(57)【要約】【課題】測定対象物の油分の抽出と、抽出した油分の分析とを連続して行い、比較的短時間で油分の成分を同定することが可能な表面油分測定装置を提供する。【解決手段】測定対象物Ｔに接触するように配置され、導入される有機溶媒に前記測定対象物Ｔの表面の油分を溶解して、この油分が溶解した有機溶媒を排出するプローブ２と、前記プローブ２より排出された有機溶媒に含まれる油分を分析する分析計５と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2014163848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に接触するように配置され、導入される有機溶媒に前記測定対象物の表面の油分を溶解して、この油分が溶解した有機溶媒を排出するプローブと、
前記プローブより排出された有機溶媒に含まれる油分を分析する分析計と、を備えることを特徴とする表面油分測定装置。
【請求項２】
前記分析計には、赤外分光分析が用いられており、
前記分析計が、有機溶媒のみを有する溶液セルと、前記油分が溶解した有機溶媒を有する試料セルと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の表面油分測定装置。
【請求項３】
前記分析計には、赤外分光分析が用いられており、
前記有機溶媒は、少なくとも２種類以上あり、
前記有機溶媒の赤外吸収スペクトルと前記油分の赤外吸収スペクトルとの差異が大きい有機溶媒を選択して用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面油分測定装置。
【請求項４】
前記分析計には、赤外分光分析が用いられており、
この赤外分光分析において、前記油分が溶解した有機溶媒を板上に滴下して有機溶媒を蒸発させて、板上に油分を付着させ、この油分を分析することを特徴とする請求項１に記載の表面油分測定装置。
【請求項５】
前記分析計には、非分散型赤外線吸収法が用いられていることを特徴とする請求項１に記載の表面油分測定装置。
【請求項６】
さらに、前記プローブと前記分析計との間で、前記有機溶媒を循環させる有機溶媒循環機構を備え、
前記有機溶媒循環機構は、
前記有機溶媒が循環する循環流路と、
前記循環流路上であって、前記プローブの上流側に設けられた循環ポンプと、
前記循環ポンプの上流側に設けられた第一分岐路を介して前記循環流路と接続され、前記有機溶媒が収容された給液タンクと、
前記第一分岐路と前記分析計との間に設けられた第二分岐路を介して前記循環流路と接続され、前記有機溶媒を収容する廃液タンクと、
前記第一分岐路上に設けられた第一止め弁と、
前記第二分岐路上に設けられた第二止め弁と、
前記循環流路上であって、前記第一分岐路と第二分岐路との間に設けられた第三止め弁と、を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の表面油分測定装置。
【請求項７】
前記プローブは、
一端に開口部を有し内部に前記有機溶媒を保持するための液保持室が設けられたプローブ本体と、
前記液保持室に前記循環流路を循環する前記有機溶媒を供給する有機溶媒供給路と、
前記有機溶媒を前記循環流路に排出する有機溶媒排出路と、を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の表面油分測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の表面油分を分析することができる表面油分測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントや火力発電プラントなどの構造物（測定対象物）において、その構造物の表面には潤滑油、防錆剤、切削油などの油分が形成されていることがあり、構造物表面の油分の成分の分析が行われている。
従来、構造物表面の油分の分析は、例えばガーゼに有機溶媒を含ませた上で、ガーゼを測定箇所に当てることで表面の油分を拭き取って油分をガーゼ側に回収した後、ガーゼの油分を抽出して所定の測定装置で測定することにより行われている。
【０００３】
油分の成分の分析装置としては、例えば赤外線を用いた装置が使用されている。特許文献１には、油分などの測定試料に対して、赤外線を照射して、赤外吸収スペクトルを測定し、この赤外吸収スペクトルに基づいて油分の成分を同定する表面油分測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２７９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したガーゼを用いた油分の回収は、有機溶媒を含有させたガーゼを準備する工程や、油分の抽出及び分析の工程に長時間を要するという問題がある。したがって、油分を容易に抽出し、その抽出した油分を比較的短時間で分析可能な表面油分測定装置が求められている。
【０００６】
また、特許文献１に記載の表面油分測定装置では、赤外線を照射することによって得られる赤外吸収スペクトルに基づいて油分を同定可能であるが、構造物の表面の油分の回収に時間を要する問題があった。
【０００７】
この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、測定対象物の油分の抽出と、抽出した油分の分析とを連続して行い、比較的短時間で油分の成分を同定することが可能な表面油分測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の課題を解決するために、本発明の表面油分測定装置は、測定対象物に接触するように配置され、導入される有機溶媒に前記測定対象物の表面の油分を溶解して、この油分が溶解した有機溶媒を排出するプローブと、前記プローブより排出された有機溶媒に含まれる油分を分析する分析計と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明の表面油分測定装置によれば、表面油分が溶解した有機溶媒がプローブによって排出され、このプローブによって排出された有機溶媒に溶解した油分を分析計によって分析する構成とされているので、測定対象物（構造物）の表面の油分を容易に抽出し、この抽出した油分を分析計に送ることができる。すなわち、抽出した油分を連続して分析計に送ることができるので、比較的短時間で表面油分を分析することができる。また、このような構成の表面油分分析装置は、小型な構成で形成できるので、容易に持ち運びができ、測定対象物の表面にプローブを当てながら、その場で油分の成分の同定を行うことが可能である。
【００１０】
また、前記分析計には、赤外分光分析が用いられており、前記分析計が、有機溶媒のみを有する溶液セルと、前記油分が溶解した有機溶媒を有する試料セルと、を備えることが好ましい。
この場合、セルが二つあり、有機溶媒の溶液セル（コントロールセルと称されることもある。）と試料セルに対して同時に赤外線を照射し、それぞれのセルについて赤外線を検出することにより、溶液セル側の液を入れ替えずに測定が可能となり、短時間で油分の成分の同定を行うことができる。
【００１１】
さらに、前記分析計には、赤外分光分析が用いられており、前記有機溶媒は、少なくとも２種類以上あり、前記有機溶媒の赤外吸収スペクトルと前記油分の赤外吸収スペクトルとの差異が大きい有機溶媒を選択して用いることが好ましい。
この場合、油分の赤外吸収スペクトルとの差異が大きい有機溶媒を選択できるので、より確実に油分の成分の同定を行うことができる。
【００１２】
また、前記分析計には、赤外分光分析が用いられており、前記赤外分光分析において、前記油分が溶解した有機溶媒を板上に滴下して有機溶媒を蒸発させて、板上に油分を付着させ、この油分を分析する構成とされても良い。
この場合、有機溶媒を蒸発させ油分を板上に付着させた後に油分を分析するので、より確実に油分の成分の同定を行うことができる。
【００１３】
また、前記分析計には、非分散型赤外線吸収法が用いられる構成とされても良い。
この非分散型赤外線吸収法では、特定の範囲に絞って試料に照射するので、比較的短時間、且つ高感度で分析を行うことが可能である。
【００１４】
さらに、前記プローブと前記分析計との間で、前記有機溶媒を循環させる有機溶媒循環機構を備え、前記有機溶媒循環機構は、前記有機溶媒が循環する循環流路と、前記循環流路上であって、前記プローブの上流側に設けられた循環ポンプと、前記循環ポンプの上流側に設けられた第一分岐路を介して前記循環流路と接続され、前記有機溶媒が収容された給液タンクと、前記第一分岐路と前記分析計との間に設けられた第二分岐路を介して前記循環流路と接続され、前記有機溶媒を収容する廃液タンクと、前記第一分岐路上に設けられた第一止め弁と、前記第二分岐路上に設けられた第二止め弁と、前記循環流路上であって、前記第一分岐路と第二分岐路との間に設けられた第三止め弁と、を有することが好ましい。
【００１５】
上記構成では、有機溶媒を循環させる機構をプローブから独立させた構成としたことによってプローブを小型化することができ、より狭隘な測定対象物を測定することが可能となる。さらに、使用後の有機溶媒を廃液タンクに排出し、かつ給液タンクから有機溶媒を供給することができるため、循環流路の洗浄を実施でき、測定対象物の表面の油分について連続して複数の箇所を測定可能となる。
また、このように溶媒が循環しながら測定対象物の表面に接触する場合、接触面積を増やすほど溶媒中に溶解する油分の濃度が高くなり、分析計によって油分の検出が容易になる。
【００１６】
さらに、前記プローブは、一端に開口部を有し内部に前記有機溶媒を保持するための液保持室が設けられたプローブ本体と、前記液保持室に前記循環流路を循環する前記有機溶媒を供給する有機溶媒供給路と、前記有機溶媒を前記循環流路に排出する有機溶媒排出路と、を有することが好ましい。
この場合、液保持室で測定対象物の表面の油分を溶解させ、有機溶媒を供給する有機溶媒供給路と油分が溶解した溶液を排出する有機溶媒排出路とを備えているので、油分が溶解した有機溶媒を分析計側に確実に送ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、測定対象物の油分の抽出と、抽出した油分の分析とを連続して行い、比較的短時間で油分の成分を同定することが可能な表面油分測定装置を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る表面油分測定装置の概略説明図である。
【図２】図１のプローブの概略説明図である。
【図３】一実施形態に係る表面油分の測定方法を説明するフロー図である。
【図４】有機溶媒と油分の赤外吸収スペクトルを説明するための図である。
【図５】分析計の変形例を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の表面油分測定装置１は、測定対象物Ｔ表面の油分の成分を同定する測定装置である。表面油分測定装置１は、測定対象物Ｔに接触するように配置されるプローブ２と、このプローブ２内の液保持室３に有機溶媒を循環させるための有機溶媒循環機構４と、循環する有機溶媒に溶解した油分を分析する分析計５とを備えている。
プローブ２には有機溶媒が導入されるとともに、油分が溶解した有機溶媒が排出され、この排出された有機溶媒は、有機溶媒循環機構４の循環流路６を介して分析計５に送られる構成である。
【００２０】
有機溶媒は、油分と親和性の高い溶媒とされている。具体的には、例えば四塩化炭素、フッ素系溶剤、芳香族系溶剤等を用いることができる。また、本実施形態において、測定対象となる油分とは、例えば燃料油、潤滑油、切削油、防錆剤等である。
【００２１】
有機溶媒循環機構４は、循環流路６を介してプローブ２と分析計５との間で有機溶媒を循環させるための機構である。循環流路６は、分析計５の排出口１２とプローブ２の有機溶媒供給路９とを接続する第一循環流路７と、プローブ２の有機溶媒排出路１０と分析計５の分析計導入口１１とを接続する第二循環流路８とからなる。
【００２２】
第一循環流路７には、プローブ２に有機溶媒を供給するための給液タンク１４と、循環流路６内の有機溶媒を循環させるためのポンプ１５と、分析計５から排出された有機溶媒が導入される廃液タンク１６が設けられている。
【００２３】
具体的には、第一循環流路７における上流側を分析計５側、下流側をプローブ２側とした時に、第一循環流路７には、プローブ２の上流側にポンプ１５が設けられ、ポンプ１５の上流側に第一循環流路７から分岐する第一分岐路１７が設けられ、第一分岐路１７の上流側であって第一分岐路１７と分析計５の間に第二分岐路１８が設けられている。
【００２４】
第一循環流路７には、プローブ２に有機溶媒を供給するための給液タンク１４と、循環流路６内の有機溶媒を循環させるためのポンプ１５と、分析計５から排出された有機溶媒が導入される廃液タンク１６が設けられている。
【００２５】
そして、給液タンク１４は、第一分岐路１７を介して第一循環流路７に接続され、廃液タンク１６は、第二分岐路１８を介して第一循環流路７に接続されている。
第一分岐路１７上には第一止め弁１９が設けられており、給液タンク１４から第一循環流路７への給液を制御することができる。同様に、第二分岐路１８上には第二止め弁２０が設けられており、第一循環流路７から廃液タンク１６への有機溶媒の流入を制御することができる。
【００２６】
さらに、第一循環流路７上であって、第一分岐路１７と第二分岐路１８との間には、第三止め弁２１が設けられており、第一分岐路１７と第二分岐路１８との間の循環流路６の流れを制御可能とされている。
第一止め弁１９、第二止め弁２０、及び第三止め弁２１は、例えば電磁バルブ等の開閉バルブである。
【００２７】
プローブ２は、図２に示すように、略円柱形状のプローブ本体２４を有し、プローブ本体２４の一端を測定対象物Ｔに接触させる部位である。なお、プローブ２の形状は、円柱形状に限ることはなく、一端に測定対象物Ｔに接触する面を形成することができればよい。例えば箱型形状や、多角柱形状としてもよい。
【００２８】
プローブ本体２４には、一端に円形の開口部２５を有し、内部に有機溶媒を保持するための液保持室３が形成されている。開口部２５の周囲には、有機溶媒の漏出を防止するための環状のシール部材２６が取り付けられている。
【００２９】
また、プローブ本体２４には、プローブ本体２４の他端側より液保持室３へ有機溶媒を供給する有機溶媒供給路９と、液保持室３よりプローブ本体２４の他端側へ有機溶媒を排出する有機溶媒排出路１０が形成されている。上述したように、有機溶媒供給路９は第一循環流路７が接続されており、有機溶媒排出路１０は第二循環流路８が接続されている。
【００３０】
分析計５は、本実施形態においては、赤外線分光分析を用いた計測器とされている。赤外線分光分析は、比較的広い波長範囲の赤外線を、各波長ごとに試料に照射し、各波長ごとの赤外線吸収率を測定することによって赤外吸収スペクトルを把握し、試料に含まれる有機物（−ＣＨ基）を同定する分析手法である。
分析計５は、油分が溶解した有機溶媒が流入する試料セル５１と、有機溶媒のみを有する溶液セル５２（コントロールセルと称されることもある。）と、各セルに赤外線を照射し、赤外線を測定する検出器本体５３と、を備えている。
【００３１】
次に、本実施形態に係る表面油分の測定方法について図３のフロー図を参照して説明する。
まず、プローブ２を測定対象物Ｔ（構造物）の表面に固定する（Ｓ１１）。プローブ２は作業者の手でプローブ２を押し当てることで固定することができる。
【００３２】
次に、第一止め弁１９を開状態とし、給液タンク１４から一定量の有機溶媒をポンプ１５を用いて供給する（Ｓ１２）。供給された有機溶媒は、第一循環流路７に流入する。
【００３３】
次いで、ポンプ１５でプローブ２に有機溶媒を供給し、その後分析計５を通過後、再びポンプ１５に戻るように循環させる（Ｓ１３）。
ここで、ポンプ１５でプローブ２に供給された有機溶媒は、プローブ２の液保持室３に流入し、液保持室３内の有機溶媒には測定対象物Ｔの表面に付着する油分が溶解する（Ｓ１４）。油分が溶解した有機溶媒はプローブ２から排出され、第二循環流路８に流れる。
【００３４】
さらに、有機溶媒は分析計５を通過し、第一循環流路７に流れる。循環流路６全体に有機溶媒が満たされたところで、第一止め弁１９を閉状態とし、かつ、ポンプ１５を稼働させることで、有機溶媒を循環させ、分析計５に有機溶媒を送る（Ｓ１５）。
【００３５】
次に、分析計５の試料セル５１に流入する有機溶媒の分析を行う。本実施形態では、赤外分光分析によって油分の成分を同定する（Ｓ１６）。具体的には、有機溶媒（油分が溶解していない）を有する溶液セル５２（コントロールセル）と、油分が溶解した有機溶媒を有する試料セル５１とに対して、検出器本体５３によって赤外線を照射する。このとき、溶液セル５２と試料セル５１との両方に同時に赤外線を照射する。次いで、溶液セル５２を通過した赤外線と、試料セル５１を通過した赤外線との赤外吸収スペクトルを測定し、２つの赤外吸収スペクトルの差分スペクトルを把握する。そして、この差分スペクトルから油分の成分の同定を行う。
以上のようにして、本実施形態に係る表面油分の測定方法が完了する。
【００３６】
次に、表面油分測定装置１の循環流路６などの洗浄方法を説明する。
まず、給液タンク１４と循環流路６とを接続する第一分岐路１７に設けられている第一止め弁１９を開状態にし、ポンプ１５を稼働させて給液タンク１４から有機溶媒を供給することで測定後の有機溶媒を押し出し、廃液タンク１６に排液する。この際、廃液タンク１６と循環流路６とを接続する第二分岐路１８に設けられている第二止め弁２０は開状態とし、第一分岐路１７と第二分岐路１８との間の第三止め弁２１は閉状態とする。
【００３７】
引き続き、給液タンク１４から有機溶媒を供給し、プローブ２及び分析計５を洗浄する。このとき、廃液は随時廃液タンク１６に排液する。
以上のようにして循環流路６、プローブ２、分析計５などの洗浄が完了する。
なお、循環流路６の少なくとも一部が異物により閉塞するなどの異常時においては、ポンプ１５で有機溶媒の流れを逆流させ、異物を除去することが可能である。
【００３８】
以上のような構成とされた本実施形態に係る表面油分測定装置１によれば、表面油分が溶解した有機溶媒がプローブ２によって排出され、このプローブ２によって排出された有機溶媒に溶解した油分を分析計５によって分析する構成とされているので、測定対象物Ｔの表面の油分を容易に回収し、この回収した油分を分析計に送ることができる。すなわち、回収した油分を連続して分析計５に送ることができるので、比較的短時間で表面油分を分析することができる。また、表面油分測定装置１は、容易に持ち運びができる大きさで形成することができ、測定対象部物Ｔの表面にプローブ２を当てながら、その場で油分の成分の同定を行うことが可能である。
【００３９】
また、分析計５には、赤外分光分析が用いられており、分析計５が、有機溶媒のみを有する溶液セル５２と、油分が溶解した有機溶媒を有する試料セル５１とを備えているので、溶液セル５２と試料セル５１に対して同時に赤外線を照射し、それぞれのセルについて赤外線を検出することにより、溶液セル５２側の液を入れ替えずに測定が可能となり、短時間で油分の成分の同定を行うことができる。
【００４０】
また、本実施形態では、有機溶媒循環機構４をプローブ２から独立させた構成としたことによってプローブ２を小型化することができ、より狭隘な測定対象物Ｔを測定することが可能となる。さらに、使用後の有機溶媒を廃液タンク１６に排出し、かつ給液タンク１４から有機溶媒を供給することができるため、循環流路６の洗浄を実施でき、測定対象物Ｔの表面の油分について連続して複数の箇所を測定可能となる。また、このように有機溶媒が循環しながら測定対象物Ｔの表面に接触する場合、接触面積を増やすほど溶媒中に溶解する油分の濃度が高くなり、分析計５によって油分の検出が容易になる。
【００４１】
さらに、プローブ２は、測定対象物Ｔの表面の油分を溶解させる液保持室３と、有機溶媒を供給する有機溶媒供給路９と油分が溶解した溶液を排出する有機溶媒排出路１０とを備えているので、油分が溶解した有機溶媒を分析計５側に確実に送ることができる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態である、表面油分測定装置について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、この発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４３】
例えば、赤外分光分析において、有機溶媒は、２種類以上あり、有機溶媒の赤外吸収スペクトルと油分の赤外吸収スペクトルとの差異が大きい有機溶媒を選択して用いる構成とされても良い。
具体的には、溶媒Ａ〜Ｃの３種類の溶媒を用意する。これら３種類の溶媒は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれ赤外吸収スペクトルが異なっている。なお、図４においては、縦軸が赤外線の吸光度、横軸が波長とされている。
このような赤外吸収スペクトルを有する溶媒Ａ〜Ｃに油分が溶解した場合、図４（ｄ）〜（ｆ）に示すような赤外吸収スペクトルとなる。この場合、油分の赤外吸収スペクトルとの差異が大きい溶媒Ａを選択することによって、より確実に油分の成分の同定を行うことができる。
【００４４】
また、上記実施の形態においては、有機溶媒に対して赤外線を照射し、油分の成分の同定を行う場合について説明したが、赤外分光分析において、図５に示すように、油分が溶解した有機溶媒Ｘを板上に滴下して有機溶媒を蒸発させて、板上に油分を付着させ、この油分を分析する構成とされても良い。
この場合、有機溶媒を蒸発させ油分を板６０上に付着させた後に、光源６１から赤外線を照射し、検出器６２によって油分を検出し分析するので、より確実に油分の成分の同定を行うことができる。
【００４５】
また、上記実施の形態においては、分析計には赤外分光分析が用いられている場合について説明したが、分析計には非分散型赤外線吸収法が用いられている構成とされても良い。
この非分散型赤外線吸収法では、特定の範囲の波長を一度に試料に照射するので、比較的短時間で分析を行うことが可能である。
【００４６】
また、上記実施の形態においては、ポンプ１５のみで有機溶媒を循環させる場合について説明したが、第二循環流路８に第二のポンプをさらに設けても良い。この場合、ポンプ１５で送液した有機溶媒を第二のポンプでバランスよく吸引することで、プローブ２が測定対象物Ｔから離れてしまっても、有機溶媒が垂れることなく維持されるため、プローブ２を適宜移動させることが可能となる。
【００４７】
また、上記実施の形態では、プローブ２は、作業者の手で測定対象物Ｔに押し付ける構成としたが、これに限ることはなく、粘着性アタッチメントなどで測定対象物Ｔの表面に固定してもよい。また、測定対象物Ｔが磁性体により形成されている場合は、磁石を用いたアタッチメントで固定することもできる。
【００４８】
また、上記各実施形態においては、循環ポンプを用いて分岐路を介して接続された給液タンクから有機溶媒を供給する構成としたが、これに限ることはない。例えば、循環ポンプに直接給液／排液機能が備えられたタンクを設け、循環ポンプから有機溶媒を送ることができれば、給液タンク及び廃液タンクを省略することもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１  表面油分測定装置
２  プローブ
３  液保持室
４  有機溶媒循環機構
５  分析計
６  循環流路
７  第一循環流路
８  第二循環流路
９  有機溶媒供給路
１０  有機溶媒排出路
１４  給液タンク
１５  ポンプ
１６  廃液タンク
１７  第一分岐路
１８  第二分岐路
５１  試料セル
５２  溶液セル
６０  板
【図１】
2014163848.tif 000003
【図２】
2014163848.tif 000004
【図３】
2014163848.tif 000005
【図４】
2014163848.tif 000006
【図５】
2014163848.tif 000007