JP4364658B2

JP4364658B2 - 色度測定方法

Info

Publication number: JP4364658B2
Application number: JP2004020068A
Authority: JP
Inventors: 博文本村
Original assignee: 日本電色工業株式会社
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2024-01-28
Also published as: JP2005214724A

Description

本発明は、上水やプール水等の液体の色度測定方法に関し、更に詳しくは濁度・色度測定器を用いて色度を測定する方法に関する。

従来、上水（原水・処理水）やプール水等の測定水の色度を測定する方法として、次の方法が採られていた。
［方法１］
この方法は、測定水を前処理して懸濁物質を除去し、その後に色度を測定する。
手順
１．色度標準液を段階別に希釈して標準列を作り、専用の色度計により３９０ｎｍ吸光度
と色度標準値の関係により検量線を作成する（図５参照）。
２．測定水を前処理（遠心分離機による作業）して懸濁物質を除去（除濁）する。
３．測定器で除濁した測定水の吸光度を求めることにより、先の検量線（図５参照）により色度に変換される。

［方法２］
この方法は、測定水の前処理作業を不要とする方法で、「濁度段階別に複数の３９０ｎｍ吸光度と色度標準値の検量線を予め作成・入力」した測定器で測定する。
手順
１．色度標準液を段階別に希釈し標準列を作る。
例：色度１、２、５、１０、３０度（濁度＝０の時）（５点作成）
２．上記１．の色度標準液の各々に濁度１度の標準液を加える。
例：色度１度＋濁度１、色度２度＋濁度１、色度５度＋濁度１、色度１０度＋濁度１
色度３０度＋濁度１（濁度１度を加えた時）（５点作成）
３．上記１．の色度標準液の各々に濁度２度の標準液を加える。
例：色度１度＋濁度２、色度２度＋濁度２、色度５度＋濁度２、色度１０度＋濁度２
色度３０度＋濁度２（濁度２度を加えた時）（５点作成）
４．上記１．の色度標準液の各々に濁度５度の標準液を加える。
例：色度１度＋濁度５、色度２度＋濁度５、色度５度＋濁度５、色度１０度＋濁度５
色度３０度＋濁度５（濁度５度を加えた時）（５点作成）
＊他に、濁度１０度、２０度も作るとしたら上記例では合計３０点の試薬液を作ることになる。
５．上記標準列の試薬及び濁度を加えた標準試薬を、色度計により３９０ｎｍ吸光度と色度標準値の関係により検量線を作成し入力する（図６参照）
６．除濁していない測定水を濁度・色度測定器にかけて濁度を求め、上記５．により作成した濁度濃度段階別の色度検量線を用いて色度を求める。

上記方法２に使用する測定器は、本件出願人が先に提案した色度・濁度測定器（例えば、特許文献１参照）で、濁度と色度を同時に測定できる測定器である。この測定器は、測定液を収容した測定セルを透過する光量の散乱光量（白板未挿入時）と全光線量（白板挿入時）からＨａｚｅ（吸光度）を算出（ＪＩＳ規格ＪＩＳＫ−０１０１、Ｈａｚｅ＝散乱光量／全光線量×１００）し、濁度標準列とＨａｚｅの関係を示す検量線から濁度を求め、濁度濃度段階別の色度検量線を用いて色度を求める。

実用新案登録第３００３０５６号公報

上記した従来の測定方法において、方法１の場合は測定水に含まれる懸濁物質が色度を求める３９０ｎｍ吸光度に影響するため、色度測定に際しては、遠心分離機等により懸濁物質を除去（除濁）する前処理が必要とされている。従って、方法１によって正確な色度を求める為には、前処理（除濁）するための装置の購入・維持及びその前処理の作業に時間を要するという問題点を有していた。

上記した方法１の前処理（除濁）をすることなく色度を求める方法として方法２が提案されたが、この方法２の場合は濁度濃度段階別に複数の標準試薬による検量線を作成するという作業が必要で、この方法も方法１と同様、下準備に多くの労力と時間を要するという問題点を有している。

本発明は上記した従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、測定水を前処理（除濁）する必要なく、且つ濁度濃度段階別に複数の標準試薬による検量線を作成することなく、効率良く色度を測定することができる色度測定方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の色度測定方法は、濁度と色度を同時に測定できる濁度・色度測定器を用いて、試料水中の懸濁物質を除去することなく色度を測定する測定方法であって、
（ａ）濁度、色度を算出する夫々のセンサからの信号を処理する演算処理部に、予め（１）濁度濃度０における色度標準列により濃度段階別に求めた色度濃度と吸光度の関係と（２）色度濃度０における濁度標準列により濃度段階別に求めた濁度濃度と吸光度の関係をメモリに入力し、これに基づきマイクロコンピュータにより濁度濃度段階別の色度検量線を自動的に作成する工程と、
（ｂ）試料水を、濁度・色度測定器を用いて濁度を求め、前記濁度濃度段階別に作成した色度検量線の濁度値に応じた検量線より色度を求める工程と、を有することを特徴とする（請求項１）。

上記したメモリ（ＲＡＭ)には色度標準列と３９０ｎｍにおける吸光度の関係の検量線と、濁度標準列とＨａｚｅ及び吸光度の関係の検量線が作成されて記憶されており、測定水を測定器に掛け演算処理されて得られる濁度に対応する検量線が選択され、その選択された検量線から色度を演算処理することができる。

上記方法において、マイクロコンピュータが自動的に作成する濁度濃度段階別の色度検量線は、整数の濁度に限定されず、各々の検量線間は該マイクロコンピュータが濁度の小数点以下（例えば、小数点以下３桁）まで補間計算し、細かい濁度毎の色度を測定することもできる（請求項２）。

本発明の色度測定方法は請求項１、２記載の構成により、測定水に懸濁物質が含まれていても、その懸濁物質を取り除いて測定したと同等の精度で色度を算出することができる。
しかも、従来の方法のように大量の標準試薬を作り、これを測定し、その測定したデータに基づいて複雑な検量線を入力するという作業は不要で、測定作業を簡便に行うことができる。

本発明に係る色度測定方法の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の色度測定方法を実行するのに使用する濁度・色度測定器の光学部と計測部との関係を示すブロック図で、器体の内部に光源２、コリメータ３、積分球４が配置されると共に、コリメータ３と積分球４との間には試料室が区画形成され、その試料室に測定水を収容した透過セル５を着脱自在に設置し得るように構成されている。
また、上記のコリメータ３の軸芯と積分球４の中心は光源２の光軸に合致させて設置固定されている。
そして、前記積分球４の周壁には濁度検知用のフィルタ６及び受光素子７と、色度変換用フィルタ６’及び受光素子７’、更にその検出信号を増幅する増幅回路８を設けた演算部Ｂが装備され、測定水の濁度と色度を同時に測定し得るように構成してある。また、色度変換用フィルタ６’は３９０ｎｍの干渉フィルタである。

上記した濁度検知用のフィルタ６及び受光素子７と色度変換用フィルタ６’及び受光素子７’のセンサ部からの信号を演算する演算部Ｂは、濁度検知用フィルタ６及び受光素子７からの信号と、色度変換用フィルタ６’及び受光素子７’からの信号を増幅回路８を通して交互に取り込み処理するマルチプレクサ１０、その取込んだ信号を変換するＡ／Ｄ変換器１１、中央処理装置（ＣＰＵ）１２、キーボード１３、測定基礎デ−タを蓄積するメモリ（ＲＡＭ）１５、処理する内容が書き込まれるプログラム（ＲＯＭ）１６、外部機器接続用のインタ−フェイス１７、算出値を表示する表示器１８、及び時計１９等で構成されている。

そして、上記したメモリ（ＲＡＭ）１５には色度標準列と３９０ｎｍにおける吸光度の関係を表す検量線基礎データ（図２（ａ）参照）と、濁度標準列とＨａｚｅ（Ｈａｚｅ＝散乱光量／全光線量×１００）及び吸光度の関係を表す検量線基礎データ（図２（ｂ）参照）が作成されて記憶されており、演算処理されて得られた濁度に対応する検量線が選択されて色度が演算処理される。

従って、本測定方法の実施に際しては、先ず演算部Ｂのメモリ（ＲＡＭ）１５に、下記の２種類の基礎データを入力する。
その２種類の基礎データは、（１）濃度段階別の色度標準列による色度濃度と吸光度の関係を表す基礎データ（図２（ａ）参照）、（２）濃度段階別の濁度標準列による濁度濃度と吸光度の関係を表す基礎データ（図２（ｂ）参照）である。
（１）の濃度段階別の色度標準列による色度濃度と吸光度の関係を表す基礎データは、濁度＝０のデータで、色度標準液を用い、濃度毎に希釈して測定する。同様に、（２）は濁度標準液を用い、濃度毎に希釈して測定する。

上記基礎データの入力により、濁度濃度段階別の検量線（図３中の破線表示の検量線）がマイクロコンピュータにより自動的に作成される。即ち、前記（１）の基礎データ（例えば、濁度＝０の色度１，２，５，１０，３０の５点作成）で作成される検量線に加えて、濁度濃度段階別の検量線が作成される。
例えば、図３において、濁度１度の検量線ポイントは色度１度（濁度＝０）の時の吸光度に濁度１度の吸光度を加えた分だけ右にシフトする。
同じく、色度２度のポイントは色度２度の吸光度に濁度１度の吸光度を加えた分だけ右にシフトする。
以下、色度５度、色度１０度、色度３０度も同じく濁度１度の吸光度を加えた分だけ右にシフトしたところにポイントする。これらは、マイクロコンピュータが図２（ａ）、（ｂ）の基礎データを基に作成する。

上記基礎データの入力を完了した後、実際の測定水（上水、プール水等）を測定する。その測定は、先ず前記した濁度・色度測定器に測定水を入れた透過セル５をセットし、濁度専用のセンサにより濁度を求める。
上記濁度は、図４（ａ）に示すように、光源２の光軸線上に位置する積分球４の白板を光軸上から外して測定される散乱光量と、図４（ｂ）に示すように白板を前記光軸上にセットして測定される全光線量とから、Ｈａｚｅ（Ｈａｚｅ＝散乱光量／全光線量×１００）
が求められ、そのＨａｚｅと図２（ｂ）から濁度が演算処理される。
そして、上記したように濁度濃度段階別に作成された色度検量線（図３参照）を用いて、その濁度値に応じた色度検量線より色度が演算処理される。尚、図３において各々の検量線間は同じくマイクロコンピュータが濁度の小数点以下３桁まで補間計算するので、細かい濁度毎の色度を測定することが可能である。

検証例

上記した本発明方法に基づく方法で検証を行なった。以下、その検証結果について説明する。
検証方法
（１）色度標準液を希釈して１度と１０度の測定液を作り、濁度・色度測定器で測定する。
（２）次に、上記測定液（１度、１０度）に、濁度標準液を２度、５度、１０度、２０度の段階別に夫々添加し、同様に濁度・色度測定器で測定する。
そして、添加した濁度に影響されることなく色度を測定できるか確認する。

検証結果
表１に示すように、添加した濁度に影響されることなく色度を測定できることを確認した。尚、実測値の色度及び濁度は、それぞれ色度濃度（１度、１０度）、添加濁度（２度、５度、１０度、２０度）に対して多少の違いが有るが、この違いは測定液の希釈、装置等によるもので、許容範囲の誤差である。

本発明に係る測定方法で使用する濁度・色度測定器の概略を示すブロック図。（ａ）は懸濁物質を含まない濁度＝０の時の色度標準列と吸光度の関係を示す検量線を表す線図、（ｂ）は濁度標準列とＨａｚｅの関係を示す検量線を表す線図。懸濁物質が含まれた時の色度標準列と吸光度の関係を示す検量線を表す線図。Ｈａｚｅ測定の説明図で、（ａ）は散乱光量を測定する状態、（ｂ）は全光線量を測定する状態。従来の前処理（除濁）をして色度を測定する方法［方法１］で使用する、色度標準値と吸光度の関係を表す検量線図。従来の前処理を行なわずに測定する方法［方法２］で使用する、濁度段階別の複数の３９０ｎｍ吸光度と色度標準値の関係を表す検量線図。

符号の説明

Ａ…測定器の光学部Ｂ…演算部
２…光源３…コリメータ
４…積分球５…透過セル
６…濁度検知用フィルタ７…濁度用受光素子
６’…色度変換用フィルタ７’…色度用受光素子
１５…基礎データを蓄積するメモリ（ＲＡＭ）

Claims

濁度と色度を同時に測定できる濁度・色度測定器を用いて、試料水中の懸濁物質を除去することなく色度を測定する測定方法であって、
（ａ）濁度、色度を算出する夫々のセンサからの信号を処理する演算処理部に、予め（１）濁度濃度０における色度標準列により濃度段階別に求めた色度濃度と吸光度の関係と（２）色度濃度０における濁度標準列により濃度段階別に求めた濁度濃度と吸光度の関係をメモリに入力し、これに基づきマイクロコンピュータにより濁度濃度段階別の色度検量線を自動的に作成する工程と、
（ｂ）試料水を、濁度・色度測定器を用いて濁度を求め、前記濁度濃度段階別に作成した色度検量線の濁度値に応じた検量線より色度を求める工程と、
を有することを特徴とする色度測定方法。
上記濁度濃度段階別の色度検量線間は、マイクロコンピュータが濁度の小数点以下３桁まで補間計算し、細かい濁度毎の色度検量線を作成し、その検量線より色度を求めることを特徴とする請求項１記載の色度測定方法。