JP2016166801A

JP2016166801A - 漏油検知器

Info

Publication number: JP2016166801A
Application number: JP2015046965A
Authority: JP
Inventors: 准一岩崎; Junichi Iwasaki; 晃典岡田; Akinori Okada; 優至打合; Yuji Uchiai
Original assignee: Hokkaido Electric Power Co Inc
Current assignee: Hokkaido Electric Power Co Inc
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2016-09-15

Abstract

【課題】微小の油漏れを高感度で安定的に検知可能にする。【解決手段】支持部２２と、支持部２２に螺旋状に巻き付けられた光ファイバ１０とを備えて構成されている。光ファイバ１０の一端に光源２６が接続され、光ファイバ１０の他端に受光器２８が接続されている。よって、光ファイバ１０が水面を通過する回数が多くなり、油類と接触する面積が大きくなる。この結果、微小な漏油を高感度で検知することができ、支持部２２への光ファイバ１０の巻き数の多少により、所望の検出感度に容易に設定できる。【選択図】図２

Description

この発明は、漏油検知器に関するものである。

光ファイバを用いた漏油検知器は、すでに商品化されている。光ファイバ型小型オイルリークモニタ（例えば、ＩＨＩエスキューブ社のＯＬＭ−Ｓ−Ｓ）がその例である。この光ファイバを用いた漏油検知器では、光ファイバに油類が付着したときに、油類の高い屈折率により光ファイバ内を伝播する光が光ファイバ外に漏れることを利用して、漏油検知を行っている。

また、光ファイバ内に、波長の異なる２種の光を伝播させ、伝播する光の減少量の違いから、河川、海、プールなど水面に浮遊する油種を判定する油種判定装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許５５６８３４７号

ここで、上述した従来の光ファイバ型小型オイルリークモニタは、センサ部の長さが短いため、産業機器から漏れる微小な油類や、床へ流出する微小な油類の検知には不向きである。

また、上述の特許文献１に開示された油種判定装置は、水面に浮遊する油類と検知素子である光ファイバの接触面積が小さいため、微小の油類の検知には不向きである。また、水面に対して、垂直方向に長い構造となるため、大きな波揺れ等により不安定になる場合も想定される。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、微小の油漏れも高感度で安定的に検知可能な、漏油検知器を提供することにある。

上述した目的を達成するために、この発明の漏油検知器は、支持部と、支持部に螺旋状に巻き付けられた光ファイバとを備えて構成されている。また、この漏油検知器の好適な実施形態によれば、光ファイバの一端に光源が接続され、光ファイバの他端に受光器が接続されている。

また、この漏油検知器の支持部は、円筒又は円柱形状であるのが良い。さらに、支持部の長手方向の両端にフローター又は床面設置用器具などの姿勢保持具を備えるのが良い。

この発明の漏油検知器では、光ファイバが支持部に螺旋状に巻き付けられている。このため、支持部への光ファイバの巻き数を多くすれば、検出感度が高くなり、巻き数を少なくすれば、検出感度が低くなる。このように、用途に応じて感度調節ができる。また、水面の油類を検出する場合、光ファイバが水面を通過する回数が多くなり、油類と接触する面積が大きくなる。この結果、微小な漏油を高感度で検知することができる。

また、支持部の長さを長尺にすることで、複数の漏油検知器を用いることなく、長尺物からの漏油を容易に検知できる。

漏油検知の原理を説明するための模式図である。第１実施形態の漏油検知器を説明するための概略図である。第１実施形態の漏油検知器の使用状態を説明するための概略図である。第２実施形態の漏油検知器を説明するための概略図である。

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。

先ず、図１を参照して、光ファイバを用いた漏油検知の原理について説明する。図１は、漏油検知の原理を説明するための模式図である。なお、断面を示すハッチングなどは、省略してある。

この実施形態では、シングルモードファイバである通信用ファイバと異なり、導波モードの他に放射モードやクラッドモードが存在するファイバをセンサ用ファイバとして用いている。この特性を積極的に利用することで、漏油検知を行うことができる。

センサ用ファイバ（以下、単に光ファイバとも称する。）１０は、コア１２と、コア１２を被覆するクラッド１４を備えて構成される。コア１２の屈折率は、クラッド１４の屈折率よりも高い。この構成例では、コア１２の屈折率を、１．４６程度とし、クラッド１４の屈折率を、１．３８程度としている。

コア１２内の光は、コア１２とクラッド１４の境界で全反射しながら、導波モード（図中、矢印Ｉで示す。）の光として、光ファイバ１０内を伝播する。クラッド１４の周囲が、屈折率が１程度の空気や、１．３３の水である場合、コア１２からクラッド１４に漏れた、クラッドモードの光（図中、矢印ＩＩで示す。）は、クラッド１４（光ファイバ１０）の表面で反射され、再びコア１２へ導波される。

これに対し、屈折率が１．４５〜１．５５の油類がクラッド表面に付着した場合、クラッドモードの光は、クラッドの表面でクラッドよりも屈折率の高い油類側に漏れてしまう（図中、矢印ＩＩＩで示す）。このため、受光器に到達する光の量が減少する。このようにして、受光器に到達する光の減少量を測定することにより、光ファイバ１０への油類の付着の有無が判定されるので、漏油検知器として利用することができる。

（第１実施形態）
図２を参照して、第１実施形態の漏油検知器（第１漏油検知器とも称する。）を説明する。図２は、第１漏油検知器の構造を説明するための概略図である。

第１漏油検知器２０は、支持部２２と、支持部２２に巻き付けられた光ファイバ１０とを備えて構成されている。

支持部２２は、円筒、円柱、角柱など、底面に直交する方向が長手方向である、任意好適な形状にすることができる。

光ファイバ１０は、支持部２２の長手方向を軸として、この軸の周囲を回転しながら長手方向に進行する態様で、いわゆる螺旋状（又は、蔓巻線状）に、支持部２２に巻き付けられている。また、支持部２２の長手方向の両端には、姿勢保持具が取り付けられている。

第１漏油検知器２０は、例えば、水面上の油類を検出するために用いられる。このため、姿勢保持具として、浮き（フローター）２４が取り付けられている。

光ファイバ１０の一端には光源２６が接続され、他端には受光器２８が接続されている。第１漏油検知器２０では、光源２６から光ファイバ１０を経て、受光器２８が受け取った光の減少量から、光ファイバ１０の表面への油の付着を検知できる。これら、光源２６及び受光器２８については、任意好適な従来公知の構成にすることができる。

図３を参照して、第１漏油検知器の使用状態を説明する。図３は、第１漏油検知器の使用状態を説明するための概略図である。図３では、姿勢保持具、光源、受光器など、図示を一部省略している。

第１漏油検知器２０では、光ファイバ１０が支持部２２に螺旋状に巻き付けられている。このため、特許文献１に開示されている従来の漏油検知器に比べて、光ファイバ１０が水面を通過する回数が多くなり、油類と接触する面積が大きくなる。この結果、微小な漏油を高感度で検知することができる。

また、支持部２０への光ファイバ１０の巻き数を多くすれば、検出感度が高くなり、巻き数を少なくすれば、検出感度が低くなる。このように、用途に応じて感度調節ができる。

図２に示すように、支持部２２の長手方向の両端には、フローター２４が設けられている。水面に浮遊する油類の検知を行う場合、支持部２２の長手方向の中心軸が水面とほぼ同じ高さの平面内に位置するように、支持部２２及びフローター２４を設計するのが良い。このように構成することで、水面に対して支持部２２の垂直位置が低くなるので、波等による揺れにも安定した計測状態を保つことができる。

また、支持部２２を円筒又は円柱形状に構成すると、大波等により支持部２２が回転したとしても、検出感度等に影響を与えることなく安定した検知を行うことができる。この場合、フローター２４も球状あるいは立方体状として、回転した場合に、支持部２２及びフローター２４が回転前と同様の姿勢を保つようにするのが良い。

漏油検知について行った、実証実験について説明する。この実証実験に用いた漏油検知器は、支持部を直径９０ｍｍ、長さ１２０ｍｍの円筒とした。また、光ファイバを支持部の両側で計２０回水面を横切る巻き数とした。面積１５７０ｃｍ^２程度の水面に５０ｃｃの油（屈折率１．５程度）を滴下して、滴下前後の光量の変化を測定した。

この結果、波長６３０ｎｍの光については、滴下後の光量は、滴下前の７５％程度となり、油類を的確に検知できることが確かめられた。

（第２実施形態）
図４を参照して、第２実施形態の漏油検知器（以下、第２漏油検知器とも称する。）を説明する。図４は、第２漏油検知器を説明するための概略図である。

第２漏油検知器は、第１漏油検知器と、姿勢保持具の構成が異なっていて、他の構成は同様に構成される。このため、重複する説明を省略することもある。

第２漏油検知器４０は、例えば、変圧器等の産業機器４６の直下に配置され、これら産業機器４６からの漏油を検知するために用いられる。このため、姿勢保持具として、床面設置用器具（スタンド）４４が取り付けられている。

第２漏油検知器４０では、光ファイバ１０が支持部に螺旋状に巻き付けられている。この構造によれば、支持部２２の長さを長尺にすることで、複数の漏油検知器を用いることなく、長尺物からの漏油を容易に検知できる。

また、第１漏油検知器２０と同様に、支持部２２への光ファイバ１０の巻き数の多少により、所望の検出感度に容易に設定できる。

（変形例）
この発明は、上述した各実施形態に限定されない。例えば、姿勢保持具は、フローターやスタンドだけでなく、漏油検知器を壁面に取り付けたり、天井からぶら下げたりするのに好適な構成にしても良い。また、用途によっては、姿勢保持具を設けない構成にすることもできる。

１０光ファイバ
１２コア
１４クラッド
２０第１漏油検知器
２２支持部
２４フローター
２６光源
２８受光器
４０第２漏油検知器
４４スタンド（床面設置用器具）
４６産業機器

Claims

支持部と、
前記支持部に螺旋状に巻き付けられた光ファイバと
を備えることを特徴とする漏油検知器。
前記光ファイバの一端に光源が接続され、
前記光ファイバの他端に受光器が接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の漏油検知器。
前記支持部が円筒又は円柱形状である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の漏油検知器。
前記支持部の長手方向の両端に姿勢保持具を備える
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の漏油検知器。
前記姿勢保持具は、フローターである
ことを特徴とする請求項４に記載の漏油検知器。
前記姿勢保持具は、床面設置用器具である
ことを特徴とする請求項４に記載の漏油検知器。