JPS61501531A - 炭化水素等を含有する液体中の炭化水素含有量の測定方法 - 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】 炭化水素等を含有する液体中の炭化水素含有量の測定方法 この発明は炭化水素等を含有する液体中の炭化水素含有量の測定方法に関する。

液体中の主成分は水であり、この液体は炭化水素以外に塩分（海水）あるいは他 の溶解化学物質（工場排水）も含んでいてよい。

本発明の方法において測定される液体は照射源からの工ＦＩ照射に曝射される透 明の測定用キュベツトに導かれ、液体中に存在する炭化水素の含有量は波長が３ ゜４から３．５μｍの範囲での炭化水素に起因する減衰にもとづいて決定される 。

ＩＲ吸収法は、たとえば、水のはかの油含有量を実験室で決定する際によく用い られている。本方法の利点は、波長３．４２μｍでの油による吸収が種々な油に おいて互いに非常に接近して℃・るという事実にもとづき、広範囲な利用ができ ることである。しかしながら、水による吸収が強いために実験室での含有量決定 には、油を四塩化炭素に抽出することによって測定前のサンプルを濃縮し、この ようにして得た抽出物を水から分離することが必要である。従ってこの方法は時 間がかかるとともに、トキシンが排出される危険をもたらす。

公知の方法においては、サンプルそのものから油を除去した基準サンプルを形成 することによって水による吸収を補償している。これら２個のサンプルをポンプ で交互にキュベツトに送入することによって、油による減衰が測定できる。充分 な測定精度を得るために、キュベツトに入る前の両サンプルの温度差を熱交換器 で等しくし、そして圧力差を除くために、両サンプルは測定の間キュベツトにお いていつも滞留される。基準サンプルをつくるために、油側に混入されるかもし れない固形粒子を除去する限界ろ過膜が用いられている。両サンプルによる減衰 は、測定波長以外に、吸収が油によって影響されないもうひとつの波長をも用い ることによって、補正される。この方法は、実験室による方法の精度ならびに信 頼性と高速の測定という利点とを兼備している。しかしこの方法の流体機構部は 今なお複雑であり、限界ろ過膜、基準サンプル用のパイプライン、基準液体用の ポンプ手段そして熱交換器とから構成されている。

本発明の目的は公知の測定方法の改良にある。本発明のさらに詳しい目的は、公 知の測定方法でのサンプル処理を実質的に簡素化できる方法を提供することにあ る。本発明の他の目的ならびに利点は本発明の開示から明らかとなる。

本発明の上記目的は、測定対象の炭化水素による吸収が影響を及ぼす波長領域の 幅を越えた比較的広い幅の所定波長領域において、炭化水素を含有する液体の赤 外線吸収ス被りトルが測定され、炭化水素吸収領域での液体の吸収そのものは該 所定波長領域外のスイクトル部分による計算によって決定され、以って液体中の 炭化水素の吸収が該両吸収の差にもとづいて得られることをその主たる特徴とす る方法によって達成される。

本発明の方法の他の特許請求の範囲第２項乃至第４項に示されている。

本発明の方法によって数多くの顕著な利点が得られる。本発明の方法によって測 定に必要とする流体機構部品を実質的に簡素化できる。たとえば、液体流路に挿 入される限界ろ過膜、測定キュベツトに至る基準液体パイプライン、このパイプ ラインに必要な基準ポンプ手段そして熱交換器を省略することができる。

添付の図面に示す本発明の好ましい実施例を参照して本発明の詳細な説明してい るが、本発明をそれのみに排他的に規定するものではない。

第１図は本発明の方法の原理をブロック図で示し、従来の方法に含まれる流体機 構部の部品は破線で示されており、これら部品は本発明の方法においては余分な ものである。

第２図は第１図に示す測定ユニットの好ましい実施例をブロック図で示している 。

第３図は第１図に示す測定ユニットの他の好ましい実施例をブロック図で示して いる。

第４図は第１図に示す測定ユニットの第３の好ましい実施例を示している。

第５図は波長に対してグロットされた油を含有した水の吸収を示すグラフであっ て、水の吸収グラフは破線でこのグラフ中に入れられている。

第１図の実施例において、本発明の測定方法に使用される測定装置は全体として 参照番号１０で示した。測定装置１０は測定ユニット部１３、流体機構部１４そ して制御部１５とから構成されている。測定装置１０によって、パイプラインｌ ｌ中を流れる液体中に存在する炭化水素含有量、たとえば油含有量が測定される 。液体ライン１１の搬送ポンプとホモジナイザは参照番号１２によって示されて いる。

測定ユニット部１３は、工Ｒ源１６、相応の透明・ぐイブ長の測定キュベツト１ ７、第１図では２チヤンネル検出器として示されている検出器ユニット１８そし て測定信号の処理および伝達ユニット１９とより構成されている。

流体機構部１４は、前フィルタ頷、測定キュベツト１７に至る・母イブライン２ １、サンプルおよびフラッシュ弁ｎ、熱交換器おそして圧力変換器２４とより構 成されている。参考番号５によって示される放出ラインに沿って、測定された液 体は測定キュベツト１７から液体ライン１１に導かれる。フラッシュのために純 水を使うことができ、この純水は弁ｎを介して測定キュベツト１７に導かれる。

フラッシュのためには純水もしくは適当な溶媒を使用することが可能である。

第１図に示す測定システムにおいて、基準液体用の限界ろ過膜２６、基準液体が 測定キュベツト１７に導かれるパイプラインｎそしてパイグラインｎの基準液体 ２ンプ手段路とが破線で示されている。本発明の方法においては、流体機構部１ ４を簡素化することができ、従来の方法で使用した部品２３　、２６　、２７お よび詔を完全に省略できる。

第２図は、第１図に示す測定ユニット部１３の好ましい実施例を示す。第２図に よる測定は、いわゆる多色測定にもとづいている。この実施例において、第１図 に示すようにＩＲ源は参照番号１６で示され、測定キュベツトは参照番号１７で 示され、そして測定キュベツトに至る・セイプラインは参照番号２１で示されて いる。本実施例においては検出器として多チャンネル検出器２１８が使用され、 この前には波長帯域選択手段２００が配置されている。参照番号２１９は測定信 号用処理および伝達ユニットを示す。従って、多色測定においては、広帯域源が 使用され測定ヘッドは複数の並行チャネルを含むことが理解されよう。多色検出 器（各素子は個別のフィルタを有している）によって４チヤネルを与えることは 容易である。一連の検出器とたとえば回折格子あるいはプリズム等の分散素子と を用いることによってさらに多くのチャネルをつくることも可能である。

第３図は、第１図に示す測定ユニット部１３の他の好ましい実施例を示す。この 実施例は、いわゆるフーリエ分光計にもとづいている。本実施例において、第１ 図に示すように、参照番号１６はＩＲ源を示し、参照番号１７は測定キュベツト を示し、そして参照番号２１は測定キュベツト１７に至る・ぐイブラインを示す 。本実施例においては広帯域検出器３１８が使用され、測定キュベツト１７を通 過した工Ｒ領域の放射は走査干渉計３００によって広帯域検出器３１８に導かれ ている。フーリエ変換計算および信号伝達ユニットは参照番号３１９によって示 されている。このように、フーリエ分光計においては、広帯域源が使用され、そ して中心部分は走査干第４図は、第１図に示す測定ユニット部１３の第３の好ま しい実施例を示す。この実施例はレーデ分光計にもとづいている。第１図に示す ように、参照番号１７は測定キュベツトを示し、参照番号２１は測定キュベツト １７に至るパイプラインを示す。この実施例においては走査レーデ源４１６が使 用され、そして検出器として広帯域検出器４１８が使用されている。参照番号４ １９は測定信号用処理および伝達ユニットを示す。従って、レーザ分光計におい ては、同調可能なレーザ源と広帯域検出器とが用〜・られていることが理解され よう。

第１図に示される制御手段１５は、表示、プロセス制御および警報を与える。測 定結果の計算はマイクロコンビエータによって行なわれるので、実時間処理が可 能となるとともに、たとえば水による吸収を計算するような正確なアルゴリズム が得られる。

第５図に油を含有した水の吸収グラフが示されている。水の吸収グラフは破線と してグラフ中に入れられている。本発明の方法によってあらかじめ選定された波 長領域は、第５図中にλ始点からλ終点の間隔として入れられて−・る。第５図 において、測定波長（４色測定）λ、＝３．３Ｑμｍ、λ２＝３．４２μｍ、λ 、＝３．５Ｑμｍモしてλ、＝３．７５μｍを選択できる一例が示されて（・る 。

この例においては、油は波長λ２において強さの値エサンプルに影響を与えてい る。油を含まない水の強さの値工基準は波長λ１．λ２およびλ４における強さ の値から計算によって決定でき、従って油の吸収はサンプルと基準の強さの値の 差として得られる。より多くの測定波長を用いることによって、測定精度と信頼 性を改善することができる。走査方法によれば、所与の波長領域に亘って油によ る吸収の積分値を決定することさえ可能となる。

本発明の方法は顕著な利点を有している。測定は水のサンプルから直接なされ、 サンプルを処理する複雑な準備が不要である。水に存在する物質による影響は、 問題としている波長領域において一様な減衰を与えている測定によって排除され る。そのような物質は、たとえば、混濁を生じる固体粒子、そして水に溶解した ある種の塩分である。本方法によって、油取外にも水に混合した他の炭化水素を 測定することができる。

↑ ＦＩＧ　４ ３．０　３．２　３．ｔ　３．６　３８　Ｌ、０シルミ　ニ肛ζ−１２ｍ１ ｒ　ｌ　Ｇ、　５ 国際調介報告 ｌｍｙｗｅｅｓａｌ　Ａｏ−一＋＋−６Ｈ優　ＰＣＴ／ＦＩ８５１０１’１０２ 日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．炭化水素等を有した液体中の炭化水素含有量を測定する方法であつて、測定 される液体は透明測定キユベツトあるいはその均等物（１７）に導かれ、測定キ ユベツト（１７）は放射源（１６）からの赤外線放射に曝射され、そして液体中 に存在する炭化水素の含有量は、炭化水素を含有した液体による吸収と液体その ものによる吸収との差にもとづいて決定される方法において、炭化水素を含有し た液体の赤外線スペクトルは、測定される炭化水素による吸収が影響を及ぼす波 長領域の幅よりも広い、あらかじめ選定された比較的広い幅の波長領域（λ始点 、λ終点）において、測定され、かつ、炭化水素の吸収範囲における液体の吸収 そのものは該範囲以外のスペクトル部分による計算によつて決定され、以つて液 体中の炭化水素は該両吸収の差にもとづいて見出されることを特徴とする方法。
2. ２．測定が多色測定として行なわれ、検出器ユニツトとして数個のチヤネルを有 した検出器（２１８）が用いられ、この検出器の前に波長帯域選択手段（２００ ）が配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項の方法。
3. ３．測定がフーリエ分光計測定として行なわれ、検出器ユニツトとして広帯域検 出器（３１８）が用いられ、測定キユべツト（１７）を通過した放射が走査干渉 計（３００）によつて広帯域検出器に導かれることを特徴とする請求の範囲第１ 項の方法。
4. ４．測定がレーザ分光計測定として行なわれ、赤外線源として走査レーザ源（４ １６）が使用され、かつ、検出器ユニツトとして広帯域検出器（４１８）が使用 されることを特徴とする請求の範囲第１項の方法。