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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