JPS60165537A - 光透過率測定装置の信号検出方式 - Google Patents

光透過率測定装置の信号検出方式

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JPS60165537A
JPS60165537A JP2085784A JP2085784A JPS60165537A JP S60165537 A JPS60165537 A JP S60165537A JP 2085784 A JP2085784 A JP 2085784A JP 2085784 A JP2085784 A JP 2085784A JP S60165537 A JPS60165537 A JP S60165537A
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Hideo Kimura
英男 木村
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は相互測定方式の光透過率測定装置において、自
己及び相手側の投受光器からの2方向の光を光電変換し
た各信号を検出する方式である。
(技術的背景) 第1図社光透過率測定装置を示す光路及び回路図である
。第1図において、同一構造の第1.第2の投受光器1
,11をほぼ同一軸上に配置し、これら投受光器1,1
1間の透過率を測定する。
投受光器1および11はそれぞれ光源2および12.1
/4波長板3および13、第1の偏光ビームスf +7
ツター4および14.第1の174波長板6および16
、第1の反射鏡5および15、第2の偏光ビームスグリ
ツタ−7および17、第2の1/4波長板8および18
、第2の反射鏡9およびI9ならびに光電変換素子lθ
および20から構成されている。光源2および12は、
それぞれドライブ回路21および22により壓動芒れ、
単波長を発光する発光ダイオードまたはレーザーダイオ
ード等金用い、それぞれ第2図に示すようなりRVJ信
号およびDRV2信号によシ発光時間か°制御される。
したがって投受光器1の光源2が発光している時間L1
では投受光器1ノの光源120発光量l−1:Oであり
、時間t2ではその投受光器1の光源2の発光量が0と
なる。以後このようにして継続的に交互に繰返される。
動作機能を第1の投受光器Iについて説明すると、光源
2は直線偏光の偏光特性をもつ光源であシ、1/4波長
板3を通過して円偏光に変り、偏光ビームスシリツタ−
4で透過光と反射光に分離さムスノリッター17を透過
して元瞥笈侠系すΔυに入光し、増幅回路23により増
幅きれ、電圧E 2/を出力する。一方、第1の投受光
器l内の第1の偏光ビームスフ0リツター4においては
、反射光は反射鏡5を付けた1/4波長板6に入光して
戻り、第1の偏光ビームスグリツタ−4を透過し、さら
に第2の偏光ビームスノリ、ターフを透過し、反射鏡9
を付けた14波長板8に入光して戻り、前記第2の偏光
ビームスシリツタ−7で反射して光電変換素子1oに入
光し、増幅回路Z4にょシ増幅され重圧F:1 を出力
する。
また、同様だして第2の投受光器11の光源12からの
光は1/4波長板13−第1の偏光ビームス7’ IJ
ソック14−媒体一第工の投受光器Iの第2の偏光ビー
ムスグリツタ−7−光電変換素子10の経路で入光し゛
電圧E 1/を出力する。一方、第2の投受光器1ノに
おいて、光源12がらの光は第1の偏光ビームスシリツ
タ−I4で反射して、さらに第1の1ハ波長板−第1の
反射鏡15−第1の1/4波長板−第1の偏光ビームス
グリ、ター14−第2の偏光ビームスシリツタ−17−
第2の1/4波長板18−第2の反射鏡19−第2の1
/4波長板J8−第2の偏光ビームスプリッタ−17−
光電変換素子2oの経路で入光し電圧E2を出力する。
これらの電圧El # E2 t El’ p E2/
の4つの電圧から投受光器lと投受光器11間の光透過
率τは次の(1)式によってめられる。
以上が、相互測定方式の測定原理である。
従来、この相互測定方式光透過率測定装置における信号
検出は、第3図に示す波形図で行なわれていた。第1図
で説明した第1の投受光器lの光源2と第2の投受光器
11の光源12は、第3図においては図のように、光源
2が発光している時間t1において光源12は発光を休
止しており、yt源ノ2が発光している時間t2におい
ては光源2は休止し、ている。以後、このような状態が
交互に繰返される。光源2および光源12の交互発光に
より、第1の投受光器Iの光電変換素子ノ。には、第3
図に示すように自分側の第1の投受光器1の光源2の発
光する光すなわち自分光Sと相手側の第2の投受光器1
ノの光源120発光する光すなわち相手光0が交互に入
光し自分光成分のEIおよび相手光成分E1′の電圧が
交互に発生する。同様にして投受光器J1の光電変換素
子2゜にも、第3図の光電変換素子1oの出力電圧のS
と0とを入れ替えた(Sと00位置を逆にした)Cに圧
が、得らり、る。
この光電変換素子出力を第1図に示す増幅回路23およ
び24でそれぞれ増幅する。回路的に両増幅回路23と
24は全く同一であるので、光電変換素子10側の増幅
回路24について説明する。
光電変換素子10の自分光出力電圧Elは主に光源2の
発光量や光学部品の汚れ等にょシ変化し、相手光出力電
圧E1′は主に第1及び第2の投受光器ノ及び11間の
透過率にょシ変化する。従って透過率値によっては相手
光出力電圧E、/が自分光出力電圧E1に等しくなる場
合があシ、このようなとき光電変換素子lθの出方電圧
は完全な直流電圧となる。このため、増幅回路は直流増
幅回路とすることが必要であり、その回路構成は第4図
(a)。
(b)に示すような構成となる。第4図(、)の場合は
光電変換素子ノ0の出力゛電圧を直流増幅回路1により
直流増幅し、その出力をサンプルホールド回路42ノに
供給する自分光Sに同期したクロックφI (第3図)
によシサンプリングし自分光S出力を得る。同様にサン
プルホールド回路43ノに供給する相手光0に同期した
クロックφ2(第3図)によりサンプリングし相手光O
出力を得る。
このようにして、自分光S出力と相手光0出力を分離し
個別出力を得るが、この第4図(、)の回路の場合はサ
ンプルホールド回路が自分光用と相手光用とに別々のも
のを使用しているため、第1図で説明した相互測定方式
の原理に必要な条件の1つである「増幅回路は自分光と
相手光を共通増幅回路を使用する」に反するため、一般
に第4図(b)に示す回路構成としている。この回路構
成によればφ1 、φ2のクロックを切換スイッチ44
2で切換えてサンプルホールド回路422に加え、自分
光Sと相手光0を交互に出力するもので自分光と相手光
が完全に共通回路により処理されるため相互測定方式の
原理に反しない方法となる。しかしながら以上の方法に
よれば、直流増幅回路を使用しているため、光電変換素
子10に投受光器1ノの光源12より発光する信号光以
外の外乱光たとえば太陽光や照明光のような直流的な光
が入射すると光電変換素子10電圧出力に第3図に示す
ようにオフセット電圧E。が生じ測定結果に誤差を生ず
る。また、直流信号を処理するため光源12の点滅周期
の周波数に一致したバンドパスフィルターをかけ信号周
波数成分のみを取シ出すことが出来ず、交流的外乱光た
とえば螢光灯の光などが光電変換素子に入光しても測定
結果に誤差が生ずる等の欠点があった。
(発明の目的) 九 本発明は前述した太陽光や照明光等の外≠光による測定
誤差や増幅回路で発生するオフセット電圧による測定誤
差を極力少なくし外乱光のある場所でも外乱光に影響さ
れることなく長時間高精度で安定に透過率の測定が行な
えるようにしたものである。
(発明の構成) 本発明は、投受光器間の媒体の光透過率を測定する装置
の信号検出方式であって、自己の光源及び相手の光源の
2方向からの光を交互に1個の光電変換素子に入射させ
るに際し、第1の偏光ビームスシリツタ−にょシ自己の
光源からの光の一部を反射し、残量を相手投受光器側に
透過し、前記反射光は自己投受光器において第1の波長
板を通過して第1の反射鏡で反射させ、再び前記第1の
波長板を通過して前記第1の偏光ビームスシリツタ−を
透過させた後、第2の偏光ビームスノリツタ−を透過し
第2の波長板を通過して第2の反射鏡で反射させ、再び
前記第2の波長板を通過して前記第2の偏光ビームスシ
リツタ−で全反射して光電変換素子に入射させるととも
に、同一軸上に配置した相手投受光器の光源からの媒体
を経た透過光を自己の投受光器の前記第2の偏光ビーム
スグリツタ−に入光し、該第2の偏光ビームスプリ学タ
ーを透過して光電変換素子において各入射光を変換した
電気信号を検出する光透過率測定装置の信号検出方式に
おいて、前記両光源の交互の発光の間に両光源とも発光
しないブランキング時間を設けたことを特徴とする光透
過率測定装置の信号検出方式である。
(実施例) 第5図は、本発明の一実施例を説明するだめの波形図、
第6図は一実施例の回路図である。第5図において第1
図で説明した第1の゛投受光器1の光源2と第2の投受
光器11の光源ノ2について、光源2i時間t1だけ発
光しt2+t3+L4の時間は発光を休止する。光源ノ
2は時間t3だけ発光しjttt2 +t4の時間は発
光を休止する。
以後この状態が光源2および12とも周期t。で交互に
繰返さXように点滅の制御を行なう。光源2および光源
12の交互発光にょシ第1の投受光器ノの光電変換素子
10には自分側(′第1)の投受光器1の光源2の発光
する自分光Sと相手側(第2)の投受光器11の光源2
の発光する相手光0が両光源とも発光していないブラン
キング時間t2また(clt、<をはさんで交互に入光
し、自分光成分の出力電圧E、と相手光成分の出力電圧
F2.Iの′電圧が交互に発生する。この゛電圧を直流
増幅回路6)で増幅し、直流成分カット用のコンデンサ
62を通し、各光源2,12と同期したクロックφlま
たはφ2によって動作するアナログスイッチロ3により
自分光Sだけまたは相手光Oだけを切り出す。このよう
にすると、S10切換スイツチ54がφ1を選択してい
るときは周期1/l Oで振幅E1のパルス出力を得、
S10切換スイツチ64がφ2を選択しているときは周
期1/loで振幅E、/の・ぞルス出力を得る。この出
力を中心周波数f o = 1 / t(1のパンP/
Pスフィルタ(BPF)65を通すことにより自分光お
よび相手光ともに正弦波に近い完全な交流電圧がパント
ノ9スフイルタ出力として得られる。従ってS10切換
スイ、チロ4を時間T1 (但しT+>to)だけφl
に切換えた後、時間T2 (但しT2>tO)だけφz
Kすれば第5図のS10出力に示すようにパントノ9ス
フイルタ出力に自分光Sと相手光Oの交流信号′電圧が
交互に得られる。
ング時間t2およびt4を設け、両型変換素子JOの自
分光Sおよび相手光Oの出力をノ4ルス信号とし直流増
幅した後、コンデンサにより太陽光や押切光の様な直流
的外乱光や回路のオフセット電圧により発生する直流オ
フセット電圧Eo を除去し、さらにアナログスイッチ
により自分光と相手光を分離し、自分光または相手光の
繰返し周波数と同一の中心周波数をもつバンド・母スフ
イルターを通すことにより螢光灯のような交流的外乱光
の影響ヲもなくするようにしたもので、これらの実施に
より直流的または交流的な外乱光の影響や回路のオフセ
ット電圧による影響を受けなくすることができる。
(発明の効果) 本発明によれば、太陽光や照明光に影響されない信号を
検出すをことができ、煙道の排ガス中や大気中に浮遊す
を微量な「ばいじん」を高精度で測定する「微量煤塵濃
度計」やトンネル内を通行する自動車の排ガス濃度や屋
外の霧発生を検知する「煙霧透過率計」さらには火災報
知機の高感度煙センサに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は相互測定方式光透過率測定装置の光路及び回路
図、第2図は第1図の動作原理を説明するタイムチャー
ト、第3図、第4図は従来の光透過率測定装置の信号検
出方式を説明する図であシ、第3図は波形図、第4図は
回路図、第5図、第6図は本発明の詳細な説明する図で
あり、第5図は波形図、@6図は回路図である。 1.11・・・投受光器、2,12・・・光源、4,7
゜14.17・・・偏光ビームスグリツタ−15,9゜
75.19・・・反射鏡、6,11,16.18・・・
1/4波長板、1o、2o・・・光゛電変換素子、21
 、22・・・ドライブ回路、51・・・直流増幅回路
、5.2・・・コンデンサ、53中アナログスイツチ、
54・・・S10切換スイツチ、55・・・パントノや
スフィルタ。 第2図 會1 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 投受光器間の媒体の光透過率を測定する装置の信号検出
    方式であって、自己の光源及び相手の光源の2方向から
    の光を交互に1個の光電変換素子に入射させるに際し、
    第1の偏光ビームスグリ。 ターにより自己の光源からの光の一部を反射し、残量を
    相手投受光器側に透過し、前記反射光は自己投受光器に
    おいて第1の波長板を通過して第1の反射鏡で反射させ
    、再び前記第1の波長板を通過して前記第1の偏光ビー
    ムスシリツタ−を透過させた後、第2の偏光ビームスシ
    リツタ−を透過し航2の波長板を通過して第2の反射鏡
    で反射させ、再び前記第2の波長板を通過して前記第2
    の偏光ビームスプリッタ−で全反射して光電変換素子に
    入射させるとともに、同一軸上に配置した相手投受光器
    の光源からの媒体を経た透過光を自己の投受光器の前記
    第2の偏光ビームスプリッタ−に入光し、該第2の偏光
    ビームスグリ、ターを透過して光電変換素子において各
    入射光を変換した電気信号を検出する光透過率測定装置
    の信号検出方式において、前記両光源の交互の発光の間
    に両光源とも発光しないブランキング時間を設けたこと
    を特徴とする光透過率測定装置の信号検出方式。
JP2085784A 1984-02-09 1984-02-09 光透過率測定装置の信号検出方式 Granted JPS60165537A (ja)

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JPH0514220B2 JPH0514220B2 (ja) 1993-02-24

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03148047A (ja) * 1989-11-02 1991-06-24 Oki Electric Ind Co Ltd 光透過率測定装置の測定レンジ拡大方法
WO1999008490A1 (de) * 1997-08-12 1999-02-18 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Verfahren zum erzeugen von impulsspannungsfolgen für den betrieb von entladungslampen und zugehörige schaltungsanordnung

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JPS53130085A (en) * 1977-04-20 1978-11-13 Olympus Optical Co Ltd Photometric device

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