JPH0553222B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、各種粉粒体の粒度分布を短時間で自
動的に測定する粒度分布自動測定装置に関する。

（従来の技術） 従来、石炭粒、セメント粒、医薬品の粒等のよ
うな各種粉粒体の粒度分布を測定し、測定結果を
分析して個々の粒体の粒径や体積の分布状態を把
持する手段として、以下に述べる手段が用いられ
ている。

すなわち、まず特定量の粒体を容器に入れ希釈
水を分注した後、超音波撹拌手段により希釈水中
に粉粒体を分散させる。

次に、サーキユレータを用いて粒体を含む希釈
水を撹拌しつつ、一定の流路中を移送しながら粒
度分布測定器により希釈水中に分散している各粒
体の粒度を測定する。さらに、この測定データを
演算処理手段で分析し、演算処理し、処理結果を
プリンタ等の出力手段により文字、数字データと
して出力し、これにより粒体の粒度分布を把握す
るようにしている。

しかしながら、上述した従来例の場合、容器へ
の測定対象である粒体の収容作業、希釈水、分散
液の分注作業はいずれも測定者の手作業で行うも
のであるため、極めて煩雑であるという問題があ
る。

また、従来例の場合、粉粒体の種類毎に、測定
者が測定すべき粒体量の計測、容器への収容作業
を行う必要があり、さらに、一連の測定及び分析
が液了するまで各段階毎に手作業が必要となり、
作業効率が悪く、しかも、測定者が変るたびに個
人差が生じて測定データの誤差発生を防止できな
いという問題もある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように従来における粒度分布測定手段
の場合、測定対象である粒体の容器への内容から
測データの出力までの一連の作業が手作業を主体
とするものであるため、測定作業の煩雑化及び低
能率化を招き、かつ、測定誤差も多発するという
問題がある。

そこで本発明は、粒体の粒度分布測定における
測定作業を短時間で自動的に簡略かつ高収率に実
行し得るとともに測定精度の向上をも図ることが
できる粒度分布自動測定装置を提供することを目
的とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の粒度分布測定手段は、粉粒体を収納し
た多数の容器を搬送路に列設配置しつつ搬送する
搬送手段と、この搬送路上で前記容器を把持する
とともに把持した容器の移送動作と容器内収容物
の放出動作とを行う容器移送手段と、この容器移
送手段の容器移送領域に臨ませて配置した希釈水
及び分散剤の分注手段、撹拌手段並びに粒度分布
測定手段と、この粒度分布測定手段による測定デ
ータを処理するデータ処理手段と、前記各手段を
所定のタイミングで動作させる制御手段とを有し
ている。

（作 用） 以下に上記構成の装置の作用を説明する。搬送
手段は制御手段による制御の基に、測定すべき粉
粒体を収容した容器を搬送路に沿つて搬送し、特
定の位置でこの容器を停止させる。

容器移送手段は、制御手段による制御の基に、
特定の位置に停止している容器を把持しこの容器
をまず容器搬送領域に配置した分注手段にまで移
送する。分注手段はこの容器内に希釈水及び分散
剤を分注する。

次に移送手段は希釈水及び分散剤が分注された
容器を撹拌手段まで移送する。

撹拌手段はこの容器内の粉粒体、希釈水及び分
散剤を撹拌する。

次に移送手段は撹拌手段による撹拌が終了した
段階でこの容器を粒度分布測定手段まで移送する
とともに容器内収容物（試料）をこの粒度分布測
定手段に投入する。

粒度分布測定手段は、制御手段による制御の基
に投入された試料に含まれる粉粒体の粒度を測定
し、測定データをデータ処理手段に送る。

データ処理手段は、制御手段による制御の基
に、測定データの分析処理、演算処理及び出力処
理を実行する。

上述した一連の動作は、搬送手段により順次搬
送される多数の容器に収容している粉粒体に対し
て次々と実行される。

（実施例） 以下に本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図及び第２図は実施例装置１における搬送
手段２、容器移送手段３、分注手段４、撹拌手段
５及び粒度分布測定手段６を示すものである。

前記搬送手段２は、基台１１上に２重のＵ字状
の搬送路を形成するように配列した合計21個の容
器載置皿１２と、この各容器載置皿１２上にそれ
ぞれ載置した合計21個の測定対象としての粉粒体
を収容している容器１３とを具備し、各容器載置
皿１２及び容器１３を、前記搬送路に沿つて後述
する制御手段７の制御の基に搬送するようになつ
ている。

前記容器搬送手段３は、第３図、第４図に示す
ように、前記基台１１上における搬送路の特定の
位置P₀の近傍で垂直配置に立設したアーム支持
台１４と、このアーム支持台１４上に回転軸を垂
直方向にして配置した第１のモータ１５と、この
第１のモータ１５の回転軸に連結した垂直配置の
回転ねじ体１６と、この回転ねじ体１６に螺合し
たアーム支持部材１７と、このアーム支持部材１
７に水平配置の状態で取り付けたアーム１８と、
前記アーム支持部材１７に回転軸が水平配置とな
るように取り付けた第２のモータ１９および把持
片１８ａ，１８ｂの開閉動作をエアーで行わせる
開閉駆動手段（図示せず。）とを有し、前記第１
のモータ１５の回転動作により回転ねじ体１６を
回転させ、アーム支持部材１７、アーム１８、第
２のモータ１９および開閉駆動手段をこの回転ね
じ体１６を上下方向に移動させるようになつてい
る。また、前記開閉駆動手段によりこの両把持片
１８ａ，１８ｂ間に前記特定の位置P₀に待機し
ている容器１３を把持するとともに、第２のモー
タ１９の回転動作により、アーム１８の突出端部
に備えた一対の把持片１８ａ，１８ｂにより把持
した容器１３内の収容物を外部に放出する動作を
行うようになつている。さらに、第２のモータ１
９の回転動作により、アーム支持部材１７、アー
ム１８及び第２のモータを回転ねじ体１６の軸線
方向（上下方向）に移動させるようになつてい
る。

さらにまた、基台１１内に設けられたエアーを
駆動源とする水平回転駆動手段により、アーム１
８を水平回転させ、これによつて、アーム１８の
両把持片１８ａ，１８ｂは、第１図、第２図に示
す円形の移送領域Ｌを形成するようになつてい
る。

前記分注手段４は、第３図に示すように、基台
１１上に形成される前記特定の位置P₀の上方に
臨ませて配置した固定支持板２０に取り付けた希
釈水分注器２１及び分散剤分注器２２を具備して
いる。そして、希釈水分注器２１及び分散剤分注
器２２の各分注ノズル２１ａ，２２ａを、前記特
定の位置P₀の真上に臨させている。

前記撹拌手段５は、第５図にも示すように、前
記固定支持板２０に回転軸２３ａが垂直となるよ
うに固定配置した第３のモータ２３と、この第３
のモータ２３の回転軸２３ａに取り付けた撹拌羽
根２３ｂと、前記基台１１における第３のモータ
２３の下方に位置する箇所に配置した超音波撹拌
部２４とを具備している。

この超音波撹拌部２４は、上方が開放した撹拌
液収容槽２５に撹拌液２６を所定量収容するとと
もに図示しない超音波発生源を内蔵し、この超音
波発生源による超音波エネルギーを撹拌液２６に
伝達するようになつている。また、前記撹拌羽根
２３ａ及び撹拌液収容槽２５を、前記移送領域Ｌ
に臨む位置に配置している。

前記粒度分布測定手段６は、第６図にも示すよ
うに、投入口２７から投入される試料（粒体、希
釈水及び分散剤の混合液）を同図に示す流路２８
内で矢印方向に移動させるリサーキユーレータ２
９と、前記流路２８内を移動する試料に対して光
（例えばばレーザ光）を照射する光源３０と、こ
の光源３０からの光が試料に当つて生じる散乱光
を検出した電気信号に変換するフオトデイテクタ
３１とを具備し、フオトデイテクタ３１の検出デ
ータにより試料中の粒体の粒度を検出するように
なつている。

次に、第７図を参照し、実施例装置１の全体の
構成を説明する。

この装置は、上述した搬送手段２、容器移送手
段３、分注手段４、撹拌手段５及び粒度分布測定
手段６と、この粒度分布測定手段６の測定データ
を処理するデータ処理手段８と、これら各手段の
動作タイミングを制御する制御手段７と、データ
処理手段８による処理結果を図示しない外部コン
ピユータに転送するためのインターフエース９と
を具備している。

前記データ処理手段８は、粒度分布測定手段６
により得られる測定データの分析、演算処理を行
い、粒体の直径や体積等を求めて粒度分布を算出
する演算部３２と、この演算部３２の処理結果を
出力するプリンタ３３及びＸ，Ｙプロツタ３４と
を具備している。

前記制御手段７は、前記各手段の制御を行う
CPU３５と、このCPU３５に対し８図に示すよ
うな手順の制御プログラムの基に制御命令を与え
るメモリ３６とを具備している。

次に上記構成の装置の作用を、第８図に示す制
御プログラムの内容を示すフローチヤートをも参
照して説明する。

尚、初期状態として、、基台１１上の搬送路に
おける特定の位置P₀には所定量の粉粒体を収容
した容器１３が搬送され（SP1）、待機している
ものとする。

制御手段７のCPU３５はメモリ３６からの制
御命令を基に容器搬送手段３における図示しない
開閉手段１９に対し制御信号を送る。これによ
り、図示しない開閉手段により、把持片１８ａ，
１８ｂを閉方向に作動させてこの両把持片１８
ａ，１８ｂ間に容器１３を把持する（ST2）。

次に、CPU３５は再び第１のモータ１５に制
御信号を送る。これにより、容器１３を把持した
把持片１８ａ，１８ｂがアーム１８とともに上昇
し、容器１３の開口部内に分注手段４における両
分注ノズル２１ａ，２１ｂが挿入された状態とな
る。

この状態でCPU３５は希釈水分注器２２に制
御信号を送る。これにより、両分注ノズル２１
ａ，２１ｂはそれぞれ所定量の希釈水及び分散剤
を容器１３内に分注する。（ST3）。

次に、CPU３５は第１のモータ１５に制御信
号を送り一旦アーム１８により把持した容器１３
を下降させた後、図示しない水平回転駆動手段に
制御信号を送り、このアーム１８及び容器１３を
移送領域Ｌに沿つて第１図において矢印方向に回
転させ、容器１３を撹拌手段５の撹拌液収容槽２
５に移送する。そして、この状態で超音波発生源
を作動させ、超音波エネルギーを撹拌液２６に与
える。これにより、容器１３内の粒体、希釈水及
び分散剤を撹拌混合する。尚、この場合必要に応
じてアーム１８に把持した容器１３を撹拌羽根２
３ｂの位置まで上昇させ、この撹拌羽根２３ｂに
より撹拌動作を付加するようにしてもよい。
（ST4、ST5）。

このようにして容器１３内の試料に対する撹拌
動作が終了した段階で、CPU３５は第１のモー
タ１５および図示しない水平回転駆動手段に制御
信号を送り、容器１３を粒度分布測定手段６の開
口部２７の上方まで移送させた後、第２のモータ
１９に制御信号を送りアーム１８を第４図に示す
ように矢印方向に回転させて容器１３内の試料を
開口部に放出させる（ST6）。

次に、CPU３５は粒度分布測定手段６に制御
信号を送り、リサーキユレータ２９を作動して流
路２８内における試料の移送を行うとともに、光
源３０からこの試料に対して光を照射させる。試
料に当つた光は散乱光となつてフオトデイテクタ
３１により検出される。

すなわち、フオトデイテクタ３１により試料中
の粒体の直径や体積に関する粒度データが得られ
る（ST7）。

粒度分布測定手段６による測定データはCPU
３５を経て演算部３２に送られる。

演算部３２は、粒度データに基く粒体の粒径や
体積等の分布状態を解析、演算する処理を実行す
る（ST8）。

演算部３２の処理データはCPU３５を経てプ
リンタ３３、Ｘ−Ｙプロツタ３４に送られる。プ
リンタ３３、Ｘ−Ｙプロツタ３４は、前記処理デ
ータを文字、記号等の形態で出力する（ST9）。

これにより、容器１３に収容された粒体の粒度
分布を目視により把持することができる。

また、前記処理データはCPU３５、インター
フエース９を介して外部コンピユータ転送され
（ST10）、記憶される。

以上の一連の動作が基台１１上の搬送路に列設
した各容器１３に対して次々と実行され、各容器
１３に収容した粒体毎の処理データが次々と自動
的に得られる。

したがつて、本実施例装置によれば、容器１３
に粒体を収容する作業のみを手作業で行うのみ
で、以降の作業を自動化することができ、作業能
率の向上及び誤差の低減が可能となる。

また、搬送路を２重のＵ字状としたことによつ
て、狭いスペースに多数の容器を列設配置するこ
とができ、この装置全体を小型に構成することが
できる。

本発明は上述した実施例に限定されるものでは
なく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。

例えば、上述した実施例装置では21個の容器を
２重のＵ字状搬送路に列設する場合について説明
したが、容器の個数は任意の個数としても実施で
き、また、搬送路の形状も円形、楕円形その他各
種の形状として実施可能である。

また、粒体の他各種粒体に対しても同様に適用
して個々の粉体粒の粒度分布を測定することも可
能である。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、各種粒体の粒度
分布測定における一連の工程を自動化することが
でき、操作の簡略化、高能率化を図り、かつ、測
定精度の向上をも図ることができる粒度分布自動
測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置における主要な機
構部分を示す平面図、第２図は同上の一部省略平
面図、第３図は実施例装置における容器移送手段
及び分注手段を示す拡大側面図、第４図は同装置
の容器移送手段を示す拡大正面図、第５図は同装
置の撹拌手段を示す拡大省略断面図、第６図は同
装置の粒度分布測定手段を示す構成説明図、第７
図は実施列装置の全体の構成を示すブロツク図、
第８図は同装置の動作手順を示す制御プログラム
の内容を示すフローチヤートである。 １…粒度分布測定装置、２…搬送手段、３…容
器移送手段、４…分注手段、５…撹拌手段、６…
粒度分布測定手段、７…制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉粒体を収納した多数の容器を搬送路に列接
   配置しつつ搬送する搬送手段と、この搬送路上で
   前記容器を把持するとともに把持した容器の移送
   動作と容器内収容物の放出動作とを行う容器移送
   手段と、この容器移送手段の容器移送領域に臨ま
   せて配置した希釈水及び分散剤の分注手段、撹拌
   手段並びに粒度分布測定手段と、この粒度分布測
   定手段による測定データを処理するデータ処理手
   段と、前記各手段を所定のタイメングで動作させ
   る制御手段とを有することを特徴とする粒度分布
   自動測定装置。 ２ 前記撹拌手段は、容器中の粉粒体に分注手段
   により希釈水及び分散剤を分注した後に、これら
   を超音波エネルギーにより撹拌するものである特
   許請求の範囲第１項記載の粒度分布自動測定装
   置。 ３ 前記制御手段は、容器移送手段により把持し
   た容器中の粉粒体に対する希釈水及び分散剤の分
   注及びこれらの撹拌終了後にこの容器の収容物を
   粒度分布測定手段に投入するように容器移送手段
   を制御するものである特許請求の範囲第１項記載
   の粒度分布自動測定装置。 ４ 前記データ処理手段は、粒度分布測定手段の
   測定データの演算処理及び演算処理結果の出力処
   理を行うものである特許請求の範囲第１項記載の
   粒度分布自動測定装置。