JP2013036807A

JP2013036807A - 濁度計

Info

Publication number: JP2013036807A
Application number: JP2011171863A
Authority: JP
Inventors: Takehito Okumura; 剛人奥村; Ryuichi Ishikawa; 隆一石川; Nobuyuki Mihashi; 信幸三橋
Original assignee: DKK TOA Corp
Current assignee: DKK TOA Corp
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2013-02-21

Abstract

【課題】検出器の数を増やしたり、複雑な濁度の演算を行ったり、特殊な形状の散乱光検出器を用いたりすることなく、低コストで精度良く試料液の濁度を測定することが可能な透過散乱光方式の濁度計を提供する。
【解決手段】内部に試料液１４が導入される測定セル２と、測定セル内の試料液に光を照射する光源１６と、試料液を透過した光２０を検出する透過光検出器１８と、光反射面２４を測定セルに向けた状態で透過光検出器の後方に配置され、透過光検出器の後方に焦点を結ぶ凹面鏡２２と、光入射面２８を凹面鏡に向けた状態で透過光検出器と凹面鏡との間に配置され、光入射面が凹面鏡の焦点またはその近傍に位置する散乱光検出器とを具備する濁度計とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、水道水、河川水、工業排水などの試料液の濁度（濁り）を測定する濁度計に関し、さらに詳述すると、試料液に光を照射し、試料液を透過した光（透過光）および試料液中の微粒子により散乱した光（散乱光）を検出して試料液の濁度を測定する透過散乱光方式の濁度計に関する。

濁度計の測定方式としては、試料液を透過した光のみを検出して濁度を測定する透過光方式、試料液中の微粒子により散乱した光（後方散乱光、前方散乱光、９０度散乱光等）のみを検出して濁度を測定する散乱光方式、ならびに、透過光および散乱光の両方を検出して濁度を測定する透過散乱光方式などがある。透過光方式は低濁度の測定に適し、散乱光方式は高濁度の測定に適しているのに対し、透過散乱光方式は低濁度および高濁度の両方の測定に適しているという利点を有する。

従来、透過散乱光方式の濁度計として、特許文献１のものが提案されている。特許文献１の図１の濁度計は、図３に示すように、測定セル５０内の試料液５２に光を照射する光源５４と、試料液５２を透過した透過光５６を検出する透過光検出器５８と、透過光検出器５８の外方に配置され、試料液５２中の微粒子によって散乱した散乱光（後方散乱光）６０を検出する第１散乱光検出器６２と、透過光検出器５８と第１散乱光検出器６２との間に配置され、試料液５２中の微粒子によって散乱した散乱光（後方散乱光）６４を検出する第２散乱光検出器６６とを備えたものである。

また、特許文献１の図６には、従来技術として、図４に示す濁度計が記載されている。図４の濁度計は、図３と同様の測定セル５０および光源５４と、試料液５２を透過した透過光５６を検出する透過光検出器６８と、透過光検出器６８の外方に配置され、試料液５２中の微粒子によって散乱した散乱光（後方散乱光）７０を検出する円環状の散乱光検出器７２とを備えたものである。

特開２００６−３２９６２９号公報

図３、図４に示した従来の濁度計において、透過光検出器の外方に複数の散乱光検出器を配置したり、円環状の散乱光検出器を配置したりしているのは、光源の正面には透過光検出器が存在するため、なるべく多くの光量の散乱光を検出するためには、上記のように、透過光検出器の外方に複数あるいは円環状の散乱光検出器を配置することが好ましいからである。

しかし、図３の濁度計は、複数の散乱光検出器を用いるため、検出器の数が増えるとともに、濁度の演算が複雑になり、濁度の測定コストが高くなるものであった。

また、図４の濁度計は、円環状という特殊な形状の散乱光検出器を用いるため、散乱光検出器が高価になり、やはり濁度の測定コストが高くなるものであった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、検出器の数を増やしたり、複雑な濁度の演算を行ったり、特殊な形状の散乱光検出器を用いたりすることなく、低コストで精度良く試料液の濁度を測定することが可能な透過散乱光方式の濁度計を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、下記第１発明および第２発明に係る濁度計を提供する。

（第１発明）
内部に試料液が導入される測定セルと、
前記測定セル内の試料液に光を照射する光源と、
前記試料液を透過した光を検出する透過光検出器と、
放物面状または球面状の光反射面を有し、前記光反射面を前記測定セルに向けた状態で前記透過光検出器の後方に配置され、前記透過光検出器の後方に焦点を結ぶ凹面鏡と、
光入射面を前記凹面鏡に向けた状態で前記透過光検出器と前記凹面鏡との間に配置され、前記光入射面が前記凹面鏡の焦点またはその近傍に位置する散乱光検出器とを具備し、
前記試料液中の微粒子により散乱した光を前記凹面鏡により反射・集光して前記散乱光検出器で検出するとともに、前記透過光検出器および前記散乱光検出器の出力から試料液の濁度を演算することを特徴とする濁度計。

（第２発明）
内部に試料液が導入される測定セルと、
前記測定セル内の試料液に光を照射する光源と、
前記試料液を透過した光を検出する透過光検出器と、
放物面状または球面状の光反射面を有し、前記光反射面を前記測定セルに向けた状態で前記光源の前方に配置され、前記光源の前方に焦点を結ぶ凹面鏡と、
光入射面を前記凹面鏡に向けた状態で前記光源と前記凹面鏡との間に配置され、前記光入射面が前記凹面鏡の焦点またはその近傍に位置する散乱光検出器とを具備し、
前記試料液中の微粒子により散乱した光を前記凹面鏡により反射・集光して前記散乱光検出器で検出するとともに、前記透過光検出器および散乱光検出器の出力から前記試料液の濁度を演算することを特徴とする濁度計。

本発明に係る透過散乱光方式の濁度計は、散乱光（第１発明では後方散乱光、第２発明では前方散乱光）が凹面鏡の光反射面で反射され、凹面鏡の焦点位置付近に配置された散乱光検出器によって検出される。したがって、本発明の濁度計によれば、凹面鏡によって散乱光を効率的に反射・集光することができ、そのため検出器の数を増やしたり、複雑な濁度の演算を行ったり、特殊な形状の散乱光検出器を用いたりすることなく、低コストで精度良く試料液の濁度を測定することができる。

本発明の濁度計は、検出器の数を増やしたり、複雑な濁度の演算を行ったり、特殊な形状の散乱光検出器を用いたりすることなく、低コストで精度良く透過散乱光方式によって試料液の濁度を測定することができる。

第１発明に係る濁度計の一実施形態を示すもので、（ａ）は模式的正面図、（ｂ）は（ａ）図ｂ−ｂ線に沿った側面図である。第２発明に係る濁度計の一実施形態を示す模式的正面図である。従来の濁度計の一例を示す模式的正面図である。従来の濁度計の一例を示す模式的正面図である。

（第１実施形態）
図１は第１発明に係る濁度計の一実施形態を示すもので、（ａ）は模式的正面図、（ｂ）は（ａ）図ｂ−ｂ線に沿った側面図である。

本例の濁度計において、２は測定セル（フローセル）を示す。測定セル２は、円筒体４の両端開口部に透明な光入射セル窓６および光出射セル窓８が取り付けられているとともに、円筒体４に試料液導入管１０および試料液排出管１２が連結されたもので、試料液導入管１０から内部に試料液１４が連続的に導入され、この試料液１４が試料液排出管１２から連続的に排出されるものである。

本例の濁度計は、光入射セル窓６に対向して光源１６が配置されているとともに、光出射セル窓８に対向して透過光検出器（フォトダイオード）１８が配置され、光源１６から出射して測定セル２内の試料液１４を透過した透過光２０が透過光検出器１８で検出されるようになっている。なお、光源としては、例えば、色度による妨害を避けるために、６６０ｎｍ付近の波長の光を照射するものを用いることができる。また、光源１６と光入射セル窓６との間に、光源１６からの光を平行光にするレンズを設置することができる。

本例の濁度計は、透過光検出器１８の後方に、凹面鏡２２が配置されている。この凹面鏡２２は、放物面状または球面状の光反射面２４を測定セル２に向けた状態で配置され、透過光検出器１８の後方に焦点を結ぶものである。

さらに、本例の濁度計では、透過光検出器１８と凹面鏡２２との間に、散乱光検出器（フォトダイオード）２６が配置されている。この散乱光検出器２６は、光入射面２８を凹面鏡２２に向けた状態で配置されているとともに、上記光入射面２８は凹面鏡２２の焦点またはその近傍に位置しており、凹面鏡２２によって反射・集光された後方散乱光３０を検出するものである。なお、凹面鏡２２は、散乱光を反射・集光できるものであればよく、その材質、構造、大きさ等に限定はない。

本例の濁度計は、水道水、河川水、工業排水などの試料液１４を測定セル２内に連続的に導入し、光源１６から上記試料液１４に光を照射するとともに、透過光検出器１８および散乱光検出器２６によって透過光２０および後方散乱光３０を検出し、透過光検出器１８および散乱光検出器２６の出力から試料液の濁度を演算するものである。この場合、濁度の演算方法は、従来と同様の方法を用いることができる。

（第２実施形態）
図２は第２発明に係る濁度計の一実施形態を示す模式的正面図である。本例の濁度計は、第１実施形態の濁度計において、凹面鏡および散乱光検出器の設置位置を変えたもので、それ以外の構成は第１実施形態の濁度計と同様であるため、図２において図１と同一の構成部分には、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

本例の濁度計は、光源１６の前方に、凹面鏡２２が配置されている。この凹面鏡２２は、放物面状または球面状の光反射面２４を測定セル２に向けた状態で配置され、光源１６の前方に焦点を結ぶものである。

さらに、本例の濁度計では、光源１６と凹面鏡２２との間に、散乱光検出器（フォトダイオード）２６が配置されている。この散乱光検出器２６は、光入射面２８を凹面鏡２２に向けた状態で配置されているとともに、上記光入射面２８は凹面鏡２２の焦点またはその近傍に位置しており、凹面鏡２２によって反射・集光された前方散乱光３２を検出するものである。

本例の濁度計による濁度の測定方法は、第１実施計と同様であるから、説明を省略する。

２測定セル
４円筒体
６光入射セル窓
８光出射セル窓
１０試料液導入管
１２試料液排出管
１４試料液
１６光源
１８透過光検出器
２０透過光
２２凹面鏡
２４光反射面
２６散乱光検出器
２８光入射面
３０後方散乱光
３２前方散乱光

Claims

内部に試料液が導入される測定セルと、
前記測定セル内の試料液に光を照射する光源と、
前記試料液を透過した光を検出する透過光検出器と、
放物面状または球面状の光反射面を有し、前記光反射面を前記測定セルに向けた状態で前記透過光検出器の後方に配置され、前記透過光検出器の後方に焦点を結ぶ凹面鏡と、
光入射面を前記凹面鏡に向けた状態で前記透過光検出器と前記凹面鏡との間に配置され、前記光入射面が前記凹面鏡の焦点またはその近傍に位置する散乱光検出器とを具備し、
前記試料液中の微粒子により散乱した光を前記凹面鏡により反射・集光して前記散乱光検出器で検出するとともに、前記透過光検出器および前記散乱光検出器の出力から試料液の濁度を演算することを特徴とする濁度計。
内部に試料液が導入される測定セルと、
前記測定セル内の試料液に光を照射する光源と、
前記試料液を透過した光を検出する透過光検出器と、
放物面状または球面状の光反射面を有し、前記光反射面を前記測定セルに向けた状態で前記光源の前方に配置され、前記光源の前方に焦点を結ぶ凹面鏡と、
光入射面を前記凹面鏡に向けた状態で前記光源と前記凹面鏡との間に配置され、前記光入射面が前記凹面鏡の焦点またはその近傍に位置する散乱光検出器とを具備し、
前記試料液中の微粒子により散乱した光を前記凹面鏡により反射・集光して前記散乱光検出器で検出するとともに、前記透過光検出器および散乱光検出器の出力から前記試料液の濁度を演算することを特徴とする濁度計。