JPH1128303A

JPH1128303A - 回分式結晶缶装置の導電度計による設定入力表示方法及び運転方法

Info

Publication number: JPH1128303A
Application number: JP18696097A
Authority: JP
Inventors: Jiyun Sawato; 旬澤渡; Mitsuru Fukada; 充深田
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1999-02-02
Anticipated expiration: 2017-07-11
Also published as: CN1208856A; AU733106B2; JP4051107B2; CN1136023C; AU5184098A

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁型導電度計を用い、精度良くスラリーの
導電度を計測しつつ、回分式結晶缶装置の設定入力表示
と自動運転を行う。【解決手段】一組の対向する電極（３７、３７′）の
電極表面全体を絶縁コーティング（３６）し、この電極
（３７、３７′）間に高周波電流を印加して電極周囲の
導電度を計測する導電度計（２）を結晶缶（１）に設
け、予めこの導電度計（２）でスラリーの導電度を監視
しつつ手動運転を行い、各制御時点での導電度計（２）
の出力と操作弁（３、４）の動作を記憶し、この記憶値
に基づき弁の開閉操作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、回分式結
晶缶で結晶を育成していく回分式結晶缶装置の回分式結
晶缶内で、導電度計を用い、導電度を設定プログラム通
りに自動制御する場合に、入力設定ボタンにより表示画
面上に弁操作を表示する回分式結晶缶装置における設定
入力表示方法及び自動運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の回分式結晶缶において、
例えば、砂糖の結晶を育成していく場合には、操作員
が、結晶缶内のスラリー（結晶を含む濃縮混液）の導電
度を監視しながら、結晶を成長させるための糖分を含ん
だ溶液と、派生する不要な微粒子を溶解させる水または
温水とを、適宜、溶液弁と差水弁とを開閉操作すること
により結晶缶内に供給するようにしていた。

【０００３】また、近年は高周波導電度計を用い、結晶
が成長すれば母液に含まれる糖液分が吸収されて母液中
の蔗糖分が結晶側に移行し、結晶（絶縁体）の含有率が
高くなり、溶液分が減少した結果スラリーの導電率が下
がることから結晶化の代表特性として何らかの制御に利
用されている。

【０００４】しかしながら、上記従来のように、操作員
の人手に頼って弁の開閉操作を行う場合には、操作員に
よって操作にバラツキが生じ易く、製品の品質に影響を
与えかねない上に、操作員にかかる負担も大きいという
問題があった。また、こうした回分式結晶缶装置に用い
られていた。

【０００５】従来のキャパシタンス型導電度計は、図１
４にその一例を示した様に、絶縁ブロック３５を介して
長手方向に延在するボディー側電極３８と先端電極３
８′の２個の電極周囲に存在する物質の誘電率と量によ
り定まるキャパシタンス（静電容量）を測定することで
被測定物質中の特定成分の含有率を求めるものであっ
た。

【０００６】ここで、一般的に、混合流体におけるキャ
パシタンスは非常に小さなものであり、製糖工業分野で
古くから使われていた商用電源周波数による導電度計
（キットメータ等）では、測定信号中に占めるキャパシ
タンス分の比率がコンダクタンス分に比較して５桁程度
小さいので結晶缶装置の制御系での利用が難しかった。
このため、最近は通常３０ＭＨＺ程度の高周波を用いて
容量分の信号を比抵抗分と同等のレベルにして使用され
ている。

【０００７】ここで、Ｚ＝１／ωＣにおいて、同じ容量
で周波数を変えた場合、ｆ１＝５０Ｈｚ、ｃ＝１×１０^-6Ｆとすると、 ω１＝２πｆ１＝２×３．１４×５０＝３１４、Ｚ１＝１／（３１４×１×１０^-6）＝１０，０００／
３．１４＝３２００ｆ２＝３０×１０⁶Ｆとすると、 ω２＝２πｆ２＝２×３．１４×３０×１０⁶＝１．８
８×１０⁸、Ｚ２＝１／（１．８８×１０⁸×１×１０^-6）＝１／１
８８＝０．００５３両者の比は約６×１０⁵となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、上記問題を解
決するために、高感度の導電度計で母液の導電度を確認
しつつコンピュータを用いて上記育晶工程を自動化する
ことが考えられてきた。この場合、コンピュータを作動
させるために、結晶缶内のスラリーの導電度と各弁の開
閉操作との関係をデータとして入力設定する必要があ
り、従来、スラリーの導電度はディジタル値で設定表示
され、その設定プログラムにより溶液または水を供給し
ていた。しかしながら、このスラリーの導電度のディジ
タル表示は次の制御ポイントの１点のみであるのに対し
て、設定プログラムは多い場合には８０ステップにも及
ぶため、工程全体を把握しにくく、予定操作を容易に考
える事が出来なかった。すなわち、育晶プログラムにお
いては、スラリーの導電度の変化率を制御する事が重要
であり、１ポイント毎の設定値のみをディジタル表示す
る方法では、そのバランスを想像により推定しつつ育晶
プログラムを作成しなければならなかった。そのため、
プログラムの作成には高度な技術が必要となり、一般的
には結晶缶のオペレーターには使いこなせない場合が多
い。

【０００９】また、従来の回転式の反力検出による固さ
計によるスラリーの固さ測定（攪拌機を固さ計として使
っている場合）と間欠煎糖法とのコンピュータによる制
御方法があり、人手作業による製品品質のバラツキを克
服した。しかし、固さ測定では、スラリー濃度の低い範
囲での回転式の反力検出の正確な監視が出来にくいこ
と、また、真空下で運転している攪拌機の反力を測定し
ているため、大直径の攪拌軸のシールにグランド型が良
いが、シール部で摩擦があり、正確な効力（固さ）の測
定が出来にくく、また、グランドパッキンの取り替え前
と直後では回転軸のトルク変化が影響を及ぼし固さ値が
異なるという欠点がある。そして、導電度計で測定すれ
ば、攪拌機による固さ値が不要となり、高価な攪拌機を
センサとして利用することも不要となる。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、表示画面上に各弁操作段
毎の弁の種類及びスラリーの導電度をアナログ的に表示
できて、入力設定を表示画面を見ながら行うことがで
き、かつ全体的なスラリーの導電度の変化を正確に確認
しつつ設定することができる回分式結晶缶装置における
設定入力表示方法を提供することにある。

【００１１】さらに、コンピュータに関する知識、特に
複雑なプログラム作成技術を持たない操作員が自動的に
かつ容易にプログラムを作成でき、上記設定入力に基づ
いて、高感度の導電度で確認しつつ円滑に自動運転する
ことができ、かつ運転操作が行い易い回分式結晶缶装置
の自動運転方法を提供することにある。

【００１２】また、上記の従来型のキャパシタンス型導
電度計において、高周波使用時の導電度（１／直流抵
抗）と容量リアクタンスの値は同じ程度のレベルとなり
容量の変化を実用的に検出可能であるが、増幅器の使用
周波数に比例して浮遊容量の影響も増加する。そして、
浮遊容量は周囲の温度、湿度の影響を大きく受けるので
安定度に関して問題が大きく、より高い周波数の採用も
困難である。

【００１３】そこで、上記回分式結晶缶装置の運転に適
した、高感度の導電度計を提供することをも目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、予め高感度導電度計を用いた実機試験に
基いて表示画面上にスラリーの電導度を表示する座標軸
と弁操作段を表示する座標軸とを互いに直角に設定し、
弁操作段毎に弁の種類をキーボード上で選択し、かつマ
ーク移動ボタンによって弁操作マークをスラリーの導電
度を表示する座標軸に平行に移動した後、セットボタン
により上記弁操作マークを固定表示して、弁の開閉条件
を設定するものである。

【００１５】本発明の回分式結晶缶装置における設定入
力表示方法にあっては、弁操作段毎に弁の種類を選択す
ると共に、マーク移動ボタンによって、この弁の開閉操
作を行う電導度を表示画面上に表示することにより、高
感度導電度計による実機試験に基いて全体的な導電度の
変化を確認しながら設定することができる。

【００１６】本発明の回分式結晶缶装置の運転方法は、
結晶缶内の対象物の導電度を検出する高感度の導電度計
と、上記結晶缶内に供給する溶液あるいは水の供給量を
操作する弁機構と、この弁機構の開閉操作により開閉信
号を出力する開閉信号出力手段とを備え、あらかじめ手
動運転を行い、上記弁機構の開閉操作時に出力される上
記開閉信号出力手段の開閉信号により、この時点の電導
度計の出力と上記弁機構の種類及び開閉操作の種類を順
次制御装置に記憶しておき、次いで、自動運転に移行
し、上記制御装置に記憶された導電度計の出力値と上記
導電度計の検出値とが一致した時点で同時に記憶されて
いる弁機構の開閉操作を行うものである。

【００１７】本発明の回分式結晶缶装置の自動運転方法
にあっては、まず、手動運転を行って、開閉信号出力手
段が開閉信号を出力する弁機構の開閉操作時点におい
て、制御装置に上記導電度計の出力と弁機構の種類及び
開閉操作の種類を取り込み記憶して全行程のプログラム
の入力設定を行った後に、自動運転に移行し、導電度計
の検出値と上記制御装置に記憶された導電度計の出力値
とが一致した時点で制御装置に同時に記憶されている弁
機構の開閉データに基いて、弁機構を開閉することによ
り、手動運転と同じ弁操作の自動運転を行うことができ
る。

【００１８】また、本発明の実施例で採用される導電度
計は、一つの手段として、導電度計を構成する電極の表
面全部を絶縁体でコーティングすることで抵抗リアクタ
ンス分による電流は実用上ゼロとなり、抵抗リアクタン
スによりキャパシタンス測定値が影響されるという問題
は解消する。

【００１９】したがって、この構成により装置の安定度
が向上するが、さらに使用周波数については検出器及び
増幅器の取扱易いレベルだけを考えれば良く、基礎試験
と従来電極構造との比較で１桁低い周波数が使用可能で
あることが確認できた。この結果及び下記の寸法形状の
工夫により、温度及び湿度の影響は１／１０程度とな
り、関連する安定度の向上と増幅器に使う素子について
も更に安定かつ安価なものが使える。

【００２０】もう一つの周波数を低下させる手段は電極
の形状、寸法を工夫してキャパシタンスを大きくするこ
とである。この為には容量を構成する電極間の対向面積
を増やし、かつ電極間の距離を狭めることが必要であ
る。キャパシタンスの増加率（交流に対する導電度の増
加）と直流低下の低下率（直流の導電度の増加）が同じ
程度なので非測定液中の蔗糖分に対する感度と不純物に
対する感度が同時に増加する、このため蔗糖分測定のＳ
／Ｎ比は改善されない。すなわち、非絶縁型では蔗糖分
感度増加のために電極面積を増加することは無意味とな
る。従来の非絶縁型導電度計を構成する電極はキャパシ
タンスとコンダクタンスのバランスをとらねばならない
ので、表面積の広い平板を向かい合わせても容量増加と
低抵抗が相殺されて実利が得られないが、前述の絶縁体
のコーティングと併用すれば容量のみ１０倍程度大きく
することができる。

【００２１】この効果は同じ周波数の場合は容量インダ
クタンスに比例する検出信号の大きさを１０倍程度にす
ることができ、また同じ信号の大きさの場合には使用周
波数を１／１０程度とすることができるので上記絶縁効
果と同様に安定度を大きく向上させることができる。

【００２２】こうした点を踏まえ、この発明による絶縁
型導電度計によれば、一組の対向する電極の電極表面全
体を絶縁コーティングし、当該電極缶に高周波電流を印
加して電極周囲の導電度を計測することを特徴とする絶
縁型導電度計が提供される。

【００２３】ここで、電極の間隔は結晶の無い溶液の場
合、電極間距離は小さい方が感度が良く、１−５mm程
度、スラリー（結晶を含む液）の場合、閉塞防止又は洗
浄装置を付けるため１０−４０mm程度が好ましい（電極
は口径４インチ以下のノズルに装着できる寸法が用いら
れる）。

【００２４】

【実施例】以下、図１ないし図８に基づいて本発明の一
実施例を説明する。図１は本発明の方法を実施するため
の煎糖装置の一例を示す概略構成図である。この図にお
いて符号１は真空結晶缶であり、この真空結晶缶には導
電度を検出する導電度計２が設置されている。また、上
記真空結晶缶１には、その内部に糖液及び水を供給する
ために、糖液弁３及び差水弁４を備えた配管５が連結さ
れている。さらに、上記真空結晶缶１には、缶内の白下
の液面を検出するためにレベル計６が設置されている。

【００２５】またこの真空結晶缶１には、一定の熱カロ
リーを供給する為の水蒸気による熱交換器１′が設けら
れている。

【００２６】上記導電度計２の出力と上記レベル計６の
出力は、制御装置７に入力されるようになっている。ま
た、上記糖液弁３と差水弁４には、それぞれ弁の開閉操
作を検出するリミットスイッチ８，９が設置されてお
り、これらのリミットスイッチ８，９が検出した開閉信
号または弁を開閉する開閉操作スイッチによる開閉信号
は上記制御装置７に入力されている。

【００２７】そして、この制御装置７は、図２に示すよ
うに、導電度計２からの導電度、レベル計６からのレベ
ル値、手動操作スイッチからの手動操作信号を受け取
り、かつ糖液弁３、差水弁４及び真空吸引、スチーム供
給用等に用いるその他の弁に対して指令信号を送出する
入出力制御部１０と、総合的な制御を行うＣＰＵ（中央
処理装置）１１と、データの入力設定を行うためのキー
ボード部１２と、各種情報を表示するための画面表示部
１３と、プログラムを格納記憶しておくための外部記憶
装置（フロッピーディスク）１４とから構成されてい
る。

【００２８】また、上記キーボード部１２は、図３に示
すように、パネル１５に多数の押しボタンが装着された
もので、そのうち本発明に関係するのは、プログラム作
成ボタン１６、マーク移動ボタン１７、１８、セットボ
タン１９、差水弁ボタン２０、差水弁＋糖液弁ボタン２
１、糖液弁ボタン２２、プログラム終了ボタン２３、運
転開始ボタン２４である。

【００２９】さらに、上記画面表示部１３はプラズマデ
ィスプレイであり、この画面には、プログラム作成時及
び運転時において、図６または図８に示すように、縦軸
として白下の導電度（％）、横軸として弁操作段（ステ
ップ）が表示されるとともに、左上部には、白下の導電
度の設定値ＳＶと検出値ＰＶがディジタル表示されるよ
うになっている。そして、画面の右上部には、糖液弁４
の動作表示○あるいは差水弁５の動作表示□及び差水弁
＋糖液弁の動作表示

【外１】がなされるように構成されている。また、上記横軸の下
方にはカーソル（矢印）２７が各弁操作段（ステップ）
毎に上向き（弁開放）あるいは下向き（弁閉止）表示さ
れるようになっている。

【００３０】図６及び図８の表示画面は、ｓｔｅｐ０で
の操作停止状態を示している。次に、上記のように構成
された煎糖装置において、入力データを設定してプログ
ラムを作成する場合について図４を参照して説明する。
まず、処理ＳＰ１に示すように、プログラム作成ボタン
１６が押圧されると、処理ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４に示
すように、ＣＰＵ１１は、画面表示部１３の画面をプロ
グラム作成用（図６参照）に変えると共に、設定値ＳＶ
の添字ｎ＝１、弁操作段Ｓｔｅｐの添字Ｎ＝０を設定
し、かつ弁操作段ＳｔｅｐＮ（Ｓｔｅｐ０）の下方に
おいてカーソル２５を下向き（弁閉止）で点滅させる。

【００３１】次いで、操作者がマーク移動ボタン１７、
１８を適宜押して、ＳＶｎ（ＳＶ１）のマークを、画面
の弁操作段Ｓｔｅｐ０（縦軸）に沿って上下に移動さ
せて、所望の値ＳＶｎ（ＳＶ１）を設定する（処理ＳＰ
５）。この時、画面の左上には設定値ＳＶｎがディジタ
ル表示されている。そして設定が完了すると、処理ＳＰ
６に示すように、セットボタン１９を押して上記ＳＶｎ
（ＳＶ１）の設定を確定させ、表示を固定する。

【００３２】さらに、処理ＳＰ７に示すように、ｎ及び
Ｎを更新（＋１）すると、処理ＳＰ８に示すように、カ
ーソル２５が弁操作段ＳｔｅｐＮ（Ｓｔｅｐ１）の
下方に移行し、上向きで点滅する。この状態において、
処理ＳＰ９に示すように、バルブを開けるポイントＳＶ
ｎ（ＳＶ２）のマークが表示され、このマークをマーク
移動ボタン１７、１８によって上下に移動操作して、所
望の値ＳＶｎ（ＳＶ２）を設定する。続いて、処理ＳＰ
１０に示すように、３種の弁選択ボタン２０、２１、２
２を適宜選択して使用する弁を決定する。これにより、
バルブを開けるポイントＳＶｎ（ＳＶ２）のマークが、
□（差水弁５）、○（糖液弁４）、あるいは

【外２】（差水弁５＋糖液弁４）で表示される。

【００３３】次いで、処理ＳＰ１１に示すように、プロ
グラム終了ボタン２３を判定し、プログラム終了ボタン
２３が押されると、処理ＳＰ１２に示すように、作成し
たプログラムを使用するか否か、作成したプログラムを
外部記憶装置１４に格納するか否か等のプログラム作成
終了処理を行う。一方、処理ＳＰ１１において、プログ
ラム終了ボタン２３が押圧されない場合には、処理ＳＰ
１３においてセットボタン１９の押圧操作を判定し、セ
ットボタン１９が押圧されるまで、処理ＳＰ９〜ＳＰ１
３を循環し、セットボタン１９が押されると、ＳＶ２の
表示を固定した後、処理ＳＰ１４に示すように、弁操作
段ＳｔｅｐＮ（Ｓｔｅｐ１）の下方においてカーソ
ル２５が下向きで点滅する。

【００３４】この状態において、処理ＳＰ１５に示すよ
うに、ｎを更新（＋１）すると共に、処理ＳＰ１６に示
すように、バルブを閉めるポイントＳＶｎ（ＳＶ３）の
マークを、マーク移動ボタン１７、１８によって、弁操
作段ＳｔｅｐＮ（Ｓｔｅｐ１）の上方位置において、
上下に移動操作して、所望の値ＳＶｎ（ＳＶ３）を設定
する。次いで、処理ＳＰ１７に示すように、セットボタ
ン１９の押圧操作を監視して、セットボタン１９が押さ
れると、設定値ＳＶ３を確定させ、表示を固定した後処
理ＳＰ７に戻る。

【００３５】このようにして、総ての弁操作段の弁の種
類及び、弁開閉ポイントの白下の導電度が設定される
と、最終的に図６あるいは図８に示すように、波形状の
グラフが画面表示部１３の画面上に表示される。従っ
て、導電計２を用いたスラリーの導電度計測に関する事
前の実機試験等に基づいて入力設定が容易に行え、かつ
煎糖プロセス全体の状態の把握がし易い上に、修正も簡
単に行える。上述したようにして作成されたプログラム
に基づいて煎糖装置を運転する場合には、まず図５の処
理ＳＰ２０に示すように、運転開始ボタン２４の押圧操
作を判定し、運転開始ボタン２４が押されると、処理Ｓ
Ｐ２１、２２に示すように、ｎ＝１、Ｎ＝０を設定する
と共に、弁操作段ＳｔｅｐＮ（Ｓｔｅｐ０）の下方
においてカーソル２５を下向きで点滅させる。

【００３６】この状態において、真空結晶缶１内に結晶
化を図る対象液（濃縮溶液）を供給する。そして、上記
対象液の供給の増加に伴って、レベル計７で設定した値
になったことを確認すると上記対象液の供給を止め、導
電計２が検出する白下の導電度の検出値ＰＶｎ（ＰＶ
１）が設定値ＳＶｎ（ＳＶ１）以上になると（処理ＳＰ
２３）、処理ＳＰ２４、ＳＰ２５に示すように、ｎ及び
Ｎを更新（＋１）すると共に、弁操作段ＳｔｅｐＮ
（Ｓｔｅｐ１）の下方においてカーソル２５を上向き
で点滅させる。

【００３７】次いで、白下の導電度の検出値ＰＶｎ（Ｐ
Ｖ２）が設定値ＳＶｎ（ＳＶ２）以上になると（処理Ｓ
Ｐ２６）、処理ＳＰ２７、ＳＰ２８に示すように、弁操
作段ＳｔｅｐＮ（Ｓｔｅｐ１）の下方においてカー
ソル２５を下向きで点滅させると共に、ｎを更新（＋
１）する。

【００３８】続いて、処理ＳＰ２９〜ＳＰ３２に示すよ
うに、糖液弁３、差水弁４の開操作を行う。例えば、図
７に示すように、弁操作段Ｓｔｅｐ１では差水弁５を
白下の導電度の検出値ＰＶ２において開き、真空結晶缶
１内に水を供給する。そして、処理ＳＰ３３に示すよう
に、白下の導電度の検出値ＰＶｎ（ＰＶ３）が設定値Ｓ
Ｖｎ（ＳＶ３）以下になると、処理ＳＰ３４、ＳＰ３５
に示すように、今まで開いていた糖液弁３、差水弁４を
閉めると共に、ｎ及びＮを更新（＋１）する。

【００３９】次いで、処理ＳＰ３６に示すように、ｎが
所定数に達したか否かを判別し、達していなければ処理
ＳＰ２５に戻ると共に、達していれば、処理ＳＰ３７に
示すように、白下の導電度の検出値ＰＶｎが設定値ＳＶ
ｎ以上になるのを待って、処理ＳＰ３８に示す工程終了
処理、すなわち、終了表示を行うと共に、ブザー等によ
り操作員に終了を報知する処理を行う。

【００４０】このようにして、煎糖装置を作成したプロ
グラム通りに運転することができる。この場合、画面上
に各弁操作段毎に、カーソル２５の上向き、下向きの点
滅表示が行われるから、現在行われている運転の段階が
目視にて把握でき、取扱易い。なお、本実施例は、砂糖
の結晶の育成について説明したが、これに限らず、結晶
缶内での各種の結晶の育成工程に適用できる。

【００４１】以上の表示設定方法による煎糖装置の運転
方法の他の実施例を説明すると、まず、熟練した操作員
（煎糖手）によって手動運転を行う。すなわち、操作員
は、導電度計２を動作させると共に、真空結晶缶１内の
白下の状態を見ながら、例えば、図９に示すように、時
間の経過に従って、糖液弁３と差水弁４の開閉操作を行
う。

【００４２】この場合、各弁３、４の開閉操作によっ
て、白下の導電度は図９に示すような波形に変化してい
く。これと共に、各弁３、４の開閉操作が各リミットス
イッチ８、９によって、制御装置７に報知されるから、
制御装置７は、各リミットスイッチ８、９から開閉信号
が入力される毎に、その時点（ＭＶ１〜ＭＶ６）の導電
度計２の検出値を取り込み、この検出値ＰＶ１〜ＰＶ６
（白下の導電度）と、糖液弁３か差水弁４かの区別及び
開操作か閉操作かの区別とを外部記憶装置１４の導電ｄ
毎の記憶エリア４０に、図１０に示すように、順次格納
する。

【００４３】このようにして、制御装置７に入力データ
を取り込みつつ手動運転が完了すると、上記入力データ
に基づいた自動運転が可能となる。すなわち、自動運転
は、上記手動運転時と同様に、真空結晶缶１内に原液を
投入する。この状態において、真空結晶缶１内の状態を
導電度計２によって監視し、この導電度計２の検出値と
制御装置７の記憶エリア４０に格納されている白下の導
電度ｄ１とを制御装置７において比較する。

【００４４】そして、上記導電度計２の検出値と上記記
憶エリア１０に格納されている白下の導電度ｄ１とが一
致すると、図１０に示すように、記憶エリア４０に格納
されている弁のデータに基づいて、糖液弁３を開操作す
る。次いで、順次、白下の導電度ｄ２，ｄ３，ｄ４と導
電度計２の検出値とを比較していき、一致した時点で、
白下の導電度とともに記憶エリア４０に格納されている
弁の種類及び弁の開閉操作の種類のデータに基づいて各
弁３、４を操作する。

【００４５】このようにして、上記手動運転時に実際の
煎糖工程で確認されたプログラムを用いることにより、
容易に熟練した操作者（煎糖手）と同様の弁操作が行
え、従って、容易に所望の結晶を得ることができる。な
お、本実施例は砂糖の結晶の育成について説明したが、
これに限らず、結晶缶による各種の結晶の育成工程に適
応できる。

【００４６】図１１Ａ，Ｂに本実施例の回分式結晶缶に
用いられた絶縁型導電度計２の詳細構成図を示す。図１
１Ｂ図は、図１１ＡのＢ−Ｂ線方向から見た図面であ
る。

【００４７】この絶縁型導電度計２は端子ボックス３１
にフランジ３４が設けられており、このフランジ３４か
らボディー３９が延在し、ボディー３９先端には絶縁ブ
ッシュ３５が取付けられている。端子ボックス３１はボ
ディーアース３３で接地され、フランジ３４は図１の製
糖用結晶缶１への取りつけに用いられる。絶縁ブッシュ
３５からは平行音叉状の２枚の金属板からなる対向平面
電極３７，３７′が設けられており、これらの対向平面
電極３７，３７′の表面には全体に絶縁コーティング３
６が施されている。またこれらの対向平面電極３７、３
７′には端子ボックス３１内の端子３２、３２′からの
導線が接続されて制御装置７に接続されて適切な高周波
電流が印加される。

【００４８】この結晶サイズ制御システムにおいて、絶
縁型導電度計２は砂糖結晶の成長度検出用の導電度計と
して用いられる。

【００４９】ここで、対向平面電極３７、３７′の長さ
Ｌ１は１００mm、幅Ｌ２は３０mm、電極の間隔は１０mm
が採用され、使用周波数は１０ＭＨＺが用いられた。ま
たｑ＝１として、Ｃ＝Ｌ１×Ｌ２／ｄ・ｑで容量が算出
される。

【００５０】図１２に、図１１の構成の絶縁型導電度計
２を使って砂糖溶液の導電度を計測した実験データを示
す。この実験では、先ず２リットルの水に１，７６７ｇ
の砂糖を溶かし込み、その後、溶液中から２００ｃｃを
除いて、新に水２００ｃｃを加える操作を繰り返した。
この一連の操作中の導電度を計測したが、図に示した様
なほぼ線型な応答結果が得られた。

【００５１】次の図１３Ａ、Ｂに、絶縁型導電度計２の
変形例を示した。この変形例が図１１Ａ、Ｂに示した構
成例と異なる点は、絶縁コーティングされるとともに電
気的に共通に接続された一組の外側電極３７，３７の間
に、絶縁コーティングされた一本の中央電極３７′が設
けられて構成としたものである。この変形例の構成によ
れば比較的短い電極長で所望の静電容量を得ることがで
きる。

【００５２】ここで、図１４に示した従来型の導電度計
と、本実施例の構成による導電度計の特性について比較
検討する。

【００５３】まず、図１４に示した従来型の導電度計の
円筒状の既存電極について、平成２年８月２４日発行の
電磁波対策ハンドブック編集委員会の編集による「電磁
波対策ハンドブック」第９頁に記載のＣ）容量計算の近
似式、１）マイクロストリップ線路に関する資料を参照
し、マイクロストリップがリング状に構成されたとして
図６容量の計算例の右図において、空気の誘電率εγ＝
１曲線から電極長と絶縁材料の比ａ／ｂ＝０．２５−２
の範囲で、単位長当たりの容量が１０−２０ｐＦ／ｍと
考えられる。

【００５４】ここで、図１４に示した既存電極の代表的
寸法に従い、平行する長さ１はパイプの周として

【数１】１＝πｄ≒３．１４×０．０２６ｍ＝０．０８２ｍ．ａ／ｂ＝３０÷９０≒０．３としてＣ＝１８ｐＦ／ｍ（εｒ＝１として）したがって、既存の電極容量Ｃｉは

【数２】Ｃｉ＝１８（ｐＦ／ｍ）×０．０８２（ｍ）≒
１．５（ｐＦ）となります。

【００５５】また実施例で示したような対抗平板電極の
容量は

【数３】Ｃ＝８．８５４×面積（Ｓｍ²）／距離（ｄ
ｍ）・（ｐＦ）でもとめられる。図１３Ａ、Ｂに示した実施例の対向電
極寸法を１５０mm×３０mmの３枚構成とすれば、

【数４】Ｓ＝０．１５×０．０３＝０．０４５（ｍ²）ｄ＝０．００５（ｍ）としてこの実施例で得られる電極容量Ｃｄは

【数５】Ｃｄ＝８．８５４×２（面）×０．００４５（ｍ²）／０．００５（ｍ）＝１５．９（ｐＦ）Ｃｄ／Ｃｉ＝１５．９／１．５＝１０．６となり容量イ
ンダクタンスは約１０倍となる。容量インピーダンスは
１／ωｃ＝１／２πｆｃであり、同じインピーダンスを
得るためにはｆｃが一定、すなわち「周波数×容量」一
定となるためには両者は反比例となる。したがって、容
量が１０倍となれば周波数は１／１０で良いこととな
る。

【００５６】以上の様に、この実施例によれば従来の構
成の導電度計に比べて１桁低い周波数による高性能な容
量式導電度計が実現できる。また、この導電度計によれ
ば砂糖のごとく非導電体のスラリー中における含有量を
測定できるが、水が同じく非導電体であるので、導電率
の高い物質のスラリーや脱水ケーキ等の水分測定にも有
効である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、表示画
面上に導電度を表示する座標軸と弁操作段を表示する座
標軸とを互いに直角に設定し、弁操作段毎に弁の種類を
選択し、かつマーク移動ボタンによって弁操作マーク
を、導電度を表示する座標軸に平行に移動した後、セッ
トボタンにより上記弁操作マークを固定表示して、弁の
開閉条件を設定するものであるから、弁操作段毎に、弁
の種類を選択すると共に、マーク移動ボタンによって、
この弁の開閉操作を行う導電度を表示画面上に表示する
ことにより、各操作段毎の弁の種類及び導電度をアナロ
グ的に表示できて、入力設定を表示画面を見ながら行う
ことができ、かつ全体的な導電度の変化を確認しつつ設
定することができる上に、コーティングプログラムの作
成に複雑な操作が不要で、また予定した育晶動作が正確
にプログラムされたかを実運転前に確認でき、従って、
極めて使い易いという優れた効果を有する。

【００５８】本発明の回分式結晶缶装置の自動運転方法
は、まず、手動運転を行って、開閉信号出力手段が開閉
信号を出力する弁機構の開閉操作時点において、制御装
置に導電度計の出力と弁機構の種類及び開閉操作の種類
を取り込み記憶して全行程のプログラムの入力設定を行
った後に、自動運転に移行し、導電度計の検出値と上記
制御装置に記憶された導電度計の検出値とが一致した時
点で制御装置に同時に記憶されている弁機構の開閉デー
タに基づいて、弁機構を開閉することにより、手動運転
と同じ弁操作の自動運転を容易に行うことが出来、かつ
従来のように、面倒なプログラム作成作業を行う必要が
ないという優れた効果を有する。

【００５９】この発明によれば、従来の比べ１桁低い周
波数により、非導電体のスラリー中における含有率を効
率良く計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の煎糖装置の一例を示す概略構成図。

【図２】図１の構成中の制御部のブロック図。

【図３】図２の制御部の中のキーボード部の構成図。

【図４】図１の装置を動作させるプログラム作成用の流
れ図。

【図５】図１の装置の実運転時の流れ図。

【図６】実施例の煎糖工程を表示画面上に表示した一例
を示す説明図。

【図７】図６に示した弁操作を行った場合の各弁の開閉
操作と結晶缶内の白下の導電度の時間変化を説明する特
性図。

【図８】煎糖工程を表示画面上に表示した他の一例を説
明する説明図である。

【図９】各弁の開閉操作と結晶缶内の白下の導電度の時
間変化を示す特性図。

【図１０】制御装置内の記憶エリアの内容を示す説明
図。

【図１１】煎糖装置に採用された実施例の絶縁型導電度
計の詳細構成図。

【図１２】図１１の絶縁型導電度計を使った、砂糖溶液
の測定例を示すグラフ。

【図１３】絶縁型導電度計の変形例を示す詳細構成図。

【図１４】従来型の導電度計の構成図。

【符号の説明】

１結晶缶１′ 熱交換器２導電度計３糖液弁４差水弁５配管６レベル計７制御装置８リミットスイッチ９リミットスイッチ１０入出力制御部１１ＣＰＵ１２キーボード部１３画面表示部１４外部記憶装置１５パネル１６プログラム作成ボタン１７マーク移動ボタン１８マーク移動ボタン１９セットボタン２０差水弁ボタン２１差水弁＋糖液弁ボタン２２糖液弁ボタン２３プログラム終了ボタン２４運転開始ボタン３１端子ボックス３２リード端子３２′ リード端子３３ボディアース端子３４フランジ３５絶縁ブッシュ３６絶縁コーティング３７対向平面電極３７′ 対向平面電極３８ボディー側電極３８′ 先端電極３９ボディー４０記憶エリア４２押さえナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ０１Ｄ 9/02 ６２５Ｂ０１Ｄ 9/02 ６２５Ｅ６２５Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一組の対向する電極の電極表面全体を絶
縁コーティングし、当該電極間に高周波電流を印加して
電極周囲の導電度を計測する絶縁型導電度計を有すると
ともに、入力設定ボタンにより表示画面上に弁操作を表
示する回分式結晶缶装置における設定入力表示方法にお
いて、表示画面上にスラリーの導電度を表示する座標軸
と、弁操作段とを表示する座標軸を互いに直角に設定
し、弁操作段毎に弁の種類を選択し、かつマーク移動ボ
タンによって弁操作マークを導電度を表示する座標軸に
平行に移動した後、セットボタンにより上記弁操作マー
クを固定表示して、弁の開閉条件を設定することを特徴
とする回分式結晶缶装置における設定入力表示方法。
【請求項２】結晶缶で結晶を育成していく回分式結晶
缶装置の自動運転方法であって、一組の対向する電極の
電極表面全体を絶縁コーティングし、当該電極間に高周
波電流を印加して結晶缶内の対象物の導電度を計測する
絶縁型導電度計と、上記結晶缶内に供給する溶液あるい
は水の供給量を操作する弁機構と、この弁機構の開閉操
作により開閉信号を出力する開閉信号手段とを備え、あ
らかじめ上記導電度計でスラリーの導電度を監視しつつ
手動運転を行い、上記弁機構の開閉操作時に出力される
上記開閉信号手段の開閉信号により、この時点の導電度
計の出力と上記弁機構の種類及び開閉操作の種類を順次
制御装置に記憶しておき、次いで、自動運転に移行し、
上記制御装置に記憶された導電度計の出力値と上記導電
度計の検出値とが一致した時点で同時に記憶されている
弁機構の開閉操作を行うことを特徴とする回分式結晶缶
装置の自動運転方法。
【請求項３】請求項１又は２に記載された絶縁型導電
度計であって、上記電極は長手方向に所定間隔で平行に
配置された一組の平面電極であることを特徴とする絶縁
型導電度計。
【請求項４】請求項１又は２に記載された絶縁型導電
度計であって、上記電極は長手方向に所定間隔で平行に
配置された電気的に接続された外側電極と、当該外側電
極間に長手方向に延在する内側電極とを備え、上記外側
電極と内側電極との間に高周波電流を印加することを特
徴とする絶縁型導電度計。