JPH0236334A - 粒度分布測定用懸濁液サンプリング装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、レーザ回折法、光散乱法もしくは液相沈降法
等に基づく、液相式の粒度分布測定装置において、試料
懸濁液の撹拌、分散および測定系への送液を行うための
サンプリング装置に関する。

〈従来の技術〉 上記した各測定法に基づく粒度分布測定装置では、いず
れも、被測定粉体を適当な媒液中に均一に分散させた懸
濁液を用いて粒度分布を測定する。

このような懸濁液を装置の測定系に供給するためのサン
プリング装置としては、従来、第３図および第４図に例
示する装置が用いられている。これらの従来装置は、い
ずれも超音波発振子３０（４０）が装着されたいわゆる
超音波ハスを試料槽３１（４１）とし、槽内の懸濁液り
を超音波照射により分散させるとともにプロペラ撹拌器
３２（４２）によって撹拌しつつ、送液ポンプ３３と循
環用の配管群によって測定系と試料槽３１（４１）間で
循環させている。

第３図に示す装置では、試料槽３１に対して比較的小さ
いプロペラ３２ａを高速度で回転させて撹拌する方式を
採用しており、第４図に示す装置は比較的大型のプロペ
ラ４２ａを低速度で回転させて撹拌する方式を採用して
いる。

〈発明が解決しようとする課題〉 第３図に示す方式においては、試料槽３１内の洗浄が比
較的容易であるが、試料槽３１内に投入ｊる液量に基づ
いてプロペラ３２ａの位置を適切にセツティングしなけ
れば充分な撹拌効果が得られない。換言すると、液量が
同等である場合には、第５図（ａｌに示すよ・つにプロ
ペラ３２ａの位置が低過ぎると、比較的大径の重い粒子
がプロペラ３２ａの回転によって舞い上がらずにその遠
心力によって試料槽３１の出口の周囲に押しやられ、主
として軽い粒子が吸引されて測定系に導かれてしまい、
逆に、同図（ｂｌに示すようにプロペラ３２ａの位置が
高過ぎると、撹拌のエネルギが充分に液全体に伝わらず
、試料槽３１の底に粒子が残ってしまう。

第４図に示す方式では、上述のような液量による撹拌の
効果の差は出にくいが、プロペラ４２ａの回転速度を高
くすると気泡の混入が著し、く、液量が相当少ない場合
にはプロペラ４２ａの回転速度を極めて低くする必要が
生じ、このため充分に撹拌することができない。また、
試ネ」槽４１内の洗浄も比較的困難である。

本発明の目的は、試料槽内の懸濁液量の多少に拘らず、
常に最適の撹拌効果が得られ、正確で再現性の良いサン
プリングを行うことのできる粒度分布測定用懸濁液サン
プリング装置を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するため、本発明では、実施例に対応
する第１図に示すように、撹拌器３のプロペラ３ａの試
料槽１内での高さを駆動機構４によって変更し得るよう
構成するとともに、試料槽１内の懸濁液りのレベルを検
出する液面位検出器１４を設け、この液面位検出器１４
の出力６ｙ　？、ｑ　−イく制御部１６からの駆動指令
により駆動機構４４駆動して、プロペラ３ａを高さを自
動的に変更するよう構成している。

く作用〉 制御部１６は、液面位検出器Ｊ４＜７）出力、つまり試
料槽１内ζこ存在する懸濁液りのＬ・ベルに応じてプロ
ペラ３ａの高さを変更すべく駆動機構４に駆動指令を与
える。

試料槽１内の懸濁液■２のレベルと、この懸濁液Ｌ！、
：対して最適の攪拌効果を与えて送液できるプロペラ３
ａの高さは、試料槽１の形状等に基づいである一定の相
関がある。制御部１６がこのような相関関係に堪づいて
液面位検出器１４の出力に応した駆動指令を出力するこ
とで、プロペラ３ａの高さを常に最適な高さに制御でき
る。

〈実施例〉 第１図は本発明実施例の全体構成図である。

ローＩ・状の下端部に液出口１　ａを備えた試料槽１に
は、超音波発振子２ａとこれに駆動信阿を与える超音波
発振回路２ｂからなイ）超音波発振器２が装着されてお
り、内部の懸濁液ｔ、ｊ、こ超音波を照射することがで
きる。

試料槽１の上方から、撹拌器３のプロペラ３ａが試料槽
１内に挿入されでいる。撹拌器３は、プロペラ３ａ、モ
ータ３りおよびこれらを連結するプロペラシャー７Ｂ３
．邦・ミ、なり、駆動機構Ａ（、二上って試料槽１内へ
のプ「２ペラ３ａの挿に高さり変更できるよう？こ構成
されている。

すなわち、駆動機構４は、撹拌器３のモータ３ｂを支持
してガイド（図示せず）に沿って一ト下方向に変位自在
のラック４ａと、このラック４ａに噛合するビニオンギ
ア４ｂ、およびこのピニオン′ギア４ｂを回動させるパ
ルスモータ４ｃ等によって構成されており、パルスモー
タ４ｃの駆動により撹拌器３全体を上下動させることが
できる。

試料槽１の液出口１ａは吸引パイプ５を介し７て測定系
の液入口６に連通しており、測定系の液出ロアは送液ポ
ンプ８の吸入口に連通している。また、送液ポンプ８の
吐出口には、試料槽１の上方から槽内に臨む戻しパイプ
９が接続されている。

送液ポンプ８は、モータ制御回路１０によってＯＮ・Ｏ
ＦＦ制御されるモータ１１によって駆動され、この送液
ポンプ８の駆動により、懸濁液りは測定系−送液ポンプ
８４戻しパイプ９−試料槽１−吸引パイプ５−測定系へ
と循環することになる。なお、試料槽１の液出口１ａに
は開閉弁１２を介してドレインパイプ１３が接続されて
いる。

試料槽１の上方には、超音波式の液面位検出器１４が配
設されており、この液面位検出器１２は試料槽１内にパ
ルス状の超音波信号を照射するとともに、その反射信号
を入射し、そのエコータイムによって試料槽１内の懸ｆ
ｆｉ＞ｆｆ１Ｌのレベルを検出することができる。

液面位検出器１４の出力はアンプ１５を介して制御部１
６に採り込まれる。制御部１６はマイクロコンピュータ
およびその周辺機器等によって構成されており、液面位
検出器１４からのデータを採り込んで、後述するプログ
ラムに基づいて、前述した超音波発振器２ｂおよびモー
タ制御回路１０にＯＦＦ指令を与えることができるとと
もに、駆動機構４のパルスモータ４Ｃに駆動信号を供給
し得るよう構成されている。制御部１６には、また、こ
の制御部１６からの指令に基づいて各種の警報を発する
ことのできる警報器１７が接続されている。

第２図は制御部１６のＲＯＭに書き込まれたプログラム
の内容を示すフローチャートで、以下、この図を参照し
つつ各部の動作を説明する。

制御部１６にはあらかじめ、試料槽１内の液量が０に近
い液面レベルｌ　ｍｉｎと、液がオーバーフローする直
前の液面レベル／　ｍａｘが設定されている。

液面位検出器１４からの液面位データｌは、装置駆動開
始当初を含めて例えば一定のタイミングで採取され、ま
ずｌ　ｍｉｎおよびｆｆ　ｍａｘと比較される。２がｌ
　ｍｉｎよりも小さければ、すなわち、試料槽１内に懸
濁液りが殆んど入っていないと判定すると、直ちに超音
波発振器２をＯＦＦにし、警報器１７によってその旨の
警報を発する。試料槽１内に液が入っていない状態で超
音波発振器２を駆動すると、−船釣に装置の破損や性能
劣化の原因となるが、上述の動作によって、液の入れ忘
れや他の何らかの理由で液が減少したことによる装置の
性能劣化を未然に防止することができる。

βがＡｍａＸよりも大きければ、送液ポンプ８を停止す
るとともに、警報器１７によってその旨の警報を発し、
余分な懸濁液りの除去を促がす。

さて、ｌがｌ　ｍｉｎとＥ　ｍａｘの間にあれば、つま
り？、Ａ　ＦＡｔ＆　Ｌがオーバーフローせずに、かつ
、超音波発振器２を駆動してもよいと判断される、適量
範囲内の液面レベルであれば、βの大きさに基づいて、
プロペラ３ａによる撹拌効果が最大に生かされて液出口
１ａから送液される、プロペラ３ａの最適高さを決定し
、それに基づいて駆動機構４のパルスモータ４Ｃを駆動
する。

ここで、試料槽１内の液面レベルとプロペラ３ａの最適
高さとの関係は、試料槽１の形状やプロペラ３ａの撹拌
能力等によって定まるが、例えばあらかじめ実験によっ
てこの関係を求めておき、数式化もしくはテーブル化し
て制御部１６に記憶しておくことで、データβから直ち
にプロペラ３ａの最適高さを決定できる。なお、プロペ
ラ３ａの最適高さが、液面レベルとほぼ比例関係にある
場合には、データ２を用いた簡単な比例計算によってプ
ロペラ３ａの最適高さを求めることができる。

以上の動作により、試料槽１内の懸濁液■７の量に拘ら
ず、常に最適の高さにプロペラ３ａを位置決めすること
ができる。

なお、本発明は以上の実施例に限定されることなく、駆
動機構４はランク・ビニオン方式以外の機構、例えばカ
ム機構やリング機構、クランク機構等の任意の機構を採
用することができ、また、撹拌器３全体を上下動させず
に、モータ３ｂを固定してプロペラ３ａの高さのみを変
更する等の変形も可能である。

更に、液面位検出器１０としては、超音波式のほか、フ
ロート弐等の他の公知の液面検出器を採用し得ることは
勿論である。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、懸濁液を収容す
る試料槽内の液面レベルを検出し、その検出結果に応じ
て、撹拌器のプロペラ高さを、撹拌効果を最大に生かし
て送液できる、最適高さに自動的に位置決めするよう構
成したから、懸濁液量の多少に拘らずに常に最適な撹拌
状態で送液することかでき、個人差なく再現性のよい正
確な粒度分布測定値を得ることができる。

なお、本発明における液面位検出データは、試料槽内の
液量の過少時における超音波発振器の駆動による装置の
性能劣化やあるいは液量過多によるオーバーフロー等を
未然に防止する等の、フールセーフ機能にも利用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の全体構成図、 第２図はその制御部１６の１７０Ｍに書き込まれたプロ
グラムの内容を示すフローチャート、第３図および第４
図はそれぞれ従来の懸濁液サンプリング装置の説明図、 第５図は従来装置のプロペラ高さによる撹拌効果の説明
図である。 １・・・・試料槽 ２・・・・超音波発振器 ３・・・・撹拌器 ３ａ・　・　・プロペラ ４・・・・駆動機構 ・・吸引パイプ ・・送液ポンプ ・・戻しパイプ ・液面位検出器 ・・制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被測定粉体を媒液中に分散させてなる懸濁液を、液相
   式の粒度分布測定装置の測定系に供給する装置であって
   、超音波発振器により内部に超音波を照射し得る試料槽
   と、その試料槽内の懸濁液を上記測定系とこの試料槽内
   間で循環させるための配管および送液ポンプと、上記試
   料槽内の懸濁液を撹拌するプロペラを備えてなる撹拌器
   と、上記試料槽内での上記プロペラの高さを変更するた
   めの駆動機構と、上記試料槽内の液面位を検出する液面
   位検出器と、その液面位検出器の出力に基づいて上記駆
   動機構に駆動指令を与える制御部を備えたことを特徴と
   する、粒度分布測定用懸濁液サンプリング装置。