专利名称：浊度检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及浊度检测器。
背景技术：
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以往的浊度检测器(浊度仪)向被检测浊度液体中照射光，并根据透射光和散射光的强度来检测浊度。为了从散射光的强度变化测量出浊度的微小变化，需要在散射角小的区域上测量散射光的强度变化。图11是表示收容有被检测浊度液体的容器的断面的图，用于说明以往的浊度检测器的原理的一例。图11表示了从上方观察浊度检测器的容器911时的状态。如图11所示，在以往的浊度检测器901中，容器911内收容有被检测浊度液体。被检测浊度液体中包含浑浊物质931。沿箭头P所示方向照射光时，照射的光被浑浊物质931以角度Θ的散射角散射，并朝箭头R所示方向前进。沿箭头R的方向行进的散射光由受光部921检测。根据受光部921检测的散射光的强度，来检测容器911内收容的液体的浊度。在散射角小时、即箭头P所示入射光的光轴与箭头R所示散射光的光轴所呈角度Θ较小时，用于接收散射光的受光部921不仅接收散射光，有时会接收到强入射光。当受光部921还接收到强入射光时，就不能准确检测弱散射光的强度，从而不能准确检测浊度。特别是，难以测量浊度小的被检测浊度液体的浊度和浊度的微小变化。另一方面，日本专利公开公报特开2007-113987号(专利文献I)和日本专利公表公报特表2003-515124号(专利文献2)记载的浊度仪检测朝向与入射光的光轴垂直的方向散射的散射光。图12是表示收容有被检测浊度液体的容器的断面的图，用于说明以往的浊度检测器的另一例的原理，该浊度检测器检测朝向与入射光的光轴垂直的方向散射的散射光。图12表示了从上方观察浊度检测器的容器912时的状态。如图12所示，在以往的浊度检测器902中，与浊度检测器901 (图11)同样，在容器912内收容被检测浊度液体，被检测浊度液体中包含浑浊物质932。向容器912内沿箭头P的方向照射光。浊度检测器902的受光部922设置成检测朝向与入射光的光轴垂直的方向散射的光。光沿箭头P所示方向照射时，照射的光被浑浊物质932以角度Θ的散射角散射，向箭头R1的方向行进。可是，在角度Θ小的情况下，沿箭头R1的方向行进的散射光不会被受光部922检测到。沿箭头R1的方向行进的散射光，在被检测浊度液体中再次被浑浊物质以角度Θ的散射角散射时，散射光沿箭头R2的方向行进。箭头P所示入射光与箭头R2所示散射光所呈角度为2Θ。然后，如果箭头R2所示散射光进而数次重复被浑浊物质散射，则箭头P所示入射光与散射光所呈角度逐渐变大。箭头P所示入射光与散射光所呈角度接近90°时，散射光被受光部922检测到。这样，当检测朝向与入射光的光轴垂直的方向散射的散射光时，被检测浊度液体中所含浑浊物质多，入射光被数次散射。因此，即使是图12所示以往的浊度检测器902，也难以测量浊度小的被检测浊度液体的浊度和浊度的微小变化。此外，即使是通过测量透射光的变化来检测浊度的浊度检测器，由于接收透射光的受光部还接收散射角小的散射光，所以难以测量浊度小的被检测浊度液体的浊度和浊度的微小变化。而在散射角小的散射光的检测中，为了降低入射光产生的噪声以改善S/N比，日本专利公开公报特开2008-249363号(专利文献3)公开了利用全反射的浊度仪。图13是表示收容被检测浊度液体的容器的断面的图，以说明利用全反射的以往的浊度检测器的原理。图13表示了从水平方向观察浊度检测器的容器913时的状态。如图13所示，在以往的浊度检测器903中，与浊度检测器901 (图11)同样，在容器913内收容被检测浊度液体，被检测浊度液体中包含浑浊物质933。在容器913内，被检测浊度液体与容器913的上壁内表面之间储存有空气。沿箭头P所示方向上，光从被检测浊度液体的液面下方朝向斜上方照射到容器913内的被检测浊度液体。如果沿箭头P所示 方向照射的入射光未被浑浊物质933散射，则在被检测浊度液体的液面发生全反射，并沿箭头Q所示方向行进。在被检测浊度液体的液面全反射的光不会向液面上方行进。另一方面，沿箭头P所示方向照射的入射光被浑浊物质933散射时，散射光从箭头P的光轴以角度Θ的散射角散射。基于角度Θ的大�。⑸涔獠换岜灰好嫒瓷洌窍蛞好嫔戏叫薪�。向液面上方行进的散射光被受光部923检测到。通过使入射光在被检测浊度液体的液面全反射，入射光不会照射到受光部923，能够使受光部923仅接收散射光。这样，可以降低入射光产生的噪声从而改善S/N比。专利文献I :日本专利公开公报特开2007-113987号专利文献2 :日本专利公表公报特表2003-515124号专利文献3 :日本专利公开公报特开2008-249363号可是，按照日本专利公开公报特开2008-249363号(专利文献3)记载的浊度仪和图13所示的浊度检测器903，当被检测浊度液体的液面摆动时，入射光有时不会在被检测浊度液体的液面上全反射。如果入射光不在被检测浊度液体的液面全反射，则入射光会被受光部923接收。如果入射光被受光部923接收，则不能准确检测弱散射光。此外，当被检测浊度液体的液面摆动时，即使入射光在被检测浊度液体的液面全反射，从被检测浊度液体向空气中出射的散射光的行进方向也会不均衡，从而不能准确检测浊度。
发明内容
因此，本发明的目的是提供能检测浊度小的被检测浊度液体的浊度和浊度的微小变化的浊度检测器。本发明的浊度检测器包括容器、发光部和受光部。容器包含第一壁和第二壁并收容液体。发光部从容器的外部透过第一壁向第二壁照射光。受光部接收由发光部照射并透过第二壁的光。在本发明的浊度检测器中，由发光部照射的光从容器的外部入射容器的第一壁的入射角A、第一壁的内壁面与第二壁的内壁面所呈角度D(0° ^D< 180° )、容器内收容的液体对发光部照射的光的折射率η、构成第一壁和第二壁的材质对发光部照射的光的折射率m、第一壁的外壁面与内壁面所呈角度X (-90° <x<90° )、以及第二壁的外壁面与内壁面所呈角度y (-90° <y<90° )之间，满足下述(公式I)的关系(公式I)msin (y + iiresin |— sin|θ — ircsin(— sin + arain J-—| |>jjj > I图I是表示收容液体的容器的局部断面的局部断面图，以说明本发明的浊度检测器的原理。图I表示了从上方观察容器时的状态。如图I所示，浊度检测器101具有包含第一壁11和第二壁12的容器、发光部21以及受光部22。图I所示的第一壁11和第二壁12为容器的壁的一部分，容器由第一壁11和第二壁12以及其他的壁构成。容器的其他的壁省略了图示。液体被收容在由第一壁11和第二壁12包围的区域W中。第一壁11的内壁面与第二壁12的内壁面所呈角度为角度D (0° SD <180° )。第一壁11的内壁面与第二壁12的内壁面平行配置时，D = 0°。另夕卜，图I中将容器的内部设为区域W，容器的外部设为区域Z。区域W中充满液体，区域Z中充满空气。第一壁11的外壁面与内壁面所呈角度为角度X (-90° <x<90° )。第二壁12的外壁面与内壁面所呈角度为角度y (-90° <y<90° )。角度X和角度y通过如下方式确定。如图I所不，将沿第一壁11的外壁面方向延伸的直线，与沿第一壁11的内壁面方向延伸的直线相交的点设为交点K。第一壁11的外壁面与内壁面所呈角度X以交点K为中心，从第一壁11的内壁面朝向外壁面，将以交点K为中心逆时针方向定为正,顺时针方向定为负。第一壁11的内壁面与外壁面平行配置时，X = 0°。第二壁12的角度y也同样确定。在图I中，作为一例表示了角度X为负的角度、角度y为正的角度时的状态。如图I的(A)所示，发光部21从容器的外部沿箭头P所示方向照射光时，照射的光以入射角A入射第一壁11内。透过第一壁11的光通过区域W后入射第二壁12。容器收容的液体中不含浑浊物质时，入射角A、第一壁11的内壁面与第二壁12的内壁面所呈角度D、容器内收容的液体对发光部21照射的光的折射率η、构成第一壁11和第二壁12的材质对发光部21照射的光的折射率m、第一壁11的外壁面与内壁面所呈角度X、以及第二壁12的外壁面与内壁面所呈角度y之间，满足(公式I)的关系时，入射第二壁12的光基本被第二壁12全反射。全反射的光沿箭头Q所示方向行进，不会透过第二壁12后向第二壁12的外部出射。所以，由发光部21照射的光不会被受光部22接收。另外，第一壁11的外壁面与内壁面所呈角度X以及第二壁12的外壁面与内壁面所呈角度y都为0°的情况下、即第一壁Ii的外壁面与内壁面平行且第二壁12的外壁面与内壁面平行时，入射角A、第一壁11的内壁面与第二壁12的内壁面所呈角度D、容器内收容的液体对发光部21照射的光的折射率η之间,满足(公式I) = nsin [D-arcsin {(sinA)/η}] > I的关系。另一方面，如图I的(B)所示，容器收容的液体中含有浑浊物质30时，发光部21照射的光被浑浊物质30散射。散射的光从入射浑浊物质30的光的光轴以角度Θ的散射角，沿箭头R所示方向散射。基于角度Θ的大�。换胱俏镏�30散射的散射光不在第二壁12上全反射而是透过第二壁12。透过第二壁12的散射光被受光部22接收。由发光部21照射的光之中、未被浑浊物质30散射的光，由于在第二壁12上基本全反射并沿箭头Q所示方向行进，所以没有被受光部22接收。这样，即使散射角的角度Θ�。⑸涔獾那慷热酰芄獠�22也可以高灵敏度检测散射光。由此，可以提供能检测浊度小的被检测浊度液体的浊度和浊度的微小变化的浊度检测器。本发明的浊度检测器优选的是，第一壁和第二壁由对发光部照射的光的折射率m在V 2以上的材质构成，第一壁的内壁面与第二壁的内壁面所呈角度D为90°，第一壁的外壁面与内壁面所呈角度X为0°、第二壁的外壁面与内壁面所呈角度y为0°，折射率m的大小在容器内收容的液体对发光部照射的光的折射率η以上。另外，V 2表示2的平方根。
图2是表示收容液体的容器的局部断面的局部断面图，以说明本发明的浊度检测器的原理。图2表示了从上方观察容器时的状态。如图2所示，浊度检测器102具有包含第一壁11和第二壁12的容器、发光部21以及受光部22。图2所示的第一壁11和第二壁12为容器的壁的一部分，容器由第一壁11、第二壁12以及其他的壁构成。容器的其他的壁省略了图示。液体被收容在由第一壁11和第二壁12包围的区域W中。浊度检测器102的第一壁11与第二壁12所呈角度D为90°。第一壁11的外壁面与内壁面平行。即，角度X为0°。此外，第二壁12的外壁面与内壁面平行。即，角度y为0°。第一壁11和第二壁12对发光部21照射的光的折射率m例如为
V2。另外，液体收容在第一壁11和第二壁12之间的区域W中。图2中将容器的内部设为区域W，容器的外部设为区域Z。区域W中充满液体，区域Z中充满空气。容器内收容的液体对发光部21照射的光的折射率η为V 2。空气对发光部21照射的光的折射率大体为I。发光部21从容器的外部沿箭头P所示方向照射光时，照射的光以入射角A入射第一壁11内。透过第一壁11的光通过区域W后入射第二壁12。入射角A的大小为从0°至90°。此外，由于第一壁11对发光部21照射的光的折射率m、以及容器内收容的液体对发光部21照射的光的折射率η都是V 2，所以如图2所不，由发光部21照射的光从第一壁11入射液体时的折射角B小于45°。由于第一壁11的内壁面与第二壁12的内壁面所呈角度D为90°，所以由发光部21照射的光从第二壁12入射到空气中时的入射角C大于45°。此时，由发光部21照射的光从第二壁12入射到空气中时的折射角E大于90°。即，由发光部21照射的光从第二壁12入射到空气中时发生全反射。这样，通过使浊度检测器的第一壁和第二壁由对发光部照射的光的折射率m为
V2以上的材质构成，第一壁的内壁面和第二壁的内壁面所呈角度D为90°，且使容器内收容的液体对发光部照射的光的折射率η为V 2以上，可以使发光部照射的未被浑浊物质散射的光在第二壁上基本全反射。本发明的浊度检测器优选的是，容器包括第三壁。优选第三壁配置为透过第一壁的光被第三壁的内壁面反射后，照射到第二壁上。由此，提高了由发光部照射的光照射到浑浊物质上的几率，可以提高散射光的强度。本发明的浊度检测器优选的是，容器上设有流入口和流出口，流入口使液体流入容器内，流出口使液体从容器内流出。
由此，可以边向容器内注入液体边检测液体的浊度。本发明的浊度检测器优选的是，由发光部照射的光为蓝色的光。由此，能够提高散射光的强度。本发明的浊度检测器优选的是，由发光部照射的光为激光。由此，能够提高散射光的强度。此外，能够更准确地检测浊度。本发明的浊度检测器优选包括全反射光受光部，所述全反射光受光部接收由发光部照射并被第二壁全反射的光。这样，通过不仅接收散射光，还接收被第二壁全反射的光，即使在容器的第一壁或第二壁脏污、或者液体带有颜色时，也可以根据全反射光的强度修正散射光的强度。本发明的池度检测器优选的是，发光部照射第一波长的光和第二波长的光。 当第一壁和第二壁脏污，或液体带有颜色时，需要将实际测量的散射光的强度修正为透射率为100%时的散射光的强度。作为修正的方法，例如使用第一波长的光和第二波长的光之中、波长相对短的光来测量散射光的强度，并使用波长相对长的光来测量透射光的强度。首先，在将液体收容在容器内之前，预先测量离开发光部距离L的位置上的透射光的强度，将测量的强度作为初期透射光强度。接着，在容器内收容了被检测浊度液体后，测量离开发光部距离L的位置上的散射光的强度以及离开发光部距离L的位置上的透射光的强度，通过{散射光强度/ (透射光强度/初期透射光强度)}=修正后散射光强度，能够求出修正后的散射光强度。由此，即使在容器的第一壁或第二壁脏污、或者液体带有颜色时，也能够根据透射光的强度修正散射光的强度。如上所述，根据本发明，可以提供能检测浊度的微小变化的浊度检测器。
图I是表示收容液体的容器的局部断面的局部断面图，以说明本发明的浊度检测器的原理。图2是表示收容液体的容器的局部断面的局部断面图，以说明本发明的浊度检测器的原理。图3是示意性表示收容液体的容器的断面的图，以说明本发明第一实施方式的浊度传感器的原理。图4是示意性表示收容液体的容器整体的立体图，以说明本发明第一实施方式的池度传感器的原理。图5是示意性表示收容液体的容器的断面的图，以说明本发明第二实施方式的浊度传感器的原理。图6是示意性表示收容液体的容器的断面的图，以说明本发明第三实施方式的浊度传感器的原理。图7是示意性表示收容液体的容器的断面的图，以说明本发明第四实施方式的浊度传感器的原理。图8是示意性表示收容液体的容器的断面的图，以说明本发明第五实施方式的浊度传感器的原理。
图9是示意性表示本发明第六实施方式的浊度传感器整体的立体图。图10是示意性表示本发明第七实施方式的浊度传感器整体的立体图。图11是表示收容被检测浊度液体的容器的断面的图，以说明以往的浊度检测器的原理的一例。图12是表示收容被检测浊度液体的容器的断面的图，以说明以往浊度检测器的另一例的原理，该浊度检测器检测在与入射光的光轴垂直方向上散射的散射光。图13是表示收容被检测浊度液体的容器的断面的图，以说明利用全反射的以往浊度检测器的原理。附图标记说明1、2、3、4、5、6、7 浊度传感器 110、210、310、410、510、610、710 容器111、211、311、411、511、611、711 第一壁112、212、312、412、512、612、712 第二壁413、513 第三壁121、221、321、421、521、621、721 发光部122、222、322、422、522、622、722 散射光受光部123、223、323、423、523、623、723 透射光受光部651、751 流入口652、752 流出口
具体实施例方式以下，根据
本发明的实施方式。(第一实施方式)图3表示了从上方观察浊度传感器I的容器110时的状态，该浊度传感器I作为本发明第一实施方式的浊度检测器。图4表示了从斜上方观察浊度传感器I的容器110时的状态。如图3和图4所示，浊度传感器I包括容器110、发光部121、作为受光部的散射光受光部122以及作为全反射光受光部的透射光受光部123。容器110具有第一壁111和第二壁112。在本实施方式中，容器110形成为长方体形状。容器110的内部收容有液体140。液体140中含有浑浊物质130。在本实施方式中，第一壁111和第二壁112例如都形成平板状。第一壁111的外壁面与内壁面基本平行，第二壁112的外壁面与内壁面基本平行。第一壁111的内壁面和第二壁112的内壁面之间呈角度D (0° SD <180° )。包含第一壁111和第二壁112的容器110的壁由透明材质、即能透过可见光的材质形成。形成第一壁111和第二壁112的材质例如可以使用丙烯树脂、聚碳酸酯、氯乙烯、玻璃、石英、聚乙烯树脂、烯烃类树脂等。发光部121朝向第一壁111沿箭头P所示方向照射光。发光部121照射的光为可视光区域的光。作为发光部121照射的光，优选波长短的光，例如蓝色的光。此外，优选发光部121照射的光为激光。发光部121配置在第一壁111的外侧，使发光部121照射的光以入射角A入射第一壁111。散射光受光部122配置在第二壁112的外侧。透射光受光部123配置在与第一壁Ill相对的壁的外侧。散射光受光部122和透射光受光部123接收光并向运算部(未图示)发送信号。从散射光受光部122和透射光受光部123接收到信号的运算部，根据散射光受光部122和透射光受光部123接收的光的强度，检测容器110内收容的液体140的浊度。设第一壁111和第二壁112对发光部121照射的光的折射率为m。此外，设液体140对发光部121照射的光的折射率为η。由发光部121照射的光从容器110的外部入射第一壁111的入射角Α、第一壁111的内壁面与第二壁112的内壁面所呈角度D、以及容器110内收容的液体140对发光部121照射的光的折射率η之间，下述(公式I)的关系成立。(公式I)msin jy + arcsin j—sin J[) — arcsini—sjii|x + arcsin> I按照如上构成的浊度传感器1，由发光部121照射的光以入射角A入射第一壁 111。入射第一壁111的光在第一壁111内折射，并且从第一壁111入射液体140内时也发生折射。这样入射液体140内的光在液体140中未照射到浑浊物质130时，原状直线前进并照射到第二壁112上。当由发光部121照射的光从容器110的外部入射第一壁111的入射角A、第一壁111的内壁面与第二壁112的内壁面所呈角度D、以及容器110内收容的液体140对发光部121照射的光的折射率η之间满足(公式I)的关系时，由发光部121照射后未被浑浊物质130散射的光，在第二壁112的内壁面或外壁面基本全反射。全反射的光沿箭头Q所示方向行进。被第二壁112全反射后沿箭头Q的方向行进的光，透过与第一壁111相对的壁，并被透射光受光部123接收。这样，透射光受光部123接收在液体140内未被浑浊物质130散射的光。另一方面，在液体140中，由发光部121照射的光有时会照射到浑浊物质130上。由发光部121照射到浑浊物质130上的光，被浑浊物质130以散射角Θ散射。以散射角Θ散射的散射光沿箭头R所示方向行进。基于散射角Θ的大�。丶稲所示方向行进的散射光未被第二壁112全反射而是透过第二壁112。透过第二壁112的散射光被散射光受光部122接收。这样，散射光受光部122接收在液体140内被浑浊物质130散射的光。如上所述，未被浑浊物质130散射的光由于被第二壁112全反射，所以不会被散射光受光部122接收。这样，散射光受光部122能够仅仅接收被浑浊物质130散射的光。此外，优选发光部121照射多个波长的光。例如，照射蓝色的光作为第一波长的光，照射红色的光作为第二波长的光。如上所述，即使在容器Iio的第一壁111或第二壁112脏污，或者液体140带有颜色的情况下，也能够根据透射光受光部123接收的透射光的强度，修正散射光受光部122接收的散射光的强度。作为照射多个波长的光，并根据透射光的强度修正散射光的强度的方法，例如有下述方法。首先，准备波长470nm的散射用光源和波长660nm的透射光用光源，并将散射用光源和散射光受光部122的距离设为与透射光用光源和透射光受光部123的距离相同。接着，测量初期的透射光的强度、当前的透射光的强度、散射光的强度。使用上述测量结果，通过{散射光强度/ (透射光强度/初期透射光强度)}=修正后散射光强度，求出修正后的散射光强度。此处，(透射光强度/初期透射光强度)是第一壁111和第二壁112脏污或液体带有颜色时透过强度降低后的透射率。通过用散射光强度除以该值，能够修正为透射率100%时的值。这样，在第一壁111和第二壁112脏污或液体带有颜色时能够修正散射光的强度。在上述实施方式中，例如由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成容器110的第一壁111和第二壁112。使用水作为容器110的内部收容的液体140。发光部121发出的光例如为钠光谱的D线(波长589. 3nm)。此时，液体140对发光部121发出的光的折射率η为I. 33，第一壁111和第二壁112对发光部121发出的光的折射率m为1.49。折射率m (= I. 49)的大小在折射率η (= I. 33)以上。发光部121配置为由发光部121照射的光例如以60°作为入射角A入射第一壁111。此外，容器110形成为第一壁111的内壁面和第二壁112的内壁面所呈角度D为90°。容器110配置在空气中，设空气对发光部121发出的光的折射率为I。此外，设第一壁111的外壁面和内壁面所呈角度X为0°，第二壁112的外壁面和内壁面所呈角度y为0°。 按照如上构成的浊度传感器I，由于(公式I)中X = 0°、y = 0°，所以(公式I)=nsin [D-arcsin {(sinA) /η}] = L 33 s in [90° -arcs in {(sin60° )/1. 33}] = I. 01
>I的关系成立。如上所述构成浊度传感器I时，由发光部121向第一壁111以入射角60°照射的光，以折射角35. 5°入射第一壁111。入射第一壁111的光透过第一壁111，并在液体140中直线前进。在液体140中未被浑浊物质130散射的光入射第二壁112。入射第二壁112的光从第二壁112向空气中以入射角42. 6°入射。此处，由于第二壁112对发光部121照射的光的折射率m为I. 49，所以全反射角为42. 16°。因此，在第二壁112内行进的光不会从第二壁112射出到空气中，而是基本在第二壁112的外壁面进行全反射。如上所述，第一实施方式的池度传感器I具有容器110、发光部121和散射光受光部122。容器110包括第一壁111和第二壁112，并收容液体140。发光部121从容器110的外部透过第一壁111向第二壁112照射光。散射光受光部122接收由发光部121照射后透过第二壁112的光。在本发明的浊度传感器I中，由发光部121照射的光从容器110的外部入射容器110的第一壁111的入射角A、第一壁111的内壁面与第二壁112的内壁面所呈角度D(0° < D < 180° )、容器110内收容的液体140对发光部121照射的光的折射率η、构成第一壁111和第二壁112的材质对发光部照射的光的折射率m、第一壁111的外壁面与内壁面所呈角度X (-90° <x<90° )、以及第二壁112的外壁面与内壁面所呈角度y (-90°<y<90° )之间，下述(公式I)的关系成立。(公式I)msin (y + aresin j—sin | ) — aiTsin I— sin + arcsin |——||>j| J > I发光部121从容器110的外部沿箭头P所示方向照射光时，照射的光以入射角A入射第一壁111内。透过第一壁111的光通过液体140后入射第二壁112。在容器110收容的液体140不含浑浊物质130的情况下，入射角A、第一壁111的内壁面与第二壁112的内壁面所呈角度D、容器110内收容的液体140对发光部121照射的光的折射率η、构成第一壁111和第二壁112的材质对发光部121照射的光的折射率m、第一壁111的外壁面与内壁面所呈角度X、以及第二壁112的外壁面与内壁面所呈角度I之间，(公式I)的关系成立时，入射第二壁112的光基本被第二壁112全反射。全反射的光沿箭头Q所示方向行进，不会透过第二壁112后向第二壁112的外部射出。所以，由发光部121照射的光不会被散射光受光部122接收。另一方面，当容器110收容的液体140含有浑浊物质130时，发光部121照射的光被浑浊物质130散射。散射的光从入射浑浊物质130的光的光轴以角度Θ的散射角，沿箭头R所示方向散射。基于角度Θ的大�。换胱俏镏�130散射的散射光未被第二壁112全反射而是透过第二壁112。透过第二壁112的散射光被散射光受光部122接收。发光部121照射的光之中、未被浑浊物质130散射的光，基本被第二壁112全反射后沿箭头Q所示方向行进，所 以不会被散射光受光部122接收。这样，即使散射角的角度Θ�。⑸涔獾那慷热酰⑸涔馐芄獠�122也能够以高灵敏度检测散射光。如上所述，提供的浊度传感器I能检测浊度小的液体140的浊度和浊度的微小变化。此外,在第一实施方式的池度传感器I中，第一壁111和第二壁112由对发光部121照射的光的折射率m在V 2以上的材质构成，第一壁111的内壁面与第二壁112的内壁面所呈角度D为90°，第一壁111的外壁面与内壁面所呈角度X为0°，第二壁112的外壁面与内壁面所呈角度y为0°，折射率m的大小在容器110内收容的液体140对发光部121照射的光的折射率η以上。由此，能够将发光部121照射的、未被浑浊物质130散射的光在第二壁112上基本全反射。此外，在第一实施方式的浊度传感器I中，优选由发光部121照射的光为蓝色的光。由此，能够提高散射光的强度。此外，在第一实施方式的浊度传感器I中，优选由发光部121照射的光为激光。由此，能够提高散射光的强度。此外，可以更准确检测浊度。此外，第一实施方式的浊度传感器I包括透射光受光部123，所述透射光受光部123接收由发光部121照射后被第二壁112全反射的光。这样，通过不仅接收散射光，还接收被第二壁112全反射的光，即使在容器110的第一壁111或第二壁112脏污或液体140带有颜色的情况下，也能够根据全反射光的强度来修正散射光的强度。此外，在第一实施方式的浊度传感器I中，优选发光部121照射第一波长的光和第二波长的光。在第一壁111和第二壁112脏污或液体140带有颜色时，需要将实际测量的散射光的强度修正为透射率100%时的散射光的强度。作为修正的方法，例如将第一波长的光和第二波长的光之中、波长相对短的光用于测量散射光的强度，并将波长相对长的光用于测量透射光的强度。首先，在将液体140收容在容器110内之前，预先测量离开发光部121距离L的位置上的透射光的强度，将测量的强度作为初期透射光强度。接着，在容器110内收容了液体140后，测量离开发光部121距离L的位置上的散射光的强度以及离开发光部121距离L的位置上的透射光的强度，通过{散射光强度/ (透射光强度/初期透射光强度)}=修正后散射光强度，能够求出修正后的散射光强度。由此，即使容器110的第一壁111或第二壁112脏污、或者液体140带有颜色的情况下，也能够根据透射光的强度修正散射光的强度。(第二实施方式)图5表示了从上方观察浊度传感器2的容器210时的状态，该浊度传感器2作为本发明第二实施方式的浊度检测器。如图5所示，浊度传感器2包括容器210、发光部221、作为受光部的散射光受光部222、以及作为全反射光受光部的透射光受光部223。容器210具有第一壁211和第二壁212。容器210的内部收容液体240。液体240中包含浑浊物质230。 按照第二实施方式的浊度传感器2，容器210的壁面的厚度并不固定。相对来讲，第一壁211厚度小,第二壁212厚度大。在本实施方式中，容器210构成为第一壁211的内壁面与第二壁212的内壁面所呈角度D为180°。此外，第一壁211的外壁面与内壁面所呈角度X为0°，第二壁212的外壁面与内壁面所呈角度y为90°。发光部221朝向第一壁211沿箭头P所示方向照射光。散射光受光部222配置在第二壁212的一个面的外侧，透射光受光部223配置在第二壁212中与第一壁211相对的面的外侧。在上述实施方式中，容器210的第一壁211和第二壁212例如由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成。使用水作为容器210的内部收容的液体240。发光部221发出的光例如为钠光谱的D线(波长589. 3nm)。此时，液体240对发光部221发出的光的折射率η为1.33，第一壁211和第二壁212对发光部221发出的光的折射率m为1.49。折射率m (=1.49)的大小在折射率n(= I. 33)以上。发光部221配置为由发光部221照射的光例如以60°作为入射角A入射第一壁211。此外，容器210形成为第一壁211的内壁面与第二壁212的内壁面所呈角度D为0°。容器210配置在空气中，设空气对发光部221发出的光的折射率为I。按照如上构成的浊度传感器2，在(公式I)中，由于m = I. 49、n = I. 33、D = 0°、A = 60°、x = 0°、y = 90° ,所以下述(公式2)的关系成立。(公式2)
权利要求
1.一种浊度检测器(1、2、3、4、5、6、7)，其特征在于包括 容器(110、210、310、410、510、610、710)，包含第一壁(111、211、311、411、511、611、711)和第二壁(112、212、312、412、512、612、712)并收容液体； 发光部(121、221、321、421、521、621、721)，从所述容器(110、210、310、410、510、610、710)的外部透过所述第一壁(111、211、311、411、511、611、711)向所述第二壁(112、212、312、412、512、612、712)照射光；以及 受光部(122、222、322、422、522、622、722)，接收由所述发光部(121、221、321、421、521、621、721)照射并透过所述第二壁(112、212、312、412、512、612、712)的光， 由所述发光部(121、221、321、421、521、621、721)照射的光从所述容器(110、210、310、410、510、610、710)的外部入射所述容器(110、210、310、410、510、610、710)的所述第一壁(111、211、311、411、511、611、711)的入射角 A、所述第一壁(111、211、311、411、511、611、711)的内壁面与所述第二壁(112、212、312、412、512、612、712)的内壁面所呈角度D、所述容器(110、210、310、410、510、610、710)内收容的液体对所述发光部(121、221、321、421、521、621、721)照射的光的折射率η、构成所述第一壁(111、211、311、411、511、611、711)和所述第二壁(112、212、312、412、512、612、712)的材质对所述发光部(121、221、321、421、521、621、721)照射的光的折射率m、所述第一壁(111、211、311、411、511、611、711)的外壁面与内壁面所呈角度X、以及所述第二壁(112、212、312、412、512、612、712)的外壁面与内壁面所呈角度y之间，满足下述(公式I)的关系
2.根据权利要求I所述的浊度检测器(1、4、5、6、7)，其特征在于， 所述第一壁(111、411、511、611、711)和所述第二壁(112、412、512、612、712)，由对所述发光部(121、421、521、621、721)照射的光的折射率m在V 2以上的材质构成， 第一壁(111、411、511、611、711)的内壁面与第二壁(112、412、512、612、712)的内壁面所呈角度D为90°， 所述第一壁(111、411、511、611、711)的外壁面与内壁面所呈角度1为0°、所述第二壁(112、412、512、612、712)的外壁面与内壁面所呈角度y为0°， 所述折射率m的大�。谒鋈萜�(110、410、510、610、710)内收容的液体对所述发光部(121、421、521、621、721)照射的光的折射率η以上。
3.根据权利要求I所述的浊度检测器(4、5)，其特征在于， 所述容器(410、510)包括第三壁(413、513)， 所述第三壁(413、513)配置为透过所述第一壁(411、511)的光被所述第三壁(413、513)的内壁面反射后，照射到所述第二壁(412、512)上。
4.根据权利要求I所述的浊度检测器(6、7)，其特征在于，所述容器(610、710)形成有流入口(651、751)和流出口(652、752)，所述流入口(651、751)使液体流入所述容器(610、710)内，所述流出口(652、752)使液体从所述容器(610、710)内流出。
5.根据权利要求I所述的浊度检测器(1、2、3、4、5、6、7)，其特征在于，由所述发光部(121、221、321、421、521、621、721)照射的光为蓝色的光。
6.根据权利要求I所述的浊度检测器(1、2、3、4、5、6、7)，其特征在于，由所述发光部(121、221、321、421、521、621、721)照射的光为激光。
7.根据权利要求I所述的浊度检测器(1、2、3、4、5、6、7)，其特征在于，还包括全反射光受光部(123、223、323、423、523、623、723)，用于接收由所述发光部(121、221、321、421、521、621、721)照射并被所述第二壁(112、212、312、412、512、612、712)全反射的光。
8.根据权利要求7所述的浊度检测器(1、2、3、4、5、6、7)，其特征在于，所述发光部(121、221、321、421、521、621、721)照射第一波长的光和第二波长的光。
全文摘要
本发明提供能检测低浊度和浊度微小变化的浊度检测器。浊度传感器(1)包括容器(110)；发光部(121)，从容器(110)的外部透过第一壁(111)向第二壁(112)照射光；散射光受光部(122)，接收由发光部(121)照射并透过第二壁(112)的光。发光部(121)照射的光入射第一壁(111)的入射角A、第一壁(111)的内壁面与第二壁(112)的内壁面所呈角度D、液体(140)对发光部(121)照射的光的折射率n、构成第一壁(111)和第二壁(112)的材质的折射率m、第一壁(111)的内外壁面所呈角度x、第二壁(112)的内外壁面所呈角度y之间，满足(公式1)的关系。
文档编号G01N15/06GK102869981SQ20118002186
公开日2013年1月9日 申请日期2011年4月19日 优先权日2010年5月6日
发明者小柳智裕 申请人:夏普株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
