JP4022796B2 - 溶融ポリマ分析システム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧力損失、流量損失が少なく、オンライン接続が可能な溶融ポリマ分析システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図18は、従来より一般に使用されている従来例の構成説明図で、タイトル名;Real-Time Analysis of Ethylene Vinyl Acetate Random Copolymers Using Near Infrared Spectroscopy During Extrusion 、著者名;ATUL KHETrRY and MARlON G. HANSEN 、雑誌名;POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, MID-MAY 1996, Vol. 36, No9 に示されている。
【0003】
図19は図18の側面図、図20は図18の斜視図である。
図において、測定セル本体1は、溶融ポリマAが通過する測定流路2を有する。
【0004】
2個の光透過窓3は、この測定セル本体1内の測定流路2に接して設けられている。
第1のプローブ4は、光透過窓3の一方に一端が接し、溶融ポリマAに光ファイバー5を使用して測定光Bを投射する。
【0005】
第2のプローブ6は、光透過窓3の他方に一端が接し、溶融ポリマAを透過した測定光Bを光ファイバー7を使用して分析計本体(図示せず)に送る。
溶融ポリマ測定用熱電対11は、測定セル本体1に設けられている。
温度コントロール用熱電対12は、測定セル本体1に設けられている。
【0006】
以上の構成において、測定光Bは、第1のプローブ4の光ファイバー5を通り、光透過窓3を通過して、溶融ポリマAを透過する。
溶融ポリマAを透過した測定光Bは、他方の光透過窓3を通過して、第2のプローブ6の光ファイバー7を通り、分析計本体(図示せず)に送られ、スペクトルが分析される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置においては、測定光Bは溶融ポリマAを透過して測定信号として利用出来なければならないので、2個の光透過窓3間の間隔には、自ずと制限が生じ、広くする事は出来ない。
従って、通常、測定流路2は光透過窓3の個所で絞られてしまう。
【0008】
結果として、溶融ポリマA の流れに、大きな圧力損失と、流量損失を生ずることになる。
これでは、溶融ポリマAのオンライン測定は出来ない。
【0009】
ところで、光透過窓3が汚れて、清掃しなければならない場合がある。特に、間欠的に使用され、また、成分が異なる溶融ポリマAを測定する場合には、光透過窓3を清掃しなければならない場合がある。
【0010】
この場合、光透過窓3を清掃するには、プローブ4,5を取り外さ無ければならない。
プローブ4,5を取り外すと、
【0011】
(1)光学部品のアライメントが狂うため、基準となるスペクトル(バックグラウンド)を再度、取り直すと言う作業が必要になる。
【0012】
(2)溶融ポリマAは、高温であるので、測定セル本体1も高温となり、測定セル本体1からプローブ4,6を取り外す際に、取り付けねじが変形してしまって、プローブ4,6を取り外す事が出来なくなる事がしばしば発生する。
(3)場合によっては、プローブ4,6を破損してしまう事もある。
【0013】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、圧力損失、流量損失が少なく、オンライン接続が可能な溶融ポリマ分析システムを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明では、請求項1の溶融ポリマ分析システムにおいては、
溶融ポリマが通過する測定流路が設けられた測定セル本体と、この測定セル本体に前記測定流路に接して対向して設けられた2個の光透過窓とを具備し、溶融ポリマに前記光透過窓を介して光りを透過して溶融ポリマの成分を分析する溶融ポリマ分析システムにおいて、
前記測定光が溶融ポリマを透過して測定信号として利用可能なように所定間隔を置いて向して配置された2個の光透過窓と、この光透過窓の配置位置で前記所定間隔に絞られる絞り部が設けられた測定流路と、前記測定セル本体に設けられ前記測定流路に達する穴と、この穴を塞いで設けられた蓋と、この蓋に設けられ前記測定流路の一部を構成し前記絞り部において測定流路の断面積が一定となるように前記溶融ポリマの流れ方向に断面積が変化する溝部とを具備した事を特徴とする。
【0015】
この結果、圧力損失、流量損失が少なく取付けが可能なため、既設のプラント等で、特別な設備を付加することなく、オンライン設置が可能な溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0016】
本発明の請求項2においては、請求項1記載の溶融ポリマ分析システムにおて、
前記測定流路が前記光透過窓の透過窓面に密着するように前記測定流路が前記光透過窓の配置位置において対向する平面部を有する事を特徴とする。
【0017】
この結果、測定光の減衰が少なく感度が良い溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0018】
本発明の請求項3においては、請求項1又は請求項2記載の溶融ポリマ分析システムにおいて、
前記測定流路が前記光透過窓の配置位置において曲率の大なる面が対向配置されるようにされた楕円形状断面を有する事を特徴とする。
【0019】
この結果、測定流路を円形状断面から楕円形状断面に、測定流路の断面積が一定となる事を確保しつつ変化させる事は、比較的容易に製作し易く、また、測定流路の断面積が一定となるように精度良く作る事も比較的容易である。
従って、安価で、精度の良い溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0020】
本発明の請求項4においては、請求項1乃至請求項3の何れかに記載の溶融ポリマ分析システムにおいて、
前記穴が前記光透過窓の清掃が可能なように設けられた事を特徴とする。
【0021】
この結果、光透過窓を清掃する場合に、プローブを取り外す必要が無い。
従って、
(1)光学部品のアライメントが狂うこともなく、基準となるスペクトル(バックグラウンド)を再度、取り直すと言う作業も必要でなくなる溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0022】
(2)溶融ポリマは、高温であるので、測定セル本体も高温となり、測定セル本体からプローブを取り外す際に、取り付けねじが変形してしまって、プローブを取り外す事が出来なくなるような事も発生しない溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0023】
(3)従って、場合によっては、プローブを破損してしまう事も無くなる溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0024】
本発明の請求項5においては、請求項1乃至請求項4の何れかに記載の溶融ポリマ分析システムにおいて、
前記清掃の穴として、前記光透過窓の面に接する矩形形状断面に形成された事を特徴とする。
【0025】
この結果、光透過窓の面と同一の平面が得られ易く、光透過窓の清掃を確実に行い易い溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0026】
本発明の請求項6においては、請求項1乃至請求項5の何れかに記載の溶融ポリマ分析システムにおいて、
前記清掃の穴として、前記光透過窓の面に接する楕円形状断面に形成された事を特徴とする。
この結果、穴が製作し易く、安価な溶融ポリマ分析システムが得られる。
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図1は本発明の一実施例の要部構成説明図、図2は図1の側面図、図3は図1の要部部品構成説明図、図4は図3の側面図、図5は図3の平面図、図6は図5のF−F断面図、図7は図5のG−G断面図、図8は図1の要部部品構成説明図、図9は図8の側面図、図10は図9の側面図である。
【0027】
図において、図18と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図18と相違部分のみ説明する。
【0028】
図において、2個の光透過窓3(図示せず)は、測定光Bが溶融ポリマAを透過して測定信号として利用可能なように,所定間隔Cを置いて対向して配置されている。
【0029】
測定流路2は、図3,図6に示す如く、この光透過窓3の配置位置で、所定間隔Cに絞られる絞り部21を有する。
穴22は、図4,図5,図7に示す如く、測定セル本体1に設けられ、測定流路2まで達する。
【0030】
この場合は、穴22は、図3に示す如く、光透過窓3の清掃が可能なように設けられている。
図8,図9,図10に示す、蓋23は、図1に示す如く、この穴22を塞いで設けられている。
【0031】
溝部24は、図8,図9,図10に示す如く、この蓋23に設けられ測定流路2の一部を構成し、絞り部21において測定流路2の断面積が一定となるように溶融ポリマAの流れ方向に断面積が変化する。
【0032】
すなはち、図10に示すa〜eの位置に対応した測定流路2の断面の一例を、図11〜図15に示す。
ここで、図11は図10のa−aの断面、図12は図10のb−bの断面、図13は図10のc−cの断面、図14は図10のd−dの断面、図15は図10のe−eの断面を示す。
【0033】
この場合は、図15に示す如く、測定流路2が光透過窓3の透過窓面に密着するように、測定流路2が光透過窓3の配置位置において対向する平面部Dを有する。
この場合は、穴22は、矩形形状断面に形成されている。
【0034】
なお、図3において、蓋23の取り付けねじ31、第1のプローブ4の取り付け穴32、第2のプローブ6の取り付け穴33、温度コントロール用熱電対12の取り付け穴34、溶融ポリマ測定用熱電対11の取り付け穴35、光透過窓3の取り付け穴36,37が、測定セル本体1に設けられている。
【0035】
以上の構成において、測定流路2の断面積が一定となるように構成されているので、溶融ポリマAは、測定セル本体1内を圧力損失、流量損失が少なく流れる事が出来る。
【0036】
この結果、
(1)圧力損失、流量損失が少なく取付けが可能なため、既設のプラント等で、特別な設備を付加することなく、オンライン設置が可能な溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0037】
(2)測定流路2が光透過窓3の透過窓面に密着するように、測定流路2が光透過窓3の配置位置において、対向する平面部Dを有するようにしたので、測定光の減衰が少なく感度が良い溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0038】
(3)穴22が光透過窓3の清掃が可能なように設けられたので、光透過窓3を清掃する場合に、プローブ4,5を取り外す必要が無い。
従って、
▲1▼光学部品のアライメントが狂うこともなく、基準となるスペクトル(バックグラウンド)を再度、取り直すと言う作業も必要でなくなる溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0039】
▲2▼溶融ポリマAは、高温であるので、測定セル本体1も高温となり、測定セル本体1からプローブ4,6を取り外す際に、取り付けねじが変形してしまって、プローブ4,6を取り外す事が出来なくなるような事も発生しない溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0040】
▲3▼従って、場合によっては、プローブ4,6を破損してしまう事も無くなる溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0041】
(4)穴22として、光透過窓3の面に接する矩形形状断面に形成されたので、光透過窓3の面と同一の平面が得られ易く、光透過窓3の清掃を確実に行い易い溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0042】
(5)穴22として、光透過窓3の面に接する楕円形状断面に形成されたので、穴22が製作し易く、安価な溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0043】
図16は本発明の他の実施例の要部構成説明図で、測定流路を主として示したもので、図17は、測定流路と測定セル本体との関係とを主として示したものである。
【0044】
本実施例においては、測定流路41が光透過窓3の配置位置において、曲率の大なる面42が対向配置されるようにされた楕円形状断面を有する。
測定セル本体43は、図17に示す如く、2個に分割して測定流路41を構成すれば良い。
【0045】
この結果、測定流路41が、光透過窓3の配置位置において、曲率の大なる面42が対向配置されるようにされた楕円形状断面を有するようにしたので、測定流路41を円形状断面から楕円形状断面に、測定流路41の断面積が一定となる事を確保しつつ変化させる事は、比較的容易に製作し易く、また、測定流路の断面積が一定となるように精度良く作る事も比較的容易である。
従って、安価で、精度の良い溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0046】
また、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1によれば、次のような効果がある。
測定光が溶融ポリマを透過して測定信号として利用可能なように所定間隔を置いて対向して配置された2個の光透過窓と、この光透過窓の配置位置で所定間隔に絞られる絞り部が設けられた測定流路と、測定セル本体に設けられ測定流路に達する穴と、この穴を塞いで設けられた蓋と、この蓋に設けられ測定流路の一部を構成し絞り部において測定流路の断面積が一定となるように溶融ポリマの流れ方向に断面積が変化する溝部とが設けられた。
【0048】
この結果、圧力損失、流量損失が少なく取付けが可能なため、既設のプラント等で、特別な設備を付加することなく、オンライン設置が可能な溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0049】
本発明の請求項2によれば、次のような効果がある。
測定流路が光透過窓の透過窓面に密着するように、測定流路が光透過窓の配置位置において、対向する平面部を有するようにしたので、測定光の減衰が少なく感度が良い溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0050】
本発明の請求項3によれば、次のような効果がある。
測定流路が、光透過窓の配置位置において、曲率の大なる面が対向配置されるようにされた楕円形状断面を有するようにした。
【0051】
この結果、測定流路を円形状断面から楕円形状断面に、測定流路の断面積が一定となる事を確保しつつ変化させる事は、比較的容易に製作し易く、また、測定流路の断面積が一定となるように精度良く作る事も比較的容易である。
従って、安価で、精度の良い溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0052】
本発明の請求項4によれば、次のような効果がある。
穴が光透過窓の清掃が可能なように設けられた。
【0053】
この結果、光透過窓を清掃する場合に、プローブを取り外す必要が無い。
従って、
(1)光学部品のアライメントが狂うこともなく、基準となるスペクトル(バックグラウンド)を再度、取り直すと言う作業も必要でなくなる溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0054】
(2)溶融ポリマは、高温であるので、測定セル本体も高温となり、測定セル本体からプローブを取り外す際に、取り付けねじが変形してしまって、プローブを取り外す事が出来なくなるような事も発生しない溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0055】
(3)従って、場合によっては、プローブを破損してしまう事も無くなる溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0056】
本発明の請求項5によれば、次のような効果が有る。
穴として、光透過窓の面に接する矩形形状断面に形成されたので、光透過窓の面と同一の平面が得られ易く、光透過窓の清掃を確実に行い易い溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0057】
本発明の請求項6によれば、次のような効果が有る。
穴として、光透過窓の面に接する楕円形状断面に形成されたので、穴が製作し易く、安価な溶融ポリマ分析システムが得られる。
【0058】
従って、本発明によれば、圧力損失、流量損失が少なく、オンライン接続が可能な溶融ポリマ分析システムを実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】図1の要部部品構成説明図である。
【図4】図3の側面図である。
【図5】図3の平面図である。
【図6】図5のA−A断面図である。
【図7】図5のB−B断面図である。
【図8】図1の要部部品構成説明図である。
【図9】図8の側面図である。
【図10】図9の側面図である。
【図11】図10のa−a断面図である。
【図12】図10のb−b断面図である。
【図13】図10のc−c断面図である。
【図14】図10のd−d断面図である。
【図15】図10のe−e断面図である。
【図16】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図17】図16の測定セル本体を主として示したものである。
【図18】従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
【図19】図18の側面図である。
【図20】図18の斜視図である。
【符号の説明】
1 測定セル本体
2 測定流路
3 光透過窓
4 第1のプローブ
5 光ファイバー
6 第2のプローブ
7 光ファイバー
11 溶融ポリマ測定用熱電対
12 温度コントロール用熱電対
21 絞り部
22 穴
23 蓋
24 溝部
31 蓋23の取り付けねじ
32 第1のプローブ4の取り付け穴
33 第2のプローブ6の取り付け穴
34 温度コントロール用熱電対12の取り付け穴
35 溶融ポリマ測定用熱電対11の取り付け穴
36 光透過窓3の取り付け穴
37 光透過窓3の取り付け穴
A 溶融ポリマ
B 測定光
C 所定間隔
D 平面部

Claims (6)

  1. 溶融ポリマが通過する測定流路が設けられた測定セル本体と、
    この測定セル本体に前記測定流路に接して対向して設けられた2個の光透過窓と
    を具備し、
    溶融ポリマに前記光透過窓を介して光りを透過して溶融ポリマの成分を分析する溶融ポリマ分析システムにおいて、
    前記測定光が溶融ポリマを透過して測定信号として利用可能なように所定間隔を置いて対向して配置された2個の光透過窓と、
    この光透過窓の配置位置で前記所定間隔に絞られる絞り部が設けられた測定流路と、
    前記測定セル本体に設けられ前記測定流路に達する穴と、
    この穴を塞いで設けられた蓋と、
    この蓋に設けられ前記測定流路の一部を構成し前記絞り部において測定流路の断面積が一定となるように前記溶融ポリマの流れ方向に断面積が変化する溝部と
    を具備した事を特徴とする溶融ポリマ分析システム。
  2. 前記測定流路が前記光透過窓の透過窓面に密着するように前記測定流路が前記光透過窓の配置位置において対向する平面部を有する事
    を特徴とする請求項1記載の溶融ポリマ分析システム。
  3. 前記測定流路が前記光透過窓の配置位置において曲率の大なる面が対向配置されるようにされた楕円形状断面を有する事
    を特徴とする請求項1又は請求項2記載の溶融ポリマ分析システム。
  4. 前記穴が前記光透過窓の清掃が可能なように設けられた事
    を特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の溶融ポリマ分析システム。
  5. 前記清掃の穴として、前記光透過窓の面に接する矩形形状断面に形成された事を
    を特徴とする請求項1乃至請求項4記載の溶融ポリマ分析システム。
  6. 前記清掃の穴として、前記光透過窓の面に接する楕円形状断面に形成された事を特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の溶融ポリマ分析システ。
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