JPH11287751A - 水質測定装置 - Google Patents

水質測定装置

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JPH11287751A
JPH11287751A JP10537198A JP10537198A JPH11287751A JP H11287751 A JPH11287751 A JP H11287751A JP 10537198 A JP10537198 A JP 10537198A JP 10537198 A JP10537198 A JP 10537198A JP H11287751 A JPH11287751 A JP H11287751A
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JP
Japan
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light source
light
flow cell
brush mechanism
water quality
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JP10537198A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Kondo
弘之 近藤
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Shinko Electric Co Ltd
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Shinko Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定作業を中断することなくフローセルのク
リーニングを行うことができる水質測定装置を提供する
こと。 【解決手段】 フローセル2の光源1側に対向する内壁
面2aと検出器4側に対向する内壁面2bとに、これら
両内壁面2a、2bをクリーニングするブラシ機構11
a、11bを設ける。これにより、測定中、常に両内壁
面2a、2bが清浄な状態に保たれるとともに、完全な
フローセル2のメンテナンス・フリー化が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料液に対し一方
から光を投射し、他方でその透過光を受光して、少なく
とも試料液の透過率又は濃度を測定することにより、試
料液の色相、着色度、透明度、濁度等を算出表示する水
質測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、工場排水等の着色度の測定方法と
して種々のものが知られている。そのうち、3種類の刺
激を与える波長を種類別にX、Y、Zの系列(3刺激
値)にまとめ、色度座標xy(刺激純度と主波長)によ
って表示するものがあり、これらX、Y、Zの値は、そ
れぞれ、各波長領域における透過率の合計に基づいて算
出するようにしている。また、特開平7−43302号
公報には、着色の強さは着色物質の濃度に比例している
として、試料液に特定波長の光を透過させたときの透過
率の大きさで着色度の大きさを表す測定方法が記載され
ている。
【0003】図11は、以上述べたような測定方法を用
いて試料液の着色度を測定する上で基本となる装置の概
略を示しており、主として、白色光又は特定波長の光を
発する光源1、流入管8及び流出管9が接続され試料液
が連続的に流れるフローセル2、集光レンズ3を介して
フローセル2の透過光を受光する検出器4、この検出器
4の出力を増幅器5を介して受け少なくとも試料液の透
過率又は濃度を算出する演算装置6、及び、この演算装
置6により算出された試料液の透過率又は濃度をコンピ
ュータ等の外部機器に表示する出力装置7を備えてい
る。試料液は、その透過光に基づいて透過率又は濃度が
算出され、上述した測定方法により試料液の着色度や色
相、透明度、濁度等が算出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】さて、この種の水質測
定装置では、フローセル2はガラス等の透明な材質で形
成されるが、長期にわたる使用によってその内壁面が汚
染され透明度が損なわれる。特に、光源1に対向する内
壁面2a及び検出器4側に対向する内壁面2bの透明度
が損なわれれば、これら内壁面2a、2bが光の通路に
あたるので、もはや正確な測定が期待できなくなる。し
たがって、フローセル2を所定の透明度を維持するため
にクリーニングすることが必要になる。そこで、従来で
は、このフローセル2内に定期的に希塩酸等の薬品を流
して、その内壁面に付着した異物等を除去するようにし
ていた。
【0005】しかしながら、このような従来のクリーニ
ング方法では、希塩酸が流し込まれている間は測定作業
を中断しなければならず、オンラインで水質を測定する
場合に著しく不都合であるという問題がある。また、希
塩酸等の準備又は管理が面倒であるだけでなく、その廃
水処理も大きな問題となっている。
【0006】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、測定
作業を中断することなくフローセル内部のクリーニング
を行うことができる水質測定装置を提供することを課題
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の課題は、光源と、
試料液が連続的に流れる透明なフローセルと、前記光源
から発せられ前記フローセルを透過する光を検出する検
出器と、この検出器の出力に基づいて少なくとも前記試
料液の透過率又は濃度を算出する演算装置とを備えた水
質測定装置において、前記フローセルの前記光源側に対
向する内壁面と前記検出器側に対向する内壁面とに、こ
れら両内壁面をクリーニングするブラシ機構を設けたこ
とを特徴とする水質測定装置、によって解決される。
【0008】すなわち、本発明は、フローセルの光源側
に対向する内壁面と検出器側に対向する内壁面とに、こ
れら両内壁面をクリーニングするブラシ機構を設けるこ
とによって、測定作業を中断することなく当該ブラシ機
構による上記両内壁面のクリーニングを行うようにして
おり、フローセルの完全なメンテナンス・フリー化を図
っている。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0010】図1は、本発明の第1の実施の形態を示し
ている。なお、図において図11と対応する部分につい
ては同一の符号を付している。本実施の形態では、フロ
ーセル2の光源1に対向する内壁面2a及び検出器4側
に対向する内壁面2bにそれぞれブラシ機構11a及び
11bを設けている。このうち、光源1側のブラシ機構
11aは、図2及び図4に示されるように、内壁面2a
に回転可能に支持される回転軸12aと、この回転軸1
2aに設けられた複数枚(本実施の形態では4枚)の翼
部13a、13a、・・・を有し、流入管8からフロー
セル2内へ流れ込む試料液の水流を翼部13aで受けて
回転軸12aのまわりに回転可能としている。また、す
べての翼部13aには内壁面2aに摺接するブラシ部1
4a、14a、・・・を設け、翼部13aの回転により
当該ブラシ部14aでもって内壁面2aのクリーニング
作用(異物等の除去)を行わせる。なお、これら翼部1
3a及びブラシ部14aはすべて透明材で形成されるの
が望ましい。
【0011】他方、検出器1側のブラシ機構11bもま
た上述のブラシ機構11aと同様に構成され、図3に示
すように内壁面2bに支持される回転軸12bと、4枚
の翼部13bと、内壁面2bに摺接するブラシ部(図示
なし)を有し、フローセル2から流出管9へ流れ出る試
料液の水流を翼部13bで受けて回転軸12bのまわり
に回転する際、ブラシ部もって内壁面2bのクリーニン
グ作用を行わせる。
【0012】したがって、本実施の形態によれば、試料
液の水質測定を中断することなくフローセル2内のクリ
ーニング作用を行うことができ、測定中、内壁面2a、
2bを常に清浄な状態に保つことができる。また、フロ
ーセル2の完全なメンテナンス・フリー化を図ることが
でき、オンラインで水質を測定する装置において非常に
有益である。なお、各ブラシ機構11a、11bの翼部
13a、13bが回転しても、内壁面2aにおける投光
部および内壁面2bにおける受光部の面積は変わらない
ので、本来の測定作業に何ら支承を来すことはない。
【0013】また、本実施の形態において、ブラシ機構
11aの回転軸12aはフローセル2の内壁面2aに支
持されるようにしたが、この構成では、内壁面2aの回
転軸周辺部分のクリーニング作用が十分に得られない。
そこで、図5に示すように、回転軸12aをフローセル
2内に立設された透明材で成る軸受部材15により回転
可能に支持させるようにすれば、内壁面2aのほぼ全領
域をカバーするようにブラシ部14aを設けることがで
き、ブラシ機構11aの回転中心部のクリーニング作用
が可能となる。なお、検出器4側のブラシ機構11bも
同様である。
【0014】さらに、ブラシ機構11a、11bの翼部
13a、13bを試料液の水流を受けた際にそれぞれ内
壁面2a、2b側に押し付ける力が得られるように少し
傾斜させて設ければ、ブラシ機構11a、11bの回転
作用が安定し、ブラシ部14a、14bをしっかりと内
壁面2a、2bに押し付けることができると考えられ
る。
【0015】図6は、本発明の第2の実施の形態を示し
ている。なお、図において第1の実施の形態と対応する
部分については同一の符号を付している。
【0016】フローセル22の一端側には光源1が設け
られ、他端側には内部に集光レンズ3及び検出器4を収
容した被駆動部材30が液密に挿入されている。この被
駆動部材30の光源1側と対向する一端部は、フローセ
ル22の内壁面の一部として透明材30aで形成されて
おり、その他端側はリニアモータ31により軸方向に駆
動され得る金属製の軸部30bを有している。つまり、
被駆動部材30はフローセル22の内部において矢印方
向に移動可能であり、フローセル22の光源1側内壁面
22aに対して検出器4側内壁面を構成する被駆動部材
30の一端部30aを進退可能に構成している。リニア
モータ31は、演算装置6から発せられる駆動信号Sに
応じて駆動装置32により駆動される。駆動信号Sは、
フローセル22に対する被駆動部材30の停止位置(光
源1と検出器4との距離)を決定する制御信号で、検出
器4の出力に応じて発信されるものである。以上の構成
により、連続的に変化する試料液の濃度に応じた最適な
測定位置へ検出器を移動させ、広い濃度範囲にわたって
精度の高い測定を可能としている。
【0017】フローセル22の光源1側内壁面22a、
及び、透明材30aにより形成される検出器4側内壁面
に、それぞれブラシ機構21a及び21bを設けてい
る。このうち、光源1側のブラシ機構21aは、上述の
第1の実施の形態におけるブラシ機構11aと同様に構
成されるので、その説明を省略するものとする。他方の
検出器4側に設けられるブラシ機構21bは、図7及び
図8に示すように4枚の翼部23、23、・・・をプロ
ペラ又はスクリューの羽根の形状とし、流入管8から流
出管9に向かう図中右方への試料液の水流により当該翼
部23を回転軸25のまわりに回転させるようにしてい
る。また、これら翼部23のそれぞれに被駆動部材30
の端部(透明材)30aを摺接するようにブラシ部2
4、24、・・・を設け、翼部23の回転により透明材
30aのクリーニング作用を行うようにしている。な
お、第1の実施の形態と同様に、これら翼部23及びブ
ラシ部24をすべて透明材で形成するのが望ましい。
【0018】以上の構成により、本実施の形態によって
も第1の実施の形態と同様な作用及び効果が得られ、試
料液の濃度に応じてセル長を可変とするタイプの装置で
あっても測定を中断することなくフローセル22のクリ
ーニング作用を得ることができ、測定中、内壁面2a、
2bを常に清浄な状態に保つことができる。
【0019】また、ブラシ機構21bを上述の構成に代
えて図9及び図10に示すように構成することもでき
る。すなわち、図9は、翼部23と透明材30aとの間
に回転軸25と直交する十字形状の支持部材26を回転
軸25に固定し、この支持部材26にブラシ部24を設
けた構成例を示している。また、図10は、図9の構成
からプロペラ形状の翼部23を省略し、支持部材26の
各先端部に板状の翼部27を水流の方向に対して傾斜さ
せた状態で固定した構成例である。この場合、被駆動部
材30の側周部に沿って軸方向に流れる水流を翼部27
で受けて、効率よく支持部材26を回転させることがで
きる。
【0020】図12及び図13は、本発明の第3の実施
の形態を示している。なお、図において第1の実施の形
態と対応する部分については同一の符号を付している。
【0021】本実施の形態では、光源1側のブラシ機構
11aと検出器4側のブラシ機構11bとの回転中心部
を連結軸40で連結し、各ブラシ機構11a、11bの
翼部13a、13b(本実施の形態では翼部はそれぞれ
2枚ずつ取り付けられる。)がそれぞれ同じ角度位置で
回転するようにしている。光源1は例えばキセノン閃光
ランプで、ブラシ機構11a、11bの回転中心とは偏
倚した位置に設けられ、その軸線延長上に検出器4を配
置している。また、回転軸12aに関し光源1と対称な
位置に、投光器41及び受光器42を有する翼部検出部
43を設け、また、光源1側のブラシ機構11aの各翼
部13a、13aにそれぞれ上記投光器41の光を反射
可能に反射材44、44を設けている。そして、翼部1
3aが翼部検出部43の前方に達したときに、翼部13
aで反射された投光器41の反射光を受光器42が検出
して同期信号Tを図示しない制御装置へ供給するように
している。
【0022】そこで本実施の形態では、図13に示すよ
うに同期信号Tが時間t1 、t3 、t5 、・・・のとき
出力されるとすると、光源1の発光をt2 、t4 、・・
・というように同期信号Tが出力されていないときに行
うようにしている。ここで、t1 とt2 との間は例えば
90度とし、翼部13a、13a(13b、13b)と
そのブラシ部14a(14b)が光源1の前方に確実に
存在しないタイミングで光源1から光を発光させるよう
にして、検出器4にてフローセル2内の透過光を検出す
るようにしている。なお、90度に限らず、翼部13
a、13bの回転数に応じて光源1の発光タイミングや
発光時間を変更するようにしてもよい。
【0023】したがって、本実施の形態によれば、上述
の第1、第2の実施の形態と同様なフローセル2のクリ
ーニング作用を得ながら、各ブラシ機構11a、11b
のブラシ部14a、14b自身の汚れやへたりによる影
響を受けてその透過特性が変化してしまうのを防止する
ことができる。また、フローセル2内の試料液の流速に
よって各翼部13a、13bの回転数が変化すると、ブ
ラシ部14a、14bの形状が変化し(回転数が速くな
るとブラシ部14a、14bが寝易くなる)、これによ
っても光の透過特性に影響を与えるが、本実施の形態で
は前方に翼部13a及びブラシ部14aが存在しないと
きに光源1から光を発するようにしているので問題には
ならない。以上により、フローセル2の内壁面2a、2
bをクリーニングするブラシ機構11a、11bの影響
を受けることなく、精度良く水質を測定することができ
る。
【0024】以上の構成は、光源1と翼部検出部43と
を回転軸12aに関して180度の位置関係に配置する
とともに、同期信号Tが出力されていないときに光源1
を発光させるようにしたが、例えば図14に示すよう
に、光源1と翼部検出部43とを回転中心に関して90
度の位置関係となるように配置するようにして、翼部検
出部43の受光器42が同期信号Tを発信している間、
光源1を発光させるようにすることもできる。なお、翼
部検出部43を光源1側でなく検出器4側に設けるとと
もに、検出器4側のブラシ機構11bの各翼部に反射材
を取り付けるようにしてもよい。
【0025】また、翼部検出部43を設けることに代え
て、例えば進角制御のように、ブラシ機構11a(11
b)の回転軸12a(12b)に同期して回転する軸の
周囲に所定の角度位置で接点を設け、この接点をスイッ
チとして光源1を発光させることもできる。
【0026】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、
本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能であ
る。
【0027】例えば、以上の各実施の形態では、ブラシ
機構の各翼部をそれぞれ4枚ずつ形成したが、必要に応
じてその数を増減してもよい。また、各ブラシ機構の回
転中心部をそれぞれ投光部、受光部の各中心部付近に設
置したが、これを別の位置に設ければ、投光部及び受光
部の各面積を大きくすることができる。
【0028】なお、これらブラシ機構をフローセル内の
水流によるだけでなく、補助的に、モータ等で電気的に
駆動させるようにしてもよい。
【0029】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の水質測定装
置によれば、フローセルの光源側に対向する内壁面と検
出器側に対向する内壁面とに、これら両内壁面をクリー
ニングするブラシ機構を設けるたので、測定作業を中断
することなく当該ブラシ機構により上記両内壁面のクリ
ーニングを行うことができ、フローセルを完全なメンテ
ナンス・フリーとすることができる。これにより、測定
中、常にフローセルを清浄な状態に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を模式的に示す断面
図である。
【図2】同光源側ブラシ機構の正面断面図である。
【図3】同検出器側ブラシ機構の正面断面図である。
【図4】同光源側ブラシ機構の側断面図である。
【図5】図4の変形例を示す側断面図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態を模式的に示す断面
図である。
【図7】同検出器側ブラシ機構の正面図である。
【図8】同側断面図である。
【図9】図8の変形例を示す側断面図である。
【図10】図8の更なる変形例を示す側断面図である。
【図11】従来の水質測定装置の基本形態を模式的に示
す側断面図である。
【図12】本発明の第3の実施の形態を模式的に示す断
面図である。
【図13】同作用を示す図である。
【図14】図12の変形例を示す光源側の正面断面図で
ある。
【符号の説明】
1 光源 2 フローセル 2a 光源側内壁面 2b 検出器側内壁面 4 検出器 6 演算装置 11a 光源側ブラシ機構 11b 検出器側ブラシ機構 12a 回転軸 12b 回転軸 13a 翼部 13b 翼部 14a ブラシ部 15 軸受部材 21a 光源側ブラシ機構 21b 検出器側ブラシ機構 23 翼部 24 ブラシ部 25 回転軸 40 連結軸 41 投光器 42 受光器 43 翼部検出部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、試料液が連続的に流れる透明な
    フローセルと、前記光源から発せられ前記フローセルを
    透過する光を検出する検出器と、この検出器の出力に基
    づいて少なくとも前記試料液の透過率又は濃度を算出す
    る演算装置とを備えた水質測定装置において、 前記フローセルの前記光源側に対向する内壁面と前記検
    出器側に対向する内壁面とに、これら両内壁面をクリー
    ニングするブラシ機構を設けたことを特徴とする水質測
    定装置。
  2. 【請求項2】 前記フローセルは、前記両内壁面のうち
    一方が他方に対して進退可能に構成される請求項1に記
    載の水質測定装置。
  3. 【請求項3】 前記ブラシ機構は、回転軸と、前記両内
    壁面に摺接するブラシ部を備えた複数枚の翼部で成り、
    前記試料液の水流を前記翼部で受けて回転する請求項1
    又は請求項2に記載の水質測定装置。
  4. 【請求項4】 前記ブラシ機構の回転軸は、前記内壁面
    側に支持される請求項3に記載の水質測定装置。
  5. 【請求項5】 前記ブラシ機構の回転軸は、前記フロー
    セルの内部に立設された透明な軸受部材により支持され
    る請求項3に記載の水質測定装置。
  6. 【請求項6】 前記光源側のブラシ機構と、前記検出器
    側のブラシ機構とをそれぞれ同一の角度位置で連結する
    とともに、前記光源及び前記検出器を前記ブラシ機構の
    回転中心よりも偏倚した位置に設け、前記光源をこの光
    源の前方に前記翼部が位置していないときにのみ発光さ
    せるようにした請求項3に記載の水質測定装置。
  7. 【請求項7】 前記光源側のブラシ機構又は前記検出器
    側のブラシ機構の翼部に反射材を設けるとともに、この
    反射材に光を照射する投光部とその反射光を受光する受
    光部とをそれぞれ配置し、前記受光部の出力に基づいて
    前記光源を発光させるようにした請求項6に記載の水質
    測定装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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