JPH09304276A - カーペット汚染度測定装置 - Google Patents

カーペット汚染度測定装置

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JPH09304276A
JPH09304276A JP14825396A JP14825396A JPH09304276A JP H09304276 A JPH09304276 A JP H09304276A JP 14825396 A JP14825396 A JP 14825396A JP 14825396 A JP14825396 A JP 14825396A JP H09304276 A JPH09304276 A JP H09304276A
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JP
Japan
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carpet
led
voltage
amplifier
standard
Prior art date
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Pending
Application number
JP14825396A
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English (en)
Inventor
Nobuyuki Nishiwaki
信行 西脇
Yasuaki Matsui
康明 松井
Arata Koroyasu
新 頃安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyokuto Sanki Co Ltd
Original Assignee
Kyokuto Sanki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源に消費電力が少ないLEDを使用し、L
EDの温度特性や各素子毎のばらつきを補償して精度の
高い判定が行えるカーペットの汚染度を光学的に測定す
る汚染度測定装置を提供すること。 【解決手段】 カーペットに押し付ける開口部を有する
遮光筒17、この遮光筒17に設けられた光源となるLED
12、反射光を受光して電気信号に変換するフォト・ダイ
オード11、LED12に併設されてLED12の温度を検知
する温度センサ13よりなる測定ヘッド1と、LED12に
通電する定電流源15、フォト・ダイオード11の出力を増
幅する増幅器21、温度センサ13の出力に基づいてLED
12の温度特性を補償する手段(マイクロ・コンピュータ
30)、標準カーペットにおいて得た増幅器21の出力と測
定対象カーペットにおいて得た増幅器21の出力とを演算
して汚染度を算出する手段30、測定ヘッド1毎の特性の
ばらつきを表す数値で算出された汚染度を補償する手段
30、補償された汚染度を表示する表示器5よりなる制御
装置2とにより構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、カーペットの汚
染度を光学的に測定する汚染度測定装置に関し、特に、
光源に消費電力が少ないLEDを使用し、LEDの温度
特性や各素子毎のばらつきを補償して精度の高い判定が
行えるように構成したものである。
【0002】
【従来の技術】部屋に敷き込まれたカーペットの汚染度
を測定してクリーニングの時期を判定するために、カー
ペット表面に光線を照射し、その反射光によりカーペッ
トの汚染度を光学的に測定する装置が知られている。こ
の汚染評価判定法の1つとして視感によるグレースケー
ル法(JIS L0805-1977)が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなグレースケ
ール法に準拠した従来の汚染度測定装置においては、カ
ーペット表面に照射する光源として白熱電球を使用して
いる。しかし、白熱電球は消費電力が多くて容量の大き
い電池が必要であり、汚染度の測定ごとに同じ一定の電
流を流さなければならず、しかも、白熱電球の特性に
は、経時変化を伴い、寿命も限られている。さらに、白
熱電球の発光スペクトルは広く、測定に適した波長のス
ペクトルを得るためにフィルタが必要であった。
【0004】そこで、この発明は、このようなカーペッ
ト汚染度測定装置に白熱電球を使用することによる問題
点を解決するために考えられたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明のカーペット汚
染度測定装置は、カーペットに押し付ける開口部を有す
る遮光筒17、この遮光筒17に設けられた光源となるLE
D12、反射光を受光して電気信号に変換するフォト・ダ
イオード11、LED12に併設されてLED12の温度を検
知する温度センサ13よりなる測定ヘッド1と、LED12
に通電する定電流源15、フォト・ダイオード11の出力を
増幅する増幅器21、温度センサ13の出力に基づいてLE
D12の温度特性を補償する手段(マイクロ・コンピュー
タ30)、標準カーペットにおいて得た増幅器21の出力と
測定対象カーペットにおいて得た増幅器21の出力とを演
算して汚染度を算出する手段30、測定ヘッド1毎の特性
のばらつきを表す数値で算出された汚染度を補償する手
段30、補償された汚染度を表示する表示器よりなる制御
装置5とにより構成されている。
【0006】
【発明の実施の形態】一般的な繊維製品は、近赤外域の
反射率が高くなる傾向を有しているのに対して、汚染物
質は近赤外線でも可視光域と同様に吸収するので、この
発明のカーペット汚染度測定装置は、近赤外線を放射す
るLEDを使用して汚染度の測定を行なうものである。
【0007】この発明のカーペット汚染度測定装置は、
図1に示すように、後端部を底板16で閉じ、先端部を開
口した円筒状の遮光筒17と、底板16のほぼ中央に設けら
れた近赤外線を検出して電気信号に変換するシリコン・
フォト・ダイオード11と、底板16の中央より離れた位置
に設けられた近赤外線を放射するLED12と、このLE
D12の温度を検知するためにLED12に併設された温度
センサ13とにより構成される測定ヘッド1を使用する。
【0008】この測定ヘッド1を制御して汚染度データ
を得るために、図2に示す制御装置2を備えている。制
御装置2は、LED12に一定の電流を流す定電流源15
と、シリコン・フォト・ダイオード11の出力を増幅する
増幅器21と、この増幅器21および温度センサ13から出力
されるアナログ信号をそれぞれディジタル信号に変換す
るA/D変換器24と、このA/D変換器24から出力され
るディジタル信号を処理して表示器5に汚染度を表示さ
せるとともに、装置全体の動作を制御するマイクロ・コ
ンピュータ30とにより構成されている。
【0009】このマイクロ・コンピュータ30は、CPU
31と、プログラムを格納したROM32と、データを格納
するRAM33とを備え、スイッチ14を制御してLED12
の通電電流を開閉し、8ビットの入力ポートに接続され
たディジタル・スイッチ34により増幅器21の帰還抵抗22
を制御して増幅率を調整し、他の8ビットの入力ポート
に接続されたディジタル・スイッチ35によってLED12
の特性上のばらつきを補償する比Rを調整する。
【0010】次に、このように構成されたカーペット汚
染度測定装置の動作および使用方法を説明する。
【0011】汚染されていないカーペットの美観度を10
0%とすると、汚染の程度に応じて美観度が低下する。
【0012】カーペットには、多くの種類があるが、
(1)赤みがかったピンク色のカーペット、(2)ベージュ色
のカーペット、(3)各種の色を混合した明るい灰色のカ
ーペットの3種類を例にあげて、カーペットの汚染度を
測定する手法を説明する。
【0013】上記3種類のカーペット表面に対して、25
℃のLED12より近赤外線を照射し、その反射光をフォ
ト・ダイオード11で受光したとき、フォト・ダイオード
11より出力される電圧Vaは、図3の特性曲線図に示す
ように、測定対象カーペットの明度に基づく反射率およ
び美観度に応じて変化することが明らかになった。
【0014】このことから、カーペットの美観度Bとフ
ォト・ダイオード11の出力される電圧Vaとの関係は、 B=a・Va+b ……(1) で表すことができる。
【0015】図3から明らかなように、a、bともカー
ペットの種類により値が異なるが、aは、それぞれのカ
ーペットにおいて美観度100%のときの電圧Va100に直
線的に比例することが実験データより解った。
【0016】上記式(1)において、aは、図3における
特性曲線の傾斜(比例定数)であってカーペットの明度
を表し、bは、オフセットを表している。
【0017】そこで、汚染したカーペットの美観度の測
定に先立って、美観度が100%の標準となるカーペット
または類似のカーペットで測定を行なう。
【0018】測定ヘッド1を制御装置2に接続して、測
定ヘッド1の開口部を標準カーペットの表面に押し付け
たのち、標準キー41を操作すると、スイッチ14が閉じら
れて定電流源15よりLED12に一定の電流が流れ、標準
カーペットの表面にLED12より近赤外線を照射する
と、標準カーペットの表面からの反射光がフォト・ダイ
オード11に入射するので、フォト・ダイオード11より美
観度100%における電圧Va100が出力される。
【0019】この電圧Va100は、増幅器21によって増幅
されたのち、A/D変換器24によってディジタル信号に
変換されてRAM32に格納され、スイッチ14を開く。
【0020】次に、測定ヘッド1の開口部を測定対象カ
ーペットの表面に押し付けたのち、測定キー42を操作す
ると、スイッチ14が閉じられて定電流源15よりLED12
に一定の電流が流れ、測定対象カーペットの表面にLE
D12より近赤外線が照射されて、その表面からの反射光
がフォト・ダイオード11に入射して、フォト・ダイオー
ド11より電圧Vaxが出力される。
【0021】同様に、この電圧Vaxは、増幅器21によ
って増幅されたのち、A/D変換器24によってディジタ
ル信号に変換されてRAM32に格納され、スイッチ14を
開く。 このような測定対象カーペットに対する測定を
異なる複数の場所について実施し、各場所のデータをR
AM32に格納する。
【0022】測定が終了したのち、平均キー43を操作す
ると、RAM32に格納されたデータを上記式(1)に基づ
いて演算し、その平均値を美観度(%)として表示器5に
表示させる。
【0023】測定を再開する場合には、測定キー44を操
作することにより同様に汚染度の測定を行なうことがで
きる。
【0024】このように構成された汚染度測定装置にお
いてLEDを使用しているが、LEDは温度によって出
力光が変動し、また、LEDは素子毎に特性上のばらつ
きが大きい。次に、LEDの温度特性や素子毎に特性上
のばらつきに基づく測定データへの影響を回避する方法
について説明する。
【0025】図2に示す回路において、近赤外線を放射
するLED12に一定の電流を流しても、動作温度によっ
てフォト・ダイオード11から出力される電圧(Va)が変
動する。T℃におけるフォト・ダイオード11から出力さ
れる電圧(VaT)は、 Va25=VaT{1+0.0128・(T−25)} ……(2) により25℃における電圧(Va25)に換算することができ
る。
【0026】そこで、周囲温度25℃において、測定ヘッ
ド1の開口部を標準白板に押し付けて、定電流源15より
LED12に一定の電流を流し、標準白板の表面にLED
12より近赤外線を照射して、その表面からの反射光をフ
ォト・ダイオード11に入射させて、フォト・ダイオード
11より電圧Vawが出力される。この電圧Vawを増幅器
21によって増幅するのであるが、ディジタル・スイッチ
34を操作して、増幅器21の帰還抵抗22を制御して増幅率
を調整し、増幅器21の出力電圧が一定の電圧、例えば、
3Vとなるように各測定ヘッド1毎に予め設定する。
【0027】そして、LED12に併設した温度センサ13
によってLED12の温度を検出し、マイクロ・コンピュ
ータ30において、増幅器21から出力される電圧を上記式
(1)により演算して温度補償を実施する。
【0028】次に、LEDは素子毎に特性上のばらつき
を補償する方法を説明する。同じ標準カーペットおよび
測定対象カーペットで実施しても、測定ヘッド1が異な
ると、図3の特性曲線図に示す同じデータを得ることは
できない。換言すると、式(1)における定数aおよび定
数bが、測定ヘッド1毎にばらついて相違するのであ
る。
【0029】周囲温度25℃において、測定ヘッド1の開
口部を標準の灰色板に押し付けて、定電流源15よりLE
D12に一定の電流を流し、標準の灰色板の表面にLED
12より近赤外線を照射して、その表面からの反射光をフ
ォト・ダイオード11に入射させて、フォト・ダイオード
11より電圧Vagが出力される。
【0030】各測定ヘッド1毎に、この標準の灰色板に
おいて発生した電圧Vagと、標準白板において発生し
た電圧Vawとの比R(Vaw/Vag)を求めておく。
【0031】演算処理して得た美観度を求めるデータに
この比Rを演算すると、測定ヘッド毎のばらつきを補償
することができる。この比Rは、ディジタル・スイッチ
35によって設定することができる。
【0032】このように、各測定ヘッド毎に、増幅すべ
き増幅率と比Rを得ておくと、ディジタル・スイッチ3
4、35によって設定することにより、測定ヘッド1と制
御装置2との互換性を持たせることができる。
【0033】
【発明の効果】以上の実施の形態に基づく説明から明ら
かなように、この発明のカーペット汚染度測定装置によ
ると、消費電力の少ないLEDを光源として使用し、L
EDが具備する特性上の問題点を補償する手段を備えて
いるので、電池駆動で携帯に便利であり、簡便に汚染度
の測定を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の汚染度測定装置で使用する測定ヘッ
ドの断面図、
【図2】この発明の汚染度測定装置で使用する制御装置
のブロック図、
【図3】この発明の装置の動作原理を説明するために使
用する特性曲線図である。
【符号の説明】
1 測定ヘッド 2 制御装置 5 表示器 11 LED 12 シリコン・フォト・ダイオード 13 温度センサ 15 定電流源 21 増幅器 22 増幅率調整用帰還抵抗 30 マイクロ・コンピュータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カーペットに押し付ける開口部を有する
    遮光筒、該遮光筒に設けられた光源となるLED、反射
    光を受光して電気信号に変換するフォト・ダイオード、
    上記LEDに併設されてLEDの温度を検知する温度セ
    ンサよりなる測定ヘッドと、 上記LEDに通電する定電流源、上記フォト・ダイオー
    ドの出力を増幅する増幅器、上記温度センサの出力に基
    づいて上記LEDの温度特性を補償する手段、標準カー
    ペットにおいて得た上記増幅器の出力と測定対象カーペ
    ットにおいて得た上記増幅器の出力とを演算して汚染度
    を算出する手段、上記測定ヘッド毎の特性のばらつきを
    表す数値で算出された汚染度を補償する手段、補償され
    た汚染度を表示する表示器よりなる制御装置とを具備す
    ることを特徴とするカーペット汚染度測定装置。
  2. 【請求項2】 測定ヘッド毎の特性のばらつきを表す数
    値は、標準白板で得た増幅器の出力レベルと標準灰色板
    で得た増幅器の出力レベルとの比であることを特徴とす
    る請求項1に記載のカーペット汚染度測定装置。
  3. 【請求項3】 測定ヘッド毎の上記フォト・ダイオード
    の出力レベルの相違を増幅器の増幅率を調整して補償す
    ることを特徴とする請求項1に記載のカーペット汚染度
    測定装置。
JP14825396A 1996-05-18 1996-05-18 カーペット汚染度測定装置 Pending JPH09304276A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008519266A (ja) * 2004-11-04 2008-06-05 アプレラ コーポレイション 熱補償型発光ダイオードを備える、光学走査システム
WO2008077015A3 (en) * 2006-12-18 2011-07-28 Johnsondiversey, Inc. Contamination degree measurement apparatus and contamination degree measurement method

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