JPH0623736B2 - 超音波濃度計 - Google Patents
超音波濃度計Info
- Publication number
- JPH0623736B2 JPH0623736B2 JP59271394A JP27139484A JPH0623736B2 JP H0623736 B2 JPH0623736 B2 JP H0623736B2 JP 59271394 A JP59271394 A JP 59271394A JP 27139484 A JP27139484 A JP 27139484A JP H0623736 B2 JPH0623736 B2 JP H0623736B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic wave
- signal
- receiver
- concentration
- ultrasonic
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/024—Analysing fluids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
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- G01N2291/02809—Concentration of a compound, e.g. measured by a surface mass change
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、試料液中に含まれる混濁物質の濃度を測定す
る超音波濃度計に関する。
る超音波濃度計に関する。
＜従来の技術＞ 試料液中に含まれるセメントや汚泥等の混濁物質の濃度
を測定する手段として超音波濃度計がある。この超音波
濃度計は、試料液中に超音波を発信する発信子と試料液
中を伝播した超音波を受信する受信子とが所定距離を保
って対向配置された濃度検出部を備える。そして、この
濃度検出部の発信子から試料液中に超音波を放射する
と、放射された超音波は試料液中の混濁物質の濃度に応
じた減衰を受ける。試料液中を伝播した超音波を受信子
で受信すると、受信子からは受信した超音波に対応した
受信信号が出力されるので、この受信信号の信号強度を
測定する。これにより試料液中の混濁物質の濃度が測定
される。
を測定する手段として超音波濃度計がある。この超音波
濃度計は、試料液中に超音波を発信する発信子と試料液
中を伝播した超音波を受信する受信子とが所定距離を保
って対向配置された濃度検出部を備える。そして、この
濃度検出部の発信子から試料液中に超音波を放射する
と、放射された超音波は試料液中の混濁物質の濃度に応
じた減衰を受ける。試料液中を伝播した超音波を受信子
で受信すると、受信子からは受信した超音波に対応した
受信信号が出力されるので、この受信信号の信号強度を
測定する。これにより試料液中の混濁物質の濃度が測定
される。
＜発明が解決しようとする問題点＞ 試料液の温度が変化すると、これに伴ない試料液中を伝
播する超音波の音速が変化する。そして、この音速の変
化は超音波の減衰係数の変化をもたらす。この結果、温
度変化は試料液の測定濃度の誤差となって現われる。
播する超音波の音速が変化する。そして、この音速の変
化は超音波の減衰係数の変化をもたらす。この結果、温
度変化は試料液の測定濃度の誤差となって現われる。
従来の超音波濃度計では、この温度変化の影響を補償す
る手段が何等設けられていなかったため、超音波の音速
の温度変化に伴なう影響が避けられないという難点があ
った。
る手段が何等設けられていなかったため、超音波の音速
の温度変化に伴なう影響が避けられないという難点があ
った。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、試料液濃度測定時の温度の影響を有効に補償できる
ようにすること目的とする。
て、試料液濃度測定時の温度の影響を有効に補償できる
ようにすること目的とする。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、上記の目的を達成するために、発信子に加わ
る励振駆動用の発信信号と受信子から出力される受信信
号とを共通に入力して前記試料液中を伝播する超音波の
伝播時間に対応したパルス幅を有する温度補正信号を出
力する温度補正回路を備えることを特徴としている。
る励振駆動用の発信信号と受信子から出力される受信信
号とを共通に入力して前記試料液中を伝播する超音波の
伝播時間に対応したパルス幅を有する温度補正信号を出
力する温度補正回路を備えることを特徴としている。
＜作用＞ 試料液中の超音波の伝播時間は温度補償回路によって伝
播時間に対応したパルス幅を有する温度補正信号に変換
される。従って、試料液の温度が変化すると、該試料液
中を伝播する超音波の音速も変化するが、この音速の変
化は結果的にパルス幅の変化となって現われることにな
る。従って、温度補正回路で得られた温度補正信号に基
づいて受信子から出力される試料液の濃度に対応する受
信信号を補正することができる。
播時間に対応したパルス幅を有する温度補正信号に変換
される。従って、試料液の温度が変化すると、該試料液
中を伝播する超音波の音速も変化するが、この音速の変
化は結果的にパルス幅の変化となって現われることにな
る。従って、温度補正回路で得られた温度補正信号に基
づいて受信子から出力される試料液の濃度に対応する受
信信号を補正することができる。
＜実施例＞ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例を示す超音波濃度計の構成図
である。同図において、符号１は超音波濃度計を示し、
２は濃度検出部、４はセメントや汚泥等の混濁物質を含
む試料液である。上記濃度検出部２は、試料液４を貯留
する容器６を備えるとともに、試料液４中に超音波を発
信する発信子８と試料液４中を伝播した超音波を受信す
る受信子１０とが所定距離を保って対向配置されて構成
される。１２は発信子８を励振駆動する発信信号を出力
する発振器、１４はオン／オフスイッチ、１６はオン／
オフスイッチ１４を動作させる切換パルスを発生する切
換パルス発生器、１８は発振器１２から出力される発信
信号を増幅する第１増幅器である。また、２０は受信子
１０から受波した超音波の強度に対応して出力される受
信信号を増幅する第２増幅器、２２は第２増幅器２０の
受信信号を整流する整流器、２４は整流器２２で整流さ
れた受信信号の試料液４の濃度にリニアに対応したＤＣ
電圧の濃度信号に変換して増幅出力する逆対数増幅器で
ある。
である。同図において、符号１は超音波濃度計を示し、
２は濃度検出部、４はセメントや汚泥等の混濁物質を含
む試料液である。上記濃度検出部２は、試料液４を貯留
する容器６を備えるとともに、試料液４中に超音波を発
信する発信子８と試料液４中を伝播した超音波を受信す
る受信子１０とが所定距離を保って対向配置されて構成
される。１２は発信子８を励振駆動する発信信号を出力
する発振器、１４はオン／オフスイッチ、１６はオン／
オフスイッチ１４を動作させる切換パルスを発生する切
換パルス発生器、１８は発振器１２から出力される発信
信号を増幅する第１増幅器である。また、２０は受信子
１０から受波した超音波の強度に対応して出力される受
信信号を増幅する第２増幅器、２２は第２増幅器２０の
受信信号を整流する整流器、２４は整流器２２で整流さ
れた受信信号の試料液４の濃度にリニアに対応したＤＣ
電圧の濃度信号に変換して増幅出力する逆対数増幅器で
ある。
さらに、この実施例の超音波濃度計１では、前記発信子
８に加わる励振駆動用の発信信号と前記受信子１０から
出力される受信信号とを共通に入力して試料液中を伝播
する超音波の伝播時間に対応したパルス幅を有する温度
補正信号を出力する温度補正回路２６が設けられてい
る。この温度補正回路２６は、発信子８に加わる励振駆
動用の発信信号を受けてトリガパルスを発生する第１ト
リガパルス発生器２８と、受信子１０から出力される受
信信号を受けてトリガパルスを発生する第２トリガパル
ス発生器３０と、第１、第２トリガパルス発生器２８、
３０からそれぞれ出力されるトリガパルスを入力するＲ
Ｓフリップフロップ３２と、ＲＳフリップフロップ３２
の出力信号のパルス幅をこれに対応したＤＣ電圧に変換
するパルス幅／電圧変換器３４と、このパルス幅／電圧
変換器３４から出力されるＤＣ電圧に一定比率の係数を
掛け算して温度補正信号に変換する掛け算器とからな
る。また、３８は逆対数増幅器２４から出力される濃度
信号に温度補正回路２６の掛け算回路３６から出力され
る温度補正信号を加算する加算器、４０は加算器３８か
ら出力される温度補正後のＤＣ電圧値を電流値に変換す
る電圧／電流変換器である。
８に加わる励振駆動用の発信信号と前記受信子１０から
出力される受信信号とを共通に入力して試料液中を伝播
する超音波の伝播時間に対応したパルス幅を有する温度
補正信号を出力する温度補正回路２６が設けられてい
る。この温度補正回路２６は、発信子８に加わる励振駆
動用の発信信号を受けてトリガパルスを発生する第１ト
リガパルス発生器２８と、受信子１０から出力される受
信信号を受けてトリガパルスを発生する第２トリガパル
ス発生器３０と、第１、第２トリガパルス発生器２８、
３０からそれぞれ出力されるトリガパルスを入力するＲ
Ｓフリップフロップ３２と、ＲＳフリップフロップ３２
の出力信号のパルス幅をこれに対応したＤＣ電圧に変換
するパルス幅／電圧変換器３４と、このパルス幅／電圧
変換器３４から出力されるＤＣ電圧に一定比率の係数を
掛け算して温度補正信号に変換する掛け算器とからな
る。また、３８は逆対数増幅器２４から出力される濃度
信号に温度補正回路２６の掛け算回路３６から出力され
る温度補正信号を加算する加算器、４０は加算器３８か
ら出力される温度補正後のＤＣ電圧値を電流値に変換す
る電圧／電流変換器である。
この超音波濃度計１を適用して試料液４中の混濁物質の
濃度を測定する場合の各部の動作を第２図に示すタイム
チャートを参照して説明する。
濃度を測定する場合の各部の動作を第２図に示すタイム
チャートを参照して説明する。
まず、切換パルス発生器１６からオン／オフスイッチ１
４に切換パルスが与えられると、オン／オフスイッチ１
４は、第２図(a)に示すように、切換パルスが与えられ
ている期間Ｔ１にのみオン状態を維持する。しかも、オ
ン／オフスイッチ１４の一つのオン期間から次のオン期
間までの時間間隔Ｔ２は濃度検出部２における超音波の
送受信期間を考慮して所定値Ｔ２に設定されている。従
って、オン／オフスイッチ１４は設定された時間間隔Ｔ
２でもって間欠的にオン／オフ動作を繰り返す。そし
て、オン／オフスイッチ１４がオン状態のときには、同
図(b)に示すように、発振器１２から出力された発信信
号が、オン／オフスイッチ１４を介して第１増幅器１８
で増幅された後、発振子８と第１トリガパルス発生器２
８とに加わる。発信信号が発信子８に加わると、発振子
８はこれにより励振駆動されて試料液４中に超音波を放
射する。試料液４中に放射された超音波は試料液４中の
混濁物質の濃度に応じた減衰を受ける。こうして、試料
液４中を伝播した超音波はある時間Ｔ３の後、受信子１
０で受信される。受信子１０は超音波を受信すると、同
図(c)に示すように、受信した超音波の強度に対応した
受信信号を出力する。この受信信号には、発信子８から
放射された超音波がそのまま受信子１０で受信されたも
のと、反射波となり発信子８、受信子１０間を１往復し
た後、あるいは数回往復した後受信子１０で受信された
ものとが現われる。
４に切換パルスが与えられると、オン／オフスイッチ１
４は、第２図(a)に示すように、切換パルスが与えられ
ている期間Ｔ１にのみオン状態を維持する。しかも、オ
ン／オフスイッチ１４の一つのオン期間から次のオン期
間までの時間間隔Ｔ２は濃度検出部２における超音波の
送受信期間を考慮して所定値Ｔ２に設定されている。従
って、オン／オフスイッチ１４は設定された時間間隔Ｔ
２でもって間欠的にオン／オフ動作を繰り返す。そし
て、オン／オフスイッチ１４がオン状態のときには、同
図(b)に示すように、発振器１２から出力された発信信
号が、オン／オフスイッチ１４を介して第１増幅器１８
で増幅された後、発振子８と第１トリガパルス発生器２
８とに加わる。発信信号が発信子８に加わると、発振子
８はこれにより励振駆動されて試料液４中に超音波を放
射する。試料液４中に放射された超音波は試料液４中の
混濁物質の濃度に応じた減衰を受ける。こうして、試料
液４中を伝播した超音波はある時間Ｔ３の後、受信子１
０で受信される。受信子１０は超音波を受信すると、同
図(c)に示すように、受信した超音波の強度に対応した
受信信号を出力する。この受信信号には、発信子８から
放射された超音波がそのまま受信子１０で受信されたも
のと、反射波となり発信子８、受信子１０間を１往復し
た後、あるいは数回往復した後受信子１０で受信された
ものとが現われる。
受信子１０から出力された受信信号は第２増幅器２０と
第２トリガパルス発生器３０とにそれぞれ入力される。
第２増幅器２０は入力された受信信号を増幅し、これを
次段の整流器２２に与える。整流器２２は入力された受
信信号をＤＣ電圧に整流する。整流化された受信信号
は、次いで逆対数増幅器２４に与えられる。逆対数増幅
器２４は整流器２２で整流された受信信号を試料液４の
濃度にリニアに対応するＤＣ電圧の濃度信号に変換す
る。
第２トリガパルス発生器３０とにそれぞれ入力される。
第２増幅器２０は入力された受信信号を増幅し、これを
次段の整流器２２に与える。整流器２２は入力された受
信信号をＤＣ電圧に整流する。整流化された受信信号
は、次いで逆対数増幅器２４に与えられる。逆対数増幅
器２４は整流器２２で整流された受信信号を試料液４の
濃度にリニアに対応するＤＣ電圧の濃度信号に変換す
る。
一方、第１トリガパルス発生器２８に発信子８を励振駆
動する発信信号が加わると、第１トリガパルス発生器２
８はトリガパルスを発生し、このトリガパルスがＲＳフ
リップフロップ３２のセット入力端子に与えられる。こ
れによりＲＳフリップフロップ３２がセットされ、ハイ
レベルの信号が出力される。また、第２トリガパルス発
生器３０に受信子１０から出力された受信信号が加わる
と、第２トリガパルス発生器３０はトリガパルスを発生
し、このトリガパルスがＲＳフリップフロップ３２のリ
セット入力端子に与えられる。これにより、ＲＳフリッ
プフロップ３２がリセットされ、ハイレベルの信号出力
がローレベルに反転する。従って、ＲＳフリップフロッ
プ３２からは、第２図(d)に示すように、試料液４中を
伝播する超音波の伝播時間Ｔ３に対応したパルス幅を有
する信号が出力されることになる。すなわち、ＲＳフリ
ップフロップ３２から出力される信号のパルス幅は温度
の関数となっているので、試料液４の温度が変化する
と、その温度変化はパルス幅の変化となって現われる。
ＲＳフリップフロップ３２の出力信号は次段のパルス幅
／電圧変換器３４によって、パルス幅に対応したＤＣ電
圧に変換される。パルス幅／電圧変換器３４でＤＣ電圧
に変換された信号は、さらに掛け算器３６に入力され
る。掛け算器３６は、パルス幅／電圧変換器３４の信号
出力に一定比率の係数を掛け算して温度補正信号に変換
する。そして、次段の加算器３８では逆対数増幅器２４
から出力される濃度信号に掛け算回路３６から出力され
る温度補正信号を加算し、これによって、濃度信号が温
度補正される。そして、加算器３８から出力された温度
補正後の信号は電圧／電流変換器４０によってこれに対
応した電流値に変換される。
動する発信信号が加わると、第１トリガパルス発生器２
８はトリガパルスを発生し、このトリガパルスがＲＳフ
リップフロップ３２のセット入力端子に与えられる。こ
れによりＲＳフリップフロップ３２がセットされ、ハイ
レベルの信号が出力される。また、第２トリガパルス発
生器３０に受信子１０から出力された受信信号が加わる
と、第２トリガパルス発生器３０はトリガパルスを発生
し、このトリガパルスがＲＳフリップフロップ３２のリ
セット入力端子に与えられる。これにより、ＲＳフリッ
プフロップ３２がリセットされ、ハイレベルの信号出力
がローレベルに反転する。従って、ＲＳフリップフロッ
プ３２からは、第２図(d)に示すように、試料液４中を
伝播する超音波の伝播時間Ｔ３に対応したパルス幅を有
する信号が出力されることになる。すなわち、ＲＳフリ
ップフロップ３２から出力される信号のパルス幅は温度
の関数となっているので、試料液４の温度が変化する
と、その温度変化はパルス幅の変化となって現われる。
ＲＳフリップフロップ３２の出力信号は次段のパルス幅
／電圧変換器３４によって、パルス幅に対応したＤＣ電
圧に変換される。パルス幅／電圧変換器３４でＤＣ電圧
に変換された信号は、さらに掛け算器３６に入力され
る。掛け算器３６は、パルス幅／電圧変換器３４の信号
出力に一定比率の係数を掛け算して温度補正信号に変換
する。そして、次段の加算器３８では逆対数増幅器２４
から出力される濃度信号に掛け算回路３６から出力され
る温度補正信号を加算し、これによって、濃度信号が温
度補正される。そして、加算器３８から出力された温度
補正後の信号は電圧／電流変換器４０によってこれに対
応した電流値に変換される。
なお、上記実施例の他、たとえば第３図に示すように、
第２増幅器２０、第２トリガパルス発生器３０と受信子
１０との間にオン／オフスイッチ４４を設けるととも
に、切換パルス発生器１６に遅延回路４２を設け、受信
子１０から出力される受信信号の内の反射波に基づくも
のを除去するように構成することも可能である。
第２増幅器２０、第２トリガパルス発生器３０と受信子
１０との間にオン／オフスイッチ４４を設けるととも
に、切換パルス発生器１６に遅延回路４２を設け、受信
子１０から出力される受信信号の内の反射波に基づくも
のを除去するように構成することも可能である。
＜発明の効果＞ 以上のように本発明によれば、試料液中の超音波の伝播
時間は温度補償回路によって伝播時間に対応したパルス
幅を有する温度補正信号に変換され、この温度補正信号
に基づいて受信子から出力される受信信号が補正され
る。従って、温度センサを特に設けなくても超音波の伝
播速度の温度変化に伴なう影響を有効に補償できる。こ
のため、従来に比べてより正確に試料液中の混濁物質の
濃度を測定できるようになる。
時間は温度補償回路によって伝播時間に対応したパルス
幅を有する温度補正信号に変換され、この温度補正信号
に基づいて受信子から出力される受信信号が補正され
る。従って、温度センサを特に設けなくても超音波の伝
播速度の温度変化に伴なう影響を有効に補償できる。こ
のため、従来に比べてより正確に試料液中の混濁物質の
濃度を測定できるようになる。
第１図は本発明の一実施例を示す超音波濃度計の構成
図、第２図は第１図の超音波濃度計の出力信号のタイム
チャート、第３図は本発明の応用例を示す超音波濃度計
の構成図である。 １……超音波濃度計、２……濃度検出部、４……試料
液、８……発振子、１０……受信子、２６……温度補正
回路。
図、第２図は第１図の超音波濃度計の出力信号のタイム
チャート、第３図は本発明の応用例を示す超音波濃度計
の構成図である。 １……超音波濃度計、２……濃度検出部、４……試料
液、８……発振子、１０……受信子、２６……温度補正
回路。
Claims (1)
- 【請求項１】試料液中に超音波を発信する発信子と試料
液中を伝播した超音波を受信する受信子とが所定距離を
保って対向配置された濃度検出部を備えた超音波濃度計
において、前記発信子に加わる励振駆動用の発信信号と
前記受信子から出力される受信信号とを共通に入力して
前記試料液中を伝播する超音波の伝播時間に対応したパ
ルス幅を有する温度補正信号を出力する温度補正回路を
備えることを特徴とする超音波濃度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59271394A JPH0623736B2 (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 超音波濃度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59271394A JPH0623736B2 (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 超音波濃度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61148365A JPS61148365A (ja) | 1986-07-07 |
| JPH0623736B2 true JPH0623736B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=17499450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59271394A Expired - Lifetime JPH0623736B2 (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 超音波濃度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623736B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5166991B2 (ja) * | 2008-06-25 | 2013-03-21 | パナソニック株式会社 | 浮遊粒子測定システム |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP59271394A patent/JPH0623736B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61148365A (ja) | 1986-07-07 |
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