JPH04125427A - 多点検出装置を構成する個別センサの特性補正方法 - 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） 本発明は多点センサを有する装置２例えば流体中の粒子
群の境界判別装置などにおいて、その装置を構成する個
別センサの特性を補正する方法に関する。

（従来の技術） 連続した多くの測定点に対応して検出器を並へて配置し
た多点検出装置、ないしは多点測定装置にはいろいろあ
るが、これらの装置を構成するセンサは、特性のバラツ
キや経時変化によって測定誤差を生じることが多い。

特に光学系のセンサなどにおいては、受光素子の受光面
の汚れや測定に無関係な粒子の何着等がしばしば測定誤
差の原因となっている。

これらの測定誤差を補正するため、従来は標準的な環境
において定期的に基準となるセンサと比較して個々のセ
ンサの補正値を定め、測定時のセンサ出力にその補正値
を加えて補正するようにしている。

例えば光学系センサの場合は、周囲の発光素子から投射
される光を基準反射面に当て、受光素子で受けて、その
受光素子の出力を基準となるセンサの出力と比較して補
正すべき値を求めている。

このような測定装置を有する装置の一例として高純度精
製水を得るためのイオン交換装置がある。

この装置は　イオン交換槽内の水中における陰陽イオン
交換樹脂の境界を、槽の透明窓に沿って配置されたセン
サの出力により判別している。

第５図は、混床式脱塩装置の例を示す説明図である。イ
オン交換槽１０にはアニオンとカチオンが入れられてい
る。溶液１５は水酸化ナトリウム（仮性ソーダ）でアニ
オンの再生に使用され、溶液１６は塩酸または硫酸でカ
チオンの再生に使用される。

第５図の装置を使用するには、脱塩、逆洗分離アニオン
再生、カチオン再生、洗浄、混合などの操作を必要とす
るが、これらの操作は、自動化される以前は、槽内に流
す水、あるいは薬品の溶液が通過するバルブを手動で加
減し、水、アニオンカチオンのそれぞれの境界面の位置
が適正な位置になるよう眼で見ながら流速を調節してい
る。

このような装置を自動化するため、最近になって、水、
アニオン、カチオンのそれぞれの境界面を自動的に判別
する装置か提案されている。

第６図は、このような装置（樹脂粒子境界判別装置）の
−例の構成系統図である。

第７図は、第６図の樹脂粒子境界判別装置５０と、これ
を取り付は為イオン交換！！１６０との対応例を示す斜
視図である。

第６図および第７図において樹脂粒子境界判別装置５０
は、イオン交換槽６０に対応し、その前面の透明で表面
が平な窓６４に、ゴムバッキング５２を介して取り付け
られる。ただし、第７図は樹脂粒子境界判別装置を前方
に取り外した状態で示している。

第８図は、樹脂粒子境界判別装置のイオン交換槽１０側
から見た９発光器［，１，Ｌ２．・・・・・・ＬＩＧと
受光器Ｒｌ　＋　　Ｒ２・・・・・・Ｒ３２の配置例を
示す背面図である。

受光器Ｒ，，Ｒ２，・・・・・・Ｒ３２は、樹脂粒子境
界判別装置５０が取付けられる交換槽１０の上下方向に
沿って一列に配置されている。そして受光器Ｒ，，Ｒ２
，・・・・・・Ｒ３２は、内蔵する各受光素子の前に適
当なスリットを設けるなどして真正面からの光のみに感
応して出力するよう作られている。

発光器Ｔ−１＋Ｌ２．・・・・・・ＬＩＧは、発光器Ｌ
１とＬ２が一対となって受光器Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３Ｒ４に
対応して発光し、発光器Ｌ３＋Ｌ４が一対となって受光
器Ｒ５，Ｒｅ　＋　Ｒ７＋　　Ｒ８に対応して発光する
ようになっている。発光器Ｌ５．Ｌ６・・・・・・ＬＩ
Ｇについても同様である。

イオン交換槽１０の透明窓１４を介して見えるイオン交
換槽１０の内部には、通常はアニオン１１、カチオン１
２などが水あるいは他の液体の中に含まれる状態で収容
されている。

第６図において、樹脂粒子境界判別装置２０のハウジン
グ３１の内部には、光源制御部２２によって制御され、
波長の異なる２つの光をそれぞれ単独に発光することが
できるよう２つの発光素子を一体化した発光器Ｌｌ＋Ｉ
−２，・・・・・・Ｉ−ｔｅと、可視領域から赤外領域
までの光に感応する受光素子を備えた受光器Ｒ，，Ｒ２
，・・・・・・Ｒ３２と、受光器制御部２３と、光源制
御部２２を制御し、受光器制御部２３を介して受光器Ｒ
，，Ｒ２，・・・・・・Ｒ３２の出力に基ついて被測定
物（光を当てたアニオン１１またはカチオン１２または
水などの流体１３〉の反射率を測定し、被測定物か何で
あるかを判別する演算制御部２１と、演算制御部２１が
、被測定物を判別する基準値を設定する判別レベル設定
部２４と、演算制御部２１の判定に基づき、その結果を
表示する表示部２５から構成されている。

なお、２７は、図示しない制御盤との間の接続を行なう
入出力インターフェース２２８は装置内の各部に電力を
供給する電源部であり、表示部２５には、装置の外部か
ら透明板２９を介して見えるよう配置されている。

表示部２５に取付けられた３色発光レベルメータＴ、、
Ｔ２．・・・・・・１゛３２は、受光器Ｒ，，Ｒ２゜・
・・・・・Ｒ３２に対応して、受光器Ｒ，，Ｒ２，・・
・・・・Ｒ３２の出力により判定した結果を、例えば水
の場合は緑色に、アニオンの場合は黄色に、カチオンの
場合は赤色に発光させるなどにより表示している。

第９図は、樹脂粒子境界判別装置５０の較正を自動的に
行なう手段の例を示す説明図である。

較正は、樹脂粒子境界判別装置２０をイオン交換槽１０
に取り付ける前、あるいは点検のため取り外した際に行
なう。

これは、主として発光器り、、１．２．・・・・・・Ｌ
＋６と受光器Ｒ，，Ｒ２，・・・・・・Ｒ３２，それぞ
れの内蔵素子の特性のバラツキと経時変化を補正するた
めに行われる。

較正は、第９図（ａ）に示す系統により、例えば基準反
射面Ｓの前に工具用樹脂タンク窓ガラスを置いて行われ
る。そして外部から操作することができる図示しない較
正用押しボタンを押すことにより、演算制御部５５に内
蔵されるマイコンのプログラムが較正に切り換えられ、
受光器Ｒ，，Ｒ２・・・・・・Ｒ３２のそれぞれに内蔵
されている受光素子（カラーセンサ）の感度と色基準値
が自動的に補正される。

その補正の方法は、第９図（ｂ）に示すように、例えば
、第９図（ａ）で″可視″にスイッチが接続されたとき
の受光器Ｒ１の出力をΔ１とし、同図（ａ＋で゛赤外″
にスイッチが接続されたときの受光器Ｒ１の出力をＢ１
として、基準値を１００％として縦軸上と横軸上に表す
。同図（ｂｌの縦軸、横軸とも対数目盛で表すと、α１
は可視光による受光器Ｒ０の出力を補正すべき倍率とな
る。同様にして同図（ｂ）のβ１は赤外光による受信器
Ｒ１の出力を較正すべき倍率となる。以下同様に受光器
Ｒ２，Ｒ３・・・・・・Ｒ３２のカラーセンサのそれぞ
れについて補正すべき倍率が得られ、これを第９図（Ｃ
）に示すようにメモリに記憶し、これを樹脂粒子境界判
別装置２０がイオン交換槽１０に取り付けられ、実際に
運用する場合の補正値として使用される。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように従来の個別センサの特性？ｄｉ正方法は、
標準的な環境づくりや、基準反射面の設定など、相応の
準備と操作が必要となるところから、センサに経時変化
などが現れる可能性のある長い周期で定期的に行われて
いるだけである。

また、光学系センサにおしＪる受光面の塵の何着などは
定期的に点検して受光面を清掃するなどにより解決して
いる。それらの点検と点検の間や、定周期の補正値更新
の各時点の間に発生した測定誤差となる原因に対しては
何ら補正されることなく使用されるため、測定結果の判
定に重大な誤りが発生しやすいとうい欠点があった。

本発明の目的は、このような欠点を解消し、個別センサ
の特性の補正を必要とするとき、簡単な操作で、あるい
は自動的に運用に支障のない補正ができるような多点検
出装置を構成する個別センサの特性補正方法を提供する
ことにある。

（課題を解決するだめの手段） 前記の目的を達成するため、本発明の多点検出装置を構
成する個別センサの特性補正方法は、同一の特性に関し
、測定されるべき対象の位置による差異を知るための検
出器１−１　”ｌ　Ｇ　、　　Ｒ１−３２を、所要の測
定点に対応して複数個並べて構成し７、検出器Ｒ１〜３
２の個々の出力の測定値を比較して、特性値かどの測定
点とどの測定点の間で変化するかを判断して、特性値の
境界位置を判別する装置２０において、 それぞれ隣り合った複数の検出器からなる検出器群の測
定値の平均値と、その平均値を求めるために使われた個
々の検出器の測定値とを比較して、前記比較の結果の比
率が、あらかじめ定めた比率の範囲外であったとき、そ
の測定値を出力する検出器の測定特性に狂いがあると判
断し、狂いがあると判断された検出器の測定値と前記平
均値から、前記測定値が補正されるべき値を演算し、そ
の結果を記憶装置に記憶し、それ以後の測定時には、前
記狂いがあると判断された検出器の測定値を前記記）、
＃装置に記憶されている補正値によって補正する方法と
する。

さらに、前記平均値を求める測定値群は、複数の検出器
Ｒ１〜３２の出力測定値を、それぞれが隣り合っ−た複
数の検出器の出力測定値からなる複数の群に分けられた
ものであって、それぞれの群の中に前記特性値の判別境
界点があるかないかを判定して、判別境界点を含まない
と判定された群のみを対象として、その群の中に含まれ
る検出器の出力測定値の補正値を更新する方法とする。

さらに、前記補正値によって前記出力測定値を補正され
る検出器の数が、補正の対象となり得る検出器り、〜Ｉ
ら、Ｒ１−３２の総数に対して、あらかじめ定めた比率
以下の数に限定する手段を有する方法とする。

（実施例） 次に、本発明の実施例について同図を参照して詳しく説
明する。

第１図は、本発明の一実施例において各センサの出力を
処理する基本回路構成例を示す系統図で、同図（ａ）は
、センサ出力の補正値を求める場合、同図（ｂ）は、セ
ンサ出力を補正して出力する場合を示している。

第１図においてセンサＳ、、Ｓ２．・・・・・・Ｓ□は
、ここでは例えば、前述の項（従来の技術）で説明した
第６図、第８図の受光器Ｒ，〜３２に該当するものとす
る。

発光器り、、Ｌ２．・・・・・・ＬＩＧと受光器Ｒ。

Ｒ２，・・・・・・Ｒ３２の配置は、第８図に示されて
いる。

受光器Ｒ，，Ｒ２，・・・・・・Ｒ３２は樹脂粒子境界
判別装置２０が取り付けられるイオン交換槽１０の］−
下方向に沿って一列に配置されている。

また、第１図（ａＬ　（ｂ）の平均値演ｑ゛回路１．補
正値メモリ２．比較回路Ｃ，，Ｃ２，・・・・・・Ｃｎ
、補正回路に、、に２．・・・・・・ｋ、は、第３図の
装置の例では演算制御部２１に含まれる。

平均値演算回路１は、センサＳ１〜Ｓ、１の出力を入力
し、その平均値を求め比較回路Ｃ１〜Ｃ０に送る。

比較回路Ｃ３〜Ｃ０は、それぞれ対応するセンサの出力
を入力し、これを平均（ｉ＊演算回路１の出力と比較し
、その比率があらかじめ定めた比率を越えるとき、その
対応するセンサの出力に対し補（ｌ　３） 正すべき値を演算し、その結果を補正値メモリ２に送る
。

補正値メモリ２は、各センサＳ１〜Ｓｏに対応する出力
補正値を記憶し、次回出力貼の補正に備える。

補正回路に１〜に、は、各センサＳ１〜Ｓ、が出力した
とき、補正値メモリ２から該当の補正値を読出し、入力
したセンサ出力を補正し出力する。

同図（ａ）の系統による補正値の算出とその記憶および
同図（ｂ）の系統によるセンサ出力の補正は、第６図に
示す装置の場合は、演算制御部２１内の図示しない制御
部により平均値演算回路１．補正値メモリ２．比較回路
Ｃ１〜Ｃ７，補正回路に１〜に、を制御することによっ
て極めて短い時間で行われる。

なお、補正値メモリ２内の各センサに対応する補正値の
更新時期は、一連の測定開始前などの任意の時刻に、装
置外部からの操作によるが、あるいは装置運用中の極め
て短い時間内に行なうことを、自動的に定期的に繰り返
させてもよい。

また、これらの方法を併用してもよい。

第２図は、第１図の実施例を、第６〜８図に示す樹脂粒
子境界判別装置２０に適用した場合の、各センサに対応
する補正（直を求める回路構成例を示す系統図である。

第２図において、第１グループのセンサ５１Ｓ２．・・
・・・・Ｓ４は、第６〜８図の受光器Ｒ１，Ｒ２・・・
・・・Ｒ４に該当し、第２グループのセンサＳ５゜Ｓら
、・・・・・・Ｓ８は、第６〜８図の受光器Ｒ５，Ｒ６
・・・・・・Ｒ８に該当する。以下同様にして第８グル
ープのセンサＳ２９，３３０．・・・・・・Ｓ３２は受
光器Ｒ２９，Ｒ３０，・・・・・・Ｒ３２に該当する。

これらの受光器Ｒ，，Ｒ２，・・・・・・Ｒ３□の配置
は第８図に示されているが、その対向するイオン交換槽
１０内には通常、水、あるいは他の液体１３の中にアニ
オン１１．カチオン１２が含まれている。

したがって、個々の受光器が対面する部分は、水のみの
部分、アニオンの部分、カチオンの部分など異なってい
るので、この状態で受光器Ｒ１゜Ｒ２・、・・・・・・
Ｒ３２の全ての出力の平均値を求めて、この平均値に対
する補正値を求めても意味がない。

そこで、第２図に示すようにセンサ出力を複数のグルー
プ（ここでは１つのグループを４つのセンサ出力で構成
する。）に分け、各グループごとに処理して補正値を求
める。

第２図において、平均演算回路１ａは、センサＳ１〜Ｓ
４の出力の平均値を求めて比較回路Ｃ１〜Ｃ４およびス
イッチ回路３ａに送る。

比較回路０１〜Ｃ４は、対応するセンサＳ１〜Ｓ４の出
力と前記平均値と比較し、あらかじめ定めた比率以上で
あったとき、該当センサの出力を補正すべき値を演算し
スイッチ回路３ａを介して補正値メモリ２へ送る。

スイッチ回路３ａは、平均値演算回路１ａから入力した
平均値が、センサ８１〜Ｓ４に対面する被測定物の腸性
に境界が含まれている（たとえばアニオンとカチオンの
両方にまたがっている）と判断される値のとき、比較回
路０１〜Ｃ４からの入力を遮断する。

また、平均値演算回路１ａから入力した平均値が、セン
サ８１〜Ｓ４に対面する被測定物の特性に境界が含まれ
ていない（例えば水、またはアニオン、またはカチオン
のみである）と判断される値のときは、比較回路Ｃ１〜
Ｃ４からの入力を通過させ出力する。

同様に第２グループ〜第８グループも、入力する各セン
サの出力の平均値から判断して、そのグループのセンサ
の出力中に被測定特性値の判別境界が含まれていない場
合に限って補正すべき値を補正値メモリ２に送り、記録
、あるいは既に記録している内容を更新する。

このようにして各センサの出力に対する補正値が補正値
メモリ２に記録される。

各グループのセンサ群に対面する測定物の状態とこれに
伴う特性は運用中にしばしば変化するので、各グループ
は、ゼｊ゛性に境界点を含まない場合のみについて補正
値メモリ２の記録内容を要約するごとによって常に新し
いデータを得ることができる。しかも補正値は誤った値
に更新されることはない。

第３図は、第１図の実施例は、第６〜８図に示す樹脂粒
子境界判別装置２０に適用した場合の、各センサの出力
を補正する回路構成例を示す系統図で、第２図に対応す
るものである。

第３図において各グループのセンサＳ１〜Ｓ３２および
補正値メモリ２は第２図と同じものであり、第Ｆ図（ｂ
ｌのセンサＳ１〜Ｓｏおよび補正値メモリ２に該当し、
補正回路に１〜に３２は、第１図（ｂ）の補正回路に１
〜ｋｏに該当する。動作も第１凹（ｂｌと全く同様であ
るので説明を省略する。

ただし、第２図の回路構成であっても何等かの原因で各
センサ出力が大きくばらついて乱れるときは、得られる
補正値の信頼性は極めて低くなる。

このような場合、第３図の回路構成で補正するより、セ
ンサ出力を補正しないでそのまま出力した方が、その状
況が直接観察できるのでセンサ出力の乱れの原因究明は
容易である。

第４図は、補正値メモリの信頼性が低下したとき、補正
をやめる回路を設けた補正回路構成の系統図である。

第４図の回路が、第１図（ｂ）と異なるところは、セン
サ出力の総数に対し、補正を要するセンサ出力の比率が
、あらかじめ定めた比率以にであるとき各補正回路に１
〜に、１の補正動作を停止さ−Ｕる補正制御回路４を設
けたことである。

第４図において、補正制御回路４は、補正値メモリ２か
ら読出した各センサ出力に対する補正値を入力し、補正
すべきセンサ出力の数を計算し、センサ出力の総数に対
する比率演算してその比率かあらかじめ定める比率を越
えるときは各補正回路に１〜に、に対し一斉に補正停止
信号を出力する。

補正停止信号を受けた補正回路に１〜に、は、補正値メ
モリ２からの入力の有無にかかわらず、レンザＳ１〜Ｓ
ｏの出力をそのまま出力する。

なお、各補正回路への補正信号は、全部−斉でなくても
補正値メモリ２から補正値が出力され、補正の対象とな
っているセンサ出力を入力する補正回路にのめ出力して
もよい。

また、補正センサ回路４は、他の一般の制御を行なう制
御部に組み込まれていても良い。

さらに、第４図に示すような補正制御回路４を、第３図
に示すようなセンサ出力をグループに分けて処理する回
路に設けて、センサ出力の値が大きく乱れた場合に補正
を止めるようにすることもできる。

（発明の効果） 以上詳しく説明したように本発明は、センサを並べて配
置し、センサ配置位置に対応する被測定物の特性の境界
位置を判別する装置において、それぞれ隣り合ったセン
サの出力測定値の平均値と、その平均値を求めるために
使われた個々のセンサ出力測定値とを比較して、その比
率が一定の範囲のとき、平均値と個々の出力から補正値
を求め、この補正値によって個にのセンサ出力を補正す
ることにより、光学的センサに対する基準反射面などを
用意する必要がないので、運用中の僅かな時間で、測定
に支障を与えることなく個々の各センサ出力に対する補
正値が簡単に得られるという効果がある。

さらに、センサ出力を、隣り合ね−七°るもの同志の複
数のグループに分け、分りられた群の中に、センサに対
応する被測定物の特性が均一である場合に限って前記の
補正値を求め、この補正値によって補正値メモリ内の記
録を更新することにより、常に正しい補正値でセンサ出
力を補正することができ、誤った補正値を排除すること
ができるという効果がある。

さらに、センサ出力のうちの補正すべきものの数が、セ
ンサ出力総数に対し一定比率以−ヒになったとき、補正
を停止することにより、このような異常入力の状態をそ
のまま出力して表示させるなどの方法で、その界雷の状
態を容易に正しく把握することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による多点検出装置を構成する個別セ
ンサの特性補正方法の一実施例のセンサの出力を処理す
る基本回路構成例を示す系統図である。 第２図は、第１図の実施例の応用例で、補正イホ（を求
める回路構成例の系統図である。 第３図は、第２図に対応する各センサ出力を補正する回
路構成例の系統図である。 第４図は、第１図の実施例に補正センサ回路を付加した
センサ出力補正回路構成例の系統図である。 第５図は、混床式脱塩装置例を示す説明図である。 第６図は、樹脂粒子境界判別装置の一例を示す構成系統
図である。 第７図は、第６図の装置と、これを取り付けるイオン交
換槽の関係を示す斜視図である。 第８図は、第６図の装置をイオン交換槽から見たセンサ
配置例を示す背面図である。 第９図は、第６図の装置の較正を自動的に行なう手段の
例を示す説明図である。 １、ｌａ、ｌｂ、ｌｋ・・・平均値演算回路２・・・補
正値メモリ ３ａ、３ｂ、３ｋ・・・スイッチ回路 ４・・・補正制御回路 １０・・・イオン交換槽 １１・・・アニオン １２・・・カチオン １３・・・水または他の液体 １４・・・イオン交換槽の透明窓 １５．１６・・・溶液 ２０・・・イオン交換樹脂判別装置 ２１・・・演算制御部 ２２・・・光源制御部 ２３・・・受光器制御部 ２４・・・判別レヘル設定部 ２５・・・表示部 ２６・・・内部湿度・結露監視部 ２７・・・人出力インタフ、ア４−ス ２Ｂ・・・電源部 ２９・・・透明板 ３１・・・ハウシング ３２・・・：１ムパソキング Ｃ１・〜Ｃ５二、　、　　Ｃ、、・・・比Ｉ咬回路に１
〜に３２．に、、・・・補正回路 Ｓ１〜Ｓ３２．Ｓｎ・・・センリー 特許出願人　　二四機械Ｔ業株式会社 代理人　　弁理士　井　ノ　ロ　　　壽（特瞥喚皺制 −（マ駕偲９便妃苧） 平成 ２年１０月２６日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）同一の特性に関し、測定されるべき対象の位置に
   よる差異を知るための検出器を、所要の測定点に対応し
   て複数個並べて構成し、前記検出器の個々の出力の測定
   値を比較して、特性値がどの測定点とどの測定点の間で
   変化するかを判断して、特性値の境界位置を判別する装
   置において、それぞれ隣り合った複数の検出器からなる
   検出器群の測定値の平均値と、その平均値を求めるため
   に使われた個々の検出器の測定値とを比較して、前記比
   較の結果の比率が、あらかじめ定めた比率の範囲外であ
   ったとき、その測定値を出力する検出器の測定特性に狂
   いがあると判断し、 狂いがあると判断された検出器の測定値と前記平均値か
   ら、前記測定値が補正されるべき値を演算し、その結果
   を記憶装置に記憶し、それ以後の測定時には、前記狂い
   があると判断された検出器の測定値を前記記憶装置に記
   憶されている補正値によって補正する多点検出装置を構
   成する個別センサの特性補正方法。
2. （２）前記平均値を求める測定値群は、複数の検出器の
   出力測定値を、それぞれが隣り合った複数の出力測定値
   からなる複数の群に区分されたものであって、それぞれ
   の群の中に前記特性値の判別境界点があるかないかを判
   定して、判別境界点を含まないと判定された群のみを対
   象として、その群の中に含まれる検出器の出力測定値の
   補正値を更新する請求項１記載の多点検出装置を構成す
   る個別センサの特性補正方法。
3. （３）前記補正値によって前記出力測定値を補正される
   検出器の数が、補正の対象となり得る検出器の総数に対
   して、あらかじめ定めた比率以下の数に限定する手段を
   有する請求項１および２記載の多点検出装置を構成する
   個別センサの特性補正方法。