JPH01501093A - 精砕機のディスク間の距離測定方法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 精砕機のディスク間の距離測定方法及び装置本発明は精砕機の一方のディスクに 設けたコイルによって磁界を発生させ、該磁界を少なくとも部分的に他方のディ スクを経て通過させて、精砕機のディスク間の距離を測定する方法及び装置に関 するものである。

例えばディスク式精砕機のディスク間の距離を測定することには主として２つの 目的がある。先ず第１の目的は、精砕機の降伏、その摩耗及び他の要因によりデ ィスクが誤って互いに接近し、最終的に衝突するのを防止することにあり、この ようにする理由は高価なディスクが速く摩耗し、全体的に破壊され易くなるから でもある。第２の目的は、ディスク間の距離を測定することによって精砕機の処 置そのものについての有効な情報を提供し、かつ例えばディスク間のどのような 距離が所望な最終結果を持たらすかを確かめて、精砕機による処置の開始時に予 め最終産出物の品質に応じた距離を調整可能とすることにある。このようにすれ ば費用のかかる実験をしないで済む。

いずれの場合にもディスク間の距離を測定するだめの装置は高度な要件を満足し なければならない。その理由は、測定装置は振動している機械で大きな圧力下で 、しかも数分の１ミリメートル以下の正確な測定距離で作動させる必要があるか らである。ディスク間の距離を測定するための従来の装置は、間接測定、即ちデ ィスク間の距離を検出するためにセンサを使用するものか、容量的に測定するも ののいずれかに基づくものである。

間接測定の一例はディスクの軸方向の移動を測定するものである。ディスクの軸 方向移動は原則としてディスク式精砕機におけるディスク間の距離の変化に比例 し、このことはコーン式精砕機についても言えることである。しかし、圧力の変 化や、ディスクの相対距離間における全ての部分及び間接測定点の摩耗による精 砕機の降伏は測定結果を不正確なものにする。さらに、斯種の測定ではディスク 表面そのものの摩耗、即ちそれらディスク表面の状態についての情報は得られな い。

ディスク間の距離を測定する他の方法は、フィンランド国特許出願第８０１７４ ８号に記載されているように、一方のディスクに据付けられる組込み式の接近セ ンサを用いて反対側のディスクとセンサとの間の距離を測定する方法である。

前記特許出願による発明及び従来のもののいずれでも出発点は平滑な表面間の距 離測定にあり、この測定は不正確である。前記発明の場合における他の問題点は ディスクの摩耗及びそれによるディスクの相対距離の変化にある。センサはディ スク材料と同じようには摩耗せず、たとえそうだとしてもセンサはそれらが取付 けられるディスクの摩耗を考慮することは勿論不可能である。

第３の測定方法は、ディスク間の容量値及びその変化を測定し、これに基づいて 例えばディスク式精砕機における回転子ディスクと固定子ディスクとの間の平均 距離を決定し得るようにする方法である。しかし、この場合に測定される容量値 は粉砕すべき木材パルプ及び希釈水の化学的な特性の如き幾つかの他の要因によ っても影響される。従って、得られる結果は極めて変動的なものとなるため、こ の方法を実際に適用したものは市販されていない。さらに、この方法だけではデ ィスク間の角度を測定することは不可能である。

上述した問題点以外に、前記いずれの方法にも較正の困難性による負担がある。

その理由は、較正に必要とされる測定点の絶対位置、−即ちディスクに関連する それらの位置が時間の経過につれて絶えず変化するからである。

本発明の目的は上述した諸欠点を伴うことなく精砕機のディスク間の距離を測定 する方法及び装置を提供することにある。この目的達成のために、本発明による 方法は精砕機ディスク間の実際の距離を測定対象として用い、精砕機ディスクの 少なくとも１個の歯又はそれに匹敵するものに形成したコイルにより前記ディス ク間の距離を越して発生される磁束を、２つの対向する歯間の距離を越して通過 する磁束が、これらの歯の少なくともいずれか一方のまわりに形成されるような コイルによって検出されるようにして測定し、該コイルに誘起される信号が前記 山間の距離を表わす量として解釈されるようにして、前記ディスク間の距離を測 定することを特徴とする。

本発明の最重要利点はつぎの通りである。即ち一ディスク間の距離測定にはディ スクの事実上のＨｐ界部が用いられるため、ディスクの摩耗及び精砕機の降伏に 無関係の実際の値が得られる。この正確な測定法により、二次的に利用し得る多 数点測定も行えるようになり、これによりディスク同志の相対位置の傾斜を決定 することができる。

一本発明による測定方法は磁界の測定に基づくものであるため、ディスク間の導 磁性でない材料（水、木材チップ）が測定結果に影響を及ぼさないことは明らか である。

本発明の好適例では３波電圧をコイルに供給し、このコイルにより磁界を発生さ せる。

斯種の容易に変更し得る信号の振幅からディスク間の距離をその振幅に反比例す る量として読取ることができる。

本発明の他の好適例では、ディスク同志の相対的に極端な位置に対応する信号レ ベルを測定し、かつこれらの信号レベルをメモリに記録することによって測定装 置を較正する。

従来装置にとって負担となる較正の困難性は本発明による絶対的な測定法と、上 述した好適例におけるような電子装置の利用とによる解決策により解消される。

本発明の他の好適例は後に記載する請求の範囲に記載した通りである。

つぎに本発明を図面を参照して実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の好適例を示す図； 第２図は第１図と同じような例における場合の磁束の最も重要な磁力線の通路を 示す回； 第３図は本発明の他の好適例を示す図；第４図は本発明による装置の制御電子機 器をブロック線図として示す図； 第５図はディスク式精砕機のディスクにおける本発明によるコイルの位置を示す 図である。

第１図はディスク式精砕機のディスクの外側円に沿う断面を示す０図面における ような状態では、２つのディスクの歯が互いに対向して位置付けられている０回 転子及び固定子のベースプレートをそれぞれ番号１及び２にて示しである。同様 に、回転子及び固定子ディスクを番号３及び４にてそれぞれ示しである。一方の ディスク、この場合には固定子ディスク４の１つの歯７のまわりには凹所７ａ及 び７ｂを機械加工しである。ついで歯７のまわりにコイル５を設けて、このコイ ルに３波電圧を供給する。コイルは、このコイルが発生する磁束が磁界内の磁性 体この場合にはコイル内の精砕機ディスクの歯７をできるだけ有効に通過するよ うにする。

回転子及び固定子の各ベースプレート１．２の耐摩耗性が実際のディスク材料の 耐摩耗性に充分近いものである場合には、コイルを精砕機の各ディスクの外側円 を形成するベースプレートの位置Ａ又はＢに設けることもできる。このことはコ イルに接近し易くなり、例えば保守管理にとって有利である。

第２図の破線は第１図のものと同じようなものにおける場合に磁束がどのように 通過するかを示したものである。

これから明らかなように、各歯毎に閉磁界が発生し、これはディスクが空隙を有 する形状をしているからである。総体的な磁束はコイルが設けられている歯をｉ ！遇する。磁束は磁気スイッチング機構でディスクにおける多数の他のすべての 歯を経て戻る。コイル５は鉄心変圧器の一次コイルに相当し、このコイルによっ て誘起される磁束は他のコイル６に電圧を発生し、このコイル６は変圧器の二次 コイルに相当する。しかし、後に説明する理由のために、コイル５．６は変圧器 として作動するのではない、コイル５．６は全く同一のコイルとすることができ る。

磁束φは磁気回路のパーミアンスに比例する。即ち、Ｎ＝−次コイルの巻回数 ｉ＝コイルの電流 μ。＝透磁率 Ａ−磁束が浸透する材料の面積 δ＝（この場合には）ディスク間の距離Ｐ＝パーミアンス 第１図のものと同じようなものでの磁気スイッチング機構では、磁気回路のパー ミアンスを２つの成分に分けることができる。即ち、 ここに、Ａゎ＝一方の精砕機ディスクの歯の面積。

鉄の影響は式では無視している。上記２成分は主磁束が浸透する空隙のパーミア ンスと、他の歯（ｎ　ｐｃｓ）を経て戻る磁束が浸透する多数の空隙のパーミア ンスとを表わす。

パーミアンスはレラクタンスの逆数であるから、従って、このことからして磁気 回路のパーミアンスはコイル付きの歯７における空隙だけで決定されることにあ る。

コイル６によって受け取られる磁束は精砕機ディスクの歯７と８との間の距離δ に反比例する。その理由は、斯かる距離が大きくなると云うことは、レラククン ス、換言す゛　るに磁束が通る閉回路における抵抗値が増大すると云うことにも なるからである。本発明は、磁気回路を形成するのに精砕機ディスクの歯を利用 し、またそのような成る磁気回路での歯７そのものにおけるスイッチングによる 磁束の変化を検出するようにすれば、平坦な表面間の距離を測定する場合に生ず る欠点をこうむることなく測定し得るような磁界強度及び精度を持たらすことが できると云う事実の認識に基づいて成したものである。また、精砕機ディスクの 歯間の距離の変化は、その変化がどうして起こるのが（精砕機の内部降伏、摩耗 ）に無関係に測定値に直接反映　゛されるから、常に測定されるものはディスク 間の実際の距離となる。

精砕機の回転子が固定子に関連して回転すると、磁束は当然周期的に変化する。

その理由は、歯間の磁気抵抗、換言するにレラクタンスは歯が互いに正確に対向 する際に最低となり、その時点に磁束がそれ相当に最大となるがらである。この 最大値は事実上の測定結果であり、それは例えばフィルタリング又はピーク値検 出器で容易に識別することができる。

第３図は本発明の他の例を示し、この例では巻線９を精砕機ディスクの２つの歯 間の条溝に長手方向に設ける。この巻線は磁束線１０によって示すように前述し た例の場合と同じ種類の磁気回路を形成する。この磁束は第１回に示したものと 同じ方法で検出し、かつ測定することができる。

第３図の新規の特徴は所謂短絡コイル１１にあり、このコイルによって磁束はそ の発生領域の外側を通過しなくなる。

コイル１１に磁束が誘起されるため、これによる電流はコイルを通る磁界を低減 させる。さらに第３図から明らかなように、ディスクは例えば１個づつ変えるこ とのできるような別個の区分１２．１３で構成することもできる。

第４図はディスク間の距離を測定するための本発明によるシステムの制御電子機 器を示す。既に上述したように、磁界発生コイル５．６には３波電圧を供給する 。これは、ディスク材料は特に良好な強磁性材料でなく、これがため特にディス ク材料は例えば冷間圧延される変圧器プレートの殆どがそうであるように結晶方 位を定めて作られるものではないからである。このために、またコイルの回転速 度を適当に設定することにより、実際上磁束はディスク材料を迅速に飽和し、こ れは磁界を誘導的に行動させる。従って、このような状況では例えばコイル５及 び６と、ディスク４は誘導器となるのであって、変圧器とはならない。この場合 に供給電圧を３波電圧とする場合には、二次側の曲線的な出力信号を、振幅がデ ィスク間の距離δに反比例する方形波となるように処理するのが有利である。前 述したように、コイル５で磁界の発生と磁界の検出の双方を同時に行うことがで き、この場合には別個のコイル６は不要となる。このようにしても第４図に示し たスイッチング機構は本質的に何等変わらない。

第４図の３波電圧発生器１４はコイル５に３波電圧を供給する。変圧器スイッチ ング機構の二次コイル６の出力信号は前述したように方形波とし、この出力信号 を整流器１５にて整流する。この整流信号Ｕ、を減算素子１６に供給し、これに て磁界の漂遊磁束及びコイル個所以外の残りのスイッチング機構の背景雑音であ る信号Ｕ２を信号Ｕ１から差引いて、信号Ｕ、を得る。最後に、この信号をディ スクの材料及び形状に基づいて選定される係数によって回路１７にて補正して、 回路の出力がディスク間の距離δを直接表わすようにする。上記係数にはディス ク間の距離の値δと、その距離に対応する方形波の振幅との間の非直線的な相互 依存性も考慮して、出力値δがディスク間の距離に直接、かつ直線的に依存する ようにして、結局はさらにできるだけ簡単に処理し得るようにする。出力信号は ２進体号とするか、又はアナログ信号とすることができる。実際には回路１７を マイクロプロセッサで構成することができ、このようにすれば補正係数を容易に 変更でき、しかも信号処理範囲をさらに広げることができるので有利である。

背景雑音Ｕ２の規定及び同時に行う測定装置の較正は、精砕機のディスクが例え ば保守位置に対して互いに遠去かるように移動しても、その装置がディスク間の この「不確定な」距離に対応する信号を測定し得るように自動的に行われる（こ れは基準点に対するスケーリング又は探索ではない）。このようにして得られる 信号、即ち主として磁界の漂遊磁束を表わす基準電圧Ｕ２を保持回路１８に記録 して、この実測値を測定信号から差引くことができる。最後に、較正処置でディ スクを互いに零位置にまで動かし、これによりディスクタイプの零位置信号特性 についてのスイッチングの構成を知らせる。これにより回路１７に記憶させる補 正係数を形成し、かつチェックすることができる。

このように、本発明による装置は有利にスケーリングすることができ、しかも較 正することができ、また測定法がディスク間の距離の変化の原因及びディスク間 の材料の品質や量に感知しないため、ディスクが取付けられている場合に、較正 は一般に１回以上行う必要がない。

最後に、第５図は丸いディスクの成る区分１９における隔離されている歯にコイ ル用の条溝２０及び取付個所２１を機械加工した実際の状態を示したものである 。コイルはディスクを貫通するねじを取付個所２１を経てねし止めすることによ す固定し、その後コイルにはそれらの上に固体プラスチック層を流し込み成型に より被せる。

本発明は上述した例のみに限定されるものでなく、つぎに記載する請求の範囲内 で変更を加え得ることは当業者にとって明らかである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．精砕機の一方のディスク（４）に設けたコイル（５）によって磁界を発生さ せ、該磁界を少なくとも部分的に他方のディスク（３）を経て通過させて、精砕 機のディスク間の距離（δ）を測定する方法において、精砕機ディスク間の実際 の距離を測定対象として用い、精砕機ディスクの少なくとも１個の歯（７）又は それに匹敵するものに形成したコイル（５）により前記ディスク間の距離を越し て発生される磁束を、２つの対向する歯（７，８）間の距離を越して通過する磁 束が、これらの歯の少なくともいずれか一方のまわりに形成されるようなコイル （６）によって検出されるようにして測定し、該コイルに誘起される信号が前記 歯間の距離（δ）を表わす量として解釈されるようにして、前記ディスク間の距 離を測定することを特徴とする精砕機のディスク間の距離測定方法。 ２．一方の精砕機のディスクの１つの歯のまわりに、少なくともその長さ方向の 部分に沿って巻回した別個のコイル（５，６）によって前記磁界の発生及び検出 をそれぞれ行わせることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．２つの歯間の条溝を通り、かつディスクの裏側を通過すべく巻回されるコイ ル（９）によって磁界を発生させることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ４．同じ精砕機のディスクの歯のまわりに、少なくともその長さ方向の部分に沿 って巻回した別個のコイル（５，６）によって前記磁界の発生及び検出をそれぞ れ行わせることを特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載の方法。 ５．どちらかのディスク（３，４）のベースプレート（１，２）の同じ突出部分 のまわりに、少なくともその長さ方向部分に沿って巻回した別個のコイルによっ て前記磁界の発生及び検出をそれぞれ行わせることを特徴とする請求項１に記載 の方法。 ６．磁気コイルによって発生される磁界の進路をディスクに設置した短絡コイル で方向付けることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。 ７．精砕機のディスク（３，４）間の距離（δ）を１個所以上の個所にて測定す ることを特徴とする請求項１〜６に記載の方法。 ８．磁界を発生するコイル（５）に３波電圧を供給することを特徴とする請求項 １〜７のいずれかに記載の方法。 ９．磁界を検出するコイル（６）の出力で方形波の形状をしている電圧信号の振 幅（Ｕ１）を測定することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。 １０．互いに極端な位置関係にあるディスクに対応する信号レベルを測定し、こ の信号レベルをメモリに記録することにより測定装置の較正を行うことを特徴と する請求項１〜９のいずれかに記載の方法。 １１．請求項１に記載の方法を実施するための装置において、少なくとも一方の 精砕機ディスク（４）に設ける磁界発生用コイル（５）を精砕機ディスクの少な くとも１個の歯（７）又はそれに匹敵するものに巻回し、２つの対向する歯（７ ，８）間の距離を越して通過する磁束を検出するコイル（６）をこれらの歯のい ずれかを少なくとも部分的に囲むべく巻回し、かつ前記コイルに誘起される信号 を解読する電子回路（１５〜１８）を設けたことを特徴とする精砕機のディスク 間の距離測定装置。 １２．磁界を発生するコイル（５）及び磁界を検出するコイル（６）を一方の精 砕機ディスク（７）のまわりに、少なくともその長さ方向部分に沿って巻回した ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。 １３．磁界を発生するコイル（９）を、２つの歯間の条溝を通り、かつディスク の裏側を通るように巻回したことを特徴とする請求項１１に記載の装置。 １４．磁界を発生するコイル（５）及び磁界を検出するコイル（６）を同じ精砕 機ディスクの歯（７）のまわりに、少なくともその長さ方向部分に沿って巻回し たことを特徴とする請求項１１及び１２のいずれかに記載の装置。 １５．磁界を発生するコイル（５）及び磁界を検出するコイル（６）を、どちら かのディスク（３，４）のベースプレート（１，２）の同じ突出部（Ａ，Ｂ）の まわりに、少なくともその長さ方向部分に沿って巻回したことを特徴とする請求 項１１に記載の装置。 １６．精砕機ディスクに磁界の進路を方向付ける短絡コイル（１１）を設けたこ とを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載の装置。 １７．精砕機のディスク間の距離（δ）を１個所以上にて測定する数対のコイル （５，６）を精砕機ディスクに設けたことを特徴とする請求項１１〜１６のいず れかに記載の装置。 １８．磁界を発生するコイル（５）の電圧源を３波電圧発生器（１４）としたこ とを特徴とする請求項１１〜１７のいずれかに記載の装置。 １９．電子回路が整流器（１５）、減算回路（１６）、更新回路（１７）及び背 景雑音用の保持回路（１８）を具えることを特徴とする請求項１１〜１７のいず れかに記載の装置。