CN111624176B - 浊度测定方法及浊度计 - Google Patents

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Abstract

浊度测定方法包含下述步骤:照射出具有第一光谱(E1)的第一照射光(L1);对基于第一照射光(L1)的第一被测定光(ML1)进行检测;照射出具有与第一光谱(E1)不同的第二光谱(E2)的第二照射光(L2);对基于第二照射光(L2)的第二被测定光(ML2)进行检测;对被测定液的浊度进行计算;以及对与第一照射光(L1)相关联的浊度计算所涉及的第一参数及与第二照射光(L2)相关联的浊度计算所涉及的第二参数中的至少一者进行校正,以使得在对被测定液的浊度进行计算的步骤中计算出的浊度,与成为比较的基准的使用其他光源而测定出的被测定液的浊度对应。

Description

浊度测定方法及浊度计
本申请要求2019年2月28日在日本专利申请的特愿2019-036526号的优先权,在此为了参照而引入该申请的公开的全部内容。
技术领域
本发明涉及浊度测定方法及浊度计。
背景技术
当前,已知与对例如包含水等的被测定液的浑浊程度进行测定的浊度计相关的技术。
例如,在专利文献1中公开了一种浊度计,该浊度计能够从被测定液中的浮游物质的浓度低的区域至浓度高的区域为止,大范围地以同一单元长度及检测器配置确保直线性而准确地进行测定。
专利文献1:日本特开2006-329629号公报
在现有的浊度计中,例如存在下述倾向,即,具有宽频带的发光光谱、照射出白色光的灯光光源被用作光源。在从如上所述的现有的浊度计对光源的种类进行变更的情况下,仅是机械地置换光源,有可能通过现有的浊度计测定出的被测定液的浊度和通过置换光源后的浊度计测定出的被测定液的浊度没有充分地对应。
发明内容
本发明的目的在于,提供能够以与使用现有的浊度计的其他光源而测定出的被测定液的浊度对应的方式,对被测定液的浊度进行计算的浊度测定方法及浊度计。
几个实施方式所涉及的浊度测定方法是对被测定液的浊度进行测定的浊度测定方法,该浊度测定方法具有下述步骤:将具有第一光谱的第一照射光针对所述被测定液进行照射;取得基于针对所述被测定液照射出的所述第一照射光的第一被测定光的检测信号;将具有与所述第一光谱不同的第二光谱的第二照射光针对所述被测定液进行照射;取得基于针对所述被测定液照射出的所述第二照射光的第二被测定光的检测信号;基于所述第一被测定光及所述第二被测定光的所述检测信号对所述被测定液的浊度进行计算;以及对与所述第一照射光相关联的浊度计算所涉及的第一参数及与所述第二照射光相关联的浊度计算所涉及的第二参数的至少一者进行校正,以使得在对所述被测定液的浊度进行计算的步骤中计算出的浊度,与成为比较的基准的使用其他光源而测定出的所述被测定液的浊度对应。根据如上所述的浊度测定方法,能够对被测定液的浊度进行计算以使得与使用现有的浊度计的其他光源而测定出的被测定液的浊度对应。因此,用户即使将被测定液的浊度测定时的测定装置例如从使用灯光光源的现有的浊度计向使用LED光源的一个实施方式所涉及的浊度计变更的情况下,也能够针对同一被测定液得到相同的测定结果。因此,向一个实施方式所涉及的浊度计更新测定装置时的用户的便利性提高。
在一个实施方式中,可以是所述浊度计算所涉及的第一参数包含被检测到的所述第一被测定光的第一检测信号强度,所述浊度计算所涉及的第二参数包含被检测到的所述第二被测定光的第二检测信号强度,在所述校正的步骤中,所述第一检测信号强度及所述第二检测信号强度的至少一者被校正。由此,在基于检测到的检测信号的检测信息通过信号处理进行了校正的状态下执行浊度测定。因此,通过如上所述的信号处理,能够对被测定液的浊度进行计算以使得与使用其他光源而测定出的被测定液的浊度对应。
在一个实施方式中,可以是将所述第一照射光针对所述被测定液进行照射的步骤、以及将所述第二照射光针对所述被测定液进行照射的步骤在相互不同的定时执行。由此,能够分别独立地取得第一被测定光及第二被测定光的检测信号。因此,独立地准确地计算针对检测信号的各自的贡献,浊度计算所涉及的精度提高。
在一个实施方式中,可以是所述第一被测定光及所述第二被测定光各自包含透过了所述被测定液的透过光和由于所述被测定液而发生了散射的散射光。由此,能够使用透过光·散射光比较方式,与仅使用透过光及散射光的任一者的情况相比较,能够在浊度的更大范围高精度地计算浊度。在此基础上,即使由浊度计的周围的温度等引起的驱动电流的变动在照射第一照射光的第一LED光源的第一驱动电流值及照射第二照射光的第二LED光源的第二驱动电流值间不同,通过采用透过光·散射光比较方式,从而也会将对浊度测定的影响抑制为最小限度。
在一个实施方式中,可以是在对所述被测定液的浊度进行计算的步骤中,如果将所述第一被测定光所包含的第一散射光的第一检测信号强度设为IS1及将所述第一被测定光所包含的第一透过光的第一检测信号强度设为IT1,将所述第二被测定光所包含的第二散射光的第二检测信号强度设为IS2及将所述第二被测定光所包含的第二透过光的第二检测信号强度设为IT2,则所述浊度N通过下述式1进行计算,
【式1】
K是用于浊度计算的灵敏度系数,IS1(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第一散射光的第一检测信号强度,IT1(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第一透过光的第一检测信号强度,IS2(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第二散射光的第二检测信号强度,IT2(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第二透过光的第二检测信号强度,α是校正系数。由此,能够基于第一被测定光及第二被测定光的检测信号而准确地计算被测定液的浊度。
在一个实施方式中,可以是所述浊度计算所涉及的第一参数包含照射出所述第一照射光的第一LED光源的第一驱动电流,所述浊度计算所涉及的第二参数包含照射出所述第二照射光的第二LED光源的第二驱动电流,在所述校正的步骤中,所述第一驱动电流及所述第二驱动电流的至少一者被校正。由此,在基于LED光源的驱动电流在光学上对发光光谱进行了校正的状态下执行浊度测定。因此,通过如上所述的光学处理,能够对被测定液的浊度进行计算以使得与使用其他光源而测定出的被测定液的浊度对应。
一个实施方式中的浊度测定方法可以是还包含下述步骤:将具有第三光谱的第三照射光针对所述被测定液进行照射;以及取得基于针对所述被测定液照射出的所述第三照射光的第三被测定光的检测信号,在对所述被测定液的浊度进行计算的步骤中,基于所述第一被测定光、所述第二被测定光及所述第三被测定光的所述检测信号对所述被测定液的浊度进行计算,在所述校正的步骤中,与所述第一照射光相关联的浊度计算所涉及的第一参数、与所述第二照射光相关联的浊度计算所涉及的第二参数及与所述第三照射光相关联的浊度计算所涉及的第三参数被校正。由此,即使在使用3个光源对被测定液的浊度进行测定的情况下,也能够对被测定液的浊度进行计算以使得与使用现有的浊度计的其他光源而测定出的被测定液的浊度对应。因此,用户在将被测定液的浊度测定时的测定装置例如从使用灯光光源的现有的浊度计向使用LED光源的一个实施方式所涉及的浊度计变更的情况下,针对同一被测定液也能够得到相同的测定结果。因此,将测定装置更新为一个实施方式所涉及的浊度计时的用户的便利性提高。
几个实施方式所涉及的浊度计是对被测定液的浊度进行测定的浊度计,该浊度计具有:第一光源部,其将具有第一光谱的第一照射光针对所述被测定液进行照射;第二光源部,其将具有与所述第一光谱不同的第二光谱的第二照射光针对所述被测定液进行照射;受光部,其取得基于针对所述被测定液照射出的所述第一照射光的第一被测定光的检测信号、以及基于针对所述被测定液照射出的所述第二照射光的第二被测定光的检测信号;以及控制部,其基于所述第一被测定光及所述第二被测定光的所述检测信号对所述被测定液的浊度进行计算,所述控制部对与所述第一照射光相关联的浊度计算所涉及的第一参数及与所述第二照射光相关联的浊度计算所涉及的第二参数的至少一者进行校正,以使得由所述控制部计算的浊度,与使用成为比较的基准的其他光源而测定出的所述被测定液的浊度对应。根据如上所述的浊度计,能够对被测定液的浊度进行计算以使得与使用现有的浊度计的其他光源而测定出的被测定液的浊度对应。因此,用户即使将被测定液的浊度测定时的测定装置例如从使用灯光光源的现有的浊度计向使用LED光源的一个实施方式所涉及的浊度计变更的情况下,也能够针对同一被测定液得到相同的测定结果。因此,将测定装置更新为一个实施方式所涉及的浊度计时的用户的便利性提高。
在一个实施方式中,可以是所述浊度计算所涉及的第一参数,包含由所述受光部检测到的所述第一被测定光的第一检测信号强度,所述浊度计算所涉及的第二参数,包含由所述受光部检测到的所述第二被测定光的第二检测信号强度,所述控制部对所述第一检测信号强度及所述第二检测信号强度的至少一者进行校正。由此,浊度计在通过信号处理对基于由受光部检测到的检测信号的检测信息进行了校正的状态下执行浊度测定。因此,控制部通过如上所述的信号处理,能够对被测定液的浊度进行计算以使得与使用其他光源而测定出的被测定液的浊度对应。
在一个实施方式中,可以是所述控制部使所述第一光源部及所述第二光源部在相互不同的定时动作,使所述第一照射光及所述第二照射光在相互不同的定时进行照射。由此,能够分别独立地取得第一被测定光及第二被测定光的检测信号。因此,控制部能够独立地准确地计算针对检测信号的各自的贡献,能够使浊度计算所涉及的精度提高。
在一个实施方式中,可以是所述第一被测定光及所述第二被测定光各自包含透过了所述被测定液的透过光和由于所述被测定液而发生了散射的散射光。由此,控制部能够使用透过光·散射光比较方式,与仅使用透过光及散射光的任一者的情况相比较,能够在浊度的更大范围高精度地计算浊度。在此基础上,即使由浊度计的周围的温度等引起的驱动电流的变动在照射第一照射光的第一LED光源的第一驱动电流值及照射第二照射光的第二LED光源的第二驱动电流值间不同,通过采用透过光·散射光比较方式,从而也会将对浊度测定的影响抑制为最小限度。
在一个实施方式中,可以是所述控制部如果将所述第一被测定光所包含的第一散射光的第一检测信号强度设为IS1及将所述第一被测定光所包含的第一透过光的第一检测信号强度设为IT1,将所述第二被测定光所包含的第二散射光的第二检测信号强度设为IS2及将所述第二被测定光所包含的第二透过光的第二检测信号强度设为IT2,则将所述浊度N通过下述式2进行计算,
【式2】
K是用于浊度计算的灵敏度系数,IS1(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第一散射光的第一检测信号强度,IT1(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第一透过光的第一检测信号强度,IS2(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第二散射光的第二检测信号强度,IT2(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第二透过光的第二检测信号强度,α是校正系数。由此,能够基于第一被测定光及第二被测定光的检测信号准确地计算被测定液的浊度。
在一个实施方式中,可以是所述第一光源部包含第一LED光源,所述第二光源部包含第二LED光源,所述浊度计算所涉及的第一参数包含所述第一LED光源的第一驱动电流,所述浊度计算所涉及的第二参数包含所述第二LED光源的第二驱动电流,所述控制部对所述第一驱动电流及所述第二驱动电流的至少一者进行校正。由此,浊度计在基于LED光源的驱动电流在光学上对发光光谱进行了校正的状态下执行浊度测定。因此,控制部通过如上所述的光学处理,能够对被测定液的浊度进行计算以使得与使用其他光源而测定出的被测定液的浊度对应。
一个实施方式中的浊度计可以是还具有第三光源部,该第三光源部将具有第三光谱的第三照射光针对所述被测定液进行照射,所述受光部取得基于针对所述被测定液照射出的所述第三照射光的第三被测定光的检测信号,所述控制部,对与所述第一照射光相关联的浊度计算所涉及的第一参数、与所述第二照射光相关联的浊度计算所涉及的第二参数及与所述第三照射光相关联的浊度计算所涉及的第三参数进行校正,基于所述第一被测定光、所述第二被测定光及所述第三被测定光的所述检测信号对所述被测定液的浊度进行计算。由此,即使在使用3个光源对被测定液的浊度进行测定的情况下,也能够对被测定液的浊度进行计算以使得与使用现有的浊度计的其他光源而测定出的被测定液的浊度对应。因此,用户在将被测定液的浊度测定中的测定装置例如从使用灯光光源的现有的浊度计向使用LED光源的一个实施方式所涉及的浊度计变更的情况下,针对同一被测定液也能够得到相同的测定结果。因此,将测定装置更新为一个实施方式所涉及的浊度计时用户的便利性提高。
发明的效果
根据本发明,能够提供能够以与使用现有的浊度计的其他光源而测定出的被测定液的浊度对应的方式对被测定液的浊度进行计算的浊度测定方法及浊度计。
附图说明
图1是表示一个实施方式所涉及的浊度计的外观的正视图。
图2是表示图1的浊度计的结构的一个例子的框图。
图3是表示图1的光学装置的剖面的一个例子的示意图。
图4是表示由各光源照射的照射光的光谱的一个例子的示意图。
图5是表示由图1的光源部照射出的照射光的光谱的一个例子的示意图。
图6是表示使用了图1的浊度计的浊度测定方法的一个例子的流程图。
图7是表示一个实施方式所涉及的浊度计的第一变形例的与图3相对应的示意图。
图8是表示一个实施方式所涉及的浊度计的第二变形例的与图3相对应的示意图。
图9是表示一个实施方式所涉及的浊度计的第三变形例的与图3相对应的示意图。
图10是表示使用了灯光光源的现有的浊度计的剖面的一个例子的示意图。
标号的说明
1 浊度计
2 光学装置
21 被测定液入口
22 被测定液出口
23 主体部
24 光源部
241 第一光源部
242 第二光源部
243 第三光源部
25 受光部
251 透过光检测部
252 散射光检测部
26 聚光透镜
27 液槽
3 处理装置
31 控制部
32 存储部
33 输入部
34 显示部
35 通信部
D1 第一LED光源
D2 第二LED光源
D3 第三LED光源
E1 第一光谱
E2 第二光谱
E3 第三光谱
L1 第一照射光
L2 第二照射光
L3 第三照射光
ML1 第一被测定光
ML2 第二被测定光
ML3 第三被测定光
S 散射光
S1 第一散射光
S2 第二散射光
S3 第三散射光
T 透过光
T1 第一透过光
T2 第二透过光
T3 第三透过光
具体实施方式
通过浊度计测定的被测定液的浊度,是由在被测定液中存在的颗粒即浑浊物质的量决定的。已知用于对浑浊物质的量进行测定的几种方法。例如,在透过光·散射光比较方式的浊度计中,利用了由被测定液中的浑浊物质引起的照射光的吸收及散射。如果向包含浑浊物质的被测定液照射了照射光,则由于颗粒的吸收,浊度越大则透过光越弱。另一方面,由于颗粒的散射,浊度越大则散射光越强。
透过光的光强度按照朗伯比尔定律而对数性地变化,因此在高浊度下透过光的光强度变得非常弱。因此,单独使用透过光对高浊度的被测定液进行测定是困难的。散射光在理论上与浊度成正比,但是,在实际的测定中在高浊度的被测定液中会受到吸收的影响。因此,与散射光相关的检测信号强度没有与浊度成正比。因此,就透过光·散射光比较方式的浊度计而言,利用将散射光的检测信号强度除以透过光的检测信号强度而得到的值,创建出检测信号值和浊度值之间的单调增加关系。
现有的浊度计例如成为图10所示,具有灯光光源、聚光透镜、液槽、对透过光进行检测的透过光检测器、以及对散射光进行检测的散射光检测器。从灯光光源照射出的白色光通过聚光透镜而成为平行光。成为平行光的白色光射入至液槽。液槽的两端由透明玻璃隔开。例如,在图10中由于从下向上流过液槽的被测定液的浑浊物质而使平行光的一部分发生散射。散射光由在液槽的后级配置的散射光检测器进行检测。没有散射而透过的透过光同样地由在液槽的后级配置的透过光检测器进行检测。通过运算电路等按照下面的式3对检测到的透过光的检测信号强度和散射光的检测信号强度进行计算,由此求出被测定液的浊度N。
【式3】
在这里,IT表示透过了被测定液的透过光的检测信号强度,IS表示由于被测定液而发生了散射的散射光的检测信号强度。IT(0)表示透过了浊度0度的液体的透过光的检测信号强度,IS(0)表示由于浊度0度的液体而发生了散射的散射光的检测信号强度。c是由被测定液中的浑浊物质以及检测部的形状及特性决定的常数,L是成为测定对象的液槽的光路长度。如式3所示样,比率IS/IT相对于浊度N而呈一次函数地变化。
就现有的浊度计而言,例如处于下述倾向,即,具有宽频带的发光光谱、照射出白色光的灯光光源被用作光源。灯光光源具有灯丝容易断线、寿命短这样的缺点。在此基础上,灯光光源还具有下述缺点,即,消耗电力大、容易发热,因此容易在液槽的透明玻璃发生结露。如果在液槽的透明玻璃发生结露,则该结露有可能成为光进一步散射的原因,因此被测定液的浊度的测定精度有可能降低。
为了解决如上述的问题,有时作为光源而使用例如LED(Light Emitting Diode)光源。作为在浊度计的光源中使用的现有的LED的一个例子,已知单色LED。由如上所述的单色LED光源产生的照射光的光谱,例如在可视区域或小于或等于1000nm的近红外区域中,具有几nm~几十nm的半值宽度。在这里,近红外区域代表与可视区域相比长波长侧的规定的波长区域,包含后面记述的红外区域中的、与可视区域比较接近的波长区域。例如,近红外区域包含780nm~2000nm为止的波长区域。如上所述的单色LED光源的发光光谱的波段及光谱强度与现有的灯光光源相比较大幅地不同。例如,由灯光光源产生的照射光的光谱与单色LED光源不同,在红外区域具有峰值,其波段涵盖可视区域整体。在这里,红外区域代表与可视区域相比长波长侧的规定的波长区域,包含例如具有比780nm长的波长的规定的波长区域。
作为在浊度计的光源中使用的现有的LED的其他例,还已知使用荧光体等、使照射光的表观与太阳光、荧光灯的光及灯光光源的光等接近的白色LED或调光·混色LED。由这些LED光源产生的照射光在人类的眼中能够看作是与来自灯光光源的照射光类似。但是,这些LED光源的发光光谱在可视区域中不连续地具有多个峰值,与在可视区域中光谱强度连续地变化的灯光光源的发光光谱大幅地不同。
就如上述的现有的LED光源而言,通用性高,但另一方面,关于波长特性而与灯光光源存在大幅差异。因此,在被测定液的浊度测定中,由于从灯光光源向现有的LED光源置换,从而浊度的检测灵敏度的对应性有可能降低。即,在标准液以外的被测定液中,通过具有灯光光源的浊度计测定出的浊度和通过具有LED光源的浊度计测定出的浊度有可能不一致。其原因在于,如果使用的光源的波长特性不同,则有可能散射角度分布及被测定液中所包含的浑浊物质或被测定液本身的吸收特性不同,被检测的散射光强度及透过光强度发生变化。在这里,标准液包含具有已知的浊度值的液体,该液体包含按照规定的浊度标准规定出的规定的浊度标准物质。
本发明为了解决上述的问题,其目的在于提供能够以与使用现有的浊度计中的其他光源、更具体地说使用灯光光源而测定出的被测定液的浊度对应的方式使用LED光源对被测定液的浊度进行计算的浊度测定方法及浊度计。
下面,参照附图主要对本发明的一个实施方式进行说明。
图1是表示一个实施方式所涉及的浊度计1的外观的正视图。
一个实施方式所涉及的浊度计1,作为一个例子是透过光·散射光比较方式的浊度计。浊度计1对被测定液的浊度进行测定。浊度计1作为大的结构要素,具有光学装置2和处理装置3。光学装置2针对经过内部的被测定液照射出照射光,对基于照射光的透过光T及散射光S进行检测。处理装置3与光学装置2连接,从光学装置2取得基于由光学装置2检测到的透过光T及散射光S的检测信号。处理装置3执行基于从光学装置2取得的检测信号进行的被测定液的浊度的计算处理等,或执行光学装置2的控制。
光学装置2具有:被测定液入口21,其供在图1中从下方流动而来的被测定液流入;以及被测定液出口22,其使从被测定液入口21流入至光学装置2的内部的被测定液向外部流出。光学装置2具有主体部23、光源部24和受光部25。在主体部23的内部,含有对从下方向上方流动的被测定液进行引导的液槽。主体部23的液槽在与被测定液流动的方向相交叉的方向上,由光源部24及受光部25夹着。
图2是表示图1的浊度计1的结构的一个例子的框图。
光学装置2所包含的光源部24具有第一光源部241和第二光源部242。
第一光源部241将后面记述的具有第一光谱E1的第一照射光L1针对被测定液进行照射。第一光源部241具有能够照射出第一照射光L1的任意的光源。例如,第一光源部241包含第一LED光源D1。
第二光源部242将具有与第一光谱E1不同的后面记述的第二光谱E2的第二照射光L2针对被测定液进行照射。第二光源部242具有能够照射出第二照射光L2的任意的光源。例如,第二光源部242包含第二LED光源D2。
光学装置2所包含的受光部25取得基于针对被测定液照射出的第一照射光L1的第一被测定光ML1及基于针对被测定液照射出的第二照射光L2的第二被测定光ML2的检测信号。受光部25输出检测电流或检测电压而作为第一被测定光ML1及第二被测定光ML2的检测信号。输出的检测信号的强度与由受光部25检测的被测定光的光强度相对应。在浊度计1为透过光·散射光比较方式的情况下,第一被测定光ML1包含透过了被测定液的第一透过光T1和由于被测定液而发生了散射的第一散射光S1。同样地,第二被测定光ML2包含透过了被测定液的第二透过光T2和通过被测定液而发生了散射的第二散射光S2。
受光部25具有透过光检测部251和散射光检测部252。
透过光检测部251对基于第一照射光L1的第一透过光T1和基于第二照射光L2的第二透过光T2进行检测。透过光检测部251具有能够对第一透过光T1及第二透过光T2进行检测的任意的光检测器。例如,透过光检测部251包含光电二极管。构成透过光检测部251的光电二极管的波段,包含第一透过光T1及第二透过光T2所具有的光谱的波段。
散射光检测部252对基于第一照射光L1的第一散射光S1和基于第二照射光L2的第二散射光S2进行检测。散射光检测部252具有能够对第一散射光S1及第二散射光S2进行检测的任意的光检测器。例如,散射光检测部252包含光电二极管。构成散射光检测部252的光电二极管的波段,包含第一散射光S1及第二散射光S2所具有的光谱的波段。
处理装置3具有控制部31、存储部32、输入部33、显示部34和通信部35。
控制部31包含大于或等于1个处理器。例如,控制部31包含能够进行与浊度计1相关的处理的处理器。控制部31与构成浊度计1的各结构部连接,以各结构部为代表而对浊度计1整体进行控制及管理。例如,控制部31对第一光源部241及第二光源部242各自所包含的LED光源的驱动电流进行控制。例如,控制部31基于从光学装置2输出的、第一被测定光ML1及第二被测定光ML2的检测信号而对被测定液的浊度进行计算。除此以外,控制部31例如还对为了计算被测定液的浊度所需的参数进行计算。
存储部32包含HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、ROM(Read-Only Memory)及RAM(Random Access Memory)等任意的存储装置,对为了实现浊度计1的动作所需的信息进行存储。存储部32可以作为主存储装置、辅助存储装置或缓存存储器起作用。存储部32并不限定于内置在浊度计1中,也可以是USB等通过数字输入输出端口等连接的外置型的存储装置。存储部32例如对由控制部31计算出的各种信息进行存储。存储部32例如对基于从光学装置2输出的、第一被测定光ML1及第二被测定光ML2的检测信号的检测信息进行存储。
输入部33包含接收由浊度计1的用户进行的输入操作的任意的输入接口。输入部33接收由浊度计1的用户进行的输入操作,取得由该用户输入的输入信息。输入部33将取得的输入信息输出至控制部31。例如,用户使用输入部33,输入为了实现浊度计1的动作所需的任意的信息。
显示部34包含输出图像的任意的输出接口。显示部34包含例如液晶显示器。显示部34例如将由控制部31计算出的各种信息针对浊度计1的用户进行显示。显示部34例如将用户为了输入实现浊度计1的动作的任意的信息所需的设定画面针对用户进行显示。
通信部35包含与基于有线或无线的任意的通信协议相对应的任意的通信接口。通信部35可以将由控制部31计算出的各种信息发送至任意的外部装置。通信部35也可以从任意的外部装置接收为了实现浊度计1的动作所需的任意的信息。例如,通信部35可以从任意的外部装置接收用于对光学装置2进行控制的控制信号。
图3是表示图1的光学装置2的剖面的一个例子的示意图。参照图3而主要对与浊度计1的光学系统相关的动作进行说明。
由包含第一光源部241及第二光源部242在内的光源部24照射出的照射光,通过聚光透镜26而成为平行光。成为平行光的照射光射入至液槽27。液槽27的两端由透明玻璃隔开。在液槽27中,例如从图的下方朝向上方流动被测定液。在隔着液槽27而与光源部24的相反侧配置有受光部25。
透过了液槽27内的被测定液的透过光T,例如由配置为隔着液槽27而与光源部24相对的透过光检测部251检测。由于在液槽27中流动的被测定液的浑浊物质而发生了散射的散射光S中的、相对于作为平行光线的透过光T带有规定的角度的散射光S,例如由配置在透过光检测部251的上方及下方的散射光检测部252检测。构成散射光检测部252的光检测器的数量并不限定于2个,可以为1个,也可以为大于或等于3个。控制部31基于由受光部25检测到的透过光T的检测信号强度IT和散射光S的检测信号强度IS,按照IS/IT这样通过进行比率运算而计算浊度N。
图4是表示由各光源照射的照射光的光谱的一个例子的示意图。参照图4,将现有的灯光光源、第一光源部241所包含的第一LED光源D1及第二光源部242所包含的第二LED光源D2各自的发光光谱比较而进行说明。
在图4中,现有的灯光光源的发光光谱由实线表示。在图4中,在现有的灯光光源的发光光谱中,包含有在红外区域出现的峰值,与波长800nm附近相比长波长侧的对应发光光谱的图示被省略。即,在图4中,仅图示出在现有的灯光光源的发光光谱中,与波长800nm附近相比的短波长侧的对应发光光谱。在图4中,第一LED光源D1的第一照射光L1的第一光谱E1及第二LED光源D2的第二照射光L2的第二光谱E2由虚线表示。
在一个实施方式所涉及的浊度计1中,基于第一照射光L1的第一光谱E1及第二照射光L2的第二光谱E2,实现与现有的灯光光源的波长特性相同的波长特性。
更具体地说,由第一LED光源D1照射的第一照射光L1的第一光谱E1,在可视区域中与灯光光源的发光光谱充分地对应。即,第一光谱E1与灯光光源的发光光谱同样地,从波长400nm附近起上升,在可视区域的大致整体范围扩展。如上所述,第一LED光源D1在可视区域中具有与灯光光源的波长特性相同的波长特性。但是,在大于或等于780nm的近红外区域中,第一光谱E1的光谱强度降低,第一LED光源D1具有与灯光光源的波长特性不同的波长特性。
第二LED光源D2弥补第一LED光源D1的近红外区域中的光谱强度的降低,使该区域中的光源部24的光谱强度与灯光光源的光谱强度对应。即,第二光谱E2在近红外区域中具有与灯光光源的光谱强度相对应的峰值,以规定的半值宽度扩展。此外,在与第二光谱E2扩展的区域相比更长的波长侧,现有的灯光光源的发光光谱也具有规定的光谱强度。但是,以往使用例如在近红外区域中的小于或等于规定的波长下具有灵敏度这样的光检测器,在受光部25中也使用相同的光检测器,由此与该规定的波长相比的长波长侧,能够忽略对基于灯光光源的发光光谱的浊度测定的影响。
第一LED光源D1为了照射出如图4所示的具有第一光谱E1的第一照射光L1,具有荧光体和用于对该荧光体进行激励的激励用LED。此时,激励用LED的发光光谱的峰值例如出现在紫外区域。在这里,紫外区域表示与可视区域相比的短波长侧的规定的波长区域,例如包含具有比380nm短的波长的规定的波长区域。另一方面,现有的灯光光源的光谱强度在紫外区域中大致成为零。在一个实施方式所涉及的浊度计1中,为了实现与现有的灯光光源的波长特性相同的波长特性,有时抑制如上所述的紫外区域中的峰值。因此,第一LED光源D1可以具有配置于激励用LED的光路上,抑制激励用LED的峰值的任意的光学滤波器。
第一LED光源D1也可以在用于抑制紫外区域中的峰值的光学滤波器的基础上或取代之,具有多个在第一光谱E1扩展的波长区域内具有相互不同的发光波长的单色LED。由此,在可视区域扩展的第一光谱E1的光谱强度,加入由多个单色LED产生的光谱强度,与之相应地,与紫外区域中的激励用LED的光谱强度相比较而充分地变大。因此,紫外区域中的激励用LED的峰值相对于第一光谱E1而相对地降低。其结果,紫外区域中的激励用LED的峰值被相对地抑制。
第一LED光源D1也可以在用于抑制紫外区域中的峰值的上述的结构的基础上或取代之,具有与使得由激励用LED实现的激励效率、即能量效率提高的荧光体相关的结构。更具体地说,第一LED光源D1可以具有种类及光学密度中的至少一者优化的荧光体。例如,与图4所示的第一光谱E1相比半值宽度稍微变小,但激励用LED的峰值充分地降低这种的荧光体可以选择为第一LED光源D1的荧光体。例如,可以将具有在荧光体内来自激励用LED的激励光被充分地吸收这样的光学密度的荧光体选择为第一LED光源D1的荧光体。如以上所述,第一LED光源D1具有能量效率提高这样的荧光体,由此紫外区域中的激励用LED的峰值相对于第一光谱E1而相对地降低。另外,在不是紫外区域而是在可视区域中也能够使激励用LED发光。因此,能够省略抑制激励用LED的峰值的任意的光学滤波器。
第二LED光源D2为了照射出如图4所示的具有第二光谱E2的第二照射光L2,具有在近红外区域中发光的单色LED。用于使近红外区域中的来自光源部24的发光强度提高的结构并不限定于此。光源部24可以在第二LED光源D2所具有的单色LED的基础上或取代之,具有还添加有使近红外区域中的发光强度提高这样的荧光体的第一LED光源D1的荧光体。在取代第二LED光源D2所具有的单色LED而光源部24具有如上所述的荧光体的情况下,成为第一光源部241和第二光源部242共用该荧光体这样的结构。
例如,如上所述在第一LED光源D1和第二LED光源D2之间使用不同的LED的情况下,照射光的光强度通常针对每个LED而不同。因此,在浊度测定时,需要考虑第一LED光源D1及第二LED光源D2间的如上所述的差异。
因此,控制部31对与第一照射光L1相关联的浊度计算所涉及的第一参数及与第二照射光L2相关联的浊度计算所涉及的第二参数中的至少一者进行校正,以使得使用如上述的光源部24而由控制部31计算出的浊度与成为比较的基准的使用其他光源即灯光光源而测定出的被测定液的浊度相对应。下面,关于如上所述的校正方法,举出2个例子而进行说明。
在校正方法的第一例中,浊度计算所涉及的第一参数包含由受光部25检测到的第一被测定光ML1的第一检测信号强度,浊度计算所涉及的第二参数包含由受光部25检测到的第二被测定光ML2的第二检测信号强度。此时,控制部31对第一检测信号强度及第二检测信号强度中的至少一者进行校正,以使得由控制部31计算的浊度与使用灯光光源而测定出的被测定液的浊度相对应。如上所述在校正方法的第一例中,浊度计1可以在例如通过信号处理对基于由受光部25检测到的检测信号的检测信息进行了校正的状态下执行浊度测定。
在校正方法的第一例中,控制部31为了执行如上所述的信号处理,使第一LED光源D1及第二LED光源D2在相互不同的定时进行动作,使第一照射光L1及第二照射光L2在相互不同的定时进行照射。例如,控制部31使第一LED光源D1及第二LED光源D2的任一者交替地动作,使第一照射光L1及第二照射光L2的任一者交替地照射。将在针对被测定液仅使第一LED光源D1发光时得到的第一散射光S1的第一检测信号强度设为IS1及将第一透过光T1的第一检测信号强度设为IT1,将在针对被测定液仅使第二LED光源D2发光时得到的第二散射光S2的第二检测信号强度设为IS2及将第二透过光T2的第二检测信号强度设为IT2。此时,控制部31基于下面的式4对浊度N进行计算。
【式4】
在式4中,K是表示使用浊度0度的液体和标准液以2个已知的浊度N测定了第一被测定光ML1及第二被测定光ML2时的倾斜度的浊度计算用的灵敏度系数。灵敏度系数是用于将比率IS/IT换算为浊度N的比例系数。如果针对浊度0度的液体及标准液分别进行了测定,则能够实测到式4中的各检测信号强度。基于实测出的各检测信号强度以及已知的浊度N及后面记述的校正系数α,能够计算灵敏度系数K。
IS1(0)表示在针对浊度0度的液体仅使第一LED光源D1发光时得到的第一散射光S1的第一检测信号强度。IT1(0)表示在针对浊度0度的液体仅使第一LED光源D1发光时得到的第一透过光T1的第一检测信号强度。IS2(0)表示在针对浊度0度的液体仅使第二LED光源D2发光时得到的第二散射光S2的第二检测信号强度。IT2(0)表示在针对浊度0度的液体仅使第二LED光源D2发光时得到的第二透过光T2的第二检测信号强度。
α是以使第一LED光源D1及第二LED光源D2的对浊度测定的贡献率接近现有的灯光光源为目的的校正系数。更具体地说,校正系数α是针对第一LED光源D1及第二LED光源D2的每个组按照下面的顺序进行计算的。
图5是表示由图1的光源部24照射出的照射光的光谱的一个例子的示意图。参照图5,主要对校正系数α的计算顺序进行说明。在对校正系数α进行计算的以下的第一顺序及第二顺序中,控制部31对第一驱动电流及第二驱动电流中的至少一者进行调整,以使得第一光谱E1的第一峰值波长下的第一光谱强度P1和第二光谱E2的第二峰值波长下的第二光谱强度P2的比率、与图4所示的灯光光源的发光光谱中的第一峰值波长下的光谱强度A和第二峰值波长下的光谱强度B的比率相同。
控制部31通过任意的方法预先取得例如通过与浊度计1不同的其他装置即光频谱分析仪等测定出的、成为基准的灯光光源的发光光谱中的第一峰值波长下的光谱强度A和第二峰值波长下的光谱强度B。在对校正系数α进行计算的第一顺序中,控制部31基于取得的光谱强度A、B对比率B/A进行计算。
在对校正系数α进行计算的第二顺序中,控制部31通过任意的方法取得例如在使第一LED光源D1和第二LED光源D2同时地发光的状态下由光频谱分析仪等测定出的第一光谱强度P1和第二光谱强度P2。此时,控制部31能够独立地调整第一LED光源D1的第一驱动电流和第二LED光源D2的第二驱动电流。控制部31例如对第二LED光源D2的第二驱动电流进行调整,决定使得第二光谱强度P2满足下面的式5的驱动电流值。
【式5】
控制部31将此时的第一LED光源D1的第一驱动电流值C1和第二LED光源D2的第二驱动电流值C2储存于存储部32。
此外,在上述的具体例中,说明了控制部31仅对第二LED光源D2的第二驱动电流进行调整以使得第一光谱强度P1和第二光谱强度P2的比率与光谱强度A和光谱强度B的比率相同。此时,控制部31例如也可以还对第一LED光源D1的第一驱动电流进行调整,以使得第一光谱强度P1与光谱强度A一致,也可以不调整。
在对第一驱动电流进行调整的情况下,第一光谱强度P1及第二光谱强度P2的绝对值与灯光光源的发光光谱中的对应的光谱强度一致。因此,在一个实施方式所涉及的浊度计1中,也能够使用与使用灯光光源的现有的浊度计中的检测电路相同的检测电路,现有的浊度计和一个实施方式所涉及的浊度计1的互换性提高。
在不对第一驱动电流进行调整的情况下,通常第一光谱强度P1与光谱强度A不一致。在如上所述的情况下,控制部31也按照IS/IT这样执行比率运算,因此由光源部24的发光光谱的绝对值和灯光光源的发光光谱的绝对值之差产生的影响在分母及分子间被抵消。因此,即使在彼此的绝对值存在差,在各个情况下被测定的浊度也充分地对应。
在对校正系数α进行计算的第三顺序中,控制部31例如分别独立地调整第一LED光源D1的第一驱动电流和第二LED光源D2的第二驱动电流,以使得与在温度及湿度等周围环境始终恒定的工厂条件下记录于存储部32中的第一驱动电流值C1及第二驱动电流值C2的比率成为同一比率。此时,调整后的第一驱动电流及第二驱动电流可以分别取与第一驱动电流值C1及第二驱动电流值C2相同的值,只要各LED光源的驱动电流和发光强度处于线性范围,则第一驱动电流值C1及第二驱动电流值C2也可以分别取不同的值。
控制部31针对充满了浊度0度的液体的液槽27,基于调整后的第一驱动电流及第二驱动电流使第一LED光源D1及第二LED光源D2分别在不同的定时独立地发光。控制部31将使第一LED光源D1及第二LED光源D2分别发光时的第一透过光T1的第一检测信号强度IT1b及第二透过光T2的第二检测信号强度IT2b储存于存储部32。
在对校正系数α进行计算的第4顺序中,控制部31例如以与用户所涉及的实际的使用状况相匹配的任意的第一驱动电流及第二驱动电流分别在不同的定时,使安装于浊度计1的第一LED光源D1及第二LED光源D2独立地发光。此时,在液槽27中充满了浊度0度的液体。控制部31将使第一LED光源D1及第二LED光源D2分别发光时的第一透过光T1的第一检测信号强度IT1i及第二透过光T2的第二检测信号强度IT2i储存于存储部32。
控制部31基于下面的式6对校正系数α进行计算。
【式6】
控制部31将按照以上方式计算出的校正系数α储存于存储部32。控制部31以与用户所涉及的实际的使用状况相匹配地设定出的上述的第一驱动电流及第二驱动电流,使第一LED光源D1及第二LED光源D2的任一者交替地动作。由此,控制部31能够使用在存储部32中预先存储的校正系数α,基于式4对被测定液的浊度N进行计算。此时,作为浊度计1,也可以不具有用于对各驱动电流进行调整的功能。此外,校正系数α也可以如上所述在产品出厂前的初始校正阶段进行计算,然后由用户等定期地更新。
通过如上述的由控制部31实现的处理,对第一检测信号强度及第二检测信号强度中的至少一者进行校正,由控制部31计算出的被测定液的浊度与使用灯光光源而测定出的浊度对应。
以下主要对校正方法的第二例进行说明。
例如,浊度计1可以取代上述的校正方法的第一例,在基于LED光源的驱动电流而在光学上对发光光谱进行了校正的状态下执行浊度测定。
在校正方法的第二例中,浊度计算所涉及的第一参数包含第一LED光源D1的第一驱动电流,浊度计算所涉及的第二参数包含第二LED光源D2的第二驱动电流。此时,控制部31对第一驱动电流及第二驱动电流中的至少一者进行校正,以使得由控制部31计算的浊度与使用灯光光源而测定出的被测定液的浊度对应。
更具体地说,控制部31对第一驱动电流及第二驱动电流中的至少一者进行校正,以使得图5所示的第一光谱E1的第一峰值波长下的第一光谱强度P1和第二光谱E2的第二峰值波长下的第二光谱强度P2的比率、与图4所示的灯光光源的发光光谱中的第一峰值波长下的光谱强度A和第二峰值波长下的光谱强度B的比率相同。
更具体地说,控制部31通过与在校正方法的第一例中说明的对校正系数α进行计算的第一顺序及第二顺序完全相同的顺序,将第一LED光源D1的第一驱动电流值C1和第二LED光源D2的第二驱动电流值C2储存于存储部32。
控制部31例如以在存储部32中存储的第一驱动电流值C1及第二驱动电流值C2使第一LED光源D1及第二LED光源D2分别发光,对被测定液的浊度进行计算。此时,控制部31例如可以基于在式4中将校正系数α设为1时的以下的式7,对浊度N进行计算。
【式7】
即,控制部31可以基于第一驱动电流值C1及第二驱动电流值C2,在各自不同的定时使第一LED光源D1及第二LED光源D2独立地发光而对浊度N进行计算。并不限定于此,控制部31也可以基于第一驱动电流值C1及第二驱动电流值C2相互同时地使第一LED光源D1及第二LED光源D2发光而对浊度N进行计算。此时,控制部31例如可以与使用了灯光光源的现有的浊度测定同样地使用式3,根据基于照射光的透过光T及散射光S的检测信号强度的比率IS/IT对浊度N进行计算。
根据以上所述,通过使用第一驱动电流值C1及第二驱动电流值C2以各自不同的驱动电流使第一LED光源D1及第二LED光源D2发光,从而控制部31能够进行校正以使得光源部24的发光光谱与灯光光源的发光光谱充分地对应。
在从光源部24同时地照射出第一照射光L1和第二照射光L2的情况下,与在可视区域中不连续地具有多个峰值的现有的白色LED或调光·混色LED不同,整体的照射光的光谱成为将第一光谱E1和第二光谱E2组合后的光谱强度连续地变化的光谱。
通过如上述的光源部24的结构,光源部24的发光光谱和现有的灯光光源的发光光谱的对应性变得良好。由此,在使用了LED的浊度测定中,在规定的波长区域中,透过了被测定液的透过光T、及由于被测定液而发生了散射的散射光S各自的光强度也会与现有的使用了灯光光源的情况下的光强度充分地对应。因此,使用两者而测定出的被测定液的浊度充分地对应。
图6是表示使用了图1的浊度计1的浊度测定方法的一个例子的流程图。参照图6,主要对一个实施方式所涉及的浊度计1的控制部31执行的被测定液的浊度测定的流程的例子进行说明。
在步骤S101中,控制部31使第一LED光源D1点灯,将具有第一光谱E1的第一照射光L1对被测定液照射。
在步骤S102中,控制部31对基于在步骤S101中对被测定液照射出的第一照射光L1的第一被测定光ML1进行检测。
在步骤S103中,控制部31基于在步骤S102中检测到的第一被测定光ML1,将第一散射光S1的第一检测信号强度IS1及第一透过光T1的第一检测信号强度IT1储存于存储部32。
在步骤S104中,控制部31使第一LED光源D1熄灯,将第一照射光L1设为关闭。
在步骤S105中,控制部31使第二LED光源D2点灯,将具有与第一光谱E1不同的第二光谱E2的第二照射光L2对被测定液进行照射。
在步骤S106中,控制部31对基于在步骤S105中对被测定液照射出的第二照射光L2的第二被测定光ML2进行检测。
在步骤S107中,控制部31基于在步骤S106中检测到的第二被测定光ML2,将第二散射光S2的第二检测信号强度IS2及第二透过光T2的第二检测信号强度IT2储存于存储部32。
在步骤S108中,控制部31使第二LED光源D2熄灯,将第二照射光L2设为关闭。
在步骤S109中,控制部31基于在步骤S103中储存于存储部32的IS1及IT1、以及在步骤S107中储存于存储部32的IS2及IT2,例如使用式4等对被测定液的浊度N进行计算。
在步骤S110中,控制部31例如对数据取得次数是否达到由用户使用输入部33设定出的规定值进行判定。控制部31如果判定为数据取得次数没有达到规定值,则再次执行步骤S101至步骤S109的处理。控制部31如果判定为数据取得次数达到规定值,则使处理结束。
在基于上述的校正方法的第一例的情况下,控制部31例如在图6的步骤S101之前对校正系数α进行计算,储存于存储部32。控制部31在步骤S109中对被测定液的浊度N进行计算时,基于在存储部32中预先存储的校正系数α对第一检测信号强度及第二检测信号强度的至少一者进行校正。
在基于上述的校正方法的第二例的情况下,控制部31例如在图6的步骤S101之前决定第一驱动电流值C1及第二驱动电流值C2,对相对应的第一驱动电流及第二驱动电流的至少一者进行校正。
在图6所示的流程中,从步骤S101至步骤S109的一个周期例如为1~2秒左右。另外,控制部31也可以将在步骤S109中针对每一个周期计算出的浊度N在多个周期的范围进行平均化。
在一个实施方式所涉及的浊度计1中,控制部31对与第一照射光L1相关联的浊度计算所涉及的第一参数及与第二照射光L2相关联的浊度计算所涉及的第二参数的至少一者进行校正,以使得由控制部31计算的浊度与成为比较的基准的使用其他光源而测定出的被测定液的浊度对应。根据如上述的一个实施方式所涉及的浊度计1,能够对被测定液的浊度进行计算,以使得与使用现有的浊度计的其他光源而测定出的被测定液的浊度对应。因此,即使在用户将被测定液的浊度测定的测定装置从例如使用灯光光源的现有的浊度计向使用LED光源的一个实施方式所涉及的浊度计1变更的情况下,也能够针对同一被测定液而得到相同的测定结果。因此,向一个实施方式所涉及的浊度计1更新测定装置时的用户的便利性提高。
本发明在不脱离其精神或其本质性的特征的情况下能够以上述的实施方式以外的其他规定的方式实现,这对于本领域的技术人员来说理所当然的。因此,以上的记述为例示,并不限定于此。发明的范围不是由以上的记述内容定义,而是由权利要求书定义。所有变更中的包含在其均等的范围内的几种变更都包含于本发明。
例如,上述的各结构部的形状、配置、朝向及个数等并不限定于上述的说明及附图中的图示的内容。各结构部的形状、配置、朝向及个数等如果能够实现其功能,则也可以任意地构成。
例如,使用了上述的浊度计1的测定方法中的各步骤及各步骤所包含的功能等能够以在逻辑上不矛盾的方式进行再配置,能够变更步骤的顺序,或将多个步骤组合为1个,或进行分割。
例如,本发明也可以作为记述有将上述的浊度计1的各功能实现的处理内容的程序或记录有程序的存储介质而实现。希望理解为在本发明的范围内这些都包含在内。
在校正方法的第一例中,说明了控制部31使第一照射光L1及第二照射光L2的任一者交替地照射,但由控制部31实现的控制方法并不限定于此。例如,如果通过光学处理及信号处理等,控制部31能够独立地分别计算基于第一照射光L1及第二照射光L2的上述的各检测信号强度,则控制部31也可以使第一照射光L1及第二照射光L2同时地照射。此时,控制部31也可以基于上述的式4对浊度N进行计算。
在上述中,说明了浊度计1为图3所示这样的透过光·散射光比较方式的浊度计,但并不限定于此。图7是表示一个实施方式所涉及的浊度计1的第一变形例的与图3相对应的示意图。如图7所示,浊度计1可以是仅使用吸光度对浊度进行测定的透过光方式的浊度计。图8是表示一个实施方式所涉及的浊度计1的第二变形例的与图3相对应的示意图。如图8所示,浊度计1可以是散射光方式的浊度计。图9是表示一个实施方式所涉及的浊度计1的第三变形例的与图3相对应的示意图。如图9所示,浊度计1可以是表面散射光方式的浊度计。
在上述中,说明了第二LED光源D2仅具有1个在近红外区域中发光的单色LED,但并不限定于此。光源部24也可以具有多个在第一光谱E1的光谱强度降低的区域中具有不同的发光波长的单色LED,以使得从光源部24照射的照射光的光谱更近似于灯光光源的发光光谱。
例如,光源部24可以还具有将具有第三光谱E3的第三照射光L3对被测定液进行照射的第三光源部243。第三光源部243具有能够照射出第三照射光L3的任意的光源。例如,第三光源部243包含第三LED光源D3。第三LED光源D3可以具有1个在近红外区域中发光的单色LED。
此时,控制部31使第一LED光源D1、第二LED光源D2及第三LED光源D3在相互不同的定时动作,在第一照射光L1及第二照射光L2的基础上,还使第三照射光L3在相互不同的定时照射。受光部25还取得基于对被测定液照射的第三照射光L3的第三被测定光ML3的检测信号。
控制部31通过与上述的校正方法的第一例及第二例相同的方法,对与第一照射光L1相关联的浊度计算所涉及的第一参数、与第二照射光L2相关联的浊度计算所涉及的第二参数及与第三照射光L3相关联的浊度计算所涉及的第三参数进行校正。控制部31基于第一被测定光ML1、第二被测定光ML2及第三被测定光ML3的检测信号对被测定液的浊度进行计算。在这里,在校正方法的第一例中,浊度计算所涉及的第三参数包含由受光部25检测到的第三被测定光ML3的第三检测信号强度。在校正方法的第二例中,浊度计算所涉及的第三参数包含第三LED光源D3的第三驱动电流。
例如,对使用3个光源的情况下的上述的校正方法的第一例进行说明。将在对被测定液仅照射第三照射光L3时得到的第三散射光S3的第三检测信号强度设为IS3及将第三透过光T3的第三检测信号强度设为IT3。此时,控制部31取代式4而基于下面的式8对浊度N进行计算。
【式8】
在式8中,IS3(0)表示在对浊度0度的液体仅照射第三照射光L3时得到的第三散射光S3的第三检测信号强度。IT3(0)表示在对浊度0度的液体仅照射第三照射光L3时得到的第三透过光T3的第三检测信号强度。
α1、α2及α3是以使第一LED光源D1、第二LED光源D2及第三LED光源D3的向浊度测定的贡献率接近现有的灯光光源为目的的校正系数。校正系数α1、α2及α3是通过与在上述的校正方法的第一例中说明的基于对校正系数α进行计算的顺序的计算方法相同的方法进行计算的。校正系数α1、α2及α3基于3个光源中的2对光源的光谱强度比进行计算。控制部31将校正系数α1、α2及α3的任1个设为1,将对应的光源的发光强度作为基准而决定与其他2个光源的对。例如,控制部31在设为α1=1时,将第一LED光源D1和第二LED光源D2决定为一对。控制部31基于这些光源的光谱强度比而计算α2。同样地,控制部31在设为α1=1时,将第一LED光源D1和第三LED光源D3决定为一对。控制部31基于这些光源的光谱强度比而计算α3
在上述中,在透过光检测部251中被检测的散射光S相对于透过光T充分地弱,如式4这样在与透过光T相关的检测信号强度的项中由散射光S作出的贡献被忽略,但浊度N的计算方法并不限定于此。例如,控制部31也可以如下面的式9这样在与透过光T相关的检测信号强度的项中包含由散射光S作出的贡献而对浊度N进行计算。
【式9】
在式9中β是由检测部的形状及特性决定的常数。式9示出了散射光S所涉及的成分以常数β的比例加入至与透过光T相关的检测信号强度。在浊度计中,有时通过在透过光T的检测信号强度中以规定的比率加入散射光S的检测信号强度的一部分,从而能得到良好的直线性。在上述这样的浊度计中,也能够通过上述的式9将灯光光源置换为大于或等于2个LED光源。控制部31使用式9对浊度N进行计算,由此在使用多个LED光源的情况下,在从低浊度至高浊度的大范围中也能得到良好的直线性。以往,在低浊度区域和高浊度区域中,透过光T及散射光S的变化的方式不同,因此通过调整光学系统而优化了各区域中的直线性。但是,控制部31使用式9对浊度N进行计算,由此能够通过同一光学系统,在从低浊度至高浊度的大范围得到良好的直线性。

Claims (8)

1.一种浊度测定方法,其对被测定液的浊度进行测定,
该浊度测定方法具有下述步骤:
将具有第一光谱的第一照射光针对所述被测定液进行照射;
取得基于针对所述被测定液照射出的所述第一照射光的第一被测定光的检测信号;
将具有与所述第一光谱不同的第二光谱的第二照射光针对所述被测定液进行照射;
取得基于针对所述被测定液照射出的所述第二照射光的第二被测定光的检测信号;
基于所述第一被测定光及所述第二被测定光的所述检测信号对所述被测定液的浊度进行计算;以及
对与所述第一照射光相关联的浊度计算所涉及的第一参数、及与所述第二照射光相关联的浊度计算所涉及的第二参数中的至少一者进行校正,以使得在对所述被测定液的浊度进行计算的步骤中计算出的浊度,与成为比较的基准的使用其他光源而测定出的所述被测定液的浊度对应,
所述浊度计算所涉及的第一参数,包含被检测到的所述第一被测定光的第一检测信号强度,
所述浊度计算所涉及的第二参数,包含被检测到的所述第二被测定光的第二检测信号强度,
在所述校正的步骤中,所述第一检测信号强度及所述第二检测信号强度中的至少一者被校正,
所述第一被测定光及所述第二被测定光各自包含透过了所述被测定液的透过光和由于所述被测定液而发生了散射的散射光,
在对所述被测定液的浊度进行计算的步骤中,如果将所述第一被测定光所包含的第一散射光的第一检测信号强度设为IS1、及将所述第一被测定光所包含的第一透过光的第一检测信号强度设为IT1,将所述第二被测定光所包含的第二散射光的第二检测信号强度设为IS2、及将所述第二被测定光所包含的第二透过光的第二检测信号强度设为IT2,则所述浊度N通过下述式1进行计算,
【式1】
K是用于浊度计算的灵敏度系数,IS1(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第一散射光的第一检测信号强度,IT1(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第一透过光的第一检测信号强度,IS2(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第二散射光的第二检测信号强度,IT2(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第二透过光的第二检测信号强度,α是校正系数。
2.根据权利要求1所述的浊度测定方法,其中,
将所述第一照射光针对所述被测定液进行照射的步骤、以及将所述第二照射光针对所述被测定液进行照射的步骤在相互不同的定时执行。
3.根据权利要求1所述的浊度测定方法,其中,
所述浊度计算所涉及的第一参数包含照射出所述第一照射光的第一LED光源的第一驱动电流,
所述浊度计算所涉及的第二参数包含照射出所述第二照射光的第二LED光源的第二驱动电流,
在所述校正的步骤中,所述第一驱动电流及所述第二驱动电流中的至少一者被校正。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的浊度测定方法,其中,
还包含下述步骤:
将具有第三光谱的第三照射光针对所述被测定液进行照射;以及
取得基于针对所述被测定液照射出的所述第三照射光的第三被测定光的检测信号,
在对所述被测定液的浊度进行计算的步骤中,基于所述第一被测定光、所述第二被测定光及所述第三被测定光的所述检测信号对所述被测定液的浊度进行计算,
在所述校正的步骤中,与所述第一照射光相关联的浊度计算所涉及的第一参数、与所述第二照射光相关联的浊度计算所涉及的第二参数及与所述第三照射光相关联的浊度计算所涉及的第三参数被校正。
5.一种浊度计,其对被测定液的浊度进行测定,
该浊度计具有:
第一光源部,其将具有第一光谱的第一照射光针对所述被测定液进行照射;
第二光源部,其将具有与所述第一光谱不同的第二光谱的第二照射光针对所述被测定液进行照射;
受光部,其取得基于针对所述被测定液照射出的所述第一照射光的第一被测定光的检测信号、以及基于针对所述被测定液照射出的所述第二照射光的第二被测定光的检测信号;以及
控制部,其基于所述第一被测定光及所述第二被测定光的所述检测信号对所述被测定液的浊度进行计算,
所述控制部对与所述第一照射光相关联的浊度计算所涉及的第一参数及与所述第二照射光相关联的浊度计算所涉及的第二参数的至少一者进行校正,以使得由所述控制部计算的浊度,与成为比较的基准的使用其他光源而测定出的所述被测定液的浊度对应,
所述浊度计算所涉及的第一参数,包含由所述受光部检测到的所述第一被测定光的第一检测信号强度,
所述浊度计算所涉及的第二参数,包含由所述受光部检测到的所述第二被测定光的第二检测信号强度,
所述控制部对所述第一检测信号强度及所述第二检测信号强度中的至少一者进行校正,
所述第一被测定光及所述第二被测定光各自包含透过了所述被测定液的透过光和由于所述被测定液而发生了散射的散射光,
所述控制部如果将所述第一被测定光所包含的第一散射光的第一检测信号强度设为IS1、及将所述第一被测定光所包含的第一透过光的第一检测信号强度设为IT1,将所述第二被测定光所包含的第二散射光的第二检测信号强度设为IS2、及将所述第二被测定光所包含的第二透过光的第二检测信号强度设为IT2,则将所述浊度N通过下述式2进行计算,
【式2】
K是用于浊度计算的灵敏度系数,IS1(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第一散射光的第一检测信号强度,IT1(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第一透过光的第一检测信号强度,IS2(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第二散射光的第二检测信号强度,IT2(0)是针对浊度0度的液体得到的所述第二透过光的第二检测信号强度,α是校正系数。
6.根据权利要求5所述的浊度计,其中,
所述控制部使所述第一光源部及所述第二光源部在相互不同的定时动作,使所述第一照射光及所述第二照射光在相互不同的定时进行照射。
7.根据权利要求5所述的浊度计,其中,
所述第一光源部包含第一LED光源,
所述第二光源部包含第二LED光源,
所述浊度计算所涉及的第一参数包含所述第一LED光源的第一驱动电流,
所述浊度计算所涉及的第二参数包含所述第二LED光源的第二驱动电流,
所述控制部对所述第一驱动电流及所述第二驱动电流的至少一者进行校正。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的浊度计,其中,
还具有第三光源部,该第三光源部将具有第三光谱的第三照射光针对所述被测定液进行照射,
所述受光部取得基于针对所述被测定液照射出的所述第三照射光的第三被测定光的检测信号,
所述控制部,
对与所述第一照射光相关联的浊度计算所涉及的第一参数、与所述第二照射光相关联的浊度计算所涉及的第二参数及与所述第三照射光相关联的浊度计算所涉及的第三参数进行校正,
基于所述第一被测定光、所述第二被测定光及所述第三被测定光的所述检测信号对所述被测定液的浊度进行计算。
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