JPS6371631A - 繊維ブロツク密度測定方法 - Google Patents
繊維ブロツク密度測定方法Info
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- JPS6371631A JPS6371631A JP61215945A JP21594586A JPS6371631A JP S6371631 A JPS6371631 A JP S6371631A JP 61215945 A JP61215945 A JP 61215945A JP 21594586 A JP21594586 A JP 21594586A JP S6371631 A JPS6371631 A JP S6371631A
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- rock wool
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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】
（産業上の利用分野）
本発明は繊維ブロック、特にロックウール等の無機繊維
のブロックの密度を自動計測することを可能にして、製
造工程の工程管理、製品の品質管理に役立つ密度測定方
法を提供しようとするものである。
のブロックの密度を自動計測することを可能にして、製
造工程の工程管理、製品の品質管理に役立つ密度測定方
法を提供しようとするものである。
（従来の技術）
従来、繊維ブロックの密度測定方法としては、製造され
たブロックの樅、横、高さの寸法を測定して、体積を計
算し、更にその重量を測定することにより、直接的にブ
ロックの嵩密度を測定した。
たブロックの樅、横、高さの寸法を測定して、体積を計
算し、更にその重量を測定することにより、直接的にブ
ロックの嵩密度を測定した。
劾汁有雪伏ｈ ｙの節量り嵌詮内 家 〆ｎ プけ
→仕の測定を自動的に行い、又重量の測定も、工程の
流れの途中での自動測定も行なわれている。
→仕の測定を自動的に行い、又重量の測定も、工程の
流れの途中での自動測定も行なわれている。
（発明が解決しようとする問題点）
従来の測定方法は測定が直接的であるという利点はある
が、ブロック全体の平均的、総括的密度は測定できるが
、ブロック内の密度のバラツキを測定することはできな
かった。又工程を流れてくるブロックをサンプリングし
て密度を測定することはできたが、工程を流れてくる連
続ブロック体の密度変化を連続的に測定することはでき
なかった。
が、ブロック全体の平均的、総括的密度は測定できるが
、ブロック内の密度のバラツキを測定することはできな
かった。又工程を流れてくるブロックをサンプリングし
て密度を測定することはできたが、工程を流れてくる連
続ブロック体の密度変化を連続的に測定することはでき
なかった。
本発明は繊維ブロックの各点における密度を自動的に且
つ連続的に測定することにより、製造工程において、密
度の変化を検出して、その修正のアクションを行ったり
する工程管理や、製品の品質管理を効率的に行うと共に
、製品内のバラツキを検出して品質管理に役立てること
を目的とする。
つ連続的に測定することにより、製造工程において、密
度の変化を検出して、その修正のアクションを行ったり
する工程管理や、製品の品質管理を効率的に行うと共に
、製品内のバラツキを検出して品質管理に役立てること
を目的とする。
（問題点を解決するための手段）
不発明は繊維ブロックの中を透過する超音波信号の減衰
量を測定することにより該ブロック密度を測定すること
を特徴とする繊維ブロック密度測定方法である。
量を測定することにより該ブロック密度を測定すること
を特徴とする繊維ブロック密度測定方法である。
即ち本発明は綿、羊毛、人造有機繊維の有機繊維塊の密
度の測定にも適用し得るが、ガラス繊維や、ミネラルウ
ール、スラグウール、ロックウールなどの無機繊維は、
バインダーを用いてブロック状に成型して使用されるこ
とが多く、特にこのような無機繊維ブロックの密度測定
方法に関する。
度の測定にも適用し得るが、ガラス繊維や、ミネラルウ
ール、スラグウール、ロックウールなどの無機繊維は、
バインダーを用いてブロック状に成型して使用されるこ
とが多く、特にこのような無機繊維ブロックの密度測定
方法に関する。
第１図において、超音波信号の透過量はロックウールの
空隙率、繊維形状、繊維の真比重、バインダー量等の構
成材料及び水分等の条件により変化する。今超音波送信
器１によって発生された超音波信号の音圧をｐｓとし、
同信号がロックウールブロック６を透過し、超音波受信
器２の位置での超音波信号の音圧’６ ｐＲとする。ロ
ックウールを透過したことによる超音波信号の大きさの
比Ｏは、−αＬ ａ ＝ ｐ、／ｐｓ＝ Ｋ８ −＝ （１）式％式％ ここでに：定数、α；ロックウールによる超音波吸収信
教、Ｌ；ロックウールの厚さ ここで吸収係数αは、ロックウールの空隙率Ｐ、繊維の
真比重Ｑ、繊維形状Ｎ、バインダーの量、質に１、水分
Ｈ１計測に用いる超音波周波数ｆ等の函数となり α＝ ｖ （ｐ、ｑ、Ｎ、に、ｎ、 ｆ） ・・・・
・・・・・・（２）式％式％ 吸収係数αについて検討してみる。ロックウールの繊維
の径りが使用超音波の波長λとくらべ、λ）Ｄであるの
で、吸収の周波数分散は小さい。即ち吸収係数の周波数
に対する依存性は少ないと考えられる。又計測器の使用
環境およびロックウールが吸湿性が少いことから、ロッ
クウールに含まれる水分は、ｏ、１ｗｚ％ 以下で非
常に僅かであり、超音波の吸収については影響はない。
空隙率、繊維形状、繊維の真比重、バインダー量等の構
成材料及び水分等の条件により変化する。今超音波送信
器１によって発生された超音波信号の音圧をｐｓとし、
同信号がロックウールブロック６を透過し、超音波受信
器２の位置での超音波信号の音圧’６ ｐＲとする。ロ
ックウールを透過したことによる超音波信号の大きさの
比Ｏは、−αＬ ａ ＝ ｐ、／ｐｓ＝ Ｋ８ −＝ （１）式％式％ ここでに：定数、α；ロックウールによる超音波吸収信
教、Ｌ；ロックウールの厚さ ここで吸収係数αは、ロックウールの空隙率Ｐ、繊維の
真比重Ｑ、繊維形状Ｎ、バインダーの量、質に１、水分
Ｈ１計測に用いる超音波周波数ｆ等の函数となり α＝ ｖ （ｐ、ｑ、Ｎ、に、ｎ、 ｆ） ・・・・
・・・・・・（２）式％式％ 吸収係数αについて検討してみる。ロックウールの繊維
の径りが使用超音波の波長λとくらべ、λ）Ｄであるの
で、吸収の周波数分散は小さい。即ち吸収係数の周波数
に対する依存性は少ないと考えられる。又計測器の使用
環境およびロックウールが吸湿性が少いことから、ロッ
クウールに含まれる水分は、ｏ、１ｗｚ％ 以下で非
常に僅かであり、超音波の吸収については影響はない。
従ってロックウールの繊維真比重、墳維の形状が同一で
一定と考えると、ロックウールの吸収係数αは、ロック
ウールの空隙率およびバインダーの量及び質によって決
まる。従ってバインダーの量及び質が近似している場合
には、αはロックウールの空隙率、従って嵩密度ρの函
数となりα＝ψ（ρ） ・・・・・・・・・・・（３
）式％式％ 以上の検討から、ロックウールの嵩密度はロックウール
の中を透過する超音波信号の量（減衰量）を測定するこ
とによって可能であることが判る。
一定と考えると、ロックウールの吸収係数αは、ロック
ウールの空隙率およびバインダーの量及び質によって決
まる。従ってバインダーの量及び質が近似している場合
には、αはロックウールの空隙率、従って嵩密度ρの函
数となりα＝ψ（ρ） ・・・・・・・・・・・（３
）式％式％ 以上の検討から、ロックウールの嵩密度はロックウール
の中を透過する超音波信号の量（減衰量）を測定するこ
とによって可能であることが判る。
１式、２式、３式から
ρ＝に２／ＬＸＩ簿Ｇ ・・・・・・・・・・・・・・
（４） 式ここでに２； 定数、Ｌ；ロックウール厚
さ、Ｇ；ロックウールによる超音波信号の透過損失、ρ
；ロックウールの嵩密度である。
（４） 式ここでに２； 定数、Ｌ；ロックウール厚
さ、Ｇ；ロックウールによる超音波信号の透過損失、ρ
；ロックウールの嵩密度である。
ロックウールに水を含ませた時の、超音波の減衰量を第
２図に示す。
２図に示す。
使用周波数は４０ ＫＨｚ 、温度は常温である。ロッ
クウールの通常の含水ｉ ０．１ ｗｔ％ 以下でばｖ
ｏｆφに換算しても水分による減水量は僅かであや、通
常は無視してよいことが分る。
クウールの通常の含水ｉ ０．１ ｗｔ％ 以下でばｖ
ｏｆφに換算しても水分による減水量は僅かであや、通
常は無視してよいことが分る。
超音波センサーを恒温槽に入れ、温度を０〜５０℃の範
囲で変化させ、感度の変化を測定した。測定結果を第３
図のＡにプロットした。
囲で変化させ、感度の変化を測定した。測定結果を第３
図のＡにプロットした。
又ロックウールを含んだ測定系の総合特性の温度依存性
を測定するため、ロックウール（ニスポードＲ１０８０
，ｓｏｍ）を含んだ測定系全体を恒温槽内に入れ、温度
を０〜６０”Ｃの範囲で変化させ、ピーク検出器入力段
のレベルの変動を測定する。
を測定するため、ロックウール（ニスポードＲ１０８０
，ｓｏｍ）を含んだ測定系全体を恒温槽内に入れ、温度
を０〜６０”Ｃの範囲で変化させ、ピーク検出器入力段
のレベルの変動を測定する。
測定結果を第３図のＢにプロットした。共に２５℃の感
度でノルマライズして示した。これより通常の測定温度
範囲では、温度変動の影響は少ないことが確認された。
度でノルマライズして示した。これより通常の測定温度
範囲では、温度変動の影響は少ないことが確認された。
かくして、ロックウールの繊維真比重、繊維の形状が同
一で一定と考え、バインダーの量と質が近似している場
合には、ロックウールブロックの厚さを決めると、嵩密
度は透過する超音波信号の減水量によって決まる。
一で一定と考え、バインダーの量と質が近似している場
合には、ロックウールブロックの厚さを決めると、嵩密
度は透過する超音波信号の減水量によって決まる。
（実施例）
不発明の測定方法を実施するのに好適なロックウール密
度測定装置のブロック図を第４図に示す。
度測定装置のブロック図を第４図に示す。
４は主発振器であって、送信時のタイミング、受信サン
プル２ホールド部１２及び乎均化部１４のタイミングを
制御している。
プル２ホールド部１２及び乎均化部１４のタイミングを
制御している。
マはパルスバースト発振器であって、超音波送信器の共
振周波数に合ったパルスバースト波を発生し、同波発振
のタイミングは主発振器によって制御されている。パル
スバースト時間は可変になっている。３の駆動増巾器は
パルスバースト発振器によって発生された信号を、整合
部８を介して超音波送信器に十分なエネルギーを供給す
るための電力増巾器である。
振周波数に合ったパルスバースト波を発生し、同波発振
のタイミングは主発振器によって制御されている。パル
スバースト時間は可変になっている。３の駆動増巾器は
パルスバースト発振器によって発生された信号を、整合
部８を介して超音波送信器に十分なエネルギーを供給す
るための電力増巾器である。
８の整合部は駆動増巾器のエネルギーを超音波送信器内
の超音波振動素子に効率よく伝達するための整合部であ
る。１の超音波送信器は駆動増巾器３にて出力された電
気エネルギーを超音波信号に変換し、更に適度に指向性
をもたせた超音波送信器である。
の超音波振動素子に効率よく伝達するための整合部であ
る。１の超音波送信器は駆動増巾器３にて出力された電
気エネルギーを超音波信号に変換し、更に適度に指向性
をもたせた超音波送信器である。
６はロックウール（岩綿）であり、厚さをＬとする。密
度を測定される被測定対象物であり、２の超音波受信器
は、超音波送信器１から送信され、ロックウールブロッ
ク６を透過した超音波信号を受信し、電気信号に変換す
る受信器で適度の指向性を有している。９の前置増巾器
は、受信電気信号を受信入力に適当な出力に増巾するも
のである。
度を測定される被測定対象物であり、２の超音波受信器
は、超音波送信器１から送信され、ロックウールブロッ
ク６を透過した超音波信号を受信し、電気信号に変換す
る受信器で適度の指向性を有している。９の前置増巾器
は、受信電気信号を受信入力に適当な出力に増巾するも
のである。
１０の信号増巾器は、前置信号増巾器の出力を増巾する
増巾器で外部から増巾器の設定が可能である。１１のピ
ーク検出器は増巾弱出力の尖頭値を検出し、受信波の大
きさを計測する検出器である。１２のサンプル＆ホール
ド部は、ピーク検出器出力の値を主発振器４かものタイ
ミングにてその値を保持する。
増巾器で外部から増巾器の設定が可能である。１１のピ
ーク検出器は増巾弱出力の尖頭値を検出し、受信波の大
きさを計測する検出器である。１２のサンプル＆ホール
ド部は、ピーク検出器出力の値を主発振器４かものタイ
ミングにてその値を保持する。
１３の対数増巾器はサンプル＆ホールド部１２で得られ
たピーク値を入力とし、該入力を対数化した信号を出力
する対数変換器である。１４の平均化部は対数増巾器出
力値の平均値を出力するセクションである。１５の定数
設定部は、ロックウールの厚さ、種類等によって決定さ
れる定数を外部よりの設定端子１９からの入力によって
設定するセクションである。
たピーク値を入力とし、該入力を対数化した信号を出力
する対数変換器である。１４の平均化部は対数増巾器出
力値の平均値を出力するセクションである。１５の定数
設定部は、ロックウールの厚さ、種類等によって決定さ
れる定数を外部よりの設定端子１９からの入力によって
設定するセクションである。
１６の電圧／電流変換部はロックウール密度計測値を計
測用出力の電流値に変換するセクションである。１７の
モニター指示部は、ロックウール密度計測値のモニター
指示計である。１日の電源変換部は２１の入力交流電源
を種々必要な電源に変換スるセクションである。
測用出力の電流値に変換するセクションである。１７の
モニター指示部は、ロックウール密度計測値のモニター
指示計である。１日の電源変換部は２１の入力交流電源
を種々必要な電源に変換スるセクションである。
このロックウール密度計を用い、周波数４０ＫＨｚによ
って、厚さＬ＝２５（１１１１１）とＬ ＝ ５０ （
ｍ）のロックウールについて測定を行った結果を第５図
に示す。
って、厚さＬ＝２５（１１１１１）とＬ ＝ ５０ （
ｍ）のロックウールについて測定を行った結果を第５図
に示す。
第５図は超音波透過減衰量（ｄＢ）を縦軸に、ロックウ
ールの嵩密度（Ｋｇ ／ ｍ’ ）を横軸にとり、ロッ
クウールブロックの厚さＬをパラメーターにして示した
。
ールの嵩密度（Ｋｇ ／ ｍ’ ）を横軸にとり、ロッ
クウールブロックの厚さＬをパラメーターにして示した
。
（発明の効果）
本発明の測定方法により、厚さ一定の繊維ブロックにつ
いて、自動的且つ連続的な密度の測定が可能になった。
いて、自動的且つ連続的な密度の測定が可能になった。
従って流れ作業の製造工程において、その巾方向の密度
のバラツキ、更に流れ方向の密匪のバラツキを連続的に
測定できるので、この測定値を製綿作業にフィードバッ
クすることにより、均一な製品を造る工程管理に適用す
ることができる。
のバラツキ、更に流れ方向の密匪のバラツキを連続的に
測定できるので、この測定値を製綿作業にフィードバッ
クすることにより、均一な製品を造る工程管理に適用す
ることができる。
又製品についても１製品内及び製品間の密度のバラツキ
を容易に知り得るので、品質検査にも応用することがで
きる。繊維ブロックの品質管理上の効果は極めて大きい
。
を容易に知り得るので、品質検査にも応用することがで
きる。繊維ブロックの品質管理上の効果は極めて大きい
。
第１図は本発明の測定方法を実施するロックウール測定
系のモデルのブロック図、第２図ｔｄ ｏ ７クウール
ブロツク中の水分と超音波減衰量の関係を示した図表、
第３図はセンサー感度と、ロックウールを含んだ系総合
の温度に：る減衰量変動を示した図表、第４図は本発明
法を実施するのに好適なロックウール密度計の実施例の
ブロック図、第５図は、厚さ２５咽と５０．０ロツクウ
ールブロツクについて、超音波減衰量とロックウール密
度の関係を示した図表である。 代理人 弁理士 茶野木 立 夫 第１図 と４１乙チシ宍−一−で引 θ δ Ｅロッグ
ウール中の湿＋ （ＶＯｌか ρ ／ｙ さ 、Ｑ ＃ 、ｌ’６
＃ｔンサー界凹気星夙（で）
系のモデルのブロック図、第２図ｔｄ ｏ ７クウール
ブロツク中の水分と超音波減衰量の関係を示した図表、
第３図はセンサー感度と、ロックウールを含んだ系総合
の温度に：る減衰量変動を示した図表、第４図は本発明
法を実施するのに好適なロックウール密度計の実施例の
ブロック図、第５図は、厚さ２５咽と５０．０ロツクウ
ールブロツクについて、超音波減衰量とロックウール密
度の関係を示した図表である。 代理人 弁理士 茶野木 立 夫 第１図 と４１乙チシ宍−一−で引 θ δ Ｅロッグ
ウール中の湿＋ （ＶＯｌか ρ ／ｙ さ 、Ｑ ＃ 、ｌ’６
＃ｔンサー界凹気星夙（で）
Claims (1)
- 繊維ブロックの中を透過する超音波信号の減衰量を測定
することにより、該ブロック密度を測定することを特徴
とする繊維ブロック密度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215945A JPS6371631A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 繊維ブロツク密度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215945A JPS6371631A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 繊維ブロツク密度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6371631A true JPS6371631A (ja) | 1988-04-01 |
Family
ID=16680859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61215945A Pending JPS6371631A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 繊維ブロツク密度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6371631A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007048187A1 (en) * | 2005-10-25 | 2007-05-03 | Fourth Wave Pty Ltd | Methods and apparatus for measuring properties of fibre samples |
| CN103674773A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-03-26 | 苏州市职业大学 | 一种超声波比重测量装置 |
| CN105004291A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-10-28 | 华北理工大学 | 超声波式多点位巷道表面位移监测装置 |
| RU2726913C1 (ru) * | 2019-07-05 | 2020-07-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" | Устройство для измерения плотности руды |
| WO2024063082A1 (ja) * | 2022-09-21 | 2024-03-28 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 嵩密度検出方法及び装置、並びに含水率算出方法及び装置、コークスの製造方法 |
-
1986
- 1986-09-16 JP JP61215945A patent/JPS6371631A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007048187A1 (en) * | 2005-10-25 | 2007-05-03 | Fourth Wave Pty Ltd | Methods and apparatus for measuring properties of fibre samples |
| CN103674773A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-03-26 | 苏州市职业大学 | 一种超声波比重测量装置 |
| CN105004291A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-10-28 | 华北理工大学 | 超声波式多点位巷道表面位移监测装置 |
| RU2726913C1 (ru) * | 2019-07-05 | 2020-07-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" | Устройство для измерения плотности руды |
| WO2024063082A1 (ja) * | 2022-09-21 | 2024-03-28 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 嵩密度検出方法及び装置、並びに含水率算出方法及び装置、コークスの製造方法 |
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