JP2002365216A - Concentration measuring apparatus - Google Patents

Concentration measuring apparatus

Info

Publication number
JP2002365216A
JP2002365216A JP2001173843A JP2001173843A JP2002365216A JP 2002365216 A JP2002365216 A JP 2002365216A JP 2001173843 A JP2001173843 A JP 2001173843A JP 2001173843 A JP2001173843 A JP 2001173843A JP 2002365216 A JP2002365216 A JP 2002365216A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
concentration
measured
sensor surface
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001173843A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4709430B2 (en
Inventor
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
Tatsuya Sakamoto
達哉 坂本
Yoshitaka Sugiyama
佳孝 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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
Tokyo Metropolitan Government
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
Tokyo Metropolitan Government
Japan Organo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 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, Tokyo Metropolitan Government, Japan Organo Co Ltd filed Critical AUTOM SYST RES KK
Priority to JP2001173843A priority Critical patent/JP4709430B2/en
Publication of JP2002365216A publication Critical patent/JP2002365216A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4709430B2 publication Critical patent/JP4709430B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a concnetration measuring apparatus by which the concentration of a turbid component in a solution to be measured can be measured with high accuracy and with high sensitivity, even when the color of the turbid component in the solution to be measured is changed while the advantage of a concentration measurement by the reflection system of a laser beam is being utilized. SOLUTION: In the apparatus, the concnetration of the turbid component in the solution to be measured is measured by detecting the reflected light of the laser beam emitted toward the solution to be measured. In the concentration measuring apparatus, a plurality of light-emitting optical fibers and a plurality of light-receiving optical fibers are bundled respectively, concentration- sensor faces are constituted on their tips, a plurality of separate receiving- receiving optical fibers are arranged near the concentration-sensor faces, scattered-light-sensor faces which receive scattered light from the solution to be measured are constituted, and a signal processing means by which light- receiving signals by the concentration-sensor faces are compensated by using light-receiving signals by the scattered-light-sensor faces is installed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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精度良く測定できるよ
うにした濃度測定装置に関する。
The present invention relates to the concentration and turbidity of turbid components in a liquid to be measured, such as the concentration of sludge in sewage generated from facilities such as sewage, drainage and human waste treatment, and the concentration of solids in treated water. The present invention relates to a device for measuring the degree, and more particularly to a concentration measuring device capable of accurately measuring the concentration of a turbid component by a diffuse reflection method using a laser beam.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art As a conventional method for measuring the concentration of a turbid component in a liquid to be measured, an ultrasonic system, an infrared system, a microwave system, a dry weight system, and the like are known. However, in each of these measurement methods, there is a problem that the output value becomes unstable except for the dry weight method when the properties of the turbid component to be measured change or its concentration fluctuates. If unstable concentration information is transmitted to and input to peripheral equipment or devices, there is a possibility that a monitoring system or a processing system may malfunction. In addition, the dry weight method has problems such as a long measurement time, a need to set drying conditions, and generation of waste after measurement.

【0003】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、濁質成分によって光が遮断されたり吸収さ
れたりするので、濁質成分が高濃度になると、透過光検
知側での光の減衰が激しくなるため、高感度の測定が困
難になるからである。
On the other hand, as another method, there is known a transmitted light method of irradiating a liquid to be measured with a laser beam and detecting the amount of laser light transmitted through the liquid to be measured. However, in this measurement method, the concentration of the turbid component is particularly high at 1% or more.
In particular, when the concentration is about 3% or more, it is difficult to optically measure the concentration with high sensitivity, and it is difficult to measure with high accuracy. This is because the light is blocked or absorbed by the turbid component, and when the turbid component is high in concentration, the attenuation of light on the transmitted light detection side becomes severe, so that high-sensitivity measurement becomes difficult. It is.

【0004】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。このように反射光を検知するように
すれば、濁質成分の濃度にかかわらず、検知すべき反射
光が大きく減衰することは回避されるため、比較的濁質
成分濃度の高い被測定液に対しても高感度の測定が可能
になる。
[0004] In order to solve such a problem in the transmitted light method in the case of high concentration measurement, it is considered that a method of detecting reflected light of laser light applied to the liquid to be measured is effective. This method is also called a diffuse reflection method because most of the laser light applied to the liquid to be measured impinges on a turbid component in the liquid to be measured and is diffused before being reflected. By detecting the reflected light in this way, regardless of the concentration of the turbid component, the reflected light to be detected is prevented from being greatly attenuated. Highly sensitive measurement is possible.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者ら
による試験、検討の結果、上記のような反射光方式によ
る濃度測定においても、被測定液中の濁質成分の色、と
くにその明るさが変化すると、濃度検出値がばらつき、
安定した高精度の測定が難しくなることがあることが判
明した。たとえば、乾燥重量法で確認した濃度が同じ場
合であっても、被測定液中の濁質成分の色、とくに明度
が異なると、実際の濃度検出値が大きくばらついてしま
うことがある。
However, as a result of tests and investigations by the present inventors, even in the above-described concentration measurement by the reflected light method, the color of the turbid component in the liquid to be measured, especially its brightness Changes, the concentration detection value varies,
It has been found that stable and accurate measurement may be difficult. For example, even when the concentrations confirmed by the dry weight method are the same, if the color of the turbid component in the liquid to be measured, particularly the brightness, is different, the actual concentration detection value may vary greatly.

【0006】そこで本発明の課題は、前述のようなレー
ザー光の反射方式による濃度測定の利点に着目しつつ、
被測定液中の濁質成分の色が変動した場合にも精度良く
濃度を測定可能な濃度測定装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to focus on the advantage of the density measurement by the laser light reflection method as described above,
An object of the present invention is to provide a concentration measuring device capable of accurately measuring the concentration even when the color of a turbid component in a liquid to be measured fluctuates.

【0007】[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
の反射光を検知することにより測定する装置において、
レーザー光発光用光ファイバーと受光用光ファイバーを
それぞれ複数本束ねて、それらの先端に濃度センサー面
を構成するとともに、該濃度センサー面の近傍に、別の
複数本の受光用光ファイバーを配置して被測定液中から
の散乱光を受光する散乱光センサー面を構成し、かつ、
濃度センサー面による受光信号を散乱光センサー面によ
る受光信号を用いて補償する信号処理手段を設けたこと
を特徴とするものからなる。
In order to solve the above-mentioned problems, a concentration measuring apparatus according to the present invention provides a method for measuring the concentration of a turbid component in a liquid to be measured by a laser beam emitted toward the liquid to be measured. In a device that measures by detecting reflected light of
A plurality of optical fibers for laser light emission and a plurality of optical fibers for light reception are bundled, a concentration sensor surface is formed at the tip thereof, and another plurality of optical fibers for light reception are arranged near the concentration sensor surface to be measured. Construct a scattered light sensor surface that receives scattered light from the liquid, and
Signal processing means for compensating for a light reception signal from the density sensor surface using a light reception signal from the scattered light sensor surface is provided.

【0008】この濃度測定装置においては、上記濃度セ
ンサー面を構成するに際し、発光用光ファイバーと受光
用光ファイバーがランダムに配置されていることが好ま
しい。受光されたレーザー光の出力値、つまり受光光量
としては、このランダム配置形態の場合最も大きくなる
ので、この形態が最も好ましい。しかしこのランダム配
置形態に限らず、濃度センサー面において、中央部に発
光用光ファイバーが配置され、その周囲に受光用光ファ
イバーが配置されている形態、中央部に受光用光ファイ
バーが配置され、その周囲に発光用光ファイバーが配置
されている形態、一方の半面に発光用光ファイバーが配
置され、他方の半面に受光用光ファイバーが配置されて
いる形態等も採用可能である。
[0008] In this concentration measuring device, it is preferable that the light emitting optical fiber and the light receiving optical fiber are randomly arranged when forming the above-mentioned concentration sensor surface. Since the output value of the received laser light, that is, the amount of received light, is the largest in the case of this random arrangement, this form is the most preferable. However, the present invention is not limited to this random arrangement, and on the density sensor surface, a light-emitting optical fiber is arranged at the center, and a light-receiving optical fiber is arranged around the light-receiving optical fiber. It is also possible to adopt a configuration in which a light emitting optical fiber is disposed, a configuration in which a light emitting optical fiber is disposed on one half surface, and a light receiving optical fiber on the other half surface, and the like.

【0009】散乱光センサー面は、濃度センサー面とは
別に、受光用光ファイバーを配置して被測定液中からの
散乱光を受光できるように、濃度センサー面の近傍に形
成されればよいが、好ましくは、濃度センサー面の周囲
に環状に形成されていることが好ましく、これによって
濃度センサー面の周囲に散乱する散乱反射光を効率よく
受光することが可能になる。とくに、実質的に散乱光の
みを効率よく受光するためには、散乱光センサー面と濃
度センサー面との間に間隔をあけ、濃度センサー面に受
光されるべき反射光はより確実に濃度センサー面に受光
され、散乱光センサー面に受光されるべき散乱光はより
確実に散乱光センサー面に受光されるようにすることが
好ましい。
The scattered light sensor surface may be formed in the vicinity of the concentration sensor surface so that a light receiving optical fiber is arranged separately from the concentration sensor surface so that scattered light from the liquid to be measured can be received. Preferably, it is preferably formed in an annular shape around the surface of the density sensor, so that scattered reflected light scattered around the surface of the concentration sensor can be efficiently received. In particular, in order to efficiently receive substantially only scattered light, an interval is provided between the scattered light sensor surface and the density sensor surface, and the reflected light to be received on the density sensor surface is more reliably detected by the density sensor surface. It is preferable that the scattered light to be received by the scattered light sensor surface is received by the scattered light sensor surface more reliably.

【0010】また、信号処理手段は、濃度センサー面に
よる受光信号を散乱光センサー面による受光信号を用い
て実質的にリアルタイムで補償するものであることが好
ましい。リアルタイムでの補償により、補償されるべき
濃度センサー面による受光信号と、補償を行うための散
乱光センサー面による受光信号との間に時間的ずれがな
くなり、高精度の補償が可能になる。とくに、被測定液
中の泡等によりノイズが発生した場合、通常そのノイズ
は濃度センサー面による受光信号と散乱光センサー面に
よる受光信号とに等しく影響するので、リアルタイムで
の補償により、このようなノイズを効率よく相殺させて
消去することが可能になる。
It is preferable that the signal processing means compensates the light reception signal from the density sensor surface substantially in real time using the light reception signal from the scattered light sensor surface. By real-time compensation, there is no time lag between the light reception signal by the density sensor surface to be compensated and the light reception signal by the scattered light sensor surface to perform compensation, and highly accurate compensation is possible. In particular, when noise occurs due to bubbles or the like in the liquid to be measured, the noise normally affects the light reception signal from the concentration sensor surface and the light reception signal from the scattered light sensor surface. It is possible to efficiently cancel and eliminate noise.

【0011】このように構成された本発明に係る濃度測
定装置では、単に被測定液中からの反射光を受光しその
信号値に基づいて濃度測定を行ったのでは、被測定液、
とくにその濁質成分の色、中でもその明るさが変化した
場合に、測定値が大きく変動することがあるという問題
に着目し、その明るさの変化による濃度測定値への影響
を消去するように補償し、該補償によって実際の濁質成
分の濃度をより高精度に測定できるようにするものであ
る。すなわち、実際の濃度に相対的に比例するのは、被
測定液中からの反射光、ないしは前述の如く拡散反射光
であると考えられ、一方、この濃度測定値を大きくばら
つかせる色や明るさの要因は、散乱光に大きく支配され
ると考えられることから、この散乱光の成分を効率よく
拾って、それに基づいてばらつき要因を消去するように
補償することによって、実際の濃度をばらつきを抑えつ
つより高精度に測定するという基本技術思想に基づいた
ものである。そして、この散乱光を、濃度センサー面と
は別に構成した散乱光センサー面により、極力その散乱
光成分のみとして効率よく受光できるようにし、補償の
精度、実効を上げるようにしている。この補償により、
色、とくにその明るさによる濃度測定への変動成分が除
去され、ばらつきのない高精度の濃度測定が可能にな
る。
In the concentration measuring apparatus according to the present invention configured as described above, if the reflected light from the liquid to be measured is simply received and the concentration is measured based on the signal value, the liquid to be measured is
Paying attention to the problem that the measured value may fluctuate greatly when the color of the turbid component, especially the brightness, changes, and eliminates the effect of the change in brightness on the measured density value. The compensation is performed so that the actual concentration of the turbid component can be measured with higher accuracy. In other words, it is considered that the light that is relatively proportional to the actual concentration is the reflected light from the liquid to be measured, or the diffusely reflected light as described above. Since the factor of the scattered light is considered to be largely governed by the scattered light, the actual concentration can be reduced by efficiently picking up the scattered light component and compensating for the variance factor based on it. It is based on the basic technical idea of measuring with higher accuracy while suppressing it. Then, the scattered light can be efficiently received as only the scattered light component as much as possible by the scattered light sensor surface formed separately from the concentration sensor surface, and the accuracy and effectiveness of compensation are increased. With this compensation,
Varying components to the density measurement due to the color, especially the brightness, are removed, and the density measurement with no variation and high accuracy can be performed.

【0012】また、被測定液中の泡等、濃度測定に対す
る他のノイズ成分が発生した場合にあっても、そのノイ
ズ成分が濃度センサー面による受光信号と散乱光センサ
ー面による受光信号とに実質的に等しく影響することを
利用し、リアルタイムの補償を行うことにより、このよ
うなノイズ成分の消去まで可能となり、一層高精度の濃
度測定が可能となる。
Further, even when other noise components for the concentration measurement, such as bubbles in the liquid to be measured, are generated, the noise components are substantially converted into a light reception signal from the concentration sensor surface and a light reception signal from the scattered light sensor surface. By performing the compensation in real time using the fact that the noise components are equally affected, it is possible to eliminate such noise components, and the density measurement can be performed with higher accuracy.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る濃度測定装
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および図2は本発明の一実施態様に係る
濃度測定装置の基本構成を、図3、図4は信号の受発信
および信号処理のための回路構成の例を、図5は本発明
による補償の様子の一例を、それぞれ示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a concentration measuring apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show a basic configuration of a concentration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIGS. 3 and 4 show examples of a circuit configuration for signal transmission / reception and signal processing, and FIG. An example of the state of compensation is shown.

【0014】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、たとえば全体としてセン
サーの形態に構成され、その先端部がたとえば配管2内
を臨むように取り付けられる。濃度測定装置1は、配管
2内を流れる被測定液3中の濁質成分4(たとえば、汚
泥粒子)に向けて発光されたレーザー光5の拡散反射光
6を検知することにより、被測定液3中の濁質成分4の
濃度を測定する、いわゆる拡散反射光方式の濃度測定装
置に構成されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes the entire concentration measuring device, and the concentration measuring device 1 is, for example, configured in the form of a sensor as a whole, and is attached so that the tip thereof faces, for example, the inside of the pipe 2. The concentration measuring device 1 detects the diffuse reflection light 6 of the laser light 5 emitted toward the turbid component 4 (for example, sludge particles) in the liquid 3 to be measured flowing through the pipe 2, thereby detecting the liquid to be measured. The apparatus is configured as a so-called diffuse reflection light type concentration measuring device for measuring the concentration of the turbid component 4 in 3.

【0015】本実施態様では、レーザー光源として、レ
ーザー光発光に好適な特定の波長域での強度の高いレー
ザー光を発光するレーザー発光ダイオード7(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
振器を備えたレーザーダイオード駆動回路8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7で
発光されたレーザー光は、レーザー光拡散板9を介し
て、光ファイバー固定金具10で束ねられて保持された
多数の発光用光ファイバー11の入射端に入射される。
レーザー光拡散板9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11の入射端に照射さ
れる。
In this embodiment, a laser light emitting diode 7 (which may be abbreviated as a laser diode) that emits a high-intensity laser light in a specific wavelength range suitable for laser light emission is used as a laser light source. The laser light is emitted in a predetermined pulse form by pulse driving by the laser diode driving circuit 8 having an oscillator. The laser light emitted from the laser light emitting diode 7 is incident on the incident ends of a large number of light emitting optical fibers 11 bundled and held by an optical fiber fixing bracket 10 via a laser light diffusion plate 9.
The laser light is applied to the incident end of the light emitting optical fiber 11 by the laser light diffusing plate 9 while being uniformly diffused.

【0016】多数の発光用光ファイバー11と、実質的
に同数の多数の受光用光ファイバー12とが束ねられ
て、一つのセンサー部13に構成されている。束ねられ
た発光用光ファイバー11および受光用光ファイバー1
2は、たとえば固定金具14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
られて濃度センサー面15に形成されている。濃度セン
サー面15からは、発光用光ファイバー11中を導光さ
れ、発光用光ファイバー11の出射端から発光されたレ
ーザー光が被測定液3中に向けて照射され、被測定液3
中の濁質成分4に当たって拡散、反射してきたレーザー
光6は、受光用光ファイバー12の入射端に受光され
る。本実施態様では、この濃度センサー面15における
レーザー光の受発光は、濃度センサー面15上に設けた
ガラス板16を通して行われるようになっている。ガラ
ス板16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16の被測定液3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、また、スラッジ等による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16と
して図示したが、このようなガラス板16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、濃度センサー面側が平面で、他面
側(接液側の面)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。
A large number of light emitting optical fibers 11 and a substantially equal number of light receiving optical fibers 12 are bundled to form one sensor unit 13. Light emitting optical fiber 11 and light receiving optical fiber 1 bundled
The optical fiber 2 is formed on the density sensor surface 15 in a state where the relative position is fixed, for example, in the fixture 14, and the positions of the tip surfaces of the optical fibers are aligned. From the concentration sensor surface 15, the light is guided through the light emitting optical fiber 11, and the laser light emitted from the emission end of the light emitting optical fiber 11 is irradiated toward the liquid 3 to be measured.
The laser light 6 that has been diffused and reflected upon the turbid component 4 therein is received at the incident end of the light receiving optical fiber 12. In the present embodiment, the reception and emission of the laser light on the density sensor surface 15 are performed through a glass plate 16 provided on the density sensor surface 15. The material of the glass plate 16 is not particularly limited, but sapphire glass which is hard and hard to be scratched, is chemically stable, has excellent acid resistance, alkali resistance, and solvent resistance and is thermally stable is preferable. Further, it is preferable that the surface of the glass plate 16 on the side of the liquid 3 to be measured is mirror-finished, because dirt by sludge hardly adheres and scratches by sludge hardly occur. Although shown in FIG. 1 as a flat glass plate 16, a lens having an appropriate focal length may be used instead of such a glass plate 16. As the lens, a plano-convex lens or the like having a lens function by forming the density sensor surface side as a flat surface and the other surface side (the liquid contact side surface) as a convex surface is preferable.

【0017】受光用光ファイバー12の入射端から受光
されたレーザー光の反射光6は、受光用光ファイバー1
2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12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12が光ファイバー
固定金具17により束ねられた状態で保持されている。
The reflected light 6 of the laser beam received from the incident end of the light receiving optical fiber 12 is
2 and is emitted from the emission end, which is the opposite end. A large number of light receiving optical fibers 12 are held in a bundled state by the optical fiber fixing bracket 17 also at the end of the light receiving optical fiber 12 on the emission end side.

【0018】受光用光ファイバー12の出射端から出射
された反射光は、本実施態様では可視光カットフィルタ
ー18を通して、反射光受光素子としてのフォトダイオ
ード19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18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
19の受光量信号は、本実施態様では、濃度計測増幅回
路20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、出力信号が信号処理手段とし
ての演算補償回路21に送られる。
In this embodiment, the reflected light emitted from the emitting end of the light receiving optical fiber 12 is received by a photodiode 19 as a reflected light receiving element through a visible light cut filter 18, and its light amount is detected. By disposing the visible light cut filter 18, the influence of disturbance light (for example, disturbance light from a fluorescent lamp or the like) on the density measurement can be suppressed. In the present embodiment, the received light amount signal of the photodiode 19 is amplified by the concentration measurement amplifier circuit 20 to be output as a signal having a magnitude suitable for concentration measurement, and the output signal is output to an operation compensation circuit as signal processing means. 21.

【0019】上記濃度センサー面15においては、たと
えば図2に示すように、それぞれ複数束ねられた発光用
光ファイバー11と受光用光ファイバー12が、ランダ
ムに配置されており、一つの濃度センサー面15が構成
されている。この濃度センサー面15の近傍に、本実施
態様では濃度センサー面15の周囲に、濃度センサー面
15とは別に、かつ、濃度センサー面15との間に適当
な間隔22を持たせて、環状の散乱光センサー面23が
構成されている。この散乱光センサー面23は、上記受
光用光ファイバー12とは別の複数の受光用光ファイバ
ー24が濃度センサー面15の周囲に環状に配置される
ことによって形成されており、被測定液3中からの散乱
光25を受光する。この散乱光25の変化は、一般に、
被測定液3、とくにその中の濁質成分4の色や明るさの
変化分に対応して現れる。散乱光25用の受光用光ファ
イバー24は、前述の固定金具14を利用して固定され
てもよいし、別の環状の金具26を設けて固定してもよ
い。
On the density sensor surface 15, for example, as shown in FIG. 2, a plurality of bundled light emitting optical fibers 11 and light receiving optical fibers 12 are arranged at random, and one density sensor surface 15 is formed. Have been. In the vicinity of the density sensor surface 15, in the present embodiment, around the density sensor surface 15, an annular space 22 is provided separately from the density sensor surface 15 and with an appropriate distance 22 from the density sensor surface 15. A scattered light sensor surface 23 is configured. The scattered light sensor surface 23 is formed by arranging a plurality of light receiving optical fibers 24 different from the light receiving optical fiber 12 around the concentration sensor surface 15 in a ring shape. The scattered light 25 is received. This change in the scattered light 25 is generally
Appears corresponding to the change in the color and brightness of the liquid 3 to be measured, particularly the turbid component 4 therein. The light receiving optical fiber 24 for the scattered light 25 may be fixed by using the above-described fixing fitting 14, or may be fixed by providing another annular fitting 26.

【0020】散乱光25用の受光用光ファイバー24の
入射端から受光されたレーザー光の散乱光25は、受光
用光ファイバー24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24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2
4が光ファイバー固定金具27により束ねられた状態で
保持されている。
The scattered light 25 of the laser light received from the incident end of the light receiving optical fiber 24 for the scattered light 25 is guided in the light receiving optical fiber 24 and is emitted from the emission end which is the opposite end. You. Also at the end of the light receiving optical fiber 24 on the emission end side, a large number of light receiving optical fibers 2
4 are held in a state of being bundled by the optical fiber fixture 27.

【0021】受光用光ファイバー24の出射端から出射
された散乱光は、本実施態様では、前述の受光用光ファ
イバー12における場合と同様に、可視光カットフィル
ター28を通して、散乱光受光素子としてのフォトダイ
オード29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28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)による散乱光検
知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29の受光量信号は、本実施態様では、補償信号計
測増幅回路30で増幅されることにより、適切な大きさ
の補償用信号として出力され、その出力信号が前述の信
号処理手段としての演算補償回路21に送られる。
In this embodiment, the scattered light emitted from the emission end of the light receiving optical fiber 24 passes through the visible light cut filter 28 and passes through a photodiode as a scattered light receiving element in the same manner as in the light receiving optical fiber 12 described above. The light is received by 29 and its light amount is detected. By disposing the visible light cut filter 28, the influence of disturbance light (for example, disturbance light from a fluorescent lamp or the like) on the detection of scattered light can be reduced. In the present embodiment, the received light amount signal of the photodiode 29 is amplified by the compensation signal measurement amplifier circuit 30 to be output as a compensation signal having an appropriate magnitude, and the output signal is used as the signal processing means described above. The signal is sent to the operation compensation circuit 21.

【0022】レーザー光の発光、受光およびそれらの信
号処理回路は、たとえば図3に示すように構成される。
図3において、DC安定化電源31から駆動および制御
電力が供給され、レーザーダイオード駆動回路8からの
駆動パルスでレーザー発光ダイオード7から照射光5が
出射される。このとき、同期パルス32により、レーザ
ーダイオード駆動パルスと制御パルス、演算処理の同期
がとられる。反射光6の受光信号がフォトダイオード1
9で検出され、その受光量信号が濃度計測増幅回路20
で増幅されるとともに、散乱光25の受光信号がフォト
ダイオード29で検出され、その受光量信号が補償信号
計測増幅回路30で増幅される。これら増幅回路20、
30では、それぞれ、信号のゼロ点調整と、ある大きさ
の信号あるいはフルスケールの信号の計測上のスパン調
整を行うことができるようになっている(ゼロ,スパン
調整手段33、34)。濃度計測増幅回路20からの信
号と補償信号計測増幅回路30からの信号が演算補償回
路21に入力され、ここで散乱光検出信号に基づく補償
が行われる。演算補償の際には、上述のゼロ点、スパン
を調整(33、34)した信号が用いられ、演算補償後
にもスパン調整を行うことができるようになっている
(スパン調整手段35)。補償後の信号が、散乱光に基
づく補償を行った最終的な濃度計測値36として出力さ
れる。
The emission and reception of laser light and their signal processing circuits are configured, for example, as shown in FIG.
In FIG. 3, drive and control power is supplied from a DC stabilized power supply 31, and irradiation light 5 is emitted from a laser light emitting diode 7 with a drive pulse from a laser diode drive circuit 8. At this time, the synchronization pulse 32 synchronizes the laser diode drive pulse with the control pulse and the arithmetic processing. The light receiving signal of the reflected light 6 is the photodiode 1
9 and the signal of the amount of received light is
In addition, the received light signal of the scattered light 25 is detected by the photodiode 29, and the received light amount signal is amplified by the compensation signal measurement amplifier circuit 30. These amplifier circuits 20,
In 30, the zero point adjustment of the signal and the span adjustment in the measurement of a signal of a certain magnitude or a full-scale signal can be performed (zero and span adjustment means 33 and 34). The signal from the concentration measurement amplification circuit 20 and the signal from the compensation signal measurement amplification circuit 30 are input to the operation compensation circuit 21, where the compensation based on the scattered light detection signal is performed. In the operation compensation, a signal obtained by adjusting the above-mentioned zero point and span (33, 34) is used, and the span can be adjusted even after the operation compensation (span adjusting means 35). The compensated signal is output as a final density measurement value 36 that has been compensated based on scattered light.

【0023】上記演算補償回路21は、たとえば図4に
示すような基本構成を有し、濃度計測増幅回路20から
の信号に補正係数を乗じ、それから補償信号計測増幅回
路30からの補償信号値を差し引くことにより、最終的
な濃度計測値36として出力される。補正係数は、Ri
/FX(Ri:抵抗37、FX:感度調整器38)で調
整され、比較器または増幅器39で、 最終濃度出力値=(濃度計測値×補正係数)−補償信号
値 とされて出力される。
The operation compensation circuit 21 has a basic configuration as shown in FIG. 4, for example, multiplies the signal from the concentration measurement amplification circuit 20 by a correction coefficient, and then calculates the compensation signal value from the compensation signal measurement amplification circuit 30. By subtraction, it is output as the final density measurement value 36. The correction coefficient is Ri
/ FX (Ri: resistance 37, FX: sensitivity adjuster 38), and the final density output value = (measured density value × correction coefficient) −compensation signal value is output by the comparator or amplifier 39.

【0024】すなわち、上記の演算補償回路21では、
図5に示すような補償を行っている。濃度センサー面1
5で受光した反射光受光量信号の測定信号パルス40
は、図5に示すように、濁質成分の色や明度に影響され
る変動分41を含んでおり、さらに場合によっては、泡
等によるノイズ成分42を含んでいる。一方、散乱光セ
ンサー面23で受光した散乱光受光量信号は、上記の濁
質成分の色や明度に影響される変動分41を取り出した
ものであり、泡等によるノイズ成分42は濃度センサー
面15での受光信号と散乱光センサー面23での受光信
号とに実質的に等しく現れるから、図5に示すような補
償信号パルス43となる。演算補償回路21では、上記
測定信号パルス40に対し補償信号パルス43で補償す
る(測定信号パルス40から補償信号パルス43を差し
引く)ことになるから、結局、濁質成分濃度のみの信号
パルス44が得られ、この信号パルス44が前述の最終
的な出力信号36として、つまり、被測定液3の濃度測
定値として出力される。
That is, in the above-described operation compensation circuit 21,
Compensation is performed as shown in FIG. Concentration sensor surface 1
Measurement signal pulse 40 of the reflected light reception amount signal received at 5
As shown in FIG. 5, includes a variation 41 influenced by the color and brightness of the turbid component, and further includes a noise component 42 due to bubbles or the like in some cases. On the other hand, the scattered light reception amount signal received by the scattered light sensor surface 23 is obtained by extracting the fluctuation 41 which is affected by the color or brightness of the turbid component, and the noise component 42 due to bubbles or the like is detected by the density sensor surface. Since the light reception signal at 15 and the light reception signal at the scattered light sensor surface 23 appear substantially equally, a compensation signal pulse 43 as shown in FIG. 5 is obtained. In the operation compensation circuit 21, the measurement signal pulse 40 is compensated for by the compensation signal pulse 43 (the compensation signal pulse 43 is subtracted from the measurement signal pulse 40). This signal pulse 44 is output as the above-mentioned final output signal 36, that is, as a measured concentration value of the liquid 3 to be measured.

【0025】このような補償を行えば、被測定液3中の
濁質成分の色、特に明度が変動しても、その変動成分を
消去することが可能になり、被測定液3の濃度成分のみ
の信号として高精度かつ高感度で測定することが可能に
なる。とくに、図5に示したように各パルスを同期処理
し、実質的にリアルタイムで補償することにより、測定
精度を著しく高めることが可能になる。また、泡等によ
るノイズ成分42が発生したとしても、それらノイズ成
分42が補償信号パルスにも同期した状態で等しく現れ
ることを利用して補償を行うことにより、これらノイズ
成分まで極めて効率よく消去される。したがって、測定
対象となる被測定液3の濃度が、色の変動の影響を受け
ることなく、かつ、ノイズ成分まで除去した状態で、極
めて高精度にかつ高感度で測定される。
By performing such compensation, even if the color of the turbid component in the liquid 3 to be measured, especially the brightness, fluctuates, the variable component can be eliminated, and the concentration component of the liquid 3 to be measured can be eliminated. It is possible to measure with high accuracy and high sensitivity as only a signal. In particular, as shown in FIG. 5, by synchronizing each pulse and compensating substantially in real time, it becomes possible to significantly increase the measurement accuracy. Also, even if noise components 42 due to bubbles or the like are generated, compensation is performed by utilizing the fact that the noise components 42 appear equally in synchronization with the compensation signal pulse, so that these noise components can be eliminated very efficiently. You. Therefore, the density of the measurement target liquid 3 to be measured is measured with extremely high accuracy and high sensitivity without being affected by color fluctuations and with noise components removed.

【0026】上記のような補償による効果を確認するた
めに、まず以下のような基本確認試験を行った。現実の
プラントAにおける脱水機供給汚泥に白色のポスターカ
ラーを添加し、汚泥の色(明度)を強制的に変化させ、
その汚泥の濃度測定値を、上記のような補償を行った場
合と行わない場合とについて測定した。脱水機供給生汚
泥の汚泥濃度は、乾燥重量法で確認したところ、3.0
%であった(生汚泥:サンプルNo.1)。この生汚泥
1Lに、白色ポスターカラー0.5gを添加したもの
(サンプルNo.2)と1.0gを添加したもの(サン
プルNo.3)とを作製した。これらサンプルNo.
2、No.3においては、汚泥に対する白色ポスターカ
ラーの添加量が1/1000以下なので、実質的に生汚
泥(サンプルNo.1)と同じ濃度(3.0%)を有す
る。これらサンプルNo.1〜No.3について、マン
セル標準色紙を用いて、明度を観測したところ、観測者
3人の平均値にて、サンプルNo.1がマンセルN2、
サンプルNo.2がマンセルN3.5、サンプルNo.
3がマンセルN5.33であった。
In order to confirm the effect of the above-described compensation, first, the following basic confirmation test was performed. A white poster color is added to the sludge supplied to the dehydrator in the actual plant A to forcibly change the color (brightness) of the sludge,
The measured value of the sludge concentration was measured with and without the above-described compensation. When the sludge concentration of the raw sludge supplied to the dehydrator was confirmed by a dry weight method, it was 3.0.
% (Raw sludge: sample No. 1). One liter of this raw sludge was prepared by adding 0.5 g of white poster color (sample No. 2) and one obtained by adding 1.0 g (sample No. 3). These sample Nos.
2, No. In No. 3, since the amount of the white poster color added to the sludge was 1/1000 or less, it had substantially the same concentration (3.0%) as the raw sludge (Sample No. 1). These sample Nos. 1 to No. When the lightness of the sample No. 3 was measured using Munsell standard colored paper, the sample No. 3 was calculated as an average value of three observers. 1 is Munsell N2,
Sample No. 2 is Munsell N3.5, sample No.
3 was Munsell N 5.33.

【0027】図1、図3に示した構成を有する濃度測定
装置を用い、まず、清水(水道水)を500cc程度の
黒色で反射の少ないビンに入れて濃度を測定し、最終的
な出力としての補償した濃度計測値が0.00%になる
ように信号処理系、出力系を調整した(ゼロ点調整)。
次に上記サンプルNo.1(生汚泥)について、補償し
た濃度計測値が3.00%(乾燥重量法での確認値)に
なるように信号処理系、出力系を調整した(スパン調
整)。この調整状態にて、明度を強制的に変化させたサ
ンプルNo.2とサンプルNo.3について、補償を行
わない場合と行った場合との濃度測定値を測定したとこ
ろ、補償を行わない場合には、明度の変化が大きすぎて
スケールオーバーし計測不能に陥ったが、補償を行った
場合には、十分に計測可能な信号が得られた。結果を表
1に示す。
Using a density measuring device having the structure shown in FIGS. 1 and 3, first, fresh water (tap water) is put into a black bottle of about 500 cc with low reflection to measure the density, and the final output is obtained. The signal processing system and the output system were adjusted such that the compensated density measurement value became 0.00% (zero point adjustment).
Next, the sample No. For 1 (raw sludge), the signal processing system and output system were adjusted (span adjustment) so that the compensated concentration measurement value was 3.00% (confirmed value by dry weight method). In this adjustment state, the sample No. whose lightness was forcibly changed was used. 2 and sample no. Regarding No. 3, the density measurement values were measured when no compensation was performed and when the compensation was performed. When the compensation was not performed, the change in brightness was too large and the scale was over, resulting in measurement failure. In this case, a sufficiently measurable signal was obtained. Table 1 shows the results.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】表1に示したように、本発明による補償を
行うことにより、十分に実用に供することのできる、色
による変動の補償を行った濃度測定が可能になることを
確認できた。しかし、表1に示した基本確認試験段階で
は、本来、サンプルNo.2とサンプルNo.3の補償
後の濃度測定値が3.00%になるのが望ましいのであ
るが(その場合には、色による変動分が完全に補償され
たことになる)、実際にはそこまで回路を調整しきれな
かった。しかしこの調整は、現実には、試行錯誤等によ
る調整の繰り返しで、ほぼ完全に、あるいは、相当高精
度の測定値を出せるまでに、調整可能である。
As shown in Table 1, it was confirmed that by performing the compensation according to the present invention, it is possible to perform the density measurement with the compensation for the variation due to the color, which can be sufficiently used practically. However, at the basic confirmation test stage shown in Table 1, the sample No. 2 and sample no. It is desirable that the density measured value after the compensation of 3 is 3.00% (in that case, the variation due to the color has been completely compensated), but the circuit is actually adjusted to that extent I couldn't do it. However, in practice, this adjustment can be made almost completely, or until a measurement value with considerably high accuracy can be obtained by repeating the adjustment by trial and error.

【0030】そこで、このようなより適切な調整を、実
際のプラントからの汚泥に対して多数の実験を行い、本
発明の補償による効果を、より具体的に確認する試験を
行った。図6〜図11に結果を示す。図6は、現実のプ
ラントAにおける脱水機供給汚泥を、本発明に係る図
1、図3に示した構成を有する濃度測定装置(センサ
ー)の調整を行った状態で、採取日時を代えて多数のサ
ンプルを採取して測定を行った結果を示しており、主と
して、色や明度が変動する多数のサンプルに関して、乾
燥重量法で確認した汚泥濃度(%)と測定装置の電圧出
力として読み取ることができる本発明に係る補償機能を
有する濃度測定装置による測定値(電圧:V)との間
に、どの程度のリニアリティを保つことができるかを確
認したものである。図7は、同じ多数のサンプルについ
て、補償なしで測定した結果を示している。図7に示す
ように、補償なしで測定した場合には、色や明度が変動
し、その補償を行わないと、乾燥重量法で確認した汚泥
濃度(%)に対し、濃度測定装置による測定値は明瞭な
リニアリティを保つことができず、したがって、色や明
度が大きく変動する比較的高濃度(1%以上)の汚泥濃
度測定には、反射方式の濃度測定装置の使用が難しいこ
とがわかる。しかし図6に示すように、本発明により色
や明度の変動を散乱光の受光信号に基づいて補償するこ
とにより、明確なリニアリティを確保することができる
ようになり、乾燥重量法で確認した汚泥濃度(%)にほ
ぼ完全に1:1に対応する濃度測定値が得られることが
わかった。すなわち、本発明における、色や明度の変動
を散乱光の受光信号に基づいて補償し、それによって反
射方式の濃度測定装置の測定精度、感度を大幅に高める
という基本技術思想の正しさが証明された。
Therefore, a number of experiments were performed on sludge from an actual plant for such more appropriate adjustment, and a test was conducted to more specifically confirm the effect of the compensation of the present invention. 6 to 11 show the results. FIG. 6 shows a state in which the sludge supplied to the dehydrator in the actual plant A is adjusted with the concentration measuring device (sensor) having the configuration shown in FIGS. This shows the results of taking samples and measuring them. It is mainly possible to read the sludge concentration (%) confirmed by the dry weight method and the voltage output of the measuring device for a large number of samples with varying colors and lightness. It is confirmed how much linearity can be maintained between the measured value (voltage: V) by the concentration measuring device having the compensating function according to the present invention. FIG. 7 shows the result of measuring the same number of samples without compensation. As shown in FIG. 7, when measured without compensation, the color and brightness fluctuated, and without compensation, the sludge concentration (%) confirmed by the dry weight method was measured by a concentration measurement device. Cannot maintain a clear linearity, and it is therefore difficult to use a reflection-type concentration measuring apparatus for measuring a sludge concentration of a relatively high concentration (1% or more) in which the color and brightness vary greatly. However, as shown in FIG. 6, the present invention compensates for variations in color and lightness based on the received light signal of scattered light, so that a clear linearity can be secured. It was found that a concentration measurement corresponding almost completely to the concentration (%) of 1: 1 was obtained. That is, the correctness of the basic technical concept of the present invention, in which the variation in color or brightness is compensated based on the received signal of scattered light, thereby greatly increasing the measurement accuracy and sensitivity of the reflection type density measuring device, is proved. Was.

【0031】図8、図9は、プラントAにおける重力濃
縮汚泥について同様に多数のサンプルに対して試験した
結果を示しており、図8は本発明に係る補償を行った場
合、図9は補償を行わなかった場合の結果を、それぞれ
示している。図8、図9からも、図6、図7における場
合と全く同様のことが言え、本発明による効果を確認す
ることができた。さらに、図10、図11は、別のプラ
ントBにおける消化洗浄汚泥について同様に多数のサン
プルに対して試験した結果を示しており、図10は本発
明に係る補償を行った場合、図11は補償を行わなかっ
た場合の結果を、それぞれ示している。図10、図11
からも、図6、図7や図8、図9における場合と全く同
様のことが言え、本発明による効果を確認することがで
きた。
FIGS. 8 and 9 show the results of a similar test conducted on a large number of samples of the gravity-enriched sludge in Plant A. FIG. 8 shows the case where compensation according to the present invention was performed, and FIG. Are shown, respectively, in the case of not performing. FIGS. 8 and 9 can be said to be exactly the same as those in FIGS. 6 and 7, and the effect of the present invention could be confirmed. Further, FIGS. 10 and 11 show the results of similarly tested digested and washed sludge on a large number of samples in another plant B. FIG. 10 shows a case where compensation according to the present invention was performed, and FIG. The results when no compensation is performed are shown. 10 and 11
Thus, the same can be said for FIGS. 6, 7, 8 and 9, and the effect of the present invention could be confirmed.

【0032】[0032]

【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、レーザー光の反射方式による濃度測定の
利点を活かしつつ、被測定液中の濁質成分の色が変動し
た場合にも、散乱光の受光信号に基づく補償を行うこと
により、精度良くかつ高感度で濃度を測定できるように
なる。とくに補償をリアルタイムに行えば、色や明度の
補償に加え、泡等によるノイズ成分の消去まで可能にな
り、一層高精度かつ高感度の測定が可能になる。
As described above, according to the concentration measuring apparatus of the present invention, when the color of the turbid component in the liquid to be measured fluctuates while taking advantage of the concentration measurement by the laser beam reflection method. Also, by performing compensation based on the received light signal of the scattered light, the concentration can be measured with high accuracy and high sensitivity. In particular, if compensation is performed in real time, in addition to compensation for color and lightness, it is possible to eliminate noise components due to bubbles and the like, and it becomes possible to perform measurement with higher accuracy and higher sensitivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a concentration measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置の部分概略構成図である。FIG. 2 is a partial schematic configuration diagram of the apparatus of FIG.

【図3】図1の装置の回路構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the device of FIG. 1;

【図4】図3の回路における補償の基本概念を示す概略
回路図である。
FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing a basic concept of compensation in the circuit of FIG.

【図5】本発明に係る補償の基本概念を示す各パルスの
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of each pulse showing a basic concept of compensation according to the present invention.

【図6】本発明に係る濃度測定装置を現実のプラントA
における汚泥に対して試験した結果を示す、汚泥濃度と
出力電圧との関係図である。
FIG. 6 shows a concentration measuring apparatus according to the present invention in a real plant A.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between sludge concentration and output voltage, showing the results of tests on sludge in FIG.

【図7】図6に示したのと同じ試験を本発明に係る補償
を行わずに行った場合の結果を示す、汚泥濃度と出力電
圧との関係図である。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the sludge concentration and the output voltage, showing the result of the same test as shown in FIG. 6 performed without performing the compensation according to the present invention.

【図8】本発明に係る濃度測定装置を現実のプラントA
における別種の汚泥に対して試験した結果を示す、汚泥
濃度と出力電圧との関係図である。
FIG. 8 shows a concentration measuring apparatus according to the present invention in a real plant A.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the sludge concentration and the output voltage, showing the results of tests on different types of sludge in FIG.

【図9】図8に示したのと同じ試験を本発明に係る補償
を行わずに行った場合の結果を示す、汚泥濃度と出力電
圧との関係図である。
9 is a graph showing the relationship between the sludge concentration and the output voltage, showing the result of the same test as shown in FIG. 8 performed without performing the compensation according to the present invention.

【図10】本発明に係る濃度測定装置を現実のプラント
Bにおける汚泥に対して試験した結果を示す、汚泥濃度
と出力電圧との関係図である。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between sludge concentration and output voltage, showing the results of testing the concentration measuring device according to the present invention on sludge in an actual plant B.

【図11】図10に示したのと同じ試験を本発明に係る
補償を行わずに行った場合の結果を示す、汚泥濃度と出
力電圧との関係図である。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the sludge concentration and the output voltage, showing the results when the same test as shown in FIG. 10 is performed without performing the compensation according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 濃度測定装置 2 配管 3 被測定液 4 濁質成分 5 発光されたレーザー光 6 レーザー光の拡散反射光 7 レーザー発光ダイオード 8 レーザーダイオード駆動回路 9 レーザー光拡散板 10 光ファイバー固定金具 11 発光用光ファイバー 12、24 受光用光ファイバー 13 センサー部 14 固定金具 15 濃度センサー面 16 ガラス板 17、27 光ファイバー固定金具 18、28 可視光カットフィルター 19、29 フォトダイオード 20 濃度計測増幅回路 21 演算補償回路 22 間隔 23 散乱光センサー面 25 散乱光 26 環状の金具 30 補償信号計測増幅回路 31 DC安定化電源 32 同期パルス 33、34 ゼロ,スパン調整手段 35 スパン調整手段 36 濃度計測値(出力信号) 37 抵抗 38 感度調整器 39 比較器または増幅器 40 測定信号パルス 41 色や明度に影響される変動分 42 泡等によるノイズ成分 43 補償信号パルス 44 濁質成分濃度のみの信号パルス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Concentration measuring apparatus 2 Pipe 3 Liquid to be measured 4 Turbid component 5 Emitted laser light 6 Diffuse reflected light of laser light 7 Laser light emitting diode 8 Laser diode drive circuit 9 Laser light diffusion plate 10 Optical fiber fixing bracket 11 Optical fiber for light emission 12 , 24 Light receiving optical fiber 13 Sensor part 14 Fixing bracket 15 Density sensor surface 16 Glass plate 17, 27 Optical fiber fixing bracket 18, 28 Visible light cut filter 19, 29 Photodiode 20 Concentration measuring amplifier circuit 21 Operation compensation circuit 22 Interval 23 Scattered light Sensor surface 25 Scattered light 26 Annular metal fitting 30 Compensation signal measurement amplifier circuit 31 DC stabilized power supply 32 Synchronization pulse 33, 34 Zero, span adjustment means 35 Span adjustment means 36 Concentration measurement value (output signal) 37 Resistance 38 Sensitivity adjuster 39 Comparison Instrument or amplifier 40 Measurement signal pulse 41 Fluctuation affected by color and brightness 42 Noise component due to bubbles 43 Compensation signal pulse 44 Signal pulse consisting only of turbid component concentration

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000006105 株式会社明電舎 東京都品川区大崎2丁目1番17号 (71)出願人 593117796 株式会社オートマチック・システムリサー チ 東京都千代田区岩本町1丁目10番5号 (71)出願人 500444483 芝浦システム株式会社 東京都渋谷区千駄ヶ谷5丁目32番7号 (71)出願人 591043581 東京都 東京都新宿区西新宿2丁目8番1号 (72)発明者 原田 敏郎 東京都千代田区大手町2丁目6番2号 東 京都下水道サービス株式会社内 (72)発明者 林 知幸 東京都江東区新砂1丁目2番8号 オルガ ノ株式会社内 (72)発明者 矢野 宰平 東京都中央区日本橋3丁目9番2号 巴工 業株式会社内 (72)発明者 佐藤 茂雄 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 今津 恒夫 東京都千代田区岩本町1丁目10番5号 株 式会社オートマチック・システムリサーチ 内 (72)発明者 酒井 隆弘 東京都渋谷区千駄ヶ谷5丁目32番7号 芝 浦システム株式会社内 (72)発明者 坂本 達哉 東京都新宿区西新宿2丁目8番1号 東京 都下水道局内 (72)発明者 杉山 佳孝 東京都新宿区西新宿2丁目8番1号 東京 都下水道局内 Fターム(参考) 2G059 AA01 BB06 CC20 EE02 GG01 JJ02 JJ17 KK03 MM01 MM15 MM16 NN01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page (71) Applicant 000006105 Meidensha Co., Ltd. 2-1-1-17 Osaki, Shinagawa-ku, Tokyo (71) Applicant 593117796 Automatic System Research Co., Ltd. 1-10-10 Iwamotocho, Chiyoda-ku, Tokyo No. 5 (71) Applicant 500444483 Shibaura System Co., Ltd. 5-32-7 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo (71) Applicant 591043581 2-81 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo (72) Inventor Toshiro Harada 2-6-2 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Tokyo Metropolitan Sewer Service Co., Ltd. (72) Inventor Tomoyuki Hayashi 1-2-8 Shinsuna, Koto-ku, Tokyo Organo Corporation (72) Inventor Seihei Yano 3-9-2 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Tomoe Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Shigeo Sato 2-chome Osaki, Shinagawa-ku, Tokyo No. 1-17 Inside Meidensha Co., Ltd. (72) Inventor Tsuneo Imazu 1-10-5 Iwamotocho, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Automatic System Research Co., Ltd. (72) Inventor Takahiro Sakai 5-chome Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo 32-7 Shibaura System Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuya Sakamoto 2-8-1, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Inside the Tokyo Metropolitan Sewerage Bureau (72) Inventor Yoshitaka Sugiyama 2-8, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. 1 Tokyo Metropolitan Sewerage Bureau F-term (reference) 2G059 AA01 BB06 CC20 EE02 GG01 JJ02 JJ17 KK03 MM01 MM15 MM16 NN01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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反射光を検知する
ことにより測定する装置において、レーザー光発光用光
ファイバーと受光用光ファイバーをそれぞれ複数本束ね
て、それらの先端に濃度センサー面を構成するととも
に、該濃度センサー面の近傍に、別の複数本の受光用光
ファイバーを配置して被測定液中からの散乱光を受光す
る散乱光センサー面を構成し、かつ、濃度センサー面に
よる受光信号を散乱光センサー面による受光信号を用い
て補償する信号処理手段を設けたことを特徴とする濃度
測定装置。
An apparatus for measuring the concentration of a turbid component in a liquid to be measured by detecting reflected light of laser light emitted toward the liquid to be measured. A plurality of optical fibers are bundled, and a concentration sensor surface is formed at the tip thereof, and another plurality of light receiving optical fibers are arranged near the concentration sensor surface to receive scattered light from the liquid to be measured. A concentration measuring device comprising a scattered light sensor surface, and signal processing means for compensating a light reception signal from the concentration sensor surface using the light reception signal from the scattered light sensor surface.
【請求項2】 濃度センサー面に、発光用光ファイバー
と受光用光ファイバーがランダムに配置されている、請
求項1の濃度測定装置。
2. The concentration measuring device according to claim 1, wherein a light emitting optical fiber and a light receiving optical fiber are randomly arranged on the surface of the concentration sensor.
【請求項3】 散乱光センサー面が、濃度センサー面の
周囲に形成されている、請求項1または2の濃度測定装
置。
3. The concentration measuring device according to claim 1, wherein the scattered light sensor surface is formed around the concentration sensor surface.
【請求項4】 散乱光センサー面と濃度センサー面との
間に間隔があけられている、請求項1ないし3のいずれ
かに記載の濃度測定装置。
4. The concentration measuring device according to claim 1, wherein a space is provided between the scattered light sensor surface and the concentration sensor surface.
【請求項5】 信号処理手段は、濃度センサー面による
受光信号を散乱光センサー面による受光信号を用いて実
質的にリアルタイムで補償する、請求項1ないし4のい
ずれかに記載の濃度測定装置。
5. The concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the signal processing means compensates a light reception signal from the density sensor surface substantially in real time by using a light reception signal from the scattered light sensor surface.
JP2001173843A 2001-06-08 2001-06-08 Concentration measuring device Expired - Lifetime JP4709430B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001173843A JP4709430B2 (en) 2001-06-08 2001-06-08 Concentration measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001173843A JP4709430B2 (en) 2001-06-08 2001-06-08 Concentration measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002365216A true JP2002365216A (en) 2002-12-18
JP4709430B2 JP4709430B2 (en) 2011-06-22

Family

ID=19015233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001173843A Expired - Lifetime JP4709430B2 (en) 2001-06-08 2001-06-08 Concentration measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4709430B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327876A (en) * 2006-06-08 2007-12-20 Jfe Advantech Co Ltd Liquid concentration measuring instrument
KR101293695B1 (en) 2013-06-14 2013-08-06 한국해양과학기술원 Multi-fiber optical sensor for simultaneous measurement of do and ph
CN114235749A (en) * 2021-12-17 2022-03-25 柏荣诊断产品(上海)有限公司 Sensitivity enhancing method for latex turbidimetric reagent by transmission-scattering integrated method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57190254A (en) * 1981-05-20 1982-11-22 Inoue Japax Res Inc Probe for turbidity gauge
JPH01165936A (en) * 1987-12-22 1989-06-29 Meidensha Corp Detecting apparatus of concentration of suspended substance
JPH0396839A (en) * 1989-09-08 1991-04-22 Takagi Ind Co Ltd Concentration measuring instrument
WO2002025254A1 (en) * 2000-09-22 2002-03-28 Organo Corporation Concentration measurer
JP2002098637A (en) * 2000-09-22 2002-04-05 Tokyoto Gesuido Service Kk Concentration measuring apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2590616Y2 (en) * 1991-11-29 1999-02-17 株式会社島津製作所 Turbidimeter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57190254A (en) * 1981-05-20 1982-11-22 Inoue Japax Res Inc Probe for turbidity gauge
JPH01165936A (en) * 1987-12-22 1989-06-29 Meidensha Corp Detecting apparatus of concentration of suspended substance
JPH0396839A (en) * 1989-09-08 1991-04-22 Takagi Ind Co Ltd Concentration measuring instrument
WO2002025254A1 (en) * 2000-09-22 2002-03-28 Organo Corporation Concentration measurer
JP2002098637A (en) * 2000-09-22 2002-04-05 Tokyoto Gesuido Service Kk Concentration measuring apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327876A (en) * 2006-06-08 2007-12-20 Jfe Advantech Co Ltd Liquid concentration measuring instrument
JP4663586B2 (en) * 2006-06-08 2011-04-06 Jfeアドバンテック株式会社 Liquid concentration measuring device
KR101293695B1 (en) 2013-06-14 2013-08-06 한국해양과학기술원 Multi-fiber optical sensor for simultaneous measurement of do and ph
CN114235749A (en) * 2021-12-17 2022-03-25 柏荣诊断产品(上海)有限公司 Sensitivity enhancing method for latex turbidimetric reagent by transmission-scattering integrated method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4709430B2 (en) 2011-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3306079B2 (en) Optical analyzer and calibration method thereof
US4925299A (en) Hemoglobin detector
US4118625A (en) Nephelometer having pulsed energy source
ATE101739T1 (en) PROCEDURE FOR OPERATING AN OPTICAL SMOKE DETECTOR AND SMOKE DETECTOR FOR IMPLEMENTING THE PROCEDURE.
JPH0213735B2 (en)
JP2008513770A (en) Examination of eggs for the presence of blood
SE8800686D0 (en) PROCEDURE AND DEVICE FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF A SUBJECT CONNECTED TO PARTICLES IN A FLOWING MEDIUM
JP2002365216A (en) Concentration measuring apparatus
CN208752002U (en) A kind of spectrophotomelric assay device
RU2426982C2 (en) Method of dust detection on electronic hardware pcbs
JP2001033388A (en) Method and device for measuring concentration of chlorophyll a
WO1986002162A1 (en) Concentration meter
JP2002098637A (en) Concentration measuring apparatus
CN109655406A (en) Spectral water quality detection device and detection method
JPH01165936A (en) Detecting apparatus of concentration of suspended substance
JPH0125017B2 (en)
JPH06167449A (en) Method and equipment for controlling concentration
JP2649973B2 (en) Concentration measuring device
JPS5946540A (en) Turbidimeter
RU2682566C2 (en) Dust formation detection device for printed circuit boards of radio electronic equipment
RU2294997C1 (en) Optical-electronic system for adjustment and diagnostics of technical condition of paper manufacturing machines (variants)
RU2492450C2 (en) Frustrated total internal reflection (ftir)-based biosensor system and method of detecting ftir-based biosensor signal
JPS6361151A (en) Apparatus for measuring contamination of insulator
RU2083972C1 (en) Device indicating pollution of sewage with oil products
JPH0850007A (en) Method and apparatus for evaluating film thickness

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080526

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100611

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100809

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101109

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110318

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4709430

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term