JPH11281574A - 屈折率濃度計 - Google Patents
屈折率濃度計Info
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- JPH11281574A JPH11281574A JP8158798A JP8158798A JPH11281574A JP H11281574 A JPH11281574 A JP H11281574A JP 8158798 A JP8158798 A JP 8158798A JP 8158798 A JP8158798 A JP 8158798A JP H11281574 A JPH11281574 A JP H11281574A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造が簡単で、製造コストの低減が可能な屈
折率濃度計を提供する。 【解決手段】 １つの平面が被測定物質７と接した三角
柱プリズム１３と、この三角柱プリズム１３の他の１つ
の平面から三角柱プリズム１３と被測定物質７との境界
面へ向けて光を入射させる光源１４と、前記三角柱プリ
ズム１３と被測定物質７との境界面からの反射光を受光
して電気信号に変換する受光素子２２と、この受光素子
２２からの出力信号を基に被測定物質７の濃度を求める
演算装置３０とを備える。
折率濃度計を提供する。 【解決手段】 １つの平面が被測定物質７と接した三角
柱プリズム１３と、この三角柱プリズム１３の他の１つ
の平面から三角柱プリズム１３と被測定物質７との境界
面へ向けて光を入射させる光源１４と、前記三角柱プリ
ズム１３と被測定物質７との境界面からの反射光を受光
して電気信号に変換する受光素子２２と、この受光素子
２２からの出力信号を基に被測定物質７の濃度を求める
演算装置３０とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、屈折率変化を利用
した屈折率濃度計に関する。詳しくは、簡単な構造で、
製造コストを低減できる屈折率濃度計に関する。
した屈折率濃度計に関する。詳しくは、簡単な構造で、
製造コストを低減できる屈折率濃度計に関する。
【０００２】
【背景技術】化学プロセスなどへの組み込みが可能な濃
度計のうち、最も手軽で安価なものの一つとして、屈折
率濃度計が知られている。従来の屈折率濃度計は、図７
に示すように、光源１と、凸レンズ２と、２枚の片凸レ
ンズ３，５と、台形断面プリズム４と、ＣＣＤセンサ６
とから構成されている。
度計のうち、最も手軽で安価なものの一つとして、屈折
率濃度計が知られている。従来の屈折率濃度計は、図７
に示すように、光源１と、凸レンズ２と、２枚の片凸レ
ンズ３，５と、台形断面プリズム４と、ＣＣＤセンサ６
とから構成されている。
【０００３】光源１からの光ビームは、凸レンズ２で平
行ビームとされたのち、片凸レンズ３および台形断面プ
リズム４の傾斜面４Ａを経てプリズム４と被測定物質７
との境界面に集光される。ここで、光ビームは２つに分
かれる。光ビームの一部は被測定物質７の中を通過する
ときに曲がり（屈折して）吸収される。光ビームの他の
一部は、全反射の物理法則に従って境界面で反射され、
プリズム４の傾斜面４Ｂおよび片凸レンズ５を経てＣＣ
Ｄセンサ６で受光される。
行ビームとされたのち、片凸レンズ３および台形断面プ
リズム４の傾斜面４Ａを経てプリズム４と被測定物質７
との境界面に集光される。ここで、光ビームは２つに分
かれる。光ビームの一部は被測定物質７の中を通過する
ときに曲がり（屈折して）吸収される。光ビームの他の
一部は、全反射の物理法則に従って境界面で反射され、
プリズム４の傾斜面４Ｂおよび片凸レンズ５を経てＣＣ
Ｄセンサ６で受光される。
【０００４】この結果、ＣＣＤセンサ６上には、プリズ
ム４と被測定物質７との境界面で反射された光による明
るい部分と、被測定物質７の中に吸収された光による暗
い部分とが生じる。この明るい部分と暗い部分との分離
線は、被測定物質７の屈折率に直接比例するため、この
分離線の位置をＣＣＤセンサ６で読み取ることにより、
被測定物質７の屈折率を求める。そして、予め把握して
おいた屈折率と濃度との関係から、被測定物質７の濃度
を求める。
ム４と被測定物質７との境界面で反射された光による明
るい部分と、被測定物質７の中に吸収された光による暗
い部分とが生じる。この明るい部分と暗い部分との分離
線は、被測定物質７の屈折率に直接比例するため、この
分離線の位置をＣＣＤセンサ６で読み取ることにより、
被測定物質７の屈折率を求める。そして、予め把握して
おいた屈折率と濃度との関係から、被測定物質７の濃度
を求める。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の屈折率濃度計に
おいて、被測定物質７の濃度を精度よく測定するために
は、これらの光学素子（凸レンズ２、片凸レンズ３，
５、台形断面プリズム４２など）の光学的形状や配置を
厳格に規定することが必要である。従って、この構造の
場合、これらの光学素子２，３，４，５自体のコストが
高く、しかも、その組立にもコストがかかるため、全体
としてコストが高いという課題があった。
おいて、被測定物質７の濃度を精度よく測定するために
は、これらの光学素子（凸レンズ２、片凸レンズ３，
５、台形断面プリズム４２など）の光学的形状や配置を
厳格に規定することが必要である。従って、この構造の
場合、これらの光学素子２，３，４，５自体のコストが
高く、しかも、その組立にもコストがかかるため、全体
としてコストが高いという課題があった。
【０００６】本発明の目的は、このような従来の課題を
解決すべくなされたもので、構造が簡単で、製造コスト
の低減が可能な屈折率濃度計を提供することにある。
解決すべくなされたもので、構造が簡単で、製造コスト
の低減が可能な屈折率濃度計を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の屈折率濃度計
は、上記目的を達成するため、１つの平面が被測定物質
と接した三角柱プリズムと、この三角柱プリズムの他の
１つの平面から三角柱プリズムと被測定物質との境界面
へ向けて光を入射させる光源と、前記三角柱プリズムと
被測定物質との境界面からの反射光を受光して電気信号
に変換する受光素子と、この受光素子からの出力信号を
基に被測定物質の濃度を求める演算手段とを備える。
は、上記目的を達成するため、１つの平面が被測定物質
と接した三角柱プリズムと、この三角柱プリズムの他の
１つの平面から三角柱プリズムと被測定物質との境界面
へ向けて光を入射させる光源と、前記三角柱プリズムと
被測定物質との境界面からの反射光を受光して電気信号
に変換する受光素子と、この受光素子からの出力信号を
基に被測定物質の濃度を求める演算手段とを備える。
【０００８】このような構成によれば、光源からの光
は、三角柱プリズムを透過し、その三角柱プリズムと被
測定物質との境界面へ到達する。ここで、一部の光は被
測定物質へと進むが、他の一部の光は三角柱プリズムと
被測定物質との境界面で反射され、受光素子側へ進む。
たとえば、図１の状態において、光源１４からの光は、
三角柱プリズム１３を透過し、その三角柱プリズム１３
と被測定物質７との境界面へ到達したのち、一部の光は
被測定物質７へと進むが、他の一部の光は三角柱プリズ
ム１４と被測定物質７との境界面で反射され、受光素子
２２側へ進む。
は、三角柱プリズムを透過し、その三角柱プリズムと被
測定物質との境界面へ到達する。ここで、一部の光は被
測定物質へと進むが、他の一部の光は三角柱プリズムと
被測定物質との境界面で反射され、受光素子側へ進む。
たとえば、図１の状態において、光源１４からの光は、
三角柱プリズム１３を透過し、その三角柱プリズム１３
と被測定物質７との境界面へ到達したのち、一部の光は
被測定物質７へと進むが、他の一部の光は三角柱プリズ
ム１４と被測定物質７との境界面で反射され、受光素子
２２側へ進む。
【０００９】このとき、三角柱プリズム１３と被測定物
質７との境界面において、光が反射されるか否かは、次
式で記述される全反射の条件による。 sinθｃ＝ｎ2／ｎ1 ……………（１） 上記式（１）は、媒質１（屈折率ｎ1）から媒質２（屈
折率ｎ2（ｎ1＞ｎ2））へ光が進もうとする場合の臨界
角θｃを求める式である。
質７との境界面において、光が反射されるか否かは、次
式で記述される全反射の条件による。 sinθｃ＝ｎ2／ｎ1 ……………（１） 上記式（１）は、媒質１（屈折率ｎ1）から媒質２（屈
折率ｎ2（ｎ1＞ｎ2））へ光が進もうとする場合の臨界
角θｃを求める式である。
【００１０】図２はこの現象の模式図を示している。つ
まり、媒質１（屈折率ｎ1）と媒質２（屈折率ｎ2）との
境界面への光の入射角θが臨界角θｃより小さい場合
（θ＜θｃ）、光は境界面を透過し媒質２へ進むが、入
射角θが臨界角θｃより大きい場合（θ≧θｃ）、光は
境界面で全反射され媒質２には入り込めない。
まり、媒質１（屈折率ｎ1）と媒質２（屈折率ｎ2）との
境界面への光の入射角θが臨界角θｃより小さい場合
（θ＜θｃ）、光は境界面を透過し媒質２へ進むが、入
射角θが臨界角θｃより大きい場合（θ≧θｃ）、光は
境界面で全反射され媒質２には入り込めない。
【００１１】この作用により、図１においても、三角柱
プリズム１３と被測定物質７との境界面に対して、入射
角θが臨界角θｃより大きい光は、全反射され受光素子
２２側へ進むが、入射角θが臨界角θｃより小さい光
は、被測定物質７側へと透過するから、受光素子２２側
に光に照らされる部分（明部）と光が当たらない部分
（暗部）とが生じる。光源１４が単色光の場合は光が分
かれることがないので、明暗の境界が明確に現れる。
プリズム１３と被測定物質７との境界面に対して、入射
角θが臨界角θｃより大きい光は、全反射され受光素子
２２側へ進むが、入射角θが臨界角θｃより小さい光
は、被測定物質７側へと透過するから、受光素子２２側
に光に照らされる部分（明部）と光が当たらない部分
（暗部）とが生じる。光源１４が単色光の場合は光が分
かれることがないので、明暗の境界が明確に現れる。
【００１２】被測定物質７の濃度が変化した場合は、そ
の屈折率が変化するので、全反射の条件が変わり、明暗
の境界が移動する。明暗の境界が移動すると、受光素子
２２での受光光量が変化するから、その受光光量から被
測定物質７の屈折率、つまり、濃度を求めることができ
る。たとえば、受光光量と濃度との関係を、近似式やテ
ーブルなどで記憶しておけば、その関係から濃度を求め
ることができる。
の屈折率が変化するので、全反射の条件が変わり、明暗
の境界が移動する。明暗の境界が移動すると、受光素子
２２での受光光量が変化するから、その受光光量から被
測定物質７の屈折率、つまり、濃度を求めることができ
る。たとえば、受光光量と濃度との関係を、近似式やテ
ーブルなどで記憶しておけば、その関係から濃度を求め
ることができる。
【００１３】従って、この構成によれば、従来の屈折率
濃度計に比べ、構造を簡素化できる。つまり、従来の光
学レンズ（凸レンズや２枚の片凸レンズなど）を不要に
できる。よって、それに伴う経費、つまり、光学レンズ
の部材費や組立費用を低減できるから、全体としてコス
トダウンできる。
濃度計に比べ、構造を簡素化できる。つまり、従来の光
学レンズ（凸レンズや２枚の片凸レンズなど）を不要に
できる。よって、それに伴う経費、つまり、光学レンズ
の部材費や組立費用を低減できるから、全体としてコス
トダウンできる。
【００１４】また、本発明の屈折率濃度計は、内部に被
測定物質を収容するとともに一部を開口した被測定物質
収容部と、１つの平面が前記被測定物質収容部の開口を
塞ぐように被測定物質収容部と接して設けられた三角柱
プリズムと、この三角柱プリズムの他の１つの平面から
三角柱プリズムと被測定物質との境界面へ向けて光を入
射させる光源と、前記三角柱プリズムと被測定物質との
境界面からの反射光を受光して電気信号に変換する受光
素子と、この受光素子を前記三角柱プリズムに対して接
近、離間する方向およびこれと直交する方向へ移動させ
る移動機構と、前記受光素子からの出力信号を基に被測
定物質の濃度を求める演算手段とを備え、前記被測定物
質収容部、三角柱プリズム、光源、受光素子および移動
機構は、本体に一体的に組み込まれている構成でもよ
い。
測定物質を収容するとともに一部を開口した被測定物質
収容部と、１つの平面が前記被測定物質収容部の開口を
塞ぐように被測定物質収容部と接して設けられた三角柱
プリズムと、この三角柱プリズムの他の１つの平面から
三角柱プリズムと被測定物質との境界面へ向けて光を入
射させる光源と、前記三角柱プリズムと被測定物質との
境界面からの反射光を受光して電気信号に変換する受光
素子と、この受光素子を前記三角柱プリズムに対して接
近、離間する方向およびこれと直交する方向へ移動させ
る移動機構と、前記受光素子からの出力信号を基に被測
定物質の濃度を求める演算手段とを備え、前記被測定物
質収容部、三角柱プリズム、光源、受光素子および移動
機構は、本体に一体的に組み込まれている構成でもよ
い。
【００１５】この構成によれば、被測定物質収容部、三
角柱プリズム、光源、受光素子および移動機構が、本体
に一体的に組み込まれているから、取り付けや持ち運び
が容易である。しかも、移動機構によって、受光素子を
三角柱プリズムに対して接近、離間する方向およびこれ
と直交する方向へ移動させることができるから、受光素
子を明暗の境界位置に正確に位置させることができ、よ
り高精度な測定が期待できる。
角柱プリズム、光源、受光素子および移動機構が、本体
に一体的に組み込まれているから、取り付けや持ち運び
が容易である。しかも、移動機構によって、受光素子を
三角柱プリズムに対して接近、離間する方向およびこれ
と直交する方向へ移動させることができるから、受光素
子を明暗の境界位置に正確に位置させることができ、よ
り高精度な測定が期待できる。
【００１６】以上において、被測定物質収容部は、被測
定物質流入口および被測定物質流出口を有する構成が好
ましい。このようにすれば、化学プロセスへの組み込み
も容易で、被測定物質の濃度を連続して測定することも
可能である。
定物質流入口および被測定物質流出口を有する構成が好
ましい。このようにすれば、化学プロセスへの組み込み
も容易で、被測定物質の濃度を連続して測定することも
可能である。
【００１７】また、移動機構としては、前記本体に前記
三角柱プリズムに対して接近、離間する方向へ移動可能
に設けられた第１可動部材と、この第１可動部材の移動
位置を調整する第１位置調整ねじと、前記第１可動部材
にその第１可動部材の移動方向に対して直交する方向へ
移動可能に設けられ前記受光素子を有する第２可動部材
と、この第２可動部材の移動位置を調整する第２位置調
整ねじとを含む構成が好ましい。これによれば、簡単か
つ安価な構成で、受光素子の位置を微調整することがで
きる。
三角柱プリズムに対して接近、離間する方向へ移動可能
に設けられた第１可動部材と、この第１可動部材の移動
位置を調整する第１位置調整ねじと、前記第１可動部材
にその第１可動部材の移動方向に対して直交する方向へ
移動可能に設けられ前記受光素子を有する第２可動部材
と、この第２可動部材の移動位置を調整する第２位置調
整ねじとを含む構成が好ましい。これによれば、簡単か
つ安価な構成で、受光素子の位置を微調整することがで
きる。
【００１８】また、受光素子としては、被測定物質の濃
度変化による反射光の位置変化を受光光量の増減として
検知可能な光電変換素子であればよく、たとえば、Ｃｄ
Ｓセル（光導電材料として硫化カドミウムを用いた光導
電セル）、フォトダイオード、フォトトランジスタなど
が好ましい。
度変化による反射光の位置変化を受光光量の増減として
検知可能な光電変換素子であればよく、たとえば、Ｃｄ
Ｓセル（光導電材料として硫化カドミウムを用いた光導
電セル）、フォトダイオード、フォトトランジスタなど
が好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図３は本発明の屈折率濃度計の一実施形
態を示す平面図、図４は同上実施形態の正面図、図５は
図３のＶ−Ｖ線断面図である。同屈折率濃度計は、大き
く分けて、発光部ユニット１０と、受光部ユニット２０
と、受光部ユニット２０からの出力信号を基に被測定物
質の濃度を求める演算手段としての演算装置３０（図１
参照）とから構成されている。
いて説明する。図３は本発明の屈折率濃度計の一実施形
態を示す平面図、図４は同上実施形態の正面図、図５は
図３のＶ−Ｖ線断面図である。同屈折率濃度計は、大き
く分けて、発光部ユニット１０と、受光部ユニット２０
と、受光部ユニット２０からの出力信号を基に被測定物
質の濃度を求める演算手段としての演算装置３０（図１
参照）とから構成されている。
【００２０】前記発光部ユニット１０は、ユニット本体
１１と、このユニット本体１１に傾斜状に設けられ内部
に被測定物質７を収容する被測定物質収容部１２と、こ
の被測定物質収容部１２と接するように前記ユニット本
体１１に設けられた三角柱プリズム１３と、この三角柱
プリズム１３を透過して三角柱プリズム１３と被測定物
質７との境界面へ向けて光を入射させる光源１４とを含
む。
１１と、このユニット本体１１に傾斜状に設けられ内部
に被測定物質７を収容する被測定物質収容部１２と、こ
の被測定物質収容部１２と接するように前記ユニット本
体１１に設けられた三角柱プリズム１３と、この三角柱
プリズム１３を透過して三角柱プリズム１３と被測定物
質７との境界面へ向けて光を入射させる光源１４とを含
む。
【００２１】ここで、被測定物質収容部１２は、底面に
開口１２Ａを備え、かつ、傾斜方向上部に被測定物質流
入口１２Ｂを、傾斜方向下部に被測定物質流出口１２Ｃ
をそれぞれ有する。また、三角柱プリズム１３は、底面
１３Ａ、これと直角な垂直面１３Ｂおよび斜面１３Ｃを
有する断面直角三角形で、そのうちの１つの平面（底
面）１３Ａが前記被測定物質収容部１２の開口１２Ａを
塞ぐように被測定物質収容部１２と接するように設けら
れている。さらに、光源１４は、ＬＥＤが用いられ、前
記三角柱プリズム１３の他の１つの平面（斜面）１３Ｃ
から三角柱プリズム１３と被測定物質収容部１２内に収
容された被測定物質７との境界面へ向けて光を入射させ
る。
開口１２Ａを備え、かつ、傾斜方向上部に被測定物質流
入口１２Ｂを、傾斜方向下部に被測定物質流出口１２Ｃ
をそれぞれ有する。また、三角柱プリズム１３は、底面
１３Ａ、これと直角な垂直面１３Ｂおよび斜面１３Ｃを
有する断面直角三角形で、そのうちの１つの平面（底
面）１３Ａが前記被測定物質収容部１２の開口１２Ａを
塞ぐように被測定物質収容部１２と接するように設けら
れている。さらに、光源１４は、ＬＥＤが用いられ、前
記三角柱プリズム１３の他の１つの平面（斜面）１３Ｃ
から三角柱プリズム１３と被測定物質収容部１２内に収
容された被測定物質７との境界面へ向けて光を入射させ
る。
【００２２】前記受光部ユニット２０は、ユニット本体
２１と、このユニット本体２１内に設けられ前記三角柱
プリズム１３と被測定物質７との境界面からの反射光を
受光して電気信号に変換する受光素子２２と、この受光
素子２２を前記三角柱プリズム１３に対して接近、離間
する方向およびそれと直交する方向へ変位させる移動機
構２３とを含む。
２１と、このユニット本体２１内に設けられ前記三角柱
プリズム１３と被測定物質７との境界面からの反射光を
受光して電気信号に変換する受光素子２２と、この受光
素子２２を前記三角柱プリズム１３に対して接近、離間
する方向およびそれと直交する方向へ変位させる移動機
構２３とを含む。
【００２３】ここで、受光素子２２としては、ＣｄＳセ
ルを用いている。また、移動機構２３は、ユニット本体
２１のガイド溝２１Ａに前記三角柱プリズム１３に対し
て接近、離間する方向へ移動可能に設けられたＬ字形状
の第１可動部材２４と、ユニット本体２１と第１可動部
材２４との間に設けられ第１可動部材２４の移動位置を
調整する第１位置調整ねじ２５と、第１可動部材２４の
ガイド溝２４Ａにその第１可動部材２４の移動方向に対
して直交する方向へ移動可能に設けられ前記受光素子２
２を有する第２可動部材２６と、第１可動部材２４と第
２可動部材２６との間に設けられ第２可動部材２６の移
動位置を調整する第２位置調整ねじ２７とを含んで構成
されている。
ルを用いている。また、移動機構２３は、ユニット本体
２１のガイド溝２１Ａに前記三角柱プリズム１３に対し
て接近、離間する方向へ移動可能に設けられたＬ字形状
の第１可動部材２４と、ユニット本体２１と第１可動部
材２４との間に設けられ第１可動部材２４の移動位置を
調整する第１位置調整ねじ２５と、第１可動部材２４の
ガイド溝２４Ａにその第１可動部材２４の移動方向に対
して直交する方向へ移動可能に設けられ前記受光素子２
２を有する第２可動部材２６と、第１可動部材２４と第
２可動部材２６との間に設けられ第２可動部材２６の移
動位置を調整する第２位置調整ねじ２７とを含んで構成
されている。
【００２４】従って、光源１４からの光は、三角柱プリ
ズム１３を透過し、その三角柱プリズム１３と被測定物
質７との境界面へ到達し、そこで、２つに分けられる。
三角柱プリズム１３と被測定物質７との境界面に対し
て、入射角θが臨界角θｃより大きい光は、全反射され
受光素子２２側へ進むが、入射角θが臨界角θｃより小
さい光は、被測定物質７側へと透過する。
ズム１３を透過し、その三角柱プリズム１３と被測定物
質７との境界面へ到達し、そこで、２つに分けられる。
三角柱プリズム１３と被測定物質７との境界面に対し
て、入射角θが臨界角θｃより大きい光は、全反射され
受光素子２２側へ進むが、入射角θが臨界角θｃより小
さい光は、被測定物質７側へと透過する。
【００２５】この作用により、受光素子２２側に光に照
らされる部分（明部）と光が当たらない部分（暗部）と
が生じる。明暗の境界位置は、被測定物質７の屈折率に
よって移動するので、その明暗の境界位置の変化が受光
素子２２での受光光量の変化として検知される。
らされる部分（明部）と光が当たらない部分（暗部）と
が生じる。明暗の境界位置は、被測定物質７の屈折率に
よって移動するので、その明暗の境界位置の変化が受光
素子２２での受光光量の変化として検知される。
【００２６】演算装置３０では、受光素子２２からの出
力信号を基に、被測定物質７の濃度を求める。たとえ
ば、受光素子２２からの出力信号値をｘとして、その信
号値ｘを次式（２）に代入して、被測定物質の濃度Ｙを
求める。 Ｙ＝−３．１７４＊１０-5ｘ2＋０．１２６１ｘ−５９．４６ ……（２） なお、受光素子２２からの出力信号を基に、被測定物質
の濃度を求めるにあたっては、これに限らず、受光素子
２２からの出力信号と被測定物質の濃度との関係をテー
ブルとして用意しておき、このテーブルを用いて、受光
素子２２の出力信号に対応する被測定物質の濃度を求め
るようにしてもよい。
力信号を基に、被測定物質７の濃度を求める。たとえ
ば、受光素子２２からの出力信号値をｘとして、その信
号値ｘを次式（２）に代入して、被測定物質の濃度Ｙを
求める。 Ｙ＝−３．１７４＊１０-5ｘ2＋０．１２６１ｘ−５９．４６ ……（２） なお、受光素子２２からの出力信号を基に、被測定物質
の濃度を求めるにあたっては、これに限らず、受光素子
２２からの出力信号と被測定物質の濃度との関係をテー
ブルとして用意しておき、このテーブルを用いて、受光
素子２２の出力信号に対応する被測定物質の濃度を求め
るようにしてもよい。
【００２７】従って、本実施形態によれば、従来の光学
レンズ（凸レンズや２枚の片凸レンズなど）を不要にで
き、それに伴う経費、つまり、光学レンズの部材費や組
立費用を低減でき、全体としてコストダウンできる。
レンズ（凸レンズや２枚の片凸レンズなど）を不要にで
き、それに伴う経費、つまり、光学レンズの部材費や組
立費用を低減でき、全体としてコストダウンできる。
【００２８】また、被測定物質収容部１２、三角柱プリ
ズム１３、光源１４、受光素子２２および移動機構２３
は、本体１１，２１に一体的に組み込まれているから、
取り付けや持ち運びに便利である。また、被測定物質収
容部１２は、被測定物質流入口１２Ｂおよび被測定物質
流出口１２Ｃを備えているから、化学プロセスへの組み
込みも容易で、被測定物質の濃度を連続して測定するこ
とも可能である。
ズム１３、光源１４、受光素子２２および移動機構２３
は、本体１１，２１に一体的に組み込まれているから、
取り付けや持ち運びに便利である。また、被測定物質収
容部１２は、被測定物質流入口１２Ｂおよび被測定物質
流出口１２Ｃを備えているから、化学プロセスへの組み
込みも容易で、被測定物質の濃度を連続して測定するこ
とも可能である。
【００２９】また、移動機構２３によって、受光素子２
２を三角柱プリズム１３に対して接近、離間する方向お
よびこれと直交する方向へ移動させることができるか
ら、受光素子２２を微調整しながら所定位置に正確に位
置決めできる。しかも、移動機構２３としては、第１可
動部材２４、第１位置調整ねじ２５、第２可動部材２６
および第２位置調整ねじ２７から構成したので、簡単か
つ安価に構成することができる。
２を三角柱プリズム１３に対して接近、離間する方向お
よびこれと直交する方向へ移動させることができるか
ら、受光素子２２を微調整しながら所定位置に正確に位
置決めできる。しかも、移動機構２３としては、第１可
動部材２４、第１位置調整ねじ２５、第２可動部材２６
および第２位置調整ねじ２７から構成したので、簡単か
つ安価に構成することができる。
【００３０】また、受光素子２２としてＣｄＳセルを用
いたので、反射光の位置変化を感度よく検知できる。も
とより、これに限らず、フォトダイオードやフォトトラ
ンジスタなどでもよい。
いたので、反射光の位置変化を感度よく検知できる。も
とより、これに限らず、フォトダイオードやフォトトラ
ンジスタなどでもよい。
【００３１】
【実施例】上記実施形態の屈折率濃度計を用いて、水−
エチレングリコール混合液の濃度を測定した結果を図６
に示す。なお、水−エチレングリコール混合液の実際の
濃度と測定値とを対応させた結果を表１に示す。
エチレングリコール混合液の濃度を測定した結果を図６
に示す。なお、水−エチレングリコール混合液の実際の
濃度と測定値とを対応させた結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】この結果から、上記実施形態の屈折率濃度
計では、概略＋０．５〜−０．５ｗｔ％の絶対誤差で測
定可能であることがわかる。この誤差は、被測定物質の
濃度を求める式（２）の改良により、さらに小さくする
ことが可能である。
計では、概略＋０．５〜−０．５ｗｔ％の絶対誤差で測
定可能であることがわかる。この誤差は、被測定物質の
濃度を求める式（２）の改良により、さらに小さくする
ことが可能である。
【００３４】
【発明の効果】本発明の屈折率濃度計によれば、三角柱
プリズム、光源、受光素子および演算手段から構成した
から、従来の屈折率濃度計に比べ、構造を簡素化でき
る。つまり、従来の光学レンズ（凸レンズ、２枚の片凸
レンズなど）を不要にできる。従って、それに伴う経費
（光学素子の部材費や組立費用など）を低減でき、全体
としてコストダウンが可能である。
プリズム、光源、受光素子および演算手段から構成した
から、従来の屈折率濃度計に比べ、構造を簡素化でき
る。つまり、従来の光学レンズ（凸レンズ、２枚の片凸
レンズなど）を不要にできる。従って、それに伴う経費
（光学素子の部材費や組立費用など）を低減でき、全体
としてコストダウンが可能である。
【図１】本発明の原理を説明するための構成図である。
【図２】異なる媒質（媒質１と媒質２）の境界面への光
の入射角θによる現象を説明するための図である。
の入射角θによる現象を説明するための図である。
【図３】本発明に係る屈折率濃度計の一実施形態を示す
平面図である。
平面図である。
【図４】同上実施形態の正面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】濃度と受光素子出力値との関係を示す図であ
る。
る。
【図７】従来の屈折率濃度計の原理を示す図である。
１１ ユニット本体 １２ 被測定物質収容部 １２Ａ 開口 １２Ｂ 被測定物質流入口 １２Ｃ 被測定物質流出口 １３ 三角柱プリズム １３Ａ 底面（平面） １３Ｃ 斜面（平面） １４ 光源 ２１ ユニット本体 ２２ 受光素子 ２３ 移動機構 ２４ 第１可動部材 ２５ 第１位置調整ねじ ２６ 第２可動部材 ２７ 第２位置調整ねじ ３０ 演算装置（演算手段）
Claims (8)
- 【請求項１】 １つの平面が被測定物質と接した三角柱
プリズムと、この三角柱プリズムの他の１つの平面から
三角柱プリズムと被測定物質との境界面へ向けて光を入
射させる光源と、前記三角柱プリズムと被測定物質との
境界面からの反射光を受光して電気信号に変換する受光
素子と、この受光素子からの出力信号を基に被測定物質
の濃度を求める演算手段とを備えたことを特徴とする屈
折率濃度計。 - 【請求項２】 内部に被測定物質を収容するとともに一
部を開口した被測定物質収容部と、１つの平面が前記被
測定物質収容部の開口を塞ぐように被測定物質収容部と
接して設けられた三角柱プリズムと、この三角柱プリズ
ムの他の１つの平面から三角柱プリズムと被測定物質と
の境界面へ向けて光を入射させる光源と、前記三角柱プ
リズムと被測定物質との境界面からの反射光を受光して
電気信号に変換する受光素子と、この受光素子を前記三
角柱プリズムに対して接近、離間する方向およびこれと
直交する方向へ移動させる移動機構と、前記受光素子か
らの出力信号を基に被測定物質の濃度を求める演算手段
とを備え、 前記被測定物質収容部、三角柱プリズム、光源、受光素
子および移動機構は、本体に一体的に組み込まれている
ことを特徴とする屈折率濃度計。 - 【請求項３】 請求項２に記載の屈折率濃度計におい
て、前記被測定物質収容部は、被測定物質流入口および
被測定物質流出口を有することを特徴とする屈折率濃度
計。 - 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載の屈折率
濃度計において、前記移動機構は、前記本体に前記三角
柱プリズムに対して接近、離間する方向へ移動可能に設
けられた第１可動部材と、この第１可動部材の移動位置
を調整する第１位置調整ねじと、前記第１可動部材にそ
の第１可動部材の移動方向に対して直交する方向へ移動
可能に設けられ前記受光素子を有する第２可動部材と、
この第２可動部材の移動位置を調整する第２位置調整ね
じとを含んで構成されていることを特徴とする屈折率濃
度計。 - 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
屈折率濃度計において、前記受光素子は、被測定物質の
濃度変化による反射光の位置変化を、受光光量の増減と
して検知可能な光電変換素子であることを特徴とする屈
折率濃度計。 - 【請求項６】 請求項５に記載の屈折率濃度計におい
て、前記光電変換素子は、ＣｄＳセルであることを特徴
とする屈折率濃度計。 - 【請求項７】 請求項５に記載の屈折率濃度計におい
て、前記光電変換素子は、フォトダイオードであること
を特徴とする屈折率濃度計。 - 【請求項８】 請求項５に記載の屈折率濃度計におい
て、前記光電変換素子は、フォトトランジスタであるこ
とを特徴とする屈折率濃度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8158798A JPH11281574A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 屈折率濃度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8158798A JPH11281574A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 屈折率濃度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11281574A true JPH11281574A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=13750461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8158798A Withdrawn JPH11281574A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 屈折率濃度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11281574A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1626265A1 (en) * | 2003-04-28 | 2006-02-15 | Alps Electric Co., Ltd. | Concentration measuring optical member and concentraton measuring unit equipped with this optical member and fuel cell |
| JP2006196414A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Hitachi Ltd | 燃料電池検査システム |
| JP2013019009A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Shinryo Corp | 陽極酸化用電解液の管理方法 |
| WO2024122581A1 (ja) * | 2022-12-06 | 2024-06-13 | 株式会社山本金属製作所 | 濃度監視システム |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP8158798A patent/JPH11281574A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1626265A1 (en) * | 2003-04-28 | 2006-02-15 | Alps Electric Co., Ltd. | Concentration measuring optical member and concentraton measuring unit equipped with this optical member and fuel cell |
| EP1626265A4 (en) * | 2003-04-28 | 2007-12-12 | Alps Electric Co Ltd | OPTICAL LINK FOR CONCENTRATION MEASUREMENT AND UNIT FOR CONCENTRATION MEASUREMENT AND FUEL CELL. EQUIPPED WITH THIS OPTICAL LINK |
| JP2006196414A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Hitachi Ltd | 燃料電池検査システム |
| JP2013019009A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Shinryo Corp | 陽極酸化用電解液の管理方法 |
| WO2024122581A1 (ja) * | 2022-12-06 | 2024-06-13 | 株式会社山本金属製作所 | 濃度監視システム |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |