JP6152017B2 - 油分測定装置 - Google Patents

Description

この発明は、試料中の油分を測定する油分測定装置に関するものである。

自然水や、工場、下水処理場などからの排水あるいは土壌に含まれる油分を測定する油分測定装置として、例えば特許文献１に記載された装置がある。

この装置は、セルに収容された油分を含んだ試料に油分抽出用の溶媒を加えて攪拌することで、試料に含まれる油分を溶媒に溶解させて、試料と溶媒とを分離する。そして、油分を溶解させた溶媒を赤外線分析計で分析することにより、試料に含まれる油分濃度を測定するものである。

特開２００６−１４５４９８号公報

ところで、上述した試料と溶媒とが分離したか否かの判断は、ユーザが試料と溶媒との界面を目視で確認することにより行われている。

しかしながら、装置内に光源はないので、界面を確認するために必要な光量が得られない場所で、このような装置を使用すると、ユーザが界面を確認することができず、試料と溶媒とが分離したか否かを判断することができない。ユーザが界面を確認することができないと、試料と溶媒とが分離していない状態で油分測定が行われる場合があり、正確な測定結果を得ることができないという問題が生じうる。

本発明は、上記問題を解決するために成されたものであって、装置が設置される状況に関わらず、ユーザは試料と溶媒との界面を確実に目視することができ、試料と溶媒とが分離したか否かを明確に判断することができる油分測定装置を提供するべく図ったものである。

本発明にかかる油分測定装置は、油分を含んだ試料と油分抽出用の溶媒とを所定の比率でセルに注入して攪拌し、前記油分を前記溶媒に溶解させて前記試料と前記溶媒とを分離し、前記溶媒に含まれる前記油分を測定する油分測定装置であって、前記セルを収容するとともに、前記セルを外部から観察するための観察窓を有するケーシングと、前記試料と前記溶媒とが分離して生成された界面に、前記ケーシング内から光を照射する光源とを備えることを特徴とする。

このような構成により、ケーシング内に設けられた光源から、試料と溶媒とが分離して生成された界面に光を照射するので、ユーザは装置が使用される状況に関わらず、観察窓から試料と溶媒との界面を確実に確認することができ、試料と溶媒とが分離できたか否かを明確に判断することができる。そのため、試料と溶媒とが分離していない状態で誤った測定が行われることを防ぐことができる。

前記光源が、鉛直方向に縦長の光を照射するものであり、該光源が、前記セル内において、前記界面の上側にも光を照射するものであれば、試料と溶媒とが分離していく過程を確認することができる。そのため、ユーザは、測定対象物が溶解した溶媒が界面に向かって落ちてくる様子を観察しながら、界面の状態を確認することができ、試料と溶媒とが分離したか否かの判断を確実に行うことができる。

また、光源が、鉛直方向に直列に並べられた複数のＬＥＤで構成されれば、蛍光灯等を用いた場合と比較して電力を低減することができるとともに、ユーザがセルを確認するために必要な光量を十分に得ることができる。

さらに、前記ＬＥＤのうち少なくとも一つは、その光軸が、前記界面の高さ付近に配置するものであれば、ユーザはより確実に界面を確認しやすくなるので、より明確に試料と溶媒とが分離したか否かの判断を行うことができる。また、界面の下側も照らすことができ、セルと接続される例えば配管等に汚れが詰まっていないか等も確認することができる。

前記セルの側周面は、前記観察窓に対向する前側が透明部材で構成されるとともに、後側が半透明部材で構成されるものであれば、セルの後方に配置された部品がセルに写り込んで、ユーザが界面を観察しにくくなることを防ぐことができる。

また、前記半透明部材で構成された前記セルの側周面に、前記光源からの光が照射されれば、セルを観察するユーザの目に直接光源からの光が入ることを防ぐことができるとともに、光源がセルに写りこむことを防止できる。

さらに、前記観察窓から前記セルを観察する外部観察点と前記光源とを結ぶ直線を分断するように、前記半透明部材で構成された前記セルの側周面が配置されれば、セルを観察するユーザの目に直接光源からの光が入ることを確実に防ぐことができる。

セルを観察するユーザの目に直接光源からの光が入ることを防ぐ別の構成としては、前記光源が、前記セルの前記観察窓に対向する方を前方とすると、前記セルの斜め後方から光を照射するものであってもよい。

本発明によれば、装置が使用される状況に関わらず、ユーザは試料と溶媒との界面を確実に目視することができ、試料と溶媒とが分離したか否かを明確に判断することができる。

本実施形態に係る油分測定装置を示す概略図。 本実施形態に係る油分測定装置を示す斜視図。 本実施形態に係る油分測定装置の攪拌部を示す斜視図。 本実施形態に係る油分測定装置の攪拌部における攪拌方法を示す概略図。 本実施形態に係る油分測定装置のケーシングの内部を示す斜視図。 本実施形態に係る油分測定装置のケーシングの内部を示す正面図。 本実施形態に係る油分測定装置の光源からセルへの光の照射を示す概略図。 本実施形態に係る油分測定装置の光源からセルへの光の照射を示す概略図。

以下に本発明に係る油分測定装置の一実施形態について説明する。

本実施形態の油分測定装置１は、例えば工場排水等や、河川・海洋等で採取された水に含まれる油分濃度を測定するために用いられるものであり、油分を含んだ試料と油分抽出用の溶媒とを所定の比率でセル２ａに注入して攪拌し、油分を溶媒に溶解させて試料と溶媒とを分離し、溶媒に含まれる油分を測定するものである。

そして、図１に示すように、油分を含んだ試料と油分抽出用の溶媒とを所定の比率でセル２ａに注入して攪拌する攪拌部２と、セル２ａ内に形成される試料と溶媒との界面Ｉに光を照射する光源３と、攪拌部２で攪拌された溶媒から水分を除去するフィルタ部４と、フィルタ部４を経た溶媒に含まれる油分濃度を測定する検出器５と、攪拌部２、フィルタ部４及び検出器５を収容するケーシング６とを備える。

ケーシング６は、図２に示すように、攪拌部２、光源３、フィルタ部４及び検出器５を収容するものであって、ユーザがセル２ａを外部から視認できるように観察窓６ａが設けられている。

具体的にケーシング６は、図５に示すように、第１枠体１４と、第２枠体１５と、第１枠体１４及び第２枠体１５を覆うパネル部材１６とを備え、このパネル部材１６の一面に観察窓６ａが設けられている。そして、観察窓６ａが配置する方を前方とすると、第１枠体１４の前方に、攪拌部２が収容されるセル収容室６ｂが設けられるとともに、第１枠体１４の後方であって第１枠体１４と第２枠体１５との間に、フィルタ部４及び検出器５が収容される測定器収容室６ｃが設けられる。

攪拌部２は、図３に示すように、油分を含んだ試料と例えばフロン等の油分抽出用の溶媒とが所定の比率（本実施形態では、試料２：溶媒１）で注入されるセル２ａと、セル２ａ内の試料及び溶媒を攪拌する攪拌羽根８ｂが取り付けられた攪拌棒８ａとを備える。

セル２ａは、その側周面が、観察窓６ａに対向する前側がガラス等の透明部材１２で構成されるとともに、後側がすりガラス等の半透明部材１３で構成される。透明部材１２と半透明部材１３の比率は、図７に示すように、セル２ａを上側から見たときに、セル２ａの側周面の３分の１程度が透明部材１２、セル２ａの側周面の３分の２程度が半透明部材１３となるように構成されている。なお、以下では説明のため、セル２ａの観察窓６ａに対向する方を前方とする。

攪拌棒８ａは、図３に示すように、セル２ａの中心部分に配置されるものであって、所定の位置に２枚の攪拌羽根８ｂが設けられている。そして、図示しない駆動部によって攪拌棒８ａが回転すると、攪拌羽根８ｂが回転してセル２ａ内の溶液を撹拌するものである。

この撹拌方法を具体的に説明すると、図４に示すように、セル２ａに試料と溶媒とが注入されると、駆動部によって予め定めた所定時間、攪拌羽根８ｂを回転させて試料と溶媒とを攪拌する。この攪拌によって、試料に含まれる油分が溶媒に溶解する。攪拌後しばらく放置したセル２ａ内は、試料と油分が溶解した溶媒とが分離して、試料と溶媒との間に界面Ｉが形成される。

フィルタ部４は、セル２ａで分離された溶媒を導入し、溶媒に含まれる水分を除去するものである。

検出器５は、フィルタ部４を経た溶媒に含まれる油分を測定するものであって、例えば非分散型赤外線分析器計（ＮＤＩＲ）等が用いられる。ＮＤＩＲは、近赤外線を照射すると、油分固有の近赤外線エネルギーが吸収されることを用いて、油分を測定するものである。

しかして、本実施形態における油分測定装置は、さらに光源３を備える。

光源３は、図５、６、８に示すように、ケーシング６内からセル２ａの界面Ｉに向かって光を照射するものであって、本実施形態では、セル２ａ内の界面Ｉの上側にも光を照射できるように、鉛直方向に縦長の光を照射するものであり、基板３ｂ上に鉛直方向に等間隔をあけて直列に並んだ複数のＬＥＤ３ａが配置されて構成される。

また、図８に示すように、光源３を構成する鉛直方向に直列に並んだ複数のＬＥＤ３ａのうち、一番下に配置されたものは、その光軸が、セル２ａ内の界面Ｉの高さ付近、本実施形態では光軸と界面Ｉの高さとが一致するように配置されている。そして、一番下に配置されたＬＥＤ３ａ以外のＬＥＤ３ａは、セル２ａ内における界面Ｉの上側に光を照射する。

ここで、本実施形態では、図５、６、７、８に示すように、光源３はケーシングのセル収容室６ｂに設けられ、セル収容室６ｂには、光源３とセル２ａとの間を仕切る仕切り板１１が設けられている、この仕切り板１１には、すりガラス等の半透明部材１３が貼られたスリット１１ａが設けられている。そして、光源３は、図５、７に示すように、セル２ａの斜め後方から光を照射するように、基板３ｂが仕切り板１１に対して所定角度傾いた状態で仕切り板１１に取り付けられる。

光源３と外部観察点Ｐ１とを結んだ直線Ｌ上には、図７に示すように、セル２ａの半透明部材１３で構成された側周面が配置される。また、光源３と観察窓６ａの一端部に配置する外部観察点Ｐ２とを結んだ直線上や、光源３と観察窓６ａの他端部に配置する外部観察点Ｐ３とを結んだ直線上にも、セル２ａの半透明部材１３で構成された側周面が配置される。つまり、セル２ａの半透明部材１３で構成された側周面は、光源３と観察窓６ａからセル２ａを観察する外部観察点Ｐ１とを結ぶ直線Ｌを分断するように配置される。

なお、外部観察点は、ユーザが観察窓６ａからケーシング６内を観察できる点であれば何処でも良い。

そして、セル２ａの斜め後方から光源３の光が照射されると、この光は、スリット１１ａに嵌めこまれた半透明部材１３を介して、半透明部材１３で構成されたセル２ａの側周面の後側に入射する。ユーザは、セル２ａに光が入射すると、セル２ａ内に注入された試料と溶媒とが攪拌されて分離していく様子を外部観察点から観察する。

このとき、ユーザは、いずれの外部観察点から観察しても、セル２ａの側周面を構成する半透明部材１３及び仕切り板１１によって、直接光源３を目にすることはない。

以上のように構成された本実施形態の油分測定装置１は、以下のような格別の効果を有する。

ケーシング６内に設けられた光源３から、試料と溶媒とが分離して生成された界面Ｉに光を照射するので、ユーザは装置１が使用される状況に関わらず、観察窓６ａから試料と溶媒との界面Ｉを確実に確認することができ、試料と溶媒とが分離できたか否かを明確に判断することができる。そのため、試料と溶媒とが分離していない状態で誤った測定が行われることを防ぐことができる。

光源３が、鉛直方向に縦長の光を照射するものであり、該光源３が、セル２ａ内において、界面Ｉの上側にも光を照射するので、ユーザは、測定対象物が溶解した溶媒が界面Ｉに向かって落ちてくる様子を観察しながら、界面Ｉの状態を確認することができ、試料と溶媒とが分離したか否かの判断を確実に行うことができる。

また、光源３が、鉛直方向に直列に並べられた複数のＬＥＤ３ａで構成されるので、蛍光灯等を用いた場合と比較して電力を低減することができるとともに、ユーザがセル２ａを確認するために必要な光量を十分に得ることができる。

さらに、ＬＥＤ３ａのうち少なくとも一つは、その光軸が、界面Ｉの高さ付近に配置するので、ユーザはより確実に界面Ｉを確認しやすくなり、より明確に試料と溶媒とが分離したか否かの判断を行うことができる。また、界面Ｉの下側も照らすことができ、セル２ａと接続される例えば配管等に汚れが詰まっていないか等も確認することができる。

セル２ａの側周面は、観察窓６ａに対向する前側が透明部材１２で構成されるとともに、前側に対向する後側が半透明部材１３で構成されるので、セル２ａの後方に配置された部品がセル２ａに写り込んで、ユーザが界面Ｉを観察しにくくなることを防ぐことができる。

また、半透明部材１３で構成されたセル２ａの側周面に、光源３からの光が照射されるので、セル２ａを観察するユーザの目に直接光源３からの光が入ることを防ぐことができるとともに、光源３がセル２ａに写りこむことを防止できる。

さらに、観察窓６ａからセル２ａを観察する外部観察点と光源３とを結ぶ直線を分断するように、半透明部材１３で構成されたセル２ａの側周面が配置されるので、セル２ａを観察するユーザの目に直接光源３からの光が入ることを確実に防ぐことができる。

セル２ａを観察するユーザの目に直接光源３からの光が入ることを防ぐ別の構成としては、光源３が、セル２ａの観察窓６ａに対向する方を前方とすると、セル２ａの斜め後方から光を照射するものであってもよい。

加えて、ケーシング６の攪拌部２と光源３との間に、すりガラス等の半透明部材１３をはめ込んだスリット１１ａを有する仕切り板１１を設けたことにより、光源３からの光が直接ユーザの目に当たることをより確実に防ぐことができ、光源３がセル２ａに写り込むことをより確実に防止できる。

本実施形態に係る油分測定装置は、ケーシング６に第１枠体１４を設けて、セル収容室６ｂと測定器収容室６ｃとを分けているので、セル２ａと測定器等とを離間させて、光源３をセル２ａに照射したときに、セル２ａに測定器等が写りこむことを防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られたものではない。

上記実施形態では、光源は、基板上にＬＥＤが垂直方向に向かって直列に複数されることにより構成されていたが、例えばＬＥＤではなく、縦長の蛍光灯を垂直方向に配置して光源を構成してもよいし、基板上のＬＥＤの配置等を適宜変えて光源を構成してもよい。

また、セルは透明部材と半透明部材とで構成されているが、透明部材と半透明部材との比率は適宜変更することができ、例えば透明部材のみで構成されていてもよい。

さらに、スリットにすりガラスをはめ込んでいるが、すりガラスをはめ込まなくてもよい。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

１・・・油分測定装置
２ａ・・セル
３・・・光源
６・・・ケーシング
Ｉ・・・界面

Claims (8)

1. 油分を含んだ試料と油分抽出用の溶媒とを所定の比率でセルに注入して攪拌し、前記油分を前記溶媒に溶解させて前記試料と前記溶媒とを分離し、前記溶媒に含まれる前記油分を測定する油分測定装置であって、
   前記セルを収容するとともに、前記セルを外部から観察するための観察窓を有するケーシングと、
   前記試料と前記溶媒とが分離して生成された界面に、前記ケーシング内から光を照射する光源とを備えることを特徴とする油分測定装置。
2. 前記光源が、鉛直方向に縦長の光を照射するものであり、該光源が、前記セル内において、前記界面の上側にも光を照射することを特徴とする請求項１記載の油分測定装置。
3. 前記光源は、鉛直方向に直列に並べられた複数のＬＥＤで構成されることを特徴とする請求項２記載の油分測定装置。
4. 前記ＬＥＤのうち少なくとも一つは、その光軸が、前記界面の高さ付近に配置するものであることを特徴とする請求項３記載の油分測定装置。
5. 前記セルの側周面は、前記観察窓に対向する前側が透明部材で構成されるとともに、後側が半透明部材で構成されることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の油分測定装置。
6. 前記半透明部材で構成された前記セルの側周面に、前記光源からの光が照射されることを特徴とする請求項５記載の油分測定装置。
7. 前記観察窓から前記セルを観察する外部観察点と前記光源とを結ぶ直線を分断するように、前記半透明部材で構成された前記セルの側周面が配置されることを特徴とする請求項５又は６記載の油分測定装置。
8. 前記光源は、前記セルの前記観察窓に対向する方を前方とすると、前記セルの斜め後方から光を照射することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の油分測定装置。