JPH0315145B2 - - Google Patents
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- JPH0315145B2 JPH0315145B2 JP5036684A JP5036684A JPH0315145B2 JP H0315145 B2 JPH0315145 B2 JP H0315145B2 JP 5036684 A JP5036684 A JP 5036684A JP 5036684 A JP5036684 A JP 5036684A JP H0315145 B2 JPH0315145 B2 JP H0315145B2
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- Japan
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- light
- optical fiber
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- measuring device
- dust
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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
- G01N21/47—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
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は光散乱光によつて粉塵等の粒子を含む
気体の粉塵濃度を測定する測定装置に関し、特に
装置の測定値を校正するときの校正機構の改良に
関するものである。
気体の粉塵濃度を測定する測定装置に関し、特に
装置の測定値を校正するときの校正機構の改良に
関するものである。
従来技術とその問題点
空気中の浮遊粉塵等を測定する方法としては、
粉塵流を濾過し補集した粉塵の質量を計測するこ
とによつて測定する直接重量法があるが、この方
法では測定に多くの手間がかかり連続的な粉塵濃
度の測定が出来ないという欠点がある。そこで連
続して粉塵濃度を測定するための一手法として粉
塵流に光を照射し、その散乱光強度に基づいて粉
塵濃度を測定する相対濃度測定法が用いられるよ
うになつてきている。
粉塵流を濾過し補集した粉塵の質量を計測するこ
とによつて測定する直接重量法があるが、この方
法では測定に多くの手間がかかり連続的な粉塵濃
度の測定が出来ないという欠点がある。そこで連
続して粉塵濃度を測定するための一手法として粉
塵流に光を照射し、その散乱光強度に基づいて粉
塵濃度を測定する相対濃度測定法が用いられるよ
うになつてきている。
ところで従来の光散乱法による粉塵濃度測定装
置においては、粉塵流を流さずに測定領域に清浄
な空気を満たした状態で標準的な光量をあらかじ
め求めて装置の信頼性を確認する必要があり、そ
のための校正機構が設けられている。第１図は従
来の粉塵濃度測定装置の構成を示す略断面図であ
り、シリンダ１の一端には光源２とその光源の光
を集光する集光レンズ群３が配置される。そして
シリンダ１の一端には粉塵流をシリンダ１に与え
るためのインパクタ４が設けられ、シリンダ１の
インパクタ４と離れた位置に粉塵流を吸収するた
めのポンプ５が設けられる。そして光行路と粉塵
流とが重なつて形成される照射領域の上方に図示
のように散乱光強度を検知する光電変換素子６が
設けられる。光電変換素子６は得られる光信号を
電気信号に変換してその出力を図示しない検知回
路に与えるものである。そしてシリンダ１の他端
には円錐状のトラツプ７が設けられ、その頂点に
光の開閉を行うシヤツタ８を介して光フアイバ９
が設けられ、光フアイバ９の他端はシリンダ１内
の光電変換器６と相対向する位置に図示のように
斜めに切断されて配置される。そして校正時には
シリンダ１内を清浄な空気で満たすと共にシヤツ
タ８を開放し光源２から得られる光を光電変換器
６に与え、そのときの計数値を一定の標準計数
値、例えば1000カウントとなるように光フアイバ
９の位置を図示のように前後に移動させて調整
し、そのときの光源２の劣化や回路定数の変動等
を補正するようにしていた。
置においては、粉塵流を流さずに測定領域に清浄
な空気を満たした状態で標準的な光量をあらかじ
め求めて装置の信頼性を確認する必要があり、そ
のための校正機構が設けられている。第１図は従
来の粉塵濃度測定装置の構成を示す略断面図であ
り、シリンダ１の一端には光源２とその光源の光
を集光する集光レンズ群３が配置される。そして
シリンダ１の一端には粉塵流をシリンダ１に与え
るためのインパクタ４が設けられ、シリンダ１の
インパクタ４と離れた位置に粉塵流を吸収するた
めのポンプ５が設けられる。そして光行路と粉塵
流とが重なつて形成される照射領域の上方に図示
のように散乱光強度を検知する光電変換素子６が
設けられる。光電変換素子６は得られる光信号を
電気信号に変換してその出力を図示しない検知回
路に与えるものである。そしてシリンダ１の他端
には円錐状のトラツプ７が設けられ、その頂点に
光の開閉を行うシヤツタ８を介して光フアイバ９
が設けられ、光フアイバ９の他端はシリンダ１内
の光電変換器６と相対向する位置に図示のように
斜めに切断されて配置される。そして校正時には
シリンダ１内を清浄な空気で満たすと共にシヤツ
タ８を開放し光源２から得られる光を光電変換器
６に与え、そのときの計数値を一定の標準計数
値、例えば1000カウントとなるように光フアイバ
９の位置を図示のように前後に移動させて調整
し、そのときの光源２の劣化や回路定数の変動等
を補正するようにしていた。
ところでこのような従来の粉塵濃度測定装置に
よれば、光フアイバ９には光量を大きくするため
十数本の光フアイバを束ねたバンドルフアイバが
用いられており、そのバンドルフアイバの端面を
一体にして斜めに切断しているのでその夫々のフ
アイバの切口が一定しておらず、温度変化によつ
て光フアイバ９が収縮するため標準計数値が変動
するという問題点がある。又調整時に光フアイバ
９を前後に移動させると、各フアイバの切口の変
化により照射光が不自然に増減するため調整が困
難になるという問題点があつた。
よれば、光フアイバ９には光量を大きくするため
十数本の光フアイバを束ねたバンドルフアイバが
用いられており、そのバンドルフアイバの端面を
一体にして斜めに切断しているのでその夫々のフ
アイバの切口が一定しておらず、温度変化によつ
て光フアイバ９が収縮するため標準計数値が変動
するという問題点がある。又調整時に光フアイバ
９を前後に移動させると、各フアイバの切口の変
化により照射光が不自然に増減するため調整が困
難になるという問題点があつた。
発明の目的
本発明はこのような従来の粉塵濃度測定装置の
問題点を解消することを目的とするものであつ
て、温度変化や光フアイバ９の位置変動にかかわ
らず校正が正確に行える粉塵濃度測定装置を提供
するものである。
問題点を解消することを目的とするものであつ
て、温度変化や光フアイバ９の位置変動にかかわ
らず校正が正確に行える粉塵濃度測定装置を提供
するものである。
発明の構成と効果
本発明はシリンダ内に光を照射する光源と、該
光源により形成される光行路を通過する粉塵流に
より散乱された散乱光を受光する光電変換素子
と、光電変換素子の出力に基づいて粉塵濃度情報
を出力する出力手段と、を有し散乱光量に基づい
て粉塵濃度を測定する粉塵濃度測定装置であつ
て、シリンダ端部に一端が接続され光源の光が与
えられたシングル光フアイバと、光フアイバの他
端に接続され散乱領域を介して光電変換素子に対
向する位置に配置されて光フアイバを介して与え
られた光を散乱させる光散乱体と、を具備するこ
とを特徴とするものである。
光源により形成される光行路を通過する粉塵流に
より散乱された散乱光を受光する光電変換素子
と、光電変換素子の出力に基づいて粉塵濃度情報
を出力する出力手段と、を有し散乱光量に基づい
て粉塵濃度を測定する粉塵濃度測定装置であつ
て、シリンダ端部に一端が接続され光源の光が与
えられたシングル光フアイバと、光フアイバの他
端に接続され散乱領域を介して光電変換素子に対
向する位置に配置されて光フアイバを介して与え
られた光を散乱させる光散乱体と、を具備するこ
とを特徴とするものである。
このような特徴を有する本発明によれば、シン
グル光フアイバを用いているので温度等の変化に
よつてもその開口面が変化することはなく、又光
散乱体を介して散乱光を光電変換素子に与えてい
るので常に一定の散乱光を光電変換素子６に与え
ることが可能となる。従つて校正を正確に行うこ
とができ粉塵濃度の測定精度を向上させることが
可能となる。又温度変化や光フアイバの多少の位
置変動によつても散乱強度が殆ど変化することが
ないという効果が得られる。
グル光フアイバを用いているので温度等の変化に
よつてもその開口面が変化することはなく、又光
散乱体を介して散乱光を光電変換素子に与えてい
るので常に一定の散乱光を光電変換素子６に与え
ることが可能となる。従つて校正を正確に行うこ
とができ粉塵濃度の測定精度を向上させることが
可能となる。又温度変化や光フアイバの多少の位
置変動によつても散乱強度が殆ど変化することが
ないという効果が得られる。
実施例の説明
第２図は本発明による粉塵濃度測定装置の一実
施例を示す側面図である。本実施例による粉塵濃
度測定装置はシリンダが二つに分割され、その間
に粉塵流を通過させるようにしている。即ちシリ
ンダ１０ａの一端に光源２が設けられ、光源２の
光を集光レンズ群１１によつて迷光を除いて平行
光線とし、シリンダ１０ａの右側開口を介して左
側のシリンダ１０ｂに導く。シリンダ１０ｂの端
部には光を反射させる円錐状のトラツプ１２が設
けられている。そしてシリンダ１０ａ，１０ｂ間
の側方には図示のように楕円状の開口１３が設け
られこの開口１３より粉塵流が光行路に与えら
れ、粉塵流は粉塵濃度測定装置の上部に設けられ
たポンプ１４を介して外部に放出される。トラツ
プ１２の頂点部分には球レンズ１５が配置されそ
の集光された光を校正用の光フアイバ１６に導い
ている。本発明による光フアイバ１６は前述した
従来例のようなバンドルフアイバでなく、一本の
フアイバから成るシングル光フアイバを用いてい
る。この光フアイバ１６はプラスチツクフアイバ
であつてもよくガラスフアイバであつてもよい
が、光源２からの光を充分に伝えることができる
ようにエネルギー伝送用の光フアイバを用いるも
のとする。そして光フアイバ１６の先端には図示
のように光散乱体１７を設けておく。光散乱体１
７は例えばアクリル性の半透明物質から成り、シ
リンダ１０ａ，１０ｂの開口部が対向する散乱領
域の下方のフレーム内に固定しておく。光散乱体
１７の真上にはシリンダ１０ａ，１０ｂとの間に
図示のようにシヤツタ１８を設ける。シヤツタ１
８は通常の粉塵濃度測定時には光散乱体１７から
の光が散乱領域に入らないようにその光を遮断す
るものであり、同時に光散乱体１７に対して防塵
作用を行わせるためのものである。さて光散乱体
１７とシリンダ１０ａ，１０ｂ間の散乱領域を介
して対向する位置には前述の従来例と同様に光電
変換器６を設ける。光電変換器６の出力は増幅器
１９を介してＶ／Ｆ変換器２０に与えられる。
Ｖ／Ｆ変換器２０は入力された電圧レベルに基づ
く周波数のパルス信号を出力するもので、この出
力信号はカウンタ２１に与えられる。カウンタ２
１はタイミング回路２２より与えられる所定のタ
イミング毎にＶ／Ｆ変換器２０の出力パルス信号
を計数するものであつて、そのカウント値が表示
器２３によつて表示される。
施例を示す側面図である。本実施例による粉塵濃
度測定装置はシリンダが二つに分割され、その間
に粉塵流を通過させるようにしている。即ちシリ
ンダ１０ａの一端に光源２が設けられ、光源２の
光を集光レンズ群１１によつて迷光を除いて平行
光線とし、シリンダ１０ａの右側開口を介して左
側のシリンダ１０ｂに導く。シリンダ１０ｂの端
部には光を反射させる円錐状のトラツプ１２が設
けられている。そしてシリンダ１０ａ，１０ｂ間
の側方には図示のように楕円状の開口１３が設け
られこの開口１３より粉塵流が光行路に与えら
れ、粉塵流は粉塵濃度測定装置の上部に設けられ
たポンプ１４を介して外部に放出される。トラツ
プ１２の頂点部分には球レンズ１５が配置されそ
の集光された光を校正用の光フアイバ１６に導い
ている。本発明による光フアイバ１６は前述した
従来例のようなバンドルフアイバでなく、一本の
フアイバから成るシングル光フアイバを用いてい
る。この光フアイバ１６はプラスチツクフアイバ
であつてもよくガラスフアイバであつてもよい
が、光源２からの光を充分に伝えることができる
ようにエネルギー伝送用の光フアイバを用いるも
のとする。そして光フアイバ１６の先端には図示
のように光散乱体１７を設けておく。光散乱体１
７は例えばアクリル性の半透明物質から成り、シ
リンダ１０ａ，１０ｂの開口部が対向する散乱領
域の下方のフレーム内に固定しておく。光散乱体
１７の真上にはシリンダ１０ａ，１０ｂとの間に
図示のようにシヤツタ１８を設ける。シヤツタ１
８は通常の粉塵濃度測定時には光散乱体１７から
の光が散乱領域に入らないようにその光を遮断す
るものであり、同時に光散乱体１７に対して防塵
作用を行わせるためのものである。さて光散乱体
１７とシリンダ１０ａ，１０ｂ間の散乱領域を介
して対向する位置には前述の従来例と同様に光電
変換器６を設ける。光電変換器６の出力は増幅器
１９を介してＶ／Ｆ変換器２０に与えられる。
Ｖ／Ｆ変換器２０は入力された電圧レベルに基づ
く周波数のパルス信号を出力するもので、この出
力信号はカウンタ２１に与えられる。カウンタ２
１はタイミング回路２２より与えられる所定のタ
イミング毎にＶ／Ｆ変換器２０の出力パルス信号
を計数するものであつて、そのカウント値が表示
器２３によつて表示される。
さて本発明による粉塵濃度測定装置を用いて校
正を行う場合には、まずポンプ１４を停止させて
光散乱領域を清浄な空気で満たした後、シヤツタ
１８を開放し光源２の光を光フアイバ１６を介し
て光散乱体１７に与える。そうすれば光散乱体１
７より得られる散乱光は光電変換器６に与えら
れ、その出力が増幅器１９によつて増幅されＶ／
Ｆ変換器２０によりその出力に対応した周波数の
信号に変換される。そしてＶ／Ｆ変換器２０の出
力パルスがカウンタ２１によつて計数されて表示
器２３により表示される。こうして光フアイバ１
６を用いて校正したときにこの表示器２３の表示
が標準計数値、例えば1000となるような位置にあ
らかじめ光フアイバ１６及び光散乱体１７の位置
を設定しておくものとする。この設定は例えば光
フアイバ１６の位置をシリンダ１０ａ，１０ｂの
軸に沿つて前後に移動させると共に、光散乱体１
７の位置を変化させることによつてあらかじめ行
われている。従つて測定前にシヤツタ１８を開口
して光散乱体１７からの光を光電変換器６に与え
たときに、表示器２３に標準計数値、この場合は
1000に近い値が得られれば光源２の劣化やシリン
ダ１０ａ，１０ｂ、集光レンズ群１１の汚れがな
く、光散乱領域に適切な光量の光が得られている
ことが判明する。従つて以後シヤツタ１８を閉成
し、ポンプ１４を駆動することによつて開口１３
より粉塵を含む粉塵流を散乱領域に流し込めば、
散乱光量に基づいて粉塵流の濃度を表示器２３の
表示から連続的に求めることが可能となる。その
後所定時間の経過後に同様の校正を繰り返せば、
この装測定装置の信頼性を容易に確認することが
できる。
正を行う場合には、まずポンプ１４を停止させて
光散乱領域を清浄な空気で満たした後、シヤツタ
１８を開放し光源２の光を光フアイバ１６を介し
て光散乱体１７に与える。そうすれば光散乱体１
７より得られる散乱光は光電変換器６に与えら
れ、その出力が増幅器１９によつて増幅されＶ／
Ｆ変換器２０によりその出力に対応した周波数の
信号に変換される。そしてＶ／Ｆ変換器２０の出
力パルスがカウンタ２１によつて計数されて表示
器２３により表示される。こうして光フアイバ１
６を用いて校正したときにこの表示器２３の表示
が標準計数値、例えば1000となるような位置にあ
らかじめ光フアイバ１６及び光散乱体１７の位置
を設定しておくものとする。この設定は例えば光
フアイバ１６の位置をシリンダ１０ａ，１０ｂの
軸に沿つて前後に移動させると共に、光散乱体１
７の位置を変化させることによつてあらかじめ行
われている。従つて測定前にシヤツタ１８を開口
して光散乱体１７からの光を光電変換器６に与え
たときに、表示器２３に標準計数値、この場合は
1000に近い値が得られれば光源２の劣化やシリン
ダ１０ａ，１０ｂ、集光レンズ群１１の汚れがな
く、光散乱領域に適切な光量の光が得られている
ことが判明する。従つて以後シヤツタ１８を閉成
し、ポンプ１４を駆動することによつて開口１３
より粉塵を含む粉塵流を散乱領域に流し込めば、
散乱光量に基づいて粉塵流の濃度を表示器２３の
表示から連続的に求めることが可能となる。その
後所定時間の経過後に同様の校正を繰り返せば、
この装測定装置の信頼性を容易に確認することが
できる。
尚本実施例では光フアイバ１６の先端の光散乱
体１７を円筒状の白色半透明部材により構成して
いるが、第３図に示すように透明の光散乱体２５
を用い、図示のようにその一部を斜め方向に切断
し、表面に散乱面２５ａを形成するようにした光
散乱体を用いることも可能である。
体１７を円筒状の白色半透明部材により構成して
いるが、第３図に示すように透明の光散乱体２５
を用い、図示のようにその一部を斜め方向に切断
し、表面に散乱面２５ａを形成するようにした光
散乱体を用いることも可能である。
第１図は従来の粉塵濃度測定装置の構成を示す
概略図、第２図は本発明による粉塵濃度測定装置
の一実施例を示す構成図、第３図は本発明に用い
る光散乱体の他の実施例を示す側面図である。 １……シリンダ、２……光源、４……インパク
タ、５……ポンプ、６……光電変換器、９，１０
……光フアイバ、１５……球レンズ、１７，２５
……光散乱体、１８……シヤツタ、２０……Ｖ／
Ｆ変換器、２１……カウンタ、２３……表示器。
概略図、第２図は本発明による粉塵濃度測定装置
の一実施例を示す構成図、第３図は本発明に用い
る光散乱体の他の実施例を示す側面図である。 １……シリンダ、２……光源、４……インパク
タ、５……ポンプ、６……光電変換器、９，１０
……光フアイバ、１５……球レンズ、１７，２５
……光散乱体、１８……シヤツタ、２０……Ｖ／
Ｆ変換器、２１……カウンタ、２３……表示器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シリンダ内に光を照射する光源と、該光源に
より形成される光行路を通過する粉塵流により散
乱された散乱光を受光する光電変換素子と、前記
光電変換素子の出力に基づいて粉塵濃度情報を出
力する出力手段と、を有し散乱光量に基づいて粉
塵濃度を測定する粉塵濃度測定装置において、 前記シリンダ端部に一端が接続され、前記光源
の光が与えられたシングル光フアイバと、 前記光フアイバの他端に接続され、散乱領域を
介して前記光電変換素子に対向する位置に配置さ
れて前記光フアイバを介して与えられた光を散乱
させる光散乱体と、を具備することを特徴とする
粉塵濃度測定装置。 ２ 前記光散乱体は透明物質から成り、前記光電
変換素子に対向する面が散乱面として構成された
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の粉塵濃度測定装置。 ３ 前記光散乱体は半透明物質から成ることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の粉塵濃度測
定装置。 ４ 前記光フアイバは、前記シリンダ側の先端が
レンズ球として構成されたものであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の粉塵濃度測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5036684A JPS60194333A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 粉塵濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5036684A JPS60194333A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 粉塵濃度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60194333A JPS60194333A (ja) | 1985-10-02 |
| JPH0315145B2 true JPH0315145B2 (ja) | 1991-02-28 |
Family
ID=12856888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5036684A Granted JPS60194333A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 粉塵濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60194333A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7505132B2 (en) * | 2006-03-23 | 2009-03-17 | Hach Company | Self calibrating measurement system |
| JP6252908B2 (ja) * | 2014-09-04 | 2017-12-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 粒子検出センサ |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP5036684A patent/JPS60194333A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60194333A (ja) | 1985-10-02 |
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