JPH10227748A - 濃度計 - Google Patents

濃度計

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JPH10227748A
JPH10227748A JP3372697A JP3372697A JPH10227748A JP H10227748 A JPH10227748 A JP H10227748A JP 3372697 A JP3372697 A JP 3372697A JP 3372697 A JP3372697 A JP 3372697A JP H10227748 A JPH10227748 A JP H10227748A
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JP
Japan
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liquid
microwave
densitometer
wall
mounting flange
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JP3372697A
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English (en)
Inventor
Kazunori Matsuoka
一憲 松岡
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】測定対象となる流体の導電率が所定の仕様以上
であっても、マイクロ波濃度計の検出器配管内の流体を
排出する手間をかけることがなく、高導電率対策の作業
をより簡単に、より短時間に実施することが可能な濃度
計を提供する。 【解決手段】取付フランジ12の筒状部12Aにネジ1
3を刻設し、取付フランジを廻して取付フランジ12の
管内への進入位置を変えることにより、マイクロ波送信
用アプリケータ2とマイクロ波受信用アプリケータとの
距離を変える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、懸濁物質の濃度、
例えば汚泥濃度やパルプ濃度その他種々の濃度を測定す
るマイクロ波濃度計の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波を水中に入射すると、真空中
(空気中)に入射した場合と比較して位相遅れ(θ1
が生じる。この位相遅れは汚泥等の懸濁液に入射する
と、さらに位相遅れ(θ2 )が生じる。これら位相遅れ
の差(位相差Δθ=θ2 −θ1 )は懸濁物質濃度と液体
に溶解している物質濃度との和に比例する。この現象を
数式で表わすと次のようになる。
【0003】 濃度X=C・a・Δθ =C・a・(θ2 −θ1 ) ここで、Cは補正係数、aは感度係数、θ1 は較正用の
基準となるゼロ水(例えば水道水)にマイクロ波を入射
した場合の位相遅れ、θ2 は懸濁液へマイクロ波を入射
した場合の位相遅れである。
【0004】以上の原理に基づいた濃度計が特開平4−
238246号公報、特開平5−322801号公報等
に示されている。このようなマイクロ波を用いる濃度計
は、光学式のものや超音波式のものと比較して、懸濁物
質の付着や液体中の気泡の影響を受けにくい等、優れた
特徴を有している。
【0005】このマイクロ波式の濃度計の構成例を図5
に示す。流体が通過する検出器配管1にマイクロ波を送
信するマイクロ波送信用アプリケータ2とマイクロ波受
信用アプリケータ3が対向配置され、マイクロ波発振器
4から発射されたマイクロ波は、パワースプリッタ6→
マイクロ波送信用アプリケータ2→検出器配管1内流体
→マイクロ波受信用アプリケータ3という経路(経路
1)を経て位相測定回路5に入力される。一方マイクロ
波送信用アプリケータ2等を介さずにパワースプリッタ
6から直接位相測定回路5に入力される経路(経路2)
を設ける。これら2つの経路を通過したマイクロ波の位
相差を求める構成となっている。この構成において、濃
度Xはこの位相差に比例するから、予め、既知の濃度の
流体についてその濃度と位相差との関係を求めておくこ
とにより、濃度が測定できることになる。
【0006】従来のマイクロ波濃度計において、マイク
ロ波送信用アプリケータ2を検出器配管に取り付ける構
成を図6に示す。図において61は、測定対象となる流
体を流す検出器配管の管壁であり、この検出器配管管壁
61には水平方向に孔が穿設され、この孔に管壁51の
外側から、筒状部62Aとこの筒状部62Aの一端に形
成された縁部62Bとを有する取付フランジ62の筒状
部62Aが挿入されている。この筒状部62Aの他端付
近の内部にマイクロ波を送信する送信アプリケータ2が
収容されている。取付フランジ62の縁部62Bと管壁
61とが接する箇所には配管内の液体が外部に漏れるの
を防止するためにOリング63が挿入され、ボルト64
により取付フランジ62の縁部62Bが管壁61に固定
されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このマイクロ波濃度計
において、測定対象となる流体の導電率が所定の仕様以
上(口径100mmの場合10mS/cm以上)である
場合は、マイクロ波の減衰が大きくなり正常な測定がで
きなくなることがあるため、その場合はマイクロ波の送
信出力を増加させるか、マイクロ波送信用アプリケータ
2とマイクロ波受信用アプリケータ3との距離を近づけ
る必要がある。
【0008】従来、このような場合には、マイクロ波の
送信出力を増加させることは困難であるため、図6に示
す取付フランジ62を検出器配管の管壁61から取り外
し、マイクロ波送信用アプリケータ2とマイクロ波受信
用アプリケータとの距離を近づけため筒状部の長い取付
フランジ(以下、短距離形フランジ)に交換していた。
【0009】ところが、このように取付フランジを交換
するに当たっては、測定対象となる流体の流れを停止さ
せて、検出器配管内の液体を全て排出しなければならな
かったため、非常に時間がかかっていた。
【0010】また、実際の汚泥処理プロセスでは、流体
の流れを止めることが非常に困難な場合もあり、いちい
ち客先と相談して、流体の流れを止めることができる時
期に合わせて短距離形フランジへの交換作業を行わなけ
ればならなかった。
【0011】本発明は、このような問題点に鑑み為され
たもので、測定対象となる液体の導電率が所定の仕様以
上である場合であっても、マイクロ波濃度計の検出器配
管内の液体を排出する手間をかけることがなく、高導電
率対策の作業をより簡単に、より短時間に実施すること
が可能となる濃度計を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係る濃度計は、
検出器配管内または検出用容器内の液体中に含まれる物
質の濃度を測定するために、検出器配管または検出用容
器の壁に設置された送信装置からマイクロ波を液体中に
送信し、送信装置に対向して検出器配管または検出用容
器の壁に設置された受信装置で受信し、マイクロ波の特
性から濃度を求める濃度計において、送信装置と受信装
置との距離を変える手段を備えたことを特徴とする。
【0013】このような構成とすることにより、従来の
ようにマイクロ波送信装置とマイクロ波受信装置との距
離を近づけるためにフランジを交換するといった作業が
不要となる。従って、測定対象となる液体の導電率が所
定の仕様以上である場合であっても、マイクロ波濃度計
の検出器配管内または検出用容器内の液体を排出する手
間をかけることがない。
【0014】送信装置と受信装置との距離を変える手段
として、送信装置及び受信装置の少なくとも一方を、管
内または容器内への進入位置を変えることができるよう
に構成された取付フランジにより管壁または容器壁に取
り付けられるような構成とすることができる。
【0015】具体的には、取付フランジは送信装置と受
信装置との距離を変えるためのネジを有するものとし、
このネジにより管壁または容器壁に取り付けられるよう
な構成とすることができる。
【0016】また、送信装置及び受信装置の少なくとも
一方は、この装置を収容した筒状体とこの筒状体の一端
に形成された縁部とを有する取付フランジにより管壁ま
たは容器壁に取り付けられ、管壁または容器壁と取付フ
ランジの縁部との間に送信装置と受信装置との距離を規
定するためのスペーサを介在させるような構成とするこ
ともできる。
【0017】このスペーサの厚さを、液体の導電率また
は液体を通過したマイクロ波のレベルに応じて決定する
ように構成することができる。また、取付フランジに、
液体の導電率または液体を通過したマイクロ波のレベル
に対応した目盛りを刻んだ構成とすることもできる。
【0018】液体の導電率または液体を通過したマイク
ロ波のレベルに応じて取付フランジの位置を自動制御で
きるようにしてもよい。さらに、取付フランジの管内ま
たは容器内への進入位置を変えることができるように構
成した場合に、検出器管内または容器内の液体をシール
するために、Oリングを取付フランジに嵌め込むような
構成としたり、送信装置及び受信装置が配置されている
箇所の検出器配管または検出用容器の内面をライニング
構造とすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態を詳細に説明する。 なお、以下の図面におい
て、同一部分又は対応部分は同符号で示す。図1は、本
発明の一実施形態に係る濃度計の主要部の構成を示す断
面図である。図において、11は、測定対象となる流体
を流す検出器配管の管壁であり、この管壁11には水平
方向に孔が穿設され、この孔に管壁11の外側から、筒
状部12Aとこの筒状部12Aの一端に形成された縁部
12Bとを有する取付フランジ12の筒状部12Aが挿
入されている。この筒状部12Aの他端付近の内部にマ
イクロ波を送信する送信用アプリケータ2が収容されて
いる。筒状部12Aの、縁部12Bに近い一定範囲の外
周にはネジ13が切られており、このネジ13は管壁1
1の孔に切られたネジ14と螺合する。このようにネジ
13、14が刻設されているため、取付フランジ12を
廻すことによって、取付フランジ12の管内への進入位
置を調整することができる。この送信用アプリケータ2
に対向する管壁(図示せず)にはこの送信アプリケータ
用2から送信されたマイクロ波を受信する受信用アプリ
ケータ(図示せず)が設けられているので、このように
取付フランジ12を廻して取付フランジ12の管内への
進入位置を変えることにより、送信用アプリケータ2と
受信用アプリケータとの間の距離を変えることができる
ことになる。
【0020】さらに管壁11の外面と取付フランジ12
の縁部12Bとの間に送信用アプリケータ2と受信用ア
プリケータとの間の距離を規定するための所定厚さのス
ペーサ15が挿入される。このスペーサ15は、厚さの
異なる複数のスペーサを用意しておき、その中から流体
の導電率に応じた所定の厚さのスペーサを選択して使用
することとする。例えばスペーサ15は、流体の導電率
が、2mS/cm用、3mS/cm用、5mS/cm
用、7mS/cm用、10mS/cm用の5種類のもの
を用意し、この中から選択して使用する。
【0021】例えば、当初取付フランジ12が管内から
後退した位置にあり、スペーサ15は導電率2mS/c
m用の厚いスペーサが使用されていたとする。ところが
管内を流れる流体の導電率が高くこの流体を通過して位
相差検出回路5へ入力されるマイクロ波のレベルが低す
ぎて正常な測定ができなかった場合、取付フランジ12
の管内への進入位置を変えて、送信用アプリケータ2と
受信用アプリケータとの間の距離を変えることが必要と
なる。そこで、取付フランジ12を廻すことにより一旦
取付フランジ12を管内からより後退させてスペーサ1
5を取り外した後、取付フランジ12を逆方向に廻すこ
とにより取付フランジ12を管内に進入する方向に移動
させる。そして、管壁11と取付フランジの縁部12B
との間に、当初のスペーサより厚さの小さい例えば導電
率10mS/cm用のスペーサを挿入した上で取付フラ
ンジ12を更に廻す。このようにして送信用アプリケー
タ2と受信用アプリケータとの間の距離を短くすること
ができるので、位相差検出回路5へ入力されるマイクロ
波のレベルが上がり濃度の測定が可能となる。
【0022】このように、この実施形態においては、取
付フランジ12を移動させて管内への進入位置を変える
ことができるので、従来のように送信用アプリケータと
受信用アプリケータとの距離を近づけるために取付フラ
ンジを交換するといった作業が不要となる。従って、測
定対象となる流体の導電率が所定の仕様以上である場合
であっても、マイクロ波濃度計の検出器配管内の液体を
排出する手間をかけることがなく、高導電率対策の作業
をより簡単に、より短時間に実施することが可能とな
る。
【0023】スペーサ15は、流体の導電率に対応して
複数個用意する代わりに、流体を通過したマイクロ波の
位相差検出回路5への入力レベルに対応して複数個用意
することとしてもよい。
【0024】また、取付フランジ12の筒状部12Aの
他端に近い外周には液体封止用Oリング16を嵌め込む
ことにより、検出器管内の液体が外部に漏れないように
シールする。
【0025】なお、対向する管壁の受信アプリケータ側
についても、上述と同じような構成とすることもできる
が、送信アプリケータと受信アプリケータとの間の距離
の調整は、送信アプリケータ側と受信アプリケータ側の
少なくとも一方で行えばよいので、受信アプリケータ側
については従来どおりの構成とした方が構成が簡単とな
る。
【0026】また、検出器配管内の液体が外部に漏れな
いようにシールする方法として、上述のように液体封止
用Oリング16を用いる代わりに、図2に示すように、
検出器配管内面をライニング構造としてもよい。同図に
おいて、21が、腐食性の高い物質を含む流体が配管内
を流れてもこれに耐えうる材質で構成されたライニング
である。
【0027】このライニング21は、弾力性を有するも
ので、取付フランジ12の先端が検出器配管内に突き出
た状態ではその部分を覆うように変形する。次に、取付
フランジ12の管内への進入位置を自動制御する実施形
態につい説明する。図3はこの構成の概略を示すもの
で、取付フランジ12の縁部12Bの外周にネジ31を
刻設するとともに、このネジ31と螺合するネジ32を
外周に刻設したシャフト33を配置する。このシャフト
33を回転させるモータ34をこのシャフト33に取り
付ける。このモータ34は位相差検出回路5からの制御
信号aによって駆動され制御される。具体的には、例え
ば、流体を通過したマイクロ波bが位相差検出回路5へ
入力されるときのレベルに基づいて、位相差検出回路5
は、このレベルが低いときはシャフト33を回転させて
取付フランジ12を管内に進入させる方向(図の左方
向)に移動させるようにモータ34を制御する制御信号
aをモータに送出する。逆に位相差検出回路5に入力さ
れるマイクロ波bのレベルが高くなったときは、位相差
検出回路5は、取付フランジ12を管外に後退させる方
向(図の右方向)に移動させるように制御する制御信号
aをモータ34に送出する。このような構成とすること
により取付フランジ12の管壁11から管内への進入位
置を自動制御することができる。
【0028】なお、上述のように取付フランジ12の管
壁11から管内への進入位置の自動制御を、位相差検出
回路5に入力されるマイクロ波bのレベルに基づいて行
う代わりに、流体の導電率に基づいて行うようにしても
よい。
【0029】さらに、取付フランジ12の管壁11から
管内への進入位置が適切であるかどうかを確認するため
に、取付フランジ12の筒状部12Aに、流体の導電率
または流体を通過したマイクロ波のレベルに対応した目
盛りを刻むように構成してもよい。
【0030】また、上述の実施形態においては、検出器
配管中を流体が流れる場合について説明したが、測定対
象となる液体を検出用容器内に入れ、マイクロ波送信用
アプリケータとマイクロ波受信用アプリケータを取付フ
ランジにより検出用容器の容器壁に取り付けて、濃度を
測定するように構成してもよい。なお、以上の各実施形
態において、図2に記載のライニングを併用してもよ
い。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、測
定対象となる液体の導電率が所定の仕様以上である場合
であっても、マイクロ波濃度計の検出器配管内または検
出用容器内の液体を排出する手間をかけることがなく、
高導電率対策の作業をより簡単に、より短時間に実施す
ることが可能となる。。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における主要部の構成を示
す断面図。
【図2】本発明の他の実施形態における主要部の構成を
示す断面図。
【図3】本発明の更に他の実施形態における主要部の構
成を示す図。
【図4】本発明の更に他の実施形態における主要部の構
成を示す図。。
【図5】マイクロ波濃度計の構成を示すブロック図。
【図6】従来の濃度計の一例の主要部を示す断面図。
【符号の説明】
1…検出器配管 2…マイクロ波送信用アプリケータ 3…マイクロ波受信用アプリケータ 4…マイクロ波発振器 5…位相差検出回路 6…パワースプリッタ 11、61…管壁 12、62…取付フランジ 12A、62A…筒状部 12B、62B…縁部 13、14、31、32…ネジ 15…スペーサ 16…運動用Oリング 21…ライニング 33…シャフト 34…モータ 41…目盛り 63…Oリング 64…ボルト

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出器配管内または検出用容器内の液体
    中に含まれる物質の濃度を測定するために、前記検出器
    配管または検出用容器の壁に設置された送信装置からマ
    イクロ波を前記液体中に送信し、前記送信装置に対向し
    て前記検出器配管または検出用容器の壁に設置された受
    信装置で受信し、前記マイクロ波の特性から濃度を求め
    る濃度計において、前記送信装置と前記受信装置との距
    離を変える手段を備えたことを特徴とする濃度計。
  2. 【請求項2】 検出器配管内または検出用容器内の液体
    中に含まれる物質の濃度を測定するために、前記検出器
    配管または検出用容器の壁に設置された送信装置からマ
    イクロ波を前記液体中に送信し、前記送信装置に対向し
    て前記検出器配管または検出用容器の壁に設置された受
    信装置で受信し、前記マイクロ波の特性から濃度を求め
    る濃度計において、前記送信装置及び前記受信装置の少
    なくとも一方は、前記送信装置と前記受信装置との距離
    を変えるために前記管内または容器内への進入位置を変
    えることができるように構成された取付フランジにより
    前記壁に取り付けられていることを特徴とする濃度計。
  3. 【請求項3】 検出器配管内または検出用容器内の液体
    中に含まれる物質の濃度を測定するために、前記検出器
    配管または検出用容器の壁に設置された送信装置からマ
    イクロ波を前記液体中に送信し、前記送信装置に対向し
    て前記検出器配管または検出用容器の壁に設置された受
    信装置で受信し、前記マイクロ波の特性から濃度を求め
    る濃度計において、前記送信装置及び前記受信装置の少
    なくとも一方は、前記送信装置と前記受信装置との距離
    を変えるためのネジを有する取付フランジにより前記壁
    に取り付けられていることを特徴とする濃度計。
  4. 【請求項4】 検出器配管内または検出用容器内の液体
    中に含まれる物質の濃度を測定するために、前記検出器
    配管または検出用容器の壁に設置された送信装置からマ
    イクロ波を前記液体中に送信し、前記送信装置に対向し
    て前記検出器配管または検出用容器の壁に設置された受
    信装置で受信し、前記マイクロ波の特性から濃度を求め
    る濃度計において、前記送信装置及び前記受信装置の少
    なくとも一方は、この装置を収容した筒状体とこの筒状
    体の一端に形成された縁部とを有する取付フランジによ
    り前記壁に取り付けられ、前記壁と前記取付フランジの
    縁部との間に前記送信装置と前記受信装置との距離を規
    定するためのスペーサを介在させたことを特徴とする濃
    度計。
  5. 【請求項5】 前記スペーサの厚さは、前記液体の導電
    率または前記液体を通過したマイクロ波のレベルに応じ
    て決定されることを特徴とする請求項4に記載の濃度
    計。
  6. 【請求項6】 前記液体の導電率または前記液体を通過
    したマイクロ波のレベルに応じて前記取付フランジの位
    置を自動制御するようにしたことを特徴とする請求項2
    に記載の濃度計。
  7. 【請求項7】 Oリングを前記取付フランジに嵌め込む
    ことにより前記検出器配管内または前記検出用容器内の
    液体をシールすることを特徴とする請求項2に記載の濃
    度計。
  8. 【請求項8】 前記液体の導電率または前記液体を通過
    したマイクロ波のレベルに対応した目盛りが前記取付フ
    ランジに刻まれていることを特徴とする請求項2に記載
    の濃度計。
  9. 【請求項9】 前記送信装置及び前記受信装置が配置さ
    れている箇所の前記検出器配管または前記検出用容器の
    内面をライニング構造とすることにより前記検出器配管
    内または前記検出用容器内の液体をシールすることを特
    徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の濃度
    計。
JP3372697A 1997-02-18 1997-02-18 濃度計 Pending JPH10227748A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000171375A (ja) * 1998-11-26 2000-06-23 Hauni Maschinenbau Ag マイクロ波用の共振体ハウジング
JP2003139722A (ja) * 2001-11-01 2003-05-14 Toshiba Corp マイクロ波式濃度計

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