JPH04318455A - 超音波濃度測定装置 - Google Patents
超音波濃度測定装置Info
- Publication number
- JPH04318455A JPH04318455A JP3111200A JP11120091A JPH04318455A JP H04318455 A JPH04318455 A JP H04318455A JP 3111200 A JP3111200 A JP 3111200A JP 11120091 A JP11120091 A JP 11120091A JP H04318455 A JPH04318455 A JP H04318455A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concentration
- transducer
- receiver
- ultrasonic
- reflector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02809—Concentration of a compound, e.g. measured by a surface mass change
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波の伝搬減衰量を
測定することにより汚泥等の濃度を測定する装置に関す
る。
測定することにより汚泥等の濃度を測定する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】汚泥等の中を伝搬する超音波は汚泥等の
濃度が高い程伝搬中の減衰も大きくなる。即ち、減衰量
は濃度の関数となる。従って、予め濃度と減衰量の相関
関係を調べて置けば、減衰量を測定することにより濃度
を知ることができる。
濃度が高い程伝搬中の減衰も大きくなる。即ち、減衰量
は濃度の関数となる。従って、予め濃度と減衰量の相関
関係を調べて置けば、減衰量を測定することにより濃度
を知ることができる。
【０００３】このように濃度を測定するシステムとして
は、従来は図３に示すように、測定すべき汚泥等３の中
に超音波の送波器６と受波器７を対向させて設け、送波
器６へは送信器４から超音波周波の電気信号を印加して
超音波を汚泥等３の中へ送波し、受波器７は汚泥中を伝
搬して来た超音波を受波し、これを超音波電気信号に変
換して受信器５へ送る。
は、従来は図３に示すように、測定すべき汚泥等３の中
に超音波の送波器６と受波器７を対向させて設け、送波
器６へは送信器４から超音波周波の電気信号を印加して
超音波を汚泥等３の中へ送波し、受波器７は汚泥中を伝
搬して来た超音波を受波し、これを超音波電気信号に変
換して受信器５へ送る。
【０００４】受信器５では入力された信号のレベルを必
要なレベルまで増幅した後予め設定されている基準レベ
ルと比較して、これを濃度に換算したうえ濃度指示信号
として出力する。
要なレベルまで増幅した後予め設定されている基準レベ
ルと比較して、これを濃度に換算したうえ濃度指示信号
として出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシステムでは、長い時間の経過とともに、送信器４
の送信出力が変化したり、送波器６や受波器７の感度（
変換効率）が変化したり、或いは受信器５の増幅度が変
化すると濃度指示信号に変換する前に信号レベルが変化
してしまい、汚泥等３の濃度が変化していなくとも、恰
も濃度が変化したかの如き濃度指示信号が出力されてし
まい、正確な濃度が測定できなくなってしまうという問
題があった。
来のシステムでは、長い時間の経過とともに、送信器４
の送信出力が変化したり、送波器６や受波器７の感度（
変換効率）が変化したり、或いは受信器５の増幅度が変
化すると濃度指示信号に変換する前に信号レベルが変化
してしまい、汚泥等３の濃度が変化していなくとも、恰
も濃度が変化したかの如き濃度指示信号が出力されてし
まい、正確な濃度が測定できなくなってしまうという問
題があった。
【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑みて、送信器の出力や、送波器、受波器の感度や受信
器の増幅度が変動してもその変動の影響を受けることな
く濃度の測定を行うことのできる濃度測定装置を提供す
ることにある。
鑑みて、送信器の出力や、送波器、受波器の感度や受信
器の増幅度が変動してもその変動の影響を受けることな
く濃度の測定を行うことのできる濃度測定装置を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次の手段構成を有する。即ち、本発明の
超音波濃度測定装置は、パルス状の超音波周波信号を出
力する送信器と； 時間差をもって入力する信号間の
強度の比を算出し得る受信器と；送信器からの超音波周
波信号を超音波に変換して送波するとともに、受波され
た超音波を超音波周波電気信号に変換し受信器へ送る送
受波器と； 該送受波器に対して同じ方向で音波伝搬
距離の異なる位置に設置される複数の反射体と；から構
成されることを特徴とする超音波濃度測定装置である。
達成するために次の手段構成を有する。即ち、本発明の
超音波濃度測定装置は、パルス状の超音波周波信号を出
力する送信器と； 時間差をもって入力する信号間の
強度の比を算出し得る受信器と；送信器からの超音波周
波信号を超音波に変換して送波するとともに、受波され
た超音波を超音波周波電気信号に変換し受信器へ送る送
受波器と； 該送受波器に対して同じ方向で音波伝搬
距離の異なる位置に設置される複数の反射体と；から構
成されることを特徴とする超音波濃度測定装置である。
【０００８】
【作用】以下、本発明の濃度測定装置の作用を説明する
。今、説明を簡単にするために、送受波器に対して同じ
方向に距離を違えて２個の反射体がある場合について説
明する。
。今、説明を簡単にするために、送受波器に対して同じ
方向に距離を違えて２個の反射体がある場合について説
明する。
【０００９】送受波器に近い方の反射体をＡ、遠い方の
反射体をＢとし、送受波器からの距離をそれぞれｌＡ
，ｌＢ 、反射断面積をそれぞれぞれσＡ ，σＢ 、
反射係数をηＡ ，ηＢ とし、送受波器から送波され
る音響パワーをＰｔ 、送受波器の変換効率をη、単位
距離ｌ０ だけ伝搬した場合の減衰量（減衰係数）をα
（〈１）、受信器の増幅度をＧとし、反射体Ａからの反
射による信号の受信増幅後における出力をＥＡ 、同様
に反射体Ｂからの反射による信号の受信増幅後における
出力をＥＢとして、送信器からパルス状の超音波周波信
号を出力すると、距離２ｌＡ を伝搬するに要する時間
経過した時点で、次の数式１で表される出力ＥＡ が得
られる。但し、Ｋは比例定数である。
反射体をＢとし、送受波器からの距離をそれぞれｌＡ
，ｌＢ 、反射断面積をそれぞれぞれσＡ ，σＢ 、
反射係数をηＡ ，ηＢ とし、送受波器から送波され
る音響パワーをＰｔ 、送受波器の変換効率をη、単位
距離ｌ０ だけ伝搬した場合の減衰量（減衰係数）をα
（〈１）、受信器の増幅度をＧとし、反射体Ａからの反
射による信号の受信増幅後における出力をＥＡ 、同様
に反射体Ｂからの反射による信号の受信増幅後における
出力をＥＢとして、送信器からパルス状の超音波周波信
号を出力すると、距離２ｌＡ を伝搬するに要する時間
経過した時点で、次の数式１で表される出力ＥＡ が得
られる。但し、Ｋは比例定数である。
【００１０】
【数１】
【００１１】更にこの後、距離ｌＢ とｌＡ の差の２
倍の距離を伝搬するに要する時間経過した時点で、次の
数式２で表される出力ＥＢ が得られる。
倍の距離を伝搬するに要する時間経過した時点で、次の
数式２で表される出力ＥＢ が得られる。
【００１２】
【数２】
【００１３】本発明の受信器は、このように時間差をも
って入力する信号間の比を求めるので、数式１と数式２
の比Ｒをとると、数式３のようになる。
って入力する信号間の比を求めるので、数式１と数式２
の比Ｒをとると、数式３のようになる。
【００１４】
【数３】
【００１５】そこで数式３を見ると、Ｋ、Ｐｔ 、η２
、Ｇがすべて消えており、これらの値が変化しても比
Ｒの値に影響を与えないことが分かる。また、残るσＡ
、σＢ 、ηＡ 、ηＢ は、反射体の物理的構造に
よって固定的に定まるものであるから、用いる反射体が
決まれば、固定的に決まるものであり反射体を変更しな
い限り、経時変化や経年変化はしない性質のものである
。
、Ｇがすべて消えており、これらの値が変化しても比
Ｒの値に影響を与えないことが分かる。また、残るσＡ
、σＢ 、ηＡ 、ηＢ は、反射体の物理的構造に
よって固定的に定まるものであるから、用いる反射体が
決まれば、固定的に決まるものであり反射体を変更しな
い限り、経時変化や経年変化はしない性質のものである
。
【００１６】また、ｌ０ は単位距離で固定値であるし
、ｌＡ ，ｌＢ も送受波器および反射体Ａ，Ｂを固定
的に設置すれば変化しない固定値となる。結局、数式３
の比Ｒは単位距離当りの減衰量αの変化によってのみ変
化する関数として表される。
、ｌＡ ，ｌＢ も送受波器および反射体Ａ，Ｂを固定
的に設置すれば変化しない固定値となる。結局、数式３
の比Ｒは単位距離当りの減衰量αの変化によってのみ変
化する関数として表される。
【００１７】ところで、従来の技術で述べたように、減
衰量αは汚泥等の濃度の関数であるから、減衰量と濃度
との関係を実験等により予め把握しておけば、比Ｒを知
ることにより濃度を知ることができることとなる。
衰量αは汚泥等の濃度の関数であるから、減衰量と濃度
との関係を実験等により予め把握しておけば、比Ｒを知
ることにより濃度を知ることができることとなる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明装置の実施例を図面を参照して
説明する。図１は実施例の構成を示す図である。１は送
受信器で、手段構成にいう送信器と受信器を併せた構成
となっている。送受波器２は送受信器１からの超音波周
波信号を超音波に変換して反射体Ａおよび同Ｂへ向けて
送波するとともに、反射体Ａおよび同Ｂから反射されて
返って来た超音波を電気信号に変換して送受信器１へ送
る。
説明する。図１は実施例の構成を示す図である。１は送
受信器で、手段構成にいう送信器と受信器を併せた構成
となっている。送受波器２は送受信器１からの超音波周
波信号を超音波に変換して反射体Ａおよび同Ｂへ向けて
送波するとともに、反射体Ａおよび同Ｂから反射されて
返って来た超音波を電気信号に変換して送受信器１へ送
る。
【００１９】この関係を示すと図２のようになる。図２
の（ａ）の左端の波形は送信波であり、この信号を送波
したのち、超音波の伝搬速度と距離ｌＡ によって定ま
る時間を経過した後、反射体Ａからの反射波が受波され
る。同様に超音波の伝搬速度と距離ｌＢ によって定ま
る時間を経過した後、反射体Ｂからの反射波が受波され
る。
の（ａ）の左端の波形は送信波であり、この信号を送波
したのち、超音波の伝搬速度と距離ｌＡ によって定ま
る時間を経過した後、反射体Ａからの反射波が受波され
る。同様に超音波の伝搬速度と距離ｌＢ によって定ま
る時間を経過した後、反射体Ｂからの反射波が受波され
る。
【００２０】受波された超音波による電気信号を送受信
器１で増幅検波した後の波形が図２の（ｂ）である。反
射体Ａからの反射による信号はＥＡ として現れ、反射
体Ｂからの反射による信号はＥＢ として現れる。送受
信器１ではこのＥＡ とＥＢ との比を算出して、これ
より数式３から汚泥等の単位距離当りの減衰量αを求め
、この減衰量αからこれに対応する濃度を引き出して濃
度指示信号として出力する。
器１で増幅検波した後の波形が図２の（ｂ）である。反
射体Ａからの反射による信号はＥＡ として現れ、反射
体Ｂからの反射による信号はＥＢ として現れる。送受
信器１ではこのＥＡ とＥＢ との比を算出して、これ
より数式３から汚泥等の単位距離当りの減衰量αを求め
、この減衰量αからこれに対応する濃度を引き出して濃
度指示信号として出力する。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の濃度測定
装置は、送受波器に対して同じ方向で距離を異にする複
数の反射体から反射されて来る超音波を受波し、増幅検
波した出力の比を算出することにより汚泥等の単位距離
当りの減衰量を求め、この減衰量に対応する濃度を指示
させるようにしたので送信出力や送受波器の変換効率や
受信増幅度の経時変化、経年変化等の変動に影響される
ことなく正確な濃度を測定することができるという利点
がある。
装置は、送受波器に対して同じ方向で距離を異にする複
数の反射体から反射されて来る超音波を受波し、増幅検
波した出力の比を算出することにより汚泥等の単位距離
当りの減衰量を求め、この減衰量に対応する濃度を指示
させるようにしたので送信出力や送受波器の変換効率や
受信増幅度の経時変化、経年変化等の変動に影響される
ことなく正確な濃度を測定することができるという利点
がある。
【図１】本発明の実施例装置の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】本発明装置における送信波・受信波および送受
信器で増幅検波された後の波形を示す図である。
信器で増幅検波された後の波形を示す図である。
【図３】超音波を用いた従来の濃度測定装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
１ 送受信器
２ 送受波器
３ 汚泥等
４ 送信器
５ 受信器
６ 送波器
７ 受波器
Ａ 反射体
Ｂ 反射体
Claims (1)
- 【請求項１】 パルス状の超音波周波信号を出力する
送信器と； 時間差をもって入力する信号間の強度の
比を算出し得る受信器と； 送信器からの超音波周波
信号を超音波に変換して送波するとともに、受波された
超音波を超音波周波電気信号に変換し受信器へ送る送受
波器と； 該送受波器に対して同じ方向で音波伝搬距
離の異なる位置に設置される複数の反射体と； から
構成されることを特徴とする超音波濃度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3111200A JPH04318455A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 超音波濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3111200A JPH04318455A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 超音波濃度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318455A true JPH04318455A (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=14555043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3111200A Pending JPH04318455A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 超音波濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04318455A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009539111A (ja) * | 2006-06-01 | 2009-11-12 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | マーキング液を監視する装置及び方法 |
| CN101858771A (zh) * | 2010-05-18 | 2010-10-13 | 周雷 | 混合层的检测方法和装置 |
| CN108693091A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-23 | 无锡厚发自动化设备有限公司 | 一种基于云平台的污泥浓度监控系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5034289A (ja) * | 1973-07-26 | 1975-04-02 | ||
| JPS5194295A (ja) * | 1975-02-17 | 1976-08-18 |
-
1991
- 1991-04-16 JP JP3111200A patent/JPH04318455A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5034289A (ja) * | 1973-07-26 | 1975-04-02 | ||
| JPS5194295A (ja) * | 1975-02-17 | 1976-08-18 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009539111A (ja) * | 2006-06-01 | 2009-11-12 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | マーキング液を監視する装置及び方法 |
| EP2021877B1 (en) * | 2006-06-01 | 2019-03-20 | Hewlett-Packard Development Company, Jl.P. | Apparatus and method for monitoring marking liquid |
| CN101858771A (zh) * | 2010-05-18 | 2010-10-13 | 周雷 | 混合层的检测方法和装置 |
| CN108693091A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-23 | 无锡厚发自动化设备有限公司 | 一种基于云平台的污泥浓度监控系统 |
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