(57)【要約】【課題】  液体色の影響に起因する測定誤差を排除して高精度で液体を濃度測定する。【解決手段】  液体濃度測定装置は、被測定液体１に対してそれぞれ波長の異なる光を照射する複数の発光素子６、複数の発光素子６の１つを選択して駆動する駆動回路１６、駆動回路１６が駆動する発光素子６を順次切り替える発光素子切替回路１８、発光素子６から前記被測定液体に照射された光の散乱光又は透過光の強度である測定光強度を検出する単一の受光素子７、発光素子切替回路１８から入力される信号に基づいて現在駆動されている発光素子６を識別し、この識別結果を示す信号を出力する発光素子識別回路２１、並びに受光素子７から入力される測定光強度と、発光素子識別回路２１から入力される信号とから被測定液体１の液体濃度を算出する演算回路２３を備える。【選択図】図３
2005127980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定液体に対してそれぞれ波長の異なる光を照射する複数の発光素子と、
前記複数の発光素子の１つを選択して駆動する駆動回路と、
前記駆動回路が駆動する発光素子を順次切り替える発光素子切替回路と、
前記発光素子から前記被測定液体に照射された光の散乱光又は透過光の強度である測定光強度を検出する単一の受光素子と、
前記発光素子切替回路から入力される信号に基づいて前記駆動回路によって現在駆動されている発光素子を識別し、この識別結果を示す信号を出力する発光素子識別回路と、
前記受光素子から入力される前記測定光強度と、前記発光素子識別回路から入力される前記信号とから前記被測定液体の液体濃度を算出する演算回路と
を備える液体濃度測定装置。
【請求項２】
被測定液体に対してそれぞれ波長の異なる光を照射する複数の発光素子と、
それぞれ対応する前記発光素子を互いに異なる周波数で同時に点滅させる複数の駆動回路と、
前記複数の発光素子から前記被測定液体に照射された光の透過光又は散乱光の強度である測定光強度を検出する単一の受光素子と、
それぞれ前記受光素子から前記測定光強度が入力され、対応する発光素子から前記被測定液に照射された光による測定光強度を、前記各発光素子の点滅周波数の相違を用いて弁別する複数の弁別回路と、
前記各弁別回路より入力される測定光強度から前記被測定液体の液体濃度を算出する演算回路と
を備える液体濃度測定装置。
【請求項３】
前記弁別回路は、
対応する発光素子の点滅周波数を含む帯域の測定光強度を通過させるバンドパスフィルタ回路と、
対応するバンドパスフィルタ回路から出力された信号を検波して前記演算回路に出力する検波回路とを備える、請求項２に記載の液体濃度測定装置。
【請求項４】
被測定液体に対してそれぞれ波長の異なる光を照射し、その発光部が互いに間隔をあけて配置された複数の発光素子と、
それぞれ対応する前記発光素子を互いに異なる周波数で点滅させる複数の駆動回路と、
受光部が対応する前記発光素子の発光部に近接してそれぞれ配置され、対応する発光素子から照射された光の透過光又は散乱光の強度である測定光強度を検出する複数の受光素子と、
前記各受光素子から入力される測定光強度から前記被測定液体の液体濃度を算出する演算回路と
を備える液体濃度測定装置。
【請求項５】
被測定液体に対してそれぞれ波長の異なる光を照射する複数の発光素子と、
前記複数の発光素子の１つを選択して駆動する駆動回路と、
前記駆動回路が駆動する発光素子を順次切り替える発光素子切替回路と、
前記発光素子から前記被測定液体に照射された光の散乱光又は透過光の強度である測定光強度を検出する受光素子と、
それぞれ前記受光素子から前記測定光強度が入力され、前記発光素子切替回路から入力される信号で駆動されて対応する発光素子から前記被測定液体に照射された光による測定光強度を検波する複数の同期検波回路と、
それぞれ前記各同期検波回路毎に設けられ、対応する同期検波回路から出力された前記測定光強度を保持する複数の平滑化回路と、
前記複数の平滑化回路のうち前記測定光強度を出力するものを順次切り替える信号切替回路と、
前記信号切替回路から入力される信号に基づいて、前記複数の平滑化回路のうち現在測定光強度を出力しているものを識別し、この識別結果を示す信号を出力する信号識別回路と、
前記平滑化回路から入力される前記測定光強度と、前記信号識別回路から入力される前記信号とから前記被測定液体の液体濃度を算出する演算回路と
を備える液体濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下水道や河川の汚泥、パルプ製造を含む一般産業の製造工程等で発生する懸濁物質のような、液体中に含まれる固形物、粒子、コロイド状物質等の濃度（液体濃度）を測定する液体濃度測定装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の液体濃度測定装置の測定原理としては、マイクロ波式や超音波減衰式等に加え、光学式が知られている。光学式の液体濃度測定装置は、光透過率式と散乱光演算式に大別される。また、散乱光演算式は前方散乱光演算式と後方散乱光演算式に分類される。
【０００３】
光透過率式としては、非特許文献１に記載されているように、被測定液体の両側に光源と受光素子とを互いに対向して配置し、光源から被測定液体を透過して受光素子に到達する光の減衰量により液体中の汚泥濃度を測定する装置が知られている。
【０００４】
前方散乱光演算式としては、特許文献１から特許文献３に記載されているように、被測定液体の両側に光源と受光素子を配置し、光源から照射されて液体中の汚泥で反射された後に受光素子に達する光（散乱光）の強度により液体中の汚泥濃度を測定する装置が知られている。
【０００５】
後方散乱光演算方式としては、特許文献４及び特許文献５に記載されているように、被測定液体の片側に光源と受光素子を配置し、散乱光の強度により液体中の汚泥濃度を測定する装置が知られている。
【０００６】
光透過率式及び散乱光演算式の液体濃度測定装置の測定原理を概説すると、まず特定波長の光に対する透過光強度又は散乱光強度と濃度との関係を測定し、濃度校正曲線として予め記憶しておく。そして、実際に当該特定波長の光を光源から被測定液体に照射し、受光素子で透過光強度又は散乱光強度を実測する。この透過光強度又は散乱光強度の実測値から濃度校正曲線に基づいて濃度を決定する。
【０００７】
液体色が変化すると光の透過率や反射率が変化する。すなわち、液体色が明るい色から暗い色へ変化すると（例えば、白色から茶褐色、明るい茶色、茶色、及びこげ茶色を経て黒色へ変化すると）、それに伴って光の透過率や反射率が変化する。特に、黒色に近い液体では、液体色の変化に対する光の透過率や反射率の変化が大きい。そのため、透過光強度や散乱光強度と濃度の関係に基づいて液体濃度を測定する場合、実際の液体濃度が変化していなくても液体色の変化により液体濃度の検出値が変化し、測定誤差となる。例えば、測定対象が下水道水の汚泥濃度である場合、汚泥の腐敗進行に伴って汚泥色は徐々に黒色に変化していく。また、複数の下水処理場から集約した汚泥を処理する汚泥処理場では、その配分が変化すると汚泥色が変化する。これら汚泥色の変化に起因する光の透過率や反射率の変化により、液体濃度の測定誤差が生じる。
【０００８】
特許文献６には、液体色の影響を回避するために被測定液体を脱色することが記載されている。しかし、脱色用の装置が必要となるので装置が複雑化、大型化する。また、特許文献７には受光用の光ファイバの配置と信号処理により液体色の影響を補正することが記載されている。しかし、かかる補正では液体色の影響を排除して高精度で濃度測定を行うことはできない。
【特許文献１】特開１１−１０８８３８号公報
【特許文献２】特開１１−１０８８２２号公報
【特許文献３】特開７−２７０３１４号公報
【特許文献４】特開２００２−２４３６４０号公報
【特許文献５】特開平７−２００４８号公報
【特許文献６】特開平８−１６６３４６号公報
【特許文献７】特開２００２−３６５２１６号公報
【非特許文献１】日本下水道事業団，「設計基準（案）電気設計編」，財団法人下水道業務管理センター，第６章ｐ６．３−８０，昭和６２年４月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記従来の光学式液体濃度測定装置における問題に鑑み、本発明は２種類以上の波長の光を使用することで、液体色の影響に起因する測定誤差を排除し、高精度での液体濃度測定を行うことを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、被測定液体に対してそれぞれ波長の異なる光を照射する複数の発光素子と、前記複数の発光素子の１つを選択して駆動する駆動回路と、前記駆動回路が駆動する発光素子を順次切り替える発光素子切替回路と、前記発光素子から前記被測定液体に照射された光の散乱光又は透過光の強度である測定光強度を検出する受光素子と、前記発光素子切替回路から入力される信号に基づいて前記駆動回路によって現在駆動されている発光素子を識別し、この識別結果を示す信号を出力する発光素子識別回路と、前記受光素子から入力される前記測定光強度と、前記発光素子識別回路から入力される前記信号とから前記被測定液体の液体濃度を算出する演算回路とを備える液体濃度測定装置を提供する。
【００１１】
各発光素子は異なる波長の光を出射し、駆動回路が駆動する発光素子は発光素子切替回路によって順次切り替えられる。従って、測定液体に対して照射される光の波長が順次切り替えられる。測定液体に対して照射される波長の異なる光に対応する測定光強度が受光素子で検出される。演算回路には受光素子から測定光強度が入力されると共に、発光素子識別回路から現在駆動されている発光素子の識別結果を示す信号が入力される。従って、演算回路は現在受光素子から入力されている測定光強度が、いずれの発光素子（いずれの周波数の光）に対応する測定光強度であるかを認識することができる。そのため、演算回路は複数種類の波長の光に対応する測定光強度を使用して液体濃度を算出することができる。
【００１２】
第２の発明は、被測定液体に対してそれぞれ波長の異なる光を照射する複数の発光素子と、それぞれ対応する前記発光素子を互いに異なる周波数で同時に点滅させる複数の駆動回路と、前記複数の発光素子から前記被測定液体に照射された光の透過光又は散乱光の強度である測定光強度を検出する受光素子と、それぞれ前記受光素子から前記測定光強度が入力され、対応する発光素子から前記被測定液に照射された光による測定光強度を、前記各発光素子の点滅周波数の相違を用いて弁別する複数の弁別回路と、前記各弁別回路より入力される測定光強度から前記被測定液体の液体濃度を算出する演算回路とを備える液体濃度測定装置を提供する。
【００１３】
各発光素子は異なる波長の光を出射し、かつ対応する駆動回路によって異なる周波数で同時に点滅する。従って、測定液に対して点滅周期が異なる複数種類の波長の光が同時に照射される。受光素子から弁別回路に測定光強度が入力され、弁別回路は対応する発光素子から被測定液体に照射された光による測定光強度を弁別する。この弁別には各発光素子の点滅周波数の相違が用いられる。各弁別回路から演算回路には、いずれか１つの発光素子（いずれか１種類の周波数の光）に対応する測定光強度が入力される。そのため、演算回路は複数種類の波長の光に対応する測定光強度を使用して液体濃度を算出することができる。
【００１４】
例えば、前記弁別回路は、対応する発光素子の点滅周波数を含む帯域の測定光強度を通過させるバンドパスフィルタ回路と、対応するバンドパスフィルタ回路から出力された信号を検波して前記演算回路に出力する検波回路とを備える。
【００１５】
第３の発明は、被測定液体に対してそれぞれ波長の異なる光を照射し、その発光部が互いに間隔をあけて配置された複数の発光素子と、それぞれ対応する前記発光素子を互いに異なる周波数で点滅させる複数の駆動回路と、受光部が対応する前記発光素子の発光部に近接してそれぞれ配置され、対応する発光素子から照射された光の透過光又は散乱光の強度である測定光強度を検出する複数の受光素子と、前記各受光素子から入力される測定光強度から前記被測定液体の液体濃度を算出する演算回路とを備える液体濃度測定装置を提供する。
【００１６】
波長の異なる光を出射する複数の発光素子の発光部が互いに間隔をあけて配置されている。各受光素子の受光部は対応する発光素子の発光部に近接して配置されている。換言すれば、被測定液体に対して照射される光の波長毎に発光部と受光部とが互いに間隔をあけて（物理的に離して）配置されている。従って、各受光素子は対応する発光素子からの光による測定光強度を他の発光素子からの測定光強度と干渉することなく検出することができる。そのため、演算回路は複数種類の波長の光に対応する測定光強度を使用して液体濃度を算出することができる。
【００１７】
第４の発明は、被測定液体に対してそれぞれ波長の異なる光を照射する複数の発光素子と、前記複数の発光素子の１つを選択して駆動する駆動回路と、前記駆動回路が駆動する発光素子を順次切り替える発光素子切替回路と、前記発光素子から前記被測定液体に照射された光の散乱光又は透過光の強度である測定光強度を検出する受光素子と、それぞれ前記受光素子から前記測定光強度が入力され、前記発光素子切替回路から入力される信号で駆動されて対応する発光素子から前記被測定液体に照射された光による測定光強度を検波する複数の同期検波回路と、それぞれ前記各同期検波回路毎に設けられ、対応する同期検波回路から出力された前記測定光強度を保持する複数の平滑化回路と、前記複数の平滑化回路のうち前記測定光強度を出力するものを順次切り替える信号切替回路と、前記信号切替回路から入力される信号に基づいて、前記複数の平滑化回路のうち現在測定光強度を出力しているものを識別し、この識別結果を示す信号を出力する信号識別回路と、前記平滑化回路から入力される前記測定光強度と、前記信号識別回路から入力される前記信号とから前記被測定液体の液体濃度を算出する演算回路とを備える液体濃度測定装置を提供する。
【００１８】
各発光素子は異なる波長の光を出射し、駆動回路が駆動する発光素子は切替回路によって順次切り替えられる。従って、被測定液体に対して照射される光の波長が順次切り替えられる。各発光素子から照射された光による測定光強度は、受光素子で検出されて対応する同期検波回路で検波され、各平滑化回路で保持される。演算回路には平滑化回路から測定光強度が入力されると共に、信号識別回路から現在測定光強度を出力している平滑化回路を示す信号が入力される。従って、演算回路は現在入力されている測定光強度がいずれの平滑化回路（いずれの発光素子ないしはいずれの周波数の光）に対応する測定光強度であるかを認識することができる。そのため、演算回路は複数波長の光に対応する測定強度を使用して液体濃度を算出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
第１から第４の発明によれば、複数種類の波長の光に対応する測定光強度をそれらが互いに干渉することなく検出できる。複数種類の波長の光に対応する測定光強度を使用して液体濃度を算出することで、液体色の影響に起因する測定誤差を排除し、高精度での液体濃度測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、添付図面を参照した本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１から図３を参照すると、第１実施形態の液体濃度測定装置は、被測定液体１に対して光を照射して散乱光の強度（散乱光強度）を検出する検出器２と、検出器２で検出された散乱光強度に基づいて被測定液体１の液体濃度を算出する変換器３とを備える。
【００２２】
検出器２は、ケーシング本体４ａと、このケーシング本体４ａの前面側から延びるロッド状のセンサ部４ｂとを有するケーシング４を備えている。ケーシング本体４ａには２個の発光ダイオード、すなわち波長λ１の光を出射する発光ダイオード（第１の発光素子）６−１と、波長λ２の光を出射する発光ダイオード（第２の発光素子）６−２とが収容されている。また、ケーシング本体４ａには１個のフォトダイオード（受光素子）７が収容されている。さらに、ケーシング本体４ａには発光回路８と受光回路９が収容されている。
【００２３】
発光ダイオード６−１が出射する光の波長λ１よりも、発光ダイオード６−２の出射する光の波長λ２が短い（λ１＞λ２）。波長λ１，λ２は、被測定液体の吸光特性、被測定液体に含まる固形物等（例えば、泥や草）の反射特性、及び光ファイバを含む光学系の吸光特性等に応じて、可視光線から近赤外線の波長領域で設定される。例えば、波長λ１，λ２は６００ｎｍから１５００ｎｍの範囲で設定される。
【００２４】
それぞれ基端側が対応する発光ダイオード６−１，６−２に接続された発光用光ファイバ１１−１，１１−２は、センサ部４ｂの先端まで延びている。また、基端側がフォトダイオード７に接続された受光用光ファイバ１２もセンサ部４ｂの先端まで延びている。図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、各発光用光ファイバ１１−１，１１−２の末端側の端面である発光部１３−１，１３−２は、受光用光ファイバ１２の末端側の端面である受光部１４の周囲を取り囲み、かつ発光ダイオード６−１の発光部１３−１と発光ダイオード６−２の発光部１３−２が交互に隣り合うように配置されている。
【００２５】
本実形態の検出器２は２個の発光ダイオード６−１，６−２を順次発光させることで、２種類の波長λ１，λ２を被測定液体１に照射し、それらの散乱光をフォトダイオード７で受光する。図３に示すように、検出器２の発光回路８はＬＥＤドライブ回路（駆動回路）１６、発振回路１７、及びＬＥＤ切替回路（発光素子切替回路）１８を備えている。また、受光回路９はアンプ回路１９と同期検波回路２０を備えている。
【００２６】
ＬＥＤドライブ回路１６は２個の発光ダイオード６−１，６−２の一方を選択して駆動する。外乱光との区別のために、ＬＥＤドライブ回路１６は発振回路１７で決まる周波数ｆで発光ダイオード６−１，６−２を点滅させる。換言すれば、ＬＥＤドライブ回路１６で駆動中の発光ダイオード６−１，６−２は周波数ｆで発光と消光を交互に繰り返す。ＬＥＤドライブ回路１６が駆動する発光ダイオード６−１，６−２を切り替えるタイミングはＬＥＤ切替回路１８から入力される信号により決まる。いずれの発光ダイオード６−１，６−２を先に駆動するかは特に限定されない。ＬＥＤ切替回路１８の信号は、後述する変換器３の発光ＬＥＤ識別回路２１へ電線を介して出力される。
【００２７】
発光ダイオード６−１，６−２から発光用光ファイバ１１−１，１１−２及び発光部１３−１，１３−２を経て被測定液体１に照射された光（２種類の波長λ１，λ２がある。）は、被測定液体１に含まれる固形物等に反射され、散乱光として受光部１４及び受光用光ファイバ１２を経てフォトダイオード７に入射する。発光ダイオード６−１，６−２は同時に駆動されるのではなく順次駆動されるので、フォトダイオード７には発光ダイオード６−１の照射光による散乱光と、発光ダイオード６−２の照射光による散乱光とが順次入射する。フォトダイオード７で散乱光が電流に変換され、その電流値は散乱光強度に比例する。フォトダイオード７で変換された電流はアンプ回路１９で増幅され、かつ電圧に変換される。変換された電圧は、同期検波回路２０により発振回路１７の発振周波数ｆに同期して検波され、直流電圧信号として電線を介して後述する変換器３のＡ／Ｄ回路２２へ出力される。
【００２８】
図３に示すように、変換器３は、発光ＬＥＤ識別回路（発光素子識別回路）２１、Ａ／Ｄ回路２２、演算回路２３、Ｄ／Ａ回路２４、ＬＣＤ表示器２５、設定スイッチ回路２６、及びＶ／Ｉ変換回路２７を備えている。
【００２９】
検出器２の同期検波回路２０からの直流電圧信号は、Ａ／Ｄ回路２２でデジタル信号に変換され、演算回路２３に出力される。前述のように、フォトダイオード７には発光ダイオード６−１，６−２の照射光による散乱光が順次入射する。従って、演算回路２３には発光ダイオード６−１（波長λ１の照射光）に対応する散乱光強度Ｐ１と、発光ダイオード６−２（波長λ２の照射光）に対応する散乱光強度Ｐ２とが順次入力される。発光ＬＥＤ識別回路２１は、検出器２のＬＥＤ切替回路１８から入力される信号に基づいて、２個の発光ダイオード６−１，６−２のうちＬＥＤドライブ回路１６によって現在駆動されているものを識別し、その識別結果を示す信号を演算回路２３に出力する。従って、演算回路２３は現在Ａ／Ｄ回路２２から入力されている散乱光強度Ｐ１，Ｐ２がいずれの発光ダイオード６−１，６−２（いずれの波長λ１，λ２）に対応するかを認識することができる。演算回路２３は入力された散乱光強度Ｐ１，Ｐ２を使用して液体濃度を算出する。
【００３０】
演算回路２３で算出された液体濃度はＤ／Ａ回路２４でアナログ電圧信号に変換され、さらにＶ／Ｉ回路２７で電流信号に変化された後に出力される。ＬＣＤ表示器２５には算出された液体濃度を含む演算回路２３に関連する各種情報が表示され、設定スイッチ回路２６により演算回路２３の各種設定を変更することができる。
【００３１】
次に、演算回路２３について詳細に説明する。まず、演算回路２３における液体濃度の測定原理について図６を参照して説明する。図６は、波長λ１の光と波長λ１よりも短い波長λ２の光を被測定液体に照射した場合の散乱光強度と液体濃度の関係を概略的に示している。波長λ１、λ２はいずれも可視光線から近赤外線の波長領域にある。点線は液体色が比較的明るい場合（例えば、白色から茶色）を示し、実線は液体色が比較的暗い場合（例えば、こげ茶色から黒色）を示す。
【００３２】
図６に示すように、散乱光強度と液体濃度との相関は概ね正特性の関係にある。ただし、液体濃度が高くなり過ぎたり、液体色が黒色に近付くと散乱光強度が低下して飽和する。濃度測定には、散乱光強度と液体濃度の相関が正特性を示す領域を利用する必要がある。
【００３３】
可視光線から近赤外線の波長領域における液体色の散乱光強度に対する影響については、まず、液体濃度が同一であっても液体色が暗くなると散乱光強度は低下する傾向がある。例えば、図６において液体濃度がＣ１である場合、液体色が暗い場合の散乱光強度Ｐ１’（波長λ１）は、液体色が明るい場合の散乱光強度Ｐ１よりも小さい。
【００３４】
次に、液体色が明るい場合は散乱光強度と液体濃度の相関に対する波長差の影響は小さいが、液体色が暗くなるのに伴ってその影響が顕著になる傾向がある。具体的には、波長が長いと液体色が暗くなることに起因する散乱光強度の低下量が小さく、逆に波長が短いと液体色が暗くなることに起因する散乱光強度の低下量が大きい。例えば、図６において液体色が明るい場合は波長λ１、λ２による散乱光強度と液体濃度との相関の相違は比較的少ないが、液体色が暗い場合には波長λ１、λ２による相違は顕著となっている。また、同一の液体濃度Ｃ１については、液体色が暗い場合の波長λ１、λ２による散乱光強度の差ΔＰ１’は、液体色が明るい場合の散乱光強度の差ΔＰ１よりも大きい。
【００３５】
以上より、被測定液体に対して波長の異なる２種類の光を照射して得られる２つの散乱光強度の比、差等、すなわち２つの散乱光強度の差異の程度を表す評価値は、被測定液体の液体色と相関関係を有する。従って、この相関関係を使用して散乱光強度を補正することで、液体色の変化の影響を排除ないしは低減し、液体濃度の測定精度を向上することができる。なお、透過光強度と液体濃度の相関及び液体色の透過光強度に対する影響は、以上の散乱光強度の場合と逆になる。
【００３６】
図４を参照すると、演算回路２３はゲイン算出部（補正値算出部）３１、乗算器３２、及び濃度算出部３３を備えている。２種類の波長λ１，λ２の照射光に対応する散乱光強度Ｐ１，Ｐ２がゲイン算出部３１に入力される。また、波長λ１の照射光に対応する散乱強度Ｐ１は乗算器３２にも入力される。
【００３７】
ゲイン算出部３１は後述する強度比Ｒを算出する。また、ゲイン算出部３１は強度比ＲとゲインＧの関係である１個のゲイン補正曲線（図５に示す。また、図４において符号３５で示す。）を記憶しており、このゲイン補正曲線により強度比Ｒに対応するゲインＧを算出する。ゲイン算出部３１で算出されたゲインＧが乗算器３２に出力され、乗算器３２では散乱光強度Ｐ１にゲインＧが乗算される。散乱光強度Ｐ１とゲインＧの積（Ｐ１×Ｇ）は濃度算出部３３に出力される。濃度算出部３３は、散乱光強度Ｐ１とゲインＧの積（Ｐ１×Ｇ）と液体濃度の関係である１個の濃度校正曲線（図８に示す。また、図４において符号３６で示す）を記憶しており、乗算器３２から入力された積（Ｐ１×Ｇ）と濃度校正曲線により液体濃度Ｃを算出する。
【００３８】
強度比Ｒは、波長λ１の照射光に対応する散乱光強度Ｐ１の波長λ２（λ２＜λ１）の散乱光強度Ｐ２に対する比（Ｐ１／Ｐ２）である。図６を参照して説明したように、波長の異なる照射光の散乱光強度の差異の程度を表す評価量は、被測定液体の液体色と相関関係を有している。強度比Ｒはこの評価量の一例である。
【００３９】
次に、強度比Ｒとゲインの関係について図７を参照して説明する。図７は波長λ１に対応する散乱光強度Ｐ１と強度比Ｒ（Ｐ１／Ｐ２）との相関特性を示している。実線は液体色が明るい茶色の場合（液体色が明るい場合）を示し、一点鎖線は液体色がやや黒色の場合（液体色がやや暗い場合）を示し、二点鎖線が黒色の場合（液体色が暗い場合）を示す。また、破線は等濃度曲線を示す。
【００４０】
液体色が明るい場合には、散乱光強度Ｐ１の増加に対する強度比Ｒの変化は非常に小さい。次に、液体色がやや暗い場合、散乱光強度Ｐ１の増加に対する強度比Ｒの変化は液体色が明るい場合と比較して大幅に大きい。また、同一の液体濃度について比較すると、液体色がやや暗い場合の強度比Ｒは液体色が明るい場合よりも大きい。さらに、液体色が暗い場合、散乱光強度Ｐ１の増加に対する強度比Ｒの変化は一層大きくなる。また、同一の液体濃度について比較すると、液体色が暗い場合の強度比Ｒは液体色がやや暗い場合よりも一層大きくなる。従って、この図７も液体色が暗くなるほど、強度比Ｒが大きくなる傾向があることを示している。
【００４１】
１つの等濃度曲線に着目すると、液体色が明るい場合の散乱光強度Ｐ１ａと比較して、液体色がやや暗い場合の散乱光強度Ｐ１ｂはα１だけ小さい。また、液体色が暗い場合の散乱光強度Ｐ１ｃと液体色が明るい場合の散乱光強度Ｐ１ａの差α２はさらに大きくなる。ゲインＧは、この液体色が暗くなるのに伴って増加する散乱光強度Ｐ１の低下量α１，α２を補い、液体色が明るい場合の散乱光強度Ｐ１に換算するための値（補正値）である。本実施形態では、ゲイン算出部３１は図５に示すゲイン補正曲線として強度比とゲインの関係を記憶しているが、テーブル、関数等の他の形態で両者の関係を記憶していてもよい。
【００４２】
演算回路２３の実行する処理を説明すると、まず、ゲイン算出部３１が検出器２から入力された波長λ１，λ２（λ１＞λ２）の照射光による散乱光強度Ｐ１，Ｐ２の強度比Ｒ（Ｐ１／Ｐ２）を算出する。次に、ゲイン算出部３１は算出した強度比Ｒに対応するゲインＧを図５のゲイン補正曲線により決定する。ゲイン算出部３１から乗算器３２にゲインＧが出力され、乗算器３２は波長λ１の照射光よる散乱光強度Ｐ１にゲインＧを乗じる。乗算器３２から濃度算出部３３に散乱光強度Ｐ１とゲインＧの積（Ｐ１×Ｇ）が出力され、濃度算出部３３は入力された積（Ｐ１×Ｇ）に対応する濃度Ｃを図８の濃度校正曲線により決定する。前述のように強度比Ｒは被測定液体１の液体色と相関関係がある。従って、強度比Ｒに応じてゲインＧを乗じた散乱光強度Ｐ１に基づいて液体濃度を決定することで、液体色の影響に起因する測定誤差を排除ないしは低減して高精度での液体濃度測定を行うことができる。
【００４３】
図９（Ａ），（Ｂ）は第１実施形態における検出器２の変形例を示す。発光ダイオード６−１，６−２は同時に駆動されるのではなく、順次駆動される。従って、この例のように両方の発光ダイオード６−１，６−２で発光用光ファイバ１１を共用してもよい。
【００４４】
（第２実施形態）
図１０に示す本発明の第２実施形態は、検出器２の構造と変換器３が発光ＬＥＤ識別回路２１（図２参照）を備えていない点が第１実施形態と異なるが、演算回路２３の実行する処理は第１実施形態と同様である。この第２実施形態では、２個の発光ダイオード６−１，６−２を異なる周波数で断続的に発光させることで、２種類の散乱光強度Ｐ１，Ｐ２を弁別している。
【００４５】
検出器２の発光回路８は、それぞれ発光ダイオード６−１，６−２を駆動するための２個のＬＥＤドライブ回路１６−１，１６−２を備えている。一方のＬＥＤドライバ回路１６−１は、波長λ１の発光ダイオード６−１を発振回路１７−１で決まる周波数ｆ１で駆動する。他方のＬＥＤドライバ回路１６−２は、波長λ２の発光ダイオード６−２を発振回路１７−１で決まる周波数ｆ２で駆動する。周波数ｆ１と周波数ｆ２は互いに異なる。
【００４６】
検出器２の受光回路９は、アンプ回路１９に接続された２個のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）回路３７−１，３７−２を備えている。ＢＰＦ回路３７−１は周波数ｆ１を含むが周波数ｆ２を含まない帯域の信号を通過させる。また、ＢＰＦ回路３７−２は周波数ｆ２を含むが周波数ｆ１を含まない帯域の信号を通過させる。これらのＢＰＦ回路３７−１，３７−２には検波回路３８−１，３８−２がそれぞれ接続されている。また、検波回路３８−１，３８−２はそれぞれ演算回路２３のＡ／Ｄ回路２２−１，２２−２に接続されている。ＢＰＦ回路３７−１，３７−２及び検波回路３８−１，３８−２は弁別回路を構成している。
【００４７】
ＬＥＤドライブ回路１６−１で駆動される発光ダイオード６−１は周波数ｆ１で点滅し、この点滅光（波長λ１）は発光用光ファイバ１１−１及び発光部１３−１を経て被測定液体１に照射される。同時に、ＬＥＤドライブ回路１６−２で駆動される発光ダイオード６−２が周波数ｆ２で点滅し、この点滅光（波長λ２）は発光用光ファイバ１１−２及び発光部１３−２を経て被測定液体１に照射される。被測定液体１に同時に照射された２種類の光（周波数ｆ１で点滅する発光波長λ１の光と周波数ｆ２で点滅する発光波長λ２の光）の散乱光は、受光部１４及び受光用光ファイバ１２を経てフォトダイオード７に入射する。フォトダイオード７で入射光から変換された電流はアンプ回路１９で増幅され、かつ電圧に変換されて２個のＢＰＦ回路３７−１，３７−２に出力される。
【００４８】
ＢＰＦ回路３７−１で周波数成分ｆ１の信号を弁別することにより、発光ダイオード６−１からの照射光（波長λ１）による散乱光の信号成分のみが検波回路３８−１で検波され、変換器３のＡ／Ｄ回路２２−１に出力される。同様に、ＢＰＦ回路３７−２で周波数成分ｆ２の信号を弁別することにより、発光ダイオード６−２からの照射光（波長λ２）による散乱光の信号成分のみが検波回路３８−２で検波され、変換器３のＡ／Ｄ回路２２−２に出力される。変換器３の演算回路２３には、Ａ／Ｄ回路２２−１から発光ダイオード６−１（波長λ１の照射光）に対応する散乱光強度Ｐ１を示す直流信号が入力され、Ａ／Ｄ回路２２−２から発光ダイオード６−２（波長λ２の照射光）に対応する散乱光強度Ｐ２を示す直流信号が入力される。換言すれば演算回路２３には２種類の散乱光強度Ｐ１，Ｐ２が別個に入力される。従って、演算回路２３はこれら２種類の散乱光強度Ｐ１，Ｐ２を使用して液体濃度を算出することができる。
【００４９】
第２実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。
【００５０】
（第３実施形態）
図１１及び図１２に示す本発明の第３実施形態では、２種類の照射光の散乱光を互いに干渉することなく受光するために、発光部及び受光部を十分な間隔をあけて配置している。
【００５１】
検出器２は２個のフォトダイオード７−１，７−２を備えている。図１１（Ａ）に示すように、各フォトダイオード７−１，７−２に接続された受光用光ファイバ１２−１，１２−２の末端側の端面である受光部１４−１，１４−２は、互いに十分な間隔をあけて配置されている。また、受光部１４−１の周囲を取り囲んで発光ダイオード６−１の発光部１３−１が配置され、受光部１４−２の周囲を取り囲んで発光ダイオード６−２の発光部１３−２が配置されている。
【００５２】
発光回路８は第２実施形態（図１０）と同様であり、ＬＥＤドライブ回路１６−１，１６−２が発振回路１７−１，１７−２で決まる異なる周波数ｆ１，ｆ２で対応する発光ダイオード６−１，６−２を駆動する。
【００５３】
受光回路９は、フォトダイオード７−１から出力された信号を処理するアンプ回路１９−１、ＢＰＦ回路３７−１、及び検波回路３８−１と、フォトダイオード７−２から出力された信号を処理するアンプ回路１９−２、ＢＰＦ回路３７−２、及び検波回路３８−２とが別個に設けられている。
【００５４】
発光ダイオード６−１，６−２は対応するＬＥＤドライブ回路１６−１，１６−２で駆動されることで、互いに異なる周波数ｆ１，ｆ２で同時に点滅し、各点滅光は対応する発光部１３−１，１３−２から被測定液体１に照射される。発光ダイオード６−１の発光部１３−１から照射された光（波長λ１）の散乱光は、発光部１３−１に近接して配置された受光部１４−１を経てフォトダイオード７−１に入射する。また、発光ダイオード６−２の発光部１３−２から照射された光（波長λ２）の散乱光は、発光部１３−２に近接して配置された受光部１４−２を経てフォトダイオード７−２に入射する。
【００５５】
フォトダイオード７−１で入射光から変換された電流はアンプ回路１９−１で増幅され、かつ電圧に変換されてＢＰＦ回路３７−１に出力される。ＢＰＦ回路３７−１で周波数成分ｆ１の信号を弁別することにより、発光ダイオード６−１からの照射光（波長λ１）による散乱光の信号成分（散乱光強度Ｐ１に対応する。）のみが検波回路３８−１で検波され、変換器３のＡ／Ｄ回路２２−１に出力される。同様に、ＢＰＦ回路３７−２で周波数成分ｆ２の信号を弁別することにより、発光ダイオード６−２からの照射光（波長λ１）による散乱光の信号成分（散乱光強度Ｐ２に対応する）のみが検波回路３８−２で検波され、変換器３のＡ／Ｄ回路２２−２に出力される。従って、演算回路２３には２種類の散乱光強度Ｐ１，Ｐ２がＡ／Ｄ回路２２−１，２２−２から別個に入力され、これら２種類の散乱光強度Ｐ１，Ｐ２を使用して液体濃度を算出することができる。
【００５６】
第３実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。
【００５７】
（第４実施形態）
図１３及び図１４に示す本発明の第４実施形態では、第１実施形態の検出器２（図３参照）にさらに発光ダイオードを追加している。すなわち、検出器２は発光ダイオード６−１，６−２に加え、発光ダイオード６−３〜６−Ｎ（Ｎ≧３）を備えている。発光ダイオード６−１〜６−Ｎの発光波長λ１〜λＮは互いに異なり、第ｉ番目と第ｉ＋１番目の発光ダイオードの発光波長にはλｉ＞λｉ＋１なる関係がある。ＬＥＤドライブ回路１６は発振回路１７で決まる周波数ｆで発光ダイオード６−１〜６−Ｎのいずれか１個を駆動する。ＬＥＤ切替回路１８は、ＬＥＤドライブ回路１６で駆動される発光ダイオード６−１〜６−Ｎを順次切り替える。従って、変換器３の演算回路２３にはＡ／Ｄ回路２２を介して発光ダイオード６−１〜６−Ｎ（波長λ１〜λＮの照射光）に対応する散乱光強度Ｐ１〜ＰＮが順次入力される。発光ダイオード６−１〜６−Ｎのうち現在駆動されているものを示す信号が発光ＬＥＤ識別回路２１から入力されるので、演算回路２３は現在Ａ／Ｄ回路２２から入力されている散乱光強度Ｐ１〜ＰＮがいずれの発光ダイオード６−１〜６−Ｎ（いずれの周波数λ１〜λＮ）に対応するかを認識することができる。
【００５８】
図１４を参照すると、演算回路２３のゲイン算出部３１は複数のゲイン補正曲線３５を記憶している。各ゲイン補正曲線３５は、強度比Ｒの算出に使用される散乱光強度Ｐ１〜ＰＮの組み合わせに対応している。すなわち、散乱強度Ｐ１，Ｐ２から算出した強度比ＲとゲインＧの関係を示すゲイン補正曲線３５以外に、例えば散乱強度Ｐ３，Ｐ４等から算出した強度比ＲとゲインＧの関係を示すゲイン補正曲線３５がゲイン算出部３１に記憶されている。また、濃度算出部３３は強度比Ｒの算出に使用される散乱光強度Ｐ１〜ＰＮの組み合わせに対応して複数の濃度校正曲線３６が記憶されている。
【００５９】
演算回路２３は検出器２から入力される複数の散乱光強度Ｐ１〜ＰＮを記憶する記憶部４１を備えている。また、演算回路２３は後述するように液体濃度算出に使用する散乱光強度Ｐ１〜ＰＮの組み合わせを選択する選択部４２を備えている。
【００６０】
検出器２から演算回路２３に入力されたすべての散乱光強度Ｐ１〜ＰＮが記憶部４１に記憶される。また、散乱光強度Ｐ１，Ｐ２がゲイン算出部３１に入力される。ゲイン算出部３１は、散乱光強度Ｐ１，Ｐ２から強度比Ｒを算出し、この算出した強度比Ｒと複数のゲイン補正曲線３５のうち散乱光強度Ｐ１，Ｐ２に対応するものとからゲインＧを算出する。算出されゲインＧは乗算器３２で散乱光強度Ｐ１に乗算され、その積（Ｐ１×Ｇ）は濃度算出部３３に出力される。濃度算出部３３は、積（Ｐ１×Ｇ）と複数の濃度校正曲線３６のうち散乱光強度Ｐ１，Ｐ２に対応するものとから、液体濃度Ｃを算出する。この濃度Ｃは選択部４２に出力される。
【００６１】
選択部４２は、散乱光強度Ｐ１〜ＰＮのうち入力され液体濃度Ｃを含む濃度領域での液体濃度算出に最も適した２種類の散乱光強度を選択する。さらに、選択部４２は選択した散乱光強度を使用してゲイン算出部３１、乗算器３２、及び濃度算出部３３に液体濃度を再計算させる。例えば、選択部４２が散乱光強度Ｐ２，Ｐ３を選択した場合、記憶部４１からゲイン算出部３１に散乱光強度Ｐ２，Ｐ３が入力され、乗算器３２に散乱光強度Ｐ２が入力される。ゲイン算出部３１は散乱光強度Ｐ２，Ｐ３の強度比Ｒを算出し、算出した強度比Ｒと散乱光強度Ｐ２，Ｐ３に対応するゲイン補正曲線３５からゲインＧを算出する。算出されたゲインＧは乗算器３２で散乱光強度Ｐ２に乗算され、その積（Ｐ２×Ｇ）が濃度算出部３３に出力される。濃度算出部３３は入力された積（Ｐ２×Ｇ）と散乱光強度Ｐ２，Ｐ３に対応する濃度校正曲線３６とから液体濃度Ｃを算出する。この再計算され液体濃度Ｃが演算回路２３から出力される。
【００６２】
以上のように第４実施形態では、散乱光強度Ｐ１，Ｐ２を使用した液体濃度Ｃを算出し、その液体濃度Ｃを含む濃度領域での液体濃度算出に最も適した２種類の散乱光強度を使用して液体濃度を再計算する。従って、より高精度での液体濃度測定が可能である。
【００６３】
第４実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。
【００６４】
（第５実施形態）
図１５に示す本発明の第５実施形態では、第２実施形態の検出器２（図１０参照）に発光ダイオード６−３〜６−Ｎ（発光波長λ３〜λＮ）を追加し、各発光ダイオード６−３〜６−Ｎ毎にＬＥＤドライブ回路１６−３〜１６−Ｎと発振回路１７−３〜１７−Ｎ（発振周波数ｆ３〜ｆＮ）を設けている。また、受光回路９には発光ダイオード６−３〜６−Ｎに対応するＢＰＦ回路３７−３〜３７−Ｎと検波回路３８−３〜３８−Ｎを追加している。さらに、変換器３にはそれぞれ検波回路３８−３〜３８−Ｎに対応するＡ／Ｄ回路２２−３〜２２−Ｎを追加している。
【００６５】
各発光ダイオード６−１〜６−Ｎは対応するＬＥＤドライブ回路１６−１〜１６−Ｎにより駆動されて互いに異なる周波数ｆ１〜ｆＮで点滅する。発光ダイオード６−１〜６−Ｎから被測定液体１に照射された光の散乱光はフォトダイオード７に入射し、光電変化で得られる電気信号がアンプ回路１９を経てＢＰＦ回路３７−１〜３７−Ｎに出力される。各ＢＰＦ回路３７−１〜３７−Ｎでそれぞれ周波数成分ｆ１〜ｆＮの信号を弁別することにより、対応する発光ダイオード６−１〜６−Ｎ（対応する波長λ１〜λＮ）による散乱光の信号成分のみが各検波回路３８−１〜３８−Ｎで検波され、Ａ／Ｄ回路２２−１〜２２−２を経て演算回路２３に出力される。従って、演算回路２３には散乱光強度Ｐ１〜ＰＮが別個に入力される。演算回路２３の構成（図１４参照）及び演算回路２３の実行する処理は第４実施形態と同様である。
【００６６】
（第６実施形態）
図１６に示す本発明の第６実施形態では、第３実施形態の検出器２（図１２参照）に発光ダイオード６−３〜６−Ｎ（発光波長λ３〜λＮ）を追加し、かつそれに対応してフォトダイオード７−３〜７−Ｎを追加している。各発光ダイオード６−３〜６−Ｎ毎にＬＥＤドライブ回路１６−３〜１６−Ｎと発振回路１７−３〜１７−Ｎ（発振周波数ｆ３〜ｆＮ）を設けている。また、受光回路９には発光ダイオード６−３〜６−Ｎに対応するＢＰＦ回路３７−３〜３７−Ｎと検波回路３８−３〜３８−Ｎを追加している。さらに、変換器３にはそれぞれ検波回路３８−３〜３８−Ｎに対応するＡ／Ｄ回路２２−３〜２２−Ｎを追加している。
【００６７】
各発光ダイオード６−１〜６−Ｎは対応するＬＥＤドライブ回路１６−１〜１６−Ｎにより駆動されて互いに異なる周波数ｆ１〜ｆＮで点滅する。発光ダイオード６−１〜６−Ｎから被測定液体１に照射された光の散乱光は、対応するフォトダイオード７−１〜７−Ｎに入射し、光電変換で得られた電気信号が対応するアンプ回路１９−１〜１９−Ｎ、ＢＰＦ回路３７−１〜３７−Ｎ、及びＡ／Ｄ回路２２−１〜２２−Ｎを介して演算回路２３に出力される。従って、演算回路２３には散乱光強度Ｐ１〜ＰＮが別個に入力される。演算回路２３の構成（図１４参照）及び演算回路２３の実行する処理は第４実施形態と同様である。
【００６８】
（第７実施形態）
図１７に示す本発明の第７実施形態では、検出器２の受光回路８は、第１実施形態と同様（図３参照）と同様に、ＬＥＤドライブ回路１６、発振回路１７、及びＬＥＤ切替回路１８を備え、発光ダイオード６−１（波長λ１）と発光ダイオード６−２（波長λ２）とを順次点滅させる。検出器２の受光回路９は、それぞれアンプ回路１９に接続された２個の同期検波回路２０−１，２０−２を備えている。各同期検波回路２０−１，２０−２は発振回路１７で決まる周波数でアンプ回路１９からの出力を検波する。また、各同期検波回路２０−１，２０−２には、ＬＥＤ切替回路１８からの信号が入力される。さらに、各同期検波回路２０−１，２０−２には平滑化回路５０−１，５０−２が接続されている。信号切替回路５１は、所定のタイミングで２つの平滑化回路５０−１，５０−２を順次変換器３のＡ／Ｄ回路２２に接続する。信号切替回路５１の信号は変換器３の信号識別回路５２にも出力される。
【００６９】
発光ダイオード６−１，６−２の出射光の散乱光強度Ｐ１，Ｐ２は、フォトダイオード１９によって光電変換され、同期検波回路２０−１，２０−２に出力される。ＬＥＤ切替回路１８から入力される信号に基づいて、２つの同期検波回路２０−１，２０−２のうち一方が駆動される。例えば、一方の発光ダイオード６−１が駆動されているときは、アンプ回路１９からの出力（散乱光強度Ｐ１）を周期検波回路２０−１が検波し、散乱光強度Ｐ１に対応する電圧信号が平滑化回路５０−１に保持される。逆に、他方の発光ダイオード６−２が駆動されているときは、アンプ回路１９からの出力（散乱光強度Ｐ２）を同期検波回路２０−２が検波し、散乱光強度Ｐ２に対応する電圧信号が平滑化回路５０−２に保持される。信号切替回路５１は２つの平滑化回路５０−１，５０−２を順次Ａ／Ｄ回路２２に接続して散乱光強度Ｐ１，Ｐ２を演算回路２３に出力させる。
【００７０】
信号識別回路５２は、信号切替回路５１から入力される信号に基づいて、２個の平滑化回路５０−１，５０−２のうち現在Ａ／Ｄ回路２２に接続されているものを識別し、その識別結果を示す信号を演算回路２３に出力する。従って、演算回路２３は現在Ａ／Ｄ回路２２から出力されている散乱光強度Ｐ１，Ｐ２がいずれの発光ダイオード６−１，６−２（いずれの波長λ１，λ２）に対応するかを認識することができる。従って、演算回路２３はこれらの散乱光強度Ｐ１，Ｐ２を使用して液体濃度を算出することができる。
【００７１】
第７実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。
【００７２】
（第８実施形態）
図１８に示す本発明の第８実施形態では、第７実施形態の検出器２（図１７参照）に発光ダイオード６−１，６−２に加え、発光ダイオード６−３〜６−Ｎ（Ｎ≧３）を追加し、かつそれに応じて同期検波回路２０−３〜２０−Ｎと平滑化回路５０−３〜５０−Ｎを追加している。ＬＥＤドライブ回路１６、発振回路１７、及びＬＥＤ切替回路１８により発光ダイオード６−１〜６−Ｎが順次駆動されると、対応する同期検波回路２０−１〜２０−Ｎにより散乱光強度Ｐ１〜ＰＮが同期検波され、平滑化回路５０−１〜５０−Ｎに保持される。信号切替回路５１により平滑化回路５０−１〜５０−Ｎが順次Ａ／Ｄ回路２２に接続され、散乱光強度Ｐ１〜ＰＮが演算回路２３に順次出力される。信号識別回路５２から入力される信号により、演算回路２３は現在Ａ／Ｄ回路２２から入力されている散乱光強度Ｐ１〜ＰＮがいずれの発光ダイオード６−１〜６−Ｎに対応するか認識することができる。演算回路２３の実行する処理は第４実施形態と同様である。
【００７３】
（第９実施形態）
第１実施形態から第８実施形態の液体濃度測定装置を光透過率式に変更することができる。例えば、第１実施形態の装置を光透過率式に変更する場合には、図１９に示すように、検出器２のセンサ部４ｂの先端で発光ダイオード６−１，６−２とフォトダイオード７を互いに対向させればよい。なお、図２０に示すように、透過光強度（ゲインＧと透過光強度の積）と液体濃度との関係は負特性となる。
【００７４】
本発明は、前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、発光ダイオードに代えて他の種類の光源を発光素子として使用することができる。また、フォトダイオードに代えて、フォトトランジスタ、光電素子等の他の受光素子を使用することができる。
【００７５】
強度比Ｒ（Ｐ１／Ｐ２）に代えて、散乱光強度の差（Ｐ１−Ｐ２）等の２種類の散乱光強度の差異の程度を示す評価値を使用することができる。また、ゲインＧを散乱光強度Ｐ１に乗算する代わりに、強度比等の評価値から算出される他の補正値を使用して散乱光強度Ｐ１に対する液体色の影響を補正してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１実施形態の液体濃度測定装置を示す概略断面図。
【図２】（Ａ）は第１実施形態における検出器の先端部分を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）のII−II線での断面図。
【図３】第１実施形態における検出器及び変換器を示すブロック図。
【図４】第１実施形態における演算部を示すブロック図。
【図５】強度比とゲインの関係を示す線図（ゲイン補正曲線）。
【図６】液体濃度と散乱光強度の関係を示す線図。
【図７】強度比と散乱光強度の関係を示す線図。
【図８】ゲインと散乱光強度の積に対する液体濃度の関係を示す線図（濃度校正曲線）。
【図９】検出器の変形例を示し、（Ａ）は検出器の先端部分を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）のIX−IX線での断面図。
【図１０】本発明の第２実施形態の液体濃度測定装置が備える検出器及び変換器を示すブロック図。
【図１１】本発明の第３実施形態の液体濃度測定装置が備える検出器を示し、（Ａ）は検出器の先端部分を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）のXI−XI線での断面図。
【図１２】本発明の第３実施形態の液体濃度測定装置が備える検出器及び変換器を示すブロック図。
【図１３】本発明の第４実施形態の液体濃度測定装置が備える検出器及び変換器を示すブロック図。
【図１４】第４実施形態における変換器を示すブロック図。
【図１５】本発明の第５実施形態の液体濃度測定装置が備える検出器及び変換器を示すブロック図。
【図１６】本発明の第６実施形態の液体濃度測定装置が備える検出器及び変換器を示すブロック図。
【図１７】本発明の第７実施形態の液体濃度測定装置が備える検出器及び変換器を示すブロック図。
【図１８】本発明の第８実施形態の液体濃度測定装置が備える検出器及び変換器を示すブロック図。
【図１９】本発明の第９実施形態の液体濃度測定装置を示す概略断面図。
【図２０】ゲインと透過光強度の積に対する液体濃度の関係を示す線図（濃度校正曲線）。
【符号の説明】
【００７７】
１  被測定液体
２  検出器
３  変換器
４  ケーシング
４ａ  ケーシング本体
４ｂ  センサ部
６  発光ダイオード
７  フォトダイオード
８  発光回路
９  受光回路
１１  発光用光ファイバ
１２  受光用光ファイバ
１３  発光部
１４  受光部
１６  ＬＥＤドライブ回路
１７  発振回路
１８  ＬＥＤ切替回路
１９  アンプ回路
２０  同期検波回路
２１  発光ＬＥＤ識別回路
２２  Ａ／Ｄ回路
２３  演算回路
２４  Ｄ／Ａ回路
２５  ＬＣＤ表示器
２６  設定スイッチ回路
２７  Ｖ／Ｉ変換回路
３１  ゲイン算出部
３２  乗算器
３３  濃度算出部
３７  バンドパスフィルタ回路
３８  検波回路
４１  記憶部
４２  選択部
【図１】
2005127980.tif 000003
【図２】
2005127980.tif 000004
【図３】
2005127980.tif 000005
【図４】
2005127980.tif 000006
【図５】
2005127980.tif 000007
【図６】
2005127980.tif 000008
【図７】
2005127980.tif 000009
【図８】
2005127980.tif 000010
【図９】
2005127980.tif 000011
【図１０】
2005127980.tif 000012
【図１１】
2005127980.tif 000013
【図１２】
2005127980.tif 000014
【図１３】
2005127980.tif 000015
【図１４】
2005127980.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2005127980.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2005127980.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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