JP2002243640A

JP2002243640A - 濃度測定装置

Info

Publication number: JP2002243640A
Application number: JP2001035012A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Harada; 敏郎原田; Tomoyuki Hayashi; 知幸林; Saihei Yano; 宰平矢野; Shigeo Sato; 茂雄佐藤; Tsuneo Imazu; 恒夫今津; Takahiro Sakai; 隆弘酒井; Yuzo Miyazawa; 裕三宮澤; Kinichiro Kono; 謹一郎河野
Original assignee: AUTOM SYST RES KK; SHIBAURA SYSTEMS CO Ltd; Meidensha Corp; Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp; Organo Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd; Tomoe Engineering Co Ltd; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: AUTOM SYST RES KK; SHIBAURA SYSTEMS CO Ltd; Meidensha Corp; Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp; Organo Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd; Tomoe Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】高い濁質成分濃度まで高感度で測定可能で、
かつ、狭い場所や悪環境の場所にも直接濃度を検知する
センサー部を容易に設置することのできる、汚泥濃度の
測定等に好適な濃度測定装置を提供する。【解決手段】被測定液中の濁質成分の濃度を、被測定
液中に向けて発光されたレーザー光の拡散反射光を検知
することにより測定する装置において、少なくともレー
ザー光の発光器と受光器を有する本体部と、被測定液中
に直接レーザー光を照射し被測定液中から直接反射光を
受光する濃度検知部とを、分離して構成し、本体部と濃
度検知部を可撓性光導体で連結したことを特徴とする濃
度測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水、排水、し尿
処理などの施設から発生する汚水の汚泥濃度や、処理水
中の固形物濃度等の、被測定液中の濁質成分の濃度や濁
度を測定する装置に関し、とくにレーザー光を使用して
拡散反射方式で濁質成分の濃度を測定するようにした濃
度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の被測定液中の濁質成分の濃度を測
定する方法として、超音波方式、赤外線方式、マイクロ
波方式、乾燥重量方式等が知られている。しかし、これ
ら各測定法においては、測定対象となる濁質成分の性状
が変化したり、その濃度変動等がある場合、乾燥重量方
式を除いて出力値が不安定になるという問題がある。不
安定な濃度情報を周辺設備あるいは機器類に伝達、入力
すると、監視システムや処理システムの誤動作を招くお
それがある。また、乾燥重量方式には、測定時間が長
い、乾燥条件の設定が必要である、測定後に廃棄物が発
生する、等の問題がある。

【０００３】また、超音波方式、赤外線方式、マイクロ
波方式の濃度測定装置においては、極力出力値を安定さ
せるために、通常、測定対象物の被測定液中の粒子の量
に比例して減量する測定波の発信部と受信部が一体化さ
れた構造、つまり、一つの濃度測定装置内にこれら受発
信部が収納された構造に構成されている。このように一
体化された構造では、濃度測定装置のサイズ、とくに長
手方向の寸法が大きくなるので、設置場所が限定される
ばかりでなく、周囲のメンテナンス用スペースを広く設
計しなければならないという問題がある。とくに、設置
可能なスペースが狭い場所や、設置環境が悪い場所（た
とえば、腐食が激しい場所や雰囲気の悪い場所等）にお
いて問題が顕著になる。

【０００４】一方、別の方式として、レーザー光を被測
定液中に照射し、被測定液中を透過するレーザー光の光
量を検知する透過光方式が知られている。しかしこの測
定法では、とくに濁質成分の濃度が１％以上の高濃度、
特に３％程度以上の濃度の場合、光学的に高感度で濃度
を測定することが困難であり、高精度の測定が困難であ
る。これは、濁質成分（たとえば、汚泥）の色が黒色系
等であることが多く、光を吸収してしまうことが多いの
で、光の減衰が激しくなって高感度の測定が困難になる
からである。

【０００５】このような高濃度測定の場合の透過光方式
における問題を解消するためには、被測定液中に照射さ
れたレーザー光の反射光を検知する方法が有効であると
考えられる。この方法は、被測定液中に照射されたレー
ザー光の大半は、被測定液中の濁質成分に当たって拡散
し、拡散された後に反射されてくるので、拡散反射方式
とも呼ばれている。このように拡散反射光を検知するよ
うにすれば、濁質成分の色の影響を受けにくくなるの
で、比較的濁質成分濃度の高い被測定液に対しても測定
が可能になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、上記のようなレーザー光の拡散反射方式における利
点に着目しつつ、前述の濃度測定装置の設置場所の制約
およびメンテナンス用スペースに関する問題等を解消す
ることにあり、高い濁質成分濃度まで高感度で測定可能
で、かつ、狭い場所や悪環境の場所にも直接濃度を検知
するセンサー部を容易に設置することのできる、汚泥濃
度の測定等に好適な濃度測定装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る濃度測定装置は、被測定液中の濁質成
分の濃度を、被測定液中に向けて発光されたレーザー光
の拡散反射光を検知することにより測定する装置におい
て、少なくともレーザー光の発光器と受光器を有する本
体部と、被測定液中に直接レーザー光を照射し被測定液
中から直接反射光を受光する濃度検知部とを、分離して
構成し、本体部と濃度検知部を可撓性光導体で連結した
ことを特徴とするものからなる。

【０００８】この濃度測定装置においては、測定の感度
を高めるために、とくに上記可撓性光導体が、複数のレ
ーザー光発光用光ファイバーおよびレーザー光受光用光
ファイバーを束ねて１本の可撓性ケーブルに構成されて
いることが好ましい。とくに、総数１００本以上の光フ
ァイバーが束ねられていることが望ましい。

【０００９】また、可撓性光導体は、可撓性チューブ内
に収容され、該チューブで被覆されたケーブル構成とす
ることが好ましい。このようにすれば、可撓性光導体
を、悪環境中に延設する場合にも、被覆チューブによっ
て保護することができる。

【００１０】本体部には、発光器および受光器ととも
に、発光器に接続されたレーザー光発光回路や受光器に
接続された受光増幅回路等を収容することができる。す
なわち、可撓性光導体を介して連結される濃度検知部
（センサー部）以外の部分を、本体部として分離するの
である。

【００１１】このように構成された本発明に係る濃度測
定装置においては、濃度検知部が本体部から分離されて
いるので、濃度検知部自身はごく小さく構成できる。た
とえば、レーザー光の受発光面を形成するガラス面やレ
ンズ面として、直径１０〜２０ｍｍ程度のもので済み、
濃度検知部の長さも、２０〜３０ｍｍ程度のもので済
む。このような小型の濃度検知部であれば、極めて狭い
スペースや、従来取付が困難であったような場所にも、
容易に設置できるようになる。

【００１２】そして、この濃度検知部へのレーザー光の
導光、濃度検知部からの反射光の導光は、可撓性光導体
を介して本体部との間で行われる。光導体が可撓性であ
るので、本体部の設置場所や設置姿勢には特に制約はな
くなる。また、可撓性光導体の長さを適切に設定すれ
ば、本体部は、濃度検知部が悪臭等を放つ悪環境場所に
設置される場合等にあっても、それとは別の離れた良好
な環境の場所に設置できる。したがって、電子・電機機
器や光学機器を含む本体部の作動環境が良好に保たれる
とともに、本体部用のメンテナンススペースも容易に確
保される。濃度検知部については、最小の点検スペース
を確保すればよい。

【００１３】さらに、本体部と濃度検知部を分離構成と
することで、装置全体の重量の大半を本体部に担わせる
ことができ、濃度検知部の設置作業が大幅に容易化さ
れ、作業の安全性も向上される。本体部の設置について
は、実質的に制約がなくなるから、何ら問題の生じる要
因はなくなる。

【００１４】そして濃度測定装置全体として、高感度検
出が可能な拡散反射方式の装置に構成できるから、上記
分離構成に基づく利点を活かしつつ、高感度濃度測定装
置としての望ましい性能も同時に達成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の濃度測定装置の
望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明
する。図１は本発明の一実施態様に係る濃度測定装置の
基本構成、図２はそれを具体的に構成した場合の一例
を、図３ないし図６は、光ファイバーの濃度検知部にお
ける各配置形態例を、図７は、濃度測定装置の濃度検知
部と本体部の配置例を、それぞれ示している。

【００１６】図１において、１は濃度測定装置全体を示
しており、濃度測定装置１は、濃度検知部２と本体部３
とを有し、両者間が可撓性光導体としての、複数の光フ
ァイバーで連結されている。光ファイバーは、複数の発
光用光ファイバー４と受光用光ファイバー５が束ねられ
たものに構成され、本体部３と濃度検知部２との間を長
く延びている。

【００１７】濃度検知部２の先端部は、たとえば配管６
内を臨むように取り付けられる。濃度測定装置１は、配
管６内を流れる被測定液７中の濁質成分８（たとえば、
汚泥粒子）に向けて発光されたレーザー光９の反射光１
０を検知することにより、被測定液７中の濁質成分８の
濃度を測定する、拡散反射光方式の濃度測定装置に構成
されている。

【００１８】本実施態様では、レーザー発光器として、
レーザー光発光に好適な特定の波長域で強度の高いレー
ザー光を発光するレーザー発光ダイオード１１（レーザ
ーダイオードと略称されることもある。）が使用され、
発振器を備えた駆動回路１２によるパルス駆動により、
所定のパルスの形態でレーザー光が発光されるようにな
っている。レーザー発光ダイオード１１で発光されたレ
ーザー光は、レーザー光拡散板１３を介して、光ファイ
バー固定金具１４で束ねられて保持された多数の発光用
光ファイバー４の入射端に入射される。レーザー光拡散
板１３により、レーザー光は、均一に拡散された状態で
発光用光ファイバー４の入射端に照射される。

【００１９】多数の発光用光ファイバー４と、実質的に
同数の多数の受光用光ファイバー５とが束ねられて、一
つのファイバー束にまとめられて濃度検知部２へと導入
されている。束ねられた発光用光ファイバー４および受
光用光ファイバー５は、たとえば濃度検知部２の固定金
具１５内に相対位置が固定された状態で保持され、各光
ファイバーの先端面の位置が揃えられてセンサー面１６
に形成されている。センサー面１６からは、発光用光フ
ァイバー４中を導光され、発光用光ファイバー４の出射
端から発光されたレーザー光が被測定液７中に向けて照
射され、被測定液７中の濁質成分８に当たって拡散、反
射してきたレーザー光は、受光用光ファイバー５の入射
端に受光される。本実施態様では、このセンサー面１６
におけるレーザー光の受発光は、センサー面１６上に設
けたガラス板１７を通して行われるようになっている。
ガラス板１７の材質としては、特に限定しないが、硬く
て傷が付きにくく、化学的に安定で、耐酸性、耐アルカ
リ性、耐溶剤性に優れ熱的にも安定なサファイアガラス
が好ましい。また、このガラス板１７の被測定液７側の
面を鏡面仕上げしておくと、汚泥による汚れが付着しに
くくなり、傷も付きにくくなるので、好ましい。なお、
図１には平板状のガラス板１７として図示したが、この
ようなガラス板１７に代えて、適当な焦点距離を有する
レンズを採用することも可能である。レンズとしては、
センサー面側が平面で、他面側を凸面に形成してレンズ
機能をもたせた平凸レンズ等が好ましい。

【００２０】受光用光ファイバー５の入射端から受光さ
れたレーザー光の拡散反射光は、受光用光ファイバー５
中を導光されて、反対側の端部である出射端から出射さ
れる。受光用光ファイバー５の出射端側の端部において
も、多数の受光用光ファイバー５が光ファイバー固定金
具１８により束ねられた状態で保持されている。

【００２１】受光用光ファイバー５の出射端から出射さ
れた拡散反射光は、本実施態様では可視光カットフィル
ター１９を通して、反射光受光器としてのフォトダイオ
ード２０に受光され、その光量が検知される。この可視
光カットフィルター１９を配置しておくことで、外乱光
（たとえば、蛍光灯等からの外乱光）による濃度測定へ
の影響を小さく抑えることができる。フォトダイオード
２０の受光量信号は、本実施態様では、増幅回路２１で
増幅されることにより、濃度測定に適切な大きさの信号
として出力される。

【００２２】図２は、上記のような基本構成を有する濃
度測定装置１を、とくにその本体部３を、より具体的な
構成を有する装置とした場合の一例を示している。図２
に示す濃度測定装置１においては、本体部３の本体ケー
ス２２内に、安定化電源２３と、レーザーダイオード駆
動回路と光フィードバック補償回路を含むレーザー光発
光回路２４と、図１の増幅回路２１と同等の機能を有す
る受光増幅回路２５と、レーザー発光ダイオード２６
と、受光用のフォトダイオード２７とが設けられてお
り、本実施態様ではさらに、レーザー発光ダイオード２
６の温度補償を行うためのサーミスタ２８が設けられて
いる。信号の入出力は、本体ケース２２の一端に設けら
れたコネクター２９を介して行われる。

【００２３】レーザー発光ダイオード２６からのレーザ
ー光を導光する多数の発光用光ファイバー３０と、フォ
トダイオード２７へ受光反射光を導光する受光用光ファ
イバー３１とは、可撓性の光ファイバー保護チューブ３
２で所定の配置形態に束ねられて保持され、フレキシブ
ルな状態で長く延びる光ファイバーケーブル３３として
構成され、所定の配置形態にて濃度検知部３４にて先端
が揃えられてセンサー面が形成されている。濃度検知部
３４は、ねじにより着脱可能なキャップ３５を備え、こ
の部分に図１に示したようなガラス板１７が装着されて
いる。ねじキャップ方式とすることで、必要に応じて
（たとえば、万一ガラス板等に傷付きが生じた場合等
に）簡単に交換できるようになる。また、光ファイバー
は振動によって歪みを生じ光伝導性が変化してノイズの
発生原因となることがあるので、これを防止するため
に、光ファイバー保護チューブ３２に発泡性ゴム（たと
えば、発泡性シリコンゴム）を充填することにより、光
ファイバーの振動が防止されている。光ファイバー保護
チューブ３２内でエポキシ樹脂やアクリル樹脂等を充填
して固定すると、樹脂の熱膨張により光ファイバーが影
響を受け、温度ドリフトの原因となるので、上記のよう
に弾力性、柔軟性が高く、熱膨張を自身の体積範囲内で
吸収可能な発泡性ゴムにより保持することが好ましい。
濃度検知部３４においては、多数の極細光ファイバーが
多芯に束ねられることになるが、この部分では、たとえ
ば耐熱性等に優れた特殊のエポキシ樹脂で固定金具に接
着固定し、先端面を鏡面研磨してセンサー面に形成すれ
ばよい。

【００２４】センサー面における発光用光ファイバーと
受光用光ファイバーの配置としては、図３ないし図６に
示すように種々の形態を採り得る。図３に示す配置形態
は、円形のセンサー面４１において、発光用光ファイバ
ー４２（白丸印）と受光用光ファイバー４３（黒丸印）
が、ランダムに配置されたもので、望ましくは図３に示
すように均一に、つまり、各発光用光ファイバー４２と
受光用光ファイバー４３が交互に隣接するように配置さ
れるのが好ましい。このランダム配置形態が、濃度測定
のための出力特性、出力の大きさからは、最も好まし
い。

【００２５】図４に示す配置形態は、センサー面４１に
おいて、中央部に発光用光ファイバー４２が、その周囲
に受光用光ファイバー４３が同心円状に配置されたもの
である。図５に示す配置形態は、センサー面４１におい
て、中央部に受光用光ファイバー４３が、その周囲に発
光用光ファイバー４２が同心円状に配置されたものであ
る。図６に示す配置形態は、センサー面４１において、
一方の半面、つまり一方の半円部に発光用光ファイバー
４２が配置され、他方の半面、つまり他方の半円部に受
光用光ファイバー４３が配置されたものである。図３な
いし図６に示すいずれの配置形態においても、本発明で
目的とした十分に優れた濃度測定用の特性が得られる。

【００２６】なお、図３ないし図６は模式的に示したも
のであり、センサー面における光ファイバーの総数は、
図に示したものよりもはるかに多い本数とされ、たとえ
ば、総数１００〜５０，０００本程度の範囲内から適宜
設定される。１本１本の光ファイバーが極細光ファイバ
ーであり、単芯では光量が不足し測定が不能である場合
であっても、たとえば発光用光ファイバーを１５００
本、受光用光ファイバーを１５００本、合計３０００本
程度とすることで、十分に大きな発光量および受光量が
得られる。このように光ファイバーを多数束ねた構成で
あっても、光ファイバー１本１本は極細であるので、濃
度検知部３４のセンサー面の直径としては、１０〜２０
ｍｍに納めることができ、キャップ３５あるいは固定金
具１５（図１）部分の長さも３０ｍｍ以内に納めること
が可能である。

【００２７】図７は、たとえば図２のように構成された
濃度測定装置１を、汚泥の濃度測定に使用する場合の配
置例を概略示したものである（第１実施例）。汚泥配管
５１の管壁に、上記の小型の濃度検知部３４が取り付け
られ、それとは分離された本体部３が、環境が良好で安
全な離れた場所に配置されている。濃度検知部３４と本
体部３との間が、長く延びる可撓性の光ファイバーケー
ブル３３によって連結されている。この光ファイバーケ
ーブル３３は、内部の光ファイバーによる伝送の損失が
所定レベル以下であれば、相当長いものまで使用でき
る。光ファイバーの伝送損失は、一般に極めて小さいの
で、光ファイバーケーブル３３の長さとしては、１００
ｍ程度であれば濃度測定上全く問題なく、場合によって
は数ｋｍまで延設することも可能である。

【００２８】上記のように構成された本発明に係る濃度
測定装置の作用、効果を、まずその性能面について、図
１に示した構成を参照しながら説明する。レーザー光の
拡散反射方式の濃度測定としているので、高濃度測定の
場合でも高感度での測定が可能になる。そして、多数の
発光用光ファイバー４と受光用光ファイバー５が束ねら
れて一つのセンサー面１６へとまとめられているので、
１本１本の光ファイバーは細く受光光量が小さくても、
多数本を束ねることにより、トータルとしては、十分に
大きな発光量、受光量を得ることができる。その結果、
濃度測定に対し、発光、受光ともに、光量不足が生じる
ことは回避され、高感度を得るために必要かつ十分な光
量が得られることになる。より具体的には、１００〜５
０，０００本、とくにトータルで１０００本以上、より
好ましくは３０００本程度の本数とすることにより、十
分な光量が得られる。

【００２９】また、多数束ねられた発光用光ファイバー
４および受光用光ファイバー５は、それぞれ極細の光フ
ァイバーからなるから、濃度測定におけるライトスパン
も極限に近くまで低減することができる。たとえば前述
の図３に示したランダム配置の形態についてみると、た
とえば光ファイバーの径が３０μｍの場合、互いに隣接
する発光用光ファイバーと受光用光ファイバー間のライ
トスパンは３０μｍ程度となり、極めて小さいライトス
パンが得られる。その結果、比較的長いライトスパンを
もつ形態に比べ、光学的に濃度測定に対する高い感度が
得られることになる。感度が大幅に高められる結果、濁
質成分が低濃度である場合はもちろんのこと、１％を超
える高濃度、中でも３％を超える高濃度、さらには５％
を超える高濃度まで高感度で測定することが可能にな
る。また、高感度であるから、濁質成分の性状や濃度の
変化にも良好に追従でき、安定した高精度の濃度測定が
可能になる。

【００３０】また、レーザー光の光源として、通常のＬ
ＥＤではなく特定の波長域で高強度のレーザー光を発光
するレーザー発光ダイオード１１を使用しているから、
他の光源に比べ、光源としても十分な強度が得られ、か
つ、優れた再現性が得られるとともに、パルス駆動の際
に目標とする周波数特性が正確に得られ、しかもシャー
プに所望の発光を行うことができる優れたパルス駆動特
性も得られる。

【００３１】また、レーザー発光ダイオード１１を、そ
のパルス光フィードバック方式を併用して制御すれば、
レーザーパルス光の安定化を図ることができる。半導体
レーザーダイオードの場合には、外境の温度変動に対し
光強度が大きく変動するので、温度補償を行わなければ
ならないが、レーザー発光ダイオード１１の場合には、
上記光フィードバック方式だけで安定したパルス発光が
可能となる。ただし、さらなる安定化を目指す場合にお
いて、光フィードバック方式だけでは補償不足となる場
合には、サーミスタ２８（図２）等による温度補償を行
えばよい。

【００３２】このように、本発明に係る濃度測定装置で
は、極めて高い感度を実現でき、低濃度域から１％を超
える高濃度域、さらには３％を超える高濃度域まで、被
測定液中の濁質成分の濃度を高精度で測定することが可
能になる。

【００３３】次に、本発明に係る濃度測定装置の、装
置、測定環境上等の作用、効果について、図２や図７を
参照しながら説明する。

【００３４】濃度測定装置１は、濃度検知部３４と本体
部３が完全に分離構成とされている。濃度検知部３４
は、光ファイバーの先端を所定の配置形態に揃えたセン
サー面さえ形成できればよく、ごく小さな部材に構成で
きるから、図７に示したように、汚泥配管５１等の悪環
境で取付に手間がかかるような場所にも、かつ作業スペ
ースが狭い場合にあっても、簡単に取り付けることが可
能である。一旦取り付けた後には、調整機器等を有して
いないことから、頻繁なメンテナンスは不要であり、場
合によってはメンテナンスフリーとすることも可能であ
る。

【００３５】また、この濃度検知部３４で検知された信
号を光ファイバーケーブル３３で伝送できればよく、光
ファイバーケーブル３３は可撓性で比較的複雑な経路で
あっても自由に延設することができ、しかも長尺に構成
しても性能上問題ないから、濃度検知部３４は、従来配
置が困難であった場所、たとえば地下貯水槽やスラリー
貯槽、汚泥の沈澱槽等に対しても所望の部位に容易に設
置することができるようになる。

【００３６】一方、本体部３は、可撓性でかつ長尺の光
ファイバーケーブル３３を介して上記濃度検知部３４に
連結されているので、設置場所や設置姿勢に何ら制約が
ない。したがって、良好な環境の下に設置でき、光学機
器や電子・電機回路を含む本体部３を、安全で調整やメ
ンテナンスを容易に行うことのできる場所に自由に設置
することができる。したがって、本体部３の各機器や回
路の良好な作動が確実に保証され、濃度測定装置１全体
としての測定感度、性能が長期間にわたって確保され
る。

【００３７】なお、図７に示した第１実施例では、濃度
検知部３４と本体部３とを光ファイバーケーブル３３で
直接接続したが、図８に第２実施例を示すように、光フ
ァイバーケーブル３３の両端に光コネクター５２ａ、５
２ｂを用い、該光コネクター５２ａ、５２ｂを介して濃
度検知部３４と本体部３とに接続するようにしてもよ
い。このように構成すれば、現場での設置作業を低減で
きる効果がある。光コネクターは、光ファイバーケーブ
ル３３のいずれか一端側のみに設ける構成とすることも
できる。

【００３８】また、光ファイバーの配置に関して、作業
軽減やコスト低減をはかることも可能である。たとえ
ば、図９に示す第３実施例は、発光用光ファイバー６１
と受光用光ファイバー６２がランダムに配置されたラン
ダム配置部６３を有する濃度検知部６４を、光コネクタ
ー６５を介して光ファイバーケーブル６６に接続した場
合を示している。発光用光ファイバー６１と受光用光フ
ァイバー６２のランダム配置は、濃度検知部６４内にお
けるセンサー面６７側の必要最小限の短い領域のみに限
ってランダム配置部６３を構成し、そこからは発光用光
ファイバー６１と受光用光ファイバー６２を分岐して別
々に引き出すようにしている。光ファイバーをランダム
に配置するには、別々に配置する場合に比べ、配置作業
が煩雑であり、その分製作コストも増大する。したがっ
て、図９に示すように、ランダム配置部６３を極力少な
くすることにより、配置作業を軽減でき、製作コストを
低減できる。この方法は、図４〜図６に示したような同
心円状や半円配置の場合にも適用できる。

【００３９】さらに、図１、２、７、８、９に示した各
態様では、濃度検知部と本体部とを１対１に対応させた
が、本発明においては、必要に応じて、異なる場所に設
置された複数の濃度検知部からの信号を一つの本体部で
検知することも可能である。たとえば、各濃度検知部か
ら本体部に並列に光ファイバーケーブルを配設するか、
あるいは一本の主光ファイバーケーブルから光セレクタ
ーを介して各濃度検知部に分岐光ファイバーケーブルを
接続し、各濃度検知部での測定波の波長を互いに異なる
波長に設定しておけば、各濃度検知部に対応した濃度測
定が可能になる。

【００４０】たとえば、図１０に第４実施例を示すよう
に、複数の汚泥配管７１ａ・・・７１ｎにそれぞれ濃度
検知部７２ａ・・・７２ｎを設け、各濃度検知部７２ａ
・・・７２ｎに光ファイバーケーブル７３ａ・・・７３
ｎを並列に接続し、これら光ファイバーケーブル７３ａ
・・・７３ｎを一つの本体部７４に接続するようにする
ことができる。複数の本体部を設置する場合に比べて、
一つの本体部７４で各汚泥配管７１ａ・・・７１ｎ内の
汚泥濃度を集中管理できるので管理が容易であり、ま
た、本体部７４の設置の容易化や設置スペースの低減、
本体部７４の製作コストの低減をはかることもできる。

【００４１】また、図１１に第５実施例を示すように、
複数の汚泥配管８１ａ・・・８１ｎにそれぞれ濃度検知
部８２ａ・・・８２ｎを設け、各濃度検知部８２ａ・・
・８２ｎに分岐光ファイバーケーブル８３ａ・・・８３
ｎを並列に接続し、これら分岐光ファイバーケーブル８
３ａ・・・８３ｎを光セレクター８４に接続して一旦検
知光信号を集約し、光セレクター８４から、１本の主光
ファイバーケーブル８５、あるいは分岐光ファイバーケ
ーブルの数よりは少ない複数の主光ファイバーケーブル
を介して本体部８６に接続するようにすることができ
る。各濃度検知部８２ａ・・・８２ｎでの測定波の波長
を互いに異なる波長に設定しておき、本体部８６に送る
信号を光セレクター８４で切り換えることにより、本体
部８６で各濃度検知部に対応した濃度測定が可能にな
る。汚泥の濃度測定の頻度はそれほど高くなくてもよい
場合が多いので、このような構成を採用することによ
り、必要な濃度測定機能を確保しつつ、システム全体の
コスト低減が可能になる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の濃度測定
装置によれば、レーザー光の拡散反射方式の利点である
濁質成分の色に影響されにくいという利点を活かしつ
つ、濃度検知部と本体部を分離構成とし、その間を可撓
性光導体で連結したので、高感度の測定性能を達成しつ
つ、従来設置が困難であった悪環境場所や作業が困難な
狭いスペースの場所であっても、小さく構成された濃度
検知部を容易に取り付けることが可能になり、かつ、比
較的大きく、光学機器や電子・電機機器を内蔵する本体
部を、安全な、環境の良好な離れた場所に設置すること
が可能になり、装置の優れた性能を長期間安定して維持
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係る濃度測定装置の概略
構成図である。

【図２】図１の装置をより具体的に構成した一例を示す
概略断面図である。

【図３】本発明に係る光ファイバーの一配置形態を示す
センサー面の概略構成図である。

【図４】本発明に係る光ファイバーの別の配置形態を示
すセンサー面の概略構成図である。

【図５】本発明に係る光ファイバーのさらに別の配置形
態を示すセンサー面の概略構成図である。

【図６】本発明に係る光ファイバーのさらに別の配置形
態を示すセンサー面の概略構成図である。

【図７】本発明に係る濃度測定装置の配置例（第１実施
例）を示す概略構成図である。

【図８】本発明に係る濃度測定装置の別の配置例（第２
実施例）を示す概略構成図である。

【図９】本発明に係る濃度測定装置の光ファイバーに関
する別の配置例（第３実施例）を示す概略構成図であ
る。

【図１０】本発明に係る濃度測定装置のさらに別の配置
例（第４実施例）を示す概略構成図である。

【図１１】本発明に係る濃度測定装置のさらに別の配置
例（第５実施例）を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１濃度測定装置２、３４濃度検知部３本体部４、３０発光用光ファイバー５、３１受光用光ファイバー６配管７被測定液８濁質成分９発光されたレーザー光１０レーザー光の拡散反射光１１、２６レーザー発光ダイオード１２レーザー光の駆動回路１３レーザー光拡散板１４、１８光ファイバー固定金具１５固定金具１６センサー面１７ガラス板１９可視光カットフィルター２０、２７フォトダイオード２１増幅回路２２本体ケース２３安定化電源２４レーザー光発光回路２５受光増幅回路２８サーミスタ２９コネクター３２光ファイバー保護チューブ３３光ファイバーケーブル３５キャップ４１センサー面４２発光用光ファイバー４３受光用光ファイバー５１汚泥配管５２ａ、５２ｂ光コネクター６１発光用光ファイバー６２受光用光ファイバー６３ランダム配置部６４濃度検知部６５光コネクター６６光ファイバーケーブル６７センサー面７１ａ・・・７１ｎ汚泥配管７２ａ・・・７２ｎ濃度検知部７３ａ・・・７３ｎ光ファイバーケーブル７４本体部８１ａ・・・８１ｎ汚泥配管８２ａ・・・８２ｎ濃度検知部８３ａ・・・８３ｎ分岐光ファイバーケーブル８４光セレクター８５主光ファイバーケーブル８６本体部

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定液中の濁質成分の濃度を、被測定
液中に向けて発光されたレーザー光の拡散反射光を検知
することにより測定する装置において、少なくともレー
ザー光の発光器と受光器を有する本体部と、被測定液中
に直接レーザー光を照射し被測定液中から直接反射光を
受光する濃度検知部とを、分離して構成し、本体部と濃
度検知部を可撓性光導体で連結したことを特徴とする濃
度測定装置。
【請求項２】可撓性光導体が、複数のレーザー光発光
用光ファイバーおよびレーザー光受光用光ファイバーを
束ねたものからなる、請求項１の濃度測定装置。
【請求項３】可撓性光導体が、可撓性チューブ内に収
容されている、請求項１または２の濃度測定装置。
【請求項４】本体部が、前記発光器に接続されたレー
ザー光発光回路と、前記受光器に接続された受光増幅回
路を有する、請求項１ないし３のいずれかに記載の濃度
測定装置。