JPH0253742B2

JPH0253742B2 -

Info

Publication number: JPH0253742B2
Application number: JP12675084A
Authority: JP
Inventors: Makoto Noda; Hiroshi Yamada
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1984-06-20
Filing date: 1984-06-20
Publication date: 1990-11-19
Also published as: JPS614947A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、缶体内の輸送中或いは貯蔵中等にお
ける粉体状、流体状、液体状の流動物体中の水分
を、光の吸収特性に基づいて断続的に測定する方
法並びにその装置に関するものである。

従来技術従来から、輸送中の流動物体の水分測定方法と
しては、その流動せしめられている部分からサン
プルを採取して、湿り状態と乾燥状態での重量を
測定し、その値から水分含有量を測定する方法
や、赤外線を流動物体に対して直接に照射し、そ
の反射或いは透過する赤外線の光量の変化を測定
して、それに基づいて水分量を求める方法等が知
られている。

より具体的には、後者の赤外線方法による測定
の状況の一例が第４図に示されているが、そこに
おいては、ベルトコンベヤ３１にて輸送される所
定の物体３２が、赤外線水分計３３にて測定され
るようになつている。

すなわち、ベルトコンベヤ３１は、矢示３４の
方向に回転駆動せしめられており、これによつて
前工程３５からの物体３２がベルトコンベヤ３１
にて移送され、後工程３６に移されるようになつ
ている。そして、このベルトコンベヤ３１から上
方に少し離れたところに、赤外線水分計３３が設
置され、その赤外線照射窓３７から、赤外線がベ
ルトコンベヤ３１にて移送中の物体３２に対して
照射せしめられ、そして該物体３２の表面で反射
し、赤外線受光窓３８から水分計３３の中の赤外
線センサに導き入れられるようになつている。

また、物体３２の表面の水分測定のために、照
射赤外線としては、水分によつて吸収を受け難い
波長の赤外線と、水分によつて吸収を受ける波長
の赤外線が、２〜４波長使用されている。そし
て、それらの各波長の赤外線を、順次、物体３２
に照射し、その水分によつて吸収される度合を、
反射光の光量を水分計３３の赤外線センサで測る
ことによつて求め、以てかかる物体３２の表面の
水分を測定することができるのである。

解決すべき問題点しかしながら、このような従来の水分測定手法
には、未だ解決されるべき幾つかの問題点が内在
しており、例えば前述の乾燥による水分測定手法
では、採取した試料を乾燥するために、約１時間
程の乾燥操作が必要となるところから、試料の水
分値に応じて迅速な対応処置が必要な場合にあつ
ては、これを用いることができないのである。

また、図示の赤外線による水分測定手法におい
ては、複数種類の赤外線を、順次、被測定物体に
対して照射せしめるものであるところから、例え
ば３波長の赤外線を用いた場合には、それら各波
長のものから得られる３つのデータに基づいて演
算して、水分値を出力することになり、このため
に３波長の赤外線が順次照射される１サイクル
に、ある程度の時間が必要とされ、そして赤外線
が照射される面積を基に水分量が計算されるもの
である以上、所定の輸送物体を載置したベルトコ
ンベヤの移送速さが所定の値以上に速くなると、
測定誤差が大きくなる欠点があつた。けだし、移
動せしめられるベルトコンベヤ上の物体に対し
て、３種類の波長の赤外線を同時には照射せしめ
得ないからである。また、このような赤外線によ
る測定方式にあつては、ベルトコンベヤ上の被測
定物体の表面の高さのムラが、測定誤差を大きく
する欠点も内在しているのである。

解決手段本発明は、かくの如き従来の測定手法の欠点を
解消しようとするものであつて、スクリユコンベ
ヤのような移送機構内で物体が撹拌作用を受ける
ことによつて、被測定物体の表面の高さが激しく
変動する場合にも精度の良い測定を行なうことの
できる、流動物体の水分測定方法及び装置を提供
するものである。また、本発明において、水分計
本体と被測定物体との間の赤外線の照射と受光
を、光フアイバーを通じて行なうようにすること
によつて、水分計本体を被測定物体から隔てて、
測定機器を作動させるに適した環境に設置し得る
ようにすることにより、例えば放射線等の悪影響
を避けるようにしたものである。

すなわち、本発明は、缶体内を流動せしめられ
る物体の水分含有量を測定する方法において、か
かる流動物体の接触する缶体壁部の一部を可動壁
として、該可動壁の後退作動により該缶体の壁部
から外方に突出する前記流動物体の収容凹所を形
成せしめると共に、該収容凹所内に導かれる前記
流動物体に対して赤外線を照射して、その反射あ
るいは透過した赤外線の光量の変化を検出するこ
とにより、該流動物体の水分含有量を測定するよ
うにしたのである。

また、本発明にあつては、かかる方法を実施す
るために、(a)所定の物体が流動せしめられる缶体
の該物体接触壁部に、缶体外に突出した状態にお
いて設けられた、該缶体内に連通する測定筒と、
(b)該測定筒内に収容され、前記流動物体が実質的
に漏洩しない状態において摺動せしめられる、該
測定筒の前記缶体に対する開口部を閉じて該缶体
の壁部の一部を構成する可動壁と、(c)該可動壁を
前進・後退作動せしめ、その後退作動によつて前
記測定筒内に前記流動物体の収容凹所を形成せし
める駆動手段と、(d)前記測定筒内の収容凹所に導
かれた前記流動物体に対して赤外線を照射せしめ
る赤外線照射手段と、(e)前記収容凹所内の流動物
体から反射され或いはそれを透過した赤外線の光
量の変化を検出する赤外線検出手段とを含んで構
成される装置が、好適に用いられることとなる。

なお、このような流動物体の水分測定装置にお
いては、測定筒は、一般に缶体の下部ないしは底
部に設けられ、可動壁の後退作動によつて形成さ
れる収容凹所内に、かかる缶体内の流動物体が主
として重力の作用により落下、収容せしめられる
ように構成されており、またそのような測定筒の
少なくとも一部が透明部材にて構成されて、赤外
線照射手段にて照射される赤外線を内部に受け入
れ、また内部に収容された流動物体による、反射
され或いはそれを透過した赤外線を、赤外線検出
手段に導くようになつている。

そして、本発明にあつては、このような赤外線
照射手段や赤外線検出手段にて構成される赤外線
水分計を、測定筒の設置部位より可及的に離隔せ
しめて、そのような水分計を作動させるに適した
環境に置くことができるようにするために、かか
る赤外線照射手段や赤外線検出手段において、赤
外線を導く部材として光フアイバーが好適に利用
されることとなるのであり、これによつて放射線
を発する物体の水分含有量の測定等にも好適に利
用し得ることとなつたのである。

実施例以下、本発明を更に具体的に明らかにするため
に、本発明の実施例を、図面に基づいて詳細に説
明することとする。

まず、第１図において、８は、傾斜して配置さ
れた円筒状の缶体であり、その傾斜した下端部分
の上部に移送物体投入口１０が設けられ、またそ
の上端部分の底部には移送物体送出口１１が設け
られている。また、缶体８の内部には、同軸的に
スクリユ１２が設けられており、このスクリユ１
２は、モータ１３にて回転駆動せしめられ得るよ
うになつており、そして移送物体投入口１０から
投入された所定の粉体状、流体状等の物体１４
が、該スクリユ１２の作動によつて缶体８内を斜
め上方に流動せしめられて、移送されるようにな
つている。

そして、このようなスクリユコンベヤ構造の缶
体８には、前記移送物体送出口１１に近接して、
その内部を移送せしめられる流動物体１４に接触
する缶体８の壁部、換言すれば缶体底部の一部を
構成する可動壁１５が設けられており、シリンダ
等の適当な駆動手段１６による前進、後退作動
（往復動）によつて、缶体８底部に外方に突出し
て設けられた測定筒１７の内壁に摺接しつつ移動
せしめられ、前記缶体８内の流動物体１４が、か
かる測定筒１７と可動壁１５との間の隙間から、
実質的に漏洩しないようになつている。また、こ
の可動壁１５は、測定筒１７内において、駆動手
段１６にて前進作動せしめられることにより、ピ
ストンとして機能し、シリンダとなる測定筒１７
内に導かれた缶体８内を流動する流動物体１４
が、前記缶体８内に押し戻されるようになつてお
り、またかかる可動壁１５が後退作動せしめられ
ると、測定筒１７内に、缶体８内部に連通する流
動物体１４の収容凹所が形成されるようになるの
である。なお、かかる測定筒１７は、その一部分
若しくはその全体が赤外線を透過し得る物体、例
えば石英ガラス等のガラス材料にて作られてお
り、またこの測定筒１７と駆動手段１６を内部に
収容、固定したハウジング１８が、缶体８の底部
に取り付けられている。

かかる測定筒１７の細部について、第２図ａ及
びｂに基づいて説明するならば、測定筒１７の側
面には、光フアイバー１９が留金具２０によつて
固定されている。そして、この光フアイバー１９
には、赤外線の導光照射フアイバー２１と受光導
光フアイバー２２が含まれている。この導光照射
フアイバー２１によつて、各種の波長の赤外線を
光源２５から導き、測定筒１７の中に充満した流
動物体１４に照射せしめ、また該流動物体１４の
表面から反射する赤外線を、受光導光フアイバー
２２にて検出部（赤外線センサ）に導き、かかる
検出部にて赤外線の水分によつて吸収される度合
を検出することによつて、流動物体１４の含有水
分量を測定するのである。なお、各種の波長の赤
外線を照射する場合に、可視光線を一定時間間隔
毎に照射するようにして、焦点を合わせるように
することは、望ましいことである。

従つて、かかる構成の装置における水分測定に
際しては、まず、可動壁１５は、所定時間毎に駆
動手段１６の作動によつて断続的に往復運動せし
められ、かかる可動壁１５が缶体８の外方へ移動
して、測定筒１７内に収容凹所が形成された時
（第１図の状況）に、缶体８内を移送せしめられ
ている流動物体１４は、主として重力の作用によ
つて、測定筒１７内に落下、収容されて、測定筒
１７内の凹所を充満せしめる。そして、この測定
筒１７内に充満した流動物体１４は、缶体８の中
の流動物体１４がスクリユ１２によつて移動せし
められていても、かかる缶体８の中の流動物体の
移動の影響を実質的に受けず、静止しているとこ
ろから、この状態において、赤外線の照射による
水分の測定を行なうことにより、測定対象が移動
することによつて生ずる測定誤差は０となるので
ある。

そして、この赤外線による水分量の測定が終了
した後、可動壁１５が缶体８の壁面と同レベルま
で移動せしめられて、測定筒１７の前記缶体８に
対する開口部が閉塞せしめられるようにされる
と、測定筒１７内に充満していた流動物体１４
は、缶体８内に押し戻され、再びスクリユ１２の
作用によつて所定の方向に移送されるようになる
のである。

また、測定の次のサイクルは、上記の如き操作
の繰返しとなるが、測定筒１７内には、可動壁１
５の前進、後退作動によつて、常に新しい測定さ
れるべき流動物体１４が収容されることとなるの
である。

因みに、かかる第１図の例示の如き装置を用い
て、次のようにして流動物体としての樹脂の水分
量が測定された、なお、測定筒１７は、石英ガラ
スで作られ、また可動壁１５も石英ガラスで作ら
れており、更に光フアイバーケーブル１９が、第
２図に示される如く測定筒１７に取り付けられ、
また導光照射フアイバー２１と受光導光フアイバ
ー２２は、何れも石英ガラスで作られている。そ
して、光フアイバーケーブル１９の長さは５ｍで
あつた。

スクリユコンベヤ８の中には、乾燥工程から出
た平均粒径約２mmの樹脂が移送されている。可動
壁１５は、15秒毎に５秒間、缶体８の外の方向に
変移せしめられた。また、この可動壁１５が変移
することによつて測定筒１７の中に充満する樹脂
の水分を、通常の赤外線水分計を用いて測定した
ところ、測定指示値は±0.05％H₂O程度の変動し
かなく、その水分測定を極めて安定的に行なうこ
とができた。

これに対して、赤外線をスクリユコンベヤの中
で移送されている樹脂に対して直接照射せしめ
て、その反射赤外線により水分を測定するように
した場合にあつては、測定指示値が±１％H₂O
の変動があり、測定が著しく不安定であつた。

なお、本発明は、かかる例示の具体例にのみ限
定して解釈されるものでは決してなく、本発明の
趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に
基づいて種々なる変更、修正、改良等を加え得る
ものであり、本発明が、そのような実施形態のも
のをも含むものであること、言うまでもないとこ
ろである。

例えば、第３図には、流動物体１４が透明であ
る場合に、赤外線を透過させて、水分を測定する
手法に、本発明を適用した場合の構成の一つが示
されている。そこにおいては、測定筒１７の一方
の側面に赤外線の導光照射フアイバー２３が留金
具２０によつて固定されており、そしてこれに相
対する側に、受光導光フアイバー２４が留金具２
０によつて固定されている。各種の赤外線が透明
な流動物体を透過する時に、水分によつて吸収さ
れる度合を測定することにより、該流動物体の含
有水分量を求めることができるのである。

効果と用途以上述べたように、本発明によれば、(1)移送機
構内で被測定物体の表面の高さが激しく変動する
場合にも、測定時に被測定物体を測定筒の収容凹
所に収容せしめて、静止させ得るところから、被
測定物体の被測定面の高さが変動することによる
誤差は０となり、また被測定面が移動することに
よる誤差も０とすることができる。また、(2)可動
壁によつて測定筒の内壁の汚れを除去することも
可能と為し得、更に３赤外線検出機構（水分計）
本体と被測定物体との間の赤外線の照射と受光
は、例えば光フアイバー等を通じて行なうように
することにより、そのような赤外線検出機構本体
を、被測定物体の位置する環境雰囲気から隔絶し
た場所に置くことができることとなり、被測定物
体が放射能を持つているような場合や測定位置が
防爆上の危険場所である場合にも、赤外線検出機
構本体を種々の悪影響の及ばない場所に設置する
ことが可能となり、これによつて水分測定の作業
の安全性の向上も図り得るのである。

従つて、かかる本発明に従う手法並びに装置
は、(a)スクリユコンベヤ中を移送される樹脂粉末
の水分測定、(b)下水汚泥の押出成形機中における
水分測定、(c)セメントの混練機中における水分測
定、(d)サイロに収容し或いは移送中の穀物の水分
測定等に適用されて、流動物体に対する水分の添
加、除去操作を効果的に行なうことができるよう
になり、被測定物体の品質向上及び被測定物体を
加工するに要するエネルギの節減等を効果的に図
り得て、そこに、工業上大きな意義を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面説明図で
あり、第２図ａ及びｂはそれぞれ第１図に示す装
置における測定筒部分の正面断面説明図及び側面
断面説明図であり、第３図は本発明の一つの変形
例を示す第２図ａに相当する説明図であり、第４
図は従来の水分測定の一例を示す説明図である。８……缶体、１２……スクリユ、１４……流動
物体、１５……可動壁、１６……駆動手段、１７
……測定筒、１９……光フアイバーケーブル、２
１，２３……導光照射フアイバー、２２，２４…
…受光導光フアイバー、２５……光源、２６……
検出部。

Claims

【特許請求の範囲】１缶体内を流動せしめられる物体の水分含有量
を測定する方法にして、かかる流動物体の接触す
る缶体壁部の一部を可動壁として、該可動壁の後
退作動により該缶体の壁部から外方に突出する前
記流動物体の収容凹所を形成せしめると共に、該
収容凹所内に導かれる前記流動物体に対して赤外
線を照射して、その反射或いは透過した赤外線の
光量の変化を検出することにより、該流動物体の
水分含有量を測定するようにしたことを特徴とす
る流動物体の水分測定方法。２所定の物体が流動せしめられる缶体の該物体
接触壁部に、缶体外に突出した状態において設け
られた、該缶体内に連通する測定筒と、該測定筒内に収容され、前記流動物体が実質的
に漏洩しない状態において摺動せしめられる、該
測定筒の前記缶体に対する開口部を閉じて該缶体
の壁部の一部を構成する可動壁と、該可動壁を前進・後退作動せしめ、その後退作
動によつて前記測定筒内に前記流動物体の収容凹
所を形成せしめる駆動手段と、前記測定筒内の収容凹所に導かれた前記流動物
体に対して赤外線を照射せしめる赤外線照射手段
と、前記収容凹所内の流動物体から反射され或いは
それを透過した赤外線の光量の変化を検出する赤
外線検出手段とを、含むことを特徴とする流動物体の水分測定装置。３前記測定筒が前記缶体の下部乃至は底部に設
けられ、前記可動壁の後退作動により形成される
収容凹所内に、前記缶体内の流動物体が主として
重力の作用により落下、収容せしめられるように
した特許請求の範囲第２項記載の水分測定装置。４前記測定筒の少なくとも一部が、透明部材に
て構成される特許請求の範囲第２項又は第３項記
載の水分測定装置。５前記赤外線照射手段が光源からの赤外線を前
記測定筒に導く光フアイバーを有し、且つ前記赤
外線検出手段が前記流動物体から反射され或いは
それを透過した赤外線を検出部に導く光フアイバ
ーを有している特許請求の範囲第２項乃至第４項
の何れかに記載の水分測定装置。６前記可動壁がピストンとして機能し、シリン
ダとなる前記測定筒内に導かれた流動物体が、前
記駆動手段による該可動壁の前進作動によつて前
記缶体内に押し戻される特許請求の範囲第２項乃
至第５項の何れかに記載の水分測定装置。