JP2002148102A - Detector and method for detecting liquid - Google Patents

Detector and method for detecting liquid

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JP2002148102A
JP2002148102A JP2000345609A JP2000345609A JP2002148102A JP 2002148102 A JP2002148102 A JP 2002148102A JP 2000345609 A JP2000345609 A JP 2000345609A JP 2000345609 A JP2000345609 A JP 2000345609A JP 2002148102 A JP2002148102 A JP 2002148102A
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light
container
liquid
wall
diffused
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Sadao Noda
貞雄 野田
Takeshi Mizuno
武司 水野
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Panasonic Industrial Devices SUNX Co Ltd
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Sunx Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely detect a liquid in a container even when the container is made of a light diffusible material such as a milk white one. SOLUTION: Light is emitted from a light projecting part 22 toward a wall part of the container 10, diffused light from a portion distant from a light emitting area of the light is received by a photoreceiving part 23, and the presence of the liquid is detected based on a change in a received light quantity of the diffused light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液体の液位や有無
を光学的に検出する液体検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid detecting device for optically detecting the liquid level and the presence or absence of a liquid.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の液体検出装置としては、例えば
特開平8−320248号公報等に記載のものがある
が、その基本的原理は、いずれも図12に示すように透
光性の容器の側壁1に投光部2から光を照射し、側壁1
の内側で反射した光を受光する位置に受光部3を設けた
構成である。同図(A)に示すように、投光部2からの
光の照射域に液体が存在しない場合には、側壁1の内側
で光が正反射して受光部3に到達するが、液体が存在す
ると、その正反射率が大きく減少するために、投光部1
からの光の大部分は側壁1を貫通するようになって受光
部3に到達しなくなる。従って、受光部3に入射する光
量を計測することにより、液体の有無を判別できるので
ある。
2. Description of the Related Art An example of this type of liquid detecting device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-320248. The basic principle of the device is as shown in FIG. Light is emitted from the light projecting unit 2 to the side wall 1 of the
In this configuration, the light receiving unit 3 is provided at a position where the light reflected inside the light receiving unit is received. As shown in FIG. 2A, when the liquid is not present in the irradiation area of the light from the light projecting unit 2, the light is specularly reflected inside the side wall 1 and reaches the light receiving unit 3, but the liquid is If present, the specular reflectance is greatly reduced.
Most of the light from the light source penetrates the side wall 1 and does not reach the light receiving portion 3. Therefore, the presence or absence of the liquid can be determined by measuring the amount of light incident on the light receiving unit 3.

【0003】従来の液体検出装置は、このような原理に
よるから、受光部3は投光部1からの正反射光を受け得
る方向に向けて設置されていた。
In the conventional liquid detecting device, the light receiving unit 3 is installed in a direction in which the light receiving unit 3 can receive the regular reflection light from the light projecting unit 1 because of such a principle.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、容器は必ず
しも透明な材質で構成されているとは限らない。例え
ば、腐食性の液体を収容する場合は、容器には耐腐食性
が高い材質が必要となり、フッ素樹脂が選ばれることが
ある。これは透光性はあるものの、光拡散性が高く、乳
白色を呈している。このような材質の容器の場合には、
従来の光電式の液体検出装置では、投光部から照射され
た光が側壁で周囲に滲むように拡散するため、正反射光
はほとんど得られず、液体の有無を正確に判別できない
という問題があった。
However, the container is not always made of a transparent material. For example, when accommodating a corrosive liquid, a material having high corrosion resistance is required for the container, and a fluororesin may be selected. Although it is translucent, it has high light diffusion and exhibits milky white. In the case of containers made of such materials,
In the conventional photoelectric type liquid detection device, since the light emitted from the light projecting portion diffuses so as to spread to the surroundings on the side wall, almost no regular reflection light is obtained, and the problem that the presence or absence of the liquid cannot be accurately determined. there were.

【0005】そこで、本発明は、内部で光が拡散するよ
うな材質の容器内の液体であっても、確実に検出できる
液体検出装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a liquid detecting apparatus capable of reliably detecting a liquid in a container made of a material into which light is diffused.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及びその作用】上記の目的
を達成するための手段として、本発明は、容器の壁部に
向けて光を照射すると共に、その光の照射域から離れた
箇所からの拡散光を受光し、その拡散光の受光量の変化
に基づき液体の有無を検出する構成とした。透光性を有
し、かつ内部で光を拡散させる性質の壁部に光が照射さ
れると、光は内部に進入してあらゆる方向に拡散する。
そのうち一部は壁面に対して反射可能な角度で進入する
ために反射してさらに遠くに進行し、反射不能な角度で
壁面に向かった光は壁面を貫通して外部に突き抜ける。
これを繰り返すために、外部からは光の照射領域を中心
として放射状に光が滲むように見える。ここで、光の照
射側とは反対側の容器の壁部に液体が接すると、壁面で
の内部への反射が激減して壁部から液体内へ突き抜ける
光の量が増大するため、外部から観察される光の滲みは
小さくなる。
As a means for achieving the above object, the present invention provides a method of irradiating light toward a wall of a container, and irradiating the light from a location distant from the light irradiation area. And the presence or absence of liquid is detected based on a change in the amount of the diffused light received. When light is applied to a wall having a property of transmitting light and diffusing light inside, the light enters inside and diffuses in all directions.
Some of the light is reflected to enter the wall at an angle that can be reflected, and travels further away. Light traveling toward the wall at an angle that cannot be reflected passes through the wall and penetrates to the outside.
In order to repeat this, light appears to radiate radially around the light irradiation area from the outside. Here, when the liquid comes into contact with the wall of the container on the side opposite to the light irradiation side, the amount of light that penetrates into the liquid from the wall increases due to a sharp decrease in reflection on the wall and the amount of light penetrating from the outside. The observed light bleed is reduced.

【0007】従って、投光部によって容器の壁部に光を
照射し、容器の内壁によって壁部内へ反射されつつ前記
光の照射域から離れた箇所から拡散反射してくる拡散光
を受光部によって受光し、その拡散光の受光量の変化を
受光量変化手段によって検出すれば、壁部の裏側におけ
る液体の有無を確実に検出することができる。
Accordingly, the light projecting unit irradiates the wall of the container with light, and the light receiving unit receives the diffused light that is reflected by the inner wall of the container into the wall and diffusely reflected from a location away from the light irradiation area. If the change in the amount of light received and the amount of diffused light received is detected by the amount-of-light-receiving change means, the presence or absence of liquid on the back side of the wall can be reliably detected.

【0008】なお、受光部が観察する箇所は、投光部か
らの光の照射域そのものよりも、そこから離れた箇所で
あることが必要である。照射域自体であると、壁部の内
面で反射していない拡散光の量が増えてS/N比が小さ
くなるからである。また、逆に、照射域からあまりに遠
い箇所からの拡散光では、微弱すぎて適切ではない。ど
の程度の距離離れることが好ましいかは、容器壁部の材
質や厚さ寸法等の具体的条件により異なるが、投受光部
がある位置の壁部への液体の接触によって拡散光の入射
量の減少割合が最も多い箇所が好ましいことは勿論であ
る。
It is necessary that the area to be observed by the light receiving section is farther away from the irradiation area of the light from the light emitting section itself. This is because, in the irradiation area itself, the amount of diffused light not reflected on the inner surface of the wall increases and the S / N ratio decreases. Conversely, diffused light from a location that is too far from the irradiation area is too weak and not appropriate. The preferred distance depends on specific conditions such as the material and thickness of the container wall, but the amount of diffused light incident upon the contact of the liquid with the wall at the position where the light emitting and receiving unit is located It is needless to say that the portion where the decrease rate is the largest is preferable.

【0009】また、光の照射域またはそこに近い箇所か
らの拡散光を受光する第1の受光部と、この第1の受光
部よりは光の照射域から遠い箇所からの拡散光を受光す
る第2の受光部とを設け、それらの第1及び第2の受光
部による拡散光の各受光量の差または比の変化を受光量
変化検出手段によって検出するようにしてもよい(請求
項3の発明)。この構成によると、第1の受光部に受光
される拡散光には、容器の壁部の状態、すなわち色、汚
れ等の情報が多く含まれ、第2の受光部に受光される拡
散光には、その壁部の状態に関する情報と液体の有無に
ついての情報が含まれることになる。従って、第1の受
光部の受光量を基準として、これと比較して差または比
の変化を観察すれば、容器の壁部の状態変化(変色、汚
れの付着)等を打ち消して液体の有無についての情報だ
けを取り出すことができ、より正確な判断ができる。
A first light receiving section for receiving diffused light from a light irradiation area or a place close thereto, and a diffused light from a place farther from the light irradiation area than the first light receiving section. A second light receiving unit may be provided, and a difference or a change in a ratio between respective light receiving amounts of the diffused light by the first and second light receiving units may be detected by a light receiving amount change detecting unit. Invention). According to this configuration, the diffused light received by the first light receiving unit contains a large amount of information on the state of the wall of the container, that is, color, dirt, and the like. Includes information on the state of the wall and information on the presence or absence of liquid. Therefore, if the difference or ratio is observed based on the amount of light received by the first light receiving unit as a reference, a change in the state of the wall of the container (discoloration, adhesion of dirt), etc., can be canceled out to determine the presence or absence of liquid. Can extract only the information about and can make a more accurate judgment.

【0010】また、投光部及び第1の受光部は、一方を
光ファイバケーブルの中心に配置された光ファイバから
構成し、他方をその光ファイバの周囲に環状に配置した
複数の光ファイバから構成してもよい(請求項4の発
明)。これにより、全体を小型化できる上に、レンズ等
の光学素子を用いる場合でも、光学素子の部品数を少な
くして安価に製造することができる。
One of the light projecting portion and the first light receiving portion is composed of an optical fiber arranged at the center of the optical fiber cable, and the other is composed of a plurality of optical fibers arranged annularly around the optical fiber. It may be configured (the invention of claim 4). This makes it possible to reduce the size of the entire device, and even when using an optical element such as a lens, the number of components of the optical element can be reduced and the optical element can be manufactured at low cost.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。 <第1実施形態>本発明の第1実施形態を図1ないし図
3によって説明する。図1は例えばフッ素樹脂等の透光
性及び光拡散性を有する材料により形成した容器10
に、液体検出装置20を取り付けた状態を示す。この液
体検出装置20は、図2に示すように、ハウジング21
内に投光部を構成する投光素子22と受光部を構成する
受光素子23とを所定距離だけ離して収容してなり、容
器10に取り付けた状態で各素子22,23の光軸が容
器10の壁面に対してほぼ垂直に向かうと共に、各素子
22,23は容器10内の液面に沿った方向に横並びと
なる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. <First Embodiment> A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a container 10 formed of a material having a light transmitting property and a light diffusing property such as a fluororesin.
2 shows a state where the liquid detection device 20 is attached. As shown in FIG.
A light projecting element 22 constituting a light projecting section and a light receiving element 23 constituting a light receiving section are housed in the interior of the container at a predetermined distance from each other. The elements 22 and 23 are substantially perpendicular to the wall surface of the container 10 and are arranged side by side in the direction along the liquid surface in the container 10.

【0012】上記投光素子22は図3に示すように投光
駆動回路24によりパルス点灯され、受光素子23から
の出力信号は受光回路25により増幅されてコンパレー
タ26によって所定のレベルVref と比較され、その比
較結果に基づいて出力回路27が駆動される。
The light emitting element 22 is pulse-lit by a light emitting drive circuit 24 as shown in FIG. 3, and an output signal from the light receiving element 23 is amplified by a light receiving circuit 25 and compared with a predetermined level Vref by a comparator 26. The output circuit 27 is driven based on the comparison result.

【0013】さて、上記構成の作用について説明する。
容器10内に収容されている液体の液面が液体検出装置
20の取付位置まで達していないとき、投光素子22か
ら照射される光は、容器10の壁部内に進入して内部で
あらゆる方向に拡散する。そのうち一部は壁面に対して
反射可能な角度で進入するために反射してさらに遠くに
進行し、反射不能な角度で壁面に向かった光は壁面を貫
通して外部に突き抜ける。これを繰り返すために、外部
からは光の照射領域を中心として放射状に光が滲むよう
になる(図面上、光の滲み部分を表すために、斜線を交
差させて示している)。このため、投光素子22からの
光の照射域から離れた箇所からの拡散光の一部は受光素
子23に入射し、その受光量に応じた受光信号が受光回
路25で増幅されてコンパレータ26によって基準電圧
Vref と比較される。ここでは、基準電圧Vref は、投
受光素子22,23の設置高さまで液面が達していない
ときの受光信号のレベルよりも少し低い電圧に設定され
ており、従って出力回路27は動作しない。
Now, the operation of the above configuration will be described.
When the liquid level of the liquid contained in the container 10 has not reached the mounting position of the liquid detection device 20, the light emitted from the light projecting element 22 enters the wall of the container 10 and is directed in all directions therein. To spread. Some of the light is reflected to enter the wall at an angle that can be reflected, and travels further away. Light traveling toward the wall at an angle that cannot be reflected passes through the wall and penetrates to the outside. In order to repeat this, the light bleeds radially from the outside with the light irradiation area as the center (in the drawing, diagonal lines are crossed to represent the bleeding part of the light). For this reason, a part of the diffused light from a position distant from the irradiation area of the light from the light projecting element 22 enters the light receiving element 23, and a light receiving signal corresponding to the amount of received light is amplified by the light receiving circuit 25 and Is compared with the reference voltage Vref. Here, the reference voltage Vref is set to a voltage slightly lower than the level of the light receiving signal when the liquid level does not reach the installation height of the light emitting and receiving elements 22 and 23, and the output circuit 27 does not operate.

【0014】ところが、容器10内の液面が上昇して投
受光素子22,23の設置高さにまで達すると、容器1
0の壁部のうち投光素子22の光の照射領域の裏側が液
体に接するようになるから、図2(B)に示すように、
壁部の内部における反射が激減して壁部から液体内へ突
き抜ける光の量が増大する。この結果、外部から観察さ
れる光の滲みの範囲は小さくなり、受光素子23に受光
される拡散光の光量は減少し、受光信号レベルが基準電
圧Vref よりも低下してコンパレータ26ひいては出力
回路27が動作することになる。このように、本実施形
態では、受光素子23が投光素子22からの光が壁部の
内面で反射した正反射光ではなく、拡散光を受光するよ
うに設定してあるから、光拡散性の材料で形成された容
器内の液体でも確実に検出することができる。
However, when the liquid level in the container 10 rises and reaches the installation height of the light emitting and receiving elements 22, 23, the container 1
Since the back side of the light irradiation area of the light projecting element 22 in the 0 wall comes into contact with the liquid, as shown in FIG.
Reflection inside the wall is drastically reduced, and the amount of light that penetrates into the liquid from the wall increases. As a result, the range of bleeding of light observed from the outside becomes smaller, the amount of diffused light received by the light receiving element 23 decreases, the light receiving signal level falls below the reference voltage Vref, and the comparator 26 and the output circuit 27 Will work. As described above, in the present embodiment, the light receiving element 23 is set so as to receive the diffused light instead of the specularly reflected light in which the light from the light projecting element 22 is reflected on the inner surface of the wall. Liquid in a container made of the above material can be reliably detected.

【0015】<第2実施形態>図4及び図5は本発明の
第2実施形態を示す。この実施形態では、1個の投光素
子31に対して第1及び第2の2個の受光素子32,3
3を配置している。これらの投受光素子31〜33はハ
ウジング34の収容凹部35〜37内に取り付けて液面
に対して横並びになるように容器10に取り付けられ
る。
<Second Embodiment> FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the first and second two light receiving elements 32 and 3 are provided for one light emitting element 31.
3 are arranged. These light emitting and receiving elements 31 to 33 are mounted in the housing recesses 35 to 37 of the housing 34 and mounted on the container 10 so as to be aligned with the liquid surface.

【0016】投光素子31及び第2の受光素子33の光
軸は壁面に対してほぼ垂直になるようにしてあり、第2
の受光素子33は投光素子31からの光の照射領域から
離れた箇所からの拡散光を受光するようになっている。
一方、第1の受光素子32については、その収容凹部3
6に光路制限部36Aが形成してあり、投光素子31の
光の照射領域からの直接の拡散光を受光するようになっ
ている。
The optical axes of the light projecting element 31 and the second light receiving element 33 are substantially perpendicular to the wall surface.
The light receiving element 33 receives the diffused light from a location distant from the irradiation area of the light from the light projecting element 31.
On the other hand, the first light receiving element 32 has
6, an optical path limiting portion 36A is formed so as to receive the direct diffused light from the light irradiation area of the light projecting element 31.

【0017】電気的構成は図5に示すようであり、投光
素子31は投光駆動回路38によりパルス点灯され、第
1の受光素子32及び第1の受光素子33からの出力信
号は差動増幅回路39に入力され、ここで両受光素子3
2,33からの受光信号の差分が増幅されてコンパレー
タ40によって所定のレベルVref と比較され、その比
較結果に基づいて出力回路41が駆動される。
The electrical configuration is as shown in FIG. 5. The light emitting element 31 is pulse-lit by the light emitting drive circuit 38, and the output signals from the first light receiving element 32 and the first light receiving element 33 are differential. The signal is input to the amplifier circuit 39, where both light receiving elements 3
The difference between the light receiving signals from the light receiving signals 2 and 33 is amplified and compared with a predetermined level Vref by the comparator 40, and the output circuit 41 is driven based on the comparison result.

【0018】この構成によれば、第1の受光素子32が
受光する拡散光には、容器10の壁部の拡散率、色、汚
れ等に起因する情報が多く含まれることになる。一方、
第2の受光素子33にも同様にそれらの情報は含まれ、
かつ、前記実施形態と同様に容器10内の液位が投受光
素子31〜33の設置高さに達していないときと、達し
たときでは、そのレベルが大きく変化することになる。
従って、両受光素子32,33からの受光信号を差動増
幅しているから、容器10の壁部の拡散率、色、汚れ等
に起因する情報が打ち消され、液位に関する情報だけが
取り出されることになる。この結果、容器10の内面が
次第に汚れて行く状況のもとでも、或いは容器10自体
が次第に変色してゆくような状況のもとでも、液位を長
期間に渡って安定して検出することができる。
According to this configuration, the diffused light received by the first light receiving element 32 contains a large amount of information due to the diffusion rate, color, dirt, and the like of the wall of the container 10. on the other hand,
The second light receiving element 33 also includes such information,
Further, similarly to the above-described embodiment, when the liquid level in the container 10 has not reached the installation height of the light emitting and receiving elements 31 to 33, and when it has reached, the level greatly changes.
Therefore, since the light receiving signals from the light receiving elements 32 and 33 are differentially amplified, information due to the diffusion rate, color, dirt, and the like of the wall of the container 10 is canceled, and only information about the liquid level is extracted. Will be. As a result, it is possible to stably detect the liquid level over a long period of time even under a situation where the inner surface of the container 10 is gradually becoming dirty or under a condition where the container 10 itself is gradually discolored. Can be.

【0019】<第3実施形態>図6は本発明の第3実施
形態を示す。これは投光部及び受光部を光ファイバを利
用して構成したものである。3本の各光ファイバケーブ
ル51の先端にネジ付きの口金52を取り付けてあり、
この口金52をベース53の取付孔53Aにねじ込んで
固定してある。口金52の先端側には容器10の壁面に
向かうノズル部52Aが形成してあり、そのノズル部5
2A内に光ファイバケーブル51の芯線(図示せず)が
固定してある。これらの3本の光ファイバケーブル51
の芯線のうち、図中左側に位置するものが投光部を構成
し、その隣にあるものが第1の受光部を構成して投光部
の照射領域からの拡散光を直接的に受光するようになっ
ており、少し離れて右側に位置しているものが第2の受
光部を構成して投光部からの光の照射域から離れた箇所
からの拡散光を受光するようになっている。図示はしな
いが、各光ファイバケーブル51の他端側には投光素子
及び2個の受光素子が設けられており、その電気的構成
は図5に示した第2実施形態と同様である。
<Third Embodiment> FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. This is one in which the light projecting unit and the light receiving unit are configured using an optical fiber. A threaded base 52 is attached to the end of each of the three optical fiber cables 51,
The base 52 is screwed into the mounting hole 53A of the base 53 and fixed. A nozzle 52A is formed at the tip end of the base 52 toward the wall surface of the container 10.
A core wire (not shown) of the optical fiber cable 51 is fixed in 2A. These three optical fiber cables 51
Of the core wires, the one located on the left side in the figure constitutes the light projecting unit, and the one next to it constitutes the first light receiving unit and directly receives the diffused light from the irradiation area of the light projecting unit. The light receiving unit located a short distance away on the right side constitutes a second light receiving unit, and receives diffused light from a location distant from the irradiation area of the light from the light emitting unit. ing. Although not shown, a light projecting element and two light receiving elements are provided on the other end side of each optical fiber cable 51, and the electrical configuration is the same as that of the second embodiment shown in FIG.

【0020】このような構成によれば、前記第2実施形
態と同様な効果が得られる上に、容器10の近辺には光
ファイバケーブル51を配置するだけで、電気回路を除
去できるから、可燃性の液体が容器10内に収容されて
いる場合でも、安全である。
According to such a configuration, the same effect as that of the second embodiment can be obtained, and the electric circuit can be removed only by arranging the optical fiber cable 51 in the vicinity of the container 10, so that the flammability can be reduced. It is safe even if a liquid of a certain nature is contained in the container 10.

【0021】<他の実施形態><Other Embodiments>

【0022】本発明は上記記述及び図面によって説明し
た実施形態に限定されるものではなく、例えば次のよう
な実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下
記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施
することができる。
The present invention is not limited to the embodiment described above with reference to the drawings. For example, the following embodiment is also included in the technical scope of the present invention, and further departs from the gist other than the following. Various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

【0023】(1)上記各実施形態では、容器10の全
体が透光性及び光拡散性を有する材質で形成されている
場合を示したが、これに限らず、例えば容器の大部分が
金属製であってその一部に透光性及び光拡散性の材料で
形成された窓部がある場合にも、その窓部における液位
の検出に利用することができる。
(1) In each of the above embodiments, the case where the entire container 10 is formed of a material having a light transmitting property and a light diffusing property has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, most of the container is made of metal. It can be used for detecting the liquid level in the window even if the window is made of a light-transmitting and light-diffusing material.

【0024】(2)上記第2及び第3の実施形態では、
投光部、第1の受光部及び第2の受光部という順序で配
置したが、配置順序はこれに限られず、例えば図7に示
すように、投光部60の隣に第1の受光部61を配置
し、その反対側に第2の受光部62を配置してもよい。
また、図8に示すように、投光部60と第1の受光部6
1とを横並びに配置し、第2の受光部62を投光部60
から離して配置してもよい。このように投受光部をどの
ような配置態様としても、第1の受光部61は投光部6
0による光の照射域またはそこに近い箇所からの拡散光
を受光し、第2の受光部62は第1の受光部61よりは
光の照射域から遠い箇所からの拡散光を受光する構成と
すればよいものである。
(2) In the second and third embodiments,
Although the light emitting section, the first light receiving section, and the second light receiving section are arranged in this order, the arrangement order is not limited to this. For example, as shown in FIG. 61 may be arranged, and the second light receiving unit 62 may be arranged on the opposite side.
Further, as shown in FIG. 8, the light projecting unit 60 and the first light receiving unit 6
1 are arranged side by side, and the second light receiving section 62 is
May be placed away from the camera. As described above, regardless of the arrangement of the light emitting and receiving unit, the first light receiving unit 61 is provided with the light emitting unit 6.
A second light receiving unit 62 receives diffused light from a location farther from the light irradiation area than the first light receiving unit 61, It is good to do.

【0025】(3)また、投受光部を光ファイバケーブ
ルを用いて構成する場合、例えば図9のような構成が可
能である。ここで、光ファイバケーブル70の中心には
径大な光ファイバ71を配置し、その外周に多数の細い
光ファイバ72を環状に配置し、最外周を保護ジャケッ
ト73にて覆う。中心のファイバ71の端部には投光素
子74を対向配置して中心のファイバ71の先端を投光
部とし、外側のファイバ72の他端は束ねて受光素子7
5を対向配置することでそのファイバ72の先端を受光
部とする。この場合、電気的構成は図3に示した第1実
施形態と同様となる。このような構成とすれば、1本の
光ファイバケーブル70で投受光部を構成することがで
き、検出部の構造が極めて簡単になり、レンズ等の光学
系を使用する場合でもその光学系が極めて簡単になる。
なお、上記構成の投受光の関係は逆にしてもよく、すな
わち中心の光ファイバ71に受光素子75を対向させ、
その周囲の光ファイバ72に投光素子74を対向させて
も良い。
(3) When the light emitting and receiving unit is formed using an optical fiber cable, for example, the structure shown in FIG. 9 is possible. Here, a large-diameter optical fiber 71 is arranged at the center of the optical fiber cable 70, a large number of thin optical fibers 72 are annularly arranged on the outer periphery thereof, and the outermost periphery is covered with a protective jacket 73. A light projecting element 74 is disposed at the end of the center fiber 71 so as to face the end of the center fiber 71, and the other end of the outer fiber 72 is bundled to form a light receiving element 7.
5 are opposed to each other, so that the tip of the fiber 72 is used as a light receiving section. In this case, the electrical configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. With such a configuration, the light emitting and receiving unit can be configured with one optical fiber cable 70, the structure of the detecting unit is extremely simplified, and even when an optical system such as a lens is used, the optical system can be used. Extremely simple.
The relationship between the light emitting and receiving light of the above configuration may be reversed, that is, the light receiving element 75 is opposed to the central optical fiber 71,
The light projecting element 74 may be made to face the optical fiber 72 around it.

【0026】(4)さらに、前記第2実施形態の構成を
1本の光ファイバケーブルを使用して実現するには、例
えば図10の構造が可能である。ここで、光ファイバケ
ーブル80の中心には径大な光ファイバ81を配置し、
その外周に多数の細い光ファイバ82を環状に配置し、
その外周にスペーサ層83を介してやはり多数の細い光
ファイバ84を配置して最外周を保護ジャケット85に
て覆う。中心のファイバ81の端部には投光素子86を
設けてファイバ81を投光部とし、その外側のファイバ
82群は束ねて第1の受光素子87を対向配置して第1
の受光部を構成し、最外周のファイバ84群は束ねて第
2の受光素子88を対向配置することで第2の受光部を
構成する。この場合、電気的構成は図5に示した第2実
施形態と同様となる。このような構成とすれば、1本の
光ファイバケーブル80によって投光部と第1及び第2
の受光部とを構成することができ、検出部の構造が極め
て簡単になる。しかも、第2の受光部はS/N比を高め
るために投光部からの距離を大きくする分、拡散光が微
弱になるという宿命があるが、このように投光部からの
光の照射領域を囲む環状領域で受光すれば、比較的大き
な光量を得ることができるという利点がある。
(4) Furthermore, in order to realize the configuration of the second embodiment using one optical fiber cable, for example, the structure shown in FIG. 10 is possible. Here, a large-diameter optical fiber 81 is arranged at the center of the optical fiber cable 80,
A number of thin optical fibers 82 are arranged in an annular shape on the outer periphery,
A large number of thin optical fibers 84 are also arranged on the outer periphery of the protective layer 85 via a spacer layer 83, and the outermost periphery is covered with a protective jacket 85. A light projecting element 86 is provided at the end of the center fiber 81, and the fiber 81 is used as a light projecting section.
And the outermost group of fibers 84 is bundled and the second light receiving element 88 is arranged to face the second light receiving unit. In this case, the electrical configuration is the same as that of the second embodiment shown in FIG. With such a configuration, the light emitting unit and the first and second optical fibers are connected by one optical fiber cable 80.
, And the structure of the detection unit is extremely simplified. In addition, the second light receiving section is destined to have a weak diffused light as the distance from the light projecting section is increased in order to increase the S / N ratio. If the light is received by the annular region surrounding the region, there is an advantage that a relatively large amount of light can be obtained.

【0027】なお、この光ファイバケーブル80を利用
して投受光を行う場合、光ファイバケーブル80の先端
にレンズを設けてもよい。その場合、3つのレンズ部が
同心状に並ぶトロイダルレンズを使用すれば、図11
(A)に示すような投光領域90、第1受光領域91及
び第2受光領域92が同心状に得られる。また、同図
(B)に示すような投光領域93,第1受光領域94及
び第2受光領域95を得るには、中心側を2つのレンズ
部を同心状に形成し、その外側に微小レンズを環状配置
した一体型レンズを使用すればよい。また、この実施形
態で、投光部と第1の受光部とは逆にしてもよいことは
もちろんである。
When light is transmitted and received using the optical fiber cable 80, a lens may be provided at the end of the optical fiber cable 80. In that case, if a toroidal lens in which three lens portions are arranged concentrically is used, FIG.
A light projecting area 90, a first light receiving area 91, and a second light receiving area 92 as shown in FIG. In order to obtain the light projecting area 93, the first light receiving area 94, and the second light receiving area 95 as shown in FIG. 7B, two lens portions are formed concentrically on the center side and minute What is necessary is just to use the integral type lens which arrange | positioned the lens annularly. Further, in this embodiment, the light projecting unit and the first light receiving unit may of course be reversed.

【0028】(5)上述の各実施形態では、投光部及び
各受光部においてそれぞれ投光素子及び受光素子を個別
に設けるようにしたが、例えば第2実施形態における第
1の受光部及び第2の受光部を2個の光電変換部を一体
に有する二分割光電素子を用いて構成してもよい。ま
た、第1実施形態における受光部をPSDやCCD等の
受光素子を用いて広い範囲の拡散光を観察するように
し、液がある場合には拡散光の強度重心が液のない場合
に比べて投光部側にずれることを利用して検出すること
もできる。
(5) In each of the above embodiments, the light emitting element and the light receiving element are individually provided in the light emitting section and each light receiving section. However, for example, the first light receiving section and the second light receiving section in the second embodiment are provided. The two light receiving units may be configured using a two-divided photoelectric element having two photoelectric conversion units integrally. In addition, the light receiving unit in the first embodiment uses a light receiving element such as a PSD or a CCD to observe a wide range of diffused light. When there is liquid, the intensity center of gravity of the diffused light is larger than when there is no liquid. Detection can also be performed by utilizing the shift to the light emitting unit side.

【0029】(6)また、投光部及び受光部は容器の壁
面に密着させても、離してもいずれでもよいが、密着さ
せたほうが容器の外面の汚れや反射光の影響を受けにく
いため好ましい。
(6) The light projecting portion and the light receiving portion may be in close contact with the wall surface of the container or may be separated from each other. However, the close contact is less likely to be affected by dirt on the outer surface of the container and reflected light. preferable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施形態の要部を示す横断面図FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of the first embodiment.

【図3】第1実施形態の電気的構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the first embodiment.

【図4】第2実施形態の要部を示す横断面図FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of the second embodiment.

【図5】第2実施形態の電気的構成を示すブロック図FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of a second embodiment.

【図6】第3実施形態の要部を示す横断面図FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of a third embodiment.

【図7】異なる実施形態の要部を示す平面図FIG. 7 is a plan view showing a main part of a different embodiment.

【図8】異なる実施形態の要部を示す平面図FIG. 8 is a plan view showing a main part of a different embodiment.

【図9】異なる実施形態の光ファイバケーブルを示す斜
視図
FIG. 9 is a perspective view showing an optical fiber cable according to another embodiment.

【図10】異なる実施形態の光ファイバケーブルを示す
斜視図
FIG. 10 is a perspective view showing an optical fiber cable according to another embodiment.

【図11】光の照射領域を示す平面図FIG. 11 is a plan view showing a light irradiation area.

【図12】従来の液体検出装置の原理を示す断面図FIG. 12 is a sectional view showing the principle of a conventional liquid detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……容器 20……液体検出装置 22,31……投光素子(投光部) 23,32,33……受光素子(受光部) 39……差動増幅回路 10 Container 20 Liquid detecting device 22, 31 Light emitting element (light emitting part) 23, 32, 33 Light receiving element (light receiving part) 39 Differential amplifier circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F014 AB02 AB03 FA01 FA02 2G051 AA48 AB15 BA00 BB17 CA02 CA07 CB05 CC17 EA08 EA25 EB01 EB02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F014 AB02 AB03 FA01 FA02 2G051 AA48 AB15 BA00 BB17 CA02 CA07 CB05 CC17 EA08 EA25 EB01 EB02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一部が光拡散性及び光透過性
を有する材質である容器内の液体を検出するための液体
検出方法であって、前記容器の壁部に向けて光を照射す
ると共に、前記容器の内壁によって壁部内へ反射されつ
つ前記光の照射域から離れた箇所から拡散反射してくる
拡散光を受光し、その拡散光の受光量の変化に基づき液
体の有無を検出することを特徴とする液体検出方法。
1. A liquid detecting method for detecting a liquid in a container, at least a part of which is a material having a light diffusing property and a light transmitting property, wherein the liquid is irradiated onto a wall of the container. Receiving diffused light that is diffused and reflected from a location distant from the light irradiation area while being reflected into the wall by the inner wall of the container, and detecting the presence or absence of liquid based on a change in the amount of the diffused light received. A liquid detection method characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 光拡散性及び光透過性を有する材質の容
器内の液体を検出するものであって、前記容器の壁部に
向けて光を照射する投光部と、前記容器の内壁によって
壁部内へ反射されつつ前記投光部による光の照射域から
離れた箇所から拡散反射してくる拡散光を受光する受光
部と、この受光部による拡散光の受光量の変化を検出す
る受光量変化検出手段とを備えてなる液体検出装置。
2. A container for detecting a liquid in a container having a light diffusing property and a light transmitting property, comprising: a light projecting unit for irradiating light toward a wall of the container; and an inner wall of the container. A light-receiving unit that receives diffused light that is diffusely reflected from a location distant from the light irradiation area by the light-emitting unit while being reflected into the wall, and a light-receiving amount that detects a change in the amount of diffused light received by the light-receiving unit A liquid detection device comprising: a change detection unit.
【請求項3】 光拡散性及び光透過性を有する材質の容
器内の液体を検出するものであって、前記容器の壁部に
向けて光を照射する投光部と、その投光部による光の照
射域またはそこに近い箇所からの拡散光を受光する第1
の受光部と、前記容器の内壁によって壁部内へ反射され
つつ第1の受光部よりは前記投光部による光の照射域か
ら遠い箇所から拡散反射してくる拡散光を受光する第2
の受光部と、前記第1及び第2の受光部による拡散光の
各受光量の差または比の変化を検出する受光量変化検出
手段とを備えてなる液体検出装置。
3. A light-projecting unit for detecting a liquid in a container made of a material having a light-diffusing property and a light-transmitting property, wherein the light-projecting unit irradiates light toward a wall of the container, and The first to receive diffused light from or near the light irradiation area
And a second light receiving portion that receives diffused light that is diffusely reflected from a location farther from a light irradiation area by the light emitting portion than the first light receiving portion while being reflected into the wall portion by the inner wall of the container.
And a light-receiving-amount change detecting means for detecting a difference or a change in a ratio between respective light-receiving amounts of the diffused light by the first and second light-receiving units.
【請求項4】 前記投光部及び前記第1の受光部は、一
方が光ファイバケーブルの中心に配置された光ファイバ
からなり、他方がその光ファイバの周囲に環状に配置さ
れた複数の光ファイバからなることを特徴とする請求項
3記載の液体検出装置。
4. A plurality of light sources, one of which comprises an optical fiber arranged at the center of an optical fiber cable, and the other of which comprises an annularly arranged optical fiber around the optical fiber. 4. The liquid detecting device according to claim 3, comprising a fiber.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008164440A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Sunx Ltd Liquid level detector
JP2012145477A (en) * 2011-01-13 2012-08-02 Panasonic Corp Non-contact fluid detection configuration
CN103837902A (en) * 2013-10-16 2014-06-04 刘树哲 Misinformation-free detection method of liquid detector
JP2018035632A (en) * 2016-09-02 2018-03-08 飛島建設株式会社 Center formwork device of tunnel lining, and lining placement system

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