JPH0134341B2

JPH0134341B2 -

Info

Publication number: JPH0134341B2
Application number: JP56000462A
Authority: JP
Inventors: Koji Mikawa; Takao Sato
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-01-07
Filing date: 1981-01-07
Publication date: 1989-07-19
Also published as: JPS57114844A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は造粒機、特に圧縮成形型の造粒機で成
形されるペレツトの圧壊強度をオンラインで計測
する計測方法およびその装置に関するものであ
る。

輸送、貯蔵あるいは定量化のために、粉体を一
定の大きさのペレツトに成形する手段は、従来か
ら薬品、食品、飼料あるいは燃料など、各方面に
適用されている。

しかるに、輸送や貯蔵の段階では、ペレツトに
圧縮応力が加わつたり、あるいはペレツトを誤つ
て落下させたりするため、相当の圧壊強度を持つ
ことが要求される。このため、従来は成形された
ペレツトを適当にサンプリングし、引張／圧縮試
験機などで強度を測定していた。

しかし、ペレツト強度を造粒の段階で、オンラ
インで計測することが可能になれば、ペレツトの
成形ロールの圧縮力や、回転数および粉体供給量
を制御することができ、ペレツト強度を任意に調
節する閉ループ制御が可能になる。

本発明は、この点に鑑みてなされたもので、本
発明の一つの目的は造粒中のペレツト強度を確実
に計測しうるペレツト強度オンライン計測方法を
提供するにあり、他の目的は前記方法を適確に実
施化しうるペレツト強度オンライン計測装置を提
供するにある。

そして、本発明に係る第１の計測方法の特徴
は、造粒中のペレツトに超音波を送信し、該ペレ
ツトが最大に圧縮された段階であることを検出し
たとき、該ペレツトを通過した超音波を受信し、
受信した超音波の振幅の変化に基づいてペレツト
の強度を算出するところにある。

また、本発明に係る第２の計測方法の特徴は、
造粒中のペレツトに超音波を送信し、該ペレツト
が最大に圧縮された段階であることを検出したと
き、該ペレツトから反射された超音波を受信し、
その受信信号数からペレツト内部欠陥の数を推定
するとともに、該受信信号の振幅の大小から内部
欠陥の大小を推定し、これに基づいてペレツトの
強度を算出するところにある。

また、本発明に係る第１の計測装置の特徴は、
造粒中のペレツトに超音波を送信する手段と、ペ
レツトが最大に圧縮された段階であることを検出
する手段と、ペレツトからの超音波通過波を受信
する手段と、該受信信号を加工、処理するととも
に、この加工、処理された信号からペレツト強度
を示唆する信号振幅を検出する手段とを備えてい
るところにあり、この構成により前記第１の発明
方法を適確に実施化できたものである。

また、本発明に係る第２の計測装置の特徴は、
造粒中のペレツトに超音波を送信する手段と、ペ
レツトが最大に圧縮された段階であることを検出
する手段と、ペレツトからの超音波反射波を受信
する手段と、該受信信号を加工、処理するととも
に、この加工、処理された信号からペレツト強度
を示唆する信号数および信号振幅を検出する手段
とを備えているところにあり、この構成により前
記第２の発明方法を適確に実施化できたものであ
る。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明が適用の対象とするペレツトの
造粒機を示し、この第１図と第２図とは本発明方
法を実施する装置の第１の実施例を表わしてい
る。

第１図に示されている造粒機は、圧縮成形型の
ものでは代表的なブリケツト機であつて、スクリ
ユフイーダ２を有するホツパ１、該ホツパ１の出
口直下に配置された２個一対の成形ローラ３，４
とを備えており、各成形ローラ３，４の周面には
成形すべきペレツト形状に合わせてポケツト５，
６が形成されている。

そして、このブリケツト機では、第１図の矢印
ａ側から供給される原料粉体８をスクリユフイー
ダ２で予備圧縮し、成形ローラ３，４に圧送し、
ついで前記粉体８を成形ローラ３，４における造
粒位置７のポケツト５，６間で圧縮し、ペレツト
９に成形する。

本発明は、前述のごとく、粉体８をペレツト９
に造粒している際、該ペレツト９に超音波を送信
し、ペレツト９が最大に圧縮されたことを検出し
たとき、このペレツト９からの超音波を受信して
受信信号の振幅変化からペレツト強度を計測す
る。

前記ペレツト強度オンライン計測装置の第１
図、第２図に示された実施例は、超音波の透過法
による装置であつて、前記成形ローラ３，４間の
造粒位置７を挟んでその両側に対向配置された超
音波振動子である送信用振動子１０と受信用振動
子１１、受信用振動子１１側の成形ローラ４に連
係された同期信号発信機１５、演算器１９とを備
えている。

送信用振動子１０及び受信用振動子１１は、成
形ローラ３，４の回転軸とポケツト５，６の中心
点とを結ぶ直線上に位置させて配置し、振動面を
ポケツト５，６の内側に向けて設置する。

本例では成形ローラ３，４のポケツト５，６か
ら直近の位置に穴をあけて送、受信用超音波振動
子１０，１１のそれぞれを埋め込んである。

上記送、受信用振動子１０，１１それぞれの振
動面と成形ローラ３，４に設けた穴の内面との間
に空隙を生じないよう、油、グリースなどを介し
て密着させる。

本例において成形ローラ３，４は回転し、これ
に取りつけた送、受信用超音波振動子１０，１１
も回転するので、該送、受信用超音波振動子１
０，１１への電気信号の送受は次のようにして実
現した。

前記送信用振動子１０はスリツプリング１２、
ブラシ１３、端子１４および信号線１６を通じて
演算器１９と接続され、また送信用振動子１１は
他のスリツプリング１２、ブラシ１３、端子１４
および信号線１７を通じて演算器１９と接続さ
れ、さらに同期信号発信機１５は信号線１８を通
じて同演算器１９と接続されている。

前記送信用振動子１０は、演算器１９中に組み
込まれた超音波信号発信機（第２図について後
述・同図における２１）から送られる超音波信号
をペレツト９に向けて発信する。

前記受信用振動子１１は、ペレツト９を通過し
た超音波の信号、つまり通過波を受信し、電気信
号に変換して演算器１９に送る。

前記同期信号発信機１５は、送信用振動子１０
と受信用振動子１１との間に造粒中のペレツト９
が位置したときに、これを検出し、その信号を演
算器１９中のタイマ（第２図について後述）に送
る。

造粒中のペレツトが最大に圧縮されるのは、ポ
ケツト５，６によつて囲まれる空間が最小となる
時であつて、ペレツトが成形ローラ３，４の回転
軸を結ぶ直線を横切る時である。

成形ローラ３，４は幾何学的な形状をしている
ので、上記の最大圧縮時を検出することは可能で
あり、同期信号発信機１５によつてこの時点を検
出する。

前記演算器１９は、第２図に示されるように、
タイマ２０、超音波信号発信器２１、雑音フイル
タ２２、比較器２３、スイツチ回路２４、ピーク
検出器２５および指示計２７を有している。

前記タイマ２０は、同期信号発信機１５（第１
図）からの信号で動作し、かつスイツチ回路２４
を一定時間動作させる。

前記雑音フイルタ２２は、受信用振動子１１
（第１図）からの信号に含まれている機械的雑音
を除去し、かつ浄化された信号を比較器２３に送
る。

前記比較器２３は、超音波信号発信機２１から
発信される超音波と、受信用振動子１１で受信さ
れかつ雑音フイルタ２２で浄化された受信信号と
を常時比較し、比較値の信号をスイツチ回路２４
に送る。

前記スイツチ回路２４は、送信用振動子１０と
受信用振動子１１とを結ぶ直線上に造粒中のペレ
ツト９が位置したときに、前記タイマ２０からの
信号により開閉操作され、一定時間開動作する。
これにより造粒中のペレツト９が最大に圧縮され
たときの、該ペレツト９を通過した信号が把えら
れる。この信号をピーク検出器２５に入れる。

前記ピーク検出器２５は、スイツチ回路２４の
開動作時に送られてくる信号を取り込み、ペレツ
ト９を通過した超音波の信号から振幅を検出し、
その検出結果を指示計２７に入れる。

つぎに、上記実施例の装置の作用とともに、こ
の装置を用いて実施するペレツト強度の計測方法
を説明する。

（第１図参照）送信用振動子１０から造粒中の
ペレツト９に向けて超音波が送信され、受信用振
動子１１によりペレツト９を通過した超音波が受
信され、電気信号に変換されて演算器１９に送ら
れる。

前記造粒中のペレツト９と送信、受信用振動子
１０，１１との位置関係は、同期信号発信機１５
を用いて検出される。即ち、送信、受信用振動子
１０，１１を結ぶ直線上に計測すべきペレツト９
が位置したときに、同期信号発信機１５から演算
器１９のタイマ２０にその検出信号が送られる。

前記受信用振動子１１から演算器１９に送られ
た信号は、演算器１９の雑音フイルタ２２（第２
図）で造粒時の機械的信号が除去された後、比較
器２３に送られる。

比較器２３には、ペレツト９を通過して受信用
振動子１１で受信された信号の他に、超音波信号
発信機２１からの発信用振動子１０を通じて発信
される超音波の信号が直接に送り込まれ、この発
信信号と前記受信信号とが比較される。

比較動作は受信信号を発信信号で基準化するも
のであつて、具体的には（受信信号）÷（発信信号最大レベル）である。

このようにして算出した比較値の信号が、スイ
ツチ回路２４に送られる。

このスイツチ回路２４は、前述の同期信号発信
機１５からの信号で動作するタイマ２０からの信
号により開閉操作され、一定時間の開動作時、前
記比較値の信号がピーク検出器２５に送られる。
該ピーク検出器２５に送り込まれた比較値は、発
信、受信用振動子１０，１１を結ぶ直線上に造粒
中のペレツト９が位置し、かつ成形ローラ３，４
によりペレツト９が最大の圧縮力で圧縮されて、
ペレツト９が最大強度を示す状態（造粒を完成し
た状態）となつたときにおける、超音波の受信信
号と発信信号との比較値である。

ピーク検出器２５では、前記スイツチ回路２４
を通じて送り込まれる信号からペレツト９を通過
した超音波の受信信号の振幅が検出され、その検
出結果は指示計２７に送られる。

前記ペレツト９を通過した超音波の信号振幅と
ペレツト強度とは、例えば第５図に曲線C₁で示
される関係にあり、したがつて指示計２７に入力
される信号を観測することにより、ペレツト強度
をオンライン計測することができる。

第３図および第４図は前記と異なる実施例を示
す。

この実施例は、反射法に基づく装置であつて、
第３図に示されるように、成形ローラ４側に超音
波の発信用振動子１０′と受信用振動子１１′とを
設け、かつ、ペレツト９が上記発信、受信用振動
子１０′，１１′間に位置したときに信号を発信す
る同期信号発信機１５が設けられている。前記受
信用振動子１１′は造粒中のペレツト９から発射
される超音波を受信し、これを電気信号に変換し
て演算器１９′に送る。

前記演算器１９′の構成を第４図に示す。本例
の装置は前記の第２図における演算器１９が備え
ている各機器の他に、積分器２６を有する積算回
路が設けられている。上記積算回路は、スイツチ
回路２４から出力される信号を分岐して入力さ
れ、ペレツト９の反射信号の中から信号の数を積
算して指示計２７に入れる。

この実施例の装置について以上に述べた構成以
外の構成は前述の実施例（第１図、第２図）の装
置と同様である。

そして、この実施例（第３図、第４図）の装置
を使用してペレツト強度を計測するには、送信用
振動子１０′から造粒中のペレツト９に向かつて
超音波が発振され、ペレツト９から反射された超
音波は受信用振動子１１′により受信され、電気
信号に変換されて演算器１９′に送られる。

前記超音波の反射信号は、演算器１９′におい
て機械的雑音を除去され、発信された超音波の信
号と比較され、ついで比較値の信号の中から最大
の圧縮力で圧縮されたときのペレツト９の強度
（振幅）を表わす信号と、発信された超音波の信
号との比較値の信号のみが取り出される。

前記比較値の信号中にはペレツト９内の傷の大
小に関係する振幅と、傷の数に関係する信号の数
とが含まれている。

この実施例に示される演算器１９′（第４図）
では、スイツチ回路２４から出される信号が積分
回路の積分器２６に分岐され、該積分器２６によ
り信号の数が検出され、その検出結果は指示計２
７に送られる。また、ピーク検出器２５により信
号の振幅が検出され、その検出結果も指示計２７
に送り込まれる。

而して、ペレツト９から反射された超音波の信
号の振幅とペレツト強度とは、例えば第６図に曲
線C₂で示され関係にあり、また信号の数とペレ
ツト強度とは、例えば第７図に曲線C₃で示され
る関係がある。したがつて、ピーク検出器２５と
積分器２６から指示計２７に入力される信号を観
測することによつてペレツト強度をオンラインで
確実に計測することができる。

この実施例（第３図、第４図）の装置方法及び
装置について以上に説明した事項以外の事項は、
前述の実施例（第１図、第２図）と同様である。

また、ペレツト強度をさらに詳細に計測する場
合には、受信した超音波の信号を一旦波形記憶装
置（図示せず）に記憶させ、それを再生して波形
分析器で傷の大小及び傷の多少を分析することも
出来る。

なお、図面では超音波振動子と演算器との信号
の送、受信をスリツプリングとブラシとを通じて
行つているが、これに限らず、ローラに信号変換
器を取り付け、光や電磁波を使用して無線で伝送
するようにしてもよい。

以上述べたように本発明の方法によれば、造粒
中にペレツト強度をオンラインで計測することが
可能であり、工業用のブリケツト機などによる造
粒過程に適用することによりペレツト強度を任意
に調節できる効果を有する。

さらに、本発明の装置によれば、前記方法を適
確に実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプリケツト機と本発明方法を実施する
装置の実施例とを示す系統図、第２図は上記実施
例の演算器のブロツク図である。第３図は上記と
異なる実施例の系統図、第４図はその演算器のブ
ロツク図である。第５図、第６図および第７図は
それぞれペレツトからの受信信号とペレツト強度
との関係を示す図表である。１……原料粉体のホツパ、３，４……ブリケツ
ト機の成形ローラ、８……粉体、９……ペレツ
ト、１０，１０′……超音波の発信用振動子、１
１，１１′……ペレツトからの信号の受信用振動
子、１５……発信、受信用振動子を結ぶ直線上に
ペレツトが位置したときに信号を発信する同期信
号発信機、１９，１９′……演算器、２０……演
算器中のタイマ、２１……同超音波信号発信器、
２２……同雑音フイルタ、２３……同比較器、２
４……同スイツチ回路、２５……同ピーク検出
器、２６……同積分器、２７……同指示計、C₁，
C₂，C₃……ペレツトからの超音波の信号とペレ
ツト強度との関係を示す曲線。

Claims

【特許請求の範囲】１造粒中のペレツトに超音波を送信し、ペレツ
トが最大に圧縮された段階にあることを検出した
とき該ペレツトを通過した超音波を受信し、受信
した超音波の振幅の変化に基づいてペレツトの強
度を算出することを特徴とする、ペレツト強度オ
ンライン計測方法。２造粒中のペレツトに超音波を送信し、ペレツ
トが最大に圧縮された段階にあることを検出した
とき該ペレツトから反射された超音波を受信し、
受信した超音波の信号数からペレツト内部欠陥の
数を推定するとともに、受信した超音波の振幅か
らペレツト内部欠陥の大小を推定し、上記推定結
果に基づいてペレツトの強度を算出することを特
徴とする、ペレツト強度オンライン計測方法。３造粒中のペレツトに超音波を送信する手段
と、造粒中のペレツトが最大に圧縮されたことを
検出する手段と、上記のペレツトを通過した超音
波を受信する手段とを設け、かつ、上記の受信信
号を加工、処理して、該受信信号の振幅変化を検
出する手段を設けたことを特徴とする、ペレツト
強度オンライン計測装置。４造粒中のペレツトに超音波を送信する手段
と、造粒中のペレツトが最大に圧縮されたことを
検出する手段と、上記のペレツトから反射された
超音波を受信する手段とを設け、かつ、上記の受
信信号を加工、処理して該受信信号の数の変化及
び振幅の変化を検出する手段を設けたことを特徴
とする、ペレツト強度オンライン計測装置。