CN112213241A - 尘埃堆积探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种尘埃堆积探测装置，其不论尘埃的种类如何，均可探测尘埃的堆积。所述尘埃堆积探测装置包括：反射构件(120)，具有两个反射面，剖面为L字型；发光部(102)，朝反射构件照射光；光探测部(106)，探测由反射构件所反射的光；以及评估部(控制部(108))，在从发光部朝反射构件照射了光的状态下，对应于由光探测部所探测的光的强度与发光部的照射光的强度的比率，对反射构件中的尘埃堆积的程度进行评估；发光部配置在比两个反射面中的铅垂面的上端高的位置，发光部及光探测部配置为从发光部照射的光由两个反射面依次反射后，通过光探测部进行探测。由此，不论尘埃的种类如何，均可高精度地探测尘埃。

Description

尘埃堆积探测装置

技术领域

本发明涉及一种用于掌握附着或堆积在电器、电气设备等的尘埃的程度的尘埃堆积探测装置。

背景技术

在电器或电气设备中，若尘埃从外部飞来并堆积，则电器或电气设备的运行不良、绝缘劣化的风险变高。为了确保这些机器、设备的正常运行，必须实施定期地进行清扫等措施。

对尘埃的附着程度进行评估的技术已为人所知。例如，在下述专利文献1中，准备两组在两个电极上形成有若湿度变高则电流容易流动的感湿膜，一者设置在盐分附着的环境中，另一者设置在盐分难以附着的环境中。对流入各组的电极间的电流值进行测定并加以比较，由此判定污损(盐分附着)的程度。

另外，在下述专利文献2中，在空调管道内设置具有透光性的板(粉尘堆积板)，包夹所述板来配置光源及光传感器，基于粉尘堆积板的透过光的减少量来探测粉尘的堆积。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第5488755号公报

[专利文献2]日本专利特开平10-170438号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，在专利文献1中，存在只能探测盐分、或含有盐分的尘埃的问题。不足以探测由一般的尘埃的附着所引起的接触不良、或机器的运行不良的风险。

在专利文献2中，未考虑光源及光探测器的温度依存性。也存在如下的问题：若经常有通风且不是暗处，则无法进行有效的探测，必须将光源与光探测器相向配置，零件数的减少并不容易。另外，根据所使用的光源及光探测器，特性会有偏差，检测结果受其影响。但是，在专利文献2中，未考虑光源及光探测器的特性的偏差。

因此，本发明的第一目的在于提供一种不论尘埃的种类如何，均可探测尘埃的堆积的尘埃堆积探测装置。另外，本发明的第二目的在于提供一种可抑制光源及光探测器的特性的偏差及温度依存性的影响，并高精度地评估尘埃堆积的程度的尘埃堆积探测装置。

[解决问题的技术手段]

本发明的第一实施例的尘埃堆积探测装置包括：反射构件，具有两个反射面，剖面为L字型；发光部，朝反射构件照射光；光探测部，探测由反射构件所反射的光；以及评估部，在从发光部朝反射构件照射了光的状态下，对应于由光探测部所探测的光的强度与发光部的照射光的强度的比率，对反射构件中的尘埃堆积的程度进行评估；发光部配置在比两个反射面中的铅垂面的上端高的位置，发光部及光探测部配置为从发光部照射的光由两个反射面依次反射后，通过光探测部进行探测。

由此，不论尘埃的种类如何，均可高精度地评估堆积在电器等的尘埃的程度。另外，可使尘埃堆积探测装置变得小型，无需使发光部与光探测部相向，设计的自由度增加。

优选从发光部照射的光由两个反射面依次反射后，至通过光探测部进行探测为止所穿过的光路长度为30mm以下。

由此，可确保从发光部至光探测部为止的到达光量，可更高精度地评估尘埃堆积的程度。

更优选从发光部朝反射构件照射的光与两个反射面中的水平面形成的角度为30度以上、45度以下的范围。

由此，可通过尘埃堆积部分来使发光部的照射光适度地衰减，并且充分地确保朝光探测部的到达光量，可更高精度地评估尘埃堆积的程度。

本发明的第二实施例的尘埃堆积探测装置包括：发光部，朝机器的规定部分的面照射光；光探测部，探测透过了规定部分的光或由规定部分所反射的光；评估部，在从发光部朝规定部分照射了光的状态下，对应于由光探测部所探测的光的强度与发光部的照射光的强度的比率，对规定部分中的尘埃堆积的程度进行评估；以及调整部，调整发光部照射的光量及光探测部的输出值的至少一者；调整部在尘埃已堆积在规定部分的状态下通过光探测部探测光的强度之前，以在尘埃未堆积在规定部分的状态下光探测部的输出值变成规定值的方式进行调整。

由此，可抑制发光部及光探测部的特性的偏差的影响，可更高精度地评估尘埃堆积的程度。

本发明的第三实施例的尘埃堆积探测装置包括：发光部，朝机器的规定部分的面照射光；光探测部，探测透过了规定部分的光或由规定部分所反射的光；温度探测部，探测发光部及光探测部的周围的温度；校正部，对由光探测部所探测的光的强度进行校正；以及评估部，对规定部分中的尘埃堆积的程度进行评估；由温度探测部所探测的温度为T，校正部在从发光部朝规定部分照射了光的状态下，使用表示由光探测部所探测的光的强度的V(T)、规定温度T1、及常数K，通过V(T1)＝V(T)×(1－(T－T1)/K)来算出换算值V(T1)，评估部对应于换算值与发光部的照射光的强度的比率，对规定部分中的尘埃堆积的程度进行评估。

由此，可抑制发光部及光探测部的特性的温度依存性的影响，可更高精度地评估尘埃堆积的程度。

[发明的效果]

根据本发明，不论尘埃的种类如何，均可探测尘埃，且均可有效率地进行机器的风险管理。另外，可抑制发光部及光探测部的特性的偏差及温度依存性的影响，并高精度地评估尘埃堆积的程度。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的尘埃堆积探测装置的概略构成的框图。

图2是表示检测误差的原因的剖面图。

图3是表示用于探测尘埃堆积的光探测系统的配置的剖面图。

图4是表示取决于入射角的总光路长度的变化的曲线图。

图5是表示用于探测尘埃堆积的光探测系统的电路图。

图6是表示利用图1的尘埃堆积探测装置进行的尘埃堆积探测处理的流程图。

图7是表示用于探测尘埃堆积的光探测系统的变形例的剖面图。

图8是表示本发明的第二实施方式的尘埃堆积探测装置的光探测系统的电路图。

图9是表示本发明的第三实施方式的尘埃堆积探测装置的概略构成的框图。

图10是表示用于探测尘埃堆积的光探测系统的变形例的电路图。

图11是表示用于探测尘埃堆积的光探测系统的变形例的电路图。

图12是表示用于探测尘埃堆积的光探测系统的变形例的剖面图。

图13是表示用于探测尘埃堆积的光探测系统的变形例的剖面图。

图14是表示用于探测尘埃堆积的光探测系统的变形例的剖面图。

图15是表示用于探测尘埃堆积的光探测系统的变形例的剖面图。

图16是表示与光探测系统的配置的不同相关的实验结果的曲线图。

图17是表示与构成光探测系统的元件的偏差相关的实验结果的曲线图。

图18是表示进行了调整的实验结果的曲线图。

图19是表示与构成光探测系统的元件的温度依存性相关的实验结果的曲线图。

图20是表示进行了温度校正的实验结果的曲线图。

[符号的说明]

100、150：尘埃堆积探测装置

102：发光部

104：电源部

106：光探测部

108：控制部

110：存储部

112：计时器

120、210、232：光反射构件

122、222：保持构件

130：LED

132：光电晶体管

134、202：测定端子

140、142、144、146：端子

152：温度探测部

190：尘埃

200、204：可变电阻

220、230：透光构件

224：支撑构件

226：平坦部

具体实施方式

在以下的实施方式中，对相同的零件附加相同的参照编号。这些零件的名称及功能也相同。因此，不重复关于这些零件的详细说明。

(第一实施方式)

(尘埃堆积探测装置的构成)

参照图1，本发明的第一实施方式的尘埃堆积探测装置100包含：放射光的发光部102、对发光部102供给电力的电源部104、探测光的光探测部106、控制部108、存储部110、计时器112、以及光反射构件120。尘埃堆积探测装置100也包含用于使各部运转的电源等(未图示)。发光部102、光探测部106及光反射构件120配置在作为尘埃产生的监视对象的机器内。电源部104、控制部108、存储部110及计时器112的配置场所任意，可以配置在作为监视对象的机器内，也可以配置在机器外。

发光部102例如为发光二极管(以下，称为LED(Light Emitting Diode))。发光部102并不限定于LED，只要是可在规定时间(例如1秒～几秒左右)朝规定方向稳定地输出规定强度的光的发光元件即可。电源部104受到控制部108的控制，对发光部102供给用于使发光部102点灯的电力。

光探测部106例如为光电晶体管。光探测部106并不限定于光电晶体管，只要是可探测光，并输出对应于光的强度(光量)的大小的电信号(例如电压)的元件即可。光探测部106优选在检测灵敏度的中心附近具有发光部102的放射光的中心波长。

光反射构件120由保持构件122保持，将从发光部102照射的光反射而射入光探测部106。光反射构件120形成为剖面L字型，可将从发光部102朝光探测部106的光路纳入比较狭小的空间内。发光部102侧的正交的两个表面变成反射来自发光部102的光的镜面。光反射构件120只要以两个反射面形成约90°的方式配置即可，例如可通过金属板的弯折加工来形成。光反射构件120也可以是将两个具有反射面的平面构件以大致正交的方式接合而成的构件。发光部102、光探测部106及光反射构件120构成光探测系统。

发光部102及光探测部106例如可通过作为将LED及光电晶体管收容在一个封装体中的元件的光反射器来实现。由此，可减少零件数，可精简地形成光探测系统。

控制部108是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，控制电源部104的输出，使发光部102点灯或熄灯。例如，若控制部108对电源部104输出高电平(例如5V)的信号，则电源部104对发光部102供给电力。由此，发光部102点灯。若控制部108对电源部104输出低电平(例如0V)的信号，则电源部104停止朝发光部102的电力供给。由此，已点灯的发光部102熄灯。

另外，控制部108在规定的时机获取光探测部106的输出信号。例如，若光探测部106具有模拟/数字(Analog/Digital，A/D)转换功能，则控制部108获取从光探测部106输出的数字数据。若光探测部106输出模拟信号，则控制部108以规定的时间间隔对被输入的模拟信号进行采样，并生成数字数据。

存储部110是存储从控制部108输入的数据的易失性或非易失性的存储器。计时器112接受来自控制部108的要求，输出当前时刻。

图1中表示堆积在光反射构件120及保持构件122的水平面的尘埃190。从发光部102放射的光穿过尘埃190后，由光反射构件120的水平面反射，再次穿过尘埃190后，由光反射构件120的铅垂面反射，与发光部102的光轴平行地返回，由光探测部106探测。由光探测部106所测定的光量对应于堆积在光反射构件120上的尘埃190的量而变化，若尘埃190的堆积量变多，则测定值变得更小。机器内的尘埃的堆积对应于从设置机器起的时间经过而增大。因此，若定期地在由控制部108控制电源部104来使发光部102点灯的状态下，测定由光探测部106所检测的光量，则可观测尘埃的堆积的程度的变化。

因此，尘埃堆积探测装置100中，必须在从发光部102放射的光穿过尘埃190后，利用光探测部106来检测。但是，在图1中所示的光探测系统中，存在形成从发光部102放射的光不穿过尘埃190，而由光探测部106检测的光路的可能性。发光部102以某种程度的扩展(指向角)放射光。因此，根据发光部102的指向角，发光部102、光探测部106及光反射构件120的配置(距离、倾斜度等)，如图2所示，除由实线所示的理想的光路以外，可形成由虚线所示的光路。在图2中，发光部102的位置，更准确而言，从发光部102输出光的表面上的部分(以下，也称为中心部)的位置位于比光反射构件120的铅垂面的上端低的位置。穿过了由虚线所示的光路的光成为由光探测部106所检测的光量的测定误差的原因。

因此，优选以不形成从发光部102放射的光不穿过尘埃190的堆积部分而射入光探测部106的光路的方式，配置构成光探测系统的元件。参照图3对此进行具体说明。在图3中，θ(°)表示光反射构件120的水平面(尘埃堆积的面)与发光部102的光轴(被放射的光的强度最大的方向)形成的角度(以下，称为入射角)。D表示发光部102的中心轴(光轴)与光探测部106的中心轴的距离。H表示发光部102的发光部的中心部的、从光反射构件120的水平面起的高度。h表示光反射构件120的铅垂面的高度(光反射构件120的最上端的、从光反射构件120的水平面起的距离)。d表示光反射构件120的最上端的高度与发光部102的发光部的高度的差(以下，称为间隙)。即，H＝h+d。

若光反射构件120的铅垂面的高度h大，则如图2所示，形成从发光部102放射的光不穿过尘埃190的堆积部分而射入光探测部106的光路的可能性变高。在图2中，若铅垂面的高度h低，则由虚线所示的从发光部102放射的光不会被铅垂面反射。因此，优选将发光部102的中心部配置在比铅垂面的上端高的位置。另外，优选将铅垂面的高度h限制至某种程度的高度为止。就制造成本的观点而言，理想的是通过对一块金属板进行弯折加工来形成光反射构件120。在此情况下，若考虑加工的容易性，则优选光反射构件120的铅垂面的高度h为约5mm。

从发光部102放射的光对应于与发光部102的距离来扩散，发光部102与光探测部106的距离越大，由光探测部106所检测的光量越进一步下降。因此，当发光部102使用LED时，为了确保到达光探测部106的光量，优选从发光部102经过光反射构件120至光探测部106为止的距离(以下，称为总光路长度)为LED的焦距(例如约30mm)程度的大小。另外，LED的中心部的直径为约2mm，因此优选间隙d为约2mm以上。发光部102及光探测部106可使用将两者一体地形成的光反射器。在此情况下，D为约3mm。例如，若为罗姆(Rohm)公司制造的光反射器RPR-220US30N，则D＝2.8(mm)。

若利用L1表示从发光部102至光反射构件120为止的光路长度，利用L2表示从由光反射构件120反射至再次由光反射构件120反射为止的光路长度，利用L3表示从再次由光反射构件120反射至光探测部106为止的光路长度，及利用L表示总光路长度，则下式成立。

L＝L1+L2+L3

L1＝H/sinθ

L2＝D/cos(90－2×θ)

L3＝L1+D×tan(90－2×θ)

作为一例，将H＝7(mm)(h＝5(mm)，d＝2(mm))及D＝2.8(mm)时的入射角θ(°)及总光路长度L(mm)的关系示于图4中。根据图4的曲线，可知若θ为30°～45°的范围，则总光路长度L为约30mm以下。若θ比45°大，则总光路长度L变得更小，在光探测部106的检测值变大这一点上优选，但发光部102及光探测部106接近尘埃堆积部，因此存在发光部102及光探测部106对尘埃堆积造成影响的可能性。例如，存在如下的可能性：配置有发光部102及光探测部106的附近的尘埃堆积变得比其以外的区域少，由发光部102及光探测部106所得的测定结果不准确地反映机器内部的尘埃堆积的程度。因此，优选30°≦θ≦45°。根据图4的曲线，与其对应的光路长度L为约30mm以下、约20mm以上。

将发光部102使用LED，光探测部106使用光电晶体管时的电路的例子示于图5中。参照图5，发光部102包含在端子140与端子142之间串联连接的LED 130及电阻R1。在图5中，为了方便起见，利用平板表示光反射构件120。光探测部106包含在端子144与端子146之间串联连接的光电晶体管132、电阻R2及电阻R3。在已使端子142及端子146接地的状态下，从电源部104朝发光部102的端子140与端子142间施加直流电压，由此LED130放射光。若在端子144与端子146之间被施加了规定的直流电压的状态下，光(由光反射构件120所反射的发光部102的放射光)射入光探测部106的光电晶体管132，则光电晶体管132开启且电流流动(电流在端子144与端子146之间流动)。控制部108测定因伴随于此的电压下降而在测定端子134产生的电压。在光电晶体管132中流动的电流值依存于射入光电晶体管132的光量，因此由测定端子134所测定的电压表示射入光电晶体管132的光量。另外，电阻R1、电阻R2及电阻R3只要具有与LED 130及光电晶体管132对应的适当的电阻值即可。

(尘埃堆积的探测处理)

以下，参照图6，对利用图1的尘埃堆积探测装置100来评估电器中的尘埃堆积的程度的处理进行说明。发光部102及光探测部106构成图5中所示的电路。图6的程序由控制部108来执行。所述程序例如只要事先存储在存储部110即可。

此处，在存储部110事先存储有测定的时间间隔Δt、规定的阈值th1、及信息。测定的时间间隔Δt对应于尘埃的堆积速度、尘埃对电器带来的影响的程度等来决定。例如为几小时～24小时的范围的值。在即便是少许的尘埃的堆积，也对机器的性能、安全性等造成重大影响的情况下，优选设定比较短的时间。

阈值th1例如与光探测部106所探测的发光部102的光量因尘埃的堆积而下降，判断必须进行去除尘埃的维护(清扫等)时的光量对应。阈值th1例如能够以初期(机器的设置时)的测定值为基准，作为对于初期的测定值的比率来设定。初期的由光探测部106所得的测定值可认为是表示发光部102的照射光的强度的基准值，作为基准值A0(V)而先存储在存储部110。

在步骤300中，作为初期设定，控制部108从计时器112获取当前时刻，并将其作为开始时刻而存储在存储部。

在步骤302中，控制部108从计时器112获取当前时刻，并算出与步骤300中所存储的开始时刻的时间差。

在步骤304中，控制部108将步骤300中所算出的时间差与存储在存储部110的测定的时间间隔Δt进行比较，由此判定是否已变成测定时刻。即，若时间差为测定的时间间隔Δt以上，则控制部108判定已变成测定时刻，而跳转至步骤306。若并非如此(时间差未满测定的时间间隔Δt)，则控制跳转至步骤314。

在步骤306中，控制部108更新当前的开始时刻。即，控制部108使步骤302中所获取的当前时刻覆盖存储在存储部110的开始时刻。

在步骤308中，控制部108使发光部102点灯，获取来自光探测部106的输出信号。具体而言，控制部108如所述那样对电源部104输出高电平的信号(从电源部104朝发光部102供给电力)，使发光部102点灯，在此状态下，将来自光探测部106的输出信号(测定端子134的电压(V))作为测定值A1(V)来获取。若获取光探测部106的输出信号，则控制部108对电源部104输出低电平的信号(停止从电源部104朝发光部102的电力供给)，使发光部102熄灯。

在步骤310中，控制部108判定使步骤308中所获取的测定值A1(V)除以从存储部110读出的基准值A0(V)所得的值(A1/A0)是否为存储在存储部110的阈值th1以下。为阈值th1以下意味着尘埃堆积进展至必须进行维护的程度。若判定为阈值th1以下，则控制跳转至步骤312。若并非如此，则控制跳转至步骤314。

在步骤312中，控制部108从存储部110读出规定的信息，并进行提示。例如，提示必须进行维护的意思的信息。若尘埃堆积探测装置100包括音响输出装置或图像显示装置，则能够以音响或图像的形式提示信息。也可以从尘埃堆积探测装置100朝外部的音响输出装置或图像显示装置输出表示提示的信息的数据。

在步骤314中，控制部108判定是否接受了结束的指示。在接受了结束的指示的情况下，本程序结束。若并非如此，则控制回到步骤302，重复所述处理。结束的指示例如通过断开尘埃堆积探测装置100的电源的操作来进行。

根据以上所述，尘埃堆积探测装置100以事先决定的时间间隔Δt，在已使发光部102点灯的状态下，利用光探测部106来测定穿过堆积在光反射构件120上的尘埃190的光量，并将测定值对于基准值(初期值)的比率与阈值th1进行比较。测定值受到尘埃190的存在的影响，其不取决于是否为含有盐分的尘埃等尘埃的种类，而主要取决于堆积的程度(堆积量)。因此，尘埃堆积探测装置100不论尘埃的种类如何，均可对堆积在光反射构件120的尘埃的程度进行评估。可认为在机器内的光反射构件120的周围堆积有相同程度的尘埃，因此若光探测部106的测定值变成阈值th1以下，则尘埃堆积探测装置100提示建议维护的信息等。若适当地设定阈值th1，则可促使在因尘埃的堆积而产生机器的性能及安全性的下降等之前，通过维护来去除尘埃，可适当地管理机器。

在包含发光部102、光探测部106及光反射构件120的光探测系统中，将发光部102(中心部)配置在比剖面为L字型的光反射构件120的铅垂面的上端高的位置，由此可防止形成从发光部102放射的光不穿过尘埃190的堆积部分而射入光探测部106的光路。因此，可减少检测误差，可提升检测精度，可高精度地评估尘埃堆积的程度。

另外，将从发光部102经过光反射构件120至光探测部106为止的总光路长度L设为30mm以下(优选约20mm以上)，由此可确保从发光部102到达光探测部106的光量。因此，检测灵敏度提升。当发光部102使用LED时，若总光路长度L为约20mm～约30mm，则为与LED的焦距相同的程度，因此可抑制来自LED的放射光的扩展，充分地确保照射至每单位面积的光量及从光反射构件120到达光探测部106的光量。因此，可提升检测灵敏度，可高精度地评估尘埃堆积的程度。

在检测中，优选穿过尘埃堆积部的光路长，因此优选从发光部102朝光反射构件120的水平面的光的入射角θ小。另一方面，若入射角θ变小，则总光路长度L变长，可检测的光量下降。将入射角θ设定成30°～45°的范围，由此可通过尘埃堆积部分来使照射光适度地衰减，并且充分地确保到达光探测部106的光量。因此，可提升检测灵敏度及检测精度，可高精度地评估尘埃堆积的程度。

(变形例1)

发光部102及光探测部106的配置并不限定于如图3所示，将光探测部106配置在比发光部102高的位置的情况。例如，也可以如图7所示，将发光部102配置在在比光探测部106高的位置。在此情况下，若如所述那样，将发光部102(中心部)配置在比光反射构件120的铅垂面的上端高的位置，总光路长度L为30mm以下(优选约20mm以上)，θ为30°～45°，则也可以提升检测灵敏度及检测精度。

(第二实施方式)

即便发光部102使用相同种类的元件(例如LED)，其特性也在各元件中产生偏差。关于光探测部106，即便使用相同种类的元件(例如光电晶体管)，其特性也在各元件中产生偏差。因此，即便尘埃堆积的程度相同，也会在检测值中产生偏差。因此，在本实施方式中，抑制由所使用的元件的偏差(特性的偏差)所产生的影响。

尘埃堆积探测装置的构成与图1中所示的第一实施方式的尘埃堆积探测装置100相同。另外，发光部102、光探测部106及光反射构件120的配置也与图3相同。因此，不进行重复说明。但是，包含发光部102及光探测部106的电路与第一实施方式的图5不同，如图8中所示那样构成。图8是在图5的电路中，利用可变电阻200来代替电阻R3的图。另外，测定值(电压)由测定端子202代替图5的测定端子134来测定。

可变电阻200例如是被称为三端子型的电位计、电位器(volume)等的可调整电阻值的元件。可变电阻200在连接于电阻R2的一端与连接于端子146的另一端之间包括具有规定的电阻值的电阻构件，且包括使电阻构件中的测定端子202的接触位置变化的机构。由此，即便照射至光电晶体管132的光量相同，也可以变更由测定端子202所检测的电压。

因此，在各尘埃堆积探测装置中，例如在尘埃未堆积在光反射构件120的状态下，使发光部102发光并以从测定端子202检测到的电压变成规定值的方式，事先调整可变电阻200。由此，如作为实施例2而后述那样，可抑制由用作发光部102及光探测部106的元件的偏差(特性的偏差)所产生的影响。

(第三实施方式)

发光部102及光探测部106的特性依存于周围的温度，因此即便使用相同的发光部102及光探测部106并将相同的尘埃堆积作为对象，检测值也变化。因此，在本实施方式中，抑制所使用的元件的温度依存性。

参照图9，本发明的第三实施方式的尘埃堆积探测装置150包含：放射光的发光部102、对发光部102供给电力的电源部104、探测光的光探测部106、控制部108、存储部110、计时器112、光反射构件120、以及温度探测部152。尘埃堆积探测装置150是在图1中所示的第一实施方式的尘埃堆积探测装置100中，追加了温度探测部152的装置。另外，包含发光部102及光探测部106的电路与第二实施方式的图8相同。因此，不进行重复说明。

温度探测部152例如为温度传感器(热敏电阻、测温电阻器、热电偶等)，配置在发光部102及光探测部106的周围。温度探测部152的检测值(温度)被输入控制部108。控制部108使用温度探测部152的检测值，执行光探测部106的检测值的温度校正。

如作为实施例3而后述那样，在不进行温度校正的情况下，存在若发光部102及光探测部106的周围温度上升，则光探测部106的检测值(电压)也上升的倾向。因尘埃堆积且因光探测部106的检测值的下降状态的不同，光探测部106的检测值的、取决于周围温度的上升量不同。因此，若发光部102及光探测部106的设置场所、设置环境不同，则相对的评估变得困难。

取决于温度变化的检测值的变动量(曲线的倾斜度)不论尘埃的堆积状态如何，均大致固定(参照后述的实施例3)。即，若利用V(T)表示任意的环境温度T下的光探测部106的检测值(电压)，利用T(25)表示T＝25(℃)的环境温度下的光探测部106的检测值，则下式成立。

V(25)＝V(T)×(1－(T－25)/K)…(式1)

式1中，K为常数。常数K根据所使用的元件(LED、光电晶体管等)的温度特性而不同，但通常可事先决定50～500的范围的值。因此，通过式1，可将任意的环境温度下的检测值V(T)换算成T＝25(℃)下的检测值V(25)。换算值成为抑制了周围温度的影响(所使用的元件的温度依存性)的值。

尘埃堆积的探测处理除通过式1来换算光探测部106的检测值以外，与图6相同。即，控制部108在图6的步骤308中，使用作为温度探测部152的检测值的温度T、及光探测部106的检测值V(T)，通过所述式1来算出换算值V(25)。而且，控制部108在步骤310中，判定使换算值V(25)除以从存储部110读出的基准值A0所得的值(V(25)/A0)是否为存储在存储部110的阈值th1以下。基准值A0只要使用在T＝25(℃)下所测定的初期的由光探测部106所得的测定值即可。

如此，测定发光部102及光探测部106的周围的温度，并算出对光探测部106的检测值进行了温度校正的换算值，由此可排除周围温度的影响(所使用的元件的温度依存性)。因此，可高精度地评估堆积在光反射构件120的尘埃的程度。

并不限定于换算成T＝25(℃)的检测值的情况。只要将任意的环境温度下的检测值V(T)换算成相同温度的检测值即可，也可以换算成T＝25(℃)以外的温度(T1)的检测值。在此情况下，只要在式1中，使用T1来代替“25”，通过V(T1)＝V(T)×(1－(T－T1)/K)来算出换算值V(T1)即可。

也可以对进行了第二实施方式中所示的调整的测定值应用所述温度校正。在此情况下，通过抑制由用于发光部102及光探测部106的元件的偏差所产生的影响、及温度校正两者，可进一步提升测定精度，可更高精度地评估尘埃堆积的程度。

(变形例2)

发光部102及光探测部106的检测电路并不限定于图8中所示的电路。只要在发光部102及光探测部106的至少一者包括调整元件即可。例如，也可以是图10中所示的电路。此电路是在图5中所示的电路中，追加了与LED130及电阻R1串联连接的可变电阻204的电路。可变电阻204是可调整其两端的电阻值的电阻元件。在对端子140及端子142施加了固定的电压的状态下，若可变电阻204的电阻值变化，则流入LED 130的电流值变化，LED的发光强度变化。因此，通过调整可变电阻204的电阻值，关于LED 130及光电晶体管132，可抑制由各元件的偏差所产生的对于光探测部106的检测值的影响。另外，通过调整可变电阻204的电阻值，可对受到了由LED 130及光电晶体管132的特性变化所产生的影响的光探测部106的检测值进行温度校正，所述LED 130及光电晶体管132的特性变化由周围温度的变化引起。

(变形例3)

另外，也可以是图11中所示的电路。此电路是在图10中所示的电路中，利用可变电阻200来代替电阻R3的电路。因此，通过调整可变电阻204及可变电阻200，关于LED 130及光电晶体管132，可抑制由各元件的偏差所产生的对于光探测部106的检测值的影响。另外，通过调整可变电阻204及可变电阻200，可对受到了由LED 130及光电晶体管132的特性变化所产生的影响的光探测部106的检测值进行温度校正，所述LED 130及光电晶体管132的特性变化由周围温度的变化引起。

(变形例4)

在所述中，对为了精简地形成光探测系统，而使用用于使光路折回的L字型的光反射构件的情况进行了说明，但在第二实施方式及第三实施方式中，并不限定于此种光探测系统。在可使用更广阔的空间的情况下，如图12所示，也可以使用平板的光反射构件210。发光部102的放射光穿过尘埃190后，由光反射构件210反射，再次穿过尘埃190后，由光探测部106检测。即便在使用此种光探测系统的情况下，若采用图8、图10及图11的任一者中所示的电路，则也可以如所述那样抑制元件的偏差的影响及温度依存性。另外，光反射构件210并不限定于为了测定而另行设置的构件，也可以是机器本来的构成零件。

(变形例5)

也可以使尘埃堆积在透过构件上来代替堆积在反射构件上。例如，也可以使用如图13或图14所示的光探测系统。参照图13，在发光部102与光探测部106之间配置有平板的透光构件220。利用平板状的保持构件222来保持透光构件220的周围，保持构件222例如通过多个柱状的支撑构件224而支撑在电器等的平坦部226上。图14是变更了发光部102及光探测部106相对于透光构件220的上下的位置关系的图。即便在使用图13及图14中所示的光探测系统的情况下，若采用图8、图10及图11的任一者中所示的电路，则也可以如所述那样抑制元件的偏差的影响及温度依存性。另外，透光构件220并不限定于为了测定而另行设置的构件，也可以是机器本来的构成零件。

(变形例6)

进而，也可以使用如图15所示的光探测系统。发光部102的放射光穿过透光构件230及尘埃190后，由光反射构件232反射，并由光探测部106检测。即便在使用图15中所示的光探测系统的情况下，若采用图8、图10及图11的任一者中所示的电路，则也可以如所述那样抑制元件的偏差的影响及温度依存性。另外，也可以是将发光部102及光探测部106互换的配置。

[实施例1]

以下表示实验结果，显示本发明的有效性。在实验中，使用将发光部102配置在比光反射构件120的铅垂面的上端高的位置的光探测系统(参照图3)、及将发光部102配置在比光反射构件120的铅垂面的上端低的位置的光探测系统(参照图2)。光探测系统的周围温度均为约20℃。光反射构件120使用新品状态的反射板、及为了模仿尘埃堆积而已将其水平面(尘埃堆积面)着色成黑色的反射板。发光部102及光探测部106使用光反射器(罗姆公司制造的RPR-220US30N)，构成图5的电路(端子142及端子146接地)。光反射器包含作为发光部102的LED、作为光探测部106的光电晶体管。光电晶体管的电阻值对应于入射光量而变化，入射光量越多(尘埃堆积越少)，光电晶体管的电阻值越小，当无入射光时，光电晶体管的电阻值变成最大。

在所述两种光探测系统及两种反射板的组合中，进行利用光反射器的发光及光探测。具体而言，在图5的电路的测定端子134中测定电压。将测定结果示于图16中。在图16中，横轴(产生电压)是由测定端子134所测定的电压的相对值。基准值是使用新品状态的反射板时的电压值。有/无反射率下降意味着尘埃堆积面的着色(黑色)的有无。在尘埃堆积状态(有反射率下降)中，图2的光探测系统所检测到的电压比图3的光探测系统所检测到的电压大。因此，可知在图2的光探测系统中，LED的放射光的一部分不穿过尘埃堆积面而射入光电晶体管，因此光电晶体管的光接收量变大。即，通过使用图3的光探测系统，可抑制LED的放射光的一部分不穿过尘埃堆积面而射入光电晶体管，可进行更准确的测定。

[实施例2]

对用于发光部102及光探测部106的元件的偏差(特性的偏差)的影响进行实验。具体而言，使用利用相同配置及相同元件所制作的五台光探测系统(参照图3)，使光探测系统的周围温度变成相同(约25℃)来进行测定。就尘埃而言，使用作为标准粉体的关东壤土层No.8，将其撒在构成光探测系统的反射面上。发光部102及光探测部106与实施例1同样地使用光反射器。光学探测系统的电路使用在发光部102包含可变电阻204的图10的电路(端子142及端子146接地)。

改变对于反射面的尘埃堆积的程度，使用五台光探测系统对测定端子134(参照图10)中的电压进行测定。将测定结果示于图17及图18中。图17表示不调整电路的可变电阻204(固定调整机构)来进行测定的测定结果。图18表示关于五台光探测系统各者，以尘埃的未堆积状态下的测定值变成固定值的方式，调整电路的可变电阻204后进行测定的实验结果。在图17及图18中，利用光学探测系统N1～光学探测系统N5表示五台光探测系统。纵轴是测定端子134的电压(相对值)。

根据图17，可知若不调整可变电阻，则即便是相同的尘埃堆积状态，光学探测系统N1～光学探测系统N5的测定值的偏差也大。因此，难以客观地评估测定结果，难以进行测定结果的比较、相对的评估。另一方面，在图18中，测定值的偏差明显变得比图17小。因此，通过事先调整射入光探测系统的光量(发光部102的放射光量)，可抑制由光探测部106所得的检测值(电压)的偏差，可进行测定结果的相对的评估。

[实施例3]

对光探测系统的温度依存性进行实验。具体而言，使用利用包含可变电阻的电路(参照图10)的一个光探测系统(参照图3)，在周围温度为25℃的环境中，以在尘埃未堆积在构成光探测系统的反射板的状态下测定电压变成固定的方式调整可变电阻。与实施例2同样地，发光部102及光探测部106使用光反射器。调整后，在恒温槽内，对尘埃堆积状态不同的三种模式进行温度循环实验。使温度在-10℃～50℃的范围内变化。将实验结果示于图19中。

在图19中，三条曲线分别对应于尘埃堆积状态不同的三种模式。纵轴是测定端子134的电压(相对值)，电压越大，尘埃的堆积量越少。根据图19，可知三种模式的曲线的任一者均存在测定电压因周围温度的上升而也上升的倾向。但是，三种模式的上升量(曲线的倾斜度)不同，依存于测定电压(依存于尘埃堆积状态)。因此，若光探测器的设置场所及环境不同，则难以进行测定结果的相对的评估。

图20表示使用所述式1，将图19中所示的测定值换算成T＝25(℃)下的值的结果。图20的三条曲线对应于图19的三条曲线。图20的各曲线不论周围温度如何，均变成大致固定的值。因此，通过进行利用式1的温度校正，可抑制光探测系统的温度依存性，可减少测定误差。

以上，通过对实施方式进行说明而对本发明进行了说明，但所述实施方式是例示，本发明并不仅限定于所述实施方式。本发明的范围在参考发明的详细说明的记载后，由权利要求的各申请项表示，包含与其中所记载的语句均等的意思及范围内的所有变更。

Claims (5)

1.一种尘埃堆积探测装置，其特征在于，包括：

反射构件，具有两个反射面，剖面为L字型；

发光部件，朝所述反射构件照射光；

光探测部件，探测由所述反射构件所反射的光；以及

评估部件，在从所述发光部件朝所述反射构件照射了光的状态下，对应于由所述光探测部件所探测的光的强度与所述发光部件的照射光的强度的比率，对所述反射构件中的尘埃堆积的程度进行评估；

所述发光部件配置在比所述两个反射面中的铅垂面的上端高的位置，

所述发光部件及所述光探测部件配置为从所述发光部件照射的光由所述两个反射面依次反射后，通过所述光探测部件进行探测。

2.根据权利要求1所述的尘埃堆积探测装置，其特征在于，

从所述发光部件照射的光由所述两个反射面依次反射后，至通过所述光探测部件进行探测为止所穿过的光路长度为30mm以下。

3.根据权利要求1或2所述的尘埃堆积探测装置，其特征在于，

从所述发光部件朝所述反射构件照射的光与所述两个反射面中的水平面形成的角度为30度以上、45度以下的范围。

4.一种尘埃堆积探测装置，其特征在于，包括：

发光部件，朝机器的规定部分的面照射光；

光探测部件，探测透过了所述规定部分的光或由所述规定部分所反射的光；

评估部件，在从所述发光部件朝所述规定部分照射了光的状态下，对应于由所述光探测部件所探测的光的强度与所述发光部件的照射光的强度的比率，对所述规定部分中的尘埃堆积的程度进行评估；以及

调整部件，调整所述发光部件照射的光量及所述光探测部件的输出值的至少一者；

所述调整部件在尘埃已堆积在所述规定部分的状态下通过所述光探测部件探测光的强度之前，以在尘埃未堆积在所述规定部分的状态下所述光探测部件的输出值变成规定值的方式进行调整。

5.一种尘埃堆积探测装置，其特征在于，包括：

发光部件，朝机器的规定部分的面照射光；

光探测部件，探测透过了所述规定部分的光或由所述规定部分所反射的光；

温度探测部件，探测所述发光部件及所述光探测部件的周围的温度；

校正部件，对由所述光探测部件所探测的光的强度进行校正；以及

评估部件，对所述规定部分中的尘埃堆积的程度进行评估；

由所述温度探测部件所探测的温度为T，所述校正部件在从所述发光部件朝所述规定部分照射了光的状态下，使用表示由所述光探测部件所探测的光的强度的V(T)、规定温度T1、及常数K，通过V(T1)＝V(T)×(1－(T－T1)/K)来算出换算值V(T1)，

所述评估部件对应于所述换算值与所述发光部件的照射光的强度的比率，对所述规定部分中的尘埃堆积的程度进行评估。

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