JP2002286619A - Suspended-state measuring instrument for slurry - Google Patents

Suspended-state measuring instrument for slurry

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JP2002286619A
JP2002286619A JP2001084440A JP2001084440A JP2002286619A JP 2002286619 A JP2002286619 A JP 2002286619A JP 2001084440 A JP2001084440 A JP 2001084440A JP 2001084440 A JP2001084440 A JP 2001084440A JP 2002286619 A JP2002286619 A JP 2002286619A
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JP
Japan
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fluid
particles
current
magnetic field
squid
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Application number
JP2001084440A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Takihara
潔 瀧原
Mitsuhiro Yoshida
光宏 吉田
Masahiko Nagai
正彦 永井
Hideki Tonaka
英樹 戸中
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an instrument and method for measuring the suspended state of slurry by which the concentration of particles in a sample can be measured with high accuracy. SOLUTION: The suspended state measuring instrument for slurry includes at least one current (magnetic field) detecting means which is provided in the circumference of a fluid, a means which oscillates the particles in the fluid by impressing a sound field or electric field upon the fluid in a non-contacting state, and a means which detects the current caused by the particles by means of the current (magnetic field) detecting means without coming into contact with the fluid. The instrument also includes a means which relates the signal generated from the current (magnetic field) detecting means to the concentration of the particles in the fluid.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微粒子分析装置に
関し、特に流体中に存在する微粒子の分析に適した液中
微粒子分析装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for analyzing fine particles, and more particularly to an apparatus for analyzing fine particles in liquid suitable for analyzing fine particles present in a fluid.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からある流体中の微粒子分析装置と
して、ゼータ電位を測定することにより流体中の微粒子
を測定する装置に関するものが知られている。ここでゼ
ータ電位とは、界面動電位という別名に示されるような
界面動電現象(電気泳動、電気浸透、流動電位又は沈降
電位等)のことを一般にいう。このようなゼータ電位の
測定方法は、一般に、電気音響分光法と呼ばれており、
具体的には超音波振動電位法(Ultrasound Vibration P
otential:UVP)と動電音響(Electrokinetic Sonic Am
plitude:ESA)法とが知られている。次に、これらの方
法について簡単に説明する。超音波振動電位法とは、粒
子を超音波で強制的に振動させた際に粒子の動き易さと
対イオンの動き易さとの違いにより生じるゼータ電位に
比例した電位差を測定する方法である。この原理はDeby
eによって最初に提案され、Debye効果あるいはイオン振
動電位とも呼ばれている。このような従来装置を図7に
簡単に示している。この超音波振動電位法を用いて測定
するゼータ電位計として、例えば、Dispersion Technol
ogy社製の超音波方式/粒度分布・ゼータ電位測定装置D
T-100、DT-200、DT-1200や、PEN-KEM社製のPEN-KEM-Sys
tem-7000がある。これらの装置は、一般に、恒温水入口
70と恒温水出口72と受信器入力74とパルス入力7
6とスターラー78と滴定装置80とプレアンプコンピ
ュータインターフェイス82とPH電極84とを含んで
なり、測定用の試料の周囲を恒温水を用いて一定の温度
に維持している。これらは、微粒子分散系の分散性評価
において、対象となる試料8が高濃度であっても希釈せ
ずにその粒子濃度を測定するため、希釈に伴うゼータ電
位の変動を避けることが可能である。
2. Description of the Related Art As a conventional apparatus for analyzing fine particles in a fluid, there is known an apparatus for measuring fine particles in a fluid by measuring a zeta potential. Here, the zeta potential generally refers to an electrokinetic phenomenon (electrophoresis, electroosmosis, streaming potential, sedimentation potential, or the like) as indicated by another name of electrokinetic potential. Such a method of measuring the zeta potential is generally called electroacoustic spectroscopy,
Specifically, the ultrasonic vibration potential method (Ultrasound Vibration P
otential: UVP and Electrokinetic Sonic Am
Plitude (ESA) method is known. Next, these methods will be briefly described. The ultrasonic vibration potential method is a method for measuring a potential difference proportional to the zeta potential caused by the difference between the ease of movement of particles and the ease of movement of counter ions when particles are forcibly vibrated by ultrasonic waves. This principle is Deby
First proposed by e, also called the Debye effect or ion oscillating potential. FIG. 7 schematically shows such a conventional apparatus. As a zeta potentiometer that measures using this ultrasonic vibration potential method, for example, Dispersion Technol
ogy ultrasonic method / particle size distribution and zeta potential measurement device D
T-100, DT-200, DT-1200 and PEN-KEM-Sys manufactured by PEN-KEM
There is a tem-7000. These devices generally include a constant temperature water inlet 70, a constant temperature water outlet 72, a receiver input 74, and a pulse input 7.
6, a stirrer 78, a titrator 80, a preamplifier computer interface 82, and a PH electrode 84, and a constant temperature is maintained around a measurement sample using constant temperature water. In the evaluation of the dispersibility of the fine particle dispersion system, even if the target sample 8 has a high concentration, the particle concentration is measured without diluting the sample 8. Therefore, it is possible to avoid the fluctuation of the zeta potential due to the dilution. .

【0003】また、動電音響法とは、コロイド溶液に高
周波電圧を印加した際にコロイド溶液内の粒子の動きに
より発生する超音波を検出器で測定して、超音波の強さ
及びその位相ずれからゼータ電位を算出する方法であ
る。この方法は、慣性の大きい粒子は周波数が高くなる
と電場に追随できなくなることを利用している。この周
波数としては1kHz程度の高周波が用いられる。ESAは
加えた単位電場あたりの発生した超音波の振幅で、ESA
(ω)=P/E=C・Δρ・φ・Gf・μd(ω)と表され
る。ここで、ωは各周波数、Pは超音波の振幅、Eは供給
電場、Cはサスペンション中の音速、Δρは粒子と液体
の密度差、φは粒子の体積分率、Gfは補正係数、μd
ダイナミックモビリティーである。ゼータ電位は粒子の
高周波電場による振動のし易さ(ダイナミックモビリテ
ィー)に比例するので、標準となる物質を使用してGf
決めておけばESAからゼータ電位を算出することができ
る。この方法では粒子の動きが測定に影響を与えないの
で攪拌しながらあるいは流れている系でも測定すること
が可能であり、また、慣性力は粒子径に比例するため、
周波数の十分高い状態下での測定によりゼータ電位と共
に粒子径分布を算出することも可能である。この方法を
用いた装置には、Matec Applied Sciences社製 ESA8000
がある。なお、ゼータ電位の詳細については、北原文雄
らの「Zeta Potentialゼータ電位:微粒子界面の物理化
学」(サイエンティスト社)を参照されたい。
[0003] The electrokinetic acoustic method is a technique in which, when a high-frequency voltage is applied to a colloid solution, ultrasonic waves generated by the movement of particles in the colloid solution are measured by a detector, and the intensity and phase of the ultrasonic waves are measured. This is a method of calculating the zeta potential from the deviation. This method makes use of the fact that particles with a large inertia cannot follow the electric field when the frequency increases. As this frequency, a high frequency of about 1 kHz is used. ESA is the amplitude of the generated ultrasonic wave per unit electric field,
(Omega) = represented as P / E = C · Δρ · φ · G f · μ d (ω). Here, ω is each frequency, P is the amplitude of the ultrasonic wave, E is the supplied electric field, C is the speed of sound in the suspension, Δρ is the density difference between the particles and the liquid, φ is the volume fraction of the particles, G f is the correction coefficient, μ d is dynamic mobility. Since the zeta potential is proportional to the easiness of the particles to vibrate due to the high-frequency electric field (dynamic mobility), the zeta potential can be calculated from the ESA by determining G f using a standard substance. In this method, it is possible to measure with stirring or in a flowing system because the movement of particles does not affect the measurement, and since the inertial force is proportional to the particle diameter,
It is also possible to calculate the particle size distribution together with the zeta potential by measurement under a condition where the frequency is sufficiently high. Devices using this method include ESA8000 manufactured by Matec Applied Sciences.
There is. For details of the zeta potential, refer to “Zeta Potential Zeta Potential: Physical Chemistry of Fine Particle Interface” by Fumio Kitahara (Scientist).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな従来方法においては以下のような問題がある。ま
ず、ゼータ電位の算出には必要なパラメータ数が多いた
め、ゼータ電位の測定を行うに際しては、他の方法によ
りパラメータを予め求めておくことが必要である。さら
に、従来方法においては電圧測定又は電圧印加の際に測
定対象物中へと電極を挿入する必要があるため、電極表
面の汚れに起因する測定精度劣化が生じる。これは、電
極を介して流体中の粒子に直流電場が印加されるため、
電解質溶媒中では、電極部分で電気分解が起こり、気泡
が発生し、流体中の粒子のゼータ電位を計測することが
困難になることも含まれる。これは、図1においてゼー
タ電位測定用の電圧測定部10の電極部2が流体8中に
存在することに起因する。特に、プラント内のラインに
対してこのような従来装置を適用した場合には、電極の
汚れや電極の消耗等による電圧変動が発生するという不
具合を生じる。また、非接触に測定する装置としては、
例えば特開平7−318476号公報に光を用いて流体中の微
粒子を測定する装置が開示されている。しかし、この装
置では、光によって形成される流体中の粒子の像を検出
しているために、流体中の粒子の濃度が高濃度の場合
に、この装置では粒子の検出が困難である。このよう
に、プラント内のラインにおいて流体中の粒子の濃度に
依存せず、リアルタイム又はその場(in−situ)にて管
理することが可能な高精度及び高信頼性を有する測定装
置が要求されている。
However, such a conventional method has the following problems. First, since the number of parameters required for calculating the zeta potential is large, when measuring the zeta potential, it is necessary to obtain the parameters in advance by another method. Further, in the conventional method, it is necessary to insert an electrode into a measurement object at the time of voltage measurement or voltage application, so that measurement accuracy is deteriorated due to contamination of the electrode surface. This is because a DC electric field is applied to the particles in the fluid through the electrodes,
In the electrolyte solvent, electrolysis occurs at the electrode portion, bubbles are generated, and it becomes difficult to measure the zeta potential of particles in the fluid. This is because the electrode section 2 of the voltage measurement section 10 for measuring the zeta potential in FIG. In particular, when such a conventional apparatus is applied to a line in a plant, there is a problem that voltage fluctuation occurs due to contamination of the electrode or consumption of the electrode. In addition, as a non-contact measurement device,
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-318476 discloses an apparatus for measuring fine particles in a fluid using light. However, in this device, since an image of particles in a fluid formed by light is detected, it is difficult to detect the particles when the concentration of the particles in the fluid is high. Thus, there is a need for a highly accurate and highly reliable measuring device that can be controlled in real time or in-situ without depending on the concentration of particles in a fluid in a line in a plant. ing.

【0005】本発明の目的は、以上の問題点に鑑み、流
体(スラリー)中を流れる粒子の濃度を連続的に非接触
に検出することが可能な測定装置を提供することであ
る。本発明の他の目的は、連続測定が可能な安定性を有
する高精度な測定装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a measuring device capable of continuously detecting the concentration of particles flowing in a fluid (slurry) in a non-contact manner in view of the above problems. Another object of the present invention is to provide a highly accurate measuring device having stability that enables continuous measurement.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、流体に超音波
を印加して、測定対象となる流体と非接触に該流体中の
成分の濃度を測定する装置及び方法を提供している。そ
の概念図を図2に示す。図1の従来装置と比較すると、
流体8の周囲にあるコイル部12を用いて、流体中の粒
子とイオンとによるゼータ電位を電流又は電圧測定部1
4により非接触に測定することを示している。すなわ
ち、電荷を持つ粒子が超音波によって動くとき、粒子の
電荷も同時に動くため超音波の周波数と等しい周波数の
交流電流が生じる。電流の回りにはその大きさに比例す
る磁場が生じることは、電磁気学のアンペールの法則が
示すところである。従って、懸濁液に超音波を印加し、
その周りに生じる交流磁場を検出すれば、粒子の電荷が
動くことで生じた電流が求まり、それから粒子の電荷、
ゼータ電位を決定することができる。磁場を検出する手
段としては、ロゴスキーコイル、ホール素子、スクイド
(SQUID、超伝導量子干渉素子)などが考えられる。具
体的には、本発明は、流体の周辺部に備えられる少なく
とも1つの電流(磁場)検出手段と、音場又は電場を前
記流体に対して非接触に印加して該流体中の粒子を揺動
する手段と、該粒子に起因して発生する電流を前記電流
(磁場)検出手段により前記流体に非接触に検出する手
段と、前記少なくとも1つの電流(磁場)検出手段に発
生する信号と前記流体中の前記粒子の濃度とを関連付け
る手段とを含んでなるスラリー懸濁状態の測定装置を提
供している。ここで、前記電流(磁場)検出手段が、前
記流体に印加する音場又は電場の1/4波長の間隔で配
置されている態様あるいは前記電流(磁場)検出手段が
ロゴスキーコイル又はスクイドである態様が好適に挙げ
られる。また本発明は、流体の周辺部に備えられる少な
くとも1つのスクイドと、前記少なくとも1つのスクイ
ドにより前記流体に非接触に前記粒子の運動による電流
又は磁場を検出する手段と、前記少なくとも1つのスク
イドにより検出された電流又は磁場と前記流体中の前記
粒子の濃度とを関連付ける手段とを含んでなるスラリー
懸濁状態の測定装置を提供している。ここで、前記スク
イドが、フラックスゲート又はホール素子である態様が
好適に挙げられる。ここで、前記電流又は磁場を検出す
る手段に先立って、前記流体の流速又は流量を制御する
手段を含んでいてもよい。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an apparatus and a method for measuring the concentration of a component in a fluid by applying ultrasonic waves to the fluid without contacting the fluid. The conceptual diagram is shown in FIG. Compared to the conventional device of FIG.
Using the coil unit 12 around the fluid 8, the zeta potential caused by particles and ions in the fluid is measured by the current or voltage measuring unit 1.
4 indicates that the measurement is performed in a non-contact manner. That is, when the charged particles move by the ultrasonic waves, the electric charges of the particles also move at the same time, so that an alternating current having a frequency equal to the frequency of the ultrasonic waves is generated. Ampere's law of electromagnetism indicates that a magnetic field is generated around a current in proportion to its magnitude. Therefore, applying ultrasonic waves to the suspension,
By detecting the alternating magnetic field generated around it, the current generated by the movement of the particle charge is obtained, and then the particle charge,
The zeta potential can be determined. As a means for detecting a magnetic field, a Rogowski coil, a Hall element, a squid (SQUID, superconducting quantum interference element) and the like can be considered. Specifically, the present invention provides at least one current (magnetic field) detecting means provided at a peripheral portion of a fluid, and applies a sound field or an electric field to the fluid in a non-contact manner to shake particles in the fluid. Moving means, a means for detecting a current generated by the particles in a non-contact manner with the fluid by the current (magnetic field) detecting means, a signal generated in the at least one current (magnetic field) detecting means, Means for associating the concentration of the particles with the concentration of the particles in the fluid. Here, the current (magnetic field) detecting means is arranged at an interval of 1/4 wavelength of a sound field or an electric field applied to the fluid, or the current (magnetic field) detecting means is a Rogowski coil or a squid. An embodiment is preferably mentioned. Further, according to the present invention, there is provided at least one squid provided in a peripheral portion of a fluid, means for detecting a current or a magnetic field due to movement of the particles in a non-contact manner with the fluid by the at least one squid, and There is provided an apparatus for measuring a suspended state of a slurry, comprising: means for associating a detected current or magnetic field with the concentration of the particles in the fluid. Here, a preferred embodiment is one in which the squid is a flux gate or a Hall element. Here, prior to the means for detecting the current or the magnetic field, means for controlling the flow rate or flow rate of the fluid may be included.

【0007】前記流体には、スラリーなどのような溶媒
と粒子との混合物からなるものをいい、ゾルやゲル等も
含まれる。また、ここでいう流体の周辺部に備えられる
ことには、例えば、直径方向に多重構造となっているよ
うな管を用いて流体の一部について非接触にコイルに内
包させる場合や、大口径の主管から分岐したより小径の
枝管について適用するような場合が含まれる。また、こ
こでいう粒子には、粒子そのものだけでなく、その粒子
を構成する成分やそれらと媒質中の他の成分との結合
(例えば水和物等)であるような、例えば、溶媒中にお
いて電離したイオン等も含まれる。
The fluid refers to a fluid such as a slurry which is composed of a mixture of a solvent and particles, and includes a sol, a gel and the like. In addition, in the case of being provided in the peripheral part of the fluid here, for example, a case where a part of the fluid is included in a coil in a non-contact manner using a tube having a multiplex structure in the diameter direction, or a large diameter And a case in which the present invention is applied to a smaller diameter branch pipe branched from the main pipe. In addition, the particles referred to herein include not only the particles themselves, but also the components constituting the particles and the bonds between them and other components in the medium (for example, hydrates). It includes ionized ions and the like.

【0008】ここでいう磁場検出手段とは、測定する流
体の周辺部に備えられて電場、磁場等を検出する電線や
素子や接合又はそれらを含む装置を総称するものとして
使用している。具体的には、この磁場検出手段には、例
えば、測定する流体を内包するように流体の周辺部に備
えられているような、ロゴスキーコイル、少なくとも一
本の銅線などの金属線や磁場測定に使用されるホール素
子や超伝導材料によって形成されるジョセフソン接合等
が含まれている。特に、ロゴスキーコイルの幅が、音
場、電場又は磁場の波長の1/4の間隔に対して十分に
小さくない場合や流体中の成分の分離がこの間隔に対し
て緩やかな応答を示す場合には、一本のコイルの分解能
がロゴスキーコイルの分解能よりも良好となる場合もあ
りうる。
[0008] The magnetic field detecting means used herein is a generic term for electric wires, elements, junctions, or devices including them provided at the periphery of a fluid to be measured and detecting electric fields, magnetic fields, and the like. Specifically, the magnetic field detecting means includes, for example, a metal wire such as a Rogowski coil, at least one copper wire, or a magnetic field, which is provided around the fluid so as to include the fluid to be measured. It includes a Hall element used for measurement, a Josephson junction formed by a superconducting material, and the like. In particular, when the width of the Rogowski coil is not sufficiently small for a quarter of the wavelength of the sound, electric or magnetic field, or when the separation of components in the fluid shows a gradual response to this interval. In some cases, the resolution of one coil may be better than the resolution of a Rogowski coil.

【0009】また、ここでいう音場とは、気体、液体、
固体又はプラズマ等の媒体中を伝播する媒体の疎密によ
る波をいい、例えば、超音波が空気又は水を通して伝播
する場合などを含んでいる。また、ここで揺動とは、流
体中の粒子を物理的に移動、振動することを意味してお
り、例えば、流体中にある媒体や粒子をスターラー等に
より物理的に混合するような場合が含まれる。
The sound field referred to here is a gas, a liquid,
A wave caused by the density of a medium propagating in a medium such as solid or plasma, and includes, for example, a case where ultrasonic waves propagate through air or water. In addition, the oscillation here means that particles in the fluid are physically moved and vibrated.For example, in a case where a medium or particles in the fluid are physically mixed by a stirrer or the like. included.

【0010】流体に対して超音波、電場または磁場等を
非接触に印加して流体中の粒子をその成分に分離するこ
とにより、その成分が電気的に又は磁気的にそれぞれ別
個の応答することができるだけでなく、この成分に基づ
く応答を、流体の周辺部に備えられた少なくとも1つの
電流(磁場)検出手段により非接触に検出できるため、
流体の汚染がなく、装置の構成部品の経時的な劣化によ
る変動もない高精度かつ高信頼性な測定装置を提供する
ことができる。さらに、少なくとも1つの電流(磁場)
検出手段により検出された電気的な又は磁気的な測定結
果の差と、流体中の粒子の濃度とを関連付けることによ
り、非接触に流体中の粒子の濃度を高精度、高信頼性リ
アルタイムに管理することが可能となる。
Separation of particles in a fluid into components by applying ultrasonic waves, electric or magnetic fields, etc. to the fluid in a non-contact manner, so that the components respond individually electrically or magnetically. And a response based on this component can be detected in a non-contact manner by at least one current (magnetic field) detecting means provided on the periphery of the fluid.
It is possible to provide a highly accurate and highly reliable measuring device that is free from fluid contamination and does not fluctuate due to aging of components of the device. In addition, at least one current (magnetic field)
By correlating the difference between the electrical or magnetic measurement results detected by the detection means and the particle concentration in the fluid, the concentration of the particles in the fluid can be managed in a non-contact manner with high accuracy and high reliability in real time It is possible to do.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】具体的な一実施形態として、ロゴ
スキーコイルを用いた場合について説明する。まず、そ
の原理を簡単に説明する。例えば、超音波を流体に印加
した場合に、図1に示すように、流体中に発生する粒子
4及びイオン6の電荷の分布状態はその応答がそれぞれ
異なる(図1において、矢印の長さの違いにより示して
いる)。ここでは、簡単にするために、流体中の粒子に
は粒径分布はなく単分散であるとして説明する。粒子が
負に帯電したとき、溶液全体では電気的中性が保たれる
ため、粒子の電荷と等しく正の電荷をもつ(例えば、H+
のような)対になるイオンが現れる。一般に、液体中で
超音波を受ける粒子の運動方程式は、
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a specific embodiment, a case where a Rogowski coil is used will be described. First, the principle will be briefly described. For example, when an ultrasonic wave is applied to a fluid, as shown in FIG. 1, the responses of the distribution states of the charges of the particles 4 and the ions 6 generated in the fluid are different from each other (in FIG. Indicated by the difference). Here, for simplicity, the description will be made on the assumption that the particles in the fluid have no particle size distribution and are monodisperse. When a particle is negatively charged, it is electrically neutral throughout the solution and therefore has a positive charge equal to that of the particle (eg, H +
A pair of ions appears. In general, the equation of motion of a particle subjected to ultrasonic waves in a liquid is

【数1】 と表される。ここで、上記数式(1)中のmは質量、v
は粒子の速度、ηは粘性係数、aは粒子の半径、fは超
音波の圧力である。イオンの場合には粘性が無視できる
ため、イオンの速度は近似的に音速と等しい。よって、
対イオンによる電流をicとすると、ic=−ecsとな
る。ここで、ecは対イオンの電荷、vsは音速である。
一方、粒子の場合には粘性が非常に大きいため、粒子の
受ける加速度はほとんど無視できる。数式(1)におい
て(dv/dt)≒0として粒子の速度vpをもとめる
と、vp=f/6πηppとなる。よって、粒子による
電流をipとすると、
(Equation 1) It is expressed as Here, m in the above equation (1) is mass, v
Is the velocity of the particle, η is the viscosity coefficient, a is the radius of the particle, and f is the ultrasonic pressure. In the case of ions, since the viscosity is negligible, the speed of the ions is approximately equal to the speed of sound. Therefore,
When the current due to counterion and i c, a i c = -e c v s. Here, e c is the charge of the counter ion, and v s is the speed of sound.
On the other hand, in the case of particles, the viscosity of the particles is very large, so that the acceleration applied to the particles can be almost ignored. If the particle velocity v p is obtained assuming (dv / dt) ≒ 0 in equation (1), then v p = f / 6πη p ap . Therefore, if the current due to particles is i p ,

【数2】 となる。ここで、epは粒子の電荷、ηpは粒子の粘性係
数、apは粒子の半径である。粒子と対イオンを合わせ
た全電流値iは、
(Equation 2) Becomes Here, e p is the charge of the particle, η p is the viscosity coefficient of the particle, and a p is the radius of the particle. The total current value i including the particle and the counter ion is

【数3】 となる。従って、超音波の圧力を変えながらそのとき流
体内に発生する電流を測定することにより、超音波の圧
力とそのときの電流値とのグラフの傾き及び切片からe
p/ηp及びecを求められる。さらに、全電荷がゼロと
なる条件ep=ecより、粘性係数及び粒子の電荷が求め
られる。また、このようにして求めた粘性係数からスト
ークスの法則を用いて、粒子の形状を球で近似したとき
の粒径を求めることもできる。
(Equation 3) Becomes Accordingly, by measuring the current generated in the fluid while changing the pressure of the ultrasonic wave, e is calculated from the slope and intercept of the graph of the ultrasonic pressure and the current value at that time.
p / η p and e c are obtained. Furthermore, from the condition e p = e c where the total charge becomes zero, the charge of the viscosity coefficient and particle are determined. Further, the particle size when the shape of the particle is approximated by a sphere can be obtained from the viscosity coefficient thus obtained by using Stokes' law.

【0012】図3にロゴスキーコイルを用いた場合の装
置の概略図を示す。この装置は、流量制御部16と、超
音波を流体(スラリー)に導入するための超音波発信器
18と、超音波を発生するための超音波発信機20と、
少なくとも1つのロゴスキーコイル22及び24と、超
音波音圧計26と、ロゴスキーコイル22及び24から
の信号をそれぞれ取り込むためのロックインアンプ28
及び30と、ストレージオシロスコープ32とを含んで
なる。
FIG. 3 is a schematic diagram of an apparatus using a Rogowski coil. The apparatus includes a flow controller 16, an ultrasonic transmitter 18 for introducing ultrasonic waves into a fluid (slurry), an ultrasonic transmitter 20 for generating ultrasonic waves,
At least one Rogowski coil 22 and 24, an ultrasonic sound pressure meter 26, and a lock-in amplifier 28 for capturing signals from the Rogowski coil 22 and 24, respectively.
, 30 and a storage oscilloscope 32.

【0013】本装置では、流体に超音波を印加して、そ
の節及び腹に対応する位置近傍において電流を検出す
る。このときの超音波周波数としては、10kHz〜5
00kHzの範囲で最適値を決定する。このとき、粒子
とイオンとの動きの差を大きくするようにできるだけ高
い周波数を用いることが望ましい。しかし、周波数が高
くなりすぎると、波長が短くなりすぎ、磁場検出手段の
寸法より小さくなり磁場の変化を検出するのが困難にな
る。水中での500kHzの超音波の波長は約2mmで
あるので、これよりも十分小さな磁場検出手段があれ
ば、さらに高い周波数の超音波を使用することも可能で
ある。
In this apparatus, an ultrasonic wave is applied to a fluid, and a current is detected near a position corresponding to the node and the antinode. The ultrasonic frequency at this time is 10 kHz to 5
The optimum value is determined in the range of 00 kHz. At this time, it is desirable to use as high a frequency as possible so as to increase the difference in movement between the particles and the ions. However, if the frequency is too high, the wavelength will be too short, smaller than the size of the magnetic field detecting means, and it will be difficult to detect a change in the magnetic field. Since the wavelength of a 500 kHz ultrasonic wave in water is about 2 mm, it is possible to use a higher frequency ultrasonic wave if there is a sufficiently small magnetic field detecting means.

【0014】次に、超音波の定在波の節及び腹の位置で
電流を検出するために、少なくとも1つのロゴスキーコ
イル22及び24をその節及び腹に対応する位置近傍に
配置している。このロゴスキーコイル22及び24との
間隔は、流体に印加する超音波の1/4波長であること
が望ましい。また電流の検出感度(分解能)を高めるた
めに、ロゴスキーコイルの径が、超音波の波長と比較し
て十分に小さく、2mm程度又はそれより小さい径であ
ることが望ましい。また、ロゴスキーコイルの巻き数は
できるだけ多いことが望ましいが、電流への応答速度を
重視するために巻き数を一本としていてもよい。また、
ロゴスキーコイルのインダクタンスによる影響を受けな
いように高抵抗で受けて検出することが望ましい。
Next, at least one Rogowski coil 22 and 24 is arranged near the position corresponding to the node and the antinode to detect the current at the position of the node and the antinode of the standing wave of the ultrasonic wave. . The distance between the Rogowski coils 22 and 24 is desirably 1 / wavelength of the ultrasonic wave applied to the fluid. Also, in order to increase the current detection sensitivity (resolution), it is desirable that the diameter of the Rogowski coil is sufficiently smaller than the wavelength of the ultrasonic wave and is about 2 mm or smaller. Although it is desirable that the number of turns of the Rogowski coil be as large as possible, the number of turns may be one in order to emphasize the response speed to the current. Also,
It is desirable to receive and detect with high resistance so as not to be affected by the inductance of the Rogowski coil.

【0015】ロゴスキーコイル22及び24に接続して
いるロックインアンプ28及び30は、超音波発信器か
らレファレンス信号を受けている。ロックインアンプ2
8及び30は、ロゴスキーコイル22、24からの入力
信号とレファレンス信号とを位相検波してストレージオ
シロスコープ32へと出力する。ストレージオシロスコ
ープ32は、ロックインアンプ28及び30Bからの出
力信号の差を求めることにより、印加した超音波により
発生する電流を検出することができる。
The lock-in amplifiers 28 and 30 connected to the Rogowski coils 22 and 24 receive a reference signal from an ultrasonic transmitter. Lock-in amplifier 2
8 and 30 phase-detect the input signals from the Rogowski coils 22 and 24 and the reference signal, and output them to the storage oscilloscope 32. The storage oscilloscope 32 can detect the current generated by the applied ultrasonic wave by obtaining the difference between the output signals from the lock-in amplifiers 28 and 30B.

【0016】さらに、検出した電流や超音波音圧計26
の値から、流体中の粒子の電荷を求めることができる
(上記数式(3)を参照のこと)。これより、流体中の
単位体積あたりの電荷密度を求めることができる。
Further, the detected current and the ultrasonic sound pressure meter 26
From the value of (1), the charge of the particles in the fluid can be obtained (see Equation (3) above). Thereby, the charge density per unit volume in the fluid can be obtained.

【0017】このように超音波を用いて、流体スラリー
中の電荷をもった粒子やイオンが振動することにより、
超音波と同じ周波数の交流電流が発生し、その交流電流
の値を測定することで粒子の電荷を評価することができ
る。これは、粒子とイオンでは超音波から受ける力やス
ラリー中での粘性抵抗が異なり動き易さに違いがあるこ
とを利用している。また、超音波の圧力すなわちパワー
を変えて測定することにより、粒子とイオンとの信号を
容易に区別できる。
As described above, the charged particles and ions in the fluid slurry vibrate using the ultrasonic waves,
An alternating current having the same frequency as the ultrasonic waves is generated, and the charge of the particles can be evaluated by measuring the value of the alternating current. This takes advantage of the fact that particles and ions have different forces received from ultrasonic waves and viscous resistance in a slurry and have different easiness of movement. Further, by changing the pressure, that is, the power of the ultrasonic wave, and measuring, the signals of the particles and the ions can be easily distinguished.

【0018】また、プラント内のラインへと本発明を適
用する場合には、対象となる流体に流速が存在するた
め、本発明の装置による電流や電圧の検出に先立って、
マスフローメータや流量計で流速や流量を制御する制御
部を設けておくことが望ましい。このような場合には、
少なくとも1つのコイルにより検出される電気的又は磁
気的な変化が通常の管理範囲から大きく異なることは、
流体の流量そのものに変化が生じている(流体漏れや流
量制御部の不具合等)と判断できる。
Further, when the present invention is applied to a line in a plant, since a target fluid has a flow velocity, prior to detection of current or voltage by the apparatus of the present invention,
It is desirable to provide a control unit for controlling the flow velocity and flow rate with a mass flow meter or a flow meter. In such a case,
The fact that the electrical or magnetic change detected by at least one coil differs significantly from the normal control range,
It can be determined that the flow rate of the fluid itself has changed (fluid leakage, malfunction of the flow rate control unit, etc.).

【0019】具体的な別の一実施形態として、電流(磁
場)検出手段として超伝導量子干渉素子(Superconduct
ing Quantum Interference Device:SQUID、以
下、「スクイド」と呼ぶ)と呼ばれるスクイドを用いた場
合について説明する。まず、その原理について簡単に説
明する。位相の異なる超伝導体を障壁層を介して接合す
ると、二つの超伝導間にトンネル電流が流れ、それは接
合面内を貫く磁束が磁束量子の整数倍のとき弱め合い、
それ以外のとき強め合うというフラウンホーファー型の
量子干渉効果を示す。このような性質をジョセフソン効
果といい、一般には、1つ以上のジョセフソン接合を超
伝導ループでつないだデバイスをスクイドと呼んでい
る。このスクイドにはジョセフソン接合が1つの場合の
交流スクイドと、ジョセフソン接合が2つの場合の直流
スクイドとがあり、磁束の変化に応じて電流又は電圧を
出力することができる。
As another specific embodiment, a superconducting quantum interference device (Superconductor) is used as a current (magnetic field) detecting means.
A description will be given of a case in which a squid called an SQUID (in Quantum Interference Device: SQUID) is used. First, the principle will be briefly described. When superconductors with different phases are joined via a barrier layer, a tunnel current flows between the two superconductors, which weakens when the magnetic flux passing through the junction surface is an integral multiple of the flux quantum,
It shows a Fraunhofer-type quantum interference effect of strengthening each other. Such a property is called a Josephson effect, and a device in which one or more Josephson junctions are connected by a superconducting loop is generally called a squid. The squid includes an AC squid having one Josephson junction and a DC squid having two Josephson junctions, and can output a current or a voltage according to a change in magnetic flux.

【0020】図4(a)は、一例として、直流スクイド
のスクイドの構造を模式的に示している。このスクイド
は、電圧測定部34と、ジョセフソン接合と呼ばれる接
合部36と、スクイドホールと呼ばれる開口部38と、
YBa2Cu3OyやHoBa2Cu3O7-x等の酸化物高温超電導体やニ
オブ(Nb)等の金属からなる超伝導性薄膜材料部40
と、バイアス電流印加部42とを含んでなる。この素子
は、地磁気(約0.5 Gauss )の5000万分の1から10億分
の1程度の微弱な磁気測定が可能な非常に高感度な磁気
センサである。さらに、流体を非接触及び非破壊で測定
することが可能である。スクイドの使用に際しては、酸
化物超伝導体又はニオブ等の金属からなる超伝導性薄膜
材料部を超伝導状態にするために、液体窒素(沸点温度
77K)又は液体ヘリウム(沸点温度4K)を使用して冷
却する。このようなスクイドとしては、例えば、住友電
工ハイテックス株式会社製の高温超伝導スクイドや米国
Quantum Design社製のスクイドが知られている。
FIG. 4A schematically shows the structure of a DC squid as an example. The squid includes a voltage measuring unit 34, a junction 36 called a Josephson junction, an opening 38 called a squid hole,
Oxide high-temperature superconductor such as YBa 2 Cu 3 O y or HoBa 2 Cu 3 O 7-x or superconducting thin film material portion 40 made of metal such as niobium (Nb)
And a bias current applying unit 42. This element is a very sensitive magnetic sensor capable of measuring a weak magnetic field of about 1 / 50,000,000 to 1 / 100,000,000 of the geomagnetism (about 0.5 Gauss). Furthermore, it is possible to measure the fluid in a non-contact and non-destructive manner. When using a squid, liquid nitrogen (boiling point temperature 77K) or liquid helium (boiling point temperature 4K) is used to bring the superconducting thin film material portion made of a metal such as oxide superconductor or niobium into a superconducting state. And cool. Examples of such a squid include a high-temperature superconducting squid manufactured by Sumitomo Electric Hitex Co., Ltd.
Squid manufactured by Quantum Design is known.

【0021】このスクイドホールと呼ばれる開口部38
を磁場が通過すると、図4(b)のΦ−V特性例に示す
ように、ジョセフソン接合部36を通じて流れる電流の
電圧が磁束量子Φ0(Φ0=2.03×10-15Wb)とい
う非常に小さな単位で変調される。さらに、流体の周辺
部に少なくとも1つのスクイドがあれば流体中の粒子の
濃度測定が可能である。従って、ロゴスキーコイルの場
合と比較すると、装置構成が簡素化されるため比較的に
安価に装置を提供することができる可能性がある。
An opening 38 called a squid hole
4B, the voltage of the current flowing through the Josephson junction 36 becomes a magnetic flux quantum Φ 00 = 2.03 × 10 −15 Wb) as shown in the example of the Φ-V characteristic in FIG. It is modulated in a very small unit. Furthermore, if there is at least one squid in the periphery of the fluid, the concentration of the particles in the fluid can be measured. Therefore, as compared with the case of the Rogowski coil, there is a possibility that the apparatus can be provided relatively inexpensively because the apparatus configuration is simplified.

【0022】具体的な装置の構成について図5に示す。
この装置は、流量制御部44と、スクイド素子46を含
むスクイド部48と、スクイドを超伝導状態にするため
に液体窒素及び液体ヘリウムを導入するための冷却部5
0と、地磁気等の影響を排除するための磁気シールド部
52と、ロックインアンプ54と、ストレージオシロス
コープ56と、流量制御部、ロックインアンプ、ストレ
ージオシロスコープを制御するための制御部58とを含
んでなる。まず、流量制御部44において流量制御され
た流体中の粒子を、スクイド部48にあるスクイド素子
46の横を通過させる。この通過の際に、粒子を含む流
体の流速や体積は一定であることが望ましいため、スク
イド素子46の横の通過に先立って、流量計により粒子
の流速又は流量を制御する機構であってもよい。この流
量計としては電磁流量計及び超音波流量計がある。この
ようにしてスクイド部48において流体中の粒子の運動
による電流又は磁場が検出され、ロックインアンプ54
やスコープオシロ56を介して制御部58へ送られる。
このコンピュータを用いた制御部58では、流体の流速
や体積と、スクイドにより検出された流体中の粒子の運
動による電流又は磁場とを一定時間間隔にてリアルタイ
ムにモニタしており、それらを関連付けることができる
ため、これらのデータを用いて非接触に流体中の粒子の
濃度を測定することができる。
FIG. 5 shows a specific configuration of the apparatus.
The apparatus includes a flow control unit 44, a squid unit 48 including a squid element 46, and a cooling unit 5 for introducing liquid nitrogen and liquid helium to bring the squid into a superconducting state.
0, a magnetic shield section 52 for eliminating the influence of geomagnetism and the like, a lock-in amplifier 54, a storage oscilloscope 56, and a control section 58 for controlling the flow rate control section, the lock-in amplifier, and the storage oscilloscope. It becomes. First, the particles in the fluid whose flow rate is controlled by the flow control unit 44 are passed beside the squid element 46 in the squid unit 48. At the time of this passage, it is desirable that the flow velocity and the volume of the fluid containing the particles are constant. Therefore, prior to the passage beside the squid element 46, a mechanism that controls the flow velocity or the flow rate of the particles by a flow meter may be used. Good. This flow meter includes an electromagnetic flow meter and an ultrasonic flow meter. In this way, the current or magnetic field due to the movement of the particles in the fluid is detected in the squid portion 48, and the lock-in amplifier 54
And to the control unit 58 via the scope oscilloscope 56.
In the control unit 58 using this computer, the flow velocity and volume of the fluid and the current or magnetic field due to the motion of the particles in the fluid detected by the squid are monitored at regular time intervals in real time, and these are correlated. Therefore, the concentration of the particles in the fluid can be measured without using these data.

【0023】また、流体の流速や流量に変動がない場合
において、スクイドで検出される電流に大きな変化が現
れた場合には、例えば図6に示すように、流体8中に鉄
やニッケル等の金属からなる不純物60が含まれると想
定される。このように流体中の粒子の濃度測定以外に
も、スクイドは、流体内の不純物を管理するための装置
としても使用できる。また、スクイドを使用した場合に
は、コイル等を使用した場合と異なり、図6に示すよう
に、流体8の近傍に設置されていれば、粒子中の磁化に
よる磁束がスクイド内を貫くことにより検出できる。ス
クイドが非常に高感度であるため、コイルの場合と異な
り、スクイドの配置にはある程度の自由度があることに
なる。
In the case where there is no change in the flow velocity or flow rate of the fluid, if a large change appears in the current detected by the squid, for example, as shown in FIG. It is assumed that impurities 60 made of metal are included. Thus, besides measuring the concentration of particles in a fluid, the squid can be used as a device for managing impurities in the fluid. When a squid is used, unlike a case where a coil or the like is used, as shown in FIG. 6, if the squid is installed near the fluid 8, magnetic flux due to magnetization in particles penetrates through the squid. Can be detected. Since the squid is very sensitive, there is a certain degree of freedom in the arrangement of the squid, unlike the case of the coil.

【0024】上述のスクイドによる磁化の測定精度は10
-8emu程度と非常に高感度で測定できる。さらに、測定
に際しては、一定温度での磁場依存性、一定磁場での温
度依存性、一定温度又は一定磁場での角度依存性等が測
定できる。このようなシステムの操作はすべてコンピュ
ータ制御が可能であり、予め測定プログラムを組むこと
で流体に含まれている粒子の濃度や不純物や装置の状態
等をリアルタイムに自動的に測定できる。
The measurement accuracy of magnetization by the above-mentioned squid is 10
It can measure with very high sensitivity of about -8 emu. Further, upon measurement, the magnetic field dependence at a constant temperature, the temperature dependence at a constant magnetic field, the angle dependence at a constant temperature or a constant magnetic field, and the like can be measured. All of the operations of such a system can be controlled by a computer, and by setting up a measurement program in advance, it is possible to automatically measure the concentration of particles contained in the fluid, impurities, the state of the apparatus, and the like in real time.

【0025】スクイドを用いた場合について説明してき
たが、これに限らず、例えばこのスクイドの代わりにフ
ラックスゲート又はホール素子を利用して磁束の測定を
行うこともできる。また、ロゴスキーコイルとスクイド
との場合において用いたストレージオシロスコープの代
わりにディジタルオシロスコープやサンプリングオシロ
スコープを用いてもよい。
The case where a squid is used has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a magnetic flux can be measured using a flux gate or a Hall element instead of the squid. Further, a digital oscilloscope or a sampling oscilloscope may be used instead of the storage oscilloscope used in the case of the Rogowski coil and the squid.

【0026】また、配管の帯電等の他の影響について
は、配管の帯電量と釣り合う電荷が流体スラリー中にあ
るので、流動電位又は流動電流を測定すれば、その電荷
量を求めることができる。また実際の系では、粒子の粒
径分布が存在するが、粒径分布が別測定により予めわか
っていれば各粒子が受ける抵抗を求めることができる。
この際には、例えば、表面電荷は表面積に比例する等の
仮定を導入してもよい。但し、溶解している塩では正イ
オンと負イオンとが釣り合っていても塩水溶液について
は測定データをもとに検証した後に適用することが望ま
しい。
Regarding other effects such as charging of the pipe, the charge in the fluid slurry is in proportion to the charging amount of the pipe. Therefore, the amount of charge can be obtained by measuring the streaming potential or the flowing current. In an actual system, the particle size distribution of the particles exists, but if the particle size distribution is known in advance by another measurement, the resistance received by each particle can be obtained.
In this case, for example, an assumption that the surface charge is proportional to the surface area may be introduced. However, in the case of a dissolved salt, even if the positive ions and the negative ions are balanced, it is desirable to apply the salt aqueous solution after verifying it based on the measurement data.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、流体に非接触に測定す
ることが可能となるため、従来技術で問題であった測定
に用いる電極の汚染等による測定精度の劣化について解
決できる。また、電極の汚染がないために電極等の部品
交換の必要がなく、装置の製造コストや管理コストを低
減できる。また、プラント内のラインにおいては、リア
ルタイム又はその場(in−situ)で高精度、高信頼性を
有する測定が可能である。さらに、プラント内のライン
のように流体が流速を有する場合には、少なくとも1つ
の電流(磁場)検出手段により検出される電気的又は磁
気的な変化を通常の管理値と比較することにより、流体
中の粒子の濃度以外に流体の流量も測定することができ
る。
According to the present invention, since it is possible to perform measurement without contacting a fluid, it is possible to solve the problem of the prior art that the measurement accuracy is deteriorated due to contamination of electrodes used for measurement. In addition, since there is no electrode contamination, there is no need to replace parts such as electrodes, and the manufacturing cost and management cost of the apparatus can be reduced. Moreover, in a line in a plant, highly accurate and highly reliable measurement can be performed in real time or in-situ. Further, when the fluid has a flow velocity such as a line in a plant, the electrical or magnetic change detected by at least one current (magnetic field) detecting means is compared with a normal control value, whereby the fluid is controlled. In addition to the concentration of the particles therein, the flow rate of the fluid can also be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来装置による超音波の印加により発生した流
体中のゼータ電位を測定する装置の概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of an apparatus for measuring zeta potential in a fluid generated by application of ultrasonic waves by a conventional apparatus.

【図2】本発明によるゼータ電位を非接触に測定する装
置の概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an apparatus for measuring zeta potential in a non-contact manner according to the present invention.

【図3】本発明のロゴスキーコイルを用いてゼータ電位
を非接触に測定する装置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of an apparatus for measuring zeta potential in a non-contact manner using a Rogowski coil of the present invention.

【図4】(a)は、一般的な直流スクイドの構成図であ
る。(b)は、(a)のスクイドホール内を磁束が貫い
た場合に、スクイドが検出する電流又は磁場の変化を示
す模式図である。
FIG. 4A is a configuration diagram of a general DC squid. (B) is a schematic diagram showing a change in current or magnetic field detected by the squid when a magnetic flux penetrates through the squid hole of (a).

【図5】本発明の別の実施例において流体中の粒子の運
動に起因する電流又は磁場をスクイドを用いて非接触に
検出して、流体中の粒子の濃度を測定する装置の構成図
である。
FIG. 5 is a block diagram of an apparatus for measuring a concentration of particles in a fluid by detecting a current or a magnetic field caused by the motion of the particles in the fluid in a non-contact manner using a squid in another embodiment of the present invention. is there.

【図6】本発明のスクイドを用いて流体中に含まれる不
純物による磁化を非接触に測定する装置の概念図であ
る。
FIG. 6 is a conceptual diagram of an apparatus for non-contactly measuring magnetization due to impurities contained in a fluid using a squid of the present invention.

【図7】従来の超音波を用いてゼータ電位を測定する装
置の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional apparatus for measuring zeta potential using ultrasonic waves.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 電極部 4 粒子 6 イオン 8 流体(スラリー) 10 電圧測定部 12 コイル部 14 電流又は電圧測定部 16、44 流量制御部 18 超音波発信器 20 超音波発信機 22、24 ロゴスキーコイル 26 超音波音圧計 28、30、54、56 ロックインアンプ 32、56 ストレージオシロスコープ 34 電圧測定部 36 ジョセフソン接合部 38 スクイドホール開口部 40 高温超電導薄膜部 42 バイアス電流印加部 46 スクイド素子 48 スクイド部 50 冷却部 52 磁気シールド部 58 制御部 60 不純物 2 Electrode part 4 Particle 6 Ion 8 Fluid (slurry) 10 Voltage measuring part 12 Coil part 14 Current or voltage measuring part 16, 44 Flow control part 18 Ultrasonic transmitter 20 Ultrasonic transmitter 22, 24 Rogowski coil 26 Ultrasonic Sound pressure meter 28, 30, 54, 56 Lock-in amplifier 32, 56 Storage oscilloscope 34 Voltage measuring unit 36 Josephson junction 38 Squid hole opening 40 High temperature superconducting thin film unit 42 Bias current applying unit 46 Squid element 48 Squid unit 50 Cooling unit 52 Magnetic shield part 58 Control part 60 Impurity

フロントページの続き (72)発明者 永井 正彦 長崎県長崎市深堀町五丁目717番1号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 戸中 英樹 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 Fターム(参考) 2G053 AA02 AB11 AB14 CA03 CA05 CA10 CA18 CB16 DA01 DB05Continued on the front page (72) Inventor Masahiko Nagai 5-717-1, Fukabori-cho, Nagasaki-shi, Nagasaki Sanishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Research Laboratory (72) Inventor Hideki Tonaka 4-6-kannonshinmachi, Nishi-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima No. 22 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Research Laboratory F-term (reference) 2G053 AA02 AB11 AB14 CA03 CA05 CA10 CA18 CB16 DA01 DB05

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流体の周辺部に備えられる少なくとも1
つの磁場検出手段と、 音場又は電場を前記流体に対して非接触に印加して該流
体中の粒子を揺動する手段と、 該粒子に起因して発生する電流により生じる磁場を前記
磁場検出手段により前記流体に非接触に検出することで
電流を検出する手段と、 前記少なくとも1つの磁場検出手段の出力と前記流体中
の前記粒子の濃度とを関連付ける手段とを含んでなるス
ラリー懸濁状態の測定装置。
At least one of the fluids is provided at a peripheral portion of the fluid.
Magnetic field detecting means, means for applying a sound field or an electric field to the fluid in a non-contact manner to oscillate particles in the fluid, and detecting a magnetic field generated by a current generated by the particles. A slurry suspension state comprising: means for detecting a current by detecting the fluid in a non-contact manner with the fluid; and means for correlating an output of the at least one magnetic field detection means with a concentration of the particles in the fluid. Measuring device.
【請求項2】 前記磁場検出手段が、前記流体に印加す
る音場又は電場の1/4波長の間隔で配置されている請
求項1に記載の装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said magnetic field detecting means is arranged at intervals of 1 / wavelength of a sound field or an electric field applied to said fluid.
【請求項3】 前記磁場検出手段が、ロゴスキーコイル
などのコイル又はホール素子又はスクイドである請求項
1又は2に記載の装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field detecting means is a coil such as a Rogowski coil, a Hall element, or a squid.
【請求項4】 前記スクイドが、フラックスゲート又は
ホール素子である請求項4に記載の装置。
4. The apparatus according to claim 4, wherein the squid is a flux gate or a Hall element.
【請求項5】 前記電流による生じる磁場を検出する手
段に先立って、前記流体の流速又は流量を制御する手段
を含んでいる請求項1から5に記載の装置。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising means for controlling a flow rate or a flow rate of the fluid, prior to the means for detecting a magnetic field generated by the current.
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