JPS646407B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、光学的に濁度を測定する濁度計に関
し、特に透過光−散乱光比較方式の濁度計に関す
るものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

光学的な濁度測定は、一般的には透明な測定セ
ルに採取した被測定水、すなわち試料水に一定の
光源から光を当て、透過光か、懸濁粒子による散
乱光のいずれか、または両方を検出して測定を行
う。

このような光学式濁度計の原理構成図を示す第
１図において、ガラス等透明な材料で形成した円
筒状の測定セル６の一側部側の光源１から測定セ
ル６内に採取された試料水２に向けて光を照射
し、そのときの透過光３ａを受光器４で受光する
か、または懸濁粒子２ａで散乱する散乱光３ｂを
受光器５で受光するかの何れか一方または双方を
行い、その受光量から被測定水中の懸濁粒子の濃
度、すなわち濁度を測定している。

このような光学式の濁度計においては、光源の
光量変動や被測定水の色の影響が測定誤差となつ
てあらわれる。したがつて、これらの影響をなく
し、高精度な測定を行うためには透過光と散乱光
の両方を検出し、（散乱光量）／（透過光量）を
演算して濁度に対応させる透過光−散乱光比較方
式が用いられている。

第２図ａに濁度対透過光量および散乱光量の関
係を示す。透過光量は濁度の増大とともに減少し
て行き、散乱光量はなる濁度（数千ppm程度）ま
では濁度の増大とともに増大して行くが、それ以
上の濁度になると逆に減少して行く。一般的には
透過光−散乱光比較方式の濁度計は散乱光量が濁
度の増大とともに増大して行く範囲（数千ppm以
下）において用いられる。第２図ｂに前記範囲に
おける濁度対（（散乱光量）／（透過光量）の関
係を示す。

以上光学式濁度計の測定原理について説明して
きたが、実用上は濁度計の正常な稼動を維持して
行く上でメインテナンスが必要である。メインテ
ナンスとしては、〔１〕消耗部品（光源用ランプ
など）の交換、〔２〕測定セルの洗浄、〔３〕ゼロ
点やスパンの校正または感度チエツクなどがあ
る。〔１〕については信頼性もあがり１年間程度
は交換不要となつてきている。〔２〕については
自動洗浄機構などが具えられ改善が進んでいる。
ところが、〔３〕については、定期的あるいは測
定値に異常が発見されたとき計器の運転を止め、
清水（水道水または純水）でゼロ点を、濁度標準
液でスパンの校正を行わなければならない。

特に、下水処理場などの汚水流路や処理槽に設
置して濁度の連続監視に用いる浸漬形濁度計にあ
つては、使用環境上汚物付着等による測定誤差が
発生しやすいため、測定精度を維持するためには
校正作業を欠かすことができない。従来の計器で
は校正作業にあたつて、計器をその都度設置場所
から取りはずして地上引揚げ、別に用意した清水
（ゼロ点校正用）および濁度標準液（スパン校正
用）に浸漬する必要があつた。この作業自体煩わ
しいものである上、この間本来の測定が長時間中
断されてしまうという問題があつた。また、濁度
標準液は試薬（ホルマジン、カオリンなど）を調
合して作るので、これも非常に煩しい作業であつ
た。

したがつて、計器を設置状態のまゝで、しかも
濁度標準液を用いずに簡便にスパン校正または感
度チエツクができる方法が望まれるところであ
る。

〔発明の目的〕

従つて、本発明の目的は、透過光−散乱光比較
方式の濁度計において、濁度標準液を用いずに簡
便にスパン校正（相当のチエツク）を行えるよう
にした濁度計を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、光源により測定セル内の被測定液を
照射し、その透過光量および散乱光量を検出し、
除算器により（散乱光量）／（透過光量）を演算
して濁度を求める濁度計において、散乱光出力が
所定の濁度相当値になるように光源光量を増大さ
せる光源光量切換器、および、除算器への透過光
量信号を所定の濁度相当値になるように調整する
スパンチエツク回路を設けるか、または、透過光
出力が所定の濁度相当値になるように光源光量を
減少させる光源光量切換器、および、除算器への
散乱光量信号を所定濁度相当値になるように調整
するスパンチエツク回路を設けた濁度計にある。

〔発明の実施例〕

第３図に示す本発明の一実施例において、１は
光源ランプ、６は透明ガラス等でできた筒状の測
定セル、２は測定セル６内に採取された被測定
水、４は透過光を電気信号に変換する受光器、５
は散乱光を電気信号に変換する受光器である。７
は受光器４からの信号を増幅する透過光ヘツドア
ンプ、８は受光器５からの信号を増幅す散乱光ヘ
ツドアンプである。９は、スパン校正相当のチエ
ツク時に使用するスパンチエツク回路で、ヘツド
アンプ７からの信号を受けてその出力レベルをス
パン校正相当のチエツクに合うレベルに調整する
増幅回路を有している。１０は（散乱光量）／
（透過光量）の演算を行う除算器である。１１は
徐算器１０からの信号を受けて、濁度に対応した
出力に変換するための変換器で、信号ホールド回
路、リニアライズ回路、レンジ設定回路、Ｖ／Ｉ
変換回路、零点およびスパン調整回路などが含ま
れている。零点およびスパン調整回路は、例え
ば、アンプ２１、このアンプの入力信号にバイア
スを与えるバイアス回路２２、および、このアン
プのゲインを調節するゲイン調節回路を含む。１
２ａ，ｂは連動して動作する切換スイツチで、Ｍ
側は通常測定およびゼロ点校正時に、Ｃ側はスパ
ン校正相当のチエツク時に使用するものである。
１３は光源ランプ用の電源で、Ｍ側には通常測定
およびゼロ点校正時に使用する光源の明るさを設
定する電圧V_Mが、Ｃ側にはスパン校正相当のチ
エツク時に使用する光源の明るさを設定する電圧
V_Cが出力されるようになつている。

次に第４図に浸漬形濁度計の検出器機構の一例
を示す。１７は検出器外筒で、被測定液２の中に
浸漬されている。また、外筒１７の内部には、光
源ランプ１、透過光受光器４、散乱光受光器５、
測定セル６、上下駆動されるピストン１５の先端
に取り付けられたワイパー１４が設けられる。ワ
イパー１４は、測定セル６内への試料水の吸入お
よび測定後の試料水の排出、測定セル６の内壁の
汚れを洗浄するためのものである。１６は校正時
に測定セル６内へ清水を導入するための清水導入
管である。

以下、この実施例の動作を説明するに、測定を
開始する前に、清水および濁度標準液を用いた校
正、ならびに、本発明によるチエツクを行うため
の調整を行う。校正は零点とスパンとの双方につ
いて行う。すなわち、先ず、測定セル６内を清水
で満たし、測定指針が零を示すように変換器１１
のバイアス回路２２を調整する。これが零点の校
正である。次に、測定セル６内を濁度標準液で満
たし、指針がフルスケールを示すように変換器１
１のゲイン調節回路を調整する。これがスパン校
正である。

その後、本発明によるスパン校正相当のチエツ
クを行うための調整を行う。先ず、切換スイツチ
１２ａ，１２ｂがＭ側（ランプ電圧V_M側）であ
ることを確認する。

次に、濁度標準液を用いて、その濁度計の測定
範囲フルスケールにおける透過光ヘツドアンプ７
の出力電圧V_Tおよび散乱光ヘツドアンプ８の出
力電圧V_Sを測定する。すなわちV_T，V_Sはスパン
校正時の除算器１０の入力信号である。

更に、切換スイツチ１２ａ，１２ｂをＣ側に切
換えて、測定セル６内を清水で満たし、散乱光ヘ
ツドアンプ８の出力電圧が先ほど測定したフルス
ケール相当値V_Sになるよう光源ランプ電源１３
の光量を増してＣ側の電圧V_Cを設定する。V_C＞
V_Mである。測定セル６内を清水に置換したから、
光源光量が同一であれば散乱光量は減少するが、
光源光量を増大させて散乱光量を清水に置換する
以前と同等になるようにしたのである。

その後、スパンチエツク回路９の出力電圧がフ
ルスケール相当値V_Tとなるように９内部の増幅
器のゲインを設定する。このゲインは１以下であ
る。これは、清水状態において散乱光出力がフル
スケール相当値になるよう光源ランプを明るくし
たのであるから、そのまゝでは透過光出力は大き
くなつてしまうので、除算器１０に入力される透
過光出力もフルスケール相当値になるようレベル
を下げるためである。

このようにして、切換スイツチ１２ａ，１２ｂ
をＣ側に切り換え、かつ、測定セル６内の濁度標
準板を清水に置換した状態で、除算器の入力信号
はスパン校正時の除算器１０の入力信号と同一と
なり、濁度指示値はフルスケールとなる。

以上で測定を開始する前の調整は終りである。
以後は切換スイツチ１２ａ，ｂをＭ側にしてお
き、測定セル６内に被測定水を採取してその濁度
を測定する。定期的あるいは測定異常時の計器校
正に際しては、先ず測定セル６内を清水で満たし
てゼロ点校正を行い、さらに切換スイツチ１２
ａ，ｂをＣ側にして濁度指示値をチエツクし、フ
ルスケールからずれている場合には変換器１１内
のスパン調整器によりフルスケールに合せればよ
い。

上記の例では、Ｃ側の光源の明るさおよびスパ
ンチエツク回路のゲインをそれぞれ散乱光および
透過光の「フルスケール」相当値になるよう設定
したが、これに限らず測定レンジ内の「一定の濁
度」に対応させるように設定してもよい。たゞ校
正の精度を上げるためにはできるだけフルスケー
ルに近い値の方がよい。

次に本考案を第４図に示すような浸漬形濁度計
に適用した場合の動作について説明する。通常の
濁度測定時においてはピストン１５の先端に取り
付けられたワイパー１４は測定セル６の先端近く
と清水導入管１６より下側の位置の間を往復運動
して試料水の吸入、測定、排出および測定セル６
の内壁の洗浄を行つて被測定水２の濁度を連続的
に測定している。

校正に際しては、ワイパー１４が清水導入管１
６よりも上側の位置まで上げて停止しておき、清
水導入管を通して地上のポンプ（図示してない）
等により清水を送り込み測定セル６内を清水で満
たしてゼロ点校正および前記簡便な方法によるス
パン校正を行うことできる。

次に、他の実施例について第５図を参照して説
明する。第３図に示す実施例においては、スパン
チエツク回路９を透過光側に設けたが、スパンチ
エツク回路９′を散乱光側に設けるものである。

この場合には、測定セル６内を清水で満たした
とき、透過光ヘツドアンプ出力がフルスケール相
当値V_Tとなるよう光源ランプ電源１３のＣ側の
電圧V_Cを設定しておく。V_C＜V_Mである。さらに
スパンチエツク回路９′の出力電圧がフルスケー
ル相当値V_Sとなるように９′内部の増幅器のゲイ
ンを設定しておく。このゲインは１以上である。
これは、清水状態において透過光出力がフルスケ
ール相当値になるよう光源ランプを暗くしたので
あるから、そのまゝでは散乱光出力は小さくなつ
てしまうので、除算器１０に入力される散乱光出
力もフルスケール相当値になるようレベルを上げ
るためである。

また、前記実施例においてはいずれもスパン校
正相当のチエツク時に測定セル内を清水で満たす
ことにしたが、もちろん濁度一定の水得られるな
らばそれを用いてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、透過光−散乱光比較方式の濁
度計において、濁度標準液を用いるスパン校正時
の濁度標準液を清水に置換しても、除算器の入力
信号として、スパン校正の基準濁度相当の信号が
得られるようにすることにより、簡易的スパン校
正を濁度標準液を用いることなく簡便に行うこと
ができ、メインテナンス作業が容易になる。例え
ば、ワイパー１４の部分的摩耗などにより、受光
器４および５の片方に面する測定セルの部分のみ
がよごれるなどしたために一方の受光量が減少し
たような場合、作業容易な簡易的スパン校正によ
り正しい測定が出来るようになる。

さらに、本考案を第４図に示すような浸漬形濁
度計に適用すれば、検出器を設置場所から取りは
ずし引き揚げることなしに校正作業ができるので
メインテナンス作業が非常に容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学式濁度計の測定原理を説明する
図、第２図ａ，ｂは濁度対透過光量・散乱光量な
らびに濁度対｛（散乱光量）／（透過光量）｝の関
係を示す図、第３図は本発明の一実施例を示す
図、第４図は同実施例を適用するに好適な浸漬形
濁度計の一例を示す図、第５図は他の実施例を示
す図である。 １……光源、２……被測定水、４……透過光受
光器、５……散乱光受光器、６……測定セル、７
……透過光信号ヘツドアンプ、８……散乱光信号
ヘツドアンプ、９，９′……スパンチエツク回路、
１０……除算器、１１……変換器、１２ａ，１２
ｂ……切換スイツチ、１３……電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光源により測定セル内の被測定液を照射し、
   その透過光量および散乱光量を検出し、除算器に
   より（散乱光量）／（透過光量）を演算して濁度
   を求めるものにおいて、測定セル内を清水で満た
   して散乱光出力が所定の濁度相当値になるように
   光源光量を増大させるかまたは透過光出力が所定
   の濁度相当値になるように光源光量を減少させる
   光源光量切換器を設け、測定セル内を清水で満た
   して光源光量を増大させるときは前記除算器への
   透過光量信号を所定の濁度相当値になるように調
   整するスパンチエツク回路を設け、光源光量を減
   少させるときは前記除算器への散乱光出力信号を
   所定の濁度相当値になるように調整するスパンチ
   エツク回路を設けた濁度計。