JPS58168917A - 汚泥濃度水位の複合センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、汚泥の濃度と水位とを同時に計測する汚泥
濃度水位の複合センサに関する。

従来、汚泥の濃度を計測する場合、投光器より光を汚泥
表面に照射し、この表面の反射光を受光器が受けて電気
信号に変換し、この検知信号の振幅より濃度を計測して
いる。

しかし、これでは汚泥内の各地点での濃度、つまり各水
位における濃度を計測することができない。そこで、投
光器と受光器とを所定間隔を存して対設し、この投光器
と受光器をワイヤ等で垂下して汚泥内に浸入させ、投光
器からの光を受光器が受けて濃度を計測する一方、前記
ワイヤ等の繰出し長さなどから水位を計測するようにし
ていた。

ところが、上述の水位計測では濃度計測とは全く別個の
手段でもって行うため、それぞれ別個のセンサが必要と
なシ、計測が煩雑となると同時にセンサ自体も大型化す
るという問題があった。

この発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、汚泥が
浸入自在なケースに片面が鏡面の弾性部祠を設け、この
弾性部材を振動手段により振動させる一方、投光器より
光を前記鏡面に照射し、その反射光を受光器が受けて電
気信号に変換し、水圧によって変化する前記弾性部Ｈの
振動周波数を反射光を介して検知信号の周波数として検
出して汚泥水位を、前記反射光の受光強度を検知信号の
振幅として検出して汚泥濃度をそれぞれ同時に計測でき
るようにした汚泥濃度水位の複合センサを提供するもの
である。

以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明の詳細な説
明する。

第１図に示すように、１は汚泥２の濃度と水位とを同時
に計測する複合センサであって、ケース３に弾性部材４
と振動手段５が設けられると共に、光学系６と信号処理
系７とを備えて構成されている。

ケース３はほぼ箱型に形成され、その中央部分に弾性部
材４が取付けられて右室３ａと左室３ｂとに区画されて
いる。その右室３ａのケース３には汚泥２の流通孔３Ｃ
が穿設され、右室３ａに汚泥２が浸入自在になっている
。弾性部材４は右室３ａ側の片面（汚泥２と接する面）
が鏡面４ａに形成されている。

振動手段５はケース左室３ｂに収納されており、駆動コ
イル５ａを有し、リード線５ｂがケース３外に導出され
、一方はアースされ、他方は信号処理系７に連繋されて
いる。この振動手段５が弾性部材４を振動させ、この弾
性部材４の振動が汚泥２の圧力、すなわち水位によって
変化することになる。

前記光学系６は、セルフォックレンズより成る投光Ｗ６
ａと受光器６ｂとを有し、この投光器６ａと受光器６ｂ
とは右室３ａのケース３に取付けられている。投光器６
ａはファイバ６Ｃを介して光源　　　■６ｄに連繋され
、光源６ｄからの光を鏡面４ａに照射するようになって
いる。一方、受光器６ｂはファイバ６ｅを介して信号処
理系７に連繋され、鏡面４ａで反射した光を受けて信号
処理系７に送るようになっている。

前記信号処理系７は、受光器６ｂが受けた反射光を電気
信号に変換するホトダイオード７ａと、汚泥２の水位を
計測する水位検出回路７ｂと、汚泥２の濃度を計測する
濃度検出回路７Ｃとより構成されている。

ホトダイオード７ａはファイバ６ｅの端部に連繋され、
水位検出回路７ｂはこのホトダイオード７ａよりバイパ
スフィルタ７ｄ、増幅器７ｅ、自動利得制御器７ｆ及び
カウンタ７ｇが順に直列に接続されて成り、ホトダイオ
ード７ａからの検知信号の周波数より水位を計測するよ
うになっている。

一方、濃度検出回路７Ｃはホトダイオード７ａよりピー
クホルダ回路７ｈと指示計７１とが直列に接続されて成
り、ホトダイオード７ａからの検知信号の振幅より濃度
を計測するようになっている。

壕だ、自動利得制御器７ｆの出力側は振動手段５のリー
ド線５ｂに接続され、反射光が光電変換された後、増幅
されて振動手段５の駆動電流として利用され、閉ループ
系を構成することになり、弾性部材４は自己の共振周波
数でもって自励振動を起すことになる。

次に、計測動作について説明する。先ず、ケース３を汚
泥２内に入れると、その汚泥２が右室３ａに浸入し、水
位に応じた汚泥圧力が弾性部材４に作用する。

この状態において、光源６ｄの光をファイツク６Ｃを介
して投光器６ａより鏡面４ａに照射し、そしてその鏡面
４ａで反射した反射光を受光器６ｂで受ける。

一方、振動手段５は自動利得制御器７ｆの出力により駆
動し、弾性部材４が振動することになる。

この弾性部材４の振動周波数は汚泥圧力に比例し、つま
り水位に比例し、水位が増すに従って高くなる。この弾
性部材４の振動を前記反射光が受けると共に、この反射
光の強度は汚泥２の濃度に伴って変化し、受光器６ｂの
受光強度が変化する。

この反射光はホトダイオード７ａで電気信号に変換され
、この検知信号はバイパスフィルタ７ｄで低い周波数の
信号成分が除去され、増幅ｈ　７０％自動利得制御器７
ｆを介して弾性部材４の振動周波数に対応した周波数が
カウンタ７ｇでカウントされ、汚泥２の水位を計測する
。他方、ｎｒＪ記検知信号はピークホルダ回路７ｈにて
受光強度に対応したピーク振幅が検出され、汚泥２の濃
度を計測する。

この検知信号が、例えば第２図に示す場合、周波数ｆが
水位を、振幅Ａが濃度を示し、Ｂ部分においては水位及
び濃度が共に小さく、Ｃ部分において共に大きいことに
なる。

尚、この実施例において、投光器６ａ及び受光ｉ６ｂは
セルフォックレンズを用いたが、必ずしもセルフォック
レンズを用いる必要はなく、また振動手段５は自動利得
制御器７ｆの出力を利用したが、別個に駆動源を設けて
もよい。

以上のようにこの発明によれば、汚泥が浸入自在なケー
スに片面が鏡面の弾性部材を設け、この弾性部材を振動
手段により振動させる一方、投光器が受けて信号処理系
で電気信号に変換し、前記弾性部材の振動周波数を検知
信号の周波数として検出して汚泥の水位を、前記反射光
の受光強度を検知信号の振幅として検出して汚泥の濃度
をそれぞれ計測するようにしたために、濃度と水位とを
同時に１つのセンサでもって計測することができる。従
って、計測作業を容易に行うことができると共に、別個
に計測するのに比してセンサ全体を小型化することがで
き、且つ部品点数を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

形図である。 １：複合センサ、　２：汚泥、 ３：ケース、　３ａ、：右室、　３ｂ：左室、（ ３Ｃ：流通孔、　４＝弾性部材、 ４ａ：鏡面、　５：振動手段、 ５ａ：駆動コイル、　　５ｂ：リード線、６８光学系、
　６ａ：投光器、 ６ｂ：受光器、　６Ｃ：６ｅ：ファイバ、６ｄ：光源、
　７：信号処理系、 ７ａ：ホトダイオード、７ｂ：水位検出回路、７Ｃ：　
濃度検出回路、７ｄ：バイパスフィル処７ｅ；増幅器、
　７ｆ８自動利得制器、７ｇ：カウンタ、７ｈ；ピーク
ホルダ回路、７ｉ　＋指示計、　　ｆ：周波数、　Ａ：
振幅。 特許出願人　　株式会社島津製作所

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　汚泥が浸入自在なケースに、汚泥と接する片
   面を鏡面に形成した弾性部材が設けられると共に、この
   弾性部材を振動させる振動手段と、前記鏡面に光を照射
   する投光器と、この鏡面で反射した光を受ける受光器と
   が設けられ、この受光器に反射光を電気信号に変換して
   処理する信号処理系が連繋され、この信号処理系か、検
   知信号の周波数より汚泥水位を計測する水位検出回路と
   、検知信号の振幅より汚泥濃度を計則する濃度検出回路
   とより構成され、前記弾性部材の振動周波数を検知信号
   の周波数として検出して汚泥水位を、前記反射光の受光
   強度を検知信号の振幅として検出して汚泥濃度をそれぞ
   れ計測することを特徴とする汚泥濃度水位の複合センサ
   。
2. （２）＠記振動手段は、水位検出回路に連繋されてこの
   水位検出回路の出力により駆動することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の汚泥濃度水位の複合センサ。