JPH0546829A - ブラスト装置等に使用される粒子数計測器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラスト装置等において投射される研掃材の
ような流動している粒子の数量を、的確に且つ簡便迅速
に計測して確認することができる粒子数計測器を提供す
ることを目的とする。 【構成】 ブラスト装置等において投射される研掃材の
ような流動している粒子の領域内に配置して表面に衝突
する粒子を検知する圧電素子からなるセンサー部２と、
該センサー部から発せられたパルスを増幅してパルス数
を計数するカウンター部３と、その計数した数量を表示
する表示部４から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はブラスト装置等に使用さ
れる粒子数計測器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より粒状物の数量を測定する方法は
種々あるものの、一般に流動している状態にある粒状物
の数量（流量）を測定するのは困難なものとされてい
る。例えば、粒状の研掃材を金属等の被加工品に向けて
投射して該被加工品のスケール層、塗膜層の除去、表面
研磨等の研掃処理を行なうブラスト加工分野では、この
投射される研掃材の数量（投射状態）の違いによっても
加工性能が変化するため、その投射状態の実体を把握す
ることができる有効な測定手段が求められている。この
ようなブラスト加工分野で従来行われている研掃材の投
射数量（状態）の測定方法としては、研掃材の投射ゾー
ン内における一部の様子をストロボ撮影し、その写真に
基づいて研掃材の投射数量を計数する方法をはじめ、そ
の他にも、ブラスト加工された被加工品の加工部分の反
射率等を光学的に測定判断する方法や、電磁波を用いて
粒子からの反射波により粒子数を計測する方法や、除錆
度の目視による比較判定法や、測定用基準片の投射によ
り発生する歪みの大きさを測定するアークハイト測定法
等の種々のものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような研掃材の投射状態の測定法はいずれも、投射が行
われている間に直ちに計測されて確認できるものではな
く即答性に欠け、その測定作業も手間がかかり煩雑であ
る上、その測定内容も実際の投射数量と合致していると
は言い難いものであった（例えば電磁波による測定方法
では粒子数の増加とともに測定精度が著しく劣る）。特
に被加工品の研掃結果から測定する方法は、複数の測定
データどうしを対比検討して投射数量を相対的に把握す
るものに過ぎず、投射数量そのものの絶対量を計測でき
るものではなかった。結局、ブラスト加工分野において
は研掃材の投射数量を的確に確認することができる好ま
しい手段が特になかったため、その加工現場においては
実際、熟練者が目視により投射状態を大雑把に推測して
加工作業を行っていることが多い。従って研掃材の如く
流動している粒子の数量を的確に且つ簡単に計測するこ
とは、前述したようなブラスト加工分野のみならず、他
の技術分野においても切望されている。本発明は上記の
課題に鑑みなされたもので、粒状の材料を流動させて使
用する技術分野において、その流動している粒子の数量
を的確且つ簡便迅速に測定できる粒子数計測器を提供す
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明のブラス
ト装置等に使用される粒子数計測器は、ブラスト装置等
において投射される研掃材のような流動している粒子の
数量を計測するための計測器であって、流動している粒
子の領域内に配置して表面に衝突する粒子を検知する圧
電素子からなるセンサー部と、該センサー部から発せら
れたパルスを増幅してパルス数を計数するカウンター部
と、その計数した数量を表示する表示部とから構成され
ていることを特徴とするものである。

【０００５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の一実施例を示す斜視図
であり、本発明粒子数計測器１は基本的にセンサー部
２、カウンター部３及び表示部４とから構成される。図
中11はセンサー部２の設置位置を適宜調整するための移
動機構付き支持部を示す。

【０００６】センサー部２は、図２に示すように衝撃力
を受けた場合にパルス波を発生する圧電素子５を使用し
て構成されており、計測に当たっては流動している粒子
の領域内に配置して、粒子が圧電素子５の上面に衝突す
るようにして使用される。圧電素子の上面は計測面にな
るものであり、この上面の面積が測定時の単位面積に相
当する。このような圧電素子５は例えば、絶縁状態でス
テンレスパイプ等からなる支持フレーム12等により支持
固定する。実際に圧電素子５の上面に粒子が衝突する
と、図３に示すようなパルス６が発生する。図中の横軸
は計測時間を示し、縦軸はパルス電圧（ｍＶ）を示す。
この図３の測定データによれば、図中矢印の範囲ａで示
す単位時間（0.２ｍsec.）内に２個の粒子が衝突した
（投射されている）ことがわかる。このように圧電素子
５において発生したパルス波（信号）は、素子の表裏面
に接着固定した電極７から配線８を介してカウンター部
３へ送られる。この圧電素子５は計測対象の粒子が衝突
した際にパルスを発するものであれば特に限定されず、
例えば、チタン酸バリウム等のセラミック製圧電素子が
衝撃に対して強靱であり、また安価であるため好適であ
る。

【０００７】カウンター部３は、図４に示すようにセン
サー部２の圧電素子５により発生したパルスを増幅する
ための増幅器９と、その増幅されたパルス数を計数及び
演算するための計数・演算部10とからなる。このカウン
ター部３にて計数されたパルス数は表示部４にて表示さ
れる。その表示は通常、単位時間当りに圧電素子５の上
面に衝突した粒子数で表される。表示内容は必要に応じ
て粒子数の最大値に対する粒子数の比率を表示するよう
にしてもよい。また他にも、粒子が衝突した時のエネル
ギーを表示するようにしてもよく、結局、粒子数の数量
が的確に把握できる内容のものであれば表示の仕方は特
に制約されない。

【０００８】このような計測器１により実際に計測を行
なうに当たっては、センサー部２を流動している粒子の
領域内の計測すべき位置に設置する。そしてセンサー部
２にて検出されたパルス数がカウンター部３にて計数、
演算され、その結果が表示部４に表示される。これによ
り、センサー部２の配置位置における流動している粒子
数が計測される。なお粒子の衝突により圧電素子５で発
生するパルスは、例えば粒子の大きさが相違すると圧電
素子への衝撃力が異なるため、そのパルスの大きさ（電
圧）も異なったものとなる。

【０００９】次に、本発明計測器の具体的な使用例につ
いて説明する。図５は本発明計測器１をブラスト装置に
適用した使用例を示す説明図であり、図中20はエアーブ
ラスト方式のブラスト装置要部を示す。このブラスト装
置は、ホッパー21に一時貯留させた研掃材22を調節弁23
により所定量排出させ、それを圧縮エアー24により混合
部25にて混合して移送しノズル26から噴出させることに
より、研掃材を被加工品に投射してブラスト加工を行う
ものである。粒子数計測器１は、センサー部２と表示部
４を備えたカウンター部３とが連結された構造のもので
あり、フレーム13にて支持固定されている。そして、モ
ーター14の駆動によりネジ山付き駆動軸15が回転して基
台16が該駆動軸15に沿って動き、これによりカウンター
部３が図中左右方向に移動する。その結果、カウンター
部３と連結されているセンサー部２もそれに相応して左
右方向に移動し、以て投射される研掃材の投射ゾーン内
の所定箇所に配置し得るよう構成されている。もちろ
ん、センサー部２はノズル26からの距離が変化するよう
（図中、上下方向に）移動可能となるように構成しても
よい。以上の如き本発明計測機によれば、センサー部２
を水平方向や垂直方向に移動させることにより、投射ゾ
ーンの各種箇所における研掃材の投射量を測定すること
ができる。

【００１０】このようなブラスト装置における研掃材の
投射量を実際に測定したデータを、図６に示す。ブラス
ト装置は内口直径：Ｄ＝３2.６mmのノズル22より、平均
粒径５１4.６μｍのガラスビーズ研掃材を速度７ｍ／se
c で投射している。センサー部は測定面が各辺２mmの平
面四角形からなるチタン酸バリウム製の圧電素子を使
用。グラフ中のｒはノズル22の中心軸から水平方向への
距離、ｘはノズル先端からの離間距離、Ｎは計測された
粒子数、Ｎm はその計測粒子数の最大値を示す。計測
は、ノズルから３ヵ所の位置（ｘ／Ｄ＝３、５又は８）
でそれぞれ水平方向に移動させて行った。グラフの横軸
はセンサー部２のノズル中心軸からの位置を示し、その
位置をノズル直径Ｄとの関係で表している。具体的に
は、例えば横軸0.５はセンサー部がノズル端部の直下に
位置していることを表す。またグラフの縦軸は研掃材の
投射数量を示し、その数量を投射数量の最大値との関係
で表している。このグラフをみると、例えばこの装置で
は研掃材がノズル出口に近い位置においては中心部で最
大値を示し、ノズル出口から離れるに従い最大値を示す
場所が中心部から周辺部へ移動するようになりながら次
第に平坦な投射分布を示す状態で投射されていることが
わかる。

【００１１】本発明計測器の用途は上記の如きブラスト
装置（加工）に限らず、粒子を流動させた状態で使用す
る技術分野であれば適用することができ、例えば、管内
を流動する粒子数を計測したり、或いはブラスト加工等
の被加工品に埋め込んで各部位における粒子の投射状態
を把握する等の分野で使用できる。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の粒子計数
器は圧電素子を用いたセンサー部を流動している粒子の
領域内に配置させることにより、センサー部の圧電素子
上面に実際に衝突した粒子の数量を計測できるものであ
るため、流動している粒子を極めて的確に且つ簡便迅速
に測定して確認することができる。従って、本発明の計
測器をブラスト装置等に使用すれば、研掃材の投射数量
を確実に把握することができ、その結果、その計測デー
タに基づいて研掃材の投射条件を設定又は調整すること
により理想的なブラスト加工を実現させることができる
等、多大な実用的効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明計測器の一実施例を示す斜視図。

【図２】センサー部の一例を示す拡大説明図。

【図３】センサー部から発せられるパルスを示す測定デ
ータ。

【図４】本発明計測器のブロック線図。

【図５】本発明の具体的な使用例を示す説明図。

【図６】図５の使用例における計測結果を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 粒子数計測器 ２ センサー部 ３ カウンター部 ４ 表示部 ５ 圧電素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラスト装置等において投射される研掃
   材のような流動している粒子の数量を計測するための計
   測器であって、流動している粒子の領域内に配置して表
   面に衝突する粒子を検知する圧電素子からなるセンサー
   部と、該センサー部から発せられたパルスを増幅してパ
   ルス数を計数するカウンター部と、その計数した数量を
   表示する表示部とから構成されていることを特徴とする
   ブラスト装置等に使用される粒子数計測器。