JP2014185962A - Static electricity discharge detection device and static electricity discharge detection system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、粉粒体を輸送する装置内部において発生する静電気放電を検出する静電気放電検出装置に関する。 The present invention relates to, for example, an electrostatic discharge detection device that detects electrostatic discharge generated inside an apparatus that transports a granular material.
装置内を輸送される粉体と輸送管壁との摩擦帯電によって静電気放電が発生することがあるが、その放電を検出するため、従来から放電光を撮影する方法が知られている。
放電によって発生する光の強度は、太陽光と比べて弱いため、それを正確に撮影するために高感度カメラを用い、装置内の監視領域には太陽光などの外部光が入らないようにしなければならない。このように監視領域に外部光が入らないようにするため、部屋全体を暗くするか、粉体の輸送装置やカメラを暗幕で覆うなどしていた。
Electrostatic discharge may occur due to frictional charging between the powder transported in the apparatus and the transport tube wall. In order to detect such discharge, a method of photographing discharge light has been conventionally known.
The intensity of the light generated by the discharge is weak compared to sunlight, so a high-sensitivity camera must be used to accurately capture the light, and external light such as sunlight should not enter the monitoring area inside the device. I must. In this way, in order to prevent external light from entering the monitoring area, the entire room is darkened, or the powder transportation device and the camera are covered with a black curtain.
一方、特許文献1のように、放電を検出するためにU−VC紫外線画像を撮影する装置も知られていた。この装置は、放電する可能性がある碍子部分に対し、紫外線の照射と遮断とを繰り返しながら、フィルタを用いた紫外線画像撮影を行ない、撮影した画像を比較して放電光の有無を判定するというものである。
On the other hand, an apparatus that captures a U-VC ultraviolet image to detect discharge as in
上記のようにカメラを用いた従来の検出方法では、静電気放電による放電光を撮影するため、監視すべき発光部位にピントを合わせなければならない。しかし、真っ暗な状態ではピントを合わせることが不可能である。また、上記特許文献1の装置のように、特定の碍子など決まった箇所を監視する場合には、カメラのピントを合わせた状態を維持できるが、輸送中の粉体などの放電部位を予め特定することは難しいうえ、粉体輸送中には粉面も移動するため、ピントを合わせる位置を特定することも難しい。特に、粉体の輸送装置が大型化した場合には、ピント合わせが不可能な場合もある。
また、高感度カメラは高価であり、それを用いることによってコストが高くなってしまうという問題もあった。特に、ピント合わせをラフにするため、広範囲を同時に撮影可能なレンズを用いるとさらにコストがかかってしまう。
As described above, in the conventional detection method using a camera, in order to photograph discharge light due to electrostatic discharge, it is necessary to focus on a light emitting portion to be monitored. However, it is impossible to focus in a dark state. In addition, when monitoring a specific location such as a specific insulator as in the device of the above-mentioned
In addition, the high-sensitivity camera is expensive, and there is a problem in that the use of this camera increases the cost. In particular, in order to roughen the focusing, using a lens capable of photographing a wide range at the same time further increases the cost.
さらに、粉体を輸送する装置内では、粉体の停滞を防止するため、装置全体に振動を与えなければならないことがある。このように装置に振動を与えると、高価なカメラが破損したり、カメラ位置がずれてピントが狂ってしまったりする可能性がある。
以上のように、粉体輸送の現場において、カメラ画像を利用して静電気放電を連続的に検出することは現実的ではなかった。
この発明の目的は、高感度カメラを必要とせず、帯電した物体が移動する工場などの現場でも、静電気放電を現実的かつ正確に検出できる静電気放電検出装置を提供することである。
Further, in an apparatus for transporting powder, it may be necessary to apply vibration to the entire apparatus in order to prevent stagnation of the powder. If the apparatus is vibrated in this way, the expensive camera may be damaged, or the camera position may be shifted and the focus may be lost.
As described above, it has not been practical to continuously detect electrostatic discharge using camera images in the field of powder transportation.
An object of the present invention is to provide an electrostatic discharge detection device that does not require a high-sensitivity camera and that can detect electrostatic discharge realistically and accurately even at a site such as a factory where a charged object moves.
第1の発明は、帯電した物体から発生する静電気放電を検出する静電気放電検出装置であって、入力された光に応じて電気信号を出力する光センサと、この光センサに取り込む光の波長領域を制限するフィルタとを備え、上記フィルタは、通過波長領域の上限値を410[nm]以下とすることを特徴とする。 A first aspect of the present invention is an electrostatic discharge detection device for detecting electrostatic discharge generated from a charged object, an optical sensor that outputs an electrical signal in accordance with input light, and a wavelength region of light to be captured by the optical sensor The filter is characterized in that the upper limit value of the pass wavelength region is 410 [nm] or less.
第2の発明は、上記光センサが、大気中における上記静電気放電による放電光及びノイズ光を検出することを特徴とする。
第3の発明は、上記フィルタの通過波長領域の下限値が、250[nm]以上であることを特徴とする。
The second invention is characterized in that the optical sensor detects discharge light and noise light due to the electrostatic discharge in the atmosphere.
The third invention is characterized in that a lower limit value of a pass wavelength region of the filter is 250 [nm] or more.
第4の発明は、上記光センサ及び上記フィルタを上記光センサに上記光を導く過程に光導入窓を設けたケースに内蔵するとともに、上記ケース内の圧力をケース外の圧力より高く維持したことを特徴とする。
なお、上記ケース内の圧力を外の圧力より高く維持するためには、予め加圧したケースの、漏れを防止して内部の圧力を維持するようにしてもよいし、ケース内から外への多少の漏れを許容しながらケース内に圧縮気体を供給し続けるようにしてもよい。
According to a fourth aspect of the present invention, the light sensor and the filter are incorporated in a case provided with a light introduction window in the process of guiding the light to the light sensor, and the pressure in the case is maintained higher than the pressure outside the case. It is characterized by.
In order to maintain the pressure in the case higher than the external pressure, the pre-pressurized case may be prevented from leaking to maintain the internal pressure, or from the case to the outside. You may make it continue supplying compressed gas in a case, accept | permitting some leaks.
第5の発明は、上記ケース内に気体を供給するとともに、上記ケースには、内部に供給した上記気体を上記光導入窓の外表面に沿って噴出させる噴出口を備えたことを特徴とする。
第6の発明は、上記ケースを金属で形成するとともに、このケースをアースしたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, a gas is supplied into the case, and the case is provided with a spout for ejecting the gas supplied into the case along the outer surface of the light introduction window. .
The sixth invention is characterized in that the case is made of metal and the case is grounded.
第7の発明の静電気放電検出システムは、監視対象エリアに対し、上記第1〜6のいずれかの静電気放電検出装置を複数設けたことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an electrostatic discharge detection system comprising a plurality of the electrostatic discharge detection devices according to any one of the first to sixth aspects provided in a monitoring target area.
第1〜第6の発明によれば、高価なカメラを用いることなく、静電気放電を検出することができ、検出装置のコストを下げることができる。しかも、フィルタを用いることによって、外部光を遮断する装置や手間を不要にできた。
特に、フィルタによって光センサへ導く光の波長範囲を410[nm]以下にしたので、太陽光などのノイズ光のうち410[nm]を超える強い光を遮断して、放電光を含んだ信号を安定的かつ効率的に検出することができる。
According to the first to sixth inventions, electrostatic discharge can be detected without using an expensive camera, and the cost of the detection apparatus can be reduced. In addition, the use of a filter eliminates the need for a device or a trouble to block external light.
In particular, since the wavelength range of light guided to the optical sensor by the filter is set to 410 [nm] or less, strong light exceeding 410 [nm] among noise light such as sunlight is blocked, and a signal including discharge light is blocked. It can be detected stably and efficiently.
第2の発明では、放電光及びノイズ光を光センサで検出するようにしたので、フィルタによってノイズ光を完全に遮断する必要がない。太陽光などのノイズ光が全く含まれない波長領域で放電を検出しようとすると、放電光も弱くなってしまい光センサの感度を非常に高くしなければ放電を検出できなくなる可能性があるが、放電光とノイズ光とを、それらが区別できる領域で同時に取り込むことによって、より効率的な検出が可能になる。 In the second invention, since the discharge light and the noise light are detected by the optical sensor, it is not necessary to completely block the noise light by the filter. If you try to detect a discharge in a wavelength region that does not include noise light such as sunlight, the discharge light will also be weak, and you may not be able to detect the discharge unless the photosensor sensitivity is very high. By taking discharge light and noise light simultaneously in an area where they can be distinguished, more efficient detection becomes possible.
第3の発明によれば、放電光の強度が小さい波長領域である250[nm]未満の光を通過させないようにすることによってノイズ光を効率的に遮断することができる。その結果、放電検出がより正確にできる。 According to the third aspect of the invention, noise light can be efficiently blocked by preventing light having a wavelength of less than 250 [nm], which is a wavelength region where the intensity of discharge light is small, from passing therethrough. As a result, the discharge can be detected more accurately.
第4、第5の発明では、ケース内部の圧力を外部の圧力よりも高く維持することによって、ケース内部への異物の侵入を防止することができる。
ケース内部に異物が侵入すると、光センサの検出感度が落ちてしまうが、これらの発明により、光センサの感度を維持できる。
また、ケース内の圧力を検出し、内部の圧力と外部の圧力との圧力差を所定の圧力以上に保つようにし、内部の圧力が下がって圧力差が小さくなったときには光センサの電源供給を停止するように構成すれば、防爆対応の静電気放電検出装置として使用することもできる。
特に第5の発明によれば、光導入窓の表面に粉体などが付着して、光センサの検出感度が下がることを防止できる。
また、第6の発明によれば、光センサに対するケース外部の電気的ノイズの影響を防止し、より正確な静電気放電の検出を可能にする。
In the fourth and fifth inventions, foreign matter can be prevented from entering the case by maintaining the pressure inside the case higher than the external pressure.
If a foreign substance enters the case, the detection sensitivity of the optical sensor will decrease, but the sensitivity of the optical sensor can be maintained by these inventions.
In addition, the pressure inside the case is detected and the pressure difference between the internal pressure and the external pressure is kept at a predetermined pressure or more. When the internal pressure decreases and the pressure difference becomes small, the optical sensor is turned on. If it is configured to stop, it can be used as an explosion-proof electrostatic discharge detection device.
In particular, according to the fifth aspect of the invention, it is possible to prevent the detection sensitivity of the optical sensor from being lowered due to powder or the like adhering to the surface of the light introduction window.
In addition, according to the sixth aspect of the invention, it is possible to prevent the influence of electrical noise outside the case on the optical sensor and to detect electrostatic discharge more accurately.
第7の発明では、複数の静電気放電検出装置を設けたので、1台の静電気放電検出装置のみの場合と比べて、より広い範囲の静電気放電を検出することができる。また、特定の静電気放電装置では検出できないような位置での放電を、別の静電気放電検出装置によって検出することができ、監視対象エリア内の放電を確実に検出することができる。
さらに、複数の静電気放電検出装置の位置から、放電発生位置を特定することもできる。その結果、放電が起こりやすい箇所を特定することもでき、放電を防止するための対策をとることも可能になる。
In the seventh invention, since a plurality of electrostatic discharge detection devices are provided, it is possible to detect a wider range of electrostatic discharges than in the case of only one electrostatic discharge detection device. In addition, a discharge at a position that cannot be detected by a specific electrostatic discharge device can be detected by another electrostatic discharge detection device, and the discharge in the monitoring target area can be reliably detected.
Furthermore, the discharge generation position can be specified from the positions of the plurality of electrostatic discharge detection devices. As a result, it is possible to identify a location where discharge is likely to occur, and to take measures to prevent discharge.
図1〜図5を用いてこの発明の第1実施形態を説明する。
第1実施形態の静電気放電検出装置は、図1に示すように円筒状のケース1内に、光センサ2が組み込まれている。
ケース1は金属製であり、この静電気放電検出装置を使用する際には、ケース1をアースに接続する。このように、金属製のケース1をアースしているので、ケース1外の電気的ノイズが光センサ2に影響を与えることを防止できる。
また、ケース本体1aの一端には光導入窓1cを開口させ、この光導入窓1cを石英ガラス製の透明カバー3で塞いでいる。この透明カバー3の内側には後で詳しく説明するバンドパスフィルタ4を設けている。
そして、このバンドパスフィルタ4に、上記光センサ2の検出窓2aを対向させている。上記光センサ2は、上記透明カバー及びバンドパスフィルタ4を通過した光を、検出窓2aを介して受光すると、その強度に応じた電気信号を出力するものである。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the electrostatic discharge detection device according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, an
The
A light introduction window 1c is opened at one end of the
The
なお、この第1実施形態では、上記光導入窓1cの直径をケース本体1aの内径よりも小さくし、ケース本体1aの先端に光導入窓1cの中心に向かう凸部1dを設けている。この凸部1dに上記透明カバー3の周囲を接着して光導入窓1cを塞いでいるが、透明カバー3の取り付け方は上記のものに限らない。例えば、透明カバー3は、ケース本体1の外側に接着してもよいし、ビスなどを用いて固定してもよい。但し、上記光導入窓1cから、ケース本体1a内に異物の侵入がないようにするため、透明カバー3と光導入窓1cと間に隙間ができないように取り付けることが好ましい。
また、上記透明カバー3の内側に上記バンドパスフィルタ4及び光センサ2を設け、ケース本体1a内に図示していていないスポンジ状の充填部材を押し込んで光センサ2及びバンドパスフィルタ4を固定している。
In the first embodiment, the diameter of the light introduction window 1c is made smaller than the inner diameter of the case
The
上記ケース本体1aの他端側はキャップ1bで塞がれるが、このキャップ1bとケース本体1aとの間には、図示しないシール部材を介在させている。また、キャップ1bから、上記光センサ2へ電源を供給するための電源コード5と光センサ2からの信号を出力する信号線6とを引き出している。
上記電源コード5には、電源7を接続し、信号線6にはアンプ8を介してオシロスコープ9を接続している。
そして、光を検出した上記光センサ2が出力する信号はアンプ8で増幅されオシロスコープ9で確認できるように構成している。
The other end of the
A
The signal output from the
上記バンドパスフィルタ4は、静電気放電による放電光以外の、太陽光などのノイズ光の通過を少なくして、放電光を検出しやすくするために用いるものである。
そのため、この第1実施形態の静電気放電検出装置においては、バンドパスフィルタ4の通過波長の上限を410[nm]以下にしている。
なお、ノイズ光の通過量を少なくするためのこの発明のフィルタとしては、バンドパスフィルタに限らず、ショートパスフィルタとロングパスフィルタとを組み合わせて用いたり、ショートパスフィルタのみを用いたり、種々のフィルタを組み合わせて用いたりしてもよい。
また、通過波長の上限が410[nm]以下の複数のバンドパスフィルタを用いるようにしてもよい。
The band-
For this reason, in the electrostatic discharge detection device of the first embodiment, the upper limit of the passing wavelength of the
The filter of the present invention for reducing the amount of noise light passing is not limited to a bandpass filter, but a combination of a shortpass filter and a longpass filter, a shortpass filter alone, or various filters. May be used in combination.
A plurality of band pass filters having an upper limit of the pass wavelength of 410 [nm] or less may be used.
この第1実施形態で、バンドパスフィルタ4の通過波長領域の上限を410[nm]以下としたのは、以下の確認実験によって、410[nm]を超える波長領域の光を通過させると、ノイズ光の強度が強くて、放電光の検出が正確にできないことがあることを確認したたからである。
In the first embodiment, the upper limit of the passing wavelength region of the band-
以下に、この第1実施形態の静電気放電検出装置における上記バンドパスフィルタ4の波長を決定するための実験1について説明する。
この実験は、直径が約2〜3[mm]のポリプロピレン(PP)粒子を帯電させ、その放電光を検出する実験である。そして、この実験1には、窓から太陽光が入り込むとともに蛍光灯照明を点灯した実験室で、図2に示す装置を用いた。
Hereinafter,
In this experiment, polypropylene (PP) particles having a diameter of about 2 to 3 [mm] are charged and the discharge light is detected. And in this
図2の実験装置は、サイロ10を備え、このサイロ10の底部排出口10aから天井面10bの投入口10cまで連続して上記PP粒子を輸送する輸送管11と、サイロ10の天井面10bの排気口10dから上記輸送管11に連続して気体を供給する気体配管12とを備えている。上記気体配管12には気体を供給するブロア13を接続するとともに、このブロア13とサイロ10の排気口10dとの間にはバグフィルタ14を設けている。このバグフィルタ14はサイロ内のPP粒子が気体配管12内へ引き込まれることを防止するためのものである。
図中、PP粒子の移動経路を実線の矢印で示し、気体の流れを破線の矢印で示している。
The experimental apparatus of FIG. 2 includes a
In the figure, the movement path of PP particles is indicated by solid arrows, and the gas flow is indicated by broken arrows.
さらに、サイロ10にはその側面に複数ののぞき窓10eを設け、サイロ内部の状態を目視できるようにしている。
なお、図中符号15はロータリーバルブであり、サイロ10の底部排出口10aを開閉するものである。また、符号16は気体通路及び輸送管11に供給する気体の温湿度を調整するエアコンである。
そして、図示していないが、上記天井面10bには、図1に示す静電気放電検出装置の透明カバー3をサイロ10内に臨ませて取り付けている。
Further, the
In the figure,
And although not shown in figure, the
上記サイロ10内には上記PP粒子を投入し、このPP粒子を気体によって上記輸送管11からサイロ10内へ供給する。そして、輸送管11内を移動中に上記輸送管11との摩擦によって帯電したPP粒子が、サイロ10内で放電する際に発生する放電光を上記天井面10bに取り付けた静電気放電検出装置で検出する。
The PP particles are charged into the
実験1の具体的な実験方法は次の通りである。
上記バンドパスフィルタ4として、図3に示す9種類の波長のフィルタを用いる。
図3には、各バンドパスフィルタ4の通過波長の中心波長と半値全幅波長とを示しているが、以下で各フィルタを区別する必要がある場合には、上記中心波長で区別することにする。具体的には、中心波長が240[nm]〜600[nm]の9枚のバンドパスフィルタについて実験を行なった。
The specific experimental method of
As the band-
FIG. 3 shows the center wavelength and the full width at half maximum of each
そして、各バンドパスフィルタ4を取り付けた検出装置ごとに、輸送管11を通過したPP粒子をサイロ10内に供給したときの、検出信号を上記オシロスコープ8で計測した。
また、PP粒子を供給する際には、上記ブロア13からの気体を輸送管11へ供給し、上記ロータリーバルブ15を開ける。このとき、エアコン16によって輸送管11に供給される気体を30℃、30%RHに調整するとともに、PP粒子の流量が0.38[kg/s]となるように気体流量を調整した。
Then, the detection signal when the PP particles that passed through the
When supplying PP particles, the gas from the
そして、PP粒子を供給した状態で、オシロスコープ9で、ピークを検出したときのピーク電圧値を放電信号とし、それ以外のベース部分の電圧値をノイズ信号として計測した。
上記オシロスコープ9で検出した実験1の結果は図4、5に示すとおりである。
図4のグラフは、横軸にバンドパスフィルタ4の中心波長を示し、縦軸にその時のオシロスコープ9で検出した電圧を示している。なお、このグラフの縦軸は対数目盛である。
Then, with the PP particles supplied, the
The results of
In the graph of FIG. 4, the horizontal axis indicates the center wavelength of the
このグラフは、上記放電信号の電圧値を白丸○で示し、ベース部分であるノイズ信号の電圧値を黒丸●で示している。上記白丸○の値は、検出した3つのピーク電圧値の平均値である。
また、図5は実験1の各バンドパスフィルタ4を用いたときの放電信号及びノイズ信号の電圧値を示した表である。この表には、上記放電信号をS、ノイズ信号をNとし、その比率S/Nを示している。このS/Nの値が大きいほど、上記放電信号とノイズ信号との差が大きく、放電信号を検出しやすいといえる。
In this graph, the voltage value of the discharge signal is indicated by a white circle ◯, and the voltage value of the noise signal which is the base portion is indicated by a black circle ●. The value of the white circle ◯ is an average value of the detected three peak voltage values.
FIG. 5 is a table showing voltage values of the discharge signal and noise signal when each
なお、上記PP粒子の供給を停止させた状態で、オシロスコープ9が検出する電圧値が上記ベース電圧と同レベルあることを確認している。
また、上記実験1とは別の実験で、上記サイロ10に高感度カメラを取り付け、放電を撮影し、放電を確認したタイミングにおいて、この第1実施形態の静電気放電検出装置からピーク電圧が出力されることも確認している。このカメラを用いた実験では上記カメラの周囲及びサイロ10ののぞき窓10eを暗幕で覆い、サイロ10内に外部の光が入りこまないようにした。
このように暗幕を用いてノイズ光を遮断すると、放電光が発生しない状態では、ノイズ光に基づく電圧は検出されない。
It is confirmed that the voltage value detected by the
Also, in an experiment different from the
When the noise light is cut off using the dark curtain in this way, the voltage based on the noise light is not detected in a state where no discharge light is generated.
一方、上記実験1のようにノイズ光を遮断しない状態で放電光が発生した場合には、光センサ2は、放電光とノイズ光との両方を検出することになる。つまり、図4の白丸○で示す放電信号は放電光とノイズ光との両者に基づく出力信号で、放電光に基づく信号が含まれることによって、オシロスコープ9でピーク電圧を検出することになる。
したがって、上記のような放電信号とノイズ信号とが区別できれば、放電の発生を検出できることになる。
言い換えれば、図4のグラフで、白丸〇で示した放電信号と黒丸●で示したノイズ信号とに差があり、図5のS/Nの値が1より大きい波長領域では、オシロスコープ9の検出信号で放電を検知できるということである。
On the other hand, when the discharge light is generated without blocking the noise light as in
Therefore, if the above discharge signal and noise signal can be distinguished, the occurrence of discharge can be detected.
In other words, in the graph of FIG. 4, there is a difference between the discharge signal indicated by the white circle ◯ and the noise signal indicated by the black circle ●, and in the wavelength region where the S / N value in FIG. This means that a discharge can be detected by a signal.
図4及び図5に示す実験1の結果から、波長が270[nm]〜400[nm]のバンドパスフィルタ4では、ノイズ信号に比べて放電信号が大きくなり、これらの信号を区別できることが分かった。つまり、270[nm]〜400[nm]のフィルタは、第1実施形態の静電気放電検出装置のバンドパスフィルタ4として適切なものである。
なお、図4のグラフにおいて400[nm]では放電信号とノイズ信号との差が小さく見えるが、このグラフは片対数グラフなので両信号の差は十分であり、実際にオシロスコープ9でピーク電圧を検出できる。そして、この400[nm]のバンドパスフィルタ4を用いたときの比率S/Nは、3.2であった(図5参照)。
From the results of
In the graph of FIG. 4, the difference between the discharge signal and the noise signal appears to be small at 400 [nm]. However, since this graph is a semilogarithmic graph, the difference between the two signals is sufficient, and the peak voltage is actually detected by the
一方、240[nm]、450[nm]、500[nm]及び600[nm]のバンドパスフィルタでは、放電信号がノイズ信号に埋もれてしまって区別できなかった。このように明確な放電信号が得られなかったのは、放電光がこれらの波長領域の光をほとんど含んでいないためと考えられる。
そして、400[nm]のバンドパスフィルタ4の半値全幅を考慮すると、効率的に放電を検出できるフィルタの通過領域の上限は、410[nm]以下とすることが適切である。
On the other hand, in the case of 240 [nm], 450 [nm], 500 [nm] and 600 [nm] bandpass filters, the discharge signal was buried in the noise signal and could not be distinguished. The reason why a clear discharge signal could not be obtained in this way is considered that the discharge light hardly contains light in these wavelength regions.
In consideration of the full width at half maximum of the
図6は、実験室の蛍光灯を消して、他の条件を上記実験1と同じにした実験2の結果を示したグラフである。そして、図6の黒三角▲がノイズ信号、白三角△が放電信号である。
この実験2では、実験室の蛍光灯を消したため、ノイズ光は太陽光のみである。そこで、図4の結果と比べて、特に350[nm]以上でノイズ信号が小さくなっている。
FIG. 6 is a graph showing the results of
In
実験2では、上記のようにノイズ光が小さくなっているので、図6に示すように450[nm]のバンドフィルタ4を用いたときにも、放電信号とノイズ信号とを区別できた。つまり、太陽光が入り込む実験室内で、蛍光灯の有無によって放電検出を可能にするフィルタの通過光領域が多少異なることがわかった。
実験室内の蛍光灯の有無にかかわらず、常に、安定的かつ正確な放電検出を行なうためには、フィルタの通過領域の上限を410[nm]以下にすることが適切であることがわかった。
In
It has been found that it is appropriate to set the upper limit of the pass region of the filter to 410 [nm] or less in order to always perform stable and accurate discharge detection regardless of the presence or absence of a fluorescent lamp in the laboratory.
また、図4〜6に示す上記実験結果から、より安定した放電検出を実現するためには、バンドパスフィルタ4には、図5に示すS/Nの値が25以上となる波長300[nm]〜360[nm]のものを用いることが好ましく、特に330[nm]のバンドパスフィルタ4が最適であることが分かる。なお、この330[nm]のバンドパスフィルタの半値全幅は315[nm]〜345[nm]である。つまり、315[nm]〜345[nm]付近を通過領域とするフィルタを用いることによって、最も安定的かつ正確な放電検出が可能になる。
さらに、上記実験1,2の結果から、フィルタの通過領域の下限値は250[nm]以上が好ましいことも分かった。
Also, from the above experimental results shown in FIGS. 4 to 6, in order to realize more stable discharge detection, the
Furthermore, from the results of the
以上のように、適切な通過波長領域を有するフィルタを備えたこの実施形態の静電気放電検出装置ならば、高感度カメラを用いるようなコストをかけなくても、太陽光や蛍光灯などのノイズ光の下でも、静電気放電を正確に検出することができる。
また、上記実験1,2では、光センサ2の検出信号をオシロスコープ9で測定しているが、現場で用いる静電気放電検出装置には、高価なオシロスコープ9に替えて、それほど精度が高くない安価なデータロガーを用いるようにしてもよい。
As described above, if the electrostatic discharge detection device of this embodiment provided with a filter having an appropriate pass wavelength region, noise light such as sunlight or fluorescent light can be used without the cost of using a high-sensitivity camera. Even under, electrostatic discharge can be detected accurately.
In the
図6は、ケース1内に圧縮気体を供給して内部を外部よりも高圧に保つことができる第2実施形態の断面図である。
この静電気放電検出装置は、ケース1の構造が異なるが、その他の構成は上記第1実施形態と同じものである。したがって、上記第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を用いるとともに、個々の要素についての説明は省略する。そして、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a second embodiment in which compressed gas is supplied into the
This electrostatic discharge detection device is different in the structure of the
この第2実施形態のケース1は、キャップ1bに圧縮気体供給管20を連結し、図示しない供給源からケース1内へ圧縮気体を供給するようにしている。
また、ケース本体1aの側壁の厚み内に複数の気体通路21を形成している。この気体通路21はケース本体1a内の流入口21aからケース本体1a外部の噴出口21bまで連通している。そして、この噴出口21bを上記光導入窓1cへ臨ませ、ケース1内に供給された圧縮気体が、上記噴出口21bから光導入窓1cの外表面である透明カバー3の表面に沿って噴出するようにしている。このような噴出口21bから気体を噴出させることによって、透明カバー3の表面に、例えばPP粒子や粉体などの異物が付着することを防止できるとともに、透明カバー3の前面に停滞する異物などを吹き飛ばすことができる。
In the
A plurality of
もし、上記透明カバー3の表面に異物などが付着したり、停滞していたりすれば、光センサ2に到達する光の強度が弱くなるため、光センサ2からの出力信号が小さくなって放電を検出しにくくなってしまう。しかし、第2実施形態のようなケース1を用いれば、表面の異物を圧縮気体で吹き飛ばすことができるため、放電の検出精度が落ちない。
また、この第2実施形態では、圧縮気体をケース1内に供給しているので、ケース1の内部が外部よりも高圧になっている。そのため、微小隙間からケース1内に異物が侵入することを防止できる。異物の侵入も、光センサ2の検出精度を落とすものであるが、これを防止できる。
If foreign matter or the like adheres to the surface of the
Moreover, in this 2nd Embodiment, since the compressed gas is supplied in the
なお、ケース1の内部を外部よりも高圧に維持できれば、外部からの異物の侵入を防止することができるので、異物の侵入を防止する目的を達成するためにはケース1内に圧縮気体を供給し続けなくてもよい。但し、この第2実施形態のように透明カバー3の表面の異物を吹き飛ばすための圧縮気体を供給し続ければ、より正確な放電検出ができる。
また、ケース1内の圧力を検出し、外部の圧力との差が所定の圧力差以下になったときに、光センサ2への電源供給を停止するように構成すれば、防爆仕様の静電気放電検出装置として使用することもできる。
In addition, if the inside of the
Further, if the pressure inside the
上記第1、第2実施形態では、ケース1の光導入窓1cに石英ガラス製の透明カバー3を設けているが、透明カバー3の材質は光の透過率が高ければ石英ガラス製に限らない。例えば、他のガラスや、アクリル樹脂などを用いることもできる。
また、上記透明カバー3は、バンドパスフィルタ4を保護する機能を発揮しているが、これを省略して直接バンドパスフィルタ4をケース1外に露出させてもよい。
In the first and second embodiments, the
Further, although the
なお、上記では、サイロ10内のPP粒子の静電気放電の検出例を説明したが、上記第1、第2実施形態の静電気放電検出装置はPP粒子以外の静電気放電を検出できることは当然であり、材質や形態がどのようなものであっても放電光が発生すれば、上記実施形態の静電気放電検出装置で検出可能である。また、上記実施形態の静電気放電検出装置は、実験室内など、サイロ10外部での放電についても、上記と同様に検出することができる。
In addition, although the example of detecting electrostatic discharge of PP particles in the
また、上記第1,2実施形態では、上記サイロ10に1台の静電気検出装置を設置する例について説明したが、上記サイロなど監視対象エリアに対し、複数台の静電気検出装置を設置して静電気放電検出システムを構成することもできる。
複数台の静電気放電検出装置を設置して同時に作動させれば、1台の静電気放電検出装置が放電箇所から離れていたり、粉じんによって光が遮られてしまったりして放電を検出しにくいような場合でも、別の静電気放電検出装置によってその放電を検出することが可能になる。したがって、より広範囲を監視でき、監視対象エリア内における静電気放電の確実な検出ができる。
In the first and second embodiments, the example in which one static electricity detection device is installed in the
If multiple electrostatic discharge detection devices are installed and operated at the same time, it may be difficult to detect the discharge because one electrostatic discharge detection device is separated from the discharge location or light is blocked by dust. Even in this case, the discharge can be detected by another electrostatic discharge detection device. Therefore, a wider range can be monitored, and electrostatic discharge in the monitored area can be reliably detected.
さらに、異なる位置に設置した各静電気放電検出装置からの出力信号の有無や信号強度に基づいて、静電気放電の発生位置を特定することもできる。このように静電気放電の発生位置が特定できれば、放電が発生しやすい位置を特定することもできる。例えば、上記サイロ10内の特定の部分で静電気放電が発生しやすいことが分かった場合、その部分の形状や材質を変更したり、粉体の搬送条件を変更したりして、静電気放電を発生させにくくする対策をとることもできる。
そして、高価な高精度カメラを用いていない、上記実施形態の静電気放電検出装置なら、1台の価格を抑えることができるため、複数台同時に設置することも現実的である。
Furthermore, it is also possible to specify the position where electrostatic discharge occurs based on the presence or absence of an output signal from each electrostatic discharge detection device installed at a different position and the signal intensity. Thus, if the position where electrostatic discharge is generated can be specified, the position where discharge is likely to occur can be specified. For example, when it is found that electrostatic discharge is likely to occur in a specific part in the
And if it is the electrostatic discharge detection apparatus of the said embodiment which does not use an expensive high-precision camera, since the price of 1 unit | set can be suppressed, it is also realistic to install several units | sets simultaneously.
粉体輸送現場など、帯電した物体を扱うさまざまな現場での放電検出に利用できる。 It can be used for discharge detection at various sites that handle charged objects such as powder transportation sites.
1 ケース
1a 本体
1b キャップ
1c 光導入窓
2 光センサ
3 透明カバー
4 バンドパスフィルタ
20 圧縮気体供給管
21 気体通路
21a 流入口
21b 噴出口
DESCRIPTION OF
Claims (7)
入力された光に応じて電気信号を出力する光センサと、
この光センサに取り込む光の波長領域を制限するフィルタと
を備え、
上記フィルタは、通過波長領域の上限値を410[nm]以下とする静電気放電検出装置。 An electrostatic discharge detection device for detecting electrostatic discharge generated from a charged object,
An optical sensor that outputs an electrical signal in accordance with the input light;
A filter that restricts the wavelength region of the light taken into the optical sensor;
The said filter is an electrostatic discharge detection apparatus which sets the upper limit of a passage wavelength area to 410 [nm] or less.
上記ケース内の圧力をケース外の圧力より高く維持した請求項1〜3のいずれか1に記載の静電気放電検出装置。 While incorporating the light sensor and the filter in a case provided with a light introduction window in the process of guiding the light to the light sensor,
The electrostatic discharge detection device according to claim 1, wherein the pressure inside the case is maintained higher than the pressure outside the case.
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