JP2002139456A - 汚泥濃度計 - Google Patents
汚泥濃度計Info
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- JP2002139456A JP2002139456A JP2000331911A JP2000331911A JP2002139456A JP 2002139456 A JP2002139456 A JP 2002139456A JP 2000331911 A JP2000331911 A JP 2000331911A JP 2000331911 A JP2000331911 A JP 2000331911A JP 2002139456 A JP2002139456 A JP 2002139456A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定データから汚泥濃度を求める際に汚水の
導電率を除去して濃度測定精度の向上を図り、また導電
率の測定をも可能とすること。 【解決手段】 マイクロ波を汚泥輸送管１内に発信し更
に該輸送管内の被測定試料との境界面で反射したマイク
ロ波を受信する検出プローブ２と、前記マイクロ波の発
信強度と受信強度の比を検出するマイクロ波発受信器３
と、該マイクロ波発受信器からの信号に基づいて被測定
試料の固形物濃度を算出する変換器４と、を具備する汚
泥濃度計において、変換器４は、汚水の誘電率若しくは
その累乗又はそのべき根の反映した測定データを用いて
汚泥濃度を算出するにあたり、汚水の導電率が変化して
も積分値の変化しない温度である不動点温度を積分範囲
の変更で制御する。尚、変換器４は、ある一つの積分範
囲から求まった汚泥濃度の値と別の積分範囲からの測定
データの値とから演算によって、導電率を算出したり、
測定データの信頼性や、測定器の故障をも確認する。
導電率を除去して濃度測定精度の向上を図り、また導電
率の測定をも可能とすること。 【解決手段】 マイクロ波を汚泥輸送管１内に発信し更
に該輸送管内の被測定試料との境界面で反射したマイク
ロ波を受信する検出プローブ２と、前記マイクロ波の発
信強度と受信強度の比を検出するマイクロ波発受信器３
と、該マイクロ波発受信器からの信号に基づいて被測定
試料の固形物濃度を算出する変換器４と、を具備する汚
泥濃度計において、変換器４は、汚水の誘電率若しくは
その累乗又はそのべき根の反映した測定データを用いて
汚泥濃度を算出するにあたり、汚水の導電率が変化して
も積分値の変化しない温度である不動点温度を積分範囲
の変更で制御する。尚、変換器４は、ある一つの積分範
囲から求まった汚泥濃度の値と別の積分範囲からの測定
データの値とから演算によって、導電率を算出したり、
測定データの信頼性や、測定器の故障をも確認する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理プラン
ト、排水処理プラント、浄水処理プラントやそれらの汚
泥処理プラントの処理工程における汚泥中の固形物濃度
や浮遊物濃度を測定するプロセス用汚泥濃度計におい
て、マイクロ波の測定データから、導電率の影響を除去
すること、及び汚泥の導電率を求める、汚泥測定方法及
びプロセス用汚泥濃度計に関するものである。
ト、排水処理プラント、浄水処理プラントやそれらの汚
泥処理プラントの処理工程における汚泥中の固形物濃度
や浮遊物濃度を測定するプロセス用汚泥濃度計におい
て、マイクロ波の測定データから、導電率の影響を除去
すること、及び汚泥の導電率を求める、汚泥測定方法及
びプロセス用汚泥濃度計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】下水・排水処理プラントや汚泥処理プラ
ント等において、各工程から発生する、または一つの工
程から他の工程へ輸送する汚泥の固形物量の常時監視し
把握することは、プラントの運転管理上、非常に重要で
ある。汚泥の固形物量は、汚泥流量と汚泥濃度の二つの
値から演算によって算出できる。
ント等において、各工程から発生する、または一つの工
程から他の工程へ輸送する汚泥の固形物量の常時監視し
把握することは、プラントの運転管理上、非常に重要で
ある。汚泥の固形物量は、汚泥流量と汚泥濃度の二つの
値から演算によって算出できる。
【０００３】汚泥流量の計測は、電磁流量計や超音波ド
ップラー式流量計等が市販されており、比較的信頼性の
高い測定が実現されている。一方、汚泥濃度の計測につ
いては、超音波の減衰を原理としたもの、光の透過光量
や反射光量を検出原理としたもの等が市販されている。
ップラー式流量計等が市販されており、比較的信頼性の
高い測定が実現されている。一方、汚泥濃度の計測につ
いては、超音波の減衰を原理としたもの、光の透過光量
や反射光量を検出原理としたもの等が市販されている。
【０００４】しかしながら、これらの汚泥濃度計は測定
に対する妨害因子や保守作業が煩雑であることなどか
ら、流量計と比較して信頼性等において劣っているのが
現状である。
に対する妨害因子や保守作業が煩雑であることなどか
ら、流量計と比較して信頼性等において劣っているのが
現状である。
【０００５】近年、マイクロ波を利用し、従来の汚泥濃
度計の短所を解決しようとした汚泥濃度計が開発され、
市販されている。
度計の短所を解決しようとした汚泥濃度計が開発され、
市販されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】マイクロ波式汚泥濃度
計において、測定データは、固形物濃度、温度、導電率
の影響を同時に受けるので、導電率や温度の影響を補正
した後に固形物濃度を算出して求める必要がある。
計において、測定データは、固形物濃度、温度、導電率
の影響を同時に受けるので、導電率や温度の影響を補正
した後に固形物濃度を算出して求める必要がある。
【０００７】まず、はじめに水の誘電率は約８０と他の
物質と比較して非常に大きい。汚水では、他の物質が微
粒子となりコロイドとなり浮遊している。これらのコロ
イド物質の誘電率は、約１〜３程度と水の誘電率よりも
小さい。したがって、水の誘電率は、浮遊している物質
の濃度に応じて減少する。
物質と比較して非常に大きい。汚水では、他の物質が微
粒子となりコロイドとなり浮遊している。これらのコロ
イド物質の誘電率は、約１〜３程度と水の誘電率よりも
小さい。したがって、水の誘電率は、浮遊している物質
の濃度に応じて減少する。
【０００８】次に、汚水の誘電率と濃度の間に成立する
関数について述べる。一般に、汚水中の固形物濃度は通
常０〜６％と小さいので、誘電率の変化も０〜６％と小
さい。したがって、関数の形がどうであれ、テーラー展
開による近似が有効である。これを式で表すと下記
（１）式となる。
関数について述べる。一般に、汚水中の固形物濃度は通
常０〜６％と小さいので、誘電率の変化も０〜６％と小
さい。したがって、関数の形がどうであれ、テーラー展
開による近似が有効である。これを式で表すと下記
（１）式となる。
【０００９】 ｆ（１−Ｘ）＝ｆ（１）−Ｘ×ｆ（１）＋0.5×Ｘ2×ｆ（１）＋（３次以上） …（１） （１）式で関数ｆは、水の誘電率を示す。Ｘは固形物濃
度を意味する。（１）式で、ｆ（１）は100％の水（つ
まり、真水）の誘電率を示す。具体的には、Ｘが0.06と
するとＸの二乗は0.00036となり、二乗の項は、ほとん
ど無視しても構わなくなる。
度を意味する。（１）式で、ｆ（１）は100％の水（つ
まり、真水）の誘電率を示す。具体的には、Ｘが0.06と
するとＸの二乗は0.00036となり、二乗の項は、ほとん
ど無視しても構わなくなる。
【００１０】同時に、測定データが誘電率のべき乗を反
映している場合にも同じ議論が成立する。Ｘを固形物濃
度、ｎを定数のべき乗数とすると、下記（２）式に示し
たように、ｎが小さい時にテーラー展開で近似できる。
この場合、ｎが定数であれば、Ｘを求めることができ
る。
映している場合にも同じ議論が成立する。Ｘを固形物濃
度、ｎを定数のべき乗数とすると、下記（２）式に示し
たように、ｎが小さい時にテーラー展開で近似できる。
この場合、ｎが定数であれば、Ｘを求めることができ
る。
【００１１】 ｆ（（１−Ｘ）n）＝ｆ（１−ｎＸ）＝ｆ（１）−ｎＸ×ｆ（１） …（２） ところで、水の誘電率は固形物濃度だけでなく、水の導
電率や水の温度にも依存している。これらについても、
（１）式や（２）式と同様な議論が成立している。標準
温度をＴ0、標準の温度との差をΔＴ、導電率をσと
し、誘導率に対応する測定データをｆ（１−ｘ，Ｔ0＋
ΔＴ，σ）で表す。真水の参照データは、濃度０％で、
導電率０mS/cmなので、X＝０、ΔＴ＝０、σ＝０を代入
してｆ（１，Ｔ0，σ）となる。
電率や水の温度にも依存している。これらについても、
（１）式や（２）式と同様な議論が成立している。標準
温度をＴ0、標準の温度との差をΔＴ、導電率をσと
し、誘導率に対応する測定データをｆ（１−ｘ，Ｔ0＋
ΔＴ，σ）で表す。真水の参照データは、濃度０％で、
導電率０mS/cmなので、X＝０、ΔＴ＝０、σ＝０を代入
してｆ（１，Ｔ0，σ）となる。
【００１２】すると、テーラー展開で（３）式が成立す
る。（３）式において、Ａ，Ｂ，Ｃは定数である。
る。（３）式において、Ａ，Ｂ，Ｃは定数である。
【００１３】 ｆ（１−Ｘ，Ｔ0＋ΔＴ，σ）＝ｆ（１，Ｔ0＋ΔＴ，σ）−Ａ×Ｘ＋Ｂ×ΔＴ ＋Ｃ×σ …（３） （３）式による補正にあたって、汚水中に導電率を入れ
る必要が有るが、導電率計は汚れやすく、破損しやすい
のが難点である。
る必要が有るが、導電率計は汚れやすく、破損しやすい
のが難点である。
【００１４】本発明は、かかる事情に鑑みなされたもの
で、測定データから汚泥濃度を求める際に汚水の導電率
を除去して濃度測定精度の向上を図り、且つ導電率の測
定をも可能とした汚泥濃度計を提供すること、を目的と
する。
で、測定データから汚泥濃度を求める際に汚水の導電率
を除去して濃度測定精度の向上を図り、且つ導電率の測
定をも可能とした汚泥濃度計を提供すること、を目的と
する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の、請求項１記載の本発明に係る汚泥濃度計は、マイク
ロ波を汚泥輸送管内に発信し更に該輸送管内の被測定試
料との境界面で反射したマイクロ波を受信する検出プロ
ーブと、前記マイクロ波の発信強度と受信強度の比を検
出するマイクロ波発受信器と、該マイクロ波発受信器か
らの信号に基づいて被測定試料の固形物濃度を算出する
変換器と、を具備する汚泥濃度計において、前記変換器
は、被測定試料の固形物濃度を算出するにあたり、一定
帯域の周波数における反射強度の積分範囲を変更するこ
とにより、汚水の導電率が変化しても積分値の変化しな
い温度である不動点温度を制御すること、を特徴として
いる。
の、請求項１記載の本発明に係る汚泥濃度計は、マイク
ロ波を汚泥輸送管内に発信し更に該輸送管内の被測定試
料との境界面で反射したマイクロ波を受信する検出プロ
ーブと、前記マイクロ波の発信強度と受信強度の比を検
出するマイクロ波発受信器と、該マイクロ波発受信器か
らの信号に基づいて被測定試料の固形物濃度を算出する
変換器と、を具備する汚泥濃度計において、前記変換器
は、被測定試料の固形物濃度を算出するにあたり、一定
帯域の周波数における反射強度の積分範囲を変更するこ
とにより、汚水の導電率が変化しても積分値の変化しな
い温度である不動点温度を制御すること、を特徴として
いる。
【００１６】また、請求項２記載の本発明に係る汚泥濃
度計は、請求項１記載の発明に係る汚泥濃度計におい
て、前記変換器は、一つの一定帯域の周波数における反
射強度の積分範囲に基づき算出された固形物濃度の値
と、他の一定帯域の周波数における反射強度の積分範囲
に基づき算出された数値とから演算によって導電率を求
めること、を特徴としている。
度計は、請求項１記載の発明に係る汚泥濃度計におい
て、前記変換器は、一つの一定帯域の周波数における反
射強度の積分範囲に基づき算出された固形物濃度の値
と、他の一定帯域の周波数における反射強度の積分範囲
に基づき算出された数値とから演算によって導電率を求
めること、を特徴としている。
【００１７】さらに、請求項３記載の本発明に係る汚泥
濃度計は、請求項１若しくは２記載の発明に係る汚泥濃
度計において、前記変換器は、一つの一定帯域の周波数
における反射強度の積分範囲に基づき算出された固形物
濃度の値と、他の一定帯域の周波数における反射強度の
積分範囲に基づき算出された固形物濃度の値との偏差に
基づき、測定データの信頼性を確認すること、を特徴と
している。
濃度計は、請求項１若しくは２記載の発明に係る汚泥濃
度計において、前記変換器は、一つの一定帯域の周波数
における反射強度の積分範囲に基づき算出された固形物
濃度の値と、他の一定帯域の周波数における反射強度の
積分範囲に基づき算出された固形物濃度の値との偏差に
基づき、測定データの信頼性を確認すること、を特徴と
している。
【００１８】また、請求項４記載の本発明に係る汚泥濃
度計は、請求項１、２若しくは３記載の発明に係る汚泥
濃度計において、前記変換器は、一つの一定帯域の周波
数における反射強度の積分範囲に基づき算出された固形
物濃度の値と、他の一定帯域の周波数における反射強度
の積分範囲に基づき算出された固形物濃度の値との偏差
に基づき、該汚泥濃度計の異常を確認すること、を特徴
としている。
度計は、請求項１、２若しくは３記載の発明に係る汚泥
濃度計において、前記変換器は、一つの一定帯域の周波
数における反射強度の積分範囲に基づき算出された固形
物濃度の値と、他の一定帯域の周波数における反射強度
の積分範囲に基づき算出された固形物濃度の値との偏差
に基づき、該汚泥濃度計の異常を確認すること、を特徴
としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００２０】ここで、マイクロ波式汚泥濃度計の概略構
成説明と汚泥濃度計の検出プローブの詳細を述べる。図
１は、マイクロ波式汚泥濃度計の概略構成説明図で、図
２は、マイクロ波式汚泥濃度計の検出プローブ部位の要
部拡大断面図である。
成説明と汚泥濃度計の検出プローブの詳細を述べる。図
１は、マイクロ波式汚泥濃度計の概略構成説明図で、図
２は、マイクロ波式汚泥濃度計の検出プローブ部位の要
部拡大断面図である。
【００２１】先ず、図１のマイクロ波式汚泥濃度計（以
後この汚泥濃度計を絞り方式マイクロ波反射検出型濃度
計と称す）の概略構成について述べる。
後この汚泥濃度計を絞り方式マイクロ波反射検出型濃度
計と称す）の概略構成について述べる。
【００２２】１は汚泥輸送管で、この汚泥輸送管１の所
定部位に窓を形成し、その窓にマイクロ波反射強度検出
プローブ（以下、検出プローブ）２が設けられる。
定部位に窓を形成し、その窓にマイクロ波反射強度検出
プローブ（以下、検出プローブ）２が設けられる。
【００２３】検出プローブ２からは、マイクロ波が汚泥
輸送管１内に発信され、プローブと汚泥混合液（固形物
を含んだ汚泥総体）の境界面で反射したマイクロ波を同
じプローブで受信して、発信強度に対する受信強度の比
を検出する。なお、プローブ２には、同軸ケーブルや導
波管などのデバイスが用いられる。
輸送管１内に発信され、プローブと汚泥混合液（固形物
を含んだ汚泥総体）の境界面で反射したマイクロ波を同
じプローブで受信して、発信強度に対する受信強度の比
を検出する。なお、プローブ２には、同軸ケーブルや導
波管などのデバイスが用いられる。
【００２４】３はマイクロ波発受信器で、このマイクロ
波発受信器３で発信、受信強度の比を検出して、その検
出信号を変換器４に入力し、ここで汚泥中の固形物濃度
を測定する。
波発受信器３で発信、受信強度の比を検出して、その検
出信号を変換器４に入力し、ここで汚泥中の固形物濃度
を測定する。
【００２５】図１に基づき、当該汚泥濃度計の動作につ
いて述べる。
いて述べる。
【００２６】マイクロ波発受信器３からの発信信号は、
図示省略された同軸ケーブルを介し、アンテナ１７に供
給される。アンテナ１７から発信されたマイクロ波は、
セラミック部材からなる高周波窓部１３から汚泥輸送管
１内に放射されると、汚泥混合液の境界面で反射され
て、再び高周波窓部１３を通してプローブ本体１１のア
ンテナ１７で受信される。受信された信号は、マイクロ
波発受信器３で受信された後、変換器４で汚泥濃度に変
換されて汚泥濃度計に表示される。
図示省略された同軸ケーブルを介し、アンテナ１７に供
給される。アンテナ１７から発信されたマイクロ波は、
セラミック部材からなる高周波窓部１３から汚泥輸送管
１内に放射されると、汚泥混合液の境界面で反射され
て、再び高周波窓部１３を通してプローブ本体１１のア
ンテナ１７で受信される。受信された信号は、マイクロ
波発受信器３で受信された後、変換器４で汚泥濃度に変
換されて汚泥濃度計に表示される。
【００２７】ここで、図３及び４において、高周波窓部
１３の先端部に設けられた部材１４には、両図に示すよ
うな汚水通し溝２０が形成される。この汚水通し溝２０
には、高周波窓部１３の一部が露出され、この露出部か
ら前述したマイクロ波が汚泥輸送管１内に放射されると
ともに、汚泥混合液の境界面で反射されてきたマイクロ
波が、前記露出部から高周波窓部１３を通してアンテナ
１７で受信される。その後、前述のようにマイクロ波発
受信器３、変換器４を介して汚泥濃度に変換されて、そ
の汚泥濃度が図示しない汚泥濃度計に表示される。
１３の先端部に設けられた部材１４には、両図に示すよ
うな汚水通し溝２０が形成される。この汚水通し溝２０
には、高周波窓部１３の一部が露出され、この露出部か
ら前述したマイクロ波が汚泥輸送管１内に放射されると
ともに、汚泥混合液の境界面で反射されてきたマイクロ
波が、前記露出部から高周波窓部１３を通してアンテナ
１７で受信される。その後、前述のようにマイクロ波発
受信器３、変換器４を介して汚泥濃度に変換されて、そ
の汚泥濃度が図示しない汚泥濃度計に表示される。
【００２８】なお、汚水通し溝２０は、汚泥輸送管内を
流れる汚水が通過され易いように、汚水の流れる方向に
配置される。また、汚水通し溝２０は、その溝の横幅
「前記高周波窓部１３の露出幅」（以下、絞りの横幅と
称す）と、溝の深さ（以下絞りの厚みと称す）が以下に
述べるように決定される。
流れる汚水が通過され易いように、汚水の流れる方向に
配置される。また、汚水通し溝２０は、その溝の横幅
「前記高周波窓部１３の露出幅」（以下、絞りの横幅と
称す）と、溝の深さ（以下絞りの厚みと称す）が以下に
述べるように決定される。
【００２９】また、変換器４は、ある帯域の選択された
周波数における反射強度を加算した値（以後、積分値と
称す）を測定データとして用いている。
周波数における反射強度を加算した値（以後、積分値と
称す）を測定データとして用いている。
【００３０】図５は、当該変換器４を備えた本発明に係
る汚泥濃度計を用いたときの反射特性の様子を示す共鳴
曲線の特性図である。
る汚泥濃度計を用いたときの反射特性の様子を示す共鳴
曲線の特性図である。
【００３１】具体的には、ｆ1を2.1GHz，ｆ2を2.2GHzと
し、周波数を1MHzおきに101点とって加算させると、共
鳴曲線で変化の大きい部分の面積に比例する値が得られ
る。ここで、この積分値は、図５に示す斜線部の面積を
反映させた値である。
し、周波数を1MHzおきに101点とって加算させると、共
鳴曲線で変化の大きい部分の面積に比例する値が得られ
る。ここで、この積分値は、図５に示す斜線部の面積を
反映させた値である。
【００３２】さらに、変換器４は、測定したデータに積
分値を使用し、（３）式より精密な下記（４）〜（６）
式を用いて固形物濃度（以下、濃度と略称する）を算出
している。
分値を使用し、（３）式より精密な下記（４）〜（６）
式を用いて固形物濃度（以下、濃度と略称する）を算出
している。
【００３３】 濃度＝（実測した積分値−濃度0％で予測される積分値）／濃度係数 …（４ ） 濃度0％で予測される積分値＝不動点温度積分値＋温度係数×（実測した温度 −不動点温度） …（５）
【００３４】
【数１】
【００３５】ここで、（５）式に示す不動点温度という
概念について説明する。不動点温度とは、濃度が0％の
ときに、汚水の導電率が変化しても、積分値が変化しな
い温度である。そして、当該温度は検出部の形状（上記
汚水通し溝２０）に依存し、絞りの横幅が8mmで厚み2mm
のときには22℃に不動点温度があることが実験的に確認
されている。尚、不動点温度積分値とは、濃度0％のと
きの不動点温度での積分値のことである。
概念について説明する。不動点温度とは、濃度が0％の
ときに、汚水の導電率が変化しても、積分値が変化しな
い温度である。そして、当該温度は検出部の形状（上記
汚水通し溝２０）に依存し、絞りの横幅が8mmで厚み2mm
のときには22℃に不動点温度があることが実験的に確認
されている。尚、不動点温度積分値とは、濃度0％のと
きの不動点温度での積分値のことである。
【００３６】上記の様子を図６のグラフを用いて述べ
る。図６において、不動点温度と、その±10℃程度の範
囲においては、導電率（mS/cm）が変化しても積分値に
大きな変動がないことが明らかである。従って、前記検
出プローブ２を用いるときは、22℃±10℃の温度範囲で
は、汚水の導電率の値を無視しても、さして大きな誤差
をもたらすことなく濃度が測定できる。
る。図６において、不動点温度と、その±10℃程度の範
囲においては、導電率（mS/cm）が変化しても積分値に
大きな変動がないことが明らかである。従って、前記検
出プローブ２を用いるときは、22℃±10℃の温度範囲で
は、汚水の導電率の値を無視しても、さして大きな誤差
をもたらすことなく濃度が測定できる。
【００３７】次に、不動点温度についての数学的根拠に
ついて述べる。
ついて述べる。
【００３８】積分値をＦ、温度をＴ、導電率をσとする
と、不動点温度が生じるには、Ｆは下記（８）式で示さ
れなければならない。
と、不動点温度が生じるには、Ｆは下記（８）式で示さ
れなければならない。
【００３９】 Ｆ＝ａ×Ｔ＋ｂ×σ＋ｃ×Ｔ×σ＋ｄ …（８） さらに、（８）において、Ｆをσで偏微分すると、 δＦ／δσ＝ｂ＋ｃ×Ｔ …（９） ここで、（９）式はＴ＝−ｂ／ｃのときに０となる。こ
のことは、積分値Ｆがσに依存しなくなることを意味す
る。そして、このときのＴの値が不動点温度である。つ
まり、ｂとｃの比を制限できれば、不動点温度を制御す
ることができる。
のことは、積分値Ｆがσに依存しなくなることを意味す
る。そして、このときのＴの値が不動点温度である。つ
まり、ｂとｃの比を制限できれば、不動点温度を制御す
ることができる。
【００４０】本発明に係る汚泥濃度計の変換器４におい
ては、以下の方法でｂとｃの比を制御することが試みら
れ、広い温度範囲で導電率の影響を除去できることが確
認されている。
ては、以下の方法でｂとｃの比を制御することが試みら
れ、広い温度範囲で導電率の影響を除去できることが確
認されている。
【００４１】従来における反射特性の共鳴曲線の積分に
おいては、測定データに用いる帯域（以後、積分範囲と
呼ぶ）は、共鳴曲線の主たる部分を含むように周波数を
選択していた。それに対し、本発明に係る汚泥濃度計の
変換器４における反射特性の共鳴曲線の積分において
は、共鳴曲線の一部を測定データからはずれるように、
積分法に用いる周波数領域を選択している。例えば、周
波数の低い側を積分範囲とした場合には、積分値は図７
のような斜線で示される部分となる。このように、積分
する範囲をずらして、ｂとｃの比を変化させることで、
不動点温度の値を変更させることが試みられた。
おいては、測定データに用いる帯域（以後、積分範囲と
呼ぶ）は、共鳴曲線の主たる部分を含むように周波数を
選択していた。それに対し、本発明に係る汚泥濃度計の
変換器４における反射特性の共鳴曲線の積分において
は、共鳴曲線の一部を測定データからはずれるように、
積分法に用いる周波数領域を選択している。例えば、周
波数の低い側を積分範囲とした場合には、積分値は図７
のような斜線で示される部分となる。このように、積分
する範囲をずらして、ｂとｃの比を変化させることで、
不動点温度の値を変更させることが試みられた。
【００４２】表１は、積分範囲の取り方と不動点温度の
関係を示している。表１に示されたように、不動点温度
を０℃から７０℃までに制御できることが確認された。
関係を示している。表１に示されたように、不動点温度
を０℃から７０℃までに制御できることが確認された。
【００４３】
【表１】
【００４４】例えば、２４℃近辺の汚泥を測定するとき
は積分範囲をパターン２に設定すれば、また５１℃近辺
の汚泥を測定するときは積分範囲をパターン８に切り替
えて設定するれば、導電率の影響を除去できる。
は積分範囲をパターン２に設定すれば、また５１℃近辺
の汚泥を測定するときは積分範囲をパターン８に切り替
えて設定するれば、導電率の影響を除去できる。
【００４５】また、変換器４においては、導電率の測定
も可能とする。
も可能とする。
【００４６】例えば、汚泥の温度が２４℃前後であった
とする。ここで、表１におけるパターン２の積分範囲を
用いると、（５）式においては、実測した温度−不動点
温度＝０であるので、これを（４）式に代入すると、下
記（１０）式となる。
とする。ここで、表１におけるパターン２の積分範囲を
用いると、（５）式においては、実測した温度−不動点
温度＝０であるので、これを（４）式に代入すると、下
記（１０）式となる。
【００４７】 濃度＝（１−実測した積分値／不動点温度積分値）／濃度係数 …（１０） 不動点温度積分値は既知であるので、濃度係数を予め校
正で求めておくと、濃度を算出することができる。
正で求めておくと、濃度を算出することができる。
【００４８】次に、パターン２以外の積分範囲のとき
は、（４）式を濃度０％で予想される積分値について解
くと、下記（１１）式となる。
は、（４）式を濃度０％で予想される積分値について解
くと、下記（１１）式となる。
【００４９】 濃度０％で予想される積分値＝実測した積分値／（１−濃度×濃度係数） … （１１） さらに、この（１１）式を（５）式に代入して、温度係
数について解くと、下記（１２）式となる。
数について解くと、下記（１２）式となる。
【００５０】 温度係数＝{実測した積分値／（１−濃度×濃度係数）−不動点温度積分値}／ （実測した温度−不動点温度） …（１２） （１２）式の不動点温度、不動点温度積分値は（１０）
式と値は異なるが、既知である。また、濃度係数、実測
した温度も既知であり、濃度は（１０）式で得られてい
るので、（１２）式から温度係数が算出される。
式と値は異なるが、既知である。また、濃度係数、実測
した温度も既知であり、濃度は（１０）式で得られてい
るので、（１２）式から温度係数が算出される。
【００５１】次に（６）式により下記（１３）式のよう
になる。
になる。
【００５２】 導電率＝ｌｏｇ{温度係数／０mS/cmの温度係数／（１−導電率係数）} …（ １３） ここで、０mS/cmの温度係数と導電率係数は既知である
ので、（１２）式から求めた温度係数を代入すると、導
電率が算出される。
ので、（１２）式から求めた温度係数を代入すると、導
電率が算出される。
【００５３】また、変換器４においては、測定データの
信頼性を判断することもできる。
信頼性を判断することもできる。
【００５４】すなわち、ある積分範囲の測定データを用
いて先の演算によって算出した固形物濃度と、別の積分
範囲の測定データから同じ演算によって算出した値とを
比較し、これらの値がひどくかけ離れた場合、つまり、
前者の値と後者の値の偏差が一定以上である場合におい
ては、その測定データを出力前に放棄することで、測定
データの信頼性を向上させている。
いて先の演算によって算出した固形物濃度と、別の積分
範囲の測定データから同じ演算によって算出した値とを
比較し、これらの値がひどくかけ離れた場合、つまり、
前者の値と後者の値の偏差が一定以上である場合におい
ては、その測定データを出力前に放棄することで、測定
データの信頼性を向上させている。
【００５５】さらに、変換器４においては、機器故障等
の異常判定をも可能とする。
の異常判定をも可能とする。
【００５６】すなわち、ある積分範囲の測定データを用
いて先の演算よって算出した固形物濃度と、別の積分範
囲の測定データから同じ演算によって算出した値とを比
較し、これらの値がひどくかけ離れた状態が長期に渡っ
て連続的に続くような場合、つまり、これらの値の偏差
が一定以上となっており、且つこの状態が一定時間続く
ような場合には、濃度計に何からの異常が生じているも
のとの判断が可能となる。
いて先の演算よって算出した固形物濃度と、別の積分範
囲の測定データから同じ演算によって算出した値とを比
較し、これらの値がひどくかけ離れた状態が長期に渡っ
て連続的に続くような場合、つまり、これらの値の偏差
が一定以上となっており、且つこの状態が一定時間続く
ような場合には、濃度計に何からの異常が生じているも
のとの判断が可能となる。
【００５７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、以下の効果を奏する。
は、以下の効果を奏する。
【００５８】本発明においては、マイクロ波の反射強度
に基づき被測定試料の固形物濃度を算出するにあたり、
一定帯域の周波数における反射強度の積分範囲を変更す
ることにより、汚水の導電率が変化しても積分値の変化
しない温度である不動点温度を制御することで、広い温
度範囲での導電率の影響を除去することができるので、
汚泥濃度測定の精度を向上させることができる。
に基づき被測定試料の固形物濃度を算出するにあたり、
一定帯域の周波数における反射強度の積分範囲を変更す
ることにより、汚水の導電率が変化しても積分値の変化
しない温度である不動点温度を制御することで、広い温
度範囲での導電率の影響を除去することができるので、
汚泥濃度測定の精度を向上させることができる。
【００５９】また、本発明においては、一つの一定帯域
の周波数における反射強度の積分範囲に基づき算出され
た固形物濃度の値と、他の一定帯域の周波数における反
射強度の積分範囲に基づき算出された数値に基づき、導
電率の測定も可能となるので、導電率計を付帯する必要
がなくなり、前述の問題点が解消されるばかりでなく、
コスト的にも利便性がある。
の周波数における反射強度の積分範囲に基づき算出され
た固形物濃度の値と、他の一定帯域の周波数における反
射強度の積分範囲に基づき算出された数値に基づき、導
電率の測定も可能となるので、導電率計を付帯する必要
がなくなり、前述の問題点が解消されるばかりでなく、
コスト的にも利便性がある。
【００６０】さらに、本発明においては、一つの一定帯
域の周波数における反射強度の積分範囲に基づき算出さ
れた固形物濃度の値と、他の一定帯域の周波数における
反射強度の積分範囲に基づき算出された固形物濃度の値
との偏差を得て監視しているので、測定データの信頼性
の確保や、汚泥濃度計本体の異常の感知も可能となる。
域の周波数における反射強度の積分範囲に基づき算出さ
れた固形物濃度の値と、他の一定帯域の周波数における
反射強度の積分範囲に基づき算出された固形物濃度の値
との偏差を得て監視しているので、測定データの信頼性
の確保や、汚泥濃度計本体の異常の感知も可能となる。
【図１】マイクロ波式汚泥濃度計の概略構成説明図。
【図２】マイクロ波式汚泥濃度計の検出プローブ部位の
要部拡大断面図。
要部拡大断面図。
【図３】検出プローブ部位先端部の正面図。
【図４】検出プローブ部位先端部の平面図。
【図５】本発明に係る汚泥濃度計を用いたときの反射特
性の様子を示す共鳴曲線の特性図。
性の様子を示す共鳴曲線の特性図。
【図６】不動点温度の説明用グラフ。
【図７】本発明による積分範囲の一例。
１…汚泥輸送管 ２…検出プローブ ３…マイクロ波発受信器 ４…変換器 １１…プローブ本体 １２…第１導体部 １３…高周波窓部 １４…部材 １５…第２導体部 １６…フランジ １７…アンテナ １８…コネクタ １９…中空部 ２０…汚水通し溝
Claims (4)
- 【請求項１】 マイクロ波を汚泥輸送管内に発信し更に
該輸送管内の被測定試料との境界面で反射したマイクロ
波を受信する検出プローブと、前記マイクロ波の発信強
度と受信強度の比を検出するマイクロ波発受信器と、該
マイクロ波発受信器からの信号に基づいて被測定試料の
固形物濃度を算出する変換器と、を具備する汚泥濃度計
において、 前記変換器は、被測定試料の固形物濃度を算出するにあ
たり、一定帯域の周波数における反射強度の積分範囲を
変更することにより、汚水の導電率が変化しても積分値
の変化しない温度である不動点温度を制御すること、を
特徴とする汚泥濃度計。 - 【請求項２】 前記変換器は、一つの一定帯域の周波数
における反射強度の積分範囲に基づき算出された固形物
濃度の値と、他の一定帯域の周波数における反射強度の
積分範囲に基づき算出された数値とから演算によって導
電率を求めること、を特徴とする請求項１記載の汚泥濃
度計。 - 【請求項３】 前記変換器は、一つの一定帯域の周波数
における反射強度の積分範囲に基づき算出された固形物
濃度の値と、他の一定帯域の周波数における反射強度の
積分範囲に基づき算出された固形物濃度の値との偏差に
基づき、測定データの信頼性を確認すること、を特徴と
する請求項１若しくは２記載の汚泥濃度計。 - 【請求項４】 前記変換器は、一つの一定帯域の周波数
における反射強度の積分範囲に基づき算出された固形物
濃度の値と、他の一定帯域の周波数における反射強度の
積分範囲に基づき算出された固形物濃度の値との偏差に
基づき、該汚泥濃度計の異常を確認すること、を特徴と
する請求項１、２若しくは３記載の汚泥濃度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000331911A JP2002139456A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 汚泥濃度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000331911A JP2002139456A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 汚泥濃度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002139456A true JP2002139456A (ja) | 2002-05-17 |
Family
ID=18808189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000331911A Pending JP2002139456A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 汚泥濃度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002139456A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004101521A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-04-02 | Nagoya Electric Works Co Ltd | 路面における凍結防止剤の濃度計測方法およびその装置 |
| GB2478596A (en) * | 2010-03-12 | 2011-09-14 | Des19N Ltd | Waste water assessment using microwave reflections |
| WO2014002078A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | Hydrovision Asia Pte Ltd | An improved suspended sediment meter |
| CN112730464A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-30 | 北京城市排水集团有限责任公司 | 污泥浓度在线测量方法、装置、电子设备及介质 |
-
2000
- 2000-10-31 JP JP2000331911A patent/JP2002139456A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004101521A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-04-02 | Nagoya Electric Works Co Ltd | 路面における凍結防止剤の濃度計測方法およびその装置 |
| GB2478596A (en) * | 2010-03-12 | 2011-09-14 | Des19N Ltd | Waste water assessment using microwave reflections |
| GB2478596B (en) * | 2010-03-12 | 2014-09-10 | Des19N Ltd | Waste water assessment using microwave reflections |
| US9341581B2 (en) | 2010-03-12 | 2016-05-17 | Des19N Limited | Waste water assessment |
| US9588062B2 (en) | 2010-03-12 | 2017-03-07 | Des19N Limited | Waste water assessment |
| WO2014002078A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | Hydrovision Asia Pte Ltd | An improved suspended sediment meter |
| CN104471370A (zh) * | 2012-06-29 | 2015-03-25 | 液视亚洲私人有限公司 | 改进的悬浮沉积物计量表 |
| US9726590B2 (en) | 2012-06-29 | 2017-08-08 | Hydrovision Asia Pte Ltd | Suspended sediment meter |
| CN112730464A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-30 | 北京城市排水集团有限责任公司 | 污泥浓度在线测量方法、装置、电子设备及介质 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071023 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080122 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080610 |