JP2008286659A - 濁色度計 - Google Patents

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Abstract

【課題】濁度と色度を検出する部分の光学系の構造とランプ光量変動の補正手段を有する濁色度計を実現する。
【解決手段】透明容器中の微粒子を含む測定液に光を照射する光照射手段と、前記測定液を透過した光の濁度に関する光量を測定する第1光検出器と、前記微粒子によって散乱した光の濁度に関する光量を測定する第2光検出器と、前記測定液を透過した光の色度に関する光量を測定する第3光検出器とを具備する濁色度計において、前記第1光検出器の測定時の検出光量を第1光検出器の所定時前の検出光量で除した第1の比率と、前記第2光検出器の測定時の検出光量を第2光検出器の前記所定時前の検出光量で除した第2の比率とが同じ割合で変動した場合に、前記第1の比率を用いて、前記第3光検出器の検出信号の光源の電源電圧変動による誤差を補正する光源電源電圧変動誤差補正手段を具備したことを特徴とする濁色度計である。
【選択図】図1

Description

本発明は、濁度と色度を検出する部分の光学系の構造とランプ光量変動の補正手段を有する濁色度計に関するものである。
濁色度計に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
特開平04−315020号公報 実開平04−029866号公報 特開2003−057230号公報
浄水及び排水などの水処理プロセスでは、濁度や色度の測定及び管理は重要な項目となっており、濁色度計が用いられている。
濁度計の方式には、透過光方式、散乱光方式、表面散乱光方式、透過散乱光方式があるが、特に、透過光と散乱光の量の比により光学的に濁度を求める透過散乱光方式は低濁度から高濁度まで測定が可能である。
図3は従来の透過・散乱光方式の濁色度計の要部構成図である。
図3において、光源(光照射手段)30から出た白色光はそれぞれ凹面鏡31で平行光となり、一方は測定光として測定セル(Mes)32、また他方は比較光として比較セル(Ref)33に入射する。
円板状のフィルタホイール34の縁部近傍の表面には390nmの色度フィルタ35および660nmの濁度フィルタ36が1個ずつ90度の角度をおいて取付けてあり、一定速度で回転している。
各セルを出た測定光と比較光は間欠的に2個のフィルタを通過した後、凹面鏡31aにより光検出器37の位置で焦点を結ぶ。そして測定光、比較光それぞれ2種の波長光合せて4種の透過光の強さが検出器により検出される。この検出した光の強さに応じて公知の式により色度および濁度を求めることができる。
このような方式の濁色度計は比較セル33と測定セル32で長さ以外は同じ構造なので比較光を基準として測定光を演算することにより、測定セル32の窓ガラスの汚れによる光の減光、ランプ輝度の変動などの影響をキャンセルすることができる。
また、2波長を用いることで一台の装置で色度と濁度を同時に測定することができ、サンプル液に混じる濁度分を補償した色度を測定することができる。
このような装置においては、以下の間題点がある。
濁度成分による透過光の吸収が少なく濁度成分の濃度が低い領域での測定が困難であった。
また、高額な消耗部品であるモータが必要であった。
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、短い液槽長でも濁度を正確に測定でき、ランプ光量変動の影響を補正できる透過散乱光測定手段と色度を測定する透過光測定手段とをひとつの検出器内で組み合わせ、濁度を正確に測定し、色度も同時に測定できる濁色度計を提供することにある。
色度は吸光度から求めているため、ランプ電圧変動による光量変動の影響を除去できない。そこで濁度の透過光測定用光検出器で検出する透過光量と散乱光量は、ランプ電圧変動によりランプ光量が変動した場合は、ほぼ同じ割合で同じ方向に変化するため、この値を使用して色度測定用の波長の光量変動を求める。測定した色度測定光量に対して、この光量変動量を補正することで光量変動の影響を除去することができる濁色度計を提供することにある。
このような課題を達成するために、本発明では、請求項1の濁色度計においては、
透明容器中の微粒子を含む測定液に光を照射する光照射手段と、前記測定液を透過した光の濁度に関する光量を測定する第1光検出器と、前記微粒子によって散乱した光の濁度に関する光量を測定する第2光検出器と、前記測定液を透過した光の色度に関する光量を測定する第3光検出器とを具備する濁色度計において、前記第1光検出器の測定時の検出光量を第1光検出器の所定時前の検出光量で除した第1の比率と、前記第2光検出器の測定時の検出光量を第2光検出器の前記所定時前の検出光量で除した第2の比率とが同じ割合で変動した場合に、前記第1の比率を用いて、前記第3光検出器の検出信号の光源の電源電圧変動による誤差を補正する光源電源電圧変動誤差補正手段を具備したことを特徴とする。
本発明の請求項2の濁色度計においては、請求項1記載の濁色度計において、
前記第1光検出器と前記第2光検出器と前記第3光検出器とは少なくとも一個以上で構成されたことを特徴とする。
本発明の請求項1によれば、次のような効果がある。
短い液槽長でも濁度を正確に測定でき、光源光量変動の影響を補正できる透過散乱光測定手段と色度を測定する透過光測定手段をひとつの検出器内で組み合わせ、濁度を正確に測定し、色度も同時に測定できる濁色度計が得られる。
濁度の透過光測定用光検出器で検出した透過光量と散乱光量との、それぞれの所定時前の値との比率演算により濁度波長の光量変動を求め、その値から色度波長の光量変動を求めて、色度測定値に対する、光源電圧変動による光量変動の影響を除去することで、モータなどの高額な消耗品が必要なくなり、2個の光路が必要なくなることから、液槽部の構造が単純にできメンテナンス性が向上できる濁色度計が得られる。
本発明の請求項2によれば、次のような効果がある。
第1、第2、第3光検出器は、少なくとも一個以上で構成されたので、より測定値の正確性が確保できる濁色度計が得られる。
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明の一実施例の要部構成説明図、図2は図1の動作説明図である。
図において、図3と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図3との相違部分のみ説明する。
図1において、光源1からの光束はレンズ2で集光され平行光となる。
測定セル4の両端は透明ガラス3により仕切られており、測定セル4内を流れる測定液41の濁度成分(微粒子)によって平行光の一部は散乱されて散乱光8となる。
測定セル4内の測定液41を透過した透過光7は、濁度測定用光学フィルタ9を通過した後に、濁度の透過光測定用の第1光検出器5aで光電変換され電気信号Itを発生する。
測定セル4中の粒子(浮遊物質)により散乱された散乱光8は、濁度測定用光学フィルタ9を通した後に、平行光線より外側にある1個または複数個の濁度の散乱光測定用の第2光検出器6aにより光電変換され電気信号Isを発生する。
濁度は、濁度の散乱光測定用の第2光検出器6aで得られた電気信号Isと、濁度の透過光測定用の第1光検出器5aで得られた透過光量Itの比率演算により求めている。このときIs/Itが粒子(浮遊物質)の濃度と直線関係にあることが求められる。このようにすることで、低濁度を正確に感度良く測定することができる。また、透過光7と散乱光8の比率演算をしていることでランプ光量の変動および着色の影響などを除去することができる。
色度の測定は、同様に、測定セル4内の測定液41を透過した透過光7は、色度測定用光学フィルタ10を通過した後に、色度の透過光測定用の第3光検出器5bで光電変換され電気信号Icを発生する。
しかし、光源1に使用している電源電圧が周囲温度の影響などにより変動した場合、光源1の光量が変動してしまい、透過光7を使用して、吸光度から色度を測定した場合は測定誤差が発生してしまう。
そこで、光源1の電源電圧変動による光源1の光量の変動は、濁度測定と色度測定に使用している波長により異なるが、まず、濁度波長の光量変動量を求める。
透過・散乱方式で使用している濁度の透過光測定用の第1光検出器5aでの検出値Itと濁度の散乱光測定用の第2光検出器6aによる検出値のIsから光量変動を求める。ItとIsは測定液内の粒子の濃度が増加または減少した場合にはItとIsは逆方向に動く。気泡などが混入した場合も同様である。また動く割合も両者で異なっている。
それに対して光源1の光量が変動した場合には、ほぼ同じ割合で同一の方向に出力が変動する。
現在値のItおよびIsと1個前のIt(この値をIt1)とIs(この値をIs1)を比較して両者の比率(It/It1およびIs/Is1)が同じ割合で変動していた場合のみ光量変動が発生したと判断してIt/It1の比率から濁度波長の光量変動が求められる。
光源1の波長により光量の変動量は異なるが、色度測定用の波長の光量変動と濁度測定用の波長の光量変動量は、同じ光源1電圧の変動に対してほぼ一定の比率で変化する。
このため、図2に示す如く、求めた濁度測定用の波長の光量変動It/It1を使用して、色度測定用の波長の光量変動を求め、色度値Icを補正することで、光源1の電源電圧変動による光量変動の影響を除去できる。
図2において、21は、第1光検出器5aの測定時の検出光量Itを、第1光検出器5aの所定時前の検出光量It1で除した第1の比率It/It1を用いて、第3光検出器5bの検出信号Icの、光源1の電源電圧変動による誤差を補正する光源電源電圧変動誤差補正回路である。
この結果、
短い液槽長でも濁度を正確に測定でき、光源光量変動の影響を補正できる透過散乱光測定手段と色度を測定する透過光測定手段をひとつの検出器内で組み合わせ、濁度を正確に測定し、色度も同時に測定できる濁色度計が得られる。
濁度の透過光測定用の光検出器5a,6aで検出した透過光量と散乱光量との、それぞれの所定時前の値との比率演算により濁度波長の光量変動を求め、その値から色度波長の光量変動を求めて、色度測定値に対する、光源電圧変動による光量変動の影響を除去することで、モータなどの高額な消耗品が必要なくなり、2個の光路が必要なくなることから、液槽部の構造が単純にできメンテナンス性が向上できる濁色度計が得られる。
第1、第2、第3光検出器は、少なくとも一個以上で構成されたので、より測定値の正確性が確保できる濁色度計が得られる。
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
本発明の一実施例の要部構成説明図である。 本発明の一実施例の要部構成説明図である。 従来より一般に使用されている従来例の構成説明図である。
符号の説明
1 光源
2 レンズ
3 透明ガラス
4 測定セル
41 測定液
5a 第1光検出器
5b 第3光検出器
6a 第2光検出器
7 透過光
8 散乱光
9 濁度測定用光学フィルタ
10 色度測定用光学フィルタ
21 光源電源電圧変動誤差補正回路
30 光源
31 凹面鏡
31a 凹面鏡
32 測定セル
33 比較セル
34 フィルタホイール
35 色度フィルタ
36 濁度フィルタ
37 光検出器

Claims (2)

  1. 透明容器中の微粒子を含む測定液に光を照射する光照射手段と、前記測定液を透過した光の濁度に関する光量を測定する第1光検出器と、前記微粒子によって散乱した光の濁度に関する光量を測定する第2光検出器と、前記測定液を透過した光の色度に関する光量を測定する第3光検出器とを具備する濁色度計において、
    前記第1光検出器の測定時の検出光量を第1光検出器の所定時前の検出光量で除した第1の比率と、前記第2光検出器の測定時の検出光量を第2光検出器の前記所定時前の検出光量で除した第2の比率とが同じ割合で変動した場合に、前記第1の比率を用いて、前記第3光検出器の検出信号の光源の電源電圧変動による誤差を補正する光源電源電圧変動誤差補正手段
    を具備したことを特徴とする濁色度計。
  2. 前記第1光検出器と前記第2光検出器と前記第3光検出器とは少なくとも一個以上で構成されたこと
    を特徴とする請求項1記載の濁色度計。
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