JP2000258362A - マイクロ波式濃度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】測定対象液中に気泡が大量に含まれている場合
でも、気泡が測定値に及ぼす影響を補正して、測定対象
液中の固形分等の混合物質の濃度測定を正確に行なうこ
と。 【解決手段】互いに異なる複数の圧力状態で測定対象液
の濃度測定を行ない、当該測定により得られた複数の測
定値を用いて気泡の影響分を補正して、測定対象液中の
固形分等の混合物質の濃度を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば下水汚泥、
パルプ、塗料等の、種々の懸濁物質や溶解性物質等の混
合物質を含む測定対象液中の固形分等の混合物質の濃度
を測定するマイクロ波式濃度計に係り、特に測定対象液
中に気泡が大量に含まれている場合でも、その気泡の影
響を補正して測定対象液中の固形分等の混合物質の正確
な濃度測定を実現できるようにしたマイクロ波式濃度計
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、液体中の懸濁物質等の濃度測
定を行なう計器として、超音波の減衰率を測定して濃度
を求める超音波式濃度計、光を用いて透過光減衰率や散
乱光増加率を測定して濃度を求める光学式濃度計が多く
用いられてきている。

【０００３】しかしながら、前者の超音波式濃度計で
は、流体中に気泡が混入している場合に、その影響を大
きく受けて測定誤差が増大する。

【０００４】また、後者の光学式濃度計では、光を入射
するあるいは受光する光学窓に汚れが付着すると、その
影響を大きく受けて測定誤差が増大する。

【０００５】そこで、最近では、気泡や汚れの影響を受
け難い濃度計として、マイクロ波式濃度計が開発され、
実用化されるようになってきている。

【０００６】図５は、この種の従来のマイクロ波式濃度
計の基本的な構成例を示す概要図である。

【０００７】図５に示すように、流体の流通する配管１
に、マイクロ波送信アンテナ１１とマイクロ波受信アン
テナ１２とが対向配置され、マイクロ波発振器１３から
マイクロ波が供給されるようになっている。

【０００８】また、マイクロ波の通過経路として、パワ
ースプリッタ１４〜マイクロ波送信アンテナ１１〜管内
液体〜マイクロ波受信アンテナ１２を通って位相測定回
路１５に導入される第１の経路と、同じくマイクロ波が
パワースプリッタ１４を通って位相測定回路１５に導入
される第２の経路とが形成されている。

【０００９】そして、位相差測定回路１５によって、第
１の経路からのマイクロ波の、第２の経路からのマイク
ロ波に対する位相遅れから、位相差を求める構成となっ
ている。

【００１０】この濃度計では、マイクロ波発振器１３か
ら、パワースプリッタ１４を経由して直接受信するマイ
クロ波に対する配管内の測定対象液中を伝播してくるマ
イクロ波の位相遅れθ２と、管内に基準流体（例えば、
濃度ゼロとみなせる水道水）を充填して測定対象液と同
じ条件で測定した時のマイクロ波の位相遅れθ１とを比
較し、その位相差Δθ＝（θ２−θ１）から、図６に示
すような検量線を用いて測定対象液の濃度を求める。

【００１１】すなわち、具体的には、濃度Ｘ＝ａΔθ＋
ｂの演算を行なって濃度を求めるものである。

【００１２】なお、ａは検量線の傾き、ｂは検量線の切
片であり、通常はｂ＝０である。

【００１３】以上のようなマイクロ波式濃度計は、マイ
クロ波の減衰率を測定する方式ではなく、位相差を測定
する方式であり、またマイクロ波を入射あるいは受波す
る窓部は透明である必要はないため、気泡や汚れの影響
を受け難く、しかも連続的に濃度を測定することができ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、マイクロ波
式濃度計は、前述したように、超音波式濃度計等と比較
して、気泡の影響を受け難い測定方式ではあるが、測定
対象液中に大量に気泡が含まれている場合には、その影
響を無視することができない。

【００１５】ここで、大量の気泡というのは曖昧な表現
であるが、目安としては、温度２０℃で０．５ＭＰａ程
度に加圧しても溶解しきれない程の気泡含有率で、２０
℃での体積％として９％以上くらいを大量の気泡という
ことに定義しておく。そして、この気泡の含有率が大き
な測定対象液の例としては、体積％で３０％程度の塗料
液等がある。

【００１６】大量の気泡が含まれる場合には、気泡が含
まれない状態に比較して、マイクロ波式濃度計による測
定値が高い値を示し、気泡含有量にほぼ比例するように
測定値が高くなっていく。

【００１７】従って、測定値が変化した時に、本来測定
すべき固形分等混合物質の濃度が変化したのか、気泡の
含有量が変化して測定値が変わったのかが分からないた
め、気泡の影響を補正することが必要である。

【００１８】しかしながら、従来では、気泡量の変化を
検知するための良い方法がなく、気泡の影響を補正して
本来の固形分等の混合物質の濃度の変化を正確に測定す
ることができる濃度計が、強く望まれてきている。

【００１９】本発明の目的は、測定対象液中に気泡が大
量に含まれている場合でも、気泡が測定値に及ぼす影響
を補正して、測定対象液中の固形分等の混合物質の濃度
測定を正確に行なうことが可能なマイクロ波式濃度計を
提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、測定対象液をはさむ形でマ
イクロ波送信アンテナおよびマイクロ波受信アンテナを
対向配置し、マイクロ波送信アンテナからマイクロ波を
基準液体に入射し、当該基準流体中を伝播してマイクロ
波受信アンテナにて受信されたマイクロ波の位相遅れθ
１を測定してメモリに記憶しておき、さらにマイクロ波
送信アンテナからマイクロ波を測定対象液に入射し、当
該測定対象液を伝播してマイクロ波受信アンテナにて受
信されたマイクロ波の位相遅れθ２を測定して、各位相
遅れの位相差Δθ＝（θ２−θ１）を演算し、測定対象
液の種類毎に対応する検量線Ｘ＝ａΔθ＋ｂに基づい
て、測定対象液の濃度Ｘを測定するマイクロ波式濃度計
において、互いに異なる複数の圧力状態で測定対象液の
濃度測定を行ない、当該測定により得られた複数の測定
値を用いて気泡の影響分を補正して、測定対象液中の固
形分等の混合物質の濃度を求めるようにしている。

【００２１】従って、請求項１の発明のマイクロ波式濃
度計においては、互いに異なる複数の圧力状態で測定対
象液の濃度測定を行ない、この測定によって得られた複
数の測定値を用いて気泡の影響分を補正することによ
り、気泡を大量に含む測定対象液に適用する場合、気泡
が測定値に及ぼす影響を補正して、固形分等の混合物質
の濃度の変化を正確に測定することができる。

【００２２】また、請求項２の発明では、上記請求項１
の発明のマイクロ波式濃度計において、互いに異なる複
数の圧力状態を３種類以上の圧力として測定対象液の濃
度測定を行ない、当該測定による最低圧力状態時の測定
値と他の圧力状態での測定値とから算出する気泡の影響
分の補正値を平均化して、測定対象液中の固形分等の混
合物質の濃度を求めるようにしている。

【００２３】従って、請求項２の発明のマイクロ波式濃
度計においては、互いに異なる複数の圧力状態を３種類
以上の圧力として測定対象液の測定を行ない、この測定
による最低圧力状態時の測定値と他の圧力状態での測定
値とから算出する気泡の影響分の補正値を平均化するこ
とにより、上記請求項１の発明の場合に比べて、より一
層精度の高い補正を行なうことができる。

【００２４】さらに、請求項３の発明では、上記請求項
１の発明のマイクロ波式濃度計において、時間の経過と
共に加圧圧力を上昇して行きながら連続的に測定対象液
の濃度測定を行ない、当該測定値の微分値があらかじめ
定められた所定値以下になった場合に、その時の測定値
を気泡の影響を受けていない固形分等の混合物質の濃度
測定値として出力する手段を付加している。

【００２５】従って、請求項３の発明のマイクロ波式濃
度計においては、時間の経過と共に加圧圧力を上昇して
行きながら連続的に測定対象液の濃度測定を行ない、こ
の該測定値の微分値があらかじめ定められた所定値以下
になった場合に、その時の測定値を気泡の影響を受けて
いない固形分等の混合物質の濃度測定値として採用する
ことにより、上記請求項１、請求項２の発明は、加圧す
ることによって新たに溶解する気泡量を計算上省略して
も大きな誤差にならないほど大量の気泡が含まれている
場合に適用されるのに対して、加圧によって溶解する気
泡量を省略できない程度の気泡含有量の場合に適用する
ことができる。

【００２６】なお、特に上記において、例えば請求項４
に記載したように、互いに異なる複数の圧力状態のうち
のーつとして、大気圧（約０．１ＭＰａ）とすることが
好ましい。

【００２７】また、例えば請求項５に記載したように、
測定対象液が流れている配管の側部に測定室を設け、当
該測定室に測定対象液の一部を採取して密閉した後に加
圧することが好ましい。

【００２８】さらに、例えば請求項６に記載したよう
に、測定室をシリンダ状に構成し、かつその内部を摺動
するピストンによって測定室を加圧することが好まし
い。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明は、例えば下水汚泥、パル
プ、塗料等の、種々の懸濁物質や溶解性物質等の混合物
質を含む測定対象液中の固形分等の混合物質の濃度を測
定するマイクロ波式濃度計において、特に従来気泡が大
量に含まれる測定対象液では、その気泡の影響で正確な
濃度測定ができなかったのに対して、互いに異なる複数
の圧力状態（例えば大気圧状態とそれよりも加圧した状
態）での測定値に基づいて、当該気泡が濃度測定値に及
ぼす影響を補正することにより、測定対象液中に大量の
気泡が含まれている場合でも、気泡が測定値に及ぼす影
響を補正して、測定対象液中の固形分等の混合物質の濃
度の変化を正確に測定できるようにするものである。

【００３０】まず、本発明の前提となる気泡の影響補正
方式について、図３および補正式を用いて説明する。

【００３１】図３に示すように、低圧力状態として０．
１ＭＰａ（大気圧）、高圧力状態として０．５ＭＰａ、
それぞれの圧力状態で測定する方式を例として述べる。

【００３２】いま、ｔ℃、０．１ＭＰａでの気泡含有率
（体積％）を（Ｖ１／（１＋Ｖ１））とする。

【００３３】すなわち、測定対象液の気泡を含まない部
分１（Ｌ）に対して、気泡部分がＶ１（Ｌ）あるとす
る。

【００３４】ここで、Ｌはリットルを意味する。また、
小文字の「ｌ」は１と間違い易いので、大文字の「Ｌ」
を用いる。

【００３５】Ｖ１を０℃、０．１ＭＰａに換算した値を
Ｖ１０とすると、 Ｖ１０＝（２７３／（２７３＋ｔ））・Ｖ１ この気泡を含む測定対象液を０．５ＭＰａに加圧した時
の気泡含有率を、（Ｖ５／（１＋Ｖ５））とする。

【００３６】すなわち、測定対象液の気泡を含まない部
分１（Ｌ）に対して、気泡部分がＶ５（Ｌ）あることに
なる。

【００３７】［物理の法則］「気体がｔ℃の水に溶解す
る容量は、その気体毎に決まっており、その溶解量を０
℃、０．１ＭＰａ状態に換算した体積ａｔ（Ｌ）を吸収
係数と称する。例えば、空気は２０℃の水に０．０１８
２（Ｌ）溶解する。すなわち、ａｔ＝０．０１８２であ
る。また、気体の溶解量は圧力に比例する。さらに、気
体の体積は圧力に反比例する。」上記物理の法則にした
がって、前記Ｖ５の０℃、０．１ＭＰａ換算体積Ｖ５０
をＶ１を用いて表わすと、 Ｖ５０＝（Ｖ１０＋ａｔ）−５ａｔ＝Ｖ１０−４ａｔ ＝（２７３／（２７３＋ｔ））・Ｖ１−４ａｔ ここで、＋ａｔは、０．１ＭＰａ状態で液中に溶解して
いる気泡量、一５ａｔは、０．５ＭＰａ状態で液中に溶
解する気泡量。

【００３８】従って、Ｖ５をＶ１を用いて表わすと、 Ｖ５＝（Ｖ５０／５）・（（２７３＋ｔ）／２７３） ＝｛（（２７３／（２７３＋ｔ））・Ｖ１−４ａｔ）／
５｝・（（２７３＋ｔ）／２７３） ＝（Ｖ１／５）一（４ａｔ／５）・（（２７３＋ｔ）／
２７３） 圧力０．１ＭＰａ状態でのマイクロ波式濃度計の測定値
をＹ１、圧力０．５ＭＰａ状態でのマイクロ波式濃度計
の測定値をＹ５とすると、 Ｙ１＝ＣＸ＋ｋＶ１ ……（１） Ｙ５＝ＣＸ＋ｋＶ５ ……（２） ここで、ＣＸは測定対象液中の固形分の濃度Ｘに比例す
る値で、本来測定したい値、ｋＶ１、ｋＶ５は気泡の影
響として現われる値で、気泡含有量に比例する。

【００３９】上記（１）、（２）式から、 Ｙ１−Ｙ５＝ｋＶ１−ｋＶ５ ＝ｋＶ１−ｋ｛（Ｖ１／５）一（４ａｔ／５）・（（２
７３＋ｔ）／２７３）｝ ＝０．８ｋＶ１＋ｋ（４ａｔ／５）・（（２７３＋ｔ）
／２７３） 上式の右辺第２項は、０．５ＭＰａに加圧することによ
って液中に溶解した気泡による影響分であり、気泡量Ｖ
１が大きい場合には、第１項に比較して小さいため、省
略しても大きな誤差にはならない。

【００４０】例えば、２０℃で気泡が空気の場合には、
ａｔ＝０．０１８２であるから、 Ｙ１−Ｙ５＝０．８ｋＶ１＋ｋ（（４×０．０１８２）
／５）・（（２７３＋２０）／２７３） ＝０．８ｋＶ１＋０．０１５６ｋ Ｖ１が大として第２項を省略すると、 Ｙ１−Ｙ５＝０．８ｋＶ１ ｋＶ１＝（Ｙ１−Ｙ５）／０．８ となり、これを上記（１）式に代入すると、 Ｙ１＝ＣＸ＋（Ｙ１−Ｙ５）／０．８ ＣＸ＝（Ｙ５−０．２Ｙ１）／０．８ となり、気泡の影響分（ＫＶ１）を補正して、本来測定
したい固形分の濃度Ｘに比例する値ＣＸを、測定値Ｙ１
とＹ５とから求めることができる。

【００４１】なお、前記の例では、高圧力状態を０．５
ＭＰａとしたが、０．４ＭＰａの場合には、 ｋＶ１＝（Ｙ１−Ｙ４）／（３／４） となり、０．３ＭＰａの場合、 ｋＶ１＝（Ｙ１−Ｙ３）／（２／３） となって、それぞれ０．５ＭＰａの場合と同様に、気泡
の影響分を補正することができる。

【００４２】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明す
る。

【００４３】（第１の実施の形態）図１は、本実施の形
態によるマイクロ波式濃度計の構成例を示す概要図であ
り、図５と同一要素には同一符号を付して示している。

【００４４】図１において、検出器配管２１は、その内
部を測定対象液が流れている。

【００４５】検出器配管２１の側面には、シリンダ状に
構成した測定室シリンダ２３が取り付けられている。

【００４６】検出器配管２１と測定室シリンダ２３との
間には、自動仕切弁２２が設けられている。

【００４７】一方、ピストン２４は、シール材２５を介
して気密を保ちながら測定室シリンダ２３内を摺動する
ことにより、測定室シリンダ２３を加圧する。

【００４８】圧力検出器２６は、測定室シリンダ２３内
の圧力を測定する。

【００４９】ピストン位置検出器２７、２８、２９は、
それぞれピストン２４のサンプリング終了位置、加圧位
置、排出位置を検出する。

【００５０】加圧圧力源（コンプレッサ等）３０は、測
定室シリンダ２３内のピストン２４を押し下げて加圧す
るもので、切換弁３２を介して測定室シリンダ２３に空
気配管で接続されている。

【００５１】減圧機構（真空ポンプやアスピレータ等）
３１は、サンプリング時に測定室シリンダ２３内を減圧
してピストン２４を引き込むもので、切換弁３２を介し
て測定室シリンダ２３に接続されている。

【００５２】一方、１１、１２、１３、１４、１５は、
前記図５のマイクロ波式濃度計と同様に、それぞれ測定
室シリンダ２３に取り付けられたマイクロ波送信アンテ
ナ、マイクロ波受信アンテナ、マイクロ波発振器、パワ
ースプリッタ、位相差測定回路である。

【００５３】コントローラ３３は、本濃度計の動作シー
ケンスを制御するもので、圧力検出器２６、ピストン位
置検出器２７、２８、２９からの出力信号が入力され、
自動仕切弁２２、加圧圧力源３０、減圧機構３１、切換
弁３２、位相測定回路１５、および気泡影響補正演算器
３５に制御信号を与える。

【００５４】濃度演算器３４は、位相測定回路１５から
の出力信号を受けて、前述の検量線に基づいて濃度演算
を行なう。

【００５５】気泡影響補正演算器３５は、濃度演算器３
４、およびコントローラ３３からの出力信号を受けて、
気泡の影響分を補正して測定対象液の固形分等の混合物
質の濃度を演算して出力する。

【００５６】次に、以上のように構成した本実施の形態
のマイクロ波式濃度計の動作について、図２に示す状態
図を用いて説明する。

【００５７】（ａ）サンプリング工程（図２の（ａ）、
（ｂ）参照） コントローラ３３からの制御信号に基づいて、自動仕切
弁２２を開けて、減圧機構３１を動作させ、切換弁３２
も減圧機構３１側に切り換えて、ピストン２４を排出位
置から引き込んで、検出器配管２１を流れている測定対
象液を、測定室シリンダ２３内に採取した後に自動仕切
弁２２を閉じる。

【００５８】（ｂ）加圧・測定工程（図２の（Ｃ）参
照） コントローラ３３からの制御信号に基づいて、加圧圧力
源３０を動作させ、切換弁３２も加圧圧力源３０側に切
り換えて、ピストン２４を押し下げて測定室シリンダ２
３内に採取されている気泡を含む測定対象液を徐々に加
圧して行く。そして、加圧しながら、圧力検出器２６で
測定した測定室シリンダ２３内の圧力Ｐを測定して、そ
の信号をコントローラ３３に入力する。

【００５９】一方、マイクロ波による位相測定系も動作
させて、加圧しながら位相の測定を行ない、図４に示す
測定値Ｙを求める。

【００６０】すなわち、マイクロ波発振器１３からパワ
ースプリッタ１４を介して、測定室シリンダ２３に取り
付けられたマイクロ波送信アンテナ１１にマイクロ波を
供給し、マイクロ波送信アンテナ１１に対向配置された
マイクロ波受信アンテナ１２で、測定室シリンダ２３内
の測定対象液を透過してきたマイクロ波信号を受信し
て、その信号を位相差測定回路１５に送る第１の経路が
ある。

【００６１】また、マイクロ波発振器１３からのマイク
ロ波は、パワースプリッタ１４を介して直接位相差測定
回路１５に送られる第２の経路がある。

【００６２】そして、位相差測定回路１５にて、第１の
経路からのマイクロ波の、第２の経路からのマイクロ波
に対する位相遅れを求める。

【００６３】濃度演算器３４では、測定室シリンダ２３
内の測定対象液中を伝播してくるマイクロ波の位相遅れ
θ２と、あらかじめ測定室シリンダ２３内に基準流体
（例えば、濃度ゼロとみなせる水道水）を充填して測定
対象液と同じ条件で測定した時のマイクロ波の位相遅れ
θ１とを比較し、その位相差Δθ＝（θ２−θ１）から
図６に示すような検量線を用いて濃度演算し、図４に示
す測定値Ｙを求める。

【００６４】気泡影響補正演算器３５では、あらかじめ
定められた複数の所定圧力での濃度演算器３４からの測
定値Ｙに基づいて気泡の影響分の補正を行ない、測定対
象液の固形分の濃度を求めて出力する。

【００６５】例えば、圧力０．１ＭＰａと０．３ＭＰａ
と０．５ＭＰａの３つの圧力状態で測定するとして、そ
れぞれの圧力での測定値Ｙ１、Ｙ３、Ｙ５から、気泡の
影響分ｋＶ１を下記式から求める。

【００６６】ｋＶ１＝（Ｙ１−Ｙ３）／（２／３） ｋＶ１＝（Ｙ１−Ｙ５）／０．８ さらに、これらの値の平均値 ｋＶ１＝｛（（Ｙ１−Ｙ３）／（２／３））＋（（Ｙ１
−Ｙ５）／０．８）｝／２ を求め、この値を気泡の影響分としてＹ１の値から減じ
て、測定対象液の固形分等の混合物質の濃度に対応する
ＣＸを求めて、固形分等の混合物質の濃度として出力す
る。

【００６７】（ｃ）サンプル排出工程（図２の（ｄ）参
照） 加圧・測定工程終了後、コントローラ３３からの制御信
号に基づいて、自動仕切弁２２を開けて、加圧圧力源３
０を動作させ、切換弁３２も加圧圧力源３０側に切り換
えて、測定室シリンダ２３内のピストン２４を排出位置
まで押し下げて、測定室シリンダ２３内の測定対象液
を、検出器配管２１内の測定対象液の流れの中に排出す
る。その状態で、次のサンプリング工程まで待機する。

【００６８】上述したように、本実施の形態のマイクロ
波式濃度計では、互いに異なる複数の圧力状態で測定対
象液の濃度測定を行ない、この測定によって得られた複
数の測定値を用いて気泡の影響分を補正するようにして
いるので、気泡を大量に含む測定対象液に適用する場
合、気泡が測定値に及ぼす影響を補正して、固形分等の
混合物質の濃度の変化を正確に測定することが可能とな
る。

【００６９】また、互いに異なる複数の圧力状態を３種
類以上の圧力として測定対象液の測定を行ない、この測
定による最低圧力状態時の測定値と他の圧力状態での測
定値とから算出する気泡の影響分の補正値を平均化する
ようにしているので、より一層精度の高い補正を行なう
ことが可能となる。

【００７０】（第２の実施の形態）本実施の形態による
マイクロ波式濃度計は、前述した第１の実施の形態のマ
イクロ波式濃度計において、図４に示すように、時間の
経過と共に加圧圧力を上昇して行きながら連続的にマイ
クロ波式濃度計による測定対象液の濃度測定を行ない、
この測定値の微分値があらかじめ定められた所定値（例
えば、ゼロに近い所定値）以下になった場合に、その時
の測定値を気泡の影響を受けていない固形分等の混合物
質の濃度測定値として出力する機能を付加した構成とし
ている。

【００７１】次に、以上のように構成した本実施の形態
のマイクロ波式濃度計においては、前記第１の実施の形
態で説明した加圧・測定工程において、時間と共に加圧
圧力を上昇して行きながら連続的に測定値Ｙを求め、気
泡影響補正演算器３５において、図４に示すように、測
定値Ｙの圧力上昇時の微分値（ΔＹ／ΔＰ）を求め、そ
の値があらかじめ定められたゼロに近い所定値以下にな
ったなったら、その時の測定値を、気泡の影響を受けて
いない固形分等の混合物質の濃度測定値として出力す
る。

【００７２】すなわち、前記第１の実施の形態は、加圧
することによって新たに溶解する気泡量を計算上省略し
ても大きな誤差にならないほど大量の気泡が含まれてい
る場合に適用されるのに対して、本実施の形態は、加圧
によって溶解する気泡量を省略できない程度の気泡含有
量の場合に適用することができる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
波式濃度計によれば、測定対象液中に気泡が大量に含ま
れている場合でも、気泡が測定値に及ぼす影響を補正し
て、測定対象液中の固形分等の混合物質の濃度測定を正
確に行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるマイクロ波式濃度計の第１の実施
の形態を示す概要図。

【図２】同第１の実施の形態のマイクロ波式濃度計にお
ける動作工程を説明するための状態図。

【図３】本発明に適用する加圧方式を説明するための一
例を示す概念図。

【図４】本発明に適用する加圧方式における加圧圧力と
マイイクロ波式濃度計の測定値との関係の一例を示す特
性図。

【図５】従来のマイクロ波式濃度計の基本構成例を示す
概要図。

【図６】位相差Δθから濃度Ｘを求めるための検量線、
濃度Ｘ＝ａΔθ＋ｂを説明するための図。

【符号の説明】

１１…マイクロ波送信アンテナ、 １２…マイクロ波受信アンテナ、 １３…マイクロ波発振器、 １４…パワースプリッタ、 １５…位相差測定回路、 ２１…検出器配管、 ２２…自動仕切弁、 ２３…測定室シリンダ、 ２４…ピストン、 ２５…シール材、 ２６…圧力検出器、 ２７…ピストン位置検出器（サンプリング終了位置検出
用）、 ２８…ピストン位置検出器（加圧位置検出用）、 ２９…ピストン位置検出器（排出位置検出用）、 ３０…加圧圧力源、 ３１…減圧機構、 ３２…切換弁、 ３３…コントローラ、 ３４…濃度演算器、 ３５…気泡影響補正演算器。

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月４日（２０００．２．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に対応する発明は、測定対象液を流す検
出器配管と、この検出器配管に取付けられた測定室と、
この測定室を挟んで互いに対向配置されたマイクロ波送
信アンテナ及びマイクロ波受信アンテナと、このマイク
ロ波送信アンテナから送信されて前記測定室内の測定対
象液を伝搬して前記マイクロ波受信アンテナにて受信さ
れたマイクロ波の位相遅れθ２を測定出力する位相測定
回路と、この位相測定回路からの位相遅れθ２と、予め
前記測定室内の基準液体を充填して測定対象液と同じ条
件で測定した時のマイクロ波の位相遅れθ１とを比較
し、その位相差Δθ＝（θ２−θ１）から、前記測定対
象液の種類毎に対応する検量線Ｘ＝ａΔθ＋ｂに基づい
て、前記測定対象液の固形分の濃度Ｘを測定する濃度演
算器と、互いに異なる複数の圧力状態で夫々測定された
前記測定対象液の複数の濃度Ｙに基づき、前記濃度演算
器により測定された濃度Ｘにおける気泡の影響分を補正
し、得られた濃度測定値ＣＸを出力する気泡影響補正演
算器とを具備したマイクロ波式濃度計である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】また、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応するマイクロ波式濃度計において、前記気泡影
響補正演算器としては、予め３種類以上の圧力状態で前
記測定対象液の各濃度Ｙが測定されたときの当該測定に
よる最低圧力状態時の測定値と他の圧力状態での測定値
とから算出する気泡の影響分の補正値を平均化し、当該
平均化した補正値に基づいて、前記濃度演算器により測
定された濃度Ｘにおける気泡の影響分を補正し、得られ
た濃度測定値ＣＸを出力するマイクロ波式濃度計であ
る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】さらに、請求項３に対応する発明は、請求
項１に対応するマイクロ波式濃度計において、前記測定
室内を加圧する加圧手段を設け、前記気泡影響補正演算
器としては、前記加圧手段による前記測定室内の圧力上
昇と共に連続的に測定された前記測定対象液の濃度の測
定値からその微分値を求め、当該微分値が予め設定され
た値以下になった場合に、その時の測定値を濃度測定値
ＣＸとして出力するマイクロ波式濃度計である。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】また、例えば、測定対象液が流れている配
管の側部に測定室を設け、当該測定室に測定対象液の一
部を密閉した後に加圧することが好ましい。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】さらに、例えば、測定室をシリンダ状に構
成し、かつその内部を摺動するピストンによって測定室
を加圧することが好ましい。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象液をはさむ形でマイクロ波送信
   アンテナおよびマイクロ波受信アンテナを対向配置し、 前記マイクロ波送信アンテナからマイクロ波を基準液体
   に入射し、当該基準流体中を伝播して前記マイクロ波受
   信アンテナにて受信されたマイクロ波の位相遅れθ１を
   測定してメモリに記憶しておき、さらに前記マイクロ波
   送信アンテナからマイクロ波を前記測定対象液に入射
   し、当該測定対象液を伝播して前記マイクロ波受信アン
   テナにて受信されたマイクロ波の位相遅れθ２を測定し
   て、前記各位相遅れの位相差Δθ＝（θ２−θ１）を演
   算し、 前記測定対象液の種類毎に対応する検量線Ｘ＝ａΔθ＋
   ｂに基づいて、前記測定対象液の濃度Ｘを測定するマイ
   クロ波式濃度計において、 互いに異なる複数の圧力状態で前記測定対象液の濃度測
   定を行ない、当該測定により得られた複数の測定値を用
   いて気泡の影響分を補正して、前記測定対象液中の固形
   分等の混合物質の濃度を求めるようにしたことを特徴と
   するマイクロ波式濃度計。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載のマイクロ波式濃度
   計において、 前記互いに異なる複数の圧力状態を３種類以上の圧力と
   して前記測定対象液の濃度測定を行ない、当該測定によ
   る最低圧力状態時の測定値と他の圧力状態での測定値と
   から算出する気泡の影響分の補正値を平均化して、前記
   測定対象液中の固形分等の混合物質の濃度を求めるよう
   にしたことを特徴とするマイクロ波式濃度計。
3. 【請求項３】 前記請求項１に記載のマイクロ波式濃度
   計において、 時間の経過と共に加圧圧力を上昇して行きながら連続的
   に前記測定対象液の濃度測定を行ない、当該測定値の微
   分値があらかじめ定められた所定値以下になった場合
   に、その時の測定値を気泡の影響を受けていない固形分
   等の混合物質の濃度測定値として出力する手段を付加し
   て成ることを特徴とするマイクロ波式濃度計。
4. 【請求項４】 前記請求項１乃至請求項３のいずれか１
   項に記載のマイクロ波式濃度計において、 前記互いに異なる複数の圧力状態のうちのーつとして、
   大気圧（約０．１ＭＰａ）とするようにしたことを特徴
   とするマイクロ波式濃度計。
5. 【請求項５】 前記請求項１乃至請求項４のいずれか１
   項に記載のマイクロ波式濃度計において、 前記測定対象液が流れている配管の側部に測定室を設
   け、当該測定室に前記測定対象液の一部を採取して密閉
   した後に加圧するようにしたことを特徴とするマイクロ
   波式濃度計。
6. 【請求項６】 前記請求項５に記載のマイクロ波式濃度
   計において、 前記測定室をシリンダ状に構成し、かつその内部を摺動
   するピストンによって前記測定室を加圧するようにした
   ことを特徴とするマイクロ波式濃度計。