JPS5919843A - 光学式水分計 - Google Patents
光学式水分計Info
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- JPS5919843A JPS5919843A JP57129294A JP12929482A JPS5919843A JP S5919843 A JPS5919843 A JP S5919843A JP 57129294 A JP57129294 A JP 57129294A JP 12929482 A JP12929482 A JP 12929482A JP S5919843 A JPS5919843 A JP S5919843A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
- G01N21/81—Indicating humidity
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N2021/7769—Measurement method of reaction-produced change in sensor
- G01N2021/7786—Fluorescence
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ） 発明の関連する技術分野
この発明は励起光により蛍光を発生する蛍光体を用いて
、物体の水分率を光学的に計測する光学式水分計に関す
る。
、物体の水分率を光学的に計測する光学式水分計に関す
る。
（ｂｌ 従来技術とその欠点
従来、物体の水分率計測に用いられる水分計は、大別す
ると実験用水分計とプロセス用水分計に分類される。前
者の実験室用としては、乾燥法に基つく水分計、電気抵
抗式水分計、および高周波水分計などが知られている。
ると実験用水分計とプロセス用水分計に分類される。前
者の実験室用としては、乾燥法に基つく水分計、電気抵
抗式水分計、および高周波水分計などが知られている。
また、後者のプロセス用としては、中性子水分計、ガン
マ線密度計を用いた水分計、および赤外線水分計などが
知られている。そしてプロセス用には、自動制御のため
に出力信号が電気信号あるいは空気圧信号などで得られ
ること、耐熱・耐寒・耐振・耐食・防爆などの諸性質に
すくれること、高精度であること、校正が容易であるこ
と、および取扱い・保守が容易であることなどが要求さ
れる。
マ線密度計を用いた水分計、および赤外線水分計などが
知られている。そしてプロセス用には、自動制御のため
に出力信号が電気信号あるいは空気圧信号などで得られ
ること、耐熱・耐寒・耐振・耐食・防爆などの諸性質に
すくれること、高精度であること、校正が容易であるこ
と、および取扱い・保守が容易であることなどが要求さ
れる。
上記の水分計のうち、電気抵抗式水分計ならびに高周波
抵抗式水分計および高周波誘電率式の高周波水分計では
、電気的に計測するので、試料とセンサの接触状餓によ
って計測誤差が生じやすいこと、電磁気ノイズに弱いこ
と、誘爆性物質の計測には不向である、などの欠点があ
る。また、乾燥法では自動制御できない欠点がある。
抵抗式水分計および高周波誘電率式の高周波水分計では
、電気的に計測するので、試料とセンサの接触状餓によ
って計測誤差が生じやすいこと、電磁気ノイズに弱いこ
と、誘爆性物質の計測には不向である、などの欠点があ
る。また、乾燥法では自動制御できない欠点がある。
一方、中性子水分計は、線源を発生するために核反応を
利用するが、一般の水分率測定に使用するには注意を要
する。そして、ガンマ線密度計を利用する水分計も同様
な欠点をもち、更に被計測試料が水溶液スラリーに限定
される欠点をもつ。
利用するが、一般の水分率測定に使用するには注意を要
する。そして、ガンマ線密度計を利用する水分計も同様
な欠点をもち、更に被計測試料が水溶液スラリーに限定
される欠点をもつ。
更に、上記の水分計では、試料の種類に応して、水分率
を求めるためのテーブルを補正する必要があり、しかも
取扱い性に劣る欠点も有している。
を求めるためのテーブルを補正する必要があり、しかも
取扱い性に劣る欠点も有している。
また赤外線水分計は赤外線を試料に照射してその反射光
を受けて水分測定をするもので、近赤外領域の水の吸収
スペクトル（１，９４μｍ、１．５μｍ）による。この
水分計は前述のプロセス用水分計として具備すべき要件
をほぼ満足するが、反射スペクトルに基づくため、試料
表面の状態に左右されやすいことや、試料物体自体が例
えば黒っぽい試料では試料自体の吸収スペクトルによっ
て水分計測を妨げられるなどの欠点を有する。
を受けて水分測定をするもので、近赤外領域の水の吸収
スペクトル（１，９４μｍ、１．５μｍ）による。この
水分計は前述のプロセス用水分計として具備すべき要件
をほぼ満足するが、反射スペクトルに基づくため、試料
表面の状態に左右されやすいことや、試料物体自体が例
えば黒っぽい試料では試料自体の吸収スペクトルによっ
て水分計測を妨げられるなどの欠点を有する。
（ｃ） 発明の目的
この発明は上記の従来の水分計の欠点に鑑み、自動制御
が可能であって、耐食・防爆性等の信頼性に優れ、しか
も取扱い性にも優れた光学式水分計を提供することを目
的としている。
が可能であって、耐食・防爆性等の信頼性に優れ、しか
も取扱い性にも優れた光学式水分計を提供することを目
的としている。
ｔｄ） 発明の構成および効果
この発明は、要約ずれは次のようになる。
励起光照射手段から照射された励起光によって蛍光を生
じ、吸着した水分量と蛍光強度とが相関して変化する蛍
光体を、被計測物質中または被計測物質近傍に置き、そ
の蛍光体から得られる蛍光を受光手段によって受光する
。そして、その蛍光強度に対応した水分率を、記憶手段
に記憶した水分率−蛍光強度のチー プルより求める手
段を設ける。このように、この発明に係る光学式水分計
は、」−述の特性を備えた蛍光体から得られる蛍光の強
度によって水分率を計測するようにしたことを特徴とし
ている。
じ、吸着した水分量と蛍光強度とが相関して変化する蛍
光体を、被計測物質中または被計測物質近傍に置き、そ
の蛍光体から得られる蛍光を受光手段によって受光する
。そして、その蛍光強度に対応した水分率を、記憶手段
に記憶した水分率−蛍光強度のチー プルより求める手
段を設ける。このように、この発明に係る光学式水分計
は、」−述の特性を備えた蛍光体から得られる蛍光の強
度によって水分率を計測するようにしたことを特徴とし
ている。
この発明に用いる蛍光体としては、例えば、湿式法で合
成したＹ２Ｗ３０１２・ｎＨ２Ｏが用いられる。
成したＹ２Ｗ３０１２・ｎＨ２Ｏが用いられる。
この発明は以下に説明する計測原理に基づいている。
前記のＹ２Ｗ３０１２・ｎＨ２Ｏの発光スペクトルを第
１図に示す。同図（Ａｌ 、 （Ｂ） 、 （Ｃ１は、
それぞれ熟成沈殿Ｙ２Ｗ３０１２ ・ｎ Ｈ２Ｏ、同沈
殿を１ｏｏｏ℃で焼成してできたｏｒｔｈｏｒｈｍｂｉ
ｃ Ｙ２Ｗ２０１２ （無結晶水）、同無結晶水のｏ
ｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃ ＹｚＷ３０ｔ２ に水分吸
着して生じたＹ ２ Ｗ ３０１２・３Ｈ２０の発光ス
ペクトルを示している。これらの物質は、いずれも紫外
線または電子線で励起されて蛍光を発し、これらのスペ
クトルはＥｕ によるものであり、基本的パターンは
変化せず輝度が変化する。また、無結晶水のＹ２Ｗ３０
１２は吸湿してＹ２Ｗ３０１２・３ Ｈ２０の三水和物
に戻り、水分吸脱着か可逆的に行われる。一定の温度に
おいて、この結晶が吸着した水分量に比例した水和度と
輝度との関係を測定した一例を第２図（Ａｌに示す。す
なわち、この蛍光体によれば、可逆的な水分量・脱着変
化に追随して輝度変化を生ずる。また、蛍光強度は一般
に第２図（Ｃ）に示すように温度によって変れる。ヒシ
ステリシスをもって乾燥過程りと吸湿過程Ｗとが−サイ
クルをなすが、温度変化に対し可逆的に蛍光強度力変化
するので、繰り返し利用に適する。したがって、温度を
一定にするか、あるいは設定温度関数に基づいて温度制
御を行うことにより、この蛍光体か置かれた彼ａ１−測
物または領域の水分率と蛍光強度との表を得ることがで
きる。このような水分率−蛍光強度のグラフの一例を第
２図（Ｂ）に示す。
１図に示す。同図（Ａｌ 、 （Ｂ） 、 （Ｃ１は、
それぞれ熟成沈殿Ｙ２Ｗ３０１２ ・ｎ Ｈ２Ｏ、同沈
殿を１ｏｏｏ℃で焼成してできたｏｒｔｈｏｒｈｍｂｉ
ｃ Ｙ２Ｗ２０１２ （無結晶水）、同無結晶水のｏ
ｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃ ＹｚＷ３０ｔ２ に水分吸
着して生じたＹ ２ Ｗ ３０１２・３Ｈ２０の発光ス
ペクトルを示している。これらの物質は、いずれも紫外
線または電子線で励起されて蛍光を発し、これらのスペ
クトルはＥｕ によるものであり、基本的パターンは
変化せず輝度が変化する。また、無結晶水のＹ２Ｗ３０
１２は吸湿してＹ２Ｗ３０１２・３ Ｈ２０の三水和物
に戻り、水分吸脱着か可逆的に行われる。一定の温度に
おいて、この結晶が吸着した水分量に比例した水和度と
輝度との関係を測定した一例を第２図（Ａｌに示す。す
なわち、この蛍光体によれば、可逆的な水分量・脱着変
化に追随して輝度変化を生ずる。また、蛍光強度は一般
に第２図（Ｃ）に示すように温度によって変れる。ヒシ
ステリシスをもって乾燥過程りと吸湿過程Ｗとが−サイ
クルをなすが、温度変化に対し可逆的に蛍光強度力変化
するので、繰り返し利用に適する。したがって、温度を
一定にするか、あるいは設定温度関数に基づいて温度制
御を行うことにより、この蛍光体か置かれた彼ａ１−測
物または領域の水分率と蛍光強度との表を得ることがで
きる。このような水分率−蛍光強度のグラフの一例を第
２図（Ｂ）に示す。
このように、この水分率−蛍光強度のグラフをあらかじ
め求めておき、上述の特性を備えた蛍光体を被計測物ま
たは領域に置いて蛍光強度を計測ずれはそのときの水分
率を求めることができる。
め求めておき、上述の特性を備えた蛍光体を被計測物ま
たは領域に置いて蛍光強度を計測ずれはそのときの水分
率を求めることができる。
この発明によれば、前記計測原理に基ついて光学的に水
分率か測定されるので、自動制御が可能となるとともに
、耐食性、防爆性等の信頼性に優れており、実験室用兼
プロセス用に適した水分計が得られる。また、光ファイ
バによってプローブ化すれば、遠隔計測可能となり、し
かも小形で、かつ、細径な水分検出部を備えた水分計を
得ることができる。更に蛍光体に励起光を照射して間接
的に計測を行えるので、被計測物の表面状態に関係なく
測定可能となり、広く適用し得る利点を有する。
分率か測定されるので、自動制御が可能となるとともに
、耐食性、防爆性等の信頼性に優れており、実験室用兼
プロセス用に適した水分計が得られる。また、光ファイ
バによってプローブ化すれば、遠隔計測可能となり、し
かも小形で、かつ、細径な水分検出部を備えた水分計を
得ることができる。更に蛍光体に励起光を照射して間接
的に計測を行えるので、被計測物の表面状態に関係なく
測定可能となり、広く適用し得る利点を有する。
ｔｅｌ 実施例の説明
第３図はこの発明の一実施例である水分計を示ず構成図
、第４図は同水分計の計測回路を示すブロック図である
。
、第４図は同水分計の計測回路を示すブロック図である
。
基体２上に分散材３ｂによって蛍光体３ａを分散皮膜化
した蛍光体層３が形成されている。基体２および蛍光体
層３からなる水分検出部は被計測物質中または被計測物
質近傍等の被計測雰囲気１中に置かれる。基体２または
分散材３ｂの少なくとも何れか一方は水分透過性を有す
る。キセノンランプ７は励起光として紫外線を照射する
発光源である。キセノンランプ７から照射された紫外線
８はレンズ９で集光され、更にそのビームは反射板４で
回転され蛍光体層３の表面に集光される。
した蛍光体層３が形成されている。基体２および蛍光体
層３からなる水分検出部は被計測物質中または被計測物
質近傍等の被計測雰囲気１中に置かれる。基体２または
分散材３ｂの少なくとも何れか一方は水分透過性を有す
る。キセノンランプ７は励起光として紫外線を照射する
発光源である。キセノンランプ７から照射された紫外線
８はレンズ９で集光され、更にそのビームは反射板４で
回転され蛍光体層３の表面に集光される。
また、レンズ９とキセノンランプ７との間に、回転板１
０が介在し、回転板１０上にとりつけたフィルタ１０ａ
によって紫外線８は蛍光体３ａの励起波長の励起光パル
スに変えられる。回転板１０はモータ１３によって回転
し、フィルタ１０ａが収り付けられる表面には、励起光
パルスを発生するためのスリットが形成されている。
０が介在し、回転板１０上にとりつけたフィルタ１０ａ
によって紫外線８は蛍光体３ａの励起波長の励起光パル
スに変えられる。回転板１０はモータ１３によって回転
し、フィルタ１０ａが収り付けられる表面には、励起光
パルスを発生するためのスリットが形成されている。
この水分計に用いる蛍光体３ａには、前記計測原理で説
明（またように、例えは品式法で合成されたＹ２Ｗ３０
１２・ｎＨ２Ｏが用いられる。この蛍光体は、５（ＮＨ
４）２０・１２ＷＯａ水溶液とＹ２ｏ３Ｅｕ２０３を含
む硝酸水溶液とをアンモニア水を添加しながらｐ Ｈを
塩基性側（ｐＨ”９）へ調節しながら混合して得られた
沈殿を熟成（０，５〜１．。
明（またように、例えは品式法で合成されたＹ２Ｗ３０
１２・ｎＨ２Ｏが用いられる。この蛍光体は、５（ＮＨ
４）２０・１２ＷＯａ水溶液とＹ２ｏ３Ｅｕ２０３を含
む硝酸水溶液とをアンモニア水を添加しながらｐ Ｈを
塩基性側（ｐＨ”９）へ調節しながら混合して得られた
沈殿を熟成（０，５〜１．。
Ｉ］煮沸）または熟成沈澱を空気中１０００’Ｃで焼成
する、いわゆる湿式法で合成されたものである。
する、いわゆる湿式法で合成されたものである。
このようにして得られたＹ２Ｗ３０１２・ｎＨ２Ｏから
なる蛍光体層３に紫外線８が当てられると、前記計測原
理で説明したように、蛍光体３ａがら水和量に応じた輝
度の蛍光ビーム１１が放射される。
なる蛍光体層３に紫外線８が当てられると、前記計測原
理で説明したように、蛍光体３ａがら水和量に応じた輝
度の蛍光ビーム１１が放射される。
そして、この蛍光ビーム１１は凹面鏡５によって受光器
１２へ集光される。受光器１２の前方には、ルスから分
離される。
１２へ集光される。受光器１２の前方には、ルスから分
離される。
この水分計の計測回路は、ＣＰＵ２０と、メモリ２１と
、励起光パルスの照射と蛍光の輝度測定とを連動して駆
動するためのタイミング回路２４と、タイミング回路２
４のタイミング信号を受は受光器１２の受光出力をＣＰ
Ｕ２０に入力するためのＡ／Ｄ変換器２２と、タイミン
グ回路２４からタイミング信号を受はモータ１３の回転
を制御するモータ駆動回路２３と、ＣＰＵ２０に接続さ
れ、測定した水分率を記録し、かつ表示する記録兼表示
器２５とを有する。このような計測回路における、水分
率計測タイムチャートを第５図に示す。同図（Ａ＋は、
紫外線の励起光パルスを示し、パルス間隔は回転板１０
の一回転に相当する。この励起光パルスを受け、蛍光体
３ａから発生される蛍光の波形を同図ＦＢ＋に示す。こ
の波形中ピークに達した後は残光を表している。そして
、受光器１２は励起光パルスのパルス間隔毎に発生する
蛍光を受光する。Ａ／Ｄ変換器２２を介してＣＰＵ２０
に導入された蛍光は、所定の時間間隔毎にその値が一定
レベル値より大きいか否か判定され、一定レベル値より
大きいときのみ出力されるパルス数によって蛍光光量が
求められる。第５図（Ｃ１に示したパルスは残光を除く
蛍光から得られるパルス波形の一例を示す。この場合、
励起光パルスが送波中であるので蛍光を分離するための
波長フィルタ６を配置する必要がある。これに対し、同
図（Ｄｉに示したように、残光より蛍光光量を示すパル
スを得るならば、励起光パルスの送波停止後であるから
そのような波長フィルタは不要になる。このように蛍光
光量を示すパルスはＣＰＵ２０によって計数され、その
計数値は蛍光強度としてメモリ２１に記憶される。また
、メモリ２１には、第２図（Ｂ）で示したように、Ｙ２
Ｗ３０１２・ｎ Ｈ２Ｏの蛍光体３ａに対しあらかじめ
求めた水分率−蛍光強度のテーブルが記憶されている。
、励起光パルスの照射と蛍光の輝度測定とを連動して駆
動するためのタイミング回路２４と、タイミング回路２
４のタイミング信号を受は受光器１２の受光出力をＣＰ
Ｕ２０に入力するためのＡ／Ｄ変換器２２と、タイミン
グ回路２４からタイミング信号を受はモータ１３の回転
を制御するモータ駆動回路２３と、ＣＰＵ２０に接続さ
れ、測定した水分率を記録し、かつ表示する記録兼表示
器２５とを有する。このような計測回路における、水分
率計測タイムチャートを第５図に示す。同図（Ａ＋は、
紫外線の励起光パルスを示し、パルス間隔は回転板１０
の一回転に相当する。この励起光パルスを受け、蛍光体
３ａから発生される蛍光の波形を同図ＦＢ＋に示す。こ
の波形中ピークに達した後は残光を表している。そして
、受光器１２は励起光パルスのパルス間隔毎に発生する
蛍光を受光する。Ａ／Ｄ変換器２２を介してＣＰＵ２０
に導入された蛍光は、所定の時間間隔毎にその値が一定
レベル値より大きいか否か判定され、一定レベル値より
大きいときのみ出力されるパルス数によって蛍光光量が
求められる。第５図（Ｃ１に示したパルスは残光を除く
蛍光から得られるパルス波形の一例を示す。この場合、
励起光パルスが送波中であるので蛍光を分離するための
波長フィルタ６を配置する必要がある。これに対し、同
図（Ｄｉに示したように、残光より蛍光光量を示すパル
スを得るならば、励起光パルスの送波停止後であるから
そのような波長フィルタは不要になる。このように蛍光
光量を示すパルスはＣＰＵ２０によって計数され、その
計数値は蛍光強度としてメモリ２１に記憶される。また
、メモリ２１には、第２図（Ｂ）で示したように、Ｙ２
Ｗ３０１２・ｎ Ｈ２Ｏの蛍光体３ａに対しあらかじめ
求めた水分率−蛍光強度のテーブルが記憶されている。
以上の構成において、水分率計測のために蛍光体層３を
含む水分検出部が被計測雰囲気１中に置かれる。そうす
ると、蛍光体３ａはその被計測雰囲気１中の水分を吸着
する。この状態で蛍光体３ａに紫外線を照射すると、そ
のときの吸着水分量に応じて蛍光体３ａから蛍光ビーム
が発せられる。
含む水分検出部が被計測雰囲気１中に置かれる。そうす
ると、蛍光体３ａはその被計測雰囲気１中の水分を吸着
する。この状態で蛍光体３ａに紫外線を照射すると、そ
のときの吸着水分量に応じて蛍光体３ａから蛍光ビーム
が発せられる。
この蛍光ビームを受光器１２で受光し、第５図（Ｃ）に
示したように受光パルスの数で蛍光強度が計測される。
示したように受光パルスの数で蛍光強度が計測される。
測定した蛍光強度に対し、メモリ２１に記憶された水分
率−蛍光強度のテーブルによって、そのときの水分率の
（＋１が求められる。この値は、記録兼表示器２５に記
録かつ表示される。このように、この実施例の光学式水
分計は、結晶水をもつ蛍光体の可逆的な水和度の変化と
蛍光との関係を利用して水分率を計測するものである。
率−蛍光強度のテーブルによって、そのときの水分率の
（＋１が求められる。この値は、記録兼表示器２５に記
録かつ表示される。このように、この実施例の光学式水
分計は、結晶水をもつ蛍光体の可逆的な水和度の変化と
蛍光との関係を利用して水分率を計測するものである。
そして、この水分計によって測定された水分率は電気信
号で出力されるので、自動制御が可能となる。しかも、
この水分計は蛍光体を水分検出部として利用しているの
で、耐食性が強く、また、光学的計測を行うので誘爆性
物質の計測に適用できる防爆性も備えている。
号で出力されるので、自動制御が可能となる。しかも、
この水分計は蛍光体を水分検出部として利用しているの
で、耐食性が強く、また、光学的計測を行うので誘爆性
物質の計測に適用できる防爆性も備えている。
次に、この発明の他の実施例を説明する。
第６図は他の実施例の水分計を示す構成図である。この
第６図の実施例が前記実施例と相別するのは、送受光の
ための光学系を光ファイバ３０を用いて構成した点であ
る。前記のＹ２Ｗ３０１２・ｎ Ｈ２０等の蛍光体３１
は、光ファイバ３０の一端面ｔこ水分透過性材料３２て
被覆されている。水分透過性材料３２には、１耐薬品性
にずくれ、水分子のみ選択透過する約５ Ａ）の微小孔
をもつ材質のものが好ましく、例えは陶磁器板やシリコ
ン樹脂などを用いる。光ファイバ３０の他端には、紫外
線を発生する光源３５が配置されている。モータ３７で
回転する回転板に収り付けたフィルタ３８によって前記
実施例と同様に所定時間間隔て紫外線の励起光パルスが
形成される。この紫外線４５は集光レンズ３９．４０を
介して光ファイバ３０の一端に導入される。また、レン
ズ３９と４０との間にビームスプリッタ４４が配置され
、蛍光体３Ｉからの蛍光ビーム３４を励起光とともに反
射板４３に導く。蛍光ビーム３４は波長フィルタ４２に
よって励起光から分離されて集光レンズ４１を介して受
光器３６に受光される。
第６図の実施例が前記実施例と相別するのは、送受光の
ための光学系を光ファイバ３０を用いて構成した点であ
る。前記のＹ２Ｗ３０１２・ｎ Ｈ２０等の蛍光体３１
は、光ファイバ３０の一端面ｔこ水分透過性材料３２て
被覆されている。水分透過性材料３２には、１耐薬品性
にずくれ、水分子のみ選択透過する約５ Ａ）の微小孔
をもつ材質のものが好ましく、例えは陶磁器板やシリコ
ン樹脂などを用いる。光ファイバ３０の他端には、紫外
線を発生する光源３５が配置されている。モータ３７で
回転する回転板に収り付けたフィルタ３８によって前記
実施例と同様に所定時間間隔て紫外線の励起光パルスが
形成される。この紫外線４５は集光レンズ３９．４０を
介して光ファイバ３０の一端に導入される。また、レン
ズ３９と４０との間にビームスプリッタ４４が配置され
、蛍光体３Ｉからの蛍光ビーム３４を励起光とともに反
射板４３に導く。蛍光ビーム３４は波長フィルタ４２に
よって励起光から分離されて集光レンズ４１を介して受
光器３６に受光される。
このような構成において、前記実施例同様、前述の計測
原理に基ついて光学的に水分率が測定される。そして、
光ファイバの先端に蛍光体からなる水分検出部を形成す
ることにより、小型で、かつ細径な水分検出部を得るこ
とができる。また、光ファイバを用いるので、遠隔計測
が可能となるとともに、電磁気的無誘導性にも優れ、測
定精度が向上する。
原理に基ついて光学的に水分率が測定される。そして、
光ファイバの先端に蛍光体からなる水分検出部を形成す
ることにより、小型で、かつ細径な水分検出部を得るこ
とができる。また、光ファイバを用いるので、遠隔計測
が可能となるとともに、電磁気的無誘導性にも優れ、測
定精度が向上する。
また、第２図（Ｃ）で説明したように一般に蛍光体は温
度変化により蛍光強度が変わる′特性を有している。そ
こで、被計測物質の温度が著しく変わる場合には温度補
正する必要がある。第７図は第６図の実施例において温
度補正を自動的に行うようにした水分計の要部を示す。
度変化により蛍光強度が変わる′特性を有している。そ
こで、被計測物質の温度が著しく変わる場合には温度補
正する必要がある。第７図は第６図の実施例において温
度補正を自動的に行うようにした水分計の要部を示す。
図示しないが、光ファイバ５０の先端には前記のＹ２Ｗ
３０１２ ・ｎＨ２Ｏの水分率測定用蛍光体（蛍光波長
：λｅｍｌ）と、水分吸着によって輝度変化をほとんど
起こさす、水分率測定用と蛍光波長の異なる温度補正用
蛍光体（蛍光波長：λｅｍ２ （＼λｅｍ１））とが混
在して、水分透過性材料で被覆されている。この温度補
正用蛍光体には例えは、Ｌａ２Ｏ２ＳとＴｂとの化合物
を用いる。また、光ファイバ５０の他端には、光源５５
ａ、受光器５５ｂ、５５ｃが並設される。
３０１２ ・ｎＨ２Ｏの水分率測定用蛍光体（蛍光波長
：λｅｍｌ）と、水分吸着によって輝度変化をほとんど
起こさす、水分率測定用と蛍光波長の異なる温度補正用
蛍光体（蛍光波長：λｅｍ２ （＼λｅｍ１））とが混
在して、水分透過性材料で被覆されている。この温度補
正用蛍光体には例えは、Ｌａ２Ｏ２ＳとＴｂとの化合物
を用いる。また、光ファイバ５０の他端には、光源５５
ａ、受光器５５ｂ、５５ｃが並設される。
光源５５ａからの紫外線（波長λｅｘ、）は回転板（図
示せず）に取り付けたフィルタ５３ａの作用により１妨
起光パルスに変わる。集光レンズ５１と５４ａとの間に
ビームスプリッタ５２ａか設けられ、１助起光パルスは
光ファイバ５０に導かれる。
示せず）に取り付けたフィルタ５３ａの作用により１妨
起光パルスに変わる。集光レンズ５１と５４ａとの間に
ビームスプリッタ５２ａか設けられ、１助起光パルスは
光ファイバ５０に導かれる。
また、受光器５５ｂには、フィルタ５３１〕、ビームス
プリッタ５２ｂを介して水分率測定用蛍光体からの蛍光
ビームか励起光と分離されて導かれる。
プリッタ５２ｂを介して水分率測定用蛍光体からの蛍光
ビームか励起光と分離されて導かれる。
一方、受光器５５ｃには、フィルタ５３ｃ、ビームスプ
リッタ５２ｃを介して温度補償用蛍光体からの蛍光ビー
ムが励起光と分離されて導かれる。
リッタ５２ｃを介して温度補償用蛍光体からの蛍光ビー
ムが励起光と分離されて導かれる。
このようにすれは、水分検出と同時に温度補償用蛍光体
の輝度変化から温度変化を検出することかできるので、
あらかじめ水分率測定用蛍光体の温度−蛍光強度テーブ
ルを求めておき、そのテーブルから水分率測定用蛍光体
からの蛍光の強度を補正することができる。また、水分
率測定用蛍光体および温度補償用蛍光体の各蛍光光量の
比をパラメータとして温度補償関数を定めて、その関数
に基ついて温度補正を行うようにしてもよい。
の輝度変化から温度変化を検出することかできるので、
あらかじめ水分率測定用蛍光体の温度−蛍光強度テーブ
ルを求めておき、そのテーブルから水分率測定用蛍光体
からの蛍光の強度を補正することができる。また、水分
率測定用蛍光体および温度補償用蛍光体の各蛍光光量の
比をパラメータとして温度補償関数を定めて、その関数
に基ついて温度補正を行うようにしてもよい。
上記の水分計は単線の光ファイバを用いた例であるが、
第８図に示すように水分率計測用と温度計測用の二本の
光ファイバを用いてもよい。光ファイバ６０ａの先端に
は水分率測定用蛍光体が配置され、また、光ファイバ６
０ｂの先端には温度補正用蛍光体が配置される。光ファ
イバ６０ａ。
第８図に示すように水分率計測用と温度計測用の二本の
光ファイバを用いてもよい。光ファイバ６０ａの先端に
は水分率測定用蛍光体が配置され、また、光ファイバ６
０ｂの先端には温度補正用蛍光体が配置される。光ファ
イバ６０ａ。
６０ｂの他端には、送受光部が配置される。光ファイバ
６０ａには、光源６２ａからの紫外線を回転フィルタ６
７ａを通して得られを励起光パルスが導かれる。先端の
蛍光体からの蛍光ビームはビームスプリッタ６４ａ、反
射板６５ａ、およびフィルタ６６ａを介して受光器６３
ａに受光される。
６０ａには、光源６２ａからの紫外線を回転フィルタ６
７ａを通して得られを励起光パルスが導かれる。先端の
蛍光体からの蛍光ビームはビームスプリッタ６４ａ、反
射板６５ａ、およびフィルタ６６ａを介して受光器６３
ａに受光される。
同様に、光ファイバ６０１〕には、光源６２ｂからの紫
外線を回転フィルタ６７ｂを通して得られる励起光パル
スが導かれる。また、先端の蛍光体からの蛍光はビーム
スプリツタ６４ｂ１反射板６５１）、およびフィルタ６
６ｂを介して受光器６８ｂに受光される。
外線を回転フィルタ６７ｂを通して得られる励起光パル
スが導かれる。また、先端の蛍光体からの蛍光はビーム
スプリツタ６４ｂ１反射板６５１）、およびフィルタ６
６ｂを介して受光器６８ｂに受光される。
このようにすれば、水分率測定用光ファイバ６０ａの先
端には水分率測定用蛍光体のみが収り付けられるので、
単線の場合と比べ小型になる。
端には水分率測定用蛍光体のみが収り付けられるので、
単線の場合と比べ小型になる。
なお、蛍光体以外の温度センサを用いて、補正のだめの
温度測定を行うようにしてもよい。
温度測定を行うようにしてもよい。
第１図はこの発明に用いる蛍光体（Ｙ ２ Ｗ ａ ０
１２・ｎＨ２Ｏ）の発光スペクトルを示す図、第２図は
同） 蛍光体の特性を示す図、同図（Ａ）は水和度−輝度特性
図、同図ＣＢ＋は水分率−蛍光強度特性図、同図（Ｃ１
は温度−蛍光強度特性図である。第３図はこの発明の実
施例の光学式水分計を示す構成図、第４図は同光学式水
分計の計測回路のブロック図、第５図は同計測回路の動
作を示すタイミングチャートである。また、第６図ない
し第８図はそれぞれこの発明の他の実施例を示す要部構
成図である。 １・被計測雰囲気、 ３・・・蛍光体層、３ａ・・蛍
光体、 ４・・・反射板、５・・凹面鏡、
７・・・キセノンランプ、８・・紫外線、
１１・・・蛍光ビーム、１２・・・受光器。 出願人立石電機株式会社 代理人 弁理士 小 森 久 夫 第５図 整７図
１２・ｎＨ２Ｏ）の発光スペクトルを示す図、第２図は
同） 蛍光体の特性を示す図、同図（Ａ）は水和度−輝度特性
図、同図ＣＢ＋は水分率−蛍光強度特性図、同図（Ｃ１
は温度−蛍光強度特性図である。第３図はこの発明の実
施例の光学式水分計を示す構成図、第４図は同光学式水
分計の計測回路のブロック図、第５図は同計測回路の動
作を示すタイミングチャートである。また、第６図ない
し第８図はそれぞれこの発明の他の実施例を示す要部構
成図である。 １・被計測雰囲気、 ３・・・蛍光体層、３ａ・・蛍
光体、 ４・・・反射板、５・・凹面鏡、
７・・・キセノンランプ、８・・紫外線、
１１・・・蛍光ビーム、１２・・・受光器。 出願人立石電機株式会社 代理人 弁理士 小 森 久 夫 第５図 整７図
Claims (1)
- （１）励起光によって蛍光を生じ、吸着水分量と蛍光強
度とが相関して変化する蛍光体と、前記励起光を照射す
る励起光照射手段と、前記蛍光体から発生した蛍光を受
光する受光手段と、前記蛍光体の水分率−蛍光強度の関
係を表すテーブルを記憶する記憶手段と、前記受光手段
が受光した蛍光光量に対応した水分率を前記テーブルよ
り求める手段とを有した光学式水分計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57129294A JPS5919843A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 光学式水分計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57129294A JPS5919843A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 光学式水分計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5919843A true JPS5919843A (ja) | 1984-02-01 |
Family
ID=15006008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57129294A Pending JPS5919843A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 光学式水分計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5919843A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03170849A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-24 | Rikagaku Kenkyusho | 湿度の測定方法 |
| JP2016506499A (ja) * | 2012-12-04 | 2016-03-03 | ザ ユニバーシティー オブ クイーンズランド | ルミネッセンス消光による分析物の検出方法 |
| KR102433570B1 (ko) * | 2021-03-29 | 2022-08-19 | 전북대학교산학협력단 | 상추 유전자원의 건조 스트레스 지수 제공 방법 |
-
1982
- 1982-07-23 JP JP57129294A patent/JPS5919843A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03170849A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-24 | Rikagaku Kenkyusho | 湿度の測定方法 |
| JP2016506499A (ja) * | 2012-12-04 | 2016-03-03 | ザ ユニバーシティー オブ クイーンズランド | ルミネッセンス消光による分析物の検出方法 |
| US10151700B2 (en) | 2012-12-04 | 2018-12-11 | The University Of Queensland | Method for the detection of analytes via luminescence quenching |
| JP2019078757A (ja) * | 2012-12-04 | 2019-05-23 | ザ ユニバーシティー オブ クイーンズランド | ルミネッセンス消光による分析物の検出方法 |
| KR102433570B1 (ko) * | 2021-03-29 | 2022-08-19 | 전북대학교산학협력단 | 상추 유전자원의 건조 스트레스 지수 제공 방법 |
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