JPH0396839A - 濃度測定装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光を測定媒体とした濃度測定装置であって
、パルプ懸濁液におけるパルプ濃度の測定等、懸濁液の
濃度測定に用いられる濃度測定装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、紙は木材等から抽出された繊維（パルプ）によ
って製造され、そのパルプは水に懸濁されて用いられる
ので、そのパルプ懸濁液のパルプ濃度が生産される紙の
品質に大きく影響することが知られているが、このパル
プ濃度については、次のような問題点がちる。

（ａ）　　複数のバルプを混合する場合において、混合
すべき各パルプ濃度が異なると、混合比率が異なり、所
望の性質を持つ紙が得られない。

（ｂ）　　叩解を行う場合に、パルプ濃度を一定の値に
しないと叩解されたパルプの性質が均一にならない。

（Ｃ）　　バルプ態濁液に填料及び薬品を添加する場合
、パルプ濃度が異なると、パルプ濃度に対する填料や薬
品の比率が異なり、目標の性質が得られない。

（ｄ）　　原料調整後のパルプ懸濁液の濃度が異なって
いる場合、生産された紙の坪量が目標値と異なる。

このように、パルプ濃度が異なると、生産された紙の性
質が変化し、品質に大きく影響を与えることから、製紙
にはパルプ濃度の制御が必要であり、そのために、パル
プ濃度の測定が不可欠である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、バルプ濃度の測定には、光を媒体にした濃度
測定装置が用いられている。この濃度測定装置では、懸
濁液に光を照射し、懸濁液で反射、透過、散乱、吸収、
偏光を経て懸濁液から得られる反射光又は透過光等の光
を受光素子で受け、そのレベルによって懸濁液の濃度測
定を行う。

この濃度測定装置においては、受光素子に対する入射光
に次のような情報、即ち、ノイズ威分が含まれている。

ｉ．光源及び受光素子と懸濁液とを遮断するための手段
として、ウインドに設けられたガラス等の遮蔽手段にお
ける光の反射、散乱、吸収及び偏光によるノイズ或分（
光源側及び受光素子側で発生）。

１１．光源又は受光素子が取り付けられている部分で光
が反射し、その光が懸＠液に入射ずるためのノイズ威分
（光源側及び受光素子側で発生）。

これらのノイズ威分は測定精度に影響を与えているが、
さらに、受光素子で得られたレベル信号を処理する電子
回路においてもオフセットや、受光素子及び電子回路の
零点調整誤差等も測定精度に影響を与えている。

また、濃度測定装置には、１つの受光素子を用いたもの
、２つの受光素子を設置して両者の比を求めるもの等が
ある。前者の濃度測定装置では、ノイズ或分によって懸
濁液の実際の濃度より高い濃度を表すレベル信号が得ら
れ、しかも、ノイズ成分を電子回路側で相殺する場合に
はその温度変化による動作特性の変動や光源の照射光量
の変化が測定桔度に影響を与える。後者の濃度測定装置
では、ノイズ成分によって低濃度領域における比の直線
性が悪化し、濃度を表すレベル信号におけるノイズ成分
の割合が大きくなるとともに、低濃度である場合には測
定誤差が大きくなり、しかも、光源の発光光量が変化す
ると測定誤差が生し、これを相殺することができない。

このように、従来の濃度測定装置では、測定精度が低く
、安定性に欠け、再現性が低いため、パルプ懸濁液のパ
ルブ濃度を正確に測定することが困難であった。このた
め、原料調整工程において一定の品質のパルブを調整し
、抄紙工程において一定の品質の紙を抄くには、製紙技
術者の勘に頼ることが必要であり、極めて非能率的な作
業を余儀なくされていた。

５ ６ そこで、この発明は、パルブ懸濁液等、任意の懸濁液の
態濁物濃度の測定精度を高めるとともに、その測定の安
定性及び再現性を高めた濃度測定装置の提供を目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

（請求項１） この発明の濃度測定装置は、上記目的を達威するため、
任意の懸濁物を態濁した懸濁液（２）に光を照射する光
源（発光素子８Ａ）と、前記懸濁液から得られる光を受
け、前記懸濁液中の前記懸濁物の濃度を表ずレベル信号
を発生する受光手段（受光素子１０、１２）と、前記光
源から前記懸濁液に対する照射光量を検出する光量検出
千段（受光素子２０）と、この光量検出手段の検出出力
に応じて前記レベル信号のレベルを補正する補正手段（
補正回路２８、３０）と、この補正手段によって補正さ
れたレベル信号に応じて前記光源の発光光量を制御する
光量制御手段（光量制御回路１５）とを備えたものであ
る。

（請求項２） また、この発明の濃度測定装置は、上記目的を達成する
ため、任意の懸濁物を懸濁した懸濁液（２）に光を照射
する光源（発光素子８Ａ）と、前記懸濁液から得られる
光を受け、前記懸濁液中の前記懸濁物の濃度を表す第１
のレベル信号を発生ずる第１の受光手段（受光素子１０
）と、前記懸濁液から得られる光を受け、前記懸濁液中
の前記懸濁物の濃度を表す第２のレベル信号を発生する
第２の受光手段（受光素子１２）と、前記光源から前記
懸濁液に対ずる照１・ノ光ｆｆｉを検出する光董検出手
段（受光素子２０）と、この光量検出手段が検出した前
記光源の光量に応じて前記第１のレベル信号のレベルを
補正する第１の補正手段（補正回路２８）と、前記光量
検出手段が検出した前記光源の光量に応じて前記第２の
レベル信号のレベルを袖正ずる第２の補正手段（補正回
路３０）と、前記第１の補正手段によって補正されたレ
ベル信号に応じて前記光源の発光光量を制御する光量制
御手段（光量制御回路１５）とを備えたものである。

（請求項３） そして、この発明の濃度測定装置は、上記目的を達或す
るため、前記第１の補正手段によってレベルが袖正され
た前記第１のレベル信号と、前記第２の補正手段によっ
てレベルが補正された前記第２のレベル信号との比によ
って前記懸濁液における前記懸濁物の濃度を算出する演
算手段（演算装置３２）を備えたものである。

〔作　　　用〕

（詞求項１） 濃度を測定すべき懸濁液に光源から光を照射すると、懸
濁液に入射した光は懸濁液中で反射、散乱、吸収、偏光
等を経て懸濁液から出る。この場合、入射された光は懸
濁液中の懸濁物によって反則され、受光手段に受光され
る。したがって、受光手段には、その懸濁液から得られ
た光のレベル即ち、懸濁液の懸濁物濃度を表すレベル信
号が得られる。

そして、前記光源から前記懸濁液に対する照射光量を検
出し、その照射光量に応じてレベル信号のレベルを補正
するとともに、補正されたレベル信号によって光源の発
光光量を制御すると、発光素子の経時変化等の影響やノ
イズ戒分が相殺され、測定精度が高められる。

（ｎｌｌ求項２） また、この濃度測定装置では、第１及び第２の受光手段
によって懸濁液から得られた反射光又は透過光等の光が
受光され、個別に前記懸濁物の濃度を表す第１及び第２
のレベル信号を得るとともに、前記光源から前記懸濁液
に対する照射光量に応じて各レベル信号のレベル補正が
行われる。

そして、補正されたレベル信号によって光源の発光光量
が制御され、２つの受光手段を用いた場合、光源に用い
られる発光素子の経時変化等の影響や、受光手段ムこ入
るノイズ成分が相殺され、測定精度が高められる。

（請求項３） そして、この濃度測定装置では、補正された各レベル信
号の比から濃度を算出するので、光源の発光光量の変化
等の影響やノイズ或分が相殺され９一 １０ た精度の高い演算出力が得られる。

〔実　施　例〕

以下、この発明を図面に示した実施例を参照して詳細に
説明する。

第１図は、この発明の濃度測定装置の一実施例を示す。

濃度を測定すべき懸濁液２には、水等の液体にパルプ等
の懸濁物として光を透過しないか或いは光を反射する微
細な固形物を懸濁したものが用いられる。この懸濁液２
が通流する通路４の一部、例えば、製紙では原料調整工
程又は抄紙工程等の原料移送路に濃度測定部６が設置さ
れている。

この濃度測定部６には、懸濁液２を遮断する遮蔽手段と
して遮蔽ガラス６０が設置され、この遮蔽ガラス６０を
通して懸濁液２に光Ｌ８を照射する光源として発光素子
８Ａが設置されているとともに、懸濁液２で反射、屈折
、偏光、散乱等を経て懸濁液２から到来ずる光Ｌｒを受
ける第１及び第２の受光手段として受光素子１０、１２
が設置されている。発光素子８Ａには参照用光源として
の発光素子８Ｂが直列に接続され、各発光素子８Ａ、８
Ｂは共通の駆動源としての駆動回路ｌ４によって駆動さ
れる。

濃度測定部６には、第２図の（Ａ）に示すように、発光
素子８Ａ及び受光素子１０、１２を取り付ける円柱状を
威す取付部６１とともにその前面部を覆う円板状の絞り
板６２が設けられている。

取付部６１には、直径方向に特定の間隔を置いて変位し
た位置に取付孔６３、６４、６５が形成されている。取
付孔６４は、前面側を小径にし、中途部に段部を設けて
径大にされており、受光面積の大なる受光素子１０が取
り付けられるようになっている。また、絞り板６２には
取付孔６３に取り付けられた発光素子８Ａの発光部を臨
ませる透孔６６Ａが形威されているとともに、受光素子
１０、ｌ２に対する受光光量を絞る絞孔６６Ｂ、６６Ｃ
が形威されている。したがって、濃度測定部６には、第
２図の（Ｂ）に示すように、取付部６１に発光素子８Ａ
及び受光素子１０、１２が取り付けられており、この実
施例では、受光素子１０ば受光素子ｌ２より僅かに後方
に変位した位置に取り付けられている。そして、取付部
６１及び絞り板６２は、固定孔６７、６８にねしを挿入
して図示しない測定部本体側に一体的に固定され、図示
していない防護ケース内に収容される。

そして、懸濁液２から得られる光Ｌｒは受光素子１０、
１２でそれぞれ受光され、受光素子１０の受光出力は第
１の濃度測定回路を威す信号検出回路１６、受光素子１
２の受光出力は第２の濃度測定回路を或ず信号検出回路
１８に加えられ、受光素子１０、１２の各出力に応じて
濃度を表す第１及び第２のレベル信号■１、■２が得ら
れる。

また、発光素子８Ｂ側には、光量検出手段として受光素
子２０が設置され、受光素子２０には発光素子８Ａの発
光光量、即ち、懸濁液２に対する照射光量が発光素子８
Ｂを通して間接的に検出される。即ち、この受光素子２
０の出力が参照用測定回路としての信号検出回路２２に
加えられ、信号検出回路２２には照射光量を表すレベル
信号■３が得られ、第１及び第２の補正信号形戒回路？
４、２６に加えられている。各補正信号形戒回路２４、
２６ではレベル信号Ｖ３に応した補正信号Ｖ３１、３■
が形威され、補正信号Ｖ３１はレベル信号Ｖ１を補正す
る第１の補正手段として設置された補正回路２８に加え
られ、また、補正信号■３■はレベル信号Ｖ２を補正す
る第２の補正手段として設置された補正回路３０に加え
られている。

補正回路２８では、レベル信号Ｖ１が補正信号Ｖ３１に
よって補正され、その補正出力としてレベル信号Ｖ１ｏ
が得られ、また、補正回路３０では、レベル信号Ｖ２が
補正信号■３■によって補正され、その補正出力として
レベル信号Ｖ２Ｇが得られる。

ところで、駆動回路１４には、発光素子８Ａ、８Ｂの発
光光量を制御するための光量制御手段として光量制御回
路１５が付加されており、この光量制御回路１５に対し
てレベル信号■，。が制御人力として加えられている。

そして、補正回路２８、３０から得られたレベル信号Ｖ
ＩＯ、Ｖ２０は、濃度を算出する演算装置３２に加えら
れる。演算装置３２は、アナログ演算１３ １４ ？段又はディジタル演算手段によって構成され、各レベ
ル信号■１。、■２ｏの比（Ｖ２。／Ｖ．。）によって
濃度が算出され、出力端子３４から濃度出力電圧■。が
得られる。

以上の構戒とすれば、懸濁ｉ＆ｉ　２に発光素子８Ａか
ら光Ｌ，が照射されると、受光素子１０、１２にば反射
、屈折、散乱、偏光等を経て懸濁液２から得られる光Ｌ
，が受光され、信号検出回路１６、１８には懸濁物濃度
を表ずレベル信号ｖ１、Ｖ２が得られる。

そして、発光素子８Ａと共通の駆動回路１４によって駆
動される発光素子８Ｂを通して発光素子８Ａの発光光量
、即ち、懸濁液２に対する照射光量が間接的に受光素子
２０４こ検出され、信号検出回路２２にはその照射光量
を表すレベル信号Ｖ３が得られる。補正信号形戒回路２
４、２６には、レベル信号■３に対応じて補正信号Ｖ３
１、Ｖ３■が形威され、補正回路２８、３０に加えられ
る。そして、信号検出回路１６、１８で得られたレベル
信号Ｖ，　、Ｖ２は、補正信号Ｖ３１、■３■によって
個別に補正され、レベル信号ＶＩＯ．　Ｖ２。に変換さ
れる。

レベル信号Ｖ１。は光量制御回路１５に加えられ、駆動
回路１４の駆動出力がレベル信号ＶＩＯのレベルに応じ
て増減され、発光素子８Ａ、８Ｂの発光光量がレベル信
号Ｖ１。に応じて増減される。そして、発光素子８Ａ、
８Ｂの発光光量が制御されると、それに応じてレベル信
号Ｖ　Ｉ　Ｏ％　Ｖ　２０のレベルが制御される。

したがって、演算装置３２では、レベル制御されたレベ
ル信号Ｖｌｌｌ、ＶＺＯが加えられ、両者の比によって
濃度出力電圧■。が得られる。

次に、第３図の（Ａ）は、この発明の濃度測定装置にお
ける発光素子８Ａ、８Ｂの駆動回路１４の具体的な回路
構威例を示し、第３図の（Ｂ）はスイッチング駆動のた
めのスイッチングパルス発生手段を示す。

駆動回路１４には、発光ダイオートで構威された発光素
子８Ａ、８Ｂに駆動電流Ｉ，を流す駆動１一ランジスタ
１４０が設置され、この駆動トランジスタ１４０のコレ
クタには電源電圧ＶＣＣが加えられ、また、その工ξツ
クと接地との間には滅流抵抗１４２を介して発光素子８
Ｂ、８Ａが直列に接続されている。駆動１一ランジスタ
１４０のヘスには、光量制御回路１５から光量制御電圧
ＶＣが抵抗１４４を介して加えられているとともに、そ
のヘース入力を断続的に遮断して駆動トランジスタ１４
０をスイッ．チングさせるスイッチング回路１４６が接
続されている。スイッチング回路■４６は、半導体スイ
ッヂ回路等で構威され、スイッチングパルス発生手段と
してのスイッチングパルス発生部３８から加えられる第
５図のＡに示すスイッチングパルスφ１の低（Ｌ）レベ
ル区間で導通状態、その高（Ｉ］）レベル区間で非導通
状態になり、周期的なスイッチング動作を繰り返す。

そして、光量制御回路１５には、増幅器１５０が設置さ
れ、増幅器１５０の逆相人力端子（−）とその出力端子
との間にキャパシタ１５２が接続されているとともに、
逆相入力端子（一）に抵抗１５４を介してレベル信号Ｖ
ｌ’が第４図に示すように、補正回路２８の出力側から
加えられている。また、増幅器１５０の正相入力端子（
＋）には、電源電圧ＶＣＣを可変抵抗１５６４こよって
分圧して得られる第６図の０に示ず基準電圧Ｖ　ＲＥＦ
が加えられている。この実施例の場合、増幅器ｌ５０、
キャパシタ１５２及び抵抗１５４によって積分比較回路
が構威され、可変抵抗１５６の可変によって設定された
任意の基準電圧Ｖ　ＲＥＦとレベル信号Ｖ１′とによっ
て、第６図のＰに示す光量制御電圧■。が得られる。

したがって、駆動回路１４では、光量制御回路１５から
光量制御電圧■，が加えられ、スイッチング回路１４６
のスイッチング動作によって、第６図のＱに示ずヘース
入力電圧が駆動トランジスタ１４０に加えられると、駆
動１・ランジスタ１４０には第５図のＤに示すように、
断続的な駆動電流Ｉ，が得られる。そこで、発光素子８
Ａ、８Ｂは、断続的な駆動電流ＩＤのＨレベル区間で点
灯、そのＬレベル区間で消灯する。したがって、各発光
素子８Ａ、８Ｂの発光光量は、光量制御回路１１７ １８ ？によってレベル信号■，′のレベルに応したものとな
り、発光素子８Ａの光Ｌ，は懸濁液２に照射され、また
、発光素子８Ｂの光Ｌ，は受光素子２０に加えられる。

次に、第４図は、第１図に示した信号検出回路１６、ｌ
８、２２、補正回路２８、３０及び補正信号形或回路２
４、２６の具体的な回路構戒例を示す。

懸濁液２から得られた光Ｌ，は、受光ダイオードで構威
された受光素子１０、１２に受光され、そのレベルに応
した受光電流Ｉ■、Ｌ２が流れる。

また、発光素子８Ｂに対応した受光素子２０にはその光
Ｌ、が受光され、そのレベルに応した受光電流■，が流
れる。受光電流Ｌｌは信号検出回路１６、受光電流Ｉｒ
■は信号検出回路１８、また、受光電流■，は信号検出
回路２２に加えられる。

受光電流■■が加えられると、信号検出回路１６の受光
電流入力部に設置された電流・電圧変換回路（１／Ｖ）
１６０で電圧に変換された後、増幅器１６２で増幅され
、帯域通過フィルタ１６４で不要な周波数成分が除かれ
て、第６図のＪに示す出力が得られる。そして、抵抗１
６５及びキャパシタ１６６からなるフィルタ１６７に加
えられて不要な直流或分が除かれ、第６図のＫに示す出
力が得られ、この出力がスイッチング回路１６８を経て
第６図のＭに示すレベル信号Ｖ１に変換される。スイッ
チング回路１６８は、半導体スイッチ回路等で構威され
、スイッチングパルス発生部３８から加えられる第５図
のＡ及びＢに示すスイッチングパルスφ１、φ２により
、第５図のＣに示す周期的なスイッチング動作を繰り返
す。即ち、スイッチングパルスφ１の区間ＬφのＨレベ
ル区間で等価的な接点ａ側が導通状態、その他の区間で
接点ａ側が非導通ないし接点ｂ側が導通状態となり、発
光素子８Ａ、８Ｂの点灯間隔に同期した導通区間を以て
周期的なスイッチング動作を繰り返す。この場合、スイ
ッチング回路１６８は、各スイッチングパルスφ１、φ
２が共にＨレベルになる区間で接点ａ，ｂの何れにも導
通しない中間状態を呈し、第５図のＣのＦに示すように
、ＯＮ、ＯＦＦの中間であるフローティング状態となる
。

したがって、スイッチング回路１６８では、等価的な接
点ａ側の導通区間によって第６図のＭに示ずレベル信号
Ｖ，が得られる。このレベル信号Ｖ，の間に存在するレ
ベルＦは、スイッチング回路１６８の接点が中間に位置
するためのフローティングレベルを表す。

また、受光電流Ｉ．．２が信号検出回路１８に加えられ
ると、同様に、電流・電圧変換回路１８０で電圧に変換
された後、増幅器１８２で増幅され、骨域通過フィルタ
１８４で不要な周波数成分が除かれて第７図のＲに示す
出力が得られる。そして、抵抗１８５及びキャパシタ１
８６からなるフィルタ１８７に加えられて不要な直流成
分が除かれ、第７図のＳに示す出力が得られ、この出力
がスイッチング回路１８８を経て第７図のＴに示すレベ
ル信号ｖ２に変換される。スイッチング回路１８８は、
スイノチング回路１６８と同様に第５図のＡ及びＢに示
すスイソチングバルスφ，、φ２により、第５図のＣに
示す周期的なスイッチング動作を繰り返す。即ち、スイ
ッチングパルスφ１の区間ｔφにおけるＨレベル区間で
等価的な接点ａ側が導通状態、その他の区間で接点ａ側
が非導通ないし接点ｂ側が導通状態となるとともに、各
スイッチングバルスφ８、φ２が共にＨレベルとなる区
間でフローティング状態Ｆとなる周期的なスイッチング
動作を繰り返す。したがって、スイッチング回路１８８
では、等価的な接点ａ側の導通区間によって第７図のＴ
に示すレベル信号■２が得られる。このレベル信号■２
の間に存在するレベルＦは、スイッチング回路１８８の
接点が中間に位置するためのフローティングレベルを表
す。

そして、受光電流Ｉ，は、信号検出回路２２における電
流・電圧変換回路２２０、増幅器２２２、帯域通過フィ
ルタ２２４、抵抗２２５及びキャパシタ２２６からなる
フィルタ２２７並びにスイッチング回路２２８を経て、
第５図のＥに示すレベル信号■３に変換される。スイン
チング回路２２８は、スイッチング回路１６８と同様に
第５図のＡ及びＢに示すスイッチングパルスφ１、φ２
に２１ ２２ より、第５図のＣに示す周期的なスイッチング動作を繰
り返し、スイッチング回路２２８には、等価的な接点ａ
側の導通区間によって第５図のＥに示ずレベル信号Ｖ３
が得られる。このレベル信号Ｖ３の間に存在するレベル
Ｆは、スインチング回路２２８の接点が中間に位置する
ためのフローティングレベルを表す。そして、このレベ
ル信号■３は、バンファ回路４０を経て補正信号形成回
路２４、２６に加えられている。

補正信号形威回路２４にはゲイン調整手段として増幅器
２４０が設置され、増幅器２４０の逆相人力端子（−）
側に抵抗２４１を介してレベル信号Ｖ，が加えられ、ま
た、増幅器２４０の逆相入力端子（−）と出力端子との
間にゲイン調整用の可変抵抗２４２が接続されている。

この増幅器２４０の後段部にはオフセッ１・調整手段と
して増幅器２４３が設置され、増幅器２４０の出ノｊが
抵抗２４４を介して逆相入力端子（−）に加えられてい
る。また、オフセントレベル設定手段として可変抵抗２
４５が設置され、この可変抵抗２４５で得られた電圧が
抵抗２４６を介して逆相入力端子（一）に加えられてい
るとともに、抵抗２４７を介して出力端子側に加えられ
ている。したがって、この補正信号形戒同路２４では、
増幅器２４０側で可変抵抗２４２で設定されたレベルに
よってゲイン調整が施された後、増幅器２４３側で適当
なオフセット調整が行われて、第５図のＦに示す補正信
号ｖ３Ｉが形威される。

一方、補正信号形威回路２６には、補正信号形成回路２
４と同様に、ゲイン調整手段として増幅器２６０が設置
され、増幅器２６０の逆相入力端子（−）側に抵抗２６
１を介してレベル信号Ｖ３が加えられ、また、増幅器２
６０の逆相人力端子（一）と出力端子との間にゲイン調
整用の可変抵抗２６２が接続されている。この増幅器２
６０の後段部にはオフセット調整手段として増幅器２６
３が設置され、増幅器２６０の出力が抵抗２６４を介し
て逆相入力端子（−）に加えられている。

また、オフセットレベル設定手段として可変抵抗２６５
が設置され、この可変抵抗２６５で得られ？電圧が抵抗
２６６を介して逆相入力端子（−）に加えられていると
ともに、抵抗２６７を介して出力端子側に加えられてい
る。したがって、この補正信号形或回路２６では、増幅
器２６０側で可変抵抗２６２で設定されたレベルによっ
てゲイン調整が施された後、増幅器２６３側で適当なオ
フセント調整が行われて、第５図のＧに示す補正信号Ｖ
３■が形戒される。

そして、補正回路２８には減算器２８０が設置され、そ
の後段に第５図のＡ及びＢに示すスイッチングバルスφ
，、φ２により、第５図のＣに示す周期的なスインチン
グ動作を繰り返すスイ・ンチング回路２８２が設置され
ている。したがって、減算器２８０では、レベル信号Ｖ
１から補正信号Ｖ３．が減算され、第６図のＮに示すよ
うに、補正されたレベル信号■１′がスイッチング回路
２８２を通して取り出され、第３図に示す光量制御回路
１５に人力される。

また、補正回路３０にば滅算器３００が設置され、その
後段に第５図のＡ及びＢに示すスイッチ？グバルスφ１
、φ２により、第５図のＣに示す周期的なスイッチング
動作を繰り返すスイッチング回路３０２が設置されてい
る。したがって、減算器３００では、レベル信号Ｖ２か
ら補正信号Ｖ３■が減算され、第７図のＵに示すように
、補正されたレベル信号Ｖ２′がスイッチング回路３０
２を通して取り出される。

各補正回路２８、３０の後段には応答時間を調整する手
段として応答時間調整回路４２、４４が設置され、応答
時間調整回路４２は可変抵抗４２０及びキャパシタ４２
２からなる積分回路、同様に、応答時間調整回路４４は
可変抵抗４４０及びキャパシタ４４２からなる積分回路
で構成されている。したがって、レベル信号Ｖｌ　’は
応答時間調整回路４２及びその後段に設置されたバソフ
ァ回路４６を経てレベル信号Ｖ１。として出力端子５０
から取り出され、また、レベル信号■２′は応答時間調
整回路４４及びその後段に設置されたバッファ回路４８
を経てレベル信号■２ｏとして出力端子５２から取り出
される。各レベル信号ＶＩ０、２　５　一 ２６ Ｖ２。は第１図に示している演算装置３２に加えられ、
各レベル信号Ｖ　，ｏ，　Ｖ　２ｏの比から、第７図の
Ｗに示すように、濃度出力電圧■。が得られる。

次に、第８図ないし第１０図は、この発明の濃度測定装
置の他の実施例を示す。

前記実施例では、第１図に示すように、レベル信号Ｖｌ
Ｏ％　Ｖ２Ｇから濃慶を箕出するために′／Ａ算装置３
２を設置したが、演算装置３２を用いないで、擬似的な
比から濃度を算出するようにしてもよい。

例えば、第８図に示すように、補正回路２８が発生した
レベル信号Ｖ１ｏを以て光量制御回路ｌ５によって発光
素子８Ａ、８Ｂの発光光量を制御するとともに、補正回
路２８が出力するレベル信号■，。のレベルを光量制御
回路１５における基準電圧Ｖ，ｌＥＦ　と同レベルにな
るようにすると、受光素子１２側から補正回路３０を通
して出力されるレベル信号Ｖ２。が懸濁液２の濃度を表
すことになる。

この濃度測定装置では、補正回路３０の出力端子５２か
ら直接濃度出力電圧を得ることができ、構成の簡略化が
図られる。

また、前記実施例では、発光素子８Ａと受光素子１０、
１２とを近接位置に設置し、発光素子８Ａから出た光Ｌ
，を懸濁液２に入射し、懸濁液２から得られた光Ｌ．．
を各受光素子１ｏ、１２で受光し、両者の比から濃度を
測定するようにしたが、第９図に示すように、通路４に
跨がって発光素子８Ａと受光素子１０、１２とを対向さ
せて配置し、発光素子８Ａから出た光Ｌ，の中、懸濁液
２から得られた光としての透過光Ｌ，を受光素子１ｏ、
１２で受光し、両者の比からパルブ濃度を測定するよう
にしてもよい。パルプは光を反射して透過しないので、
透過光ＬＬはパルプ等の懸濁物によって減衰するので、
前記実施例と同様にパルブ濃度を測定することができる
。

そして、前記実施例では発光素子８Ａに直列に発光素子
８Ｂが接続され、懸濁液２に対する照射光量を発光素子
８Ｂを通して検出したが、第１０図に示すように、発光
素子８Ａに対して受光素子２０を設置して発光素子８Ａ
から照射光量を直接検出するようにしてもよい。

なお、実施例では、懸濁液の濃度測定としてパルプ懸濁
液を例に取って説明したが、この発明は、光を透過可能
な液体中に光を透過しない悲濁物が懸濁された懸濁液に
おける懸濁物濃度の測定に用いることができ、バルプ濃
度の測定に限定されるものではない。

〔実験結果〕

実験は第１図に示した濃度測定装置を用いて行い、比較
のために１つの光源に対して２つの受光素子を設置した
濃度計を用いた。

第１１図は、従来の濃度計による出力特性曲線を示す。

この特性では、バルプ懸濁液濃度が約■％以下の領域で
濃度出力電圧Ｖ。が極端に上昇しており、低濃度領域で
はノイズ戒分の割合が真の懸濁液濃度を表す信号或分に
対して大きくなり、低濃度に移行する程、測定精度が低
下していることを表している。

次に、第１２図は、この発明にかかる濃度測定装置の出
力特性曲線を示す。この特性では、パルプ懸濁液濃度が
約１％以下の領域においても、従来のような濃度出力電
圧■。の極端な上昇はなく、直線性が改善されているこ
とが分かる。

次に、第１３図は、従来の濃度計による光源の発光効率
が変化した場合の出力特性曲線を示し、特性ａは発光効
率が１００％、特性ｂは発光効率が９０％、特性Ｃは発
光効率が８０％である。このように、発光効率の低下に
応じて濃度出力電圧■。が上昇するのは、ノイズ或分の
割合が真の懸濁液濃度を表す信号或分に対して大きくな
るためである。

この場合、光源の発光効率の変化とは別に光源に対する
受光素子の設置位置や、光源又は受光素子を保持してい
る構造によっても、濃度出力電圧■ｏが変化する。

次に、第１４図は、この発明にかかる濃度測定装置によ
る光源の発光効率が変化した場合の実験結果を示す。発
光効率が減少しても、この発明にかかる濃度測定装置で
は、出力特性に変化はなく、安定した濃度出力電圧Ｖ。

が得られている。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、次の２９ ３０ ような効果が得られる。

（ａ）光源から懸濁液に対する照射光量を検出し、その
照射光量に応じてレベル信号のレベルを補正ずるととも
に、袖正されたレベル信号によって光源の発光光量を制
ｊ１１１ずるので、光源の経時変化やノイズ威分が相殺
され、バルプ態濁液等、任意の懸濁液における懸′／ｇ
Ｊ物濃度の測定精度を高めることができるとともに、測
定の安定性及び再現性を高めることができる。

（ｂ）第ｌ及び第２のレベル信号を補正するとともに、
第ｌのレベル信号によって光源の発光光量を制御するの
で、光源の経時変化の影響やノイズ或分が相殺された精
度の高い演算出力を得ることができる。

（Ｃ）　　第１及び第２のレベル信号の補正とともに、
第１のレベル信号ムこよって光源の発光光量を制御して
得られる第１及び第２のレベル信号の比から濃度を算出
するので、光源の発光光量の変化等の影響やノイズ或分
が相殺された精度の高い演算出ノｊを得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の濃度測定装置の一実施例を示すブロ
ック図、 第２図は第１図に示した濃度測定装置における濃度測定
部の具体的な構成例を示す図、第３図は第１図に示した
濃度測定装置における発光素子の駆動回路の具体的な回
路構戒例とともにスイッチングパルス発生手段を示す回
路図、第４図は第１図に示した濃度測定装置における信
号検出回路、補正回路及び補正信号形戒回路の具体的な
回路構戒例を示す回路図、 第５図ないし第７図は第３図及び第４図に示した濃度測
定装置の動作を示す図、 第８図ないし第１０図はこの発明の濃度測定装置の他の
実施例を示す図、 第１１図ないし第１４図はこの発明及び従来の濃度測定
装置の実験結果を示す図である。 ２・・・懸濁液 ８Ａ・・・発光素子（光６１．） １０・・・受光素子（第１の受光手段）１２・・・受光
素子（第２の受光手段）１５・・・光量制御回路（光量
制御手段）ｌ６、１８、２２・・・信号検出回路 ２０・・・受光素子（光量検出手段） ２８・・・補正回路（第１の補正手段）３０・・・補正
回路（第２の補正手段）３２・・・演算製置（′６いク
：手段）３３ ６ （Ｂ） 第２図 （濃度測定部の具体的なｆｊＩ戒例） 第 １１ 図 第 １２ 図 第 ｌ３ 図 第 Ｉ４ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、任意の懸濁物を懸濁した懸濁液に光を照射する光源
   と、 前記懸濁液から得られる光を受け、前記懸濁液中の前記
   懸濁物の濃度を表すレベル信号を発生する受光手段と、 前記光源から前記懸濁液に対する照射光量を検出する光
   量検出手段と、 この光量検出手段の検出出力に応じて前記レベル信号の
   レベルを補正する補正手段と、 この補正手段によって補正されたレベル信号に応じて前
   記光源の発光光量を制御する光量制御手段と、 を備えたことを特徴とする濃度測定装置。 ２、任意の懸濁物を懸濁した懸濁液に光を照射する光源
   と、 前記懸濁液から得られる光を受け、前記懸濁液中の前記
   懸濁物の濃度を表す第１のレベル信号を発生する第１の
   受光手段と、 前記懸濁液から得られる光を受け、前記懸濁液中の前記
   懸濁物の濃度を表す第２のレベル信号を発生する第２の
   受光手段と、 前記光源から前記懸濁液に対する照射光量を検出する光
   量検出手段と、 この光量検出手段が検出した前記光源の光量に応じて前
   記第１のレベル信号のレベルを補正する第１の補正手段
   と、 前記光量検出手段が検出した前記光源の光量に応じて前
   記第２のレベル信号のレベルを補正する第２の補正手段
   と、 前記第１の補正手段によって補正されたレベル信号に応
   じて前記光源の発光光量を制御する光量制御手段と、 を備えたことを特徴とする濃度測定装置。 ３、前記第１の補正手段によってレベルが補正された前
   記第１のレベル信号と、前記第２の補正手段によってレ
   ベルが補正された前記第２のレベル信号との比によって
   前記懸濁液における前記懸濁物の濃度を算出する演算手
   段を備えたことを特徴とする請求項２記載の濃度測定装
   置。