JPS586448A - 懸濁物濃度検出器 - 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】 本発明は懸濁物濃度検出器に関し、％に下水処理場に於
けるばつ気槽中の懸濁物質濃度及び放流水中の懸濁物質
濃度を測定する濃度検出ＩｓＫ関する０ 従来の懸濁物濃度検出器（以下ＳＳ計と略記する）は、
その光源にタングステンランプを使用しており、測定法
にかかわらずｍ液色の影響を受ける。従って、流入水が
着色している場合、特に■揚排水などでは時間単位で色
調か変化することがある。こういう場合には計器出力と
８８分析値の相関が慝くなるｏｆ九李節の変化や流入基
質の変動が微生物相を変える等の原因により、汚泥の性
状を変化させ、光学的特性も変化する。

更に夏期等硫化水素の９発生しやすい場合には、汚泥が
黒色に変化する事もしばしば見られる。ｔｔ較正時外光
の影響を受けるので暗箱内九検水と検出器を入れ外光ｔ
ｍ断じて較正作業を行なわなければならないという欠点
があり、現在これらの問題に対処できるＭｎＢ２針は無
いのが実状である。

本発明は上記の点ＫｆＩｉみてなされたもので１種種の
条件によ９色変化のある汚泥上対象とし几検水に対する
懸濁物議度の測定に際しても誤差【生じないようにし几
懸濁物濃度検出器を提供することを目的とする。

本発明の一実施例の説＠に先だって汚泥色の影響の除去
についての原ａｔ以下説明する。

−配に散乱光の強度工は（１）式で表わせる。

１寓αＢ　ｅｘｐ　（−１日）　　　　・・・（１）こ
こで工：散糺光強度 ｓ：ｓｇ＠度 α：光源５！ｌ［等によって決まる定数β：汚泥の色ｆ
投受光素子間の距離に Ｋよって決まる定数 いま散乱光強度ＩＱ分解し １１冒αＢ　　　　　　　　　・・・（２）１８−・ｘ
ｐ（−／８）　　　　　　・・・（８）とおくとｓ　ｔ
ｌＩ　ｔ、の８８濃度に対する変化は夫々纂１図、第２
図に示されるようになる。なお、＊２図で■、■、■は
投受光素子間の距離が長い場合０．中根度の場合、短い
場合を夫々示している。

これらの図及び式（１１、（２）　、　（３）から散乱
光弐８８計が汚泥の色の影響を受け、傾ＩＩが変ったり
、リニヤでなくなる理由がβによることが境解さ訃る。

このβをもう少し詳細に表わすと以下のようになる０ ／を分解して β＝βＣｘ　Ｉ／ａ　　　　　　　　・・・（４）とお
く。βＣは汚泥の色による項、　７ｙｄは投受光素子間
の距１Ｉｌｉ！ｌｃよる項でめる０ところかβＣは投受
光素子間の距離の関数になっており、次の関係がある。

βｃ−Ｉｃ（０）　　　　　　　　　・・・（６）ｃ−
ｃ（リ　　　　　　　　・・・（６）ここで０は汚泥の
色を表すパラメータ、Ｑは投受光素子間の距離である。

この関数形ははつきりと解っていないが、以下の関係か
ある事が実験的に解っている。即ちＱか小さい時、 玉と−０・・・（７） αＣ となる。これはＱｔ−小さくしたと１！１色の異なる数
種の汚泥に対し散乱光特性の直線部分の傾きが一致する
という実験事実による。従って、ｉを小さくするような
センサの構造をとれば汚泥の色の影響をほとんど無すこ
とができる。

散乱光特性は、ＳＳ濃度が高くなるに従ってリニアでな
くなるのは（２）式で示しｔように１の項、その中のβ
（ＬＫ依る。このβｄは露の関数であると伴に８の関数
でもある。

即ち βｄ−βａ（Ｑ、ｓ）　　　　　　・・・（８）βｄが
８の関数となる原因は以下の理由による。第８因〜第５
図は夫々低、中、高濃度ＳＳ状態に於ける散乱の状況を
示す。第８図に示されるような低濃度に於いては受光素
子上の散乱５！１度に寄与する９関か大きい、しかしｊ
ｇ４図及び第す図に示されるように濃度が高くなるに従
い、多重散乱や吸収が大きくなシ、その空間が小さくな
ってくる。

こうした変化がβｄか８の関数となる原因である。

従って　ａ　／４　、０で議論を進めるのは、この空間
αＳ が一定であるという仮定のもとにでるる。ｔた。

逆に」〜０なる様なセンサ構造ｔとれば、即ちα８ この空間を濃度に対して変化させないようＶＣすれば直
線性を向上することができる。

本発明は、上述し九式（１１、（２）　、　（３）に基
づいてなされたもので以下その実施例を添附され九図面
と共に説明する。

籐６図は本発明に係る懸濁物濃度検出器の一実施例でめ
って、　ｉｏは検出器本体、　／／は仁の検出器本体ｉ
ｏに設けられた投光窓カラス、ｌコは投光窓ガラス１ｌ
ｔ−介して投光上行う指向性の有る近赤外発光ダイオー
ド、／Ｊはこの発光ダイオードｌ−を発光させる為の発
振電源、／参は検出器本体１０に設けられｔ受光窓ガラ
ス、１５はこの受光窓ガラスｌ弘【介して散乱光を受け
る受光素子、／４はこの受光素子ｉｓからの出力を増幅
及び出力するための回路である。実施例では投受光素子
／／　、　／参の中心軸は直角に交わるように構成し、
受光素子ｌｊに入る散乱光に寄与する空間８を制限しＴ
ｈ８８ｄ１度に対して一定となるようにしている。また
検出器本体ＩＯの投光素子側の端部と空間の中心軸との
間の距離ａはｂ鰺、検出器本体ｉｏの受光素子側の端部
と９間の中心軸との閾の距離すは６ＩＩＩＩと小さくす
ることによｐ投受光素子間の距離ｉ２小さくすると共に
。

投光窓から上記空間Ｂまで及び上記９関Ｓから受光窓／
４１ｆｉでの間でなるべく多重散乱及び吸収が生じない
構造としている。また１図示はしていないが、増幅及び
出力回路１６の出力段に光量補正回路等を設けて長期的
安定性をも几せるとなお好ましい０ 上記実施例による懸濁物濃度検出器を用いて実汚泥テス
）１行つ几場合の結果上第７図に示す。

１８８図は第８図乃至第５図に示される従来の懸濁物１
）ｊ［検出器による場合の同様な実汚泥テス）１行つ几
場合の結果でるり、第７図、第８図において■、■は夫
々赤茶色の汚泥、黒っぽい汚泥七大夫使用した場合を示
している。

上述した図面の第７図及び第８図から本発明に係る懸濁
物８度検出器の使用によってＳＳ濃度に対する計器出力
のリニャリテイか向上することか理解される。なお上記
実施例では使用される投受光素子／コ、／３の形状によ
ｆ）　ａ　ｓｗ　ｂ　ｍ　５−としているがこの値は小
さいほど良い。

第９ａＡは累６図に示される検出器を使つ九時の、茶か
っ色汚泥に対する光源と受光素子間の距ｔｍ２をパラメ
ータとした時のＢＢ濃度と出力の特性を示している。■
〜＠社夫々光源と受光素子間の距離、屡を夫々変化さそ
た場合を示しており、同図から理解されるように１−５
までは６ＱＩＪＨ９／ｇの８８まで、Ｑ−７１では４０
０　Ｗ　／　Ｑで良い１線性を示すが％　１−１δ以上
では直線の傾きが始めから異なる特性を示している。

本発明の一実施例に係る懸濁物濃度検出器は上記のよう
に構成されているので以下のような効果を有する０ （１）　　第７図から理解されるように８８濃度に対す
る計器出力のリニャリティが向上するため、汚泥の色が
変化しても計器指示が変らない。

（２）　　上述し几第１ＪＪｊＫ関係し異った汚泥でも
較正せずに検量線なしで双方を正確に測定できる。

（３）　　同様に上述した第１項に関係するが、従来の
ＳＳ針のように高頻度の較正をする必要かない。

（４）　　同様に上述した第１ＪｊｊＫ関係するか、こ
の検出器を予め社内ｇ整しておけば現場での較正は不要
となる。

（６）　　同様に上述しｔ第１項に関係するが、下水処
理場で必要な放流水のＢＳの自動測定が出来る。

（６）　　溶液の色が変化しても計器指示が変らない０
（７）　　外光の影響を受けないので、検出器を深く浸
漬させる必要がない。

（８）　　上述し穴馬７ＪＪＫ関係するが、較正時特別
の暗箱等を必要とせずバケツ等の容器で手軽く行なえる
。

（９）　　グラスファイバーを使用すれに特性は更に向
上する。

輪Ｍ’ｒ、ａｔｔ用としても、低濃度ＢＳ用として賜全
く同一〇検出器を使用できる〇 なお濤液色の影響及び外光の影響の除去に関しては、近
赤外発光ダイオードを光源とすることＫより測定法にか
かわらず、＃ｌｌ白色影響を取り除くことができる。ま
た光源を交流的に発光させることによＶ、アンプ上で外
光の影響を除くことができる。

以上説明してきたように本発明に係る懸濁物濃度検出器
は、少くとも１対の投受光部上検水に対して互いの中心
軸がなす角ＷＬが９０°以下ｔなすようＫして配置し、
検水中の懸濁物濃度の検出を行うようＫしたので、種々
の条件によ９色変化のある汚泥を対象とじ九検水に対す
る懸濁物濃度の−ｊ定に際しても誤差を生しないように
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はＳ８濃度に対する散乱光強度の因子１
１　＃　’ｌの変化特性を示すグラフでめり、第８図乃
至第す図は従来の懸濁物濃度検出器の概略図であり、第
６図は本発ＷＡに係る懸濁物濃度検出器の概略図でＴｏ
＃）、第７図は第６図に示される本発明の懸濁物濃度検
出器の８８濃度に対する計器出力の変化特性を示すグラ
フでめり、第８図は第８図乃至第す図に示される従来の
懸濁物濃度検出器の８８濃度に対する計器出力の変化特
性を示すグラフであり、９９図は本発明の懸濁物濃度検
出／／・・・投光窓ガラス、／コ・・・近赤外発光ダイ
オード。 １３・・・発振電源、　／４４・・・受光窓ガラス、ｔ
Ｓ・・・受光素子、１６・・・増幅及び出力回路。 手続補正書（自船 昭和６６年　１１１１１１１日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和６６年特許願＃１１０４８８０号 ２、発明の名称 懸濁物濃度検出器 ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 （６１０）株式会社　明　電　舎 ４、代理人〒１０４ 東京都中央区明石町１番２９号　液済会ビル明細嘗の発
明の詳細な説明の掴０図面 仕補正の内存 （１）明細書第４頁第１行目「−配に」を「一般に」に
補正する。 （２）同頁第６行目「距離」を「距離など」に補正する
。 ″０」　に補正する・ （４）同頁第６行目「無す」を「無くす」に補正する。 一〇」に補正する。 補正する。 （７）明細書第１０頁第９行目「変化さそ九」を「変化
させた」に補正する。 （８）　　同頁第１０行目［５００〜／ＩｔＪ　　をｒ
５０００岬／ｎＪＫ補正する。 （９）同頁第１１行目ｒ　４ｏｏａＰ／ＡＪ　ｔｒ４ｏ
ｏ。 １１１１／ＩＩＪに補正する。 αＯ同頁第１８行目「示しているーの次に以下の文章を
加入する。 「なお溶液色の影響及び外光の影響の除去に関しては、
近赤外発光ダイオードを光源とすることにより測定法に
かかわらず、溶液色の影響を取り除くことができる。ま
た光源を交流的に発光させることにより、アンプ上で外
光の影響を除くことができる一〇υ　明細書第１１頁第
２行目「ｓｓ濃度」から同頁第８行目「向上するため、
」までを削除する。 （２）明細書第１２頁第６行目「上するーの次に以下の
文章を加入する。 ［このグラスファイバーを用いた例を第１θ図と共に説
明する。同図において、／は投光素子、コは受光素子、
ダはｓ８構成、ｊは光源光伝達用グラスファイバー、４
は散乱光伝達用グラスファイバーである。この実施例に
よれば、投受光素子の様な電気的素子を水中に浸漬させ
ないで良いという利点の他に、ｊ！、ａ、ｂｉさらに小
さくすることができ特性が更に向上するｉ （至）同頁第９行目「なお」から同頁第１４行目「でき
るーまでの記載を削除する。 ａ◆　明細書第１４頁Ｍ５行目［第１０図は８Ｂ濃度と
計器出力の特性図Ｊｔ−ｒ＠１０図は本発明に係る懸濁
物濃度検出器をグラスファイバーを用いて構成した実施
例の平面図」に補正する。 （至）図面の第９図を別紙の様に補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （υ　少くとも１対の投受光部を検水に対して互いの中
   心軸がなす角度が９０°以下【なすようＫして配置し、
   検水中の懸−濁物濃度の検出上行うよう和し次ことｔ−
   特徴とする懸濁物濃度検出器。 （２）　　投光部は近赤外発光ダイオードでＴｏ′；４
   ことを特徴とする特許請求の範囲側１項記載の懸濁物濃
   度検出器。 （３）　　近赤外発光ダイオードによる発光は交流的に
   行われること七特徴とする特許請求の範Ｓ纂２項記載の
   懸濁物濃度検出器。 （４）　　投受光部をグラスファイバーで構成すると共
   に該投受光部ＶＳ成する投受光素子は検水浸漬部外に設
   は几ことｔｑ＃黴とする特許請求の範８第１項、纂２項
   、第８項のいずれかに記載された懸濁物質度検田ｉ！。