JPH0512759Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は、水中に浮遊する懸濁物質の濃度、即
ち濁度を光学的に検出する散乱光方式の濁度計に
関するものである。

Ｂ 考案の概要 本考案は、検出部を検水中に浸漬する直接浸漬
形散光方式濁度計において、 検出部の少なくとも検出用受光素子の前面に、
少なくとも発光素子の発光波長よりも短波長側の
成分をカツトする光学フイルタを設けることによ
り、 太陽光線の大部分を遮断して受光素子の出力飽
和を防止し、外光の強弱に拘らず安定した測定を
可能としたものである。

Ｃ 従来の技術 浄水場や下水処理場において水中の懸濁物質の
濃度を知ることは非常に重要である。その測定
は、簡易的に懸濁物質の光学的性質である濁度と
対応づけて行われることが多い。濁度を測定する
方法は、透過光方式、積分球式等、種々ある。散
乱光方式もその一つである。

第９図は浸漬形散乱光方式濁度計の使用態様を
示したものである。濁度計は、その検出部Ａが検
水（河川、湖沼、海洋あるいは排水槽内の水等）
Ｂの中に浸漬され、これがケーブルＣを介して制
御変換処理部Ｄに接続され、更にケーブルＥを介
して指示部Ｆに接続されている。

第１０図は上記濁度計の構成を示すブロツク図
であり、発光電流制御回路１から発光素子（発光
ダイオード）２に電流を供給し、その発光光線を
窓ガラス３を通して検水Ｂ中に照射するようにし
ている。検水中の懸濁物質４による散乱反射光線
の一部を検出用受光素子（フオトダイオード）５
で受光する。また、発光素子２の発光光線の一部
は参照用受光素子（フオトダイオード）６で受光
される。前記検出用受光素子５の受光信号は増幅
回路７で、参照用受光素子６の受光信号は増幅回
路８でそれぞれ増幅する。増幅回路７の出力はフ
イルタ．整流回路９に伝送し、次いで出力回路１
０を介して指示部Ｆに付与する。一方、増幅回路
８の出力はフイルタ．整流回路１１に伝送し、そ
の出力で前記発光電流制御回路１を制御するよう
にしている。

前記受光信号には、太陽光線による直流分や蛍
光灯などの光線による低周波成分（50，60，100，
120Hz等）も含まれるが、フイルタ・整流回路で
発光電流の周波数と同じ周波数の信号以外は除去
される。

なお、発光ダイオードは波長が600〜800nmの
可視光線あるいは可視光線に近い近赤外光線のも
のを用いる。それは、600〜800nmより長波長
（800〜1000nm）では水による吸収が非常に大き
く、しかもその吸収率が水温によつて大きく変動
するため、温度依存性が大きくなり、また短波長
（400〜600nm）では検水の色による検出出力の変
化が大きくなるからである。

第１１図は発光ダイオードとして発光ピーク波
長が730nm、スペクトル半値幅が25nmのものを
用いた場合の実験結果で、０度、10度、50度の各
フオルマジン標準液において検水温度を変化させ
た例である。

このように濁度を直接浸漬方式で測定すること
は、(i)サンプリング系が不要で設置が容易であ
る、(ii)コストが安い、(iii)メンテナンスが容易であ
る、等の利点がある。

Ｄ 考案が解決しようとする問題点 しかし、この方式では外光光線に対する対策が
必要であるため、交流発光させてその交流成分の
みを検出するようにして、太陽光線等の影響を除
去しているが、太陽光線が極端に強いと、フオト
ダイオードの出力が直流分のみで飽和してしま
い、交流成分の検出ができない場合がある。

Ｅ 問題点を解決するための手段 本考案は、発光素子と、検出用、参照用の受光
素子とを備えた検出部を検水中に浸漬し、検水中
の懸濁物質による散乱反射光線を検出用受光素子
で受光する一方、前記発光素子の発光光線の一部
を参照用受光素子で受光し、両受光信号を処理し
て濁度を求める直接浸漬形散乱光方式濁度計にお
いて、検出部の少なくとも検出用受光素子の前面
に、少なくとも発光素子の発光波長よりも短波長
側の成分をカツトする光学フイルタを設けたこと
を特徴とするものである。

Ｆ 作用 発光素子の発光光線が検水中に照射される。懸
濁物質があると散乱反射光線が生じ、その一部が
検出用受光素子に入射される。この場合、検出部
の窓ガラスに太陽光線等の外光が入射していて
も、その大部分は光学フイルタにより遮光され、
発光波長より長波長の成分のみが検出用受光素子
に入射することになり、検出用受光素子の出力飽
和が防止される。この結果、強い太陽光線があつ
ても安定した測定が行われる。

Ｇ 実施例 第１図は本考案の一実施例を示すもので、２１
は検出部のケーシング、２２は検出窓ガラス、２
３はこの窓ガラス２２の内側に配設した発光・受
光素子保持体で、中央部の発光素子収納スペース
に発光素子２４を、その両側の受光素子収納スペ
ースに検出用受光素子２５、参照用受光素子２６
をそれぞれ設置している。その場合、参照用受光
素子２６は前記発光素子２４に面した比較用受光
窓２７に向けて取付ける。また、検出用受光素子
２５と窓ガラス２２の間に光学フイルタ２８を設
けている。このフイルタ２８は、前記発光素子２
４の発光波長領域を通過領域とする特性を有する
ものを用いるのが望ましい。

前記発光素子２４としては、例えば第２図に示
すような発光スペクトル特性を持つ発光ダイオー
ドを用いる。この発光ダイオードの発光波長領域
は太陽光線に比べて非常に狭いものである。ま
た、受光素子２５は第３図に示すようなスペクト
ル特性を持つ。このスペクトル特性は太陽光線と
略一致した特性である。

上記構造の濁度計は、検出用受光素子２５の前
面に配置された光学フイルタ２８により太陽光線
の大部分の成分がカツトされ、太陽光線による検
出用受光素子（フオトダイオード）２５の出力飽
和が防止される。この場合、発光ダイオード２４
の発光波長領域の光線はフイルタ２８を通過して
受光素子２５に達する。この受光信号は参照用受
光信号と共に制御・変換処理部に伝送される。そ
して、所定の処理が行われ、その結果が濁度とし
て指示部に表示される。

第４図及び第５図はそれぞれ本考案の他の実施
例を示すものである。第４図は光学フイルタとし
て検水に対して耐久性を持つものを用い、これを
窓ガラス２２′として用いた場合であり、構造が
簡単になる。

第５図は第１の実施例（第１図）の参照用受光
素子２６の前面にも光学フイルタ２９を設けた場
合で、光学フイルタの透過特性に温度依存性があ
つても、正確な測定が行われる。

前記各実施例で使用する光学フイルタの透過特
性は第６図〜第８図に示すようなものとする。第
６図は発光ダイオードの発光波長よりも短波長側
の成分をカツトする特性である。太陽光線のピー
クは発光ダイオードよりも短波長側にあるため、
太陽光線の最も強い部分の影響をこの光学フイル
タで防止することができる。

第７図は発光ダイオードの発光波長に相当する
波長範囲を通過領域とする特性であつて、例えば
干渉フイルタを用いる。

第８図はカツトフイルタ（第６図の特性）と干
渉フイルタとを重ねて用いた場合の特性であつ
て、より一層太陽光線の影響を軽減できる。

なお、回路的にも発光周波数に合つた成分を取
出すようにすることにより、外光光線の影響を排
除した安定な測定が可能となる。

Ｈ 考案の効果 以上のように本考案によれば、直接浸漬形散乱
光方式濁度計の検出部の少なくとも検出用受光素
子の前面に、600〜800nmの可視光線あるいは可
視光線に近い近赤外光線のみを透過する光学フイ
ルタを設けたので、太陽光線等の外光光線の影響
を除去することができ、安定した測定が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る濁度計の一実施例（検出
部）を示す断面図、第２図は発光素子（発光ダイ
オード）の発光スペクトル特性図、第３図は受光
素子（フオトダイオード）のスペクトル特性図、
第４図及び第５図はそれぞれ本考案の他の実施例
を示す断面図、第６図〜第８図は光学フイルタの
透過特性図、第９図は直接浸漬形散乱光方式の使
用態様を示す配置構成図、第１０図は従来例を示
すブロツク図、第１１図は検水水温とフオルマジ
ン濁度との関係を示す説明図である。 ２１……検出部のケーシング、２２及び２２′
……窓ガラス、２３……保持体、２４……発光素
子、２５……検出用受光素子、２６……参照用受
光素子、２７……比較用受光窓、２８及び２９…
…光学フイルタ、Ａ……検出部、Ｂ……検水、Ｃ
及びＥ……ケーブル、Ｄ……制御．変換処理部、
Ｆ……指示部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発光素子と、検出用、参照用の受光素子とを備
   えた検出部を検水中に浸漬し、検水中の懸濁物質
   による散乱反射光線を検出用受光素子で受光する
   一方、前記発光素子の発光光線の一部を参照用受
   光素子で受光し、両受光信号を処理して濁度を求
   める直接浸漬形散乱光方式濁度計において、検出
   部の少なくとも検出用受光素子の前面に、600〜
   800nmの可視光線あるいは可視光線に近い近赤外
   光線のみを透過する光学フイルタを設けたことを
   特徴とする濁度計。