JP2018040781A - 液体濃度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体濃度の検出感度を向上する液体濃度検出装置を提供する。
【解決手段】検出部を形成し被測定液体を収容するハウジング１０と、ハウジング１０に収容され、電磁波入射部と、第１の全反射部と、第２の全反射部と、電磁波出射部とを備え、電磁波入射部と第１の全反射部との間に収容区が形成され、検出部と対応する屈折反射構造と、電磁波入射部の一側に置かれ、発信される電磁波が順に電磁波入射部、検出部１２と被測定液体、第１の全反射部を通過した後、第２の全反射部に全反射、収束され、第２の全反射部で全反射され電磁波出射部を通過する電磁波発信部材３０と、電磁波出射部の一側に置かれ、電磁波出射部から出射される電磁波を受信する誘導受信部材４０とを備える液体濃度検出装置１００。
【選択図】図２

Description

本発明は液体濃度の検出装置に関し、特に電磁波が被測定液体及び屈折反射構造を通過することにより、異なる屈折率により、液体濃度を測定する液体濃度検出装置に関する。

従来技術では、液体の濃度を検出するために、多くの方法、例えば燃焼分析、イオンクロマトグラフ法や滴定法がある。これらの従来の分析方法はコストと時間がかかり、且つ技術レベルの高いオペレータが必要とされ、さらに安全性の問題がある。

より便利で安全で操作しやすく液体の濃度を検出するために、通常の従来技術は屈折を測定するための機器であるアッベ屈折計（Ａｂｂｅ ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ）が用いられる。その原理は、同じ単色光は異なる媒体において伝播し、周波数が変わらないが、波長が異なっていることである。なお、同じ媒質（例えばレンズまたは空気）は異なる波長の光に対して、異なる屈折率を有するものである。従って、同じ単色光は異なる濃度の液体を通過する場合、その波長に影響する。異なる屈折の状況を測定することにより、液体の濃度を測定する。

先行技術文献は、アメリカ特許公開番号ＵＳ９１８８５２８Ｂ２の通りであり、その構造としては、主としてまず二回の全反射を経た後、被測定液体を通過させ、液体の濃度を得るものである。

しかし、上記方法の感度には依然として制限がある。

アメリカ特許公開番号ＵＳ９１８８５２８Ｂ２

本発明は液体濃度の検出感度を向上する液体濃度検出装置を提供する。

本発明は、気泡及び液体が検出装置に堆積し、検出装置の測定結果に影響することを防止できる液体濃度検出装置をさらに提供する。

その内部に密閉する収容空間が形成され、内側に向かって凹んで検出部を形成し被測定液体を収容するハウジングと、前記ハウジングに収容され、電磁波入射部と、第１の全反射部と、第２の全反射部と、電磁波出射面を有する電磁波出射部とを備え、前記電磁波入射部と前記第１の全反射部との間に前記検出部を収容する収容区が形成され、前記収容区の外形が前記検出部と対応する屈折反射構造と、前記電磁波入射部の一側に置かれ、発信される検出電磁波が順に前記電磁波入射部、前記検出部と被測定液体、前記第１の全反射部に入射された後、前記第１の全反射部により前記第２の全反射部に全反射、収束され、前記第２の全反射部により全反射され前記電磁波出射部を通過する電磁波発信部材と、前記電磁波出射面と対向すると共に前記電磁波出射部の一側に置かれ、前記電磁波出射部から出射される検出電磁波を受信する誘導受信部材とを備える液体濃度検出装置。

好ましくは、第１の出射面を備える前記第１の全反射部と、第２の入射面を備える前記第２の全反射部との間に形成される屈折切欠部をさらに備え、前記第１の出射面と前記第２の入射面は非平行となり、共同で上記屈折切欠部を形成する。

本発明に係る液体濃度検出装置は、電磁波に被測定液体を通過させ、先ず角度を屈曲させ、さらに二回の全反射及び屈折切欠部の二回の屈折により、屈曲された角度を拡大するので、本実施例は屈曲された角度を数倍拡大することができる。これにより、誘導受信部材から受信されるデータがより識別、判読されやすくなり、より感度よく検出される。なお、第２の全反射面は外に向かって凸レンズの形状となってもよく、または複数のマイクロ平面から接続されてなり、拡大されるような機能が生じる。なお、本発明の検出部はトレンチ状となるとともに重力方向と平行し、その両端が開放状となる。液体容器内の被測定液体は、開放状となる検出部を自由に通過するがことができ、ハウジングに堆積することなく、ハウジングをシールドすることを防止し、検出精度をよく維持することができる。

本発明に係る液体濃度検出装置の斜視図である。 本発明に係る液体濃度検出装置の斜視断面図である。 本発明に係る液体濃度検出装置のハウジングが取り外された部分の斜視図である。 本発明に係る液体濃度検出装置の断面図である。 本発明の図４において第２の全反射面の第２の実施例の拡大斜視図である。 本発明の図４において第２の全反射面の第３の実施例の拡大斜視図である。 本発明に係る液体濃度検出装置で３種類の屈折率の被測定液体を検出する場合の光路模式図である。 本発明に係る液体濃度検出装置で第１の屈折率の被測定液体を検出する場合の光路模式図である。 本発明に係る液体濃度検出装置で第２の屈折率の被測定液体を検出する場合の光路模式図である。 本発明に係る液体濃度検出装置で第３の屈折率の被測定液体を検出する場合の光路模式図である。 本発明に係る液体濃度検出装置が液体容器に取付けられる斜視図である。 本発明の別のハウジングの液体濃度検出装置の斜視図である。 図９に基づく断面図である。

図１及び図２を参照する。図１は本発明に係る液体濃度検出装置の斜視図である。図２は本発明に係る液体濃度検出装置の図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う斜視断面図である。本発明は、ハウジング１０と、ハウジング１０に収容される屈折反射構造２０と、電磁波発信部材３０と、誘導受信部材４０とを備える液体濃度検出装置１００を提供する。電磁波は、例えば、Ｘ線、紫外光、可視光、赤外線、遠赤外線等であってもよい。

図２に示すように、本実施例の液体濃度検出装置１００は、回路基板Ｐをさらに備える。屈折反射構造２０の構造のため、電磁波発信部材３０と誘導受信部材４０が同じ側に置かれるとともに、回路基板Ｐの同じ平面に置かれる。このような構造はより組み付けやすい。なお、本実施例は、電磁波発信部材３０と屈折反射構造２０との間に置かれる電磁波シールドカバー５０をさらに備える。

ハウジング１０は本実施例においてほぼ円柱形となり、その内部に密閉する収容空間１０１が形成される。しかし、本発明はこれに制限されるものではなく、例えば外形は四角形等となってもよい。ハウジング１０は内側に向かって凹んで検出部１２を形成し、被測定液体Ｎ（例えば、尿素、他の液体等でもよい）を収容する。ハウジング１０は、好ましくは電磁波が透過できる材質で製造される。

図３及び図４を参照する。図３は本発明に係る液体濃度検出装置のハウジングが取り外された部分の斜視図である。図４は本発明に係る液体濃度検出装置の断面図である。屈折反射構造２０がハウジング１０に収容される。本実施例の屈折反射構造２０は、同じ断面を有し、電磁波入射部２１と、第１の全反射部２２と、第２の全反射部２４と、電磁波出射部２５とを備える。電磁波入射部２１と第１の全反射部２２との間に収容区２０Ｖが形成される。収容区２０Ｖの外形は検出部１２と対応する。検出部１２が収容区２０Ｖに置かれる。電磁波入射部２１における電磁波発信部材３０に向かう一面は、好ましくは凸レンズ状となり、凸レンズは柱状または球状でもよく、電磁波集中部２１０を有し、電磁波を集中させることに寄与する。電磁波入射部２１の検出部１２に向かう上面２１２が平面状となる。

電磁波出射部２５は上面２１２と平行する方向に沿って電磁波入射部２１の一側に位置する。本実施例は、電磁波入射部２１と電磁波出射部２５との間に直角状の段差部２５２がさらに形成される。

図４に示すように、電磁波発信部材３０が電磁波入射部２１の一側に置かれる。発信される電磁波Ｌが順に電磁波入射部２１、検出部１２と被測定液体Ｎ、第１の全反射部２２に入射され、第１の全反射部２２の第１の全反射面２２２により全反射され、屈折切欠部２３による二回の屈折を経た後、第２の全反射部２４に収束され、さらに第２の全反射部２４の第２の全反射面２４２により全反射され電磁波出射部２５を通過する。

電磁波発信部材３０はレーザまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。電磁波シールドカバー５０が電磁波発信部材３０と電磁波入射部２１との間に置かれる。電磁波シールドカバー５０は、他の干渉する電磁波をシールドするために用いられてもよく、電磁波発信部材３０の電磁波Ｌが単一の方向に沿って屈折反射構造２０の電磁波入射部２１に入ることを制限できるスリット状開口５１を有する。

誘導受信部材４０は、電磁波出射部２５の一側に置かれ、電磁波出射部２５から出射される電磁波Ｌを受信する。誘導受信部材４０は、例えば、フォトディテクタ、フォトダイオード等であってもよい。

ハウジング１０の検出部１２は、第１の電磁波透過板１２１と、第２の電磁波透過板１２３と、第１の電磁波透過板１２１と第２の電磁波透過板１２３を接続させる接続板１２２とを備える。第１の電磁波透過板１２１は、回路基板Ｐに沿うとともに、電磁波入射部２１の表面に平行に当接する。第２の電磁波透過板１２３は回路基板Ｐに対して傾斜する。図４に示すように、第１の電磁波透過板１２１と第２の電磁波透過板１２３との間に鋭角の夾角が形成される。当該夾角を第１の夾角Ａ１とする。

第１の全反射部２２は第２の電磁波透過板１２３に当接する第１の入射面２２１と、第１の全反射面２２２とを有する。第１の入射面２２１と第１の全反射面２２２は鋭角の夾角をなす。この夾角を第２の夾角Ａ２とする。第２の夾角Ａ２は鋭角となる。第１の全反射部２２の第１の全反射面２２２は平面でもよいが、これに制限されるものではなく、例えば自由曲面となってもよい。

本実施例の液体濃度検出装置１００は、第１の全反射部２２と第２の全反射部２４との間に形成される屈折切欠部２３をさらに備える。第１の全反射部２２は第１の出射面２２３を備える。第２の全反射部２４は第２の入射面２４１を備える。第１の出射面２２３と第２の入射面２４１は非平行となり、共同で上記屈折切欠部２３を形成すると共に切欠部底面２３２を形成する。第２の全反射部２４の第２の入射面２４１は平面であってもよい。

図４に示すように、本実施例の電磁波Ｌは、電磁波入射部２１からハウジング１０の第１の電磁波透過板１２１を通過し、ほぼ垂直に被測定液体Ｎに入る。電磁波Ｌは、ハウジング１０の第２の電磁波透過板１２３をさらに通過した後、屈折反射構造２０の第１の全反射部２２に入り、第１の全反射面２２２により屈曲（１回目の屈曲）されて全反射される。第１の全反射面２２２により全反射される電磁波Ｌはおよそ回路基板Ｐと略平行する。そして、電磁波Ｌは屈折切欠部２３に入る。屈折切欠部２３により、電磁波Ｌをさらに二回屈曲（２回目及び３回目の屈曲）させる。次に、電磁波Ｌはさらに屈折反射構造２０の第２の全反射部２４に入り、第２の全反射部２４の第２の全反射面２４２により屈曲（４回目の屈曲）されて全反射された後、電磁波出射部２５の電磁波出射面２５０を通過し、誘導受信部材４０により受信される。電磁波出射面２５０と誘導受信部材４０は対向し、両者はほぼ相互に平行している。

屈折反射構造２０、被測定液体Ｎ及び屈折切欠部２３の屈折率は異なり、電磁波Ｌが屈曲される。特に被測定液体Ｎの濃度が異なる場合異なる屈折率も発生するので、複数回の屈折反射で拡大されることにより、誘導受信部材４０から受信され得る電磁波Ｌの位置が異なり、被測定液体Ｎの濃度をより感度よく判断することができる。

図５に示すように、本発明の図４は第２の全反射面の第２の実施例の拡大斜視図である。本実施例の液体濃度検出装置の特徴の一つは、第２の全反射部の第２の全反射面２４２’が非平面状となり、自由曲面が形成されることにより、複数の異なる全反射角を有する反射領域が形成されることである。例えば、外に向かって類似してＳ形となる曲げ曲面の形状、または複数のマイクロ平面から接続されてなる自由曲面でもよい。このような非平面状構造のメリットとしては、異なる屈折率により電磁波Ｌの屈曲された角度が異なるので、電磁波Ｌは屈折切欠部２３から離れ第２の全反射部２４に入った後、屈曲され収束される位置の高さが異なり、異なる角度の電磁波Ｌが第２の全反射面２４２’の全反射を経る場合、拡大されるような働きで、誘導受信部材４０から受信された後、より判読されやすくなることが可能である。

より具体的には、図５を参照する。図５は、自由曲面となる第２の全反射面２４２’が複数の反射エリアを有し、各エリアが複数の異なるスロープの反射曲面を有することを示す。この実施例では概略的に３つの反射エリアに分けられ、第２の全反射面２４２’は、上部境界反射領域２４２ａ１と、主反射領域２４２ａ２と、下部境界反射領域２４２ａ３とを有し、主反射領域２４２ａ２が上部境界反射領域２４２ａ１と下部境界反射領域２４２ａ３との間に位置する。

この実施例の上部境界反射領域２４２ａ１、主反射領域２４２ａ２と下部境界反射領域２４２ａ３は、複数の異なる反射スロープを有する。本発明は異なる屈折率（Ｎ１乃至Ｎ３を例に）の被検液体を検出する場合、それぞれ、３本の線でその電磁波の経路を表し以下の通りに説明する。異なる屈折率の被検液体の電磁波が第２の全反射部２４を通過し、第２の全反射面２４２’の異なるエリアに分散される。

図５に示すように、上部境界反射領域２４２ａ１、主反射領域２４２ａ２と下部境界反射領域２４２ａ３の概ねの反射スロープはそれぞれ、上部境界反射領域２４２ａ１の反射スロープ＞主反射領域２４２ａ２の反射スロープ＞下部境界反射領域２４２ａ３の反射スロープとなる。３つの反射領域の接線は、それぞれ電磁波出射面２５０と垂直となる仮想垂直線と第１の夾角θ１、第２の夾角θ２、第３の夾角θ３を形成する。第１の夾角θ１＜第２の夾角θ２＜第３の夾角θ３となる。屈折切欠部２３に近接する反射領域の反射スロープが大きいので、屈折率Ｎ１の被測定液体を通過した電磁波が上部境界反射領域２４２ａ１に反射された後、図５の左側に偏ることとなる。屈折切欠部２３から離れる反射領域の反射スロープが小さいので、屈折率Ｎ３の被測定液体を通過した電磁波が下部境界反射領域２４２ａ３に反射された後、図５の右側に偏ることとなる。これにより、異なる屈折率の被測定液体を通過した電磁波が扇状のように外に向かって屈曲され、誘導受信部材４０における異なる位置に散在している。これにより、本発明がより識別、解読されやすくなり、検出の感度を向上させる。

合わせて図７を参照する。比較・参考のために、同じ図面においては本発明の３種類の屈折率の被測定液体を検出する場合の光路模式図を示す。上部境界反射領域２４２ａ１は受信される電磁波を誘導受信部材４０の第１のゾーン４１に反射する。主反射領域２４２ａ２は受信される電磁波を誘導受信部材４０の第２のゾーン４２に反射する。下部境界反射領域２４２ａ３は受信される電磁波を誘導受信部材４０の第３のゾーン４３に反射する。第２のゾーン４２が第１のゾーン４１と第３のゾーン４３との間に位置する。

図６を参照する。図６は本発明の第２の全反射面の第３の実施例の拡大斜視図である。この実施例の第２の全反射面２４２ｂは連続しない反射曲面を有する。図面では３つを代表に、それぞれ、第１の反射曲面２４２ｂ１、第２の反射曲面２４２ｂ２、第３の反射曲面２４２ｂ３である。第２の反射曲面２４２ｂ２が第１の反射曲面２４２ｂ１と第３の反射曲面２４２ｂ３との間に位置する。全体的概観の曲率から言えば、本実施例は各反射曲面の両端を通過する仮想平面を代表に、第１の反射曲面２４２ｂ１のスロープ＞第２の反射曲面２４２ｂ２のスロープ＞第３の反射曲面２４２ｂ３のスロープとなる。別の角度から説明すると、第１の反射曲面２４２ｂ１、第２の反射曲面２４２ｂ２、第３の反射曲面２４２ｂ３は、それぞれ、電磁波出射面２５０と垂直となる仮想垂直線と第１の夾角θ１、第２の夾角θ２、第３の夾角θ３を形成する。第１の夾角θ１＜第２の夾角θ２＜第３の夾角θ３となる。これにより、本実施例と直前の実施例は類似する機能を有する。

さらに説明すると、屈折率Ｎ１の被測定液体を通過した電磁波が第１の反射曲面２４２ｂ１の曲面に収束反射される。第１の反射曲面２４２ｂ１の全体的スロープが大きいので、収束反射された電磁波が図６の左寄りの位置に集中している。屈折率Ｎ３の被測定液体を通過した電磁波が第３の反射曲面２４２ｂ３の曲面に収束反射される。第３の反射曲面２４２ｂ３の全体的スロープが小さいので、収束反射された電磁波が図６の右寄りの位置に集中している。屈折率Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の被測定液体を通過した電磁波がそれぞれ扇状のように屈曲され、誘導受信部材４０における異なる位置に散在している。換言すれば、より識別、解読されやすくなり、検出の感度を向上させる。

本実施例と直前の実施例との相違点としては、本実施例の第１の反射曲面２４２ｂ１、第２の反射曲面２４２ｂ２、第３の反射曲面２４２ｂ３はいずれも略膨出する円弧面状となるので、各反射曲面は集光の機能をさらに提供することができる。図６に示すように、３種類の屈折率の被測定液体を通過した電磁波は反射曲面により集められ、反射曲面の全体的に異なるスロープにより、扇状のように外に向かって屈曲される。これにより、誘導受信部材４０に投射される電磁波がよりはっきり見え、より識別、解読されやすくなり、精度の向上に寄与する。

なお、図６は第２の全反射面の拡大の模式図のみである。図面中の反射曲面同士間の繋がった部分は実際に、より円弧面化されることができる。なお、反射曲面の幅は調整されてもよく、必ずしも等幅が必要とされなく、製品の検出しようとする被測定液体の屈折度の範囲に応じて、ある反射曲面の幅を適宜広くすることができる。

図７を参照する。図７Ａから図７Ｃはそれぞれ、本発明に係る液体濃度検出装置で３種類の屈折率の被測定液体を検出する場合の光路模式図である。図７Ａの被測定液体の屈折率は図７Ｂの被測定液体の屈折率よりも大きく、図７Ｂの被測定液体の屈折率は図７Ｃの被測定液体の屈折率よりも大きい。図面から分かるように、本発明に係る液体濃度検出装置は異なる屈折率の被測定液体に対して、第２の全反射面２４２の前にすでに屈曲され、特に屈折切欠部２３を通過する場合、さらに明らかに屈曲された。さらに、本発明の図５の実施例により、異なる屈折率の被測定液体に対して、電磁波Ｌが第２の全反射面における異なる位置にさらに分散的に屈曲されることにより、検出の感度を向上させる。もしくは、図６の実施例に合わせて、電磁波がよりはっきり見え、精度の向上に寄与することもできる。

図８を参照する。図８は本発明に係る液体濃度検出装置が液体容器に取付けられる斜視図である。本実施例の液体濃度検出装置１００のハウジング１０の検出部１２はトレンチ状となるとともに重力方向Ｇと平行し、その両端が開放状となる。上記構造のメリットは、液体濃度検出装置１００が液体容器９に取付けられる場合、液体容器９内の被測定液体は、開放状となる検出部１２を自由に通過することができ、ハウジング１０に堆積することなく、ハウジング１０をシールドすることなく、検出される液体濃度の精度に影響することを防止することである。従って、本実施例の検出部１２構造は、液体濃度検出装置１００の検出精度を維持することにさらに寄与する。

図９及び図１０を参照する。図９は、本発明の別のハウジングの液体濃度検出装置の斜視図である。図１０は図９に基づく断面図である。上記実施例との差異は、本実施例の液体濃度検出装置１００ｂのハウジング１０ｂは立方体であってもよいことである。ハウジング１０ｂが内側に向かって凹んで検出部１２を形成する。この実施例のハウジング１０ｂは電磁波が透過できる材質で製造されることができ、検出部１２が上向きとなり、この液体濃度検出装置１００ｂは携帯液体検出装置として用いられる。例えば、液体のサンプルを検出部１２に注入することにより、そのまま検出を行うことができる。本実施例の液体濃度検出装置１００ｂの内部の素子は、上記実施例と同様に、ハウジング１０と、ハウジング１０に収容される屈折反射構造２０と、電磁波発信部材３０と、誘導受信部材４０とを備えてもよい。

以上のように、本発明の有益な効果としては、本発明に係る実施例が提供する液体濃度検出装置は、電磁波Ｌに被測定液体を通過させ、まず屈折角を生じ、さらに二回の全反射により、屈曲された角度を拡大し、さらに屈折切欠部２３により、また、二回の屈折が発生するので、本実施例は屈曲された角度を数倍拡大することができる。これにより、誘導受信部材４０から受信されるデータがより識別、判読されやすくなり、より感度よく検出される。なお、第２の全反射面は外に向かって凸レンズの形状となってもよく、または複数のマイクロ平面から接続されてなり、拡大されるような機能が生じる。これにより本発明は濃度検出の場合、より感度よくなることが可能である。なお、本発明の検出部１２はトレンチ状となるとともに重力方向Ｇと平行し、その両端が開放状となる。液体容器９内の被測定液体は、開放状となる検出部１２を自由に通過することができ、ハウジング１０に堆積することなく、ハウジング１０をシールドすることを防止し、検出精度をよく維持することができる。

本発明の上記説明において、「ほぼ」、「略」等の用語はいかなる微小な変化が可能であるという関係、例えば、加工の許容誤差等の要因によるやや異なる状況を修飾するためのものであるが、このような微小な変化はその本質を変えることはない。

１００、１００ｂ 液体濃度検出装置
１０、１０ｂ ハウジング
１０１ 収容空間
１２、１２ｂ 検出部
１２１ 第１の電磁波透過板
１２３ 第２の電磁波透過板
１２２ 接続板
２０ 屈折反射構造
２０Ｖ 収容区
２１ 電磁波入射部
２１０ 電磁波集中部
２１１ 底面
２１２ 上面
２２ 第１の全反射部
２２１ 第１の入射面
２２２ 第１の全反射面
２２３ 第１の出射面
２３ 屈折切欠部
２３２ 切欠部底面
２４ 第２の全反射部
２４１ 第２の入射面
２４２、２４２’ 第２の全反射面
２４２ａ１ 上部境界反射領域
２４２ａ２ 主反射領域
２４２ａ３ 下部境界反射領域
θ１ 第１の夾角
θ２ 第２の夾角
θ３ 第３の夾角
２４２ｂ 第２の全反射面
２４２ｂ１ 第１の反射曲面
２４２ｂ２ 第２の反射曲面
２４２ｂ３ 第３の反射曲面
２５ 電磁波出射部
２５０ 電磁波出射面
２５２ 段差部
３０ 電磁波発信部材
４０ 誘導受信部材
４１ 第１のゾーン
４２ 第２のゾーン
４３ 第３のゾーン
５０ 電磁波シールドカバー
５１ スリット状開口
９ 液体容器
Ｐ 回路基板
Ｎ 被測定液体
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３ 屈折率
Ａ１ 第１の夾角
Ａ２ 第２の夾角
Ｌ 電磁波
Ｇ 重力方向

その内部に密閉する収容空間が形成され、内側に向かって凹んで検出部を形成し被測定液体を収容するハウジングと、前記ハウジングに収容され、電磁波入射部と、第１の全反射部と、第２の全反射部と、前記第１の全反射部と前記第２の全反射部との間に形成された屈曲切欠部と、電磁波出射面を有する電磁波出射部とを備え、前記電磁波入射部と前記第１の全反射部との間に前記検出部を収容する収容区が形成され、前記収容区の外形が前記検出部と対応する屈折反射構造と、
前記電磁波入射部の一側に置かれ、発信される検出電磁波が順に前記電磁波入射部、前記検出部と被測定液体、前記第１の全反射部に入射された後、前記第１の全反射部により全反射され、前記屈曲切欠部による二回の屈曲を経た後、前記第２の全反射部に収束され、さらに前記第２の全反射部により全反射され前記電磁波出射部を通過する電磁波発信部材と、
前記電磁波出射面と対向すると共に前記電磁波出射部の一側に置かれ、前記電磁波出射部から出射される検出電磁波を受信する誘導受信部材とを備える液体濃度検出装置。

Claims (8)

1. その内部に密閉する収容空間が形成され、内側に向かって凹んで検出部を形成し被測定液体を収容するハウジングと、
   前記ハウジングに収容され、電磁波入射部と、第１の全反射部と、第２の全反射部と、電磁波出射面を有する電磁波出射部とを備え、前記電磁波入射部と前記第１の全反射部との間に前記検出部を収容する収容区が形成され、前記収容区の外形が前記検出部と対応する屈折反射構造と、
   前記電磁波入射部の一側に置かれ、発信される電磁波が順に前記電磁波入射部、前記検出部と被測定液体、前記第１の全反射部に入射された後、前記第１の全反射部により前記第２の全反射部に全反射され、前記第２の全反射部により全反射され前記電磁波出射部を通過する電磁波発信部材と、
   前記電磁波出射面と対向すると共に前記電磁波出射部の一側に置かれ、前記電磁波出射部から出射される電磁波を受信する誘導受信部材とを備えることを特徴とする、液体濃度検出装置。
2. 前記電磁波発信部材と前記電磁波入射部との間に置かれる電磁波シールドカバーと、回路基板とをさらに備え、
   前記電磁波発信部材と前記誘導受信部材が前記回路基板の同じ平面に置かれ、
   前記検出部は、第１の電磁波透過板と、第２の電磁波透過板と、前記第１の電磁波透過板と前記第２の電磁波透過板を接続させる接続板とを備え、
   前記第１の電磁波透過板は、前記回路基板に沿うとともに、前記電磁波入射部の表面に平行に当接し、
   前記第２の電磁波透過板は、前記回路基板に対して傾斜し、
   前記第１の電磁波透過板と前記第２の電磁波透過板との間に鋭角の夾角が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の液体濃度検出装置。
3. 前記検出部はトレンチ状となるとともに重力方向と平行し、その両端が開放状となることを特徴とする、請求項２に記載の液体濃度検出装置。
4. 前記第１の全反射部と前記第２の全反射部との間に形成される屈折切欠部をさらに備え、
   前記第１の全反射部は、前記第２の電磁波透過板に当接する第１の入射面と、第１の全反射面と、第１の出射面とを有し、前記第１の入射面と前記第１の全反射面は鋭角の夾角をなし、
   前記第２の全反射部は、第２の入射面と、第２の全反射面とを備え、
   前記第１の出射面と前記第２の入射面は非平行となり、共同で上記屈折切欠部を形成し、
   前記第２の全反射面は平面または自由曲面となることを特徴とする、請求項３に記載の液体濃度検出装置。
5. 前記第２の全反射部は、
   受信される電磁波を誘導受信部材の第１のゾーンに反射するための上部境界反射領域と、
   受信される電磁波を誘導受信部材の第２のゾーンに反射するための主反射領域と、
   受信される電磁波を誘導受信部材の第３のゾーンに反射するための下部境界反射領域と、
   を有し、
   前記主反射領域は前記上部境界反射領域と前記下部境界反射領域との間に位置し、
   前記第２のゾーンは前記第１のゾーンと前記第３のゾーンとの間に位置することを特徴とする、請求項１に記載の液体濃度検出装置。
6. 前記主反射領域の反射スロープは前記上部境界反射領域の反射スロープよりも小さく、
   前記下部境界反射領域の反射スロープは前記主反射領域の反射スロープよりも小さいことを特徴とする、請求項５に記載の液体濃度検出装置。
7. 前記第２の全反射部は、第１の反射曲面と、第２の反射曲面と、第３の反射曲面とを有する第２の全反射面を有し、
   各反射曲面の両端の仮想平面は、それぞれ前記電磁波出射面と垂直となる仮想垂直線と第１の夾角、第２の夾角、及び第３の夾角を形成させ、第１の夾角＜第２の夾角＜第３の夾角となることを特徴とする、請求項１に記載の液体濃度検出装置。
8. 前記複数の反射曲面はいずれも膨出する円弧面状となり、集光の機能をさらに提供する自由曲面を形成させることを特徴とする、請求項７に記載の液体濃度検出装置。

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