(57)【要約】  【課題】積分球式濁度計等の光学式水質測定装置において、セル窓表面の結露を確実に防止して測定精度を向上させる。乾燥剤の寿命を延長して交換頻度を少なくし、メンテナンス作業の軽減、コストの低減を図る。  【解決手段】検出器１内の密閉空間に収納されて試料水が供給される検出セル３を備え、検出セル３内の試料水に一方のセル窓３２Ａを介して光を照射し、他方のセル窓３２Ｂを介して出射する光を用いて試料水の水質を測定する光学式水質測定装置に関する。前記密閉空間に配置された乾燥剤収容室６Ａ，６Ｂに収容される乾燥剤と、乾燥剤を通過して生成された乾燥空気を圧送する圧送手段としてのガスポンプ７Ａ，７Ｂ及び配管８Ａ，８Ｂと、この圧送手段により圧送される乾燥空気をセル窓３２Ａ，３２Ｂの非試料水側の表面に噴射する噴射手段としてのノズル９Ａ，９Ｂとを備える。【選択図】図１
2006153739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器内の密閉空間に配置されて試料水が供給される検出セルを備え、この検出セル内の試料水に対しセル窓を介して入出射する光を用いて前記試料水の水質を測定する光学式水質測定装置において、
前記密閉空間に収容される乾燥剤と、
この乾燥剤を通過した前記密閉空間内の乾燥空気を圧送する圧送手段と、
この圧送手段により圧送される乾燥空気を前記セル窓の非試料水側の表面に噴射する噴射手段と、
を備えたことを特徴とする光学式水質測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載した光学式水質測定装置において、
前記圧送手段及び噴射手段を、セル窓ごとにそれぞれ設けたことを特徴とする光学式水質測定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載した光学式水質測定装置において、
前記噴射手段が、圧送手段としての配管の先端に形成されたノズルであることを特徴とする光学式水質測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載した光学式水質測定装置において、
前記検出器は、
光源及びレンズ部と、前記試料水の供給口と、前記検出セルと、前記検出セルの後段に配置されて入射光を透過光及び反射光に分離する積分球と、前記透過光を集光する光トラップと、前記透過光を光電変換する受光素子と、前記散乱光を光電変換する受光素子と、これらの受光素子に接続されたアンプと、前記乾燥剤が収容された乾燥剤収容室と、前記圧送手段及び前記噴射手段と、を備えると共に、開閉可能な蓋部を更に備え、
通常の測定時には、前記蓋部が閉じられて密閉空間を形成することを特徴とする光学式水質測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料水の濁度等の水質を光学的に測定する測定装置に関し、詳しくは、検出セルのセル窓の結露を防止するようにした光学式水質測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の光学式水質測定装置として、積分球式濁度計が従来より知られている。
積分球式濁度計は、検出セル内の試料水を透過した光を積分球内に導入し、受光素子により散乱光を光電変換した検出電流と透過光を光電変換した検出電流との比に基づいて試料水の濁度を測定するものとして知られている。この積分球式濁度計によれば、色の影響が少なく、低濁度から高濁度までを高精度に測定することが可能である。
【０００３】
上記濁度計において、試料水の温度と検出セルの周囲温度との間に差がある場合、特に試料水温度が周囲温度よりも低い場合には、検出セルのセル窓の外表面が空気中の水分によって曇ってしまい、光源から検出セルへ入射する光量を減少させたり、検出セルから出射して後段の積分球へ入射する光量を減少させるおそれがある。その結果、演算される濁度が所定の管理濁度を超えるほど大きくなったり、濁度の変動幅が異常に大きくなるなど、測定精度上、管理上の問題を引き起こすことになる。
【０００４】
このような問題を解決するため、下記の特許文献１には、試料セルが収容される測定室に、窒素、アルゴン、乾燥空気等の乾燥ガスを流通させて試料セル表面の結露を防止するようにした濁度計が記載されている。
また、下記の特許文献２には、排ガス等に含まれる煤塵を測定する光学式検出器において、投光器及び受光器の近傍に配置される透過ガラスの接ガス面側に、気体の噴出口と吸引口とを対向配置して噴射ガスのカーテンを形成するようにした光学式検出器用透過面の汚染防止装置が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１２３７０２号公報（段落［０００６］〜［０００８］、図１等）
【特許文献２】特開平１１−２９５２１３号公報（段落［０００８］〜［００１６］、図１、図２、図４等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された従来技術によれば、試料セルを収容した測定室内をある程度乾燥状態に保つことができるが、測定室全体を乾燥させる結果、試料セル窓表面の結露の除去が十分に行えないおそれがあり、また、乾燥ガスを継続的に外部から供給するための装置が大掛かりになったり、多くのコストがかかるといった問題がある。
また、特許文献２に記載された従来技術は、主として透過ガラスの接ガス面に煤塵等の不純物が汚れとして付着するのを防止することを目的としており、セル窓表面の結露防止を直接の目的とするものではない。
【０００７】
そこで本発明の解決課題は、積分球式濁度計等の光学式水質測定装置において、セル窓表面の結露を確実に防止して測定精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載した光学式水質測定装置は、検出器内の密閉空間に配置されて試料水が供給される検出セルを備え、この検出セル内の試料水に対しセル窓を介して入出射する光を用いて前記試料水の水質を測定する光学式水質測定装置において、
前記密閉空間に収容される乾燥剤と、この乾燥剤を通過した前記密閉空間内の乾燥空気を圧送する圧送手段と、この圧送手段により圧送される乾燥空気を前記セル窓の非試料水側の表面に噴射する噴射手段と、を備えたものである。
【０００９】
請求項２に記載した光学式水質測定装置は、請求項１において、前記圧送手段及び噴射手段を、セル窓ごとにそれぞれ設けたものである。
【００１０】
請求項３に記載した光学式水質測定装置は、請求項１または２において、前記噴射手段が、圧送手段としての配管の先端に形成されたノズルであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載した光学式水質測定装置は、請求項１〜３の何れか１項において、
前記検出器は、
光源及びレンズ部と、前記試料水の供給口と、前記検出セルと、前記検出セルの後段に配置されて入射光を透過光及び反射光に分離する積分球と、前記透過光を集光する光トラップと、前記透過光を光電変換する受光素子と、前記散乱光を光電変換する受光素子と、これらの受光素子に接続されたアンプと、前記乾燥剤が収容された乾燥剤収容室と、前記圧送手段及び前記噴射手段と、を備えると共に、開閉可能な蓋部を更に備え、
通常の測定時には、前記蓋部が閉じられて密閉空間を形成するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、乾燥剤を通過した乾燥空気をセル窓表面に直接噴射させることにより、セル窓表面を常時乾燥状態に保つことができ、試料水とセル窓周囲との間に温度差がある場合でもセル窓表面への結露を確実に防止することができる。
また、密閉された検出器内を乾燥空気が循環して再び乾燥剤を通過する経路が形成されるため、検出器内を常に乾燥状態に保つことができると共に、乾燥剤の能力が低下する速度も遅くなり、その交換頻度を少なくしてメンテナンス作業の軽減、コストの低減が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。まず、図１は本発明の実施形態が適用される積分球式濁度計の全体構成図であり、主要部の内部構造を概略的に示したものである。
【００１４】
図１において、１は検出器であり、この検出器１は、光源としてのタングステンランプや光学系部材としてのコンデンサレンズ、ピンホール、コリメータレンズ等を有する光源及びレンズ部２と、試料水が供給口３３から導入され、かつ光源及びレンズ部２からの検出光が一方のセル窓３２Ａから入射して他方のセル窓３２Ｂから出射する検出セル３と、その後段に配置されて入射光を透過光及び散乱光に分離する積分球４と、透過光を集光する光トラップ４１と、透過光を光電変換する受光素子４２Ｔ及び散乱光を光電変換する受光素子４２Ｒと、これらの受光素子４２Ｔ，４２Ｒにそれぞれ接続されたアンプ５Ｔ，５Ｒと、シリカゲル等の乾燥剤が収容された乾燥剤収容室６Ａ，６Ｂと、これらの乾燥剤収容室６Ａ，６Ｂを通過して生成された乾燥空気を圧送する圧送手段としてのガスポンプ７Ａ，７Ｂ及び配管８Ａ，８Ｂと、配管８Ａ，８Ｂの先端部に設けられて前記セル窓３２Ａ，３２Ｂに乾燥空気を噴射する噴射手段としてのノズル９Ａ，９Ｂと、を備えている。
ここで、前記検出器１は内部の保守点検や乾燥剤の交換のために開閉可能な蓋部（図示せず）を備えているが、通常の測定時には蓋部が閉じられていて検出器１の内部は密閉空間となっている。
【００１５】
なお、図１においては、試料水導入用のポンプ、バルブ、配管、脱泡槽等の各手段、校正用のゼロ水供給手段、並びに、アンプ５Ｒ，５Ｔから出力される散乱光検出電流ＩＲと透過光検出電流ＩＴとの比（ＩＲ／ＩＴ）に係数を乗じて試料水の濁度を演算し表示する変換器等の図示を、便宜上、省略してある。
【００１６】
次に、図２は図１における主要部の断面図であり、主としてセル窓３２Ａ，３２Ｂ及びノズル９Ａ，９Ｂ等の配置構造を説明するための図である。
図２において、セル窓３２Ａ，３２Ｂは検出セル３の筐体３１の内側に配置されており、セル窓３２Ａ，３２Ｂの外表面側には凹部３１Ａ，３１Ｂが形成されている。前記ノズル９Ａ，９Ｂは、この凹部３１Ａ，３１Ｂに露出したセル窓３２Ａ，３２Ｂの外表面に向けて下方から乾燥空気を噴射するもので、光源及びレンズ部２からの光路を遮らないように考慮して凹部３１Ａ，３１Ｂの下端部に配置されている。図示されていないが、ノズル９Ａ，９Ｂは適宜な手段によって筐体３１に固定される。
【００１７】
このような構造とすることにより、ノズル９Ａ，９Ｂから噴射された乾燥空気がセル窓３２Ａ，３２Ｂの外表面に満遍なく行き渡って乾燥を促進し、その後、斜め上方へ圧送された乾燥空気が検出器１の上面に沿って左右両側に移動した後に下降して、再び乾燥剤収容室６Ａ，６Ｂへ向かう気流が形成され易くなり、乾燥空気のスムーズな循環経路が形成される。同時に、検出器１の内部空間の除湿も促進されるものである。
【００１８】
通常、この種の検出器では、内部の保守点検時などに蓋を開けることによって外部から湿気を帯びた空気が入り込み、この空気がセル窓の結露の原因になるものであるが、本実施形態では、検出器１内を密閉空間として乾燥空気を循環させる構造であるため、仮に蓋が一時的に開放されたとしても、蓋を閉じてから短時間だけガスポンプ７Ａ，７Ｂを運転することにより、検出器１内を速やかに乾燥状態に到達させることが可能である。
【００１９】
なお、図示するように、左右のセル窓３２Ａ，３２Ｂにそれぞれ対応させて、乾燥剤収容室６Ａ，６Ｂ、ガスポンプ７Ａ，７Ｂ、配管８Ａ，８Ｂ、ノズル９Ａ，９Ｂを二系統設けることにより、ノズル９Ａ，９Ｂからの噴射圧を均等にすることが容易になり、セル窓３２Ａ，３２Ｂの乾燥状態が偏る恐れもない。勿論、噴射圧を均等に保てるのであれば、乾燥剤収容室やガスポンプを単一にして乾燥空気を生成し、その後、乾燥空気を二系統に分岐させて左右のセル窓３２Ａ，３２Ｂに噴射させる構造とすることもできる。
【００２０】
上述した乾燥空気の噴出動作は、一連の濁度測定シーケンスの中で周期的に行っても良いし、季節や周囲温度、試料水温度等に応じて適時行っても良い。
また、検出器１内の温度及び試料水温度を検出する温度センサをそれぞれ設け、各温度センサによる検出温度差が所定値を超えた場合にガスポンプ７Ａ，７Ｂを自動的に運転するような制御プログラムをコントローラ（図示せず）に実行させても良い。
また、検出器１の内部（検出セル３の外部）の湿度及び試料水側（検出セル３の内部）の湿度を検出する湿度センサをそれぞれ設け、各湿度センサによる検出湿度差が所定値を超えた場合に制御プログラムをコントローラに実行させても良い。
【００２１】
以上のように、本実施形態によれば、試料水とセル窓周囲との温度差に起因するセル窓表面の結露をなくし、検出セルの入出射光量の減少を防止して常に高精度の濁度測定を可能にするものである。
また、構成上、従来の積分球式濁度計に乾燥剤、ガスポンプ、配管、ノズル等を付加するだけで実現できるから、低コストにて提供可能である。
【００２２】
更に、本発明は上述した積分球式濁度計ばかりでなく、試料水の水質を光学的に測定する測定装置であって、検出セルの結露を防止する必要がある各種の水質測定装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態を示す概略的な全体構成図である。
【図２】図１における主要部の断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：検出器
２：光源及びレンズ部
３：検出セル
３１：筐体
３１Ａ，３１Ｂ：凹部
３２Ａ，３２Ｂ：セル窓
３３：供給口
４：積分球
４１：光トラップ
４２Ｒ，４２Ｔ：受光素子
５Ｒ，５Ｔ：アンプ
６Ａ，６Ｂ：乾燥剤収容室
７Ａ，７Ｂ：ガスポンプ
８Ａ，８Ｂ：配管
９Ａ，９Ｂ：ノズル
【図１】
2006153739.tif 000003
【図２】
2006153739.tif 000004