JPH1151861A - 液体濃度測定装置 - Google Patents
液体濃度測定装置Info
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- JPH1151861A JPH1151861A JP20769997A JP20769997A JPH1151861A JP H1151861 A JPH1151861 A JP H1151861A JP 20769997 A JP20769997 A JP 20769997A JP 20769997 A JP20769997 A JP 20769997A JP H1151861 A JPH1151861 A JP H1151861A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光素子の発光量変動に影響されない液体濃
度測定装置を実現する。 【解決手段】 被測定液fを接触させる測定面を備えた
透光性媒体24、発光素子20、受光素子21および受
光素子の受光信号に基づいて被測定液の濃度を測定する
測定手段400を備えた液体濃度測定装置であって、発
光素子の発光量を検出する検出手段21,300と、検
出手段の検出信号に基づいて受光信号を補正する補正手
段400とを具備する液体濃度測定装置である。
度測定装置を実現する。 【解決手段】 被測定液fを接触させる測定面を備えた
透光性媒体24、発光素子20、受光素子21および受
光素子の受光信号に基づいて被測定液の濃度を測定する
測定手段400を備えた液体濃度測定装置であって、発
光素子の発光量を検出する検出手段21,300と、検
出手段の検出信号に基づいて受光信号を補正する補正手
段400とを具備する液体濃度測定装置である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光の屈折率を利用
して液体の濃度を測定する液体濃度測定装置に関する。
して液体の濃度を測定する液体濃度測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光の屈折率を利用した液体濃度測定装置
としては、被測定液の屈折率より高い屈折率を有し被測
定液を接触させる測定面を備えた透光性媒体の内部から
測定面に向けて発光素子の発散光を照射し、測定面上の
被測定液との境界面で反射された反射光を受光素子で受
光し、受光信号に基づいて被測定液の濃度を測定するよ
うにしたものが知られている。
としては、被測定液の屈折率より高い屈折率を有し被測
定液を接触させる測定面を備えた透光性媒体の内部から
測定面に向けて発光素子の発散光を照射し、測定面上の
被測定液との境界面で反射された反射光を受光素子で受
光し、受光信号に基づいて被測定液の濃度を測定するよ
うにしたものが知られている。
【0003】透光性媒体の測定面上の被測定液との境界
面での反射率が被測定液の屈折率によって変わり、受光
素子の受光量が変化するので、受光量に基づいて被測定
液の濃度を測定することができる。発光素子には発光ダ
イオードが用いられ、受光素子にはフォトダイオードが
用いられるのが普通である。
面での反射率が被測定液の屈折率によって変わり、受光
素子の受光量が変化するので、受光量に基づいて被測定
液の濃度を測定することができる。発光素子には発光ダ
イオードが用いられ、受光素子にはフォトダイオードが
用いられるのが普通である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】発光ダイオードの発光
量は、例えば図11に示すように、外部温度の変化や電
流通電中のドリフト等によって時々刻々変化しており、
しかもその変化特性は個々の発光ダイオードごとに異な
る。発光ダイオードの発光量の変化は受光素子の受光信
号に直接影響するので濃度測定に誤差を生じる。
量は、例えば図11に示すように、外部温度の変化や電
流通電中のドリフト等によって時々刻々変化しており、
しかもその変化特性は個々の発光ダイオードごとに異な
る。発光ダイオードの発光量の変化は受光素子の受光信
号に直接影響するので濃度測定に誤差を生じる。
【0005】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、発光素子の発光量変動に影
響されない液体濃度測定装置を実現することである。ま
た、安定な濃度測定を行う液体濃度測定装置を実現する
ことを目的とする。
されたもので、その目的は、発光素子の発光量変動に影
響されない液体濃度測定装置を実現することである。ま
た、安定な濃度測定を行う液体濃度測定装置を実現する
ことを目的とする。
【0006】
(1)上記の課題を解決する請求項1の発明は、被測定
液の屈折率より高い屈折率を有し、前記被測定液を接触
させる測定面を備えた透光性媒体と、前記透光性媒体を
透過させて前記測定面に向けて発散光を照射する発光素
子と、前記発光素子から照射され前記測定面と前記測定
面上の前記被測定液との境界面で反射された反射光を受
光する受光素子と、前記受光素子の受光信号に基づいて
前記被測定液の濃度を測定する測定手段と、を備えた液
体濃度測定装置であって、前記発光素子の発光量を検出
する検出手段と、前記検出手段の検出信号に基づいて前
記受光素子の受光信号を補正する補正手段と、を具備す
ることを特徴とする液体濃度測定装置である。
液の屈折率より高い屈折率を有し、前記被測定液を接触
させる測定面を備えた透光性媒体と、前記透光性媒体を
透過させて前記測定面に向けて発散光を照射する発光素
子と、前記発光素子から照射され前記測定面と前記測定
面上の前記被測定液との境界面で反射された反射光を受
光する受光素子と、前記受光素子の受光信号に基づいて
前記被測定液の濃度を測定する測定手段と、を備えた液
体濃度測定装置であって、前記発光素子の発光量を検出
する検出手段と、前記検出手段の検出信号に基づいて前
記受光素子の受光信号を補正する補正手段と、を具備す
ることを特徴とする液体濃度測定装置である。
【0007】請求項1の発明では、検出手段の発光量検
出信号に基づいて補正手段で受光素子の受光信号を補正
することにより、発光素子の発光量の変化に影響されな
い濃度測定を行う。
出信号に基づいて補正手段で受光素子の受光信号を補正
することにより、発光素子の発光量の変化に影響されな
い濃度測定を行う。
【0008】(2)上記の課題を解決する請求項2の発
明は、被測定液の屈折率より高い屈折率を有し、前記被
測定液を接触させる測定面を備えた透光性媒体と、前記
透光性媒体を透過させて前記測定面に向けて発散光を照
射する発光素子と、前記発光素子から照射され前記測定
面と前記測定面上の前記被測定液との境界面で反射され
た反射光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光信
号に基づいて前記被測定液の濃度を測定する測定手段
と、を備えた液体濃度測定装置であって、前記発光素子
の発光量を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信
号に基づいて前記発光素子の発光量を安定化する安定化
手段と、を具備することを特徴とする液体濃度測定装置
である。
明は、被測定液の屈折率より高い屈折率を有し、前記被
測定液を接触させる測定面を備えた透光性媒体と、前記
透光性媒体を透過させて前記測定面に向けて発散光を照
射する発光素子と、前記発光素子から照射され前記測定
面と前記測定面上の前記被測定液との境界面で反射され
た反射光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光信
号に基づいて前記被測定液の濃度を測定する測定手段
と、を備えた液体濃度測定装置であって、前記発光素子
の発光量を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信
号に基づいて前記発光素子の発光量を安定化する安定化
手段と、を具備することを特徴とする液体濃度測定装置
である。
【0009】請求項2の発明では、検出手段の発光量検
出信号に基づいて安定化手段で発光素子の発光量を安定
化することにより、測定誤差の発生を防止する。 (3)上記の課題を解決する請求項3の発明は、前記検
出手段が前記測定面の一部に設けられた反射膜で反射さ
れた前記発光素子の発散光を受光する受光素子である、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体
濃度測定装置である。
出信号に基づいて安定化手段で発光素子の発光量を安定
化することにより、測定誤差の発生を防止する。 (3)上記の課題を解決する請求項3の発明は、前記検
出手段が前記測定面の一部に設けられた反射膜で反射さ
れた前記発光素子の発散光を受光する受光素子である、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体
濃度測定装置である。
【0010】請求項3の発明では、発光素子の発散光を
測定面の一部に設けた反射膜で反射させて受光するの
で、発光量検出が濃度測定とほぼ同じ光学的条件で行え
る。 (4)上記の課題を解決する請求項4の発明は、前記検
出手段が前記測定面と空気との境界面で反射された前記
発光素子の発散光を受光する受光素子である、ことを特
徴とする請求項1または請求項2に記載の液体濃度測定
装置である。
測定面の一部に設けた反射膜で反射させて受光するの
で、発光量検出が濃度測定とほぼ同じ光学的条件で行え
る。 (4)上記の課題を解決する請求項4の発明は、前記検
出手段が前記測定面と空気との境界面で反射された前記
発光素子の発散光を受光する受光素子である、ことを特
徴とする請求項1または請求項2に記載の液体濃度測定
装置である。
【0011】請求項4の発明では、発光素子の発散光を
測定面と空気との境界面で全反射させて受光するので、
発光量検出が濃度測定とほぼ同じ光学的条件で行える。
さらに、反射膜が不要になる。
測定面と空気との境界面で全反射させて受光するので、
発光量検出が濃度測定とほぼ同じ光学的条件で行える。
さらに、反射膜が不要になる。
【0012】(5)上記の課題を解決する請求項5の発
明は、前記検出手段が前記発光素子に備えられた光量モ
ニタである、ことを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の液体濃度測定装置である。
明は、前記検出手段が前記発光素子に備えられた光量モ
ニタである、ことを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の液体濃度測定装置である。
【0013】請求項5の発明では、発光素子にもともと
備わる光量モニタで発光量を検出するので、発光量検出
用に特に検出素子を設ける必要がない。
備わる光量モニタで発光量を検出するので、発光量検出
用に特に検出素子を設ける必要がない。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。 〔発明の実施の形態の第1の例〕図1は、液体濃度測定
装置の構成を示すブロック図である。本装置は、本発明
の実施の形態の第1の例である。
施の形態を詳細に説明する。 〔発明の実施の形態の第1の例〕図1は、液体濃度測定
装置の構成を示すブロック図である。本装置は、本発明
の実施の形態の第1の例である。
【0015】本装置の構成を説明する。図1に示すよう
に、本装置は被測定液fを検査する検査部10を有す
る。検査部10は、発光ダイオード20、フォトセンサ
21、プリズム24およびプリズムホルダ13を備えて
いる。検査部10の詳細な構成については後にあらため
て説明する。
に、本装置は被測定液fを検査する検査部10を有す
る。検査部10は、発光ダイオード20、フォトセンサ
21、プリズム24およびプリズムホルダ13を備えて
いる。検査部10の詳細な構成については後にあらため
て説明する。
【0016】発光ダイオード20は、本発明における発
光素子の実施の形態の一例である。フォトセンサ21
は、本発明における受光素子の実施の形態の一例であ
る。フォトセンサ21は、例えばフォトダイオードアレ
イを用いたもので、2つのフォトダイオードを有する。
プリズム24は、本発明における透光性媒体の実施の形
態の一例である。
光素子の実施の形態の一例である。フォトセンサ21
は、本発明における受光素子の実施の形態の一例であ
る。フォトセンサ21は、例えばフォトダイオードアレ
イを用いたもので、2つのフォトダイオードを有する。
プリズム24は、本発明における透光性媒体の実施の形
態の一例である。
【0017】発光ダイオード20には、光源駆動部10
0が接続されている。発光ダイオード20は、光源駆動
部100から与えられる駆動電流によって発光する。発
光ダイオード20の光が、プリズム24と被測定液fの
境界面およびその近傍で反射されてフォトセンサ21に
入射するようになっている。なお、光を反射する部分の
詳細な構成については後にあらためて説明する。
0が接続されている。発光ダイオード20は、光源駆動
部100から与えられる駆動電流によって発光する。発
光ダイオード20の光が、プリズム24と被測定液fの
境界面およびその近傍で反射されてフォトセンサ21に
入射するようになっている。なお、光を反射する部分の
詳細な構成については後にあらためて説明する。
【0018】フォトセンサ21の2つフォトダイオード
の一方は測定光インターフェース200に接続され、他
方は参照光インターフェース300に接続されている。
測定光インターフェース200および参照光インターフ
ェース300は、データ処理部400に接続されてい
る。測定光インターフェース200および参照光インタ
ーフェース300は、それぞれの入力信号をディジタル
信号に変換してデータ処理部400に入力するものであ
る。
の一方は測定光インターフェース200に接続され、他
方は参照光インターフェース300に接続されている。
測定光インターフェース200および参照光インターフ
ェース300は、データ処理部400に接続されてい
る。測定光インターフェース200および参照光インタ
ーフェース300は、それぞれの入力信号をディジタル
信号に変換してデータ処理部400に入力するものであ
る。
【0019】データ処理部400は、それら入力信号に
ついてデータ処理を行い、測定液fの濃度測定値を求め
る。データ処理部400は、本発明における測定手段の
実施の形態の一例である。データ処理部400は、例え
ば、マイクロプロセッサ等を用いて構成される。データ
処理の過程で濃度換算部500が利用される。濃度換算
部500は、例えば、読出専用メモリ等を用いて構成さ
れる。データ処理の詳細については後にあらためて説明
する。データ処理部400には、表示部600が接続さ
れている。データ処理部400は、濃度測定値を表示部
600に与えて表示させる。
ついてデータ処理を行い、測定液fの濃度測定値を求め
る。データ処理部400は、本発明における測定手段の
実施の形態の一例である。データ処理部400は、例え
ば、マイクロプロセッサ等を用いて構成される。データ
処理の過程で濃度換算部500が利用される。濃度換算
部500は、例えば、読出専用メモリ等を用いて構成さ
れる。データ処理の詳細については後にあらためて説明
する。データ処理部400には、表示部600が接続さ
れている。データ処理部400は、濃度測定値を表示部
600に与えて表示させる。
【0020】検査部10の詳細な構成を図2〜図4に示
す。検査部10の一部をなすプリズムホルダ13は、側
面視台形状に形成され、所定角度に傾斜された対抗する
支持面13a、13e、および底部13dを有してい
る。これらの支持面13a、13eには、支持部18お
よび19がそれぞれ設けられている。支持部18は、発
光ダイオード20を実装するための中空部18aを有
し、支持部19は、フォトセンサ21を実装するための
中空部19aを有する。
す。検査部10の一部をなすプリズムホルダ13は、側
面視台形状に形成され、所定角度に傾斜された対抗する
支持面13a、13e、および底部13dを有してい
る。これらの支持面13a、13eには、支持部18お
よび19がそれぞれ設けられている。支持部18は、発
光ダイオード20を実装するための中空部18aを有
し、支持部19は、フォトセンサ21を実装するための
中空部19aを有する。
【0021】プリズム24は、被測定液fの屈折率より
高い屈折率を有するアクリルやガラス等の透光性媒体か
らなり、被測定液fを接触させる測定面24aと、プリ
ズムホルダ13の支持面13aと同角度に傾斜した光入
射面24bと、支持面13eと同角度に傾斜した光出射
面24dと、切欠24cとを有している。
高い屈折率を有するアクリルやガラス等の透光性媒体か
らなり、被測定液fを接触させる測定面24aと、プリ
ズムホルダ13の支持面13aと同角度に傾斜した光入
射面24bと、支持面13eと同角度に傾斜した光出射
面24dと、切欠24cとを有している。
【0022】プリズム24の測定面24aは、図3に示
すように、中央部の円形のセンシング部24sおよびそ
の近傍に設けられたミラー部24mを残して、遮光性の
マスク24kで覆われている。
すように、中央部の円形のセンシング部24sおよびそ
の近傍に設けられたミラー部24mを残して、遮光性の
マスク24kで覆われている。
【0023】被測定液fはセンシング部24s上に滴下
される。なお、ミラー部24mおよびマスク24kは薄
い膜で構成され、その厚みを表現するのが困難なため、
図2では図示を省略している。
される。なお、ミラー部24mおよびマスク24kは薄
い膜で構成され、その厚みを表現するのが困難なため、
図2では図示を省略している。
【0024】発光ダイオード20は、発散光である射出
光束の略中心部の光を、プリズム24の屈折率と測定面
24a上の被測定液fとの屈折率に基づき求められる、
最大臨界角となる入射角で測定面24aのセンシング部
24sに照射できるような角度で設けられている。発光
ダイオード20の端子20aは、リード線22を通じて
光源駆動部100に接続される。
光束の略中心部の光を、プリズム24の屈折率と測定面
24a上の被測定液fとの屈折率に基づき求められる、
最大臨界角となる入射角で測定面24aのセンシング部
24sに照射できるような角度で設けられている。発光
ダイオード20の端子20aは、リード線22を通じて
光源駆動部100に接続される。
【0025】フォトセンサ21は、図4に示すように、
2つのフォトダイオード211および212を有する。
フォトセンサ21は、センシング部24sにおいて被測
定液fとプリズム24とでなす境界面Iで反射された測
定光40を、フォトダイオード211で有効に集光で
き、かつ、ミラー部24mで全反射された参照光50
を、フォトダイオード212で有効に集光できる角度と
なるような位置に設けられている。フォトダイオード2
12は、本発明における検出手段の実施の形態の一例で
ある。
2つのフォトダイオード211および212を有する。
フォトセンサ21は、センシング部24sにおいて被測
定液fとプリズム24とでなす境界面Iで反射された測
定光40を、フォトダイオード211で有効に集光で
き、かつ、ミラー部24mで全反射された参照光50
を、フォトダイオード212で有効に集光できる角度と
なるような位置に設けられている。フォトダイオード2
12は、本発明における検出手段の実施の形態の一例で
ある。
【0026】フォトダイオード211の端子211a
は、リード線231を通じて測定光インターフェース2
00に接続される。フォトダイオード212の端子21
2aは、リード線232を通じて参照光インターフェー
ス300に接続される。
は、リード線231を通じて測定光インターフェース2
00に接続される。フォトダイオード212の端子21
2aは、リード線232を通じて参照光インターフェー
ス300に接続される。
【0027】ところで、一定の屈折率を有する媒質(媒
体)M1 中を進む光束が、この媒質M1 より低い屈折率
を有する媒質(媒体)M2 との境界面に入射する場合、
入射側の媒質M1 および屈折側の媒質M2 の屈折率をそ
れぞれn1 、n2 (n1 >n 2 )とすると、光束はその
入射角が臨界角θc (=sin-1(n2 /n1 ))より
大きいとき全反射する。また光束の入射角が臨界角θc
より小さいとき、光束の一部が両媒体の屈折率比(n2
/n1 )に応じた反射率で媒質M2 側に透過し、残りは
反射する。
体)M1 中を進む光束が、この媒質M1 より低い屈折率
を有する媒質(媒体)M2 との境界面に入射する場合、
入射側の媒質M1 および屈折側の媒質M2 の屈折率をそ
れぞれn1 、n2 (n1 >n 2 )とすると、光束はその
入射角が臨界角θc (=sin-1(n2 /n1 ))より
大きいとき全反射する。また光束の入射角が臨界角θc
より小さいとき、光束の一部が両媒体の屈折率比(n2
/n1 )に応じた反射率で媒質M2 側に透過し、残りは
反射する。
【0028】従って、図2において、境界面Iに一定量
の光束を照射する場合、反射光の光量は、媒質M1 、M
2 の屈折率に応じて変化する。すなわち、媒質M1 を既
知の屈折率n1 を有するアクリルやガラス等からなるプ
リズム24とし、媒質M2 を屈折率が未知である被測定
液fとすると、フォトダイオード211によって検出し
た反射光の光量を測定することにより、被測定液fの屈
折率n2 を検出することができ、屈折率n2 から被測定
液fの濃度を求めることができる。
の光束を照射する場合、反射光の光量は、媒質M1 、M
2 の屈折率に応じて変化する。すなわち、媒質M1 を既
知の屈折率n1 を有するアクリルやガラス等からなるプ
リズム24とし、媒質M2 を屈折率が未知である被測定
液fとすると、フォトダイオード211によって検出し
た反射光の光量を測定することにより、被測定液fの屈
折率n2 を検出することができ、屈折率n2 から被測定
液fの濃度を求めることができる。
【0029】反射光の光量から屈折率を算出する計算お
よび屈折率から濃度値への換算はデータ処理部400に
よって行われる。屈折率から濃度値への換算には濃度換
算部500が用いられる。
よび屈折率から濃度値への換算はデータ処理部400に
よって行われる。屈折率から濃度値への換算には濃度換
算部500が用いられる。
【0030】データ処理部400は、測定値の算出にあ
たって、測定光検出信号すなわちフォトダイオード21
1の受光信号を、参照光検出信号すなわちフォトダイオ
ード212の受光信号を用いて補正するようになってい
る。この補正は、例えば測定光検出信号を参照光検出信
号で除算すること等によって行われる。データ処理部4
00は、本発明における補正手段の実施の形態の一例で
ある。
たって、測定光検出信号すなわちフォトダイオード21
1の受光信号を、参照光検出信号すなわちフォトダイオ
ード212の受光信号を用いて補正するようになってい
る。この補正は、例えば測定光検出信号を参照光検出信
号で除算すること等によって行われる。データ処理部4
00は、本発明における補正手段の実施の形態の一例で
ある。
【0031】発光ダイオードの発光量が例えばドリフト
等によって時間とともに変化すると、その変化の影響
は、例えば図5に示すように、測定光40と参照光50
に同じ比率で表れるので、参照光検出信号で測定光検出
信号を除算する等ことにより変化分を打ち消すことがで
きる。
等によって時間とともに変化すると、その変化の影響
は、例えば図5に示すように、測定光40と参照光50
に同じ比率で表れるので、参照光検出信号で測定光検出
信号を除算する等ことにより変化分を打ち消すことがで
きる。
【0032】データ処理部400は、このような補正後
の信号に基づいて濃度を計算し、発光ダイオードの発光
量変動の影響を受けない濃度測定値を得る。次に、この
ように構成された液体濃度測定装置の作動について説明
する。先ず、検査部10のセンシング部24sに被測定
液fを適当量滴下する。これによって、測定面24aに
被測定液fとの境界面Iが形成される。
の信号に基づいて濃度を計算し、発光ダイオードの発光
量変動の影響を受けない濃度測定値を得る。次に、この
ように構成された液体濃度測定装置の作動について説明
する。先ず、検査部10のセンシング部24sに被測定
液fを適当量滴下する。これによって、測定面24aに
被測定液fとの境界面Iが形成される。
【0033】このような状態において、図示しないメイ
ンスイッチをオンし、濃度測定を開始する。光源駆動部
100により、発光ダイオード20を発光させ、光束を
測定面24に向けて照射すると、センシング部24sで
反射された測定光40がフォトダイオード211により
受光される。また、ミラー部24mで反射された参照光
50がフォトダイオード212により受光される。
ンスイッチをオンし、濃度測定を開始する。光源駆動部
100により、発光ダイオード20を発光させ、光束を
測定面24に向けて照射すると、センシング部24sで
反射された測定光40がフォトダイオード211により
受光される。また、ミラー部24mで反射された参照光
50がフォトダイオード212により受光される。
【0034】測定光受光信号および参照光受光信号は、
それぞれ測定光インターフェース200および参照光イ
ンターフェース300を通じてデータ処理部400に入
力される。データ処理部400は、参照光受光信号で測
定光受光信号を除算する等の補正を行い、補正後の信号
に基づいて濃度値を算出する。
それぞれ測定光インターフェース200および参照光イ
ンターフェース300を通じてデータ処理部400に入
力される。データ処理部400は、参照光受光信号で測
定光受光信号を除算する等の補正を行い、補正後の信号
に基づいて濃度値を算出する。
【0035】算出された濃度値が表示部600に数値と
して表示される。測定光受光信号を参照光受光信号で補
正したことにより、測定値は発光ダイオード20の発光
量の変化に影響されないものとなる。
して表示される。測定光受光信号を参照光受光信号で補
正したことにより、測定値は発光ダイオード20の発光
量の変化に影響されないものとなる。
【0036】〔発明の実施の形態の第2の例〕図6に、
液体濃度測定装置のブロック図を示す。本装置は、本発
明の実施の形態の第2の例である。
液体濃度測定装置のブロック図を示す。本装置は、本発
明の実施の形態の第2の例である。
【0037】本装置の構成を説明する。図6において、
図1と同様の部分は同一の符号を付して説明を省略す
る。本装置は、フィードバック制御部700を有する。
フィードバック制御部700は、本発明における安定化
手段の実施の形態の一例である。フィードバック制御部
700には、フォトセンサ21で検出した参照光検出信
号が入力信号として与えられ、また、基準値Sが制御の
設定値として与えられる。フィードバック制御部700
の出力信号は、光源駆動部100に制御信号として与え
られる。
図1と同様の部分は同一の符号を付して説明を省略す
る。本装置は、フィードバック制御部700を有する。
フィードバック制御部700は、本発明における安定化
手段の実施の形態の一例である。フィードバック制御部
700には、フォトセンサ21で検出した参照光検出信
号が入力信号として与えられ、また、基準値Sが制御の
設定値として与えられる。フィードバック制御部700
の出力信号は、光源駆動部100に制御信号として与え
られる。
【0038】フィードバック制御部700は、参照光検
出信号と基準値Sとの差信号Δeに基づいて光源駆動部
100の駆動信号を制御し、それによって、差信号Δe
が0になるように、すなわち参照光検出信号が基準値S
に一致するように発光ダイオード20の発光量を制御す
る。これによって、例えば、図7に示すように、フィー
ドバック制御をしないとき時間とともに変化する参照光
検出信号すなわち発光量が、フィードバック制御によっ
て時間の経過に関わらず一定化される。
出信号と基準値Sとの差信号Δeに基づいて光源駆動部
100の駆動信号を制御し、それによって、差信号Δe
が0になるように、すなわち参照光検出信号が基準値S
に一致するように発光ダイオード20の発光量を制御す
る。これによって、例えば、図7に示すように、フィー
ドバック制御をしないとき時間とともに変化する参照光
検出信号すなわち発光量が、フィードバック制御によっ
て時間の経過に関わらず一定化される。
【0039】次に、このように構成された液体濃度測定
装置の作動について説明する。図1に示した装置の場合
と同様に、先ず、検査部10のセンシング部24sに被
測定液fを適当量滴下する。これによって、測定面24
aに被測定液fとの境界面Iが形成される。
装置の作動について説明する。図1に示した装置の場合
と同様に、先ず、検査部10のセンシング部24sに被
測定液fを適当量滴下する。これによって、測定面24
aに被測定液fとの境界面Iが形成される。
【0040】このような状態において、図示しないメイ
ンスイッチをオンし、濃度測定を開始する。光源駆動部
100により、発光ダイオード20を発光させ、光束を
測定面24に向けて照射すると、センシング部24sで
反射された測定光40がフォトダイオード211により
受光される。また、ミラー部24mで反射された参照光
50がフォトダイオード212により受光される。
ンスイッチをオンし、濃度測定を開始する。光源駆動部
100により、発光ダイオード20を発光させ、光束を
測定面24に向けて照射すると、センシング部24sで
反射された測定光40がフォトダイオード211により
受光される。また、ミラー部24mで反射された参照光
50がフォトダイオード212により受光される。
【0041】測定光受光信号は、測定光インターフェー
ス200通じてデータ処理部400に入力される。参照
光受光信号はフィードバック制御部700に入力され
る。フィードバック制御部700は、参照光受光信号と
基準値Sとの差信号Δeに基づいて発光ダイオード20
の発光量をフィードバック制御して安定化する。データ
処理部400は、測定光受光信号に基づいて濃度値を算
出し、表示部600を通じて数値として表示する。発光
ダイオード20の発光量を安定化したことにより、測定
値は正しい濃度を示すものとなる。
ス200通じてデータ処理部400に入力される。参照
光受光信号はフィードバック制御部700に入力され
る。フィードバック制御部700は、参照光受光信号と
基準値Sとの差信号Δeに基づいて発光ダイオード20
の発光量をフィードバック制御して安定化する。データ
処理部400は、測定光受光信号に基づいて濃度値を算
出し、表示部600を通じて数値として表示する。発光
ダイオード20の発光量を安定化したことにより、測定
値は正しい濃度を示すものとなる。
【0042】〔検査部の他の構成例〕以上の2つの実施
の形態において、検査部は上記の構成ものに限らず、以
下に示す構成のものを使用するようにしても良い。
の形態において、検査部は上記の構成ものに限らず、以
下に示す構成のものを使用するようにしても良い。
【0043】図8および図9に、検査部の他の構成例を
示す。両図において、図2〜図4と同様の部分は、同一
の符号を付して説明を省略する。検査部10’のプリズ
ム24’は、図9に示すように、測定面24aの全面が
生地のままとなっている点が図3に示したプリズム24
と相違する。
示す。両図において、図2〜図4と同様の部分は、同一
の符号を付して説明を省略する。検査部10’のプリズ
ム24’は、図9に示すように、測定面24aの全面が
生地のままとなっている点が図3に示したプリズム24
と相違する。
【0044】被測定液fは測定面24aの中央部に滴下
される。フォトセンサ21は、被測定液fとプリズム2
4’とでなす境界面Iで反射された測定光40を、フォ
トダイオード211で有効に集光でき、かつ、測定面2
4aと空気との境界面I’で全反射された参照光50
を、フォトダイオード212で有効に集光できる角度と
なるような位置に設けられている。
される。フォトセンサ21は、被測定液fとプリズム2
4’とでなす境界面Iで反射された測定光40を、フォ
トダイオード211で有効に集光でき、かつ、測定面2
4aと空気との境界面I’で全反射された参照光50
を、フォトダイオード212で有効に集光できる角度と
なるような位置に設けられている。
【0045】測定面24aと空気との境界面I’での全
反射を利用することにより、ミラー部等を特に設けない
でも、フォトダイオード212に参照光を効果的に入射
させることができる。この構成は、図2に示した検査部
10に比べてプリズムの測定面にミラー部等の特別な反
射手段を設ける必要がない点で好ましい。
反射を利用することにより、ミラー部等を特に設けない
でも、フォトダイオード212に参照光を効果的に入射
させることができる。この構成は、図2に示した検査部
10に比べてプリズムの測定面にミラー部等の特別な反
射手段を設ける必要がない点で好ましい。
【0046】図10に、検査部のさらに他の構成例を示
す。同図において、図9と同様の部分は、同一の符号を
付して説明を省略する。図10の検査部10''は、光源
として半導体レーザ20’を使用するようになってい
る。半導体レーザ20’は図示しない光量モニタを備え
ており、光量モニタリング信号を端子20a’から出力
するようになっている。光量モニタは、本発明における
光量モニタの実施の形態の一例である。端子20a’か
ら出力される光量モニタリング信号は、リード線22’
によって参照光インターフェース300またはフィード
バック制御部700に入力される。
す。同図において、図9と同様の部分は、同一の符号を
付して説明を省略する。図10の検査部10''は、光源
として半導体レーザ20’を使用するようになってい
る。半導体レーザ20’は図示しない光量モニタを備え
ており、光量モニタリング信号を端子20a’から出力
するようになっている。光量モニタは、本発明における
光量モニタの実施の形態の一例である。端子20a’か
ら出力される光量モニタリング信号は、リード線22’
によって参照光インターフェース300またはフィード
バック制御部700に入力される。
【0047】また、フォトセンサ21’は、単一のフォ
トダイオードによって構成されている。フォトセンサ2
1’は、被測定液fとプリズム24’とでなす境界面I
で反射された測定光40を有効に集光できる角度となる
ような位置に設けられている。支持部19’は、フォト
センサ21’の外形に適合した中空部19a’を有す
る。
トダイオードによって構成されている。フォトセンサ2
1’は、被測定液fとプリズム24’とでなす境界面I
で反射された測定光40を有効に集光できる角度となる
ような位置に設けられている。支持部19’は、フォト
センサ21’の外形に適合した中空部19a’を有す
る。
【0048】このような構成の検査部10''は、半導体
レーザ20’にもともと備わる光量モニタの出力信号を
利用して半導体レーザ20’の発光量を検出するので、
参照光検出用の受光素子およびそれに参照光を入射させ
るための光路形成手段を特に必要としない点で上記の検
査部10、10’よりもさらに好ましい。
レーザ20’にもともと備わる光量モニタの出力信号を
利用して半導体レーザ20’の発光量を検出するので、
参照光検出用の受光素子およびそれに参照光を入射させ
るための光路形成手段を特に必要としない点で上記の検
査部10、10’よりもさらに好ましい。
【0049】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、 請求項1
の発明では、検出手段の発光量検出信号に基づいて補正
手段で受光素子の受光信号を補正するようにしたので、
発光素子の発光量変動に影響されない液体濃度測定装置
を実現することができる。
の発明では、検出手段の発光量検出信号に基づいて補正
手段で受光素子の受光信号を補正するようにしたので、
発光素子の発光量変動に影響されない液体濃度測定装置
を実現することができる。
【0050】また、請求項2の発明では、検出手段の発
光量検出信号に基づいて安定化手段で発光素子の発光量
を安定化するようにしたので、安定な濃度測定を行う液
体濃度測定装置を実現することができる。
光量検出信号に基づいて安定化手段で発光素子の発光量
を安定化するようにしたので、安定な濃度測定を行う液
体濃度測定装置を実現することができる。
【0051】また、請求項3の発明では、発光素子の発
散光を測定面の一部に設けた反射膜で反射させて受光す
るので、発光量検出が濃度測定とほぼ同じ光学的条件で
行える。
散光を測定面の一部に設けた反射膜で反射させて受光す
るので、発光量検出が濃度測定とほぼ同じ光学的条件で
行える。
【0052】また、請求項4の発明では、発光素子の発
散光を測定面と空気との境界面で全反射させて受光する
ので、発光量検出が濃度測定とほぼ同じ光学的条件で行
える。それに加えて反射膜が不要になる。
散光を測定面と空気との境界面で全反射させて受光する
ので、発光量検出が濃度測定とほぼ同じ光学的条件で行
える。それに加えて反射膜が不要になる。
【0053】また、請求項5の発明では、発光素子にも
ともと備わる光量モニタで発光量を検出するので、発光
量検出用に特に検出素子を設ける必要がない。
ともと備わる光量モニタで発光量を検出するので、発光
量検出用に特に検出素子を設ける必要がない。
【図1】本発明の実施の形態の一例の装置の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態の一例の装置における検査
部の構成例を示す断面図である。
部の構成例を示す断面図である。
【図3】本発明の実施の形態の一例の装置における検査
部のプリズムの構成を示す斜視図である。
部のプリズムの構成を示す斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態の一例の装置におけるフォ
トセンサの構成を示す平面図である。
トセンサの構成を示す平面図である。
【図5】本発明の実施の形態の一例の装置における測定
光と参照光の時間変化の一例を示すグラフである。
光と参照光の時間変化の一例を示すグラフである。
【図6】本発明の実施の形態の一例の装置の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図7】本発明の実施の形態の一例の装置における発光
量安定化の効果の一例を示すグラフである。
量安定化の効果の一例を示すグラフである。
【図8】本発明の実施の形態の一例の装置における検査
部の構成例を示す断面図である。
部の構成例を示す断面図である。
【図9】本発明の実施の形態の一例の装置における検査
部のプリズムの構成を示す斜視図である。
部のプリズムの構成を示す斜視図である。
【図10】本発明の実施の形態の一例の装置における検
査部の構成例を示す断面図である。
査部の構成例を示す断面図である。
【図11】発光ダイオードの発光量の時間変化の一例を
示すグラフである。
示すグラフである。
10,10’,10'' 検査部 20 発光ダイオード 20’ 半導体レーザ 21,21’ フォトセンサ 211,212 フォトダイオード 24,24’ プリズム 24s センシング部 24m ミラー部 24k マスク 100 光源駆動部 200 測定光インターフェース 300 参照光インターフェース 400 データ処理部 500 濃度換算部 600 表示部 700 フィードバック制御部
Claims (5)
- 【請求項1】 被測定液の屈折率より高い屈折率を有
し、前記被測定液を接触させる測定面を備えた透光性媒
体と、 前記透光性媒体を透過させて前記測定面に向けて発散光
を照射する発光素子と、 前記発光素子から照射され前記測定面と前記測定面上の
前記被測定液との境界面で反射された反射光を受光する
受光素子と、 前記受光素子の受光信号に基づいて前記被測定液の濃度
を測定する測定手段と、を備えた液体濃度測定装置であ
って、 前記発光素子の発光量を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出信号に基づいて前記受光素子の受光
信号を補正する補正手段と、を具備することを特徴とす
る液体濃度測定装置。 - 【請求項2】 被測定液の屈折率より高い屈折率を有
し、前記被測定液を接触させる測定面を備えた透光性媒
体と、 前記透光性媒体を透過させて前記測定面に向けて発散光
を照射する発光素子と、 前記発光素子から照射され前記測定面と前記測定面上の
前記被測定液との境界面で反射された反射光を受光する
受光素子と、 前記受光素子の受光信号に基づいて前記被測定液の濃度
を測定する測定手段と、を備えた液体濃度測定装置であ
って、 前記発光素子の発光量を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出信号に基づいて前記発光素子の発光
量を安定化する安定化手段と、を具備することを特徴と
する液体濃度測定装置。 - 【請求項3】 前記検出手段が前記測定面の一部に設け
られた反射膜で反射された前記発光素子の発散光を受光
する受光素子である、ことを特徴とする請求項1または
請求項2に記載の液体濃度測定装置。 - 【請求項4】 前記検出手段が前記測定面と空気との境
界面で反射された前記発光素子の発散光を受光する受光
素子である、ことを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の液体濃度測定装置。 - 【請求項5】 前記検出手段が前記発光素子に備えられ
た光量モニタである、ことを特徴とする請求項1または
請求項2に記載の液体濃度測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20769997A JPH1151861A (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 液体濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20769997A JPH1151861A (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 液体濃度測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1151861A true JPH1151861A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16544111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20769997A Pending JPH1151861A (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 液体濃度測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1151861A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1164022A3 (en) * | 2000-06-16 | 2003-08-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet recording apparatus utilizing solid semiconductor element |
EP1693214A2 (en) | 2000-04-14 | 2006-08-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and ink tank provided with such device |
JP2010133725A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Riken Keiki Co Ltd | 光学式ガス検知器 |
KR101014209B1 (ko) * | 2008-09-02 | 2011-02-14 | 주식회사 지원하이텍 | 광량 측정을 이용한 식품 당도 측정장치 |
JP2011196911A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Mitsubishi Chemical Engineering Corp | 液体の濃度測定装置 |
JP2012527617A (ja) * | 2009-05-20 | 2012-11-08 | ジェタロン ソリューションズ インク | 検知システムおよび方法 |
KR20140056203A (ko) * | 2014-04-10 | 2014-05-09 | 신헌주 | 농도 계측 장치 |
RU167778U1 (ru) * | 2016-01-11 | 2017-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Устройство для определения содержания титана(III) в растворах |
-
1997
- 1997-08-01 JP JP20769997A patent/JPH1151861A/ja active Pending
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1808296A3 (en) * | 2000-04-14 | 2007-11-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and ink tank provided with such device |
EP1808297A2 (en) * | 2000-04-14 | 2007-07-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device, ink tank provided with such semiconductor device, ink jet cartridge, ink jet recording apparatus, method for manufacturing such semiconductor device, and communication system, method for controlling pressure, memory for controlling pressure, memory element, security system of ink jet recording apparatus |
EP1808297A3 (en) * | 2000-04-14 | 2008-03-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device, ink tank provided with such semiconductor device, ink jet cartridge, ink jet recording apparatus, method for manufacturing such semiconductor device, and communication system, method for controlling pressure, memory for controlling pressure, memory element, security system of ink jet recording apparatus |
EP1693214A3 (en) * | 2000-04-14 | 2007-11-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and ink tank provided with such device |
EP1693214A2 (en) | 2000-04-14 | 2006-08-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and ink tank provided with such device |
EP1710085A2 (en) * | 2000-04-14 | 2006-10-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device, ink tank provided with such semiconductor device, ink jet cartridge, ink jet recorsding apparatus, method for manufacturing such semiconductor device, and communication system, method for controlling pressure, memory element, security system of ink jet recording apparatus |
EP1710085A3 (en) * | 2000-04-14 | 2007-11-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device, ink tank provided with such semiconductor device, ink jet cartridge, ink jet recorsding apparatus, method for manufacturing such semiconductor device, and communication system, method for controlling pressure, memory element, security system of ink jet recording apparatus |
EP1164022A3 (en) * | 2000-06-16 | 2003-08-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet recording apparatus utilizing solid semiconductor element |
US7210755B2 (en) | 2000-06-16 | 2007-05-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid semiconductor element, ink tank, ink jet recording apparatus provided with ink tank, liquid information acquiring method and liquid physical property change discriminating method |
US7014287B2 (en) | 2000-06-16 | 2006-03-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid semiconductor element, ink tank, ink jet recording apparatus provided with ink tank, liquid information acquiring method and liquid physical property change discriminating method |
US7922274B2 (en) | 2000-06-16 | 2011-04-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid semiconductor element, ink tank, ink jet recording apparatus provided with ink tank, liquid information acquiring method and liquid physical property change discriminating method |
SG109453A1 (en) * | 2000-06-16 | 2005-03-30 | Canon Kk | Solid semiconductor element, ink tank, ink jet recording apparatus provided with ink tank, liquid information acquiring method and liquid physical property change discriminating method |
CN100457463C (zh) * | 2000-06-16 | 2009-02-04 | 佳能株式会社 | 喷墨记录设备 |
US6827411B2 (en) | 2000-06-16 | 2004-12-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid semiconductor element, ink tank, ink jet recording apparatus provided with ink tank, liquid information acquiring method and liquid physical property change discriminating method |
KR101014209B1 (ko) * | 2008-09-02 | 2011-02-14 | 주식회사 지원하이텍 | 광량 측정을 이용한 식품 당도 측정장치 |
JP2010133725A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Riken Keiki Co Ltd | 光学式ガス検知器 |
JP2012527617A (ja) * | 2009-05-20 | 2012-11-08 | ジェタロン ソリューションズ インク | 検知システムおよび方法 |
JP2011196911A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Mitsubishi Chemical Engineering Corp | 液体の濃度測定装置 |
KR20140056203A (ko) * | 2014-04-10 | 2014-05-09 | 신헌주 | 농도 계측 장치 |
RU167778U1 (ru) * | 2016-01-11 | 2017-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Устройство для определения содержания титана(III) в растворах |
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