特開 2022-185219 粉粒体計測装置及び粉粒体計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022185219

(43)【公開日】2022-12-14

(54)【発明の名称】粉粒体計測装置及び粉粒体計測方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/3563 20140101AFI20221207BHJP

   B65G 65/40 20060101ALI20221207BHJP

   G01N 21/3554 20140101ALI20221207BHJP

【ＦＩ】

G01N21/3563

B65G65/40 B

G01N21/3554

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021092742

(22)【出願日】2021-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】503245465

【氏名又は名称】株式会社アーステクニカ

(74)【代理人】

【識別番号】100118784

【弁理士】

【氏名又は名称】桂川 直己

(72)【発明者】

【氏名】上野 明紀

(72)【発明者】

【氏名】小柳 敬太

【テーマコード（参考）】

2G059

3F075

【Ｆターム（参考）】

2G059AA01

2G059BB09

2G059CC09

2G059DD12

2G059EE01

2G059EE03

2G059EE12

2G059HH01

2G059HH02

2G059HH03

2G059KK02

2G059MM03

3F075AA08

3F075BA01

3F075BB01

3F075CA09

3F075CB02

3F075CB05

3F075DA04

(57)【要約】

【課題】粉粒体を連続的に通過させながら粉粒体を精度良く計測する粉粒体計測装置を提供する。
【解決手段】粉粒体計測装置４０は、ケース４２と、駆動部４３と、仕切り４５と、光センサ４６と、を備える。ケース４２は、粉粒体が投入される投入部、及び、粉粒体を排出する排出部が形成されており、光を透過する光透過部を少なくとも一部に含む側壁を有する。駆動部４３は、駆動力を発生させる。仕切り４５は、ケース４２の内部に配置されており、駆動部４３が発生させた駆動力によって、水平面に平行な方向を回転軸線５１として回転可能であり、回転軸線５１の方向で見たときに放射状となるように複数設けられる。光センサ４６は、光透過部の外側の面に固定されており、光透過部を介して粉粒体を光計測する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉粒体が投入される投入部、及び、前記粉粒体を排出する排出部が形成されており、光を透過する光透過部を少なくとも一部に含む側壁を有するケースと、
駆動力を発生させる駆動部と、
前記ケースの内部に配置されており、前記駆動部が発生させた駆動力によって、水平面に平行な方向を回転軸線として回転可能であり、前記回転軸線の方向で見たときに放射状となるように複数設けられた仕切りと、
前記光透過部の外側の面に固定されており、前記光透過部を介して前記粉粒体を光計測する光センサと、
を備えることを特徴とする粉粒体計測装置。

【請求項2】

請求項１に記載の粉粒体計測装置であって、
前記仕切りが水平面と平行になるときの当該仕切りの角度を０度及び１８０度と定義し、
前記仕切りが前記回転軸線から鉛直上向きになるときの当該仕切りの角度を９０度と定義し、
前記回転軸線の方向で見たときにおいて、前記仕切りが９０度から１８０度まで移動したときの前記仕切りの移動軌跡と前記光センサの位置とが重なることを特徴とする粉粒体計測装置。

【請求項3】

請求項２に記載の粉粒体計測装置であって、
前記光センサの高さは、前記回転軸線の高さよりも高く、かつ、前記仕切りが９０度のときの当該仕切りの長手方向の中央の高さよりも低いことを特徴とする粉粒体計測装置。

【請求項4】

請求項１から３までの何れか一項に記載の粉粒体計測装置であって、
前記光センサによる光計測により取得した計測値を解析する制御部を備え、
前記制御部は、前記光センサによる前記仕切りの計測値を含めずに前記粉粒体の計測結果を作成することを特徴とする粉粒体計測装置。

【請求項5】

請求項４に記載の粉粒体計測装置であって、
前記制御部は、前記光センサによる光計測に基づいて、前記粉粒体の計測値と、前記仕切りの計測値と、を含む全体の計測結果を取得し、
前記制御部は、全体の計測結果から前記仕切りの計測値を除外する処理を行って、前記粉粒体の計測結果を作成することを特徴とする粉粒体計測装置。

【請求項6】

請求項４に記載の粉粒体計測装置であって、
前記制御部は、
前記光センサの計測領域に前記仕切りが存在しないタイミングで計測値を取得し、
前記光センサの計測領域に前記仕切りが存在するタイミングで計測値を取得しないことを特徴とする粉粒体計測装置。

【請求項7】

請求項１から６までの何れか一項に記載の粉粒体計測装置であって、
前記ケース内において前記仕切りで区分された空間であって、前記排出部に向かう前記粉粒体を一時的に貯留する空間を貯留空間とし、
前記貯留空間のうち前記回転軸線に平行な方向の長さを幅とし、前記貯留空間のうち前記仕切りに沿って放射方向に延びる方向の長さを径としたときに、前記幅が前記径の０．９倍よりも小さいことを特徴とする粉粒体計測装置。

【請求項8】

粉粒体が投入される投入部、及び、前記粉粒体を排出する排出部が形成されており、光を透過する光透過部を少なくとも一部に含む側壁を有するケースを通過する前記粉粒体を計測する粉粒体計測方法において、
前記ケースの内部に放射状となるように設けられた複数の仕切りを水平面に平行な方向を回転軸線として回転させて前記粉粒体を前記投入部側から前記排出部側に移動させる移動工程と、
前記光透過部の外側の面に固定された光センサを用いて、前記光透過部を介して前記粉粒体を光計測する計測工程と、
を含むことを特徴とする粉粒体計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主として、粉粒体を計測する粉粒体計測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の連続式撹拌処理装置は、処理容器の内部に配置されたアジテータを備える。アジテータは、攪拌羽根を有しており、攪拌羽根を回転させることにより、原料を攪拌等して粒子状の処理物を生成する。粒子状の処理物は、排出口（シュート）を介して整粒機構へ送られる。排出口には、粒子状の処理物の物性を計測する近赤外線センサが設けられている。

【0003】

特許文献２の回転式粉体圧縮成形機は、粉体を圧縮して錠剤を成形する。粉体が送られる経路には粉体が一時的に貯留されるバッファタンク及び粉体を移動させるためのシュートが設けられている。バッファンタンク及びシュートには、粉体の混合度を計測するための近赤外線センサが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－７５７１号公報

【特許文献2】特開２０２０－１６８６３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

粉粒体の排出口に光センサを設ける場合、粉粒体が十分に堆積されていないことがあるため、粉粒体の計測の精度が低くなることがある。しかし、粉粒体の計測の精度を高くするためにバッファタンクに光センサを設ける場合、粉粒体を連続的に送ることができなくなったり、粉粒体の処理速度が遅くなったりする。

【0006】

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、粉粒体を連続的に通過させながら粉粒体を精度良く計測する粉粒体計測装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

【0008】

本発明の第１の観点によれば、以下の構成の粉粒体計測装置が提供される。即ち、粉粒体計測装置は、ケースと、駆動部と、仕切りと、光センサと、を備える。前記ケースは、粉粒体が投入される投入部、及び、前記粉粒体を排出する排出部が形成されており、光を透過する光透過部を少なくとも一部に含む側壁を有する。前記駆動部は、駆動力を発生させる。前記仕切りは、前記ケースの内部に配置されており、前記駆動部が発生させた駆動力によって、水平面に平行な方向を回転軸線として回転可能であり、前記回転軸線の方向で見たときに放射状となるように複数設けられる。前記光センサは、前記光透過部の外側の面に固定されており、前記光透過部を介して前記粉粒体を光計測する。

【0009】

本発明の第２の観点によれば、以下の粉粒体計測方法が提供される。即ち、粉粒体計測方法では、ケースを通過する粉粒体を計測する。ケースは、粉粒体が投入される投入部、及び、前記粉粒体を排出する排出部が形成されており、光を透過する光透過部を少なくとも一部に含む側壁を有する。粉粒体計測方法は、移動工程と、計測工程と、を含む。前記移動工程では、前記ケースの内部に放射状となるように設けられた複数の仕切りを水平面に平行な方向を回転軸線として回転させて前記粉粒体を前記投入部側から前記排出部側に移動させる。前記計測工程では、前記光透過部の外側の面に固定された光センサを用いて、前記光透過部を介して前記粉粒体を光計測する。

【発明の効果】

【0010】

これにより、粉粒体を連続的に通過させながら、粉粒体を計測することができる。また、粉粒体は一時的に仕切り部で囲まれる空間に堆積するため、シュートに光センサを設ける構成と比較して、粉粒体の計測の精度を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態の粉粒体計測装置を含む造粒乾燥装置の全体的な構成を示す図。

【図2】第１実施形態の粉粒体計測装置の側面断面図。

【図3】第１実施形態の粉粒体計測装置の正面断面図。

【図4】光センサによる計測を中断することで仕切りの影響を除外する処理を示すフローチャート。

【図5】粉粒体の計測値を抽出することで仕切りの影響を除外する処理を示すフローチャート。

【図6】第２実施形態の粉粒体計測装置の側面断面図。

【図7】第２実施形態の粉粒体計測装置の正面断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。初めに、図１を参照して、第１実施形態の造粒乾燥装置１の全体的な構成を説明する。

【0013】

造粒乾燥装置１は粉体等の原料から粒状体を生成し、粒状体に対して乾燥等を行って造粒品を生成する。以下の説明では、粉体と粒状体を含む粉粒体という用語を用いることがある。

【0014】

図１に示すように、造粒乾燥装置１は、造粒部２と、気体供給部３と、乾燥部４と、回収部５と、気体吸引部６と、を備える。造粒部２及び気体供給部３は、それぞれ、流路を介して乾燥部４と接続されている。乾燥部４は、流路を介して回収部５と接続されている。回収部５は、流路を介して気体吸引部６と接続されている。流路は、例えば配管である。

【0015】

造粒部２は、供給された原料を粒状体に加工する。造粒部２は、フィーダ１５と、バインダ供給部１７と、造粒装置１９と、を有している。フィーダ１５は、原料を造粒装置１９に供給する。バインダ供給部１７は、バインダを造粒装置１９に供給する。造粒装置１９は、供給された原料及びバインダを用いて、粒状体（被処理物）を生成する。

【0016】

気体供給部３は、高温の気体（空気）を造粒乾燥装置１の乾燥部４側に供給する。気体供給部３は、ブロワ２１と、ヒータ２３と、を有している。ブロワ２１は、外気を吸引して送り出す。ヒータ２３は、ブロワ２１から送られてきた気体を加熱する。加熱された気体は、乾燥部４に向かって流れる。この気体としては外気（空気）を用いているが、窒素等の不活性ガスを用いても良い。また、ヒータ２３の種類は特に限定されない。

【0017】

乾燥部４は、気体供給部３から送られてくる高温の気体（乾燥用気体）を利用して、造粒部２から供給された粒状体を乾燥させる。乾燥部４には、造粒部２からの粒状体と、気体供給部３からの高温の気体と、が混合された混合流体が送られる。乾燥部４は、気流乾燥器を有している。

【0018】

回収部５は、乾燥部４から送られてくる粒状体を製品として回収することができる。回収部５は、本実施形態では、サイクロン２５と、バグフィルタ２７と、を有している。サイクロン２５は、乾燥部４からの混合流体を粒状体と気体とに分離させる。混合流体のうち、粒状体は取出部２９に向かって流れ、気体はバグフィルタ２７に向かって流れる。サイクロン２５からの粉粒体は取出部２９で製品として取り出される。バグフィルタ２７は、サイクロン２５からの気体から、残留している微粉を除去する。微粉が除かれた気体は気体吸引部６に向かって流れる。なお、回収部５の構成は、特に限定されない。例えば、回収部５は、サイクロンを有さず、バグフィルタのみを有するものであっても良い。

【0019】

気体吸引部６は、回収部５側からの気体を吸引することで、粒状体を気体とともに混合流体として移送させることができる。気体吸引部６は、ブロワ３１を有している。ブロワ３１は、回収部５側の流路の気体を吸引する。ブロワ３１に吸引された気体は、大気中に排出される。

【0020】

造粒部２と乾燥部４を接続する流路には、粉粒体計測装置４０が設けられている。粉粒体計測装置４０は、通過する粉粒体の水分（具体的には水分量又は含水率）を計測する。これにより、乾燥部４に投入される前の粉粒体の水分の程度を確認できる。また、同様の構成を有する粉粒体計測装置４０が、サイクロン２５と取出部２９の間にも設けられている。この粉粒体計測装置４０は、取出部２９から取り出される粉粒体の水分が適切な範囲にあるか否かを確認する。

【0021】

なお、粉粒体計測装置４０は、粉粒体の水分に代えて、粉粒体の他の物性（特定の材料の含有率、又は、混合率）を計測する構成であってもよい。

【0022】

次に、図２及び図３を参照して、粉粒体計測装置４０について詳細に説明する。

【0023】

上述したように粉粒体計測装置４０は流路に設けられている。図２に太線の矢印で示すように、粉粒体は上から供給されて下から排出される。粉粒体が供給されてから排出されるまでの間に、粉粒体の水分が計測される。図２及び図３に示すように、粉粒体計測装置４０は、ホッパ４１と、ケース４２と、駆動部４３と、仕切り４５と、光センサ４６と、制御部４７と、を備える。

【0024】

ホッパ４１は、上方から供給された粉粒体を受け止めて下方のケース４２へ案内する。ホッパ４１は、上方に近づくにつれて開口面積が大きくなるように広がる形状である。本実施形態のホッパ４１は、シャッター機構（下方に粉粒体を供給する状態としない状態を切り替える機構）を有していないが、シャッター機構を有していてもよい。

【0025】

ケース４２は、ホッパ４１の下方に配置されている。ケース４２の上部には投入口４２１が形成されている。ケース４２の投入口４２１は、ホッパ４１の下面に接続されている。これにより、ホッパ４１を介してケース４２に粉粒体が供給される。ケース４２の下部には排出口４２２が形成されている。粉粒体は排出口４２２から下方に排出されて次の工程へ流される。

【0026】

また、ケース４２は、投入口４２１と排出口４２２を接続する壁部である側壁４２ａを備える。側壁４２ａの一部は、光（特に、可視光、近赤外光、近紫外光等）を透過する光透過部４２ｂとして構成される。具体的には、例えば金属製の側壁４２ａの一部を開口部を形成し、その開口部に光透過部４２ｂを嵌め込んで固定される。光透過部４２ｂは、強度及び光透過性を考慮すればサファイヤガラスが好ましいが、異なる材料（石英ガラス又はアクリル等）であってもよい。

【0027】

駆動部４３は、電動モータであり、外部から供給された電力を用いて駆動力を発生させて、駆動軸４３ａを回転させる。駆動部４３は、駆動力を発生可能であれば、電動モータに限られない。

【0028】

仕切り４５は、板状の部材であり、ケース４２の内部に複数配置されている。図３に示すように、複数の仕切り４５は、駆動軸４３ａを中心として放射状となるように配置されている。仕切り４５と駆動軸４３ａは連結されており、駆動部４３が発生させた駆動力によって、回転軸線５１を回転中心として仕切り４５が回転駆動される。回転軸線５１は水平面に平行であり、鉛直方向に直交する。

【0029】

仕切り４５は、基本的には定速で回転駆動される。また、隣接する２つの仕切り４５は、ケース４２の内壁面とともに貯留空間を形成する。投入口４２１から供給された粉粒体は、この貯留空間に堆積されながら下方へ送られて、排出口４２２から排出される。仕切り４５を設けて低速で回転駆動することにより、投入口４２１に投入される粉粒体の量にバラツキがあったとしても、それを平滑化して排出口４２２から排出できる。

【0030】

光センサ４６は、粉粒体の物性を計測する。本実施形態では近赤外線分光を用いて粉粒体を計測するが、別の方法（例えばラマン分光）を用いて粉粒体を計測してもよい。光センサ４６は、ケース４２の内部ではなく外部から粉粒体を計測する。これにより、光センサ４６の汚れを防止したり、配線を単純化したりできる。具体的には、光センサ４６は、光透過部４２ｂを介して粉粒体に近赤外線を照射し、その反射光を受光する。光センサ４６が受光した光をスペクトル解析することで、粉粒体の水分を計測できる。

【0031】

光センサ４６は、光軸方向が回転軸線５１に実質的に平行となる向きでケース４２に取り付けられている。実質的に平行とは、厳密に平行な場合だけでなく数度程度の差異がある場合も含む。これにより、仕切り４５の影響を軽減して粉粒体を計測できる。また、光センサ４６は仕切り４５と一体的に回転しないように（言い換えれば仕切り４５が回転しても光センサ４６の位置が変わらないように）側壁４２ａに取り付けられている。

【0032】

ここで、光計測の精度を向上させるためには、ある程度の分量の粉粒体が堆積している箇所を計測する必要がある。更に、できる限り光センサ４６が仕切り４５を計測しないようにする必要がある。以下、具体的な光センサ４６の配置について説明する。

【0033】

図３に示すように、仕切り４５が水平面と平行となるときの仕切りの角度を０度及び１８０度と定義する。更に、仕切り４５が回転軸線５１を基端として鉛直上向きとなるときの角度を９０度と定義する。それぞれの仕切り４５は、０度、９０度、１８０度を経由して、再び０度に戻るように回転する。

【0034】

本実施形態の粉粒体計測装置４０では、貯留空間の中心が０度を向くときには、この貯留空間に粉粒体は供給されない。その後、仕切り４５が回転するにつれて貯留空間に粉粒体が供給される。粉粒体が貯留空間に供給されるピークは、貯留空間の中心が９０度を向くとき又はその前後を向くときである。そして、貯留空間の中心が１８０度を向くときには、この貯留空間に新たな粉粒体は供給されない。つまり、貯留空間に十分な粉粒体が存在するのは、貯留空間の中心が９０度から１８０度を向くときである。

【0035】

本実施形態では、回転軸線５１の方向で粉粒体計測装置４０を見たときにおいて、仕切り４５が９０度から１８０度まで移動したときの仕切りの移動軌跡（１／４の円形状）と光センサ４６の位置とが重なる。これにより、貯留空間に多くの粉粒体が存在する箇所において粉粒体の光計測を行うことができる。なお、好ましくは、仕切り４５が１００度から１５０度まで移動したときの仕切りの移動軌跡と光センサ４６の位置とが重なる。

【0036】

また、粉粒体の計測を精度良く行うためには、光センサ４６の高さも重要である。例えば光センサ４６の位置が高過ぎる場合、光センサ４６の計測領域に粉粒体が存在しない可能性があるので、適切に粉粒体を計測できないことがある。一方で、光センサ４６の位置が低過ぎる場合、光センサ４６が仕切り４５を計測する時間が長くなる。

【0037】

図３に示すように、本実施形態では、光センサ４６の高さＨ１は、回転軸線５１の高さよりも高く、かつ、仕切り４５が９０度のときの当該仕切り４５の長手方向の中央の高さＨ２よりも低い。これにより、粉粒体を適切に計測できる。なお、仕切り４５の長手方向とは、仕切り４５の半径方向（回転軸線５１から放射状に広がる方向）のことである。

【0038】

次に、仕切り４５の影響を除外して光センサ４６の計測値を処理する方法について説明する。

【0039】

上述した適切な位置に光センサ４６を配置した場合であっても、光センサ４６の計測範囲を仕切り４５は横切ることは避けられないため、この影響を除外する必要がある。以下、仕切り４５の影響を除外する２つの方法について説明する。

【0040】

第１の方法は、仕切り４５が光センサ４６の計測範囲に重なるタイミングにおいて、光センサ４６による計測を中断する方法である。制御部４７は駆動部４３を制御するため、その制御情報又は図略のエンコーダで取得した情報に基づいて、仕切り４５の位置を特定可能である。

【0041】

制御部４７は、仕切り４５が光センサ４６の計測領域に重なるタイミングでないと判定している間においては（図４のＳ１０１）、光センサ４６による粉粒体の計測を実行する（Ｓ１０２）。次に、制御部４７は、光センサ４６の計測値に基づいて、粉粒体の水分を算出する（Ｓ１０３）。仕切り４５が計測領域に重なる前まではこの処理が繰り返される。

【0042】

その後、制御部４７は、仕切り４５が光センサ４６の計測領域に重なるタイミングであると判定した場合（Ｓ１０１）、光センサ４６にその旨の信号を送信示して、光センサ４６による計測を中断する（Ｓ１０４）。

【0043】

その後、仕切り４５が光センサ４６の計測領域から外れた後に、再びステップＳ１０２及びＳ１０３の処理が行われて粉粒体の水分が算出される。以上の処理を繰り返し行うことにより、連続して送られる粉粒体の水分をリアルタイムで計測することができる。また、第１の方法では、制御部４７は光センサ４６の全ての計測値を用いて、粉粒体の水分を算出すれば良いので、演算が簡単になる。

【0044】

本実施形態では、仕切り４５が光センサ４６の計測領域にあるタイミングで光センサ４６の計測を中断したが、このタイミングで光センサ４６から制御部４７へ入力される計測値を遮断して受信しないようにしてもよい。

【0045】

第２の方法は、光センサ４６による計測は中断せずに、制御部４７によるデータ処理で、不要な計測値を除外する方法である。

【0046】

初めに、制御部４７は、光センサ４６から計測値を受領する（Ｓ２０１）。制御部４７が光センサ４６から受領した計測値には、光センサ４６が粉粒体を計測して得られた計測値（以下、粉粒体の計測値）と、光センサ４６が仕切り４５を計測して得られた計測値（以下、仕切り４５の計測値）と、が含まれている。

【0047】

制御部４７は、光センサ４６から受信した計測値から、仕切り４５の計測値を除外して、粉粒体の計測値を抽出する（Ｓ２０２）。本実施形態では近赤外分光を行うため、計測領域にある物質に応じた波長の光が吸収され、残りの光を光センサ４６が受光する。つまり、計測領域に粉粒体がある場合と計測領域に仕切り４５がある場合とでは、光センサ４６が受光する光のスペクトルが全く異なるはずである。従って、制御部４７は、スペクトルに基づいて、粉粒体の計測値と仕切り４５の計測値を区別できるので、光センサ４６から受信した計測値から、仕切り４５の計測値を除外して、粉粒体の計測値を抽出できる。

【0048】

制御部４７は、ステップＳ２０２で抽出した粉粒体の計測値に基づいて、粉粒体の水分を算出する（Ｓ２０３）。以上の処理を繰り返し行うことにより、連続して送られる粉粒体の水分をリアルタイムで計測することができる。また、第２の方法では、制御部４７は仕切り４５が計測領域に重なるタイミングを推測する処理を省略できる。

【0049】

次に、図６及び図７を参照して、第２実施形態の粉粒体計測装置４０について、第１実施形態と比較しながら説明する。

【0050】

第２実施形態の粉粒体計測装置４０は、第１実施形態の粉粒体計測装置４０と構成及び動作原理は同じであるが、サイズの比率が異なる。以下では、図２，図３，図６，図７に示すように、貯留空間のうち回転軸線５１に平行な方向の長さを幅とし、貯留空間のうち仕切り４５に沿って放射方向に延びる方向の長さを径する。また、第１実施形態の粉粒体計測装置４０の貯留空間の幅を幅ｗ１と称し、径を径ｄ１と称する。同様に、第２実施形態の粉粒体計測装置４０の貯留空間の幅を幅ｗ２と称し、径を径ｄ２と称する。

【0051】

第２実施形態の粉粒体計測装置４０の幅ｗ２は、第１実施形態の粉粒体計測装置４０の幅ｗ１よりも小さい。更に、第２実施形態の粉粒体計測装置４０の径ｄ２は、第１実施形態の粉粒体計測装置４０の径ｄ１よりも大きい。第２実施形態の粉粒体計測装置４０は、幅ｗ２を小さくする代わりに径ｄ２を大きくして、貯留空間の容量を維持した構成である。

【0052】

幅を小さくする利点は、貯留空間に投入される粉粒体の量が少なくても光センサ４６による計測を適切に行えることである。光センサ４６による粉粒体の計測を行うためには、光センサ４６が配置された位置まで粉粒体が堆積する必要がある。光センサ４６の高さＨ２を一定とした場合、貯留空間の幅が小さいほど少ない粉粒体で粉粒体の高さが高くなり易い。つまり、貯留空間の幅が狭いほど、光センサ４６が配置された位置まで堆積するのに必要な粉粒体の量が少ない。従って、粉粒体を貯めるために回転速度を低下させる必要がなく、粉粒体を継続して計測できる。

【0053】

例えば、第１実施形態の幅ｗ１は、径ｄ１の０．９倍程度である。第１実施形態の粉粒体計測装置４０においても粉粒体を十分に検出できることが発明者らにより確かめられている。従って、粉粒体計測装置４０の幅は、径の０．９倍よりも小さいことが好ましい。また、第２実施形態の幅ｗ２は、径ｄ２の０．５倍程度である。投入される粉粒体の量が少ない場合は、第２実施形態の粉粒体計測装置４０の形状であることが好ましい。従って、粉粒体計測装置４０の幅は、径の０．５倍以上０．９倍以下であることが更に好ましい。あるいは、投入される粉粒体の量が更に少ない場合は、粉粒体計測装置４０の幅は、径の０．５倍より小さいことが好ましい。

【0054】

なお、光センサ４６の高さは、粉粒体計測装置４０の径の長さに応じて定めてもよい。例えば、粉粒体計測装置４０の径の１／５倍以上、径の半分以下とすることができる。粉粒体計測装置４０の径の長さに応じて光センサ４６の高さを定める場合、径の長さが長くなるほど光センサ４６の高さが高くなる。その結果、光センサ４６の前を仕切り４５が通過する時間割合を減らすことができるので、計測可能な時間を長くすることができる。

【0055】

以上に説明したように、本実施形態の粉粒体計測装置４０は、ケース４２と、駆動部４３と、仕切り４５と、光センサ４６と、を備える。ケース４２は、粉粒体が投入される投入部、及び、粉粒体を排出する排出部が形成されており、光を透過する光透過部４２ｂを少なくとも一部に含む側壁４２ａを有する。駆動部４３は、駆動力を発生させる。仕切り４５は、ケース４２の内部に配置されており、駆動部４３が発生させた駆動力によって、水平面に平行な方向を回転軸線５１として回転可能であり、回転軸線５１の方向で見たときに放射状となるように複数設けられる。仕切り４５が回転することにより、粉粒体が投入口４２１側から排出口４２２側へ送られる（移動工程）。光センサ４６は、光透過部４２ｂの外側の面に固定されており、光透過部４２ｂを介して粉粒体を光計測する（計測工程）。以上により粉粒体計測方法が行われる。

【0056】

これにより、粉粒体を連続的に通過させながら、粉粒体を計測することができる。また、粉粒体は一時的に仕切り部で囲まれる貯留空間に堆積するため、シュートに光センサを設ける構成と比較して、粉粒体の計測の精度を高くすることができる。

【0057】

本実施形態の粉粒体計測装置４０において、仕切り４５が水平面と平行になるときの仕切り４５の角度を０度及び１８０度と定義する。仕切り４５が回転軸線５１から鉛直上向きになるときの仕切り４５の角度を９０度と定義する。回転軸線５１の方向で見たときにおいて、仕切り４５が９０度から１８０度まで移動したときの仕切り４５の移動軌跡と光センサ４６の位置とが重なる。

【0058】

これにより、仕切りで囲まれる貯留空間に粉粒体が十分に堆積している箇所において光計測を行うことができるので、粉粒体の計測の精度を高くすることができる。

【0059】

本実施形態の粉粒体計測装置４０において、光センサ４６の高さＨ１は、回転軸線５１の高さよりも高く、かつ、仕切り４５が９０度のときの仕切り４５の長手方向の中央の高さＨ２よりも低い。

【0060】

これにより、粉粒体は下から堆積するため、比較的下方で光計測を行うことにより、粉粒体の計測の精度を高くすることができる。

【0061】

本実施形態の粉粒体計測装置４０は、光センサ４６による光計測により取得した計測値を解析する制御部４７を備える。制御部４７は、光センサ４６による仕切り４５の計測値を含めずに粉粒体の計測結果を作成する。

【0062】

これにより、仕切り４５の計測結果を用いずに粉粒体の性質を計測することができるので、粉粒体の計測の精度を高くすることができる。

【0063】

本実施形態の粉粒体計測装置４０において、制御部４７は、光センサ４６による光計測に基づいて、粉粒体の計測値と、仕切り４５の計測値と、を含む全体の計測結果を取得する。制御部４７は、全体の計測結果から仕切り４５の計測値を除外する処理を行って、粉粒体の計測結果を作成する。

【0064】

これにより、光センサ４６の制御を簡単にすることができる。

【0065】

本実施形態の粉粒体計測装置４０において、光センサ４６の計測領域に仕切り４５が存在しないタイミングで計測値を取得する。光センサ４６の計測領域に仕切り４５が存在するタイミングで計測値を取得しない。

【0066】

これにより、計測値から計測結果を算出する処理の演算量を少なくすることができる。

【0067】

本実施形態の粉粒体計測装置４０では、ケース４２内において仕切り４５で区分された空間であって、排出部に向かう粉粒体を一時的に貯留する空間を貯留空間とする。貯留空間のうち回転軸線５１に平行な方向の長さを幅とし、貯留空間のうち仕切り４５に沿って放射方向に延びる方向の長さを径としたときに、幅は径の０．９倍よりも小さい。

【0068】

これにより、比較的幅が小さい構成とすることができるので、粉粒体の投入量が少ない場合であっても、粉粒体を適切に計測することができる。

【0069】

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

【0070】

上記実施形態の光透過部４２ｂは側壁４２ａに取り付けられているが、ケース４２の全体又は光センサ４６が取り付けられる面の全体を光透過部として構成してもよい。

【0071】

上記実施形態で示したフローチャートは一例であり、一部の処理を省略したり、一部の処理の内容を変更したり、新たな処理を追加したりしてもよい。例えば、図４及び図５のフローチャートでは、光センサ４６による計測が行われる毎に粉粒体の水分を算出するが、これに代えて、所定時間の計測値を記憶しておき、所定時間で計測された粉粒体の水分の平均値を算出してもよい。

【符号の説明】

【0072】

４０ 粉粒体計測装置
４１ ホッパ
４２ ケース
４２ａ 側壁
４２ｂ 光透過部
４３ 駆動部
４５ 仕切り
４６ 光センサ
４７ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】