JP3160428B2 - 濃度計 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、懸濁物質の濃度、例え
ば汚泥、パルプ、その他種々の物質を含む被測定流体や
種々の溶解物質の濃度を測定する濃度計に係り、特に低
濃度から高濃度までの広い濃度測定範囲にわたって懸濁
物質等の濃度を確実に測定可能とする測定機能を備えた
濃度計に関するものである。
ば汚泥、パルプ、その他種々の物質を含む被測定流体や
種々の溶解物質の濃度を測定する濃度計に係り、特に低
濃度から高濃度までの広い濃度測定範囲にわたって懸濁
物質等の濃度を確実に測定可能とする測定機能を備えた
濃度計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、被測定流体の濃度を測定する
場合、図９に示すような超音波濃度計が用いられてい
る。この濃度計は、配管１の管壁に被測定流体と接触す
るように、超音波送信器２および超音波受信器３が対向
配置され、そのうち超音波送信器２側には超音波発振器
４が設けられ、一方超音波受信器３側には超音波減衰率
測定回路５が接続されている。
場合、図９に示すような超音波濃度計が用いられてい
る。この濃度計は、配管１の管壁に被測定流体と接触す
るように、超音波送信器２および超音波受信器３が対向
配置され、そのうち超音波送信器２側には超音波発振器
４が設けられ、一方超音波受信器３側には超音波減衰率
測定回路５が接続されている。
【０００３】このような構成の濃度計においては、超音
波発振器４から超音波送信器２に超音波信号を入力する
と、この超音波送信器２から超音波が放射され、配管１
内の流体中を伝播して超音波受信器３によって受信され
る。この時、超音波の受信強度は、懸濁物質の濃度に応
じて減衰する。
波発振器４から超音波送信器２に超音波信号を入力する
と、この超音波送信器２から超音波が放射され、配管１
内の流体中を伝播して超音波受信器３によって受信され
る。この時、超音波の受信強度は、懸濁物質の濃度に応
じて減衰する。
【０００４】そこで、超音波受信器３は、その減衰され
た超音波の受信強度に応じた電気信号に変換して超音波
減衰率測定回路５に導入すると、この測定回路５では、
あらかじめ懸濁物質の濃度と懸濁物質の濃度に応じた超
音波の減衰率との関係を表わす検量線が設定されている
ので、入力される超音波の受信強度、すなわち減衰率に
基づいて上記検量線から濃度を測定することができる。
た超音波の受信強度に応じた電気信号に変換して超音波
減衰率測定回路５に導入すると、この測定回路５では、
あらかじめ懸濁物質の濃度と懸濁物質の濃度に応じた超
音波の減衰率との関係を表わす検量線が設定されている
ので、入力される超音波の受信強度、すなわち減衰率に
基づいて上記検量線から濃度を測定することができる。
【０００５】しかしながら、以上のような濃度計は、超
音波の送受信器２，３が配管１内の液体に接触している
ので、その接触面の懸濁物質が付着して測定誤差の要因
となり、定期的に洗浄する必要がある。特に、下水汚泥
等の場合には、懸濁物質が付着し易い。
音波の送受信器２，３が配管１内の液体に接触している
ので、その接触面の懸濁物質が付着して測定誤差の要因
となり、定期的に洗浄する必要がある。特に、下水汚泥
等の場合には、懸濁物質が付着し易い。
【０００６】これに対して、超音波送受信器２、３を配
管１の外側に取り付けることがあるが、この場合、配管
１における取り付け部分の肉厚を薄くしなければなら
ず、強度および耐久性等の問題が出てくる。また、配管
１の振動の影響をうけ易く、誤差の要因となる。しか
も、超音波は液体中と比較して、気体中では減衰率が非
常に大きくなる。このため、流体中に気泡が混入してい
ると、超音波の減衰が懸濁物質による減衰よりも格段に
大きくなる。その結果、測定不可能となったり、見掛け
上の濃度よりも高濃度な測定結果が出てしまい、測定精
度が問題となる。
管１の外側に取り付けることがあるが、この場合、配管
１における取り付け部分の肉厚を薄くしなければなら
ず、強度および耐久性等の問題が出てくる。また、配管
１の振動の影響をうけ易く、誤差の要因となる。しか
も、超音波は液体中と比較して、気体中では減衰率が非
常に大きくなる。このため、流体中に気泡が混入してい
ると、超音波の減衰が懸濁物質による減衰よりも格段に
大きくなる。その結果、測定不可能となったり、見掛け
上の濃度よりも高濃度な測定結果が出てしまい、測定精
度が問題となる。
【０００７】そこで、以上のような不具合を解消するた
めに、所定のサンプリング周期毎に被測定流体を加圧消
泡室に取り込んだ後、圧力を加えて気泡を溶解させた
後、被測定流体の濃度を測定する消泡式濃度計が用いら
れるようになった。
めに、所定のサンプリング周期毎に被測定流体を加圧消
泡室に取り込んだ後、圧力を加えて気泡を溶解させた
後、被測定流体の濃度を測定する消泡式濃度計が用いら
れるようになった。
【０００８】しかしながら、この消泡式濃度計は、所定
のサンプリング周期毎に被測定流体をサンプリングする
方式であるので、連続的に濃度を測定できないこと、被
測定流体をサンプリングしたり、所定の圧力を加える必
要から、機械的な可動機構が必要となり、信頼性の面で
問題がある。
のサンプリング周期毎に被測定流体をサンプリングする
方式であるので、連続的に濃度を測定できないこと、被
測定流体をサンプリングしたり、所定の圧力を加える必
要から、機械的な可動機構が必要となり、信頼性の面で
問題がある。
【０００９】さらに、超音波を用いた濃度計全般につい
て言えることは、懸濁物質による超音波の分散減衰を利
用しているので、被測定流体中に溶解している物質の濃
度測定には適用できない。
て言えることは、懸濁物質による超音波の分散減衰を利
用しているので、被測定流体中に溶解している物質の濃
度測定には適用できない。
【００１０】そこで、近年では、懸濁物質の付着による
洗浄の問題がなく、被測定流体中に溶解する物質でも測
定可能であり、かつ連続的に濃度を測定可能とするため
に、マイクロ波を用いて濃度を測定する濃度計が考えら
れてきている。
洗浄の問題がなく、被測定流体中に溶解する物質でも測
定可能であり、かつ連続的に濃度を測定可能とするため
に、マイクロ波を用いて濃度を測定する濃度計が考えら
れてきている。
【００１１】このマイクロ波を用いた濃度計は、図１０
に示すように、流体の流通する配管１に、マイクロ波送
信アンテナ１１とマイクロ波受信アンテナ１２とが対向
配置され、マイクロ波発振器１３から発射されたマイク
ロ波が、パワースプリッタ１４−送信アンテナ１１−管
内流体−受信アンテナ１２を通って位相差測定回路１５
に導入される第１の経路と、同じくマイクロ波がパワー
スプリッタ１４を通って位相差測定回路１５に導入され
る第２の経路とを形成し、第１の経路からのマイクロ波
の第２の経路からのマイクロ波に対する位相遅れから位
相差を求める構成となっている。
に示すように、流体の流通する配管１に、マイクロ波送
信アンテナ１１とマイクロ波受信アンテナ１２とが対向
配置され、マイクロ波発振器１３から発射されたマイク
ロ波が、パワースプリッタ１４−送信アンテナ１１−管
内流体−受信アンテナ１２を通って位相差測定回路１５
に導入される第１の経路と、同じくマイクロ波がパワー
スプリッタ１４を通って位相差測定回路１５に導入され
る第２の経路とを形成し、第１の経路からのマイクロ波
の第２の経路からのマイクロ波に対する位相遅れから位
相差を求める構成となっている。
【００１２】すなわち、この濃度計は、マイクロ波発振
器１３からパワースプリッタ１４を経由して直接受信す
るマイクロ波に対する配管内の被測定流体を伝播してく
るマイクロ波の位相遅れθ2 と、管内に基準流体、例え
ば水道水を充填し、被測定流体の場合と同じ条件で測定
した時のマイクロ波の位相遅れθ1 とを比較し、その位
相差Δθ＝（θ2 −θ1 ）から検量線を用いて濃度を測
定するものである。
器１３からパワースプリッタ１４を経由して直接受信す
るマイクロ波に対する配管内の被測定流体を伝播してく
るマイクロ波の位相遅れθ2 と、管内に基準流体、例え
ば水道水を充填し、被測定流体の場合と同じ条件で測定
した時のマイクロ波の位相遅れθ1 とを比較し、その位
相差Δθ＝（θ2 −θ1 ）から検量線を用いて濃度を測
定するものである。
【００１３】すなわち、濃度Ｘ＝ａΔθ＋ｂの演算を行
なって濃度を求めるものである。ａ：検量線の傾き、
ｂ：検量線の切片従って、以上のような濃度計は、アン
テナに被測定流体を接触させる必要がなく、また被測定
流体の気泡に影響されずに伝播して被測定流体の濃度を
測定できることから、洗浄の必要性がなく、連続的に濃
度を測定できる。
なって濃度を求めるものである。ａ：検量線の傾き、
ｂ：検量線の切片従って、以上のような濃度計は、アン
テナに被測定流体を接触させる必要がなく、また被測定
流体の気泡に影響されずに伝播して被測定流体の濃度を
測定できることから、洗浄の必要性がなく、連続的に濃
度を測定できる。
【００１４】しかしながら、この濃度計は、被測定流体
の濃度状態に応じて変化するマイクロ波の位相遅れを検
出することにあるので、例えば図１１に示すように、マ
イクロ波発振器１３のマイクロ波（イ）に対し、例えば
水道水等の基準流体の場合には、位相遅れθ1 を持った
マイクロ波（ロ）を受信することになり、さらに被測定
流体の場合には、その濃度状態によってその位相遅れθ
2 が大きく変化するマイクロ波（ハ）を受信することに
なる。その結果、次のような問題が生ずる。
の濃度状態に応じて変化するマイクロ波の位相遅れを検
出することにあるので、例えば図１１に示すように、マ
イクロ波発振器１３のマイクロ波（イ）に対し、例えば
水道水等の基準流体の場合には、位相遅れθ1 を持った
マイクロ波（ロ）を受信することになり、さらに被測定
流体の場合には、その濃度状態によってその位相遅れθ
2 が大きく変化するマイクロ波（ハ）を受信することに
なる。その結果、次のような問題が生ずる。
【００１５】すなわち、被測定流体が高濃度の場合に
は、位相遅れθ2 が３６０°を越えて１回転目（便宜
上、０°≦θ2 ≦３６０°を０回転目、 ３６０°＜θ
2 ≦７２０°を１回転目、 ７２０°＜θ2 ≦１０８０
°を２回転目、すなわち（ｎ−１）×３６０°＜θ2 ≦
ｎ×３６０°を（ｎ−１）回転目と呼ぶことにし、θ1
は０回転目にあるとする。ここで、ｎ＝−１，０または
１，２，３，……の整数）の角度になってしまうことが
あるが、この時図１２に示すように、位相差測定回路１
５では、測定される位相遅れθ2 が、みかけ上の位相遅
れが１回転目の角度θ2 ′（θ2 ′＝θ2 −（ｎ−１）
×３６０° θ2 ′は位相測定回路１５で測定されるみ
かけ上の位相遅れ）となり、みかけ上低濃度であるよう
な測定結果となり、高濃度の正確な測定が不可能とな
る。
は、位相遅れθ2 が３６０°を越えて１回転目（便宜
上、０°≦θ2 ≦３６０°を０回転目、 ３６０°＜θ
2 ≦７２０°を１回転目、 ７２０°＜θ2 ≦１０８０
°を２回転目、すなわち（ｎ−１）×３６０°＜θ2 ≦
ｎ×３６０°を（ｎ−１）回転目と呼ぶことにし、θ1
は０回転目にあるとする。ここで、ｎ＝−１，０または
１，２，３，……の整数）の角度になってしまうことが
あるが、この時図１２に示すように、位相差測定回路１
５では、測定される位相遅れθ2 が、みかけ上の位相遅
れが１回転目の角度θ2 ′（θ2 ′＝θ2 −（ｎ−１）
×３６０° θ2 ′は位相測定回路１５で測定されるみ
かけ上の位相遅れ）となり、みかけ上低濃度であるよう
な測定結果となり、高濃度の正確な測定が不可能とな
る。
【００１６】また、高濃度で大口径になれば、θ2 は７
２０°を越えて２回転目（便宜上、０°≦θ2 ≦３６０
°を０回転目、 ３６０°＜θ2 ≦７２０°を１回転
目、７２０°＜θ2 ≦１０８０°を２回転目、すなわち
（ｎ−１）×３６０°＜θ2≦ｎ×３６０°を（ｎ−
１）回転目と呼ぶことにする）の角度になる可能性もあ
る。
２０°を越えて２回転目（便宜上、０°≦θ2 ≦３６０
°を０回転目、 ３６０°＜θ2 ≦７２０°を１回転
目、７２０°＜θ2 ≦１０８０°を２回転目、すなわち
（ｎ−１）×３６０°＜θ2≦ｎ×３６０°を（ｎ−
１）回転目と呼ぶことにする）の角度になる可能性もあ
る。
【００１７】さらに、配管１が大口径になると、その口
径の大きさに応じてマイクロ波の伝播経路が長くなるの
で、位相遅れθ2 が大きくなり、前記と同様な問題が生
じる。
径の大きさに応じてマイクロ波の伝播経路が長くなるの
で、位相遅れθ2 が大きくなり、前記と同様な問題が生
じる。
【００１８】さらにまた、図１３に示すように、ある時
点での位相遅れθ1 が０°に近い値で、これをゼロ点デ
ータθ1 として測定を行なっていて、次にゼロ点をチェ
ックするべく水道水を測定した時、水温変化等に起因し
て、ゼロ点位相遅れθ1 がドリフトして０°以下にな
り、０回転目から−１回転目の位相角度に入って、みか
け上３６０°に近い大きな角度θ1 ′となり、あたかも
みかけ上ゼロ点がプラス側に大きくドリフトしたことに
なってしまうという不都合が生じる。
点での位相遅れθ1 が０°に近い値で、これをゼロ点デ
ータθ1 として測定を行なっていて、次にゼロ点をチェ
ックするべく水道水を測定した時、水温変化等に起因し
て、ゼロ点位相遅れθ1 がドリフトして０°以下にな
り、０回転目から−１回転目の位相角度に入って、みか
け上３６０°に近い大きな角度θ1 ′となり、あたかも
みかけ上ゼロ点がプラス側に大きくドリフトしたことに
なってしまうという不都合が生じる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
濃度計においては、懸濁物質の付着や流体中の気泡の影
響を受けてしまう、また流体中に溶解している物質の測
定が行なえない、さらに高濃度を含む広範囲の濃度測定
の他、大口径の場合には確実に濃度測定を行なえないと
いう問題があった。
濃度計においては、懸濁物質の付着や流体中の気泡の影
響を受けてしまう、また流体中に溶解している物質の測
定が行なえない、さらに高濃度を含む広範囲の濃度測定
の他、大口径の場合には確実に濃度測定を行なえないと
いう問題があった。
【００２０】本発明の目的は、懸濁物質の付着や流体中
の気泡の影響を受けずに濃度測定が可能であり、かつ流
体中に溶解している物質でも測定可能とし、さらに高濃
度を含む広範囲の濃度測定の他、大口径の場合でも確実
に濃度測定を行なうことが可能な極めて信頼性の高い濃
度計を提供することにある。
の気泡の影響を受けずに濃度測定が可能であり、かつ流
体中に溶解している物質でも測定可能とし、さらに高濃
度を含む広範囲の濃度測定の他、大口径の場合でも確実
に濃度測定を行なうことが可能な極めて信頼性の高い濃
度計を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、検出部容器を含む検出管体にマイクロ波送信器お
よびマイクロ波受信器を対向配置すると共に、マイクロ
波送信器から検出部管体内の被測定流体を通ってマイク
ロ波受信器にて受信されるマイクロ波の位相遅れθ2
と、検出部管体内の基準流体を通ってマイクロ波受信器
にて受信されるマイクロ波の位相遅れθ1 とを用いて、
位相差測定手段により位相差Δθ＝θ2 −θ1 を求め、
当該位相差Δθから被測定流体の濃度を測定するように
した濃度計において、まず、請求項１に対応する発明で
は、θ2 の時間微分値ｄθ2 ／ｄｔが正で３６０°を越
えて位相遅れが１回転目以上になり、みかけ上の位相遅
れがθ2 ′（０°≦θ2 ′≦３６０°）となった場合に
は、θ2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６０°（ｎ：０または１以上
の整数）の処理を行ない、またｎ回転目にあるみかけ上
の位相遅れθ2 ′の時間微分値がｄθ2 ′／ｄｔが負で
０°以下となった場合には、θ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−１）
×３６０°の処理を行なって真の位相遅れθ2 を求める
演算手段を備え、演算手段により求められた真の位相遅
れθ2 を用いて被測定流体の濃度を演算するようにして
いる。
めに、検出部容器を含む検出管体にマイクロ波送信器お
よびマイクロ波受信器を対向配置すると共に、マイクロ
波送信器から検出部管体内の被測定流体を通ってマイク
ロ波受信器にて受信されるマイクロ波の位相遅れθ2
と、検出部管体内の基準流体を通ってマイクロ波受信器
にて受信されるマイクロ波の位相遅れθ1 とを用いて、
位相差測定手段により位相差Δθ＝θ2 −θ1 を求め、
当該位相差Δθから被測定流体の濃度を測定するように
した濃度計において、まず、請求項１に対応する発明で
は、θ2 の時間微分値ｄθ2 ／ｄｔが正で３６０°を越
えて位相遅れが１回転目以上になり、みかけ上の位相遅
れがθ2 ′（０°≦θ2 ′≦３６０°）となった場合に
は、θ2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６０°（ｎ：０または１以上
の整数）の処理を行ない、またｎ回転目にあるみかけ上
の位相遅れθ2 ′の時間微分値がｄθ2 ′／ｄｔが負で
０°以下となった場合には、θ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−１）
×３６０°の処理を行なって真の位相遅れθ2 を求める
演算手段を備え、演算手段により求められた真の位相遅
れθ2 を用いて被測定流体の濃度を演算するようにして
いる。
【００２２】また、請求項２に対応する発明では、上記
請求項１に記載の濃度計において、電源再通電時の回転
数動作モードの選択、および回転数ｎの値を設定する条
件設定手段を付加して成る。
請求項１に記載の濃度計において、電源再通電時の回転
数動作モードの選択、および回転数ｎの値を設定する条
件設定手段を付加して成る。
【００２３】一方、請求項３に対応する発明では、位相
遅れθ2 の測定を連続的でなくある短時間の周期で行な
い、ある時点でのみかけ上の位相遅れθ2 ′とその次の
時点でのみかけ上の位相遅れθ2 ′とを、あらかじめ設
定された３６０°に近い位相角度の上範囲および０°に
近い位相角度の下範囲と比較して回転数ｎを求め、θ2
＝θ2 ′＋ｎ×３６０°の処理を行なって真の位相遅れ
θ2 を求める演算手段を備え、演算手段により求められ
た真の位相遅れθ2 を用いて被測定流体の濃度を演算す
るようにしている。
遅れθ2 の測定を連続的でなくある短時間の周期で行な
い、ある時点でのみかけ上の位相遅れθ2 ′とその次の
時点でのみかけ上の位相遅れθ2 ′とを、あらかじめ設
定された３６０°に近い位相角度の上範囲および０°に
近い位相角度の下範囲と比較して回転数ｎを求め、θ2
＝θ2 ′＋ｎ×３６０°の処理を行なって真の位相遅れ
θ2 を求める演算手段を備え、演算手段により求められ
た真の位相遅れθ2 を用いて被測定流体の濃度を演算す
るようにしている。
【００２４】また、請求項４に対応する発明では、上記
請求項３に記載の濃度計において、測定対象として起こ
り得ないような高濃度値Ｘmax とゼロ点がドリフトして
も起こり得ないようなマイナス濃度値Ｘmin を設定する
条件設定手段を付加し、電源再通電時に、電源オフ前に
ホールドされていた回転数ｎの値を高濃度値Ｘmax およ
びマイナス濃度値Ｘmin と比較して新たな回転数ｎを求
め、当該回転数ｎを用いて被測定流体の濃度を演算する
ようにしている。
請求項３に記載の濃度計において、測定対象として起こ
り得ないような高濃度値Ｘmax とゼロ点がドリフトして
も起こり得ないようなマイナス濃度値Ｘmin を設定する
条件設定手段を付加し、電源再通電時に、電源オフ前に
ホールドされていた回転数ｎの値を高濃度値Ｘmax およ
びマイナス濃度値Ｘmin と比較して新たな回転数ｎを求
め、当該回転数ｎを用いて被測定流体の濃度を演算する
ようにしている。
【００２５】
【作用】従って、まず、請求項１および請求項２に対応
する発明の濃度計においては、θ2 の時間微分値ｄθ2
／ｄｔが正で３６０°を越えて位相遅れが１回転目以上
になり、みかけ上の位相遅れがθ2 ′（０°≦θ2 ′≦
３６０°）となった場合には、θ2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６
０°（ｎ：０または１以上の整数）の処理を行ない、ま
たｎ回転目にあるみかけ上の位相遅れθ2 ′の時間微分
値がｄθ2 ′／ｄｔが負で０°以下となった場合には、
θ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−１）×３６０°の処理を行なって
真の位相遅れθ2 を求め、この真の位相遅れθ2 を用い
て被測定流体の濃度を演算することにより、位相遅れが
３６０°を越えて１回転目以上になっても、その真の値
が求められるため、高濃度被測定流体の濃度を測定で
き、かつ大口径の検出部管体でも確実に濃度を測定する
ことができる。
する発明の濃度計においては、θ2 の時間微分値ｄθ2
／ｄｔが正で３６０°を越えて位相遅れが１回転目以上
になり、みかけ上の位相遅れがθ2 ′（０°≦θ2 ′≦
３６０°）となった場合には、θ2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６
０°（ｎ：０または１以上の整数）の処理を行ない、ま
たｎ回転目にあるみかけ上の位相遅れθ2 ′の時間微分
値がｄθ2 ′／ｄｔが負で０°以下となった場合には、
θ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−１）×３６０°の処理を行なって
真の位相遅れθ2 を求め、この真の位相遅れθ2 を用い
て被測定流体の濃度を演算することにより、位相遅れが
３６０°を越えて１回転目以上になっても、その真の値
が求められるため、高濃度被測定流体の濃度を測定で
き、かつ大口径の検出部管体でも確実に濃度を測定する
ことができる。
【００２６】また、一度電源オフ（停電も含む）の後、
再度通電した時（停電復帰時も含む）には、位相遅れθ
2 は(1)電源オフ前のｎ回転目であるとしてか、(2)最初
の０回転目であるとして、測定を再開するか動作モード
で選べるようにしておき、あらかじめ(1)か(2)かに動作
モードを設定できるようにしておく。そして、他の濃度
測定方法（乾燥重量法等によるオフライン測定）による
測定結果や、この濃度計が設置されているプラントの運
転状況から判断して、真の位相遅れθ2 としてのｎ回転
目のｎの値を手動設定することができる。
再度通電した時（停電復帰時も含む）には、位相遅れθ
2 は(1)電源オフ前のｎ回転目であるとしてか、(2)最初
の０回転目であるとして、測定を再開するか動作モード
で選べるようにしておき、あらかじめ(1)か(2)かに動作
モードを設定できるようにしておく。そして、他の濃度
測定方法（乾燥重量法等によるオフライン測定）による
測定結果や、この濃度計が設置されているプラントの運
転状況から判断して、真の位相遅れθ2 としてのｎ回転
目のｎの値を手動設定することができる。
【００２７】一方、請求項３および請求項４に対応する
発明の濃度計においては、位相遅れθ2 の測定を連続的
でなくある短時間の周期で行ない、ある時点でのみかけ
上の位相遅れθ2 ′とその次の時点でのみかけ上の位相
遅れθ2 ′とを、あらかじめ設定された３６０°に近い
位相角度の上範囲および０°に近い位相角度の下範囲と
比較して回転数ｎを求め、θ2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６０°
の処理を行なって真の位相遅れθ2 を求め、この真の位
相遅れθ2 を用いて被測定流体の濃度を演算することに
より、位相遅れが３６０°を越えて１回転目以上になっ
ても、その真の値が求められるため、高濃度被測定流体
の濃度を測定でき、かつ大口径の検出部管体でも確実に
濃度を測定することができる。
発明の濃度計においては、位相遅れθ2 の測定を連続的
でなくある短時間の周期で行ない、ある時点でのみかけ
上の位相遅れθ2 ′とその次の時点でのみかけ上の位相
遅れθ2 ′とを、あらかじめ設定された３６０°に近い
位相角度の上範囲および０°に近い位相角度の下範囲と
比較して回転数ｎを求め、θ2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６０°
の処理を行なって真の位相遅れθ2 を求め、この真の位
相遅れθ2 を用いて被測定流体の濃度を演算することに
より、位相遅れが３６０°を越えて１回転目以上になっ
ても、その真の値が求められるため、高濃度被測定流体
の濃度を測定でき、かつ大口径の検出部管体でも確実に
濃度を測定することができる。
【００２８】また、測定対象として起こり得ないような
高濃度値Ｘmax とゼロ点がドリフトしても起こり得ない
ようなマイナス濃度値Ｘmin を設定できるようにしてお
く。そして、電源再通電時（停電復帰時も含む）には、
電源オフ前にホールドされていた回転数ｎの値を高濃度
値Ｘmax およびマイナス濃度値Ｘmin と比較して新たな
回転数ｎを求め、この回転数ｎを用いて被測定流体の濃
度を演算することができる。
高濃度値Ｘmax とゼロ点がドリフトしても起こり得ない
ようなマイナス濃度値Ｘmin を設定できるようにしてお
く。そして、電源再通電時（停電復帰時も含む）には、
電源オフ前にホールドされていた回転数ｎの値を高濃度
値Ｘmax およびマイナス濃度値Ｘmin と比較して新たな
回転数ｎを求め、この回転数ｎを用いて被測定流体の濃
度を演算することができる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。まず、図１は、請求項１および請
求項２に係わる発明による濃度計の構成例を示す概要図
である。
して詳細に説明する。まず、図１は、請求項１および請
求項２に係わる発明による濃度計の構成例を示す概要図
である。
【００３０】図１において、本実施例の濃度計は、上流
側配管２１と下流側配管２２との間に、それぞれ仕切り
弁２３、２４を介して検出部管体２５が連通されてい
る。この検出部管体２５には、給水バルブ２６および排
水バルブ２７が設けられ、外部から水道管２８を経て送
られてくる、例えば水道水のごとき基準流体が検出部管
体２５に導入され、また検出部管体２５から排水バルブ
２７および排水管２９を通って、外部に排水可能な構成
となっている。
側配管２１と下流側配管２２との間に、それぞれ仕切り
弁２３、２４を介して検出部管体２５が連通されてい
る。この検出部管体２５には、給水バルブ２６および排
水バルブ２７が設けられ、外部から水道管２８を経て送
られてくる、例えば水道水のごとき基準流体が検出部管
体２５に導入され、また検出部管体２５から排水バルブ
２７および排水管２９を通って、外部に排水可能な構成
となっている。
【００３１】この検出部管体２５には、マイクロ波送信
アンテナ３１およびマイクロ波受信アンテナ３２が互い
に対向、かつ密着するように取り付けられ、そのうち検
出部管体２５のアンテナ取付け部分は、絶縁体、例えば
ファイバ・レジン・プラスチック（ＦＲＰ）、塩化ビニ
ル樹脂、その他の絶縁物によって形成されている。な
お、検出部管体２５全体が絶縁物の場合には、各アンテ
ナ３１，３２をそのまま取り付ければよい。
アンテナ３１およびマイクロ波受信アンテナ３２が互い
に対向、かつ密着するように取り付けられ、そのうち検
出部管体２５のアンテナ取付け部分は、絶縁体、例えば
ファイバ・レジン・プラスチック（ＦＲＰ）、塩化ビニ
ル樹脂、その他の絶縁物によって形成されている。な
お、検出部管体２５全体が絶縁物の場合には、各アンテ
ナ３１，３２をそのまま取り付ければよい。
【００３２】さらに、マイクロ波を発生するマイクロ波
発振器３３が設けられ、この発振器３３の出力側には、
パワースプリッタ３４が接続されている。このパワース
プリッタ３４の一方の出力端は、マイクロ波送信アンテ
ナ３１に接続され、他方の出力端は、位相差測定回路３
５に接続されている。従って、マイクロ波発振器３３か
ら出力されたマイクロ波信号は、パワースプリッタ３４
で分岐され、送信アンテナ３１および位相差測定回路３
５に送られる。この送信アンテナ３１は、パワースプリ
ッタ３４からのマイクロ波信号を受けて、検出部管体２
５中にマイクロ波を発射する。
発振器３３が設けられ、この発振器３３の出力側には、
パワースプリッタ３４が接続されている。このパワース
プリッタ３４の一方の出力端は、マイクロ波送信アンテ
ナ３１に接続され、他方の出力端は、位相差測定回路３
５に接続されている。従って、マイクロ波発振器３３か
ら出力されたマイクロ波信号は、パワースプリッタ３４
で分岐され、送信アンテナ３１および位相差測定回路３
５に送られる。この送信アンテナ３１は、パワースプリ
ッタ３４からのマイクロ波信号を受けて、検出部管体２
５中にマイクロ波を発射する。
【００３３】このマイクロ波は、検出部管体２５中の流
体を透過して受信アンテナ３２で受信され、位相差測定
回路３５に送られる。この位相差測定回路３５では、被
測定流体充填時のパワースプリッタ３４から直接受ける
マイクロ波信号と受信アンテナ３２から受けるマイクロ
波信号とのみかけ上の位相遅れθ2 ′と、水道水等の基
準流体充填時の同一測定条件で測定した位相遅れθ1 の
測定を行なう。
体を透過して受信アンテナ３２で受信され、位相差測定
回路３５に送られる。この位相差測定回路３５では、被
測定流体充填時のパワースプリッタ３４から直接受ける
マイクロ波信号と受信アンテナ３２から受けるマイクロ
波信号とのみかけ上の位相遅れθ2 ′と、水道水等の基
準流体充填時の同一測定条件で測定した位相遅れθ1 の
測定を行なう。
【００３４】さらに、θ1 とθ2 ′の信号は位相差補正
回路４１に送られ、位相差補正回路４１では所定のソフ
ト処理を行なって、真の位相遅れθ2 への補正を行な
い、Δθ＝θ2 −θ1 を求めて、Δθの値を信号変換回
路３７に送る。
回路４１に送られ、位相差補正回路４１では所定のソフ
ト処理を行なって、真の位相遅れθ2 への補正を行な
い、Δθ＝θ2 −θ1 を求めて、Δθの値を信号変換回
路３７に送る。
【００３５】ここで、所定のソフト処理としては、θ2
の時間微分値ｄθ2 ／ｄｔが正で３６０°を越えて位相
遅れが１回転目以上になり、みかけ上の位相遅れがθ
2 ′（０°≦θ2 ′≦３６０°）となった場合には、θ
2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６０°（ｎ：０または１以上の整
数）の処理を行ない、またｎ回転目にあるみかけ上の位
相遅れθ2 ′の時間微分値がｄθ2 ′／ｄｔが負で０°
以下となった場合には、θ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−１）×３
６０°の処理を行なって真の位相遅れθ2 を求める処理
を行なう。
の時間微分値ｄθ2 ／ｄｔが正で３６０°を越えて位相
遅れが１回転目以上になり、みかけ上の位相遅れがθ
2 ′（０°≦θ2 ′≦３６０°）となった場合には、θ
2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６０°（ｎ：０または１以上の整
数）の処理を行ない、またｎ回転目にあるみかけ上の位
相遅れθ2 ′の時間微分値がｄθ2 ′／ｄｔが負で０°
以下となった場合には、θ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−１）×３
６０°の処理を行なって真の位相遅れθ2 を求める処理
を行なう。
【００３６】信号変換回路３７では、位相差信号Δθを
受け、あらかじめ位相差と濃度との関係（図２）を定め
る検量線に基づいて濃度を求め、この濃度に対応した電
流信号に変換して出力する。
受け、あらかじめ位相差と濃度との関係（図２）を定め
る検量線に基づいて濃度を求め、この濃度に対応した電
流信号に変換して出力する。
【００３７】また、回転数（ｎ）条件設定器４２は、電
源オン時の回転数動作モードの選択（(1)１電源ＯＦＦ
前のｎ回転目であるとする。(2)最初の０回転目である
とする）、および回転数ｎの値の正しい値を手動設定す
る機能を有するものである。
源オン時の回転数動作モードの選択（(1)１電源ＯＦＦ
前のｎ回転目であるとする。(2)最初の０回転目である
とする）、および回転数ｎの値の正しい値を手動設定す
る機能を有するものである。
【００３８】次に、以上のように構成された本実施例の
濃度計の動作について説明する。先ず、検出部管体２５
に基準流体、例えば水道水を充填し、この水道水での位
相遅れθ1 を測定する。この時に、回転数ｎの値を０に
設定する。位相遅れとは、位相差測定回路３５でのマイ
クロ波送信波に対するマイクロ波受信波の位相遅れを意
味する。
濃度計の動作について説明する。先ず、検出部管体２５
に基準流体、例えば水道水を充填し、この水道水での位
相遅れθ1 を測定する。この時に、回転数ｎの値を０に
設定する。位相遅れとは、位相差測定回路３５でのマイ
クロ波送信波に対するマイクロ波受信波の位相遅れを意
味する。
【００３９】しかして、この位相遅れθ1 の測定は、懸
濁物質の流れている配管２１、２２の仕切弁２３、２４
を閉じた後、排水バルブ２７を開けて検出部管体２５内
の汚泥を排出する。その後、給水バルブ２６を開けて、
水道水を供給して検出部管体２５内を洗浄した後、排水
バルブ２７を閉じて検出部管体２５内に水道水を満ぱい
状態に充填する。
濁物質の流れている配管２１、２２の仕切弁２３、２４
を閉じた後、排水バルブ２７を開けて検出部管体２５内
の汚泥を排出する。その後、給水バルブ２６を開けて、
水道水を供給して検出部管体２５内を洗浄した後、排水
バルブ２７を閉じて検出部管体２５内に水道水を満ぱい
状態に充填する。
【００４０】この状態において、マイクロ波発振器３３
からマイクロ波信号を発信すると、このマイクロ波信号
はパワースプリッタ３４で２つに分岐され、その一方
は、送信アンテナ３１から図３（ａ）に示すように、管
体２５内の水道水を伝播して受信アンテナ３２に到達
し、さらに位相シフタ３６を通って位相差測定回路３５
に送られる。また、パワースプリッタ３４からの他方の
マイクロ波信号は、直接位相差測定回路３５に送られ
る。ここで、位相差測定回路３５は、受信アンテナ３２
からのマイクロ波信号と、パワースプリッタ２３からの
マイクロ波信号との位相遅れθ1 を求めて、この値を記
憶しておく。さらに、回転数ｎの値を０に設定する。
からマイクロ波信号を発信すると、このマイクロ波信号
はパワースプリッタ３４で２つに分岐され、その一方
は、送信アンテナ３１から図３（ａ）に示すように、管
体２５内の水道水を伝播して受信アンテナ３２に到達
し、さらに位相シフタ３６を通って位相差測定回路３５
に送られる。また、パワースプリッタ３４からの他方の
マイクロ波信号は、直接位相差測定回路３５に送られ
る。ここで、位相差測定回路３５は、受信アンテナ３２
からのマイクロ波信号と、パワースプリッタ２３からの
マイクロ波信号との位相遅れθ1 を求めて、この値を記
憶しておく。さらに、回転数ｎの値を０に設定する。
【００４１】次に、排水バルブ２７を開けて、検出部管
体２５内の水道水を排出した後、当該バルブ２７を閉
じ、引き続き、仕切弁２３，２４を開けて、懸濁物質を
含む被測定流体を流す。
体２５内の水道水を排出した後、当該バルブ２７を閉
じ、引き続き、仕切弁２３，２４を開けて、懸濁物質を
含む被測定流体を流す。
【００４２】この状態で、マイクロ波発振器３３からマ
イクロ波信号を発信する。このマイクロ波信号は、前述
と同様に、パワースプリッタ３４を介して送信アンテナ
３１と位相差測定回路３５に送られる。ここで、送信ア
ンテナ３１はマイクロ波を発射し、図３（ｂ）に示すよ
うに、検出部管体２５内の被測定流体を伝播して受信ア
ンテナ３２に到達し、その被測定流体の濃度に応じた位
相遅れを持ったマイクロ波信号を出力し、位相差測定回
路３５に送られる。
イクロ波信号を発信する。このマイクロ波信号は、前述
と同様に、パワースプリッタ３４を介して送信アンテナ
３１と位相差測定回路３５に送られる。ここで、送信ア
ンテナ３１はマイクロ波を発射し、図３（ｂ）に示すよ
うに、検出部管体２５内の被測定流体を伝播して受信ア
ンテナ３２に到達し、その被測定流体の濃度に応じた位
相遅れを持ったマイクロ波信号を出力し、位相差測定回
路３５に送られる。
【００４３】この位相差測定回路３５では、受信アンテ
ナ３２からのマイクロ波信号とパワースプリッタ３４か
らのマイクロ波信号とのみかけ上の位相遅れθ2 ′を求
めて記憶する。そして、位相差測定回路３５は、水道水
測定時および被測定流体測定時の各位相遅れθ1 ，θ
2 ′を位相差補正回路４１に送る。
ナ３２からのマイクロ波信号とパワースプリッタ３４か
らのマイクロ波信号とのみかけ上の位相遅れθ2 ′を求
めて記憶する。そして、位相差測定回路３５は、水道水
測定時および被測定流体測定時の各位相遅れθ1 ，θ
2 ′を位相差補正回路４１に送る。
【００４４】この位相差補正回路４１では、図４に示す
ような処理を行なって、真の位相遅れθ2 を求める。そ
して、位相差Δθ＝θ2 −θ1 を求める。すなわち、θ
2 の時間微分値ｄθ2 ／ｄｔが正で、θ2 が３６０°を
越えて１回転目のみかけ上の位相遅れ角度θ2 ′＝０°
〜３６０°となった時は、θ2 ＝θ2 ′＋３６０°と
し、またθ2 ′の時間微分値ｄθ2 ′／ｄｔが正で、θ
2 ′が３６０°を越えて２回転目のみかけ上の位相遅れ
角度θ2 ′＝０°〜３６０°となった時は、θ2 ＝θ
2 ′＋７２０°とする。
ような処理を行なって、真の位相遅れθ2 を求める。そ
して、位相差Δθ＝θ2 −θ1 を求める。すなわち、θ
2 の時間微分値ｄθ2 ／ｄｔが正で、θ2 が３６０°を
越えて１回転目のみかけ上の位相遅れ角度θ2 ′＝０°
〜３６０°となった時は、θ2 ＝θ2 ′＋３６０°と
し、またθ2 ′の時間微分値ｄθ2 ′／ｄｔが正で、θ
2 ′が３６０°を越えて２回転目のみかけ上の位相遅れ
角度θ2 ′＝０°〜３６０°となった時は、θ2 ＝θ
2 ′＋７２０°とする。
【００４５】以下同様にして、θ2 ′の時間微分値ｄθ
2 ′／ｄｔが正でθ2 ′が３６０°を越える毎に、３６
０°ずつを加えて真の位相遅れ角度θ2 を求めていく。
つまり、一般化して書くと、ｄθ2 ／ｄｔまたはｄθ
2 ′／ｄｔが正で、θ2またはθ2 ′が３６０°を越え
てｎ回転目にθ2 が入った時は、θ2 ＝θ2 ′＋ｎ×３
６０°（ｎ＝−１，０または１，２，３…の整数）とす
る補正処理を行なう。
2 ′／ｄｔが正でθ2 ′が３６０°を越える毎に、３６
０°ずつを加えて真の位相遅れ角度θ2 を求めていく。
つまり、一般化して書くと、ｄθ2 ／ｄｔまたはｄθ
2 ′／ｄｔが正で、θ2またはθ2 ′が３６０°を越え
てｎ回転目にθ2 が入った時は、θ2 ＝θ2 ′＋ｎ×３
６０°（ｎ＝−１，０または１，２，３…の整数）とす
る補正処理を行なう。
【００４６】また、逆に、ｎ回転目にあるθ2 ′が、ｄ
θ2 ′／ｄｔが負で０°以下となり、ｎ回転目のθ2 ′
＝３６０°〜０°になった時は、θ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−
１）３６０°とする補正処理を行なう。
θ2 ′／ｄｔが負で０°以下となり、ｎ回転目のθ2 ′
＝３６０°〜０°になった時は、θ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−
１）３６０°とする補正処理を行なう。
【００４７】このようにして、求めた真の位相遅れ角度
θ2 を用いて、位相差Δθ＝θ2 −θ1 を求め、高濃度
でも、大口径でも正しい濃度測定が可能となる。なお、
θ2が何回転目にあるかは、常にメモリに入れておく。
θ2 を用いて、位相差Δθ＝θ2 −θ1 を求め、高濃度
でも、大口径でも正しい濃度測定が可能となる。なお、
θ2が何回転目にあるかは、常にメモリに入れておく。
【００４８】さらに、一度電源オフ（含む停電）の後、
再度通電した時は、θ2 は(1)電源オフ前のｎ回転目で
あるとしてか、(2)最初の０回転目であるとして、測定
を再開するか動作モードで選べるようにしておき、あら
かじめ(1)か(2)に動作モードを設定できるようにしてお
く。そして、他の濃度測定方法（乾燥重量法等によるオ
フライン測定）による測定結果や、この濃度計が設置さ
れているプラントの運転状況から判断して、真の位相遅
れ角度θ2 としてのｎ回転目のｎの値を手動設定できる
ようにしておく。
再度通電した時は、θ2 は(1)電源オフ前のｎ回転目で
あるとしてか、(2)最初の０回転目であるとして、測定
を再開するか動作モードで選べるようにしておき、あら
かじめ(1)か(2)に動作モードを設定できるようにしてお
く。そして、他の濃度測定方法（乾燥重量法等によるオ
フライン測定）による測定結果や、この濃度計が設置さ
れているプラントの運転状況から判断して、真の位相遅
れ角度θ2 としてのｎ回転目のｎの値を手動設定できる
ようにしておく。
【００４９】次に、以上のようにして測定された位相差
Δθは、信号変換回路３７に送られる。この信号変換回
路３７は、位相差Δθを受けると図２に示すような位相
差Δθと濃度との関係から、被測定流体の濃度を求める
ことができ、この濃度に応じた電流信号を出力する。例
えば、濃度測定範囲が０〜１０％であれば、それに対応
する電流信号４〜２０ｍＡが出力される。
Δθは、信号変換回路３７に送られる。この信号変換回
路３７は、位相差Δθを受けると図２に示すような位相
差Δθと濃度との関係から、被測定流体の濃度を求める
ことができ、この濃度に応じた電流信号を出力する。例
えば、濃度測定範囲が０〜１０％であれば、それに対応
する電流信号４〜２０ｍＡが出力される。
【００５０】上述したように、本実施例の濃度計におい
ては、基準流体測定時に送信側からマイクロ波を送信し
て得られるマイクロ波信号の位相遅れと被測定流体測定
時に同じ測定条件で得られるマイクロ波信号の位相遅れ
とから位相差Δθを求め、この位相差Δθから被測定流
体の濃度を求めるようにしているので、被測定流体に含
まれる懸濁物質の付着や被測定流体中の気泡の影響を受
けずに濃度を測定することができ、しかも被測定流体中
に溶解する物質であっても濃度測定が可能である。その
上、機械的な機構がないので、長期的な高い信頼性を確
保することができる。
ては、基準流体測定時に送信側からマイクロ波を送信し
て得られるマイクロ波信号の位相遅れと被測定流体測定
時に同じ測定条件で得られるマイクロ波信号の位相遅れ
とから位相差Δθを求め、この位相差Δθから被測定流
体の濃度を求めるようにしているので、被測定流体に含
まれる懸濁物質の付着や被測定流体中の気泡の影響を受
けずに濃度を測定することができ、しかも被測定流体中
に溶解する物質であっても濃度測定が可能である。その
上、機械的な機構がないので、長期的な高い信頼性を確
保することができる。
【００５１】さらに、位相遅れが３６０°を越えて、１
回転目以上になっても、その真の値を求める機能を有し
ていることにより、高濃度被測定流体の濃度を測定で
き、かつ大口径の検出部管体２５でも確実に濃度を測定
することができる。
回転目以上になっても、その真の値を求める機能を有し
ていることにより、高濃度被測定流体の濃度を測定で
き、かつ大口径の検出部管体２５でも確実に濃度を測定
することができる。
【００５２】以上により、懸濁物質の付着や被測定流体
中の気泡の影響を受けることなく、また被測定流体中に
溶解している物質であっても、正確、かつ長期間にわた
って高い信頼性を有して濃度を測定することができ、し
かも位相遅れθ2 が３６０°（−１８０°〜＋１８０°
の測定方式では＋１８０°）を越える、いわゆる高濃度
の被測定流体または大口径の検出部管体でも、正確に濃
度を測定することができる濃度計を提供できる。
中の気泡の影響を受けることなく、また被測定流体中に
溶解している物質であっても、正確、かつ長期間にわた
って高い信頼性を有して濃度を測定することができ、し
かも位相遅れθ2 が３６０°（−１８０°〜＋１８０°
の測定方式では＋１８０°）を越える、いわゆる高濃度
の被測定流体または大口径の検出部管体でも、正確に濃
度を測定することができる濃度計を提供できる。
【００５３】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図５は、請求項３および請求項４に係わる発明によ
る濃度計の構成例を示す概要図であり、図１と同一部分
には同一符号を付して示している。
る。図５は、請求項３および請求項４に係わる発明によ
る濃度計の構成例を示す概要図であり、図１と同一部分
には同一符号を付して示している。
【００５４】図５において、本実施例の濃度計は、上流
側配管２１と下流側配管２２との間に、それぞれ仕切り
弁２３、２４を介して検出部管体２５が連通されてい
る。この検出部管体２５には、給水バルブ２６および排
水バルブ２７が設けられ、外部から水道管２８を経て送
られてくる、例えば水道水のごとき基準流体が検出部管
体２５に導入され、また検出部管体２５から排水バルブ
２７および排水管２９を通って、外部に排水可能な構成
となっている。
側配管２１と下流側配管２２との間に、それぞれ仕切り
弁２３、２４を介して検出部管体２５が連通されてい
る。この検出部管体２５には、給水バルブ２６および排
水バルブ２７が設けられ、外部から水道管２８を経て送
られてくる、例えば水道水のごとき基準流体が検出部管
体２５に導入され、また検出部管体２５から排水バルブ
２７および排水管２９を通って、外部に排水可能な構成
となっている。
【００５５】この検出部管体２５には、マイクロ波送信
アンテナ３１およびマイクロ波受信アンテナ３２が互い
に対向、かつ密着するように取り付けられ、そのうち検
出部管体２５のアンテナ取付け部分は、絶縁体、例えば
ファイバ・レジン・プラスチック（ＦＲＰ）、塩化ビニ
ル樹脂、その他の絶縁物によって形成されている。な
お、検出部管体２５全体が絶縁物の場合には、各アンテ
ナ３１，３２をそのまま取り付ければよい。
アンテナ３１およびマイクロ波受信アンテナ３２が互い
に対向、かつ密着するように取り付けられ、そのうち検
出部管体２５のアンテナ取付け部分は、絶縁体、例えば
ファイバ・レジン・プラスチック（ＦＲＰ）、塩化ビニ
ル樹脂、その他の絶縁物によって形成されている。な
お、検出部管体２５全体が絶縁物の場合には、各アンテ
ナ３１，３２をそのまま取り付ければよい。
【００５６】さらに、マイクロ波を発生するマイクロ波
発振器３３が設けられ、この発振器３３の出力側には、
パワースプリッタ３４が接続されている。このパワース
プリッタ３４の一方の出力端は、マイクロ波送信アンテ
ナ３１に接続され、他方の出力端は、位相差測定回路３
５に接続されている。従って、マイクロ波発振器３３か
ら出力されたマイクロ波信号は、パワースプリッタ３４
で分岐され、送信アンテナ３１および位相差測定回路３
５に送られる。この送信アンテナ３１は、パワースプリ
ッタ３４からのマイクロ波信号を受けて、検出部管体２
５中にマイクロ波を発射する。
発振器３３が設けられ、この発振器３３の出力側には、
パワースプリッタ３４が接続されている。このパワース
プリッタ３４の一方の出力端は、マイクロ波送信アンテ
ナ３１に接続され、他方の出力端は、位相差測定回路３
５に接続されている。従って、マイクロ波発振器３３か
ら出力されたマイクロ波信号は、パワースプリッタ３４
で分岐され、送信アンテナ３１および位相差測定回路３
５に送られる。この送信アンテナ３１は、パワースプリ
ッタ３４からのマイクロ波信号を受けて、検出部管体２
５中にマイクロ波を発射する。
【００５７】このマイクロ波は、検出部管体２５中の流
体を透過して受信アンテナ３２で受信され、位相差測定
回路３５に送られる。この位相差測定回路３５では、被
測定流体充填時のパワースプリッタ３４から直接受ける
マイクロ波信号と受信アンテナ３２から受けるマイクロ
波信号とのみかけ上の位相遅れθ2 ′と、水道水等の基
準流体充填時の同一測定条件で測定した位相遅れθ1 の
測定を行なう。
体を透過して受信アンテナ３２で受信され、位相差測定
回路３５に送られる。この位相差測定回路３５では、被
測定流体充填時のパワースプリッタ３４から直接受ける
マイクロ波信号と受信アンテナ３２から受けるマイクロ
波信号とのみかけ上の位相遅れθ2 ′と、水道水等の基
準流体充填時の同一測定条件で測定した位相遅れθ1 の
測定を行なう。
【００５８】さらに、θ1 とθ2 ′の信号は位相差補正
回路５１に送られ、位相差補正回路５１では所定のソフ
ト処理を行なって、真の位相遅れθ2 への補正を行な
い、Δθ＝θ2 −θ1 を求めて、Δθの値を信号変換回
路３７に送る。
回路５１に送られ、位相差補正回路５１では所定のソフ
ト処理を行なって、真の位相遅れθ2 への補正を行な
い、Δθ＝θ2 −θ1 を求めて、Δθの値を信号変換回
路３７に送る。
【００５９】ここで、所定のソフト処理としては、位相
遅れθ2 の測定を連続的でなくある短時間の周期で行な
い、ある時点でのみかけ上の位相遅れθ2 ′とその次の
時点でのみかけ上の位相遅れθ2 ′とを、あらかじめ設
定された３６０°に近い位相角度の上範囲、および０°
に近い位相角度の下範囲と比較して回転数ｎを求め、θ
2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６０°の処理を行なって真の位相遅
れθ2 を求める処理を行なう。
遅れθ2 の測定を連続的でなくある短時間の周期で行な
い、ある時点でのみかけ上の位相遅れθ2 ′とその次の
時点でのみかけ上の位相遅れθ2 ′とを、あらかじめ設
定された３６０°に近い位相角度の上範囲、および０°
に近い位相角度の下範囲と比較して回転数ｎを求め、θ
2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６０°の処理を行なって真の位相遅
れθ2 を求める処理を行なう。
【００６０】信号変換回路３７では、位相差信号Δθを
受け、あらかじめ位相差と濃度との関係（図２）を定め
る検量線に基づいて濃度を求め、この濃度に対応した電
流信号に変換して出力する。
受け、あらかじめ位相差と濃度との関係（図２）を定め
る検量線に基づいて濃度を求め、この濃度に対応した電
流信号に変換して出力する。
【００６１】また、回転数（ｎ）条件設定器５２は、３
６０°に近い位相角度である上範囲の値と０°に近い位
相角度である下範囲の値、測定対象として起こり得ない
ような高濃度値Ｘmax とゼロ点がドリフトしても起こり
得ないようなマイナス濃度値Ｘmin 、および回転数ｎを
手動設定する機能を有するものである。
６０°に近い位相角度である上範囲の値と０°に近い位
相角度である下範囲の値、測定対象として起こり得ない
ような高濃度値Ｘmax とゼロ点がドリフトしても起こり
得ないようなマイナス濃度値Ｘmin 、および回転数ｎを
手動設定する機能を有するものである。
【００６２】次に、以上のように構成された本実施例の
濃度計の動作について説明する。先ず、検出部管体２５
に基準流体、例えば水道水を充填し、この水道水での位
相遅れθ1 を測定する。この時、回転数ｎの値を０に設
定する。位相遅れとは、位相差測定回路３５でのマイク
ロ波送信波に対するマイクロ波受信波の位相遅れを意味
する。
濃度計の動作について説明する。先ず、検出部管体２５
に基準流体、例えば水道水を充填し、この水道水での位
相遅れθ1 を測定する。この時、回転数ｎの値を０に設
定する。位相遅れとは、位相差測定回路３５でのマイク
ロ波送信波に対するマイクロ波受信波の位相遅れを意味
する。
【００６３】しかして、この位相遅れθ1 の測定は、懸
濁物質の流れている配管２１、２２の仕切弁２３、２４
を閉じた後、排水バルブ２７を開けて検出部管体２５内
の汚泥を排出する。その後、給水バルブ２６を開けて、
水道水を供給して検出部管体２５内を洗浄した後、排水
バルブ２７を閉じて検出部管体２５内に水道水を満ぱい
状態に充填する。
濁物質の流れている配管２１、２２の仕切弁２３、２４
を閉じた後、排水バルブ２７を開けて検出部管体２５内
の汚泥を排出する。その後、給水バルブ２６を開けて、
水道水を供給して検出部管体２５内を洗浄した後、排水
バルブ２７を閉じて検出部管体２５内に水道水を満ぱい
状態に充填する。
【００６４】この状態において、マイクロ波発振器３３
からマイクロ波信号を発信すると、このマイクロ波信号
はパワースプリッタ３４で２つに分岐され、その一方
は、送信アンテナ３１から図３（ａ）に示すように、管
体２５内の水道水を伝播して受信アンテナ３２に到達
し、さらに位相シフタ３６を通って位相差測定回路３５
に送られる。また、パワースプリッタ３４からの他方の
マイクロ波信号は、直接位相差測定回路３５に送られ
る。ここで、位相差測定回路３５は、受信アンテナ３２
からのマイクロ波信号と、パワースプリッタ２３からの
マイクロ波信号との位相遅れθ1 を求めて、この値を記
憶しておく。回転数ｎの値を０に設定する。
からマイクロ波信号を発信すると、このマイクロ波信号
はパワースプリッタ３４で２つに分岐され、その一方
は、送信アンテナ３１から図３（ａ）に示すように、管
体２５内の水道水を伝播して受信アンテナ３２に到達
し、さらに位相シフタ３６を通って位相差測定回路３５
に送られる。また、パワースプリッタ３４からの他方の
マイクロ波信号は、直接位相差測定回路３５に送られ
る。ここで、位相差測定回路３５は、受信アンテナ３２
からのマイクロ波信号と、パワースプリッタ２３からの
マイクロ波信号との位相遅れθ1 を求めて、この値を記
憶しておく。回転数ｎの値を０に設定する。
【００６５】次に、排水バルブ２７を開けて、検出部管
体２５内の水道水を排出した後、当該バルブ２７を閉
じ、引き続き、仕切弁２３，２４を開けて、懸濁物質を
含む被測定流体を流す。
体２５内の水道水を排出した後、当該バルブ２７を閉
じ、引き続き、仕切弁２３，２４を開けて、懸濁物質を
含む被測定流体を流す。
【００６６】この状態で、マイクロ波発振器３３からマ
イクロ波信号を発信する。このマイクロ波信号は、前述
と同様に、パワースプリッタ３４を介して送信アンテナ
３１と位相差測定回路３５に送られる。ここで、送信ア
ンテナ３１はマイクロ波を発射し、図３（ｂ）に示すよ
うに、検出部管体２５内の被測定流体を伝播して受信ア
ンテナ３２に到達し、その被測定流体の濃度に応じた位
相遅れを持ったマイクロ波信号を出力し、位相差測定回
路３５に送られる。
イクロ波信号を発信する。このマイクロ波信号は、前述
と同様に、パワースプリッタ３４を介して送信アンテナ
３１と位相差測定回路３５に送られる。ここで、送信ア
ンテナ３１はマイクロ波を発射し、図３（ｂ）に示すよ
うに、検出部管体２５内の被測定流体を伝播して受信ア
ンテナ３２に到達し、その被測定流体の濃度に応じた位
相遅れを持ったマイクロ波信号を出力し、位相差測定回
路３５に送られる。
【００６７】この位相差測定回路３５では、受信アンテ
ナ３２からのマイクロ波信号とパワースプリッタ３４か
らのマイクロ波信号とのみかけ上の位相遅れθ2 ′を求
めて記憶する。そして、位相差測定回路３５は、水道水
測定時および被測定流体測定時の各位相遅れθ1 ，θ
2 ′を位相差補正回路５１に送る。
ナ３２からのマイクロ波信号とパワースプリッタ３４か
らのマイクロ波信号とのみかけ上の位相遅れθ2 ′を求
めて記憶する。そして、位相差測定回路３５は、水道水
測定時および被測定流体測定時の各位相遅れθ1 ，θ
2 ′を位相差補正回路５１に送る。
【００６８】この位相差補正回路５１では、図６に示す
ような処理を行なって、真の位相遅れθ2 を求める。そ
して、位相差Δθ＝θ2 −θ1 を求める。すなわち、位
相遅れθ2 の測定を連続的に行なわずに、ある短時間の
周期（例えば、５秒毎）に測定を行ない、ある時点での
みかけ上の位相遅れθ2 ′とその次の時点でのみかけ上
の位相遅れθ2 ′を比較して、回転数ｎが変化したかど
うかを判定する。
ような処理を行なって、真の位相遅れθ2 を求める。そ
して、位相差Δθ＝θ2 −θ1 を求める。すなわち、位
相遅れθ2 の測定を連続的に行なわずに、ある短時間の
周期（例えば、５秒毎）に測定を行ない、ある時点での
みかけ上の位相遅れθ2 ′とその次の時点でのみかけ上
の位相遅れθ2 ′を比較して、回転数ｎが変化したかど
うかを判定する。
【００６９】この場合、位相遅れの測定値が３６０°以
上または０°以下になった時の処置として、θ2 ＝θ
2 ′＋ｎ×３６０°の処理を行なう。ただし、θ2 は濃
度演算に用いる真の位相遅れ値、θ2 ′はみかけ上の位
相遅れ値、ｎは位相遅れ角度の回転数であり、ゼロ点調
整時にｎ＝０に設定する。
上または０°以下になった時の処置として、θ2 ＝θ
2 ′＋ｎ×３６０°の処理を行なう。ただし、θ2 は濃
度演算に用いる真の位相遅れ値、θ2 ′はみかけ上の位
相遅れ値、ｎは位相遅れ角度の回転数であり、ゼロ点調
整時にｎ＝０に設定する。
【００７０】（ａ）θ2 ′が３６０°を越えて次の回転
に入ったら、ｎ＝ｎ＋１として１を加える。 （ｂ）θ2 ′が０°以下になって前の回転に入ったら、
ｎ＝ｎ−１として１を減ずる。
に入ったら、ｎ＝ｎ＋１として１を加える。 （ｂ）θ2 ′が０°以下になって前の回転に入ったら、
ｎ＝ｎ−１として１を減ずる。
【００７１】次に、その実際の手法について述べる。す
なわち、まず、図７に示すように、３６０°側に上範囲
と下範囲を設定する。
なわち、まず、図７に示すように、３６０°側に上範囲
と下範囲を設定する。
【００７２】上範囲：例えば２４０°〜３６０°に設定
可能としておくが、標準的には２６０°〜３６０°とし
ておく。 下範囲：例えば０°〜１２０°に設定可能としておく
が、標準的には０°〜１００°としておく。
可能としておくが、標準的には２６０°〜３６０°とし
ておく。 下範囲：例えば０°〜１２０°に設定可能としておく
が、標準的には０°〜１００°としておく。
【００７３】（ａ）θ2 ′がある時点で上範囲にあり、
次の時点（例えば５秒後）のθ2 ′が下範囲になった時
は（図７におけるＡ）、ｎ＝ｎ＋１とする。 （ｂ）θ2 ′がある時点で下範囲にあり、次の時点（例
えば５秒後）のθ2 ′が上範囲になった時は（図７にお
けるＢ）、ｎ＝ｎ−１とする。
次の時点（例えば５秒後）のθ2 ′が下範囲になった時
は（図７におけるＡ）、ｎ＝ｎ＋１とする。 （ｂ）θ2 ′がある時点で下範囲にあり、次の時点（例
えば５秒後）のθ2 ′が上範囲になった時は（図７にお
けるＢ）、ｎ＝ｎ−１とする。
【００７４】以上の手法は、位相遅れ測定周期として設
定した短時間（例えば５秒間）では、θ2 ′が同じ回転
（ｎが同じ）で、上範囲から下範囲へ、または下範囲か
ら上範囲へθ2 ′が大きく変化する（すなわち、大きな
濃度変化または温度変化）ことは、実際上起こらないと
いう考え方に基づいている。
定した短時間（例えば５秒間）では、θ2 ′が同じ回転
（ｎが同じ）で、上範囲から下範囲へ、または下範囲か
ら上範囲へθ2 ′が大きく変化する（すなわち、大きな
濃度変化または温度変化）ことは、実際上起こらないと
いう考え方に基づいている。
【００７５】つまり、例えば５秒間の間に、上範囲から
下範囲へ、または下範囲から上範囲へθ2 ′が変化する
のは、回転数ｎが変化したものと判定するという考え方
である。
下範囲へ、または下範囲から上範囲へθ2 ′が変化する
のは、回転数ｎが変化したものと判定するという考え方
である。
【００７６】このようにして、回転数ｎを求め、θ2 ＝
θ2 ′＋ｎ×３６０°の処理を行なって真の位相遅れθ
2 を求める。一方、一度電源オフ（停電も含む）の後、
再度通電した時は、図８に示すような処理を行なって、
真の位相遅れθ2 を求める。
θ2 ′＋ｎ×３６０°の処理を行なって真の位相遅れθ
2 を求める。一方、一度電源オフ（停電も含む）の後、
再度通電した時は、図８に示すような処理を行なって、
真の位相遅れθ2 を求める。
【００７７】すなわち、前述した手法で一つ問題となる
のは、一度電源をオフした後に再度オン（通電）した時
（停電復帰時も含む）、ｎの値の処置をどのようにする
かである。これについては、例えば次のような手法とす
る。
のは、一度電源をオフした後に再度オン（通電）した時
（停電復帰時も含む）、ｎの値の処置をどのようにする
かである。これについては、例えば次のような手法とす
る。
【００７８】（ａ）電源オフになっても、ｎの値は不揮
発性メモリにホールドしておく。 （ｂ）再度電源オン時 まず、電源オフ前のｎの値（ホールド値）を用いて濃度
演算を行なうが、 （イ）ｎ≧１で濃度演算値が、測定対象として起こり得
ないような高濃度値Ｘmax （回転数（ｎ）条件設定器５
２により、あらかじめ設定しておく）よりも大きくなっ
た時は、ｎ＝ｎ−１として再度濃度演算を行なう。例え
ば、電源オフ前ｎ＝１だったら、ｎ＝０にする。 （ロ）ｎ＜０で濃度演算値が、ゼロ点がドリフトしても
起こり得ないようなマイナス濃度値Ｘmin （回転数
（ｎ）条件設定器５２により、あらかじめ設定してお
く）よりも小さくなった時は、ｎ＝ｎ＋１として再度濃
度演算を行なう。例えば、電源オフ前ｎ＝−１だった
ら、ｎ＝０にする。
発性メモリにホールドしておく。 （ｂ）再度電源オン時 まず、電源オフ前のｎの値（ホールド値）を用いて濃度
演算を行なうが、 （イ）ｎ≧１で濃度演算値が、測定対象として起こり得
ないような高濃度値Ｘmax （回転数（ｎ）条件設定器５
２により、あらかじめ設定しておく）よりも大きくなっ
た時は、ｎ＝ｎ−１として再度濃度演算を行なう。例え
ば、電源オフ前ｎ＝１だったら、ｎ＝０にする。 （ロ）ｎ＜０で濃度演算値が、ゼロ点がドリフトしても
起こり得ないようなマイナス濃度値Ｘmin （回転数
（ｎ）条件設定器５２により、あらかじめ設定してお
く）よりも小さくなった時は、ｎ＝ｎ＋１として再度濃
度演算を行なう。例えば、電源オフ前ｎ＝−１だった
ら、ｎ＝０にする。
【００７９】なお、ｎの値が変化するとはっきりわかる
時（例えば、電源オフ前と再オン時では、濃度が大きく
変化している時等）には、回転数（ｎ）条件設定器５２
により手動でｎの値を設定できるようにしておく。
時（例えば、電源オフ前と再オン時では、濃度が大きく
変化している時等）には、回転数（ｎ）条件設定器５２
により手動でｎの値を設定できるようにしておく。
【００８０】次に、以上のようにして測定された位相差
Δθは、信号変換回路３７に送られる。この信号変換回
路３７は、位相差Δθを受けると図２に示すような位相
差Δθと濃度との関係から、被測定流体の濃度を求める
ことができ、この濃度に応じた電流信号を出力する。例
えば、濃度測定範囲が０〜１０％であれば、それに対応
する電流信号４〜２０ｍＡが出力される。
Δθは、信号変換回路３７に送られる。この信号変換回
路３７は、位相差Δθを受けると図２に示すような位相
差Δθと濃度との関係から、被測定流体の濃度を求める
ことができ、この濃度に応じた電流信号を出力する。例
えば、濃度測定範囲が０〜１０％であれば、それに対応
する電流信号４〜２０ｍＡが出力される。
【００８１】上述したように、本実施例の濃度計におい
ては、基準流体測定時に送信側からマイクロ波を送信し
て得られるマイクロ波信号の位相遅れと被測定流体測定
時に同じ測定条件で得られるマイクロ波信号の位相遅れ
とから位相差Δθを求め、この位相差Δθから被測定流
体の濃度を求めるようにしているので、被測定流体に含
まれる懸濁物質の付着や被測定流体中の気泡の影響を受
けずに濃度を測定することができ、しかも被測定流体中
に溶解する物質であっても濃度測定が可能である。その
上、機械的な機構がないので、長期的な高い信頼性を確
保することができる。
ては、基準流体測定時に送信側からマイクロ波を送信し
て得られるマイクロ波信号の位相遅れと被測定流体測定
時に同じ測定条件で得られるマイクロ波信号の位相遅れ
とから位相差Δθを求め、この位相差Δθから被測定流
体の濃度を求めるようにしているので、被測定流体に含
まれる懸濁物質の付着や被測定流体中の気泡の影響を受
けずに濃度を測定することができ、しかも被測定流体中
に溶解する物質であっても濃度測定が可能である。その
上、機械的な機構がないので、長期的な高い信頼性を確
保することができる。
【００８２】さらに、位相遅れが３６０°を越えて、１
回転目以上になっても、その真の値を求める機能を有し
ていることにより、高濃度被測定流体の濃度を測定で
き、かつ大口径の検出部管体２５でも確実に濃度を測定
することができる。
回転目以上になっても、その真の値を求める機能を有し
ていることにより、高濃度被測定流体の濃度を測定で
き、かつ大口径の検出部管体２５でも確実に濃度を測定
することができる。
【００８３】以上により、懸濁物質の付着や被測定流体
中の気泡の影響を受けることなく、また被測定流体中に
溶解している物質であっても、正確、かつ長期間にわた
って高い信頼性を有して濃度を測定することができ、し
かも位相遅れθ2 が３６０°（−１８０°〜＋１８０°
の測定方式では＋１８０°）を越える、いわゆる高濃度
の被測定流体または大口径の検出部管体でも、正確に濃
度を測定することができる濃度計を提供できる。
中の気泡の影響を受けることなく、また被測定流体中に
溶解している物質であっても、正確、かつ長期間にわた
って高い信頼性を有して濃度を測定することができ、し
かも位相遅れθ2 が３６０°（−１８０°〜＋１８０°
の測定方式では＋１８０°）を越える、いわゆる高濃度
の被測定流体または大口径の検出部管体でも、正確に濃
度を測定することができる濃度計を提供できる。
【００８４】尚、本発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく、次のようにしても同様に実施できるもので
ある。 （ａ）上記各実施例では、懸濁物質が流れている状態で
測定したが、静止状態で濃度を測定してもよく、また基
準流体として水道水を用いたが、ある既知濃度の物質を
含むものを用いてもよい。
のではなく、次のようにしても同様に実施できるもので
ある。 （ａ）上記各実施例では、懸濁物質が流れている状態で
測定したが、静止状態で濃度を測定してもよく、また基
準流体として水道水を用いたが、ある既知濃度の物質を
含むものを用いてもよい。
【００８５】さらに、検出部管体２５は、上流側配管２
１と下流側配管２２とで挟むように配置したが、例えば
被測定流体の流通配管に流体取り込み用容器を設け、あ
るいはバイパス管を設けた時、これら容器やバイパス管
に前記技術を適用するものであり、これも本発明の範囲
に含まれるものである。
１と下流側配管２２とで挟むように配置したが、例えば
被測定流体の流通配管に流体取り込み用容器を設け、あ
るいはバイパス管を設けた時、これら容器やバイパス管
に前記技術を適用するものであり、これも本発明の範囲
に含まれるものである。
【００８６】（ｂ）上記図１の実施例では、位相差の測
定は０〜３６０°測定方式で説明したが、例えば−１８
０°〜＋１８０°測定方式でも同様である。すなわち、
ｄθ2 ′／ｄｔが正で＋１８０°を越える毎にθ2 ′に
３６０°を加え、逆に、ｄθ2 ′／ｄｔが負で−１８０
°以下となる毎にθ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−１）×３６０°
の処理を行なうようにしてもよい。
定は０〜３６０°測定方式で説明したが、例えば−１８
０°〜＋１８０°測定方式でも同様である。すなわち、
ｄθ2 ′／ｄｔが正で＋１８０°を越える毎にθ2 ′に
３６０°を加え、逆に、ｄθ2 ′／ｄｔが負で−１８０
°以下となる毎にθ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−１）×３６０°
の処理を行なうようにしてもよい。
【００８７】（ｃ）上記図５の実施例では、位相差の測
定は０〜３６０°測定方式で説明したが、例えば−１８
０°〜＋１８０°測定方式でも同様である。 （ｄ）上記図５の実施例では、ゼロ点調整時にｎ＝０と
する場合で説明したが、これに限らず、例えばｎ＝１と
して、θ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−１）×３６０°の処理を行
なうようにしてもよい。
定は０〜３６０°測定方式で説明したが、例えば−１８
０°〜＋１８０°測定方式でも同様である。 （ｄ）上記図５の実施例では、ゼロ点調整時にｎ＝０と
する場合で説明したが、これに限らず、例えばｎ＝１と
して、θ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−１）×３６０°の処理を行
なうようにしてもよい。
【００８８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、検
出部容器を含む検出管体にマイクロ波送信器およびマイ
クロ波受信器を対向配置すると共に、マイクロ波送信器
から検出部管体内の被測定流体を通ってマイクロ波受信
器にて受信されるマイクロ波の位相遅れθ2 と、検出部
管体内の基準流体を通ってマイクロ波受信器にて受信さ
れるマイクロ波の位相遅れθ1 とを用いて、位相差測定
手段により位相差Δθ＝θ2 −θ1 を求め、当該位相差
Δθから被測定流体の濃度を測定するようにした濃度計
において、 θ2 の時間微分値ｄθ2 ／ｄｔが正で３６
０°を越えて位相遅れが１回転目以上になり、みかけ上
の位相遅れがθ2 ′（０°≦θ2 ′≦３６０°）となっ
た場合には、θ2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６０°（ｎ：０また
は１以上の整数）の処理を行ない、またｎ回転目にある
みかけ上の位相遅れθ2 ′の時間微分値がｄθ2 ′／ｄ
ｔが負で０°以下となった場合には、θ2 ＝θ2 ′＋
（ｎ−１）×３６０°の処理を行なって真の位相遅れθ
2 を求める演算手段を備えるか、または位相遅れθ2 の
測定を連続的でなくある短時間の周期で行ない、ある時
点でのみかけ上の位相遅れθ2 ′とその次の時点でのみ
かけ上の位相遅れθ2 ′とを、あらかじめ設定された３
６０°に近い位相角度の上範囲および０°に近い位相角
度の下範囲と比較して回転数ｎを求め、θ2 ＝θ2 ′＋
ｎ×３６０°の処理を行なって真の位相遅れθ2 を求め
る演算手段を備え、演算手段により求められた真の位相
遅れθ2 を用いて被測定流体の濃度を演算するようにし
たので、懸濁物質の付着や流体中の気泡の影響を受けず
に濃度測定が可能であり、かつ流体中に溶解している物
質でも測定可能とし、さらに高濃度を含む広範囲の濃度
測定の他、大口径の場合でも確実に濃度測定を行なうこ
とが可能な極めて信頼性の高い濃度計が提供できる。
出部容器を含む検出管体にマイクロ波送信器およびマイ
クロ波受信器を対向配置すると共に、マイクロ波送信器
から検出部管体内の被測定流体を通ってマイクロ波受信
器にて受信されるマイクロ波の位相遅れθ2 と、検出部
管体内の基準流体を通ってマイクロ波受信器にて受信さ
れるマイクロ波の位相遅れθ1 とを用いて、位相差測定
手段により位相差Δθ＝θ2 −θ1 を求め、当該位相差
Δθから被測定流体の濃度を測定するようにした濃度計
において、 θ2 の時間微分値ｄθ2 ／ｄｔが正で３６
０°を越えて位相遅れが１回転目以上になり、みかけ上
の位相遅れがθ2 ′（０°≦θ2 ′≦３６０°）となっ
た場合には、θ2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６０°（ｎ：０また
は１以上の整数）の処理を行ない、またｎ回転目にある
みかけ上の位相遅れθ2 ′の時間微分値がｄθ2 ′／ｄ
ｔが負で０°以下となった場合には、θ2 ＝θ2 ′＋
（ｎ−１）×３６０°の処理を行なって真の位相遅れθ
2 を求める演算手段を備えるか、または位相遅れθ2 の
測定を連続的でなくある短時間の周期で行ない、ある時
点でのみかけ上の位相遅れθ2 ′とその次の時点でのみ
かけ上の位相遅れθ2 ′とを、あらかじめ設定された３
６０°に近い位相角度の上範囲および０°に近い位相角
度の下範囲と比較して回転数ｎを求め、θ2 ＝θ2 ′＋
ｎ×３６０°の処理を行なって真の位相遅れθ2 を求め
る演算手段を備え、演算手段により求められた真の位相
遅れθ2 を用いて被測定流体の濃度を演算するようにし
たので、懸濁物質の付着や流体中の気泡の影響を受けず
に濃度測定が可能であり、かつ流体中に溶解している物
質でも測定可能とし、さらに高濃度を含む広範囲の濃度
測定の他、大口径の場合でも確実に濃度測定を行なうこ
とが可能な極めて信頼性の高い濃度計が提供できる。
【図１】請求項１および請求項２に係わる発明による濃
度計の一実施例を示す構成図。
度計の一実施例を示す構成図。
【図２】濃度を測定する時の検量線を示す図。
【図３】基準流体および被測定流体を用いた時のマイク
ロ波伝播を説明するための図。
ロ波伝播を説明するための図。
【図４】同実施例における真の位相遅れθ2 を求める場
合の演算処理内容の一例を示すフロー図。
合の演算処理内容の一例を示すフロー図。
【図５】請求項３および請求項４に係わる発明による濃
度計の一実施例を示す構成図。
度計の一実施例を示す構成図。
【図６】同実施例における真の位相遅れθ2 を求める場
合の演算処理内容の一例を示すフロー図。
合の演算処理内容の一例を示すフロー図。
【図７】同実施例における真の位相遅れθ2 を求める場
合の処理内容の一例をより具体的に説明するための図。
合の処理内容の一例をより具体的に説明するための図。
【図８】同実施例における電源再通電時の真の位相遅れ
θ2 を求める場合の演算処理内容の一例を示すフロー
図。
θ2 を求める場合の演算処理内容の一例を示すフロー
図。
【図９】超音波を用いた従来の濃度計を示す構成図。
【図１０】マイクロ波を用いた時の濃度計の基本構成
図。
図。
【図１１】基準流体や被測定流体の位相遅れを説明する
ための図。
ための図。
【図１２】基準流体や被測定流体の位相遅れを模式的に
示す図。
示す図。
【図１３】従来の濃度計の問題点の一つを説明するため
の図。
の図。
２５…検出部管体、３１…マイクロ波送信アンテナ、３
２…マイクロ波受信アンテナ、３３…マイクロ波発振
器、３４…パワースプリッタ、３５…位相差測定回路、
３７…信号変換回路、３８…表示部、４１…位相差補正
回路、４２…回転数（ｎ）条件設定器、５１…位相差補
正回路、５２…回転数（ｎ）条件設定器。
２…マイクロ波受信アンテナ、３３…マイクロ波発振
器、３４…パワースプリッタ、３５…位相差測定回路、
３７…信号変換回路、３８…表示部、４１…位相差補正
回路、４２…回転数（ｎ）条件設定器、５１…位相差補
正回路、５２…回転数（ｎ）条件設定器。
Claims (4)
- 【請求項１】 検出部容器を含む検出管体にマイクロ波
送信器およびマイクロ波受信器を対向配置すると共に、
前記マイクロ波送信器から前記検出部管体内の被測定流
体を通って前記マイクロ波受信器にて受信されるマイク
ロ波の位相遅れθ2 と、前記検出部管体内の基準流体を
通って前記マイクロ波受信器にて受信されるマイクロ波
の位相遅れθ1 とを用いて、位相差測定手段により位相
差Δθ＝θ2 −θ1 を求め、当該位相差Δθから前記被
測定流体の濃度を測定するようにした濃度計において、 前記θ2 の時間微分値ｄθ2 ／ｄｔが正で３６０°を越
えて位相遅れが１回転目以上になり、みかけ上の位相遅
れがθ2 ′（０°≦θ2 ′≦３６０°）となった場合に
は、θ2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６０°（ｎ：０または１以上
の整数）の処理を行ない、またｎ回転目にあるみかけ上
の位相遅れθ2 ′の時間微分値ｄθ2 ′／ｄｔが負で０
°以下となった場合には、θ2 ＝θ2 ′＋（ｎ−１）×
３６０°の処理を行なって真の位相遅れθ2 を求める演
算手段を備え、 前記演算手段により求められた真の位相遅れθ2 を用い
て前記被測定流体の濃度を演算するようにしたことを特
徴とする濃度計。 - 【請求項２】 前記請求項１に記載の濃度計において、 電源再通電時の回転数動作モードの選択、および回転数
ｎの値を設定する条件設定手段を付加して成ることを特
徴とする濃度計。 - 【請求項３】 検出部容器を含む検出管体にマイクロ波
送信器およびマイクロ波受信器を対向配置すると共に、
前記マイクロ波送信器から前記検出部管体内の被測定流
体を通って前記マイクロ波受信器にて受信されるマイク
ロ波の位相遅れθ2 と、前記検出部管体内の基準流体を
通って前記マイクロ波受信器にて受信されるマイクロ波
の位相遅れθ1 とを用いて、位相差測定手段により位相
差Δθ＝θ2 −θ1 を求め、当該位相差Δθから前記被
測定流体の濃度を測定するようにした濃度計において、 前記位相遅れθ2 の測定を連続的でなくある短時間の周
期で行ない、ある時点でのみかけ上の位相遅れθ2 ′と
その次の時点でのみかけ上の位相遅れθ2 ′とを、あら
かじめ設定された３６０°に近い位相角度の上範囲およ
び０°に近い位相角度の下範囲と比較して回転数ｎを求
め、θ2 ＝θ2 ′＋ｎ×３６０°の処理を行なって真の
位相遅れθ2 を求める演算手段を備え、 前記演算手段により求められた真の位相遅れθ2 を用い
て前記被測定流体の濃度を演算するようにしたことを特
徴とする濃度計。 - 【請求項４】 前記請求項３に記載の濃度計において、 測定対象として起こり得ないような高濃度値Ｘmax とゼ
ロ点がドリフトしても起こり得ないようなマイナス濃度
値Ｘmin を設定する条件設定手段を付加し、 電源再通電時に、電源オフ前にホールドされていた回転
数ｎの値を前記高濃度値Ｘmax およびマイナス濃度値Ｘ
min と比較して新たな回転数ｎを求め、当該回転数ｎを
用いて前記被測定流体の濃度を演算するようにしたこと
を特徴とする濃度計。
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17157693A JP3160428B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 濃度計 |
| US08/392,745 US5610527A (en) | 1993-07-12 | 1994-07-12 | Phase difference microwave densitometer and method which detects a number of phase rotations through a reference point |
| CA002144430A CA2144430C (en) | 1993-07-12 | 1994-07-12 | Phase difference measuring apparatus and method |
| PCT/JP1994/001138 WO1995002815A1 (fr) | 1993-07-12 | 1994-07-12 | Procede et dispositif de mesure des dephasages |
| CN94115984A CN1089900C (zh) | 1993-07-12 | 1994-07-12 | 相位差测定装置和方法 |
| EP94919893A EP0664447A4 (en) | 1993-07-12 | 1994-07-12 | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING LOW PHASES. |
| KR1019940016726A KR0157078B1 (ko) | 1993-07-12 | 1994-07-12 | 위상차측정장치 및 방법 |
| TW083106687A TW242174B (ja) | 1993-07-12 | 1994-07-21 | |
| NO19950903A NO316941B1 (no) | 1993-07-12 | 1995-03-09 | Fremgangsmate og innretning for maling av faseforskjell |
| FI951139A FI951139A (fi) | 1993-07-12 | 1995-03-10 | Menetelmä ja laite vaihe-eron mittaamiseksi |
| US08/753,683 US5767409A (en) | 1993-07-12 | 1996-11-27 | Phase difference measuring apparatus and method using a first and second receive signal |
| US09/026,557 US5969254A (en) | 1993-07-12 | 1998-02-20 | Phase difference measuring apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17157693A JP3160428B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 濃度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727720A JPH0727720A (ja) | 1995-01-31 |
| JP3160428B2 true JP3160428B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=15925716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17157693A Expired - Lifetime JP3160428B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 濃度計 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5610527A (ja) |
| EP (1) | EP0664447A4 (ja) |
| JP (1) | JP3160428B2 (ja) |
| KR (1) | KR0157078B1 (ja) |
| CN (1) | CN1089900C (ja) |
| CA (1) | CA2144430C (ja) |
| FI (1) | FI951139A (ja) |
| NO (1) | NO316941B1 (ja) |
| TW (1) | TW242174B (ja) |
| WO (1) | WO1995002815A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3413073B2 (ja) | 1997-09-11 | 2003-06-03 | 東芝Ｉｔコントロールシステム株式会社 | マイクロ波式濃度測定装置 |
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