JPH0545175B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0545175B2 JPH0545175B2 JP61068037A JP6803786A JPH0545175B2 JP H0545175 B2 JPH0545175 B2 JP H0545175B2 JP 61068037 A JP61068037 A JP 61068037A JP 6803786 A JP6803786 A JP 6803786A JP H0545175 B2 JPH0545175 B2 JP H0545175B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image sensor
- test liquid
- output
- light
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
産業上の利用分野
本発明は糖度、塩分濃度等の各種被検液の濃度
を簡易な光学的、電気的手段により表示せしめる
様にした被検液の濃度測定器に関するものであ
る。
を簡易な光学的、電気的手段により表示せしめる
様にした被検液の濃度測定器に関するものであ
る。
従来の技術
従来かかる濃度測定器としては、被検液の濃度
に依存する屈折率の変化、或いは濃度に依存する
被検液とガラス界面での臨界角の変化を利用した
ものとして以下のものが見受けられる。
に依存する屈折率の変化、或いは濃度に依存する
被検液とガラス界面での臨界角の変化を利用した
ものとして以下のものが見受けられる。
液の透過光線による臨界角を境にした明暗の
像を接眼レンズおよび目盛板によつて読み取る
様にしたもの。
像を接眼レンズおよび目盛板によつて読み取る
様にしたもの。
上記のものと同じ像をイメージセンサによつ
て読み取り、デジタル表示をする様にしたも
の。
て読み取り、デジタル表示をする様にしたも
の。
液とプリズムの界面をビームによつて走査
し、その反射光強度から臨界角を測定し、デジ
タル表示する様にしたもの（特公開昭53−1582
号公報）。
し、その反射光強度から臨界角を測定し、デジ
タル表示する様にしたもの（特公開昭53−1582
号公報）。
上記のものは、共に液を透過した光線を用
いての検出であるため、不透明な液の濃度の測定
には対応出来ない欠点を有していた。
いての検出であるため、不透明な液の濃度の測定
には対応出来ない欠点を有していた。
又、のものは試料とコーテイング面を有する
基礎プリズムとを接触せしめて界面を形成し、該
界面をダブルビームの平行光線で連続的に角度を
変えながら走査し、試料と基礎プリズムとの界面
により臨界角度位置を光電的に捕捉すると共にコ
ーテイング面よりの反射光をも光電的に捕捉し、
これら両光電信号を臨界角コンパレータに入力す
る様にしたデジタル式自動屈折計に関し、かかる
屈折計によれば反射光を用いるため、の如く
液の透明度は全く問題にならないが、平行光線を
照射するコリメータの角度を変化させながら臨界
角位置を走査せしめるため、コリメータに対する
機械的可動部が必要となり、よつて計器自体の小
型化が難しく携帯用には適さず、又僅かな臨界角
の変化を捉えるためには非常に高度なコリメータ
の駆動精度を要求され、且つコリメータの角度を
細かく読み取る装置を必要とするため、計器自体
が非常に高価なものとならざるを得なかつた。
基礎プリズムとを接触せしめて界面を形成し、該
界面をダブルビームの平行光線で連続的に角度を
変えながら走査し、試料と基礎プリズムとの界面
により臨界角度位置を光電的に捕捉すると共にコ
ーテイング面よりの反射光をも光電的に捕捉し、
これら両光電信号を臨界角コンパレータに入力す
る様にしたデジタル式自動屈折計に関し、かかる
屈折計によれば反射光を用いるため、の如く
液の透明度は全く問題にならないが、平行光線を
照射するコリメータの角度を変化させながら臨界
角位置を走査せしめるため、コリメータに対する
機械的可動部が必要となり、よつて計器自体の小
型化が難しく携帯用には適さず、又僅かな臨界角
の変化を捉えるためには非常に高度なコリメータ
の駆動精度を要求され、且つコリメータの角度を
細かく読み取る装置を必要とするため、計器自体
が非常に高価なものとならざるを得なかつた。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、不透明な被検液の測定を可能にし、
且つ高精度を要求される機械的駆動部をなくし、
全て静的状態で測定可能ならしめることにより、
高精度な測定結果を期待出来ると共に、携帯に便
利な小型且つ安価な被検液の測定器を提供せんと
するものである。
且つ高精度を要求される機械的駆動部をなくし、
全て静的状態で測定可能ならしめることにより、
高精度な測定結果を期待出来ると共に、携帯に便
利な小型且つ安価な被検液の測定器を提供せんと
するものである。
問題点を解決するための手段
本発明はかかる点に鑑み、一つの拡散面と二つ
の磨き面を有するプリズムを設け、拡散面を入射
面、一方の磨き面を反射面、他方の磨き面を出射
面と成し、かかるプリズムを被検液が載置される
反射面に対応して開口された窓部を有するケース
内に取付け、該ケース内において拡散面の対向位
置には光源を配置し、出射面の対向位置には出射
光の光強度を感知する多数の光電変換素子を配列
したイメージセンサを配置し、該イメージセンサ
と出射面との間には出射光をイメージセンサ上に
結像させるレンズを介在位置し、イメージセンサ
を各光電変換素子の出力信号を濃度表示に変換す
る電気回路部に連繋し、又反射面上には被検液の
温度を測定する温度センサを配置すると共に該温
度センサの出力を電気回路部の温度補正回路に連
繋した被検液の濃度測定器において、入射面の周
辺部を被覆体でマスクしたもの、及び反射面をケ
ース内に傾斜して取付けた被検液の濃度測定器を
提供して上記欠点を解消せんとしたものである。
の磨き面を有するプリズムを設け、拡散面を入射
面、一方の磨き面を反射面、他方の磨き面を出射
面と成し、かかるプリズムを被検液が載置される
反射面に対応して開口された窓部を有するケース
内に取付け、該ケース内において拡散面の対向位
置には光源を配置し、出射面の対向位置には出射
光の光強度を感知する多数の光電変換素子を配列
したイメージセンサを配置し、該イメージセンサ
と出射面との間には出射光をイメージセンサ上に
結像させるレンズを介在位置し、イメージセンサ
を各光電変換素子の出力信号を濃度表示に変換す
る電気回路部に連繋し、又反射面上には被検液の
温度を測定する温度センサを配置すると共に該温
度センサの出力を電気回路部の温度補正回路に連
繋した被検液の濃度測定器において、入射面の周
辺部を被覆体でマスクしたもの、及び反射面をケ
ース内に傾斜して取付けた被検液の濃度測定器を
提供して上記欠点を解消せんとしたものである。
作 用
本発明は上記構成により、光源から発せられた
光線はプリズムの拡散面である入射面を照射し、
ここで拡散された光線はプリズム内部を通つて被
検液との界面を構成する反射面に達し、この界面
において反射され、反射光は出射面より出射して
レンズに入射され、レンズはこの光線を多数の光
電変換素子を配列して成るイメージセンサ上に結
像させる。
光線はプリズムの拡散面である入射面を照射し、
ここで拡散された光線はプリズム内部を通つて被
検液との界面を構成する反射面に達し、この界面
において反射され、反射光は出射面より出射して
レンズに入射され、レンズはこの光線を多数の光
電変換素子を配列して成るイメージセンサ上に結
像させる。
反射光はあらゆる角度の光線を含むが、その強
度は被検液とプリズムの界面における全反射の臨
界角を境に変化し、この結果イメージセンサ上に
は明暗の像が結像され、この明暗の像の境界位置
をイメージセンサの各光電変換素子の出力列から
電気的に検知処理することにより被検液の濃度が
求められ、その値がデジタル表示される。
度は被検液とプリズムの界面における全反射の臨
界角を境に変化し、この結果イメージセンサ上に
は明暗の像が結像され、この明暗の像の境界位置
をイメージセンサの各光電変換素子の出力列から
電気的に検知処理することにより被検液の濃度が
求められ、その値がデジタル表示される。
測定原理は反射光強度の臨界角付近での変化を
観測し、屈折率若しくは濃度を知るものである。
観測し、屈折率若しくは濃度を知るものである。
臨界角θTはプリズムの屈折率をnP、被検液の屈
折率をnXとすると、 sinθT＝nX／nP で表される。
折率をnXとすると、 sinθT＝nX／nP で表される。
ここでnXは被検液の濃度に依存し、被検液の濃
度をｘとすると、nX＝ｆ(x)の関数式となる。
度をｘとすると、nX＝ｆ(x)の関数式となる。
例えばｘに蔗糖濃度（糖度）をとれば、ｆ(x)は
国際砂糖分析標準化委員会の1966年コペンハーゲ
ン会議で示された４次式となる。
国際砂糖分析標準化委員会の1966年コペンハーゲ
ン会議で示された４次式となる。
従つて何らかの方法でθTを測定することによつ
て、被検液の濃度ｘを測定することが出来る。
て、被検液の濃度ｘを測定することが出来る。
実施例
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
ると、 １は測定器本体であり、該測定器本体１はケー
ス２に内装された光学的な測定部３、電気的な回
路構成部４、測定結果の表示部５より構成せしめ
ている。
ると、 １は測定器本体であり、該測定器本体１はケー
ス２に内装された光学的な測定部３、電気的な回
路構成部４、測定結果の表示部５より構成せしめ
ている。
６は測定部３におけるプリズムであり、該プリ
ズム６は一つの拡散面７と二つの磨き面８，９を
有し、拡散面７を入射面１０、一方の磨き面８を
反射面１１、他方の磨き面９を出射面１２と成す
と共に、反射面１１を被検液１３の載置面１４と
成し、かかるプリズム６をケース２の上面に開口
された窓部１５に反射面１１を傾斜して対応せし
める様にしてケース２内部に設けた支持枠１６を
介して固定せしめている。
ズム６は一つの拡散面７と二つの磨き面８，９を
有し、拡散面７を入射面１０、一方の磨き面８を
反射面１１、他方の磨き面９を出射面１２と成す
と共に、反射面１１を被検液１３の載置面１４と
成し、かかるプリズム６をケース２の上面に開口
された窓部１５に反射面１１を傾斜して対応せし
める様にしてケース２内部に設けた支持枠１６を
介して固定せしめている。
又、入射面１０は支持枠１６を延伸せしめる
か、塗料を塗布せしめる等により被覆体１７で周
辺部をマスクし、入射面１０を限定せしめると共
に、入射面１０の対向位置にはLEDより成る光
源１８を配置せしめて支持枠１６の筒部１９に固
定支持せしめ、光源１８により入射面１０である
拡散面７を照射して反射面１１に対し拡散面光源
を照射せしめる様に成している。
か、塗料を塗布せしめる等により被覆体１７で周
辺部をマスクし、入射面１０を限定せしめると共
に、入射面１０の対向位置にはLEDより成る光
源１８を配置せしめて支持枠１６の筒部１９に固
定支持せしめ、光源１８により入射面１０である
拡散面７を照射して反射面１１に対し拡散面光源
を照射せしめる様に成している。
又、反射面１１には窓部１５との間に支持枠１
６の筒部２０を設けて、載置面１４上に筒部２０
の空間部２１を構成し、該空間部２１を被検液１
３の液溜め部２２と成している。
６の筒部２０を設けて、載置面１４上に筒部２０
の空間部２１を構成し、該空間部２１を被検液１
３の液溜め部２２と成している。
又、出射面１２の対向位置には照射光の屈折方
向に対応して縦方向に多数の光電変換素子２３，
２３ａ…を配列せしめて成るイメージセンサ２４
を配置せしめて支持枠１６の筒部２５に固定支持
せしめ、かかるイメージセンサ２４と出射面１２
との間には照射光をイメージセンサ２４上に結像
せしめるレンズ２６を介在位置せしめている。
向に対応して縦方向に多数の光電変換素子２３，
２３ａ…を配列せしめて成るイメージセンサ２４
を配置せしめて支持枠１６の筒部２５に固定支持
せしめ、かかるイメージセンサ２４と出射面１２
との間には照射光をイメージセンサ２４上に結像
せしめるレンズ２６を介在位置せしめている。
尚、プリズム６の角度としては、例えば０〜32
％液での透過強度を損わない為にＡ＝49゜、Ｂ＝
64゜程度となる。
％液での透過強度を損わない為にＡ＝49゜、Ｂ＝
64゜程度となる。
２７はケース２に内装せしめた電気回路部であ
り、イメージセンサ２４からの出力を電気的に計
算処理してケース２の上面に設けたデジタル式の
表示器２８に濃度表示せしめる様に成している。
り、イメージセンサ２４からの出力を電気的に計
算処理してケース２の上面に設けたデジタル式の
表示器２８に濃度表示せしめる様に成している。
２９は被検液１３の載置面１４に配置せしめた
温度センサであり、該温度センサ２９の出力を電
気回路部２７に導入して被検液１３の温度による
測定値の温度補正を行わしめる様に成している。
温度センサであり、該温度センサ２９の出力を電
気回路部２７に導入して被検液１３の温度による
測定値の温度補正を行わしめる様に成している。
尚、３０は載置面１４の上部を被覆する蓋体で
あり、プリズム６の保護のためのものである。
あり、プリズム６の保護のためのものである。
測定誤差の要因となる外乱光は、入射面１０か
ら反射面１１へ入射した光線の一部が反射面１１
を透過し、被検液１３と空気の界面で反射し、プ
リズム６内に戻る場合もあり、このために上記実
施例に於いて反射面１１に被検液１３が載置され
る液溜め部２２を深く形成したり、入射面１０の
周辺部を被覆体１７でマスクしたもの、及び反射
面１１をケース２内に傾斜して取付けたものを構
成して外乱光を減少せしめるよう対策を施してい
る。
ら反射面１１へ入射した光線の一部が反射面１１
を透過し、被検液１３と空気の界面で反射し、プ
リズム６内に戻る場合もあり、このために上記実
施例に於いて反射面１１に被検液１３が載置され
る液溜め部２２を深く形成したり、入射面１０の
周辺部を被覆体１７でマスクしたもの、及び反射
面１１をケース２内に傾斜して取付けたものを構
成して外乱光を減少せしめるよう対策を施してい
る。
次に濃度測定方法について説明すると、先ず光
源１８によつて拡散面７が照射されると、照射光
は拡散面７で散乱してあらゆる方向の光となつて
反射面１１に達し、該反射面１１で入射光は入射
角と等しい角度に反射し、出射面１２よりプリズ
ム６を出る。
源１８によつて拡散面７が照射されると、照射光
は拡散面７で散乱してあらゆる方向の光となつて
反射面１１に達し、該反射面１１で入射光は入射
角と等しい角度に反射し、出射面１２よりプリズ
ム６を出る。
従つて出射面１２における照射光も種々の角度
の光線を含んでいる。
の光線を含んでいる。
今、プリズム６を出射する光のうち、反射面１
１に対して特定の角度θをなして反射した光線
（θで入射した光の反射光）だけを考えると、こ
の反射光は角度θと界面における全反射の臨界角
θTに従つて第５図、第６図に図示する様にその強
度が定まり、従つて出射面１２を出射する光は反
射角θに応じた強度をもつ平行光線束の集まりと
言うことができる。
１に対して特定の角度θをなして反射した光線
（θで入射した光の反射光）だけを考えると、こ
の反射光は角度θと界面における全反射の臨界角
θTに従つて第５図、第６図に図示する様にその強
度が定まり、従つて出射面１２を出射する光は反
射角θに応じた強度をもつ平行光線束の集まりと
言うことができる。
そして上記の如くプリズム６を出射した光線
は、第７図に図示する様にレンズ６に対して入射
し、入射光のうちレンズ２６の軸とある角度αを
なして入射した平行光線束は、レンズ２６からそ
の焦点距離ｆ離れたイメージセンサ２４の面上で
軸からの距離ｙ＝ｆ・tanαの点に像を結ぶ。
は、第７図に図示する様にレンズ６に対して入射
し、入射光のうちレンズ２６の軸とある角度αを
なして入射した平行光線束は、レンズ２６からそ
の焦点距離ｆ離れたイメージセンサ２４の面上で
軸からの距離ｙ＝ｆ・tanαの点に像を結ぶ。
入射する光は種々のαの値をもつ平行光線束の
集まりであるから、上記イメージセンサ２４の面
上に連続した像を結ぶが、光線の強度はαの値に
よつて異なり、第９図に図示する様な強度分布を
もつ明暗の像が出来る事になり、イメージセンサ
２４の個々の光電変換素子２３，２３ａ…を照射
する光強度に応じた電圧が出力される。
集まりであるから、上記イメージセンサ２４の面
上に連続した像を結ぶが、光線の強度はαの値に
よつて異なり、第９図に図示する様な強度分布を
もつ明暗の像が出来る事になり、イメージセンサ
２４の個々の光電変換素子２３，２３ａ…を照射
する光強度に応じた電圧が出力される。
従つて、個々の光電変換素子２３，２３ａ…の
位置は反射光の角度に対応している。
位置は反射光の角度に対応している。
そして光電変換素子２３，２３ａ…の出力を端
のものから順に読み出すと、第１０図に図示する
様な電圧の時間系列となる。
のものから順に読み出すと、第１０図に図示する
様な電圧の時間系列となる。
この系列信号の包絡線は第１１図の状態とな
り、包絡線は破線や実線で示される様に、被検液
１３の濃度に従つて変化する。
り、包絡線は破線や実線で示される様に、被検液
１３の濃度に従つて変化する。
次に電気回路部２７においては、第１６図に図
示する様な回路構成より成り、読み出しタイミン
グ回路３１はイメージセンサ２４に対して駆動パ
ルスを出力し、このタイミングに従つてイメージ
センサ２０より出力された電圧をアンプ２８によ
つて増幅せしめる様に成している。
示する様な回路構成より成り、読み出しタイミン
グ回路３１はイメージセンサ２４に対して駆動パ
ルスを出力し、このタイミングに従つてイメージ
センサ２０より出力された電圧をアンプ２８によ
つて増幅せしめる様に成している。
尚、この時イメージセンサ２４の読み出し方向
は第７図の下から上方向、即ち第１０図における
左から右方向とする。
は第７図の下から上方向、即ち第１０図における
左から右方向とする。
LEDを光源とする場合において、イメージセ
ンサ２４の出力の界面における臨界角以下の角度
（全反射）に対応する光電変換素子２３，２３ａ
…の出力（明部）は両端部が若干低下した弓状を
示し（第１２図）、載置面１４上に被検液１３を
載置せしめて測定をすると、第１３図に示す様な
出力列となるのである。
ンサ２４の出力の界面における臨界角以下の角度
（全反射）に対応する光電変換素子２３，２３ａ
…の出力（明部）は両端部が若干低下した弓状を
示し（第１２図）、載置面１４上に被検液１３を
載置せしめて測定をすると、第１３図に示す様な
出力列となるのである。
臨界角位置を検出の為には、最初に全反射時の
出力包絡線の読み出し開始点が最高出力と成す傾
斜線となる様にLEDの方向等で調整し、被検液
１３の測定時の出力は第１４図の実線に示す様に
なる。
出力包絡線の読み出し開始点が最高出力と成す傾
斜線となる様にLEDの方向等で調整し、被検液
１３の測定時の出力は第１４図の実線に示す様に
なる。
次に臨界角位置の検出は、同一の被検液１３に
対しセンサを２回走査せしめ、一回目の走査にお
いて読み出しタイミング回路３１の出力に従つて
最高出力電圧を基準電圧発生回路３３でホールド
し、これを抵抗分割することによりこれよりも僅
かに下がつた電圧を基準電圧としてコンパレータ
３４の一つの入力に対して出力する（第１５図の
１点鎖線）。
対しセンサを２回走査せしめ、一回目の走査にお
いて読み出しタイミング回路３１の出力に従つて
最高出力電圧を基準電圧発生回路３３でホールド
し、これを抵抗分割することによりこれよりも僅
かに下がつた電圧を基準電圧としてコンパレータ
３４の一つの入力に対して出力する（第１５図の
１点鎖線）。
続いて２回目の走査を行いイメージセンサ２４
の出力を読み出して行き、コンパレータ３４にて
基準電圧と比較し、イメージセンサ２４の出力が
基準電圧よりも超えた時点でコンパレータ３４か
らの信号が出力され、これを受けてセンサ出力濃
度変換回路３５は読み出しタイミング回路３１か
らイメージセンサ２４上の位置に対応するタイミ
ングパルスカウント等を読み出し、これより明暗
境界位置が検知され、この位置情報から適当な演
算回路によつて被検液１３の屈折率或いは濃度が
求められる。
の出力を読み出して行き、コンパレータ３４にて
基準電圧と比較し、イメージセンサ２４の出力が
基準電圧よりも超えた時点でコンパレータ３４か
らの信号が出力され、これを受けてセンサ出力濃
度変換回路３５は読み出しタイミング回路３１か
らイメージセンサ２４上の位置に対応するタイミ
ングパルスカウント等を読み出し、これより明暗
境界位置が検知され、この位置情報から適当な演
算回路によつて被検液１３の屈折率或いは濃度が
求められる。
尚、ノイズ等の影響による誤差を少なくする為
に、２回の走査を複数回行い、平均値を以つて測
定結果とする方がより良い。
に、２回の走査を複数回行い、平均値を以つて測
定結果とする方がより良い。
又、被検液１３の濃度と屈折率の対応は温度に
よつて変化するため、これを補正する必要があ
る。
よつて変化するため、これを補正する必要があ
る。
例えば蔗糖溶液の場合、前記標準化委員会によ
つて示された４次式は20℃におけるものであり、
実施例におけるセンサ出力濃度変換回路３５の出
力情報も20℃における屈折率対応によつて演算さ
れた結果である。
つて示された４次式は20℃におけるものであり、
実施例におけるセンサ出力濃度変換回路３５の出
力情報も20℃における屈折率対応によつて演算さ
れた結果である。
尚、零点もまた組立時に20℃純水によつて調整
されており、従つて20℃以外での測定では適当な
補正を行う必要がある。
されており、従つて20℃以外での測定では適当な
補正を行う必要がある。
この補正に関しても同標準化委員会から温度補
正表が示されており、これによるとと補正値は温
度および被検液１３の濃度に依存して定められ、
補正値ｙは、 ｙ＝ax2＋bx＋ｃ と近似する。
正表が示されており、これによるとと補正値は温
度および被検液１３の濃度に依存して定められ、
補正値ｙは、 ｙ＝ax2＋bx＋ｃ と近似する。
（ｙ≡補正値、ｘ≡温度、ａ，ｂ，ｃは濃度に
対応して定まる係数） 従つて、先ず補正前の濃度からａ，ｂ，ｃを決
定し、この係数と測定時の温度から補正値が求め
られ、これによつて濃度を補正することが出来
る。
対応して定まる係数） 従つて、先ず補正前の濃度からａ，ｂ，ｃを決
定し、この係数と測定時の温度から補正値が求め
られ、これによつて濃度を補正することが出来
る。
ただし、補正誤差をある程度許容するならば
ａ，ｂ，ｃを濃度値から厳密に算出する必要はな
く、ａ，ｂ，ｃの各値の一つまたは複数の代表値
にて演算してもかまわない。
ａ，ｂ，ｃを濃度値から厳密に算出する必要はな
く、ａ，ｂ，ｃの各値の一つまたは複数の代表値
にて演算してもかまわない。
実施例の場合プリズム６に接し、被検液１３に
近接する位置に配置された温度センサ２９の出力
から温度測定回路３６によつて温度が測定され、
この温度情報およびセサ出力濃度変換回路３５か
らの濃度情報は温度補正回路３７に導入され、こ
こで前記の温度補正演算を施した後、補正された
濃度情報は表示回路３８に出力され、該表示回路
３８はこの濃度情報に基づいて表示器２８を駆動
し、該表示器２８に濃度が表示される。
近接する位置に配置された温度センサ２９の出力
から温度測定回路３６によつて温度が測定され、
この温度情報およびセサ出力濃度変換回路３５か
らの濃度情報は温度補正回路３７に導入され、こ
こで前記の温度補正演算を施した後、補正された
濃度情報は表示回路３８に出力され、該表示回路
３８はこの濃度情報に基づいて表示器２８を駆動
し、該表示器２８に濃度が表示される。
又、電源回路３９は各回路部に電力を供給する
ものであり、電池を使用することも可能である。
ものであり、電池を使用することも可能である。
尚、第１６図のブロツク図の破線で囲つた部分
をCPUによつて構成し、各演算および制御をソ
フトウエアで行うことも可能である。
をCPUによつて構成し、各演算および制御をソ
フトウエアで行うことも可能である。
要するに本発明の基本構成においては、一つの
拡散面７と二つの磨き面８，９を有するプリズム
６を設け、拡散面７を入射面１０、一方の磨き面
８を反射面１１、他方の磨き面９を出射面１２と
成し、かかるプリズム６を被検液１３が載置され
る反射面１１に対応して開口された窓部１５を有
するケース２内に取付け、該ケース２内において
拡散面７の対向位置には光源１８を配置し、出射
面１２の対向位置には出射光の光強度を感知する
多数の光電変換素子２３，２３ａ…を配列したイ
メージセンサ２４を配置し、該イメージセンサ２
４と出射面１２との間には出射光をイメージセン
サ２４上に結像させるレンズ２６を介在位置し、
イメージセンサ２４を各光電変換素子２３，２３
ａ…の出力信号を濃度表示に変換する電気回路部
２７に連繋し、又反射面１１上には被検液の温度
を測定する温度センサ２９を配置すると共に該温
度センサ２９の出力を電気回路部２７の温度補正
回路３７に連繋した被検液の濃度測定器を提供し
たので、反射面１１上に被検液１３を載置するの
みで、被検液１３の濃度に関連する界面での臨界
角変化に対応して、その臨界角を各光電変換素子
１９，１９ａ…の出力変化により検知して被検液
１３の濃度を測定することが出来、反射光を利用
するため、不透明な被検液１３の測定も可能であ
り、又高精度を要求される機械的駆動部を要しな
いため、全て静的状態での測定が可能となること
により、高精度な測定結果を期待出来ると共に、
機器を小型化して安価な携帯用としての使用に供
することが出来、携帯用として持ち運んでの用途
においても機構部の安定化、即ち測定値の確実さ
を得ることが出来る。
拡散面７と二つの磨き面８，９を有するプリズム
６を設け、拡散面７を入射面１０、一方の磨き面
８を反射面１１、他方の磨き面９を出射面１２と
成し、かかるプリズム６を被検液１３が載置され
る反射面１１に対応して開口された窓部１５を有
するケース２内に取付け、該ケース２内において
拡散面７の対向位置には光源１８を配置し、出射
面１２の対向位置には出射光の光強度を感知する
多数の光電変換素子２３，２３ａ…を配列したイ
メージセンサ２４を配置し、該イメージセンサ２
４と出射面１２との間には出射光をイメージセン
サ２４上に結像させるレンズ２６を介在位置し、
イメージセンサ２４を各光電変換素子２３，２３
ａ…の出力信号を濃度表示に変換する電気回路部
２７に連繋し、又反射面１１上には被検液の温度
を測定する温度センサ２９を配置すると共に該温
度センサ２９の出力を電気回路部２７の温度補正
回路３７に連繋した被検液の濃度測定器を提供し
たので、反射面１１上に被検液１３を載置するの
みで、被検液１３の濃度に関連する界面での臨界
角変化に対応して、その臨界角を各光電変換素子
１９，１９ａ…の出力変化により検知して被検液
１３の濃度を測定することが出来、反射光を利用
するため、不透明な被検液１３の測定も可能であ
り、又高精度を要求される機械的駆動部を要しな
いため、全て静的状態での測定が可能となること
により、高精度な測定結果を期待出来ると共に、
機器を小型化して安価な携帯用としての使用に供
することが出来、携帯用として持ち運んでの用途
においても機構部の安定化、即ち測定値の確実さ
を得ることが出来る。
そして、第１の発明においては、入射面１０の
周辺部を被覆体１７でマスクしたので、入射位置
を限定せしめ、反射面１１に垂直に近い角度で当
たる光線が無くなり外乱光を減ずると共に、反射
面１１の液溜め部２２を小さく、或いは液量が少
なくても外乱光の影響による誤測定を排除し、又
測定誤差を縮減ならしめているのである。
周辺部を被覆体１７でマスクしたので、入射位置
を限定せしめ、反射面１１に垂直に近い角度で当
たる光線が無くなり外乱光を減ずると共に、反射
面１１の液溜め部２２を小さく、或いは液量が少
なくても外乱光の影響による誤測定を排除し、又
測定誤差を縮減ならしめているのである。
又、第２の発明及び実施態様項においては、反
射面１１をケース２内に傾斜して取付けたので、
反射面１１に対して垂直に近い入射光線が減少し
反射面１１の透過光線が減り外乱光の影響減少す
るので、誤測定を排除し、又測定誤差を縮減なら
しめる等その実用的効果甚だ大なるものである。
射面１１をケース２内に傾斜して取付けたので、
反射面１１に対して垂直に近い入射光線が減少し
反射面１１の透過光線が減り外乱光の影響減少す
るので、誤測定を排除し、又測定誤差を縮減なら
しめる等その実用的効果甚だ大なるものである。
図は本発明の一実施例を示すものにして、第１
図は本発明に係る被検液の濃度測定器の断面図、
第２図はプリズムの要部の断面図、第３図、第４
図はプリズムに対する照射光の状態を示す図、第
５図は界面における反射状態を示す図、第６図は
入射角と光電変換素子の出力との関係を示す図、
第７図はイメージセンサに対する出射光の照射状
態を示す図、第８図はイメージセンサの正面図、
第９図は光電変換素子の配置と出射光の強度との
関係を示す図、第１０図は光電変換素子の位置と
出力電圧との関係を示す図、第１１図は入射角と
出力電圧との関係を示す図、第１２図は全反射時
の出力電圧を示す図、第１３図は被検液の測定時
の出力電圧を示す図、第１４図は出力電圧調整後
の図、第１５図は臨界角の測定位置を示す図、第
１６図は電気回路部のブロツク図である。 ２…ケース、６…プリズム、７…拡散面、８，
９…磨き面、１０…入射面、１１…反射面、１２
…出射面、１３…被検液、１５…窓部、１７…被
覆体、１８…光源、２２…液溜め部、２３，２３
ａ…光電変換素子、２４…イメージセンサ、２６
…レンズ、２９…温度センサ、３７…温度補正回
路。
図は本発明に係る被検液の濃度測定器の断面図、
第２図はプリズムの要部の断面図、第３図、第４
図はプリズムに対する照射光の状態を示す図、第
５図は界面における反射状態を示す図、第６図は
入射角と光電変換素子の出力との関係を示す図、
第７図はイメージセンサに対する出射光の照射状
態を示す図、第８図はイメージセンサの正面図、
第９図は光電変換素子の配置と出射光の強度との
関係を示す図、第１０図は光電変換素子の位置と
出力電圧との関係を示す図、第１１図は入射角と
出力電圧との関係を示す図、第１２図は全反射時
の出力電圧を示す図、第１３図は被検液の測定時
の出力電圧を示す図、第１４図は出力電圧調整後
の図、第１５図は臨界角の測定位置を示す図、第
１６図は電気回路部のブロツク図である。 ２…ケース、６…プリズム、７…拡散面、８，
９…磨き面、１０…入射面、１１…反射面、１２
…出射面、１３…被検液、１５…窓部、１７…被
覆体、１８…光源、２２…液溜め部、２３，２３
ａ…光電変換素子、２４…イメージセンサ、２６
…レンズ、２９…温度センサ、３７…温度補正回
路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一つの拡散面と二つの磨き面を有するプリズ
ムを設け、拡散面を入射面、一方の磨き面を反射
面、他方の磨き面を出射面と成し、かかるプリズ
ムを被検液が載置される反射面に対応して開口さ
れた窓部を有するケース内に取付け、該ケース内
において入射面の周辺部を被覆体でマスクし、拡
散面の対向位置には光源を配置し、出射面の対向
位置には出射光の光強度を感知する多数の光電変
換素子を配列したイメージセンサを配置し、該イ
メージセンサと出射面との間には出射光をイメー
ジセンサ上に結像させるレンズを介在位置し、イ
メージセンサを各光電変換素子の出力信号を濃度
表示に変換する電気回路部に連繋し、又反射面上
には被検液の温度を測定する温度センサを配置す
ると共に該温度センサの出力を電気回路部の温度
補正回路に連繋したことを特徴とする被検液の濃
度測定器。 ２ 反射面をケース内に傾斜して取付けたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の被検液の
濃度測定器。 ３ 一つの拡散面と二つの磨き面を有するプリズ
ムを設け、拡散面を入射面、一方の磨き面を反射
面、他方の磨き面を出射面と成し、かかるプリズ
ムを被検液が載置される反射面に対応して開口さ
れた窓部を有するケース内に傾斜して取付け、該
ケース内において拡散面の対向位置には光源を配
置し、出射面の対向位置には出射光の光強度を感
知する多数の光電変換素子を配列したイメージセ
ンサを配置し、該イメージセンサと出射面との間
には出射光をイメージセンサ上に結像させるレン
ズを介在位置し、イメージセンサを各光電変換素
子の出力信号を濃度表示に変換する電気回路部に
連繋し、又反射面上には被検液の温度を測定する
温度センサを配置すると共に該温度センサの出力
を電気回路部の温度補正回路に連繋したことを特
徴とする被検液の濃度測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61068037A JPS62235546A (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 被検液の濃度測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61068037A JPS62235546A (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 被検液の濃度測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62235546A JPS62235546A (ja) | 1987-10-15 |
| JPH0545175B2 true JPH0545175B2 (ja) | 1993-07-08 |
Family
ID=13362194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61068037A Granted JPS62235546A (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 被検液の濃度測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62235546A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009294228A (ja) * | 2009-09-18 | 2009-12-17 | Atago:Kk | 屈折計 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0718792B2 (ja) * | 1988-05-27 | 1995-03-06 | 日立電線株式会社 | 光式塩分粒子付着量検出センサ |
| US7375813B2 (en) * | 2004-10-21 | 2008-05-20 | Eastman Kodak Company | Method and system for diffusion attenuated total reflection based concentration sensing |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6212840A (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-21 | Morioka Shoji Kk | 被検液の濃度測定方法および測定器 |
-
1986
- 1986-03-26 JP JP61068037A patent/JPS62235546A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009294228A (ja) * | 2009-09-18 | 2009-12-17 | Atago:Kk | 屈折計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62235546A (ja) | 1987-10-15 |
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