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JP2013215938A - Method of measuring plastic flow rate - Google Patents

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JP2013215938A
JP2013215938A JP2012087051A JP2012087051A JP2013215938A JP 2013215938 A JP2013215938 A JP 2013215938A JP 2012087051 A JP2012087051 A JP 2012087051A JP 2012087051 A JP2012087051 A JP 2012087051A JP 2013215938 A JP2013215938 A JP 2013215938A
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JP
Japan
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plastic
flow rate
electromagnetic wave
passage
measuring
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012087051A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukimasa Adachi
幸正 足立
Michio Hoshino
三智雄 星野
Akira Hamada
亮 濱田
Iwao Asanuma
巌 淺沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NAKAMURA KAGAKUKOGYO CO Ltd
Original Assignee
NAKAMURA KAGAKUKOGYO CO Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of measuring a plastic flow rate in which a plastic flow rate is calculated taking advantage of the fact that an amount of electromagnetic wave absorbed by moisture in a plastic has a correlation with a plastic amount.SOLUTION: A granular plastic, for example, is irradiated with a 60 GHz terahertz wave, for example, and a correlation between an amount of residual terahertz wave not absorbed by the plastic and a plastic amount is acquired preliminarily. Then, the same plastic is irradiated with the terahertz wave under a condition that gives a similar correlation, and a plastic flow rate is calculated on the basis of the correlation by measuring an amount of residual terahertz wave.

Description

本発明は、所定の帯域の電磁波を使用してプラスチック中の水分を検出することを利用して間接的にプラスチックの流量を計算するプラスチックの流量の測定方法に関するものである。   The present invention relates to a method for measuring the flow rate of plastic, which indirectly calculates the flow rate of plastic using the detection of moisture in the plastic using electromagnetic waves in a predetermined band.

例えば、ペレット状の熱可塑性プラスチック材料を用いて所定の成形品を成形する成形機がある。このような成形機の一例を特許文献1として挙げる。
この特許文献1のようにプラスチック材料を用いた成形品では、様々なプラスチック材料を混ぜ合わせて使用することが多い。そのため使用するプラスチック材料の量を把握する必要がある。プラスチック材料の量を把握する手段としては、例えば一定速度で材料を排出し、材料の排出量を時間で制御する容量式混合機や、排出した材料の質量(重量)をロードセルで計測する質量式混合機がある。
For example, there is a molding machine that forms a predetermined molded article using a pellet-shaped thermoplastic material. An example of such a molding machine is given as Patent Document 1.
In a molded product using a plastic material as in Patent Document 1, various plastic materials are often mixed and used. Therefore, it is necessary to grasp the amount of plastic material used. As a means of grasping the amount of plastic material, for example, a capacity type mixer that discharges material at a constant speed and controls the amount of discharged material with time, or a mass type that measures the mass (weight) of discharged material with a load cell There is a blender.

特開2000−94447号公報JP 2000-94447 A

しかしながら、容量式混合機では、時間管理のため排出量は平均値を用いる事となり、混合比を保証できない。また、質量式では、ロードセルを設置することは振動発生場所を避けるなど設置場所を選ぶ必要があり、振動が避けられない場合には精度に問題が生じる。そのため、従来のような問題の生じない精度のよいプラスチックの使用量の測定方法が求められていた。
本発明は、上記問題を解消するためになされたものであり、その目的は、プラスチック中の水分に吸収される電磁波がプラスチック量に応じた相関関係を有することを利用して間接的にプラスチックの流量を計算するプラスチックの流量の測定方法を提供することにある。
However, in the capacity type mixer, the average value is used for the discharge amount for time management, and the mixing ratio cannot be guaranteed. In addition, in the mass type, installing a load cell requires selecting an installation location such as avoiding a location where vibration is generated, and if vibration is unavoidable, a problem arises in accuracy. Therefore, there has been a demand for an accurate method for measuring the amount of plastic used without causing problems as in the prior art.
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to indirectly utilize the fact that electromagnetic waves absorbed by moisture in the plastic have a correlation according to the amount of plastic. The object is to provide a method for measuring the flow rate of plastics for calculating the flow rate.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、粒状、粉状又は液状のプラスチックに対して50GHz〜1000GHzの帯域の電磁波を照射し、前記プラスチックに吸収されなかった残余の前記電磁波を前記プラスチック量の変化との相関関係において前もって取得し、同様の前記相関関係を得られる条件において前記プラスチックに対して前記電磁波を照射し、残余の前記電磁波を測定することで前記相関関係に基づいて前記プラスチックの流量を計算するようにしたことをその要旨とする。
また、請求項2に記載の発明では請求項1に記載の発明の構成に加え、前記プラスチックは所定の通路を通過し、前記通路位置において残余の前記電磁波を測定することをその要旨とする。
また、請求項3に記載の発明では請求項2に記載の発明の構成に加え、前記通路の下流には前記通路から供給される前記プラスチックを加工するためのプラスチック加工装置が配設されていることをその要旨とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the residual electromagnetic wave that is not absorbed by the plastic is obtained by irradiating a granular, powdery, or liquid plastic with an electromagnetic wave in a band of 50 GHz to 1000 GHz. Based on the correlation by obtaining the electromagnetic wave in advance in the correlation with the change in the plastic amount, irradiating the electromagnetic wave on the plastic under the condition that the same correlation can be obtained, and measuring the remaining electromagnetic wave The gist is that the flow rate of the plastic is calculated.
The gist of the invention described in claim 2 is that, in addition to the configuration of the invention described in claim 1, the plastic passes through a predetermined passage and measures the remaining electromagnetic wave at the passage position.
Further, in the invention described in claim 3, in addition to the configuration of the invention described in claim 2, a plastic processing apparatus for processing the plastic supplied from the passage is disposed downstream of the passage. This is the gist.

また、請求項4に記載の発明では請求項1〜3のいずれかに記載の発明の構成に加え、発振装置から発振された前記電磁波を前記プラスチックを透過して同プラスチックの後方に配置した受信装置に受信させて測定するようにしたことをその要旨とする。
また、請求項5に記載の発明では請求項4に記載の発明の構成に加え、前記通路は断面方形とされ、前記発振装置は前記通路のある1面に対して前記電磁波は直交するように発振され、前記受信装置は前記ある1面に対向する面に正対する位置に受信面を配置させているようにしたことをその要旨とする。
また、請求項6に記載の発明では請求項5に記載の発明の構成に加え、前記通路と前記発振装置の間には前記発振装置から発振された拡散する前記電磁波を平行な射出方向に修正するための光学系が配置されていることをその要旨とする。
また、請求項7に記載の発明では請求項6に記載の発明の構成に加え、前記通路と前記受信装置の間には平行な前記電磁波を収束方向に屈折させるための光学系が配置されていることをその要旨とする。
また、請求項8に記載の発明では請求項1〜3のいずれかに記載の発明の構成に加え、発振装置から発振された前電磁波は前記プラスチック内で反射させ、その反射波を受信装置に受信させて測定するようにしたことをその要旨とする。
また、請求項9に記載の発明では請求項1〜3のいずれかに記載の発明の構成に加え、発振装置から発振された前記電磁波は前記プラスチック内で散乱させ、その散乱波を受信装置に受信させて測定することをその要旨とする。
According to a fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the electromagnetic wave oscillated from an oscillation device is transmitted through the plastic and arranged behind the plastic. The gist of this is that the apparatus receives the signal and measures it.
Further, in the invention according to claim 5, in addition to the configuration of the invention according to claim 4, the passage has a square cross section, and the oscillation device is arranged so that the electromagnetic wave is orthogonal to one surface of the passage. The gist of the present invention is that the receiving device has a receiving surface disposed at a position facing the surface facing the certain surface.
According to a sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fifth aspect of the invention, the diffusing electromagnetic wave oscillated from the oscillating device is corrected in a parallel emission direction between the passage and the oscillating device. The gist of this is that an optical system for this purpose is arranged.
Further, in the invention described in claim 7, in addition to the configuration of the invention described in claim 6, an optical system for refracting the parallel electromagnetic waves in the convergence direction is disposed between the passage and the receiving device. The gist of this is.
Further, in the invention according to claim 8, in addition to the configuration of the invention according to any one of claims 1 to 3, the pre-electromagnetic wave oscillated from the oscillation device is reflected in the plastic, and the reflected wave is transmitted to the reception device. The gist is that it is received and measured.
Further, in the invention according to claim 9, in addition to the configuration of the invention according to any one of claims 1 to 3, the electromagnetic wave oscillated from the oscillation device is scattered in the plastic, and the scattered wave is transmitted to the reception device. The gist is to receive and measure.

上記のような構成では、まず粒状、粉状又は液状のプラスチックに対して発振装置から50GHz〜1000GHzの帯域の電磁波を照射し、プラスチックに吸収されなかった残余の電磁波を測定し、プラスチックの流量の変化との相関関係において前もって取得することで、その含水状態に対応する測定値を取得することができる。50GHz〜1000GHzの帯域の範囲はテラヘルツ波及びミリ波が属する波長帯域である。
このように50GHz〜1000GHzの帯域の電磁波をプラスチックに照射した残余の電磁波を含水状態のパラメータとするのは、50GHz〜1000GHzの帯域の電磁波(つまりテラヘルツ波とミリ波)が水分に吸収される性質があり、なおかつ水分が沸騰することもなく、プラスチックに照射してもプラスチックの物理的性質に影響がないためである。吸収量はプラスチック中の水分含量と正の相関関係、つまりプラスチック中の水分が多いとそれだけ、電波が多く吸収される性質に基づいている。ある水分含量のあるプラスチックについて測定条件が同じであれば、50GHz〜1000GHzの帯域の電磁波を照射した場合プラスチックに吸収されなかった残余の電磁波(つまりプラスチックに吸収されずに透過した電磁波)は理論的に同じ値を示す。
また、残余の電磁波の測定値は同じ水分含量のプラスチックであっても測定対象となるプラスチック量によって増減する。つまり、ある含水状態のあるプラスチックについて量をパラメータとして残余の電磁波の特性を得る場合にはプラスチックの量が増えるとそれだけ残余の電磁波が減るためプラスチックの量との関係では負の相関関係が得られることとなる。
従って、ある含水状態のプラスチックについてプラスチックに吸収されなかった残余の電磁波とプラスチック量の変化との相関関係を前もって取得することで測定位置において残余の電磁波を測定することでプラスチック量を算出することが可能となる。この作用を利用することで測定位置におけるプラスチックの流量を計算することが可能となる。プラスチックの流量はある瞬間における測定位置でのプラスチック量として取得することもでき、ある時点からのその測定位置を通過したプラスチックの経時的積算量として取得することもできる。
In the configuration as described above, first, an electromagnetic wave in a frequency band of 50 GHz to 1000 GHz is irradiated from a oscillating device to granular, powdery or liquid plastic, and the residual electromagnetic wave not absorbed by the plastic is measured. By acquiring in advance in the correlation with the change, the measurement value corresponding to the water content state can be acquired. The range of 50 GHz to 1000 GHz is a wavelength band to which terahertz waves and millimeter waves belong.
In this way, the remaining electromagnetic wave applied to the plastic with an electromagnetic wave in the 50 GHz to 1000 GHz band is used as a water-containing parameter because the electromagnetic wave in the 50 GHz to 1000 GHz band (that is, terahertz wave and millimeter wave) is absorbed by moisture This is because the moisture does not boil and irradiation of the plastic does not affect the physical properties of the plastic. The amount of absorption is based on the positive correlation with the moisture content in the plastic, that is, the property that the amount of radio waves is absorbed as much as the moisture in the plastic increases. If the measurement conditions are the same for a plastic with a certain water content, the remaining electromagnetic wave that was not absorbed by the plastic when irradiated with electromagnetic waves in the band of 50 GHz to 1000 GHz (that is, the electromagnetic wave that was transmitted without being absorbed by the plastic) was theoretical. Indicates the same value.
Further, the measured value of the remaining electromagnetic wave varies depending on the amount of plastic to be measured even if the plastic has the same water content. In other words, when obtaining the characteristics of the residual electromagnetic wave with the quantity as a parameter for a plastic with a certain water content, a negative correlation is obtained in relation to the quantity of plastic because the residual electromagnetic wave decreases as the quantity of plastic increases. It will be.
Therefore, it is possible to calculate the amount of plastic by measuring the residual electromagnetic wave at the measurement position by obtaining in advance the correlation between the residual electromagnetic wave that has not been absorbed by the plastic and the change in the amount of plastic for a certain water-containing plastic. It becomes possible. By utilizing this action, it becomes possible to calculate the flow rate of the plastic at the measurement position. The flow rate of the plastic can be acquired as the amount of plastic at the measurement position at a certain moment, or can be acquired as the cumulative amount of the plastic that has passed through the measurement position from a certain point in time.

実際の相関関係は上記の理論に基づいて50GHz〜1000GHzの帯域の電磁波をプラスチックに吸収させてプラスチックの量と残余の電磁波との特性を得るようにし、これを指標として実際に得られた残余の電磁波から流量を算出するようにする。また、「同様の前記相関関係を得られる条件」として最も精度よく測定・算出するためには実際の装置において実際に使用するプラスチックと測定装置(発振装置や受信装置)を使用して前もって相関関係を取得することが望ましいが、そのような方法を取らずとも実際の使用環境と同じ条件で相関関係を得られるのであれば実際に測定するまでもない。
表1は電磁波の使用波長として60GHz、発振機のアンテナからプラスチック材料の正面までの距離123mm、プラスチック材料の背面から受信機のアンテナまでの距離123mm、材料通過が無い状態の透過電磁波強度1131mV、水分含量として0.1%であるプラスチックについて取得した透過電磁波(残余の電磁波)と流下量(プラスチックの量)の相関関係を示す特性図の一例である。理論的には相関関係は、Y:透過電磁波強度、A:材料通過が無い状態の透過電磁波強度、B:プラスチック毎の固有の係数、X:プラスチック通過量、とすると、
Y=A−BX
で示される一次式となるが、実際にデータをサンプリングした場合にはこの表1のように誤差が生じるため、実測値に基づいて一次関数を正規化したり、正規化を実行するまでもなければ平均値をとることで一次関数を決定することができる。
Based on the above theory, the actual correlation is such that the electromagnetic wave in the band of 50 GHz to 1000 GHz is absorbed by the plastic to obtain the characteristics of the amount of the plastic and the residual electromagnetic wave, and this is used as an index for the remaining residual actually obtained. The flow rate is calculated from the electromagnetic wave. In addition, in order to measure and calculate with the highest accuracy as the “conditions for obtaining the same correlation,” the correlation between the plastic actually used in the actual device and the measuring device (oscillator or receiver) is used in advance. However, it is not necessary to actually measure if a correlation can be obtained under the same conditions as the actual usage environment without taking such a method.
Table 1 shows that the wavelength used for electromagnetic waves is 60 GHz, the distance from the antenna of the oscillator to the front of the plastic material is 123 mm, the distance from the back of the plastic material to the antenna of the receiver is 123 mm, the transmitted electromagnetic wave intensity is 1131 mV with no material passing, and moisture It is an example of the characteristic figure which shows the correlation of the transmitted electromagnetic wave (residual electromagnetic wave) acquired about the plastic whose content is 0.1%, and the amount of flow-downs (amount of plastic). Theoretically, the correlation is as follows: Y: transmitted electromagnetic wave intensity, A: transmitted electromagnetic wave intensity without material passage, B: specific coefficient for each plastic, X: plastic passage amount,
Y = A-BX
However, when data is actually sampled, an error occurs as shown in Table 1. Therefore, there is no need to normalize the linear function based on the actual measurement value or to perform normalization. A linear function can be determined by taking an average value.

Figure 2013215938
Figure 2013215938

上記において、具体的な態様として、発振装置から発振された50GHz〜1000GHzの帯域の電磁波をプラスチックを透過して同プラスチックの後方に配置した受信装置に受信させるようにして残余の電磁波を測定する手法が考えられる。これは前方と後方にスペースがある場合に発振装置と受信装置をそれぞれ配置でき、なおかつ正確な測定に寄与する。この構成は図6のような模式図で示すことができる。ここでは発振機110と受信機111が粒状、粉状又は液状のプラスチックが流下する通路112を挟んで配置される場合である。プラスチックは必ずしも通路112を通過しなくとも測定は可能であるが、実際は通路112を通過させる方が正確な測定の点から望ましい。
この場合において、通路112は断面方形とされ、発振装置110は通路のある1面に対して電磁波は直交するように発振され、受信装置111は前記ある1面に対向する面に正対する位置に受信面を配置させるようにすることが正確な測定の点でより好ましい。従って、発振装置110は指向性のあるアンテナから発振させることが好ましい。
In the above, as a specific aspect, a method of measuring the remaining electromagnetic wave by causing the receiving device disposed behind the plastic to receive the electromagnetic wave in the band of 50 GHz to 1000 GHz oscillated from the oscillation device. Can be considered. This allows the oscillation device and the reception device to be arranged when there is a space in front and rear, and contributes to accurate measurement. This configuration can be shown by a schematic diagram as shown in FIG. In this case, the oscillator 110 and the receiver 111 are arranged with a passage 112 through which granular, powdery, or liquid plastic flows down. Although it is possible to measure the plastic without necessarily passing through the passage 112, it is actually preferable to pass through the passage 112 in terms of accurate measurement.
In this case, the passage 112 has a square cross section, the oscillation device 110 oscillates so that the electromagnetic wave is orthogonal to one surface with the passage, and the reception device 111 is in a position facing the surface opposite to the one surface. It is more preferable in terms of accurate measurement to arrange the receiving surface. Therefore, the oscillation device 110 is preferably oscillated from a directional antenna.

また、発振装置から発振された50GHz〜1000GHzの帯域の電磁波をプラスチック内で反射させ、その反射波を受信装置に受信させるようにして残余の電磁波を測定する手法が考えられる。この構成は図7のような模式図で示すことができる。
また、電磁波をプラスチック内で散乱させ、その散乱波を受信装置に受信させるようにして残余の電磁波を測定する手法が考えられる。この構成は図8のような模式図で示すことができる。ここでは散乱波を散乱板113で反射させるという構成である。
また、適宜電磁波を集約させるためにレンズを経路上に配置したり、経路を変更させるために反射鏡を配置したりすることも自由である。
また、本発明において対象となる粉状又は液状のプラスチックは熱可塑性、熱硬化性のいずれをも含み、更にエラストマーも含む概念である。
Further, it is conceivable to measure the remaining electromagnetic wave by reflecting the electromagnetic wave in the band of 50 GHz to 1000 GHz oscillated from the oscillation device within the plastic and receiving the reflected wave by the receiving device. This configuration can be shown by a schematic diagram as shown in FIG.
Further, a method of measuring the remaining electromagnetic wave by scattering the electromagnetic wave in the plastic and causing the receiving device to receive the scattered wave is conceivable. This configuration can be shown by a schematic diagram as shown in FIG. Here, the scattered wave is reflected by the scattering plate 113.
In addition, it is also possible to dispose a lens on the path in order to appropriately collect electromagnetic waves, or to dispose a reflecting mirror in order to change the path.
Moreover, the powdery or liquid plastic used in the present invention is a concept including both thermoplasticity and thermosetting, and further includes an elastomer.

上記各請求項に記載の発明によれば、50GHz〜1000GHzの帯域の電磁波を使用することでプラスチックに吸収されなかった残余の電磁波とプラスチックの流量との相関関係を前もって取得し、現状の残余の電磁波を検出してその相関関係に基づいてプラスチックについての流量を算出することができるため、実際にプラスチックの重量を測定しなくともどのくらいプラスチックが流れたかがわかることとなる。   According to the invention described in each of the above claims, the correlation between the residual electromagnetic wave that was not absorbed by the plastic and the flow rate of the plastic by using the electromagnetic wave in the band of 50 GHz to 1000 GHz was obtained in advance, Since the electromagnetic wave is detected and the flow rate of the plastic can be calculated based on the correlation, it is possible to know how much the plastic has flowed without actually measuring the weight of the plastic.

本発明の実施の形態の正面模式図。The front schematic diagram of embodiment of this invention. 同じ実施の形態の要部を拡大した一部断面正面模式図。The partial cross section front schematic diagram which expanded the principal part of the same embodiment. 同じ実施の形態の要部を拡大した平断面模式図。The plane cross-sectional schematic diagram which expanded the principal part of the same embodiment. 同じ実施の形態の制御システムの電気的構成を説明するブロック図。The block diagram explaining the electric constitution of the control system of the same embodiment. モニターに表示される数値アイコンの一例を説明する説明図。Explanatory drawing explaining an example of the numerical icon displayed on a monitor. 発振装置と受信装置の配置状態を説明する模式図。The schematic diagram explaining the arrangement | positioning state of an oscillation apparatus and a receiver. 発振装置と受信装置の配置状態を説明する模式図。The schematic diagram explaining the arrangement | positioning state of an oscillation apparatus and a receiver. 発振装置と受信装置の配置状態を説明する模式図。The schematic diagram explaining the arrangement | positioning state of an oscillation apparatus and a receiver.

以下、本発明をプラスチック材料の供給システム(以下、供給システムとする)に適用した具体的な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は供給システムを簡略化した模式図である。供給システムはペレット形状のプラスチック材料を収容するホッパ11と、ホッパ11内のプラスチック材料を前方に押し出し供給するシリンダ装置12と、シリンダ装置12から供給されるプラスチック材料の通路13と、通路13に接続されプラスチック材料の供給を受けて成型品を成形する成形機14とから構成されている。
ホッパ11には図示しないタンク装置からフレキシブルホースが接続され、プラスチック材料が供給されるようになっている。ホッパ11のプラスチック材料が少なくなるとホッパ11内の図示しないセンサの検出に基づいて順次新たなプラスチック材料がタンク装置からホッパ11に供給されることとなる。シリンダ装置12は併設されたモータ15の駆動によって内部のスクリュー16が回転させられホッパ11内のプラスチック材料を前方に押し出して通路13内に投下させるようになっている。
Hereinafter, specific embodiments in which the present invention is applied to a plastic material supply system (hereinafter referred to as a supply system) will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a simplified supply system. The supply system is connected to the hopper 11 that accommodates the pellet-shaped plastic material, the cylinder device 12 that pushes the plastic material in the hopper 11 forward, the passage 13 of the plastic material supplied from the cylinder device 12, and the passage 13. The molding machine 14 is configured to receive a plastic material and mold a molded product.
A flexible hose is connected to the hopper 11 from a tank device (not shown) so that a plastic material is supplied. When the plastic material of the hopper 11 decreases, new plastic material is sequentially supplied from the tank device to the hopper 11 based on detection of a sensor (not shown) in the hopper 11. The cylinder device 12 is configured such that an internal screw 16 is rotated by driving an attached motor 15 to push the plastic material in the hopper 11 forward and drop it into the passage 13.

通路13は断面長方形の筒体によって構成されている。図2及び図3に示すように、通路13の平行な2つの壁面13a,13bに対して正対する前後位置にはそれぞれ発振機18及び受信機19が各壁面13a,13bに対して等距離に配設されている。発振機18と第1の壁面13aの間及び第2の壁面13bと受信機19の間にはそれぞれ第1及び第2のレンズ22,23が各壁面13a,13bに対して等距離に配設されている。このような構成とすることで、発振機18から発振されたテラヘルツ波を通路13内のプラスチックに照射させプラスチックに吸収させるとともに、プラスチックに吸収されずに透過された残余のテラヘルツ波を受信機19で受信して測定することができる。
発振機18は図示しない発振回路、増幅回路、制御部等から構成されており、所定の周波数のテラヘルツ波を指向性のあるホーンアンテナ21から通路13方向に照射する。第1のレンズ22はホーンアンテナ21から照射された放射状に拡散するテラヘルツ波を平行な射出方向に修正する。平行な射出方向に修正することでプラスチック材料までのテラヘルツ波の到達距離を平均化とすることができ、より正確な測定値を得ることができる。第1のレンズ22を透過したテラヘルツ波は通路13の壁面13a,13bに対して直交する。受信機19は図示しない受信回路、増幅回路、制御部等から構成されており、指向性のあるホーンアンテナ24から電波を受信する。第2のレンズ23は通路13内のプラスチックに照射されたテラヘルツ波のうち、吸収されずに透過された残余のテラヘルツ波を平行な射出方向から受信機19のホーンアンテナ24の方向に収束させるように屈折させる。
The passage 13 is constituted by a cylindrical body having a rectangular cross section. As shown in FIGS. 2 and 3, the oscillator 18 and the receiver 19 are equidistant from the wall surfaces 13a and 13b at the front and rear positions facing the two parallel wall surfaces 13a and 13b of the passage 13, respectively. It is arranged. Between the oscillator 18 and the first wall surface 13a and between the second wall surface 13b and the receiver 19, first and second lenses 22 and 23 are arranged at equal distances from the respective wall surfaces 13a and 13b. Has been. With such a configuration, the terahertz wave oscillated from the oscillator 18 is irradiated onto the plastic in the passage 13 and absorbed by the plastic, and the remaining terahertz wave transmitted without being absorbed by the plastic is received by the receiver 19. Can be received and measured.
The oscillator 18 includes an oscillation circuit, an amplifier circuit, a control unit, and the like (not shown), and irradiates a terahertz wave having a predetermined frequency from the directional horn antenna 21 toward the passage 13. The first lens 22 corrects the terahertz wave radiated from the horn antenna 21 in a parallel emission direction. By correcting in the parallel injection direction, the arrival distance of the terahertz wave to the plastic material can be averaged, and a more accurate measurement value can be obtained. The terahertz wave that has passed through the first lens 22 is orthogonal to the wall surfaces 13 a and 13 b of the passage 13. The receiver 19 includes a receiver circuit, an amplifier circuit, a control unit, and the like (not shown), and receives radio waves from a directional horn antenna 24. The second lens 23 converges the remaining terahertz wave transmitted without being absorbed among the terahertz waves irradiated to the plastic in the passage 13 from the parallel emission direction toward the horn antenna 24 of the receiver 19. To refract.

次にこのように構成される発振機18と受信機19を主要な構成とする制御システムの電気的構成について図4に基づいて説明する。
制御システムは制御装置であるコントローラMCを備えている。コントローラMCは周知の中央処理装置(CPU)やROM及びRAM等のメモリ、タイマ等から構成されている。コントローラMCには上記発振機18、受信機19、キーボードやマウス等から構成される入力操作部30及びモニター31がそれぞれ接続されている。ROMには発振機18と受信機19の制御を実行する制御プログラムや発振機18及び受信機19から得られたテラヘルツ波強度に応じた数値に基づいて残余のテラヘルツ波(プラスチックを透過したテラヘルツ波)の強度を算出し、対応するプラスチックの流量を算出するために算出プログラムや、算出結果をモニター31に表示させる表示プログラム、OS(Operation System)等の各種プログラムが記憶されている。RAMには算出プログラムに適用するための残余のテラヘルツ波とプラスチックの流量の相関関係データ等が記憶されている。
Next, the electrical configuration of the control system having the oscillator 18 and the receiver 19 configured as described above as main components will be described with reference to FIG.
The control system includes a controller MC that is a control device. The controller MC includes a known central processing unit (CPU), a memory such as a ROM and a RAM, a timer, and the like. The controller MC is connected to the oscillator 18, the receiver 19, an input operation unit 30 and a monitor 31, each of which includes a keyboard and a mouse. The ROM stores a residual terahertz wave (a terahertz wave transmitted through plastic) based on a control program for controlling the oscillator 18 and the receiver 19 and a numerical value corresponding to the terahertz wave intensity obtained from the oscillator 18 and the receiver 19. ) And a calculation program for calculating the flow rate of the corresponding plastic, a display program for displaying the calculation result on the monitor 31, and various programs such as an OS (Operation System) are stored. The RAM stores correlation data between the remaining terahertz wave and the flow rate of the plastic to be applied to the calculation program.

コントローラMCは入力された相関関係データ、具体的にはY軸方向を透過テラヘルツ波強度とし、X軸方向をプラスチック通過量とする座標においてY=A−BXの一次式におけるA(材料通過が無い状態の透過テラヘルツ波強度)とB(プラスチック毎の固有の係数の入力)の相関関係データに基づいて相関関係を設定する。これは例えば表2のような相関関係として得られる。表2は供給システムにセットされる発振機18と受信機19に基づいて実際に通路13を流下するプラスチックの量と残余のテラヘルツ波とをサンプリングデータとして取得し、正規化した後にAとBの値を算出したものである。つまり、実機について取得したデータに基づいて相関関係を得たものである。表2ではテラヘルツ波の使用波長としては60GHz、発振機18のホーンアンテナ21からプラスチック材料の正面までの距離123mm、プラスチック材料の背面から受信機19のホーンアンテナ24までの距離123mm、材料通過が無い状態の透過テラヘルツ波強度(つまり、Aの値)として1131、プラスチック毎の固有の係数(つまり、Bの値)7.7とした。   The controller MC inputs the correlation data, specifically, A in the linear expression of Y = A−BX (no material passing) in the coordinates where the Y-axis direction is the transmitted terahertz wave intensity and the X-axis direction is the plastic passage amount. The correlation is set based on the correlation data between the transmitted terahertz wave intensity of the state) and B (input of a specific coefficient for each plastic). This is obtained as a correlation as shown in Table 2, for example. Table 2 shows the amount of plastic actually flowing down the passage 13 based on the oscillator 18 and the receiver 19 set in the supply system and the remaining terahertz wave as sampling data. The value is calculated. That is, the correlation is obtained based on the data acquired for the actual machine. In Table 2, the wavelength used for the terahertz wave is 60 GHz, the distance from the horn antenna 21 of the oscillator 18 to the front surface of the plastic material is 123 mm, the distance from the back surface of the plastic material to the horn antenna 24 of the receiver 19 is 123 mm, and no material passes through. The transmitted terahertz wave intensity (that is, the value of A) in the state was 1131, and the specific coefficient (that is, the value of B) for each plastic was 7.7.

Figure 2013215938
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コントローラMCは算出プログラムに基づいて経時的に所定タイミング(本実施の形態では1秒毎)で透過電磁波強度のサンプリングデータを取得し、相関関係を照合して対応するプラスチック通過量を算出していくとともに、測定を開始した基準時間からのプラスチック通過量を積算する。サンプリングデータ間については補完計算を行う。表3はこのように透過電磁波強度のサンプリングデータを取得し、補完計算をした透過電磁波強度と時間との特性を示すグラフである。また、表4は表3に対応するプラスチック通過量と時間との特性を示すグラフである。コントローラMCはモニター31に対して表3と表4を表示させるとともに、基準時間から現時点までの積算プラスチック通過量と現時点のプラスチック通過量を数値として例えば図5のように表示させる。表3と表4は現状ではスタートから30秒後までを表示させているが、時間とともにスクロールさせて常に一定の範囲(ここでは30秒間)を表示させるようにする。   The controller MC acquires sampling data of transmitted electromagnetic wave intensity at a predetermined timing (every second in the present embodiment) over time based on the calculation program, and compares the correlation to calculate the corresponding plastic passage amount. At the same time, the amount of plastic passing from the reference time when measurement was started is integrated. Complementary calculation is performed between sampling data. Table 3 is a graph showing the characteristics of the transmitted electromagnetic wave intensity and the time obtained by acquiring the transmission electromagnetic wave intensity sampling data and performing the complementary calculation. Table 4 is a graph showing the characteristics of the plastic passage amount and time corresponding to Table 3. The controller MC displays Tables 3 and 4 on the monitor 31, and displays the integrated plastic passage amount from the reference time to the present time and the current plastic passage amount as numerical values, for example, as shown in FIG. Although Tables 3 and 4 currently display 30 seconds after the start, they are scrolled with time to always display a certain range (here, 30 seconds).

Figure 2013215938
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Figure 2013215938
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上記のように構成したことにより本実施の形態では次のような効果が奏される。
(1)モニター31に表示される現時点までの積算プラスチック通過量と現時点のプラスチック通過量を数値として認識できるため、その数値に基づいて通過プラスチック量がわかるため、どの程度のプラスチックが投入(使用)されたのかがリアルタイムわかる。
(2)表3や表4が表示されるため、どのような履歴でプラスチックが投入されたのかがわかる。
(3)通路13を方形に形成しなるべく均一にテラヘルツ波を照射するようにするとともに、第1のレンズ22によってテラヘルツ波を平行な射出方向に修正しているため、間接的な測定であるにも関わらず測定値の精度が高く正確な値を得ることが可能となる。
With the configuration described above, the following effects are achieved in the present embodiment.
(1) Since the accumulated plastic passage amount up to the present time displayed on the monitor 31 and the current plastic passage amount can be recognized as numerical values, the amount of plastic passing through can be understood based on the numerical values, so how much plastic is used (used) You can see in real time.
(2) Since Tables 3 and 4 are displayed, it is possible to know the history of plastic injection.
(3) Since the passage 13 is formed in a rectangular shape so as to irradiate the terahertz wave as uniformly as possible, and the terahertz wave is corrected in the parallel emission direction by the first lens 22, this is an indirect measurement. Nevertheless, it is possible to obtain an accurate value with high measurement value accuracy.

尚、本発明は次のように具体化してもよい。
・実施の形態では実測値に基づいて一次関数を正規化して求めるようにしていたが、正規化を実行するまでもなければ平均値をとることで一次関数を算出するようにしてもよい。
・レンズ22,23は複数のレンズ体等で構成してもよい。
・実施の形態ではテラヘルツ波を水分測定用の電磁波として使用したが、ミリ波を使用することも可能である。
・実施の形態におけるモニター31に表示させる表や数値は他のパターンで表示させるようにしてもよい。例えば、過去のある時間におけるプラスチック通過量を表示させるようにすることも可能である。
・本発明をプラスチック材料の供給システムに適用したが、他のシステムに応用することも可能である。
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において変更した態様で実施することは構わない。
The present invention may be embodied as follows.
In the embodiment, the linear function is obtained by normalization based on the actually measured value. However, the linear function may be calculated by taking an average value unless normalization is executed.
The lenses 22 and 23 may be composed of a plurality of lens bodies.
In the embodiment, terahertz waves are used as electromagnetic waves for moisture measurement, but millimeter waves can also be used.
-The table | surface and numerical value displayed on the monitor 31 in embodiment may be made to display with another pattern. For example, it is possible to display the amount of plastic passing in a past time.
-Although this invention was applied to the supply system of a plastic material, it is also possible to apply to other systems.
In addition, the present invention may be implemented in a modified form without departing from the spirit of the present invention.

13…通路、18…電磁波を照射するための発振機、19…受信機、MC…コントローラ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Passage | path, 18 ... Oscillator for irradiating electromagnetic waves, 19 ... Receiver, MC ... Controller.

Claims (9)

粒状、粉状又は液状のプラスチックに対して50GHz〜1000GHzの帯域の電磁波を照射し、前記プラスチックに吸収されなかった残余の前記電磁波を前記プラスチック量の変化との相関関係において前もって取得し、同様の前記相関関係を得られる条件において前記プラスチックに対して前記電磁波を照射し、残余の前記電磁波を測定することで前記相関関係に基づいて前記プラスチックの流量を計算するようにしたことを特徴とするプラスチックの流量の測定方法。   A granular, powdery, or liquid plastic is irradiated with an electromagnetic wave in a band of 50 GHz to 1000 GHz, and the residual electromagnetic wave that is not absorbed by the plastic is obtained in advance in correlation with the change in the plastic amount. The plastic is characterized in that the flow rate of the plastic is calculated based on the correlation by irradiating the plastic with the electromagnetic wave under a condition for obtaining the correlation and measuring the remaining electromagnetic wave. Flow rate measurement method. 前記プラスチックは所定の通路を通過し、前記通路位置において残余の前記電磁波を測定することを特徴とする請求項1に記載のプラスチックの流量の測定方法。   The method for measuring a flow rate of plastic according to claim 1, wherein the plastic passes through a predetermined passage and the remaining electromagnetic wave is measured at the passage position. 前記通路の下流には前記通路から供給される前記プラスチックを加工するためのプラスチック加工装置が配設されていることを特徴とする請求項2に記載のプラスチックの流量の測定方法。   The plastic flow rate measuring method according to claim 2, wherein a plastic processing device for processing the plastic supplied from the passage is disposed downstream of the passage. 発振装置から発振された前記電磁波を前記プラスチックを透過して同プラスチックの後方に配置した受信装置に受信させて測定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のプラスチックの流量の測定方法。   The plastic flow rate according to any one of claims 1 to 3, wherein the electromagnetic wave oscillated from an oscillating device is measured by being received by a receiving device disposed behind the plastic through the plastic. Measuring method. 前記通路は断面方形とされ、前記発振装置は前記通路のある1面に対して前記電磁波が直交するように発振し、前記受信装置は前記ある1面に対向する面に正対する位置に受信面を配置させていることを特徴とする請求項4に記載のプラスチックの流量の測定方法。   The passage has a square cross section, the oscillating device oscillates so that the electromagnetic wave is orthogonal to a certain surface of the passage, and the receiving device is located at a position facing the surface facing the certain one surface. The method for measuring a plastic flow rate according to claim 4, wherein: 前記通路と前記発振装置の間には前記発振装置から発振された拡散する前記電磁波を平行な射出方向に修正するための光学系が配置されていることを特徴とする請求項5に記載のプラスチックの流量の測定方法。   6. The plastic according to claim 5, wherein an optical system for correcting the diffusing electromagnetic waves oscillated from the oscillation device in a parallel emission direction is disposed between the passage and the oscillation device. Flow rate measurement method. 前記通路と前記受信装置の間には平行な前記電磁波を収束方向に屈折させるための光学系が配置されていることを特徴とする請求項6に記載のプラスチックの流量の測定方法。   7. The plastic flow rate measuring method according to claim 6, wherein an optical system for refracting the parallel electromagnetic waves in a convergence direction is disposed between the passage and the receiving device. 発振装置から発振された前電磁波は前記プラスチック内で反射させ、その反射波を受信装置に受信させて測定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のプラスチックの流量の測定方法。   The method for measuring the flow rate of plastic according to any one of claims 1 to 3, wherein a pre-electromagnetic wave oscillated from an oscillating device is reflected in the plastic and the reflected wave is received by a receiving device. . 発振装置から発振された前記電磁波は前記プラスチック内で散乱させ、その散乱波を受信装置に受信させて測定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のプラスチックの流量の測定方法。   The method for measuring a flow rate of plastic according to any one of claims 1 to 3, wherein the electromagnetic wave oscillated from an oscillation device is scattered in the plastic, and the scattered wave is received by a receiving device. .
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