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JP6024344B2 - Reaction liquid viscosity detection method and apparatus, and reaction liquid generator - Google Patents

Reaction liquid viscosity detection method and apparatus, and reaction liquid generator Download PDF

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JP6024344B2 JP2012214110A JP2012214110A JP6024344B2 JP 6024344 B2 JP6024344 B2 JP 6024344B2 JP 2012214110 A JP2012214110 A JP 2012214110A JP 2012214110 A JP2012214110 A JP 2012214110A JP 6024344 B2 JP6024344 B2 JP 6024344B2
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Description

本発明は、誘導電動機を動力源として用いた反応液の粘度を検知する方法及びその装置並びに反応液を生成する装置に関する。   The present invention relates to a method for detecting the viscosity of a reaction liquid using an induction motor as a power source, an apparatus for the method, and an apparatus for generating the reaction liquid.

本発明者等は、特許文献1において、インバータで駆動される電動機を動力源として撹拌翼を備えた回転軸を回転することにより反応液の撹拌を行う反応器に設置される反応液の粘度検知装置を提案している。 In Patent Document 1, the present inventors have detected the viscosity of a reaction liquid installed in a reactor that stirs the reaction liquid by rotating a rotating shaft provided with a stirring blade using an electric motor driven by an inverter as a power source. A device is proposed.

特許文献1では、電動機作動のために供給されている各種測定パラメータを用いて精度高く回転トルクの演算を行う方法、更には該回転トルクの検知値からバラツキの少ない反応液の粘度を検知する方法が示されており、この方法を採用した粘度検知装置は、以下の1)〜5)の各手段を有し、各計測器で計測される値から求められる投入電力(P)、損失電力(P)、角速度(ω)を基に、
T=(P−P)/ω
により回転トルク(T)を求め、この回転トルクから反応液の粘度を演算することを特徴としている。
1)電動機に供給されている電力を計測する電力計測器
2)電動機に供給されている電流を計測する電流計測器
3)電動機に供給されている電圧を計測する電圧計測器
4)電動機の回転軸の速度を計測する回転速度計測器
5)インバータ出力周波数を計測する周波数計測器
In Patent Document 1, a method for calculating rotational torque with high accuracy using various measurement parameters supplied for the operation of an electric motor, and a method for detecting the viscosity of a reaction liquid with little variation from the detected value of the rotational torque. The viscosity detection device employing this method has the following means 1) to 5), and the input power (P I ) and loss power obtained from the values measured by the respective measuring instruments. Based on (P L ) and angular velocity (ω),
T = (P I −P L ) / ω
Thus, the rotational torque (T) is obtained by calculating the viscosity of the reaction liquid from the rotational torque.
1) A power measuring device that measures the power supplied to the motor 2) A current measuring device that measures the current supplied to the motor 3) A voltage measuring device that measures the voltage supplied to the motor 4) Rotation of the motor Rotational speed measuring instrument that measures shaft speed 5) Frequency measuring instrument that measures inverter output frequency

特許文献1の粘度検知は、上記1)〜5)の各手段で得られた計測値に基づき、高い精度で回転トルクが検知でき、その結果として高い精度で反応液の相対的な粘度を知ることができる。 The viscosity detection of Patent Document 1 can detect the rotational torque with high accuracy based on the measurement values obtained by each of the means 1) to 5), and as a result, know the relative viscosity of the reaction liquid with high accuracy. be able to.

特許文献1で検知する撹拌翼の回転トルクには、反応器に充填される反応液がゼロ時に発生する回転トルク成分、即ち、反応液の撹拌に寄与しない減速機や軸受け等の回転機械機構で発生する損失トルク(以下、単に空トルクと記す)が含まれる。そこで当該文献では、この値を予め測定しておいて定数として扱い、検知したトルク値から差し引く、即ち、空トルク補正を行うことによって、反応液の撹拌に使用される正味のトルクを求める手順が示されている。   The rotational torque of the stirring blade detected in Patent Document 1 is a rotational torque component generated when the reaction liquid charged in the reactor is zero, that is, a rotating mechanical mechanism such as a speed reducer or a bearing that does not contribute to the stirring of the reaction liquid. The generated loss torque (hereinafter, simply referred to as null torque) is included. Therefore, in this document, this value is measured in advance and treated as a constant, and is subtracted from the detected torque value, that is, a procedure for obtaining the net torque used for stirring the reaction solution by performing empty torque correction. It is shown.

ところが、本発明者が更に鋭意検討の結果、長期に渡って継続的に使用する場合においては、特許文献1に示された方法には改善の必要があることが判明したのである。即ち、一年を通し環境温度の季節変動が大きい場合であって、誘導電動機の回転軸と撹拌翼を備えた回転軸との間に前記誘導電動機の回転速度を低減する潤滑油式減速機が設置されている場合においては、潤滑油の粘性抵抗が環境温度によって変化を来すので、信頼の高い粘度評価が困難である事態に遭遇したのである。 However, as a result of further intensive studies by the inventor, it has been found that the method disclosed in Patent Document 1 needs to be improved when continuously used for a long time. That is, there is a lubricating oil type speed reducer that reduces the rotational speed of the induction motor between the rotation shaft of the induction motor and the rotation shaft provided with the stirring blades when the seasonal variation of the environmental temperature is large throughout the year. In the case where it is installed, the viscosity resistance of the lubricating oil changes depending on the environmental temperature, so that a situation where it is difficult to perform reliable viscosity evaluation has been encountered.

上記課題を解決する手段としては、例えば、特許文献2には、前記潤滑油式減速機の潤滑油の温度を熱交換器で一定に調整してから原動機の回転軸にかかる回転トルクを測定し、該回転トルクを基に反応液の粘度を求める装置について記載されている。 As means for solving the above-mentioned problem, for example, in Patent Document 2, the rotational torque applied to the rotating shaft of the prime mover is measured after the temperature of the lubricating oil of the lubricating oil type reduction gear is adjusted to be constant with a heat exchanger. Describes an apparatus for determining the viscosity of a reaction solution based on the rotational torque.

しかし、この公知慣用装置では、前記潤滑油式減速機の潤滑油の温度を制御するために熱交換器だけでなくポンプ等の付帯設備を設けることが必要不可欠となっており、反応製品を扱う化学工場等ではd2G4等の防爆設備基準を満たすための数々の工夫が要求されるため、大掛かり且つ複雑なものにならざるを得なかった。
以上の状況から、簡便でより精度の高い反応液の粘度検知装置を提供することが望まれる。
However, in this known and conventional apparatus, in order to control the temperature of the lubricating oil of the lubricating oil type reduction gear, it is indispensable to provide not only a heat exchanger but also an auxiliary facility such as a pump, and the reaction product is handled. In chemical factories and the like, many devices for satisfying the explosion-proof equipment standards such as d2G4 are required, so that they have to be large and complicated.
From the above situation, it is desired to provide a simple and more accurate reaction liquid viscosity detector.

更に、特許文献1に記載される粘度検知装置は回転速度を知るのに実体としての計測器を必要不可欠としている。回転速度を計測する機器には、計測の仕方に応じて接触式(機械式)と非接触式(光学式、電磁式)、計測信号の処理法に応じてはデジタル式とアナログ式、更には、使用場所に応じては防爆式と非防爆式とにそれぞれ分類され、何れも慣用機器として知られている。 Further, the viscosity detector described in Patent Document 1 requires a measuring instrument as an entity to know the rotational speed. For devices that measure rotational speed, contact type (mechanical type) and non-contact type (optical type, electromagnetic type) depending on the method of measurement, digital type and analog type depending on the processing method of measurement signal, Depending on the place of use, it is classified into an explosion-proof type and a non-explosion-proof type, both of which are known as conventional equipment.

例えば、接触式と非接触式を兼ね備えたデジタルハンディタコメータ(小野測器HT−5500)、可視光方式のタコハイテスタ(日置電機FT3405)、電磁式回転計測器(日置電機MP−200)、防爆回転計測器(小野測器RP−200)などが知られており、これらの計測器は用途に応じて適切に選択されることによって何れも高精度かつ安全に使用可能なものである。   For example, a digital handy tachometer (Ono Sokki HT-5500) with both contact and non-contact types, visible light type tachometer (Hioki Electric FT3405), electromagnetic rotation measuring instrument (Hioki Electric MP-200), explosion-proof rotation Measuring instruments (Ono Sokki RP-200) are known, and these measuring instruments can be used with high accuracy and safety by being appropriately selected according to the application.

可燃液体を含む反応液を扱う製造所で用いられる回転速度計測器は、防爆基準を満たす必要がある。防爆基準を満たす回転速度計測器は高価であり、当該粘度計の設置コストを上げるばかりでなく納期も長く、かつ設置時には生産停止も伴うために普及が図りにくいという問題があった。したがって、回転速度計測器を用いることなく、誘導電動機の回転速度を検知することが望まれる。 A rotational speed measuring instrument used in a factory that handles a reaction liquid containing a flammable liquid needs to satisfy explosion-proof standards. Rotational speed measuring instruments that meet the explosion-proof standards are expensive, and not only increase the installation cost of the viscometer, but also have a long delivery time, and there is a problem that it is difficult to spread due to production stoppage at the time of installation. Therefore, it is desired to detect the rotation speed of the induction motor without using a rotation speed measuring instrument.

特開2010−190882号公報JP 2010-190882 A 特開平10−237181号JP-A-10-237181

本発明者は、前記背景技術に鑑み、公知慣用の前記潤滑油の温度調整装置を用いることなく、高い精度で反応液の粘度を検知する反応液の粘度検知方法と、当該粘度検知方法を備える反応液の粘度検知装置並びに該粘度検知装置を用いた反応液の生成装置を提供することである。   In view of the background art, the present inventor includes a viscosity detection method for a reaction liquid that detects the viscosity of the reaction liquid with high accuracy without using a known and commonly used temperature adjusting device for the lubricating oil, and the viscosity detection method. It is an object of the present invention to provide a reaction liquid viscosity detection apparatus and a reaction liquid generation apparatus using the viscosity detection apparatus.

また、本発明者は、公知慣用の実体としての回転速度計測器を用いない場合においても、回転速度計測器を用いた場合と同等の精度が得られる上記の方法並びに装置を提供することである。   In addition, the present inventor is to provide the above-described method and apparatus capable of obtaining the same accuracy as in the case of using the rotational speed measuring device even when the rotational speed measuring device as a publicly known and commonly used entity is not used. .

本発明者は、上記課題を解決するために、
誘導電動機を動力源として、攪拌翼を備えた回転軸を回転することにより反応液の攪拌を行う反応器であって、かつ、
前記誘導電動機の回転軸と、
前記撹拌翼を備えた回転軸と、の間に
前記誘導電動機の回転速度を低減する潤滑油式減速機が設置される、
反応器において、
前記反応液の粘度を検知する方法であって、
1)誘導電動機トルク(Ts)の検知工程、
2)潤滑油温度(t)を検知する温度検知工程、
の各工程を有し、前記各工程で得られた検知出力の値を基に、特定の演算を行うことで、精度の高い回転トルク(T)が演算できること、更に該回転トルク(T)の検知値を基に反応液の粘度を検知できる方法を見出すことにより、本発明の反応液の粘度検知方法を完成するに至った。
In order to solve the above problems, the present inventor
A reactor that stirs the reaction liquid by rotating a rotating shaft provided with a stirring blade using an induction motor as a power source; and
A rotating shaft of the induction motor;
Between the rotating shaft provided with the stirring blade, a lubricating oil type speed reducer that reduces the rotation speed of the induction motor is installed.
In the reactor,
A method for detecting the viscosity of the reaction solution,
1) Induction motor torque (Ts) detection process,
2) a temperature detection step for detecting the lubricating oil temperature (t);
It is possible to calculate a highly accurate rotational torque (T) by performing a specific calculation based on the value of the detection output obtained in each of the above steps, and to further calculate the rotational torque (T). By finding a method capable of detecting the viscosity of the reaction liquid based on the detected value, the inventors have completed the viscosity detection method for the reaction liquid of the present invention.

本発明における反応液の粘度検知方法の特徴は、前記誘導電動機トルクTs、前記潤滑油温度tから、下記式

T = Ts − F(t)

として回転トルク(T)を求めることができることに着目した点にある。
但し、F(t)は、前記潤滑油の温度がtである時の前記反応液が空の状態のときのトルク検知値を、温度を変化させて複数組検知した値に基づき、温度tで関数回帰させた式。
The characteristic of the viscosity detection method of the reaction liquid in the present invention is that the induction motor torque Ts and the lubricant temperature t are

T = Ts−F (t)

The rotational torque (T) can be obtained as follows.
However, F (t) is a temperature t based on a value detected by detecting a plurality of sets by changing the temperature when the reaction liquid is empty when the temperature of the lubricating oil is t. A function regression formula.

即ち、本発明は、環境温度や運転時間で前記潤滑油の粘性抵抗が大きく変化することがあったとしても、前記潤滑油の粘性抵抗は温度に応じて決まるので、前記誘導電動機トルクTsから前記潤滑油の温度に基づいた前記反応液が空の状態のときのトルクを引くことによって、回転トルク(T)の検知精度が格段に高くなることを見出したことにある。   That is, according to the present invention, even if the viscosity resistance of the lubricating oil changes greatly depending on the environmental temperature or operation time, the viscosity resistance of the lubricating oil is determined according to the temperature. It has been found that by detecting the torque when the reaction liquid is empty based on the temperature of the lubricating oil, the detection accuracy of the rotational torque (T) is remarkably increased.

更に、本発明は、実体としての回転速度計測器を用いない場合においても、
誘導電動機トルクTsを求める工程が、以下の工程を含むことを特徴とすることで、回転速度計測器を用いた場合と同等の結果が得られることを見出すに至った。
1)誘導電動機に投入電力Pが供給されているときの損失電力をPとし、
該損失電力Pを誘導電動機の回転軸の回転速度に依存しない損失電力Aと回転速度に依存する損失電力Bとに区分し、
前記投入電力Pと前記損失電力Aの差分を前記誘導電動機の機械出力の一次近似値PMとみなし、前記誘導電動機について既知である出力PMとすべりSとの関係式PM=αS(αは電動機定数)から前記回転軸の回転速度の一次近似値N=N(1−S)(Nは同期速度)を求めるステップIと、
前記一次近似値Nに基づいて、前記損失電力Bを求めるステップIIと、
前記誘導電動機の出力の二次近似値PMをP−(A+B)とみなし、
前記誘導電動機について前記既知である出力PMとすべりSとの関係式PM=αS(αは電動機定数)から回転軸の回転速度の二次近似値N=N(1−S)(Nは電動機定数)を求めるステップIIIを含む回転速度検知工程。
2)前記投入電力P、前記損失電力A、前記回転速度検知工程のステップIで得られた前記損失電力B、前記ステップIIIで得られた前記回転速度の二次近似値Nを基に、下記式
Ts=(P−(A+B))/(2π×N/60)

により前記誘導電動機トルクTsを求める回転トルク検知工程。
Furthermore, even when the present invention does not use a rotational speed measuring instrument as an entity,
Since the step of obtaining the induction motor torque Ts includes the following steps, it has been found that the same result as that obtained when the rotational speed measuring device is used can be obtained.
1) the power loss when the input power P to the induction motor is supplied with P L,
The power loss PL is divided into power loss A that does not depend on the rotational speed of the rotating shaft of the induction motor and power loss B that depends on the rotational speed.
The difference between the input power P and the loss power A is regarded as a first-order approximate value PM 1 of the mechanical output of the induction motor, and the relational expression PM 1 = αS 1 (α Step I for obtaining a first order approximate value N 1 = N S (1−S 1 ) (N S is a synchronous speed) from the rotation speed of the rotating shaft from
Step II for determining the power loss B 1 based on the primary approximation N 1 ;
Considering the second-order approximate value PM 2 of the output of the induction motor as P− (A + B 1 ),
From the relational expression PM 2 = αS 2 (α is a motor constant) between the known output PM and the slip S for the induction motor, a second-order approximate value N 2 = N S (1-S 2 ) (N S is the motor constant) rotational speed detection process including step III seeking.
2) Based on the input power P, the lost power A, the lost power B 1 obtained in step I of the rotational speed detection step, and the second order approximate value N 2 of the rotational speed obtained in step III. , the following equation Ts = (P- (A + B 1)) / (2π × N 2/60)

Rotational torque detection step for obtaining the induction motor torque Ts by

また、本発明は、反応液の粘度を検知する装置に関し、
誘導電動機を動力源として、攪拌翼を備えた回転軸を回転することにより反応液の攪拌を行う反応器に設置され、かつ、
前記誘導電動機の回転軸と、
前記撹拌翼を備えた回転軸と、の間に
前記誘導電動機の回転速度を低減する潤滑油式減速機が設置される、
前記反応液の粘度を検知する装置であって、
前記装置は
1)前記誘導電動機トルク(Ts)の検知手段
2)潤滑油温度(t)を検知する温度検知手段
の各手段を有し、
前記反応液の粘度を、
前記誘導電動機トルクTsから、下記式

T = Ts − F(t)

により回転トルク(T)を求め、更に、該回転トルクから前記反応液の粘度を演算により求める演算手段を備えることを特徴とする反応液の粘度検知装置を作出するに至った。
但し、F(t)は、前記潤滑油の温度がtである時の前記反応液が空の状態のときのトルク検知値を、温度を変化させて複数組検知した値に基づき、温度tで関数回帰させた式。
The present invention also relates to an apparatus for detecting the viscosity of a reaction solution,
An induction motor as a power source, installed in a reactor that stirs the reaction liquid by rotating a rotating shaft equipped with a stirring blade; and
A rotating shaft of the induction motor;
Between the rotating shaft provided with the stirring blade, a lubricating oil type speed reducer that reduces the rotation speed of the induction motor is installed.
An apparatus for detecting the viscosity of the reaction solution,
The apparatus has 1) a means for detecting the induction motor torque (Ts), 2) a temperature detecting means for detecting a lubricating oil temperature (t), and
The viscosity of the reaction solution is
From the induction motor torque Ts,

T = Ts−F (t)

Thus, the present invention has come to produce a viscosity detector for a reaction liquid characterized by comprising a calculation means for calculating the rotational torque (T) from the rotation torque and further calculating the viscosity of the reaction liquid from the rotation torque.
However, F (t) is a temperature t based on a value detected by detecting a plurality of sets by changing the temperature when the reaction liquid is empty when the temperature of the lubricating oil is t. A function regression formula.

また、本発明は反応液を生成する装置に関し、該反応液の粘度検知装置を用いることを特徴とする反応液の生成装置を作出するに至った。   The present invention also relates to an apparatus for producing a reaction liquid, and has come to produce a reaction liquid production apparatus characterized by using a viscosity detection device for the reaction liquid.

本発明によれば、化学工場等の防爆区域に大掛かりな前記公知慣用装置を設けることなく、環境温度や運転時間で前記潤滑油式減速機の潤滑油の粘性抵抗が大きく変化しても高い精度で回転トルク(T)を検知でき、かつ、該回転トルク検出値を基に反応液の粘度を検知できる。また、実体としての速度計測器を設けることなく回転速度が検知できるので、前記速度計測器を用いる必要がない。従って、簡便でコストを低く抑えた反応液の粘度検知装置、並びにその装置を用いた反応液の生成装置を提供することができる。   According to the present invention, high accuracy can be obtained even if the viscosity resistance of the lubricating oil of the lubricating oil type reduction gear greatly changes depending on the environmental temperature and operating time without providing the above-mentioned known conventional device in an explosion-proof area such as a chemical factory. Thus, the rotational torque (T) can be detected, and the viscosity of the reaction liquid can be detected based on the rotational torque detection value. Further, since the rotational speed can be detected without providing a speed measuring device as an entity, it is not necessary to use the speed measuring device. Therefore, it is possible to provide a reaction liquid viscosity detection apparatus that is simple and low in cost, and a reaction liquid generation apparatus using the apparatus.

電動機のすべりSと機械出力PMの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the slip S of an electric motor, and the machine output PM. 撹拌翼が設けられた容器の各種寸法を説明する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing explaining the various dimensions of the container provided with the stirring blade. 実施形態に係る反応液の撹拌装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the stirring apparatus of the reaction liquid which concerns on embodiment. 本発明が適用する検知法(二次近似値N)で得られた回転速度と実回転速度を併記した速度チャートを示す。Detection methods in which the present invention applies indicating the rotational speed and the speed chart shown together actual rotational speed obtained in (quadratic approximation value N 2). 潤滑油式減速機の潤滑油の温度がtである時の反応液が空の状態のときのトルク検知値を示すグラフである。It is a graph which shows the torque detection value when the reaction liquid is empty when the temperature of the lubricating oil of the lubricating oil reduction gear is t. 特許文献1を適用して検知された反応液の粘度との相関分析を示す。The correlation analysis with the viscosity of the reaction liquid detected by applying patent document 1 is shown. 本発明を適用して検知された反応液の粘度との相関分析を示す。The correlation analysis with the viscosity of the reaction liquid detected by applying this invention is shown. 一般的な反応液の粘度の温度特性を模式的に示す図面である。It is drawing which shows typically the temperature characteristic of the viscosity of a general reaction liquid. 反応容器(9)への製品の投入量を変化させて検出した式(13)の値を模式的な曲線で示した図面である。It is drawing which showed the value of Formula (13) detected by changing the input amount of the product to the reaction container (9) with the typical curve.

以下、添付図面をも参照しながら本発明を詳細に説明する。
本発明における反応液の粘度検知方法の特徴は、
誘導電動機を動力源として、攪拌翼を備えた回転軸を回転することにより反応液の攪拌を行う反応器であって、かつ、
前記誘導電動機の回転軸と、前記撹拌翼を備えた回転軸と、の間に前記誘導電動機の回転速度を低減する潤滑油式減速機が設置される反応器において、
前記反応液の粘度を検知する方法であって、
1)誘導電動機トルク(Ts)の検知工程、
2)潤滑油温度(t)を検知する温度検知工程、
の各工程を有し、前記各工程で得られた検知出力の値を基に、
T = Ts − F(t)
として回転トルク(T)を求め、更に該回転トルク(T)から反応液の粘度を演算により求めることができることにある。
つまり、式(1)により、前記攪拌翼の回転トルクを求める際に、前記潤滑油の温度の変化を加味する事で正確な回転トルクが得られるようになり、より高精度で粘度が検知できるようになることである。
但し、F(t)は、前記潤滑油の温度がtである時の前記反応液が空の状態のときのトルク検知値を、温度を変化させて複数組検知した値に基づき、温度tで関数回帰させた式。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The feature of the viscosity detection method of the reaction liquid in the present invention is:
A reactor that stirs the reaction liquid by rotating a rotating shaft provided with a stirring blade using an induction motor as a power source; and
In a reactor in which a lubricating oil type speed reducer for reducing the rotation speed of the induction motor is installed between the rotation shaft of the induction motor and the rotation shaft provided with the stirring blade,
A method for detecting the viscosity of the reaction solution,
1) Induction motor torque (Ts) detection process,
2) a temperature detection step for detecting the lubricating oil temperature (t);
And based on the value of the detection output obtained in each step,
T = Ts−F (t)
Rotational torque (T) can be obtained, and the viscosity of the reaction solution can be obtained by calculation from the rotational torque (T).
That is, when calculating the rotational torque of the stirring blade according to the formula (1), an accurate rotational torque can be obtained by taking into account the change in the temperature of the lubricating oil, and the viscosity can be detected with higher accuracy. It is to become.
However, F (t) is a temperature t based on a value detected by detecting a plurality of sets by changing the temperature when the reaction liquid is empty when the temperature of the lubricating oil is t. A function regression formula.

前記潤滑油の温度がtである時の前記反応液が空の状態のときのトルクを表す関係式T=F(t)について言及する。関数式F(t)は、前記潤滑油の温度がtである時の前記反応液が空の状態のときのトルク検知値を、温度を変化させて複数組検知した値に基づき、温度tで関数回帰させた式である。回帰精度が高ければ多項式に限定する必要はなく、例えば、指数関数や、有理関数であっても良い。何れにせよ、この関数式は一般には図5に示すような形をとり、曲線の形は誘導電動機容量、攪拌翼形状、回転速度及び減速機の潤滑油の種類によって変わるので、データ採りをする際には、実際に製造するときの攪拌翼回転速度で、かつ、実際に使用している減速機の潤滑油を用いて行うことで上記換算誤差を最小限に押さえることができる。 The relational expression T = F (t) representing the torque when the temperature of the lubricating oil is t and the reaction liquid is empty will be mentioned. The function formula F (t) is based on a value detected by a plurality of sets of detected torque values when the reaction liquid is empty when the temperature of the lubricating oil is t. This is a function regression function. If the regression accuracy is high, it is not necessary to limit to a polynomial. For example, an exponential function or a rational function may be used. In any case, this function formula generally takes the form as shown in FIG. 5, and the shape of the curve varies depending on the induction motor capacity, the shape of the stirring blade, the rotational speed, and the type of lubricant of the speed reducer. In this case, the conversion error can be minimized by performing the stirring blade rotation speed at the time of actual production and using the lubricating oil of the speed reducer actually used.

次に、実体としての回転速度計測器を用いない場合において、
本発明の誘導電動機トルクTsを検知する工程における1)の工程は、誘導電動機を動力源として攪拌翼を供えた回転軸の回転速度を検知する工程である。この工程は以下のステップI〜IIIの工程を含む。
Next, in the case of not using the actual rotational speed measuring instrument,
The step 1) in the step of detecting the induction motor torque Ts of the present invention is a step of detecting the rotational speed of the rotary shaft provided with the stirring blades using the induction motor as a power source. This process includes the following steps I to III.

ステップI:投入電力Pが供給されているときの損失電力をPとし、かつ、前記損失電力Pが回転速度に依存しない損失電力Aと回転速度に依存する損失電力Bとからなる、誘導電動機における回転速度を検知する工程であって、前記電力Pと前記損失電力Aの差分[P−A]を前記誘導電動機の機械出力の一次近似値PMとみなし、前記誘導電動機について既知である出力PMとすべりSとの関係式PM=κS(κは電動機定数)から前記回転速度の一次近似値N=NS(1−S)(NSは電動機定数)を求めるステップ。なお、NSは同期速度と呼ばれる電動機定数である。 Step I: Induction in which the loss power when the input power P is supplied is P L , and the loss power P L includes a loss power A that does not depend on the rotation speed and a loss power B that depends on the rotation speed A step of detecting the rotational speed of the electric motor, wherein the difference [P−A] between the electric power P and the lost electric power A is regarded as a primary approximate value PM 1 of the mechanical output of the induction motor, and is known for the induction motor. A step of obtaining a primary approximate value N 1 = N S (1−S 1 ) (N S is a motor constant) of the rotational speed from a relational expression PM 1 = κS 1 (κ is a motor constant) between the output PM and the slip S. NS is an electric motor constant called a synchronous speed.

ステップII:ステップIで得た一次近似値Nに基づいて、損失電力Bを求めるステップ。 Step II: A step of obtaining the loss power B 1 based on the primary approximate value N 1 obtained in Step I.

ステップIII:前記電動機の出力の二次近似値PMをP−(A+B)とみなし、前記電動機について前記既知である出力PMとすべりSとの関係式PM=κS(κは電動機定数)から回転速度の二次近似値N=NS(1−S)(NSは電動機定数)を求めるステップ。ここで、得られるNが、検知された回転速度の二次近似値として扱われる。 Step III: Considering the second-order approximate value PM 2 of the output of the motor as P− (A + B 1 ), the relational expression PM 2 = κS 2 between the known output PM and the slip S for the motor (κ is a motor constant) ) To obtain the second order approximate value N 2 = N S (1−S 2 ) (N S is a motor constant) of the rotation speed. Here, the obtained N 2 is treated as a second order approximation of the detected rotational speed.

[すべりSと機械出力PMについて]
以下、上記ステップIを詳細に説明する。
[Slip S and machine output PM]
Hereinafter, step I will be described in detail.

すべりSは、よく知られているように、同期速度をN、回転子の回転速度(誘導電動機の実回転速度)Nとすると、下記式(1)により特定される。 As is well known, the slip S is specified by the following equation (1), where N S is the synchronization speed and N is the rotation speed of the rotor (actual rotation speed of the induction motor).

S=(N―N)/N …式(1)
なお、式(1)をNで解くと式(1’)の通りである。
N=N(1−S) …式(1')
つまり、すべりSが特定できれば、誘導電動機の回転速度を得ることができる。そこで、本発明者は誘導電動機の回転速度を求めるのにすべりSを利用することにした。なお、すべりSは誘導電動機に伴って提供される基本的な特性である。
S = (N S −N) / N S (1)
When equation (1) is solved by N, equation (1 ′) is obtained.
N = N S (1−S) Formula (1 ′)
That is, if the slip S can be specified, the rotational speed of the induction motor can be obtained. Therefore, the present inventor decided to use the slip S to obtain the rotation speed of the induction motor. The slip S is a basic characteristic provided with the induction motor.

このすべりSと機械出力PMの関係が図1に示されているが、定格機械出力PM、定格すべりSの範囲まで、つまり実用的な定格速度以下の運転においてではすべりSと機械出力PMはほぼ比例し直線的な関係にあり、以下の式(2)の関係が成立する。
この式(2)におけるκは誘導電動機に固有の定数であり、定格すべりSに対する定格機械出力PMの比PM/Sとして与えられる。
したがって、機械出力PMが判れば、すべりSが求められ、さらに回転速度(あるいは角速度)を求めることができる。
PM=κ×S …式(2)
The relationship between the slip S and the machine output PM is shown in FIG. 1, but the slip S and the machine output PM are within the range of the rated machine output PM 0 and the rated slip S 0 , that is, in operation below the practical rated speed. Are substantially proportional and have a linear relationship, and the following equation (2) holds.
In this equation (2), κ is a constant inherent to the induction motor, and is given as a ratio PM 0 / S 0 of the rated mechanical output PM 0 to the rated slip S 0 .
Therefore, if the machine output PM is known, the slip S can be obtained, and further the rotational speed (or angular speed) can be obtained.
PM = κ × S Equation (2)

ところで、誘導電動機への投入電力Pは誘導電動機による機械出力PMのほかに損失(損失電力)として消費されるので、以下の式(3)が成り立つ。
PM=P−P …式(3)
ここで、誘導電動機の損失Pは、一次銅損、二次銅損、鉄損、機械損、及び浮遊損からなることが知られている。そして、一次銅損は固定子巻線の電気抵抗によるジュール熱、二次銅損は回転子巻線の電気抵抗によるジュール熱、に起因してそれぞれ発生する損失である。また、鉄損はヒステリシ損と渦電流損とから成り何れも回転磁界発生に起因する損失である。さらに、機械損は軸の回転によって生ずる摩擦や空気抵抗に起因する損失であり、浮遊損は誘導電機によって決まる固有損失であり定数として扱われる。浮遊損以外の損失は、誘導電導機を運転している時の電圧、電流、電源周波数、回転速度、及び電導機回路定数を使って演算で求めることができる(特許文献1 段落[0028]〜[0040])。なお、各損失の要素を以下に示しておく。
By the way, since the input power P to the induction motor is consumed as a loss (loss power) in addition to the machine output PM by the induction motor, the following expression (3) is established.
PM = P−P L Formula (3)
Here, the loss P L of the induction motor, the primary copper loss, a secondary copper loss, iron loss, it is known to consist of mechanical loss, and floating loss. The primary copper loss is a loss caused by Joule heat due to the electrical resistance of the stator winding, and the secondary copper loss is a loss caused by Joule heat due to the electrical resistance of the rotor winding. Further, the iron loss is composed of hysteresis loss and eddy current loss, both of which are caused by the generation of a rotating magnetic field. Further, the mechanical loss is a loss due to friction and air resistance caused by the rotation of the shaft, and the floating loss is an intrinsic loss determined by the induction machine and is treated as a constant. Losses other than floating loss can be obtained by calculation using the voltage, current, power supply frequency, rotation speed, and electric circuit constants when the induction electric machine is operated (Patent Document 1, paragraph [0028] to [0040]). The elements of each loss are shown below.

[損失Pの要素]
一次銅損:∝ (一次電流I)
渦電流損:∝ (一次電圧V)
ヒステリシス損:∝ (一次電圧V)/ (周波数f)
二次銅損:∝ (二次電流I) → φ(I,V,ω)
機械損:∝ (角速度ω)
浮遊損:一定
[Element of loss P L]
Primary copper loss: ∝ (Primary current I 1 ) 2
Eddy current loss: ∝ (primary voltage V) 2
Hysteresis loss: ∝ (primary voltage V) 2 / (frequency f)
Secondary copper loss: ∝ (secondary current I 2 ) 2 → φ (I 1 , V, ω)
Mechanical loss: ∝ (Angular velocity ω)
Floating loss: constant

以上の損失Pの各成分は、回転速度(角速度ω)に依存しないもの(非依存損失成分A)と依存するもの(依存損失成分B)とに区分できる。そして、非依存損失成分Aは、特許文献1が備えている電流計測器、電圧計測器により特定することができる。したがって、式(3)は式(3’)と示すことができる。 Each component of the above loss P L can be classified into those that do not depend on the rotational speed (angular velocity omega) and (independent loss component A) to be dependent and (depending loss component B). And the non-dependent loss component A can be specified with the current measuring device and the voltage measuring device with which patent document 1 is provided. Therefore, Expression (3) can be expressed as Expression (3 ′).

PM=P−(A+B) …式(3’)
[非依存損失成分A] 一次銅損,渦電流損,ヒステリシス損,浮遊損
[依存損失成分B] 二次銅損,機械損
PM = P− (A + B) (formula (3 ′))
[Independent loss component A] Primary copper loss, eddy current loss, hysteresis loss, floating loss [dependent loss component B] Secondary copper loss, mechanical loss

したがって、依存損失成分Bを除外(B=B=0)し、損失電力として非依存損失成分Aだけを考慮して機械出力PMの一次近似値PMを下記の式(4)により求めることができる。
PM=P−A …式(4)
こうして、機械出力(一次近似値)が求められたので、上記の式(2)を適用することによりすべりの一次近似値Sは下記の式(5)により求められる。
=PM/κ=PM×S/P …式(5)
さらに式(1')を適用することにより、下記の式(6)により、すべりの一次近似値Sに対応する回転速度の一次近似値Nを求めることができるのである。ここで、Nは同期速度である。
=N(1−S) …式(6)
Therefore, the dependent loss component B is excluded (B = B 0 = 0), and the first approximate value PM 1 of the machine output PM is obtained by the following equation (4) considering only the independent loss component A as the loss power. Can do.
PM 1 = PA ... Formula (4)
Thus, since the machine output (primary approximation value) is obtained, the primary approximation value S 1 of the slip is obtained by the following equation (5) by applying the above equation (2).
S 1 = PM 1 / κ = PM 1 × S 0 / P 0 (5)
Further, by applying the expression (1 ′), the first approximate value N 1 of the rotational speed corresponding to the first approximate value S 1 of the slip can be obtained by the following expression (6). Here, N S is the synchronous speed.
N 1 = N S (1−S 1 ) (6)

以上までが、本発明のステップIに対応する説明であり、以下では本発明のステップII、IIIに関して説明する。なお、ステップIで得られる回転速度の一次近似値Nは、使用目的によっては、回転速度の検知結果として扱うこともできる。 The above is description corresponding to step I of the present invention, and hereinafter, steps II and III of the present invention will be described. Note that first order approximation value N 1 of the rotational speed obtained in step I by the use purpose can be handled as a detection result of the rotation speed.

ステップIIは、ステップIで得られた回転速度の一次近似値Nに対応する依存損失成分の一次近似値Bを、誘導電動機の等価回路の解析で得られる公知の関係式から、φ(N)として求める。 In step II, the primary approximate value B 1 of the dependent loss component corresponding to the primary approximate value N 1 of the rotational speed obtained in step I is obtained from a known relational expression obtained by analysis of an equivalent circuit of the induction motor by φ ( N 1 )

続くステップIIIでは、非依存損失成分A及び依存損失成分の一次近似値Bを式(3)に代入することにより得られる機械出力の二次近似値PMが以下の式(7)により与えられる。さらに一次近似の処理と同様にして、式(8)及び式(9)を経て、回転速度の二次近似値Nを求めることができる。この二次近似値Nは、二次近似値Bではあるものの依存損失成分が考慮されているので、一次近似値Nよりも実回転速度に対する精度が高い。
PM=P−(A+B) …式(7)
=PM/κ=PM×S/P …式(8)
=N(1−S) …式(9)
In the subsequent step III, a second-order approximation value PM 2 of the machine output obtained by substituting the first-order approximation value B 1 of the non-dependent loss component A and the dependence loss component into the equation (3) is given by the following equation (7). It is done. Further, similarly to the first-order approximation process, the second-order approximation value N 2 of the rotation speed can be obtained through the equations (8) and (9). Although this secondary approximation value N 2 is a secondary approximation value B 1 , the dependence loss component is taken into consideration, and therefore, the accuracy with respect to the actual rotational speed is higher than that of the primary approximation value N 1 .
PM 2 = P− (A + B 1 ) (7)
S 2 = PM 2 / κ = PM 2 × S 0 / P 0 (8)
N 2 = N S (1-S 2 ) (9)

以上のようにして、ステップIで一次近似速度を得、ステップIIではその速度に対応する回転速度に依存する損失電力を求め、ステップIIIではその損失分を全体の損失電力に組み入れることによって二次近似速度を求める。   As described above, the primary approximate speed is obtained in Step I, the power loss depending on the rotational speed corresponding to the speed is obtained in Step II, and the secondary power is obtained by incorporating the power loss in the total power loss in Step III. Find approximate speed.

二次近似速度から三次近似速度を得るには、ステップIIに戻り前回の一次近似速度Nを二次近似速度Nに置き換え、このときの速度に対応する損失電力Bを求める。次のステップIIIではステップIIで得た依存損失成分Bを全体の損失電力に組み入れ、それに対応する回転速度を求めればよい。 To obtain a tertiary approximate rate from the secondary approximation speed replaces the first order approximation speed N 1 of the preceding returns to Step II in quadratic approximation speed N 2, determine the power loss B 2 corresponding to speed at this time. Incorporating dependent loss component B 2 obtained in the next step III step II the overall power loss may be calculated rotational speed corresponding thereto.

三次から四次に進む手順もステップII、ステップIIIを順次同様に繰り返すことで行うことができる。
本発明においては前記繰り返しの回数を多くするほど、損失電力Pの値が真の値に近づいていくことになるので、それによって得られる回転速度もより正確な値に近づいて行く。ただし、本発明は、次数を高くすることを必須な要件とするものではない。後述する実施例に示されるように、二次近似速度により、回転速度検知の目的を十分に達成することができる。
The procedure of going from tertiary to quaternary can also be performed by repeating Step II and Step III in the same manner.
The more numerous the number of the repetitions in the present invention, the value of the power loss P L is that approaches the true value, the rotation speed obtained thereby even approaches the more accurate value. However, the present invention does not make it an essential requirement to increase the order. As shown in the examples described later, the purpose of rotational speed detection can be sufficiently achieved by the secondary approximate speed.

なお、n次近似機械出力、n次近似回転速度及びn次近似依存損失成分の一般式を示すと以下の通りである。
PM=P−(A+B(n−1)) …n次近似機械出力
=N(1−S) …n次近似回転速度
=φ(N) …n次近似依存損失成分
なお、以上の一般式のnは1以上の整数であり、Bはゼロと見做す。
The general formulas for the nth order approximate machine output, the nth order approximate rotation speed, and the nth order approximation dependent loss component are as follows.
PM n = P- (A + B (n-1)) ... n order approximation machine output N n = N S (1- S n) ... n order approximation rotational speed B n = φ (N n) ... n order approximation dependent loss Component In the above general formula, n is an integer of 1 or more, and B 0 is considered to be zero.

本発明の誘導電動機トルクTsを検知する工程における2)工程は、誘導電動機を動力源とした攪拌翼の回転トルク検知工程である。
ここで、誘導電動機トルクTsは、投入電力Pと損失電力Pと誘導発電機の回転軸の角速度(ω)を用いて、以下の式により求めることができる。
Ts=(P−P)/ω…式(10)
更に、式(10)を、1)工程における二次近似値を用いて表すと
Ts=(P−(A+B))/(2π×N/60)…式(10−1)となる。
Step 2) in the step of detecting the induction motor torque Ts of the present invention is a step of detecting the rotational torque of the stirring blades using the induction motor as a power source.
Here, the induction motor torque Ts, using the angular velocity (omega) of the rotating shaft of the induction generator and the input power P and the power loss P L, can be obtained by the following expression.
Ts = (P−P L ) / ω: Formula (10)
Further, the formula (10), 1) is expressed using a quadratic approximation value in the step Ts = (P- (A + B 1)) / (2π × N 2/60) ... the formula (10-1).

[粘度測定]
本実施形態の粘度検知方法は、前記誘導電動機トルクTs、前記潤滑油の温度がtである時の前記反応液が空の状態のときのトルクを表す関係式F(t)を基に、下記式
T = Ts − F(t)
により回転トルクTを求め、式(11)
η=αT/N (単位Pa・S) …式(11)
により粘度ηを求める。
ここで、κは反応釜や攪拌翼等によって決まる比例定数である。尚、粘度の検知目的が相対的な変化(絶対値でなく)である場合はκ=1として扱ってもよい。
[Viscosity measurement]
The viscosity detection method according to the present embodiment is based on the relational expression F (t) representing the torque when the reaction liquid is empty when the temperature of the induction motor Ts and the temperature of the lubricating oil is t. Formula T = Ts−F (t)
Rotational torque T is obtained by the following equation (11)
η = αT / N (unit Pa · S) Equation (11)
To determine the viscosity η.
Here, κ is a proportional constant determined by a reaction kettle, a stirring blade, or the like. When the viscosity detection purpose is a relative change (not an absolute value), it may be handled as κ = 1.

[投入電力P(W)]
本実施形態において、誘導電動機の回転トルクTsを求めるために投入電力Pが必要である。
投入電力Pとしては、投入電力計測値を用いる。計測には公知の電力計測器を用いることができる。電力計測器は、用いられる誘導電動機の種類によって、使い分けを行うことが必要で、例えば、誘導電動機が単相回路である場合は単相用電力計、3相誘導電動機である場合は3相用電力計を用いる。
[Input power P (W)]
In the present embodiment, the input power P is required to obtain the rotational torque Ts of the induction motor.
As the input power P, an input power measurement value is used. A known power meter can be used for the measurement. The power meter needs to be properly used depending on the type of induction motor used. For example, when the induction motor is a single-phase circuit, a single-phase power meter, and when it is a three-phase induction motor, it is for three-phase. Use a wattmeter.

[損失電力P(W)]
また、誘導電動機の回転トルクTsを求めるために損失電力Pが必要である。
損失電力Pは、前述したように、一次銅損(∝(一次電流I))、渦電流損(∝ (一次電圧V))、ヒステリシス損(∝ (一次電圧V)/(周波数f))、二次銅損(∝ φ(I,V,ω))、機械損(∝ (角速度ω))及び浮遊損(一定)を含んでいる。
[非依存損失成分A(W)]
これらの中で、一次銅損、渦電流損及びヒステリシス損は、電流を計測する電流計測器、電圧を計測する電圧計測器及びインバータ出力周波数を計測するための周波数計測器から得られる計測値によって算出される。より具体的には、回転駆動中の電圧値、電流値及び周波数と、誘導電動機に固有の回路定数を用い、所定演算を行うことにより求めることができる。ここで回路定数は、電動機メーカーから提供される試験表によっても、又は、誘電電動機の負荷試験による計測値によっても得ることができる。また、浮遊損は、誘電電動機に固有の値(固定損(単位W)として提供される。
[Power Loss P L (W)]
There is also a need for power loss P L in order to determine the torque Ts of the induction motor.
As described above, the power loss P L includes primary copper loss (∝ (primary current I 1 ) 2 ), eddy current loss (∝ (primary voltage V) 2 ), hysteresis loss (∝ (primary voltage V) 2 / ( Frequency f)), secondary copper loss (∝ φ (I 1 , V, ω)), mechanical loss (∝ (angular velocity ω)) and floating loss (constant).
[Independent loss component A (W)]
Among these, primary copper loss, eddy current loss, and hysteresis loss depend on measured values obtained from current measuring instruments that measure current, voltage measuring instruments that measure voltage, and frequency measuring instruments that measure inverter output frequency. Calculated. More specifically, it can be obtained by performing a predetermined calculation using a voltage value, a current value and a frequency during rotation driving, and a circuit constant unique to the induction motor. Here, the circuit constant can be obtained from a test table provided by an electric motor manufacturer or from a measurement value obtained by a load test of a dielectric motor. The floating loss is provided as a value (fixed loss (unit W)) inherent to the dielectric motor.

一次銅損、渦電流損及びヒステリシス損は、各々以下の一般式で表される。
一次銅損=一次巻線抵抗×(一相電流)×誘電電動機の相数式
渦電流損=定格電圧で運転時の渦電流損×(一相電圧計測値/定格相電圧)(単位W)
ヒステリシス損=定格電圧及び定格周波数で運転時のヒステリシス損×(一相電圧計測値 / 定格相電圧)/(インバータ出力周波数計測値/定格周波数)(単位Hz)
The primary copper loss, eddy current loss, and hysteresis loss are each expressed by the following general formula.
Primary copper loss = Primary winding resistance x (Single phase current) 2 x Phase formula of dielectric motor Eddy current loss = Eddy current loss when operating at rated voltage x (Measured value of single phase voltage / rated phase voltage) 2 (Unit W )
Hysteresis loss = Hysteresis loss during operation at the rated voltage and rated frequency x (Measured phase voltage / Rated phase voltage) 2 / (Measured inverter output frequency / Rated frequency) (Hz)

[依存損失成分B(W)]
これに対して、二次銅損及び機械損は、誘電電動機の回転速度に依存する成分であり、前述した依存損失成分Bを用いることができる。ただし、一次近似回転速度Nを求める段階では依存損失成分Bは得られていないので、損失電力Pは非依存損失成分Aだけを含むが、二次近似以降になると、損失電力Pは非依存損失成分Aに加えて依存損失成分B、B…を含むことになる。
[Dependent loss component B n (W)]
On the other hand, the secondary copper loss and the mechanical loss are components that depend on the rotational speed of the dielectric motor, and the above-described dependency loss component Bn can be used. However, since the dependent loss component B n is not obtained at the stage of obtaining the primary approximate rotational speed N 1 , the loss power P L includes only the independent loss component A, but after the second approximation, the loss power P L Includes dependent loss components B 1 , B 2 ... In addition to the independent loss component A.

依存損失成分Bである二次銅損及び機械損については、以上の他に、n次近似回転速度Nから求めることもできる。つまり、二次銅損及び機械損は角速度ωを変数としているところ、角速度ωは回転速度Nとω=2πN( rad/s )の関係にあるので、n次近似回転速度Nを二次銅損及び機械損の各々関係式に代入すれば、二次銅損及び機械損を求めることができる。 The dependent loss secondary copper loss which is a component B n and mechanical loss can also be obtained in addition to the above, the n-order approximate speed N n. That is, the secondary copper loss and the mechanical loss have the angular velocity ω as a variable. Since the angular velocity ω is in a relationship of the rotational speed N and ω = 2πN (rad / s), the n-order approximate rotational speed N n is changed to the secondary copper. By substituting into the respective relational expressions of loss and mechanical loss, secondary copper loss and mechanical loss can be obtained.

[機械出力PM(W),回転トルクTs(N・m)]
機械出力PMは、投入電力Pから各損失電力を差し引いた値であるが、本実施形態では、前述のように、一般式:PM=P−(A+B(n−1))で求められる。
[Mechanical output PM (W), Rotational torque Ts (N · m)]
The mechanical output PM is a value obtained by subtracting each loss power from the input power P. In the present embodiment, as described above, it is obtained by the general formula: PM n = P− (A + B (n−1) ).

従って、誘電電動機の回転トルクTsは、前述したn次近似回転速度Nnをも用いて前述した式(10)により求め、得られた回転トルクT、n次近似回転速度Nを用いて前述した式(11)により液状物の粘度ηを以下のように求めることができる。
Ts=(P−P)/ω=PM=PM/(2π×N/60)…式(10−2)
Therefore, the rotational torque Ts of the dielectric motor is obtained by the above-described equation (10) also using the n-th order approximate rotational speed Nn described above, and the obtained rotational torque T n and the n-th order approximate rotational speed N n are used as described above. The viscosity η of the liquid material can be obtained as follows using the equation (11).
Ts n = (P−P L ) / ω = PM n / ω n = PM n / (2π × N n / 60) Equation (10-2)

ところで、このようにして求めたトルクは、環境温度や運転時間で前記潤滑油式減速機の潤滑油の粘性抵抗が大きく変化することによって値が当然変るものなので、普遍性のある物性表現とするには甚だ不都合である。そこで当該製造装置で製造する反応器毎に前記潤滑油式減速機の潤滑油の温度を測定し、環境温度や運転時間で前記潤滑油式減速機の潤滑油の粘性抵抗が大きく変化したとしても、前記潤滑油の温度に基づいた値に換算する必要がある。 By the way, the torque obtained in this way naturally changes in value due to a large change in the viscosity resistance of the lubricating oil of the lubricating oil type reduction gear depending on the environmental temperature and operation time, so that it is expressed as a universal physical property expression. It is very inconvenient. Therefore, even if the temperature of the lubricating oil of the lubricating oil type reduction gear is measured for each reactor manufactured by the manufacturing apparatus, and the viscosity resistance of the lubricating oil of the lubricating oil type reduction gear varies greatly depending on the environmental temperature and operating time. It is necessary to convert to a value based on the temperature of the lubricating oil.

そこで前記潤滑油の温度がtである時の前記反応液が空の状態のときのトルクを表す関係式T=F(t)を導入し、運転時の潤滑油の温度がtである時の値に換算したものとするために、式(10−2)を改めて次のように書きなおす。
=Ts− F(t) …式(10−3)
=PM/(2π×N/60)− F(t) …式(10−4)
このようにした求めたトルクから反応生成物粘度は以下のように求めることができる。
η=αT/N(単位Pa・S) …式(11)
ここでαは前記攪拌翼の構造等で決定される定数である。
Therefore, a relational expression T = F (t) representing torque when the reaction liquid is empty when the temperature of the lubricating oil is t is introduced, and when the temperature of the lubricating oil during operation is t. In order to convert it into a value, Equation (10-2) is rewritten as follows.
T n = Ts n - F ( t) ... formula (10-3)
T n = PM n / (2π × N n / 60) - F (t) ... formula (10-4)
The reaction product viscosity can be determined from the torque thus determined as follows.
η n = αT n / N n (unit Pa · S) Equation (11)
Here, α is a constant determined by the structure of the stirring blade.

以下、式(11)について言及しておく。
ニュートンの式によれば、厚さhの液体を間に挟んだ2枚の面積Aの平面が相対速度Uで運動する時発生する力Fは、ηが粘度を表すとして、以下の式(12)で表される。
F=ηAU/h(単位N) …式(12)
ここで、図2に表される反応容器において、rは撹拌翼半径、Lは撹拌翼が撹拌対象である液状物に没している長さ、Nは回転数、Fは距離rにおいて撹拌翼に発生する力、gは撹拌翼と反応釜との距離を表すとすると、上記式(12)式は以下の式(13)のように表される。
Hereinafter, reference will be made to Equation (11).
According to Newton's equation, the force F generated when two planes of area A sandwiching a liquid of thickness h move at a relative speed U is expressed by the following equation (12 ).
F = ηAU / h (unit: N) Expression (12)
Here, in the reaction vessel shown in FIG. 2, r is the stirring blade radius, L is the length of the stirring blade immersed in the liquid material to be stirred, N is the number of rotations, and F is the stirring blade at the distance r. Assuming that the force, g, generated in the above equation represents the distance between the stirring blade and the reaction kettle, the above equation (12) is expressed as the following equation (13).

F=η(2πrL・2πrN)/g …式(13)
従って、
回転トルク(T)=F・r=η(2πrl・2πrN)/g・r(単位N・m)
であるので、
η=T・g/(2πrl・2πrN・r)となる。
F = η (2πrL · 2πrN) / g (13)
Therefore,
Rotational torque (T) = F · r = η (2πrl · 2πrN) / g · r (unit: N · m)
So
η = T · g / (2πrl · 2πrN · r).

しかるに、T、N以外は反応容器及び撹拌翼の寸法によって決定される定数なので、これをαと表記することにすると、粘度ηは式(11)のように表され、本実施形態により、相対的に液状物の粘度を求めることができる。
η=αT/N …式(11)
However, since the constants other than T and N are constants determined by the dimensions of the reaction vessel and the stirring blade, when this is expressed as α, the viscosity η is expressed as in Equation (11). In particular, the viscosity of the liquid material can be determined.
η = αT / N Equation (11)

本実施形態は、その実施にあたっては、その出力周波数を他の計測量である電力、電圧、電流等と共に同期的に計測し、損失を求める各種変数に組み込めばよい。本実施形態においては、ヒステリシス損の検知にインバータ出力周波数を検知するための周波数計測値を組み込むことにより、検知される反応液粘度の変動(バラツキ)を小さくすることが可能となり、反応工程管理上好ましいものとなる。   In the present embodiment, the output frequency may be measured synchronously with other measurement quantities such as power, voltage, and current, and incorporated into various variables for determining the loss. In the present embodiment, by incorporating a frequency measurement value for detecting the inverter output frequency into the hysteresis loss detection, it is possible to reduce the variation (variation) in the detected reaction liquid viscosity. This is preferable.

[同期計測]
本実施形態において、負荷の時間変動が速い場合は、各計測器における計測タイミングのズレがエネルギーの入出力の総和がゼロになるというエネルギー保存則の前提を崩してしまうため、各計測器における計測は同期的に行われることが望ましい。但し、負荷の変動が緩やかであって、全ての計測値を採取し終えるまでの間に計測値が実質的に変化しないと言えるような場合はこの限りではない。
[Synchronous measurement]
In this embodiment, when the load time fluctuation is fast, the measurement timing shift in each measuring instrument breaks the premise of the energy conservation law that the sum of input and output of energy becomes zero. Are preferably performed synchronously. However, this is not the case when it can be said that the measured values do not change substantially until all the measured values have been collected since the fluctuation of the load is moderate.

さらに負荷の時間変動が激しい場合には、計測器の他に、各計測器に対して一斉に計測指令を出すための同期信号発生手段が設けられて、各計測器による計測が同期的に行われるようにすることもできる。   In addition, when the load fluctuates over time, in addition to the measuring instruments, there is a synchronization signal generating means for issuing measurement commands to all the measuring instruments at the same time. It can be made to be.

以上の本実施形態による回転速度及び回転トルクの検知方法は、適用される具体的な用途は限定されるものでなく、その一例として反応液の粘度検知が掲げられる。反応の進行に応じて反応液の粘度が変動するので、粘度を検知することにより、反応の進行状況を把握することができる。この場合、誘電電動機を動力源とする軸の回転速度、回転トルクを検知し、更に反応液粘度を検知するための装置であって、誘電電動機に供給されている電力を計測する電力計測器、電流を計測する電流計測器、電圧を計測する電圧計測器、及びインバータ出力周波数を計測するための周波数計測器を備える。そして、各手段で得られた計測情報に基づき所定の演算を行うことにより回転速度、回転トルクを求め、さらに液状物の粘度を演算により求める演算処理部を備えるものである。電力、電圧、電流及び周波数の各計測器としては公知慣用の計測器を用いることができる。   The specific application to which the rotational speed and rotational torque detection method according to the present embodiment is applied is not limited, and an example is viscosity detection of a reaction solution. Since the viscosity of the reaction liquid varies according to the progress of the reaction, the progress of the reaction can be grasped by detecting the viscosity. In this case, it is an apparatus for detecting the rotational speed and rotational torque of the shaft using the dielectric motor as a power source, and further detecting the viscosity of the reaction solution, and a power meter for measuring the power supplied to the dielectric motor, A current measuring device for measuring current, a voltage measuring device for measuring voltage, and a frequency measuring device for measuring an inverter output frequency are provided. And it comprises an arithmetic processing part which calculates | requires a rotational speed and a rotational torque by performing a predetermined calculation based on the measurement information obtained by each means, and also calculates | requires the viscosity of a liquid substance by a calculation. As each measuring instrument for power, voltage, current, and frequency, a known and commonly used measuring instrument can be used.

この演算処理部には、ノート型、ディスクトップ型等の各種パーソナルコンピュータ、或いはプロセスコンピュータ等の公知慣用の演算処理機能を有する手段を用いることができる。これら演算処理部並び各計測器との間にはRS−232C、GP−IP、USB、ISA、PCI等の公知慣用のデータ通信機能があってもよいし、また前述した同期信号発生手段がコンピュータ等からの命令で代用されるものであってもよい。   For the arithmetic processing unit, various types of personal computers such as notebook computers and desktop computers, or means having a known and commonly used arithmetic processing function such as a process computer can be used. Between these arithmetic processing units and each measuring instrument, there may be a known and common data communication function such as RS-232C, GP-IP, USB, ISA, PCI, etc., and the above-mentioned synchronization signal generating means is a computer. It may be substituted by an instruction from the etc.

以下、本実施形態による回転速度(回転トルク,粘度)検知方法を実行する検知装置1の一例について、図3を参照しながら説明する。
検知装置1は、反応釜12内に投入された液状物、例えば化学反応製品を誘導電動機9により回転駆動される撹拌翼13の回転速度を検知するものである。
検知装置1は、計測部2と演算処理部5を備えている。
Hereinafter, an example of the detection apparatus 1 that executes the rotational speed (rotational torque, viscosity) detection method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The detection device 1 detects the rotational speed of a stirring blade 13 in which a liquid substance, for example, a chemical reaction product charged into the reaction kettle 12 is rotationally driven by an induction motor 9.
The detection device 1 includes a measurement unit 2 and an arithmetic processing unit 5.

計測部2は、三相交流回路の電力計、電圧計4チャンネル、電流計4チャンネル及び周波数計の、合わせて4つの機能を一つのユニットに組み込んでパッケージ化されたものであり、電圧引き込み線6及び電流引き込み線7により三相交流回路と接続されている。なお、計測部2は各計測器が個別に設けられていてもよいことはいうまでもない。   The measuring unit 2 is a package in which a total of four functions of a power meter, a voltmeter 4 channel, an ammeter 4 channel, and a frequency meter in a three-phase AC circuit are combined into one unit. 6 and a current lead-in wire 7 are connected to a three-phase AC circuit. In addition, it cannot be overemphasized that the measuring part 2 may be provided with each measuring device separately.

なお、図3は撹拌翼13の動力源である誘導電動機9が三相回路であることを想定したものであり、公知慣用の三相用の電力計が用いられるべきこと、また、その場合、電圧及び電流共に相毎に計測され、回転速度を算出する演算も相毎に行われて合成されるべきことは言うまでもない。また対象とする誘導電動機が単層回路の場合、又は直流電源で駆動する直流電動機であっても本発明を同様に適用することができる。   FIG. 3 assumes that the induction motor 9 that is a power source of the stirring blade 13 is a three-phase circuit, and that a known and commonly used three-phase wattmeter should be used. It goes without saying that both the voltage and current are measured for each phase, and the calculation for calculating the rotation speed is also performed for each phase. Further, the present invention can be similarly applied even when the target induction motor is a single-layer circuit or a DC motor driven by a DC power source.

演算処理部5は、例えばパーソナルコンピュータから構成され、計測部2の動作を制御するとともに、計測部2で計測された電力値、電圧値、電流値及び周波数を取得して、上述した誘導電動機9の回転速度、回転トルクを求めるための演算処理を行うとともに、その結果に基づいて液状物の粘度を求める演算処理を行う。   The arithmetic processing unit 5 is composed of, for example, a personal computer, controls the operation of the measuring unit 2, acquires the power value, the voltage value, the current value, and the frequency measured by the measuring unit 2, and the above-described induction motor 9 The calculation process for obtaining the rotation speed and the rotation torque is performed, and the calculation process for obtaining the viscosity of the liquid material is performed based on the result.

計測部2において、各計測器における計測は、通信ケーブル8を介して、演算処理部5からの命令で一斉に同期的に行われる。演算処理部5は、回転速度、回転トルク、反応液の粘度を求めるための演算処理を実行するプログラム及び誘導電動機9の固定損失等の演算処理に必要な情報を保持しており、計測情報に基づいて回転速度を算出するための演算を行い、結果を画面や内部の情報記録手段等に出力する。   In the measurement unit 2, the measurement in each measuring instrument is performed simultaneously and synchronously by a command from the arithmetic processing unit 5 via the communication cable 8. The arithmetic processing unit 5 holds information necessary for arithmetic processing such as a calculation process for obtaining the rotational speed, rotational torque, viscosity of the reaction liquid, and fixed loss of the induction motor 9, and the measurement information includes An operation for calculating the rotation speed is performed based on the result, and the result is output to a screen, an internal information recording means, or the like.

誘導電動機9は、減速機10を介して撹拌軸11と接続され、この撹拌軸11には撹拌翼13が取り付けられる。更に、誘導電動機9の回転軸と撹拌軸11を備えた回転軸との間に潤滑油式減速機16が取り付けられる。撹拌翼13は反応釜12内に配置され、反応釜12に投入される被反応物を誘導電動機9の回転にしたがって撹拌する。誘導電動機9は、三相電源15からの電力がインバータ14を介して供給される。 The induction motor 9 is connected to a stirring shaft 11 via a speed reducer 10, and a stirring blade 13 is attached to the stirring shaft 11. Further, a lubricating oil speed reducer 16 is attached between the rotation shaft of the induction motor 9 and the rotation shaft provided with the stirring shaft 11. The stirring blade 13 is disposed in the reaction kettle 12 and stirs the reaction object charged into the reaction kettle 12 according to the rotation of the induction motor 9. The induction motor 9 is supplied with power from the three-phase power supply 15 via the inverter 14.

以上の構成を有する検知装置1によると、オペレータは演算処理部5のモニタ画面上に表示された回転速度値、回転トルク値及び反応液の粘度をリアルタイムで知ることができる。
なお、本発明における回転速度検知は、電動機出力とすべりの高い直線性を利用して行うので直線性が崩れる大出力領域(定格出力を超える)では誤差が大きくなる。しかしながら産業界における誘電電動機の使用実態、特に、化学反応を伴う樹脂製造の工程においては、誘電電動機の大多数が定格出力以下、更には定格出力の50%前後で使用されているので上記誤差が問題になることは殆どない。
According to the detection apparatus 1 having the above configuration, the operator can know the rotational speed value, the rotational torque value, and the viscosity of the reaction liquid displayed on the monitor screen of the arithmetic processing unit 5 in real time.
In addition, since the rotational speed detection in the present invention is performed using the linearity of the motor output and the high slip, the error becomes large in a large output region (exceeding the rated output) where the linearity is lost. However, in the industrial use of dielectric motors, especially in the resin manufacturing process involving chemical reactions, the majority of dielectric motors are used below the rated output, and even around 50% of the rated output. There is almost no problem.

[巻線抵抗の温度補正]
ところで、一次銅損を求める際に巻線抵抗の値を用いるが、巻線抵抗は、通常基準温度(20℃)での値が提供される。したがって、一次銅損を求めるにあたっては、実際の運転温度で補正した値を用いると回転速度、ひいては回転トルク及び反応液の粘度の検知精度をより高めることができる。
この温度補正については、特許文献1に記載された手順に準じて行えばよいので、ここでの再掲は省略する。以下に示す空トルク補正、粘度の温度補正、粘度の仕込み量の補正についても同様であり、ここでの再掲は省略する。
[Temperature resistance compensation]
By the way, although the value of winding resistance is used when calculating | requiring a primary copper loss, the value at a reference temperature (20 degreeC) is normally provided for winding resistance. Therefore, in obtaining the primary copper loss, the detection accuracy of the rotational speed, and consequently the rotational torque and the viscosity of the reaction liquid can be further increased by using the value corrected with the actual operating temperature.
Since this temperature correction may be performed according to the procedure described in Patent Document 1, the reprinting here is omitted. The same applies to the correction of the empty torque, the temperature correction of the viscosity, and the correction of the charged amount of the viscosity described below, and the re-display here is omitted.

[空トルク補正]
式(10)によって求められるトルクは、反応釜の内容物が空の場合であっても減速機や軸受けの機械摩擦など発生している成分である空トルクを含む。当該空トルクには環境温度や運転時間で大きく変化する減速機の潤滑油の粘性抵抗が含まれており、製造時の潤滑油の温度がtである時の前記反応液が空の状態のときのトルクを予め検知しておいてこれを変数として扱い、粘度を求める際に誘導電動機トルクTsから当該変数を式(1)のように差し引くことで粘度の検知精度をより高めることができる。
[Empty torque correction]
The torque obtained by the equation (10) includes the empty torque which is a component that is generated such as mechanical friction of the speed reducer and the bearing even when the contents of the reaction kettle are empty. The empty torque includes the viscous resistance of the reducer's lubricating oil, which varies greatly depending on the environmental temperature and operating time, and the reaction liquid is empty when the temperature of the lubricating oil at the time of manufacture is t. Is detected in advance, this is treated as a variable, and the viscosity detection accuracy can be further improved by subtracting the variable from the induction motor torque Ts as shown in Equation (1) when determining the viscosity.

[粘度の温度補正]
一般に反応温度は製品毎によって決められるので反応釜には温度制御機能が備えられる。温度制御誤差の粘度影響が無視できる場合にはこの補正は不要であるが現実には±1〜3℃程度の誤差は避けられないので、予め定められる温度(標準反応温度)での値に補正した値を用いると検知精度を高めることができる。
[Temperature correction of viscosity]
Generally, since the reaction temperature is determined for each product, the reaction kettle is provided with a temperature control function. This correction is not necessary when the viscosity effect of temperature control error can be ignored, but in reality an error of about ± 1 to 3 ° C is unavoidable, so it is corrected to a value at a predetermined temperature (standard reaction temperature). If the measured value is used, the detection accuracy can be increased.

[粘度の仕込み量の補正]
また、本実施形態において、予め定められた反応釜での製造単位あたりの標準仕込み量と、当該製造単位における実仕込み量が異なる場合に、両者の仕込み量の差に基づいて反応液粘度値を補正することで検知精度を高めることができる。
[Correction of viscosity charge amount]
Further, in this embodiment, when the standard charge amount per production unit in a predetermined reaction kettle is different from the actual charge amount in the production unit, the reaction solution viscosity value is calculated based on the difference between the charge amounts of both. By correcting, detection accuracy can be increased.

以下、ポリウレタン樹脂を含む反応液の製造に本発明を適用した例を説明する。なお、この反応液の製造には、図3に示す装置を用いた。誘導電動機9の仕様は以下の通りである。
三相誘導電動機(Y結線)の仕様
容量:22kW 定格速度:毎分975回転(定格すべり0.025)
定格電圧:200V 定格電流:79A 定格周波数:50Hz
極数:6
一次巻線抵抗:0.0358Ω
一次巻線リアクタンス:0.2010Ω(定格周波数時)
二次巻線抵抗:0.0310Ω
二次巻線リアクタンス:0.1797Ω(定格周波数時)
抵抗計測基準温度:20℃ 抵抗温度係数:234.5
機械損:130W(定格速度時)
鉄損:650W(設計値:ヒステリシス損350W、渦電流損300W)
浮遊損:110W 撹拌軸減速比:16.7:1
Hereinafter, the example which applied this invention to manufacture of the reaction liquid containing a polyurethane resin is demonstrated. In addition, the apparatus shown in FIG. 3 was used for manufacture of this reaction liquid. The specifications of the induction motor 9 are as follows.
Specification of three-phase induction motor (Y connection) Capacity: 22kW Rated speed: 975 revolutions per minute (rated slip 0.025)
Rated voltage: 200V Rated current: 79A Rated frequency: 50Hz
Number of poles: 6
Primary winding resistance: 0.0358Ω
Primary winding reactance: 0.2010Ω (at rated frequency)
Secondary winding resistance: 0.0310Ω
Secondary winding reactance: 0.1797Ω (at rated frequency)
Resistance measurement reference temperature: 20 ° C. Resistance temperature coefficient: 234.5
Mechanical loss: 130W (at rated speed)
Iron loss: 650 W (design values: hysteresis loss 350 W, eddy current loss 300 W)
Floating loss: 110 W Stirring shaft reduction ratio: 16.7: 1

本実施例における製品はジエチレングリコールに、トルエンジイソシアネート(2,4体:2,6体=95以上:5以下)を分割的に投入することによって重合反応を促進して得られるポリウレタン樹脂製品である。本実施例での反応温度は80℃であり、仕込み量は4500kgである。   The product in this example is a polyurethane resin product obtained by promoting the polymerization reaction by dilutely adding toluene diisocyanate (2,4: 2,6 = 95 or more: 5 or less) to diethylene glycol. The reaction temperature in this example is 80 ° C., and the charged amount is 4500 kg.

比較例は、上記と同様の原料と反応条件を用い、前記特許文献1に示す方法にてウポリウレタン樹脂を製造した。   In the comparative example, a polyurethane resin was produced by the method shown in Patent Document 1 using the same raw materials and reaction conditions as described above.

実施例で用いた図3に示す計測部2は、遠隔計測監視システム2300(日置電機)を用いた。この計測器は、計測モジュールを適宜選択することによって三相交流回路の電力計、電圧計、電流計及び周波数計の、合わせて4つの機能を一つのユニットに組み込んだものである。同様の計測機能であればこれ以外の計測器であっても用いることができる。   The measurement unit 2 shown in FIG. 3 used in the example uses a remote measurement monitoring system 2300 (Hioki Electric). This measuring instrument incorporates four functions of a power meter, a voltmeter, an ammeter, and a frequency meter of a three-phase AC circuit into one unit by appropriately selecting a measuring module. Any other measuring instrument can be used as long as it has the same measuring function.

演算処理部(PC)5は、計測部2から通信手段を通じてデータを入手し、所定演算を行って回転速度、回転トルクを算出する演算機能と、各計測手段に対して一斉に計測タイミング信号を発する同期信号発生手段を兼ねる。各計測手段は演算処理部5からの指令で一斉に、単位時間あたり所定回数の計測を行い、その平均値を演算処理部5が取り込んで回転速度、回転トルク、粘度を算出する。   The arithmetic processing unit (PC) 5 obtains data from the measuring unit 2 through communication means, performs a predetermined calculation to calculate the rotational speed and rotational torque, and sends a measurement timing signal to each measuring means all at once. Also serves as a synchronizing signal generating means. Each measuring means measures a predetermined number of times per unit time at the same time in response to a command from the arithmetic processing unit 5, and the arithmetic processing unit 5 takes in the average value to calculate the rotational speed, rotational torque, and viscosity.

図4は、誘導電動機トルクTsを求める工程における1)の工程で得られる回転速度(二次近似値N 図中の「1」)と実回転速度(図中の「2」)を併記した回転速度チャートを示す。この図から、本実施例において検知された回転速度は、実回転速度との差異が小さく、実回転速度を反映していることがわかる。 FIG. 4 shows the rotational speed (secondary approximate value N “1” in FIG. 2 ) and the actual rotational speed (“2” in the figure) obtained in the process 1) in the process of obtaining the induction motor torque Ts. A rotation speed chart is shown. From this figure, it can be seen that the rotational speed detected in the present embodiment has a small difference from the actual rotational speed and reflects the actual rotational speed.

また、本実施例において、本発明の反応液の粘度を検知する方法における前記潤滑油の温度がtである時の前記反応液が空の状態のときのトルクを表す関係式T=F(t)は、図5における前記潤滑油の温度がtである時の前記反応液が空の状態のときのトルクの関係を表すグラフから回帰させて得た。   Further, in this example, the relational expression T = F (t representing the torque when the reaction liquid is empty when the temperature of the lubricating oil is t in the method of detecting the viscosity of the reaction liquid of the present invention. ) Was obtained by regression from the graph showing the relationship of torque when the temperature of the lubricating oil in FIG. 5 is t when the reaction solution is empty.

T=690.38*EXP(−0.010*t)である。
尚、この関数式において、例えば潤滑油の温度がt=30℃であるときの前記空トルクは511Nmである。
T = 690.38 * EXP (−0.010 * t).
In this functional equation, for example, the idling torque when the temperature of the lubricating oil is t = 30 ° C. is 511 Nm.

図6は特許文献1を適用して検知された反応液の粘度との相関分析を示す。図6が示すように、特許文献1の手順で検知された粘度では、前記潤滑油の温度が低下するにつれ粘度が上昇する傾向を示しており、前記潤滑油の温度変化が大きくなると粘度のバラツキが大きくなることが読み取れる(寄与率0.53)。一方、図7は本発明を適用して検知された反応液の粘度との相関分析を示しており、環境温度や運転時間によって変化する前記潤滑油の粘性抵抗を考慮に入れているので、前記潤滑油の温度変化が大きくなったとして粘度のバラツキは小さくなっていることが読み取れる(寄与率0.91)。 FIG. 6 shows a correlation analysis with the viscosity of the reaction liquid detected by applying Patent Document 1. As shown in FIG. 6, the viscosity detected by the procedure of Patent Document 1 shows a tendency that the viscosity increases as the temperature of the lubricating oil decreases. As the temperature change of the lubricating oil increases, the viscosity varies. Can be read (contribution rate 0.53). On the other hand, FIG. 7 shows a correlation analysis with the viscosity of the reaction liquid detected by applying the present invention, and takes into account the viscosity resistance of the lubricating oil that varies depending on the environmental temperature and operating time. It can be seen that the variation in viscosity is small as the temperature change of the lubricating oil becomes large (contribution rate 0.91).

尚、図6における粘度単位の表記は、校正された一般の粘度計が出力するものと区別するために、接頭語rを付加して便宜的にrPa.Sを用いている。rPa.Sで表される相対粘度は、数値上は電動機、減速機及び攪拌翼から成る攪拌系固有のものとなり、従って、攪拌系が変わればその値も全体的に大きくなったり小さくなったりすることはある。しかしながら当該系内における粘度の相対的変化を検知する上での支障はない。   In addition, the notation of the viscosity unit in FIG. 6 uses rPa.S for the sake of convenience, with the prefix r added, in order to distinguish it from what is output from a calibrated general viscometer. The relative viscosity represented by rPa.S is numerically unique to the stirring system composed of an electric motor, a speed reducer, and a stirring blade. Therefore, if the stirring system changes, the value increases or decreases as a whole. There is a thing. However, there is no problem in detecting the relative change in viscosity in the system.

以上、本発明は、化学工場等の防爆区域に大掛かりな前記公知慣用装置を設けることなく、環境温度や運転時間によって変化する前記潤滑油の粘性抵抗を考慮に入れているので、より高精度の回転トルクTから粘度を求めることができるようになり、不偏性のある粘度評価ができるようになる。
また、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、本発明は前記潤滑油の温度を検知して適用することに限定されるものではなく、周囲の外気温度或いは減速機の表面温度を検知し、本発明に前記潤滑油の温度の代わりにその温度を適用することでも同様の効果が得られることから、周囲の外気温度及び減速機の表面温度も許容する。
As described above, the present invention takes into account the viscous resistance of the lubricating oil that varies depending on the environmental temperature and operating time without providing a large-scale conventional apparatus in an explosion-proof area such as a chemical factory, and therefore, more accurate. The viscosity can be obtained from the rotational torque T, and an unbiased viscosity evaluation can be performed.
In addition, as a result of intensive studies by the inventor, the present invention is not limited to detecting and applying the temperature of the lubricating oil, and detects the ambient outside air temperature or the surface temperature of the speed reducer, Since the same effect can be obtained by applying the temperature of the lubricating oil to the present invention instead of the temperature of the lubricating oil, the ambient outside air temperature and the surface temperature of the speed reducer are allowed.

1 検知装置
2 計測部
5 演算処理部
9 誘導電動機
12 反応釜
13 撹拌翼
14 インバータ
15 三相電源
16 潤滑油温度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection apparatus 2 Measurement part 5 Arithmetic processing part 9 Induction motor 12 Reaction kettle 13 Stirring blade 14 Inverter 15 Three-phase power supply 16 Lubricating oil temperature

Claims (7)

誘導電動機を動力源として、攪拌翼を備えた回転軸を回転することにより反応液の攪拌を
行う反応器であって、かつ、
前記誘導電動機の回転軸と、
前記撹拌翼を備えた回転軸と、の間に
前記誘導電動機の回転速度を低減する潤滑油式減速機が設置される、
反応器において、
前記反応液の粘度を検知する方法であって、
1)誘導電動機トルク(Ts)の検知工程、
2)潤滑油温度(t)を検知する温度検知工程、
の各工程を有し、
前記反応液の粘度を、
前記誘導電動機トルクTsから、式(1)
T =Ts − F(t) 式(1)
により回転トルク(T)を求め、
更に、該回転トルクから前記反応液の粘度を演算により求める演算工程、
を備えることを特徴とする反応液の粘度検知方法。
(但し、F(t)は、前記潤滑油の温度がtである時の前記反応液が空の状態のときのト
ルク検知値を、温度を変化させて複数組検知した値に基づき、温度tで関数回帰させた式
である。)
A reactor that stirs the reaction liquid by rotating a rotating shaft provided with a stirring blade using an induction motor as a power source; and
A rotating shaft of the induction motor;
Between the rotating shaft provided with the stirring blade, a lubricating oil type speed reducer that reduces the rotation speed of the induction motor is installed.
In the reactor,
A method for detecting the viscosity of the reaction solution,
1) Induction motor torque (Ts) detection process,
2) a temperature detection step for detecting the lubricating oil temperature (t);
Each process,
The viscosity of the reaction solution is
From the induction motor torque Ts, the equation (1)
T = Ts−F (t) Equation (1)
To obtain the rotational torque (T),
Further, a calculation step for calculating the viscosity of the reaction liquid from the rotational torque by calculation,
The viscosity detection method of the reaction liquid characterized by comprising.
(However, F (t) is a temperature t based on a value detected by a plurality of sets of detected torque values when the temperature of the lubricating oil is t when the reaction liquid is empty. (It is an equation obtained by regression with function.)
誘導電動機トルクTsを求める工程が、
1)誘導電動機に供給されている電力を検知する電力検知工程
2)誘導電動機に供給されている電流を検知する電流検知工程
3)誘導電動機に供給されている電圧を検知する電圧検知工程
4)誘導電動機の前記回転軸の速度を検知する回転速度検知工程
5)誘導電動機の電源周波数を検知する周波数検知工程
の各工程を有し、
前記電力検知工程で得た値(P)と、
前記誘導電動機で生ずる損失電力(P)と、及び
前記回転軸角速度(ω)とから、次の式(2)
Ts=(P―P)/ω 式(2)
であることを特徴とする請求項1に記載の反応液の粘度検知方法。
The step of obtaining the induction motor torque Ts
1) Power detection step for detecting power supplied to the induction motor 2) Current detection step for detecting current supplied to the induction motor 3) Voltage detection step 4) for detecting voltage supplied to the induction motor Rotational speed detection step of detecting the speed of the rotating shaft of the induction motor 5) Each step of the frequency detection step of detecting the power supply frequency of the induction motor,
The value (P) obtained in the power detection step;
From the loss power (P L ) generated in the induction motor and the rotational shaft angular velocity (ω), the following equation (2)
Ts = (P−P L ) / ω Equation (2)
The method for detecting a viscosity of a reaction solution according to claim 1, wherein:
誘導電動機トルクTsを求める工程が、
以下の工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の反応液の粘度検知方法。
1)誘導電動機に投入電力Pが供給されているときの損失電力をPとし、
該損失電力Pを誘導電動機の回転軸の回転速度に依存しない損失電力Aと回転速度に依
存する損失電力Bとに区分し、
前記投入電力Pと前記損失電力Aの差分を前記誘導電動機の機械出力の一次近似値PM
とみなし、前記誘導電動機について既知である出力PMとすべりSとの関係式PM
αS(αは電動機定数)から前記回転軸の回転速度の一次近似値N=N(1−S
)(NSは同期速度)を求めるステップIと、
前記一次近似値N1に基づいて、前記損失電力Bを求めるステップIIと、
前記誘導電動機の出力の二次近似値PMをP−(A+B)とみなし、
前記誘導電動機について前記既知である出力PMとすべりSとの関係式PM=αS
(αは電動機定数)から回転軸の回転速度の二次近似値N=N(1−S)(N
電動機定数)を求めるステップIIIを含む回転速度検知工程。
2)前記投入電力P、前記損失電力A、前記回転速度検知工程のステップIで得られた前
記損失電力B、前記ステップIIIで得られた前記回転速度の二次近似値Nを基に、
式(3)
Ts=(P−(A+B))/(2π×N/60) 式(3)
により前記誘導電動機トルクTsを求める回転トルク検知工程。
The step of obtaining the induction motor torque Ts
The method for detecting a viscosity of a reaction solution according to claim 1, comprising the following steps.
1) the power loss when the input power P to the induction motor is supplied with P L,
The power loss PL is divided into power loss A that does not depend on the rotational speed of the rotating shaft of the induction motor and power loss B that depends on the rotational speed.
The difference between the input power P and the loss power A is a first-order approximate value PM of the mechanical output of the induction motor.
1 and the relational expression PM 1 between the output PM and the slip S known for the induction motor =
From αS 1 (α is a motor constant), a first-order approximate value N 1 = N S (1-S 1
) (N is a synchronization speed)
Step II for determining the power loss B 1 based on the primary approximation N1;
Considering the second-order approximate value PM 2 of the output of the induction motor as P− (A + B 1 ),
The relational expression PM 2 = αS 2 between the output PM and the slip S which are known for the induction motor.
A rotational speed detecting step including step III for obtaining a second order approximate value N 2 = N S (1−S 2 ) (N S is a motor constant) of the rotational speed of the rotating shaft from (α is a motor constant).
2) Based on the input power P, the lost power A, the lost power B 1 obtained in Step I of the rotational speed detection step, and the second order approximate value N 2 of the rotational speed obtained in Step III. ,
Formula (3)
Ts = (P- (A + B 1)) / (2π × N 2/60) (3)
Rotational torque detection step for obtaining the induction motor torque Ts by
誘導電動機を動力源として、攪拌翼を備えた回転軸を回転することにより反応液の攪拌を
行う反応器に設置され、かつ、
前記誘導電動機の回転軸と、
前記撹拌翼を備えた回転軸と、の間に
前記誘導電動機の回転速度を低減する潤滑油式減速機が設置される、
前記反応液の粘度を検知する装置であって、
前記装置は
1)前記誘導電動機トルク(Ts)の検知手段
2)潤滑油温度(t)を検知する温度検知手段
の各手段を有し、
前記反応液の粘度を、
前記誘導電動機トルクTsから、式(1)
T = Ts − F(t) 式(1)
により回転トルク(T)を求め、
更に、該回転トルクから前記反応液の粘度を演算により求める演算手段、
を備えることを特徴とする反応液の粘度検知装置。
(但し、F(t)は、前記潤滑油の温度がtである時の前記反応液が空の状態のときのト
ルク検知値を、温度を変化させて複数組検知した値に基づき、温度tで関数回帰させた式
である。)
An induction motor as a power source, installed in a reactor that stirs the reaction liquid by rotating a rotating shaft equipped with a stirring blade; and
A rotating shaft of the induction motor;
Between the rotating shaft provided with the stirring blade, a lubricating oil type speed reducer that reduces the rotation speed of the induction motor is installed.
An apparatus for detecting the viscosity of the reaction solution,
The apparatus has 1) a means for detecting the induction motor torque (Ts), 2) a temperature detecting means for detecting a lubricating oil temperature (t), and
The viscosity of the reaction solution is
From the induction motor torque Ts, the equation (1)
T = Ts−F (t) Equation (1)
To obtain the rotational torque (T),
Further, calculation means for calculating the viscosity of the reaction liquid from the rotational torque by calculation,
A viscosity detector for reaction liquid, comprising:
(However, F (t) is a temperature t based on a value detected by a plurality of sets of detected torque values when the temperature of the lubricating oil is t when the reaction liquid is empty. (It is an equation obtained by regression with function.)
誘導電動機トルクTsを求める手段が、
1)誘導電動機に供給されている電力を検知する電力検知手段
2)誘導電動機に供給されている電流を検知する電流検知手段
3)誘導電動機に供給されている電圧を検知する電圧検知手段
4)誘導電動機の前記回転軸の速度を検知する回転速度検知手段
5)誘導電動機の電源周波数を検知する周波数検知手段
の各手段を有し、
前記電力検知手段で得た値(P)と、
前記誘導電動機で生ずる損失電力(P)と、及び
前記回転軸角速度(ω)とから、次の式(2)
Ts=(P―P)/ω 式(2)
であることを特徴とする請求項4に記載の反応液の粘度検知装置。
Means for obtaining the induction motor torque Ts are:
1) Power detection means for detecting the power supplied to the induction motor 2) Current detection means for detecting the current supplied to the induction motor 3) Voltage detection means 4) for detecting the voltage supplied to the induction motor Rotation speed detection means for detecting the speed of the rotating shaft of the induction motor 5) Each means of frequency detection means for detecting the power supply frequency of the induction motor,
The value (P) obtained by the power detection means;
From the loss power (P L ) generated in the induction motor and the rotational shaft angular velocity (ω), the following equation (2)
Ts = (P−P L ) / ω Equation (2)
The viscosity detector for a reaction liquid according to claim 4, wherein:
誘導電動機トルクTsを求める手段が、
以下の手段を含むことを特徴とする請求項4に記載の反応液の粘度検知装置。
1)誘導電動機に投入電力Pが供給されているときの損失電力をPとし、
該損失電力Pを誘導電動機の回転軸の回転速度に依存しない損失電力Aと回転速度に依
存する損失電力Bとに区分し、
前記投入電力Pと前記損失電力Aの差分を前記誘導電動機の機械出力の一次近似値PM
とみなし、前記誘導電動機について既知である出力PMとすべりSとの関係式PM
αS(αは電動機定数)から前記回転軸の回転速度の一次近似値N=N(1−S
)(Nは同期速度)を求めるステップIと、
前記一次近似値Nに基づいて、前記損失電力Bを求めるステップIIと、
前記誘導電動機の出力の二次近似値PMをP−(A+B)とみなし、
前記誘導電動機について前記既知である出力PMとすべりSとの関係式PM=αS
(αは電動機定数)から回転軸の回転速度の二次近似値N=N(1−S)(N
電動機定数)を求めるステップIIIを含む回転速度検知手段。
2)前記投入電力P、前記損失電力A、前記回転速度検知手段のステップIで得られた前
記損失電力B、前記ステップIIIで得られた前記回転速度の二次近似値Nを基に、
式(3)
Ts=(P−(A+B))/(2π×N/60) 式(3)
により前記誘導電動機トルクTsを求める回転トルク検知手段。
Means for obtaining the induction motor torque Ts are:
The apparatus for detecting a viscosity of a reaction liquid according to claim 4, comprising the following means.
1) the power loss when the input power P to the induction motor is supplied with P L,
The power loss PL is divided into power loss A that does not depend on the rotational speed of the rotating shaft of the induction motor and power loss B that depends on the rotational speed.
The difference between the input power P and the loss power A is a first-order approximate value PM of the mechanical output of the induction motor.
1 and the relational expression PM 1 between the output PM and the slip S known for the induction motor =
From αS 1 (α is a motor constant), a first-order approximate value N 1 = N S (1-S 1
) (N S is the synchronization speed)
Step II for determining the power loss B 1 based on the primary approximation N 1 ;
Considering the second-order approximate value PM 2 of the output of the induction motor as P− (A + B 1 ),
The relational expression PM 2 = αS 2 between the output PM and the slip S which are known for the induction motor.
Rotational speed detection means including step III for obtaining a second order approximate value N 2 = N S (1−S 2 ) (N S is a motor constant) of the rotational speed of the rotating shaft from (α is a motor constant).
2) Based on the input power P, the loss power A, the loss power B 1 obtained in Step I of the rotation speed detection means, and the second order approximate value N 2 of the rotation speed obtained in Step III. ,
Formula (3)
Ts = (P- (A + B 1)) / (2π × N 2/60) (3)
Rotational torque detection means for obtaining the induction motor torque Ts by
前記反応液が、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、又はワニス用樹脂を含むものである請求項4〜6の何れかに記載の粘度検
知装置が設置されていることを特徴とする反応液の生成装置。
The viscosity detection device according to any one of claims 4 to 6, wherein the reaction liquid contains a polyester resin, an acrylic resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, a phenol resin, or a resin for varnish. A reaction liquid generator.
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