JP3292112B2 - 液体濃度の測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工業用水や生活
用水等に用いられる水の溶存酸素濃度，水の硬度，水の
ｐＨ値等を測定する液体濃度の測定方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボイラ等へ供給される水は、軟水
器等により軟水化されて供給されるが、その軟水化の程
度または可否の検査は、透明容器内に収容した被測定液
に薬液を注入して攪拌し、この被測定液の色相の変化を
投光器の透過光強度により測定する比色測定方法が知ら
れている。しかしながら、この比色測定方法における被
測定液の濃度測定において、前記透明容器内を前洗浄す
る洗浄液の供給量は、洗浄液を予め設定した所定時間で
供給することにより決められている。そのため、たとえ
ば洗浄液の供給圧力が低下したときや、フィルタの詰ま
り等により所定量の洗浄液が供給されない場合がある。
洗浄液が所定量供給されないと、前記透明容器の透明度
が悪く，すなわち洗浄が充分に行なわれず、被測定液の
濃度測定に支障（誤判定）がでることがあるとともに、
前記測定した被測定液が前記透明容器を含む配管系統内
に残留し、前回の被測定液について再度測定するという
ことがある。また、洗浄液の供給圧力が高くなったとき
は、必要以上の洗浄液が供給され、洗浄液の供給が無駄
となることになり、さらには過剰供給に伴う前記フィル
タの詰まりを早めることになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記問題
点に鑑み、透明容器内を洗浄する洗浄液の供給量が必要
供給量を確保するように、その供給量を一定にすること
ができる液体濃度の測定方法を提供することを目的とす
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するためになされたものであって、透明容器内に収
容した被測定液を薬液と反応させ、この反応による被測
定液の色相の変化を検出することによって被測定液の濃
度を測定する方法であって、前記透明容器内の洗浄開始
時から当該透明容器内が所定の透明度になるまでの時間
を測定し、この測定値と予め設定した流量テーブルとに
基づいて、前記透明容器内への洗浄液の供給量を一定に
することを特徴としている。

【０００５】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて説明すると、この発明は、被測定液を収容する透
明容器と、この透明容器への薬液注入手段と、前記透明
容器内に設けた攪拌手段と、前記透明容器内における被
測定液の変色を検出する複数の検出手段と、さらに前記
透明容器内への被測定液の導入機構と前記透明容器内か
らの測定済測定液の排出機構と、前記各手段および各機
構を制御する制御器を備えた液体濃度の測定装置におい
て実現される。この発明は、前記複数の検出手段が、被
測定液の濃度測定前の前記透明容器の透明度を検出する
ようにしている。そして、さらに洗浄液が前記透明容器
に供給されるときの必要供給量の基準となる流量テーブ
ルを備えている。

【０００６】前記流量テーブルは、前記透明容器内を洗
浄する洗浄液の必要供給量を確保するために準備されて
いる。この流量テーブルは、前記透明容器の大きさ，容
量等に基づいて予め設定されるもので、つぎのような基
準データに基づいて作成されている。まず、前記透明容
器内に残留している測定済被測定液を排出し、前記透明
容器内が所定の透明度になるまでの時間を測定する。そ
して、この測定値に対応する流量を推定し、各測定時間
毎の推定流量を決定する。これにより、各測定時間毎に
おける単位時間当りの流速が分る。そして、前記透明容
器の大きさ，容量等に基づいて、さらには前記透明容器
を含む配管系統の接続状況等を考慮して設定した必要供
給量を確保するための供給時間，すなわち所要時間を決
定する。したがって、測定時間が分かると、必要供給量
を確保するための所要時間が決定することになる。すな
わち、前記流量テーブルは、測定時間から所要時間を算
出するテーブルである。

【０００７】前記測定装置は、被測定液を薬液と反応さ
せ、この反応による被測定液の変色を複数の検出手段に
よって検出し、被測定液の濃度を自動的に特定するもの
であって、前記薬液注入手段が、液体を定量吐出する液
体吐出装置であり、また前記攪拌手段が、前記透明容器
内に磁石を内蔵した攪拌子を挿入し、この攪拌子を回転
させる電磁誘動コイルを備えた攪拌装置であり、そして
前記複数の検出手段が、ＬＥＤ，フォトトランジスタ等
の複数の発光体と受光体からなる比色検出機構と、検出
した測定値を判定する機能を備えた検出装置であり、そ
して前記導入機構が、前記透明容器の下部にバルブとフ
ィルタを備えた供給ラインを接続した構成であり、さら
に前記排出機構が、前記透明容器の上部に排出ラインを
接続した構成となっている。

【０００８】前記構成の測定装置におけるこの発明の被
測定液の測定方法は、制御器からの出力信号に基づい
て、供給ラインのバルブを開き洗浄液を透明容器内に導
入する。この導入により透明容器内に残留している測定
済被測定液が排出され、発光体と受光体からなる検出手
段が、前記透明容器が所定の透明度（予め設定した透過
光強度）になったことを検出する。そして、この検出す
るまでの時間を前記制御器に備えてあるタイマが測定
し、この測定値を前記流量テーブルの該当する数値に対
応させ、前記推定流量（cc／分）を指定する。そして、
その推定流量に基づいて、洗浄液を予め設定した必要供
給量分供給できるように前記バルブを所定時間開いて、
前記透明容器内の前洗浄工程を行なう。ついで、前記透
明容器内に被測定液を所定量供給し、前記透明容器内に
収容した被測定液を攪拌しつつ所定の薬液を注入する薬
液注入工程を行ない、つぎの測定工程に移る。この測定
工程は、第一検出装置の発光体と受光体からなる第一光
源の透過光強度と、第二検出装置の発光体と受光体から
なる第二光源の透過光強度のそれぞれの測定値に基づい
て透過光強度比（変色後の透過光強度／薬液注入前の透
過光強度）を演算し、この演算値に基づいて被測定液の
濃度を測定する。この測定工程においては、前記前洗浄
工程で前記透明容器が完全に洗浄されているので、比色
測定における透過光強度の測定に支障はなく、正確に被
測定液の濃度を測定することができる。

【０００９】以上のように、この発明の測定方法によれ
ば、前洗浄工程において、洗浄液の供給量を予め設定し
た必要量供給するようにしたので、透明容器が完全に洗
浄され、液体濃度を正確に測定することができる。ま
た、洗浄液の供給量が必要供給量確保されるので、前回
測定した被測定液が残留することがなく、前回の被測定
液についての再度測定という事態も確実に防止すること
ができる。さらに、供給圧力の変動やフィルタの詰まり
等による洗浄液の流量の変化にも対応することができ
る。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。ここに説明する具体的実施例は、
薬液として液状試薬を用い、この液状試薬を透明容器内
へ吐出することにより、水の硬度を測定する硬度測定装
置について、この発明を実施した場合の実施例として説
明する。また、洗浄液として、被測定液を用いる場合の
実施例として説明する。図１は、この発明を実施した液
体濃度の測定装置（この実施例では硬度測定装置）の構
成を概略的に示す断面説明図である。

【００１１】図１において、この発明に係る硬度測定装
置は、基本的に被測定液の変色を測定する複数の透過光
強度を測定する測定手段を備えた透明容器１と、この透
明容器１内へ液状試薬を吐出する液体吐出装置２と、予
め設定した流量テーブルとタイマを内蔵した制御器（図
示省略）とにより構成されている。

【００１２】まず、被測定液を収容する透明容器１につ
いて、その概略を説明すると、この透明容器１は、アク
リル樹脂を成形した円筒であって、その上部には、後述
する液体吐出装置２を接続する蓋部材３が設けてあり、
また下部には被測定液を攪拌する攪拌手段としての攪拌
装置４が設けられている。そして、この透明容器１内へ
の被測定液の導入機構と前記透明容器１内からの測定済
被測定液の排出機構として、前記攪拌装置４の上方所定
位置に、電磁弁５，定流量弁６およびフィルタ７を備え
た供給ライン８を接続するとともに、この供給ライン８
より上方所定位置に排出ライン９を接続し、この各接続
部の前記透明容器１に小孔流路１０，１０をそれぞれ穿
設している。また、前記透明容器１の外側所定位置に、
前記透明容器１内における被測定液の変色を測定する測
定手段として、この実施例では、ＬＥＤ，フォトトラン
ジスタ等の発光体１１と受光体１２とからなる比色検出
機構と、検出した測定値を判定する機能を備えた第一検
出装置（図示省略）と、この第一検出装置と同様の発光
体１９と受光体２０からなる第二検出装置（図示省略）
を設けている。そして、この両検出装置，前記攪拌装置
４および前記電磁弁５は、それぞれ信号線（図示省略）
を介して制御器（図示省略）に接続されている。

【００１３】前記蓋部材３は、図１に示すように、前記
透明容器１の上端部に適宜の手段で固着してあり、中央
部に液体吐出装置２の先端部を挿入する穴１３が設けら
れている。前記液体吐出装置２は、図１に示すように、
液状試薬を貯留するタンク１６の下部と前記蓋部材３の
穴１３とを薬注ポンプ１７を備えた液状試薬供給ライン
１８で接続した構成となっている。前記薬注ポンプ１７
は、たとえばローラポンプ装置あるいはチューブポンプ
装置等が用いられており、前記制御器（図示省略）に信
号線（図示省略）を介して接続している。そして、前記
制御器からの出力信号に基づいて液状試薬を定量ずつ吐
出するようになっている。

【００１４】前記攪拌装置４は、図１に示すように、前
記透明容器１の底面中心部に設けた突起部（符号省略）
の上に磁石を内蔵した攪拌子１４を挿入し、この攪拌子
１４が位置する部位に対応して前記透明容器１の外周壁
に電磁誘導コイルを備えたステータ１５を嵌入し、この
ステータ１５を支持する適宜の保持手段を設けている。
そして、前記ステータ１５には、電流を供給する電気導
体（図示省略）が接続されている。

【００１５】つぎに、この発明において用いる流量テー
ブルについて説明する。この流量テーブルは、前記透明
容器１内を洗浄する洗浄液，すなわち洗浄用の被測定液
（以下、「洗浄液」という）の必要供給量を確保し、そ
の供給量を一定とするために準備されるものである。こ
の流量テーブルは、前記透明容器１の大きさ，容量等に
基づいて予め設定されるもので、つぎのような基準デー
タに基づいて作成される。

【００１６】まず、前記透明容器１内に残留している測
定済被測定液を排出し、前記透明容器１内が所定の透明
度になるまでの時間ｔを測定する。ついで、この測定値
ｔに対応する流量を推定する。この推定は、図３に示す
ように、「流量＝供給量／時間」の関係式から行なうも
ので、各測定時間ｔ毎の推定流量Ｒ（cc／分）を決定す
る。これにより、各測定時間ｔ毎における単位時間当り
の流速が分かる。そして、前記透明容器１の大きさ，容
量等に基づいて、さらには前記透明容器１を含む配管系
統の接続状況等を考慮して設定した必要供給量Ｑを確保
するための供給時間，すなわち所要時間Ｔを決定する。
したがって、前記測定時間ｔが分かると、必要供給量Ｑ
を確保するための所要時間Ｔが決定することになる。す
なわち、前記流量テーブルは、前記測定時間ｔから所要
時間Ｔを算出するテーブルであり、図４は、一例とし
て、必要供給量Ｑを５００ccとした場合のテーブルを示
している。

【００１７】つぎに、前記流量テーブルを用いた液体濃
度の測定方法について説明する。制御器（図示省略）か
らの出力信号に基づいて、供給ライン８の電磁弁５を開
いて洗浄液（洗浄用の被測定液）を透明容器１内へ供給
する。この供給時に第一検出装置（図示省略）の発光体
１０と受光体１１をＯＮし、前記透明容器１の透明度
（予め設定した透過光強度）を測定する。すなわち、洗
浄液を供給することにより、前記透明容器１内に残留し
ている測定済被測定液が排出され、前記透明度が設定値
に到達するまでの時間を前記制御器に備えてあるタイマ
（図示省略）が測定し、この測定値ｔが前記流量テーブ
ルの該当する数値と対応して所要時間Ｔが決定され、こ
れに基づいて前記電磁弁５を所定時間開き必要供給量Ｑ
（５００cc）の洗浄液を供給するとともに、攪拌装置４
をＯＮとし前洗浄工程を行なう。

【００１８】つぎに、前記流量テーブルの具体的な運用
方法について説明する。たとえば、洗浄液の供給開始か
ら前記透明容器１が設定透明度に達するまでの時間ｔが
１．５秒のときは、図４に示すように、推定流量Ｒは２
５０cc／分であるから、必要供給量Ｑ（５００cc）を供
給するのに必要とする所要時間Ｔは１２０秒となる。以
上のように、この流量テーブルを運用することにより、
前記透明容器１の前洗浄工程に供給する洗浄液の供給量
を一定にすることができる。すなわち、前記測定値ｔと
前記流量テーブルとに基づいて、前記透明容器１内への
洗浄液の供給量を一定とすることができる。

【００１９】つぎに、前記前洗浄工程以降の液体濃度の
測定方法を図２に基づいて簡単に説明する。薬液注入前
の被測定液の透過光強度を第一検出装置（図示省略）と
第二検出装置（図示省略）の発光体１１，１９と受光体
１２，２０とにより測定し、測定値は制御器（図示省
略）へ入力する。ついで、前記攪拌装置４をＯＮすると
同時に薬注ポンプ１７をＯＮし、タンク１６から液状試
薬を攪拌中の被測定液に注入する薬液注入工程を行な
い、つぎの測定工程に移る。この測定工程は、前記攪拌
装置４をＯＦＦとし、前記第一検出装置の発光体１１と
受光体１２からなる第一光源の透過光強度と、前記第二
検出装置の発光体１９と受光体２０からなる第二光源の
透過光強度をそれぞれ測定する。つぎに、この測定工程
における測定値に基づいて透過光強度比（変色後の透過
光強度／薬液注入前の被測定液の透過光強度）を演算
し、この演算値に基づいて被測定液の硬度を判定する判
定工程を行なう。そして、この判定結果を制御器を介し
て外部へ報知し、被測定液の一連の硬度測定を終了す
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、透明容器内に収容した被測定液を薬液と反応させ、
この反応による被測定液の色相の変化を検出することに
よって被測定液の濃度を測定する方法であって、前記透
明容器内の洗浄開始時から当該透明容器内が所定の濃度
になるまでの時間を測定し、この測定値と予め設定した
流量テーブルに基づいて、前記透明容器内への洗浄液の
供給量を一定にしたので、前記透明容器内が完全に洗浄
され、液体濃度を正確に測定することができる。また、
洗浄液の供給量が必要供給量確保されるので、前回測定
した被測定液が残留することがなく、前回の被測定液に
ついての再度測定という事態も確実に防止することがで
きる。さらに、供給圧力の変動やフィルタの詰まり等に
よる洗浄用の被測定液の流量の変化にも対応することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施した液体濃度測定装置の構成を
概略的に示す断面説明図である。

【図２】この発明の測定方法のフローを示す説明図であ
る。

【図３】流量テーブルの設定基準となる流量，供給量，
時間の関係を示す説明図である。

【図４】流量テーブルの数値を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 透明容器 ２ 液体吐出装置 ４ 攪拌装置 ５ 電磁弁 ８ 供給ライン ９ 排出ライン １１ 発光体 １２ 受光体 １４ 攪拌子 １６ タンク １７ 薬注ポンプ １８ 薬液供給ライン １９ 発光体 ２０ 受光体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福村 健 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株 式会社 内 審査官 山村 祥子 (56)参考文献 特開 平４−125446（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/75 - 21/78 G01N 21/15

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明容器１内に収容した被測定液を薬液
   と反応させ、この反応による被測定液の色相の変化を検
   出することによって被測定液の濃度を測定する方法であ
   って、前記透明容器１内の洗浄開始時から当該透明容器
   １内が所定の透明度になるまでの時間を測定し、この測
   定値と予め設定した流量テーブルとに基づいて、前記透
   明容器１内への洗浄液の供給量を一定にすることを特徴
   とする液体濃度の測定方法。