JP7049721B1 - 油分測定装置および油分測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記抽出液や洗浄液に含まれる油分の濃度を測定する装置として、例えば特許文献1に記載のような油分濃度計が知られている。この油分濃度計は、洗浄液の交換時期を求めるために使用されるものであって、測定用検出器の光路中に、測定対象を収容したセルを配置し、そのセルに測定対象によって吸収される波長帯の赤外線を照射し、透過した赤外線の光度を検出することにより赤外線の吸収量を求め、その吸収量に基づき油分の濃度を算出する。
また、油分を含む上記抽出液や洗浄槽内の洗浄液(以下、これらを試料液体ということがある。)を測定するときと、油分を含まない洗浄前の洗浄液(以下、リファレンス液体ということがある。)を測定するときとで、発光等の測定条件が微妙に異なり、測定値に誤差が生ずることがある。
本発明の他の課題は、測定時のノイズの影響を低減し、低濃度の油分を含む試料液体であっても、正確な測定ができる油分測定装置および油分測定方法を提供することである。
第1検出部が、第1透光性セルと、該第1透光性セル内に光を照射する第1発光体と、第1透光性セルを透過した光を受光して電気信号に変換する第1受光体と、を備え、
第2検出部が、第2透光性セルと、該第2透光性セル内に光を照射する第2発光体と、第2透光性セルを透過した光を受光して電気信号に変換する第2受光体と、を備え、
前記第1発光体と前記第2発光体は電源に直列接続されており、
以下の演算を行って、油分の吸光度を演算する演算部を備えた、ことを特徴とする油分測定装置。
(1)第1透光性セルにリファレンス液体を収容して測定した吸光度(B)と、第2透光性セルに基準媒体を収容して測定した吸光度(A)とを同時に取得し、前記吸光度(B)から前記吸光度(A)を差し引いた吸光度差(B-A)を求める。
(2)第1透光性セルに油分を含む試料液体を収容して測定した吸光度(C)と、第2透光性セルに基準媒体を収容して測定した吸光度(A’)とを同時に取得し、前記吸光度(C)から前記吸光度(A’)を差し引いた吸光度差(C-A’)を求める。
(3)前記吸光度差(C-A’)から前記吸光度差(B-A)を差し引いて、油分の吸光度を算出する。
第1発光体と第2発光体とを電源に直列接続し、以下の(1)~(3)の工程により油分の吸光度を算出するものである。
(1)第1透光性セルにリファレンス液体を収容して測定した吸光度(B)と、第2透光性セルに基準媒体を収容して測定した吸光度(A)とを同時に取得し、吸光度(B)から吸光度(A)を差し引いた吸光度差(B-A)を求める。
(2)第1透光性セルに油分を含む試料液体を収容して測定した吸光度(C)と、第2透光性セルに基準媒体を収容して測定した吸光度(A’)とを同時に取得し、吸光度(C)から吸光度(A’)を差し引いた吸光度差(C-A’)を求める。
(3)吸光度差(C-A’)から吸光度差(B-A)を差し引いて、油分の吸光度を算出する。
試料液体を収容した第1透光性セルと、
該透光性セル内に光を照射する第1発光体と、
第1透光性セルを透過した光を受光して電気信号に変換する第1受光体と、
電気信号に基づき、試料液体の吸光度を計測する演算部と、を備え、
演算部が、第1発光体に電流を流して発光させた状態で測定した測定信号Smから、前記第1発光体に電流を流さない暗闇状態で測定した暗闇ノイズ信号Szを除去して、前記吸光度を計測するためのノイズ低減信号Sdを得るノイズ低減部を有する。
第1透光性セル内に試料液体を収容する工程と、
第1透光性セルに第1発光体から光を照射し、第1透光性セルを透過した光を第1受光体で受光して電気信号に変換する工程と、
得られた電気信号に基づき試料液体の吸光度を計測する工程と、を含み、
第1発光体に電流を流さない暗闇状態で暗闇ノイズ信号Szを測定し、第1発光体に電流を流して発光させた状態で測定信号Smを測定し、測定信号Smから暗闇ノイズ信号Szを除去してノイズ低減信号Sdを取得し、該ノイズ低減信号Sdから前記吸光度を計測する。
なお、本明細書において、吸光度とは、試料液体、リファレンス液体または基準媒体に入射する光の強さをI0、透過した光の強さをIとしたとき、式:log(I0/I)で定義される量をいう。
第1透光性セル21および第2透光性セル31をそれぞれ収容した収容部20、30は、上部が開口しており、この開口から試料液体やリファレンス液体、後述の基準媒体SSの注入および排出を行うようになっており、測定時は、遮光蓋24、34で閉じて、外部からの光の侵入を遮断するように構成されている。
第1検出部2は、例えば試料液体またはリファレンス液体を収容する第1透光性セル21と、該第1透光性セル21内に光を照射する第1発光体22と、第1透光性セル21を透過した光を受光して電気信号に変換する第1受光体23と、を備える。試料液体は、例えば、洗浄後のワークの抽出液や洗浄槽内の洗浄液等であるが、これに限定されるものではなく、油分濃度を計測する対象となるものである。リファレンス液体は、例えば、ワークの洗浄に使用する洗浄液であり、有機溶剤が一例として挙げられる。
第1発光体22と第2発光体32はいずれも同じ光源を使用し、例えば275nmの波長の紫外光を照射するものが好ましい。第1発光体22と第2発光体32は電源5に直列で接続されている。光源としては、例えば、LED(発光ダイオード)やハロゲン発光体等が使用可能である。
第1透光性セル21には、主として試料液体およびリファレンス液体が収容される。一方、第2透光性セル31には、主として基準媒体SSが収容される。基準媒体SSは、試料液体およびリファレンス液体の吸光度を測定する際のベースとなるものであり、例えばリファレンス液体、またはその他の液体、あるいはセル内をブランクの状態、すなわち空気が収容された状態にしたり、酸素、不活性ガスなどの気体を充填した状態であってもよい。
なお、指令処理と制御とを別々のコンピュータで行うようにしてもよい。
第1検出部2では、試料液体と同様にして、リファレンス液体の吸光度も測定される。
なお、第1発光体22および第2発光体32は、ともに同じ光源(例えば波長275nmのLED光源)を使用している。
(1)第1透光性セル21にリファレンス液体を収容して測定した吸光度(B)と、第2透光性セル31に基準媒体SSを収容して測定した吸光度(A)とを同時に取得し、吸光度(B)から吸光度(A)を差し引いた吸光度差(B-A)を求める。
(2)第1透光性セル21に油分を含む試料液体を収容して測定した吸光度(C)と、第2透光性セル31に基準媒体SSを収容して測定した吸光度(A’)とを同時に取得し、吸光度(C)から吸光度(A’)を差し引いた吸光度差(C-A’)を求める。
(3)吸光度差(C-A’)から吸光度差(B-A)を差し引いて、油分の吸光度を算出する。
なお、上記工程(1)と工程(2)は、順序が逆であってもよい。
試料液体を透過した紫外光S2による電気信号Sgとリファレンス液体を透過した紫外光S2による電気信号Sg0は、それぞれアンプで増幅されて演算部41に送られる。また、第2透光性セル31に基準媒体SSを収容して測定した吸光度(A)、(A’)も同様にして演算部41に送られる。
試料液体を透過した透過光S2は、試料液体の油分により吸収・散乱されている。他方、リファレンス液体を透過した透過光S2は、油分による吸収、散乱による減少がないか、少ない。したがってリファレンス液体による電気信号Sg0から試料液体による電気信号Sgを減じた値が、油分によって吸収・散乱された光Nの値に相当する。そのため、基本的には、油分濃度に相当する吸光度は、試料液体の吸光度(C)からリファレンス液体の吸光度(B)を差し引いて求めることができる。
しかし油分の濃度が低く(例えば100mg/L以下、なかんずく10mg/L以下)、吸光量が少ない場合は、図4(b)に示すように、油分が含まれている状態の吸光度を表す電気信号Ssと油分が含まれていない状態の吸光度を表す電気信号Srとの差(Ss-Sr)が小さい。そのためノイズの波を誤差として考えることができず、低濃度の油分の正確な測定が困難になる。
次に、図5(b)に示すように、演算部41において、電気信号Smから暗闇ノイズ信号Szの値を差し引く。それによりノイズを低減した測定データSdを得ることができる。
なお、本実施形態で使用する油分測定装置は、図1、2に示す油分測定装置1と同じであるので、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
すなわち、図6に示すように、紫外光の吸収量が20と同一の試料液体の場合でも、発光体の発光量が100、95と差がある場合は、透過光が80、75と相違してしまう。
(1)図7(a)に示すように、第1透光性セル21にリファレンス液体Rを収容して吸光度(B)を測定し、一方、第2透光性セル31に基準媒体SSを収容して吸光度(A)を測定し、吸光度(B)から吸光度(A)を差し引いた吸光度差(B-A)を求める。なお、吸光度(B)と吸光度(A)は同時に測定する。
(2)図7(b)に示すように、第1透光性セル21に油分を含む試料液体Sを収容して吸光度(C)を測定し、一方、第2透光性セル31に基準媒体SSを収容して吸光度(A’)を測定し、前記吸光度(C)から前記吸光度(A’)を差し引いた吸光度差(C-A’)を求める。なお、吸光度(C)と吸光度(A’)は同時に測定する。
(3)前記吸光度差(C-A’)から前記吸光度差(B-A)を差し引いて、油分の吸光度を算出する。
なお、上記(1)と(2)の順序は特に制限されない。また、(1)と(2)では、共に第2透光性セル31に基準媒体SSを収容しているので、(1)と(2)の工程ごとに第2透光性セル31内の基準媒体SSを交換しなくてもよいが、第1透光性セル21に収容する試料液体Sが油分濃度の低いものである場合は、(1)と(2)の工程ごとに第2透光性セル31内の基準媒体SSも交換するのが測定精度を高めるうえで望ましい。
一方、ノイズ低減部は、図5(b)に示すように、第2発光体32に電流を流して発光させた状態で測定した測定信号Sm´から、第2発光体32に電流を流さない暗闇状態で測定した暗闇ノイズ信号Sz´を除去して得られたノイズ低減信号Sd´から、それぞれ、前記吸光度(A)および前記吸光度(A’) を算出する。
図8(b)に示すように、本発明の油分測定装置および油分測定方法は、油分の低濃度域においても、誤差なく直線となっている。このことから、この検量線を用いた濃度測定は精度に優れていることがわかる。
2 第1検出部
21 第1透光性セル
22 第1発光体
23 第1受光体
3 第2検出部
31 第2透光性セル
32 第2発光体
33 第2受光体
4 データ処理部
41 演算部
42 制御・処理部
Kr 基準媒体の吸光度
Ks 試料液体の吸光度
5 電源
6 操作部
8 重量測定部
11 装置本体
12 表示部付き操作装置
20、30 収容部
24、34 遮光蓋
R リファレンス液体
S 試料液体
SS 基準媒体
S1 照射光
S2 透過光
Sg、Sg0 電気信号
Sm 電気信号
Sz 暗闇ノイズ信号
Sd ノイズ低減信号
N 油分によって吸収・散乱される光
Sz 暗闇ノイズ信号
Ss 油分が含まれている状態の電気信号
Sr 油分が含まれていない状態の電気信号
Claims (4)
- 試料液体中に含まれる油分を検出するための第1検出部と第2検出部とを備えた油分測定装置であって、
前記第1検出部が、
第1透光性セルと、
該第1透光性セル内に光を照射する第1発光体と、
前記第1透光性セルを透過した光を受光して電気信号に変換する第1受光体と、を備え、
前記第2検出部が、
第2透光性セルと、
該第2透光性セル内に光を照射する第2発光体と、
前記第2透光性セルを透過した光を受光して電気信号に変換する第2受光体と、を備え、
前記第1発光体と前記第2発光体は電源に直列接続されており、
以下の演算を行って、油分の吸光度を演算する演算部を備える油分測定装置。
(1)第1透光性セルにリファレンス液体を収容して測定した吸光度(B)と、第2透光性セルに基準媒体を収容して測定した吸光度(A)とを同時に取得し、前記吸光度(B)から前記吸光度(A)を差し引いた吸光度差(B-A)を求める。
(2)第1透光性セルに前記試料液体を収容して測定した吸光度(C)と、第2透光性セルに基準媒体を収容して測定した吸光度(A')とを同時に取得し、前記吸光度(C)から前記吸光度(A')を差し引いた吸光度差(C-A')を求める。
(3)前記吸光度差(C-A')から前記吸光度差(B-A)を差し引いて、油分の吸光度を算出する。 - ノイズ低減部をさらに備え、該ノイズ低減部が、
前記第1発光体に電流を流して発光させた状態で測定した測定信号Smから、前記第1発光体に電流を流さない暗闇状態で測定した暗闇ノイズ信号Szを除去して得られたノイズ低減信号Sdから、それぞれ、前記吸光度(B)および前記吸光度(C)を算出し、かつ
前記第2発光体に電流を流して発光させた状態で測定した測定信号Sm´から、前記第2発光体に電流を流さない暗闇状態で測定した暗闇ノイズ信号Sz´を除去して得られたノイズ低減信号Sd´から、それぞれ、前記吸光度(A)および前記吸光度(A') を算出する、請求項1に記載の油分測定装置。 - 請求項1に記載の油分測定装置を使用して、試料液体中に含まれる油分を検出するための油分測定方法であって、
前記第1発光体と前記第2発光体とを電源に直列接続し、以下の(1)~(3)の工程により油分の吸光度を算出する、ことを特徴とする油分測定方法。
(1)第1透光性セルに前記リファレンス液体を収容して測定した吸光度(B)と、第2透光性セルに基準媒体を収容して測定した吸光度(A)とを同時に取得し、前記吸光度(B)から前記吸光度(A)を差し引いた吸光度差(B-A)を求める。
(2)第1透光性セルに油分を含む試料液体を収容して測定した吸光度(C)と、第2透光性セルに基準媒体を収容して測定した吸光度(A')とを同時に取得し、前記吸光度(C)から前記吸光度(A')を差し引いた吸光度差(C-A')を求める。
(3)前記吸光度差(C-A')から前記吸光度差(B-A)を差し引いて、油分の吸光度を算出する。 - 前記吸光度(B)および前記吸光度(C)が、それぞれ、前記第1発光体に電流を流して発光させた状態で測定した測定信号Smから、前記第1発光体に電流を流さない暗闇状態で測定した暗闇ノイズ信号Szを除去して得られたノイズ低減信号Sdから算出され、かつ
前記吸光度(A)および前記吸光度(A') が、それぞれ、前記第2発光体に電流を流して発光させた状態で測定した測定信号Sm´から、前記第2発光体に電流を流さない暗闇状態で測定した暗闇ノイズ信号Sz´を除去して得られたノイズ低減信号Sd´から算出される、請求項3に記載の油分測定方法。
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