JPS59170747A - 油分濃度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続して流入する油水試料中に浮遊あるいは懸
濁する土砂、鉱石、塵埃等からなる浮遊固形物による影
響を濁度法を利用して除去できる油分濃度計に関する。

船舶のビルジ（船底沈澱の油性固形物）を油水分離器を
介して所定濃度以下のもののみを船釣 外（こ放棄するため大量の被処理水を連必こ測定する場
合ζこ濁度法による油分濃度計が利用される。近年は環
境汚染に関する法規制により上記所定濃度としての油分
濃度の限界値が低濃度に定めらｎているため、油水試料
中の浮遊固形物の濁度が油分濃度（こ及す影＃を無視す
ることができず浮遊固形物の濁度分（以下８８分という
）を除去することが必要になった。８８分は強制乳化に
対して無関係なことを利用し、乳化の過程を二段階とし
、各段階毎に測定油分濃度（こ比例する出力電圧を得て
、これら二つの出力Ｎ１圧を使用して８８分を除去した
油分濃度を測定するという二つの乳化手段とそ石７ぞれ
に検出回路とを具えた二段階乳化法ｅこ従う油分濃度計
が出現した。この従来の装置番こおいては第１図に示す
ように連続して流入する油水試料をそれぞれ出口に光セ
ンサをもち、直列ζこ接続された二つの乳化手段（こよ
り、それぞｎ異なる度合に乳化し、光センサにより検出
された二つの出力電圧の差あるいは比をとることによっ
てＳＳ分ζこよる影響を除去した油分濃度を得るもので
あった。

しかしながら、このような従来の油分濃度計にあっては
二つの乳化手段が直列流路（こ接続されているため、油
水試料の乳化の度合が変化する時の過渡状態においては
二つの光センサ（こ検出される出力電圧はその出発点を
異にするとともにこの出力電圧の差によって示される油
分濃度は乳化の度合が定常状態に移行して安定し、一定
の測定値に達するまで、刻々に変化して正しい測定値を
示さない欠点があった、すなわちこの過渡状態の間に所
定濃度以□上の汚染油水が警報装置に確認され、排水出
口が閉止さちる以前に大量に海中ｌこ放棄されるという
危険が伴うものである。

不発明はこのような従来の欠点に看目してなされたもの
で二つの乳化器を並列流路番こ接続し、流路の分岐直前
（こ分配器を設け、各並列流路に′流量制御弁を設け、
並列流路（こ均等に油分を分割し、等量の油水試料を流
通するよう船こして上記の欠点を除去することを目的と
する。

本発明は二段階乳化法の油分濃度計（こおいて、油水試
料をほぼ均一に混合し均等１こ分配下る分配器を設け、
該分配器と排水出口との間に管路（こよって直列に結合
される乳化器と光センサと流量制御弁とからなる流路を
並置し、それぞれの流路ζこ等流量の油水試料を流通さ
せるよう（こし、二つの乳化手段の油水試料の乳化の度
合が変化する時の過渡状態をそｎ、ぞれ同時刻から出発
させるよう（こして過渡状態（こおいて測定される油分
濃度を正確に検出するようにして万が−（こも大量の所
定濃度以上の汚染油水が海中に放棄さｎないようにした
効果を狙ったものである。

上述のよう（・こ大量のビルジを連続して処理する場合
に使用される油分濃度計にあっては油水試料を採取する
装置、採取さイ１．た油水試料を乳化する装置１．油分
濃度を測定する装置、油水試料の流量を制御するととも
に所定圧力を付加できる圧力調節弁装置、油分濃度測定
値記憶装置、油分濃度をＭ足濃度と比較し警報発令とか
プロセス処理の制御を行う制御装置、測定値較正装置、
洗浄装置等を備え防爆構造のもとにこれら装置が構成さ
れているが、これら公知の装置の説明は省略して本発明
に関した部分のみを以下に図面に基づいて説明する。

第１図は従来の油分濃度計の二つの乳化手段と検出回路
とのブロック図である。第１図でミキサー１と２とはそ
れぞ′ｒＬ所定回転数をもって回転するモータ５と６に
よって駆動される乳化器で、例えば多重セル摩擦ポンプ
である。ミキサー１と２とをモータ５のみで駆動するこ
ともできる。ミキサー１と２の出口には光センサ３と４
が二つ設けらイする。第２図は光センサ３の説明図で光
センサ３は例えば管路壁２１から油水試料の流れの方向
を示す矢印２２と直角方向に突出した球面形の透明部材
からなる投光器２３と受光器２４て、何れも光ファイバ
ー２５と２６（こよって光源２７と光導電セル２８に接
続されるものである。第１図で油水入ロアは管路によつ
でミキサー１に接続され、ミキサー１の出口は光センサ
゛９を介しで東に管路（こよってミキサー２ｉこ後続さ
れ、ミキサー２の出口は光センサ４を介して排水出口８
に接続されて二つの乳化手段を構成する。直流入力端子
１８と１９はそ眉。

ぞれ入力抵抗器９と１０を介して反転増中型のオペアン
プ１３と１４の一印の端子に接続され、オペアンプ１３
と１４の出力はログアンプ１５と１６の入力（こそれぞ
れ接続される。オペアンプ１３と１４の一印の端子とそ
の出力端子との中間（こは帰還抵抗器１１と１２がそれ
ぞれ接続される。ログアンプ１５と１６の出力は差動増
巾器１７の十印の端子と一印の端子（こそれぞれ接続さ
イル１差動増巾器１７の出力は油分濃度出力端子２０ζ
こ接続される。帰還抵抗器１１と１２はその抵抗値を内
部抵抗値とする光導電セルで、光センサ３と４とにそ孔
ぞｎ光フアイバー３０と２９によって接続され、光セン
サ３と４から透過光に比例して内部抵抗値を変化するの
で光軍資換器を形成することができる。光導電セルとし
てＣｄＳ等が知ら７１．る。これら電気回路素子は検出
回路を構成する。このような構成で油水試料は油水入ロ
アからサンプルさｚｚ、　　ミキサー１（こ人って乳化
さに％、この白濁水は光センサ３で光源からの光を照射
さ眉７、乳化度合に応じて減衰さイまた透過光を光ファ
イバー３０を通して帰還抵抗器１１で示さイ１．る光導
電セルζこ送る。

光センサ３を通過した白濁水はミキサー２に入って再び
乳化さｎ更ζこ乳化の度合を深め、光センサ４に至り、
光センサ３の場合お同様ζこ光源の光を照射さ石７、減
衰した透過光を光ファイバー２９を通して帰還抵抗器１
２で示される光４％セルに送る。光センサ４を通過した
白濁水（ま排水出［］８力゛ら排出され、る。このよう
な過程は油水試料が連続して流入さイ１．るので連続し
たものである。直流入力端子１８と１９（こ安定化定電
圧直流電源から直び℃厩Ｈ二が印加さｎると、オペアン
プ１３と１４はそイ１．ぞれ帰還抵抗値と入力抵抗値と
の比からなる増中度を示すから帰還抵抗器１１と１２に
入射する光の強さζこ関係した増巾度を示し、ロクアン
ブ１５と１６とを介した二つの出力−，圧はそ７１．ぞ
ｖ５白濁水の濃度に比例することになる。こｎら二つの
出力型ＥＥは差動増巾？！２￥１７の十と一印の端子に
入力さｆ′１７、両者の差が油分Ｉ＃：度出力出力端子
（こ出力される。

こｎら二つの出力電圧の中（こけ強制乳化の過程Ｏこお
いて何等変化しｙ、Ｈ（１）Ｓ　８分に対応する電圧が
含まれているが、両者の差をとること（こまって、ＳＳ
分に対応する′直圧が消失するのでＳＳ分の影響を除去
した油分濃度を得ることができる。

第３図は第１図（こ示す油分濃度計におけるミキサー１
と２との乳化曲線５０と５１を示すものである。第３図
で横軸ζこ時間を縦軸（こ（ま光センサ３と４ζこより
検出さ？′１．１こオペアンプ１３と１４の出力電圧■
を示−東。ｔｌより１１αま油水試料がミキサー１と２
古によりぞれぞ７１．乳化される状態を示す経過時刻で
ある。すなわちミキサー１では時刻ｔ１からミキサー２
では時刻Ｕから乳化が開始さｎ１時時刻、ｉこて出力電
圧Ｖｔ　ｆ示す乳化曲線５０は上昇し、やがて時刻ｔ７
には定常状態ζこ至り出力電圧■を示す。時刻ｔ４ζこ
て出力電圧ｖｌを示す乳化曲線５１は時刻−近くで過渡
的上昇を終り、時刻ｔ１では同様に定常状態（こ至り出
力電圧Ｖ３を示す。電圧■と■との差が油分濃度を示す
。過段状態の時刻ｔ１からｔｌｏまでは正しい油分濃度
を示さないことは明らかであり、過渡状態においても正
しい油分濃度を検出することは大量の所定濃度以上の汚
染油水を船外（こ放棄する危険を防止するために緊安で
ある。

第４図は本発明の油分濃度計の二つの乳化手段の一実施
例を示すブロック図である。第４図で油水入口４３力）
ら流入する油水試料をほぼ均一に混合し分配−リーる分
配器３４を設け、この分配器３４と９「水出口４４との
間に管路によって直列ｌこ結合さ孔る乳化手段であるミ
キサー３５と光センサ３７と流量制御弁４１とから１．
ｊＱ６流路と、ミキサー３６と光セン→ノー３８亡流量
制御弁４２とからなる流路とを並置し、そイｌぞｎの流
路に等流量の油水試料を流通させるようにしたものであ
る。分配器３４は例えばスタティックミキサーで右ひね
りと・左ひねりのらせん状板からなるエレメントを接点
を直角ζこして交互ζこ連結し、管Ｖ）賓こ挿入固定し
た５Ｔ動部のない管状ラインミキサーで特異な形の流れ
の分割と径方向の混合を同時に得ることができるもので
ある。

ミキサー３５と３６とは１々りえば多重セル摩擦ポンプ
で、モータ３９ｉこより変速機４０によってそわそわ、
１分間の回転数を変えて駆動される。

光センサ３７と３８は既に説明した光センサ３と４と同
様のものである。また光センサ３７と３８（こは光ファ
イバーが接続さａ１第１図に示すと全く同様な検出回路
が設けられるがこｎ（ま図示ならひ（こ説明を省略する
。このような二つの乳化手段において油水入口４３から
採取さ２１゜油水試料は分配器３４を通り、その管路断
面内でほぼ均一ζこ混合され等量づつ分割されてミキサ
ー３５と３６ζこ流入する。流量制御弁４１と４２によ
ってそれぞれの流路の流量は等量に制御さｎる。ミキサ
ー３５と３６では乳化の度合が異なるように乳化さ几る
。例えばミキサー３５では油の粒径が２０μ帽こミキサ
ー３６では３μｍとなるようにする。ミキサー３５と３
６を出た白濁水は光センサ３７と３８をそれぞれ通過し
て流量制御弁４１と４２を介して合流し、排水出口４４
に排水される。光センサ３７と３８で検出さイｔた出力
電圧の差をとることζこよって８８分の影響を除去した
油分濃度が測定さ石、る。

第５図は第４図に示す油分濃度計におけるミキサー３５
と３６との乳化曲線５２と５３を示すものである。第５
図で横軸に時間を縦軸には光センサ３７と３８により検
出さη７た出力電圧Ｖを示す。１１よりｔ＋ｏＧｊ油水
試料がミキサー３５と３６とにより乳化さイする状態を
示す経過時刻である。すなわち時刻ｔ１にてミキサー３
５と３６とは同時（こ乳化が開始され時刻ｔｌｉこて出
力奄圧猶を示す乳化曲線５２と５３は時刻ｔ９でほぼ定
常状態に至り、出力電圧■と■３とを示す。こり出力電
圧騒と■との差が油分濃度を示すことば既（ご述べた通
りである。第５図から明らかなよう（こ油分濃度変化（
こ対するタイミングは乳化曲線５２と５３とで完全に一
致させることができるので、過渡状態にあっても正しい
油分濃度の検出ができる。

このように本発明は二段階乳化法を連続して行う油分濃
度計において、プロセス処理の乳化手段の位置を変更す
ることによって油分濃度の過渡状態の計測を可能とし、
大量の所定濃度以上の汚染油水の船外投棄を防止できる
ようにしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の油分濃度計の二つの乳化手段と検出回路
のブロック図、第２図は第１図Ｇこ示す光センサ３の説
明図、第３図（ま従来の油分濃度計のミキサー１と２と
の乳化曲線５０と５１の説明図、第４図は本発明の油分
濃度計の二つの乳化手段の一実施例を示すフロック図、
第５図は本発明の油分濃度計のミキサー３５と３６の乳
化曲線５２と５３の説明図である。 ■と２と３５と３６・争やミキサー、３と４と３７と３
８−−−光センサ、５と６と３９・・・モータ、７と４
３・・・油水入口、８と４４・・・排水出口、９と１０
・・・入力抵抗器、１１と１２・優φ帰還抵抗器、１３
と１４・・・オペアンプ、１５と１６・・・ログアンプ
、１７・・・差動増巾器、１８と１９・・・直流入力端
子、２０・・・油分濃度出力端子、２１・・・管路壁、
２２・・・矢印、２３・・・投光器、２４・・・受光器
、２５と２６と２９と３０・・・光ファイバー、２７・
・・光源、２８・・・光導電セル、３４・・・分配器、
４１と４２・・・流量制御弁　、５０と５１と５２と５
３・・・乳化曲線。 時計出願人　株式会社　東京計器 卒１図 第２図 ２ ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油水試料を二つの乳化手段（こてそれぞｎ異なる度合ｌ
   こ乳化し、該乳化手段の出口に設けられる二つの光セン
   サのそれぞれに接続される検出回路により出力される二
   つの出力電圧を使用して浮遊固形物による影響を除去し
   た油分濃度を連続して検出する油分濃度計において、上
   記油水試料をほぼ均一（こ混合し分配する分配器を設け
   、該分配器と排水出口との間に管路によって直列に結合
   される上記乳化手段と上記光センサと流量制御弁とから
   なる流路を並置し、そｎぞｎの流路（こ等流量の上記油
   水試料を流通させることを特徴とする油分濃度計。