JPS62157559A - 各種被測定物の含有率測定装置 - 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】 〔本発明の技術分野〕 本発明は、導電性或いは誘電性を有する各種液体及び固
体等々の被測定物に含まれている低濃度から高濃度に至
るまでの極めて広範囲領域の含有物の含有率を、極めて
簡易に測定でき５５ようにした装置に関するものである
。

〔従来における技術〕

従来、この種における測定装置には　液体等の被測定物
中に電極等を挿入して測定する所謂接触型の測定装置が
あり、また、所謂非接触型の測定装置としては電磁誘導
手段を用いたものや空洞共振器を使用したもの等が存在
していた。

しかしながら、前記所謂接触型の測定装置においては、
プローブ自体が被測定物に接触することから該プローブ
が被測定物にて汚されたり化学的変化を受けたり等の諸
原因により、そのＡｌｌ！定値が変化してしまうので装
置自体の耐久性に欠けるという欠陥があった６ また、前記の所謂非接触型の測定装置においては、上述
した接触型測定装置の欠陥は解決されたが、電磁誘導手
段を用いた装置の場合、酸やアルカリ性の強い工場排水
等の比較的高い導電率領域での液体測定には向くが、低
い導電率領域の液体測定或いは液体以外の粒状物や粉状
物等の測定には適さないものであった。

一方、所謂非接触型の測定装置として空胴共振器を用い
て成るような場合においては、その測定対象物として紙
等のシート状固体物のみしか測定し得す、液体や粉状物
或いは粒状物や粘状物等を測定することは全く不可能で
あり被測定対象物の範囲に限定があった。

更に、測定中枢機構として前記各手段以外の他の手段に
て成る所謂非接触型の従来測定装置においては、当該測
定自体を非接触型として測定することのみに配慮がなさ
れていて、例えば、被測定対象物の測定領域自体が非常
に狭すぎｔ−リ、または、装置外部から発生するノイズ
等の干渉が装置自体に障害を惹起してしまう等々の諸欠
陥が解決されていないというのが実情であった。

〔本発明の目的〕

本発明は、上述の如〈従来の実情に鑑み開発されたもの
であり、その目的とするとこ、５は、前記従来の測定装
置における諸種の不都合や欠陥を解決しつつ、従来ある
非接触型の測定装置と異なり導電率、誘電率を利用した
ものであることから。

被測定物自体は液体、固体は勿論、固体自体も粉状物１
粒状物、粘状物等々その被測定対象物の適用範囲を極め
て広くしたと共に、被測定物に含有されている含有濃度
に関して低濃度から高濃度に至るまで極めて広範囲領域
にわたる各種被測定物の含有率測定ができ、しかも、装
置外部からのノイズ干渉等が装置自体に与える障害を解
消しながら測定表示手段における増幅器出力を極めて能
率よく利用できるようにしその振幅変動も非常に少なく
でき、更に、本装置にて用いられる発振器からの周波数
設定も自在となすことができる等諸種の効果を発揮する
各種被測定物の含有率測定装置を提供することにある。

なお、このような目的の下に開発された本発明に係る装
置自体は、オンライン、リアルタイムの測定処理ができ
ることは勿論である。

〔本発明の概要〕

本発明の基本的な構成を概略すると以下の通りである。

即ち、本発明は、誘電率極小で高周波損失が極めて低く
薬品に侵されないような適宜の絶縁材からなる絶縁管と
、該絶縁管に配設されつつ高周波電圧計に接続されて電
圧検出をするための検出用コイルと、該検出用コイルを
挟むようにして該コイル両側に配置され高周波発振器に
接続された一次電極と、共振周波数を測定表示する適宜
手段と、を含んで成る各種被測定物の含有率測定装置で
ある。

従って、このような本発明の装置は２高周波発振器より
一次電極に交播電圧を加えたとき、検出用コイルに接続
された高周波電圧計の表示する電圧が、絶縁管中に満た
され或いは通過された被測定物の濃度によって変化する
ことに着目しつつ当該電圧の変化及び共振周波数の変化
をもって被測定物中の含有率測定を行なうようにしたこ
とを基本原理とするものである。

〔本発明の実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の実施例に就いて説明
する。

第１図は本発明に係る各種被測定物の含有率測定装置一
実施例の略式配線図である。

図中の符合１は、絶縁管、例えば誘電率極小で高周波損
失が極めて低く薬品に侵されないような適宜の絶縁材か
らなる絶縁管であり、該絶縁管１には、高周波電圧計２
等適宜の電圧表示手段に接続されて電圧検出をするため
の検出用コイル３を設置し当該部に共振回路を構成する
ようにしている。上記検出用コイル３の両側には、これ
を挟むようにして高周波発振器４等適宜の発振器に接続
された一次電極５．５を配設している。そして、このよ
うな各部構成の全体は、金属材等の適宜材よりなるシー
ルドケース６内に内蔵するようにしてもよい。

なお１本発明における前記絶縁管ｌ自体は、図示例にお
いてはこれを管状とし被測定物が通過するような状態と
しているが、これ自体、特に限定されるものではなく２
例えば底部を遮蔽して被測、宝物を納入するようにした
ものであってもよ〈又その形状自体は如何なるものでも
よい。更に、未実施例においては、電圧表示手段を高周
波電圧計２としたが、共振周波数における共振電圧のピ
ーク値を表示し得るものであれば如何なる種類の電圧表
示手段を用いてもよいことは勿論である。

上述の本装置に係る共振回路を等価的な回路図にて示す
と第２図の如くなる。

即ち、第２図中のＲｓ、Ｃｓは、検出用コイル３の中に
入っているところの被測定物の導電率或いは誘電率によ
り変化する抵抗分及び浮遊静電容量であり、被測定物の
電導性の良い領域においては、上記Ｒｓ価が小さくなる
ので、一次電極５．５からＣｓｌ　、Ｃｓ３とＲ５１、
Ｒｓ３を通して供給されるエネルギーより検出用コイル
を短絡する形の状態となっているＲ３２のエネルギーを
損失させる効果が表われて検出電圧は減少することにな
る。一方、被測定物の誘電性の高い領域においては、Ｃ
ｓｌ　、Ｃｓ３とＲｓｌ、Ｒｓ３を通して供給されるエ
ネルギーは大きくなるので当該供給されるエネルギーの
増大と共に検出用コイル３とＣｓ２にて構成される共振
回路の共振周波数は低下することになる。。

第３図は、本発明に係る測定装置の他の実施例を示す略
式配線図であり、前記第１図に示した構成装置中の一次
電極５．５の更に外側に該一次電極を挟むようにして別
の電極７．７を配設して成るものである。当該電極７．
７は、これをグランドさせたり（第３図参照）又これに
逆相電圧を加えたり或いは別の直流電圧を加えたりする
ような電極であり、このような電極を設置することによ
り、装置の測定中枢部自体を遮蔽するような状態とする
ことができる。

従って、当該電極７，７は、装置外部からのノイズ干渉
等にて装置自体の測定に障害が発生することを除去する
ために、装置の測定中枢部を外部の影響から遮断して常
時最良の測定状態を保持するために設けられるものであ
る。

解方、上記の如く本装置の測定中枢部を外部の影響から
遮蔽する手段としては、第３図に示した所謂遮蔽電極と
いうような電極７．７を設けるだけでなく、当該電極を
例えば第４図にて示すように、電極各線８を前記絶縁管
ｌを形成したと同じような適宜の絶縁材にてコーティン
グしてこれを適当な網状としつつ絶縁管内に配設構成し
てもよい、なお、上記構造は、必要であれば、一次電極
５．５にも応用することかで“きる。

以下、このようにして構成した本装置に係る各種被測定
物の含有率測定装置の作用を説明する。

即ち、本発明は、高周波発振器４より一次電極５．５に
交播電圧を加えると、検出用コイル３に接続された高周
波電圧計２の表示すＺ電圧が、絶縁管１中に満たされ或
いはこれを通過する適宜被測定物の濃度によって変化す
ることになり、当該電圧変化を高周波電圧計２の指示値
をもって被測定物の含有率を測定するようにしたもので
ある。

従って、絶縁管１内の例えば液体、粒状体、粉状体、粘
状体或いは固体等の被測定物が電導性のものである場合
は、その総合導電率に対応して高周波発振器４より供給
されたエネルギーの損失が変化して共振時における高周
波電圧計２の指示値が変化して第５図に示すようなグラ
フとなる。また、絶縁管１内の被測定物が誘電性のもの
である場合は、その総合誘電率に対応して高周波発振器
４より供給されたエネルギーが増大し当該エネルギーの
増大に沿って検出用コイル３と第２図中のＣｓ２にて構
成される共振回路の′共振周波数が低下して共振時にお
ける高周波電圧計２の指示値が変化して第６図に示すよ
うなグラフとなる。

しかして、高周波発振器４より供給されたエネルギーの
損失或いは増大現象を第２図の回路図にて説明すると前
記した通り、装置内の被測定物の導電性の良い領域にお
いては、Ｒｓ価が小さくなるので、一次電極５．５から
Ｃｓｌ、Ｃｓ３とＲｓｌ、Ｒｓ３を通して供給されるエ
ネルギーより検出用コイル３を短絡する状態となってい
るＲｓ２のエネルギーを損失させる効果が表われて検出
電圧は減少し第５図の如く変化する表のグラフとなり、
一方、被測定物質の誘電性の高い領域においては、Ｃｓ
ｌ、Ｃ，ｓ３とＲ５１，Ｒ５３を通して供給されるエネ
ルギーは大きくなるので当該供給されるエネルギーの増
大と共に検出用コイル３とＣ５２にて構成される共振回
路の共振周波数は低下し第６図の如く変化する表のグラ
フとなる。

故に、被測定物と同一物質にて作成された既知資料の含
有率に対する共振周波数及び共振時のピーク電圧の関係
を表したグラフ又は数表と前記高周波電圧計に表示され
たものとを比較することにより、各種被測定物に含有さ
れている含有物の含有率を測定できることになる。

なお、以上の如く構成の本装置においては、絶縁管ｌ内
に被測定物を連続的に通過させながら出力電圧、共振周
波数等の情報をコンピューターに連続入力することによ
り、被測定物のオンライン、リアルタイムの測定処理が
可能であり、又、測定結果を被測定物の供給源にフィー
ドバックして被測定物の含有率を一定値に保つ等の制御
を行なうこともできるようになる。

、　〔本発明の効果〕 本発明に係る測定装置においては、被測定物が導電性、
誘電性のものである限り各種の液体或いは固体を問わず
その含有率を測定できることは勿論、被測定物の含有濃
度の高・低も問わず高濃度から低濃度まで極めて広範囲
な測定対象物の含有率測定が単一装置にて測定可能とな
った。

また、本発明においては、装置の構造自体を所謂縦型と
しているのでその内部機構を長く形成可能であることか
ら、周波数発振器からの周波散設一定を自在としつつ一
層安定した含有率測定が可能となる。

更に、本発明にあっては、装置中の一次電極の外側に該
一次電極を挟むようにして別の所謂遮蔽電極ともいうべ
き電極を配設し、これをグランドさせたり又これに逆相
電圧を加えたり或いは別の直流電圧を加えたりすること
も出来ることから、装置外部からのノイズ等、測定に障
害を及ぼすような外部干渉を除去しつつ測定中枢部を外
部の影響から遮断して最良の測定状態を保持することが
゛出来、従って、増幅器の出力を極めて能率良く利用し
ながらその振幅変動を非常に少なくでき、もって含有率
測定を一層良好とすることができるものとなる。なお、
上述の如く効果は、前記した通り電極７，７を例えば第
４図の如く構成しても得られることは勿論である。

しかして、本発明は、従来全く着想されたことのない極
めて斬新且つ優れた諸種効果を発揮する各種被測定物の
含有率測定装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る測定装置の一実施例を示す略式配
線図、第２図は第１図の実施例において供給されたエネ
ルギーの損失或いは増大を表す共振回路を等測的に示す
回路図、第３図及び第４図はそれぞれ第１図と異なる実
施例の略式配線図、第５図は本発明に係る測定装置にお
いて導電率の高い領域での被測定物の含有率測定におけ
る共振電圧対共振周波数特性を表示した図、第６図は本
発明に係る測定装置において誘電率の高い領域での被測
定物の含有率測定における共振電圧対共振周波数特性を
表示した図である。 図中の主な符合 １・・・絶縁管、２・・・高周波電圧計、３φ・・検出
用コイル、４・１１６高周波発振器、５．５・・・一次
電極、６・・・シールドケース、７．７番・・遮蔽電極
。 特　　許　　出　　願　　人　　　　　原　　　　　段
　　三今２響

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）適宜の絶縁材からなる絶縁管と、該絶縁管に配設
   され高周波電圧計等適宜の電圧表示手段に接続され電圧
   を検出するための検出用コイルと、該検出用コイルを挟
   むようにして該コイルの両側に配置され高周波等を発振
   する発振器に接続された一次電極と、共振周波数を測定
   表示する適宜手段と、を含んで成ることを特徴とする各
   種被測定物の含有率測定装置であって、 前記高周波等の発振器より一次電極に交播電圧を加えた
   とき、検出用コイルに接続された高周波電圧計等の電圧
   表示手段に表示される電圧及び共振周波数の表示手段に
   表示される周波数が、絶縁管中に納入或いはこれを通過
   された各種液体又は固体等々の導電性或いは誘電性の被
   測定物濃度によって変化する当該電圧及び周波数の変化
   をもって高濃度から低濃度まで極めて広範囲な各種被測
   定物の含有率測定を行えるようにしたことを特徴とする
   各種被測定物の含有率測定装置。
2. （２）前記特許請求の範囲第１項に記載の絶縁管が、誘
   電率極小で高周波損失が極めて低く薬品に侵されないよ
   うな絶縁材から成る特許請求の範囲第１項記載の各種被
   測定物の含有率測定装置。
3. （３）前記特許請求の範囲第１項乃至第２項に記載の各
   部構成の全体を、金属材等の適宜材よりなるシールドケ
   ースに内蔵して成る特許請求の範囲第１項乃至第２項記
   載の各種被測定物の含有率測定装置。
4. （４）前記特許請求の範囲第１項に記載の一次電極の更
   に外側に該一次電極を挟むようにして所謂遮蔽電極とも
   いうべき別の電極を配設して成り、当該電極をグランド
   させたり又これに逆相電圧を加えたり或いは別の直流電
   圧を加えたりすることをもって、装置外部からのノイズ
   干渉等にて装置自体の測定に障害が発生することを除去
   しながら装置の測定中枢部を外部の影響から遮断して最
   良の測定状態を保持するようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第３項記載の各種被測定物の含
   有率測定装置。
5. （５）前記特許請求の範囲第４項に記載の所謂遮蔽電極
   の電極各線を、前記絶縁管を形成したと同じような適宜
   の絶縁材にてコーティングしつつこれを前記絶縁管中に
   例えば格子状の網状として設けて成る特許請求の範囲第
   １項乃至第４項記載の各種被測定物の含有率測定装置。