JPH075104A - 塵埃測定によるサンプル評価 - Google Patents
塵埃測定によるサンプル評価Info
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- JPH075104A JPH075104A JP5152432A JP15243293A JPH075104A JP H075104 A JPH075104 A JP H075104A JP 5152432 A JP5152432 A JP 5152432A JP 15243293 A JP15243293 A JP 15243293A JP H075104 A JPH075104 A JP H075104A
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N2015/0096—Investigating consistence of powders, dustability, dustiness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/064—Stray light conditioning
- G01N2201/0642—Light traps; baffles
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 乾性流動物質中の塵埃度を測定するための装
置で、簡単、迅速、高精度かつ再現性の高い測定方法並
びに装置を提供することが目的である。 【構成】 内壁面での浮遊光の反射が最少となる、断面
が正方形の試験箱と、この箱内に光を投射する光源と、
この光源からの光束と同一平面でかつ互いに直交する方
向に配置された光検出器とで光学系を構成する。この光
学系に試料を落下させ、試料からの反射光を光検出器で
積分することにより、塵埃量に比例した出力を求めてこ
れに”特性番号”を付して異なる試料間での比較を容易
にしている。また、自動零調整回路を用意し、測定毎の
較正が簡単かつ自動的に行えるようにし、装置による再
現性の向上を図っている。
置で、簡単、迅速、高精度かつ再現性の高い測定方法並
びに装置を提供することが目的である。 【構成】 内壁面での浮遊光の反射が最少となる、断面
が正方形の試験箱と、この箱内に光を投射する光源と、
この光源からの光束と同一平面でかつ互いに直交する方
向に配置された光検出器とで光学系を構成する。この光
学系に試料を落下させ、試料からの反射光を光検出器で
積分することにより、塵埃量に比例した出力を求めてこ
れに”特性番号”を付して異なる試料間での比較を容易
にしている。また、自動零調整回路を用意し、測定毎の
較正が簡単かつ自動的に行えるようにし、装置による再
現性の向上を図っている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は乾性流動（ＤＦ）物質の
サンプルの塵埃度の測定分野に関する。更に詳細には本
発明は塵埃粒子からの反射光測定装置を使用し、殺虫剤
調合の様な乾性流動物質の塵埃量計測を行う。
サンプルの塵埃度の測定分野に関する。更に詳細には本
発明は塵埃粒子からの反射光測定装置を使用し、殺虫剤
調合の様な乾性流動物質の塵埃量計測を行う。
【０００２】
【従来の技術】下記の参考文献は従来技術の例であり、
これは”粉体および顆粒体内に塵埃が含まれないことの
評価を行うための沈降測定装置”、ローレンツ・メセテ
バウ（Ｌｏｒｅｎｚ Ｍｅｓｓａｔｅｂａｕ）パンフレ
ット、ＳＰ２機械、発行日付不詳である。
これは”粉体および顆粒体内に塵埃が含まれないことの
評価を行うための沈降測定装置”、ローレンツ・メセテ
バウ（Ｌｏｒｅｎｚ Ｍｅｓｓａｔｅｂａｕ）パンフレ
ット、ＳＰ２機械、発行日付不詳である。
【０００３】本分野に於ける従来技術の例は上記のロー
レンツ発行文書であって、これはその中にサンプルが落
下される円形断面のステンレス鋼管を具備し、サンプル
による光の吸収を測定するための光学装置を使用するこ
とを開示している。ディジタル式処理装置が測定過程の
監視及び制御並びに結果の記録を行うために使用されて
いる。沈降過程の記録は各測定の終了時にプロッタによ
り提供され、このスペクトルが被測定物質の品質評価の
ための指紋として使用できる。この記録は日付、時刻、
サンプル同定番号、沈降スペクトルの図表、塵埃の瞬時
値、および評価を含む。
レンツ発行文書であって、これはその中にサンプルが落
下される円形断面のステンレス鋼管を具備し、サンプル
による光の吸収を測定するための光学装置を使用するこ
とを開示している。ディジタル式処理装置が測定過程の
監視及び制御並びに結果の記録を行うために使用されて
いる。沈降過程の記録は各測定の終了時にプロッタによ
り提供され、このスペクトルが被測定物質の品質評価の
ための指紋として使用できる。この記録は日付、時刻、
サンプル同定番号、沈降スペクトルの図表、塵埃の瞬時
値、および評価を含む。
【０００４】下記の項目を実現するために測定装置を機
械的にも電気的にも更に簡単化し、かつもっと簡素でさ
らに融通性に富みそして信頼性の高い試験箱、光学装置
並びに支援電子機器が要望される：(i) 試験箱内壁から
の無関係な反射を最少化することによる更に高精度の測
定、(ii)サンプル毎に粒子の寸法が変わる際の装置の簡
単な機械調整、(iii) 装置の迅速かつ容易な較正、(iv)
サンプルを試験箱内に落し込む、跳ね蓋の信頼性の高
い、高価でない制御、そして(v) 複雑な計算および記録
装置の使用を必要としない、サンプルを比較するための
簡単な装置。
械的にも電気的にも更に簡単化し、かつもっと簡素でさ
らに融通性に富みそして信頼性の高い試験箱、光学装置
並びに支援電子機器が要望される：(i) 試験箱内壁から
の無関係な反射を最少化することによる更に高精度の測
定、(ii)サンプル毎に粒子の寸法が変わる際の装置の簡
単な機械調整、(iii) 装置の迅速かつ容易な較正、(iv)
サンプルを試験箱内に落し込む、跳ね蓋の信頼性の高
い、高価でない制御、そして(v) 複雑な計算および記録
装置の使用を必要としない、サンプルを比較するための
簡単な装置。
【０００５】
【発明の目的と要約】従って本発明のひとつの目的は、
測定が物質およびそれらからの光反射量に直接比例して
増加するように、評価対象物質における光の吸収よりも
むしろ、物質からの光の反射を利用することである。
測定が物質およびそれらからの光反射量に直接比例して
増加するように、評価対象物質における光の吸収よりも
むしろ、物質からの光の反射を利用することである。
【０００６】加えて、本発明の目的は、試験対象サンプ
ルの粒子寸法に応じて、物質の適切な測定を行うために
装置の光学系の垂直方向調節可能機構を提供することで
ある。
ルの粒子寸法に応じて、物質の適切な測定を行うために
装置の光学系の垂直方向調節可能機構を提供することで
ある。
【０００７】また、各々の評価試験の準備の際に光検知
器の簡単、迅速、精密そして再現性のある較正手段を提
供することも、本発明の目的である。
器の簡単、迅速、精密そして再現性のある較正手段を提
供することも、本発明の目的である。
【０００８】本発明の更に別の目的は、励磁された際に
評価対象である物質が試験箱内に落下されるサンプル容
器の跳ね蓋を開けるための駆動力を発生し、非励磁時に
は内部バネにより跳ね蓋に対して十分な封入力を与える
回転ソレノイドを使用して、全体としての制御を簡単に
する事である。
評価対象である物質が試験箱内に落下されるサンプル容
器の跳ね蓋を開けるための駆動力を発生し、非励磁時に
は内部バネにより跳ね蓋に対して十分な封入力を与える
回転ソレノイドを使用して、全体としての制御を簡単に
する事である。
【０００９】更に、試験対象である各々のサンプルに対
して単一の”特性番号”の形式で統合された出力を提供
し、多くのサンプルが複雑な計算または高価な記録装置
を必要とする事なく簡単にかつ迅速に比較できるように
することも、本発明の目的である。
して単一の”特性番号”の形式で統合された出力を提供
し、多くのサンプルが複雑な計算または高価な記録装置
を必要とする事なく簡単にかつ迅速に比較できるように
することも、本発明の目的である。
【００１０】本発明のこれらの目的およびその他の目的
は以下の開示説明から明かとなろう。
は以下の開示説明から明かとなろう。
【００１１】本発明は、物質のサンプルの塵埃粒子によ
って直角に散乱される光を受光する光学装置を組み込ん
でいる。この”反射”技法の結果塵埃が存在しない場合
の読み取りは零となるが、全く反対のローレンツ装置
の”吸収”技法の結果では塵埃が存在しない場合は最大
の読み取りとなる。本発明では正方形の断面をした管状
試験箱を使用し、計測中に検出器にはいる試験箱内壁面
からの浮遊光の反射を最少としている。更に、そこを通
してサンプルが試験箱内に落下される、跳ね蓋を開閉す
るために回転式ソレノイドを使用している。回転式ソレ
ノイドは励磁時に蓋を開き、非励磁時にはソレノイドの
内部バネが蓋にバイアスをかけて閉じる。
って直角に散乱される光を受光する光学装置を組み込ん
でいる。この”反射”技法の結果塵埃が存在しない場合
の読み取りは零となるが、全く反対のローレンツ装置
の”吸収”技法の結果では塵埃が存在しない場合は最大
の読み取りとなる。本発明では正方形の断面をした管状
試験箱を使用し、計測中に検出器にはいる試験箱内壁面
からの浮遊光の反射を最少としている。更に、そこを通
してサンプルが試験箱内に落下される、跳ね蓋を開閉す
るために回転式ソレノイドを使用している。回転式ソレ
ノイドは励磁時に蓋を開き、非励磁時にはソレノイドの
内部バネが蓋にバイアスをかけて閉じる。
【００１２】計測過程を支援する電子回路は各々の被測
定サンプルに対して、単一の”特性番号”の形で出力を
提供し、これによって高価な記録装置の必要性を無くし
また、多くのサンプル間での比較を行うためにこの出力
に対して実施される複雑な計算を無くすことに依って、
多くのサンプル間での比較の簡単化および迅速化がはか
られる。
定サンプルに対して、単一の”特性番号”の形で出力を
提供し、これによって高価な記録装置の必要性を無くし
また、多くのサンプル間での比較を行うためにこの出力
に対して実施される複雑な計算を無くすことに依って、
多くのサンプル間での比較の簡単化および迅速化がはか
られる。
【００１３】
【実施例】図１から図３に於て、試験箱１０は断面が一
辺１０センチメートルの正方形で、光源３２が周囲を囲
まれた立方体部３０の中に含まれており、”光捕捉”立
方体部３８が、試験箱１０を挟んで立方体部３０の丁度
反対側の位置に、光源３２から発せられ被試験体サンプ
ルの粒子２で散乱されなかった全ての光を吸収するため
に設置されている。従って、光捕捉器３８の目的は散乱
光の測定を邪魔する恐れのある浮遊光を取り除くことで
ある。おそらくは光源は小型白熱電球であって光束の直
径を固定するために、レンズの代わりに固定された開口
部を有するものである。この様な構成によって、十分に
集光され強度が非常に均一な光束が得られ、光”収集
器”としてレンズを使用した場合によく起こる強度変動
やその他の光学的歪みが無く実現できる。
辺１０センチメートルの正方形で、光源３２が周囲を囲
まれた立方体部３０の中に含まれており、”光捕捉”立
方体部３８が、試験箱１０を挟んで立方体部３０の丁度
反対側の位置に、光源３２から発せられ被試験体サンプ
ルの粒子２で散乱されなかった全ての光を吸収するため
に設置されている。従って、光捕捉器３８の目的は散乱
光の測定を邪魔する恐れのある浮遊光を取り除くことで
ある。おそらくは光源は小型白熱電球であって光束の直
径を固定するために、レンズの代わりに固定された開口
部を有するものである。この様な構成によって、十分に
集光され強度が非常に均一な光束が得られ、光”収集
器”としてレンズを使用した場合によく起こる強度変動
やその他の光学的歪みが無く実現できる。
【００１４】発生する浮遊光はまた試験箱１０の内部壁
を、測定の障害となる様に光を反射および散乱させ易い
曲面またはその他の角度とは異なって、互いに直交する
平面を使用することで最少にできる。
を、測定の障害となる様に光を反射および散乱させ易い
曲面またはその他の角度とは異なって、互いに直交する
平面を使用することで最少にできる。
【００１５】検出器立方体部２６内の固体光検出器２８
は、塵埃粒子２で散乱された光を受光し測定するよう
に、光源３２から発せられた光束３３と直角方向に配置
されている。
は、塵埃粒子２で散乱された光を受光し測定するよう
に、光源３２から発せられた光束３３と直角方向に配置
されている。
【００１６】較正を目的として、発光ダイオードの様な
固体基準光源３６が光検出器２８と対向する立方体部内
に在り、これは粒子２が存在しない場合の光検出器の基
準出力を較正するために配置されている。
固体基準光源３６が光検出器２８と対向する立方体部内
に在り、これは粒子２が存在しない場合の光検出器の基
準出力を較正するために配置されている。
【００１７】試験箱１０の各々の壁には、垂直方向に並
べられた少なくとも二つの開口１２が具備されており、
各々の開口を覆うようにそれぞれの壁に対応する立方体
部２６，３０，３４または３８のひとつが配置されてい
る。従って立方体部およびその中に含まれる装置は試験
箱１０の垂直長さ方向に沿って再配置することが可能で
あり、これは粒子の寸法に従ってサンプルの正確な測定
を容易にするために実施される。より正確な測定は大き
な粒子ではより低い位置に在る開口１２の組で得られ、
小さな粒子では比較的高い位置で得られることが知られ
ている。
べられた少なくとも二つの開口１２が具備されており、
各々の開口を覆うようにそれぞれの壁に対応する立方体
部２６，３０，３４または３８のひとつが配置されてい
る。従って立方体部およびその中に含まれる装置は試験
箱１０の垂直長さ方向に沿って再配置することが可能で
あり、これは粒子の寸法に従ってサンプルの正確な測定
を容易にするために実施される。より正確な測定は大き
な粒子ではより低い位置に在る開口１２の組で得られ、
小さな粒子では比較的高い位置で得られることが知られ
ている。
【００１８】図１および図３に於て、試験箱１０の最上
部には試験対象の塵埃または粉体のサンプルを投入する
ための機構が具備されており、これは箱１０内部に伸び
る管１４で構成されたサンプル容器と、通常は回転式ソ
レノイド２０の内部バネのバイアスによって管１４の底
を閉じている跳ね蓋１６とを含む。試作品では管１４の
底は精密に機械加工され、金属板製蓋１６が円柱形金属
棒２２に取り付けられており、この棒はその両端を密閉
式ベアリングで箱１０の壁の中に支持されている。棒２
２には電子機械回転式ソレノイド２０によってバイアス
がかけられており、このバイアスに依って跳ね蓋１６は
通常は管１４の底に対してしっかりと封入する関係で閉
止されている。管１４の中に入れられているサンプルが
試験箱１０の中に投入される際には、回転式ソレノイド
が励磁され、跳ね蓋１６を枢動的に開放位置まで９５度
回転し、サンプルは障害を受ける事なく試験箱１０の中
に重力の影響で落下する。適切な回転式ソレノイドはル
ーカス・レデックス（Ｌｕｃａｓ−Ｌｅｄｅｘ）＃Ｓ−
８２０５−０２４である。
部には試験対象の塵埃または粉体のサンプルを投入する
ための機構が具備されており、これは箱１０内部に伸び
る管１４で構成されたサンプル容器と、通常は回転式ソ
レノイド２０の内部バネのバイアスによって管１４の底
を閉じている跳ね蓋１６とを含む。試作品では管１４の
底は精密に機械加工され、金属板製蓋１６が円柱形金属
棒２２に取り付けられており、この棒はその両端を密閉
式ベアリングで箱１０の壁の中に支持されている。棒２
２には電子機械回転式ソレノイド２０によってバイアス
がかけられており、このバイアスに依って跳ね蓋１６は
通常は管１４の底に対してしっかりと封入する関係で閉
止されている。管１４の中に入れられているサンプルが
試験箱１０の中に投入される際には、回転式ソレノイド
が励磁され、跳ね蓋１６を枢動的に開放位置まで９５度
回転し、サンプルは障害を受ける事なく試験箱１０の中
に重力の影響で落下する。適切な回転式ソレノイドはル
ーカス・レデックス（Ｌｕｃａｓ−Ｌｅｄｅｘ）＃Ｓ−
８２０５−０２４である。
【００１９】図８に示すように、回転式ソレノイド２０
は図６に示すタイマ＃２を含む”ワンショット”タイミ
ング回路によって、２秒間励磁される。このタイミング
回路は操作員がモーメンタリ押しボタンＳ１を押すこと
により、始動される。タイミングは２から１０秒の間で
事前設定可能であり、繰り返し使用可能である。操作員
による仲介の必要もないし、影響も受けない。
は図６に示すタイマ＃２を含む”ワンショット”タイミ
ング回路によって、２秒間励磁される。このタイミング
回路は操作員がモーメンタリ押しボタンＳ１を押すこと
により、始動される。タイミングは２から１０秒の間で
事前設定可能であり、繰り返し使用可能である。操作員
による仲介の必要もないし、影響も受けない。
【００２０】試験箱１０の底には全体として４０で示さ
れているゲート弁が、真空ホース４２を箱１０に取り付
けるように具備されており、試験終了時に操作員の指示
に従って時動的にまたは手動で試験箱内を掃除するため
のものである。
れているゲート弁が、真空ホース４２を箱１０に取り付
けるように具備されており、試験終了時に操作員の指示
に従って時動的にまたは手動で試験箱内を掃除するため
のものである。
【００２１】光学系は塵埃粒子による直角方向の光散乱
を基本として設置されており、散乱光は塵埃粒子２の量
および寸法によって直接変化する。光検出器２８は高
速、シリコン検出器であり、その周辺電子回路は複雑で
はあるが操作員の使用に関しては簡単である。
を基本として設置されており、散乱光は塵埃粒子２の量
および寸法によって直接変化する。光検出器２８は高
速、シリコン検出器であり、その周辺電子回路は複雑で
はあるが操作員の使用に関しては簡単である。
【００２２】ランプ３２の光強度は連続的に監視され、
そして図５および図７に示す回路で自動的に制御されて
測定の少し前から測定期間中の短い時間の間だけ励磁さ
れる。短いウォーミングアップ時間のみを必要とし、ラ
ンプ３２の経年変化による性能の変動は非常に僅かであ
る。図７に示すＬＥＤ＃３によって、ランプ３２の交換
時期が操作員に示される。
そして図５および図７に示す回路で自動的に制御されて
測定の少し前から測定期間中の短い時間の間だけ励磁さ
れる。短いウォーミングアップ時間のみを必要とし、ラ
ンプ３２の経年変化による性能の変動は非常に僅かであ
る。図７に示すＬＥＤ＃３によって、ランプ３２の交換
時期が操作員に示される。
【００２３】周辺電子回路は必要なタイミング信号およ
びその他の制御信号を提供し、装置が”開始”押しボタ
ンを押すことの他、人間の介在無しに、自動的に試験を
実施し”特性番号”を出力出来るようにしている。図５
から図７の回路および機能の大部分は一般的に従来技術
のものと考えられる。しかしながら、本発明に基づく装
置の心臓部は図４ａに回路図の形で、また図４ｂにブロ
ック図の形で示されている多機能回路にある、そしてこ
れらを以下詳細に説明する。
びその他の制御信号を提供し、装置が”開始”押しボタ
ンを押すことの他、人間の介在無しに、自動的に試験を
実施し”特性番号”を出力出来るようにしている。図５
から図７の回路および機能の大部分は一般的に従来技術
のものと考えられる。しかしながら、本発明に基づく装
置の心臓部は図４ａに回路図の形で、また図４ｂにブロ
ック図の形で示されている多機能回路にある、そしてこ
れらを以下詳細に説明する。
【００２４】
【多機能回路ブロック５０】図４ａおよび図４ｂに於
て、多機能回路ブロック５０への入力は光検出器２８か
ら伝送ゲートＴＧ１を経由した電流であり、これは：
(i) 通常測定時には光検出器２８で受光された光強度に
比例し、この光は白熱電球から試験中の物質２で反射さ
れ光検出器２８に入射するものである、または(ii)装置
の較正中は、箱１０内に試験対象物質が存在しない時に
基準光３６から直接光検出器２８で受光される光強度に
比例する。
て、多機能回路ブロック５０への入力は光検出器２８か
ら伝送ゲートＴＧ１を経由した電流であり、これは：
(i) 通常測定時には光検出器２８で受光された光強度に
比例し、この光は白熱電球から試験中の物質２で反射さ
れ光検出器２８に入射するものである、または(ii)装置
の較正中は、箱１０内に試験対象物質が存在しない時に
基準光３６から直接光検出器２８で受光される光強度に
比例する。
【００２５】この多機能回路ブロック５０の基本部は高
品質、高入力インピーダンス、演算増幅器Ｕ１（型式５
１５）であり、この周辺回路および伝送ゲートＴＧ１，
ＴＧ２，ＴＧ３，およびＴＧ４に供給された制御信号に
よって、：(i) 自動零調整として使用される非反転、単
一利得増幅器として［自動零調整回路の一部であるＵ２
と共に］、(ii)時間積分の初期値を零に調整する役割の
可変抵抗器Ｒａと共に電流積分装置として、または(ii
i) 要求に応じて積分器出力を零に調整するために光検
出器２８からの光電流の極性を反転させるための装置と
して（自動零調整時にＵ２およびＵ３との組合せ使用
で）動作する。
品質、高入力インピーダンス、演算増幅器Ｕ１（型式５
１５）であり、この周辺回路および伝送ゲートＴＧ１，
ＴＧ２，ＴＧ３，およびＴＧ４に供給された制御信号に
よって、：(i) 自動零調整として使用される非反転、単
一利得増幅器として［自動零調整回路の一部であるＵ２
と共に］、(ii)時間積分の初期値を零に調整する役割の
可変抵抗器Ｒａと共に電流積分装置として、または(ii
i) 要求に応じて積分器出力を零に調整するために光検
出器２８からの光電流の極性を反転させるための装置と
して（自動零調整時にＵ２およびＵ３との組合せ使用
で）動作する。
【００２６】ブロック５０からの出力電圧は時動制御さ
れたディジタル式パネルメータ５２に供給される。
れたディジタル式パネルメータ５２に供給される。
【００２７】出力はまた自動零調整回路の一部を構成す
る固定利得反転増幅器Ｕ２に供給される。Ｕ２は”多機
能”ブロック５０からの出力電圧を基準零電圧と比較
し、比較結果の差分に定数乗数（この例では、−３９）
を乗じ、その結果をＴＧ５に送る。ＴＧ５が自動零調整
期間中に”ｏｎ”に切り換えられた時に、これと抵抗器
Ｒ４２との間の電圧は零ボルトを基準としたブロック５
０の増幅された誤差を表わしている。精密で、再現性の
ある結果を得るためには、この誤差電圧は零でなければ
ならず、従って自動零調節が必要とされる。
る固定利得反転増幅器Ｕ２に供給される。Ｕ２は”多機
能”ブロック５０からの出力電圧を基準零電圧と比較
し、比較結果の差分に定数乗数（この例では、−３９）
を乗じ、その結果をＴＧ５に送る。ＴＧ５が自動零調整
期間中に”ｏｎ”に切り換えられた時に、これと抵抗器
Ｒ４２との間の電圧は零ボルトを基準としたブロック５
０の増幅された誤差を表わしている。精密で、再現性の
ある結果を得るためには、この誤差電圧は零でなければ
ならず、従って自動零調節が必要とされる。
【００２８】高入力抵抗演算増幅器Ｕ３は、抵抗器Ｒ４
２及びキャパシタＣ１４と共に、長いＲＣ時定数を有す
る電圧積分器を形成する。従って、この積分演算増幅器
Ｕ３の出力電圧はブロック５０の出力電圧に較べて非常
にゆっくりと変化し、ブロック５０が全体としての制御
を失う事なく、補正入力信号を提供する。
２及びキャパシタＣ１４と共に、長いＲＣ時定数を有す
る電圧積分器を形成する。従って、この積分演算増幅器
Ｕ３の出力電圧はブロック５０の出力電圧に較べて非常
にゆっくりと変化し、ブロック５０が全体としての制御
を失う事なく、補正入力信号を提供する。
【００２９】ダイオードＤ４および抵抗器Ｒ４４，Ｒ４
５およびＲ３２は電圧積分器Ｕ３の出力に対して非線形
電流フィードバック回路を形成し、電圧積分器の性能を
より強化する。フィードバック回路はＵ３の出力端子電
圧の極性および強度に応じて異なる応答をする。図示さ
れるようダイオードの非線形動作を使用することによ
り、非線形電圧分圧器網が構成でき、ブロック５０のよ
り迅速な零調整が実現できる。
５およびＲ３２は電圧積分器Ｕ３の出力に対して非線形
電流フィードバック回路を形成し、電圧積分器の性能を
より強化する。フィードバック回路はＵ３の出力端子電
圧の極性および強度に応じて異なる応答をする。図示さ
れるようダイオードの非線形動作を使用することによ
り、非線形電圧分圧器網が構成でき、ブロック５０のよ
り迅速な零調整が実現できる。
【００３０】例えばＵ３の出力電圧が正で大きい、例え
ば＋１０ボルトの時には、分圧器に対するダイオードＤ
４の効果（ここには比較的小さな電圧降下、約０．６ボ
ルトがかかっている）は無視できる程度に小さく、Ｒ４
４，Ｒ４５およびＲ３２の交点での電圧はＲ４４および
Ｒ４５の電圧分割動作により決定される。
ば＋１０ボルトの時には、分圧器に対するダイオードＤ
４の効果（ここには比較的小さな電圧降下、約０．６ボ
ルトがかかっている）は無視できる程度に小さく、Ｒ４
４，Ｒ４５およびＲ３２の交点での電圧はＲ４４および
Ｒ４５の電圧分割動作により決定される。
【００３１】しかしながらこの出力電圧が約０．６ボル
トまたはそれ以下の時には、ダイオードＤ４は分圧器に
対して顕著な効果を与えるが、これはダイオードにかか
る電圧がそれを流れる電流によって対数的に変化するた
めである。この出力電圧が負の時は、ダイオードＤ４に
は逆バイアスがかかり、順方向には導通を失い非常に高
い背抵抗を与える。この背抵抗が高いためにダイオード
Ｄ４はＲ４４，Ｒ４５およびＲ３２接続部電圧を全体的
に制御し、結果として電圧が負の場合は全く異なる制御
動作となる。
トまたはそれ以下の時には、ダイオードＤ４は分圧器に
対して顕著な効果を与えるが、これはダイオードにかか
る電圧がそれを流れる電流によって対数的に変化するた
めである。この出力電圧が負の時は、ダイオードＤ４に
は逆バイアスがかかり、順方向には導通を失い非常に高
い背抵抗を与える。この背抵抗が高いためにダイオード
Ｄ４はＲ４４，Ｒ４５およびＲ３２接続部電圧を全体的
に制御し、結果として電圧が負の場合は全く異なる制御
動作となる。
【００３２】これらの制御動作の結果、Ｒ３２を流れる
電流が非線形的に変化するが、これは零調整過程での増
幅された”誤差”信号の強度並びに極性によって決定さ
れる。従って、人間の介在無しで時限を切られた電子的
シーケンスによって電気的に安定で再現性のある零調整
が実現できる。
電流が非線形的に変化するが、これは零調整過程での増
幅された”誤差”信号の強度並びに極性によって決定さ
れる。従って、人間の介在無しで時限を切られた電子的
シーケンスによって電気的に安定で再現性のある零調整
が実現できる。
【００３３】多機能回路ブロック５０からの異なる三つ
の出力のうち、同時にはひとつのみが利用可能である：
（１）図４に示すようにＲ２４両端部からの記録計へ；
この出力は散乱光の瞬時量に比例し、先に参照したロー
レンツ文献と同様にオプションとして用意される従来型
連続用紙記録計に時間軸基準で記録可能である、（２）
組み込み型ディジタル式パネルメータ５２（図４ａおよ
び図４ｂ）への出力、これは測定された塵埃サンプルの
特性示す単一番号を表示し、この”特性番号”は評価対
象である、異なるサンプル間での数値的な順序づけに使
用できる；この通常動作出力は散乱光の時間積分または
記録紙上の曲線の下側領域に対応し、データを使用可能
な形式に加工処理するためのディジタル計算機を必要と
はしない；この出力は種々のサンプルを例えばメータの
読みの比率の様な簡単な項目による数値的なクラス分け
を提供する、（３）安定な、固体基準光源２６に対して
装置の較正を行うときのディジタル式パネルメータ５２
への出力であって、この較正は本発明に基づき製作され
た異なる装置の間で、同一のサンプルに対してより近い
測定結果を保証するために行うものである。
の出力のうち、同時にはひとつのみが利用可能である：
（１）図４に示すようにＲ２４両端部からの記録計へ；
この出力は散乱光の瞬時量に比例し、先に参照したロー
レンツ文献と同様にオプションとして用意される従来型
連続用紙記録計に時間軸基準で記録可能である、（２）
組み込み型ディジタル式パネルメータ５２（図４ａおよ
び図４ｂ）への出力、これは測定された塵埃サンプルの
特性示す単一番号を表示し、この”特性番号”は評価対
象である、異なるサンプル間での数値的な順序づけに使
用できる；この通常動作出力は散乱光の時間積分または
記録紙上の曲線の下側領域に対応し、データを使用可能
な形式に加工処理するためのディジタル計算機を必要と
はしない；この出力は種々のサンプルを例えばメータの
読みの比率の様な簡単な項目による数値的なクラス分け
を提供する、（３）安定な、固体基準光源２６に対して
装置の較正を行うときのディジタル式パネルメータ５２
への出力であって、この較正は本発明に基づき製作され
た異なる装置の間で、同一のサンプルに対してより近い
測定結果を保証するために行うものである。
【００３４】従って、先に挙げた目的のなかで以上の説
明で明かとなったものは有効に実現できる、実際に構成
する段階に於いて本発明の範囲から逸脱すること無く変
更を加えることも可能であるので、上記の説明または添
付図に含まれる全ての内容は、例示を目的としたもので
あって限定を意図したものではない。
明で明かとなったものは有効に実現できる、実際に構成
する段階に於いて本発明の範囲から逸脱すること無く変
更を加えることも可能であるので、上記の説明または添
付図に含まれる全ての内容は、例示を目的としたもので
あって限定を意図したものではない。
【００３５】添付の特許請求の範囲は、ここに説明した
本発明の全ての一般的および個別の特徴をカバーするよ
うに考慮されており、これらは言葉通りに請求の範囲に
記述されている。
本発明の全ての一般的および個別の特徴をカバーするよ
うに考慮されており、これらは言葉通りに請求の範囲に
記述されている。
【図１】図１は本発明に基づく装置の正面図。
【図２】図２は図１の矢印線II−IIに沿った断面図。
【図３】図３は試験箱上部の一部を切りとって、跳ね蓋
と回転式ソレノイドとの関係をよりわかりやすく示した
等角投影図
と回転式ソレノイドとの関係をよりわかりやすく示した
等角投影図
【図４】ａは本発明に基づく塵埃計測装置の積分および
自動零調整回路の回路図。ｂは図４ａに開示した回路図
のブロック図。
自動零調整回路の回路図。ｂは図４ａに開示した回路図
のブロック図。
【図５】図５は本発明に基づく塵埃計測装置で使用され
る一定光量制御回路の回路図。
る一定光量制御回路の回路図。
【図６】図６は本発明に基づく塵埃計測装置で利用され
るタイマおよび論理回路の回路図。
るタイマおよび論理回路の回路図。
【図７】図７は本発明に基づく塵埃計測装置で利用され
る供給電源およびその他回路の回路図。
る供給電源およびその他回路の回路図。
【図８】図８は本発明のタイミング回路図。
【符号の説明】 １０・・・・・・・・・・・・試験箱 １２・・・・・・・・・・・・開口 １４・・・・・・・・・・・・管 １６・・・・・・・・・・・・跳ね蓋 ２０・・・・・・・・・・・・回転式ソレノイド ２２・・・・・・・・・・・・円柱形金属棒 ２６，３０，３４，（３８）・立方体部 ２８・・・・・・・・・・・・光検出器 ３２・・・・・・・・・・・・光源 ３３・・・・・・・・・・・・光束 ３６・・・・・・・・・・・・基準光源 ３８・・・・・・・・・・・・光補足器 ４０・・・・・・・・・・・・ゲート弁 ４２・・・・・・・・・・・・真空ホース ５０・・・・・・・・・・・・多機能制御ブロック ５２・・・・・・・・・・・・ディジタル式パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス リッテリオ アメリカ合衆国ペンシルバニア州ベンセイ ラム，ネシャミニィ バレイ ドライブ 6501 (72)発明者 ウェン フシアング チア アメリカ合衆国ペンシルバニア州アムブラ ー，ミーティングハウス ロード 1130
Claims (18)
- 【請求項１】 物質サンプルの塵埃度評価方法であっ
て、前記サンプルを試験箱の試験光源の前を落下させな
がら通過させ、前記試験箱の光検出器で受光される前記
試験光源からの光量を検出し、ここで前記光検出器で受
光された前記光量は前記サンプルと前記試験光源から発
せられた前記光との間の干渉の影響を受けたものであ
る、前記方法に於いて：前記光検出器からの出力を、前
記検出結果に応じて、一定時間の間積分し；そして前記
積分結果に応じて、前記サンプルの前記塵埃度特性を表
す数値である、単一の特性番号を出力する、以上の改善
手順を含む前記物質サンプルの塵埃度評価方法。 - 【請求項２】 請求項第１項記載の方法に於いて、更
に：前記評価を種々のその他の物質サンプルに対して繰
り返し；そして各々の物質サンプルの特性番号を標準に
対して比較する手順を含む前記方法。 - 【請求項３】 請求項第１項記載の方法に於いて、更
に：リセット可能なディジタル式パネルメータを用意
し；そして前記特性番号を前記メータに表示する手順を
含む前記方法。 - 【請求項４】 請求項第１項記載の方法に於いて、更
に：前記試験箱に対して、基準光源を用意し；前記試験
箱への前記試験光源からの光を消去し；前記試験箱に対
して、前記基準光源からのみ光を送り；そして前記基準
光源の使用中に前記装置の較正を行う手順を含む前記方
法。 - 【請求項５】 請求項第４項記載の方法に於いて、更
に：物質サンプルとて較正中に前記基準光源から送られ
る光との間の干渉が無い状態で、前記較正を実施する手
順を含む前記方法。 - 【請求項６】 請求項第１項記載の方法に於いて、更
に：前記試験箱に光補足器を用意し；そして前記試験箱
内に存在し、前記評価に有害な光を補足する手順を含む
前記方法。 - 【請求項７】 請求項第１項記載の方法に於いて、更
に：各々の前記サンプルの粒子寸法に応じて、前記干渉
が生じる位置が前記試験箱の長さ方向で変化するように
前記試験光源と前記光検出器を調節する手順を含む前記
方法。 - 【請求項８】 請求項第１項記載の方法に於いて、前記
試験光源が光投影中心軸を有し、前記光検出器が受光中
心軸を有する前記方法に於いて、更に：前記光投影およ
び受光中心軸が基本的に同一平面上で基本的に直交する
ように位置決めし；そして前記評価中に前記サンプルで
反射された前記試験光源からの光を前記光検出器で受光
する手順を含む前記方法。 - 【請求項９】 物質サンプルの塵埃度評価装置であっ
て、試験箱と、該試験箱内に光を投影するための試験光
源と、それに前記試験光源から放射された光と前記サン
プルとの間の干渉による前記試験光源からの光を受光し
光量を検出するための光検出器とを有する前記装置に於
いて：前記検出結果に応じて前記光検出器からの出力を
受信するための装置と；前記検出時間のあいだ前記光検
出器出力を積分するための装置と；そして前記積分結果
に応じて、前記サンプルの前記塵埃度の特性を表す、単
一特性番号を出力するための装置とを含む、前記物質サ
ンプルの塵埃度評価装置。 - 【請求項１０】 請求項第９項記載の装置に於いて：前
記積分装置からの出力を受信し前記特性番号を表示する
ための、リセット可能型ディジタル式パネルメータを含
む前記装置。 - 【請求項１１】 請求項第９項記載の装置に於いて、更
に：前記装置の較正動作モード中に前記試験箱内に基準
光を投影するための基準光源装置と；前記較正モード中
に、前記試験光源から前記試験箱内への光を除去し、前
記試験箱内に前記基準光源からの光のみを投影するため
の装置と；そして前記較正モード中に前記基準光源を使
用して、前記装置の較正を行うための装置とを含む前記
装置。 - 【請求項１２】 請求項第１１項記載の装置に於いて、
更に：各々の前記サンプル評価の準備として、前記積分
装置を自動的に零とするための装置を含む前記装置。 - 【請求項１３】 請求項第１２項記載の装置に於いて、
前記零とするための装置が：前記積分装置を零とするた
めの非線形フィードバック回路装置と；そして各々の前
記サンプルを前記試験箱内に落下させる直前の一定期間
のみ前記フィードバック回路を自動的に可能化するため
の装置とを含む前記装置。 - 【請求項１４】 請求項第９項記載の装置に於いて、更
に：前記試験箱内で前記評価に有害な光を補足するため
の装置を含む前記装置。 - 【請求項１５】 請求項第９項記載の装置に於いて、更
に：各々の前記サンプルの粒子寸法に応じて、それぞれ
前記受光並びに検出に関連する前記干渉を生じる位置が
前記試験箱の長さ方向に沿って変化するように前記試験
光源と前記光検出器を調節するための装置を含む前記装
置。 - 【請求項１６】 請求項第９項記載の装置に於いて、前
記試験光源が光投影中心軸を有し、前記光検出器が受光
中心軸を有する前記装置に於いて、更に：前記光投影お
よび受光中心軸が基本的に同一平面上で互いに直交し、
前記光検出器において、前記評価中に前記サンプルで反
射された前記試験光源からの光を受光できる様に方向決
めするための装置を含む前記装置。 - 【請求項１７】 物質サンプルの塵埃度評価装置であっ
て、試験箱と、該試験箱内に光を投影するための試験光
源と、それに前記試験光源から放射された光と前記サン
プルとの間の干渉による前記試験光源からの光を受光し
光量を検出するための光検出器とを有する前記装置に於
いて：制御装置に従って、前記物質サンプルがそこを通
って前記試験箱内に落下される開口と；前記評価中に前
記開口の密封を実現するための跳ね蓋と；回転式ソレノ
イドで、該ソレノイドが励磁中に前記跳ね蓋を開き、前
記ソレノイドが非励磁中に前記回転式ソレノイドの内蔵
バネ装置の働きで前記蓋を閉じるための、前記回転式ソ
レノイドとを含む前記装置。 - 【請求項１８】 物質サンプルの塵埃度評価装置であっ
て、試験箱と、該試験箱内に光を投影するための試験光
源と、それに前記試験光源から放射された光と前記サン
プルとの間の干渉による前記試験光源からの光を受光し
光量を検出するための光検出器とを有する前記装置に於
いて：前記試験箱はその断面が互いに直交する壁面を有
し、前記評価に悪影響を与える前記壁から前記光検出器
への反射光を最少化するようになされた、前記試験箱を
含む前記装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/903,383 US5303029A (en) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | Sample evaluation by dust measuring |
| US903383 | 1992-06-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075104A true JPH075104A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=25417415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5152432A Withdrawn JPH075104A (ja) | 1992-06-24 | 1993-06-23 | 塵埃測定によるサンプル評価 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5303029A (ja) |
| EP (1) | EP0576200A3 (ja) |
| JP (1) | JPH075104A (ja) |
| CA (1) | CA2098465A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014145681A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液滴捕捉装置 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5471200A (en) * | 1994-04-19 | 1995-11-28 | Romine; Kindrick W. | Smoke detector protector |
| US5828458A (en) * | 1995-01-26 | 1998-10-27 | Nartron Corporation | Turbidity sensor |
| US6512583B1 (en) | 1996-11-04 | 2003-01-28 | Certainteed Corporation | Apparatus and method for the dimensional measurement of airborne fibers |
| US6005662A (en) * | 1996-11-04 | 1999-12-21 | Certainteed Corporation | Apparatus and method for the measurement and separation of airborne fibers |
| DE102004004098B3 (de) | 2004-01-27 | 2005-09-01 | Wagner Alarm- Und Sicherungssysteme Gmbh | Verfahren zur Auswertung eines Streulichtsignals und Streulichtdetektor zur Durchführung des Verfahrens |
| US7505132B2 (en) * | 2006-03-23 | 2009-03-17 | Hach Company | Self calibrating measurement system |
| DE102008010446A1 (de) * | 2008-02-21 | 2009-09-10 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG | Verfahren und optische Sensoranordnung zum Erfassen einer Messgröße eines Mediums, insbesondere zur Trübungsmessung |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2822719A (en) * | 1953-10-29 | 1958-02-11 | Monsanto Chemicals | Measuring the dustiness of particulate solids |
| DE3425710A1 (de) * | 1984-07-12 | 1986-01-16 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Vorrichtung zur bestimmung der feinstaubkonzentration |
| JPS62134543A (ja) * | 1985-12-07 | 1987-06-17 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | ダスト検出装置及びその製造方法 |
| DE3628072A1 (de) * | 1986-08-19 | 1987-04-09 | Fruengel Frank Dr Ing | Aerosol- und feinstaubmessgeraet nach dem streulichtprinzip |
| US4993838A (en) * | 1988-06-17 | 1991-02-19 | Construction Technology Laboratories, Inc. | Dust monitor |
| JP2888308B2 (ja) * | 1990-07-20 | 1999-05-10 | 株式会社豊田中央研究所 | 粉塵検出装置 |
-
1992
- 1992-06-24 US US07/903,383 patent/US5303029A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-06-15 CA CA002098465A patent/CA2098465A1/en not_active Abandoned
- 1993-06-16 EP EP19930304696 patent/EP0576200A3/en not_active Withdrawn
- 1993-06-23 JP JP5152432A patent/JPH075104A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014145681A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液滴捕捉装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5303029A (en) | 1994-04-12 |
| EP0576200A3 (en) | 1994-02-09 |
| EP0576200A2 (en) | 1993-12-29 |
| CA2098465A1 (en) | 1993-12-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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