JPH01207648A - 光学式屈折率測定器の温度補正装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、特に液体の屈折率を測定する光学式屈折率
測定器の温度補正装置に関するものである。

〔従来の技術〕

液体の屈折率を測定する場合、例えば被測定液体中にプ
リズムを配置しておき、光源から出て被測定液体中を通
過した光かそのプリズムの表面で屈折することを利用し
、その屈折光をセンサで検知して屈折率を測定すること
が知られている。

すなわち、上記光源からの光がプリズムに入射したとき
の屈折角は被測定液体の屈折率によって法定され、この
ときプリズムに対する光の入射角は一定であるので、上
記屈折角をセンサを用いて検知することにより屈折率を
検出することができる。その際、被測定液体の温度が変
化するとその屈折率も変わるので、プリズムでの屈折角
も変わってくる。このため、上記検出した屈折率に対し
て温度補正を行うことか必要となり、この温度補正のた
めに通常サーミスタ等の温度検知素子が使用されている
。

第４図、第５図は、上述したセンサ及びサーミスタの熱
応答特性を示したのである。−数的な物質に対しても言
えることであるが、センサ（時定数τＩ）の出力電圧Ｖ
１とサーミスタ（時定数τ２）の出力電圧ｖ２の時間に
対する変化幅はそれぞれ異っており、これが時間に対す
る遅わの原因となっている。

なお、図中Ａ、Ｂはセンサ出力電圧の初期値及び時間Ｔ
＋ｆ＆の最終値を示し、Ｃ１Ｄはサーミスタ出力電圧の
初期値及び時間Ｔ　ｒ　後の最終値を示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の光学式屈折率測定器の温度補正装
置にあっては、上記のようにセンサとサーミスタとの間
に熱応答速度の違いによる誤差があり、このため、測定
時間が長くなると共に、回路構成もａＨになるという問
題点があった。

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、測定時間を短縮することができ、しかも簡易な回路
構成の光学式屈折率ｄ１１１定器の温度補正装置を提供
することを目的としている。

（課題を解決するための手段） この発明の光学式屈折率１ｔｌＩ２器の温度補正装置は
、被測定体の温度を検知する温度検知素子と、この温度
検知素子の出力値を前記センサの出力値の時間に対する
変化分と同一の変化分となるように調整する変換回路を
設け、この変換回路の出力値と１１η記センサの出力値
との差から屈折率を検出するようにしたものである。

〔作用〕

この発明の光学式屈折率測定器の温度補正装置において
は、温度検知素子の出力値の時間に対する変化分がセン
サの出力値の変化分と等しくなるように調整され、その
３Ｉ整された温度検知素子の出力値とセンサの出力値と
の差が検出される。

この出力値の差は、上記時間変化分がキャンセル（相殺
）されたものとなり、従って温度検知素子とセンサとの
間の熱応答の違いによる誤差がなくなる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面について説明する。

第１図はこの発明に係る温度補正装置の信号処理系の回
路構成を示すブロック図である。図において、１は被測
定体の温度を検知する温度検知素子として設けられたサ
ーミスタ、２は被測定体を通過した屈折光を検知するホ
トダイオード等のセンサ、３はサーミスタ１の出力値（
抵抗値）を電圧値に変換する抵抗−電圧変換回路で、同
時にその電圧値をセンサ２の出力値の時定数による変化
分と同一の変化分になるように調整する。４はセンサの
出力値（電流値）を電圧値に変換する電流−電圧変換回
路、５は上記変換回路３の出力電圧値と変換回路４を経
たセンサ２の出力電圧値との差を検出する差動増幅器で
、この差動増幅回路５の出力値に応じた値が該測定器の
測定値となる。

第２図は屈折率測定器の概略構成を示す断面図である。

図中、６は光源となるＬＥＤ　（発光ダイオード）、７
はホルダ８に保持されたプリズムで、上部にセンサ２が
設置されている。９は光の拡散を防止するための光吸収
体、ｌＯは被測定液体である。

上記サーミスタ１は図示のように、プリズム７のホルダ
８内に７１Ｍを設けてその中に設置しているか、このサ
ーミスタ１の取付位置としてはプリズム７の近傍か望ま
しく、ここではプリズム７の接面側としである。この位
置は、特性的にはサーミスタ１の時定数（τ２）をセン
サ２の時定数（τ１）と等しくする位置で、構造的には
被測定液体ｌＯの近くとなっており、最も好ましい位置
である。

次に動作について説明する。

ＬＥＤ６から出た光は被測定液体ｌＯを通り、プリズム
７の表面で屈折してセンサ２により検知される。そして
、このセンサ２の出力から被測定液体１０の屈折率が検
出されるが、その際、同時にサーミスタ１の検知温度に
応じて温度補正か行われる。

すなわち、センサ２の出力は電流−電圧変換回路４によ
り電圧値に変換され、センサ出力電圧Ｅとなる。一方、
サーミスタ１の出力は抵抗−１゛に圧変換回路３により
電圧値に変換され、サーミスタ出力電圧Ｆとなるが、こ
の時、同時に上記センサ２の時間に対する変化分と同じ
変化分となるように調整される。そして、両型圧Ｅ、Ｆ
の差か差動増幅回路５で取られ、この差動増幅回路５か
ら温度補正されたセンサ出力電圧Ｇが出力される。つま
り、上記両型圧Ｅ、Ｆは同じ時定数（τ、＝で３）であ
るため、時間に対する変化分（誤差）△（１）が等しく
なっている。

従って、−Ｆ記補正後の出力電圧Ｇは、Ｇ＝（Ｅ−△（
ｔ））−（Ｆ−△（ｔ））＝Ｅ−Ｆとなり、時間に対す
る変化分の要素がキャンセルされる。この時、抵抗−電
圧変換回路３により、第４図のＡ−Ｈの電圧と第５図の
Ｃ−Ｄの電圧が等しく　（Ａ−Ｂ＝Ｃ−Ｄ）なるように
調整され、その結果熱応答による誤差並びに温度特性が
同時に補正され、第３図に示すような安定した（Ａ′）
センサ出力電圧Ｇが得られる。

このように、熱応答による誤差かなくなるので測定時間
を短縮することができ、また、同時に温度補正も行える
ので、温度補正用の機能を別個に設ける必要がなく、簡
易な回路構成となり、システムをコンパクト化すること
ができる。

（発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、温度検知素子
の出力値をセンサの出力値の時間に対する変化分と同一
の変化分となるように調整し、その調整した温度検知素
子の出力値とセンサの出力値との差から屈折率を検出す
るようにしたため、熱応答による誤差の補正と同時に温
度補正を行うことができ、測定時間を短縮することがで
きると共に、簡易な回路構成になるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る温度補正装置の回路構成を示す
ブロック図、第２図は屈折率測定器の概略構成を示す断
面図、第３図は第１図の差動増幅回路の出力電圧を示す
図、第４図はセンサの熱応答特性を示す特性図、第５図
はサーミスタの熱応答特性を示す特性図である。 １・・・・・・サーミスタ（温度検知素子）２・・・・
・・センサ ３・・・・・・抵抗−電圧変換回路 ４・・・・・・電流−電圧変換回路 ５・・・・・・差動増幅回路 ６・・・・・・ＬＥＤ　（光源） ７・・・・・・プリズム ８・・・・・・ホルダ ９・・・・・・光吸収体 １０・・・・・・被測定液体 出願人　スタンレー電気株式会社 ＠４図 Ｅｆｒ贋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被測定体を通過した屈折光をセンサで検知して該被測
   定体の屈折率を測定する光学式屈折率測定器において、
   被測定体の温度を検知する温度検知素子と、この温度検
   知素子の出力値を前記センサの出力値の時間に対する変
   化分と同一の変化分となるように調整する変換回路を設
   け、この変換回路の出力値と前記センサの出力値との差
   から屈折率を検出するようにしたことを特徴とする光学
   式屈折率測定器の温度補正装置。