JP2012007958A - 蓄積物検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蓄積物検出装置は、蓄積部に物質を蓄積させる。測定部は、大きくなった蓄積物の電気抵抗を測定する。測定される電気抵抗は、蓄積物の量に応じて変化する。蓄積物検出装置は、測定された電気抵抗の値があらかじめ定められた値に達すると、蓄積物の量があらかじめ定められた基準となる量に達したことを検知する。
【選択図】図4
Description
請求項2に係る発明によれば、物質の蓄積量が予め定められた基準の量に達したことを検知することができる。
請求項3に係る発明によれば、一対の電極間に蓄積する物質の蓄積量を検出することができる。
請求項4に係る発明によれば、抵抗素子に付着する物質の蓄積量を検出することができる。
請求項5に係る発明によれば、抵抗値の測定が困難な物質の蓄積量を検出することができる。
図1は、第1実施形態に係る蓄積物検出装置10の外観図である。図1の各構成要素の寸法は、構成要素の形状を容易に理解できるように実際の寸法とは異ならせてある。センサ部12は、蓄積部20、電極31および電極32を含んでいる。蓄積部20は、耐熱性の高い磁器等の絶縁体を材料とし、上端に開口部21と下端に底面22(図1(b)参照)を有する中空柱体状に形成されている。ここで、センサ部12の切断線C−Cにおける切断面を図1(b)に示す。電極31,32は、板状に形成され、蓄積部20の内側で対向する面上にそれぞれ配置されている。また、電極31,32は、ニクロム等の耐熱性の高い導電体を材料としている。蓄積部20は、開口部21から中空の内部に入り込んだ検出対象となる物質を電極31,32の間に蓄積する。
第1実施形態では、箱状の蓄積部20を用いたが、棒状の蓄積部20aを用いる例について説明する。なお、第2実施形態における蓄積物検出装置10aは、第1実施形態における蓄積物検出装置10と同様の構成を備えるため、蓄積物検出装置10と同じ構成については同一の符号を用いて説明を割愛し、第1実施形態と異なる部分について説明をする。
上述した第1および第2実施形態では、蓄積物Sの電気抵抗を測定して蓄積量を検出する例について説明した。本実施形態においては、大きくなる蓄積物Sによる静電容量の変化を測定して蓄積量を検出する。なお、第3実施形態における蓄積物検出装置10bは、第1実施形態における蓄積物検出装置10と同様の構成を備えるため、蓄積物検出装置10と同じ構成については同一の符号を用いて説明を割愛し、第1実施形態と異なる部分について説明をする。
ところで、電極31b,32bは円柱状の形状をしているため付着した蓄積物Sには支えがなく、蓄積物Sは自身の付着力によって両電極に付着している。しかし、付着した蓄積物Sが大きくなり、自身の重さによる重力が付着力を上回ると、蓄積物Sは電極31b,32bから剥離する。このような蓄積物Sの状態の変化によって、測定される静電容量が変化する様子を図13に示す。
<変形例1>
上述した第1実施形態においては、蓄積部20は電極と絶縁体を組み合わせた箱状の形状としたが、電極間に物質を付着させて蓄積するものであれば、他の形状としてもよい。また、複数の蓄積部を組み合わせてひとつの蓄積部として動作させてもよい。蓄積部は、多様な特性を持つ物質を付着させて蓄積物Sを大きくし、高温環境に設置され長期間動作する。このため、発生する蓄積物Sの付着力、密度または水分率などの特性が異なる場合でも、物質を付着させて蓄積できることが望ましい。また、温度変化の影響を受けにくい形状とすることが望ましい。これらの点を考慮し、例えば、大きさの異なる箱状の蓄積部を組み合わせたものや、物質を取り込む上部と電気抵抗を測定する下部とで大きさを変えた蓄積部を用いるようにしてもよい。
上述した第2実施形態においては、蓄積部20aは棒状の蓄積部20aと物質Mを支える電極32aにより物質Mを蓄積させたが、電極32aが物質Mを支える形状とせずに、付着して蓄積した物質Mが自重を支えきれなくなると剥がれて落下するようにしてもよい。この場合、第3実施形態と同様に、測定される抵抗値と前回測定された抵抗値との差分があらかじめ定められた閾値よりも大きな場合に、蓄積物検出装置10aは蓄積量が基準量に達したことを検知する。
蓄積部は、上述した第3実施形態においては、平行する2本の棒状の電極31b,32bを含んで構成されたが、他の形状の電極を含んで構成されてもよい。例えば、蓄積部は、櫛の形状をした電極や渦巻きの形状をした電極を含んで構成されてもよい。
各電極は、上述した第3実施形態および変形例3においては、何にも覆われずむき出しの状態であったが、基板などに用いられる絶縁性を有する被膜で覆われた状態としてもよい。これにより、蓄積物検出装置は、電極間に浸入した水等の電気伝導体によりショートすることを防ぐことができる。
上述した第3実施形態においては、蓄積部20bに直流電圧を印加して静電容量を測定したが、蓄積部20bに交流電圧を印加して、蓄積部20bにおける容量リアクタンスを測定してもよい。具体的には、測定部30は、電極31b,32bの容量リアクタンスを測定する。この場合、蓄積物Sの付着による容量リアクタンスの絶対値の変化が測定されればよい。例えば、特定の周波数Fbを定めて、この周波数Fbの交流電圧を印加するときの蓄積部20bにおける容量リアクタンスを測定する。蓄積部20bのようなキャパシタによる容量リアクタンスXbは、静電容量Cbと数式(7)で表わされる。
上述した各実施形態では、蓄積物Sの電気抵抗または電極の静電容量のどちらか一方の電気的な物理量を測定したが、両方を測定してもよい。この場合、例えば電気抵抗および静電容量を測定できる機能を有する測定部と気体流路に設置した蓄積部20および蓄積部20bとを配線により接続する。測定部は蓄積部20から蓄積物Sの電気抵抗を、蓄積部20bから電極の静電容量を測定する。これによって、蓄積物Sの特性または気体流路の外的環境の影響によっていずれか一方の物理量の測定が適切にできない場合でも、蓄積物検出装置は、残る一方の測定値に基づき蓄積量が基準量に達したことを検知する。
上述した第1実施形態では、測定した抵抗値が閾値に達すると蓄積量が基準量に達したことを検知したが、蓄積物Sの剥離を検出した回数によって検知してもよい。また、上述した第3実施形態では、蓄積物Sの剥離を検出した回数によって蓄積量が基準量に達したことを検知したが、測定した静電容量が閾値に達することで蓄積量が基準量に達したことを検知してもよい。これらは、蓄積物Sの特性または気体流路の外的環境の影響を考慮して、適切に検知できるほうを選択すればよい。
上述した第1実施形態では、制御部40は、時刻の情報を用いて電気抵抗を測定するタイミングを制御したが、温度の情報を加えて測定するタイミングを制御してもよい。例えば、蓄積物検出装置に温度を測定するセンサを備えさせて、制御部40は、測定された温度があらかじめ定められた値の範囲Rに収まっているときに電気抵抗を測定させるように測定部30を制御する。制御部40は、測定された温度が範囲Rに収まっていなければ、測定した温度が範囲Rに収まるまで一定の時間間隔で温度の測定を続ける。制御部40は、測定した温度が範囲Rに収まると、電気抵抗を測定させるように測定部30を制御する。このように制御することで、蓄積物検出装置は、高温のため電気抵抗が適切に測定できない場合に誤った蓄積量の検出をすることを防ぐことができる。
上述した実施形態では、蓄積物検出装置は、油や埃を含んだ空気が流れる気体流路に設置されたが、別の気体が流れる場所に設置されてもよい。例えば、蓄積物検出装置は、工場の煙突や煙突につながる排気流路などに設置され、硫黄酸化物、煤塵および有害物質などを含む排気ガスに含まれる物質を付着させて蓄積させることで蓄積量を検出してもよい。
蓄積物検出装置は、上述した実施形態では、蓄積物の電気特性を測定した結果から蓄積量が基準量に達したことを検知したが、その測定した結果だけを出力してもよい。この場合、出力された測定の結果に基づき、他の装置による処理または人の判断により蓄積量が基準量に達したことを検知すればよい。
蓄積物検出装置は、上述した実施形態では、制御部40が測定部30に抵抗値を測定させる時刻を時間の間隔を用いて設定したが、これ以外に、測定の頻度を用いたり、測定の時刻を直接用いたりしてもよい。時刻を直接設定する場合には、蓄積物Sが温度の影響を受けにくい状態で抵抗RTを測定させるため、蓄積部20の周辺の温度が概ね一定となる時間帯の時刻を設定するのが望ましい。
蓄積物検出装置は、表示部または音を出力する報知部を備えてもよい。例えば、蓄積物検出装置10は、図4に破線で示した表示部91および報知部92を備える。この場合、制御部40は、検出または検知した結果を示す情報を表示部91に供給し、供給した情報を表示させるように表示部91を制御する。また、制御部40は、検知した結果を示す情報を報知部92に供給し、音を出力させるように報知部92を制御する。
Claims (5)
- 気体が流れる気体流路内に配置され、前記気体に含まれる物質が付着して蓄積される蓄積部と、
前記蓄積部に蓄積されている前記物質に対し、蓄積量に応じて変化する電気特性を測定する測定手段と
を具備する蓄積物検出装置。 - 前記測定手段の測定結果と予め定められた閾値とを比較し、比較結果を反映した情報を出力する比較手段
を具備することを特徴とする請求項1記載の蓄積物検出装置。 - 前記蓄積部は、一対の電極を備え、
前記測定手段は、前記一対の電極間に蓄積された前記物質の抵抗値を測定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の蓄積物検出装置。 - 前記蓄積部は、抵抗素子を有し、
前記測定手段は、前記抵抗素子と前記蓄積部に蓄積された前記物質との合成抵抗値を測定する
ことを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の蓄積物検出装置。 - 前記蓄積部は、2つの電極を備え、
前記測定手段は、前記2つの電極間の静電容量または容量リアクタンスを測定する
ことを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の蓄積物検出装置。
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JP2010143186A JP2012007958A (ja) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | 蓄積物検出装置 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2010
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