JPH0769300B2 - 水分測定器および水分測定法 - Google Patents
水分測定器および水分測定法Info
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- JPH0769300B2 JPH0769300B2 JP1321078A JP32107889A JPH0769300B2 JP H0769300 B2 JPH0769300 B2 JP H0769300B2 JP 1321078 A JP1321078 A JP 1321078A JP 32107889 A JP32107889 A JP 32107889A JP H0769300 B2 JPH0769300 B2 JP H0769300B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水分測定器および水分測定法に関し、さらに詳
しくは脱水汚泥等の水分含有量の多い検体中の水分量を
高精度にかつ連続的に測定するのに好適な水分測定器お
よびこの水分測定器を用いた水分測定法に関する。
しくは脱水汚泥等の水分含有量の多い検体中の水分量を
高精度にかつ連続的に測定するのに好適な水分測定器お
よびこの水分測定器を用いた水分測定法に関する。
従来、水分測定の電気化学的方法としてカールフィッシ
ャ法が知られているが、この方法は元来、微量水分の測
定に適し、水分含有量の多い検体（例えば脱水汚泥等）
中の水分量の効率的な測定には不適である。そのため脱
水汚泥等の水分測定には乾燥重量法がもっぱら用いられ
ている。また最近、赤外線吸収方式などで連続的に水分
量を測定する分析計が提案されているが、50〜100重量
％の水分量の多い検体中の水分量を高精度に測定するこ
とが不可能であるとともに試料の色の変化などの影響を
受ける欠点がある。またこれらの分光学的測定器や、水
分量について広い測定範囲をもつ熱導伝率法による測定
器などは高価であり、一般に普及しにくいという欠点が
ある。なお、従来から簡便な水分測定法として粉体その
他の含水率測定器として用いられている導電率測定に基
づく方法は、試料中に共存する電解質の影響を直接受け
るため、非常に限られた試料条件内でしか十分な定量性
は期待できず、特に50〜100重量％の高含水率の試料に
は適用できない。
ャ法が知られているが、この方法は元来、微量水分の測
定に適し、水分含有量の多い検体（例えば脱水汚泥等）
中の水分量の効率的な測定には不適である。そのため脱
水汚泥等の水分測定には乾燥重量法がもっぱら用いられ
ている。また最近、赤外線吸収方式などで連続的に水分
量を測定する分析計が提案されているが、50〜100重量
％の水分量の多い検体中の水分量を高精度に測定するこ
とが不可能であるとともに試料の色の変化などの影響を
受ける欠点がある。またこれらの分光学的測定器や、水
分量について広い測定範囲をもつ熱導伝率法による測定
器などは高価であり、一般に普及しにくいという欠点が
ある。なお、従来から簡便な水分測定法として粉体その
他の含水率測定器として用いられている導電率測定に基
づく方法は、試料中に共存する電解質の影響を直接受け
るため、非常に限られた試料条件内でしか十分な定量性
は期待できず、特に50〜100重量％の高含水率の試料に
は適用できない。
本発明の目的は、前記従来技術の問題点をなくし、特に
含水量の多い検体中の水分量を簡単な装置で精度よく、
かつ連続的に測定することができる水分測定器およびこ
の水分測定器を用いた水分測定法を提供することにあ
る。
含水量の多い検体中の水分量を簡単な装置で精度よく、
かつ連続的に測定することができる水分測定器およびこ
の水分測定器を用いた水分測定法を提供することにあ
る。
本発明者らは、前記課題に鑑み、鋭意研究した結果、電
極の間隔を狭くして水の直接電解を行うと、汚泥等の導
電率の変化や不純物の妨害を受けずに水分量に比例して
電解電流が流れることを見出し、本発明に到達した。
極の間隔を狭くして水の直接電解を行うと、汚泥等の導
電率の変化や不純物の妨害を受けずに水分量に比例して
電解電流が流れることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、電源および計測部にそれぞれ接続さ
れ、検体中の水分を直接電解する少なくとも１対の陰極
および陽極と、該陰極および陽極を固定し、かつ先端部
のみを露出させた樹脂絶縁部とを有し、該陰極と陽極の
間隔が1mm以下であることを特徴とする水分測定器およ
び該水分測定器の電極部を検体中に浸漬した後、該電極
に2.5V以上の直流電圧を印加して電極間の水の電解電流
を測定し、検体中の含水率を求めることを特徴とする水
分測定法に関する。
れ、検体中の水分を直接電解する少なくとも１対の陰極
および陽極と、該陰極および陽極を固定し、かつ先端部
のみを露出させた樹脂絶縁部とを有し、該陰極と陽極の
間隔が1mm以下であることを特徴とする水分測定器およ
び該水分測定器の電極部を検体中に浸漬した後、該電極
に2.5V以上の直流電圧を印加して電極間の水の電解電流
を測定し、検体中の含水率を求めることを特徴とする水
分測定法に関する。
本発明に用いられる陰極および陽極を構成する物質とし
ては、Ru（ルテニウム）、Rh（ロジウム）、Os（オスミ
ウム）、Ir（イリジウム）、Pt（白金）などの白金族元
素、特にPtが好ましく用いられるが、Tc（テクネチウ
ム）、Ag（銀）、Cd（カドミウム）、Re（レニウム）、
Hg（水銀）などの金属や、Ti（チタン）板にPt、Ru/Pt
等をコーティングしたものなどを用いることもできる。
ては、Ru（ルテニウム）、Rh（ロジウム）、Os（オスミ
ウム）、Ir（イリジウム）、Pt（白金）などの白金族元
素、特にPtが好ましく用いられるが、Tc（テクネチウ
ム）、Ag（銀）、Cd（カドミウム）、Re（レニウム）、
Hg（水銀）などの金属や、Ti（チタン）板にPt、Ru/Pt
等をコーティングしたものなどを用いることもできる。
前記陰極と陽極の間隔は測定精度の点から1mm以下とさ
れる。該電極の間隔が狭いほど測定精度は向上するが、
検体中のゴミ等の影響を受けやすくなりノイズの発生率
が大きくなるため、0.75mm〜0.1mmが好ましく、より好
ましくは0.5〜0.3mm程度である。混入物の少ない均一な
試料に対しては、さらに狭い間隔の電極を用いてより高
精度の測定をすることが可能である。前記陰極と陽極は
少なくとも１対あればよいが、陰極と陽極を交互に配列
し、くし型電極として用いることもできる。該電極枚数
は多いほど測定精度が高くなるが、多すぎると電極（検
出部）の一部が検体中からはみ出すことがあり、取り扱
い上注意を要する。
れる。該電極の間隔が狭いほど測定精度は向上するが、
検体中のゴミ等の影響を受けやすくなりノイズの発生率
が大きくなるため、0.75mm〜0.1mmが好ましく、より好
ましくは0.5〜0.3mm程度である。混入物の少ない均一な
試料に対しては、さらに狭い間隔の電極を用いてより高
精度の測定をすることが可能である。前記陰極と陽極は
少なくとも１対あればよいが、陰極と陽極を交互に配列
し、くし型電極として用いることもできる。該電極枚数
は多いほど測定精度が高くなるが、多すぎると電極（検
出部）の一部が検体中からはみ出すことがあり、取り扱
い上注意を要する。
第１図は、本発明の一実施例を示す水分測定器の概略図
である。図において、陽極１と陰極２は、交互に複数枚
配列され、リード線４を介して図示しない電源および計
測部に接続されている。該陽極１と陰極２の先端部Ａ
（汚泥６と接触して水分量を検出する部分）以外は、エ
ポキシ樹脂等の樹脂で覆われ、固定されている。該先端
部Ａは面として白金等の電極が露出しているか、または
試料が電極間に詰まらない程度まで突起していてもよ
い。
である。図において、陽極１と陰極２は、交互に複数枚
配列され、リード線４を介して図示しない電源および計
測部に接続されている。該陽極１と陰極２の先端部Ａ
（汚泥６と接触して水分量を検出する部分）以外は、エ
ポキシ樹脂等の樹脂で覆われ、固定されている。該先端
部Ａは面として白金等の電極が露出しているか、または
試料が電極間に詰まらない程度まで突起していてもよ
い。
水分量の測定は、上記水分測定器を用いて次のようにし
て行われる。まず、電極先端部Ａの全体を汚泥等の試料
６に完全に浸漬するように押しつけ、電極１、２に2.5V
以上、好ましくは３〜10V、より好ましくは４〜5Vの電
圧を印加する。電圧が2.5V未満では水の電解が起こりに
くい。また電圧が高すぎるとノイズが大きくなることが
ある。
て行われる。まず、電極先端部Ａの全体を汚泥等の試料
６に完全に浸漬するように押しつけ、電極１、２に2.5V
以上、好ましくは３〜10V、より好ましくは４〜5Vの電
圧を印加する。電圧が2.5V未満では水の電解が起こりに
くい。また電圧が高すぎるとノイズが大きくなることが
ある。
電圧が印加されると、陰極２では 2H2O＋2e-→H2↑＋2OH- の反応を生じ、また陽極１では 2H2O→O2↑＋4H+＋4e- の反応を生じ、脱水汚泥含水量測定の場合は電気浸透脱
水領域および熱処理領域に至るまでの含水率に基づく電
解電流が得られる。この電解電流の測定値は、電極間隔
が短いために汚泥の電気抵抗に基づく電圧降下が水電解
の分極抵抗に比べて充分に小さくなり、汚泥導電率の影
響を受けにくい。この電解電流の測定は、前記水分測定
器を、例えばベルトコンベアなどで比較的一定な速度で
移動する汚泥中に浸漬することにより、連続して行うこ
とができる。この場合、一定速度で移動する汚泥を測定
するため、陰極における金属、金属水酸化物の析出はほ
とんどなく、連続測定に支障を起こすことがない。得ら
れた電解電流値は、計測部で予め入力された検量線に基
づき含水率に変換される。変換の際には温度の影響をな
くして測定精度を向上させるために温度補正を行うこと
が好ましい。温度補正は電流の対数と試料絶対温度の逆
数とが直線関係（アレニウスの関係）になることを利用
して行う。
水領域および熱処理領域に至るまでの含水率に基づく電
解電流が得られる。この電解電流の測定値は、電極間隔
が短いために汚泥の電気抵抗に基づく電圧降下が水電解
の分極抵抗に比べて充分に小さくなり、汚泥導電率の影
響を受けにくい。この電解電流の測定は、前記水分測定
器を、例えばベルトコンベアなどで比較的一定な速度で
移動する汚泥中に浸漬することにより、連続して行うこ
とができる。この場合、一定速度で移動する汚泥を測定
するため、陰極における金属、金属水酸化物の析出はほ
とんどなく、連続測定に支障を起こすことがない。得ら
れた電解電流値は、計測部で予め入力された検量線に基
づき含水率に変換される。変換の際には温度の影響をな
くして測定精度を向上させるために温度補正を行うこと
が好ましい。温度補正は電流の対数と試料絶対温度の逆
数とが直線関係（アレニウスの関係）になることを利用
して行う。
以下、本発明を実施例により詳しく説明する。
実施例１〜３および比較例１ 厚さ0.5mmのPt板５枚に、電源および計測部と接続した
リード線４を連結し、交互に陽極１および陰極２とし、
かつ該陽極１と陰極２の間隔がそれぞれ1.2mm、1.0mm、
0.75mmおよび0.5mmとなるように配列し、これらの電極
の先端の面のみを残してエポキシ樹脂３を充填し、これ
を外枠７にセットし、第２図に示すような底面を有する
センサ本体８を作製した。
リード線４を連結し、交互に陽極１および陰極２とし、
かつ該陽極１と陰極２の間隔がそれぞれ1.2mm、1.0mm、
0.75mmおよび0.5mmとなるように配列し、これらの電極
の先端の面のみを残してエポキシ樹脂３を充填し、これ
を外枠７にセットし、第２図に示すような底面を有する
センサ本体８を作製した。
次に第３図に示すセンサ試験用汚泥駆動装置を用いて各
種含水率汚泥サンプルの電解電流を測定し、検量線を作
成した。電流測定は、回転皿10に各種含水量の汚泥サン
プル９を入れ、該汚泥サンプル９にセンサ本体８の検出
部Ａが完全に浸漬するように押しつけた後、駆動部（シ
ンクロナスモータ）11の回転速度調整用ボリューム12で
回転皿10を一定速度で回転させ、前記センサ本体８の電
極１、２に4.0Vの電圧を印加して行った。
種含水率汚泥サンプルの電解電流を測定し、検量線を作
成した。電流測定は、回転皿10に各種含水量の汚泥サン
プル９を入れ、該汚泥サンプル９にセンサ本体８の検出
部Ａが完全に浸漬するように押しつけた後、駆動部（シ
ンクロナスモータ）11の回転速度調整用ボリューム12で
回転皿10を一定速度で回転させ、前記センサ本体８の電
極１、２に4.0Vの電圧を印加して行った。
電極間隔が1.2mmの場合（比較例１）の検量線は、０点
を通過せず、30〜60重量％の範囲で直線となった。また
1.0mmの場合（実施例１）の検量線は、０点を通過しな
いが、30〜95重量％の十分に広い範囲で直線となり、ま
た0.75mm（実施例２）および0.5mm（実施例３）の場合
の検量線は、０〜95重量％の範囲で直線となった。
を通過せず、30〜60重量％の範囲で直線となった。また
1.0mmの場合（実施例１）の検量線は、０点を通過しな
いが、30〜95重量％の十分に広い範囲で直線となり、ま
た0.75mm（実施例２）および0.5mm（実施例３）の場合
の検量線は、０〜95重量％の範囲で直線となった。
以上の結果から、通常80重量％前後の含水率を有する脱
水汚泥の水分量の測定には、電極間隔が1.0mm以下であ
れば精度よく水分の定量が行えることがわかった。
水汚泥の水分量の測定には、電極間隔が1.0mm以下であ
れば精度よく水分の定量が行えることがわかった。
第４図は、実施例３における含水率50、60、70および80
重量％のサンプルの応答極線図、第５図は、実施例３に
おける電流と含水率の検量線図である。
重量％のサンプルの応答極線図、第５図は、実施例３に
おける電流と含水率の検量線図である。
実施例４ 陰極および陽極の１対を間隔が0.5mmとなるようにセッ
トした以外は実施例１と同様にしてセンサ本体を作製し
た。このセンサ本体８と温度センサを、第６図のように
ドラムおよびベルト式真空脱水機の真空式回転ドラム15
の頂上より30゜回転方向側にずらした位置に取りつけ、
脱水汚泥19の含水率を３〜５分毎に測定した。第６図に
おいて、濃縮汚泥および消化汚泥18は真空式回転ドラム
15およびこれに取りつけられたベルト式ろ布16により脱
水され、脱水汚泥19となり、ベルトコンベア17に送られ
る。測定時の気温は29℃、湿度は78％であった。この結
果を第１表に示した。比較のために従来の乾燥重量法で
測定した値も合わせて示した。乾燥重量法の測定には20
〜30分の時間を要するので、第１表にはこの間隔にあわ
せたデータを示した。
トした以外は実施例１と同様にしてセンサ本体を作製し
た。このセンサ本体８と温度センサを、第６図のように
ドラムおよびベルト式真空脱水機の真空式回転ドラム15
の頂上より30゜回転方向側にずらした位置に取りつけ、
脱水汚泥19の含水率を３〜５分毎に測定した。第６図に
おいて、濃縮汚泥および消化汚泥18は真空式回転ドラム
15およびこれに取りつけられたベルト式ろ布16により脱
水され、脱水汚泥19となり、ベルトコンベア17に送られ
る。測定時の気温は29℃、湿度は78％であった。この結
果を第１表に示した。比較のために従来の乾燥重量法で
測定した値も合わせて示した。乾燥重量法の測定には20
〜30分の時間を要するので、第１表にはこの間隔にあわ
せたデータを示した。
以上の結果から、本発明の装置を用いれば、容易に従来
法と同程度の精度で水分の定量を連続的に行えることが
わかった。
法と同程度の精度で水分の定量を連続的に行えることが
わかった。
本発明によれば、含水量の多い検体中の水分の定量を簡
単な装置で、高精度かつ連続的に測定することができ
る。
単な装置で、高精度かつ連続的に測定することができ
る。
第１図は、本発明の一実施例を示す水分測定器の概略
図、第２図は、センサ本体の底面図、第３図は、センサ
試験用汚泥駆動装置の構成図、第４図は、本発明におけ
る各種含水率サンプルの応答極線図、第５図は、本発明
における電流と含水率検量線図、第６図は、ドラムおよ
びベルト式真空脱水機による脱水汚泥の自動水分測定試
験説明図である。 Ａ……電極先端部（検出部）、１……陽極、２……陰
極、３……樹脂、４……リード線、５……汚泥粒子、６
……汚泥（試料）、７……外枠、８……センサ本体、９
……汚泥サンプル、10……回転皿、11……駆動部、12…
…回転速度調整用ボリューム、15……真空式回転ドラ
ム、16……ベルト式ろ布、17……ベルトコンベア、18…
…濃縮汚泥および消化汚泥、19……脱水汚泥。
図、第２図は、センサ本体の底面図、第３図は、センサ
試験用汚泥駆動装置の構成図、第４図は、本発明におけ
る各種含水率サンプルの応答極線図、第５図は、本発明
における電流と含水率検量線図、第６図は、ドラムおよ
びベルト式真空脱水機による脱水汚泥の自動水分測定試
験説明図である。 Ａ……電極先端部（検出部）、１……陽極、２……陰
極、３……樹脂、４……リード線、５……汚泥粒子、６
……汚泥（試料）、７……外枠、８……センサ本体、９
……汚泥サンプル、10……回転皿、11……駆動部、12…
…回転速度調整用ボリューム、15……真空式回転ドラ
ム、16……ベルト式ろ布、17……ベルトコンベア、18…
…濃縮汚泥および消化汚泥、19……脱水汚泥。
Claims (2)
- 【請求項１】電源および計測部にそれぞれ接続され、検
体中の水分を直接電解する少なくとも１対の陰極および
陽極と、該陰極および陽極を固定し、かつ先端部のみを
露出させた樹脂絶縁部とを有し、該陰極と陽極の間隔が
1mm以下であることを特徴とする水分測定器。 - 【請求項２】請求項１記載の水分測定器の電極部を検体
中に浸漬した後、該電極に2.5V以上の直流電圧を印加し
て電極間の水の電解電流を測定し、検体中の含水率を求
めることを特徴とする水分測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1321078A JPH0769300B2 (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 水分測定器および水分測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1321078A JPH0769300B2 (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 水分測定器および水分測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03180747A JPH03180747A (ja) | 1991-08-06 |
| JPH0769300B2 true JPH0769300B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=18128564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1321078A Expired - Fee Related JPH0769300B2 (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 水分測定器および水分測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769300B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2702297B2 (ja) * | 1991-03-07 | 1998-01-21 | テルモ株式会社 | 自動血圧計 |
| JP2682569B2 (ja) * | 1991-11-05 | 1997-11-26 | 工業技術院長 | 計測用電極およびその製造法 |
| JP2674389B2 (ja) * | 1991-11-18 | 1997-11-12 | 工業技術院長 | 水分測定方法 |
| JP2780890B2 (ja) * | 1992-05-18 | 1998-07-30 | 三井造船株式会社 | 水分測定器および水分の測定方法 |
| JPH0752179B2 (ja) * | 1992-10-05 | 1995-06-05 | 工業技術院長 | クーロメトリー検出器 |
| JPH06180298A (ja) * | 1992-12-14 | 1994-06-28 | Kajima Corp | 含水率測定装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4999283U (ja) * | 1972-12-18 | 1974-08-27 | ||
| JPS636675Y2 (ja) * | 1979-04-26 | 1988-02-25 | ||
| JPS5970952A (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-21 | Toshiba Corp | 含水率測定装置 |
-
1989
- 1989-12-11 JP JP1321078A patent/JPH0769300B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03180747A (ja) | 1991-08-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |