説明

濁・色度計

【課題】汚れと結露の発生を抑えた濁・色度計を提供する。
【解決手段】測定水が満たされた測定槽と、該測定槽の一部を構成し、前記測定水を挟んで対向して配置された透明部材と、前記測定槽外であって前記透明部材の一方の側に配置された分光手段と、該分光手段で透過(又は反射)するように配置された濁度又は色度の少なくとも一方を測定するための測定光源と、前記分光手段で反射(又は透過)した前記光源からの光を受光する第1光検出器と、前記分光手段で反射(又は透過)して前記対向して配置された透明部材及び測定水を透過した光を前記透明部材の他方の側に配置された第2光検出器で受光するように構成された濁・色度計において、前記対向して配置された透明部材の両面に光触媒をコーティングすると共に該コーティングした光触媒を照射する光触媒用光源を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、濁・色度計、特に、透過光と散乱光の量をもとに光学的に濁度および色度を求める濁・色度計に関するものである。
【背景技術】
【0002】
浄水及び排水などの水処理プロセスでは、濁度や色度の測定及び管理は重要な項目となっており、濁・色度計が用いられている。
濁度計の方式には、透過光方式、散乱光方式、透過光散乱光方式、表面散乱光方式があるが、特に、透過光と散乱光の量の比により光学的に濁度を求める透過散乱光方式は低濁度から高濁度まで測定が可能である。
【0003】
図3は各種濁度計の測定方式と基本構成図及び長所・短所を示す図である。基本構成としては光源、集光レンズ(図示省略)、測定槽及び透過光を検出するための光検出器から構成され、測定液を流している測定槽の側面より平行光線を当て、測定槽内の測定液を通過した透過光量から濁度、または色度を求める。
【0004】
図3によれば、透過光方式の長所は高濁度の測定が可能であるが、窓の汚れの影響を受け、また、試料の色、気泡の影響を受けるという短所がある。散乱光方式も同様の短所を有している。
【0005】
透過光散乱光方式は、試料の色の影響が少ない、極低濃度の測定が可能という長所があるが、窓の汚れの影響を受け、また、試料の色、気泡の影響を受けるという短所がある。
表面散乱光方式は、窓の汚れの問題がない。同一測定槽で広範囲な測定が可能という長所があるが、試料の色や気泡の影響を受け、応答がやや鈍いという短所がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平9−89758号公報
【特許文献2】特開平9−311105号公報
【特許文献3】特開2000−74831号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、透過光方式、散乱光方式、透過光散乱光方式においては、測定対象により生じた窓ガラスの汚れにより、指示誤差が発生する。また、窓ガラスに結露が発生した場合
には、指示誤差が発生する。
【0008】
従って、窓ガラスの汚れ対策のため、定期的なゼロ校正(製品によっては1時間に1回など)、清掃が必要となる。しかし、ゼロ校正をしても窓ガラスの汚れが取れるわけではないので、感度が変わったり、外乱(光量変動、製品の特性)に弱くなったりする(感度が悪くなるため)などの現象が生じるという課題があった。
また、結露対策のためには、密閉構造および定期的な乾燥剤の交換が必要となるという課題があった。
【0009】
従って本発明は、窓ガラスに光触媒(酸化チタン)をコーティングし、この光触媒に所定の波長の光を照射することで、汚れと結露の発生を抑えた濁・色度計を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の濁・色度計においては、
測定水が満たされた測定槽と、該測定槽の一部を構成し、前記測定水を挟んで対向して配置された透明部材と、前記測定槽外であって前記透明部材の一方の側に配置された分光手段と、該分光手段で透過(又は反射)するように配置された濁度又は色度の少なくとも一方を測定するための測定光源と、前記分光手段で反射(又は透過)した前記光源からの光を受光する第1光検出器と、前記分光手段で反射(又は透過)して前記対向して配置された透明部材及び測定水を透過した光を前記透明部材の他方の側に配置された第2光検出器で受光するように構成された濁・色度計において、前記対向して配置された透明部材の両面に光触媒をコーティングすると共に該コーティングした光触媒を照射するOHラジカル光源を備えたことを特徴とする。
【0011】
請求項2においては、請求項1に記載の濁・色度計において、
前記光源はLEDであることを特徴とする。
【0012】
請求項3においては、請求項1又は2に記載の濁・色度計において、
前記ラジカル光源は所定の半値角を有することを特徴とする。
【0013】
請求項4においては、請求項1乃至3に記載の濁・色度計において、
前記測定光源とOHラジカル光源を同一のLED光源としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
以上説明したことから明らかなように本発明の請求項1によれば、
対向して配置された透明部材の両面に光触媒をコーティングすると共に該コーティングした光触媒を照射するOHラジカル光源を備えているので、光触媒用の光源からの光束が通る窓ガラス部は光触媒の作用により、接液面には、汚れが付きにくくなり、接液しない面には、結露が発生しても超親水作用により、水滴が玉にならないため、光を散乱しなくなり結露部での光の減光を防ぐことができる。
その結果、窓汚れと結露による測定誤差を抑えることが可能となる。
【0015】
本発明の請求項2によれば、光源をLEDとしたので、小型化が可能となり、所望の波長が得やすくなる。また、点灯、消灯を頻繁に繰り返しても劣化のない光量を得ることができる。これにより、光触媒を機能させながらの濁度測定が可能となる。
【0016】
本発明の請求項3によれば、ラジカル光源は所定の半値角を有するので、測定用のLED光源から出た光束より大きな範囲を照らすことができ、光触媒の作用範囲を広げることができる。
【0017】
本発明の請求項4によれば、色度測定用のLED光源をラジカル光源としても使用することにより構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の濁・色度計の要部構成図である。
【図2】LED光源の波長とピークの関係を示す図である。
【図3】従来の濁・色度計の基本構成図と長所・短所を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
図1(a〜f)は本発明の濁・色度計の要部構成図を示すもので、(a)図は要部構成図、(b〜f)は光源の他の配置例を示す要部構成図である。
【0020】
図1(a)において、4は測定水5が満たされた測定槽であり、この測定槽4の両壁には光触媒(酸化チタン)がコーティングされた透明部材(窓ガラス)9a,9bが対向して配置されている。
【0021】
7は測定槽の一方の窓ガラス9aの外側に、窓ガラス9aに対して略45度の角度に配置された分光手段(ハーフミラー)である。1は窓ガラス9aの表面に対して垂直方向から出射され、ハーフミラー7に対して略45度の角度に入射して透過する光と反射する光に分光される色度光源(LED)である。
【0022】
2は濁度光源(LED)であり、窓ガラス9aの表面に対して水平方向から出射され、ハーフミラー7に対して略45度の角度に入射して透過する光と反射する光に分光される。ここで、色度光源1からの光と濁度光源2からの光はハーフミラー7の略同一箇所を照射するように配置されている。
【0023】
8はOHラジカル光源として機能する触媒用光源で、窓ガラス9aの表面に対して垂直方向から出射され、ハーフミラー7に対して略45度の角度に入射して透過する光と反射する光に分光される。このOHラジカル光源はオゾンの酸化促進として機能するもので、光照射により光触媒内に自由電子と正孔が生成し、有害物質は正孔との直接反応あるいは正孔と水が反応して生成するOHラジカルにより酸化させるようにしたものである。
【0024】
3aは光検出器で、ハーフミラー7で反射または透過した色度光源1および濁度光源2の光量変動を補正するために使用する。
Tは測定槽3および測定水5によって減衰された透過光であり、この透過光Tを光検出器3bにて測定することで、濁度および色度を求める。
【0025】
先に述べたように、窓ガラス3a,3bには光触媒(例えば酸化チタン)が両面にコーティングされている。この酸化チタンに光触媒用光源からの光を照射して、光触媒を機能させる。光触媒として機能させるため光源からの波長は380nm以下である必要があるが、例えばピーク波長が375nm程度のものを使用する。
【0026】
また、色度測定には390nm程度の波長の光が必要であるが、例えば395nmにピーク波長があるLEDを光源として使用する。
また、濁度測定には660nm程度の波長の光が必要であるが、例えば660nmにピーク波長があるLEDを光源として使用する
【0027】
なお、色度用、濁度用LEDは半値角の狭いものを使用するが、図1で示すように色度用LED1と隣接して光触媒用LED8を配置する場合には、光触媒用光源からの光の半値角は、色度用LED1に比べて半値角の広いものを使用する。
【0028】
上述の構成において、色度光源1、濁度光源2、光触媒用光源8を交互に点灯することで、色度、濁度を測定することが可能となる。例えば点灯パターンとしては、色度用LED1、濁度用LED2、光触媒用LED8の順番に繰り返すパターン、色度用LED1、光触媒用LED8、濁度用LED2を繰り返すパターンなどがある。また、点灯時間も光触媒用LED8の点灯時間を色度、濁度用LEDより長くするなどがある。
【0029】
なお、図1(a〜f)は図1(a)とは異なるLED配置パターンを示す概略図である。これらの図において、(b)図は光触媒用光源8と色度光源1のみを用いて色度のみを測定するもの、(c)図は色度と濁度を測定するが光触媒用光源8をハーフミラー7を透過させずに斜め方向から直接窓ガラスを照射するようにしたもの、(d)図は(c)図で示す構成に加え他方の窓ガラス9b側にも光触媒用光源8aを配置し、斜め方向から直接窓ガラス9bを照射するようにしたもの、(e)図は窓ガラスの表面に対して平行な方向に光触媒用光源8を配置し、色度光源1のみを用いて色度のみを測定するようにしたものである。
【0030】
(f)図は光触媒用光源8は用いずに色度光源1のみを用いて色度のみを測定するものである。この場合には、色度用光源に含まれる短波長成分を光触媒用光源として使用する。このように色度用光源1の出射波長を適切な波長に選ぶことで、光触媒用光源8を用いなくても光触媒としての機能も持たせることができる。
図2は395nmにピーク波長のある光源の波長とピークの関係を示す図である。図からわかるように実際には380nm以下の光も含んでいるためこのようなLED光源を用いれば光源用触媒を不要とすることができる。
【0031】
図1に戻り(g)図(e図で光源8を光源2に変えたもの)は窓ガラスの表面に対して直角な方向に色度光源1を配置し、平行方向に濁度光源2を用いて色度および濁度を測定するものである。この場合にも色度用光源に含まれる短波長成分を光触媒用光源として使用することができる。
【0032】
また、これらの実施例では、色度用光源1と濁度用光源2をハーフミラー7を用いて直角に配置することで、両光源からの光は窓ガラスの同じ位置を通過することになり、窓ガラスの汚れ、結露の影響を同じように受けるように配置されている。
光触媒によるコーティングは、例えば、接液しない面のみにコーティングしても良い。この場合には、超親水効果により、結露による指示誤差を防ぐことが出来る。
【0033】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
【符号の説明】
【0034】
1 色度光源
2 濁度光源
3 光検出器
4 測定槽
5 測定水
7 分光手段(ハーフミラー)
8 光触媒用光源
9 窓ガラス
10 光触媒(酸化チタン)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定水が満たされた測定槽と、該測定槽の一部を構成し、前記測定水を挟んで対向して配置された透明部材と、前記測定槽外であって前記透明部材の一方の側に配置された分光手段と、該分光手段で透過(又は反射)するように配置された濁度又は色度の少なくとも一方を測定するための測定光源と、前記分光手段で反射(又は透過)した前記光源からの光を受光する第1光検出器と、前記分光手段で反射(又は透過)して前記対向して配置された透明部材及び測定水を透過した光を前記透明部材の他方の側に配置された第2光検出器で受光するように構成された濁・色度計において、前記対向して配置された透明部材の両面に光触媒をコーティングすると共に該コーティングした光触媒を照射する光触媒用光源を備えたことを特徴とする濁・色度計。
【請求項2】
請求項1に記載の濁・色度計において、
前記光源はLEDであることを特徴とする。
【請求項3】
前記光触媒用光源は所定の半値角を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の濁・色度計。
【請求項4】
前記測定光源とOHラジカル光源を同一のLED光源としたことを特徴とする請求項1乃至3に記載の濁・色度計。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−168044(P2012−168044A)
【公開日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−29929(P2011−29929)
【出願日】平成23年2月15日(2011.2.15)
【出願人】(000006507)横河電機株式会社 (4,443)
【Fターム(参考)】