JP6962407B2 - Concentration measuring method and concentration measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、濃度測定方法および濃度測定装置に関する。 The present invention relates to a concentration measuring method and a concentration measuring device.

例えばニッケル粉の製造に、シックナー(沈降濃縮装置)が用いられている(例えば特許文献1参照)。シックナーは、液体中に分散混合している少量の固体粒子を重力の作用で沈降させ高濃度のスラッジ(泥漿)として液体から連続的に分離する工業的装置である。 For example, a thickener (precipitation concentrator) is used in the production of nickel powder (see, for example, Patent Document 1). Thickeners are industrial devices that settle a small amount of solid particles dispersed and mixed in a liquid by the action of gravity and continuously separate them from the liquid as high-concentration sludge (slurry).

シックナーによる分離の制御性を高めるために、シックナーの槽内の深さ方向おけるスラリーの濃度分布を測定できることが望ましい。しかし、このような濃度分布を測定するための技術は知られていない。 In order to improve the controllability of separation by the thickener, it is desirable to be able to measure the concentration distribution of the slurry in the depth direction in the thickener tank. However, no technique is known for measuring such a concentration distribution.

特開2020−12184号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-12184

本発明の一目的は、シックナーの槽内の深さ方向おけるスラリー濃度分布の測定に適用できる濃度測定技術を提供することである。 An object of the present invention is to provide a concentration measurement technique applicable to the measurement of a slurry concentration distribution in a thickener tank in the depth direction.

本発明の一態様によれば、
液体中に固形分が分散した混合物中で被歪体を移動させることにより前記被歪体をひずませ、前記被歪体のひずみ量を測定する工程と、
前記ひずみ量に基づき、前記混合物中における前記固形分の濃度を取得する工程と、
を有する、濃度測定方法
が提供される。
According to one aspect of the invention
A step of distorting the strained body by moving the strained body in a mixture in which solids are dispersed in a liquid and measuring the strain amount of the strained body.
A step of obtaining the concentration of the solid content in the mixture based on the strain amount, and
A concentration measuring method is provided.

本発明の他の態様によれば、
液体中に固形分が分散した混合物中で被歪体を移動させることにより前記被歪体をひずませ、前記被歪体のひずみ量を測定する機能と、
前記ひずみ量に基づき、前記混合物中における前記固形分の濃度を取得する機能と、
を有する、濃度測定装置
が提供される。
According to another aspect of the invention
A function of distorting the strained body by moving the strained body in a mixture in which solids are dispersed in a liquid and measuring the strain amount of the strained body.
A function of obtaining the concentration of the solid content in the mixture based on the amount of strain, and
A concentration measuring device is provided.

シックナーの槽内の深さ方向おけるスラリー濃度分布の測定に適用できる濃度測定技術が提供される。 A concentration measurement technique applicable to the measurement of the slurry concentration distribution in the depth direction in the thickener tank is provided.

図1(a)は、本発明の第1実施形態による濃度測定装置を例示する概略図であり、図1(b)は、被歪体に取り付けられたひずみセンサーを例示する概略図である。FIG. 1 (a) is a schematic view illustrating a concentration measuring device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a schematic diagram illustrating a strain sensor attached to a strained body. 図2は、ひずみ移動を単振動として行う場合の支持部材の移動量の時間変化を例示するグラフである。FIG. 2 is a graph illustrating a time change in the amount of movement of the support member when strain movement is performed as a simple vibration. 図3は、第1実施形態による濃度測定方法を概略的に示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart schematically showing a concentration measuring method according to the first embodiment. 図4(a)〜図4(c)は、試験例の中・高濃度試験における結果を示す表およびグラフである。4 (a) to 4 (c) are tables and graphs showing the results of the medium- and high-concentration tests of the test examples. 図5(a)〜図5(c)は、試験例の低濃度試験における結果を示す表およびグラフである。5 (a) to 5 (c) are tables and graphs showing the results of the low concentration test of Test Examples. 図6(a)は、第2実施形態による濃度分布測定装置を例示する概略図であり、図6(b)は、第2実施形態の変形例による濃度分布測定装置を例示する概略図である。FIG. 6A is a schematic diagram illustrating a concentration distribution measuring device according to the second embodiment, and FIG. 6B is a schematic diagram illustrating a concentration distribution measuring device according to a modified example of the second embodiment. .. 図7(a)および図7(b)は、第2実施形態による濃度分布測定方法を概略的に示すフローチャートである。7 (a) and 7 (b) are flowcharts schematically showing the concentration distribution measurement method according to the second embodiment. 図8(a)は、第1実施形態の一変形例による濃度測定装置を例示する概略図であり、図8(b)は、第1実施形態の他の変形例による濃度測定装置を例示する概略図である。FIG. 8A is a schematic view illustrating a concentration measuring device according to one modification of the first embodiment, and FIG. 8B illustrates a concentration measuring device according to another modification of the first embodiment. It is a schematic diagram.

<第1実施形態>
本発明の第1実施形態による濃度測定装置および濃度測定方法について説明する。図1(a)は、第1実施形態による濃度測定装置100(以下、装置100ともいう)を例示する概略図である。
<First Embodiment>
The concentration measuring apparatus and the concentration measuring method according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1A is a schematic view illustrating the concentration measuring device 100 (hereinafter, also referred to as device 100) according to the first embodiment.

装置100は、被歪体10と、支持部材20と、移動機構30と、ひずみセンサー40と、制御装置50と、を有する。装置100は、詳細は後述するように、スラリー(液体中に固形分が分散した混合物)1中に浸漬された被歪体10を移動機構30により移動させることで被歪体10をひずませて、被歪体10のひずみ量を測定することにより、スラリー1の固形分濃度を測定する装置である。 The device 100 includes a strained body 10, a support member 20, a moving mechanism 30, a strain sensor 40, and a control device 50. As will be described in detail later, the apparatus 100 distorts the strained body 10 by moving the strained body 10 immersed in the slurry (mixture in which solids are dispersed in a liquid) 1 by a moving mechanism 30. This is an apparatus for measuring the solid content concentration of the slurry 1 by measuring the strain amount of the strained body 10.

スラリー1は、特に限定されないが、例えば、ニッケル粉の製造に用いられるシックナーの槽内に収容されたスラリーである。スラリー1の単位体積当たりの重量に対する、スラリー1の単位体積に含まれる固形分の重量の比率が、スラリー1中における固形分の濃度(Solid%)である。スラリー1中における固形分の濃度を、以下、スラリー濃度、または単に、濃度、ということがある。 The slurry 1 is not particularly limited, but is, for example, a slurry housed in a thickener tank used for producing nickel powder. The ratio of the weight of the solid content contained in the unit volume of the slurry 1 to the weight per unit volume of the slurry 1 is the concentration of the solid content (Solid%) in the slurry 1. The concentration of the solid content in the slurry 1 may be hereinafter referred to as the slurry concentration or simply the concentration.

濃度測定において、スラリー1は、容器2内に収容されている。容器2は、特に限定されないが、例えば、後述の第2実施形態で説明するように、シックナーの槽である。 In the concentration measurement, the slurry 1 is housed in the container 2. The container 2 is not particularly limited, but is, for example, a thickener tank as described in the second embodiment described later.

容器2が、例えばシックナーの槽である場合、容器2の深さは、5m〜10m程度であり、重力に起因して、深さ方向に、深い側ほど高濃度となるような、スラリー1の濃度分布が生じている。深さ方向にスラリー1の濃度分布が生じている場合、濃度測定の対象とする深さである測定深さ(矢印11参照)に被歪体10を配置して濃度測定を行うことで、測定深さにおける濃度を測定することができる。 When the container 2 is, for example, a thickener tank, the depth of the container 2 is about 5 m to 10 m, and due to gravity, the concentration of the slurry 1 increases toward the deeper side in the depth direction. There is a concentration distribution. When the concentration distribution of the slurry 1 occurs in the depth direction, the strain is measured by arranging the strained body 10 at the measurement depth (see arrow 11), which is the depth to be measured. The concentration at depth can be measured.

スラリー1中で被歪体10を測定深さに配置するための移動(矢印12参照)を、深さ移動ともいう。また、深さ移動の際に、被歪体10を移動させる方向を、深さ移動方向ともいう。スラリー1中で被歪体10をひずませるための移動(矢印13参照)を、ひずみ移動ともいう。また、ひずみ移動の際に、被歪体10を移動させる方向を、ひずみ移動方向ともいう。 The movement (see arrow 12) for arranging the strained body 10 at the measurement depth in the slurry 1 is also referred to as a depth movement. Further, the direction in which the strained body 10 is moved during the depth movement is also referred to as the depth movement direction. The movement for distorting the strained body 10 in the slurry 1 (see arrow 13) is also referred to as strain movement. Further, the direction in which the strained body 10 is moved during strain movement is also referred to as a strain movement direction.

被歪体10は、支持部材20に取り付けられており、支持部材20は、移動機構30に取り付けられている。移動機構30が、支持部材20を移動させることで、被歪体10を移動させることができる。本例では、深さ移動方向と、ひずみ移動方向と、を一致させている。これにより、一方向(一軸方向)に支持部材20を移動させる移動機構30を用いて、深さ移動およびひずみ移動の両方の移動を行わせることができる。つまり、深さ移動のための移動機構と、ひずみ移動のための移動機構と、を別々に設けなくてよく、深さ移動およびひずみ移動を共通の移動機構30で行うことができるため、経済的である。支持部材20は、例えば、深さ移動方向およびひずみ移動方向に延在する棒状の形状を有し、例えば金属で構成される。 The strained body 10 is attached to the support member 20, and the support member 20 is attached to the moving mechanism 30. The strained body 10 can be moved by the moving mechanism 30 moving the support member 20. In this example, the depth movement direction and the strain movement direction are matched. Thereby, both the depth movement and the strain movement can be performed by using the movement mechanism 30 that moves the support member 20 in one direction (uniaxial direction). That is, it is not necessary to separately provide the moving mechanism for the depth movement and the moving mechanism for the strain movement, and the depth movement and the strain movement can be performed by the common moving mechanism 30, which is economical. Is. The support member 20 has, for example, a rod-like shape extending in the depth moving direction and the strain moving direction, and is made of, for example, metal.

本例において、移動機構30は、具体的には、鉛直方向(上下方向)に支持部材20を移動させる。つまり、深さ移動方向およびひずみ移動方向を、鉛直方向とする。なお、移動機構30による移動方向を、鉛直成分を有する方向(水平方向以外)とすれば、深さ移動を行わせることができるため、当該移動方向は、鉛直方向に限定されない。つまり、深さ移動方向およびひずみ移動方向は、鉛直方向から傾いた斜め方向であってもよい。ただし、当該移動方向を鉛直方向とすることで、深さ移動を効率的に行うことができる。 In this example, the moving mechanism 30 specifically moves the support member 20 in the vertical direction (vertical direction). That is, the depth moving direction and the strain moving direction are set to the vertical direction. If the moving direction by the moving mechanism 30 is a direction having a vertical component (other than the horizontal direction), the depth movement can be performed, so that the moving direction is not limited to the vertical direction. That is, the depth moving direction and the strain moving direction may be diagonal directions inclined from the vertical direction. However, by setting the moving direction to the vertical direction, the depth movement can be efficiently performed.

被歪体10は、好ましくは例えば板状の形状を有し、支持部材20に片持ち梁状に保持されている。被歪体10は、被歪体10の強度を高めるとともに、酸およびアルカリへの耐性を高める観点から、例えばステンレス鋼で構成されることが好ましい。被歪体10の厚さ、長さ等の寸法は、ひずみ移動によりスラリー1中で適切なひずみが生じるように、適宜選択されてよい。被歪体10の厚さは、例えば、0.05mm〜0.5mmであり、被歪体10の(片持ち梁状に突出し、ひずませる部分の)長さは、例えば、20mm〜100mmである。 The strained body 10 preferably has a plate-like shape, for example, and is held by the support member 20 in the shape of a cantilever. The strained body 10 is preferably made of, for example, stainless steel from the viewpoint of increasing the strength of the strained body 10 and increasing the resistance to acids and alkalis. Dimensions such as the thickness and length of the strained body 10 may be appropriately selected so that appropriate strain is generated in the slurry 1 by strain transfer. The thickness of the strained body 10 is, for example, 0.05 mm to 0.5 mm, and the length of the strained body 10 (the portion protruding and distorted like a cantilever) is, for example, 20 mm to 100 mm. ..

(静止時における)被歪体10の厚さ方向は、ひずみ移動方向と概ね平行であること、つまり、ひずみ移動に際し、被歪体10を、被歪体10の厚さ方向に移動させることが好ましい。被歪体10の厚さ方向を、ひずみ移動方向と概ね平行とすることで、ひずみ移動により被歪体10を効率的にひずませることができる。なお、ここで、ある方向と他の方向とが概ね平行であるとは、これらの方向のなす角が20°以下であることをいう。 The thickness direction of the strained body 10 (at rest) is substantially parallel to the strain moving direction, that is, the strained body 10 can be moved in the thickness direction of the strained body 10 during the strain movement. preferable. By making the thickness direction of the strained body 10 substantially parallel to the strain moving direction, the strained body 10 can be efficiently distorted by the strain movement. Here, the fact that a certain direction and another direction are substantially parallel means that the angle formed by these directions is 20 ° or less.

本例において、ひずみ移動は、具体的には、スラリー1中で被歪体10を一方向に往復移動させる(振動させる)ことで行われる。測定深さを挟んで上下に被歪体10を往復移動させることで、測定深さにおける濃度測定が行われる。 In this example, the strain transfer is specifically performed by reciprocating (vibrating) the strained body 10 in one direction in the slurry 1. By reciprocating the strained body 10 up and down with the measurement depth in between, the concentration is measured at the measurement depth.

ひずみ移動として被歪体10を往復移動させることにより、つまり、被歪体10の根元部(被歪体10が支持部材20に取り付けられている側の端部)を、往復移動させることにより、被歪体10の先端部(被歪体10が支持部材20に取り付けられている側と反対側の端部)が、周期的に上下に変形する(矢印14参照)。 By reciprocating the strained body 10 as the strain movement, that is, by reciprocating the root portion of the strained body 10 (the end portion on the side where the strained body 10 is attached to the support member 20). The tip end portion of the strained body 10 (the end portion on the side opposite to the side where the strained body 10 is attached to the support member 20) is periodically deformed up and down (see arrow 14).

このように、被歪体10に往復移動であるひずみ移動をさせることで、被歪体10に、当該往復移動と等しい周期で周期的に変化するひずみを生じさせることができる。本例では、ひずみ移動の際の往復移動に伴い周期的に変化する被歪体10のひずみの振幅(以下、ひずみ振幅ともいう)を、ひずみ量として測定する。 By causing the strained body 10 to perform strain movement, which is a reciprocating movement, the strained body 10 can be made to generate strain that changes periodically at a period equal to the reciprocating movement. In this example, the strain amplitude (hereinafter, also referred to as strain amplitude) of the strained body 10 that changes periodically with the reciprocating movement during the strain movement is measured as the strain amount.

ひずみ移動として被歪体10を往復移動させることで、スラリー1の濃度に対応する量となる最大ひずみを、周期的に変化するひずみの振幅として繰り返し測定することが可能となり、濃度測定の精度向上が図られる。なお、往復移動における最大ひずみ(ひずみ振幅)を繰り返し再現性よく得るために、被歪体10に生じさせるひずみ(変形)は、弾性変形の範囲にとどめることが好ましい。 By reciprocating the strained body 10 as the strain transfer, it is possible to repeatedly measure the maximum strain, which is an amount corresponding to the concentration of the slurry 1, as the amplitude of the strain that changes periodically, and the accuracy of the concentration measurement is improved. Is planned. In order to obtain the maximum strain (strain amplitude) in the reciprocating movement repeatedly and with good reproducibility, it is preferable that the strain (deformation) generated in the strained body 10 is limited to the range of elastic deformation.

ひずみセンサー40は、被歪体10のひずみを測定するセンサーであり、被歪体10に取り付けられている。ひずみセンサー40として、例えば、モノリシックのひずみゲージを用いることが好ましい。これにより、半導体チップ内で、ひずみゲージの温度補償をできるとともに、測定データのデジタル変換を行うことができるため、外乱の影響が低減された測定を行うことができる。 The strain sensor 40 is a sensor that measures the strain of the strained body 10, and is attached to the strained body 10. As the strain sensor 40, for example, it is preferable to use a monolithic strain gauge. As a result, the temperature of the strain gauge can be compensated in the semiconductor chip, and the measurement data can be digitally converted, so that the measurement can be performed with the influence of disturbance reduced.

図1(b)は、被歪体10に取り付けられたひずみセンサー40を例示する概略図である。ひずみセンサー40は、半導体チップ41と、金属接合層42と、支持金属板43と、フレキシブルプリント配線板44と、封止剤45と、配線46と、を有する。ひずみ検出回路が形成された半導体チップ41が、金属接合層42を介して、支持金属板43に保持されている。また、支持金属板43に取り付けられたフレキシブルプリント配線板44に、配線46を介して半導体チップ41が接続されている。半導体チップ41、および、フレキシブルプリント配線板44の端部を覆って、封止剤45が形成されている。支持金属板43が、被歪体10に取り付けられている。 FIG. 1B is a schematic view illustrating a strain sensor 40 attached to the strained body 10. The strain sensor 40 includes a semiconductor chip 41, a metal bonding layer 42, a support metal plate 43, a flexible printed wiring board 44, a sealant 45, and a wiring 46. The semiconductor chip 41 on which the strain detection circuit is formed is held by the support metal plate 43 via the metal bonding layer 42. Further, the semiconductor chip 41 is connected to the flexible printed wiring board 44 attached to the support metal plate 43 via the wiring 46. A sealant 45 is formed so as to cover the ends of the semiconductor chip 41 and the flexible printed wiring board 44. The support metal plate 43 is attached to the strained body 10.

被歪体10に大きなひずみが繰り返し生じると、半導体チップ41と金属接合層42、若しくは金属接合層42と支持金属板43との接合が破壊されること等により、ひずみセンサー40に不具合が生じることが懸念される。このため、ひずみ移動の際の往復移動における、振幅、および、周波数(速さ)の少なくとも一方は、ひずみ量(ひずみ振幅)が所定最大値以下となるように、設定されていることが好ましい。 When a large strain is repeatedly generated in the strained body 10, the strain sensor 40 may malfunction due to the joint between the semiconductor chip 41 and the metal bonding layer 42 or the metal bonding layer 42 and the supporting metal plate 43 being broken. Is a concern. Therefore, it is preferable that at least one of the amplitude and the frequency (speed) in the reciprocating movement during the strain movement is set so that the strain amount (strain amplitude) is equal to or less than a predetermined maximum value.

ひずみ移動の際の往復移動は、測定深さを中心とする単振動とすることが好ましい。単振動とすることで、最大ひずみ(ひずみ振幅)を、より精度良く測定することができる。図2は、ひずみ移動を単振動として行う場合の、移動機構30による支持部材20の移動量(ストローク量)の時間変化を例示するグラフである。単振動の中心位置を20mmに設定し、ひずみ移動の振幅(片振幅)を20mmに設定し、ひずみ移動の周波数を0.5Hzに設定した例を示す。ひずみ移動を単振動として行うことにより、支持部材20の移動量を、時間に対してプロットしたグラフの形状は、正弦波状となる。つまり、当該移動量は、時間に対して正弦波状に変化する。 The reciprocating motion during strain transfer is preferably a simple vibration centered on the measurement depth. The maximum strain (strain amplitude) can be measured more accurately by using simple vibration. FIG. 2 is a graph illustrating a time change of the movement amount (stroke amount) of the support member 20 by the movement mechanism 30 when the strain movement is performed as a simple vibration. An example is shown in which the center position of simple vibration is set to 20 mm, the amplitude of strain movement (single amplitude) is set to 20 mm, and the frequency of strain movement is set to 0.5 Hz. By performing the strain movement as a simple vibration, the shape of the graph in which the movement amount of the support member 20 is plotted against time becomes a sinusoidal shape. That is, the amount of movement changes in a sinusoidal manner with respect to time.

ひずみ移動を単振動として行うことにより、被歪体10のひずみを、時間に対して(ほぼ)正弦波状に変化するように、生じさせることができる。被歪体10のひずみを、時間に対して正弦波状に変化させることで、ひずみ量を精度よく測定することができる。ひずみ量の測定方法については、後述する。なお、このような、被歪体10の正弦波状に変化するひずみを生じさせるために、ひずみ移動の周波数は、被歪体10の固有振動数よりも大きくすることが好ましい。ただし、ひずみ移動の周波数が高すぎると、振幅が小さくなったり高次の振動モードが発生したりするので、固有振動数の2倍よりも小さくすることが好ましい。 By performing the strain transfer as a simple vibration, the strain of the strained body 10 can be generated so as to change in a (almost) sinusoidal shape with time. By changing the strain of the strained body 10 in a sinusoidal manner with respect to time, the amount of strain can be measured accurately. The method for measuring the strain amount will be described later. In order to generate such a strain that changes in a sinusoidal shape of the strained body 10, it is preferable that the frequency of strain transfer is larger than the natural frequency of the strained body 10. However, if the frequency of strain transfer is too high, the amplitude becomes small and a higher-order vibration mode occurs. Therefore, it is preferable to make the frequency smaller than twice the natural frequency.

制御装置50は、移動機構30等の装置を、所定の動作を行うように制御する。また、制御装置50は、ひずみセンサー40により測定された被歪体10のひずみに対応するデータを受信し、ひずみ量を算出する。さらに、制御装置50は、被歪体10のひずみ量とスラリー1の濃度との対応関係を記憶した記憶部を備え、ひずみ量および当該対応関係に基づいて、スラリー1の濃度を算出する。なお、後述の第2実施形態で説明するような、濃度分布測定を行う場合、制御装置50は、複数の測定深さについて測定された濃度を記憶し、濃度分布を算出する。制御装置50は、例えばパーソナルコンピュータにより構成される。 The control device 50 controls a device such as the moving mechanism 30 so as to perform a predetermined operation. Further, the control device 50 receives the data corresponding to the strain of the strained body 10 measured by the strain sensor 40, and calculates the strain amount. Further, the control device 50 includes a storage unit that stores the correspondence between the strain amount of the strained body 10 and the concentration of the slurry 1, and calculates the concentration of the slurry 1 based on the strain amount and the correspondence. When performing concentration distribution measurement as described in the second embodiment described later, the control device 50 stores the measured concentrations at a plurality of measurement depths and calculates the concentration distribution. The control device 50 is composed of, for example, a personal computer.

図3は、第1実施形態による濃度測定方法を概略的に示すフローチャートである。まず、ステップS110において、スラリー1中で被歪体10を移動させることにより被歪体10をひずませ、被歪体10のひずみ量を測定する。 FIG. 3 is a flowchart schematically showing a concentration measuring method according to the first embodiment. First, in step S110, the strained body 10 is distorted by moving the strained body 10 in the slurry 1, and the strain amount of the strained body 10 is measured.

本例では、ひずみ移動として、被歪体10を単振動で往復移動させることにより、被歪体10に、時間に対して正弦波状に変化するひずみを生じさせる。そして、被歪体10のひずみ量として、ひずみ振幅を測定する。 In this example, as the strain movement, the strained body 10 is reciprocated by a simple vibration to cause the strained body 10 to generate a strain that changes in a sinusoidal shape with time. Then, the strain amplitude is measured as the strain amount of the strained body 10.

本例では、ひずみ量(ひずみ振幅)を、一周期中で位相が120°ずつずれた3測定時刻を1セットとして測定することにより、算出する。また、好ましくは、一周期中で位相が120°ずつずれた3測定時刻を1セットとしたひずみ量の測定を、各セットの位相をずらして複数回行い、各回の測定で得られたひずみ量を平均することで、平均されたひずみ量を算出する。以下、具体的に説明する。 In this example, the amount of strain (strain amplitude) is calculated by measuring three measurement times in which the phases are shifted by 120 ° in one cycle as one set. Further, preferably, the amount of strain obtained by shifting the phase of each set a plurality of times with three measurement times shifted by 120 ° in one cycle as one set is performed, and the amount of strain obtained by each measurement is performed. Is calculated to calculate the average amount of strain. Hereinafter, a specific description will be given.

正弦波状に変化するひずみの、振幅および位相を、それぞれAおよびθとして、ひずみは、Asinθと表される。1つのセットに含まれる3つの測定時刻の1つ目におけるひずみは、位相をθとして、Asinθと表される。θから位相が120°離れた測定時刻のひずみ、および、θから位相が240°離れた測定時刻のひずみを、それぞれ、2つ目および3つ目の測定点におけるひずみとして測定する。2つ目および3つ目の測定点におけるひずみは、それぞれ、Asin(θ+120°)およびAsin(θ+240°)と表される。 The strain is expressed as Asin θ, where the amplitude and phase of the sinusoidally changing strain are A and θ, respectively. Strain in the three first measurement time included in one set, the phase as theta 1, represented as A sin .theta 1. strain from theta 1 of the measurement time in phase apart 120 °, and, the strain from theta 1 of the measurement time in phase apart 240 °, respectively, measured as strain at second and third measurement points. The strains at the second and third measurement points are represented as Asin (θ 1 + 120 °) and Asin (θ 1 + 240 °), respectively.

任意の位相θについて、つまり位相θが未知であっても、Asinθ、Asin(θ+120°)およびAsin(θ+240°)の3つの値が1セットとして得られれば、三角関数の性質を用いて、振幅Aを算出することができる。このように、一周期中で位相が120°ずつずれた3測定時刻を1セットとした測定を行うことで、ひずみ量(ひずみ振幅)が算出される。 For any phase theta 1, that is, even the phase theta 1 is unknown, as long as a Asinθ 1, Asin (θ 1 + 120 °) and three values is one set of Asin (θ 1 + 240 °) , trigonometric The amplitude A can be calculated using the property of. In this way, the strain amount (strain amplitude) is calculated by performing the measurement with the three measurement times whose phases are shifted by 120 ° in one cycle as one set.

少なくとも1つのセットとして、位相が120°ずつずれた3つの測定時刻のひずみが得られれば、振幅Aを算出することが可能である。さらに、振幅Aの測定精度を向上させる観点より、位相をずらして測定された複数のセットから得られる振幅Aを平均することで、平均された振幅Aを算出することが好ましい。 Amplitude A can be calculated if, as at least one set, strains at three measurement times that are out of phase by 120 ° are obtained. Further, from the viewpoint of improving the measurement accuracy of the amplitude A, it is preferable to calculate the averaged amplitude A by averaging the amplitudes A obtained from a plurality of sets measured by shifting the phase.

例えば、所定時間間隔で(例えば、ある位相θから位相10°ごとに)ひずみを測定し、位相が120°ずつずれた3つの測定時刻のひずみで構成されたセットを、複数取得する。具体的には例えば、1つ目のセットであるAsinθ、Asin(θ+120°)およびAsin(θ+240°)、2つ目のセットであるAsin(θ+10°)、Asin(θ+130°)およびAsin(θ+250°)、等を取得する。そして、各セットから振幅Aを算出し、これらの振幅Aを平均することで、平均された振幅A、つまり平均されたひずみ量を取得する。 For example, the strain is measured at predetermined time intervals (for example, every 10 ° from a certain phase θ 1 ), and a plurality of sets composed of strains at three measurement times whose phases are shifted by 120 ° are acquired. Specifically, for example, the first set , Asin θ 1 , Asin (θ 1 + 120 °) and Asin (θ 1 + 240 °), and the second set, Asin (θ 1 + 10 °), Asin (θ). 1 + 130 °) and Asin (θ 1 + 250 °), etc. are acquired. Then, the amplitude A is calculated from each set, and the average amplitude A, that is, the average amount of strain is obtained by averaging these amplitudes A.

ステップS110で被歪体10のひずみ量を測定した後、ステップS120において、当該ひずみ量に基づき、スラリー1の濃度を取得する。具体的には、制御装置50が、記憶部に記憶された対応関係に基づいて、被歪体10のひずみ量をスラリー1の濃度に対応付けることで、スラリー1の濃度を所得する。このようにして、スラリー1の濃度が測定される。 After measuring the strain amount of the strained body 10 in step S110, the concentration of the slurry 1 is acquired in step S120 based on the strain amount. Specifically, the control device 50 obtains the concentration of the slurry 1 by associating the strain amount of the strained body 10 with the concentration of the slurry 1 based on the correspondence stored in the storage unit. In this way, the concentration of slurry 1 is measured.

以上説明したように、第1実施形態によれば、スラリー1中に浸漬された被歪体10を移動させることで被歪体10をひずませて、被歪体10のひずみ量を測定することにより、スラリー1の濃度を測定することができる。 As described above, according to the first embodiment, the strained body 10 is distorted by moving the strained body 10 immersed in the slurry 1, and the strain amount of the strained body 10 is measured. Thereby, the concentration of the slurry 1 can be measured.

また、第1実施形態によれば、被歪体10の厚さ、長さ等の寸法、ひずみ移動における往復移動の振幅、周波数(速さ)等の条件を、適宜調整することで、様々な固形分濃度に対する濃度測定を、簡便な機構の装置により行うことができる。 Further, according to the first embodiment, various conditions such as dimensions such as thickness and length of the strained body 10, amplitude of reciprocating movement in strain movement, frequency (speed) and the like are appropriately adjusted. The concentration with respect to the solid content concentration can be measured by a device having a simple mechanism.

なお、従来の濃度測定装置として、超音波式濃度計、レオメータ、等がある。しかしながら、超音波式濃度計では、低濃度から高濃度までの測定を、1つの超音波式濃度計で行うことが困難である。また、レオメータは、複雑な構造であり、例えばシックナーの槽内のような環境で安定的に動作させることが困難である。 As a conventional concentration measuring device, there are an ultrasonic densitometer, a rheometer, and the like. However, with an ultrasonic densitometer, it is difficult to measure from a low concentration to a high concentration with one ultrasonic densitometer. In addition, the rheometer has a complicated structure, and it is difficult to operate the rheometer stably in an environment such as in a thickener tank.

以下に説明する試験例で確認されるように、第1実施形態による濃度測定装置100は、被歪体10をひずませるという簡便な機構でありながら、ひずみ移動の振幅および周波数の少なくとも一方を調整することで、同一の装置100(同一の被歪体10)を用いて、低濃度から高濃度までの測定を行うことが可能である。このため、後述の第2実施形態で説明するように、例えばシックナーの槽内における深さ方向の濃度分布を取得するための濃度測定装置として、好ましく用いることができる。 As confirmed in the test examples described below, the concentration measuring device 100 according to the first embodiment has a simple mechanism of distorting the strained body 10, but adjusts at least one of the amplitude and frequency of strain transfer. By doing so, it is possible to measure from a low concentration to a high concentration using the same device 100 (same strained body 10). Therefore, as will be described in the second embodiment described later, for example, it can be preferably used as a concentration measuring device for acquiring a concentration distribution in the depth direction in a thickener tank.

<試験例>
次に、上述のような方法によりスラリー中の固形分濃度を精度よく測定できることを確認した試験例について説明する。本試験例では、中・高濃度のスラリーに対する測定試験(以下、中・高濃度試験ともいう)と、低濃度のスラリーに対する測定試験(以下、低濃度試験ともいう)と、を行った。中・高濃度試験および低濃度試験では、スラリーとして、水に赤土を分散させた分散液を用いた。
<Test example>
Next, a test example in which it has been confirmed that the solid content concentration in the slurry can be accurately measured by the method as described above will be described. In this test example, a measurement test for a medium / high concentration slurry (hereinafter, also referred to as a medium / high concentration test) and a measurement test for a low concentration slurry (hereinafter, also referred to as a low concentration test) were performed. In the medium / high concentration test and the low concentration test, a dispersion liquid in which red clay was dispersed in water was used as the slurry.

中・高濃度試験および低濃度試験では、濃度が既知のスラリー中で、被歪体を鉛直方向に単振動で往復移動させ、被歪体に生じたひずみの振幅を測定した。そして、スラリー濃度と、被歪体のひずみ振幅と、の対応関係について調べた。 In the medium / high concentration test and the low concentration test, the strained body was reciprocated in the vertical direction with a simple vibration in a slurry having a known concentration, and the amplitude of the strain generated in the strained body was measured. Then, the correspondence between the slurry concentration and the strain amplitude of the strained body was investigated.

図4(a)〜図4(c)を参照して、中・高濃度試験について説明する。中・高濃度試験では、図4(a)の表の左側の欄に示すように、スラリー濃度(単位はSolid%)を、22.61%から48.52%まで変化させた。また、中・高濃度試験では、厚さが0.1mmで長さが80mmの被歪体を用い、ひずみ移動として、全振幅が40mmで周波数が0.25Hzの単振動を行わせた。 The medium / high concentration test will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (c). In the medium / high concentration test, the slurry concentration (unit: Solid%) was changed from 22.61% to 48.52% as shown in the left column of the table in FIG. 4 (a). Further, in the medium- and high-concentration tests, a strained body having a thickness of 0.1 mm and a length of 80 mm was used, and a simple vibration having a total amplitude of 40 mm and a frequency of 0.25 Hz was performed as strain transfer.

図4(a)の表の右側の欄に、中・高濃度試験の各濃度において測定されたひずみ振幅(単位はμst)を示す。なお、ノイズが少ない状況においては、ひずみ振幅として、必要に応じ、全振幅(ピークトゥピーク)を用いてもよいし、片振幅(ゼロトゥピーク)を用いてもよい。ここでは、ひずみ振幅として、全振幅を用いている。 The right column of the table in FIG. 4A shows the strain amplitude (unit: μst) measured at each concentration in the medium and high concentration tests. In a situation where there is little noise, the strain amplitude may be full amplitude (peak to peak) or single amplitude (zero to peak), if necessary. Here, the total amplitude is used as the strain amplitude.

図4(b)および図4(c)は、中・高濃度試験における、スラリー濃度に対するひずみ振幅を示すグラフである。スラリー濃度は、図4(b)および図4(c)ともに実数表示であり、ひずみ振幅は、図4(b)では実数表示であり、図4(c)では対数表示である。図4(b)および図4(c)に、指数関数による近似式、決定係数(R)、および、近似曲線(点線)を示す。 4 (b) and 4 (c) are graphs showing the strain amplitude with respect to the slurry concentration in the medium / high concentration test. The slurry concentration is shown in real numbers in both FIGS. 4 (b) and 4 (c), and the strain amplitude is shown in real numbers in FIG. 4 (b) and logarithmically in FIG. 4 (c). FIG. 4 (b) and FIG. 4 (c), approximate expression by an exponential function, the coefficient of determination (R 2), and show the approximate curve (dotted line).

図5(a)〜図5(c)を参照して、低濃度試験について説明する。低濃度試験では、図5(a)の表の左側の欄に示すように、スラリー濃度(単位はSolid%)を、0%(Water)から28.34%まで変化させた。また、低濃度試験では、厚さが0.1mmで長さが80mmの被歪体を用い、ひずみ移動として、全振幅が5mmで周波数が8Hzの単振動を行わせた。 The low concentration test will be described with reference to FIGS. 5 (a) to 5 (c). In the low concentration test, the slurry concentration (unit: Solid%) was changed from 0% (Water) to 28.34% as shown in the left column of the table in FIG. 5 (a). Further, in the low concentration test, a strained body having a thickness of 0.1 mm and a length of 80 mm was used, and a simple vibration having a total amplitude of 5 mm and a frequency of 8 Hz was performed as strain transfer.

低濃度のスラリー中では、中・高濃度のスラリー中と比べて、ひずみ移動に伴う被歪体のひずみが生じにくいので、低濃度試験では、被歪体をひずみやすくするために、中・高濃度試験と比べて、周波数を高くしている。これにより、低濃度でのひずみ量(ひずみ振幅)を大きくできるため、測定誤差の低減が図られる。図5(a)の表の右側の欄に、低濃度試験の各濃度において測定されたひずみ振幅(全振幅、単位はμst)を示す。 Compared to medium- and high-concentration slurries, low-concentration slurries are less likely to cause strain on the strained body due to strain transfer. The frequency is higher than that of the concentration test. As a result, the amount of strain (strain amplitude) at low concentrations can be increased, so that measurement errors can be reduced. The right column of the table in FIG. 5A shows the strain amplitude (total amplitude, unit μst) measured at each concentration in the low concentration test.

図5(b)および図5(c)は、低濃度試験における、スラリー濃度に対するひずみ振幅を示すグラフである。スラリーの濃度は、図5(b)および図5(c)ともに実数表示であり、ひずみの振幅は、図5(b)では実数表示であり、図5(c)では対数表示である。図5(b)および図5(c)に、指数関数による近似式、決定係数(R)、および、近似曲線(点線)を示す。なお、スラリー濃度0%(つまり水)での結果は、誤差が大きいため、グラフの表示から除いている。ただし、この誤差は、被歪体の寸法、ひずみ移動の条件、等を最適に調整することで、低減可能と考えられる。 5 (b) and 5 (c) are graphs showing the strain amplitude with respect to the slurry concentration in the low concentration test. The slurry concentration is shown in real numbers in both FIGS. 5 (b) and 5 (c), and the strain amplitude is shown in real numbers in FIG. 5 (b) and logarithmically in FIG. 5 (c). In FIGS. 5 (b) and FIG. 5 (c), the approximate expression by an exponential function, the coefficient of determination (R 2), and show the approximate curve (dotted line). The results at a slurry concentration of 0% (that is, water) are excluded from the graph display because of the large error. However, it is considered that this error can be reduced by optimally adjusting the dimensions of the strained body, the conditions for strain movement, and the like.

中・高濃度試験および低濃度試験ともに、スラリー濃度に対するひずみ振幅は、指数関数により精度よく近似できることがわかる。つまり、任意のスラリー濃度に対してひずみ振幅を精度よく算出することが可能であることがわかる。したがって、換言すると、任意のひずみ振幅に対してスラリー濃度を精度よく算出することが可能となる。 It can be seen that the strain amplitude with respect to the slurry concentration can be accurately approximated by the exponential function in both the medium / high concentration test and the low concentration test. That is, it can be seen that the strain amplitude can be calculated accurately for an arbitrary slurry concentration. Therefore, in other words, the slurry concentration can be calculated accurately for an arbitrary strain amplitude.

このことから、具体的には以下のようにして、スラリーの濃度測定を行うことができる。まず、本試験例のような予備的な実験により、ひずみ振幅とスラリー濃度との対応関係を、予め求めておく。そして、濃度測定装置の制御装置の記憶部に、当該対応関係を記憶させておく。濃度測定では、スラリー中で被歪体を移動させることで被歪体のひずみ振幅を測定し、さらに、当該対応関係を用いて、測定されたひずみ振幅からスラリー濃度を算出する。 From this, specifically, the concentration of the slurry can be measured as follows. First, the correspondence between the strain amplitude and the slurry concentration is obtained in advance by a preliminary experiment such as this test example. Then, the corresponding relationship is stored in the storage unit of the control device of the concentration measuring device. In the concentration measurement, the strain amplitude of the strained body is measured by moving the strained body in the slurry, and further, the slurry concentration is calculated from the measured strain amplitude using the corresponding relationship.

<第1実施形態の変形例>
上述のように、本実施形態による濃度測定は、スラリー1の濃度に応じて被歪体10の最大ひずみの大きさが変化することに基づいており、被歪体10のひずみが生じるようスラリー1中で被歪体10を移動させることにより、行うことができる。
<Modified example of the first embodiment>
As described above, the concentration measurement according to the present embodiment is based on the fact that the magnitude of the maximum strain of the strained body 10 changes according to the concentration of the slurry 1, and the slurry 1 is strained so that the strained body 10 is strained. This can be done by moving the strained body 10 inside.

このため、ひずみ移動(スラリー1中での被歪体10の移動)は、往復移動に限定されず、片道移動であってもよい。つまり、スラリー1中において被歪体10を片道移動させることで被歪体10に生じる最大ひずみの大きさと、スラリー1の濃度と、の対応関係に基づいて、スラリー1の濃度が測定されてもよい。 Therefore, the strain movement (movement of the strained body 10 in the slurry 1) is not limited to the reciprocating movement, and may be a one-way movement. That is, even if the concentration of the slurry 1 is measured based on the correspondence between the magnitude of the maximum strain generated in the strained body 10 by moving the strained body 10 one way in the slurry 1 and the concentration of the slurry 1. good.

また、上述の例では、ひずみ移動方向(スラリー1中で被歪体10を移動させる一方向)として、直線方向を例示し、当該直線方向の例として、鉛直方向(上下方向)を例示した。ただし、スラリー1の濃度測定を行うという観点からは、スラリー1中で被歪体10を移動させることができればよいため、ひずみ移動方向は特に限定されない。例えば、ひずみ移動方向を直線方向とする場合に、鉛直方向以外としてもよい。また、ひずみ移動方向は、直線方向に限定されず、例えば、回転運動の周方向であってもよい。 Further, in the above-mentioned example, the linear direction is exemplified as the strain moving direction (one direction in which the strained body 10 is moved in the slurry 1), and the vertical direction (vertical direction) is exemplified as an example of the linear direction. However, from the viewpoint of measuring the concentration of the slurry 1, the strain moving direction is not particularly limited as long as the strained body 10 can be moved in the slurry 1. For example, when the strain moving direction is a linear direction, it may be other than the vertical direction. Further, the strain moving direction is not limited to the linear direction, and may be, for example, the circumferential direction of the rotational motion.

図8(a)は、ひずみ移動として、周方向に往復移動(揺動)を行う態様の濃度測定装置100(以下、装置100ともいう)を例示する概略図であり、装置100を上方から見た状態を示す。本変形例の被歪体10は、鉛直方向(上下方向)に延在する回転軸の周りに回転運動する支持部材20に取り付けられており、移動機構30により、周方向に往復移動(揺動)される(矢印13参照)。本変形例におけるひずみ移動方向は、水平方向ということができ、被歪体10は、好ましくは、厚さ方向が水平方向となるように配置される。 FIG. 8A is a schematic view illustrating a concentration measuring device 100 (hereinafter, also referred to as a device 100) in a mode in which a reciprocating movement (swing) is performed in the circumferential direction as a strain movement, and the device 100 is viewed from above. Indicates the state. The strained body 10 of this modification is attached to a support member 20 that rotates around a rotation axis extending in the vertical direction (vertical direction), and reciprocates (swings) in the circumferential direction by a moving mechanism 30. ) (See arrow 13). The strain moving direction in this modification can be said to be the horizontal direction, and the strained body 10 is preferably arranged so that the thickness direction is the horizontal direction.

なお、図8(a)に示す変形例において、移動機構30は、ひずみ移動を行う移動機構に加えて、深さ移動を行う移動機構を備えていてもよい。なお、濃度測定が行えればよいという観点からは、深さ移動を行う移動機構は、省略されてもよい。 In the modified example shown in FIG. 8A, the moving mechanism 30 may include a moving mechanism for performing depth movement in addition to the moving mechanism for performing strain movement. From the viewpoint that the concentration can be measured, the moving mechanism for moving the depth may be omitted.

スラリー1中で被歪体10を移動させることは、上述の例のように被歪体10を移動機構30により移動させる態様で行われることに限定されず、移動する(流れる)スラリー1中に被歪体10を配置する態様で行われてもよい。つまり、スラリー1中で被歪体10を移動させることにより被歪体10をひずませる際の「移動」とは、スラリー1中で(スラリー1に対して)被歪体10を相対移動させることを意味する。 Moving the strained body 10 in the slurry 1 is not limited to the mode in which the strained body 10 is moved by the moving mechanism 30 as in the above example, and is performed in the moving (flowing) slurry 1. It may be carried out in the manner of arranging the strained body 10. That is, the "movement" when the strained body 10 is distorted by moving the strained body 10 in the slurry 1 means that the strained body 10 is relatively moved in the slurry 1 (relative to the slurry 1). Means.

図8(b)は、移動するスラリー1中に被歪体10を配置する態様の濃度測定装置100を例示する概略図である。本変形例では、スラリー1の流れを生成する流れ生成機構15により、所定の条件(所定の方向、流速、等)のスラリー1の流れを生成する(矢印13参照)。そして、当該流れ中に被歪体10を配置することで、スラリー1中での被歪体10の(相対)移動、つまり、ひずみ移動を行う。 FIG. 8B is a schematic view illustrating a concentration measuring device 100 in which the strained body 10 is arranged in the moving slurry 1. In this modification, the flow generation mechanism 15 that generates the flow of the slurry 1 generates the flow of the slurry 1 under predetermined conditions (predetermined direction, flow velocity, etc.) (see arrow 13). Then, by arranging the strained body 10 in the flow, the strained body 10 is (relatively) moved in the slurry 1, that is, the strain is moved.

<第2実施形態>
次に、第2実施形態による濃度分布測定装置および濃度分布測定方法について説明する。第2実施形態では、第1実施形態で説明した濃度測定装置および濃度測定方法を応用することで、濃度分布測定を行う一態様を例示する。図6(a)は、第2実施形態による濃度分布測定装置200(以下、装置200ともいう)を例示する概略図である。
<Second Embodiment>
Next, the concentration distribution measuring device and the concentration distribution measuring method according to the second embodiment will be described. In the second embodiment, one embodiment of measuring the concentration distribution is illustrated by applying the concentration measuring device and the concentration measuring method described in the first embodiment. FIG. 6A is a schematic view illustrating the concentration distribution measuring device 200 (hereinafter, also referred to as the device 200) according to the second embodiment.

装置200は、第1実施形態で説明した装置100(図1(a)参照)と同様なものである。装置200は、シックナー210の槽211内に収容された状態のスラリー1に対して、濃度測定を行う。つまり、装置200は、シックナー210の槽211内に被歪体10を配置することで、濃度測定を行う。 The device 200 is similar to the device 100 described in the first embodiment (see FIG. 1A). The device 200 measures the concentration of the slurry 1 contained in the tank 211 of the thickener 210. That is, the apparatus 200 measures the concentration by arranging the strained body 10 in the tank 211 of the thickener 210.

上述のように、シックナー210の槽211内では、深さ方向にスラリー1の濃度分布が生じている。装置200は、深さ移動により被歪体10を複数の測定深さに配置することができ、これにより、各測定深さにおいてスラリー1の濃度測定を行うことができる。複数の測定深さにおいてスラリー1の濃度測定を行うことで、シックナー210の槽211内の深さ方向における濃度分布を測定することができる。 As described above, in the tank 211 of the thickener 210, the concentration distribution of the slurry 1 is generated in the depth direction. The apparatus 200 can arrange the strained body 10 at a plurality of measurement depths by moving the depth, whereby the concentration of the slurry 1 can be measured at each measurement depth. By measuring the concentration of the slurry 1 at a plurality of measurement depths, it is possible to measure the concentration distribution in the depth direction of the thickener 210 in the tank 211.

図7(a)および図7(b)は、第2実施形態による濃度分布測定方法を概略的に示すフローチャートである。第2実施形態による濃度分布測定方法では、ステップS200(図7(a)参照)において、濃度測定工程を、複数の測定深さについて実施することで、スラリー1中の深さ方向における濃度分布を取得する。 7 (a) and 7 (b) are flowcharts schematically showing the concentration distribution measurement method according to the second embodiment. In the concentration distribution measurement method according to the second embodiment, in step S200 (see FIG. 7A), the concentration measurement step is carried out for a plurality of measurement depths to obtain the concentration distribution in the depth direction in the slurry 1. get.

第2実施形態による濃度測定工程は、ステップS210と、ステップS220と、ステップS230と、を1セットとした工程を含む(図7(b)参照)。ステップS210では、スラリー1中の測定深さに、被歪体10を配置する。ステップS220では、当該測定深さに配置された被歪体10をスラリー1中で移動させることにより被歪体10をひずませ、被歪体10のひずみ量を測定する。ステップS230では、当該ひずみ量に基づき、スラリー1の当該測定深さにおける濃度を取得する。 The concentration measuring step according to the second embodiment includes a step in which step S210, step S220, and step S230 are set as one set (see FIG. 7B). In step S210, the strained body 10 is arranged at the measurement depth in the slurry 1. In step S220, the strained body 10 arranged at the measurement depth is moved in the slurry 1 to distort the strained body 10, and the strain amount of the strained body 10 is measured. In step S230, the concentration of the slurry 1 at the measurement depth is acquired based on the strain amount.

第2実施形態によるステップS200では、同一の被歪体10を、順次、複数の測定深さに配置することで、複数の測定深さについて、順次、濃度測定工程を行う。第2実施形態では、このようにして、濃度分布測定を行う。この際、被歪体10の深さ移動の順序は、特に限定されない。例えば、上方から下方に被歪体10を移動させてもよいし、また例えば、下方から上方に被歪体10を移動させてもよい。 In step S200 according to the second embodiment, the same strained body 10 is sequentially arranged at a plurality of measurement depths, so that the concentration measurement steps are sequentially performed for the plurality of measurement depths. In the second embodiment, the concentration distribution is measured in this way. At this time, the order of depth movement of the strained body 10 is not particularly limited. For example, the strained body 10 may be moved from the upper side to the lower side, or the strained body 10 may be moved from the lower side to the upper side, for example.

上述のように、本例の装置200では、ステップS200における深さ移動方向(つまり、被歪体10を複数の測定深さの間で移動させる際の移動方向)と、ステップS220におけるひずみ移動方向(つまり、被歪体10をひずませるためにスラリー1中で被歪体10を移動させる移動方向)と、を一致させている。これにより、深さ移動に用いる移動機構と、ひずみ移動に用いる移動機構と、を共通の移動機構30とすることができる。なお、必要に応じ、深さ移動に用いる移動機構と、ひずみ移動に用いる移動機構と、を別々の移動機構として設けてもよい。 As described above, in the apparatus 200 of this example, the depth moving direction in step S200 (that is, the moving direction when moving the strained body 10 between a plurality of measurement depths) and the strain moving direction in step S220. (That is, the moving direction in which the strained body 10 is moved in the slurry 1 in order to distort the strained body 10) and. As a result, the moving mechanism used for depth movement and the moving mechanism used for strain movement can be made into a common moving mechanism 30. If necessary, a moving mechanism used for depth movement and a moving mechanism used for strain movement may be provided as separate moving mechanisms.

なお、シックナー210は、槽211内に、レーキ212を備える。槽211の深い位置での濃度測定を行う場合、被歪体10が、レーキ212のアーム214や掻き取り部213と干渉する懸念がある。このような場合、レーキ212の回転軸と平行な視線で見た平面視において、平面内での被歪体10の配置位置をアーム214や掻き取り部213が通過しない期間中に、被歪体10をアーム214や掻き取り部213と干渉するような深い位置まで下降させて濃度測定を行う。また、当該配置位置をアーム214や掻き取り部213が通過する期間中は、被歪体10をアーム214や掻き取り部213と干渉しないような浅い位置まで上昇させることで、被歪体10を退避させる。 The thickener 210 is provided with a rake 212 in the tank 211. When the concentration is measured at a deep position in the tank 211, there is a concern that the strained body 10 may interfere with the arm 214 of the rake 212 and the scraping portion 213. In such a case, in a plan view viewed from a line of sight parallel to the rotation axis of the rake 212, the strained body 10 is not passed through the position of the strained body 10 in the plane by the arm 214 or the scraping portion 213. The concentration is measured by lowering 10 to a deep position where it interferes with the arm 214 and the scraping portion 213. Further, during the period during which the arm 214 and the scraping portion 213 pass through the arrangement position, the strained body 10 is raised to a shallow position so as not to interfere with the arm 214 and the scraping portion 213, thereby raising the strained body 10. Evacuate.

<第2実施形態の変形例>
図6(b)は、第2実施形態の変形例による装置200を例示する概略図である。本変形例の装置200は、支持部材20の深さ方向の複数の位置に、被歪体10が取り付けられた構造を有する。本変形例によるステップS200では、このような構造を用いて、複数の測定深さにそれぞれ被歪体10を配置することで、複数の測定深さについて、同時に、濃度測定工程を行う。本変形例では、このようにして、濃度分布測定を行う。
<Modified example of the second embodiment>
FIG. 6B is a schematic view illustrating the apparatus 200 according to the modified example of the second embodiment. The device 200 of this modification has a structure in which the strained body 10 is attached to a plurality of positions in the depth direction of the support member 20. In step S200 according to this modification, by arranging the strained body 10 at each of a plurality of measurement depths using such a structure, a concentration measurement step is simultaneously performed for the plurality of measurement depths. In this modification, the concentration distribution is measured in this way.

シックナー210の槽211内では、深い側ほど高濃度となるような、スラリー1の濃度分布が生じている。また、上述の試験例で説明したように、被歪体10のひずみは、低濃度側ほど生じさせにくい。このため、本変形例では、複数の深さに配置される被歪体10において、浅い側に(上方に)配置される被歪体10、つまり、低濃度側に配置される被歪体10を、深い側に(下方に)配置される被歪体10、つまり、高濃度側に配置される被歪体10と比べて、ひずみが生じやすい形状とすること、例えば、長い形状とすること、が好ましい。 In the tank 211 of the thickener 210, the concentration distribution of the slurry 1 is generated so that the deeper the side, the higher the concentration. Further, as described in the above-mentioned test example, the strain of the strained body 10 is less likely to be generated on the lower concentration side. Therefore, in this modification, in the strained body 10 arranged at a plurality of depths, the strained body 10 arranged on the shallow side (upward), that is, the strained body 10 arranged on the low concentration side. Is to have a shape that is more likely to be distorted than the strained body 10 arranged on the deep side (downward), that is, the strained body 10 arranged on the high concentration side, for example, a long shape. , Are preferred.

本変形例では、複数の測定深さにそれぞれ配置された被歪体10を用いて、1回の濃度測定で(1回のひずみ移動で)複数の測定深さにおける濃度を測定することにより、濃度分布を測定することが可能である。ただし、濃度分布を深さ方向についてより高い精度で得るため、深さ移動により測定深さを変化させて、複数回の濃度測定を(複数回のひずみ移動を)行ってもよい。 In this modification, the strained bodies 10 arranged at the plurality of measurement depths are used, and the densities at the plurality of measurement depths are measured by one concentration measurement (with one strain transfer). It is possible to measure the concentration distribution. However, in order to obtain the concentration distribution with higher accuracy in the depth direction, the measurement depth may be changed by moving the depth, and the concentration measurement may be performed a plurality of times (strain movement a plurality of times).

以上説明したように、第2実施形態によれば、シックナー210の槽211内での、深さ方向におけるスラリー1の濃度分布を、測定することができる。測定された濃度分布は、例えば、シックナー210の槽211に供給する水量をできるだけ増やしつつ、一方で、槽211の底部におけるスラッジ(泥漿)の濃度をできるだけ高めるような、濃度分布の制御を行う際の、指標として活用できる。 As described above, according to the second embodiment, the concentration distribution of the slurry 1 in the depth direction in the tank 211 of the thickener 210 can be measured. The measured concentration distribution is, for example, when controlling the concentration distribution so as to increase the amount of water supplied to the tank 211 of the thickener 210 as much as possible while increasing the concentration of sludge (slurry) at the bottom of the tank 211 as much as possible. Can be used as an index.

以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。 The embodiments of the present invention have been specifically described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes, improvements, combinations, and the like can be made without departing from the gist thereof.

<本発明の好ましい態様>
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
<Preferable Aspect of the Present Invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be added.

(付記1)
液体中に固形分が分散した混合物中で被歪体を移動させることにより前記被歪体をひずませ、前記被歪体のひずみ量を測定する工程と、
前記ひずみ量に基づき、前記混合物中における前記固形分の濃度を取得する工程と、
を有する、濃度測定方法。
(Appendix 1)
A step of distorting the strained body by moving the strained body in a mixture in which solids are dispersed in a liquid and measuring the strain amount of the strained body.
A step of obtaining the concentration of the solid content in the mixture based on the strain amount, and
Concentration measurement method.

(付記2)
前記ひずみ量を測定する工程では、前記混合物中で前記被歪体を一方向に往復移動させることにより前記被歪体をひずませ、前記往復移動に伴い周期的に変化する前記被歪体のひずみの振幅を、前記ひずみ量として測定する、付記1に記載の濃度測定方法。
(Appendix 2)
In the step of measuring the amount of strain, the strained body is distorted by reciprocating the strained body in one direction in the mixture, and the strained body that changes periodically with the reciprocating movement of the strained body. The concentration measuring method according to Appendix 1, wherein the strain amplitude is measured as the strain amount.

(付記3)
前記往復移動は、単振動である、付記1または2に記載の濃度測定方法。
(Appendix 3)
The concentration measuring method according to Appendix 1 or 2, wherein the reciprocating motion is simple vibration.

(付記4)
前記ひずみ量を測定する工程では、前記単振動に伴い周期的に変化する前記被歪体のひずみを、一周期中で位相が120°ずつずれた3測定時刻を1セットとして測定することにより、前記ひずみ量を測定する、付記3に記載の濃度測定方法。
(Appendix 4)
In the step of measuring the amount of strain, the strain of the strained body, which changes periodically due to the simple vibration, is measured as one set at three measurement times in which the phases are shifted by 120 ° in one cycle. The concentration measuring method according to Appendix 3, wherein the strain amount is measured.

(付記5)
前記ひずみ量を測定する工程では、一周期中で位相が120°ずつずれた3測定時刻を1セットとしたひずみ量の測定を、各セットの位相をずらして複数回行い、各回の測定で得られたひずみ量を平均することで、平均されたひずみ量を算出し、
前記固形分の濃度を取得する工程では、前記平均されたひずみ量に基づき、前記混合物中における前記固形分の濃度を取得する、付記4に記載の濃度測定方法。
(Appendix 5)
In the step of measuring the amount of strain, the amount of strain is measured a set of three measurement times in which the phases are shifted by 120 ° in one cycle, and the phase of each set is shifted a plurality of times. By averaging the amount of strain obtained, the average amount of strain is calculated.
The concentration measuring method according to Appendix 4, wherein in the step of acquiring the concentration of the solid content, the concentration of the solid content in the mixture is acquired based on the average amount of strain.

(付記6)
前記往復移動の振幅は、前記ひずみ量が所定最大値以下となるように、設定されている、付記2〜5のいずれか1つに記載の濃度測定方法。
(Appendix 6)
The concentration measuring method according to any one of Supplementary note 2 to 5, wherein the amplitude of the reciprocating movement is set so that the strain amount is equal to or less than a predetermined maximum value.

(付記7)
前記往復移動の周波数は、前記ひずみ量が所定最大値以下となるように、設定されている、付記2〜6のいずれか1つに記載の濃度測定方法。
(Appendix 7)
The concentration measuring method according to any one of Supplementary note 2 to 6, wherein the frequency of the reciprocating movement is set so that the strain amount is equal to or less than a predetermined maximum value.

(付記8)
前記被歪体は、ステンレス鋼で構成されている、付記1〜7のいずれか1つに記載の濃度測定方法。
(Appendix 8)
The concentration measuring method according to any one of Supplementary note 1 to 7, wherein the strained body is made of stainless steel.

(付記9)
前記被歪体のひずみを測定するセンサーとして、前記被歪体に取り付けられたモノリシックのひずみゲージを用いる、付記1〜8のいずれか1つに記載の濃度測定方法。
(Appendix 9)
The concentration measuring method according to any one of Supplementary note 1 to 8, wherein a monolithic strain gauge attached to the strained body is used as a sensor for measuring the strain of the strained body.

(付記10)
前記被歪体は、板状の形状を有し、支持部材に片持ち梁状に保持され、
前記ひずみ量を測定する工程では、前記被歪体を、前記被歪体の厚さ方向に移動させることで、前記被歪体をひずませる、付記1〜9のいずれか1つに記載の濃度測定方法。
(Appendix 10)
The strained body has a plate-like shape and is held by a support member in the shape of a cantilever.
In the step of measuring the amount of strain, the concentration according to any one of Supplementary note 1 to 9, wherein the strained body is distorted by moving the strained body in the thickness direction of the strained body. Measuring method.

(付記11)
液体中に固形分が分散した混合物中で被歪体を移動させることにより前記被歪体をひずませ、前記被歪体のひずみ量を測定する機能と、
前記ひずみ量に基づき、前記混合物中における前記固形分の濃度を取得する機能と、
を有する、濃度測定装置。
(Appendix 11)
A function of distorting the strained body by moving the strained body in a mixture in which solids are dispersed in a liquid and measuring the strain amount of the strained body.
A function of obtaining the concentration of the solid content in the mixture based on the amount of strain, and
Concentration measuring device.

1…スラリー、2…容器、10…被歪体、20…支持部材、30…移動機構、40…ひずみセンサー、50…制御装置、100…濃度測定装置、200…濃度分布測定装置、210…シックナー、211…槽、212…レーキ、213…掻き取り部、214…アーム 1 ... slurry, 2 ... container, 10 ... strained body, 20 ... support member, 30 ... moving mechanism, 40 ... strain sensor, 50 ... control device, 100 ... concentration measuring device, 200 ... concentration distribution measuring device, 210 ... thickener , 211 ... tank, 212 ... rake, 213 ... scraping part, 214 ... arm

Claims (10)

液体中に固形分が分散した混合物中で被歪体を移動させることにより前記被歪体をひずませ、前記被歪体のひずみ量を測定する工程と、
前記ひずみ量に基づき、前記混合物中における前記固形分の濃度を取得する工程と、
を有し、
前記ひずみ量を測定する工程では、前記混合物中で前記被歪体を一方向に往復移動させることにより前記被歪体をひずませ、前記往復移動に伴い周期的に変化する前記被歪体のひずみの振幅を、前記ひずみ量として測定する、濃度測定方法。
A step of distorting the strained body by moving the strained body in a mixture in which solids are dispersed in a liquid and measuring the strain amount of the strained body.
A step of obtaining the concentration of the solid content in the mixture based on the strain amount, and
Have a,
In the step of measuring the amount of strain, the strained body is distorted by reciprocating the strained body in one direction in the mixture, and the strained body that changes periodically with the reciprocating movement of the strained body. A concentration measuring method in which a strain amplitude is measured as the strain amount.
前記往復移動は、単振動である、請求項1に記載の濃度測定方法。 The concentration measuring method according to claim 1, wherein the reciprocating motion is simple vibration. 前記ひずみ量を測定する工程では、前記単振動に伴い周期的に変化する前記被歪体のひずみを、一周期中で位相が120°ずつずれた3測定時刻を1セットとして測定することにより、前記ひずみ量を測定する、請求項に記載の濃度測定方法。 In the step of measuring the amount of strain, the strain of the strained body, which changes periodically due to the simple vibration, is measured as one set at three measurement times in which the phases are shifted by 120 ° in one cycle. The concentration measuring method according to claim 2 , wherein the strain amount is measured. 前記ひずみ量を測定する工程では、一周期中で位相が120°ずつずれた3測定時刻を1セットとしたひずみ量の測定を、各セットの位相をずらして複数回行い、各回の測定で得られたひずみ量を平均することで、平均されたひずみ量を算出し、
前記固形分の濃度を取得する工程では、前記平均されたひずみ量に基づき、前記混合物中における前記固形分の濃度を取得する、請求項に記載の濃度測定方法。
In the step of measuring the amount of strain, the amount of strain is measured a set of three measurement times in which the phases are shifted by 120 ° in one cycle, and the phase of each set is shifted a plurality of times. By averaging the amount of strain obtained, the average amount of strain is calculated.
The concentration measuring method according to claim 3 , wherein in the step of obtaining the concentration of the solid content, the concentration of the solid content in the mixture is obtained based on the average amount of strain.
前記往復移動の振幅は、前記ひずみ量が所定最大値以下となるように、設定されている、請求項のいずれか1項に記載の濃度測定方法。 The concentration measuring method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the amplitude of the reciprocating movement is set so that the strain amount is equal to or less than a predetermined maximum value. 前記往復移動の周波数は、前記ひずみ量が所定最大値以下となるように、設定されている、請求項のいずれか1項に記載の濃度測定方法。 The concentration measuring method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the frequency of the reciprocating movement is set so that the strain amount is equal to or less than a predetermined maximum value. 前記被歪体は、ステンレス鋼で構成されている、請求項1〜のいずれか1項に記載の濃度測定方法。 The concentration measuring method according to any one of claims 1 to 6 , wherein the strained body is made of stainless steel. 前記被歪体のひずみを測定するセンサーとして、前記被歪体に取り付けられたモノリシックのひずみゲージを用いる、請求項1〜のいずれか1項に記載の濃度測定方法。 The concentration measuring method according to any one of claims 1 to 7 , wherein a monolithic strain gauge attached to the strained body is used as a sensor for measuring the strain of the strained body. 前記被歪体は、板状の形状を有し、支持部材に片持ち梁状に保持され、
前記ひずみ量を測定する工程では、前記被歪体を、前記被歪体の厚さ方向に移動させることで、前記被歪体をひずませる、請求項1〜のいずれか1項に記載の濃度測定方法。
The strained body has a plate-like shape and is held by a support member in the shape of a cantilever.
The step according to any one of claims 1 to 8 , wherein in the step of measuring the amount of strain, the strained body is distorted by moving the strained body in the thickness direction of the strained body. Concentration measurement method.
液体中に固形分が分散した混合物中で被歪体を一方向に往復移動させることにより前記被歪体をひずませ、前記往復移動に伴い周期的に変化する前記被歪体のひずみの振幅を、前記被歪体のひずみ量として測定する機能と、
前記ひずみ量に基づき、前記混合物中における前記固形分の濃度を取得する機能と、
を有する濃度測定装置。
The strained body is distorted by reciprocating the strained body in one direction in a mixture in which solids are dispersed in a liquid, and the strain amplitude of the strained body changes periodically with the reciprocating movement. With the function of measuring as the amount of strain of the strained body,
A function of obtaining the concentration of the solid content in the mixture based on the amount of strain, and
Concentration measuring device having.
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