JPH10232203A - 配管内微粒子の測定方法および測定装置 - Google Patents
配管内微粒子の測定方法および測定装置Info
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- JPH10232203A JPH10232203A JP5112997A JP5112997A JPH10232203A JP H10232203 A JPH10232203 A JP H10232203A JP 5112997 A JP5112997 A JP 5112997A JP 5112997 A JP5112997 A JP 5112997A JP H10232203 A JPH10232203 A JP H10232203A
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Landscapes
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 配管中の微粒子の濃度を組成毎の定量測定や
配管断面内の濃度分布を求める。 【解決手段】 配管内微粒子の測定方法および測定装
置は、微粒子の組成によって赤外スペクトルが相違する
ことを利用して、微粒子の組成毎にその濃度の定量分析
を行うものであり、配管内の液体を配管内の位置に応じ
て選別して行うことによって、微粒子の濃度の二次元分
布を測定し、配管断面内の微粒子濃度の分布を求めるも
のである。また、配管内の濃度の二次元分布測定は、微
粒子の組成毎に行うこともできる。
配管断面内の濃度分布を求める。 【解決手段】 配管内微粒子の測定方法および測定装
置は、微粒子の組成によって赤外スペクトルが相違する
ことを利用して、微粒子の組成毎にその濃度の定量分析
を行うものであり、配管内の液体を配管内の位置に応じ
て選別して行うことによって、微粒子の濃度の二次元分
布を測定し、配管断面内の微粒子濃度の分布を求めるも
のである。また、配管内の濃度の二次元分布測定は、微
粒子の組成毎に行うこともできる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、配管内の液体に含
まれる微粒子を測定する方法および装置に関する。
まれる微粒子を測定する方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、液体の濁度測定は、浄水およ
び排水の処理や、食品工業をはじめ各種製造業における
製造工程中の液体の管理指標として利用されており、透
過・散乱光方式,散乱光方式,積分球方式等の種々の液
体濁度測定方法が提案されている。
び排水の処理や、食品工業をはじめ各種製造業における
製造工程中の液体の管理指標として利用されており、透
過・散乱光方式,散乱光方式,積分球方式等の種々の液
体濁度測定方法が提案されている。
【0003】一方、液体中に含まれる微粒子の濃度は直
接に定量測定を行う方法は知られていない。そのため、
従来、液体中の微粒子濃度と液体の濁りとの間の相関関
係を利用した液体濁度の分布測定や定量測定によって、
液体中に含まれる微粒子の粒度分布測定や微粒子量測定
を行っている。
接に定量測定を行う方法は知られていない。そのため、
従来、液体中の微粒子濃度と液体の濁りとの間の相関関
係を利用した液体濁度の分布測定や定量測定によって、
液体中に含まれる微粒子の粒度分布測定や微粒子量測定
を行っている。
【0004】また、水道水の配管やプラント内の種々の
配管内の液体に含まれる微粒子についても直接に定量測
定を行う方法は知られていないため、微粒子の濃度測定
を行う代わりに流水の濁度測定を行い、これによって、
微粒子の粒子分布測定や濃度の定量測定を行っている。
配管内の液体に含まれる微粒子についても直接に定量測
定を行う方法は知られていないため、微粒子の濃度測定
を行う代わりに流水の濁度測定を行い、これによって、
微粒子の粒子分布測定や濃度の定量測定を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】通常、浄水,排水,あ
るいは製造工程中の液体や、配管内の液体中には種々の
組成成分の微粒子が含まれており、該液体中に含まれる
微粒子の組成が既知である場合も、あるいは不知である
場合もある。一般に、液体中に含まれる微粒子は、その
微粒子の組成によって、製造装置や処理施設,あるいは
環境等に与える影響が異なる場合がある。
るいは製造工程中の液体や、配管内の液体中には種々の
組成成分の微粒子が含まれており、該液体中に含まれる
微粒子の組成が既知である場合も、あるいは不知である
場合もある。一般に、液体中に含まれる微粒子は、その
微粒子の組成によって、製造装置や処理施設,あるいは
環境等に与える影響が異なる場合がある。
【0006】しかしながら、従来より行なわれている液
体中の微粒子の測定では、液体中に異なる組成の微粒子
が含まれる場合であっても、これらの微粒子を同じ組成
の微粒子であるとして扱い、液体の濁度測定によって粒
度分布や微粒子量の測定を行なっている。そのため、従
来より行なわれる濁度測定による微粒子測定では、微粒
子の粒度分布や微粒子量は得られるが、微粒子の組成は
不明であるという問題点がある。
体中の微粒子の測定では、液体中に異なる組成の微粒子
が含まれる場合であっても、これらの微粒子を同じ組成
の微粒子であるとして扱い、液体の濁度測定によって粒
度分布や微粒子量の測定を行なっている。そのため、従
来より行なわれる濁度測定による微粒子測定では、微粒
子の粒度分布や微粒子量は得られるが、微粒子の組成は
不明であるという問題点がある。
【0007】また、微粒子がどのような組成であるかに
ついてのデータが得られないため、得られた粒度分布や
微粒子の濃度が同種の組成の微粒子であるのか、あるい
は異種の組成の微粒子が含まれるものであるのかの判定
も不可能であるという問題点がある。また、微粒子の濃
度や組成は配管断面内でその分布が異なる場合がある
が、従来の微粒子測定では配管断面内での微粒子の分布
については測定できない。配管内の断面方向での分布が
異なる場合には、従来のように一採取箇所から得られる
濃度情報を用いると、配管中を流れる液体全体について
微粒子の正確な含有量を求めることができない。さら
に、配管内の断面方向で組成分布が異なる場合には、従
来の方法では配管内の微粒子分布を正確に把握すること
が困難である。
ついてのデータが得られないため、得られた粒度分布や
微粒子の濃度が同種の組成の微粒子であるのか、あるい
は異種の組成の微粒子が含まれるものであるのかの判定
も不可能であるという問題点がある。また、微粒子の濃
度や組成は配管断面内でその分布が異なる場合がある
が、従来の微粒子測定では配管断面内での微粒子の分布
については測定できない。配管内の断面方向での分布が
異なる場合には、従来のように一採取箇所から得られる
濃度情報を用いると、配管中を流れる液体全体について
微粒子の正確な含有量を求めることができない。さら
に、配管内の断面方向で組成分布が異なる場合には、従
来の方法では配管内の微粒子分布を正確に把握すること
が困難である。
【0008】そのため、得られた測定結果を用いて流水
の管理を行う場合においても、十分な管理が期待できな
いことになる。
の管理を行う場合においても、十分な管理が期待できな
いことになる。
【0009】そこで、本発明は上記従来の配管内の微粒
子測定の問題点を解決し、配管内微粒子の濃度を組成毎
に測定することができる微粒子の測定方法を提供するこ
とを目的とし、また、配管内の微粒子濃度の二次元分布
を測定することができる測定方法および測定装置を提供
することを目的とする。
子測定の問題点を解決し、配管内微粒子の濃度を組成毎
に測定することができる微粒子の測定方法を提供するこ
とを目的とし、また、配管内の微粒子濃度の二次元分布
を測定することができる測定方法および測定装置を提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の配管内微粒子の
測定方法および測定装置は、微粒子の組成によって赤外
スペクトルが相違することを利用して、各組成に特有の
波長の吸収強度から微粒子の濃度を定量分析するもので
ある。液体中の微粒子に赤外領域の光を照射すると、照
射された赤外領域光は、それぞれ特徴的な異なる波長で
吸収が見られ、また、その吸収強度は微粒子の濃度に応
じたものとなる。
測定方法および測定装置は、微粒子の組成によって赤外
スペクトルが相違することを利用して、各組成に特有の
波長の吸収強度から微粒子の濃度を定量分析するもので
ある。液体中の微粒子に赤外領域の光を照射すると、照
射された赤外領域光は、それぞれ特徴的な異なる波長で
吸収が見られ、また、その吸収強度は微粒子の濃度に応
じたものとなる。
【0011】従って、赤外スペクトルの特徴的な吸収波
長から微粒子の組成を知ることができ、また、微粒子に
特徴的な波長の吸収強度から微粒子の濃度を求めること
ができる。
長から微粒子の組成を知ることができ、また、微粒子に
特徴的な波長の吸収強度から微粒子の濃度を求めること
ができる。
【0012】本発明の配管内微粒子の測定方法および測
定装置は、微粒子の赤外スペクトルが持つ上記特性を利
用して、微粒子の組成毎にその濃度の定量分析を行うも
のである。また、本発明の配管内微粒子の測定では、配
管内の液体を配管内の位置に応じて選別して行うことに
よって、微粒子の濃度の二次元分布を測定し、配管断面
内の微粒子濃度の分布を求めるものである。また、配管
内の濃度の二次元分布測定は、微粒子の組成毎に行うこ
ともできる。
定装置は、微粒子の赤外スペクトルが持つ上記特性を利
用して、微粒子の組成毎にその濃度の定量分析を行うも
のである。また、本発明の配管内微粒子の測定では、配
管内の液体を配管内の位置に応じて選別して行うことに
よって、微粒子の濃度の二次元分布を測定し、配管断面
内の微粒子濃度の分布を求めるものである。また、配管
内の濃度の二次元分布測定は、微粒子の組成毎に行うこ
ともできる。
【0013】微粒子の組成毎の濃度定量分析を行うため
に、本発明の測定方法は、配管内の液体を配管内の位置
に応じて選別して採取する行程と、採取した液体中の微
粒子に赤外領域の光を入射し、得られる透過光又は反射
光から波長毎に吸収強度を測定する工程と、既知組成の
微粒子の濃度と赤外領域光の吸収強度の関係を用いて、
測定した吸収強度から液体中の微粒子濃度を求める工程
とを含む。これによって、配管内の液体中に含まれる微
粒子について、波長から微粒子の組成を特定し、吸収強
度から濃度を定量することができる。また、採取位置か
ら濃度の二次元分布を求めることができ、採取位置を配
管内の断面内で変えることによって、配管断面内の微粒
子濃度や測定の分布を得ることができる。
に、本発明の測定方法は、配管内の液体を配管内の位置
に応じて選別して採取する行程と、採取した液体中の微
粒子に赤外領域の光を入射し、得られる透過光又は反射
光から波長毎に吸収強度を測定する工程と、既知組成の
微粒子の濃度と赤外領域光の吸収強度の関係を用いて、
測定した吸収強度から液体中の微粒子濃度を求める工程
とを含む。これによって、配管内の液体中に含まれる微
粒子について、波長から微粒子の組成を特定し、吸収強
度から濃度を定量することができる。また、採取位置か
ら濃度の二次元分布を求めることができ、採取位置を配
管内の断面内で変えることによって、配管断面内の微粒
子濃度や測定の分布を得ることができる。
【0014】本発明の配管内微粒子の測定方法によれ
ば、配管内の液体中に含まれる微粒子に赤外領域の光を
入射すると、該赤外領域光は、各微粒子の組成に特有の
波長に吸収ピークを有する微粒子によって吸収される。
ば、配管内の液体中に含まれる微粒子に赤外領域の光を
入射すると、該赤外領域光は、各微粒子の組成に特有の
波長に吸収ピークを有する微粒子によって吸収される。
【0015】波長に対する吸収度は、グレーティングや
プリズム等を用いた分光器によって透過光あるいは反射
光を分光したり、フーリエ変換分光により波長毎の吸収
度を求めたり、バンドパスフィルターを用いて特定波長
域のみの吸収度を求めることによって測定することがで
きる。この吸収光の測定において、透過光又は反射光で
特徴的な吸収を示す波長位置から微粒子の組成を求める
ことができ、また、その吸収強度から微粒子の流水中で
の濃度を求めることができる。
プリズム等を用いた分光器によって透過光あるいは反射
光を分光したり、フーリエ変換分光により波長毎の吸収
度を求めたり、バンドパスフィルターを用いて特定波長
域のみの吸収度を求めることによって測定することがで
きる。この吸収光の測定において、透過光又は反射光で
特徴的な吸収を示す波長位置から微粒子の組成を求める
ことができ、また、その吸収強度から微粒子の流水中で
の濃度を求めることができる。
【0016】吸収強度に対する微粒子濃度の測定は、あ
らかじめ微粒子の濃度と吸収強度との関係を求めてお
き、該濃度と吸収強度との関係を用いて、測定した吸収
強度から対応する濃度を求めることによって行うことが
できる。この濃度と吸収強度との関係は、例えば標準懸
濁液の既知濃度の微粒子に対する吸収強度を測定し、該
測定値から検量線を作成することによって求めることが
できる。
らかじめ微粒子の濃度と吸収強度との関係を求めてお
き、該濃度と吸収強度との関係を用いて、測定した吸収
強度から対応する濃度を求めることによって行うことが
できる。この濃度と吸収強度との関係は、例えば標準懸
濁液の既知濃度の微粒子に対する吸収強度を測定し、該
測定値から検量線を作成することによって求めることが
できる。
【0017】また、微粒子の濃度や組成の二次元分布の
測定においては、液体を採取した位置と濃度および組成
とを対応させることによって求めることができる。
測定においては、液体を採取した位置と濃度および組成
とを対応させることによって求めることができる。
【0018】微粒子の濃度と吸収強度の関係は、濃度が
既知の微粒子から得られる赤外領域光の吸収強度を測定
し、この吸収強度を用いて検量線により定めることがで
きる。
既知の微粒子から得られる赤外領域光の吸収強度を測定
し、この吸収強度を用いて検量線により定めることがで
きる。
【0019】本発明の配管内微粒子の測定装置は、配管
内の液体を、配管内の位置に応じて選別して採取する採
取手段と、採取した液体に赤外領域光を入射する光源
と、吸収光の吸収強度を波長毎に測定する吸収強度測定
手段と、既知組成の微粒子濃度と赤外領域光の吸収強度
の関係を用いて、吸収強度測定手段によって求めた吸収
強度から配管内の微粒子濃度を求める測定手段とを備え
る。
内の液体を、配管内の位置に応じて選別して採取する採
取手段と、採取した液体に赤外領域光を入射する光源
と、吸収光の吸収強度を波長毎に測定する吸収強度測定
手段と、既知組成の微粒子濃度と赤外領域光の吸収強度
の関係を用いて、吸収強度測定手段によって求めた吸収
強度から配管内の微粒子濃度を求める測定手段とを備え
る。
【0020】これによって、配管内微粒子の濃度を組成
毎に測定することができ、また、微粒子濃度の二次元分
布を求めることができる。また、液体の採取位置を配管
断面内で変更することによって、配管断面内の微粒子分
布を求めることができる。
毎に測定することができ、また、微粒子濃度の二次元分
布を求めることができる。また、液体の採取位置を配管
断面内で変更することによって、配管断面内の微粒子分
布を求めることができる。
【0021】本発明の配管内の微粒子測定装置によれ
ば、採取手段によって配管内の液体を配管内の位置に応
じて選別して採取し、光源から液体に赤外領域光を入射
し、吸収強度測定手段によって吸収光の吸収強度を測定
する。測定手段は、既知組成の波長毎の微粒子濃度と吸
収強度との関係を用いて、液体から求めた吸収強度から
微粒子濃度を測定する。
ば、採取手段によって配管内の液体を配管内の位置に応
じて選別して採取し、光源から液体に赤外領域光を入射
し、吸収強度測定手段によって吸収光の吸収強度を測定
する。測定手段は、既知組成の波長毎の微粒子濃度と吸
収強度との関係を用いて、液体から求めた吸収強度から
微粒子濃度を測定する。
【0022】この既知組成の波長毎の微粒子濃度と吸収
強度との関係は、導入手段によって、組成と濃度が既知
の微粒子を含む液体を測定セルに導入し、光源から測定
セルに赤外領域光を入射し、吸収強度測定手段によって
吸収光の波長毎の吸収強度を測定して、微粒子濃度と反
射強度との関係を波長毎に求めることによって得ること
ができる。
強度との関係は、導入手段によって、組成と濃度が既知
の微粒子を含む液体を測定セルに導入し、光源から測定
セルに赤外領域光を入射し、吸収強度測定手段によって
吸収光の波長毎の吸収強度を測定して、微粒子濃度と反
射強度との関係を波長毎に求めることによって得ること
ができる。
【0023】本発明の実施の態様によれば、採取手段
は、配管内において、径方向および周方向に異なる位置
で液体の採取が可能な採取管を備え、これによって、配
管断面内の微粒子分布を求めることができる。また、採
取手段は、径方向に配列した複数個の採取管により構成
することができ、また、周方向に配列した複数個の採取
管により構成することができる。さらに、径方向に配列
した複数個の採取管を周方向に回転可能とする構成とす
ることもできる。
は、配管内において、径方向および周方向に異なる位置
で液体の採取が可能な採取管を備え、これによって、配
管断面内の微粒子分布を求めることができる。また、採
取手段は、径方向に配列した複数個の採取管により構成
することができ、また、周方向に配列した複数個の採取
管により構成することができる。さらに、径方向に配列
した複数個の採取管を周方向に回転可能とする構成とす
ることもできる。
【0024】また、本発明の実施の態様によれば、管内
の液体と、組成および濃度が既知の標準懸濁液を納める
容器とを、測定セルに対して選択的に接続するバルブを
採取手段に設け、これによって、測定セルに対して、配
管内の液体と組成および濃度が既知の微粒子を含む液体
とのいずれかを選択して導入することができる。
の液体と、組成および濃度が既知の標準懸濁液を納める
容器とを、測定セルに対して選択的に接続するバルブを
採取手段に設け、これによって、測定セルに対して、配
管内の液体と組成および濃度が既知の微粒子を含む液体
とのいずれかを選択して導入することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の流水中の
微粒子の濃度定量方法を説明するためのフローチャート
であり、図2は本発明の流水中の微粒子の濃度定量方法
に使用する検量線の作成を説明するための概略図であ
り、また、図3,4は本発明の検量線を用いた濃度定量
方法を説明するための概略図である。
参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の流水中の
微粒子の濃度定量方法を説明するためのフローチャート
であり、図2は本発明の流水中の微粒子の濃度定量方法
に使用する検量線の作成を説明するための概略図であ
り、また、図3,4は本発明の検量線を用いた濃度定量
方法を説明するための概略図である。
【0026】図1のフローチャートにおいて、はじめ
に、あらかじめ微粒子濃度と吸収強度との関係を求めて
おく。ここでは、検量線によって吸収強度に対する微粒
子濃度の関係を求める場合について説明する。図2にお
いて、組成a,b,cを含む微粒子を例として説明す
る。なお、図2では、吸収強度を吸光度によって表して
いる。
に、あらかじめ微粒子濃度と吸収強度との関係を求めて
おく。ここでは、検量線によって吸収強度に対する微粒
子濃度の関係を求める場合について説明する。図2にお
いて、組成a,b,cを含む微粒子を例として説明す
る。なお、図2では、吸収強度を吸光度によって表して
いる。
【0027】組成a,b,cの各微粒子は、微粒子毎に
異なるλa,λb,λcの波長位置に特徴的な吸収波長
がある。そのため、吸収強度は微粒子に特定の波長位置
で吸収ピークを持つことになる。そこで、組成および濃
度が既知の微粒子を含む標準懸濁液を用意する。図2で
は、一例として、組成aについては濃度Ca,組成bに
ついては濃度Cb,組成cについては濃度Ccの微粒子
を含む標準懸濁液の場合について示している。
異なるλa,λb,λcの波長位置に特徴的な吸収波長
がある。そのため、吸収強度は微粒子に特定の波長位置
で吸収ピークを持つことになる。そこで、組成および濃
度が既知の微粒子を含む標準懸濁液を用意する。図2で
は、一例として、組成aについては濃度Ca,組成bに
ついては濃度Cb,組成cについては濃度Ccの微粒子
を含む標準懸濁液の場合について示している。
【0028】この濃度が既知の微粒子について、各微粒
子に特徴的に吸収ピークを表す波長位置(λa,λb,
λc)で吸収強度(図2中では、吸光度で示している)
を求め、この吸収強度を基にして、各微粒子の濃度と吸
収強度との関係を検量線として求める。
子に特徴的に吸収ピークを表す波長位置(λa,λb,
λc)で吸収強度(図2中では、吸光度で示している)
を求め、この吸収強度を基にして、各微粒子の濃度と吸
収強度との関係を検量線として求める。
【0029】図2(a)において、微粒子の各組成a,
b,cの吸収強度は吸光度Ea,Eb,Ecであって、
この吸光度を基にして、それぞれ図2(b),(c),
(d)に示す検量線を作成する。図2(b)は、前記図
2(a)の測定で求めた基準濃度Caに対する吸光度E
aを基にして作成した検量線を示している。また、図2
(c),(d)に示す組成b,cの検量線についても、
図2(b)と同様して検量線を求めることができる(ス
テップS1)。
b,cの吸収強度は吸光度Ea,Eb,Ecであって、
この吸光度を基にして、それぞれ図2(b),(c),
(d)に示す検量線を作成する。図2(b)は、前記図
2(a)の測定で求めた基準濃度Caに対する吸光度E
aを基にして作成した検量線を示している。また、図2
(c),(d)に示す組成b,cの検量線についても、
図2(b)と同様して検量線を求めることができる(ス
テップS1)。
【0030】次に、検出対象の溶液に赤外領域光を照射
して、透過光又は反射光の波長と強度を測定する。この
測定において、透過光又は反射光の波長毎の吸収強度を
測定して赤外スペクトルを求める。この赤外スペクトル
は、グレーティングやプリズム等の分光器を用いて分光
を行ったり、フーリエ変換分光を用いたり、フィルター
によって特定波長域のみの吸収度を求めることによって
測定することができる。求めた赤外スペクトルから、測
定対象の微粒子に特有の波長の吸光度Eを求める。
して、透過光又は反射光の波長と強度を測定する。この
測定において、透過光又は反射光の波長毎の吸収強度を
測定して赤外スペクトルを求める。この赤外スペクトル
は、グレーティングやプリズム等の分光器を用いて分光
を行ったり、フーリエ変換分光を用いたり、フィルター
によって特定波長域のみの吸収度を求めることによって
測定することができる。求めた赤外スペクトルから、測
定対象の微粒子に特有の波長の吸光度Eを求める。
【0031】図3は組成aの未知濃度の微粒子の濃度測
定を説明するための図である。図3(a)に示す吸光度
EA は、微粒子濃度が未知の組成aの微粒子を含む溶液
の吸光度測定において、組成aの微粒子に特徴的な吸収
波長λaにおける吸光度を表している。この吸光度は赤
外スペクトルから求めることができる。(ステップS
2)。
定を説明するための図である。図3(a)に示す吸光度
EA は、微粒子濃度が未知の組成aの微粒子を含む溶液
の吸光度測定において、組成aの微粒子に特徴的な吸収
波長λaにおける吸光度を表している。この吸光度は赤
外スペクトルから求めることができる。(ステップS
2)。
【0032】前記ステップS2で求めた吸光度EA に対
して、検量線を用いて濃度測定を行う。この吸光度EA
を図3(b)に示す組成aの検量線に適用すると(図3
中の一点鎖線参照)、該検量線から吸光度EA に対応す
る濃度CA が得られる。上記操作によって、測定した液
体中に含まれる組成aの微粒子の濃度CA を求めること
ができる。なお、図3中には、検量線を求める際に用い
た吸光度Eaと濃度Caについても示している(ステッ
プS3)。
して、検量線を用いて濃度測定を行う。この吸光度EA
を図3(b)に示す組成aの検量線に適用すると(図3
中の一点鎖線参照)、該検量線から吸光度EA に対応す
る濃度CA が得られる。上記操作によって、測定した液
体中に含まれる組成aの微粒子の濃度CA を求めること
ができる。なお、図3中には、検量線を求める際に用い
た吸光度Eaと濃度Caについても示している(ステッ
プS3)。
【0033】また、図4は、図3の組成aと同様にし
て、組成bの未知濃度の微粒子の濃度CB を求める場合
を示している。図4(a)は、微粒子濃度が未知の組成
bの微粒子において、特徴的に吸収を行う波長λbの吸
光度がEB であることを表しており、この吸光度EB を
図4(b)に示す組成bの検量線に適用すると(図4中
の一点鎖線参照)、該検量線から吸光度EB に対応する
濃度CB を求めることができ、測定した液体中に含まれ
る組成bの微粒子の濃度CB を求めることができる。
て、組成bの未知濃度の微粒子の濃度CB を求める場合
を示している。図4(a)は、微粒子濃度が未知の組成
bの微粒子において、特徴的に吸収を行う波長λbの吸
光度がEB であることを表しており、この吸光度EB を
図4(b)に示す組成bの検量線に適用すると(図4中
の一点鎖線参照)、該検量線から吸光度EB に対応する
濃度CB を求めることができ、測定した液体中に含まれ
る組成bの微粒子の濃度CB を求めることができる。
【0034】図5は、本発明の配管内微粒子の測定装置
の一構成例の概略図である。図5に示す測定装置1は、
配管内から液体を採取する採取部と採取した液体の組
成,濃度を測定する濃度測定部とを備える。なお、図5
において、濃度測定部の各部分を示す符号は一桁の数字
で表し、採取部の各部分を示す符号は10番代の数字で
表している。
の一構成例の概略図である。図5に示す測定装置1は、
配管内から液体を採取する採取部と採取した液体の組
成,濃度を測定する濃度測定部とを備える。なお、図5
において、濃度測定部の各部分を示す符号は一桁の数字
で表し、採取部の各部分を示す符号は10番代の数字で
表している。
【0035】採取部は、配管10中から液体を抽出して
測定セル14に導く採取管11と、微粒子濃度と組成が
既知である標準懸濁液を蓄液する蓄液容器12と、配管
内の液体と蓄液容器12内の標準懸濁液を選択的に導入
するバルブ13と、吸収光を得るための測定セル14
と、液体を配管10に戻すための管16と、測定セル1
4からの液体を排出するための排出管17と、測定セル
14からの液体を管16と排出管17に選択的に導くバ
ルブ15と、標準懸濁液を撹拌する撹拌装置18と、導
管に導入した液体を送液するペリスタルティックポンプ
19を備える。なお、バルブ13において、採取管11
側をA、測定セル14側をB、蓄液容器12側をCと
し、バルブ15において、管16側をA、測定セル14
側をB、排出管17側をCとする。
測定セル14に導く採取管11と、微粒子濃度と組成が
既知である標準懸濁液を蓄液する蓄液容器12と、配管
内の液体と蓄液容器12内の標準懸濁液を選択的に導入
するバルブ13と、吸収光を得るための測定セル14
と、液体を配管10に戻すための管16と、測定セル1
4からの液体を排出するための排出管17と、測定セル
14からの液体を管16と排出管17に選択的に導くバ
ルブ15と、標準懸濁液を撹拌する撹拌装置18と、導
管に導入した液体を送液するペリスタルティックポンプ
19を備える。なお、バルブ13において、採取管11
側をA、測定セル14側をB、蓄液容器12側をCと
し、バルブ15において、管16側をA、測定セル14
側をB、排出管17側をCとする。
【0036】また、採取管11は、駆動機構21によっ
て配管10内の位置が変更可能である。駆動機構21は
駆動制御装置20によって制御され、少なくとも採取管
11の採取口が配管断面内で位置変更するように駆動を
行う。これによって、配管10の断面内の異なる位置に
ある液体を選別して採取することができる。また、駆動
制御装置20は、バルブ13,15の開閉制御も行う。
て配管10内の位置が変更可能である。駆動機構21は
駆動制御装置20によって制御され、少なくとも採取管
11の採取口が配管断面内で位置変更するように駆動を
行う。これによって、配管10の断面内の異なる位置に
ある液体を選別して採取することができる。また、駆動
制御装置20は、バルブ13,15の開閉制御も行う。
【0037】図5に示す濃度測定部は、レンズで構成す
る光学系を通して得た透過光を分光器で分光する構成例
である。濃度測定部は、測定セル14に赤外領域の光を
放出する光源2と、赤外領域光を測定セル14内に集光
させる第1光学系3と、測定セル14内の液体に含まれ
る微粒子によって吸収された吸収光を分光器5側に集光
させる第2光学系4と、前記吸収光から特定波長の光を
分光する分光器5と、分光した特定波長の吸収光を検出
する検出器6と、吸収光に基づいて液体中の微粒子の濃
度を測定する測定装置7を備える。
る光学系を通して得た透過光を分光器で分光する構成例
である。濃度測定部は、測定セル14に赤外領域の光を
放出する光源2と、赤外領域光を測定セル14内に集光
させる第1光学系3と、測定セル14内の液体に含まれ
る微粒子によって吸収された吸収光を分光器5側に集光
させる第2光学系4と、前記吸収光から特定波長の光を
分光する分光器5と、分光した特定波長の吸収光を検出
する検出器6と、吸収光に基づいて液体中の微粒子の濃
度を測定する測定装置7を備える。
【0038】分光器5は、入射した吸収光を波長に応じ
て分光する装置であり、グレーティングを用いて構成す
ることができる。また、この分光器5として分光波長の
設定が変更可能な分光器を用いたり、あるいは異なる分
光波長の分光器と検出器との組み合わせを複数設けるこ
とによって、複数種類の微粒子の検出を同時に行うこと
ができる。検出器6で検出した吸収強度は測定装置7に
入力される。測定装置7は、あらかじめ求めておいた検
量線を用いて、入力した吸収強度から各組成の微粒子の
濃度を求める機能を備え、配管内の液体の濃度と組成を
求めることができる。
て分光する装置であり、グレーティングを用いて構成す
ることができる。また、この分光器5として分光波長の
設定が変更可能な分光器を用いたり、あるいは異なる分
光波長の分光器と検出器との組み合わせを複数設けるこ
とによって、複数種類の微粒子の検出を同時に行うこと
ができる。検出器6で検出した吸収強度は測定装置7に
入力される。測定装置7は、あらかじめ求めておいた検
量線を用いて、入力した吸収強度から各組成の微粒子の
濃度を求める機能を備え、配管内の液体の濃度と組成を
求めることができる。
【0039】測定装置7で求めた濃度や組成に関するデ
ータは、演算装置8で演算処理され、配管断面における
二次元分布が求められる。演算装置8は、制御器81と
演算器82とメモリ83を備え、測定装置7で求めた濃
度や組成に関するデータと、駆動制御装置20から送ら
れる採取管11の位置データとを基にして、配管断面内
の液体の濃度や組成の分布を演算し、求めたデータを記
憶しておく。また、演算装置8は、求めた配管断面内の
液体の濃度や組成の分布に基づいて、配管内を流れる液
体中に含まれる微粒子のトータルの含有量を求めること
ができる。また、各組成毎の含有量を求めることもでき
る。
ータは、演算装置8で演算処理され、配管断面における
二次元分布が求められる。演算装置8は、制御器81と
演算器82とメモリ83を備え、測定装置7で求めた濃
度や組成に関するデータと、駆動制御装置20から送ら
れる採取管11の位置データとを基にして、配管断面内
の液体の濃度や組成の分布を演算し、求めたデータを記
憶しておく。また、演算装置8は、求めた配管断面内の
液体の濃度や組成の分布に基づいて、配管内を流れる液
体中に含まれる微粒子のトータルの含有量を求めること
ができる。また、各組成毎の含有量を求めることもでき
る。
【0040】次に、上記測定装置を用いた微粒子の濃度
の定量測定について、図6,7のフローチャートを用い
て説明する。測定装置による配管内微粒子の測定では、
配管内において液体を採取する測定点を設定し(ステッ
プS10)、設定した測定点で液体の採取を行い、採取
した液体中に含まれる微粒子の濃度ないし微粒子の組成
を求める(ステップS20)。前記ステップS10の測
定点のデータとステップS20の濃度や組成のデータを
記憶する。これによって、配管内のある位置の濃度と組
成のデータを得ることができる(ステップS30)。
の定量測定について、図6,7のフローチャートを用い
て説明する。測定装置による配管内微粒子の測定では、
配管内において液体を採取する測定点を設定し(ステッ
プS10)、設定した測定点で液体の採取を行い、採取
した液体中に含まれる微粒子の濃度ないし微粒子の組成
を求める(ステップS20)。前記ステップS10の測
定点のデータとステップS20の濃度や組成のデータを
記憶する。これによって、配管内のある位置の濃度と組
成のデータを得ることができる(ステップS30)。
【0041】前記ステップS10,20,30の工程を
測定点を変えながら繰り返して(ステップS40)、各
測定点における濃度データや組成データを求めることに
よって、配管断面内の各所における濃度と組成のデータ
を求め、濃度分布を得ることができる(ステップS5
0)。
測定点を変えながら繰り返して(ステップS40)、各
測定点における濃度データや組成データを求めることに
よって、配管断面内の各所における濃度と組成のデータ
を求め、濃度分布を得ることができる(ステップS5
0)。
【0042】図7のフローチャートは微粒子の濃度を求
める手順(図6中ステップS20)を表している。な
お、ここで示す手順は、微粒子濃度と吸収強度との関係
を、組成と微粒子濃度が既知の標準懸濁液を用いて求め
る操作を含む場合について示している。
める手順(図6中ステップS20)を表している。な
お、ここで示す手順は、微粒子濃度と吸収強度との関係
を、組成と微粒子濃度が既知の標準懸濁液を用いて求め
る操作を含む場合について示している。
【0043】図7のフローチャートにおいて、はじめ
に、バルブ13およびバルブ15の開閉操作を行う。こ
のバルブ操作において、バルブ13のAを閉じるととも
にBとCを開いて、蓄液容器12を測定セル14に接続
し、また、バルブ15のAを閉じるとともにBとCを開
いて、排出管17を測定セル14に接続する。このバル
ブ操作によって、蓄液容器12中の標準懸濁液が測定セ
ル14を通って排出管17に排出される流路が形成され
る(ステップS21)。
に、バルブ13およびバルブ15の開閉操作を行う。こ
のバルブ操作において、バルブ13のAを閉じるととも
にBとCを開いて、蓄液容器12を測定セル14に接続
し、また、バルブ15のAを閉じるとともにBとCを開
いて、排出管17を測定セル14に接続する。このバル
ブ操作によって、蓄液容器12中の標準懸濁液が測定セ
ル14を通って排出管17に排出される流路が形成され
る(ステップS21)。
【0044】ステップS21のバルブ操作の後、ペリス
タルティックポンプ19を作動させることによって、測
定セル14内には蓄液容器12から組成と微粒子濃度が
既知の標準懸濁液が導入され、排出管17から排出され
る。光源2から測定セル14に赤外領域の光を放出す
る。測定セル14内に導入された赤外領域光は、微粒子
によって吸収される。分光器5は、この吸収光を導入
し、微粒子の組成に対して特徴的に吸収を行う波長で分
光を行い、検出器6は吸収強度を検出して吸光度の測定
を行う。この測定によって、ある組成の微粒子に特有の
波長において、既知の濃度に対する吸収強度を求めるこ
とができる(ステップS22)。測定装置7は、検出器
6で求めた吸収強度と標準懸濁液の既知の微粒子濃度を
基にして検量線を作成し、図示しない記憶手段に格納し
ておく(ステップS23)。
タルティックポンプ19を作動させることによって、測
定セル14内には蓄液容器12から組成と微粒子濃度が
既知の標準懸濁液が導入され、排出管17から排出され
る。光源2から測定セル14に赤外領域の光を放出す
る。測定セル14内に導入された赤外領域光は、微粒子
によって吸収される。分光器5は、この吸収光を導入
し、微粒子の組成に対して特徴的に吸収を行う波長で分
光を行い、検出器6は吸収強度を検出して吸光度の測定
を行う。この測定によって、ある組成の微粒子に特有の
波長において、既知の濃度に対する吸収強度を求めるこ
とができる(ステップS22)。測定装置7は、検出器
6で求めた吸収強度と標準懸濁液の既知の微粒子濃度を
基にして検量線を作成し、図示しない記憶手段に格納し
ておく(ステップS23)。
【0045】上記ステップS21からステップS23の
検量線を作成する工程を、標準懸濁液の微粒子の組成を
代えながら繰り返すことによって、複数種の組成の検量
線を作成することができる。なお、このステップS21
からステップS23の工程は、前記図6のステップS1
0より前の時点で行うことができる。
検量線を作成する工程を、標準懸濁液の微粒子の組成を
代えながら繰り返すことによって、複数種の組成の検量
線を作成することができる。なお、このステップS21
からステップS23の工程は、前記図6のステップS1
0より前の時点で行うことができる。
【0046】次に、バルブ13およびバルブ15の開閉
操作を行って管接続の切り換えを行う。このバルブ操作
では、バルブ13のCを閉じるとともにAとBを開い
て、蓄液容器12を測定セル1からはずして採取管11
を測定セル14に接続し、バルブ15のCを閉じるとと
もにAとBを開いて、排出管17をはずして配管10側
の管16を測定セル14に接続する。この管接続の切り
換えによって、配管中を流れる液体は、採取管11から
測定セル14を通過して再び配管10に戻る流路が形成
される(ステップS24)。
操作を行って管接続の切り換えを行う。このバルブ操作
では、バルブ13のCを閉じるとともにAとBを開い
て、蓄液容器12を測定セル1からはずして採取管11
を測定セル14に接続し、バルブ15のCを閉じるとと
もにAとBを開いて、排出管17をはずして配管10側
の管16を測定セル14に接続する。この管接続の切り
換えによって、配管中を流れる液体は、採取管11から
測定セル14を通過して再び配管10に戻る流路が形成
される(ステップS24)。
【0047】ステップS24のバルブ操作の後、ペリス
タルティックポンプ19を作動させることによって、測
定セル14内には配管中を流れる液体を採取し、バルブ
15を通過して配管10に戻す。このとき、光源2から
測定セル14に赤外領域の光を放出する。以下、ステッ
プS25〜ステップS27によって、配管内の液体中に
含まれる未知の微粒子の組成とその濃度を測定する。
タルティックポンプ19を作動させることによって、測
定セル14内には配管中を流れる液体を採取し、バルブ
15を通過して配管10に戻す。このとき、光源2から
測定セル14に赤外領域の光を放出する。以下、ステッ
プS25〜ステップS27によって、配管内の液体中に
含まれる未知の微粒子の組成とその濃度を測定する。
【0048】測定セル14内に導入された赤外領域光
は、液体に含まれる種々の微粒子によって吸収される。
分光器5は、この吸収光を導入して分光を行い、検出対
象の微粒子の組成に対応する波長の吸収光を選択的に取
り出す。分光器5は、吸収光の選択的な取り出しを行う
ために、検出対象の微粒子に特有の波長に分光波長を設
定する。検出器6は選別した吸収光の吸収強度を検出し
て吸光度の測定を行う。分光波長を異ならせながら吸光
度を測定することによって、吸収スペクトルを求めるこ
ともできる(ステップS25)。前記ステップS25に
おいて、検出対象に特有の波長で分光を行った場合に
は、検出対象の微粒子に特有の吸光度が得られる。ま
た、分光波長を異ならせながら吸収スペクトルを求めた
場合には、該吸収スペクトルから検出対象に特有の波長
位置の吸収量から検出対象の微粒子に特有の吸光度を求
めることができ、この波長位置を異ならせることによっ
て、複数種の微粒子について測定を行うことができる。
は、液体に含まれる種々の微粒子によって吸収される。
分光器5は、この吸収光を導入して分光を行い、検出対
象の微粒子の組成に対応する波長の吸収光を選択的に取
り出す。分光器5は、吸収光の選択的な取り出しを行う
ために、検出対象の微粒子に特有の波長に分光波長を設
定する。検出器6は選別した吸収光の吸収強度を検出し
て吸光度の測定を行う。分光波長を異ならせながら吸光
度を測定することによって、吸収スペクトルを求めるこ
ともできる(ステップS25)。前記ステップS25に
おいて、検出対象に特有の波長で分光を行った場合に
は、検出対象の微粒子に特有の吸光度が得られる。ま
た、分光波長を異ならせながら吸収スペクトルを求めた
場合には、該吸収スペクトルから検出対象に特有の波長
位置の吸収量から検出対象の微粒子に特有の吸光度を求
めることができ、この波長位置を異ならせることによっ
て、複数種の微粒子について測定を行うことができる。
【0049】この吸光度の測定において、検出対象の微
粒子に特有の波長について吸収強度がノイズ程度の微小
値である場合には、配管内の液体中にその検出対象の微
粒子が存在しないことを示しており、また、ある波長に
ついてノイズ以上の有意な大きさの吸収強度が得られた
場合には、配管内の液体中にその検出対象の微粒子が存
在することを示している。これによって、配管内の液体
中に含まれる微粒子の組成を識別することができる。
粒子に特有の波長について吸収強度がノイズ程度の微小
値である場合には、配管内の液体中にその検出対象の微
粒子が存在しないことを示しており、また、ある波長に
ついてノイズ以上の有意な大きさの吸収強度が得られた
場合には、配管内の液体中にその検出対象の微粒子が存
在することを示している。これによって、配管内の液体
中に含まれる微粒子の組成を識別することができる。
【0050】なお、吸収スペクトルの測定は、分光器の
設定波長を変更して測定したり、あるいは、分光器およ
び検出器を複数用いることによって行うことができる
(ステップS26)。
設定波長を変更して測定したり、あるいは、分光器およ
び検出器を複数用いることによって行うことができる
(ステップS26)。
【0051】次に、前記ステップS23で作成した検量
線を用いて微粒子の濃度測定を行う。あらかじめ求めて
おいた検量線の中から、検出対象の微粒子に対応した検
量線を選択し、ステップS26で求めた吸光度に対応す
る濃度を検量線から求める。この検量線の選択は、ステ
ップS26で用いた分光波長と同じ波長の検量線を用い
ることにより行うことができる。これによって、検出対
象の微粒子の濃度を求めることができる(ステップS2
7)。
線を用いて微粒子の濃度測定を行う。あらかじめ求めて
おいた検量線の中から、検出対象の微粒子に対応した検
量線を選択し、ステップS26で求めた吸光度に対応す
る濃度を検量線から求める。この検量線の選択は、ステ
ップS26で用いた分光波長と同じ波長の検量線を用い
ることにより行うことができる。これによって、検出対
象の微粒子の濃度を求めることができる(ステップS2
7)。
【0052】前記構成および測定によって、配管内断面
内の各位置における微粒子の濃度ないし組成のデータを
得ることができる。また、これらデータを用いて、配管
面内の微粒子の濃度分布を組成毎に求めることができ
る。さらに、配管内を流れる液体の流速を求めることに
よって、配管内の微粒子のトータルの含有量を組成毎に
求めたり、該組成毎の含有量を合計することによって、
配管内の微粒子の前含有量を求めることもできる。
内の各位置における微粒子の濃度ないし組成のデータを
得ることができる。また、これらデータを用いて、配管
面内の微粒子の濃度分布を組成毎に求めることができ
る。さらに、配管内を流れる液体の流速を求めることに
よって、配管内の微粒子のトータルの含有量を組成毎に
求めたり、該組成毎の含有量を合計することによって、
配管内の微粒子の前含有量を求めることもできる。
【0053】次に、図8,9,10を用いて、測定装置
の採取部の一構成例について説明する。なお、図8,
9,10は,それぞれ採取部を説明するための概略ブロ
ック図,一部を切り欠いた斜視図、および配管断面図で
ある。
の採取部の一構成例について説明する。なお、図8,
9,10は,それぞれ採取部を説明するための概略ブロ
ック図,一部を切り欠いた斜視図、および配管断面図で
ある。
【0054】図8,9において、採取管11は、複数個
の採取口11a,11b,11c,11dを備えた導入
管22を備え、各採取口は配管10の中心(図中の一点
鎖線で示す)から外周に向かって径方向に配列されてい
る。この構成によって、配管10内の液体は、配管断面
内の異なる位置で採取することができる。
の採取口11a,11b,11c,11dを備えた導入
管22を備え、各採取口は配管10の中心(図中の一点
鎖線で示す)から外周に向かって径方向に配列されてい
る。この構成によって、配管10内の液体は、配管断面
内の異なる位置で採取することができる。
【0055】導入管22は、配管10の中心において束
ねられ、フレキシブルジョイント23によって同心円多
層構造の配管24に回転可能に接続され、さらに、該導
入管22は、駆動機構21によって回転駆動される。こ
の駆動機構21によって、配管10の中心軸を回転中心
として導入管22を回転させると、図10に示すように
径方向に配列された採取口11a,11b,11c,1
1dは配管断面内を回転し、配管断面内の各部分での液
体の採取を行うことができる。
ねられ、フレキシブルジョイント23によって同心円多
層構造の配管24に回転可能に接続され、さらに、該導
入管22は、駆動機構21によって回転駆動される。こ
の駆動機構21によって、配管10の中心軸を回転中心
として導入管22を回転させると、図10に示すように
径方向に配列された採取口11a,11b,11c,1
1dは配管断面内を回転し、配管断面内の各部分での液
体の採取を行うことができる。
【0056】駆動機構21は、例えば、モーター等の駆
動装置21a,駆動を伝達するためのギヤ機構21b,
配管10内の採取管11の駆動を伝達するための伝達機
構21d,および配管10内の採取口の位置を求めるた
めの位置検出器21cを備える。また、複数個の採取口
と接続する配管24は、多方バルブ25およびペリスタ
ルティックポンプ26を介して測定セルないし分光器5
に接続され、採取した液体の測定を行う。
動装置21a,駆動を伝達するためのギヤ機構21b,
配管10内の採取管11の駆動を伝達するための伝達機
構21d,および配管10内の採取口の位置を求めるた
めの位置検出器21cを備える。また、複数個の採取口
と接続する配管24は、多方バルブ25およびペリスタ
ルティックポンプ26を介して測定セルないし分光器5
に接続され、採取した液体の測定を行う。
【0057】駆動制御装置20は、駆動機構21,多方
バルブ25およびペリスタルティックポンプ26を制御
することによって、配管10の断面内の液体を選別して
採取し、測定することができる。
バルブ25およびペリスタルティックポンプ26を制御
することによって、配管10の断面内の液体を選別して
採取し、測定することができる。
【0058】なお、採取口11a,11b,11c,1
1dの個数や配置間隔は、配管10の内径、配管断面内
の二次元分布の精度、採取管11の配置による配管10
内の液体の流れに及ぼす影響等に応じて設定することが
できる。
1dの個数や配置間隔は、配管10の内径、配管断面内
の二次元分布の精度、採取管11の配置による配管10
内の液体の流れに及ぼす影響等に応じて設定することが
できる。
【0059】また、駆動機構による採取管11の回転速
度は、採取した液体の濃度測定に要する時間や測定点の
個数等に応じて設定することができる。
度は、採取した液体の濃度測定に要する時間や測定点の
個数等に応じて設定することができる。
【0060】以下、濃度測定における別の構成につい
て、図11〜図25を用いて説明する。図11に示す光
学系は反射鏡4bを用いたものであり、図5に示す構成
例中の光学系に代えて構成することができる。前記図
5,11に示した構成例は、透過光をグレーティングを
用いた分光器によって分光する例であるが、図12,1
3に示すようにプリズムを用いた分光器で構成すること
もできる。図12はレンズ系とプリズムを用いた光学系
5bによる構成例であり、プリズム5b1で分光した光
をスリット5b2で絞って検出器6に導くものである。
また、図13は、反射鏡4bとプリズム5b1を用いた
光学系5bによる構成例であり、図12と同様にプリズ
ム5b1で分光した光をスリット5b2で絞って検出器
6に導く。
て、図11〜図25を用いて説明する。図11に示す光
学系は反射鏡4bを用いたものであり、図5に示す構成
例中の光学系に代えて構成することができる。前記図
5,11に示した構成例は、透過光をグレーティングを
用いた分光器によって分光する例であるが、図12,1
3に示すようにプリズムを用いた分光器で構成すること
もできる。図12はレンズ系とプリズムを用いた光学系
5bによる構成例であり、プリズム5b1で分光した光
をスリット5b2で絞って検出器6に導くものである。
また、図13は、反射鏡4bとプリズム5b1を用いた
光学系5bによる構成例であり、図12と同様にプリズ
ム5b1で分光した光をスリット5b2で絞って検出器
6に導く。
【0061】図14〜図17は干渉光を用いて赤外スペ
クトルを求める構成であり、MCT検出器を用いて得た
測定信号をフーリエ変換する構成例を図14,15に示
し、フィルターを用いて特定の波長域のみを通過させる
構成例を図16,17に示す。
クトルを求める構成であり、MCT検出器を用いて得た
測定信号をフーリエ変換する構成例を図14,15に示
し、フィルターを用いて特定の波長域のみを通過させる
構成例を図16,17に示す。
【0062】図14,図15の構成例は、レンズ系4a
あるいは反射鏡4bを介して得られた光をMCT検出器
8に直接に導く構成であり、測定装置7においてMCT
検出器8で得られた測定信号をフーリエ変換して、赤外
スペクトルを求める。また、図16,図17の構成例
は、レンズ系4aあるいは反射鏡4bを介して得られた
光をバンドパスフィルター5cに通し、該バンドパスフ
ィルター5cで設定される特定波長域のみを選択的に通
過させ検出器6に導く構成である。
あるいは反射鏡4bを介して得られた光をMCT検出器
8に直接に導く構成であり、測定装置7においてMCT
検出器8で得られた測定信号をフーリエ変換して、赤外
スペクトルを求める。また、図16,図17の構成例
は、レンズ系4aあるいは反射鏡4bを介して得られた
光をバンドパスフィルター5cに通し、該バンドパスフ
ィルター5cで設定される特定波長域のみを選択的に通
過させ検出器6に導く構成である。
【0063】図18〜図25に示す構成例は、試料Sか
らの反射光を測定光とする場合である。図18に示す構
成例は、光源2からの光をハーフミラー4Aを介して試
料Sに照射し、試料Sで吸収が行われ放出される反射光
を再びハーフミラー4Aを介して分光器5に導いて分光
する例であり、図19に示す構成例は、光源2からの光
をカセグレン式対物鏡4Bを介して試料Sに照射し、試
料Sから反射される吸収光を分光器5に導いて分光する
例である。
らの反射光を測定光とする場合である。図18に示す構
成例は、光源2からの光をハーフミラー4Aを介して試
料Sに照射し、試料Sで吸収が行われ放出される反射光
を再びハーフミラー4Aを介して分光器5に導いて分光
する例であり、図19に示す構成例は、光源2からの光
をカセグレン式対物鏡4Bを介して試料Sに照射し、試
料Sから反射される吸収光を分光器5に導いて分光する
例である。
【0064】また、図20,21に示すようにプリズム
を用いた構成とすることもできる。図20はハーフミラ
ー4Aとプリズム5b1を用いた光学系5bによる構成
例であり、プリズム5b1で分光した光をスリット5b
2で絞って検出器6に導く。また、図21は、カセグレ
ン式対物鏡4Bとプリズム5b1を用いた光学系5bに
よる構成例であり、図20と同様にプリズム5b1で分
光した光をスリット5b2で絞って検出器6に導く。
を用いた構成とすることもできる。図20はハーフミラ
ー4Aとプリズム5b1を用いた光学系5bによる構成
例であり、プリズム5b1で分光した光をスリット5b
2で絞って検出器6に導く。また、図21は、カセグレ
ン式対物鏡4Bとプリズム5b1を用いた光学系5bに
よる構成例であり、図20と同様にプリズム5b1で分
光した光をスリット5b2で絞って検出器6に導く。
【0065】図22〜図25は干渉光を用いて赤外スペ
クトルを求める構成であり、MCT検出器を用いて得た
測定信号をフーリエ変換する構成例を図22,23に示
し、フィルターを用いて特定の波長域のみを通過させる
構成例を図24,25に示す。図22,図23の構成例
は、ハーフミラー4Aあるいはカセグレン式対物鏡4B
を介して得られた光をMCT検出器8に直接に導く構成
であり、測定装置7においてMCT検出器8で得られた
測定信号をフーリエ変換して、赤外スペクトルを求め
る。また、図24,図25の構成例は、ハーフミラー4
Aあるいはカセグレン式対物鏡4Bを介して得られた光
をバンドパスフィルター5cに通し、該バンドパスフィ
ルター5cで設定される特定波長域のみを選択的に通過
させ検出器6に導く構成である。
クトルを求める構成であり、MCT検出器を用いて得た
測定信号をフーリエ変換する構成例を図22,23に示
し、フィルターを用いて特定の波長域のみを通過させる
構成例を図24,25に示す。図22,図23の構成例
は、ハーフミラー4Aあるいはカセグレン式対物鏡4B
を介して得られた光をMCT検出器8に直接に導く構成
であり、測定装置7においてMCT検出器8で得られた
測定信号をフーリエ変換して、赤外スペクトルを求め
る。また、図24,図25の構成例は、ハーフミラー4
Aあるいはカセグレン式対物鏡4Bを介して得られた光
をバンドパスフィルター5cに通し、該バンドパスフィ
ルター5cで設定される特定波長域のみを選択的に通過
させ検出器6に導く構成である。
【0066】以下に、微粒子の組成毎に異なる吸収波長
の一例について説明する。例えば、CaCO3 の微粒子
の場合には、1420cm-1付近にCO3 2- の縮重伸縮
振動の吸収があり、CaSO4 の微粒子の場合には、1
130cm-1付近にSO4 2-の縮重伸縮振動の吸収があ
る。図26はCaCO3 の懸濁液の赤外吸収スペクトル
の図であり、顕微赤外装置を用いてフーリエ変換により
求めたスペクトルデータである。図27の赤外吸収スペ
クトルから、CaCO3 を0.2mol/l溶存する水
溶液の1420cm-1付近のCO3 2- の縮重伸縮振動の
吸収による吸収量は37であり、H2O の1420cm
-1付近の吸収量は21.5であるから、図27に示す検
量線を求めることができる。
の一例について説明する。例えば、CaCO3 の微粒子
の場合には、1420cm-1付近にCO3 2- の縮重伸縮
振動の吸収があり、CaSO4 の微粒子の場合には、1
130cm-1付近にSO4 2-の縮重伸縮振動の吸収があ
る。図26はCaCO3 の懸濁液の赤外吸収スペクトル
の図であり、顕微赤外装置を用いてフーリエ変換により
求めたスペクトルデータである。図27の赤外吸収スペ
クトルから、CaCO3 を0.2mol/l溶存する水
溶液の1420cm-1付近のCO3 2- の縮重伸縮振動の
吸収による吸収量は37であり、H2O の1420cm
-1付近の吸収量は21.5であるから、図27に示す検
量線を求めることができる。
【0067】従って、図27の検量線を用いることによ
って、吸収量からCaCO3 の微粒子の濃度を求めるこ
とができる。また、他の組成の微粒子についても同様に
検量線を求めておき、微粒子に対応する波長について吸
収量を求めることによって、各組成の微粒子の濃度を求
めることができる。
って、吸収量からCaCO3 の微粒子の濃度を求めるこ
とができる。また、他の組成の微粒子についても同様に
検量線を求めておき、微粒子に対応する波長について吸
収量を求めることによって、各組成の微粒子の濃度を求
めることができる。
【0068】また、図示していないが、CaSO4 の微
粒子についても同様にして赤外吸収スペクトルおよび検
量線を求めることができる。
粒子についても同様にして赤外吸収スペクトルおよび検
量線を求めることができる。
【0069】なお、本発明による微粒子の濃度測定で
は、吸収強度は、微粒子の組成によって生じるため、微
粒子の粒子径による影響はない。
は、吸収強度は、微粒子の組成によって生じるため、微
粒子の粒子径による影響はない。
【0070】本発明の実施形態によれば、配管内の液体
中に含まれる微粒子の濃度を組成毎に求めることがで
き、配管断面内の微粒子の濃度分布を組成毎に求めるこ
とができる。
中に含まれる微粒子の濃度を組成毎に求めることがで
き、配管断面内の微粒子の濃度分布を組成毎に求めるこ
とができる。
【0071】また、本発明の実施形態によれば、配管内
の微粒子の組成毎の含有量あるいは前含有量を求めるこ
とができる。
の微粒子の組成毎の含有量あるいは前含有量を求めるこ
とができる。
【0072】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の流水中の
微粒子の濃度定量方法によれば、流水中の微粒子の濃度
を組成毎に定量測定することができ、また、本発明の流
水中の微粒子の濃度定量装置によれば、1つの装置で流
水中の微粒子の濃度を組成毎に定量測定することができ
る。
微粒子の濃度定量方法によれば、流水中の微粒子の濃度
を組成毎に定量測定することができ、また、本発明の流
水中の微粒子の濃度定量装置によれば、1つの装置で流
水中の微粒子の濃度を組成毎に定量測定することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の微粒子の測定方法を説明するための図
である。
である。
【図2】本発明の微粒子の測定方法に使用する検量線の
作成を説明するための概略図である。
作成を説明するための概略図である。
【図3】本発明の検量線を用いた定量方法を説明するた
めの概略図である。
めの概略図である。
【図4】本発明の検量線を用いた定量方法を説明するた
めの概略図である。
めの概略図である。
【図5】本発明の微粒子の測定方法を適用することがで
きる装置の第1の概略図である。
きる装置の第1の概略図である。
【図6】本発明の微粒子の測定装置を用いた微粒子の濃
度の定量測定を説明するためのフローチャートである。
度の定量測定を説明するためのフローチャートである。
【図7】本発明の微粒子の測定装置を用いた微粒子の濃
度を求める手順を説明するためのフローチャートであ
る。
度を求める手順を説明するためのフローチャートであ
る。
【図8】本発明の測定装置の採取部の一構成例について
説明するための概略ブロック図である。
説明するための概略ブロック図である。
【図9】本発明の測定装置の採取部の一構成例について
説明するための一部を切り欠いた斜視図である。
説明するための一部を切り欠いた斜視図である。
【図10】本発明の測定装置の採取部の一構成例につい
て説明するための配管断面図である。
て説明するための配管断面図である。
【図11】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第2の概略図である。
とができる装置の第2の概略図である。
【図12】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第3の概略図である。
とができる装置の第3の概略図である。
【図13】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第4の概略図である。
とができる装置の第4の概略図である。
【図14】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第5の概略図である。
とができる装置の第5の概略図である。
【図15】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第6の概略図である。
とができる装置の第6の概略図である。
【図16】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第7の概略図である。
とができる装置の第7の概略図である。
【図17】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第8の概略図である。
とができる装置の第8の概略図である。
【図18】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第9の概略図である。
とができる装置の第9の概略図である。
【図19】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第10の概略図である。
とができる装置の第10の概略図である。
【図20】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第11の概略図である。
とができる装置の第11の概略図である。
【図21】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第12の概略図である。
とができる装置の第12の概略図である。
【図22】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第13の概略図である。
とができる装置の第13の概略図である。
【図23】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第14の概略図である。
とができる装置の第14の概略図である。
【図24】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第15の概略図である。
とができる装置の第15の概略図である。
【図25】本発明の微粒子の濃度定量方法を適用するこ
とができる装置の第16の概略図である。
とができる装置の第16の概略図である。
【図26】本発明の微粒子の濃度定量によるCaCO3
の懸濁液の赤外吸収スペクトルの図である。
の懸濁液の赤外吸収スペクトルの図である。
【図27】本発明の微粒子の濃度定量によるCaCO3
の懸濁液の赤外吸収スペクトルから求めた検量線の図で
ある。
の懸濁液の赤外吸収スペクトルから求めた検量線の図で
ある。
1 濃度定量装置 2 光源 3,4 光学系 5 分光器 6 検出器 7 測定装置 10 配管 11 採取管 11a,11b,11c,11d 採取口 12 蓄液容器 13,15,25 バルブ 14 測定セル 16 管 17 排出管 18 撹拌装置 19,26 ペリスタルティックポンプ 20 駆動制御装置 21 駆動機構 22 導入管 23 フレキシブルジョイント 24 同心円多層配管
Claims (9)
- 【請求項1】 配管内の液体を、配管内の位置に応じて
選別して採取する行程と、採取した液体中の微粒子に赤
外領域の光を入射し、得られる透過光又は反射光から波
長毎に吸収強度を測定する工程と、既知組成の微粒子の
濃度と赤外領域光の吸収強度の関係を用いて、測定した
吸収強度から液体中の微粒子濃度を求める工程とを含
み、微粒子の配管内位置と微粒子の組成および濃度を求
めることを特徴とする配管内微粒子の測定方法。 - 【請求項2】 液体を採取した配管内位置と該位置にお
ける微粒子濃度から、配管内の微粒子の濃度分布を求め
ることを特徴とする請求項1記載の配管内微粒子の測定
方法。 - 【請求項3】 前記微粒子の濃度と吸収強度の関係は、
濃度が既知の微粒子から得られる赤外領域光の吸収強度
を測定し、該吸収強度を用いて検量線により定めること
を特徴とする請求項1、又は2記載の配管内微粒子の測
定方法。 - 【請求項4】 配管内の液体を、配管内の位置に応じて
選別して採取する採取手段と、採取した液体に赤外領域
光を入射する光源と、吸収光の吸収強度を波長毎に測定
する吸収強度測定手段と、既知組成の微粒子濃度と赤外
領域光の吸収強度の関係を用いて、前記吸収強度測定手
段によって求めた吸収強度から配管内の微粒子濃度を求
める測定手段とを備えたことを特徴とする配管内微粒子
の測定装置。 - 【請求項5】 前記採取手段は、配管内の流水と、組成
と濃度が既知の微粒子を含む液体とを選択的に導入する
手段を備え、前記測定手段は、組成と濃度が既知の微粒
子を含む液体を用いて、組成と濃度が既知の微粒子に対
する波長毎の吸収強度を求める手段を備えることを特徴
とする請求項4記載の配管内微粒子の測定装置。 - 【請求項6】 前記測定手段は、液体を採取した配管内
位置と該位置における微粒子濃度とから、配管内の微粒
子の濃度分布を求める手段を備えることを特徴とする請
求項4、又は5記載の配管内微粒子の測定装置。 - 【請求項7】 前記採取手段は、配管内の液体と、組成
と濃度が既知の微粒子を含む液体とを選択的に導入する
手段を備え、前記測定手段は、組成と濃度が既知の微粒
子を含む液体を用いて、組成と濃度が既知の微粒子に対
する波長毎の吸収強度を求める手段を備えることを特徴
とする請求項4、5又は6記載の配管内微粒子の測定装
置。 - 【請求項8】 前記採取手段は、液体を導入する複数の
導入口を、配管内の径方向に配置したことを特徴とする
請求項4、5、6又は7記載の配管内微粒子の測定装
置。 - 【請求項9】 前記複数の導入口は、配管内において周
方向に回転することを特徴とする請求項7記載の配管内
微粒子の測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5112997A JPH10232203A (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 配管内微粒子の測定方法および測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5112997A JPH10232203A (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 配管内微粒子の測定方法および測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10232203A true JPH10232203A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=12878211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5112997A Withdrawn JPH10232203A (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 配管内微粒子の測定方法および測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10232203A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11352067A (ja) * | 1998-05-19 | 1999-12-24 | Agrovision Ab | 成分濃度判定装置および成分均一性判定装置 |
WO2003016881A3 (en) * | 2001-08-13 | 2004-01-22 | Particle Measuring Syst | Spectroscopic measurement of the chemical constituents of a cmp slurry |
JP2012251998A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-20 | Mitsubishi Chemicals Corp | コールタール又はコールタールピッチ類の溶剤不溶分の測定装置 |
JP2013231638A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 濃度測定装置及び脱硝装置 |
-
1997
- 1997-02-20 JP JP5112997A patent/JPH10232203A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11352067A (ja) * | 1998-05-19 | 1999-12-24 | Agrovision Ab | 成分濃度判定装置および成分均一性判定装置 |
JP4647046B2 (ja) * | 1998-05-19 | 2011-03-09 | マルバーン インストゥルメンツ リミテッド | 成分濃度判定装置、成分濃度判定方法および医薬製剤の製造方法 |
WO2003016881A3 (en) * | 2001-08-13 | 2004-01-22 | Particle Measuring Syst | Spectroscopic measurement of the chemical constituents of a cmp slurry |
JP2012251998A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-20 | Mitsubishi Chemicals Corp | コールタール又はコールタールピッチ類の溶剤不溶分の測定装置 |
JP2013231638A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 濃度測定装置及び脱硝装置 |
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---|---|---|---|
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