JPH0458900B2 - - Google Patents
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Description
［産業上の利用分野］
本発明は、液体品質モニタ、特に発電所のボイ
ラ復水のためのモニタに関する。 ［従来の技術］ ボイラ供給水に混入する油の主な油源は、シー
リング部分からのタービン潤滑油である。５００
MW化石燃焼装置において、0.50ppmの油（濃
度）レベルが容認される最大値である。油レベル
が高いと、復水ポリツシングプラント、給水加熱
器の汚染によりコスト的な不利が生じ、またボイ
ラ管故障の危険性が増すことも考えられる。 本発明の出願人による英国特許第2105028号明
細書において、そのようなボイラ復水に使用され
る基本的な水中油モニタが開示されているが、本
発明は特に低油濃度たとえば０乃至2ppmのボイ
ラ復水のモニタに関するものである。 ［問題点を解決するための手段およびその作用］ 本発明にかかる液体品質モニタは、モニタされ
る液体が通つて流れることのできるセルと、 上記セルの一側面に設置された光源と、 上記光源から出て上記セルを横切るように向け
られた光ビーム出力に対してそれぞれの角度に設
置され、モニタされる液体が上記セル内を流れた
際にその液体中の混入物から散乱される光を検出
し、そしてそれぞれ対応する検出器出力を与える
検出器と、 上記セルを清浄な液体で洗い流し（フラツシユ
し）、そのバツクグラウンド光レベルに対応する
検出器出力を得て、そしてオフセツト電圧を与え
る手段と、 上記オフセツト電圧を、上記モニタされる液体
と清浄な液体の間の温度差に応じて補償する手段
と、 始めに述べた検出器出力と上記補償されたオフ
セツト電圧とから、上記混入物のレベルを計算す
る処理手段とを備えている。 ［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。 本発明のモニタは、第１図および第２図に概略
を示したような多角度分散セルを使用している。 このモニタは、細いビームのLED（発光ダイオ
ード）からのパルス化された近赤外光たとえば
900nmの光の、懸濁物中の油滴による散乱を利用
する。この代わりに他の光源、たとえば半導体レ
ーザおよび／又は光フアイバを使用してもよい。 前記出願の明細書において記述したように、
LED１から出て前方へ散乱される光は、種々の
セル角度において、複数のフオトダイオード２に
よつて検出される。各フオトダイオード２は、直
接各ACプリアンプリフアイヤ３（第２図には１
つのみが示されている）に結合している。プリア
ンプリフアイヤ３およびフオトダイオード２は、
ハウジング５内のセル４に設置されている。各プ
リアンプリフアイヤ３は電位差計を有しており、
これにより、各チヤネル利得は校正の際に調整さ
れる。増幅されたフオトダイオード信号は、増幅
され、デジタル化され、処理されて、油濃度読取
りを与える。水中の微粒子たとえばさびによる影
響は除去されることができる、又はその信号を微
粒子の含量読取りのために処理することができ
る。各プリアンプリフアイヤ３に関係して、各主
増幅器段６（１つのみ図示）が設けられている。
この主増幅器段６は、AC利得を有する増幅器７、
位相検出器８、および可変DCオフセツト１０を
伴うDC利得増幅器９から構成され、その出力は、
処理手段たとえばマイクロプロセツサ（図示せ
ず）に与えられる。清浄な水を用いても、セルに
おいてはその壁および窓から、いくらかの散乱光
が生じる。これによりオフセツト値が生じ、その
値はD.C.増幅段中のDCオフセツト１０で調整さ
れる。隔壁１１がセル４を横切つて延びており、
光が直接フオトダイオード２に当たらないように
している。セル４を横切るつて直接送られてくる
光は、直接検出器（フオトダイオード）１２によ
つて測定され、自動利得制御回路においてLED
の駆動を維持し、したがつて照射を一定に維持す
るために使用される。 次に、各検出器（第１図のフオトダイオード
２）から得られる検出出力に基づいて、モニタさ
れる水中の混入物濃度を算出する方法を説明す
る。ここで、各検出器（以下検出器２1および２2
とする）が直接検出器（第１図のフオトダイオー
ド１２）となす角度をθ1およびθ2とする。 まず、モニタされる水が混入物として油のみを
含み固体混入物を含まない場合は、式(1)および(2)
が成立する。 Iθ1Oil＝Kθ1Oil×COil (1) Iθ2Oil＝Kθ2Oil×COil (2) 式(1)および(2)中、Iθ1OilおよびIθ2Oilは検出器２
1
および検出器２2の検出出力、Kθ1OilおよびKθ2Oil
は角度θ1およびθ2によつて定まる油に関する定
数、COilはモニタされる水中の油の濃度である。 また、モニタされる水が油は含まず固体混入物
のみを含む場合には、式(3)および(4)が成立する。 Iθ1Spl＝Kθ1Spl×CSpl (3) Iθ2Spl＝Kθ2Spl×CSpl (4) 式(3)および(4)中、Iθ1SplおよびIθ2Splは検出器２
1
および検出器２2の検出出力、Kθ1SplおよびKθ2Spl
は角度θ1およびθ2によつて定まる固体に関する定
数であり、CSplはモニタされる水中の固体の濃度
である。 そして、水が油および固体の両方を含む場合
は、式(5)および(6)が成立する。 Iθ1Tpt.＝Iθ1Oil＋Iθ1Spl (5) Iθ2Tpt.＝Iθ2Oil＋Iθ2Spl (6) 式(5)および(6)中、Iθ1Tpt.およびIθ2Tpt.はそれぞ
れ
検出器２1および検出器２2の検出出力を表わす。 式(1)〜(4)を式(5)および(6)に代入すると、次の式
(7)および(8)が得られる。 Iθ1Tpt.＝Kθ1Oil×COil＋Kθ1Spl×CSpl (7) Iθ2Tpt.＝Kθ2Oil×COil＋Kθ2Spl×CSpl (8) そして、式(8)にKθ1Spl／Kθ2Splをかけたものを
式(7)から引けば、油濃度COilを求める式(9)が導か
れる。同様にして、式(7)および(8)から固体混入物
の濃度CSplを求める式(10)が導かれる。 COil＝Kθ2Spl・Iθ1Tpt−Kθ1Spl・Iθ2Tpt／Kθ1Oi
l・Kθ2Spl−Kθ1Spl・Kθ2Oil(9) CSpl＝Kθ2Oil・Iθ1Tpt−Kθ1Oil・Iθ2Tpt／Kθ1Sp
l・Kθ2Oil−Kθ1Oil・Kθ2Spl.(10) したがつて、各検出器の検出出力を測定すれば
式(9)および(10)にしたがつて水中の油濃度および固
体の濃度を算出することができる。 セル４は、第３図の配管図に示されているよう
にして、モニタ全体に含まれる。このモニタに
は、使用時は、２つの給水が結合する。１つはモ
ニタされる水で、サンプル入口に結合し、他は清
浄水供給本管で、これはフラツシユ入口に結合し
ている。この本管から供給される清浄水はモニタ
をフラツシユし、校正用の給水を与えるのに使用
される。供給水の選択は、入口電磁弁１３、たと
えば作動時にフラツシユ給水を選択するような弁
によつて行なわれる。給水は、ポンプ１５および
“サンプル入口”弁１６を含む管１４を介して、
セル４に結合している。ポンプの入口圧Ｐ１およ
び出口圧Pdは、１７および１８においてモニタ
される。セル出力圧Poは１９にてモニタされる。
弁２０ａおよび２０ｂは弁１６とともに、サンプ
ル給水が、校正された量の微粒子又は油が注入ポ
ンプ２１によつて流れに注入される地点を通り過
ぎて流れることができるようにしている。これ
は、その流れのバルク流速に関係なく、ある一定
の混入物濃度を維持する。この注入地点は、管２
２によつて示したようにポンプ１５の手前に切り
換えることもできる。濃度を簡単に一定に保つた
めに、タービン流量計２３がセル４の後に設置さ
れており、この流量計２３の出力から得られる制
御信号は、制御のため注入ポンプ２１にフイード
バツクされる。 セルの窓を洗うため、モニタには、窓洗浄電磁
弁２４を含む窓洗浄システムが設けられている。
オリフイス板が、セル４につながる管の２５のと
ころすなわち窓洗浄システムへの管の後に挿入さ
れている。これは窓洗浄管中の水とサンプル流と
の間に圧力降下を与えるので、窓洗浄電磁弁２４
弁を開くと、バルク流より高速のサンプル水が光
学窓の上を流れ、清浄性を保つ。 排出弁２６は、正常な操作時においては部分的
に閉じて、システムに背圧を与えて、キヤビテー
シヨンを防ぎ、混入した空気を溶解させている。
空気泡は、光を散乱されて誤つた読取りを与え
る。出力電磁弁２７は、サンプル流が来たとき、
これを排水するか、ボイラ復水装置内を再循環さ
せるか、又はこの水からサンプルを採るかを決定
する。校正用の微粒子がボイラ復水装置に戻るの
を防ぐために、ソフトウエアを次のように構成す
る。すなわちこのソフトウエアは、入力電磁弁１
３が「フラツシユ」を選択したときは弁２７が
「排水」を選択するように、そして入力弁１３が
「サンプル」を選択したときは、「再循環」を選択
するように構成する。弁１６，１９，２０および
２６は、手動で操作される弁である。ポンプ１５
は遠心ポンプでもよく、窓洗浄の圧力のためのヘ
ツド、フラツシユ中の高流速を与え、また大きい
油粒をある程度乳化させる働きをする。たとえば
上記ソフトウエアは、このポンプ１５が作動する
のは“フラツシユ”、“窓洗浄”の間又は散乱光レ
ベルが所定の限界値を越えた場合にのみ、となる
ように構成することもできる。後者の特徴はサン
プリング中、このポンプ１５をいつでも作動さ
せ、そして存在するかもしれない大きい油粒を乳
化させることに含まれる。もしサンプルをモニタ
を通して流させる充分なヘツドがあれば、ポンプ
１５は必要ない。しかし散乱信号がある限界値を
越えた場合、ポンプはサンプルをさらに乳化させ
るために作動し、校正にしたがつて信号レベルを
増加させる。このような構成はポンプの寿命を長
くし、サンプルが再循環システムに戻されるより
も捨てられるような装置のためのサンプル処理量
を減らすことができる。 モニタは、さらにフオトダイオードの近くに温
度センサを備えている。これによりオフセツト電
圧（清浄水による散乱光レベルすなわちバツクグ
ラウンド散乱光レベル）を、温度変化に応じて補
償することができる。フラツシユ給水（清浄水）
の温度がサンプルの温度と非常に異なる時、油又
は微粒子混入量の計算値に誤りが生じる。そのよ
うな温度補償のためのソフトウエアを以下に説明
する。この演算は、ルーチン校正の間に生じる利
得変化がその演算を変える必要のないようになつ
ている。従つてこれはプリアンプリフアイヤから
独立している。これがオフセツトの温度依存の工
場における校正を可能にし、これはその後変化さ
せる必要がない。温度依存はLED、光検出器か
ら、又はセル自身の幾何的大きさの変化によつて
生じる。 この演算の導出を第４図を参照して説明する。 この図はオフセツト電圧Ｚ（清浄水による散乱
光レベル）と、上記のような温度センサによつて
感知された温度Ｔとが直線関係にあることを示し
ている。温度によるオフセツトのわずかな変化Ｓ
は、次のように決定される。次式において、Ta
およびTbは第４図の任意の２つの温度を表わし、
ZaおよびZbは、第４図においてTaおよびTbに対
応するオフセツト電圧を表わす。 Ｓ＝（Zb−Za）／Za×１／（Tb−Ta） 任意の温度T1において、対応するZ1は以下の
式により与えられる。 Z1＝Za（１＋Ｓ（T1−Ta）） Za＝Z1／１＋Ｓ（T1−Ta） 他の任意の温度T2において、それに対応する
Z2は、次の式によつて与えられる。 Z2＝Za（１＋Ｓ（T2−Ta）） ＝Z1［１＋Ｓ（T2−Ta）／１＋Ｓ（T1−Ta）］ ＝Z1［（１−STa）＋ST2／（１−STa）＋ST1］ ＝Z1［Ｋ＋T2／Ｋ＋T1］ 式中 Ｋ＝［１／Ｓ
−Ta］ ＝Z1／（T1＋Ｋ／T2＋Ｋ） (1) ＫおよびＳは、工場校正において決定されるも
ので、モニタのマイクロプセツサに入れられる。
こうして温度T1のフラツシユ水によつて、T1に
おけるオフセツトZ1を測定すると、温度T2のサ
ンプルのオフセツトZ2を上記展開式(1)から計算す
ることができる。 ある与えられたＴにおいてはプリアンプリフア
イヤの電位差計は同じ出力を与えるとの仮定によ
り、温度センサの出力はオフセツトを伴わない
mT（ｍは比例定数）の形であり、したがつてそ
のソフトウエアは変更されずに維持される。 好ましくはモニタは自動操作されるように、従
つてコントロールスイツチを“サンプル”に切換
えた場合、予め決められた所定のサイクルがモニ
タが消されるまで繰返し行なわれるようにする。
このサイクルに対する手動の割込み、たとえば
“フラツシユ”、“窓洗浄”又は“テスト”スイツ
チの作動により、サイクルは、この手動割込みの
長さだけ延長される。１時間の作業サイクルの構
成は、清浄なフラツシユ水によるフラツシユ４
分、20秒の、窓洗浄、最初の状態のシステムチエ
ツク（詳細は後述）、オフセツト測定、連続的な
含油量モニタリングよりなるサンプリングルーチ
ンとしてもよい。30分後に、サンプリングルーチ
ンは、20秒の窓洗浄によつて中断される。開始か
ら１時間後、サイクルは再び４分間のフラツシユ
を行う。 最初のフラツシユ段階は、セルが水と温度平衡
に達するように充分長時間にする。そしてオフセ
ツト電圧が測定され、その測定時の温度とともに
蓄えられる。サンプル給水が自動的に選択され、
散乱電圧が測定される。サンプル水の温度を測定
することにより、サンプル電圧から減算すべきオ
フセツト電圧が温度変化を補償するようにするこ
とができる。散乱電圧は、ノイズを除くためのデ
ジタルフイルタによつて平滑にしてもよい。フイ
ルタの時定数はほぼ１分である。散乱信号は、こ
の信号から油濃度および微粒子濃度を計算するた
めの演算に入力される。もし計算された油レベル
がある警告レベルを越えたら、これは“油高
（oil high）”警告光を点灯させ、あるいは遠隔位
置の警報装置を作動させることに使用されること
ができる。 主信号処理およびシステム制御機能は、コント
ロールボツクス（図示せず）内の主印刷回路板に
設置された上記のマイクロプロセツサによつて制
御される。コントロールボツクスのフロントパネ
ルには、モニタのルーチン操作に必要な全ての制
御器および表示器がある。内側には、校正操作に
必要な他のスイツチ、および多数の自己診断
LEDエラー表示器がある。フロントパネルの配
置は第５図に示したようなもので、油濃度を表示
することのできるメータ２８、システムフラツシ
ユランプ２９、油高ランプ３０、システムエラー
ランプ３１、窓洗浄スイツチ３２、テストイスツ
チ３３、オフ−サンプル−フラツシユ スイツチ
３４、そして電源オン ランプ３５がある。 正常な操作中、スイツチ３４を“サンプル”に
セツトすると、システムは上記の１時間の操作サ
イクルをひき続き繰返す。スイツチ３４が“フラ
ツシユ”の位置にあるときは、手動フラツシユ又
は校正ルーチンのために、フラツシユ水入力が選
択される。スイツチ３２を押すと、ポンプが作動
し、窓洗浄電磁弁が開く。これらはボタンを離す
ことにより停止する。テストスイツチ３３を押す
と、全ての表示器が点灯し、メータにはセツトさ
れた警告レベルが表示される。これはマイクロプ
ロセツサが正しく機能していること、および弁に
欠陥がないことをチエツクするのに役立つ。シス
テムフラツシユランプ２９は、手動による場合で
もマイクロプロセツサによる場合でも“フラツシ
ユ”が選択された時はいつでも点灯する。校正ル
ーチンでない場合は、このランプ２９が点灯した
時にはメータの読みはゼロであり、散乱光レベル
は測定されない。油高ランプ３０は、メータのレ
ベルが内部のセツトされた警告電位差計によりセ
ツトされたレベルを越えた時に、点灯する。好ま
しくはこの警告には0.1ppmのヒステリシスを組
み入れ、たとえば、油高アラームは、レベルが
0.5ppmを越えた場合にセツトされるが、0.4pm以
下までは解除されないようにする。15秒間“油
高”状態が続くと、遅延アラームリレーが閉じ、
遠隔警告信号を与える。ランプ３０はあるエラー
条件では毎秒点灯する。システムエラーランプ３
１は、モニタが真の油濃度の表示を妨げられる条
件になつた場合に点灯する。これの種々の原因、
およびそれに関連する自己診断を以下に説明す
る。ランプ３１もまたある条件下では毎秒点灯す
る。メータ２８は油濃度（０−2ppm）を表示す
る。しかし校正モードにおいてはこのメータは他
の値を示すことができる。前記内部スイツチの一
つは油あるいは粒子濃度の表示を可能にする。 システムエラーランプ３１は、モニタが信頼性
のある読みを与えることが妨げられるようなエラ
ーが発生した場合にはいつでも点灯する。状況の
なかには、故障がなくなればモニタを続行させる
ものもあるが、他のものは監視員からの注意が必
要である。 故障診断のために、７つのLEDを主印刷回路
に含めてもよい。これらは各エラー状態に対応す
るものである。好ましくは、７つのLEDは水平
に並べて配置し、それぞれ左から右へ向かつて、
プリアンプリフアイヤエラー、マイクロプロセツ
サ故障、校正エラー、直射ビーム故障、adc故
障、tx故障、および流れなし、に対応させる。こ
れらLEDは、オフ（Ｏ）、オン（Ｘ）又はフラツ
シユ（＃）である。モニタが正常に操作している
時は、７つのLEDは全てオフであり、システム
エラー（SE）および油高（OH）ランプはオフで
ある。SEおよびOHランプは、オフ（Ｏ）、オン
（Ｘ）又はフラツシユ（＃）である。 次の検出可能なエラーの説明においてLEDの
状態は、７桁のコードで示される。 流れなしの場合、すなわち流量計からのパルス
が、水量は限界値たとえば２リツトル／分以下で
あると示した場合、ポンプは、もしこれが動いて
いた場合は停止し、システムエラーランプが点灯
する。これはLEDにおいてOOOOOOXとして示
される。従つて診断はOOOOOOX SE＝Ｘであ
る。もし充分な流量に再び戻つたら、エラーは解
除され正常な操作が再開される。 最初のシステムチエツクは、モニタが最初サン
プルにスイツチされた後約５分20秒、およびその
後１時間ごとに行なわれる。パルスの回路におけ
るエラーの場合、すなわちトランスミツタLED
を作動するパルスが存在しない場合、システムエ
ラーランプが点灯し、モニタはそのサイクルを停
止する。その診断はOOOOOOO SE＝Ｘである。
もしトランスミツタを通る電流パルスの振幅が予
め定められたしきい値より低い時、システムエラ
ーランプが点灯し、モニタはそのサイクルを停止
する。その診断はOOOOOXO SE＝Ｘである。
直射ビームレベルは、正常な場合は、自動利得制
御回路によつてほぼ一定に維持される。このレベ
ルは、トランスミツタからの光出力が低すぎる場
合（最大の駆動電流においても）、又は直射ビー
ム窓が汚なすぎる場合、維持されることができな
い。後者の場合であれば、フラツシユ時間を延長
して窓を掃除することができる。こうして直射ビ
ームが低すぎたときは、モニタはその限界フラツ
シユ段階を繰り返し、それからチエツクがなされ
る。それでも直射ビームレベルがまだ低すぎる時
はフラツシユが再び繰返される。３回のフラツシ
ユ後においてもレベルが低い時はシステムエラー
ランプが点灯し、モニタはそのサイクルを停止す
る。したがつてこの故障の徴候はフラツシユ時間
の長いことである。診断（最後のフラツシユの後
のみ）はOOOXOOO SE＝Ｘである。これらの
チエツクに続いて、２つのオフセツト電圧が測定
され、予め定められたしきい値と比較される。も
しオフセツト電圧がそのレベルより高い場合は、
モニタのダイナミツクレンジが制限され、校正が
不正確になる。このエラーは、散乱検出窓、それ
ら（直射ビーム窓ではない）に接着した別の物体
の過剰な汚れにより、又はプリアンプリフアイヤ
の故障によるものである。モニタは直射ビームレ
ベルエラーのためと同じ基本操作を行うことによ
り、窓を掃除しようと（エラーを除こうと）し、
そしてこれに失敗すると、モニタはシステムエラ
ーランプを点灯させて、止まる。その診断はエラ
ーが発見された直後はXOOOOOO SE＝Ｏで、
３回のフラツシユでもエラーが解除されなかつた
時は、XOOXOOO SE＝Ｘである。 システムチエツクは、サンプリングルーチンの
間、実行される。これらは、フロー、パルス回
路、トランスミツタ回路、および直射ビームレベ
ルチエツク、そして以下のチエツクである。プリ
アンプリフアイヤの過負荷のため、いずれかのチ
ヤネルが飽和した場合は、信号処理演算は、もは
や正しい油濃度を与えず、しかしまだ計算される
値はスケールに示された状態である。これが発生
していることを示すために、システムエラーラン
プは毎秒１回点灯し、メータはゼロになる。電圧
が飽和以下に降下した時、エラーは取り消され、
正常な操作が続行される。その診断は
＃OOOOOO SE＝＃である。もし演算が負の
“濃度”読取りを与えたら、メータはＯを示すが、
これは誤解をおこさせる。これを解決するため、
もし負の読み（非常に小さいエラーを除くため設
定されたしきい値以下）が発生する。または演算
のどこかの段階で負の値が発生したら、システム
エラーランプが毎秒１回点灯する。エラーは、読
みが正になつた時取り消される。その診断はOO
＃OOOO SE＝＃である。デジタル処理を使用す
るシステムのため、いくつかの負の信号表示の手
段が要求される。なぜなら、そうしないと、負の
信号が“ゼロ”として処理された場合の誤つた読
みが容易に生じてしまうからである。また計算さ
れた油濃度（又は微粒子濃度）が2ppmを越えた
ら、もしプリアンプリフアイヤが飽和されなけれ
ばメータの読みは2ppmである。読みが正しくオ
ーバーレンジしていることを示すために、油高お
よびシステムエラーのランプが毎秒１回点灯す
る。エラーは読みがオンスケールすなわち＜
2ppmの時、取り消される。その診断は
OOOOOOO SE＝＃ OH＝＃である。 他のチエツクはマイクロプロセツサ故障、
ADC故障、および校正エラーのためのものであ
る。主ソフトウエアループがサイクルしなけれ
ば、マイクロプロセツサは正しく機能しない。こ
れをチエツクするためにハードウエア回路が使用
される。高電気的妨害の状態において、これはエ
ラー的状態を与えるかもしれない。その診断は
OXOOOOOである。アナログデジタル変換器が
操作を停止したら、処理すべき散乱電圧がなくな
る。その診断はOOOOXOO SE＝Ｘである。校
正エラーの診断はOOXOOOOである。 エラー演算は次の表のように要約される。
ラ復水のためのモニタに関する。 ［従来の技術］ ボイラ供給水に混入する油の主な油源は、シー
リング部分からのタービン潤滑油である。５００
MW化石燃焼装置において、0.50ppmの油（濃
度）レベルが容認される最大値である。油レベル
が高いと、復水ポリツシングプラント、給水加熱
器の汚染によりコスト的な不利が生じ、またボイ
ラ管故障の危険性が増すことも考えられる。 本発明の出願人による英国特許第2105028号明
細書において、そのようなボイラ復水に使用され
る基本的な水中油モニタが開示されているが、本
発明は特に低油濃度たとえば０乃至2ppmのボイ
ラ復水のモニタに関するものである。 ［問題点を解決するための手段およびその作用］ 本発明にかかる液体品質モニタは、モニタされ
る液体が通つて流れることのできるセルと、 上記セルの一側面に設置された光源と、 上記光源から出て上記セルを横切るように向け
られた光ビーム出力に対してそれぞれの角度に設
置され、モニタされる液体が上記セル内を流れた
際にその液体中の混入物から散乱される光を検出
し、そしてそれぞれ対応する検出器出力を与える
検出器と、 上記セルを清浄な液体で洗い流し（フラツシユ
し）、そのバツクグラウンド光レベルに対応する
検出器出力を得て、そしてオフセツト電圧を与え
る手段と、 上記オフセツト電圧を、上記モニタされる液体
と清浄な液体の間の温度差に応じて補償する手段
と、 始めに述べた検出器出力と上記補償されたオフ
セツト電圧とから、上記混入物のレベルを計算す
る処理手段とを備えている。 ［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。 本発明のモニタは、第１図および第２図に概略
を示したような多角度分散セルを使用している。 このモニタは、細いビームのLED（発光ダイオ
ード）からのパルス化された近赤外光たとえば
900nmの光の、懸濁物中の油滴による散乱を利用
する。この代わりに他の光源、たとえば半導体レ
ーザおよび／又は光フアイバを使用してもよい。 前記出願の明細書において記述したように、
LED１から出て前方へ散乱される光は、種々の
セル角度において、複数のフオトダイオード２に
よつて検出される。各フオトダイオード２は、直
接各ACプリアンプリフアイヤ３（第２図には１
つのみが示されている）に結合している。プリア
ンプリフアイヤ３およびフオトダイオード２は、
ハウジング５内のセル４に設置されている。各プ
リアンプリフアイヤ３は電位差計を有しており、
これにより、各チヤネル利得は校正の際に調整さ
れる。増幅されたフオトダイオード信号は、増幅
され、デジタル化され、処理されて、油濃度読取
りを与える。水中の微粒子たとえばさびによる影
響は除去されることができる、又はその信号を微
粒子の含量読取りのために処理することができ
る。各プリアンプリフアイヤ３に関係して、各主
増幅器段６（１つのみ図示）が設けられている。
この主増幅器段６は、AC利得を有する増幅器７、
位相検出器８、および可変DCオフセツト１０を
伴うDC利得増幅器９から構成され、その出力は、
処理手段たとえばマイクロプロセツサ（図示せ
ず）に与えられる。清浄な水を用いても、セルに
おいてはその壁および窓から、いくらかの散乱光
が生じる。これによりオフセツト値が生じ、その
値はD.C.増幅段中のDCオフセツト１０で調整さ
れる。隔壁１１がセル４を横切つて延びており、
光が直接フオトダイオード２に当たらないように
している。セル４を横切るつて直接送られてくる
光は、直接検出器（フオトダイオード）１２によ
つて測定され、自動利得制御回路においてLED
の駆動を維持し、したがつて照射を一定に維持す
るために使用される。 次に、各検出器（第１図のフオトダイオード
２）から得られる検出出力に基づいて、モニタさ
れる水中の混入物濃度を算出する方法を説明す
る。ここで、各検出器（以下検出器２1および２2
とする）が直接検出器（第１図のフオトダイオー
ド１２）となす角度をθ1およびθ2とする。 まず、モニタされる水が混入物として油のみを
含み固体混入物を含まない場合は、式(1)および(2)
が成立する。 Iθ1Oil＝Kθ1Oil×COil (1) Iθ2Oil＝Kθ2Oil×COil (2) 式(1)および(2)中、Iθ1OilおよびIθ2Oilは検出器２
1
および検出器２2の検出出力、Kθ1OilおよびKθ2Oil
は角度θ1およびθ2によつて定まる油に関する定
数、COilはモニタされる水中の油の濃度である。 また、モニタされる水が油は含まず固体混入物
のみを含む場合には、式(3)および(4)が成立する。 Iθ1Spl＝Kθ1Spl×CSpl (3) Iθ2Spl＝Kθ2Spl×CSpl (4) 式(3)および(4)中、Iθ1SplおよびIθ2Splは検出器２
1
および検出器２2の検出出力、Kθ1SplおよびKθ2Spl
は角度θ1およびθ2によつて定まる固体に関する定
数であり、CSplはモニタされる水中の固体の濃度
である。 そして、水が油および固体の両方を含む場合
は、式(5)および(6)が成立する。 Iθ1Tpt.＝Iθ1Oil＋Iθ1Spl (5) Iθ2Tpt.＝Iθ2Oil＋Iθ2Spl (6) 式(5)および(6)中、Iθ1Tpt.およびIθ2Tpt.はそれぞ
れ
検出器２1および検出器２2の検出出力を表わす。 式(1)〜(4)を式(5)および(6)に代入すると、次の式
(7)および(8)が得られる。 Iθ1Tpt.＝Kθ1Oil×COil＋Kθ1Spl×CSpl (7) Iθ2Tpt.＝Kθ2Oil×COil＋Kθ2Spl×CSpl (8) そして、式(8)にKθ1Spl／Kθ2Splをかけたものを
式(7)から引けば、油濃度COilを求める式(9)が導か
れる。同様にして、式(7)および(8)から固体混入物
の濃度CSplを求める式(10)が導かれる。 COil＝Kθ2Spl・Iθ1Tpt−Kθ1Spl・Iθ2Tpt／Kθ1Oi
l・Kθ2Spl−Kθ1Spl・Kθ2Oil(9) CSpl＝Kθ2Oil・Iθ1Tpt−Kθ1Oil・Iθ2Tpt／Kθ1Sp
l・Kθ2Oil−Kθ1Oil・Kθ2Spl.(10) したがつて、各検出器の検出出力を測定すれば
式(9)および(10)にしたがつて水中の油濃度および固
体の濃度を算出することができる。 セル４は、第３図の配管図に示されているよう
にして、モニタ全体に含まれる。このモニタに
は、使用時は、２つの給水が結合する。１つはモ
ニタされる水で、サンプル入口に結合し、他は清
浄水供給本管で、これはフラツシユ入口に結合し
ている。この本管から供給される清浄水はモニタ
をフラツシユし、校正用の給水を与えるのに使用
される。供給水の選択は、入口電磁弁１３、たと
えば作動時にフラツシユ給水を選択するような弁
によつて行なわれる。給水は、ポンプ１５および
“サンプル入口”弁１６を含む管１４を介して、
セル４に結合している。ポンプの入口圧Ｐ１およ
び出口圧Pdは、１７および１８においてモニタ
される。セル出力圧Poは１９にてモニタされる。
弁２０ａおよび２０ｂは弁１６とともに、サンプ
ル給水が、校正された量の微粒子又は油が注入ポ
ンプ２１によつて流れに注入される地点を通り過
ぎて流れることができるようにしている。これ
は、その流れのバルク流速に関係なく、ある一定
の混入物濃度を維持する。この注入地点は、管２
２によつて示したようにポンプ１５の手前に切り
換えることもできる。濃度を簡単に一定に保つた
めに、タービン流量計２３がセル４の後に設置さ
れており、この流量計２３の出力から得られる制
御信号は、制御のため注入ポンプ２１にフイード
バツクされる。 セルの窓を洗うため、モニタには、窓洗浄電磁
弁２４を含む窓洗浄システムが設けられている。
オリフイス板が、セル４につながる管の２５のと
ころすなわち窓洗浄システムへの管の後に挿入さ
れている。これは窓洗浄管中の水とサンプル流と
の間に圧力降下を与えるので、窓洗浄電磁弁２４
弁を開くと、バルク流より高速のサンプル水が光
学窓の上を流れ、清浄性を保つ。 排出弁２６は、正常な操作時においては部分的
に閉じて、システムに背圧を与えて、キヤビテー
シヨンを防ぎ、混入した空気を溶解させている。
空気泡は、光を散乱されて誤つた読取りを与え
る。出力電磁弁２７は、サンプル流が来たとき、
これを排水するか、ボイラ復水装置内を再循環さ
せるか、又はこの水からサンプルを採るかを決定
する。校正用の微粒子がボイラ復水装置に戻るの
を防ぐために、ソフトウエアを次のように構成す
る。すなわちこのソフトウエアは、入力電磁弁１
３が「フラツシユ」を選択したときは弁２７が
「排水」を選択するように、そして入力弁１３が
「サンプル」を選択したときは、「再循環」を選択
するように構成する。弁１６，１９，２０および
２６は、手動で操作される弁である。ポンプ１５
は遠心ポンプでもよく、窓洗浄の圧力のためのヘ
ツド、フラツシユ中の高流速を与え、また大きい
油粒をある程度乳化させる働きをする。たとえば
上記ソフトウエアは、このポンプ１５が作動する
のは“フラツシユ”、“窓洗浄”の間又は散乱光レ
ベルが所定の限界値を越えた場合にのみ、となる
ように構成することもできる。後者の特徴はサン
プリング中、このポンプ１５をいつでも作動さ
せ、そして存在するかもしれない大きい油粒を乳
化させることに含まれる。もしサンプルをモニタ
を通して流させる充分なヘツドがあれば、ポンプ
１５は必要ない。しかし散乱信号がある限界値を
越えた場合、ポンプはサンプルをさらに乳化させ
るために作動し、校正にしたがつて信号レベルを
増加させる。このような構成はポンプの寿命を長
くし、サンプルが再循環システムに戻されるより
も捨てられるような装置のためのサンプル処理量
を減らすことができる。 モニタは、さらにフオトダイオードの近くに温
度センサを備えている。これによりオフセツト電
圧（清浄水による散乱光レベルすなわちバツクグ
ラウンド散乱光レベル）を、温度変化に応じて補
償することができる。フラツシユ給水（清浄水）
の温度がサンプルの温度と非常に異なる時、油又
は微粒子混入量の計算値に誤りが生じる。そのよ
うな温度補償のためのソフトウエアを以下に説明
する。この演算は、ルーチン校正の間に生じる利
得変化がその演算を変える必要のないようになつ
ている。従つてこれはプリアンプリフアイヤから
独立している。これがオフセツトの温度依存の工
場における校正を可能にし、これはその後変化さ
せる必要がない。温度依存はLED、光検出器か
ら、又はセル自身の幾何的大きさの変化によつて
生じる。 この演算の導出を第４図を参照して説明する。 この図はオフセツト電圧Ｚ（清浄水による散乱
光レベル）と、上記のような温度センサによつて
感知された温度Ｔとが直線関係にあることを示し
ている。温度によるオフセツトのわずかな変化Ｓ
は、次のように決定される。次式において、Ta
およびTbは第４図の任意の２つの温度を表わし、
ZaおよびZbは、第４図においてTaおよびTbに対
応するオフセツト電圧を表わす。 Ｓ＝（Zb−Za）／Za×１／（Tb−Ta） 任意の温度T1において、対応するZ1は以下の
式により与えられる。 Z1＝Za（１＋Ｓ（T1−Ta）） Za＝Z1／１＋Ｓ（T1−Ta） 他の任意の温度T2において、それに対応する
Z2は、次の式によつて与えられる。 Z2＝Za（１＋Ｓ（T2−Ta）） ＝Z1［１＋Ｓ（T2−Ta）／１＋Ｓ（T1−Ta）］ ＝Z1［（１−STa）＋ST2／（１−STa）＋ST1］ ＝Z1［Ｋ＋T2／Ｋ＋T1］ 式中 Ｋ＝［１／Ｓ
−Ta］ ＝Z1／（T1＋Ｋ／T2＋Ｋ） (1) ＫおよびＳは、工場校正において決定されるも
ので、モニタのマイクロプセツサに入れられる。
こうして温度T1のフラツシユ水によつて、T1に
おけるオフセツトZ1を測定すると、温度T2のサ
ンプルのオフセツトZ2を上記展開式(1)から計算す
ることができる。 ある与えられたＴにおいてはプリアンプリフア
イヤの電位差計は同じ出力を与えるとの仮定によ
り、温度センサの出力はオフセツトを伴わない
mT（ｍは比例定数）の形であり、したがつてそ
のソフトウエアは変更されずに維持される。 好ましくはモニタは自動操作されるように、従
つてコントロールスイツチを“サンプル”に切換
えた場合、予め決められた所定のサイクルがモニ
タが消されるまで繰返し行なわれるようにする。
このサイクルに対する手動の割込み、たとえば
“フラツシユ”、“窓洗浄”又は“テスト”スイツ
チの作動により、サイクルは、この手動割込みの
長さだけ延長される。１時間の作業サイクルの構
成は、清浄なフラツシユ水によるフラツシユ４
分、20秒の、窓洗浄、最初の状態のシステムチエ
ツク（詳細は後述）、オフセツト測定、連続的な
含油量モニタリングよりなるサンプリングルーチ
ンとしてもよい。30分後に、サンプリングルーチ
ンは、20秒の窓洗浄によつて中断される。開始か
ら１時間後、サイクルは再び４分間のフラツシユ
を行う。 最初のフラツシユ段階は、セルが水と温度平衡
に達するように充分長時間にする。そしてオフセ
ツト電圧が測定され、その測定時の温度とともに
蓄えられる。サンプル給水が自動的に選択され、
散乱電圧が測定される。サンプル水の温度を測定
することにより、サンプル電圧から減算すべきオ
フセツト電圧が温度変化を補償するようにするこ
とができる。散乱電圧は、ノイズを除くためのデ
ジタルフイルタによつて平滑にしてもよい。フイ
ルタの時定数はほぼ１分である。散乱信号は、こ
の信号から油濃度および微粒子濃度を計算するた
めの演算に入力される。もし計算された油レベル
がある警告レベルを越えたら、これは“油高
（oil high）”警告光を点灯させ、あるいは遠隔位
置の警報装置を作動させることに使用されること
ができる。 主信号処理およびシステム制御機能は、コント
ロールボツクス（図示せず）内の主印刷回路板に
設置された上記のマイクロプロセツサによつて制
御される。コントロールボツクスのフロントパネ
ルには、モニタのルーチン操作に必要な全ての制
御器および表示器がある。内側には、校正操作に
必要な他のスイツチ、および多数の自己診断
LEDエラー表示器がある。フロントパネルの配
置は第５図に示したようなもので、油濃度を表示
することのできるメータ２８、システムフラツシ
ユランプ２９、油高ランプ３０、システムエラー
ランプ３１、窓洗浄スイツチ３２、テストイスツ
チ３３、オフ−サンプル−フラツシユ スイツチ
３４、そして電源オン ランプ３５がある。 正常な操作中、スイツチ３４を“サンプル”に
セツトすると、システムは上記の１時間の操作サ
イクルをひき続き繰返す。スイツチ３４が“フラ
ツシユ”の位置にあるときは、手動フラツシユ又
は校正ルーチンのために、フラツシユ水入力が選
択される。スイツチ３２を押すと、ポンプが作動
し、窓洗浄電磁弁が開く。これらはボタンを離す
ことにより停止する。テストスイツチ３３を押す
と、全ての表示器が点灯し、メータにはセツトさ
れた警告レベルが表示される。これはマイクロプ
ロセツサが正しく機能していること、および弁に
欠陥がないことをチエツクするのに役立つ。シス
テムフラツシユランプ２９は、手動による場合で
もマイクロプロセツサによる場合でも“フラツシ
ユ”が選択された時はいつでも点灯する。校正ル
ーチンでない場合は、このランプ２９が点灯した
時にはメータの読みはゼロであり、散乱光レベル
は測定されない。油高ランプ３０は、メータのレ
ベルが内部のセツトされた警告電位差計によりセ
ツトされたレベルを越えた時に、点灯する。好ま
しくはこの警告には0.1ppmのヒステリシスを組
み入れ、たとえば、油高アラームは、レベルが
0.5ppmを越えた場合にセツトされるが、0.4pm以
下までは解除されないようにする。15秒間“油
高”状態が続くと、遅延アラームリレーが閉じ、
遠隔警告信号を与える。ランプ３０はあるエラー
条件では毎秒点灯する。システムエラーランプ３
１は、モニタが真の油濃度の表示を妨げられる条
件になつた場合に点灯する。これの種々の原因、
およびそれに関連する自己診断を以下に説明す
る。ランプ３１もまたある条件下では毎秒点灯す
る。メータ２８は油濃度（０−2ppm）を表示す
る。しかし校正モードにおいてはこのメータは他
の値を示すことができる。前記内部スイツチの一
つは油あるいは粒子濃度の表示を可能にする。 システムエラーランプ３１は、モニタが信頼性
のある読みを与えることが妨げられるようなエラ
ーが発生した場合にはいつでも点灯する。状況の
なかには、故障がなくなればモニタを続行させる
ものもあるが、他のものは監視員からの注意が必
要である。 故障診断のために、７つのLEDを主印刷回路
に含めてもよい。これらは各エラー状態に対応す
るものである。好ましくは、７つのLEDは水平
に並べて配置し、それぞれ左から右へ向かつて、
プリアンプリフアイヤエラー、マイクロプロセツ
サ故障、校正エラー、直射ビーム故障、adc故
障、tx故障、および流れなし、に対応させる。こ
れらLEDは、オフ（Ｏ）、オン（Ｘ）又はフラツ
シユ（＃）である。モニタが正常に操作している
時は、７つのLEDは全てオフであり、システム
エラー（SE）および油高（OH）ランプはオフで
ある。SEおよびOHランプは、オフ（Ｏ）、オン
（Ｘ）又はフラツシユ（＃）である。 次の検出可能なエラーの説明においてLEDの
状態は、７桁のコードで示される。 流れなしの場合、すなわち流量計からのパルス
が、水量は限界値たとえば２リツトル／分以下で
あると示した場合、ポンプは、もしこれが動いて
いた場合は停止し、システムエラーランプが点灯
する。これはLEDにおいてOOOOOOXとして示
される。従つて診断はOOOOOOX SE＝Ｘであ
る。もし充分な流量に再び戻つたら、エラーは解
除され正常な操作が再開される。 最初のシステムチエツクは、モニタが最初サン
プルにスイツチされた後約５分20秒、およびその
後１時間ごとに行なわれる。パルスの回路におけ
るエラーの場合、すなわちトランスミツタLED
を作動するパルスが存在しない場合、システムエ
ラーランプが点灯し、モニタはそのサイクルを停
止する。その診断はOOOOOOO SE＝Ｘである。
もしトランスミツタを通る電流パルスの振幅が予
め定められたしきい値より低い時、システムエラ
ーランプが点灯し、モニタはそのサイクルを停止
する。その診断はOOOOOXO SE＝Ｘである。
直射ビームレベルは、正常な場合は、自動利得制
御回路によつてほぼ一定に維持される。このレベ
ルは、トランスミツタからの光出力が低すぎる場
合（最大の駆動電流においても）、又は直射ビー
ム窓が汚なすぎる場合、維持されることができな
い。後者の場合であれば、フラツシユ時間を延長
して窓を掃除することができる。こうして直射ビ
ームが低すぎたときは、モニタはその限界フラツ
シユ段階を繰り返し、それからチエツクがなされ
る。それでも直射ビームレベルがまだ低すぎる時
はフラツシユが再び繰返される。３回のフラツシ
ユ後においてもレベルが低い時はシステムエラー
ランプが点灯し、モニタはそのサイクルを停止す
る。したがつてこの故障の徴候はフラツシユ時間
の長いことである。診断（最後のフラツシユの後
のみ）はOOOXOOO SE＝Ｘである。これらの
チエツクに続いて、２つのオフセツト電圧が測定
され、予め定められたしきい値と比較される。も
しオフセツト電圧がそのレベルより高い場合は、
モニタのダイナミツクレンジが制限され、校正が
不正確になる。このエラーは、散乱検出窓、それ
ら（直射ビーム窓ではない）に接着した別の物体
の過剰な汚れにより、又はプリアンプリフアイヤ
の故障によるものである。モニタは直射ビームレ
ベルエラーのためと同じ基本操作を行うことによ
り、窓を掃除しようと（エラーを除こうと）し、
そしてこれに失敗すると、モニタはシステムエラ
ーランプを点灯させて、止まる。その診断はエラ
ーが発見された直後はXOOOOOO SE＝Ｏで、
３回のフラツシユでもエラーが解除されなかつた
時は、XOOXOOO SE＝Ｘである。 システムチエツクは、サンプリングルーチンの
間、実行される。これらは、フロー、パルス回
路、トランスミツタ回路、および直射ビームレベ
ルチエツク、そして以下のチエツクである。プリ
アンプリフアイヤの過負荷のため、いずれかのチ
ヤネルが飽和した場合は、信号処理演算は、もは
や正しい油濃度を与えず、しかしまだ計算される
値はスケールに示された状態である。これが発生
していることを示すために、システムエラーラン
プは毎秒１回点灯し、メータはゼロになる。電圧
が飽和以下に降下した時、エラーは取り消され、
正常な操作が続行される。その診断は
＃OOOOOO SE＝＃である。もし演算が負の
“濃度”読取りを与えたら、メータはＯを示すが、
これは誤解をおこさせる。これを解決するため、
もし負の読み（非常に小さいエラーを除くため設
定されたしきい値以下）が発生する。または演算
のどこかの段階で負の値が発生したら、システム
エラーランプが毎秒１回点灯する。エラーは、読
みが正になつた時取り消される。その診断はOO
＃OOOO SE＝＃である。デジタル処理を使用す
るシステムのため、いくつかの負の信号表示の手
段が要求される。なぜなら、そうしないと、負の
信号が“ゼロ”として処理された場合の誤つた読
みが容易に生じてしまうからである。また計算さ
れた油濃度（又は微粒子濃度）が2ppmを越えた
ら、もしプリアンプリフアイヤが飽和されなけれ
ばメータの読みは2ppmである。読みが正しくオ
ーバーレンジしていることを示すために、油高お
よびシステムエラーのランプが毎秒１回点灯す
る。エラーは読みがオンスケールすなわち＜
2ppmの時、取り消される。その診断は
OOOOOOO SE＝＃ OH＝＃である。 他のチエツクはマイクロプロセツサ故障、
ADC故障、および校正エラーのためのものであ
る。主ソフトウエアループがサイクルしなけれ
ば、マイクロプロセツサは正しく機能しない。こ
れをチエツクするためにハードウエア回路が使用
される。高電気的妨害の状態において、これはエ
ラー的状態を与えるかもしれない。その診断は
OXOOOOOである。アナログデジタル変換器が
操作を停止したら、処理すべき散乱電圧がなくな
る。その診断はOOOOXOO SE＝Ｘである。校
正エラーの診断はOOXOOOOである。 エラー演算は次の表のように要約される。
【表】
【表】
次に校正ルーチンを説明する。これは第６図に
示された内部スイツチを使用する。ここには校正
オン−オフ スイツチ３６、微粒子演算に使用す
るスイツチ３７、信号又はオフセツトスイツチ３
８、10°と30°に対応する散乱電圧スイツチ３９、
そして電位差計４０がある。電位差計４０は、警
告レベルを、たとえば0.1ppmと2ppmの間の任意
の点に設定できるようにする。スイツチ３７によ
り、油演算を使用して計算されたものの代わり
に、微粒子演算を使用して計算された信号を表示
することができる。これは、校正スイツチ３６が
オフのときにのみ作動し、校正をチエツクするの
に役立つ。プリアンプリフアイヤ利得調整のため
にフロントパネルスイツチ３４において“フラツ
シユ”を選択すると、これによりオフセツトレベ
ルが測定される。全ての信号レベルは、オフセツ
トレベルも散乱信号も、印刷回路基板上のテスト
ピンにおいて直接測定されることができる。同様
にトランスミツタ電流も測定することができる。
利得を調整する電位差計は、プリアンプリフアイ
ヤ内の散乱セルの側に位置している。 電力は、フロントパネルスイツチ３４が“フラ
ツシユ”にスイツチされた場合にのみ、注入ポン
プ２１に供給される。これは、混入物のサンプル
流への可能な注入を阻止する。 この計器の校正の、正確度は低いが迅速なチエ
ツクを可能にするため、内部スイツチを使用する
ことによつて、電圧レベルがフロントパネルメー
タ２８に表示される。これを行うため、校正スイ
ツチ３６を“オン”にし、信号又はオフセツトス
イツチ３８の“オフセツト”位置を選択する。
V10／V30スイツチ３９を使用してどのチヤネル
を選択したかによつて、ADC入力がメータに表
示される。もし油／微粒子が注入されたら、オフ
セツトを含む総合信号が表示される。“信号”位
置を選択すると、メータは現電圧から、“オフセ
ツト”／“信号”切換えの前に記憶された電圧レ
ベルを引いた値を読む。もし清浄水が使用された
場合は、これは真のオフセツト減算である。もし
“校正”を“オン”に回す前に“信号”モードを
選択すると、意味のある減算を与えるオフセツト
が測定されていないから、“計算エラー”LEDが
点灯する（診断はOOXOOOO）。このモードにお
いてセツトされたオフセツトは、一時的に記憶さ
れ、“校正”がオフにされると同時に失われる。
正確度を確実にするため、この計器は、“オフ”
に回してから短時間の後に“サンプル”に回し
て、操作サイクルを再スタートさせ、新しいオフ
セツトレベルを記憶させなければならない。
示された内部スイツチを使用する。ここには校正
オン−オフ スイツチ３６、微粒子演算に使用す
るスイツチ３７、信号又はオフセツトスイツチ３
８、10°と30°に対応する散乱電圧スイツチ３９、
そして電位差計４０がある。電位差計４０は、警
告レベルを、たとえば0.1ppmと2ppmの間の任意
の点に設定できるようにする。スイツチ３７によ
り、油演算を使用して計算されたものの代わり
に、微粒子演算を使用して計算された信号を表示
することができる。これは、校正スイツチ３６が
オフのときにのみ作動し、校正をチエツクするの
に役立つ。プリアンプリフアイヤ利得調整のため
にフロントパネルスイツチ３４において“フラツ
シユ”を選択すると、これによりオフセツトレベ
ルが測定される。全ての信号レベルは、オフセツ
トレベルも散乱信号も、印刷回路基板上のテスト
ピンにおいて直接測定されることができる。同様
にトランスミツタ電流も測定することができる。
利得を調整する電位差計は、プリアンプリフアイ
ヤ内の散乱セルの側に位置している。 電力は、フロントパネルスイツチ３４が“フラ
ツシユ”にスイツチされた場合にのみ、注入ポン
プ２１に供給される。これは、混入物のサンプル
流への可能な注入を阻止する。 この計器の校正の、正確度は低いが迅速なチエ
ツクを可能にするため、内部スイツチを使用する
ことによつて、電圧レベルがフロントパネルメー
タ２８に表示される。これを行うため、校正スイ
ツチ３６を“オン”にし、信号又はオフセツトス
イツチ３８の“オフセツト”位置を選択する。
V10／V30スイツチ３９を使用してどのチヤネル
を選択したかによつて、ADC入力がメータに表
示される。もし油／微粒子が注入されたら、オフ
セツトを含む総合信号が表示される。“信号”位
置を選択すると、メータは現電圧から、“オフセ
ツト”／“信号”切換えの前に記憶された電圧レ
ベルを引いた値を読む。もし清浄水が使用された
場合は、これは真のオフセツト減算である。もし
“校正”を“オン”に回す前に“信号”モードを
選択すると、意味のある減算を与えるオフセツト
が測定されていないから、“計算エラー”LEDが
点灯する（診断はOOXOOOO）。このモードにお
いてセツトされたオフセツトは、一時的に記憶さ
れ、“校正”がオフにされると同時に失われる。
正確度を確実にするため、この計器は、“オフ”
に回してから短時間の後に“サンプル”に回し
て、操作サイクルを再スタートさせ、新しいオフ
セツトレベルを記憶させなければならない。
第１図は、検出セルプロフアイルの概略図、第
２図は、上記セルの断面図およびこれら組み合わ
せた運転および検出回路の概略図、第３図は、第
１図および第２図に示したような検出セルを含む
モニタの配管の概略図、第４図は、温度補正演算
に使用される、温度によるオフセツトの変化を示
すグラフ、第５図は、上記モニタのためのフロン
トコントロールパネルの配置を示す図、第６図
は、上記モニタの内部スイツチの配置を示す図で
ある。 １……LED、２……フオトダイオード、３…
…プリアンプリフアイヤ、４……セル、５……ハ
ウジング、６……主増幅器、７……増幅器、８…
…位相感度検出器、９……増幅器、１３……電磁
弁、１５……ポンプ、２１……注入ポンプ、２３
……流量計、２４……電磁弁、２６……排出弁、
２７……出力弁、２８……メータ、２９……シス
テムフラツシユランプ、３０……油高ランプ、３
１……システムエラーランプ、３２……窓フラツ
シユランプ、３３……テストスイツチ、３４……
オフ−サンプル−フラツシユ スイツチ、３５…
…電源オンランプ、３６……校正オン−オフスイ
ツチ、３７……微粒子演算スイツチ、３８……信
号又はオフスイツチ、３９……散乱電圧スイツ
チ、４０……電位差計。
２図は、上記セルの断面図およびこれら組み合わ
せた運転および検出回路の概略図、第３図は、第
１図および第２図に示したような検出セルを含む
モニタの配管の概略図、第４図は、温度補正演算
に使用される、温度によるオフセツトの変化を示
すグラフ、第５図は、上記モニタのためのフロン
トコントロールパネルの配置を示す図、第６図
は、上記モニタの内部スイツチの配置を示す図で
ある。 １……LED、２……フオトダイオード、３…
…プリアンプリフアイヤ、４……セル、５……ハ
ウジング、６……主増幅器、７……増幅器、８…
…位相感度検出器、９……増幅器、１３……電磁
弁、１５……ポンプ、２１……注入ポンプ、２３
……流量計、２４……電磁弁、２６……排出弁、
２７……出力弁、２８……メータ、２９……シス
テムフラツシユランプ、３０……油高ランプ、３
１……システムエラーランプ、３２……窓フラツ
シユランプ、３３……テストスイツチ、３４……
オフ−サンプル−フラツシユ スイツチ、３５…
…電源オンランプ、３６……校正オン−オフスイ
ツチ、３７……微粒子演算スイツチ、３８……信
号又はオフスイツチ、３９……散乱電圧スイツ
チ、４０……電位差計。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ モニタされる液体が通つて流れることのでき
るセルと、 上記セルの一側面に設置された光源と、 上記光源から出て上記セルを横切るように向け
られた光ビーム出力に対してそれぞれの角度に設
置され、モニタされる液体が上記セル内を流れた
際にその液体中の混入物から散乱される光を検出
し、そしてそれぞれ対応する検出器出力を与える
検出器と、 上記セルを清浄な液体で洗い流し、そのバツク
グラウンド光レベルに対応する検出器出力を得
て、そしてオフセツト電圧を与える手段と、 上記オフセツト電圧を、上記モニタされる液体
と清浄な液体の間の温度差に応じて補償する手段
と、 始めに述べた検出器出力と上記補償されたオフ
セツト電圧とから、上記混入物のレベルを計算す
る処理手段とを備えた液体品質モニタ。 ２ 上記検出器は、上記セル上に設置され、セル
上のこれと近い位置に設置された温度センサを有
している特許請求の範囲第１項記載の液体品質モ
ニタ。 ３ 上記検出器の出力は、モニタの校正の間チヤ
ネル利得調整に使用するための電位差計を有する
各プリアンプリフアイヤに供給され、上記処理手
段は、上記オフセツト電圧の温度補償を各プリア
ンプリフアイヤの校正とは独立に行なう演算を行
なう特許請求の範囲第１項または第２項記載の液
体品質モニタ。 ４ 上記セルの側面に、上記光ビームの延長線上
に位置させて設置された検出器を有する特許請求
の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項記載の液
体品質モニタ。 ５ 上記光源は発光ダイオード（LED）であり、
上記延長線上に位置する検出器の出力はこの
LEDの出力を調節するのに使用される特許請求
の範囲第４項記載の液体品質モニタ。 ６ ポンプを有し、このポンプによつて上記モニ
タされる液体は上記セル内へ高速度で送られ、こ
れにより、上記光ビームがセルに入力し上記検出
器がセルからの光を受けるためのセルの窓が洗わ
れる特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか
１項記載の液体品質モニタ。 ７ 校正の目的で、清浄な液体に、これが上記セ
ル内へ流れる前に既知量の混入物を注入する手段
を有する特許請求の範囲第１項乃至第６項のいず
れか１項記載の液体品質モニタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB08427177A GB2166233B (en) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | Liquid quality monitor |
| GB8427177 | 1984-10-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61107141A JPS61107141A (ja) | 1986-05-26 |
| JPH0458900B2 true JPH0458900B2 (ja) | 1992-09-18 |
Family
ID=10568827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60237806A Granted JPS61107141A (ja) | 1984-10-26 | 1985-10-25 | 液体品質モニタ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4672216A (ja) |
| EP (1) | EP0180410B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61107141A (ja) |
| AT (1) | ATE72901T1 (ja) |
| AU (1) | AU582588B2 (ja) |
| DE (1) | DE3585425D1 (ja) |
| GB (1) | GB2166233B (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8523747D0 (en) * | 1985-09-26 | 1985-10-30 | Vg Instr Group | Fibre size monitor |
| JPS62127633A (ja) * | 1985-11-28 | 1987-06-09 | Suntory Ltd | 液面測定方法および装置 |
| GB2272513B (en) * | 1992-11-05 | 1997-05-07 | Apv Rosista Ltd | Adjusting filter aid in response to solid particle compensation |
| US5919707A (en) * | 1994-12-22 | 1999-07-06 | Nalco Chemical Company | Monitoring of rolling oil emulsions |
| GB2299161A (en) * | 1995-03-24 | 1996-09-25 | Alan Philip Roper | Electronic digital control unit for measuring pollution levels in liquids |
| US5739916A (en) * | 1995-12-04 | 1998-04-14 | University Of Alabama At Huntsville | Apparatus and method for determining the concentration of species in a substance |
| JP2002202254A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-07-19 | Dkk Toa Corp | 光測定方法及び装置 |
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| US7294513B2 (en) * | 2002-07-24 | 2007-11-13 | Wyatt Technology Corporation | Method and apparatus for characterizing solutions of small particles |
| RU2308707C2 (ru) * | 2005-08-04 | 2007-10-20 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Детектор концентрации нефти в воде |
| TW200742847A (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-16 | Syspotek Corp | Refractive fuel-concentration detecto |
| US20090185188A1 (en) * | 2008-01-22 | 2009-07-23 | Cummins Filtration Ip, Inc. | Pass-fail tool for testing particulate contamination level in a fluid |
| DE202014104059U1 (de) * | 2014-08-29 | 2015-12-06 | KDT Kompressoren- und Drucklufttechnik GmbH | Messvorrichtung zur Messung der Konzentration von Öl- und Kraftstoffverunreinigungen in wässriger Lösung und Druckluftanlage mit einer solchen Messvorrichtung |
| EP3037804A1 (de) * | 2014-12-22 | 2016-06-29 | Grundfos Holding A/S | Verfahren zum quantitativen und qualitativen Erfassen von Partikeln in Flüssigkeit |
| EP3037803A1 (de) * | 2014-12-22 | 2016-06-29 | Grundfos Holding A/S | Vorrichtung zur durchstrahlenden Untersuchung einer Flüssigkeit |
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| WO2020006227A2 (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Hach Company | Suspended solids measurement of wastewater |
| DE102020128684A1 (de) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Heinzmann Gmbh & Co. Kg | Ölnebeldetektor zur Detektion und/oder Analyse von Öl-Luftgemischen mit einer optischen Messanordnung sowie zugehörige Verfahren |
Family Cites Families (11)
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|---|---|---|---|---|
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| GB1281342A (en) * | 1968-10-09 | 1972-07-12 | English Clays Lovering Pochin | Apparatus for measuring concentration of solids in a fluid |
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| GB1556029A (en) * | 1976-10-29 | 1979-11-14 | Standard Telephones Cables Ltd | Oil in water detection |
| GB1602969A (en) * | 1977-08-26 | 1981-11-18 | Standard Telephones Cables Ltd | Oil-in-water detection system |
| US4153837A (en) * | 1978-02-16 | 1979-05-08 | Anarad, Inc. | Optical gas analyzer |
| GB1588862A (en) * | 1978-05-11 | 1981-04-29 | Standard Telephones Cables Ltd | Measuring oil in water |
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| JPS57199943A (en) * | 1981-06-03 | 1982-12-08 | Hitachi Ltd | Measuring device for wetness of steam |
-
1984
- 1984-10-26 GB GB08427177A patent/GB2166233B/en not_active Expired
-
1985
- 1985-10-11 AU AU48518/85A patent/AU582588B2/en not_active Ceased
- 1985-10-22 US US06/789,989 patent/US4672216A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-10-24 AT AT85307663T patent/ATE72901T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-10-24 EP EP85307663A patent/EP0180410B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-10-24 DE DE8585307663T patent/DE3585425D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-10-25 JP JP60237806A patent/JPS61107141A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU582588B2 (en) | 1989-04-06 |
| EP0180410A2 (en) | 1986-05-07 |
| GB8427177D0 (en) | 1984-12-05 |
| ATE72901T1 (de) | 1992-03-15 |
| EP0180410B1 (en) | 1992-02-26 |
| JPS61107141A (ja) | 1986-05-26 |
| US4672216A (en) | 1987-06-09 |
| GB2166233A (en) | 1986-04-30 |
| DE3585425D1 (de) | 1992-04-02 |
| AU4851885A (en) | 1986-05-01 |
| GB2166233B (en) | 1988-06-02 |
| EP0180410A3 (en) | 1989-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |