JPS63154937A - 粉塵濃度測定装置 - Google Patents
粉塵濃度測定装置Info
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- JPS63154937A JPS63154937A JP61301184A JP30118486A JPS63154937A JP S63154937 A JPS63154937 A JP S63154937A JP 61301184 A JP61301184 A JP 61301184A JP 30118486 A JP30118486 A JP 30118486A JP S63154937 A JPS63154937 A JP S63154937A
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- Japan
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- light
- laser
- chopper
- laser beam
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- 239000000428 dust Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 2
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- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
- G01N21/534—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke by measuring transmission alone, i.e. determining opacity
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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】
産業上の利用分野
この発明は空気中に浮遊する粉塵の濃度測定装置に関す
る。
る。
従来の技術
従来のこの種の粉塵濃度測定装置は、レーザレーダと呼
ばれる大気中の浮遊粉塵からの散乱光の強度を測定する
方式のものと、光波伝播損失を用いて大気中の浮遊粉塵
濃度を測定する方式がある。
ばれる大気中の浮遊粉塵からの散乱光の強度を測定する
方式のものと、光波伝播損失を用いて大気中の浮遊粉塵
濃度を測定する方式がある。
たとえば、光波伝播損失を用いた粉塵濃度測定方法とし
ては、日本鉱業会研究業績発表講演会講演要旨率ＶＯＬ
１９８３Ｐ５９〜６０（１９８３） ［第３図に示すも
のが報告されている。
ては、日本鉱業会研究業績発表講演会講演要旨率ＶＯＬ
１９８３Ｐ５９〜６０（１９８３） ［第３図に示すも
のが報告されている。
従来の測定では、発振部１と受信部２から構成される装
置 発振部１は、レーザ発振器１１とレーザ光１２を分割す
るためのビームスプリッタ１３とレーザ光１２のビーム
径を拡大するためのコリメーダ１４を備えている。ビー
ムスブリツタ１３によって一部反射したレーザ光１２は
、参照光として受光素子１５により受光され、計１＋Ｉ
器１６によりモニターされる。受光素子１５は、外部か
ら侵入する光を受光しない様に、アパーチャ１７を設け
た小室１８に入っている。一方発振部１がら出射された
レーザ光１２は、測定光として大気中を伝播し、受信部
２で受光される。
置 発振部１は、レーザ発振器１１とレーザ光１２を分割す
るためのビームスプリッタ１３とレーザ光１２のビーム
径を拡大するためのコリメーダ１４を備えている。ビー
ムスブリツタ１３によって一部反射したレーザ光１２は
、参照光として受光素子１５により受光され、計１＋Ｉ
器１６によりモニターされる。受光素子１５は、外部か
ら侵入する光を受光しない様に、アパーチャ１７を設け
た小室１８に入っている。一方発振部１がら出射された
レーザ光１２は、測定光として大気中を伝播し、受信部
２で受光される。
受信部２に入射したレーザ光１２′は、集光鏡２１
で集光され、受光素子２２で受光され、計測器２３で光
伝播損失を測定される。受信部２の開口部２４は、レー
ザ光１２′以外の外部侵入光３の入射をできるだけ低減
する様に光軸方向に円筒を長く伸ばしである。
で集光され、受光素子２２で受光され、計測器２３で光
伝播損失を測定される。受信部２の開口部２４は、レー
ザ光１２′以外の外部侵入光３の入射をできるだけ低減
する様に光軸方向に円筒を長く伸ばしである。
粉塵濃度は、計測器１６．２３の測定値を演算して求め
る。
る。
発明が解決しようとする問題点
しかし、この様な構成のものでは参照信号と測定信号が
、それぞれ発振部１と受信部２から出力されるうえ、発
振部１と受信部２は通常距離をおいて設置するために、
実時間での粉塵濃度測定が困難であった。
、それぞれ発振部１と受信部２から出力されるうえ、発
振部１と受信部２は通常距離をおいて設置するために、
実時間での粉塵濃度測定が困難であった。
また、受光素子１５ 、２２は、外部から侵入する光に
対しても感度を有するために、外乱を除去するために発
振部１および受信部２に、小室１８や開口部２４等の配
慮が必要であり、それでも完全な外乱の除去は不可能で
あった。さらに、発振部１から出射されたレーザ光１２
′が受信部２の開口部２４を通り、受光素子２２に正確
に集光する様に光軸を設定するには熟練を要する。
対しても感度を有するために、外乱を除去するために発
振部１および受信部２に、小室１８や開口部２４等の配
慮が必要であり、それでも完全な外乱の除去は不可能で
あった。さらに、発振部１から出射されたレーザ光１２
′が受信部２の開口部２４を通り、受光素子２２に正確
に集光する様に光軸を設定するには熟練を要する。
本発明は以上のような問題点を解決するもので、外来光
の影響がなく、光軸調整が簡単な、かつ実時間測定の可
能な粉塵濃度測定装置を提供することを目的とするもの
である。
の影響がなく、光軸調整が簡単な、かつ実時間測定の可
能な粉塵濃度測定装置を提供することを目的とするもの
である。
問題点を解決するだめの手段
そして、上記問題点を解決するための本発明の技術的手
段は、レーザ発振部とレーザ光受信部とを同一本体内に
組込み、レーザ発振器から出射されるレーザ光をチョッ
パーにより矩形波（＝整形した後、被測定空間に配され
たコーナーキューブ反射鏡に照射し、反射光なレーザ光
受信部で受信し同期検波するようにしたものであ°る。
段は、レーザ発振部とレーザ光受信部とを同一本体内に
組込み、レーザ発振器から出射されるレーザ光をチョッ
パーにより矩形波（＝整形した後、被測定空間に配され
たコーナーキューブ反射鏡に照射し、反射光なレーザ光
受信部で受信し同期検波するようにしたものであ°る。
作 用
この技術的手段による作用は次の様になる。
第１にレーザ光を矩形波にすることにより、レーザ光の
測光を同期検波で行うことが出来、外部からの侵入光の
影響を受けない測定が出来る。
測光を同期検波で行うことが出来、外部からの侵入光の
影響を受けない測定が出来る。
第２に反射鏡を用いてレーザ光を本体に反射する時にコ
ーナーキューブミラーを用いれは、反射鏡への入射光と
反射光の光軸は常（＝平行となるので、光軸調整が容易
となる。
ーナーキューブミラーを用いれは、反射鏡への入射光と
反射光の光軸は常（＝平行となるので、光軸調整が容易
となる。
第３に本体内に発振部と受信部を組込んだことにより、
参照光信号と測定光信号の処理回路を１枚の基板上に組
むことが出来、実時間での測定が可能となる。
参照光信号と測定光信号の処理回路を１枚の基板上に組
むことが出来、実時間での測定が可能となる。
実施例
以下本発明の実施例について、図面とともに詳細に説明
する。
する。
本発明の一実施例を図面に基いて説明する。
第１図（＝おいて、レーザ発振器４から出射したレーザ
光４１は、チョッパー５により矩形波に整形され、コリ
メータ１４によりビーム径を拡大される。コリメータ１
４を通ったレーザ４１は、ビームスプリッタ６により参
照レーザ光４２と測定レーザ光４３と（ユ分離される。
光４１は、チョッパー５により矩形波に整形され、コリ
メータ１４によりビーム径を拡大される。コリメータ１
４を通ったレーザ４１は、ビームスプリッタ６により参
照レーザ光４２と測定レーザ光４３と（ユ分離される。
参照レーザ光４２は、レンズ７１で集光され受光素子７
２で受光される。
２で受光される。
測定レーザ光４３はコーナーキューブミラーによる反射
鏡８で反射し測定環境を往復してビームスプリッタ６へ
戻って来る。そしてビームスプリッタ６で反射しレンズ
７３で集光され受光素子７４で受光される。
鏡８で反射し測定環境を往復してビームスプリッタ６へ
戻って来る。そしてビームスプリッタ６で反射しレンズ
７３で集光され受光素子７４で受光される。
チョッパー５の回転は、フォトセンサ５１によって測定
され、同期検波回路１０１ 、１０２の参照信号（Ｒｅ
ｆ）として使用される。
され、同期検波回路１０１ 、１０２の参照信号（Ｒｅ
ｆ）として使用される。
受光素子７２．７４の出力は、直流成分を除き、交流成
分として測定するため、レーザ光以外の光入力は検出さ
れず、外部侵入光の影響を受けない測定が出来る。
分として測定するため、レーザ光以外の光入力は検出さ
れず、外部侵入光の影響を受けない測定が出来る。
反射鏡８にコーナーキューブミラーを用いれは、反射鏡
８の入射光軸と反射光軸は常に平行となり、反射鏡８に
測定レーザ光４３が照射される様に置くだけで光軸調整
は終了する。
８の入射光軸と反射光軸は常に平行となり、反射鏡８に
測定レーザ光４３が照射される様に置くだけで光軸調整
は終了する。
同期検波された参照信号Ｂと、６１す定信号Ａは、割算
回路１０３で処理され、対数アンプ１０４で対数の形で
出力Ｖがとり出される。同期検波回路１０１゜１０２、
割算回路１０３、対数アンプ１０４はレーザ発振器４と
受光素子７２ 、７４を同一本体内に組込んでいるので
一枚の基板上に組込むことができる。
回路１０３で処理され、対数アンプ１０４で対数の形で
出力Ｖがとり出される。同期検波回路１０１゜１０２、
割算回路１０３、対数アンプ１０４はレーザ発振器４と
受光素子７２ 、７４を同一本体内に組込んでいるので
一枚の基板上に組込むことができる。
光波の伝播損失Ｃｓは、
で定義されている。ここで、工０は入射光強度、■は透
過光強度、Ｌは伝播光路長である。
過光強度、Ｌは伝播光路長である。
本実施例において、工０べＢ、Ｉ：Ａ、 であｌバ従
って出力Ｖは、 Ｖ〆Ｃｓ となり、伝播損失による粉塵濃度の測定が実時間で行え
る。
って出力Ｖは、 Ｖ〆Ｃｓ となり、伝播損失による粉塵濃度の測定が実時間で行え
る。
次に他の実施例について説明する。
第２図は他の実施例を示しており、直線偏光のレーザ発
振器４から出たレーザ光４１をλ／４板９１ で円偏光
とし、チョッパー５、コリメータ１４ を通した後に、
偏光ビームスプリッタ６１ を通してＳ成分のみを反射
光として取出し参照レーザ光４２とする。偏光ビームス
プリッタ６１を透過した測定レーザ光４３は、第２のλ
／４板９板製２偏光したレーザ光４４となり、反射鏡８
で反射し戻って来る。円偏光したレーザ光４４は第２の
λ／４板９板製２び透過することによりＳ成分のレーザ
光４５となり、偏光ビームスプリッタ６１で１００チ反
射されてレンズ７３、受光素子７４へ導かれる。一方、
参照レーザ光４２はレンズ７１、受光素子７２へ導かれ
る。
振器４から出たレーザ光４１をλ／４板９１ で円偏光
とし、チョッパー５、コリメータ１４ を通した後に、
偏光ビームスプリッタ６１ を通してＳ成分のみを反射
光として取出し参照レーザ光４２とする。偏光ビームス
プリッタ６１を透過した測定レーザ光４３は、第２のλ
／４板９板製２偏光したレーザ光４４となり、反射鏡８
で反射し戻って来る。円偏光したレーザ光４４は第２の
λ／４板９板製２び透過することによりＳ成分のレーザ
光４５となり、偏光ビームスプリッタ６１で１００チ反
射されてレンズ７３、受光素子７４へ導かれる。一方、
参照レーザ光４２はレンズ７１、受光素子７２へ導かれ
る。
受光素子７２．７４以降の信号処理は、第１図の実施例
と同様である。
と同様である。
本実施例では、レーザ発振器４への戻りレーザ光が無い
ので、安定した測定が出来ろ。
ので、安定した測定が出来ろ。
発明の効果
本発明によれば、チョッパーにより矩形に整形さｔたレ
ーザ光を用いて光波伝播特性を測定するため、同期検波
による測光が出来、外部からの侵入光に影響されない測
定が出来ろ。
ーザ光を用いて光波伝播特性を測定するため、同期検波
による測光が出来、外部からの侵入光に影響されない測
定が出来ろ。
また、コーナーキューブミラー等の使用により、光軸調
整に熟練が不要となり、誰にでも容易に側用出来る測定
装置となる。
整に熟練が不要となり、誰にでも容易に側用出来る測定
装置となる。
さらに、同一本体内に発振部と受光部が組込まれている
ので、装置が小形となり、信号処理回路の内蔵により実
時間の測定が出来る。
ので、装置が小形となり、信号処理回路の内蔵により実
時間の測定が出来る。
第１図は本発明の一実施例の粉塵濃度測定装置の系統図
、第２図は本発明の他の実施例の粉塵濃度測定装置の系
統図、第３図は従来の光伝播損失を用いた粉塵濃度測定
方法の系統図である。 １・・・発振部、２・・・受信部、３・・・外部侵入光
、４・・・レーザ発振器、５・・・チョッパー、６・・
・ビームスプリッタ、８・・反射鏡、１１・・・レーザ
発振器、１２・・・レーザ光、１３・・・ビームスプリ
ッタ、１４・・・コリメータ、１５・・・受光素子、１
６・・・計測器、１７・・・アパーチャ、１８・・・小
室、２１・・・集光鏡、２２・・・受光素子、２３・・
・計測器、４１・・・レーザ光、４２・・・参照レーザ
光、４３・・・測定レーザ光、４４・・・円偏光したレ
ーザ光、４５・・・Ｓ成分のレーザ光。
、第２図は本発明の他の実施例の粉塵濃度測定装置の系
統図、第３図は従来の光伝播損失を用いた粉塵濃度測定
方法の系統図である。 １・・・発振部、２・・・受信部、３・・・外部侵入光
、４・・・レーザ発振器、５・・・チョッパー、６・・
・ビームスプリッタ、８・・反射鏡、１１・・・レーザ
発振器、１２・・・レーザ光、１３・・・ビームスプリ
ッタ、１４・・・コリメータ、１５・・・受光素子、１
６・・・計測器、１７・・・アパーチャ、１８・・・小
室、２１・・・集光鏡、２２・・・受光素子、２３・・
・計測器、４１・・・レーザ光、４２・・・参照レーザ
光、４３・・・測定レーザ光、４４・・・円偏光したレ
ーザ光、４５・・・Ｓ成分のレーザ光。
Claims (3)
- （１）レーザ発振器と、レーザ発振器からのレーザ光を
矩形波に変換するためのチョッパーと、前記レーザ光を
参照光と測定光とに分離するビームスプリッタと、被測
定空間内に配され前記測定光を受光し反射させる反射鏡
と、前記参照光および反射鏡からの反射光を測光する受
光素子と、前記受光素子の出力を同期検波する手段とを
具備したことを特徴とする粉塵濃度測定装置。 - （２）反射鏡がコーナーキューブミラーで形成された特
許請求の範囲第１項記載の粉塵濃度測定装置。 - （３）レーザ発振器と、チョッパーと、ビームスプリッ
タと、受光素子と、同期検波手段とが同一本体内に設け
られた特許請求の範囲第１項記載の粉塵濃度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61301184A JPS63154937A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 粉塵濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61301184A JPS63154937A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 粉塵濃度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63154937A true JPS63154937A (ja) | 1988-06-28 |
Family
ID=17893786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61301184A Pending JPS63154937A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 粉塵濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63154937A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104198826A (zh) * | 2014-09-22 | 2014-12-10 | 苏州贝昂科技有限公司 | 一种脉冲信号检测系统、方法及粒子计数器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6123947A (ja) * | 1984-07-12 | 1986-02-01 | Ajinomoto Co Inc | 液体の濁度測定方法及びその装置 |
| JPS6123943A (ja) * | 1984-07-12 | 1986-02-01 | Kano Hajime | 粒子計測装置 |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP61301184A patent/JPS63154937A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6123947A (ja) * | 1984-07-12 | 1986-02-01 | Ajinomoto Co Inc | 液体の濁度測定方法及びその装置 |
| JPS6123943A (ja) * | 1984-07-12 | 1986-02-01 | Kano Hajime | 粒子計測装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104198826A (zh) * | 2014-09-22 | 2014-12-10 | 苏州贝昂科技有限公司 | 一种脉冲信号检测系统、方法及粒子计数器 |
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