JPH0536202Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は遠心沈降法を用いた粒度分布測定装置
に関する。

〈従来の技術〉 遠心沈降法を用いた粒度分布測定装置において
は、一般に、試料粒体を媒液中に拡散させて懸濁
液を作り、この懸濁液を試料容器内に封入し、そ
の試料容器を回転盤に装着して回転を与える。回
転盤の回転中心から所定距離の位置には、光源
と、その光源に対向して濃度検出用受光素子を配
設し、光源からの光を回転中の試料容器が横切る
タイミングで濃度検出用受光素子の出力をサンプ
リングすることにより、試料容器内の懸濁液濃度
を所定の沈降位置において刻々と検出し、その濃
度の時間的な変化から試料粒体の粒度分布を算出
する。

このような粒度分布測定装置においては、従
来、濃度検出用受光素子の出力をサンプリングす
るタイミングを決定するために、また、回転盤の
回転数を測定するために、フオトインターラプタ
を設けていた。すなわち、回転盤の回転軸上等に
試料容器に対して所定の取付角度でプレートを固
着し、そのプレートが回転位置検出用の発・受光
素子間を横切つたことを検出することによつて、
回転盤の回転位相を検出し、その検出信号に基づ
いてサンプリングのタイミング信号を発生し、か
つ、回転数を測定していた。

〈考案が解決しようとする問題点〉 以上のようなフオトインターラプタを用いた従
来の装置によると、構造が複雑となるだけでな
く、装置の組立てに際して、フオトインターラプ
タ用のプレートが回転位置検出用の発・受光素子
の間〓を通過するよう回転軸方向に位置調整を行
う必要があり、また、試料容器が濃度検出用の光
源からの光を横切るタイミングと、フオトインタ
ーラプタの出力信号のタイミング、つまりプレー
トが位置検出用の発・受光素子の間〓を横切るタ
イミングとを合わせるべく回転方向に位置調整を
行う必要がある。そのため、装置の組立て・調整
工数が大となつてコストを高揚させる原因となつ
ていた。また、修理のための分解を行つた場合に
も同様の調整を必要とし、特に回転方向の位置調
整には、濃度検出用受光素子の出力信号とフオト
インターラプタの出力信号とのタイミングをオシ
ロスコープ等を用いてモニタしつつ調整を行う必
要があるため、現地修理に際してはオシロスコー
プ等を携行しなければならないという問題があつ
た。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は上記に鑑みてなされたもので、その構
成を実施例に対応する第１図，第２図を参照しつ
つ説明すると、本考案は、試料粒体を媒液中に拡
散させてなる懸濁液Ｌを試料容器１内に封入し、
その試料容器１を回転盤２に装着して回転させる
ことにより懸濁液Ｌに遠心力を作用させるととも
に、回転盤２の中心から半径方向所定距離の位置
に光源３および濃度検出用受光素子４を設けて、
試料容器１が上記光源３からの光Ｐを横切るタイ
ミングと同期させて濃度検出用受光素子４の出力
をサンプリングし、そのサンプリングデータの経
時的変化から試料粒体の粒度分布を算出する装置
において、濃度検出用受光素子４に近接して、光
源３からの光Ｐの試料容器１透過光を受光し得る
位置検出用受光素子５（５ａおよび，または５
ｂ）を設け、その位置検出用受光素子５の出力を
濃度検出データのサンプリングのタイミングの決
定に供するよう構成したことによつて特徴づけら
れる。

〈作用〉 濃度検出用受光素子４に近接して所定の位置関
係で設けられた位置検出用受光素子５には、試料
容器１を透過した光源３からの光Ｐが、濃度検出
用受光素子４と所定の時間差のもとに入射するこ
とになるから、この位置検出用受光素子５の出力
によつて濃度検出用受光素子４への透過光入射タ
イミング、つまりデータをサンプリングすべきタ
イミングを決定することができる。

〈実施例〉 本考案の実施例を、以下、図面に基づいて説明
する。

第１図は本考案実施例の全体構成を示すブロツ
ク図である。

測定すべき試料粒体は、媒液中に均一に分散さ
せて懸濁液の状態として試料容器１内に封入され
る。この試料容器１は、モータ６によつて回転駆
動される回転盤２に着脱自在に装着されている。
モータ６の回転数は、マイクロコンピユータ７か
らの指令に基づいてインバータ８によつて制御さ
れる。

回転盤２の回転中心から半径方向所定距離の位
置に、光源３と、この光源３にそれぞれ対向し、
かつ、互いに回転盤２の接線方向に隣接する３個
の受光素子４，５ａ，５ｂが配設されており、そ
の中央のものが濃度検出用受光素子４、その両サ
イドのものが位置検出用受光素子５ａ，５ｂとし
て供されている。回転盤２に装着された試料容器
１は、その回転によつて光源３と受光素子４，５
ａ，５ｂとの間を横切るよう構成されているとと
もに、回転盤２には、光源３からの出力Ｐがこの
試料容器１を透過し得るよう窓２ａが形成されて
おり、その透過光が各受光素子４，５ａ，５ｂに
よつて受光されるよう構成されている。なお、窓
２ａの幅は受光素子４，５ａ，５ｂの幅の合計よ
りも大きく設定されている。

濃度検出用受光素子４の出力は、増幅器１０，
アナログスイツチ１１およびＡ−Ｄ変換器１２を
介してマイクロコンピユータ７に採り込まれてい
る。また、位置検出用受光素子５ａ，５ｂの出力
はタイミング信号発生回路１３に供給されてお
り、このタイミング信号発生回路１３は後述する
ようにアナログスイツチ１１を開閉するためのタ
イミング信号を出力し、試料容器１が光源３から
の光Ｐを横切つたときにアナログスイツチ１１を
閉成するよう構成されている。従つて、マイクロ
コンピユータ７には、回転盤２の１回転ごとに、
試料容器１を透過した光の強度データ、すなわち
懸濁液Ｌの濃度データが採り込まれことになる。

タイミング信号発生回路１３の出力は、同時に
パルスカウンタ１４にも入力され、回転盤２の回
転数検出データとしてマイクロコンピユータ７に
採り込まれている。

マイクロコンピユータ７にはキーボード１５お
よびプリンタ１６等が接続されており、キーボー
ド１５によつて設定された測定条件に基づく回転
数で回転盤２が回転するよう、パルスカウンタ１
４の出力をモニタしつつインバータ８に指令信号
を供給する。また、前述した濃度データの経時的
な変化から、公知の手法によつて試料粒体の粒度
分布を算出し、プリンタ１６によつてプリントア
ウトすることができる。

第２図はタイミング信号発生回路１３の回路構
成図である。位置検出用受光素子５ａおよび５ｂ
の出力信号は、それぞれコンパレータ１３ａおよ
び１３ｂに入力されている。各コンパレータ１３
ａ，１３ｂは、その各入力信号を基準電圧源１３
ｃからの基準電圧と比較し、それぞれ入力信号が
基準電圧を越えているときに限り、Ｈレベルの信
号を出力するよう構成されている。この各コンパ
レータ１３ａおよび１３ｂの出力信号がAND回
路１３ｄの入力信号となつており、このAND回
路１３の出力信号がアナログスイツチ１１の開閉
タイミング信号として、また、パルスカウンタ１
４の入力信号として供さている。

第３図は受光素子４，５ａ，５ｂ上への透過光
の照射状態を経時的に示す図と、第２図における
各部の信号波形を示す図とを併記して示す作用説
明図である。この図において斜線部は受光素子
４，５ａ，５ｂへの透過光照射部を示している。

今、回転盤２が位置検出用受光素子５ａ側から
５ｂ側へと向く方向に回転しているとすると、時
刻t₁において透過光がまず位置検出用受光素子５
ａを照射し始め、時刻t₃においてはこの受光素子
５ａの出力Ａが最大となる。このt₁とt₃との間の
時刻t₂においてコンパレータ１３ａの出力ＢがＨ
レベルとなる。

時刻t₃においては、同時に濃度検出用受光素子
４を透過光が照射し始め、この受光素子４の出力
Ｆは時刻t₄で最大となる。このt₄では、位置検出
用受光素子５ｂを透過光が照射し始め、この受光
素子５ｂの出力Ｃは時刻t₆で最大に達する。t₄と
t₆の間の時刻t₅においては、コンパレータ１３ｂ
の出力ＤがＨレベルとなる。

上述の時刻t₆においては、全ての受光素子４，
５ａ，５ｂの出力がそれぞれ最大の状態となり、
この状態は時刻t₇まで継続する。そして、以降
は、上記と逆の過程を経て時刻t₁₂において１サ
イクルを終了する。この後半過程において、濃度
検出用受光素子４の出力Ｆが最大の状態を維持し
ている時刻t₆において、コンパレータ１３ａの出
力ＢがＬレベルに転ずる。従つて、コンパレータ
１３ａおよび１３ｂの出力ＢおよびＤを入力とす
るAND回路１３ｄの出力Ｅは、時刻t₅〜t₈間にお
いてＨレベルとなり、この間だけアナログスイツ
チ１１が閉成される。これにより、Ａ−Ｄ変換器
１２には、濃度検出用受光素子４の出力Ｆのう
ち、最大レベルを保つている間の第３図Ｇに示す
ような信号が入力され、正しい濃度データを得る
ことができる。ここで、必要に応じてＡ−Ｄ変換
器１２の入力段にホールド回路を設けることもで
きる。

なお、以上の実施例では、濃度検出用受光素子
４を挟んで２個の位置検出用受光素子５ａ，５ｂ
を設けて、濃度検出用受光素子４の出力のサンプ
リングの始点および終点をそれぞれ規制した例を
示したが、例えば位置検出用受光素子５ｂのみを
設けて、その出力が基準電圧を越えた時刻t₅をサ
ンプリングの始点とし、その時点からタイマ等で
設定された時間だけ信号をサンプリングするよう
構成することもできる。

また、以上は光透過法を用いて懸濁液濃度を検
出する場合について説明したが、可視光以外の赤
外線や紫外線を使用して濃度を検出する装置や、
Ｘ線透過法を用いた装置にも本考案を適用し得る
ことは勿論である。

ところで、本考案による手法は、懸濁液濃度が
極めて高い場合において光がほとんど透過しない
ので、この透過光を位置検出用に供するのは困難
であると懸念されるが、光透過法等においては、
通常、懸濁液の初期濃度が光透過率で約10％相当
以上でないと粒子濃度と透過率との相関が成立し
ないので、これ以下の光透過率の懸濁液を使用す
ることはなく、実用上は全く問題はない。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案によれば、濃度検
出用受光素子に近接して位置検出用受光素子を設
け、この位置検出用受光素子にも懸濁液の透過光
を受光し得るよう構成するとともに、この位置検
出用受光素子の出力を用いて、濃度データのサン
プリングタイミングを決定し得るよう構成したか
ら、従来のように別途発光素子・受光素子および
プレートからなるフオトインターラプタを設ける
必要がなくなり、構造を簡素化できるばかりでな
く、組立て・調整工数の削減が達成され、ひいて
はコストダウンにつながる。また、分解修理後の
再調整時においても、濃度検出用受光素子と位置
検出用受光素子とを例えば一体化しておくことに
より、タイミング調整が不要となり、オシロスコ
ープ等を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の全体構成を示すブロツ
ク図、第２図はそのタイミング発生回路の回路構
成図、第３図はその作用説明図である。 １……試料容器、２……回転盤、２ａ……窓、
３……光源、４……濃度検出用受光素子、５ａ，
５ｂ……位置検出用受光素子、７……マイクロコ
ンピユータ、１１……アナログスイツチ、１２…
…Ａ−Ｄ変換器、１３……タイミング信号発生回
路、１３ａ，１３ｂ……コンパレータ、１３ｃ…
…基準電圧源、１３ｄ……AND回路、１４……
パルスカウンタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 試料粒体を媒液中に拡散させてなる懸濁液を
   試料容器内に封入し、その試料容器を回転盤に
   装着して回転させることにより上記懸濁液に遠
   心力を作用させるとともに、上記回転盤の中心
   から半径方向所定距離の位置に光源および濃度
   検出用受光素子を設けて、上記試料容器が上記
   光源からの光を横切るタイミングと同期させて
   上記濃度検出用受光素子の出力をサンプリング
   し、そのサンプリングデータの経時的変化から
   試料粒体の粒度分布を算出する装置において、
   上記濃度検出用受光素子に近接して、上記光源
   からの光の上記試料容器透過光を受光し得る位
   置検出用受光素子を設け、その位置検出用受光
   素子の出力を上記サンプリングのタイミングの
   決定に供するよう構成したことを特徴とする、
   遠心沈降式粒度分布測定装置。 (2) 上記位置検出用受光素子を、上記濃度検出用
   受光素子を中心として上記回転盤の回転方向に
   ２個設け、その２個の位置検出用受光素子の出
   力により上記サンプリングの開始点および終了
   点を決定するよう構成したことを特徴とする。
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の遠心沈降
   式粒度分布測定装置。