JPS5951334A - 光フアイバ−を用いた光電式濁度計検出部 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、光出力部に光源と結合させた光ファイバー
及び集束型ロッドレンズを用い平行光線を得、それを被
測定物質に照射し、受光用ファイバーで透過光を受け、
それを光検出素子に導き。

電気出力に変換する光電式濁度計検出部である。

従来の濁度計の光学系は、コンデンサーレンズ。

ピンホール・スリット、コリメータレンズにより構成さ
れている。しかしそれらは構造が複雑であり部品点数も
多く小型化が非常に困難であった。

まだその形状も限定されるなどの欠点があった。

上記の如き欠点を解決し９．さらに広い応用性を提供し
ようというのが本発明である。

以下本発明の内容を図面に従い説明する。

１は測定用タンク、タンク内面は被測定物質が円滑に流
れる様な形状とする。タンク形状の設計の自由度は広大
である。

２は被測定物質流入用パイプ、必要に応じ先端にノズル
を付ける。取り付は位置は必要に応じ決定する。

３は被測定物質流出用パイプ、内容は２と同じ。

４は光導入用光ファイバー、光源と結合され光をタンク
内に導く、光源との強力な結合が必要な時は、結合部に
球状レンズを付加する。

光ファイバーは特に限定されず９石英系、アクリル系光
ファイバーの他に２両端を研磨した石英棒、アクリル棒
、その他ビニール、プラスチックなどの棒状、繊維状の
ものが利用可能である。

５は集束型ロッドレンズ、これは通常レーザー光とファ
イバーとの結合や、光スィッチの素子として用いられて
いるが、ここではファイバー内を反射してきた光を平行
光線化する目的で用いている。その出力光は１３の光出
力用透明窓を通し、被測定物質に照射される。

又必用な時は受光部にも取り付ける事が可能である。

６は受光用光ファイバー、被測定物質を透過してきた光
を、８の光検出素子に導き結合する。光量、受光感度が
不足の時には必要に応じ光検出素子との結合部にレンズ
を用い結合度を増す。材質については、４の光導入用フ
ァイバーと同じである。

７は測定用光源、光源は特に限定されず９幅広い種類の
ものが用途により選択で、きる。とくに分光器を用い単
色光源を結合する事も容易に可能である。それにより濃
度計が構成できる。又各波長ごとの透過率の測定も可能
となる。

８は光検出素子、６の受光用光ファイバーにより導かれ
た光はここで電気出力に変換される。

９は光源固定調整台及び光源用電源端子板これは光源位
置の調整、取り付は取り外しが容易な形状であり、同時
に光源用電源の端子板も一体化されている。

１６は光検出素子固定調整台及び測定出力端子板。

これ、は光、検出素子位置の調整、取り付は取り外しが
容易な形状であり、同時に測定出力の端子板も一体化さ
れている。

１１は光フアイバー保護固定用パイプ、用途により必要
の無い時は省略が可能である。

１２は光出力用透明窓、１１の光フアイバー保護固定用
パイプの蓋の役目をし光ファイバーの端面を保護する。

１３は光入力用透明窓、１２の光出力用透明窓と同じ機
能。

以上が本発明の基本となる構造である。

以下第３図の応用例に付加された部について説明する。

１４は光源ユニット・シールドパッケージ、苛酷な条件
の元でも内部を保護する為のケースである。

又他の機器に組み込む時に接続が容易にできる構造とな
っている。

１５は光検出素子ユニット・シールドパッケージ。

内容は１４と同じ。

１６は放熱器付き光ファイバー・コネクター高温から光
ファイバーを保護する為に放熱器を付けである。入出力
両方のコネクターをははずすのみで簡単にタンクの交換
が可能である。

尚、第１図に示した装置に於いて、光源に発光ダイオー
ドを用い実験しだ所、クロレラ容液２０万ＰＰＭという
高濃度まで連続測定が可能であった。

次に光学系に光ファイバーを用いる事により生ずる効果
及び応用について述べる。

（７）装置が小型軽量化され形状の設計の自由度も広が
る。

（イ）（７）により各種小型機器への組み込みが容易に
可能となった。

（つ）構造が単純であり維持管理が容易である。　′に
）従来製品より安価に作成できる。　　１（３）用途に
より検出用タンクを使い捨てとする構造のものも作成可
能である。第３図にその例を示す。

（→　測定間隔が自由に選べる。□特に高濃度物質の場
合間隔を小さくできるので有効である。

（ホ）光源を幅広く選択できる。特に発光ダイオードが
使用可能となった為、低価格化、小型化が可能となり応
用性が高まった。

し）光導入用光ファイバーに分光器の出力を結合する事
により、濃度計として利用できる。又被測定物質を分光
的に測定分析する為の検出部としても利用できる。

（刀　危険物及び高温度物質の測定が可能である。

第３図にその“例を示す。

（ロ）光学系を２組用い第２図の如き濁度差検出器も構
成できる。演算回路には差動増幅器を用い２つの測定出
力の差を求める。この装置によりタンク内の物質の沈降
状態などを連続的に知る事ができる。

（ト）（コ）の発展さして光学系を多数用い、測定点を
階段状に並べた・構造のものも利用価値がある。゛（巧
　受光用光ファイバーを省略し、′光検出素子を受光用
透明窓の後ろに取り付ける事も可能である。これにより
装置をより安価に作成できる。

又光導入用光ファイバーを省略する事も可能である。さ
らに簡略化しある一定の濁度を検出できれば用が足りる
という装置でさらに多少の誤差は有ってよいという用途
においては、集束型ロッドレンズを省略できる。

に）測定用タンクを取り去り、第４図の如き装置も考え
られる。これにより手軽に濁度の計測が可能となる。外
来光の影響を断つ必要が在る時は測定部にフードを取り
つける。

（→　光源としてレーザーを用いる事が可能である。

集束型ロッドレンズを用い簡単に光ファイバーと結合で
きる。これにより強力な光源が得られ。

かなり離れだ場所から光を送る事が可能である。

又波長幅が狭いので濃度計の光源として利用できる。特
に半導体レーザーの利用により小型軽量化され、応用が
広がる。

（ソ）】３の受光用透明窓と６の受光用ファイバーとの
間にオパールグラス、又は簡易な光散乱板を入れる事に
より、透過光の散乱成分のみの測定が可能である。

本発明には以上の如き効果及び応用が在る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の断面図 第２図は本発明の濁度差計としての応用例の断面図 第３図は光学系が取りはずし可能な危険物及び高温度物
質測定用としての応用例の断面図第４図は簡易な濁度計
としての応用例の断面図１は濃度測定用タンク ２は被測定物質流入用パイプ ３は被測定物質流出用パイプ ４は光導入用光ファイバー ５は集束型ロッドレンズ ６は受光用光ファイバー ７は測定用光源 ８は光検出素子 ９は光源固定調整台及び光源用電源端子板１０は光検出
素子固定調整台及び測定出力端子板１１は光フアイバー
保護、固定用パイプ１２は光出力用透明窓 １３は光入力用透明窓 １４は光源ユニット・シールドパッケージ１５は光検出
素子ユニット・シールドパッケージ１６は放熱器付き光
ファイバー・コネクター第１図 菊３図 ＠４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学系に光ファイバー及び集束型ロッドレンズを用いた
   光電式濁度計検出部