JP2010078373A - 液体濃度計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液体が送液される送液管14,16と、送液管14,16の途中に設けられた光透過部15と、光透過部15に測定光を照射する投光部9,22と、光透過部15を通過した測定光を受光する受光部10,23と、光透過部15に光が照射される位置及び光透過部15を通過した光を受光部23によって受光する位置である測定位置32が光透過部15に沿って移動するように投光部9,22及び受光部10,23を移動可能に支持する支持部材31と、測定位置32が光透過部15の所定領域内で移動するように支持部材31を移動させる測定位置移動機構2と、複数の測定位置32に光受光部10,23が受光した光強度データを取得し、それらの複数の受光強度に基づいて送液管14,16を流れる液体の濃度を算出するデータ処理部と、を備えている。
【選択図】図2
Description
1)セル又はチューブの汚れによる測定誤差、
2)セル又はチューブ内の気泡の付着による測定誤差、
3)チューブの形状変化による測定誤差
がある。
特許文献1に開示された液体濃度計では、セル内部への気泡の付着の問題を回避するために、複雑な形状のセルを提案している。
そこで本発明は、液体が送液される送液管内の液体濃度を送液管外部から安定して計測することができる液体濃度計を提供することを目的とするものである。
また、上記接触部はフッ素系樹脂によって形成されている例を挙げることができる。
そして、上記光透過部がチューブ状のものである場合、上記測定位置移動機構は、上記光透過部のチューブ軸に沿った方向で上記測定位置を移動させるようにしてもよいし、上記光透過部のチューブ軸に対して回転する方向で上記測定位置を移動させるようにしてもよい。
ここで、異常光強度データとして、例えば正常なときの光強度データと比較して1%以上の差があるものを挙げることができる。正常なときの光強度データと比較して1%以上の差がある光強度データは、明らかに汚れや気泡の付着などに起因する測定誤差である考えられる。また、測定対象の液体濃度が安定しており、光透過部の形状も安定している場合は、上記1%以上の条件をさらに低い条件にしてもよい。例えば正常なときの光強度データと比較して0.1%以上の差があるものを異常光強度データと判定してもよい。この判定条件は、過去の測定データ列のばらつきの統計から分散値又は標準偏差を求め、それの係数倍したものを用いてもよい。
また、上記データ処理部は、複数の測定位置における上記光強度データ又は上記光強度データに基づいて算出した液体濃度データを平均化するようにしてもよい。
本発明の液体濃度計によれば、光透過部の所定範囲内で測定位置を移動させることができるので、光透過部の一部分においてがあっても、汚れや気泡の付着のない測定位置での光強度データに基づいて測定を行なうことにより安定した液体濃度測定を行なうことができる。
さらに、データ処理部は複数の測定位置で光受光部が受光した光強度データを取得するので、光透過部の一部分において汚れや気泡の付着があっても、測定位置と受光部が受光した光強度に基づいて汚れや気泡の付着による異常データを判別することが可能になる。そして異常データを除去することによって、誤差の少ない安定した液体濃度測定が可能となる。
まず、分光部1の具体的な構成を説明する。
干渉フィルタ6によって分光された光は、凸レンズ8によって集光され、投光側光ファイバー9の入射端面9aに照射される。投光側光ファイバー9は測定部2につながっている。
パイプ29にエアーを送り込み、パイプ30を大気開放すると、図4に示すように、シリンダー部31とシリンダーガイド部33との空間34にエアーが入り込み、シリンダー部31が移動して、シリンダーガイド部33の壁面28にあたって停止する。その状態で、逆にパイプ29を大気開放にして、パイプ30にエアーを送り込むと、図5に示すように、シリンダー部31とシリンダーガイド部33との空間36にエアーが入り込み、シリンダー部31が反対方向に移動して、シリンダーガイド部33の壁面25にあたって停止する。シリンダー部31には、投光側と受光側の光ファイバー9,10と、ボールレンズ22,23が設置されているので、シリンダー部31の移動とともに、チューブ15への測定位置32が移動する。このとき、チューブ15とシリンダー部31がこすれるので、チューブ15表面の汚れ、付着物を掻き取り、チューブ15の光透過面を常に清浄にする効果がある。この効果をいっそうに際だたせるために、チューブ15とシリンダー部31の接触する箇所にスポンジ状又はゴム状の部材を取り付けてもよい。
チューブ15の形状、すなわち光路長が各測定位置で同じならば、11個の測定位置の吸光度データは同じあるが、現実はチューブ15の形状が変化し、光路長も変化する。この例の場合は、壁面25から壁面28にシリンダー部31が動くに従い、チューブ15が若干ゆがみ、測定位置9,10,11で、変化が激しい。そのような場合、安定したデータを取得するために、この測定位置1〜11の平均値を算出して、チューブ15のゆがみ影響を極力低減するか、ゆがみの激しい測定位置9,10,11を除外して、残りのデータで平均すれば安定したデータが取得できる。
また、この実施例では、シリンダー部31がチューブ15の軸に対して、平行移動する方法を示したが、図8〜図12に示すような回転移動でもよい。
図8〜図12は他の実施例の測定部を示す図である。図8は測定部の平面図、図9は測定部の正面図、図10は測定部の側面図、図11、図12は測定部の側面から見た断面図を示す。
吸光度=−log10(I1/I0)=a・b・c
I0:媒質への光の入射強度
I1:媒質からの光の透過強度
a:媒質のモル吸光係数
b:媒質の光通過距離
c:媒質のモル濃度
2,200 測定部(測定位置移動機構)
3 データ処理部
9 投光側光ファイバー
10 受光側光ファイバー
14,16 チューブ(送液管)
15 チューブ(光透過部)
31,53 シリンダー部
32 測定位置
Claims (15)
- 液体が送液される送液管と、
前記送液管の途中に設けられた光透過部と、
前記光透過部に測定光を照射する投光部と、
前記光透過部を通過した測定光を受光する受光部と、
前記光透過部に光が照射される位置及び前記光透過部を通過した光を前記受光部によって受光する位置である測定位置が前記光透過部に沿って移動するように前記投光部及び受光部を移動可能に支持する支持部材と、
前記測定位置が前記光透過部の所定領域内で移動するように前記支持部材を移動させる測定位置移動機構と、
複数の前記測定位置で前記光受光部が受光した光強度データを取得し、それらの複数の前記光強度データに基づいて前記送液管を流れる液体の濃度を算出するデータ処理部と、
を備えた液体濃度計。 - 前記支持部材は前記光透過部の表面に接触しながら移動する接触部を備えている請求項1に記載の液体濃度計。
- 液体が送液される送液管と、
前記送液管の途中に設けられた光透過部と、
前記光透過部に測定光を照射する投光部と、
前記光透過部を通過した測定光を受光する受光部と、
前記光透過部に光が照射される位置及び前記光透過部を通過した光を前記受光部によって受光する位置である測定位置が前記光透過部に沿って移動するように前記投光部及び受光部を移動可能に支持する支持部材と、
前記測定位置が前記光透過部の所定領域内で移動するように前記支持部材を移動させる測定位置移動機構と、
前記光受光部が受光した光強度データを取得し、前記光強度データに基づいて前記送液管を流れる液体の濃度を算出するデータ処理部と、を備え、
前記支持部材は前記光透過部の表面に接触しながら移動する接触部を備えている液体濃度計。 - 前記光透過部はチューブ状のものであり、
前記接触部は、前記光透過部の周囲を覆い、前記光透過部のチューブ軸に対して平行に移動するシリンダー部によって構成されている請求項2又は3に記載の液体濃度計。 - 前記接触部はフッ素系樹脂によって形成されている請求項2から4のいずれか一項に記載の液体濃度計。
- 前記データ処理部は、前記測定位置移動機構が前記測定位置を移動させている間に間欠的に前記光受光部が受光した光強度データを取得する請求項1から5のいずれか一項に記載の液体濃度計。
- 前記測定位置移動機構は、前記光透過部への光照射軸に対して垂直方向の軸に沿った方向で前記測定位置を移動させる請求項1から6のいずれか一項に記載の液体濃度計。
- 前記光透過部はチューブ状のものであり、前記測定位置移動機構は前記光透過部のチューブ軸に沿った方向に前記測定位置を移動させる請求項7に記載の液体濃度計。
- 前記光透過部はチューブ状のものであり、前記測定位置移動機構は前記光透過部のチューブの周方向に前記測定位置を移動させる請求項7に記載の液体濃度計。
- 前記データ処理部は、複数の測定位置における前記光強度データのうち、予め定めた一定範囲を超えた異常光強度データを除去する請求項1から9のいずれか一項に記載の液体濃度計。
- 前記データ処理部は、複数の測定位置における前記光強度データ又は前記光強度データに基づいて算出した液体濃度データを平均化する請求項1から10のいずれか一項に記載の液体濃度計。
- 前記測定位置移動機構は、エアー駆動によるアクチュエータによって構成されている請求項1から11のいずれか一項に記載の液体濃度計。
- 前記測定位置移動機構は、前記支持部材の一部分又は全部分を収容する空間と、前記支持部材を挟んで前記空間に接続された2つのエアー駆動用パイプを備え、一方の前記エアー駆動用パイプから前記空間内にエアーを送り込み、他方の前記エアー駆動用パイプから前記空間内のエアーを排出する動作とその動作と逆の動作を繰り返すことにより前記空間内で前記支持部材の一部分又は全部分を移動させることによって前記測定位置を移動させる請求項12に記載の液体濃度計。
- 前記投光部は一端面が前記光透過部の近傍に設けられた投光側光ファイバーを備え、
前記受光部は一端面が前記光透過部に設けられた受光側光ファイバーを備え、
前記測定位置移動機構は、前記投光側光ファイバーの一端面及び前記受光側光ファイバーの一端面を前記光透過部に対して移動させることによって前記測定位置を移動させる請求項1から13のいずれか一項に記載の液体濃度計。 - 前記光透過部はチューブ状のものであり、前記光透過部への光照射軸は前記光透過部のチューブ軸と交わっている請求項1から14のいずれか一項に記載の液体濃度計。
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