JP2604742B2 - Ultrasonic solution concentration measurement device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、溶液中を伝わる超音波の速度を利用し
て、溶液濃度を測定する超音波溶液濃度測定装置に関す
る。The present invention relates to an ultrasonic solution concentration measuring device that measures the concentration of a solution using the speed of ultrasonic waves propagating in a solution.
（ロ）従来の技術 溶液濃度を測定する方法としては、屈折率法、電極
法、電磁誘導法等、種々考えられるが、比較的高濃度の
溶液を瞬時に測定できる方法としては、超音波法が適し
ている。(B) Conventional technology There are various methods for measuring the concentration of a solution, such as a refractive index method, an electrode method, and an electromagnetic induction method. Is suitable.
この超音波法は、溶液中を超音波が伝わる速度に基づ
いて、溶液濃度を決定するものである。溶液中の音速
は、溶液濃度と溶液温度との関数になるから、溶液中の
音速と温度を測定して溶液濃度を知ることができる。This ultrasonic method determines the solution concentration based on the speed at which ultrasonic waves propagate in a solution. Since the speed of sound in a solution is a function of the concentration of the solution and the temperature of the solution, the concentration of the solution can be known by measuring the speed of sound and the temperature of the solution.
上記超音波法を適用して、溶液濃度を測定する装置と
しては、例えば、本体にサーミスタ、超音波振動子及び
回路部を設けると共に、反射板を装着したものが知られ
ている。この反射板と超音波振動子間には所定の間隔ｄ
が取られており、超音波振動子より発せられ、溶液中を
伝わる超音波が、反射板で反射され、同じ（又は他の）
超音波振動子に受信されるように構成されたものが知ら
れている。As an apparatus for measuring the solution concentration by applying the above-mentioned ultrasonic method, for example, an apparatus in which a thermistor, an ultrasonic vibrator and a circuit section are provided on a main body and a reflector is mounted is known. A predetermined distance d is provided between the reflector and the ultrasonic transducer.
The ultrasonic wave emitted from the ultrasonic transducer and transmitted through the solution is reflected by the reflection plate, and the same (or another)
There is known one configured to be received by an ultrasonic transducer.
この従来の測定装置においては、サーミスタにより溶
液温度を検出すると共に、超音波振動子により超音波が
発せられてから受信されるまでの時間を計り、溶液中の
音速を検出する。そして、この温度と音速に基づいて、
溶液濃度が決定される。In this conventional measuring device, the temperature of a solution is detected by a thermistor, and the time from when an ultrasonic wave is emitted to when it is received by an ultrasonic oscillator is measured to detect the speed of sound in the solution. And, based on this temperature and sound speed,
The solution concentration is determined.
（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記従来の溶液濃度測定装置は、溶液中に長時間置か
れると、検出される音速値が変動し、測定誤差が生じる
不都合があった。例えば、所定濃度の食塩水を製造し、
この食塩水の濃度を測定し続けると、第８図（ａ）に示
すように、30時間経過後には、測定される音速が変動し
始める。この音速の変動のため、第８図（ｂ）に示すよ
うに、食塩水の濃度の測定値も変動することになる。(C) Problems to be Solved by the Invention The above-mentioned conventional solution concentration measuring apparatus has a disadvantage that if it is placed in a solution for a long time, the detected sound velocity value fluctuates, causing a measurement error. For example, manufacturing a saline solution of a predetermined concentration,
When the concentration of the saline solution is continuously measured, the measured sound speed starts to fluctuate after 30 hours as shown in FIG. 8 (a). Due to the fluctuation of the sound speed, the measured value of the concentration of the saline solution also fluctuates as shown in FIG. 8 (b).
この音速測定値の変動は、測定装置表面に気泡が付着
するためであると考えられている。この気泡の付着・消
滅により超音波の乱反射が生じ、正確な測定が行えなく
なる。It is considered that this fluctuation in the measured sound velocity is due to air bubbles adhering to the surface of the measuring device. Due to the attachment and disappearance of the bubbles, irregular reflection of ultrasonic waves occurs, and accurate measurement cannot be performed.
この気泡は、かくはんにより生じるものもあるが、自
然発生するものが大半である。ちなみに、第８図（ａ）
の場合には、測定開始時に、一旦、付着した気泡を人手
により取除いている。この気泡の付着は、測定装置の形
状等を変更することでは容易に防止できるものではなか
った。また、大きな振動を与えて気泡を取除くことは、
超音波振動子を破損するおそれがある。Some of these bubbles are generated by stirring, but most of them are naturally generated. FIG. 8 (a)
In the case of (1), air bubbles that have once adhered are manually removed at the start of measurement. The adhesion of the air bubbles cannot be easily prevented by changing the shape of the measuring device. Also, removing bubbles by giving a large vibration,
The ultrasonic vibrator may be damaged.
この発明は、上記不都合に鑑みなされたもので、付着
した気泡を超音波振動子に振動を与えることなく取除
き、長時間に亘り精度良く溶液濃度を測定することが可
能な超音波溶液濃度測定装置を提供することを目的とし
ている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described inconveniences, and an ultrasonic solution concentration measurement method capable of accurately measuring a solution concentration over a long period of time without removing attached air bubbles without giving vibration to an ultrasonic vibrator. It is intended to provide a device.
（ニ）問題点を解決するための手段 上記不都合を解決するための手段として、この発明の
超音波溶液濃度測定装置は、タンク内の溶液中に超音波
を発すると共に、この超音波を受信し、溶液中の音速を
検出する音速検出手段と、溶液の温度を検出する温度検
出手段と、前記音速検出手段及び前記温度検出手段の出
力に基づいて溶液濃度を決定する溶液濃度決定手段とを
備えてなるものにおいて、前記タンク内全体の溶液を撹
拌するかくはん器と、タンクの容量より遥に小さく且つ
タンクの側面に取付けられた前記音速検出手段と、この
音速検出手段の近傍に設けられて音速検出手段近傍の溶
液中に溶液流を発生させ、この溶液流により音速検出手
段に付着する気泡を除去すると共に、音速検出手段の大
きさに合った溶液流発生手段と、前記溶液濃度決定手段
が溶液濃度を決定する前に前記溶液流発生手段を一定時
間駆動する制御手段とを備え、前記音速検出手段が、一
端に振動面を備えた本体と、前記振動面から所定間隔を
開けて前記振動面に対向する反射面を持つ反射板と、互
いに間隔を開けて配置され前記反射板を前記本体に支持
する複数の支持棒とを有し、前記溶液流発生手段が、前
記音速検出手段の複数の支持棒間を通過するとき前記振
動面及び前記反射面に付着した気泡を前記振動面及び前
記反射面から除去する溶液流を前記本体と反射板との間
隔部分に向けて発生するように配置されてなるものであ
る。(D) Means for Solving the Problems As means for solving the above problems, the ultrasonic solution concentration measuring device of the present invention emits ultrasonic waves in the solution in the tank and receives the ultrasonic waves. A sound speed detecting means for detecting a sound speed in the solution, a temperature detecting means for detecting a temperature of the solution, and a solution concentration determining means for determining a solution concentration based on outputs of the sound speed detecting means and the temperature detecting means. An agitator for agitating the entire solution in the tank, the sound speed detecting means much smaller than the capacity of the tank and attached to the side of the tank, and a sound speed provided near the sound speed detecting means. A solution flow is generated in the solution near the detection means, the solution flow removes bubbles adhering to the sound velocity detection means, and a solution flow generation means adapted to the size of the sound velocity detection means; Control means for driving the solution flow generating means for a predetermined time before the solution concentration determining means determines the solution concentration, wherein the sound velocity detecting means comprises a main body having a vibrating surface at one end, and a predetermined distance from the vibrating surface. A reflector having a reflective surface facing the vibrating surface, and a plurality of support rods arranged at an interval from each other to support the reflector on the main body, wherein the solution flow generating means is When passing between the plurality of support rods of the sound velocity detecting means, a solution flow for removing bubbles attached to the vibrating surface and the reflecting surface from the vibrating surface and the reflecting surface is directed toward a space between the main body and the reflecting plate. It is arranged to occur.
（ホ）作用 この発明の超音波溶液濃度測定装置は、溶液濃度測定
前に、音速検出手段に付着した気泡を、溶液流を当てる
ことにより除去する。このように測定前に気泡を取除け
ば、溶液中に長時間置かれた場合でも、検出される音速
が変動することはない。例えば、前記食塩水濃度の場合
について示せば、第９図（ａ）、第９図（ｂ）のよう
に、50時間以上経過しても、検出される音速及び食塩水
濃度は安定したものとなる。また、溶液流を当てるだけ
なので、超音波振動子に振動が加わることがなく、その
破損が防止される。(E) Function The ultrasonic solution concentration measuring device of the present invention removes bubbles attached to the sound velocity detecting means by applying a solution flow before measuring the solution concentration. Thus, if the air bubbles are removed before the measurement, the detected sound speed does not change even if the sample is placed in the solution for a long time. For example, in the case of the salt solution concentration, as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the detected sound speed and the salt solution concentration are stable even after 50 hours or more. Become. Further, since only the solution flow is applied, no vibration is applied to the ultrasonic vibrator, and the ultrasonic vibrator is prevented from being damaged.
（ヘ）実施例 ＜実施例１＞ この発明の第１の実施例を、第１図乃至第５図に基づ
いて以下に説明する。(F) Embodiment <First Embodiment> A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
この実施例超音波濃度測定装置１は、超音波センサ２
とかくはん器９とから構成されている。In this embodiment, the ultrasonic concentration measuring apparatus 1 includes an ultrasonic sensor 2
It comprises a stirring device 9.
第３図は、この実施例に使用される周知の超音波セン
サ２の外観斜視図である。この超音波センサ２は、水密
構造の円柱状本体３を備えている。本体３の前端面は、
発振面3aとされ、サーミスタ（温度検出手段）４及び超
音波振動子（音速検出手段）５とが設けられている。FIG. 3 is an external perspective view of a known ultrasonic sensor 2 used in this embodiment. The ultrasonic sensor 2 includes a cylindrical body 3 having a watertight structure. The front end face of the main body 3
The oscillating surface 3a is provided with a thermistor (temperature detecting means) 4 and an ultrasonic vibrator (sound speed detecting means) 5.
本体３には、支持棒６、６、６を介して、反射板７が
装着される。この反射板７は、発振面3aの前方に所定間
隔ｄをおいて位置し、これと対向する。前記超音波振動
子５から発せられた超音波は、この反射板７の反射面7a
で反射されることにより、発振面3aと反射面7a間とを往
復する。A reflection plate 7 is attached to the main body 3 via support rods 6, 6, 6. The reflection plate 7 is located at a predetermined distance d in front of the oscillation surface 3a and faces the oscillation surface 3a. The ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transducer 5 are reflected on the reflecting surface 7a of the reflecting plate 7.
And reciprocates between the oscillation surface 3a and the reflection surface 7a.
本体３内部には、図示しない回路部（溶液濃度決定手
段）が収納されている。この回路部は、超音波振動子５
を駆動する機能、超音波振動子５の出力信号及びサーミ
スタ４の出力信号に基づいて、溶液濃度を決定する機能
を含んでいる。Inside the main body 3, a circuit unit (solution concentration determining means) not shown is housed. This circuit section includes the ultrasonic vibrator 5
, And a function of determining the solution concentration based on the output signal of the ultrasonic transducer 5 and the output signal of the thermistor 4.
なお、本体３には、タンク壁Ｗに取付けられるための
フランジ3bが設けられている。また、本体３後部3cは、
タンク外に突出し、前記回路部に接続されるリード８が
引出されている。The main body 3 is provided with a flange 3b to be attached to the tank wall W. Also, the rear part 3c of the main body 3 is
Leads 8 protruding outside the tank and connected to the circuit section are drawn out.
９は、超音波センサ２と共にタンクＴ内に併設される
かくはん器（溶液流発生手段）である（第１図参照）。
このかくはん器９は、かくはん翼11を備えている。この
かくはん翼11は、本体10内に収納されたモータ（図示せ
ず）により回転駆動される。本体10には、タンク壁Ｗに
取付けるためのフランジ10aが設けられ、また、本体10
後部よりは、電源コード12が引出されている。Reference numeral 9 denotes an agitator (solution flow generating means) provided in the tank T together with the ultrasonic sensor 2 (see FIG. 1).
This stirring device 9 includes stirring blades 11. The stirring blade 11 is driven to rotate by a motor (not shown) housed in the main body 10. The main body 10 is provided with a flange 10a for attaching to the tank wall W.
The power cord 12 is drawn out from the rear.
この超音波溶液濃度測定装置１は、測定の前に、かく
はん器９を作動させる。このかくはん器９の作動によ
り、超音波センサ２近傍の溶液中に渦流が発生し、この
渦流により、超音波センサ２に付着している気泡が除去
される。The ultrasonic solution concentration measuring device 1 operates the stirrer 9 before the measurement. By the operation of the stirrer 9, a vortex is generated in the solution near the ultrasonic sensor 2, and the vortex removes air bubbles adhering to the ultrasonic sensor 2.
かくはん器９が停止すると、測定が行われる。先ず、
超音波振動子５が駆動され、超音波が反射面7aに向かっ
て発せられる。反射面7aで反射れ、発振面3aに返ってき
た超音波は、同じ超音波振動子５で受信される。前記回
路部は、超音波振動子５が駆動されてから超音波を受信
するまで時間ｔを計測し、溶液中の音速ｖを算出する。When the stirrer 9 stops, the measurement is performed. First,
The ultrasonic transducer 5 is driven, and an ultrasonic wave is emitted toward the reflection surface 7a. The ultrasonic wave reflected by the reflection surface 7a and returned to the oscillation surface 3a is received by the same ultrasonic transducer 5. The circuit unit measures time t from when the ultrasonic transducer 5 is driven to when the ultrasonic wave is received, and calculates the sound velocity v in the solution.
同時に、サーミスタ４の出力信号により、溶液温度θ
が検出される。この音速ｖと温度θとにより、前記回路
部は溶液濃度を決定し、これを出力する。なお、食塩水
の流れにより検出される音速ｖは影響を受けないので、
気泡除去後、直ちに測定可能である。At the same time, the output signal of the thermistor 4 causes the solution temperature θ
Is detected. The circuit determines the solution concentration based on the sound velocity v and the temperature θ, and outputs the solution concentration. In addition, since the sound speed v detected by the flow of the saline is not affected,
It can be measured immediately after removing bubbles.
次に、この超音波溶液濃度測定装置１の使用例とし
て、食品製造工程において所定濃度の食塩水を自動的に
製造する場合を例に上げて説明する。Next, as an example of use of the ultrasonic solution concentration measuring device 1, a case of automatically producing a saline solution having a predetermined concentration in a food production process will be described.
第４図は、この食塩水製造に使用される食塩水製造シ
ステム13を説明する図である。タンク壁Ｗには、前述の
ように、超音波センサとかくはん器９が取付けられてい
る。FIG. 4 is a view for explaining a saline solution producing system 13 used for producing the saline solution. As described above, the ultrasonic sensor and the agitator 9 are attached to the tank wall W.
タンクＴ底部には、かくはん器14が設けられ、タンク
Ｔ内に貯溜される食塩水Ｓがかくはんされる。タンクＴ
の上部には、超音波レベルメータ15が設けられ、食塩水
Ｓのレベルが測定される。A stirring device 14 is provided at the bottom of the tank T, and the salt solution S stored in the tank T is stirred. Tank T
An ultrasonic level meter 15 is provided at the upper part of the table to measure the level of the saline solution S.
さらに、タンクＴには、ポンプ16、17、18が付設され
ている。ポンプ16は、タンクＴ内に高濃度食塩水を送る
ためのものであり、ポンプ17は、タンクＴ内に水を送る
ためのものである。一方、ポンプ18は、タンクＴ内の食
塩水Ｓを送出すためのものである。Further, pumps 16, 17, and 18 are attached to the tank T. The pump 16 is for sending high-concentration saline into the tank T, and the pump 17 is for sending water into the tank T. On the other hand, the pump 18 is for sending out the saline S in the tank T.
超音波センサ２及びレベルメータ15の出力は、図示し
ないマイクロコンピュータ（以下MPUという）に入力さ
れる。また、かくはん器14、ポンプ16、17、18は、この
MPUにより制御される。Outputs of the ultrasonic sensor 2 and the level meter 15 are input to a microcomputer (not shown) (not shown). The agitator 14, pumps 16, 17, and 18
Controlled by MPU.
次に、この食塩水製造システムの動作を、第５図を参
照しながら説明する。Next, the operation of the saline solution production system will be described with reference to FIG.
先ず、タンクＴ内に高濃度食塩水を注入するため、ポ
ンプ16が作動を開始する〔ステップ（以下STという）
１〕。高濃度食塩水注入中は、レベルメータ15により水
位が検出され、これが所定値l1に達したと判断された時
には（ST2）、ポンプ16を停止し（ST3）、高濃度食塩水
の注入を停止する。First, the pump 16 starts operating to inject the high-concentration saline solution into the tank T [Step (hereinafter referred to as ST)].
1]. The high concentration physiological saline injected in, the water level is detected by the level meter 15, which is when it is judged to have reached the predetermined value l 1 stop (ST2), the pump 16 (ST3), the injection of high concentration physiological saline Stop.
次に、かくはん器９を一定時間作動させて、超音波セ
ンサ２に付着した気泡を除去する（ST4）。さらに、超
音波センサ２により食塩水濃度が測定される（ST5）。M
PUは、この食塩水濃度より、目的の食塩水濃度を得るた
め、タンクＴ内に注入される水の量を算出し、水注入後
の水位l2を決定する。Next, the stirrer 9 is operated for a certain period of time to remove bubbles adhering to the ultrasonic sensor 2 (ST4). Further, the salt concentration is measured by the ultrasonic sensor 2 (ST5). M
PU, from the brine concentration, to obtain a saline concentration of the target, to calculate the amount of water injected into the tank T, to determine the water level l 2 after water injection.
次に、ポンプ17が作動を開始し、水がタンクＴ内に注
入される（ST6）。この間、レベルメータ15により水位
が監視されており、これが先に決定された水位l2に達し
たと判断されれば（ST7）、ポンプ17を停止し、水の注
入を終了する（ST8）。Next, the pump 17 starts operating, and water is injected into the tank T (ST6). During this time, the water level is monitored by the level meter 15, which if it is judged to have reached the level l 2 which is previously determined (ST7), to stop the pump 17 and terminates the injection of water (ST8).
続いて、かくはん器14を一定時間作動させ、食塩水Ｓ
をかくはんする（ST9）。そして、先と同様、気泡を除
去し（ST10）、食塩水Ｓの濃度を測定する（ST11）。Subsequently, the stirring device 14 is operated for a certain period of time,
Stir (ST9). Then, as before, air bubbles are removed (ST10), and the concentration of the saline solution S is measured (ST11).
次のST12では、ST11で測定された食塩水濃度が目的の
濃度であるか否かが判断される。目的の濃度とは異なる
場合には、目的の濃度にするのに必要な水（又は高濃度
食塩水）の量が算出され、水位l3が決定される。そし
て、ポンプ17（又は16）が作動を開始する（ST13）。In the next ST12, it is determined whether or not the salt solution concentration measured in ST11 is a target concentration. If different from the concentration of the target is calculated the amount of water (or high concentration physiological saline) necessary for the concentration of interest, the water level l 3 is determined. Then, the pump 17 (or 16) starts operating (ST13).
この水（又は高濃度食塩水）の再注入の間も、レベル
メータ15により水位が監視され、所定の水位l3に達した
と判断された時は（ST14）、ポンプ17（又は16）を停止
し、ST9の処理へ戻る。そして、再度、濃度測定が行わ
れる（ST9〜ST12）。Also during reinfusion of the water (or high concentration physiological saline), water level is monitored by the level meter 15, when it is determined to have reached the predetermined water level l 3 is the (ST14), a pump 17 (or 16) Stop and return to ST9. Then, the concentration measurement is performed again (ST9 to ST12).
ST12で、所定の濃度であると判断された場合には、ST
16に進み、製造された食塩水Ｓを次の工程に供給するた
め、ポンプ18が作動を開始する。この間も、レベルメー
タ15により水位が検出される。この水位が所定のl4まで
低下した時は、所定の量の食塩水が供給されたと判断さ
れ（ST17）、ポンプ18が停止する。In ST12, if it is determined that the concentration is a predetermined concentration, ST
Proceeding to 16, the pump 18 starts operating to supply the produced saline S to the next step. During this time, the water level is detected by the level meter 15. When this water level is lowered to a predetermined l 4, it is determined that the brine predetermined amount is supplied (ST17), the pump 18 is stopped.
第２図は、超音波溶液濃度測定装置１の変形例を示し
ている。FIG. 2 shows a modification of the ultrasonic solution concentration measuring device 1.
この変形超音波溶液濃度測定装置21は、かくはん器22
のみが異なる。このかくはん器22は、本体23の前端23a
にかくはん翼24が設けられており、発振面3a及び反射面
7aに平行な溶液流を発生させて気泡を除去する。なお、
23bは、取付けのためのフランジ部、25は、電源コード
である。This deformed ultrasonic solution concentration measuring device 21 includes a stirrer 22
Only differ. This agitator 22 is a front end 23a of the main body 23.
An agitating blade 24 is provided, and the oscillation surface 3a and the reflection surface
A solution flow parallel to 7a is generated to remove air bubbles. In addition,
23b is a flange portion for mounting, and 25 is a power cord.
なお、かくはん器の配置、かくはん翼の形状、数等
は、上記第１の実施例のものに限定されず、適宜設計変
更可能である。The arrangement of the agitator, the shape and the number of the agitating blades, and the like are not limited to those of the first embodiment, and the design can be changed as appropriate.
＜実施例２＞ この発明の第２の実施例を、第６図及び第７図に基づ
いて以下に説明する。<Embodiment 2> A second embodiment of the present invention will be described below with reference to Figs. 6 and 7.
この第２の実施例の超音波溶液濃度測定装置31は、上
述の超音波センサ２にポンプ（溶液流発生手段）32を備
えてなるものである。超音波センサ２は、タンク底部Tb
近傍の壁Ｗに取付けられている（第６図参照）。The ultrasonic solution concentration measuring device 31 of the second embodiment includes the above-described ultrasonic sensor 2 and a pump (solution flow generating means) 32. The ultrasonic sensor 2 has a tank bottom Tb
It is attached to a nearby wall W (see FIG. 6).
一方、ポンプ32は、吸込管33及びノズル34が接続され
ている。吸込管33は、タンクＴ内の溶液を吸込むための
ものである。ノズル34は、Ｙ字形状をしており、吸込管
33から吸入された溶液を、発振面3a及び反射面7aに向け
て噴出する。このノズル34よりの溶液流により、発振面
3a及び反射面7aに付着した気泡が除去される。溶液濃度
測定に関しては、第１の実施例と同様である。On the other hand, a suction pipe 33 and a nozzle 34 are connected to the pump 32. The suction pipe 33 is for sucking the solution in the tank T. The nozzle 34 has a Y-shape and has a suction pipe
The solution sucked from 33 is jetted toward the oscillation surface 3a and the reflection surface 7a. Due to the solution flow from the nozzle 34, the oscillation surface
Bubbles adhering to 3a and reflection surface 7a are removed. The measurement of the solution concentration is the same as in the first embodiment.
第７図は、変形に係るノズル34′を示している。 FIG. 7 shows a modified nozzle 34 '.
このノズル34′は、発振面3aと反射面7aとの間に、上
方へ向かう溶液流を生じさせて、気泡を除去するもので
ある。The nozzle 34 'removes bubbles by generating an upward solution flow between the oscillation surface 3a and the reflection surface 7a.
なお、ノズルの形状や配置等は、これに限定されるも
のではなく、適宜設計変更可能である。The shape and arrangement of the nozzles are not limited to those described above, and the design can be changed as appropriate.
また、上記第１及び第２の実施例において、超音波セ
ンサ２は反射板７を備えた円柱状のものとしているが、
これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。In the first and second embodiments, the ultrasonic sensor 2 has a columnar shape provided with the reflecting plate 7.
The present invention is not limited to this, and can be appropriately changed.
さらに、測定対象となる溶液は、食塩水に限定され
ず、アルコール、酸、糖類、油類等の各種溶液の濃度測
定に適用可能である。Further, the solution to be measured is not limited to saline, but can be applied to the measurement of the concentration of various solutions such as alcohols, acids, saccharides, and oils.
（ト）発明の効果 以上説明したように、この発明の超音波溶液濃度測定
装置は、溶液流発生手段が溶液流を音速検出手段の本体
と反射板との間隔部分に向けて発生して、振動面及び反
射面に付着した気泡を除去するようにしてあるので、気
泡の除去効率が高く、音速検出手段が溶液中に長時間お
かれる場合であっても、正確な測定を行える利点を有し
ている。また、超音波振動子を破損するおそれもない。(G) Effect of the Invention As described above, in the ultrasonic solution concentration measuring apparatus of the present invention, the solution flow generating means generates the solution flow toward the gap between the main body of the sound velocity detecting means and the reflecting plate, Since bubbles adhering to the vibrating surface and the reflecting surface are removed, there is an advantage that the efficiency of removing bubbles is high and accurate measurement can be performed even when the sound speed detecting means is placed in the solution for a long time. doing. Further, there is no possibility of damaging the ultrasonic vibrator.
更に、溶液流発生手段によって音速検出手段に付着し
た気泡を除き、溶液流発生手段を停止させ、音速検出手
段に再び気泡が付着する前に溶液濃度を測定することに
なるので、溶液濃度の測定に際しては気泡付着による影
響がない。しかも、溶液濃度を決定するときには、溶液
流発生手段が停止しているため、溶液流が停止し、濃度
を正しく決定できる。Further, the solution flow generating means removes air bubbles adhering to the sound speed detecting means, stops the solution flow generating means, and measures the solution concentration before the air bubbles adhere to the sound speed detecting means again. In this case, there is no influence due to the adhesion of bubbles. Moreover, when the solution concentration is determined, since the solution flow generating means is stopped, the solution flow is stopped, and the concentration can be determined correctly.
第１図は、この発明の第１実施例に係る超音波溶液濃度
測定装置の取付状態を説明する図、第２図は、同超音波
溶液濃度測定装置の変形を示す図、第３図は、同超音波
溶液濃度測定装置の超音波センサの外観斜視図、第４図
は、同超音波溶液濃度測定装置が適用される食塩水製造
システムを説明する図、第５図は、同食塩水製造システ
ムの動作を説明するフロー図、第６図は、この発明の第
２の実施例に係る超音波溶液濃度測定装置の取付状態を
説明する図、第７図は、同超音波溶液濃度測定装置の変
形を示す図、第８図（ａ）、第８図（ｂ）は、それぞれ
従来の超音波溶液濃度測定装置で検出された音速及び溶
液濃度の経時変化を示す図、第９図（ａ）及び第９図
（ｂ）は、それぞれ付着気泡を除去した時の同超音波溶
液濃度測定装置で検出された音速及び濃度の経時変化を
示す図である。 2:超音波センサ、4:サーミスタ、 5:超音波振動子、９・22:かくはん器、 32:ポンプ。FIG. 1 is a diagram illustrating an attached state of an ultrasonic solution concentration measuring device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a modification of the ultrasonic solution concentration measuring device, and FIG. FIG. 4 is an external perspective view of an ultrasonic sensor of the ultrasonic solution concentration measuring device, FIG. 4 is a diagram illustrating a saline solution production system to which the ultrasonic solution concentration measuring device is applied, and FIG. FIG. 6 is a flow chart for explaining the operation of the manufacturing system, FIG. 6 is a view for explaining an attached state of the ultrasonic solution concentration measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. FIGS. 8 (a) and 8 (b) are diagrams showing the deformation of the apparatus, and FIGS. 9 (b) and 9 (b) are diagrams showing changes over time in the sound velocity and the solution concentration detected by the conventional ultrasonic solution concentration measuring apparatus, respectively. a) and FIG. 9 (b) show the results obtained by removing the adhering air bubbles with the same ultrasonic solution concentration measuring device. It is a diagram showing changes with time of sound speed and density. 2: Ultrasonic sensor, 4: Thermistor, 5: Ultrasonic transducer, 9/22: Stirrer, 32: Pump.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝沢 耕一 京都市右京区花園土堂町10番地 立石電 機株式会社内 (72)発明者 中嶋 聡 京都市右京区花園土堂町10番地 立石電 機株式会社内 (72)発明者 奥原 章 野田市野田399番地 キッコーマン株式 会社内 (72)発明者 橋場 弘長 野田市野田399番地 キッコーマン株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭60−222763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−151084（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−206851（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−68254（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Takizawa 10 Tanaishi Dokacho, Ukyo-ku, Kyoto City Inside (72) Inventor Satoshi Nakajima 10 Tachimachi Hanazono-do, Ukyo-ku, Kyoto Tachiishi Electric Machine Co., Ltd. (72) Inventor Akira Okuhara 399 Noda Noda City Kikkoman Co., Ltd. (72) Inventor Hironaga Hashiba 399 Noda City Noda City Kikkoman Co., Ltd. (56) References JP-A-60-222763 (JP, A) Japanese Utility Model Application Showa 52-151084 (JP, A) Japanese Utility Model Application Showa 61-206581 (JP, U) Japanese Utility Model Application Showa 59-68254 (JP, U)
Claims (3)
に、この超音波を受信し、溶液中の音速を検出する音速
検出手段と、溶液の温度を検出する温度検出手段と、前
記音速検出手段及び前記温度検出手段の出力に基づいて
溶液濃度を決定する溶液濃度決定手段とを備えてなる超
音波溶液濃度測定装置において、 前記タンク内全体の溶液を撹拌するかくはん器と、タン
クの容量より遥に小さく且つタンクの側面に取付けられ
た前記音速検出手段と、この音速検出手段の近傍に設け
られて音速検出手段近傍の溶液中に溶液流を発生させ、
この溶液流により音速検出手段に付着する気泡を除去す
ると共に、音速検出手段の大きさに合った溶液流発生手
段と、前記溶液濃度決定手段が溶液濃度を決定する前に
前記溶液流発生手段を一定時間駆動する制御手段とを備
え、前記音速検出手段は、一端に振動面を備えた本体
と、前記振動面から所定間隔を開けて前記振動面に対向
する反射面を持つ反射板と、互いに間隔を開けて配置さ
れ前記反射板を前記本体に支持する複数の支持棒とを有
し、前記溶液流発生手段は、前記音速検出手段の複数の
支持棒間を通過するとき前記振動面及び前記反射面に付
着した気泡を前記振動面及び前記反射面から除去する溶
液流を前記本体と反射板との間隔部分に向けて発生する
ように配置されていることを特徴とする超音波溶液濃度
測定装置。An ultrasonic wave is emitted into a solution in a tank, and the ultrasonic wave is received, and the ultrasonic wave is received to detect a sound velocity in the solution; a temperature detecting means for detecting a temperature of the solution; An ultrasonic solution concentration measuring device comprising means and a solution concentration determining means for determining a solution concentration based on the output of the temperature detecting means, wherein an agitator for stirring the entire solution in the tank, and a tank capacity The sound velocity detecting means, which is much smaller and is attached to the side of the tank, and generates a solution flow in the solution near the sound velocity detecting means provided near the sound velocity detecting means;
The solution flow removes air bubbles adhering to the sound velocity detection means, and the solution flow generation means adapted to the size of the sound velocity detection means, and the solution flow generation means before the solution concentration determination means determines the solution concentration. Control means for driving for a fixed time, the sound velocity detecting means, a main body having a vibrating surface at one end, a reflecting plate having a reflecting surface facing the vibrating surface at a predetermined interval from the vibrating surface, A plurality of support rods that are arranged at intervals and support the reflector plate on the main body, wherein the solution flow generating means, when passing between the plurality of support rods of the sound velocity detection means, the vibration surface and the Ultrasonic solution concentration measurement, wherein a solution flow for removing bubbles attached to a reflecting surface from the vibrating surface and the reflecting surface is arranged so as to be generated toward a space between the main body and the reflecting plate. apparatus.
近傍に配置されるかくはん器である特許請求の範囲第１
項記載の超音波溶液濃度測定装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein said solution flow generating means is an agitator disposed near said sound velocity detecting means.
Item 7. The ultrasonic solution concentration measuring device according to Item 1.
に溶液流を噴付けるノズルを備えたポンプである特許請
求の範囲第１項記載の超音波溶液濃度測定装置。3. The ultrasonic solution concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein said solution flow generating means is a pump having a nozzle for injecting a solution flow into said sound velocity detecting means.
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| JP62085325A JP2604742B2 (en) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | Ultrasonic solution concentration measurement device |
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| JP62085325A JP2604742B2 (en) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | Ultrasonic solution concentration measurement device |
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1987
- 1987-04-07 JP JP62085325A patent/JP2604742B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| JPS63250559A (en) | 1988-10-18 |
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