JPH0120371B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、媒体中の浮遊粒子に係る情報を光学
的に測定する測定装置、殊に測定対象点に対して
遠隔地に情報の処理をなす遠隔測定装置に関す
る。

一般に、媒体中の浮遊粒子の大きさ、速度、濃
度、種類等の浮遊粒子に係る情報を測定点におい
て当該媒体の状態を乱さずに取得すること、また
測定点に必要な測定関係機器を小型化することは
重要な要請であるが、従来、これを満足する測定
装置は開示されていない。

本発明は、基本的にこの点に鑑てなされたもの
で、媒体への光源と、浮遊粒子からの信号光の処
理、加工系とを測定点から分離することにより、
測定点に要する光学系を簡易、小型化せんとした
ものである。

従つて、遠隔測定法となるが、これにより、付
随的に応用範囲は広がるものである。

以下、添付の図面に即し、本発明の実施例に就
き説明するが、この望ましい実施例では、測定項
目として、浮遊粒子の大きさとか濃度に加え、速
度、種類等も判かるもの、また異なる粒子が混在
しているときの情報も得られるものを開示する。

レーザ光等の単色光源１からの出射光を、例え
ば短焦点顕微鏡対物レンズ２等を介した後、光伝
送路３に入射させる。光伝送路３はなるべく伝送
損失の少い可撓性光フアイバが望ましい。

光伝送路３の出射端には適当な径の光ビームと
するためのレンズ系４が臨ませてあり、このレン
ズ系４を介して媒体５を照射する。

媒体５中の浮遊粒子からの光は対物レンズ６に
て受光され、結像されるが、この実施例では、こ
の光路中に光分波装置７を介在させており、浮遊
粒子からの信号光の中、照射光と同一波長の散乱
光と、異なる波長の螢光とを分離的に出力できる
ようにしている。光分波装置７は例えば波長選択
性の鏡等として構成でき、図示の場合もこれを例
示していて、照射光と同一波長の散乱光に相当す
る成分は反射して散乱光用伝送フアイバ９に入射
させ、螢光に相当する成分は透過させて螢光用伝
送フアイバ８に入射させるようにしている。

各専用の受光伝送フアイバ８，９により、情報
を取得し加工、処理したい地点迄、各信号光を伝
送するが、当該地点において、各伝送フアイバの
出力端には、必要に応じて波長選択性を増すため
のフイルタ１０，１１を介する等して光電変換器
１２，１３を各臨ませている。光電変換器は光電
子増倍管等、増幅作用の高いものが望ましいが、
一般に光電変換器により変換した電気信号出力に
は高周波成分を持つ雑音が混入しているので、適
当な波形整形器１４，１５によりこの雑音成分を
除くことが好ましい。その後、この実施例では、
夫々、ピーク検出器１６，１７に入力して電気信
号のピーク値をホールドし、波高分析器１９，２
０によつてパルス頻度及び波高値を分析させてい
る。

また、螢光パルスがある時にのみ、或いはその
逆にない時にのみ、散乱光分析をなさしめるゲー
ト１８を設ける等しても良い。

このような測定系によれば、次のような浮遊粒
子に係る情報を得ることができる。

一般に、散乱光強度ｙと浮遊粒子の平均半径ａ
とは、ｋ、ｂを常数として、 ｙ＝ｋ・a^b なる式で関係付けることができる。従つて、散乱
光パルスの高さが粒子の大きさに対応することを
考えると、分析器２０による当該パルス波高値か
ら粒子の平均半径を求めることができる。

また、浮遊粒子が媒体中の光ビームを横切る時
間は光ビームの直径と粒子速度によつて決まるか
ら、図示はしなかつたが、光パルス乃至変換電気
信号パルスのパルス幅を求めれば速度を求めるこ
とができる。但し、速度は他の手法によつても得
ることができるし、媒体速度を別途公知手法によ
り測定することで得ることも多い。

速度が分かれば、分析器２０によるパルスの単
位時間当たり発生頻度の測定結果から、媒体中を
一様な分布で浮遊している通常の状態において粒
子の平均濃度を得ることができる。

螢光性色素を含有しいる浮遊粒子では、上述の
作業の外に、色素含有量の多少に応じて螢光パル
ス波高値が変わることから、分析器１９により当
該含有量、ひいては種類の想定が可能となる。

但し、上述の測定項目及び測定系自体は他の任
意の手法が採り得るものである。要は、本発明に
より、媒体への光源部分と、媒体からの信号処理
部分とを、測定点に置かないでも済むようになつ
た点に本発明の大きな特徴があるものである。

即ち、測定しようとする媒体の実際の測定点に
は、実施例の場合にしてもレンズ系４（これは鏡
等に変えることもできる）、対物レンズ６、加え
ても光分波器７程度の数少い光学装置しか必要と
せず、しかも、このようなものはいづれも小型に
留ることが容易であり、しかも光伝送路３，８，
９は可撓性であるので、小形化した機器への接続
も力をかけずに簡単に行うことができ、全体とし
ても充分に小型、微小化が可能なのである。

尚、図示の場合、媒体５が運動しているように
説明したが、これは相対的な問題である。即ち、
本発明によれば、測定点に要する機器が小型、簡
易化できるので、これを密閉して全体を一定速度
で動かすことも充分考えられ、このようにして海
中探査機器とする等の応用も得ることができる。
これは、結果としての遠隔測定による利点の表れ
の一つとも言うことができる。

以上詳細に説明したように、本発明は、浮遊粒
子へ光を照射する測定点に対して該照射光の光源
を遠隔地に置き、該光源と上記測定点における浮
遊粒子への光照射位置とを可撓性の光伝送路で接
続すると共に、該浮遊粒子からの光を照射した光
と同一波長の光と、これと異なつた波長の光とに
分波する分波器を設け、この分波器からの照射し
た光と同一波長の光と、これと異なつた波長の光
とをそれぞれ可撓性の受光用光伝送路に入射さ
せ、これらの受光用光伝送路を介して遠隔地に置
いた受光情報の信号処理回路にそれぞれ連絡した
構成をとるので、浮遊粒子の平均半径、速度、平
均濃度、含有量あるいは含有粒子の種類等が検知
でき、種々の浮遊粒子の存在下でも特異的に、か
つ遠隔的、実時間的に捉えることができる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明一実施例の概略構成図である。 図中、１は光源、３，８，９は光伝送路、５は
媒体、７は光分波装置、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 媒体中の浮遊粒子へ光を照射し、該浮遊粒子
   からの光を受光して該受光した光から浮遊粒子に
   係る情報を得る測定装置であつて、浮遊粒子へ光
   を照射する測定点に対して該照射光の光源を遠隔
   地に置き、該光源と上記測定点における浮遊粒子
   への光照射位置とを可撓性の光伝送路で接続する
   と共に、該浮遊粒子からの光を前記照射した光と
   同一波長の光と、これと異なつた波長の光とに分
   波する分波器を設け、この分波器からの前記照射
   した光と同一波長の光と異なつた波長の光とをそ
   れぞれ可撓性の受光用光伝送路に入射させ、これ
   らの受光用光伝送路を介して遠隔地に置いた受光
   情報の信号処理回路にそれぞれ連絡したことを特
   徴とする媒体中の浮遊粒子からの情報の光学的測
   定装置。