JP4890645B2 - 配合原料の水分測定方法 - Google Patents
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Description
本願は、2008年7月7日に、日本に出願された特願2008−176786号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
a=k/w …(1)
rW0e=rS+(λW−λS)×(rL−rS)/(λL−λS) …(2)
k=−ln(rW/rW0e) …(3)
k=a×w+b …(4)
ここで、wは被測定対象物の含有水分量(通常、質量%で表示)である。kは被測定対象物の吸光度である。a、bは被測定物の特性に依存した定数である。被測定物に対応した定数a、bが不正確であると水分測定に誤差を生じる。
(1)本発明の、3波長式赤外線水分計を用いた配合原料の含有水分測定方法は、3波長式赤外線水分計を用いた配合原料の含有水分測定方法において、
水により吸収される波長λWより長い長波長側参照波長λLと、前記波長λWより短い短波長側参照波長λSと、の参照波長組み合わせとして、
前記長波長側参照波長λLの候補である長波長側参照波長候補λL’を複数仮定する工程と;
複数の前記長波長側参照波長候補λL’の各々を用いた場合ごとに、水分が除去された状態の前記複数の配合前原料各々の吸光度k0を測定する工程と;
複数の前記長波長側参照波長候補λL’の各々を用いた場合ごとに、前記複数の配合前原料各々の前記吸光度k0の二乗和を前記配合前原料の個数で除した値である、k0二乗和平均値を計算する工程と;
前記複数の長波長側参照波長候補λL’のうち、前記k0二乗和平均値が0.001以下になる長波長側参照波長候補λL’を、前記長波長側参照波長λLとして選択する工程と;
により選ばれた参照波長組み合わせを用いる。
(2)上記(1)に記載の配合原料の水分測定方法では、前記k0二乗和平均値が最も小さい値となる長波長側参照波長候補λL’を前記長波長側参照波長λLとして選択しても良い。
(3)上記(1)に記載の配合原料の水分測定方法は、前記長波長側参照波長λLの候補である長波長側参照波長候補λL’を複数仮定する工程と;前記短波長側参照波長λSの候補である短波長側参照波長候補λS’を複数仮定する工程と;複数の前記長波長側参照波長候補λL’と、複数の前記短波長側参照波長候補λS’と、を組み合わせた参照波長組み合わせ候補を複数仮定する工程と;複数の前記参照波長組み合わせ候補各々を用いた場合ごとに、水分が除去された状態の前記複数の配合前原料各々の吸光度k0を測定する工程と;複数の前記参照波長組み合わせ候補各々を用いた場合ごとに、前記複数の配合前原料各々の吸光度k0の二乗和を配合前原料の個数で除した値である、k0二乗和平均値を計算する工程と;前記複数の参照波長組み合わせ候補のうち、前記k0二乗和平均値が0.001以下になる参照波長組み合わせ候補を前記参照波長組み合わせとして選択する工程と;を更に備えても良い。
(4)上記(3)に記載の配合原料の水分測定方法では、前記複数の参照波長組み合わせ候補のうち、前記k0二乗和平均値が最も小さい値となる参照波長組み合わせ候補を前記参照波長組み合わせとして選択しても良い。
(5)上記(1)又は(3)に記載の配合原料の水分測定方法では、前記参照波長組み合わせは、特定の波長を通すバンドパスフィルターを複数利用して選択されても良い。
(6)上記(1)又は(3)に記載の配合原料の水分測定方法では、前記参照波長組み合わせは、連続波長の赤外線分光測定結果に基づき選択されても良い。
(7)上記(1)又は(3)に記載の配合原料の水分測定方法では、前記配合原料は焼結原料であり;前記水により吸収される波長λWは、1.9μm以上2.0μm以下の波長であり;前記長波長側参照波長λLは、2.2μm以上2.4μm以下の波長範囲から選択される波長であっても良い。
(8)上記(7)に記載の配合原料の水分測定方法では、前記短波長側参照波長λSは、1.6μm以上1.8μm以下の波長範囲から選択される波長であっても良い。
(9)前記(1)又は(3)に記載の配合原料の水分測定方法では、前記配合原料の試料の吸光度kCを測定する工程と;乾燥質量法によって前記配合原料の試料の含有水分量wCを測定する工程と;前記配合原料の試料の吸光度kCを、前記配合原料の試料の含有水分量wCで除算することで比例係数aを算出する工程と;前記配合原料の吸光度kを、前記比例係数aで除算することで前記配合原料の含有水分量を算出する工程と;を備えても良い。
上記(2)の発明によれば、最適な長波長側参照波長λLを選択出来る。
上記(3)の発明によれば、好適な参照波長組み合わせを選択出来る。
上記(4)の発明によれば、最適な参照波長組み合わせを選択出来る。
上記(5)の発明によれば、簡単な構成で好適な参照波長を選択できる。
上記(6)の発明によれば、正確に好適な参照波長を選択出来る。
上記(7)、(8)の発明によれば、配合原料として焼結原料が用いられる際に、焼結原料の吸光度kと含有水分量wとの関係が原点近傍を通過する一次式となるため、上記(1)と同様の効果が得られる。
上記(9)の発明によれば、正確且つ迅速な焼結原料の含有水分測定が可能となる。
k=a×w …(5)
となる。即ち(4)式のbがゼロとなる。この場合、定めるべき定数がaひとつとなるので、原料配合変更後の焼結原料の試料に対して乾燥質量法水分測定を1回行えば定数aを定めることができる。そして、参照波長λS、λLを適切に選択することにより、rW0eとrW0aとを好適に一致させ得ることが明らかとなった。
尚、ここで言う「bがゼロになる」とは、bをゼロと見なしてもその影響が水分測定における許容誤差の範囲内であることを意味する。
k0=−ln(rW0a/rW0e) …(3)’
乾燥状態とは(4)式のwにゼロを代入することであるから、k0はbに等しい。
このような本発明の焼結原料の水分測定装置を用いることにより、いずれの焼結原料6でも含有水分量wと吸光度kとの関係は原点近傍を通過することとなる。3枚のバンドパスフィルター4(4w、4L、4S)の選択については、モーターの回転を用いたバンドパスフィルター選択装置7を用いることができる。
2 光源
3 検出器
4 バンドパスフィルター
5 演算装置
6 焼結原料
7 バンドパスフィルター選択装置
Claims (9)
- 3波長式赤外線水分計を用いた配合原料の含有水分測定方法において、
水により吸収される波長λWより長い長波長側参照波長λLと、前記波長λWより短い短波長側参照波長λSと、の参照波長組み合わせとして、
前記長波長側参照波長λLの候補である長波長側参照波長候補λL’を複数仮定する工程と;
複数の前記長波長側参照波長候補λL’の各々を用いた場合ごとに、水分が除去された状態の複数の配合前原料各々の吸光度k0を測定する工程と;
複数の前記長波長側参照波長候補λL’の各々を用いた場合ごとに、前記複数の配合前原料各々の前記吸光度k0の二乗和を前記配合前原料の個数で除した値である、k0二乗和平均値を計算する工程と;
前記複数の長波長側参照波長候補λL’のうち、前記k0二乗和平均値が0.001以下になる長波長側参照波長候補λL’を、前記長波長側参照波長λLとして選択する工程と;
により選ばれた参照波長組み合わせを用いることを特徴とする、配合原料の水分測定方法。 - 前記k0二乗和平均値が最も小さい値となる長波長側参照波長候補λL’を前記長波長側参照波長λLとして選択することを特徴とする請求項1に記載の配合原料の水分測定方法。
- 前記長波長側参照波長λLの候補である長波長側参照波長候補λL’を複数仮定する工程と;
前記短波長側参照波長λSの候補である短波長側参照波長候補λS’を複数仮定する工程と;
複数の前記長波長側参照波長候補λL’と、複数の前記短波長側参照波長候補λS’と、を組み合わせた参照波長組み合わせ候補を複数仮定する工程と;
複数の前記参照波長組み合わせ候補各々を用いた場合ごとに、水分が除去された状態の前記複数の配合前原料各々の吸光度k0を測定する工程と;
複数の前記参照波長組み合わせ候補各々を用いた場合ごとに、前記複数の配合前原料各々の吸光度k0の二乗和を配合前原料の個数で除した値である、k0二乗和平均値を計算する工程と;
前記複数の参照波長組み合わせ候補のうち、前記k0二乗和平均値が0.001以下になる参照波長組み合わせ候補を前記参照波長組み合わせとして選択する工程と;
を更に備えることを特徴とする、請求項1に記載の配合原料の水分測定方法。 - 前記複数の参照波長組み合わせ候補のうち、前記k0二乗和平均値が最も小さい値となる参照波長組み合わせ候補を前記参照波長組み合わせとして選択することを特徴とする請求項3に記載の配合原料の水分測定方法。
- 前記参照波長組み合わせは、特定の波長を通すバンドパスフィルターを複数利用して選択されることを特徴とする請求項1又は3に記載の配合原料の水分測定方法。
- 前記参照波長組み合わせは、連続波長の赤外線分光測定結果に基づき選択されることを特徴とする請求項1又は3に記載の配合原料の水分測定方法。
- 前記配合原料は焼結原料であり;
前記水により吸収される波長λWは、1.9μm以上2.0μm以下の波長であり;
前記長波長側参照波長λLは、2.2μm以上2.4μm以下の波長範囲から選択される波長である;
ことを特徴とする請求項1又は3に記載の配合原料の水分測定方法。 - 前記短波長側参照波長λSは、1.6μm以上1.8μm以下の波長範囲から選択される波長であることを特徴とする請求項7に記載の配合原料の水分測定方法。
- 前記配合原料の試料の吸光度kCを測定する工程と;
乾燥質量法によって前記配合原料の試料の含有水分量wCを測定する工程と;
前記配合原料の試料の吸光度kCを、前記配合原料の試料の含有水分量wCで除算することで比例係数aを算出する工程と;
前記配合原料の吸光度kを、前記比例係数aで除算することで前記配合原料の含有水分量wを算出する工程と;
を備えることを特徴とする請求項1又は3に記載の配合原料の水分測定方法。
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