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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。カール・A・ボスバーグ・ジュニアによって最初に特許取得されたUS2807976A - 屈折計US2549402Aであるこれらの屈折計は、通常、流体の流れに沿って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。制御ボックスには通常、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が備わっています。センサーをプロセスのインラインに配置する代わりに、細いチューブで接続されたバイパス内に配置することもできます。
この測定は、化学・精製、パルプ・製紙、食品、砂糖、医薬品といった産業におけるプロセス制御において、1世紀以上にわたり重要な要素となってきました。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、迅速かつ正確な対応が不可欠です。製品濃度の平均値の変動を抑えることで、コスト削減が可能になります。コスト削減額は、測定対象となる成分の価値に比例します。
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信されます。制御ボックスは、屈折率と温度に基づいて、あらかじめ定義された処理条件を考慮して、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、近年では、処理溶液の濃度、液体の密度、Brix、または機器用に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が使用されることが増えています。[ 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、透明な窓を通してプロセス溶液をスキャンし、溶液の屈折率に応じた値を出力します。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、校正ポイントが内蔵されており、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部分であり、配管の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・製紙業界[ 2 ] 、食品・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・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おいて、黒液中の固形分を正確に測定するために使用されます[ 4 ] 。食品・飲料業界では、インラインプロセス屈折計は、溶解固形分、多くの場合、Brix度で測定される糖度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中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、硫酸、ボイラー洗浄薬品プロセスに使用されます。