安価に検出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスクリーンの破損検出装置の実施形態を示す図である。
【図２】本実施形態によるスクリーンの破損検出装置のＡＥセンサの波形を示す波形図である。
【図３】本実施形態によるスクリーンの破損検出装置の検出実験を行ったスクリーンを示す図である。
【図４】図３の実験においてスクリーン破損の発生波形を示す波形図である。
【符号の説明】
１０　スクリーンの破損検出装置
１１，１２　ＡＥセンサ
１３，１４　増幅器
１５　判定器
１６　警報器
２０　分別装置
２１　スクリーン
２２　インペラ

Claims

複数枚のインペラによって、被分別体を押し出す分別装置に用いられるスクリーンの異常を検出するスクリーンの異常検出装置であって、
前記スクリーンの近傍であって、前記インペラの回転方向にずらした位置に配置された第１及び第２の異常検出センサと、
前記第１及び第２の異常検出センサの検出信号に基づいて、一方の異常検出センサが前記インペラの通過時の定常ノイズを検出している時間帯に、他方の異常検出センサの検出信号によって異常を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とするスクリーンの異常検出装置。
請求項１に記載のスクリーンの異常検出装置において、
前記第１及び第２の異常検出センサは、前記一方の異常検出センサが定常ノイズのピークであるときは、前記他方の異常検出センサで検出される定常ノイズが最小値となるように位置に配置されること、
を特徴とするスクリーンの異常検出装置。