JPH0587734A

JPH0587734A - 油分濃度測定装置

Info

Publication number: JPH0587734A
Application number: JP25103491A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ito; 伊藤　　博
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1993-04-06

Abstract

(57)【要約】【目的】超音波振動子を用いることなく乳化濁度法に
基づく油分濃度の測定を可能とし、かつ、測定セルの汚
れや破損も少なく、メンテナンスが容易な連続油分濃度
装置を提供する。【構成】第１のセルには汲み上げ過程で試料水を乳化
するポンプで試料水を供給し、第２のセルには乳化させ
ない試料水を供給して、各１個の光源、透過光受光素子
および散乱光受光素子を２個のセルに時分割使用して、
乳化・非乳化の試料水の散乱光／透過光強度比を減算す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は河川水や工場排水中の
油分濃度を連続的に測定することのできる油分濃度測定
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の油分濃度の測定方法として、
従来、乳化濁度法が知られている。乳化濁度法では、測
定セル内に試料水を閉じ込め、この試料水を超音波を用
いて乳化させ、この乳化前後における試料水の濁度変化
から、ＳＳ成分（固形懸濁物）の影響を除去して油分の
濃度を求める。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよ
うな超音波を用いた乳化濁度法に基づく従来の油分濃度
測定装置においては、以下に列挙するような問題があ
る。（１）超音波振動子と発振器が必要であり、高価とな
る。（２）振動子は使用時間が長くなると発振器との発振周
波数のマッチングがずれ、再調整する必要が生じ、更に
長期の使用によって振動子の交換が必要となるなど、そ
のメンテナンスが面倒である。

【０００４】（３）超音波発振が良好に動作するために
は、試料水がある一定の温度範囲に入っている必要があ
る。（４）測定セルはある程度の期間にわたって使用すると
汚れたり、あるいは気温が低下したときには氷結により
破壊する場合があるが、このような場合には測定セルを
交換する必要がある。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、安価で、メンテナンスを殆ど必要とせず、しかも
ＳＳ成分の影響を受けずに正確に油分濃度を測定するこ
とのできる装置の提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する
ため、本発明の油分濃度測定装置は、第１および第２の
測定セルと、第１の測定セル内に試料水を乳化させつつ
流入させる第１のポンプと、第２の測定セルに試料水を
乳化させずに流入させる第２のポンプと、第１と第２の
測定セルに光を照射する１個の光源と、その光源からの
光の第１および第２の測定セルの透過光強度を交互に検
出する１個の透過光受光素子と、第１および第２の測定
セル内を流れる試料水による散乱光強度を、光源からの
光の照射方向に対してそれぞれ所定角度の位置で交互に
検出する１個の散乱光受光素子と、この散乱光受光素子
と透過光受光素子からの出力を用いて、第１および第２
の測定セルそれぞれの散乱光／透過光の強度比を演算
し、かつ、その第１の測定セルの強度比から第２の測定
セルの強度比を減算する演算手段を有するとともに、第
１および第２の測定セルには、それぞれの内壁面に沿う
空気流が形成され、試料水はその空気流の内側を落下す
るように流れるよう構成したことによって特徴付けられ
る。

【０００７】

【作用】第１のポンプとして、例えば摩擦ポンプを用
いると、試料水は第１の測定セルに到る過程で乳化され
る。また、第２のポンプとして例えばプランジャポンプ
を使用すると、試料水は乳化されずに第２の測定セル内
に導かれる。第１および第２の測定セルを、それぞれの
内壁面に沿って空気流を形成して、試料水をこの空気流
の内側を落下させる構造とすることにより、試料水が各
測定セルの内壁面に触れずにその内部を流下し、汚れや
氷結による破損を防止している。

【０００８】さて、第１と第２の測定セル内にはそれぞ
れ乳化状態の試料水と、非乳化状態の試料水が流れるこ
とになるが、この各試料水に１個の光源からの光を照射
し、かつ、それぞれの透過光強度および散乱光強度を、
１個の透過光受光素子および散乱光受光素子により交互
に測定することにより、光源の劣化や各受光素子の劣化
の影響を受けずに乳化前後（本発明においては実際には
前後ではないが）の試料水の濁度の測定が可能となり、
超音波振動子を用いずに乳化濁度法に基づくＳＳ成分の
影響のない油分濃度を得ることができる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明実施例の測定光学系を装置の
上方から見て示す図で、図２は本発明実施例の試料水サ
ンプリング用配管系を示す図である。図２に示すよう
に、貯水池または河川の試料水Ｗは、第１のポンプ１と
第２のポンプ２によって汲み上げられる。第１のポンプ
１は例えば摩擦ポンプであり、汲み上げ過程において羽
根車によって生じる渦の攪拌効果によって油分の固まり
を細分化して水中に分散させ、乳化させる。一方、第２
のポンプ２は例えばプランジャポンプであり、試料水Ｗ
を乳化させずに汲み上げる。

【００１０】第１のポンプ１の吐出口は第１の測定セル
３の上方の液入口に連通し、第２のポンプ２の吐出口は
第２の測定セル４の上方の液入口に連通している。この
第１と第２の測定セル３と４の構造の詳細は後述する
が、それぞれの下方には液出口が形成されており、試料
水Ｗはそれぞれの測定セル内で上方から下方に向かって
流れ、それぞれの液出口から排水される。

【００１１】図１に示すように、以上のような第１およ
び第２の測定セル３および４には、１個の光源５からの
光が交互に照射される。すなわち、光源５からの光は、
モータ６ａによって回転駆動される例えば半円形等の形
状を持つ回転ミラー６に向かって照射される。この回転
ミラー６の反射光は、ミラー７によって反射され、その
反射光が第１の測定セル３に照射される。また、回転ミ
ラー６の後方にはミラー８が配設されており、回転ミラ
ー６を通過した光はこのミラー８によって反射され、そ
の反射光は更にミラー９を経て第２の測定セル４に照射
される。この構成により、光源５からの光は回転ミラー
６の１回転周期の半周期ごとに交互に第１と第２の測定
セル３と４に照射されることになる。

【００１２】また、第１と第２の測定セル３と４の透過
光および散乱光は、それぞれのセルに共通の１個の透過
光受光素子１０と散乱光受光素子１１によって、各光強
度が検出される。すなわち、第１の測定セル３の透過光
は、ミラー１２および１３によって透過光受光素子１０
に導かれ、第２の測定セル４の透過光は、同様にしてミ
ラー１４および１５によって同じ透過光受光素子１０に
導かれる。また、第１および第２の測定セル３および４
には、それぞれの照射光の光軸に対して７０°の角度の
位置に集光レンズ１６および１７が設けられており、こ
の各集光レンズ１６および１７によって集光された各セ
ルの７０°散乱光は、それぞれ光ファイバ１８および１
９によって散乱光受光素子１１にまで導かれる。

【００１３】透過光受光素子１０および散乱光受光素子
１１の出力は、それぞれアンプ（図示せず）を介して演
算回路２０に導入され、ここで後述する演算により試料
水Ｗの油分濃度が算出される。そして、その算出結果は
指示計２１によって指示されるように構成されている。
図３は第１および第２の測定セル３および４の詳細構造
を示す斜視図である。第１と第２の測定セル３と４はそ
の構造は全く同一であって、この各測定セルは、ガラス
等からなる透明円筒３１と、その透明円筒３１の両端面
を塞ぐ上下の蓋体３２，３３によって構成され、上蓋体
３２には液入口３２ａと空気流入口３２ｂが形成されて
いる。液入口３２ａは、前記した各ポンプの吐出口に連
通する配管が接続され、試料水Ｗがこの液入口３２ａか
らセル内に流入するようになっている。また、空気流入
口３２ｂは図２に示すように、エア配管によって例えば
コンプレッサー３０の吐出口に接続され、上蓋体３２内
に形成された適宜の空気流路により、この圧縮空気は透
明円筒３１の内壁面に沿う円筒状の流れとなって下方に
向かうようになっている。また、下蓋体３３には、液お
よび空気出口３３ａが形成されている。

【００１４】以上の構成により、第１と第２の測定セル
３と４の内部には、図示のように透明円筒３１に触れな
い試料水Ｗの下方へと向かう流れＦが形成される。この
流れＦに対して前記した光源５からの光が照射されるわ
けである。演算回路２０では、回転ミラー６の回転に同
期して、透過光受光素子１０と散乱光受光素子１１の出
力を採取することにより、第１の測定セル３の透過光強
度Ｉ₀と散乱光強度Ｉ₇₀、および、第２の測定セル４の
透過光強度Ｉ₀と散乱光強度Ｉ₇₀を記憶する。そして、
これらから、第１の測定セル３における散乱光／透過光
強度比（Ｉ₇₀／Ｉ₀）₂と、第２の測定セル４における
散乱光／透過光強度比（Ｉ₇₀／Ｉ₀）₁を算出し、これ
らの差、すなわち（Ｉ₇₀／Ｉ₀）₂−（Ｉ₇₀／Ｉ₀）₁・・・・（１）を算出し、その結果を指示計２１により指示する。

【００１５】ここで、第１の測定セル３内の流れＦは第
１のポンプ１により乳化された試料水Ｗによるものであ
り、第２の測定セル４内の流れＦは第２のポンプ２によ
り乳化されずに導かれた試料水Ｗであるから、（１）式
は、いわば乳化前後の試料水Ｗの濁度の差を表すことに
なり、ＳＳ成分の影響のない油分濃度を表すことにな
る。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれ
ば、第１の測定セル内には試料水Ｗを乳化させつつ導く
とともに、第２の測定セル内には試料水Ｗを乳化させず
に導き、これらの各セルに対して１個の光源からの光を
照射し、かつ、それぞれ共通の透過光受光素子および散
乱光受光素子によって各光の強度を検出し、それぞれの
測定セルにおける散乱光／透過光強度比の差から試料水
Ｗの油分濃度を測定するように構成しているので、乳化
濁度法の原理を用いてＳＳ成分の影響を除去した連続測
定装置でありながら、超音波を使用する必要がないの
で、安価でメンテナンスが容易であるとともに、測定光
学系における各素子を２つの測定セルに対して共用化
し、これを時分割的に使用していることから、素子の劣
化による影響もキャンセルされる。

【００１７】そして、各測定セル内には、試料水Ｗがそ
の内壁面に触れない状態で流される結果、セルの汚れや
氷結の恐れがなくなり、長期間にわたってメンテナンス
フリーで連続測定を行うことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】装置上方から見て示す本発明実施例の測定光
学系の構成図

【図２】本発明実施例の試料水サンプリング用配管系
の構成図

【図３】その第１および第２の測定セル３おらび４の
構造を示す斜視図

【符号の説明】

１・・・・第１のポンプ２・・・・第２のポンプ３・・・・第１の測定セル４・・・・第２の測定セル５・・・・光源６・・・・回転ミラー７，８，９，１２，１３，１４，１５・・・・ミラー１０・・・・透過光受光素子１１・・・・散乱光受光素子１６，１７・・・・集光レンズ１８，１９・・・・光ファイバ２０・・・・演算回路２１・・・・指示計３０・・・・コンプレッサ３１・・・・透明円筒３２・・・・上蓋体３２ａ・・・・液入口３２ｂ・・・・空気流入口３３・・・・下蓋体３３ａ・・・・液出口Ｗ・・・・試料水Ｆ・・・・試料水流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１および第２の測定セルと、第１の測
定セル内に試料水を乳化させつつ流入させる第１のポン
プと、第２の測定セルに試料水を乳化させずに流入させ
る第２のポンプと、上記第１と第２の測定セルに光を照
射する１個の光源と、その光源からの光の上記第１およ
び第２の測定セルの透過光強度を交互に検出する１個の
透過光受光素子と、上記第１および第２の測定セル内を
流れる試料水による散乱光強度を上記光源からの光の照
射方向に対してそれぞれ所定角度の位置で交互に検出す
る１個の散乱光受光素子と、この散乱光受光素子と上記
透過光受光素子からの出力を用いて、上記第１および第
２の測定セルそれぞれの散乱光／透過光の強度比を演算
し、かつ、その第１の測定セルの強度比から第２の測定
セルの強度比を減算する演算手段を有するとともに、上
記第１および第２の測定セルには、それぞれの内壁面に
沿う空気流が形成され、試料水はその空気流の内側を落
下するように流れるよう構成されていることを特徴とす
る油分濃度測定装置。