JPH0379643B2 - - Google Patents
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- JPH0379643B2 JPH0379643B2 JP57173828A JP17382882A JPH0379643B2 JP H0379643 B2 JPH0379643 B2 JP H0379643B2 JP 57173828 A JP57173828 A JP 57173828A JP 17382882 A JP17382882 A JP 17382882A JP H0379643 B2 JPH0379643 B2 JP H0379643B2
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- Japan
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
- G01N15/0211—Investigating a scatter or diffraction pattern
- G01N2015/0222—Investigating a scatter or diffraction pattern from dynamic light scattering, e.g. photon correlation spectroscopy
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Paper (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、少なくとも１つの従来型測定装置を
用いて流体中の粒子の平均半径および平均長さを
測定する方法に関する。従来型測定装置は、流体
の流動方向に対して0゜以外の角度で少なくとも測
定作用中は強度が略不断かつ一定とされた放射線
を放射する放射線源と、放射線源より放射されか
つ流体中を真直に通過する放射線を検知し、かつ
検知した放射線を放射線強度に応じて変化する電
気信号に変換する光学検知器と、放射線源より放
射されて流体中を通過しかつ光学検知器によつて
検知される放射線の断面を規制するよう設けられ
た光学器具と、計算式： DC＝1n（V′DC／VDC） AC＝1n（V2 RMS／c2＋１） 又はAC＝1n（V2 RMS／c3・V′2 DC／V2 DC＋１） により２つの信号DCおよびACを形成する計算ユ
ニツトとを含んでいる。ただし、この計算式にお
いて、V′DCおよびVDCは、それぞれ粒子を含む流
体の測定および粒子を含まない流体の測定の際に
検知器から送られる信号の直流電圧部分であり、
VRMSは、粒子を含む流体の測定の際に検知器よ
り送られる信号の交流電圧部分の真実効値の平方
であり、c2およびc3は定数である。
用いて流体中の粒子の平均半径および平均長さを
測定する方法に関する。従来型測定装置は、流体
の流動方向に対して0゜以外の角度で少なくとも測
定作用中は強度が略不断かつ一定とされた放射線
を放射する放射線源と、放射線源より放射されか
つ流体中を真直に通過する放射線を検知し、かつ
検知した放射線を放射線強度に応じて変化する電
気信号に変換する光学検知器と、放射線源より放
射されて流体中を通過しかつ光学検知器によつて
検知される放射線の断面を規制するよう設けられ
た光学器具と、計算式： DC＝1n（V′DC／VDC） AC＝1n（V2 RMS／c2＋１） 又はAC＝1n（V2 RMS／c3・V′2 DC／V2 DC＋１） により２つの信号DCおよびACを形成する計算ユ
ニツトとを含んでいる。ただし、この計算式にお
いて、V′DCおよびVDCは、それぞれ粒子を含む流
体の測定および粒子を含まない流体の測定の際に
検知器から送られる信号の直流電圧部分であり、
VRMSは、粒子を含む流体の測定の際に検知器よ
り送られる信号の交流電圧部分の真実効値の平方
であり、c2およびc3は定数である。
この種の器具は、粒子の容量測定器として用い
られている。米国特許第4110044号に開示された
この種の器具は、流体中の粒子容量を表示する１
つの測定器すなわち測定頭部を含む。米国特許第
4318180号は、流体中の粒子の形状分布を測定す
るためそれぞれ異なる分析能を有する３つの前述
のごとき型の測定頭部を有する器具が用いられた
装置を開示している。これらの器具は、繊維浮遊
物、特に紙の製造において基礎材料となる浮遊物
の測定に用いられる。
られている。米国特許第4110044号に開示された
この種の器具は、流体中の粒子容量を表示する１
つの測定器すなわち測定頭部を含む。米国特許第
4318180号は、流体中の粒子の形状分布を測定す
るためそれぞれ異なる分析能を有する３つの前述
のごとき型の測定頭部を有する器具が用いられた
装置を開示している。これらの器具は、繊維浮遊
物、特に紙の製造において基礎材料となる浮遊物
の測定に用いられる。
このような浮遊状態にある繊維は、通常その長
さおよび太さにおいて所定の相関関係が与えられ
ている。米国特許第4318180号は、このような相
関関係に基づく繊維浮遊物の測定方法を開示して
いる。
さおよび太さにおいて所定の相関関係が与えられ
ている。米国特許第4318180号は、このような相
関関係に基づく繊維浮遊物の測定方法を開示して
いる。
しかし、異なる紙質を得るためには、浮遊繊維
に時として種々の処理が施される。例えば、浮遊
繊維は、摩砕処理される。この摩砕処理によつて
繊維は押圧されて帯状に撚られ、この処理後の繊
維の半径および長さには、もはや何ら相関関係が
存しない。摩砕処理後の繊維の平均長さは勿論の
ことながら、特にその平均半径を知ることが摩砕
装置の性能を知る重要な手がかりとなることが分
つた。
に時として種々の処理が施される。例えば、浮遊
繊維は、摩砕処理される。この摩砕処理によつて
繊維は押圧されて帯状に撚られ、この処理後の繊
維の半径および長さには、もはや何ら相関関係が
存しない。摩砕処理後の繊維の平均長さは勿論の
ことながら、特にその平均半径を知ることが摩砕
装置の性能を知る重要な手がかりとなることが分
つた。
前述の両米国特許に開示された繊維容量測定器
が実際に表示した信号である種々の測定結果を分
析したところ、対数交流電圧信号ACが、繊維容
量測定器の分析能によつて測定される所定長さ以
下の粒子長さに対して一定の関係を有する一方
で、測定器に供給される対数直流電圧信号DCが、
浮遊粒子の半径に対して逆の関係にあることが分
つた。その後、長さとは無関係となる。両信号の
値は、浮遊粒子の凝縮と直線的に関係している。
が実際に表示した信号である種々の測定結果を分
析したところ、対数交流電圧信号ACが、繊維容
量測定器の分析能によつて測定される所定長さ以
下の粒子長さに対して一定の関係を有する一方
で、測定器に供給される対数直流電圧信号DCが、
浮遊粒子の半径に対して逆の関係にあることが分
つた。その後、長さとは無関係となる。両信号の
値は、浮遊粒子の凝縮と直線的に関係している。
本発明によれば、繊維の平均半径は、小さい断
面を有して放射線検知器によつて検知される放射
線を通過せしめる測定器よりの信号を、該測定器
又は同一あるいは異なる断面を有して該検知器に
よつて検知される放射線を通過せしめる別個の測
定器より供給される信号DCで除することによつ
て得られ、繊維の平均長さは、大きい断面を有し
て放射線検知器によつて検知される放射線を通過
せしめる測定器よりの信号ACを、小さい断面を
有して該検知器によつて検知される放射線を通過
せしめる測定器よりの信号ACで除することこと
によつて得られる。
面を有して放射線検知器によつて検知される放射
線を通過せしめる測定器よりの信号を、該測定器
又は同一あるいは異なる断面を有して該検知器に
よつて検知される放射線を通過せしめる別個の測
定器より供給される信号DCで除することによつ
て得られ、繊維の平均長さは、大きい断面を有し
て放射線検知器によつて検知される放射線を通過
せしめる測定器よりの信号ACを、小さい断面を
有して該検知器によつて検知される放射線を通過
せしめる測定器よりの信号ACで除することこと
によつて得られる。
このように、浮遊繊維の平均半径の測定には、
本発明により、測定装置よりの交流電圧信号AC
が粒子の長さの変化によつて影響を受けることの
ないような高分析能を有する繊維容量測定器が用
いられ、繊維容量測定器よりの信号ACおよびDC
間の除法によつて浮遊粒子の平均半径は得られ
る。
本発明により、測定装置よりの交流電圧信号AC
が粒子の長さの変化によつて影響を受けることの
ないような高分析能を有する繊維容量測定器が用
いられ、繊維容量測定器よりの信号ACおよびDC
間の除法によつて浮遊粒子の平均半径は得られ
る。
粒子の平均長さを得るためには、もう１つの繊
維容量測定器が用いられる。しかしながら、この
測定器は、浮遊繊維長さが光学検知器の視界角度
内に含まれるような低分析能を有する。測定器の
分析能は、流体を通つて検知される光の断面によ
つて決定される。すなわち、高分析能は、光の断
面が小さいことを意味し、低分析能は、光の断面
が大きいことを意味する。繊維の平均長さは、低
分析能を有する繊維容量測定頭部よりの信号AC
を高分析能を有する繊維容量測定頭部よりの信号
ACで除することによつて得られる。
維容量測定器が用いられる。しかしながら、この
測定器は、浮遊繊維長さが光学検知器の視界角度
内に含まれるような低分析能を有する。測定器の
分析能は、流体を通つて検知される光の断面によ
つて決定される。すなわち、高分析能は、光の断
面が小さいことを意味し、低分析能は、光の断面
が大きいことを意味する。繊維の平均長さは、低
分析能を有する繊維容量測定頭部よりの信号AC
を高分析能を有する繊維容量測定頭部よりの信号
ACで除することによつて得られる。
以下に、添付図面を参照して本発明をさらに詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は、本発明による方法が実施される装置
の実施例を示しており、米国特許第4318180号と
部分的に同じとなつている。また、高分析能を有
する上部測定頭部と、低分析能を有する下部測定
頭部の２つの繊維容量測定頭部が示されている。
これらの測定頭部の作用は次の通りである。放射
線源２０，２０′よりの放射線が、第１図に概略
的に示されたレンズ機構２１，２１′によつて平
行にされる。平行にされた光線が、ダイヤフラム
２４，２６を通り、測定される流動繊維浮遊物を
含むキユベツト１６を通過する。本明細書におい
て、浮遊繊維の測定に関して説明しているが、本
発明は、液体又はガスで成る流体中の粒子の測定
にも利用可能である。キユベツト１６は、放射線
が通過する部分を平面とするのが好ましい。キユ
ベツトの反対側には、もう１つのダイヤフラム２
７，２９および集光レンズ３３が設けられてい
る。このユニツト２７又は２９，３３が放射線検
知器３０，３２の視界角度を決定する。第１図の
上部測定頭部は、流体中の略全繊維長さがキユベ
ツト内に位置して最大視界角度たる三角形の底辺
長さよりも長くなるような小さい視界角度を有す
る。第１図に示された下部測定頭部は、所望繊維
長さが該底辺長さよりも短くなるような広い視界
角度を有する。
の実施例を示しており、米国特許第4318180号と
部分的に同じとなつている。また、高分析能を有
する上部測定頭部と、低分析能を有する下部測定
頭部の２つの繊維容量測定頭部が示されている。
これらの測定頭部の作用は次の通りである。放射
線源２０，２０′よりの放射線が、第１図に概略
的に示されたレンズ機構２１，２１′によつて平
行にされる。平行にされた光線が、ダイヤフラム
２４，２６を通り、測定される流動繊維浮遊物を
含むキユベツト１６を通過する。本明細書におい
て、浮遊繊維の測定に関して説明しているが、本
発明は、液体又はガスで成る流体中の粒子の測定
にも利用可能である。キユベツト１６は、放射線
が通過する部分を平面とするのが好ましい。キユ
ベツトの反対側には、もう１つのダイヤフラム２
７，２９および集光レンズ３３が設けられてい
る。このユニツト２７又は２９，３３が放射線検
知器３０，３２の視界角度を決定する。第１図の
上部測定頭部は、流体中の略全繊維長さがキユベ
ツト内に位置して最大視界角度たる三角形の底辺
長さよりも長くなるような小さい視界角度を有す
る。第１図に示された下部測定頭部は、所望繊維
長さが該底辺長さよりも短くなるような広い視界
角度を有する。
検知器３０，３２よりの出力は、計算回路３４
に接続されている。この回路は、各検知器よりの
信号を受けて、V′DCおよびVDCが、それぞれ浮遊
粒子を含む流体の測定および浮遊粒子を含まない
流体の測定の際に検知器より送られた信号の直流
電圧部分なる計算式：DC＝1n（（V′DC／VDC））に
基き計算する。値VDCは、このように、澄んだ流
体の測定によつて算出され、計算回路３４に含ま
れるメモリーに記憶される。
に接続されている。この回路は、各検知器よりの
信号を受けて、V′DCおよびVDCが、それぞれ浮遊
粒子を含む流体の測定および浮遊粒子を含まない
流体の測定の際に検知器より送られた信号の直流
電圧部分なる計算式：DC＝1n（（V′DC／VDC））に
基き計算する。値VDCは、このように、澄んだ流
体の測定によつて算出され、計算回路３４に含ま
れるメモリーに記憶される。
回路３４は、また、各検知器３０，３２よりの
信号を受けて次の計算式により上述の対数交流電
圧信号ACを算出する。
信号を受けて次の計算式により上述の対数交流電
圧信号ACを算出する。
AC＝1n（V2 RMS／c2＋１）
又はAC＝1n（V2 RMS／c3・V′2 DC／V2 DC＋１）
この場合、V2 RMSは、検知器よりの交流電圧信
号の真実効値に平方値であり、そしてc2およびc3
は定数である。
号の真実効値に平方値であり、そしてc2およびc3
は定数である。
第２図には、両測定頭部寸法に対して得られ
た、平均繊維長の関数としての算出対数交流電圧
信号ACの感度および平均繊維半径の関数として
の算出直流電圧信号DCの感度が示されている。
これらの信号を分析したところ、次のような関係
式が成り立つことがわかつた：DC＝konc・ｋ／
r0この場合、ｋは繊維容量測定頭部に従属する定
数であり、koncは流体中の繊維凝縮度であり、
ｒは繊維の平均半径である。
た、平均繊維長の関数としての算出対数交流電圧
信号ACの感度および平均繊維半径の関数として
の算出直流電圧信号DCの感度が示されている。
これらの信号を分析したところ、次のような関係
式が成り立つことがわかつた：DC＝konc・ｋ／
r0この場合、ｋは繊維容量測定頭部に従属する定
数であり、koncは流体中の繊維凝縮度であり、
ｒは繊維の平均半径である。
信号ACについては次のような関係式(1)，(2)が
成立する。
成立する。
AC1＝k1・konc・ｓ ……(1)
AC2＝k2・konc ……(2)
上記関係式(1)は、曲線の傾斜直線部分に関する
ものであり、この場合、k1は定数であり、konc
は流体中の繊維凝縮度であり、ｓは繊維の平均長
さである。また、関係式(2)は、実質的に同レベル
となる部分の曲線に関するものであり、この部分
の曲線上の信号強度は繊維凝縮にのみ従属する。
ものであり、この場合、k1は定数であり、konc
は流体中の繊維凝縮度であり、ｓは繊維の平均長
さである。また、関係式(2)は、実質的に同レベル
となる部分の曲線に関するものであり、この部分
の曲線上の信号強度は繊維凝縮にのみ従属する。
検知器３０よりの信号ACの曲線からわかるよ
うに、この曲線のひざ部すなわち傾斜部分より同
一レベルに変化する部分は、繊維長がこの信号に
何ら影響を与えないような低繊維長レベルに位置
している。従つて、この信号のみが繊維凝縮度に
従属するので、この信号を測定器の１つより送ら
れる信号DCで除することにより平均繊維半径を
算出することができ、その計算式はｒ＝AC2／
DCとなる。また、その平均長さｓは、低分析能
を有する繊維容量測定頭部よりの信号ACを、高
分析能を有する繊維容量測定頭部よりの信号AC
で除することによつて算出され、その計算式はｓ
＝AC1／AC2となる。
うに、この曲線のひざ部すなわち傾斜部分より同
一レベルに変化する部分は、繊維長がこの信号に
何ら影響を与えないような低繊維長レベルに位置
している。従つて、この信号のみが繊維凝縮度に
従属するので、この信号を測定器の１つより送ら
れる信号DCで除することにより平均繊維半径を
算出することができ、その計算式はｒ＝AC2／
DCとなる。また、その平均長さｓは、低分析能
を有する繊維容量測定頭部よりの信号ACを、高
分析能を有する繊維容量測定頭部よりの信号AC
で除することによつて算出され、その計算式はｓ
＝AC1／AC2となる。
以上のように、流体中の粒子の平均半径の測定
には、高分析能を有する１つの繊維容量測定頭部
があればよい。粒子の平均長さの測定には、低分
析能を有する繊維容量測定頭部と、高分析能を有
する繊維容量測定頭部の２つの測定頭部が必要と
なる。
には、高分析能を有する１つの繊維容量測定頭部
があればよい。粒子の平均長さの測定には、低分
析能を有する繊維容量測定頭部と、高分析能を有
する繊維容量測定頭部の２つの測定頭部が必要と
なる。
第１図に示された繊維容量測定頭部は、単なる
実施例であり、この実施例に、特に光学器具に
種々の変更が可能である。
実施例であり、この実施例に、特に光学器具に
種々の変更が可能である。
第１図は、本発明による方法が実施される装置
の実施例の概略平面図、第２図は、本発明により
用いられる信号ACを表で示した図。 ２０，２０′……放射線源、３０，３２……光
学検知器、２４，２７，２６，２９，３３……光
学器具、３４……計算ユニツト、１７，２４，２
７，３０……測定器、１９，２６，２９，３３，
３２……測定器。
の実施例の概略平面図、第２図は、本発明により
用いられる信号ACを表で示した図。 ２０，２０′……放射線源、３０，３２……光
学検知器、２４，２７，２６，２９，３３……光
学器具、３４……計算ユニツト、１７，２４，２
７，３０……測定器、１９，２６，２９，３３，
３２……測定器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも測定作用中は強度が略不断かつ一
定とされた放射線を流体の流動方向に対して0゜以
外の角度で放射する放射線源と、前記放射線源よ
り放射されて該流体中を真直に通過する該放射線
を検知しかつ検知した該放射線を放射線強度に応
じて変化する電気信号に変換する光学検知器と、
前記放射線源より放射されて該流体中を通過し前
記光学検知器によつて検知される該放射線の断面
を規制するようにされた光学器具と、計算式： DC＝1n（V′DC／VDC） AC＝1n（V2 RMS／c2＋１） 又は、AC＝1n（V2 RMS／c3・V2′DC／V2 DC＋１） において、V′DCおよびVDCが、それぞれ粒子を含
む該流体の測定の際および粒子を含まない該流体
の測定の際に前記検知器より送られる該信号の直
流電圧部分であり、VRMSが、粒子を含む該流体
の測定の際に前記検知器より送られる該信号の交
流電圧部分の真実効値の平方であり、c2およびc3
が、定数である計算式に基き２つの信号DCおよ
びACを算出する計算ユニツトとを含む少なくと
も１つの従来型測定装置を用いた流体中の粒子の
平均半径および平均長さの測定方法において、繊
維平均半径は、小さい断面を有して前記放射線検
知器によつて検知される該放射線を通過せしめる
測定装置よりの信号ACを、前記測定装置あるい
は同一又は異なる大きさの断面を有して前記検知
器によつて検知される該放射線を通過せしめるも
う１つの測定装置によつて供給される信号DCで
除することによつて算出し、繊維平均長さは、大
きい断面を有して前記放射線検知器によつて検知
される該放射線を通過せしめる測定装置よりの信
号ACを、小さい断面を有して前記検知器によつ
て検知される該放射線を通過せしめる測定装置よ
りの信号ACを除することによつて算出すること
を特徴とする流体中の粒子の平均半径および平均
長さの測定方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8105802-6 | 1981-10-01 | ||
| SE8105802A SE453128B (sv) | 1981-10-01 | 1981-10-01 | Forfarande for att bestemma medelpartikelradie och/eller medelpartikellengd |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5877608A JPS5877608A (ja) | 1983-05-11 |
| JPH0379643B2 true JPH0379643B2 (ja) | 1991-12-19 |
Family
ID=20344677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57173828A Granted JPS5877608A (ja) | 1981-10-01 | 1982-10-01 | 流体中の粒子の平均半径および平均長さの測定方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4529309A (ja) |
| JP (1) | JPS5877608A (ja) |
| CA (1) | CA1187987A (ja) |
| DE (1) | DE3236261A1 (ja) |
| FI (1) | FI75227C (ja) |
| FR (1) | FR2514137B1 (ja) |
| GB (1) | GB2108265B (ja) |
| SE (1) | SE453128B (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2823136B2 (ja) * | 1989-07-10 | 1998-11-11 | フラッダ，ゲルト，ハインリッヒ | 測定ヘッド |
| US5186057A (en) * | 1991-10-21 | 1993-02-16 | Everhart Howard R | Multi-beam liquid-drop size/rate detector apparatus |
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