インラインプロセス屈折計

インラインプロセス屈折計は、パイプ内またはタンク内を流れる流体の連続測定用に設計された屈折計の一種です。Carl A. Vossberg Jr.によって最初に特許取得されたUS2807976A - 屈折計US2549402Aは、通常、流体の流れに沿ってインラインに配置されたセンサーと、制御ボックスで構成されています。制御ボックスは通常、デジタル表示に加え、ポンプやバルブを制御するための4～20mAのアナログ出力とリレー出力を備えています。センサーをプロセスのインラインに配置する代わりに、細いチューブでバイパスに設置することもできます。

この測定は、化学・精製、パルプ・紙、食品、砂糖、医薬品などの産業において、1世紀以上にわたりプロセス制御の重要な要素となっています。例えば、インライン濃度測定は、最終濃度をリアルタイムで予測するツールとして利用できます。生産を最適化するには、迅速かつ正確な応答が不可欠です。製品濃度の平均値の変動を低減することで、コスト削減が可能です。コスト削減は、測定対象成分の価値に大きく左右されます。

デジタルインラインプロセス屈折計センサーは、処理媒体の屈折率と温度を測定します。測定は、処理媒体における光の屈折、すなわち光源を用いた臨界屈折角に基づいています。測定された処理媒体の屈折率と温度は制御ボックスに送られます。制御ボックスは、あらかじめ設定されたプロセス条件を考慮し、屈折率と温度に基づいて処理液の濃度を計算します。出力は通常、4～20mAのDC出力ですが、最近では、処理液の濃度、液体の密度、ブリックス値、または機器で選択されたその他のスケールに比例したイーサネット信号として使用されるケースが増えています。 ^[1]

インラインプロセス屈折計は、インラインセンシングヘッド、電子コンソール、プロセスアダプタの3つの主要コンポーネントで構成されています。インラインセンシングヘッドはアダプタに取り付けられており、透明な窓を通してプロセス溶液をスキャンし、溶液の屈折率に対する相対値を出力するプリズムを備えています。電子コンソールには、すべての制御回路、マイクロプロセッサ、デジタルディスプレイ、キャリブレーションポイントが収容されており、センシングヘッドの信号を調整します。プロセスアダプタは、インラインセンシングヘッドとプロセス配管を機械的に接続するもので、配管サイズと用途に合わせて特別に設計されています。

インラインプロセス屈折計は、主にパルプおよび製紙業界、^[2]食品および飲料業界、^[3]製薬業界、化学業界で一貫性と品質を保証する手段として使用されています。パルプおよび製紙業界では、インラインプロセス屈折計は黒液回収ボイラーからのエネルギー回収に使用され、黒液中の固形物を正確に測定します。^[4]食品および飲料業界では、インラインプロセス屈折計は溶解固形物（ほとんどの場合、ブリックス度で測定される糖含有量）を測定するために使用されます。 製薬業界では、結晶化の重要なプロセスである過飽和時の濃度レベルを監視および制御するために使用されます。^{[5]化学業界では、}塩酸アプリケーション、硫酸アプリケーション、およびボイラー洗浄用化学薬品プロセスで使用されます。

参考文献

1. 「テクニック | 屈折計の動作原理 | LSC プロセス モニター」。
2. 「黒液蒸発測定用インライン屈折計」blog.electronmachine.com . 2018年8月23日閲覧。
3. 「ジュース濃縮処理用屈折計」blog.electronmachine.com . 2018年8月23日閲覧。
4. “Guidelines & Recommended Practices | blrbac.org”. blrbac.org . 2018年8月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年8月23日閲覧。
5. 「食品および医薬品加工用プロセス屈折計」blog.electronmachine.com . 2018年8月23日閲覧。