JPH0125017B2 - - Google Patents

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JPH0125017B2
JPH0125017B2 JP6077382A JP6077382A JPH0125017B2 JP H0125017 B2 JPH0125017 B2 JP H0125017B2 JP 6077382 A JP6077382 A JP 6077382A JP 6077382 A JP6077382 A JP 6077382A JP H0125017 B2 JPH0125017 B2 JP H0125017B2
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JP
Japan
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light
output
scattered
circuit
alternating current
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Expired
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JP6077382A
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English (en)
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JPS58178243A (ja
Inventor
Akira Kumada
Shotaro Urushibara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication of JPH0125017B2 publication Critical patent/JPH0125017B2/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
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、検水の濁度を光学的に検出する懸濁
物質濃度測定装置、特にその光源に関するもので
ある。
従来、懸濁物濃度を測定する場合、手分析によ
つていたが、最近は光学式検出器が普及しはじ
め、瞬時に、かつ連続して測定ができるようなつ
てきた。この種の検出器は光源から投射された光
束が懸濁物質により散乱されて生じる散乱光をと
らえる方式であつて、光源としては殆ど入手の容
易なタングステンランプのようなものが使用され
ている。
ところで、タングステンランプはその波長領域
が可視から赤外までの広い領域に亘つている。こ
の事は次の2点の問題を持つことになる。
即ち、第1に波長領域が広いので、多種の着色
成分による吸収を示し、検水に色の変化のあると
ころでは誤差が生じ、正確な懸濁物濃度を検出で
きない。第2の可視光と赤外線が葉緑体に投射さ
れると、可視光のみの投射に比べてクロロフイル
は数倍の活性度を持つ。従つて、光源部に発生す
る藻の発生も加速され、短期間に感度劣化が生じ
るので、頻度の高いメンテナンスが必要となる。
これらの事は実際によく経験することであり、光
学式懸濁物質濃度検出器は信頼できない、あるい
は保守が大変であると往々にしていわれるのは以
上の理由によるものである。
本発明は上記のような問題を解決すためになさ
れたもので、光源に波長700〜2000nmの光を投
射できる光源を用いることにより、検水着色の影
響を受けることなく、長期間無保守で正確に濁度
を測定できる光学式懸濁物質濃度測定装置を提供
することを目的とする。
本発明は、近赤外光は多くの物質に関して指紋
領域になつていない点を利用したものであり、こ
れを図面を参照しながら詳細に説明する。
第1図は赤、緑、青のインクを水1に対して
1ml添加したものの波長入(nm)に対する透過
率(%)の変化を示すもので、曲線l1は赤イン
ク、曲線l2は緑インクの場合である。この図から
明らかなように近赤外光の領域の波長のみによる
光源を、用いれば着色液の影響を受けずに懸濁物
質濃度が測定できる。
ところで、上記特性からは、第2図に示す波長
特性を持つタングステンランプを光源としたので
は、投射光束が濁質により散乱される前や、ある
いは散乱された後も吸収され、正確な測定が行え
ないことが解る。また、クロロフイルの吸収スペ
クトルは殆んど可視領域内にあり、第3図に示す
ように青と赤に大きなピークを示す。従つて、こ
の領域の波長を持つ光源の光を汚濁水中に投射す
ることは藻の発生を助長をすることになる。タン
グステンランプは第2図に示すようにクロロフイ
ルに利用される光を多く含んでおり、藻がよく発
生するということは良く理解できる。これは、タ
ングステンランプから発する熱線(第2図では図
示し切れなかつたが、その特性は長波長側に長く
尾を引き、いわゆる熱線の領域まで及んでいる。)
により、より律速されていると考えられる。この
点から、光源としてタングステンランプを使用す
ると、正確な測定ができなかつたり、あるいは汚
れによる感度劣化が早いということが生じる。
その点、本発明では前述したように光源の波長
領域を限定したので、投射光束は懸濁物により散
乱される前に、後において吸収されず、着色の影
響はなくなる。この場合、波長は700nm、好ま
しくは900nm以上とし、藻の発生を食い止める
ため可視光及び熱源を除外する点を考慮して約
2000nm以下とする。ただし、一般に散乱光や透
過光はフオトダイオード等で受光するので、
1100nm以上は適当ではなく、実際的には900nm
から1100nmの範囲の波長の光を投射できる光源
が最適である。
第4図及び第5図はそれぞれ本発明の実施例を
示すもので、近赤外交流発光手段URGを備えた
場合である。
10は発光源電流発生回路で、この回路10か
ら発生した矩形波電流が940nmの近赤外発光ダ
イオード12に供給され、このダイオード12に
より940nmの近赤外光を断続発生する。この近
赤外光は光学窓14を通つて検水16中に入射
し、検水16中の懸濁物SSに散乱され再び光学
窓14を通つて、受光素子(ホトダイオード)1
8に入射される。このホトダイオード18に入射
する光量は懸濁物量に比例しており、このホトダ
イオード18からの出力を交流成分検出回路20
で交流成分のみを検出し、この検出回路20の出
力を整流回路22で整流し、出力回路24を介し
て出力を取り出す。前述したように、この回路構
成によれば交流成分検出回路20により交流成分
のみを検出しているので、例え外部の光が受光素
子に入射しても直流レベル的に関与するだけなの
で誤差とはならない。
ところで、水質の監視に際して、例えば特殊な
工場排水ではその排液の色の変化が大きい場合が
あり、こうした場合には検水中のSS量だけでは
なくその色度色相の変化も必要となる。また、河
川、湖沼、海域等では、微生物相の変化によつ
て、懸濁物の色相、色度の変化を生ずる場合があ
り、極端な例では、赤潮の発生、藻類の異常発生
の場合には色相、色度の変化は大きい。
従つて、水質の監視上濁度のみならず検水の色
相、色度の変化も同時に知ることが重要である。
上記の点に鑑み、検水および懸濁物の色に影響
されない濁度出力および必要に応じて検水、懸濁
物の色度色相の変化を表わす出力とを同時に得る
ことを可能にしたのが他の実施例であり、第5図
に示す。
第5図は本発明の他の実施例のブロツク図であ
り、第4図と同一符号は同一物を示しその説明は
省略する。
第5図は第4図に示される波長700〜2000nm
の近赤外交流発光手段URGの他に必要に応じて
動作させる可視光交流発生手段VGを設けたもの
である。可視光交流発生手段VGとして実施例で
は近赤外交流発光手段URGと同様に発光源電流
発生回路30と、この回路30からの矩形波電流
が供給される可視光線発光ダイオード32と、こ
のダイオード32からの入射光R1′が光学窓1
4を通して検水16中の懸濁物SSに入射してそ
の散乱される光が入射される受光素子(ホトダイ
オード)34と、このホトダイオード34からの
出力の交流成分のみを検出する交流成分検出回路
36と、この回路36の出力を整流する整流回路
38とから構成されている。40は整流回路38
の後段に設けられた演算回路であつて、波長700
〜2000nmの近赤外交流発光手段URGからの濁度
出力f1に対応した出力Aと可視交流発光手段VG
の整流後の出力Bを用いて演算を行い色度、色相
信号f2を出力するためのものである。
次にこの演算回路40の内容について詳述す
る。ある濁度(例えば約20FTU、ホルマジン溶
液)における赤色、緑色、青色インクを添加した
場合の出力変動はそれぞれ第6図a,b,cのX
およびYに示されるようになる。Xは出力Aであ
り、近赤外光を使つた測定ではほとんど出力変動
がなく、Yは出力Bであり、例えばタングステン
ランプを光源とした可視白色光を使つた測定では
色が濃くなるに従つて出力が図のように変化して
いる。従つて、第5図に示される演算回路40に
より例えば割算等の演算を行なえば着色の強度変
化を表わすことができる。
このことは波長940nmの近赤外を用いた第6
図bおよびcを参照すれば理解されるように、着
色のない場合の出力を100%とすれば第5図にお
けるAおよびBの演算の例として割算B/Aを行
つた結果をプロツトすると第6図aで出力Aの変
化、すなわちXは出力がほとんど変化していない
ので、概略第6bおよびcのYのようになる。こ
のように例えば緑および青色インクの添加量に対
して色度色相信号出力は第6図bおよびcのYの
ような変化特性となるため、検水中の色度色相変
化を第5図の演算回路40によつて知ることがで
きる。
本発明は上記のようであるため、従来の濁度計
に比較して色度色相に影響されない懸濁物質量と
相関があり色度、色相に影響されない濁度出力を
得ることが出来る。さらに必要に応じて同時に検
出の色度、色相の変化を表わす出力の両方をも得
ることができるため、色相、色度の変化のある水
質の監視も行うことができる。従つて、工場排水
の着色の状態、懸濁物量の監視を行うことが可能
となると共に湖沼、海域における赤潮発生等の微
生物相の変化を常時監視することができる。また
実施例では散乱光式濁度計へのの適用の場合につ
いて説明したが、透過光式濁度計への応用も容易
である。
なお、前記光源は指定範囲ならばスペクトル分
布が広くても狭くてもよい。また、長波長領域の
光を発光する光源を用い、フイルタにより指定範
囲以外をカツトして使用する構成としてもよい。
以上のように本発明によれば、波長700nm〜
2000nmに限定した光源を用いるようにしたの
で、着色の影響を受けることがなくなるととも
に、色度変化のよく生じる検水についも長期間無
保守で正確に測定できる。また、藻の発生による
出力変化(感度劣化)がなくなり、保守が容易に
なる。更に、必要に応じて色調度も測定できると
いつた利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は着色による透過率の変化の程度を説明
する特性図、第2図はタングステンランプの波長
特性図、第3図はクロロフイルの吸収スペクトル
特性図、第4図及び第5図は本発明の実施例を示
すブロツク図、第6図a,b,cは出力変化を示
す特性曲線図である。 10,30……発光源電流発生回路、12,3
2……発光ダイオード、14……光学窓、16…
…検水、18,34……受光ダイオード、20,
36……交流成分検出回路、40……演算回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 波長700nm〜2000nmの光線を発光する近赤
    外交流発光手段と、この近赤外交流発光手段から
    発光された光線が検水中の懸濁物によつて散乱さ
    れ、その散乱光を受光して交流成分のみを検出す
    る回路と、可視光線を発生する可視光交流発生手
    段と、この可視光交流発生手段から発光された光
    線が検水中の懸濁物によつて散乱され、その散乱
    光を受光して交流成分のみを検出する回路と、両
    検出回路の出力が供給され、両出力を演算して出
    力に色度、色相信号を送出する演算回路とを設け
    たことを特徴とする光学式懸濁物質濃度測定装
    置。
JP57060773A 1982-04-12 1982-04-12 光学式懸濁物質濃度測定装置 Granted JPS58178243A (ja)

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JP57060773A JPS58178243A (ja) 1982-04-12 1982-04-12 光学式懸濁物質濃度測定装置

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JPS58178243A JPS58178243A (ja) 1983-10-19
JPH0125017B2 true JPH0125017B2 (ja) 1989-05-16

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JP2017150846A (ja) * 2016-02-22 2017-08-31 栗田工業株式会社 接液部材への付着物検出装置及び検出方法

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