JPH0718252U - 水分測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】安価、高性能の水分測定装置を提供する。 【構成】光源１からの放射エネルギーは、測定対象２を
反射または透過し、分光手段３で透過、反射する。水分
を吸収する透過波長光はＩｎＧａＡｓよりなる検出素子
４１に入射し、参照波長光はＩｎＧａＡｓ素子よりなる
検出素子４２に入射し、各信号ｅ１、ｅ２は測定手段６
により比がとられ、水分測定が行われる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、測定対象からの放射エネルギーを検出して水分を測定する水分測 定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

測定対象の水分を測定するために、Ｐｂｓ素子やＧｅ素子を用い、特定の波長 を透過するフィルタを複数用いて測定している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、Ｐｂｓ素子では、測定波長により出力が飽和したり、感度不足 となることがあり、また、Ｇｅ素子ではノイズが大きく性能的に十分でない面が あった。また、複数フィルタを用いているので、装置構成が複雑で、高価なもの となる問題点があった。

【０００４】 この考案の目的は、以上の点に鑑み、安価、高性能の水分測定装置を提供する ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案は、光源から光が投光される測定対象からの透過光または反射光のう ち水分を吸収する測定波長の光を透過する分光手段と、この分光手段を透過した 光を検出するＩｎＧａＡｓよりなる第１の検出素子と、前記分光手段を反射した 光を検出するＩｎＧａＡｓよりなる第２の検出素子と、この第１、第２の検出素 子の出力から測定対象の水分を測定する測定手段とを備るようにした水分測定装 置である。

【０００６】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例を示す構成説明図で、透過式のものを示した。図 において、光源１から放射された放射エネルギーは、レンズＬ等の光学系で集光 されたとえば、液体が透過する光学セルのような測定対象２に投光される。測定 対象２を透過した光は、光軸に対し４５度傾けて設けられた水分を吸収する測定 波長を透過するフィルタのような分光手段３で、透過、反射される。分光手段３ を透過した光は、ＩｎＧａＡｓよりなる第１の検出素子４１で検出され、増幅器 ５１で増幅されμＣＰＵその他の測定手段６に入力される。他方、分光手段３を 反射した放射エネルギーは、ＩｎＧａＡｓよりなる第２の検出素子４２に入射し 、増幅器５２で増幅され、測定手段６に入力する。測定手段６で第１、第２の検 出素子４１、４２の出力の比をとり測定対象２の水分の測定が行われる。このＩ ｎＧａＡｓよりなる素子４１、４２は、直流駆動され、チョッパ等の可動部は必 要としない。

【０００７】 つまり、図３で示すように、ＩｎＧａＡｓ検出素子４１、４２の分光感度は、 概略１．０μｍ〜１．６μｍにあり、また、この波長領域では、水分吸収波長は 約１．０μｍ、１．２μｍ、１．４μｍにある。このため、分光手段３として、 たとえば、１．４μｍ付近の波長を透過するバンドパスフィルタの干渉膜フィル タを１枚用いれば、この測定波長の光は、第１の検出素子４１で検出され測定信 号ｅ１とされる。この波長以外で１．０〜１．６μｍに含まれる波長の光は反射 されて第２の検出素子４２に入射して検出され、これが参照信号ｅ２とされる。 この第１、第２の検出信号ｅ１、ｅ２の比を測定手段６でとることにより、水分 測定信号が得られる。

【０００８】 光源１の放射エネルギーをＩｏ、分光手段３を透過した水分に関連する係数を ｋ１、分光手段３を反射した参照分の係数をｋ２とすれば、次式が得られる。

【０００９】 ｅ１＝ｋ１・Ｉｏ （１） ｅ２＝ｋ２・Ｉｏ （２） この両信号の比ｅ１／ｅ２＝ｋ１／ｋ２から水分が求まる。

【００１０】 図２は、他の一実施例を示し、図１と同一符号は同等の構成要素を示す。図に おいて、第２の検出素子４１の出力は増幅器５２で増幅された後、比較器７の比 較電圧ｅｃと比較され、ｅ１＝ｅｃとなるように、光源１の駆動装置８を制御す る。つまり、第２の検出素子４２の出力が一定となるよう測定対象２に投光する 光源１の放射エネルギーを制御して、第１の検出素子４１の出力に基き、水分を 測定するようにしている。

【００１１】 光源１の放射エネルギーをＩｏとすれば、第１、第２の検出素子４１、４２の 出力ｅ１、ｅ２では前述の（１）、（２）と同様であり、また、比較器７の作用 で次式が成り立つ。

【００１２】 ｅ２＝ｅｃ （３） （２）、（３）式より、 ｅ２＝Ｋ２・Ｉｏ＝ｅｃ であるから Ｉｏ＝ｅｃ／ｋ２ （４） となり、これを（１）式に代入すると、次式となる。

【００１３】 ｅ１＝ｋ１・（ｅｃ／ｋ２） ＝（ｋ１／ｋ２）・ｅｃ （５） この（５）式から分るように、第１の検出素子４１の出力ｅ１は、ｋ１／ｋ２ の比に相当し、水分測定が可能となる。

【００１４】 なお、以上の例では、透過型の水分計について説明したが、投光軸と、反射軸 を共通とするいわゆる反射型の水分計を用い、反射光から、同様にして、２個の ＩｎＧａＡｓ素子の検出素子の出力から分光手段３で分光し、透過ないし、反射 した各放射エネルギー比をとるようにしてもよい。

【００１５】

【考案の効果】 以上述べたように、この考案は、１個の分光手段で透過、反射した放射エネル ギーを２個のＩｎＧａＡｓよりなる検出素子を用いて水分を測定するようにして いるので、構成が簡単で、安価で、しかも高精度に水分測定ができる。分光手段 の透過と反射により、明確に測定波長の透過光と、これを除く参照波長の反射光 に分離され、ＩｎＧａＡｓの分光感度帯に属するものが得られるので、参照波長 光に測定波長光が混在することなく、いっそう高精度の測定ができる。また、Ｉ ｎＧａＡｓの素子を直流駆動しているのでチョッパ等の可動部をもたず、いっそ う高信頼性のものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す構成説明図である。

【図２】この考案の一実施例を示す構成説明図である。

【図３】この考案の一実施例を示す特性説明図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 測定対象 ３ 分光手段 ４１、４２ 検出素子 ５１、５２ 増幅器 ６ 測定手段 ７ 比較器 ８ 駆動装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】光源から光が投光される測定対象からの透
   過光または反射光のうち水分を吸収する測定波長の光を
   透過する分光手段と、この分光手段を透過した光を検出
   するＩｎＧａＡｓよりなる第１の検出素子と、前記分光
   手段を反射した光を検出するＩｎＧａＡｓよりなる第２
   の検出素子と、この第１、第２の検出素子の出力から測
   定対象の水分を測定する測定手段とを備えたことを特徴
   とする水分測定装置。
2. 【請求項２】前記第２の検出素子の出力が一定となるよ
   うに測定対象に投光する光源を制御して第１の検出素子
   の出力に基き、水分を測定するようにした請求項１記載
   の水分測定装置。