JPH11316184A - 粒子混合物の粒子大きさ分布を判定する装置 - Google Patents
粒子混合物の粒子大きさ分布を判定する装置Info
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Abstract
の精度に関して、粒子混合物の粒子大きさ分布を判定す
る装置を改善する。 【解決手段】 光源及び画像検出装置によって形成され
るオプトエレクトロニクス測定区間を有する、粒子流の
電子光学的な走査によって粒子混合物の粒子大きさ分布
を判定しかつ粒子の形を特徴づける装置において、粒子
大きさ判定の精度を改善するようにする。そのために画
像検出装置が、装置の全測定範囲をカバーするように互
いに同調された種々の結像尺度を有しかつ粒子流(1
5)に整列された複数の電子光学的な画像記録装置(1
8,19)からなることが提案される。
Description
における粒子混合物を個別化する割当て装置、及び光源
及び画像検出装置によって形成されるオプトエレクトロ
ニクス測定区間が設けられており、この測定区間に沿っ
て、光源と画像検出装置との間において重力又は追加的
な力によって引起こされる粒子流の運動、及び画像検出
装置における粒子の投影面によってカバーされる画点の
形における投影面のデジタル撮影が行なわれ、かつデジ
タル情報を撮影された粒子の大きさの判定に変換する計
算ユニットが設けられている、電子光学的な走査によっ
て粒子混合物の粒子大きさ分布を判定しかつ粒子の形を
特徴づける装置に関する。
在、メステヒニク・シュヴァルツ・GmbH社の会社パ
ンフレット“Partikelform und Go
rssenanalyse fur Labor &
Produktion”に記載されている。この装置の
枠内において、デジタルマトリクスカメラは、2次元投
影面として光源の背景の前において、その画像検出面を
通って動く粒子を撮影し、その際、この撮影の精度は、
利用した電子光学的画像記録装置の露光時間と焦点深度
に依存する。このようなマトリクスカメラの測定範囲に
対する尺度として、上側及び下側測定限界の商としての
いわゆるダイナミック係数Bが使われる。例えば粒子流
における検査すべき粒子分布において測定すべき粒子が
大きいほど、マトリクスカメラの画像検出面を通過する
際にこれらの粒子によって多くの画点がカバーされる。
計算機援助された評価の枠内において、画像検出面を一
部だけしか越えないすべての粒子は、考慮されないまま
なので、相応する粒子分布の検査の際に、さらに大きな
粒子が注目に値するほど不足代表的に検出される確率が
増大する。さらに一層大きなかつ一層重い粒子は、さら
に高い落下速度有するようになるので、露光時間に応じ
て、撮影される投影面の汚染する危険が存在する。前記
の理由により、普及し適用されるようになったCCD−
マトリクスカメラにおいて、ダイナミック係数はB=3
5ないし40に制限されているので、実際に1つの対物
レンズによって、最大の粒子が最小の粒子の最高35−
40倍の大きさである粒子分布しか、必要な表現精度で
検査することができない。それとは相違した幅又は別の
大きさ範囲を有する粒子分布を検査しようとする場合、
マトリクスカメラの結像尺度を、検査すべき粒子分布に
整合しなければならず、このことは、対物レンズ交換、
焦点深度の調整、カメラ位置の変更及び装置の調節のよ
うな時間のかかるかつ手間のかかる手動行為に結び付い
ている。
置は、PCT出願第WO97/14950号明細書によ
り公知である。
明細書により公知の装置において、画像検出装置は、C
CD−行カメラからなり;CCD−行カメラは、それぞ
れ検出される粒子の弦長さの結像しか撮影しないので、
利用可能な粒子情報を得るために、急速に連続して行を
読み出さなければならず、その際、個々の1次元画像シ
ーケンスから、それぞれ検査すべき粒子の2次元投影面
が構成される。ダイナミック係数は、このような行カメ
ラにおいてB=100を有するように見積もることがで
きるので、CCD−マトリクスカメラによるよりもはっ
きりと幅広い粒子分布を検査することができる。ただし
行カメラの使用に、それぞれの粒子の一定の落下速度を
仮定して、行情報から測定される粒子の投影面の構成が
行なわれるという欠点が結び付いている。しかしながら
このことは、当てはまらない。なぜなら行カメラを通過
する間に、粒子は加速された運動をしており、かつその
上さらにその測定の位置における空気摩擦に基づいて異
なった大きさの粒子は、同じ速さではなく、速度分布を
有するからである。この−無視することができない−作
用量に基づいて、このような装置は、十分に正確に動作
しない。
は、ダイナミック係数の拡大及び粒子大きさ判定の精度
に関して、初めに挙げたような装置を改善することにあ
る。
発明の有利な構成及び変形も含めて、この明細書に含ま
れる特許請求の範囲の内容から明らかである。
を考慮している。すなわち画像検出装置は、装置の全測
定範囲をカバーするように互いに同調された種々の結像
尺度を有しかつ粒子流に整列された複数の電子光学的な
画像記録装置からなる。
なわち相応して調節された焦点深度を有する大きい方の
結像尺度を有する電子光学的画像記録装置は、大きい方
の粒子を検出するが、一方粒子流の小さい方の粒子の検
出は、小さい方の結像尺度及びこの装置に対応する焦点
深度を有する電子光学的画像記録装置によって行なわ
れ;粒子流において測定すべきすべての粒子の投影面の
結像に関するその点において構成された作業の分担は、
計算ユニットにおいて相応して考慮され、かつ変換され
るので、粒子分布の統一的な結果が得られる。全体とし
て本発明による装置の拡張された測定範囲に基づいて、
著しく大きなダイナミック係数Bが得られる。
されている。すなわち小さい方の結像尺度を有する電子
光学的な画像記録装置は、割当て装置の端部に対して、
大きい方の結像尺度を有する電子光学的画像記録装置よ
りも小さな間隔を置いて配置されている。これには、粒
子が短い加速時間のみに関してその最終落下速度に達す
る前に、割当て装置から出た後にすでに早期の時点にと
くに小さい方の粒子を検出することができるという利点
が結び付いている。その際、電子光学的画像記録装置の
画像検出面が、重なっていると、有利とわかった。
た結像尺度を有する2つ又は3つの電子光学的画像記録
装置が、粒子流に整列されていることができるので、全
体としてダイナミック係数Bは、粒子流において期待す
べき粒子分布に依存してできるだけ良好に調節すること
ができる。
よれば、例えばすでに述べたCCD−行カメラの形の複
数の1次元の画像記録装置を使用することができる。な
ぜなら行カメラにも異なった結像尺度を割当てることが
でき、したがって異なった大きさの粒子の検出に関する
作業分担を行なうことができるからである。
的画像記録装置は、2次元画像記録装置として構成され
ており、その際、とくにCCD−マトリクスカメラをそ
れぞれ使用することができる。これには、とくにその測
定精度に関してマトリクスカメラの使用に結び付いたこ
の装置カテゴリーに対する利点を維持したまま、はっき
りと高められたダイナミック係数Bが設定できるという
利点が結び付いている。
ことが考慮できる。すなわちそれぞれのマトリクスカメ
ラにおいて下側結像限界として、3×3の画点の投影面
が設けられており、その際、例えば小さい方の結像尺度
を有するマトリクスカメラが、0.015mmの画点大
きさを有し、かつ大きい方の結像尺度を有するマトリク
スカメラが、0.125mmの画点大きさを有する。
平に整列する調節装置を備えているかぎり、割当て装置
の幅にわたって粒子流の分解が阻止されるようにするの
で、割当て装置から落下する粒子流の全横断面にわたっ
て、均一な粒子分布が保証されている。その際、本発明
の別の実施例によれば、次のことが考慮されている。す
なわち割当て装置の幅は、大きい方の結像尺度を有する
マトリクスカメラの画像検出面の幅に相当する。このよ
うな同調に基づいて、すべての個別粒子のきわめて良好
な検出が保証される。
おり、これについて次に説明する。
置10を有し、このホッパに割当て溝12が続いてい
る。割当て装置は、下部構造13上に静止しており、こ
の下部構造は、調節装置14を有し、この調節装置によ
って、割当て溝12は、水平に、しかも割当て溝12か
ら落下する粒子流15に対して横向きに整列することが
できる。下部構造13の下に、粒子流15を受け止める
受け止め容器16が配置されている。
粒子の重力に基づいて、光源17と画像検出装置との間
において運動し、この画像検出装置は、図示した実施例
において2つのCCD−マトリクスカメラ18、19か
らなる。その際、割当て溝12の端部に対して小さい方
の間隔を有する上側のマトリクスカメラ18は、一層小
さな結像尺度を有するが、一方下側のマトリクスカメラ
19は、一層大きな結像尺度に対して構成されている。
図2から詳細に認識できるように、大きい方の結像尺度
を有するマトリクスカメラ19の画像検出面21と、小
さい方の結像尺度を有するマトリクスカメラ18の画像
検出面20とは、異なっている。
18又は19に、例えば次の結像尺度を割当てることが
できる:すなわち小さい方の結像尺度を有するカメラ1
8において、例えば画点(ピクセル)の大きさは、0.
015mmに決められており、その際、下側測定限界
は、検出されるために、粒子がその投影面において少な
くとも3×3の画点の面を覆わなければならないことに
よって定義されており;そのことから0.045mmの
下側測定限界が得られ;相応して上側測定限界は、10
0×100のピクセルを覆うことに決められているの
で、1.5mmの上側測定限界が得られる。580×7
60のピクセルの画像検出面を有する通常市販のCCD
−マトリクスカメラを使用する場合、マトリクスカメラ
18に対して、8.7mm×11.4mmの画像検出面
が得られる。
25mmの画点大きさが割当てられており、それにより
0.375mmの下側測定限界、及び12.5mmの上
側測定限界が得られる。このことから72.5mm×9
5mmの粒子平面における画像検出面が得られる。その
際、割当て溝12の相応する組込みの際に、75mmの
幅を与えることが考慮されているので、その点において
画像検出面21の幅は、割当て溝12の幅に同調されて
いる。
果としてダイナミック係数B=278が生じ、ここにお
いて本発明による装置のはっきりと改善された使用範囲
が明らかである。個別粒子の投影面の検出のために画点
の大きさを変更することによって、別の結像尺度におい
てなおはっきりと大きなダイナミック係数が達成でき
る。
図面に開示されたこの書類の対象の特徴は、個々に、及
び互いに任意に組合わせて、その種々の構成において本
発明を実現するために重要である。
置を示す詳細図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 走査すべき粒子流における粒子混合物を
個別化する割当て装置、及び光源及び画像検出装置によ
って形成されるオプトエレクトロニクス測定区間が設け
られており、この測定区間に沿って、光源と画像検出装
置との間において重力又は追加的な力によって引起こさ
れる粒子流の運動、及び画像検出装置における粒子の投
影面によってカバーされる画点の形における投影面のデ
ジタル撮影が行なわれ、かつデジタル情報を撮影された
粒子の大きさの判定に変換する計算ユニットが設けられ
ている、電子光学的な走査によって粒子混合物の粒子大
きさ分布を判定しかつ粒子の形を特徴づける装置におい
て、画像検出装置が、装置の全測定範囲をカバーするよ
うに互いに同調された種々の結像尺度を有しかつ粒子流
(15)に整列された複数の電子光学的な画像記録装置
(18,19)からなることを特徴とする、電子光学的
な走査によって粒子混合物の粒子大きさ分布を判定しか
つ粒子の形を特徴づける装置。 - 【請求項2】 小さい方の結像尺度を有する電子光学的
な画像記録装置(18)が、割当て装置(12)の端部
に対して、大きい方の結像尺度を有する電子光学的画像
記録装置(19)よりも小さな間隔を置いて配置されて
いることを特徴とする、請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 電子光学的画像記録装置(18,19)
の画像検出面(20,21)が、重なっていることを特
徴とする、請求項1又は2に記載の装置。 - 【請求項4】 2つの電子光学的画像記録装置(18,
19)が、粒子流(15)に整列されていることを特徴
とする、請求項1ないし3の1つに記載の装置。 - 【請求項5】 3つの電子光学的画像記録装置が、粒子
流(15)に整列されていることを特徴とする、請求項
1ないし3の1つに記載の装置。 - 【請求項6】 電子光学的画像記録装置が、1次元画像
記録装置として構成されていることを特徴とする、請求
項1ないし5の1つに記載の装置。 - 【請求項7】 電子光学的画像記録装置が、2次元画像
記録装置として構成されていることを特徴とする、請求
項1ないし5の1つに記載の装置。 - 【請求項8】 2次元画像記録装置が、CCD−マトリ
クスカメラ(18,19)からなることを特徴とする、
請求項7に記載の装置。 - 【請求項9】 それぞれのマトリクスカメラ(18,1
9)において下側結像限界として、3×3の画点の投影
面が設けられていることを特徴とする、請求項8に記載
の装置。 - 【請求項10】 小さい方の結像尺度を有するマトリク
スカメラ(18)が、0.015mmの画点大きさを有
し、かつ大きい方の結像尺度を有するマトリクスカメラ
(19)が、0.125mmの画点大きさを有すること
を特徴とする、請求項9に記載の装置。 - 【請求項11】 割当て装置(12)が、粒子流(1
5)に対して横向きに水平に整列する調節装置(14)
を備えていることを特徴とする、請求項1ないし10の
1つに記載の装置。 - 【請求項12】 割当て装置(12)の幅が、大きい方
の結像尺度を有するマトリクスカメラ(19)の画像検
出面(21)の幅に相当することを特徴とする、請求項
11又は8に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19802141A DE19802141C1 (de) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | Vorrichtung zur Bestimmung der Partikelgrößenverteilung eines Partikelgemisches |
DE19802141.0 | 1998-01-22 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11316184A true JPH11316184A (ja) | 1999-11-16 |
JP4304266B2 JP4304266B2 (ja) | 2009-07-29 |
JP4304266B6 JP4304266B6 (ja) | 2010-09-01 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009156595A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Nikkiso Co Ltd | 粒度分布測定装置 |
JP2013511031A (ja) * | 2009-11-13 | 2013-03-28 | ビューラー・アクチエンゲゼルシャフト | 粒度を決定するための装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009156595A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Nikkiso Co Ltd | 粒度分布測定装置 |
JP2013511031A (ja) * | 2009-11-13 | 2013-03-28 | ビューラー・アクチエンゲゼルシャフト | 粒度を決定するための装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2773881A1 (fr) | 1999-07-23 |
GB2333594A (en) | 1999-07-28 |
GB9901477D0 (en) | 1999-03-17 |
JP4304266B2 (ja) | 2009-07-29 |
DE19802141C1 (de) | 1999-04-22 |
ITMI990099A1 (it) | 2000-07-21 |
FR2773881B1 (fr) | 2001-05-11 |
IT1308590B1 (it) | 2002-01-08 |
US6061130A (en) | 2000-05-09 |
GB2333594B (en) | 2002-07-03 |
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