JPH09281034A - 光学式濃度計測装置 - Google Patents

光学式濃度計測装置

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JPH09281034A
JPH09281034A JP9497696A JP9497696A JPH09281034A JP H09281034 A JPH09281034 A JP H09281034A JP 9497696 A JP9497696 A JP 9497696A JP 9497696 A JP9497696 A JP 9497696A JP H09281034 A JPH09281034 A JP H09281034A
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JP
Japan
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optical
concentration
measurement
optical path
signal
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JP9497696A
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Inventor
Masao Fujio
昌男 藤生
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 検水に光を投射し、該検水を透過したサンプ
ル光信号と基準光信号とを比較して濃度計測を行う光学
式濃度計測装置において、測定濃度範囲が広く、かつ精
度が要求される場合に、計測セルの長さの異なる計測器
を複数設置することなく、一つの計測セルにおいて計測
することができるようにする。 【解決手段】 同一光源2から投射される光を通過させ
るための短光路xと長光路yを有した計測セル本体11
aを設ける。短光路xの線上にはハーフミラー13a、
光電変換素子15aを設け、長光路yの線上にはハーフ
ミラー13b、光電変換素子15bを設ける。計測濃度
値が低い場合は長光路y側のサンプル信号(光電変換素
子15bの出力)を、計測濃度値が高い場合は短光路x
側のサンプル信号(光電変換素子15aの出力)を各々
選択して計測を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、上水、下水等の分
野で使用される、ある特定波長の光の吸収や散乱による
減衰に基づいて水中の目的物質濃度を計測する装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】上水道関連で配水水質モニタに組み込ま
れたり、浄水場での水質監視等に多用される計測器とし
ては、例えば濁色度計がある。配水水質モニタは、上水
道の配水施設(配水池、配水管網内)での配水水質(p
H、残塩、濁度、色度、導電率、水圧、温度)を連続計
測する装置である。この装置で濁度と色度を計測する計
測器は、本発明で関係する光の吸収、散乱を測定原理と
するものである。
【0003】この濁色度計は濁度と色度を一つの検出部
で同時に計測するものである。すなわち濁度を波長66
0nmの光で測定し、色度は濁度補正した波長390n
m前後の光で同時連続計測する水質計測器であり、その
測定範囲は対象が水道水であるため、濁度0〜4度、色
度0〜10度と低濃度範囲である。
【0004】図3は濁色度計の構成を示しており、1a
は計測セル本体である。この計測セル本体1aは、計測
光透過ガラス窓1b1,1b2、検水流入口1c、検水流出
口1dを有している。2は光源、3は光を2光路に分割
するハーフミラー、4はリファレンス(基準)信号計測
用光電変換素子、5はサンプル信号計測用光電変換素子
である。6は前記各光電変換素子4,5で計測された2
種類の信号を差し引いて対数増幅する増幅回路である。
7は、増幅回路6においてリファレンス信号を基準とし
て物理量に比例する信号に変換された信号を演算処理し
て濁度や色度などの物理量に置き換える演算処理部であ
る。
【0005】また、光源2、ハーフミラー3、計測光透
過ガラス窓1b1,1b2、サンプル信号計測用光電変換素
子5は同一軸線上に配置されて、光源2からの光束も同
一線上となるようにハーフミラー3、計測光透過ガラス
窓1b1,1b2の角度が調整される。
【0006】検水は連続的に検水流入口1cから計測セ
ル本体1aに流入し、検水流出口1dから流出する。計測
セル内の検水には光源2から測定光線が照射され、検水
を通る光線によるサンプル光信号と、検水を通過しない
光線によるリファレンス光信号の2種類の計測信号をも
とに、演算処理によって濁度、色度が求められる。
【0007】また、下水の処理水およびその他の排出水
などの有機汚濁物質量の連続計測用に使用されているU
V計(有機汚濁モニタ)などは、次の測定原理に基づ
く。無機物の紫外吸光度は、250nm以上の波長では
ほとんど認められないが、これに対して、有機物は25
4nm程度の波長でもある程度の吸収を示す。従って2
54nm以上の波長での吸収は殆ど有機物に基づく。こ
の原理を利用して有機性汚濁濃度を測定することが可能
となる。このUV計も構成は図3と同様の構成となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述した濁色度計やU
V計のような、ある特定波長の光の吸収や光の散乱によ
る減衰に基づいて水中の目的物質濃度を計測する装置の
測定原理は、吸光光度法による。
【0009】吸光光度法とは、一連の異なった濃度の標
準液について、その吸光度と濃度との関係を検量線とし
て予め求めておき、検水の吸光度を測定して検量線から
検水の目的物質の濃度を求める方法である。
【0010】計測装置では演算処理部7に検量線により
濃度を演算する機能を持たせている。この検量線は低濃
度から高濃度まで幅広く適用できるものではなく、図4
に示すようにある濃度(a)を越えると計測信号と標準
液濃度との間に直線関係が成立しなくなる。したがっ
て、検水濃度がa値以上になると誤差が大きくなり、結
果として計測不可能となる。
【0011】さらにこの濃度a値以上の計測を必要とす
る場合には、計測セルの長さで規定される検水中を透過
する光路の長さを小さくすることにより対応できる。こ
れは、ランバート・ベールの法則により、検水の濃度が
同じであれば、光路の長さを1/2にすれば計測信号も
1/2となる。すなわち、光路の長さを1/2とするこ
とにより計測濃度範囲が2倍に広がり、濃度2・a値ま
で計測できることになる。
【0012】従来、測定対象とする検水濃度の範囲が広
く、その計測精度が低濃度レベルにおいても、水質管理
や制御のために必要な場合には、計測セルの長さが異な
る計測器を複数設置して、低レベルから高レベルまで測
定しなければならない問題点があった。
【0013】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、測定濃度範囲が広く、かつ精度が要求され
る場合に、計測セルの長さが異なる計測器を複数設置す
ることなく、一つの計測セルにおいて計測することがで
きる光学式濃度計測装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するために、(1)検水に光を投射し、該検水を透
過したサンプル光信号と基準光信号とを比較して濃度計
測を行う光学式濃度計測装置において、同一光源から投
射される光を通過させるための光路であって、長さの異
なる複数の光路を有し、検水が通流される計測セルを設
け、濃度計測値に応じて前記複数の光路を切り換えて濃
度計測を行うことを特徴とし、(2)前記複数の光路を
切り換える手段は、各光路毎に設けた光電変換素子によ
り得たサンプル光信号を切り換えて行うことを特徴と
し、(3)前記複数の光路を切り換える手段は、前記計
測セルを移動させて、前記複数の光路のうち所望の光路
を、各光路毎に設けた光電変換素子のうち1個の光電変
換素子と光源を結ぶ経路に合致させることにより行うこ
とを特徴とし、(4)前記複数の光路の切り換えは、濃
度計測値が所定値以下のときは長い光路に、所定値以上
のときは短い光路に切り換えることを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら本発明の
実施の形態を説明する。図1において図3と同一部分は
同一符号をもって示している。図1において図3と異な
る点は、計測セル本体11aを、短光路xと長光路yが
平行して形成されるように、計測光透過ガラス窓1
b1,11b2,11b3、検水流入口11c、検水流出口
11dで構成し、短光路xの線上にハーフミラー13a
および光電変換素子15aを、長光路yの線上にハーフ
ミラー13bおよび光電変換素子15bを各々配設した
ことにある。
【0016】8は光源光束を平行にするレンズ、13
a,13bは短光路x側、長光路y側で各々平行化した
光を各々2光路に分割するハーフミラーである。14
a,14bは計測演算のための基準信号(リファレンス
信号)を計測する光電変換素子、15a,15bは検水
の計測信号(サンプル信号)を計測する光電変換素子で
ある。16はリファレンス信号計測用光電変換素子14
a,14bとサンプル信号計測用光電変換素子15a,
15bで計測される2種類の信号を各々差し引いて対数
増幅する増幅回路である。17はリファレンス信号を基
準として増幅回路16において物理量に比例する信号に
変換された信号を演算処理して濁度や色度などの物理量
に置き換える演算処理部である。
【0017】前記ハーフミラー13a、計測光透過ガラ
ス窓11b1,11b3、サンプル信号計測用光電変換素子
15aは、短光路xの同一軸線上に配置されて、光源2
からレンズ8以降の光束は同一線上となるように、ハー
フミラー13a、計測光透過窓11b1,11b3の各々の
角度は調整される。
【0018】またハーフミラー13b、計測光透過ガラ
ス窓11b1,11b2、サンプル信号計測用光電変換素子
15bは、長光路yの同一軸線上に配置されて、光源2
からレンズ8以降の光束は同一線上となるように、ハー
フミラー13b、計測光透過窓11b1,11b2の各々の
角度は調整される。
【0019】図1の装置において、図4の検量線で示す
比例限界値a値以下の範囲での通常計測では、長光路y
側で計測した結果を出力とする判断を演算処理部17が
行う。万一、計測値出力がa値以上となった場合には、
ランバート・ベールの法則により光路長比較で計算され
る最大計測可能値(y/x)×aの短光路xでの計測レ
ンジで計測され出力される。また短光路x側での計測値
が(x/y)×a以下となったならば、再び長光路yで
の計測が可能となるため、長光路y側での計測に切り換
える動作を行う。
【0020】
【実施例】また前記短光路x、長光路yの切り換えは図
2のように外部駆動用モータ19によって計測セル本体
11aを移動させても良い。すなわちハーフミラー1
3、光電変換素子15は各々1個設け、演算処理部27
の指令によって外部駆動用モータ19を駆動制御し計測
セル本体11aを移動させるものである。
【0021】図2において図1と同一部分は同一符号を
もって示している。13は光源を2光路に分割するハー
フミラー、14は計測演算のための基準信号(リファレ
ンス信号)を計測する光電変換素子である。15は検水
の計測信号(サンプル信号)を計測する光電変換素子で
あり、前記光源2とハーフミラー13を結ぶ線の延長線
上に配設されている。26はリファレンス信号計測用光
電変換素子14とサンプル信号計測用光電変換素子15
で計測される2種類の信号を差し引いて対数増幅する増
幅回路である。27はリファレンス信号を基準として増
幅回路26において物理量に比例する信号に変換された
信号を演算処理して濁度や色度などの物理量に置き換え
る演算処理部である。
【0022】また、光源2、ハーフミラー13、計測光
透過ガラス窓11b1と11b2または11b3、サンプル信
号計測用光電変換素子15は、各々の光路において同一
軸線上に配置されて、光源2からの光束は同一線上とな
るようにハーフミラー13、計測光透過ガラス窓11b1
と11b2または11b3の角度が各々調整される。
【0023】また光路を長、短2経路持つ計測セル本体
11aは、外部駆動用モータ19で演算処理部27の出
力結果により測定光路をxまたはy側に切り替えて計測
できる機能を持つ。
【0024】このように構成した場合も、前記比例限界
値a値以下の範囲での通常計測では、長光路y側で計測
するよう外部駆動用モータ19で位置の制御を演算処理
部27が行う。万一、計測値出力がa値以上となった場
合には、ランバート・ベールの法則により光路長比較で
計算される最大計測可能値(y/x)×aの短光路xの
計測レンジで計測できるように、演算処理部27からの
制御信号により外部駆動用モータ19を速やかに動かし
て短光路x測定経路とする。
【0025】また短光路x側での計測値が(x/y)×
a以下となったならば、再び長光路y側での計測が可能
となるため、外部駆動用モータ19によって計測セル本
体11aを移動し、長光路y側での計測に切り換える。
【0026】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
次のような優れた効果が得られる。
【0027】(1)複数の光路長を計測セル内にもつこ
とにより、通常の計測範囲を越えた広い範囲の計測を低
レベルから高レベルまで精度を落とすことなく測定する
ことができる。例えば通常の濁度の計測範囲が0〜4度
の場合に、光路長1/10の光路を持たせることによ
り、最大濁度40度まで計測可能となる。
【0028】(2)本発明の計測装置により、従来では
計測濃度範囲制限により上水道と下水用に使い分けてい
た濁度計、色度計、UV計等を共通装置仕様とすること
ができる。
【0029】(3)浄水場濾過池の逆洗時の洗浄効果確
認と洗浄水通水時間制御ならびに汚濁負荷量演算等に、
本発明の計測装置で対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図。
【図2】本発明の他の実施例を示す構成図。
【図3】従来の濁色度計の一例を示す構成図。
【図4】計測装置の検量線を示す特性図。
【符号の説明】
2…光源 8…レンズ 11a…計測セル本体 13,13a,13b…ハーフミラー 14,14a,14b,15,15a,15b…光電変
換素子 16,26…増幅回路 17,27…演算処理部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検水に光を投射し、該検水を透過したサ
    ンプル光信号と基準光信号とを比較して濃度計測を行う
    光学式濃度計測装置において、 同一光源から投射される光を通過させるための光路であ
    って、長さの異なる複数の光路を有し、検水が通流され
    る計測セルを設け、 濃度計測値に応じて前記複数の光路を切り換えて濃度計
    測を行うことを特徴とする光学式濃度計測装置。
  2. 【請求項2】 前記複数の光路を切り換える手段は、各
    光路毎に設けた光電変換素子により得たサンプル光信号
    を切り換えて行うことを特徴とする請求項1に記載の光
    学式濃度計測装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の光路を切り換える手段は、前
    記計測セルを移動させて、前記複数の光路のうち所望の
    光路を、各光路毎に設けた光電変換素子のうち1個の光
    電変換素子と光源を結ぶ経路に合致させることにより行
    うことを特徴とする請求項1に記載の光学式濃度計測装
    置。
  4. 【請求項4】 前記複数の光路の切り換えは、濃度計測
    値が所定値以下のときは長い光路に、所定値以上のとき
    は短い光路に切り換えることを特徴とする請求項1又は
    2又は3に記載の光学式濃度計測装置。
  5. 【請求項5】 前記計測セルの複数の光路は長光路と短
    光路の2光路であることを特徴とする請求項1又は2又
    は3又は4に記載の光学式濃度計測装置。
  6. 【請求項6】 前記計測セルの移動手段は外部駆動用モ
    ータを用いることを特徴とする請求項3に記載の光学式
    濃度計測装置。
JP9497696A 1996-04-17 1996-04-17 光学式濃度計測装置 Pending JPH09281034A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006153543A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Yazaki Corp 光路長設定支援装置及び濃度測定システム
JP2010112961A (ja) * 1998-11-20 2010-05-20 Waters Investments Ltd フローセル
JP2011022083A (ja) * 2009-07-17 2011-02-03 Fuji Clean Co Ltd 水質センサー、排水処理装置、排水処理システム
WO2011102315A1 (ja) * 2010-02-16 2011-08-25 浜松ホトニクス株式会社 ガス濃度算出装置、ガス濃度計測モジュールおよび光検出器
JP2011169633A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Hamamatsu Photonics Kk ガス濃度算出装置およびガス濃度計測モジュール
JP2011174852A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Nippon Instrument Kk 水銀原子吸光分析装置および水銀分析システム
WO2017144607A1 (en) * 2016-02-23 2017-08-31 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab A method and a measuring device for measuring the absorbance of a substance in at least one solution
CN110426359A (zh) * 2019-08-09 2019-11-08 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种浓度自适应海水总氮/总磷的检测装置及方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010112961A (ja) * 1998-11-20 2010-05-20 Waters Investments Ltd フローセル
JP2006153543A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Yazaki Corp 光路長設定支援装置及び濃度測定システム
JP2011022083A (ja) * 2009-07-17 2011-02-03 Fuji Clean Co Ltd 水質センサー、排水処理装置、排水処理システム
WO2011102315A1 (ja) * 2010-02-16 2011-08-25 浜松ホトニクス株式会社 ガス濃度算出装置、ガス濃度計測モジュールおよび光検出器
JP2011169633A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Hamamatsu Photonics Kk ガス濃度算出装置およびガス濃度計測モジュール
JP2011174852A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Nippon Instrument Kk 水銀原子吸光分析装置および水銀分析システム
WO2017144607A1 (en) * 2016-02-23 2017-08-31 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab A method and a measuring device for measuring the absorbance of a substance in at least one solution
US11499913B2 (en) 2016-02-23 2022-11-15 Cytiva Sweden Ab Method and device for measuring absorbance of a substance in solution with multiple light rays
CN110426359A (zh) * 2019-08-09 2019-11-08 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种浓度自适应海水总氮/总磷的检测装置及方法

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