专利名称：粒径分布测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过使试料收容体振动，使所规定流量的试料粉粒体从该试料收容体落下而供给流动容器，照射光来测定粒径分布的干式粒径分布测定装置。
背景技术：
在此种干式粒径分布测定装置中，如日本专利特开2003-185558号公报所示，试料收容体被板簧支撑的同时，通过利用电磁铁克服板簧的弹力不间断地进行吸附，使试料收容体振动，使试料粉粒体落下而供给流动容器。
然后，在这样的干式粒径分布测定装置中，需要设定适合于测定的试料供给速度。试料供给速度由于被透过光量(透过率)和散射光量反映，以往在决定试料供给速度的场合操作员监视透过光量(透过率)和散射光量，因此，来要调整振动的振幅及周期、波形等以使此值成为所希望的值。
发明内容
然而，该监视和调整并不是仅在初期时进行就行了，由于即使是相同的振动也会因在试料收容体内残存的试料粉粒体的量的不同等而使试料供给状态逐渐发生变化等，故即使在测定中也随时需要监视和调整，该作业花费时间和劳力。
并且，由于如此调整作业依赖于操作员的熟练程度，故也会产生不同的操作员测定结果不同的情况，有时还会在调整作业中花费时间和劳力并导致试料的浪费。
因此，本发明是为了一举解决上述的课题，其主要目的在于提供一种在能减轻操作员的负担的同时能提高测定精度和测定再现性，并且，不浪费试料粉粒体的粒径分布测定装置。
即，本发明的粒径分布测定装置，其特征在于，包括收容试料粉粒体的试料收容体，通过使试料收容体振动使试料粉粒体从在该试料收容体上形成的试料落下孔落下的振动致动器；对落下的试料粉粒体照射光的光源；对此光照射在试料粉粒体上生成的散射光及/或透过光的强度进行检测并作为光强度信号输出的光检测器；和根据上述的光强度控制0上述振动致动器同时计算试料粉粒体的粒径分布的信息处理机构，上述的信息处理机构包括积分部，其在互相不同的2个时间对上述光强度信号表示的光强度进行积分，并分别输出各积分值；致动器控制部，其为了使从上述积分部输出的一个光强度积分值接近预定的设定值，生成并输出对上述振动致动器的控制信号；和粒径分布计算部，其根据上述积分部输出的另一个光强度积分值计算出试料粉粒体的粒径分布。
在此处，[散射光]也可以包含衍射光。在此处，[光强度]即是指透过光量及从透过率和透过光量中得到的强度信息。
对于试料收容体的振动控制，通常，由于需要比粒径分布计算更快的响应，故最好将振动致动器中所使用的光强度的积分时间设定成比在粒径分布计算中所使用的光强度的积分时间短。
根据如此构成的本发明，操作员只要最初设定光强度积分值的目标值，例如目标透过率和目标透过光量，或目标散射光量即可，由于没有必要边监视试料粉粒体的供给量边进行调整，因而操作负担大大减轻。而且，由于试料粉粒体的供给量被自动调整，故不必在此作业中花费劳力和时间，能抑制试料粉粒体的浪费，能实质性地削减在测定中必要的试料粉粒体量。
并且，由于能可靠地供给适合于测定的量的试料粉粒体，不仅提高测定精度，而且由于能使试料供给量固定，从而还能提高测定再现性，即使是不同的操作员也能得到同样的测定结果。
此外，兼用现有的粒径分布测定用的光检测器来进行试料供给量的自动控制，故对现有的装置只要实施简单的改良就能实现。
图1是本发明的实施形态的粒径分布测定装置的整体模式图。
图2是表示该实施形态的粒径分布测定装置的试料供给机构(送料器)的概略侧面图。
图3是表示该实施形态的粒径分布测定装置的滑槽的斜视图。
图4是表示该实施形态的粒径分布测定装置的信息处理机构的模式的机构构成图。
图5是该实施形态的信息处理机构的功能框图。
图6是本发明的其他的实施形态的信息处理机构的功能框图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施形态进行说明。
本实施形态的干式粒径分布测定装置1，其整体概略如图1所示，主要包括测定机构2、试料供给机构3以及信息处理机构4。
首先，对测定机构2进行说明。测定机构2例如包括中途具有在上下方向延伸的筒状的透明流动容器22的试料流通路21；对于在上述流动容器22内落下的试料粉粒体S照射激光L的光源23；配置在上述流动容器22的周围并且接收当激光L照射在试料粉粒体S上时产生的散射光和/或者衍射光和透过光的复数光检测器24。
光源23包括半导体激光器231和配置在其前方的聚光透镜232，设定成被射出的激光L会聚在下述的光检测器24中的位于光轴上的透过光检测用的光检测器。
试料流通路21在上方开设有用于向内部导入试料粉粒体S的试样导入口21a，在它的下游设有未图示的喷射器部、压缩空气供给路、整流板等，并且在它的下游形成有上述的流动容器22。在流动容器22的下游，设有没有图示的吸收机，通过流动容器22的试料粉粒体S通过吸收机被回收。
光检测器24分类为第1光检测器群24(a)和第2光检测器群24(b)，前者为了检测出向前方散射的狭角散射光及透过光而被配置在隔着流动容器22在透镜23的大致相反侧，后者为了检测出向后方或侧方散射的广角散射光而被离散配置在流动容器22的周围。这些光检测器24向下述的信息处理机构4输出具有与接收到的光强度对应的值的光强度信号。
接着，对试料供给机构3进行说明。该试料供给机构3(以下称为送料器)如图2所示包括收容试料粉粒体S的试料收容体即滑槽31、和支撑该滑槽31的同时使其振动的致动器32。上述的滑槽31如图2，图3所示，是上方开口的扁平箱形的形状，具有从俯视看细长的等腰梯形的底板311和从其周边立起的立起板312，313，314。在这些立起板312，313，314内，底板311短边侧(以下称为前端侧)的立起板312及侧边侧的立起板313垂直立起，底板311的长边侧(以下为后端侧)的立起板314倾斜立起。此外在底板311的前端部形成有上下贯通的矩形的试料落下孔31a。
振动致动器32如图2所示包括在橡胶等防振部件321a的上下分别设有基板321b的基座321；安装在该基座321上的电磁铁单元322；从该电磁铁单元322的前后端部互相平行且倾斜着立起的一对板簧323；支撑在那些板簧323上端部的振动板324。在该振动板324上面承载固定有滑槽31的底板311，其试料落下孔31a配置在上述试样导入口21a正上方的位置。振动板324由铁等能被磁力吸附的材料制成，在平时不对电磁铁322a通电时，其在电磁铁322a的上方离开若干距离，并使滑槽31的底板311成为水平状态。
信息处理机构4如图4中的机构概念图所示，包括具有CPU401、总线402、存储器403、输入手段404等的所谓的计算机；通过I/O通道405等与此计算机连接的A/D转换器406和缓冲器(未图示)、专用控制电路407等的周边设备。如此的信息处理机构4既可是物理上一体的结构也可是在通用计算机上连接专用的电路等的样式，即，多个设备通过通信连接即使被分散配置也无妨。
该信息处理机构4按照上述的存储器403中存储的程序与CPU401及周边设备协同动作，或通过内部电路单独动作，如图5所示，发挥操作员输入接受部41，光强度信号接受部42，积分部43，致动器控制部44，粒径分布计算部45等的功能。
对各部进行说明。
操作员输入接受部41是接受操作员使用键盘和鼠标等的输入手段404输入的设定参数，并向下述的致动器控制部44输出的部分。设定参数就是作为目标的透过率(即透过光量)和散射光量。
光强度信号接受部42是接收来自光检测器24的光强度信号、并将其放大进行A/D转换等，并向下述的积分部43输出的部分。该光强度信号接受部42由缓冲器，放大器，A/D转换器406等作为主体构成。
积分部43具有串列设置的第一积分部431和第二积分部432并分别由专用硬件构成。当然这些由软件构筑也无妨。第一积分部431是对从光强度信号接受部42输出的光强度信号值进行一定时间积分，并向致动器控制部44及第二积分部432输出的部分。第二积分部432是对来自第一积分部431的输出值即光强度第一次积分值进一步进行一定时间积分、并向粒径分布计算部45输出的部分。
致动器控制部44是为了使从第一积分部431输出的光强度第一次积分值接近操作员输入接受部41所接受的目标透过率(或散射光量)、对送料器3进行反馈控制的构件，包括计算出光强度第一次积分值和目标透过率(或散射光量)的差值并对应该差值设定送料速度的速度设定部411；生成用于产生对应该送料速度的振动的驱动信号并向上述的振动致动器32输出的驱动信号输出部442。而且，如果在操作员输入接受部41接受的值为透过率，则速度设定部411利用来自透过光检测用的光检测器24的值来设定送料速度，如果在操作员输入接受部41接受的值为散射光量，则速度设定部411就利用来自散射光检测用的光检测器24的值来设定送料速度。此外，驱动信号输出部442在该实施形态中由专用的硬件构成。驱动信号例如是ON/OFF的脉冲信号，以其周期、振幅和ON/OFF比来决定试料粉粒体S的落下流量。
接着对干式粒径分布测定装置1的动作进行以下的说明。
首先，作为试料供给量的设定参数，操作员利用输入手段404(键盘和鼠标等)设定的不是[送料的速度]而是透过率(透过光量)或散射光量。该目标设定值在操作员输入接受部41接受。
另一方面，光强度信号接受部42接受来自各光检测器24的光强度信号，并向第一积分部431输出。
接着，第一积分部431以一定时间对来自光强度信号接受部42的光强度信号值进行积分，并向致动器控制部44及第二积分部432送出。
在致动器控制部44，速度设定部441计算出第一积分部431积分得到的光强度第一次积分值与操作员设定的透过率(即散射光量)的差值，并设定对应该差值的送料速度。然后驱动信号输出部442生成用于产生对应该送料速度的振动的驱动信号，并向上述的振动致动器32输出。
结果，在振动致动器32上的电磁铁322a以驱动信号决定的状态重复ON/OFF，通过该电磁铁322a的吸附力和板簧的分离弹力的相互作用，振动板324及固定在其上的滑槽31进行振动。然后滑槽31内的试料粉粒体S被摇动而慢慢地从试料落下孔31a向流动容器22流入。
另一方面，在第二积分部432中，以适合粒径运算的时间再次对在第一积分部431中积分得到的光强度信号的值进行积分，并向粒径分布计算部45输出。然后，粒径分布计算部45基于来自第二积分部432的输出值(光强度第2次积分值)计算出试料粉粒体S的粒径分布。关于粒径分布的计算，由于和以前一致故省略了详细说明。
采用如此构成的本实施形态的粒径分布测定装置1，操作员只要在最初设定透过率(或散射光量)即可，不需要一边监视试料粉粒体S的供给量一边进行调整，因而大大减轻了操作的负担。此外，由于试料粉粒体S的供给量被自动调整故不用对该作业浪费时间和劳力，能抑制试料粉粒体S的浪费，能实质性的削减测定中必要的试料粉粒体S量。
并且在此供给量的自动控制中，由于兼用粒径分布测定用的光检测器24，不必利用新的专用的检测器，故对现有的装置只要实施简单的改良就能实现。
此外，因为能准确的供给适合测定的量的试料，不仅提高测定精度，而且由于能使试料供给量固定，测定再现性也得到提高。而且，即使是不同的操作者也能维持同一试料供给量，得出同样的测定结果。
并且，本发明不局限于上述的实施形态。
作为操作员对试料供给量的目标设定值的设定方法例如有如下的作法。
·在测定前事先输入目标设定值·在反馈控制中变更输入目标设定值·读取附加在存储器或盘片中的[测定数据文件]和[测定条件文件]中的数值等。
对于控制开始时的送料器的供给速度的设定例如有如下的作法。
·利用在过去的测定中最适合的被记忆的速度·利用测定前操作员设定的数值·读取附加在存储器或盘片中的[测定数据文件]和[测定条件文件]中的数值等。
对于试料送料器例如有如下的类型·电磁元件的吸附力作为驱动源使滑槽31振动·电动机的回转力作为驱动源使滑槽31振动·电动机的回转力作为驱动源使过滤网振动·通过电动机驱动承载着试料粉粒体S的带状物，滚筒，圆盘，导轨等。
积分时间不同的第1，第2积分部431，432如图6所示也可并列设置。此外，在该图中对应于上述实施形态的部件附上相同的符号。
此外，本发明在不脱离其宗旨的范围内可以进行各种的变形。
权利要求
1.一种粒径分布测定装置，其特征在于，包括收容试料粉粒体的试料收容体；通过使该试料收容体振动使试料粉粒体从该试料收容体落下的振动致动器；对落下的试料粉粒体照射光的光源；对该光照射在试料粉粒体上生成的散射光及/或透过光的强度进行检测并作为光强度信号输出的光检测器；和根据所述光强度控制所述振动致动器，同时计算试料粉粒体的粒径分布的信息处理机构，所述信息处理机构包括积分部，其以互相不同的2个时间对所述光强度信号表示的光强度进行积分，并分别输出各积分值；致动器控制部，其为了使从所述积分部输出的一个光强度积分值接近预定的设定值而生成并输出对所述振动致动器的控制信号；和粒径分布计算部，其根据从所述积分部输出的另一个光强度积分值计算出试料粉粒体的粒径分布。
2.如权利要求1所述的粒径分布测定装置，其特征在于，振动致动器中所使用的光强度积分时间比粒径分布计算中所使用的光强度积分时间短。
全文摘要
信息处理机构(4)包括积分部(43)，其以互相不同的2个时间对从光检测器(24)输出的光强度信号表示的光强度进行积分并分别输出各积分值，而所述光检测器(24)用于分别对光照射在试料粉粒体(S)上生成的散射光及透过光的强度进行检测；致动器控制部(44)，其为了使从积分部(43)输出的一个光强度积分值接近预定的设定值，生成并输出对于使试料收容体的试料粉粒体(S)落下的振动致动器(32)的控制信号；和粒径分布计算部(45)，其基于从积分部(43)输出的另一个光强度积分值计算出试料粉粒体(S)的粒径分布。
文档编号G01N21/17GK1924554SQ200610151709
公开日2007年3月7日 申请日期2006年8月29日 优先权日2005年8月29日
发明者东川喜昭, 北村裕之, 清水猛 申请人:株式会社堀场制作所