JPS6356496B2 - - Google Patents
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- JPS6356496B2 JPS6356496B2 JP57162870A JP16287082A JPS6356496B2 JP S6356496 B2 JPS6356496 B2 JP S6356496B2 JP 57162870 A JP57162870 A JP 57162870A JP 16287082 A JP16287082 A JP 16287082A JP S6356496 B2 JPS6356496 B2 JP S6356496B2
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- optical fiber
- light emitting
- converter
- light
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 18
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、イオン電極で検出された電気信号を
光信号に変換して光フアイバーで受信側まで伝送
するようにした光フアイバー結合型イオン濃度測
定装置に関する。
光信号に変換して光フアイバーで受信側まで伝送
するようにした光フアイバー結合型イオン濃度測
定装置に関する。
この種の光フアイバー結合型のものは送信側と
受信側を電源ケーブルで接続するものに比べて外
乱ノイズや接地電位による測定誤差を著しく少な
くすることができるといる利点がある。
受信側を電源ケーブルで接続するものに比べて外
乱ノイズや接地電位による測定誤差を著しく少な
くすることができるといる利点がある。
しかしながら、従来の光フアイバー結合型のも
のは、送信側の発光ダイオードを受光させるの
に、イオン電極の検出信号を増幅して直接に、或
いはＶ−Ｆコンバータを介して周波数変調した信
号で発光させているために、非常に電力消費量が
大きく実用化には多くの問題があるものである。
即ち、消費電力が大きいので、送信側に大型バツ
テリーを設けるか、受信側と電力供給線で接続す
るかしなければならないが、前者の方法では送信
側が大型化、大重量化して持運びに不便である
し、後者の方法では光フアイバー結合型とした利
点がなくなつてしまうのである。このような欠点
を解消するため、現在、発光ダイオードにかえて
消費電力の少ない液晶を用いたものも提案されて
いるが、液晶の場合自ら発光するのではなく透光
量を変化するだけなので、液晶に照射するための
光を受信側から伝送する必要があり、そのため光
フアイバーが一本余分に必要であるし、また送信
側の回路構成が複雑になるという欠点をもつ。
のは、送信側の発光ダイオードを受光させるの
に、イオン電極の検出信号を増幅して直接に、或
いはＶ−Ｆコンバータを介して周波数変調した信
号で発光させているために、非常に電力消費量が
大きく実用化には多くの問題があるものである。
即ち、消費電力が大きいので、送信側に大型バツ
テリーを設けるか、受信側と電力供給線で接続す
るかしなければならないが、前者の方法では送信
側が大型化、大重量化して持運びに不便である
し、後者の方法では光フアイバー結合型とした利
点がなくなつてしまうのである。このような欠点
を解消するため、現在、発光ダイオードにかえて
消費電力の少ない液晶を用いたものも提案されて
いるが、液晶の場合自ら発光するのではなく透光
量を変化するだけなので、液晶に照射するための
光を受信側から伝送する必要があり、そのため光
フアイバーが一本余分に必要であるし、また送信
側の回路構成が複雑になるという欠点をもつ。
本発明は上記諸点に鑑み、自ら発光する発光ダ
イオードを用いると共に、該ダイオードを極めて
小電力で駆動し得、それでいてイオン電極の検出
信号を忠実に受信側に伝送できるという優れた光
フアイバー結合型イオン濃度測定装置を提供する
ものである。而して、本発明に係る光フアイバー
結合型イオン濃度測定装置は、送信側を、イオン
電極と、該電極の検出信号を周波数変調するＶ−
Ｆコンバータと、このコンバータの出力信号によ
つて導通、非導通制御されるスイツチ手段と、こ
のスイツチ手段と直列に接続された発光ダイオー
ドと、バツテリを有する充電回路を含むと共に前
記スイツチ手段、発光ダイオードの直列回路を放
電回路とする充放電コンデンサとで構成し、該コ
ンデンサに蓄積させた電荷をスイツチ手段の導通
時に放電させて発光ダイオードを発光させ、その
発光を光フアイバーで受信側に伝送するようにし
たことを要旨としている。
イオードを用いると共に、該ダイオードを極めて
小電力で駆動し得、それでいてイオン電極の検出
信号を忠実に受信側に伝送できるという優れた光
フアイバー結合型イオン濃度測定装置を提供する
ものである。而して、本発明に係る光フアイバー
結合型イオン濃度測定装置は、送信側を、イオン
電極と、該電極の検出信号を周波数変調するＶ−
Ｆコンバータと、このコンバータの出力信号によ
つて導通、非導通制御されるスイツチ手段と、こ
のスイツチ手段と直列に接続された発光ダイオー
ドと、バツテリを有する充電回路を含むと共に前
記スイツチ手段、発光ダイオードの直列回路を放
電回路とする充放電コンデンサとで構成し、該コ
ンデンサに蓄積させた電荷をスイツチ手段の導通
時に放電させて発光ダイオードを発光させ、その
発光を光フアイバーで受信側に伝送するようにし
たことを要旨としている。
以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明す
る。第１図は本考案の基本的構成を示す図で、１
は送信側、２は受信側、３は送信側１から発した
光を受信側２に伝送する光フアイバーである。受
信側２は、受光素子４、アンプ５、Ｆ−Ｖコンバ
ータ６及び指示メータ７から成る。送信側１は、
イオン電極８、該電極で検出された信号を増幅す
るアンプ９、アンプ９の出力信号を周波数変調す
るＶ−Ｆコンバータ１０、コンバータ１０の出力
信号によつて導通・非導通制御されるスイツチ手
段として例えばPUT、このPUTと直列に接続さ
れた発光ダイオード１１、及びバツテリB1，B2
を有する充電回路１２を含むと共に前記PUT、
発光ダイオード１１の直列回路を放電回路とする
充放電コンデンサ１３とで構成されている。図中
R1は充電電流を調整する抵抗、R2は放電電流を
調整する抵抗である。R1は消費電流を小さくす
る目的からなるべく大きな値が、またR2の抵抗
は発光ダイオードの輝度を大きくする目的からな
るべく小さな値のものが用いられる。
る。第１図は本考案の基本的構成を示す図で、１
は送信側、２は受信側、３は送信側１から発した
光を受信側２に伝送する光フアイバーである。受
信側２は、受光素子４、アンプ５、Ｆ−Ｖコンバ
ータ６及び指示メータ７から成る。送信側１は、
イオン電極８、該電極で検出された信号を増幅す
るアンプ９、アンプ９の出力信号を周波数変調す
るＶ−Ｆコンバータ１０、コンバータ１０の出力
信号によつて導通・非導通制御されるスイツチ手
段として例えばPUT、このPUTと直列に接続さ
れた発光ダイオード１１、及びバツテリB1，B2
を有する充電回路１２を含むと共に前記PUT、
発光ダイオード１１の直列回路を放電回路とする
充放電コンデンサ１３とで構成されている。図中
R1は充電電流を調整する抵抗、R2は放電電流を
調整する抵抗である。R1は消費電流を小さくす
る目的からなるべく大きな値が、またR2の抵抗
は発光ダイオードの輝度を大きくする目的からな
るべく小さな値のものが用いられる。
上記構成によれば、イオン電極８で検出された
検出信号はアンプ９を経てＶ−Ｆコンバータ１０
に入力され、周波数変調される。PUTはこの周
波数変調された信号の周期で導通・非導通制御さ
れる。PUTが非導通状態にあるときコンデンサ
１３は充電回路１２によつて充電され、PUTが
導通状態に転じると、充電々荷をPUT、抵抗R2、
発光ダイオード１１を通じて瞬時に放電する。こ
のため、発光ダイオード１１は極く短時間だけ発
光する。発光ダイオード１１の発光の周期は
PUTが導通される周期に等しく、それはイオン
電極信号を周波数変換した信号の周期に等しい。
従つて発光ダイオード１１の発光を光フアイバー
３にて受信側２に伝送し、Ｆ−Ｖコンバータ６に
入力すれば、該コンバータ６の出力よりイオン電
極信号に復調した信号を得、指示メータ７を振ら
せることができる。
検出信号はアンプ９を経てＶ−Ｆコンバータ１０
に入力され、周波数変調される。PUTはこの周
波数変調された信号の周期で導通・非導通制御さ
れる。PUTが非導通状態にあるときコンデンサ
１３は充電回路１２によつて充電され、PUTが
導通状態に転じると、充電々荷をPUT、抵抗R2、
発光ダイオード１１を通じて瞬時に放電する。こ
のため、発光ダイオード１１は極く短時間だけ発
光する。発光ダイオード１１の発光の周期は
PUTが導通される周期に等しく、それはイオン
電極信号を周波数変換した信号の周期に等しい。
従つて発光ダイオード１１の発光を光フアイバー
３にて受信側２に伝送し、Ｆ−Ｖコンバータ６に
入力すれば、該コンバータ６の出力よりイオン電
極信号に復調した信号を得、指示メータ７を振ら
せることができる。
ところで、上記構成において送信側１の消費電
力は大半が発光ダイオード１１に流す電流によつ
て占められる。今、PUTが非導通状態にあると
きコンデンサ１３の充電が100％完了し、PUTが
導通状態に転じると発光ダイオード１１を通じて
コンデンサの充電々荷が完全に放電されるものと
考えると、発光ダイオード１１を流れる平均電流
ｉは ｉ＝Ｃ（VB1＋VB2）・ で考えられる。但し、Ｃはコンデンサ１３の容
量、VB1，VB2はＢ１，Ｂ２の電圧値、はＶ−
Ｆコンバータ１０の変換周波数である。ここでＣ
として0.1μF、VB1＋VB2を5V，として10〜100
Hz使用するものとすると、ｉ＝５〜50μA程度の
小電流とすることができる。従つて、Ｃ，VB1＋
VB2，を上記のように設計すれば、送信側は単
３サイズ４個程度の電池で約１年間連続使用の可
能な低消費電力タイプのものとすることができ
る。
力は大半が発光ダイオード１１に流す電流によつ
て占められる。今、PUTが非導通状態にあると
きコンデンサ１３の充電が100％完了し、PUTが
導通状態に転じると発光ダイオード１１を通じて
コンデンサの充電々荷が完全に放電されるものと
考えると、発光ダイオード１１を流れる平均電流
ｉは ｉ＝Ｃ（VB1＋VB2）・ で考えられる。但し、Ｃはコンデンサ１３の容
量、VB1，VB2はＢ１，Ｂ２の電圧値、はＶ−
Ｆコンバータ１０の変換周波数である。ここでＣ
として0.1μF、VB1＋VB2を5V，として10〜100
Hz使用するものとすると、ｉ＝５〜50μA程度の
小電流とすることができる。従つて、Ｃ，VB1＋
VB2，を上記のように設計すれば、送信側は単
３サイズ４個程度の電池で約１年間連続使用の可
能な低消費電力タイプのものとすることができ
る。
このように、上記構成が、発光ダイオードを用
いたにも拘らず送信側の消費電力を低くおさえる
ことができたのは、従来のように発光ダイオード
をイオン電極の検出信号で直接、或いはＶ−Ｆコ
ンバータの出力信号で駆動するのではなく、別途
のコンデンサの放電々流によつて発光させるよう
にし、イオン電極の検出信号はコンデンサの放電
を開始させるトリガー信号として機能するにすぎ
ないという理由による。
いたにも拘らず送信側の消費電力を低くおさえる
ことができたのは、従来のように発光ダイオード
をイオン電極の検出信号で直接、或いはＶ−Ｆコ
ンバータの出力信号で駆動するのではなく、別途
のコンデンサの放電々流によつて発光させるよう
にし、イオン電極の検出信号はコンデンサの放電
を開始させるトリガー信号として機能するにすぎ
ないという理由による。
次に本発明の好ましい実施例を第２図以下に示
す。第２図は、イオン濃度測定装置としてPHメ
ータに適用した場合の送信側の構成を示す。図
中、Ｇはガラス電極接続端子、Ｒは比較電極接続
端子、IC1，IC2は第１図のアンプ９に相当する集
積回路、IC3はＶ−Ｆコンバータ１０に相当する
回路である。またRtは温度補償用感温抵抗体で
ある。アンプ９の段での消費電力を小さくするに
は、この抵抗体Rt及びそれに直列に接続された
抵抗R3の値を大きくする必要があるが、Rtとし
てあまり大きな値のものを入手困難な場合は、第
３図のように構成して、Rtに加わる電圧を小さ
くすれば良い。
す。第２図は、イオン濃度測定装置としてPHメ
ータに適用した場合の送信側の構成を示す。図
中、Ｇはガラス電極接続端子、Ｒは比較電極接続
端子、IC1，IC2は第１図のアンプ９に相当する集
積回路、IC3はＶ−Ｆコンバータ１０に相当する
回路である。またRtは温度補償用感温抵抗体で
ある。アンプ９の段での消費電力を小さくするに
は、この抵抗体Rt及びそれに直列に接続された
抵抗R3の値を大きくする必要があるが、Rtとし
てあまり大きな値のものを入手困難な場合は、第
３図のように構成して、Rtに加わる電圧を小さ
くすれば良い。
また、本発明をPH計の他に、ORP計や負のイ
オン計に適用する場合は、PH計の場合と極性が
異なるのでその場合は第４図に示すように信号極
性を変更すればよい。
オン計に適用する場合は、PH計の場合と極性が
異なるのでその場合は第４図に示すように信号極
性を変更すればよい。
第５図に上記各構成の送信側から送られた光信
号を受信するのに好ましい受信側回路例を示す。
図中PDは受光素子、IC５，IC７，IC８はアンプ
として用いた集積回路、IC６はＦ−Ｖコンバー
タとして用いられている集積回路、TRはトラン
ジスタである。Ｆ−Ｖコンバータで復調された信
号は、このトランジスタTRで電流増幅され、２
線式伝送路l1，l2を通じて更に図外の電力供給側
に送られる。この回路はmAオーダー電流が使用
できる比較的よく知られた回路なので詳細な説明
は省略する。
号を受信するのに好ましい受信側回路例を示す。
図中PDは受光素子、IC５，IC７，IC８はアンプ
として用いた集積回路、IC６はＦ−Ｖコンバー
タとして用いられている集積回路、TRはトラン
ジスタである。Ｆ−Ｖコンバータで復調された信
号は、このトランジスタTRで電流増幅され、２
線式伝送路l1，l2を通じて更に図外の電力供給側
に送られる。この回路はmAオーダー電流が使用
できる比較的よく知られた回路なので詳細な説明
は省略する。
本発明は係る光フアイバー結合型イオン濃度測
定装置はその送信側を上記の如く構成したので次
のような効果がある。
定装置はその送信側を上記の如く構成したので次
のような効果がある。
発光ダイオードの発光をコンデンサに蓄えら
れた電荷の放電によつて行なうので、従来のよ
うにイオン電極の検出信号によつて発光させる
のとは異なり、消費電力を大幅に減少すること
ができる。特にＶ−Ｆコンバータの変換周波
数、充電々圧、コンデンサの容量を適当に選ぶ
ことにより、実施例で説明した如く単３サイズ
の電池を使用することができる。従つて、送信
側を非常にコンパクトで軽量化することがで
き、かつまた長期使用も可能であるから頗る実
用性が高い。
れた電荷の放電によつて行なうので、従来のよ
うにイオン電極の検出信号によつて発光させる
のとは異なり、消費電力を大幅に減少すること
ができる。特にＶ−Ｆコンバータの変換周波
数、充電々圧、コンデンサの容量を適当に選ぶ
ことにより、実施例で説明した如く単３サイズ
の電池を使用することができる。従つて、送信
側を非常にコンパクトで軽量化することがで
き、かつまた長期使用も可能であるから頗る実
用性が高い。
発光ダイオードはコンデンサの電荷の放電に
よつて極く短時間しか発光しないが、光フアイ
バーによつて伝送される信号はＶ−Ｆコンバー
タによつて周波数変調された信号即ち周波数に
意味のある信号なので、発光時間の長短は何等
問題とならない。従つて、忠実に検出信号の伝
送を行なうことができる。
よつて極く短時間しか発光しないが、光フアイ
バーによつて伝送される信号はＶ−Ｆコンバー
タによつて周波数変調された信号即ち周波数に
意味のある信号なので、発光時間の長短は何等
問題とならない。従つて、忠実に検出信号の伝
送を行なうことができる。
図は本発明の実施例を示し、第１図は本発明の
基本的な構成を示す図、第２図はPH計に適用す
る場合の好ましい送信側回路例、第３図は第２図
の回路をより消費電力化した回路、第４図は
ORP計或いは負のイオン計に適用する場合のプ
リアンプ部分の回路、第５図は受信側として好ま
しい回路例である。 １……送信側、２……受信側、３……光フアイ
バー、８……イオン電極、１０……Ｖ−Ｆコンバ
ータ、PUT……スイツチ手段、１１……発光ダ
イオード、１２……充電回路、１３……充放電コ
ンデンサ。
基本的な構成を示す図、第２図はPH計に適用す
る場合の好ましい送信側回路例、第３図は第２図
の回路をより消費電力化した回路、第４図は
ORP計或いは負のイオン計に適用する場合のプ
リアンプ部分の回路、第５図は受信側として好ま
しい回路例である。 １……送信側、２……受信側、３……光フアイ
バー、８……イオン電極、１０……Ｖ−Ｆコンバ
ータ、PUT……スイツチ手段、１１……発光ダ
イオード、１２……充電回路、１３……充放電コ
ンデンサ。
Claims (1)
- １ イオン電極で検出された電気信号を光信号に
変換して光フアイバーで受信側まで伝送するよう
にした光フアイバー結合型イオン濃度測定装置に
おいて、送信側を、イオン電極と、該電極の検出
信号を周波数変調するＶ−Ｆコンバータと、この
コンバータの出力信号によつて導通、非導通制御
されるスイツチ手段と、このスイツチ手段と直列
に接続された発光ダイオードと、バツテリを有す
る充電回路を含むと共に前記スイツチ手段、発光
ダイオードの直列回路を放電回路とする充放電コ
ンデンサとで構成し、該コンデンサに蓄積された
電荷をスイツチ手段の導通時に放電させて発光ダ
イオードを発光させ、その発光を光フアイバーで
受信側に伝送するようにしたことを特徴とする光
フアイバー結合型イオン濃度測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57162870A JPS5951338A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | 光フアイバ−結合型イオン濃度測定装置 |
| US06/528,985 US4502937A (en) | 1982-09-17 | 1983-09-02 | Optical fiber joint type ion-concentration measurement apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57162870A JPS5951338A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | 光フアイバ−結合型イオン濃度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5951338A JPS5951338A (ja) | 1984-03-24 |
| JPS6356496B2 true JPS6356496B2 (ja) | 1988-11-08 |
Family
ID=15762825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57162870A Granted JPS5951338A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | 光フアイバ−結合型イオン濃度測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4502937A (ja) |
| JP (1) | JPS5951338A (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4633523A (en) * | 1984-02-01 | 1986-12-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Optical analog data link with simple self-test feature |
| SE441867B (sv) * | 1984-04-05 | 1985-11-11 | Ericsson Telefon Ab L M | Forfarande och anordning for metning av effekten hos infallande ljus |
| AT384677B (de) * | 1985-04-16 | 1987-12-28 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Sensor zur bestimmung von elektrolytkonzentrationen |
| US4700068A (en) * | 1986-01-31 | 1987-10-13 | Hughes Aircraft Company | Apparatus and method for spatially characterizing and controlling a particle beam |
| US4767994A (en) * | 1986-09-10 | 1988-08-30 | Phillips Petroleum Company | Multi-purpose voltametric analyzer |
| US5001417A (en) * | 1987-06-01 | 1991-03-19 | Abbott Laboratories | Apparatus for measuring electrolytes utilizing optical signals related to the concentration of the electrolytes |
| US5134359A (en) * | 1987-06-01 | 1992-07-28 | Abbott Laboratories | Apparatus for measuring electrolytes including optical measurements |
| US4829253A (en) * | 1987-06-03 | 1989-05-09 | Rosemount Inc. | Three wire amplifier circuit with diagnostic capabilities |
| US4853614A (en) * | 1988-03-11 | 1989-08-01 | Carver Robert L | Method and apparatus for measuring moisture content of granular material |
| US4928067A (en) * | 1988-12-19 | 1990-05-22 | Siemens Transmission Systems, Inc. | Non-intrusive fiber optic electromagnetic field probe apparatus and associated methods |
| US4998098A (en) * | 1989-01-26 | 1991-03-05 | Schweitzer Engineering Laboratories Inc. | Overvoltage detector to indicate voltage to a remote monitor |
| US5093625A (en) * | 1990-02-09 | 1992-03-03 | Graco Inc. | Electrostatic spray gun voltage and current monitor with remote readout |
| US6281686B1 (en) * | 1997-12-27 | 2001-08-28 | Arnold Hawkins, Sr. | Nonintrusive power and continuity testing tools |
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| US6388248B1 (en) * | 2000-07-06 | 2002-05-14 | Eaton Corporation | Control voltage isolation system for electrical rotating apparatus utilizing fiber optics and associated method |
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