JP2590324B2 - 油分濃度計 - Google Patents

油分濃度計

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JP2590324B2 JP61214848A JP21484886A JP2590324B2 JP 2590324 B2 JP2590324 B2 JP 2590324B2 JP 61214848 A JP61214848 A JP 61214848A JP 21484886 A JP21484886 A JP 21484886A JP 2590324 B2 JP2590324 B2 JP 2590324B2
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は水分中に含まれている油分の濃度を測定する
装置に関し、特に、例えば船舶のビルジ排水時等におい
て、その排水の油分濃度を自動的に測定する等に適した
油分濃度計に関する。
<従来の技術> 従来のこの種の油分濃度測定法として、測定セル内に
閉じ込めた試料水に超音波を照射して、試料水中の油分
を乳化し、この浮化前後における試料水の濁度変化から
油分濃度を求める、いわゆる超音波乳化法や、試料水に
単一波長の光を照射し、試料水中の油分から発生するそ
れより長い特定の波長の螢光を測定し、その値から油分
濃度を算出する、いわゆる螢光検出法がある。
<発明が解決しようとする問題点> 上述した測定法によれば、いずれも、装置構造が簡単
で信頼度が高い反面、軽油,A重油,B重油等の油の種類に
よってその感度が異なるという欠点がある。
油種による感度変化の少ない測定法としては、試料水
中の油分を四塩化炭素内に抽出して、赤外線の吸収量を
測定する、四塩化炭素抽出−赤外法が知られているが、
この測定法によると抽出機構が必要となって、装置構造
が複雑となり、かつ、四塩化炭素のような有機溶剤を使
用しなければならず、保守管理が面倒であるといった欠
点がある。
本発明の目的は、装置構造および保守管理が簡単で、
しかも、油種の相違による測定感度が比較的少ない油分
濃度計を提供することにある。
<問題点を解決するための手段> 上記の目的を達成するための構成を、第1図に示す基
本概念図を参照しつつ説明すると、本発明は、試料水内
の油分濃度を第1の測定法に基づいて測定する第1の測
定手段aと、上記第1の測定法と異なる第2の測定法に
基づいて試料水内の油分濃度を測定する第2の測定手段
bと、これら第1と第2の測定手段aおよびbによる油
種の感度定数の比をあらかじめ油種別に記憶する記憶手
段cと、上記第1および第2の測定手段aおよびbによ
る測定値の比を演算する演算手段dと、その演算結果と
上記記憶手段cの内容から、演算された比に最も近い感
度定数の比を持つ油種を試料水内に含まれている油種と
して推定する油種推定手段eと、上記第1もしくは第2
の測定手段aもしくはbによる測定値を補正する油種別
にあらかじめ設定された補正係数を記憶する補正係数記
憶手段fと、その補正係数記憶手段fの内容のうち上記
油種推定手段eによる推定結果に基づく補正係数を用い
て、上記測定値を補正する補正演算手段gを備えたこと
によって特徴づけられる。
<作用> 例えば前述した超音波乳化法や螢光検出法は、それぞ
れ油種の相違に応じてその感度が固有の変化を示す。す
なわち、これら両測定法に基づく同じ試料水の油分濃度
測定値の比は、試料水内に含まれている油種に応じて異
なる値となる。これは油種の相違により感度が変化する
他の測定法についても同様である。従って、互いに異な
る測定法を採る第1及び第2の測定手段aおよびbにつ
いて、油種別の感度定数をあらかじめ測定して、これら
両測定手段a,bによる油種別の感度定数をパラメータと
して記憶手段cに記憶しておくとともに、第1と第2の
測定手段aとbによる同じ試料水の実際の油分測定値の
比を算出し、その算出結果と記憶手段cの内容を比較す
れば、算出された比に最も近い感度定数の比をもって、
この試料に含まれる油種である、と推定することが可能
となる。
試料水中に含まれている油種が判明しておれば、第1
もしくは第2の測定手段aもしくはbにおいて、基準と
なる油種に対する測定感度の相違が、例えばあらかじめ
実験を行う等によって知ることができ、この相違を是正
すべく各油種ごとの補正係数を求めて記憶しておき、油
種の推定結果に対応する補正係数を用いて第1もしくは
第2の測定手段aもしくはbによる測定値を補正するこ
とにより、油種の相違による測定感度の変化を取り除く
ことができる。
<実施例> 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
第2図は本発明実施例の信号処理系の回路構成を示す
ブロック図で、第3図はその測定セル1を中心とする試
料水サンプリング系の配管構成を示す図である。なお、
第2図における測定セル1は第3図II−II断面によって
示している。
第3図に示すように、測定セル1には電磁弁2を介し
て試料水入口Aに連通する管1aと、試料水出口Bに連通
する管1bが接続されており、管1aの試料水入口Aと電磁
弁2との間には、試料水戻口Cに電磁弁3を介して連通
する管1cが接続されている。
試料水は試料水入口Aからこのサンプリング系に流入
するが、通常は電磁弁2を閉じ、電磁弁3を開いて管1c
を通って試料水戻口Cにバイパスさせる。試料水のサン
プリング時には、電磁弁2を開いて電磁弁3を閉じ、試
料水を測定セル1内に導き、既に測定セル1内に収容さ
れている古い試料水を試料水出口Bから外部に放出す
る。
測定セル1には、フェライト振動子4の発振により駆
動されるホーン5が取り付けられており、このホーン5
の振動によって測定セル1内の試料水に超音波を照射す
ることができる。
測定セル1の少くとも一部分は透明部材1dで構成され
ており、この部分に、第2図に示すように光源11および
各検出器12,13,14が配設されている。
光源11は試料水に光を照射するためのもので、例えば
発光ダイオード等が用いられる。第1の検出器12は光源
11に対向して設けられ、光源11からの出力光のうち、試
料水の透過光を検出する受光器であって、試料水の着色
等による影響を避けるためのもので、この第1の検出器
12の受光量が後述する第1および第2の測定系における
基準光量として供される。
第2の検出器13は、測定セル1の中心軸を中心として
第1の検出器12から所定角度だけずれた位置に配設され
ており、光源11からの光の試料水による散乱光を検出す
るための受光器であって、第1の検出器12と共同して超
音波乳化法に基づく第1の測定系を構成している。
第3の検出器14は、光源11からの光によって測定セル
1内の試料水から励起した螢光をフィルタ15を介して選
択的に検出するための受光器であって、第1の検出器12
と共同して螢光検出法に基づく第2の測定系を構成して
いる。
各検出器12,13,14の出力信号はそれぞれ増幅器16,17,
18によって増幅された後、それぞれサンプルホールド回
路19,20,21に導かれている。各サンプルホールド回路1
9,20,21は、それぞれ、タイミングコントローラ22から
のコントローラ信号に基づいて、各検出器12,13,14によ
る検出値を記憶し、あるいはその記憶値を出力すること
ができる。
サンプルホールド回路19と20の出力信号は第1の演算
器23に供給される。この第1の演算器23は、第1の測定
系のための演算器で、第1および第2の検出器12および
13による検出値を用いて次の演算を行い、超音波乳化法
による測定セル1内の試料水の油分濃度Oc(E)を算出
する。
Oc(E)=k・(P1/r1−P0/r0) ……(1) ここで、r0およびr1は第1の検出器12による試料水の
乳化前および後の検出値で、P0およびP1は第2の検出器
13による試料水の乳化前および後の検出値である。ま
た、kは定数である。
サンプルホールド回路19および21の出力信号は第2の
演算器24に供給される。この第2の演算器24は、第2の
測定系のための演算器で、第1および第3の検出器12お
よび14による検出値を用いて次の演算を行い、螢光検出
法による測定セル1内の試料水の油分濃度Oc(F)を算
出する。
Oc(F)=k′・q1/r1 ……(2) ここでr1およびq1は第1および第3の検出器12および
14による検出値で、k′は定数である。
第1および第2の演算器23および24の算出結果は、次
段の演算装置25に採り込まれる。この演算装置25には記
憶回路26が接続されており、この記憶回路26には以下の
〔表〕に示すようなテーブルが記憶されている。
〔表〕において、油種Sは基準となる油種であって、
前述した(1),(2)式における定数k,k′はこの油
種Sを用いたキャリブレーションによって求められてい
る。XA〜XDは、第1の測定手段による油種の感度定数で
あり、Sと異なる油種A〜Dについて求めた(1)式に
おける定数kとSによるkとの比である。同数にYA〜YD
は、第2の測定手段による油種の感度定数であり、油種
A〜Dについて求めた(2)式における定数k′とSに
よるk′との比である。すなわち、先述した通り、超音
波乳化法や螢光検出法では油種の相違により測定感度が
相違するが、あらかじめ各油種ごとに(1),(2)式
における定数k,k′を求めておいて、基準となる油種S
による定数k,k′に対する比を算出し、記憶しておく。
同時に、同一油種についての第1,第2の測定系における
感度比の比XA/YA〜XD/YDを、油種推定用のパラメータと
して記憶しておく。更に、例えば第2の測定系による
(2)式を用いた油分濃度Oc(F)を各油種別に補正す
べく、1/YA〜1/YDを補正係数として記憶しておく。
演算装置25では、第1および第2の演算器23および24
の出力の比を求め、その値が記憶回路26内のテーブル中
のパラメータXA/YA〜XD/YDのうち、どの値に近いかを判
定し、その判定結果により測定セル1内の試料水に含ま
れる油種を推定する。そして、その推定された油種に対
応する補正係数を用いて、例えば(2)式で算出された
油分濃度Oc(F)を補正し、その結果を表示器27に表示
する。
ここで、演算装置25および記憶回路26は、マイクロコ
ンピュータによっても構成することができる。
なお、以上の実施例では、第1および第2の測定系と
して超音波乳化法および螢光検出法を採用したが、本発
明はこれに限定されることなく、他の任意の,油種によ
って測定感度の異なる測定法を採用することができる。
また、パラメータXA/YA〜XD/YDのなかで、互いの値が
近似しており、かつ、補正係数には大きな相違があるよ
うな油種がある場合、油種を一義的に推定すると誤差が
生じる虞れがある。このような場合には、第3の測定系
を付加して、油種推定の正確を期すよう構成してもよ
い。また、第3の測定系を設けずとも、上述のような油
種のある場合は、補正演算により油分濃度が大きくなる
側の補正係数を選択するよう構成しておくことにより、
ビルジ排水等の監視等に用いる場合には安全サイドの表
示を行うことができる。
更に、以上の実施例では、光源11を1個設けてこの出
力光を第1,第2の測定系に共用する例を示したが、第1,
第2の測定系にそれぞれ最適の光源を別個に設けてもよ
く、また、測定セル1も共用せずに別個に設けて、それ
ぞれに第1もしくは第2の測定系を配設することもでき
る。
<発明の効果> 以上説明したように、本発明によれば、互いに測定法
の異なる2種類の油分濃度測定手段を設け、また、これ
ら両測定手段による油種ごとの感度比の相互の比をあら
かじめ記憶しておき、その記憶内容と、両測定手段によ
る実際の測定値の比とから、試料水に含まれている油分
の種類を推定し、その推定結果に基づいて、あらかじめ
設定されている油種別の補正係数を選択して、いずれか
の測定手段による測定値を補正するよう構成したので、
油種ごとに測定感度の相違する2種の測定法を用いて、
油種の相違による感度差のない正確な油分濃度測定値を
得ることができる。ここで、2種の測定法として、例え
ば超音波乳化法と螢光検出法等の、装置構造が簡単で保
守点検の容易な測定法を採用すると、これらの特徴を生
かし、しかも油種による感度差の少ない油分濃度計を得
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示す基本概念図、 第2図は本発明実施例の信号処理系の回路構成を示すブ
ロック図、 第3図は同じく本発明実施例の試料水サンプリング系の
配管構成を示す図である。 1……測定セル,4……振動子 5……ホーン,11……光源 12……第1の検出器,13……第2の検出器 14……第3の検出器 16,17,18……増幅器 19,20,21……サンプルホールド回路 22……タイミングコントローラ 23……第1の演算器 24……第2の演算器 25……演算装置 26……記憶回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−95245(JP,A) 特開 昭58−44348(JP,A) 特開 昭50−161296(JP,A) 実開 昭62−199663(JP,U)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試料水内の油分濃度を第1の測定法に基づ
    いて測定する第1の測定手段と、上記第1の測定法と異
    なる第2の測定法に基づいて試料水内の油分濃度を測定
    する第2の測定手段と、これら第1と第2の測定手段に
    よる油種の感度定数の比をあらかじめ油種別に記憶する
    記憶手段と、上記第1および第2の測定手段による測定
    値の比を演算する演算手段と、その演算結果と上記記憶
    手段の内容から、演算された比に最も近い感度定数の比
    を持つ油種を試料水内に含まれている油種として推定す
    る油種推定手段と、上記第1もしくは第2の測定手段に
    よる測定値を補正する油種別にあらかじめ設定された補
    正係数を記憶する補正係数記憶手段と、その補正係数記
    憶手段の内容のうち上記油種推定手段による推定結果に
    基づく補正係数を用いて、上記測定値を補正する補正演
    算手段を備えた、油分濃度計。
  2. 【請求項2】サンプリングされた試料水を収容する1個
    の測定セルを有し、この測定セル内の試料水について上
    記第1および第2の測定手段による測定を行うよう構成
    したことを特徴とする、特許請求の範囲第1項記載の油
    分濃度計。
  3. 【請求項3】上記第1および第2の測定手段のいずれか
    一方が、超音波照射による試料水の乳化前後における試
    料水の濁度変化から油分濃度を算出する測定法を採用し
    ていることを特徴とする、特許請求の範囲第1項または
    第2項記載の油分濃度計。
  4. 【請求項4】上記第1および第2の測定手段のいずれか
    一方が、試料水に励起光を照射することによって当該試
    料水内部の油分から発生する螢光の量に基づいて油分濃
    度を算出する測定法を採用していることを特徴とする、
    特許請求の範囲第1項、第2項または第3項記載の油分
    濃度計。
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