JP2014025824A

JP2014025824A - 油種判別装置

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Publication number: JP2014025824A
Application number: JP2012166692A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Otaki; 滝勉大
Original assignee: Tatsuno Corp
Current assignee: Tatsuno Corp
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2032-07-27
Also published as: JP5751532B2

Abstract

【課題】地下の貯油タンクや車両等に供給されている油の種類を供給中に常時判別して、誤った油種が供給された場合に速やかに対処することが出来る油種判別装置の提供。
【解決手段】透光性材質からなる導光体（例えば、プリズム１）を給油系統（例えば、給油配管２、ポンプ等６）に設け、導光体（１）に照射装置（例えば、光源に接続された光ファイバ３）と、給油系統（２）を流れる油と導光体（１）の境界面（Ｆ１２）で反射した光を受光する受光装置（４）を設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料油、灯油、その他の各種油を供給する給油装置に関し、より詳細には、本発明は、給油装置が供給している油の種類を判別することが出来る油種判別装置に関する。

給油所では複数種類の燃料油を販売している。
しかし、ガソリン車に間違えて灯油を給油した場合や、灯油と間違えてガソリンを販売してしまうと（いわゆる「誤給油」）、重大な事故を惹起してしまう恐れがある。
また、給油所の地下貯蔵タンクに対して、貯蔵されている燃料油とは異なる種類の燃料油を投入してしまうこと（いわゆる「誤荷卸し」）も、重大な事故に繋がる可能性がある。

タンクローリは、輸送効率を上げるため、複数のタンク室に異なった油種を複数混載している。そして、近年、ガソリンスタンド（給油所）の係員の立会いなしに、夜間の閉店中にタンクローリのドライバーが独りで荷卸しするケースが一般的となってきた。タンクローリのドライバーは、複数の給油所を受け持っているが、その全ての給油機構を熟知しているとは限らない。そのため、タンクローリから給油所の地下タンクに燃料油を卸す（給油する）場合に、当該地下タンクに卸すべき燃料油（例えば、灯油）とは異なった燃料油（例えば、ガソリン）を給油してしまう事態が起こってしまうのである。そして給油所によっては、作業者が「誤荷卸し」したことを確認することができず、給油設備における異常（例えば、灯油中にガソリンが混入してしまうこと、いわゆる「コンタミ」）をチェックする機構も備わっていない場合がある。
「誤荷卸し」によって、地下タンクに貯蔵してされている燃料油（灯油）に、種類が異なる燃料油（ガソリン）が混入し、異なる種類の燃料油が混入した燃料油を顧客に販売してしまうと、自動車のエンジンの故障、破損、エンジン破損に起因する事故、火災等の重大な不都合を生じる可能性がある。

しかし、誤給油や誤荷卸しを正確に検知して、異種の油が交じり合ってしまうこと（いわゆる「コンタミ」）を防止する技術は、従来技術では提案されていない。
その他の従来技術として、例えば、タンクローリのタンク室別に操作キーを用意し、タンク室の底弁操作ハンドルと荷積み用ハッチ操作ハンドルとを封印ワイヤによって連結し、特定の操作キーだけが特定タンク室の荷積み用ハッチと底弁操作ハンドルだけで操作出来る様にして、誤荷卸しを防止する技術（特許文献１参照）が存在する。
ここで、誤給油や誤荷卸しにより異種の油が交じり合ってしまうことを防止するには、各種油を供給する際にその油種を常時判別して、誤った油種が供給された場合に速やかに対処することが望まれる。しかし、上述した従来技術（特許文献１）では、給油されている油種を常時監視、判別することは不可能であった。

特公平３−６０７６０号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、地下の貯油タンクや車両等に供給されている油の種類を常時判別して、誤った油種が供給された場合に速やかに対処することが出来る油種判別装置の提供を目的としている。

本発明の油種判別装置は、透光性材質からなる導光体（例えば、プリズム１）を給油系統（例えば、給油配管２、ポンプ５等）に設け、導光体（１）に照射装置（例えば、光源に接続された光ファイバ３）と、給油系統（２）を流れる油と導光体（１）の境界面（Ｆ１２）で反射した光を受光する受光装置（４）を設けたことを特徴としている。

本発明において、制御装置（コントロールユニット１０）を含み、当該制御装置（１０）は受光装置（４）が受光した範囲から油種を決定する機能を有しているのが好ましい。

本発明の実施に際しては、前記給油系統は給油配管（２）であるのが好ましい。
また前記給油系統は、ポンプ（５）内の配管であるのが好ましい。
さらに前記給油系統は、給油所の貯油タンク（６）に連通する給油管（７）であるのが好ましい。

また本発明において、前記受光装置（４）は、給油系統（２）を流れる油と導光体（１）の境界面（Ｆ１２）を透過した光が前記油中に混入した異物（水、空気：Ｃ）に反射した反射光（Ｒ２ｒ）を受光する位置に配置されており、前記制御装置（１０Ａ）は、受光装置（４）が受光した給油系統（２）を流れる油と導光体（１）の境界面（Ｆ１２）を透過した光（Ｒ２）と前記反射光（Ｒ２ｒ）との総和から前記異物（Ｃ）の混入率を決定する機能を有しているのが好ましい。

この場合、前記制御装置（１０Ａ）は、受光装置（４）が受光した前記総和の単位時間当たりの変動量から、異物（Ｃ）の種類を判定する（異物が水であるか空気であるかを判定する）機能を有しているのが好ましい。

上述する構成を具備する本発明によれば、前記受光装置（４）は、油と導光体（プリズム１）の境界面（Ｆ１２）で反射した光（Ｒ１ｒ）を受光する位置に設けられており、給油系統（２）を流れる油の屈折率により、前記反射した光（Ｒ１ｒ）が前記導光体（１）内を透過する経路が変化する。そのため、給油系統（２）を流れる油の屈折率により、受光装置（４）において前記反射した光（Ｒ１ｒ）が受光される範囲が変動する。
そして、受光装置（４）において前記反射した光（Ｒ１ｒ）が受光される範囲から、給油系統（２）を流れる油の屈折率が求まる。
ここで、給油系統（２）を流れる油の屈折率が求まれば、その油種も決定される。これにより本発明によれば、給油系統（２）を流れる油を常時監視して、その油種を判別することが可能である。

例えば本発明において、受光装置（４）が受光した範囲から油種を決定する機能を有する制御装置（１０）を設け、受光装置（４）の検出信号を当該制御装置（１０）に送出するようにすれば、受光装置（４）の受光範囲から直ちに油種を識別することが出来る。
ここで、異なる種類の油が混入してしまった場合でも、その混入率により屈折率は変動する。そして、前記給油系統（２）を流れる油の屈折率の履歴を保存しておけば、屈折率の変動を過去の履歴と比較することにより、異なる種類の油が混合している状態であるのか否かを判断することが可能である。

そして本発明の油種判別装置において、前記給油系統が給油所（２００）の貯油タンク（６）に連通する給油管（７）であれば、例えばタンクローリ（８）から貯油タンク（６）に荷卸しする際に誤った油種が貯油タンク（６）に供給されてしまった場合（いわゆる「誤荷卸し」が生じた場合）においても、給油管（７）を流れる油の屈折率から直ちに誤った油種が供給されていることを検知して、荷卸し停止等の必要な処理を実行することが出来る。

ここで、給油所（ガソリンスタンド２００）において、豪雨の影響で多量の水が地下貯蔵タンクに流入してしまう場合がある。また、配管工事や腐食に起因して配管中にクラックや穴が出来てしまい、そこから水が浸入してしまう場合もある。この様な各種原因により水が混入してしまうと、水を含んだガソリンを車両に給油し、その（水を含んだ）ガソリンがエンジンの燃焼室に流入した場合、燃焼不良によるノッキングやエンジン停止、場合によってはエンジン破損という最悪の事態に至る恐れがある。
そして、ガソリンに水が混入したことを検知できないまま、当該ガソリン（水が混入したガソリン）を販売してしまうと、販売顧客データを調べて顧客一人一人へ連絡する必要があり、また、監督官庁へ通報する等、その処理あるいは対応に多大な労力を費やさなければならない。
一方、燃料油に空気が混入してしまった場合には、流量計で計測された燃料供給量（計測値：表示値）よりも、実際に車両等に給油された量（実給油量）が少なくなってしまうので、計量精度の問題が生じてしまう。
この様に、地下の貯油タンク、地下配管系のトラブル、特に燃料に水や空気が混入してしまうと深刻な問題を生じる恐れがあるため、特に車両給油前に常時監視して、速やかに対処することが望まれている。

本発明において、前記受光装置（４）が、給油系統（２）を流れる油と導光体（１）の境界面（Ｆ１２）を透過した光（Ｒ２）が前記油中に混入した異物（水、空気Ｃ）に反射した反射光（Ｒ２ｒ）を受光する位置に配置されており、前記制御装置（１０Ａ）が、受光装置（４）が受光した給油系統（２）を流れる油と導光体（１）の境界面（Ｆ１２）を透過した光（Ｒ２）と前記反射光（Ｒ２ｒ）との総和から前記異物（Ｃ）の混入率を決定する機能を有していれば、給油系統（２）を流れる油中に混在する異物（Ｃ）が多いほど異物（Ｃ）による反射光量が増加するので、受光装置（４）が受光した光量の総和も増加する。
従って、受光装置（４）が受光した光量の総和から、異物（Ｃ）の混入率を決定することが可能である。

ここで、異物（Ｃ）による反射光量は、例えば異物（Ｃ）が水である場合には変動量が小さいが、異物（Ｃ）が空気である場合には変動量が大きいことが知られている。
本発明において、前記制御装置（１０Ａ）は、受光装置（４）が受光した前記総和の単位時間当たりの変動量から、異物（Ｃ）の種類を判定する（異物が水であるか空気であるかを判定する）機能を有していれば、上述した様に異物（水／空気：Ｃ）の混入率を求める差異に、異物（Ｃ）の種類（水か空気か）を判断することが出来る。

本発明の第１実施形態の概要を示すブロック図である。屈折率と燃料油と混入率との特性を示す図である。第１実施形態の制御装置の構成を示すブロック図である。第１実施形態における制御を示すフローチャートである。第１実施形態を組み込んだ給油ポンプの平面図である。第１実施形態の変形例を示すブロック図である。本発明の第２実施形態の概要を示すブロック図である。第２実施形態の受光素子における受光量の概要を示す特性図である。第２実施形態において、水や空気の混入率を求める制御ユニットとしての構成を示すブロック図である。第２実施形態において、水や空気の混入率を求める制御を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図４に基づいて、本発明の第１実施形態を説明する。
図１において、全体を符号１００で示す油種判別装置は、流路（以下、「給油管」と言う）２内を流れる油（燃料油、灯油等）の種類を識別している。
第１実施形態の概要を示す図１において、油種判別装置１００は、導光体であるプリズム１と、プリズム１を取付ける給油管２と、照射装置（光照射用のファイバ、以下、「光ファイバ」と言う）３と、受光装置４と、制御装置であるコントロールユニット１０と、警報機２０と、給油停止機構３０とを備えている。
プリズム１と給油管２の流路との境界面Ｆ１２が給油管２の流路内に露出する様に、プリズム１は給油管２に取り付けられている。

プリズム１の一方の側面には光ファイバ３が固定され、プリズム１の他方の側面には受光装置４が固定されている。
ここで、受光装置４は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、ＰＳＤ、イメージセンサ等が用いられている。換言すれば、受光装置４に用いられる素子について、特段の限定条件は存在しない。

光ファイバ３の端部３ｅから照射される光Ｒ１は、６０°〜７０°の角度で拡散しつつ、プリズム１内を進行する。そして、プリズム１と給油管２の流路２Ｆ内を流れる油（例えば、燃料油、灯油）の境界面Ｆ１２において、油側（流路２Ｆ側）への入射角が臨界角α以上の領域の光Ｒ２は、屈折しつつ油側（流路２Ｆ側）へ進行する。
一方、油側（流路２Ｆ側）への入射角が臨界角α未満の領域の光は、プリズム１と油の境界面Ｆ１２で反射して、プリズム１の他方の側面（光ファイバ３を取付けていない側の側面）に設けられた受光装置４に照射される。

ここで、光の照射手段として光源（図１では図示を省略）に接続された光ファイバ３を用いているのは、光源から離隔した箇所に確実に光源からの光を伝達することが出来て、しかも、増幅装置を必要としないからである。
換言すれば、光ファイバ３であれば、光の照射手段として給油装置に組み込まれても、防爆構造とする必要が無いからである。

ここで、プリズム１と油の境界面Ｆ１２で反射した光Ｒ１ｒが受光装置４に照射（受光）される領域Ｅは、流路２Ｆ内を流れる油の屈折率により変動する。
ここで、プリズム１の屈折率、ファイバ３の取付位置、受光装置４の取付位置は一定なので、プリズム１と油の境界面Ｆ１２で反射した光Ｒ１ｒが受光装置４に照射される領域（位置）を特定できれば、流路２Ｆ内を流れる油の屈折率を決定することが出来る。そして、当該屈折率から油の種類を判別することが出来る。

図２で示す様に、油（図２では、冬用軽油、夏用軽油、灯油、冬用ガソリン、夏用ガソリン）は、その種類によって屈折率が決まっている。
図２において、「冬用軽油」、「夏用軽油」、「灯油」、「冬用ガソリン」、「夏用ガソリン」と表示されている棒状の部分は、それぞれの油の純度１００％の場合（異なる油の混入率が０％の場合）における屈折率の範囲を示している。
図１において、受光装置４がプリズム１と油の境界面Ｒ１２で反射した光Ｒ１ｒを受光した範囲から、流路２Ｆ内を流れる油の屈折率を決定し、例えば図２で示す様な特性図を用いて屈折率から流路２Ｆ内を流れる油の種類を決定することが出来る。

ここで、図２における直線Ｌは、夏用軽油に灯油が混合した場合における屈折率と灯油の混合率の特性を示している。直線Ｌの左端は夏用軽油１００％で灯油０％の状態であり、直線Ｌの右端は灯油１００％で夏用軽油０％の状態である。
直線Ｌから明らかなように、異なる種類の油の混合率により、屈折率は変化する。これに対して、図１における受光装置４の受光範囲からは、異なる種類の油の混合率を求めることは出来ない。
しかし、流路２Ｆ内を流れる油の屈折率の履歴を保存することにより、屈折率の変動を過去の履歴と比較して、異なる種類の油が混合している状態であるのか否かを判断することが可能である。

次に、図３を参照して、第１実施形態に係る油種判別装置１００のコントロールユニット１０を説明する。
図３において、コントロールユニット１０（油種判別用のコントロールユニット）は、受光領域決定ブロック１０ａと、屈折率決定ブロック１０ｂと、油種決定ブロック１０ｃと、警報判定ブロック１０ｄと、記憶ブロック１０ｆとを備えている。

受光領域決定ブロック１０ａは、受光装置４（図１参照）とラインＬａで接続され、受光装置４（図１参照）からの検出信号から、受光装置４の面Ｄにおいて反射光Ｒ１ｒが受光された領域（受光領域）を決定する。
上述した通り、受光装置４は、プリズム１の境界面Ｆ１２で反射した光Ｒ１ｒを受光するように構成されている。ここで、給油管２を流れる油の屈折率により、反射光Ｒ１ｒがプリズム１内を透過する経路が変化する。そのため、給油管２を流れる油の屈折率により、受光装置４において反射光Ｒ１ｒが受光される範囲が変動する。
受光装置４が境界面Ｆ１２で反射した光Ｒ１ｒを受光する範囲は、図１では破線のハッチングを施したエリアＥで示されているが、受光装置（例えばフォトダイオード）４のプリズム１側（図１では左側）の平面における面Ｄ（光Ｒ１ｒが照射されている領域）である。そして、受光装置４の検出信号は、面Ｄにおいて光Ｒ１ｒが受光された領域と対応して出力される。

屈折率決定ブロック１０ｂは、受光領域決定ブロック１０ａとラインＬｂで接続され、記憶ブロック１０ｆとはラインＬｆｂで接続されている。
屈折率決定ブロック１０ｂは、受光領域決定ブロック１０で決定された受光領域に関する情報と、記憶ブロック１０ｆに記憶された受光領域と屈折率の関係から、給油管２を流過している油種の屈折率を決定する機能を有する様に構成されている。

油種決定ブロック１０ｃは、屈折率決定ブロック１０ｂとラインＬｃで接続され、記憶ブロック１０ｆとはラインＬｆｃで接続されている。
油種決定ブロック１０ｃは、屈折率決定ブロック１０ｂで決定された屈折率と、記憶ブロック１０ｆに記憶された屈折率と油種との関係を示す特性（例えば図２の様な特性図や各種テーブル、図表）から、給油管２を流過している油種を決定する機能を有して構成されている。

警報判定ブロック１０ｄは、油種決定ブロック１０ｃとラインＬｄで接続され、警報装置２０とラインＬ_２０で接続され、給油停止装置３０とラインＬ_３０で接続され、給油装置のコントロールユニット４０とラインＬ_４０で接続されている。
警報判定ブロック１０ｄは、油種決定ブロック１０ｃで決定された油種（図１における給油管２の流路２Ｆ内を流れる油の種類）と、給油装置４０のコントロールユニットに記憶されている本来給油するべき油種を比較して、油種決定ブロック１０ｃで決定された油種が本来給油するべき油種と異なる場合に、「警報を発するべきである」と判定する機能を有している。
そして警報判定ブロック１０ｄは、「警報を発するべきである」と判定した場合には、警報装置２０に警報を発せしめると共に、給油停止装置３０に対して給油を停止するべき制御信号を出力する機能を有する様に構成されている。

主として図４を参照して、図３をも参照しつつ、第１実施形態における制御について説明する。
図４のステップＳ１では、コントロールユニット１０（油種判別用のコントロールユニット）は、受光装置４が受光しているか否か、すなわち、受光装置４が稼動状態となっているか否かを判断する。受光装置４が受光していなければ（ステップＳ１がＮＯ）、受光するまで待機する（ステップＳ１がＮＯのループ）。
受光装置４が受光したならば（ステップＳ１がＹＥＳ）、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、受光領域決定ブロック１０ａによって、受光装置４が境界面Ｆ１２で反射した光Ｒ１ｒを受光した範囲（領域：位置）を決定（特定）する。そしてステップＳ３に進み、屈折率決定ブロック１０ｂにより、受光領域決定ブロック１０ａで決定された受光装置４が受光した範囲（受光領域）と、記憶ブロック１０ｆに記憶された受光領域と屈折率との関係から、給油管２を流過する油種の屈折率を決定する。そしてステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、油種決定ブロック１０ｃにより、ステップＳ３で決定された屈折率と、記憶ブロック１０ｆに記憶された屈折率と油種との特性（図２）から、給油管２を流過する油種を決定（特定）する。

ステップＳ５に進み、警報判定ブロック１０ｄは、ステップＳ４で特定した油種（図１における給油管２の流路２Ｆ内を流れる油の種類）と、給油装置４０（図３参照）のコントロールユニットに記憶されている本来給油するべき油種を比較して、給油管２を流過する油種が給油すべき油種であるか否かを判断する。
給油管２を流過する油種が給油すべき油種であれば（ステップＳ５がＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。
一方、給油管２を流過する油種が給油すべき油種でなければ（ステップＳ５がＮＯ）、ステップＳ７に進み、警報装置２０に警報発令の情報を発信する。係る警報により、警報装置２０は給油すべき油種でない油が給油されている旨の警報を発し、給油停止装置３０は給油を停止する。

ステップＳ６では、コントロールユニット１０は、制御を終了するか否かを判断する。制御を続行するのであれば（ステップＳ６がＮＯ）、ステップＳ１まで戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。
制御を終了するのであれば（ステップＳ６がＹＥＳ）、そのまま制御を終了する。

図１において、第１実施形態に係る油種判別装置１００は、全体は図示しない給油装置の給油配管２に介装された状態が示されている。
ただし第１実施形態に係る油種判別装置１００は、給油装置のポンプや流量計に組み込むことが可能である。
図５は、第１実施形態に係る油種判別装置１００を給油ポンプ５に組み込んだ状態を示しており、当該油種判別装置１００が符号Ｐ１、Ｐ２で示す位置の領域内に組み込まれている。

ここで、位置Ｐ１は、図５の紙面に垂直な方向であって、紙面後方の離隔する側（看者から離隔する側）に設けられた気液分離用サイクロンの入口部分近傍の位置である。
また、位置Ｐ２はポンプ吐出口５１近傍であり、当該ポンプ吐出口５１から、図５の紙面に垂直な方向であって、看者に近い側（紙面手前側）に向って油が吐出される。そして位置Ｐ２は、ポンプ吐出口５１に対して、看者から離隔する側における位置である。

図６は、図１〜図５の第１実施形態の変形例を示す。
図６で示す変形例では、図１〜図５を参照して説明した油種判別装置が、給油所２００の貯油タンク６・・・に連通する給油管７・・・に介装されている。
図６において、複数の給油管７・・・の給油口７１・・・は、給油口ボックス２０内にまとめて設けられている。そして、タンクローリ８のタンク９０も複数のハッチ９・・・に区画されており、各々のハッチ９・・・は各底弁１１を介して吐出管１２に接続され、吐出管１２の先端には吐出口１３が設けられている。
吐出口１３は荷卸しホース２１のカップリング２２に接続され、荷卸しホース２１の他端のカップリング２３が給油管７・・・の給油口７１・・・の何れかと接続される。

図６において、第１実施形態に係る油種判別装置１００を給油管７・・・に介装すれば、各々の貯油タンク６に貯蔵されるべき油種とは異なる油種が給油管７を流れると、瞬時にその旨を検知して、当該給油を停止することが出来る。
これにより、給油所における地下の貯油タンク６に油種の異なる油を荷卸してしまう事故（いわゆる「誤荷卸し」、「コンタミ」）を防止することが出来る。

図７〜図１０は、本発明の第２実施形態を示している。
図１〜図６の第１実施形態では油種の判別を行っている。それに対して、図７〜１０図の第２実施形態では、水や空気等の異物の混入率を判定することが出来る。
図７において、給油管２内を流れる燃料油に異種の油が混入した場合には、管内を流れる油の屈折率が変化する。その結果、受光装置４が受光する範囲が変動する。これにより、図１〜図４を参照して説明したのと同様に、油種変更或いは異種油の混合を判断することが出来る。係る判断の詳細については、図１〜図４で説明したのと同様であるため、説明を省略する。
図７において、矢印ｆｏは、燃料油の流れの方向を示している。

図７において、給油管２内を流れる油に、水や空気等のいわゆる「異物」が混入した場合には、当該水や空気は粒子Ｃとして油中に存在することになる。そして、プリズム１と油との境界面Ｆ１２で反射されずに、給油管２内の油中に直進した光（図１において、臨界角を示す直線Ｒ２よりも上方の領域の光）は、粒子Ｃ（水の粒子や空気の粒子）により反射して（粒子Ｃによって反射した光の進路を符号Ｒ２ｒで示す）、受光素子４に向かって直進する。
受光装置４で受光される光量は、プリズム１と油との境界面Ｆ１２で反射された光Ｒ１ｒと、水の粒子や空気の粒子で反射された光Ｒ２ｒの和（総量）となる。図８では、受光装置４の受光面の位置と、受光される光量の特性の一例が模式的に表現されている。

図８において、直線Ｒ２よりも上方の領域は、光ファイバ３の端部から照射されて、プリズム１と油との境界面Ｆ１２で反射した光が受光される領域である。ここで直線Ｒ２は、臨界角に対応している。
図８において符号ＬＰ１で示す波形は、水の粒子や空気の粒子で反射される光Ｒ２ｒが存在しない場合（水／空気の混入率が０％の場合）における受光装置４における受光面の位置と受光量との特性を示している。
特性ＬＰ１（水／空気の混入率が０％の場合における特性）は、例えば、給油装置による出荷前の段階において、予め特定して、記憶装置（図９の記憶ブロック１０ｆ）に記憶しておくことが出来る。

一方、図８において符号ＬＰ２で示す波形は、粒子Ｃ（水の粒子や空気の粒子）で反射される光Ｒ２ｒが存在する場合における受光装置４の位置と受光量との特性である。
図８における符号δは、受光装置４の受光量において、水の粒子や空気の粒子による反射光Ｒ２ｒによる増加分を示している。この増加分δは、粒子Ｃ（水の粒子や空気の粒子）で反射される光Ｒ２ｒ（その分布の一例が、図８における符号ＬＰｃで示されている）の量に比例する。
そのため、受光装置４の受光量において、水や空気の粒子Ｃで反射される光Ｒ２ｒにより増加した受光量δを求めることにより、給油管２内を流れる油における水や空気の混入率を求めることが出来る。

ここで、水の粒子からの反射の場合は反射光Ｒ２ｒによる受光量増加分δの変動が小さく、空気の粒子からの反射の場合は受光量増加分δの変動が大きく小さくなる傾向がある。
従って、受光装置４の受光量の変動量から、異物が水であるか空気であるかを判断することが可能である。

次に、図９を参照して、第２実施形態に係る油種判別装置１００Ａにおいて、給油管２内を流れる油における水や空気の混入率を求める制御装置（コントロールユニット）１０Ａについて説明する。
なお、第２実施形態に係る油種判別装置１００Ａにおいて、油種を判別するコントロールユニットについては、図３を参照して説明したコントロールユニット１０と同様であるため、図示及び説明を省略している。

図９において、コントロールユニット１０Ａは、受光増加量演算ブロック１０ｅと、第１の比較ブロック１０ｇと、単位時間当たりの受光変動量演算ブロック（以下、「変動量演算ブロック」と略記する）１０ｈと、第２の比較ブロック１０ｉと、判定ブロック１０ｊと、タイマ１０ｔ（計時手段）と、報知処理ブロック１０ｋと、給油停止処理ブロック１０ｎと、記憶ブロック１０ｆを備えている。

受光増加量演算ブロック１０ｅは、受光装置４（図７参照）とラインＬｅで接続され、受光装置４からの検出信号を受信して、異物Ｃの反射光Ｒ２ｒによって増加した受光増加量δを演算する機能を有するように構成されている。
それと共に受光増加量演算ブロック１０ｅは、受光増加量δと異物（水、空気）混入率の特性（記憶ブロック１０ｆに記憶）を用いて、異物（水、空気）混入率を決定する機能を有している。

第１の比較ブロック１０ｇは、受光増加量演算ブロック１０ｅとラインＬｇで接続され、記憶ブロック１０ｆとはラインＬｆｇで接続されている。そして、第１の比較ブロック１０ｇは、受光増加量演算ブロック１０ｅで決定された異物（水、空気）混入率と、記憶ブロック１０ｆに記憶された第１のしきい値（警報及び／又は給油停止が必要になる異物混合率）を比較する機能を有している。

変動量演算ブロック１０ｈは、受光増加量演算ブロック１０ｅとラインＬｅｈで接続され、第１の比較ブロック１０ｇとラインＬｈで接続され、タイマ１０ｔとはラインＬｔで接続されている。
そして、変動量演算ブロック１０ｈは、受光増加量演算ブロック１０ｅで演算された受光増加量δと、第１の比較ブロック１０ｇの比較結果と、タイマ１０ｔの計時とによって、受光量の単位時間当たりの変動を演算する機能を有している。

第２の比較ブロック１０ｉは、変動量演算ブロック１０ｈとラインＬｉで接続され、記憶ブロック１０ｆとはラインＬｆｉで接続されている。そして、第２の比較ブロック１０ｉは、変動量演算ブロック１０ｈで演算した受光量の単位時間当たりの変動量と、記憶ブロック１０ｆに記憶された第２のしきい値から、異物が空気であるか、水であるかを判断する機能をする様に構成されている。

判定ブロック１０ｊは、第１の比較ブロック１０ｇとラインＬｇｊで接続され、第２の比較ブロック１０ｉとラインＬｊで接続され、記憶ブロック１０ｆとはラインＬｆｊで接続されている。
そして、判定ブロック１０ｊは、第１の比較ブロック１０ｇで行った比較結果及び第２の比較ブロック１０ｉで行った比較結果と、記憶ブロック１０ｆに記憶された給油停止のしきい値及び報知（警報）のしきい値とを比較して、異物（水或いは空気）混入の報知（警報）の必要性、給油停止処理の必要性を判断するように構成されている。

また、判定ブロック１０ｊは、報知処理ブロック１０ｋとラインＬｊｋで接続され、給油停止処理ブロック１０ｎとラインＬｊｎで接続され、記憶ブロック１０ｆとは出力ラインＬｊｆで接続され、モニタＭとラインＬｊｍで接続されている。
判定ブロック１０ｊの判定結果は、報知処理ブロック１０ｋ、給油停止処理ブロック１０ｎ及びモニタＭに伝達される。

判定結果を受信した報知処理ブロック１０ｋは、異物の混入率が報知（警報）のしきい値（第１のしきい値：例えば、混入率１％）を越えた場合に、異物が混入した旨を報知（警報）する処理を行なうために、ラインＬ_２１を介して報知手段２０にその旨を伝達する。
また、判定結果を受信した給油停止処理ブロック１０ｉは、異物の混入率が給油停止のしきい値（例えば、混入率３％）を越えた場合に、給油停止処理を行うべく、ラインＬ_３１を介して図示しないポンプ駆動用モータを停止させる。
なお、警報あるいは給油停止の処理が行なわれた旨を、モニタＭで標示しても良い。

次に、主として図１０を参照し、図９をも参照しつつ、給油管２内を流れる油における水や空気の混入率を求める制御について説明する。
なお、油種を判別するための制御については、第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。

図１０のステップＳ１１において、コントロールユニット１０Ａの受光増加量演算ブロック１０ｅにより受光装置４の検出信号（受光量）を読み込み、ステップＳ１２で、当該受光装置４の検出信号（受光量）から受光増加量を演算する。
そしてステップＳ１２では、受光増加量演算ブロック１０ｅにより、受光増加量δと異物（水、空気）混入率の特性（記憶ブロック１０ｆに記憶）を用いて、異物（水、空気）混入率を決定する。

続くステップＳ１３では、第１の比較ブロック１０ｈが、ステップＳ１２で演算した異物混入率と、記憶ブロック１０ｆに記憶された第１のしきい値（例えば、混入率１％）を比較して、異物混入率が警報及び／又は給油停止を必要とするレベルであるか否かを判断する。
異物混入率が第１のしきい値未満であれば（ステップＳ１３がＮＯ）、異物混入率が警報及び／又は給油停止を必要とするレベルまで達しておらず、給油を継続しても問題がないと判断する。そしてステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９では、判定ブロック１０ｊは、一連の制御を終了するか否かを判断する。一連の制御を終了するのであれば（ステップＳ１９がＹＥＳ）、そのまま制御を終え、制御を続けるのであれば（ステップＳ１９がＮＯ）、ステップＳ１１まで戻り再びステップＳ１１以降を繰り返す。
一方、異物混入率が第１のしきい値以上であれば（ステップＳ１３がＹＥＳ）、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、受光変動量演算ブロック１０ｈが単位時間当たりの受光量の変動量を演算して、第２の比較ブロック１０ｉが単位時間当たりの受光量の変動量が第２のしきい値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。
単位時間当たりの受光量の変動量が第２のしきい値以上である場合は（ステップＳ１５がＹＥＳ）、判定ブロック１０ｊで「混入した異物は空気である」と判断する（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ１８に進む。
一方、単位時間当たりの受光量の変動量が第２のしきい値未満である場合は（ステップＳ１５がＮＯ）、判定ブロック１０ｊで「混入した異物は水である」と判断する（ステップＳ１７）。そして、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８では、判定ブロック１０ｊは、異物混入率が給油停止のしきい値以上か否かを判断する。ステップＳ１８の段階では、異物混入率が第１のしきい値以上であり、警報及び／又は給油停止が必要である。
異物混入率が給油停止のしきい値以上であれば（ステップＳ１８がＹＥＳ）、判定ブロック１０ｊは、給油停止処理ブロック１０ｎに「給油停止」の情報を伝達し、給油停止処理ブロック１０ｎは、給油停止機構（例えば、図示しない給油ポンプ）を停止させる旨を伝達する（ステップＳ２２）。

一方、異物混入率が給油停止のしきい値未満であれば（ステップＳ１８がＮＯ）、判定ブロック１０ｊは「給油停止をするほどではないが、警報を発して注意を促す必要がある状態」と判断する。
そして、報知処理ブロック１０ｋに「異物混入」の情報を伝達し、報知処理ブロック１０ｋは、図示しない警報装置に警報発令を伝達する（ステップＳ２１）。

図７〜図１０の第２実施形態と、図１〜図６の第１実施形態とは、組み合わせることが可能である。この場合、図５の位置Ｐ２に装置を設ける場合には、図９、図１０における異物が水か空気かを判断するための構成及び制御は不必要である。図５において、ポンプ吐出口５１近傍の位置Ｐ２は気液分離用サイクロンの下流側であるため、油中に空気は包含されておらず、異物として混在するのは水のみだからである。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。

１・・・導光体／プリズム
２・・・給油系統／給油管
３・・・照射装置／光ファイバ
４・・・受光装置
５・・・ポンプ
１０・・・制御装置／コントロールユニット
１０ａ・・・受光領域決定ブロック
１０ｂ・・・屈折率決定ブロック
１０ｃ・・・油種決定ブロック
１０ｄ・・・警報判定ブロック
２０・・・警報装置
３０・・・給油停止装置
４０・・・給油装置のコントロールユニット
１００・・・油種判別装置

Claims

透光性材質からなる導光体を給油系統に設け、導光体に照射装置と、給油系統を流れる油と導光体の境界面で反射した光を受光する受光装置を設けたことを特徴とする油種判別装置。
制御装置を含み、当該制御装置は受光装置が受光した範囲から油種を決定する機能を有している請求項１の油種判別装置。
前記受光装置は、給油系統を流れる油と導光体の境界面を透過した光が前記油中に混入した異物（水、空気）に反射した反射光を受光する位置に配置されており、前記制御装置は、受光装置が受光した給油系統を流れる油と導光体の境界面を透過した光と前記反射光との総和から前記異物の混入率を決定する機能を有している請求項２の油種判別装置。
前記制御装置は、受光装置が受光した前記総和の単位時間当たりの変動量から、異物の種類を判定する機能を有している請求項３の油種判別装置。
前記給油系統は、給油所の貯油タンクに連通する給油管である請求項１、２の何れかの油種判別装置。