JPH07248315A - 密度計測装置 - Google Patents
密度計測装置Info
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- JPH07248315A JPH07248315A JP6066629A JP6662994A JPH07248315A JP H07248315 A JPH07248315 A JP H07248315A JP 6066629 A JP6066629 A JP 6066629A JP 6662994 A JP6662994 A JP 6662994A JP H07248315 A JPH07248315 A JP H07248315A
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- ultrasonic
- fluid
- coupler
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-
- 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
-
- 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
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- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02818—Density, viscosity
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 校正が不要になり、そのため流体密度の長時
間の自動計測を行う場合装置が単純になるとともに、信
頼性の高い密度計測を正確迅速に行うことができる密度
計測装置を提供する。 【構成】 密度を計測しようとする供試流体1に接する
とともに超音波振動子3及び温度センサー4が取付けら
れたカプラー2と、超音波振動子3に接続された超音波
発振器5と、超音波振動子3及び温度センサー4に接続
された演算器6とからなり、カプラー2と供試流体1と
の境界からの超音波反射波強度から演算器6で供試流体
1の密度を演算計測する。
間の自動計測を行う場合装置が単純になるとともに、信
頼性の高い密度計測を正確迅速に行うことができる密度
計測装置を提供する。 【構成】 密度を計測しようとする供試流体1に接する
とともに超音波振動子3及び温度センサー4が取付けら
れたカプラー2と、超音波振動子3に接続された超音波
発振器5と、超音波振動子3及び温度センサー4に接続
された演算器6とからなり、カプラー2と供試流体1と
の境界からの超音波反射波強度から演算器6で供試流体
1の密度を演算計測する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、海水の密度,タンク内
液体の密度計測に好適な密度計測装置に関する。
液体の密度計測に好適な密度計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、海水の密度やタンク内液体の密度
を計測する密度計測装置としては、測定セル内に供試流
体を導きその振動周期より密度を計測する振動密度計が
あるが、これは、校正が必要であり、そのため長時間の
自動計測を行う場合可動部が多くなり装置が複雑化する
とともに、サンプルしなければ計測できずかつ高圧環境
下では計測できない不具合もあり、また校正,サンプル
採取のために計測時間が長くなる不都合もある。
を計測する密度計測装置としては、測定セル内に供試流
体を導きその振動周期より密度を計測する振動密度計が
あるが、これは、校正が必要であり、そのため長時間の
自動計測を行う場合可動部が多くなり装置が複雑化する
とともに、サンプルしなければ計測できずかつ高圧環境
下では計測できない不具合もあり、また校正,サンプル
採取のために計測時間が長くなる不都合もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、校正が不要になり、そ
のため流体密度の長時間の自動計測を行う場合装置が単
純になるとともに、信頼性の高い密度計測を正確迅速に
行うことができる密度計測装置を提供することを目的と
する。
事情に鑑みて提案されたもので、校正が不要になり、そ
のため流体密度の長時間の自動計測を行う場合装置が単
純になるとともに、信頼性の高い密度計測を正確迅速に
行うことができる密度計測装置を提供することを目的と
する。
【0004】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、密
度を計測しようとする供試流体に接するとともに超音波
振動子及び温度センサーが取付けられたカプラーと、上
記超音波振動子に接続された超音波発振器と、上記超音
波振動子及び温度センサーに接続された演算器とからな
り、上記カプラーと供試流体との境界からの超音波反射
波強度から供試流体の密度を演算計測することを特徴と
する。
度を計測しようとする供試流体に接するとともに超音波
振動子及び温度センサーが取付けられたカプラーと、上
記超音波振動子に接続された超音波発振器と、上記超音
波振動子及び温度センサーに接続された演算器とからな
り、上記カプラーと供試流体との境界からの超音波反射
波強度から供試流体の密度を演算計測することを特徴と
する。
【0005】
【作用】本発明密度計測装置においては、カプラーと供
試流体と接する境界への超音波入射波強度をEi 、反射
波強度をER 、密度をρ、音速をc、カプラーの音響イ
ンピーダンスをρ1 c1 、供試流体の音響インピーダン
スをρ2 c2 とすると、これらの関係はER =(ρ2 c
2 −ρ1 c1 )/(ρ1 c1 +ρ2 c2 )・Eiで表わ
されるとともに、ρ1 c1 は温度特性を持ち、更に反射
波の伝搬長も温度依存性を持っているので、超音波反射
波強度及び供試流体温度を超音波振動子及び温度センサ
ーから演算器に送り、こゝで上記式により演算すること
により供試流体の密度ρ2 を演算計測することができ
る。
試流体と接する境界への超音波入射波強度をEi 、反射
波強度をER 、密度をρ、音速をc、カプラーの音響イ
ンピーダンスをρ1 c1 、供試流体の音響インピーダン
スをρ2 c2 とすると、これらの関係はER =(ρ2 c
2 −ρ1 c1 )/(ρ1 c1 +ρ2 c2 )・Eiで表わ
されるとともに、ρ1 c1 は温度特性を持ち、更に反射
波の伝搬長も温度依存性を持っているので、超音波反射
波強度及び供試流体温度を超音波振動子及び温度センサ
ーから演算器に送り、こゝで上記式により演算すること
により供試流体の密度ρ2 を演算計測することができ
る。
【0006】
【実施例】本発明密度計測装置の一実施例を図面につい
て説明すると、図1は本装置を示し、同図(A)はその
模式図、同図(B)は同図(A)のB部分の拡大図、図
2は同上装置における温度Tとカプラー音響インピーダ
ンスρ1 c1 の関係の線図、図3は同上装置における温
度Tと供試流体伝搬長l2 の関係の線図、図4は本装置
の海水密度計測への適用例の説明図、図5は本装置のエ
タノール発酵タンク中の発酵液密度計測への適用例の説
明図である。
て説明すると、図1は本装置を示し、同図(A)はその
模式図、同図(B)は同図(A)のB部分の拡大図、図
2は同上装置における温度Tとカプラー音響インピーダ
ンスρ1 c1 の関係の線図、図3は同上装置における温
度Tと供試流体伝搬長l2 の関係の線図、図4は本装置
の海水密度計測への適用例の説明図、図5は本装置のエ
タノール発酵タンク中の発酵液密度計測への適用例の説
明図である。
【0007】図1において、密度を計測しようとする海
水,発酵液等の供試流体1に接するカプラー2には、超
音波振動子3と熱電対等の温度センサー4が取付けられ
ており、超音波振動子3には超音波発振器5が接続さ
れ、更に超音波振動子3と温度センサー4とはともに演
算器6に接続されている。このような装置において、超
音波発振器5から発せられた超音波はカプラー2を伝搬
し、供試流体1と接する境界でカプラー2と供試流体1
の双方の音響インピーダンスの差に応じて反射波の強度
ER は次式のように表される。 ER =(ρ2 c2 −ρ1 c1 )/(ρ1 c1 +ρ2 c2 )・Ei ここで、ρ:密度、c:音速、ρ1 c1 :カプラー2の
音響インピーダンス(既知)、ρ2 c2 :供試流体1の
音響インピーダンス(未知)、Ei :境界への入射波強
度である。この式において、Ei を常に一定としておけ
ば、ER を超音波振動子3で検知することによりρ2 c
2 を決定できる。たゞしρ1 c1 の温度特性を図2のよ
うに把握しておく。また供試流体1の音速c2 は、図1
(B)に示すカプラー2の端面Iからの反射波と端面II
からの反射波との時間間隔Δtと、端面Iと端面IIとの
距離l2 とより、c2 =2l2 /Δtで求まる。なお距
離l2 は温度依存性を持っているのでl2 の温度依存性
を図3のように把握しておき、温度センサー4で計測さ
れた温度に応じたl2 を採用することによりc2 の推定
精度が向上する。しかしてこれらの計測値を超音波振動
子3及び温度センサー4から演算器6に送り、こゝで上
記式により演算することにより供試流体1の密度ρ2 が
自動的に推定できる。
水,発酵液等の供試流体1に接するカプラー2には、超
音波振動子3と熱電対等の温度センサー4が取付けられ
ており、超音波振動子3には超音波発振器5が接続さ
れ、更に超音波振動子3と温度センサー4とはともに演
算器6に接続されている。このような装置において、超
音波発振器5から発せられた超音波はカプラー2を伝搬
し、供試流体1と接する境界でカプラー2と供試流体1
の双方の音響インピーダンスの差に応じて反射波の強度
ER は次式のように表される。 ER =(ρ2 c2 −ρ1 c1 )/(ρ1 c1 +ρ2 c2 )・Ei ここで、ρ:密度、c:音速、ρ1 c1 :カプラー2の
音響インピーダンス(既知)、ρ2 c2 :供試流体1の
音響インピーダンス(未知)、Ei :境界への入射波強
度である。この式において、Ei を常に一定としておけ
ば、ER を超音波振動子3で検知することによりρ2 c
2 を決定できる。たゞしρ1 c1 の温度特性を図2のよ
うに把握しておく。また供試流体1の音速c2 は、図1
(B)に示すカプラー2の端面Iからの反射波と端面II
からの反射波との時間間隔Δtと、端面Iと端面IIとの
距離l2 とより、c2 =2l2 /Δtで求まる。なお距
離l2 は温度依存性を持っているのでl2 の温度依存性
を図3のように把握しておき、温度センサー4で計測さ
れた温度に応じたl2 を採用することによりc2 の推定
精度が向上する。しかしてこれらの計測値を超音波振動
子3及び温度センサー4から演算器6に送り、こゝで上
記式により演算することにより供試流体1の密度ρ2 が
自動的に推定できる。
【0008】次に海水の密度計測への適用例を図4につ
いて説明すると、同図(A)において、図1のB部分に
相当する密度計測装置7を圧力センサーとともに海水
1′へ導入し、ケーブルの長さを変化させながら各深度
ごとに超音波反射波強度及び海水温度を計測し演算して
密度計測を実施することにより、図4(B)のような浅
海域から深海域に至る密度プロファイルを正確かつ迅速
に取得することができる。更にエタノール発酵タンク中
の発酵液密度計測への適用例を図5について説明する
と、同図において、バルブ9を開にし誘引ポンプ11を
作動させ、フィルター10により酵母等の懸濁物を除去
した発酵液をカプラー2内に導き、超音波反射波強度及
び発酵液温度を計測し演算して密度計測を実施すること
により、エタノール発酵タンク8中のエタノール発酵液
の密度すなわち濃度を正確かつ迅速に取得することがで
きる。
いて説明すると、同図(A)において、図1のB部分に
相当する密度計測装置7を圧力センサーとともに海水
1′へ導入し、ケーブルの長さを変化させながら各深度
ごとに超音波反射波強度及び海水温度を計測し演算して
密度計測を実施することにより、図4(B)のような浅
海域から深海域に至る密度プロファイルを正確かつ迅速
に取得することができる。更にエタノール発酵タンク中
の発酵液密度計測への適用例を図5について説明する
と、同図において、バルブ9を開にし誘引ポンプ11を
作動させ、フィルター10により酵母等の懸濁物を除去
した発酵液をカプラー2内に導き、超音波反射波強度及
び発酵液温度を計測し演算して密度計測を実施すること
により、エタノール発酵タンク8中のエタノール発酵液
の密度すなわち濃度を正確かつ迅速に取得することがで
きる。
【0009】かくしてこのような密度計測装置によれ
ば、音響インピーダンスの温度依存性が既知で超音波が
伝搬するカプラー2を供試流体1に接触させ、そこに取
付けた超音波振動子3及び温度センサー4から超音波反
射波強度及び流体温度を計測することにより、流体密度
を演算計測するので、単純な装置により校正等の事前手
続なしで、振動密度計では困難であった高圧環境の流体
等も含む流体の密度計測が正確迅速に実現でき、実験室
レベルの物性評価から実機の計測,海洋調査に至るま
で、流体密度の長時間の自動計測の高精度化,迅速化に
寄与することができる。
ば、音響インピーダンスの温度依存性が既知で超音波が
伝搬するカプラー2を供試流体1に接触させ、そこに取
付けた超音波振動子3及び温度センサー4から超音波反
射波強度及び流体温度を計測することにより、流体密度
を演算計測するので、単純な装置により校正等の事前手
続なしで、振動密度計では困難であった高圧環境の流体
等も含む流体の密度計測が正確迅速に実現でき、実験室
レベルの物性評価から実機の計測,海洋調査に至るま
で、流体密度の長時間の自動計測の高精度化,迅速化に
寄与することができる。
【0010】
【発明の効果】要するに本発明によれば、密度を計測し
ようとする供試流体に接するとともに超音波振動子及び
温度センサーが取付けられたカプラーと、上記超音波振
動子に接続された超音波発振器と、上記超音波振動子及
び温度センサーに接続された演算器とからなり、上記カ
プラーと供試流体との境界からの超音波反射波強度から
供試流体の密度を演算計測することにより、校正が不要
になり、そのため流体密度の長時間の自動計測を行う場
合装置が単純になるとともに、信頼性の高い密度計測を
正確迅速に行うことができる密度計測装置を得るから、
本発明は産業上極めて有益なものである。
ようとする供試流体に接するとともに超音波振動子及び
温度センサーが取付けられたカプラーと、上記超音波振
動子に接続された超音波発振器と、上記超音波振動子及
び温度センサーに接続された演算器とからなり、上記カ
プラーと供試流体との境界からの超音波反射波強度から
供試流体の密度を演算計測することにより、校正が不要
になり、そのため流体密度の長時間の自動計測を行う場
合装置が単純になるとともに、信頼性の高い密度計測を
正確迅速に行うことができる密度計測装置を得るから、
本発明は産業上極めて有益なものである。
【図1】本発明密度計測装置の一実施例を示し、同図
(A)は本装置の模式図、同図(B)は同図(A)のB
部分の拡大図である。
(A)は本装置の模式図、同図(B)は同図(A)のB
部分の拡大図である。
【図2】同上装置における温度Tとカプラー音響インピ
ーダンスρ1 c1 の関係の線図である。
ーダンスρ1 c1 の関係の線図である。
【図3】同上装置における温度Tと供試流体伝搬長l2
の関係の線図である。
の関係の線図である。
【図4】本装置の海水密度計測への適用例の説明図であ
る。
る。
【図5】本装置のエタノール発酵タンク中の発酵液密度
計測への適用例の説明図である。
計測への適用例の説明図である。
1 供試流体 2 カプラー 3 超音波振動子 4 温度センサー 5 超音波発振器 6 演算器
Claims (1)
- 【請求項1】 密度を計測しようとする供試流体に接す
るとともに超音波振動子及び温度センサーが取付けられ
たカプラーと、上記超音波振動子に接続された超音波発
振器と、上記超音波振動子及び温度センサーに接続され
た演算器とからなり、上記カプラーと供試流体との境界
からの超音波反射波強度から供試流体の密度を演算計測
することを特徴とする密度計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6066629A JPH07248315A (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 密度計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6066629A JPH07248315A (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 密度計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07248315A true JPH07248315A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=13321386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6066629A Withdrawn JPH07248315A (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 密度計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07248315A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007196108A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Penta Ocean Constr Co Ltd | 水質改善方法およびその装置 |
| JP2009047657A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 海底湧水状況検出システム |
| CN102023121A (zh) * | 2010-11-11 | 2011-04-20 | 朱茜 | 石油密度计校准装置及方法 |
| JP2013515256A (ja) * | 2009-12-21 | 2013-05-02 | ヴェマ・システム・アーエス | 品質センサ機器 |
| CN103926168A (zh) * | 2013-01-10 | 2014-07-16 | 中交一航局第二工程有限公司 | 海水密度实时监测系统及监测方法 |
| CN104198330A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-10 | 深圳市湘津石仪器有限公司 | 浮子式密度计刻度标定装置及其标定方法 |
| CN107607438A (zh) * | 2017-08-08 | 2018-01-19 | 南京中探海洋物联网有限公司 | 一种大范围海域的海水密度测量方法 |
| RU2754107C1 (ru) * | 2020-04-16 | 2021-08-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС) | Способ автоматического определения в условиях океана параметров состояния морской воды |
| RU2764403C1 (ru) * | 2021-04-15 | 2022-01-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Измеритель вариаций солености морской воды |
| CN120177285A (zh) * | 2025-05-19 | 2025-06-20 | 季华实验室 | 液体重量非接触式测量方法 |
-
1994
- 1994-03-10 JP JP6066629A patent/JPH07248315A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007196108A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Penta Ocean Constr Co Ltd | 水質改善方法およびその装置 |
| JP2009047657A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 海底湧水状況検出システム |
| JP2013515256A (ja) * | 2009-12-21 | 2013-05-02 | ヴェマ・システム・アーエス | 品質センサ機器 |
| CN102023121A (zh) * | 2010-11-11 | 2011-04-20 | 朱茜 | 石油密度计校准装置及方法 |
| CN102023121B (zh) | 2010-11-11 | 2012-07-04 | 朱茜 | 石油密度计校准装置及方法 |
| CN103926168B (zh) * | 2013-01-10 | 2016-02-03 | 中交一航局第二工程有限公司 | 海水密度实时监测系统及监测方法 |
| CN103926168A (zh) * | 2013-01-10 | 2014-07-16 | 中交一航局第二工程有限公司 | 海水密度实时监测系统及监测方法 |
| CN104198330A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-10 | 深圳市湘津石仪器有限公司 | 浮子式密度计刻度标定装置及其标定方法 |
| CN104198330B (zh) * | 2014-08-26 | 2017-02-01 | 深圳市湘津石仪器有限公司 | 浮子式密度计刻度标定装置及其标定方法 |
| CN107607438A (zh) * | 2017-08-08 | 2018-01-19 | 南京中探海洋物联网有限公司 | 一种大范围海域的海水密度测量方法 |
| CN107607438B (zh) * | 2017-08-08 | 2024-02-02 | 南京中探海洋物联网有限公司 | 一种大范围海域的海水密度测量方法 |
| RU2754107C1 (ru) * | 2020-04-16 | 2021-08-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС) | Способ автоматического определения в условиях океана параметров состояния морской воды |
| RU2764403C1 (ru) * | 2021-04-15 | 2022-01-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Измеритель вариаций солености морской воды |
| CN120177285A (zh) * | 2025-05-19 | 2025-06-20 | 季华实验室 | 液体重量非接触式测量方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |