被处理物的温度测定装置和温度测定方法以及搅拌消泡方法与流程

文档序号:17979658发布日期:2019-06-22 00:01阅读:133来源:国知局
被处理物的温度测定装置和温度测定方法以及搅拌消泡方法与流程

本发明涉及在容器中收容的被搅拌消泡等的被处理物的温度测定装置和温度测定方法以及搅拌消泡方法。



背景技术:

已知如下的搅拌消泡装置,该搅拌消泡装置通过使收容有被搅拌消泡处理物(以下,简称为“被处理物”。)的容器公转和自转,从而对被处理物进行搅拌消泡。

这种搅拌消泡装置例如针对混合了不同液体材料的液体、或粉体材料和液体材料的混合材料等被处理物,在使其公转而施加离心力的同时使其自转,从而进行搅拌和消泡。

被处理物被施加旋转运动,由于与容器之间的摩擦等,一般来讲存在温度上升的倾向。这种温度变化依赖于被处理物的粘度、比热、热容量等。

但是,根据被处理物的不同,有时会由于温度的上升而发生化学变化,或者特性变质,因此需要在管理温度的条件下进行搅拌消泡处理。

在专利文献1中公开了如下装置,该装置通过在收容被处理物的容器的底部设置的温度传感器来进行被处理物的温度测定。

在专利文献2中公开了以非接触的方式从容器的上方对被处理物的温度进行测定的方法。

在专利文献3中公开了从容器(试样保持器)的上部延伸感温电阻元件,从而对被处理物的温度进行测定的方法。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本特开2016-159186号公报

【专利文献2】日本特许3627220号公报

【专利文献3】日本特开2006-305512号公报



技术实现要素:

发明要解决的技术问题

然而,在如专利文献1那样间接地进行被处理物的温度测定的方法中,在使用导热率低的容器的情况下,存在无法相对于温度变化而敏感地进行温度测定的问题。

在如专利文献2那样以非接触的方式从容器的上方通过固定于壳体的放射温度计进行温度测定的装置中,需要如下高度的技术:在容器的自转轴的延长线上准确地设置温度传感器,与公转周期同步地进行容器中的被处理物的温度测定。

在如专利文献3那样在容器内插入感温电阻元件的方法中,存在由于感温电阻元件而使搅拌消泡处理的流动被遮挡,以及由于感温电阻元件的自发热而使被处理物的温度上升等问题。并且,在该方法中,由于旋转运动的离心力而使被处理物在中心轴处凹陷,因此,需要将检测部分配置在容器底部附近,因此只能测定到容器的底部附近的局部的温度。此外,在搅拌消泡处理被处理物时,如果感温电阻元件的周围存在气泡,则从被处理物向感温电阻元件的热流被阻碍,测定温度有时会显示为低于实际的温度。而且,对被处理物的局部的温度进行测定的感温电阻元件受到因搅拌而产生的被处理物的流动的影响较大,因此,无法准确地测定被处理物整体的温度变化。

此外,专利文献3还公开了通过红外线温度传感器检测容器的温度的方法,但是,该情况下,存在与专利文献1同样的问题。

鉴于上述课题,本发明的目的在于,提供能够在执行搅拌消泡处理过程中高精度且容易地实时监视搅拌消泡被处理物的温度的温度测定装置和温度测定方法,并且提供使用该温度测定装置进行温度控制的搅拌消泡方法。

用于解决问题的手段

本发明的温度测定装置测定收容于进行公转和/或自转运动的容器中的被处理物的温度,其特征在于,该温度测定装置具有发送单元和接收单元,所述发送单元以非接触的方式测定所述被处理物的温度,发送包含所述被处理物的温度的测定值的数据,所述接收单元接收所述数据,所述发送单元以能够检测从所述被处理物放射的光的入射光的方式设置于上盖,并能够与所述容器一起公转,该上盖以能够拆装的方式固定于所述容器。

在上述结构中,也可以是,所述发送单元具有:传感器部,其以非接触的方式测定所述被处理物的温度;电源部,其对所述传感器部提供电力;以及运算处理部,其将包含所述测定值的所述数据发送到所述接收单元,所述接收单元具有:接收部,其接收包含所述测定值的所述数据;以及记录部,其记录所述测定值。

通过这种结构,能够实时地准确测定公自转运动(公转和自转运动)处理中的被处理物的温度。

另外,处理中是指,从将收容被处理物的容器载置于搅拌消泡装置的容器保持器的时点到从容器保持器取出容器的时点为止。

此外,如后所述,在使用加速度传感器进行发送单元的电源的接通(on)、断开(off)的情况下,处理中是指,从对容器保持器施加旋转运动的时点(加速度传感器检测到阈值以上的加速度的时点)起,到容器保持器的旋转运动停止的时点(加速度传感器检测到阈值以下的加速度的时点)为止。

在上述结构中,也可以是,所述传感器部的视野角为20°~90°。

通过这种结构,即使在伴随搅拌消泡处理,被处理物由于离心力而沿着容器壁面上升的情况下,也能够准确地测定被处理物的温度。

在上述结构中,也可以是,在所述传感器部的光入射口部设置有在所述传感器部的光轴方向上可动的光学元件。

在上述结构中,也可以是,具有如下结构:在所述传感器部的光轴的延长线上的从所述传感器部的光入射口部隔开间隔的位置处设置有光学元件。

通过采用这种结构,能够根据容器和被处理物变更传感器部的测定视野,实现最佳的测定视野。

在上述结构中,也可以是,具有如下结构:所述发送单元被设置于所述容器的上盖。

通过采用这种结构,针对现有的搅拌消泡装置等进行旋转处理的装置也能够容易地应用本发明的温度测定装置,能够得到扩展性高的温度测定装置。

在上述结构中,也可以是,具有如下结构:所述发送单元被设置于与所述容器同步地进行公转的公转体,并设置在所述容器的上方。

通过采用这种结构,容易进行容器的更换,对产品进行量产时能够提高生产率。

在上述结构中,也可以是,具有如下结构:所述发送单元通过球面轴承以能够摇动的方式被支承。

通过采用这种结构,能够始终进行与被处理物的沿着容器壁面的上升对应的测定。

在上述结构中,也可以是,具有如下结构:所述发送单元还具有加速度传感器,当所述加速度传感器检测到阈值以上的加速度时,所述发送单元开始所述被处理物的温度的测定。

通过采用这种结构,能够在需要时自动进行被处理物的温度测定,能够节省发送单元的电力。

本发明的温度测定方法是测定公转和/或自转运动中的被处理物的温度的方法,其特征在于,在所述容器的上方设置的发送单元重复进行发送循环,该发送循环由以下工序构成:测定工序,以非接触的方式测定所述被处理物的温度;发送工序,发送包含所述被处理物的温度的测定值的数据;以及待机工序,待机规定时间,在所述容器的外部设置的接收单元重复进行接收循环,该接收循环由以下工序构成:接收工序,在所述发送工序之后,接收从所述发送单元发送的包含所述测定值的所述数据;以及记录工序,记录所述测定值。

通过采用这种温度测定方法,能够实时地测定被处理物的温度,并且通过一边进行搅拌消泡处理等旋转处理一边将被处理物的测定数据作为装置历史而进行记录,能够进行通过实施旋转处理而得到的产品的质量管理。

在上述方法中,也可以是,所述接收单元重复进行以下工序:比较工序,在所述记录工序之后,对所记录的所述测定值与预先记录在所述接收单元的记录部中的参照数据进行比较;以及判定工序,判定所述测定值与所述参照数据之间有无偏离。

通过采用这种温度测定方法,能够即时确认搅拌消泡处理等旋转处理是否是按照预定的处理,并且即时判定有无发生处理异常。

本发明的搅拌消泡方法是对收容于进行公转和/或自转运动的容器中的被处理物进行搅拌消泡的方法,其特征在于,在所述容器的上方设置的发送单元重复进行发送循环,该发送循环由以下工序构成:测定工序,以非接触的方式测定所述被处理物的温度;发送工序,发送所述被处理物的温度的测定值;以及待机工序,待机规定时间,在所述容器的外部设置的接收单元重复进行接收循环,该接收循环由以下工序构成:接收工序,在所述发送工序之后,接收从所述发送单元发送的所述测定值;记录工序,记录所述测定值;比较工序,在所述记录工序之后,对所记录的所述测定值与预先记录在所述接收单元的记录部中的参照数据进行比较;以及计算所述测定值与所述参照数据之间的偏离值的工序,所述接收单元根据所述偏离值,变更公转或自转中的至少一方的转速。

通过采用这种搅拌消泡方法,能够自动地修正搅拌消泡处理条件,进行最佳条件下的被处理物的处理。

发明的效果

根据本发明,能够在公转运动、自转运动这样的旋转处理中从容器的上方实时地高精度地进行温度测定。本发明对各种搅拌消泡装置等旋转处理装置的适应性强,从而是有益的。

此外,根据本发明,能够判定有无搅拌消泡处理的异常,进而能够维持最佳的处理条件。

另外,本发明的温度测定装置和温度测定方法不仅能够应用于搅拌消泡处理,还能够应用于收容被处理物而对容器实施旋转处理的所有旋转处理装置,例如能够应用于球磨机等研磨处理装置、粉碎处理装置、离心分离处理装置等。

附图说明

图1是具有本发明的实施方式1中的温度测定装置的容器的剖视图。

图2是本发明的实施方式1中的温度测定系统的结构图。

图3是具有本发明的实施方式1中的温度测定装置的搅拌消泡装置的剖视图。

图4是示意地示出本发明的实施方式1中的温度测定装置的测定视野的容器的剖视图。

图5是具有本发明的实施方式2中的温度测定装置的容器的剖视图。

图6是具有本发明的实施方式3中的温度测定装置的容器的部分剖视图。

图7是具有本发明的实施方式4中的温度测定装置的容器的剖视图。

图8是具有本发明的实施方式5中的温度测定装置的容器的剖视图。

图9是具有本发明的实施方式6中的温度测定装置的搅拌消泡装置的剖视图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是,以下的实施方式均不在本发明的主旨的认定中给出限定性的解释。此外,有时对同一部件或同种部件标注相同的参照标号并省略说明。

(实施方式1)

以下,关于本发明的温度测定方法和测定装置的结构,以其在搅拌消泡装置中的应用为例而详细进行说明,但是,本温度测定装置也能够应用于球磨机等研磨装置、粉碎装置、离心分离装置等。

<装置结构>

图1示出收容本实施方式的搅拌消泡装置的被处理物1的容器2的结构。

容器2通过后述的搅拌消泡装置在进行公转的同时进行自转,从而对被处理物1进行搅拌和消泡。通常,容器2的形状具有旋转对称性,使得能够对容器2施加自转运动,例如优选使用有底的圆筒形状。

上盖3通过螺纹等可拆装地固定在容器2的上部,中盖4被固定成夹在上盖3与容器2之间。

作为非接触温度测定器的放射温度计6、例如红外线传感器以使其光入射口部朝向被处理物1侧的方式设置在盖3上,经由设于中盖4的开口部5对从被处理物1放射并入射到放射温度计6的光进行检测,进行被处理物1的温度测定。

罩7通过螺栓等以覆盖放射温度计6的方式固定于上盖3,能够防止不必要的外部光带来的干扰。容器2、上盖3和罩7可以优选使用对要测定的波长区域的光进行遮挡的材料。

此外,上盖3和罩7也可以形成为一体。

另外,也可以在开口部5设有使由放射温度计6测定的光透过的透过板、例如石英玻璃等,防止由于被处理物1的蒸气等而使放射温度计6的表面模糊不清。

通过仅取下中盖4而定期进行清洗,能够始终以良好的状态进行温度测定。通过预先准备多个中盖4,不会由于清洗而使装置运转率降低。

此外,也可以使用仅使特定波长的光(例如红外光)透过的滤光器作为在中盖4的开口部5设置的上述透过板,使用适合于检测特定的波长区域的光的放射温度计6,提高温度测定的精度。例如,通过选择使被处理物1的放射率较高的波长的光选择性地透过的滤光器,能够得到提高被处理物1的温度测定精度的效果。

一般使用的放射温度计6是如下结构:从光入射口部39采入来自测定被处理物的热辐射,通过透镜进行聚光,并引导(聚光)至检测部而进行温度测定。因此,放射温度计6具有光轴和决定能够测定的测定视野的光的入射角的范围(视野角)θ,能够根据放射温度计6的各种规格来选择期望的θ值。

被处理物1表面上的测定视野的大小是根据被处理物1与放射温度计6之间的距离以及视野角θ而决定的。如后所述,关于θ的值,根据容器2的形状、被处理物1的量等来选择能够得到最佳测定视野的值。

如图1所示,中盖4的开口部5的直径被设定成使得入射角的范围θ的光入射到放射温度计6。其结果是,能够遮挡来自测定视野以外的放射光不必要地侵入放射温度计6,降低由于放射温度计6的面积效果引起的测定误差。

进一步地,优选的是,在开口部5的截面设置倾斜,能够使其成为锥形状。

根据放射温度计6的受光面和开口部5的面积以及两者的间隔的距离来设定开口部5的截面的倾斜角,由此,能够防止开口部5的边缘部由于衍射现象而对入射光的聚光特性造成影响。其结果是,能够抑制由于开口部5的边缘部附近处的衍射现象而降低受光强度。

此外,也可以在中盖4的开口部5追加设置光学元件、例如菲涅耳透镜等,以变更θ。

在容器2侧的放射温度计6的光轴的延长线上,在位于从放射温度计6的光入射口部隔开间隔处的开口部5上设置光学元件,由此,能够通过光学元件使经由开口部5而向放射温度计6入射的光折射,从而对θ进行变更。其结果是,能够与容器、被处理物的量对应地变更测定视野,而不变更放射温度计6,能够使测定视野最佳化而提高温度测定的精度。

这样,通过具备具有开口部5的中盖4,能够防止温度测定装置的运转率降低,并实现使温度测定精度提高等各种对应。

在放射温度计6上部设置有电源8、例如纽扣电池。一般来讲,放射温度计6的检测部是轴对象(圆柱形),因此,优选的是,例如可以配置成容器2自转的自转轴线与放射温度计6的中心轴(光轴)及电源8(电池)的中心轴(或重心)一致。其结果是,当容器2自转时,放射温度计6和电源8绕各自的中心轴旋转,针对容器2的自转运动,能够容易地达到减弱由于上盖3的重心变动而引起的振动的效果。

另外,电源8的配置不限于上述配置。

放射温度计6和电源8分别借助基板9a、9b,通过螺栓等固定于上盖3。螺栓被设置在关于容器2的自转轴对称的位置,优选将基板9a、9b的形状设计成关于容器2的自转轴对称的形状。

基板9a、9b通过导电性布线等而彼此电连接,在基板9b上设置电源开关10。在通过容器2对被处理物1进行处理时,接通(on)电源开关10而对放射温度计6提供电力,在不使用时断开(off)电源开关10,能够停止对放射温度计6提供电力。

另外,也可以追加地将加速度传感器30搭载于基板9a或基板9b。也可以通过电源8对加速度传感器30进行驱动,在检测到加速度超过了规定的加速度(阈值)时,自动地对放射温度计6提供电力。能够节省手动对电源开关10进行操作的功夫,防止忘记接通电源开关10。

进而,在由于停止旋转处理而由加速度传感器30检测到了加速度低于规定的加速度(阈值)时,还能够通过自动断开电源来实现省电力。

该情况下,通过来自加速度传感器30的输出而使继电器电路动作即可。

加速度传感器30除了电气地进行驱动的加速度传感器以外,还可以是机械地进行驱动的加速度传感器。例如,采用通过锤和弹性体而机械地进行开关的接通、断开的加速度传感器,从而能够进一步实现省电。

此外,也可以是如下结构:代替加速度传感器30而使用倾斜计,检测到将容器2载置到了搅拌消泡装置的倾斜的容器保持器,能够进行开关的接通、断开。

如上所述,通过消耗电力较小或不需要电力的加速度传感器或倾斜计自动地检测是否处于旋转处置中,进行放射温度计6的电源的接通、断开,由此,能够防止不必要地消耗电池,降低电池的更换频度。

能够通过无线通信单元将放射温度计6的输出即温度测定值发送到容器2的外部。另外,本说明书中的放射温度计6的温度测定值不限于被转换为温度的数值,也可以是与温度对应的电压、电流等数值(电子电路中使用的数值)。

图2示出发送包含温度的测定值的数据的发送单元11和接收包含温度的测定值的数据的接收单元12的结构例。

如图1所示,发送单元11被收容在罩7的内部,由放射温度计6等构成,各构成要素被固定于基板9a、9b。

上盖3和罩7构成收容发送单元11的壳体。

当容器2通过搅拌消泡装置进行公转、自转运动时,发送单元11也与容器2一起进行公转、自转运动。

由于发送单元11被固定于容器2的外部上方的上盖3,因此能够使用现有的容器2。通过更换收容被处理物1的容器2,能够使用相同的上盖3来测定不同的被处理物1,因此,适合使用于对产品进行量产的制造工序中。

接收单元12与容器2分开地设置,不进行公转、自转运动,内置于搅拌消泡装置的控制部分,或者作为与搅拌消泡装置不同的装置,例如利用pc(个人计算机)构成。特别地,通过将接收单元12构成为与搅拌消泡装置不同的装置,能够追加温度测定功能而不需要对现有的搅拌消泡装置进行改造。

另外,也可以在接收单元12与搅拌消泡装置之间以电气的方式进行信息传递。

此外,也可以通过现有的通信技术进行传递。

另外,针对发送单元11、接收单元12,也可以通过使用积层(层叠)基板而实现各单元的小型化。

以下,进一步详细说明发送单元11和接收单元12的结构和功能。

发送单元11具有传感器部13、电源部14、cpu(运算处理部)15。电源部14具有电池16和电池剩余量检测部17,cpu15具有记录部18、时钟部19,发送部20。传感器部13相当于上述放射温度计6,电池16相当于上述电源8。

电源部14对传感器部13和cpu15提供电力,并且,通过电池剩余量检测部17检测电池16的剩余量,将其输出到cpu15。cpu15能够将电池16的更换请求发送到接收单元12。

此外,也可以由cpu15将电池16的剩余量发送到接收单元12,接收单元12根据接收到的电池剩余量判断是否需要更换电池16。

传感器部13测定被处理物1的温度,作为与温度测定值对应的电信号而输出到cpu15。(以下,为了简单,有时将“与温度测定值对应的电信号”简称为“温度测定值”。)

cpu15按照通过时钟部19测定出的规定的时间间隔(周期),请求传感器部13输出温度测定值。

cpu15将从传感器部13输出的温度测定值作为数据记录到记录部18中,通过运算处理将所记录的数据与测定时刻一起进行数字化,作为输出信号从发送部20发送到发送单元11的外部。例如能够按照近距离无线通信标准、红外线通信标准等来发送数据。

另外,作为从发送单元11向接收单元12的输出信号,也可以不仅发送温度测定值,还发送包含上述的电池剩余量、测定时刻等在内的数据。

在对放射温度计6提供电力并开始温度测定后,发送单元11按照规定的周期进行搅拌消泡处理等旋转处理并进行被处理物1的温度测定。即,在搅拌消泡处理中,将以下3个工序作为1个发送循环,重复该发送循环。

测定工序:通过传感器部13以非接触的方式进行被处理物1的温度测定;

发送工序:向接收单元12发送所测定出的温度测定值;

待机工序:进行规定时间的待机(不进行温度测定)。

通过改变在上述待机工序中进行待机的时间,能够改变温度测定的周期。待机时间、即测定的周期例如可以是发送单元11的记录部18中预先记录的规定的值,也可以如后所述,通过由接收单元12进行指定而进行变更。

由接收单元12指定的待机时间从接收单元12被发送,通过发送单元11的发送部20被接收,作为使发送单元11的放射温度计6进行动作的定时信息而记录在记录部18中。

另外,发送部20能够在与接收单元12之间进行发送接收,如上所述,还能够接收从接收单元12发送的信号。

因此,不应该根据发送单元11这一名称而理解为发送单元11仅进行发送。

如果待机时间较短,则能够详细监视温度测定的时间变化,但是电池的消耗增大。例如能够根据被处理物1的化学、物理特性和搅拌消泡处理条件,考虑所需要的时间分辨率和节能效果的双方面,适当设定待机时间。此外,还能够与公转的转速同步地进行温度测定。

接收单元12具有接收部21、控制部22、显示部23、操作部24和记录部25。而且,接收单元12通过接收部21接收从发送单元11发送的信号,通过控制部22将接收到的信号转换为包含温度测定值的数据(例如,仅是温度测定值的数据、或组合了温度测定值和测定时刻等的数据),并记录到记录部25中。

另外,接收部21能够在与发送单元11之间进行发送接收,如后所述,还能够从接收单元12向发送单元11发送信号。例如,将通知接收单元12接收到来自发送单元11的信号的信号从接收单元12发送到发送单元11,由此,发送单元11检测有无接收单元12的接收错误,在检测到接收错误的情况下,发送单元11向接收单元12再次发送信号,从而还能够防止测定值的缺失。

因此,不应该根据接收单元12这一名称而理解为接收单元12仅进行接收。

在开始被处理物1的温度测定后,接收单元12将以下2个工序作为1个接收循环,重复该接收循环。

接收工序:接收从发送单元11发送的测定值;

记录工序:在记录部中进行记录。

另外,为了接收从发送单元11发送的输出信号,在搅拌消泡处理的执行中,接收单元12始终处于运转状态。

除了始终运转状态的情况以外,也可以使接收循环与测定、发送和待机的发送循环整合而进行运转。

此外,在能够一次对多个容器进行处理的搅拌消泡装置(例如参照图3)中,同时使用多个发送单元11,其结果是,需要在1台接收单元与多个发送单元之间进行通信。该情况下,使用能够进行1:n的通信的现有的无线通信标准即可。

接收单元12可以内置于搅拌消泡装置,也可以独立于搅拌消泡装置而构成接收单元12,从而能够有效地利用现有的各种搅拌消泡装置,扩展性也得到提高。针对发送单元11与接收单元12之间的数据的发送接收,可以利用无线通信,从而实现与进行旋转运动的发送单元11之间的通信,而且,例如还能够应用于进行真空下的搅拌消泡处理的搅拌消泡装置。

记录部25将温度测定值作为与被处理物1和各测定时刻对应的数据库(温度数据)而进行记录,在具有多个发送单元11的情况下,按照每个发送单元11作为数据库进行记录。

显示部23能够输出所测定出的温度,例如还能够以曲线的方式显示温度的时间变化。此外,如后所述,在搅拌消泡处理中检测到异常的情况下,能够显示警告。

操作部24能够接收操作员的输入。例如变更显示部23中显示的曲线的规格,或者输入被处理物1的种类并预先在记录部25中存储被处理物1的物性值等,还能够与所测定出的数据关联地记录在数据库中。

此外,还能够输出由操作员记录在记录部25中的数据而进行数据的解析等。

进而,操作员还能够从操作部24输入强制地结束搅拌消泡处理的命令。通过将来自操作部24的命令输入的优先度(优先级)设定为最高,能够实现操作员的强制结束。

作为被处理物1的物性值,预先将放射率以数据库的方式记录到记录部25中,控制部22还能够从数据库读出被处理物1的放射率,自动地对从放射温度计6输出的测定值进行校正。

放射率根据被处理物1而不同,放射温度计6的温度测定值依赖于放射率,因此,通过基于控制部22的温度校正,能够容易地得到更加准确的温度。

此外,如上所述,接收单元12还能够对发送单元11发送执行温度测定的命令。

通过与被处理物1的预想的温度变化对应地改变温度测定的频度,能够实现发送单元11的节能。例如,在预想被处理物1的温度会发生急剧变化的情况下,向发送单元11发送命令,以使得提高温度测定的频度(缩短测定周期),在预想被处理物1的温度变化的速度平缓的情况下,向发送单元11发送命令,以使得降低温度测定的频度(延长测定周期)。

关于从接收单元12向发送单元11的测定的命令,可以在进行温度测定的各时刻进行发送,发送单元11在每次接收到温度测定命令时执行温度测定,也可以是,接收单元12预先将温度测定的定时(测定时刻或测定周期等)发送到发送单元11,发送单元11按照该温度测定的定时来执行温度测定。该情况下,发送单元11的cpu15预先将从接收单元12发送的测定定时的信息记录到记录部18中,并进行控制,以使得传感器部13按照记录的定时信息进行温度测定。

在通过电池对发送单元11进行驱动的情况下,能够省去无用的温度测定,能够延长电池寿命。

另外,也可以是,在接收单元12的记录部25中预先记录与被处理物1和其处理条件对应的温度测定的定时,控制部22读出所记录的温度测定的定时,从接收部21向发送单元11发送温度测定的定时。

图3示出搭载图1所示的容器2的搅拌消泡装置100的一例。

具有公转齿轮101的旋转筒102借助轴承以旋转自如的方式支承在公转轴103(固定轴)上。由马达104产生的旋转运动经由公转齿轮101传递到旋转筒102,旋转筒102以公转轴103为轴进行旋转。

公转台105与旋转筒102连结(固定),与旋转筒102一起进行旋转。

容器保持器106具有旋转轴107(自转轴),旋转轴107借助轴承以旋转自如的方式支承在公转台105上。

因此,容器保持器106通过公转台105的旋转而以公转轴103为中心进行旋转(公转)。

容器保持器106具有自转齿轮108。自转齿轮108与中间齿轮109啮合,该中间齿轮109借助轴承以旋转自如的方式支承在公转台105上。并且,中间齿轮109与太阳齿轮110啮合。

太阳齿轮110配置在旋转筒102的外侧,借助轴承以旋转自如的方式支承在旋转筒102上。

并且,太阳齿轮110与齿轮111啮合。粉末制动器等制动装置114的制动力经由彼此啮合的齿轮112和齿轮113而传递到齿轮111。

太阳齿轮110在不存在被制动装置114施加的制动力(制动力为零)的情况下,从动于旋转筒102而进行旋转。

在制动装置114的制动力经由齿轮111而传递到太阳齿轮110的情况下,太阳齿轮110的旋转速度与旋转筒102的旋转速度相比而减小,太阳齿轮110的旋转速度和与旋转筒102连结的公转台105的旋转速度之间产生差异。其结果是,中间齿轮109相对于太阳齿轮110而相对地旋转。中间齿轮109与自转齿轮108啮合,因此自转齿轮108旋转,容器保持器106以旋转轴107为轴而进行旋转(自转)。

另外,在上述搅拌消泡装置100中,示出了通过1个驱动马达104而使容器保持器106公转和自转的结构例,但是,搅拌消泡装置的结构不限于该图3的例子。

例如,可以分别具有公转用驱动马达和自转用驱动马达而使容器保持器106公转和自转,也可以是其他结构。如以上说明的那样,这是因为,发送单元12能够设置于容器2,因此能够适用于现有的各种搅拌消泡装置。

在图3中,搭载了2个容器2。这样,能够同时对2个以上的多个容器2进行搅拌消泡处理,同时,能够进行在多个容器2中收容的被处理物1的温度测定。

能够通过使用电波、红外线的无线通信对多个容器2、即多个发送单元11与单个的接收单元12进行连接,这一点与上述相同。

由于在1次通信中发送的数据量较少,因此能够利用各种通信标准。

容器2被固定于搅拌消泡装置100的容器保持器106内,因此,容器2在公转的同时进行自转。

被处理物1由于因容器2的公转运动引起的离心力而沿着容器2的侧壁上升。如图3所示,放射温度计6的θ将测定视野设定在由容器2的底部决定的范围内,即使在被处理物1上升的状态下,也能够测定被处理物1的温度。

放射温度计6的θ需要根据被处理物1的量和容器2而进行设定。

例如,可以如图4的(a)所示设定为20°,也可以如图4的(b)所示设定为90°。

在图4的(a)所示的例子的情况下,仅能够测定被处理物1的表面的中央部分。

由于仅测定被处理物1的表面的被限定的区域,因此无法测定表面整体的平均温度。

在图4的(b)所示的例子的情况下,能够在宽范围内对被处理物1的表面进行温度测定。但是,有时被处理物1的量较少,则不再仅是被处理物1的辐射,来自容器2的侧壁的辐射也增大,因此,无法对被处理物1进行准确的温度测定。

作为优选的θ的例子,能够如图4的(c)所示进行设定,即,使容器2静止,被处理物1处于水平状态,其表面整体被放射温度计6的测定视野覆盖,被处理物1的表面与测定视野实质上一致。

此外,还能够与如图3所示的旋转时的被处理物1的状态对应地,进一步调整图4的(c)的例中所示的θ(例如减小θ的值),从而能够实现最佳化。

因此,作为θ的值,能够根据容器2的形状(直径、高度)、被处理物1的量,在20°~90°的范围进行适当选择,从而在广泛的条件下进行温度测定。

另外,θ的值根据放射温度计6的规格而确定,能够从市售的各种放射温度计中选择具有期望的θ的放射温度计。此外,如上所述,通过在中盖4的开口部5追加设置光学元件而调整θ,从而能够针对容器2、被处理物1进一步得到最佳的θ。

这样,通过发送单元11和接收单元12,能够从搅拌消泡处理时的被处理物1附近对测定视野整体的温度进行测定,能够准确地、再现性良好地、实时地测定被处理物1的温度变化,而不存在由于搅拌消泡处理时的被处理物1的流动而引起的暂时的且局部的温度不均的影响。

此外,由于不与被处理物1接触,因此不会对被处理物1的搅拌消泡处理造成影响。

<对搅拌消泡处理的应用>

接收单元12具有记录部25,因此,能够将测定数据作为数据库而进行记录。

作为数据库,预先记录表示与被处理物1对应的温度的时间变化的参照数据(或作为基准的标准数据),随时对实际测定出的温度测定值的时间变化与参照数据进行比较,计算与参照数据之间的偏离,由此能够判定是否正常地执行了搅拌消泡处理。

另外,接收单元12当然可以在记录所测定出的温度测定值的记录部25(记录区域)之外,另行具有预先记录参照数据的记录部(记录部)。

例如,在量产工厂等中制作同一产品的情况下,能够以质量管理为目的,对测定温度数据进行记录、管理、利用。

具体而言,在为了制造同一产品而对由同一材料构成的被处理物1进行处理的情况下,将预先测定的典型的(或最佳化的搅拌消泡处理条件下的)温度变化的参照数据作为数据库而记录在记录部25中。

在搅拌消泡处理的过程中,按照规定的时间间隔,根据温度差(差分)来计算参照数据的温度与所测定出的温度之间的偏离,计算温度差的平均值(或合计值),在这些值的绝对值超过了阈值的情况下,例如平均值(或合计值)超出了管理基准的范围的情况下,判定为存在异常(存在偏离),通过画面显示或灯等发出警告,或者设定成在数据库中记录为产生了警告。另外,如果温度的偏离处于管理基准的范围内,则判定为没有异常(没有偏离)。

此外,也可以代替上述温度差(差分)而使用差分的平方或差分的绝对值的平均值(或合计值),在超过预先设定的阈值的情况下,判定为存在异常并发出警告。此外,也可以组合这些值的多个,例如使用差分和差分的平方这两者进行判定而发出警告。

这样,通过使用差分、差分的平方或差分的绝对值的平均值(或合计值)作为偏离值而进行定义,能够定量地对与参照数据之间的偏离进行评价。

另外,与被处理物1(或产品规格)对应地设定阈值,例如能够由操作员从操作部24输入阈值,并将其记录在记录部25中。

通过与测定时间一起随时计算上述偏离值,能够动态地监视有无与参照数据之间的偏离和偏离的程度。即,根据温度测定开始时点到当前点的测定数据来计算偏离值,随着测定时间的经过而随时对偏离值进行更新,从而能够实现动态解析。

其结果是,能够自动地即时判定搅拌消泡处理是否如预定那样、以及有无发生异常,并发出警告。

例如能够在差分的平方的平均值超过阈值但是差分的绝对值的平均值未超过阈值的情况下,设为警告级别1,在双方超过阈值的情况下设为警告级别2,进一步地,也可以对于差分的平均值为负的情况和为正的情况进行区分,而对警告级别进行区分,这样,与被处理物1的物性值对应地适当设定警告级别。

这些差分的计算等可以由控制部22进行,警告级别则通过显示部23发出,并且,作为数据库而记录在记录部25中。

进而,还能够利用上述偏离值的数据来控制搅拌消泡处理。

例如,根据被处理物1的不同,有时决定了上限温度,以防止搅拌消泡处理时的被处理物1的化学变化。相反,有时决定下限温度,以提高搅拌消泡效果。

在这种情况下,通过利用偏离值的数据从接收单元12的控制部22向控制搅拌消泡装置100的旋转运动的控制部发送指令信号,对搅拌消泡装置100的处理条件进行控制,因此还能够维持最佳的搅拌消泡处理条件。

例如,能够进行如下控制,在该控制中,在参照数据与测定数据之间的偏离值低于阈值的下限的情况下,增大公转或自转中的至少一方的转速,在参照数据与测定数据的偏离值超过阈值的上限的情况下,减小公转或自转中的至少一方的转速。

由于放射温度计6的响应速度快,因此能够进行这种转速的反馈控制。

此外,还能够通过放射温度计6迅速检测由于被处理物1的气泡的量而导致的辐射能量不同这类的情况。

作为参照数据,除了标准数据(关于最佳化的搅拌消泡条件下测定出的温度的时间变化的数据)以外,还将针对气泡量不同的被处理物1测定出的各种温度变化数据作为数据库而预先进行记录,通过与调查这些温度变化数据的时间依赖性得到的图案(温度变化图案)进行对照,能够根据最接近的温度变化图案来估计被处理物1的状态。

可以通过控制部22进行对照,具体而言,如上所述地计算测定数据与各种温度变化图案之间的偏离值,提取偏离值最小的温度变化图案。或者也可以将标准数据的温度变化图案和特定的状态,例如大量含有气泡的状态的被处理物1的温度变化图案分别进行线性组合而再现测定数据,根据各个组合比率来估计被处理物1的状态与哪个状态接近等。通过利用组合比率作为偏离值,能够实现定量的解析。另外,能够通过最小二乘法容易地(代数地)计算出组合比率。

通过识别温度变化的图案,不仅能够进行温度测定,还能够估计被处理物1的状态。因此,还能够用于检测搅拌消泡处理的结束时点。

这样,由于测定数据是温度这一个变量,因此,容易识别温度变化图案并进行解析,不需要高度的计算技术,通常的个人计算机也能够进行足够快的解析,能够实时地进行动态解析。

在温度变化图案的最简单的模型中,能够假定(1)搅拌消泡处理条件固定,被处理物1与容器2摩擦而产生的热是固定的,(2)与被处理物1的时刻t的温度(t(t))与周围的温度(ta)之间的温度差成比例地向周围释放热量。根据由这些假定导出的简单的微分方程式,能够将被处理物1的温度(t(t))表示为如下的公式。

t(t)=ta+a(1-exp(-αt))(式1)

这里,a、α是常数。

虽然是简单的模型,但是,能够确认到式(1)与最佳化的搅拌消泡条件下实测的温度变化图案匹配。这证明温度测定值的妥当性。

另一方面,在基于容器2的底部的温度测定方法得到的温度变化图案中,观察到无法从式(1)预想到的拐点,确认到温度测定不稳定,确认到本发明所涉及的的温度测定装置的温度测定的优越性。

此外,利用上述式(1),在控制部22中,通过与实测值之间的比较,通过最小二乘法等求出a、α而预测温度变化,在预测到被处理物1的温度超过所容许的上限值的情况下,还可以实施如下处置,即,将该预测结果发送到搅拌消泡装置100,通过搅拌消泡装置100的控制部变更例如降低公转或自转中的至少一方的转速,或停止搅拌消泡处理。相反,在预测值低于下限值的情况下,可以实施如下处置,即,通过控制部变更例如增大公转或自转中的至少一方的转速。

还能够在记录部25中预先登记针对被处理物1预测的温度变化的上限值和下限值,由控制部22针对搅拌消泡装置100自动地执行这些处置。

另外,也可以根据最新的多个(例如3个)温度测定值进行直线近似,从而进行温度变化的预测,判定或预测被处理物1的温度是否超过上限或低于下限,实施上述处置。

此外,还可以将处理时的公转旋转速度、自转旋转速度、各驱动系统的负荷(扭矩)的时间变化作为装置数据而记录到记录部25中,对这些装置数据与测定温度的数据之间的相关性进行分析。由此,容易进行搅拌消泡条件的最佳化作业。

例如,在驱动系统的负荷较大的情况下,估计在被处理物1内部的摩擦或被处理物1与容器2之间的摩擦较大,由此,能够实时地监视负荷与温度之间的相关性。

此外,也可以在容器2的底部通过热电偶等监视容器2的温度测定,预先记录通过热电偶等测定出的容器2的温度变化与放射温度计6所示的温度变化的图案的差异,实时地执行与实测数据之间的比较。热量的产生状况根据被处理物1的材料特性等而不同,因此,如果这样,则两者的温度变化的时间依赖性中有时出现明确的特征,能够间接地监视被处理物1的状态。

(实施方式2)

一般来讲,放射温度计6对从被处理物放射的光进行聚光而引导到检测部,进行温度测定。因此,放射温度计6具有通过透镜进行聚光的光轴。在实施方式1中,设置成放射温度计6的光轴31与容器2的自转轴32一致。

在本实施方式中,如图5所示,将放射温度计6的光轴31配置成,在保持与容器2的自转轴32平行的同时从自转轴32偏离规定量δ,例如容器2的半径的十分之一左右。

容器2在公转的同时进行自转运动。在为了提高搅拌效果而以较高转速进行自转的情况下,在自转轴32附近搅拌效果较低,并且,由于自转的离心力,在位于容器2的自转轴32上的中央部分处,被处理物1形成凹陷。

因此,将放射温度计6的光轴31配置成从容器2的自转轴32偏离距离δ,能够减轻被处理物1的凹陷的影响,进一步提高温度测定的精度。

(实施方式3)

如上所述,放射温度计6具有光学系统,测定视野的确定取决于放射温度计6。优选根据容器2和容器2所收容的被处理物1的量而使测定视野最佳化。为了实现该目的,如果预先准备多个使用具有各种测定视野的放射温度计6作为传感器部13的发送单元11,而选择与最佳的测定视野接近的发送单元11,则会出现成本增大的问题。

根据本实施方式,能够通过1台放射温度计6实现测定视野的最佳化。

如图6所示,在放射温度计6(传感器部13)的光入射口部39设置有可动支承台41,该可动支承台41上固定有使入射光折射的光学元件40,例如凸透镜。

可动支承台41能够沿着放射温度计6的光轴平行地移动,而且能够通过螺钉等相对于放射温度计6进行固定。

通过使可动支承台41移动,光学元件40能够在放射温度计6的光轴上变更焦距,从而变更向放射温度计6入射的光的视野角。

在放射温度计6的圆筒形的外表面和圆筒形的可动支承台41的内表面形成有相同间距的螺纹,通过使可动支承台41旋转,能够使可动支承台41在光轴方向上移动。

在可动支承台41上另外设置贯通可动支承台41的侧壁的螺纹孔,能够通过螺栓将可动支承台41与放射温度计6固定,使得可动支承台41能够在最佳的位置处固定。

此外,通过变更可动支承台39的位置,能够连续地变更视野角。因此,与在中盖4的开口部5处使用透镜的情况不同,能够对视野角进行微调,进而能够实现测定视野的最佳化,能够提高温度测定精度。

另外,通过与在中盖4的开口部5设置的光学元件(例如菲涅耳透镜)的组合,还能够实现宽范围内的视野角的变更。

(实施方式4)

在实施方式1中,在上盖3的上部(容器2的外部侧)以突出的方式安装罩7,在罩7的内部收容发送单元11。

如图7所示,也可以在上盖3的下部即容器2侧以突出的方式安装罩7,在罩7的内部设置发送单元11。

如图7所示,基板9a、9b通过螺栓等固定于罩7,罩7通过螺栓等从上盖3的上部固定于上盖3。

通过采用这种结构,能够将发送单元11收容在上盖3的内侧,因此,能够实现本装置的小型化。因此,容易对应小型的搅拌消泡装置。

能够通过放射温度计6从容器2的上方直接且实时地测定被处理物1的温度,这一点与实施方式1相同,因此省略关于温度测定的说明。

另外,容器2的上方意味着沿着容器2的自转轴与容器2的底部对置的一侧。

(实施方式5)

在本实施方式中,在对被处理物1进行搅拌消泡处理时,对应于被处理物1由于离心力而上升的现象,使放射温度计6的光轴与容器2的自转轴以规定的角度交叉(倾斜),朝向被处理物1上升的方向,能够以与旋转处理中的被处理物1的形态相对应的最佳条件,对该被处理物1进行温度测定。

如图8所示,包含放射温度计6等的发送单元11借助基板9a、9b而固定于壳体33。壳体33相当于图1的罩7,在其内部收容有发送单元11。

壳体33固定于与球面轴承34的球体35连结的轴36,并且,以使得发送单元11的放射温度计6(传感器部13)的光轴与轴36的中心轴一致的方式定位。

球面轴承34固定于支承体37,支承体37固定于上盖3。

在将上盖3安装到容器2时,支承体37以在静止状态下使得轴的中心轴与容器2的自转轴(旋转对称轴)一致的方式进行定位。

因此,壳体33通过球面轴承34被支撑为可揺动,能够相对于容器2的自转轴在所有方向上自由倾斜。

进一步地,在轴36上固定有止动件38,该止动件38规定轴36的最大倾斜角度。即,当轴36倾斜时,止动件38与球面轴承34的上表面干涉,限制倾斜角,防止轴36的倾斜大于最大倾斜角(倾斜角的上限)。

最大倾斜角是根据被处理物1的上升量而决定的。

此外,能够通过止动件38的形状和设置位置来变更最大倾斜角。

这样,壳体33能够通过球面轴承34在最大倾斜角内自由倾斜(旋转)。

当上盖3具有能够通过球面轴承34而自由倾斜的放射温度计6,将该上盖3安装于容器2并将容器2载置于搅拌消泡装置100的容器保持器106而执行搅拌消泡处理时,放射温度计6的光轴由于离心力而向远离公转轴的方向倾斜。

同时,被处理物1向远离公转轴的方向上升。

在壳体33上固定的发送单元11的放射温度计6能够从容器2的上方进行与被处理物1的上升对应的部分的温度测定。

因此,放射温度计6能够与容器2的自转运动无关地始终进行被处理物1的上升部分的温度测定。

另外,容器2的上方意味着沿着容器2的自转轴而与容器2的底部对置的一侧。

(实施方式6)

在上述实施方式中,采用了借助上盖3将放射温度计6固定于容器2的结构。

本实施方式6的搅拌消泡装置200采用如下结构:不将放射温度计6固定于容器202,而是固定于与容器202一起公转的公转体,对容器202中收容的被处理物1进行温度测定。

图9示出本实施方式6的搅拌消泡装置200的结构的一例。与图3所示的搅拌消泡装置100同样,旋转筒102通过驱动马达104以公转轴103为轴而进行旋转。

旋转筒102上连结(固定)有公转臂201。因此,公转臂201与旋转筒102以及公转台105一起旋转,该公转台105经由旋转轴107支承容器保持器106。

公转臂201延伸至载置于容器保持器106的容器202的上方。

另外,容器202的上方意味着沿着容器202的自转轴而与容器202的底部对置的一侧。

在容器202的上方,壳体33固定于公转臂201。包含放射温度计6等的发送单元11固定于壳体33。

容器202的上部开放,放射温度计6的光轴朝向容器202所收容的被处理物1的方向,能够测定被处理物1的温度。

另外,如图6所示,也可以在放射温度计6的光入射口部追加设置光学元件。

在本实施方式中,通过仅更换容器202而能够容易地进行被处理物1的温度测定。因此,例如对同一产品进行量产的情况下,容易更换容器202,从而提高生产性。

此外,由于发送单元11不被施加自转运动,因此,与进行自转运动的情况相比,能够提高发送单元11的耐久性。

此外,与实施方式5不同,由于发送单元11不被施加自转运动,因此,还能够不需要使用球面轴承而使放射温度计6的光轴倾斜,始终设置成与上升对应的角度。

此外,还能够不使用电源8,而经由公转臂201以有线的方式从外部向发送单元11提供电力。

在使用纽扣电池作为电源8的情况下,需要定期更换电池,在本实施方式中,则不会由于电池更换而使电力供给中断,能够实现稳定的电力供给。

另外,在上述的各实施方式中,例如将电池作为电源8来提供电力,但是,也可以通过无线供电(基于电波、光等)或通过公转、自转运动来发电,还可以使用太阳电池接收外部光而进行发电。

在通过公转、自转运动进行发电的情况下,也可以构成为在发送单元11的电源部14上搭载稳定器,从而向放射温度计6提供稳定的电力。

【产业上的可利用性】

根据本发明,能够在进行公转、自转运动这样的旋转处理的同时,实时地测定被处理物的温度,还能够检测被处理物的温度变化的异常,并与该温度变化对应地自动变更搅拌消泡处理等的动作内容。进而,能够将旋转处理时的被处理物的温度历史作为数据库而保留,还能够进行产品的质量管理。因此,本发明的产业上的可利用性高。

【标号说明】

1:被处理物;2:容器;3:上盖;4:中盖;5:开口部;6:放射温度计;7:罩;8:电源;9a、9b:基板;10:电源开关;11:发送单元;12:接收单元;13:传感器部;14:电源部;15:cpu(运算处理部);16:电池;17:电池剩余量检测部;18:记录部;19:时钟部;20:发送部;21:接收部;22:控制部;23:显示部;24:操作部;25:记录部;30:加速度传感器;31:光轴;32:自转轴;33:壳体;34:球面轴承;35:球体;36:轴;37:支承体;38:止动件;39:光入射口部;40:光学元件;41:可动支承台;100:搅拌消泡装置;101:公转齿轮;102:旋转筒;103:公转轴;104:马达;105:公转台;106:容器保持器;107:旋转轴;108:自转齿轮;109:中间齿轮;110:太阳齿轮;111:齿轮;112:齿轮;113:齿轮;114:制动装置;200:搅拌消泡装置;201:公转臂;202:容器。

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