JPH01112137A - 光センサ装置 - Google Patents

光センサ装置

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JPH01112137A
JPH01112137A JP62269899A JP26989987A JPH01112137A JP H01112137 A JPH01112137 A JP H01112137A JP 62269899 A JP62269899 A JP 62269899A JP 26989987 A JP26989987 A JP 26989987A JP H01112137 A JPH01112137 A JP H01112137A
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JP
Japan
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light
fluid mixture
amount
substances
ratio
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JP62269899A
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English (en)
Inventor
Seiji Nakagome
誠治 中込
Yasuyori Sasaki
康順 佐々木
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Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
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Publication date
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Priority to JP62269899A priority Critical patent/JPH01112137A/ja
Publication of JPH01112137A publication Critical patent/JPH01112137A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (])発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、光センサ装置に関し、特に複数の物質による
光透過率がそれぞれ減少しかつ互いに異なる波数を有す
る複数の光の前記複数の物質のうちの少なくとも一方を
含む流体混合物を介した透過光量を検知することにより
前記流体混合物における前記複数の物質の存在比を求め
てなる光センサ装置に関するものである。
[従来の技術] 従来この種の光センサ装置としては、提案されたものが
全くなかった。
したかって流体試料における物質の存在比は、流体試料
の種別などによって一般に赤外線吸収スペクトル分析装
置、液相クロマトグラフあるいは比重測定装置などの分
析検知手段を用いて分析検知されていた。
[解決すべき問題点コ しかしながら従来の分析検知手段では、装置が大型化か
つ高価となる欠点があり、また分析検知作業が煩雑化す
る欠点があった。
そこで本発明は、これらの欠点を解決すべく、複数の物
質による光透過率がそれぞれ減少しかつ互いに異なる波
数を有する複数の光の前記複数の物質のうちの少なくと
も一方を含む流体混合物を介した透過光量を検知するこ
とにより前記流体混合物における前記複数の物質の存在
比を求めてなる光センサ装置を提供せんとするものであ
る。
(2)発明の構成 [問題点の解決手段] 本発明により提供される問題点の解決手段は、「(a)
複数の物質による光透過率がそれぞれ減少しかつ互いに
異なる波数を有する 複数の光をそれぞれ出力するための複 数の光源と、 (b)前記複数の物質のうちの少なくとも一方を含む流
体混合物を介して前記複数 の光源にそれぞれ対向せしめられてお り、前記流体混合物による前記複数の 光の透過光量をそれぞれ検知するため の複数の検知装置と を備えてなることを特徴とする光センサ装置」 である。
本発明により提供される問題点の他の解決手段は、 「(a)複数の物質による光透過率がそれぞれ減少しか
つ互いに異なる波数を有する 複数の光をそれぞれ出力するための複 数の光源と、 (b)前記複数の物質のうちの少なくとも一方を含む流
体混合物を介して前記複数 の光源にそれぞれ対向せしめられてお り、前記流体混合物による前記複数の 光の透過光量をそれぞれ検知するため の複数の検知装置と、 (c)前記複数の検知装置に接続されており、前記複数
の光の透過光量から前記 流体混合物における前記複数の物質の 存在比を算出する算出装置と を備えてなることを特徴とする光センサ装置」 である。
[作用] 本発明にかかる光センザ装置は、複数の光源から複数の
物質による光透過率がそれぞれ減少1ノかつ互いに異な
る波数を有する複数の光をそれぞれ出力し、かつ前記複
数の物質のうちの少なくとも一方を含む流体混合物を介
して前記複数の光をそれデれ複数の検知装置で受光し前
記複数の光の透過光量を検知する作用をなしており、ひ
いては前記透過光量から流体混合物における複数の物質
の存在比を求める作用をなし、結果的に流体混合物にお
ける複数の物質の存在比を求める操作を軽減しかつ迅速
化する作用をなす。
また本発明にかかる光センサ装置は、複数の光源から複
数の物質による光透過率がそれぞれ減少しかつ互いに異
なる波数を有する複数の光をそれぞれ出力し、かつ前記
複数の物質のうちの少なくとも一方を含む流体混合物を
介して前記複数の光をそれぞれ複数の検知装置で受光す
ることにより前記複数の光の透過光量を検知し、かつ前
記透過光量から流体混合物における複数の物質の存在比
を算出装置により算出する作用をなし、ひいては流体混
合物における複数の物質の存在比を求める操作を自動化
する作用をなし、結果的に流体混合物における複数の物
質の存在比を求める操作を一層軽減しかつ迅速化する作
用をなす。
[実施例] 次に本発明について、添付図面を参照しつつ具体的に説
明する。
第1図は、本発明にかかる光センサ装置の一実施例を示
す斜視図である。
第2図は、本発明にかかる光センサ装置の他の実施例を
示す斜視図である。
第3図は、本発明にかかる光センサ装置の別の実施例を
示す斜視図である。
第4図(a) (b)は、それぞれ第1図ないし第3図
実施例の動作を説明するための赤外線吸収スペクトル図
である。
第5図は、第1図ないし第3図実施例の動作を一層具体
的に説明するためのグラフ図である。
まず第1図および第4図(a) (b)を参照しつつ、
本発明にかかる光センサ装置の一実施例について、その
構成および作用を詳細に説明する。ここでは、説明を簡
潔とするために、流体混合物(すなわち流体として存在
する混合物)が、2つの物質すなわちガソリンとメタノ
ールとを適宜の割合で混合することにより作成されてい
るものとする。
訣は、本発明の光センサ装置で、メタノールによる光透
過率が減少する波数(第4図(a)参照)たとえば33
50cm−’もしくは104104O”を有する光を出
力するための光源11Aと、ガソリンによる光透過率が
減少しかつメタノールによる光透過率が減少する波数と
は異なる波数(第4図(b)参照)たとえば2950c
m−1を有する光を出力するための光源11Bと、メタ
ノールとガソリンとが適宜の割合で混合された流体混合
物の試料を上面開口からそれぞれ収容するための試料セ
ル12A、12Bと、光源11A、IIBの出力した光
をそれぞれ試料セル12A。
12Bの一面に対して案内するための光ファイバ]3A
、13Bと、試料セル12A、12Bおよび流体混合物
の試料を介して与えられた透過光を試料セル12A。
+2Bの他面からそれぞれ案内するための光ファイバ1
4A、14Bと、光ファイバ14A、14Bによって案
内された透過光をそれぞれ受光してその光量(すなわち
透過光量)を検知するための検知装置15A。
15Bとを包有している。光源11A、IIBから出力
される光の波数には、所定の許容幅(たとえば±50c
m−” )があり、この範囲内であれば所期の目的を達
成できる。試料セル12A、12Bおよび光ファイバ1
3A、13B ; 14A、14Bは、光源11A、1
1Bから出力される光をあまり吸収しない材料もしくは
その吸収率がほぼ同等である材料たとえば臭化カリウム
、石英ガラスなどで形成されている。試料セル12A、
12Bは、所望により単一の試料セルで形成してもよい
。光ファイバ13A、13B ; 14A、14Bは、
光源11.A、1]、Bあるいは検知装置15A、15
Bの配置により、少なくともその一方を除去してもよい
しかして光源11A、11Bからそれぞれたとえば33
50cm−’あるいは104104O’と2950cm
−’との波数を有する光を出力し、光ファイバ13A、
13Bを介して流体混合物の試料の収容された試料セル
12A、12Bの一面に対して照射する。
試料セル12A、12Bの他面ては、流体混合物の試料
の収容された試料セル] 2A 、 12Bを介して得
られた光すなわち透過光か、光ファイバ14A、14B
に!j−えられている。
光ファイバ14A、14Bに与えられた透過光は。
検知装置15A、15Bまで案内されており、検知装置
15A、15Bでその光量すなわち透過光量が検知され
ている。
検知装置15A、15Bで検知された透過光量は、その
ままあるいは適宜に加工(たとえばその間の比すなわち
透過光量比を算出)することにより、流体混合物の試料
中のメタノールとガソリンとの存在比すなわち混合比を
第5図の如き変換グラフなどを用いて求めるために使用
される。
更に第2図および第4図(a)(b)を参照しつつ、本
発明にかかる光センサ装置の他の実施例について、その
構成および作用を詳細に説明する。ここでも、第1図実
施例と同様に、説明を簡潔とするために、流体混合物が
、2つの物質すなわちガソリンとメタノールとを適宜の
割合で混合することにより作成されているものとする。
他は、本発明の光センサ装置で、メタノールによる光透
過率が減少する波数(第4図(a)参照)たとえば33
50cm−’もしくは104104O”を有する光を出
力するための光源21Aと、ガソリンによる光透過率が
減少しかつメタノールによる光透過率が減少する波数と
は異なる波数(第4図(b)参照)たとえば2950c
m−’を有する光を出力するための光源21Bと、メタ
ノールとガソリンとが適宜の割合で混合された流体混合
物の試料を上面開口からそれぞれ収容するための試料セ
ル22A、22Bと、光源21A、21Bの出力した光
をそれぞれ試料セル22A。
22Bの一面に対して案内するための光ファイバ23A
、23Bと、試料セル22A、22Bおよび流体混合物
の試料を介して与えられた透過光を試料セル22A。
22Bの他面からそれぞれ案内するための光ファイバ2
4A、24Bと、光ファイバ24A、24Bによって案
内された透過光をそれぞれ受光してその光量(すなわち
透過光量)を検知するための検知装置25A。
25Bと、検知装置25A、25Bに対し信号線26A
、26Bを介して接続されておりかつ検知装置25A、
25Bによって検知された透過光量から前記流体混合物
の試料中のメタノールおよびガソリンの存在比すなわち
混合比(たとえば重量比)を算出するための算出装置2
7とを包有している。光源21A、21Bから出力され
る光の波数には、所定の許容幅(たとえば±50cr”
)があり、この範囲内であれば所期の目的を達成できる
。試料セル22A、22B $よび光ファイバ23A、
238 ; 24A、24Bは、光源21A、21Bか
ら出力される光をあまり吸収しない材料もしくはその吸
収率がほぼ同等である材料たとえば臭化カリウム、石英
ガラスなどで形成されている。試料セル22A、22B
は、所望により単一の試料セルで形成してもよい。光フ
ァイバ23A、23B ; 24A、24Bは、光源2
1A、21Bあるいは検知装置25A、25Bの配置に
より、少なくともその一方を除去してもよい。
しかして光源21A、21Bからそれぞれたとえば33
50cm−’あるいは1040cll−1と2950c
m−”との波数を有する光を出力し、光ファイバ23A
、23Bを介して流体混合物の試料の収容された試料セ
ル22A、22Bの一面に対して照射する。
試料セル22A、22Bの他面では、流体混合物の試料
の収容された試料セル22A、22Bを介して得られた
光すなわち透過光が、光ファイバ24A、24Bに与え
られている。
光ファイバ24A、24Bに与えられた透過光は、検知
装置25A、25Bまで案内されており、検知装置25
A、25Bでその光量すなわち透過光量が検知されてい
る。
検知装置25A、25Bで検知された透過光量は、信号
線26A、26Bを介して算出装置27へ与えられる。
算出装置27では、透過光量を適宜に加工(たとえばそ
の間の比すなわち透過光量比を算出)しており、その結
果を用いてたとえば第5図の如き変換グラフにより流体
混合物の試料中のメタノールとガソリンとの存在比すな
わち混合比(たとえば重量比)が算出される。
加えて第3図および第4図(a) (b)を参照しつつ
、本発明にかかる光センサ装置の別の実施例について、
その構成および作用を詳細に説明する。
ここでも、第1実施例と同様に、説明を簡潔とするため
に、流体混合物が、2つの物質すなわちガソリンとメタ
ノールとを適宜の割合で混合することによって作成され
ているものとする。
凹は、本発明の光センサ装置で、メタノールによる光透
過率が減少する波数(第4図(a)参照)たとえば33
50c■−1もしくは104104O’を有する光を出
力するための光源31Aと、ガソリンによる光透過率が
減少しかつメタノールによる光透過率が減少する波数と
は異なる波数(第4図(b)参照)たとえば2950c
m−1を有する光を出力するための光源31Bと、メタ
ノールとガソリンとが適宜の割合で混合された流体混合
物の試料を上面開口からそれぞれ収容するための試料セ
ル32と、光源31A、31Bの出力した光をそれぞれ
試料セル32の一面に対して案内するための光ファイバ
33A、33Bと、試料セル32および流体混合物の試
料を介して与えられた透過光を試料セル32の他面から
それぞれ案内するための光ファイバ34A、34Bと、
光ファイバ34A。
34Bによって案内された透過光をそれぞれ受光してそ
の光量(すなわち透過光量)を検知するための検知装置
35A、35Bと、検知装置35A、35Bに対し信号
線36A、36Bを介して接続されておりかつ検知装置
35A、35Bによって検知された透過光量から前記流
体混合物の試料中のメタノールおよびガソリンの存在比
すなわち混合比(たとえば重量比)を算出するための算
出装置37と、算出装置37に対し信号線38を介して
接続されておりかつ算出装置37によって算出された存
在比すなわち混合比を表示するための表示装置39とを
包有している。
光センサ装置凹は、光源31A、31Bと検知装置35
A、35Bと算出装置37と表示装置39とを収容する
ためのハウジング本体40と、ハウジング本体40の一
端部に対して配設されかつ試料セル32か形成されてお
り流体混合物の試料に対して浸漬されるハウジング浸漬
部40Aとを併せて包有している。
光源31A、31Bから出力される光の波数は、所定の
許容幅(たとえば±50cm−’)があり、この範囲内
であれば所期の目的を達成できる。
光ファイバ33A、33B ; 34A、34Bは、光
源31A。
31Bから出力される光をあまり吸収しない材料もしく
はその吸収率がほぼ同等である材料たとえば臭化カリウ
ム、石英ガラスなどで形成されている。試料セル32は
、所望により光ファイバ33A。
33Bと光ファイバ34A、34Bとに対応して区画さ
れていてもよい。光ファイバ33A、33B ; 34
A、34Bは、光源31A、31Bあるいは検知装置3
5A、35Bの配置により、少なくともその一方を除去
してもよい。
しかして光源31A、31Bからそれぞれたとえば33
50cm−’あるいは1040c+s−’と2950c
m−’との波数を有する光を出力し、光ファイバ33A
、33Bを介して流体混合物の試料に浸漬された試料セ
ル32の一面に対して案内する。
試料セル32の他面では、流体混合物の試料な介して得
られた光すなわち透過光が、光ファイバ34A、34B
に与えられている。
光ファイバ34A、34Bに与えられた透過光は、検知
装置35A、35Bまで案内されており、検知装置35
A、35Bでその光量すなわち透過光量が検知されてい
る。
検知装置35A、35Bで検知された透過光量は、信号
線36A、36Bを介して算出装置37へ与えられる。
算出装置37では、透過光量を適宜に加工(たとえばそ
の間の比すなわち透過光量比を算出)しており、その結
果を用いてたとえば内蔵された第5図の如き変換グラフ
により流体混合物の試料中のメタノールとガソリンとの
存在比すなわち混合比(たとえば重量比)が算出される
算出装置37で算出された存在比すなわち混合比は、信
号線38を介して表示装置39に与えられ、ハウジング
本体40の外部から視認可能に表示される。表示装置3
9の表示を視認することにより、流体混合物中のメタノ
ールとガソリンとの存在比すなわち混合比を直ちに認識
することができる。
併せて第1図ないし第3図にそれぞれ示した本発明にか
かる光センサ装置の各実施例について、−層良く理解す
るために、具体的な数値を挙げて説明する。便宜上、こ
こでは、第1図実施例にそって説明する。
(実施例1) 試料セル12A、12Bを赤外領域で光の吸収が少ない
臭化カリウムKBrを用いて作成し、かつ光ファイバ1
3A、13B ; 14A、14Bを2800〜380
0cm−”の波数領域で光を吸収しない石英ガラスを用
いて作成した。
また試料セル12A、12Bの内面間の距離見□および
外面間の距離文、を、それぞれ5■鶴および7mmとし
た。加えて光源11A、11.Bから出力される光の波
数を、それぞれ3350cm−”および2950cm−
’とした。
この状態で、試料セル12A、12Bに収容される流体
混合物の試料中のガソリンとメタノールとの存在比すな
わち混合比(ここでは“メタノール存在率”という)を
変化せしめつつ、検知装置15A。
15Bで波数3350cm−”、 2950cm−”の
光の透過光量をそれぞれ検知した(第1表参照)。
そののち検知装置15A、15Bで検知した透過光量間
の比すなわち透過光量比を算出した(第1表参照)。
メタノール存在率と透過光量比との間の関係を用いて、
透過光量比からメタノール存在率を求めるための変換グ
ラフを作成した(第5図参照)。
これにより、任意のメタノール存在率の流体混合物の試
料を試料セル12A、12Bに収容して検知装置15A
、15Bにより検知した透過光量間の比すなわち透過光
量比を算出し、この透過光量比から第5図の変換グラフ
を用いてメタノール存在率を求めた。
(実施例2) 試料セル12A、12Bを赤外領域で光の吸収が少ない
臭化カリウムKBrを用いて作成し、かつ光ファイバ1
3A、13B ; 14A、14Bを赤外領域で光の吸
収が少ない臭化カリウムKBrを用いて作成した。
また試料セル12A、12Bの内面間の距離文□および
外面間の距離文、を、それぞれ5■厘および7++nと
した。加えて光源]、IA、IIBから出力される光の
波数を、それぞれ104104O”および2950cm
−’とした。
この状態で、試料セル12A、12Bに収容される流体
混合物の試料中のガソリンとメタノールとの存在比すな
わち混合比(ここでは“メタノール存在率”という)を
変化せしめつつ、検知装置15A。
15Bで波数1040ci+−’、 2950cm−’
の光の透過光量をそれぞれ検知した(第1表参照)。
そののち検知装置15A、15Bで検知した透過光量間
の比すなわち透過光量比を算出した(第1表参照)。
メタノール存在率と透過光量比との間の関係を用いて、
透過光量比からメタノール存在率を求めるための変換グ
ラフを作成した(第5図参照)。
これにより、任意のメタノール存在率の流体混合物の試
料を試料セル12A、12Bに収容して検知装置15A
j5Bにより検知した透過光量間の比すなわち透過光量
比を算出し、この透過光量比から第5図の変換グラフを
用いてメタノール存在率を求めた。
なお上述においては検知装置15A、15B ; 25
A。
25B ; 35A、35Bが光源11A、]、IIB
; 21A、21B ; 31A。
31Bに対応した数だけ使用されているが、本発明は、
これに限定されるものではなく、所望によってはこれら
の検知装置をそれぞれ単一の検知装置によって置換して
複数の光源に対して共通化してもよい。
(3)発明の効果 上述より明らかなように本発明にかかる光センサ装置は
、 (a)複数の物質による光透過率がそれぞれ減少しかつ
互いに異なる波数を有する 複数の光をそれぞれ出力するための複 数の光源と、 (b)前記複数の物質のうちの少なくとも一方を含む流
体混合物を介して前記複数 の光源にそれぞれ対向せしめられてお り、前記流体混合物による前記複数の 光の透過光量をそれぞれ検知するため の複数の検知装置と を備えてなるので、 (i)流体混合物を介した光の透過光量を検知すること
により、その流体混合 物中に含まれた複数の物質の存在比 すなわち混合比を直ちに求めること ができる効果 を有し、ひいては (ii)流体混合物中に含まれた複数の物質の存在比す
なわち混合比を求める操 作を軽減できかつ迅速化できる効果 を有する。
また本発明にかかる他の光センサ装置は、(a)複数の
物質による光透過率がそれぞれ減少しかつ互いに異なる
波数を有する 複数の光をそれぞれ出力するための複 数の光源と、 (b)前記複数の物質のうちの少なくとも一方を含む流
体混合物を介して前記複数 の光源にそれぞれ対向せしめられてお り、前記流体混合物による前記複数の 光の透過光量をそれぞれ検知するため の複数の検知装置と、 (c)前記複数の検知装置に接続されており、前記複数
の光の透過光量から前記 流体混合物における前記複数の物質の 存在比を算出する算出装置と を備えてなるので、上記(i)(ii)の効果に加え(
iii)流体混合物中に含まれた複数の物質の存在比す
なわち混合比を直ちに認 識できる効果 を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる光センサ装置の一実施例を示す
斜視図、第2図は本発明にかかる光センサ装置の他の実
施例を示す斜視図、第3図は本発明にかかる光センサ装
置の別の実施例を示す斜視図、第4図(a) (b)は
それぞれ第1図ないし第3図実施例の動作を説明するた
めの赤外線吸収スペクトル図、第5図は第1図ないし第
3図実施例の動作を一層具体的に説明するためのグラフ
図である。 10;20;30・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・光センサ装置11A、IIB;21A、21B;
31A、31B・・・・・・・・・・・・光源12A、
12B;22A、22B、32・・・・・・・・・・・
・・・試料セル13A、13B;23A、23B;33
A、33B・・・・・・光ファイバ14A、148;2
4A、24B;34A、34B・・・・・・光ファイハ
15A、15B;25A、258;35A、35B・・
・・・・・・検知装置26A、26B;36A、36B
・・・・・・・・・・・・・・・・・・信号線27;3
7・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・算出装置38・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・信号線39・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
表示装置40・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・ハウジング本体40A・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・ハウジング浸漬部特許出願人 エ
ヌオーケー株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)複数の物質による光透過率がそれぞれ減少
    しかつ互いに異なる波数を有する複数 の光をそれぞれ出力するための複数の光 源と、 (b)前記複数の物質のうちの少なくとも一方を含む流
    体混合物を介して前記複数の光 源にそれぞれ対向せしめられており、前 記流体混合物による前記複数の光の透過 光量をそれぞれ検知するための複数の検 知装置と を備えてなることを特徴とする光センサ装置。
  2. (2)(a)複数の物質による光透過率がそれぞれ減少
    しかつ互いに異なる波数を有する複数 の光をそれぞれ出力するための複数の光 源と、 (b)前記複数の物質のうちの少なくとも一方を含む流
    体混合物を介して前記複数の光 源にそれぞれ対向せしめられており、前 記流体混合物による前記複数の光の透過 光量をそれぞれ検知するための複数の検 知装置と、 (c)前記複数の検知装置に接続されており、前記複数
    の光の透過光量から前記流体混 合物における前記複数の物質の存在比を 算出する算出装置と を備えてなることを特徴とする光センサ装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0494552U (ja) * 1990-12-29 1992-08-17
JPH05223733A (ja) * 1992-02-10 1993-08-31 Japan Electron Control Syst Co Ltd 光学式アルコール濃度測定装置

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