JPS5951338A - 光フアイバ−結合型イオン濃度測定装置 - Google Patents
光フアイバ−結合型イオン濃度測定装置Info
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- JPS5951338A JPS5951338A JP57162870A JP16287082A JPS5951338A JP S5951338 A JPS5951338 A JP S5951338A JP 57162870 A JP57162870 A JP 57162870A JP 16287082 A JP16287082 A JP 16287082A JP S5951338 A JPS5951338 A JP S5951338A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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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】
本発明は、イオン電極で検出された電気信号を光信号に
変換して光ファイバーで受信側壕で伝送するようにした
光フアイバー結合型イオン濃度測定装置に関する。
変換して光ファイバーで受信側壕で伝送するようにした
光フアイバー結合型イオン濃度測定装置に関する。
この種の光フアイバー結合型のものけ送信側と受信側を
電源ケーブルで接続するものに比べて外乱ノイズや接地
電位による測定誤差を著しく少なくすることができると
いる利点がある。
電源ケーブルで接続するものに比べて外乱ノイズや接地
電位による測定誤差を著しく少なくすることができると
いる利点がある。
しかしながら、従来の光フアイバー結合型のものは、送
信側の発光ダイオードを受光させるのに、イオン電極の
検出信号を増幅して直接に、或いはＶ−Ｆコンバータを
介して周波数変調した信号で発光させているために、非
常に電力消費量が大きく実用化には多くの問題があるも
のである。即ち、消費電力が大きいので、送信側に大型
バッチＩＪ −を設けるか、受信側と電力供給線で接続
するかしなければならないが、前者の方法では送信側が
大型化、大重量化して持運びに不便であるし、後者の方
法では光フアイバー結合型とした利点がなくなってし１
うのである。このような欠点を解消するため、現在、発
光ダイオードにかえて消費電力の少ない液晶を用いたも
のも提案されてい′るが、液晶の場合自ら発光するので
はなく透光量を変化するだけなので、液晶に照射するた
めの光を受信側から伝送する必要があり、そのため光フ
ァイバーが一本余分に必要であるし、また送信ｉｌｌの
回路構成が複雑になるという欠点をもつ。
信側の発光ダイオードを受光させるのに、イオン電極の
検出信号を増幅して直接に、或いはＶ−Ｆコンバータを
介して周波数変調した信号で発光させているために、非
常に電力消費量が大きく実用化には多くの問題があるも
のである。即ち、消費電力が大きいので、送信側に大型
バッチＩＪ −を設けるか、受信側と電力供給線で接続
するかしなければならないが、前者の方法では送信側が
大型化、大重量化して持運びに不便であるし、後者の方
法では光フアイバー結合型とした利点がなくなってし１
うのである。このような欠点を解消するため、現在、発
光ダイオードにかえて消費電力の少ない液晶を用いたも
のも提案されてい′るが、液晶の場合自ら発光するので
はなく透光量を変化するだけなので、液晶に照射するた
めの光を受信側から伝送する必要があり、そのため光フ
ァイバーが一本余分に必要であるし、また送信ｉｌｌの
回路構成が複雑になるという欠点をもつ。
本発明は上記諸点に鑑み、自ら発光する発光ダイオード
を用いると共に、該ダイオードを極めて小電力で駆動し
得、それでいてイオン電極の検出信号を忠実に受信側に
伝送できるという優れた光フアイバー結合型イオン濃度
測定装置を提供するものである。而して、本発明に係る
光フアイバー結合型イオン濃度測定装置は、送信側を、
イオン電極と、該電極の検出信号を周波数変調するＶ
−Ｆコンバータと、このコンバータの出力信号によって
導通、非導通制御されるスイッチ手段と、このスイッチ
手段と直列に接続された発光ダイオードと、バッテリを
有する充電回路を含むと共に前記スイッチ手段、発光ダ
イオードの直列回ＩＲ’ａ−放電回路とする充放電コン
デンサとで構成し、該コンデンサに蓄積された電荷をス
イッチ手段の導通時に放電させて発光ダイオードを発光
させ、その発光を光ファイバーで受信側に伝送するよう
にしたことを要旨としている。
を用いると共に、該ダイオードを極めて小電力で駆動し
得、それでいてイオン電極の検出信号を忠実に受信側に
伝送できるという優れた光フアイバー結合型イオン濃度
測定装置を提供するものである。而して、本発明に係る
光フアイバー結合型イオン濃度測定装置は、送信側を、
イオン電極と、該電極の検出信号を周波数変調するＶ
−Ｆコンバータと、このコンバータの出力信号によって
導通、非導通制御されるスイッチ手段と、このスイッチ
手段と直列に接続された発光ダイオードと、バッテリを
有する充電回路を含むと共に前記スイッチ手段、発光ダ
イオードの直列回ＩＲ’ａ−放電回路とする充放電コン
デンサとで構成し、該コンデンサに蓄積された電荷をス
イッチ手段の導通時に放電させて発光ダイオードを発光
させ、その発光を光ファイバーで受信側に伝送するよう
にしたことを要旨としている。
以Ｆ１図面に基づき本発明の一実施例を説明する。第１
図は本発明の基本的構成を示す図で、１は送信側、２は
受信側、３け送信側ｌから発した光を受信側２に伝送す
る光ファイバーである。受信側２は、受光素子４、アン
プ５、Ｆ−Ｖコンバータ６及び指示メータ７から成る。
図は本発明の基本的構成を示す図で、１は送信側、２は
受信側、３け送信側ｌから発した光を受信側２に伝送す
る光ファイバーである。受信側２は、受光素子４、アン
プ５、Ｆ−Ｖコンバータ６及び指示メータ７から成る。
送信側１は、イオン電極８、該電極で検出された信号を
増幅するアンプ９、アンプ９の出力信号を周波数変調す
るＶ−Ｆコンバータ１０．コンバータ１０の出力信号に
よって導通・非導通制御されるスイッチ手段として例え
ばＰＵＴ、このＰＵＴと直列に接続された発光ダイオー
ド１１、及びバッテリＢｌ、 ８２を有する充電回路１
２を含むと共に前記ＰＵＴ。
増幅するアンプ９、アンプ９の出力信号を周波数変調す
るＶ−Ｆコンバータ１０．コンバータ１０の出力信号に
よって導通・非導通制御されるスイッチ手段として例え
ばＰＵＴ、このＰＵＴと直列に接続された発光ダイオー
ド１１、及びバッテリＢｌ、 ８２を有する充電回路１
２を含むと共に前記ＰＵＴ。
発光ダイオード１１の直列回路を放電回路とする充放電
コンデンサ１３とで構成されている。図中Ｒ４は充電電
流を調整する抵抗、Ｒ２は放電電流を調整する抵抗であ
る。ＲＩＦｉ消費電流を小さくする目的からなるべく大
きな値が、またＲ３の抵抗は発光ダイオードの輝度を大
きくする目的からなるべく小さな値のものが用いられる
。
コンデンサ１３とで構成されている。図中Ｒ４は充電電
流を調整する抵抗、Ｒ２は放電電流を調整する抵抗であ
る。ＲＩＦｉ消費電流を小さくする目的からなるべく大
きな値が、またＲ３の抵抗は発光ダイオードの輝度を大
きくする目的からなるべく小さな値のものが用いられる
。
上記構成によれば、イオン電極８で検出された検出信号
はアンプ９を経てＶ−ＦコンバーターＯに入力され、周
波数変調される。ＰＵＴはこの周波数変調された信号の
周期で導通・非導通制御される。ＰＵＴが非導通状態に
あるときコンデンサ１３は充電回路１２によって充電さ
れ、ＰＵＴが導通状態に転じると、充電々荷’ｋＰＵＴ
、抵抗Ｒｈ発光ダイオードｉｉ１に通じて瞬時に放電す
る。こく のため、発光ダイオード１１は６時間だけ発光する。発
光ダイオードｌｌの発光の周期はＰＵＴが導通される周
期に等しく、それはイオン電極信号を周波数変換した信
号の周期に等しい。従って発光ダイオード１１の発光を
光ファイバー３にて受信側２に伝送し、Ｆ−Ｖコンバー
タ６に入力すれば、該コンバータ６の出力よりイオン電
極信号に復調した信号を得、指示メータ７を振らせるこ
とができる。
はアンプ９を経てＶ−ＦコンバーターＯに入力され、周
波数変調される。ＰＵＴはこの周波数変調された信号の
周期で導通・非導通制御される。ＰＵＴが非導通状態に
あるときコンデンサ１３は充電回路１２によって充電さ
れ、ＰＵＴが導通状態に転じると、充電々荷’ｋＰＵＴ
、抵抗Ｒｈ発光ダイオードｉｉ１に通じて瞬時に放電す
る。こく のため、発光ダイオード１１は６時間だけ発光する。発
光ダイオードｌｌの発光の周期はＰＵＴが導通される周
期に等しく、それはイオン電極信号を周波数変換した信
号の周期に等しい。従って発光ダイオード１１の発光を
光ファイバー３にて受信側２に伝送し、Ｆ−Ｖコンバー
タ６に入力すれば、該コンバータ６の出力よりイオン電
極信号に復調した信号を得、指示メータ７を振らせるこ
とができる。
ところで、上記構成において送信側１の消費電力は大半
が発光ダイオード１１に流す電流によって占められる。
が発光ダイオード１１に流す電流によって占められる。
今、ＰＵＴが非導通状態にあるときコンデンサ１３の充
電が１００％完了し、ＰＵＴが導通状態に転じると発光
ダイオード１１を通じてコンデンサの充電々荷が完全に
放電されるものと考えると、発光ダイオード１１を流れ
る平均電で考えられる。但し、Ｃはコンデンサ１３の容
量、ＶＢＩ 、 ＶＢ２１ｔ”ｉ Ｂ １ 、 Ｂ ２
（７）を正値、ｆｌｄＶ−Ｆコンバータ１０の変換周
波数である。ここでＣとして０．１ ｐ Ｆ％ＶＢＩ−
１−ＶＢ２に’ ５ Ｖ、 ｆ トｂテ１゜〜１００Ｈ
ｚＴｈ使用するものとすると、ｌ＝５〜５０μＡ程度の
小電流とすることができる。従って、Ｃ，ＶＢ１＋ＶＢ
２ 、 ｆを上記のように設計すれば、送信側は単３
サイズ４個程度の電池で約１年間連続使用の可能な低消
費電力タイプのものとすることができる。
電が１００％完了し、ＰＵＴが導通状態に転じると発光
ダイオード１１を通じてコンデンサの充電々荷が完全に
放電されるものと考えると、発光ダイオード１１を流れ
る平均電で考えられる。但し、Ｃはコンデンサ１３の容
量、ＶＢＩ 、 ＶＢ２１ｔ”ｉ Ｂ １ 、 Ｂ ２
（７）を正値、ｆｌｄＶ−Ｆコンバータ１０の変換周
波数である。ここでＣとして０．１ ｐ Ｆ％ＶＢＩ−
１−ＶＢ２に’ ５ Ｖ、 ｆ トｂテ１゜〜１００Ｈ
ｚＴｈ使用するものとすると、ｌ＝５〜５０μＡ程度の
小電流とすることができる。従って、Ｃ，ＶＢ１＋ＶＢ
２ 、 ｆを上記のように設計すれば、送信側は単３
サイズ４個程度の電池で約１年間連続使用の可能な低消
費電力タイプのものとすることができる。
このように、上記構成が、発光ダイオードを用い念にも
拘らず送信側の消費電力を低くおさえることができたの
は、従来のように発光ダイオードをイオン電極の検出信
号で直接、或いはＶ−Ｆコンバータの出力信号で駆動す
るのではなく、別途のコンデンサの放電々流によって発
光させるようにし、イオン電極の検出信号はコンデンサ
の放電を開始させるトリが一信号として機能するにすぎ
ないという理由による。
拘らず送信側の消費電力を低くおさえることができたの
は、従来のように発光ダイオードをイオン電極の検出信
号で直接、或いはＶ−Ｆコンバータの出力信号で駆動す
るのではなく、別途のコンデンサの放電々流によって発
光させるようにし、イオン電極の検出信号はコンデンサ
の放電を開始させるトリが一信号として機能するにすぎ
ないという理由による。
次に本発明の好ましい実施例を第２図以下に示す。第２
図は、イオン濃度測定装置としてｐＨメータに適用した
場合の送信側の構成を示す。図中、ＧＦ′ｉガラス電極
接続端子、Ｒけ比較電極接続端子、ＩＣＩ、ＩＣＩは第
１図のアンプ９に相当する集積回路、ＩＣ８はＶ−Ｆコ
ンバータ１０に相当する回路である。またＲｔは温度補
償用感温抵抗体である。
図は、イオン濃度測定装置としてｐＨメータに適用した
場合の送信側の構成を示す。図中、ＧＦ′ｉガラス電極
接続端子、Ｒけ比較電極接続端子、ＩＣＩ、ＩＣＩは第
１図のアンプ９に相当する集積回路、ＩＣ８はＶ−Ｆコ
ンバータ１０に相当する回路である。またＲｔは温度補
償用感温抵抗体である。
アンプ９の段での消費電力を小さくするには、この抵抗
体Ｒｔ及びそれに直列に接続された抵抗島の値を大きく
する必要があるが、Ｒｔとしてあまり大きな値のものを
入手困難な場合は、第３図のように構成して、Ｒｔに加
わる電圧を小さくすれば良い。
体Ｒｔ及びそれに直列に接続された抵抗島の値を大きく
する必要があるが、Ｒｔとしてあまり大きな値のものを
入手困難な場合は、第３図のように構成して、Ｒｔに加
わる電圧を小さくすれば良い。
また、本発明をＰＨ計の他に、ＯＲＰ計や負のイオン計
に適用する場合は、ｐＨ計の場合と極性が異なるのでそ
の場合は第４図に示すように信号極性を変更すればよい
。
に適用する場合は、ｐＨ計の場合と極性が異なるのでそ
の場合は第４図に示すように信号極性を変更すればよい
。
第５図に上記各構成の送信側から送られた光信号を受信
するのに好ましい受信側回路例を示す。
するのに好ましい受信側回路例を示す。
図中ＰＤは受光素子、ＩＣ５，ＩＣ７，ＩＣ８けアンプ
として用いた集積回路、ＩＣ６はＦ−Ｖコンバータとし
て用いられている集積回路、ＴＲはトランジスタである
。Ｆ−Ｖコンバータで復調された信号は、このトランジ
スタＴＲで電流増幅され、２線式伝送路Ｉ！ｔ、 ｔ２
ｗ通じて更に図外の電力供給側に送られる。この回路は
ｍＡオー外電流が使用できる比較的よく知られた回路な
ので詳細な説明は省略する。
として用いた集積回路、ＩＣ６はＦ−Ｖコンバータとし
て用いられている集積回路、ＴＲはトランジスタである
。Ｆ−Ｖコンバータで復調された信号は、このトランジ
スタＴＲで電流増幅され、２線式伝送路Ｉ！ｔ、 ｔ２
ｗ通じて更に図外の電力供給側に送られる。この回路は
ｍＡオー外電流が使用できる比較的よく知られた回路な
ので詳細な説明は省略する。
本発明に係る光フアイバー結合型イオン濃度測定装置は
その送信側を上記の如く構成したので次のような効果が
ある。
その送信側を上記の如く構成したので次のような効果が
ある。
■ 発光ダイオードの発光をコンデンサに蓄えられた電
荷の放電によって行なうので、従来のようにイオン電極
の検出信号によって発光させるのとけ異なり、消費電力
を大幅に減少することができる。特にＶ−Ｆコンバータ
の変換周波数、充電々圧、コンデンサの容量を適当に選
ぶことにより、実施例で説明した如く単３サイズの電池
を使用することができる。従って、送信側を非常にコン
パクトで軽量化することができ、かつまた長期使用も可
能であるから頗る実用性が高い。
荷の放電によって行なうので、従来のようにイオン電極
の検出信号によって発光させるのとけ異なり、消費電力
を大幅に減少することができる。特にＶ−Ｆコンバータ
の変換周波数、充電々圧、コンデンサの容量を適当に選
ぶことにより、実施例で説明した如く単３サイズの電池
を使用することができる。従って、送信側を非常にコン
パクトで軽量化することができ、かつまた長期使用も可
能であるから頗る実用性が高い。
によって伝送される信号けＶ−Ｆコンバータによって周
波数変調された信号即ち周波数に意味のある信号なので
、発光時間の長短は何等問題とならない。従って、忠実
に検出信号の伝送を行なうことができる。
波数変調された信号即ち周波数に意味のある信号なので
、発光時間の長短は何等問題とならない。従って、忠実
に検出信号の伝送を行なうことができる。
図は本発明の実施例を示し、第１図は本発明の基本的な
構成を示す図、第２図はＰＨ計に適用する場合の好まし
い送信側回路例、第３図は第２図の回路をより消費電力
化した回路、第４図１ｉＯＲＰ計或いは負のイオン計に
適用する場合のプリアンプ部分の回路、第５図は受信側
として好ましい回路例である。 ｌ・・・送信側、２・・・受信側、３・・・光ファイバ
ー、８・・・イオン電極、１０・・・Ｖ−Ｆコンバータ
、ＰＵＴ・・・スイッチ手段、１１・・・発光ダイオー
ド、１ｚ・・・充電回路、１３・・・充放電コンデンサ
。
構成を示す図、第２図はＰＨ計に適用する場合の好まし
い送信側回路例、第３図は第２図の回路をより消費電力
化した回路、第４図１ｉＯＲＰ計或いは負のイオン計に
適用する場合のプリアンプ部分の回路、第５図は受信側
として好ましい回路例である。 ｌ・・・送信側、２・・・受信側、３・・・光ファイバ
ー、８・・・イオン電極、１０・・・Ｖ−Ｆコンバータ
、ＰＵＴ・・・スイッチ手段、１１・・・発光ダイオー
ド、１ｚ・・・充電回路、１３・・・充放電コンデンサ
。
Claims (1)
- イオン電極で検出され定電、気信号を光信号に変換して
光ファイバーで受信側１で伝送するようにした光フアイ
バー結合型イオン濃度測定装置において、送信側を、イ
オン電極と、該電極の検出信るスイッチ手段と、このス
イッチ手段とＩＫ列に接続された発光ダイオードと、バ
ッテリを有する充電回路を含むと共に前記スイッチ手段
、発光ダイオードの直列回路を放電回路とする充放電コ
ンデンサとで構成し、該コンデンサに蓄積された電荷を
スイッチ手段の導通時酪こ放電させて発光ダイオードを
発光させ、その発光を光ファイバーで受信側に伝送する
ようにしたこと全特徴とする光フアイバー結合型イオン
濃度測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57162870A JPS5951338A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | 光フアイバ−結合型イオン濃度測定装置 |
| US06/528,985 US4502937A (en) | 1982-09-17 | 1983-09-02 | Optical fiber joint type ion-concentration measurement apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57162870A JPS5951338A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | 光フアイバ−結合型イオン濃度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5951338A true JPS5951338A (ja) | 1984-03-24 |
| JPS6356496B2 JPS6356496B2 (ja) | 1988-11-08 |
Family
ID=15762825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57162870A Granted JPS5951338A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | 光フアイバ−結合型イオン濃度測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4502937A (ja) |
| JP (1) | JPS5951338A (ja) |
Cited By (1)
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| SE414429B (sv) * | 1978-10-27 | 1980-07-28 | Asea Ab | Metdon med optisk signaloverforing |
-
1982
- 1982-09-17 JP JP57162870A patent/JPS5951338A/ja active Granted
-
1983
- 1983-09-02 US US06/528,985 patent/US4502937A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6488147A (en) * | 1987-06-01 | 1989-04-03 | Abbott Lab | Electrolyte measuring apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4502937A (en) | 1985-03-05 |
| JPS6356496B2 (ja) | 1988-11-08 |
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