JPH06308028A - 光計測装置およびオゾン水濃度計 - Google Patents

光計測装置およびオゾン水濃度計

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JPH06308028A
JPH06308028A JP10145393A JP10145393A JPH06308028A JP H06308028 A JPH06308028 A JP H06308028A JP 10145393 A JP10145393 A JP 10145393A JP 10145393 A JP10145393 A JP 10145393A JP H06308028 A JPH06308028 A JP H06308028A
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JP
Japan
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ozone water
processing
circuit
concentration meter
processing circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP10145393A
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English (en)
Inventor
Koichi Uchino
幸一 内野
Toshio Inami
俊夫 井波
Hidehiko Yanagisawa
秀彦 柳澤
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Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変動の影響を受けないように改良する。 【構成】 測定光検出用フォトダイオード6,基準光検
出用フォトダイオード8,暗電流検出用フォトダイオー
ド10からの信号のいずれかをスイッチ回路15で選択
して、1つの処理回路16で処理する。 【効果】 処理回路の温度ドリフトの影響を受けず、安
定性と精度が向上する。また、部品点数を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光計測装置およびオ
ゾン水濃度計に関し、さらに詳しくは、周囲の温度変動
の影響を受けないようにした光計測装置およびオゾン水
濃度計に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来のオゾン水濃度計を示す構
成図である。このオゾン水濃度計500は、検出部51
0と、処理部530と、表示部140とからなってい
る。検出部510は、紫外線ランプ1と、干渉フィルタ
2a,2bと、セル53と、測定光検出用フォトダイオー
ド6と、基準光検出用フォトダイオード8とを具備して
いる。処理部530は、測定光検出信号用処理回路66
aと、基準光検出信号用処理回路66bと、CPU67
とを具備している。表示部140は、表示器ドライバ1
9と、表示器20とを具備している。
【0003】図6は、検出部510の詳細構成図であ
る。紫外線ランプ1からの光は干渉フィルタ2aを通り
セル53中のオゾン水Sに照射される。オゾン水Sを通
過してきた光は、測定光用フォトダイオード6で受光さ
れる。一方、紫外線ランプ1からの光は、干渉フィルタ
2bを通して、基準光用フォトダイオード8で受光して
いる。
【0004】図7は、処理部530の詳細回路図であ
る。この処理部530の測定光検出信号用処理回路66
aは、電流電圧変換回路81aと,アンプ82aと,A
/D変換器83aとを具備し、測定光検出用フォトダイ
オード6に流れる測定光電流Isを表わすデジタル値を
CPU67へ出力する。また、基準光検出信号用処理回
路66bは、電流電圧変換回路81bと,アンプ82b
と,A/D変換器83bとを具備し、基準光検出用フォ
トダイオード8に流れる基準光電流Ioを表わすデジタ
ル値をCPU67へ出力する。CPU67は、ランバー
ト=ベールの法則より、 C=−(1/α・L)・ln{(Is/Io)・K} …(1) ここで、 L:測定光路長 K:Is'/Io'であらかじめ測定しておく Is':基準水(0ppm)を流したときの基準光検出用フォ
トダイオードに流れる基準光電流 Io':基準水(0ppm)を流したときの測定光検出用フォ
トダイオードに流れる測定光電流 α:モル吸光係数 からオゾン水Sの濃度Cを算出し、表示部140へ出力
する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のオゾン水濃
度計500において、処理回路66a,66b,66c
の出力値Ds,Doは、 Ds=Is*Gs(ts)+Df(ts) …(2) Do=Io*Go(to)+Df(to) …(3) Gs(ts) :処理回路66aのゲイン(電流/電圧の変
換も含む) Df(ts):処理回路66aのオフセット値 (ts)は、処理回路66aの温度tsにより変動すること
を表わす。 Go(to) :処理回路66bのゲイン(電流/電圧の変
換も含む) Df(to):処理回路66bのオフセット値 (to)は、処理回路66bの温度toにより変動すること
を表わす。である。
【0006】CPU67は、上記(1)式のIs/Ioの計
算を、実際には、 Ds/Do …(5) で行っている。しかし、処理回路66a,66bが別の
回路であるため、Gs(ts),Go(to)が異なり、Df(t
s),Df(to)も異なるから、上記(5)式中に温度ts,
toの影響が入ってくる。これは、ゲインやオフセット
値に温度ドリフトが生じると、測定誤差を生じることを
意味している。
【0007】すなわち、従来の光計測装置では、各信号
を別の処理回路で処理しているため、温度ドリフト特性
により、測定誤差を生じる問題点がある。そこで、この
発明の目的は、温度ドリフト特性に起因する測定誤差を
生じないように改良した光計測装置およびオゾン水濃度
計を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の観点では、この発
明は、試料を透過した光を検出する光検出器を含む複数
の光検出器と、それら光検出器からの信号を処理する処
理手段とを具備してなる光計測装置において、前記処理
手段は、前記複数の光検出器のいずれか一つを選択する
スイッチ回路と、そのスイッチ回路で選択された光検出
器からの信号を処理する処理回路とからなり、1つの処
理回路を複数の光検出器で共有することを特徴とする光
計測装置を提供する。
【0009】第2の観点では、この発明は、オゾン水を
透過した光を検出する第1光検出器と、前記オゾン水を
透過しない光を検出する第2光検出器と、暗電流を検出
する第3光検出器と、それら検出器からの信号を処理す
る処理手段とを具備してなるオゾン水濃度計において、
前記処理手段は、前記光検出器のいずれか一つを選択す
るスイッチ回路と、そのスイッチ回路で選択された光検
出器からの信号を処理する処理回路とからなり、1つの
処理回路を前記第1光検出器と第2光検出器と第3検出
器とで共有することを特徴とするオゾン水濃度計を提供
する。
【0010】
【作用】この発明の光計測装置およびオゾン水濃度計で
は、処理回路を1つとし、その処理回路を、スイッチ回
路で切り替えて複数の光検出器で共有する構成とした。
このため、処理回路に温度ドリフトを生じても、後述す
る(5’)式の分子/分母で打ち消されて影響されなくな
る。従って、安定性と精度を向上できる。
【0011】
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。図1は、この発明の一実施例である
オゾン水濃度計100を示す構成図である。このオゾン
水濃度計100は、検出部110と、温度コントロール
部120と、処理部130と、表示部140とからなっ
ている。検出部110は、紫外線ランプ1と、干渉フィ
ルタ2と、セル3と、ガラス棒4,5,7と、測定光検
出用フォトダイオード6と、基準光検出用フォトダイオ
ード8と、光遮蔽箱9に収容された暗電流検出用フォト
ダイオード10とを具備している。温度コントロール部
120は、各フォトダイオード6,8,10を取り付け
たアルミブロック11と、ヒータとして機能するFET
12と、サーミスタ13と、温度制御回路14とを具備
している。処理部130は、フォトダイオード6,8,
10のいずれか一つを選択するスイッチ回路15と、そ
のスイッチ回路15で選択されたフォトダイオードから
の信号を処理する処理回路16と、CPU17と、スイ
ッチ切換ドライバ18とを具備している。表示部140
は、表示器ドライバ19と、表示器20とを具備してい
る。
【0012】図2は、検出部110の詳細構成図であ
る。この検出部110では、5℃程度のオゾン水Sを流
通させるセル3に、紫外線ランプ1側からガラス棒4を
挿入し、測定光検出用フォトダイオード6側からガラス
棒5を挿入し、両ガラス棒4,5の端面をセル3中で対
向させている。両者の距離が測定光路長Lとなる。オゾ
ン水Sが低濃度のときは測定光路長Lを大きくし、高濃
度のときは測定光路長Lを小さくするように、ガラス棒
4,5を動かせば、低濃度から高濃度までに容易に対応
することが出来る。また、ガラス棒4,5を十分長くす
れば、ガラス棒4,5の一端の温度がオゾン水Sの温度
まで冷却されても他端の温度はそれほど下がらないよう
になり、ガラス棒4,5の他端の端面に結露を生じるこ
とを防止できるようになる。ガラス棒4,5は、例えば
直径6mm,長さ50mmの合成石英製である。ガラス
棒7は、ガラス棒4,5と平行に置かれており、例えば
直径6mm,長さ110mmの合成石英製である。ガラ
ス棒4,7と紫外線ランプ1の間には、干渉フィルタ2
が設置されている。また、ガラス棒5,7のフォトダイ
オード6,8側の端面は、測定光検出用フォトダイオー
ド6,基準光検出用フォトダイオード8に密接してい
る。なお、オゾン水Sの代りに他の液体試料または気体
試料を光計測するときは、紫外線ランプ1,干渉フィル
タ2,ガラス棒4,5,7に代えて、その試料に合せた
波長の光源,干渉フィルタ,光透過材を用いるのが好ま
しい。
【0013】図3は、温度コントロール部120の一部
破断斜視図である。アルミブロック11に、ガラス棒
5,7の端部と、フォトダイオード6,8,10とを埋
設する。さらに、アルミブロック11に、FET12
と、サーミスタ13を取り付ける。FET12は、温度
制御回路14から通電されて発熱し、アルミブロック1
1を加熱する。そのアルミブロック11の温度は、サー
ミスタ13で検知され、温度制御回路14にフィードバ
ックされる。温度制御回路14は、フィードバックされ
た検知温度と所与の目的温度(例えば50℃)とを比較
し、検知温度が低ければゲート−ソース間電圧を変化さ
せてFET12での発熱量を増加させ、検知温度が高け
ればゲート−ソース間電圧を変化させてFET12での
発熱量を減少させ、アルミブロック11の温度を目的温
度に維持する。この結果、フォトダイオード6,8,1
0は一定の温度に維持され、フォトダイオードの感度と
暗電流は周囲温度の影響を受けなくなる。従って、オゾ
ン水濃度計の安定性と精度が向上する。なお、FET1
2の代りに電子冷却板を用いて、アルミブロック11を
冷却し、周囲温度より低温の目的温度(例えば5℃)に
維持するようにしてもよい。
【0014】図4は、処理部130の詳細回路図であ
る。この処理部130の処理回路16は、電流電圧変換
回路161と,アンプ162と,A/D変換器163と
を具備し、スイッチ回路15で測定光検出用フォトダイ
オード6を選択したときは、測定光検出用フォトダイオ
ード6に流れる測定光電流Isを表わすデジタル値をC
PU17へ出力する。また、スイッチ回路15で基準光
検出用フォトダイオード8を選択したときは、基準光検
出用フォトダイオード8に流れる基準光電流Ioを表わ
すデジタル値をCPU17へ出力する。また、スイッチ
回路15で暗電流検出用フォトダイオード10を選択し
たときは、暗電流検出用フォトダイオード10に流れる
暗電流Idを表わすデジタル値をCPU17へ出力す
る。スイッチ回路15は、例えばアナログスイッチであ
る。CPU17は、スイッチ切換ドライバ18を介して
スイッチ回路15を切り替えて、測定光電流Is,基準
光電流Io,暗電流Idを得ると、ランバート=ベール
の法則より、 C=−(1/α・L)・ln[{(Is−Id)/(Io−Id)}・K'] …(1’) ここで、 L:測定光路長 K':(Is'−Id')/(Io'−Id')であらかじめ測定し
ておく Is':基準水(0ppm)を流したときの基準光検出用フォ
トダイオードに流れる基準光電流 Io':基準水(0ppm)を流したときの測定光検出用フォ
トダイオードに流れる測定光電流 Id':基準水(0ppm)を流したときの暗電流検出用フォ
トダイオードに流れる暗電流 α:モル吸光係数 からオゾン水Sの濃度Cを算出し、表示部140へ出力
する。さて、処理回路16の出力値Dは、 Ds=Is*G(t)+Df(t) …(2’) Do=Io*G(t)+Df(t) …(3’) Dd=Id*G(t)+Df(t) …(4’) G(t) :処理回路16のゲイン(電流/電圧の変換も
含む) Df(t):処理回路16のオフセット値 (t)は、処理回路16の温度tにより変動することを表
わす。である。
【0015】CPU17は、上記(1’)式の(Is−I
d)/(Io−Id)の計算を、実際には、 (Ds−Dd)/(Do−Dd) …(5’) で行っている。この(5’)式に、上記(2’)(3’)
(4’)式を代入すれば、 {Is*G(t)+Df(t)}-{Id*G(t)+Df(t)}/{Io*G(t)+Df(t)}-
{Id*G(t)+Df(t)}=(Is−Id)/(Io−Id) となり、G(t) ,Df(t)が完全に消える。これは、ゲ
インやオフセット値に温度ドリフトが生じても、その影
響を全く受けないことを意味している。このように、処
理部130は、同一の処理回路16を用いて、測定光電
流Is,基準光電流Io,暗電流Idの処理を行ってい
るため、温度ドリフトの影響を全く受けず、従って、安
定性と精度が向上する。なお、部品点数を低減できる利
点もある。
【0016】
【発明の効果】この発明の光計測装置およびオゾン水濃
度計によれば、1つの処理回路を複数の光検出器で共有
する構成としたので、処理回路の温度ドリフトの影響を
全く受けず、安定性と精度が向上する。なお、部品点数
を低減できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例であるオゾン水濃度計を示
す構成図である。
【図2】図1のオゾン水濃度計にかかる検出部を示す詳
細構成図である。
【図3】図1のオゾン水濃度計にかかる温度コントロー
ル部を示す一部破断斜視図である。
【図4】図1のオゾン水濃度計にかかる処理部を示す回
路図である。
【図5】従来のオゾン水濃度計の一例を示す構成図であ
る。
【図6】図5のオゾン水濃度計にかかる検出部を示す詳
細構成図である。
【図7】図5のオゾン水濃度計にかかる処理部を示す回
路図である。
【符号の説明】
100 オゾン水濃度計 110 検出部 120 温度コントロール部 130 処理部 140 表示部 1 紫外線ランプ 2 干渉フィルタ 4,5,7 ガラス棒 6,8,10 フォトダイオード 11 アルミブロック 12 FET 13 サーミスタ 14 温度制御回路 15 スイッチ回路 16 処理回路 17 CPU 18 スイッチ切換ドライバ 19 表示器ドライバ 20 表示器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料を透過した光を検出する光検出器を
    含む複数の光検出器と、それら光検出器からの信号を処
    理する処理手段とを具備してなる光計測装置において、 前記処理手段は、前記複数の光検出器のいずれか一つを
    選択するスイッチ回路と、そのスイッチ回路で選択され
    た光検出器からの信号を処理する処理回路とからなり、
    1つの処理回路を複数の光検出器で共有することを特徴
    とする光計測装置。
  2. 【請求項2】 オゾン水を透過した光を検出する第1光
    検出器と、前記オゾン水を透過しない光を検出する第2
    光検出器と、暗電流を検出する第3光検出器と、それら
    検出器からの信号を処理する処理手段とを具備してなる
    オゾン水濃度計において、 前記処理手段は、前記光検出器のいずれか一つを選択す
    るスイッチ回路と、そのスイッチ回路で選択された光検
    出器からの信号を処理する処理回路とからなり、1つの
    処理回路を前記第1光検出器と第2光検出器と第3検出
    器とで共有することを特徴とするオゾン水濃度計。
JP10145393A 1993-04-27 1993-04-27 光計測装置およびオゾン水濃度計 Pending JPH06308028A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000171395A (ja) * 1998-12-02 2000-06-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水中溶存物質検出器及び水中溶存物質測定方法
JP2006162385A (ja) * 2004-12-06 2006-06-22 Nomura Micro Sci Co Ltd オゾン水中のオゾン濃度の測定方法及び測定装置
JP2013050335A (ja) * 2011-08-30 2013-03-14 Yokogawa Electric Corp 色・濁度計

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