(57)【要約】【課題】液体の気体溶存量および圧縮率を測定する技術を提供する。【解決手段】測定対象の液体の気体溶存量を測定する気体溶存量測定装置であって、流路抵抗を有する流路と、流路の一端と連通する所定容積の液体収容室液体収容室の内部圧力を変更する圧力変更手段と、流路と液体収容室とに液体を収容した状態で、圧力変更手段の動作にともなう液体収容室内の液体の挙動を測定する測定部と、液体の挙動に基づいて、気体溶存量を取得する取得部とを備える。【選択図】図１
2014085164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の液体の気体溶存量を測定する気体溶存量測定装置であって、
流路抵抗を有する流路と、
前記流路の一端と連通する所定容積の液体収容室と、
前記液体収容室の内部圧力を変更する圧力変更手段と、
前記流路と前記液体収容室とに前記液体を収容した状態で、前記圧力変更手段の動作にともなう前記液体収容室内の液体の挙動を測定する測定部と、
前記液体の挙動に基づいて、前記気体溶存量を取得する取得部と
を備える気体溶存量測定装置。
【請求項２】
前記液体の挙動は、前記液体の圧力振動の周期である請求項１記載の気体溶存量測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の気体溶存量測定装置であって、
前記圧力変更手段は、圧電素子を備え、前記圧電素子の歪力によって前記液体収容室の内部圧力を変更する
気体溶存量測定装置。
【請求項４】
請求項３記載の気体溶存量測定装置であって、
前記圧電素子は、さらに、前記液体収容室の圧力変化によって歪み、
前記測定部は、前記圧電素子の歪みに基づいて前記液体の挙動を測定する
気体溶存量測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の気体溶存量測定装置であって、
前記液体は、容器に収容され、
前記流路の他端は、前記容器と接続されている
気体溶存量測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の気体溶存量測定装置であって、
前記流路の他端は、前記容器と着脱可能に接続される
気体溶存量測定装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の気体溶存量測定装置を用いた水処理装置。
【請求項８】
測定対象の液体の圧縮率を測定する液体圧縮率測定装置であって、
流路抵抗を有する流路と、
前記流路の一端と連通する所定容積の液体収容室と、
前記液体収容室の内部圧力を変更する圧力変更手段と、
前記流路と前記液体収容室とに前記液体を収容した状態で、前記圧力変更手段の動作にともなう前記液体収容室内の液体の挙動を測定する測定部と、
前記液体の挙動に基づいて、前記液体の圧縮率を取得する取得部と
を備える液体圧縮率測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の気体溶存量や圧縮率を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象の液体の物性的な情報を取得する技術として、例えば、下記特許文献１の技術が知られている。特許文献１には、測定対象の液体（文献中では有機溶媒）の気化によって生成された気相に含有する水分量や酸素量から、測定対象の液体中の水分量や酸素量を推定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４３７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、原理的に測定対象の液体が気化することによって気相が生成されていないと測定することができず、測定できる対象や環境が制限されるといった問題が指摘されていた。また、測定システムが全体として大型化してしまうといった問題も指摘されていた。その他、気体溶存量を測定する場合においては、低コスト化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、測定対象の液体の気体溶存量を測定する気体溶存量測定装置が提供される。この気体溶存量測定装置は、流路抵抗を有する流路と；前記流路の一端と連通する所定容積の液体収容室と；前記液体収容室の内部圧力を変更する圧力変更手段と；前記流路と前記液体収容室とに前記液体を収容した状態で、前記圧力変更手段の動作にともなう前記液体収容室内の液体の挙動を測定する測定部と；前記液体の挙動に基づいて、前記気体溶存量を取得する取得部と；を備えるとしてもよい。この気体溶存量測定装置によると、液体から状態変化した状態（例えば気体）を介さず直接的に測定を行うことができる。よって、測定対象や測定環境に関する制限を緩和することができる。液体の挙動とは、液体の流量、流速、圧力振動周期、移動度など、液体に関する種々のパラメーターを採用することができる。
【０００７】
（２）上記実施形態の気体溶存量測定装置において、前記液体の挙動は、前記圧力振動の周期であるとしてもよい。この気体溶存量測定装置によれば、液体の挙動として、液体の圧力振動の周期を測定するので、比較的容易に測定をすることができる。その他、液体の挙動として、圧力振動の１／４周期分や１／２周期分の圧力変動を測定し、その測定結果から、その後の圧力振動の波形を推測し、周期を取得するとしてもよい。
【０００８】
（３）上記実施形態の気体溶存量測定装置において、前記圧力変更手段は、圧電素子を備え、前記圧電素子の歪力によって前記液体収容室の内部圧力を変更するとしてもよい。この気体溶存量測定装置によれば、圧電素子によって液体収容室の圧力を変化させるので、圧力変化を電気的に制御することができる。その他、圧力変更手段として、磁歪素子を用いるとしてもよい。
【０００９】
（４）上記実施形態の気体溶存量測定装置において、前記圧電素子は、さらに、前記液体収容室の圧力変化によって歪み；前記測定部は、前記圧電素子の歪みに基づいて前記液体の挙動を測定するものとしてもよい。この気体溶存量測定装置によると、圧力の変更と、液体の挙動の測定とを、同じ圧電素子によって行うことができる。
【００１０】
（５）上記実施形態の気体溶存量測定装置において、前記液体は、容器に収容され；前記流路の他端は、前記容器と接続されているとしてもよい。この気体溶存量測定装置によれば、容器に収容された液体の気体溶存量を測定することができる。
【００１１】
（６）上記実施形態の気体溶存量測定装置において、前記流路の他端は、前記容器と着脱可能に接続されるとしてもよい。この気体溶存量測定装置によれば、容器に着脱可能なので、簡易に気体溶存量を測定することができる。
【００１２】
（７）また、本発明の他の形態によれば、気体溶存量測定装置を用いた水処理装置が提供される。この水処理装置によれば、液体から状態変化した状態を介さず直接的に測定を行うことができる。よって、測定対象や測定環境に関する制限を緩和することができる。
【００１３】
（８）また、本発明の他の形態によれば、測定対象の液体の圧縮率を測定する液体圧縮率測定装置を提供することができる。この液体圧縮率測定装置は、流路抵抗を有する流路と；前記流路の一端と連通する所定容積の液体収容室と；前記液体収容室の内部圧力を変更する圧力変更手段と；前記流路と前記液体収容室とに前記液体を収容した状態で、前記圧力変更手段の動作にともなう前記液体収容室内の液体の挙動を測定する測定部と；前記液体の挙動に基づいて、前記液体の圧縮率を取得する取得部と；を備える。この液体圧縮率測定装置によると、液体の挙動に基づいて液体の圧縮率を取得するので、実際に液体を加圧して、加圧前後の体積から圧縮率を取得する場合と比較して、構造および測定方法を簡易化することができる。
【００１４】
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。
【００１５】
また、このような形態によれば、装置の小型化や、低コスト化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等の種々の課題の少なくとも１つを解決することができる。
【００１６】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、液体物性測定装置、液体物性測定方法、水質測定装置、水質測定方法などの形態で実現することができる。本発明を、例えば、工業用水製造装置や生活用水製造装置、工業用水処理装置、下水道処理装置など様々な水処理装置の気体溶存量測定装置に適用することができ、特に低コストな水処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】測定システム１０を説明する説明図である。
【図２】駆動回路５０の構成を説明するブロック図である。
【図３】圧力信号Ｖｐおよび検出信号ＤＳを示した説明図である。
【図４】実測による気体溶存量と固有振動周期Ｔとの関係を示すグラフである。
【図５】変形例２としての気体溶存量測定装置の態様を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
Ａ．第１実施形態：
（Ａ１）システム構成：
図１は、本発明の第１実施形態としての気体溶存量測定装置３０を用いた測定システム１０を説明する説明図である。気体溶存量測定装置３０は、液体中に溶存している気体の量を測定する装置である。
【００１９】
測定システム１０は、測定対象の液体Ｌｑが収容された容器２０と、気体溶存量測定装置３０とを備える。本実施形態においては、容器２０に収容されている液体Ｌｑは水である。また、本実施形態においては、液体Ｌｑに溶存している気体は、酸素、窒素、水素などの種々の気体、または、これらが混合された気体である。
【００２０】
気体溶存量測定装置３０は、筐体３２と、流路３４と、ダイアフラム３６と、圧電素子３８と、駆動回路５０とを備える。筐体３２は、内部にポンプ室４０を有する。ポンプ室４０は、筐体３２の内壁とダイアフラム３６とによって形成される。流路３４は、容器２０に接続されており、ポンプ室４０と容器２０とを連通している。よって、流路３４およびポンプ室４０には、測定対象の液体Ｌｑ（本実施形態では水）が充満している。ポンプ室４０は、液体Ｌｑを満たすために、測定前からポンプ室４０内に存在する空気を抜くための蓋付きの空気抜き穴を備えるとしてもよい。本実施形態においては、容器２０、および、筐体３２は、非常に固い部材で構成されている。例えば、ステンレス鋼を採用することができる。
【００２１】
圧電素子３８は、一端がダイアフラム３６に、他端が筐体３２の内壁に、それぞれ固定されている。本実施形態では、圧電素子３８として、積層型の圧電素子を用いる。また、それに限ることなく、モノモルフやバイモルフの圧電素子を採用するとしてもよい。圧電素子３８は、駆動回路５０と接続されており、駆動回路５０から印加される駆動信号（電力）によって伸張する。圧電素子３８は、伸張による歪力によってダイアフラム３６を押し引きし、ポンプ室４０の容積を変化させることによって、間接的にポンプ室４０内の水に対して加圧および減圧を行う。ダイアフラム３６および圧電素子３８が、特許請求の範囲に記載の圧力変更手段に対応する。
【００２２】
駆動回路５０は、圧電素子３８に駆動信号を印加するとともに、ポンプ室４０の内部圧力の変化を検出する。具体的には、ポンプ室４０の内部圧力が変化すると、ダイアフラム３６を介して圧電素子３８に力が加わる。圧電素子３８は、圧電効果によって電圧を発生する。駆動回路５０は、圧電素子３８が発生した電圧を検出することによりポンプ室４０の内部圧力の変化を検出する。後述するように、駆動回路５０は、所定の条件の下で検出したポンプ室４０の内部圧力の変化に基づいて、測定対象である水の気体溶存量を測定する。
【００２３】
図２は、駆動回路５０の構成を説明するブロック図である。駆動回路５０は、駆動波形信号Ｖｉｎを出力する制御部５２と、駆動波形信号Ｖｉｎを増幅率Ｇで増幅して駆動信号Ｖｏｕｔを出力する増幅回路５４と、ポンプ室４０の内部圧力を検出する圧力検出部６０と、検出した内部圧力を所定の閾値と比較する比較部５６と、表示部７０とを備える。圧力検出部６０は、圧電素子３８の駆動電流を検出する電流検出回路６２と、検出した駆動電流を積分する積分回路６４と、積分回路６４の出力と駆動波形信号Ｖｉｎとの差分を出力する減算回路６６を備える。
【００２４】
駆動回路５０は、ポンプ室４０の内部圧力を示す圧力信号Ｖｐを、以下のようにして検出する。制御部５２は、駆動波形信号Ｖｉｎを出力する。駆動波形信号Ｖｉｎは増幅回路５４で増幅され、駆動信号Ｖｏｕｔとして圧電素子３８に印加される。このとき、圧電素子３８には、駆動信号Ｖｏｕｔに対応する駆動電流Ｉｏｕｔが流れ込む。圧電素子３８の他端には、電流検出用の抵抗ｒが接続されている。抵抗ｒの他端は接地されている。電流検出回路６２は、駆動電流Ｉｏｕｔによって生じる抵抗ｒ端子間の電位差を、抵抗ｒの抵抗値で除算することによって電流信号Ｖｉに変換し、積分回路６４に入力する。積分回路６４は、入力された電流信号Ｖｉを積分器で積分することによって、圧電素子３８に蓄えられた電荷量に対応する値である電荷信号Ｖｑを出力する。
【００２５】
圧電素子３８に流れる駆動電流Ｉｏｕｔ（電流信号Ｖｉ）は圧電素子３８の変位速度に比例する。よって、圧電素子３８に蓄えられる電荷量（電荷信号Ｖｑ）は、圧電素子３８の変位に比例している。圧電素子３８が自由に伸縮可能な状態では、圧電素子３８の変位は駆動信号にほぼ比例する。一方、ポンプ室４０で内部圧力が変化すると、ダイアフラム３６を介して圧電素子３８が圧力の変化を受ける。このとき、圧電素子３８は受けた圧力の変化に比例して伸縮する（変位が変わる）ため、ポンプ室４０の圧力変化を受けた場合の圧電素子３８の変位と、本来の圧電素子３８の変位（圧力を受けていないときとの差）との差は、圧電素子３８が受けた圧力（ポンプ室４０の内部圧力）に比例する。
【００２６】
圧力検出部６０は、積分回路６４の積分器で得られた電荷信号Ｖｑを圧電素子３８の等価静電容量ｃ及び増幅回路５４の増幅率Ｇで除算して電圧信号Ｖｘを取得する。圧力検出部６０は、圧電素子３８の実変位に対応する電圧信号Ｖｘと、駆動波形信号Ｖｉｎとの差分を減算回路６６で算出することによって、ポンプ室４０の相対的な内部圧力に対応した圧力信号Ｖｐを取得する。
【００２７】
圧力検出部６０は、取得した圧力信号Ｖｐを、比較部５６に入力する。比較部５６は、所定の閾値と比較することにより、２値化された検出信号ＤＳを生成して、制御部５２に入力する。制御部５２は、ルックアップテーブルＬＵＴを備えている。制御部５２は、入力された検出信号ＤＳとルックアップテーブルＬＵＴに基づいて水の気体溶存量を取得する。そして、取得した気体溶存量を表示部７０に、ユーザーが視認可能に表示する。なお、ルックアップテーブルＬＵＴ、および、検出信号ＤＳに基づいて気体溶存量を取得する方法については後述する。なお、本説明におけるポンプ室４０の内部圧力とは、基準となる圧力によって規定されていない相対的な内部圧力である。
【００２８】
（Ａ２）圧力振動：
図３は、駆動信号Ｖｏｕｔを圧電素子３８に印加したときに、圧力検出部６０で得られた圧力信号Ｖｐ、および、比較部５６で得られた検出信号ＤＳを例示した説明図である。図３（ａ）は、圧電素子３８に印加する駆動信号Ｖｏｕｔを示している。図３（ｂ）は、圧力検出部６０で得られた圧力信号Ｖｐを示している。図３（ｃ）は、比較部５６で得られた検出信号ＤＳを示している。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、本実施形態においては、制御部５２から１パルスのＶｉｎを出力し、圧電素子３８に駆動信号Ｖｏｕｔを印加する。圧電素子３８は、駆動信号Ｖｏｕｔの電圧（駆動電圧）が上昇すると伸張し、ダイアフラム３６を介してポンプ室４０の液体を加圧する。その結果、図３（ｂ）に示すように、駆動信号Ｖｏｕｔの電圧が立ち上がるとともに、ポンプ室４０の内部圧力が急激に上昇する。駆動電圧が最大電圧で保たれている間は、圧電素子３８の変位は変わらない。このため、ポンプ室４０の液体と容器２０の液体との間に圧力差が生じ、ポンプ室４０から容器２０に液体が流出する（図１参照）。ポンプ室４０の内部圧力は、液体が容器２０に流出するに従って減少する。このとき、流路３４のイナータンスによって流路３４を通過する液体に慣性力が働き、ポンプ室４０から容器２０へ液体が流れ続けようとする。その結果、ポンプ室４０の内部圧力は負圧となる。なお、イナータンスについては、後で詳しく説明する。
【００３０】
そして、ポンプ室４０は、内部圧力が負圧になると、容器２０から液体を吸入する。従って、容器２０からポンプ室４０へ液体が流入する。この場合も、上記説明したように流路のイナータンスに基づく慣性力によって、容器２０からポンプ室４０へ液体が流れ続けようとする。従って、図３（ｂ）に示すように、ポンプ室４０の内部圧力は上昇する。このように、流路３４のイナータンスに起因する慣性力によって、ポンプ室４０の内部圧力は振動する。図３（ｂ）から分かるように、ポンプ室４０の内部圧力の振動は所定の周期を有する。
【００３１】
ここで、図３（ｂ）に示すように、圧電素子３８への駆動信号Ｖｏｕｔの印加に伴うポンプ室４０の内部圧力の１回の上昇と下降とからなる圧力振動の波を第１波と呼ぶ。その後の第１波に続く圧力振動の波を、第２波、第３波、第４波・・・・と言ったように呼ぶ。図３（ｃ）に示すように、検出信号ＤＳは、ポンプ室４０の圧力振動の波（第１波、第２波等）に対応した信号となる。各圧力振動に対応した検出信号ＤＳのパルスを、第１パルス、第２パルス・・・と言ったように呼ぶ。
【００３２】
（Ａ３）液体の圧縮性による共振モデル：
上記説明したポンプ室４０の内部圧力の振動現象は、液体の圧縮性を考慮した共振モデルによって説明することができる。液体は、通常、非圧縮性である。しかし、液体中に気体が溶存している場合、溶存気体の圧縮性に起因して、液体が圧縮性を有する。液体が圧縮性を有する場合、ポンプ室４０と容器２０との間の圧力差、および、流路３４のイナータンスの慣性力によって、圧力の振動が生ずる。
【００３３】
ここで、ポンプ室４０と、容器２０と、流路３４とからなる液体の圧力振動の共振モデルを仮定する。この共振モデルにおける固有振動周期Ｔは、下記式（１）として表される。
【００３４】
【数１】
2014085164.tif 000003
【００３５】
式（１）において、Ｍは、流路３４のイナータンスである。Ｃは、ポンプ室４０のコンプライアンスと容器２０のコンプライアンスとの合成コンプライアンスである。合成コンプライアンスＣは、ポンプ室４０のコンプライアンスをＣ１、容器２０のコンプライアンスをＣ２とすると、下記式（２）として表される。
【００３６】
【数２】
2014085164.tif 000004
【００３７】
コンプライアンスとは、流体室内に圧力が加わった時の、流体室の変形による容積の膨張や流体の圧縮を示している。例えば、容積がＶ、体積弾性率がＫの流体室に、圧縮率をκＦの液体が満たされており、流体室内の液体に圧力Ｐが加わった場合、流体室の変形による容積変化ΔＶａは、下記式（３）として表すことができる。また、液体の圧縮による流体室の容積変化ΔＶｂは、下記式（４）として表される。
【００３８】
【数３】
2014085164.tif 000005
【数４】
2014085164.tif 000006
【００３９】
よって、圧力Ｐに対する見かけ上の流体室の容積の変化量ΔＶは下記式（５）として表される。
【数５】
2014085164.tif 000007
【００４０】
式（５）における、Ｖ×（１／Ｋ＋κＦ）が、流体室のコンプライアンスである。よって、本実施形態における容器２０のコンプライアンスＣ１、ポンプ室４０のコンプライアンスＣ２は下記式（６）および式（７）として表される。
【００４１】
【数６】
2014085164.tif 000008
【数７】
2014085164.tif 000009
【００４２】
式（６）、式（７）において、Ｖ１は容器２０の容積を表し、Ｖ２はポンプ室４０の容積を表す。また、本実施形態では、上述したように、容器２０およびポンプ室４０を構成する筐体３２は、ステンレス鋼などの非常に固い部材で構成されているため、弾性率Ｋは非常に大きい値となる。すなわち、式（６）、式（７）の（１／Ｋ）は、微少な値となる。これは、容器２０およびポンプ室４０の容積変化が微小であることを示す。よって、容器２０およびポンプ室４０の容積変化は、コンプライアンスの値に殆ど影響を与えない。従って、式（６）、式（７）において、（１／Ｋ）を０に近似することができる。さらに、本実施形態においては、容器２０の容積Ｖ１はポンプ室４０の容積Ｖ２と比べて十分に大きいとする。よって、式（６）、式（７）より、Ｃ１≫Ｃ２となる。この場合、式（２）で算出される合成コンプライアンスＣにおいては、容器２０のコンプライアンスＣ２は無視できる項となる。従って、式（１）、式（２）、式（７）より、固有振動周期Ｔは下記式（８）として表すことができる。
【００４３】
【数８】
2014085164.tif 000010
【００４４】
式（８）から、固有振動周期Ｔは、液体の圧縮率κＦの平方根に比例することが分かる。液体中の気体の溶存量が増加するに従って液体の圧縮率κＦが高くなるとすると、式（８）より、気体溶存量が増加するほど、固有振動周期Ｔが長くなる。
【００４５】
次に、「気体溶存量が増加するほど固有振動周期Ｔが長くなる」ことを、実測によって示す。図４は、測定システム１０において、実測によって得られた気体溶存量と固有振動周期Ｔとの関係を示したグラフである。グラフの横軸は容器２０における液体の気体溶存量を示す。本測定においては、液体の気体溶存量は、市販の溶存気体の測定装置によって測定する。また、グラフの縦軸は、固有振動周期Ｔを示す。固有振動周期Ｔは、検出信号ＤＳの第３パルスが検出されてから第４パルスが検出されるまでの時間を採用する（図３参照）。図４から分かるように、気体溶存量が増加するに従って固有振動周期Ｔが長くなっていることが分かる。すなわち、「気体溶存量が増加するほど、固有振動周期Ｔが長くなる」と言う、気体溶存量と固有振動周期Ｔとの相関関係があることが実測によっても示された。
【００４６】
（Ａ４）気体溶存量測定および液体圧縮率測定：
制御部５２は、上記のように実測した気体溶存量と固有振動周期Ｔとの相関（図４）を、ルックアップテーブルＬＵＴとして備える（図２参照）。実際に気体溶存量を測定する際には、制御部５２は、圧電素子３８に対して１パルスの駆動信号Ｖｏｕｔを印加して、ポンプ室４０内に圧力振動を発生させ、検出した検出信号ＤＳから固有振動周期Ｔを抽出する。そして、取得した固有振動周期ＴをルックアップテーブルＬＵＴに入力する。制御部５２は、固有振動周期Ｔに対応してルックアップテーブルＬＵＴから出力される気体溶存量を取得する。
【００４７】
その後、制御部５２は、取得した気体溶存量の値を、ユーザーに視認可能に表示部７０に表示する。制御部５２は、水、所定の油、所定の有機溶媒など、種々の液体についてのルックアップテーブルＬＵＴを備えるとしてもよい。各液体について、気体溶存量と固有振動周期Ｔと相関を実測してルックアップテーブルを生成することによって実現することが可能である。
【００４８】
さらに、制御部５２は、実測により取得した固有振動周期Ｔと、式（８）とを用いて、液体Ｌｑの圧縮率κＦを算出することができる。制御部５２は、算出した圧縮率κＦも、気体溶存量と共に表示部７０に表示する。このようにして、気体溶存量測定装置３０は、気体溶存量と圧縮率κＦとを測定する。
【００４９】
本実施形態においては、気体溶存量測定はルックアップテーブルＬＵＴを用いて行ったが、気体溶存量と固有振動周期Ｔとの相関（例えば図４）を表した所定の関数を用いて行うとしてもよい。制御部５２が、所定の関数と固有振動周期Ｔとから、気体溶存量を算出することによって実現することが可能である。
【００５０】
次に、本実施形態の説明に用いたイナータンスについて説明する。イナータンスとは、流路の特性値である。具体的には、流路の一端に圧力が加わったことによって流路内の流体が流れようとするときの流体の流れやすさを示している。例えば、断面積がＳで、長さがＬの流路に、密度ρの流体（本実施形態では液体）が満たされており、流路の一端に圧力Ｐ（両端での圧力差）が加わったものとする。流路内の流体にはＰ×Ｓの力が作用する。その結果、流路内の液体が流れ出す。流体の加速度をａとすると、下記式（９）の運動方程式が成り立つ。
【００５１】
【数９】
2014085164.tif 000011
【００５２】
流路を流れる体積流量をＱ、流路を流れる流体の流速をｖとすると、下記式（１０）および式（１１）が得られる。
【００５３】
【数１０】
2014085164.tif 000012
【数１１】
2014085164.tif 000013
【００５４】
式（１０）および式（１１）から下記式（１２）を得ることができる。
【００５５】
【数１２】
2014085164.tif 000014
【００５６】
式（１２）は、同じ圧力Ｐが加わるのであれば、（ρ×Ｌ／Ｓ）が小さくなるほど、ｄＱ／ｄｔが大きくなる（すなわち、流速が大きく変化すること）を表している。この（ρ×Ｌ／Ｓ）がイナータンスと呼ばれる値である。すなわち上記式（１）および式（８）においては、Ｍ＝（ρ×Ｌ／Ｓ）となる。以上、イナータンスについて説明した。
【００５７】
以上説明したように、気体溶存量測定装置３０は、容器２０とポンプ室４０との間における圧力振動の共振を利用して液体中の気体溶存量、および、液体の圧縮率κＦを測定することができる。よって、液体の状態において直接的に測定を行うことができる（気相によって測定することを要しない）。
【００５８】
また、測定時に流路３４とポンプ室４０とを測定対象の液体Ｌｑで満たした状態を保持できれば、気体溶存量と圧縮率κＦは測定可能である。従って、気体溶存量および圧縮率κＦの測定対象や測定環境に関する制限を緩和することができる。例えば、液体を収容する工業用のタンクには、通常、温度計の挿入用の貫通孔や、ドレイン抜き用の貫通孔が設けられている。このような貫通孔に気体溶存量測定装置３０の流路３４を接続することによって、タンク内に収容した液体の気体溶存量や圧縮率κＦを測定することが可能となる。一例として、気体溶存量測定装置３０を水処理装置に設置することが可能である。処理対象の水、または、処理後の水を収容するタンクに気体溶存量測定装置３０を設置することにより、簡易に水質（気体溶存量）を測定することができる。具体的な水処理装置としては、工業用浄水器が挙げられる。また、水処理装置としては、工業用に限らず、家庭用の水処理装置（家庭用浄水器）にも適用可能である。
【００５９】
また、本実施形態においては、１つの圧電素子３８で、ポンプ室４０の加圧と、ポンプ室４０の内部圧力の測定を行うので、それぞれ別個の素子や装置によって行う場合と比較して、構造の簡易化、小型化、低コスト化を実現することができる。
【００６０】
特許請求の範囲との対応関係としては、ポンプ室４０が特許請求の範囲に記載の液体収容室に対応する。ダイアフラム３６および圧電素子３８が、特許請求の範囲に記載の圧力変更手段に対応する。固有振動周期Ｔが、特許請求の範囲に記載の液体の挙動に対応する。圧電素子３８および駆動回路５０が、特許請求の範囲に記載の測定部に対応する。駆動回路５０（制御部５２）が、特許請求の範囲に記載の取得部に対応する。
【００６１】
Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
（Ｂ１）変形例１：
上記実施形態においては、液体の挙動として、液体の圧力振動の周期を測定し、気体溶存量を取得するとしたが、それに限ることなく、種々の挙動から、気体溶存量を取得するとしてもよい。例えば、直接的に固有振動周期を取得するのではなく、周波数から周期を取得するとしてもよい。その他、圧力振動の１／４周期分や１／２周期分の圧力変動を測定し、その測定結果から、その後の圧力振動の波形を推測し、固有振動周期Ｔを取得するとしてもよい。また、液体の挙動として、流路３４を流通する水の流量、流速、移動度など、液体に関する種々のパラメーターを採用することができる。これらのパラメーターに基づいて固有振動周期を取得することによって、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
また、上記実施形態においては、第３波の固有振動周期Ｔによって、気体溶存量を測定するとしたが、それに限らず、第１波、第２波、・・・第１０波・・・といったように、圧力振動を測定可能の範囲において、任意の波に基づいて周期を測定することができる。
【００６３】
（Ｂ２）変形例２：
気体溶存量測定装置３０の態様は、図１に示した態様に限らず、種々の態様を採用することができる。図５は、変形例２としての気体溶存量測定装置の態様を示す説明図である。図示するように流路３４の先端が鋭利な形状をしており、容器２０に突き刺して使用する態様となっている。測定対象の液体Ｌｑが収容されている容器２０には、流路３４を突き刺して容器２０の内部と連通させるため挿入部２２が設けられている。挿入部２２は、肉厚のゴム部材からなる。流路３４を抜いた後に形成された挿入部２２の穴は、ゴム部材の弾性力により塞がれる。
【００６４】
図示するように、気体溶存量測定装置３０は、表示部７０と、測定の開始のためのスタートボタンや、測定値の記録を指示するための操作ボタンなど、種々の操作ボタン７２を有する。表示部７０には、測定された気体溶存量の値がユーザーに視認可能に表示される。気体溶存量測定装置３０をこのような態様とすることで、ユーザーは簡易に容器２０に収容されている液体Ｌｑの気体溶存量および圧縮率κＦを測定することができる。また、流路３４を直接的に河川や海などの水に浸すことで、測定対象の液体を容器等に収容せずに、気体溶存量を測定することができる。
【００６５】
（Ｂ３）変形例３：
上記実施形態においては、圧電素子３８が、圧力振動を生じさせるとともに、ポンプ室４０の内部圧力を測定したが、それぞれ、別個の圧電素子を用いてもよい。つまり、気体溶存量測定装置３０は、圧力差発生部としての圧電素子と、測定部としての圧電素子とを、各々、備えるとしてもよい。また、上記実施形態においては、圧力差発生部として圧電素子を採用したが、圧電素子に換えて磁歪素子を用いるとしてもよい。磁歪素子は歪みによる変位が大きいので、より大きい圧力振動を生じさせることができる。上記実施形態においては、測定部として圧電素子を採用したが、通常の水圧測定計を採用するとしてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
（Ｂ４）変形例４：
上記実施形態においては、圧力変更手段として、圧電素子３８およびダイアフラム３６を採用したが、それに限らず、ポンプ室４０の圧力を変更させることができる種々の構成を採用することができる。例えば、ポンプ室４０に外部から液体を注入することによって、ポンプ室４０の圧力を変更するとしてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０…測定システム
２０…容器
２２…挿入部
３０…気体溶存量測定装置
３２…筐体
３４…流路
３６…ダイアフラム
３８…圧電素子
４０…ポンプ室
５０…駆動回路
５２…制御部
５４…増幅回路
５６…比較部
６０…圧力検出部
６２…電流検出回路
６４…積分回路
６６…減算回路
７０…表示部
７２…操作ボタン
ＤＳ…検出信号
ＬＵＴ…ルックアップテーブル
【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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