JPS62257054A - 粉粒体水分測定装置 - Google Patents
粉粒体水分測定装置Info
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- JPS62257054A JPS62257054A JP10039686A JP10039686A JPS62257054A JP S62257054 A JPS62257054 A JP S62257054A JP 10039686 A JP10039686 A JP 10039686A JP 10039686 A JP10039686 A JP 10039686A JP S62257054 A JPS62257054 A JP S62257054A
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- Japan
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- different
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- capacitor
- sample
- cylindrical body
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Links
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ、産業上の利用分野
本発明は高周波を利用した粉粒体の含水量の連続的な測
定装置に関する。
定装置に関する。
口、従来の技術
粉粒体の含水量の測定は、一定重量の試料をVtZ、=
″eMI 酢場茄錫の舌賂の破to本側中十六方法が基
本的であるが、この方法は連続測定ができない上、時間
がかかるので、生産ラインにおける材料とか製品の連続
的な監視には適用できない。
″eMI 酢場茄錫の舌賂の破to本側中十六方法が基
本的であるが、この方法は連続測定ができない上、時間
がかかるので、生産ラインにおける材料とか製品の連続
的な監視には適用できない。
水は通常の絶縁性物質に比し極だって誘電率が大きく、
相当の導電性を有するから、電気的な含水量測定の方法
が種々提案されている。このような方法の原理の一つは
、コンデンサの電極間に試料を置いたときのコンデンサ
の容量の変化と含水量との間に一定の関係が存在するこ
とを利用するもので、コンデンサの容量変化を測定する
手段としては、共振回路を作って共振周波数の変化を測
定するとか、交流ブリッジを構成して直接容量変化を測
定する等の手段が用いられる。
相当の導電性を有するから、電気的な含水量測定の方法
が種々提案されている。このような方法の原理の一つは
、コンデンサの電極間に試料を置いたときのコンデンサ
の容量の変化と含水量との間に一定の関係が存在するこ
とを利用するもので、コンデンサの容量変化を測定する
手段としては、共振回路を作って共振周波数の変化を測
定するとか、交流ブリッジを構成して直接容量変化を測
定する等の手段が用いられる。
上述した電気的方°法を用いた粉粒体の連続的な水分測
定装置として従来第4図に示すような構成の装置が知ら
れている。この図でPL、P2は対向電極でコンデンサ
を構成しており、容量測定手段Iくに接続されており、
電極P1.P2間に粉粒体試料Sが連続的に俳紛六れτ
七1]−雷堪P1−22間を落下した試料は粉粒体流量
計Vを経て他工程へと流れて行く。PL、P2によって
構成されるコンデンサの容量の変化は両電極間に存在す
る試料の量と含水率とで定まり、電極間に存在する試料
の量は試料の流MFに比例している。従って容量変化を
ΔC1含水率をWとするとき、一般に kΔC
=Ff(W) ・・・(1)の関係が成立する。こ\
でkは電極Pi、P2により構成されるコンデンサの電
極形状により定まる定数であり、f (W)の関数形は
粉粒体の性質及びコンデンサの容量測定に用いる周波数
によって異るが、試料及び周波数が定まっておれば一定
の関数である。所でこの方法は含水率Wを求めるに当っ
て流量Fを知る必要があり、そのため粉粒体流量計Vが
用いられている。そこで粉粒体流量計を必要としない方
法として第5図に示すような方法が知られている。この
方法は第4図のコンデンサを上下に2つ並べたもので、
pl、P2が一つのコンデンサCdlを構成し、PL’
、P2’がもう一つのコンデサ゛/Cd2を構成し、夫
々の容量変化を測定するために印加される高周波周波数
が異っている。コンデンサcd1.cd2の容量変化を
ΔC1,ΔC2とすると、 kl・ΔC1=Ff (W、fl) k2・ΔC2= F t (W、f 2 )となる。こ
\でfl、f2はコンデンサCdl。
定装置として従来第4図に示すような構成の装置が知ら
れている。この図でPL、P2は対向電極でコンデンサ
を構成しており、容量測定手段Iくに接続されており、
電極P1.P2間に粉粒体試料Sが連続的に俳紛六れτ
七1]−雷堪P1−22間を落下した試料は粉粒体流量
計Vを経て他工程へと流れて行く。PL、P2によって
構成されるコンデンサの容量の変化は両電極間に存在す
る試料の量と含水率とで定まり、電極間に存在する試料
の量は試料の流MFに比例している。従って容量変化を
ΔC1含水率をWとするとき、一般に kΔC
=Ff(W) ・・・(1)の関係が成立する。こ\
でkは電極Pi、P2により構成されるコンデンサの電
極形状により定まる定数であり、f (W)の関数形は
粉粒体の性質及びコンデンサの容量測定に用いる周波数
によって異るが、試料及び周波数が定まっておれば一定
の関数である。所でこの方法は含水率Wを求めるに当っ
て流量Fを知る必要があり、そのため粉粒体流量計Vが
用いられている。そこで粉粒体流量計を必要としない方
法として第5図に示すような方法が知られている。この
方法は第4図のコンデンサを上下に2つ並べたもので、
pl、P2が一つのコンデンサCdlを構成し、PL’
、P2’がもう一つのコンデサ゛/Cd2を構成し、夫
々の容量変化を測定するために印加される高周波周波数
が異っている。コンデンサcd1.cd2の容量変化を
ΔC1,ΔC2とすると、 kl・ΔC1=Ff (W、fl) k2・ΔC2= F t (W、f 2 )となる。こ
\でfl、f2はコンデンサCdl。
Cd2に印加されている高周波の周波数である。
上記2式から粉粒体流量Fを消去すると、Pl。
P2の組及びPl゛、P2゛の組の電極形状を同から含
水量Wを求めることができる。所でこの方法:よ粉粒体
流量計Vが不要となる反面、二つの周波数fl、f2夫
々の発振器が必要であり、かつ測定用電極であるコンデ
ンサが上下に二つ並ぶので、装置が背の高いものとなる
。
水量Wを求めることができる。所でこの方法:よ粉粒体
流量計Vが不要となる反面、二つの周波数fl、f2夫
々の発振器が必要であり、かつ測定用電極であるコンデ
ンサが上下に二つ並ぶので、装置が背の高いものとなる
。
ハ0発明が解決しようとする問題点
本発明は第5図の方法が周波数の異る二つの発振器が必
要である点と、装置の高さが高くなると云う問題を解消
しようとするものである。
要である点と、装置の高さが高くなると云う問題を解消
しようとするものである。
ニ0問題点解決のための手段
筒状体をその軸方向の切れ目によって4分割し、4分割
された各片を測定用電極とし、各片のうち対向する一対
ずつで二個のコンデンサを構成し、試料の粉粒体は上記
筒状体の中を軸方向に落すようにする。他方一つの発振
器の出力を切換スイッチを介して二つの共振回路に異る
結合度で切換え接続するようにする。これら二つの共振
回路の一方は上記二組のコンデンサの一方を含み、他方
は上記二組のコンデンサの他方を含んで、両共撮回路の
共振周波数を異らせてお(。このような構成によって上
記筒状体の中が空のときと試料が通っているときの上記
二組のコンデンサの容量変化を検出する。こ\で容量変
化の検出手段は任意で、容量変化による共振周波数の変
化を検出する方法でも、コンデンサが空の時の共振周波
数に固定しておいて、検波出力の変化を検出する方法で
もよい。
された各片を測定用電極とし、各片のうち対向する一対
ずつで二個のコンデンサを構成し、試料の粉粒体は上記
筒状体の中を軸方向に落すようにする。他方一つの発振
器の出力を切換スイッチを介して二つの共振回路に異る
結合度で切換え接続するようにする。これら二つの共振
回路の一方は上記二組のコンデンサの一方を含み、他方
は上記二組のコンデンサの他方を含んで、両共撮回路の
共振周波数を異らせてお(。このような構成によって上
記筒状体の中が空のときと試料が通っているときの上記
二組のコンデンサの容量変化を検出する。こ\で容量変
化の検出手段は任意で、容量変化による共振周波数の変
化を検出する方法でも、コンデンサが空の時の共振周波
数に固定しておいて、検波出力の変化を検出する方法で
もよい。
ホ0作用
二つの共振回路を同じ発振回路に異る結合度で接続し、
かつ夫々の共振周波数を印加される周波数と異らせ、相
互にも異せであると、共振回路に接続された被測定容量
の変化に対する両共撮回路の応答特性が異り、適宜の応
答出力例えば被測定容量の両端電圧等の比を取ることに
よって、試料の流量を消去して含水量を検出することが
でき、コンデンサは上下に配置するのでな(,2組の電
極によって筒状体を構成するようにしたから、装置の高
さを低くすることができる。
かつ夫々の共振周波数を印加される周波数と異らせ、相
互にも異せであると、共振回路に接続された被測定容量
の変化に対する両共撮回路の応答特性が異り、適宜の応
答出力例えば被測定容量の両端電圧等の比を取ることに
よって、試料の流量を消去して含水量を検出することが
でき、コンデンサは上下に配置するのでな(,2組の電
極によって筒状体を構成するようにしたから、装置の高
さを低くすることができる。
へ、実施例
第1図は本発明の一実施例における二個のコンデンサの
電極配置を示し、PI、P2が相対向して一つの測定用
コンデンサCdlを構成し、P3、P4がPi、P2と
は直角をなす向きで互いに対向して他の測定用コンデン
サCd2を構成し、電t4P1〜P4は円周に沿って交
互に配置され、筒状体を構成しており、試料の粉粒体は
この筒状体の中を上から下へと落下流通せしめられる。
電極配置を示し、PI、P2が相対向して一つの測定用
コンデンサCdlを構成し、P3、P4がPi、P2と
は直角をなす向きで互いに対向して他の測定用コンデン
サCd2を構成し、電t4P1〜P4は円周に沿って交
互に配置され、筒状体を構成しており、試料の粉粒体は
この筒状体の中を上から下へと落下流通せしめられる。
第2図は本発明の一実施例の回路を示す。O3Cは発振
器で一定周波数の高周波を出力している。その周波数を
fOとする。Ll、L3は第1の共振回路で何れも発振
器の○SCの発振周波数fOに同調させてあり、切換ス
イッチSwで交互にO20の出力が印加されるようにな
っている。
器で一定周波数の高周波を出力している。その周波数を
fOとする。Ll、L3は第1の共振回路で何れも発振
器の○SCの発振周波数fOに同調させてあり、切換ス
イッチSwで交互にO20の出力が印加されるようにな
っている。
L2.L4は第2の共振回路で、L2は結合コンデンサ
C1を介してLlに並列に接続され、L4は同様に結合
コンデンサC2を介してL3に並列に接続されており、
これらの共振回路の共振周波数はfoと異り、かつ相互
にも異らせである。また結合コンデンサCI、C2の容
量も互いに異り、例えばCI=10pF、C2=100
pFに選択されている。測定用のコンデンサCdlは共
振回路L2に並列に、またCd2は共振回路L4に並列
に接続される。DETl、DET2は共に検波回路で、
共振回路L2.L4に接続され、夫々の出力がデータ処
理回路DIGに入力される。
C1を介してLlに並列に接続され、L4は同様に結合
コンデンサC2を介してL3に並列に接続されており、
これらの共振回路の共振周波数はfoと異り、かつ相互
にも異らせである。また結合コンデンサCI、C2の容
量も互いに異り、例えばCI=10pF、C2=100
pFに選択されている。測定用のコンデンサCdlは共
振回路L2に並列に、またCd2は共振回路L4に並列
に接続される。DETl、DET2は共に検波回路で、
共振回路L2.L4に接続され、夫々の出力がデータ処
理回路DIGに入力される。
データ処理回路DIGの構成動作を説明する前に、上述
した回路の動作を第3図によって説明する。第3図は電
極P1〜P4で構成された筒の中を含水率を色々変えた
試料を一定流速で通したときの検波回路DET1.DE
T2の出力電圧の変化を発振器oscの出力周波数をパ
ラメータにとって表したものである。即ち試料がないと
きの各検波回路の出力電圧をVd1.Vd2.試料が通
っているときの出力電圧をVl、V2とするとき、第3
図Aは検波回路DETIの出力を示し縦軸ハ(V (1
1−’v’ 1 ) / V d 1また同B ハD
E T2の出力を示して縦軸は(Vd2−V2)/Vd
2である。共振回路L2の共振周波数はfo−A−fl
H,、1,4の共振周波数はf o −1’r2 Hz
でf’oは37.2KHzから8.10MHzの範囲で
変えである。図から明らかなようにr)’ E−、T
1の出力の含水率による変化は2.76MF(z付近で
広範囲で直線的であり、foが高すぎても低過ぎても変
化率が減少し値線性も悪(なる。結合コンデンサC1の
容量が小さいDETIの方の出力は何れの周波数でも含
水率による変化が少い。この理由は次のようなものと考
えられる。電極P1〜P4で構成されるコンデンサCd
l、Cd2の容量は空のとき約2pF、試料があると2
〜200pFと変化する。共振回路L2.L4にはこの
ようなコンデンサCd1.Cd2が並列に接続されてい
るので、その共振周波数はCd1.Cd2がないときよ
り更に低周波側にずれており、共振回路L2、L4は入
力周波数foに対して容量性のりアクタンスとして作用
している。そしてC2,L4、DET2の系統ではC2
のリアクタンスと上述した共振回路L4のリアクタンス
とが同程度なので、Cd2の変化の影響が大きく表れる
。これに対してC1,L2.DETIの系統ではC1の
容量が小さいから、DETlには共振回路L1の両端電
圧に近い電圧が表れていて、Cd1の変化に対して鈍感
になっているのである。試料の含水率をW1試料の流量
をFとするとき、単位流量における第3図のカーブの式
を とすると任を流量Fのとき V t−1= F−)J (W )、−(*)V
C2= F −K (W)−(4)で表される。こ
れは粉粒体試料において、粉粒体そのらのよりN有水分
の量の方が影響が遥かに大きいからである。上記(3)
<4’)式から、Ve 1/Ve2=H(W)/K
(W)−(5)によって流iFが消去できてWを求める
ことができる。関数形H,には具体的に求める必要はな
く 、4!y準試料を作ってVel/Ve2とWとの相
関曲線を測定しておけばよいのである。
した回路の動作を第3図によって説明する。第3図は電
極P1〜P4で構成された筒の中を含水率を色々変えた
試料を一定流速で通したときの検波回路DET1.DE
T2の出力電圧の変化を発振器oscの出力周波数をパ
ラメータにとって表したものである。即ち試料がないと
きの各検波回路の出力電圧をVd1.Vd2.試料が通
っているときの出力電圧をVl、V2とするとき、第3
図Aは検波回路DETIの出力を示し縦軸ハ(V (1
1−’v’ 1 ) / V d 1また同B ハD
E T2の出力を示して縦軸は(Vd2−V2)/Vd
2である。共振回路L2の共振周波数はfo−A−fl
H,、1,4の共振周波数はf o −1’r2 Hz
でf’oは37.2KHzから8.10MHzの範囲で
変えである。図から明らかなようにr)’ E−、T
1の出力の含水率による変化は2.76MF(z付近で
広範囲で直線的であり、foが高すぎても低過ぎても変
化率が減少し値線性も悪(なる。結合コンデンサC1の
容量が小さいDETIの方の出力は何れの周波数でも含
水率による変化が少い。この理由は次のようなものと考
えられる。電極P1〜P4で構成されるコンデンサCd
l、Cd2の容量は空のとき約2pF、試料があると2
〜200pFと変化する。共振回路L2.L4にはこの
ようなコンデンサCd1.Cd2が並列に接続されてい
るので、その共振周波数はCd1.Cd2がないときよ
り更に低周波側にずれており、共振回路L2、L4は入
力周波数foに対して容量性のりアクタンスとして作用
している。そしてC2,L4、DET2の系統ではC2
のリアクタンスと上述した共振回路L4のリアクタンス
とが同程度なので、Cd2の変化の影響が大きく表れる
。これに対してC1,L2.DETIの系統ではC1の
容量が小さいから、DETlには共振回路L1の両端電
圧に近い電圧が表れていて、Cd1の変化に対して鈍感
になっているのである。試料の含水率をW1試料の流量
をFとするとき、単位流量における第3図のカーブの式
を とすると任を流量Fのとき V t−1= F−)J (W )、−(*)V
C2= F −K (W)−(4)で表される。こ
れは粉粒体試料において、粉粒体そのらのよりN有水分
の量の方が影響が遥かに大きいからである。上記(3)
<4’)式から、Ve 1/Ve2=H(W)/K
(W)−(5)によって流iFが消去できてWを求める
ことができる。関数形H,には具体的に求める必要はな
く 、4!y準試料を作ってVel/Ve2とWとの相
関曲線を測定しておけばよいのである。
上述した所によって、この実施例ではfoとして2.7
6MHzを用いている。第2図に戻ってデータ処理回路
DIGの構成、動作を説明する。
6MHzを用いている。第2図に戻ってデータ処理回路
DIGの構成、動作を説明する。
5UT11.5UB2は引算回路である。スイッチSl
、S2は連動しており、電極P1〜P4内に試料を通し
ていない状態でSL、S2を5UB1.5UB2の÷端
子bl、b2に接続し、そのと二きの検波回路DET1
.DET2の出力V dl、、Vd2を記憶用コンデン
サCmに保持させる。次にSl、S2を5UB1.5U
B2の一端子a1.a2側に切換えて、電極P1〜P4
7内に試料を通す。そうすると5UBI、5UB2の出
力側には Vd1−VL、Vd2−V2 が現れるから、これを割算回路RAに入力し、割算結果
を表示装置DsPに含水率として表示させる。この動作
では前記(5)式に含まれるVd2/Vd1が入って来
ないが、これは装置の定数になるから、較正によって含
水率を決める場合、計算に入れる必要はない。
、S2は連動しており、電極P1〜P4内に試料を通し
ていない状態でSL、S2を5UB1.5UB2の÷端
子bl、b2に接続し、そのと二きの検波回路DET1
.DET2の出力V dl、、Vd2を記憶用コンデン
サCmに保持させる。次にSl、S2を5UB1.5U
B2の一端子a1.a2側に切換えて、電極P1〜P4
7内に試料を通す。そうすると5UBI、5UB2の出
力側には Vd1−VL、Vd2−V2 が現れるから、これを割算回路RAに入力し、割算結果
を表示装置DsPに含水率として表示させる。この動作
では前記(5)式に含まれるVd2/Vd1が入って来
ないが、これは装置の定数になるから、較正によって含
水率を決める場合、計算に入れる必要はない。
ト、効果
本発明は上述したような較正で、2組の測定電極を同一
高さで筒状に配置して二個のコンデンサとしたとから装
置の高さが低くでき、携帯可能な装置とすることも可能
となり、製造ラインの狭い所でも設置可能で、また発振
器は一つでよいしから安価であり、2つの発振器を用い
る場合に表われる2周波数の誤差の影響に比し、周波数
誤差の影響が少くなる。
高さで筒状に配置して二個のコンデンサとしたとから装
置の高さが低くでき、携帯可能な装置とすることも可能
となり、製造ラインの狭い所でも設置可能で、また発振
器は一つでよいしから安価であり、2つの発振器を用い
る場合に表われる2周波数の誤差の影響に比し、周波数
誤差の影響が少くなる。
第1図は本発明における測定電極の配置を示す斜視図、
第2図:よ本発明の一実施例の回路図、第3図は同実施
例装置の作用を説明するグラフで、同図AはC1,T、
2.DETI系統の作用グラフ、同BはC2,L4.D
ET2系統の作用グラフ、第4図は従来例の一つの側面
図、第5図は他の従来例の側面図である。
第2図:よ本発明の一実施例の回路図、第3図は同実施
例装置の作用を説明するグラフで、同図AはC1,T、
2.DETI系統の作用グラフ、同BはC2,L4.D
ET2系統の作用グラフ、第4図は従来例の一つの側面
図、第5図は他の従来例の側面図である。
Claims (1)
- 共振周波数の異る二つの共振回路を一つの発振回路に異
る結合度で結合し、4個の測定用電極を筒状に配置し、
その中を試料が通るように構成し、上記4個の測定用電
極中の互いに対向する一対ずつで夫々コンデンサを構成
して、その一方を上記二つの共振回路の一方に、もう一
つを他方の共振回路に接続し、これら二つのコンデンサ
の両端電圧の検波出力の比率から水分量を求めるように
した粉粒体水分測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10039686A JPS62257054A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 粉粒体水分測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10039686A JPS62257054A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 粉粒体水分測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62257054A true JPS62257054A (ja) | 1987-11-09 |
Family
ID=14272823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10039686A Pending JPS62257054A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 粉粒体水分測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62257054A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5046356A (en) * | 1988-09-28 | 1991-09-10 | Kanzaki Paper Manufacturing Co., Ltd. | Apparatus for determining water content of powder/granule |
JP2017167143A (ja) * | 2016-03-12 | 2017-09-21 | 株式会社エスオラボ | 静電容量検出装置および静電容量センサ |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP10039686A patent/JPS62257054A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5046356A (en) * | 1988-09-28 | 1991-09-10 | Kanzaki Paper Manufacturing Co., Ltd. | Apparatus for determining water content of powder/granule |
JP2017167143A (ja) * | 2016-03-12 | 2017-09-21 | 株式会社エスオラボ | 静電容量検出装置および静電容量センサ |
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