JPS6136172B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、不純物濃度測定装置の改良に関す
る。

従来、プランギング計と称される不純物濃度測
定装置が知られている。この装置は、液体に含ま
れる不純物の飽和溶解度が温度によつて変化する
現象を利用したもので、通常、第１図に示すよう
に構成されている。すなわち、試料液体を通流さ
せる流路１内に上記流路１の通流断面積を局部的
に小さくする絞り板２を設け、さらに上記絞り板
２の上流側に加熱冷却機構３を、また下流側に電
磁流量計等からなる流量計４を設けている。加熱
冷却機構３は、流路１を選択的に加熱するヒータ
５と、流路１を選択的に冷却する送風機６とで構
成されている。そして、上記ヒータ５と送風機６
とは制御器７を介して排他的に入力が供給され
る。しかして、前記流量計４の出力は、レベル検
出器８に導入される。レベル検出器８は第２図
ａ，ｂに示すように流量計４の出力Ｐがあるレベ
ルV₁より高い場合には出力Ｘを送出し、レベル
V₀より低い場合には反転出力Ｙを送出するよう
に構成されている。そして、上記出力Ｘ、Ｙは、
制御器７に導入され、この制御器７は、出力Ｘが
導入されたとき送風器６を付勢するように制御
し、また出力Ｙが導入されたときヒータ５を付勢
するように制御する。なお、図中９は絞り板２の
近傍温度を検出する温度検出器を示している。

しかして、この装置は次にようにして不純物濃
度を測定するようにしている。すなわち、レベル
V₀を設定した状態で流路１に試料液体を通流さ
せる。この場合、流量計４の出力レベルがレベル
V₀より高いときは、信号Ｘが送出され、これに
よつて送風機６だけが付勢される。このため、絞
り板２をある温度に冷却された液体が通過するこ
とになる。今、液体中に不純物が含まれていると
すると、この不純物の飽和溶解度が温度によつて
変化し、飽和溶解度を越えた分が絞り板２に析出
される。したがつて、絞り板２の通流面積が小さ
くなり、これに伴なつて流量計４の出力も減少す
る。そして、流量計４の出力がレベルV₀より低
下すると、こんどはレベル検出器８から信号Ｙが
出力され、これによつてヒータ５だけが付勢され
る。ヒータ５の付勢によつて絞り板２を通過する
液体の温度も上昇するので、今まで絞り板２に析
出されていた不純物もその温度における飽和溶解
度に達するまで溶解する。したがつて、こんどは
絞り板２の通流面積が大きくなり、これに伴なつ
て流量計４の出力も増大する。そして、流量計４
の出力が増大してレベルV₀を越えると、前述の
如く信号Ｘが送出され送風機６が付勢される。上
述した動作から明らかなように、この装置は、流
量がほぼ一定となるように絞り板２を通過する液
体の温度を制御している。したがつて、不純物が
多量に含まれているときには、絞り板２を通過す
る液体の温度が必然的に高く保たれ、また不純物
が少量しか含まれていないときには、絞り板２を
通過する液体の温度が必然的に低く保たれるの
で、温度と不純物濃度との関係を予め求めてお
き、この関係と温度検出器９から得られた温度と
から不純物濃度を求めるようにしている。

しかしながら、上記のように構成された従来の
装置にあつては、次のような問題があつた。すな
わちこの装置は、前述した説明から明らかなよう
に流量計４の出力信号を基準にして加熱冷却機構
３を制御している。したがつて、加熱冷却機構３
を正しく動作させるには、流量計４の出力信号Ｐ
がレベルV₀より大きいか小さいかをレベル検出
器８で正確に判断させる必要があり、このために
レベル検出器８としては応答性の良いものを用い
なければならない。

しかし、流量計４として電磁流量計を用いた場
合、電磁流量計の出力信号は一般に数ｍＶ〜数10
ｍＶと小さいので、第３図ａに示すように雑音成
分の比重が大きくなる。このためレベル検出器８
は雑音成分によつても感応し、その結果、出力信
号が第３図ｂに示すように理想的な出力形態とは
異なつたものとなり、これが、原因して流量が第
４図に示すように変動し、正確な濃度測定ができ
ない欠点があつた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、雑音成分によつ
て制御状態が乱されるのを防止でき、もつて、流
量の変動を抑制でき、その結果、正確な濃度測定
を行なえる不純物濃度測定装置を提供することに
ある。

以下、本発明の詳細を図示の実施例によつて説
明する。

第５図では本発明に係る装置の一実施例を示す
もので、第１図と同一部分は同一符号で示してあ
る。したがつて、重復する部分の説明は省略す
る。

この装置が従来装置と異なる点は、レベル検出
器として反転特性がヒステリシス特性に設定され
たものを用いたことにある。すなわち、流量計４
の出力信号を記録装置１１に導入するとともに増
幅器１２を介してレベル検出器１３に導入してい
る。レベル検出器１３は、たとえば２接点式のメ
ータリレーで、増幅器１２の出力信号P₀が第６図
に示すように第１の設定レベルV₁より増加する
方向に変化した時点から上記第１の設定レベル
V₁より小さい第２の設定レベルV₂より減少する
方向へ変化するまでの期間は出力Ｘを送出し、上
記第２の設定レベルV₂より減少する方向へ変化
した時点から上記第１の設定レベルV₁より増加
する方向へ変化するまでの間は反転出力Ｙを送出
するように構成されている。すなわち、出力の反
転にヒステリシス特性をもたせている。そしてレ
ベル検出器１３の出力は制御器７に導入される。
この制御器７は、出力信号Ｘが導入されると送風
機６を付勢し、また出力信号Ｙが導入されるとヒ
ータ５を付勢する。

このような構成であれば、レベル検出器１３の
検出特性にヒステリシス特性をもたせているの
で、流量計４の出力信号に雑音成分が混入して
も、この雑音成分によつて必要時点以外の時点に
頻繁に加熱、冷却が繰り返えされる虞れがない。
すなわち、レベル検出器１３の入力信号Ｐ_Oの波
形は、第３図では説明を簡単化するために大雑把
に描かれているが、実際にはノイズの影響で第６
図に示すような波形となつている。今、時点t1に
着目すると、高調波を含んだレベル検出器１３の
入力信号Ｐ_Oが第１の設定レベルV₁を越ええる
と、レベル検出器１３は出力Ｘを送出する。レベ
ル検出器１３は、前述のようなヒステリシス特性
を有しているので、時点t1を経過した後、入力信
号Ｐ_Oが第１の設定レベルV₁より低下しても第２
の設定レベルV₂より低下しない限り出力Ｘの送
出を継続する。そして、時点t2に至つて入力信号
Ｐ_Oのレベルが第２のレベルV₂より低下すると、
レベル検出器１３は出力Ｘの送出を停止し代りに
出力Ｙを送出する。レベル検出器１３は、前述の
ようなヒステリシス特性を有しているので、時点
t2を経過した後、入力信号Ｐ_Oが第２の設定レベ
ルV₂を越えても第１の設定レベルV₁を越えない
限り出力Ｙの送出を継続する。このため、出力
Ｘ、Ｙの切り換り時点において出力Ｘ、Ｙが交互
に送出されて、冷却、加熱が頻繁に繰返される現
象の発生が確実に防止されることになる。したが
つて、流量が変動するのを抑えることが可能とな
り、結局、正確な濃度測定を行なうことができ
る。また、設定レベルを１点とした従来装置に較
べて制御位相を進ませることができるので流量リ
ツプを小さくでき、より正確な濃度測定を実施で
きる利点もある。また、設定レベルが２点である
から、たとえば流量波形がダブルブレークの場合
であつても何ら支障なく濃度測定が行なえる。

以上詳述したように、本発明によれば、雑音が
侵入しても制御形態が乱れることがなく、常に安
定した流量制御が行なえ、もつて正確な濃度測定
が行なえる不純物濃度測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成説明図、第２図は同装
置の動作を説明するための図、第３図および第４
図は同装置の問題点を説明するための図、第５図
は本発明の一実施例の構成説明図、第６図は同実
施例の動作を説明するための図である。 １……流路、２……絞り板、３……加熱冷却機
構、４……流量計、７……制御器、９……温度検
出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液体流路と、この流路を局部的に狭めるよう
   に設けられた絞り部と、この絞り部が位置する部
   分より上流側に設けられ前記流路を選択的に加熱
   および冷却する加熱冷却機構と、前記絞り部が位
   置する部分より下流側に設けられた流量計と、前
   記絞り部の温度を検出する温度検出器と、前記流
   量計の出力が第１のレベルV₁より増加する方向
   へ変化した時点から上記第１のレベルV₁より小
   さい第２のレベルV₂より減少する方向へ変化す
   るまでの期間は第１の出力を送出し、上記第２の
   レベルV₂より減少する方向へ変化した時点から
   上記第１のレベルV₁より増加する方向へ変化す
   るまでの期間は第２の出力を送出するヒステリシ
   ス特性を有したレベル検出器と、このレベル検出
   器から前記第１の出力が送出されて間は前記加熱
   冷却機構を冷却側に動作させ、上記レベル検出器
   から前記第２の出力が送出されている間は上記加
   熱冷却機構を加熱側に動作させる制御器と、前記
   流量計の出力と前記温度検出器の出力とを記録す
   る記録装置とを具備してなることを特徴とする不
   純物濃度測定装置。