WO2023063044A1 - 測定値温度係数補正装置及び測定値温度係数補正プログラム - Google Patents

測定値温度係数補正装置及び測定値温度係数補正プログラム Download PDF

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WO2023063044A1
WO2023063044A1 PCT/JP2022/035234 JP2022035234W WO2023063044A1 WO 2023063044 A1 WO2023063044 A1 WO 2023063044A1 JP 2022035234 W JP2022035234 W JP 2022035234W WO 2023063044 A1 WO2023063044 A1 WO 2023063044A1
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temperature
temperature coefficient
conductivity
brix
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敏夫 英
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ディー・クルー・テクノロジーズ株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18Water

Definitions

  • the present invention relates to a measured value temperature coefficient correction device and a measured value temperature coefficient correction program, for example, a measured value temperature coefficient correction device for correcting temperature-dependent measured values among the characteristic values of a solution according to liquid temperature. and a measured value temperature coefficient correction program.
  • coolant liquid (cutting oil) is used as a coolant or lubricating oil in machining processes such as cutting and polishing processes.
  • water-soluble coolants and water-insoluble coolants are used after being diluted about 5 to 20 times.
  • the diluted coolant is mixed with water in a state where the undiluted coolant is emulsified.
  • the coolant diluted to an appropriate concentration is set to be alkaline with a pH of about 8 to 9, which is effective in preventing rust and bacteria.
  • a circulation system is normally built in which the coolant liquid is stored in a coolant tank, sent to the processing chamber through a pipe by a supply pump when used, and returned to the coolant tank through a recovery pipe after use.
  • the factory can reuse the coolant liquid over a long period of time.
  • the concentration of the water-soluble coolant liquid increases as the water content evaporates due to the heat generated during machining, and conversely, the coolant component adheres to the cutting waste and is removed together with the removal filter, resulting in a lower concentration.
  • Patent Document 1 discloses a technique for measuring the concentration of a coolant liquid using a conductivity meter.
  • the coolant liquid management device described in Patent Document 1 is obtained from an electric field generated in the secondary side toroidal transformer by the action of a full-circle current loop generated in the coolant liquid when an electric field is applied to the primary side toroidal transformer immersed in the coolant liquid.
  • An electromagnetic induction type conductivity meter that measures the amount of conductivity of the coolant liquid based on the voltage difference, a calculation unit that calculates the BRIX value corresponding to the amount of conductivity by applying the amount of conductivity to a conversion formula given in advance, and BRIX and an external communication interface for outputting the value to the outside.
  • One aspect of the measured value temperature coefficient correction device is a temperature measurement value obtained from a temperature sensor that measures the temperature of a solution, and a characteristic value of the solution measured by an electrical conduction method, the value of which varies depending on the temperature.
  • a measured value memory for storing in chronological order in association with measured solution values having varying temperature dependence, and a temperature derived from statistical processing of the measured solution values and the measured temperature values stored in the measured value memory.
  • a temperature coefficient calculator for calculating a coefficient; and a measured value temperature corrector for outputting the temperature-corrected solution measured value obtained by correcting the solution measured value using the temperature coefficient.
  • One aspect of the measured value temperature coefficient correction program is a measured value temperature coefficient correction program that corrects the measured value using the temperature coefficient by being executed by the calculation unit, and measures the temperature of the solution.
  • a temperature measurement value obtained from a temperature sensor is associated with a solution measurement value that is a characteristic value of the solution measured by the electrical conduction method and has a temperature dependence in which the value changes depending on the temperature, and the measured value memory is stored in chronological order.
  • a temperature coefficient calculation process for calculating a temperature coefficient derived from statistical processing for the solution measurement value and the temperature measurement value stored in the measurement value memory; and using the temperature coefficient and a measurement value temperature correction process of outputting the temperature-corrected solution measurement value obtained by correcting the solution measurement value.
  • the measured value temperature coefficient correction device and the measured value temperature coefficient correction program according to the present invention perform statistical processing on the solution measured value and the temperature measured value to calculate the temperature coefficient, thereby correcting the deviation of the solution measured value due to temperature. to correct.
  • the device for correcting the temperature coefficient of measured values and the program for correcting the temperature coefficient of measured values according to the present invention can correct the deviation of the measured conductivity caused by the liquid temperature.
  • FIG. 1 is a block diagram of a coolant liquid management device according to a first embodiment
  • FIG. 3 is a block diagram of a conductivity meter of the coolant management device according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a block diagram of a correlation BRIX calculator according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a graph for explaining the relationship between electrical conductivity and BRIX using a conversion formula used in the correlation BRIX calculator according to the first embodiment
  • 7 is a graph for explaining a temporal change function used in the correlation BRIX calculator according to the first embodiment
  • FIG. 11 is a block diagram of a correlation BRIX calculation unit according to the second embodiment
  • FIG. 9 is a graph for explaining the relationship between conductivity and BRIX using a conversion formula used in the correlation BRIX calculator according to the second embodiment
  • 9 is a graph for explaining a time-dependent change function used in a correlation BRIX calculator according to the second embodiment
  • FIG. 11 is a block diagram of a correlation BRIX calculation unit according to a third embodiment
  • FIG. FIG. 11 is a block diagram of a coolant management device according to a fourth embodiment
  • FIG. FIG. 12 is a block diagram of a correlation BRIX calculation unit according to a fourth embodiment
  • FIG. 11 is a block diagram of a measured value temperature coefficient correction unit according to a fourth embodiment
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a format of data stored in a measured value memory of a measured value temperature coefficient correction unit according to the fourth embodiment
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a format of data stored in a matrix memory of a measured value temperature coefficient correction unit according to the fourth embodiment
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a format of data stored in a matrix memory of a measured value temperature coefficient correction unit according to the fourth embodiment
  • the programs described above include instructions (or software code) that, when read into a computer, cause the computer to perform one or more functions described in the embodiments.
  • the program may be stored in a non-transitory computer-readable medium or tangible storage medium.
  • computer readable media or tangible storage media may include random-access memory (RAM), read-only memory (ROM), flash memory, solid-state drives (SSD) or other memory technology, CDs - ROM, digital versatile disc (DVD), Blu-ray disc or other optical disc storage, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disc storage or other magnetic storage device.
  • the program may be transmitted on a transitory computer-readable medium or communication medium.
  • transitory computer readable media or communication media include electrical, optical, acoustic, or other forms of propagated signals.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram for explaining the outline of a coolant liquid management device 1 according to the first embodiment.
  • two boxes ie, a control box 10 and a sensor box 20 are connected by a suspension wire Wi and a connecting jig.
  • the control box 10 is provided with a display section IND.
  • the coolant liquid management device 1 is connected to the weight Wt by a suspension wire Wi hung on a pulley. By moving the suspension wire Wi up and down, the coolant liquid management device 1 moves up and down in the coolant tank.
  • the sensor box 20 is equipped with various sensors for measuring the electrical conductivity and the like of the coolant while it is immersed in the coolant.
  • the sensor box 20 is equipped with a conductivity meter.
  • the conductivity meter is called a conductivity meter.
  • the control box 10 controls various sensors mounted in the sensor box 20, and is equipped with a communication interface and the like for communicating with the outside. Further, the control box 10 is provided at a position where the sensor box 20 is not immersed in the coolant liquid even when the sensor box 20 is immersed in the coolant liquid.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the coolant management device 1 according to the first embodiment.
  • the control box 10 has a power source section 11, a computing section 12, a communication interface 13, an external communication interface 14, and a display section IND.
  • the sensor box 20 also has a power supply unit 21 , a correlation BRIX calculator 22 , a control signal generator 23 , a conductivity meter 24 , an analog-to-digital conversion circuit 25 and a communication interface 26 .
  • the power supply unit 11 distributes power supplied from an external AC adapter to each processing block of the control box 10 (not shown).
  • the power supply unit 11 also supplies power to the power supply unit 21 of the sensor box 20 .
  • the power supply unit 21 distributes the power supplied to each processing block of the sensor box 20 (not shown).
  • the computing unit 12 is, for example, a computing unit capable of executing a program such as a microcontroller.
  • the calculation unit 12 controls, for example, the measurement sequence of the coolant liquid BRIX measurement process executed in the coolant liquid management device 1 . Further, the calculation unit 12 performs control related to communication processing via the communication interface 13 and the external communication interface 14, and information display processing on the display unit IND.
  • the communication interface 13 is an interface circuit that performs specific communication processing for communication between the calculation unit 12 and the correlation BRIX calculation unit 22 via the communication interface 26 on the sensor box 20 side.
  • the external communication interface 14 is an interface circuit for performing wired or wireless communication with a host system (local server, cloud server, etc.).
  • the display unit IND is for displaying the operating status of the coolant management device 1, measurement information, and the coolant status.
  • the correlation BRIX calculation unit 22 is, for example, a calculation unit such as a microcontroller that can execute a program.
  • the correlation BRIX calculation unit 22 performs, for example, a BRIX calculation process for calculating BRIX based on the conductivity value obtained from the conductivity meter 24, a conductivity for converting the signal obtained from the conductivity meter 24 into a specific numerical value, Calculation processing, etc. are performed. The details of this BRIX calculation process will be described later. Further, the correlation BRIX calculator 22 instructs the control signal generator 23 whether or not to operate the conductivity meter 24 .
  • the control signal generator 23 gives specific instructions for operation to the conductivity meter 24 based on the instructions from the correlation BRIX calculator 22 .
  • the conductivity meter 24 measures the conductivity of the coolant while being immersed in the coolant.
  • the analog-to-digital conversion circuit 25 converts the output signal having an analog value output from the conductivity meter 24 into a signal having a digital value.
  • the communication interface 26 is an interface circuit that performs specific processing for the correlation BRIX calculator 22 to communicate with the calculator 12 .
  • FIG. 3 shows a block diagram of the conductivity meter of the coolant management device according to the first embodiment.
  • the conductivity meter 24 has a sine wave generator 30 , an amplifier 31 , a primary side toroidal transformer 32 , a secondary side toroidal transformer 33 , a low noise amplifier 34 and a signal amplitude detector 35 .
  • the sine wave generator 30 receives an instruction from the control signal generator 23 and outputs a sine wave signal for operating the primary side toroidal transformer 32 .
  • the amplifier 31 converts the sine wave signals supplied from the amplifier 31 into differential signals having phases different from each other by 180 degrees to drive the primary side toroidal transformer 32 .
  • the primary side toroidal transformer 32 generates an electric field based on the differential signal given from the amplifier 31 .
  • an electric field generated in the primary side toroidal transformer 32 causes a current loop that circulates through the inner circumferences of the primary side toroidal transformer 32 and the secondary side toroidal transformer 33 in the coolant liquid.
  • the secondary-side toroidal transformer 33 outputs to the low-noise amplifier 34 an output signal corresponding to the electric field generated due to the current loop generated by the primary-side toroidal transformer 32 .
  • the low noise amplifier 34 amplifies the output signal of the secondary side toroidal transformer 33 and supplies it to the signal amplitude detector 35 .
  • the signal amplitude detector 35 detects the amplitude of the signal given from the low noise amplifier 34 and outputs the detected signal to the analog-to-digital conversion circuit 25 as a measurement result.
  • the BRIX value is calculated using the conductivity obtained by the conductivity meter 24 . Therefore, the calculation method of BRIX in Embodiment 1 will be described in detail.
  • BRIX is a physical quantity used as a sugar content mainly in the food industry to measure the content of so-called sugars such as sucrose, fructose, invert sugar and glucose.
  • the BRIX value is defined as a value corresponding to the mass percentage of a sucrose solution at 20°C. When 100 g of an aqueous solution containing only 1 g of sucrose as a solute is measured with a BRIX refractometer, the reading BRIX value is 1%.
  • the conductivity is completely different from the value measured by the refractometer. Calculate the corresponding correlated BRIX value. Therefore, the correlation BRIX calculator 22 will be described in detail below. In the following description, among the functions of the correlation BRIX calculation unit 22, the part related to the correlation BRIX value will be described in detail, and the description of the part related to the control of the conductivity meter 24 will be omitted.
  • the correlation BRIX calculation unit 22 measures the conductivity and the BRIX value of the unused coolant immediately after the coolant is changed (total replacement of the coolant), and shows the relationship between the conductivity and the BRIX.
  • a regression function is created, and a BRIX approximation coefficient applied to a conversion formula (for example, a BRIX approximation function) used to calculate the correlation BRIX value Bd is calculated from this regression function.
  • a correlated BRIX value Bd is calculated from the conductivity using a BRIX approximation function to which the calculated BRIX approximation coefficient is applied.
  • the correlated BRIX calculator 22 collects parameter information to be used for measurement as a preparation before starting the measurement process for outputting the correlated BRIX value Bd of the coolant.
  • This parameter information includes the date and time D0 when the coolant liquid was added to the coolant tank, the reference conductivity which is the conductivity of the coolant liquid in the coolant tank measured by the conductivity meter 24 at a specific reference date and time such as before the start of measurement.
  • the correlation BRIX calculator 22 calculates the temporal change coefficient k using these parameter information before starting the measurement.
  • the correlation BRIX calculator 22 acquires the conductivity measurement value Cd of the coolant liquid with the conductivity meter 24, and corrects the acquired conductivity measurement value Cd by applying the coefficient of change over time k. to generate a corrected conductivity Cdn, and a correlated BRIX value Bd calculated by applying this corrected conductivity to the BRIX approximation function is output as the BRIX value of the coolant.
  • FIG. 4 shows a block diagram of the correlation BRIX calculator 22 according to the first embodiment.
  • the correlation BRIX calculation unit 22 includes a data storage unit 41, a parameter storage unit 42, an internal clock 43, an elapsed time counter 44, a temporal change coefficient calculation unit 45, a conductivity conversion unit 46, a correlation BRIX conversion unit. 47.
  • the correlation BRIX calculator 22 is, for example, a calculator that can execute a program like a microcomputer.
  • the data storage unit 41 and the parameter storage unit 42 can use a hard disk in the calculation unit, a non-volatile storage device such as an SSD (Solid-State Drive), or a volatile memory such as a DRAM.
  • other configuration blocks can be implemented by programs (for example, BRIX measurement program).
  • the data storage unit 41 is a storage unit that stores information on the coolant liquid as a library.
  • the data storage unit 41 holds information in which the BRIX approximation coefficient of the coolant liquid investigated in advance is associated with the manufacturer name and model number (or part number) of the coolant liquid.
  • the BRIX approximation coefficient is a coefficient included in the correlation BRIX approximation function created by using a separately prepared conductivity meter and BRIX meter through prior verification.
  • the correlation BRIX calculation unit 22 uses the quadratic function represented by Equation (1) as the correlation BRIX approximation function.
  • FIG. 5 shows a graph for explaining the relationship between conductivity and BRIX using a conversion formula used in the correlation BRIX calculator according to the first embodiment.
  • the BRIX approximation coefficient is determined so that equation (1) follows the curve of the BRIX approximation function obtained from a plurality of measurement points measured during measurement. The starting point of the curve shown in FIG.
  • the correlation BRIX calculation unit 22 applies the temporal change coefficient k to maintain a constant relationship between the electrical conductivity obtained from the equation (1) and the correlation BRIX value Bd.
  • the parameter storage unit 42 stores parameters used by the elapsed time counter 44 and the conductivity conversion unit 46. These parameters store coolant information, fluid change date and time D0, reference measurement date and time Dr1, reference conductivity Cr, dilution water conductivity Cw, reference BRIX value Br, and aging constants D1 and D2. Even if these parameters automatically collect information obtained from the conductivity meter 24, the separately prepared BRIX meter, the coolant information stored in the data storage unit 41, and the internal clock 43, the control box 10 side may be given from an input device (not shown) such as the display unit IND. Note that the fluid change date and time D0 and the aging constants D1 and D2 are information input from the display unit IND.
  • the reference measurement date Dr1 is the date and time when the reference conductivity Cr and the reference BRIX value Br are measured.
  • the reference conductivity Cr is the conductivity of the coolant injected into the coolant tank measured by the conductivity meter 24 on the reference measurement date and time Dr1.
  • the reference BRIX value Br is a BRIX value measured by an external BRIX meter on the reference measurement date and time Dr1 for the coolant liquid injected into the coolant tank.
  • the dilution water conductivity Cw is the conductivity measured by the conductivity meter 24 of the dilution water injected when the coolant injected into the coolant tank is diluted.
  • the time-dependent change constants D1 and D2 are values set when using the system. For example, the time-dependent change constant D1 is a value of about 50 days, and the time-dependent change constant D2 is a value of about 300 days. It is preferable to specify periods that vary in degree.
  • the built-in clock 43 counts the date and time and outputs current time information Dn. A part of this current time information Dn can also be used as the reference measurement date and time Dr1.
  • a time-dependent change coefficient calculation unit 45 calculates a time-dependent change coefficient k that corrects the amount of change in the conductivity from the reference date to the present using a time-dependent change function created in advance from the measurement results of the change in the conductivity of the coolant over time. do.
  • the temporal change coefficient calculator 45 applies the reference conductivity Cr, the reference BRIX value Br, the dilution water conductivity Cw, and the reference measurement date and time Dr1 to the temporal change function to calculate the temporal change coefficient k.
  • FIG. 6 shows a graph for explaining the temporal change function used in the correlation BRIX calculator according to the first embodiment.
  • the temporal change function ⁇ (D) is a function in which D is the number of days that have passed since the liquid change date and time D0.
  • the temporal change function ⁇ (D) has a large rate of change in a period in which the number of elapsed days D is small, and decreases as the number of elapsed days D increases.
  • Equation (2) includes the corrected conductivity Cdn output by the conductivity converter 46 .
  • This corrected conductivity Cdn is a value corresponding to the conductivity of the coolant liquid measured when formula (1) was derived.
  • the conductivity measurement value Cd is the conductivity of the coolant liquid measured at the elapsed time D. Equation (3) can be approximated to Equation (4) using the temporal change coefficient k and the temporal change constants D1 and D2.
  • Crn in equation (5) is the reference initial conductivity, which can be calculated by applying the reference BRIX value Br to equation (1) and from the solution formula for equation (1).
  • the reference initial conductivity Crn can be calculated by the formula (6).
  • the time-dependent change coefficient calculator 45 calculates the reference conductivity Cr, the diluted water conductivity Cw, the time-dependent change constants D1 and D2, and the reference BRIX value Br read from the parameter storage unit 42 by the equations (5) and (6). Apply the equation to calculate the coefficient of change over time k.
  • the conductivity conversion unit 46 acquires the conductivity measurement value Cd from the conductivity meter 24 that measures the conductivity of the coolant liquid, applies the coefficient of change over time to the conductivity measurement value Cd, and converts the conductivity measurement value Cd , the corrected conductivity Cdn is calculated from which the influence of the concentration change of the electrolytic component over time is removed. Specifically, the conductivity converter 46 calculates the corrected conductivity Cdn by performing the following calculation.
  • the corrected conductivity Cdn can be expressed by the formula (7) by modifying the formula (2) and using the formula (5).
  • the correlated BRIX converter 47 applies the corrected conductivity Cdn to a predetermined conversion formula and outputs a correlated BRIX value Bd corresponding to the corrected conductivity Cdn.
  • the predetermined conversion formula is obtained by applying the pre-calculated BRIX approximation coefficient to formula (1), and is represented by formula (8).
  • the correlation BRIX calculation unit 22 derives from the change over time of the coolant liquid, and uses the change coefficient k with time, whose value changes with time, to determine the electrolytic component from the conductivity measurement value Cd. Eliminates the effects of concentration changes. As a result, the correlation BRIX calculator 22 can output a highly accurate correlation BRIX value Bd with little deviation from the actual BRIX of the coolant liquid without changing the correlation BRIX approximation function prepared in advance.
  • the temporal change coefficient k calculated by the correlation BRIX calculation unit 22 is a function of time, and can be automatically changed with time by counting the measurement time. That is, by using the correlation BRIX calculator 22 according to the first embodiment, it is possible to continuously measure the BRIX of the coolant liquid without adjusting parameters.
  • Embodiment 2 describes a correlation BRIX calculation unit 22a, which is another form of the correlation BRIX calculation unit 22 described in Embodiment 1.
  • FIG. 2 the same components as those described in Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals as in Embodiment 1, and descriptions thereof are omitted.
  • unused coolant is used in calculating the BRIX approximation function. Created based on the coolant liquid.
  • the reference date is a day when the coolant is already in use, such as the installation date of the coolant management device 1, and the electrical conductivity and BRIX of the coolant are measured. day.
  • FIG. 7 shows a block diagram of the correlation BRIX calculator 22a according to the second embodiment.
  • the correlation BRIX calculation unit 22a according to the second embodiment includes a parameter storage unit 52, a built-in clock 43, an elapsed time counter 54, a temporal change coefficient calculation unit 55, a conductivity conversion unit 56, a correlation BRIX conversion It has a portion 57 .
  • the parameter storage unit 52 stores parameters that the temporal change coefficient calculation unit 55 uses for calculation.
  • the parameters stored in the parameter storage unit 52 include the first reference measurement date and time Dr1, the first reference conductivity Cr1, the post-dilution conductivity Cr1′, the first reference BRIX value Br1, the post-dilution BRIX value Br1′, the second reference Measurement date and time Dr2, second reference conductivity Cr2, second reference BRIX value Br2, and dilution water conductivity Cw are included.
  • the reference date is set to the date when the coolant is already in use, such as the date when the coolant management device 1 is installed, and the date when the electrical conductivity and BRIX of the coolant are measured. do.
  • the date and time of this measurement date is defined as a first reference measurement date and time Dr1.
  • the post-dilution conductivity Cr1 ' is the conductivity of a diluted coolant obtained by further diluting the coolant for which the first reference conductivity Cr1 was measured to a preset concentration (for example, a concentration of 1/2).
  • the first reference BRIX value Br1 is the BRIX value of the coolant measured on the reference date.
  • the post-dilution BRIX value Br1' is the BRIX value of the coolant for which the post-dilution conductivity Cr1' was measured.
  • the correlation BRIX calculation unit 22a on a day after the first reference measurement date and time Dr1 and on a day when it is determined that the difference between the correlation BRIX value Bd and the actual BRIX value has increased, Carry out various measurements.
  • This remeasurement date is the reference measurement date Dr2.
  • the second reference conductivity Cr2 is the conductivity measurement value Cd measured on the reference measurement date and time Dr2.
  • the second reference BRIX value Br2 is the BRIX measured at the reference measurement date and time Dr2.
  • the diluent water conductivity Cw is the conductivity of the diluent used when diluting the coolant.
  • the elapsed time counter 54 outputs the length of time that has elapsed since the first reference measurement date and time Dr1 as the elapsed time D.
  • the temporal change coefficient calculator 55 converts the second reference conductivity Cr2, the second reference BRIX value Br2, the dilution water conductivity Cw, the reference measurement date Dr1, and the reference measurement date Dr2 into a temporal change function ⁇ (D ) to calculate the coefficient of change over time k.
  • the temporal change coefficient is set to 0, that is, the temporal change function ⁇ (D) is set to 0.
  • the temporal change coefficient calculator 55 also calculates BRIX approximation coefficients ar, br, and cr that are used in the correlated BRIX converter 57 .
  • the correlated BRIX calculator 22a requires the BRIX approximation coefficients ar, br, and cr in order for the correlated BRIX converter 57 to calculate the correlated BRIX value Bd at the start of operation. Therefore, first, a method for calculating the BRIX approximation coefficients ar, br, and cr will be described.
  • a BRIX approximation function used in the correlated BRIX transform unit 57 is represented by equation (9).
  • Br in the formula (9) is the BRIX of the coolant at the first reference measurement date and time Dr1
  • Cr is the conductivity of the coolant at the first reference measurement date and time Dr1.
  • FIG. 8 shows a graph for explaining the relationship between conductivity and BRIX using a conversion formula used in the correlation BRIX calculator 22a according to the second embodiment.
  • the BRIX approximation function in Embodiment 2 has a dilution water conductivity Cw as a starting point, a first point determined by a first reference conductivity Cr1 and a first reference BRIX value Br1, and a post-dilution conductivity It is set along a curve connecting Cr1' and a second point determined by the post-dilution BRIX value Br1'.
  • the correlation BRIX calculation unit 22a converts the conductivity measurement value Cd into the corrected conductivity Cdr using the temporal change coefficient k, so that the relationship between the conductivity measurement value Cd and the correlated BRIX value Bd at the reference measurement date Dr1 is Correction processing is performed so that the relationship of the BRIX approximation function is obtained.
  • k 0 in a period in which the elapsed time D is shorter than the elapsed time up to the second reference measurement date Dr2. Then, when the elapsed time D is greater than or equal to the elapsed time up to the second reference measurement date and time Dr2, a non-zero temporal change coefficient k is used. In the following description, a method for calculating k that is not 0 will be described.
  • Equations (13) and (14) include the corrected conductivity Cdr output by the conductivity converter 56 .
  • This corrected conductivity Cdr is a value corresponding to the conductivity of the coolant measured when deriving the formula (9) (for example, the first reference conductivity Cr1).
  • the conductivity measurement value Cd is the conductivity of the coolant liquid measured at the elapsed time D.
  • equation (14) can be approximated to equation (15) using the temporal change coefficient k.
  • Cr2n in equation (16) is the second reference date initial conductivity, which can be calculated by applying the second reference BRIX value Br2 to equation (9) and from the solution formula for equation (9).
  • the reference initial conductivity Cr2n can be calculated by the formula (17).
  • the temporal change coefficient calculation unit 55 applies the parameters read from the parameter storage unit 52 to the equations (16) and (17) to calculate the temporal change coefficient k.
  • FIG. 9 shows a graph for explaining the temporal change function used in the correlation BRIX calculator 22a according to the second embodiment.
  • the temporal change coefficient ⁇ (D) according to the second embodiment is in the period from the first reference measurement date and time Dr1 to the second reference measurement date and time Dr2. will be 0 if
  • the elapsed time D exceeds the second reference measurement date and time Dr2
  • the slope rises linearly with the passage of time with the temporal change coefficient k.
  • the conductivity conversion unit 56 acquires a conductivity measurement value Cd from a conductivity meter that measures the conductivity of the coolant liquid, applies the coefficient of change over time to the conductivity measurement value Cd, and converts the conductivity measurement value Cd into A corrected conductivity Cdr is calculated from which the influence of the concentration change of electrolytic components over time is removed. Specifically, the conductivity converter 56 calculates the corrected conductivity Cdr by performing the following calculation.
  • the corrected conductivity Cdr can be expressed by the formula (18) by modifying the formula (13) and using the formula (16).
  • the temporal change coefficient k is 0 when the elapsed time is D ⁇ Dr2.
  • the correlated BRIX converter 57 applies the corrected conductivity Cdr to a predetermined conversion formula and outputs a correlated BRIX value Bd corresponding to the corrected conductivity Cdr.
  • the predetermined conversion formula is obtained by applying the BRIX approximation coefficient calculated in advance to the formula (9), and is represented by the formula (19).
  • the correlation BRIX calculation unit 22a derives from the change over time of the coolant liquid, and uses the change coefficient k with time, whose value changes over time, to determine the electrolytic component from the measured conductivity value Cd. Eliminates the effects of concentration changes. As a result, the correlation BRIX calculation unit 22a can output the correlation BRIX value Bd with little deviation from the actual BRIX value of the coolant liquid and high accuracy without changing the correlation BRIX approximation function created on the day of installation or the like. can.
  • the temporal change function ⁇ (D) according to the second embodiment calculates the temporal change coefficient k from the linearly approximated temporal change characteristic
  • the correlation calculated by the correlation BRIX calculation unit 22a according to the second embodiment The BRIX value Bd is less accurate than the correlation BRIX calculator 22 according to the first embodiment.
  • the correlation BRIX calculation unit 22a calculates the BRIX approximation coefficient and the coefficient of change over time k using the conductivity and BRIX value that can be obtained from the coolant in use.
  • the coolant management device using the correlation BRIX calculation unit 22a does not need to prepare in advance the BRIX approximation characteristics of the coolant in use when not in use, unlike the first embodiment.
  • the time and effort required for installation can be greatly simplified compared to the coolant liquid management device according to
  • Embodiment 3 describes a correlation BRIX calculation unit 22b, which is another form of the correlation BRIX calculation unit 22 described in Embodiment 1.
  • FIG. in the description of the third embodiment the same components as those described in the first embodiment are assigned the same reference numerals as in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 10 shows a block diagram of the correlation BRIX calculator 22b according to the third embodiment.
  • the correlation BRIX calculation unit 22b according to the third embodiment is obtained by adding a dilution water correction unit 68 to the correlation BRIX calculation unit 22 according to the first embodiment. Further, in the correlation BRIX calculation unit 22b, with the addition of the dilution water correction unit 68, the parameter storage unit 42, the time-dependent change coefficient calculation unit 45, and the correlation BRIX conversion unit 47 are replaced with the parameter storage unit 62 and the time-dependent change coefficient calculation unit 65. , has a correlation BRIX transform unit 67 .
  • Coolant information, liquid change date and time D0, reference measurement date and time Dr1, reference conductivity Cr, dilution water conductivity Cw, reference BRIX value Br, temporal change constants D1 and D2, specified parameters are stored in the parameter storage unit 62.
  • Conductivity C1 is included.
  • the temporal change coefficient calculator 65 calculates the reference conductivity C0 in addition to calculating the temporal change coefficient k.
  • the dilution water correction unit 68 replaces the dilution water conductivity, which indicates the conductivity of the dilution water obtained by diluting the coolant liquid, with the reference conductivity C0 when the conversion formula (e.g., formula (8)) of the correlated BRIX conversion unit is determined.
  • the conductivity of the diluent water obtained by diluting the coolant actually poured into the coolant tank is defined as the diluent water conductivity Cw, and the difference is corrected.
  • the dilution water correction unit 68 outputs a dilution water corrected conductivity Cdnw as the corrected conductivity.
  • the correlated BRIX converter 67 calculates the reference BRIX value Bd using the diluted water corrected conductivity Cdnw as the corrected conductivity Cdn of the BRIX approximation function shown in equation (8).
  • the reference conductivity C0 is the conductivity of diluted water obtained by diluting the coolant measured when creating the formula (8).
  • the designated conductivity C1 is a value input from an input unit such as the display unit IND as a fixed value.
  • This designated conductivity C1 is a parameter for adjusting the slope of the BRIX approximation function, and is determined by verifying the BRIX approximation function after correction by the dilution water correction unit 68 .
  • the reference conductivity C0 is derived from the formula for solving the equation (8) using the BRIX approximation coefficients an, bn, and cn, and is calculated based on the equation (20).
  • This reference conductivity C0 is the conductivity at which the correlation BRIX value Bd calculated by the equation (8) is zero.
  • the dilution water correction unit 68 performs correction to eliminate the difference between the reference conductivity C0 and the dilution water conductivity Cw. Specifically, the dilution water correction unit 68 performs correction processing based on the equation (21) and outputs the dilution water corrected conductivity Cdnw. On the other hand, the calculation of the temporal change coefficient k also requires correction. (5) with reference to formula, Here, Crnw in the formula (22) corresponds to the reference initial conductivity Crn in the formula (8). Make corrections. Here, Crn in equation (23) can be obtained by equation (6).
  • the conductivity between the time of creating the conversion formula used in the dilution water correction unit 68 and the dilution water of the coolant liquid in the coolant tank Even if there is a difference in , the accuracy of the BRIX value calculated from the conductivity can be maintained at a high level.
  • Embodiment 4 a measurement value temperature coefficient correction unit that cancels the temperature dependence of the measurement value will be described.
  • This measured value temperature coefficient correction unit corrects the temperature coefficient of the measured value of the solution, which is a characteristic value of the solution measured by the electrical conductivity method and has a temperature dependency in which the value changes depending on the temperature. It can be applied to various measurements, not limited to conductivity measurements obtained from 24. Measuring instruments that output such measured values include, for example, a conductivity meter, a salinity meter, and a TDS (total dissolved solids) meter.
  • the conductivity measurement values handled in Embodiments 1 to 3 are used as examples of measurement values to be corrected by the measurement value temperature coefficient correction unit.
  • FIG. 11 shows a block diagram of a coolant liquid management device 4 according to the fourth embodiment.
  • the coolant management device 4 according to the fourth embodiment has a temperature sensor TS added to the coolant management device 1 according to the first embodiment. This temperature sensor TS measures the liquid temperature of the coolant liquid in the coolant tank. Further, the coolant liquid management device 4 according to the fourth embodiment replaces the correlation BRIX calculation unit 22 of the coolant liquid management device 1 according to the first embodiment with a correlation BRIX calculation unit 22c.
  • FIG. 12 shows a block diagram of the correlation BRIX calculator 22c according to the fourth embodiment.
  • the correlation BRIX calculation unit 22c is obtained by adding a measured value temperature coefficient correction unit 71 to the correlation BRIX calculation unit 22 according to the first embodiment.
  • the measured value temperature coefficient correction unit 71 corrects the conductivity measurement value Cd according to the temperature of the coolant liquid, and outputs the temperature-corrected conductivity measurement value Cd to the conductivity conversion unit 46. do. That is, the measured value temperature coefficient corrector 71 uses the measured value temperature coefficient corrector 71 to perform temperature correction processing for removing the temperature fluctuation component included in the conductivity measured value Cd.
  • FIG. 13 shows a block diagram of the measured value temperature coefficient correction unit 71 according to the fourth embodiment. Details of the measured value temperature coefficient correction unit 71 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 13, the measured value temperature coefficient correction unit 71 includes a measured value memory 81, a temperature coefficient calculation parameter storage unit 82, an internal clock 83, a temperature coefficient calculation unit 84, a matrix memory 85, a matrix memory 86, a conductivity temperature It has a corrector 87 .
  • the code of the conductivity measurement value before temperature correction is C
  • the code of the conductivity measurement value after temperature correction is Cd.
  • the measured value memory 81 associates the measured temperature value T and the measured conductivity value C acquired from the temperature sensor that measures the temperature of the coolant and stores them in time series. In addition to the measured temperature value T and the measured conductivity value C, the measured value memory 81 stores data related to the amount of change in conductivity. Therefore, data stored in the measured value memory 81 will be described.
  • FIG. 14 shows a diagram for explaining the format of data stored in the measured value memory of the measured value temperature coefficient correction unit according to the fourth embodiment.
  • the measurement time, the temperature measurement value T, and the conductivity measurement value C before temperature correction are associated and stored as one entry in the measurement value memory 81 .
  • a difference in conductivity measurement value between the previous entry and the current entry is stored as a conductivity difference.
  • the measured value memory 81 stores 1 when the conductivity difference is within the range specified by the variation width A specified by the temperature coefficient calculator 84, and when the variation rate difference is outside the range.
  • a fluctuation width flag F of 0 is stored.
  • the fluctuation rate flag shows only the fluctuation width A of ⁇ 1.0%, but the fluctuation width A may be set to other values.
  • the measured value memory 81 stores the value of the stable period counter W in which the count value counted up while the fluctuation width flag F is continuously set to 1 is recorded. This count value is calculated by the temperature coefficient calculator 84 . Note that the example shown in FIG. 14 shows an example in which each entry is saved at intervals of 10 minutes.
  • the temperature coefficient calculation parameter storage unit 82 stores the temperature coefficient calculation parameters input by the operator from the outside.
  • the temperature coefficient calculation parameters include the solution reference temperature Tref, the initial temperature coefficient ⁇ 0, the temperature coefficient range ⁇ min/ ⁇ max, and the calculation period Dmin/Dmax.
  • the built-in clock 83 outputs the measurement time of the measured value memory 81 and the current time information Dn used in the period calculation in the temperature coefficient calculator 84 .
  • the temperature coefficient calculation unit 84 calculates the temperature coefficient ⁇ derived from statistical processing performed on the conductivity measurement value C and the temperature measurement value T stored in the measurement value memory.
  • a matrix memory 85 and a matrix memory 86 are used in this statistical processing. Therefore, this statistical processing will be described in detail.
  • the temperature coefficient calculator 84 extracts the data stored in the measured value memory 81 while switching the combination of the variation width A and the stable period count value W of the stable period Tc.
  • the variation width A indicates the rate of change between the conductivity measurement value C of the previous entry and the conductivity measurement value C of the current entry, and is, for example, 0.1%, 0.2%, 0.1%, 0.2%, or 0.2%.
  • a size of about 3%, 0.5%, 0.7%, 1%, 2%, and 3% can be set.
  • the stable period count value W can be set to values of 2, 4, 8, 12, 24, 48, 72, and 96 (hours), for example.
  • the temperature coefficient calculation unit 84 refers to the measured value memory 81, and the variation width A is 0.2% or less.
  • the conductivity measurement value C and the temperature measurement value T in the part where the count value W continues to count up for 12 hours or more are extracted as data of the stabilization period Tc.
  • the temperature coefficient calculator 84 performs statistical processing on the extracted data and writes the result of the statistical calculation into the matrix memory 85 . Note that the temperature coefficient calculator 84 generates a data table for each combination of the variation width A and the stable period count value W.
  • FIG. 15 shows a diagram for explaining the format of data stored in the matrix memory 85 of the measured value temperature coefficient corrector 71 according to the fourth embodiment.
  • the matrix memory 85 stores data in a matrix.
  • the matrix memory 85 stores data in the row direction for each stable period Tc.
  • the results of statistical processing for each stable period Tc are stored in the column direction.
  • the number of the stable period Tc is stored in the CL1 column.
  • the second column CL stores the entry number of the measured value memory 81 at which the stable period Tc starts, and the third column stores the entry number of the measured value memory 81 at which the stable period Tc ends.
  • the length w of the stable period Tc is stored in the fourth column CL.
  • the fifth column CL stores the start time of each stable period Tc.
  • the sixth row of CL stores the average temperature Xav of each stable period Tc.
  • the seventh column of CL stores the average conductivity Yav of each stable period Tc.
  • the eighth column of CL stores the temperature deviation Sx for each stable period Tc.
  • the ninth column of CL stores the conductivity deviation Sy of each stable period Tc.
  • the 10th column CL stores the covariance Sxy of each stable period Tc.
  • the CL11 column stores the correlation coefficient R2 of each stable period Tc.
  • the 12th column of CL stores the primary coefficient a.
  • the 0th-order coefficient b is stored in the 13th column of CL.
  • the zero temperature t0 is stored in the 14th column CL.
  • the temperature coefficient candidate value ⁇ tc is stored in the 15th column CL.
  • the temperature coefficient limit Z is stored in the 16th column of CL.
  • the temperature coefficient limit Z is a flag that becomes 1 if the temperature coefficient candidate value ⁇ tc is within the temperature coefficient range ⁇ min/ ⁇ max, and becomes 0 if the temperature coefficient candidate value ⁇ tc is outside the temperature coefficient range ⁇ min/ ⁇ max. be. Entries with a temperature coefficient limit Z of 0 are excluded from processing using a matrix memory 86, which will be described later.
  • the 17th column CL stores the correlation coefficient average R 2 av.
  • the 18th column of CL stores the covariance average Sxyav/A.
  • a weighting factor K is stored in the 19th column CL.
  • the CL 20th column stores the temperature coefficient weighted average ⁇ av.
  • the correlation coefficient average R 2 av, the covariance average Sxyav/A, and the temperature coefficient weighted average ⁇ av stored in the lower rows are the temperature coefficient limit values of the entries in the upper rows.
  • the temperature coefficient calculator 84 generates the table data stored in the matrix memory 85 with respect to the variation range A and the stable period count value W, which are subject to statistical processing, and then aggregates the statistical data in the matrix memory 86. After that, the data stored in the matrix memory 85 is cleared and used for the next combination of the variation width A and the stable period count value W.
  • the temperature coefficient calculator 84 calculates the correlation coefficient average R 2 av and the covariance average Sxyav/ A, the temperature coefficient weighted average ⁇ av, the number of valid entries (the number of entries whose flag value of temperature coefficient limit Z is 1, the number of valid Tc), and the total number of entries (total number of Tc) are output.
  • FIG. 16 shows a diagram for explaining the format of data stored in the matrix memory 86 of the measured value temperature coefficient corrector 71 according to the fourth embodiment.
  • the temperature coefficient calculation unit 84 stores the aggregated correlation coefficient average R 2 av, covariance average Sxyav /A, the temperature coefficient weighted average ⁇ av, the number of valid entries (the number of entries whose flag value of the temperature coefficient limit Z is 1, the number of valid Tc), and the total number of entries (total number of Tc) are stored.
  • the temperature coefficient calculation unit 84 performs statistical processing and tabulation processing for all combinations of the candidates for the variation width A and the candidates for the stable period count value W, and fills the entries in the matrix memory 86 .
  • the temperature coefficient calculator 84 searches for an entry that satisfies a preset effective coefficient condition.
  • Valid coefficient conditions are, for example, entries that satisfy the following five conditions. 1st condition: Effective Tc number is 2 or more 2nd condition: Correlation average is 0.5 or more 3rd condition: Covariance average is 0.5 or more 4th condition: Entry with maximum covariance average 5th condition: 3rd condition If there are multiple entries that satisfy the first to fourth conditions, the entry with the largest correlation average is selected.
  • the temperature coefficient calculator 84 verifies the above five conditions for each entry, determines the temperature coefficient weighted average ⁇ av included in the entries satisfying all the conditions as the temperature coefficient ⁇ , and outputs it to the conductivity temperature corrector 87 . On the other hand, if there is no entry that satisfies the above five conditions, the temperature coefficient calculation unit 84 outputs the initial temperature coefficient ⁇ 0 stored in the temperature coefficient calculation parameter storage unit 82 as the temperature coefficient ⁇ . Further, the temperature coefficient calculator 84 reads out the solution reference temperature Tref from the temperature coefficient calculation parameter storage unit 82 together with the temperature coefficient ⁇ , and gives it to the conductivity temperature corrector 87 .
  • the conductivity temperature correction unit 87 corrects the conductivity measurement value C using the temperature coefficient ⁇ and the solution reference temperature Tref, and outputs the conductivity measurement value Cd.
  • the conductivity temperature correction unit 87 performs temperature correction based on, for example, formula (24).
  • the measurement value temperature coefficient correction unit 71 performs correction to cancel the temperature fluctuation component of the conductivity measurement value Cd.
  • the correlation BRIX value Bd output by the correlation BRIX calculator 22c according to the fourth embodiment does not include an error due to temperature.
  • the accuracy of the correlation BRIX value Bd can be improved by using the correlation BRIX calculator 22c according to the fourth embodiment.
  • a time-dependent change coefficient calculation unit that calculates a time-dependent change coefficient for correcting the amount of change in the conductivity from a reference date to the present using a time-dependent change function created in advance from the measurement result of the electrical conductivity of the coolant liquid over time;
  • a conductivity measurement value is obtained from a conductivity meter that measures the conductivity of the coolant liquid, the time-dependent change coefficient is applied to the conductivity measurement value, and the change in electrolytic component concentration over time is calculated from the conductivity measurement value.
  • a conductivity converter that calculates a corrected conductivity with the effect removed; a correlated BRIX converter that applies the corrected conductivity to a predetermined conversion formula to calculate a correlated BRIX value corresponding to the corrected conductivity;
  • BRIX measurement device with
  • a dilution water conductivity that is the conductivity of the diluent mixed with the coolant, a measurement date after the reference date, and the conductivity of the coolant measured on the measurement date further comprising a parameter storage unit that stores a reference conductivity and a second reference BRIX value that is the BRIX of the coolant measured on the measurement date;
  • the time-varying function is a function that linearly approximates the change in the conductivity measurement value and whose slope changes in a predetermined period
  • the temporal change coefficient calculation unit applies the second reference conductivity, the second reference BRIX value, the dilution water conductivity, the reference date, and the measurement date to the temporal change function, BRIX measurement device according to appendix 1, which calculates a coefficient of variation.
  • (Appendix 5) Dilution water conductivity indicating conductivity of dilution water obtained by diluting the coolant when the conversion formula of the correlated BRIX conversion unit is determined, and conductivity of dilution water obtained by diluting the coolant injected into the coolant tank 5.
  • the BRIX measurement device according to any one of Appendices 1 to 4, further comprising a dilution water correction unit that corrects the difference in the .
  • the measured value temperature coefficient correction unit a measurement value memory that associates and stores temperature measurement values obtained from a temperature sensor that measures the temperature of the coolant and the conductivity measurement values in chronological order; a temperature coefficient calculation unit that calculates a temperature coefficient derived from statistical processing performed on the conductivity measurement value and the temperature measurement value stored in the measurement value memory; and a conductivity temperature correction unit that corrects the conductivity measurement value using the temperature coefficient and outputs the temperature-corrected conductivity measurement value to the conductivity conversion unit.
  • BRIX measuring device according to item 1.
  • a solution reference temperature indicating a reference value of the temperature of the coolant liquid, an initial temperature coefficient indicating an initial value of the temperature coefficient, a temperature coefficient range indicating an upper limit and a lower limit range of the temperature coefficient, and a temperature measurement to be calculated.
  • the temperature coefficient calculation unit With reference to the measured value memory, the length of the stable period in which the difference between the two conductivity measured values that are consecutive in time series is equal to or less than a preset fluctuation width is calculated for each different fluctuation width, calculating a temperature coefficient weighted average using the average value, deviation, covariance, and correlation coefficient of the conductivity measurement value and the temperature measurement value included in the stable period for each stable period; Among the combinations of the length of the stable period and the magnitude of the variation range in which both the average value of the covariance and the average value of the correlation coefficient are equal to or greater than a predetermined value, the average value of the covariance is calculated for the combination with the largest value.
  • the BRIX measuring device wherein the temperature coefficient weighted average is calculated as the temperature coefficient.
  • the temperature coefficient calculation unit The temperature coefficient candidate value used to calculate the temperature coefficient weighted average invalidates the data of the stable period in which the temperature coefficient candidate value is outside the temperature coefficient range, and the temperature coefficient candidate value is within the temperature coefficient range. validating the data of the stable period including the temperature coefficient candidate value; 7.
  • the BRIX measuring apparatus according to appendix 7, wherein the temperature coefficient weighted average calculated from the valid data of the stable period is used as the temperature coefficient calculation target.
  • the temperature coefficient calculation unit Output the initial temperature coefficient as the temperature coefficient when there is no combination of the length of the stable period and the magnitude of the variation range in which both the average value of the covariance and the average value of the correlation coefficient are equal to or greater than a predetermined value.
  • the BRIX measurement device according to appendix 7 or 8.
  • a BRIX measurement program for calculating a BRIX value of the coolant liquid from a conductivity measurement value obtained from a conductivity meter that measures the conductivity of the coolant liquid by being executed by a calculation unit, A time-dependent change coefficient calculation process for calculating a time-dependent change coefficient for correcting the amount of change in the electrical conductivity from a reference date to the present using a time-dependent change function created in advance from the measurement results of the electrical conductivity of the coolant liquid over time; A conductivity conversion process of applying the coefficient of change over time to the measured conductivity value to calculate a corrected conductivity obtained by removing the influence of changes in electrolytic component concentration over time from the measured conductivity value by correcting; A correlated BRIX conversion process of applying the corrected conductivity to a predetermined conversion formula to calculate a correlated BRIX value corresponding to the corrected conductivity; BRIX measurement program that performs
  • Reference Signs List 1 4 coolant management device 10 control box 11 power supply unit 12 calculation unit 13 communication interface 14 external communication interface 15 control signal generation unit 20 sensor box 21 power supply unit 22 correlation BRIX calculation unit 23 control signal generation unit 24 conductivity meter 25 analog Digital conversion circuit 26 communication interface 30 sine wave generator 31 amplifier 32 primary side toroidal transformer 33 secondary side toroidal transformer 34 low noise amplifier 35 signal amplitude detector 41 data storage section 42, 52, 62 parameter storage section 43 built-in clock 44, 54 Elapsed time counters 45, 55, 65 Temporal change coefficient calculators 46, 56 Conductivity converters 47, 57, 67 Correlation BRIX converters 68 Dilution water corrector 71 Measured value temperature coefficient corrector 81 Measured value memory 82 Temperature coefficient calculation parameter Storage unit 83 Built-in clock 84 Temperature coefficient calculation unit 85 Matrix memory 86 Matrix memory 87 Conductivity temperature correction unit TS Temperature sensor IND Display unit

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Abstract

従来のクーラント液管理装置では、溶液の測定値の液温に起因する測定値のズレが生じる問題がある。本発明にかかる測定値温度係数補正装置の一態様は、溶液の温度を計測する温度センサから取得した温度測定値(T)と、電気伝導方式によって計測される溶液の特性値であって温度によって値が変化する温度依存性を有する溶液測定値(C)と、を関連付けて時系列に記憶する測定値メモリ(81)と、測定値メモリ(81)に記憶された溶液測定値(C)と温度測定値(T)とについて統計処理から導き出した温度係数(α)を算出する温度係数算出部(84)と、温度係数(α)を用いて溶液測定値(C)を補正した温度補正済みの溶液測定値(Cd)を出力する測定値温度補正部(87)と、を有する。

Description

測定値温度係数補正装置及び測定値温度係数補正プログラム
 本発明は測定値温度係数補正装置及び測定値温度係数補正プログラムに関し、例えば、溶液の特性値のうち温度依存性を有する測定値に対して液温に応じた補正を行う測定値温度係数補正装置及び測定値温度係数補正プログラムに関する。
 工場では、切削工程や研磨工程などの機械加工工程において冷却剤又は潤滑油としてクーラント液(切削油)が用いられる。このクーラント液には、水溶性のものと不水溶性のものがあり、水溶性クーラントは5倍~20倍程度に希釈して使用する。希釈したクーラントは、水分中にクーラント原液が乳化した状態で混ざり合う状態となる。また、適切な濃度に希釈したクーラントはpHが8~9程度のアルカリ性になるよう設定されており、錆びやバクテリアの発生を防ぐ効果を発揮する。
 工場では通常、クーラント液はクーラント槽に貯蔵され、使用する際に供給ポンプによって加工室に配管を通して送られ、使用後は回収用配管を通してクーラント槽へ戻されるという循環システムが構築されている。これにより、工場では、クーラント液を長期間にわたって繰り返し利用することが可能となっている。しかしながら、クーラントは長期間使用しているうちに、フィルタでは除去できない切削屑や摺動油が混入し汚れが増えてくる。また、水溶性クーラント液は、加工時の発熱により水分が蒸発し濃度が濃くなったり、逆に切削屑などにクーラント成分が付着し除去フィルタで一緒に除去され濃度が薄くなったりする。このようなクーラント液の濃度変化を放置すると、本来の加工性能(冷却性、潤滑性)が得られなかったり、分離やpH低下による錆やバクテリアの発生に起因したクーラント液の変色、濁り、腐敗、ヘドロの発生が生じる。このようなクーラント液の変化は、クーラント液の劣化と言われ、加工性能低下だけでなく工場内環境面の悪化も招いてしまう。
 このようなことから、加工性能を維持してクーラント液を利用するために、工場では、日常的にクーラント液の濃度等を管理している。そこで、クーラント液を管理する方法として屈折率計(例えば、BRIX計)を用いたクーラント液の濃度管理がある。このBRIX計を用いた濃度管理は、週1回程度クーラント液を汲み上げ、濃度測定を行い、その結果に基づき規程の濃度となるようにクーラント液の濃度を調整するものである。また、濁りや臭いなどの他の項目については、視覚や嗅覚により確認することが行われている。そのため、クーラント液の濃度管理には多くの手間と経験を要する問題がある。そこで、クーラント液の濃度を導電量計を用いて計測する技術が特許文献1に開示されている。
 特許文献1に記載のクーラント液管理装置は、クーラント液に浸した1次側トロイダルトランスに電界を与えた際にクーラント液に生じる一巡電流ループの作用により二次側トロイダルトランスに生じる電界から得られる電圧差に基づきクーラント液の導電量を計測する電磁誘導型の導電量計と、導電量を予め与えられた変換式に適用して、導電量に対応するBRIX値を算出する演算部と、BRIX値を外部に出力する外部通信インタフェースと、を有する。
特開2021-41487号公報
 しかしながら、溶液の1つであるクーラント液は、導電率計を用いて濃度変化を検出しようとした場合、液温によって特性値にズレが生じる。許文献1に記載の技術では、このような溶液から測定される導電率の温度変化について考慮されておらず、計測される導電率に液温に起因したにズレが生じる問題がある。
 本発明にかかる測定値温度係数補正装置の一態様は、溶液の温度を計測する温度センサから取得した温度測定値と、電気伝導方式によって計測される前記溶液の特性値であって温度によって値が変化する温度依存性を有する溶液測定値と、を関連付けて時系列に記憶する測定値メモリと、前記測定値メモリに記憶された前記溶液測定値と前記温度測定値とについて統計処理から導き出した温度係数を算出する温度係数算出部と、前記温度係数を用いて前記溶液測定値を補正した温度補正済みの前記溶液測定値を出力する測定値温度補正部と、を有する。
 本発明にかかる測定値温度係数補正プログラムの一態様は、演算部で実行されることで、温度係数を用いて測定値を補正する測定値温度係数補正プログラムであって、溶液の温度を計測する温度センサから取得した温度測定値と、電気伝導方式によって計測される前記溶液の特性値であって温度によって値が変化する温度依存性を有する溶液測定値と、を関連付けて時系列に測定値メモリに記憶する測定値記憶処理と、前記測定値メモリに記憶された前記溶液測定値と前記温度測定値とについて統計処理から導き出した温度係数を算出する温度係数算出処理と、前記温度係数を用いて前記溶液測定値を補正した温度補正済みの前記溶液測定値を出力する測定値温度補正処理と、を前記演算部に実行させる。
 本発明にかかる測定値温度係数補正装置及び測定値温度係数補正プログラムは、溶液測定値と温度測定値とに対して統計処理を施して温度係数を算出することで温度による溶液測定値のズレを補正する。
 本発明にかかる測定値温度係数補正装置及び測定値温度係数補正プログラムは、計測される導電率に液温に起因したにズレを補正することができる。
実施の形態1にかかるクーラント液管理装置の外観を説明する図である。 実施の形態1にかかるクーラント液管理装置のブロック図である。 実施の形態1にかかるクーラント液管理装置の導電量計のブロック図である。 実施の形態1にかかる相関BRIX算出部のブロック図である。 実施の形態1にかかる相関BRIX算出部で利用される変換式を用いた導電率とBRIXとの関係を説明するグラフである。 実施の形態1にかかる相関BRIX算出部で利用される経時変化関数を説明するグラフである。 実施の形態2にかかる相関BRIX算出部のブロック図である。 実施の形態2にかかる相関BRIX算出部で利用される変換式を用いた導電率とBRIXとの関係を説明するグラフである。 実施の形態2にかかる相関BRIX算出部で利用される経時変化関数を説明するグラフである。 実施の形態3にかかる相関BRIX算出部のブロック図である。 実施の形態4にかかるクーラント液管理装置のブロック図である。 実施の形態4にかかる相関BRIX算出部のブロック図である。 実施の形態4にかかる測定値温度係数補正部のブロック図である。 実施の形態4にかかる測定値温度係数補正部の測定値メモリに蓄積されるデータのフォーマットを説明する図である。 実施の形態4にかかる測定値温度係数補正部の行列メモリに蓄積されるデータのフォーマットを説明する図である。 実施の形態4にかかる測定値温度係数補正部のマトリクスメモリに蓄積されるデータのフォーマットを説明する図である。
 説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
 上述したプログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された1又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群(又はソフトウェアコード)を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory(RAM)、read-only memory(ROM)、フラッシュメモリ、solid-state drive(SSD)又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc(DVD)、Blu-ray(登録商標)ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。
 実施の形態1
 図1に実施の形態1にかかるクーラント液管理装置1の概要を説明する概略図を示す。図1に示すように、実施の形態1にかかるクーラント液管理装置1は、制御ボックス10とセンサボックス20の2つのボックスが吊り下げワイヤWi及び連結治具により連結される。また制御ボックス10には表示部INDが設けられる。また、クーラント液管理装置1は、滑車にかけられた吊り下げワイヤWiにより重りWtと連結される。そして、吊り下げワイヤWiを上下させることでクーラント液管理装置1は、クーラント槽内を上下する。
 センサボックス20は、クーラント液に浸された状態でクーラント液の導電率等を測定するための各種センサが搭載される。なお、実施の形態1では、センサボックス20には、導電率計が搭載される。なお、以下の説明では、導電率計を導電量計と称す。制御ボックス10は、センサボックス20に搭載されている各種センサを制御すると共に、外部と通信を行う通信インタフェース等が搭載される。また、制御ボックス10は、センサボックス20がクーラント液に浸された状態であても、クーラント液に浸からない位置に設けられる。
 続いて、実施の形態1にかかるクーラント液管理装置1の内部構成について説明する。そこで、図2に実施の形態1にかかるクーラント液管理装置1のブロック図を示す。図2に示すように、制御ボックス10は、電源部11、演算部12、通信インタフェース13、外部通信インタフェース14、表示部INDを有する。また、センサボックス20は、電源部21、相関BRIX算出部22、制御信号生成部23、導電量計24、アナログデジタル変換回路25、通信インタフェース26を有する。
 電源部11は、外部に設けられるACアダプタから供給される電源を制御ボックス10の各処理ブロックに分配する(不図示)。また、電源部11は、センサボックス20の電源部21も電源を供給する。電源部21は、センサボックス20の各処理ブロックに供給された電源を分配する(不図示)。
 演算部12は、例えば、マイクロコントローラのようなプログラムを実行可能な演算部である。演算部12は、例えば、クーラント液管理装置1において実行されるクーラント液のBRIX計測処理の計測シーケンスを制御する。また、演算部12は、通信インタフェース13、外部通信インタフェース14を介した通信処理に関する制御、表示部INDへの情報表示処理を行う。通信インタフェース13は、センサボックス20側の通信インタフェース26を介して演算部12と相関BRIX算出部22が通信を行うための通信の具体的処理を行うインタフェース回路である。外部通信インタフェース14は、上位システム(構内サーバー、クラウドサーバ等)と有線、或いは、無線により通信を行うためのインタフェース回路である。表示部INDは、クーラント液管理装置1の動作状況、計測情報及びクーラント液の状態を表示するためのものである。
 相関BRIX算出部22は、例えば、マイクロコントローラのようなプログラムを実行可能な演算部である。相関BRIX算出部22は、例えば、導電量計24から得られた導電率の値に基づきBRIXを算出するBRIX計算処理、導電量計24から得られた信号を具体的な数値に変換する導電率計算処理等を行う。このBRIX計算処理の詳細は後述する。また、相関BRIX算出部22は、制御信号生成部23に導電量計24を動作させるか否かの指示を与える。
 制御信号生成部23は、相関BRIX算出部22からの指示に基づき導電量計24に動作の具体的な指示を与える。導電量計24は、クーラント液に浸された状態でクーラント液の導電率を測定する。アナログデジタル変換回路25は導電量計24から出力されたアナログ値を有する出力信号をデジタル値を有する信号に変換する。通信インタフェース26は、相関BRIX算出部22が演算部12と通信を行うための具体的な処理を行うインタフェース回路である。
 続いて、実施の形態1の導電量計24について詳細に説明する。そこで、図3に実施の形態1にかかるクーラント液管理装置の導電量計のブロック図を示す。図3に示すように導電量計24は、正弦波生成部30、アンプ31、一次側トロイダルトランス32、二次側トロイダルトランス33、ローノイズアンプ34、信号振幅検出器35を有する。
 正弦波生成部30は、制御信号生成部23からの指示を受けて、一次側トロイダルトランス32を動作させるための正弦波信号を出力する。アンプ31は、アンプ31から与えられた正弦波信号を互いに位相が180度異なる差動信号に変換して一次側トロイダルトランス32を駆動する。一次側トロイダルトランス32は、アンプ31から与えられた差動信号に基づき電界を発生させる。そして、導電量計24では、一次側トロイダルトランス32において発生した電界に基づきクーラント液に一次側トロイダルトランス32及び二次側トロイダルトランス33の内周を貫通して一巡する電流ループが発生する。
 そして、二次側トロイダルトランス33は、一次側トロイダルトランス32が発生させた電流ループに起因して発生した電界に応じた出力信号をローノイズアンプ34に出力する。ローノイズアンプ34は、二次側トロイダルトランス33の出力信号を増幅して、信号振幅検出器35に与える。信号振幅検出器35は、ローノイズアンプ34から与えられた信号の振幅を検出して、当該検出信号を測定結果としてアナログデジタル変換回路25に出力する。
 実施の形態1にかかるクーラント液管理装置1では、導電量計24によって取得された導電率を用いてBRIX値を計算により算出する。そこで、実施の形態1におけるBRIXの計算方法について詳細に説明する。
 まず、BRIXについて説明する。BRIXは、主に食品産業において、ショ糖、果糖、転化糖、ブドウ糖など、いわゆる糖の含有量を測るために、糖度として用いられる物理量である。BRIX値は、20℃のショ糖溶液の質量百分率に相当する値で定められている。ショ糖1gのみを溶質として含む水溶液100gをBRIX屈折計で測定したときその示度BRIX値が1%となる。
 一方、導電率は、上記屈折率計で測定した値とは全く異なるものであるため、実施の形態1にかかるクーラント液管理装置1では、相関BRIX算出部22を用いて、導電率からBRIXに相当する相関BRIX値を算出する。そこで、相関BRIX算出部22について以下で詳細に説明する。なお、以下の説明では、相関BRIX算出部22の機能のうち相関BRIX値に関する部分を特に詳細に説明し、導電量計24の制御に関する部分については説明を省略する。
 実施の形態1にかかる相関BRIX算出部22では、更液(クーラント液の全交換)した直後の未使用状態のクーラント液の導電率とBRIX値とを測定して導電率とBRIXの関係を示す回帰関数を作成して、この回帰関数から相関BRIX値Bdの算出に用いる変換式(例えば、BRIX近似関数)に適用されるBRIX近似係数を算出する。そして、算出したBRIX近似係数を適用したBRIX近似関数を用いて導電率から相関BRIX値Bdを算出する。
 その後、相関BRIX算出部22はクーラント液の相関BRIX値Bdを出力する計測処理を開始する前準備として計測で利用するパラメータ情報を収集する。このパラメータ情報には、クーラント槽にクーラント液を入れた更液日時D0、測定開始前などの特定の基準日時に導電量計24で計測したクーラント槽内のクーラント液の導電率である基準導電率Cr、同時に別途準備したBRIX計で測定したクーラント槽内のクーラント液のBRIXである基準BRIX値Br、基準導電率Cr及び基準BRIX値Brを測定した基準測定日時Dr1、クーラント液の希釈に用いる希釈水の導電率である希釈水導電率Cwが含まれる。そして、相関BRIX算出部22は、測定開始前に、これらパラメータ情報を用いて経時変化係数kを算出する。
 そして、測定開始後は、相関BRIX算出部22は、導電量計24でクーラント液の導電率測定値Cdを取得し、取得した導電率測定値Cdに対して経時変化係数kを適用した補正処理により補正導電率Cdnを生成し、この補正導電率をBRIX近似関数に適用して算出される相関BRIX値Bdをクーラント液のBRIX値として出力する。
 上記処理を行う相関BRIX算出部22について、さらに詳細に説明する。そこで、図4に実施の形態1にかかる相関BRIX算出部22のブロック図を示す。図4に示すように、相関BRIX算出部22は、データ格納部41、パラメータ保存部42、内蔵時計43、経過時間カウンタ44、経時変化係数算出部45、導電率変換部46、相関BRIX変換部47を有する。
 相関BRIX算出部22は、例えば、マイクロコンピュータのようなプログラムを実行可能な演算部である。そして、データ格納部41及びパラメータ保存部42は、演算部内のハードディスク、或いは、SSD(Solid-State Drive)のような不揮発性の記憶装置、又は、DRAM等の揮発性メモリを利用可能である。一方、その他の構成ブロックについてはプログラム(例えば、BRIX計測プログラム)により実現可能である。
 データ格納部41は、クーラント液の情報をライブラリ化して保持する記憶部である。データ格納部41には、事前に調査したクーラント液のBRIX近似係数が、クーラント液のメーカー名及び型番(或いは、品番)と紐付けられた情報が保持される。なお、BRIX近似係数は、事前の検証により、別途準備した導電量計とBRIX計とを用いて作成する相関BRIX近似関数に含まれる係数である。実施の形態1にかかる相関BRIX算出部22では、相関BRIX近似関数として(1)式で示される二次関数を用いる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
ここで、Bnは測定したクーラント液の相関BRIX値であり、Cnは測定したクーラント液の導電率測定値であり、an、bn及びcnはBRIX近似係数である。ここで、図5に実施の形態1にかかる相関BRIX算出部で利用される変換式を用いた導電率とBRIXとの関係を説明するグラフを示す。BRIX近似係数は、測定時に計測される複数の計測点から得られるBRIX近似関数の曲線に沿うように(1)式が沿うように決定する。なお、図5に示した曲線の始点は、希釈液の相関BRIX値のものであり、相関BRIX関数は、希釈水導電率Cwに対して相関BRIX値Bdとして0を出力する。なお、クーラント液の利用期間が長くなると、希釈水の蒸発等によりクーラント液の導電率を変化させる電解成分の濃度が高くなるためBRIX値に変化がなくても相関BRIX関数の傾きが小さくなるような変化が生じる(図5の時間経過後のBRIX近似関数)。そこで、相関BRIX算出部22では経時変化係数kを適用して(1)式から得られる導電率と相関BRIX値Bdの関係が一定になるように維持する。
 パラメータ保存部42は、経過時間カウンタ44及び導電率変換部46が利用するパラメータを保存する。このパラメータには、クーラント情報、更液日時D0、基準測定日時Dr1、基準導電率Cr、希釈水導電率Cw、基準BRIX値Br、経時変化定数D1、D2が保存される。これらパラメータは、導電量計24、別途準備するBRIX計、データ格納部41に格納されているクーラント情報、内蔵時計43から得られる情報を自動的に収集するものであっても、制御ボックス10側の表示部IND等の入力装置(不図示)から与えられるものであってもよい。なお、更液日時D0及び経時変化定数D1、D2は、表示部INDから入力される情報である。
 また、基準測定日時Dr1は、基準導電率Cr、基準BRIX値Brを測定した日時であり、実施の形態1にかかるクーラント液管理装置1では、基準測定日時を基準日とする。基準導電率Crは、クーラント槽に注液されたクーラント液について基準測定日時Dr1に導電量計24で測定された導電率である。基準BRIX値Brは、クーラント槽に注液されたクーラント液について基準測定日時Dr1に外部のBRIX計により測定されたBRIX値である。また、希釈水導電率Cwは、クーラント槽に注液されたクーラント液を希釈した際に注液した希釈水について導電量計24を用いて計測した導電率である。経時変化定数D1、D2は、システム利用時に設定する値であり、例えば、経時変化定数D1は50日程度の値であり、経時変化定数D2は300日程度の値であり、導電率が2倍程度に変化する期間を指定することが好ましい。
 内蔵時計43は、日時をカウントして現在時刻情報Dnを出力する。この現在時刻情報Dnの1部は基準測定日時Dr1としても利用可能である。経過時間カウンタ44は、経過時間カウンタ44が出力する基準経過時間Dr=Dr1-D0で値がセットされ、その後内蔵時計43からの時刻情報に基づき1秒ごとにカウントアップされる経過時間Dを出力する。
 経時変化係数算出部45は、クーラント液の導電率の経時変化の測定結果から予め作成した経時変化関数を用いて基準日から現在までの前記導電率の変化量を補正する経時変化係数kを算出する。経時変化係数算出部45は、基準導電率Crと、基準BRIX値Brと、希釈水導電率Cwと、基準測定日時Dr1と、を経時変化関数に適用して経時変化係数kを算出する。
 ここで、相関BRIX算出部22では、経時変化関数として導電率測定値の変化を非線形近似した関数を用いる。そこで、この経時変化関数について図6を参照して説明する。図6に実施の形態1にかかる相関BRIX算出部で利用される経時変化関数を説明するグラフを示す。図6に示すように、経時変化関数α(D)は、更液日時D0からの経過日数をDとした関数である。経時変化関数α(D)は、経過日数Dが小さい期間の変化割合が大きく、経過日数Dが大きくなると変化の割合が小さくなる。
 この経時変化関数α(D)についてさらに詳しく説明する。まず、経過時間Dが経過した後の導電率測定値Cdは、(2)式で表わされ、この(2)式からα(D)は(3)式にて表わすことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
(2)式及び(3)式には導電率変換部46が出力する補正導電率Cdnが含まれる。この補正導電率Cdnは、(1)式導出時に測定したクーラント液の導電率に相当する値である。導電率測定値Cdは、経過時間Dにおいて測定したクーラント液の導電率である。そして、(3)式は、経時変化係数k、経時変化定数D1、D2を用いて(4)式の近似式とすることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 そして、経時変化係数kは、(1)式~(3)式及び基準測定日時Dr1において測定された基準導電率Crと、基準BRIX値Br、及び基準測定日時までの経過日時Dr(=Dr1-D0)により(5)式のように表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
(5)式のCrnは、基準初期導電率であり、基準BRIX値Brを(1)式に適用し、かつ、(1)式の解の公式から算出できる。基準初期導電率Crnは(6)式で算出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
このように、経時変化係数算出部45では、パラメータ保存部42から読み出した基準導電率Cr、希釈水導電率Cw、経時変化定数D1、D2及び基準BRIX値Brを(5)式及び(6)式に適用して経時変化係数kを算出する。
 導電率変換部46は、クーラント液の導電率を計測する導電量計24から導電率測定値Cdを取得して、導電率測定値Cdに経時変化係数kを適用して、導電率測定値Cdから経時的な電解成分濃度変化の影響を取り除いた補正導電率Cdnを算出する。具体的には、導電率変換部46は以下のような計算を行うことで補正導電率Cdnを算出する。
 補正導電率Cdnは、(2)式を変形し、かつ(5)式を用いて(7)式で表わすことが出来る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 相関BRIX変換部47は、補正導電率Cdnを予め決定した変換式に適用して補正導電率Cdnに対応する相関BRIX値Bdを出力する。ここで予め決定した変換式は事前に算出したBRIX近似係数を(1)式に適用したものであり、(8)式で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 上記説明より、実施の形態1にかかる相関BRIX算出部22では、クーラント液の経時変化から導き出され、かつ、時間とともに値が変化する経時変化係数kを用いて導電率測定値Cdから電解成分の濃度変化の影響を除去する。これにより、相関BRIX算出部22では、事前に準備した相関BRIX近似関数を変更することなく、クーラント液の実際のBRIXとのズレが少なく精度の高い相関BRIX値Bdを出力することができる。
 また、相関BRIX算出部22において算出される経時変化係数kは、時間の関数であり、計測時間をカウントすることで時間とともに自動的に変化させていくことができる。つまり、実施の形態1にかかる相関BRIX算出部22を用いることで、パラメータの調整を行うことなくクーラント液のBRIXの測定を連続して行うことができる。
 実施の形態2
 実施の形態2では、実施の形態1で説明した相関BRIX算出部22の別の形態となる相関BRIX算出部22aについて説明する。なお、実施の形態2の説明において、実施の形態1で説明した構成要素と同じ構成要素については、実施の形態1と同じ符号を付して説明を省略する。
 実施の形態1にかかる相関BRIX算出部22では、BRIX近似関数の算出において、未使用のクーラント液を用いたが、実施の形態2にかかる相関BRIX算出部22aでは、BRIX近似関数を運用中のクーラント液を基準に作成する。また、実施の形態2にかかる相関BRIX算出部22aでは、基準日をクーラント液管理装置1の設置日等のクーラント液が既に利用状態にある日、かつ、クーラント液の導電率やBRIXを測定した日とする。
 図7に実施の形態2にかかる相関BRIX算出部22aのブロック図を示す。図7に示すように、実施の形態2にかかる相関BRIX算出部22aは、パラメータ保存部52、内蔵時計43、経過時間カウンタ54、経時変化係数算出部55、導電率変換部56、相関BRIX変換部57を有する。
 パラメータ保存部52は、経時変化係数算出部55が計算で利用するパラメータを保存する。パラメータ保存部52に保存されるパラメータには、第1基準測定日時Dr1、第1基準導電率Cr1、希釈後導電率Cr1’、第1基準BRIX値Br1、希釈後BRIX値Br1’、第2基準測定日時Dr2、第2基準導電率Cr2、第2基準BRIX値Br2、希釈水導電率Cwが含まれる。
 実施の形態2にかかる相関BRIX算出部22aでは、基準日をクーラント液管理装置1の設置日等のクーラント液が既に利用状態にある日、かつ、クーラント液の導電率やBRIXを測定した日とする。そして、この測定日の日時を第1基準測定日時Dr1とする。測定日に測定した導電率測定値Cdを第1基準導電率Cr1とする。希釈後導電率Cr1’は、第1基準導電率Cr1を測定したクーラント液をさらに予め設定された濃度(例えば、1/2の濃度)にまで希釈を進めた希釈クーラント液の導電率である。第1基準BRIX値Br1は、基準日に測定したクーラント液のBRIX値である。希釈後BRIX値Br1’は、希釈後導電率Cr1’を測定したクーラント液のBRIX値である。
 また、実施の形態2にかかる相関BRIX算出部22aでは、第1基準測定日時Dr1より後の日であって、相関BRIX値Bdと実際のBRIX値とのズレが大きくなったと判断した日に再度各種測定を行う。この再測定日が基準測定日時Dr2である。第2基準導電率Cr2は、基準測定日時Dr2において測定した導電率測定値Cdである。第2基準BRIX値Br2は、基準測定日時Dr2において測定したBRIXである。また、希釈水導電率Cwは、クーラント液を希釈する際に利用した希釈液の導電率である。
 経過時間カウンタ54は、第1基準測定日時Dr1からの経過した時間の長さを経過時間Dとして出力する。経時変化係数算出部55は、第2基準導電率Cr2と、第2基準BRIX値Br2と、希釈水導電率Cwと、基準測定日時Dr1と、基準測定日時Dr2と、を経時変化関数α(D)に適用して経時変化係数kを算出する。ここで、実施の形態2にかかる相関BRIX算出部22aでは、経過時間DがDr2までの経過時間よりも小さいときには経時変化係数を0、つまり、経時変化関数α(D)を0とする。また、経時変化係数算出部55は、相関BRIX変換部57で利用されるBRIX近似係数ar、br、crの算出も行うものとする。
 ここで、経時変化係数算出部55におけるBRIX近似係数ar、br、cr及び経時変化係数kの算出方法について説明する。相関BRIX算出部22aでは、運用開始時に相関BRIX変換部57が相関BRIX値Bdを算出するためにBRIX近似係数ar、br、crが必要になる。そこで、まずBRIX近似係数ar、br、crの算出方法について説明する。
 相関BRIX変換部57で用いられるBRIX近似関数は、(9)式で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
ここで、(9)式のBrは、第1基準測定日時Dr1におけるクーラント液のBRIXであり、Crは第1基準測定日時Dr1におけるクーラント液の導電率である。そして、(9)式のBRIX近似係数ar、br、crは、第1基準測定日時Dr1に測定された第1基準導電率Cr1、希釈後導電率Cr1’、第1基準BRIX値Br1、希釈後BRIX値Br1’、希釈水導電率Cw、希釈水のBRIX値(=0)を用いて(10)式~(12)式で求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 ここで、(9)式で示したBRIX近似関数により得られる導電率とBRIX値との関係について説明する。そこで、図8に実施の形態2にかかる相関BRIX算出部22aで利用される変換式を用いた導電率とBRIXとの関係を説明するグラフを示す。図8に示すように、実施の形態2におけるBRIX近似関数は、希釈水導電率Cwを始点として、第1基準導電率Cr1と第1基準BRIX値Br1により決まる第1点と、希釈後導電率Cr1’と希釈後BRIX値Br1’により決まる第2点とを結ぶ曲線に沿うように設定される。そして、時間が経過すると、導電率測定値Cdと相関BRIX値Bdとにより決定されるBRIX近似関数は、基準測定日時Dr1において作成したBRIX近似関数よりも傾きが緩やかになる。そこで、相関BRIX算出部22aでは、経時変化係数kを用いて導電率測定値Cdを補正導電率Cdrに変換することで導電率測定値Cdと相関BRIX値Bdとの関係が基準測定日時Dr1におけるBRIX近似関数の関係になるような補正処理を行う。
 続いて、実施の形態2における経時変化係数kの算出方法について説明する。まず、実施の形態2では、経過時間Dが第2基準測定日時Dr2までの経過時間よりも小さい期間はk=0とする。そして、経過時間Dが第2基準測定日時Dr2までの経過時間以上となったときに、0ではない経時変化係数kを用いる。以下の説明では、0ではないkの算出方法について説明する。
 まず、経過時間Dの時の導電率測定値Cdは、(13)式で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
また、(13)式から経時変化係数α(D)は(14)式で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
(13)式及び(14)式には導電率変換部56が出力する補正導電率Cdrが含まれる。この補正導電率Cdrは、(9)式導出時に測定したクーラント液の導電率(例えば第1基準導電率Cr1)に相当する値である。導電率測定値Cdは、経過時間Dにおいて測定したクーラント液の導電率である。そして、(14)式は、経時変化係数kを用いて(15)式の近似式とすることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
 そして、経時変化係数kは、(9)式、(14)式及び(15)式及び第2基準測定日時Dr2において測定された第2基準導電率Cr2、及び第2基準測定日時までの経過時間Dr=Dr2-Dr1として(16)式のように表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
(16)式のCr2nは、第2基準日初期導電率であり、第2基準BRIX値Br2を(9)式に適用し、かつ、(9)式の解の公式から算出できる。基準初期導電率Cr2nは(17)式で算出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
このように、経時変化係数算出部55では、パラメータ保存部52から読み出したパラメータを(16)式及び(17)式に適用して経時変化係数kを算出する。
 ここで、実施の形態2にかかる経時変化関数についてグラフを用いて説明する。図9に実施の形態2にかかる相関BRIX算出部22aで利用される経時変化関数を説明するグラフを示す。図9に示すように、実施の形態2にかかる経時変化係数α(D)は、計測を開始する経過時間Dが第1基準測定日時Dr1から第2基準測定日時Dr2に達するまでの期間に有る場合は0になる。一方、経過時間Dが第2基準測定日時Dr2を越えると傾きが経時変化係数kとなる直線的に時間の経過とともに上昇する。
 導電率変換部56は、クーラント液の導電率を計測する導電量計から導電率測定値Cdを取得して、導電率測定値Cdに経時変化係数kを適用して、導電率測定値Cdから経時的な電解成分濃度変化の影響を取り除いた補正導電率Cdrを算出する。具体的には、導電率変換部56は以下のような計算を行うことで補正導電率Cdrを算出する。
 補正導電率Cdrは、(13)式を変形し、かつ(16)式を用いて(18)式で表わすことが出来る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
ここで、経時変化係数kは、経過時間がD<Dr2のときは0となる。
 相関BRIX変換部57は、補正導電率Cdrを予め決定した変換式に適用して補正導電率Cdrに対応する相関BRIX値Bdを出力する。ここで予め決定した変換式は事前に算出したBRIX近似係数を(9)式に適用したものであり、(19)式で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
 上記説明より、実施の形態2にかかる相関BRIX算出部22aでは、クーラント液の経時変化から導き出され、かつ、時間とともに値が変化する経時変化係数kを用いて導電率測定値Cdから電解成分の濃度変化の影響を除去する。これにより、相関BRIX算出部22aでは、設置日等に作成した相関BRIX近似関数を変更することなく、クーラント液の実際のBRIX値とのズレが少なく精度の高い相関BRIX値Bdを出力することができる。なお、実施の形態2にかかる経時変化関数α(D)は、直線近似した経時変化特性から経時変化係数kを算出しているため、実施の形態2にかかる相関BRIX算出部22aが算出する相関BRIX値Bdは、実施の形態1にかかる相関BRIX算出部22よりも精度が劣る。
 また、相関BRIX算出部22aでは、BRIX近似係数の算出、経時変化係数kの算出を利用中のクーラント液から取得できる導電率及びBRIX値を用いて算出する。これにより、相関BRIX算出部22aを用いたクーラント液管理装置は、実施の形態1のように利用中のクーラント液の未使用時のBRIX近似特性を事前に準備する必要がなく、実施の形態1にかかるクーラント液管理装置よりも設置にかかる手間を大幅に簡素化できる。
 実施の形態3
 実施の形態3では、実施の形態1で説明した相関BRIX算出部22の別の形態となる相関BRIX算出部22bについて説明する。なお、実施の形態3の説明において、実施の形態1で説明した構成要素と同じ構成要素については、実施の形態1と同じ符号を付して説明を省略する。
 図10に実施の形態3にかかる相関BRIX算出部22bのブロック図を示す。図10に示すように、実施の形態3にかかる相関BRIX算出部22bは、実施の形態1にかかる相関BRIX算出部22に希釈水補正部68を追加したものである。また、相関BRIX算出部22bでは、希釈水補正部68の追加に伴い、パラメータ保存部42、経時変化係数算出部45、相関BRIX変換部47に代えてパラメータ保存部62、経時変化係数算出部65、相関BRIX変換部67を有する。
 パラメータ保存部62には、保存されるパラメータとして、クーラント情報、更液日時D0、基準測定日時Dr1、基準導電率Cr、希釈水導電率Cw、基準BRIX値Br、経時変化定数D1、D2、指定導電率C1が含まれる。経時変化係数算出部65は、経時変化係数kの算出に加えて基準導電率C0の算出を行う。希釈水補正部68は、相関BRIX変換部の変換式(例えば、(8)式)を決定した際にクーラント液を希釈した希釈水の導電率を示す希釈水導電率を基準導電率C0と読み替え、実際にクーラント槽に注液したクーラント液を希釈した希釈水の導電率を希釈水導電率Cwとして、その差を補正する。希釈水補正部68は補正後の導電率として希釈水補正導電率Cdnwを出力する。相関BRIX変換部67は、(8)式で示したBRIX近似関数の補正導電率Cdnとして希釈水補正導電率Cdnwを用いて基準BRIX値Bdを算出する。
 ここで、希釈水補正部68で補正に利用する入力パラメータである基準導電率C0、指定導電率C1、希釈水導電率Cwについて説明する。まず、基準導電率C0は、(8)式を作成する際に計測したクーラント液を希釈した希釈水の導電率である。また、指定導電率C1は、固定値として表示部IND等の入力部から入力する値である。この指定導電率C1は、BRIX近似関数の傾きを調整するパラメータであり、希釈水補正部68による補正後のBRIX近似関数を検証して決定する。
 基準導電率C0は、BRIX近似係数an、bn、cnを用いて(8)式の解の公式から導き出されるものであり(20)式に基づき算出される。この基準導電率C0は、(8)式で算出される相関BRIX値Bdが0となる導電率である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
 希釈水補正部68では、基準導電率C0と希釈水導電率Cwとの差をなくすような補正を行う。具体的には、希釈水補正部68では、(21)式に基づき補正処理を行い希釈水補正導電率Cdnwを出力する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
一方、経時変化係数kの算出に関しても補正が必要である。(5)式を参照して、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
ここで(22)式のCrnwは、(8)式に於ける基準初期導電率Crnに相当するものであるが、基準導電率C0と希釈水導電率Cwとの差をなくすために、以下の補正を行う。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
ここで(23)式のCrnは、(6)式にて求めることができる。
(21)式(22)式、及び(23)式に基づく補正を行う事で、(8)式の算出時に利用した希釈水と、クーラント槽内のクーラント液を希釈した希釈水との間に導電率の差があっても、BRIX近似関数から得られる曲線は、そのまま利用することができる。
 上記説明より、実施の形態3にかかる相関BRIX算出部22bを用いることで、希釈水補正部68で利用される変換式作成時と、クーラント槽内のクーラント液の希釈水との間に導電率の差がある場合であっても、導電率から算出したBRIX値の精度を高く維持することができる。
 実施の形態4
 実施の形態4では、測定値の温度依存性をキャンセルする測定値温度係数補正部について説明する。この測定値温度係数補正部は、電気伝導方式によって計測される溶液の特性値であって温度によって値が変化する温度依存性を有する溶液測定値の温度係数を補正するものであり、導電量計24から得られる導電率測定値に限らず様々な測定値に適用出来る。このような測定値を出力する測定器としては、例えば、導電量計、塩分濃度計、TDS(総溶解固形物)計などがある。以下の説明では、実施の形態1~3で扱った導電率測定値を測定値温度係数補正部が補正対象とする測定値の例として説明を行う。
 実施の形態4では、クーラント液の温度に起因する導電率のズレを補正する。そこで、図11に実施の形態4にかかるクーラント液管理装置4のブロック図を示す。図11に示すように、実施の形態4にかかるクーラント液管理装置4は、実施の形態1にかかるクーラント液管理装置1に温度センサTSを追加している。この温度センサTSはクーラント槽内のクーラント液の液温を測定する。また、実施の形態4にかかるクーラント液管理装置4は、実施の形態1にかかるクーラント液管理装置1の相関BRIX算出部22を相関BRIX算出部22cに置き換えている。
 図12に実施の形態4にかかる相関BRIX算出部22cのブロック図を示す。図12に示すように、相関BRIX算出部22cは、実施の形態1にかかる相関BRIX算出部22に測定値温度係数補正部71を追加したものである。相関BRIX算出部22cでは、測定値温度係数補正部71が、導電率測定値Cdをクーラント液の温度に応じて補正して、温度補正済みの導電率測定値Cdを導電率変換部46に出力する。つまり、測定値温度係数補正部71は、測定値温度係数補正部71を用いて導電率測定値Cdに含まれる温度変動成分を除去する温度補正処理を行う。
 図13に実施の形態4にかかる測定値温度係数補正部71のブロック図を示す。この図13を参照して測定値温度係数補正部71について詳細を説明する。図13に示すように、測定値温度係数補正部71は、測定値メモリ81、温度係数算出パラメータ保存部82、内蔵時計83、温度係数算出部84、行列メモリ85、マトリクスメモリ86、導電率温度補正部87を有する。なお、以下の説明では、温度補正前の導電率測定値の符号をC、温度補正後の導電率測定値の符号をCdとする。
 測定値メモリ81は、クーラント液の温度を計測する温度センサから取得した温度測定値Tと導電率測定値Cとを関連付けて時系列に記憶する。また、測定値メモリ81には、温度測定値Tと導電率測定値Cとともに導電率の変動量に関連するデータが保存される。そこで、測定値メモリ81に保存されるデータについて説明する。
 図14に実施の形態4にかかる測定値温度係数補正部の測定値メモリに蓄積されるデータのフォーマットを説明する図を示す。図14に示すように、測定値メモリ81には測定時刻と温度測定値Tと、温度補正前の導電率測定値Cとが関連付けて1つのエントリとして保存される。また、各エントリには、1つ前の時刻のエントリと現時刻のエントリとの導電率測定値の差が導電率差分として保存される。また、測定値メモリ81には、温度係数算出部84から指定される変動幅Aにより指定される範囲内に導電率差分が入っている場合に1となり、変動率差分が範囲外である場合に0となる変動幅フラグFが保存される。図14では、変動率フラグは変動幅Aが±1.0%のみを示したが、変動幅Aは、他の値も設定される。また、測定値メモリ81には、変動幅フラグFが連続して1となる間カウントアップされたカウント値が記録される安定期間カウンタWの値が保存される。このカウント値は、温度係数算出部84で算出されるものとする。なお、図14に示す例では、10分間隔で各エントリが保存される例を示した。
 温度係数算出パラメータ保存部82は、外部から作業者が入力する温度係数算出パラメータが保存される。この温度係数算出パラメータには、溶液基準温度Tref、初期温度係数α0、温度係数範囲αmin/αmax、計算期間Dmin/Dmaxが含まれる。
 内蔵時計83は、測定値メモリ81の計測時間、温度係数算出部84における期間計算で利用される現在時刻情報Dnを出力する。
 温度係数算出部84は、測定値メモリに記憶された導電率測定値Cと温度測定値Tとに対して行う統計処理から導き出した温度係数αを算出する。この統計処理では、行列メモリ85とマトリクスメモリ86を用いる。そこで、この統計処理について詳細に説明する。
 温度係数算出部84は、変動幅Aと安定期間Tcの安定期間カウント値Wの値の組み合わせを切替えながら測定値メモリ81に蓄積されているデータを抽出する。ここで、変動幅Aは、前エントリの導電率測定値Cと現エントリの導電率測定値Cとの変化の割合を示すものであり、例えば、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%、0.7%、1%、2%、3%程度の大きさを設定することができる。また、安定期間カウント値Wは、例えば、2、4、8、12、24、48、72、96(時間)分の値を設置することができる。
 例えば、変動幅Aを0.2%、安定期間カウント値Wを12時間とした場合、温度係数算出部84は、測定値メモリ81を参照して、変動幅Aが0.2%以下となり、安定期間カウント値Wが12時間分以上カウント値のカウントアップが連続する部分の導電率測定値Cと温度測定値Tを安定期間Tcのデータとして抽出する。そして、温度係数算出部84は、抽出したデータに対して統計処理を施し、統計計算の結果を行列メモリ85に書き込む。なお、温度係数算出部84は、変動幅Aと安定期間カウント値Wの組み合わせ毎にデータテーブルを生成する。
 そこで、図15に実施の形態4にかかる測定値温度係数補正部71の行列メモリ85に蓄積されるデータのフォーマットを説明する図を示す。図15に示すように、行列メモリ85には行列上にデータが格納される。行列メモリ85では、行方向に安定期間Tc毎にデータを格納する。行列メモリ85では、列方向に各安定期間Tcの統計処理の結果が格納される。
 図15に示す例では、CL1列目に安定期間Tcの番号が格納される。CL2列目には、安定期間Tcが開始される測定値メモリ81のエントリ番号、CL3列目には安定期間Tcが終了する測定値メモリ81のエントリ番号が格納される。CL4列目には安定期間Tcの長さwが格納される。CL5列目には各安定期間Tcの開始時刻が格納される。CL6行目には各安定期間Tcの平均温度Xavが格納される。CL7列目には各安定期間Tcの平均導電率Yavが格納される。
 CL8列目には各安定期間Tcの温度偏差Sxが格納される。CL9列目には各安定期間Tcの導電率偏差Syが格納される。CL10列目には各安定期間Tcの共分散Sxyが格納される。CL11列目には各安定期間Tcの相関係数Rが格納される。
 CL12列目には1次係数aが格納される。1次係数aはa=Sxy/Sxにより算出される値である。CL13列目には0次係数bが格納される。0次係数bはb=Yav-a*Xavにより算出される値である。CL14列目にはゼロ温度t0が格納される。ゼロ温度t0はt0=b/aにより算出される値である。CL15列目には温度係数候補値αtcが格納される。温度係数候補値αtcはαtc=1/(Xav-t0)により算出される値である。CL16列目には温度係数制限Zが格納される。温度係数制限Zは、温度係数範囲αmin/αmaxの範囲内に温度係数候補値αtcがあれば1となり、温度係数候補値αtcが温度係数範囲αmin/αmaxの範囲外であれば0となるフラグである。温度係数制限Zが0であるエントリは、後述するマトリクスメモリ86を用いた処理の対象外とされる。
 CL17列目には相関係数平均Ravが格納される。CL18列目には共分散平均Sxyav/Aが格納される。CL19列目には加重係数Kが格納される。加重係数KはK=w*Sxyにより算出される値である。CL20列目には温度係数加重平均αavが格納される。温度係数加重平均αavはαav=Σαtc*K/ΣKにより算出される値である。なお、行列メモリ85では、下に位置する行に格納される相関係数平均Rav、共分散平均Sxyav/A、温度係数加重平均αavは、それより上の行のエントリのうち温度係数制限Zが1となったエントリの値を含む平均値であり、最も下のエントリの相関係数平均Rav、共分散平均Sxyav/A、温度係数加重平均αavが統計処理対象とした変動幅Aと安定期間カウント値Wについての統計結果となる。
 続いて、温度係数算出部84は、行列メモリ85に格納されているテーブルデータを統計処理の対象としている変動幅Aと安定期間カウント値Wとについて生成した後に、マトリクスメモリ86に統計データを集計したデータを書き込み、その後行列メモリ85に格納したデータをクリアして次の変動幅Aと安定期間カウント値Wの組み合わせに利用する。
 温度係数算出部84は、行列メモリ85に格納した統計データの集計処理においては、行列メモリ85に格納されたデータの最も下の行のエントリの相関係数平均Rav、共分散平均Sxyav/A、温度係数加重平均αavと有効エントリ数(温度係数制限Zのフラグ値が1となっているエントリ数、有効Tc数)と全エントリ数(全Tc数)を出力する。
 ここで、図16に実施の形態4にかかる測定値温度係数補正部71のマトリクスメモリ86に蓄積されるデータのフォーマットを説明する図を示す。図16に示すようにマトリクスメモリ86には、行方向に変動幅A毎のエントリが並べられ、列方向に安定期間カウント値W毎のエントリが並べられる。そして、温度係数算出部84は、行列メモリ85を用いた統計処理の対象とした変動幅Aと安定期間カウント値Wに該当するエントリに、集計した相関係数平均Rav、共分散平均Sxyav/A、温度係数加重平均αavと有効エントリ数(温度係数制限Zのフラグ値が1となっているエントリ数、有効Tc数)と全エントリ数(全Tc数)を格納する。
 そして、温度係数算出部84は、全ての変動幅Aの候補と安定期間カウント値Wの候補との組み合わせについて統計処理と集計処理を行い、マトリクスメモリ86のエントリを埋める。その後、温度係数算出部84は、予め設定された有効係数条件を満たすエントリを探索する。有効係数条件は、例えば、以下の5条件を満たすエントリである。
第1条件:有効Tc数が2以上
第2条件:相関平均が0.5以上
第3条件:共分散平均が0.5以上
第4条件:共分散平均が最大となるエントリ
第5条件:第1条件~第4条件を満たすエントリが複数有った場合、相関平均が最も大きいエントリを選出する。
温度係数算出部84は、上記5条件をエントリ毎に検証し、全ての条件を満たすエントリに含まれる温度係数加重平均αavを温度係数αとして決定し、導電率温度補正部87に出力する。一方、温度係数算出部84は、上記5条件を満たすエントリがない場合、温度係数算出パラメータ保存部82に格納されている初期温度係数α0を温度係数αとして出力する。また、温度係数算出部84は、温度係数αとともに溶液基準温度Trefを温度係数算出パラメータ保存部82から読み出して導電率温度補正部87に与える。
 導電率温度補正部87は、温度係数αと溶液基準温度Trefとを用いて導電率測定値Cを補正して導電率測定値Cdを出力する。導電率温度補正部87は、例えば、(24)式に基づき温度補正を行う。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
 上記説明より、実施の形態4にかかる相関BRIX算出部22cでは、測定値温度係数補正部71において導電率測定値Cdの温度変動成分をキャンセルする補正を行う。これにより、実施の形態4にかかる相関BRIX算出部22cが出力される相関BRIX値Bdには、温度による誤差が含まれない。つまり、実施の形態4にかかる相関BRIX算出部22cを用いることで相関BRIX値Bdの精度を高めることができる。
 なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
   (付記1)
 クーラント液の導電率の経時変化の測定結果から予め作成した経時変化関数を用いて基準日から現在までの前記導電率の変化量を補正する経時変化係数を算出する経時変化係数算出部と、
 クーラント液の導電率を計測する導電率計から導電率測定値を取得して、前記導電率測定値に前記経時変化係数を適用して、前記導電率測定値から経時的な電解成分濃度変化の影響を取り除いた補正導電率を算出する導電率変換部と、
 前記補正導電率を予め決定した変換式に適用して前記補正導電率に対応する相関BRIX値を算出する相関BRIX変換部と、
 を有するBRIX測定装置。
   (付記2)
 前記基準日と、前記基準日に測定された前記クーラント液の前記導電率である基準導電率と、前記基準日に測定された前記クーラント液のBRIXである基準BRIX値と、前記クーラント液に混ぜられている希釈液の導電率である希釈水の前記導電率である希釈水導電率と、を保持するパラメータ保存部をさらに有し、
 前記経時変化関数は、前記導電率測定値の変化を非線形近似した関数であり、
 前記経時変化係数算出部は、前記基準導電率と、前記基準BRIX値と、前記希釈水導電率と、前記基準日と、を前記経時変化関数に適用して前記経時変化係数を算出する付記1に記載のBRIX測定装置。
   (付記3)
 前記基準日と、前記基準日に測定された前記クーラント液の導電率である第1基準導電率と、前記基準日に測定された前記クーラント液のBRIXである第1基準BRIX値と、前記第1基準導電率を測定した前記クーラント液をさらに予め設定された濃度にまで希釈を進めた希釈クーラント液の導電率である希釈後導電率と、前記希釈クーラント液のBRIXである希釈後BRIX値と、前記クーラント液に混ぜられている希釈液の導電率である希釈水導電率と、前記基準日より後の計測日と、前記計測日に測定された前記クーラント液の前記導電率である第2基準導電率と、前記計測日に測定された前記クーラント液のBRIXである第2基準BRIX値と、を保持するパラメータ保存部をさらに有し、
 前記経時変化関数は、前記導電率測定値の変化を線形近似し、所定の期間で傾きが切り替わる関数であり、
 前記経時変化係数算出部は、前記第2基準導電率と、前記第2基準BRIX値と、前記希釈水導電率と、前記基準日と、前記計測日を前記経時変化関数に適用して前記経時変化係数を算出する付記1に記載のBRIX測定装置。
   (付記4)
 前記相関BRIX変換部は、前記第1基準導電率、前記第1基準BRIX値、前記希釈後導電率、前記希釈後BRIX値、を用いて前記変換式における係数を決定する付記3に記載のBRIX測定装置。
   (付記5)
 前記相関BRIX変換部の前記変換式を決定した際に前記クーラント液を希釈した希釈水の導電率を示す希釈水導電率と、クーラント槽に注液したクーラント液を希釈した希釈水の導電率との差を補正する希釈水補正部をさらに有する付記1乃至4のいずれか1項に記載のBRIX測定装置。
   (付記6)
 前記導電率測定値を前記クーラント液の温度に応じて補正して、温度補正済みの前記導電率測定値を前記導電率変換部に出力する測定値温度係数補正部をさらに有し、
 前記測定値温度係数補正部は、
 前記クーラント液の温度を計測する温度センサから取得した温度測定値と前記導電率測定値とを関連付けて時系列に記憶する測定値メモリと、
 前記測定値メモリに記憶された前記導電率測定値と前記温度測定値とに対して行う統計処理から導き出した温度係数を算出する温度係数算出部と、
 前記温度係数を用いて前記導電率測定値を補正して、前記導電率変換部に温度補正済みの前記導電率測定値を出力する導電率温度補正部と、を有する付記1乃至5のいずれか1項に記載のBRIX測定装置。
   (付記7)
 前記クーラント液の温度の基準値を示す溶液基準温度と、前記温度係数の初期値である初期温度係数と、前記温度係数の上限と下限の範囲を示す温度係数範囲と、計算対象とする温度計測の期間を示す計算期間と、を温度係数算出パラメータとして記憶する温度係数算出パラメータ記憶部をさらに有し、
 前記温度係数算出部は、
 前記測定値メモリを参照し、時系列で連続する2つの前記導電率測定値の差が予め設定された変動幅以下になる安定期間の長さを異なる前記変動幅毎に算出し、
 前記安定期間毎に前記安定期間に含まれる前記導電率測定値及び前記温度測定値の平均値、偏差、共分散、相関係数を用いて温度係数加重平均を算出し、
 前記共分散の平均値と前記相関係数の平均値がともに既定値以上にある前記安定期間の長さと前記変動幅の大きさの組み合わせのうち前記共分散の平均値が最も大きな組み合わせにおいて算出される前記温度係数加重平均を前記温度係数として算出する付記6に記載のBRIX測定装置。
   (付記8)
 前記温度係数算出部は、
 前記温度係数加重平均の算出に用いられる温度係数候補値が前記温度係数範囲から外れた当該温度係数候補値が含まれる前記安定期間のデータを無効とし、温度係数候補値が前記温度係数範囲内の当該温度係数候補値が含まれる前記安定期間のデータを有効とし、
 有効な前記安定期間のデータから算出された前記温度係数加重平均を前記温度係数の算出対象とする付記7に記載のBRIX測定装置。
   (付記9)
 前記温度係数算出部は、
 前記共分散の平均値と前記相関係数の平均値がともに既定値以上にある前記安定期間の長さと前記変動幅の大きさの組み合わせがない場合、前記初期温度係数を前記温度係数として出力する付記7又は8に記載のBRIX測定装置。
   (付記10)
 演算部で実行されることで、クーラント液の導電率を計測する導電率計から取得した導電率測定値から前記クーラント液のBRIX値を算出するBRIX測定プログラムであって、
 予め前記クーラント液の導電率の経時変化の測定結果から作成した経時変化関数を用いて基準日から現在までの前記導電率の変化量を補正する経時変化係数を算出する経時変化係数算出処理と、
 前記導電率測定値に前記経時変化係数を適用して、前記導電率測定値から経時的な電解成分濃度変化の影響を補正により取り除いた補正導電率を算出する導電率変換処理と、
 前記補正導電率を予め決定した変換式に適用して前記補正導電率に対応する相関BRIX値を算出する相関BRIX変換処理と、
 を行うBRIX測定プログラム。
 1、4 クーラント液管理装置
 10 制御ボックス
 11 電源部
 12 演算部
 13 通信インタフェース
 14 外部通信インタフェース
 15 制御信号生成部
 20 センサボックス
 21 電源部
 22 相関BRIX算出部
 23 制御信号生成部
 24 導電量計
 25 アナログデジタル変換回路
 26 通信インタフェース
 30 正弦波生成部
 31 アンプ
 32 一次側トロイダルトランス
 33 二次側トロイダルトランス
 34 ローノイズアンプ
 35 信号振幅検出器
 41 データ格納部
 42、52、62 パラメータ保存部
 43 内蔵時計
 44、54 経過時間カウンタ
 45、55、65 経時変化係数算出部
 46、56 導電率変換部
 47、57、67 相関BRIX変換部
 68 希釈水補正部
 71 測定値温度係数補正部
 81 測定値メモリ
 82 温度係数算出パラメータ保存部
 83 内蔵時計
 84 温度係数算出部
 85 行列メモリ
 86 マトリクスメモリ
 87 導電率温度補正部
 TS 温度センサ
 IND 表示部

Claims (5)

  1.  溶液の温度を計測する温度センサから取得した温度測定値と、電気伝導方式によって計測される前記溶液の特性値であって温度によって値が変化する温度依存性を有する溶液測定値と、を関連付けて時系列に記憶する測定値メモリと、
     前記測定値メモリに記憶された前記溶液測定値と前記温度測定値とについて統計処理から導き出した温度係数を算出する温度係数算出部と、
     前記温度係数を用いて前記溶液測定値を補正した温度補正済みの前記溶液測定値を出力する測定値温度補正部と、を有する測定値温度係数補正装置。
  2.  前記溶液の温度の基準値を示す溶液基準温度と、前記温度係数の初期値である初期温度係数と、前記温度係数の上限と下限の範囲を示す温度係数範囲と、計算対象とする温度計測の期間を示す計算期間と、を温度係数算出パラメータとして記憶する温度係数算出パラメータ記憶部をさらに有し、
     前記温度係数算出部は、
     前記測定値メモリを参照し、時系列で連続する2つの前記溶液測定値の差が予め設定された変動幅以下になる安定期間の長さを異なる前記変動幅毎に算出し、
     前記安定期間毎に前記安定期間に含まれる前記溶液測定値及び前記温度測定値の平均値、偏差、共分散、相関係数を用いて温度係数加重平均を算出し、
     前記共分散の平均値と前記相関係数の平均値がともに既定値以上にある前記安定期間の長さと前記変動幅の大きさの組み合わせのうち前記共分散の平均値が最も大きな組み合わせにおいて算出される前記温度係数加重平均を前記温度係数として算出する請求項1に記載の測定値温度係数補正装置。
  3.  前記温度係数算出部は、
     前記温度係数加重平均の算出に用いられる温度係数候補値が前記温度係数範囲から外れた当該温度係数候補値が含まれる前記安定期間のデータを無効とし、温度係数候補値が前記温度係数範囲内の当該温度係数候補値が含まれる前記安定期間のデータを有効とし、
     有効な前記安定期間のデータから算出された前記温度係数加重平均を前記温度係数の算出対象とする請求項2に記載の測定値温度係数補正装置。
  4.  前記温度係数算出部は、
     前記共分散の平均値と前記相関係数の平均値がともに既定値以上にある前記安定期間の長さと前記変動幅の大きさの組み合わせがない場合、前記初期温度係数を前記温度係数として出力する請求項2に記載の測定値温度係数補正装置。
  5.  演算部で実行されることで、温度係数を用いて測定値を補正する測定値温度係数補正プログラムであって、
     溶液の温度を計測する温度センサから取得した温度測定値と、電気伝導方式によって計測される前記溶液の特性値であって温度によって値が変化する温度依存性を有する溶液測定値と、を関連付けて時系列に測定値メモリに記憶する測定値記憶処理と、
     前記測定値メモリに記憶された前記溶液測定値と前記温度測定値とについて統計処理から導き出した温度係数を算出する温度係数算出処理と、
     前記温度係数を用いて前記溶液測定値を補正した温度補正済みの前記溶液測定値を出力する測定値温度補正処理と、
     を前記演算部に実行させる測定値温度係数補正プログラム。
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