JPH06331542A - 同色粉体の混合度測定用検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】実際の産業における粉の混合では、白色の粉と
と黒色の粉を混合することはほとんどなく白色の粉と白
色の粉の混合、黒色の粉と黒色の粉の混合などの同色の
粉を混合する場合がほとんどであるが、この様な場合で
も、その混合状態を精度良く測定できる事を目的とす
る。 【構成】同色粉体の混合度測定用検出装置の構成はプロ
ーブ部（光ファイバー）とアンプ部（発光部、受光部）
に分かれるが、受光アンプ部は高感度高精度にして、ア
ッテネーター、ゼロ調整、ゲイン調整の機能を持たせて
あり、混合する２つの原料により測定フルスケールの上
限下限を相対的に設定できる様になっており、発光アン
プ部は可視光または紫外線、赤外線を発光する。 【効果】本発明により粉体の混合時の混合状態の測定に
関して、混合度を測定できる粉の組合わせや混合度の計
算精度が飛躍的に向上する為、本発明の意義はきわめて
大きいと言える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は２種類以上の粉の混合
時の混合状態を光学的に測定する場合に、色の違う粉の
混合状態の測定のみで無く、同色の粉の混合状態も測定
できるように、混合する原料の光反射光量の僅かな違い
により測定装置の測定フルスケールを相対的に設定でき
るようにした粉体の混合度測定用検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】粉体を混合する場合、色の大きく異なる
粉体原料の混合の場合、その混合が完了したかの判断や
色が均一になったかどうかの判定は作業者が目視で判断
する事が多い。しかし完全混合する為に必要な時間の検
討や混合機運転速度の検討、また混合する原料に一番合
った混合方式の選定などの為には混合状態を数値で表し
比較する必要がある。混合状態を数値で表すための混合
度の測定方法は、従来より種々の方法が考えられてい
る。基本的には、あるサンプルに於いて白い粉と黒い粉
の個数を数え、いくつかのサンプルについて統計学的な
手法により混合度を計算するものであり、粉の粒径が小
さくなると顕微鏡等で個数を数える。また濃度に着目
し、それぞれのサンプルの濃度について統計学的な手法
により混合度を計算するという方法もある。

【０００３】混合度を光学的に測定する方法は、濃度で
測定する方法の一種であるが、その原理は粉のある範囲
に光を当ててその範囲の反射光量を測定し、その反射光
量を濃度に変換し、それぞれの測定箇所の濃度について
統計学的な手法により混合度を計算するという方法であ
る。

【０００４】少し具体的に説明すると、光を粉の表面に
ある範囲に照射し、その反射光量の大きさを測定する
と、白い粉の反射光量は大きく、黒い粉の反射光量は小
さくなる。白い粉と黒い粉の混合の場合、混合機中の同
じ箇所の粉の反射光量を測定すると、図２４に示す様に
混合が進むに従って反射光量は大きく（白い粉に当た
る）なったり小さく（黒い粉に当たる）なったりしなが
らある一定の値（灰色）に収束して行く。その時の反射
光量の収束値からのバラツキを標準偏差の式（数１）で
計算した値を混合度としている。

【０００５】

【数１】

【０００６】また反射光量の測定装置としては従来より
光電スイッチ（物体の有無を光で検知する）にアナログ
電圧出力（明から暗迄の絶対値出力）を持ったものなど
が多数市販されているので、それらを利用して粉の反射
光量を測定し混合度を計算する事ができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし実際の産業での
粉の混合においては、白色の粉と黒色の粉を混合するこ
とはほとんどなく、白色の粉と白色の粉の混合、黒色の
粉と黒色の粉の混合などの同色の粉を混合する場合がほ
とんどである。

【０００８】この様な同色の粉体原料の混合の場合に反
射光量を白と黒の間の絶対値で表すと、各原料の反射光
量はほとんど同じ値になってしまい、図２５の様に原料
の違いを識別できず混合状態は測定できなかった。

【０００９】顕微鏡で原料の個数を数える方法でも同様
で、粉体原料が同色であれば原料の区別がつかなかっ
た。

【００１０】依ってこのような場合は便宜的に、原料の
一方を粒径や質量が良く似た、全く色の違う粉に替えて
混合し、その混合状態を測定する事により、同色粉体原
料の混合を推測するという方法が取られる事もあるが、
あくまでも実測値では無い。

【００１１】また医薬品の混合においては、その効能の
ある原料はほとんど紫外線を吸収する成分であり、現在
その紫外線吸収成分の混合の良否の判定は、混合が終了
し各部からサンプリングした試料を溶液に一定量溶かし
十分に攪拌した後に石英セルの中に入れて、分光光度計
で石英セルを透過する紫外線の量を測定しているが、測
定結果が出るまでに非常に多くの時間がかかっている。

【００１２】また食塩または砂糖を含む混合物において
は、混合が終了し各部からサンプリングした試料を塩分
分析計または糖分分析計で測定し、各試料を比較してい
るが、これも測定結果が出るまでに非常に多くの時間が
かかっている。

【００１３】また常に同じ色合いの製品を作る必要のあ
る混合においては、色を数値（Ｌａｂ等絶対値で）表し
た計測器が市販されているが、色の３成分のごく微妙な
混合比率の配分や混合の均一性が要求される場合は、そ
のような場合の色の調合や均一の判定は、色を絶対値で
測定すると違いが出ない為、現在は熟練作業者の勘に頼
っており、製品が完成する迄に多くの時間がかかってい
る。

【００１４】この発明が解決しようとする課題は、混合
する粉体原料が同色であっても原料のわずかな違いを識
別して、その混合状態を測定できる様にすることであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この様に同色原料の混合
状態を測定し混合度を計算する為には、原料が同色の場
合にも原料の反射光量の違いを検知し、その違いを大き
く識別する必要がある。

【００１６】その為には、測定装置の測定フルスケール
を明から暗迄の絶対値に固定するのではなく、明と暗の
間の任意の範囲に設定できるようにし、図２６で説明す
る様に、混合する粉体原料により測定装置の測定フルス
ケールを相対的に設定できる構造にする必要がある。

【００１７】そのために測定装置はアンプ部の増幅度は
可能な限り高感度にし、また高精度にして太陽光や蛍光
灯などの外乱光の影響を出来る限り受けない回路にし、
アッテネーター、ゼロ調整、ゲイン調整などの調整ツマ
ミをつけて、混合する原料により測定フルスケールの上
限下限を相対的に設定できる構造にする必要がある。

【００１８】また可視光の反射光量が全く同じ原料であ
ったとしても、その紫外線吸収量か又は赤外線吸収量が
僅かに違う場合は、その僅かな違いを識別し、混合する
粉体原料の紫外線吸収量や赤外線吸収量の違いにより、
測定フルスケールを相対的に設定できる構造にする必要
がある。

【００１９】また混合する原料のうちの光の３要素
（赤、緑、青）のそれぞれの反射光量の僅かな違いを識
別し、各色の測定装置の測定フルスケールを相対的に設
定できれば、同色原料であっても各色それぞれの僅かな
色の成分の違いを識別し高精度で混合度を計算する事が
出来る事になる。

【００２０】即ち、混合する粉体原料により測定フルス
ケールの上限下限を相対的に設定すれば、その原料の混
合物の反射光量は設定したフルスケール内の値であるの
で、混合中に反射光量を測定した場合は、測定値はフル
スケールの最大値を示したり、最小値を示したりしなが
ら混合が進むに従ってある値に収束して行く。その時の
測定値の収束値からのバラツキを標準偏差の式で計算す
れば、同色原料であっても高精度で混合度を計算する事
が出来る。

【００２２】言い替えれば、混合する粉体原料が同色で
あっても、その反射光量の僅かな違いを大きく識別でき
れば、同色原料であっても、測定装置の測定フルスケー
ルの上限下限を混合原料によって相対的に設定でき高精
度で混合度を計算する事が出来る事になる。

【００２３】

【作用】粉に光を当てると同じ原料の粉であっても水
分の含み具合粒径の違い粒子表面の形状のなめらか
さ等によりその反射光量は異なる。すなわち、水分を含
んでいれば光は吸収され、反射光量は少なくなる。また
粒径が大きくなれば光の乱反射が多くなり反射光量は少
なくなる。また表面の形状がなめらかであれば反射光量
は大きくなる。

【００２４】同じ色の原料であっても、その様な違いを
検出し、反射光量の少ない方の原料でアンプのゼロ点を
調整し、２つの原料の反射光量の差をゲイン調整で大き
く増幅する事により、測定フルスケールを２つの原料の
反射光量により設定できる。

【００２５】原料の種類が２つ以上で有れば、各原料の
反射光量をあらかじめ測定して、最も反射光量の大きい
原料と最も反射光量の小さい原料を探しておき、その２
つの原料で測定装置の測定フルスケールを設定する。

【００２６】また紫外線吸収量の違いや赤外線吸収量の
僅かな違いを検出し、反射量の少ない方の原料でアンプ
のゼロ点を調整し、２つの原料の反射光量の差をゲイン
調整で大きく増幅する事により、測定フルスケールを原
料の紫外線または赤外線の反射量により設定できる。

【００２７】また光の３要素（赤、緑、青）の反射光量
の僅かな違いを検出し、反射量の少ない方の原料でそれ
ぞれのアンプのゼロ点を調整し、２つの原料の反射光量
の差をゲイン調整で大きく増幅する事により、各色の測
定フルスケールを混合原料の各色の成分の反射量により
設定できる。

【００２８】すなわち、白色の粉と黒色の粉の混合の場
合でも、白色の粉と白色の粉の混合の場合でも、黒色の
粉と黒色の粉の混合の場合であっても、アンプはいつも
フルスケールに設定できるので、混合時の２つの原料の
混合による反射光量の変化を大きく測定でき混合度を高
精度で測定できることになる。この場合の様な相対的な
測定フルスケールの設定による混合度の計算式は数２の
様になる。

【００２９】

【数２】

【００３０】

【実施例】次に、本発明における混合度測定用検出装置
とそれを応用した混合度測定装置についての実施例に付
いて図に従って説明する。

【００３１】（実施例１）同色粉体の混合度測定用検出
装置の構成は図２のプローブ部と図１のアンプ部に分か
れる。プローブ部には直径１ｍｍの光ファイバーケーブ
ル（１）が２本平行にあり、それぞれの光ファイバーケ
ーブル（１）の一端は光コネクターが接着されており、
アンプ部の光コネクター（２）と接続される様になって
いる。他の一端はステンレスパイプ（３）（６Φ）の中
で接着され固定されて、先端を研磨されている。ステン
レスパイプ（３）の先端はガラス（４）が接着されてお
り粉がステンレスパイプ（３）内に入る事を防ぎ、また
粉と光ファイバーケーブル（１）の先端との距離を一定
に保つ役目をしている。

【００３２】アンプ部では水晶による周波数発振器
（７）により一定周波数でＯＮＯＦＦされ、その振幅は
完全に安定された発光部（６）の光を投光用光コネクタ
ー（５）に送っており、受光用光コネクター（８）から
の光は受光部のフォトダイオード（９）にて電気信号に
変換され増幅される。ここでアッテネーター（１１）
（粗調整、微調整）により多大な光量は減衰させること
ができる。これは白い粉の様な反射光量の大きい物と黒
い粉の様な反射光量の小さい物を以降の回路で同じ様な
レベルで扱える様にする為である。

【００３３】また多大な光量を受光して回路の一部でも
増幅過多になり入力信号が歪む様な事があれば、オーバ
ーインジケーター（１２）を点灯しアッテネーター（１
１）を絞る必要がある事を測定者に知らせる様になって
いる。

【００３４】次に信号は同期整流部（１３）に入る。こ
の回路は発光部（６）の駆動周波数と同じ周波数をもつ
信号のみを選択する機能を持つが、これは太陽光、蛍光
灯などの外乱光の影響を受けないようにする為である。

【００３５】さらに信号は増幅されゼロ調整部（１４）
へ入る。ゼロ調整には粗調整と微調整があり、ゼロ調整
出来る範囲は受光無しから発光部（６）の投光を直接受
光した場合まで全ての範囲を調整出来る様になっている
ので、測定者は混合する２つの原料の内で少しでも反射
光量の小さい方を測定したときのアンプ部前面の表示器
の表示が０．００になるようにゼロ点を調整する。

【００３６】さらに信号はローパスフィルター回路（１
５）を通ってゲイン調整部（１７）へ入るが、この回路
は混合する２つの原料の反射光量の差を大きく増幅する
為である。測定者は原料のうちの反射光量の大きいを測
定したときのアンプ部前面の表示器の表示が５．００近
くになるようにゲインを調整する。

【００３７】以上の様にどの様な色の原料であっても、
アンプ部前面の表示器（１８）に０．００〜５．００の
数字で表示され、その大きさの電圧がアンプ部裏面の出
力端子（１９）に出力されているので、その原料の混合
時はいつもアンプのフルスケールで測定でき高い精度で
混合度を計算する事ができる。

【００３８】（実施例２）赤外線吸収量測定用の混合度
測定用検出装置の構成は実施例１と同様の図２のプロー
ブ部と図３のアンプ部に分かれる。アンプ部の赤外線発
光部（２０）からの光は赤外線のみを発光する様に投光
用光コネクター（５）の中に赤外線透過フィルター（２
１）を挿入してある。また受光用光コネクター（８）の
中にも赤外線透過フィルター（２１）を挿入してあり、
赤外線の反射光量のみを検出する。

【００３９】（実施例３）紫外線吸収量測定用の混合度
測定用検出装置の構成は実施例１と同様に図４のプロー
ブ部と図５のアンプ部に分かれる。プローブ部の光ファ
イバーケーブルは細芯をまとめて直径１ｍｍにした石英
ガラス光ファイバーケーブル（２２）を使い、ステンレ
スパイプ（３）の先端に接着されるガラスは石英ガラス
（２３）が使われている。

【００４０】アンプ部の紫外線発光部（２４）からの光
は紫外線のみを発光する様に投光用光コネクター（５）
の中に紫外線透過フィルター（２５）を挿入してある。
また受光用光コネクター（８）の中にも紫外線透過フィ
ルター（２５）を挿入してあり、紫外線のみを検出す
る。

【００４１】（実施例４）光の３要素の微妙な違いを測
定する混合度測定用検出装置の構成は図６のプローブ部
と図７のアンプ部に分かれる。プローブ部には直径１ｍ
ｍの光ファイバーケーブル（１）が６本平行にあり、そ
れぞれの光ファイバーケーブル（１）の一端は光コネク
ターが接着されておりアンプ部の光コネクター（２）と
接続される様になっているが、図６の様に光ファイバー
ケーブルによって、赤投光用（２６）、赤受光用（２
７）、緑投光用（２８）、緑受光用（２９）、青投光用
（３０）、青受光用（３１）と決めてあるため、接続す
るアンプ部の光コネクター（５）（８）は決まってい
る。光ファイバーケーブル（１）の他の一端は、直径１
ｍｍの芯用の金属パイプ（３２）の周りに６本配置され
たものが内径３ｍｍの金属パイプ（３２）の中に接着さ
れ先端を研磨されたものが、ステンレスパイプ（３）
（６Φ）の中で接着され固定されている。ステンレスパ
イプ（３）の先端はガラス（４）が接着されており粉が
ステンレスパイプ（３）内に入る事を防ぎ、また粉と光
ファイバーケーブル（１）の先端との距離を一定に保つ
役目をしている。

【００４２】図７のアンプ部は実施例１のアンプ部を応
用し、赤色用、緑色用、青色用の３台分内蔵したもので
ある。

【００４３】赤色用のアンプ部の赤色発光部（３３）か
らの光は赤色のみを発光する様に投光用光コネクター
（５）の中に赤色透過フィルター（３４）を挿入してあ
る。また受光用光コネクター（８）の中にも赤色透過フ
ィルター（３４）を挿入してあり、赤色のみを検出す
る。

【００４４】緑色用のアンプ部の緑色発光部（３５）か
らの光は緑色のみを発光する様に投光用光コネクター
（５）の中に緑色透過フィルター（３６）を挿入してあ
る。また受光用光コネクター（８）の中にも緑色透過フ
ィルター（３６）を挿入してあり、緑色のみを検出す
る。

【００４５】青色用のアンプ部の青色発光部（３７）か
らの光は青色のみを発光する様に投光用光コネクター
（５）の中に青色透過フィルター（３８）を挿入してあ
る。また受光用光コネクター（８）の中にも青色透過フ
ィルター（３８）を挿入してあり、青色のみを検出す
る。

【００４６】またそれぞれの色はお互いに影響し合わな
いように水晶発振器による発光周波数をズラしてある。

【００４７】（実施例５）実施例１では混合する粉体原
料により測定フルスケールの上限下限を相対的に設定す
るためのゼロ調整（１４）およびゲイン調整（１７）は
作業者がツマミを調整する必要があったが、図８のよう
にマイコン回路（４０）およびＡ／Ｄコンバーター（４
１）、Ｄ／Ａコンバーター（４２、４３）、電子ボリュ
ーム回路（４４）の採用により、原料による相対的な測
定フルスケールの設定を、作業者がフルスケール下限設
定スイッチ（４５）およびフルスケール上限設定スイッ
チ（４６）を押す事により可能にしている。

【００４８】作業者が測定用プローブを混合原料に当て
てフルスケール下限設定スイッチ（４５）を押すと、実
施例１のゼロ調整（１４）と同様の調整をマイコン回路
（４０）が行う、即ち受光した反射光量をＡ／Ｄコンバ
ーター（４１）で測定した値をマイコン回路（４０）の
記憶素子が記憶する、次にマイコンの指令によりＤ／Ａ
コンバーター１（４２）が発生する電圧が、受光した反
射光量の電圧値を打ち消すように働く。

【００４９】Ｄ／Ａコンバーター１（４２）が発生する
電圧によって打ち消された反射光量の電圧値をＡ／Ｄコ
ンバーター（４１）で測定し、その値がＤＣ０．００Ｖ
になったときマイコンはＤ／Ａコンバーター１（４２）
への指令を中止し、マイコンによるゼロ調整は完了す
る。

【００５０】作業者が測定用プローブを他の混合原料に
当ててフルスケール上限設定スイッチ（４６）を押す
と、実施例１のゲイン調整（１４）と同様の調整をマイ
コン回路が行う、即ち受光しＤ／Ａコンバーター１（４
２）によって打ち消された反射光量の電圧値をＡ／Ｄコ
ンバーター（４１）で測定した値をマイコン回路（４
０）の記憶素子が記憶する、次にマイコンの指令により
Ｄ／Ａコンバーター２（４３）が発生する電圧が、電子
ボリューム回路（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅ
ｄ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）（４４）の増幅度を制御す
る。

【００５１】Ｄ／Ａコンバーター２（４３）が発生する
電圧によって制御される電子ボリューム回路（４４）を
通過した反射光量の電圧値をＡ／Ｄコンバーター（４
１）で測定し、その値がＤＣ５．００Ｖになったときマ
イコンはＤ／Ａコンバーター２（４３）への指令を中止
し、マイコンによるゲイン調整は完了する。

【００５２】フルスケール上限設定スイッチ（４６）を
押したときの反射光量がフルスケール下限設定スイッチ
（４５）を押したときの反射光量より小さいときはエラ
ー表示する。

【００５３】（実施例６）実施例１のプローブ部（６
Φ）の光ファイバーケーブル（直径１ｍｍ：２本）を光
軸から見た図を図９に示すが、図１０は直径０．７５ｍ
ｍの光ファイバーケーブル（５１）を７対（１４本）使
って（ステンレスパイプの外径：１３Φ）広い範囲の反
射光量を平均的に測定出来る様にしたものである、図１
１は直径０．２５ｍｍの光ファイバーケーブル（５２）
を４９対（９８本）使って（ステンレスパイプの外径：
２５Φ）さらに広い範囲の反射光量を平均的に測定出来
る様にしたものである、これは大粒径（１Φ〜２Φ）の
粉体の混合を測定出来るようにする為のものである。ま
た微少な範囲の混合状態を測定する為には光ファイバー
ケーブルおよびステンレスパイプの外径を小さくしたプ
ローブで対応する。

【００５４】（実施例７）溶剤を含む液中の粉の混合度
測定のために、図１２に示す様に実施例１のプローブ部
の光ファイバー部分をガラス管（５３）で覆って液や溶
剤の侵入を防ぎ、ガラス管（５３）をテフロンパイプ
（５４）で覆って衝撃強度を高めて、その周りをステン
レスパイプ（３）で覆った測定用プローブである。

【００５５】（実施例８）実施例８の混合度測定装置の
構成は図１３のプローブ部と図１４のアンプ部および演
算部に分かれる。プローブ部は図２のプローブ部が複数
チャンネル分まとめられており、固定金具（５８）によ
り位置を固定され先端は揃えられている。またプローブ
全部を大きなステンレスパイプの中に納めてあり、ステ
ンレスパイプの先端にはガラスを接着して、粉の侵入を
防いでいる。

【００５６】図１４のアンプ部は実施例５のアンプ部を
応用し、光投光部受光部をプローブの数と同数の複数チ
ャンネル分内蔵しており、各チャンネルの受光部には増
幅度微調整回路（４８）を設けられてある、これはプロ
ーブも含めた各チャンネルの受光回路の増幅度を統一す
るためのものであり、また各チャンネルの測定信号はマ
ルチプレクサ（４７）の入力端子に接続されておりマイ
コン回路（４０）からの選択信号により切り替えられ
る。

【００５７】アンプ部の測定フルスケールの設定は作業
者が図１３の測定用プローブを混合原料に当ててフルス
ケール下限設定スイッチ（４５）を押すと、実施例５の
マイコン回路（４０）によるゼロ調整が行われ、また作
業者が測定用プローブを他の混合原料に当ててフルスケ
ール上限設定スイッチ（４６）を押すと、実施例５のマ
イコン回路（４０）によるゲイン調整が行われる。

【００５８】混合物に測定プローブを当てたとき、マイ
コン回路（４０）の中の演算部は、マルチプレクサ（４
７）に入力される各チャンネルの測定信号を１チャンネ
ルから順にｎチャンネルまで順に選択しＡ／Ｄコンバー
ター（２１）にて各チャンネルの測定値をデジタル信号
に変換し、マイコン回路（４０）の中の記憶部で記憶
し、全チャンネルの測定データから数２により混合度を
計算し混合度表示器（４９）に表示する様にプログラム
されている。

【００５９】（実施例９）実施例９の混合度測定装置の
構成は図１５のプローブ部と図１６のアンプ部および演
算部に分かれる。図１５のプローブ部は図２のプローブ
が２台ありステッピングモーター（５０）の軸を中心と
して固定金具（５８）の両端にそれぞれ固定されてお
り、粉の表面上をモーター軸を中心として１５０°回転
するように作られている。そのために裏面の固定金具
（５８）はステッピングモーター（５０）を固定すると
共にプローブ２本がモーター軸を中心として１５０°回
転できる様な穴があいている。

【００６０】図１６のアンプ部は実施例５のアンプ部を
応用し、光投光部受光部をプローブの数と同数の２チャ
ンネル分内蔵しており、各チャンネルの受光部には増幅
度微調整回路（４８）を設けられてある、これはプロー
ブも含めた２つのチャンネルの受光回路の増幅度を統一
するためのものであり、また各チャンネルの測定信号は
マルチプレクサ（４７）の入力端子に接続されておりマ
イコン回路（４０）からの選択信号により切り替えられ
る。

【００６１】アンプ部の測定フルスケールの設定は作業
者が図１５の測定用プローブを混合原料に当ててフルス
ケール下限設定スイッチ（４５）を押すと、実施例５の
マイコン回路（４０）によるゼロ調整が行われ、また作
業者が測定用プローブを他の混合原料に当ててフルスケ
ール上限設定スイッチ（４６）を押すと、実施例５のマ
イコン回路（４０）によるゲイン調整が行われる。

【００６２】混合物に測定プローブを当てたとき、マイ
コン回路（４０）の中の演算部は、測定プローブが粉の
表面上をプローブの大きさ一つ分移動する度に各チャン
ネルの測定信号をＡ／Ｄコンバーター（４１）でデジタ
ル信号に変換し、マイコン回路（４０）の中の記憶部で
記憶し、２本の測定プローブが粉の表面上をモーター軸
を中心として１５０°回転し終わったとき、記憶された
全ての測定データから数２により混合度を計算し混合度
表示器（４９）に表示する様にプログラムされている。

【００６３】使用例１：本装置の実際の使用例としては
図１７の様に混合槽（５９）に混合度測定用検出装置
（６２）のプローブ（６１）を固定しアンプ部の出力端
子（１８）に出力されているアナログ電圧（０〜５Ｖ）
をマイクロコンピューター（６３）のＡ／Ｄ変換ボード
に入力し、マイクロコンピューター（６３）のプログラ
ムで混合度を計算し、測定値および混合度の時間的な変
化をグラフ表示するようにしている。

【００６４】使用例２：また混合中に何分置きかでサン
プリングした混合試料をビーカー等に取り出し、図１８
の様に混合度測定用検出装置（６２）のプローブ（６
１）をビーカー内の粉の表面に当てて１０カ所〜数１０
カ所測定し、その測定データから混合度を計算する、と
いう様な使い方もある。

【００６５】使用例３：図１９の様に混合槽（５９）に
混合度測定用検出装置（６２）のプローブ（６１）を固
定しアンプ部の出力端子（１８）に出力されているアナ
ログ電圧を市販の記録計（６５）の電圧入力に接続し記
録すれば、混合度の計算は出来ないが、そのグラフから
測定値がある値に収束して行く事を読み取ることが出来
る。

【００６６】使用例４：工場などの混合生産ライン中で
本装置を使用する場合、同じ製品を作る場合は混合終了
時の測定値の収束値は判っているので、図２０の様に混
合槽（５９）に混合度測定用検出装置（６２）のプロー
ブ（６１）を固定しアンプ部の出力端子（１８）に出力
されているアナログ電圧を市販のプログラマブル・シー
ケンス制御装置などのアナロク電圧入力（６７）に接続
し、別の入力として上限値設定スイッチ（６８）、下限
値設定スイッチ（６９）、時間設定スイッチ（７０）を
設け、入力電圧が設定上限値と設定下限値の間に設定時
間入っていれば何かで知らせるという様な制御をすれ
ば、混合度の計算は出来ないが、測定値がある範囲にあ
る時間収束している事が判り、すなわち混合が終了して
いる事が判る。

【００６７】使用例５：本装置の識別能力を利用して、
特に混合度測定装置としては使わず、微少な違いを測定
できる白色度計、黒色度計として使用できる。二つの基
準の色で本装置のフルスケールを設定する事により、そ
の間の明度の違いを数値で比較する事が出来る。工場の
生産ライン中などで出来上がり製品の明度が常に一定で
ある事が要求されるような場合、基準の製品と出来上が
った製品の僅かな明度の違いを比較し判定する事が出来
る。

【００６８】使用例６：図２のプローブ部のステンレス
パイプ先端を図２１の様に４５°に切断しガラスをステ
ンレスパイプに沿って加工し接着したプローブは混合度
を連続測定するときに、混合機に取り付けるたプローブ
のガラス面に常に次々と粉が当たる為のものである。

【００６９】使用例７：図２２、図２３の様に透過光量
を測定出来るようにした測定用プローブは、液体中や空
気中の微少な濃度の違いを識別する為のものである。図
２２は光透過形プローブ１の断面図であり、ステンレス
パイプ（３）の中のガラス管（５３）の中に納められた
２本の平行した光ファイバーケーブル（１）の先端には
凸レンズ（５５）を取り付けて光が平行光になる様に
し、ステンレスパイプ（３）の先端には反射鏡（５６）
を固定し、反射鏡（５６）とガラス管の間のステンレス
パイプ部分は切り欠いてありその部分には液体または空
気が自由に侵入できる様にしてある。アンプ部の発光部
からの光が１本の光ファイバーケーブル（１）および凸
レンズ（５５）を通って、ガラス管より出て液体または
空気中を通って反射鏡（５６）にて反射しもう一方の凸
レンズ（５５）および光ファイバーケーブル（１）を通
ってアンプ部の受光部に入る様になっている。

【００７０】図２３は光透過形プローブ２の断面図であ
り、ステンレスパイプ（３）の中に納められた２本の平
行した光ファイバーケーブル（１）内の一本の先端には
凸レンズ（５５）を取り付けて光が平行光になる様に
し、その先にはプリズム（５７）が固定してあり、プリ
ズム（５７）によって光が１８０°屈折する様になって
おりもう一方の光ファイバーケーブル（１）につながっ
ており、凸レンズ（５５）とプリズムの間のステンレス
パイプ部分は切り欠いてありその部分には液体または空
気が自由に侵入できる様にしてある。アンプ部の発光部
からの光が１本の光ファイバーケーブル（１）および凸
レンズ（５５）を通って液体または空気中を通ってプリ
ズム（５７）に達し、もう一方の光ファイバーケーブル
（１）を通ってアンプ部の受光部に入る様になってい
る。

【００７１】測定例１：白色の粉と白色の粉の測定例と
してカタクリ粉とコーンスターチの場合を表１に掲げ
る。カタクリ粉とコーンスターチは人間の目には全く同
じ白に見えるが本装置で２つの粉を測定した結果、アッ
テネーター（１１）、ゼロ調整（１４）、ゲイン調整
（１７）により表１の様に２つの粉をフルスケール近く
に識別できた。

【００７２】

【表１】

【００７３】測定例２：黒色の粉と黒色の粉の測定例と
して２つのメーカーのコピー用トナーを比較した場合を
表２に掲げる。人間の目には全く同じ黒に見えるコピー
用トナーであるがメーカー別のコピー用トナーの黒色の
違いを本装置で測定した結果、アッテネーター（１
１）、ゼロ調整（１４）、ゲイン調整（１７）により表
２の様に２つの粉をフルスケール近くに識別できた。

【００７４】

【表２】

【００７５】この様に２つの粉を大きな違いとして識別
できれば、その２つの粉の混合状態も高精度で測定出来
ることが可能になる。

【００７６】

【発明の効果】本発明により粉体の混合時の混合状態の
測定に関して、混合度を測定できる粉の組合わせや混合
度の計算精度が飛躍的に向上する為、以下に記載される
ような効果を奏する。

【００７７】同じ原料の粉の混合であっても、水分の含
有量が異なればその混合度を測定する事ができる。

【００７８】同じ原料の粉の混合であっても、粒径が異
なればその混合度を測定する事ができる。

【００７９】同じ原料の粉の混合であっても、粒子表面
の形状が異なればその混合度を測定する事ができる。

【００８０】肉眼では区別できない同色の粉の混合であ
っても、紫外線吸収量が異なればその混合度を測定する
事ができる。

【００８１】肉眼では区別できない同色の粉の混合であ
っても、赤外線吸収量が異なればその混合度を測定する
事ができる。

【００８２】肉眼では区別できない同色の粉の混合であ
っても、色の３成分の比が少しでも異なればその混合度
を測定する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のアンプ部のブロック図である

【図２】実施例１のプローブ部の断面図である

【図３】実施例２のアンプ部のブロック図である

【図４】実施例３のプローブ部の断面図である

【図５】実施例３のアンプ部のブロック図である

【図６】実施例４のプローブ部の（ａ）正面図および
（ｂ）断面図である。

【図７】実施例４のアンプ部のブロック図である

【図８】実施例５のアンプ部のブロック図である

【図９】実施例１のプローブ部（図２）の正面図である

【図１０】実施例６の大粒径測定用７対プローブの正面
図である

【図１１】実施例６の大粒径測定用４９対プローブの正
面図である

【図１２】実施例７のプローブ部の断面図である

【図１３】実施例８のプローブ部の正面図および断面図
である

【図１４】実施例８のアンプ部のブロック図である

【図１５】実施例９のプローブ部の（ａ）正面図、裏面
図および（ｂ）断面図である

【図１６】実施例９のアンプ部のブロック図である

【図１７】本装置の使用例１の説明図である

【図１８】本装置の使用例２の説明図である

【図１９】本装置の使用例３の説明図である

【図２０】本装置の使用例４の説明図である

【図２１】使用例６の４５°カットの測定プローブの断
面図である

【図２２】使用例７の光透過形プローブ１の断面図であ
る

【図２３】使用例７の光透過形プローブ２の断面図であ
る

【図２４】白と黒の粉の混合グラフである

【図２５】明灰と暗灰の粉の混合グラフである

【図２６】相対的な測定フルスケール設定の説明図であ
る

【符号の説明】

１ 光ファイバーケーブル（１Φ） ２ 光コネクター ３ ステンレスパイプ ４ ガラス ５ 発光用光コネクター ６ 発光部 ７ 周波数発振器 ８ 受光用光コネクター ９ 受光部（フォトダイオード） １０ 増幅 １１ アッテネーター １１ａ アッテネーター粗調整 １１ｂ アッテネーター微調整 １２ オーバーインジケーター １３ 同期整流 １４ ゼロ調整 １４ａ ゼロ粗調整 １４ｂ ゼロ微調整 １５ ローパスフィルター １７、ゲイン調整 １８ 表示器および出力端子 ２０ 赤外線発光部 ２１ 赤外線透過フィルター ２２ 石英ガラス光ファイバーケーブル ２３ 石英ガラス ２４ 紫外線発光部 ２５ 紫外線透過フィルター ２６ 赤投光用光ファイバーケーブル ２７ 赤受光用光ファイバーケーブル ２８ 緑投光用光ファイバーケーブル ２９ 緑受光用光ファイバーケーブル ３０ 青投光用光ファイバーケーブル ３１ 青受光用光ファイバーケーブル ３２ 金属パイプ ３３ 赤色発光部 ３４ 赤色透過フィルター ３５ 緑色発光部 ３６ 緑色透過フィルター ３７ 青色発光部 ３８ 青色透過フィルター ４０ マイコン回路 ４１ Ａ／Ｄコンバーター ４２ Ｄ／Ａコンバーター１ ４３ Ｄ／Ａコンバーター２ ４４ 電子ボリューム回路 ４５ フルスケール下限設定スイッチ ４６ フルスケール上限設定スイッチ ４７ マルチプレクサ ４８ 増幅度微調整回路 ４９ 混合度表示器 ５０ ステッピングモーター ５１ 光ファイバーケーブル（０．７５Φ） ５２ 光ファイバーケーブル（０．２５Φ） ５３ ガラス管 ５４ テフロンパイプ ５５ 凸レンズ ５６ 反射鏡 ５７ プリズム ５８ 固定金具 ５９ 混合槽 ６０ 混合用プロペラ ６１ プローブ ６２ 混合度測定用検出装置 ６３ マイクロコンピューター ６４ 粉 ６５ 記録計 ６７ アナロク電圧入力 ６８ 上限値設定スイッチ ６９ 下限値設定スイッチ ７０ 時間設定スイッチ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光部（６）よりの光を光ファイバーケー
   ブル（１）を通して粉の表面に照射し、その反射光量を
   光ファイバーケーブル（１）を通して受光部（９）で測
   定する装置であるが、本発明による測定装置は受光量を
   明と暗の間の絶対値で測定するのではなく、明と暗の間
   の任意の範囲を測定フルスケールの上限下限に設定でき
   るように、増幅部は高感度かつ高精度な回路に作られて
   おり、またアッテネーター（１１）、ゼロ調整回路（１
   ４）、ゲイン調整回路（１７）の機能により、混合する
   原料が白色の粉と黒色の粉の間のどのような色であって
   も、原料のわずかな反射光量の違いを識別し、混合する
   原料により測定フルスケールを相対的に設定できる様に
   した同色粉体の混合度測定用検出装置である。
2. 【請求項２】赤外線発光部（２０）から赤外線透過フィ
   ルター（２１）を通して赤外線を粉の表面に照射し、そ
   の反射赤外線量を赤外線透過フィルター（２１）を通し
   て受光する様にした、混合する原料の反射赤外線の量で
   測定フルスケールの上限下限を相対的に設定できる請求
   項１記載の混合度測定用検出装置である。
3. 【請求項３】紫外線発光部（２４）から紫外線透過フィ
   ルター（２５）を通して紫外線を粉の表面に照射し、そ
   の反射紫外線量を紫外線透過フィルター（２５）を通し
   て受光する様にした、混合する原料の反射紫外線の量で
   測定フルスケールの上限下限を相対的に設定できる請求
   項１記載の混合度測定用検出装置である。
4. 【請求項４】光の３要素である赤、緑、青の発光部（３
   ３、３５、３７）からの光を各色の透過フィルター（３
   ４、３６、３８）を通して粉の表面に照射し、その反射
   光量を各色の透過フィルター（３４、３６、３８）を通
   して受光する様にした、混合する原料の各色の成分の反
   射光量で測定フルスケールの上限下限を相対的に設定で
   きる請求項１記載の混合度測定用検出装置である。
5. 【請求項５】混合原料による相対的な測定フルスケール
   の設定の為のゼロ調整（１４）やゲイン調整（１７）を
   ツマミの調整によらず、フルスケール下限設定スイッチ
   （４５）およびフルスケール上限設定スイッチ（４６）
   を押す事により自動的に調整が可能なように、マイコン
   回路（４０）およびＡ／Ｄコンバーター（４１）、Ｄ／
   Ａコンバーター（４２、４３）、電子ボリューム回路
   （４４）を使った請求項１記載の混合度測定用検出装置
   である。
6. 【請求項６】大粒径の粉の混合度測定のために、ステン
   レスパイプの中に１対（発光用、受光用）の細い光ファ
   イバーケーブルを金属パイプの中で固定したものを７対
   または４９対固定したもので、粉の表面の広い範囲に光
   を投光、受光できるようにした測定用プローブである。
7. 【請求項７】溶剤を含む液中の粉の混合度測定のため
   に、光ファイバーケーブル（１）をガラス管（５３）お
   よびテフロンパイプ（５４）、ステンレスパイプ（３）
   で覆った測定用プローブである。
8. 【請求項８】粉の表面に光を投光、受光するプローブを
   複数チャンネルにして、それぞれの受光部の信号の大き
   さを統一するための増幅度微調整回路（４８）を設け、
   各チャンネルの測定信号をマルチプレクサ（４７）によ
   り切り替え、マイコン回路（４０）、Ａ／Ｄコンバータ
   ー（４１）、Ｄ／Ａコンバーター（４２、４３）、電子
   ボリューム回路（４４）、フルスケール下限設定スイッ
   チ（４５）およびフルスケール上限設定スイッチ（４
   ６）によって相対的な測定フルスケールの設定が自動的
   にできる請求項５記載の混合度測定用検出装置を使用し
   て、各チャンネルの反射光量を測定し、それぞれの測定
   値から混合度を計算し、混合度表示器（４９）に表示す
   る混合度測定装置である。
9. 【請求項９】粉の表面に光を投光、受光するプローブが
   ２チャンネルありステッピングモーター（５０）の軸を
   中心として固定金具（５８）の両端にそれぞれ固定さ
   れ、粉の表面上をモーター軸を中心として１５０°回転
   するように作られており、それぞれの受光部の信号の大
   きさを統一するための増幅度微調整回路（４８）を設
   け、各チャンネルの測定信号をマルチプレクサ（４７）
   により切り替え、マイコン回路（４０）、Ａ／Ｄコンバ
   ーター（４１）、Ｄ／Ａコンバーター（４２、４３）、
   電子ボリューム回路（４４）、フルスケール下限設定ス
   イッチ（４５）およびフルスケール上限設定スイッチ
   （４６）によって相対的な測定フルスケールの設定が自
   動的にできる請求項５記載の混合度測定用検出装置を使
   用して、各移動場所の反射光量を測定し、それぞれの測
   定値から混合度を計算し、混合度表示器（４９）に表示
   する混合度測定装置である。