JP2008268154A - Method and apparatus for measuring dissolved gas concentration - Google Patents
Method and apparatus for measuring dissolved gas concentration Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008268154A JP2008268154A JP2007115240A JP2007115240A JP2008268154A JP 2008268154 A JP2008268154 A JP 2008268154A JP 2007115240 A JP2007115240 A JP 2007115240A JP 2007115240 A JP2007115240 A JP 2007115240A JP 2008268154 A JP2008268154 A JP 2008268154A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- dissolved
- concentration
- dissolved gas
- gas concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
【課題】液体(溶液)中に溶解しているガスの濃度を短時間に正確に測定することができる溶存ガス濃度測定方法および装置を実現する。
【解決手段】予め、ガスが溶解している液体10の液流を溶存ガスセンサー1の気体透過膜7に作用させて気化分離してガス検出器3によってガス濃度を検出する測定をガス分圧が平衡状態になるまで行って測定経過時間と対にして保持する基準データ取得を行い、ガス濃度の実測では、被測定液体10を通水ポンプによって基準データ取得時の液流と等しい流速に速めて溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させてガス検出器にガス濃度を検出する実測の途中において、実測データと基準データから比濃度を求めて比較し、両比濃度が整合したときには実測データに基づいて平衡状態における溶存ガス濃度を推定する。
【選択図】図3To provide a dissolved gas concentration measuring method and apparatus capable of accurately measuring the concentration of a gas dissolved in a liquid (solution) in a short time.
Gas partial pressure is measured by measuring a gas concentration by a gas detector by causing a liquid flow in which a gas is dissolved to act on a gas permeable membrane of a dissolved gas sensor and evaporating and separating the gas flow. The reference data to be stored is paired with the measurement elapsed time until it reaches an equilibrium state, and in the actual measurement of the gas concentration, the measured liquid 10 is accelerated by the water pump to a flow velocity equal to the liquid flow at the time of the reference data acquisition. In the middle of the actual measurement of the gas concentration detected by the gas detector by acting on the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor, the specific concentration is obtained and compared from the actual measurement data and the reference data. Based on this, the dissolved gas concentration in the equilibrium state is estimated.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、液体(溶液)中に溶解しているガス(気体)の濃度を測定する溶存ガス濃度測定方法および装置に関する。 The present invention relates to a dissolved gas concentration measuring method and apparatus for measuring the concentration of a gas (gas) dissolved in a liquid (solution).
溶液中に溶解しているガスの濃度(ガス分圧)を測定する溶存ガスセンサーは、溶液中に溶解しているガスを気体透過膜(メンブレン)によって気化分離し、分離したガスをガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を測定する構成である。 The dissolved gas sensor that measures the concentration (gas partial pressure) of the gas dissolved in the solution vaporizes and separates the gas dissolved in the solution with a gas permeable membrane (membrane), and the separated gas is a gas detector. Thus, the gas concentration is measured by converting into an electric signal.
このような溶存ガスセンサーを用いて溶液中に溶解している溶存ガスの濃度を測定するガス濃度測定方法および装置では、気体透過膜の界面に発生する気相と液相の境膜物質抵抗の存在により、気体透過膜を透過するガスの透過速度が低く、溶存ガスの濃度を正確に測定することができるようになるまでには極めて長時間(例えば、約11時間)を要する問題がある。 In the gas concentration measurement method and apparatus for measuring the concentration of dissolved gas dissolved in a solution using such a dissolved gas sensor, the gas phase and liquid phase boundary material resistance generated at the interface of the gas permeable membrane is measured. Due to the existence, there is a problem that the permeation rate of the gas passing through the gas permeable membrane is low, and it takes an extremely long time (for example, about 11 hours) before the concentration of the dissolved gas can be accurately measured.
このような問題を解決するために、溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させる溶液の流速を速めることにより、溶存ガス濃度の測定時間を短縮する方法が提案されている。しかしながら、地下水に溶解しているガスの濃度を測定するために、このような溶存ガスセンサーを内蔵する測定装置をボーリング孔内に垂下して地下水に溶解しているガスの濃度を測定する構成では、気体透過膜に作用させる地下水の流速を速めようとすると、狭隘な孔内で多量の地下水が移動して該孔内の地下水を撹乱してしまうことにより測定精度が低下(不安定化)する問題がある。 In order to solve such a problem, a method has been proposed in which the measurement time of the dissolved gas concentration is shortened by increasing the flow rate of the solution acting on the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor. However, in order to measure the concentration of gas dissolved in groundwater, a measurement device that incorporates such a dissolved gas sensor is suspended in the borehole to measure the concentration of gas dissolved in groundwater. When trying to increase the flow rate of groundwater acting on the gas permeable membrane, a large amount of groundwater moves in a narrow hole and disturbs the groundwater in the hole, resulting in a decrease in measurement accuracy (stabilization). There's a problem.
本発明の1つの目的は、液体(溶液)中に溶解しているガスの濃度を短時間に正確に測定することができる溶存ガス濃度測定方法および装置を提案することにある。 One object of the present invention is to propose a dissolved gas concentration measuring method and apparatus capable of accurately measuring the concentration of a gas dissolved in a liquid (solution) in a short time.
本発明の他の目的は、溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させる溶液の流速を好ましい状態で発生させることにある。具体的には、気体透過膜に作用させる溶液の流速を速めることによる周囲の溶液の撹乱を軽減することにある。 Another object of the present invention is to generate a flow rate of a solution to be applied to a gas permeable membrane of a dissolved gas sensor in a preferable state. Specifically, it is to reduce disturbance of the surrounding solution by increasing the flow rate of the solution acting on the gas permeable membrane.
本発明の溶存ガス濃度測定方法は、ガスが溶解している液体を溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて気化分離して該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換して溶存ガス濃度を測定する溶存ガス濃度測定方法において、
予め、ガスが溶解している液体の液流を前記溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて気化分離して該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を検出する測定をガス分圧が平衡状態になるまで行って測定経過時間と対にして保持する基準データ取得を行い、
ガス濃度の実測では、被測定液体の流速を通水ポンプによって前記基準データ取得時の液流と等しい流速に速めて前記溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を検出する実測の途中において、実測データと前記基準データから比濃度を求めて比較し、両比濃度が整合したときには前記実測データに基づいて平衡状態における溶存ガス濃度を推定することを特徴とする。
In the dissolved gas concentration measuring method of the present invention, the liquid in which the gas is dissolved is allowed to act on the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to be vaporized and separated and converted into an electric signal by the gas detector in the dissolved gas sensor. In the dissolved gas concentration measurement method for measuring gas concentration,
In advance, the liquid flow in which the gas is dissolved is allowed to act on the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to be vaporized and separated, and converted into an electric signal by the gas detector in the dissolved gas sensor to detect the gas concentration. Perform the measurement until the gas partial pressure is in an equilibrium state and acquire the reference data to be held in combination with the measurement elapsed time.
In the actual measurement of the gas concentration, the flow rate of the liquid to be measured is increased to a flow rate equal to the liquid flow at the time of acquisition of the reference data by the water pump and is applied to the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to detect the gas in the dissolved gas sensor. In the middle of the actual measurement to detect the gas concentration by converting it into an electric signal by the vessel, the specific concentration is obtained from the actual measurement data and the reference data and compared, and when the two specific concentrations match, the dissolved in the equilibrium state based on the actual measurement data The gas concentration is estimated.
また、本発明の溶存ガス濃度測定装置は、ガスが溶解している液体を溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて気化分離して該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換して溶存ガス濃度を測定する溶存ガス濃度測定装置において、
予め、ガスが溶解している液体の液流を前記溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて気化分離して該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を検出する測定をガス分圧が平衡状態になるまで行って測定経過時間と対にして保持する基準データ取得を行い、
ガス濃度の実測では、被測定液体の流速を通水ポンプによって前記基準データ取得時の液流と等しい流速に速めて前記溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を検出する実測の途中において、実測データと前記基準データから比濃度を求めて比較し、両比濃度が整合したときには前記実測データに基づいて平衡状態における溶存ガス濃度を推定する制御装置を設けたことを特徴とする。
Further, the dissolved gas concentration measuring device of the present invention causes the liquid in which the gas is dissolved to act on the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to be vaporized and separated and converted into an electric signal by the gas detector in the dissolved gas sensor. In the dissolved gas concentration measuring device that measures the dissolved gas concentration,
In advance, the liquid flow in which the gas is dissolved is allowed to act on the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to be vaporized and separated, and converted into an electric signal by the gas detector in the dissolved gas sensor to detect the gas concentration. Perform the measurement until the gas partial pressure is in an equilibrium state and acquire the reference data to be held in combination with the measurement elapsed time.
In the actual measurement of the gas concentration, the flow rate of the liquid to be measured is increased to a flow rate equal to the liquid flow at the time of acquisition of the reference data by the water pump and is applied to the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to detect the gas in the dissolved gas sensor. In the middle of the actual measurement to detect the gas concentration by converting it into an electric signal by the vessel, the specific concentration is obtained from the actual measurement data and the reference data and compared, and when the two specific concentrations match, the dissolved in the equilibrium state based on the actual measurement data A control device for estimating the gas concentration is provided.
本発明は、液体(溶液)中に溶解しているガスの濃度を短時間に正確に測定することができる溶存ガス濃度測定方法および装置を実現することができる。 The present invention can realize a dissolved gas concentration measuring method and apparatus capable of accurately measuring the concentration of a gas dissolved in a liquid (solution) in a short time.
また、本発明は、溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させる溶液の流速を好ましい状態で発生させることができる。具体的には、気体透過膜に作用させる溶液の流速を速めることによる周囲の溶液の撹乱を軽減することができる。 Moreover, this invention can generate | occur | produce the flow rate of the solution made to act on the gas permeable film of a dissolved gas sensor in a preferable state. Specifically, disturbance of the surrounding solution due to increasing the flow rate of the solution acting on the gas permeable membrane can be reduced.
本発明の溶存ガス濃度測定方法は、ガスが溶解している液体を溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて気化分離して該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換して溶存ガス濃度を測定する溶存ガス濃度測定方法において、
予め、ガスが溶解している液体の液流を前記溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて気化分離して該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を検出する測定をガス分圧が平衡状態になるまで行って測定経過時間と対にして保持する基準データ取得を行い、
ガス濃度の実測では、被測定液体の流速を先端に前記気体透過膜に向けて開口する噴射ノズルを設けた円錐状のポンプ室内に円錐状のスクリュー型のインペラーを配置した通水ポンプによって前記基準データ取得時の液流と等しい流速に速めて前記溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を検出する実測の途中において、実測データと前記基準データから比濃度を求めて比較し、両比濃度が整合したときには前記実測データに基づいて平衡状態における溶存ガス濃度を推定する。
In the dissolved gas concentration measuring method of the present invention, the liquid in which the gas is dissolved is allowed to act on the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to be vaporized and separated and converted into an electric signal by the gas detector in the dissolved gas sensor. In the dissolved gas concentration measurement method for measuring gas concentration,
In advance, the liquid flow in which the gas is dissolved is allowed to act on the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to be vaporized and separated, and converted into an electric signal by the gas detector in the dissolved gas sensor to detect the gas concentration. Perform the measurement until the gas partial pressure is in an equilibrium state and acquire the reference data to be held in combination with the measurement elapsed time.
In the actual measurement of the gas concentration, the reference is measured by a water pump in which a conical screw-type impeller is disposed in a conical pump chamber provided with an injection nozzle that opens toward the gas permeable membrane at the tip of the flow rate of the liquid to be measured. In the course of the actual measurement to detect the gas concentration by accelerating the gas flow membrane of the dissolved gas sensor and converting it to an electric signal by the gas detector in the dissolved gas sensor by accelerating the flow velocity equal to the liquid flow at the time of data acquisition, The specific concentration is obtained from the measured data and the reference data and compared, and when the two specific concentrations match, the dissolved gas concentration in the equilibrium state is estimated based on the measured data.
また、本発明の溶存ガス濃度測定装置は、ガスが溶解している液体を溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて気化分離して該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換して溶存ガス濃度を測定する溶存ガス濃度測定装置において、
予め、ガスが溶解している液体の液流を前記溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて気化分離して該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を検出する測定をガス分圧が平衡状態になるまで行って測定経過時間と対にして保持する基準データ取得を行い、
ガス濃度の実測では、被測定液体の流速を先端に前記気体透過膜に向けて開口する噴射ノズルを設けた円錐状のポンプ室と、前記ポンプ室内に配置した円錐状のスクリュー型のインペラーを備えた通水ポンプによって前記基準データ取得時の液流と等しい流速に速めて前記溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を検出する実測の途中において、実測データと前記基準データから比濃度を求めて比較し、両比濃度が整合したときには前記実測データに基づいて平衡状態における溶存ガス濃度を推定する制御装置を設ける構成とする。
Further, the dissolved gas concentration measuring device of the present invention causes the liquid in which the gas is dissolved to act on the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to be vaporized and separated and converted into an electric signal by the gas detector in the dissolved gas sensor. In the dissolved gas concentration measuring device that measures the dissolved gas concentration,
In advance, the liquid flow in which the gas is dissolved is allowed to act on the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to be vaporized and separated, and converted into an electric signal by the gas detector in the dissolved gas sensor to detect the gas concentration. Perform the measurement until the gas partial pressure is in an equilibrium state and acquire the reference data to be held in combination with the measurement elapsed time.
For the actual measurement of the gas concentration, a conical pump chamber provided with an injection nozzle that opens toward the gas permeable membrane at the flow velocity of the liquid to be measured, and a conical screw-type impeller disposed in the pump chamber are provided. The flow rate is made equal to the liquid flow at the time of acquisition of the reference data by the water pump, and the gas permeation membrane of the dissolved gas sensor is made to act and converted into an electric signal by the gas detector in the dissolved gas sensor to change the gas concentration. In the middle of the actual measurement to be detected, a specific concentration is obtained from the actual measurement data and the reference data and compared, and when the two specific concentrations match, a control device is provided that estimates the dissolved gas concentration in the equilibrium state based on the actual measurement data. To do.
図1は、この実施例において使用する溶存ガスセンサーの縦断側面図である。 FIG. 1 is a longitudinal side view of a dissolved gas sensor used in this embodiment.
溶存ガスセンサー1は、円筒状の容器2内に、ガス検出器3と温度センサー4と制御回路を実装した制御回路基板5を水密状態に内蔵する。
The dissolved gas sensor 1 includes a control circuit board 5 in which a gas detector 3, a
溶解しているガスの濃度を検出する溶液を作用させる容器2の端面には焼結金属で形成した支持体6で支持するように気体透過膜(シリコン分離膜)7を設置し、その内側に気体透過膜7と支持体6を透過したガスを感知するガス検出器3を配置する。
A gas permeable membrane (silicon separation membrane) 7 is installed on the end face of the
ガス検出器3は、溶液(水)に溶解しているメタンガスの濃度測定に、熱伝導率型の検出器が適しているが、その他の形態の検出器を採用することも可能である。 As the gas detector 3, a thermal conductivity type detector is suitable for measuring the concentration of methane gas dissolved in a solution (water), but other types of detectors may be employed.
ガス検出器3と温度センサー4は、制御処理回路基板(制御処理回路)5に接続し、防水コネクター8を介して検出ケーブル9に接続する。
The gas detector 3 and the
この溶存ガスセンサー1は、1000mもの高深度の溶液(地下水)中でのガス濃度測定に使用されるので、各部品やその組み合わせ部はそのような溶液中での高液圧に対応することができるように構成する。 Since this dissolved gas sensor 1 is used for gas concentration measurement in a solution (groundwater) as deep as 1000 m, each component and its combination part can correspond to the high hydraulic pressure in such a solution. Configure as you can.
この溶存ガスセンサー1は、詳しくは後述するように、気体透過膜7に被検出溶液10を作用させると該溶液10中に溶解しているガスが気体透過膜7によって気化分離して支持体6を透過してガス検出器2に到達することにより該ガス検出器2によってガス濃度を検出するように機能する。溶存ガス濃度は、ヘンリーの法則に従うものとして、制御処理回路基板5においてガス分圧と温度から変換して求める。
As will be described in detail later, the dissolved gas sensor 1 is configured such that when a
図2は、前述した溶存ガスセンサー1において気体透過膜7に作用させる溶液10の流量を変えたときの測定特性であり、経過時間と測定される比濃度の関係を示している。溶液10は、メタンガスが溶解している水である。
FIG. 2 shows the measurement characteristics when the flow rate of the
特性曲線aは、気体透過膜7に作用させる溶液10の流量が0ml/minのとき、特性曲線bは流量が10ml/minのとき、特性曲線cは流量が45ml/minのとき、特性曲線dは流量が90ml/minのときのものである。
The characteristic curve a is characteristic curve d when the flow rate of the
図3は、前記溶存ガスセンサーを使用した溶存ガス濃度測定装置の側面図であり、(a)は要部縦断側面図、(b)は、外カバー(通水性カバー)の一部を開披して示す一部開披側面図である。 FIG. 3 is a side view of a dissolved gas concentration measuring device using the dissolved gas sensor, where (a) shows a longitudinal side view of the main part, and (b) shows a part of an outer cover (water-permeable cover). It is a partially opened side view shown.
この実施例1における溶存ガス濃度測定装置11は、両端をコーン状端蓋12,13で閉じた円筒状の通水性カバー14で構成した細長い測定容器15内に溶存ガスセンサー1と通水ポンプ16とポンプ駆動モータ17と制御箱18を収納した構成である。
The dissolved gas
通水性カバー14は、円筒状の周壁に設けた多数の通水孔14aによって溶液10を内外に流通させる液流を分散して緩やかな内外流通液流にするように機能する構成である。
The water-
溶存ガスセンサー1は、気体透過膜7を上向きにして測定容器15内の下部に位置するようにジャケット19に嵌着し、このジャケット19の上方には、ポンプ駆動モータ17によって駆動されて前記気体透過膜7に向けて溶液10を噴射する通水ポンプ16を嵌着する。そして、このようにジャケット19によって一体的に構成した溶存ガスセンサー1と通水ポンプ16とポンプ駆動モータ17のユニットは、通水性カバー14の周壁との間に間隙を介在させるように該通水性カバー14内に設置する。
The dissolved gas sensor 1 is fitted to a
通水ポンプ16は、先端に前記気体透過膜7に向けて開口する噴射ノズル16aを設けた円錐状のポンプ室16b内に円錐状のスクリュー型のインペラー16cを配置して該インペラー16cをポンプ駆動モータ17の回転軸17aによって回転駆動することにより、ポンプ室16bの大径側部分に連通するようにジャケット19の上方部位に形成した吸液スリット19aから溶液10をポンプ室16内に吸い込んで該ポンプ室16bの先端の噴射ノズル16aに向けて加圧する構成である。インペラー16cの先端部には上下方向を円錐形状に形成した整流器16dを設けることにより、噴射ノズル16aに供給する溶液10を流れを安定化する。
The
噴射ノズル16aは、溶存ガスセンサー1の気体透過膜7に作用させる溶液10の速い液流の発生を少量の溶液10によって実現することを可能にする。
The
通水ポンプ16の噴射のズル16aから噴射されて溶存ガスセンサー1の気体透過膜7に当って拡散した溶液10は、ジャケット19の前記上方部位から離れた下方部位に設けた排液スリット19bを通して排出する。
The
制御箱18は、測定容器15の上部に位置するように内蔵し、溶存ガスセンサー1から導出した検出ケーブル9は、ジャケット19によって一体的に構成した溶存ガスセンサー1と通水ポンプ16とポンプ駆動モータ17のユニットの外周と通水性カバー14の間の間隙を通して制御箱18に接続し、ポンプ駆動モータ17はポンプ制御ケーブル20によって制御箱18に接続し、制御箱18から導出した外部接続ケーブル21は、コーン状端蓋12を貫通させて外部(地上)の主制御装置22に接続するように延伸させる。
The
この溶存ガス濃度測定装置11は、1000mもの高深度の溶液(地下水)中でガス濃度の測定を行うので、そのような溶液中での高液(水)圧に対応することができるように構成する。
Since the dissolved gas
主制御装置22は、制御処理回路基板5やポンプ駆動モータ17や制御箱18に給電する電源装置22aと計測制御や検出データの処理を実行する情報処理装置(小型コンピュータ)22bを備える。
The
次に、通水ポンプ16によって溶存ガスセンサー1の気体透過膜7に作用させる溶液10の好ましい流速について説明する。
Next, a preferable flow rate of the
図4は、ポンプ駆動モータ17に印加する印加電圧と通水ポンプ16の噴射ノズル16aから噴射する溶液10の流量の関係を示す特性図、図5は、ポンプ駆動モータ17に印加する印加電圧と通水ポンプ16の噴射ノズル16aから噴射する溶液10の流速の関係を示す特性図であり、それぞれ、溶液10はメタンガスが溶解している水であり、噴射ノズル16aの開口径φが2mmと4mmの場合を示している。
4 is a characteristic diagram showing the relationship between the applied voltage applied to the
通水ポンプ16の噴射ノズル16aから噴射する水10の流量は、図4に示すように、ポンプ駆動モータ17に印加する印加電圧の上昇に伴って増加し、流速は、図5に示すように、ポンプ駆動モータ17に印加する印加電圧の上昇に伴って増加する。
As shown in FIG. 4, the flow rate of the
このように少ない流量で速い流速の水(溶液)10を溶存ガスセンサー1の気体透過膜7に作用させる水流発生装置は、円錐状のポンプ室16bと円錐状のスクリュー型のインペラー16cを組み合わせて水10を加圧して小径の噴射ノズル16aから気体透過膜7に向けて噴射するように構成した通水ポンプ16が好適であり、噴射ノズル16aの先端の開口径ψは、2〜4mm程度が実用的である。
In this way, the water flow generating device that causes the water (solution) 10 having a small flow rate and a high flow rate to act on the gas
また、このような水流発生装置は、単純な装置構成であることから、装置の小型化が容易であり、耐水圧性能の確保も容易である。 Moreover, since such a water flow generator has a simple device configuration, it is easy to downsize the device, and it is also easy to ensure water pressure resistance.
そして、このような溶存ガス濃度測定装置11は、狭隘なボーリング孔内に垂下して地下水に溶解しているガスの濃度を測定する場合に、気体透過膜7に作用させる水の流速を速めても、前記通水性カバー10の液流緩和作用も機能することにより、狭隘な孔内で移動する地下水は少量,低水流で済むことから該孔内の地下水を撹乱して測定精度が不安定になるようなことがない。
Such a dissolved gas
次に、この溶存ガス濃度測定装置11を使用した溶存ガス測定方法について説明する。この実施例における溶存ガス測定方法は、溶存ガス濃度測定装置11を使用した溶存ガス測定の途中までの検出データに基づいて溶液10中のガス濃度(またはガス分圧)を推定する方法である。この測定(推定)は、主制御装置22における情報処理装置が実行する測定処理プログラムによる支援によって実施する。
Next, a dissolved gas measuring method using the dissolved gas
同一の溶存ガスセンサー1の気体透過膜7に溶液10の液流を作用させることにより該溶液10に溶解しているガスの濃度を測定するとき、気体透過膜7に作用する溶液10の液流が同一であると、ガス検出器3が検出するガスの比濃度(ガス分圧比)と測定時間の関係は、図6に示すように、溶液10中の溶存ガス濃度の違いによらずに一義的な関係を示す。ここで、比濃度,分圧比は、ガス検出器3の測定(検出)値を平衡状態、つまり、溶液10中のガス濃度とガス検出器3の測定(検出)濃度が等しくなり定常状態に至ったときの値で正規化して得られる値のことである。従って、図7に示すように、予め溶存ガス測定装置11によって平衡状態になるまでの基準データを取得しておき、実測するときの測定途中の段階において該途中段階までの実測データから求めた実測比濃度と予め取得しておいた基準データから求めた基準比濃度を比較し、両者が等しくなれば、基準データの検出特性と途中までの実測データに基づいて定常状態に至るときのガス濃度を推定することができる。
When the concentration of the gas dissolved in the
図8は、このようにして溶存ガスを測定および推定する方法と該方法を支援するために主制御装置22における情報処理装置22bが実行する処理のブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram of the method for measuring and estimating the dissolved gas in this way and the processing executed by the
まず、基準データを取得するための処理について説明する。 First, a process for acquiring reference data will be described.
ステップS101
通水ポンプ16を起動して溶存ガス濃度測定装置11における溶存ガスセンサー1の気体透過膜7に向けて実測と等しい条件で溶液10の液流を継続的に作用させる。
Step S101
The
ステップS102
所定の経過時間毎に溶存ガスセンサー1から検出データ(ガス濃度検出信号)を取得して経過時間と対にして保持する。
Step S102
Detection data (gas concentration detection signal) is acquired from the dissolved gas sensor 1 at every predetermined elapsed time and stored in pairs with the elapsed time.
ステップS103
検出データ(検出ガス濃度)が平衡状態(溶液10中に溶解しているガスの濃度)に到達したかどうかを監視して処理を分岐する。検出データが平衡状態に未達のときにはステップS102に戻る。
Step S103
The process branches after monitoring whether the detection data (detection gas concentration) has reached an equilibrium state (the concentration of the gas dissolved in the solution 10). When the detected data does not reach the equilibrium state, the process returns to step S102.
ステップS104
検出データが平衡状態に到達したときには、ステップS102で保持した検出データを基準データとして取得して保持する。
Step S104
When the detection data reaches the equilibrium state, the detection data held in step S102 is acquired and held as reference data.
ステップS105
通水ポンプ16の運転を停止して基準データの取得を終了する。
Step S105
The operation of the
次に、溶液10に溶解している溶存ガスの実測および推定について説明する。
Next, actual measurement and estimation of the dissolved gas dissolved in the
ステップS201
溶存ガス濃度を測定する被測定溶液10中に溶存ガス濃度測定装置11を投入し、通水ポンプ16を起動して溶存ガス濃度測定装置11における溶存ガスセンサー1の気体透過膜7に向けて溶液10の液流を継続的に作用させる。
Step S201
A dissolved gas
ステップS202
所定の経過時間毎に溶存ガスセンサー1から検出データ(実測ガス濃度検出信号)を取得して経過時間と対にして保持する。
Step S202
Detection data (actually measured gas concentration detection signal) is obtained from the dissolved gas sensor 1 every predetermined elapsed time and is stored in pairs with the elapsed time.
ステップS203
検出データ(実測ガス濃度)の比濃度(実測比濃度)を先に取得して保持している基準データ(基準ガス濃度)の基準比濃度と等しい経過時間において対比する。
Step S203
The specific concentration (measured specific concentration) of the detection data (actually measured gas concentration) is compared at the elapsed time equal to the reference specific concentration of the reference data (reference gas concentration) acquired and held in advance.
ステップS204
検出データの比濃度と基準データの比濃度が整合したかどうかを監視して処理を分岐する。両比濃度が不整合のときにはステップS202に戻る。
Step S204
The process branches after monitoring whether the specific concentration of the detection data matches the specific concentration of the reference data. If the two specific densities do not match, the process returns to step S202.
ステップS205
検出データの比濃度と基準データの比濃度が整合したときには、保持している実測ガス濃度の値を表示する。後述するように測定ガス濃度を推定するときに好ましい推定精度を確保するためには、比濃度が0.5以上になるまで実測ガス濃度信号を取得することが望ましい。
Step S205
When the specific concentration of the detection data and the specific concentration of the reference data match, the value of the actually measured gas concentration held is displayed. As will be described later, in order to secure a preferable estimation accuracy when estimating the measurement gas concentration, it is desirable to acquire the measured gas concentration signal until the specific concentration becomes 0.5 or more.
ステップS206
取得した実測ガス濃度に基づいて平衡状態に到達したときの測定ガス濃度を推定して表示すると共に保持する。
Step S206
Based on the obtained measured gas concentration, the measured gas concentration when the equilibrium state is reached is estimated and displayed and held.
ステップS207
通水ポンプ16の運転を停止して溶存ガス濃度の実測および推定を終了する。
Step S207
The operation of the
1…溶存ガスセンサー、2…容器、3…ガス検出器、5…制御処理回路基板、7…気体透過膜、10…被検出溶液、11…溶存ガス濃度測定装置、14…通水性カバー、14a…通水孔、15…測定容器、16…通水ポンプ、16a…噴射ノズル、16b…ポンプ室、16c…インぺラー、16d…整流器、17…ポンプ駆動モータ、19…ジャケット、19a…吸液スリット、19b…排液スリット、22…主制御装置、22a…情報処理装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dissolved gas sensor, 2 ... Container, 3 ... Gas detector, 5 ... Control processing circuit board, 7 ... Gas permeable film, 10 ... Solution to be detected, 11 ... Dissolved gas concentration measuring apparatus, 14 ... Water-permeable cover, 14a DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Water flow hole, 15 ... Measurement container, 16 ... Water flow pump, 16a ... Injection nozzle, 16b ... Pump chamber, 16c ... Impeller, 16d ... Rectifier, 17 ... Pump drive motor, 19 ... Jacket, 19a ... Liquid absorption Slit, 19b ... Drain slit, 22 ... Main control device, 22a ... Information processing device.
Claims (4)
予め、ガスが溶解している液体の液流を前記溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて気化分離して該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を検出する測定をガス分圧が平衡状態になるまで行って測定経過時間と対にして保持する基準データ取得を行い、
ガス濃度の実測では、被測定液体の流速を通水ポンプによって前記基準データ取得時の液流と等しい流速に速めて前記溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を検出する実測の途中において、実測データと前記基準データから比濃度を求めて比較し、両比濃度が整合したときには前記実測データに基づいて平衡状態における溶存ガス濃度を推定することを特徴とする溶存ガス濃度測定方法。 A dissolved gas concentration measuring method for measuring a dissolved gas concentration by allowing a gas in which a gas is dissolved to act on a gas permeable membrane of a dissolved gas sensor to be vaporized and separated and converted into an electric signal by a gas detector in the dissolved gas sensor In
In advance, the liquid flow in which the gas is dissolved is allowed to act on the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to be vaporized and separated, and converted into an electric signal by the gas detector in the dissolved gas sensor to detect the gas concentration. Perform the measurement until the gas partial pressure is in an equilibrium state and acquire the reference data to be held in combination with the measurement elapsed time.
In the actual measurement of the gas concentration, the flow rate of the liquid to be measured is increased to a flow rate equal to the liquid flow at the time of acquisition of the reference data by the water pump and is applied to the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to detect the gas in the dissolved gas sensor. In the middle of the actual measurement to detect the gas concentration by converting it into an electric signal by the vessel, the specific concentration is obtained from the actual measurement data and the reference data and compared, and when the two specific concentrations match, the dissolved in the equilibrium state based on the actual measurement data A method for measuring a dissolved gas concentration, wherein the gas concentration is estimated.
予め、ガスが溶解している液体の液流を前記溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて気化分離して該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を検出する測定をガス分圧が平衡状態になるまで行って測定経過時間と対にして保持する基準データ取得を行い、
ガス濃度の実測では、被測定液体の流速を通水ポンプによって前記基準データ取得時の液流と等しい流速に速めて前記溶存ガスセンサーの気体透過膜に作用させて該溶存ガスセンサー内のガス検出器によって電気信号に変換してガス濃度を検出する実測の途中において、実測データと前記基準データから比濃度を求めて比較し、両比濃度が整合したときには前記実測データに基づいて平衡状態における溶存ガス濃度を推定する制御装置を設けたことを特徴とする溶存ガス濃度測定装置。 A dissolved gas concentration measuring device for measuring a dissolved gas concentration by allowing a gas in which a gas is dissolved to act on a gas permeable membrane of a dissolved gas sensor to be vaporized and separated and converted into an electric signal by a gas detector in the dissolved gas sensor In
In advance, the liquid flow in which the gas is dissolved is allowed to act on the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to be vaporized and separated, and converted into an electric signal by the gas detector in the dissolved gas sensor to detect the gas concentration. Perform the measurement until the gas partial pressure is in an equilibrium state and acquire the reference data to be held in combination with the measurement elapsed time.
In the actual measurement of the gas concentration, the flow rate of the liquid to be measured is increased to a flow rate equal to the liquid flow at the time of acquisition of the reference data by the water pump and is applied to the gas permeable membrane of the dissolved gas sensor to detect the gas in the dissolved gas sensor. In the middle of the actual measurement to detect the gas concentration by converting it into an electric signal by the vessel, the specific concentration is obtained from the actual measurement data and the reference data and compared, and when the two specific concentrations match, the dissolved in the equilibrium state based on the actual measurement data A dissolved gas concentration measuring device, comprising a control device for estimating a gas concentration.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007115240A JP4839425B2 (en) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | Method and apparatus for measuring dissolved gas concentration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007115240A JP4839425B2 (en) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | Method and apparatus for measuring dissolved gas concentration |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008268154A true JP2008268154A (en) | 2008-11-06 |
| JP4839425B2 JP4839425B2 (en) | 2011-12-21 |
Family
ID=40047837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007115240A Expired - Fee Related JP4839425B2 (en) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | Method and apparatus for measuring dissolved gas concentration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4839425B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009229154A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Ihi Corp | Dissolved gas concentration measuring sensor device for underwater robot |
| CN107884365A (en) * | 2017-12-14 | 2018-04-06 | 中国科学院深海科学与工程研究所 | A kind of deep-sea gas-detecting device based on partial pressure principle of mobile equilibrium |
| JP2021071385A (en) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | ニシム電子工業株式会社 | Measurement system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01311265A (en) * | 1988-06-10 | 1989-12-15 | Fujikura Ltd | Limiting current type dissolved gas sensor |
| JPH09281033A (en) * | 1996-04-12 | 1997-10-31 | Hitachi Cable Ltd | Dissolved gas detector in oil |
| JP2000065710A (en) * | 1998-08-17 | 2000-03-03 | Kurita Water Ind Ltd | Method and apparatus for measuring dissolved gas concentration in liquid |
| JP2005164575A (en) * | 2003-11-13 | 2005-06-23 | Riken Keiki Co Ltd | Gas detecting material and gas detecting apparatus suitable for the same |
| JP2006138653A (en) * | 2004-11-10 | 2006-06-01 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Method and apparatus for measuring dissolved gas concentration |
-
2007
- 2007-04-25 JP JP2007115240A patent/JP4839425B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01311265A (en) * | 1988-06-10 | 1989-12-15 | Fujikura Ltd | Limiting current type dissolved gas sensor |
| JPH09281033A (en) * | 1996-04-12 | 1997-10-31 | Hitachi Cable Ltd | Dissolved gas detector in oil |
| JP2000065710A (en) * | 1998-08-17 | 2000-03-03 | Kurita Water Ind Ltd | Method and apparatus for measuring dissolved gas concentration in liquid |
| JP2005164575A (en) * | 2003-11-13 | 2005-06-23 | Riken Keiki Co Ltd | Gas detecting material and gas detecting apparatus suitable for the same |
| JP2006138653A (en) * | 2004-11-10 | 2006-06-01 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Method and apparatus for measuring dissolved gas concentration |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009229154A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Ihi Corp | Dissolved gas concentration measuring sensor device for underwater robot |
| CN107884365A (en) * | 2017-12-14 | 2018-04-06 | 中国科学院深海科学与工程研究所 | A kind of deep-sea gas-detecting device based on partial pressure principle of mobile equilibrium |
| JP2021071385A (en) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | ニシム電子工業株式会社 | Measurement system |
| JP7326114B2 (en) | 2019-10-31 | 2023-08-15 | ニシム電子工業株式会社 | measuring system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4839425B2 (en) | 2011-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4839425B2 (en) | Method and apparatus for measuring dissolved gas concentration | |
| EP3179247A1 (en) | Methods and systems for selective hydrogen gas extraction for dissolved gas analysis applications | |
| US7318343B2 (en) | System for detecting gas in a wellbore during drilling | |
| US7040138B2 (en) | Method and device for the monitoring of gases | |
| RU2010102088A (en) | DEVICE, METHOD AND SOFTWARE PRODUCT FOR AUTOMATIC DETECTION AND DESTRUCTION OF GAS TUBES IN ELECTRIC SUBMERSIBLE PUMP | |
| JP2010534541A (en) | Dialysate circuit, dialysate device equipped with dialysate circuit, method for detecting air in dialysate flowing through dialysate circuit, and method of using gas sensor in dialysate circuit | |
| RU2015129773A (en) | FLOOD DETECTION USING A FLOW PROBE | |
| WO2005065750A8 (en) | System for detecting the status of a vent associated with a fluid supply upstream of an infusion pump | |
| EA201070137A1 (en) | METHOD OF MANAGING CREATING FOAM IN A WASHING MACHINE AND WASHING MACHINE FOR IMPLEMENTATION | |
| WO2008037929A3 (en) | Electrical impedance tomography method and device | |
| EP3312584A1 (en) | Continuous measurement method for hydrogen gas concentration and hydrogen gas concentration measurement device used in same | |
| KR100811684B1 (en) | Integral Hydrogen Gas and Water Concentration Detection Device | |
| CN107884365A (en) | A kind of deep-sea gas-detecting device based on partial pressure principle of mobile equilibrium | |
| JP4452851B2 (en) | Groundwater monitoring device and monitoring method | |
| EP3218922A1 (en) | A device for extracting volatile species from a liquid | |
| DE502004004491D1 (en) | Test of the functionality of a lambda probe | |
| KR102216366B1 (en) | Carbon dioxide sensing module, carbon dioxide measuring system using the same and method therefor | |
| CN105169754A (en) | Seawater gas detection device and detection method | |
| CN110988287A (en) | A water-gas separation device suitable for deep-water high-pressure environments | |
| CN102645520B (en) | Liquid detection device and control method thereof | |
| KR101646988B1 (en) | Headspace methane extraction residue system | |
| JP5742063B2 (en) | Method and apparatus for continuously determining the concentration of at least one CN compound in an aqueous solution | |
| JPH0747737Y2 (en) | Moisture measuring instrument for soil | |
| CN111665164B (en) | Determination of CO 2 Experimental device, system and method for mass transfer coefficient between oil and water | |
| CN105223245A (en) | A kind of chlorion biochemical analysis dry plate and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80 Effective date: 20070425 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090618 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20090618 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090818 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090618 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110809 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110831 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141014 Year of fee payment: 3 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |