JPH09210925A - 濃度計 - Google Patents
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- JPH09210925A JPH09210925A JP8016030A JP1603096A JPH09210925A JP H09210925 A JPH09210925 A JP H09210925A JP 8016030 A JP8016030 A JP 8016030A JP 1603096 A JP1603096 A JP 1603096A JP H09210925 A JPH09210925 A JP H09210925A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、パルプ懸濁液中に添料が添加され
ている場合であっても、パルプ懸濁液中のパルプの濃度
を正確に測定できる。 【解決手段】 被測定物質を含む被測定流体中にマイク
ロ波を伝播させて、このマイクロ波の特性を測定するこ
とで被測定流体中の物質の濃度を求める濃度計におい
て、マイクロ波の特性に対する感度係数が異なる複数の
物質からなる添加物を被測定流体中に混入させていると
きに、添加物における各物質毎の感度係数とその配合比
率とを補正用パラメータセットとして記憶するメモリ手
段と、マイクロ波の特性及び補正用パラメータセットの
情報に基づき、少なくとも被測定物質の濃度を演算する
演算手段とを備えた濃度計。
ている場合であっても、パルプ懸濁液中のパルプの濃度
を正確に測定できる。 【解決手段】 被測定物質を含む被測定流体中にマイク
ロ波を伝播させて、このマイクロ波の特性を測定するこ
とで被測定流体中の物質の濃度を求める濃度計におい
て、マイクロ波の特性に対する感度係数が異なる複数の
物質からなる添加物を被測定流体中に混入させていると
きに、添加物における各物質毎の感度係数とその配合比
率とを補正用パラメータセットとして記憶するメモリ手
段と、マイクロ波の特性及び補正用パラメータセットの
情報に基づき、少なくとも被測定物質の濃度を演算する
演算手段とを備えた濃度計。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、懸濁物質等の濃
度、例えばパルプ濃度その他液体中の種々の溶解物質の
濃度の測定にマイクロ波を応用した濃度計に関する。
度、例えばパルプ濃度その他液体中の種々の溶解物質の
濃度の測定にマイクロ波を応用した濃度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波を水中に入射すると、真空中
（空気中）に入射した場合と比較して位相遅れ（θ1 ）
を生じる現象が知られている。また、この位相遅れは、
マイクロ波が汚泥やパルプ液等の懸濁液へ入射された場
合、さらに遅れ（θ2 ）を生じることとなる。これら位
相遅れの差（位相差：θ2 −θ1 ）は懸濁物質濃度と液
体に溶解している物質濃度との和に比例する。
（空気中）に入射した場合と比較して位相遅れ（θ1 ）
を生じる現象が知られている。また、この位相遅れは、
マイクロ波が汚泥やパルプ液等の懸濁液へ入射された場
合、さらに遅れ（θ2 ）を生じることとなる。これら位
相遅れの差（位相差：θ2 −θ1 ）は懸濁物質濃度と液
体に溶解している物質濃度との和に比例する。
【０００３】この現象を数式で表すと次のようになる； 濃度Ｘ＝Ｃ・ａ・Δθ ＝Ｃ・ａk ・（θ2 −θ1 ） …（１） ここで Ｃ ：補正係数 ａk ：感度係数 θ1 ：基準となるゼロ水にマイクロ波を入射した場合の
位相遅れ θ2 ：懸濁液へマイクロ波を入射した場合の位相遅れ 近年、以上の原理に基づいた濃度計が開発されており、
その関連情報が特開平４−２３８２４６、特開平５−３
２２８０１に報告されている。この濃度計は懸濁物質の
付着や液体中の気泡の影響を受けにくい等優れた特徴を
有している。
位相遅れ θ2 ：懸濁液へマイクロ波を入射した場合の位相遅れ 近年、以上の原理に基づいた濃度計が開発されており、
その関連情報が特開平４−２３８２４６、特開平５−３
２２８０１に報告されている。この濃度計は懸濁物質の
付着や液体中の気泡の影響を受けにくい等優れた特徴を
有している。
【０００４】ところで、製紙プラントで使用されるパル
プ懸濁液には、製造する製品毎に複数の添料が一定の配
合比率で加えられている。そこで、上記原理を用いた濃
度計でパルプ濃度や添料濃度を測定する場合を考える
と、まず、これらの添料を単体で測定したときには、
（１）式からわかるように、また、図３に示すように、
濃度と濃度計指示は比例関係を有する。
プ懸濁液には、製造する製品毎に複数の添料が一定の配
合比率で加えられている。そこで、上記原理を用いた濃
度計でパルプ濃度や添料濃度を測定する場合を考える
と、まず、これらの添料を単体で測定したときには、
（１）式からわかるように、また、図３に示すように、
濃度と濃度計指示は比例関係を有する。
【０００５】図３はマイクロ波濃度計によりパルプ濃度
及び添料濃度等をそれぞれ単体で測定したときの測定結
果例を示す図である。ここで、パルプや各種添料は各々
の物性が異なるため、（１）式における感度係数ａは添
料によってが異なっている。そして、これらの物質が混
合された場合には、その混合後の感度係数が必ずしも正
確に予測できず、その配合比率によっては濃度測定値に
誤差を生じる可能性がある。
及び添料濃度等をそれぞれ単体で測定したときの測定結
果例を示す図である。ここで、パルプや各種添料は各々
の物性が異なるため、（１）式における感度係数ａは添
料によってが異なっている。そして、これらの物質が混
合された場合には、その混合後の感度係数が必ずしも正
確に予測できず、その配合比率によっては濃度測定値に
誤差を生じる可能性がある。
【０００６】また、上記原理に基づいた濃度計の場合は
基準となるゼロ水、例えば濃度ゼロと見なすことができ
る水道水等により基準位相遅れ（θ1 ）をまず求めてお
く必要がある。
基準となるゼロ水、例えば濃度ゼロと見なすことができ
る水道水等により基準位相遅れ（θ1 ）をまず求めてお
く必要がある。
【０００７】これをゼロ調整（もしくはゼロ点調整）作
業と呼ぶが、ゼロ調整作業を実行するためには濃度計を
設ける配管系を図４に示すような構成にし、一定のゼロ
調整作業を行う必要がある。
業と呼ぶが、ゼロ調整作業を実行するためには濃度計を
設ける配管系を図４に示すような構成にし、一定のゼロ
調整作業を行う必要がある。
【０００８】図４は従来の濃度計を設置する配管を示す
図である。同図において、ゼロ調整作業をするには、ま
ず、バイパス配管５１側のストップバルブ５２を開いて
パルプ混濁液をバイパス側に流すようにした後、本配管
５３側のストップバルブ５４，５５を閉じる。しかるの
ち、ストップバルブ５４，５５間にゼロ水を満たし、濃
度計５６のゼロ調整作業を実行する。
図である。同図において、ゼロ調整作業をするには、ま
ず、バイパス配管５１側のストップバルブ５２を開いて
パルプ混濁液をバイパス側に流すようにした後、本配管
５３側のストップバルブ５４，５５を閉じる。しかるの
ち、ストップバルブ５４，５５間にゼロ水を満たし、濃
度計５６のゼロ調整作業を実行する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のマ
イクロ波を用いた濃度計では、パルプ懸濁液中に添加さ
れた添料の配合比率により濃度測定値に誤差を生じる可
能性があり、また、ゼロ点調整作業のためにバイパス配
管や、濃度計内にゼロ水を満たすためのストップバルブ
や作業が必要である。
イクロ波を用いた濃度計では、パルプ懸濁液中に添加さ
れた添料の配合比率により濃度測定値に誤差を生じる可
能性があり、また、ゼロ点調整作業のためにバイパス配
管や、濃度計内にゼロ水を満たすためのストップバルブ
や作業が必要である。
【００１０】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、その第１の目的は、パルプ懸濁液中に添料
が添加されている場合であっても、パルプ懸濁液中のパ
ルプの濃度を正確に測定可能な濃度計を提供することに
ある。
れたもので、その第１の目的は、パルプ懸濁液中に添料
が添加されている場合であっても、パルプ懸濁液中のパ
ルプの濃度を正確に測定可能な濃度計を提供することに
ある。
【００１１】第２の目的は、パルプ懸濁液中に添料が添
加されている場合であっても、各添料濃度を正確に測定
可能な濃度計を提供することにある。第３の目的は、ゼ
ロ点調整作業のためのバイパス配管を不要とし、ゼロ水
を満たす作業を不要とする濃度計を提供することにあ
る。
加されている場合であっても、各添料濃度を正確に測定
可能な濃度計を提供することにある。第３の目的は、ゼ
ロ点調整作業のためのバイパス配管を不要とし、ゼロ水
を満たす作業を不要とする濃度計を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、被測定物質を含む被測
定流体中にマイクロ波を伝播させ、この伝搬されたマイ
クロ波の特性を測定することで被測定流体中の物質の濃
度を求める濃度計において、マイクロ波の特性に対する
感度係数が異なる複数の物質からなる添加物を、被測定
流体中に混入させているときに、添加物における各物質
毎の感度係数とその配合比率とを補正用パラメータセッ
トとして記憶するメモリ手段と、マイクロ波の特性及び
補正用パラメータセットの情報に基づき、少なくとも被
測定物質の濃度を演算する演算手段とを備えた濃度計で
ある。
に、請求項１に対応する発明は、被測定物質を含む被測
定流体中にマイクロ波を伝播させ、この伝搬されたマイ
クロ波の特性を測定することで被測定流体中の物質の濃
度を求める濃度計において、マイクロ波の特性に対する
感度係数が異なる複数の物質からなる添加物を、被測定
流体中に混入させているときに、添加物における各物質
毎の感度係数とその配合比率とを補正用パラメータセッ
トとして記憶するメモリ手段と、マイクロ波の特性及び
補正用パラメータセットの情報に基づき、少なくとも被
測定物質の濃度を演算する演算手段とを備えた濃度計で
ある。
【００１３】また、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明において、メモリ手段は、複数種類の
添加物にそれぞれ対応する複数種類の補正用パラメータ
セットを記憶し、演算手段は、添加物の種類に応じて演
算に用いるべき補正用パラメータセットを切り替える濃
度計である。
１に対応する発明において、メモリ手段は、複数種類の
添加物にそれぞれ対応する複数種類の補正用パラメータ
セットを記憶し、演算手段は、添加物の種類に応じて演
算に用いるべき補正用パラメータセットを切り替える濃
度計である。
【００１４】さらに、請求項３に対応する発明は、請求
項１又は２に対応する発明において、ある添加物に対す
る補正用パラメータセットの情報と、ある添加物に対す
るマイクロ波の特性の測定結果と、ある添加物の全固形
成分濃度とに基づいて、マイクロ波の特性の基準点を算
出可能とする濃度計である。
項１又は２に対応する発明において、ある添加物に対す
る補正用パラメータセットの情報と、ある添加物に対す
るマイクロ波の特性の測定結果と、ある添加物の全固形
成分濃度とに基づいて、マイクロ波の特性の基準点を算
出可能とする濃度計である。
【００１５】さらにまた、請求項４に対応する発明は、
請求項１〜３に対応する発明において、演算手段は、マ
イクロ波の特性及び補正用パラメータセットの情報に基
づき、被測定流体中の添加物の各物質の濃度を演算する
濃度計である。
請求項１〜３に対応する発明において、演算手段は、マ
イクロ波の特性及び補正用パラメータセットの情報に基
づき、被測定流体中の添加物の各物質の濃度を演算する
濃度計である。
【００１６】次に、請求項５に対応する発明は、請求項
１〜４に対応する発明において、マイクロ波の特性は、
マイクロ波の特性の測定結果と、マイクロ波の特性の基
準点との位相差であり、マイクロ波の特性の測定結果
は、被測定流体中にマイクロ波を伝播させたときの位相
遅れとし、マイクロ波の特性の基準点は、濃度０とする
被測定流体中にマイクロ波を伝播させたときの位相遅れ
とする濃度計である。
１〜４に対応する発明において、マイクロ波の特性は、
マイクロ波の特性の測定結果と、マイクロ波の特性の基
準点との位相差であり、マイクロ波の特性の測定結果
は、被測定流体中にマイクロ波を伝播させたときの位相
遅れとし、マイクロ波の特性の基準点は、濃度０とする
被測定流体中にマイクロ波を伝播させたときの位相遅れ
とする濃度計である。
【００１７】したがって、まず、請求項１に対応する発
明の濃度計においては、被測定物質を含む被測定流体中
にマイクロ波を伝播させて、このマイクロ波の特性を測
定することで被測定流体中の物質の濃度が求められるよ
うになっている。つまり、被測定流体中に唯一の特定物
質が存在する場合には、伝搬されたマイクロ波の特性
が、その特定物質の濃度とその感度係数を介する一定の
関係を有するので、これを利用して物質の濃度を求める
ものである。
明の濃度計においては、被測定物質を含む被測定流体中
にマイクロ波を伝播させて、このマイクロ波の特性を測
定することで被測定流体中の物質の濃度が求められるよ
うになっている。つまり、被測定流体中に唯一の特定物
質が存在する場合には、伝搬されたマイクロ波の特性
が、その特定物質の濃度とその感度係数を介する一定の
関係を有するので、これを利用して物質の濃度を求める
ものである。
【００１８】また、メモリ手段に、マイクロ波の特性に
対する感度係数が異なる複数の物質からなる添加物を被
測定流体中に混入させているときに、添加物における各
物質毎の感度係数とその配合比率とが補正用パラメータ
セットとして記憶されている。
対する感度係数が異なる複数の物質からなる添加物を被
測定流体中に混入させているときに、添加物における各
物質毎の感度係数とその配合比率とが補正用パラメータ
セットとして記憶されている。
【００１９】さらに、演算手段により、上記マイクロ波
の特性及び補正用パラメータセットの情報に基づき、少
なくとも被測定物質の濃度が演算される。したがって、
被測定流体に添加物が混入される場合であっても、この
ように予め各物質毎の感度係数とその配合比率とがわか
っていれば、混合物の感度係数に相当するものが得られ
るので、上述したように被測定物質の濃度を演算するこ
とが可能となる。
の特性及び補正用パラメータセットの情報に基づき、少
なくとも被測定物質の濃度が演算される。したがって、
被測定流体に添加物が混入される場合であっても、この
ように予め各物質毎の感度係数とその配合比率とがわか
っていれば、混合物の感度係数に相当するものが得られ
るので、上述したように被測定物質の濃度を演算するこ
とが可能となる。
【００２０】また、請求項２に対応する発明の濃度計に
おいては、請求項１に対応する発明と同様に作用する
他、メモリ手段に複数種類の添加物にそれぞれ対応する
複数種類の補正用パラメータセットが記憶されている。
おいては、請求項１に対応する発明と同様に作用する
他、メモリ手段に複数種類の添加物にそれぞれ対応する
複数種類の補正用パラメータセットが記憶されている。
【００２１】そして、演算手段により、添加物の種類に
応じて演算に用いるべき補正用パラメータセットが切り
替えられる。さらに、請求項３に対応する発明の濃度計
においては、請求項１又は２に対応する発明と同様に作
用する他、ある添加物に対する補正用パラメータセット
の情報と、ある添加物に対するマイクロ波の特性の測定
結果と、ある添加物の全固形成分濃度とに基づいて、マ
イクロ波の特性の基準点が算出される。
応じて演算に用いるべき補正用パラメータセットが切り
替えられる。さらに、請求項３に対応する発明の濃度計
においては、請求項１又は２に対応する発明と同様に作
用する他、ある添加物に対する補正用パラメータセット
の情報と、ある添加物に対するマイクロ波の特性の測定
結果と、ある添加物の全固形成分濃度とに基づいて、マ
イクロ波の特性の基準点が算出される。
【００２２】ここで、マイクロ波の特性の基準点は、濃
度０とする被測定流体中にマイクロ波を伝播させたとき
の位相遅れを意味し、マイクロ波の特性の測定結果は、
被測定流体中にマイクロ波を伝播させたときの位相遅れ
を意味している。
度０とする被測定流体中にマイクロ波を伝播させたとき
の位相遅れを意味し、マイクロ波の特性の測定結果は、
被測定流体中にマイクロ波を伝播させたときの位相遅れ
を意味している。
【００２３】つまり、実施形態において細述するが、あ
る添加物に対する補正用パラメータセットの情報と、あ
る添加物に対するマイクロ波の特性の測定結果と、実際
のある添加物の全固形成分濃度とが求まれば、マイクロ
波の特性の基準点を算出することができる。
る添加物に対する補正用パラメータセットの情報と、あ
る添加物に対するマイクロ波の特性の測定結果と、実際
のある添加物の全固形成分濃度とが求まれば、マイクロ
波の特性の基準点を算出することができる。
【００２４】さらにまた、請求項４に対応する発明の濃
度計においては、請求項１〜３に対応する発明と同様に
作用する他、演算手段により、マイクロ波の特性及び補
正用パラメータセットの情報に基づき、上記場合と同様
にして被測定流体中の添加物の各物質の濃度が演算され
る。
度計においては、請求項１〜３に対応する発明と同様に
作用する他、演算手段により、マイクロ波の特性及び補
正用パラメータセットの情報に基づき、上記場合と同様
にして被測定流体中の添加物の各物質の濃度が演算され
る。
【００２５】次に、請求項５に対応する発明の濃度計に
おいては、請求項１〜４に対応する発明と同様に作用す
る他、マイクロ波の特性は、マイクロ波の特性の測定結
果と、マイクロ波の特性の基準点との位相差であり、マ
イクロ波の特性の測定結果は、被測定流体中にマイクロ
波を伝播させたときの位相遅れとし、マイクロ波の特性
の基準点は、濃度０とする被測定流体中にマイクロ波を
伝播させたときの位相遅れとする。
おいては、請求項１〜４に対応する発明と同様に作用す
る他、マイクロ波の特性は、マイクロ波の特性の測定結
果と、マイクロ波の特性の基準点との位相差であり、マ
イクロ波の特性の測定結果は、被測定流体中にマイクロ
波を伝播させたときの位相遅れとし、マイクロ波の特性
の基準点は、濃度０とする被測定流体中にマイクロ波を
伝播させたときの位相遅れとする。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。まず、本発明の実施の形態に係る濃度計に
おける濃度測定方法について説明する。
て説明する。まず、本発明の実施の形態に係る濃度計に
おける濃度測定方法について説明する。
【００２７】本実施の形態で取り扱う製紙プラントにお
いては、パルプ懸濁液にそれぞれ一定量の複数種類の添
料が加えられて、濃度計が設置された配管等を流れてい
る。また、パルプ懸濁液の種類によって、加えられる添
料の種類及び濃度が異なっている。
いては、パルプ懸濁液にそれぞれ一定量の複数種類の添
料が加えられて、濃度計が設置された配管等を流れてい
る。また、パルプ懸濁液の種類によって、加えられる添
料の種類及び濃度が異なっている。
【００２８】そこで、あるパルプ懸濁液における各添料
毎の濃度計感度、添料の比率は予め事前の測定等でわか
っており、図１に示すようになっている。つまり、これ
は、被測定流体に混合されるべき複数物質からなる添加
物の一例を意味している。
毎の濃度計感度、添料の比率は予め事前の測定等でわか
っており、図１に示すようになっている。つまり、これ
は、被測定流体に混合されるべき複数物質からなる添加
物の一例を意味している。
【００２９】図１は本発明の実施の形態に係る濃度計に
おける濃度測定方法で用いられる各添料の単体感度及び
配合比率の補正用パラメータセットの一例を示す図であ
る。なお、図１におけるａは、添料（Ａ）の単体の感度
であって、（１）式内のａとは異なるものである。
おける濃度測定方法で用いられる各添料の単体感度及び
配合比率の補正用パラメータセットの一例を示す図であ
る。なお、図１におけるａは、添料（Ａ）の単体の感度
であって、（１）式内のａとは異なるものである。
【００３０】まず、パルプの質量Ｗｐ、水の質量Ｗｗと
すると、求めるパルプ濃度ｘは、 ｘ＝Ｗｐ／（Ｗｐ＋Ｗｗ） …（２） となる。この（２）式は、単に濃度の定義から導いた式
である。
すると、求めるパルプ濃度ｘは、 ｘ＝Ｗｐ／（Ｗｐ＋Ｗｗ） …（２） となる。この（２）式は、単に濃度の定義から導いた式
である。
【００３１】次に、これに添料（Ａ）が比率Ａで加えら
れると、見かけの濃度指示値は、 ｘa ＝ａ・Ａ・ｘ …（３） となる。他の添料の場合も同様であり、それぞれ、 ｘb ＝ｂ・Ｂ・ｘ …（４） ｘc ＝ｃ・Ｃ・ｘ …（５） ｘd ＝ｄ・Ｄ・ｘ …（６） ｘe ＝ｅ・Ｅ・ｘ …（７） となる。したがって、パルプ及び全ての添料を加えたと
きの濃度計の見かけ上の濃度指示値Ｍは、（２）式〜
（７）式をすべて加えたものとなり、 Ｍ＝ｘ＋ｘa ＋ｘb ＋ｘc ＋ｘd ＋ｘe ＝ｘ（１＋ａ・Ａ＋ｂ・Ｂ＋ｃ・Ｃ＋ｄ・Ｄ＋ｅ・Ｅ） …（８） となるはずである。故にパルプ濃度ｘは次式のように求
められる。
れると、見かけの濃度指示値は、 ｘa ＝ａ・Ａ・ｘ …（３） となる。他の添料の場合も同様であり、それぞれ、 ｘb ＝ｂ・Ｂ・ｘ …（４） ｘc ＝ｃ・Ｃ・ｘ …（５） ｘd ＝ｄ・Ｄ・ｘ …（６） ｘe ＝ｅ・Ｅ・ｘ …（７） となる。したがって、パルプ及び全ての添料を加えたと
きの濃度計の見かけ上の濃度指示値Ｍは、（２）式〜
（７）式をすべて加えたものとなり、 Ｍ＝ｘ＋ｘa ＋ｘb ＋ｘc ＋ｘd ＋ｘe ＝ｘ（１＋ａ・Ａ＋ｂ・Ｂ＋ｃ・Ｃ＋ｄ・Ｄ＋ｅ・Ｅ） …（８） となるはずである。故にパルプ濃度ｘは次式のように求
められる。
【００３２】 ｘ＝Ｍ／（１＋ａ・Ａ＋ｂ・Ｂ＋ｃ・Ｃ＋ｄ・Ｄ＋ｅ・Ｅ） …（９） 一方、添料も含めた全体の濃度（全固形成分濃度）Ｘ
は、図１に示す各添料の配合比率及び（９）式より、次
式のように求められる。
は、図１に示す各添料の配合比率及び（９）式より、次
式のように求められる。
【００３３】 Ｘ＝ｘ＋Ａ・ｘ＋Ｂ・ｘ＋Ｃ・ｘ＋Ｄ・ｘ＋Ｅ・ｘ ＝ｘ（１＋Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ） ＝｛Ｍ（１＋Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）｝ ／（１＋ａ・Ａ＋ｂ・Ｂ＋ｃ・Ｃ＋ｄ・Ｄ＋ｅ・Ｅ） ＝ｋ・Ｍ …（１０） ただし ｋ＝（１＋Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ） ／（１＋ａ・Ａ＋ｂ・Ｂ＋ｃ・Ｃ＋ｄ・Ｄ＋ｅ・Ｅ） …（１１） である。
【００３４】一方、（１）式より、濃度計の見かけ上の
濃度指示値は、Ｍ＝Ｃ・ａk ・Δθであるので、これを
（１０）式に代入すると、 Ｘ＝ｋ・Ｃ・ａk ・Δθ＝ｋ・Ｃ・ａk （θ2 −θ1 ） …（１２） となる。なお、ここでａk は、添料（Ａ）の単体の感度
ではなく、（１）式内の一般的な感度係数ａk を指して
いる。
濃度指示値は、Ｍ＝Ｃ・ａk ・Δθであるので、これを
（１０）式に代入すると、 Ｘ＝ｋ・Ｃ・ａk ・Δθ＝ｋ・Ｃ・ａk （θ2 −θ1 ） …（１２） となる。なお、ここでａk は、添料（Ａ）の単体の感度
ではなく、（１）式内の一般的な感度係数ａk を指して
いる。
【００３５】以上より、基準となる位相角θ1 は次式の
通りとなる。 θ1 ＝θ2 −Ｘ／（ｋ・Ｃ・ａk ） …（１３） したがって、稼働しているプロセス中にて濃度計を動作
させ、懸濁液にマイクロ波を入射したときの位相角度θ
2 を測定すると共に、濃度計動作対象の同パルプ懸濁液
をプラントから取り出して、手分析により全固形成分濃
度Ｘを測定する。
通りとなる。 θ1 ＝θ2 −Ｘ／（ｋ・Ｃ・ａk ） …（１３） したがって、稼働しているプロセス中にて濃度計を動作
させ、懸濁液にマイクロ波を入射したときの位相角度θ
2 を測定すると共に、濃度計動作対象の同パルプ懸濁液
をプラントから取り出して、手分析により全固形成分濃
度Ｘを測定する。
【００３６】ここで、全固形成分濃度Ｘを測定する手分
析の方法としては、例えば絶乾法が用いられる。絶乾法
は、採取されたサンプルを乾燥させて固体にし、その質
量差を求めることにより全固形成分濃度Ｘを求める方法
である。
析の方法としては、例えば絶乾法が用いられる。絶乾法
は、採取されたサンプルを乾燥させて固体にし、その質
量差を求めることにより全固形成分濃度Ｘを求める方法
である。
【００３７】また、補正係数Ｃ及び感度係数ａk は、測
定対象が特定されない場合には、一般的な値が入力され
ることになる。実際的な例として、感度係数ａk は配管
の口径で決まる値が入力されており、補正係数Ｃは特に
補正の必要がないときは１が入力されている。
定対象が特定されない場合には、一般的な値が入力され
ることになる。実際的な例として、感度係数ａk は配管
の口径で決まる値が入力されており、補正係数Ｃは特に
補正の必要がないときは１が入力されている。
【００３８】以上より、（１３）式の右辺の値がすべて
定まり、基準となる位相角度θ1 を求めることができる
ことになる。すなわちゼロ調整を行うのにゼロ水を満た
す作業が不要になる。
定まり、基準となる位相角度θ1 を求めることができる
ことになる。すなわちゼロ調整を行うのにゼロ水を満た
す作業が不要になる。
【００３９】また、このように、濃度計の見かけ上の濃
度指示値Ｍを用いることにより、（９）式よりパルプ濃
度ｘを算出することができる。さらに、（９）式をｘａ
についての（３）式へ代入することにより、添料（Ａ）
の濃度ｘａが次式のように求まる。
度指示値Ｍを用いることにより、（９）式よりパルプ濃
度ｘを算出することができる。さらに、（９）式をｘａ
についての（３）式へ代入することにより、添料（Ａ）
の濃度ｘａが次式のように求まる。
【００４０】 ｘａ＝（ａ・Ａ・Ｍ）／（１＋ａ・Ａ＋ｂ・Ｂ＋ｃ・Ｃ＋ｄ・Ｄ＋ｅ・Ｅ） …（１４） 即ち添料単体の濃度も算出することが可能である。添料
（Ａ）〜（Ｅ）の濃度ｘｂ〜ｘｅについても同様にして
算出できる。
（Ａ）〜（Ｅ）の濃度ｘｂ〜ｘｅについても同様にして
算出できる。
【００４１】次に、以上に説明した濃度測定方法を適用
した本実施の形態に係る濃度計について説明する。図２
は本発明の実施の形態に係る濃度計の一例を示す構成図
である。
した本実施の形態に係る濃度計について説明する。図２
は本発明の実施の形態に係る濃度計の一例を示す構成図
である。
【００４２】この濃度計は、濃度測定されるべきパルプ
懸濁液が流通する配管１に取り付けられた検出器本体２
と、演算表示部３とによって構成されている。検出器本
体２には、マイクロ波発振器と送信アンテナと受信アン
テナとが設けられている。そして、配管１を流通するパ
ルプ懸濁液にマイクロ波を入射し、入射したマイクロ波
の位相遅れを測定可能に構成されている。また、検出器
本体２には、入射マイクロ波の位相遅れを求める基準と
するためにパワースプリッタが設けられている。
懸濁液が流通する配管１に取り付けられた検出器本体２
と、演算表示部３とによって構成されている。検出器本
体２には、マイクロ波発振器と送信アンテナと受信アン
テナとが設けられている。そして、配管１を流通するパ
ルプ懸濁液にマイクロ波を入射し、入射したマイクロ波
の位相遅れを測定可能に構成されている。また、検出器
本体２には、入射マイクロ波の位相遅れを求める基準と
するためにパワースプリッタが設けられている。
【００４３】演算表示部３は、検出器本体２にて測定さ
れた測定結果を受信する通信インタフェース３１と、デ
ータ入力用のキーボード３２と、ＣＰＵ３３と、メモリ
３４と、表示器３５とによって構成されている。
れた測定結果を受信する通信インタフェース３１と、デ
ータ入力用のキーボード３２と、ＣＰＵ３３と、メモリ
３４と、表示器３５とによって構成されている。
【００４４】ＣＰＵ３３は、メモリ３４内の演算プログ
ラム３６に従って動作し、位相差測定結果及びパラメー
タセット保存部３７内の補正用パラメータセットを用い
て配管１内を流通するパルプ濃度、各添料濃度等の濃度
を演算し、表示器３５に表示する。
ラム３６に従って動作し、位相差測定結果及びパラメー
タセット保存部３７内の補正用パラメータセットを用い
て配管１内を流通するパルプ濃度、各添料濃度等の濃度
を演算し、表示器３５に表示する。
【００４５】メモリ３４は、演算プログラム３６とパラ
メータセット保存部３７と有する。パラメータセット保
存部３７は、図１に示すような補正用パラメータセット
を保存している。この補正用パラメータセットの１セッ
トが、１製品もしくは製品の１工程に用いられる添料配
合液体，つまり添加物における各添料配合比率及び単体
の感度の情報を有している。
メータセット保存部３７と有する。パラメータセット保
存部３７は、図１に示すような補正用パラメータセット
を保存している。この補正用パラメータセットの１セッ
トが、１製品もしくは製品の１工程に用いられる添料配
合液体，つまり添加物における各添料配合比率及び単体
の感度の情報を有している。
【００４６】つまり、製紙プラントのパルプ混濁液に
は、１製品もしくは製品の１工程に対応して複数の添料
が一定の配合比率で配合された液体が少なくとも結果と
して混合されることを利用し、このような補正用パラメ
ータセットが得られている。なお、この添料配合液体に
おける配合添料物種類及び配合比率は、製品もしくは製
品の工程によって異なっているので、その配管１に流通
させるパルプ混濁液の種類数程、対応する補正用パラメ
ータセットが用意されている。
は、１製品もしくは製品の１工程に対応して複数の添料
が一定の配合比率で配合された液体が少なくとも結果と
して混合されることを利用し、このような補正用パラメ
ータセットが得られている。なお、この添料配合液体に
おける配合添料物種類及び配合比率は、製品もしくは製
品の工程によって異なっているので、その配管１に流通
させるパルプ混濁液の種類数程、対応する補正用パラメ
ータセットが用意されている。
【００４７】演算プログラム３６は、ＣＰＵ３３に配管
１に流通するパルプ混濁液の種類に応じて、ＣＰＵ３３
が濃度演算に用いる補正用パラメータセットを切り替え
る。キーボード３２は、各種入力の他、補正用パラメー
タセットの情報内容を入力できるようになっている。
１に流通するパルプ混濁液の種類に応じて、ＣＰＵ３３
が濃度演算に用いる補正用パラメータセットを切り替え
る。キーボード３２は、各種入力の他、補正用パラメー
タセットの情報内容を入力できるようになっている。
【００４８】表示器３５は、パルプ混濁液における演算
された各種濃度を表示する。次に、以上のように構成さ
れた本発明の実施の形態に係る濃度計の動作について説
明する。
された各種濃度を表示する。次に、以上のように構成さ
れた本発明の実施の形態に係る濃度計の動作について説
明する。
【００４９】まず、ゼロ調整済みの濃度計による濃度測
定動作について説明する。まず、プラント全体を監視制
御するホスト計算機よりの通信インタフェース３１を介
する通信情報、もしくは予め設定された製品の製造予定
のメモリ３４内保存情報、あるいはキーボード３２から
の入力情報に従って、配管１を流通するパルプ懸濁液の
種類に応じて用いるべき補正用パラメータセットを切り
替える。
定動作について説明する。まず、プラント全体を監視制
御するホスト計算機よりの通信インタフェース３１を介
する通信情報、もしくは予め設定された製品の製造予定
のメモリ３４内保存情報、あるいはキーボード３２から
の入力情報に従って、配管１を流通するパルプ懸濁液の
種類に応じて用いるべき補正用パラメータセットを切り
替える。
【００５０】次に、配管１を流通するパルプ懸濁液に対
しマイクロ波を入射し、その位相遅れθ2 を得る。ＣＰ
Ｕ３３は、これにより得られる位相差を（１）式に代入
し、濃度計の見かけ上の濃度指示値Ｍを求め、さらに濃
度計の見かけ上の濃度指示値Ｍ及び補正用パラメータセ
ットの内容を（９）式に代入して、パルプ濃度ｘを算出
する。
しマイクロ波を入射し、その位相遅れθ2 を得る。ＣＰ
Ｕ３３は、これにより得られる位相差を（１）式に代入
し、濃度計の見かけ上の濃度指示値Ｍを求め、さらに濃
度計の見かけ上の濃度指示値Ｍ及び補正用パラメータセ
ットの内容を（９）式に代入して、パルプ濃度ｘを算出
する。
【００５１】さらに、各添料の濃度ｘａ等を演算するよ
うに指示がなされている場合には、（１４）式から各添
料の濃度ｘａ等を算出する。さらにまた、全固形成分濃
度Ｘを演算するように指示がなされている場合には、
（１０）式から全固形成分濃度Ｘを算出する。
うに指示がなされている場合には、（１４）式から各添
料の濃度ｘａ等を算出する。さらにまた、全固形成分濃
度Ｘを演算するように指示がなされている場合には、
（１０）式から全固形成分濃度Ｘを算出する。
【００５２】そして、これらの算出されたパルプ濃度ｘ
及び指示されている場合には各添料の濃度ｘａ等，全固
形成分濃度Ｘを表示器３５より表示する。次に、ゼロ調
整作業について説明する。
及び指示されている場合には各添料の濃度ｘａ等，全固
形成分濃度Ｘを表示器３５より表示する。次に、ゼロ調
整作業について説明する。
【００５３】まず、配管１を流通し、ある補正用パラメ
ータセットに対応するパルプ懸濁液に対しマイクロ波を
入射し、その位相遅れθ2 を得る。一方、その位相遅れ
θ2 が測定されたパルプ懸濁液そのものを採取し、絶乾
法により、その全固形成分濃度Ｘの値を得る。
ータセットに対応するパルプ懸濁液に対しマイクロ波を
入射し、その位相遅れθ2 を得る。一方、その位相遅れ
θ2 が測定されたパルプ懸濁液そのものを採取し、絶乾
法により、その全固形成分濃度Ｘの値を得る。
【００５４】そして、位相遅れθ2 、全固形成分濃度Ｘ
及び補正用パラメータセットの値を（１３）式に代入
し、基準となる位相角度θ1 を算出する。上述したよう
に、本発明の実施の形態に係る濃度計及び濃度測定方法
によれば、補正用パラメータセットを予め用意し、検出
器本体２による測定結果とパラメータセットを用いて、
（９）式、（１４）式又は（１０）式等からパルプ濃度
ｘ，添料の濃度ｘａ等又は全固形成分濃度Ｘを算出する
ようにしたので、パルプ懸濁液中に添加された添料が混
合される場合であっても、その混合の影響を考慮してパ
ルプ懸濁液中のパルプの濃度あるいは全固形成分濃度
（パルプ濃度と添料濃度の和）等を正確に測定すること
ができる。
及び補正用パラメータセットの値を（１３）式に代入
し、基準となる位相角度θ1 を算出する。上述したよう
に、本発明の実施の形態に係る濃度計及び濃度測定方法
によれば、補正用パラメータセットを予め用意し、検出
器本体２による測定結果とパラメータセットを用いて、
（９）式、（１４）式又は（１０）式等からパルプ濃度
ｘ，添料の濃度ｘａ等又は全固形成分濃度Ｘを算出する
ようにしたので、パルプ懸濁液中に添加された添料が混
合される場合であっても、その混合の影響を考慮してパ
ルプ懸濁液中のパルプの濃度あるいは全固形成分濃度
（パルプ濃度と添料濃度の和）等を正確に測定すること
ができる。
【００５５】また、手分析により稼働しているプロセス
中のパルプ懸濁液のパルプ濃度を測定し、また、同パル
プ懸濁液の全固形成分濃度を測定することにより、基準
となる位相角度θ1 を求めることができ、ゼロ水を用い
たゼロ調整が不要になる。
中のパルプ懸濁液のパルプ濃度を測定し、また、同パル
プ懸濁液の全固形成分濃度を測定することにより、基準
となる位相角度θ1 を求めることができ、ゼロ水を用い
たゼロ調整が不要になる。
【００５６】したがってゼロ調整作業のためのバイパス
配管や、濃度計にゼロ水を満たすためのストップバルブ
やその作業を不要とすることができる。さらに、予め設
定する補正用パラメータセットは、製品毎に図１に示し
たように各添料毎に感度、配合比率を１セットとして設
定しているが、本実施の形態においては、上述したよう
に、これらの補正用パラメータセットを複数記憶できる
ようにし、製品毎に補正用パラメータセットを選択する
ようにしたので、容易に製品毎への情報切換をすること
ができる。なお、上記したように、このパラメータセッ
トの選択方法は、キーボードからの入力によることもで
き、また外部からの通信信号により選択することもでき
る。なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形する
ことが可能である。
配管や、濃度計にゼロ水を満たすためのストップバルブ
やその作業を不要とすることができる。さらに、予め設
定する補正用パラメータセットは、製品毎に図１に示し
たように各添料毎に感度、配合比率を１セットとして設
定しているが、本実施の形態においては、上述したよう
に、これらの補正用パラメータセットを複数記憶できる
ようにし、製品毎に補正用パラメータセットを選択する
ようにしたので、容易に製品毎への情報切換をすること
ができる。なお、上記したように、このパラメータセッ
トの選択方法は、キーボードからの入力によることもで
き、また外部からの通信信号により選択することもでき
る。なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形する
ことが可能である。
【００５７】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、パ
ルプ懸濁液中に添料が添加されている場合であっても、
パルプ懸濁液中のパルプの濃度を正確に測定可能な濃度
計を提供することができる。
ルプ懸濁液中に添料が添加されている場合であっても、
パルプ懸濁液中のパルプの濃度を正確に測定可能な濃度
計を提供することができる。
【００５８】また、本発明によれば、パルプ懸濁液中に
添料が添加されている場合であっても、各添料濃度を正
確に測定可能な濃度計を提供することができる。さら
に、本発明によれば、ゼロ点調整作業のためのバイパス
配管を不要とし、ゼロ水を満たす作業を不要とする濃度
計を提供することができる。
添料が添加されている場合であっても、各添料濃度を正
確に測定可能な濃度計を提供することができる。さら
に、本発明によれば、ゼロ点調整作業のためのバイパス
配管を不要とし、ゼロ水を満たす作業を不要とする濃度
計を提供することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る濃度計における濃度
測定方法で用いられる各添料の単体感度及び配合比率の
パラメータセットの一例を示す図。
測定方法で用いられる各添料の単体感度及び配合比率の
パラメータセットの一例を示す図。
【図２】同実施の形態に係る濃度計の一例を示す構成
図。
図。
【図３】マイクロ波濃度計によりパルプ濃度及び添料濃
度等をそれぞれ単体で測定したときの測定結果例を示す
図。
度等をそれぞれ単体で測定したときの測定結果例を示す
図。
【図４】従来の濃度計を設置する配管を示す図。
１…配管 ２…検出器本体 ３…演算表示部 ３１…通信インタフェース ３２…データ入力用のキーボード ３３…ＣＰＵ ３４…メモリ ３５…表示器 ３６…演算プログラム ３７…パラメータセット保存部
Claims (5)
- 【請求項１】 被測定物質を含む被測定流体中にマイク
ロ波を伝播させ、この伝搬されたマイクロ波の特性を測
定することで前記被測定流体中の物質の濃度を求める濃
度計において、 前記マイクロ波の特性に対する感度係数が異なる複数の
物質からなる添加物を、前記被測定流体中に混入させて
いるときに、前記添加物における前記各物質毎の感度係
数とその配合比率とを補正用パラメータセットとして記
憶するメモリ手段と、 前記マイクロ波の特性及び前記補正用パラメータセット
の情報に基づき、少なくとも前記被測定物質の濃度を演
算する演算手段とを備えたことを特徴とする濃度計。 - 【請求項２】 前記メモリ手段は、複数種類の添加物に
それぞれ対応する複数種類の補正用パラメータセットを
記憶し、 前記演算手段は、前記添加物の種類に応じて演算に用い
るべき前記補正用パラメータセットを切り替えることを
特徴とする請求項１記載の濃度計。 - 【請求項３】 ある添加物に対する前記補正用パラメー
タセットの情報と、前記ある添加物に対する前記マイク
ロ波の特性の測定結果と、前記ある添加物の全固形成分
濃度とに基づいて、前記マイクロ波の特性の基準点を算
出可能とすることを特徴とする請求項１又は２記載の濃
度計。 - 【請求項４】 前記演算手段は、前記マイクロ波の特性
及び前記補正用パラメータセットの情報に基づき、前記
被測定流体中の前記添加物の各物質の濃度を演算するこ
とを特徴とする請求項１乃至３のうち１項記載の濃度
計。 - 【請求項５】 前記マイクロ波の特性は、前記マイクロ
波の特性の測定結果と、前記マイクロ波の特性の基準点
との位相差であり、 前記マイクロ波の特性の測定結果は、前記被測定流体中
にマイクロ波を伝播させたときの位相遅れとし、 前記マイクロ波の特性の基準点は、濃度０とする被測定
流体中にマイクロ波を伝播させたときの位相遅れとする
ことを特徴とする請求項１乃至４のうち１項記載の濃度
計。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01603096A JP3160520B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 濃度計 |
| US08/790,425 US5864240A (en) | 1996-01-31 | 1997-01-29 | Method and apparatus for measuring concentration of matter in liquid by using microwaves |
| KR1019970002612A KR100239795B1 (ko) | 1996-01-31 | 1997-01-29 | 액체중의 물질의 농도를 마이크로파를 사용하여 측정하는 장치 및 방법 |
| CA002196375A CA2196375C (en) | 1996-01-31 | 1997-01-30 | Method and apparatus for measuring concentration of matter in liquid by using microwaves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01603096A JP3160520B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 濃度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210925A true JPH09210925A (ja) | 1997-08-15 |
| JP3160520B2 JP3160520B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=11905184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01603096A Expired - Fee Related JP3160520B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 濃度計 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5864240A (ja) |
| JP (1) | JP3160520B2 (ja) |
| KR (1) | KR100239795B1 (ja) |
| CA (1) | CA2196375C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0902276A3 (en) * | 1997-09-11 | 2003-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Microwave type concentration measuring apparatus |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11183404A (ja) * | 1997-12-22 | 1999-07-09 | Toshiba Corp | 濃度計 |
| CN1314992A (zh) * | 1998-07-03 | 2001-09-26 | 奈勒斯菲尔德控制有限公司 | 流体测量的方法和装置 |
| FI104447B (fi) * | 1998-07-10 | 2000-01-31 | Valmet Automation Inc | Menetelmä ja mittalaite nestemäisen aineen kaasupitoisuuden mittaamiseksi |
| US6257049B1 (en) * | 1999-08-31 | 2001-07-10 | Lucent Technologies, Inc. | Ambient humidity measurement using microwaves |
| US20040194541A1 (en) * | 2002-06-10 | 2004-10-07 | The Procter & Gamble Company | High-Q LC circuit moisture sensor |
| US6854322B2 (en) * | 2002-06-10 | 2005-02-15 | The Procter & Gamble Company | Directional coupler sensor |
| EP1740942A1 (en) * | 2004-04-26 | 2007-01-10 | The Procter and Gamble Company | Methods of assessing characteristics of fibrous substrates and treating fibrous substrates |
| FI20055694L (fi) * | 2005-12-22 | 2007-06-23 | Metso Automation Oy | Suspension mittaus |
| BRPI0713515A2 (pt) * | 2006-06-30 | 2012-02-07 | Procter & Gamble | dispositivo para medição de umidade em substrato e saúde capilar |
| CA2957156C (en) | 2014-08-19 | 2021-10-19 | Emirates Innovations | Method and apparatus to detect contaminants in pressurized fluid flows |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4486714A (en) * | 1982-09-08 | 1984-12-04 | Texaco Inc. | Method and apparatus for measuring relative permeability and water saturation of a core of earthen material |
| US5006785A (en) * | 1986-04-23 | 1991-04-09 | Chevron Research Company | Microwave oil saturation scanner |
| US4764718A (en) * | 1986-04-23 | 1988-08-16 | Chevron Research Company | Microwave oil saturation scanner |
| US4767982A (en) * | 1987-06-01 | 1988-08-30 | Master Chemical Corporation | Concentration detection system |
| FR2722293B1 (fr) * | 1994-07-08 | 2000-04-07 | Inst Francais Du Petrole | Debitmetre polyphasique |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP01603096A patent/JP3160520B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-01-29 US US08/790,425 patent/US5864240A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-29 KR KR1019970002612A patent/KR100239795B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-30 CA CA002196375A patent/CA2196375C/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0902276A3 (en) * | 1997-09-11 | 2003-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Microwave type concentration measuring apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970059734A (ko) | 1997-08-12 |
| CA2196375C (en) | 2001-08-14 |
| CA2196375A1 (en) | 1997-08-01 |
| US5864240A (en) | 1999-01-26 |
| JP3160520B2 (ja) | 2001-04-25 |
| KR100239795B1 (ko) | 2000-01-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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