監修:株式会社アントンパール・ジャパン
濃度計とは
濃度計とは、液体や気体に含まれる物質の量をリアルタイムで測定する装置のことです。液体濃度計の場合、サンプルの物性値を測定し、そこから検量線を使用して濃度値に換算します。主に屈折率、密度、音速、導電率、吸光度などが測定原理として用いられます。
単一の物性値から濃度値を算出する場合は、2液混合物の濃度測定に限られますが、複数の物性値を組み合わせることで、3成分程度の濃度測定であれば可能です。
特定の物質のピークを取って測定する場合は複数成分に対応しますが、ベースラインの安定が必要なため、使用毎に校正を行うことが望ましいと言えます。また、特定のピークがサンプルに含まれるほかの成分と重なることがないかの確認も必要となります。
濃度計の使用用途
濃度の分析を行う際には、HPLCや元素分析が行われますが、時間と手間がかかるため、濃度計は別の方法でリアルタイムに測定を行います。
そのため、工場や実験装置の配管やタンクに取り付けて、連続的に液体の濃度を測定する使い方がメインとなります。例えば、アルコール濃度の測定用としては、国税庁の所定分析法に密度計での測定が定められています。
エタノールのほかに、IPA、塩酸、硫酸、水酸化ナトリウム、アセトン、NMP、ガソリン、軽油、潤滑油、冷媒、ビール、糖（Brix）、など幅広く対応できるため、化学、石油、食品、飲料、半導体、電池、自動車など使用する業界を問いません。
また、液体濃度だけでなく、スラリーなどの固形分濃度計に使用できる密度計も存在しますが、対応する装置かどうか確認が必要です。スラリーの場合、セラミックスラリー、金属スラリー、樹脂スラリー、食品などがあります。電池業界向けの需要も高まっています。
濃度計の原理
濃度測定の測定原理は様々なため、目的に合わせた測定原理を選ぶ必要があります。
最適な測定原理の選定がなされないと、必要以上に複雑な機構になったり、高額になったり、必要な精度が得られない可能性があります。
そのため、必要な測定原理が定まっていない場合は、複数の測定原理を並列して比べられるといいでしょう。測定原理の比較の際には、それぞれの物性を測定する卓上型分析計が必要になります。
例えば、屈折率計や密度計は卓上型もプロセス型も存在するため、小さなスケールで測定の可否を調べることができます。質量流量計などでは、卓上装置がないため、プロセスに流れるサンプルのデータから検量線のデータを作成せざる得なく、検量線の作成は大掛かりになります。
また、NIRなどは、多項目の分析の可能性がひたかれているものの、必要なデータ量が多く導入コストも高くなります。測定原理については、裏付け測定も可能な汎用的な規格化された項目だと導入後の検証が容易になります。
本記事は濃度計を製造・販売する株式会社アントンパール・ジャパン様に監修を頂きました。
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