濁度計的製作方法

2023-06-13 12:41:51

濁度計的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種濁度計，結構簡單、不易損壞且牢固，並且通過減少密封部位而使其長期穩定性良好，形成有測量空間（Sa）的筒狀傳感器頭（4）由光透射性材料形成。傳感器頭（4）的側壁（42）內具有收容光源（5）、透射光檢測器（6）和散射光檢測器（7）的收容空間（Sb1～Sb3）。傳感器頭（4）的側壁（42）的內表面成為將檢查光（L1）導向測量空間（Sa）的光學窗（M1）、將透射光（L2）導向透射光檢測器（6）的光學窗（M2）、以及將散射光（L3）導向散射光檢測器（7）的光學窗（M3）。
【專利說明】濁度計
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測量液體試樣的濁度的濁度計。
【背景技術】
[0002]作為以往的濁度傳感器，如專利文獻I所示，其包括:筒狀的測量單元，收容液體試樣；光源、透射光檢測器和散射光檢測器，設置在該測量單元的外部；以及傳感器收容部，收容所述光源、所述透射光檢測器和所述散射光檢測器。所述測量單元的軸向兩端部通過密封構件固定在傳感器收容部上。並且，在形成於所述傳感器收容部和所述測量單元之間的空間內固定有所述光源、所述透射光檢測器和散射光檢測器。
[0003]此外，測量單元具有:與所述光源對應的第一透光窗、與所述透射光檢測器對應的第二透光窗、以及與所述散射光檢測器對應的第三透光窗，所述第一、第二、第三透光窗由具有光透射性的材料形成，所述第一、第二、第三透光窗以外的主體部分由具有遮光性的材料形成。
[0004]但是，由於上述濁度傳感器在形成於傳感器收容部和測量單元之間的空間內收容有光源、透射光檢測器和散射光檢測器，所以因測量單元的軸向兩端部的密封構件的劣化等，液體試樣進入所述空間內，成為導致光源、透射光檢測器或散射光檢測器故障等的主要原因。此外，需要通過密封構件組裝測量單元和傳感器保持部，所以不僅組裝作業複雜，而且存在因來自外部的衝擊而容易破損的問題。
[0005]此外，在測量單元中，由於各透光窗和各透光窗以外的主體部分由不同材料構成，所以需要確保透光窗和主體部分的密封性，而經過長期使用可能導致其密封性劣化。此外，需要將各透光窗嵌合在測量單元的主體部分上，並且確保其密封性，因此不僅組裝作業複雜，而且有可能因來自外部的衝擊而導致透光窗脫落。
[0006]專利文獻1:日本專利公開公報特開2010-60364號

【發明內容】

[0007]為了同時解決上述問題，本發明的主要課題是提供一種濁度計，該濁度計結構簡單、不易損壞且牢固，並且通過減少密封部位而使其長期穩定性良好。
[0008]S卩，本發明提供一種濁度計，其特徵在於包括:有底筒狀的傳感器頭，形成收容試樣的測量空間；光源，向所述測量空間照射檢查光；透射光檢測器，檢測通過了所述測量空間的透射光；以及散射光檢測器，檢測在所述測量空間內散射的散射光，其中，所述傳感器頭由具有光透射性的材料形成，所述傳感器頭的側壁內具有收容所述光源、所述透射光檢測器和所述散射光檢測器的收容空間，所述傳感器頭的側壁的內表面成為將所述檢查光導向所述測量空間的檢查光用光學窗、將所述透射光導向所述透射光檢測器的透射光用光學窗、以及將所述散射光導向所述散射光檢測器的散射光用光學窗。
[0009]按照上述方式，由於用光透射性材料構成形成有測量空間的傳感器頭，並且在上述傳感器頭的側壁內形成有收容光源和各檢測器的收容空間，所以能夠用同一構件構成以往的測量單元和傳感器收容部，從而結構簡單、不易損壞且牢固，而且能夠減少密封部位。此外，由於將傳感器頭的側壁的內表面作為檢查光用光學窗、透射光用光學窗和散射光用光學窗，所以能夠用同一構件構成光學窗及其他部分，因此能夠使結構簡單、不易損壞且牢固，而且能夠減少密封部位。此外，傳感器頭為筒狀，因此能夠使來自傳感器頭外部的幹擾光難以射入透射光用光學窗和散射光用光學窗，在使用透射散射法的濁度計中，能夠提高其測量精度。
[0010]此外，優選的是，在所述傳感器頭的側壁上，在所述光源、所述透射光檢測器和所述散射光檢測器之間中任意一個位置上設置有光吸收部。由此，光吸收部吸收通過傳感器頭的側壁內部的光、照射到側壁內表面而成為反射光的光，因此能夠抑制透射光檢測器和散射光檢測器(特別是散射光檢測器)接收由上述光構成的雜散光，從而能夠準確地進行測量。特別優選的是，在所述傳感器頭的側壁上，在所述光源和所述散射光檢測器之間設置所述光吸收部。
[0011]此外，優選的是，所述光吸收部露出在所述傳感器頭的側壁的內表面上。由此，能夠減少照射到側壁內表面而生成的反射光，因此能夠抑制透射光檢測器或散射光檢測器(特別是散射光檢測器)接收光，從而能夠準確地進行測量。
[0012]此外，作為光吸收部的【具體實施方式】，優選的是，通過在所述傳感器頭的側壁內埋入設置光吸收構件來形成所述光吸收部，所述光吸收構件在所述傳感器頭的徑向上的厚度小於所述傳感器頭的側壁的厚度。由此，能夠使所述傳感器頭的側壁為在周向上連續的形狀，並且能夠設置所述光吸收構件，從而能夠確保所述傳感器頭的剛性，防止其變形。
[0013]此外，優選的是，所述收容空間以分別與所述光源、所述透射光檢測器和所述散射光檢測器對應的方式形成，各所述收容空間在所述傳感器頭的側壁上從底壁側沿中心軸方向形成。此時,形成各收容空間的測量空間側的壁部(內側壁部)成為光學窗。由此,能夠利用各收容空間的相對位置來對光源、透射光檢測器和散射光檢測器的相對位置進行定位。此外，通過將光源、透射光檢測器和散射光檢測器固定在各收容空間內，能夠防止光源、透射光檢測器和散射光檢測器的位置偏移。此外，通過針對光源、透射光檢測器和散射光檢測器分別形成收容空間，因此能夠增加傳感器頭的厚壁部分，從而能夠增加傳感器頭的機械強度。此外，由於各收容空間在傳感器頭的側壁上從底壁側沿中心軸方向形成，所以只要對傳感器頭的外側周面和安裝在該傳感器頭上的運算設備等的收容件(殼體)之間進行密封即可，可以不需要另外具有使各收容空間具有水密性的密封結構。
[0014]此外，優選的是，在所述傳感器頭的側壁上，在與所述收容空間不同的位置上形成有貫通孔。由於在上述側壁上形成有貫通孔，所以能夠提高測量空間內的試樣的置換速度和置換效率。此外，上述貫通孔也起到排氣用的孔的作用，此外還起到排出灰塵的孔的作用。
[0015]此外，優選的是，還包括保持構件，用同一保持構件保持所述光源、所述透射光檢測器和所述散射光檢測器，通過將所述保持構件安裝在所述傳感器頭上，將所述光源、所述透射光檢測器和所述散射光檢測器收容在所述收容空間內。因此，由於光源、透射光檢測器和散射光檢測器被共同的保持構件保持，所以能夠容易進行組裝作業，將光源、透射光檢測器和散射光檢測器收容在傳感器頭的收容空間中。此外，通過由保持構件限定光源、透射光檢測器和散射光檢測器的相對位置關係，能夠簡單地進行組裝後的相對位置的位置調整，此外，能夠防止測量時從外部向傳感器頭施加衝擊、振動時光源、透射光檢測器和散射光檢測器的位置偏移。
[0016]此外，優選的是，還包括清掃構件，用於清掃所述檢查光用光學窗、所述透射光用光學窗和所述散射光用光學窗。通過利用上述清掃構件清掃所述檢查光用光學窗、透射光用光學窗和散射光用光學窗，能夠除去附著在光學窗上的氣泡或測量試樣中的不純物(例如細菌或附著性藻類等)，從而消除檢查光的光量下降、透射光的光量下降以及散射光的光量下降，因此能夠準確地進行測量。另外，作為清掃構件，可以分別與各光學窗對應設置，也可以由一個清掃構件分別清掃所述各光學窗。
[0017]此外，優選的是，所述傳感器頭的側壁的內表面為圓筒狀，所述清掃構件繞所述側壁的內表面的中心軸轉動，並且所述清掃構件具有接觸部，所述接觸部在中心軸方向的規定範圍內與所述側壁的內表面接觸，所述接觸部相對於所述中心軸向圍繞該中心軸的周向傾斜。由於上述清掃構件繞側壁內表面的中心軸轉動以清掃所述各光學窗，而且上述接觸部相對於中心軸向圍繞該中心軸的周向傾斜，所以通過清掃構件的轉動，刮除並收集的灰塵向接觸部轉動方向的後方一側移動。由此，能夠將灰塵從測量空間排出。
[0018]此外，優選的是，所述傳感器頭具有連通側壁的內表面和側壁的外表面、且沿中心軸方向形成的狹縫，伴隨所述清掃構件的轉動，所述清掃構件收集的灰塵從所述狹縫向外部排出。由此，能夠將清掃構件收集的灰塵向傳感器頭的外部排出，從而能夠防止清掃構件的清掃能力下降。
[0019]在此，只要清掃構件的接觸部的延伸方向和狹縫的延伸方向不同，就能夠防止清掃構件嵌入狹縫內而不能轉動。此外，能夠防止清掃構件雖然不至於不能轉動、但因每次轉動都嵌入狹縫內而磨耗導致清掃能力下降。
[0020]此外，優選的是，所述清掃構件被保持在繞所述側壁內表面的中心軸轉動的轉動件上，所述轉動件為圓筒狀，所述轉動件具有使所述檢查光通過的檢查光用通孔、使所述透射光通過的透射光用通孔、以及使所述散射光通過的散射光用通孔。通過在上述轉動件上形成檢查光用通孔、透射光用通孔和散射光用通孔，能夠使上述通孔以外的部分起到遮光板的作用，從而能夠抑制透射光檢測器和散射光檢測器接收雜散光，因此能夠準確進行測量。
[0021]按照如上述方式構成的本發明，由於在由光透射性材料構成的傳感器頭的側壁內形成有收容光源和各檢測器的收容空間，並且將傳感器頭的側壁內表面作為各光學窗，所以能夠使濁度計結構簡單、不易損壞且牢固，並且能夠減少密封部位。因此，能夠提供一種長期穩定性良好的濁度計。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是示意性表示本實施方式的濁度計的立體圖。
[0023]圖2是示意性表示同一實施方式的濁度計的要部的縱斷面圖。
[0024]圖3是示意性表示同一實施方式的測量位置的要部的橫斷面圖。
[0025]圖4是示意性表示同一實施方式的傳感器頭的立體圖。
[0026]圖5是示意性表示同一實施方式的傳感器頭的縱斷面圖。
[0027]圖6是不意性表不同一實施方式的傳感器頭的俯視圖。[0028]圖7是示意性表示同一實施方式的保持構件的斷面圖。
[0029]圖8是示意性表示同一實施方式的保持構件的俯視圖。
[0030]圖9是示意性表示同一實施方式的清掃構件和轉動件的仰視圖。
[0031]圖10是示意性表示同一實施方式的清掃構件和轉動件的側視圖。
[0032]圖11是示意性表示同一實施方式的清掃構件的移動過程的展開圖。
[0033]圖12是示意性表示變形實施方式的測量位置的要部的橫斷面圖。
[0034]圖13是示意性表示變形實施方式的清掃構件和轉動件的仰視圖。
[0035]圖14是示意性表示變形實施方式的清掃構件和轉動件的側視圖。附圖標記說明
[0036]100濁度計
[0037]Sa 測量空間
[0038]LI 檢查光
[0039]L2 透射光
[0040]L3 散射光
[0041]C 中心軸
[0042]4 傳感器頭
[0043]41 底壁
[0044]42 側壁
[0045]4X 狹縫
[0046]Sbl光源收容空間
[0047]Sb 2透射光檢測器收容空間
[0048]Sb3散射光檢測器收容空間
[0049]Ml 檢查光用光學窗
[0050]M2 透射光用光學窗
[0051]M3 散射光用光學窗
[0052]5 光源
[0053]6 透射光檢測器
[0054]7 散射光檢測器
[0055]8 運算設備等收容部
[0056]9 保持構件
[0057]10 清掃機構
[0058]11 清掃構件
[0059]12 轉動件
[0060]12a檢查光用通孔
[0061]12b透射光用通孔
[0062]12c散射光用通孔
[0063]12d反射防止用通孔
[0064]12H貫通孔
【具體實施方式】[0065]
[0066]下面，參照附圖對本發明濁度計的第一實施方式進行說明。
[0067]第一實施方式的濁度計100是浸潰(投入)型濁度計，用於測量例如下水處理廠、淨水廠等的水處理設施中的處理水的濁度、固體浮遊物質濃度(SS濃度)、或者是測量施工現場產生的泥水的濁度、固體浮遊物質濃度(SS濃度)。另外，上述濁度計100的測量範圍為O?1000度(福爾馬肼、高嶺土)、0?1000mg/L (高嶺土)，最小解析度為0.01度、0.0lmg/L0
[0068]具體地說，如圖1所示，上述濁度計100包括浸潰型的傳感器主體2和測量儀器主體3，該測量儀器主體3通過防水型電纜CA與該傳感器主體2電連接。
[0069]如圖1?圖3所示，傳感器主體2為大體圓柱形狀，其包括:有底筒狀的傳感器頭4，形成有收容試樣的測量空間Sa ;光源5，向測量空間Sa照射檢查光LI ;透射光檢測器6，檢測通過了測量空間Sa的透射光L2 ；以及散射光檢測器7，檢測在測量空間Sa內散射的散射光。另外，光源5例如是峰值波長接近紅外區域的發光二極體(LED)，透射光檢測器6和散射光檢測器7例如是峰值靈敏度波長為所述LED的峰值波長附近的光電二極體。此外，在傳感器頭4的底壁41 一側安裝有運算設備等的收容件8，所述運算設備等的收容件8內部設置有電源、具有存儲功能部的運算部、以及以時間順序存儲計算出的水質的測量數據等的數據記錄器。另外，傳感器頭4和運算設備等的收容件8通過O形環等密封構件SI構成水密盒。
[0070]如圖2?圖6所示，本實施方式的傳感器頭4為一端開口且另一端被底壁(上壁)41封閉的有底大體圓筒形狀。上述傳感器頭4在內部具有斷面為大體圓形的內側周面4a，由該內側周面4a形成測量空間Sa。
[0071]此外，所述傳感器頭4由具有光透射性的材料一體成形。雖然作為具有光透射性的材料可以考慮使用玻璃、丙烯酸樹脂、氟系樹脂、矽樹脂等，但是在本實施方式中使用透光性良好、且耐髒汙的PFA (四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)等氟系樹脂。另外，上述傳感器頭4通過對氟系樹脂進行切削加工而一體形成。
[0072]並且，特別是如圖3和圖4所示，在上述傳感器頭4的呈圓筒狀的側壁42內形成有:用於收容光源5的光源收容空間Sbl、用於收容透射光檢測器6的透射光檢測器收容空間Sb2、以及用於收容散射光檢測器7的散射光檢測器收容空間Sb3。上述收容空間Sbl?Sb3在傳感器頭4的側壁42內從底壁41 一側沿中心軸方向形成(參照圖5等)。
[0073]光源收容空間Sbl和透射光檢測器收容空間Sb2隔著中心軸C相對形成，散射光檢測器收容空間Sb3設置在與光源收容空間Sbl和透射光檢測器收容空間Sb2的相對方向垂直的方向上(參照圖3和圖6)。這樣各收容空間Sbl?Sb3以與光源5、透射光檢測器6和散射光檢測器7的位置關係對應的方式，形成在側壁42的厚壁內。
[0074]此外，特別是如圖3所示，傳感器頭4的側壁42的內表面成為將檢查光LI導向測量空間Sa的檢查光用光學窗Ml、將透射光L2導向透射光檢測器6的透射光用光學窗M2、以及將散射光L3導向散射光檢測器7的散射光用光學窗M3。上述傳感器頭4的光學窗Ml?M3及其以外的部分由同一材料一體成形。
[0075]具體地說，在側壁42上，形成光源收容空間Sbl的測量空間Sa —側的壁部起到檢查光用光學窗Ml的作用，形成透射光檢測器收容空間Sb2的測量空間Sa —側的壁部起到透射光用光學窗M2的作用，形成散射光檢測器收容空間Sb3的測量空間Sa—側的壁部起到散射光用光學窗M3的作用。由此，在傳感器頭4中，將來自光源5的檢查光LI導向測量空間Sa的檢查光用光學窗Ml和將通過了測量空間Sa的透射光L2導向透射光檢測器6的透射光用光學窗M2相對形成。此外,將在測量空間Sa內散射的散射光L3導向散射光檢測器7的散射光用光學窗M3形成在與檢查光用光學窗Ml和透射光用光學窗M2的相對方向垂直的方向上。
[0076]此外，如圖4和圖5所示，在傳感器頭4的側壁42的底壁41 一側、即傳感器頭4的測量空間Sa的底面側形成有一個或多個貫通孔4H，與收容空間Sbl?Sb3在周向上處於不同的位置。上述貫通孔4H沿厚度方向貫通側壁42，當浸潰傳感器頭4時，不僅能夠起到排氣孔的作用，而且能夠提高測量空間Sa中的試樣的置換速度和置換效率。此外，用於排出由後述清掃構件11收集的灰塵。
[0077]在上述結構的傳感器頭4中，如圖2、圖7和圖8所示，所述光源5、所述透射光檢測器6和所述散射光檢測器7被同一保持構件9保持並安裝在所述傳感器頭4上。
[0078]特別是如圖7和圖8所示，具體地說，保持構件9包括:固定板91，固定在所述傳感器頭4的底壁41的上表面(外表面)上；以及從該固定板91向下方延伸的光源固定用的光源安裝部92a、透射光檢測器固定用的透射光檢測器安裝部92b和散射光檢測器固定用的散射光檢測器安裝部92c。上述光源安裝部92a、透射光檢測器安裝部92b和散射光檢測器安裝部92c設置在固定板91上、且設置在與傳感器頭4的各收容空間Sbl?Sb3對應的位置上。另外，在固定板91上形成有使後述轉動軸131貫通的貫通孔91H。
[0079]在光源安裝部92a上安裝有具有所述LED5的LED基板51。在本實施方式中，在光源安裝部92a的外側面上安裝有LED基板51，在與LED5對應的部分上形成有收容LED5的收容孔92al。在透射光檢測器安裝部92b和散射光檢測器安裝部92c上分別安裝有具有所述光電二極體6、7的光電二極體基板61、71。在本實施方式中，在各檢測器安裝部92b、92c的外側面上安裝有光電二極體基板61、71，在與光電二極體6、7對應的部分上形成有收容光電二極體6、7的收容部92b1、92cI，並且形成有使散射光L3或透射光L2通過的狹縫孔92b2、92c2。另外，來自光電二極體6、7的檢測信號都被輸出到收容在運算設備等的收容件8內的運算部(未圖示)。
[0080]由於在上述同一保持構件9上固定有光源5、透射光檢測器6和散射光檢測器7,所以能夠容易將光源5和各光檢測器6、7安裝到傳感器頭4的各收容空間Sbl?Sb3內。此外，通過利用保持構件9來限定光源5、透射光檢測器6和散射光檢測器7的相對位置關係，能夠使組裝後的位置調整變得簡單，此外，當測量時從外部向傳感器頭4施加衝擊、振動時，能夠使上述相對位置不易偏移。
[0081]此外，在本實施方式中，在將保持構件9的固定板91用螺釘固定在傳感器頭4的底壁41上的狀態下，各安裝部92a?92c與形成各收容空間Sbl?Sb3的內表面抵接來進行定位。具體地說，各安裝部92a?92c的內側面和下表面與形成各收容空間Sbl?Sb3的內側面和底面抵接來進行定位。由於上述各安裝部92a?92c與形成各收容空間Sbl?Sb3的內表面抵接來進行定位，所以能夠進一步減少光源5、透射光檢測器6和散射光檢測器7的相對位置的偏移。另外，如果使各安裝部92a?92c與各收容空間Sbl?Sb3的一面抵接，則能夠減少光源5、透射光檢測器6和散射光檢測器7的位置偏移。在此，優選將各安裝部92a?92c向各收容空間Sbl?Sb3的一面按壓。
[0082]並且，在本實施方式中，如圖2、圖3、圖9和圖10所示，具有清掃機構10，用於對所述檢查光用光學窗Ml、所述透射光用光學窗M2和所述散射光用光學窗M3進行清掃。
[0083]上述清掃機構10用於清除檢查光用光學窗Ml、透射光用光學窗M2和散射光用光學窗M3的髒汙，其包括:清掃構件11 (參照圖9和圖10)，清除並清掃檢查光用光學窗Ml、透射光用光學窗M2和散射光用光學窗M3的髒汙；轉動件12 (參照圖9和圖10)，配置在測量空間Sa內，保持所述清掃構件11 ;驅動部13,使該轉動件12在所述測量空間Sa內轉動；以及位置檢測部14，用於檢測清掃構件11的位置。
[0084]清掃構件11由橡膠等彈性構件形成，在本實施方式中，三個清掃構件11設置在轉動件12的外側周面上。
[0085]各清掃構件11繞傳感器頭4的側壁42的內表面4a的中心軸C轉動，並且具有接觸部111，所述接觸部111在中心軸C方向的規定範圍內與側壁42的內表面4a接觸。具體地說，接觸部111形成在伴隨其轉動、相對於側壁42的內表面上的各光學窗Ml?M3的整體滑動的範圍內。
[0086]此外，接觸部111相對於中心軸C向圍繞該中心軸C的周向傾斜。在本實施方式中，接觸部111以上端比下端位於轉動方向前方的方式傾斜(參照圖10)。接觸部111這樣傾斜，能夠使通過清掃構件11的轉動而被刮除並收集到接觸部111上的灰塵向作為轉動方向後方的接觸部111的下端移動，並通過傳感器頭4的下端開口將所述灰塵從測量空間Sa排出。
[0087]轉動件12例如由黑色樹脂構成且呈大體圓筒形狀，並且在其外側周面上設置有所述清掃構件11。具體地說，轉動件12為有底圓筒形狀，具有:側壁部121，與所述傳感器頭4的內側周面4a相對；以及底壁部122，形成在所述側壁部121的軸向一端，並與所述傳感器頭4的底壁41相對。並且，在側壁部121上形成有安裝孔121H，所述清掃構件11彈性變形並嵌入該安裝孔121H (參照圖9)。本實施方式的清掃構件11為沿長邊方向延伸的長條狀，為了將其如上所述相對於中心軸C傾斜設置，所述安裝孔121H相對於中心軸C向周向傾斜形成。由此，通過將清掃構件11固定在轉動件12的安裝孔121H內，能夠將清掃構件11的接觸部111相對於中心軸C向周向傾斜設置。
[0088]此外，特別是如圖3所示，在轉動件12的側壁部121上形成有使檢查光LI通過的檢查光用通孔12a、使透射光L2通過的透射光用通孔12b、以及使散射光L3通過的散射光用通孔12c。在轉動件12位於測量位置的狀態下，上述通孔12a?12c形成為檢查光用通孔12a與傳感器頭4的檢查光用光學窗Ml相對、透射光用通孔12b與傳感器頭4的透射光用光學窗M2相對、散射光用通孔12c與傳感器頭4的散射光用光學窗M3相對。如上所述在轉動件12的側壁部121上形成有各通孔12a?12c與各光學窗Ml?M3相對，因此其他部分起到遮光板的作用。由此，能夠防止透射光檢測器6和散射光檢測器7接收雜散光，從而能夠準確地進行測量。
[0089]此外，在轉動件12的側壁部121上，三個清掃構件11設置在由一個短邊和二個長邊構成的等邊三角形的頂點上，並且位於所述短邊兩端的頂點上的清掃構件11隔著散射光用通孔12C設置。由此，在轉動件12位於測量位置的狀態下，位於所述短邊兩端的頂點上的清掃構件11隔著所述散射光用光學窗M3設置，因此在容易受雜散光影響的散射光測量中能夠進一步降低上述影響。
[0090]此外，在轉動件12的底壁部122、以及底壁部122和側壁部121之間的角部上形成有貫通孔12H (參照圖9和圖10)。上述貫通孔12H用於提高測量空間Sa內的試樣的置換速度和置換效率。此外，當浸潰傳感器頭4時，上述貫通孔12H起到排氣孔的作用。
[0091]如圖2所示，驅動部13通過使轉動件12轉動來使清掃構件11繞中心軸轉動，並且包括一端部與轉動件12連接的轉動軸131、以及使該轉動軸131轉動的步進電機等電機132。另外，電機132固定在由傳感器頭4和運算設備等的收容件8構成的水密盒內。
[0092]轉動軸131設置成貫通所述傳感器頭4的底壁41的中央部。在轉動軸131和形成於底壁41的中央部上的貫通孔41H之間設置有軸密封件S2。上述軸密封件S2通過收容在形成於傳感器頭4的底壁41上表面的軸密封件收容部41m內，以液密方式對轉動軸131和傳感器頭4的底壁41之間進行密封。
[0093]如圖2所示，位置檢測部14由光反射傳感器142構成，通過檢測設置在轉動軸131上的檢測片141的位置，來檢測清掃構件11 (轉動件12)的位置。具體地說，位置檢測部14用於檢測轉動件12位於測量位置的狀態，在與該測量位置對應的位置上設置有所述檢測片141，光反射傳感器142檢測位於該測量位置的檢測片141。在此，測量位置是指轉動件12的各通孔12a?12c與傳感器頭4的各光學窗Ml?M3對應的位置(參照圖3)。並且，在光反射傳感器142檢測到檢測片141之後，例如電機132為步進電機的情況下，在數脈衝後由控制設備(未圖示)使電機132停止。
[0094]以上述方式構成的清掃機構10可以由收容在運算設備等的收容件8內的控制設備，例如定期(例如每隔數小時或數天)對各光學窗Ml?M3進行自動清掃，也可以由用戶利用設置在測量儀器主體3上的清掃鍵適當地進行清掃操作。
[0095]此外，在本實施方式中，如圖3和圖4所示，在傳感器頭4的側壁42上，沿中心軸方向形成有狹縫4X，該狹縫4X連通上述側壁42的內表面4a和側壁42的外表面4b。上述狹縫4X是在傳感器頭4的側壁42上沿中心軸方向形成的長孔，在本實施方式中，上述狹縫4X與上述貫通孔4H連通。另外，雖然可以考慮在傳感器頭4的側壁42上使狹縫4X的下端開口，但是為了提高傳感器頭4的機械強度，狹縫4X下端不開口，傳感器頭4的下端為連續的結構。
[0096]並且，如圖11所示，伴隨轉動件12的轉動，清掃構件11通過狹縫4X，由此利用清掃構件11收集到的灰塵能夠從狹縫4X向外部排出。通過將上述清掃構件11收集到的灰塵從狹縫4X向外部排出，能夠防止清掃構件11的清掃能力的下降。
[0097]在此，狹縫4X的延伸方向是沿中心軸C的方向，而清掃構件11的接觸部111的延伸方向是相對於中心軸C向圍繞該中心軸C的周向傾斜的方向，使狹縫4X的延伸方向與清掃構件11的接觸部111的延伸方向相交，因此能夠使清掃構件11的接觸部111順暢地轉動而不會嵌入狹縫4X內。由此，能夠防止用來保持清掃構件11的轉動件12不能轉動，或者是能夠防止清掃構件11雖然不至於不能轉動、但因每次轉動都嵌入狹縫4X內而容易磨耗導致清掃能力下降。
[0098]
[0099]按照第一實施方式構成的濁度計100，由於用光透射性材料構成形成有測量空間Sa的傳感器頭4，並且在上述傳感器頭4的側壁42內形成有收容光源5和各檢測器6、7的收容空間Sbl?Sb3，所以結構簡單、不易損壞且牢固，而且能夠減少密封部位。此外，由於將傳感器頭4的側壁42的內表面4a作為檢查光用光學窗Ml、透射光用光學窗M2和散射光用光學窗M3，所以能夠用同一構件構成光學窗Ml?M3及其他部分，因此能夠使結構簡單、不易損壞且牢固，而且能夠減少密封部位。此外，傳感器頭4為筒狀，因此能夠使來自傳感器頭4外部的幹擾光難以射入透射光用光學窗M2和散射光用光學窗M3,在使用透射散射法的濁度計100中，能夠提高其測量精度。
[0100]特別是在本實施方式中，傳感器頭4的密封部分僅是傳感器頭4的底壁41 一側的安裝有運算設備等的收容件8的部分、以及傳感器頭4的底壁41的轉動軸131貫通的部分，因此與以往的濁度計相比，能夠減少密封部位。
[0101]〈第二實施方式〉
[0102]接著，參照附圖，對本發明濁度計的第二實施方式進行說明。另外，在如下所示的實施方式中，與所述第一實施方式對應的構件採用相同的附圖標記。
[0103]第二實施方式的濁度計100與所述第一實施方式相比主要是傳感器頭4和轉動件12的結構不同。
[0104]如圖12所示，本實施方式的傳感器頭4在傳感器頭4的側壁42中，在光源5和透射光檢測器6之間、光源5和散射光檢測器7之間、以及透射光檢測器6和散射光檢測器7之間設置有光吸收部15。
[0105]具體地說，各光吸收部15以露出在傳感器頭4的側壁42的內表面的方式設置，通過在傳感器頭4的側壁42內埋入設置光吸收構件15a?15c而形成。即，在傳感器頭4的偵_ 42中，設置在光源5和透射光檢測器6之間的光吸收構件15a以露出在內表面的方式埋入設置，設置在光源5和散射光檢測器7之間的光吸收構件15b以露出在內表面的方式埋入設置，設置在透射光檢測器6和散射光檢測器7之間的光吸收構件15c以露出在內表面的方式埋入設置。
[0106]各光吸收構件15a?15c由例如聚苯醚(PPO)等黑色樹脂形成。此外，各光吸收構件15a?15c的內表面為沿傳感器頭4的側壁42的內側圓周面延伸的局部圓形。
[0107]此外,光吸收構件15a?15c的傳感器頭4的徑向上的厚度小於傳感器頭4的側壁42的厚度。S卩，傳感器頭4的側壁42的外徑部分為在整個周向上連續的圓筒狀，而傳感器頭4的內徑部分為形成有收容凹部的形狀，該收容凹部用於收容各光吸收構件15a?15c。由此，確保傳感器頭4的剛性，防止其變形。
[0108]並且，光吸收構件15a?15c分別被螺釘4z固定在傳感器頭4的側壁42上。具體地說，為了利用螺釘4z將光吸收構件15a?15c固定在傳感器頭4上，在傳感器頭4上形成有貫通孔43，並且在光吸收構件15a?15c上形成有螺釘孔151。
[0109]如圖12?圖14所示，本實施方式的轉動件12在轉動件12的側壁部121上，在檢查光用通孔12a和透射光用通孔12b之間形成有反射防止用通孔12d，該反射防止用通孔12d使從光源5射出的直射光和由散射生成的散射光等雜散光通過。
[0110]上述反射防止用通孔12d使被轉動件12的側壁部121的內表面反射而生成的反射光減少不容易被各光檢測器6、7接收，並且上述反射防止用通孔12d在側壁部121上與散射光用通孔12c相對設置。具體地說，反射防止用通孔12d從側面觀察為例如大體矩形，沿周向的開口寬度尺寸大於散射光用通孔12c的開口寬度尺寸。此外，反射防止用通孔12d從側面觀察的軸向尺寸大於散射光用通孔12c的軸向尺寸。由於在上述轉動件12的側壁部121上形成有反射防止用通孔12d，因此能夠抑制被轉動件12的側壁部121的內表面反射而生成的反射光被各光檢測器6、7接收。由於轉動件12的內表面不像傳感器頭4的內表面那樣被清掃構件11等清掃，所以容易髒汙且由該髒汙容易生成反射光，但是通過形成反射防止用通孔12d，能夠降低因轉動件12的內表面髒汙等而生成的反射光，因此能夠抑制透射光檢測器6和散射光檢測器7接收被轉動件12的內表面反射的雜散光,從而能夠準確地進行測量。
[0111]並且，在本實施方式的濁度計100中，反射防止用通孔12d以如下方式形成:當濁度計100處於轉動件12的各通孔12a?12c與傳感器頭4的各光學窗Ml?M3對應的測量位置上時，所述反射防止用通孔12d與光吸收構件15a相對。具體地說，反射防止用通孔12d和光吸收構件15a的位置關係為，當從中心軸C和檢查光LI的交點觀察反射防止用通孔12d時，從該反射防止用通孔12d只能看到光吸收構件15a。由於上述反射防止用通孔12d與光吸收構件15a相對，所以在設置反射防止用通孔12d來抑制在轉動件12的側壁部121上的反射的結構中，能夠進一步防止通過了反射防止用通孔12d的光被傳感器頭4的側壁42的內表面反射，從而能夠防止在側壁42的內表面產生的反射光被各檢測器6、7接收。
[0112]此外，伴隨在轉動件12上形成反射防止用通孔12d，如圖12?圖14所示，本實施方式的轉動件12以夾持散射光用通孔12c的方式設置有二個清掃構件11。在這種情況下，為了克服二個清掃構件11與傳感器頭4的內表面接觸而產生的反作用力並保持轉動件12的位置，在轉動件12的側壁部121上，在反射防止用通孔12d的上下形成有厚壁部121B，該厚壁部121B以與傳感器頭4的側壁42的內表面抵接的方式成為厚壁。
[0113]此外，在本實施方式中，如圖12所示，在傳感器頭4的側壁42和光吸收構件15b上形成有清洗用噴嘴44，用於清洗傳感器頭4的側壁42的內表面、清掃構件11或轉動件12。上述清洗用噴嘴44用於連通傳感器頭4的外部和測量空間Sa，並且具有從傳感器頭4的外部向測量空間Sa直徑縮小的流道。另外，圖12中，清洗用噴嘴44形成在光吸收構件15b上，但是可以形成在其他光吸收構件15a、15c上，也可以形成在光吸收構件15a?15c以外的側壁42上。通過形成上述清洗用噴嘴44，可以使水等清洗液通過噴嘴44和貫通孔152而將其導入測量空間Sa，從而能夠容易清洗傳感器頭4的側壁42的內表面、轉動件12或清掃構件11。
[0114]〈第二實施方式的效果〉
[0115]按照以上述方式構成的第二實施方式的濁度計100，由於在傳感器頭4的側壁42內埋入設置光吸收構件15a?15c來設置光吸收部15，所以能夠吸收通過傳感器頭4的側壁42的內部的光、以及照射到側壁42的內表面而成為反射光的光，因此能夠抑制透射光檢測器6和散射光檢測器7 (特別是散射光檢測器7)接收由上述光構成的雜散光。由此，能夠準確地進行測量。
[0116]另外，本發明並不限於所述實施方式。
[0117]例如，在所述實施方式中，形成有分別與光源5、透射光檢測器6和散射光檢測器7對應的收容空間Sbl?Sb3，但是也可以形成至少收容其中兩個的收容空間。通過形成至少收容兩個的收容空間，能夠使傳感器頭4輕量化。
[0118]此外，在所述實施方式中，清掃構件11的接觸部111也可以傾斜成其下端位於上端的周向前方的位置。這樣，可以通過形成在傳感器頭4的底壁41 一側的貫通孔4H進行排出。
[0119]此外，清掃構件11的數量不限於所述各實施方式的數量。例如在所述第一實施方式中，可以具有一個或二個清掃構件11，也可以具有四個以上的清掃構件11。為了防止散射光檢測器接收雜散光，優選至少具有兩個以上的清掃構件。
[0120]此外，在所述實施方式中，將光源5、透射光檢測器6和散射光檢測器7保持在同一保持構件9上，能夠將其同時收容在傳感器頭4內，但是也可以使其不保持在同一保持構件9上，而分別收容在各收容空間Sbl?Sb3內。由此，在更換光源5、透射光檢測器6和散射光檢測器7中的任意一個時，不需要將其他兩個從傳感器頭4中取出，從而能夠使更換作業簡單。
[0121 ] 並且，在所述實施方式中，清掃構件11繞側壁42的內表面的中心軸C轉動，但是清掃構件11也可以在側壁42的內表面4a上沿中心軸C以進退方式移動。
[0122]此外，所述實施方式的位置檢測機構14由光反射傳感器142檢測設置在轉動軸131上的檢測片141，但是也可以利用在轉動件12轉動時從透射光檢測器6或散射光檢測器7得到的光量信號來進行檢測。例如，當利用來自透射光檢測器6的光量信號來檢測位置時，在測量位置的狀態下光量信號成為最大值，因此能夠利用上述最大值，檢測轉動件12位於測量位置。
[0123]此外，在所述實施方式中，狹縫4X的延伸方向為沿中心軸C的方向，而清掃構件11的接觸部111的延伸方向為從中心軸C的方向傾斜的方向，但是也可以使狹縫4X的延伸方向為從中心軸C的方向傾斜的方向。另外，在這種情況下，由於難以在圓筒狀的傳感器頭4上形成傾斜的狹縫4X，所以優選所述實施方式的結構。
[0124]此外，傳感器頭4為圓筒狀，但也可以是斷面為矩形或斷面為多邊形的筒狀。
[0125]在所述第二實施方式中，分別在光源5、透射光檢測器6和散射光檢測器7之間設置有光吸收部15 (光吸收構件15a?15c)，但是也可以在其中至少一個位置上設置光吸收部15。在這種情況下，優選的是，在光源5和距該光源的設置距離近的散射光檢測器7之間設置光吸收部15。
[0126]此外，本發明不限於所述實施方式，可以在不脫離上述宗旨的範圍內進行各種變形。
【權利要求】
1.一種濁度計，其特徵在於包括: 有底筒狀的傳感器頭，形成收容試樣的測量空間； 光源，向所述測量空間照射檢查光； 透射光檢測器，檢測通過了所述測量空間的透射光；以及 散射光檢測器，檢測在所述測量空間內散射的散射光，其中， 所述傳感器頭由具有光透射性的材料形成， 所述傳感器頭的側壁內具有收容所述光源、所述透射光檢測器和所述散射光檢測器的收容空間， 所述傳感器頭的側壁的內表面成為將所述檢查光導向所述測量空間的檢查光用光學窗、將所述透射光導向所述透射光檢測器的透射光用光學窗、以及將所述散射光導向所述散射光檢測器的散射光用光學窗。
2.根據權利要求1所述的濁度計，其特徵在於，在所述傳感器頭的側壁上，在所述光源、所述透射光檢測器和所述散射光檢測器之間中任意一個位置上設置有光吸收部。
3.根據權利要求2所述的濁度計，其特徵在於，所述光吸收部露出在所述傳感器頭的側壁的內表面上。
4.根據權利要求2所述的濁度計，其特徵在於， 通過在所述傳感器頭的側壁內埋入設置光吸收構件來形成所述光吸收部， 所述光吸收構件在所述傳感器頭的徑向上的厚度小於所述傳感器頭的側壁的厚度。
5.根據權利要求1所述的濁度計，其特徵在於， 所述收容空間以分別與所述光源、所述透射光檢測器和所述散射光檢測器對應的方式形成， 各所述收容空間在所述傳感器頭的側壁上從底壁側沿中心軸方向形成。
6.根據權利要求1所述的濁度計，其特徵在於，在所述傳感器頭的側壁上，在與所述收容空間不同的位置上形成有貫通孔。
7.根據權利要求1所述的濁度計，其特徵在於，還包括清掃構件，用於清掃所述檢查光用光學窗、所述透射光用光學窗和所述散射光用光學窗。
8.根據權利要求1所述的濁度計，其特徵在於， 所述傳感器頭的側壁的內表面為圓筒狀， 所述清掃構件繞所述側壁的內表面的中心軸轉動，並且所述清掃構件具有接觸部，所述接觸部在中心軸方向的規定範圍內與所述側壁的內表面接觸。
9.根據權利要求8所述的濁度計，其特徵在於， 所述傳感器頭具有連通側壁的內表面和側壁的外表面、且沿中心軸方向形成的狹縫， 伴隨所述清掃構件的轉動，所述清掃構件收集的灰塵從所述狹縫向外部排出。
10.根據權利要求1所述的濁度計，其特徵在於，還包括保持構件，用同一保持構件保持所述光源、所述透射光檢測器和所述散射光檢測器，通過將所述保持構件安裝在所述傳感器頭上，將所述光源、所述透射光檢測器和所述散射光檢測器收容在所述收容空間內。
【文檔編號】G01N21/49GK103940782SQ201410026241
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月20日 優先權日:2013年1月21日
【發明者】鈴木理一郎, 木﨑寬子, 松尾麻希, 神田博史 申請人:株式會社堀場先進技術