JP4905798B2 - 濁色度計 - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。
Priority Applications (1)
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| JP2007132422A JP4905798B2 (ja) | 2007-05-18 | 2007-05-18 | 濁色度計 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2007132422A JP4905798B2 (ja) | 2007-05-18 | 2007-05-18 | 濁色度計 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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