JPH0713629B2 - 液体又は懸濁液の空気分の分析方法及び分析装置 - Google Patents
液体又は懸濁液の空気分の分析方法及び分析装置Info
- Publication number
- JPH0713629B2 JPH0713629B2 JP61236045A JP23604586A JPH0713629B2 JP H0713629 B2 JPH0713629 B2 JP H0713629B2 JP 61236045 A JP61236045 A JP 61236045A JP 23604586 A JP23604586 A JP 23604586A JP H0713629 B2 JPH0713629 B2 JP H0713629B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- receiver
- iatt
- scattered
- liquid
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液体又はパルプスラリ等の懸濁液の空気分を分
析する方法に関する。本発明はまた液体又はパルプスラ
リ等の懸濁液の空気分を分析する装置に関する。
析する方法に関する。本発明はまた液体又はパルプスラ
リ等の懸濁液の空気分を分析する装置に関する。
従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 本発明の目的の一つは、液体又はパルプスラリ等の懸濁
液の空気分をサンプリングを行なわずに及び／又はサン
プリングを行なって連続流よりオンライン的にまず決定
する方法を提供するにある。
液の空気分をサンプリングを行なわずに及び／又はサン
プリングを行なって連続流よりオンライン的にまず決定
する方法を提供するにある。
本発明の目的または上記の方法を応用する装置を提供す
るにある。
るにある。
超音波の減衰に基いて液体又は懸濁液、特にパルプスラ
リの特性を測定することは米国特許2,755,662、米国特
許3,710,615、米国特許3,914,981、及び英国特許1,302,
731より公知である。これらの従来技術による方法で
は、超音波が次の式（Ｉ）に従って径路長の関数として
指数関数的に減衰する場合に超音波の減衰を決定して分
析が行なわれる。
リの特性を測定することは米国特許2,755,662、米国特
許3,710,615、米国特許3,914,981、及び英国特許1,302,
731より公知である。これらの従来技術による方法で
は、超音波が次の式（Ｉ）に従って径路長の関数として
指数関数的に減衰する場合に超音波の減衰を決定して分
析が行なわれる。
Iatt＝I0e-ax （Ｉ） 但しここでIattは減衰強度の測定値、I0は出発点におけ
る強度、ａは各物質に特徴的な減衰定数、及びｘは測定
点までの径路長（超音波が液体中を進行する距離）であ
る。減衰は半対数座標にプロットすると直線的になる。
る強度、ａは各物質に特徴的な減衰定数、及びｘは測定
点までの径路長（超音波が液体中を進行する距離）であ
る。減衰は半対数座標にプロットすると直線的になる。
問題点を解決するための手段 本発明は超音波の減衰強度及び超音波の散乱強度の測定
に基いている。散乱した超音波の減衰は次の式（II）で
表わされる。
に基いている。散乱した超音波の減衰は次の式（II）で
表わされる。
Isc＝I0e−（ｂ−β）ｘ （II） 但しここでIscは散乱強度の測定値、I0は測定体積によ
り超音波ビームピックアップ方向へ散乱される強度、β
は超音波の減衰への多重散乱を含めて散乱が寄与する分
を表わす定数、及びｂは異なる方向から散乱ピックアッ
プへ入射する散乱の平均減衰定数である。伝播減衰と減
衰との比は である。
り超音波ビームピックアップ方向へ散乱される強度、β
は超音波の減衰への多重散乱を含めて散乱が寄与する分
を表わす定数、及びｂは異なる方向から散乱ピックアッ
プへ入射する散乱の平均減衰定数である。伝播減衰と減
衰との比は である。
ここでΔ＝ａ＋ｂ−βとおくと、伝播減衰と散乱との比
の対数を表わすグラフの直線の傾きΔは液体中の空気分
による効果を距離ｘの関数として表わす。式（III）よ
り次の式が得られる。
の対数を表わすグラフの直線の傾きΔは液体中の空気分
による効果を距離ｘの関数として表わす。式（III）よ
り次の式が得られる。
δｉは空気分でありΔｒはピックアップ配置等の選択さ
れた形状配置に応ずる較正定数である。
れた形状配置に応ずる較正定数である。
実験の結果伝播減衰と散乱との比の対数 は非常に多くの種類の液体及び懸濁液で空気分に線型に
依存することがわかった。つまり直線のグラフの傾きΔ
は、材料及び寸法形状の各組み合わせに対応する特定の
定数である。log（Iatt/Isc）が決定されると空気分δ
ｉは決定された値を定数Δで割ることより得られる。δ
ｉがゼロならlog（Iatt/Isc）に対し粒子の大きさ、温
度、粘性等の液体又は懸濁液の如何なる他の特徴からも
独立した定数値が得られる。しかしlog（Iatt/Isc）δi
(0)はΔによって割られる前に常にlog（Iatt/Isc）δｉ
の値から導かねばならない。
依存することがわかった。つまり直線のグラフの傾きΔ
は、材料及び寸法形状の各組み合わせに対応する特定の
定数である。log（Iatt/Isc）が決定されると空気分δ
ｉは決定された値を定数Δで割ることより得られる。δ
ｉがゼロならlog（Iatt/Isc）に対し粒子の大きさ、温
度、粘性等の液体又は懸濁液の如何なる他の特徴からも
独立した定数値が得られる。しかしlog（Iatt/Isc）δi
(0)はΔによって割られる前に常にlog（Iatt/Isc）δｉ
の値から導かねばならない。
定常的な条件、略一定の濃度及び略一定の粒子の大きさ
及び／又は粒子分布では次の式が成り立つ。
及び／又は粒子分布では次の式が成り立つ。
ここでａ＝logIscつまり定数である。
この場合は散乱強度を決定する必要はない。
空気分のない場合には次の式が成り立つ。
あるいは 実施例 第１図に示す分析用構成において、超音波発信器１がピ
ックアップ８の働きにより超音波ビームR3をパルプスラ
リＡ中へ発射するよう設けられる。超音波の減衰、つま
り減衰した超音波R2は受信器２で、つまりピックアップ
９で測定される。超音波の減衰は式（Ｉ）に従う。
ックアップ８の働きにより超音波ビームR3をパルプスラ
リＡ中へ発射するよう設けられる。超音波の減衰、つま
り減衰した超音波R2は受信器２で、つまりピックアップ
９で測定される。超音波の減衰は式（Ｉ）に従う。
第１図に示す如く超音波R1の減衰Iscを測定する散乱超
音波受信器、つまりピックアップ３も設けられている。
散乱超音波の減衰は式（II）に従う。散乱超音波受信器
３つまりピックアップは、発信器１つまりピックアップ
８と受信器２つまりピックアップ９との間の超音波の直
線径路からはずれた位置に設けられる。
音波受信器、つまりピックアップ３も設けられている。
散乱超音波の減衰は式（II）に従う。散乱超音波受信器
３つまりピックアップは、発信器１つまりピックアップ
８と受信器２つまりピックアップ９との間の超音波の直
線径路からはずれた位置に設けられる。
第１図に示す如く超音波受信器からの信号及び散乱超音
波受信器３からの信号が供給される計算手段つまり計算
ユニット４が設けられる。計算ユニットは式（III）及
び（IV）に従って比Iatt/Isc及び／又は比Iatt/Iscの対
数を計算する。
波受信器３からの信号が供給される計算手段つまり計算
ユニット４が設けられる。計算ユニットは式（III）及
び（IV）に従って比Iatt/Isc及び／又は比Iatt/Iscの対
数を計算する。
第１図においては、測定されるパルプスラリの中心部Ａ
から超音波発信器ピックアップ８への距離及び受信器ピ
ックアップ３への距離は略等しい（＝ｘ）。しかしこれ
らの距離は、必要ならば測定される物質の特性及び測定
の状態に応じた最良の態様に選定される。
から超音波発信器ピックアップ８への距離及び受信器ピ
ックアップ３への距離は略等しい（＝ｘ）。しかしこれ
らの距離は、必要ならば測定される物質の特性及び測定
の状態に応じた最良の態様に選定される。
第２図に示す測定用構成では超音波発信器／受信器／散
乱超音波受信器1,2,3は単一のユニット10をなす。超音
波発信器及び受信器のピックアップ8,9は一体的ピック
アップ５をなす。装置にはさらに発信器／受信器ピック
アップ５から発射される超音波をもとのピックアップに
反射する超音波反射器６が設けられる。
乱超音波受信器1,2,3は単一のユニット10をなす。超音
波発信器及び受信器のピックアップ8,9は一体的ピック
アップ５をなす。装置にはさらに発信器／受信器ピック
アップ５から発射される超音波をもとのピックアップに
反射する超音波反射器６が設けられる。
第２図の装置には散乱超音波受信器３及び散乱反射器７
が得られる。散乱反射器７は、超音波発信器／受信器ピ
ックアップ５と超音波反射器６との間の超音波の直線径
路からある距離（ｂ）はずれた位置に、散乱超音波を散
乱受信器ピックアップへ反射するよう設けられる。散乱
受信器ピックアップ３は超音波発信器／受信器10へ接続
されている。超音波発信器／受信器10からの信号は計算
ユニット４へ供給され式（III），（IV）及び／又は式
（Ｖ）による比Iatt/Isc又は対数log（Iatt/Isc）が決
定される。
が得られる。散乱反射器７は、超音波発信器／受信器ピ
ックアップ５と超音波反射器６との間の超音波の直線径
路からある距離（ｂ）はずれた位置に、散乱超音波を散
乱受信器ピックアップへ反射するよう設けられる。散乱
受信器ピックアップ３は超音波発信器／受信器10へ接続
されている。超音波発信器／受信器10からの信号は計算
ユニット４へ供給され式（III），（IV）及び／又は式
（Ｖ）による比Iatt/Isc又は対数log（Iatt/Isc）が決
定される。
第３図は松セルロースの濃度0.9％のパルプスラリを第
２図に示す如き状態で実験を行なって超音波散乱と直接
減衰との比を空気分の関数として示したグラフである。
パルプスラリ中の空気分は、圧縮法による空気分測定装
置により測定された。第３図では、縦軸に比のレベルが
デシベルで表わされ、横軸に空気分がパーセントで表わ
されている。実験の結果超音波散乱と減衰との比は、パ
ルプスラリ中の空気分に略線型に依存する。
２図に示す如き状態で実験を行なって超音波散乱と直接
減衰との比を空気分の関数として示したグラフである。
パルプスラリ中の空気分は、圧縮法による空気分測定装
置により測定された。第３図では、縦軸に比のレベルが
デシベルで表わされ、横軸に空気分がパーセントで表わ
されている。実験の結果超音波散乱と減衰との比は、パ
ルプスラリ中の空気分に略線型に依存する。
第４図及び第５図は、処理ライン12からパルプスラリを
導くパルプスラリ13により処理ラインと接続されるプレ
キシ等のプラスチック製の測定セル11を示す。パルプス
ラリは上記セルを通って出口14へ出ていく。超音波発信
器１はセル11に固定され、超音波受信器２はセルの反対
側に固定される。散乱超音波受信器３は、発信器と受信
器の間の超音波の直線径路からはずしてセル11に固定さ
れる。
導くパルプスラリ13により処理ラインと接続されるプレ
キシ等のプラスチック製の測定セル11を示す。パルプス
ラリは上記セルを通って出口14へ出ていく。超音波発信
器１はセル11に固定され、超音波受信器２はセルの反対
側に固定される。散乱超音波受信器３は、発信器と受信
器の間の超音波の直線径路からはずしてセル11に固定さ
れる。
第４図及び第５図の装置は上述の如く使用されるが、定
常的な条件、つまり一定の濃度及び一定の粒子の大きさ
又は粒子分布のものでは、logIscは一定であり散乱超音
波受信器は不要である。
常的な条件、つまり一定の濃度及び一定の粒子の大きさ
又は粒子分布のものでは、logIscは一定であり散乱超音
波受信器は不要である。
本方法は、例えば０〜２％のパルプ好ましくは０〜1.5
％のパルプを含むパルプスラリにおける０〜５％の空気
分好ましくは０〜1.5％の空気分を決定するのに使用さ
れる。
％のパルプを含むパルプスラリにおける０〜５％の空気
分好ましくは０〜1.5％の空気分を決定するのに使用さ
れる。
第１図は本発明による測定用の構成の概略図、第２図は
本発明による測定用の別の構成の概略図、第３図は散乱
と超音波減衰の比についての実験結果を示すグラフ、第
４図及び第５図はそれぞれ処理ラインと接続された本発
明による装置の一実施例の側面図及び平面図である。 １……超音波発信器、２……超音波受信器、３……散乱
超音波受信器、４……計算ユニット、5,8,9……ピック
アップ、6,7……超音波反射器、11……測定セル、12…
…処理ライン、13……パイプライン。
本発明による測定用の別の構成の概略図、第３図は散乱
と超音波減衰の比についての実験結果を示すグラフ、第
４図及び第５図はそれぞれ処理ラインと接続された本発
明による装置の一実施例の側面図及び平面図である。 １……超音波発信器、２……超音波受信器、３……散乱
超音波受信器、４……計算ユニット、5,8,9……ピック
アップ、6,7……超音波反射器、11……測定セル、12…
…処理ライン、13……パイプライン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エイノ ヘールケーネン フィンランド国 オウル エスエフ− 90550 ミーリキンティー ６ ビー 13 番地 (72)発明者 ジョウニ トルンベルク フィンランド国 カヤーニ エスエフ− 87200 クンピューティー 28番地 (56)参考文献 特開 昭54−56494（ＪＰ，Ａ)
Claims (9)
- 【請求項１】液体中に超音波を出し、超音波の減衰Iatt
を測定し、減衰強度の測定値Iatt、散乱強度の測定値Is
c及び傾きの定数Δについての関数 を決定することにより液体の空気分δｉを決定すること
を特徴とする液体又は懸濁液の空気分δｉの分析方法。 - 【請求項２】関数 logIatt＝−Δδｉ＋logIsc （IX） を決定することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の分析方法。 - 【請求項３】ａ＝logIscとして関数 logIatt＝−Δδｉ＋ａ （VI） を決定することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の分析方法。 - 【請求項４】空気分のない場合の減衰値が関数 又は を決定することで決定されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項乃至第３項のうちいずれか一項記載の分析
方法。 - 【請求項５】超音波発信器（１）と、超音波減衰Iattを
測定する超音波受信器（２）と、散乱超音波の減衰Isc
と測定する散乱超音波受信器（３）と、Iatt/Isc及び／
又は対数log（Iatt/Isc）を決定する計算手段（４）と
からなることを特徴とする液体又は懸濁液の空気分δｉ
の分析装置。 - 【請求項６】Δを傾きの係数として関数 logIatt＝−Δδｉ＋logIsc （IX） を決定する計算手段からなることを特徴とする特許請求
の範囲第５項記載の分析装置。 - 【請求項７】散乱超音波受信器（３）は、超音波発信器
（１）と受信器（２）の間の超音波の直線経路からある
距離（ａ）離れて設けられることを特徴とする特許請求
の範囲第５項乃至第６項のうちいずれか一項記載の分析
装置。 - 【請求項８】発信器／受信器ピックアップから出された
超音波をもとのピックアップに反射するよう設置される
反射器（６）からなることを特徴とする特許請求の範囲
第５項乃至第７項のうちいずれか一項記載の分析装置。 - 【請求項９】超音波発信器（１）と受信器（２）の間の
超音波の直線経路からある距離（ｂ）離れて設けられ散
乱超音波を散乱受信器（３）へ反射する散乱反射器
（７）からなることを特徴とする特許請求の範囲第５項
乃至第９項のうちいずれか一項記載の分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61236045A JPH0713629B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 液体又は懸濁液の空気分の分析方法及び分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61236045A JPH0713629B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 液体又は懸濁液の空気分の分析方法及び分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6391553A JPS6391553A (ja) | 1988-04-22 |
| JPH0713629B2 true JPH0713629B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=16994941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61236045A Expired - Lifetime JPH0713629B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 液体又は懸濁液の空気分の分析方法及び分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713629B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4138879A (en) * | 1977-08-22 | 1979-02-13 | Tif Instruments, Inc. | Sightless bubble detector |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP61236045A patent/JPH0713629B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6391553A (ja) | 1988-04-22 |
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