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塩分濃度測定装置 コモンズ

国内特許コード P160012849
整理番号 N15025
掲載日 2016年3月15日
出願番号 特願2015-163540
公開番号 特開2017-040602
出願日 平成27年8月21日(2015.8.21)
公開日 平成29年2月23日(2017.2.23)
発明者
  • 曽根原 誠
  • 佐藤 敏郎
  • ゲェン バン トアイ
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 塩分濃度測定装置 コモンズ
発明の概要 【課題】本発明は、純水から淡水、食塩水に至る塩分を含む水について、非接触で高感度に塩分濃度を測定できる塩分濃度測定装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る塩分濃度測定装置は、(イ)検出コイル15が、励磁コイル17の巻回の軸方向に対して対称に配置され互いに逆方向に巻回された一対の第1コイル部11と第2コイル部12からなり、(ロ)第1コイル部11の内周側に第1の容器13が配置され、第2コイル部12の内周側に液体試料16を収容する第2の容器14が配置され、(ハ)第1の容器13と第2の容器14は、材料が同じでかつ断面形状が同じであり、(ニ)測定部90が、励磁コイル17から発生する高周波磁界の信号電圧と検出コイル15に生ずる誘起電圧との間の位相差に基づいて液体試料16の塩分濃度を測定することを特徴とする。
【選択図】図5
従来技術、競合技術の概要


従来、様々な目的で塩分濃度測定が行われている。例えば、海水から脱塩処理して飲用水とする海水淡水化プロセスでは、3.5%の塩分濃度の海水を0.05%以下の塩分濃度の淡水とするため、脱塩処理後に塩分濃度を測定することが行われている。



このような塩分濃度測定を行うための一つの原理として、電気伝導率測定法がある。塩分濃度と電気伝度率は、大まかに比例関係にあり、電気伝導率測定法はこの関係を利用して塩分濃度を求めるものである。例えば、塩分濃度が0.05%のときは、電気伝導率σは0.1S/mである。



液体の電気伝導率σの測定方法に種々の方法がある。例えば、特許文献1には、一対の電極間に高周波交流電圧を印加し、この電極間に配置された液体試料の抵抗値が液体試料に含まれる塩分の量に応じて変化することを利用して、塩分濃度を測定する塩分濃度測定回路が開示されている。



しかしながら、特許文献1に記載されている塩分濃度測定回路は、測定部を液体中に入れるため、電極と試料との相互間の接触抵抗によって測定値が影響を受けやすいという問題があり、またメンテナンスや安全性の問題もある。



また、特許文献2には、管の周りに巻回された励起コイルと共振コイルを有する装置において、共振コイルの共振特性を検出することにより、管を通る流体流中の塩分の濃度を測定できることが開示されている。



しかしながら、特許文献2に記載されている方法は、淡水のような僅かな塩分を含む水に対して感度が十分でないという問題がある。

産業上の利用分野


本発明は、液体中の塩分の濃度を測定する装置に関する。さらに詳しくは、純水から淡水、食塩水などの塩分を含む水において、非接触で電気伝導率σを検出して水の中の塩分の濃度を高感度に測定できる装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
液体試料を収容する容器、励磁コイルおよび検出コイルを有する検出部と、前記励磁コイルに電流を印加し高周波磁界を発生させる高周波発生部と、前記高周波磁界により前記検出コイルに生ずる誘起電圧に基づいて前記液体試料中の塩分の濃度を測定する測定部とを備える塩分濃度測定装置であって、
前記検出コイルは、前記励磁コイルの巻回の軸方向に対して対称に配置され互いに逆方向に巻回された一対の第1コイル部と第2コイル部からなり、
前記第1コイル部の内周側に第1の容器が配置され、
前記第2コイル部の内周側に前記液体試料を収容する第2の容器が配置され、
前記第1の容器の材料は、前記第2の容器と同じであり、かつ
前記第1の容器の前記第1コイル部の巻回の軸方向に垂直な断面の形状が、前記第2の容器の前記第2コイル部の巻回の軸方向に垂直な断面の形状と同じであり、
前記測定部は、前記高周波磁界の信号電圧と前記検出コイルに生ずる誘起電圧との間の位相差に基づいて前記塩分の濃度を測定する
ことを特徴とする塩分濃度測定装置。

【請求項2】
前記第2の容器が絶縁体材料で構成されることを特徴とする請求項1に記載の塩分濃度測定装置。

【請求項3】
前記検出コイルが、前記励磁コイルの内周側中央に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の塩分濃度測定装置。

【請求項4】
前記高周波磁界の周波数を1MHzから100MHzの範囲で可変できることを特徴とする請求項2または3に記載の塩分濃度測定装置。

【請求項5】
前記第2の容器の端が開放されていることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の塩分濃度測定装置。

【請求項6】
前記第1コイル部もしくは前記第2コイル部の一方に、または前記第1コイル部および前記第2コイル部の両方に、タップを設け、前記第1コイル部と前記第2コイル部の巻き数と断面積の積の比を可変できることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の塩分濃度測定装置。

国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015163540thum.jpg
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