JPH1137916A - 比重測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過飽和濃度に近い溶液の比重を高精度に測定
可能な比重測定装置を提供する。 【解決手段】 溶液４を貯留する貯留槽１３と、該貯留
槽１３内の溶液４がポンプ６を有した配管を通して流入
する測定セル１と、対照溶液５を貯留する対照セル２と
からなり、前記測定セル１上部に測定セル１内の溶液４
を貯留槽１３へ配管により返送する越流部７を設置し、
前記対照セル２上部には対照溶液５を排出する越流部７
を設置し、前記測定セル１及び対照セル２の越流部７、
７よりも下方に各々配管口２２、２２を設け、該各配管
口２２、２２と差圧計３とを配管接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、比重、特には濃度
が過飽和状態であるために固体が析出しやすい状態の溶
液比重を測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、溶液の濃度を測定するために
様々な方法が考え出されてきたが、その中の１つの方法
として、溶液の比重を測定し、そこから濃度を求める方
法がある。図３は、そのような装置の例を示したもので
あり、歪みゲージ１８を備えた板バネ等の弾性部材１７
と浮き子１５とを接続部材１６にて接続し、溶液４を充
たした貯留槽１３内に浮き子１５を投入している。浮き
子１５は、溶液４の比重変化により浮き沈みをするた
め、前述した歪みゲージ１８により弾性部材１７の歪量
を測定し、溶液の比重を求めている。尚、溶液４は、温
調機１０により制御される液加熱装置１４にて一定温度
に保たれている。

【０００３】図４は、差圧計３を用いる比重測定方法を
示すものであり、溶液４を充たした貯留槽１３の上下に
夫々孔を穿ち、該孔を配管接続すると共に、配管に差圧
計３を取り付けたものである。差圧計３は、貯留槽１３
の上下に設けた孔高さでの水頭圧の差を読み取り、換算
機２１にて比重換算を行なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような比重測定の方法は、過飽和状態に近い濃度の溶
液比重を測定することや、高精度に比重を測定すること
が困難であった。即ち、図３に示す装置は、接続部材１
６に気液界面が存在するために、前記界面部分に固体が
析出しやすく、弾性部材１７の歪が析出固体の分だけ大
きくなり測定誤差を生じてしまう問題が有る。

【０００５】図４に示す装置では、水頭圧の変化を感知
しやすくするために、貯留槽１３上下に設ける孔間の距
離を大きくする必要があるが、その際に使用する差圧計
３も水頭圧の変化範囲に合わせ測定範囲が広いものを使
用することとなる。差圧計３の精度は、差圧計３自体の
測定範囲により決定されるので（測定範囲が狭いほど高
精度）、測定範囲が広い差圧計を用いると測定精度が悪
く、濃度変化に対し比重変化の少ない溶液や比重の管理
幅を狭くして高度に制御したい場合には、対応できない
という問題がある。

【０００６】本発明では、以上のような課題に鑑みて成
されたものであり、過飽和状態に近い濃度を有する溶液
であっても、高精度に比重を測定可能な比重測定装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、溶液４を貯留する貯留槽１３と、該貯留槽１３内
の溶液４がポンプ６を有した配管を通して流入する測定
セル１と、対照溶液５を貯留する対照セル２とからな
り、前記測定セル１上部に測定セル１内の溶液４を貯留
槽１３へ配管により返送する越流部７を設置し、前記対
照セル２上部には対照溶液５を排出する越流部７を設置
し、前記測定セル１及び対照セル２の越流部７、７より
も下方に各々配管口２２、２２を設け、該各配管口２
２、２２と差圧計３とを配管接続したことを特徴とす
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に用いる対照溶液５は、比
重が既知であるものであれば特に限定されるものではな
いが、コストを考えると水を使用することが好ましい。
特に高精度を望む場合には、純水又は超純水を用いるこ
とにより対応できる。

【０００９】本発明に用いる差圧計３は、一般的に市販
されているものを用いることができる。差圧計３は、様
々な構造を有したものがあるが、代表的なものを１つ挙
げると、ダイアフラムにより区切られた左右の空間部に
対し、夫々溶液を充たし、各溶液の水頭圧の差によりダ
イアフラムが歪むのを歪計により測定し２つの溶液の差
圧を求めている。

【００１０】貯留槽１３から測定セルへ溶液４を移動さ
せる配管、越流部７から貯留槽１３へ返送する配管及び
測定セル１には、温調機１０により制御可能な加熱装置
９を備えることにより、溶液４の温度管理を行なえ、よ
り高精度に比重を測定することが可能となる。更に、対
照セル２にも温調機１０により制御可能な加熱装置９又
は冷却装置（図示せず）を設けることにより精度を高め
ることが可能となる。

【００１１】比重測定時には、ポンプ６により越流部７
から溶液４が返送されるまで測定セル１に溶液１を移流
させる動作と、供給弁８を開き、対照溶液５を対照セル
２の越流部７から溢れるまで対照溶液５を対照セル２内
へ移流させる動作を同時に行い、測定セル１及び対照セ
ル２の両方の水面が安定した後に、差圧計３により測定
セル１と対照セル２の差圧を求める。溶液４の比重は、
対照セル２の水頭圧が一定であることから、差圧計によ
り測定セル１の水頭圧が判明し、測定セル１の水位が一
定であることから、溶液４の比重が求められる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を、溶液４が酸化硼素
の８０℃における飽和濃度水溶液であり、管理したい比
重１．０３６〜１．０４０（濃度１１．５〜１２．７パ
ーセント）である場合を例に取上げ、図面を用いて説明
する。

【００１３】図１は、本実施例を示すフロー図であり、
貯留槽１３からポンプ６により溶液４を測定セル１に移
流し、溢れた溶液４を越流部７より貯留槽１３へ返送し
ている。溶液４は、飽和濃度であり析出が起こりやすい
ために、測定時以外は常にポンプ６を稼働させ溶液４を
流動させていると共に、測定セル１、貯留槽１３から測
定セル１までの配管、越流部７から貯留槽１３までの配
管及び測定セル１から差圧計３までの配管に、温調機１
０により制御するリボンヒータを用いた加熱装置９によ
り８０℃よりも高い８５℃に温調している。

【００１４】測定セル１は、気液界面を生じさせないた
めに、比重測定時以外は密閉状態になるように作られ、
越流部７の配管径もポンプ６の能力に合わせて適切な径
となし、配管内に空気が入りにくいようにしている。

【００１５】測定セル１の構造は、溶液４の比重変化に
よる充分な水頭圧変化を得るために、ある程度の高さを
確保するが、比重測定に使用する溶液量を不必要に増や
さないため断面積を小さくしている。本実施例の場合に
は、直径１インチのステンレス配管を測定セル１として
使用し、差圧計３に接続する配管口から越流部７までの
高さを５００ｍｍとしている。

【００１６】対照セル２は、同じく直径１インチのステ
ンレス配管を使用し、対照溶液５として純水を使用して
いる。尚、純水源には正圧がかけてあるために、特に送
液手段を設けずに供給弁８の開閉のみで移送している。
対照溶液５は、溶液４の比重を測定する基準となるため
に、比重が一定となるよう温調機１０にて制御するリボ
ンヒータを使用した加熱装置９により、夏場の常温より
も高い４０℃にて一定に保っている。

【００１７】図２は、本実施例のフローチャートであ
り、通常ポンプ６が運転状態にあるものの、タイマによ
り設定された測定サイクルに従い、定期的に測定動作に
入る。比重測定は、供給弁８を開き測定サイクルの間に
蒸発等により減少した対照溶液５をタイマにて測定する
所定時間だけ供給し、水位を対照セル２の越流部７に合
わせ、ポンプ６を停止させた後に空気抜き弁１２（図１
参照）を開き、溶液４の水位が越流部７の高さまで越流
するようにする。この際、溶液４が逆流しないように、
ポンプ６と測定セル１の間には逆止弁１１を設けてあ
る。測定セル１および対照セル２の水面が安定した後、
比重演算装置２０は、差圧計３から出力される差圧から
溶液４の比重を求め、記録を行なう。比重演算装置２０
は、表示の際に予め設定してある比重の上下限から、溶
液４の比重が外れた場合に警告音を発し、図１に示す濃
度調整装置１９に対し濃度調整を行なう旨の出力を行な
う。

【００１８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、濃
度が過飽和状態にある等の固体が析出しやすい濃度で、
高精度に溶液の比重（濃度）を測定可能であり、加熱装
置を加えることにより装置内での析出を阻止することも
できる。また、測定セルと対照セルの２つを使用するこ
とにより、差圧計の測定範囲が狭いものを使用可能と
し、精度を高め、濃度変化に対して比重変化の少ない溶
液でも測定可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す比重測定装置のフロー図
である。

【図２】本発明の実施例を示すフローチャートである。

【図３】従来の浮き子式比重測定装置を示す概略図であ
る。

【図４】従来の差圧計を用いた比重測定装置を示す概略
図である。

【符号の説明】

１．測定セル ２．対照セル ３．差圧計 ４．溶液
５．対照溶液 ６．ポンプ ７．越流部 ８．供給弁
９．加熱装置 １０．温調機 １１．逆止弁 １２．空
気抜き弁 １３．貯留槽 １４．液加熱装置 １５．浮
き子 １６．接続部材 １７．弾性部材 １８．歪みゲ
ージ １９．濃度調整装置 ２０．比重演算装置 ２
１．換算機 ２２、配管口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 徳孝 茨城県下館市大字小川1425番地 日立化成 テクノプラント株式会社内 (72)発明者 吉田 靖 東京都千代田区神田駿河台３丁目３番 伊 藤ビル 日立化成テクノプラント内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶液を貯留する貯留槽と、該貯留槽内の
   溶液がポンプを有した配管を通して流入する測定セル
   と、対照溶液を貯留する対照セルとからなり、前記測定
   セル上部に測定セル内の溶液を貯留槽へ配管により返送
   する越流部を設置し、前記対照セル上部には対照溶液を
   排出する越流部を設置し、前記測定セル及び対照セルの
   越流部よりも下方に各々配管口を設け、該各配管口と差
   圧計とを配管接続したことを特徴とする比重測定装置。
2. 【請求項２】 貯留槽と測定セルを接続する配管及び測
   定セルが、温調機により温度制御可能な加熱装置を備
   え、且つ、対照セルに温調機により温度制御可能な加熱
   装置又は冷却装置を少なくとも１つ備えたことを特徴と
   する請求項１記載の比重測定装置。