JPS6275331A - Method and device for measuring or monitoring density or viscoelasticity of liquid or slurry, emulsion or dispersion - Google Patents
Method and device for measuring or monitoring density or viscoelasticity of liquid or slurry, emulsion or dispersionInfo
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- JPS6275331A JPS6275331A JP61226327A JP22632786A JPS6275331A JP S6275331 A JPS6275331 A JP S6275331A JP 61226327 A JP61226327 A JP 61226327A JP 22632786 A JP22632786 A JP 22632786A JP S6275331 A JPS6275331 A JP S6275331A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液体、スラリー( slurries) 、分
散液あるいはエマルジョン( emulsions)の
任意の領域の密度あるいは粘弾性(すなわち粘度、弾性
あるいは可塑性)を単に固定または可動性プローブ(p
robe)あるいは他の検出部材を使用することによっ
て、測定またはモニタリング(monitaring)
する方法および装置に関し、特に微細に粉砕された鉱石
を抽出その他の処理によって必要とする値を回収する際
に、一般に形成されるスラリーの密度あるいは粘弾性を
測定あるいはモニタリングする方法に関するものである
が、これに限定されるものではない。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method for determining the density or viscoelasticity (i.e., viscosity, elasticity, or plasticity) of any region of a liquid, slurry, dispersion, or emulsion by simply using a fixed or mobile probe (p
measurement or monitoring by using a probe or other detection member.
In particular, the present invention relates to a method and apparatus for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a slurry typically formed when finely ground ore is extracted or otherwise processed to recover the required values. , but is not limited to this.
また、本発明はエマルジョン中の二つの成分の粘弾性が
十分に異なり、その比率に依存する信号が得られる場合
の二つの成分iの比率の測定に関する。The invention also relates to the measurement of the ratio of two components i in an emulsion when the viscoelastic properties of the two components are sufficiently different that a signal depending on the ratio is obtained.
〈従来の技術〉
一般に、均一な液状体ならびにスラリー、エマルジョン
のごとき不均一な液状体から選択された任意の領域にお
いて変動する物理的性質すなわち密度あるいは粘弾性を
検出またはモニタリングするときは、その液状体中に適
切に超音波トランスデユーサを配置し、超音波トランス
デユーサの駆動インピーダンスまたはそれに関係する変
数(variable)を検出し、モニタリングしてい
る。<Prior Art> In general, when detecting or monitoring physical properties that vary in an arbitrary region selected from homogeneous liquids and non-uniform liquids such as slurries and emulsions, the liquid An ultrasound transducer is appropriately placed in the body, and the driving impedance of the ultrasound transducer or a variable related thereto is detected and monitored.
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところが、超音波発振器つまり超音波トランスデユーサ
の駆動インピーダンスが、液状体の密度あるいは粘弾性
にどのような影響を与えるかに関して十分に解明されて
いるわけではない。現在まで行われた実験結果によれば
、スラリーまたは液体の密度はいずれのスラリーまたは
液体に対しても違った挙動を示し、いずれの超音波トラ
ンスデユーサでもその駆動インピーダンスは異なる変化
(variation)を呈する。<Problems to be solved by the invention> However, it is not fully understood how the driving impedance of an ultrasonic oscillator, that is, an ultrasonic transducer, affects the density or viscoelasticity of a liquid. do not have. According to the experimental results conducted to date, the density of the slurry or liquid behaves differently for any slurry or liquid, and the driving impedance of any ultrasonic transducer exhibits different variations. present.
したがって、どの液状体に使用する超音波トランスデユ
ーサでも較正が必要である。Therefore, any ultrasound transducer used with any liquid requires calibration.
本発明は、このように超音波トランスデユーサによって
液体またはスラリー、エマルジョンもしくは分散液の密
度または粘弾性を測定またはモニタリングする従来の測
定またはモニタリング方法の不具合な点を解消するため
になされたものであって、肢体またはスラリー、エマル
ジョン等の不均一な液状体中に適切に配置した超音波ト
ランスデユーサの駆動インピーダンスまたはそれに関係
する変数の測定またはモニタリングを適切に較正して提
示できる液体またはスラリー若しくはエマルジョンの密
度またシよ粘弾性の測定またはモニタリング方法を提供
しようとするものである。The present invention has been made in order to eliminate the disadvantages of conventional measuring or monitoring methods of measuring or monitoring the density or viscoelasticity of liquids, slurries, emulsions, or dispersions using ultrasonic transducers. A liquid or slurry or slurry that can be appropriately calibrated and used to measure or monitor the driving impedance of an ultrasonic transducer or a variable related thereto properly placed in a non-uniform liquid body such as a limb or a slurry or emulsion. The present invention seeks to provide a method for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of emulsions.
また、本発明は、上述した液体またはスラリー、エマル
ジョンもしくは分散液の密度または粘弾性の測定または
モニタリング方法を適切に実施できる装置をも提供しよ
うとするものである。The present invention also provides an apparatus that can appropriately carry out the method for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a liquid, slurry, emulsion, or dispersion as described above.
く問題点を解決するための手段〉
以上の目的を達成するための本発明にがかる液体または
スラリー、エマルジョンもしくは分散液の密度または粘
弾性を測定またはモニタリングする方法は、均一な液状
体またはスラリー若しくはエマルジョンのごとき不均一
な液状体から選択された液状体の変動する物理的性質す
なわち密度あるいは粘弾性のいずれか一つを検出または
モニタリングあるいは上記物理的性質の必要数値からの
偏差を検出する方法であって、液状体中に置かれた超音
波トランスデユーサの駆動インピーダンスまたはそれに
関係する変数を検出またはモニタリングし、上記駆動イ
ンピーダンスまたはそれに関係する変数を必要どする値
あるいは上記物理的性質自身もしくは上記必要数値から
の偏差に関係させることを特徴とするものである。Means for Solving the Problems The method of measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a liquid, slurry, emulsion or dispersion according to the present invention to achieve the above object is a method for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a liquid, slurry, emulsion or dispersion. A method for detecting or monitoring the varying physical properties of a liquid selected from non-uniform liquids such as emulsions, i.e., density or viscoelasticity, or for detecting deviations from required values of said physical properties. detecting or monitoring the driving impedance or a variable related thereto of an ultrasonic transducer placed in a liquid, and detecting or monitoring the driving impedance or variable related thereto, and detecting or monitoring the driving impedance or variable related thereto to a required value or the physical property itself or the above. It is characterized by being related to the deviation from the required value.
さらに本発明の方法はプローブに使用する超音波トラン
スデユーサが圧電セラミックトランスデユーサ(PZT
)であって、当該超音波トランスデユーサを予め定めら
れた周波数で駆動して、そのインピーダンスをモニタリ
ングまたは検出し、検出した値の温度に対して較正した
値を特定の液体またはスラリーについて実験的に定めた
データと比較して決定することを特徴とするものである
。Furthermore, in the method of the present invention, the ultrasonic transducer used in the probe is a piezoelectric ceramic transducer (PZT).
), the ultrasonic transducer is driven at a predetermined frequency, its impedance is monitored or detected, and the value calibrated to the temperature of the detected value is determined experimentally for a particular liquid or slurry. This is characterized by the fact that the decision is made by comparing it with the data specified in the above.
超音波発振器(超音波トランスデユーサ)の駆動インピ
ーダンスが液体、スラリーあるいはエマルジョンの密度
あるいは粘弾性によってどのように影響を受けるかにつ
いては完全に解明されてはいない、特に現在までに行わ
れた実験では、スラリーまたは液体の密度は・それぞれ
のスラリーまたは液体が異なる挙動を示し、特定の超音
波トランスデユーサの駆動インピーダンスについても異
なる変化をもたらす。したがって、特定の種類の液状体
に使用するどのような特別の超音波トランスデユーサで
も較正することが必要である。How the driving impedance of an ultrasonic oscillator (ultrasonic transducer) is affected by the density or viscoelasticity of the liquid, slurry or emulsion is not fully understood, especially in the experiments performed to date. In this case, the density of the slurry or liquid causes each slurry or liquid to behave differently, resulting in different changes in the driving impedance of a particular ultrasound transducer. Therefore, it is necessary to calibrate any particular ultrasound transducer used with a particular type of liquid.
本発明は鉱業において発生するスラリーのモニタリング
あるいは検出に有用ならしめることを目的として現在ま
での研究の大部分はその方向に関して行われた。上記の
スラリーにおいて好ましい形式の超音波トランスデユー
サ、すなわち圧電セラミックトランスデユーサを用いた
。そのプローブを0.21&から3肚の周波数について
試験したところ、周波数が増加するにつれて感度が急激
に低下することが判った。最適周波数は用途によって異
なり、スラリーに関する上記試験は粒子サイズが10I
nから300声までのものについて行った。しかしなが
ら、これは本発明の原理が上記範囲外において十分に動
作しないことを示すものではない。The present invention is intended to be useful for monitoring or detecting slurry generated in mining, and most of the research to date has been conducted in that direction. A preferred type of ultrasonic transducer, a piezoelectric ceramic transducer, was used in the above slurry. The probe was tested for frequencies from 0.21° to 3 degrees and was found to exhibit a rapid decrease in sensitivity as frequency increases. The optimum frequency varies depending on the application, and the above tests on slurries were performed with a particle size of 10I
I followed everything from n to 300 voices. However, this is not to indicate that the principles of the invention will not operate satisfactorily outside the above ranges.
さらに、本発明の測定またはモニタリング装置は以上の
測定またはモニタリング方法にしたがって実施され、封
入され適切に取り付けられた超音波トランスデユーサタ
イプのプローブとこのプローブに接続されそれを(超音
波トランスデユーサ)駆動し、その駆動インピーダンス
あるいは当該駆動インピーダンスに関係する変数を検出
する駆動および検出する回路とから構成されることを特
徴とするものである。Furthermore, the measurement or monitoring device of the present invention is carried out according to the above measurement or monitoring method and includes an enclosed and suitably mounted ultrasonic transducer type probe connected to this probe and connected to it (ultrasonic transducer type probe). ) and a driving and detecting circuit that detects the driving impedance or a variable related to the driving impedance.
さらに本発明の測定またはモニタリング装置の主要部を
構成する検出装置は長方形のプローブの一端に取り付け
られ、駆動回路が上記検出部材であるプローブ(超音波
トランスデユーサ)の出力を検出し、液体あるいはスラ
リー若しくはエマルジョンの密度または粘弾性に関係さ
せる能動回路であって、検出された駆動電圧は実験的に
得られた情報を有するコンピュータ装置に入力され密度
を計算するように構成され、上記検出部材は液体または
スラリー若しくはエマルシコンの温度変化を補償する補
償器に接続された温度検出語を介して測定値あるいはモ
ニタリングを温度補償する構成にしたことを特徴とする
ものである・〈実 施 例〉
次に、本発明の代表的な実施例について説明する。Further, a detection device constituting the main part of the measurement or monitoring device of the present invention is attached to one end of a rectangular probe, and a drive circuit detects the output of the probe (ultrasonic transducer), which is the detection member, and detects liquid or an active circuit relating the density or viscoelasticity of the slurry or emulsion, the detected drive voltage being configured to be input to a computer device having experimentally obtained information to calculate the density; It is characterized by having a configuration in which the measured value or monitoring is temperature compensated through a temperature detection terminal connected to a compensator that compensates for temperature changes in the liquid, slurry, or emulsion. , representative embodiments of the present invention will be described.
第1図から第5図に、本発明にかかる液体またはスラリ
ー、分散液若しくはエマルジョンの密度または粘弾性の
測定またはモニタリング方法の実施に使用する装置の概
略構成を示し、第1図は検出器であるセンサーアセンブ
リの正面図、第2図(よ第1図のセンサーアセンブリの
動作端部の正面図、第3図はセンサーアセンブリの駆@
および測定する回路のブロック図、第4図は第3図の回
路中の能動ブリッジ回路図、第5図はセンサーアセンブ
リ内の超音波圧電トランスデユーサの等価回路図である
。1 to 5 show the schematic configuration of an apparatus used to implement the method for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a liquid, slurry, dispersion, or emulsion according to the present invention, and FIG. 1 shows a detector. FIG. 2 is a front view of a sensor assembly; FIG. 3 is a front view of the working end of the sensor assembly of FIG. 1; FIG.
and a block diagram of the circuit to be measured; FIG. 4 is an active bridge circuit diagram in the circuit of FIG. 3; and FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of an ultrasonic piezoelectric transducer in the sensor assembly.
検出器としてのセンサーアセンブリ内の超音波トランス
デユーサは第5図に示すような簡単な等価回路で表わす
ことができる。第5図に示す等両回路中、直列アーム4
1の部品はセラミックトランスデユーサの概念的な圧電
特性を表わしており、部品りはセラミックの共振質量、
Cは弾性コンプライアンスを表わし、部品Rは@械的損
失を表わす。またC0はセラミックトランスデユーサ面
上の電極間の静電容量、Roはセラミックトランスデユ
ーサの誘電損失を表わす電気抵抗、R1は周囲媒質の変
化にしたがって変動する音響負荷であり、これが測定す
る媒質の変化に対応するパラメータである。The ultrasonic transducer in the sensor assembly as a detector can be represented by a simple equivalent circuit as shown in FIG. In both circuits shown in Figure 5, series arm 4
Part 1 represents the conceptual piezoelectric characteristics of the ceramic transducer, and the parts are the resonant mass of the ceramic,
C represents elastic compliance and part R represents mechanical loss. In addition, C0 is the capacitance between the electrodes on the surface of the ceramic transducer, Ro is the electrical resistance representing the dielectric loss of the ceramic transducer, and R1 is the acoustic load that changes according to changes in the surrounding medium, which is the medium to be measured. is a parameter that corresponds to changes in .
センサーアセンブリ1は第1図および第2図に示すごと
く、使用時にはメッキされた鉄パイプ3に取りつけた丈
夫なハウジング2内に収納され、窓4によりハウジング
の壁を通して外部と連絡している。このセンサーアセン
ブリ内のプローブ自身は、第1図に示すごとく電子用口
ピンコネクタ5およびその一端に取り付けられ、適当な
エポキシ樹脂7に封入された20cmの圧電セラEyク
トランスデューサディスク(この場合はチタン酸鉛ジル
コナイトトランスデユーサ)によって構成されている。In use, the sensor assembly 1 is housed in a sturdy housing 2 mounted on plated iron pipe 3, as shown in FIGS. 1 and 2, and is communicated with the outside through the wall of the housing by a window 4. The probe itself in this sensor assembly consists of a 20 cm piezoelectric ceramic transducer disk (in this case made of titanium It consists of an acid lead zirconite transducer).
上記封入樹脂の厚さが大き過ぎると密度変化に対するト
ランスデー−サの感度に悪影響を及ぼすため厚過ぎない
ことが必要である。If the thickness of the encapsulating resin is too large, it will adversely affect the sensitivity of the transducer to density changes, so it is necessary that the encapsulating resin is not too thick.
封入は使用環境においてその性質を維持することが必要
であるため、封入の方式は使用目的によって異なる。Since it is necessary for encapsulation to maintain its properties in the usage environment, the encapsulation method differs depending on the purpose of use.
正しい封入の厚さは、トランスデユーサのいずれの側に
おいても同一の厚さになるように封入した後、媒体の変
化に対して最大感度が得られるまで材料層を除去するこ
とによって得られる。The correct encapsulation thickness is obtained by encapsulating to the same thickness on either side of the transducer and then removing layers of material until maximum sensitivity to changes in the medium is obtained.
さらに上記エポキシ樹脂内には、次に述べる1度補償を
行なうため感温トランスデユーサ8が封入されている。Furthermore, a temperature-sensitive transducer 8 is sealed within the epoxy resin to perform one-time compensation as described below.
上記検出部材の駆動回路は安定周波数源9によって制御
され、その出力は駆動回路10を介してブロック第3図
に示す測定/出力回路に接続され、上記測定/出力回路
は出力電流(または電圧)■を出力する。したがって回
路全体は希望する値の安定化出力周波数を供給する周波
数発生器9と、その出力が供給されるドライバ10およ
びトランスデユーサ6が接続されている能動プリクジ回
#111によって構成されている。The drive circuit of the detection member is controlled by a stable frequency source 9, the output of which is connected via a drive circuit 10 to a measurement/output circuit shown in block FIG. ■Output. The entire circuit therefore consists of a frequency generator 9 supplying a stabilized output frequency of the desired value, a driver 10 to which its output is supplied, and an active pre-circuit circuit #111 to which the transducer 6 is connected.
能動ブリッジ回路11の出力は整流器12およびゼロi
l!I整回路13、低域ろ波器12)を経て、最終的に
コンバータ15に供給される。The output of the active bridge circuit 11 is connected to the rectifier 12 and the zero i
l! The signal is finally supplied to the converter 15 after passing through the I-shaping circuit 13 and the low-pass filter 12).
必要であれば上記出力は温度依存性感温トランスデユー
サ8に接続された適合する市販の温度コンバータ16に
よって温度補償されろ。コンバータ15ならびに温度コ
ンバータ16の出力はコンピュータ18に供給される。If necessary, the output may be temperature compensated by a suitable commercially available temperature converter 16 connected to the temperature-dependent temperature sensitive transducer 8. The outputs of converter 15 as well as temperature converter 16 are fed to computer 18 .
測定値の較正、つまり計器の較正は、鉱業におけるスラ
リー密度の測定であるか、あるいはエマルジョン比の測
定に対する場合であるかに関係なく同一であり、次の手
順で行った。The calibration of the measurements, i.e. the calibration of the instrument, is the same whether for the measurement of slurry density in the mining industry or for the measurement of emulsion ratio, and was carried out using the following procedure.
まず、測定しようとする液状体と同一種類の既知の密度
あるいは比又はエマルジョンの液状体中にプ四−ブを浸
漬し、計器が動作する温度範囲にわたって液状体を加熱
し、加熱の間にプローブの駆動インピーダンスに比例す
る出力電圧および温度に比例する出力電圧V工を測定し
、当該測定しているスラリーの密度あるいはエマルジョ
ン比F(あるいは粘弾性比F)の式
%式%
を誘導する。ただし、
■。は駆動インピーダンスに比例する出力電圧、■は温
度に比例する出力電圧、
a、、a2.・・・a、、は一定の係数である。First, the tube is immersed in a liquid of known density or ratio or emulsion of the same type as the liquid to be measured, the liquid is heated over the temperature range over which the instrument operates, and the probe is The output voltage proportional to the driving impedance and the output voltage V proportional to the temperature are measured, and the formula % of the density or emulsion ratio F (or viscoelastic ratio F) of the slurry being measured is derived. However, ■. is the output voltage proportional to the driving impedance, ■ is the output voltage proportional to the temperature, a,, a2. ...a,, is a constant coefficient.
この場合の計器の試験は異なる密度および温度を有する
複数のスラリーおよび異なる比および温度をもつ複数の
エマルジョンにつぃて行ない第6図および第7図に示す
特性曲線を求めた。Tests of the instrument in this case were carried out on slurries having different densities and temperatures and emulsions having different ratios and temperatures, and the characteristic curves shown in FIGS. 6 and 7 were determined.
この試験のときの回路の出力周波数範囲は5001&か
ら5901&までの範囲を10此刻みで行った。The output frequency range of the circuit during this test was from 5001& to 5901& in increments of 10.
また、測定に使用したプローブ6 (PZT)の動作周
波数は、密度が測定対象の両端にある二種類のスラリー
、すなわち1.8g/ccおよび1.1 g/ccを用
いて行った。まずプローブを軽い方のスラリー中に浸漬
し、インピーダンスアナライザを用いて0.4!JHz
から0.7M)(zまでの範囲の300の周波数におい
て意を測定した。(信号発生器およびRM S電圧計も
使用可能である。)これらのインピーダンスの値をプロ
ットし第8図に示すこと< 1.1 g/ccの密度の
スラリーに対しては曲線a (1,1g/cc)を得た
。この手順を重い方(1,8g/cc )のスラリーに
ついて繰り返し、曲線b (1,8g/cc )を得た
。Furthermore, the operating frequency of the probe 6 (PZT) used in the measurement was two types of slurry having densities at both ends of the measurement target, namely 1.8 g/cc and 1.1 g/cc. First, immerse the probe in the lighter slurry and use an impedance analyzer to measure 0.4! JHz
(A signal generator and RMS voltmeter can also be used.) These impedance values are plotted and shown in Figure 8. For slurries with density < 1.1 g/cc, curve a (1,1 g/cc) was obtained.This procedure was repeated for the heavier (1,8 g/cc) slurry and curve b (1,1 g/cc) was obtained. 8g/cc) was obtained.
そしてこの範囲内のインピーダンス変化が最大となる点
にできるだけ近い点を動作周波数に遥んだ。Then, the operating frequency was set as close as possible to the point where the impedance change was maximum within this range.
そして実際の測定対象は、計器を1.1から1 、8
+ng/ccまでの範囲のスラリー密度の測定に(重用
するものとする。And the actual measurement target is the meter from 1.1 to 1,8
It is important to measure slurry density in the range up to +ng/cc.
プローブを測定対象範囲のいずれかの端におけるスラリ
ー中に浸漬し、出力電圧の変化が最大となるように能動
ブリッジ(第4図参照)を設定した。The probe was immersed in the slurry at either end of the measurement range and the active bridge (see Figure 4) was set to maximize the change in output voltage.
上記を実施した後、プローブf!最も低い密度のスラリ
ーに浸)貞した。整流器の出力に直流電圧が表われ、こ
の電圧をゼロ調整回路に印加し、コンバータの出力電流
が4mAになるように上記記録を調整した。After performing the above, probe f! immersed in the lowest density slurry). A DC voltage appeared at the output of the rectifier, this voltage was applied to the zeroing circuit and the above recording was adjusted so that the output current of the converter was 4 mA.
次いでプローブを最も高い密度のスラリーに浸漬し、コ
ンバータの出力電流が20mAになるように調整した。The probe was then immersed in the highest density slurry and the converter output current was adjusted to 20 mA.
上記の装置、必要とする較正、ならびに最終電圧出力間
の実験的関係を用い、コンピュータ装置18が電圧およ
び密度に関してあらかしめブコグラムされた情報と瞬間
的な電圧信号を比較して密度測定値を求める。第6図お
よび第7図はスラリー(第6図)およびエマルジョン(
第7図)を測定した場合の計器の較正曲線を示す。その
特性値を予めコンピュータ18に入力しておき、測定す
る液状体から検出した値について比較較正した値を提示
させる。Using the apparatus described above, the required calibration, and the experimental relationship between the final voltage output, the computer device 18 compares the instantaneous voltage signal with the pre-bucogrammed information regarding voltage and density to determine a density measurement. . Figures 6 and 7 show slurry (Figure 6) and emulsion (Figure 6).
Figure 7) shows the calibration curve of the instrument when measuring. The characteristic values are input into the computer 18 in advance, and the computer 18 is caused to present a value that has been compared and calibrated with respect to the value detected from the liquid to be measured.
以上の説明を要約すると本発明の特徴は、■ 均一な液
状体ならびにスラリーおよびエマルジョンのごとき不均
一な液状体より選択された液状体の密度もしくは粘弾性
の少なくとも一種である変動する物理的性質を検出もし
くはモニタリングし、あるいは上記物理的性質の必要と
する値からの偏差を検出する方法において、液状体中の
必要な位置に置かれた超音波トランスデユーサの駆動イ
ンピーダンスあるいはそれに関係する変数をモニタリン
グもしくは検出し、上記駆動インピーダンスあるいはそ
れに関係する変数の値を上記の物理的性質自身もしくは
上記の必要とする値からの偏差と関係づけることを特徴
とする変動する物理的性質を検出もしくは監視する方法
。To summarize the above explanation, the features of the present invention are as follows: (1) Variable physical property, which is at least one of the density or viscoelasticity, of a liquid selected from a homogeneous liquid and a non-uniform liquid such as a slurry and an emulsion; Monitoring the drive impedance of an ultrasonic transducer placed at a required position in a liquid or a variable related thereto in a method of detecting or monitoring, or detecting deviations of the above-mentioned physical properties from required values. or a method of detecting or monitoring a changing physical property, characterized in that the value of said driving impedance or a variable related thereto is correlated with said physical property itself or with a deviation from said required value. .
■ 上記超音波トランスデユーサが圧電セラミックトラ
ンスデユーサであることを特徴とする第0項記載の方法
。2. The method according to item 0, characterized in that the ultrasonic transducer is a piezoelectric ceramic transducer.
■ 上記超音波トランスデユーサをあらかじめ定められ
た周波数において駆動し、上記トランスデユーサのイン
ピーダンスをモニタリングもしくは検出することを特徴
とする第0項もしくは第0項記載の方法。(2) The method according to item 0 or 0, characterized in that the ultrasonic transducer is driven at a predetermined frequency and the impedance of the transducer is monitored or detected.
■ 検出値が上記液状体の温度変化に関して補償される
ことを特徴とする第0項ないし第0項のいずれかに記載
の方法。(2) A method according to any one of items 0 to 0, characterized in that the detected value is compensated for temperature changes in the liquid body.
■ 上記検出値が同一種類の液状体に関して実験的に定
められた値あるいはデータと関係づけられることを特徴
とする上記各項のいずれかに記載の方法。(2) The method according to any of the above items, wherein the detected value is correlated with an experimentally determined value or data regarding the same type of liquid material.
■ 上記液状体がスラリーであることを特徴とする上記
のいずれかに記載の方法。(2) The method according to any of the above, wherein the liquid material is a slurry.
■ 固体粒子が10虜から300−の寸法範囲を有する
ことを特徴とする第0項記載の方法。2. Process according to claim 0, characterized in that the solid particles have a size range of 10 to 300 mm.
■ 監視もしくは検出される上記物理的性質が上記液状
体の密度であることを特徴とする上記のいずれかに記載
の方法。(2) A method according to any of the above, characterized in that the physical property monitored or detected is the density of the liquid.
■ 上記超音波トランスデユーサの動作周波数が0.2
[1zから3咄の間にあることを特徴とする上記のいず
れかに記載の方法。■ The operating frequency of the above ultrasonic transducer is 0.2
[The method according to any of the above, characterized in that the time is between 1z and 3 oz.
[相] 付属図面を参照して記述された液状体と実質的
に等しい液状体の物理的性質を検出あるいは監視する方
法。[Phase] A method of detecting or monitoring the physical properties of a liquid material that is substantially equivalent to the liquid material described with reference to the accompanying drawings.
■ 適当な材料中に封入され取付具上に取り付けられた
超音波トランスデユーサの形状を有する検出部材によっ
て構成され上記のいずれかに記載の方法を実施する装置
。(2) A device for carrying out any of the methods described above, consisting of a detection member in the form of an ultrasonic transducer encapsulated in a suitable material and mounted on a fixture.
■ 上記トランスデユーサに接続されてこれを駆動し、
その駆動インピーダンスあるいは上1ii2駆動インピ
ーダンスに関係する変数を検出する駆動および検出回路
を有することを特徴とする第0項記載の装置。■ Connected to the above transducer to drive it,
Device according to claim 0, characterized in that it has a drive and detection circuit for detecting the drive impedance or a variable related to the drive impedance.
0 上記駆動回路が能動ブリッジ回路であって、上記ト
ランスデユーサの出力電圧が液状体の物理的性質に関し
て検出可能であることを特徴とする第0項記載の装置。0. Device according to claim 0, characterized in that the drive circuit is an active bridge circuit and the output voltage of the transducer is detectable with respect to the physical properties of the liquid.
■ 上記装置が上記検出回路の出力を受信し実験的に誘
導された値と比較するコンピュータ装置を有することを
特徴とする第0項もしくは第0項記載の装置。2. Device according to paragraph 0 or 0, characterized in that the device comprises a computer device for receiving the output of the detection circuit and comparing it with an experimentally derived value.
■ 上記検出器部材が長形のプローブの一端に取り付け
られることを特徴とする第0項ないし第0項のいずれか
に記載の装置。(2) The device according to any one of items 0 to 0, characterized in that the detector member is attached to one end of an elongated probe.
■ 上記検出器部材内に温度感知手段が設けられ、上記
装置が液状体の温度変化に対して補償されることを特撮
とする第0項ないし第0項のいずれかに記載の装置。(2) The device according to any one of items 0 to 0, wherein a temperature sensing means is provided in the detector member, and the device is compensated for temperature changes in the liquid body.
■ 付属図面を参照して記述された装置と実質的に同一
の装置。■ Equipment substantially identical to the equipment described with reference to the accompanying drawings.
にある。It is in.
〈発明の効果〉
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる方法お
よび装置は液状体中に適切に配設され浸油された超音波
トランスデユーサの駆動インピーダンスをモニタリング
し、測定値を同一種類の液状体について実験的に導かn
たデータと比較して較正するものであるから、容器ある
いはパヂュカ(paehuea)内の特定の点における
密度を測定し、混合効率のモニタリングならびに、たと
えばカーボン・インパルプ金抽出方法(carbon−
in−pulp goldextraction pr
ocesS)におけるスラリー密度の単純な制御に用い
られる有用な制御装置として利用できろ。<Effects of the Invention> As is clear from the above description, the method and apparatus according to the present invention monitor the driving impedance of an ultrasonic transducer that is appropriately disposed in a liquid and immersed in oil, and record the measured values. Determined experimentally for the same type of liquid
The density at specific points within the vessel or paehuea can be measured to monitor mixing efficiency and, for example, to calibrate data compared to carbon-in-pulp gold extraction methods.
in-pulp goldextraction pr
It can be used as a useful control device for simple control of slurry density in microorganisms.
さらに本発明は、超音波)・ランスデューサのインピー
ダンスに依存する他の変数の測定にも利用できる。Additionally, the invention can be used to measure other variables that depend on the impedance of an ultrasound transducer.
第1図は検出部材を取りつけたセンサーアセンブリ(s
ensor assembly)の概略構成図、第2図
は第1図のセンサーアセンブリの検出部材の動作端の平
面図、第3図は検出部材の駆動および測定する回路のブ
ロック図、第4図は第3図中の能動ブリッジの回路図、
第5図は検出部材としての超音波圧電トランスデユーサ
の等価回路図、第6図は温度変動を補正した後の実際の
密度と検出された密度との関係を示す特性曲線図、第7
図は測定された溶媒濃度と実際の溶媒濃度との関係の特
性曲線図、第8図は特定のp z ’rに関する動作周
波数を決定するために作成されたインピーダンス曲線図
である。
図 面 中、
トセンサーアセンブリ、2 ・ハウジング−3・鉄パイ
プ、4・・窓、6・・・検出部材(プローブ)、8・・
感温トランスデユーサ、9・周波数発生器、1〇−駆動
回路、11・・能動ブリッジ回路、12・・整流器、1
3・・・ゼロ調整回路、12) ・低減ろ波器、15・
・・コンバータ、16・・温度コンバータ、18・計算
器。Figure 1 shows the sensor assembly (s) with the detection member attached.
FIG. 2 is a plan view of the operating end of the detection member of the sensor assembly in FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram of a circuit for driving and measuring the detection member, and FIG. The circuit diagram of the active bridge in the figure,
Fig. 5 is an equivalent circuit diagram of an ultrasonic piezoelectric transducer as a detection member, Fig. 6 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the actual density and the detected density after correcting temperature fluctuations, and Fig. 7
The figure is a characteristic curve diagram of the relationship between the measured solvent concentration and the actual solvent concentration, and FIG. 8 is an impedance curve diagram created to determine the operating frequency for a specific p z 'r. In the drawing, sensor assembly, 2, housing 3, iron pipe, 4, window, 6, detection member (probe), 8...
Temperature-sensitive transducer, 9. Frequency generator, 10-drive circuit, 11.. Active bridge circuit, 12.. Rectifier, 1
3...Zero adjustment circuit, 12) ・Reduction filter, 15・
...Converter, 16.Temperature converter, 18.Calculator.
Claims (13)
物理的性質を検出もしくはモニタリングしあるいは当該
物理的性質の必要とする値からの偏差を検出しようとす
る均一な液体またはスラリー、エマルジョン若しくは分
散液中に超音波トランスデューサを配置し、当該超音波
トランスデューサの駆動インピーダンスあるいはそれに
関係する変数をモニタリングもしくは検出し、上記駆動
インピーダンスあるいはそれに関係する変数の値を上記
の密度または粘弾性もしくはそれらの必要とする値から
の偏差と関係づけることを特徴とする液体またはスラリ
ー、エマルジョン若しくは分散液の密度又は粘弾性を測
定又はモニタリングする方法。(1) A homogeneous liquid or slurry, emulsion, or dispersion in which a varying physical property, at least one of density or viscoelasticity, is to be detected or monitored, or deviations of that physical property from a desired value are to be detected. An ultrasonic transducer is placed in the liquid, the drive impedance of the ultrasonic transducer or a variable related to it is monitored or detected, and the value of the drive impedance or variable related to it is determined based on the density or viscoelasticity or their necessity. A method for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a liquid or slurry, emulsion or dispersion, characterized in that the density or viscoelasticity of a liquid or slurry, emulsion or dispersion is related to the deviation from a value.
くは分散液の密度または粘弾性もしくはそれらの必要と
する値からの偏差との関係づけは、密度および/または
粘弾性あるいはこれらの比が既知でありかつ測定する液
体またはスラリー、エマルジョン若しくは分散液と同一
種類の液体またはスラリー、エマルジョン若しくは分散
液について超音波トランスデューサの駆動インピーダン
スから密度および/または粘弾性について実験的に求め
た特性曲線との比較により行うことを特徴とする特許請
求の範囲第(1)項記載の液体またはスラリー、エマル
ジョン若しくは分散液の密度または粘弾性を測定又はモ
ニタリングする方法。(2) The relationship between the density or viscoelasticity of the liquid, slurry, emulsion, or dispersion to be measured, or their deviation from the required value, is determined when the density and/or viscoelasticity or the ratio thereof is known and measured. This is done by comparing the density and/or viscoelasticity of the same type of liquid, slurry, emulsion or dispersion with experimentally determined characteristic curves from the driving impedance of the ultrasonic transducer. A method for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a liquid, slurry, emulsion, or dispersion according to claim (1).
スデューサであることを特徴とする特許請求の範囲第(
1)項記載の方法。(3) Claim No. 3, characterized in that the ultrasonic transducer is a piezoelectric ceramic transducer (
The method described in section 1).
周波数において駆動し、当該トランスデューサのインピ
ーダンスをモニタリングもしくは検出することを特徴と
する特許請求の範囲第(1)項又は第(2)項記載の液
体またはスラリー、エマルジョン若しくは分散液の密度
または粘弾性を測定又はモニタリングする方法。(4) The liquid or slurry according to claim 1 or 2, wherein an ultrasonic transducer is driven at a predetermined frequency and the impedance of the transducer is monitored or detected. , a method for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of an emulsion or dispersion.
若しくは分散液の温度変化に関して補償されることを特
徴とする特許請求の範囲第(1)項乃至第(4)項のい
ずれかに記載の液体またはスラリー、エマルジョン若し
くは分散液の密度又は粘弾性を測定またはモニタリング
する方法。(5) The liquid or liquid according to any one of claims 1 to 4, wherein the detected value is compensated for temperature changes of the liquid, slurry, emulsion, or dispersion. A method of measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a slurry, emulsion or dispersion.
mの範囲のサイズを有することを特徴とする特許請求の
範囲第(5)項記載の液体またはスラリー、エマルジョ
ン若しくは分散液の密度又は粘弾性を測定またはモニタ
リングする方法。(6) The slurry has solid particles of 10 μm to 300 μm.
A method for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a liquid or slurry, emulsion or dispersion according to claim 5, characterized in that the liquid has a size in the range of m.
2MHzから3MHzの間にあることを特徴とする特許
請求の範囲第(1)項ないし第(6)項記載の液体また
はスラリー、エマルジョン若しくは分散液の密度又は粘
弾性を測定またはモニタリングする方法。(7) The operating frequency of the ultrasonic transducer is 0.
A method for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a liquid, slurry, emulsion or dispersion according to claims (1) to (6), characterized in that the frequency is between 2 MHz and 3 MHz.
超音波トランスデューサを有するセンサーアセンブリー
によつて構成された液体またはスラリー、エマルジョン
若しくは分散液の密度又は粘弾性の測定またはモニタリ
ング装置。(8) A device for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a liquid or slurry, emulsion or dispersion constituted by a sensor assembly having an ultrasonic transducer encapsulated in a suitable material and mounted on a fixture.
し、その駆動インピーダンスあるいは当該駆動インピー
ダンスに関係する変数を検出する駆動および検出回路を
有することを特徴とする特許請求の範囲第(8)項記載
の液体またはスラリー、エマルジョン若しくは分散液の
密度又は粘弾性の測定またはモニタリング装置。(9) A driving and detecting circuit connected to the ultrasonic transducer to drive the ultrasonic transducer and detect its driving impedance or a variable related to the driving impedance. Device for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of liquids or slurries, emulsions or dispersions.
記超音波トランスデューサの出力電圧が液体またはスラ
リー、エマルジョン若しくは分散液の密度または粘弾性
に関して検出可能であることを特徴とする特許請求の範
囲第(9)項記載の液体またはスラリー、エマルジョン
若しくは分散液の密度又は粘弾性の測定またはモニタリ
ング装置。(10) The drive circuit is an active bridge circuit, and the output voltage of the ultrasonic transducer is detectable with respect to the density or viscoelasticity of the liquid or slurry, emulsion or dispersion. A device for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of the liquid, slurry, emulsion, or dispersion according to item (9).
に誘導された値と比較するコンピュータ装置を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(9)項もしくは第(
10)項記載の液体またはスラリー、エマルジョン若し
くは分散液の密度または粘弾性の測定またはモニタリン
グ装置。(11) The device comprises a computer device for receiving the output of the detection circuit and comparing it with an experimentally derived value.
10) A device for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a liquid, slurry, emulsion or dispersion according to item 10).
一端に取り付けられることを特徴とする特許請求の範囲
第(9)項もしくは第(11)項のいずれかに記載の液
体またはスラリー、エマルジョン若しくは分散液の密度
または粘弾性の測定またはモニタリング装置。(12) The liquid or slurry, emulsion or dispersion according to claim 9 or 11, wherein the sensor assembly is attached to one end of an elongated probe. Device for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of liquids.
設けられ、液体またはスラリー、エマルジョン若しくは
分散液の温度変化に対して補償されることを特徴とする
特許請求の範囲第(9)項もしくは第(12)項のいず
れかに記載の液体またはスラリー、エマルジョン若しく
は分散液の密度または粘弾性の測定またはモニタリング
装置。(13) Temperature sensing means are provided in the sensor assembly and compensated for temperature changes in the liquid or slurry, emulsion or dispersion. 12) A device for measuring or monitoring the density or viscoelasticity of a liquid, slurry, emulsion or dispersion according to any one of items 12).
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