JP3555302B2 - レーザ回折式粒度分布測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ回折／散乱式の粒度分布測定装置に関し、さらに詳しくは、被測定粒子群を気体中に分散させてエアロゾル状にした測定、いわゆる乾式測定を行うことのできるレーザ回折式粒度分布測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ回折／散乱式の粒度分布測定装置においては、被測定粒子群を媒体中に分散させ、その分散状態の被測定粒子群にレーザ光を照射することによって得られる回折／散乱光の強度分布を測定し、その測定結果からフラウンホーファ回折理論ないしはミー散乱理論に基づく演算によって被測定粒子群の粒度分布を求めているが、その１つの方式として、例えば薬品や食品の粉体試料に対し、媒体として空気を用い、この粉体試料の粒子群をこの空気流で搬送してエジェクタのノズル等から噴射させエアロゾルの状態にして、これにレーザ光を照射し、回折／散乱光を測定する、いわゆる乾式測定がある。
【０００３】
このような乾式測定の装置として、図１に示すように、試料槽１から供給された粉体試料Ｓを、エジェクタ２先端の噴出口から吹き出し、この噴出口に対向して少し離れた位置に、集塵機１２の吸引口を配置することで、試料Ｓを一旦空気中で飛翔させ後に集塵機１２に吸引する。そして、測定用のレーザ光が開放空気中で飛翔する試料Ｓのエアロゾルに対して所定方向から照射されるようレーザ光源１３を配置し、その反対側に集光レンズ１５やリングデテクタ１６の測定光学系を配置して、試料Ｓによる回折／散乱光を測定する。
【０００４】
さらに、図５に示すように、試料槽１には、振動手段５によって繰り返し振動が与えられるふるい４が備えられ、このふるい４を通過した試料Ｓを、自然落下させてエジェクタ２へ供給していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方法では、試料Ｓは、振動手段５による振動の強さとともに、試料Ｓの自重に依存してふるい４を通過するので、粉体試料Ｓの自重が所定よりも軽いと、ふるい４を通過する粉体試料Ｓの量が測定に必要な所定量よりも少なくなる。また、ふるい４上に載せられた粉体試料Ｓの量が少なくなると、ふるい４を通過する直前にある粉体試料Ｓに加えられる力が小さくなって、ふるい４を通過する試料Ｓの量が減り、エジェクタ２へ供給される粉体試料Ｓの量が測定に必要な所定量よりも少なくなる。
【０００６】
このように、粉体試料Ｓの供給量が安定しないと、レーザ照射部分を通過する試料濃度（密度）にバラツキが生じて、測定の再現性が悪くなるし、異種の試料間のデータ比較ができなくなる。また、レーザ照射部分を通過する粉体試料Ｓの量が所定の量よりも少なくなると、リングデテクタ１６に入射される回折・散乱光が弱くなり過ぎて、検出感度が低下する。逆に、レーザ照射部分を通過する粉体試料Ｓの量が所定の量よりも多くなると、リングデテクタ１６に入射される回折・散乱光が強くなり過ぎて、検出信号が飽和状態になる。
【０００７】
そこで、従来は、試料Ｓの粒径に応じてそれに適した大きさの網目を有するふるい４に交換したり、振動手段５の振動の強さを調整して、試料Ｓの落下量、すなわちレーザ照射部分への供給量を調整していた。しかしながら、このようなふるい４は、試料Ｓの供給量を調整するとともに、凝集した試料を分散するという機能も果たしているので、例えば、単に、供給量を増やそうとして網目の大きいふるい４を使用すると、凝集した試料Ｓを分散しないままレーザ照射部分へ供給してしまう。また、粉体試料Ｓの分散（粒子径）に適した必要な網目のふるい４をセットしても、単に、凝集試料Ｓを分散させるのに必要な振動を与えた場合、この振動が強すぎて、所定以上の試料Ｓを供給したり、逆に、試料Ｓの供給量を適量にするために、振動を抑えると、凝集試料Ｓが分散されなくなり、試料Ｓの供給が十分に行うことができなくなる。
【０００８】
本発明は、粉体のレーザ回折式粒度分布測定装置において、上記した問題点を解決するために創案されたものであって、レーザ照射部分への粉体の供給量を一定にし、回折／散乱光強度が測定に適した所定の範囲に収まり、かつ、変動が少ないレーザ回折式粒度分布測定装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、試料供給部内で、粉体試料を載せたふるい手段を振動させるとともに、この粉体試料を押圧手段によって落下方向に押圧して、ふるい落とされた粉体試料を、気流搬送管を介して空気中に噴射し、この噴射試料にレーザ光を照射してレーザ光の試料粒子による回折／散乱光を検出し、粒度分布を測定することを特徴とする。例えば、押圧手段としては、錘を試料の上に載せたり、ばねの付勢力を与える手段がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例である粒度分布測定装置の概略構成、図２はその試料槽の概略構成を示す。
【００１１】
１は、試料槽本体であって、エジェクタ２に試料供給管３を介して接続されている。４は、その上に載せられた試料Ｓをふるい落とすふるいであって、このふるい４には、振動手段５が設けられている。ふるい４は粉体試料Ｓの供給量を調整するとともに、凝集した粉体試料Ｓを分散させる作用があり、試料Ｓの粒子径に適した網目を有するふるい４を選択した後、試料槽１にセットできるように構成されている。また、振動手段５は振動の強さが可変であり、試料Ｓの供給量及び凝集試料の分散に適した振動の強度に設定される。さらに、ふるい４に載せられた試料Ｓは、加圧手段によって落下方向に圧力Ｆが加えられ、この圧力Ｆに依存して、ふるい４を通過する試料４が増加する。試料Ｓの加圧手段として、具体的には、図３に示すように、試料Ｓの上から錘６を載せる手段や、図４に示すように、試料Ｓに載せた加圧板７をばね８によって付勢する手段がある。
【００１２】
なお、図４の試料槽の構造を説明すると、試料槽１に着脱可能な蓋９には、ねじ棒１０が螺合され、このねじ棒１０に擦れ回りするように押さえ板１１が取り付けられ、この押さえ板１１に取り付けたばね８を介して、加圧板７が取り付けられている。そして、これらは一体形成されており、蓋９を試料槽１からはずすことによって、加圧板７まで同時に試料槽から取り外すことができる。
【００１３】
エジェクタ２は、試料槽１から供給された粉体試料Ｓを、搬送気流の供給装置（図示省略）からの搬送気流に混合しエアロゾル化して、先端の噴出口から吹き出す。このエジェクタ２の噴出口に対向して少し離れた位置には集塵機１２が配置され、エジェクタ２の噴出口から出た粉体試料Ｓを開放空気中で飛翔させた後に吸引する。
【００１４】
１３はレーザ光源であって、このレーザ光源１３から発生したレーザ光は、コリメータ１４を通過して、開放空気中で流れる粉体試料Ｓのエアロゾルに対して所定方向から照射される。そして、その反対側に配置された集光レンズ１５やリングデテクタ１６の測定光学系で、レーザ光の粉体粒子による回折／散乱光を測定する。
【００１５】
次に、図１の粒度分布測定装置の動作を説明する。なお、試料槽１は、図４の構造のものが採用されているとする。まず、粒度分布測定に先立って、試料槽１から、蓋９とともに加圧板７を取り外ずし、試料槽１に測定する粉体試料Ｓを入れる。そして、加圧板７とともに、蓋９を試料槽１に取り付け、ヘッド１０Ａを回転させて、ねじ棒１０を加圧板７の方向に下降する。すると、押さえ板１１が下降し、ばね８によって、加圧板７が下方に付勢され、ふるい４上に載せた試料Ｓは下方に加圧される。
【００１６】
そして、測定を開始するとき、振動手段５を作動させるとともに、搬送気流の供給装置（図示省略）を作動させ、エジェクタ２に搬送気流を送り込む。すると、ふるい４が振動を開始することによって、粉体試料Ｓがふるい４を通過して落下しはじめる。この際、凝集した試料Ｓはふるい４の網によって分散された後、ふるい４を通過して落下し、試料供給管３を介して、エジェクタ２へ送り込まれる。
【００１７】
そして、エジェクタ２において、搬送気流に混合された粉体試料Ｓは、エジェクタ２先端の噴出口から吹き出される。そして、レーザ光源１３から発光され、コリメータ１４を通過したレーザ光が、開放空気中に流れる試料Ｓに対して所定方向から照射され、試料Ｓの回折／散乱光が集光レンズ１５を介して、その反対側に配置されたリングデテクタ１６に測定される。
【００１８】
なお、本発明の変形として、次の態様のものも含まれる。
【００１９】
（１）粉体試料を載せたふるい手段を振動させ、ふるい落とされた粉体試料を、搬送気流によって空気中に噴射し、この噴射試料にレーザ光を照射してレーザ光の試料粒子による回折／散乱光を検出するレーザ回折式粒度分布測定装置において、前記ふるい手段に載せた粉体試料を落下方向に押圧する押圧錘を備えたことを特徴とするレーザ回折式粒度分布測定装置。すなわち、押圧錘のみで試料を落下方向に押圧するので、極めて簡単な方法で、粉体試料をふるいを通して安定落下させることができる。
【００２０】
（２）粉体試料を載せたふるい手段を振動させ、ふるい落とされた粉体試料を、搬送気流によって空気中に噴射し、この噴射試料にレーザ光を照射してレーザ光の試料粒子による回折／散乱光を検出するレーザ回折式粒度分布測定装置において、前記ふるい手段に載せた粉体試料を、ばねの付勢力によって落下方向に押圧する押圧手段を備えたことを特徴とするレーザ回折式粒度分布測定装置。すなわち、ばねの付勢力で試料を落下方向に押圧するので、極めて軽量な構造で、粉体試料をふるいを通して安定落下させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のレーザ回折式粒度分布測定装置は、試料槽内のふるいに載せた試料に対し外的圧力を加えてふるいを通過させるので、エジェクタに供給される試料の量が安定し、このエジェクタを介して、測定に必要な量の試料が過不足なく、レーザ照射部分へ飛翔され、レーザ照射部分を通過する試料濃度（密度）が安定し、測定の再現性が良くなり、精度が極めて向上する。また、振動されるふるいによって凝集試料が十分に分散されて、ふるいを通過させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粒度分布測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の粒度分布測定装置の試料槽の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の粒度分布測定装置の試料槽の実施例（１）を示す図である。
【図４】本発明の粒度分布測定装置の試料槽の実施例（２）を示す図である。
【図５】従来の粒度分布測定装置の試料槽の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
Ｓ・・・・・粉体試料
１・・・・・試料槽
２・・・・・エジェクタ
４・・・・・ふるい
５・・・・・振動手段
６・・・・・錘
７・・・・・加圧板
８・・・・・ばね
９・・・・・蓋
１０・・・・ねじ棒
１１・・・・押さえ板
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ回折／散乱式の粒度分布測定装置に関し、さらに詳しくは、被測定粒子群を気体中に分散させてエアロゾル状にした測定、いわゆる乾式測定を行うことのできるレーザ回折式粒度分布測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ回折／散乱式の粒度分布測定装置においては、被測定粒子群を媒体中に分散させ、その分散状態の被測定粒子群にレーザ光を照射することによって得られる回折／散乱光の強度分布を測定し、その測定結果からフラウンホーファ回折理論ないしはミー散乱理論に基づく演算によって被測定粒子群の粒度分布を求めているが、その１つの方式として、例えば薬品や食品の粉体試料に対し、媒体として空気を用い、この粉体試料の粒子群をこの空気流で搬送してエジェクタのノズル等から噴射させエアロゾルの状態にして、これにレーザ光を照射し、回折／散乱光を測定する、いわゆる乾式測定がある。
【０００３】
このような乾式測定の装置として、図１に示すように、試料槽１から供給された粉体試料Ｓを、エジェクタ２先端の噴出口から吹き出し、この噴出口に対向して少し離れた位置に、集塵機１２の吸引口を配置することで、試料Ｓを一旦空気中で飛翔させ後に集塵機１２に吸引する。そして、測定用のレーザ光が開放空気中で飛翔する試料Ｓのエアロゾルに対して所定方向から照射されるようレーザ光源１３を配置し、その反対側に集光レンズ１５やリングデテクタ１６の測定光学系を配置して、試料Ｓによる回折／散乱光を測定する。
【０００４】
さらに、図５に示すように、試料槽１には、振動手段５によって繰り返し振動が与えられるふるい４が備えられ、このふるい４を通過した試料Ｓを、自然落下させてエジェクタ２へ供給していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方法では、試料Ｓは、振動手段５による振動の強さとともに、試料Ｓの自重に依存してふるい４を通過するので、粉体試料Ｓの自重が所定よりも軽いと、ふるい４を通過する粉体試料Ｓの量が測定に必要な所定量よりも少なくなる。また、ふるい４上に載せられた粉体試料Ｓの量が少なくなると、ふるい４を通過する直前にある粉体試料Ｓに加えられる力が小さくなって、ふるい４を通過する試料Ｓの量が減り、エジェクタ２へ供給される粉体試料Ｓの量が測定に必要な所定量よりも少なくなる。
【０００６】
このように、粉体試料Ｓの供給量が安定しないと、レーザ照射部分を通過する試料濃度（密度）にバラツキが生じて、測定の再現性が悪くなるし、異種の試料間のデータ比較ができなくなる。また、レーザ照射部分を通過する粉体試料Ｓの量が所定の量よりも少なくなると、リングデテクタ１６に入射される回折・散乱光が弱くなり過ぎて、検出感度が低下する。逆に、レーザ照射部分を通過する粉体試料Ｓの量が所定の量よりも多くなると、リングデテクタ１６に入射される回折・散乱光が強くなり過ぎて、検出信号が飽和状態になる。
【０００７】
そこで、従来は、試料Ｓの粒径に応じてそれに適した大きさの網目を有するふるい４に交換したり、振動手段５の振動の強さを調整して、試料Ｓの落下量、すなわちレーザ照射部分への供給量を調整していた。しかしながら、このようなふるい４は、試料Ｓの供給量を調整するとともに、凝集した試料を分散するという機能も果たしているので、例えば、単に、供給量を増やそうとして網目の大きいふるい４を使用すると、凝集した試料Ｓを分散しないままレーザ照射部分へ供給してしまう。また、粉体試料Ｓの分散（粒子径）に適した必要な網目のふるい４をセットしても、単に、凝集試料Ｓを分散させるのに必要な振動を与えた場合、この振動が強すぎて、所定以上の試料Ｓを供給したり、逆に、試料Ｓの供給量を適量にするために、振動を抑えると、凝集試料Ｓが分散されなくなり、試料Ｓの供給が十分に行うことができなくなる。
【０００８】
本発明は、粉体のレーザ回折式粒度分布測定装置において、上記した問題点を解決するために創案されたものであって、レーザ照射部分への粉体の供給量を一定にし、回折／散乱光強度が測定に適した所定の範囲に収まり、かつ、変動が少ないレーザ回折式粒度分布測定装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、試料供給部内で、粉体試料を載せたふるい手段を振動させるとともに、この粉体試料を押圧手段によって落下方向に押圧して、ふるい落とされた粉体試料を、気流搬送管を介して空気中に噴射し、この噴射試料にレーザ光を照射してレーザ光の試料粒子による回折／散乱光を検出し、粒度分布を測定することを特徴とする。例えば、押圧手段としては、錘を試料の上に載せたり、ばねの付勢力を与える手段がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例である粒度分布測定装置の概略構成、図２はその試料槽の概略構成を示す。
【００１１】
１は、試料槽本体であって、エジェクタ２に試料供給管３を介して接続されている。４は、その上に載せられた試料Ｓをふるい落とすふるいであって、このふるい４には、振動手段５が設けられている。ふるい４は粉体試料Ｓの供給量を調整するとともに、凝集した粉体試料Ｓを分散させる作用があり、試料Ｓの粒子径に適した網目を有するふるい４を選択した後、試料槽１にセットできるように構成されている。また、振動手段５は振動の強さが可変であり、試料Ｓの供給量及び凝集試料の分散に適した振動の強度に設定される。さらに、ふるい４に載せられた試料Ｓは、加圧手段によって落下方向に圧力Ｆが加えられ、この圧力Ｆに依存して、ふるい４を通過する試料４が増加する。試料Ｓの加圧手段として、具体的には、図３に示すように、試料Ｓの上から錘６を載せる手段や、図４に示すように、試料Ｓに載せた加圧板７をばね８によって付勢する手段がある。
【００１２】
なお、図４の試料槽の構造を説明すると、試料槽１に着脱可能な蓋９には、ねじ棒１０が螺合され、このねじ棒１０に擦れ回りするように押さえ板１１が取り付けられ、この押さえ板１１に取り付けたばね８を介して、加圧板７が取り付けられている。そして、これらは一体形成されており、蓋９を試料槽１からはずすことによって、加圧板７まで同時に試料槽から取り外すことができる。
【００１３】
エジェクタ２は、試料槽１から供給された粉体試料Ｓを、搬送気流の供給装置（図示省略）からの搬送気流に混合しエアロゾル化して、先端の噴出口から吹き出す。このエジェクタ２の噴出口に対向して少し離れた位置には集塵機１２が配置され、エジェクタ２の噴出口から出た粉体試料Ｓを開放空気中で飛翔させた後に吸引する。
【００１４】
１３はレーザ光源であって、このレーザ光源１３から発生したレーザ光は、コリメータ１４を通過して、開放空気中で流れる粉体試料Ｓのエアロゾルに対して所定方向から照射される。そして、その反対側に配置された集光レンズ１５やリングデテクタ１６の測定光学系で、レーザ光の粉体粒子による回折／散乱光を測定する。
【００１５】
次に、図１の粒度分布測定装置の動作を説明する。なお、試料槽１は、図４の構造のものが採用されているとする。まず、粒度分布測定に先立って、試料槽１から、蓋９とともに加圧板７を取り外ずし、試料槽１に測定する粉体試料Ｓを入れる。そして、加圧板７とともに、蓋９を試料槽１に取り付け、ヘッド１０Ａを回転させて、ねじ棒１０を加圧板７の方向に下降する。すると、押さえ板１１が下降し、ばね８によって、加圧板７が下方に付勢され、ふるい４上に載せた試料Ｓは下方に加圧される。
【００１６】
そして、測定を開始するとき、振動手段５を作動させるとともに、搬送気流の供給装置（図示省略）を作動させ、エジェクタ２に搬送気流を送り込む。すると、ふるい４が振動を開始することによって、粉体試料Ｓがふるい４を通過して落下しはじめる。この際、凝集した試料Ｓはふるい４の網によって分散された後、ふるい４を通過して落下し、試料供給管３を介して、エジェクタ２へ送り込まれる。
【００１７】
そして、エジェクタ２において、搬送気流に混合された粉体試料Ｓは、エジェクタ２先端の噴出口から吹き出される。そして、レーザ光源１３から発光され、コリメータ１４を通過したレーザ光が、開放空気中に流れる試料Ｓに対して所定方向から照射され、試料Ｓの回折／散乱光が集光レンズ１５を介して、その反対側に配置されたリングデテクタ１６に測定される。
【００１８】
なお、本発明の変形として、次の態様のものも含まれる。
【００１９】
（１）粉体試料を載せたふるい手段を振動させ、ふるい落とされた粉体試料を、搬送気流によって空気中に噴射し、この噴射試料にレーザ光を照射してレーザ光の試料粒子による回折／散乱光を検出するレーザ回折式粒度分布測定装置において、前記ふるい手段に載せた粉体試料を落下方向に押圧する押圧錘を備えたことを特徴とするレーザ回折式粒度分布測定装置。すなわち、押圧錘のみで試料を落下方向に押圧するので、極めて簡単な方法で、粉体試料をふるいを通して安定落下させることができる。
【００２０】
（２）粉体試料を載せたふるい手段を振動させ、ふるい落とされた粉体試料を、搬送気流によって空気中に噴射し、この噴射試料にレーザ光を照射してレーザ光の試料粒子による回折／散乱光を検出するレーザ回折式粒度分布測定装置において、前記ふるい手段に載せた粉体試料を、ばねの付勢力によって落下方向に押圧する押圧手段を備えたことを特徴とするレーザ回折式粒度分布測定装置。すなわち、ばねの付勢力で試料を落下方向に押圧するので、極めて軽量な構造で、粉体試料をふるいを通して安定落下させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のレーザ回折式粒度分布測定装置は、試料槽内のふるいに載せた試料に対し外的圧力を加えてふるいを通過させるので、エジェクタに供給される試料の量が安定し、このエジェクタを介して、測定に必要な量の試料が過不足なく、レーザ照射部分へ飛翔され、レーザ照射部分を通過する試料濃度（密度）が安定し、測定の再現性が良くなり、精度が極めて向上する。また、振動されるふるいによって凝集試料が十分に分散されて、ふるいを通過させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粒度分布測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の粒度分布測定装置の試料槽の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の粒度分布測定装置の試料槽の実施例（１）を示す図である。
【図４】本発明の粒度分布測定装置の試料槽の実施例（２）を示す図である。
【図５】従来の粒度分布測定装置の試料槽の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
Ｓ・・・・・粉体試料
１・・・・・試料槽
２・・・・・エジェクタ
４・・・・・ふるい
５・・・・・振動手段
６・・・・・錘
７・・・・・加圧板
８・・・・・ばね
９・・・・・蓋
１０・・・・ねじ棒
１１・・・・押さえ板
Claims (1)
- 粉体試料を載せたふるい手段を振動させ、ふるい落とされた粉体試料を、搬送気流によって空気中に噴射し、この噴射試料にレーザ光を照射してレーザ光の試料粒子による回折／散乱光を検出するレーザ回折式粒度分布測定装置において、前記ふるい手段に載せた粉体試料を落下方向に押圧する押圧手段を同ふるい手段に備えたことを特徴とするレーザ回折式粒度分布測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04339796A JP3555302B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | レーザ回折式粒度分布測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04339796A JP3555302B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | レーザ回折式粒度分布測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09236533A JPH09236533A (ja) | 1997-09-09 |
| JP3555302B2 true JP3555302B2 (ja) | 2004-08-18 |
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ID=12662658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP04339796A Expired - Fee Related JP3555302B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | レーザ回折式粒度分布測定装置 |
Country Status (1)
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1996
- 1996-02-29 JP JP04339796A patent/JP3555302B2/ja not_active Expired - Fee Related
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