JP2006300772A - Instrument and method for measuring cleanliness of tube inner wall face - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は管内壁面清浄度測定装置及び管内壁面清浄度測定方法に関し、更に詳細には管内壁面の目視で観察され難い汚れを検知して管内壁面の清浄程度を判定する管内壁面清浄度測定装置及び管内壁面清浄度測定方法に関する。 The present invention relates to a pipe inner wall surface cleanliness measuring apparatus and a pipe inner wall surface cleanness measuring method, and more specifically, a pipe inner wall surface cleanliness measuring apparatus that detects dirt that is difficult to visually observe on the pipe inner wall surface and determines the degree of cleanliness of the pipe inner wall surface, and The present invention relates to a method for measuring the cleanliness of a wall surface in a pipe.
医療器具に用いられる種々の細管は再生利用されるものが多い。かかる細管内には、その耐熱性等の観点から蒸気滅菌できないものがあり、この様な細管は洗浄されて再生利用が図られている。
しかし、近年、再生利用を図る細管では、その洗浄程度を保証することが求められつつある。
かかる洗浄程度を保証するには、細管の内壁面の洗浄程度を測定することが必要である。このため、細管の内壁面を内視鏡で観察することによって、目視できる汚れを見出すことはできる。
しかしながら、洗浄保証を充分に行なうためには、管内壁面の目視できない汚れを検知することが必要である。
このため、下記特許文献1には、図5に示す管内壁面清浄度測定装置を用いて管内壁面の目視できない汚れを検知することが提案されている。
この図5の管内壁面清浄度測定装置には、管100内に挿入される光ケーブル102の一端部に円錐状のプリズム104が装着され、光ケーブル102の他端部には、光ケーブル102で搬送されてプリズム104によって管100の内壁面方向に照射される赤外線の光源106と、管100の内壁面で反射されてプリズム104及び光ケーブル102によって搬送された反射光を検知する検出器108とが設けられている。
However, in recent years, it has been demanded to guarantee the degree of cleaning of thin tubes intended for recycling.
In order to guarantee the degree of cleaning, it is necessary to measure the degree of cleaning of the inner wall surface of the thin tube. For this reason, it is possible to find visible dirt by observing the inner wall surface of the thin tube with an endoscope.
However, in order to ensure sufficient cleaning, it is necessary to detect invisible stains on the inner wall surface of the pipe.
For this reason, in Patent Document 1 below, it is proposed to detect invisible stains on the inner wall surface of the tube using the inner wall surface cleanliness measuring apparatus shown in FIG.
5 has a
図5に示す管内壁面清浄度測定装置によれば、管100の内壁面からの反射光のスペクトルを観察し、特定の吸収が見られなかった場合には、汚れなしとして洗浄保証できる。
一方、反射光のスペクトルに特定の吸収が見られた場合には、その特定の吸収に対応する汚れが残存するとして再度の洗浄を施し、再度、管内壁面清浄度測定装置による精浄度を測定して、特定の吸収が見られなかった場合には、汚れなしとして洗浄保証できる。
この様に、洗浄保証がされた内壁面の汚れが充分に落とされた管のみを洗浄保証できる。
しかしながら、図5に示す管内壁面清浄度測定装置では、光ケーブル102の一端面に円錐状のプリズム104の底面を密着して装着することは困難である。
更に、空気と屈折率の異なるガラスによって形成されているプリズム104を照射光及び反射光が通過するため、屈折率の異なる材料間を通過することに因る光の減衰が発生して感度が低下するおそれがある。
また、図5に示す管内壁面清浄度測定装置を管内に挿入する際に、円錐状のプリズム104の尖っている先端部が管内壁面と衝突して、柔らかい管の場合は、管内壁面を損傷したり、硬い管の場合は、プリズム104の先端部が損傷されたりするおそれもある。
そこで、本発明の課題は、プリズムを用いることなく管内壁面の目視できない汚れを検知し得る管内壁面清浄度測定装置及び管内壁面清浄度測定方法を提案することにある。
According to the pipe inner wall surface cleanliness measuring apparatus shown in FIG. 5, the spectrum of the reflected light from the inner wall surface of the
On the other hand, if specific absorption is observed in the spectrum of reflected light, it is washed again as dirt corresponding to the specific absorption remains, and the purity of the pipe inner wall surface cleanliness measuring device is measured again. If no specific absorption is observed, it can be guaranteed that there is no contamination.
In this way, it is possible to guarantee that only the pipes on which the dirt on the inner wall surface that has been guaranteed to be cleaned has been sufficiently removed.
However, in the pipe inner wall surface surface cleanliness measuring apparatus shown in FIG. 5, it is difficult to attach the bottom surface of the
Furthermore, since the irradiation light and the reflected light pass through the
In addition, when the pipe inner wall cleanliness measuring apparatus shown in FIG. 5 is inserted into the pipe, the sharp tip of the
Accordingly, an object of the present invention is to propose a pipe inner wall surface cleanliness measuring apparatus and a pipe inner wall surface cleanliness measuring method capable of detecting invisible stains on the pipe inner wall without using a prism.
本発明者等は、前記課題を達成するには、光ケーブルから照射される照射光を管内壁面方向に反射し、管内壁面からの反射光を光ケーブル方向に反射する反射面を具備する部材を設けることが有効であると考え検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、管内壁面の目視で観察され難い汚れを検知して管内壁面の清浄程度を判定する管内壁面清浄度測定装置において、該管内に挿入可能であって、前記管内壁面に照射する特定の照射光を搬送する照射用光ファイバと、前記管内壁面からの反射光を搬送する受光用光ファイバとから構成される光ケーブルと、前記光ケーブルの一端部に装着され、外周縁に沿って前記光ファイバの各一端部が挿入されている複数本の貫通孔が形成された柱状部材と、前記柱状部材の先端面に固着されて前記管内に挿入されたとき、前記照射用光ファイバから照射される照射光を管内壁面方向に反射し、前記管内壁面からの反射光を前記受光用ファイバに反射するように、反射面が前記柱状部材の先端面から離れる方向に外径が拡大するテーパ状反射面に形成されたコーンミラーと、前記光ケーブルの他端部には、前記照射用光ファイバによって搬送される照射光の光源と、前記受光用光ファイバによって搬送された反射光を検出する検出手段とが設けられていることを特徴とする管内壁面清浄度測定装置にある。
また、本発明は、管内壁面の目視で観察され難い汚れを検知して管内壁面の清浄程度を判定する際に、前述した管内壁面清浄度測定装置を用いて、前記汚れを検知することを特徴とする管内壁面清浄度測定方法でもある。
In order to achieve the above object, the present inventors provide a member having a reflecting surface that reflects the irradiation light emitted from the optical cable toward the inner wall surface of the tube and reflects the reflected light from the inner wall surface of the tube toward the optical cable. As a result, the present invention has been reached.
That is, the present invention is an apparatus for measuring the cleanliness of the inner wall surface of a tube that detects dirt that is difficult to visually observe on the inner wall surface of the tube, and determines the degree of cleanliness of the inner wall surface of the tube. An optical cable composed of an irradiating optical fiber that conveys specific irradiating light, and a light receiving optical fiber that conveys reflected light from the inner wall surface of the tube, and is attached to one end of the optical cable, along the outer peripheral edge A columnar member formed with a plurality of through-holes into which one end of each optical fiber is inserted, and when irradiated into the tube after being fixed to the tip end surface of the columnar member, the optical fiber for irradiation is irradiated. The reflecting surface has a taper whose outer diameter expands in a direction away from the front end surface of the columnar member so that the reflected light from the inner wall surface of the tube is reflected toward the inner wall surface of the tube and the reflected light from the inner wall surface of the tube is reflected to the receiving fiber. A cone mirror formed on a reflection surface, a light source of irradiation light conveyed by the irradiation optical fiber at the other end of the optical cable, and a detecting means for detecting reflected light conveyed by the light receiving optical fiber Are provided in the pipe inner wall surface surface cleanliness measuring device.
Further, the present invention is characterized by detecting the dirt using the above-described pipe inner wall surface cleanliness measuring device when detecting the dirt that is difficult to be visually observed on the inner wall surface of the pipe and determining the degree of cleanliness of the inner wall surface of the pipe. It is also a pipe inner wall surface cleanliness measuring method.
かかる本発明において、コーンミラーの反射面を金によって形成することにより、反射面の反射率を高くできる。
このコーンミラーを、柱状部材の先端面から突出する突出部にネジ止めすることによって、確実に且つ容易に柱状部材にコーンミラーを固着できる。
更に、柱状部材には、照射用光ファイバと受光用光ファイバとを交互に配設することによって、管内壁面に万遍無く光源からの照射光を照射でき、管内壁面からの反射光を万遍無く受光できる。
また、光源としては、赤外線用光源を好適に用いることができる。
In this invention, the reflectance of a reflective surface can be made high by forming the reflective surface of a cone mirror with gold | metal | money.
The cone mirror can be securely and easily fixed to the columnar member by screwing the cone mirror to the protruding portion protruding from the front end surface of the columnar member.
Furthermore, the columnar member can be irradiated with light from the light source evenly on the inner wall surface of the tube by arranging the irradiating optical fiber and the receiving optical fiber alternately, and the reflected light from the inner wall surface of the tube is universal. It can receive light without.
As the light source, an infrared light source can be suitably used.
本発明に係る管内壁面清浄度測定装置によれば、外周縁に沿って光ファイバの各一端部が挿入されている複数本の貫通孔が形成された柱状部材が光ケーブルの一端部に装着されている。このため、柱状部材の一端部側にコーンミラーを容易に装着できる。
このコーンミラーの反射面は、柱状部材の先端面から離れる方向に外径が拡大するテーパ状反射面に形成されており、光ケーブルを構成する照射用光ファイバから照射される照射光を管内壁面方向に反射し、この管内壁面からの反射光を光ケーブルの受光用光ファイバに反射する。
かかる受光用光ファイバによって搬送される反射光を検出器で検出し、汚れによる吸収の有無を検知することによって、管内壁面の汚れの有無を知ることができる。更に、管内壁面に汚れが残存している場合、汚れの吸収程度を測定することによって、汚れの程度、更には汚れ量まで知ることができる。
この様に、本発明に係る管内壁面清浄度測定装置では、コーンミラーの反射面で照射光及び反射光を所定方向に反射しているため、プリズムで光路を変更している場合の如く、照射光及び反射光が空気と屈折率の異なる材料間を通過することに因る光の減衰が発生するおそれを解消できる。
更に、光ケーブルの一端部に装着されたコーンミラーは、柱状部の先端面から離れる方向に外径が拡大するテーパ状であるため、管内に挿入したときでも、先端部が管内壁面に衝突して管内壁面を損傷することやコーンミラーが損傷されるおそれも解消できる。
According to the pipe inner wall surface surface cleanliness measuring apparatus according to the present invention, the columnar member in which a plurality of through holes into which one end portions of the optical fibers are inserted along the outer peripheral edge is attached to one end portion of the optical cable. Yes. For this reason, a cone mirror can be easily mounted on one end side of the columnar member.
The reflection surface of the cone mirror is formed as a tapered reflection surface whose outer diameter increases in a direction away from the tip surface of the columnar member, and the irradiation light irradiated from the irradiation optical fiber constituting the optical cable is directed toward the inner wall surface of the tube. The reflected light from the inner wall surface of the tube is reflected to the light receiving optical fiber of the optical cable.
By detecting the reflected light carried by the light receiving optical fiber with a detector and detecting the presence or absence of absorption due to dirt, the presence or absence of dirt on the inner wall surface of the tube can be known. Furthermore, when dirt remains on the inner wall surface of the pipe, the degree of dirt and the amount of dirt can be determined by measuring the degree of dirt absorption.
As described above, in the pipe inner wall surface surface cleanliness measuring apparatus according to the present invention, the irradiation light and the reflected light are reflected in the predetermined direction by the reflection surface of the cone mirror, so that the irradiation is performed as in the case where the optical path is changed by the prism. It is possible to eliminate the possibility of light attenuation due to light and reflected light passing between materials having different refractive indexes from air.
Furthermore, the cone mirror attached to one end of the optical cable has a tapered shape whose outer diameter increases in a direction away from the tip surface of the columnar portion, so that the tip portion collides with the inner wall surface of the tube even when inserted into the tube. The possibility of damaging the inner wall surface of the tube and damaging the cone mirror can also be eliminated.
本発明に係る管内壁面清浄度測定装置の一例を図1に示す。図1の管内壁面清浄度測定装置には、管10内に挿入される光ケーブル12の一端部に柱状部材14が装着されており、柱状部材14の先端面側にコーンミラー16が装着されている。この柱状部材14と光ケーブル12との接合境界部の外周面には、テープ18が巻回されている。
かかる光ケーブル12の他端部には、光ケーブル12で搬送されてコーンミラー16によって管10の内壁面方向に照射される赤外線の光源20とマイケルソン干渉計22とが設けられていると共に、管10の内壁面で反射されてコーンミラー16及び光ケーブル12によって搬送された反射光を検出する検出器24が設けられている
An example of the pipe inner wall surface surface cleanliness measuring apparatus according to the present invention is shown in FIG. 1 has a
The other end of the
光ケーブル12の一端部に装着された柱状部材14は、アルミニウムによって形成されており、図2に示す様に、外周縁に沿って光ケーブル12を構成する複数本の光ファイバの各一端部が挿入される貫通孔15が形成されている。かかる貫通孔15の各々は、図3に示す様に、光源20からの光をマイケルソン干渉計22で干渉して干渉光とした照射光を搬送する照射用光ファイバ12aと、管10の内壁面からの反射光を検出器24に搬送する受光用光ファイバ12bとの各一端部が交互に挿入されている。この様に、照射用光ファイバ12aと受光用光ファイバ12bとの各一端部を交互に配設することによって、管10の内壁面に万遍無く光源からの照射光を照射でき、管10の内壁面からの反射光を万遍無く受光できる。
この柱状部材14の先端面側には、図2及び図3に示す様に、先端部にネジ部が形成された突出部14aが突設されており、この突出部14aにアルミニウム製のコーンミラー16が装着されている。
The
As shown in FIGS. 2 and 3, a
コーンミラー16は、柱状部材14の先端面から離れる方向に外径が拡大するテーパ状部16aと円柱部16bとから成り、その中央部に貫通孔17に形成されている。
かかるコーンミラー16は、テーパ状部16aの先端が柱状部材14の先端面に当接するように、その貫通孔17内に柱状部材14の突出部14aを挿入し、コーンミラー16の円柱部16bの端面から突出部14aの一端部を突出する。この突出部14aの先端部には、ネジが設けられているため、円柱部16bの端面から突出する突出部14aの一端部にナット19を螺着することによって、コーンミラー16を柱状部材14に容易に且つ確実に固着できる。
かかるコーンミラー16のテーパ状部16aのテーパ面16cは、薄膜状の金膜(図示せず)から成る反射面に形成されている(以下、コーンミラー16のテーパ面16cを単に反射面16cと称することがある)。この金膜は蒸着によって形成されたものである。この様に、反射面16cを金で形成することにより、反射面16cの反射率を高くできる。
この反射面16cは、テーパ状部16aのテーパ面に形成されているため、柱状部材14の先端面から離れる方向に外径が拡大するテーパ状の反射面である。
The
The
The
Since the reflecting
図1〜図3に示す管内壁面清浄度測定装置によれば、光源20からの光をマイケルソン干渉計22で干渉光とした照射光は、光ケーブル12内の照射用光ファイバ12a,12a・・によって搬送され、管10内に挿入された柱状部材14の先端面からコーンミラー16のテーパ状の反射面16cに照射される。テーパ状の反射面16cに照射された照射光は、反射面16cによって反射されて管10の内壁面方向に照射される。
管10の内壁面方向に照射された照射光は、管10の内壁面からコーンミラー16のテーパ状の反射面16cに向けて反射され、光ケーブル12内の受光用光ファイバ12b,12b・・によって検出器24に搬送される。
1 to 3, the irradiation light obtained by using the light from the
Irradiated light irradiated in the direction of the inner wall surface of the
図1〜図3に示す管内壁面清浄度測定装置を用い、アルミ管の内壁面に豚脂を付着したモデル実験をした。
このモデル実験では、光源20からの赤外光をマイケルソン干渉計22によって干渉光とした照射光を用い、光ケーブル12として、カルコゲナイトガラスが用いられた光フィアイバから構成される光ケーブルを用いた。
更に、アルミ管への豚脂の付着は、0.08mgの豚脂を溶解したヘキサン(豚脂濃度1%)中に、アルミ管を1分間浸漬した後、アルミ管を取り出して5分間放置してヘキサンを揮発させた。
次いで、豚脂を付着したアルミ管内に、図1に示す光ケーブル12の一端部に装着した柱状部材14の先端面側に固着したコーンミラー16を挿入し、光源20からの赤外光をマイケルソン干渉計22によって干渉光とした照射光を、光ケーブル12内の照射用光ファイバ12a,12a・・によって搬送し、コーンミラー16のテーパ状の反射面16cによって反射してアルミ管の内壁面方向に照射する。
アルミ管の内壁面方向に照射した照射光のうち、アルミ管の内壁面からの反射光は、コーンミラー16のテーパ状の反射面16cで反射して、光ケーブル12内の受光用光ファイバ12b,12b・・によって検出器24に搬送し、反射光のスペクトル分析をする。
検出器24によって検出した波長1000〜3500cm-1の領域における吸光度を図4の曲線Tとして示す。図4には、豚脂付着前のアルミ管の内壁面ついて測定した波長1000〜3500cm-1の領域における吸光度も曲線Sとして示す。
図5から明らかな様に、曲線Tでは、曲線Sに対して波長2920cm-1、2850cm-1、1750cm-1、1460cm-1及び1160cm-1の近傍に特有な吸収が表れる。このため、かかる吸収が表れるアルミ管では、その内壁面が脂肪分で汚れていることが判る。また、かかる吸収の強度を測定することによって、その汚れの程度、更には汚れ量も知ることができる。
Using a pipe inner wall surface cleanliness measuring apparatus shown in FIGS. 1 to 3, a model experiment was conducted in which pork fat was adhered to the inner wall surface of an aluminum pipe.
In this model experiment, irradiation light obtained by using infrared light from the
Furthermore, the adhesion of pork fat to the aluminum tube was obtained by immersing the aluminum tube in hexane (1% pork fat concentration) in which 0.08 mg of pork fat was dissolved, then removing the aluminum tube and leaving it for 5 minutes. Hexane was volatilized.
Next, a
Of the irradiation light irradiated in the direction of the inner wall surface of the aluminum tube, the reflected light from the inner wall surface of the aluminum tube is reflected by the tapered reflecting
The absorbance in the region of
As apparent from FIG. 5, the curve T, wavelength 2920 cm -1 with respect to the curve S, 2850 cm -1, 1750 cm -1, appears is specific absorption in the vicinity of 1460 cm -1 and 1160 cm -1. For this reason, in the aluminum tube which shows such absorption, it turns out that the inner wall surface is dirty with fat. Further, by measuring the intensity of such absorption, the degree of contamination and the amount of contamination can be known.
この様に、汚れのない細管内壁面についての赤外吸収スペクトルと、洗浄後の細管内壁面の赤外吸収スペクトルとを比較することによって、洗浄後した細管の内壁面が汚れているか否かを判定できる。また、汚れの特有の吸収程度によって、その汚れの程度、更には汚れ量も推定可能である。
以上の説明で用いた管内壁面清浄度測定装置を構成する柱状部材14及びコーンミラー16を共にアルミニウムによって形成しているが、樹脂によって形成してもよい。
In this way, by comparing the infrared absorption spectrum of the clean inner wall surface of the thin tube with the infrared absorption spectrum of the inner wall surface of the cleaned thin tube, it is determined whether or not the inner wall surface of the cleaned thin tube is dirty. Can be judged. Further, the degree of dirt and the amount of dirt can be estimated by the specific absorption degree of dirt.
Although the
10 管
12 光ケーブル
12a 照射用光ファイバ
12b 受光用光ファイバ
14 柱状部材
14a 突出部
15,17 貫通孔
16 コーンミラー
16a テーパ状部
16b 円柱部
16c テーパ面(反射面)
19 ナット
20 光源
22 マイケルソン干渉計
24 検出器
DESCRIPTION OF
19
Claims (6)
該管内に挿入可能であって、前記管内壁面に照射する特定の照射光を搬送する照射用光ファイバと、前記管内壁面からの反射光を搬送する受光用光ファイバとから構成される光ケーブルと、
前記光ケーブルの一端部に装着され、外周縁に沿って前記光ファイバの各一端部が挿入されている複数本の貫通孔が形成された柱状部材と、
前記柱状部材の先端面に固着されて前記管内に挿入されたとき、前記照射用光ファイバから照射される照射光を管内壁面方向に反射し、前記管内壁面からの反射光を前記受光用ファイバに反射するように、反射面が前記柱状部材の先端面から離れる方向に外径が拡大するテーパ状反射面に形成されたコーンミラーと、
前記光ケーブルの他端部には、前記照射用光ファイバによって搬送される照射光の光源と、前記受光用光ファイバによって搬送された反射光を検出する検出手段とが設けられていることを特徴とする管内壁面清浄度測定装置。 In the pipe inner wall surface cleanliness measuring device that detects dirt that is difficult to visually observe on the pipe inner wall surface and determines the degree of cleanness of the pipe inner wall surface,
An optical cable that can be inserted into the tube, and that includes an irradiation optical fiber that conveys specific irradiation light that irradiates the inner wall surface of the tube, and an optical fiber that receives reflected light from the inner wall surface of the tube;
A columnar member that is attached to one end of the optical cable and has a plurality of through holes into which one end of the optical fiber is inserted along the outer periphery.
When the columnar member is fixed to the distal end surface of the columnar member and inserted into the tube, the irradiation light irradiated from the irradiation optical fiber is reflected toward the inner wall surface of the tube, and the reflected light from the inner wall surface of the tube is reflected to the light receiving fiber. A cone mirror formed on a tapered reflecting surface whose outer diameter expands in a direction away from the tip surface of the columnar member so as to reflect,
The other end portion of the optical cable is provided with a light source of irradiation light carried by the irradiation optical fiber and a detecting means for detecting reflected light carried by the light receiving optical fiber. Pipe inner wall surface cleanliness measuring device.
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