JPH09281000A - 屈折率計測用プリズム及びこれを組み込んだ屈折率計 - Google Patents
屈折率計測用プリズム及びこれを組み込んだ屈折率計Info
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- JPH09281000A JPH09281000A JP9147196A JP9147196A JPH09281000A JP H09281000 A JPH09281000 A JP H09281000A JP 9147196 A JP9147196 A JP 9147196A JP 9147196 A JP9147196 A JP 9147196A JP H09281000 A JPH09281000 A JP H09281000A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サンプルとプリズムとの界面の温度を精密に
測定することができ、そのため屈折率から算出する諸特
性値の温度補正を厳密に行なうことができる屈折率計測
用のプリズムを提供する。 【解決手段】 屈折率計測用のプリズム１は、プリズム
本体１９と、その測定面に貼り付けられた、サンプルよ
りも屈折率が大きい物質よりなる薄い光透過性板１１
と、両者の間に設けられた温度センサー２１とを具備す
る。プリズム本体１９には、これを貫くリード孔２３を
穿ち、リード孔２３が測定面と相対する開口端面に、サ
ンプルよりも屈折率の大きな材質から成る薄い光透過性
板１１を貼着し、この光透過性板の下方に、測定面に接
近して温度センサー２１を装着させてプリズムを構成す
る。このプリズムを測定部位に組み込んで屈折率計とな
す。
測定することができ、そのため屈折率から算出する諸特
性値の温度補正を厳密に行なうことができる屈折率計測
用のプリズムを提供する。 【解決手段】 屈折率計測用のプリズム１は、プリズム
本体１９と、その測定面に貼り付けられた、サンプルよ
りも屈折率が大きい物質よりなる薄い光透過性板１１
と、両者の間に設けられた温度センサー２１とを具備す
る。プリズム本体１９には、これを貫くリード孔２３を
穿ち、リード孔２３が測定面と相対する開口端面に、サ
ンプルよりも屈折率の大きな材質から成る薄い光透過性
板１１を貼着し、この光透過性板の下方に、測定面に接
近して温度センサー２１を装着させてプリズムを構成す
る。このプリズムを測定部位に組み込んで屈折率計とな
す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サンプル（被測定
物質）の光の屈折率を測定する屈折率計測用のプリズム
と、これを組み込んだ屈折率計に関する。特に、サンプ
ルとプリズムとの界面の温度を精密に測定することがで
き、これにより屈折率から算出する諸特性値の温度補正
を厳密に行なうことができるように改良された屈折率計
に用いるプリズムとこれを組み込んだ屈折率計に関す
る。
物質）の光の屈折率を測定する屈折率計測用のプリズム
と、これを組み込んだ屈折率計に関する。特に、サンプ
ルとプリズムとの界面の温度を精密に測定することがで
き、これにより屈折率から算出する諸特性値の温度補正
を厳密に行なうことができるように改良された屈折率計
に用いるプリズムとこれを組み込んだ屈折率計に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】屈折率計は、物性定数の一つである“屈
折率”を測定するために作られた計器である。屈折率
は、物質の密度、比重、粘度、溶液の濃度等の諸特性値
と極めて高い相関性を示す。そのため、屈折率を媒介と
して、これらの諸特性値を測定する測定器が多く製作さ
れ使用されている。その代表的な例が糖度計である。果
実や飲料の糖度は、それらの重要な特性値であり、飲料
等の生産現場における重要な管理値とされている。
折率”を測定するために作られた計器である。屈折率
は、物質の密度、比重、粘度、溶液の濃度等の諸特性値
と極めて高い相関性を示す。そのため、屈折率を媒介と
して、これらの諸特性値を測定する測定器が多く製作さ
れ使用されている。その代表的な例が糖度計である。果
実や飲料の糖度は、それらの重要な特性値であり、飲料
等の生産現場における重要な管理値とされている。
【０００３】屈折率から糖度（Brix値）への変換は、一
般的には、国際砂糖分析統一委員会の１９６６年コペン
ハーゲン国際会議において採択された計算式に基づいて
行なう。更に、サンプルの温度（厳密にはサンプルとプ
リズム測定面の界面の温度）によって、計算値に対して
更に温度補正を加える。なお、飲料によっては、糖度
（Brix値）というよりも、標準温度における換算した屈
折率そのものの値を、総合的な管理指標としてチェック
・管理する場合もある。飲料等の屈折率測定は、サンプ
ルを抜き出した後、個別に人手で測定するというタイプ
（オフライン、卓上型）と、飲料の流れている配管に屈
折率計を挿入して、製造プロセス中の製品そのものを連
続的に測定するというタイプ（オンライン、プロセス
型）がある。
般的には、国際砂糖分析統一委員会の１９６６年コペン
ハーゲン国際会議において採択された計算式に基づいて
行なう。更に、サンプルの温度（厳密にはサンプルとプ
リズム測定面の界面の温度）によって、計算値に対して
更に温度補正を加える。なお、飲料によっては、糖度
（Brix値）というよりも、標準温度における換算した屈
折率そのものの値を、総合的な管理指標としてチェック
・管理する場合もある。飲料等の屈折率測定は、サンプ
ルを抜き出した後、個別に人手で測定するというタイプ
（オフライン、卓上型）と、飲料の流れている配管に屈
折率計を挿入して、製造プロセス中の製品そのものを連
続的に測定するというタイプ（オンライン、プロセス
型）がある。
【０００４】図２は、現在用いられている代表的なオン
ライン型糖度計の構成概要を示すブロック図である。図
２の糖度計５１は、大きく分けて、検出部５３と計測部
５５とからなる。検出部５３は、ランプ６１やコリメー
ター６３等の発光部材と、サンプル液７５と接する測定
面７７を有するプリズム７３、サンプル温度検出用のサ
ーミスタ７９、更にプリズム７３からの反射光を受ける
受光器８３等の受光部材を有する。計測部５５は、各種
の変換回路、演算回路、表示パネル等を有する。
ライン型糖度計の構成概要を示すブロック図である。図
２の糖度計５１は、大きく分けて、検出部５３と計測部
５５とからなる。検出部５３は、ランプ６１やコリメー
ター６３等の発光部材と、サンプル液７５と接する測定
面７７を有するプリズム７３、サンプル温度検出用のサ
ーミスタ７９、更にプリズム７３からの反射光を受ける
受光器８３等の受光部材を有する。計測部５５は、各種
の変換回路、演算回路、表示パネル等を有する。
【０００５】ランプ（光源）６１は、計測部５５内の定
電圧電源１０１から定電圧の電流供給を受け、ナトリウ
ムのＤ線（５８９．３nm）に等の所定の波長の光を発す
る。コリメーター６３は、ランプ６１を出た光を平行光
線とする。このコリメーター６３は、サインバー機構６
５によってその角度が変わるよう構成されており、これ
によって、後述するプリズム７３の測定面への光の入射
角を変化させる。サインバー機構６５は、駆動用のサー
ボモータ６７と、角度検出用のポテンショメータ６９と
を有する。反射ミラー７１は、コリメーター６３を出た
光線を、プリズム７３の方へ向けるためのものである。
電圧電源１０１から定電圧の電流供給を受け、ナトリウ
ムのＤ線（５８９．３nm）に等の所定の波長の光を発す
る。コリメーター６３は、ランプ６１を出た光を平行光
線とする。このコリメーター６３は、サインバー機構６
５によってその角度が変わるよう構成されており、これ
によって、後述するプリズム７３の測定面への光の入射
角を変化させる。サインバー機構６５は、駆動用のサー
ボモータ６７と、角度検出用のポテンショメータ６９と
を有する。反射ミラー７１は、コリメーター６３を出た
光線を、プリズム７３の方へ向けるためのものである。
【０００６】プリズム７３は、この例では台形（平行四
辺形等であってもよく、特に、形状が限定されるもので
はない）をしており、ミラー７１からの反射光が入射
し、プリズム７３の斜面で反射し、測定面７７（図上の
左側面）に達する。この測定面７７上にはサンプル液７
５が接しており、光は、サンプル液７５と測定面７７の
界面で屈折・反射する。この屈折率計は、反射型であ
り、該界面における全反射の臨界角を計測して、Snelli
usの式に基づき屈折率を計算する。測定面７７で反射し
た光は、プリズム７３の斜面で反射した後、プリズム７
３から右方向に射出して受光器８３（増幅器を含む）に
入る。プリズム７３の測定面７７近傍には、サーミスタ
７９が設置されており、サンプル液７５の温度を検出し
ている。この場合、実際にはサーミスタ７９は、保護管
内に密封されている。
辺形等であってもよく、特に、形状が限定されるもので
はない）をしており、ミラー７１からの反射光が入射
し、プリズム７３の斜面で反射し、測定面７７（図上の
左側面）に達する。この測定面７７上にはサンプル液７
５が接しており、光は、サンプル液７５と測定面７７の
界面で屈折・反射する。この屈折率計は、反射型であ
り、該界面における全反射の臨界角を計測して、Snelli
usの式に基づき屈折率を計算する。測定面７７で反射し
た光は、プリズム７３の斜面で反射した後、プリズム７
３から右方向に射出して受光器８３（増幅器を含む）に
入る。プリズム７３の測定面７７近傍には、サーミスタ
７９が設置されており、サンプル液７５の温度を検出し
ている。この場合、実際にはサーミスタ７９は、保護管
内に密封されている。
【０００７】受光器８３は、プリズム７３からの反射光
を受け、その強さ（光量）を検出するものである。受光
器８３は、半導体光センサとその検出電圧を増幅する増
幅器とからなる。コリメーター６３の角度変化により、
プリズム７３の測定面７７に入射する光の角度が変り、
それによって同測定面７７からの反射光の強さも変る。
測定面７７への光の入射角が次第に大きくなって、光が
全反射し始めた時の入射角が臨界角である。受光器８３
は、この臨界角を知るためにプリズム７３からの反射光
量を検出する。なお、この屈折率検出部の構成として
は、このようなタイプの他、本願と同一出願人の出願に
係る実公平３−２６４４３公報に開示されているのよう
な、ポータブルタイプ、あるいは卓上タイプを用いるこ
ともできる。
を受け、その強さ（光量）を検出するものである。受光
器８３は、半導体光センサとその検出電圧を増幅する増
幅器とからなる。コリメーター６３の角度変化により、
プリズム７３の測定面７７に入射する光の角度が変り、
それによって同測定面７７からの反射光の強さも変る。
測定面７７への光の入射角が次第に大きくなって、光が
全反射し始めた時の入射角が臨界角である。受光器８３
は、この臨界角を知るためにプリズム７３からの反射光
量を検出する。なお、この屈折率検出部の構成として
は、このようなタイプの他、本願と同一出願人の出願に
係る実公平３−２６４４３公報に開示されているのよう
な、ポータブルタイプ、あるいは卓上タイプを用いるこ
ともできる。
【０００８】受光器８３から発する信号（電圧）は、計
測部５５内の比較回路８５へ入り、ここで基準電圧８７
と比較される。この比較回路８５の出力は、増幅器８９
によって増幅され、サインバー機構６５のサーボモータ
６７に与えられ、結局、コリメーター６３が、常に臨界
点を追いかけるように作動する。
測部５５内の比較回路８５へ入り、ここで基準電圧８７
と比較される。この比較回路８５の出力は、増幅器８９
によって増幅され、サインバー機構６５のサーボモータ
６７に与えられ、結局、コリメーター６３が、常に臨界
点を追いかけるように作動する。
【０００９】コリメーター６３の動きとともにポテンシ
ョメータ６９の抵抗値が変化する。また、ポテンショメ
ータ６９には一定の電圧が印加されており、コリメータ
ーの動き、即ち臨界角位置がワイパー電圧として取り出
される。この電圧出力は、Brix，ｎＤリニア変換回路１
０３へ入り、ここでBrix値に変換され、このBrix値が演
算回路１０７に入力される。
ョメータ６９の抵抗値が変化する。また、ポテンショメ
ータ６９には一定の電圧が印加されており、コリメータ
ーの動き、即ち臨界角位置がワイパー電圧として取り出
される。この電圧出力は、Brix，ｎＤリニア変換回路１
０３へ入り、ここでBrix値に変換され、このBrix値が演
算回路１０７に入力される。
【００１０】一方、サンプル液７５の温度を検出するサ
ーミスタ７９からの信号は、温度リニア変換回路９１を
経て温度補正係数回路１０９に与えられる。温度補正係
数回路１０９は、サンプル液７５の温度に応じた温度補
正係数を算出（選択）して、演算回路１０７へ与える。
ここで、温度補正係数の一例を紹介すると、標準温度２
０℃、糖度（ショ糖基準、重量％）２０％の場合で、温
度１℃の変化に対して糖度補正ほぼ±０．０７％／℃で
ある。演算回路１０７では、Brix，ｎＤリニア変換回路
１０３からの基本的なBrix値信号と、温度補正係数回路
１０９からの温度補正係数信号とが足し引きされ、最終
的なBrix値の信号が算出される。この信号は、次にＡ／
Ｄ変換回路１０５でデジタル値に変換され、表示パネル
１１１やリミッター回路１１３、レコーダー回路１１５
へ与えられる。
ーミスタ７９からの信号は、温度リニア変換回路９１を
経て温度補正係数回路１０９に与えられる。温度補正係
数回路１０９は、サンプル液７５の温度に応じた温度補
正係数を算出（選択）して、演算回路１０７へ与える。
ここで、温度補正係数の一例を紹介すると、標準温度２
０℃、糖度（ショ糖基準、重量％）２０％の場合で、温
度１℃の変化に対して糖度補正ほぼ±０．０７％／℃で
ある。演算回路１０７では、Brix，ｎＤリニア変換回路
１０３からの基本的なBrix値信号と、温度補正係数回路
１０９からの温度補正係数信号とが足し引きされ、最終
的なBrix値の信号が算出される。この信号は、次にＡ／
Ｄ変換回路１０５でデジタル値に変換され、表示パネル
１１１やリミッター回路１１３、レコーダー回路１１５
へ与えられる。
【００１１】本発明は、屈折率計の温度補正（温度測
定）に関係するもので、温度測定の他の従来例をも併せ
て説明する。図３は、従来の屈折率計のプリズムにおけ
る温度計の他の配置例を示す断面図である。図３におい
て、プリズム１２９の中央部には、下方から上方（測定
面１２３の方向）に向かって延びる穴１２５が開けられ
ている。穴１２５の最上部と、測定面１２３との間に
は、厚さｔのプリズム材（光学ガラス）が残されてい
る。そして、穴１２５の最上部にはサーミスタ（温度セ
ンサー）１２７が配置されている。穴１２５内には、サ
ーミスタ１２７から下方に延びるリード線１３１が引き
出されている。サーミスタ１２７は、与肉ｔを介して、
測定面１２３上とサンプル液１２１との界面温度を検出
しようとするものである。ここで穴１２５の頂面と測定
面との間の寸法つまり与肉ｔは、薄くしても１〜２mm程
度である。何故ならば、この穴は、ダイヤモンドチップ
ドリルで加工するのであるが、それ以上薄くしようとす
ると、余肉部分にクラックが入ってしまうからである。
定）に関係するもので、温度測定の他の従来例をも併せ
て説明する。図３は、従来の屈折率計のプリズムにおけ
る温度計の他の配置例を示す断面図である。図３におい
て、プリズム１２９の中央部には、下方から上方（測定
面１２３の方向）に向かって延びる穴１２５が開けられ
ている。穴１２５の最上部と、測定面１２３との間に
は、厚さｔのプリズム材（光学ガラス）が残されてい
る。そして、穴１２５の最上部にはサーミスタ（温度セ
ンサー）１２７が配置されている。穴１２５内には、サ
ーミスタ１２７から下方に延びるリード線１３１が引き
出されている。サーミスタ１２７は、与肉ｔを介して、
測定面１２３上とサンプル液１２１との界面温度を検出
しようとするものである。ここで穴１２５の頂面と測定
面との間の寸法つまり与肉ｔは、薄くしても１〜２mm程
度である。何故ならば、この穴は、ダイヤモンドチップ
ドリルで加工するのであるが、それ以上薄くしようとす
ると、余肉部分にクラックが入ってしまうからである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の屈折率計
における温度測定においては、屈折率に影響を与えるサ
ンプル液とプリズムとの界面の温度が十分正確に測定さ
れていないことに起因して、次のような問題点があっ
た。即ち、図２のようにサンプル液中にサーミスタを介
入されるような態様では、特にサンプル液温度と外気温
度の間に差がある場合、サンプル液の流量によって、サ
ーミスタ検出温度と測定面の真温度との間に時系列的に
変動する差異を生じ、プロセス管理に支障が出るという
問題点があった。
における温度測定においては、屈折率に影響を与えるサ
ンプル液とプリズムとの界面の温度が十分正確に測定さ
れていないことに起因して、次のような問題点があっ
た。即ち、図２のようにサンプル液中にサーミスタを介
入されるような態様では、特にサンプル液温度と外気温
度の間に差がある場合、サンプル液の流量によって、サ
ーミスタ検出温度と測定面の真温度との間に時系列的に
変動する差異を生じ、プロセス管理に支障が出るという
問題点があった。
【００１３】また、図３のように、プリズム中に穴（又
は溝）を開けて、その中にサーミスタを置く態様では、
特にサンプル液温度が室温からかけ離れているサンプル
をプリズム表面に滴下した場合、サーミスタ検出温度と
界面温度との間に差が出るので、サンプル液温度が定常
状態になる（プリズム温度と同じになる）まで測定を待
たなければならないという問題点があった。
は溝）を開けて、その中にサーミスタを置く態様では、
特にサンプル液温度が室温からかけ離れているサンプル
をプリズム表面に滴下した場合、サーミスタ検出温度と
界面温度との間に差が出るので、サンプル液温度が定常
状態になる（プリズム温度と同じになる）まで測定を待
たなければならないという問題点があった。
【００１４】最近では、屈折率計（糖度計）の精度に対
する要求が、極めて厳しくなっている。例えば、お茶
（缶やパック詰）の場合、糖度計の精度として±０．０
１Brixを要求されるようになっているが、これを温度補
正係数値（±０．０７Brix／℃）で温度に換算すると±
０．１４℃となる。このレベルになると、温度測定の誤
差が糖度測定誤差の大半を占めるような事態となる。つ
まり、±０．０１Brix精度保証の屈折率計を提供するに
は、温度測定誤差を±０．１℃未満とする必要がある。
ところが、上述の従来の技術では、精々±０．５℃が限
界であった。
する要求が、極めて厳しくなっている。例えば、お茶
（缶やパック詰）の場合、糖度計の精度として±０．０
１Brixを要求されるようになっているが、これを温度補
正係数値（±０．０７Brix／℃）で温度に換算すると±
０．１４℃となる。このレベルになると、温度測定の誤
差が糖度測定誤差の大半を占めるような事態となる。つ
まり、±０．０１Brix精度保証の屈折率計を提供するに
は、温度測定誤差を±０．１℃未満とする必要がある。
ところが、上述の従来の技術では、精々±０．５℃が限
界であった。
【００１５】本発明は、サンプルとプリズムとの界面の
温度を精密に測定することができ、そのため屈折率から
算出する諸特性値の温度補正を厳密に行なうことができ
る屈折率計を得るためのプリズムを提案し、またこのプ
リズムを組み込んだ精度の高い屈折率計を提供すること
を目的とする。
温度を精密に測定することができ、そのため屈折率から
算出する諸特性値の温度補正を厳密に行なうことができ
る屈折率計を得るためのプリズムを提案し、またこのプ
リズムを組み込んだ精度の高い屈折率計を提供すること
を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】サンプルと接してその屈
折率を測定するための本発明の屈折率計用プリズムは、
プリズム本体と、このプリズム本体に対し、測定面の方
向に向けて貫通させたリード孔と、このリード孔の開口
端面上に貼り付けられた、サンプルよりも屈折率が大き
い物質よりなる薄い光透過性板と、この光透過性板の下
方に測定面に近接してリード孔内に設けられた温度セン
サーとを具備することを特徴とする。即ち、薄い光透過
性板には、従来のプリズム中の穴加工のような製造上の
制限条件はないので、その厚さを例えば０．５mm以下
と、薄くすることができる。そのため、屈折率に影響を
与えるサンプル液とプリズムの界面の温度をより正確
に、且つ時間遅れなく捉えることができる。
折率を測定するための本発明の屈折率計用プリズムは、
プリズム本体と、このプリズム本体に対し、測定面の方
向に向けて貫通させたリード孔と、このリード孔の開口
端面上に貼り付けられた、サンプルよりも屈折率が大き
い物質よりなる薄い光透過性板と、この光透過性板の下
方に測定面に近接してリード孔内に設けられた温度セン
サーとを具備することを特徴とする。即ち、薄い光透過
性板には、従来のプリズム中の穴加工のような製造上の
制限条件はないので、その厚さを例えば０．５mm以下
と、薄くすることができる。そのため、屈折率に影響を
与えるサンプル液とプリズムの界面の温度をより正確
に、且つ時間遅れなく捉えることができる。
【００１７】また、本発明の屈折率計は、プリズム本体
と、このプリズム本体に対し、測定面の方向に向けて貫
通させたリード孔と、このリード孔の開口端面上に貼り
付けられた、サンプルよりも屈折率が大きい物質よりな
る薄い光透過性板と、この光透過性板の下方に測定面に
近接してリード孔内に設けられた温度センサーとから成
るプリズムを組み込んだ屈折率計であって、その測定面
に光を入射する発光部材と、該測定面から反射する光を
受けその光の強さを検知する受光部材と、上記受光部材
からの信号を受け、サンプルと測定面との界面における
光の全反射の臨界角を決定し、この臨界角からサンプル
の屈折率を決定する部材と、上記屈折率から上記サンプ
ルの所定の特性値を算出する部材と、上記温度センサー
からの信号を受けて、温度補正係数を決定し、上記特性
値を温度補正する部材とを具備させてある。
と、このプリズム本体に対し、測定面の方向に向けて貫
通させたリード孔と、このリード孔の開口端面上に貼り
付けられた、サンプルよりも屈折率が大きい物質よりな
る薄い光透過性板と、この光透過性板の下方に測定面に
近接してリード孔内に設けられた温度センサーとから成
るプリズムを組み込んだ屈折率計であって、その測定面
に光を入射する発光部材と、該測定面から反射する光を
受けその光の強さを検知する受光部材と、上記受光部材
からの信号を受け、サンプルと測定面との界面における
光の全反射の臨界角を決定し、この臨界角からサンプル
の屈折率を決定する部材と、上記屈折率から上記サンプ
ルの所定の特性値を算出する部材と、上記温度センサー
からの信号を受けて、温度補正係数を決定し、上記特性
値を温度補正する部材とを具備させてある。
【００１８】
【発明の実施の形態及び実施例】以下、より具体的に説
明する。図１は、本発明の一実施例に係る屈折率計用プ
リズムを示す図であって、図１（Ａ）は縦断側面図であ
り、図１（Ｂ）は平面図である。図１において、プリズ
ム１は台形断面のプリズム本体１９を有する。プリズム
本体１９の上面には、光透過性板１１が接着剤１５で貼
られている。接着剤１５の例としては、光学用接着剤
（ノーランド社製、ＮＯＡ６１）を挙げることができ
る。なお、プリズム本体１９及び光透過性板１１の表面
は、光学研摩が施されている。
明する。図１は、本発明の一実施例に係る屈折率計用プ
リズムを示す図であって、図１（Ａ）は縦断側面図であ
り、図１（Ｂ）は平面図である。図１において、プリズ
ム１は台形断面のプリズム本体１９を有する。プリズム
本体１９の上面には、光透過性板１１が接着剤１５で貼
られている。接着剤１５の例としては、光学用接着剤
（ノーランド社製、ＮＯＡ６１）を挙げることができ
る。なお、プリズム本体１９及び光透過性板１１の表面
は、光学研摩が施されている。
【００１９】光透過性板１１は、サンプルよりも屈折率
が大きい物質でできている。サンプルよりも屈折率が低
いと、サンプル界面で全反射する前に、光透過性板の下
面で全反射してしまい測定にならないからである。一般
的には、光透過性板材の屈折率は１．７以上が好まし
い。
が大きい物質でできている。サンプルよりも屈折率が低
いと、サンプル界面で全反射する前に、光透過性板の下
面で全反射してしまい測定にならないからである。一般
的には、光透過性板材の屈折率は１．７以上が好まし
い。
【００２０】また、光透過性板１１の材質は、耐蝕性が
あり、且つ硬いものであることが好ましい。プロセス型
の屈折率計では、サンプル液の流れ（或いは含まれる粒
子の衝突）によって、測定面が徐々に刳り取られること
がある。このようなサンプルによる侵蝕を、硬い光透過
性板をプリズムの測定面に貼ることによって防止でき
る。従来の牛乳のプロセス用の屈折率計において、光学
ガラスプリズムの侵蝕量が３カ月の期間で０．１〜０．
２mmもあったのが、人工サファイア製の光透過性板を貼
ったプリズムに変えたところ、侵蝕は殆んどが観察され
なかった。これらのことから、光透過性板の材料として
は、人工サファイアの他、人工ルビー等の人工結晶が特
に好ましいと言える。また光透過性板材は熱伝導率の高
いもの（例えば１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上）であることも好ま
しい。
あり、且つ硬いものであることが好ましい。プロセス型
の屈折率計では、サンプル液の流れ（或いは含まれる粒
子の衝突）によって、測定面が徐々に刳り取られること
がある。このようなサンプルによる侵蝕を、硬い光透過
性板をプリズムの測定面に貼ることによって防止でき
る。従来の牛乳のプロセス用の屈折率計において、光学
ガラスプリズムの侵蝕量が３カ月の期間で０．１〜０．
２mmもあったのが、人工サファイア製の光透過性板を貼
ったプリズムに変えたところ、侵蝕は殆んどが観察され
なかった。これらのことから、光透過性板の材料として
は、人工サファイアの他、人工ルビー等の人工結晶が特
に好ましいと言える。また光透過性板材は熱伝導率の高
いもの（例えば１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上）であることも好ま
しい。
【００２１】プリズム本体１９の中央部には、リード孔
２３が上下方向に貫通して開けられている。そして、プ
リズム本体１９の上面には、リード孔２３と連通するポ
ケット（溝）１７が切り込まれている。図１（Ｂ）に示
されているように、リード孔２３及びポケット１７は、
測定の光路範囲２９から横に少しずれて形成されてい
る。
２３が上下方向に貫通して開けられている。そして、プ
リズム本体１９の上面には、リード孔２３と連通するポ
ケット（溝）１７が切り込まれている。図１（Ｂ）に示
されているように、リード孔２３及びポケット１７は、
測定の光路範囲２９から横に少しずれて形成されてい
る。
【００２２】このポケット１７内には、白金センサ２１
が配置されている。この、白金センサはシンテック製で
あり、常温〜１００℃の温度の精密測定に適している。
ポケット１７の役割として、滞留空気による断熱という
作用がある。即ち、白金センサ２１を光透過性板１１の
直下に配置し、その下にポケット１７の空気があって断
熱の役割を果たすため、白金センサ２１は、下方のプリ
ズム本体１９からの熱影響をあまり受けず、より光透過
性板１１（或いは光透過性板１１上表面）の温度に近い
温度を示すこととなる。リード孔２３には、白金センサ
のリード線２５がリードされている。
が配置されている。この、白金センサはシンテック製で
あり、常温〜１００℃の温度の精密測定に適している。
ポケット１７の役割として、滞留空気による断熱という
作用がある。即ち、白金センサ２１を光透過性板１１の
直下に配置し、その下にポケット１７の空気があって断
熱の役割を果たすため、白金センサ２１は、下方のプリ
ズム本体１９からの熱影響をあまり受けず、より光透過
性板１１（或いは光透過性板１１上表面）の温度に近い
温度を示すこととなる。リード孔２３には、白金センサ
のリード線２５がリードされている。
【００２３】以下の諸元で、図１の実施例の屈折率計用
プリズムを作成し、水をサンプル液として糖度測定を行
ない、０．０１Brixの精度の測定が可能であることを確
認した。 プリズム本体材質：ＢＫ−７（米国ショット社規格名、
熱伝導率１．１２６Ｗ／ｍ・Ｋ） 光透過性板材質：ホワイトサファイア（熱伝導率４２Ｗ
／ｍ・Ｋ） 光透過性板厚さ：０．５mm ポケット寸法：幅２．２mm×高さ２mm サンプル液温度：５〜９０℃ サンプル液糖度：０Brix
プリズムを作成し、水をサンプル液として糖度測定を行
ない、０．０１Brixの精度の測定が可能であることを確
認した。 プリズム本体材質：ＢＫ−７（米国ショット社規格名、
熱伝導率１．１２６Ｗ／ｍ・Ｋ） 光透過性板材質：ホワイトサファイア（熱伝導率４２Ｗ
／ｍ・Ｋ） 光透過性板厚さ：０．５mm ポケット寸法：幅２．２mm×高さ２mm サンプル液温度：５〜９０℃ サンプル液糖度：０Brix
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は以下の効果を発揮する。 サンプルの温度を高精度で時間遅れなく検出できる
ので、屈折率の温度補正を正確に行なうことができる。
その結果、糖度等の測定を高精度に行なうことができ
る。 光透過性板に高硬度、耐食性の材質を用いた場合、
サンプルによるプリズム測定面の侵蝕を防止することが
でき、高精度の測定を長期間行なうことができる。 サーミスタをサンプル液中に配置しているタイプと
較べると、プリズムと温度センサーが一体化されている
ため、取扱いが極めて簡便である。
は以下の効果を発揮する。 サンプルの温度を高精度で時間遅れなく検出できる
ので、屈折率の温度補正を正確に行なうことができる。
その結果、糖度等の測定を高精度に行なうことができ
る。 光透過性板に高硬度、耐食性の材質を用いた場合、
サンプルによるプリズム測定面の侵蝕を防止することが
でき、高精度の測定を長期間行なうことができる。 サーミスタをサンプル液中に配置しているタイプと
較べると、プリズムと温度センサーが一体化されている
ため、取扱いが極めて簡便である。
【図１】本発明の一実施例に係る屈折率計用プリズムを
示す図であって、図１（Ａ）は縦断側面図であり、図１
（Ｂ）は平面図である。
示す図であって、図１（Ａ）は縦断側面図であり、図１
（Ｂ）は平面図である。
【図２】現在用いられている代表的なオンライン型糖度
計の構成概要を示すブロック図である。
計の構成概要を示すブロック図である。
【図３】従来の屈折率計のプリズムにおける温度計の他
の配置例を示す断面図である。
の配置例を示す断面図である。
１ プリズム ３ サンプル液 ７ 光線 １１ 光透過性板 １３ 測定面 １５ 接着剤 １７ ポケット １９ プリズム本体 ２１ 白金センサ ２３ リード孔 ２５ リード線 ２９ 光路範囲 ５１ 糖度計 ５３ 検出部 ５５ 計測部 ６１ ランプ ６３ コリメーター ６５ サインバー機構 ６７ サーボモータ ６９ ポテンショメータ ７１ 反射ミラー ７３ プリズム ７５ サンプル液 ７７ 測定面 ７９ サーミスタ ８３ 受光器（増幅器含む） ８５ 比較回路 ８７ 基準電圧 ８９ 増幅器 ９１ 温度リニア変換回路 １０１ 定電圧電源 １０３ Brix、 nD リニア変換回路 １０５ Ａ／Ｄ変換回路 １０７ 演算回路 １０９ 温度補正係数回路 １１１ 表示パネル １１３ リミッター回路 １１５ レコーダー回路 １２１ サンプル液滴 １２３ 測定面 １２５ 穴 １２７ サーミスタ １２９ プリズム １３１ リード線
Claims (4)
- 【請求項１】 サンプル（被測定物質）と接してその屈
折率を測定するための屈折率計用プリズムであって；プ
リズム本体と、 このプリズム本体に対し、測定面の方向に向けて貫通さ
せたリード孔と、 このリード孔の開口端面上に貼り付けられた、サンプル
よりも屈折率が大きい物質よりなる薄い光透過性板と、 この光透過性板の下方に測定面に近接してリード孔内に
設けられた温度センサーとを具備することを特徴とする
屈折率計測用プリズム。 - 【請求項２】 サンプル（被測定物質）と接してその屈
折率を測定するための屈折率計用プリズムであって；プ
リズム本体と、 このプリズム本体に対し、測定面の方向に向けて貫通さ
せたリード孔と、 このリード孔の開口端面上に貼り付けられた、サンプル
よりも屈折率が大きい物質よりなる薄い光透過性板と、 この光透過性板の下方に測定面に近接してリード孔内に
設けられた温度センサーとを具備し、 上記光透過性板の硬度が、光学ガラスの硬度よりも高い
ことを特徴とする屈折率計測用プリズム。 - 【請求項３】 サンプル（被測定物質）と接してその屈
折率を測定するための屈折率計用プリズムであって；プ
リズム本体と、 このプリズム本体に対し、測定面の方向に向けて貫通さ
せたリード孔と、 このリード孔の開口端面上に貼り付けられた、サンプル
よりも屈折率が大きい物質よりなる薄い光透過性板と、 この光透過性板の下方に測定面に近接してリード孔内に
設けられた温度センサーとを具備し、 上記温度センサーが、前記リード孔に掘り込まれたポケ
ット中に設置されていることを特徴とする屈折率計測用
プリズム。 - 【請求項４】 プリズム本体に対し、測定面の方向に向
けて貫通させたリード孔と、 このリード孔の開口端面上に貼り付けられた、サンプル
よりも屈折率が大きい物質よりなる薄い光透過性板と、 この光透過性板の下方に測定面に近接してリード孔内に
設けられた温度センサーとから成り、サンプル（被測定
物質）と接してその屈折率を測定するためのプリズム
と、 このプリズムの測定面に光を入射させる発光部材と、 該測定面から反射する光を受けてその光の強さを検知す
る受光部材と、 上記受光部材からの信号を受け、サンプルと測定面との
界面における光の全反射の臨界角を決定し、この臨界角
からサンプルの屈折率を決定する部材と、 上記屈折率から上記サンプルの所定の特性値を算出する
部材と、 上記温度センサーからの信号を受けて、温度補正係数を
決定し、上記特性値を温度補正する部材とを具備するこ
とを特徴とする屈折率計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9147196A JPH09281000A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 屈折率計測用プリズム及びこれを組み込んだ屈折率計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9147196A JPH09281000A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 屈折率計測用プリズム及びこれを組み込んだ屈折率計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09281000A true JPH09281000A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14027317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9147196A Pending JPH09281000A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 屈折率計測用プリズム及びこれを組み込んだ屈折率計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09281000A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6480347B1 (en) | 2000-09-14 | 2002-11-12 | Leica Microsystems Inc. | Device for reproducible positioning of optical surfaces |
| US7492447B2 (en) | 2002-10-30 | 2009-02-17 | Atago Co., Ltd. | Refractometer |
| JP2023507776A (ja) * | 2019-12-20 | 2023-02-27 | インテグリス・インコーポレーテッド | 界面近くの流体の精確な温度読み取り |
-
1996
- 1996-04-12 JP JP9147196A patent/JPH09281000A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6480347B1 (en) | 2000-09-14 | 2002-11-12 | Leica Microsystems Inc. | Device for reproducible positioning of optical surfaces |
| US7492447B2 (en) | 2002-10-30 | 2009-02-17 | Atago Co., Ltd. | Refractometer |
| JP2023507776A (ja) * | 2019-12-20 | 2023-02-27 | インテグリス・インコーポレーテッド | 界面近くの流体の精確な温度読み取り |
| US11788902B2 (en) | 2019-12-20 | 2023-10-17 | Entegris, Inc. | Accurate temperature reading of fluid near interface |
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