WO2016132795A1 - 油分濃度計測装置及び油分濃度計測方法 - Google Patents

油分濃度計測装置及び油分濃度計測方法 Download PDF

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    • G01N33/2894—Oils, i.e. hydrocarbon liquids for metal working or machining

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for measuring the concentration of oil in a liquid.
  • This oil concentration measuring device and oil concentration measuring method is used for industrial cleaning machines that remove organic dirt such as cutting oil, press / punching oil, machine oil, grease, flux, etc. adhering to workpieces. It is suitably used for measuring the concentration of oil contained in the.
  • the cleaning liquid used in industrial cleaning machines is mainly hydrocarbon cleaning liquid. Since the hydrocarbon-based cleaning liquid does not contain an ozone-depleting substance or chlorine, it has a feature that it has little influence on the environment and the human body.
  • the hydrocarbon-based cleaning liquid can be regenerated by distillation using the difference in boiling point from the oil, and clean steam generated during the regeneration process is washed and dried (hereinafter referred to as “steam cleaning / drying”). It is also possible to use it for " In steam cleaning / drying, the work is stored in a steam cleaning / drying cleaning tank, the surface of the work is cleaned with the steam by introducing the steam into the tank, and then the inside of the tank is rapidly depressurized.
  • a workpiece is stored in a liquid cleaning tank in which a hydrocarbon-based cleaning liquid is stored and liquid cleaning is performed, and then steam cleaning and drying are performed for finishing. Rinse with a hydrocarbon-based cleaning liquid may be performed between liquid cleaning and steam cleaning / drying.
  • the cleaning ability of hydrocarbon cleaning liquid depends on the oil concentration in the liquid and steam. Also, when the oil concentration in the steam is increased during drying, there is a risk that a stain will remain.
  • the oil removed by the distillation regeneration of the hydrocarbon-based cleaning liquid used for the liquid cleaning accumulates in the distillation tank. If it does so, the oil-type density
  • boiling refers to heating the residual liquid in the distillation tank while the supply of hydrocarbon-based cleaning liquid to the distillation tank and the supply of steam from the distillation tank to the steam cleaning / drying cleaning tank are stopped. This means that the hydrocarbon-based cleaning liquid in the liquid is evaporated to concentrate the residual oil.
  • the timing of simmering and draining oil has been set by manufacturers of industrial cleaning machines according to the type and frequency of use of the oils cleaned by individual industrial cleaning machines.
  • the oil concentration in the liquid washing tank is measured, and the timing of boiling and draining oil is changed based on the result.
  • Patent Document 1 the absorbance of a cleaning liquid used for cleaning a workpiece is measured using ultraviolet light having a predetermined wavelength in the range of 200 to 380 nm, and the concentration of a known dirt component prepared in advance is measured. It describes that the concentration of a soil component dissolved in the cleaning liquid is obtained based on a calibration curve of absorbance.
  • Patent Document 1 further describes a second storage in which the rinsing liquid is stored in order to automatically measure the concentration of the oil remaining in the rinsing liquid for rinsing the workpiece after being cleaned with the cleaning liquid.
  • a cleaning device provided with a circulation path for a rinsing liquid that returns from the tank to the second storage tank through a glass cell of an ultraviolet absorptiometer.
  • the absorbance of the rinsing liquid that is, the concentration of oil in the rinsing liquid is constantly measured.
  • setting and changing the timing of boiling and draining oil in the distillation tank is based on the result of measuring the oil concentration of the hydrocarbon-based cleaning liquid in the liquid cleaning tank, so the oil concentration in the liquid cleaning tank is always automatically If it can be measured automatically, the timing can be set and changed automatically. It is also possible to change the conditions of the cleaning operation based on the concentration of the oil content of the cleaning liquid and perform cleaning under optimum conditions at each time point. For example, since the cleaning efficiency is high when the oil concentration of the cleaning liquid is low, the cleaning is completed in a short time, and when the oil concentration of the cleaning liquid is high, the cleaning efficiency is low, so that the cleaning time can be extended. .
  • Patent Document 1 Although the oil concentration is constantly measured for the rinsing liquid, the cleaning liquid cannot always be measured. This is because the concentration of the oil in the cleaning liquid is much wider than that in the case of the rinsing liquid and reaches a maximum of about 20000 ppm. In the apparatus described in Patent Document 1, it is not possible to directly measure a cleaning solution having a high oil concentration exceeding 1000 ppm, and the concentration is reduced to 1000 ppm or less by diluting with an unused cleaning solution as described above. It is necessary to measure it after reducing it. Thus, since the necessity of the dilution operation differs depending on the concentration, it is difficult to always measure the oil concentration of the cleaning liquid with the apparatus of Patent Document 1.
  • the oil concentration in the residual liquid in the distillation tank can be automatically measured, the timing of boiling and draining oil can be determined more directly.
  • the concentration of oil in the residual liquid in the distillation tank reaches about 50000 ppm. Therefore, automatic measurement of the oil concentration in the distillation tank by the apparatus of Patent Document 1 is more difficult than the case of measuring the oil concentration of the hydrocarbon-based cleaning liquid.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an oil concentration measuring device and an oil concentration measuring method that can measure the oil concentration over a wide concentration range, and can be applied to the continuous measurement of the oil concentration. That is.
  • An oil concentration measuring apparatus which has been made to solve the above problems, comprises an oil component containing a molecule having a carbon atom polyvalent bond as a main component and a molecule having a carbon atom polyvalent bond.
  • a device for measuring the concentration of the oil in the measurement target liquid mixed with a) an absorbance measuring means for measuring an absorbance spectrum in a predetermined wavelength band between 270 and 400 nm at which light absorption is observed for the measurement target liquid; b) Oil concentration determination means for low concentration that obtains the concentration value of the oil based on the absorbance at the predetermined wavelength within the predetermined wavelength band and the first calibration curve indicating the relationship between the concentration of the component and the absorbance at the predetermined wavelength.
  • Oil concentration determination means for high concentration to obtain a concentration value; d) comprising an oil concentration determination method selection means for selecting, based on a predetermined standard, a means for determining the oil concentration value from the low concentration oil concentration determination means and the high concentration oil concentration determination means.
  • the concentration of oil can be measured by measuring the absorbance of the liquid to be measured within a predetermined wavelength band between 270 and 400 nm. Therefore, an oil component containing a molecule having a polyvalent bond of carbon atoms in a liquid to be measured whose main component is a molecule not having a polyvalent bond of carbon atoms, such as a hydrocarbon-based cleaning solution, a glycol ether-based cleaning solution, or water.
  • the predetermined wavelength band only needs to include part or all of the wavelength between 270 and 400 nm. That is, a wavelength other than 270 to 400 nm may be included, or a part of the wavelength between 270 and 400 nm may not be included.
  • the “known oil” is sufficient if the manufacturer and model number of the oil are known, and it is not necessary to know the components of the oil.
  • the low-concentration oil concentration determination means performs the same process as the determination of the oil concentration based on the measured value of absorbance at a predetermined wavelength, which is performed in a conventional oil concentration measurement device.
  • concentration of oil in the liquid to be measured is high, the amount of transmitted light at the predetermined wavelength is too small (absorbance is too high), and there is a possibility that accurate measurement cannot be performed. If the measured value of the amount of transmitted light is inaccurate, the correct absorbance cannot be obtained, and the oil concentration cannot be obtained accurately.
  • the oil concentration measuring device together with the oil concentration determining means for low concentration, shows the relationship between the wavelength at which the calculated absorbance becomes the predetermined absorbance and the concentration and wavelength of the component at the predetermined absorbance.
  • High-concentration oil content determination means for determining the concentration of the oil content of the liquid to be measured based on the calibration curve is provided.
  • the high-concentration oil concentration determination means is a predetermined unit that obtains an accurate value without using high absorbance that has become inaccurate due to the effect of a decrease in the amount of transmitted light when the concentration of the oil in the measurement target liquid is high The concentration can be determined based on the absorbance.
  • the oil concentration measuring device includes two means, ie, a low concentration oil concentration determining means and a high concentration oil concentration determining means. Then, the oil concentration determination method selection means determines which of these two means is used to obtain the oil concentration value based on a predetermined standard.
  • the oil concentration determination method selection means selects the oil concentration determination means for low concentration when the absorbance is less than or equal to a predetermined value (or less than the predetermined value), and the absorbance is greater than or equal to the predetermined value (or a predetermined value). If it exceeds, the oil concentration determination means for high concentration is selected.
  • the oil concentration determination method selection unit is configured to measure which measurement target liquid the flow path measures. It is good also considering the point whether it is done as the said predetermined reference
  • the oil concentration in the cleaning liquid in the rinsing tank is 1000 ppm. Since it is rarely exceeded, there is no practical problem even if measurement is performed using only the oil concentration determination means for low concentration.
  • Absorbance is obtained by a common logarithm of a fraction with the intensity of transmitted light as a denominator and the intensity of a predetermined reference light as a numerator.
  • the intensity of the reference light the intensity of the light transmitted through the sample cell containing the liquid to be measured that does not contain oil is used. Thereby, when creating a calibration curve, the influence of light absorption by the original measurement target liquid (other than oil) can be suppressed. If the light source has deteriorated or if the light source has not been used for a long time, the intensity of the irradiated light may differ from the value measured so far, so measure the intensity of the reference light periodically or when resuming use. It is desirable to do.
  • the first calibration curve and the second calibration curve may be prepared in advance using a standard sample whose oil content (manufacturer and model number) and concentration are known.
  • the predetermined wavelength is set to a plurality of wavelengths within the predetermined wavelength band, and the low concentration oil concentration determining means is measured by the absorbance measuring means for each of the plurality of predetermined wavelengths. Further, a temporary concentration value of the oil is obtained based on the absorbance at the predetermined wavelength and the first calibration curve indicating the relationship between the concentration of the oil and the absorbance prepared at the predetermined wavelength, and the obtained temporary concentration values are obtained. Based on this, the concentration value of the oil may be obtained. When obtaining the oil concentration value from a plurality of temporary concentration values, an average value or a median value of the temporary concentration values can be used.
  • the predetermined absorbance is a plurality of absorbances
  • the high-concentration oil concentration determining means creates, for each of the plurality of predetermined absorbances, the wavelength at the predetermined absorbance measured by the absorbance measuring means and the predetermined absorbance.
  • a temporary concentration value of the oil is determined based on the second calibration curve indicating the relationship between the concentration of the oil and the wavelength at which the predetermined absorbance is obtained, and the concentration value of the oil is determined based on the obtained plurality of temporary concentration values. May be adopted.
  • the predetermined wavelength in the low-concentration oil concentration determination means for example, a wavelength at which the intensity of transmitted light of the reference light is maximum (peak top) can be used.
  • the reason is as follows.
  • the increase in absorbance due to the increase in concentration in the oil to be measured is small and the concentration of the oil is low, the spectrum of the transmitted light amount of the liquid to be measured is dominated by the original liquid to be measured other than the oil and the sample cell. It becomes.
  • the spectrum of the amount of light transmitted by materials such as quartz used in the sample cell is greatly changed by the temperature rise compared to the oil content and the original liquid to be measured, and changes with temperature as the temperature rises. Indicates.
  • the oil concentration measuring apparatus When the oil concentration measuring apparatus according to the present invention is used in an industrial cleaning machine that repeatedly cleans workpieces that have been subjected to the same kind of machining, it is usually used for cutting oil, press / punching oil, etc. contained in the liquid to be measured. Since the oil type (manufacturer and model number) is fixed, the first calibration curve and the second calibration curve corresponding to the oil content may be used. On the other hand, when there is a possibility that the type of oil contained in the liquid to be measured is changed, the first calibration curve and the second calibration curve can be prepared for each type of oil, but if so, Since there are many types of oil, a large amount of calibration curve must be created.
  • these processing oils include: (1) cutting oil in which the object to be processed is limited to metals that are softer than iron such as aluminum; (2) not only soft objects that are to be processed but also iron, stainless steel, etc.
  • Cutting oil which may be a hard metal, (3) Cutting oil used when making a deep hole in a hard metal such as stainless steel, and press / punching oil with a relatively small amount of additive such as an anti-seizure agent, (4) It can be divided into four groups: press and punching oil with a large amount of additive.
  • the oil concentration measuring device is Storage means for storing a plurality of first calibration curves and second calibration curves according to the use of the oil component; An input means for a user to input the application; Based on the use input by the input means, from the first calibration curve and the second calibration curve stored in the storage means, the first calibration curve used in the low concentration oil concentration determination means and the high concentration use A calibration curve selection means for selecting a second calibration curve used in the oil concentration determination means.
  • the oil concentration measuring device is A flow path through which the liquid to be measured flows;
  • the light irradiation means irradiates the measurement target liquid in the flow path with the continuous light, and the transmitted light amount measurement means measures the light quantity of the light that has passed through the measurement target liquid in the flow path. it can.
  • concentration of the oil component of the measuring object liquid which passes a flow path can always be measured.
  • a measurement target liquid switching unit that switches the measurement target liquid flowing into the flow path can be provided.
  • the oil concentration of both is measured by switching the liquid to be measured between the cleaning liquid in the liquid cleaning tank and the residual liquid in the distillation tank. be able to.
  • a molecule not having a polyvalent bond of carbon atoms is a main component, and the oil content in a measurement target liquid mixed with an oil containing a molecule having a polyvalent bond of carbon atoms is mixed.
  • a method for measuring concentration Measuring the absorbance spectrum in a predetermined wavelength band between 270 and 400 nm where the absorption of light is observed for the liquid to be measured;
  • the concentration value of the oil is determined based on the absorbance at the predetermined wavelength within the predetermined wavelength band, and the first calibration curve indicating the relationship between the concentration of the component and the absorbance at the predetermined wavelength, If the predetermined standard is not satisfied, a wavelength at which the absorbance is a predetermined absorbance in the absorbance spectrum in the predetermined wavelength band, and a second calibration curve indicating a relationship between the concentration of the component and the wavelength at the predetermined absorbance. Based on the above, the concentration value of the oil is obtained.
  • the absorbance at the predetermined wavelength is measured (thus, at this stage, the absorbance at a wavelength other than the predetermined wavelength is measured). It is not necessary to measure), when the absorbance satisfies the predetermined standard, the concentration value of the oil is obtained based on the absorbance and the first calibration curve, and when the absorbance does not satisfy the predetermined standard. Then, after measuring the absorbance spectrum in the predetermined wavelength band other than the predetermined wavelength, the concentration value of the oil is determined based on the wavelength at which the absorbance is the predetermined absorbance in the spectrum and the second calibration curve. It may be.
  • the present invention it is possible to measure the oil concentration over a wide concentration range, thereby obtaining an oil concentration measuring device and an oil concentration measuring method applicable to the continuous measurement of the oil concentration.
  • the schematic block diagram which shows the industrial washing machine which has one Example of the oil concentration measuring apparatus which concerns on this invention as a component.
  • the block diagram which shows the function of PC in the oil concentration measuring apparatus of a present Example.
  • the flowchart which shows operation
  • the graph which shows the 1st calibration curve (c) and the 2nd calibration curve (d) which were created based on the spectrum of the absorbance.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an industrial washer 1 having an oil concentration measuring device 10 of this embodiment as a component.
  • the industrial cleaning machine 1 is a device for removing oil adhering to a workpiece.
  • the first cleaning tank 11, the second cleaning tank 12, the steam cleaning / drying tank 13, and the temporary It has a storage tank 14, a distillation tank 15, a heat exchanger 16, an ejector 17, a post-regeneration cleaning liquid storage tank 18, and a sample cell cleaning liquid tank 19.
  • a thick solid line indicates a liquid flow path
  • a thick broken line indicates a gas flow path
  • a thin straight broken line indicates an electric signal path.
  • the first cleaning tank 11 and the second cleaning tank 12 are provided with an ultrasonic vibrator that applies ultrasonic vibration to the cleaning liquid stored in the tank. Moreover, in order to make it easy to produce cavitation by an ultrasonic wave, the inside of the 1st washing tank 11 and the 2nd washing tank 12 is pressure-reduced with a vacuum pump, and deaeration of a washing
  • the oil content of the cleaning liquid in the second cleaning tank 12 is smaller than the cleaning liquid in the first cleaning tank 11, the work is first cleaned in the first cleaning tank 11. Then, by cleaning the workpiece in the second cleaning tank 12, it is possible to minimize the oil in the cleaning liquid from reattaching to the workpiece.
  • the post-regeneration cleaning liquid from which oil has been removed by the distillation tank 15 flows from the post-regeneration cleaning liquid storage tank 18 into the second cleaning tank 12 as will be described later.
  • the first cleaning tank 11 and the second cleaning tank 12 are connected by a second overflow pipe 122.
  • the second overflow pipe 122 has a higher connection position with the second cleaning tank 12 than a connection position with the first cleaning tank 11, and the cleaning liquid in the second cleaning tank 12 flows due to the inflow of the cleaning liquid after regeneration.
  • the liquid level becomes higher than the latter connection position a part of the cleaning liquid in the second cleaning tank 12 naturally moves to the first cleaning tank 11. Therefore, as described above, the oil content of the cleaning liquid in the second cleaning tank 12 is smaller than that of the cleaning liquid in the first cleaning tank 11.
  • first cleaning tank 11 and the temporary storage tank 14 are connected by a first overflow pipe 112, and the liquid level of the cleaning liquid in the first cleaning tank 11 is caused by the inflow of the cleaning liquid from the second cleaning tank 12. If it becomes higher than the connection position of the pipe
  • the distillation tank 15 is provided with a float valve 151, and when the liquid in the distillation tank 15 becomes a predetermined amount or less by distillation, the cleaning liquid is introduced from the temporary storage tank 14 into the distillation tank 15.
  • the distillation tank 15 is heated by a heater (not shown) and depressurized by an ejector 17. As a result, the cleaning liquid evaporates leaving the oil as a liquid, is condensed in the heat exchanger 16, is stored in the cleaning liquid storage tank 18 after regeneration, and is returned to the second cleaning tank 12 as described above.
  • the steam cleaning / drying tank 13 is a tank for performing steam cleaning and drying on the workpiece cleaned in the second cleaning tank 12 as described above.
  • the steam used for the steam cleaning and the cleaning liquid from which the material remaining on the surface of the workpiece has been removed are returned to the second cleaning tank 12. Further, the gas generated by the decompression of the first cleaning tank 11 and the second cleaning tank 12 and the evaporation of the cleaning liquid is recovered into the used cleaning liquid in the temporary storage tank 14.
  • the sample cell cleaning liquid tank 19 is a tank in which a cleaning liquid for cleaning a sample cell 103 described later (different from a cleaning liquid that is a target of oil concentration measurement) is stored.
  • the 1st washing tank 11 has the 1st circulation filtration system 111 which takes out cleaning fluid from a tank, and returns it in a tank through a filter.
  • a similar second circulation filtration system 121 is also provided in the second cleaning tank 12. These circulating filtration systems remove particles having a particle size of about 10 ⁇ m or more, and cannot remove oil.
  • the oil concentration measuring apparatus 10 includes a flow path 101 connected to a tank such as a first cleaning tank 11 and a second cleaning tank 12, a liquid feed pump 102 provided in the flow path 101, and a flow path. 101, a sample cell 103 provided on the downstream side of the liquid feed pump 102, a reference cell 1031 for reference measurement, a light irradiation unit 104, a light detection unit 105, and a personal computer that performs calculations and the like described later. PC) 106.
  • the inflow portion 1011 of the flow path 101 is connected to the first cleaning tank 11 via the first relay pipe 113 and is connected to the second cleaning tank 12 via the second relay pipe 123.
  • the first relay pipe 113 is provided with a first relay on-off valve 11V
  • the second relay pipe 123 is provided with a second relay on-off valve 12V.
  • the inflow portion 1011 of the flow path 101 is also connected to the distillation tank 15 and the post-regeneration cleaning liquid storage tank 18.
  • the distillation tank 15 has a distillation tank on / off valve 15V and the post-regeneration cleaning liquid storage tank 18 has A post-regeneration cleaning liquid storage tank opening / closing valve 18V is provided.
  • the outflow part 1012 of the flow channel 101 is connected to the temporary storage tank 14. Therefore, the cleaning liquid used for the measurement in the oil concentration measuring device 10 is distilled by the distillation tank 15 through the temporary storage tank 14, and finally returned to the second cleaning tank 12 in a state where the oil is removed. In addition, you may make it return the washing
  • Both the sample cell 103 and the reference cell 1031 are quartz cells that absorb less ultraviolet light.
  • the sample cell 103 is connected to the channel 101 during normal measurement, and the reference cell 1031 is connected when measuring the reference.
  • the reference cell 1031 contains a cleaning liquid that does not contain oil.
  • the light irradiation unit 104 irradiates the cleaning liquid (measurement target liquid) in the sample cell 103 with the ultraviolet continuous light, and enters the light source that generates the ultraviolet continuous light and the ultraviolet continuous light generated by the light source. It has an optical fiber that inputs from the end and irradiates the cleaning liquid in the sample cell 103 from the output end.
  • the light detection unit 105 detects the intensity of transmitted light transmitted through the cleaning liquid in the sample cell 103 in the ultraviolet continuous light for each wavelength, and corresponds to the above-described transmitted light amount measuring unit.
  • the light detection unit 105 includes a spectroscope that splits the transmitted light, an optical fiber that inputs the transmitted light from the incident end and exits from the output end to the spectroscope, and the intensity of transmitted light for each wavelength detected by the spectroscope.
  • a signal conversion unit for converting the signal into a digital signal.
  • the PC 106 has an absorbance calculation unit 1061, an oil concentration determination method selection unit 1062, a low concentration oil concentration determination unit 1063, a high concentration oil concentration determination unit 1064, a reference data recording unit 1065, and a calibration curve recording.
  • details of the absorbance calculation unit 1061, the low concentration oil concentration determination unit 1063, the high concentration oil concentration determination unit 1064, and the oil concentration determination unit 1064 will be described later together with the operation of the oil concentration measurement device 10 of the present embodiment. To do.
  • the reference data recording unit 1065 records spectrum data (reference data) of transmitted light amount measured in advance for a cleaning agent that does not contain oil.
  • the calibration curve recording unit 1066 includes a first calibration curve and a second calibration curve created on the basis of data measured in advance using a sample having a known oil concentration for each group of oil components that can be used for workpiece processing. The line is housed. Examples of the first calibration curve and the second calibration curve will be described later.
  • the reference value recording unit 1067 stores reference value data used in the oil concentration determination unit 1064.
  • the condition input unit 1068 is used by the measurer to input measurement conditions described later using an input device such as a keyboard or a mouse.
  • the measurement control unit 1069 controls the start and end of light irradiation from the light source in the light irradiation unit 104 and the start and end of the processing of each unit.
  • measurement is started when the measurer inputs a predetermined measurement condition in the condition input unit 1068 and then inputs a measurement start instruction.
  • the measurement condition input is information regarding the use of the processing oil for specifying the group to which the processing oil attached to the workpiece to be cleaned using the cleaning liquid to be measured belongs, for example, the material of the workpiece (A soft material such as aluminum or a hard material such as stainless steel) and a processing method (cutting or punching / pressing).
  • the manufacturer and model number of the processing oil adhering to the workpiece may be input.
  • a predetermined measurement start operation is performed (step S1).
  • the measurement start operation includes opening the first relay opening / closing valve 11V connected to the first cleaning tank 11 selected by the condition input unit 1068. Thereby, a part of the cleaning liquid in the first cleaning tank 11 reaches the sample cell 103 through the first relay pipe 113 and the flow path 101.
  • the capacity of the cleaning liquid in the first cleaning tank 11 is 120 L, whereas the flow rate of the cleaning liquid in the flow channel 101 is only about 0.1 L / min, and finally the cleaning liquid is first distilled after the distillation. Since it is returned to the washing tank 11, this measurement has no influence on the washing.
  • the light irradiation unit 104 irradiates the cleaning liquid in the sample cell 103 with ultraviolet continuous light, and the light detection unit 105 detects the transmitted light that has passed through the cleaning liquid (step S2).
  • the light detection unit 105 splits the transmitted light and converts the intensity of the transmitted light amount for each wavelength ⁇ , that is, the spectrum I ( ⁇ ) of the transmitted light amount into a digital signal.
  • a digital signal of the spectrum I ( ⁇ ) of the transmitted light amount is input to the PC 106, and the absorbance calculation unit 1061 calculates the absorbance spectrum (step S3).
  • the oil concentration determination method selection unit 1062 includes the peak wavelength (predetermined wavelength) of the transmitted light amount measured in advance using the cleaning liquid that does not contain oil, out of the absorbance A ( ⁇ ) of the obtained cleaning liquid. ) absorbance a at ⁇ p ( ⁇ p) is determined to or less than a predetermined value. If the absorbance A ( ⁇ p ) is less than or equal to a predetermined value, the process proceeds to step S51, and if greater than the predetermined value, the process proceeds to step S52.
  • the oil concentration determination unit 1063 for low concentration determines the oil concentration as follows.
  • the low-concentration oil concentration determination unit 1063 has a calibration curve selection unit.
  • the calibration curve selection unit corresponds to an oil group that matches the conditions input from the calibration curve recording unit 1066 by the condition input unit 1068.
  • the first calibration curve shows the relationship between the absorbance of the cleaning liquid containing oil and the concentration of oil at the predetermined wavelength ⁇ p .
  • the oil concentration determination unit 1063 for low concentration uses the concentration value in the first calibration curve corresponding to the absorbance A ( ⁇ p ) value of the cleaning liquid that is the measurement target liquid at the predetermined wavelength ⁇ p . Determine as value.
  • the oil concentration determination unit 1064 for high concentration determines the oil concentration as follows.
  • the high-concentration oil concentration determination unit 1064 has a calibration curve selection unit similar to the low-concentration oil concentration determination unit 1063.
  • the calibration curve selection unit is changed from the calibration curve recording unit 1066 to the condition input unit 1068.
  • Data on the second calibration curve corresponding to the oil group that matches the input condition is acquired.
  • the second calibration curve shows the relationship between the wavelength at which the absorbance becomes a predetermined value (predetermined absorbance) and the oil concentration.
  • the predetermined absorbance is appropriately determined from the absorbance spectrum in consideration of measurement accuracy.
  • the oil concentration determination unit 1064 for high concentration uses the concentration value in the second calibration curve corresponding to the wavelength value when the absorbance A ( ⁇ ) of the cleaning liquid that is the measurement target liquid becomes the predetermined absorbance. Is determined as the concentration value.
  • step S6 it is confirmed in step S6 whether or not a measurement end signal instructing the end of the measurement operation is input from the condition input unit 1068. If the signal is not input, the process returns to step S2. If the signal is input, an end operation such as closing the first relay on-off valve 11V is performed (step S7), and then the measurement is ended. Thus, the measurement of the sample concentration is repeatedly performed until the measurement end signal is input.
  • Only one type of first calibration curve may be prepared for one oil group, but one type may be prepared for each of a plurality of predetermined wavelengths having different values.
  • the low-concentration oil concentration determination unit 1063 obtains the absorbance obtained by the measurement and the concentration value corresponding to the predetermined wavelength one by one from the first calibration curve at each of the plurality of predetermined wavelengths. Is determined as the concentration value of the liquid to be measured.
  • the second calibration curve only one type may be prepared for one oil component group, but one type is prepared for each of a plurality of predetermined absorbances having different values. Also good.
  • the oil concentration determination unit 1064 for high concentration uses the second calibration value for the concentration value corresponding to the value of the wavelength when the absorbance A ( ⁇ ) obtained by the measurement becomes the predetermined absorbance at each of the plurality of predetermined absorbances. Obtain one by one from the line, and determine the average value of the obtained concentration values as the concentration value of the liquid to be measured.
  • the method has been described as a method for measuring the concentration of oil in the cleaning liquid in the first cleaning tank 11.
  • the liquid flowing into the flow path 101 is switched by operating each valve provided in the industrial cleaning machine 1. Accordingly, the concentration of oil in the liquid stored in the second cleaning tank 12, the distillation tank 15, or the post-regeneration cleaning liquid storage tank 18 can be measured by the same method.
  • the concentration of oil in the liquid stored in the second cleaning tank 12, the distillation tank 15, or the post-regeneration cleaning liquid storage tank 18 can be measured by the same method.
  • the cleaning time in the first cleaning tank 11 or the second cleaning tank 12 is lengthened.
  • the oil concentration in the regenerated liquid in the post-regeneration cleaning liquid storage tank 18 approaches a predetermined upper limit value, it is assumed that the ability of distillation is reduced. The remaining liquid is boiled and drained.
  • the temperature during distillation is assumed to be too high, and thus the temperature is lowered.
  • the concentration of oil in the residual liquid in the distillation tank 15 can be measured by the same method, and the timing of boiled / drained oil may be determined based on the concentration of oil obtained thereby.
  • Example of absorbance and data of the first and second calibration curves For each of the 10 oil components shown in Table 1, a plurality of samples were prepared by mixing them with different concentrations in the same component cleaning solution. The first calibration curve and the second calibration curve were prepared after obtaining the absorbance spectrum with the oil concentration measuring apparatus of the example. These ten types of oil are classified into four groups shown in Table 1.
  • the first group is a cutting oil in which the object to be processed is limited to a metal softer than iron such as aluminum
  • the second group is a cutting oil in which the object to be processed may be a hard metal such as iron or stainless steel.
  • Group 3 is a cutting oil used for drilling deep holes in hard metals such as stainless steel, and is also used for press and punching oils.
  • Group 4 has an additive added more than Group 3 There are many press and punching oils.
  • FIGS. 4 to 7 show, for each group, a spectrum of transmitted light (a) and a spectrum of absorbance (b) obtained from a sample containing one typical oil component with double circles in Table 1 for each group. Indicates.
  • the spectrum of the amount of transmitted light (absorbance) was measured many times while changing the oil concentration within the range of about 100 ppm to about 50,000 ppm for each sample.
  • the spectrum was shown.
  • (a) and (b) in each of FIGS. 4 to 7 show only representative four types of oil samples, the spectrum of transmitted light amount is similarly applied to the other six types of oil samples.
  • an absorbance spectrum Absorbance has a peak in the vicinity of a wavelength of 290 to 330 nm in any sample.
  • the obtained first calibration curve of each group is shown in FIGS. 4 to 7 (c), and the second calibration curve is shown in FIGS. 4 to 7 (d).
  • the calibration curve for each group shows not only the samples containing the typical oils shown in FIGS. 4 to 7 (a) and (b), but also the absorbance spectra obtained from the samples containing other oils. Created using.
  • the first calibration curve was prepared by approximating the relationship between the absorbance value and the concentration at a predetermined wavelength by a function in the concentration range of 5000 ppm or less for group 1, 2600 ppm or less for groups 2 and 4, and 3500 ppm or less for group 3.
  • the first calibration curve was prepared for two predetermined wavelengths for each group, with wavelengths of 290 nm and 295 nm for groups 1 to 3 and wavelengths of 330 nm and 335 nm for group 4.
  • the reason why the absorbance values at wavelengths 290 nm and 295 nm are not used only for group 4 is that the absorbance is high when the concentration is about 2000 ppm, and the amount of transmitted light is very low, so it is determined that the error is large.
  • the function to be approximated is a linear function in principle, but in Group 1, since the error is large, it is a quadratic function.
  • the second calibration curve was created by approximating the relationship between wavelength and concentration at a predetermined absorbance determined for each of groups 1 to 4 with a function.
  • the predetermined absorbance is determined so as to include the absorbance of a sample having a concentration of about 10,000 ppm or more, and to include the absorbance of a sample having a concentration of about 2000 ppm as much as possible.
  • the function to be approximated was an exponential function.
  • the first calibration curve and the second calibration curve can be determined using a sample with a known concentration, and a measurement with respect to a sample with an unknown concentration can be performed using these calibration curves.
  • the predetermined value of the absorbance A ( ⁇ p ) used in step S4 is 4000 ppm for group 1, 2000 ppm for groups 2 and 4, and 3000 ppm for group 3.
  • the experimental results are shown in the graph of FIG.
  • the calculated value is plotted on the horizontal axis and the experimental value is plotted on the vertical axis.
  • a data point falls between two dashed lines in the graph if the experimental value falls within ⁇ 20% of the calculated value.
  • data for all samples are shown in one graph. As shown in this graph, it can be said that most of the experimental data is within ⁇ 20% of the calculated value.
  • An accuracy of about ⁇ 20% is sufficient for use in setting cleaning conditions for industrial cleaning machines and conditions for distillation of cleaning liquids.
  • first relay pipe 11V ... first relay on-off valve 12 ... second cleaning tank 121 ... first 2-circulation filtration system 122 ... second overflow pipe 123 ... second relay pipe 12V ... second relay on-off valve 13 ... steam cleaning / drying tank 14 ... temporary storage tank 15 ... distillation tank 15V ... distillation tank on-off valve 16 ... heat exchanger 17 ... Ejector 18 ... Post-regeneration cleaning liquid reservoir 18V ... Post-regeneration cleaning liquid storage tank on-off valve 19 ... Sample cell cleaning liquid tank

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Abstract

　広い濃度範囲に亘って油分の濃度を計測することができ、それにより、油分濃度の常時計測に適用可能な油分濃度計測装置・方法を提供する。既知の油分を含有する測定対象液につき、光の吸収が観測される所定波長帯内の吸光度のスペクトルを測定し（Ｓ２、Ｓ３）、所定基準を満たす場合には、前記所定波長帯内の所定波長における吸光度と、前記成分の濃度と該所定波長における吸光度の関係を示す第１検量線とに基づいて前記油分の濃度値を求め（Ｓ４、Ｓ５１）、前記所定基準を満たさない場合には、前記所定波長帯のうち、前記吸光度のスペクトルにおいて吸光度が所定吸光度となる波長と、前記成分の濃度と該所定吸光度における波長の関係を示す第２検量線とに基づいて、前記油分の濃度値を求める（Ｓ４、Ｓ５２）。

Description

油分濃度計測装置及び油分濃度計測方法
　本発明は、液体中の油分の濃度を計測する装置及び方法に関する。この油分濃度計測装置及び油分濃度計測方法は、ワークに付着した切削油、プレス・打抜き油、機械油、グリース、フラックス等の有機性の汚れを除去する工業用洗浄機において、使用中の洗浄液等に含有される油分の濃度を計測するために好適に用いられるものである。
　工業用洗浄機において使用される洗浄液は、炭化水素系洗浄液が主流となっている。炭化水素系洗浄液は、オゾン層破壊物質や塩素を含有しないため、環境や人体に与える影響が少ないという特長を有する。また、炭化水素系洗浄液は、油分との沸点差を利用して、蒸留による再生が可能であるうえに、再生処理時に発生する清浄な蒸気をワークの洗浄及び乾燥（以下、「蒸気洗浄・乾燥」とする）に利用することができる、という特長も有する。蒸気洗浄・乾燥では、蒸気洗浄・乾燥用洗浄槽にワークを収容し、該槽に該蒸気を導入することによりワークの表面を該蒸気で洗浄した後、該槽内を急速に減圧することで洗浄剤の沸点を急激に低下させることにより、ワーク表面に付着していた洗浄剤を突沸・気化させ、該ワークを乾燥させる。実際の工業用洗浄機では、炭化水素系洗浄液が貯留された液体洗浄槽にワークを収容して液体洗浄を行った後、仕上げに蒸気洗浄・乾燥が行われる。液体洗浄と蒸気洗浄・乾燥の間に、炭化水素系洗浄液によるすすぎが行われる場合もある。
　炭化水素系洗浄液の洗浄能力は、液中や蒸気中の油分濃度に依存する。また、乾燥の際にも、蒸気中の油分濃度が上昇すると、シミ残りのおそれが生じる。液体洗浄におけるワークの洗浄を繰り返すと、液体洗浄に用いた炭化水素系洗浄液の蒸留再生により除去された油分が蒸留槽に蓄積してゆく。そうすると、再生される炭化水素系洗浄液やその蒸気中の油分濃度も上昇する。そのため、定期的に蒸留槽内の残液の煮詰め及び排油を行う必要がある。ここで「煮詰め」とは、蒸留槽への炭化水素系洗浄液の供給及び蒸留槽から蒸気洗浄・乾燥用洗浄槽への蒸気の供給を停止した状態で蒸留槽内の残液を加熱し、残液中の炭化水素系洗浄液を蒸発させて残留油分を濃縮することをいう。
　この煮詰め及び排油のタイミングは従来、個々の工業用洗浄機で洗浄される油分の種類や使用頻度等に応じて、工業用洗浄機のメーカが設定しているが、納入直後や、ワークの加工等に使用する油分をユーザが変更した時等には、洗浄不足や乾燥不良が発生することがある。それらの場合には、液体洗浄槽内の油分濃度を計測し、その結果に基づいて煮詰め・排油のタイミングの変更が行われている。
　特許文献１には、ワークの洗浄に使用された洗浄液について、200～380nmの範囲にある所定の一波長の紫外線を用いて吸光度を測定し、予め作成しておいた既知の汚れ成分の濃度と吸光度の検量線に基づいて、その洗浄液に溶解している汚れ成分の濃度を求めることが記載されている。この装置は、切削油、加工油、プレス油、マシン油、熱処理油、グリース、ワックス等の油類から成る汚れ成分に対して適用することができが、この装置において計測可能な油分の濃度範囲は50～1000ppm（1ppm=1mg/L）である。濃度が1000ppmを超える場合には、未使用の洗浄液で希釈して濃度を1000ppm以下まで低下させたうえで計測を行う。
　特許文献１には更に、洗浄液で洗浄した後のワークに対してすすぎを行うためのすすぎ液の中に残留する油分の濃度を自動的に計測するために、すすぎ液が貯留された第２貯留槽から紫外線吸光光度計のガラスセルを通って当該第２貯留槽に戻るすすぎ液の循環路が設けられた洗浄装置が記載されている。この洗浄装置では、すすぎ液の吸光度、すなわちすすぎ液の油分の濃度が常時計測される。
特開平09-061349号公報
　上述のように蒸留槽における煮詰め・排油のタイミングの設定・変更は液体洗浄槽内の炭化水素系洗浄液の油分濃度を計測した結果に基づいて行うため、液体洗浄槽内の油分濃度を常時自動的に計測することができれば、当該タイミングの設定・変更も自動的に行うことができる。また、洗浄液の油分の濃度に基づいて洗浄操作の条件を変更し、各時点において最適な条件で洗浄を行うこともできる。例えば、洗浄液の油分の濃度が低いときには洗浄効率が高いため、短時間で洗浄を終了し、洗浄液の油分の濃度が高いときには洗浄効率が低いため、洗浄時間を長くする、という操作が可能である。しかし、特許文献１では、すすぎ液を対象として油分の濃度が常時計測されるものの、洗浄液については常時計測をすることができない。これは、洗浄液中における油分の濃度は、すすぎ液の場合よりもはるかに範囲が広く、最大で20000ppm程度にまで達するためである。特許文献１に記載の装置では、このような油分の濃度が1000ppmを超える高濃度の洗浄液はそのまま計測を行うことができず、上述のように未使用の洗浄液で希釈して濃度を1000ppm以下まで低下させたうえで計測を行う必要がある。このように、濃度によって希釈の操作の要否が異なるため、特許文献１の装置では洗浄液の油分の濃度を常時計測することは困難である。
　また、蒸留槽内の残液における油分の濃度を自動的に計測することができれば、より直接的に煮詰め・排油のタイミングを判定することができる。しかしながら、蒸留槽内の残液の油分の濃度は50000ppm程度に達する。そのため、特許文献１の装置による蒸留槽内の油分濃度の自動計測は、炭化水素系洗浄液の油分濃度の計測の場合よりも、更に困難である。
　本発明が解決しようとする課題は、広い濃度範囲に亘って油分の濃度を計測することができ、それにより、油分濃度の常時計測に適用可能な油分濃度計測装置及び油分濃度計測方法を提供することである。
　上記課題を解決するために成された本発明に係る油分濃度計測装置は、炭素原子の多価結合を有しない分子が主成分であって、炭素原子の多価結合を有する分子を含有する油分が混入した測定対象液における該油分の濃度を計測する装置であって、
　a) 前記測定対象液につき光の吸収が観測される270～400nmの間の所定波長帯内の吸光度のスペクトルを測定する吸光度測定手段と、
　b) 前記所定波長帯内の所定波長における吸光度と、前記成分の濃度と該所定波長における吸光度の関係を示す第１検量線とに基づいて前記油分の濃度値を求める低濃度用油分濃度決定手段と、
　c) 前記所定波長帯のうち、前記吸光度のスペクトルにおいて吸光度が所定吸光度となる波長と、前記成分の濃度と該所定吸光度となる波長の関係を示す第２検量線とに基づいて、前記油分の濃度値を求める高濃度用油分濃度決定手段と、
　d) 所定基準に基づいて、前記低濃度用油分濃度決定手段と前記高濃度用油分濃度決定手段から前記油分の濃度値を求める手段を選択する油分濃度決定方法選択手段と
を備えることを特徴とする。
　多くの油分では、紫外線の吸光度を測定すると、270～400nmの波長帯内の波長において、分子中の炭素の多価（2価、3価）結合に起因した吸収が見られる。そのため、270～400nmの間の所定波長帯内で測定対象液の吸光度を測定することにより、油分の濃度の計測を行うことができる。そのため、炭化水素系洗浄液、グリコールエーテル系洗浄液、あるいは水等の、炭素原子の多価結合を有しない分子を主成分とする測定対象液に、炭素原子の多価結合を有する分子を含有する油分が混入したものである場合には、炭化水素、グリコールエーテルや水の分子中には多価結合が無いため、測定対象液の本来の成分による影響を受けることなく油分の濃度の計測を行うことができる。なお、前記所定波長帯は、270～400nmの間の波長の一部又は全部を含んでいればよい。すなわち、270～400nm以外の波長が含まれていてもよいし、270～400nmの間の波長の一部が含まれていなくてもよい。また、「既知の油分」とは、当該油分のメーカ及び型番が既知であれば足り、該油分の成分までが既知である必要はない。
　前記低濃度用油分濃度決定手段では、従来の油分濃度計測装置において行われていた、所定波長における吸光度の測定値に基づく油分の濃度の決定と同様の処理を行う。しかしながら、測定対象液の油分の濃度が高い場合には、当該所定波長における透過光量が過小（吸光度は過大）となり、正確に測定できなくなるおそれがある。透過光量の測定値が不正確であると、正確な吸光度を求めることができず、油分の濃度も正確に求めることができない。
　そのため、本発明に係る油分濃度計測装置は、低濃度用油分濃度決定手段と共に、算出された吸光度が前記所定吸光度となる波長と、該所定吸光度における前記成分の濃度と波長の関係を示す第２検量線に基づいて、測定対象液の油分の濃度を求める高濃度用油分決定手段を備える。高濃度用油分濃度決定手段は、測定対象液の油分の濃度が高い場合において、透過光量の低下による影響を受けて不正確になった高い吸光度を用いることなく、正確な値が得られた所定吸光度に基づいて濃度を求めることができる。
　但し、測定対象液の油分の濃度が低いと、測定される吸光度が所定吸光度に達しない場合がある。そのため、本発明に係る油分濃度計測装置では、低濃度用油分濃度決定手段と高濃度用油分濃度決定手段という２つの手段を備える。そして、油分濃度決定方法選択手段により、これら２つの手段のいずれを用いて油分の濃度値を求めるのか、所定の基準に基づいて決定する。
　前記所定基準には、前記所定波長における吸光度を用いることができる。この場合、油分濃度決定方法選択手段は、当該吸光度が所定値以下（又は所定値未満）であるときには低濃度用油分濃度決定手段を選択し、当該吸光度が所定値以上である（又は所定値を超えている）ときには高濃度用油分濃度決定手段を選択する。
　あるいは、測定対象液の流路を切り替えることによって複数の測定対象液の油分の濃度を順に計測する場合には、油分濃度決定方法選択手段は、流路がどの測定対象液を測定するように形成されているかという点を前記所定基準としてもよい。例えば、上述の工業用洗浄機において、すすぎを行うすすぎ槽内の液体と蒸留槽内の液体のいずれかを吸光度測定手段に導入する場合には、すすぎ槽内の洗浄液中の油分濃度が1000ppmを超えることは稀であるため、低濃度用油分濃度決定手段のみを用いて計測を行っても実用上は差し支えはない。一方、蒸留槽においては油分濃度が10000ppm未満である場合には問題がない（煮詰め及び排油を行う必要がない）ため、高濃度用油分濃度決定手段のみを用いて計測を行っても実用上は差し支えはない。測定対象液に応じて、低濃度用油分濃度決定手段と高濃度用油分濃度決定手段の選択を行うことができる。
　吸光度は、透過光量の強度を分母、所定のリファレンス光の強度を分子とする分数の常用対数により求められる。リファレンス光の強度は、油分を含有しない測定対象液が収容された試料セルを透過した光の強度を用いる。これにより、検量線を作成する際に、本来の（油分以外の）測定対象液による光の吸収の影響を抑えることができる。光源が劣化した場合や、長時間光源を使用していなかった場合には、照射光の強度がそれまでに測定した値と異なる場合があるため、リファレンス光の強度を定期的又は使用再開時に測定することが望ましい。
　第１検量線及び第２検量線は、油分の種類（メーカ及び型番）及び濃度が既知である標準試料を用いて予め作成されたものを用いればよい。
　本発明に係る油分濃度計測装置において、前記所定波長を前記所定波長帯内の複数の波長とし、前記低濃度用油分濃度決定手段が、複数の所定波長の各々について、前記吸光度測定手段により測定された該所定波長における吸光度と該所定波長において作成された前記油分の濃度と吸光度の関係を示す第１検量線とに基づいて前記油分の仮濃度値を求め、得られた複数の仮濃度値に基づいて前記油分の濃度値を求めるようにしてもよい。複数の仮濃度値から油分の濃度値を求める際には、仮濃度値の平均値や中央値等を用いることができる。このように複数の所定波長を用いて複数の仮濃度値を得たうえで油分の濃度値を求めることにより、濃度値の精度を高くすることができる。同様に、前記所定吸光度が複数の吸光度であり、前記高濃度用油分濃度決定手段が、複数の所定吸光度の各々について、前記吸光度測定手段により測定された該所定吸光度における波長と該所定吸光度において作成された前記油分の濃度と該所定吸光度となる波長の関係を示す第２検量線とに基づいて前記油分の仮濃度値を求め、得られた複数の仮濃度値に基づいて前記油分の濃度値を求める、という構成を採ってもよい。
　前記低濃度用油分濃度決定手段における前記所定波長は、例えば、リファレンス光の透過光量の強度が最大（ピークトップ）となる波長を用いることができる。その理由は以下の通りである。測定する油分における濃度上昇による吸光度の増加が小さく、且つ当該油分の濃度が低い場合には、測定対象液の透過光量のスペクトルは、油分以外の本来の測定対象液や試料セルによる寄与が支配的となる。特に、試料セルに用いられる石英等の材料による透過光量のスペクトルは、油分や本来の測定対象液よりも温度の上昇による変化が大きく、温度の上昇に伴って長波長側にシフトするという温度変化を示す。工業用洗浄液では、40～50℃程度の温度で使用されることから、使用中や使用後の温度変化の影響を考慮する必要がある。この温度変化に伴うリファレンス光の透過光量の変化は、ピークトップ付近よりもピークの中腹付近の方が大きくなる。従って、リファレンス光の透過光量がピークトップとなる波長を前記所定波長とすることにより、温度変化による誤差を小さくすることができる。但し、リファレンス光がピークトップとなる波長において油分の濃度上昇による吸光度の増加が大きい場合には、試料セルによる吸光度への寄与は小さいため、当該波長とは異なる、当該油分の吸光度がピークとなる波長等を所定波長と定めればよい。
　本発明に係る油分濃度計測装置を同種の機械加工を行ったワークの洗浄を繰り返し行う工業用洗浄機で使用する場合には、通常は測定対象液が含有する切削油やプレス・打抜き油等の油分の種類（メーカ及び型番）が固定されているため、当該油分に対応した第１検量線及び第２検量線を用いればよい。一方、測定対象液が含有する油分の種類が変更される可能性がある場合には、第１検量線及び第２検量線は、油分の種類毎に１組ずつ用意することもできるが、そうすると油分の種類が多種に亘るため、膨大な量の検量線を作成しなければならない。そこで、本発明者が多種の加工油を対象として濃度の異なる複数の試料の吸光度を測定したところ、各加工油の用途によってグループ分けをすることができ、各グループ内では、油分の種類が異なっていても油分の濃度と吸光度の関係が類似していることを見出した。具体的には、それら加工油は、(1)加工対象物がアルミニウム等の鉄よりも軟らかい金属に限定される切削油、(2)加工対象物が軟らかい物だけではなく鉄やステンレス鋼等の硬い金属であってもよい切削油、(3)ステンレス鋼等の硬い金属に深い穴を空ける際に用いる切削油、及び焼付防止剤等の添加剤の添加量が比較的少ないプレス・打抜き油、(4)添加剤の添加量が多いプレス・打抜き油、の４つのグループに分けることができる。
　このようなグループ分けを利用して、本発明に係る油分濃度計測装置は、
　前記油分の用途に応じた複数の第１検量線及び第２検量線を記憶する記憶手段と、
　使用者が前記用途を入力する入力手段と、
　前記入力手段により入力された用途に基づいて、前記記憶手段に記憶された第１検量線及び第２検量線から、前記低濃度用油分濃度決定手段において使用する第１検量線及び前記高濃度用油分濃度決定手段において使用する第２検量線を選択する検量線選択手段と
を備えることができる。このようにグループ分けされた検量線を用いることにより、用意すべき第１検量線及び第２検量線の種類を少なくすることができると共に、使用者が測定対象液に混入した油分のメーカや型番を調べる必要がなくなる。
　本発明に係る油分濃度計測装置は、
　前記測定対象液が流れる流路を更に備え、
　前記光照射手段が該流路内の測定対象液に前記連続光を照射し、前記透過光量測定手段が該流路内の測定対象液を透過した光の光量を測定する
という構成を取ることができる。これにより、流路を通過する測定対象液の油分の濃度を常時計測することができる。あるいは、この構成において更に、前記流路に流入する測定対象液を切り替える測定対象液切替手段を備えることもできる。この場合には、例えば、炭化水素系洗浄液を用いた工業用洗浄機において液体洗浄槽内の洗浄液と蒸留槽内の残液の間で測定対象液を切り替えることで、両者の油分濃度を計測することができる。
　本発明に係る油分濃度計測方法は、炭素原子の多価結合を有しない分子が主成分であって、炭素原子の多価結合を有する分子を含有する油分が混入した測定対象液における該油分の濃度を計測する方法であって、
　前記測定対象液につき光の吸収が観測される270～400nmの間の所定波長帯内の吸光度のスペクトルを測定し、
　所定基準を満たす場合には、前記所定波長帯内の所定波長における吸光度と、前記成分の濃度と該所定波長における吸光度の関係を示す第１検量線とに基づいて前記油分の濃度値を求め、
　前記所定基準を満たさない場合には、前記所定波長帯のうち、前記吸光度のスペクトルにおいて吸光度が所定吸光度となる波長と、前記成分の濃度と該所定吸光度における波長の関係を示す第２検量線とに基づいて、前記油分の濃度値を求める
ことを特徴とする。
　上記油分濃度計測方法において、初めに前記所定波長帯内の吸光度のスペクトルを測定する代わりに、初めは前記所定波長における吸光度を測定し（従って、この段階では、該所定波長以外の波長における吸光度を測定する必要はない）、該吸光度が前記所定基準を満たす場合には該吸光度と前記第１検量線とに基づいて前記油分の濃度値を求め、該吸光度が前記所定基準を満たさない場合には、前記所定波長以外の前記所定波長帯内の吸光度のスペクトルを測定したうえで、該スペクトルにおいて吸光度が前記所定吸光度となる波長と前記第２検量線とに基づいて前記油分の濃度値を求めるようにしてもよい。
　本発明により、広い濃度範囲に亘って油分の濃度を計測することができ、それにより、油分濃度の常時計測に適用可能な油分濃度計測装置及び油分濃度計測方法が得られる。
本発明に係る油分濃度計測装置の一実施例を構成要素として有する工業用洗浄機を示す概略構成図。 本実施例の油分濃度計測装置におけるＰＣの機能を示すブロック図。 本実施例の油分濃度計測装置の動作を示すフローチャート。 炭化水素系洗浄液「NS100」に加工油「MP15」が混入した試料により得られた透過光量のスペクトル(a)及び吸光度のスペクトル(b)、並びにグループ１に属する加工油が混入した試料により得られた吸光度のスペクトルに基づいて作成された第１検量線(c)及び第２検量線(d)を示すグラフ。 炭化水素系洗浄液「NS100」に加工油「CG8」が混入した試料により得られた、透過光量のスペクトル(a)及び吸光度のスペクトル(b)、並びにグループ２に属する加工油が混入した試料により得られた吸光度のスペクトルに基づいて作成された第１検量線(c)及び第２検量線(d)を示すグラフ。 炭化水素系洗浄液「NS100」に加工油「ST25」が混入した試料により得られた透過光量のスペクトル(a)及び吸光度のスペクトル(b)、並びにグループ３に属する加工油が混入した試料により得られた吸光度のスペクトルに基づいて作成された第１検量線(c)及び第２検量線(d)を示すグラフ。 炭化水素系洗浄液「NS100」に加工油「FE205D」が混入した試料により得られた透過光量のスペクトル(a)及び吸光度のスペクトル(b)、並びにグループ４に属する加工油が混入した試料により得られた吸光度のスペクトルに基づいて作成された第１検量線(c)及び第２検量線(d)を示すグラフ。 試料の作製時に混合した炭化水素系洗浄液の容積と油分の質量から求めた濃度の計算値を横軸、該試料に対して本実施例の油分濃度計測装置を用いて計測した油分の濃度の計測値を縦軸にとって示すグラフ。
　図１～図８を用いて、本発明に係る油分濃度計測装置の実施例を説明する。
　図１は、本実施例の油分濃度計測装置１０を構成要素として有する工業用洗浄機１の概略の構成を示している。工業用洗浄機１は、ワークに付着した油分を除去するための装置であり、油分濃度計測装置１０の他に、第１洗浄槽１１、第２洗浄槽１２、蒸気洗浄・乾燥槽１３、一時貯留槽１４、蒸留槽１５、熱交換器１６、エゼクタ１７、再生後洗浄液貯留槽１８、試料セル洗浄液槽１９を有する。図１中に示した太い実線は液体の流路を、太い破線は気体の流路を、細い直線の破線は電気信号の経路を、それぞれ示している。
(1) 工業用洗浄機１の全体構成及び動作
　本実施例の油分濃度計測装置１０について説明する前に、まず、工業用洗浄機１の全体構成及びワークの洗浄の動作を説明する。第１洗浄槽１１及び第２洗浄槽１２には、槽内に貯留される洗浄液に超音波振動を付与する超音波振動子が設けられている。また、超音波によるキャビテーションを生じ易くするために、第１洗浄槽１１及び第２洗浄槽１２内は真空ポンプにより減圧され、洗浄液の脱気が行われる。これら第１洗浄槽１１及び第２洗浄槽１２に洗浄液を貯留したうえで、ワークを洗浄液に浸漬し、超音波振動を付与することにより、ワークが洗浄される。ここで、後述の理由により、第１洗浄槽１１内の洗浄液よりも第２洗浄槽１２内の洗浄液の方が油分の含有量が少なくなることから、まず第１洗浄槽１１でワークを洗浄し、次にそのワークを第２洗浄槽１２で洗浄することにより、洗浄液中の油分がワークに再付着することを最小限に抑えることができる。
　第２洗浄槽１２には、後述のように蒸留槽１５によって油分が除去された再生後洗浄液が再生後洗浄液貯留槽１８から流入する。第１洗浄槽１１と第２洗浄槽１２は第２オーバーフロー管１２２で接続されている。第２オーバーフロー管１２２は、第１洗浄槽１１との接続位置よりも第２洗浄槽１２との接続位置の方が高くなっており、再生後洗浄液の流入によって第２洗浄槽１２内の洗浄液の液面が後者の接続位置よりも高くなると、第２洗浄槽１２内の洗浄液の一部が自然に第１洗浄槽１１に移動する。従って、前述のように、第１洗浄槽１１内の洗浄液よりも第２洗浄槽１２内の洗浄液の方が油分の含有量が少なくなる。また、第１洗浄槽１１と一時貯留槽１４は第１オーバーフロー管１１２で接続されており、第２洗浄槽１２からの洗浄液の流入によって第１洗浄槽１１内の洗浄液の液面が第１オーバーフロー管１１２の接続位置よりも高くなると、第１洗浄槽１１中の洗浄液の一部が自然に第１オーバーフロー管１１２を通って一時貯留槽１４に移動する。
　蒸留槽１５にはフロート弁１５１が設けられており、蒸留槽１５内の液体が蒸留により所定量以下になると、洗浄液が一時貯留槽１４から蒸留槽１５内に導入される。蒸留槽１５内にはヒータ（図示せず）により加熱されると共に、エゼクタ１７により減圧される。これにより、洗浄液は油分を液体として残して蒸発し、熱交換機１６で凝縮されたうえで、再生後洗浄液貯留槽１８に貯留され、前述のように第２洗浄槽１２に返送される。
　蒸気洗浄・乾燥槽１３は、第２洗浄槽１２で洗浄されたワークに対して上述のように蒸気洗浄及び乾燥を行うための槽である。蒸気洗浄に使用された蒸気、及びワークの表面に残留していたものが除去された洗浄液は、第２洗浄槽１２に返送される。また、第１洗浄槽１１及び第２洗浄槽１２の減圧や洗浄液の蒸発により生じた気体は、一時貯留槽１４内の使用済み洗浄液に回収される。なお、試料セル洗浄液槽１９は、後述の試料セル１０３を洗浄するための洗浄液（油分濃度計測の対象である洗浄液とは異なる）が貯留される槽である。
　第１洗浄槽１１は、洗浄液を槽内から取り出し、フィルタを通して槽内に戻す第１循環濾過系１１１を有する。第２洗浄槽１２にも同様の第２循環濾過系１２１が設けられている。これら循環濾過系は、粒径10μm程度以上のパーティクルを除去するものであって、油分を除去することができない。
(2) 本実施例の油分濃度計測装置１０の構成
　次に、工業用洗浄機１中の油分濃度計測装置１０の構成について詳細に説明する。油分濃度計測装置１０は、後述のように第１洗浄槽１１や第２洗浄槽１２等の槽と接続される流路１０１と、流路１０１中に設けられた送液ポンプ１０２と、流路１０１中の送液ポンプ１０２よりも下流側に設けられた試料セル１０３と、リファレンス測定用のリファレンスセル１０３１と、光照射部１０４と、光検出部１０５と、後述の計算等を行うパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１０６を有する。
　流路１０１の流入部１０１１は、第１中継管１１３を介して第１洗浄槽１１に接続されていると共に、第２中継管１２３を介して第２洗浄槽１２に接続されている。第１中継管１１３には第１中継開閉弁１１Ｖが、第２中継管１２３には第２中継開閉弁１２Ｖが、それぞれ設けられている。また、流路１０１の流入部１０１１は、蒸留槽１５及び再生後洗浄液貯留槽１８にも接続されており、それぞれ、蒸留槽１５には蒸留槽開閉弁１５Ｖが、再生後洗浄液貯留槽１８には再生後洗浄液貯留槽開閉弁１８Ｖが設けられている。
　流路１０１の流出部１０１２は、一時貯留槽１４に接続されている。従って、油分濃度計測装置１０において測定に用いられた洗浄液は、一時貯留槽１４を経て蒸留槽１５により蒸留され、最終的には油分が除去された状態で第２洗浄槽１２に返送される。なお、測定に用いられた洗浄液を流出部１０１２から、その洗浄液が収容されていた槽に直接返送するようにしてもよい。
　試料セル１０３及びリファレンスセル１０３１はいずれも、紫外線の吸収が少ない石英製のセルである。流路１０１には、通常の測定時には試料セル１０３が接続され、リファレンスを測定する時にはリファレンスセル１０３１が接続される。リファレンスセル１０３１には、油分を含まない洗浄液が封入されている。光照射部１０４は、当該紫外連続光を試料セル１０３内の洗浄液（測定対象液）に照射するものであり、当該紫外連続光を生成する光源と、当該光源で生成された紫外連続光を入射端から入力して出射端から試料セル１０３内の洗浄液に照射する光ファイバを有する。光検出部１０５は、当該紫外連続光のうち試料セル１０３内の洗浄液を透過した透過光の強度を波長毎に検出するものであり、上述の透過光量測定手段に該当する。この光検出部１０５は、透過光を分光する分光器と、当該透過光を入射端から入力して出射端から分光器に出射する光ファイバと、分光器で検出した波長毎の透過光量の強度をデジタル信号に変換する信号変換部を有する。
　ＰＣ１０６は、図２に示すように、吸光度算出部１０６１、油分濃度決定方法選択部１０６２、低濃度用油分濃度決定部１０６３、高濃度用油分濃度決定部１０６４、リファレンスデータ記録部１０６５、検量線記録部１０６６、基準値記録部１０６７、条件入力部１０６８、及び測定制御部１０６９を有する。これら各部のうち吸光度算出部１０６１、低濃度用油分濃度決定部１０６３、高濃度用油分濃度決定部１０６４、油分濃度決定部１０６４の詳細については、本実施例の油分濃度計測装置１０の動作と共に後述する。リファレンスデータ記録部１０６５には、油分を含有しない洗浄剤について予め測定された透過光量のスペクトルのデータ（リファレンスデータ）が記録されている。検量線記録部１０６６には、ワークの加工に使用し得る油分のグループ毎に、油分の濃度が既知である試料を用いて予め測定したデータに基づいて作成された第１検量線及び第２検量線が収容されている。第１検量線及び第２検量線の例は後述する。基準値記録部１０６７には、油分濃度決定部１０６４において使用する基準値のデータが収容されている。条件入力部１０６８は、測定者がキーボードやマウス等の入力デバイスを用いて後述の測定条件を入力するものである。測定制御部１０６９は、光照射部１０４における光源からの光の照射の開始及び終了や、上記各部の処理の開始及び終了等の制御を行う。
(3) 本実施例の油分濃度計測装置１０の動作
　図３のフローチャートを用いて、本実施例の油分濃度計測装置１０の動作を説明する。以下では一例として、第１洗浄槽１１に貯留されている洗浄液を測定する場合について説明するが、第２洗浄槽１２、蒸留槽１５、再生後洗浄液貯留槽１８に貯留されている液を測定する場合も同様である。
　まず、測定者が条件入力部１０６８において所定の測定条件を入力したうえで、測定開始の指示を入力することにより、測定が開始される。ここで入力される測定条件は、測定対象の洗浄液を用いて洗浄されるワークに付着していた加工油が属するグループを特定するための、加工油の用途に関する情報であって、例えばワークの材料（アルミニウム等の軟らかい材料か、ステンレス鋼等の硬い材料か）や加工方法（切削加工か、打ち抜き・プレス加工か）が挙げられる。あるいは、ワークに付着していた加工油のメーカ及び型番が分かっている場合には、それらメーカ及び型番を入力するようにしてもよい。
　測定が開始されると、まず、所定の測定開始操作を行う（ステップＳ１）。測定開始操作には、条件入力部１０６８で選択された第１洗浄槽１１に接続された第１中継開閉弁１１Ｖを開放すること等がある。これにより、第１洗浄槽１１内の洗浄液の一部が、第１中継管１１３及び流路１０１を通って試料セル１０３に到達する。なお、第１洗浄槽１１における洗浄液の容量が120Lであるのに対して、流路１０１における洗浄液の流量は約0.1L/分に過ぎないうえに、最終的には蒸留を経て洗浄液が第１洗浄槽１１に返送されるため、この測定が洗浄に与える影響は皆無である。
　光照射部１０４は試料セル１０３内の洗浄液に対して紫外連続光を照射し、光検出部１０５は洗浄液を透過した透過光を検出する（ステップＳ２）。光検出部１０５では、透過光を分光し、波長λ毎の透過光量の強度、すなわち透過光量のスペクトルI(λ)をデジタル信号に変換する。
　次に、透過光量のスペクトルI(λ)のデジタル信号がＰＣ１０６に入力され、吸光度算出部１０６１において、吸光度のスペクトルが算出される（ステップＳ３）。吸光度算出部１０６１では、リファレンスデータ記録部１０６５から、油分を含有しない洗浄液における透過光量のスペクトルのデータI0(λ)を取得し、測定対象液である洗浄液の吸光度A(λ)を式
　A(λ)=log10(I0(λ)/I(λ))
により求める。
　続いて、ステップＳ４において油分濃度決定方法選択部１０６２は、得られた洗浄液の吸光度A(λ)のうち、油分を含まない洗浄液を用いて予め測定された透過光量のスペクトルのピーク波長（所定波長）λpにおける吸光度A(λp)が所定値以下であるか否かを求める。そして、この吸光度A(λp)が所定値以下である場合にはステップＳ５１に進み、所定値よりも大きい場合にはステップＳ５２に進む。
　ステップＳ５１に進んだ場合には、低濃度用油分濃度決定部１０６３により、以下のように油分の濃度を決定する。低濃度用油分濃度決定部１０６３は検量線選択部を有しており、まず、当該検量線選択部が検量線記録部１０６６から条件入力部１０６８で入力された条件に合致する油分のグループに対応した第１検量線のデータを取得する。第１検量線は、上記所定波長λpにおける、油分を含む洗浄液の吸光度と油分の濃度の関係を示している。低濃度用油分濃度決定部１０６３は、当該所定波長λpにおける測定対象液である洗浄液の吸光度A(λp)の値に対応する、第１検量線における濃度の値を当該測定対象液の濃度値として決定する。
　ステップＳ５２に進んだ場合には、高濃度用油分濃度決定部１０６４により、以下のように油分の濃度を決定する。高濃度用油分濃度決定部１０６４は低濃度用油分濃度決定部１０６３と同様の検量線選択部を有しており、まず、当該検量線選択部が検量線記録部１０６６から、条件入力部１０６８で入力された条件に合致する油分のグループに対応した第２検量線のデータを取得する。第２検量線は、吸光度が所定の値（所定吸光度）となる波長と油分の濃度の関係を示している。ここで所定吸光度は、測定精度を勘案して吸光度スペクトルから適宜定められる。高濃度用油分濃度決定部１０６４は、測定対象液である洗浄液の吸光度A(λ)が当該所定吸光度になるときの波長の値に対応する、第２検量線における濃度の値を当該測定対象液の濃度値として決定する。
　ステップＳ５１又はステップＳ５２を経た後、ステップＳ６において、条件入力部１０６８から測定操作の終了を指示する測定終了信号が入力されているか否かを確認する。当該信号が入力されていなければステップＳ２に戻り、当該信号が入力されていれば、第１中継開閉弁１１Ｖの閉鎖等の終了動作を行った（ステップＳ７）うえで測定を終了する。こうして、当該測定終了信号が入力されるまで、試料の濃度の測定が繰り返し行われる。
　第１検量線は１つの油分のグループに対して、１種類ずつのみ用意してもよいが、値の異なる複数の所定波長に対して１つずつ、合わせて複数種用意してもよい。この場合、低濃度用油分濃度決定部１０６３は、複数の所定波長においてそれぞれ、測定で得られた吸光度と当該所定波長に対応する濃度値を第１検量線から１つずつ求め、得られた複数の濃度値の平均値を当該測定対象液の濃度値として決定する。第２検量線においても同様に、１つの油分のグループに対して、１種類ずつのみ用意してもよいが、値の異なる複数の所定吸光度に対して１つずつ、合わせて複数種用意してもよい。この場合、高濃度用油分濃度決定部１０６４は、複数の所定吸光度においてそれぞれ、測定で得られた吸光度A(λ)が当該所定吸光度になるときの波長の値に対応する濃度値を第２検量線から１つずつ求め、得られた複数の濃度値の平均値を当該測定対象液の濃度値として決定する。
　ここまでは、第１洗浄槽１１内の洗浄液における油分の濃度を測定する方法として説明したが、工業用洗浄機１内に設けた各弁を操作して流路１０１内に流入する液を切り替えることにより、第２洗浄槽１２、蒸留槽１５、あるいは再生後洗浄液貯留槽１８に貯留された液における油分の濃度も同様の方法により測定することができる。第１洗浄槽１１及び第２洗浄槽１２の油分を連続的に測定することにより、ワークの洗浄の品質を管理することができる。具体的には例えば、第１洗浄槽１１又は第２洗浄槽１２にワークを投入した後、所定の時間が経過しても油分の濃度が安定せずに上昇する場合には、洗浄能力が低下することから、第１洗浄槽１１又は第２洗浄槽１２における洗浄時間を長くする。他の例として、再生後洗浄液貯留槽１８中の再生液における油分濃度が所定の上限値に近づいた場合には、蒸留の能力が低下していることが想定されるため、蒸留槽１５内の残液の煮詰め・排油を行うことが挙げられる。また、この再生液中の油分濃度の上昇速度が所定値を超える場合には、蒸留の際の温度が高すぎることが想定されるため、当該温度を低下させる。あるいは、蒸留槽１５内の残液における油分の濃度も同様の方法により測定することができ、それにより得られる油分の濃度に基づいて、煮詰め・排油のタイミングを判定してもよい。
(4) 吸光度、並びに第１検量線及び第２検量線のデータの例
　表１に示した10種類の油分についてそれぞれ、同じ成分の洗浄液に異なる濃度で混合した複数の試料を作製し、本実施例の油分濃度計測装置により吸光度のスペクトルを取得したうえで第１検量線及び第２検量線を作成した。これら10種類の油分は表１に示す４つのグループに分類される。第１グループは、加工対象物がアルミニウム等の鉄よりも軟らかい金属に限定される切削油、第２グループは、加工対象物が鉄やステンレス鋼等の硬い金属であってもよい切削油、第３グループは、ステンレス鋼等の硬い金属に深い穴を空ける際に用いる切削油であると共に、プレス・打抜き油にも使用されるもの、第４グループは、第３グループよりも添加剤の添加量が多いプレス・打抜き油である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図４～図７に、各グループにつき、表１に二重丸印を付した代表的な1種類の油分を含有する試料により得られた透過光量のスペクトル(a)及び吸光度のスペクトル(b)を示す。透過光量（吸光度）のスペクトルの測定は、各試料について約100ppm～約50000ppmの範囲内で油分の濃度を変えながら多数回行ったが、図４～図７ではそれぞれ、代表的な5つの濃度におけるスペクトルを示した。また、図４～図７の各図の(a)及び(b)では代表的な4種類の油分の試料についてのみ示したが、他の6種類の油分の試料に関しても同様に透過光量のスペクトル及び吸光度のスペクトルを求めた。吸光度は、いずれの試料においても、波長290～330nm付近にピークが見られる。
　次に、得られた吸光度のスペクトルに基づいて、グループ毎に第１検量線及び第２検量線を作成した。得られた各グループの第１検量線を図４～図７の(c)に、第２検量線を図４～図７の(d)に、それぞれ示す。各グループの検量線は、図４～図７の(a)及び(b)に示した代表的な油分を含有する試料だけではなく、他の油分を含有する試料から得られた吸光度のスペクトルも用いて作成した。第１検量線は、グループ１では5000ppm以下、グループ２及び４では2600ppm以下、グループ３では3500ppm以下の濃度範囲で、所定波長における吸光度の値と濃度の関係を関数で近似することにより作成した。ここで第１検量線は、グループ１～３については波長290nm及び295nm、グループ４については波長330nm及び335nmという、各グループ毎に２つの所定波長について作成した。ここでグループ４のみ波長290nm及び295nmにおける吸光度の値を使用しない理由は、濃度が約2000ppmであるときの吸光度が高く、透過光量が非常に低いため誤差が大きいと判断されるからである。また、近似する関数は、原則として１次関数としたが、グループ１では誤差が大きいため２次関数とした。
　第２検量線は、グループ１～４のそれぞれについて定めた所定吸光度における波長と濃度の関係を関数で近似することにより作成した。所定吸光度は、濃度が約10000ppm以上の試料の吸光度を必ず含み、できるだけ濃度が約2000ppmの試料の吸光度を含むように定め、グループ１では0.5及び0.6、グループ２では0.9及び1.2、グループ３では1.6及び1.7、グループ４では1.8及び2.0とした。近似する関数は指数関数とした。
　以上のように、濃度が既知の試料を用いて第１検量線及び第２検量線を定めることができ、これら検量線を用いて、濃度が未知である試料に対する測定を行うことができる。その際、前述のステップＳ４で用いる吸光度A(λp)の所定値は、グループ１では4000ppm、グループ２及び４では2000ppm、グループ３では3000ppmとする。
　得られた第１検量線及び第２検量線を用いて、本発明の方法により測定液中の油分の濃度を計測する実験を行った。この実験においても、洗浄液は上記NS100を用い、添加する油分には上掲の表１に示す10種類のものを用いた。この実験では、洗浄液及び油分を秤量したうえで両者を混合することにより、濃度が既知（この濃度を「計算値」と呼ぶ）である試料を作製し、計算値と計測値の比較を行った。計測は、実機を用いて室温（20℃）で行うと共に、試料を48℃に加熱した状態においても行った。前者は上記10種の油分の全てについて行い、後者は表１に二重丸を付した4種の油分について行った。
　実験結果を図８のグラフに示す。このグラフでは、計算値を横軸に、実験値を縦軸にとった。データ点は、実験値が計算値の±20％以内に収まれば、グラフ中の２本の破線の間に収まる。また、図８では、全ての試料をデータを１つのグラフに掲載した。このグラフに示すように、大半の実験データは計算値の±20％以内に収まっているといえる。±20％程度の精度があれば、工業用洗浄機における洗浄条件や洗浄液の蒸留条件を設定するために用いるには十分である。
１…工業用洗浄機
１０１…流路
１０１１…流路の流入部
１０１２…流路の流出部
１０２…送液ポンプ
１０３…試料セル
１０３１…リファレンスセル
１０４…光照射部
１０５…光検出部
１０６…ＰＣ
１０６１…吸光度算出部
１０６２…油分濃度決定方法選択部
１０６３…低濃度用油分濃度決定部
１０６４…高濃度用油分濃度決定部
１０６５…リファレンスデータ記録部
１０６６…検量線記録部
１０６７…基準値記録部
１０６８…条件入力部
１０６９…測定制御部
１１…第１洗浄槽
１１１…第１循環濾過系
１１２…第１オーバーフロー管
１１３…第１中継管
１１Ｖ…第１中継開閉弁
１２…第２洗浄槽
１２１…第２循環濾過系
１２２…第２オーバーフロー管
１２３…第２中継管
１２Ｖ…第２中継開閉弁
１３…蒸気洗浄・乾燥槽
１４…一時貯留槽
１５…蒸留槽
１５Ｖ…蒸留槽開閉弁
１６…熱交換器
１７…エゼクタ
１８…再生後洗浄液貯留槽
１８Ｖ…再生後洗浄液貯留槽開閉弁
１９…試料セル洗浄液槽

Claims (10)

  1. 　炭素原子の多価結合を有しない分子が主成分であって、炭素原子の多価結合を有する分子を含有する油分が混入した測定対象液における該油分の濃度を計測する装置であって、
    　a) 前記測定対象液につき光の吸収が観測される270～400nmの間の所定波長帯内の吸光度のスペクトルを測定する吸光度測定手段と、
    　b) 前記所定波長帯内の所定波長における吸光度と、前記成分の濃度と該所定波長における吸光度の関係を示す第１検量線とに基づいて前記油分の濃度値を求める低濃度用油分濃度決定手段と、
    　c) 前記所定波長帯のうち、前記吸光度のスペクトルにおいて吸光度が所定吸光度となる波長と、前記成分の濃度と該所定吸光度となる波長の関係を示す第２検量線とに基づいて、前記油分の濃度値を求める高濃度用油分濃度決定手段と、
    　d) 所定基準に基づいて、前記低濃度用油分濃度決定手段と前記高濃度用油分濃度決定手段から前記油分の濃度値を求める手段を選択する油分濃度決定方法選択手段と
    を備えることを特徴とする油分濃度計測装置。
  2. 　前記所定基準が、前記所定波長における吸光度であることを特徴とする請求項１に記載の油分濃度計測装置。
  3. 　前記所定波長が前記所定波長帯内の複数の波長であり、
    　前記低濃度用油分濃度決定手段が、複数の所定波長の各々について、前記吸光度測定手段により測定された該所定波長における吸光度と該所定波長において作成された前記油分の濃度と吸光度の関係を示す第１検量線とに基づいて前記油分の仮濃度値を求め、得られた複数の仮濃度値に基づいて前記油分の濃度値を求める
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の油分濃度計測装置。
  4. 　前記所定吸光度が複数の吸光度であり、
    　前記高濃度用油分濃度決定手段が、複数の所定吸光度の各々について、前記吸光度測定手段により測定された該所定吸光度における波長と該所定吸光度において作成された前記油分の濃度と該所定吸光度となる波長の関係を示す第２検量線とに基づいて前記油分の仮濃度値を求め、得られた複数の仮濃度値に基づいて前記油分の濃度値を求める
    　ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の油分濃度計測装置。
  5. 　前記所定波長が、前記成分を含有しない標準試料により得られる透過光量の強度が最大となる波長であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の油分濃度計測装置。
  6. 　前記油分の用途に応じた複数の第１検量線及び第２検量線を記憶する記憶手段と、
    　前記用途を入力する入力手段と、
    　前記入力手段により入力された用途に基づいて、前記記憶手段に記憶された第１検量線及び第２検量線から、前記低濃度用油分濃度決定手段において使用する第１検量線及び前記高濃度用油分濃度決定手段において使用する第２検量線を選択する検量線選択手段と
    を備えることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の油分濃度計測装置。
  7. 　前記測定対象液が流れる流路を更に備え、
    　前記光照射手段が該流路内の測定対象液に前記連続光を照射し、前記透過光量測定手段が該流路内の測定対象液を透過した光の光量を測定する
    ことを備えることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の油分濃度計測装置。
  8. 　前記流路に流入する測定対象液を切り替える測定対象液切替手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の油分濃度計測装置。
  9. 　炭素原子の多価結合を有しない分子が主成分であって、炭素原子の多価結合を有する分子を含有する油分が混入した測定対象液における該油分の濃度を計測する方法であって、
    　前記測定対象液につき光の吸収が観測される270～400nmの間の所定波長帯内の吸光度のスペクトルを測定し、
    　所定基準を満たす場合には、前記所定波長帯内の所定波長における吸光度と、前記成分の濃度と該所定波長における吸光度の関係を示す第１検量線とに基づいて前記油分の濃度値を求め、
    　前記所定基準を満たさない場合には、前記所定波長帯のうち、前記吸光度のスペクトルにおいて吸光度が所定吸光度となる波長と、前記成分の濃度と該所定吸光度における波長の関係を示す第２検量線とに基づいて、前記油分の濃度値を求める
    ことを特徴とする油分濃度計測方法。
  10. 　炭素原子の多価結合を有しない分子が主成分であって、炭素原子の多価結合を有する分子を含有する油分が混入した測定対象液における該油分の濃度を計測する方法であって、
    　前記測定対象液につき光の吸収が観測される270～400nmの間の所定波長帯内の所定波長における吸光度を測定し、
    　前記吸光度が所定基準を満たす場合には、該吸光度と、前記成分の濃度と該所定波長における吸光度の関係を示す第１検量線とに基づいて前記油分の濃度値を求め、
    　前記所定基準を満たさない場合には、前記測定対象液につき前記所定波長帯内の吸光度のスペクトルを測定したうえで、該スペクトルにおいて吸光度が所定吸光度となる波長と、前記成分の濃度と該所定吸光度における波長の関係を示す第２検量線とに基づいて、前記油分の濃度値を求める
    ことを特徴とする油分濃度計測方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018025813A1 (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 アクトファイブ株式会社 油分濃度計測装置及び油分濃度計測方法
JPWO2019043858A1 (ja) * 2017-08-31 2020-04-16 株式会社島津製作所 原子吸光分光光度計及び原子吸光測定方法
CN111208079A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 天津工业大学 一种基于紫外可见光谱的四元掺伪葡萄籽油的定量检测方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108469472A (zh) * 2017-12-19 2018-08-31 江苏康达检测技术股份有限公司 固体废弃物中甲醛浓度的测定方法
EP3783275A1 (en) * 2019-08-21 2021-02-24 Grundfos Holding A/S Pump system
CN111735788B (zh) * 2020-07-21 2021-01-05 赛默飞世尔（上海）仪器有限公司 在水质分析仪中用于确定样品浓度的方法和水质分析仪
FR3132770B1 (fr) * 2022-02-11 2024-02-02 Ifp Energies Now Procédé pour le suivi dans le temps de la concentration en un composé chimique d’un fluide, au moyen d’un système de mesure optique
CN116341764B (zh) * 2023-05-24 2023-09-26 中国石油大学(华东) 基于历史数据的成品油管道混油浓度分布预测方法及系统
FR3151399B1 (fr) * 2023-07-18 2025-07-11 Ifp Energies Now Procédé pour le suivi dans le temps de la concentration en un composé chimique d’un fluide, au moyen d’un système de mesure optique et d’un capteur de température

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56147042A (en) * 1980-04-17 1981-11-14 Olympus Optical Co Ltd Method for conversion of concentration
JPH07294519A (ja) * 1994-03-04 1995-11-10 Kyoto Daiichi Kagaku:Kk 尿中成分の測定方法
JPH0961349A (ja) * 1995-08-28 1997-03-07 Tosoh Corp 洗浄剤中の汚れ量測定方法及び装置
JPH09292328A (ja) * 1996-04-25 1997-11-11 Corona Denki Kk 濁度計
US7616316B1 (en) * 2006-02-27 2009-11-10 Southwest Sciences Incorporated Gas measurement over extreme dynamic range of concentrations
JP2011220941A (ja) * 2010-04-13 2011-11-04 Tokuyama Corp フッ化カルシウム単結晶の評価方法、及び光学部材用の硝材の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5411558A (en) * 1992-09-08 1995-05-02 Kao Corporation Heavy oil emulsion fuel and process for production thereof
CN1087429C (zh) 1994-03-04 2002-07-10 株式会社京都第一科学 同时定量分析数种尿中成分的测定方法及测定装置
FR2845013B1 (fr) 2002-09-30 2004-12-24 Totalfinaelf France Procede et dispositif pour la conduite en continu d'un processus de preparation d'un carburant, notamment pour moteur diesel, par melange en ligne de ses constituants
US8023690B2 (en) * 2005-02-04 2011-09-20 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for imaging fluids downhole
JPWO2008133281A1 (ja) * 2007-04-24 2010-07-29 キヤノンセミコンダクターエクィップメント株式会社 流動状態における屈折率分布を用いた濃度測定法及びそのシステム
US8899107B2 (en) * 2009-03-11 2014-12-02 Schlumberger Technology Corporation Downhole determination of asphaltene content
CN101943662A (zh) * 2010-09-16 2011-01-12 爱阔特(上海)清洗设备制造有限公司 清洗液油分浓度测定方法及装置
FR2970082B1 (fr) * 2011-01-05 2013-01-11 Total Sa Methode de dosage des huiles lourdes
CA2867779C (en) 2012-03-19 2021-06-15 Banu ORMECI BECKERS Measurement of treatment agent in a process stream using ultraviolet-visible (uv-vis) spectroscopy, and related systems and processes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56147042A (en) * 1980-04-17 1981-11-14 Olympus Optical Co Ltd Method for conversion of concentration
JPH07294519A (ja) * 1994-03-04 1995-11-10 Kyoto Daiichi Kagaku:Kk 尿中成分の測定方法
JPH0961349A (ja) * 1995-08-28 1997-03-07 Tosoh Corp 洗浄剤中の汚れ量測定方法及び装置
JPH09292328A (ja) * 1996-04-25 1997-11-11 Corona Denki Kk 濁度計
US7616316B1 (en) * 2006-02-27 2009-11-10 Southwest Sciences Incorporated Gas measurement over extreme dynamic range of concentrations
JP2011220941A (ja) * 2010-04-13 2011-11-04 Tokuyama Corp フッ化カルシウム単結晶の評価方法、及び光学部材用の硝材の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3139151A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018025813A1 (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 アクトファイブ株式会社 油分濃度計測装置及び油分濃度計測方法
JPWO2019043858A1 (ja) * 2017-08-31 2020-04-16 株式会社島津製作所 原子吸光分光光度計及び原子吸光測定方法
CN111208079A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 天津工业大学 一种基于紫外可见光谱的四元掺伪葡萄籽油的定量检测方法

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