JP2014235061A - Turbidity sensor - Google Patents

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JP2013116195A
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Inventor
諭 瀧澤
Satoshi Takizawa
諭 瀧澤
Original Assignee
東亜ディーケーケー株式会社
Dkk Toa Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbidity sensor capable, in a compact and simple structure though, of compensating for a change in the ambient temperature or a change in the luminous energy of a light-emitting element, even when a placement interval between the light-emitting element and a detection-purpose light-receiving element is narrowed due to downsizing.SOLUTION: Provided is a turbidity sensor 1 comprising: a sensor body 4 provided with two cavity parts 2, 3 provided with openings 8, 9 disposed adjacent to each other with an interval therebetween, and having light shading properties; a light-emitting element 5 disposed inside the cavity part 2 and provided with a semiconductor element for emitting light in a direction toward the opening 8 of the cavity part 2 in a prescribed irradiation angle range θ; a detection-purpose light-receiving element 6 disposed in the cavity part 3 and used for receiving incident light from the opening 9 of the cavity part 3; and compensation-purpose light-receiving means disposed at least partly inside the cavity part 2 and used for receiving light leaking to the outside of the irradiation angle range θ of the light-emitting element 5.

Description

本発明は、濁度センサに関するものである。 The present invention relates to a turbidity sensor.

従来、発光ダイオードとフォトダイオードとの間に、周期的に感度の試験を行うための内部光学較正器を設けて発光ダイオードの温度影響や劣化による光量変化を補償する濁度センサが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, between the light emitting diode and the photodiode, the turbidity sensor to compensate for light amount change is known due to temperature effects and degradation of the light emitting diode provided inside the optical calibrator for testing the periodically sensitivity (e.g., see Patent Document 1.). この濁度センサは、発光ダイオードとフォトダイオードとの間に設けたチャネルを介して発光ダイオードからその照射角度範囲内に射出された光の一部をフォトダイオードに導き、フォトダイオードにより検出された光量によって発光ダイオードの光量変動による濁度の検出値を補正している。 The turbidity sensor, light-emitting diodes and leads to the part of the light emitted in the irradiation angle range of the light emitting diodes via a channel provided between the photodiode to the photodiode, the amount of light detected by the photodiode is corrected detection value of the turbidity of the light amount variation of the light emitting diode by. このチャネルには開閉を切り替える切替機構が設けられ、濁度の検出時にはこのチャネルを閉じておき、必要に応じてチャネルを開いて補正用の光を検出することとしている。 This channel switching mechanism is provided for switching the opening and closing, at the time of detection of the turbidity kept closed the channel, and the detecting light for correcting open channel as necessary.

特表2006−510015号公報 JP-T 2006-510015 JP

しかしながら、特許文献1の濁度センサは、発光ダイオードとフォトダイオードとの間にチャネルや切替機構を設けるためのスペースが必要であることから、十分に小型化ができないという不都合がある。 However, the turbidity sensor of Patent Document 1, since the light-emitting diodes and requires a space for providing the channel and switching mechanism between the photodiode, there is a disadvantage that can not be sufficiently miniaturized. また、切替機構を設けることにより、構造や動作(シーケンス)が複雑化するという問題がある。 Further, by providing the switching mechanism, there is a problem that the structure and operation (sequence) is complicated.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、小型で簡易な構成であって、小型化により発光素子と検出用受光素子との配置間隔が狭くなったとしても、周囲温度の変化(温度影響)や発光素子の劣化による発光素子の光量の変化を補償できる濁度センサを提供することを目的としている。 The present invention was made in view of the above circumstances, a simple structure in small size, even the arrangement interval between the light emitting element and the detecting light-receiving element is narrowed by downsizing, the ambient temperature and its object is to provide a turbidity sensor that can compensate for changes in the light amount of the light-emitting element due to changes (temperature effect) and deterioration of the light emitting element.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。 To achieve the above object, the present invention provides the following means.
本発明の一態様は、間隔を空けて隣接配置された開口を備える2つの空洞部を備え、遮光性を有するセンサ本体と、一方の前記空洞部内に配置され、その開口方向に向かって所定の照射角度範囲に光を射出する半導体素子を備える発光素子と、他方の前記空洞部内に配置され、その開口から入射してきた光を受光する検出用受光素子と、少なくともその一部が、一方の前記空洞部内に配置され、前記発光素子の前記照射角度範囲外に漏出した光を受光する補償用受光手段とを備える濁度センサを提供する。 One aspect of the present invention is provided with two cavities with an opening which is adjacent spaced, a sensor body having a light shielding property, are arranged on one of the cavity, a predetermined toward the opening direction a light emitting device including a semiconductor element for emitting the irradiation angle range to light, is disposed on the other of the cavity, and the detecting light-receiving element for receiving light entering from the opening, at least partially, one of the disposed in the cavity, providing a turbidity sensor and a compensating light receiving means for receiving light leaked out of the irradiation angle range of the light emitting element.

本態様によれば、発光素子からその照射角度範囲内に発せられ、検出対象において散乱した光が検出用受光素子により受光されるとともに、発光素子からその照射角度範囲外に発せられた光が、検出用受光素子とは別個に設けられた補償用受光素子によって検出される。 According to the present embodiment, emitted in the irradiation angle range of the light emitting element, together with scattered light is received by the detecting light-receiving element in the detection target, light emitted outside the irradiation angle range of the light emitting element, It is detected by the compensating light receiving element provided separately from the detecting light-receiving element. これにより、従来の濁度センサのような、補償用の光を検出するために空洞部や切替機構を配置するスペースを発光素子と検出用受光素子との間に設けずに済む。 Thus, like the conventional turbidity sensor, requires a space for disposing a cavity and a switching mechanism for detecting light for compensation is not provided between the light emitting element and the detecting light-receiving element. その結果、濁度センサを小型化しつつ、発光素子の温度影響や劣化による光量変化を補償して濁度を精度よく検出することができる。 As a result, the turbidity sensor while downsizing, the turbidity to compensate an amount of light caused by temperature effects or deterioration of the light emitting element can be accurately detected.

上記態様においては、前記発光素子が、光を射出する半導体素子を透明樹脂によりモールドしてなる砲弾型LEDであっていてもよい。 In the above embodiments, the light emitting element, a semiconductor element for emitting light may be a bullet-type LED made by molding a transparent resin.
半導体素子を透明樹脂によりモールドしてなる砲弾型LEDである発光素子は、その照射角度範囲内には透明樹脂により集光された比較的強度の高い光を射出するが、照射角度範囲外には照射角度範囲内よりも低い強度の光を輝点から漏出する。 Light-emitting element which is bullet-type LED formed by molding the semiconductor element by the transparent resin is its within the irradiation angle range emits light having a relatively high intensity focused by a transparent resin, the outside of the irradiation angle range leak light of lower intensity than the irradiation angle range of the bright spot. この照射角度範囲外に漏出される光も発光素子の温度影響や劣化の程度に比例してその光量が変動する。 Light leak out of the irradiation angle range is also in proportion to the degree of temperature effects and deterioration of the light emitting element that amount varies. この特性を利用し、補償用受光素子によって検出された光量が所定の閾値を下回った場合は、発光素子への電圧を上げるなどして、散乱光の検出に利用される光量を一定範囲に保つようにすることで、発光素子の温度影響や劣化による光量の変動を補償することができる。 Using this characteristic, if the amount of light detected by the compensating light receiving element is below a predetermined threshold, and the like raise the voltage to the light emitting element, keeping the amount of light to be used for the detection of the scattered light in a predetermined range by way, it is possible to compensate for variations in light intensity due to temperature effects and deterioration of the light emitting element.

上記態様においては、前記補償用受光手段が、前記発光素子の光の射出方向の後方に、その射出軸に直交する平面に対して受光面を傾斜させて配置される受光素子であっていてもよい。 In the above aspect, the compensation light receiving means, to the rear of the light emitting direction of the light emitting element, even if a light receiving element disposed to be inclined to the light receiving surface with respect to a plane perpendicular to the injection shaft good.
この場合において、射出軸に直交する平面に対して受光面を傾斜させることにより、受光面で検出する光量を配置される傾斜角度によって調節することができる。 In this case, by inclining the light receiving surface with respect to a plane perpendicular to the injection axis, it can be adjusted by the inclination angle is disposed the amount of light detected by the light receiving surface. これにより、補償用受光素子を最適な角度に調節して、検出される光量を調節することにより、従来のような絞りやシャッタが不必要となり、構造を簡易にすることができるとともに、省スペースを図って濁度センサを小型化することができる。 Thus, by adjusting the compensating light receiving element to an optimum angle, by adjusting the amount of light detected, as in the prior art aperture and shutter becomes unnecessary, it is possible to structure a simple, space-saving it is possible to reduce the size of the turbidity sensor working to.

上記態様においては、前記補償用受光手段が、前記発光素子の射出軸に交差する方向に配置される受光素子であってもよい。 In the above aspect, the compensation light receiving means may be a light receiving element disposed in a direction intersecting the injection axis of the light emitting element.

上記態様においては、前記補償用受光手段が、前記発光素子が配置される空洞部内の前記発光素子の側方に一端を配置した光ファイバと、前記光ファイバにより伝播されその他端から射出される光を検出する受光素子からなってもよい。 In the above aspect, the compensation light receiving means, an optical fiber is arranged at one end on the side of the light emitting element in the cavity of the light emitting element is disposed, light emitted from the other end is propagated by the optical fiber it may be formed from the light receiving element for detecting a.
この場合において、空洞部内に補償用受光素子を配置するスペースを確保せずに済むとともに、発光素子の側方にスペースをとらない細径の光ファイバを配置し、かつ、絞りおよび補償用受光素子を外部に配置しているので、濁度センサのさらなる小型化を図ることができる。 In this case, the unnecessary to secure a space for arranging the compensating light receiving element into the cavity, placing the small diameter of the optical fiber does not take space on the lateral side of the light emitting element, and the diaphragm and the compensation light-receiving element because are arranged outside, it is possible to achieve a further reduction in the size of the turbidity sensor.

上記態様においては、前記光ファイバの一端が、光ファイバの光軸上に発光素子の輝点が配置されないように傾斜して配置されてもよい。 In the above embodiment, one end of the optical fiber, the bright spot of the light emitting element on an optical axis of the optical fiber may be arranged to be inclined so as not to be disposed.
この場合において、光ファイバの一端を配置する傾斜角度によって光ファイバ内に入射する光量が異なるため、光ファイバ内に入射する光量を低下させることができ、絞りのような調光手段をなくしても、補償用受光手段を検出用受光素子と同一の受光特性を有するものとすることができる。 In this case, since the amount of light incident on the optical fiber by the inclination angle of placing one end of the optical fiber is different, it is possible to reduce the amount of light incident on the optical fiber, even without the light control means such as a diaphragm , it is possible to compensate for the light receiving means to have the same light receiving characteristics and detecting light-receiving element.

本発明によれば、小型で簡易な構成であって、小型化により発光素子と検出用受光素子との配置間隔が狭くなったとしても、周囲温度の変化や発光素子の劣化による発光素子の光量の変化を補償できる濁度センサを提供できる。 According to the present invention, there is provided a simple structure in small size, even the arrangement interval between the light emitting element and the detecting light-receiving element is narrowed by downsizing, light amount of the light-emitting element due to the deterioration of the changes and the light emitting element of the ambient temperature It can provide a turbidity sensor that can compensate for the change.

本発明の第1の実施形態に係る濁度センサの縦断面を示す一部を破断した全体構成図である。 It is an overall configuration diagram partially cutaway showing a longitudinal section of the turbidity sensor according to the first embodiment of the present invention. 図1の濁度センサの発光素子を示す拡大図である。 It is an enlarged view showing a light emitting device of the turbidity sensor of FIG. 図1の濁度センサのA部の詳細を示す拡大図である。 Is an enlarged view showing details of part A of the turbidity sensor of FIG. 本発明の第2の実施形態に係る濁度センサの縦断面を示す一部を破断した全体構成図である。 It is an overall configuration diagram partially cutaway showing a longitudinal section of the turbidity sensor according to the second embodiment of the present invention. 図4の濁度センサのB部の詳細を示す拡大図である。 Is an enlarged view showing details of part B of the turbidity sensor of FIG.

本発明の第1の実施形態に係る濁度センサ1について、図面を参照して以下に説明する。 For turbidity sensor 1 according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本実施形態に係る濁度センサ1は、図1に示されるように、2つの空洞部2,3を有するセンサ本体4と、該センサ本体4の一方の空洞部2内に配置された発光素子5と、他方の空洞部3内に配置された検出用受光素子6と、少なくともその一部が、一方の空洞部2内に配置された補償用受光手段の一例である補償用受光素子7とを備えている。 Turbidity sensor 1 according to this embodiment, as shown in FIG. 1, two of the sensor body 4 having a cavity 2, light emitting element arranged on one of the cavity 2 of the sensor body 4 5, the detecting light-receiving element 6 arranged on the other of the cavity 3, at least partially, the compensating light receiving element 7, which is an example of a compensating light receiving means disposed on one of the cavity 2 It is equipped with a.

センサ本体4は、遮光性を有する材質からなっている。 The sensor body 4 is made of a material having a light shielding property. センサ本体4に設けられた2つの空洞部2,3は、センサ本体4の一端面4aに間隔を空けて隣接配置された開口8,9を備えている。 Two cavities provided in the sensor body 4 2 and 3 are provided with openings 8, 9 which are adjacent spaced on one end surface 4a of the sensor body 4.
各空洞部2,3は、図1に示されるように、上述した一端面4aに対して傾いており、一方の空洞部2の長手軸と他方の空洞部3の長手軸とが略直角をなして交差している。 Each cavity 2 and 3, as shown in FIG. 1, are inclined relative to one end face 4a as described above, the longitudinal axis is substantially perpendicular to the longitudinal axis and the other cavity portion 3 of one of the cavity 2 intersect to form.

発光素子5は、例えば発光ダイオード(LED)であり、一方の空洞部2内にその開口8方向に向かって光を射出するよう配置されている。 The light-emitting element 5 is, for example, a light-emitting diode (LED), is arranged to emit light toward the opening 8 the direction in one of the cavity 2. 発光素子5は、図2に示されるように、光を発生する半導体素子10をエポキシ樹脂12でモールドし砲弾型に形成された砲弾型LEDである。 The light-emitting element 5, as shown in FIG. 2, a bullet-type LED which the semiconductor element 10 is formed on the molded shell-shaped with an epoxy resin 12 that generates light. 砲弾型の頭部5aが球面状に構成されることにより、半導体素子10から頭部5aの方向(以下、前方という。)に所定の照射角度範囲θに発せられた光が頭部5aで集光されて高強度の光が試料液に向けて射出されるようになっている。 By bullet-shaped head portion 5a is configured spherically, direction of the head 5a of the semiconductor device 10 collector (hereinafter, front called.) At a predetermined irradiation angle range light emitted in the θ is the head 5a is light of high intensity light is adapted to be emitted toward the sample solution.
半導体素子10は、照射角度範囲θ外にも光を漏出している。 The semiconductor device 10 has leaked light also outside the irradiation angle range theta.

検出用受光素子6は、例えばフォトダイオードであり、他方の空洞部3内にその開口9から入射してきた光を検出するよう配置されている。 Detecting light-receiving element 6 is, for example, a photodiode, is arranged to detect light entering from the opening 9 in the other cavity 3. 検出用受光素子6が検出する光は、発光素子5から試料液に向けて射出された光が試料液中の濁質成分により散乱した散乱光の一部である。 Light detection light-receiving element 6 is detected, the light emitted from the light emitting element 5 toward the sample liquid is part of the scattered light scattered by the turbid component in the sample liquid. 散乱光の光量は比較的少ないため、検出用受光素子6は、少ない光量であっても感度よく検出できるような受光特性を有するものであることが好ましい。 Because the light amount of the scattered light is relatively small, the detecting light-receiving element 6 is preferably one having a light receiving characteristic can be detected with high sensitivity even with a small amount of light.

補償用受光素子7も、例えばフォトダイオードであり、図3に示されるように、発光素子5が、頭部5aの方向とは逆の方向(以下、後方という。)に漏出した光の光量を検出する平板状の受光面11を備えている。 Compensating light receiving element 7 also, for example, a photodiode, as shown in FIG. 3, the light emitting element 5, a direction opposite to the direction of the head 5a of the amount of light leaked to (hereinafter, referred backward.) and a plate-shaped light-receiving surface 11 to be detected. 補償用受光素子7は、部品調達や組み立て時の取り違えミスなどの観点から、検出用受光素子6と同一の受光特性を有するものを使用することが好ましい。 Compensating light receiving element 7, from the viewpoint of parts procurement and assembly time of the mix-up mistakes, it is preferable to use those having the same light receiving characteristics and detecting light-receiving element 6.

この補償用受光素子7は、図3に示されるように、一方の空洞部2内において、発光素子5が照射する光の射出方向の後方にその射出軸Lに直交する発光素子5の平面5bに対して受光面11を傾斜させて配置されている。 The compensating light receiving element 7, as shown in FIG. 3, in one cavity 2, the plane 5b of the light emitting element 5 which the light-emitting element 5 is perpendicular to the injection axis L in the rear of the emission direction of light to be irradiated It is arranged to be inclined to the light receiving surface 11 with respect. これにより、発光素子5から試料液に向けて射出される光をさえぎることなく、補償用の光を検出することができる。 Accordingly, without interrupting the light emitted toward the sample liquid from the light emitting element 5, it is possible to detect the light for compensation.

補償用受光素子7は、光の入射角度の受光面11の垂線に対する傾斜角度が大きくなるほど、検出される光量が少なくなる特性を有するので、射出軸Lに対して発光素子5を傾斜させることにより、検出される光量を低下させることができる。 Compensating light receiving element 7, the inclination angle relative to the normal of the light receiving surface 11 of the light incident angle increases, since it has a characteristic that the amount of light detected is reduced, by inclining the light emitting element 5 with respect to the exit axis L , it is possible to reduce the amount of light detected.

これにより、補償用受光素子7の受光面11で検出する光量が、発光素子5の平面5bに対して受光面11を平行に配置した場合と比較して少なくなる。 Thus, the amount of light detected by the light receiving surface 11 of the compensating light receiving element 7, becomes smaller as compared with the case of arranging in parallel the light receiving surface 11 to the plane 5b of the light emitting element 5. その結果、補償用受光素子7は、絞りのような調光手段を用いることなく、発光素子5の照射角度範囲θ外に漏出した光を直接検出しても検出光量を抑えることができ、発光素子5から漏出した光よりも極めて光量の少ない散乱光を感度よく検出する検出用受光素子6と同一の受光特性を有するものとすることができる。 As a result, compensation for the light receiving element 7, without using the light control means such as a diaphragm, also can reduce the amount of detected light and detecting light leaking outside the irradiation angle range θ of the light emitting element 5 directly, emission it can be assumed to have the same light receiving characteristics and detecting light-receiving element 6 for detecting with high sensitivity very low light scattered light than the light leaked from the element 5.
また、各素子5,6,7は、図示しない配線により、受光した光量に基づき濁度を演算したり、測定値を表示あるいは出力したりする測定部(図示省略)や電源(図示省略)等に接続されている。 Moreover, the elements 5, 6 and 7, by a not-shown wire, or calculates the turbidity on the basis of the amount of light received, the measurement unit or to display or output the measured values ​​(not shown) and power supply (not shown) or the like It is connected to the.

各開口8,9は、発光素子5から照射角度範囲θで射出させる光が、開口9に入射して検出用受光素子6により直接光として検出されないように、一定間隔(例えば、1.0mm以上。)を空けて隣接配置されている。 Each aperture 8,9 is light to be emitted in the irradiation angle range θ from the light emitting element 5, so as not to be detected as a direct light by detecting light-receiving element 6 is incident on the opening 9, a predetermined interval (e.g., 1.0 mm or more .) spaced are adjacently disposed. 好ましくは、小型化するためには、間隔は狭い方が良い。 Preferably, in order to reduce the size of the gap is narrower better.
各素子5,6と各開口8,9との間の空洞部2,3内には、エポキシ樹脂12が充填されている。 The cavity 2 between each element 5 and 6 each opening 8,9, epoxy resin 12 is filled.

エポキシ樹脂12は、660〜960nmの波長範囲の光を透過する光学的に透明な樹脂である。 Epoxy resin 12 is optically transparent resin that transmits light in the wavelength range of 660~960Nm. エポキシ樹脂12は発光素子5の頭部5aの表面に密着するように充填されることにより、発光素子5の指向性を損なうことなく光を開口8から射出させることができる。 Epoxy resin 12 by being filled so as to be in close contact with the surface of the head 5a of the light-emitting element 5, it is possible to light without impairing the directivity of the light emitting element 5 is emitted from the aperture 8.

空洞部2,3の内周壁2a,3aは、少なくともエポキシ樹脂12が充填されている部分において吸光色である黒色に着色されている。 The inner peripheral wall 2a, 3a of the cavity 2 is colored in black is absorption color at least part epoxy resin 12 is filled. これにより、発光素子5から射出された光および試料液中から入射した散乱光が、空洞部2,3の内周壁2a,3aに入射すると、反射されることなく吸収されるようになっている。 Thus, the scattered light incident from the light emitted and the sample solution from the light emitting element 5, the inner peripheral wall 2a of the cavity 2 and 3, when incident on 3a, are absorbed without being reflected .

このように構成された第1の実施形態に係る濁度センサ1の作用について説明する。 The operation of the turbidity sensor 1 according to the first embodiment thus configured will be described.
第1の実施形態に係る濁度センサ1を用いて、検出対象である試料液の濁度を測定するには、試料液中にセンサ本体4の一端面4aを浸漬させた状態で、発光素子5から光を射出させる。 Using turbidity sensor 1 according to the first embodiment, to measure the turbidity of the sample solution to be detected is a state of being immersed end surface 4a of the sensor body 4 in the sample solution, the light emitting element 5 emit light from.

発光素子5から前方に発せられた光は、発光素子5の頭部5aのさらに前方の空間を埋めるように充填されているエポキシ樹脂12を経由して開口8から試料液中に射出される。 Light emitted forward from the light emitting element 5 is emitted into the sample solution from the opening 8 via the epoxy resin 12 is filled so as to fill the further space in front of the head 5a of the light emitting element 5. 試料液中に射出された光は試料液中の濁質成分により散乱され、その一部の散乱光が開口9から空洞部3内のエポキシ樹脂12を経由して検出用受光素子6により受光される。 Light emitted in the sample liquid is scattered by the turbid component in the sample liquid, a portion of the scattered light is received by the detecting light-receiving element 6 via the epoxy resin 12 in the cavity 3 from the opening 9 that. これにより、受光された光量に基づいて試料液中の濁度を測定することができる。 This makes it possible to measure the turbidity of the sample solution based on the received light amount.

一方、発光素子5の半導体素子10から後方に漏出した光は、発光素子5の後方に配置されている補償用受光素子7によって検出される。 On the other hand, the light leaked backward from the semiconductor device 10 of the light emitting element 5 is detected by the compensating light receiving element 7 which is arranged behind the light emitting element 5. 発光素子5からその照射角度範囲θ外に漏出する光は、照射角度範囲θ内に射出されて散乱光の検出に利用される光と同様に、発光素子5の温度影響や劣化の程度に比例してその光量が変化する。 Light leaking from the light emitting element 5 outside the irradiation angle range θ, similar to the light used is injected into the irradiation angle range θ to the detection of the scattered light, in proportion to the degree of temperature effects and degradation of the light emitting element 5 the amount of light varies. この特性を利用し、補償用受光素子7によって検出された光量が所定の閾値を下回った場合は、発光素子5への電圧を上げるなどして、散乱光の検出に利用される光量を一定範囲に保つようにし、発光素子5の温度影響や劣化による光量の変動を補償することができる。 Utilizing this characteristic, when the amount of light detected by the compensating light receiving element 7 is below a predetermined threshold value, and the like raise the voltage to the light emitting element 5, a certain amount of light is utilized for detection of scattered light range to keep, it is possible to compensate for variations in light intensity due to temperature effects and deterioration of the light emitting element 5.

本実施形態においては、従来の濁度センサのような、補償用の光を検出するために空洞部や切替機構を配置するスペースを発光ダイオードとフォトダイオードとの間に設けずに済む。 In the present embodiment, such as a conventional turbidity sensor, it requires a space for disposing a cavity and a switching mechanism for detecting light for compensation is not provided between the light emitting diode and a photo diode. その結果、従来の濁度センサを小型化しつつ、簡単な構成で、発光素子5の温度影響や劣化による光量変化を補償して濁度を精度よく検出することができるという利点がある。 As a result, while downsizing conventional turbidity sensor, a simple configuration is advantageous in that the turbidity to compensate an amount of light caused by temperature effects or deterioration of the light emitting element 5 can be accurately detected.

また、本実施形態においては、図3に示されるように、射出軸Lに直交する平面5bに対して補償用受光素子7の受光面11を傾斜させることにより、受光面11で検出する光量を配置される傾斜角度によって調節している。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, by inclining the light receiving surface 11 of the compensating light receiving element 7 with respect to the plane 5b perpendicular to the injection axis L, and the amount of light detected by the light receiving surface 11 It is regulated by arranged the inclination angle. これにより、補償用受光素子7を最適な角度に調節して、検出される光量を調節することにより、従来のような絞りやシャッタが不必要となり、構造を簡易にすることができるとともに、省スペースを図って濁度センサ1を小型化することができる。 Thus, by adjusting the compensating light receiving element 7 to the optimum angle, by adjusting the amount of light detected, as in the prior art aperture and shutter becomes unnecessary, it is possible to structure a simple, saving space can be downsized turbidity sensor 1 are working to.

また、絞りやシャッタを用いなくても、光量の少ない散乱光を感度よく検出する検出用受光素子6と同一の受光特性を有するものを補償用受光素子7として使用することができるため、コストを抑えつつ、部品調達や組み立て時の取り違えミスを予防することができる。 Furthermore, even without using a diaphragm and a shutter, it is possible to use those having the same light receiving characteristics and detecting light-receiving element 6 for detecting the small scattered light quantity of light sensitivity as a compensation light receiving element 7, the cost suppressed while, it is possible to prevent a mix-up errors during parts procurement and assembly.

次に、本発明の第2の実施形態に係る濁度センサ15について、図面を参照にして以下に説明する。 Next, the turbidity sensor 15 according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係る濁度センサ1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。 In the description of this embodiment, parts having the same configuration as the turbidity sensor 1 according to the first embodiment described above will not be described are denoted by the same reference numerals.

本実施形態に係る濁度センサ15は、図4に示されるように、補償用受光手段の一例である、光を伝播する光ファイバ16と該光ファイバ16により伝播された光の光量を調節する絞り17と、該絞り17を通過した光を検出する補償用受光素子7とを備えている。 Turbidity sensor 15 according to this embodiment, as shown in FIG. 4, an example of a compensating light receiving means, for adjusting the amount of the propagated light by the optical fiber 16 and optical fiber 16 for propagating light a diaphragm 17, and a compensating light receiving element 7 for detecting light which has passed through the restrictor 17.

光ファイバ16は、図5に示されるように、センサ本体4に設けられた空洞部2の発光素子5が配置されている位置に開口するように形成された孔内に挿入されている。 Optical fiber 16, as shown in FIG. 5, is inserted into the formed hole so as to open to a position where the light emitting element 5 of the cavity 2 provided in the sensor body 4 is disposed. 光ファイバ16の一端16aは、空洞部2内の発光素子5の側方に向かって配置され、その光軸Sが、発光素子5内部の輝点Pを通過するように配置されている。 One end 16a of the optical fiber 16 is positioned toward the side of the light emitting element 5 in the cavity 2, the optical axis S is disposed so as to pass through the light emitting element 5 inside the bright spot P. また、光ファイバ16の他端16bは、センサ本体4の外部に配置されている補償用受光素子7の受光面11に光軸が直交するように配置されている。 The other end 16b of the optical fiber 16, the optical axis is arranged perpendicular to the light receiving surface 11 of the compensating light receiving element 7 are disposed outside the sensor body 4.

このように構成された本実施形態に係る濁度センサ15の作用について以下に説明する。 The operation of the turbidity sensor 15 according to the thus constructed embodiment will be described below.
本実施形態に係る濁度センサ15によれば、発光素子5からその側方(照射角度範囲θ外)に漏出した光が光ファイバ16により伝播されて補償用受光素子7によって受光される。 According to the turbidity sensor 15 according to the present embodiment, the light leaked from the light emitting element 5 on the side (irradiation angle range θ out) is received by the compensating light receiving element 7 is propagated by the optical fiber 16. 発光素子5からその側方に漏出した光も、第1の実施形態において説明したような後方に漏出した光と同様、その光量を基に発光素子5の温度影響や劣化による光量変化を補償することができる。 Light leaked from the light emitting element 5 on the side as well, similar to the light leaked to the rear as described in the first embodiment, to compensate for the amount of light caused by temperature effects or deterioration of the light emitting element 5 on the basis of the quantity of light be able to.

また、本実施形態に係る濁度センサ15によれば、空洞部2内に補償用受光素子7を配置するスペースを確保せずに済むとともに、発光素子5の側方にスペースをとらない細径の光ファイバ16を配置し、かつ、絞り17および補償用受光素子7を外部に配置しているので、濁度センサ15のさらなる小型化を図ることができるという利点がある。 Further, according to the turbidity sensor 15 according to this embodiment, the unnecessary to secure a space for arranging the compensating light receiving element 7 in the cavity 2, a small diameter which does not take space on the lateral side of the light emitting element 5 of the optical fiber 16 is disposed, and, since the arranged aperture 17 and the compensating light receiving element 7 to the outside, there is an advantage that it is possible to further miniaturize the turbidity sensor 15.

なお、上述した実施形態においては、発光素子5後方あるいは側方に射出される光を補償用の光として検出したが、これらに限定されるものではなく、照射角度範囲θ外の光であれば、発光素子5の射出軸Lに交差するいずれの方向に射出される光についても散乱光検出用の光(発光素子5から試料液に向けて射出される照射角度範囲θの光)をさえぎることなく、補償用の光として利用することができる。 In the above embodiment, detects the light emitted in the light emitting element 5 backwards or sideways as light for compensation, is not limited thereto, as long as the irradiation angle range θ out of light , to block the light for scattered light detection also light emitted in any direction intersecting the injection axis L of the light emitting element 5 (light irradiation angle range θ is emitted toward the sample liquid from the light emitting element 5) no, it can be utilized as light for compensation.

また、上述した第2の実施形態においては、光ファイバ16の光軸上に発光素子5の輝点Pが配置されないように、光ファイバ16の一端16aが傾斜して配置されてもよい。 In the second embodiment described above, as the bright spot P of the light emitting element 5 on the optical axis of the optical fiber 16 is not disposed, one end 16a of the optical fiber 16 may be arranged to be inclined.
このようにすることで、光ファイバ16内に入射する光量を低下させることができ、絞り17のような調光手段をなくしても、補償用受光素子7を検出用受光素子6と同一の受光特性を有するものとすることができる。 In this way, it is possible to reduce the amount of light incident on the optical fiber 16, even eliminating the light control means such as a diaphragm 17, the same light-receiving and detecting light-receiving element 6 a compensating light receiving element 7 it can be assumed to have the properties.

また、上述した第2の実施形態においては、補償用受光素子7はセンサ本体4の外部に配置したが、これに限定されるものではなく、スペースが確保できる場合には、センサ本体4内部に配置してもよい。 In the second embodiment described above, the compensating light receiving element 7 is positioned outside the sensor body 4 is not limited to this, if the space can be secured, the sensor body 4 inside it may be arranged. これにより、濁度センサ15全体を小型化することができる。 Thus, it is possible to miniaturize the entire turbidity sensor 15.

1,15 濁度センサ 2,3 空洞部 4 センサ本体 5 発光素子 6 検出用受光素子 7 補償用受光素子 8,9 開口 10 半導体素子 11 受光面 16 光ファイバ 1,15 turbidity sensors 2 and 3 cavities 4 sensor body 5-emitting element 6 detecting light-receiving element 7 compensates for the light receiving element 8, 9 opening 10 semiconductor element 11 receiving surface 16 optical fiber

Claims (6)

  1. 間隔を空けて隣接配置された開口を備える2つの空洞部を備え、遮光性を有するセンサ本体と、 Comprising two cavity having an opening adjacent spaced, a sensor body having a light shielding property,
    一方の前記空洞部内に配置され、その開口方向に向かって所定の照射角度範囲に光を射出する半導体素子を備える発光素子と、 Is arranged on one of the cavity, a light emitting device including a semiconductor element that emits light at a predetermined irradiation angle range toward the opening direction,
    他方の前記空洞部内に配置され、その開口から入射してきた光を受光する検出用受光素子と、 Disposed on the other of the cavity, and the detecting light-receiving element for receiving light entering from the opening,
    少なくともその一部が、一方の前記空洞部内に配置され、前記発光素子の前記照射角度範囲外に漏出した光を受光する補償用受光手段とを備える濁度センサ。 Turbidity sensor comprising at least partially, is located in one of the cavity, and a compensating light receiving means for receiving light leaked out of the irradiation angle range of the light emitting element.
  2. 前記発光素子が、光を射出する半導体素子を透明樹脂によりモールドしてなる砲弾型LEDである請求項1に記載の濁度センサ。 Turbidity sensor according to claim 1 wherein the light emitting element is a bullet-type LED made by molding by the semiconductor element transparent resin that emits light.
  3. 前記補償用受光手段が、前記発光素子の光の射出方向の後方に、その射出軸に直交する平面に対して受光面を傾斜させて配置される受光素子である請求項1または請求項2に記載の濁度センサ。 The compensating light receiving means, to the rear of the light emitting direction of the light emitting element, to claim 1 or claim 2 which is a light receiving element arranged to be inclined to the light receiving surface with respect to a plane perpendicular to the injection shaft turbidity sensor described.
  4. 前記補償用受光手段が、前記発光素子の射出軸に交差する方向に配置される受光素子である請求項1または請求項2に記載の濁度センサ。 The compensating light receiving means, the turbidity sensor according to claim 1 or claim 2 which is a light receiving element disposed in a direction intersecting the injection axis of the light emitting element.
  5. 前記補償用受光手段が、前記発光素子が配置される空洞部内の前記発光素子の側方に一端を配置した光ファイバと、 The compensating light receiving means, an optical fiber is arranged at one end on the side of the light emitting element in the cavity of the light emitting element is disposed,
    前記光ファイバにより伝播されその他端から射出される光を検出する受光素子からなる請求項1、請求項2および請求項4のいずれかに記載の濁度センサ。 Turbidity sensor according to claim 1, claim 2 and claim 4 comprising a light receiving element for detecting light emitted from the other end is propagated by the optical fiber.
  6. 前記光ファイバの一端が、光ファイバの光軸上に発光素子の輝点が配置されないように傾斜して配置される請求項5に記載の濁度センサ。 Turbidity sensor according to claim 5 one end of the optical fiber, the bright spot of the light emitting element on an optical axis of the optical fiber is arranged to be inclined so as not to be disposed.

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