JPH04198844A - Liquid concentration sensor - Google Patents

Liquid concentration sensor

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Publication number
JPH04198844A
JPH04198844A JP33174790A JP33174790A JPH04198844A JP H04198844 A JPH04198844 A JP H04198844A JP 33174790 A JP33174790 A JP 33174790A JP 33174790 A JP33174790 A JP 33174790A JP H04198844 A JPH04198844 A JP H04198844A
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JP
Japan
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liquid
light
light emitting
detection
measured
Prior art date
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Application number
JP33174790A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Joji Nonoyama
野々山 錠治
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Shiroki Corp
Original Assignee
Shiroki Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To accurately measure the concn. of a liquid by holding the measured voltage of a detection part obtained when an LED emits light and the measured voltage thereof when the LED emits no light to a sample hold circuit and subtracting both voltages to remove the effect of an external disturbance light component. CONSTITUTION:A part of the laser beam reflected from a reflecting film 12a is transmitted through a liquid 7 to be measured at a sensing part 1A and the remainder thereof is totally reflected from an inner surface to be incident to a photosensor 14b. The quantity of the laser beam generating total reflection becomes the function of the refractive index of the liquid 7 and, since there is definite correlation between the concn. and refractive index of the liquid 7, the quantity of laser beam, that is, the quantity of the beam incident to the photosensor 14b is detected to make it possible to measure the concn. of the liquid 7. At the time of measurement, an LED 14a intermittently emits beam and the output VA of the sensor 14b at the time of the emission of beam is held to a sample hold circuit 18 and the output VB thereof at the time of the non-emission of beam is held to a sample hold circuit 19. Subsequently, the operation of VA-VB is performed by a subtraction circuit 20 and signal voltage not affected by a disturbance light component is calculated. Next, the concn. of the liquid is calculated by an operation circuit 21 to be displayed on a display part 22.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、検知部での反射特性か被測定液体の濃度値に
より変化することを利用して被測定液体の濃度を求める
液体濃度センサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a liquid concentration sensor that determines the concentration of a liquid to be measured by utilizing the reflection characteristics in a detection section or changes depending on the concentration value of the liquid to be measured. .

(従来の技術) 従来、液体の濃度(体積率)と、その液体の屈折率とは
一定の相関関係かあることか知られている。この相関関
係を利用して、第10図に示すような液体濃度センサか
用いられている。
(Prior Art) It has been known that there is a certain correlation between the concentration (volume fraction) of a liquid and the refractive index of that liquid. Taking advantage of this correlation, a liquid concentration sensor as shown in FIG. 10 is used.

図において、1は第1の光ファイバで、この光ファイバ
1の一端部は光分岐器2に接続され、他端部はクラット
部1aか剥離され、屈折率かncOのコア部1bか露出
され、検知部とされている。
In the figure, 1 is a first optical fiber, one end of this optical fiber 1 is connected to an optical splitter 2, and the other end has a crat part 1a peeled off and a core part 1b with a refractive index of ncO exposed. , is considered to be the detection section.

検知部の露出されたコア部1bは湾曲され、先端部には
反射膜1cか形成されている。3は検知部1に光ビーム
を出射する発光ダイオードが内蔵された発光部で、第2
の光ファイバ4を介して、光分岐器2に接続されている
。5はフォトセンサが内蔵された光検出部で、第3の光
ファイハロを介して、光分岐器2に接続されている。そ
して、第1の光ファイバ1の検知部であるコア部1bは
、屈折率かnMの被測定液体7内に配置される。8はフ
ォトセンサ光検出部5のアナログデータをディジタルデ
ータに変換するA/D変換器、9はA/D変換器8から
の出力データとROMl0に書込まれている情報とを取
込んで、演算を行うcPU、11はCPU9の演算結果
を表示する表示部である。
The exposed core portion 1b of the detection portion is curved, and a reflective film 1c is formed at the tip. 3 is a light emitting part with a built-in light emitting diode that emits a light beam to the detection part 1;
is connected to the optical splitter 2 via an optical fiber 4 . Reference numeral 5 denotes a photodetection section with a built-in photosensor, which is connected to the optical splitter 2 via a third optical fiber halo. The core portion 1b, which is the detection portion of the first optical fiber 1, is placed in the liquid to be measured 7 having a refractive index of nM. 8 is an A/D converter that converts the analog data of the photosensor light detection unit 5 into digital data; 9 is an A/D converter that takes in the output data from the A/D converter 8 and the information written in the ROM10; The cPU 11 that performs calculations is a display unit that displays the calculation results of the CPU 9.

次に、上記構成の動作を説明する。発光部3より出射し
た光ビームは第2の光ファイバ4.光分岐器2を介して
、第1の光ファイバ1のコア部1bに達する。ここで、
光フアイバ1中の伝搬モードは多モードなので、コア部
1b内面に対する光ビームの角度はいろいろな成分が含
まれている。
Next, the operation of the above configuration will be explained. The light beam emitted from the light emitting section 3 is sent to the second optical fiber 4. It reaches the core portion 1b of the first optical fiber 1 via the optical splitter 2. here,
Since the propagation mode in the optical fiber 1 is multimode, the angle of the light beam with respect to the inner surface of the core portion 1b includes various components.

従って、露出したコア部1bの内面において一部の光ビ
ームは測定液体へ透過していくが、残りの光ビームは露
出したコア部1bの内面で全反射する。そして、全反射
した光ビームは反射膜1cて反射し、光分岐器2て光路
か分岐され、第3の光ファイバ6を介して、光検出器5
のフォトセンサに入射する。
Therefore, a part of the light beam is transmitted to the measurement liquid on the exposed inner surface of the core portion 1b, but the remaining light beam is totally reflected on the exposed inner surface of the core portion 1b. Then, the totally reflected light beam is reflected by the reflective film 1c, branched into an optical path by the optical splitter 2, and then passed through the third optical fiber 6 to the photodetector 5.
incident on the photo sensor.

光検出部5に入射した光ビームは、ここでアナログ電気
信号に変換される。このアナログ電気信号は、A/D変
換器8にてディジタルデータに変換される。次に、この
ディジタルデータは、ROM 10から各種比較データ
を取込んたCPU9によって、被測定液体7の濃度が演
算処理によって求められ、この演算結果(a度)は表示
部11に表示される。
The light beam incident on the photodetector 5 is converted into an analog electrical signal here. This analog electrical signal is converted into digital data by an A/D converter 8. Next, the concentration of the liquid to be measured 7 is calculated by the CPU 9, which has read various comparison data from the ROM 10, using this digital data, and the calculation result (a degree) is displayed on the display section 11.

上記構成によれば、光ビームのうち露出したコア部1b
内面で全反射する光量の割合は、被測定液体7の屈折率
nMの関数となる。一方、被測定液体7の濃度と、被測
定液体7の屈折率とは一定の相関関係があるので、全反
射を起こす光ビームの光量、すなイつち、光検出部5内
のフォトセンサに入射する光量を検出することにより、
被測定液体7の濃度を計測することかできる。そして、
コア部1bの湾曲させる曲率を任意に選定することによ
り、屈折率かnkl<ncoである全ての被測定液体7
の濃度を計測することかできる。また、二の様な構成に
よれば、電気的火花の発生もなく、電磁誘導の影響もな
いので、安全防爆性か要求される化学プラントなとに好
適な液体濃度センサを実現できる。
According to the above configuration, the exposed core portion 1b of the light beam
The proportion of the amount of light that is totally reflected on the inner surface is a function of the refractive index nM of the liquid 7 to be measured. On the other hand, since there is a certain correlation between the concentration of the liquid to be measured 7 and the refractive index of the liquid to be measured 7, the amount of light beam that causes total reflection, that is, the photo sensor in the photodetector 5 By detecting the amount of light incident on the
It is also possible to measure the concentration of the liquid 7 to be measured. and,
By arbitrarily selecting the curvature of the core portion 1b, all liquids 7 to be measured whose refractive index or nkl<nco
It is possible to measure the concentration of Further, according to the second configuration, there is no generation of electrical sparks and no influence of electromagnetic induction, so it is possible to realize a liquid concentration sensor suitable for chemical plants that require safety and explosion-proof properties.

(発明か解決しようとする課題) しかし、上記構成の従来例において、コア部1bに外部
からの光(室内照明光、太陽光なとの外乱光)が入射し
、光検出部5の検出電圧に測定誤差を生しることかある
。この様な場合、光検出部5の検出電圧か正確でないた
め、求めた液体濃度も不正確になるという問題かある。
(Problem to be solved by the invention) However, in the conventional example with the above configuration, light from the outside (indoor lighting light, disturbance light such as sunlight) enters the core part 1b, and the detection voltage of the light detection part 5 This may cause measurement errors. In such a case, since the detection voltage of the photodetector 5 is not accurate, there is a problem that the determined liquid concentration is also inaccurate.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、周囲の光によって影響を受けることなく正確な濃度
測定が可能な液体濃度センサを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid concentration sensor that can accurately measure concentration without being affected by ambient light.

(課題を解決するだめの手段) 上記課題を解決する本発明は、反射膜が形成された端面
を有し、被測定液体中に配設される検知部と、この検知
部に光ビームを出射する発光部と、この発光部を間欠的
に駆動する発光部駆動手段と、前記検知部での反射光を
検出し、反射光の強度に応した電圧を生成する検出手段
と、前記発光部か前記発光部駆動手段により駆動された
ときの前記検出手段の検出電圧を保持する第1のサンプ
ルホールド手段と、前記発光部か前記発光部駆動手段に
より駆動されていないときの前記検出手段の検出電圧を
保持する第2のサンプルホールド手段と、前記第1のサ
ンプルホールド手段で保持された電圧と前記第2のサン
プルホールド手段で保持された電圧との減算を行う減算
手段とを有することを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention that solves the above problems includes a detection section that has an end face on which a reflective film is formed and is disposed in a liquid to be measured, and a light beam is emitted to the detection section. a light-emitting section that drives the light-emitting section intermittently; a light-emitting section drive means that drives the light-emitting section intermittently; a detection section that detects the light reflected by the detection section and generates a voltage corresponding to the intensity of the reflected light; a first sample hold means for holding the detection voltage of the detection means when the light emitting section is driven by the light emitting section driving means; and a detection voltage of the detection means when the light emitting section is not driven by the light emitting section driving means. and a subtraction means for subtracting the voltage held by the first sample and hold means and the voltage held by the second sample and hold means. It is something to do.

(作用) 本発明の液体濃度センサにおいて、発光部より検知部へ
出射する光ビームは、反射膜で反射した後にその一部か
検知部内面で全反射し、検出部に入射する。そして、こ
の入射光は検出部で光量に応じた電圧に変換され、第1
のサンプルホールド手段で保持される。また、発光部が
駆動されていないときの検出部の出力は第2のサンプル
ホールド手段で保持される。そして、第1のサンプルホ
ールド手段で保持された電圧と第2のサンプルホールド
手段で保持された電圧とか減算手段で減算されて、外乱
光成分の影響か除去された被測定液体の濃度に応した信
号か得られる。
(Function) In the liquid concentration sensor of the present invention, the light beam emitted from the light emitting section to the detecting section is reflected by the reflective film, and then a part of it is totally reflected on the inner surface of the detecting section, and then enters the detecting section. Then, this incident light is converted into a voltage according to the light amount in the detection section, and the first
sample hold means. Further, the output of the detection section when the light emitting section is not driven is held by the second sample hold means. Then, the voltage held by the first sample hold means and the voltage held by the second sample hold means are subtracted by the subtraction means, and the influence of the disturbance light component is removed according to the concentration of the liquid to be measured. You can get a signal.

(実施例) 次に図面を用いて本発明の一実施例を説明する。(Example) Next, one embodiment of the present invention will be described using the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

図において、11は材質が石英で、屈折率かncoのガ
ラスロッドである。このガラスロッド12の一端側(先
端側)は検知部として用いられ、端面が軸に対して角度
αて斜めにカットされた所謂、斜切円柱形となっている
。そして、その端面には、反射膜12aかコートされて
いる。ガラスロッド12の他端部側(基端部側)には、
ホルダ13が設けられている。このホルダ13には、発
光面かガラスロッド12の他端部側端面に当接する発光
部としての発光ダイオード14aと、受光面か同じく他
端部側端面に当接する光検出部としてのフォトセンサ1
4bとが一体的に設けられた受発光一体素子14か設け
られている。尚、ガラスロッド12は屈折率がnMの被
測定液体7中に配設される。
In the figure, reference numeral 11 is a glass rod made of quartz and having a refractive index of nco. One end side (tip side) of this glass rod 12 is used as a detection part, and has a so-called beveled cylindrical shape with an end face cut obliquely at an angle α with respect to the axis. The end face is coated with a reflective film 12a. On the other end side (base end side) of the glass rod 12,
A holder 13 is provided. This holder 13 includes a light emitting diode 14a as a light emitting part whose light emitting surface abuts on the other end side end surface of the glass rod 12, and a photosensor 1 as a light detecting section whose light receiving surface abuts on the other end side end surface.
4b is also provided. Note that the glass rod 12 is disposed in the liquid to be measured 7 having a refractive index of nM.

15は発光ダイオルト’ 14 aを間欠的に駆動する
発光部駆動装置、16は発光部駆動装置を間欠的に駆動
すると共に、スイッチ17を切り替える発振回路である
。〕8は発光ダイオード] 4 aか発光したときのフ
ォトセンサ14bの出力電圧■4を保持するサンプルホ
ールド回路、19は発光ダイオード14aが発光してい
ないときのフォトセンサ14bの出力電圧VBを保持す
るサンプルホールド回路、20は■いから■8を減算す
る引算回路、21は引算回路20の引算結果により被測
定液体7の濃度を求める演算回路、22は演算回路21
の演算結果をもとに被測定液体7の濃度を表示する表示
部である。
Reference numeral 15 denotes a light emitting unit driving device that intermittently drives the light emitting diode 14a, and 16 an oscillation circuit that intermittently drives the light emitting unit driving device and switches the switch 17. ] 8 is a light emitting diode] 4 Sample and hold circuit that holds the output voltage of the photosensor 14b when the light emitting diode 14a is not emitting ■4, 19 is holding the output voltage VB of the photosensor 14b when the light emitting diode 14a is not emitting light A sample hold circuit, 20 is a subtraction circuit that subtracts 8 from 2, 21 is an arithmetic circuit that calculates the concentration of the liquid to be measured 7 from the subtraction result of the subtraction circuit 20, and 22 is an arithmetic circuit 21
This is a display unit that displays the concentration of the liquid to be measured 7 based on the calculation result.

次に、上記構成の動作を説明する。発光ダイオ−F’ 
14 aか、発光部駆動装置15によって駆動され、光
ビームを出射する。発光ダイオード14aより出射した
光ビームはカラスロッド12内を伝搬し、反射膜12a
で反射する。この光ビームは多モードなので、センシン
グ部分Aにて、一部の光ビームは被測定液体7へ透過し
ていくか、残りの光ビームはセンシンク部Aの内面で全
反射する。そして、全反射した光ビームはフォトセンサ
14bに入射する。
Next, the operation of the above configuration will be explained. Light emitting diode-F'
14a or is driven by the light emitting unit driving device 15 to emit a light beam. The light beam emitted from the light emitting diode 14a propagates inside the crow rod 12, and passes through the reflective film 12a.
reflect. Since this light beam has multiple modes, part of the light beam is transmitted to the liquid to be measured 7 at the sensing part A, and the remaining light beam is totally reflected by the inner surface of the sensing part A. The totally reflected light beam then enters the photosensor 14b.

この構成によれば、ガラスロッドのセンシング部Aの内
面で全反射を起こす光ビームの光量は、被測定液体7の
屈折率nMの関数となる。一方、被測定液体7の濃度と
、被測定液体7の屈折率n2とは一定の相関関係かある
ので、ガラスロッド内面で全反射を起こす光ビームの光
量、すなわち、フォトセンサ14bに入射する光量を検
出することにより、被測定液体7の濃度を計測すること
ができる。
According to this configuration, the amount of light beam that causes total reflection on the inner surface of the sensing portion A of the glass rod becomes a function of the refractive index nM of the liquid 7 to be measured. On the other hand, since there is a certain correlation between the concentration of the liquid to be measured 7 and the refractive index n2 of the liquid to be measured 7, the amount of light beam that is totally reflected on the inner surface of the glass rod, that is, the amount of light that is incident on the photosensor 14b. By detecting this, the concentration of the liquid to be measured 7 can be measured.

尚、発光ダイオード14gは発振回路16の発振出力に
より間欠的に発光している。そして、発光ダイオード1
4aが発光したときのフォトセンサ14bの出力V^を
サンプルホールド回路18て保持し、発光ダイオード1
4 aか発光しないときのフォトセンサ14bの出力V
Bをサンプルホールド回路19て保持する。この為に、
スイッチ17は発振回路16に同期して切り替えを行っ
ている。そして、引算回路20てVA−VBの引算を行
い、外乱光成分の影響のない信号電圧を求める。この後
、演算回路21て被測定液体7の濃度を求め、表示部2
2に表示する。
Note that the light emitting diode 14g emits light intermittently due to the oscillation output of the oscillation circuit 16. And light emitting diode 1
The sample and hold circuit 18 holds the output V^ of the photosensor 14b when the light emitting diode 14a emits light.
4 Output V of photosensor 14b when no light is emitted
B is held by the sample hold circuit 19. For this purpose,
The switch 17 performs switching in synchronization with the oscillation circuit 16. Then, the subtraction circuit 20 subtracts VA-VB to obtain a signal voltage that is not affected by the disturbance light component. After that, the arithmetic circuit 21 calculates the concentration of the liquid to be measured 7, and the display unit 2
Display on 2.

第2図はこの様子を示す波形図である。ここで、第2図
(A)は従来の装置の光検出部5ての検出信号波形を示
している。この様に、従来のものは信号成分と外乱光成
分を分離することは不可能である。これに対し、第2図
(B)に示す本発明の液体濃度センサては、外乱光成分
の電圧VBと外乱光成分及び信号成分の電圧■6とを独
立して検出することか可能である。従って、VA−■8
の引算を行うことにより、信号成分(VA  VB)の
みを抽出することか可能である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing this situation. Here, FIG. 2(A) shows the detection signal waveform of the photodetector 5 of the conventional device. In this way, it is impossible with the conventional method to separate the signal component and the disturbance light component. On the other hand, in the liquid concentration sensor of the present invention shown in FIG. 2(B), it is possible to independently detect the voltage VB of the disturbance light component and the voltage 6 of the disturbance light component and signal component. . Therefore, VA-■8
By subtracting , it is possible to extract only the signal components (VA VB).

尚、反射膜12aがコートされた端面のカット角度αを
任意に選定することにより、屈折率がnM<ncoであ
る全ての被測定液体7の濃度を計測することかできる。
Note that by arbitrarily selecting the cut angle α of the end face coated with the reflective film 12a, it is possible to measure the concentration of all liquids 7 to be measured whose refractive index satisfies nM<nco.

また、この様な構成によれば、電気的火花の発生もなく
、電磁誘導の影響もないので、安全防爆性か要求される
化学プラントなとに好適な液体濃度センサを実現てきる
。また、ガラスロット12の材質か石英なので、耐薬品
性に富む。
Further, according to such a configuration, there is no generation of electrical sparks and there is no influence of electromagnetic induction, so a liquid concentration sensor suitable for chemical plants that require safety and explosion-proofness can be realized. Furthermore, since the glass rod 12 is made of quartz, it has excellent chemical resistance.

そして、前述の従来例に比べて、検知部としてガラスロ
ッド12を用いているので、検知部か丈夫である。また
、検知部として用いているガラスロッド12の径は太い
ので、発光部としての発光ダイオード14aと、光検出
部としてのフォトセンサ14bとが一体的に設けられた
受発光一体素子14をホルダ13を介してガラスロッド
12の端面に設けたので、構造が簡単となる。
Furthermore, compared to the conventional example described above, since the glass rod 12 is used as the detection section, the detection section is more durable. Furthermore, since the diameter of the glass rod 12 used as the detection section is large, the light emitting/receiving integrated element 14, in which the light emitting diode 14a as the light emitting section and the photosensor 14b as the light detecting section are integrally provided, is mounted on the holder 13. Since it is provided on the end face of the glass rod 12 via the holder, the structure becomes simple.

また、CPUやROMを使用する必要かないので、構成
か簡単になると共に安価に構成することができる。
Furthermore, since there is no need to use a CPU or ROM, the configuration becomes simple and inexpensive.

第3図は本発明装置の一実施例の要部の具体的回路を示
す回路図である。ここで、第3図(A)は受発光一体素
子14.サンプルホールド回路並びに引算回路の部分を
示し、第3図(B)は発光部駆動装置15並びに発振回
路16の部分を示している。尚、この図でA1−A4は
オペアンプであり、例えばLF3478Fを使用するこ
とかできる。STI、Sr1はシュミットトリガ−Cあ
り、例えばCMO3409Bを使用することかできる。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific circuit of a main part of an embodiment of the device of the present invention. Here, FIG. 3(A) shows the integrated light/receiver element 14. The sample and hold circuit and the subtraction circuit are shown, and FIG. 3B shows the light emitting unit driving device 15 and the oscillation circuit 16. In this figure, A1-A4 are operational amplifiers, for example, LF3478F can be used. STI and Sr1 have a Schmitt trigger C, for example, CMO3409B can be used.

SRはシフトレジスタであり、例えばCMO34015
を使用することかできる。3ANDは3人カアンド回路
であり、例えばCMO3407Bを使用することかてき
る。X1〜X3はリードリレーである。
SR is a shift register, for example CMO34015
can be used. 3AND is a three-person AND circuit, and can be achieved by using, for example, CMO3407B. X1 to X3 are reed relays.

また、第4図はシフトレジスタSRで作成されるパルス
A、B、C並びにこれらを基にして作成されるパルスX
I、X2.X3を示している。尚、パルスA、  B、
  CとパルスXI、X2.X3の関係は以下の式で表
すことができる。
Also, FIG. 4 shows pulses A, B, and C created by the shift register SR, and pulses X created based on these.
I, X2. It shows X3. In addition, pulses A, B,
C and pulses XI, X2. The relationship of X3 can be expressed by the following formula.

Xl−C X2−C−B−A X3−C−B−A 以下、第3図及び第4図を参照して動作説明を行う。Xl-C X2-C-B-A X3-C-B-A The operation will be explained below with reference to FIGS. 3 and 4.

シフトレジスタSRによって作成されるパルスCにより
Trlが駆動され、リードリレーX1か間欠的に駆動さ
れる。これにより、発光ダイオード’ 14 aか間欠
的に発光する。この発光出力のうちガラスロット12の
反射光かフォトセンサ14bに検出される。この検出電
圧はオペアンプA1で増幅された後、オペアンプA2て
サンプルホールドされる。ここて、X2はXlかオフの
ときに駆動されるため、オペアンプA2のホールド値は
外乱光成分のVBになる。一方、オペアンプA3では引
き算処理が施され、オペアンプA4てサンプルホールド
される。X3はXlのオン期間に駆動されるため、オペ
アンプA4のホールド値は、V、−V8になる。従って
、外乱光成分の除去された信号成分のみ抽出される。
Trl is driven by a pulse C generated by shift register SR, and reed relay X1 is intermittently driven. As a result, the light emitting diode '14a emits light intermittently. Of this light emission output, only the reflected light from the glass rod 12 is detected by the photosensor 14b. This detected voltage is amplified by the operational amplifier A1 and then sampled and held by the operational amplifier A2. Here, since X2 is driven when Xl is off, the hold value of operational amplifier A2 is VB of the disturbance light component. On the other hand, the operational amplifier A3 performs subtraction processing, and the operational amplifier A4 samples and holds the result. Since X3 is driven during the on period of Xl, the hold value of operational amplifier A4 becomes V, -V8. Therefore, only the signal component from which the disturbance light component has been removed is extracted.

ここで、上記の構成の装置を下記の条件にて実際に実験
した場合の被測定液体7のアルコール濃度とフォトセン
サ14bの出力電圧との関係を第5図に示す。
Here, FIG. 5 shows the relationship between the alcohol concentration of the liquid to be measured 7 and the output voltage of the photosensor 14b when the apparatus having the above configuration was actually tested under the following conditions.

■ガラスロット12 材質・・石英カラス 大きさ φ3 +n+n、長さ30mmα−79゜ ■受発光一体形素子14 TLP907(東芝製) ■被測定液体7 蒸溜水とアルコール濃度40%のウィスキーとの混合液 ■室温・・・20℃ このように、アルコール濃度とフォトセンサ14bの出
力電圧との間には直線的な関係かあることが確認された
■Glass lot 12 Material: quartz glass Size φ3 +n+n, length 30mm α-79゜■Receiving/emitting integrated element 14 TLP907 (manufactured by Toshiba) ■Measurement liquid 7 Mixed liquid of distilled water and whiskey with an alcohol concentration of 40% ■Room temperature: 20° C. In this way, it was confirmed that there is a linear relationship between the alcohol concentration and the output voltage of the photosensor 14b.

尚、上記実施例ではガラスロット12の先端部を斜切円
柱形としたが、それに限るものではない。
In the above embodiment, the tip of the glass rod 12 is shaped like a beveled cylinder, but the shape is not limited thereto.

例えば、第6図に示すように、先端を■字形にカットし
たガラスロッド30のカット面に反射膜30aを設けて
も良いし、また、第7図に示すように、先端を円錐状に
カットしたガラスロッド31のカット面に反射膜31a
を設けても良い。更に、第8図に示すように、カラスロ
ット12において、光ビームの一部か被測定液体7へ透
過し、残りの光ビームが全反射する部分A(センシング
部分)以外のガラス面に、反射コート12b (例えば
、アルミニウム蒸着)を行ってもよい。こうすることに
より、センサの性能を向上させることかできる。
For example, as shown in FIG. 6, a reflective film 30a may be provided on the cut surface of a glass rod 30 whose tip is cut into a ■ shape, or as shown in FIG. 7, whose tip is cut into a conical shape. A reflective film 31a is applied to the cut surface of the glass rod 31.
may be provided. Furthermore, as shown in FIG. 8, in the collar slot 12, part of the light beam is transmitted to the liquid to be measured 7, and the remaining light beam is reflected on the glass surface other than the part A (sensing part) where it is totally reflected. A coating 12b (eg aluminum vapor deposition) may also be applied. By doing so, the performance of the sensor can be improved.

第9図は本発明にかかる液体濃度センサの外観を示す外
観図である。既に説明した部分には同一番号を付し、説
明は省略する。この図において、SWはメインスイッチ
であり、このスイッチSWを操作することて、各部は動
作を開始する。また、D1〜D5は表示部22を構成す
る発光ダイオードである。この発光ダイオードDI〜D
5の発光若しくは消灯の個数で濃度を表示する。また、
第9図の発光ダイオードの個数は、この例に限定される
ものではない。すなわち、発光ダイオードの個数を調整
して、所望の分解能で濃度を表示させることが可能であ
る。
FIG. 9 is an external view showing the external appearance of the liquid concentration sensor according to the present invention. The same numbers are given to the parts that have already been explained, and the explanation will be omitted. In this figure, SW is a main switch, and each part starts its operation by operating this switch SW. Further, D1 to D5 are light emitting diodes that constitute the display section 22. This light emitting diode DI~D
The density is displayed by the number of lights emitted or turned off. Also,
The number of light emitting diodes in FIG. 9 is not limited to this example. That is, it is possible to display the concentration with a desired resolution by adjusting the number of light emitting diodes.

尚、上述の実施例では、被測定液体中に配置される検知
部としてガラスロッドにより説明したか、これに限定さ
れるものではない。すなわち、透明な樹脂等であっても
良く、各種のロット ファイバーを使用することか可能
である。
In the above-mentioned embodiments, a glass rod is used as the detection section disposed in the liquid to be measured, but the present invention is not limited to this. That is, it may be made of transparent resin or the like, and various types of rotary fibers may be used.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明では、発光ダイオー
ドが発光したときの検知部の測定電圧と発光ダイオード
か発光していないときの検知部の測定電圧とをサンプル
ホールドした後、両型圧を減算して外乱光成分の影響の
ない測定結果を得るように構成した。このため、周囲の
光によって影響を受けることなく正確な濃度測定か可能
な液体濃度センサを実現することができる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, in the present invention, after sample-holding the voltage measured by the detection unit when the light emitting diode emits light and the voltage measured by the detection unit when the light emitting diode does not emit light, , the two mold pressures are subtracted to obtain measurement results that are not affected by disturbance light components. Therefore, it is possible to realize a liquid concentration sensor that can accurately measure concentration without being affected by ambient light.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第ン図は検出
電圧の波形を示す波形図、第3図は本実施例の具体的回
路構成を示す回路図、第4図は第3図の回路の各部の信
号のタイミングを示すタイミングチャート、第5図は第
1図における受光出力とアルコール濃度との関係を示す
特性図、第6図乃至第8図はガラスロットの他の例を示
す構成図、第9図は液体濃度センサの外観を示す外観図
、第10図は従来例の構成を示す構成図である。 7・・・被測定液体  12・カラスロット12a・・
反射膜  13・ホルダ 14・・受発光一体素子 14a・・発光ダイオード 14b・・・フォトセンサ 15・・・発光部駆動装置 16・・発振回路  17・・・スイッチ18.19・
・・サンプルホールド回路20・・・引算回路  21
・・演算回路22・・・表示部
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. Figure 3 is a timing chart showing the signal timing of each part of the circuit, Figure 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the light reception output and alcohol concentration in Figure 1, and Figures 6 to 8 are other examples of glass rods. FIG. 9 is an external view showing the appearance of a liquid concentration sensor, and FIG. 10 is a configuration diagram showing the configuration of a conventional example. 7...Liquid to be measured 12.Ear slot 12a...
Reflective film 13, holder 14, light emitting and receiving integrated element 14a, light emitting diode 14b, photosensor 15, light emitting unit drive device 16, oscillation circuit 17, switch 18, 19,
...Sample hold circuit 20...Subtraction circuit 21
...Arithmetic circuit 22...Display section

Claims (1)

【特許請求の範囲】 反射膜が形成された端面を有し、被測定液体中に配設さ
れる検知部と、 この検知部に光ビームを出射する発光部と、この発光部
を間欠的に駆動する発光部駆動手段と、 前記検知部での反射光を検出し、反射光の強度に応じた
電圧を生成する検出手段と、 前記発光部が前記発光部駆動手段により駆動されたとき
の前記検出手段の検出電圧を保持する第1のサンプルホ
ールド手段と、 前記発光部が前記発光部駆動手段により駆動されていな
いときの前記検出手段の検出電圧を保持する第2のサン
プルホールド手段と、 前記第1のサンプルホールド手段で保持された電圧と前
記第2のサンプルホールド手段で保持された電圧との減
算を行う減算手段とを有することを特徴とする液体濃度
センサ。
[Claims] A detection section having an end surface on which a reflective film is formed and disposed in the liquid to be measured; a light emitting section that emits a light beam to the detection section; and a light emitting section that emits a light beam to the detection section; a light emitting unit driving means for driving; a detecting means for detecting reflected light at the detection unit and generating a voltage according to the intensity of the reflected light; a first sample hold means for holding the detection voltage of the detection means; a second sample hold means for holding the detection voltage of the detection means when the light emitting section is not driven by the light emitting section driving means; A liquid concentration sensor comprising: a subtraction means for subtracting a voltage held by the first sample hold means and a voltage held by the second sample hold means.
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