JPH01197635A - 流体屈折計およびこれを用いた流体密度計 - Google Patents
流体屈折計およびこれを用いた流体密度計Info
- Publication number
- JPH01197635A JPH01197635A JP2304488A JP2304488A JPH01197635A JP H01197635 A JPH01197635 A JP H01197635A JP 2304488 A JP2304488 A JP 2304488A JP 2304488 A JP2304488 A JP 2304488A JP H01197635 A JPH01197635 A JP H01197635A
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- Japan
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- sensor probe
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は液体や気体などの流体屈折計およびこれを用
いた流体密度計に関し、センサプローブを直接試料流体
内に浸漬することによって、試料流体のサンプリングを
行うことなく直接試料流体の屈折率および密度を常時オ
ンラインで計測できるようにしたものである。
いた流体密度計に関し、センサプローブを直接試料流体
内に浸漬することによって、試料流体のサンプリングを
行うことなく直接試料流体の屈折率および密度を常時オ
ンラインで計測できるようにしたものである。
［従来技術とその課題］
従来、流体たとえば液体の屈折率を測定する装置として
は、プリズムによる光の屈折角を測定するアツベ法、最
小偏角法のほか、試料の屈折率により変化した焦点距離
を測定するデュク・ド・ショルヌ法等の光の屈折法則に
基づく屈折率計が多く知られている。
は、プリズムによる光の屈折角を測定するアツベ法、最
小偏角法のほか、試料の屈折率により変化した焦点距離
を測定するデュク・ド・ショルヌ法等の光の屈折法則に
基づく屈折率計が多く知られている。
しかしながら、上記の液体屈折率計はいずれも試料の屈
折率を検出するセンサ部が他の機器と直接接続されてお
りセンサ部のみの分離が困難である。したがって、測定
時には試料液体をその都度サンプリングしなければなら
ないので、液体の屈折率を常時オンラインで計測するこ
とは不可能であった。
折率を検出するセンサ部が他の機器と直接接続されてお
りセンサ部のみの分離が困難である。したがって、測定
時には試料液体をその都度サンプリングしなければなら
ないので、液体の屈折率を常時オンラインで計測するこ
とは不可能であった。
また、試料液体から直接、密度を測定する場合には、さ
らにサンプリングが困難であり、液体の密度が屈折率に
より与えられることを利用したとしても、上述したよう
に液体の屈折率を常時オンラインで計測することが不可
能であるので、密度の常時オンライン計測もまた不可能
であった。
らにサンプリングが困難であり、液体の密度が屈折率に
より与えられることを利用したとしても、上述したよう
に液体の屈折率を常時オンラインで計測することが不可
能であるので、密度の常時オンライン計測もまた不可能
であった。
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、
センサプローブのみを直接試料流体内に浸漬して常時オ
ンラインで流体の屈折率を計測することができるような
流体屈折計およびこれを用いた流体密度計を提供するこ
とを目的としている。
センサプローブのみを直接試料流体内に浸漬して常時オ
ンラインで流体の屈折率を計測することができるような
流体屈折計およびこれを用いた流体密度計を提供するこ
とを目的としている。
［課題を解決するための手段］
この発明は、センサプローブの先端に流体を導く空隙を
設けて焦点基準板を配し、このセンサプローブ内に、測
定光を導波して焦点基準板を照明するライトガイドと上
記焦点基準板より反射する測定光を受光し導波するイメ
ージファイバとを収容し、かつ上記イメージファイバに
より導波された測定光を受けて焦点調節を行い、焦点調
整により移動した焦点基準板の移動距離を検出する検出
部と上記移動距離に基づいて流体の屈折率を算出する演
算部とを設けたことを解決手段とした。
設けて焦点基準板を配し、このセンサプローブ内に、測
定光を導波して焦点基準板を照明するライトガイドと上
記焦点基準板より反射する測定光を受光し導波するイメ
ージファイバとを収容し、かつ上記イメージファイバに
より導波された測定光を受けて焦点調節を行い、焦点調
整により移動した焦点基準板の移動距離を検出する検出
部と上記移動距離に基づいて流体の屈折率を算出する演
算部とを設けたことを解決手段とした。
また、本発明の流体密度計は、センサプローブの先端に
流体を導く空隙を設けて焦点基準板を配し、このセンサ
プローブ内に、測定光を導波して焦点基準板を照明する
ライトガイドと上記焦点基準板より反射する測定光を受
光し導波するイメージファイバとを収容し、かつ上記イ
メージファイバにより導波された測定光を受けて焦点調
節を行い、焦点調整により移動した焦点基準板の移動距
離を検出する検出部と上記移動距離に基づいて流体の屈
折率を算出し、この屈折率から試料流体の密度を算出す
る演算部を設けたことを解決手段とした。
流体を導く空隙を設けて焦点基準板を配し、このセンサ
プローブ内に、測定光を導波して焦点基準板を照明する
ライトガイドと上記焦点基準板より反射する測定光を受
光し導波するイメージファイバとを収容し、かつ上記イ
メージファイバにより導波された測定光を受けて焦点調
節を行い、焦点調整により移動した焦点基準板の移動距
離を検出する検出部と上記移動距離に基づいて流体の屈
折率を算出し、この屈折率から試料流体の密度を算出す
る演算部を設けたことを解決手段とした。
［作用 ］
センサプローブ内に測定光を導波するライトガイドと、
焦点基準板からの反射光を受光し導波するイメージファ
イバとか並列して収容されているので、測定時に流体の
サンプリングを行わずに、センサプローブのみを直接試
料流体内に浸漬することかできるので、常時オンライン
で流体の屈折率を計測することができる。
焦点基準板からの反射光を受光し導波するイメージファ
イバとか並列して収容されているので、測定時に流体の
サンプリングを行わずに、センサプローブのみを直接試
料流体内に浸漬することかできるので、常時オンライン
で流体の屈折率を計測することができる。
さらに、演算部で流体の屈折率から密度を演算算出でき
るようにしたので、常時オンラインで流体の密度を計測
することができる。
るようにしたので、常時オンラインで流体の密度を計測
することができる。
［実施例コ
以下、この発明の詳細な説明する。
第１図に、この発明を液体の屈折率を測定するために用
いた一実施例を示す。この液体屈折計は、焦点基準板と
センサプローブとの焦点距離が試料液体を介在すること
により変化することを利用して試料液体の屈折率を求め
るものであり、光の屈折法則に基づく透明物質の屈折率
測定法のデュク・ド・ショルヌ法を利用したものである
。
いた一実施例を示す。この液体屈折計は、焦点基準板と
センサプローブとの焦点距離が試料液体を介在すること
により変化することを利用して試料液体の屈折率を求め
るものであり、光の屈折法則に基づく透明物質の屈折率
測定法のデュク・ド・ショルヌ法を利用したものである
。
この液体屈折計は、一端に光源Ｉが取り付けられたライ
トガイド２および一端に検出部３と演算部４とが、他端
に対物レンズ８が取り付けられたイメージファイバ５を
収容したセンサプローブ６と、このセンサプローブ６の
先端に対面して設けられ、進退可能とされた焦点基準板
７とから大略構成されている。
トガイド２および一端に検出部３と演算部４とが、他端
に対物レンズ８が取り付けられたイメージファイバ５を
収容したセンサプローブ６と、このセンサプローブ６の
先端に対面して設けられ、進退可能とされた焦点基準板
７とから大略構成されている。
センサプローブ６は光源１からの測定光を導波するライ
トガイド２の一端部と、反射画像を集光する対物レンズ
８が取り付けられたイメージファイバ５の一端部とを束
ねたものであり、このライトガイド２とイメージファイ
バ５とは液化ガス等の極低温や外部応力等から保護する
ために、管状のステンレススチールなどからなる保護部
材内に収容されている。このライトガイド２には低損失
の光ファイバが用いられ、イメージファイバ５には、画
像イメージ伝送に適した多数のコア／クラッド型光ファ
イバを束ね、溶融一体化したものが使用される。さらに
、センサプローブ６内に収容されたライトガイド２とイ
メージファイバ５とは、センザブローブ６の保護部材を
延長してなる保護管１０内を導かれ、ライトガイド２の
他端には光源１が接続され、イメージファイバ５の他端
には検出部３と演算部４とが接続されている。
トガイド２の一端部と、反射画像を集光する対物レンズ
８が取り付けられたイメージファイバ５の一端部とを束
ねたものであり、このライトガイド２とイメージファイ
バ５とは液化ガス等の極低温や外部応力等から保護する
ために、管状のステンレススチールなどからなる保護部
材内に収容されている。このライトガイド２には低損失
の光ファイバが用いられ、イメージファイバ５には、画
像イメージ伝送に適した多数のコア／クラッド型光ファ
イバを束ね、溶融一体化したものが使用される。さらに
、センサプローブ６内に収容されたライトガイド２とイ
メージファイバ５とは、センザブローブ６の保護部材を
延長してなる保護管１０内を導かれ、ライトガイド２の
他端には光源１が接続され、イメージファイバ５の他端
には検出部３と演算部４とが接続されている。
上記光源！には、単色性の良好なナトリウムランプ、レ
ーザ、ＬＥＤ等が好適に用いられ、白色光等を使用する
場合には、単色フィルタによって単色光に分離して用い
ることか好ましく、測定光は光源Ｉからライトガイド２
によって、センサプローブ６まで導波され、焦点基準板
７を照明する。
ーザ、ＬＥＤ等が好適に用いられ、白色光等を使用する
場合には、単色フィルタによって単色光に分離して用い
ることか好ましく、測定光は光源Ｉからライトガイド２
によって、センサプローブ６まで導波され、焦点基準板
７を照明する。
この焦点基準板７は平滑な板体であり、その表面にはセ
ンサプローブ６との焦点距離が測定しやすいように文字
や罫線等が印されており、センサプローブ６と対面する
ように空隙を配して焦点調節機９に取り付けられている
。この焦点調節機９は焦点基準板７をセンサプローブ６
の長手軸方向に微移動させ、焦点基準板７とセンサプロ
ーブ６との空隙を任意に変化させる乙のである。
ンサプローブ６との焦点距離が測定しやすいように文字
や罫線等が印されており、センサプローブ６と対面する
ように空隙を配して焦点調節機９に取り付けられている
。この焦点調節機９は焦点基準板７をセンサプローブ６
の長手軸方向に微移動させ、焦点基準板７とセンサプロ
ーブ６との空隙を任意に変化させる乙のである。
また、焦点調節機９は、検出部３と接続されたコントロ
ーラ１１に接続されており、イメージファイバ２内を伝
送された画像の焦点を検出部３において合わせるように
コントローラＩ！により制御されている。
ーラ１１に接続されており、イメージファイバ２内を伝
送された画像の焦点を検出部３において合わせるように
コントローラＩ！により制御されている。
また、イメージファイバ５に接続された検出部３には、
画像モニタや画像認識システム装置等が内蔵されており
、イメージファイバ５により画像伝送された焦点基準板
７の画像の焦点が合うようにコントローラ１１に指示を
出し、焦点距離を合わせるために移動した焦点基準板７
の移動距離を検出するように構成されている。演算部４
には、検出部３で検出された焦点基準板７の移動距離は
電気信号に変換されたのち入力され、ここで光屈折の法
則式を用いて試料液体の屈折率が演算されるようになっ
ている。
画像モニタや画像認識システム装置等が内蔵されており
、イメージファイバ５により画像伝送された焦点基準板
７の画像の焦点が合うようにコントローラ１１に指示を
出し、焦点距離を合わせるために移動した焦点基準板７
の移動距離を検出するように構成されている。演算部４
には、検出部３で検出された焦点基準板７の移動距離は
電気信号に変換されたのち入力され、ここで光屈折の法
則式を用いて試料液体の屈折率が演算されるようになっ
ている。
このような構成の液体屈折計を用いて極低温の液化ガス
等の液体の屈折率を測定するには、まず大気中における
焦点基準板７とセンサプローブ６との焦点距離を求めた
後に、センサプローブ６を試料液体の液化ガス内に浸漬
する。次に、ランプを発光させ単色フィルタによって波
長を選択したのち、ライトガイド２によって焦点基準板
７を照明する。焦点基準板７の画像イメージはセンサプ
ローブ６の先端部に取り付けられた対物レンズ８で集光
され、イメージファイバ５により検出部３まで伝送され
る。検出部３に伝送された焦点基準板７の画像イメージ
は試料液体が介在することにより、焦点がずれているの
で、焦点が合うように検出部３からコントローラ１１に
指示が出され、この指示にしたがって焦点調節機９に取
り付けられた焦点基準板７が移動して、センサプローブ
６と焦点基準板７との焦点距離が決められる。この焦点
距離は検出部３で検出されたのち、焦点調節機９に接続
されたコントローラ１１により調節され、先に測定した
大気中の焦点距離との比が検出される。この焦点距離の
比は検出部３内で電気信号に変換されたのち演算部４に
送信され、そこで下記の式（１）を用いて演算され、試
料液体の屈折率ｎを求めることができる。
等の液体の屈折率を測定するには、まず大気中における
焦点基準板７とセンサプローブ６との焦点距離を求めた
後に、センサプローブ６を試料液体の液化ガス内に浸漬
する。次に、ランプを発光させ単色フィルタによって波
長を選択したのち、ライトガイド２によって焦点基準板
７を照明する。焦点基準板７の画像イメージはセンサプ
ローブ６の先端部に取り付けられた対物レンズ８で集光
され、イメージファイバ５により検出部３まで伝送され
る。検出部３に伝送された焦点基準板７の画像イメージ
は試料液体が介在することにより、焦点がずれているの
で、焦点が合うように検出部３からコントローラ１１に
指示が出され、この指示にしたがって焦点調節機９に取
り付けられた焦点基準板７が移動して、センサプローブ
６と焦点基準板７との焦点距離が決められる。この焦点
距離は検出部３で検出されたのち、焦点調節機９に接続
されたコントローラ１１により調節され、先に測定した
大気中の焦点距離との比が検出される。この焦点距離の
比は検出部３内で電気信号に変換されたのち演算部４に
送信され、そこで下記の式（１）を用いて演算され、試
料液体の屈折率ｎを求めることができる。
ｎ＝ Ｘ ＋／ Ｘ ２・・・（１）
ここで、Ｘｌ：大気中（ｎ＝１．０）での焦点距離、Ｘ
、：試料液体中での焦点距離。
、：試料液体中での焦点距離。
また、第２発明の液体密度計では、上記液体屈折計によ
って計測された試料液体の屈折率ｎを用いて、上述の演
算部４でローレンツ・ローレンツの式（２）を用いて、
液体に固有の比屈折率差をｒとし、試料液体の密度ρを
演算することができる。
って計測された試料液体の屈折率ｎを用いて、上述の演
算部４でローレンツ・ローレンツの式（２）を用いて、
液体に固有の比屈折率差をｒとし、試料液体の密度ρを
演算することができる。
ρ−（ｎ２−１ ）／ ｒ（ｎ’＋ ２ ）・・・（２
）以上、実施例においては、液体の屈折率および密度を
測定する場合について説明したが、気体の屈折率や密度
の測定にも同様に適用できる。
）以上、実施例においては、液体の屈折率および密度を
測定する場合について説明したが、気体の屈折率や密度
の測定にも同様に適用できる。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明の流体屈折計は、センザブ
ローブの先端に流体を導く空隙を設けて焦点基準板を配
し、このセンザブローブ内に、測定光を導波して焦点基
準板を照明するライトガイドと上記焦点基準板より反射
する測定光を受光し導波するイメージファイバとを収容
し、かつ上記イメージファイバにより導波された測定光
を受けて焦点調節を行い、焦点調整により移動した焦点
基準板の移動距離を検出する検出部と上記移動距離に基
づいて流体の屈折率を算出する演′ａ、部とを設けたも
のであるので、センサプローブのみを直接試料流体内に
浸漬することが可能となる。
ローブの先端に流体を導く空隙を設けて焦点基準板を配
し、このセンザブローブ内に、測定光を導波して焦点基
準板を照明するライトガイドと上記焦点基準板より反射
する測定光を受光し導波するイメージファイバとを収容
し、かつ上記イメージファイバにより導波された測定光
を受けて焦点調節を行い、焦点調整により移動した焦点
基準板の移動距離を検出する検出部と上記移動距離に基
づいて流体の屈折率を算出する演′ａ、部とを設けたも
のであるので、センサプローブのみを直接試料流体内に
浸漬することが可能となる。
したがって、測定時に流体のサンプリングを行わずに、
直接試料流体内にセンサプローブを浸漬することができ
るので、通常サンプリングの不可能な液化ガス等の極低
温液体の屈折率測定等を常時オンラインで計測すること
ができる。
直接試料流体内にセンサプローブを浸漬することができ
るので、通常サンプリングの不可能な液化ガス等の極低
温液体の屈折率測定等を常時オンラインで計測すること
ができる。
また、この発明の流体密度計では、計測された試料流体
の屈折率を用いて試料流体の密度を演算部にて算出する
ことができるので、密度を常時オンラインで計測するこ
とが可能となり、液化ガス等の製造および品質管理等に
有用である。
の屈折率を用いて試料流体の密度を演算部にて算出する
ことができるので、密度を常時オンラインで計測するこ
とが可能となり、液化ガス等の製造および品質管理等に
有用である。
第１図は本発明の液体屈折計およびこれを用いた液体密
度計の実施例の一例を示した概略構成図である。 Ｉ・・・光源、 ２・・・ライトガイド、 ３・・・検出部、 ４・・・演算部、 ５・・・イメージファイバ、 ６・・・センサプローブ、 ７・・・焦点基準板。
度計の実施例の一例を示した概略構成図である。 Ｉ・・・光源、 ２・・・ライトガイド、 ３・・・検出部、 ４・・・演算部、 ５・・・イメージファイバ、 ６・・・センサプローブ、 ７・・・焦点基準板。
Claims (2)
- （１）センサプローブの先端に流体を導く空隙を設けて
焦点基準板を配し、このセンサプローブ内に、測定光を
導波して焦点基準板を照明するライトガイドと上記焦点
基準板より反射する測定光を受光し導波するイメージフ
ァイバとを収容し、かつ上記イメージファイバにより導
波された測定光を受けて焦点調節を行い、焦点調整によ
り移動した焦点基準板の移動距離を検出する検出部と上
記移動距離に基づいて流体の屈折率を算出する演算部と
を設けたことを特徴とする流体屈折計。 - （２）センサプローブの先端に流体を導く空隙を設けて
焦点基準板を配し、このセンサプローブ内に、測定光を
導波して焦点基準板を照明するライトガイドと上記焦点
基準板より反射する測定光を受光し導波するイメージフ
ァイバとを収容し、かつ上記イメージファイバにより導
波された測定光を受けて焦点調節を行い、焦点調整によ
り移動した焦点基準板の移動距離を検出する検出部と上
記移動距離に基づいて流体の屈折率を算出し、この屈折
率から試料流体の密度を算出する演算部を設けたことを
特徴とする流体密度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63023044A JPH0652239B2 (ja) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | 流体屈折計およびこれを用いた流体密度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63023044A JPH0652239B2 (ja) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | 流体屈折計およびこれを用いた流体密度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197635A true JPH01197635A (ja) | 1989-08-09 |
| JPH0652239B2 JPH0652239B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=12099455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63023044A Expired - Lifetime JPH0652239B2 (ja) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | 流体屈折計およびこれを用いた流体密度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652239B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4936432A (ja) * | 1972-11-21 | 1974-04-04 |
-
1988
- 1988-02-03 JP JP63023044A patent/JPH0652239B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4936432A (ja) * | 1972-11-21 | 1974-04-04 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0652239B2 (ja) | 1994-07-06 |
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