JPH10185818A - 液面上浮遊物質の光計測装置および光計測方法 - Google Patents

液面上浮遊物質の光計測装置および光計測方法

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JPH10185818A
JPH10185818A JP34783896A JP34783896A JPH10185818A JP H10185818 A JPH10185818 A JP H10185818A JP 34783896 A JP34783896 A JP 34783896A JP 34783896 A JP34783896 A JP 34783896A JP H10185818 A JPH10185818 A JP H10185818A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 降雨、波浪および付着物による検知精度の低
下や、屋外での長期間の継続使用の適用性に問題があっ
た。 【解決手段】 複数のブイ21を連結固定した連結部材
19に搭載された励起光源25及び蛍光検知装置26か
ら液中23に延びる光ファイバ11a、11bの先端
は、液中23に位置する回転式固定治具20により、同
一の平面内において任意の2方向に向けられ、かつ、液
面22から一定の距離を保った状態で液中23に保持さ
れている。光ファイバ11a又は11bの何れか一方の
先端は検知対象である浮遊・混入物質が存在する液面方
向(上方)へ向けられ、他方の先端は液中方向(水平方
向または下方)へ向けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体表面に浮遊・
混入している物質の光計測装置および光計測方法に関
し、特に液面上に浮遊・混入している蛍光物質の光計測
に長期間継続して使用される光計測装置および光計測方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】海洋や湖沼等の液体内における溶存物
質、混入物質の検知、定性に物質の光を利用した計測技
術が広く利用されている。その計測の方法としては通
常、光源および光検出素子を具備する計測装置を水上ま
たは水中に設置し、光の照射によって計測対象物質から
得られる光情報を、光検出素子を用いて検知することに
よって行われる。
【0003】従来、このような液体内における溶存物質
・混入物質の検知は、例えば特開平7−55559号公
報に示されるような光の反射を利用する手法や、特開平
2−113374号公報に示されるような浮遊物質の撮
影を行う手法などが知られているが、特に液面に存在す
る浮遊・混入物質の計測の場合は前記計測装置を液面上
方に設置して、液面上から前記光検出素子により前記光
情報の検知を行なうのが一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように液面に存
在する浮遊・混入物質の計測に一般的に使用される手法
は、基本的にリモートセンシング(遠隔検知)方式であ
って、計測対象物質が浮遊している液体と前記光計測装
置との直接的な接触は行われていない。このような計測
系では浮遊物質と光計測装置の間にその光路を妨げるよ
うな物質(雨)が存在するとその計測精度が大きく低下
するため、屋外での継続的な使用には不適である。ブイ
等を利用して液面上近傍に近付けて設置し、雨の影響を
低減・除去することも可能であるが、液面付近では波浪
や生物によって飛散した液滴の光計測面への付着や前記
液滴が乾燥した後の残留成分(塩析等)などによって計
測精度が大きく低下する。
【0005】前記特開平7−55559号公報に示され
た方式ではセンサ部分を被計測対象物質に浸漬させる方
式を採っているが、被計測対象が油膜のような薄膜状物
質の場合は、センサ部分を液面に僅かに漬けるだけなの
で、風や降雨などで液面が波立つと検出不可能になる。
従って、屋外で継続的に使用することは困難である。
【0006】本発明の目的は、液面近傍に浮遊・混入し
ている蛍光物質を液中から検知することによって、降
雨、波浪および付着物(液滴、乾燥物質等)による検知
精度の低下の問題を解決し、長期間の継続使用に対して
も高い信頼性を有する、液面上浮遊物質の光計測装置お
よび光計測方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、励起光源と蛍光検出部を具備する、液面上
浮遊物質の光計測装置であって、液面領域、および液面
を含まない領域を同時に計測するための計測部位を液中
に具備していることを特徴とする。また、この発明は、
励起光源と蛍光検出部を具備する、液面上浮遊物質の光
計測装置であって、2つの計測部位がそれぞれ、液面か
ら一定の距離を保った状態で液中に保持されており、前
記2つの計測部位のうち一方は、前記励起光源からの光
を液面領域へ向けて照射して、該液面領域における蛍光
を前記蛍光検出部に送出し、他方は、前記励起光源から
の光を液面を含まない領域へ向けて照射して、該液面を
含まない領域からの蛍光を前記蛍光検出部に送出するこ
とを特徴とする。
【0008】そして、上記の何れかの光計測装置におい
て、前記液面領域の上方の大気中に遮光板を有している
ことを特徴とする。
【0009】また、本発明は、液中から液面に向かって
励起光を照射することによって、液面に対して蛍光計測
を行なう、液面上浮遊物質の光計測方法も含み、また、
このような前記液中から前記液面に向かっての蛍光計測
と同時に、前記液面を含まない領域への蛍光計測も行な
う方法であってもよい。
【0010】上記のとおりの発明では、液面上浮遊物質
の光計測に際して、液中から液面に向かって励起光を照
射することによって、液面に対して蛍光計測が行われ
る。また、これと同時に、液面を含まない領域への蛍光
計測も行われる。この事により、計測部位が液面領域に
向いた状態で液中に設置されることになるので、降雨や
波浪による計測部位への水滴の付着や、液滴の乾燥後の
残留成分の析出などの心配がない。その結果、屋外でも
計測精度を低下させることなく、継続的に使用する可能
である。また、もう一方の計測部位により、液面を含ま
ない領域も計測することにより、液面上浮遊物質の溶解
成分検知も可能であるので、液面上の浮遊物質以外のも
のの計測値への影響が判り、液面上浮遊物質に対する蛍
光計測の精度向上に繋がる。
【0011】しかも、計測する液面領域の上方の大気中
に遮光板を備えることにより、液面領域を計測するため
に液中から天空を仰いだ状態となる計測部位への周辺光
(太陽光など)の影響を効率良く除去することが可能で
ある。
【0012】尚、本発明の特許請求の範囲、および以下
の実施の形態で言う「蛍光計測」とは次のような方法で
ある。すなわち、例えば石油または多環芳香族を含む油
類などの蛍光物質が含まれる液体に紫外線などの単一波
長の光(励起光)を当て、これを吸収させると、液体は
微小時間、同じ波長または少し長い波長の光を放出す
る。この放出光の強さは液体中の蛍光物質(例えば石油
または多環芳香族を含む油類など)の濃度に比例する。
この事を利用して、蛍光の一部又は全部の波長強度を検
出して液体中の蛍光物質の濃度を計測するという方法で
ある。この方法には、単に蛍光を捉えて蛍光物質の有無
を検知することも含まれる。
【0013】
【発明の実施形態】次に本発明の実施形態について図面
を参照して説明する。
【0014】図1は、本発明の、液面浮遊物質の光計測
装置および方法の一実施形態を表した概略構成図であ
る。
【0015】この実施形態による光計測装置は液面に存
在する被計測物質を液中から検知するものであって、図
1に示すように、液面22上に浮かんで装置に浮力を与
える複数のブイ21を備える。各ブイ21は液面22上
で均等に配置されるように連結部材19によって互いに
連結固定されている。この連結部材19は液面22上方
の離れた位置に、励起光源25及び蛍光検知部26を搭
載している。励起光源25及び蛍光検知部26からは、
ともに仕様の等しい図示しない励起光照射用ファイバ及
び蛍光集光用ファイバより成る計測部位としての光ファ
イバ11a、11bが液中23に延びている。各々の光
ファイバ11a、11bの先端は、連結部材19に固定
されて液中23に位置する回転式固定治具20により、
同一の平面内において任意の2方向に向けられ、かつ、
液面22から一定の距離を保った状態で液中23に保持
されている。このとき、光ファイバ11a又は11bの
何れか一方の先端は検知対象である浮遊・混入物質が存
在する液面方向(上方)へ向けられ、他方の先端は液中
方向(水平方向または下方)へ向けられる。したがっ
て、光ファイバ11aからの励起光の照射領域12aは
液面22を含み、光ファイバ11bからの励起光の照射
領域12bは液面22が含まれない液中である。
【0016】上記構成に基づく光計測に際して、光源2
5からの励起光は液中の光ファイバ11aと光ファイバ
11bより、液面方向と液中方向との2方向に照射され
る。光ファイバ11aの励起光照射領域12aにおける
液面近傍からの蛍光および、光ファイバ11bの励起光
照射領域12bにおける液中の蛍光は各々独立に、光フ
ァイバ11aと光ファイバ11bを通じて蛍光検知部2
6で計測される。つまり、この計測方法は、液中23の
光ファイバ11aの励起光照射用ファイバ(不図示)か
ら液面への励起光(例えば紫外線)の照射によって生じ
た、液面上浮遊物質(例えば石油)からの蛍光を、光フ
ァイバ11aの蛍光集光用ファイバ(不図示)を通じて
蛍光検知部26で検知すると同時に、液中23の光ファ
イバ11bの励起光照射用ファイバ(不図示)から液中
(液面を含まない)への励起光(例えば紫外線)の照射
によって生じた、液中の溶解物質(例えば石油)からの
蛍光を、光ファイバ11bの蛍光集光用ファイバ(不図
示)を通じて蛍光検知部26で検知することで行われ
る。
【0017】図2は、本発明の、液面浮遊物質の光計測
装置および方法の他の実施形態を表した概略構成図であ
る。この図では上述の形態と同一部品に同一符号を付し
てある。この図に示される形態の光計測装置は、上述の
形態と同様の構成に加え、先端を液面方向に向けて固定
された光ファイバ11aに進入する周辺光(主に太陽
光)の進入経路を遮るための遮光板14を備えている。
遮光板14のサイズおよび設置位置は、液面上方の大気
中に、前記光ファイバ11aの開口角に含まれる領域1
5からの光の進入を遮るように設定される。
【0018】上述した各実施形態では、液面近傍に浮遊
・混入している物質の蛍光計測に際して、励起光照射お
よび蛍光集光を液中から液面方向に対して行なうことに
より、波浪、降雨等の影響を受けることない計測が可能
になる。
【0019】また、液中から液面に対して蛍光計測を行
なう場合、観測される蛍光には計測対象物質である液面
近傍に浮遊・混入している物質以外に、定常的または一
時的に液中に溶解・拡散している物質に由来するもの
(バックグラウンド蛍光)が予想される。よって、液面
方向および液中方向(液面を計測対象に含まない方向)
の蛍光計測を同時に行なうことによって、液面上浮遊物
質の溶解成分の拡散状況をモニターできるので、前記バ
ックグラウンド蛍光の寄与を評価することが可能とな
る。その結果、液面に浮遊・混入している物質のみに由
来する蛍光強度を評価することができ、計測精度の向上
に繋がる。なお、計測対象に含まれる液中に蛍光物質が
存在しない、または前記蛍光物質の濃度がほぼ一定であ
る場合には、前記液中方向の蛍光計測は行なわなくても
よい。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、液面領
域、および液面を含まない領域を同時に計測するための
計測部位を液中に具備していることにより、計測部位が
液中であるため、降雨、波浪および付着物(液滴、乾燥
付着物等)の影響を全く問題にせずに光計測を実施で
き、さらに、液面を含まない領域も同時に蛍光計測する
ため、液面に存在する蛍光物質のみの蛍光を評価するこ
とができる。
【0021】また、前記液面領域の上方の大気中に遮光
板を有していることにより、液中から液面領域を計測す
るために天空を仰いだ状態の計測部位への周辺光の進入
を防ぐことが可能となり、計測精度の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、液面浮遊物質の光計測装置および方
法の一実施形態を表した概略構成図である。
【図2】本発明の、液面浮遊物質の光計測装置および方
法の他の実施形態を表した概略構成図である。
【符号の説明】
11a、11b 光ファイバ 12a、12b 励起光照射領域 14 遮光板 15 開口角に含まれる領域 19 連結部材 20 光ファイバ固定冶具 21 ブイ 22 液面 23 液中 25 励起光源 26 蛍光検知部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励起光源と蛍光検出部を具備する、液面
    上浮遊物質の光計測装置であって、 液面領域、および液面を含まない領域を同時に計測する
    ための計測部位を液中に具備していることを特徴とす
    る、液面上浮遊物質の光計測装置。
  2. 【請求項2】 励起光源と蛍光検出部を具備する、液面
    上浮遊物質の光計測装置であって、 2つの計測部位がそれぞれ、液面から一定の距離を保っ
    た状態で液中に保持されており、前記2つの計測部位の
    うち一方は、前記励起光源からの光を液面領域へ向けて
    照射して、該液面領域における蛍光を前記蛍光検出部に
    送出し、他方は、前記励起光源からの光を液面を含まな
    い領域へ向けて照射して、該液面を含まない領域からの
    蛍光を前記蛍光検出部に送出することを特徴とする、液
    面上浮遊物質の光計測装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の光計測装置にお
    いて、前記液面領域の上方の大気中に遮光板を有してい
    ることを特徴とする、液面上浮遊物質の光計測装置。
  4. 【請求項4】 液中から液面に向かって励起光を照射す
    ることによって、液面に対して蛍光計測を行なう、液面
    上浮遊物質の光計測方法。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の液面上浮遊物質の光計
    測方法において、前記液中から前記液面に向けての蛍光
    計測と同時に、前記液面を含まない領域への蛍光計測も
    行なうことを特徴とする、液面上浮遊物質の光計測方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009198190A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Suntory Holdings Ltd 液中投入型発光センサ素子及び発光光度計
CN105203519A (zh) * 2015-10-19 2015-12-30 青岛市光电工程技术研究院 一种海洋溢油定点监测设备及方法

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JP2009198190A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Suntory Holdings Ltd 液中投入型発光センサ素子及び発光光度計
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