TWI428570B - Powder and body flow measurement device - Google Patents

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TWI428570B
TWI428570B TW097134496A TW97134496A TWI428570B TW I428570 B TWI428570 B TW I428570B TW 097134496 A TW097134496 A TW 097134496A TW 97134496 A TW97134496 A TW 97134496A TW I428570 B TWI428570 B TW I428570B
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Wataru Hisada
Mitsuo Shintani
Manabu Yamaguchi
Yoshiki Aramatsu
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Sintokogio Ltd
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Description

粉粒體流量測定裝置
本發明係有關一種靜電容量式之粉粒體流量測定裝置。更詳言之，本發明之靜電容量式之粉粒體流量測定裝置，係將空氣等(輸送氣體)當作輸送手段之各種粉粒體處理裝置，連續且即時(real time)測定粉粒體的流量，亦具備根據環境溫度及輸送氣體溫度之測量值之溫度校正功能，可高精度測定粉粒體的流量。
就使用該粉粒體流量測定裝置之粉粒體處理裝置而言，可舉例如：1)空氣輸送裝置，配設於輸送管內，使用壓縮空氣及/或吸引空氣來輸送粉粒體；2)噴氣裝置，使由粉粒體構成之研磨材料與壓縮空氣或動葉輪(impeller)碰撞，以進行表面加工；3)粉體塗裝裝置，藉由噴槍吹附由粉體構成之粉體塗料以進行塗裝。
就靜電容量式之粉粒體流量測定裝置而言，可舉例如專利文獻1、2等。
一般而言，在靜電容量式之粉粒體流量測定裝置，會因輸送所使用之空氣(大氣)的溼度或溫度等測定時的條件而使測定對象物的溫度產生變化，故必須對因該溫度變化所造成之測量誤差，以無時間延遲(time lag)的方式進行校正。
因此，在專利文獻1揭示有一種粉粒體流量測定裝置 (參照請求項1)之發明，其特徵在於：「將設於粉體流路且將粉體的流量當作靜電容量變化來檢測之測定用電極，與送入空氣以對應於測定用電極之環境條件變化來進行校正所使用之基準用電極，並排設置而構成」。
即，將2個相同之流量感測器並排配置，將粉粒體送入一方，將空氣送入另一方且以此當作基準電極，從2個感測器之輸出差獲得粉粒體之輸出，以進行流量之測定。
但，此方式，必須使送入測定電極與基準電極之壓縮空氣(輸送氣體)的性狀完全設成相同。
例如，當利用壓縮空氣來測定送入之粉粒體的流量時，對基準電極亦必須送入相同條件之壓縮空氣。該壓縮空氣，並未用於粉粒體輸送而放散於大氣中之無用空氣，進而，所使用之壓縮空氣量必須為2倍。又，當利用吸引方式於測定電極內吸引粉粒體與空氣時，因於基準電極亦同樣產生吸引空氣而需要相同條件之吸引空氣量，同樣地，吸引空氣量必須為2倍。上述任一種方式皆與消耗能量的增加產生關聯。
在專利文獻2揭示有一種可對應於高溫(500~1200℃)之粉粒體之粉粒體流量測定裝置(參照請求項1)之發明，其特徵在於：「使用由作為粉粒體流路之圓筒管、於其外周對向配置之彎曲狀之一對源極電極與感應電極、及設於該等源極電極與感應電極間之保護電極所構成之測定用電極，以將被送入於該圓筒管內面通路之粉粒體流量當作靜電容量的變化進行檢測；該粉粒體流量測定裝置，係由以 同心圓狀配置於該圓筒管外周面之管狀之電極保持體、及以螺旋狀安裝於該電極保持體而分別形成該源極電極與保護電極之耐熱性導電體所構成」。
即，在專利文獻2，於保持有電極之電極配置管，置入用以測定高溫(500~1200℃)之粉粒體的流量之供粉粒體通過之管(保護管)，以防止因熱影響所造成之電極剝落。
但，因高溫之粉粒體通過而使管內溫度上升，會有使靜電容量產生經時變化之虞，而對應於此之校正方法並未揭示或提示。因此，會有因時間經過而顯示出不同的測量值之問題點。
又，不會對本發明之專利性產生影響，就靜電容量式之粉粒體流量測定裝置之先行技術而言，有本案申請人所提出之專利文獻3、4等。
(專利文獻1)日本專利第3865737號公報(專利文獻2)日本特開2001－21397號公報(專利文獻3)日本特開2007－121272號公報(專利文獻4)日本特開2006－329874號公報
本發明，為解決上述習知之問題點，其目的在於提供，可減少因溫度變化所造成之測量誤差，就算流量少亦能進行穩定且高精度測定之靜電容量式之粉粒體流量測定裝置及粉粒體流量測定方法。
為解決上述問題，本發明人等，以記載於上述專利文 獻3、4之粉粒體流量測定裝置為基礎，進一步加以改良而想到本發明。
本發明之靜電容量式之粉粒體流量測定裝置，具備：測定管，供粉粒體透過輸送氣體通過；測定電極，配置於該測定管外周，用以檢測該測定管內之靜電容量變化；及靜電容量之轉換電路(轉換器)，用以將來自測定用電極的輸出對粉粒體流量顯示器輸出；藉由殼體將該測定電極及轉換器維持氣密狀態且一體保持於該測定管。
又，該粉粒體流量測定裝置，其特徵在於：具備環境溫度感測器與輸送氣體溫度感測器，該輸送氣體溫度感測器，係接合於不會受到該測定管之測定電極影響、且盡量靠近該測定管內壁的部位；該環境溫度感測器，係配置成可測量該粉粒體流量測定裝置的周邊溫度；且具備溫度校正電路，根據該環境溫度感測器與輸送氣體溫度感測器的輸出差，來進行測定電極的輸出之溫度校正。
即，在本發明，於轉換器，可將粉粒體的流量，根據輸送氣體溫度與環境溫度之差來進行溫度校正且將其輸出。因此，能以一個測定電極高精度地測定粉粒體的流量之實際變化。
在上述構成，較佳係該測定管，由供該測定電極配置之電極配置管、及配置於該電極配置管內側且以氣密方式配置成對該電極配置管為可裝拆之保護管所構成；該輸送氣體溫度感測器係直接接合於該保護管的外周面。其理由在於，可於盡量靠近輸送氣體通過部位之處來測定輸送氣 體溫度。
在上述構成，較佳係進一步具備：固定於該保護管之結線塊、及固定於該電極配置管且具備連接於該轉換器的導線之被結線塊；該兩結線塊，可透過於各該結線塊形成之一對連接銷插塞部以單觸方式連接/阻斷，在該結線塊收納保持有該輸送氣體溫度感測器。於保護管的更換作業時，不需特別的電氣連接/阻斷作業，對於維護上極有利。
本發明之粉粒體流量測定方法，具有如下構成：其特徵在於：對於測定管內與輸送氣體一起通過之粉粒體的流量，藉由配置於該測定管外周之測定電極，檢測作為靜電容量的變化，以測定粉粒體流量，根據環境溫度感測器與輸送氣體溫度感測器的輸出差，運算測定電極的輸出以進行溫度校正。
在靜電容量式之粉粒體流量測定裝置，為了正確測定粉粒體的流量，檢測及校正粉粒體的輸送氣體(一般為空氣)之溫度變化極為重要。此係由於靜電容量，會因測定環境或測定對象物的溫度而變化之故。
本發明，藉由將小型、響應速度快速且溫度與靜電容量的關係為線性之輸送氣體溫度感測器，直接接合於對溫度最敏感之保護管部(粉粒體通過部)，而能進行正確之校正。
即，本發明之靜電容量式之粉粒體流量測定裝置，構造簡單、不會受到使用之環境氣氛的影響，就算低流量亦 能以高精度進行粉粒體流量的測定。
進而，可對應輸送氣體流入測定管時之溫度降低，能以更高精度進行粉粒體流量的測定。
以下，將本發明根據一較佳實施形態加以詳細說明。
圖1係表示本實施形態之粉粒體流量測定裝置之測定部構造體(由電極配置管10與保護管20構成之構造體)之一例。
電極配置管10係由：由成形絕緣層構成之本體層12、及配置於該本體層12的內周面部之撓性基板13所構成，將該等一體形成。又，本體層12，係於呈(圓)筒狀之撓性基板13的外面捲覆玻璃斜紋(glass cross)，從外周含浸環氧樹脂後，使環氧樹脂硬化凝固，以單層之保護電極18包覆該玻璃斜紋/環氧樹脂層的外面，而將整體覆蓋。
在如圖1所示之本體層12，雖於保護電極18的外面，進一步捲覆玻璃斜紋，並從外周含浸環氧樹脂後使環氧樹脂硬化凝固而形成三層構成(從內側起)12a、18、12b，但未限於此種構成。
又，撓性基板13，係藉由在絕緣樹脂膜15的單面(捲繞於絕緣樹脂膜15而成筒狀之外周面)，將寬度較大之檢測電極(感測電極)14、及寬度較小之接地電極16，隔既定間隔G印刷成條紋狀而形成。
該撓性基板13，係將檢測電極14與接地電極16，以 彼此隔間隙G形成螺旋狀的方式捲繞，而形成筒狀體。又，當以垂直於電極配置管10之軸線之截面觀之，檢測電極14與接地電極16係呈彼此對面。
在此，該檢測電極14與接地電極16之寬度尺寸之比，係設定成檢測電極寬度/接地電極寬度為1/1~3.5/1的範圍之值。
又，在圖2中，分別表示當檢測電極寬度＝接地電極寬度之情形(A)、及檢測電極寬度>接地電極寬度之情形(B)之電力線圖。即，當檢測電極寬度/接地電極寬度＝1/1時，電力線平行，電極管配線之管中央部側與管內壁部側的電力線密度(感度)係相同。另一方面，當檢測電極寬度與接地電極寬度不同時，電力線未平行，管內壁部側的電力線密度(感度)高於電極管配線之管中央部側，管內壁部附近之感度上升。
如此，利用管內壁部側的感度變高，就算通過設於電極配置管內側之後述保護管內之粉粒體的流量係微小量，亦可在不使測定精度下降的情況下進行測定。其理由可推定為當流經管內之粉粒體微小量時，該粉粒體會沿著管內壁一邊以螺旋狀描繪一邊移動之故(新的見解)。
但，若檢測電極寬度/接地電極寬度之寬度比變得過大，感度反而降低。因電力線密度之高密度化範圍變得過小、及螺旋移動之粉粒體為脈動而於粉粒體產生粗密層，因此，難以高精度檢測流量變化。
又，當假設粉粒體為微小量且螺旋移動於管壁時，將 檢測電極14的寬度與接地電極16的寬度設為不同之情形，檢測電極寬度/接地電極寬度的寬度比，雖會因粉粒體的流量及種類而異，較佳係設為1.2/1~3.5/1，更佳係設為1.5/1~3.0/1。又，根據檢測/接地電極的寬度，較佳係兩電極間之間隙G為0.5~5mm，更佳係1~3mm。此時電極的寬度尺寸，當電極配置管的內徑為10.5mm時，較佳係例如將檢測電極設為14~15.5mm，將接地電極設為5.5~7mm。
又，在由上述本體層12與撓性基板13構成之電極配線管10之內側，設置使粉粒體通過之保護管20。該保護管20如後述，透過連接管22，以能拆裝自如且保持氣密的方式***管路中。
在此，作為保護管20的材料，與習知之電極管同樣，雖可使用石英玻璃，但，一般亦可使用耐摩損性良好，且就算保護管20的管壁厚度較薄亦破損之虞較少之絕緣體之氧化物系陶瓷。就氧化物系陶瓷而言，可舉例如氧化鋁、氧化鋯等。
又，保護管20，一般係使用具有耐磨損性的材料，且可更換者，為了提高測定精度，其壁厚較佳係盡量薄壁化。例如，在氧化物系陶瓷製之保護管20之情形，壁厚較佳係設為0.7mm以下，更佳為0.3~0.6mm，尤佳為0.5~0.4mm。若壁厚大於上述，則耐用期間會變短，或是若壁厚過厚，則會使測定精度降低。
又，測定部構造體的構造，未限於上述之具備檢測電極與接地電極之電極配置管10、及用以輸送(供通過)粉粒 體之保護管20所構成者。即，亦可不使用保護管，而在石英管設置將檢測電極與接地電極印刷而成之電極配線管，於該電極配線管內側直接使被測定物(粉粒體)通過之構成者。又，具備檢測電極與接地電極之電極配置管的構造，未限於上述實施形態。即，可將檢測電極與接地電極配置於電極配線管之內周面部，或將電極構造配置成平行平板狀而成者等。
其次，根據圖3~7說明本實施形態之特徵部分。又，圖3、6、7係表示粉粒體流量測定裝置組裝之立面圖。
輸送氣體溫度感測器31，係配置於保護管20之測量流體入口側的外面且未與電極配線管10重疊的部位，亦即，不會受到檢測電極與接地電極14、16的影響之部位。輸送氣體溫度感測器31的安裝形態並未特別限定，能以帶狀之熱傳導性膜42將輸送氣體溫度感測器31壓接於保護管20，並將熱傳導性膜42捲繞於保護管20周圍，由其上被覆固接熱收縮管44。在此，雖已說明將輸送氣體溫度感測器31配置於保護管20之入口側，但亦可將其配置於保護管20之出口側。
就配置於本實施形態之保護管20外周之輸送氣體溫度感測器31而言，較佳係使用熱敏電阻型溫度感測器。熱敏電阻型溫度感測器，由於相較於其他溫度感測器(二極體型或IC型等)，其響應速度快速且可良好跟隨保護管20的溫度變化。
就上述熱傳導性膜42而言，只要係熱傳導性優異的薄 膜，並未特別限定。例如，亦可使用放熱性矽氧膜。又，熱收縮管44，為了保持熱傳導性膜42與輸送氣體溫度感測器31，只要具有充分的熱收縮性，並未特別限定。例如，亦可使用PE管或PVC管。
固接有輸送氣體溫度感測器31之保護管20，***電極配線管的內徑側時，係形成單觸(one touch)、且可拆裝之構造。輸送氣體溫度感測器31，係與配置於電極配置管10側之轉換器30(參照圖6)之校正電路端子可形成電氣連接/阻斷之構造。
其次，說明結線塊37及被結線塊39的構造、功能。如圖5所示，在結線塊37及被結線塊39的上面，分別埋設上印刷基板33及下印刷基板35。在結線塊37及被結線塊39，以使上印刷基板33上之配線34之輸出端子34b位置與下印刷基板35之配線36之輸入端子36a位置對應配置的方式，分別形成上定位孔37a與下定位孔39a。在上定位孔37a與下定位孔39a，形成可供連接銷40(貫穿結線、被結線塊37、39)***。(圖3所示之例，該連接銷40係從結線塊37往被結線塊39***)即，連接銷之套管部分的部位，係相當於被結線塊39側之該下定位孔39a。又，結線、被結線塊37、39，分別以黏著劑等固定於保護管20及電極配置管10，兼作保護管20及電極配置管10之定位塊，進而，在被結線塊39外周設成可裝設O型環46。又，結線、被結線塊37、39，係以絕緣材料構成，一般係使用樹脂材料製成。
又，在本實施形態，於結線塊37內部形成有感測器收納空間37b。在收納輸送氣體溫度感測器31後，以上印刷基板33將感測器收納空間37b封閉，以使輸送氣體溫度感測器31之第一導線48連接於設置在上印刷基板33之配線34之輸入端子34a。又，設置於下印刷基板35上之配線36之輸出端子36b，係透過第二導線50而連接於轉換器30(參照圖6)之後述校正電路之輸入端子。又，雖未明示，上、下印刷基板33、35，係形成通孔之雙面型。其係根據焊接之可靠性及銷連接之可靠性者。又，以黏著劑分別將結線塊37固定於保護管20，將被結線塊39固定於電極配置管10。
又，雖未圖示，在電極配置管10之下端(他端)，與被結線塊39類似構造之電極配置管定位塊，透過O型環氣密安裝於電極配置管保持外筒23A。(參照圖7)
又，如圖6所示，在配置於保護管20之結線塊37之上側，設有保護管固定塊27。又，在保護管20之下端(他端)側，如後述般，與樹脂製之保護管固定塊27類似構造之定位塊，設置成可透過O型環嵌裝於內周。
其次，說明本實施形態中，上述測定部構造體(電極配置管10與保護管20)與殼體24之組裝形態。又，圖7係表示粉粒體流量測定裝置之整體組裝圖。雖未圖示，在殼體24，組裝有將各電極間的電壓轉換成靜電容量之靜電容量轉換部、溫度校正電路部等各電路基板。
在殼體24，於兩端藉由螺絲21、21以大致氣密方式安 裝有電極配置管保持外筒23、23A。
又，如圖3、6所示，在電極配置管10之一端配置有被結線塊39，在電極配置管10之另一端配置有電極配置管定位塊。在被結線塊39及電極配置管定位塊的外周裝配有O型環46，以與電極配置管保持外筒23、23A之間形成氣密構造。
進而，如前述，在保護管20之一端配置有保護管固定塊27，在保護管20之另一端嵌設有定位塊。又，該保護管固定塊27與定位塊，透過中間接合螺帽26及前端接合螺帽28、28A，而螺合於電極配置管保持外筒23A，其結果，能將電極配置管10及保護管20以氣密方式組裝於殼體24內。
在用以將測定部構造體(電極配置管10及保護管20)組裝於殼體24之上述構造，為了將保護管20能以單觸方式設成可裝拆，藉由設置中間接合螺帽26，可將結線塊37組裝於被結線塊39與保護管固定塊27之間。
該電極配置管保持外筒23，係藉由螺絲21等而與殼本體25氣密組裝。在殼本體25內，具備可設置與檢測端子14、接地電極16等之輸出端子、或輸送氣體溫度感測器31等之導線連接之轉換器30(關於轉換器30之電路構成電路構成參照圖9)。藉由設成此種構成，用以連接各電極與轉換器30之導線實質上不需要，訊號難以受到外部雜訊的影響。又，在該轉換器30設有環境溫度感測器(參照圖9)。又，環境溫度感測器，雖與上述同樣理由較佳係設於轉換 器30內，但亦可設於轉換器外。
在固接於電極配線管10之被結線塊39外周，嵌設有O型環46，該O型環46係以電極配置管保持外筒23前端之卡合內凸緣23a，以維持氣密狀態，並將電極配線管10定位保持。又，電極配置管保持外筒23、23A，係以螺絲21、21固定於殼體24。又，在用以實現電極配線管10之保持塊功能之被結線塊39，透過連接銷41而將結線塊37定位設置，且謀求上下之結線、被結線塊37、39間的導通。又，在將中間接合螺帽26固定於電極配置.管保持外筒23後，將內周裝配有O型環47之保護管固定塊27***中間接合螺帽26內側，將前端接合螺帽28螺絲固定於中間接合螺帽26。在此，保護管固定塊27，亦具有實現連接管22之固定、及連接管22與保護管20間之密封功能。
另一方面，保護管20係***電極配置管10內而形成雙重構造之測定部構造體。保護管20與電極配置管10的間隙係設定為0.6mm以下。該間隙的控制，係藉由在電極配置管保持外筒23前端之卡合內凸緣23a，進行黏著固定於電極配置管10之被結線塊39的定位而實現。
此時，O型環47，係在連接管22之具段底部22a與形成於保護管固定塊27內側之缺口段部27a之間密合保持。
又，在連接管之前端內側部，藉由將具有與保護管20相同內徑之氧化物系陶瓷管22b黏著於內面而構成襯墊。藉由該襯墊，可確保粉粒體通過時連接管22之耐磨損性。
當粉粒體通過保護管20時之靜電容量變化，係以被收 納於殼體24內之轉換器30轉換為電壓或電流(一般為電壓)，其輸出係通過纜線而輸入具備計數功能之顯示器，且轉換成與流量相對應之物理量來顯示。
在本實施形態，環境溫度感測器係構裝於轉換器30內之電路基板之校正電路。該環境溫度感測器設置於轉換器內之理由在於，可使測定環境的溫度變化設成較緩和，就算在轉換器內亦可充分追隨環境溫度變化之故。
其次，說明本實施形態之靜電容量之測定方法。圖8係本實施形態所使用之檢量線圖。圖9係表示本實施形態所使用之校正電路之一例，圖10係本發明之流量測定之溫度校正之處理方法之流程圖。
1)檢量線圖之作成
可使用於本發明之粉粒體流量測定裝置的環境溫度為5~45℃。於該環境溫度，在將檢測電極的輸出作0調整(校正：自動歸零)後，測定流量0時之檢測電極輸出(此時輸出大致為0，參照表3、4)。接著，預先將與作為測定對象之粉粒體相同之粉粒體流量依序增大，然後對應於各流量將作為電壓而輸出之靜電容量進行繪圖，而作成檢量線圖。該檢量線圖，若使用粉粒體流量測定裝置的環境溫度為5~45℃之範圍內，則於檢量線圖中，將粉粒體的流量0時檢量線之值設定為0，藉此可描繪出實質同形之曲線。但，該檢量線圖，必須針對作為測定對象之各粉粒體作成。其理由在於，若測定對象不同，則檢量線圖亦不同之故。
2)溫度校正係數之決定
粉粒體的流量之實測值，雖根據上述檢量線圖加以換算而表示，轉換器的輸出，亦包含根據粉粒體通過時輸送氣體的溫度變化之偏差量。因此，為了校正該偏差量，必須預先求出溫度校正係數。
為了使相對於輸送氣體的溫度變化，係何種程度靜電容量的變化明確，將本實施形態之粉粒體流量測定裝置放入恆溫槽，以既定時間間隔使恆溫槽的溫度升溫(或降溫)，測量當存在保護管的情形與未存在保護管的情形之各情形的靜電容量。
接著，從存在保護管的情形之溫度偏差係數[輸送氣體溫度(在此情形係電極配置管的內徑側氣體溫度)變化1℃的情形之檢測電極的輸出電壓的變化量，或是轉換後之靜電容量值的變化量]，減去未存在保護管的情形之溫度偏差係數，而預先間接求出溫度校正係數。
例如，當利用以後述之測試例1、2測定結果時，則如下述。
測試例1、2之存在保護管的情形之溫度偏差係數(取升溫與降溫時的平均值)為“0.14905V/℃”。若將此時之轉換器的感度設為1pF滿刻度(10V)、增益11倍時，則當存在保護管的情形之溫度偏差係數以靜電容量值表示者為0.00135pF/℃。
另一方面，同樣地，未存在保護管的情形之溫度偏差係數(取升溫與降溫時的平均值)為“0.1172V/℃”。若將此時之轉換器的感度設為1pF滿刻度(10V)、增益4倍時，則 當未存在保護管的情形之溫度偏差係數以靜電容量值表示者為0.000293pF/℃。
因此，保護管的溫度偏差係數之靜電容量值為：0.00135pF/℃－0.000293pF/℃＝0.001057pF/℃。
又，電壓值，係若將轉換器之靜電容量值感度設為0.1pF/10V，則保護管的溫度偏差係數為0.1057V/℃。
又，在轉換器之校正電路，若設為1pF滿刻度(10V)、增益3倍時，則溫度校正係數(α)為α＝3×0.1057＝3.171倍。
3)溫度校正運算
溫度校正運算，在具備圖9所示之校正電路之轉換器，係根據如圖10所示之方法來進行，從轉換器輸出。
在轉換器，根據輸送氣體溫度感測器T1的輸出VT1 與環境溫度感測器T2的輸出VT2 ，差動AMP1係求出該等之輸出差VT1 －VT2 。又，差動AMP2，係根據將測定用電極的輸出以靜電容量轉換部轉換之電壓VT0 、差動AMP1的輸出VT1 －VT2 、及溫度校正係數(α)，使用VT0 ±α(VT1 －VT2 )之運算式進行溫度校正所得之測量值，作為轉換器的輸出而輸出至顯示器。
比較部，係進行轉換器的輸出是否在±50mV的範圍內，而能以LED顯示。又，當轉換器的輸出在該範圍內時，LED顯示：藍，在範圍外時，LED顯示：紅。又，當轉換器的輸出在該範圍內外時，根據季節變動等環境溫度的變化，顯示流量0且轉換器的輸出未在0附近，並顯示必須進行自動歸零。又，以自動歸零開關(AUTO－ZERO SW)將測 定電極的輸出調整(校正)為0。又，在自動歸零作動中為顯示紅閃爍。顯示器的顯示，就算電氣自動歸零結束，為了使轉換器的輸出移動平均，而產生進行零顯示為止之延遲。計時器係用以與此延遲相對應之時間量、閃爍顯示者。
又，上述粉粒體流量測定裝置之適用裝置，只要係粉體裝置的話並未特別限定，例如，可將其組裝於圖11所示之吸引式噴氣裝置來使用。
此吸引式噴氣裝置，係藉由進料器(screw feeder)52將貯存於粉粒體儲存槽51內之粉粒體(噴氣材料)定量送出，透過耐壓管54(外徑：30mm、壁厚：5.5mm)，以噴射器56吸引供應粉粒體。又，將粉粒體流量測定裝置58組裝於進料器52之粉粒體噴出口(送出口)與耐壓管54的底部之間。
又，以負壓約－3000mmAq(－29kPa)、流速約25m/sec吸引粉粒體，使其通過該粉粒體流量測定裝置58內，將此時之靜電容量透過同軸纜線60，藉轉換顯示裝置62轉換成電壓而獲得作為輸出。進而，將粉粒體的流量(送出量)進行變化，測定電壓變化，求出此時之流量與輸出電壓的關係，以測量流量。
[實施例]
以下，說明用以確認本發明的效果所進行之實施例(測試例)。
在上述實施形態，係使用表1所示之規格，且使用檢測電極14之寬度與接地電極之寬度為3：1而形成螺旋配置之無芯型電極配置管10之電極構造(參照圖1)。如此組 裝成可進行溫度校正之靜電容量式之粉粒體流量測定裝置。
又，校正電路，係具備如圖9所示且根據圖10所示之流程圖進行處理之溫度校正電路。
<測試例1>
其次，將轉換器的輸出感度設定為1pF滿刻度(10V)、增益11倍，於保持10℃的溫度之恆溫器內放入該流量計，然後測量此時來自溫度感測器的輸出與電極內之靜電容量變化。進而，將溫度依序上升至40℃，測定相對於各溫度之靜電容量。其結果如圖12所示。依據此結果，獲得溫度與靜電容量係成反比之直線關係。
<測試例2>
將測試例1所使用之粉粒體流量測定裝置放入測試例1 所使用之恆溫器內，將溫度從40℃依序邊下降至10℃，邊測定相對於各溫度之靜電容量。其結果如圖13所示。依據此結果，與測試例1同樣獲得溫度與靜電容量係成反比之直線關係。又，在圖12、13，R2 係表示分散。
<測試例3>
使用與測試例1相同之粉粒體流量測定裝置，將輸出感度設定為1pF滿刻度(10V)、增益40倍，將負壓約－2500mmAq、流速約24m/sec、室溫21℃之吸引氣體(輸送氣體)流入保護管20內1分鐘(流量90Lmin－1 )，測定此時之轉換器的輸出。其結果表示於表2。依據其結果進行溫度校正，來自轉換器的輸出並未產生任何變化。
<測試例4>
以與測試例3相同設定使用於測試例1之靜電容量式之粉粒體流量測定裝置，在與測試例3相同狀態下，將生氧化鋁GC#600以38g/分鐘、76 g/分鐘、151 g/分鐘、230 g/分鐘、303 g/分鐘之流量，各1分鐘斷續送出，使其與室溫21℃的空氣一起流入前述流量計內，測定其輸出。當停止粉體流入時亦使空氣流入。其結果表示於表3。依據其結果 進行溫度感測器的校正，僅空氣流入時的輸出係與靜止狀態完全相同。
<比較測試例5>
為了將使用於前述測試例1~4之靜電容量式之粉粒體流量測定裝置進行比較，以使溫度感測器的輸出中斷之前述流量計，且實施與測試例3同樣的測試方法，將其結果表示於表4。依據其結果當從靜止狀態僅使空氣流入則成為正輸出，若停止空氣流入則成為負輸出。此係因空氣流入而使保護管20內溫度略為下降，而與測試例1所獲得的結果相當一致。
10‧‧‧電極配置管
12‧‧‧本體層
14‧‧‧檢測電極(感測電極)
16‧‧‧接地電極
20‧‧‧保護管
24‧‧‧殼體
31‧‧‧輸送氣體溫度感測器
圖1係表示可適用於本發明之粉粒體流量測定裝置之測定檢測部之一例的示意截面圖。
圖2(A)、(B)係表示檢測電極/接地電極之寬度比與產生電力線密度的關係之原理說明圖。
圖3係於本發明之粉粒體流量測定裝置之一實施形態之輸送氣體溫度感測器配置側組裝前的要部截面圖。
圖4係圖3之4－4線截面圖。
圖5係圖3之5－5線之印刷電路板俯視圖。
圖6係於本發明之粉粒體流量測定裝置之一實施形態之輸送氣體溫度感測器配置部附近之局部截面圖。
圖7係本發明之粉粒體流量測定裝置之整體立面圖。
圖8係本發明所使用之檢量線示意圖。
圖9係包含本發明之溫度校正電路之轉換器之方塊圖。
圖10係本發明之流量測定之溫度校正電路部之處理方法之流程圖。
圖11係表示將本發明之粉粒體流量測定裝置組裝於吸引式噴氣裝置時之一例之構成圖。
圖12係表示將本發明之粉粒體流量測定裝置置於恆溫槽內，然後以10~40℃依序升溫，溫度感測器之輸出與電極內之靜電容量變化之測定結果的曲線圖。
圖13係表示將本發明之粉粒體流量測定裝置置於恆溫槽內，然後以40~10℃依序降溫，溫度感測器之輸出與電極內之靜電容量變化之測定結果的曲線圖。
10‧‧‧電極配置管
20‧‧‧保護管
21‧‧‧螺絲
22‧‧‧連接管
22a‧‧‧具段底部
22b‧‧‧氧化物系陶瓷管
23‧‧‧電極配置管保持外筒
23a‧‧‧卡合內凸緣部
24‧‧‧殼體
25‧‧‧殼本體
26‧‧‧中間接合螺帽
27‧‧‧保護管固定塊
27a‧‧‧缺口段部
28‧‧‧前端接合螺帽
30‧‧‧轉換器
33‧‧‧上印刷基板
35‧‧‧下印刷基板
37‧‧‧結線塊
39‧‧‧被結線塊
40‧‧‧連接銷
46‧‧‧O型環
47‧‧‧O型環

Claims (5)

  1. 一種粉粒體流量測定裝置，具備：測定管，供粉粒體透過輸送氣體通過；測定電極，配置於該測定管外周，用以檢測該測定管內之靜電容量變化；及靜電容量之轉換器，用以將來自該測定電極的輸出對粉粒體流量顯示器輸出；藉由殼體將該測定電極及轉換器以氣密方式一體保持於該測定管，其特徵在於：具備環境溫度感測器與輸送氣體溫度感測器，該輸送氣體溫度感測器，係接合於不會受到該測定管之測定電極影響、且盡量靠近該測定管內壁的部位；該環境溫度感測器，係配置成可測量該粉粒體流量測定裝置的周邊溫度；且具備溫度校正電路，根據該環境溫度感測器與輸送氣體溫度感測器的輸出差，來進行測定電極的輸出之溫度校正。
  2. 如申請專利範圍第1項之粉粒體流量測定裝置，其中，該環境溫度感測器係配置於該殼體內。
  3. 如申請專利範圍第2項之粉粒體流量測定裝置，其中，該測定管，係由供該測定電極配置之電極配置管、及配置於該電極配置管內側且以氣密方式配置成對該電極配置管為可裝拆之保護管所構成；該輸送氣體溫度感測器係直接接合於該保護管的外周面。
  4. 如申請專利範圍第3項之粉粒體流量測定裝置，其進一步具備：固定於該保護管之結線塊、及固定於該電極配 置管且具備連接於該轉換器的導線之被結線塊；該兩結線塊，可透過於各該結線塊形成之一對連接銷插塞部以單觸方式連接/阻斷，在該結線塊收納保持有該輸送氣體溫度感測器。
  5. 一種靜電容量式之粉粒體流量測定方法，其係使用粉粒體流量測定裝置來測定粉粒體流量之方法，該粉粒體流量測定裝置，具備：測定管，供粉粒體透過輸送氣體通過；測定電極，配置於該測定管外周，用以檢測該測定管內之靜電容量變化；及靜電容量之轉換器，用以將來自該測定電極的輸出對粉粒體流量顯示器輸出；藉由殼體將該測定電極及該靜電容量之轉換器以氣密方式一體保持於該測定管，於該殼體內設置環境溫度感測器，並且，於不會受到該測定管之該測定電極影響、且盡量靠近該測定管內壁的部位接合輸送氣體溫度感測器，該環境溫度感測器係配置成可測量該粉粒體流量測定裝置的周邊溫度，對於該測定管內與輸送氣體一起通過之粉粒體的流量，藉由配置於該測定管外周之該測定電極，透過該靜電容量之轉換器檢測靜電容量的變化，以測定粉粒體流量，其特徵在於：根據該環境溫度感測器與該輸送氣體溫度感測器的輸出差，運算該測定電極的輸出以進行溫度校正。
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