JP2516017Y2

JP2516017Y2 - 漏液センサ

Info

Publication number: JP2516017Y2
Application number: JP1990026045U
Authority: JP
Inventors: 建一林田
Original assignee: Tsuden KK
Current assignee: Tsuden KK
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1996-11-06
Anticipated expiration: 2005-03-14
Also published as: JPH03115832U

Description

【考案の詳細な説明】考案の目的；（産業上の利用分野）この考案は、水，酸性溶液，アルカリ溶液等の電気的
導通を有する液体や、アルコール、シンナー，ベンジン
等の有機性で絶縁性を有する液体の漏液を検知するため
の反射方式の漏液センサに関する。

（従来の技術）従来，漏液センサは主に工場等で設備される液体の供
給を行なう配管の漏液を検知するために使われる。通常
の配管には接続用の継手が多く、完全に漏液を防止し得
るとは限らないからであり、特に液体の種類によって危
険が高い場合には厳重な監視を要している。

こうした配管の漏液監視は、作業員の巡回等で視認に
よっても行なわれるが、最近は検知装置の開発がこの分
野にも進展しており、例えば導電方式や液量方式等を導
入した漏液検知装置により、人手に依らずとも検知し得
るようにする傾向が顕著になっている。第９図は導電方
式の検知装置を示すもので、ここでは２本の絶縁線の所
定間隔1,l2に電極111〜11n,121〜12nを設け、各絶縁
線110,120の両端に電源130及び検知装置140（例えば電
流計）を接続して構成される開回路を、配管の継手の下
かその近傍に張り廻らせて使用する。そして、漏液２が
生じた場合、各電極111〜11n及び121〜12n（但し、図中
では電極112及び122）に短絡を生じて開回路が閉回路と
なり、検知装置140に電流が流れることで漏液２を検知
するものである。従ってこの導電方式は、水，酸性溶
液，アルカリ溶液等の電気的導通がある液体に限られ
る。

又、第10図は液量方式を示すもので、上方に漏液２を
受溜するための漏斗150が設けられている液体容器151の
所定位置に対し、液体の有無を分量によって検知する発
光及び受光用の液体センサ160,161を設けることによっ
て構成される分量検知装置を、配管の継手の下かその近
傍に設置して使用する。即ち、漏液２が漏斗150によっ
て液体容器151に受溜され、所定の分量になった状態で
液体センサ160,161による漏液検知を行ない得るもので
ある。この液量方式は比較的液体を選択しなくても良い
が、所定分量まで受溜する必要があるので、揮発性が強
い液体は検知対象から除外される。その他に静電容量を
利用した検知方式も考えられているが、センサのS/N比
が悪い為、実施化が困難な状況にある。

そこで、こうした背景による問題を改善し、殆どの液
体の漏液を確実に検知し得る漏液センサが本出願人によ
って提案され、特開昭63−201546号に開示されている。
その要旨は、漏液を吸収すると透明になるフィルタに対
し、光を照射してその透過光又は反射光の変化量を検知
するものである。すなわち、第11図は透過光を利用した
漏液センサを示すもので、２板の透明板11,12の間に床
面４上の漏液２を吸収すると透明になる薄紙13を挟持し
て構成されるフィルタ10に対し、表面から光KPを照射す
る発光部20と、それに対向する裏面に透過光TPを受光す
る受光部21とを配設している。薄紙13は漏液２を吸収し
なければ不透明であり、接触部８より漏液２を吸収する
（毛管現象による）と吸収部分９が透明になり、透過光
の変化量から検知を行なうものである。

一方、第12図は反射光を利用した漏液センサを示すも
ので、透明板31,不透明板32の間に薄紙33を挟持して構
成されるフィルタ30に対し、光KPを照射する発光部22
と、薄紙33からの反射光FPを受光する受光部23とを透明
板31の表面側に配設している。この場合も床面４上の漏
液２を接触部34より吸収することで吸収部分35が透明に
なり、反射光の変化量から検知を行なうものである。

薄紙を用いて透過光若しくは反射光の変化量を検知す
る場合にもフィルタ構造を要する性質上、検知終了後に
薄紙をその都度交換しなければならず、手間がかかって
しまう不都合がある。

そこで、本出願人は、最近そのような問題点を解決し
得る漏液センサを提案した（実願平１−97626号）。

第13図はその提案されている漏液センサの基本構成を
示す斜視図である。配管３の近傍の床面４上には、構成
単体を三角柱状とするプリズムの反射媒体１が設置され
ている。発光装置５は反射媒体１に照射光LSを照射する
もので、受光装置６はその照射光LSによる反射媒体１上
からの反射光LRを受光するものである。反射媒体１は透
明又は半透明の樹脂やガラス等を素材とするプリズムで
あると共に、その光屈折率は漏液２に近いもの（たとえ
ば1.4〜1.5）であり、非浸水時に反射光を生じ得る反射
面を有する形状であれば良く、構成単体の形状は限定さ
れない。又、反射媒体１の底部の四隅には脚Ａを設け、
床面４との間に僅かな隙間を持たせて漏液２を流入し得
るようにしている。そして、検知装置７は反射光LRの光
量変化に関する受光装置６の情報に基づいて漏液２の検
知を行なうものである。

このような構成により、反射媒体１に対して漏液の浸
水が無い状態では、第14図に示すように反射媒体１には
発光装置５からの照射光LSがその表側の斜面から所定の
屈折率で入射された後、反射面となる底面（反射媒体１
は典型的な偏角プリズムになっている）で反射され、そ
の大部分は反対側の斜面から屈折されて受光装置６に対
する反射光LRとなるが、一部は床面４上に対する透過光
となっている。従ってこの状態では、受光装置６から検
知装置７に対して一定の光量信号が得られている。そし
て、この状態で漏液の浸水が生じると、第15図に示すよ
うに反射媒体１に対する照射光LSは殆ど透過してしま
い、反射光LRの光量が減少する。すなわち、反射媒体１
の光屈折率は漏液２のそれに近い値であるから、反射媒
体１の底面（反射面）が第15図の如く漏液２に浸水され
ると、境界面においては大凡均質な光屈折率の合成媒体
が形成されることになり、反射媒体１の底面での反射状
態が変化し、大部分の反射光が透過光になってしまう。
このような漏液２の浸水が生じると浸水が無い場合に比
較して、底面反射を大幅に減じた反射光LR′が受光装置
６に与えられることになり、反射光量の減少情報に基づ
き、検知装置７によって漏液２の検知を行なうことが出
来る。特に反射媒体１の構成単体の断面形状が三角形で
ある場合、例えば漏液２の光屈折率が1.3程度であれば
その光屈折率をやや高い1.4〜1.5程度にしておけば、通
常の工場等の配管設備における漏液検知に対しては充分
である。

更に、上述の如く三角プリズムを上面に設置するので
はなく、これを逆さにした配置や、第16図及び第17図に
別の実施例としてそれぞれ漏液２の非浸水及び浸水時を
示す漏液センサの如く、円柱状（棒状）のガラス材を複
数並列した構造の反射媒体100としても同様な効果が得
られる。第16図及び第17図において、反射媒体100の場
合も底部に対して構成単体を連結する支柱脚Ｂを設け、
床面４上とに隙間を持たせているが、脚を設けるのは配
管３の継手3Aの真下に反射媒体を設置出来ず、その近傍
の床面４上に設置して反射式漏液センサを構成せざるを
得ない使用条件を配慮してのことである。

（考案が解決しようとする課題）ところで、上述した提案されている漏液センサにおい
ては、発光装置５からの照射光LSは空間を介して樹脂等
で形成されているプリズム状の反射媒体１に入射される
が、その入射角は、照射光LSがプリズム面で屈折した後
反射媒体１内部を通過して他方の面に入射する際に臨界
角以上になる様に決定される。つまり、例えばプリズム
面が他方の面に対して45°で形成されている場合、照射
光LSをプリズム面に対して０°で入射させるとプリズム
面で屈折されることなく反射媒体１内を進むので他方の
面にはそのまま45°で入射される。このとき、反射媒体
１の屈折率が1.5であるならばその臨界角は41.88°であ
るので、上述の照射光LSは全反射して受光方向に進む。
ゆえに、このような条件の反射媒体１に対しての45°で
の入射は、全反射の要求を満足する入射角度である。と
ころで、上述のような条件の場合、全反射した後の反射
光LRもプリズム面に対して０°で入射する。したがっ
て、この場合には直角２等辺三角形のプリズムが理想と
なる。

以上の例から理解できるように、提案されている漏液
センサにおいては、空間（空気中）を通る照射光の照射
角度が反射媒体の形態や屈折率に応じて制限されるとい
う問題点があった。また、プリズムの成形に際し、金型
成形，平板のホットプレス（ともに光学的精度が必要）
等の各種の加工が必要であるため、価格が大変高価とな
るという問題点があった。

この考案は上述のような事情から成されたものであ
り、この考案の目的は、発光手段及び受光手段の設置角
度や反射媒体の形状に融通性を持たせることができる漏
液センサを提供することにある。

考案の構成；（課題を解決するための手段）この考案は漏液センサに関するものであり、この考案
の上記目的は、漏液の光屈折率に近い光屈折率を有する
透明材又は半透明材であると共に、非浸水時に照射光を
反射する反射面を有する反射媒体と、この反射媒体に前
記照射光を照射する発光手段と、前記反射媒体からの反
射光を受光する受光手段と、この受光手段からの情報に
基づいて前記漏液を検知する検知手段とによって構成さ
れ、前記反射面の浸水時に前記反射光の光量変化によっ
て漏液検知を行ない得るようにした漏液センサにおい
て、前記照射光及び前記反射光の経路に、前記反射媒体
と等しい光屈折率を有する媒体を介在し、前記照射光及
び反射光を屈折することなく進行させることによって達
成される。

（作用）この考案にあっては、発光手段からの照射光及び受光
手段への反射光はそれらの経路に反射媒体と等しい光屈
折率を有する媒体の介在により空気に触れることがない
ため、屈折することなく進行するので、発光手段及び受
光手段の設置角度を簡易に決定できる。

（実施例）以下、図面に基づいてこの考案の実施例について詳細
に説明する。

第１図（Ａ）及び（Ｂ）は、この考案の漏液センサに
おける一実施例の構造図である。この実施例では、漏液
の光屈折率に近い光屈折率を有する透明又は半透明材よ
りなる反射媒体１の内部に発光装置５及び受光装置６を
空気等に触れないように埋設している。このとき、漏液
２を検出する面に対して照射光LSが臨界角以上で入射す
るように発光装置５の角度を決定して埋設し、反射光LR
を受け取れるように受光装置６の角度を決定して埋設す
ればよい。このような構成にすることにより、反射媒体
１の形状は、漏液検出の面が平面であれば他の部分の形
状は任意とすることができる。第１図（Ａ）は漏液２の
ない通常の状態であり、発光装置５からの照射光LSは漏
液検出の面で全反射して反射光LRとして受光装置６で受
光される。一方、同図（Ｂ）は漏液２が浸透した場合で
あり、従来と同様漏液の屈折率の影響を受けて照射光LS
のほとんどが漏液検出の面で屈折してしまい、受光装置
６に届く反射光LRはわずかとなる。ゆえに、反射光量の
減少情報に基づき漏液２を検知できる。

第２図（Ａ）及び（Ｂ）は、この考案における第二の
実施例の構造図である。同図（Ａ）は上面の平らな反射
媒体１の上部に発光装置５及び受光装置６を載置し透明
樹脂液41でそれらの全体を覆うものであり、同図（Ｂ）
は同様に発光装置５及び受光装置６を載置しそれらの発
光・受光面のみを透明樹脂液41で覆うものである。この
第２図（Ａ）及び（Ｂ）に示すような構成でも第１図に
示す構成のものと同様、発光装置５からの照射光LSは照
射された角度を保ちながら漏液検出の面に到達し、また
漏液検出の面で反射した反射光LRはその反射角を保ちな
がら受光装置６に到達する。ところで、透明樹脂液41と
しては反射媒体１と等しい光屈折率を有して時間と共に
硬化するものを使用すればよく、例えばシリコン及びエ
ポキシ樹脂等の硬化剤や熱・紫外線等で硬化するものを
選択すればよい。また、シリコンオイル等の透明度の良
い液に浸しておいても良い。

尚、樹脂のインサート成形とすればより量産性のある
製品とすることができ、また金型についても反射面（平
面の部分）のみ光学的精度を持たせればより安価とな
る。

第３図は、この考案における第三の実施例の構造図で
ある。この実施例においては、一対の光ファイバ42を利
用し、それらの一端を発光装置５及び受光装置６の発光
・受光面に固定し、それらの他端を第２図に示す場合と
同様、反射媒体１上で透明樹脂液41により固定する。
尚、このとき発光装置５側の光ファイバ42₁から発せら
れた光が受光装置６側の光ファイバ42₂に受光し得るよ
うな角度でそれぞれを固定する。この実施例のように光
ファイバ42を利用しても第１図及び第２図における場合
と同様の作用効果を奏する。

第４図は、漏液検出の面と床面４との距離を調節する
ことが可能なタイプを示す図である。同図におけて、漏
液センサはホルダ43に保持され当該ホルダ43の下板との
距離ｄのギャップを調節可能としている。したがって、
このギャップの距離ｄを調節して表面張力の効果を利用
することにより漏液２の浸透を最大限速くすることがで
きる。また、漏液２が粘度の高い油等である場合には上
述の構成で得られたギャップの中に吸水用の紙もしくは
布または樹脂の繊維等を敷くことにより吸水性を良く
し、それらの湿りによる透明度の変化を検知することが
できる。検出面を湿らす役目をすれば良い。特に吸水紙
等の色は何でも良いが、黒っぽい方が効果的である。

次に、この発明の漏液センサを雨滴センサとして利用
する場合について説明する。第５図（Ａ）及び（Ｂ）
は、雨滴センサとして利用する場合を示す図である。こ
の場合には、使用する光を赤外光としてセンサには赤外
フィルタを使用し、感知面を上部に向けて直接太陽光を
受けないようにして屋外に設置する。それにより、雨滴
44が落ちてこない状態では同図（Ａ）に示すように発光
装置５からの光は全反射して受光装置６により受光され
るが、雨滴44が落ちてくると同図（Ｂ）に示すように雨
滴44が反射媒体１上に載り漏液の場合の原理と同様に受
光装置６への反射光は減少する。したがって、雨滴セン
サとしても利用できることになる。

以下は発光装置５及び受光装置６に関する具体的な説
明を行なう。発光装置５及び受光装置６としては最も簡
易にはそれぞれ発光ダイオード及び受光ダイオードが採
用される。そこで、発光ダイオード及び受光ダイオード
は、通常トランジスタ等の素子がレンズまたはフィルタ
で保護される構造となっており、発せられた光及び受け
る光はほとんど空気を媒体として進行する。第６図
（Ａ）及び（Ｂ）は、媒体が空気である場合の光の経路
を示す図である。同図（Ａ）の場合は透明板51が取り付
けられているのみであるので光は放射状に進行し、同図
（Ｂ）の場合はレンズ52により屈折して平行光となる。
一方、第７図（Ａ）及び（Ｂ）は、媒体がレンズ52と屈
折率の等しい透明固体または液体である場合の光の経路
を示す図である。第７図（Ａ）の場合は、第６図（Ａ）
の場合と同様に光は放射状に進行する。ところが、第７
図（Ｂ）の場合レンズ52を通過した光は空気に触れずに
直接屈折率の等しい透明固体または液体に進入し、その
境界で屈折は起こらないので第６図（Ｂ）に示すような
平行光とはならず、第７図（Ａ）の場合と同様に直進し
て放射光となる。したがって、レンズ52の有無にかかわ
らず球面放射のみとなるので、第１図〜第５図に示すよ
うに発した光が反射して受光されるように発光装置５及
び受光装置６の角度を調節して取り付ける必要はない。

第８図は、放射光であることを利用した場合の説明図
である。この場合同図の上部に示すように、製作上の便
宜より発光ダイオード及び受光ダイオードを垂直に２本
並べて埋設する。同図における下部の図は、上部に示す
装置を下方から見た図である。このとき、同図（Ｂ）に
おける斜線部で示した発光ダイオード53から発した光が
受光ダイオード63に受光されるような全反射部分が得ら
れるように、同図（Ａ）における距離ａ及びｂを調整す
る。尚、ｃは素子の大きさを示す。

考案の効果；以上のようにこの考案の漏液センサによれば、照射光
及び反射光はその経路に反射媒体と等しい光屈折率を有
する媒体が介在されて空気層を通らないため、屈折する
ことなく進行するので、発光手段及び受光手段の設置角
度や反射媒体の形状に融通性を持たせることができ、漏
液センサの製作が容易であり、安価に提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）はこの考案の漏液センサにおける一実施例
の構造図、同図（Ｂ）は漏液が浸透した場合を示す図、
第２（Ａ）及び（Ｂ）はこの考案における他の実施例の
構造図、第３図は光ファイバを利用した実施例の構造
図、第４図はホルダを備えた実施例の構造図、第５図
（Ａ）及び（Ｂ）は雨滴センサとして利用した実施例の
構造図、第６図（Ａ）及び（Ｂ）並びに第７図（Ａ）及
び（Ｂ）は発光装置及び受光装置を具体的に説明するた
めの図、第８図は発光装置及び受光装置の効果的な設置
方法の一例を示す図、第９図〜第17図は従来の異なる漏
液検知方法を説明するための図である。 1,100……反射媒体、２……漏液、４……床面、５……
発光装置、６……受光装置、41……透明樹脂液、42……
光ファイバ、43……ホルダ、44……雨滴、51……透明
板、52……レンズ、53……発光ダイオード、63……受光
ダイオード。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】漏液の光屈折率に近い光屈折率を有する透
明材又は半透明材であると共に、非浸水時に照射光を反
射する反射面を有する反射媒体と、この反射媒体に前記
照射光を照射する発光手段と、前記反射媒体からの反射
光を受光する受光手段と、この受光手段からの情報に基
づいて前記漏液を検知する検知手段とによって構成さ
れ、前記反射面の浸水時に前記反射光の光量変化によっ
て漏液検知を行ない得るようにした漏液センサにおい
て、前記照射光及び前記反射光の経路に、前記反射媒体
と等しい光屈折率を有する媒体を介在し、前記照射光及
び反射光を屈折することなく進行させることを特徴とす
る漏液センサ。
【請求項２】前記発光手段及び前記受光手段を前記反射
媒体と等しい光屈折率を有する媒体内に埋設するように
した請求項１に記載の漏液センサ。
【請求項３】前記発光手段及び前記受光手段の全体又は
発光面・受光面のみを前記反射媒体と等しい光屈折率を
有する媒体により前記反射媒体上に固定するようにした
請求項１に記載の漏液センサ。
【請求項４】一対の光ファイバにおいて、それらの一端
をそれぞれ前記発光手段及び前記受光手段の発光面・受
光面に固定し、それらの他端を前記反射媒体と等しい光
屈折率を有する媒体により前記反射媒体上に固定するよ
うにした請求項１に記載の漏液センサ。