JPS642888B2 - - Google Patents
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- JPS642888B2 JPS642888B2 JP20015782A JP20015782A JPS642888B2 JP S642888 B2 JPS642888 B2 JP S642888B2 JP 20015782 A JP20015782 A JP 20015782A JP 20015782 A JP20015782 A JP 20015782A JP S642888 B2 JPS642888 B2 JP S642888B2
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 15
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 10
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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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
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/43—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle
- G01N21/431—Dip refractometers, e.g. using optical fibres
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、光学系を利用した液体の密度、濃
度、比重等を測定するための装置に関するもので
ある。
度、比重等を測定するための装置に関するもので
ある。
従来から被測定液体との界面を平面とする光透
過体を使用する液体の密度、濃度、比重等を測定
するた測定装置が各種知られているが、光透過体
の被測定液体との界面を平面とするため濃度変化
に対する反射光の変化量が小さく、硬度の高い測
定が困難であつた。またこの様な欠陥を是正する
装置も提案されていて、例えば特公昭51−40474
号公報のように光透過体に入射する光の入射角を
回転プリズムによつて臨界角とするように操作す
るものもあるが、複雑な機械を要し、装置を高価
とする問題があつた。
過体を使用する液体の密度、濃度、比重等を測定
するた測定装置が各種知られているが、光透過体
の被測定液体との界面を平面とするため濃度変化
に対する反射光の変化量が小さく、硬度の高い測
定が困難であつた。またこの様な欠陥を是正する
装置も提案されていて、例えば特公昭51−40474
号公報のように光透過体に入射する光の入射角を
回転プリズムによつて臨界角とするように操作す
るものもあるが、複雑な機械を要し、装置を高価
とする問題があつた。
この発明者はかかる事情に鑑みて鋭意研究した
結果、光透過体の被測定液体との界面を被測定液
体と光透過体とによつて決まる条件を満足するよ
うに選定された円弧とすることにより濃度変化に
対応する反射光の変化量を大きくすることができ
ことを見い出し、この原理を利用した測定装置を
特願昭57−52834号（出願日昭和57年３月31日）
として出願した。
結果、光透過体の被測定液体との界面を被測定液
体と光透過体とによつて決まる条件を満足するよ
うに選定された円弧とすることにより濃度変化に
対応する反射光の変化量を大きくすることができ
ことを見い出し、この原理を利用した測定装置を
特願昭57−52834号（出願日昭和57年３月31日）
として出願した。
この発明は特願昭57−52834号の発明を発展さ
せて簡便な測定装置を完成させたもので光源部６
と受光部７の間に、被測定液体１に接する界面壁
３の形状が、該界面壁３に入射する直進光Ｌの入
射角が臨界角に等しいか大であつてかつ直角より
も小な範囲となるように選択された曲率面の円弧
となる光透過体２を置き、該光透過体２の両側縁
に一側を夫々前記光源部６と受光部７に接続する
光学フアイバー４，５の他側を接続してなる測定
光１４の経路と前記光源部６と受光部７を光学フ
アイバー８で接続し、該フアイバー８と光源部６
の間に減光装置１０を介させてなる比較光９の経
路との該２つの経路を光源部６と受光部７の間に
配したことを特徴とする液体の密度、濃度、比重
等を測定するためのものである。以下図面の実施
例により詳細に説明する。
せて簡便な測定装置を完成させたもので光源部６
と受光部７の間に、被測定液体１に接する界面壁
３の形状が、該界面壁３に入射する直進光Ｌの入
射角が臨界角に等しいか大であつてかつ直角より
も小な範囲となるように選択された曲率面の円弧
となる光透過体２を置き、該光透過体２の両側縁
に一側を夫々前記光源部６と受光部７に接続する
光学フアイバー４，５の他側を接続してなる測定
光１４の経路と前記光源部６と受光部７を光学フ
アイバー８で接続し、該フアイバー８と光源部６
の間に減光装置１０を介させてなる比較光９の経
路との該２つの経路を光源部６と受光部７の間に
配したことを特徴とする液体の密度、濃度、比重
等を測定するためのものである。以下図面の実施
例により詳細に説明する。
第１図において、１は屈折率n1を有する被測定
液体、２は該測定液体１に接触する屈折率n2を有
するガラス或はプラスチツク等からなる光透過体
であり、屈折率n1とn2はn2＞n1とする。光透過体
２は被測定液体１との界面壁３の形状を円弧とな
し、光の通過方向の両側縁に入光のための光学フ
アイバー４と出光のための光学フアイバー５を
夫々接続する。光学フアイバー４と５の他側は
夫々光源部６と受光部７に接続させている。８は
光源部６と受光部７を接続するもう一つの光学フ
アイバーで光源部６の光を比較光９として直接受
光部７に通過させるためのものである。１０は減
光装置でフアイバー８と光源部６との間に設けら
れ光源部６からフアイバー８に入光する光量を減
少させるためのものである。前記フアイバー４，
５，８は光透過体と同様光を良く通過する例えば
ガラス、透明プラスチツク等が選択される。受光
部７は区割された受光室１１，１２と該受光室１
１，１２の前面に設けたすりガラス等肉眼による
複数の光の明暗識別を容易とする機能を有する部
材１３からなつていて、受光室１１にはフアイバ
ー８が接続して、比較光９を受光し、受光室１２
にはフアイバー５が接続して測定光１４を受光す
る。１５は光源部６に点灯する光源である。
液体、２は該測定液体１に接触する屈折率n2を有
するガラス或はプラスチツク等からなる光透過体
であり、屈折率n1とn2はn2＞n1とする。光透過体
２は被測定液体１との界面壁３の形状を円弧とな
し、光の通過方向の両側縁に入光のための光学フ
アイバー４と出光のための光学フアイバー５を
夫々接続する。光学フアイバー４と５の他側は
夫々光源部６と受光部７に接続させている。８は
光源部６と受光部７を接続するもう一つの光学フ
アイバーで光源部６の光を比較光９として直接受
光部７に通過させるためのものである。１０は減
光装置でフアイバー８と光源部６との間に設けら
れ光源部６からフアイバー８に入光する光量を減
少させるためのものである。前記フアイバー４，
５，８は光透過体と同様光を良く通過する例えば
ガラス、透明プラスチツク等が選択される。受光
部７は区割された受光室１１，１２と該受光室１
１，１２の前面に設けたすりガラス等肉眼による
複数の光の明暗識別を容易とする機能を有する部
材１３からなつていて、受光室１１にはフアイバ
ー８が接続して、比較光９を受光し、受光室１２
にはフアイバー５が接続して測定光１４を受光す
る。１５は光源部６に点灯する光源である。
この発明は上記の構成からなり、光透過体２の
界面壁３の形状を円弧として光源部６からフアイ
バー４を通過して界面壁３に入射する直進光を与
えられた条件のもとで最大限に反射させてこれを
測定光１４として有利に利用するところに特徴を
有するもので、測定に必要とされる界面壁３の円
弧は光学フアイバー４を通過する平行光において
該フアイバー４の上壁に沿つて入光する直進光Ｌ
の界面壁３上の入射点をＰとし、界面壁３の円弧
の中心Ｏと点Ｐを結ぶ法線Ｎと直進光Ｌとのなす
角即ち入射角αが前記被測定液体１の屈折率n1と
光透過体２屈折率n2によつて定まる全反射の臨界
角β（β＝pin-1n1／n2）に等しいか大であつてかつ 直角よりも小な範囲となるように選択された曲率
面とされているもので該曲率面の所要長さloはフ
アイバー４の巾ｔと入射角αから求めればよい。
界面壁３の形状を円弧として光源部６からフアイ
バー４を通過して界面壁３に入射する直進光を与
えられた条件のもとで最大限に反射させてこれを
測定光１４として有利に利用するところに特徴を
有するもので、測定に必要とされる界面壁３の円
弧は光学フアイバー４を通過する平行光において
該フアイバー４の上壁に沿つて入光する直進光Ｌ
の界面壁３上の入射点をＰとし、界面壁３の円弧
の中心Ｏと点Ｐを結ぶ法線Ｎと直進光Ｌとのなす
角即ち入射角αが前記被測定液体１の屈折率n1と
光透過体２屈折率n2によつて定まる全反射の臨界
角β（β＝pin-1n1／n2）に等しいか大であつてかつ 直角よりも小な範囲となるように選択された曲率
面とされているもので該曲率面の所要長さloはフ
アイバー４の巾ｔと入射角αから求めればよい。
界面壁３の円弧を前記のような曲率面に選択す
ることにより直進光Ｌより内側を通過して界面壁
３に入射する光はすべて最大限の反射をもたらす
ことになる。また測定に要する円弧の長さloを含
めた界面壁の長さｌは円弧lo長さ部分と同一曲率
であれば計器構成上の要求により任意に選べばよ
い。減光装置１０は前記したようにフアイバー８
と光源部６の間に設けられて、受光部７に受光さ
れる測定光１４と比較光９を比較することによ
り、比較光９が測定光１４の光量と等しくなるま
で操作して減光せしめるためのもので、光学フイ
ルター或は適当な絞り機構の絞りなどが使用でき
る。
ることにより直進光Ｌより内側を通過して界面壁
３に入射する光はすべて最大限の反射をもたらす
ことになる。また測定に要する円弧の長さloを含
めた界面壁の長さｌは円弧lo長さ部分と同一曲率
であれば計器構成上の要求により任意に選べばよ
い。減光装置１０は前記したようにフアイバー８
と光源部６の間に設けられて、受光部７に受光さ
れる測定光１４と比較光９を比較することによ
り、比較光９が測定光１４の光量と等しくなるま
で操作して減光せしめるためのもので、光学フイ
ルター或は適当な絞り機構の絞りなどが使用でき
る。
次にこの発明の使用例を第３図に示す肉眼によ
る測定装置について説明すると、上、下となる支
持体１６，１７を蝶番１８で開閉自在とし、支持
体１６に第１図に示すこの発明を構成させ、支持
体１７には光透過体２の界面壁３の円弧形状に合
わせかつ被測定液体１を収容するに必要な空間を
与えるべく界面壁３の半径より若干大きい半径で
描かれた同心の円弧状のくぼみ１９を設け、更に
光源１５の点灯用の電池２０及び電圧調整装置２
１を納め、電圧調整装置２１と光源をリード２２
で接続する。
る測定装置について説明すると、上、下となる支
持体１６，１７を蝶番１８で開閉自在とし、支持
体１６に第１図に示すこの発明を構成させ、支持
体１７には光透過体２の界面壁３の円弧形状に合
わせかつ被測定液体１を収容するに必要な空間を
与えるべく界面壁３の半径より若干大きい半径で
描かれた同心の円弧状のくぼみ１９を設け、更に
光源１５の点灯用の電池２０及び電圧調整装置２
１を納め、電圧調整装置２１と光源をリード２２
で接続する。
くぼみ１９に被測定液体１を収容し支持体１６
を閉じると光透過体２の界面壁３は被測定液体１
と接触状態となる。光源１５を点灯しフアイバー
４，８に光を照射するとフアイバー８に入光した
光は直接に比較光９として受光室１１に達する
が、フアイバー４に入光した光は光透過体２の界
面壁３に達し、被測定液体１の濃度に対応した減
光を伴つて最大限に反射し、フアイバー５を通過
し測定光１４となつて受光室１２に達するのです
りガラスの部材１３に投影する比較光９と測定光
１４の間には明暗が生ずることになる。次いで部
材１３に投影する前記両者の明るさが同じとなる
ように減光装置１０を操作してフアイバー８に入
光する光量を減少する。このとき、減光装置１０
に操作量に対応した濃度等の値を読み取り可能に
与えておくことにより、ただちに被測定液体１の
濃度等を知る。
を閉じると光透過体２の界面壁３は被測定液体１
と接触状態となる。光源１５を点灯しフアイバー
４，８に光を照射するとフアイバー８に入光した
光は直接に比較光９として受光室１１に達する
が、フアイバー４に入光した光は光透過体２の界
面壁３に達し、被測定液体１の濃度に対応した減
光を伴つて最大限に反射し、フアイバー５を通過
し測定光１４となつて受光室１２に達するのです
りガラスの部材１３に投影する比較光９と測定光
１４の間には明暗が生ずることになる。次いで部
材１３に投影する前記両者の明るさが同じとなる
ように減光装置１０を操作してフアイバー８に入
光する光量を減少する。このとき、減光装置１０
に操作量に対応した濃度等の値を読み取り可能に
与えておくことにより、ただちに被測定液体１の
濃度等を知る。
なお上記使用例は肉眼による手動操作の装置の
例であるが、これを電気的測定装置とすることも
可能でこの場合には比較光９と測定光１４を夫々
受光する受光素子をフアイバー８，５の出口に対
向させて設け両方の受光素子による変換量（例え
ば起電力）の差を信号として信号がゼロとなるま
で減光装置１０を操作させ、この操作量を濃度等
の値に変換して指示させればよい。更に第３図の
装置において被測定液体１の供給、排出管を適当
な手段でくぼみ１９に接続することにより、連続
測定も可能となる。
例であるが、これを電気的測定装置とすることも
可能でこの場合には比較光９と測定光１４を夫々
受光する受光素子をフアイバー８，５の出口に対
向させて設け両方の受光素子による変換量（例え
ば起電力）の差を信号として信号がゼロとなるま
で減光装置１０を操作させ、この操作量を濃度等
の値に変換して指示させればよい。更に第３図の
装置において被測定液体１の供給、排出管を適当
な手段でくぼみ１９に接続することにより、連続
測定も可能となる。
以上の如くこの発明の装置は光透過体を該光透
過体に入光した光を与えられた条件のもので最大
限に反射させるように選択した円弧の界面壁とし
て濃度変化に対応する測定光の変化を大となし、
光源の強さに無関係に該測定光と比較光を比較し
て減光装置を調節するという極めて簡単な構造、
操作で精度高い測定を可能とするもので、従来果
実汁等の濃度を測定する手持型の屈折計に応用し
ても装置内に光源を有するので屋外の陽かげでと
かく測定困難であつた不便さも解消でき、場所を
選ばず使用できる利点がある。更に被測定液中を
光を透過させないので、にごり等で光透過性が不
良な液体であつても使用できるのでその使用範囲
が広く農業、工業で取扱う各種溶液の濃度測定に
利用して有益である。
過体に入光した光を与えられた条件のもので最大
限に反射させるように選択した円弧の界面壁とし
て濃度変化に対応する測定光の変化を大となし、
光源の強さに無関係に該測定光と比較光を比較し
て減光装置を調節するという極めて簡単な構造、
操作で精度高い測定を可能とするもので、従来果
実汁等の濃度を測定する手持型の屈折計に応用し
ても装置内に光源を有するので屋外の陽かげでと
かく測定困難であつた不便さも解消でき、場所を
選ばず使用できる利点がある。更に被測定液中を
光を透過させないので、にごり等で光透過性が不
良な液体であつても使用できるのでその使用範囲
が広く農業、工業で取扱う各種溶液の濃度測定に
利用して有益である。
第１図はこの発明に係る測定装置の主要部の構
成を示す側面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線に沿
う断面図、第３図はこの発明を応用する測定装置
の一例を示す図面である。 １……被測定液体、２……光透過体、３……界
面壁、４，５，８……光学フアイバー、６……光
源部、７……受光部、９……比較光、１０……減
光装置、１４……測定光。
成を示す側面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線に沿
う断面図、第３図はこの発明を応用する測定装置
の一例を示す図面である。 １……被測定液体、２……光透過体、３……界
面壁、４，５，８……光学フアイバー、６……光
源部、７……受光部、９……比較光、１０……減
光装置、１４……測定光。
Claims (1)
- １ 光源部６と受光部７の間に、被測定液体１に
接する界面壁３の形状が、該界面壁３に入射する
直進光Ｌの入射角が臨界角に等しいか大であつて
かつ直角よりも小な範囲となるように選択された
曲率面の円弧となる光透過体２を置き、該光透過
体２の両側縁に一側を夫々前記光源部６と受光部
７に接続する光学フアイバー４，５の他側を接続
してなる測定光１４経路と前記光源部６と受光部
７を光学フアイバー８で接続し、該フアイバー８
と光源部６の間に減光装置１０を介させてなる比
較光９の経路との該２つの経路を光源部６と受光
部７の間に配したことを特徴とする液体の密度、
濃度、比重等を測定するための測定装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20015782A JPS5990032A (ja) | 1982-11-15 | 1982-11-15 | 液体の密度、濃度、比重等を測定するための測定装置 |
| DE19833311202 DE3311202A1 (de) | 1982-03-31 | 1983-03-26 | Geraet zur bestimmung der dichte, der konzentration, des spezifischen gewichtes und dergleichen einer fluessigkeit |
| GB08308781A GB2121556B (en) | 1982-03-31 | 1983-03-30 | Determining refractive index of a liquid |
| DK147083A DK158166C (da) | 1982-03-31 | 1983-03-30 | Apparat til bestemmelse af taetheden, koncentrationen og massefylden af en vaeske |
| SE8301800A SE460561B (sv) | 1982-03-31 | 1983-03-30 | Apparat foer bestaemning av en vaetskas densitet, densitetstal, koncentration, etc |
| IT8320383A IT1161809B (it) | 1982-03-31 | 1983-03-30 | Apparecchiatura per determinare densita',concentrazione,peso specifico eccetera di un liquido |
| FR8305312A FR2524643B1 (fr) | 1982-03-31 | 1983-03-31 | Appareil pour determiner la concentration ou d'autres caracteristiques physiques d'un liquide par examen des variations de caracteristiques d'un faisceau lumineux emis a travers ce liquide |
| CA000425055A CA1207553A (en) | 1982-03-31 | 1983-03-31 | Apparatus for determining the density, concentration, specific gravity, etc. of a liquid |
| NL8301172A NL8301172A (nl) | 1982-03-31 | 1983-03-31 | Inrichting voor het bepalen van de dichtheid, de concentratie, het soortelijk gewicht, enz. van een vloeistof. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20015782A JPS5990032A (ja) | 1982-11-15 | 1982-11-15 | 液体の密度、濃度、比重等を測定するための測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5990032A JPS5990032A (ja) | 1984-05-24 |
| JPS642888B2 true JPS642888B2 (ja) | 1989-01-19 |
Family
ID=16419733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20015782A Granted JPS5990032A (ja) | 1982-03-31 | 1982-11-15 | 液体の密度、濃度、比重等を測定するための測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5990032A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61148371A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-07-07 | Shimadzu Corp | 自動分析装置 |
| JPH01126548U (ja) * | 1988-02-23 | 1989-08-29 | ||
| US5442435A (en) * | 1994-03-24 | 1995-08-15 | Nartron Corporation | Fluid composition sensor using reflected or refracted light monitoring |
| CN104655525A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-27 | 李学金 | 一种液体比重仪 |
-
1982
- 1982-11-15 JP JP20015782A patent/JPS5990032A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5990032A (ja) | 1984-05-24 |
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