JPH0593715A - 流動材料の混合状態の監視方法 - Google Patents
流動材料の混合状態の監視方法Info
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- JPH0593715A JPH0593715A JP3360600A JP36060091A JPH0593715A JP H0593715 A JPH0593715 A JP H0593715A JP 3360600 A JP3360600 A JP 3360600A JP 36060091 A JP36060091 A JP 36060091A JP H0593715 A JPH0593715 A JP H0593715A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 混合段階の完全さを判定すると共に混合物中
の流動材料の比率を求めるために、最終的には硬化して
完成品の状態になる流動材料の混合状態を連続的且つ正
確に監視する方法を提供する。 【構成】 最終的には硬化して一体構造品になる第１及
び第２の流動材料の混合状態を監視する方法は、存在し
ているかどうかが第１の流動材料を通過できる輻射エネ
ルギーによって検出可能な選択された量の標識粒状物質
を第１の流動材料中に均一に分散させる段階と、第１の
流動材料と第２の流動材料を混合して混合物を形成する
段階と、輻射エネルギーを混合物中に送って混合物全体
中の検出可能な標識粒状物質の分布状態を監視して、標
識粒状物質の均一混合の程度を判定する段階とを含む。
の流動材料の比率を求めるために、最終的には硬化して
完成品の状態になる流動材料の混合状態を連続的且つ正
確に監視する方法を提供する。 【構成】 最終的には硬化して一体構造品になる第１及
び第２の流動材料の混合状態を監視する方法は、存在し
ているかどうかが第１の流動材料を通過できる輻射エネ
ルギーによって検出可能な選択された量の標識粒状物質
を第１の流動材料中に均一に分散させる段階と、第１の
流動材料と第２の流動材料を混合して混合物を形成する
段階と、輻射エネルギーを混合物中に送って混合物全体
中の検出可能な標識粒状物質の分布状態を監視して、標
識粒状物質の均一混合の程度を判定する段階とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流動材料の均一混合の
程度を判定するため、流動材料の混合を監視するための
方法に関する。
程度を判定するため、流動材料の混合を監視するための
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】混合作業の完全さと流動材料の比率の両
方を求めるために流動材料の混合状態を監視するサンプ
リング法が当該技術分野で知られている。かかる方法
は、種々の分野、例えば、コンクリートの混合、プラス
チック製物品の製造（モノマーと硬化剤を混合して硬化
ポリマー材料を形成する）、プレスド・ウッド物品の製
造（接着剤又はにかわとおが屑を混合してプレスド・ウ
ッドを形成する）、及び爆薬及びロケット推進剤の製造
（有機結合剤を用いて反応性金属と酸化剤の小さな粒子
を互いに結合して或る形状のものにして所望の燃焼速度
を達成する）において利用されている。
方を求めるために流動材料の混合状態を監視するサンプ
リング法が当該技術分野で知られている。かかる方法
は、種々の分野、例えば、コンクリートの混合、プラス
チック製物品の製造（モノマーと硬化剤を混合して硬化
ポリマー材料を形成する）、プレスド・ウッド物品の製
造（接着剤又はにかわとおが屑を混合してプレスド・ウ
ッドを形成する）、及び爆薬及びロケット推進剤の製造
（有機結合剤を用いて反応性金属と酸化剤の小さな粒子
を互いに結合して或る形状のものにして所望の燃焼速度
を達成する）において利用されている。
【０００３】かかる種々の産業分野における混合作業の
はかどり具合を監視する従来法では、一般に、混合作業
中に混合物のサンプルを定期的に採取して検査してい
る。たとえば、コンクリートの混合の場合、混合中のコ
ンクリートのサンプルを混合物について取り出し、コン
クリートのサンプルの“スランプ（slump)”の測定によ
りコンクリートの含水量を間接的に求める。もしスラン
プ測定値が大きすぎれば（これはコンクリート混合物が
堅すぎることを示す）、水をもっと追加する。逆に、ス
ランプ測定値が小さすぎる場合には（これは、コンクリ
ート混合物が流れるほど軟らかいことを示す）、セメン
トと砂利と砂を混合物に追加する。
はかどり具合を監視する従来法では、一般に、混合作業
中に混合物のサンプルを定期的に採取して検査してい
る。たとえば、コンクリートの混合の場合、混合中のコ
ンクリートのサンプルを混合物について取り出し、コン
クリートのサンプルの“スランプ（slump)”の測定によ
りコンクリートの含水量を間接的に求める。もしスラン
プ測定値が大きすぎれば（これはコンクリート混合物が
堅すぎることを示す）、水をもっと追加する。逆に、ス
ランプ測定値が小さすぎる場合には（これは、コンクリ
ート混合物が流れるほど軟らかいことを示す）、セメン
トと砂利と砂を混合物に追加する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】残念なことに、かかる
サンプリング法には多くの欠点がある。たとえば、サン
プリングが定期的（連続的ではなく）に実施され、各サ
ンプリング作業の所要実施時間がかかるので、定期的な
サンプリング前に相当な量の品質不合格の最終製品が生
じる場合があり、検査をすると、混合の完全さ又は最終
製品を形成する流動材料の比率に欠陥のあることが分か
った。この問題は、検査作業が、瞬時に、しかし、かな
りの時間の経過後でしか所望の品質管理情報を生じない
状況では深刻になる。たとえば、コンクリートの場合、
サンプル採取後に上記の「スランプ」試験を実施するに
は相当な時間がかかる。最後に、かかるサンプリング法
を用いても、流動材料か硬化して固形形状物になった後
では、流動材料の最終製品又は完成品の構造上の一体性
を検査することは不可能である。かかる構造試験は、全
く別の試験操作を含むが、これは多くの場合、実用的な
形式では利用できない。たとえば、コンクリートを型内
へ注ぎ込んで構造部材としての柱及び梁を形成する場
合、注入コンクリートに気泡（以下、「バブル」という
場合もある）や他のボイド（当該技術分野では「ハニカ
ム状態」と呼ばれる）が実質的に無いことが欠くべから
ざる条件であり、そうでなけれは、その結果得られた構
造部材はその所要荷重を支えることができない。同様
に、最終プラスチック製品やプレスド・ウッド製品の中
に気泡やボイドがあると、これら物品の品質が非常に損
なわれる場合がある。爆薬やロケット推進剤の場合、気
泡やボイドが存在していると、爆薬又は推進剤マトリッ
クスの燃焼性表面積が増大するので、マトリックスの燃
焼速度が加速されて危険な状態になる場合がある。
サンプリング法には多くの欠点がある。たとえば、サン
プリングが定期的（連続的ではなく）に実施され、各サ
ンプリング作業の所要実施時間がかかるので、定期的な
サンプリング前に相当な量の品質不合格の最終製品が生
じる場合があり、検査をすると、混合の完全さ又は最終
製品を形成する流動材料の比率に欠陥のあることが分か
った。この問題は、検査作業が、瞬時に、しかし、かな
りの時間の経過後でしか所望の品質管理情報を生じない
状況では深刻になる。たとえば、コンクリートの場合、
サンプル採取後に上記の「スランプ」試験を実施するに
は相当な時間がかかる。最後に、かかるサンプリング法
を用いても、流動材料か硬化して固形形状物になった後
では、流動材料の最終製品又は完成品の構造上の一体性
を検査することは不可能である。かかる構造試験は、全
く別の試験操作を含むが、これは多くの場合、実用的な
形式では利用できない。たとえば、コンクリートを型内
へ注ぎ込んで構造部材としての柱及び梁を形成する場
合、注入コンクリートに気泡（以下、「バブル」という
場合もある）や他のボイド（当該技術分野では「ハニカ
ム状態」と呼ばれる）が実質的に無いことが欠くべから
ざる条件であり、そうでなけれは、その結果得られた構
造部材はその所要荷重を支えることができない。同様
に、最終プラスチック製品やプレスド・ウッド製品の中
に気泡やボイドがあると、これら物品の品質が非常に損
なわれる場合がある。爆薬やロケット推進剤の場合、気
泡やボイドが存在していると、爆薬又は推進剤マトリッ
クスの燃焼性表面積が増大するので、マトリックスの燃
焼速度が加速されて危険な状態になる場合がある。
【０００５】あきらかに、混合段階の完全さを判定する
と共に混合物中の流動材料の比率を求めるために、最終
的には硬化して完成品の状態になる流動材料の混合状態
を連続的且つ正確に監視する方法に対する要望がある。
かかる連続的監視方法では、種々の製品、例えば、コン
クリート、プラスチック製品、プレスド・ウッド製品、
及びロケット推進剤が得られ、これら製品の最終品質を
確保する技術が用いられる。というのは、かかる方法
は、混合の完全さ又は最終製品に用いられる材料の比率
の何れか一方に生じる誤差をそれらが生じるやいなや修
正するのに瞬時に使用できる連続フィードバック信号を
出す。もし監視方法を用いて、混合作業で得られた最終
製品の構造的一体性を検査して最終製品中のボイド、亀
裂又は不連続部を容易に検出して欠陥のある製品を修理
又は廃棄できれば、それが望ましい。
と共に混合物中の流動材料の比率を求めるために、最終
的には硬化して完成品の状態になる流動材料の混合状態
を連続的且つ正確に監視する方法に対する要望がある。
かかる連続的監視方法では、種々の製品、例えば、コン
クリート、プラスチック製品、プレスド・ウッド製品、
及びロケット推進剤が得られ、これら製品の最終品質を
確保する技術が用いられる。というのは、かかる方法
は、混合の完全さ又は最終製品に用いられる材料の比率
の何れか一方に生じる誤差をそれらが生じるやいなや修
正するのに瞬時に使用できる連続フィードバック信号を
出す。もし監視方法を用いて、混合作業で得られた最終
製品の構造的一体性を検査して最終製品中のボイド、亀
裂又は不連続部を容易に検出して欠陥のある製品を修理
又は廃棄できれば、それが望ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明の要
旨は、最終的には硬化して一体構造品になる第１及び第
２の流動材料の混合状態を監視する方法において、存在
しているかどうかが第１の流動材料を通過できる輻射エ
ネルギーによって検出可能な選択された量の標識粒状物
質を第１の流動材料中に均一に分散させ、第１の流動材
料と第２の流動材料を混合して混合物を形成し、輻射エ
ネルギーを混合物中に送って混合物全体中の検出可能な
標識粒状物質の分布状態を監視して、標識粒状物質の均
一混合の程度を判定することを特徴とする監視方法にあ
る。
旨は、最終的には硬化して一体構造品になる第１及び第
２の流動材料の混合状態を監視する方法において、存在
しているかどうかが第１の流動材料を通過できる輻射エ
ネルギーによって検出可能な選択された量の標識粒状物
質を第１の流動材料中に均一に分散させ、第１の流動材
料と第２の流動材料を混合して混合物を形成し、輻射エ
ネルギーを混合物中に送って混合物全体中の検出可能な
標識粒状物質の分布状態を監視して、標識粒状物質の均
一混合の程度を判定することを特徴とする監視方法にあ
る。
【０００７】さらに、本発明の方法では、輻射エネルギ
ーを送ることにより存在が検出できるが、かかる検出時
における特性は第１の標識粒状物質の検出可能な特性と
は異なる選択された量の第２の標識粒状物質を均一に分
散させる段階を含む。かかる第２の標識粒状物質を用い
ることにより、本発明の方法の利用者は第１及び第２の
流動材料の混合物中のボイドの存在を即座に検出でき
る。さらに、本発明の方法は、混合物を硬化させて一体
構造品の状態にし、次に、これに輻射エネルギーを送っ
て、その一体性を検査する。その目的は、ボイド、亀裂
又は不連続部の存在を検出することにある。本発明の方
法は、混合の完全さ、流動材料の混合比率、及び混合物
中のボイドの存否が重要な評価基準である工業プロセス
で特に有用である。有利には、混合作業の監視を可能に
する同一の標識粒状物質を、結果的に得られた一体構造
品の一体性を検査するためもう一度使用できる。
ーを送ることにより存在が検出できるが、かかる検出時
における特性は第１の標識粒状物質の検出可能な特性と
は異なる選択された量の第２の標識粒状物質を均一に分
散させる段階を含む。かかる第２の標識粒状物質を用い
ることにより、本発明の方法の利用者は第１及び第２の
流動材料の混合物中のボイドの存在を即座に検出でき
る。さらに、本発明の方法は、混合物を硬化させて一体
構造品の状態にし、次に、これに輻射エネルギーを送っ
て、その一体性を検査する。その目的は、ボイド、亀裂
又は不連続部の存在を検出することにある。本発明の方
法は、混合の完全さ、流動材料の混合比率、及び混合物
中のボイドの存否が重要な評価基準である工業プロセス
で特に有用である。有利には、混合作業の監視を可能に
する同一の標識粒状物質を、結果的に得られた一体構造
品の一体性を検査するためもう一度使用できる。
【０００８】標識粒状物質は、強磁性体の粒子又は圧電
材料の粒子、粒度材料の音響インピーダンスに影響を及
ぼす、即ち、これを変化させる材料の粒子（例えば、二
酸化シリコンの微粒子）、流動材料の光学的性質を変化
させる粒子（例えば、二酸化バナジウム、リン酸カリウ
ム、ニオブ化リチウム）であるのが良い。本発明の方法
の監視段階で用いられる輻射エネルギーは、変動する電
磁界（強磁性体の場合）、変動する電界（圧電材料の場
合、流動材料の音響インピーダンスを変化させる材料の
場合は超音波）、又は、流動材料の光学的性質を変化さ
せる粒子の場合には光（可視光又は不可視光）を含むの
が良い。
材料の粒子、粒度材料の音響インピーダンスに影響を及
ぼす、即ち、これを変化させる材料の粒子（例えば、二
酸化シリコンの微粒子）、流動材料の光学的性質を変化
させる粒子（例えば、二酸化バナジウム、リン酸カリウ
ム、ニオブ化リチウム）であるのが良い。本発明の方法
の監視段階で用いられる輻射エネルギーは、変動する電
磁界（強磁性体の場合）、変動する電界（圧電材料の場
合、流動材料の音響インピーダンスを変化させる材料の
場合は超音波）、又は、流動材料の光学的性質を変化さ
せる粒子の場合には光（可視光又は不可視光）を含むの
が良い。
【０００９】本発明の方法は、共通の構造コンクリート
の混合、ポリシル（Polysil:登録商標）コンクリートの
混合、船舶の船体に適用するためのウレタン・モノマー
と硬化剤の混合、軍需用兵器で用いられる造形装填物の
製造における金属粒子と酸化剤の爆薬配合物への結合剤
の混合、パーチクル・ボードの製造における接着剤又は
にかわとパーチクル・ウッドの混合に適用しても良い。
本発明の方法は、結果的に得られる構造品（コンクリー
ト又はパーチクル・ボードの場合も同様）の構造上の一
体性だけではなく、表面上に構造品を結合するため表面
上で流動材料が硬化する場合（船舶の船体上のポリウレ
タンの場合も同様）における非結合部の領域の存在をも
検査する有利な手段となる。
の混合、ポリシル（Polysil:登録商標）コンクリートの
混合、船舶の船体に適用するためのウレタン・モノマー
と硬化剤の混合、軍需用兵器で用いられる造形装填物の
製造における金属粒子と酸化剤の爆薬配合物への結合剤
の混合、パーチクル・ボードの製造における接着剤又は
にかわとパーチクル・ウッドの混合に適用しても良い。
本発明の方法は、結果的に得られる構造品（コンクリー
ト又はパーチクル・ボードの場合も同様）の構造上の一
体性だけではなく、表面上に構造品を結合するため表面
上で流動材料が硬化する場合（船舶の船体上のポリウレ
タンの場合も同様）における非結合部の領域の存在をも
検査する有利な手段となる。
【００１０】本発明の内容を明確に理解できるようにす
るため、今、好ましい実施例を添付の図面を参照して例
示的に説明する。
るため、今、好ましい実施例を添付の図面を参照して例
示的に説明する。
【００１１】
【実施例】今、図１を参照すると（図中、同一の部分は
同一の参照番号で示されている）、システム１は、或る
量の標識となる粒状物質を分散させた（点々で示す）第
１の流動材料５で満たされたホッパ３及び標識の付いて
いない（以下、「非標識」ともいう）流動材料９が入っ
ているもう１つのホッパ７を有する。システム１のこの
特定の例では、標識を付けた流動材料（以下、「標識流
動材料」ともいう）５は、直径が約５０〜１５０オング
ストロームの非常に細かいスピネル・フェライト粒子を
約１重量％含む強磁性鉄・リグノスルホナートの水溶液
である。かかる強磁性鉄リグノスルホナートの水溶液
は、ワシントン州ベリンガムに所在のジョージア・パシ
フィック・コーポレーション（Georgia Pacific Corpor
ation)から入手できる。非標識流動材料９はポルトラン
ドセメント、砂及び砂利の乾燥コンクリート混合物であ
る。この例では、流動材料５，９は水とコンクリートで
あるが、本発明のシステムと方法は、最終的には一体構
造品の状態に硬化する事実上任意の２種類の流動材料の
混合物に適用できる。
同一の参照番号で示されている）、システム１は、或る
量の標識となる粒状物質を分散させた（点々で示す）第
１の流動材料５で満たされたホッパ３及び標識の付いて
いない（以下、「非標識」ともいう）流動材料９が入っ
ているもう１つのホッパ７を有する。システム１のこの
特定の例では、標識を付けた流動材料（以下、「標識流
動材料」ともいう）５は、直径が約５０〜１５０オング
ストロームの非常に細かいスピネル・フェライト粒子を
約１重量％含む強磁性鉄・リグノスルホナートの水溶液
である。かかる強磁性鉄リグノスルホナートの水溶液
は、ワシントン州ベリンガムに所在のジョージア・パシ
フィック・コーポレーション（Georgia Pacific Corpor
ation)から入手できる。非標識流動材料９はポルトラン
ドセメント、砂及び砂利の乾燥コンクリート混合物であ
る。この例では、流動材料５，９は水とコンクリートで
あるが、本発明のシステムと方法は、最終的には一体構
造品の状態に硬化する事実上任意の２種類の流動材料の
混合物に適用できる。
【００１２】ホッパ３，７はそれぞれ、流動材料５，９
が連続的又は間欠的に流通することができる出口１１，
１３を有する。出口１１，１３を通るかかる粒状物質の
流れは電動弁１５，１７によって調節される。また、本
発明のシステム１は、ホッパ３，７の出口１１，１３を
通って流れる流動材料５，９を受け入れる混合容器２０
を有する。電動ミキサー２２が流動材料５，９を混合し
てこれらの物質の均一の混合物を形成するために設けら
れている。この目的のため、ミキサー２２は、図示のよ
うにシャフトによってプロペラ２６を回転させて流動材
料５，９を混合攪拌するモータ２４を有する。混合容器
２０は、電動ミキサー２２によって得られた流動材料
５，９の混合物を排出する出口２８を有する。
が連続的又は間欠的に流通することができる出口１１，
１３を有する。出口１１，１３を通るかかる粒状物質の
流れは電動弁１５，１７によって調節される。また、本
発明のシステム１は、ホッパ３，７の出口１１，１３を
通って流れる流動材料５，９を受け入れる混合容器２０
を有する。電動ミキサー２２が流動材料５，９を混合し
てこれらの物質の均一の混合物を形成するために設けら
れている。この目的のため、ミキサー２２は、図示のよ
うにシャフトによってプロペラ２６を回転させて流動材
料５，９を混合攪拌するモータ２４を有する。混合容器
２０は、電動ミキサー２２によって得られた流動材料
５，９の混合物を排出する出口２８を有する。
【００１３】システム１は、混合容器２０内で生じた混
合物の流れを導いて、混合物中に分散した状態にある標
識粒状物質の濃度と分布状態の両方を検出することがで
きる輻射エネルギー源によってかかる混合物の流れを検
査できるようにする検査・排出導管３０を有する。これ
らの目的のため、検査・排出導管３０の壁を、標識粒状
物質の濃度と分布状態の両方を検出するのに用いられる
輻射エネルギー源がどのような種類のものであっても、
これに対して実質的に透明な物質から形成することが重
要である。この例では、変動する高周波電磁界を用いて
混合容器２０内で得られたコンクリート混合物中に分散
してあるフェライト粒子の濃度と分布状態の両方を検出
するので、検査・排出導管３０の壁は好ましくは、プラ
スチック材料、例えば塩化ポリビニルから形成するのが
好ましい。その上、検査・排出導管３０は、粒子検出輻
射エネルギー源がどのような構造的形態を取ろうとも、
これを容易に収容できるような寸法形状であることが必
要である。本発明では、変動する高周波電磁界源は有利
には単一の電気コイルなので、導管３０の形状は管状で
あり、その外形は、検出用輻射エネルギーを発生させる
のに用いられるコイルの内径よりも小さい。
合物の流れを導いて、混合物中に分散した状態にある標
識粒状物質の濃度と分布状態の両方を検出することがで
きる輻射エネルギー源によってかかる混合物の流れを検
査できるようにする検査・排出導管３０を有する。これ
らの目的のため、検査・排出導管３０の壁を、標識粒状
物質の濃度と分布状態の両方を検出するのに用いられる
輻射エネルギー源がどのような種類のものであっても、
これに対して実質的に透明な物質から形成することが重
要である。この例では、変動する高周波電磁界を用いて
混合容器２０内で得られたコンクリート混合物中に分散
してあるフェライト粒子の濃度と分布状態の両方を検出
するので、検査・排出導管３０の壁は好ましくは、プラ
スチック材料、例えば塩化ポリビニルから形成するのが
好ましい。その上、検査・排出導管３０は、粒子検出輻
射エネルギー源がどのような構造的形態を取ろうとも、
これを容易に収容できるような寸法形状であることが必
要である。本発明では、変動する高周波電磁界源は有利
には単一の電気コイルなので、導管３０の形状は管状で
あり、その外形は、検出用輻射エネルギーを発生させる
のに用いられるコイルの内径よりも小さい。
【００１４】検査・排出導管３０の上流側端部は、図示
のように電動排出弁３２を介して混合容器２０の出口２
８に連結され、導管３０の下流側端部はリザーバ容器３
７の上に位置した出口３５、電動分流弁３４、混合容器
２２に戻るよう連結された再循環導管３５を含む。通常
の動作条件のもとでは、導管３０を通って流れている混
合物はリザーバ容器３７内に送り込まれることになる。
しかしながら、もし混合物に欠陥があると判明した場合
には、分流弁３４は位置をシフトして混合物を修正のた
めに導管３５により混合容器２０に戻すことになろう。
のように電動排出弁３２を介して混合容器２０の出口２
８に連結され、導管３０の下流側端部はリザーバ容器３
７の上に位置した出口３５、電動分流弁３４、混合容器
２２に戻るよう連結された再循環導管３５を含む。通常
の動作条件のもとでは、導管３０を通って流れている混
合物はリザーバ容器３７内に送り込まれることになる。
しかしながら、もし混合物に欠陥があると判明した場合
には、分流弁３４は位置をシフトして混合物を修正のた
めに導管３５により混合容器２０に戻すことになろう。
【００１５】リザーバ容器３７の目的は、完成品を作る
のに最終的に用いられる混合容器２０内の流動材料５，
７の混合物の在庫量を保つことにある。上述の混合容器
２０と同様に、リザーバ容器３７は、最終排出弁４１に
よって出力が調節される出口３９を更に有する。本発明
のシステム１のこの例では、出口３９は型４３の上に位
置し、この型は混合容器２０内の流動状態の混合物を所
望の最終形状に成形する。システム１内にリザーバ容器
３７を設けることにより、有利には、混合容器２０内に
おける混合物の形成速度及びこの混合物を最終の目的、
たとえば、型４３内の一体構造品の形成に供せられる速
度を短時間で変えることができる。
のに最終的に用いられる混合容器２０内の流動材料５，
７の混合物の在庫量を保つことにある。上述の混合容器
２０と同様に、リザーバ容器３７は、最終排出弁４１に
よって出力が調節される出口３９を更に有する。本発明
のシステム１のこの例では、出口３９は型４３の上に位
置し、この型は混合容器２０内の流動状態の混合物を所
望の最終形状に成形する。システム１内にリザーバ容器
３７を設けることにより、有利には、混合容器２０内に
おける混合物の形成速度及びこの混合物を最終の目的、
たとえば、型４３内の一体構造品の形成に供せられる速
度を短時間で変えることができる。
【００１６】システム１は、標識粒子検出器４５を更に
有する。本発明のこの例では、標識粒子検出器４５は図
示のように検査・排出導管３０の周りに巻かれた検出コ
イル４７を有する。検出コイル４７の導線４８ａ，ｂは
渦電流プローブ検出法で用いられる形式の多周波数発生
器４９に接続されている。好ましい実施例では、多周波
数発生器４９は好ましくはワシントン州イーザカに所在
のゼテック（Zetec)社によって製造されたＭｉｚ−１８
型渦電流検査システムの一部である。かかる市販の検査
システムは、高周波の交流電流を発生させてこれを検出
コイル、例えばコイル４７に流してコイルが変動する電
磁界を生じるようにし、更に、インピーダンスを測定し
てこの電磁界が、電磁界と、導管３０を通って流れる混
合物中に分散してあるフェライト標識粒子との間の電磁
結合の結果として生じるようにすることによって動作す
る。この測定可能なインピーダンスの大きさ及び位置か
ら、導管３０を通って流れる混合物中の標識フェライト
粒子の濃度と分布状態の両方を測定することができる。
これらの測定値から、流動材料５，９の相対的な濃度及
びこれら流動材料を混合容器２０内で混合する完全さの
度合いの両方をも推定してＣＲＴ表示スクリーン５１上
に表示することができる。標識フェライト粒子の濃度と
分布状態の両方の多周波数発生器による測定値を電気信
号にして、これら電気信号を出力ケーブル５３ａ，ｂを
介して多周波数発生器４９の外部に伝送することができ
る。
有する。本発明のこの例では、標識粒子検出器４５は図
示のように検査・排出導管３０の周りに巻かれた検出コ
イル４７を有する。検出コイル４７の導線４８ａ，ｂは
渦電流プローブ検出法で用いられる形式の多周波数発生
器４９に接続されている。好ましい実施例では、多周波
数発生器４９は好ましくはワシントン州イーザカに所在
のゼテック（Zetec)社によって製造されたＭｉｚ−１８
型渦電流検査システムの一部である。かかる市販の検査
システムは、高周波の交流電流を発生させてこれを検出
コイル、例えばコイル４７に流してコイルが変動する電
磁界を生じるようにし、更に、インピーダンスを測定し
てこの電磁界が、電磁界と、導管３０を通って流れる混
合物中に分散してあるフェライト標識粒子との間の電磁
結合の結果として生じるようにすることによって動作す
る。この測定可能なインピーダンスの大きさ及び位置か
ら、導管３０を通って流れる混合物中の標識フェライト
粒子の濃度と分布状態の両方を測定することができる。
これらの測定値から、流動材料５，９の相対的な濃度及
びこれら流動材料を混合容器２０内で混合する完全さの
度合いの両方をも推定してＣＲＴ表示スクリーン５１上
に表示することができる。標識フェライト粒子の濃度と
分布状態の両方の多周波数発生器による測定値を電気信
号にして、これら電気信号を出力ケーブル５３ａ，ｂを
介して多周波数発生器４９の外部に伝送することができ
る。
【００１７】最後に、システム１はマイクロプロセッサ
制御回路５５を含み、このマイクロプロセッサ制御回路
５５の入力は、マルチ周波数発生器４９の出力ケーブル
５３ａ，ｂに接続され、出力は制御ケーブル５７ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅに接続されており、これら制御ケーブル
は、ホッパ５の電動弁、ミキサー２２の電動機２４、ホ
ッパ７の電動弁１７、混合容器２０の出口２８に設けら
れた電動排出弁３２、検査・排出導管３０の出口３３の
上流側に設けられた電動分流弁３４にそれぞれ接続され
ている。マイクロプロセッサ制御回路５５の機能の一つ
は、ホッパ３、７から混合容器２０内への標識流動材料
と非標識流動材料５，９の両方の流量を調節して出口２
８を通って流出する最終形態の混合物中のこれら物質
５，９の割合が絶えず、選択された製造公差に対応する
範囲内にあるようにすることにある。マイクロプロセッ
サ制御回路５５のもう一つの機能は、電気ミキサー２２
を排出弁３２を閉鎖した状態で、或る速度及び十分な時
間に亘って動作させて、標識流動材料及び非標識流動材
料５，９が電動排出弁３２を通って混合物が最終的に排
出されるときには完全に均一に混合されているようにす
ることにある。標識粒子検出器４５によって出された信
号が、混合物の割合が所定の範囲内にもはやないか、或
いは流動材料５，９の混合状態が不十分であることを指
示した場合、マイクロプロセッサ制御回路５５は分流弁
３４の位置を変えて欠陥のある混合物を導管３５を介し
て混合容器２０内に再循環させて戻し、流動材料５、９
を多少追加するか或いはミキサーの電動機２４の速度を
変化させるか、或いはより長い期間に亘って排出弁３２
を閉じたままにすることにより混合容器２０内における
混合時間を長くすることにより修正する。標識粒子検出
器４５による混合物中の標識フェライト粒子の濃度と分
布状態の両方を連続的に監視すると共にこの情報をケー
ブル５３ａ，ｂを介してマイクロプロセッサ制御回路の
入力に連続的に入れることにより事実上、連続的なフィ
ードバック信号がマイクロプロセッサ制御回路５５に与
えられ、それによりマイクロプロセッサ制御回路５５は
ホッパ３，７の電動弁１５，１７、電気ミキサー２２の
電動機２４、混合容器２０の排出弁３２及び導管出口３
３の分流弁３４を迅速且つ有利に操作して混合物を連続
的且つ自動的に形成し、この混合物の流動成分は所望の
割合の範囲内にあり、また成分は均質に混合されて事実
上任意の所定の完全さの度合いになり、その後に導管出
口３３を通ってリザーバ容器３７内に送り込まれる。
制御回路５５を含み、このマイクロプロセッサ制御回路
５５の入力は、マルチ周波数発生器４９の出力ケーブル
５３ａ，ｂに接続され、出力は制御ケーブル５７ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅに接続されており、これら制御ケーブル
は、ホッパ５の電動弁、ミキサー２２の電動機２４、ホ
ッパ７の電動弁１７、混合容器２０の出口２８に設けら
れた電動排出弁３２、検査・排出導管３０の出口３３の
上流側に設けられた電動分流弁３４にそれぞれ接続され
ている。マイクロプロセッサ制御回路５５の機能の一つ
は、ホッパ３、７から混合容器２０内への標識流動材料
と非標識流動材料５，９の両方の流量を調節して出口２
８を通って流出する最終形態の混合物中のこれら物質
５，９の割合が絶えず、選択された製造公差に対応する
範囲内にあるようにすることにある。マイクロプロセッ
サ制御回路５５のもう一つの機能は、電気ミキサー２２
を排出弁３２を閉鎖した状態で、或る速度及び十分な時
間に亘って動作させて、標識流動材料及び非標識流動材
料５，９が電動排出弁３２を通って混合物が最終的に排
出されるときには完全に均一に混合されているようにす
ることにある。標識粒子検出器４５によって出された信
号が、混合物の割合が所定の範囲内にもはやないか、或
いは流動材料５，９の混合状態が不十分であることを指
示した場合、マイクロプロセッサ制御回路５５は分流弁
３４の位置を変えて欠陥のある混合物を導管３５を介し
て混合容器２０内に再循環させて戻し、流動材料５、９
を多少追加するか或いはミキサーの電動機２４の速度を
変化させるか、或いはより長い期間に亘って排出弁３２
を閉じたままにすることにより混合容器２０内における
混合時間を長くすることにより修正する。標識粒子検出
器４５による混合物中の標識フェライト粒子の濃度と分
布状態の両方を連続的に監視すると共にこの情報をケー
ブル５３ａ，ｂを介してマイクロプロセッサ制御回路の
入力に連続的に入れることにより事実上、連続的なフィ
ードバック信号がマイクロプロセッサ制御回路５５に与
えられ、それによりマイクロプロセッサ制御回路５５は
ホッパ３，７の電動弁１５，１７、電気ミキサー２２の
電動機２４、混合容器２０の排出弁３２及び導管出口３
３の分流弁３４を迅速且つ有利に操作して混合物を連続
的且つ自動的に形成し、この混合物の流動成分は所望の
割合の範囲内にあり、また成分は均質に混合されて事実
上任意の所定の完全さの度合いになり、その後に導管出
口３３を通ってリザーバ容器３７内に送り込まれる。
【００１８】この例では、標識流動材料５はスピネル・
フェライトの微細粒子で標識付けされた水であり、非標
識流動材料９は乾燥状態のコンクリート混合物である
が、本発明は流動材料中のこれら特定の標識粒子の使用
に限定されないことは注目されるべきである。例えば、
標識粒子を圧電材料、例えば石英、或いは周囲流動材料
（これまた石英の微細な粒子であるのがよい）の音響イ
ンピーダンスを測定可能に変化させる材料で構成するの
がよい。もし圧電型または音響インピーダンス型の標識
粒子を用いる場合、標識粒子検出器４５は、検査・排出
導管３０を介して変動する電界または超音波を出すべき
である。変形例として、標識粒子として、混合させる流
動材料の光学的性質に影響を及ぼす物質、例えば二酸化
バナジウム、リン酸カリウム、ニオブ化リチウムの粒子
を用いても良い。かかる場合、標識粒子検出器４５は或
る種類の光（これは、可視性であっても不可視性であっ
ても良い）を発生すべきであり、かかる光は、混合物を
形成する流動材料検査・排出導管３０の壁を形成する材
料を容易に通るが、標識粒状物質によって吸収され（或
いは、測定可能に標識粒状物質と相互作用する）。本発
明のシステム１によって効果的に監視できる流動材料の
混合物の他の例として、モノマーとポリマプラスチック
を形成する硬化剤との混合物、パーチクルボードを形成
するための接着剤とパーチクル・ウッドの混合物、ポリ
シル（登録商標）コンクリートを形成する硬化可能な樹
脂とシリカ及びアルミナの充填剤の混合物、制御された
速度で燃焼する爆薬及びロケット推進剤に用いられる造
形装填物を形成するための有機結合剤と活性金属及び酸
化剤の微細粒子の混合物が挙げられる。
フェライトの微細粒子で標識付けされた水であり、非標
識流動材料９は乾燥状態のコンクリート混合物である
が、本発明は流動材料中のこれら特定の標識粒子の使用
に限定されないことは注目されるべきである。例えば、
標識粒子を圧電材料、例えば石英、或いは周囲流動材料
（これまた石英の微細な粒子であるのがよい）の音響イ
ンピーダンスを測定可能に変化させる材料で構成するの
がよい。もし圧電型または音響インピーダンス型の標識
粒子を用いる場合、標識粒子検出器４５は、検査・排出
導管３０を介して変動する電界または超音波を出すべき
である。変形例として、標識粒子として、混合させる流
動材料の光学的性質に影響を及ぼす物質、例えば二酸化
バナジウム、リン酸カリウム、ニオブ化リチウムの粒子
を用いても良い。かかる場合、標識粒子検出器４５は或
る種類の光（これは、可視性であっても不可視性であっ
ても良い）を発生すべきであり、かかる光は、混合物を
形成する流動材料検査・排出導管３０の壁を形成する材
料を容易に通るが、標識粒状物質によって吸収され（或
いは、測定可能に標識粒状物質と相互作用する）。本発
明のシステム１によって効果的に監視できる流動材料の
混合物の他の例として、モノマーとポリマプラスチック
を形成する硬化剤との混合物、パーチクルボードを形成
するための接着剤とパーチクル・ウッドの混合物、ポリ
シル（登録商標）コンクリートを形成する硬化可能な樹
脂とシリカ及びアルミナの充填剤の混合物、制御された
速度で燃焼する爆薬及びロケット推進剤に用いられる造
形装填物を形成するための有機結合剤と活性金属及び酸
化剤の微細粒子の混合物が挙げられる。
【００１９】図２は、混合容器２０内で形成された硬化
した混合物から形成されている完成品６０の構造的な一
体性を“パンケーキ”型渦電流プローブ組立体６２によ
ってどのように検査するかを示している。かかるプロー
ブ組立体６２は、非金属製一体構造品の中に深く侵入で
きる変動磁界６４を発生する環状コイル（図示せず）を
含む。例えば、かかる完成品６０を、ワシントン州ケネ
ウックに所在のノーテック（Nortec）社によって製造さ
れたモデルＮＤＴＮｏ．２５Ｌプログラマブル検査装置
に接続されたモデルＳＰを空気／コア“パンケーキ”型
渦電流プローブによって検査することができる。ペンシ
ルベニア州ハリソンシティーに所在のディーダル・コー
ポレイション（Daedal Corporation）によって製造され
たモデルＳＴＣ４６０Ｘ−Ｙスキャナーによって走査を
行うことができ、その結果を、マサチュセッツ州メイナ
ードに所在のディジタル・イクイップメント・コーポレ
イション（Digital Equipment Corporation)によって製
造されたモデルＬＳＩ１１／２３コンピュータによって
分析してオレゴン州ビーバントンに所在のテクトロニッ
クス・コーポレイション（Tektronix Corporation)によ
って製造されたモデル４６９５プロッタ上に表示でき
る。かかる市販の装置は、完成品６０の壁の中に存在し
ていて、完成品の意図した機能（即ち、例えば、建物の
構造部材の状態に形成されるコンクリートの場合には特
定の負荷の支持）を実施する能力を著しく損なうボイド
又は「バブル」或いは気泡６６を容易に検出することが
できる。かかる検査を用いると、他の不連続部、例えば
亀裂６８の存在を検出することができる。幸いなこと
に、リグノ・スルホナート中に存在するスピネル・フェ
ライト粒子を標識粒子として用いる場合、これら粒子の
粒径が極端に小さいので、非常に多数のかかる粒子を、
たとえこれらの粒子が混合物のうちほんの僅かな重量百
分率（例えば、１重量％）を占めても、かかるフェライ
ト標識粒子を含む流動材料の硬化に起因する一体マトリ
ックス全体中に分散させることができる。非常に僅かな
重量百分率の状態で存在している粒子の数が多いので、
完成品６０の内部構造の非常に細かい分解画像を、上述
の市販の渦電流プローブ及び関連の走査装置を用いて作
成することができる。リグノ・スルホナート内のスピネ
ル・フェライトの粒子が非常に小さいということによっ
て得られるもう１つの利点は、例え比較的粘性の小さな
液体、例えば水の中にコロイド懸濁液を形成し、それに
より混合物の底に沈殿せず、或いはその頂部に浮力の作
用で浮く傾向がないということである。
した混合物から形成されている完成品６０の構造的な一
体性を“パンケーキ”型渦電流プローブ組立体６２によ
ってどのように検査するかを示している。かかるプロー
ブ組立体６２は、非金属製一体構造品の中に深く侵入で
きる変動磁界６４を発生する環状コイル（図示せず）を
含む。例えば、かかる完成品６０を、ワシントン州ケネ
ウックに所在のノーテック（Nortec）社によって製造さ
れたモデルＮＤＴＮｏ．２５Ｌプログラマブル検査装置
に接続されたモデルＳＰを空気／コア“パンケーキ”型
渦電流プローブによって検査することができる。ペンシ
ルベニア州ハリソンシティーに所在のディーダル・コー
ポレイション（Daedal Corporation）によって製造され
たモデルＳＴＣ４６０Ｘ−Ｙスキャナーによって走査を
行うことができ、その結果を、マサチュセッツ州メイナ
ードに所在のディジタル・イクイップメント・コーポレ
イション（Digital Equipment Corporation)によって製
造されたモデルＬＳＩ１１／２３コンピュータによって
分析してオレゴン州ビーバントンに所在のテクトロニッ
クス・コーポレイション（Tektronix Corporation)によ
って製造されたモデル４６９５プロッタ上に表示でき
る。かかる市販の装置は、完成品６０の壁の中に存在し
ていて、完成品の意図した機能（即ち、例えば、建物の
構造部材の状態に形成されるコンクリートの場合には特
定の負荷の支持）を実施する能力を著しく損なうボイド
又は「バブル」或いは気泡６６を容易に検出することが
できる。かかる検査を用いると、他の不連続部、例えば
亀裂６８の存在を検出することができる。幸いなこと
に、リグノ・スルホナート中に存在するスピネル・フェ
ライト粒子を標識粒子として用いる場合、これら粒子の
粒径が極端に小さいので、非常に多数のかかる粒子を、
たとえこれらの粒子が混合物のうちほんの僅かな重量百
分率（例えば、１重量％）を占めても、かかるフェライ
ト標識粒子を含む流動材料の硬化に起因する一体マトリ
ックス全体中に分散させることができる。非常に僅かな
重量百分率の状態で存在している粒子の数が多いので、
完成品６０の内部構造の非常に細かい分解画像を、上述
の市販の渦電流プローブ及び関連の走査装置を用いて作
成することができる。リグノ・スルホナート内のスピネ
ル・フェライトの粒子が非常に小さいということによっ
て得られるもう１つの利点は、例え比較的粘性の小さな
液体、例えば水の中にコロイド懸濁液を形成し、それに
より混合物の底に沈殿せず、或いはその頂部に浮力の作
用で浮く傾向がないということである。
【００２０】図３は、第２の種類の標識粒状物質（小さ
な十字（＋）で概略的に示す）を第２の流動材料７２中
全体に亘って分散させたこと以外は、本発明の上述のシ
ステム１とはあらゆる点で正確に同一である変形例とし
てのシステム７０を示している。システム７０では、第
２の流動材料７２中に均一に分散させた標識粒状物質
は、標識粒子検出器４５の検出コイル４７によって生じ
た変動する電磁界に対して測定可能な異なる吸収特性を
備えるスピネル・フェライトである。動作原理を説明す
ると、標識粒子検出器４５の多周波数発生器４９は異な
る周波数の交流電流を交互に発生させ、検出コイル４７
よって生じる交互に変わる磁界の周波数が周期的に高い
周波数から低い方の周波数に変化し、その後、高い方の
周波数に戻るようになる。交流電流の周波数を迅速に多
重化することにより、標識粒子検出器４５の多周波数発
生器４９は、ＣＲＴ表示スクリーン５１上に概略的に示
すように検査・排出導管３０を通って流れる粒状物の２
つの別々の像を見るよう構成することができる。第１及
び第２の流動材料５，７２に用いられる別種の標識粒子
のかかる交互の検出により、システムのこの実施例７０
のマイクロプロセッサ制御回路５５は、何れの種類の標
識粒子も完全に存在しない混合物中の空間を混合物の流
れの中のバブルまたは気泡として明確に判断できる。こ
れとは対照的に、最初に説明したシステム１では、かか
る空間は、非標識流動材料９によって完全に満たされた
不完全な混合状態の領域を示すことになる。システム７
０は有利には、マイクロプロセッサ制御回路５５が混合
物中の領域を正確に解釈することができ、この場合、２
種類の標識粒子のうち一方だけが不十分な混合が行われ
た領域として存在する。かかる場合、マイクロプロセッ
サ制御回路５５は、ミキサー２２の電動機２４の速度を
増大させるか、排出動作間の長い時間に亘り電動排出弁
３２を閉鎖したままにすることによって、混合容器２０
内の攪拌時間を増やすことによって修正を実施できる。
それ故、混合容器２０内で混合物を形成する２つの流動
材料中の標識粒子の別々に検出可能な種類を用いること
により、より厳格で、より広範な品質管理のために有利
に用いることができる新たな情報を得ることができる。
な十字（＋）で概略的に示す）を第２の流動材料７２中
全体に亘って分散させたこと以外は、本発明の上述のシ
ステム１とはあらゆる点で正確に同一である変形例とし
てのシステム７０を示している。システム７０では、第
２の流動材料７２中に均一に分散させた標識粒状物質
は、標識粒子検出器４５の検出コイル４７によって生じ
た変動する電磁界に対して測定可能な異なる吸収特性を
備えるスピネル・フェライトである。動作原理を説明す
ると、標識粒子検出器４５の多周波数発生器４９は異な
る周波数の交流電流を交互に発生させ、検出コイル４７
よって生じる交互に変わる磁界の周波数が周期的に高い
周波数から低い方の周波数に変化し、その後、高い方の
周波数に戻るようになる。交流電流の周波数を迅速に多
重化することにより、標識粒子検出器４５の多周波数発
生器４９は、ＣＲＴ表示スクリーン５１上に概略的に示
すように検査・排出導管３０を通って流れる粒状物の２
つの別々の像を見るよう構成することができる。第１及
び第２の流動材料５，７２に用いられる別種の標識粒子
のかかる交互の検出により、システムのこの実施例７０
のマイクロプロセッサ制御回路５５は、何れの種類の標
識粒子も完全に存在しない混合物中の空間を混合物の流
れの中のバブルまたは気泡として明確に判断できる。こ
れとは対照的に、最初に説明したシステム１では、かか
る空間は、非標識流動材料９によって完全に満たされた
不完全な混合状態の領域を示すことになる。システム７
０は有利には、マイクロプロセッサ制御回路５５が混合
物中の領域を正確に解釈することができ、この場合、２
種類の標識粒子のうち一方だけが不十分な混合が行われ
た領域として存在する。かかる場合、マイクロプロセッ
サ制御回路５５は、ミキサー２２の電動機２４の速度を
増大させるか、排出動作間の長い時間に亘り電動排出弁
３２を閉鎖したままにすることによって、混合容器２０
内の攪拌時間を増やすことによって修正を実施できる。
それ故、混合容器２０内で混合物を形成する２つの流動
材料中の標識粒子の別々に検出可能な種類を用いること
により、より厳格で、より広範な品質管理のために有利
に用いることができる新たな情報を得ることができる。
【００２１】図４は、変形例としてのシステム７０によ
って生じた完成品７４中の２つの互いに異なる種類の標
識粒子をどのように用いればかかる完成品の一層詳しい
検査ができるかを示している。この特定の例では、敵軍
のソナーの反射音を抑える船舶の船体７８上に付着され
たポリウレタンの被膜７７である。この被膜７７は上述
の渦電流プローブ組立体６２（この場合は、プローブヘ
ッド内に設けられた環状コイルを流れる異なる周波数の
交流電流を多重化することによって動作する）によって
検査すると、プローブ組立体６２は、標識粒子が全く存
在していないバブル６６と、主として標識粒子の一種類
だけが存在している不完全混合状態の領域８２との間の
差を識別できる。その上、この特定の完成品７４では、
プローブ組立体６２は船体７８とソナー吸収プラスチッ
ク被膜７７との間の非接合領域８３を検出することがで
き、かかる非接合領域８３はバブル６６と同様に標識粒
子の何れの種類も全く存在しないという特徴がある。か
かる非接合領域８３を明確に検出すると共にこれらを非
混合領域８３から識別する能力は、非接合領域８３が被
膜の意図した機能を実施する能力を実質的に損なうの
で、ソナー吸収被膜７７にとって特に重要であり、これ
に対して、ポリウレタンを形成する成分の不十分な混合
状態の小さな局部的領域８２はかかるソナー吸収特性に
著しい影響を及ぼさない。
って生じた完成品７４中の２つの互いに異なる種類の標
識粒子をどのように用いればかかる完成品の一層詳しい
検査ができるかを示している。この特定の例では、敵軍
のソナーの反射音を抑える船舶の船体７８上に付着され
たポリウレタンの被膜７７である。この被膜７７は上述
の渦電流プローブ組立体６２（この場合は、プローブヘ
ッド内に設けられた環状コイルを流れる異なる周波数の
交流電流を多重化することによって動作する）によって
検査すると、プローブ組立体６２は、標識粒子が全く存
在していないバブル６６と、主として標識粒子の一種類
だけが存在している不完全混合状態の領域８２との間の
差を識別できる。その上、この特定の完成品７４では、
プローブ組立体６２は船体７８とソナー吸収プラスチッ
ク被膜７７との間の非接合領域８３を検出することがで
き、かかる非接合領域８３はバブル６６と同様に標識粒
子の何れの種類も全く存在しないという特徴がある。か
かる非接合領域８３を明確に検出すると共にこれらを非
混合領域８３から識別する能力は、非接合領域８３が被
膜の意図した機能を実施する能力を実質的に損なうの
で、ソナー吸収被膜７７にとって特に重要であり、これ
に対して、ポリウレタンを形成する成分の不十分な混合
状態の小さな局部的領域８２はかかるソナー吸収特性に
著しい影響を及ぼさない。
【００２２】図５は、図１〜図４に示す標識粒子検出器
４５とプローブ組立体６２の両方に用いられる渦電流プ
ローブのレスポンスが、混合物中に存在しているフェラ
イト粒子の含有量に対してどのように変化するかを示す
グラフ図である。このグラフ図から明らかなように、渦
電流レスポンスは混合物内のフェライトの重さで表わし
た含有量の本質的に一次関数である。更に、渦電流レス
ポンスは、１００ヘルツ〜１キロヘルツの範囲の交流電
流周波数のかなり広いスペクトルに亘って実質的に変化
しない状態を保つ。
４５とプローブ組立体６２の両方に用いられる渦電流プ
ローブのレスポンスが、混合物中に存在しているフェラ
イト粒子の含有量に対してどのように変化するかを示す
グラフ図である。このグラフ図から明らかなように、渦
電流レスポンスは混合物内のフェライトの重さで表わし
た含有量の本質的に一次関数である。更に、渦電流レス
ポンスは、１００ヘルツ〜１キロヘルツの範囲の交流電
流周波数のかなり広いスペクトルに亘って実質的に変化
しない状態を保つ。
【００２３】図６は、渦電流レスポンスが、水、セメン
ト、プラスター及びポリマー接着剤（それぞれ、丸、四
角、三角形、六角形で図中に示す）を含む種々の流動材
料中のフェライトの重量百分率の増大につれ、どのよう
に増大するかを示している。本質的には、このグラフ図
は、電流レスポンスが４つの異なる種類の流動材料のそ
れぞれについてほとんど正確に同一の態様でフェライト
の重量百分率と比例して増大することを示している。図
５及び図６のグラフ図で示すデータは決して完全なもの
ではないが、これらデータは、標識混合物の電流レスポ
ンスが混合物中に分布したスピネル・フェライト粒子の
量の重量百分率をもとにして広い範囲の材料について簡
単且つ容易に予想でき、電流レスポンスが検出周波数の
広い範囲に亘って実質的に変化しないままであろうこと
を示唆している。
ト、プラスター及びポリマー接着剤（それぞれ、丸、四
角、三角形、六角形で図中に示す）を含む種々の流動材
料中のフェライトの重量百分率の増大につれ、どのよう
に増大するかを示している。本質的には、このグラフ図
は、電流レスポンスが４つの異なる種類の流動材料のそ
れぞれについてほとんど正確に同一の態様でフェライト
の重量百分率と比例して増大することを示している。図
５及び図６のグラフ図で示すデータは決して完全なもの
ではないが、これらデータは、標識混合物の電流レスポ
ンスが混合物中に分布したスピネル・フェライト粒子の
量の重量百分率をもとにして広い範囲の材料について簡
単且つ容易に予想でき、電流レスポンスが検出周波数の
広い範囲に亘って実質的に変化しないままであろうこと
を示唆している。
【００２４】本発明の方法の特徴は、システム１，７０
のいずれかの動作原理との関連で理解できる。本発明の
方法の第１の段階では、選択された量の標識粒状物質
（例えば、強磁性鉄−リグノ・スルホナート中に存在す
る細かいスピネル・フェライト粒子）を混合物の流動材
料のうち一方の中に分散させる。次に、２種類の流動材
料５，９をそれぞれのポッパ３，７の出口１１，１３か
ら送り出して混合容器２０内に送り込み、そしてミキサ
ー２２で混合する。ミキサー２２を２種類の流動材料を
完全に混合させるにたる長い時間に亘って動作させた
後、混合容器２０の出口２８の上に設けられた電動排出
弁３２を開いて、完全な混合物の流れを開始して検査・
排出導管３０を通って導く。
のいずれかの動作原理との関連で理解できる。本発明の
方法の第１の段階では、選択された量の標識粒状物質
（例えば、強磁性鉄−リグノ・スルホナート中に存在す
る細かいスピネル・フェライト粒子）を混合物の流動材
料のうち一方の中に分散させる。次に、２種類の流動材
料５，９をそれぞれのポッパ３，７の出口１１，１３か
ら送り出して混合容器２０内に送り込み、そしてミキサ
ー２２で混合する。ミキサー２２を２種類の流動材料を
完全に混合させるにたる長い時間に亘って動作させた
後、混合容器２０の出口２８の上に設けられた電動排出
弁３２を開いて、完全な混合物の流れを開始して検査・
排出導管３０を通って導く。
【００２５】この時点において、標識粒子検出器４５を
動作させる。その目的は、混合物内における標識粒子の
濃度と分布状態の両方を測定するためである。システム
１，７０の両方の実施例では、標識粒子検出器４５は、
検査・排出導管３０を通って流れる混合物中に完全に侵
入する高周波の交流電磁界を発生させるための検出コイ
ル４７及び多周波数発生器４９を含む。本発明の方法で
は、この時点において、標識粒子検出器４５は標識粒子
の濃度と分布状態の両方を支持する電気信号を連続的に
発生し、これらの信号をケーブル５３ａ，ｂを介してマ
イクロプロセッサ制御回路５５に伝送する。この情報か
ら、マイクロプロセッサ制御回路５５は混合作業の完全
さだけではなくて、導管３０を通って流れる混合物内の
流動材料のそれぞれの比率の両方を推定する。マイクロ
プロセッサ制御回路は、これらの読みと、所定範囲の所
望の比率及び所望の混合レベルとを連続的に比較する。
測定した比率及び混合レベルがこれら所定範囲及び値か
らばらつきを生じるときはいつでも、マイクロプロセッ
サ制御回路５５は、分流弁３４の位置を変化させること
によって混合物の流れを導管出口３３から再循環導管３
５に分流させ、流動材料ホッパ５，９の電動弁１５，１
７を調整すると共に（或いは）電気ミキサー２２の電動
機の速度及び混合容器排出弁３２の位置を調節して、こ
れらの値を所望の値に一致させる。本発明の方法の最終
段階では、システム１，７０によって得られた完成品６
０，７４の構造的な一体性を、渦電流プローブ組立体６
２を用いて上述の態様で検査するのが良い。
動作させる。その目的は、混合物内における標識粒子の
濃度と分布状態の両方を測定するためである。システム
１，７０の両方の実施例では、標識粒子検出器４５は、
検査・排出導管３０を通って流れる混合物中に完全に侵
入する高周波の交流電磁界を発生させるための検出コイ
ル４７及び多周波数発生器４９を含む。本発明の方法で
は、この時点において、標識粒子検出器４５は標識粒子
の濃度と分布状態の両方を支持する電気信号を連続的に
発生し、これらの信号をケーブル５３ａ，ｂを介してマ
イクロプロセッサ制御回路５５に伝送する。この情報か
ら、マイクロプロセッサ制御回路５５は混合作業の完全
さだけではなくて、導管３０を通って流れる混合物内の
流動材料のそれぞれの比率の両方を推定する。マイクロ
プロセッサ制御回路は、これらの読みと、所定範囲の所
望の比率及び所望の混合レベルとを連続的に比較する。
測定した比率及び混合レベルがこれら所定範囲及び値か
らばらつきを生じるときはいつでも、マイクロプロセッ
サ制御回路５５は、分流弁３４の位置を変化させること
によって混合物の流れを導管出口３３から再循環導管３
５に分流させ、流動材料ホッパ５，９の電動弁１５，１
７を調整すると共に（或いは）電気ミキサー２２の電動
機の速度及び混合容器排出弁３２の位置を調節して、こ
れらの値を所望の値に一致させる。本発明の方法の最終
段階では、システム１，７０によって得られた完成品６
０，７４の構造的な一体性を、渦電流プローブ組立体６
２を用いて上述の態様で検査するのが良い。
【図１】第１の実施例に従って２種類の流動材料の混合
を監視するためのシステムの斜視図であり、２種類の流
動材料のうち一方だけが標識粒子を含有している図であ
る。
を監視するためのシステムの斜視図であり、２種類の流
動材料のうち一方だけが標識粒子を含有している図であ
る。
【図２】図１に示す流動材料の混合物から得られた完成
品を例えば渦電流プローブによって検査して完成品内に
バブルまたは亀裂があるかどうかを判定する斜視図であ
る。
品を例えば渦電流プローブによって検査して完成品内に
バブルまたは亀裂があるかどうかを判定する斜視図であ
る。
【図３】第２の実施例に従って流動材料の混合を監視す
るためのシステムの斜視図であり、粒状物のそれぞれが
互いに異なる種類の標識粒子を含んでいる図である。
るためのシステムの斜視図であり、粒状物のそれぞれが
互いに異なる種類の標識粒子を含んでいる図である。
【図４】図３に示す混合システムによって得られた完成
品をバブルの有無だけではなく、混合の際における非均
一部分及び完成品が接合被膜である場合には非接合領域
があるかどうかをどのように検査するかを示している図
である。
品をバブルの有無だけではなく、混合の際における非均
一部分及び完成品が接合被膜である場合には非接合領域
があるかどうかをどのように検査するかを示している図
である。
【図５】渦電流レスポンスが標識粒子の含有量の重量百
分率（この例では粒状フェライト）の増大につれてどの
ように増大するかを示し、また、このレスポンスが１０
０ヘルツ、５００ヘルツ及び１キロヘルツの周波数でど
のように変化するかを示すグラフ図である。
分率（この例では粒状フェライト）の増大につれてどの
ように増大するかを示し、また、このレスポンスが１０
０ヘルツ、５００ヘルツ及び１キロヘルツの周波数でど
のように変化するかを示すグラフ図である。
【図６】渦電流レスポンスが、種々の流動媒体、例えば
水、セメント、プラスター、接着剤又はにかわについて
標識粒子の重量百分率の関数としてどのように変化する
かを示すグラフ図である。
水、セメント、プラスター、接着剤又はにかわについて
標識粒子の重量百分率の関数としてどのように変化する
かを示すグラフ図である。
１，７０ システム ３，７ ホッパ ５ 第１の流動材料 ９，７２ 第２の流動材料 ２０ 混合容器 ３７ リザーバ容器 ４５ 標識粒子検出器 ４７ 検出コイル ４９ 多周波数発生器 ５５ マイクロプロセッサ制御回路 ６０，７４ 最終製品又は完成品 ６２ プローブ組立体 ６６ ボイド又はバブル ６８ 亀裂 ７７ ポリウレタンの被膜 ８３ 非接合領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート エドワード シヤノン アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 エキ スポート フエザント ロード ラン 28 (72)発明者 ハワード エドワード ソーンダーズ アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ピツ ツバーグ カーメル コート 11 (72)発明者 ラジエンダ キユーマー サドヒア アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ピツ ツバーグ インパラ ドライブ 5053 (72)発明者 ジヨン アーサー スピツツナゲル アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 エキ スポート アール エス ナンバー ４ (72)発明者 キー チヤン ヨー アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ピツ ツバーグ ハント ロード 201
Claims (18)
- 【請求項１】 最終的には硬化して一体構造品になる第
１及び第２の流動材料の混合状態を監視する方法におい
て、存在しているかどうかが第１の流動材料を通過でき
る輻射エネルギーによって検出可能な選択された量の標
識粒状物質を第１の流動材料中に均一に分散させ、第１
の流動材料と第２の流動材料を混合して混合物を形成
し、輻射エネルギーを混合物中に送って混合物全体中の
検出可能な標識粒状物質の分布状態を監視して、標識粒
状物質の均一混合の程度を判定することを特徴とする監
視方法。 - 【請求項２】 流動材料が所望程度まで混合されていな
い場合、混合物を再混合することを特徴とする請求項１
の監視方法。 - 【請求項３】 混合物を硬化させて一体構造品の状態に
し、次に、輻射エネルギーを一体構造品中に送ってボイ
ド、亀裂及び不連続部の存在を検出することによって一
体構造品の一体性を検査することを特徴とする請求項１
又は２の監視方法。 - 【請求項４】 検出可能な標識粒状物質は強磁性体の粒
子から成り、輻射エネルギーは変動する電磁界であるこ
とを特徴とする請求項１、２又は３の監視方法。 - 【請求項５】 検出可能な標識粒状物質は圧電物質の粒
子から成り、輻射エネルギーは変動する電界であること
を特徴とする請求項１、２又は３の監視方法。 - 【請求項６】 検出可能な標識粒状物質は、第１の流動
材料の音響インピーダンスを変化させる材料の粒子から
成り、輻射エネルギーは超音波であることを特徴とする
請求項１、２又は３の監視方法。 - 【請求項７】 検出可能な標識粒状物質は石英の粒子か
ら成ることを特徴とする請求項６の監視方法。 - 【請求項８】 検出可能な標識粒状物質は、第１の流動
材料の光学的性質を変化させる材料の粒子から成り、輻
射エネルギーは輻射電磁エネルギーであることを特徴と
する請求項１、２又は３の監視方法。 - 【請求項９】 検出可能な標識粒状物質は、二酸化バナ
ジウム、リン酸カリウム、ニオブ化リチウムのうち少な
くとも一つの粒子を含むことを特徴とする請求項８の監
視方法。 - 【請求項１０】 輻射エネルギーを送ることにより存在
が検出できる選択された量の第２の標識粒状物質を均一
に分散させることを特徴とする請求項１〜９のうち一つ
の項の監視方法。 - 【請求項１１】 混合物を表面上に被着させて一体構造
品を前記表面上に結合させ、次に、輻射エネルギーを一
体構造品と前記表面の境界部に送って非結合部の存在を
検出することによって前記境界部を検査することを特徴
とする請求項１〜１０のうち一つの項の監視方法。 - 【請求項１２】 第１の流動材料は非重合状態のウレタ
ンであり、第２の流動材料はウレタンを固形ポリウレタ
ンの状態に硬化させる硬化剤であり、前記表面は船体又
は兵器の外面であることを特徴とする請求項１１の監視
方法。 - 【請求項１３】 第１の流動材料、第２の流動材料はそ
れぞれ水、コンクリート配合物であり、混合物全体中の
検出可能な標識粒状物質の分布状態の監視方法を利用し
て、水と粒状コンクリート配合物の比率を求めると共に
混合物の硬化に先立って水とコンクリート配合物の混合
の度合いの完全さを判定することを特徴とする請求項１
〜１０のうち一つの項の監視方法。 - 【請求項１４】 標識粒状物質の分布状態は、水と粒状
コンクリートの混合物中で連続的に監視して、水とコン
クリート配合物の混合の程度及び水とコンクリート配合
物の比率を連続的に測定することを特徴とする請求項１
３の監視方法。 - 【請求項１５】 強磁性粒子は、水の０．５〜１０重量
％、好ましくは、０．５〜３重量％を占めることを特徴
とする請求項１４の監視方法。 - 【請求項１６】 第１の流動材料は重合可能な樹脂であ
り、第２の流動材料は粒状セラミック充填材料であるこ
とを特徴とする請求項１〜１０のうち一つの項の監視方
法。 - 【請求項１７】 第１の流動材料は接着剤であり、第２
の流動材料はパーチクル・ウッドであり、一体構造品は
パーチクル・ボードであることを特徴とする請求項１〜
１０のうち一つの項の監視方法。 - 【請求項１８】 第１の流動材料は有機結合剤であり、
第２の流動材料は反応性金属粒子と酸化剤粒子であり、
一体構造品は固形推進剤であることを特徴とする請求項
１〜１０のうち一つの項の監視方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US63598090A | 1990-12-31 | 1990-12-31 | |
| US635980 | 2000-08-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593715A true JPH0593715A (ja) | 1993-04-16 |
| JP3076433B2 JP3076433B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=24549899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03360600A Expired - Lifetime JP3076433B2 (ja) | 1990-12-31 | 1991-12-27 | 流動材料の混合状態の監視方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0493946A3 (ja) |
| JP (1) | JP3076433B2 (ja) |
| CA (1) | CA2058344C (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2019143399A (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 鹿島建設株式会社 | コンクリートの締固め度判定方法、コンクリートの締固め度判定装置 |
| JP2020128994A (ja) * | 2015-05-15 | 2020-08-27 | アイセル株式会社 | 混合性能測定方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US5831151A (en) * | 1996-12-13 | 1998-11-03 | Ford Global Technologies, Inc. | System and method for monitoring the proportional volume of constituents provided to a mixture |
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