JP2021148575A - Moisture content measuring device and moisture content measuring method - Google Patents

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尚志 河村
Hisashi Kawamura
尚志 河村
祐司 関根
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祐司 関根
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Abstract

To provide a moisture content measuring device and moisture content measuring method, capable of accurately measuring that a powder reaches a dry state having a moisture content to be targeted even when the powder deposits on the window of a drying device.SOLUTION: In a moisture content measuring device 1, a resonance characteristic measurement sensor 30 constituted of one port VNA sends a signal to be measured in a microwave or millimeter wave band into a treatment vessel 11 through a window part 11e from a port to receive a signal component sent from the window part 11e through the treatment vessel 11 by the port and measure the resonance characteristics of the treatment vessel 11 in the process of uniformly charging the air and a powder as a dielectric into a treatment vessel 11 and heating the dielectric to reduce the moisture content of the powder. A controller 50 performs control to specify that the powder reaches a dry state including a moisture content to be targeted on the basis of resonance characteristics measured by the resonance characteristic measurement sensor 30 while sliding the frequency of the signal and preset resonance characteristics and stop heating.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、粉体に含まれる水分を非破壊、非接触で測定する水分含有量測定装置、及び水分含有量測定方法に関する。 The present invention relates to a water content measuring device for measuring water contained in a powder in a non-destructive and non-contact manner, and a water content measuring method.

医薬品である錠剤の製造分野で、連続生産が注目されている。連続生産は、錠剤を製造する過程である秤量・混合・造粒・乾燥・整粒の過程を連続した装置で行う生産法であり、従来の工程ごとに作業を行う生産方式に比べ、設備の省スペース化、作業の人的エラーの減少などのメリットがある。 Continuous production is attracting attention in the field of manufacturing tablets, which are pharmaceutical products. Continuous production is a production method in which the processes of weighing, mixing, granulation, drying, and sizing, which are the processes of manufacturing tablets, are performed with a continuous device. There are merits such as space saving and reduction of human error in work.

また、それぞれの工程において各種センサーによる測定を行い、工程を管理することで信頼性の高い錠剤を製造することが可能となる。その一つの測定項目として乾燥などの工程で行われる水分含有量測定がある。これは、粉体である錠剤の水分含有量をリアルタイムに測定し、所定の乾燥状態になるよう乾燥時間を調整する目的で使用される。 In addition, it is possible to produce highly reliable tablets by measuring with various sensors in each process and controlling the process. One of the measurement items is the water content measurement performed in a process such as drying. This is used for the purpose of measuring the water content of a tablet as a powder in real time and adjusting the drying time so as to achieve a predetermined drying state.

従来、この用途では、近赤外線を用いたセンサーを使用する技術(例えば、特許文献1等)が知られている。 Conventionally, in this application, a technique using a sensor using near infrared rays (for example, Patent Document 1 and the like) is known.

特開2009−249359号公報JP-A-2009-249359

特許文献1に記載の従来装置のように、近赤外線を用いたセンサーで水分含有量を測定する場合、乾燥用の装置に近赤外線を透過させる窓を設け、その窓にセンサーを設置し乾燥器内を測定する構成が一般的である。 When measuring the water content with a sensor using near infrared rays as in the conventional device described in Patent Document 1, the device for drying is provided with a window for transmitting near infrared rays, and the sensor is installed in the window to dry the dryer. The configuration that measures the inside is common.

しかしながら、水分を含んだ粉体は乾燥用装置の窓に付着する場合があり、その場合、粉体に含まれる水分量によっては近赤外線が内部まで透過できず、センサーでの測定が困難になる課題がある。このため、センサーでの測定を維持するためには窓に付着した粉体を透過できるセンサーが必要となっている。 However, the powder containing water may adhere to the window of the drying device, and in that case, near infrared rays cannot be transmitted to the inside depending on the amount of water contained in the powder, which makes measurement with a sensor difficult. There are challenges. Therefore, in order to maintain the measurement with the sensor, a sensor capable of transmitting the powder adhering to the window is required.

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、粉体が乾燥用装置の窓に付着した場合も、粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態となったことを精度よく測定可能な水分含有量測定装置、及び水分含有量測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and even when the powder adheres to the window of the drying device, the powder is in a dry state having a target water content. It is an object of the present invention to provide a water content measuring device capable of accurately measuring the fact that the result has occurred, and a water content measuring method.

上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係る水分含有量測定装置は、金属壁面を有し、中空で前記金属壁面に非金属製の窓部(11e、11f)が設けられた処理容器(11、11A)と、前記処理容器内に粉体と気体が誘電体として一様に充填された状態で、前記粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態のときの前記処理容器の共振特性を設定する設定手段(61、61A)と、前記処理容器内に充填された前記誘電体を加熱する加熱手段(12b)と、マイクロ波又はミリ波帯の測定用の信号を前記窓部から前記処理容器に送出し、該処理容器内を通って前記窓部より放出される信号成分を受信して前記誘電体が充填されている前記処理容器の共振特性を測定する共振特性測定手段(30、30A、30B)と、前記誘電体の加熱中、前記測定用の信号の周波数をスライドさせつつ前記共振特性測定手段により測定した前記処理容器の共振特性と、前記設定手段により設定された共振特性に基づいて、前記粉体が前記乾燥状態となったことを特定する水分含有量測定制御手段(62、62A)と、を有する構成である。 In order to solve the above problems, the water content measuring device according to claim 1 of the present invention has a metal wall surface, and a hollow non-metal window portion (11e, 11f) is provided on the metal wall surface. The treatment when the processing container (11, 11A) and the processing container are uniformly filled with powder and gas as a dielectric and the powder is in a dry state having a target water content. The setting means (61, 61A) for setting the resonance characteristics of the container, the heating means (12b) for heating the dielectric filled in the processing container, and the signal for measuring the microwave or millimeter wave band are described above. Resonance characteristic measurement that sends out from the window to the processing container, receives the signal component emitted from the window through the processing container, and measures the resonance characteristic of the processing container filled with the dielectric. The resonance characteristics of the processing container measured by the means (30, 30A, 30B) and the resonance characteristic measuring means while sliding the frequency of the signal for measurement while the dielectric is being heated, and the resonance characteristics of the processing container are set by the setting means. It is configured to have a water content measuring control means (62, 62A) for identifying that the powder is in the dry state based on the resonance characteristics.

この構成により、本発明の請求項1に係る水分含有量測定装置は、マイクロ波又はミリ波帯の信号(電磁波)を使用することで、窓部に粉体が付着した場合でも、その粉体に含まれる水分量に拘わらず信号の透過を良好に保ち、共振特性の測定を経て粉体の水分含有量を非破壊、非接触で精度よく測定することが可能となる。 With this configuration, the water content measuring device according to claim 1 of the present invention uses a signal (electromagnetic wave) in the microwave or millimeter wave band, so that even if powder adheres to the window portion, the powder is used. It is possible to maintain good signal transmission regardless of the amount of water contained in the powder, and to measure the water content of the powder in a non-destructive, non-contact and accurate manner through measurement of resonance characteristics.

また、本発明の請求項2に係る水分含有量測定装置は、前記共振特性測定手段が、前記測定用の信号の送信部(121)及び受信部(122)を有し、前記送信部より送出される前記信号と、前記送信部より前記窓部を通して前記処理容器内に送出され、前記処理容器内に充填されている前記誘電体により反射されて前記窓部を通して前記受信部により受信される信号成分に基づいて前記処理容器の反射特性を測定する構成であり、前記水分含有量測定制御手段が、前記共振特性測定手段により測定された前記反射特性が、前記粉体の目標とする水分含有量を有する乾燥状態に対応して前記設定手段により設定された反射特性に一致したときに、前記粉体が前記乾燥状態となったと判定する構成としてもよい。 Further, in the water content measuring device according to claim 2 of the present invention, the resonance characteristic measuring means has a signal transmitting unit (121) and a receiving unit (122) for the measurement, and is transmitted from the transmitting unit. And the signal that is sent from the transmitting unit through the window unit into the processing container, reflected by the dielectric material filled in the processing container, and received by the receiving unit through the window unit. The structure is such that the reflection characteristic of the processing container is measured based on the components, and the reflection characteristic measured by the water content measuring means by the resonance characteristic measuring means is the target water content of the powder. When the reflection characteristics set by the setting means are matched in accordance with the dry state having the above, the powder may be determined to be in the dry state.

この構成により、本発明の請求項2に係る水分含有量測定装置は、一つの共振特性測定手段を用いて反射特性による共振特性の測定、及び粉体の水分含有量の測定を実現でき、装置の低コスト化を図ることができる。 With this configuration, the water content measuring device according to claim 2 of the present invention can realize the measurement of the resonance characteristic by the reflection characteristic and the measurement of the water content of the powder by using one resonance characteristic measuring means. It is possible to reduce the cost.

また、本発明の請求項3に係る水分含有量測定装置は、前記処理容器が、前記金属壁面の互いに対向する位置にそれぞれ第1窓部(11e)及び第2窓部(11f)を有し、前記共振特性測定手段が、前記第1窓部及び前記第2窓部にそれぞれ対応して設けられ、互いに前記測定用の信号の送信部及び受信部を有する第1の共振特性測定手段(30A)、及び第2の共振特性測定手段(30B)を有し、前記第1の共振特性測定手段の前記送信部より送出される前記信号と、前記第1の共振特性測定手段の前記送信部より前記第1の窓部を通して前記処理容器内に送出され、前記処理容器内に充填されている前記誘電体を透過して前記第2の窓部を通して第2の共振特性測定手段の前記受信部により受信される信号成分に基づいて前記処理容器の透過特性を測定する構成であり、前記水分含有量測定制御手段が、第1の共振特性測定手段及び前記第2の共振特性測定手段により測定された前記透過特性が、前記粉体の目標とする水分含有量を有する乾燥状態に対応して前記設定手段により設定された透過特性に一致したときに、前記粉体が前記乾燥状態となったと判定する構成であってもよい。 Further, in the water content measuring device according to claim 3 of the present invention, the processing container has a first window portion (11e) and a second window portion (11f) at positions facing each other on the metal wall surface, respectively. The first resonance characteristic measuring means (30A), wherein the resonance characteristic measuring means is provided corresponding to the first window portion and the second window portion, respectively, and has a signal transmitting unit and a receiving unit for the measurement. ), And the signal transmitted from the transmitting unit of the first resonance characteristic measuring means and the transmitting unit of the first resonance characteristic measuring means having the second resonance characteristic measuring means (30B). It is delivered into the processing container through the first window portion, passes through the dielectric material filled in the processing container, passes through the second window portion, and is transmitted by the receiving unit of the second resonance characteristic measuring means. The structure is such that the transmission characteristic of the processing container is measured based on the received signal component, and the water content measurement control means is measured by the first resonance characteristic measuring means and the second resonance characteristic measuring means. When the permeation characteristic matches the permeation characteristic set by the setting means corresponding to the dry state having the target water content of the powder, it is determined that the powder is in the dry state. It may be a configuration.

この構成により、本発明の請求項3に係る水分含有量測定装置は、二つの共振特性測定手段を用いて透過特性により共振特性を測定することができ、共振特性を測定するためのバリエーションを増やすことができる。 With this configuration, the water content measuring device according to claim 3 of the present invention can measure the resonance characteristic by the transmission characteristic using two resonance characteristic measuring means, and increases the variation for measuring the resonance characteristic. be able to.

また、本発明の請求項4に係る水分含有量測定装置は、前記設定手段が、目標とする水分含有量を有する乾燥状態の共振特性の縦軸を構成するSパラメータの値を設定値として設定し、前記水分含有量測定制御手段は、前記共振特性測定手段により測定された前記処理容器の共振特性におけるSパラメータの値が、前記設定値に一致したときに前記粉体が前記乾燥状態になったと判定する構成としてもよい。 Further, in the water content measuring device according to claim 4 of the present invention, the setting means sets the value of the S parameter constituting the vertical axis of the resonance characteristic in the dry state having the target water content as a set value. Then, in the water content measuring control means, when the value of the S parameter in the resonance characteristic of the processing container measured by the resonance characteristic measuring means matches the set value, the powder becomes the dry state. It may be configured to determine that the product has been used.

この構成により、本発明の請求項4に係る水分含有量測定装置は、共振特性測定手段により測定された処理容器の共振特性におけるSパラメータの値から、粉体が目標とする乾燥状態になったことを特定することができ、処理負荷も軽減することができる。 With this configuration, the water content measuring apparatus according to claim 4 of the present invention has reached the target dry state of the powder from the value of the S parameter in the resonance characteristic of the processing container measured by the resonance characteristic measuring means. This can be specified and the processing load can be reduced.

上記課題を解決するために、本発明の請求項5に係る水分含有量測定方法は、金属壁面を有し、内部が中空で前記金属壁面に非金属製の窓部(11e、11f)が設けられた処理容器(11、11A)内に粉体を投入し、前記粉体と気体を誘電体として一様に充填させた状態で前記粉体の水分含有量を測定する水分含有量測定方法であって、前記粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態となったときの前記処理容器の共振特性を設定する設定ステップ(S1、S1A)と、前記処理容器内に充填された前記誘電体を加熱する加熱制御ステップ(S3)と、前記加熱制御中、マイクロ波又はミリ波帯の測定用の信号を、周波数可変範囲内で周波数をスライドさせつつ前記窓部から前記処理容器に送出し、該処理容器内を通って前記窓部より放出される信号成分を受信して前記誘電体が充填されている前記処理容器の共振特性を測定する共振特性測定ステップ(S4、S5、S4A、S5A)と、前記共振特性測定ステップで測定された前記処理容器の共振特性と、前記設定ステップで設定された共振特性に基づいて、前記粉体が前記乾燥状態となったことを特性する水分含有量測定制御ステップ(S6、S6A、S7)と、前記粉体が前記乾燥状態となったことが特定されることにより、前記誘電体の加熱を停止する加熱停止制御ステップ(S8)と、を含む構成を有している。 In order to solve the above problem, the water content measuring method according to claim 5 of the present invention has a metal wall surface, is hollow inside, and is provided with a non-metal window portion (11e, 11f) on the metal wall surface. A water content measuring method for measuring the water content of the powder in a state where the powder is put into the treated container (11, 11A) and the powder and the gas are uniformly filled as a dielectric. Therefore, the setting steps (S1, S1A) for setting the resonance characteristics of the processing container when the powder is in a dry state having a target water content, and the dielectric filled in the processing container. The heating control step (S3) for heating the body and the signal for measuring the microwave or millimeter wave band during the heating control are sent from the window to the processing container while sliding the frequency within the variable frequency range. , Resonance characteristic measurement step (S4, S5, S4A, S5A) for receiving a signal component emitted from the window portion through the processing container and measuring the resonance characteristic of the processing container filled with the dielectric. ), The resonance characteristic of the processing container measured in the resonance characteristic measurement step, and the water content characteristic of the powder being in the dry state based on the resonance characteristic set in the setting step. A configuration including a measurement control step (S6, S6A, S7) and a heating stop control step (S8) for stopping the heating of the dielectric when the powder is specified to be in the dry state. have.

この構成により、本発明の請求項5に係る水分含有量測定方法は、本方法を適用することで、窓部に粉体が付着した場合でも、粉体に含まれる水分量に拘わらずマイクロ波又はミリ波帯の信号(電磁波)を良好に透過させることができ、共振特性の測定を経て粉体の水分含有量を非破壊、非接触で精度よく測定することが可能となる。 With this configuration, the water content measuring method according to claim 5 of the present invention can be applied to the microwave even when the powder adheres to the window portion regardless of the water content contained in the powder. Alternatively, a microwave band signal (electromagnetic wave) can be satisfactorily transmitted, and the water content of the powder can be measured accurately in a non-destructive and non-contact manner through measurement of resonance characteristics.

本発明は、粉体が乾燥用装置の窓に付着した場合も、粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態となったことを精度よく測定可能な水分含有量測定装置、及び水分含有量測定方法を提供することができる。 The present invention provides a water content measuring device capable of accurately measuring that the powder is in a dry state having a target water content even when the powder adheres to the window of the drying device, and a water content. A quantity measuring method can be provided.

本発明に係る粉体の水分含有量測定のための第1の測定原理の検証に用いるシミュレーションモデルのシステム構成図である。It is a system block diagram of the simulation model used for the verification of the 1st measurement principle for the water content measurement of the powder which concerns on this invention. 図1に示したシミュレーションモデルで採用する乾燥器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the dryer adopted in the simulation model shown in FIG. 本発明に係る粉体の水分含有量測定のための第1の測定原理の検証結果として得られる反射特性を示す図である。It is a figure which shows the reflection characteristic obtained as the verification result of the 1st measurement principle for the water content measurement of the powder which concerns on this invention. 本発明に係る粉体の水分含有量測定のための第2の測定原理の検証に用いるシミュレーションモデルのシステム構成図である。It is a system block diagram of the simulation model used for the verification of the 2nd measurement principle for the water content measurement of the powder which concerns on this invention. 本発明の第1の実施形態に係る水分含有量測定装置の全体構成図である。It is an overall block diagram of the water content measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図5に示した水分含有量測定装置における処理容器の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the processing container in the water content measuring apparatus shown in FIG. 本発明の第1の実施形態に係る水分含有量測定装置の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the water content measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る水分含有量測定装置の水分含有量測定処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the water content measurement processing operation of the water content measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る水分含有量測定装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the water content measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る水分含有量測定装置の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the water content measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る水分含有量測定装置の水分含有量測定処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the water content measurement processing operation of the water content measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明に係る水分含有量測定装置、及び方法の実施形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the water content measuring device and the method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明に係る水分含有量測定装置は、例えば、錠剤の原料となる粉体等、乾燥器内に投入され、その器内で水分を含ませ、気体等と混合して一様に充填したうえで乾燥する粉体に含まれる水分量(水分含有量)を測定するものである。上述した従来の課題に鑑み、本件発明者は、乾燥器内に充填される粉体(誘電体)を通過させ得る信号であるマイクロ波、ミリ波の高周波信号を用いた粉体の水分含有量測定方法を検討した。まず、その測定原理について説明する。 In the water content measuring device according to the present invention, for example, a powder or the like which is a raw material for tablets is put into a dryer, moistened in the container, mixed with a gas or the like, and uniformly filled. It measures the amount of water (moisture content) contained in the powder dried in. In view of the above-mentioned conventional problems, the present inventor has determined the water content of the powder using high-frequency signals of microwaves and millimeter waves, which are signals that can pass the powder (didens) filled in the dryer. The measurement method was examined. First, the measurement principle will be described.

(第1の測定原理)
第1の測定原理を検討するうえで、乾燥器については、その内部空間(中空の部分:器内)に気体(空気)と粉体が一様に分布しているものと仮定する。この時、乾燥器の器内の粉体の比誘電率をε1、器内の気体の比誘電率をε0とし、器内に占める粉体の割合(充填率)をN(0<N<1)としたとき、リヒトネッカー(Lichtenecker)の対数混合則を用いると乾燥器の器内全体の比誘電率ε2は、
logε2 = N logε1 + (1−N)logε0 ・・・ (1)
と表すことができる。
(First measurement principle)
In examining the first measurement principle, it is assumed that the gas (air) and powder are uniformly distributed in the internal space (hollow part: inside the dryer) of the dryer. At this time, the relative permittivity of the powder in the container of the dryer is ε 1 , the relative permittivity of the gas in the container is ε 0, and the ratio (filling rate) of the powder in the container is N (0 <N). Assuming <1), using Lichtenecker's logarithmic mixing law, the relative permittivity ε2 of the entire inside of the dryer is
logε 2 = N logε 1 + (1−N) logε 0・ ・ ・ (1)
It can be expressed as.

ここでε0を1とすると、
logε2 = N logε1
logε2 = N logε1 N
ε2 = ε1 N ・・・ (2)
となり、乾燥器が金属構造体であると仮定すると、当該乾燥器は比誘電率ε2の誘電体が充填された空洞共振器(以下、共振器)とみなすことができる。
Here, if ε 0 is 1,
logε 2 = N logε 1
logε 2 = N logε 1 N
ε 2 = ε 1 N・ ・ ・ (2)
Therefore, assuming that the dryer is a metal structure, the dryer can be regarded as a cavity resonator (hereinafter referred to as a resonator) filled with a dielectric having a relative permittivity of ε 2.

また、粉体は錠剤材料と水分の合わさった物質であるが、それぞれの誘電率は錠剤材料が10以下、水分が80程度であり、上式から粉体の比誘電率ε1は水分含有量に応じて大きく変化すると想定される。 Further, the powder is a substance in which the tablet material and the water content are combined, and the dielectric constant of each is 10 or less for the tablet material and about 80 for the water content. From the above formula, the relative permittivity ε 1 of the powder is the water content. It is expected that it will change significantly depending on the situation.

さらに、誘電体が充填された共振器の共振特性は、その共振器の形状と誘電体の誘電率によって決定されるため、乾燥器を共振器とみなした場合の共振特性の変化は、粉体の水分含有量の変化を表すことになる。 Furthermore, since the resonance characteristics of a resonator filled with a dielectric are determined by the shape of the resonator and the dielectric constant of the dielectric, the change in the resonance characteristics when the dryer is regarded as a resonator is powder. It will represent the change in the water content of.

共振特性は、乾燥器に接続したベクトルネットワークアナライザ(VNA)を用いることで測定が可能である。VNAは、被測定物を通過、反射する高周波信号の周波数特性を測定するデバイスであり、1ポートのものや2つ以上のポートを有するものがある。本発明に係る粉体の水分含有量の測定に関しては、VNAのポートを2つ以上用い透過特性を測定することで共振特性を求めることが可能であるが、より安価な方法として、ポートを1つのみ使用し、反射特性を測定することで共振特性を求めることが考えられる。 Resonance characteristics can be measured using a vector network analyzer (VNA) connected to a dryer. A VNA is a device that measures the frequency characteristics of a high-frequency signal that passes through and is reflected by an object to be measured, and includes one having one port and one having two or more ports. Regarding the measurement of the water content of the powder according to the present invention, it is possible to obtain the resonance characteristic by measuring the transmission characteristic using two or more VNA ports, but as a cheaper method, one port is used. It is conceivable to use only one and measure the reflection characteristics to obtain the resonance characteristics.

本件発明者は、共振器とみなされる乾燥器の反射特性を1ポートのVNAを用いて測定可能であること(第1の測定原理)について、シミュレーションモデル100を用いて確認(検証)を行った。シミュレーションモデル100は、図1に示すように、乾燥器110、1ポートのVNA120、制御PC130を有して構成される。 The present inventor has confirmed (verified) using a simulation model 100 that the reflection characteristics of a dryer regarded as a resonator can be measured using a 1-port VNA (first measurement principle). .. As shown in FIG. 1, the simulation model 100 includes a dryer 110, a 1-port VNA 120, and a control PC 130.

乾燥器110は、例えば、図2に示すように、半径(R)100mm、高さ200mmの中空の円柱体形状の金属製部材で構成され、中空部(器内111)には、粉体を、気体(空気)とともに一様に充填できるようになっている。乾燥器110には、側面所定位置に例えば非金属製の窓部112が形成され、該窓部112の周囲を囲むように、励振用の導波管113が側面外方に直角に延びて取り付けられている。導波管113は、その中空部を通して窓部112を挟んで器内111との間で測定用の高周波信号を送受信し得る構成となっている。 As shown in FIG. 2, for example, the dryer 110 is composed of a hollow cylindrical metal member having a radius (R) of 100 mm and a height of 200 mm, and powder is placed in the hollow portion (inside the vessel 111). , Can be uniformly filled with gas (air). A window portion 112 made of, for example, a non-metal is formed in a predetermined position on the side surface of the dryer 110, and a waveguide 113 for excitation extends at a right angle to the outside of the side surface so as to surround the window portion 112. Has been done. The waveguide 113 has a configuration capable of transmitting and receiving a high-frequency signal for measurement to and from the inside of the device 111 with the window portion 112 sandwiched through the hollow portion thereof.

VNA120は、信号源121、受信部122、ポート123を有し、ポート123には起振部124が取り付けられている。信号源121は、ポート123及び受信部122に送出する測定用の信号を発生して送信する部分である。信号源121は、例えば、マイクロ波、ミリ波の周波数帯の信号を発生する。信号源121は、本発明の送信部を構成している。 The VNA 120 has a signal source 121, a receiving unit 122, and a port 123, and a vibration unit 124 is attached to the port 123. The signal source 121 is a portion that generates and transmits a measurement signal to be transmitted to the port 123 and the receiving unit 122. The signal source 121 generates, for example, a signal in a microwave or millimeter wave frequency band. The signal source 121 constitutes the transmission unit of the present invention.

受信部122は、信号源121から出力される信号、並びに信号源121からポート123に出力され、起振部124、導波管113、窓部112を介して乾燥器110の器内111に放射され、その後、窓部112、導波管113、起振部124を介してポート123に入力する信号を受信する部分である。起振部124は、VNA120のポート123から乾燥器110の器内111に放射する信号の起振源となるものであり、アンテナや伝送路等により構成されている。 The receiving unit 122 outputs the signal output from the signal source 121 and the signal source 121 to the port 123, and radiates the signal to the inside 111 of the dryer 110 via the exciting unit 124, the waveguide 113, and the window unit 112. After that, it is a part that receives a signal input to the port 123 via the window unit 112, the waveguide 113, and the vibration unit 124. The vibration unit 124 is a source of vibration of a signal radiated from the port 123 of the VNA 120 to the inside 111 of the dryer 110, and is composed of an antenna, a transmission line, and the like.

制御PC130は、パーソナル・コンピュータ(PC)で構成され、USBケーブルで接続されたVNA120の受信部122で受信した信号に基づいて乾燥器110の反射特性を算出する演算機能部を有する。この演算機能部により、制御PC130は、信号源121から送出されて受信部122に受信された信号と、信号源121からポート123を介して乾燥器110の器内111に放射され、その後、ポート123に入力する信号の比(電力の比)であるS11パラメータを求める演算処理を行う。 The control PC 130 is composed of a personal computer (PC) and has a calculation function unit that calculates the reflection characteristics of the dryer 110 based on the signal received by the reception unit 122 of the VNA 120 connected by the USB cable. By this arithmetic function unit, the control PC 130 is radiated from the signal source 121 to the inside 111 of the dryer 110 via the port 123 with the signal transmitted from the signal source 121 and received by the receiving unit 122, and then the port. The arithmetic processing for obtaining the S11 parameter, which is the ratio of the signals input to 123 (ratio of power), is performed.

上記構成を有するシミュレーションモデル100における反射特性を求めるための制御条件については、乾燥器110内の比誘電率を2.2(粉体の比誘電率24程度、充填率0.25を想定)、2.0(粉体の比誘電率16程度、充填率0.25を想定)、1.8(粉体の比誘電率10程度、充填率0.25を想定)の3段階に可変するような設定とした。また、VNA120が出力する測定用の信号の周波数可変範囲は、例えば、1.1GHz〜1.4GHzの周波数幅に設定されている。 Regarding the control conditions for obtaining the reflection characteristics in the simulation model 100 having the above configuration, the relative permittivity in the dryer 110 is set to 2.2 (assuming a relative permittivity of about 24 for the powder and a filling rate of 0.25). It can be changed in 3 steps of 2.0 (assuming a relative permittivity of powder of about 16 and a filling rate of 0.25) and 1.8 (assuming a relative permittivity of powder of about 10 and a filling rate of 0.25). The setting was set. Further, the frequency variable range of the measurement signal output by the VNA 120 is set to, for example, a frequency width of 1.1 GHz to 1.4 GHz.

シミュレーションモデル100による反射特性測定シミュレーションでは、制御PC130によりVNA120を駆動制御して、信号源121で発生させた信号を受信部122に送出するとともに、その信号をポート123、起振部124、導波管113、窓部112を通して乾燥器110の器内111に一様に充填されている粉体と気体(充填物:誘電体)に放射する一方で、乾燥器110の器内111の充填物によって反射された信号成分を逆の経路で取り込んで受信部122に受信させ、その受信結果を制御PC130で解析処理した。 In the reflection characteristic measurement simulation by the simulation model 100, the VNA 120 is driven and controlled by the control PC 130, the signal generated by the signal source 121 is transmitted to the receiving unit 122, and the signal is transmitted to the port 123, the vibrating unit 124, and the waveguide. While radiating through the tube 113 and the window 112 to the powder and gas (filling: dielectric) uniformly filled in the inside 111 of the dryer 110, by the filling of the inside 111 of the dryer 110 The reflected signal component was taken in by the reverse path and received by the receiving unit 122, and the reception result was analyzed and processed by the control PC 130.

その際、上述した制御条件にしたがい、乾燥器110の器内111における比誘電率を2.2、2.0、1.8と順に変化させ、その都度、VNA120から出力される測定用の信号の周波数を上記周波数可変範囲内で変化させるように制御し、受信部122での受信信号に基づいて反射特性の測定を行った。 At that time, according to the control conditions described above, the relative permittivity in the internal 111 of the dryer 110 is changed in order of 2.2, 2.0, and 1.8, and the measurement signal output from the VNA 120 each time. The frequency of the above was controlled to be changed within the variable frequency range, and the reflection characteristic was measured based on the received signal in the receiving unit 122.

シミュレーションモデル100による反射特性の測定の結果、図3に示すような反射特性(S11の周波数特性)を得た。図3に示す反射特性は、横軸を周波数、縦軸をS11パラメータ(電力値)として両者の関係を示したものであり、一例として、乾燥器110の器内111の比誘電率を2.2に設定したときは、上記周波数可変範囲(この例では、1.1〜1.4GHzの範囲)内で周波数を変化させると、例えば、周波数が1.21GHzを超えたあたりでS11パラメータが下降傾向から上昇傾向へと反転する。同様に、乾燥器110の器内111の比誘電率を2.0、1.8に設定し、上記周波数可変範囲内で周波数を変化させたときには、それぞれ、例えば、周波数が1.27GHz、1.34GHzあたりでS11パラメータが下降傾向から上昇傾向へと反転する。 As a result of measuring the reflection characteristics by the simulation model 100, the reflection characteristics (frequency characteristics of S11) as shown in FIG. 3 were obtained. The reflection characteristics shown in FIG. 3 show the relationship between the two with the horizontal axis representing the frequency and the vertical axis representing the S11 parameter (power value). As an example, the relative permittivity of the inside 111 of the dryer 110 is set to 2. When set to 2, if the frequency is changed within the variable frequency range (1.1 to 1.4 GHz in this example), for example, the S11 parameter decreases when the frequency exceeds 1.21 GHz. It reverses from a trend to an upward trend. Similarly, when the relative permittivity of the internal 111 of the dryer 110 is set to 2.0 and 1.8 and the frequency is changed within the above frequency variable range, for example, the frequency is 1.27 GHz and 1 At around .34 GHz, the S11 parameter reverses from a downward trend to an upward trend.

図3に示す反射特性によれば、共振器たる乾燥器110での粉体を含む充填物(誘電体)を充填させた状態での共振によってS11パラメータの値が低下する周波数が存在し、その周波数が乾燥器110の器内111の誘電体全体の比誘電率に応じて変化していることがわかる。この測定結果より、1ポートのVNA120によって乾燥器110の反射特性を取得し、粉体の水分含有量を測定できることが確認された。 According to the reflection characteristics shown in FIG. 3, there is a frequency at which the value of the S11 parameter decreases due to resonance in a state in which a filler (dielectric) containing powder is filled in the dryer 110, which is a resonator. It can be seen that the frequency changes according to the relative permittivity of the entire dielectric of the inside 111 of the dryer 110. From this measurement result, it was confirmed that the reflection characteristics of the dryer 110 can be obtained by the 1-port VNA 120 and the water content of the powder can be measured.

(第2の測定原理)
第1の測定原理は、1ポートを有する一つのVNA120を用いて共振器とみなす乾燥器110の反射特性を測定するものであるが、コスト的に許容され得る場合には、2つの1ポートVNAを用いて共振器の透過特性を測定する方法も考えられる。
(Second measurement principle)
The first measurement principle is to measure the reflection characteristics of the dryer 110, which is regarded as a resonator, using one VNA 120 having one port, but if cost is acceptable, two one-port VNAs. A method of measuring the transmission characteristics of the resonator using the above is also conceivable.

乾燥器110Aの透過特性を2つの1ポートVNAを用いて測定可能であること(第2の測定原理)を検証するためのシミュレーションモデル100Aの構成を図4に示している。 FIG. 4 shows a configuration of a simulation model 100A for verifying that the transmission characteristics of the dryer 110A can be measured using two 1-port VNAs (second measurement principle).

シミュレーションモデル100Aにおいて、シミュレーションモデル100(図1参照)と同一の機能部分については同一の符号を付している。図4に示すように、シミュレーションモデル100Aにおいて、乾燥器110Aは、側面所定位置とその反対側の側面位置にそれぞれ窓部112a、112bを有し、かつそれぞれの窓部112a、112bに対応して導波管113a、113bが設けられている。その以外の構成は、シミュレーションモデル100の乾燥器110と同等である。 In the simulation model 100A, the same functional parts as those of the simulation model 100 (see FIG. 1) are designated by the same reference numerals. As shown in FIG. 4, in the simulation model 100A, the dryer 110A has windows 112a and 112b at a predetermined side surface position and a side surface position on the opposite side thereof, respectively, and corresponds to the respective window portions 112a and 112b. Waveguides 113a and 113b are provided. Other configurations are the same as the dryer 110 of the simulation model 100.

シミュレーションモデル100Aにおいて、VNA120a、120bは、それぞれ、導波管113a、113bの他端開口に対向して配置される。VNA120a、120bは、基本的な構造は、図1に示したVNA120と同様である。 In the simulation model 100A, the VNAs 120a and 120b are arranged so as to face the other end openings of the waveguides 113a and 113b, respectively. The basic structures of VNA 120a and 120b are the same as those of VNA 120 shown in FIG.

制御PC130Aは、制御PC130と同等のものであり、1つのVNAを用いて乾燥器110の共振器の反射特性を算出する演算機能部に代えて、VNA120a、120bのそれぞれの測定出力に基づいて乾燥器110Aの透過特性を算出する演算機能部を有している。この演算機能部により、制御PC130Aは、VNA120aの信号源121から出力されて受信部122に受信された信号と、VNA120aの信号源121から出力されてポート123aから送出され、起振源124a、導波管113a経由で窓部112aから乾燥器110Aの器内111の充填物に対して放射され、その後、窓部112bから器外に放出され、導波管113b、起振部124bを経てポート123b経由でVNA120bの受信部122に受信される信号の比(電力の比)である透過特性を求める演算処理を実行する。制御PC130Aは、透過特性に関する演算機能部を有する以外は、制御PC130(図1参照)と同等のものである。 The control PC 130A is equivalent to the control PC 130, and is dried based on the measurement outputs of the VNAs 120a and 120b instead of the arithmetic function unit that calculates the reflection characteristics of the resonator of the dryer 110 using one VNA. It has a calculation function unit that calculates the transmission characteristics of the device 110A. By this arithmetic function unit, the control PC 130A is output from the signal source 121 of the VNA 120a and received by the receiving unit 122, and is output from the signal source 121 of the VNA 120a and sent out from the port 123a, and is transmitted to the oscillation source 124a and the induction source 124a. It is radiated from the window portion 112a via the wave tube 113a to the filling in the vessel 111 of the dryer 110A, then discharged from the window portion 112b to the outside of the vessel, and is discharged to the outside of the vessel via the waveguide 113b and the vibration portion 124b to the port 123b. Arithmetic processing for obtaining the transmission characteristic, which is the ratio of signals (ratio of power) received by the receiving unit 122 of the waveguide 122 via the waveguide, is executed. The control PC 130A is equivalent to the control PC 130 (see FIG. 1) except that it has a calculation function unit related to the transmission characteristic.

シミュレーションモデル100Aによる透過特性測定シミュレーションでは、制御PC130AによりVNA120aを駆動制御し、信号源121から出力される測定用の信号を受信部122に送出する一方で、信号源121から出力される測定用の信号をポート123aから導波管113a、窓部112a経由で乾燥器110Aの器内111に放射させるとともに、VNA120bを駆動し、乾燥器110Aの器内111から窓部112b、導波管113b経由でポート123aに入力される信号を受信部122に受信させ、その受信結果(透過特性の測定結果)を制御PC130Aで解析処理した。 In the transmission characteristic measurement simulation by the simulation model 100A, the waveguide is driven and controlled by the control PC 130A, and the measurement signal output from the signal source 121 is sent to the receiving unit 122, while the measurement signal output from the signal source 121 is used. A signal is radiated from the port 123a to the inside 111 of the dryer 110A via the waveguide 113a and the window 112a, and the VNA 120b is driven from the inside 111 of the dryer 110A via the window 112b and the waveguide 113b. The signal input to the port 123a was received by the receiving unit 122, and the reception result (measurement result of the transmission characteristic) was analyzed and processed by the control PC 130A.

その際、例えば、第1の測定原理のときと同様、乾燥器110Aの器内111における比誘電率を(2.2)、(2.0)、(1.8)と順に変化させ、その都度、VNA120aから出力される信号の周波数を上記周波数可変範囲内で変化させように制御しつつ、VNA120bの受信部122での受信出力に基づき、横軸を周波数、縦軸を電力として両者の関係を表した乾燥器110Aの透過特性の測定を行った。 At that time, for example, as in the case of the first measurement principle, the relative permittivity in the internal 111 of the dryer 110A is changed in the order of (2.2), (2.0), and (1.8). Based on the reception output of the receiving unit 122 of the VNA 120b, the horizontal axis is the frequency and the vertical axis is the power, while controlling the frequency of the signal output from the VNA 120a to be changed within the variable frequency range. The permeation characteristics of the dryer 110A representing the above were measured.

シミュレーションモデル100Aによる透過特性の測定の結果、共振器たる乾燥器110Aでの共振によって縦軸の値が低下する周波数が存在し、その周波数が乾燥器110Aの器内111の誘電体全体の比誘電率に応じて変化していることをとらえることできた。この測定結果より、1ポートを有する二つのVNA120a、120bを用いて乾燥器110Aの透過特性を取得し、器内111における粉体の水分含有量を測定可能であることを確認することができた。 As a result of measuring the transmission characteristics by the simulation model 100A, there is a frequency at which the value on the vertical axis decreases due to resonance in the dryer 110A, which is a resonator, and that frequency is the relative permittivity of the entire dielectric of the internal 111 of the dryer 110A. I was able to grasp that it was changing according to the rate. From this measurement result, it was possible to acquire the permeation characteristics of the dryer 110A using two VNAs 120a and 120b having one port, and to confirm that the water content of the powder in the container 111 can be measured. ..

次に、本発明の実施形態について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described.

(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態に係る水分含有量測定装置1の構成について、図5ないし図7を参照して説明する。
(First Embodiment)
First, the configuration of the water content measuring device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

本実施形態に係る水分含有量測定装置1は、例えば、錠剤の製造ラインにおいて、錠剤の原料である粉体の混合・造粒・乾燥の工程を行う造粒乾燥装置に付随して設けられ、該造粒乾燥装置の処理容器内で空気等と一様に充填される粉体の含有水分量を測定するものである。 The water content measuring device 1 according to the present embodiment is provided, for example, in the tablet manufacturing line, in association with the granulation drying device that performs the steps of mixing, granulating, and drying the powder that is the raw material of the tablet. The water content of the powder that is uniformly filled with air or the like in the processing container of the granulation drying device is measured.

本実施形態に係る水分含有量測定装置1は、第1の測定原理に基づいて粉体の水分含有量を測定するものであり、図5に示すように、造粒乾燥装置10、共振特性測定センサー30、制御装置50を有して構成されている。 The water content measuring device 1 according to the present embodiment measures the water content of the powder based on the first measurement principle, and as shown in FIG. 5, the granulation drying device 10 and the resonance characteristic measurement. It is configured to have a sensor 30 and a control device 50.

造粒乾燥装置10は、例えば図6に示すように、本体部11aとその下方に連結された底部11bとを有し、本体部11a及び底部11bが中空の円柱体形状の金属製部材から構成されており、中空の部分(器内:図1、図4の器内111に相当)に粉体を投入して気体(空気)との混合を行い、造粒しながら乾燥の処理を行うための処理容器11と、処理容器11の底部11bに接続され、処理容器11内に熱風を送り込む通風装置12と、処理容器11の底部11bに配置された攪拌装置13と、処理容器11内に供給された熱風を廃棄するフィルタ装置14を備えて構成されている。 As shown in FIG. 6, for example, the granulation drying device 10 has a main body portion 11a and a bottom portion 11b connected below the main body portion 11a, and the main body portion 11a and the bottom portion 11b are composed of a hollow cylindrical metal member. In order to put powder into the hollow part (inside the container: corresponding to the inside of the container 111 in FIGS. 1 and 4), mix it with gas (air), and perform the drying process while granulating. The processing container 11 of the above, the ventilation device 12 connected to the bottom portion 11b of the processing container 11 and sending hot air into the processing container 11, the stirring device 13 arranged at the bottom 11b of the processing container 11, and supplied into the processing container 11. It is configured to include a filter device 14 for discarding the generated hot air.

処理容器11の本体部11a上部の側壁には、混合・造粒・乾燥工程の前工程の要素である搬送パイプを接続するための筒形の投入部11cが形成され、投入部11cには投入口11dが設けられている。処理容器11の本体部11aの周面所定位置には、例えば透明ない非金属性部材で構成される窓部11eを有している。処理容器11の底部11bの側方側には、所定の水分含有量となるように乾燥された粉体を処理容器11内から取り出す取出し口11gが設けられる。 On the side wall of the upper part of the main body 11a of the processing container 11, a tubular charging portion 11c for connecting a transport pipe, which is an element of the pre-process of the mixing / granulating / drying process, is formed, and the charging portion 11c is charged. A mouth 11d is provided. A window portion 11e made of, for example, a non-transparent non-metallic member is provided at a predetermined position on the peripheral surface of the main body portion 11a of the processing container 11. On the side of the bottom portion 11b of the processing container 11, an outlet 11g for taking out the powder dried so as to have a predetermined water content from the inside of the processing container 11 is provided.

通風装置12は、送風器12aと加熱ヒータ12b(図5参照)を有し、送風器12aと加熱ヒータ12bを介して送られてくる例えば60〜100℃程度の熱風を処理容器11内に吹き込み、処理容器11の本体部11a上部に接続された排気ダクト15から廃棄できるように処理容器11の底部11bに接続されている。通風装置12の上部は原料となる粉体を支持するためのメッシュなどのフィルタ層16を介して処理容器11の筒型の底部11bに接続されている。 The ventilation device 12 has a blower 12a and a heater 12b (see FIG. 5), and blows hot air, for example, about 60 to 100 ° C., sent through the blower 12a and the heater 12b into the processing container 11. , It is connected to the bottom portion 11b of the processing container 11 so that it can be disposed of from the exhaust duct 15 connected to the upper portion of the main body portion 11a of the processing container 11. The upper part of the ventilation device 12 is connected to the tubular bottom portion 11b of the processing container 11 via a filter layer 16 such as a mesh for supporting the powder as a raw material.

攪拌装置13は、処理容器11の底部11bの内側に設けられている。攪拌装置13は、フィルタ層16の上方位置に、水平に回転自在に設けられる攪拌翼(アジテーター)13a、フィルタ層16の周囲に水平に回転自在に設けられるローターディスク13bを有している。 The stirring device 13 is provided inside the bottom portion 11b of the processing container 11. The stirring device 13 has a stirring blade (agitator) 13a rotatably provided above the filter layer 16 and a rotor disk 13b rotatably provided around the filter layer 16.

フィルタ装置14は、処理容器11の内部に供給された熱風に含まれる原料となる粉体の微粉末成分を除去して清浄化した後に熱風を外に排出するための装置である。 The filter device 14 is a device for discharging the hot air to the outside after removing and cleaning the fine powder component of the powder as a raw material contained in the hot air supplied to the inside of the processing container 11.

さらに、処理容器11の本体部11a上部側と底部11b下方側には、水分を含む液体バインダーの噴射ノズル17a、17bが個々に設けられている。 Further, injection nozzles 17a and 17b of a liquid binder containing water are individually provided on the upper side of the main body 11a and the lower side of the bottom 11b of the processing container 11.

上記構成を有する造粒乾燥装置10は、処理容器11内に投入された粒体に対し、噴射ノズル17a、17bから液状バインダーを噴霧し、粒体の水分含有量を調整できるように構成されている。また、造粒乾燥装置10は、攪拌装置13でのローターディスク13bの回転と攪拌翼13aを回転させて内部に収容している粒体の遠心転動を行うことができる。また、造粒乾燥装置10は、処理容器11の底部11b側からフィルタ層16を介して熱風を吹き出すことができ、下から吹き出る熱風の浮遊流動攪拌作用により流動層造粒が実施できるようになっている。 The granulation drying device 10 having the above configuration is configured so that the liquid binder can be sprayed from the injection nozzles 17a and 17b onto the granules put into the processing container 11 to adjust the water content of the granules. There is. Further, the granulation drying device 10 can rotate the rotor disk 13b in the stirring device 13 and rotate the stirring blade 13a to perform centrifugal rolling of the granules housed therein. Further, the granulation drying device 10 can blow hot air from the bottom 11b side of the processing container 11 through the filter layer 16, and the fluidized bed granulation can be performed by the floating flow stirring action of the hot air blown from below. ing.

さらに造粒乾燥装置10は、ローターディスク13bの回転と攪拌翼13aを回転させるとともに、処理容器11の底部11b側からフィルタ層16を介して熱風を吹き出すことで、熱風の攪拌作用とローターディスク13bと攪拌翼13aの攪拌作用を統括的に作用させて粒体を流動層転動造粒することができるようになっている。 Further, the granulation drying device 10 rotates the rotor disc 13b and the stirring blade 13a, and blows hot air from the bottom 11b side of the processing container 11 through the filter layer 16 to stir the hot air and the rotor disc 13b. And the stirring action of the stirring blade 13a is made to act in a centralized manner so that the granules can be rolled and granulated in a fluidized layer.

共振特性測定センサー30は、1ポートのVNAにより構成されている。ここで採用される1ポートVNAは、第1の測定原理の説明で挙げたVNA120(図1参照)と同等の構成を有するものであり、処理容器11の窓部11eを挟んで処理容器11内の充填物(水分を含む粉体と気体を混合して一様に充填させたもの:誘電体)との間で信号を送受信できる位置に配置されている。 The resonance characteristic measurement sensor 30 is composed of a 1-port VNA. The 1-port VNA adopted here has a configuration equivalent to that of the VNA 120 (see FIG. 1) described in the explanation of the first measurement principle, and is inside the processing container 11 with the window portion 11e of the processing container 11 interposed therebetween. It is arranged at a position where signals can be transmitted and received between the filling material (a powder containing water and a gas mixed and uniformly filled: a dielectric).

共振特性測定センサー30としての1ポートVNAは、例えば、40MHz〜4GHzの周波数レンジを有している。また、この1ポートVNAはUSBケーブル5を有し、該USBケーブル5により制御装置50に接続して駆動制御できるようになっている。また、この1ポートVNAは、例えば120μ秒/点までの測定速度に対応可能であり、測定精度としては、±0.5dB(−6dB 代表値)を確保できるようになっている。共振特性測定センサー30は、本発明の共振特性測定手段を構成している。 The 1-port VNA as the resonance characteristic measurement sensor 30 has, for example, a frequency range of 40 MHz to 4 GHz. Further, this 1-port VNA has a USB cable 5 and can be connected to the control device 50 by the USB cable 5 for drive control. Further, this 1-port VNA can handle a measurement speed of up to 120 μsec / point, for example, and can secure a measurement accuracy of ± 0.5 dB (a representative value of −6 dB). The resonance characteristic measurement sensor 30 constitutes the resonance characteristic measurement means of the present invention.

なお、図1においては、乾燥器110の窓部112に対応して導波管113を設け、かつ、VNA120には起振部124が設けられる構成を示したが、図5では、当該各部に対応する部分、すなわち、処理容器11の窓部11eに対応して設けられる導波管、VNA120に設けられる起振部については図示を省略している。 Note that FIG. 1 shows a configuration in which a waveguide 113 is provided corresponding to the window portion 112 of the dryer 110 and a vibration generating portion 124 is provided in the VNA 120. The corresponding portion, that is, the waveguide provided corresponding to the window portion 11e of the processing container 11, and the vibration portion provided in the VNA 120, is not shown.

制御装置50は、第1の測定原理の説明で挙げた制御PC130(図1参照)に相当するものであり、共振特性の設定、共振特性測定センサー30の駆動制御、共振特性測定センサー30の出力に基づく処理容器11内の粉体の含有水分量の測定処理等、水分含有量測定装置1の統括的な制御を行うものである。 The control device 50 corresponds to the control PC 130 (see FIG. 1) mentioned in the description of the first measurement principle, and sets the resonance characteristics, drives the resonance characteristic measurement sensor 30, and outputs the resonance characteristic measurement sensor 30. It is intended to comprehensively control the water content measuring device 1 such as the measuring process of the water content of the powder in the processing container 11 based on the above.

制御装置50は、例えば、図7に示すように、制御部51、操作部52、表示部53を有している。制御部51は、CPU51a、記憶部51b、外部インタフェース(I/F)部51c、USBポート51dを有する。CPU51aは、例えば、記憶部51bに記憶されているプログラムを実行することで設定制御部61、水分含有量測定制御部62、表示制御部63を実現する。 As shown in FIG. 7, the control device 50 has, for example, a control unit 51, an operation unit 52, and a display unit 53. The control unit 51 includes a CPU 51a, a storage unit 51b, an external interface (I / F) unit 51c, and a USB port 51d. The CPU 51a realizes the setting control unit 61, the water content measurement control unit 62, and the display control unit 63 by executing the program stored in the storage unit 51b, for example.

操作部52は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力機器で構成され、操作入力された情報などを制御部51に出力する。表示部53は、液晶ディスプレイ等の画像表示機器で構成され、粉体の水分含有量の測定に必要な情報を入力させる画像や試験中の状態を示す画像などを表示する。外部I/F部51cは、制御装置50と、造粒乾燥装置10に設けられる送風器12a、加熱ヒータ12bを、ネットワーク6を介して接続するためのインタフェース機能を果たす。USBポート51dは、共振特性測定センサー30のUSBケーブル5のUSBコネクタを接続する部分である。 The operation unit 52 is composed of input devices such as a keyboard, a mouse, and a touch panel, and outputs the information input for the operation to the control unit 51. The display unit 53 is composed of an image display device such as a liquid crystal display, and displays an image for inputting information necessary for measuring the water content of the powder, an image showing a state under test, and the like. The external I / F unit 51c serves as an interface function for connecting the control device 50, the blower 12a provided in the granulation drying device 10, and the heating heater 12b via the network 6. The USB port 51d is a portion for connecting the USB connector of the USB cable 5 of the resonance characteristic measurement sensor 30.

制御装置50において、CPU51aは、設定制御部61、水分含有量測定制御部62、表示制御部63を有する。 In the control device 50, the CPU 51a includes a setting control unit 61, a water content measurement control unit 62, and a display control unit 63.

設定制御部61は、処理容器11内に充填物として充填される粉体の水分含有量を測定するための制御データや測定条件の設定等、各種の設定処理を行うものである。例えば、設定制御部61は、処理容器11内の充填物(水分を含む粉体と気体:誘電体)の全体の量、粉体と気体の混合比率などで決定される比誘電率に対応して、その粉体が目標とする水分含有量を有する状態(乾燥状態)となったときの当該粉体の反射特性を設定する機能を有する。この反射特性は、例えば、事前に測定しておき(図3参照)、測定を行う前に、例えば、記憶部51bに予め用意した制御テーブル60に上記制御データとして格納するようにしてもよい。 The setting control unit 61 performs various setting processes such as setting control data and measurement conditions for measuring the water content of the powder filled in the processing container 11 as a filling material. For example, the setting control unit 61 corresponds to the relative dielectric constant determined by the total amount of the filler (powder containing water and gas: dielectric) in the processing container 11, the mixing ratio of the powder and the gas, and the like. Therefore, it has a function of setting the reflection characteristics of the powder when the powder is in a state having a target water content (dry state). This reflection characteristic may be measured in advance (see FIG. 3) and stored as the control data in the control table 60 prepared in advance in the storage unit 51b before the measurement.

水分含有量測定制御部62は、設定された制御データや測定条件に基づいて処理容器11内の粉体の含有水分量の測定に係る各部の制御を行うものである。具体的に、水分含有量測定制御部62は、予め設定された周波数範囲内で周波数を一方向に変化させつつ共振特性測定センサー30から測定用の信号を発生させてポートから放射させるとともに、該ポートから入力する信号を受信させながらリアルタイムに反射特性を測定し、その測定結果を保持するように制御する。この間、水分含有量測定制御部62は、送風器12aを駆動して熱風を送り、加熱ヒータ12bを加熱駆動する加熱駆動制御を行う。さらに水分含有量測定制御部62は、測定結果と予め設定し反射特性(制御データ)を比較し、両者が一致した場合、粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態となったことを特定して加熱駆動制御を停止させるように制御する。 The water content measurement control unit 62 controls each unit related to the measurement of the water content of the powder in the processing container 11 based on the set control data and measurement conditions. Specifically, the water content measurement control unit 62 generates a measurement signal from the resonance characteristic measurement sensor 30 while changing the frequency in one direction within a preset frequency range, and radiates it from the port. The reflection characteristic is measured in real time while receiving the signal input from the port, and the measurement result is controlled to be retained. During this time, the water content measurement control unit 62 drives the blower 12a to send hot air, and performs heating drive control for heating and driving the heating heater 12b. Further, the water content measurement control unit 62 compares the measurement result with the reflection characteristics (control data) set in advance, and when the two match, the powder is in a dry state having the target water content. It is specified and controlled so as to stop the heating drive control.

表示制御部63は、設定制御部61での測定に係る制御データの設定画面や、水分含有量測定制御部62での反射特性の測定結果等、種々の情報を表示部53に表示させるための表示制御を行う。表示制御部63は、反射特性の測定結果から粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態となったことが特定された際に、その旨を報知するメッセージを表示部53に表示させる制御を行うようにしてもよい。 The display control unit 63 is for displaying various information such as a control data setting screen related to the measurement by the setting control unit 61 and the measurement result of the reflection characteristic by the water content measurement control unit 62 on the display unit 53. Display control is performed. The display control unit 63 controls the display unit 53 to display a message notifying the fact that the powder is in a dry state having a target water content from the measurement result of the reflection characteristics. May be done.

次に、水分含有量測定装置1の水分含有量測定処理動作について図8に示すフローチャートを参照して説明する。 Next, the water content measurement processing operation of the water content measuring device 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

この水分含有量測定処理を開始するためには、まず、操作部52での所定の設定操作に基づいて、設定制御部61が、粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態となったときの当該粉体の反射特性を、水分含有量測定のための制御データとして、制御テーブル60に格納する反射特性設定処理を行う(ステップS1)。制御データとして設定する反射特性は、事前に測定されたものであり、例えば、図3に示すように、処理容器11に充填される誘電体の比誘電率に対応して周波数と電力(S11パラメータ)との対応関係を表したものである。 In order to start this water content measurement process, first, the setting control unit 61 is in a dry state having the target water content of the powder based on a predetermined setting operation in the operation unit 52. The reflection characteristic of the powder is stored in the control table 60 as control data for measuring the water content (step S1). The reflection characteristics set as control data are those measured in advance. For example, as shown in FIG. 3, the frequency and power (S11 parameter) correspond to the relative permittivity of the dielectric material filled in the processing container 11. ) And the correspondence with.

ステップS1での反射特性の設定後、水分含有量測定制御部62は、操作部52での所定の測定開始操作に基づき、送風器12a、攪拌装置13を駆動制御し、処理容器11内に投入されかつ水分量が調整された粉体と気体との混合、攪拌を実施して粉体及び気体を一様に充填する充填処理を行う(ステップS2)。 After setting the reflection characteristics in step S1, the water content measurement control unit 62 drives and controls the blower 12a and the agitator 13 based on the predetermined measurement start operation in the operation unit 52, and puts them into the processing container 11. The powder and the gas whose water content has been adjusted are mixed and stirred to perform a filling process for uniformly filling the powder and the gas (step S2).

ステップS2での充填処理の実行中、水分含有量測定制御部62は、加熱ヒータ12bを加熱駆動し、充填物を加熱する制御を実施する(ステップS3)。 During the execution of the filling process in step S2, the water content measurement control unit 62 heats and drives the heating heater 12b to control the filling to be heated (step S3).

ステップS3での加熱制御を実行しながら、水分含有量測定制御部62は、共振特性測定センサー30を駆動し、予め規定した周波数範囲内で発振周波数を順次変動設定しつつポートから測定用の信号を放射させるとともに、処理容器11内を通ってポートに入力してくる信号を受信させ(ステップS4)、当該送受信される信号に基づいて粉体の反射特性を測定する処理を実施する(ステップS5)。 While executing the heating control in step S3, the water content measurement control unit 62 drives the resonance characteristic measurement sensor 30, and signals for measurement from the port while sequentially fluctuating and setting the oscillation frequency within a predetermined frequency range. Is radiated, and a signal input to the port is received through the processing container 11 (step S4), and a process of measuring the reflection characteristics of the powder based on the transmitted / received signal is performed (step S5). ).

ここで共振特性測定センサー30が図1に示すVNA120と同様の構成であることを前提に説明すると、水分含有量測定制御部62は、信号源121で発生させた信号を受信部122に送出するとともに、その信号をポート123、起振部124、導波管113、窓部112を通して処理容器11内(充填物)に放射する一方で、処理容器11内(充填物)で反射された信号を逆の経路で取り込んで受信部122に受信させるように共振特性測定センサー30を駆動する。 Here, assuming that the resonance characteristic measurement sensor 30 has the same configuration as the VNA 120 shown in FIG. 1, the water content measurement control unit 62 transmits the signal generated by the signal source 121 to the reception unit 122. At the same time, the signal is radiated into the processing container 11 (filling) through the port 123, the vibration unit 124, the waveguide 113, and the window 112, while the signal reflected in the processing container 11 (filling) is emitted. The resonance characteristic measurement sensor 30 is driven so as to be captured by the reverse path and received by the receiving unit 122.

次いで、水分含有量測定制御部62は、信号源121から送出されて受信部122に受信された信号と、信号源121から送出されて処理容器11内の充填物に対して放射された後、その逆経路で受信部122により受信された信号との比である反射特性を求め(ステップS5)、さらに、求めた反射特性の値(測定値)と、制御データとして設定されている反射特性(設定値)とが一致するか否かを判定する(ステップS6)。 Next, the water content measurement control unit 62 sends out the signal transmitted from the signal source 121 and received by the receiving unit 122, and is transmitted from the signal source 121 and radiated to the filling material in the processing container 11, and then, after that, The reflection characteristic, which is the ratio of the signal received by the receiving unit 122 in the reverse path, is obtained (step S5), and the obtained reflection characteristic value (measured value) and the reflection characteristic set as control data (step S5) are obtained. It is determined whether or not the set value) matches (step S6).

ここで測定値が設定値と一致していないと判定された場合(ステップS6でNO)、水分含有量測定制御部62は、発振周波数をさらに変動設定しながら(ステップS4)、反射特性を測定する処理を実施する(ステップS5)。 If it is determined that the measured value does not match the set value (NO in step S6), the water content measurement control unit 62 measures the reflection characteristic while further fluctuating the oscillation frequency (step S4). (Step S5).

この間、測定値が設定値と一致していると判定された場合(ステップS6でYES)、水分含有量測定制御部62は、粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態になったと判定し(ステップS7)、加熱ヒータ12bの駆動(加熱制御)を停止し(ステップS8)、一連の水分含有量測定処理を終了する。 During this period, if it is determined that the measured value matches the set value (YES in step S6), the water content measurement control unit 62 determines that the powder is in a dry state having a target water content. (Step S7), the drive (heating control) of the heater 12b is stopped (step S8), and a series of water content measurement processes are completed.

なお、第1の実施形態は、粉体の目標とする水分含有量を含む乾燥状態に対応する処理容器11の反射特性を事前に測定し、これらの測定結果における所望の周波数領域における周波数(横軸)対S11パラメータ(縦軸)の対応関係を反射特性(設定値)として制御テーブル60に設定しておき、反射特性の測定モードで測定した反射特性における横軸のパラメータ(周波数)の変動に着目して粉体が目標の乾燥状態になったと判定する(水分含有量測定制御を行う)制御動作を例示している。 In the first embodiment, the reflection characteristics of the processing container 11 corresponding to the dry state including the target water content of the powder are measured in advance, and the frequency (horizontal) in the desired frequency region in these measurement results is measured. The correspondence between the axis) and the S11 parameter (vertical axis) is set in the control table 60 as the reflection characteristic (set value), and the variation of the parameter (frequency) on the horizontal axis in the reflection characteristic measured in the reflection characteristic measurement mode. Focusing on it, the control operation of determining that the powder has reached the target dry state (controlling the water content measurement) is illustrated.

しかしながら、本発明は、これに限らず、例えば、事前に測定した反射特性における縦軸のパラメータ(S11パラメータ)の変動に着目して、粉体が目標の乾燥状態になったと判定する構成としてもよい。この場合、設定制御部61により、目標とする水分含有量を有する乾燥状態の共振特性の縦軸を構成するS11パラメータの値を設定値として制御テーブル60に設定しておき、水分含有量測定制御部62が、共振特性測定センサー30により測定された処理容器11の共振特性における電力の値が上記設定値に一致したときに粉体が目標とする乾燥状態になったと判定する水分含有量測定制御動作を実行する構成とすればよい。この構成によれば、水分含有量測定制御の処理負荷軽減が期待でき、処理容器11内の誘電体電体の比誘電率(含有水分量)が微小な変化しかしないことが分かっているときなどに特に有用である。 However, the present invention is not limited to this, and for example, it may be configured to determine that the powder has reached the target dry state by paying attention to the fluctuation of the vertical axis parameter (S11 parameter) in the reflection characteristics measured in advance. good. In this case, the setting control unit 61 sets the value of the S11 parameter constituting the vertical axis of the resonance characteristic in the dry state having the target water content as a set value in the control table 60, and controls the water content measurement. Moisture content measurement control in which the unit 62 determines that the powder has reached the target dry state when the power value in the resonance characteristic of the processing container 11 measured by the resonance characteristic measurement sensor 30 matches the above set value. The configuration may be such that the operation is executed. According to this configuration, the processing load of the water content measurement control can be expected to be reduced, and when it is known that the relative permittivity (moisture content) of the dielectric electric material in the processing container 11 changes only slightly. Especially useful for.

上述したように、本実施形態に係る水分含有量測定装置1は、金属壁面を有し、中空で金属壁面に非金属製の窓部11eが設けられた処理容器11と、処理容器11内に粉体と気体が誘電体として一様に充填された状態で、粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態のときの処理容器11の共振特性を設定する設定制御部61と、処理容器11内に充填された誘電体を加熱する加熱ヒータ12bと、マイクロ波又はミリ波帯の測定用の信号を窓部11eから処理容器11に送出し、該処理容器11内を通って窓部11eより放出される信号成分を受信して誘電体が充填されている処理容器11の共振特性を測定する共振特性測定センサー30と、誘電体の加熱中、測定用の信号の周波数をスライドさせつつ共振特性測定センサー30により測定した処理容器11の共振特性と、設定制御部61により設定された共振特性に基づいて、粉体が乾燥状態となったことを特定する水分含有量測定制御部62と、を有する構成である。 As described above, the water content measuring device 1 according to the present embodiment has a processing container 11 having a metal wall surface and a hollow metal wall surface provided with a non-metal window portion 11e, and the inside of the processing container 11. A setting control unit 61 for setting the resonance characteristics of the processing container 11 in a dry state in which the powder and the gas are uniformly filled as a dielectric and the powder has a target water content, and the processing container. A heating heater 12b for heating the dielectric material filled in the 11 and a signal for measuring a microwave or millimeter wave band are sent from the window 11e to the processing container 11 and passed through the processing container 11 to the window 11e. Resonance characteristic measurement sensor 30 that receives the signal component emitted from the container and measures the resonance characteristic of the processing container 11 filled with the dielectric, and resonance while sliding the frequency of the signal for measurement during heating of the dielectric. A water content measurement control unit 62 that identifies that the powder has become dry based on the resonance characteristics of the processing container 11 measured by the characteristic measurement sensor 30 and the resonance characteristics set by the setting control unit 61. It is a configuration having.

この構成により、本実施形態に係る水分含有量測定装置1は、マイクロ波又はミリ波帯の信号(電磁波)を使用することで、窓部11eに粉体が付着した場合でも、その粉体に含まれる水分量に拘わらず信号の透過を良好に保ち、共振特性の測定を経て粉体の水分含有量を非破壊、非接触で精度よく測定することが可能となる。 With this configuration, the water content measuring device 1 according to the present embodiment uses a signal (electromagnetic wave) in the microwave or millimeter wave band, so that even if powder adheres to the window portion 11e, it can be attached to the powder. It is possible to maintain good signal transmission regardless of the amount of water contained, and to measure the water content of the powder in a non-destructive, non-contact and accurate manner through measurement of resonance characteristics.

特に、本実施形態に係る水分含有量測定装置1は、共振特性測定センサー30が、測定用の信号の信号源121及び受信部122を有し、信号源121より送出される信号と、信号源121より窓部11eを通して処理容器11内に送出され、処理容器11内に充填されている誘電体により反射されて窓部11eを通して受信部122により受信される信号成分に基づいて処理容器11の反射特性を測定する構成であり、水分含有量測定制御部62が、共振特性測定センサー30により測定された反射特性が、粉体の目標とする水分含有量を有する乾燥状態に対応して設定制御部61により設定された反射特性に一致したときに、粉体が乾燥状態となったと判定する構成である。 In particular, in the water content measuring device 1 according to the present embodiment, the resonance characteristic measuring sensor 30 has a signal source 121 and a receiving unit 122 for measuring signals, and the signal transmitted from the signal source 121 and the signal source. Reflection of the processing container 11 based on a signal component sent from 121 through the window portion 11e into the processing container 11 and reflected by the dielectric material filled in the processing container 11 and received by the receiving unit 122 through the window portion 11e. The structure is such that the characteristics are measured, and the water content measurement control unit 62 sets the reflection characteristics measured by the resonance characteristic measurement sensor 30 according to the dry state having the target water content of the powder. When the reflection characteristics set by 61 are matched, it is determined that the powder is in a dry state.

この構成により、本実施形態に係る水分含有量測定装置1は、一つの共振特性測定センサー30を用いて反射特性による共振特性の測定、及び粉体の水分含有量の測定を実現でき、装置の低コスト化を図ることができる。 With this configuration, the water content measuring device 1 according to the present embodiment can realize the measurement of the resonance characteristic by the reflection characteristic and the measurement of the water content of the powder by using one resonance characteristic measuring sensor 30. It is possible to reduce the cost.

また、本実施形態に係る水分含有量測定装置1において、設定制御部61は、目標とする水分含有量を有する乾燥状態の反射特性の縦軸を構成するS11パラメータの値を設定値として設定し、水分含有量測定制御部62は、共振特性測定センサー30により測定された処理容器11の反射特性におけるS11パラメータの値が、設定値に一致したときに粉体が乾燥状態になったと判定する構成である。 Further, in the water content measuring device 1 according to the present embodiment, the setting control unit 61 sets the value of the S11 parameter constituting the vertical axis of the reflection characteristic in the dry state having the target water content as the set value. The water content measurement control unit 62 determines that the powder is in a dry state when the value of the S11 parameter in the reflection characteristic of the processing container 11 measured by the resonance characteristic measurement sensor 30 matches the set value. Is.

この構成により、本実施形態に係る水分含有量測定装置1は、共振特性測定センサー30により測定された処理容器11の共振特性におけるS11パラメータの値から、粉体が目標とする乾燥状態になったことを特定することができ、処理負荷も軽減することができる。 With this configuration, the water content measuring device 1 according to the present embodiment has reached the target dry state of the powder from the value of the S11 parameter in the resonance characteristic of the processing container 11 measured by the resonance characteristic measuring sensor 30. This can be specified and the processing load can be reduced.

また、本実施形態に係る水分含有量測定方法は、金属壁面を有し、内部が中空で前記金属壁面に非金属製の窓部11eが設けられた処理容器11内に粉体を投入し、粉体と気体を誘電体として一様に充填させた状態で粉体の水分含有量を測定する水分含有量測定方法であって、粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態となったときの処理容器11の共振特性を設定する設定ステップS1と、処理容器11内に充填された誘電体を加熱する加熱制御ステップS3と、加熱制御中、マイクロ波又はミリ波帯の測定用の信号を、周波数可変範囲内で周波数をスライドさせつつ窓部11eから処理容器11に送出し、該処理容器11内を通って窓部11eより放出される信号成分を受信して誘電体が充填されている処理容器11の共振特性を測定する共振特性測定ステップ(S4、S5)と、共振特性測定ステップで測定された処理容器11の共振特性と、設定ステップで設定された共振特性に基づいて、粉体が乾燥状態となったことを特性する水分含有量測定制御ステップ(S6、S7)と、粉体が前記乾燥状態となったことが特定されることにより、誘電体の加熱を停止する加熱停止制御ステップS8と、を含む構成である。 Further, in the method for measuring the water content according to the present embodiment, the powder is put into a processing container 11 having a metal wall surface, having a hollow inside, and having a non-metal window portion 11e provided on the metal wall surface. It is a water content measuring method in which the water content of the powder is measured in a state where the powder and the gas are uniformly filled as a dielectric, and the powder is in a dry state having a target water content. Setting step S1 for setting the resonance characteristics of the processing container 11 at the time, heating control step S3 for heating the dielectric filled in the processing container 11, and a signal for measuring a microwave or millimeter wave band during heating control. Is sent from the window portion 11e to the processing container 11 while sliding the frequency within the variable frequency range, and the signal component emitted from the window portion 11e through the processing container 11 is received and the dielectric is filled. Powder based on the resonance characteristic measurement steps (S4, S5) for measuring the resonance characteristics of the processing container 11 and the resonance characteristics of the processing container 11 measured in the resonance characteristic measurement step and the resonance characteristics set in the setting step. The water content measurement control step (S6, S7), which is characteristic of the body being in a dry state, and the heating stop in which the heating of the dielectric is stopped by specifying that the powder is in the dry state. The configuration includes the control step S8.

この構成により、本実施形態に係る水分含有量測定方法は、本方法を適用することで、窓部11eに粉体が付着した場合でも、粉体に含まれる水分量に拘わらずマイクロ波又はミリ波帯の信号(電磁波)を良好に透過させることができ、共振特性の測定を経て粉体の水分含有量を非破壊、非接触で精度よく測定することが可能となる。 With this configuration, the water content measuring method according to the present embodiment can be applied to the microwave or millimeter even when the powder adheres to the window portion 11e regardless of the water content contained in the powder. Wave band signals (electromagnetic waves) can be satisfactorily transmitted, and the water content of powder can be measured with high accuracy in a non-destructive and non-contact manner through measurement of resonance characteristics.

(第2の実施形態)
本実施形態に係る水分含有量測定装置1Aは、第2の測定原理に基づいて粉体の水分含有量を測定するものであり、図9に示すように、造粒乾燥装置10A、共振特性測定センサー30A、30B、制御装置50Aを有して構成されている。水分含有量測定装置1Aにおいて、第1の実施形態に係る水分含有量測定装置1(図5参照)と同様の機能部には同一の符号を付している。
(Second Embodiment)
The water content measuring device 1A according to the present embodiment measures the water content of the powder based on the second measurement principle, and as shown in FIG. 9, the granulation drying device 10A and the resonance characteristic measurement. It is configured to have sensors 30A and 30B and a control device 50A. In the water content measuring device 1A, the same functional parts as those of the water content measuring device 1 (see FIG. 5) according to the first embodiment are designated by the same reference numerals.

水分含有量測定装置1Aは、それぞれ1ポートのVNAからなる2つの共振特性測定センサー30A、30Bを用いて、共振器とみなす処理容器11Aに充填された充填物の透過特性を測定するものであり、第1の実施形態に係る水分含有量測定装置1に係る反射特性の測定機能に代えて、透過特性の測定機能を備えた構成を有している。反射特性の測定機能に係る部分以外の構成は、第1の実施形態に係る水分含有量測定装置1と同等のものである。 The water content measuring device 1A measures the permeation characteristics of the filling material filled in the processing container 11A, which is regarded as a resonator, by using two resonance characteristic measuring sensors 30A and 30B each consisting of one port of VNA. , It has a configuration having a transmission characteristic measurement function instead of the reflection characteristic measurement function according to the water content measuring device 1 according to the first embodiment. The configuration other than the portion related to the measurement function of the reflection characteristic is the same as that of the water content measuring device 1 according to the first embodiment.

共振特性測定センサー30A、30Bとして採用される2つの1ポートVNAは、それぞれ、第2の測定原理の説明で挙げたVNA120a、120b(図4参照)と同等の構成を有するものであり、処理容器11Aの互いに反対側の周面外壁にそれぞれ設けられた窓部11e、11fを挟んで処理容器11A内の充填物との間で信号を送受信するようになっている。共振特性測定センサー30A、30Bは、それぞれ、本発明の第1の共振特性測定手段、第2の共振特性測定手段を構成し、処理容器11Aにおける窓部11e、11fは、本発明の第1の窓部、第2の窓部にそれぞれ相当する。図9においても、処理容器11Aの窓部11e、11fにそれぞれ対応して設けられる導波管、共振特性測定センサー30A、30Bに各々対応して設けられる起振部については図示を省略している。 The two 1-port VNAs used as the resonance characteristic measurement sensors 30A and 30B have the same configurations as the VNAs 120a and 120b (see FIG. 4) mentioned in the explanation of the second measurement principle, respectively, and are processing containers. A signal is transmitted and received between the window portions 11e and 11f provided on the outer walls of the peripheral surfaces of the 11A opposite to each other and the filling in the processing container 11A. The resonance characteristic measurement sensors 30A and 30B constitute the first resonance characteristic measurement means and the second resonance characteristic measurement means of the present invention, respectively, and the windows 11e and 11f in the processing container 11A are the first resonance characteristic measurement means of the present invention. It corresponds to the window part and the second window part, respectively. Also in FIG. 9, the waveguide provided corresponding to the windows 11e and 11f of the processing container 11A and the exciting portion provided corresponding to the resonance characteristic measurement sensors 30A and 30B are not shown. ..

制御装置50Aは、第2の測定原理の説明で述べた制御PC130A(図4参照)に相当するものであり、例えば、図10に示す機能構成を有している。図10において、制御装置50Aは、制御部51A、操作部52、表示部53を有している。 The control device 50A corresponds to the control PC 130A (see FIG. 4) described in the description of the second measurement principle, and has, for example, the functional configuration shown in FIG. In FIG. 10, the control device 50A has a control unit 51A, an operation unit 52, and a display unit 53.

制御部51Aは、CPU51a、記憶部51b、外部インタフェース(I/F)部51c、USBポート51dを有する。CPU51aは、例えば、記憶部51bに記憶されているプログラムを実行することで設定制御部61A、水分含有量測定制御部62A、表示制御部63を実現する。 The control unit 51A includes a CPU 51a, a storage unit 51b, an external interface (I / F) unit 51c, and a USB port 51d. The CPU 51a realizes the setting control unit 61A, the water content measurement control unit 62A, and the display control unit 63 by executing the program stored in the storage unit 51b, for example.

設定制御部61Aは、処理容器11A内に充填物として充填される粉体の水分含有量を測定するための制御データや測定条件の設定等、各種の設定処理を行うものである。例えば、設定制御部61Aは、処理容器11A内の充填物の全体の量、粉体と気体の混合比率などで決定される比誘電率に対応して、目標とする水分含有量を有する状態(乾燥状態)となったときの当該粉体の透過特性を設定する機能を有する。この透過特性についても、事前に測定しておき、測定を行う前に、例えば、記憶部51bに予め用意した制御テーブル60Aに制御データとして格納するようにしてもよい。 The setting control unit 61A performs various setting processes such as setting control data and measurement conditions for measuring the water content of the powder filled in the processing container 11A as a filling material. For example, the setting control unit 61A has a target water content corresponding to a relative permittivity determined by the total amount of the filling material in the processing container 11A, the mixing ratio of powder and gas, and the like (a state in which the setting control unit 61A has a target water content ( It has a function of setting the permeation characteristics of the powder when it becomes dry). This transmission characteristic may also be measured in advance and stored as control data in the control table 60A prepared in advance in the storage unit 51b, for example, before the measurement is performed.

透過特性は、例えば、図3に示す反射特性において、縦軸がS11パラメータに代えて透過特性のパラメータを指すものとしてとらえることができる。このため、透過特性(制御データ)の具体例に関しては、事前に測定した透過特性に基づき、処理容器11Aの内部の充填物の比誘電率に応じて、周波数と透過特性のパラメータ(電力)との対応関係を示す透過特性データを設定するようにすればよい。 The transmission characteristic can be regarded as, for example, in the reflection characteristic shown in FIG. 3, the vertical axis indicates the parameter of the transmission characteristic instead of the S11 parameter. Therefore, regarding the specific example of the transmission characteristic (control data), the frequency and the transmission characteristic parameter (electric power) are set according to the relative permittivity of the filling material inside the processing container 11A based on the transmission characteristic measured in advance. The transparency characteristic data indicating the correspondence between the above may be set.

水分含有量測定制御部62Aは、処理容器11A内の粉体の含有水分量の測定(観測)に係る各部の制御を行うものである。具体的に水分含有量測定制御部62Aは、予め設定された周波数範囲内で周波数を一方向に変化させつつ共振特性測定センサー30Aから測定用の信号を発生させてそのポートから窓部11eを経て処理容器11A内の充填物に対して放射させる一方で、処理容器11A内の充填物を通過して窓部11fより放出される信号を共振特性測定センサー30Bで受信させながらリアルタイムに透過特性を測定し、その測定結果を保持するように制御する。この間、水分含有量測定制御部62Aは、送風器12aを駆動して熱風を送り、加熱ヒータ12bを加熱駆動する加熱駆動制御を行う。さらに水分含有量測定制御部62Aは、測定結果と予め設定した透過特性を比較し、両者が一致した場合、粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態になったことを特定して加熱駆動制御を停止させるように制御する。 The water content measurement control unit 62A controls each unit related to the measurement (observation) of the water content of the powder in the processing container 11A. Specifically, the water content measurement control unit 62A generates a measurement signal from the resonance characteristic measurement sensor 30A while changing the frequency in one direction within a preset frequency range, and passes through the window portion 11e from the port. While radiating to the filling in the processing container 11A, the transmission characteristics are measured in real time while the resonance characteristic measurement sensor 30B receives the signal emitted from the window portion 11f through the filling in the processing container 11A. And control to retain the measurement result. During this time, the water content measurement control unit 62A drives the blower 12a to send hot air, and performs heating drive control for heating and driving the heating heater 12b. Further, the water content measurement control unit 62A compares the measurement result with the preset permeation characteristics, and if both are in agreement, identifies that the powder is in a dry state having the target water content and heats the powder. The drive control is controlled to be stopped.

制御部51Aにおいて、USBポート51dは2ポート形成され、各ポートに対して、共振特性測定センサー30AのUSBケーブル5のUSBコネクタ、及び共振特性測定センサー30BのUSBケーブル5のUSBコネクタがそれぞれ接続される。 In the control unit 51A, two USB ports 51d are formed, and the USB connector of the USB cable 5 of the resonance characteristic measurement sensor 30A and the USB connector of the USB cable 5 of the resonance characteristic measurement sensor 30B are connected to each port. NS.

制御装置50Aの前述した構成要素以外の構成は、第1の実施形態に係る水分含有量測定装置1における制御装置50の構成と同様である。 The configuration of the control device 50A other than the above-described components is the same as the configuration of the control device 50 in the water content measuring device 1 according to the first embodiment.

次に、水分含有量測定装置1Aの水分含有量測定処理動作について図11に示すフローチャートを参照して説明する。図11において、第1の実施形態に係る水分含有量測定装置1の水分含有量測定処理動作(図8参照)と同様の処理ステップには同一の符号を付している。 Next, the water content measurement processing operation of the water content measuring device 1A will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In FIG. 11, the same processing steps as those of the water content measurement processing operation (see FIG. 8) of the water content measuring device 1 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals.

この水分含有量測定処理を開始するためには、まず、操作部52での所定の設定操作に基づいて、設定制御部61Aが、粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態となったときの当該粉体の透過特性を、水分含有量測定のための制御データとして、制御テーブル60Aに格納する透過特性設定処理を行う(ステップS1A)。制御データとして設定する反射特性は、事前の測定されたものであり、例えば、処理容器11Aに充填される誘電体の比誘電率に対応して周波数と電力(透過特性のパラメータ)との対応関係を表したものである。 In order to start this water content measurement process, first, the setting control unit 61A is in a dry state having the target water content of the powder based on a predetermined setting operation in the operation unit 52. The permeation characteristic setting process of storing the permeation characteristic of the powder at this time as control data for measuring the water content in the control table 60A is performed (step S1A). The reflection characteristic set as the control data is measured in advance. For example, the correspondence between the frequency and the electric power (transmission characteristic parameter) corresponding to the relative permittivity of the dielectric filled in the processing container 11A. It represents.

ステップS1Aでの透過特性の設定後、水分含有量測定制御部62Aは、操作部52での所定の測定開始操作に基づき、送風器12a、攪拌装置13を駆動制御し、処理容器11A内に投入されかつ水分量が調整された粉体と気体との混合、攪拌を実施して粉体及び気体を一様に充填する充填処理を行う(ステップS2)。 After setting the permeation characteristics in step S1A, the water content measurement control unit 62A drives and controls the blower 12a and the agitator 13 based on the predetermined measurement start operation in the operation unit 52, and puts them into the processing container 11A. The powder and the gas whose water content has been adjusted are mixed and stirred to perform a filling process for uniformly filling the powder and the gas (step S2).

ステップS2での充填処理の実行中、水分含有量測定制御部62Aは、加熱ヒータ12bを加熱駆動し、充填物を加熱する制御を実施する(ステップS3)。 During the execution of the filling process in step S2, the water content measurement control unit 62A heat-drives the heating heater 12b to control the filling to be heated (step S3).

ステップS3での加熱制御を実行しながら、水分含有量測定制御部62Aは、共振特性測定センサー30Aを駆動し、予め規定した周波数範囲内で発振周波数を順次変動設定しつつそのポートから測定用の信号を放射させる一方で、共振特性測定センサー30Aを駆動し、処理容器11A内を通ってそのポートに入力してくる信号を受信させ(ステップS4A)、当該送受信された信号に基づいて粉体の透過特性を測定する処理を実施する(ステップS5A)。 While executing the heating control in step S3, the water content measurement control unit 62A drives the resonance characteristic measurement sensor 30A and sequentially fluctuates and sets the oscillation frequency within a predetermined frequency range for measurement from the port. While radiating the signal, the resonance characteristic measurement sensor 30A is driven to receive the signal input to the port through the processing container 11A (step S4A), and the powder is prepared based on the transmitted / received signal. A process for measuring the transmission characteristics is carried out (step S5A).

ここで共振特性測定センサー30A、30Bが図4に示すVNA120a、120bと同様の構成であるものとして説明すると、水分含有量測定制御部62Aは、共振特性測定センサー30Aの信号源121で発生させた信号を受信部122に送出するとともに、その信号をポート123a、起振部124a、導波管113a、窓部112aを通して処理容器11A内(充填物)に放射し、さらに処理容器11A内(充填物)を通過して窓部112bから送出された信号を導波管113b、起振部124b、ポート123bを経て共振特性測定センサー30Bの受信部122で受信させるように共振特性測定センサー30A、30Bを駆動制御する。 Here, assuming that the resonance characteristic measurement sensors 30A and 30B have the same configuration as the VNA 120a and 120b shown in FIG. 4, the water content measurement control unit 62A is generated by the signal source 121 of the resonance characteristic measurement sensor 30A. The signal is transmitted to the receiving unit 122, and the signal is radiated into the processing container 11A (filling) through the port 123a, the vibrating unit 124a, the waveguide 113a, and the window portion 112a, and further in the processing container 11A (filling). The resonance characteristic measurement sensors 30A and 30B are received by the receiving unit 122 of the resonance characteristic measurement sensor 30B via the waveguide 113b, the vibration unit 124b, and the port 123b. Drive control.

次いで、水分含有量測定制御部62Aは、共振特性測定センサー30Aの信号源121から送出されて受信部122に受信された信号と、信号源121から送出されて処理容器11A内の充填物を通過した後、共振特性測定センサー30Bの受信部122で受信された信号との比である透過特性を求め(ステップS5A)、さらに、求めた透過特性値(測定値)と、制御データとして設定されている透過特性(設定値)とが一致するか否かを判定する(ステップS6A)。 Next, the water content measurement control unit 62A passes through the signal transmitted from the signal source 121 of the resonance characteristic measurement sensor 30A and received by the receiving unit 122 and the signal transmitted from the signal source 121 and passed through the filling in the processing container 11A. After that, the transmission characteristic which is the ratio of the signal received by the receiving unit 122 of the resonance characteristic measurement sensor 30B is obtained (step S5A), and the obtained transmission characteristic value (measured value) is set as control data. It is determined whether or not the transmission characteristic (set value) is the same (step S6A).

ここで測定値が設定値と一致していないと判定された場合(ステップS6AでNO)、水分含有量測定制御部62Aは、発振周波数をさらに変動設定しながら(ステップS4A)、透過特性を測定する処理を実施する(ステップS5A)。 If it is determined that the measured value does not match the set value (NO in step S6A), the water content measurement control unit 62A measures the transmission characteristic while further fluctuating the oscillation frequency (step S4A). (Step S5A).

この間、測定値が設定値と一致していると判定した場合(ステップS6AでYES)、水分含有量測定制御部62は、粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態になったと判定し(ステップS7)、加熱ヒータ12bの駆動(加熱制御)を停止し(ステップS8)、一連の水分含有量測定処理を終了する。 During this period, if it is determined that the measured value matches the set value (YES in step S6A), the water content measurement control unit 62 determines that the powder is in a dry state having a target water content. (Step S7), the drive (heating control) of the heating heater 12b is stopped (step S8), and a series of water content measurement processing is completed.

なお、本実施形態においても、周波数(横軸)対Sパラメータ(縦軸)の対応関係を透過特性(設定値)として制御テーブル60Aに設定しておき、透過特性の測定モードで測定した透過特性における横軸のパラメータの変動に着目して粉体が目標の乾燥状態になったと判定することに限らず、事前に測定した透過特性における縦軸のパラメータ(電力値)の変動に着目して、粉体が目標の乾燥状態になったと判定する構成としてもよい。 Also in this embodiment, the correspondence between the frequency (horizontal axis) and the S parameter (vertical axis) is set in the control table 60A as the transmission characteristic (set value), and the transmission characteristic is measured in the transmission characteristic measurement mode. Not only determining that the powder has reached the target dry state by focusing on the fluctuation of the parameter on the horizontal axis in, but also focusing on the fluctuation of the parameter (power value) on the vertical axis in the permeation characteristics measured in advance. It may be configured to determine that the powder has reached the target dry state.

上述したように、本実施形態に係る水分含有量測定装置1Aは、金属壁面を有し、中空で金属壁面に非金属製の窓部11e、11fが設けられた処理容器11Aと、処理容器11A内に粉体と気体が誘電体として一様に充填された状態で、粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態のときの処理容器11Aの共振特性を設定する設定制御部61Aと、処理容器11A内に充填された誘電体を加熱する加熱ヒータ12bと、マイクロ波又はミリ波帯の測定用の信号を窓部11eから処理容器11Aに送出し、該処理容器11A内を通って窓部11fより放出される信号成分を受信して誘電体が充填されている処理容器11Aの共振特性を測定する共振特性測定センサー30A、30Bと、誘電体の加熱中、測定用の信号の周波数をスライドさせつつ共振特性測定センサー30A、30Bにより測定した処理容器11Aの共振特性と、設定制御部61Aにより設定された共振特性に基づいて、粉体が乾燥状態となったことを特定する水分含有量測定制御部62Aと、を有する構成である。 As described above, the water content measuring device 1A according to the present embodiment has a processing container 11A having a metal wall surface and having hollow metal wall surfaces provided with non-metal windows 11e and 11f, and a processing container 11A. A setting control unit 61A for setting the resonance characteristics of the processing container 11A in a dry state in which the powder and the gas are uniformly filled as a dielectric and the powder has a target water content. A heating heater 12b for heating the dielectric filled in the processing container 11A and a signal for measuring a microwave or millimeter wave band are sent from the window portion 11e to the processing container 11A, and pass through the processing container 11A to the window. Resonance characteristic measurement sensors 30A and 30B that receive the signal component emitted from the unit 11f and measure the resonance characteristics of the processing container 11A filled with the dielectric, and the frequency of the signal for measurement during heating of the dielectric. Moisture content that identifies that the powder has become dry based on the resonance characteristics of the processing container 11A measured by the resonance characteristic measurement sensors 30A and 30B while sliding and the resonance characteristics set by the setting control unit 61A. It has a structure including a measurement control unit 62A.

特に、本実施形態に係る水分含有量測定装置1Aは、処理容器11Aが、金属壁面の互いに対向する位置にそれぞれ窓部11e及び11fを有し、共振特性測定機能が、窓部11e及び11fにそれぞれ対応して設けられ、互いに測定用の信号の信号源121及び受信部122を有する共振特性測定センサー30A、及び30Bを有し、共振特性測定センサー30Aの信号源121より送出される信号と、共振特性測定センサー30Aの信号源121より窓部11eを通して処理容器11A内に送出され、処理容器11A内に充填されている誘電体を透過して窓部11fを通して共振特性測定センサー30Bの受信部122により受信される信号成分に基づいて処理容器11Aの透過特性を測定する構成であり、水分含有量測定制御部62Aは、共振特性測定センサー30A及び30Bにより測定された透過特性が、粉体の目標とする水分含有量を有する乾燥状態に対応して設定制御部61Aにより設定された透過特性に一致したときに、粉体が乾燥状態となったと判定する構成である。 In particular, in the water content measuring device 1A according to the present embodiment, the processing container 11A has windows 11e and 11f at positions facing each other on the metal wall surface, respectively, and the resonance characteristic measuring function is provided in the windows 11e and 11f. A signal transmitted from the signal source 121 of the resonance characteristic measurement sensor 30A, which is provided corresponding to each other and has a resonance characteristic measurement sensor 30A and 30B having a signal source 121 and a receiving unit 122 for measurement, and a signal transmitted from the signal source 121 of the resonance characteristic measurement sensor 30A. It is sent from the signal source 121 of the resonance characteristic measurement sensor 30A through the window portion 11e into the processing container 11A, passes through the dielectric material filled in the processing container 11A, passes through the window portion 11f, and receives the resonance characteristic measurement sensor 30B 122. The transmission characteristic of the processing container 11A is measured based on the signal component received by the water content measurement control unit 62A, and the transmission characteristic measured by the resonance characteristic measurement sensors 30A and 30B is the target of the powder. When the permeation characteristics set by the setting control unit 61A corresponding to the dry state having the water content to be determined are matched, it is determined that the powder is in the dry state.

この構成により、本実施形態に係る水分含有量測定装置1Aは、二つの共振特性測定センサー30A、30Bを用いて透過特性により共振特性を測定することができ、共振特性を測定するためのバリエーションを増やすことができる。 With this configuration, the water content measuring device 1A according to the present embodiment can measure the resonance characteristics by the transmission characteristics using two resonance characteristic measurement sensors 30A and 30B, and a variation for measuring the resonance characteristics can be obtained. Can be increased.

また、本実施形態に係る水分含有量測定装置1Aは、設定制御部61Aが、目標とする水分含有量を有する乾燥状態の透過特性の縦軸を構成するSパラメータ(電力値)の値を設定値として設定し、水分含有量測定制御部62Aが、共振特性測定センサー30A、30Bにより測定された処理容器11Aの透過特性におけるSパラメータ(電力)の値が、設定値に一致したときに粉体が乾燥状態になったと判定する構成である。 Further, in the water content measuring device 1A according to the present embodiment, the setting control unit 61A sets the value of the S parameter (power value) constituting the vertical axis of the permeation characteristic in the dry state having the target water content. When the value of the S parameter (power) in the transmission characteristics of the processing container 11A measured by the resonance characteristic measurement sensors 30A and 30B is set as a value and the water content measurement control unit 62A matches the set value, the powder is powdered. Is configured to be determined to be in a dry state.

この構成により、本実施形態に係る水分含有量測定装置1Aは、共振特性測定センサー30A、30Bにより測定された処理容器11Aの透過特性におけるSパラメータ(電力)の値から、粉体が目標とする乾燥状態になったことを特定することができ、処理負荷も軽減することができる。 With this configuration, the water content measuring device 1A according to the present embodiment targets the powder from the value of the S parameter (power) in the transmission characteristics of the processing container 11A measured by the resonance characteristic measuring sensors 30A and 30B. It is possible to identify that the product has become dry, and the processing load can be reduced.

以上のように、本発明に係る水分含有量測定装置、及び水分含有量測定方法は、粉体が乾燥用装置の窓に付着した場合も、粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態となったことを精度よく測定可能であるという効果を奏し、処理容器内で空気と一様に充填された状態で扱われる錠剤原料粉体等の粉体の水分含有量測定装置、及び水分含有量測定方法全般に有用である。 As described above, the water content measuring device and the water content measuring method according to the present invention are in a dry state in which the powder has a target water content even when the powder adheres to the window of the drying device. It has the effect of being able to accurately measure the fact that the product has become It is useful for all methods of measuring quantity.

1、 1A 水分含有量測定装置
10、10A 造粒乾燥装置
11、11A 処理容器
11e、11f 窓部
12b 加熱ヒータ(加熱手段)
30 共振特性測定センサー(共振特性測定手段)
30A 共振特性測定センサー(第1の共振特性測定手段)
30B 共振特性測定センサー(第2の共振特性測定手段)
50、50A 制御装置
61、61A 設定制御部(設定手段)
62、62A 水分含有量測定制御部(水分含有量測定制御手段)
110、110A 乾燥器
112、112a、112b 窓部
120、120a、120b ベクトルネットワークアナライザ(VNA)
121 信号源(送信部)
122 受信部
130、130A 制御PC
1, 1A Moisture content measuring device 10, 10A Granulation drying device 11, 11A Processing container 11e, 11f Window 12b Heating heater (heating means)
30 Resonance characteristic measurement sensor (resonance characteristic measurement means)
30A resonance characteristic measurement sensor (first resonance characteristic measurement means)
30B resonance characteristic measurement sensor (second resonance characteristic measurement means)
50, 50A control device 61, 61A Setting control unit (setting means)
62, 62A Moisture content measurement control unit (moisture content measurement control means)
110, 110A Dryer 112, 112a, 112b Window 120, 120a, 120b Vector network analyzer (VNA)
121 Signal source (transmitter)
122 Receiver 130, 130A Control PC

Claims (5)

金属壁面を有し、中空で前記金属壁面に非金属製の窓部(11e、11f)が設けられた処理容器(11、11A)と、
前記処理容器内に粉体と気体が誘電体として一様に充填された状態で、前記粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態のときの前記処理容器の共振特性を設定する設定手段(61、61A)と、
前記処理容器内に充填された前記誘電体を加熱する加熱手段(12b)と、
マイクロ波又はミリ波帯の測定用の信号を前記窓部から前記処理容器に送出し、該処理容器内を通って前記窓部より放出される信号成分を受信して前記誘電体が充填されている前記処理容器の共振特性を測定する共振特性測定手段(30、30A、30B)と、
前記誘電体の加熱中、前記測定用の信号の周波数をスライドさせつつ前記共振特性測定手段により測定した前記処理容器の共振特性と、前記設定手段により設定された共振特性に基づいて、前記粉体が前記乾燥状態となったことを特定する水分含有量測定制御手段(62、62A)と、
を有することを特徴とする水分含有量測定装置。
A processing container (11, 11A) having a metal wall surface and having a hollow metal wall surface provided with non-metal windows (11e, 11f).
Setting means for setting the resonance characteristics of the processing container when the powder and the gas are uniformly filled as a dielectric in the processing container and the powder is in a dry state having a target water content. (61, 61A) and
A heating means (12b) for heating the dielectric filled in the processing container, and
A signal for measuring a microwave or millimeter wave band is sent from the window portion to the processing container, and a signal component emitted from the window portion through the processing container is received and the dielectric is filled. Resonance characteristic measuring means (30, 30A, 30B) for measuring the resonance characteristic of the processing container
While heating the dielectric, the powder is based on the resonance characteristics of the processing container measured by the resonance characteristic measuring means and the resonance characteristics set by the setting means while sliding the frequency of the signal for measurement. With the water content measurement control means (62, 62A) for identifying that the dry state has been reached.
A water content measuring device characterized by having.
前記共振特性測定手段は、前記測定用の信号の送信部(121)及び受信部(122)を有し、前記送信部より送出される前記信号と、前記送信部より前記窓部を通して前記処理容器内に送出され、前記処理容器内に充填されている前記誘電体により反射されて前記窓部を通して前記受信部により受信される信号成分に基づいて前記処理容器の反射特性を測定する構成であり、
前記水分含有量測定制御手段は、前記共振特性測定手段により測定された前記反射特性が、前記粉体の目標とする水分含有量を有する乾燥状態に対応して前記設定手段により設定された反射特性に一致したときに、前記粉体が前記乾燥状態となったと判定することを特徴とする請求項1に記載の水分含有量測定装置。
The resonance characteristic measuring means has a signal transmitting unit (121) and a receiving unit (122) for the measurement, and the signal transmitted from the transmitting unit and the processing container from the transmitting unit through the window unit. It is configured to measure the reflection characteristics of the processing container based on the signal component sent out to the inside, reflected by the dielectric filled in the processing container, and received by the receiving unit through the window portion.
In the water content measuring control means, the reflection characteristic measured by the resonance characteristic measuring means is set by the setting means in accordance with the dry state having the target water content of the powder. The water content measuring apparatus according to claim 1, wherein it is determined that the powder is in the dry state when the above conditions are met.
前記処理容器は、前記金属壁面の互いに対向する位置にそれぞれ第1窓部(11e)及び第2窓部(11f)を有し、
前記共振特性測定手段は、前記第1窓部及び前記第2窓部にそれぞれ対応して設けられ、互いに前記測定用の信号の送信部及び受信部を有する第1の共振特性測定手段(30A)、及び第2の共振特性測定手段(30B)を有し、前記第1の共振特性測定手段の前記送信部より送出される前記信号と、前記第1の共振特性測定手段の前記送信部より前記第1の窓部を通して前記処理容器内に送出され、前記処理容器内に充填されている前記誘電体を透過して前記第2の窓部を通して第2の共振特性測定手段の前記受信部により受信される信号成分に基づいて前記処理容器の透過特性を測定する構成であり、
前記水分含有量測定制御手段は、第1の共振特性測定手段及び前記第2の共振特性測定手段により測定された前記透過特性が、前記粉体の目標とする水分含有量を有する乾燥状態に対応して前記設定手段により設定された透過特性に一致したときに、前記粉体が前記乾燥状態となったと判定することを特徴とする請求項1に記載の水分含有量測定装置。
The processing container has a first window portion (11e) and a second window portion (11f) at positions facing each other on the metal wall surface, respectively.
The first resonance characteristic measuring means (30A), which is provided corresponding to the first window portion and the second window portion, and has a transmitting unit and a receiving unit of signals for measurement, respectively. The signal transmitted from the transmitting unit of the first resonance characteristic measuring means and the transmitting unit of the first resonance characteristic measuring means having the second resonance characteristic measuring means (30B). It is delivered into the processing container through the first window portion, passes through the dielectric material filled in the processing container, and is received by the receiving unit of the second resonance characteristic measuring means through the second window portion. It is configured to measure the transmission characteristics of the processing container based on the signal component to be measured.
The water content measuring control means corresponds to a dry state in which the permeation characteristics measured by the first resonance characteristic measuring means and the second resonance characteristic measuring means have the target water content of the powder. The water content measuring device according to claim 1, wherein the powder is determined to be in the dry state when the permeation characteristics set by the setting means are matched.
前記設定手段は、目標とする水分含有量を有する乾燥状態の共振特性の縦軸を構成するSパラメータの値を設定値として設定し、
前記水分含有量測定制御手段は、前記共振特性測定手段により測定された前記処理容器の共振特性におけるSパラメータの値が、前記設定値に一致したときに前記粉体が前記乾燥状態になったと判定することを特徴とする請求項1に記載の水分含有量測定装置。
The setting means sets the value of the S parameter constituting the vertical axis of the resonance characteristic in the dry state having the target water content as the set value.
The water content measuring control means determines that the powder is in the dry state when the value of the S parameter in the resonance characteristic of the processing container measured by the resonance characteristic measuring means matches the set value. The water content measuring device according to claim 1, wherein the water content measuring device is characterized by the above.
金属壁面を有し、内部が中空で前記金属壁面に非金属製の窓部(11e、11f)が設けられた処理容器(11、11A)内に粉体を投入し、前記粉体と気体を誘電体として一様に充填させた状態で前記粉体の水分含有量を測定する水分含有量測定方法であって、
前記粉体が目標とする水分含有量を有する乾燥状態となったときの前記処理容器の共振特性を設定する設定ステップ(S1、S1A)と、
前記処理容器内に充填された前記誘電体を加熱する加熱制御ステップ(S3)と、
前記加熱制御中、マイクロ波又はミリ波帯の測定用の信号を、周波数可変範囲内で周波数をスライドさせつつ前記窓部から前記処理容器に送出し、該処理容器内を通って前記窓部より放出される信号成分を受信して前記誘電体が充填されている前記処理容器の共振特性を測定する共振特性測定ステップ(S4、S5、S4A、S5A)と、
前記共振特性測定ステップで測定された前記処理容器の共振特性と、前記設定ステップで設定された共振特性に基づいて、前記粉体が前記乾燥状態となったことを特性する水分含有量測定制御ステップ(S6、S6A、S7)と、
前記粉体が前記乾燥状態となったことが特定されることにより、前記誘電体の加熱を停止する加熱停止制御ステップ(S8)と、
を含むことを特徴とする水分含有量測定方法。
The powder is put into a processing container (11, 11A) having a metal wall surface, the inside is hollow, and a non-metal window portion (11e, 11f) is provided on the metal wall surface, and the powder and gas are mixed. It is a water content measuring method for measuring the water content of the powder in a state of being uniformly filled as a dielectric.
Setting steps (S1, S1A) for setting the resonance characteristics of the processing container when the powder is in a dry state having a target water content, and
A heating control step (S3) for heating the dielectric filled in the processing container, and
During the heating control, a signal for measuring a microwave or millimeter wave band is sent from the window to the processing container while sliding the frequency within the variable frequency range, and passes through the processing container from the window. Resonance characteristic measurement steps (S4, S5, S4A, S5A) for receiving the emitted signal component and measuring the resonance characteristics of the processing container filled with the dielectric.
A water content measurement control step characterized by the fact that the powder is in the dry state based on the resonance characteristics of the processing container measured in the resonance characteristic measurement step and the resonance characteristics set in the setting step. (S6, S6A, S7) and
A heating stop control step (S8) for stopping the heating of the dielectric material when the powder is specified to be in the dried state,
A method for measuring a water content, which comprises.
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