JPH07209228A - Concentration meter - Google Patents
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- JPH07209228A JPH07209228A JP356094A JP356094A JPH07209228A JP H07209228 A JPH07209228 A JP H07209228A JP 356094 A JP356094 A JP 356094A JP 356094 A JP356094 A JP 356094A JP H07209228 A JPH07209228 A JP H07209228A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液体濃度計、特にイオ
ンを含む電解質水溶液の濃度を測定するための濃度計に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid concentration meter, and more particularly to a concentration meter for measuring the concentration of an aqueous electrolyte solution containing ions.
【0002】[0002]
【従来の技術】化学工業、食品製造、半導体製造等の産
業分野において、化学的処理や洗浄などの処理のため
に、例えば苛性ソーダ、塩酸のような電解質水溶液であ
って所定濃度あるいは所定の濃度範囲のものが用いられ
ている。また、ビルディング、工場等の空調設備、特に
吸収式冷凍機においては、所定濃度範囲に変化するLi
Brのような電解質水溶液からなる吸収溶液が用いられ
ている。これらの電解質水溶液としては、0.1wt%
から数wt%あるいは数十wt%の比較的濃度の高いも
のが必要とされており、酸、アルカリ等の化学的反応力
が強いために人体に危険があるなどの取扱いに注意を要
するものが多く、また、大量生産工場における処理や空
調設備のように、連続的に長時間にわたって、そのよう
な高濃度における所定濃度の電解質水溶液を供給するこ
とが必要とされている。2. Description of the Related Art In the industrial fields such as chemical industry, food manufacturing, semiconductor manufacturing, etc., an aqueous solution of an electrolyte such as caustic soda and hydrochloric acid is used for a chemical treatment or a cleaning, and the concentration is within a predetermined concentration or within a predetermined concentration range. Is used. Also, in air-conditioning equipment such as buildings and factories, especially in absorption refrigerators, Li
An absorbing solution consisting of an aqueous electrolyte solution such as Br has been used. As these electrolyte aqueous solutions, 0.1 wt%
It is necessary to use a relatively high concentration of several wt% or several tens of wt%, and there is something that requires caution in handling, such as being dangerous to the human body due to its strong chemical reaction with acids and alkalis. In many cases, as in the case of treatment in a mass production plant or air conditioning equipment, it is necessary to continuously supply an electrolyte aqueous solution having a predetermined concentration at such a high concentration for a long time.
【0003】このような高濃度の電解質溶液について連
続的な濃度管理を行うには、滴定などの手法では手間と
時間がかかり過ぎ、しかも、最近のコンピュータを利用
した生産管理システムや自動空調システムに適合させる
必要があることから、オンラインでの濃度計測手段が求
められている。このような高濃度範囲の濃度計として
は、従来からいわゆる電磁濃度計が用いられている。電
磁濃度計は、重ね合わせた環状の発信用および検出用の
2つのコイルからなるトランスを試料液中に浸し、その
貫通孔中を通る液に流れる電磁誘導電流を利用して導電
率を測定するもので、濃度測定可能な範囲は数十wt%
まであり、かつ、オンライン濃度計測が可能であるが、
大型で扱いにくく、しかも、高価であるという問題点が
ある。To continuously control the concentration of such a high-concentration electrolyte solution, a technique such as titration takes too much time and labor, and moreover, a production control system or an automatic air-conditioning system using a recent computer is required. Since there is a need to adapt it, there is a demand for an online concentration measuring means. A so-called electromagnetic densitometer has been conventionally used as a densitometer in such a high concentration range. The electromagnetic densitometer measures conductivity by immersing a superposed annular transformer for transmission and detection in a sample solution and utilizing electromagnetic induction current flowing in the solution passing through the through hole. The concentration measurable range is several tens wt%.
There is also, and online concentration measurement is possible,
There is a problem that it is large in size, difficult to handle, and expensive.
【0004】そこで、本出願人は、オンラインでの濃度
計測が可能であり、しかも、小型で取扱いも容易であ
り、かつ、安価な濃度計を得ることを目的として、電解
質水溶液である試料液中に浸漬される濃度検出器の検出
端部に、コイルとそのコイルを発振要素として含む高周
波発振回路とを装着し、検出器が試料液中に浸漬された
ときの高周波発振回路の発振状態の変化を検出すること
によって試料液の濃度を測定するように構成された新し
い濃度計を提案している(特願平4−334619号を
基礎とする国際出願PCT/JP93/01816
号)。[0004] Therefore, the applicant of the present invention, in order to obtain a concentration meter that is capable of online concentration measurement, is small and easy to handle, and is inexpensive, A coil and a high-frequency oscillation circuit including the coil as an oscillating element are attached to the detection end of a concentration detector immersed in a sample, and the oscillation state of the high-frequency oscillation circuit changes when the detector is immersed in the sample solution. It proposes a new densitometer configured to measure the concentration of a sample liquid by detecting (see International Application PCT / JP93 / 01816 based on Japanese Patent Application No. 4-334619).
issue).
【0005】この提案に係る濃度計は、その検出端部を
測定すべき電解質水溶液中に浸漬すれば、電導性を有す
る電解質水溶液がコイルと電磁的に結合して検出器内の
発振回路の発振条件に影響を及ぼし、発振回路への供給
電流が電解質水溶液の電導性したがって濃度に応じて変
化することを利用するものである。そして、外乱やノイ
ズにより影響されることなく、測定感度を高めるため
に、その検出端部はコイルと高周波発振回路を内蔵する
ように構成されている。In the densitometer according to this proposal, when the detection end portion is immersed in the electrolyte aqueous solution to be measured, the electroconductive electrolyte aqueous solution is electromagnetically coupled with the coil to oscillate the oscillation circuit in the detector. It utilizes the fact that the conditions are affected and that the current supplied to the oscillation circuit changes in accordance with the electrical conductivity of the aqueous electrolyte solution and thus the concentration. Then, in order to enhance the measurement sensitivity without being affected by disturbance or noise, the detection end portion is configured to incorporate a coil and a high frequency oscillation circuit.
【0006】これにより、小型、かつ、安価でオンライ
ン計測に適用可能であり、加えて、検出端部に金属電極
が露出することがなく、また、従来の電磁濃度計のよう
に測定部分に貫通孔がないので、極めて簡素な形状であ
り、取扱いの容易な濃度計を得ることができた。また、
その検出端部を含む検出器を筒状に形成し、その筒状体
の材質に耐熱性のものを使用することにより、数十度か
ら約140度までの比較的高温の試料液の濃度測定が可
能となり、しかも、長時間の連続使用も可能となった。As a result, it is small and inexpensive and can be applied to online measurement. In addition, the metal electrode is not exposed at the detection end, and the measurement portion is penetrated unlike the conventional electromagnetic densitometer. Since there were no holes, it was possible to obtain a densitometer that had an extremely simple shape and was easy to handle. Also,
By forming the detector including the detection end into a tubular shape and using a heat-resistant material for the tubular body, it is possible to measure the concentration of a relatively high temperature sample liquid from several tens of degrees to approximately 140 degrees. It is also possible to use it continuously for a long time.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記提案に係る濃度計
の実用に当たっては、例えば、吸収式冷凍機における吸
収溶液のように電解質水溶液が比較的細い配管中に真空
下で封入されている場合や半導体製造工程におけるよう
に比較的小型の設備が用いられる場合があり、更に小型
で、かつ、耐圧性の優れた濃度計が求められている。ま
た、一般に測定対象となる電解質水溶液は腐食性が強
く、かつ、比較的高温下で用いられる場合が多いことか
ら、設備の耐久性および信頼性を高めるために、更に耐
蝕性および耐熱性に優れた濃度計が求められている。In practical use of the densitometer according to the above-mentioned proposal, for example, when an aqueous electrolyte solution is sealed under a vacuum in a relatively thin pipe like an absorption solution in an absorption refrigerator, A relatively small-sized facility may be used as in the semiconductor manufacturing process, and there is a demand for a more compact densitometer with excellent pressure resistance. In addition, since the electrolyte aqueous solution to be measured is generally highly corrosive and is often used at relatively high temperatures, it is further excellent in corrosion resistance and heat resistance in order to enhance the durability and reliability of equipment. A densitometer is needed.
【0008】そこで、本発明は、上記提案に係る濃度計
を更に改善し、より小型で、かつ、耐圧性に優れ、しか
も、より高い耐蝕性および耐熱性を有する濃度計を提供
することを目的とする。Therefore, the present invention is to further improve the densitometer according to the above proposal, and to provide a densitometer that is smaller in size, excellent in pressure resistance, and has higher corrosion resistance and heat resistance. And
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明による濃度計は、
電解質水溶液中に浸漬される先端部分に装着されたコイ
ルおよびそのコイルに接続され、かつ、後端部分に引き
出すための接続線を内蔵する検出用センサと、接続線の
引出し端に接続されてコイルを発振要素として使用する
高周波発振回路とを備え、検出用センサが電解質水溶液
中に浸漬されたときの高周波発振回路の発振状態の変化
を検出することによって電解質水溶液の濃度を測定する
ように構成される。The densitometer according to the present invention comprises:
A coil attached to the coil that is attached to the tip and the coil that is connected to the coil that is immersed in the electrolyte aqueous solution, and that has a built-in connection line for pulling out to the rear end, and the coil that is connected to the extraction end of the connection line. And a high-frequency oscillation circuit that uses as an oscillating element, and is configured to measure the concentration of the aqueous electrolyte solution by detecting a change in the oscillation state of the high-frequency oscillation circuit when the detection sensor is immersed in the aqueous electrolyte solution. It
【0010】検出用センサは、コイルおよび接続線が少
なくとも耐蝕性を有する材料により一体化されて、形成
される。本発明による濃度計においては、コイルには平
板型の渦巻き状のものを用いることができ、電解質水溶
液に浸漬される検出用センサの先端の接液面に平行に配
置されるか、あるいは、検出用センサの長さ方向に平行
に配置される。この後者の場合、検出用センサは平板型
の渦巻き状コイルおよび接続線が少なくとも耐蝕性を有
する材料により平板状に一体化されて形成されることが
できる。また、平板型の渦巻き状コイルに代えて、リン
グ状コイルを用いることができる。更に、接続線は同軸
ケーブルとするか、あるいは、二本の導線を並設したも
のとすることができる。The detecting sensor is formed by integrating the coil and the connecting wire with at least a material having corrosion resistance. In the densitometer according to the present invention, a coil of a flat plate type can be used, and the coil is disposed parallel to the liquid contact surface at the tip of the detection sensor immersed in the aqueous electrolyte solution, or Are arranged parallel to the length direction of the sensor. In the latter case, the detection sensor can be formed by integrating the flat-plate spiral coil and the connecting wire into a flat plate by using at least a material having corrosion resistance. A ring-shaped coil can be used instead of the flat-plate spiral coil. Further, the connecting wire may be a coaxial cable or may be two wires arranged side by side.
【0011】[0011]
【作用】上記構成によれば、検出用センサは、コイルお
よび接続線のみを内蔵しているので、小型に形成するこ
とができ、また、発振回路等の回路要素を内蔵していな
いので、高温の電解質水溶液の測定が可能となる。ま
た、耐蝕性に加えて、高耐熱性、高耐圧性の材料で一体
化することができ、耐蝕性、耐熱性、耐圧性に優れた検
出用センサを得ることができる。According to the above structure, since the detection sensor has only the coil and the connecting wire built therein, it can be formed in a small size, and since it does not have any built-in circuit element such as an oscillation circuit, it has a high temperature. It is possible to measure the electrolyte aqueous solution. Further, in addition to corrosion resistance, it can be integrated with a material having high heat resistance and high pressure resistance, and a detection sensor having excellent corrosion resistance, heat resistance, and pressure resistance can be obtained.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明による濃度計の実施例につい
て、説明する。図1は、本発明の実施例である濃度計の
外観を示す概略構成図である。図中、1はメータ、2は
電源ランプ、3は電源スイッチ、4はスパンボリュー
ム、5はゼロ調ボリューム、6は濃度検出用センサ、7
は同軸ケーブル、8は測定すべき電解質水溶液、10は
濃度計本体である。ゼロ調ボリューム5は、測定前にセ
ンサ6を空気中に置いて行うゼロ点合わせのためのもの
であり、スパンボリューム4は、ゼロ点合わせ後に、校
正板あるいは標準液を用いて行うスパン合わせのための
ものである。EXAMPLES Examples of the densitometer according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the appearance of a densitometer that is an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a meter, 2 is a power lamp, 3 is a power switch, 4 is a span volume, 5 is a zero adjustment volume, 6 is a concentration detection sensor, 7
Is a coaxial cable, 8 is an electrolyte aqueous solution to be measured, and 10 is a densitometer main body. The zero adjustment volume 5 is for zero point adjustment performed by placing the sensor 6 in the air before measurement, and the span volume 4 is for span adjustment performed using a calibration plate or a standard solution after zero point adjustment. It is for.
【0013】図2は、本実施例における濃度検出のため
の信号処理回路の回路構成を示すブロック図である。図
中、6および7は、それぞれ、図1におけるセンサおよ
び同軸ケーブルであり、また、11はセンサ6の先端部
の内部に配置された発振用コイル、13は例えば数MH
z乃至数十MHzのオーダーの発振周波数を有する発振
回路、14は発振回路13の発振状態を検出する検出回
路、15は検出された電圧信号と参照電圧refとを比
較する比較回路、16は検出回路14へのDC電源およ
び比較回路15への参照電圧を供給する安定化直流電
源、17は参照電圧を調整してゼロ点合わせを行うため
のゼロ調ボリューム(図1における5)、18は比較結
果の信号レベルを調整してスパン合わせを行うためのス
パンボリューム(図1における4)、19は直流増幅
器、20は測定結果を表示するためのメータである。な
お、同軸ケーブル7はコイル11と発振回路13との間
の高周波結合のための接続線を形成しており、また、1
2はコイル11と同軸ケーブル7との間のインピーダン
ス整合器であり、必要に応じて設けられる。FIG. 2 is a block diagram showing the circuit configuration of a signal processing circuit for density detection in this embodiment. In the figure, 6 and 7 are the sensor and the coaxial cable in FIG. 1, respectively, 11 is an oscillation coil arranged inside the tip of the sensor 6, and 13 is, for example, several MH.
An oscillation circuit having an oscillation frequency on the order of z to several tens of MHz, 14 is a detection circuit for detecting the oscillation state of the oscillation circuit 13, 15 is a comparison circuit for comparing the detected voltage signal with the reference voltage ref, and 16 is a detection circuit. A stabilized DC power supply that supplies a DC power supply to the circuit 14 and a reference voltage to the comparison circuit 15, 17 is a zero-adjustment volume (5 in FIG. 1) for adjusting the reference voltage, and 18 is a comparison. A span volume (4 in FIG. 1) for adjusting the resulting signal level to perform span adjustment, 19 is a DC amplifier, and 20 is a meter for displaying the measurement result. The coaxial cable 7 forms a connection line for high-frequency coupling between the coil 11 and the oscillator circuit 13.
Reference numeral 2 is an impedance matching device between the coil 11 and the coaxial cable 7, which is provided as necessary.
【0014】使用に当たって、コイル11を内蔵するセ
ンサ6を測定すべき電解質水溶液8中に浸漬すると、セ
ンサ先端の接液部に配置されたコイル11に液が接近す
ることとなり、液8の導電性に基づいて同軸ケーブル7
を経てコイル11の発振へ寄与する程度が変化し、結果
として発振回路13の発振状態が変化する。この発振回
路13の発振状態の変化は、安定化直流電源16から供
給されている電源電流に変化をもたらし、その電流変化
が検出回路14により電圧として検出される。検出電圧
は、例えば差動増幅器からなる比較回路15に供給さ
れ、そこで別に安定化直流電源16から供給されている
参照電圧refと比較される。この参照電圧は上記した
空気中でのゼロ点合わせによりゼロを示す電圧にセット
されているので、比較回路15により液8の存在のみに
よる発振状態の変化分が検出されることとなる。比較結
果は、所定のレベルにスパン合わせされて所定の利得を
有するスパンボリューム18および直流増幅器19を経
て、メータ20に供給されて液8の濃度が表示される。In use, when the sensor 6 containing the coil 11 is immersed in the electrolyte aqueous solution 8 to be measured, the liquid approaches the coil 11 arranged at the wetted portion at the tip of the sensor, and the conductivity of the liquid 8 Based on coaxial cable 7
Then, the degree of contribution to the oscillation of the coil 11 changes, and as a result, the oscillation state of the oscillation circuit 13 changes. This change in the oscillation state of the oscillation circuit 13 causes a change in the power supply current supplied from the stabilized DC power supply 16, and the current change is detected by the detection circuit 14 as a voltage. The detected voltage is supplied to a comparison circuit 15 including, for example, a differential amplifier, and is compared there with a reference voltage ref that is separately supplied from the stabilized DC power supply 16. Since the reference voltage is set to a voltage indicating zero by the zero point adjustment in the air described above, the comparison circuit 15 detects the change in the oscillation state due to only the presence of the liquid 8. The comparison result is supplied to the meter 20 through the span volume 18 and the DC amplifier 19 which are span-adjusted to a predetermined level and have a predetermined gain, and the concentration of the liquid 8 is displayed.
【0015】なお、発振回路11を構成する回路形式
は、数MHz乃至数十MHzの高周波数での発振が可能
なものであれば、コルピッツ形、ハートレー形などいか
なる形式のものでもよい。また、測定すべき電解質水溶
液8の温度検出が必要な場合は、センサ6中に温度セン
サをも内蔵させることができる。図3は、本発明による
濃度計の二つの構成例を示す概念的な構成図であり、図
中の符号は図1および図2における構成要素と同等のも
のを指示している。図3(A)は、図2における発振回
路13乃至メータ20が濃度計本体10中に内蔵されて
いる第1の構成例を示しており、この構成例はセンサ6
と濃度計本体10とを比較的近い位置に配置することが
可能な場合に採用することができる。センサ6と濃度計
本体10、すなわち、コイル11と発振回路13との距
離は1〜2mであり、それ以上離れると、発振が停止し
たり、感度が低下したり、また、同軸ケーブル周囲の誘
導ノイズが無視できなくなる。The circuit form of the oscillation circuit 11 may be any type such as Colpitts type or Hartley type as long as it can oscillate at a high frequency of several MHz to several tens of MHz. If it is necessary to detect the temperature of the electrolyte aqueous solution 8 to be measured, the temperature sensor can be incorporated in the sensor 6. FIG. 3 is a conceptual configuration diagram showing two configuration examples of the densitometer according to the present invention, and the reference numerals in the figure indicate the same components as those in FIGS. 1 and 2. 3A shows a first configuration example in which the oscillating circuit 13 to the meter 20 in FIG. 2 are incorporated in the densitometer main body 10, and this configuration example is the sensor 6
It can be adopted when the densitometer main body 10 and the densitometer main body 10 can be arranged relatively close to each other. The distance between the sensor 6 and the densitometer body 10, that is, the coil 11 and the oscillating circuit 13 is 1 to 2 m. If the distance is further than that, the oscillation is stopped, the sensitivity is lowered, and the induction around the coaxial cable is performed. Noise cannot be ignored.
【0016】図3(B)は、発振回路13を濃度計本体
10から分離して、濃度計本体10を比較的遠い位置に
配置することを可能とする第2の構成例を示している。
この構成例においては、発振回路13は上述したように
センサ6の後端から1〜2mまでの範囲内の適当な位置
に配置するが、濃度計本体10は通常のシールド線21
を用いて、離れた位置に配置することができ、しかも、
シールド線21は直流分のみの伝送でよいためにノイズ
による影響が殆ど無い。FIG. 3B shows a second configuration example in which the oscillator circuit 13 is separated from the densitometer main body 10 and the densitometer main body 10 can be arranged at a relatively distant position.
In this configuration example, the oscillator circuit 13 is arranged at an appropriate position within the range of 1 to 2 m from the rear end of the sensor 6 as described above, but the densitometer main body 10 has the ordinary shielded wire 21.
Can be placed in a distant position using
Since the shielded wire 21 only needs to transmit the DC component, it is hardly affected by noise.
【0017】本発明による濃度計におけるセンサ中に設
けられる検出用コイルの構造は、測定すべき電解質水溶
液との電磁的な結合が可能なものであれば、いかなる構
造および形状のものでもよいが、センサの小型化および
測定感度の向上の観点から、渦巻き状あるいは環状のも
のが好適である。図4は、本発明による濃度計の好適な
実施例におけるコイル構造の具体例を示す概念的構成図
である。図4(A)は、渦巻き状コイルのセンサ内への
配設例を示しており、渦巻き状コイル11がセンサ6の
先端の接液面に面するように配設され、センサ6は点線
図示のように円筒状のものとなる。本例のコイルは測定
すべき電解質水溶液と面で対面し、かつ、接近しうるこ
とから、両者の電磁結合が良好となり、測定精度を高め
ることができる。The structure of the detection coil provided in the sensor of the densitometer according to the present invention may be any structure and shape as long as it can be electromagnetically coupled with the electrolyte aqueous solution to be measured. From the viewpoint of downsizing the sensor and improving the measurement sensitivity, a spiral or annular sensor is preferable. FIG. 4 is a conceptual configuration diagram showing a specific example of the coil structure in the preferred embodiment of the densitometer according to the present invention. FIG. 4A shows an arrangement example of the spiral coil in the sensor. The spiral coil 11 is arranged so as to face the liquid contact surface at the tip of the sensor 6, and the sensor 6 is shown by a dotted line. It becomes a cylindrical shape. Since the coil of this example can face and approach the aqueous electrolyte solution to be measured and can approach, the electromagnetic coupling between the two can be improved and the measurement accuracy can be improved.
【0018】図4(B)は、他の配設例を示しており、
渦巻き状コイル11がセンサ6’の長さ方向に平行に配
設され、センサ6’は点線図示のように平板状のものに
形成することができる。本例のコイルは測定すべき電解
質水溶液とコイルの両面において対面し、かつ、接近し
うることから、両者の電磁結合が更に良好となり、測定
精度を更に高めることができる。FIG. 4B shows another arrangement example.
The spiral coil 11 is arranged parallel to the length direction of the sensor 6 ', and the sensor 6'can be formed in a flat plate shape as shown by a dotted line. Since the coil of this example can face and approach the electrolytic solution to be measured on both sides of the coil, the electromagnetic coupling between the two can be further improved, and the measurement accuracy can be further improved.
【0019】図4(C)および(D)は、渦巻き状コイ
ルの巻回態様を示しており、それぞれ、密に巻回された
ものおよび粗に巻回されたものである。前述したように
発振回路の発振周波数は数MHz乃至数十MHzの高周
波であり、コイルの巻回態様はその発振条件に大きく影
響する。すなわち、図4(C)に示されている密に巻回
されたコイルの場合は、巻回数を大きくしてコイル径を
大きくすると、却って検出感度が低下することとなる。
しかし、このように密に巻回されたコイルは、試料液の
濃度対検出出力特性が飽和しにくく、広い測定範囲を有
している。そこで、このような密に巻回されたコイル
は、コイル径を小さくして、細長く形成する必要のある
センサに適用するのが好適である。また、図4(B)に
示されているように、コイルの巻回密度を一様に粗にし
ていくと、検出感度は向上するが、試料液の濃度対検出
出力特性が飽和し易くなり、測定範囲が狭くなる。した
がって、これらの粗に巻回されたコイルは、比較的濃度
の低い試料液に対し、コイル径を大きくして用いること
により、高感度な測定を可能とすることができる。FIGS. 4C and 4D show winding modes of the spiral coil, which are a tightly wound coil and a coarsely coiled coil, respectively. As described above, the oscillation frequency of the oscillation circuit is a high frequency of several MHz to several tens of MHz, and the winding mode of the coil greatly affects the oscillation condition. That is, in the case of the densely wound coil shown in FIG. 4C, if the number of windings is increased and the coil diameter is increased, the detection sensitivity is rather lowered.
However, such a coil tightly wound has a wide measurement range because the concentration vs. detection output characteristics of the sample liquid is unlikely to be saturated. Therefore, it is preferable to apply such a densely wound coil to a sensor in which the coil diameter needs to be reduced and the coil needs to be elongated. Further, as shown in FIG. 4 (B), when the coil winding density is made coarser uniformly, the detection sensitivity is improved, but the concentration of the sample liquid versus the detection output characteristic is easily saturated. , The measuring range becomes narrow. Therefore, these coarsely wound coils can be used for high-sensitivity measurement by increasing the coil diameter for a sample liquid having a relatively low concentration.
【0020】図4(E)および図4(F)は、コイルの
変形例としてのリング状コイルの具体例を示しており、
それぞれ、リング状のコイル部分が平板型のもの、およ
び、筒状のものである。本例のコイルは、上記の渦巻き
状コイルに代えて用いることができ、渦巻き状コイルと
比較すれば、図4(D)に示されているような粗に巻回
されたものと同等以上の検出感度を持ち、しかも、コイ
ルの製作が容易になるという利点がある。FIGS. 4 (E) and 4 (F) show a concrete example of a ring-shaped coil as a modified example of the coil.
Each of the ring-shaped coil portions has a flat plate type and a tubular shape. The coil of this example can be used in place of the above-mentioned spiral coil, and when compared with the spiral coil, the coil is equivalent to or more than that roughly wound as shown in FIG. 4 (D). It has the advantages of having detection sensitivity and facilitating the manufacture of the coil.
【0021】図5は、本発明による濃度計におけるセン
サの具体例の構造を示す概念的構成図であり、例えば図
4(A)に示されているようなコイルがセンサの接液面
に面して配設されている場合を示している。本例におい
ては、センサ6は、コイルおよび同軸ケーブル7を塩化
ビニールあるいはエポキシ樹脂等により例えばモールド
により包囲して円筒状に一体的に形成されており、例え
ば直径20mmφで長さ20〜100mmの小型のセン
サが得られる。また、樹脂等により包囲されているの
で、比較的高温および/または高圧の電解質水溶液に対
する長時間連続測定のために必要な耐蝕性、耐熱性、耐
圧性が得られる。FIG. 5 is a conceptual configuration diagram showing the structure of a specific example of the sensor in the densitometer according to the present invention. For example, a coil as shown in FIG. It shows the case where they are arranged. In this example, the sensor 6 is integrally formed in a cylindrical shape by surrounding the coil and the coaxial cable 7 with vinyl chloride, epoxy resin, or the like by a mold, for example, and has a small diameter of 20 mmφ and a length of 20 to 100 mm. Sensor is obtained. Further, since it is surrounded by a resin or the like, it is possible to obtain the corrosion resistance, heat resistance, and pressure resistance necessary for continuous measurement for a long time in an electrolyte aqueous solution of relatively high temperature and / or high pressure.
【0022】そして、センサ6の取り付け部の構造とし
て、図5(A)には、例えば配管の途中において管中を
流れる電解質水溶液の濃度を測定するために、配管の途
中に設けた取り付け部に内部を密封しつつ装着するよう
にテーパを付したネジ部62が形成された例が示されて
いる。また、図5(B)には、例えばタンクなどの中の
電解質水溶液の濃度をタンク上部あるいは側部に取り付
けて測定するために、タンク内部を密閉するとともにセ
ンサ自体をも支持するためのフランジ部63が設けられ
た例が示されている。なお、センサ6の後端には、必要
に応じて、同軸ケーブル7の保護および取扱いを容易に
するために、円筒状(あるいは平板状に形成することも
可能である)の後端部61が延長して設けられる。The structure of the mounting portion of the sensor 6 is shown in FIG. 5 (A), for example, in the mounting portion provided in the middle of the pipe in order to measure the concentration of the electrolyte aqueous solution flowing in the pipe. An example is shown in which a threaded portion 62 having a taper is formed so as to be mounted while sealing the inside. Further, FIG. 5B shows a flange portion for sealing the inside of the tank and also supporting the sensor itself in order to measure the concentration of the electrolyte aqueous solution in the tank or the like by mounting it on the upper portion or the side portion of the tank. An example in which 63 is provided is shown. At the rear end of the sensor 6, a cylindrical rear end 61 (which may be formed in a flat plate shape) is provided at the rear end of the sensor 6 to facilitate the protection and handling of the coaxial cable 7, if necessary. It is provided as an extension.
【0023】図6は、本発明による濃度計におけるセン
サの他の具体例の構造を示す概念的構成図であり、例え
ば図4(B)に示されているようなコイルがセンサの長
さ方向に平行して配設されている場合を示している。本
例においても、図5の例と同様に、コイルおよび同軸ケ
ーブル7が樹脂等により包囲されて一体化されてセンサ
6’が形成されており、例えば幅20mmで長さ20〜
100mmの平板状で、かつ、小型のセンサ6’が得ら
れる。本例のセンサ6’もまた、樹脂等により包囲され
ているので、比較的高温および/または高圧の電解質水
溶液に対する長時間連続測定のために必要な耐蝕性、耐
熱性、耐圧性が得られる。そして、取り付け部の構造と
して、図6(A)には、テーパを付したネジ部62が形
成された例が示されており、また、図6(B)には、フ
ランジ部63が設けられた例が示されている。なお、セ
ンサ6の後端には、必要に応じて、円筒状あるいは平板
状の後端部61が延長して設けられる。FIG. 6 is a conceptual block diagram showing the structure of another specific example of the sensor in the densitometer according to the present invention. For example, a coil as shown in FIG. It shows a case where they are arranged in parallel with. Also in this example, as in the example of FIG. 5, the coil 6 and the coaxial cable 7 are surrounded by a resin or the like and integrated to form a sensor 6 ′, for example, a width of 20 mm and a length of 20 to 20 mm.
It is possible to obtain a sensor 6 ′ having a flat plate shape of 100 mm and a small size. Since the sensor 6'of the present example is also surrounded by the resin or the like, it is possible to obtain the corrosion resistance, heat resistance, and pressure resistance necessary for continuous measurement for a long time with respect to an electrolyte aqueous solution of relatively high temperature and / or high pressure. As a structure of the mounting portion, an example in which a tapered screw portion 62 is formed is shown in FIG. 6 (A), and a flange portion 63 is provided in FIG. 6 (B). An example is given. A cylindrical or flat plate-shaped rear end portion 61 is extendedly provided at the rear end of the sensor 6, if necessary.
【0024】上記した本発明の濃度計の好適な実施例に
おいては、コイルと発振回路との間を同軸ケーブルによ
り接続しているが、両者を比較的短い間隔を置いて配置
すれば、同軸ケーブルを用いることなくセンサを形成す
ることができる。図7は、そのような簡易型のセンサを
形成するための本発明による濃度計におけるセンサの変
形例を示す概念的構成図である。本変形例においては、
コイル11と発振回路13とを接続する接続線部71
が、例えば1mmφのエナメル線二本を全線にわたり接
合等によって並設するようにして形成されており、いわ
ば並行二線が形成されている。なお、エナメル線として
は、従来からの油性エナメル銅線、ホルマール銅線の
他、耐熱性の高い合成エナメル銅線など、各種のものを
用いることができる。In the preferred embodiment of the densitometer of the present invention described above, the coil and the oscillating circuit are connected by a coaxial cable. However, if both are arranged with a relatively short distance, the coaxial cable is connected. The sensor can be formed without using. FIG. 7 is a conceptual configuration diagram showing a modified example of the sensor in the densitometer according to the present invention for forming such a simple sensor. In this modification,
Connection wire portion 71 that connects the coil 11 and the oscillation circuit 13
However, for example, two 1 mmφ enameled wires are formed side by side by bonding or the like over the entire wire, so to speak, two parallel wires are formed. As the enamel wire, various kinds of wire such as a conventional oil-based enamel copper wire and formal copper wire as well as a synthetic enamel copper wire having high heat resistance can be used.
【0025】図7(A)および(B)は,図4(A)お
よび(B)とそれぞれ同様なコイル配置を有するセンサ
の構造を示しており、例えば、コイル11、接続線部7
1および発振回路13は図4の場合と同様に樹脂等によ
り一体的に包囲されて固定され、それぞれ、円筒状およ
び平板状のセンサに形成される。特に図示してはいない
が、図5あるいは図6に示されているように、樹脂によ
り一体形成されたセンサの外側にセンサ取り付け用のネ
ジあるいはフランジを設けることができる。その場合、
発振回路13を、例えば、図5あるいは図6に示されて
いる後端部61内に埋め込まれた形態とすることができ
る。FIGS. 7A and 7B show the structure of a sensor having a coil arrangement similar to that of FIGS. 4A and 4B, for example, the coil 11 and the connecting wire portion 7.
1 and the oscillation circuit 13 are integrally surrounded and fixed by a resin or the like as in the case of FIG. 4, and are formed into a cylindrical sensor and a flat sensor, respectively. Although not shown in particular, as shown in FIG. 5 or 6, a sensor mounting screw or flange can be provided on the outside of the sensor integrally formed of resin. In that case,
The oscillation circuit 13 can be embedded in the rear end portion 61 shown in FIG. 5 or FIG. 6, for example.
【0026】本変形例においては、接続線部71が同軸
ケーブルにより形成されている場合に比較して、若干の
感度低下はあるものの、コイルと発振回路間の距離が1
00〜500mmの範囲であれば、ほぼ同等の測定感度
が得られ、また、図2に示されているコイルおよび発振
回路間のインピーダンス整合器を不要とするか、あるい
は、それらの間のインピーダンス不整合による損失を除
くことができ、センサ製作の簡易化およびコスト減を図
ることができる。In this modification, the distance between the coil and the oscillation circuit is 1 although there is a slight decrease in sensitivity as compared with the case where the connecting wire portion 71 is formed of a coaxial cable.
In the range of 00 to 500 mm, almost the same measurement sensitivity can be obtained, and the impedance matching device between the coil and the oscillation circuit shown in FIG. 2 is unnecessary or the impedance mismatch between them is not required. The loss due to matching can be eliminated, and the sensor manufacturing can be simplified and the cost can be reduced.
【0027】上述した本発明による濃度計におけるセン
サの具体例は、図5および図6に示されているように、
塩化ビニールあるいはエポキシ樹脂等により一体的に形
成されているが、本発明による濃度計におけるセンサに
はコイル、同軸ケーブルあるいは上述の並行二線のよう
な接続線、および、必要に応じて、温度センサが配設さ
れるのみであるので、例えば、ガラスやセラミックス等
によっても容易に封止することができる。このような耐
蝕性、耐熱性および耐圧性の大きい材料を用いることに
より、より耐蝕性、耐熱性および耐圧性に優れたセンサ
を得ることができる。例えば、接続線として柔軟な樹脂
により被覆されていない上述の並行二線を用い、そのよ
うな耐熱性の高い材料により一体形成すれば、耐熱限界
を約200℃まで高めることができる。A specific example of the sensor in the above-described densitometer according to the present invention is as shown in FIGS.
Although integrally formed of vinyl chloride or epoxy resin, the sensor in the densitometer according to the present invention includes a coil, a coaxial cable or a connecting wire such as the above-mentioned parallel two wires, and a temperature sensor if necessary. However, it can be easily sealed with, for example, glass or ceramics. By using such a material having high corrosion resistance, heat resistance, and pressure resistance, a sensor having more excellent corrosion resistance, heat resistance, and pressure resistance can be obtained. For example, if the above-mentioned parallel two wires that are not covered with a flexible resin are used as the connecting wires and integrally formed of such a material having high heat resistance, the heat resistance limit can be increased to about 200 ° C.
【0028】図8は、本発明の濃度計による測定例を示
す特性図であり、各種の電解質水溶液について広範囲に
わたって測定した結果を示している。この特性図から明
らかなように、殆どの電解質水溶液について中間の濃度
域で極大点が現れ、液の種類によって異なるが、大略0
〜10数wt%の低濃度範囲および20〜90wt%の
比較的高濃度範囲において単調に増加あるいは減少する
特性を示しており、この範囲において有効な濃度測定が
可能となる。FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of measurement by the densitometer of the present invention, showing the results of measurement over various electrolyte aqueous solutions. As is clear from this characteristic diagram, a maximum point appears in most of the electrolyte aqueous solution in the intermediate concentration range, and it varies depending on the type of solution, but it is almost 0.
It shows a characteristic that monotonically increases or decreases in the low concentration range of 10 to several wt% and the relatively high concentration range of 20 to 90 wt%, and effective concentration measurement is possible in this range.
【0029】以上の詳細な説明から、前記特許請求の範
囲に記載した本発明による濃度計は、次のような実施態
様を有することが明らかである。 1.特許請求の範囲に記載の濃度計において、コイルが
平板型の渦巻き状であることを特徴とする濃度計。 2.前項1.に記載の濃度計において、平板型の渦巻き
状コイルが電解質水溶液中に浸漬される検出用センサの
先端の接液面に平行に配置されていることを特徴とする
濃度計。 3.前項1.に記載の濃度計において、平板型の渦巻き
状コイルが検出用センサの長さ方向に平行に配置されて
いることを特徴とする濃度計。 4.前項3.に記載の濃度計において、平板型の渦巻き
状コイルおよび接続線が少なくとも耐蝕性を有する材料
により平板状に一体化されて検出用センサが形成されて
いることを特徴とする濃度計。 5.特許請求の範囲に記載の濃度計において、コイルが
リング状であることを特徴とする濃度計。 6.特許請求の範囲ならびに前項1.乃至5.に記載の
濃度計において、接続線が同軸ケーブルであることを特
徴とする濃度計。 7.特許請求の範囲ならびに前項1.乃至5.に記載の
濃度計において、接続線が二本の導線を並設して形成さ
れていることを特徴とする濃度計。From the above detailed description, it is apparent that the densitometer according to the present invention described in the claims has the following embodiments. 1. The densitometer according to the claims, wherein the coil has a flat-plate spiral shape. 2. Item 1. 2. The densitometer according to claim 1, wherein the flat spiral coil is arranged parallel to the liquid contact surface at the tip of the detection sensor immersed in the aqueous electrolyte solution. 3. Item 1. The densitometer according to claim 1, wherein the flat spiral coil is arranged in parallel with the length direction of the detection sensor. 4. Item 3 above. 2. The densitometer according to claim 1, wherein the flat-plate spiral coil and the connecting wire are integrated into a flat plate by at least a material having corrosion resistance to form a detection sensor. 5. The densitometer according to claim 1, wherein the coil has a ring shape. 6. Claims and the preceding clause 1. Through 5. The densitometer according to paragraph 1, wherein the connecting wire is a coaxial cable. 7. Claims and the preceding clause 1. Through 5. The densitometer according to claim 1, wherein the connecting wire is formed by arranging two conducting wires in parallel.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
極めて小型、かつ、耐圧性の良い構造を持ち、加えて、
耐蝕性、耐熱性にも優れ、しかも、安価な濃度計を得る
ことができ、そして、極めて簡素な形状で扱い易く、オ
ンライン計測を可能とするという利点も得られる。As described above, according to the present invention,
It is extremely small and has a structure with good pressure resistance.
It is also possible to obtain an inexpensive densitometer that is excellent in corrosion resistance and heat resistance, is easy to handle with an extremely simple shape, and has the advantage of enabling online measurement.
【0031】また、センサを包囲する材質に耐熱性の高
いものを使用すれば、約200度までの比較的高温の電
解質水溶液の濃度測定が可能となり、しかも、長時間の
連続使用も可能である。If a material having high heat resistance is used as the material surrounding the sensor, it is possible to measure the concentration of the electrolyte aqueous solution at a relatively high temperature up to about 200 ° C., and further, it is possible to continuously use it for a long time. .
【図1】本発明の実施例である濃度計の外観を示す概略
構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an appearance of a densitometer that is an embodiment of the present invention.
【図2】本実施例における濃度検出のための信号処理回
路の回路構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a signal processing circuit for density detection in the present embodiment.
【図3】本発明による濃度計の二つの構成例を示す概念
的な構成図である。FIG. 3 is a conceptual configuration diagram showing two configuration examples of the densitometer according to the present invention.
【図4】本発明による濃度計の好適な実施例におけるコ
イル構造の具体例を示す概念的構成図である。FIG. 4 is a conceptual configuration diagram showing a specific example of a coil structure in a preferred embodiment of the densitometer according to the present invention.
【図5】本発明による濃度計におけるセンサの具体例の
構造を示す概念的構成図である。FIG. 5 is a conceptual configuration diagram showing a structure of a specific example of a sensor in the densitometer according to the present invention.
【図6】本発明による濃度計におけるセンサの他の具体
例の構造を示す概念的構成図である。FIG. 6 is a conceptual configuration diagram showing the structure of another specific example of the sensor in the densitometer according to the present invention.
【図7】本発明による濃度計におけるセンサの変形例を
示す概念的構成図である。FIG. 7 is a conceptual configuration diagram showing a modified example of the sensor in the densitometer according to the present invention.
【図8】本発明の濃度計による測定例を示す特性図であ
る。FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of measurement by the densitometer of the present invention.
【符号の説明】 1…メータ 2…電源ランプ 3…電源スイッチ 4、18…スパンボリューム 5、17…ゼロ調ボリューム 6、6’…センサ 7…同軸ケーブル 8…測定すべき電解質水溶液 10…濃度計本体 11…発振用コイル 12…インピーダンス整合器 13…発振回路 14…検出回路 15…比較回路 16…安定化直流電源 19…直流増幅器 20…メータ 61…後端部 62…テーパ付きネジ部 63…フランジ 71…接続線部[Explanation of Codes] 1 ... Meter 2 ... Power lamp 3 ... Power switch 4, 18 ... Span volume 5, 17 ... Zero adjustment volume 6, 6 '... Sensor 7 ... Coaxial cable 8 ... Electrolyte aqueous solution to be measured 10 ... Concentration meter Main body 11 ... Oscillation coil 12 ... Impedance matching device 13 ... Oscillation circuit 14 ... Detection circuit 15 ... Comparison circuit 16 ... Stabilizing DC power supply 19 ... DC amplifier 20 ... Meter 61 ... Rear end 62 ... Tapered screw 63 ... Flange 71 ... Connection line
Claims (2)
装着されたコイルおよび該コイルに接続され、かつ、後
端部分に引き出すための接続線を内蔵する検出用センサ
と、 上記接続線の引出し端に接続され、かつ、上記コイルを
発振要素として使用する高周波発振回路とを備え、 上記検出用センサが電解質水溶液中に浸漬されたときの
上記高周波発振回路の発振状態の変化を検出することに
よって該電解質水溶液の濃度を測定することを特徴とす
る濃度計。1. A coil attached to a front end portion immersed in an aqueous electrolyte solution, a detection sensor which is connected to the coil and has a built-in connecting wire for pulling out at a rear end portion, and a lead wire for the connecting wire. A high frequency oscillation circuit connected to the end and using the coil as an oscillation element; and by detecting a change in the oscillation state of the high frequency oscillation circuit when the detection sensor is immersed in an aqueous electrolyte solution. A densitometer for measuring the concentration of the aqueous electrolyte solution.
より一体化されて検出用センサが形成されていることを
特徴とする濃度計。2. The densitometer according to claim 1, wherein the coil and the connecting wire are integrated by at least a material having corrosion resistance to form a detection sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP356094A JPH07209228A (en) | 1994-01-18 | 1994-01-18 | Concentration meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP356094A JPH07209228A (en) | 1994-01-18 | 1994-01-18 | Concentration meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07209228A true JPH07209228A (en) | 1995-08-11 |
Family
ID=11560815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP356094A Pending JPH07209228A (en) | 1994-01-18 | 1994-01-18 | Concentration meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07209228A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002016030A (en) * | 2000-06-27 | 2002-01-18 | Mitsubishi Chemical Engineering Corp | Preparation method and apparatus of polishing liquid |
JP2006506621A (en) * | 2002-11-13 | 2006-02-23 | ノースロップ グラマン コーポレーション | Non-contact type surface conductivity measurement probe |
-
1994
- 1994-01-18 JP JP356094A patent/JPH07209228A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002016030A (en) * | 2000-06-27 | 2002-01-18 | Mitsubishi Chemical Engineering Corp | Preparation method and apparatus of polishing liquid |
JP2006506621A (en) * | 2002-11-13 | 2006-02-23 | ノースロップ グラマン コーポレーション | Non-contact type surface conductivity measurement probe |
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