(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料水に光ビームを照射し、試料水中の個々の微粒子によって散乱される光を光電変換手段で光電変換し、前記光ビーム中を前記個々の微粒子が通過する度に前記光電変換によって得られるパルス信号に基づいて、粒径区分ごとの試料水中の微粒子の個数濃度を求め、該各個数濃度に対して粒径区分ごとに個別の係数を乗じ、当該乗算結果の総和を試料水の濁度とすることを特徴とする濁度の測定方法。
【請求項２】
試料水に光ビームを照射し、試料水を透過する光を光電変換手段で光電変換し、前記光ビームを試料水中の個々の微粒子が遮断する度に前記光電変換によって得られるパルス信号に基づいて、粒径区分ごとの試料水中の微粒子の個数濃度を求め、該各個数濃度に対して粒径区分ごとに個別の係数を乗じ、当該乗算結果の総和を試料水の濁度とすることを特徴とする濁度の測定方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記個別の係数は、各粒径区分の平均粒径と、光ビームの波長と、試料水および微粒子の屈折率とに基づいて求める光散乱断面積であることを特徴とする濁度の測定方法。
【請求項４】
試料水に光ビームを照射し、試料水中の微粒子によって散乱される光を光電変換手段で光電変換し、前記光ビーム中を前記微粒子が通過する度に前記光電変換によって得られる単位時間内の各パルス信号の波高値を加算し、当該加算値に係数を乗じて試料水の濁度を求めることを特徴とする濁度の測定方法。
【請求項５】
試料水に光ビームを照射し、試料水を透過する光を光電変換手段で光電変換し、前記光ビームを前記微粒子が遮断する度に前記光電変換によって得られる単位時間内の各パルス信号の波高値を加算し、当該加算値に係数を乗じて試料水の濁度を求めることを特徴とする濁度の測定方法。
【請求項６】
請求項４または５において、前記係数は、前記光ビームの断面積を前記加算時の試料水の流量および前記光ビームの強度で除算した値に基づいて求めることを特徴とする濁度の測定方法。
【請求項７】
試料水に光ビームを照射する光源と、前記光ビーム照射領域内を通過する試料水中の個々の微粒子によって散乱される光を光電変換する光電変換手段と、前記光ビーム中を前記個々の微粒子が通過する度に前記光電変換手段から得られるパルス信号に基づいて、粒径区分ごとの試料水中の微粒子の個数濃度を求め、該各個数濃度に対して粒径区分ごとに個別の係数を乗じ、当該乗算結果の総和を試料水の濁度とする演算手段とを具えたことを特徴とする濁度の測定装置。
【請求項８】
試料水に光ビームを照射する光源と、前記光ビーム照射領域内を通過する試料水を透過する光を光電変換する光電変換手段と、前記光ビームを試料水中の個々の微粒子が遮断する度に前記光電変換手段から得られるパルス信号に基づいて、粒径区分ごとの試料水中の微粒子の個数濃度を求め、該各個数濃度に対して粒径区分ごとに個別の係数を乗じ、当該乗算結果の総和を試料水の濁度とする演算手段とを具えたことを特徴とする濁度の測定装置。
【請求項９】
請求項７または８において、前記個別の係数は、各粒径区分の平均粒径と、光ビームの波長と、試料水および微粒子の屈折率とに基づいて求める光散乱断面積であることを特徴とする濁度の測定装置。
【請求項１０】
試料水に光ビームを照射する光源と、前記光ビーム照射領域内を通過する試料水中の微粒子によって散乱される光を光電変換する光電変換手段と、前記光ビーム中を前記微粒子が通過する度に前記光電変換手段から得られる単位時間内の各パルス信号の波高値を加算し、当該加算値に係数を乗じて試料水の濁度を求める演算手段とを具えたことを特徴とする濁度の測定装置。
【請求項１１】
試料水に光ビームを照射する光源と、前記光ビーム照射領域内を通過する試料水を透過する光を光電変換する光電変換手段と、前記光ビームを前記微粒子が遮断する度に前記光電変換手段から得られる単位時間内の各パルス信号の波高値を加算し、当該加算値に係数を乗じて試料水の濁度を求める演算手段とを具えたことを特徴とする濁度の測定装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１において、前記係数は、前記光ビームの断面積を前記加算時の試料水の流量および前記光ビームの強度で除算した値に基づいて求めることを特徴とする濁度の測定装置。
【請求項１３】
請求項７，８，１０，１１のいずれかにおいて、前記演算手段は、前記光電変換手段からのパルス信号の波高値を測定するピークホールド回路からの測定値に基づいて前記濁度を求めることを特徴とする濁度の測定装置。
【請求項１４】
請求項７，８，１０，１１のいずれかにおいて、前記演算手段は、前記光電変換手段からのパルス信号の波高値を各々異なったしきい値と比較する複数のコンパレータからの各比較出力に基づいて前記濁度を求めることを特徴とする濁度の測定装置。
【請求項１５】
請求項１または２において、前記個別の係数は、予め定めた粒径区分ごとの微粒子１個の濃度への寄与量であることを特徴とする濁度の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は濁度の測定方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水処理プロセスでは、原水や浄水の濁りの度合いを測定するために、濁度計が用いられており、透過光方式、散乱光方式、表面散乱光方式、透過−散乱光方式が採用されている。
【０００３】
透過光方式とは、光源から光ビームをフローセル内を通る試料水に照射したとき、被測定流体中を透過した光を光電変換器で受光し、変換された電圧を濁度に換算する方法であり、高濁度の試料水を測定するのに適している。
【０００４】
散乱光方式は、光源から光ビームをフローセル内を通る試料水に照射したとき、被測定流体中の微粒子によって散乱される光を光電変換器で受光し、変換された電圧を濁度に換算する方法であり、低濁度の試料水を測定するのに適している。
【０００５】
表面散乱光方式は、光源から光ビームを試料水の表面にフローセルを介さず、直接照射したとき、試料水の表面付近の微粒子によって散乱される光を光電変換器で受光し、変換された電圧を濁度に換算する方法であり、光ビーム照射域におけるフローセルと試料水の接触がない構造なので、フローセルの汚れの影響がないという特徴がある。
【０００６】
透過−散乱光方式は、散乱光強度を透過光強度で除算した量を濁度に換算する方法であり、低濁度から高濁度まで測定可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
最近の浄水の水質管理はクリプトスポリジウム等の対策のため厳しくなっており、現在のところ「クリプトスポリジウムによって水道原水が汚染されるおそれのある浄水場ではろ過池出口の濁度を０．１度以下に維持すること。」という暫定対策指針が厚生省から発表されている。そこで、必要となるのが濁度０．１度以下を安定して測定できるオンラインの濁度計であるのだが、このような低濁度になると観測領域中の微粒子の数はかなり少なくなるので、微粒子による光ビームの散乱や透過率を群として捕らえる従来の濁度計による測定は困難である。前記測定を実現するためには従来の濁度計のうち透過光方式では光路長を長くする、散乱光方式では光ビーム照射領域を大きくする等の改良により、観測領域中にある微粒子の存在確率を上げなければならない。しかし、前記改良は濁度計の光学系を大きくすることになるので、濁度測定の２桁以上の高感度化を行うことは大きさの制限上難しい。
【０００８】
また、膜処理の技術が水処理プロセスにおいても用いられ始めており、膜処理によって得られる処理水の安定性確保のために、濁度計や微粒子カウンタを用いて処理水をモニターしている。しかしながら従来の濁度計で検知できるのは膜の破断によって、原水が処理水側に著しく流出した場合であって、一部の膜の亀裂によるわずかな原水の流出は検知できず、このときの濁度の指示値は正常な膜処理水と同様ほぼゼロである。したがって、濁度測定では処理水の異常を早期に発見することは難しい。一方、微粒子カウンタは、処理水における膜の公称孔径以上の粒径をもった微粒子の個数濃度を測定し、膜の破断や亀裂があったときの微粒子の増加をモニターする。微粒子の個数濃度は、各々の微粒子によって散乱される光パルス、あるいは遮断される光パルスを一個ずつ数えるため、観測領域中の微粒子の存在確率が低い領域において、濁度と比較して感度がよく、膜異常の検知には微粒子カウンタが適している。ただし、観測領域中の微粒子の存在確率が高くなると、数え落とし誤差が生じるので注意を要する。
【０００９】
上述したように濁度０．１度以下の処理水や膜処理水などの極低濁域の測定では、従来の濁度計の感度は不十分であり、微粒子カウンタによる処理水中の微粒子個数濃度の測定が好ましい。一方、これまで水処理の分野では濁度を長年使用してきた歴史があり、浄水場等で測定された微粒子個数濃度の値をもとに水質を判断することに関して経験がない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、濁度測定が不可能な低濁域の領域にあっても測定可能な微粒子の個数濃度を濁度に変換して出力する有効な方法と装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、試料水に光ビームを照射し、試料水中の個々の微粒子によって散乱される光を光電変換手段で光電変換し、前記光ビーム中を前記個々の微粒子が通過する度に前記光電変換によって得られるパルス信号に基づいて、粒径区分ごとの試料水中の微粒子の個数濃度を求め、該各個数濃度に対して粒径区分ごとに個別の係数を乗じ、当該乗算結果の総和を試料水の濁度とすることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２の発明は、試料水に光ビームを照射し、試料水を透過する光を光電変換手段で光電変換し、前記光ビームを試料水中の個々の微粒子が遮断する度に前記光電変換によって得られるパルス信号に基づいて、粒径区分ごとの試料水中の微粒子の個数濃度を求め、該各個数濃度に対して粒径区分ごとに個別の係数を乗じ、当該乗算結果の総和を試料水の濁度とすることを特徴とする。
【００１３】
さらに、請求項３の発明は、請求項１または２において、前記個別の係数は、各粒径区分の平均粒径と、光ビームの波長と、試料水および微粒子の屈折率とに基づいて求める光散乱断面積であることを特徴とする。
【００１４】
さらに、請求項４の発明は、試料水に光ビームを照射し、試料水中の微粒子によって散乱される光を光電変換手段で光電変換し、前記光ビーム中を前記微粒子が通過する度に前記光電変換によって得られる単位時間内の各パルス信号の波高値を加算し、当該加算値に係数を乗じて試料水の濁度を求めることを特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項５の発明は、試料水に光ビームを照射し、試料水を透過する光を光電変換手段で光電変換し、前記光ビームを前記微粒子が遮断する度に前記光電変換によって得られる単位時間内の各パルス信号の波高値を加算し、当該加算値に係数を乗じて試料水の濁度を求めることを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項６の発明は、請求項４または５において、前記係数は、前記光ビームの断面積を前記加算時の試料水の流量および前記光ビームの強度で除算した値に基づいて求めることを特徴とする。
【００１７】
さらに、請求項７の発明は、試料水に光ビームを照射する光源と、前記光ビーム照射領域内を通過する試料水中の個々の微粒子によって散乱される光を光電変換する光電変換手段と、前記光ビーム中を前記個々の微粒子が通過する度に前記光電変換手段から得られるパルス信号に基づいて、粒径区分ごとの試料水中の微粒子の個数濃度を求め、該各個数濃度に対して粒径区分ごとに個別の係数を乗じ、当該乗算結果の総和を試料水の濁度とする演算手段とを具えたことを特徴とする。
【００１８】
さらに、請求項８の発明は、試料水に光ビームを照射する光源と、前記光ビーム照射領域内を通過する試料水を透過する光を光電変換する光電変換手段と、前記光ビームを試料水中の個々の微粒子が遮断する度に前記光電変換手段から得られるパルス信号に基づいて、粒径区分ごとの試料水中の微粒子の個数濃度を求め、該各個数濃度に対して粒径区分ごとに個別の係数を乗じ、当該乗算結果の総和を試料水の濁度とする演算手段とを具えたことを特徴とする。
【００１９】
さらに、請求項９の発明は、請求項７または８において、前記個別の係数は、各粒径区分の平均粒径と、光ビームの波長と、試料水および微粒子の屈折率とに基づいて求める光散乱断面積であることを特徴とする。
【００２０】
さらに、請求項１０の発明は、試料水に光ビームを照射する光源と、前記光ビーム照射領域内を通過する試料水中の微粒子によって散乱される光を光電変換する光電変換手段と、前記光ビーム中を前記微粒子が通過する度に前記光電変換手段から得られる単位時間内の各パルス信号の波高値を加算し、当該加算値に係数を乗じて試料水の濁度を求める演算手段とを具えたことを特徴とする。
【００２１】
さらに、請求項１１の発明は、試料水に光ビームを照射する光源と、前記光ビーム照射領域内を通過する試料水を透過する光を光電変換する光電変換手段と、前記光ビームを前記微粒子が遮断する度に前記光電変換手段から得られる単位時間内の各パルス信号の波高値を加算し、当該加算値に係数を乗じて試料水の濁度を求める演算手段とを具えたことを特徴とする。
【００２２】
さらに、請求項１２の発明は、請求項１０または１１において、前記係数は、前記光ビームの断面積を前記加算時の試料水の流量および前記光ビームの強度で除算した値に基づいて求めることを特徴とする。
【００２３】
さらに、請求項１３の発明は、請求項７〜１２のいずれかにおいて、前記演算手段は、前記光電変換手段からのパルス信号の波高値を測定するピークホールド回路からの測定値に基づいて前記濁度を求めることを特徴とする。
【００２４】
さらに、請求項１４の発明は、請求項７，８，１０，１１のいずれかにおいて、前記演算手段は、前記光電変換手段からのパルス信号の波高値を各々異なったしきい値と比較する複数のコンパレータからの各比較出力に基づいて前記濁度を求めることを特徴とする。
さらに、請求項１５の発明は、請求項１または２において、前記個別の係数は、予め定めた粒径区分ごとの微粒子１個の濃度への寄与量であることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２６】
（実施形態１）
光学系に前方散乱光方式を採用して濁度を測定する本発明の各実施形態に共通の装置の光学系を図１に示す。図１において光源１から照射された光ビーム１Ａは、フローセル２の光ビーム照射領域を通過する試料水中に存在する微粒子によって散乱される。試料水とフローセル２を通過する光源１からの直接光は、光源１から見てフローセル２の後ろ側に設置されたビームストップ３によって遮断され、ビームストップ３に設けた孔を通過した前記微粒子による散乱光の一部は光ビームの光軸４Ａと同一軸上に設置された集光レンズ４によって集められ、迷光を遮るために設けたピンホール５を通過した後、前記光ビームの光軸４Ａと同一軸上に設置された光電変換素子６によって電気信号に変換される。前記電気信号は図２のように光ビーム照射領域を微粒子が通過する度に、微粒子の大きさに応じた波高値を持つパルスとして検出される。前記検出された電気信号は、入力信号７として図３の電子回路に入力され、プリアンプ８、メインアンプ９で増幅された後、ローパスフィルタ（以後ＬＰＦ）１１にてノイズが除去される。一方、メインアンプ９から出力された電気信号をＬＰＦ１１よりカットオフ周波数が十分に低いＬＰＦ１０によって平滑することによって当該電気信号の平均値、すなわち迷光などによる直流成分が得られる。
【００２７】
次に、ＬＰＦ１０によって得られる当該電気信号の平均値を差動増幅部１２にて前記ＬＰＦ１１を通った電気信号から減算することにより、迷光などによる直流成分を差し引かれた電気信号が得られ、ピークホールド回路１３にて当該電気信号に発生したパルス信号の波高値が測定される。なお、例えば、フローセル内の試料水の流量が１０〜１００ｍｌ／分のとき、ＬＰＦ１０のカットオフ周波数は３０Ｈｚ以下、同様にＬＰＦ１１のそれは１００ｋＨｚ以上が好ましい。光ビーム照射領域を微粒子が通過してパルス信号が発生する度にピークホールド回路１３によって測定される前記波高値は、演算回路１４にてあらかじめ定めておいた粒径区分に相当するしきい値区分と比較し、粒径区分ごとにカウントしていく。サンプリング時間経過後、前記各区分毎のカウント数を単位時間当たりのカウント数に変換した値に係数を乗算し、サンプリング流量で除算すれば、各粒径区分ごとの微粒子の個数濃度を求められ、さらにその粒径区分ごとに異なる光散乱断面積を乗算すれば濁度を求めることができ、表示・出力回路１５にて濁度あるいは各粒径区分ごとの微粒子の個数濃度を表示・出力することができる。
【００２８】
上記の濁度測定の内容を数式で表すと以下のようになる。
【００２９】
まず、試料水中の微粒子の粒径ｄが一定、つまり単分散の場合、濁度Ｄ1 は単位体積当たりの前記微粒子の個数ｎ1 と前記微粒子の光散乱断面積Ｃ1 を用いて、
【００３０】
【数１】
Ｄ1 ＝ｎ1 Ｃ1                                       （１）
と表される。したがってこの場合、本発明の装置で観測され、微粒子の個数に比例するパルス信号の数に光散乱断面積を乗ずれば濁度となる。しかし、光散乱断面積は粒径によって変動する量であり、単分散の試料水を測定するならばよいが、実際の試料水が単分散であることは無いので、式（１）は通常の試料水に関しては成立しない。したがって、式（２）のように粒径区分ごとに個別の散乱断面積を各粒径区分ごとの微粒子個数濃度に乗算し、その和をとって濁度Ｄとしなければならない。
【００３１】
【数２】
0003672158.tif 000002
【００３２】
Ｃd は微粒子の粒径区分ｄにおける光散乱断面積で、Ｍｉｅの光散乱論理によるシミュレーションで求めることができる。Ｍｉｅの光散乱理論は、波長よりも小さい微粒子で生じるレーリー散乱、波長と同程度の大きさの微粒子で生じるＭｉｅ散乱、波長よりも大きい微粒子で生じるフラウンホーファーの回折の全ての球状粒子に関する散乱光強度を、Ｍａｘｗｅｌｌの電磁方程式から完全解を得る理論である。具体的には、照射光の波長、試料水の屈折率、微粒子の屈折率、微粒子の半径に基づき、所定の受光領域で積分された散乱光強度に比例する光散乱断面積を計算するものである。図４は、以上の計算により、波長７８０ｎｍでの水中（屈折率１．３３）における屈折率１．５９５の材質からなる微粒子について、粒径と光散乱断面積の関係を示したものである。ｎd は単位体積当たりの粒径区分ｄにおける微粒子の個数であるが、本装置で測定される単位時間当たりの微粒子の個数Ｎd とサンプリング流量Ｆを用いれば式（２）は、
【００３３】
【数３】
0003672158.tif 000003
【００３４】
と表すことができる。ここで例えば、粒径区分を▲１▼０．５〜１μｍ、▲２▼１〜２μｍ、▲３▼２μｍ以上というようにとると、式（３）は、
【００３５】
【数４】
0003672158.tif 000004
【００３６】
と表される。ここで、Ｎ1 〜Ｎ3 は粒径区分▲１▼〜▲３▼における単位時間当たりの微粒子の個数、Ｃ1 〜Ｃ3 は光散乱シミュレーションから求められる各々の粒径区分内の光散乱断面積の平均値であり、Ｃ1 ＝５．３２×１０-13 、Ｃ2 ＝５．３６×１０-12 、Ｃ3 ＝５．１８×１０-11 である。
【００３７】
図５は実際に本発明装置に試料水を流量５０ｍＬ／分で流した結果の濁度演算値を示したものであり、比較のために、同試料水に適用した透過−散乱光方式の濁度計による測定値が０である低濁度においても本発明装置では、濁度測定が可能であり、従来の１０００倍の感度を持っていることが示された。
【００３８】
なお、試料水に含まれる微粒子のうち光を吸収する粒子が多く存在する場合には、光散乱シミュレーションから求められる光散乱断面積を粒径区分ごとの微粒子個数濃度に対して乗じるよりも、光散乱断面積と吸収断面積を足しあわせた減衰断面積を粒径区分ごとの微粒子個数濃度に対して乗じることにより濁度を求める方がより正確である。
【００３９】
また、本実施形態では光散乱断面積を粒径区分ごとの微粒子個数濃度に対して乗じることにより濁度を求めたが、あらかじめ実験により粒径区分ごとの微粒子１個の濁度への寄与量（濁度変換係数）を求めておき、その値を粒径区分ごとの微粒子個数濃度に対して乗算した後、各々を加算することで濁度を求めた方がよい場合もある。
【００４０】
なお、演算回路１４において、ＬＰＦ１０からの出力を観測し、当該出力が所定の上限値を越えた場合はフローセル２の汚れが測定に支障を与える状態になったことを検出し、当該出力が所定の下限値を下回った場合は光源１から光ビームが照射されなくなったこと、すなわち、光源１が異常状態になったことを検出しているので、各々の検出出力を表示・出力回路１５に供給し、その旨を表示する。
【００４１】
（実施形態２）
実施形態１ではピークホールド回路を用いて、パルス波高値を検出し、粒径区分ごとの微粒子個数濃度を測定したが、粒径区分が少なければ、図６のようにピークホールド回路の代りに粒径区分の数だけコンパレータを用意し、各粒径区分に対応するしきい値を設けて粒径区分ごとの微粒子個数濃度を測定してもよい。粒径区分を実施形態１と同様▲１▼０．５〜１μｍ、▲２▼１〜２μｍ、▲３▼２μｍ以上の三つにしたときの濁度測定について以下に記述する。
【００４２】
光ビーム照射領域を微粒子が通過する度に検出される微粒子の大きさに応じた波高値を持つ光電変換素子６からのパルス信号は実施形態１と同様に、入力信号１６として図６の電子回路に入力され、プリアンプ１７、メインアンプ１８で増幅された後、ローパスフィルタ（以後ＬＰＦ）２０にてノイズが除去される。次に前記ＬＰＦ２０を通った電気信号からＬＰＦ１９にて前記電気信号を平滑して得られる前記電気信号の平均値を差動増幅部２１にて減算することで、迷光などによる直流成分を差し引かれた電気信号は、コンパレータ２２〜２４に入力される。前記コンパレータのしきい値２２Ａ〜２４Ａを図７のように各粒径区分に対応した電圧に設定し、パルス信号を２値化して、各粒径区分に対応するしきい値以上の波高値を持つパルスを演算回路２５にてカウントすれば、実施形態１と同様に粒径区分ごとの微粒子個数濃度が測定され、その値に対して実施形態１と同様な演算を行うことにより、濁度を求めることができ、表示・出力回路２６にて濁度あるいは各粒径区分ごとの微粒子の個数濃度を表示・出力することができる。
【００４３】
（実施形態３）
実施形態１および２では粒径区分ごとに微粒子個数濃度を測定し濁度を求めたが、以下の方法により濁度を求めてもよい。
【００４４】
実施形態１と同様に微粒子によるパルス信号をピークホールドし、単位時間内の各パルスの波高値を演算回路にて加算し、前記波高値の加算値に係数を乗算する。ただし、粒径区分ごとの微粒子の個数濃度も合わせて測定する場合には、前記ピークホールドされた波高値を単位時間内で、そのまま記憶しておき、前記記憶された波高値の加算値に係数を乗算する。その結果得られた値が濁度であり、粒度分布の異なる試料水であっても従来の濁度との相関がある。なお、微粒子の個数濃度を測定する場合には、あらかじめ定めておいた粒径区分に相当するしきい値区分と前記記憶された波高値を比較し、粒径区分ごとにカウントする。
【００４５】
上記の濁度測定の内容を数式で表すと以下のようになる。
【００４６】
本装置で観測される粒径ｄを持った微粒子によるパルス波高値Ｖd は式（５）のようにＣd に比例した値である。
【００４７】
【数５】
0003672158.tif 000005
【００４８】
ここで、Ｉ0 は光ビームの強度、Ｗは光源の波長域における光電変換素子の受光感度、Ｒは光電変換された信号を電圧信号に変換するための負荷抵抗値、Ａv はプリアンプ、メインアンプを含めた回路の増幅率、Ｓは観測領域の光ビームの断面積である。したがって、実施形態１の式（３）では粒径区分ごとに観測された微粒子の個数濃度に対して一括して、前記粒径区分に対応する光散乱断面積を乗算して濁度としたが、本実施形態のように単位時間内で測定されるパルスの波高値を各々加算しても濁度を求めることができる。すなわち、単位時間内でＮ個のパルスが観測されたとすると、式（３）と（５）より濁度は、
【００４９】
【数６】
0003672158.tif 000006
【００５０】
のように表すことができる。本式においては、粒径区分毎の総和を時系列的な総和におきかえるために、式（３）におけるｄはｉに、また式（３）に式（５）を代入することによって生ずる（Ｎd Ｖd ）はＶi におきかえて考えている。なお、Ｗ，ＲおよびＡV は回路定数であるので、前述の波高値の加算値に乗算する係数は、Ｓ／（ＦＩ0 ）である。
【００５１】
本実施形態による方法は、実施形態１および２で記述した粒径区分を多数設けたことに相当するので、より精度の高い濁度測定を実現するという特徴がある。ただし、濁度と粒径区分ごとの微粒子の個数濃度を同時に測定する場合には、各パルス個別に波高値を記憶する必要があり、メモリの容量を余分に必要とするので、実施形態１あるいは２の方法を採用した方がよい場合もある。
【００５２】
なお、本実施形態では各微粒子のパルス波高値に光ビームの断面積を乗算し、サンプリング流量と光ビームの強度で除算することにより濁度を求めたが、あらかじめ濁度標準液を測定し、各微粒子のパルス波高値に乗じる係数を定めておく方がよい場合もある。
【００５３】
以上、実施形態１〜３では光学系に前方散乱光方式を採用したが、その他に側方散乱光方式や両者を組み合わせた光学系、あるいは光遮断方式などを用いてもよく、微粒子の個数濃度を粒径区分ごとに出力する機能があれば、容易に濁度に変換することが可能である。例えば、光遮断方式であれば、図１において、ビームストップ３の代りに、光ビーム１Ａのみを通過させる（すなわち、散乱光を遮断する）孔を有するストップを設け、このストップの孔を通過した光をピンホール５を介して光電変換素子６で光電変換すればよく、その出力は図３、図６の構成によって同様に処理することができる。
【００５４】
また、本発明はビーム内強度分布が均一な条件での測定が必要であるが、これを実現する方法として、例えば、特開平２−６２４６号に開示されているような偏平ビームを光源に用いる、または、特開昭６１−２８８１３９号に開示されているようなビームを走査する方法などが知られている。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、一つの微粒子が持っている濁度への寄与量を観測された微粒子毎に加算することで、従来の濁度計では困難であった低濁度における濁度測定を実現し、さらに粒度分布の異なる試料水を測定しても従来の濁度との相関のある濁度測定を可能とし、本発明は、ろ過池出口における水質の維持管理や、膜処理システムにおける膜モジュールの異常検知センサに使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の光学系の構成を示す図である。
【図２】微粒子によるパルス信号とパルス波高値との関係を示す図である。
【図３】本発明装置の電子回路系（ピークホールド回路使用）を示す図である。
【図４】粒径と光散乱断面積の関係を示す図である。
【図５】カオリン濃度と濁度演算値の関係を示す図である。
【図６】本装置の電子回路系（コンパレータ使用）を示す図である。
【図７】微粒子によるパルス信号とコンパレータのしきい値との関係を示す図である。
【符号の説明】
８  プリアンプ
９  メインアンプ
１０，１１  ＬＰＦ
１２  差動増幅部
１３  ピークホールド回路
１４  演算回路
１５  表示・出力回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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