JPH0431581Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は海洋・河川・湖沼等の濁りを測定する
水中濁度計に関し、特に光透過率計測機に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、この水の濁りを光の透過率として測定す
る水中濁度計があつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかるに、水中濁度計は、以下に示すような欠
点を有していた。

(1) 光源に白熱灯またはキセノンランプ等を使用
していた為、通電後光強度が一定するまでに、
しばらくの時間を要する、この為、外来光の影
響を排除するには、電源をつけたままにして、
スリツトを持つたテーパ状のもので光軸を横切
ように回転させて同期をとつていた。このよう
なことにより、装置は大きくなり、さらに大電
力を必要とするとともに、電源およびモーター
の発熱により光学系に悪影響を与えることがあ
つた。

(2) 光源の発光強度が環境温度により変化する際
の温度補償方法として、サーミスタを使用して
電流をコントロールする方法、または、光源の
強度と透過光をそれぞれ検出して、電子回路に
より割算する方法とがあるが、いずれにして
も、精度が悪く、測定レンジの下限域で支障が
あつた。

(3) 測定に大電力を必要とすること、および装置
が大きいため、浮標また櫓等から吊り下げての
連続測定には、外部電力またはバツテリー等が
必要である。さらに船での曳航測定には、装置
が大きいため水の抵抗を大きく受る等の支障が
あつた。

本考案は上記した従来の問題点を解決するため
に成されたものであり、省電力化・装置の小型軽
量化・高精度化・低価格化を計ることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

光源として電気消費量が少なく、発熱量が少い
うえ、発光波長が単波長に近くて、さらに発光の
立上りが早く、電気的に高速度で点滅できる発光
ダイオードを使用する。

次に、環境温度により発光ダイオードの光強度
が異なるため、温度補償しなければならないが、
この方法として三角波発生器・コンパレーターを
使用した回路を用いる。

測定レベルの下限域の作動をスムーズに行うた
め、ゼロクロスコンパレーターを使用した回路を
用いる。

さらに、測定データーを記憶させておく記憶部
を組合せることが出来るようにした。

〔作用〕

発光ダイオードは単色光に近いため電気−光変
換効率が良く省電力化が可能であり、また、信号
処理が容易となつて高精度化が可能となる。又、
発光ダイオードは点光源であるので光学系の小型
化が可能であり、低価格化も可能であり、さら
に、温度補償回路に三角波発生器・コンパレータ
ーを用いることにより構成が簡単で安価にするこ
とができる。

〔実施例〕

以下、図面により本考案の実施例について説明
すると、第１〜２図は本考案の一実施例としての
光透過率計測機を示すもので、第１図は全体図、
第２図は断面図である。

第１図に符号１で示す記憶部は、電源５（アル
カリ電池・水銀電池等の乾電池）とメモリーボー
ド６より構成され、接続ケーブル３により本体２
と着脱出来るようになつている。

第１図に示すように本体２と記憶部１を接続し
た場合は、連続観測に適しており、そのデーター
の読出しは、観測終了後に読出し装置により行
う。

また、本体２のみを船等で曳航して測定する場
合は、船上のコントロール装置と本体２を別途の
接続ケーブルで接続して、測定データーをコント
ロール装置のメモリーに格納するか、または、直
接プリンターへ出力する。

本体２は、測定する濁水が通過出来る構造の固
定スペーサー４を挾んで、両側に発光部・受光部
があり、先端部に接続ケーブルが取り付くように
なつている。

第２図の符号８は、光源の発光ダイオードであ
り、符号７は、透過光を検出する透過光受光器、
符号９は、発光ダイオードの光強度を直接測定す
る参照光受光器、符号１０〜１２は、光源からの
光を調整して均一な細いビームとした上、透過光
受光器７上に像を結ばせる光学系（レンズ１０・
しぼり１１・フイルター１２）である。

第３図は、本体２の回路ブロツク図、第４〜７
図は、信号の動作原理図である。第５図〜第６図
は、発光ダイオード８の光が透過光受光器７に充
分に達している場合である。第７図は、発光ダイ
オード８の光が透過光受光器７に達していない場
合である。

回路の動作方法は、発信器１３により高速度で
点滅している発光ダイオード８の光が、光学系→
濁水２３→光学系→透過光受光器７に至り、透過
光測定信号２４に変換されて同期検波器１５で同
期されコンパレーター１７に入力される。

一方、発光ダイオード８の光は、同時に参照光
受光器９でも電気信号に変換されて、同期検波器
１４で同期されて三角波発生器１６により、光源
の光強度に対応した信号レベルの三角形の電気信
号２７を発生させコンパレーター１７に入力す
る。

コンパレーター１７においては、各々に入力さ
れた信号レベルを比較してゲート回路１９を介し
て第４図の比較出力信号２５を得る。これは、環
境温度の変化により発光ダイオードの光強度が変
つて、透過光測定信号２４が実線より点線になつ
た場合でも、比較出力信号２５（図面上のTc）
に変化をもたらさない回路である。

次に、三角波発生器１６により発生した三角形
の電気信号２７をゼロクロスコンパレーター１８
に入力して基準信号２６と比較し、基準パルス２
８を得る。この値と比較出力信号２５と比較して
ゲート回路信号２９を得る。

ゲート回路信号２９（図面上のTd）は、透過
光測定信号２４が第５〜６図のように有る場合
は、透過光測定信号２４に比較し、透過光測定信
号２４が第７図のように０となると信号が無くな
る。最後に、定電圧パルス発生回路２０、積分器
２１および増幅器２２から成る出力回路１２より
出力信号に変換し、接続ケーブル３より出力す
る。

〔考案の効果〕

本考案の光透過率計測機は、発光ダイオードを
使用した結果、記憶部を装着しての連続観測が内
蔵の乾電池のみで出来るようになつた。さらに、
光源の発熱量が少ない上、波長が単波長に近く、
電気的に高速度で点滅できる発光ダイオードを使
用したことにより光学系（レンズ・しぼり・フイ
ルター）を簡略化出来た。

また、発光ダイオードの発光体が極小のため細
いビーム系が得られるので、検体としての濁水が
少しでよい。このため、固定スペーサー４の長さ
を従来の約半分にすることが出来た。

次に、環境温度により発光ダイオードの光強度
が異なるための温度補償方法として三角波発生
器・コンパレーターを使用した回路を用いること
により、従来方式のように使用素子の影響を受け
ることなく、測定レンジの100％域から０％まで
理論的に比例する回路により機械的損失のない高
い精度を得ることが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は本考案の一実施例としての光透過
率測定機を示すもので、第１図は全体図、第２図
は断面図である、第３図は、本体２の回路ブロツ
ク図、第４〜７図は、信号の動作原理図である。
第５〜６図は、発光ダイオード８の光が透過光受
光器７に充分に達している場合である。第７図
は、発光ダイオード８の光が透過光受光器７に達
していない場合である。 １……記憶部、２……接続ケーブル、３……本
体、４……固定スペーサー、５……電源、６……
メモリーボード、７……透過光受光器、８……発
光ダイオード、９……参照光受光器、１０……レ
ンズ、１１……しぼり、１２……フイルター、１
３……発信器、１４……同期検波器(1)、１５……
同期検波器(2)、１６……三角波発生器、１７……
コンパレーター、１８……ゼロクロスコンパレー
ター、１９……ゲート回路、２０……定電圧パル
ス発信器、２１……積分器、２２……増幅器、２
３……メモリーまたは接続ケーブル、２４……測
定信号、２５……比較出力信号、２６……測定信
号が０ボルト、２７……三角形の電気信号、２８
……基準パルス、２９……ゲート回路信号。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 高速度で点滅される発光ダイオードと、発光
   ダイオードからの光を濁水を介して受光する透
   過光受光器と、発光ダイオードの光を直接受光
   する参照光受光器と、参照光受光器の出力を三
   角波に変換する三角波発生器と、透過光受光器
   の出力と三角波発生器の出力を比較するコンパ
   レーターと、三角波発生器の出力と基準信号と
   を比較するゼロクロスコンパレーターと、コン
   パレーターとゼロクロスコンパレーターの出力
   を入力されるゲート回路を備え、ゲート回路の
   出力から光透過率を得るようにした光透過率計
   測機。 (2) 光源に乾電池（アルカリ電池・水銀電池等を
   含む）を使用し、測定データーを記憶すること
   ができる実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   光透過率計測機。