JP2002365237A - 濃度計 - Google Patents
濃度計Info
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- JP2002365237A JP2002365237A JP2001170470A JP2001170470A JP2002365237A JP 2002365237 A JP2002365237 A JP 2002365237A JP 2001170470 A JP2001170470 A JP 2001170470A JP 2001170470 A JP2001170470 A JP 2001170470A JP 2002365237 A JP2002365237 A JP 2002365237A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 配管内の濃度分布等の各種外乱要因に対し
て、その影響を極力受けずに比較的安定な測定が出来る
濃度計を提供する。 【解決手段】 測定対象液体１６内の固形分濃度を測定
する濃度計において、送信部１と受信部２との間の距離
を矢印Ａ、Ｂに示すように調整可能とする送信部／受信
部距離調整機構９、アンテナ台５の角度を矢印Ｃに示す
ように調整可能とするアンテナ台回転機構６、アーム３
を矢印Ｄに示すように伸縮可能とするアーム伸縮機構
４、アームを矢印Ｅに示すように軸回りに回転可能とす
るアーム回転機構１０が設けられている。これにより、
測定エリア１７の位置や大きさや方向などを可変とし、
各種外乱要因の影響を受けず最適な条件での測定が可能
となる。
て、その影響を極力受けずに比較的安定な測定が出来る
濃度計を提供する。 【解決手段】 測定対象液体１６内の固形分濃度を測定
する濃度計において、送信部１と受信部２との間の距離
を矢印Ａ、Ｂに示すように調整可能とする送信部／受信
部距離調整機構９、アンテナ台５の角度を矢印Ｃに示す
ように調整可能とするアンテナ台回転機構６、アーム３
を矢印Ｄに示すように伸縮可能とするアーム伸縮機構
４、アームを矢印Ｅに示すように軸回りに回転可能とす
るアーム回転機構１０が設けられている。これにより、
測定エリア１７の位置や大きさや方向などを可変とし、
各種外乱要因の影響を受けず最適な条件での測定が可能
となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波の伝播
時間や伝播による位相変化により測定対象液体中の固形
分濃度を測定する濃度計の改良に関する。
時間や伝播による位相変化により測定対象液体中の固形
分濃度を測定する濃度計の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】配管内の流体の固形分濃度を測定する濃
度計の形態としては、配管の一部に置換える形で実装す
る流通形濃度計と、配管の穴から測定部を挿入する挿入
形濃度計とがある。
度計の形態としては、配管の一部に置換える形で実装す
る流通形濃度計と、配管の穴から測定部を挿入する挿入
形濃度計とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、流通形でも
そうであるが、特に挿入形濃度計においては、測定対象
となるエリアが配管内の流路の断面の一部に固定的に限
定されており、濃度分布や非満水等の現実的測定条件に
おいては、測定誤差が大きくなる場合があるという問題
があった。
そうであるが、特に挿入形濃度計においては、測定対象
となるエリアが配管内の流路の断面の一部に固定的に限
定されており、濃度分布や非満水等の現実的測定条件に
おいては、測定誤差が大きくなる場合があるという問題
があった。
【０００４】そこで、本発明では、配管内の濃度分布等
の各種外乱要因に対して、その影響を極力受けずに比較
的安定な測定が出来る濃度計を提供することを目的とす
る。
の各種外乱要因に対して、その影響を極力受けずに比較
的安定な測定が出来る濃度計を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る濃度計は、
測定エリアに対してマイクロ波を送信する送信手段と、
この送信手段から送信されたマイクロ波を受信する受信
手段と、送信手段と受信手段とのギャップを変える可変
手段、送信手段と受信手段との重心位置を変える可変手
段、及び前記送信手段から前記受信手段へ向かうベクト
ルの方向を変える可変手段のうちの少なくとも１つの可
変手段と、受信部で得られた信号を処理するとともに可
変手段を制御する手段とを備え、配管内の測定対象流体
の状態に応じて測定エリアを可変としたことを特徴とす
る。
測定エリアに対してマイクロ波を送信する送信手段と、
この送信手段から送信されたマイクロ波を受信する受信
手段と、送信手段と受信手段とのギャップを変える可変
手段、送信手段と受信手段との重心位置を変える可変手
段、及び前記送信手段から前記受信手段へ向かうベクト
ルの方向を変える可変手段のうちの少なくとも１つの可
変手段と、受信部で得られた信号を処理するとともに可
変手段を制御する手段とを備え、配管内の測定対象流体
の状態に応じて測定エリアを可変としたことを特徴とす
る。
【０００６】このように、送信部と受信部とのギャップ
を変える可変手段、送信部と受信部との重心位置を変え
る可変手段、及び送信部から受信部へ向かうベクトルの
方向を変える可変手段のうちの少なくとも１つの可変手
段を設けて、配管内の流路において、測定エリアの位置
や大きさや方向などのうちの少なくとも１つを可変とす
ることにより、位置や大きさや方向のパラメータを変化
させて異なる複数の条件で測定を行い、その結果を元
に、対象流体の条件により適した測定方法を自動的また
は手動にて探索することが可能となる。
を変える可変手段、送信部と受信部との重心位置を変え
る可変手段、及び送信部から受信部へ向かうベクトルの
方向を変える可変手段のうちの少なくとも１つの可変手
段を設けて、配管内の流路において、測定エリアの位置
や大きさや方向などのうちの少なくとも１つを可変とす
ることにより、位置や大きさや方向のパラメータを変化
させて異なる複数の条件で測定を行い、その結果を元
に、対象流体の条件により適した測定方法を自動的また
は手動にて探索することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。
施形態について詳細に説明する。
【０００８】図１に本発明の一実施形態に係る濃度計の
構成を示す。本実施形態は、配管１５内に満たされた測
定対象液体１６内の固形分濃度を測定する挿入形の濃度
計を示している。マイクロ波の送信部（発信部）１と受
信部２とは対向して配置され、マイクロ波の伝播による
測定エリア１７は送信部１と受信部２の間の部分とな
る。
構成を示す。本実施形態は、配管１５内に満たされた測
定対象液体１６内の固形分濃度を測定する挿入形の濃度
計を示している。マイクロ波の送信部（発信部）１と受
信部２とは対向して配置され、マイクロ波の伝播による
測定エリア１７は送信部１と受信部２の間の部分とな
る。
【０００９】送信部１は送信部用アーム７に取り付けら
れ、受信部２は受信部用アーム８に取り付けられ、これ
ら２つのアーム７、８はアンテナ台５に搭載され、送信
部／受信部距離調整機構９によって送信部１と受信部２
との間の距離（ギャップ）が矢印Ａ、Ｂに示すように調
整可能となっている。さらに、アンテナ台５は、アーム
３にアンテナ台回転機構６を介して取り付けられ、アン
テナ台５の角度が矢印Ｃに示すように調整可能となって
いる。また、アーム３は、アーム伸縮機構４によって矢
印Ｄに示すように伸縮可能、さらにアーム回転機構１０
によって矢印Ｅに示すように軸回りに回転可能となって
いる。制御・信号処理回路１１では、受信部２で得られ
た信号を処理するとともに、濃度計各部の制御を行な
う。
れ、受信部２は受信部用アーム８に取り付けられ、これ
ら２つのアーム７、８はアンテナ台５に搭載され、送信
部／受信部距離調整機構９によって送信部１と受信部２
との間の距離（ギャップ）が矢印Ａ、Ｂに示すように調
整可能となっている。さらに、アンテナ台５は、アーム
３にアンテナ台回転機構６を介して取り付けられ、アン
テナ台５の角度が矢印Ｃに示すように調整可能となって
いる。また、アーム３は、アーム伸縮機構４によって矢
印Ｄに示すように伸縮可能、さらにアーム回転機構１０
によって矢印Ｅに示すように軸回りに回転可能となって
いる。制御・信号処理回路１１では、受信部２で得られ
た信号を処理するとともに、濃度計各部の制御を行な
う。
【００１０】次に、この実施形態の動作について説明す
る。上述の構成において説明した通り、この実施形態に
おいては、４つの可動部によって測定エリア１７を変化
させる自由度を有している。即ち、矢印Ａ、Ｂの自由度
によって測定エリア１７の大きさ（距離）を変えること
が可能であり、矢印Ｃの自由度によって測定エリア１７
の配管１５内の流体流れ方向に垂直な断面内での角度を
変えることが可能であり、矢印Ｄの自由度によって、配
管１５内への挿入長（送信部１と受信部２との重心位
置）を変えることが可能であり、矢印Ｅの自由度によっ
て、測定エリア１７の配管１５内の流体流れ方向に対す
る角度を変えることが可能である。
る。上述の構成において説明した通り、この実施形態に
おいては、４つの可動部によって測定エリア１７を変化
させる自由度を有している。即ち、矢印Ａ、Ｂの自由度
によって測定エリア１７の大きさ（距離）を変えること
が可能であり、矢印Ｃの自由度によって測定エリア１７
の配管１５内の流体流れ方向に垂直な断面内での角度を
変えることが可能であり、矢印Ｄの自由度によって、配
管１５内への挿入長（送信部１と受信部２との重心位
置）を変えることが可能であり、矢印Ｅの自由度によっ
て、測定エリア１７の配管１５内の流体流れ方向に対す
る角度を変えることが可能である。
【００１１】これらの可動部を利用して、手動によって
測定エリア１７を所望の場所、姿勢にすることも可能で
あるし、或いは、制御ソフトを利用して自動的に可変し
て、最も安定した測定エリア１７を自動的に探し出し、
最適な測定条件で測定するようにすることも条件によっ
ては可能である。
測定エリア１７を所望の場所、姿勢にすることも可能で
あるし、或いは、制御ソフトを利用して自動的に可変し
て、最も安定した測定エリア１７を自動的に探し出し、
最適な測定条件で測定するようにすることも条件によっ
ては可能である。
【００１２】最適条件探索ロジック（アルゴリズム）の
一例を図２に示す。自由度を２つとして、このそれぞれ
をパラメータｘ、ｙで示すものとする。パラメータの取
り得る範囲は、ｘL≦ｘ≦ｘH、ｙL≦ｙ≦ｙHであるとす
る。
一例を図２に示す。自由度を２つとして、このそれぞれ
をパラメータｘ、ｙで示すものとする。パラメータの取
り得る範囲は、ｘL≦ｘ≦ｘH、ｙL≦ｙ≦ｙHであるとす
る。
【００１３】最適条件探索の基本的考え方は、プロセス
条件、即ち測定対象流体の条件を一定に保っておいて、
濃度計の出力が適切な値の範囲でありかつ最も安定した
測定ができるｘ、ｙの値を求めることである。即ち、例
えば制御・信号処理回路１１により制御ソフトを利用し
て制御を行って、図２に示すように、プロセス条件を一
定条件に保ち（ステップＳ２１）、まずパラメータｘ、
ｙにそれぞれ初期値ｘ 0、ｙ0を与え（ステップＳ２
２）、ｘ、ｙを変えてｘ、ｙのほぼ全範囲（ｘL≦ｘ≦
ｘH、ｙL≦ｙ≦ｙH）を網羅するまで、測定を行って出
力Ｚ（ｘ、ｙ）を求め（ステップＳ２３、Ｓ２４）、出
力Ｚが適切な範囲内の値で、かつ最も安定した出力（ま
たは最も平均的な出力）が得られるｘ、ｙを求める（ス
テップＳ２５）。
条件、即ち測定対象流体の条件を一定に保っておいて、
濃度計の出力が適切な値の範囲でありかつ最も安定した
測定ができるｘ、ｙの値を求めることである。即ち、例
えば制御・信号処理回路１１により制御ソフトを利用し
て制御を行って、図２に示すように、プロセス条件を一
定条件に保ち（ステップＳ２１）、まずパラメータｘ、
ｙにそれぞれ初期値ｘ 0、ｙ0を与え（ステップＳ２
２）、ｘ、ｙを変えてｘ、ｙのほぼ全範囲（ｘL≦ｘ≦
ｘH、ｙL≦ｙ≦ｙH）を網羅するまで、測定を行って出
力Ｚ（ｘ、ｙ）を求め（ステップＳ２３、Ｓ２４）、出
力Ｚが適切な範囲内の値で、かつ最も安定した出力（ま
たは最も平均的な出力）が得られるｘ、ｙを求める（ス
テップＳ２５）。
【００１４】なお、上述の説明では、自由度を２つとし
たが、自由度が１つの場合、あるいは自由度が３つ以上
の場合でも同様に実施することが出来る。
たが、自由度が１つの場合、あるいは自由度が３つ以上
の場合でも同様に実施することが出来る。
【００１５】以上説明したように、この実施形態では、
実際の配管内の測定流体の状態に応じて、測定エリア１
７の位置や大きさや方向などを可変とすることができ
る。このとき、人が目視或いは他の測定手段で測定流体
の状態を確認し、それに基づいて最適な条件に設定する
ことも出来るし、また、制御ソフトを利用して同じこと
を自動で行なうことも条件によっては可能である。
実際の配管内の測定流体の状態に応じて、測定エリア１
７の位置や大きさや方向などを可変とすることができ
る。このとき、人が目視或いは他の測定手段で測定流体
の状態を確認し、それに基づいて最適な条件に設定する
ことも出来るし、また、制御ソフトを利用して同じこと
を自動で行なうことも条件によっては可能である。
【００１６】各種流体条件の具体的な例を、図３に示
す。
す。
【００１７】図３（１）に示すものは、非満水の場合で
あり、配管上部にエアがあるため、上部を測定エリアと
した場合には正確な測定ができない。よってこの場合は
下部からの挿入であれば挿入長を短くして、配管の下部
を測定エリアとすることにより、エアの影響を受けない
測定を実現している例である。
あり、配管上部にエアがあるため、上部を測定エリアと
した場合には正確な測定ができない。よってこの場合は
下部からの挿入であれば挿入長を短くして、配管の下部
を測定エリアとすることにより、エアの影響を受けない
測定を実現している例である。
【００１８】図３（２）に示すものは、沈澱、堆積があ
る場合である。図３（１）に示すものとは逆に、下部で
は正しい想定が出来ないため、挿入長を長くして配管上
部で測定を行なっている例である。
る場合である。図３（１）に示すものとは逆に、下部で
は正しい想定が出来ないため、挿入長を長くして配管上
部で測定を行なっている例である。
【００１９】図３（３）に示すものは、対象流体が低導
電率の場合であり、かつ測定の分解能を上げたい場合で
ある。送信部と受信部とのギャップを出来るだけ広げ、
分解能を稼ぐような条件としてある。
電率の場合であり、かつ測定の分解能を上げたい場合で
ある。送信部と受信部とのギャップを出来るだけ広げ、
分解能を稼ぐような条件としてある。
【００２０】図３（４）に示すものは、対象流体が高導
電率の場合である。減衰の影響があるため、送信部と受
信部とのギャップはあまり大きくはとれないため、短い
ギャップとしている。
電率の場合である。減衰の影響があるため、送信部と受
信部とのギャップはあまり大きくはとれないため、短い
ギャップとしている。
【００２１】図３（５）に示すものは、偏流によって、
斜め方向に濃度分布がある場合を示している。この濃度
分布に沿って出来るだけ広範囲に測定エリアをとって濃
度分布を平均化した測定が出来るようにしている例であ
る。
斜め方向に濃度分布がある場合を示している。この濃度
分布に沿って出来るだけ広範囲に測定エリアをとって濃
度分布を平均化した測定が出来るようにしている例であ
る。
【００２２】また、他の実施形態として、上述の実施形
態における制御・信号処理回路１１の中に、適切な測定
条件が得られない場合に、対象流体に何らかの異常があ
るものと判断して、警報発信機能を付加するような構成
とすることもできる。
態における制御・信号処理回路１１の中に、適切な測定
条件が得られない場合に、対象流体に何らかの異常があ
るものと判断して、警報発信機能を付加するような構成
とすることもできる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の濃度計に
よれば、配管内の濃度分布等の各種外乱要因に対して、
その影響を極力受けずに比較的安定な測定を行なうこと
ができる。
よれば、配管内の濃度分布等の各種外乱要因に対して、
その影響を極力受けずに比較的安定な測定を行なうこと
ができる。
【図１】 本発明の一実施形態に係る濃度計の概略構成
を示す図。
を示す図。
【図２】 本発明の一実施形態において最適な測定条件
を求めるアルゴリズムの一例を示す図。
を求めるアルゴリズムの一例を示す図。
【図３】 本発明の一実施形態において、実際の各種条
件における流体測定状況を説明するための図。
件における流体測定状況を説明するための図。
１…送信部 ２…受信部 ３…アーム ４…アーム伸縮機構 ５…アンテナ台 ６…アンテナ台回転機構 ７…発信部用アーム ８…受信部用アーム ９…送信部／受信部距離調整機構 １０…アーム回転機構 １１…制御・信号処理回路 １５…配管 １６…測定対象液体 １７…測定エリア
Claims (1)
- 【請求項１】測定エリアに対してマイクロ波を送信する
送信手段と、この送信手段から送信されたマイクロ波を
受信する受信手段と、前記送信手段と前記受信手段との
ギャップを変える可変手段、前記送信手段と前記受信手
段との重心位置を変える可変手段、及び前記送信手段か
ら前記受信手段へ向かうベクトルの方向を変える可変手
段のうちの少なくとも１つの可変手段と、前記受信手段
で得られた信号を処理するとともに前記可変手段を制御
する手段とを備え、配管内の測定対象流体の状態に応じ
て測定エリアを可変としたことを特徴とした濃度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001170470A JP2002365237A (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 濃度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001170470A JP2002365237A (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 濃度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002365237A true JP2002365237A (ja) | 2002-12-18 |
Family
ID=19012386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001170470A Pending JP2002365237A (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 濃度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002365237A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007121034A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Meiji Milk Prod Co Ltd | 粘性流体中の固形物含有量の測定装置及び測定方法 |
| JP2007315912A (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Toshiba Corp | マイクロ波濃度計 |
-
2001
- 2001-06-06 JP JP2001170470A patent/JP2002365237A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007121034A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Meiji Milk Prod Co Ltd | 粘性流体中の固形物含有量の測定装置及び測定方法 |
| JP2007315912A (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Toshiba Corp | マイクロ波濃度計 |
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