JPH1151862A - 光発生装置および液体濃度測定装置 - Google Patents
光発生装置および液体濃度測定装置Info
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- JPH1151862A JPH1151862A JP20770097A JP20770097A JPH1151862A JP H1151862 A JPH1151862 A JP H1151862A JP 20770097 A JP20770097 A JP 20770097A JP 20770097 A JP20770097 A JP 20770097A JP H1151862 A JPH1151862 A JP H1151862A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光ダイオードの発光量が速やかに安定する
光発生装置および濃度測定値が速やかに安定する液体濃
度測定装置を実現する。 【解決手段】 発光ダイオード２０と、電源電圧を周期
的に断続する断続手段ＴＲと、断続手段によって断続さ
れた電源電圧を発光ダイオードに印加する抵抗Ｒ３と、
抵抗に並列に接続されたキャパシタＣ３と、を具備する
ことを特徴とする光発生装置および液体濃度測定装置で
ある。
光発生装置および濃度測定値が速やかに安定する液体濃
度測定装置を実現する。 【解決手段】 発光ダイオード２０と、電源電圧を周期
的に断続する断続手段ＴＲと、断続手段によって断続さ
れた電源電圧を発光ダイオードに印加する抵抗Ｒ３と、
抵抗に並列に接続されたキャパシタＣ３と、を具備する
ことを特徴とする光発生装置および液体濃度測定装置で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードを
使用した光発生装置および光の屈折率を利用して液体の
濃度を測定する液体濃度測定装置に関する。
使用した光発生装置および光の屈折率を利用して液体の
濃度を測定する液体濃度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光の屈折率を利用した液体濃度測定装置
としては、被測定液の屈折率より高い屈折率を有し被測
定液を接触させる測定面を備えた透光性媒体の内部から
測定面に向けて発光素子の光を照射し、測定面と被測定
液との境界面で反射された反射光を受光素子で受光し、
受光信号に基づいて被測定液の濃度を測定するようにし
たものが知られている。
としては、被測定液の屈折率より高い屈折率を有し被測
定液を接触させる測定面を備えた透光性媒体の内部から
測定面に向けて発光素子の光を照射し、測定面と被測定
液との境界面で反射された反射光を受光素子で受光し、
受光信号に基づいて被測定液の濃度を測定するようにし
たものが知られている。
【０００３】測定面と被測定液との境界面での反射率は
被測定液の屈折率によって変わり、それによって受光素
子の受光量が変化するので、受光量に基づいて被測定液
の濃度を測定することができる。発光素子には発光ダイ
オードが用いられ、受光素子にはフォトダイオードが用
いられるのが普通である。
被測定液の屈折率によって変わり、それによって受光素
子の受光量が変化するので、受光量に基づいて被測定液
の濃度を測定することができる。発光素子には発光ダイ
オードが用いられ、受光素子にはフォトダイオードが用
いられるのが普通である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】発光ダイオードの発光
量は、例えば図９に示すように、電流通電中の自己加熱
等によって時間とともに変化（ドリフト）し、しかもそ
のドリフト量は個々の発光ダイオードごとに異なる。発
光ダイオードの発光量の変化は受光素子の受光信号に直
接影響するので、濃度測定に誤差を生じる。
量は、例えば図９に示すように、電流通電中の自己加熱
等によって時間とともに変化（ドリフト）し、しかもそ
のドリフト量は個々の発光ダイオードごとに異なる。発
光ダイオードの発光量の変化は受光素子の受光信号に直
接影響するので、濃度測定に誤差を生じる。
【０００５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、発光ダイオードの発光量が
速やかに安定する光発生装置および測定値が速やかに安
定する液体濃度測定装置を実現することである。
されたもので、その目的は、発光ダイオードの発光量が
速やかに安定する光発生装置および測定値が速やかに安
定する液体濃度測定装置を実現することである。
【０００６】
（１）上記の課題を解決する請求項１の発明は、発光ダ
イオードと、電源電圧を周期的に断続する断続手段と、
前記断続手段によって断続された電源電圧を前記発光ダ
イオードに印加する抵抗と、前記抵抗の少なくとも一部
に並列に接続されたキャパシタと、を具備することを特
徴とする光発生装置である。
イオードと、電源電圧を周期的に断続する断続手段と、
前記断続手段によって断続された電源電圧を前記発光ダ
イオードに印加する抵抗と、前記抵抗の少なくとも一部
に並列に接続されたキャパシタと、を具備することを特
徴とする光発生装置である。
【０００７】請求項１の発明では、キャパシタの微分作
用により、発光ダイオードの駆動電圧の立ち上がりにス
パイクが付与されて発光ダイオードの自己加熱の進行が
促進され、発光量が速やかに安定する。
用により、発光ダイオードの駆動電圧の立ち上がりにス
パイクが付与されて発光ダイオードの自己加熱の進行が
促進され、発光量が速やかに安定する。
【０００８】（２）上記の課題を解決する請求項２の発
明は、被測定液の屈折率より高い屈折率を有し、前記被
測定液を接触させる測定面を備えた透光性媒体と、前記
透光性媒体を透過させて前記測定面に向けて光を照射す
る発光ダイオードと、前記発光素子から照射され前記測
定面と前記被測定液との境界面で反射された反射光を受
光する受光素子と、前記受光素子の受光信号に基づいて
前記被測定液の濃度を測定する測定手段と、を備えた液
体濃度測定装置であって、電源電圧を周期的に断続する
断続手段と、前記断続手段によって断続された電源電圧
を前記発光ダイオードに印加する抵抗と、前記抵抗の少
なくとも一部に並列に接続されたキャパシタと、を具備
することを特徴とする液体濃度測定装置である。
明は、被測定液の屈折率より高い屈折率を有し、前記被
測定液を接触させる測定面を備えた透光性媒体と、前記
透光性媒体を透過させて前記測定面に向けて光を照射す
る発光ダイオードと、前記発光素子から照射され前記測
定面と前記被測定液との境界面で反射された反射光を受
光する受光素子と、前記受光素子の受光信号に基づいて
前記被測定液の濃度を測定する測定手段と、を備えた液
体濃度測定装置であって、電源電圧を周期的に断続する
断続手段と、前記断続手段によって断続された電源電圧
を前記発光ダイオードに印加する抵抗と、前記抵抗の少
なくとも一部に並列に接続されたキャパシタと、を具備
することを特徴とする液体濃度測定装置である。
【０００９】請求項２の発明では、キャパシタの微分作
用により、発光ダイオードの駆動電圧の立ち上がりにス
パイクが付与されて発光ダイオードの自己加熱の進行が
促進され、発光量が速やかに安定する。それによって、
濃度測定値が速やかに安定する。
用により、発光ダイオードの駆動電圧の立ち上がりにス
パイクが付与されて発光ダイオードの自己加熱の進行が
促進され、発光量が速やかに安定する。それによって、
濃度測定値が速やかに安定する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１に、液体濃度測定装置
のブロック図を示す。本装置は、本発明の実施の形態の
一例である。
施の形態を詳細に説明する。図１に、液体濃度測定装置
のブロック図を示す。本装置は、本発明の実施の形態の
一例である。
【００１１】本装置の構成を説明する。図１に示すよう
に、本装置は被測定液ｆを検査する検査部１０を有す
る。検査部１０は、発光ダイオード２０、フォトセンサ
２１、プリズム２４およびケーシング３０を備えてい
る。検査部１０の詳細な構成については後にあらためて
説明する。
に、本装置は被測定液ｆを検査する検査部１０を有す
る。検査部１０は、発光ダイオード２０、フォトセンサ
２１、プリズム２４およびケーシング３０を備えてい
る。検査部１０の詳細な構成については後にあらためて
説明する。
【００１２】発光ダイオード２０は、本発明における発
光ダイオードの実施の形態の一例である。フォトセンサ
２１は、本発明における受光素子の実施の形態の一例で
ある。フォトセンサ２１としては、例えばフォトダイオ
ード等が利用される。あるいは、フォトトランジスタや
その他の光検出素子を利用するようにしても良い。プリ
ズム２４は、本発明における透光性媒体の実施の形態の
一例である。
光ダイオードの実施の形態の一例である。フォトセンサ
２１は、本発明における受光素子の実施の形態の一例で
ある。フォトセンサ２１としては、例えばフォトダイオ
ード等が利用される。あるいは、フォトトランジスタや
その他の光検出素子を利用するようにしても良い。プリ
ズム２４は、本発明における透光性媒体の実施の形態の
一例である。
【００１３】発光ダイオード２０には発光ダイオード駆
動部１００が接続されている。発光ダイオード２０は、
発光ダイオード駆動部１００から駆動信号が与えられ
る。発光ダイオード２０および発光ダイオード駆動部１
００は、本発明の光発生装置の実施の形態の一例であ
る。発光ダイオード２０の光は、プリズム２４内を透過
し被測定液ｆとの境界面で反射されてフォトセンサ２１
に入射するようになっている。
動部１００が接続されている。発光ダイオード２０は、
発光ダイオード駆動部１００から駆動信号が与えられ
る。発光ダイオード２０および発光ダイオード駆動部１
００は、本発明の光発生装置の実施の形態の一例であ
る。発光ダイオード２０の光は、プリズム２４内を透過
し被測定液ｆとの境界面で反射されてフォトセンサ２１
に入射するようになっている。
【００１４】フォトセンサ２１にはバンドパス回路２０
０、整流回路３００、平滑回路４００、プリアンプ回路
５００、演算回路６００および表示部７００が順次直列
に接続されている。バンドパス回路２００、整流回路３
００、平滑回路４００、プリアンプ回路５００および演
算回路６００は、本発明における測定手段の実施の形態
の一例である。
０、整流回路３００、平滑回路４００、プリアンプ回路
５００、演算回路６００および表示部７００が順次直列
に接続されている。バンドパス回路２００、整流回路３
００、平滑回路４００、プリアンプ回路５００および演
算回路６００は、本発明における測定手段の実施の形態
の一例である。
【００１５】フォトセンサ２１の受光信号は、バンドパ
ス回路２００、整流回路３００、平滑回路４００および
プリアンプ回路５００を順次に経由して演算回路６００
に入力される。演算回路６００の出力信号が表示部７０
０に与えられる。
ス回路２００、整流回路３００、平滑回路４００および
プリアンプ回路５００を順次に経由して演算回路６００
に入力される。演算回路６００の出力信号が表示部７０
０に与えられる。
【００１６】図２〜図４に、検査部１０の詳細な構成を
示す。検査部１０はケーシング３０を有している。この
ケーシング３０の中に、検査部１０を構成する以下に説
明する各部品が収容されている。
示す。検査部１０はケーシング３０を有している。この
ケーシング３０の中に、検査部１０を構成する以下に説
明する各部品が収容されている。
【００１７】ケーシング３０の上部壁３０ｃには、円形
の測定孔３０ａと、この測定孔３０ａと同心状のリング
嵌込部３０ｂとが形成されている。ケーシング３０の内
方には、プリズム２４を保持するプリズムホルダ１３が
固定されている。
の測定孔３０ａと、この測定孔３０ａと同心状のリング
嵌込部３０ｂとが形成されている。ケーシング３０の内
方には、プリズム２４を保持するプリズムホルダ１３が
固定されている。
【００１８】検査部１０の一部をなす上記プリズムホル
ダ１３は、側面視台形状に形成され、所定角度に傾斜さ
れた対抗する支持面１３ａ、１３ｅ、および底部１３ｄ
を有している。これらの支持面１３ａ、１３ｅには、円
筒状の支持部１８、１９がそれぞれ設けられている。
ダ１３は、側面視台形状に形成され、所定角度に傾斜さ
れた対抗する支持面１３ａ、１３ｅ、および底部１３ｄ
を有している。これらの支持面１３ａ、１３ｅには、円
筒状の支持部１８、１９がそれぞれ設けられている。
【００１９】支持部１８は、発光ダイオード２０を実装
するための中空部１８ａを有し、支持部１９は、フォト
センサ２１を実装するための中空部１９ａを有してい
る。またプリズムホルダ１３の上部四隅には、このプリ
ズムホルダ１３をケーシング３０に固定するための固定
用突起１３ｂが設けられ、該４個の固定用突起１３ｂ
は、それぞれにボルト孔１３ｃを有している。
するための中空部１８ａを有し、支持部１９は、フォト
センサ２１を実装するための中空部１９ａを有してい
る。またプリズムホルダ１３の上部四隅には、このプリ
ズムホルダ１３をケーシング３０に固定するための固定
用突起１３ｂが設けられ、該４個の固定用突起１３ｂ
は、それぞれにボルト孔１３ｃを有している。
【００２０】プリズム２４は、被測定液ｆの屈折率より
高い屈折率を有するアクリルやガラス等の透光性媒体か
らなり、被測定液ｆを接触させる測定面２４ａと、プリ
ズムホルダ１３の支持面１３ａと同角度に傾斜された光
入射面２４ｂと、支持面１３ｅと同角度に傾斜された光
出射面２４ｄと、切欠２４ｃとを有している。
高い屈折率を有するアクリルやガラス等の透光性媒体か
らなり、被測定液ｆを接触させる測定面２４ａと、プリ
ズムホルダ１３の支持面１３ａと同角度に傾斜された光
入射面２４ｂと、支持面１３ｅと同角度に傾斜された光
出射面２４ｄと、切欠２４ｃとを有している。
【００２１】プリズムホルダ１３は、内方に保持したプ
リズム２４の測定面２４ａを測定孔３０ａに対向させた
状態で、固定ボルト３３を介して上壁部３０ｃ裏面に固
定されている。さらに上壁部３０ｃと、ケーシング３０
裏面に当接する測定面２４ａとの間には、リング嵌込部
３０ｂに嵌着されたＯリング３１が縮接されている。こ
れにより、測定孔３０ａと測定面２４ａとの間の水密が
保持され、被測定液ｆを溜めるための凹部が構成され
る。
リズム２４の測定面２４ａを測定孔３０ａに対向させた
状態で、固定ボルト３３を介して上壁部３０ｃ裏面に固
定されている。さらに上壁部３０ｃと、ケーシング３０
裏面に当接する測定面２４ａとの間には、リング嵌込部
３０ｂに嵌着されたＯリング３１が縮接されている。こ
れにより、測定孔３０ａと測定面２４ａとの間の水密が
保持され、被測定液ｆを溜めるための凹部が構成され
る。
【００２２】発光ダイオード２０は、発散光である射出
光束の略中心部の光を、プリズム２４の屈折率と測定面
２４ａ上の被測定液ｆとの屈折率に基づき求められる、
最大臨界角θc 程度となる入射角で測定面２４ａに照射
できるような角度で設けられている。フォトセンサ２１
は、被測定液ｆとプリズム２４とでなす境界面Ｉで反射
された反射光を、有効に集光できる角度となるように設
けられている。
光束の略中心部の光を、プリズム２４の屈折率と測定面
２４ａ上の被測定液ｆとの屈折率に基づき求められる、
最大臨界角θc 程度となる入射角で測定面２４ａに照射
できるような角度で設けられている。フォトセンサ２１
は、被測定液ｆとプリズム２４とでなす境界面Ｉで反射
された反射光を、有効に集光できる角度となるように設
けられている。
【００２３】発光ダイオード２０の端子２０ａは、リー
ド線２２を通じて発光ダイオード駆動部１００に接続さ
れ、フォトセンサ２１の端子２１ａは、リード線２３を
通じてバンドパス回路２００に接続される。
ド線２２を通じて発光ダイオード駆動部１００に接続さ
れ、フォトセンサ２１の端子２１ａは、リード線２３を
通じてバンドパス回路２００に接続される。
【００２４】ところで、一定の屈折率を有する媒質（媒
体）Ｍ1 中を進む光束が、この媒質Ｍ1 より低い屈折率
を有する媒質（媒体）Ｍ2 との境界面に入射する場合、
入射側の媒質Ｍ1 および屈折側の媒質Ｍ2 の屈折率をそ
れぞれｎ1 、ｎ2 （ｎ1 ＞ｎ 2 ）とすると、光束はその
入射角が臨界角θc （＝ｓｉｎ-1（ｎ2 ／ｎ1 ））より
大きいとき全反射する。また光束の入射角が臨界角θc
より小さいとき、光束の一部が両媒体の屈折率比（ｎ2
／ｎ1 ）に応じた反射率で媒質Ｍ2 側に透過し、残りは
反射する。
体）Ｍ1 中を進む光束が、この媒質Ｍ1 より低い屈折率
を有する媒質（媒体）Ｍ2 との境界面に入射する場合、
入射側の媒質Ｍ1 および屈折側の媒質Ｍ2 の屈折率をそ
れぞれｎ1 、ｎ2 （ｎ1 ＞ｎ 2 ）とすると、光束はその
入射角が臨界角θc （＝ｓｉｎ-1（ｎ2 ／ｎ1 ））より
大きいとき全反射する。また光束の入射角が臨界角θc
より小さいとき、光束の一部が両媒体の屈折率比（ｎ2
／ｎ1 ）に応じた反射率で媒質Ｍ2 側に透過し、残りは
反射する。
【００２５】従って、図２において、境界面Ｉに一定量
の光束を照射する場合、反射光の光量は、媒質Ｍ1 、Ｍ
2 の屈折率に応じて変化する。すなわち、媒質Ｍ1 を既
知の屈折率ｎ1 を有するアクリルやガラス等からなるプ
リズム２４とし、媒質Ｍ2 を屈折率が未知である被測定
液ｆとすると、フォトセンサ２１によって反射光の光量
を測定することにより、被測定液ｆの屈折率ｎ2 を検出
することができ、これに基づき被測定液ｆの濃度を検出
することができる。
の光束を照射する場合、反射光の光量は、媒質Ｍ1 、Ｍ
2 の屈折率に応じて変化する。すなわち、媒質Ｍ1 を既
知の屈折率ｎ1 を有するアクリルやガラス等からなるプ
リズム２４とし、媒質Ｍ2 を屈折率が未知である被測定
液ｆとすると、フォトセンサ２１によって反射光の光量
を測定することにより、被測定液ｆの屈折率ｎ2 を検出
することができ、これに基づき被測定液ｆの濃度を検出
することができる。
【００２６】図５に、本装置の主要部の電気的接続図を
示す。発光ダイオード駆動部１００は、スイッチングト
ランジスタＴＲのオン・オフにより、電源電圧ＶE を一
定の周期で断続して抵抗Ｒ３とキャパシタＣ３の並列回
路を通じて発光ダイオード２０に与えるようになってい
る。なお、抵抗Ｒ３は適宜の比率で分割し、分割抵抗の
一方側にキャパシタＣ３を並列接続するようにしても良
い。これは、後述する発光ダイオード２０の駆動電圧の
スパイクの面積を適切に設定する点で好ましい。
示す。発光ダイオード駆動部１００は、スイッチングト
ランジスタＴＲのオン・オフにより、電源電圧ＶE を一
定の周期で断続して抵抗Ｒ３とキャパシタＣ３の並列回
路を通じて発光ダイオード２０に与えるようになってい
る。なお、抵抗Ｒ３は適宜の比率で分割し、分割抵抗の
一方側にキャパシタＣ３を並列接続するようにしても良
い。これは、後述する発光ダイオード２０の駆動電圧の
スパイクの面積を適切に設定する点で好ましい。
【００２７】スイッチングトランジスタＴＲは、本発明
における断続手段の実施の形態の一例である。抵抗Ｒ３
は、本発明における抵抗の実施の形態の一例である。キ
ャパシタＣ３は、本発明におけるキャパシタの実施の形
態の一例である。
における断続手段の実施の形態の一例である。抵抗Ｒ３
は、本発明における抵抗の実施の形態の一例である。キ
ャパシタＣ３は、本発明におけるキャパシタの実施の形
態の一例である。
【００２８】フォトセンサ２１にはバイアス電圧ＶB が
与えられ、それによって、入射光に対応した電流をバン
ドパス回路２００の抵抗Ｒ１０に流すようになってい
る。バンドパス回路２００は、次段への信号の通過経路
に直列に挿入された交流通過用（即ち直流阻止用）のキ
ャパシタＣ４と、その両端をコモン電位に接続する抵抗
Ｒ１０、Ｒ４で構成される。
与えられ、それによって、入射光に対応した電流をバン
ドパス回路２００の抵抗Ｒ１０に流すようになってい
る。バンドパス回路２００は、次段への信号の通過経路
に直列に挿入された交流通過用（即ち直流阻止用）のキ
ャパシタＣ４と、その両端をコモン電位に接続する抵抗
Ｒ１０、Ｒ４で構成される。
【００２９】整流回路３００は、ＯＰアンプＯＰ１と、
正極性電流通過用のダイオードＤ１と、負極性電流通過
用のダイオードＤ２と、帰還用分圧抵抗Ｒ１３、Ｒ１４
で構成される。
正極性電流通過用のダイオードＤ１と、負極性電流通過
用のダイオードＤ２と、帰還用分圧抵抗Ｒ１３、Ｒ１４
で構成される。
【００３０】平滑回路４００は、信号通過経路に直列な
抵抗Ｒ５とその出力端をコモン電位に接続するキャパシ
タＣ８で構成される。プリアンプ回路５００は、ＯＰア
ンプＯＰ２、ＯＰ３、ＯＰ４と、ＯＰアンプＯＰ３の入
力分圧抵抗Ｒ１８、ＶＲ２、Ｒｔ、Ｒ１９と、ＯＰアン
プＯＰ３の出力分圧抵抗Ｒ１５、Ｒ２０と、ＯＰアンプ
ＯＰ４の入力抵抗Ｒ１６と、ＯＰアンプＯＰ４の帰還抵
抗Ｒ１７、ＶＲ１で構成される。
抵抗Ｒ５とその出力端をコモン電位に接続するキャパシ
タＣ８で構成される。プリアンプ回路５００は、ＯＰア
ンプＯＰ２、ＯＰ３、ＯＰ４と、ＯＰアンプＯＰ３の入
力分圧抵抗Ｒ１８、ＶＲ２、Ｒｔ、Ｒ１９と、ＯＰアン
プＯＰ３の出力分圧抵抗Ｒ１５、Ｒ２０と、ＯＰアンプ
ＯＰ４の入力抵抗Ｒ１６と、ＯＰアンプＯＰ４の帰還抵
抗Ｒ１７、ＶＲ１で構成される。
【００３１】ＯＰアンプＯＰ２、ＯＰ３は負入力端子が
出力端子に直結されてゲインが１の増幅器になってい
る。ＯＰアンプＯＰ４の入力抵抗Ｒ１６の一端に、ＯＰ
アンプＯＰ２を通じて平滑回路４００の出力電圧が与え
られる。ＯＰアンプＯＰ４の正入力端子には、基準電圧
ＶR を分圧抵抗Ｒ１８、ＶＲ２、Ｒｔ、Ｒ１９で分圧し
たバイアス電圧が、ＯＰアンプＯＰ３を通じ、かつ抵抗
Ｒ１５、Ｒ２０からなる分圧回路を通じて与えられる。
出力端子に直結されてゲインが１の増幅器になってい
る。ＯＰアンプＯＰ４の入力抵抗Ｒ１６の一端に、ＯＰ
アンプＯＰ２を通じて平滑回路４００の出力電圧が与え
られる。ＯＰアンプＯＰ４の正入力端子には、基準電圧
ＶR を分圧抵抗Ｒ１８、ＶＲ２、Ｒｔ、Ｒ１９で分圧し
たバイアス電圧が、ＯＰアンプＯＰ３を通じ、かつ抵抗
Ｒ１５、Ｒ２０からなる分圧回路を通じて与えられる。
【００３２】ＯＰアンプＯＰ４はこれによって、平滑回
路４００の出力電圧を増幅した電圧にバイアス電圧を加
えて出力する。増幅率は抵抗ＶＲ１によって調節され、
バイアス電圧は抵抗ＶＲ２によって調節される。バイア
ス電圧には、例えばサーミスタ等からなる感温抵抗Ｒｔ
により温度特性が付与される。
路４００の出力電圧を増幅した電圧にバイアス電圧を加
えて出力する。増幅率は抵抗ＶＲ１によって調節され、
バイアス電圧は抵抗ＶＲ２によって調節される。バイア
ス電圧には、例えばサーミスタ等からなる感温抵抗Ｒｔ
により温度特性が付与される。
【００３３】次に、本装置の作動を説明する。先ず、検
査部１０の測定孔３０ａに囲繞された測定面２４ａ上に
被測定液ｆを適当量滴下する。これによって、測定面２
４ａに被測定液ｆとの境界面Ｉが形成される。
査部１０の測定孔３０ａに囲繞された測定面２４ａ上に
被測定液ｆを適当量滴下する。これによって、測定面２
４ａに被測定液ｆとの境界面Ｉが形成される。
【００３４】この状態において、図示しないメインスイ
ッチをオンにし、濃度測定を開始する。図６に、本装置
の作動時の電気回路の各部の信号波形を示す。発光ダイ
オード駆動部１００により、駆動電圧（イ）が発光ダイ
オード２０に印加され、発光ダイオード２０を所定の周
期（若しくは周波数）で間欠的に発光させる。
ッチをオンにし、濃度測定を開始する。図６に、本装置
の作動時の電気回路の各部の信号波形を示す。発光ダイ
オード駆動部１００により、駆動電圧（イ）が発光ダイ
オード２０に印加され、発光ダイオード２０を所定の周
期（若しくは周波数）で間欠的に発光させる。
【００３５】発光ダイオード２０の駆動電圧（イ）は、
抵抗Ｒ３に並列に接続されたキャパシタＣ３の微分作用
により、立ち上がり部にスパイクを持つ。このような駆
動電圧（イ）に応じた駆動電流が発光ダイオード２０に
流れる。発光ダイオード２０は駆動電流によって発光
し、光束を境界面Ｉに向けて照射する。
抵抗Ｒ３に並列に接続されたキャパシタＣ３の微分作用
により、立ち上がり部にスパイクを持つ。このような駆
動電圧（イ）に応じた駆動電流が発光ダイオード２０に
流れる。発光ダイオード２０は駆動電流によって発光
し、光束を境界面Ｉに向けて照射する。
【００３６】境界面Ｉでの反射光がフォトセンサ２１に
より受光される。このときフォトセンサ２１によって受
光された光は、（ロ）に示すように、発光ダイオード２
０の光によるものと、外乱光ａによるものとの和にな
る。発光ダイオード２０の光によるものは駆動信号に従
って所定の周期（若しくは周波数）で脈動し、外乱光に
よるものは脈動しない。
より受光される。このときフォトセンサ２１によって受
光された光は、（ロ）に示すように、発光ダイオード２
０の光によるものと、外乱光ａによるものとの和にな
る。発光ダイオード２０の光によるものは駆動信号に従
って所定の周期（若しくは周波数）で脈動し、外乱光に
よるものは脈動しない。
【００３７】このような受光信号から、バンドパス回路
２００によって、所定の周期（若しくは周波数）の脈動
成分、すなわち、発光ダイオード２０の光についての受
光信号だけが取り出され、（ハ）に示すような交流信号
が得られる。
２００によって、所定の周期（若しくは周波数）の脈動
成分、すなわち、発光ダイオード２０の光についての受
光信号だけが取り出され、（ハ）に示すような交流信号
が得られる。
【００３８】交流信号（ハ）は、外乱光による誤差を含
まない濃度測定信号となる。交流信号（ハ）は、整流回
路３００で整流されて（ニ）に示すような半波整流信号
となり、これが平滑回路４００で平滑されて（ホ）に示
すような直流の測定信号なる。平滑回路４００の出力信
号は、プリアンプ回路５００でバイアス加算および増幅
され、演算回路６００で濃度値に換算され、表示部７０
０で表示される。
まない濃度測定信号となる。交流信号（ハ）は、整流回
路３００で整流されて（ニ）に示すような半波整流信号
となり、これが平滑回路４００で平滑されて（ホ）に示
すような直流の測定信号なる。平滑回路４００の出力信
号は、プリアンプ回路５００でバイアス加算および増幅
され、演算回路６００で濃度値に換算され、表示部７０
０で表示される。
【００３９】ここで、発光ダイオード２０には、（イ）
に示したように、立ち上がり部にスパイクを持つ駆動電
圧が印加されるので、スパイク部分に相当する駆動電流
によって発光ダイオード２０の自己加熱が促進される。
このため、発光ダイオード２０の温度上昇が加速されて
速やかに平衡温度に達し、発光量が速やかに安定する。
に示したように、立ち上がり部にスパイクを持つ駆動電
圧が印加されるので、スパイク部分に相当する駆動電流
によって発光ダイオード２０の自己加熱が促進される。
このため、発光ダイオード２０の温度上昇が加速されて
速やかに平衡温度に達し、発光量が速やかに安定する。
【００４０】これによって、例えば図７に示すように、
メインスイッチ投入後、測定値が安定するまでに、従来
はＴ秒かかっていたものが、Ｔ／２秒以下に短縮され
る。すなわち、メインスイッチ投入後、速やかに正しい
測定値を得ることができる。また、メインスイッチ投入
後、速やかに正しい測定値が得られることにとより、本
装置の製造過程における調整作業や実際の使用時の測定
作業の能率が向上する。さらに、発光ダイオード２０の
駆動電圧（イ）の立ち上がりスパイクは、フォトセンサ
２１の入射光への追従性を高め、過渡応答時間を短縮す
る効果をも奏する。
メインスイッチ投入後、測定値が安定するまでに、従来
はＴ秒かかっていたものが、Ｔ／２秒以下に短縮され
る。すなわち、メインスイッチ投入後、速やかに正しい
測定値を得ることができる。また、メインスイッチ投入
後、速やかに正しい測定値が得られることにとより、本
装置の製造過程における調整作業や実際の使用時の測定
作業の能率が向上する。さらに、発光ダイオード２０の
駆動電圧（イ）の立ち上がりスパイクは、フォトセンサ
２１の入射光への追従性を高め、過渡応答時間を短縮す
る効果をも奏する。
【００４１】発光ダイオード２０の温度は周囲温度によ
っても変わり、それによって発光量が変化するので、測
定値は周囲温度の影響を受けるが、これについては、感
温抵抗Ｒｔを持つ分圧回路から得られるバイアス電圧の
温度特性によって補償される。これによって、温度補償
をしないとき周囲温度によって例えば図８の（ａ）に示
すように変化する測定値が、同図の（ｂ）に示すように
周囲温度の影響を受けないようになる。
っても変わり、それによって発光量が変化するので、測
定値は周囲温度の影響を受けるが、これについては、感
温抵抗Ｒｔを持つ分圧回路から得られるバイアス電圧の
温度特性によって補償される。これによって、温度補償
をしないとき周囲温度によって例えば図８の（ａ）に示
すように変化する測定値が、同図の（ｂ）に示すように
周囲温度の影響を受けないようになる。
【００４２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１の
発明では、キャパシタの微分作用により、発光ダイオー
ドの駆動電圧の立ち上がりにスパイクが付与されて発光
ダイオードの自己加熱の進行が促進される。これによっ
て、発光ダイオードの発光量が速やかに安定する光発生
装置を実現することができる。
発明では、キャパシタの微分作用により、発光ダイオー
ドの駆動電圧の立ち上がりにスパイクが付与されて発光
ダイオードの自己加熱の進行が促進される。これによっ
て、発光ダイオードの発光量が速やかに安定する光発生
装置を実現することができる。
【００４３】また、請求項２の発明では、キャパシタの
微分作用により、発光ダイオードの駆動電圧の立ち上が
りにスパイクが付与されて発光ダイオードの自己加熱の
進行が促進され、発光量が速やかに安定する。それによ
って、濃度測定値が速やかに安定する液体濃度測定装置
を実現することができる。
微分作用により、発光ダイオードの駆動電圧の立ち上が
りにスパイクが付与されて発光ダイオードの自己加熱の
進行が促進され、発光量が速やかに安定する。それによ
って、濃度測定値が速やかに安定する液体濃度測定装置
を実現することができる。
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置における検査
部の構成を示す断面図である。
部の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置における検査
部のプリズムホルダの構成を示す斜視図である。
部のプリズムホルダの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置における検査
部のプリズムの構成を示す斜視図である。
部のプリズムの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置の主要部の電
気的接続を示す図である。
気的接続を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例の装置における電気
回路の作動を示す信号波形図である。
回路の作動を示す信号波形図である。
【図７】濃度測定値の時間変化を示すグラフである。
【図８】濃度測定値の温度変化を示すグラフである。
【図９】発光量の時間変化を示すグラフである。
１０ 検査部 ２０ 発光ダイオード ２１ フォトセンサ ２４ プリズム １００ 発光ダイオード駆動部 ２００ バンドパス回路 ３００ 整流回路 ４００ 平滑回路 ５００ プリアンプ回路 ６００ 演算回路 ７００ 表示部
Claims (2)
- 【請求項１】 発光ダイオードと、 電源電圧を周期的に断続する断続手段と、 前記断続手段によって断続された電源電圧を前記発光ダ
イオードに印加する抵抗と、 前記抵抗の少なくとも一部に並列に接続されたキャパシ
タと、を具備することを特徴とする光発生装置。 - 【請求項２】 被測定液の屈折率より高い屈折率を有
し、前記被測定液を接触させる測定面を備えた透光性媒
体と、 前記透光性媒体を透過させて前記測定面に向けて光を照
射する発光ダイオードと、 前記発光素子から照射され前記測定面と前記被測定液と
の境界面で反射された反射光を受光する受光素子と、 前記受光素子の受光信号に基づいて前記被測定液の濃度
を測定する測定手段と、を備えた液体濃度測定装置であ
って、 電源電圧を周期的に断続する断続手段と、 前記断続手段によって断続された電源電圧を前記発光ダ
イオードに印加する抵抗と、 前記抵抗の少なくとも一部に並列に接続されたキャパシ
タと、を具備することを特徴とする液体濃度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20770097A JPH1151862A (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 光発生装置および液体濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20770097A JPH1151862A (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 光発生装置および液体濃度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151862A true JPH1151862A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16544128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20770097A Pending JPH1151862A (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 光発生装置および液体濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1151862A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011122545A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Emcon Technologies Germany Gmbh | 内燃機関の排気システム |
-
1997
- 1997-08-01 JP JP20770097A patent/JPH1151862A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011122545A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Emcon Technologies Germany Gmbh | 内燃機関の排気システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040315 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040803 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041130 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |