JPH0781941B2 - スラリーの平均粒子径測定装置 - Google Patents
スラリーの平均粒子径測定装置Info
- Publication number
- JPH0781941B2 JPH0781941B2 JP60243269A JP24326985A JPH0781941B2 JP H0781941 B2 JPH0781941 B2 JP H0781941B2 JP 60243269 A JP60243269 A JP 60243269A JP 24326985 A JP24326985 A JP 24326985A JP H0781941 B2 JPH0781941 B2 JP H0781941B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slurry
- interface
- photoelectric detector
- sedimentation velocity
- photoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、核燃料製造の際の重ウラン酸アンモニウム
スラリーなどのスラリーの平均粒子径を測定する装置に
関する。
スラリーなどのスラリーの平均粒子径を測定する装置に
関する。
核燃料ペレットの製造に際し、UF6からUO2に転換する方
法として、ADU法と呼ばれるものがある。このADU法はUF
6を加水分解し、これにアンモニア水を加えて(NH4)2U2O
7（重ウラン酸アンモニウム,ADU）の沈殿を生成し、こ
れをろ過してろ過物を焙焼、還元してUO2とし、さらに
粉砕してUO2粉末とするものである。この転換方法で
は、ADUの沈殿粒子が一定の粒径範囲内にあることが均
質なUO2粉末を得るうえで重要であり、よってADUスラリ
ーの粒子径を定期的に製造ラインにおいて測定すること
が必要となる。
法として、ADU法と呼ばれるものがある。このADU法はUF
6を加水分解し、これにアンモニア水を加えて(NH4)2U2O
7（重ウラン酸アンモニウム,ADU）の沈殿を生成し、こ
れをろ過してろ過物を焙焼、還元してUO2とし、さらに
粉砕してUO2粉末とするものである。この転換方法で
は、ADUの沈殿粒子が一定の粒径範囲内にあることが均
質なUO2粉末を得るうえで重要であり、よってADUスラリ
ーの粒子径を定期的に製造ラインにおいて測定すること
が必要となる。
ADUスラリーの粒子径を求めるには、通常ADUスラリーの
沈降速度を求め、この沈降速度からストークスの法則を
利用して算出することができるので、結局ADUスラリー
の沈降速度を定期的に製造ラインで測定することが要求
されることになる。
沈降速度を求め、この沈降速度からストークスの法則を
利用して算出することができるので、結局ADUスラリー
の沈降速度を定期的に製造ラインで測定することが要求
されることになる。
従来、このようなADUスラリーなどのスラリーの沈降速
度を測定する方法としては、スラリーを静置し、上澄部
とスラッジ部とに分離し、この上澄部とスラッジ部との
界面の一定時間当りの沈降距離を目視で測定する方法が
ある。しかしながら、この方法は精度が悪く、非能率
で、熟練を要するなどの問題点があった。
度を測定する方法としては、スラリーを静置し、上澄部
とスラッジ部とに分離し、この上澄部とスラッジ部との
界面の一定時間当りの沈降距離を目視で測定する方法が
ある。しかしながら、この方法は精度が悪く、非能率
で、熟練を要するなどの問題点があった。
また、光電検知装置で、光電的に界面を検知し、界面の
沈降に光電検知装置を追従させ、その追従速度からスラ
リーの沈降速度を求める装置が知られている。しかしな
がら、この装置は機構が複雑となり、高価であるなどの
問題点があった。
沈降に光電検知装置を追従させ、その追従速度からスラ
リーの沈降速度を求める装置が知られている。しかしな
がら、この装置は機構が複雑となり、高価であるなどの
問題点があった。
そこで、この発明にあっては、透明で開口断面積が一定
の筒体を垂直に設置して成る測定カラムと、この測定カ
ラムの側壁にその長手方向に沿って所定の間隔を置いて
配設されている３基の光電検知器であって、最も上位の
光電検知器によってスラリーの液面を検知すると、出力
される電気信号に基づいて開閉弁によってスラリー導入
管が閉鎖され、最上位と中間部の光電検知器の間にスラ
リー導入停止後に生じる上澄み部とスラッジ部との界面
が位置するように両光電検知器の間隔を設定するととも
に、最下部の光電検知器の位置を界面の沈降速度が一定
である領域内に設定して成る前記３基の光電検知器と、
中間部の光電検知器で界面を検知すると界面の沈降速度
の測定を開始し、最下部の光電検知器で界面を検知する
と界面の沈降速度の測定を終了する測定制御部と、中間
部と最下部の光電検知器からの電気信号に基づいてスラ
リーの沈降速度を演算する演算部とが備えられていて、
この沈降速度からスラリーの平均粒子径を算出するよう
にした。
の筒体を垂直に設置して成る測定カラムと、この測定カ
ラムの側壁にその長手方向に沿って所定の間隔を置いて
配設されている３基の光電検知器であって、最も上位の
光電検知器によってスラリーの液面を検知すると、出力
される電気信号に基づいて開閉弁によってスラリー導入
管が閉鎖され、最上位と中間部の光電検知器の間にスラ
リー導入停止後に生じる上澄み部とスラッジ部との界面
が位置するように両光電検知器の間隔を設定するととも
に、最下部の光電検知器の位置を界面の沈降速度が一定
である領域内に設定して成る前記３基の光電検知器と、
中間部の光電検知器で界面を検知すると界面の沈降速度
の測定を開始し、最下部の光電検知器で界面を検知する
と界面の沈降速度の測定を終了する測定制御部と、中間
部と最下部の光電検知器からの電気信号に基づいてスラ
リーの沈降速度を演算する演算部とが備えられていて、
この沈降速度からスラリーの平均粒子径を算出するよう
にした。
これにより、製造が簡単で、高精度の測定が行え、かつ
製造ラインに簡単に組み込むことができるようにした。
製造ラインに簡単に組み込むことができるようにした。
以下、図面を参照してこの発明の平均粒子径測定装置に
ついて、主にADUスラリーを測定対象とした場合につい
て説明する。
ついて、主にADUスラリーを測定対象とした場合につい
て説明する。
第１図はこの測定装置の一例を示すもので、図中符号１
は測定カラムである。この測定カラム１は、ガラス，ア
クリル樹脂などの透明材料からなる角筒状もしくは丸筒
状の筒体であって、正しく垂直に設置されている。測定
カラム１の長さは、測定対象スラリーによって異るが、
通常のADUスラリーでは30〜50cm程度とされる。また、
カラム１の開口部の大きさは長さ方向に一定となってい
る。
は測定カラムである。この測定カラム１は、ガラス，ア
クリル樹脂などの透明材料からなる角筒状もしくは丸筒
状の筒体であって、正しく垂直に設置されている。測定
カラム１の長さは、測定対象スラリーによって異るが、
通常のADUスラリーでは30〜50cm程度とされる。また、
カラム１の開口部の大きさは長さ方向に一定となってい
る。
測定カラム１の上部には、測定用のスラリーを導入する
ためのスラリー導入管２が接続され、このスラリー導入
管２のやや下方には、オーバフローしたスラリーを排出
するオーバフロー管３が接続され、カラム１の底部には
スラリー排出管４が接続されている。スラリー導入管２
は、電磁弁５を介してADUスラリー熟成槽６に接続され
ている。また、スラリー排出管４は電磁弁７を経てオー
バーフロー管３と併せられ、図示しないADUスラリ移送
管に接続されている。また、測定カラム１の上部の蓋部
分にはカラム１内を洗浄するための洗浄水噴射ノズル８
が設けられ、このノズル８は電磁弁９を経て清水タンク
に接続されている。
ためのスラリー導入管２が接続され、このスラリー導入
管２のやや下方には、オーバフローしたスラリーを排出
するオーバフロー管３が接続され、カラム１の底部には
スラリー排出管４が接続されている。スラリー導入管２
は、電磁弁５を介してADUスラリー熟成槽６に接続され
ている。また、スラリー排出管４は電磁弁７を経てオー
バーフロー管３と併せられ、図示しないADUスラリ移送
管に接続されている。また、測定カラム１の上部の蓋部
分にはカラム１内を洗浄するための洗浄水噴射ノズル８
が設けられ、このノズル８は電磁弁９を経て清水タンク
に接続されている。
また、測定カラム１の側壁部には、３基の光電検知器10
・・がカラム１の長手方向に所定の間隔を置いて取り付
けられている。この光電検知器10は、白熱灯などの投光
部10aと光電管などの受光部10bとから構成されており、
投光部10aと受光部10bとはそれぞれ測定カラム１の相対
する側壁に取り付けられ、投光部10aから水平方向に発
射された光が測定カラム１を横切って通過し、受光器10
bに入射されるように配置されている。最上部に取り付
けられた光電検知器10と、中間部に取り付けられた光電
検知器10との間隔はADUスラリーが上澄部とスラッヂ部
に明確な界面が生じるように３〜5cm程度とされ、中間
部に取り付けられた光電検知器と最下部に取り付けられ
た光電検知器10との間隔は、ADUスラリーを測定対象と
した場合、その界面が１〜４分間で沈降するような距離
に設定される。
・・がカラム１の長手方向に所定の間隔を置いて取り付
けられている。この光電検知器10は、白熱灯などの投光
部10aと光電管などの受光部10bとから構成されており、
投光部10aと受光部10bとはそれぞれ測定カラム１の相対
する側壁に取り付けられ、投光部10aから水平方向に発
射された光が測定カラム１を横切って通過し、受光器10
bに入射されるように配置されている。最上部に取り付
けられた光電検知器10と、中間部に取り付けられた光電
検知器10との間隔はADUスラリーが上澄部とスラッヂ部
に明確な界面が生じるように３〜5cm程度とされ、中間
部に取り付けられた光電検知器と最下部に取り付けられ
た光電検知器10との間隔は、ADUスラリーを測定対象と
した場合、その界面が１〜４分間で沈降するような距離
に設定される。
また、上記光電検知器10・・のそれぞれの受光部10bか
らの電気信号は、制御器11に送られるようになってい
る。制御器11は、これら電気信号に基いてスラリーの沈
降速度を演算する演算部と、上記各電磁弁５、７、９の
開閉を制御する弁制御部と、測定指令等を発して全体の
操作を制御する測定制御部とから構成されている。
らの電気信号は、制御器11に送られるようになってい
る。制御器11は、これら電気信号に基いてスラリーの沈
降速度を演算する演算部と、上記各電磁弁５、７、９の
開閉を制御する弁制御部と、測定指令等を発して全体の
操作を制御する測定制御部とから構成されている。
次に測定方法について説明する。
まず、制御器11の測定制御部内に設けられた設定タイマ
ーからの測定開始信号が弁制御部に送られ、この信号に
よって、電磁弁５が開とされ、電磁弁７、９が閉とれ
る。これによりADUスラリー熟成槽６からADUスラリーが
測定カラム１に流入する。この弁操作とともに３基の光
電検知器10・・が動作状態とされる。測定カラム１内に
流入したスラリーＳの液面が上位の光電検知器10に検知
されると、この信号が弁制御部に送られ、これによって
電磁弁５が閉じられ、スラリーＳの流入が停止する。万
一、スラリー液面が定位置よりも上昇したときは、オー
バーフロー管３から過剰分が排出される。
ーからの測定開始信号が弁制御部に送られ、この信号に
よって、電磁弁５が開とされ、電磁弁７、９が閉とれ
る。これによりADUスラリー熟成槽６からADUスラリーが
測定カラム１に流入する。この弁操作とともに３基の光
電検知器10・・が動作状態とされる。測定カラム１内に
流入したスラリーＳの液面が上位の光電検知器10に検知
されると、この信号が弁制御部に送られ、これによって
電磁弁５が閉じられ、スラリーＳの流入が停止する。万
一、スラリー液面が定位置よりも上昇したときは、オー
バーフロー管３から過剰分が排出される。
スラリーＳの流入が停止すると、スラリーＳは静置状態
となり、同時に粒子が沈殿しはじめ、上澄部とスラッヂ
部とに分離し、界面Ｉが生じる。この界面Ｉは粒子の沈
殿とともに下方に移動してゆき、上澄部の液厚が増大し
てゆく。上澄部には粒子が存在しないので、光の透過率
は高く、スラッヂ部は逆に光の透過率は低い。このた
め、界面Ｉが中間位の光電検知器10を通過すると、その
受光部10bからの出力信号レベルが変化し、この出力信
号の変化によって演算部に設けられたタイムカウンター
がスタートし、計時が開始される。
となり、同時に粒子が沈殿しはじめ、上澄部とスラッヂ
部とに分離し、界面Ｉが生じる。この界面Ｉは粒子の沈
殿とともに下方に移動してゆき、上澄部の液厚が増大し
てゆく。上澄部には粒子が存在しないので、光の透過率
は高く、スラッヂ部は逆に光の透過率は低い。このた
め、界面Ｉが中間位の光電検知器10を通過すると、その
受光部10bからの出力信号レベルが変化し、この出力信
号の変化によって演算部に設けられたタイムカウンター
がスタートし、計時が開始される。
界面Ｉがさらに低下し、下位の光電検知器10の光束を通
過したならば、この出力信号レベルが同様に変化し、こ
れが演算部に送られてタイムカウンターをストップさせ
る。このタイムカウンターの計時により、界面Ｉが中間
位の光電検知器10の位置から下位の光電検知器10の位置
にまで移動するに要した時間が求められ、両光電検知器
10、10の間隔は予め定まっていることから、界面Ｉの沈
降速度が求められる。この沈降速度は種々の表示器によ
り表示され、また、その速度が許容範囲を逸脱したとき
は必要に応じ、アラームが発せられるようにしてもよ
い。
過したならば、この出力信号レベルが同様に変化し、こ
れが演算部に送られてタイムカウンターをストップさせ
る。このタイムカウンターの計時により、界面Ｉが中間
位の光電検知器10の位置から下位の光電検知器10の位置
にまで移動するに要した時間が求められ、両光電検知器
10、10の間隔は予め定まっていることから、界面Ｉの沈
降速度が求められる。この沈降速度は種々の表示器によ
り表示され、また、その速度が許容範囲を逸脱したとき
は必要に応じ、アラームが発せられるようにしてもよ
い。
界面Ｉが下位の光電検知器10を通過した時の信号はまた
同時に弁制御部にも送られ、これによって電磁弁７が開
かれ、測定カラム１内のスラリーＳが排出される。電磁
弁７が開かれてから一定時間経過後、弁制御部からの信
号により電磁弁９が一定時間開かれ、洗浄水噴射ノズル
８から洗浄水が噴射され、カラム１内壁が洗浄される。
洗浄済の廃水は、スラリー排出管４から排出される。以
上の操作により、一回の測定が終了する。
同時に弁制御部にも送られ、これによって電磁弁７が開
かれ、測定カラム１内のスラリーＳが排出される。電磁
弁７が開かれてから一定時間経過後、弁制御部からの信
号により電磁弁９が一定時間開かれ、洗浄水噴射ノズル
８から洗浄水が噴射され、カラム１内壁が洗浄される。
洗浄済の廃水は、スラリー排出管４から排出される。以
上の操作により、一回の測定が終了する。
ところで、測定カラム１内でのスラリーＳの沈降が進行
するにつれ、スラッヂ部のスラッヂ濃度が高くなり、こ
れによって界面Ｉの低下速度が減少してゆく現象が生じ
る。これの一例を示したものが第２図のグラフである。
このグラフにおいて、曲線の直線部分が界面Ｉの低下速
度が一定の領域であり、曲線部分が低下速度が減少して
いく領域である。このため、中間位および下位での光電
検知器10、10による計測は当然この直線部分で行わねば
ならない。この直線部分は、スラリーの種類、濃度，測
定カラム１の長さ等によって異る。したがって、先に界
面Ｉが中間位の光電検知器10から下位の光電検知器10に
達するまでの時間を、ADUスラリーの場合、１〜４分と
定めたのはこのような理由による。この時間が１分未満
では良い測定精度が得られず、４分を越えると沈降速度
が一定の領域から逸脱する恐れがある。沈降速度が一定
の領域を広くするためには、例えば測定カラム１の長さ
を延長し、下位の光電検知器10より下方の長さを十分長
くし、これより下側のカラム１の実質的な容積を大きく
することが有効である。
するにつれ、スラッヂ部のスラッヂ濃度が高くなり、こ
れによって界面Ｉの低下速度が減少してゆく現象が生じ
る。これの一例を示したものが第２図のグラフである。
このグラフにおいて、曲線の直線部分が界面Ｉの低下速
度が一定の領域であり、曲線部分が低下速度が減少して
いく領域である。このため、中間位および下位での光電
検知器10、10による計測は当然この直線部分で行わねば
ならない。この直線部分は、スラリーの種類、濃度，測
定カラム１の長さ等によって異る。したがって、先に界
面Ｉが中間位の光電検知器10から下位の光電検知器10に
達するまでの時間を、ADUスラリーの場合、１〜４分と
定めたのはこのような理由による。この時間が１分未満
では良い測定精度が得られず、４分を越えると沈降速度
が一定の領域から逸脱する恐れがある。沈降速度が一定
の領域を広くするためには、例えば測定カラム１の長さ
を延長し、下位の光電検知器10より下方の長さを十分長
くし、これより下側のカラム１の実質的な容積を大きく
することが有効である。
なお、第１図の例は、ADUスラリーの製造ラインに組み
込んで自動的にADUスラリーの沈降速度を測定するため
のものであり、これ以外のスラリーを測定対象とし、手
動操作が可能であれば、各電磁弁５、７、９を手動弁と
することができ、上位の光電検知器10も不要となり、制
御器11は演算部のみを有しているもので十分となる。
込んで自動的にADUスラリーの沈降速度を測定するため
のものであり、これ以外のスラリーを測定対象とし、手
動操作が可能であれば、各電磁弁５、７、９を手動弁と
することができ、上位の光電検知器10も不要となり、制
御器11は演算部のみを有しているもので十分となる。
以上のようにして求められた沈降速度に基いて、次のス
トークスの法則によりスラリーの平均粒子径が算出でき
る。
トークスの法則によりスラリーの平均粒子径が算出でき
る。
Dp ：平均粒子径（cm）ρl液の比重（g/cm3） ｖ ：沈降速度（cm/sec） ρs :粒子の比重（g/cm3） ｇ ：重力加速度（cm/sec2） μ：粘度（g/cm・sec） 〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明のスラリー平均粒子径測
定装置は、光電検知器の数を必要最小限の３個に限定し
て、特に中間部と最下部の２基の光電検知器だけを用い
て、スラリーの沈降速度が直接的に現われる領域を選択
して、正確な沈降速度を測定できる。その上、この２基
の光電検知器は、受光量が明確に変化するスラリーの上
澄み部とスラッジ部の界面の検出を行うだけである。そ
のため、沈降速度の測定のための可動部分が備えられて
おらず、複雑な電気回路を設けることもないから、きわ
めて簡単な構成で、効率的で高い測定精度が得られ、測
定装置の製造コストの低減を果たすことができる。
定装置は、光電検知器の数を必要最小限の３個に限定し
て、特に中間部と最下部の２基の光電検知器だけを用い
て、スラリーの沈降速度が直接的に現われる領域を選択
して、正確な沈降速度を測定できる。その上、この２基
の光電検知器は、受光量が明確に変化するスラリーの上
澄み部とスラッジ部の界面の検出を行うだけである。そ
のため、沈降速度の測定のための可動部分が備えられて
おらず、複雑な電気回路を設けることもないから、きわ
めて簡単な構成で、効率的で高い測定精度が得られ、測
定装置の製造コストの低減を果たすことができる。
第１図はこの発明の測定装置の一例を示す概略構成図、
第２図はスラリー界面の沈降速度を示すグラフである。 １……測定カラム、５……開閉弁（電磁弁）、10……光
電検知器、11……制御器。
第２図はスラリー界面の沈降速度を示すグラフである。 １……測定カラム、５……開閉弁（電磁弁）、10……光
電検知器、11……制御器。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−165636（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−146026（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−1689（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−132641（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】透明で開口断面積が一定の筒体を垂直に設
置して成る測定カラムと、 この測定カラムの側壁にその長手方向に沿って所定の間
隔を置いて配設されている３基の光電検知器であって、
最も上位の光電検知器によってスラリーの液面を検知す
ると、出力される電気信号に基づいて開閉弁によってス
ラリー導入管が閉鎖され、最上位と中間部の光電検知器
の間にスラリー導入停止後に生じる上澄み部とスラッジ
部との界面が位置するように両光電検知器の前記間隔を
設定すると共に、最下部の光電検知器の位置を前記界面
の沈降速度が一定である領域内に設定して成る前記３基
の光電検知器と、 前記中間部の光電検知器で前記界面を検知すると界面の
沈降速度の測定を開始し、最下部の光電検知器で前記界
面を検知すると界面の沈降速度の測定を終了する測定制
御部と、 前記中間部と最下部の光電検知器からの電気信号に基づ
いてスラリーの沈降速度を演算する演算部とが備えられ
ていて、 この沈降速度からスラリーの平均粒子径を算出するよう
にしたスラリーの平均粒子径測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60243269A JPH0781941B2 (ja) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | スラリーの平均粒子径測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60243269A JPH0781941B2 (ja) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | スラリーの平均粒子径測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62102137A JPS62102137A (ja) | 1987-05-12 |
| JPH0781941B2 true JPH0781941B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=17101354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60243269A Expired - Lifetime JPH0781941B2 (ja) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | スラリーの平均粒子径測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781941B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR920005348Y1 (ko) * | 1988-03-01 | 1992-08-03 | 미쓰비시전기주식회사 | 압력센서 |
| US6647794B1 (en) * | 2002-05-06 | 2003-11-18 | Rosemount Inc. | Absolute pressure sensor |
| JP5904576B2 (ja) * | 2012-01-17 | 2016-04-13 | 大起理化工業株式会社 | 透水試験装置及び透水試験設備 |
| JP6864908B2 (ja) * | 2016-03-28 | 2021-04-28 | 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 | 鉱石の摩耗度評価方法及び鉱石の摩耗度測定装置 |
| CN105865991A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-08-17 | 山东鑫海矿业技术装备股份有限公司 | 一种矿物沉降速度自动检测装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS541689A (en) * | 1977-06-06 | 1979-01-08 | Okui Denki Kk | Automatic sedimentation measuring instrument |
| JPH023154Y2 (ja) * | 1979-03-13 | 1990-01-25 | ||
| JPS55146026A (en) * | 1979-05-01 | 1980-11-14 | Toshiba Corp | Measuring unit for sedimentation velocity |
| JPS582635A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-08 | Kurita Water Ind Ltd | 水質測定装置 |
-
1985
- 1985-10-30 JP JP60243269A patent/JPH0781941B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62102137A (ja) | 1987-05-12 |
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