(57)【要約】【課題】測定対象の液体が配向分極を有しているかどうかの判別と、有している場合には配向分極を定量的に取り扱うことができる液体物性の測定方法及び装置を提供する。【解決手段】測定対象の液体の屈折率及び比誘電率を測定し、測定した液体の屈折率をｎ、比誘電率をεｒとして、Ｐ＝（εｒ−ｎ２）／ｎ２の関係式から、前記液体中における配向分極物質の評価の指標となる指数Ｐを算出する。【選択図】図６
2010271123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の液体の屈折率及び比誘電率を測定し、
測定した前記液体の前記屈折率をｎ、前記比誘電率をεｒとして、
Ｐ＝（εｒ−ｎ２）／ｎ２
の関係式から、前記液体中における配向分極物質の評価の指標となる指数Ｐを算出する
ことを特徴とする液体物性の測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の液体物性の測定方法において、
前記指数の最大値をＰｍａｘ、前記指数が負数になる場合の補正値をＤとして、
Ｃ＝（（Ｐ＋Ｄ）／（Ｐｍａｘ＋Ｄ））×１００
の関係式から、前記液体中の前記配向分極物質の濃度Ｃを算出する
ことを特徴とする液体物性の測定方法。
【請求項３】
請求項２記載の液体物性の測定方法において、
前記液体は、複数の基材により構成されており、
前記指数の最大値は、複数の前記基材のそれぞれの前記指数のうちの最大値とする
ことを特徴とする液体物性の測定方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体物性の測定方法において、
前記屈折率及び前記比誘電率を測定時に前記液体の温度を測定し、前記屈折率及び前記比誘電率の測定値を、所定の温度における前記屈折率及び前記比誘電率に換算した後、前記指数を算出する
ことを特徴とする液体物性の測定方法。
【請求項５】
測定対象の液体の屈折率を測定する屈折率測定部と、
前記液体の比誘電率を測定する比誘電率測定部と、
前記屈折率測定部により測定した前記屈折率をｎ、前記比誘電率をεｒとして、
Ｐ＝（εｒ−ｎ２）／ｎ２
の関係式から、前記液体中における配向分極物質の評価の指標となる指数Ｐを算出する指数算出手段と
を有することを特徴とする液体物性の測定装置。
【請求項６】
請求項６記載の液体物性の測定装置において、
前記指数の最大値をＰｍａｘ、前記指数が負数になる場合の補正値をＤとして、
Ｃ＝（（Ｐ＋Ｄ）／（Ｐｍａｘ＋Ｄ））×１００
の関係式から前記液体中の配向分極物質の濃度Ｃを算出する濃度算出手段を更に有する
ことを特徴とする液体物性の測定装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の液体物性の測定装置において、
前記屈折率測定部及び前記比誘電率測定部は、同一の容器内に収納されている
ことを特徴とする液体物性の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体物性の測定方法及び装置に係り、特に、液体中の配向分極を測定する液体物性の測定方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油精製などの油を処理するプラントでは、経時的な油の物性の変化やそれに伴う運転条件の変動等をモニタするために、油の物性を測定する方法及び装置が求められている。
【０００３】
従来、油などの液体物性の測定方法としては、屈折率を利用する方法や、誘電率を利用する方法が知られている。
【０００４】
屈折率を利用する液体物性の測定方法としては、例えば特許文献１に、全反射型屈折率センサを用いた油種判別方法及び装置が提案されている。
【０００５】
また、静電誘電率を利用する液体物性の測定方法としては、例えば特許文献２に、電界のエネルギーにより電気分極した誘電性流体から電位差を検出することにより、誘電流体の成分・正常の変化を検出する方法及び装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−１１４５４７号公報
【特許文献２】特開２００１−２６４２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明者は、油の物性に関する検討を行う中で、油中の永久双極子が、油の汚れやプラントの運転条件の変動等に影響する可能性があると推察するに至った。このため、油の品質管理やプラントの運転条件のモニタを行ううえで、油中の永久双極子、すなわち配向分極の量をリアルタイムで測定することが重要であると考えている。
【０００８】
しかしながら、屈折率は、測定光が分子中の電子と相互作用した量を表す物理量である。このため、上述の屈折率を用いた液体物性の測定方法では、分子構造に起因した油中の配向分極の量を測定することはできなかった。
【０００９】
また、静電誘電率には、配向分極、イオン分極、電子分極の機構が重畳しており、これらを分離するためには、油に印加する電圧の周波数を低周波から光の領域まで、広範囲に走査しなくてはならなかった。このため、上述の誘電率を用いた液体物性の測定方法では、リアルタイムで油中の配向分極の量を測定することはできなかった。
【００１０】
本発明の目的は、測定対象の液体が配向分極を有しているかどうかの判別と、有している場合にはその配向分極を定量的に取り扱うことができる液体物性の測定方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、測定対象の液体の屈折率及び比誘電率を測定し、測定した前記液体の前記屈折率をｎ、前記比誘電率をεｒとして、Ｐ＝（εｒ−ｎ２）／ｎ２の関係式から、前記液体中における配向分極物質の評価の指標となる指数Ｐを算出することを特徴とする液体物性の測定方法によって達成される。
【００１２】
また、上述の液体物性の測定方法において、前記指数の最大値をＰｍａｘ、前記指数が負数になる場合の補正値をＤとして、Ｃ＝（（Ｐ＋Ｄ）／（Ｐｍａｘ＋Ｄ））×１００の関係式から、前記液体中の前記配向分極物質の濃度Ｃを算出するようにしてもよい。
【００１３】
また、上述の液体物性の測定方法において、前記液体は、複数の基材により構成されているときは、前記指数の最大値は、複数の前記基材のそれぞれの前記指数のうちの最大値としてもよい。
【００１４】
また、上述の液体物性の測定方法において、前記屈折率及び前記比誘電率を測定時に前記液体の温度を測定し、前記屈折率及び前記比誘電率の測定値を、所定の温度における前記屈折率及び前記比誘電率に換算した後、前記指数を算出するようにしてもよい。
【００１５】
また、上記目的は、測定対象の液体の屈折率を測定する屈折率測定部と、前記液体の比誘電率を測定する比誘電率測定部と、前記屈折率測定部により測定した前記屈折率をｎ、前記比誘電率をεｒとして、Ｐ＝（εｒ−ｎ２）／ｎ２の関係式から、前記液体中における配向分極物質の評価の指標となる指数Ｐを算出する指数算出手段とを有することを特徴とする液体物性の測定装置によっても達成される。
【００１６】
また、上述の液体物性の測定装置において、前記指数の最大値をＰｍａｘ、前記指数が負数になる場合の補正値をＤとして、Ｃ＝（（Ｐ＋Ｄ）／（Ｐｍａｘ＋Ｄ））×１００の関係式から前記液体中の配向分極物質の濃度Ｃを算出する濃度算出手段を更に有するようにしてもよい。
【００１７】
また、上述の液体物性の測定装置において、前記屈折率測定部及び前記比誘電率測定部は、同一の容器内に収納してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、屈折率及び比誘電率の測定によって、測定対象の液体中における配向分極物質の存在の指標となる配向分極指数を算出することができる。また、算出した配向分極指数から、配向分極物質の濃度を算出することができる。また、比誘電率の測定では、配向分極の成分が現れる特定の周波数における測定を行えばよく、測定電圧を広範囲に走査する必要がない。これにより、測定対象の液体中における配向分極物質の存在やその量を、リアルタイムで容易に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、配向分極物質を含まない物質における比誘電率と屈折率との関係を示すグラフである。
【図２】図２は、配向分極物質を含まない物質及び配向分極物質を含む物質における比誘電率と屈折率との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、配向分極指数とキシレン中のテトラリン濃度との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による液体物性の測定装置の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による液体物性の測定装置の他の例を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による液体物性の測定方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態による液体物性の測定方法及び装置について図１乃至図６を用いて説明する。
【００２１】
図１は、配向分極物質を含まない物質における比誘電率と屈折率との関係を示すグラフである。図２は、配向分極物質を含まない物質及び配向分極物質を含む物質における比誘電率と屈折率との関係を示すグラフである。図３は、配向分極指数とキシレン中のテトラリン濃度との関係を示すグラフである。図４は、本実施形態による液体物性の測定装置の一例を示す概略図である。図５は、本実施形態による液体物性の測定装置の他の例を示す概略図である。図６は、本実施形態による液体物性の測定方法を示すフローチャートである。
【００２２】
本実施形態による液体物性の測定方法は、測定対象のサンプル油の屈折率ｎと比誘電率εｒから配向分極物質の含有量の指標となる指数（配向分極指数）を求め、この指数の変動から配向分極物質の濃度を求めるものである。本願発明者は、この方法により短時間で配向分極物質の測定が可能となることを新たに見出し、本発明に想到した。
【００２３】
すなわち、本実施形態による液体物性の測定方法は、測定対象のサンプル油の屈折率ｎと比誘電率εｒを測定し、以下の式（１）から指数Ｐを算出し、算出した指数Ｐに基づいて配向分極物質の濃度を算出する方法である。
【００２４】
Ｐ＝（εｒ−ｎ２）／ｎ２      …（１）
一般に、配向分極物質を含まない物質は、屈折率ｎと比誘電率εｒとの間に、ｎ２＝εｒの関係を有している。すなわち、配向分極物質を含まない物質では、式（１）のＰは、ゼロとなる。
【００２５】
一方、配向分極物質を含む物質では、比誘電率εｒに、電子分極に起因する成分に加えて配向分極に起因する成分が重畳されるため、（εｒ−ｎ２）はゼロとはならず、配向分極の量に応じた特有の値を示すこととなる。この値を屈折率の２乗、ｎ２で除して規格化することにより、式（１）のＰの値に汎用性を持たせることができ、工業的に取り扱いやすい指標とすることができる。
【００２６】
したがって、式（１）で算出した物理量Ｐは、測定対象のサンプル油中に含まれる配向分極物質の配向分極の量を表す特有の値となる。そこで、本明細書では、この変数Ｐを、「配向分極指数」と呼ぶこととする。
【００２７】
本実施形態において使用する配向分極指数Ｐの物性的意味について、より詳しく説明する。
【００２８】
図１は、配向分極物質を含まない４種類のサンプル油について温度４０℃で測定した比誘電率εｒと屈折率ｎとの関係を示すグラフである。屈折率の測定は、アッベ屈折率計（波長５８９ｎｍ）を使用した。比誘電率εｒの測定では、測定電圧の周波数を１００ｋＨｚとした。横軸が屈折率の２乗を示し、縦軸が比誘電率εｒを示している。
【００２９】
図１の測定点（図中、●印）は、比誘電率εｒの低いものから、Ｃ１０のノルマルパラフィン（図中、ＮＰ−Ｃ１０）、Ｃ１２のノルマルパラフィン（図中、ＮＰ−Ｃ１２）、デカヒドロナフタレン（図中、デカリン）、ｐ−キシレン（図中、ｐ−Ｘｙ）を表している。
【００３０】
図示するように、図１に示す各サンプル油における比誘電率εｒと屈折率ｎの２乗は、正比例していることが判る。図１のデータから算出した回帰直線は、屈折率ｎの２乗をｘ、比誘電率εｒをｙとして、ｙ＝０．８９７１ｘ＋０．００６で表され、相関係数Ｒは、Ｒ＝０．９８９４であった。
【００３１】
図２は、図１のデータに加えて、配向分極物質を含むテトラリンを含む４種類のサンプル油について温度４０℃で測定した比誘電率εｒと屈折率ｎの２乗との関係を示すグラフである。比誘電率εｒの測定では、測定電圧の周波数を１００ｋＨｚとした。
【００３２】
テトラリンを含む４種類のサンプル油の測定点（図中、▲印）は、比誘電率εｒの低いものから、ｐ−キシレン７５％：テトラリン２５％（図中、ｐ−Ｘｙ７５％：テトラリン２５％）のサンプル油、ｐ−キシレン５０％：テトラリン５０％（図中、ｐ−Ｘｙ５０％：テトラリン５０％）のサンプル油、ｐ−キシレン２５％：テトラリン７５％（図中、ｐ−Ｘｙ２５％：テトラリン７５％）のサンプル油、テトラリン１００％（図中、テトラリン）のサンプル油である。
【００３３】
図示するように、テトラリンを含むサンプル油（図中、▲印）は、比誘電率εｒと屈折率ｎの２乗との間に比例関係は認められるものの、図１のサンプル油（図中、●印）の回帰直線から大きく乖離していることが判る。なお、テトラリンを含むサンプル油のデータから算出した回帰直線は、屈折率ｎの２乗をｘ、比誘電率εｒをｙとして、ｙ＝２．８３０３ｘ−４．２１２６で表され、相関係数Ｒは、Ｒ＝０．９８４８であった。
【００３４】
比誘電率εｒは、電子分極、イオン分極、配向分極の３つの機構が重畳したものである。テトラリンを含むサンプル油における比誘電率εｒと屈折率ｎの２乗との関係が、テトラリンを含まないサンプル油における関係（ｎ２≒εｒ）から大きく乖離しているのは、テトラリンを含まないサンプル油において見られる電子分極による成分に加えて、配向分極による成分が重畳されているためである。
【００３５】
配向分極物質を含む物質については、極性液体の誘電率の式として、以下の式（２）で表されるオンサーガーの式が知られている。式（２）中、μは物質の永久双極子モーメント、Ｎは単位体積当りの双極子数である。
【００３６】
【数１】
2010271123.tif 000003
【００３７】
本実施形態において扱うサンプル油は他物質からなる混合油である。物質によって永久双極子モーメントμは異なるので、混合油はオンサーガーの式では以下の式（３）のように表されるが、式（３）からそれぞれのＮｉを求めることはできない。
【００３８】
【数２】
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【００３９】
本実施形態による液体物性の測定方法において着目しているのは誘電率の値ではなく、誘電率中の配向分極の寄与である。そこで、本実施形態による液体物性の測定方法では、式（１）から全体の配向分極量を表す指標として、配向分極指数Ｐを算出する。
【００４０】
図３は、キシレン中におけるテトラリン濃度と、配向分極指数Ｐとの関係を示すグラフである。測定したサンプル油は、配向分極指数Ｐの低いものから、ｐ−キシレン１００％のサンプル油、ｐ−キシレン７５％：テトラリン２５％のサンプル油、ｐ−キシレン５０％：テトラリン５０％のサンプル油、ｐ−キシレン２５％：テトラリン７５％のサンプル油、テトラリン１００％のサンプル油である。
【００４１】
図示するように、配向分極指数Ｐとパラキシレン中のテトラリン濃度をプロットした結果は、相関係数が０．９８８であり、直線で近似できることが判る。このことは、配向分極指数Ｐから、サンプル油中の配向分極物質の量を知ることができることを表している。また、この配向分極指数Ｐから、サンプル油中に永久双極子モーメントを持つ配向分極物質が存在するかどうかも判断することができる。更には、式（１）は、オンサーガーの式（２），（３）と比較して非常に簡潔であり、工業的に利用し易いものである。
【００４２】
また、本実施形態による液体物性の測定方法では、配向分極指数Ｐから配向分極物質の濃度Ｃを算出するにあたり、以下の式（４）を用いる。
【００４３】
Ｃ＝（（Ｐ＋Ｄ）／（Ｐｍａｘ＋Ｄ））×１００      …（４）
ここで、Ｄは、Ｐがマイナスになる場合を補正するための補正値である。すなわち補正値Ｄは、配向分極物質が含まれていない場合における配向分極指数Ｐの値の絶対値である。例えば、図３の例では、Ｄ＝９である。補正値Ｄは、測定するサンプル油によって変動するため、予め測定しておく。
【００４４】
式（４）中のＰｍａｘは、以下の手順により算出する。ここでは、一例として、サンプル油が、基材Ａ、基材Ｂ、基材Ｃの３種類の基材から構成されている場合を考える。例えば、図２のサンプル油の場合、ｐ−キシレンである基材Ａと、テトラリンである基材Ｂが含まれていると考えることができる。なお、基材数は３に限定されるものではなく、１又は２でもよく、４以上でもよい。
【００４５】
まず、基材Ａ、基材Ｂ、基材Ｃのそれぞれについて、式（１）を用いて配向分極指数Ｐを測定する。ここでは、基材Ａの配向分極指数がＰＡ、基材Ｂの配向分極指数がＰＢ、基材Ｃの配向分極指数がＰＣであるものとする。
【００４６】
Ｐｍａｘは、配向分極指数ＰＡ、ＰＢ、ＰＣのうちの最大値とする。Ｐｍａｘが原料などの運転条件によって変化する場合には、一定期間毎に配向分極指数Ｐを測定し、そのうちの最大値をＰｍａｘの値として保管する。
【００４７】
以上の手順により、補正値Ｄ及び配向分極指数の最大値Ｐｍａｘを予め保管しておくことにより、測定値から算出した配向分極指数Ｐから式（４）を用いて配向分極物質の濃度Ｃを算出することができる。
【００４８】
式（４）から算出した濃度Ｃは、特定の基材に含まれる配向分極物質の量に対する相対的な量を百分率で表したものである。この濃度Ｃは、サンプル油中に含まれる配向分極物質の絶対量を表すものではないが、例えば、配向分極物質の濃度の変化を表す指標などとして利用することができる。
【００４９】
次に、本実施形態による液体物性の測定方法を実現するための測定装置の構成例及びその動作について図４及び図５を用いて説明する。
【００５０】
図４に示すように、測定対象の装置（図示せず）に設けられたサンプル通油部１０には、サンプル油の屈折率を測定する屈折率測定部１２と、サンプル油の比誘電率を測定する比誘電率測定部１４と、サンプル油の温度を測定する温度測定部１６とが設けられている。
【００５１】
屈折率測定部１２及び温度測定部１６には、屈折率の温度補正部１８が接続されている。同様に、比誘電率測定部１４及び温度測定部１６には、比誘電率の温度補正部２０が接続されている。
【００５２】
屈折率の温度補正部１８及び比誘電率の温度補正部２０には、配向分極指数演算部２２が接続されている。
【００５３】
サンプル通油部１０には、図中、矢印で示されるように、サンプル油を通油できるようになっている。サンプル通油部１０内に導入されたサンプル油の屈折率、比誘電率、及び温度は、サンプル通油部１０に設けられた屈折率測定部１２、比誘電率測定部１４、及び温度測定部１６により測定できるようになっている。
【００５４】
屈折率測定部１２及び温度測定部１６には、屈折率の温度補正部１８が接続されており、屈折率の温度補正部１８により、温度測定部１６で測定した温度に基づいて、特定の温度における屈折率に換算できるようになっている。同様に、比誘電率測定部１４及び温度測定部１６には、比誘電率の温度補正部２０が接続されており、比誘電率の温度補正部２０により、温度測定部１６で測定した温度に基づいて、特定の温度における比誘電率に換算できるようになっている。
【００５５】
屈折率の温度補正部１８及び比誘電率の温度補正部２０には、配向分極指数演算部２２が接続されており、屈折率の温度補正部１８により算出した特定温度における屈折率と、比誘電率の温度補正部２０により算出した特定温度における比誘電率から、配向分極指数Ｐを算出できるようになっている。
【００５６】
また、図５に示す測定装置には、更に、配向分極指数演算部２２に接続された配向分極物質濃度演算部２４と、配向分極物質濃度演算部２４に接続された配向分極指数Ｐｍａｘ記録部２６が設けられている。
【００５７】
これにより、配向分極指数演算部２２により算出した配向分極指数Ｐと、配向分極指数Ｐｍａｘ記録部２６に記録された配向分極指数の最大値Ｐｍａｘから、サンプル油に含まれる配向分極物質の濃度Ｃを算出できるようになっている。
【００５８】
サンプル油の屈折率及び比誘電率の測定値は、サンプル通油部１０内の温度測定部１６で測定した温度をもとに温度補正する。そのため、図４及び図５の測定装置において、屈折率測定部１２及び比誘電率測定部１４と温度測定部１６とは、サンプル通油部１０内で可能な限り近い場所に設置することが望ましい。
【００５９】
屈折率測定部１２と比誘電率測定部１４とが離間している場合など、屈折率測定部１２及び比誘電率測定部１４の双方の近くに温度測定部１６を配置できないような場合には、屈折率測定部１２及び比誘電率測定部１４に対して温度測定部１６をそれぞれ設けるようにしてもよい。装置簡素化の観点からは、本実施形態のように、屈折率測定部１２、比誘電率測定部１４及び温度測定部１６を、同一の容器内に設置することが望ましい。
【００６０】
次に、図４及び図５の測定装置を用いた測定フローの一例について図６を用いて説明する。
【００６１】
まず、サンプル油の測定に先立ち、配向分極指数の最大値Ｐｍａｘを算出し、配向分極指数Ｐｍａｘ記録部２６に記録しておく（ステップＳ１１）。具体的には、サンプル油を構成する各基材について、式（１）により配向分極指数Ｐをそれぞれ算出し、最も大きい配向分極指数Ｐを、配向分極指数の最大値Ｐｍａｘとする。各基材の配向分極指数Ｐの算出手法は、以下に示すステップＳ１２〜ステップＳ１４と同様に行う。
【００６２】
配向分極指数の最大値Ｐｍａｘが原料などの運転条件によって変化する場合には、一定期間毎に配向分極指数Ｐを測定し、そのうちの最大値をＰｍａｘの値として保管することが望ましい。
【００６３】
なお、ステップＳ１１は、図４の測定装置を用いた測定では不要である。
【００６４】
次いで、サンプル通油部１０内にサンプル油を導入し、サンプル油の温度Ｔｍ、屈折率ｎｍ及び比誘電率εｍを、温度測定部１６、屈折率測定部１２及び比誘電率測定部１４により、それぞれ測定する（ステップＳ１２）。
【００６５】
屈折率ｎの測定は、特に限定されるものではないが、例えば、光導波路を利用したプリズムガラスを使用することができる。光源としては、ＧａＡｓ−ＡｌＧａＡｓ（波長０．８５μｍ）のような半導体レーザー、Ｎａランプ（波長５８９ｎｍ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等を用いることができる。
【００６６】
プリズムガラスの一端から光を入射し、プリズムガラスとサンプル油が接液した部分から反射してくる光のパターンを一次元のＣＣＤアレイで測定する。サンプル油の屈折率より大きな屈折率を有するガラスを使用するプリズムガラスで反射光を測定すると、そのパターンには明るい部分と暗い部分が存在し、境界部分が明瞭に現われる。そこで、この明暗境界となる反射角度θｍを算出する。この反射角度θｍは全反射臨界角θｃに相当するため、スネルの法則に従い、臨界角θｃからサンプル油の屈折率ｎを算出することができる。プリズムガラスによる屈折率測定では、サンプル油が透明である必要は無く、肉眼では黒くて不透明な油であっても精度良く屈折率が測定できる。
【００６７】
比誘電率εｒの測定は、特に限定されるものではないが、平行平板電極によってサンプル油及び空気の電気容量を測定し、その比から計算することができる。比誘電率の定義では、サンプルとの比を求める物質は空気ではなく真空となっているが、サンプル油の誘電率に対して空気と真空の誘電率はほぼ同じと考えられる。サンプル油の電気容量ＣＥは以下の式（５）から算出することができる。ここでＳは電極面積、ｄは電極間隔である。電気容量が小さいと測定が難しくなるので、工学的に適正な平行平板電極の大きさにすることが望ましい。また、比誘電率εｒについて安定した測定値を得るためには交流信号を用いることが望ましく、測定値に誘電分極による成分が重畳する周波数帯域、例えば、８０ｋＨｚ〜３ＧＨｚを用いることが望ましい。
【００６８】
ＣＥ＝ε０εｒＳ／ｄ      …（５）
なお、サンプル油を連続通油しながら測定を行う観点から、サンプル油がスムーズに流れるように、屈折率測定用のプリズムガラス板と誘電率測定用の平行平板電極とを配置することが望ましい。
【００６９】
次いで、測定した屈折率ｎｍ及び比誘電率εｍから、予め決められた温度Ｔｃにおける屈折率ｎｃ及び比誘電率εｃを算出する（ステップＳ１３）。
【００７０】
具体的には、屈折率の温度補正部１８により、屈折率の温度係数を用いて、測定した温度Ｔｍ及び屈折率ｎｍの値から、温度Ｔｃにおける屈折率ｎｃを算出する。同様に、比誘電率の温度補正部２０により、比誘電率の温度係数を用いて、測定した温度Ｔｍ及び比誘電率εｍの値から、温度Ｔｃにおける比誘電率εｃを算出する。ここでは、補正する温度Ｔｃは、例えば４０℃とする。
【００７１】
屈折率ｎｍ及び比誘電率εｍについて温度補正を行っているのは、屈折率ｎｍの測定時の温度と比誘電率εｍの測定時の温度とが異なっている場合や、屈折率ｎｍ及び比誘電率εｍを測定する際の温度Ｔｍと配向分極指数の最大値Ｐｍａｘを算出する際の測定時の温度とが異なっている場合などを考慮したものである。屈折率ｎｍ及び比誘電率εｍの温度補正を行うことにより、これらに基づき算出する配向分極指数Ｐや濃度Ｃの測定誤差を低減することができる。
【００７２】
次いで、配向分極指数演算部２２において、屈折率の温度補正部１８で算出した屈折率ｎｃと、比誘電率の温度補正部２０で算出した比誘電率εｃとから、式（１）により配向分極指数Ｐを算出する（ステップＳ１４）。
【００７３】
算出した配向分極指数Ｐの値により、サンプル油中に配向分極物質が含まれているかどうかを判断することができる。例えば、配向分極指数Ｐが予め定められた所定値以上の場合にサンプル油中に配向分極物質が含まれていると判断するものと定めておき、算出した配向分極指数Ｐの値と当該所定値との比較により、配向分極物質の存在の有無を判断することができる。
【００７４】
図４に示す測定装置では、上記ステップＳ１４により、一連の測定処理は完了する。その後、必要に応じてステップＳ１２に戻り、配向分極指数Ｐを繰り返し測定する。
【００７５】
次いで、予め算出し配向分極指数Ｐｍａｘ記録部２６に保存しておいた配向分極指数の最大値Ｐｍａｘと、配向分極指数演算部２２で算出した配向分極指数Ｐとから、式（４）により配向分極物質の濃度Ｃｍを算出する（ステップＳ１５）。
【００７６】
次いで、算出した配向分極物質の濃度Ｃｍを、予め保存しておいた配向分極物質濃度のアラームしきい値ＣＴと比較する（ステップＳ１６）。なお、しきい値ＣＴは、経験的に求められるサンプル油の物性値の許容範囲等から定めることができる。
【００７７】
測定した濃度Ｃｍが閾値ＣＴ以上の場合は、サンプル油中の配向分極物質の濃度が増加して許容範囲を逸脱したと判断し、アラームを発報してプラント運転に注意を喚起する（ステップＳ１７）。或いは、測定した濃度Ｃｍが閾値ＣＴ以下の場合に、サンプル油中の配向分極物質の濃度が低下して許容範囲を逸脱したと判断し、アラームを発報するようにしてもよい。
【００７８】
なお、サンプル油中の配向分極物質の濃度ＣｍがＣｍ＞０の場合、比誘電率測定部１４において比誘電率を測定するための電圧は、連続して印加するのではなく、断続的に印加するようにしてもよい。また、サンプル油中の配向分極物質の濃度Ｃｍがしきい値ＣＴ以上になった場合は、配向分極測定を中断し、比誘電率測定用の電極及び屈折率測定用のプリズムガラスの接液部を洗浄する液を、所定時間、通油するようにしてもよい。
【００７９】
これらは、サンプル油中に存在する配向分極物質が比誘電率測定用の電極に引きつけられて付着すること、屈折率測定用のプリズムガラスの接液部が極性を有しているため配向分極物質がガラス表面に付着すること、によって測定部に汚れが発生する可能性があるからである。汚れは配向分極測定を阻害するため、配向分極測定の精度が低下し或いは測定不能になるからである。
【００８０】
図５に示す測定装置では、上記ステップＳ１７により、一連の測定処理は完了する。その後、必要に応じてステップＳ１１又はステップＳ１２に戻り、配向分極指数Ｐ及び濃度Ｃｍを繰り返し測定する。配向分極指数Ｐ及び濃度Ｃｍをトレンド管理することで、サンプル油の性状変化や運転条件の急激な変化に対して迅速に対処することができる。
【００８１】
このように、本実施形態によれば、屈折率及び比誘電率の測定によって、測定対象の液体中における配向分極物質の存在の指標となる配向分極指数を算出することができる。また、算出した配向分極指数から、配向分極物質の濃度を算出することができる。また、比誘電率の測定では、配向分極の成分が現れる特定の周波数における測定を行えばよく、測定電圧を広範囲に走査する必要がない。これにより、サンプル油中における配向分極物質の存在やその量を、リアルタイムで容易に測定することができる。
【００８２】
［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００８３】
例えば、上記実施形態では、石油精製など油を処理するプラントにおける使用例として、測定対象の液体を油としたが、測定対象の液体は油に限定されるものではない。本発明の液体物性の測定方法及び装置は、配向分極を有する種々の液体の測定に適用することができる。
【００８４】
また、上記実施形態では、測定精度向上等の観点から測定した屈折率及び比誘電率の温度補正を行ったが、屈折率及び比誘電率の温度補正は、必ずしも必要ではない。例えば、サンプル通油部１０内におけるサンプル油の温度の変動が小さい場合などは、屈折率及び比誘電率の測定値をそのまま用いて配向分極指数Ｐを算出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０…サンプル通油部
１２…屈折率測定部
１４…比誘電率測定部
１６…温度測定部
１８…屈折率の温度補正部
２０…比誘電率の温度補正部
２２…配向分極指数演算部
２４…配向分極指数Ｐｍａｘ記録部
２６…配向分極物質濃度演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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