JP4537568B2

JP4537568B2 - Leak sensor

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Publication number: JP4537568B2
Application number: JP2000374636A
Authority: JP
Inventors: 悦郎竹之下; 勝治若林
Original assignee: 株式会社ティアンドティ
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2020-12-08
Also published as: JP2002181695A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は漏液センサー、特に漏液検知領域に漏液が発生したか否かを光学的に検知する漏液センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場施設、その他の諸施設において、漏液は災害の原因となり、或いは施設自体を破損する場合もあるので、漏液の発生を早期に検知する必要がある。
このために、従来より、漏液発生の有無を検知可能な光学的センサーが種々提案されており、例えば漏液センサーとして薄紙等のフィルタを用いたものが提案されている（例えば特開平６−１６０２２９号公報等）。
【０００３】
この漏液センサーは、フィルタに光を照射し、該フィルタに液がしみ込んだ場合の透過光、あるいは反射光の光量変化を検知することにより、漏液発生の有無を知るものである。
しかしながら、前記フィルタを用いた漏液センサーでは、粘度の高い液体を対象とするときは、該液体がフィルタに浸透しにくく、光量変化を的確にとらえ難いので、漏液を検知するのが非常に困難である。
【０００４】
また、リセットごとにフィルタを交換する必要があるので、危険度の高い液体を対象にするときは、フィルタの交換時に取扱者が余程注意しないと思わぬ災害に遭遇する等の不具合があり、漏液センサーとして実用に適さないものであった。
そこで、前記フィルタに代えて、透明な材質で構成される透光部を用いた漏液センサーが提案されている。
【０００５】
この漏液センサーは、ケーシングを透明な材料で構成し、その底部等を透光板とし、その透光板の下面に一体的に断面が逆二等辺三角形の三角柱状の凸部からなる多列凸部または単列凸部を形成したものであり、その凸部と該凸部の外周空間との境界面である凸部の傾斜面に空気が接触している場合の臨界角以上の入射角θで、透光板側から凸部の傾斜面へ探査光を入射させると、境界面に空気が接触している非漏液状態では探査光は凸部の傾斜面で全反射される。
【０００６】
他方、漏液の屈折率は空気の屈折率より大であるから、境界面に漏液が接触している場合の臨界角は、境界面に空気が接触している場合の臨界角より大であり、探査光を上記の入射角θで入射しても全反射せず、探査光の一部が境界面から漏液中へ透過し、境界面での反射光の光量は、全反射する場合の反射光の光量と比較して低下する。すなわち漏液状態では、非漏液状態と比較して、反射光の光量が低下することに基づいて漏液の有無を検知している。このような漏液センサーを用いることによって、フィルタを用いた漏液センサーの問題点を解決することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記透光板を用いた漏液センサーにあっても、使用環境によっては、漏液検知が正確に行えない場合があり、その原因の特定も未だなされていなかった。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は漏液の検知が正確に行なえる漏液センサーを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、まず前記問題点の原因について鋭意検討を行った結果、ケーシングの底面に透明な平板状の透光板を用いたのでは、漏液が発生していないとき、漏液検知領域上に存在する光が透光板を下方から容易に透過して検知用の反射光に混合してしまうという問題がある。
【０００９】
つまり、従来のように透光板を用いたのでは、漏液が発生していないときに、漏液検知領域の明暗、色彩等の影響を受け易く、しかも、この漏液検知領域の明暗、色彩等は使用環境によって異なるので、漏液が発生していないときの全反射光の光量が一定しない場合がある。このため、透光板の下面に漏液が接触していないときの全反射光の光量を基準に、漏液が接触しているときの反射光の光量低下を正確に把握できないので、漏液の発生を正確に判断できないためであるとの考えに至った。
【００１０】
そして、本発明者は、透光板の下面に断面が逆二等辺三角形である三角柱状の凸部の複数が相互に隣接した多列凸部を設けて透光板を半透明にすることにより、漏液が発生していないときに、漏液検知領域上の光が下方から透光板を容易に透過して漏液センサー内に浸入するのを防ぐことができ、漏液検知領域の明暗、色彩等の悪影響を低減することができるので、漏液が発生していないときに探査光を特定凸部の傾斜面に入射して得られる全反射光、すなわち検知の基準となる全反射光の光量を一定に保つことができること、そして、漏液が多列凸部に接触すると、特定凸部の傾斜面に入射される探査光の一部が傾斜面から漏液中へ透過するので、傾斜面での反射光の光量は低下し、上記全反射光の光量と比較して、その低下度を正確に把握でき、漏液の検知が正確に行なえること、更には漏液の検知精度を高めるには、入射側光ファイバによって導かれる探査光と反射側光ファイバによって導かれる反射光との中心軸を一致させることの重要性を見出して、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、前記目的を達成するために本発明にかかる漏液センサーは、漏液検知領域に対向して上方に配置された透明な材料からなるケーシングの底面に設けられた透光板と漏液検知領域上の空間との境界面へ向けて、漏液検知用の探査光が透光板側から、境界面に空気が接触している場合の臨界角以上の入射角で投光されると、境界面に空気が接触している非漏液状態では探査光は境界面で全反射されるに対し、境界面に漏液が接触している漏液状態では探査光の一部が境界面から漏液中へ透過し、境界面での反射光の光量が非漏液状態における全反射の場合の光量より低下することに基づいて漏液の有無を検知する漏液センサーであって、
透光板の下面に一体的に、断面が９０度より大きい頂角を有する逆二等辺三角形であり、断面で二等辺として示される二面の傾斜面を境界面とする三角柱状の凸部の複数が相互に隣接した多列凸部が形成されており、
探査光が入射側光ファイバから多列凸部の中の特定凸部の一方の傾斜面へ上記の臨界角以上の入射角で投光されて水平方向の反射光とされ、該水平方向の反射光が上記入射角と同じ入射角で他方の傾斜面へ入射されて反射され、その反射光が反射側光ファイバに集光されており、
かつ、特定凸部の直上となるケーシングの底部の凹所に着脱自在に固定された保持部材によって、入射側光ファイバの端部の投光部が特定凸部の一方の前記傾斜面へ向けて所定の傾斜角度に保持され、反射側光ファイバの端部の集光部が特定凸部の他方の傾斜面へ向けて所定の傾斜角度に保持されていることを特徴とする。
【００１２】
なお本発明においては、後述の図３、図４において具体的に示すが、入射側光ファイバにおける探査光の光軸と反射側光ファイバにおける反射光の光軸とを一致させるように、特定凸部の一方の傾斜面に対して入射側光ファイバの投光部を所定の傾斜角度に保持し、他方の傾斜面に対して出射側光ファイバの集光部を所定の傾斜角度に保持することを要する。
また、請求項１に記載の漏液センサーにおいて、多列凸部に換えて、逆二等辺三角形の面積を大とした三角柱状の凸部の単独からなる単列凸部が形成されたものであることも好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
＜第一実施形態＞
以下、図面に基づき本発明の好適な実施形態について説明する。図１には本発明の第一実施形態にかかる漏液センサーの接続例を示す外観図が示されている。本実施形態にかかる漏液センサー１０は、光学系１２が収容されるケーシング１４と、電気系１６が収容されるアンプ１８を含む。
【００１４】
ここで、前記ケーシング１４は、例えばガラスや合成樹脂等の耐熱性に優れ、透明な材料で構成されており、図１に示すように、脚部１９及び取付金具２０により漏液検知領域２２の上方に配置されている。そして、このケーシング１４は、図２に示すように、その下面の略中心部に該ケーシング１４と同様の材質で構成された透光板２４を備え、該透光板２４が、前記脚部１９及び取付金具２０により漏液検知領域２２の面に対し平行に、かつ所定の間隙をあけて配置されている。
【００１５】
また、前記アンプ１８は、検知領域２２より離れた場所に配置され、例えば発光回路、受光回路、信号処理回路等の電気回路、電気素子（図示省略）等の電気系１６を収容している。
そして、このケーシング１４とアンプ１８間は、例えば石英、合成石英等の耐熱性に優れた材質で構成された光ファイバ２６により接続されている。
【００１６】
図１に示す光ファイバ２６は、入射側光ファイバ２８と反射側光ファイバ３０とから構成され、図２に示すように、これらの一端部である投光部２８ｂと集光部３０ｂがケーシング１４の透光板２４の直上方で所定の傾斜角度に保持されており、図１に示すように、それらの他端部２８ａ、３０ａが、アンプ１６の入力側コネクタ３２、出力側コネクタ３４に、それぞれ抜き差し自在に接続されている。このように本実施形態では、漏液検知領域２２上に設置されるケーシング１４内には電気系１６を収容せず、該検知領域２２より離れた場所に置かれているアンプ１６内に収容しており、漏液領域２２に置かれているケーシング１４内の後述する光学系１２との間で、漏液の検知に用いる探査光の入射、反射を、光ファイバ２６を介して行なっている。
【００１７】
この結果、例えば防爆エリアにケーシング１４を配置しても、電気系１６の漏電事故を確実に防ぐことができる。また、漏液領域２２の雰囲気中に生じた引火性のガスが何らかの原因により、電気系１６等より発生した火花により災害が惹起する可能性を完全に払拭することができる。また、ケーシング１４内に熱に弱い電気系１６を収容しないので、電気系１６が漏液の熱により損傷したり、引火等するのを確実に防ぐことができる。
【００１８】
また、ケーシング１４に接続されている光ファイバ２６の他端部２８ａ，３０ａをアンプより取外し自在に構成しているので、例えばケーシング１４や該ケーシング１４内に収容されている光学系１２に破損、故障等を生じ、交換の必要性を生じても、例えばアンプ１６に異常がなければ、光ファイバ２６、ケーシング１４の交換だけでアンプ１６はそのまま利用することが可能となる。したがって、例えばこれらの接続が固定され、アンプ等の正常な部品までも交換した場合に比較し、コストが極めて安価になる。
【００１９】
しかも、ケーシング１４とアンプ１６間の接続に、光ファイバ２６を用いることにより、ケーシング１４とアンプ１６間で漏液の検知に用いられる探査光の送受信がその導光中にロスすることなく、効率的に行なえる。また、光ファイバ２６を用いることにより、ケーシング１４とアンプ１８との間の光路を自由に曲げられるので、ケーシング１４、アンプ１８の設置の自由度が向上される。
図２には本実施形態にかかる漏液センサーの内部構造を示す一部切欠図が示されている。
【００２０】
本実施形態にかかる漏液センサー１０は、ケーシング１４が、例えば函状、或いは筒状等に形成され、本体３６と、蓋体３８を含む。
この本体３６の上方には開口４０が設けられ、該開口４０には蓋体３８が嵌合されている。また、この本体３６の内周壁には係止突部４２が設けられ、また蓋体３８の外周壁には係止突部４４が設けられ、ケーシング本体３６の係止突部４２に蓋体３８の係止突部４４が係止される。
【００２１】
この蓋体３８には溝４６が設けられ、該溝４６には弾性体よりなるＯリング４８が設けられ、ケーシング本体３６と蓋体３８との間を水密に保っている。また、この蓋体３８は、その基部の略中心部に接続線引出部５０が突出して設けられており、該接続線引出部５０には光ファイバ２６を挿通するための開口５２が設けられている。この接続線引出部５０には、その上方よりキャップ５４が螺合されている。
【００２２】
ここで、接続線引出部５０の外周壁にはテーパ部５０ａが設けられ、またキャップ５４には、引出部５０に取付られた状態で、その引出線引出部５０のテーパ部５０ａを中心軸方向に押圧可能な内周壁５４ａが設けられている。これにより蓋体３８の接続線引出部５０に設けられた開口５２と光ファイバ２６の間に生じる間隙を排除し、蓋体３８とキャップ５４との間を水密に保っている。
【００２３】
このように本実施形態にかかる漏液センサー１０は、底面に透光板２４を形成したケーシング１４内に収容するものを、入射側光ファイバの投光部２８ｂ、反射側光ファイバの集光部３０ｂ等の光学系１２のみとしているので、電気系１６までを収容したものに比較し、ケーシング１４の小型化、構成の簡略化が可能となるので、漏液の浸食対象となり易い部分を少なくすることができる。これにより、強度を確保するため、あるいは漏液の熱が内部に伝わるのを低減ないし遅滞させるため、ケーシング１４を形成する側壁に比較的厚みを与えても、透光板２４の厚みを考慮しさえすれば、漏液の検知を阻害する要因とはなり難い利点がある。
【００２４】
したがって、本実施形態では、ケーシング１４内に漏液が浸入するのを大幅に低減し、且つ漏液により正常な動作に支障を来たすおそれのある電気系１６を、漏液検知領域２２に配置されるケーシング１４内に収容しないこととしたので、本実施形態にかかる漏液センサー１０を正常に動作させることが可能となる。すなわち、発光回路５６からの探査光５８は、入射側光ファイバ２８の上端部２８ａに入射され、入射側光ファイバ２８により導光され、後述の図４に示すように、その下端の投光部２８ｂから透光板２４の下面に形成された多列凸部７０の中の特定凸部７０ｓと漏液検知領域２２上の空間との境界面である特定凸部７０ｓの一方の傾斜面７２へ投光されて反射光５９となる。その反射光５９は他方の傾斜面７４へ入射し反射されて反射光６０となる。そして、その反射光６０は反射側光ファイバ３０の下端の集光部３０ｂにより集光され、反射側光ファイバ３０で導光されて、その上端部３０ａを経由し受光回路６２によって受光される。
【００２５】
一般に、漏液の屈折率は空気の屈折率より大であり、特定凸部７０ｓの傾斜面７２に漏液が接触している場合に、傾斜面７２に空気が接触している場合の臨界角以上の入射角で探査光５８を傾斜面７２に入射させても、探査光５８の一部は傾斜面７２から漏液中へ透過する。従って、傾斜面７２での反射光５９の光量は透過分だけ低下する。このことは前記反射光５９が特定凸部７０ｓの他の傾斜面７４へ入射する場合も同様である。前記受光回路６２は反射側光ファイバ３０により導光されてきた傾斜面７４からの反射光６０を光電変換する。
【００２６】
前記信号処理回路６４は受光回路６２に到達する反射光６０の光量を検知しており、漏液が発生していないときの反射光量を基準に、所定の許容範囲を超える光量低下が確認される場合には、漏液が発生していると判断する。他方、光量低下が所定の許容範囲内にある場合には、漏液は発生していないと判断する。そして後述の図３、図４に示すように、特定凸部７０ｓの一方の傾斜面７２に対して探査光５８を投光する入射側光ファイバ２８の投光部２８ｂの傾斜角度を適切に設定し、反射光６０が反射されてくる他方の傾斜面７４に対する反射側ファイバの集光部３０ｂの傾斜角度を適切に設定することは非常に重要であるが、光ファイバ２６を交換するごとに、これらの傾斜角度を設定していたのでは非常に面倒である。
【００２７】
そこで、本実施形態では、ケーシング本体３６内の底部に、透光板２４と対向させて凹部６６を設けている。そして凹部６６内に保持部材６８を設置した状態で、図３、図４に示すように、特定凸部７０ｓの一方の傾斜面７２に対する入射側光ファイバ２８の投光部２８ｂの傾斜角度、及び他方の傾斜面７４に対する反射側光ファイバ３０の集光部３０ｂの傾斜角度がそれぞれ所定の角度となるように、投光部２８ｂ及び集光部３０ｂを保持部材６８に保持させている。このように本実施形態では、入射側光ファイバ２８の投光部２８ｂおよび反射側光ファイバ３０の集光部３０ｂを保持している保持部材６８を凹部６６に設置するのみで、投光部２８ｂ及び集光部３０ｂが、それぞれ特定凸部７０ｓの両傾斜面７２、７４に対し所定の傾斜角度を為すように工夫されている。
【００２８】
したがって、特定凸部７０ｓの一方の傾斜面７２に対する入射側光ファイバ２８の投光部２８ｂの傾斜角度の設定、および他方の傾斜面７４に対する反射側光ファイバ３０の集光部３０ｂの傾斜角度の設定が、所定の角度で自動的に行なえるので、光ファイバ２８、３０の交換作業が容易となる。また、この保持部材６８を耐熱性に優れた材料で構成することにより、ケーシング１４内に漏液が進入した場合であっても、漏液検知の際に重要な光ファイバ２８、３０を漏液より十分に保護し、漏液検知が正常に行えるようにしている。
【００２９】
ところで、透光板２４を透明な平板状にすると、漏液が発生していないとき、漏液検知領域１２の明暗、色彩等の影響を受け易くなる。これにより漏液判定の基準とする漏液が発生していないときの全反射光の光量が一定せず、漏液が発生したときの反射光の光量低下度を正確に知ることができないので、漏液の検知が正確に行なえない場合がある。このため、本実施形態では、透光板２４の下面に一体的に多列凸部７０を形成して、図３、図４に示すように、多列凸部７０の中の特定凸部７０ｓを使用し、その一方の傾斜面７２に対して入射側光ファイバ２８の投光部２８ｂを、また、他方の傾斜面７４に対して反射側光ファイバ３０の集光部３０ｂを、所定の傾斜角度で配置している。
【００３０】
なお、図３は多列凸部７０、および多列凸部７０の中の特定凸部７０ｓの一方の傾斜面７２に対し所定の傾斜角度で配置された入射側光ファイバの投光部２８ｂ、および他方の傾斜面７４に対し所定の傾斜角度で配置された反射側光ファイバの集光部３０ｂを上方より見た拡大平面図、図４は、特定凸部７０ｓの傾斜面７２、７４に対して所定の傾斜角度で配置された投光部２８ｂおよび集光部３０ｂを側方より見た更なる拡大側面図である。すなわち、本実施形態では、透光板２４の下面に、断面が１２０° の頂角θ６を有する逆二等辺三角形で示される三角柱状の凸部の複数が相互に隣接した多列凸部７０を形成している。
【００３１】
また、本実施形態では、多列凸部７０の中の特定凸部７０sの傾斜面７２、７４に空気が接触している場合の臨界角以上の入射角で、投光部２８ｂから探査光５８を一方の傾斜面７２へ投光して水平方向に反射させ、その反射光５９が他方の傾斜面７４へ入射して反射した反射光６０が集光部３０ｂで集光されるように、特定凸部７０ｓの傾斜面７２に対する入射側光ファイバの投光部２８ｂの傾斜角度を、そして傾斜面７４に対する反射側光ファイバの集光部３０ｂの傾斜角度を、図３に示す角度θ１、θ３が３０°となるように、また図４に示す角度θ４、θ５が６０°となるように配置している。そして、投光部２８ｂからの探査光５８は、特定凸部７０ｓの一方の傾斜面７２に臨界角以上の入射角θ４、例えば角度６０°で入射され、該傾斜面７２を同じ角度の反射角６０°で水平方向に反射される。この反射光５９は、他方の傾斜面７４に前記入射角θ４と同じ角度の入射角θ５で入射され、該傾斜面７４で同じ角度の反射角θ５で反射され、この反射光６０が集光部３０ｂで集光されるようにしている。
【００３２】
この結果、図４（Ａ）に示すように、漏液が発生しておらず、特定凸部７０ｓの傾斜面７２、７４に空気が接触しているときには、傾斜面７２に空気が接触している場合の臨界角以上の入射角θ４で、探査光５８が一方の傾斜面７２へ入射されると、探査光５８は傾斜面７２で全反射される。この反射光５９は、他方の傾斜面７４へ入射角θ４と同じ角度の入射角θ５で入射されて同傾斜面７４でも全反射され、この反射光６０が集光部３０ｂで集光される。
【００３３】
このように、透光板２４の下面の特定凸部７０ｓへの入射と反射によっても探査光５８の伝播光量（受光部３０ｂでの受光量）は実質的に変化しないので、そのことに拠って漏液は発生していないと判断する。また、透光板２４の下面に設けられた多列凸部７０によって、漏液が発生していないときの透光板２４を半透明にして、漏液検知領域２２の明暗、色彩等の影響を大幅に低減させているので、漏液が発生しておらず探査光５８が全反射する場合の反射光６０の光量がより一定となる。
【００３４】
他方、特定凸部７０ｓの材料が変わらず、その屈折率は変わらないとして、漏液の屈折率は空気の屈折率よりも大きいのが一般であるから、特定凸部７０ｓの傾斜面７２、７４に漏液が接触している場合に探査光５８が全反射される臨界角は、傾斜面７２、７４に空気が接触している場合に探査光５８が全反射される臨界角より大である。従って図４（Ｂ）に示すように、特定凸部７０ｓの傾斜面７２、７４に漏液７６が接触している場合に、探査光５８が上記の入射角θ４で入射されると、探査光５８の一部が傾斜面７２、７４のそれぞれから漏液７６中へ透過するので、傾斜面７２、７４における反射光量はそれぞれ低下する。すなわち、特定凸部７０ｓの一方の傾斜面７２に探査光５８を入射角θ４で入射させると、その一部が一方の傾斜面７２から漏液７６中へ透過光７８として透過し、残る光量の低下した反射光５９が他方の傾斜面７４へ入射角θ５で入射され、該反射光５９はその一部が他方の傾斜面７４から漏液７６中へ透過光７９として透過するので、さらに光量の低下した反射光６０が集光部３０ｂで集光される。
【００３５】
したがって、透光板２４の下面の特定凸部７０ｓへの入射と反射により探査光５８の伝播光量は、漏液が発生していないときに比べて減少するので、その減少量が許容範囲を越えた場合には、漏液が発生していると判断する。そして本実施形態では、透光板２４の下面に多列凸部７０を設けて透光板２４を半透明にすることにしたので、平板状の透光板２４のみを用いた場合に比較し、漏液が発生していないときの漏液検知領域２２の明暗、色彩等の影響を大幅に低減することができ、漏液検知の基準に用いる漏液が発生していないときの全反射光の光量をより一定にしている。
【００３６】
以上のように本実施形態にかかる漏液センサー１０では、透光板２４の下面の特定凸部７０ｓと検知領域２２上の空間との境界面である特定凸部７０ｓの傾斜面７２、７４に空気が接触している場合の臨界角以上の入射角で、探査光５８が特定凸部７０ｓの一方の傾斜面７２へ入射されて水平な方向の反射光５９となり、その反射光５９が他方の傾斜面７４に入射され反射されて反射光６０となっており、漏液が発生しておらず傾斜面７２、７４に空気が接触している場合には探査光５８は傾斜面７２で全反射され、その反射光５９は傾斜面７４でも全反射されるが、傾斜面７２、７４に漏液が接触している場合には探査光５８の一部が傾斜面７２から漏液７６中へ透過して反射光５９の光量が低下し、そして光量の低下している反射光５９はその一部が傾斜面７４から漏液７６中へ透過し、残る反射光６０の光量はさらに低下するように、透光板２４の下面に断面が逆二等辺三角形状であり、その頂角θ６が例えば１２０°である三角柱状の凸部を多列に設けた多列凸部７０を検知領域２２に対向させ、多列凸部７０の中の特定凸部７０ｓの一方の傾斜面７２に対して入射側光ファイバ２８の投光部２８ｂを所定の傾斜角度で配置し、他方の傾斜面７４に対して反射側光ファイバ３０の集光部３０ｂを所定の傾斜角度で配置している。
【００３７】
この結果、本実施形態では、透光板２４の下面に設けた多列凸部７０により、平板状の投光板２４のみを用いた場合に比較し、漏液が発生していないときの漏液検知領域２２の明暗、色彩等の影響を大幅に低減し、漏液検知の基準に用いる漏液が発生していないときの全反射光の光量をより一定にしているので、漏液の検知がより正確に行なえる。本発明の漏液センサーは、前記構成に限られるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【００３８】
＜第二実施形態＞
第一実施形態では、透光板２４の下面に多列凸部７０を設け、その中の特定凸部７０ｓによって漏液の有無を検知する漏液センサ１０の例について説明したが、更なる検知スピードを得るためには、以下に示す第二実施形態の漏液検知センサーを用いることが、より好ましい。なお第二実施形態の構成要素の中で第一実施形態のものと対応する構成要素には符号１００を加えて示し、それらの説明は省略する。本実施形態にかかる漏液センサー１１０は、図５に示すように、透光板１２４の下面に、断面積が特定凸部７０ｓより大きい逆二等辺三角形であり、その頂角θ６が例えば１２０°である一本の三角柱のみからなる凸部、すなわち単列凸部１７０を刻設したものである。
【００３９】
この単列凸部１７０は、脚部１１９により漏液検知領域１２２に対し平行な状態で一定の間隙をあけて配置されている。また、本実施形態では、単列凸部１７０は、図６、図７に示すように、単列凸部１７０の一方の傾斜面１７２に対して入射側光ファイバ１２８の投光部１２８ｂが所定の傾斜角度で配置されており、他方の傾斜面１７４に対して反射側光ファイバ１３０の集光部１３０ｂが所定の傾斜角度で配置されている。
【００４０】
なお、図６は単列凸部１７０と、単列凸部１７０の一方の傾斜面１７２に対し所定の傾斜角度に配置された入射側光ファイバの投光部１２８ｂと、他方の傾斜面１７４に対し所定の傾斜角度に配置された反射側光ファイバの集光部１３０ｂとを上方より見た平面図であり、図７は単列凸部１７０の傾斜面１７２、１７４に対し、それぞれ所定の傾斜角度に配置された投光部１２８ｂおよび集光部１３０ｂを側方より見た図６に対応する拡大側面図である。本実施形態では、図６、図７に示すように、単列凸部１７０と漏液検知領域１２２上の空間との境界面である単列凸部１７０の傾斜面１７２に対して探査光１５８を、傾斜面１７２に空気が接触している場合の臨界角以上の入射角θ４で投光して、同じく境界面である他方の傾斜面１７４から反射光１６０が得られるように、単列凸部１７０の傾斜面１７２に対する入射側光ファイバの投光部１２８ｂの傾斜角度、および傾斜面１７４に対する反射側光ファイバの集光部１３０ｂの傾斜角度を、図６に示す角度θ１、θ３が例ば３０°となるように、また、図７示す角度θ４、θ５が例えば６０°となるように配置されている。
【００４１】
この結果、図７（Ａ）に示すように、単列凸部１７０の傾斜面１７２、１７４に漏液が接触していないとき、単列凸部１７０の一方の傾斜面１７２に対し投光部１２８ｂから臨界角以上の入射角θ４で投光された探査光１５８は傾斜面１７２で全反射されて反射光１５９となる。この反射光１５９は他方の傾斜面１７４へ上記入射角θ４と同じ角度の入射角θ５で入射され、同傾斜面１７４で全反射されて反射光１６０となり、この反射光１６０が集光部１３０ｂで集光される。
【００４２】
したがって、単列凸部１７０への入射と反射によっても探査光１５８の光量は実質的に低下しないので、そのことに基づいて漏液は発生していないと判断する。
【００４３】
他方、図７（Ｂ）に示すように、単列凸部１７０の傾斜面１７２、１７４に漏液１７６が接触している場合、漏液の屈折率は空気の屈折率より大であるから、その場合の臨界角は空気が接触している場合の臨界角よりも大であり、探査光１５８を単列凸部１７０の傾斜面１７２、１７４に空気が接触している場合の臨界角以上の角度である入射角θ４で、傾斜面１７２へ入射させても、探査光１５８の一部は傾斜面１７２から漏液１７６中へ透過光１７８として透過するので、傾斜面１７２での反射光１５９の光量は低下する。その光量が低下している反射光１５９は上記入射角θ４と同じ角度の入射角θ５で他方の傾斜面１７４へ入射するが、傾斜面１７４からも該反射光１５９の一部が漏液１７６中へ透過光１７９として透過するので、傾斜面１７４での反射光１６０の光量は更に低下する。このように光量が更に低下した反射光１６０が集光部１３０ｂで集光される。
【００４４】
このように、漏液１７６が発生しているときには、単列凸部１７０への入射と反射により、集光部１３０ｂで集光される探査光１５８の伝播光量は、漏液１７６が発生していないときに比べて低下するので、その低下量が許容範囲を越える場合は漏液が発生していると判断する。このように本実施形態では、第一実施形態と同様、漏液検知が正確に行えることに加えて、次に説明するように、漏液が発生してからその検知に至るまでの時間を大幅に短縮することができる。
【００４５】
すなわち、第一実施形態のように、透光板２４の下面に多列凸部７０を設ける場合は、図８（Ａ）に示すように、多列凸部７０に漏液７６を接触させるために、ケーシング１４の下端周縁部１４ａの漏液検知領域１２からの高さをｈ１に設定する必要がある。しかしながら、この場合、ケーシング１４の下端周縁部１４ａが漏液７６の浸入を妨げ、漏液７６が多列凸部７０の略中心部分まで入り難い場合がある。特に漏液７６の粘度が高いと、この問題はより深刻であり、検知スピードの低下を招く。
【００４６】
これに対し、本実施形態では、単列凸部１７０を設けたことにより、図８（Ｂ）に示すように、ケーシング１１４の下端周縁部１１４ａの漏液検知領域１１２からの高さを、図８（Ａ）の高さｈ１より大の高さｈ２に設定することができるので、ケーシング１１４の下端周縁部１１４ａの漏液検知領域１１２からの高さを大きく確保できる。これにより、図８（Ａ）のような、ケーシングの下端周縁部１４ａによる漏液７６の滞りが解消され、図８（Ｂ）のように、漏液１７６は単列凸部１７０の両傾斜面へスムースに接触することができ、検知スピードの向上を図ることが可能となる。
【００４７】
なお、第一実施形態では、特定凸部７０ｓの頂角θ６が１２０°に形成されたものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内であれば、頂角θ６の角度の変更が可能である。例えば、特定凸部７０ｓとその外周空間との境界面である傾斜面７２、７４に空気が接触している場合の臨界角以上の入射角で、探査光５８が傾斜面７２へ入射され、傾斜面７２に漏液７６が接触していないときには探査光５８は傾斜面７２で全反射されるが、傾斜面７２に漏液７６が接触していると探査光５８の一部が傾斜面７２から漏液７６中へ透過し、傾斜面７２での反射光５９の光量が低下することによって漏液検知を行い得るのであれば、特定凸部７０ｓの頂角θ６はそれ以外の９０°より大きい角度に設定可能である。このことは第二実施形態の単列定凸部１７０についても同様である。
【００４８】
また、第一実施形態では、特定凸部７０ｓの傾斜面７２、７４に対する入射側光ファイバの投光部２８ｂ、および反射側光ファイバの集光部３０ｂの図３に示される角度θ１、θ３を３０度とするように、投光部２８ｂおよび集光部３０ｂを傾斜させて配置した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内であれば、図３に示される投光部２８ｂおよび集光部３０ｂの角度θ１、θ３をそれ以外の角度に設定可能である。このことは第二実施形態の単列凸部１７０についても同様である。
【００４９】
また、第一実施形態では、特定凸部７０ｓの傾斜面７２、７４に対する入射側光ファイバの投光部２８ｂ、および反射側光ファイバの集光部３０ｂの図４に示される角度θ４、θ５を６０°とするように、投光部２８ｂおよび集光部３０ｂを傾斜させて配置した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内であれば、図４に示される投光部２８ｂおよび集光部３０ｂの角度θ４，θ５をそれ以外の角度に設定可能である。このことは第二実施形態の単列定凸部１７０についても同様である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかる漏液センサーによれば、漏液検知領域に対向させて透光板の下面に多列凸部または単列凸部を設け、多列凸部のなかの特定凸部または単列凸部と外周空間との境界面である凸部の傾斜面に空気が接触している場合の臨界角以上の入射角で、探査光を特定凸部または単列凸部の傾斜面へ入射させると、傾斜面に漏液が接触していないとき探査光は傾斜面で全反射されるが、傾斜面に漏液が接触しているとき探査光の一部が傾斜面から漏液中へ透過するので、傾斜面での反射光の光量が全反射の場合の光量よりも低下することによって漏液の有無の検知を行い得るようにすると共に、入射側光ファイバの投光部と反射側光ファイバの集光部とを保持部材によって保持することにより、特定凸部または単列凸部の両傾斜面に対し所定の傾斜角度に保持させることにしたので、漏液の検知をより迅速、かつ正確に行うことができ、更には光ファイバを極めて容易に交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる漏液センサーの外観図である。
【図２】図１に示した漏液センサーの内部を示す部分破断側面図である。
【図３】図１に示した漏液センサーの多列凸部の中の特定凸部の傾斜面に対する入射側光
ファイバの投光部と反射側光ファイバの集光部の配置、それらの間における探査
光および反射光の光路を示す平面図である。
【図４】図３に対応する拡大側面図であり、図４（Ａ）は非漏液状態の場合、図４（Ｂ）
は漏液状態の場合を示す。
【図５】本発明の第二実施形態にかかる漏液センサーの内部を示す部分破断側面図であ
る。
【図６】図５に示した漏液センサーの単列凸部の傾斜面に対する入射側光ファイバの投光
部と反射側光ファイバの集光部の配置、それらの間における探査光および反射光
の光路を示す拡大平面図である。
【図７】図６に対応する側面図であり、図７（Ａ）は非漏液状態の場合、図７（Ｂ）
は漏液状態の場合を示す。
【図８】第一実施形態の多列凸部および第二実施形態の単列凸部に対する漏液の接触性の
良否を概念的に示す図であり、図８（Ａ）は多列凸部の場合、図８（Ｂ）は単列
凸部の場合を示す。
【符号の説明】
１０、１１０漏液センサー、
１４、１１４ケーシング、
２２、１２２漏液検知領域、
２４、１２４透光板、
２８、１２８入射側光ファイバ、
２８ｂ、１２８ｂ投光部、
３０、１３０反射側光ファイバ、
３０ｂ、１３０ｂ集光部、
５８、１５８探査光、
５９、１５９一方の傾斜面での反射光、
６０、１６０他方の傾斜面での反射光、
６８、１６８保持部材、
７０、７０ｓ凸部；特定凸部、
１７０単列凸部、
７６、１７６漏液、
７８、１７８一方の傾斜面からの透過光、
７９、１７９他方の傾斜面からの透過光、
７６、１７６漏液、
７８、１７８一方の傾斜面からの透過光、
７９、１７９他方の傾斜面からの透過光、[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a leak sensor, and more particularly to a leak sensor that optically detects whether or not a leak has occurred in a leak detection area.
[0002]
[Prior art]
In factory facilities and other various facilities, leakage may cause a disaster or damage the facility itself, so it is necessary to detect the occurrence of leakage at an early stage.
For this reason, various optical sensors that can detect whether or not leakage has occurred have been proposed. For example, a sensor that uses a filter such as thin paper as the leakage sensor has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-1994). 160229).
[0003]
This liquid leakage sensor detects the presence or absence of liquid leakage by irradiating the filter with light and detecting a change in the amount of transmitted light or reflected light when the liquid penetrates the filter.
However, in a leak sensor using the filter, when a liquid with high viscosity is targeted, it is difficult for the liquid to penetrate the filter and it is difficult to accurately detect a change in the amount of light. Have difficulty.
[0004]
In addition, since it is necessary to replace the filter at each reset, there is a problem such as encountering an unexpected disaster unless the operator pays much attention when replacing the filter when targeting high-risk liquids. It was not suitable for practical use as a leak sensor.
Therefore, a liquid leakage sensor using a light transmitting portion made of a transparent material instead of the filter has been proposed.
[0005]
  This leak sensor uses a transparent material for the casing.FeeIt is composed of, and the bottom part etc. is translucentBoardAnd thatA multi-row convex portion or a single-row convex portion formed by triangular prism-shaped convex portions having an inverted isosceles triangle in cross section is formed integrally on the lower surface of the light-transmitting plate, and the convex portion and the outer peripheral space of the convex portion When the exploration light is incident on the inclined surface of the convex portion from the translucent plate side at an incident angle θ greater than the critical angle when air is in contact with the inclined surface of the convex portion that is the boundary surface of,In the non-leakage state where air is in contact with the boundary surface, the probe light is totally reflected by the inclined surface of the convex part..
[0006]
  On the other hand, since the refractive index of liquid leakage is greater than the refractive index of air, the critical angle when liquid leakage is in contact with the boundary surface is larger than the critical angle when air is in contact with the boundary surface. Yes, even if the exploration light is incident at the incident angle θ described above, it is not totally reflected, a part of the exploration light is transmitted from the boundary surface into the liquid leakage, and the amount of reflected light at the boundary surface is totally reflected Reduced compared to the amount of reflected light of.That is, in the liquid leakage state, the presence or absence of liquid leakage is detected based on a decrease in the amount of reflected light compared to the non-leakage state.. like thisLeakageUsing liquid sensorByThe problem of the leak sensor using the filter can be solved.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
  However, the translucentBoardEven in the case of a leak sensor using the sensor, the leak detection may not be performed accurately depending on the usage environment, and the cause has not yet been identified.
  The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a liquid leakage sensor capable of accurately detecting liquid leakage.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The present inventor first conducted an extensive study on the cause of the problem,On the bottom of the casingTransparent flat plateTranslucent plateWhen there is no leak, the leak detection areaPresent onLight through translucent plateFrom belowEasily transmits and mixes with reflected light for detectionThere is a problem.
[0009]
  In other words, conventionalI used a translucent plate likeWhen there is no leakageInThe leak detection area is easily affected by light and darkness, color, etc., and the brightness, color, etc. of the leak detection area varies depending on the usage environment, so the amount of total reflected light when there is no leak is It may not be constant. For this reason,On the bottom of the translucent plateLeakcontactWhen notBased on the amount of total reflected lightLeakedWhen in contactofAntiLight intensityDeclineBecause it is impossible to accurately determine the occurrence of leakage.IsI came to the idea.
[0010]
  And this inventor is a translucent boardUnderside ofInA plurality of triangular columnar projections whose cross section is an inverted isosceles triangle is provided with multi-row projections that are adjacent to each other.lightBoardTranslucentTheWhen there is no leakageIn, Leak detection areaUpLightFrom belowEasily penetrate the translucent plateLeakageTo prevent intrusion into the sensor.LeakageReduces adverse effects such as brightness and color in the liquid detection areaBecause you can,The amount of total reflected light obtained by making the search light incident on the inclined surface of the specific convex portion when no liquid leaks, that is, the amount of total reflected light used as a reference for detection, can be kept constant.,And the liquid leakage is multi-row convex partInIn contact,Incident on the inclined surface of the specific convex partSome of the exploration lightFrom the inclined surfaceInto the leakSince the light is transmitted, the amount of reflected light on the inclined surface decreases.,Compared to the amount of total reflected light,Degree of declineCan accurately graspLeakageThat the liquid can be detected accurately,Furthermore, in order to improve the detection accuracy of liquid leakage, we find the importance of matching the central axes of the exploration light guided by the incident side optical fiber and the reflected light guided by the reflection side optical fiber.The present invention has been completed.
[0011]
  That is, in order to achieve the above object, the leak sensor according to the present invention is opposed to the leak detection area.Then upwardsPlacedTheTransparent materialTranslucent plate provided on the bottom of the casing made of the materialWhenToward the boundary with the space above the leak detection area,When exploration light for leak detection is projected from the translucent plate side at an incident angle greater than the critical angle when air is in contact with the boundary surface,In the non-leakage state where air is in contact with the interface, the probe light is totally reflected at the interface.,In the leak state where the leak is in contact with the boundary surface, a part of the probe light is transmitted from the boundary surface into the leak, and the amount of reflected light at the boundary surface is the total reflection in the non-leak state. Based on loweringLeakingPresence or absenceDetectionDoLeak sensorBecause,
  An inverted isosceles triangle having an apex angle larger than 90 degrees integrally with the lower surface of the light-transmitting plate, and a triangular prism-shaped convex portion having two inclined surfaces shown as isosceles in the cross section as a boundary surface Multiple rows of convex parts are formed adjacent to each other,
  The probe light is projected from the incident side optical fiber to one inclined surface of the specific convex portion in the multi-row convex portion at an incident angle equal to or greater than the above critical angle to be reflected in the horizontal direction. Light is incident on the other inclined surface at the same incident angle as the incident angle and reflected, and the reflected light is collected on the reflection side optical fiber.,
  In addition, the light projecting portion at the end of the incident-side optical fiber is directed toward one of the inclined surfaces of the specific convex portion by the holding member that is detachably fixed to the recess in the bottom portion of the casing that is directly above the specific convex portion. It is held at a predetermined inclination angle, and the condensing portion at the end of the reflection side optical fiber is held at a predetermined inclination angle toward the other inclined surface of the specific convex portion.It is characterized by that.
[0012]
  In the present invention,Specifically shown in FIGS. 3 and 4 to be described later, one inclined surface of the specific convex portion is arranged so that the optical axis of the search light in the incident side optical fiber and the optical axis of the reflected light in the reflection side optical fiber coincide with each other. In contrast, it is necessary to hold the light projecting portion of the incident side optical fiber at a predetermined inclination angle and hold the light collecting portion of the output side optical fiber at a predetermined inclination angle with respect to the other inclined surface..
  In the liquid leakage sensor according to claim 1,,It is also preferable that a single-row convex portion formed by a single triangular prism-shaped convex portion having a large area of an inverted isosceles triangle is formed instead of the multi-row convex portion..
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First embodiment>
  Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the present invention.FirstThe external view which shows the example of a connection of the leak sensor concerning one Embodiment is shown. The liquid leakage sensor 10 according to the present embodiment includes a casing 14 in which the optical system 12 is accommodated, and an amplifier 18 in which the electric system 16 is accommodated.
[0014]
  Here, the casing 14 is made of a transparent material having excellent heat resistance such as glass and synthetic resin,As shown in FIG.The liquid leakage detection region 22 is formed by the leg 19 and the mounting bracket 20.AboveIs arranged.AndThe casing 14 isAs shown in FIG.A translucent plate made of the same material as that of the casing 14 at a substantially central portion of the lower surface thereof24, and the translucent plate 24 is connected to the liquid leakage detection region 22 by the legs 19 and the mounting bracket 20.Face ofParallel toIn,AndPredeterminedwhileGapOpenHas been placed.
[0015]
The amplifier 18 is disposed at a location distant from the detection region 22 and houses an electric system 16 such as an electric circuit such as a light emitting circuit, a light receiving circuit, and a signal processing circuit, and an electric element (not shown).
The casing 14 and the amplifier 18 are connected by an optical fiber 26 made of a material having excellent heat resistance such as quartz or synthetic quartz.
[0016]
  As shown in FIG.The optical fiber 26 includes an incident side optical fiber 28 andAntiRadiation side optical fiber 30And fromConfigured,As shown in FIG.One end of theseThe light projecting unit 28b and the light collecting unit 30bIs casing 1FourTranslucent plate 24straightUpwardsoPredeterminedSlopeangleHold onHas beenAs shown in FIG.The other end portions 28a and 30a of the amplifier16Input side connector 32, output~ sideRespectively connected to the connector 34 are detachable. Thus, in the present embodiment, the liquid leakage detection region 22UpIn the casing 14 installed inIsElectrical system 16TheAn amplifier that is not housed and is located away from the detection area 2216 is housed inIn the casing 14 which is placed in the leakage area 22To be described laterOptical system12Used to detect leaks betweenRuExploration lightIncident, reflectionIs performed via the optical fiber 26.
[0017]
As a result, even if the casing 14 is disposed in the explosion-proof area, for example, the electric leakage accident of the electric system 16 can be reliably prevented. Further, it is possible to completely eliminate the possibility of a disaster caused by a spark generated from the electric system 16 or the like due to a flammable gas generated in the atmosphere of the liquid leakage region 22 for some reason. In addition, since the heat-sensitive electric system 16 is not housed in the casing 14, it is possible to reliably prevent the electric system 16 from being damaged or ignited by the heat of the liquid leakage.
[0018]
Further, since the other end portions 28a and 30a of the optical fiber 26 connected to the casing 14 are configured to be detachable from the amplifier, for example, the casing 14 and the optical system 12 accommodated in the casing 14 are damaged. Even if a failure or the like occurs and the necessity for replacement occurs, for example, if there is no abnormality in the amplifier 16, the amplifier 16 can be used as it is only by replacing the optical fiber 26 and the casing 14. Therefore, for example, these connections are fixed, and the cost is extremely low as compared with the case where even normal components such as an amplifier are replaced.
[0019]
In addition, by using the optical fiber 26 for the connection between the casing 14 and the amplifier 16, the transmission / reception of the search light used for detecting the leakage between the casing 14 and the amplifier 16 can be efficiently performed without being lost during the light guide. Can be done. Moreover, since the optical path between the casing 14 and the amplifier 18 can be freely bent by using the optical fiber 26, the degree of freedom of installation of the casing 14 and the amplifier 18 is improved.
FIG. 2 is a partially cutaway view showing the internal structure of the liquid leakage sensor according to the present embodiment.
[0020]
In the liquid leakage sensor 10 according to the present embodiment, the casing 14 is formed in a box shape or a cylindrical shape, for example, and includes a main body 36 and a lid 38.
An opening 40 is provided above the main body 36, and a lid 38 is fitted in the opening 40. Further, a locking projection 42 is provided on the inner peripheral wall of the main body 36, a locking projection 44 is provided on the outer peripheral wall of the lid 38, and the lid 38 is provided on the locking projection 42 of the casing main body 36. The locking projection 44 is locked.
[0021]
The lid body 38 is provided with a groove 46, and the groove 46 is provided with an O-ring 48 made of an elastic body to keep the casing main body 36 and the lid body 38 watertight. In addition, the lid 38 is provided with a connecting wire lead-out portion 50 protruding from a substantially central portion of the base portion, and the connecting wire lead-out portion 50 is provided with an opening 52 through which the optical fiber 26 is inserted. Yes. A cap 54 is screwed onto the connecting line lead-out portion 50 from above.
[0022]
Here, the outer peripheral wall of the connecting wire lead portion 50 is provided with a taper portion 50a, and the cap 54 is attached to the lead portion 50, and the taper portion 50a of the lead wire lead portion 50 is arranged in the direction of the central axis. An inner peripheral wall 54a that can be pressed is provided. This eliminates the gap between the opening 52 provided in the connecting line lead-out portion 50 of the lid 38 and the optical fiber 26, and keeps the gap between the lid 38 and the cap 54 watertight.
[0023]
  As described above, the liquid leakage sensor 10 according to this embodiment has the bottom.On the faceTranslucent plate 24 was formedKeHoused in the housing 14AlsoofTheOf the incident side optical fiberFloodPart 28b,AntiSince only the optical system 12 such as the condensing part 30b of the emission side optical fiber is provided, the casing 14 is compared with the one that accommodates up to the electrical system 16.ofSince it is possible to reduce the size and the configuration, it is possible to reduce the portion that is liable to be eroded by liquid leakage. As a result, in order to ensure strength or to reduce the heat transmitted from the liquid leakage to the insideDelayTherefore, there is an advantage that even if a relatively thick side wall is formed on the side wall forming the casing 14, it is difficult to be a factor that hinders detection of leakage as long as the thickness of the translucent plate 24 is taken into consideration.
[0024]
  Therefore, in the present embodiment, the electric system 16 that significantly reduces the intrusion of the leak into the casing 14 and may interfere with the normal operation due to the leak is disposed in the leak detection area 22. Therefore, the liquid leakage sensor 10 according to the present embodiment can be operated normally. That is, the search light 58 from the light emitting circuit 56 is transmitted through the incident side optical fiber 28.UpIs incident on the end portion 28a, guided by the incident-side optical fiber 28,As shown in Fig. 4,ThatFloodlight at the bottomFrom part 28b to translucent plate 2470s of specific convex parts in the multi-row convex part 70 formed in the lower surface ofLeak detection area 22Upper spaceBoundary withThe light is projected onto one inclined surface 72 of the specific convex portion 70 s that is a surface to become reflected light 59..The reflected light 59 enters the other inclined surface 74 and is reflected to become reflected light 60..And,ThatAntiThe light 60AntiOf the emission side optical fiber 30BottomCondensed by the condensing unit 30b,AntiGuided by the emission side optical fiber 30The,ThatUpEnd 30aViaBy the light receiving circuit 62Light receptionIs done.
[0025]
  In general, the refractive index of leakage is greater than the refractive index of air.,Even when the leaking liquid is in contact with the inclined surface 72 of the specific convex portion 70 s, even if the search light 58 is incident on the inclined surface 72 at an incident angle greater than the critical angle when air is in contact with the inclined surface 72. A part of the exploration light 58 is transmitted from the inclined surface 72 into the liquid leakage..Therefore, the amount of reflected light 59 on the inclined surface 72 is reduced by the amount of transmission.To do.This is the same when the reflected light 59 enters the other inclined surface 74 of the specific convex portion 70s.. The light receiving circuit 62 includesAntiIt has been guided by the emission side optical fiber 30.Inclined surface 74fromAntiThe incident light 60 is photoelectrically converted.
[0026]
  The signal processing circuit 64 reaches the light receiving circuit 62.AntiAmount of light 60TheDetectedLeakageWhen no liquid is generatedReflected light quantityThe amount of light that exceeds the specified allowable range based onDeclineIs confirmedRuCaseInJudge that there is a leak.other,lightamountDeclineIs within the prescribed toleranceIt is inCaseInThe leakIsJudge that it does not occur.Then, as shown in FIGS. 3 and 4 described later, one inclined surface 72 of the specific convex portion 70s.Vs.Then, the exploration light 58 is projected.Of the incident side optical fiber 28FloodPart 28bSlopeangleProperlySettingShi,AntiRadiation 60Against the other inclined surface 74 from which the light is reflectedOf the condensing part 30b of the emission side fiberSlopeangleProperlySettingTo doVery importantly, each time the optical fiber 26 is replaced, theseSlopeangleTheSettingShiIt was very troublesome to have been.
[0027]
  Therefore, in the present embodiment, the inside of the casing body 36ofA recess 66 is provided at the bottom so as to face the translucent plate 24. And recess 66InsideInHolding member 68In the installed state,As shown in FIGS. 3 and 4, one inclined surface 72 of the specific convex portion 70s.Incident side againstlightOf fiber 28FloodPart 28bSlopeAngle, andOpposite to the other inclined surface 74Of the condensing part 30b of the emission side optical fiber 30SlopeIn order to make each angle a predetermined angle,FloodHolding part 28b and condensing part 30bElementHold on 68Leting. Thus, in this embodiment, the incident side optical fiber 28FloodPart 28b andAntiOnly by installing the holding member 68 holding the light condensing part 30b of the emission side optical fiber 30 in the recess 66,FloodThe part 28b and the light collecting part 30b are respectivelyBoth inclined surfaces 72 and 74 of the specific convex portion 70sAgainst the givenSlopeIt is devised to make an angle.
[0028]
  Therefore,One inclined surface 72 of the specific convex portion 70sOf the incident side optical fiber 28 with respect toFloodPart 28bTilt angle setting,andOpposite to the other inclined surface 74Of the condensing part 30b of the emission side optical fiber 30SlopeangleofSince the setting can be made automatically at a predetermined angle,Of optical fibers 28 and 30Replacement work is facilitated. The holding member 68 is made of a material having excellent heat resistance.FeeThe casing is made up of14Even when leaks enter the optical fiber, it is important to detect leaks.28, 30Is sufficiently protected from leakage, and leakage detection can be performed normally.
[0029]
  By the way, the translucent plate 24 is made into a transparent flat plate shape.TheWhen there is no leak, the leak detection area12It becomes easy to be affected by the brightness, color, etc. ThisUse as criteria for leak detectionWhen there is no leakageAll ofWhen the amount of reflected light is not constant and leakage occursReflected lightLight intensityDegree of declineSince it is impossible to know accurately, leakage detection may not be performed accurately. For this reason, in this embodiment,A multi-row convex portion 70 is integrally formed on the lower surface of the translucent plate 24., FIG.,FIG.InAs shownIn,The specific convex portion 70s in the multi-row convex portion 70 is used, and one of the inclined surfaces 72 is used.Against incident side optical fiber28ofFloodPart28b,Also,Against the other inclined surface 74Radiation side optical fiber30Condensing part30bThe givenSlopeIt is arranged at an angle.
[0030]
  3 shows the multi-row convex portion 70 and the light projecting portion 28b of the incident side optical fiber arranged at a predetermined inclination angle with respect to one inclined surface 72 of the specific convex portion 70s in the multi-row convex portion 70. FIG. 4 is an enlarged plan view of the condensing part 30b of the reflection-side optical fiber arranged at a predetermined inclination angle with respect to the other inclined surface 74, and FIG. 4 shows the inclined surfaces 72 and 74 of the specific convex part 70s. It is the further expanded side view which looked at the light projection part 28b and the condensing part 30b which were arrange | positioned by the predetermined inclination angle from the side. That is, in the present embodiment, a triangular prism-shaped convex portion indicated by an inverted isosceles triangle having a cross section having an apex angle θ6 of 120 ° on the lower surface of the translucent plate 24.ofA plurality of convex portions 70 that are adjacent to each other are formed.
[0031]
  In this embodiment,At an incident angle greater than the critical angle when air is in contact with the inclined surfaces 72, 74 of the specific convex portion 70s in the multi-row convex portion 70.,The exploration light 58 is projected from one light projecting portion 28b onto one inclined surface 72 and reflected in the horizontal direction.,The reflected light 60 incident on the other inclined surface 74 and reflected by the reflected light 59 is condensed by the condensing unit 30b.,The inclination angle of the light projecting portion 28b of the incident side optical fiber with respect to the inclined surface 72 of the specific convex portion 70s.,And the inclination angle of the condensing part 30b of the reflection side optical fiber with respect to the inclined surface 74 is set.,As shown in FIG.So that the angles θ1 and θ3 are 30 °,As shown in FIG.The angles θ4 and θ5 are arranged to be 60 °. AndFloodFrom section 28bExplorationLight 58Of specific convex part 70sOneLeanIncident angle θ4 greater than the critical angle on slope 72, for exampleangleIncident at 60 °,LeanSlope 72Same angle of reflection60 ° horizontallyAntiBe shot. This reflected light 59 isThe other sideOn slope 74Of the same angle as the incident angle θ4.Incident at an incident angle θ5,LeanOn slope 74Same angleReflection angleθ5Reflected in thisReflectionLight 60ButLight collector 30bCondensing inBe doneLike.
[0032]
  As a result, as shown in FIG.When no liquid leaks and air is in contact with the inclined surfaces 72 and 74 of the specific convex portion 70s, the exploration is performed at an incident angle θ4 that is greater than the critical angle when air is in contact with the inclined surface 72. When the light 58 is incident on the one inclined surface 72, the exploration light 58 is incident on the inclined surface 72.Totally reflected. thisReflectionLight 59The other sideSlope 74Of the same angle as the incident angle θ4Incident at an incident angle θ5Even the same inclined surface 74This is reflectedReflectionLight 60ButIn the light collecting part 30bCondensationIs done.
[0033]
  in this way, Translucent plate 24Specific protrusion 70s on the lower surface ofToAlso by incidence and reflectionPropagation light amount of exploration light 58 (Amount of light received by light receiving unit 30b) Does not change substantially,Based on thatLeakageIsIf it has not occurredSizeI refuse.Also, Translucent plate 24underProvided on the surfaceBy the multi-row convex portion 70Make the translucent plate 24 translucent when there is no leakage.The, Leak detection area 22ofSignificantly reduce the effects of light and darkness, color, etc.LetSo there is a leakThe exploration light 58Total reflectionsituationalThe amount of reflected light 60 becomes more constant.
[0034]
  On the other hand, since the material of the specific convex portion 70s does not change and the refractive index thereof does not change, the refractive index of the liquid leakage is generally larger than the refractive index of air.,The critical angle at which the search light 58 is totally reflected when the leaked liquid is in contact with the inclined surfaces 72 and 74 of the specific convex portion 70s is,When the air contacts the inclined surfaces 72 and 74, the probe light 58 is larger than the critical angle at which it is totally reflected..ThereforeAs shown in FIG.When the leaked liquid 76 is in contact with the inclined surfaces 72 and 74 of the specific convex portion 70s,When the exploration light 58 is incident at the incident angle θ4, a part of the exploration light 58 is transmitted from the inclined surfaces 72 and 74 into the liquid leakage 76, so that the amount of reflected light at the inclined surfaces 72 and 74 decreases. Do.Ie,Exploration on one inclined surface 72 of the specific convex portion 70slight58 is incident at an incident angle θ4.,A part of the light is transmitted from one inclined surface 72 into the liquid leakage 76 as transmitted light 78.,The remaining reflected light 59 with a reduced amount of light is incident on the other inclined surface 74 at an incident angle θ5.,Part of the reflected light 59 is transmitted as transmitted light 79 from the other inclined surface 74 into the liquid leakage 76.,Furthermore, the reflected light 60 with a reduced light amountLight collector 30bCondensing inIs done.
[0035]
  Therefore, the translucent plate 24Specific protrusion 70s on the lower surface ofToIncident and reflectionBy exploration light58The amount of light propagated is less than when there is no leakage, so if the amount of reduction exceeds the allowable rangeInJudge that there is a leak.AndIn this embodiment, the translucent plate 24Underside ofInMulti-row projection70 is providedTheMaking translucent plate 24 translucentInSo flatTranslucent plate 24 onlyCompared to the case of using a leak detection area when no leak has occurred22Significantly reduces the effects of light and darkness, color, etc.Can,Used as a standard for leak detectionWhen there is no leakageallThe amount of reflected light is made more constant.
[0036]
  As described above, in the liquid leakage sensor 10 according to the present embodiment, the inclined surfaces 72 and 74 of the specific convex portion 70 s that are the boundary surface between the specific convex portion 70 s on the lower surface of the translucent plate 24 and the space on the detection region 22. The exploration light 58 is incident on one inclined surface 72 of the specific convex portion 70s and becomes a reflected light 59 in a horizontal direction at an incident angle greater than the critical angle when air is in contact, and the reflected light 59 is reflected on the other side. The incident light is incident on the inclined surface 74 and reflected to form reflected light 60. When no liquid leaks and air is in contact with the inclined surfaces 72 and 74, the search light 58 is totally reflected by the inclined surface 72. The reflected light 59 is totally reflected by the inclined surface 74, but when the leaked liquid is in contact with the inclined surfaces 72, 74, a part of the exploration light 58 is transmitted from the inclined surface 72 into the liquid leak 76. As a result, the amount of reflected light 59 decreases, and the reflected light 59 whose amount of light decreases. The cross section is an inverted isosceles triangle shape on the lower surface of the light transmitting plate 24 so that a part of the light is transmitted from the inclined surface 74 into the liquid leakage 76 and the amount of the remaining reflected light 60 is further reduced. For example, the multi-row convex portions 70 having triangular columnar convex portions having a multi-row of 120 ° are opposed to the detection region 22, and the one convex surface 70 s of the specific convex portions 70 s in the multi-row convex portion 70 is opposed to one inclined surface 72. The light projecting portion 28b of the incident side optical fiber 28 is arranged at a predetermined inclination angle, and the other inclined surface 74 is disposed.InOn the other hand, the condensing part 30b of the reflection side optical fiber 30 is arrange | positioned with the predetermined | prescribed inclination angle.
[0037]
  As a result, in this embodiment, the translucent plate 24 is used.Multi-row projections on the lower surface of70 to form a flat plateFloodlight 24 onlyCompared to the case of using a leak detection area when no leak has occurred22Greatly reduces the effects of light and darkness, color, etc.Used as a standard for leak detectionSince the amount of total reflected light is constant when no liquid leaks, the liquid leak can be detected more accurately. The liquid leakage sensor of the present invention is not limited to the above-described configuration, and the scope of the gist of the inventionInsideVarious modifications are possible.
[0038]
<Second embodiment>
  First embodimentThe translucent plate24 undersideInThe liquid leakage sensor 10 is provided with a multi-row convex portion 70 and detects the presence or absence of liquid leakage by the specific convex portion 70s therein.An example has been explained, but to get more detection speed,Liquid leakage detection sensor of the second embodimentIt is more preferable to use In additionAmong the components of the second embodimentFirst embodimentThingsAnd correspondingComponentIs shown with the addition of 100,ThemExplanationIsOmitted. As shown in FIG. 5, the liquid leakage sensor 110 according to the present embodiment includes a light transmitting plate 124.underOn the surface,It is an inverted isosceles triangle whose cross-sectional area is larger than the specific convex part 70s.,ThatThe apex angle θ6 is, for example, 120 °Convex part consisting of only one triangular prism, that is, a single-row convex part170TimeInstallationIs.
[0039]
  thisSingle row convex part170 is parallel to the leak detection area 122 by the leg 119.oneA constant gapOpeningAre arranged. In the present embodiment, the single-row convex portion 170 is formed as shown in FIGS.InAs shownIn,One inclined surface 172 of the single row convex portion 170Against incident side optical fiber128Projector128bPredeterminedSlopeAt an angleIs arranged, with respect to the other inclined surface 174Reflection side optical fiber130Condensing part130bPredeterminedSlopeAt an angleArranged.
[0040]
  Note that FIG.For the single-row convex portion 170 and one inclined surface 172 of the single-row convex portion 170PredeterminedSlopeOf the incident side optical fiber arranged at an angleProjector 128b,The opposite side of the inclined surface 174 is disposed at a predetermined inclination angle.Concentration part of emission side optical fiber130b andSeen from aboveIt is a plan viewFigure 7 showsFor the inclined surfaces 172 and 174 of the single row convex portion 170,RespectivelyPredeterminedSlopeangleset onWasThrowHikari128bandCollectionHikari130bSeen from the sideCorresponds to FIG.ExpansionsideFIG. In the present embodiment, as shown in FIGS.Single row convex part170 andLeak detection areaSpace above 122Boundary withWith respect to the inclined surface 172 of the single row convex part 170 which is a surfaceSearch light 158When air is in contact with the inclined surface 172Incident angle above the critical angleθ4soFlood,Again from the other inclined surface 174 which is the boundary surfaceSo that the light 160 can be obtained,Single row convex part170'sOn the inclined surface 172Against the incident side optical fiberFloodThe inclination angle of the portion 128b,And against the inclined surface 174The inclination angle of the condensing part 130b of the emission side optical fiber is determined byAs shown in FIG.For example, the angles θ1 and θ3 are 30 °.Also shown in FIG.Arranged so that the angles θ4 and θ5 are 60 °, for example.Ising.
[0041]
  As a result, as shown in FIG.Single row convex part170Inclined surfaces 172, 174Liquid leakingcontactWhen notFrom the light projecting unit 128b to one inclined surface 172 of the single-row convex portion 170At an incident angle θ4 above the critical angleFloodWasExplorationLight 158The light is totally reflected by the inclined surface 172 and becomes reflected light 159.. thisReflectionThe light 159 is on the other inclined surface 174.Of the same angle as the incident angle θ4Incident at an incident angle θ5,On the same inclined surface 174Totally reflectedReflected light 160,thisReflectionLight 160ButCondensing part 130bCondensing inIs done.
[0042]
  Therefore,Single row convex part 170ToAlso by incidence and reflectionOf exploration light 158lightThe amount is substantiallyDeclineNot soBased on thatLeakageIsIf it has not occurredSizeI refuse.
[0043]
  On the other hand, as shown in FIG. 7 (B), when the liquid leakage 176 is in contact with the inclined surfaces 172 and 174 of the single row convex portion 170.,Since the refractive index of the leaked liquid is larger than the refractive index of air, the critical angle in that case is larger than the critical angle when air is in contact.,Even if the exploration light 158 is incident on the inclined surface 172 at an incident angle θ4 that is equal to or greater than the critical angle when air is in contact with the inclined surfaces 172 and 174 of the single-row convex portion 170.,Since a part of the exploration light 158 is transmitted as the transmitted light 178 from the inclined surface 172 into the liquid leakage 176, the amount of the reflected light 159 on the inclined surface 172 decreases..The reflected light 159 whose amount of light has decreased is incident on the other inclined surface 174 at the same incident angle θ5 as the incident angle θ4. However, a part of the reflected light 159 also enters the liquid leakage 176 from the inclined surface 174. Is transmitted as transmitted light 179, and the amount of reflected light 160 on the inclined surface 174 further decreases..In this way, the reflected light 160 having a further reduced amount of lightCondensing part 130bCondensing inIs done.
[0044]
  in this way,When the liquid leakage 176 has occurred, the incident on the single row convex portion 170 and the reactionBy shootingThe light is collected by the light collecting unit 130b.Exploration light158The amount of transmitted light is liquid leakage176Compared to when noDeclineSo thatDeclineWhen the amount exceeds the allowable rangeIsJudge that leakage has occurred. Thus, in this embodiment, as in the first embodiment,LeakageIn addition to accurate liquid detection,As explained nextThe time from the occurrence of leakage to the detection thereof can be greatly shortened.
[0045]
  That is,Like the first embodiment, Translucent plate 24When the multi-row convex part 70 is provided on the lower surface of theThe figure8As shown in (A),To bring the liquid leakage 76 into contact with the multi-row convex portion 70The lower peripheral edge 14a of the casing 14From the leak detection area 12heightTheh1Set toThere is a need to. However, in this case, the lower peripheral edge 14a of the casing 14Prevent intrusionLeakage 76Multi-row projectionIt is difficult to enter almost the center of 70PlaceThere is a match. In particular, when the viscosity of the liquid leak 76 is high, this problem is more serious, and the detection speed is reduced.
[0046]
  On the other handIn this embodiment,Single row convex part170 is providedTheByFIG.As shown in (B), the lower end peripheral portion 114a of the casing 114From the leak detection area 112heightThe,FIG.(A)heightfrom h1LargeHeight h2Set toSo the casing can114Lower edge edge114a leak detection area112A large height can be secured. ThisAs shown in Fig. 8 (A)The lower peripheral edge 14a of the casingbyLeakage76StagnationIs resolved,As shown in Fig. 8 (B)Leakage 176 isTo both inclined surfaces of single row convex part 170SmoothlyContactIt is possible,InspectionKnowledge speed can be improved.
[0047]
  In addition,In the first embodiment,Specific convex part 70sHowever, the present invention is not limited to this, and the apex angle θ6 of the apex angle θ6 is within the scope of the invention.AngularIt can be changed.For example, the specific convex portion 70sWhenIts outer spaceBoundary withInclined surfaces 72 and 74 that are surfacesInAt an incident angle greater than the critical angle when air is in contact, Exploration light58ButTo inclined surface 72Incident,Inclined surface 72When the liquid leak 76 is not in contact withThe search light 58 is inclined 72.Is totally reflected,Inclined surface 72Leaking into76ButIn contactWhenPart of the exploration light 58 is transmitted from the inclined surface 72 into the liquid leak 76.,Inclined surface 72InIf liquid leakage can be detected by reducing the amount of reflected light 59,Specific convex part 70sThe apex angle θ6 ofGreater than 90 °The angle can be set.The same applies to the single row constant convex portion 170 of the second embodiment..
[0048]
  Also,First embodimentThenThe inclined surfaces 72 and 74 of the specific convex portion 70s.AgainstIncident side optical fiber light projecting portion 28b,andThe condensing part 30b of the reflection side optical fiber is shown in FIG.Angle θ1, θ3TheTo be 30 degrees,Although the example in which the light projecting unit 28b and the light collecting unit 30b are inclined is described.The present invention is not limited to this, and is shown in FIG. 3 as long as it is within the scope of the invention.Projector 28b andCondensing part30bThese angles θ1 and θ3 can be set to other angles.The same applies to the single-row convex portion 170 of the second embodiment..
[0049]
  Also,First embodimentThenThe inclined surfaces 72 and 74 of the specific convex portion 70s.AgainstFIG. 4 shows the light projecting portion 28b of the incident side optical fiber and the light collecting portion 30b of the reflection side optical fiber.The angles θ4 and θ5 are set to 60 °.Projector 28b and condenser 30bHowever, the present invention is not limited to this, and is within the scope of the gist of the invention.Projector 28b shown in FIG.Condensing part30bThese angles θ4 and θ5 can be set to other angles.The same applies to the single row constant convex portion 170 of the second embodiment..
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the liquid leakage sensor according to the present invention,A multi-row convex portion or single-row convex portion is provided on the lower surface of the translucent plate so as to face the liquid leakage detection region, and is a boundary surface between the specific convex portion or the single-row convex portion of the multi-row convex portion and the outer peripheral space. With an incident angle greater than the critical angle when air is in contact with the inclined surface of the convex part,When the exploration light is incident on the inclined surface of the specific convex part or single line convex part,Inclined surfaceLiquid leakingcontactWhen notExploration light is inclinedTotally reflected,Inclined surfaceLiquid leakingExploration when in contactPart of the lightFrom the inclined surfaceInto the leakBecause it is transparent,Inclined surfaceInAntiThe amount of lightIn addition to being able to detect the presence or absence of liquid leakage by reducing the amount of light in the case of total reflection,By holding the light projecting portion of the incident side optical fiber and the condensing portion of the reflection side optical fiber by the holding member, it is held at a predetermined inclination angle with respect to both inclined surfaces of the specific convex portion or the single row convex portion. Because,Liquid leakage can be detected more quickly and accurately, and the optical fiber can be replaced very easily..
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a liquid leakage sensor according to a first embodiment of the present invention.FigureIt is.
FIG. 2 shows the inside of the leak sensor shown in FIG.Partially broken side view showingIt is.
FIG. 3 shows the leakage sensor shown in FIG.Incident-side light on the inclined surface of the specific convex part in the multi-row convex part
        Arrangement of the light projecting part of the fiber and the light converging part of the reflection side optical fiber, and exploration between them
        Plan view showing optical paths of light and reflected lightIt is.
[Fig. 4] Fig. 3FIG. 4 (A) is a corresponding enlarged side view, and FIG.
        Indicates the case of leakage.
FIG. 5 is a liquid leakage sensor according to a second embodiment of the present invention.Partially broken side view showing the inside ofIn
        The
6 is a diagram of the leak sensor shown in FIG.Projection of incident-side optical fiber to inclined surface of single row convex part
        Of the condensing part of the optical part and the reflection side optical fiber, and the probe light and the reflected light between them
        Enlarged plan view showing the optical path ofIt is.
[Fig. 7] Fig. 6FIG. 7A is a corresponding side view, and FIG.
        Indicates the case of leakage.
[Fig. 8]The contact of liquid leakage to the multi-row convex portion of the first embodiment and the single-row convex portion of the second embodiment
        FIG. 8A is a diagram conceptually showing pass / fail. FIG. 8A is a multi-row convex portion, and FIG. 8B is a single row.
        Shows convex case.
[Explanation of symbols]
10, 110 Leak sensor,
14, 114 casing,
22, 122 Leak detection area,
24, 124 TranslucentBoard,
28, 128 incident side optical fiber,
28b, 128b Emitting unit,
30, 130 reflection side optical fiber,
30b, 130b Condensing part,
58,158 Exploration light,
59, 159 Reflected light on one inclined surface,
60, 160 Reflected light on the other inclined surface,
68, 168 holding member,
70,70sConvexSpecific protrusions,
170 single row convex part,
76, 176 Leakage,
78, 178 Transmitted light from one inclined surface,
79, 179 transmitted light from the other inclined surface,
76, 176 Leakage,
78, 178 Transmitted light from one inclined surface,
79, 179 transmitted light from the other inclined surface,

Claims

A leak detection area to face the light-transmitting plate provided on the bottom surface of the casing made of a transparent material disposed upwardly, toward the boundary surface between the space above the liquid leakage detection region, leak detection When the exploration light for light is projected from the translucent plate side at an incident angle greater than the critical angle when air is in contact with the boundary surface, the non-leakage liquid in which the boundary surface is in contact with air In the state, the exploration light is totally reflected at the boundary surface, whereas in the liquid leakage state in which a liquid leak is in contact with the boundary surface, a part of the exploration light is transmitted from the boundary surface into the liquid leakage. a leakage sensor for detecting the presence or absence of leakage based on the amount of reflected light at the interface becomes lower than the light amount in the case of total reflection at the non-leakage state,
A triangular prism having an inverted isosceles triangle having an apex angle larger than 90 degrees integrally with the lower surface of the translucent plate, and having two inclined surfaces shown as the isosceles in the cross section as the boundary surface A plurality of convex portions are adjacent to each other, and a multi-row convex portion is formed ,
The exploration light is projected from the incident side optical fiber to the one inclined surface of the specific convex portion in the multi-row convex portion at an incident angle equal to or greater than the critical angle to be reflected in the horizontal direction, and the horizontal direction The reflected light is incident on the other inclined surface at the same incident angle as the incident angle and reflected, and the reflected light is collected on the reflection side optical fiber ,
In addition, the light projecting portion at the end of the incident side optical fiber is inclined to one of the specific convex portions by a holding member that is detachably fixed to a recess in the bottom portion of the casing that is directly above the specific convex portion. The light collecting portion at the end of the reflection side optical fiber is held at a predetermined inclination angle toward the other surface of the specific convex portion. Leak sensor to be used.

The liquid leakage sensor according to claim 1 ,
A liquid leakage sensor characterized in that, instead of the multi-row convex portion, a single-row convex portion consisting only of a triangular columnar convex portion having a large area of the inverted isosceles triangle is formed .