JPH01277740A

JPH01277740A - 水中濁度計装置

Info

Publication number: JPH01277740A
Application number: JP10792788A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Fujita; 藤田　清
Original assignee: Asahi Seimitsu KK
Current assignee: Pentax Precision Co Ltd
Priority date: 1988-04-30
Filing date: 1988-04-30
Publication date: 1989-11-08

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】産業上の利用分野本発明は、主として海水、湖水等の濁りを光学的に測定
する透過光方式の水中濁度計装置に関する。

従来の技術従来から測定が迅速且つ容易であり、懸濁物質の量等の
実体的な面との対応が良いという点で、透過光方式で透
過率を測定する水中濁度計が使用されている。この装置
は、周囲からの散乱光が測定値に影響を与えないように
するため、発光ダイオードのビーム光を直径０．３ｍｍ
φ程に絞って光源とし、光束径２ｍｍφで光路長５０ｍ
ｍ又は１００ｍｍの極めて細い擬似平行光束を投射し、
その間に存在する懸濁物質による透過率の変化を受光ダ
イオードで読取ってデジタルに表示する方式を採用して
いる。また、この装置で擬似平行光束を投射するのは、
平行光束よりも収束度を大きくして発光ダイオードのビ
ーム光の散乱を防止し計測に充分な光量を確保するため
であり、また、光源である発光ダイオードの光強度の温
度による変化は、光源からの投射光の一部を測定光から
分光して参照光とし、測定光と比較して補償する参照光
比較方式で行っている。また、測定精度は少なくとも透
過率で±０．２％、分解能は±０．１％程度が要請され
ている。

発明が解決しようとする問題点従来装置では、擬似平行光束の投射光学系の光源には、
直接に発光ダイオードを０．３ｍｍφ程の絞りを介して
配置していたが、この光源である発光ダイオードは、電
極の影が投影光学系によりドーナツ状、三日月状或いは
三角形状に集光部に投影されて現れ、その結果、均等な
ビーム光が得られない問題点があり、従って、夫々の機
器によって測定精度を２％程度の幅で狂わせる虞れがあ
った。また、光源となる発光ダイオードは、２ＫＨｚ程
の高周波の変調周波数で発光するため、従来のように電
源と発光ダイオードとを結ぶ長い供電線は、２ＫＨｚの
変調周波数で電波を空中に伝播し、受光側の検出回路に
混入して測定を狂わせる虞れがあった。

また、参照光比較方式において、従来の測定光を主とし
た光学系は、構造的に非対称で複雑になり、且つ、受光
ダイオードへの入射角が太き（なるため、測定光と参照
光とが混入して測定値が正確に較正し得ない問題があり
、また、較正しようとする両者の光強度が機種毎に異な
り、測定値が安定しない問題があった。

問題点を解決するための手段そこで本発明は、発光ダイオードのビーム光を光源とし
、光束径の細い擬似平行光束の投射光学系により所定の
光路長を形成し、その間に存在する懸濁物質による透過
率の変化を受光ダイオードで読取ってデジタルに表示す
るようになした水中濁度計装置において、前記擬似平行
光束の投射光学系の光源を、所定位置に設置した発光ダ
イオードに一端を連結した光ファイバーの他端発光部で
構成したことを特徴とする水中濁度計装置を提供すると
共に、前記所定の光路長を有する測定光路に対して平行
する参照光路を分光光学系により形成し、前記測定光路
を透過する測定光と参照光路を透過する参照光とを、対
称な同一条件で且つ平行で小さな入射角で集光し得る集
光系で集光し、デュアルタイプの受光ダイオードにより
透過率を較正して検出し得るように構成したことを特徴
とする水中濁度計装置を提供しようとするものである。

作用本発明装置によれば、擬似平行光束の投射光学系の光源
を、所定位置に設置した発光ダイオードに一端を連結し
た光ファイバーの他端発光部で構成したから、発光ダイ
オードの高輝度発光部分の均等な光を光ファイバー導い
て光源とすることができ、従って、影の無い鮮明で均等
な透過光を投射して、正確な計測値を得ることができる
作用があり、また、光ダイオード１０を２　Ｋ　Ｈｚ程
の高周波の変調周波数で発光しても、その供電線が電波
を空中に伝播することがないから、測光電子回路に混入
して測定に悪影響を及ぼすこともなくなる作用があり、
また、更に、測定光路に対して平行する参照光路を分光
光学系により形成し、前記測定光路を透過する測定光と
参照光路を透過する参照光とを、対称な同一条件で且つ
平行で小さな入射角で集光し得る集光系で集光してデュ
アルタイプの受光ダイオードに入射することにより透過
率を較正して検出し得るから、測定光と参照光とが光学
的に混合することなく個々の受光部に集光し、正確な測
定値が得られる作用があり、また、機種毎の発光、受光
ダイオードの性能による測定値のバラツキがなくなる作
用がある。

実施例以下図示する実施例により本発明装置を詳細に説明する
と、第１図において、１は本発明に係る水中濁度計の装
置本体で、上下外周にフランジ部２を有する筒部３と、
その上下にパツキン４を介して固着した水密基盤５．６
とからなる。７は水密基盤５の中央に設けた外部ケーブ
ルとの接続用コネクタである。装置本体１内に位置する
水密基盤６には発光筒体８と受光筒体９とが所定間隔を
隔てて平行に設けである。

発光筒体８内には、第２図示の如く、光軸筒体１２が嵌
着してあり、該筒体１２内の基部には、外部から導入し
たプラスチック光ファイバー１）の発光端を支持する支
持部材１３が芯出し部材１４により軸心位置に取付けで
ある。光ファイバー１）の外部の一端は、図では省略し
た測定電子回路基盤等と共に器内め所定の位置に設置し
た光輝度の発光ダイオード１０に光学的及び機械的に接
続しである。光ファイバー１）は０．２５ｍｍφの太さ
で光軸り上の光源位置ＬＯに位置決めされている。また
、光軸筒体１２の先端部にはコリメータレンズ１５がレ
ンズ枠１６により取付けてあり、光ファイバー１）の光
を擬似平行光束として投射するように構成しである。１
７はレンズ押えである。また、光軸りにはスプリッタプ
リズム１８が設けてあり、光軸りに沿った擬似平行光束
を直進する測定光Ｌ１と直角に屈折する参照光Ｌ２とに
分割している。

参照光Ｌ２は装置本体ｌ内を通って受光筒体９の直角プ
リズム２７に投射される。

測定光Ｌ１は、水密基盤６上に固設した投射枠２３に保
護された光軸枠２４を通りその先端に設けた直角プリズ
ム１９により、前記参照光Ｌ２と平行に直角に屈折され
て、投射窓２０から外部に２ｍｍφの擬似平行光として
投射され、１００ｍｍの距離を隔てた受光側窓２１から
、受光枠２５に保護された受光枠２６の直角プリズム２
２に投射されて直角に屈折し受光筒体９に、前記参照光
Ｌ２と平行に導入されるように構成しである。

測定光ＬＬと参照光Ｌ２とは、第３図に示すように、受
光筒体９内の対称位置に設けた同様な受光レンズ２８．
２９を経て、平ガラス３０に光学的に対称に設けた集光
プリズム３１．３２に平行に集光され、個々独立にダブ
ルビーム分光測光用のデュアル型ダイオード３３に導入
されるように構成しである。その他、３３ａ、３３ｂ、
３３Ｃはダイオード３３の出力端子で、図では省略した
測光電子回路の基盤に設けた比較回路に接続しである。

その他、３４．３５はレンズ筒、３６．３７はレンズ節
理え、３８はプリズム枠、３９はダイオード支持枠、４
０はダイオード押えである。

上記の構成において、装置本体１を水中に没して、電源
を入れると、装置１内の測定電子回路の基盤の所定位置
に設けた発光ダイオード１０が発光し、これに接続した
光ファイバー１）を介して測定光学系の光源位置ＬＯに
光ビームが導かれ、コリメータレンズ１５により、擬似
平行光束が測定光Ｌ１及び参照光Ｌ２として投射される
こととなる。このとき、擬似平行光束を形成する光学系
の光源を発光ダイオードＩＯに一端を連結した光ファイ
バー１）の他端発光部で構成したから、発光ダイオード
１０の高輝度発光部分の均等なビーム光を光ファイバー
導いて光源とすることができ、従って、影の無い鮮明で
均等な測定光を投射し、正確な計測値を得ることができ
ると共に、光ダイオード１０を２ＫＨｚ程の高周波の変
調周波数で発光しても、その供電線がアンテナとなって
電波を空中に伝播することがないから、測光電子回路に
混入して測定に悪影響を及ぼすこともなくなる。

また、測定光Ｌ１に対して平行する参照光Ｌ２をスプリ
ッタプリズム１８により分光し、前記測定光路を透過す
る測定光Ｌ１と参照光路を透過する参照光Ｌ２とを、対
称で同一な条件で集光し、且つ平行で小さな入射角で集
光し得る直角プリズム２２．２７、受光レンズ２９，２
８、集光プリズム３１．３２の集光系で集光し、デュア
ルタイプの受光ダイオード３３に受光し得るから、測定
光と参照光とが混合することなく個々の受光部に集光し
、正確な測定値が得られ、従って、機種毎の発光、受光
ダイオードの性能による測定値のバラツキ等がなく、正
確な測定値が得られる。

尚、実施例では、測定光路が発光筒体及び受光筒体に直
交する方向で水中に露呈し、その間の濁度を測定するも
のであるが、発光筒体及び受光筒体と平行する方向に測
定光路を設定してその間の濁度を測定する構成にするこ
とも勿論可能である。

効果以上の通り、本発明に係る水中濁度計装置によれば、発
光ダイオードのビーム光を光源とし、光束径の細い擬似
平行光束の投射光学系により所定の光路長を形成し、そ
の間に存在する懸濁物質による透過率の変化を受光ダイ
オードで読取ってデジタルに表示するようになした水中
濁度計装置において、擬似平行光束の投射光学系の光源
を、所定位置に設置した発光ダイオードに一端を連結し
た光ファイバーの他端発光部で構成したから、発光ダイ
オードの高輝度発光部分の均等な光を光ファイバー導い
て光源とすることができ、従って、影の無い鮮明で均等
な透過光を投射して、正確な計測値を得ることができる
効果があり、且つ、光ダイオード１０を２ＫＨｚ程の高
周波の変調周波数で発光しても、その供電線が電波を空
中に伝播することがないから、測光電子回路に混入して
測定に悪影響を及ぼすこともなくなる効果があり、更に
、測定光路に対して平行する参照光路を分光光学系によ
り形成し、前記測定光路を透過する測定光と参照光路を
透過する参照光とを、対称な同一条件で且つ平行で小さ
な入射角で集光し得る集光系で集光してデュアルタイプ
の受光ダイオードに入射せしめ透過率を較正して検出し
得るから、測定光と参照光とが混合することな（個々の
受光部に集光し、正確な測定値が得られ、且つ、機種毎
の発光、受光ダイオードの性能による測定値のバラツキ
等がなくなり、正確な測定値が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一部を縦断して示す概略縦断正面
図、第２図はその要部の拡大概略断面図であり、第３図
は他の要部の拡大概略断面図である。１・・・装置本体５．６・・・水密基盤７・・・コネクタ８・・・発光筒体９・・・受光筒体１０・・・発光ダイオード１）・・・光ファイバー１５・・・コリメータレンズ１８・・・スプリンタプリズム１９・・・直角プリズム２２・・・直角プリズム２７・・・直角プリズム２７．２８・・・受光レンズ３１．３２・・・集光プリズム３３・・・デュアルタイプ受光ダイオード第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発光ダイオードのビーム光を光源とし、光束径の
細い擬似平行光束の投射光学系により所定の光路長を形
成し、その間に存在する懸濁物質による透過率の変化を
受光ダイオードで読取ってデジタルに表示するようにな
した水中濁度計装置において、前記擬似平行光束の投射
光学系の光源を、所定位置に設置した発光ダイオードに
一端を連結した光ファイバーの他端発光部で構成したこ
とを特徴とする水中濁度計装置
（２）発光ダイオードのビーム光を光源とし、光束径の
細い擬似平行光束の投射光学系により所定の光路長を形
成し、その間に存在する懸濁物質による透過率の変化を
受光ダイオードで読取ってデジタルに表示するようにな
した水中濁度計装置において、前記所定の光路長を有す
る測定光路に対して平行する参照光路を分光光学系によ
り形成し、前記測定光路を透過する測定光と参照光路を
透過する参照光とを、対称な同一条件で且つ平行で小さ
な入射角で集光し得る集光系で集光し、デュアルタイプ
の受光ダイオードにより透過率を較正して検出し得るよ
うに構成したことを特徴とする水中濁度計装置