JP3500350B2 - 漏液センサ - Google Patents

漏液センサ

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JP3500350B2 JP2000197632A JP2000197632A JP3500350B2 JP 3500350 B2 JP3500350 B2 JP 3500350B2 JP 2000197632 A JP2000197632 A JP 2000197632A JP 2000197632 A JP2000197632 A JP 2000197632A JP 3500350 B2 JP3500350 B2 JP 3500350B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器、配管等から
漏れた漏液を検出する漏液センサに関する。
【0002】
【従来の技術】図4には、従来の漏液センサの一例が示
されており、このものは、例えば、配管下の床等の被浸
水面Fに対向配置される透光部材1を備え、その透光部
材1には、被浸水面Fに隙間Sを介して対面する検出面
2が形成されている。そして、被浸水面F上に漏液Lが
ないときには、投光部3からの光は、検出面2で全反射
して受光部4に受光される一方、漏液Lがあるときに
は、投光部3からの光の多くは検出面2を透過し、受光
部4の受光量は小さくなり、これをもって漏液Lの発生
を検出する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の漏液
センサでは、被浸水面Fの表面が鏡面状態となっている
と、図4(B)に示すように、検出面2を透過した光
が、被浸水面Fで反射し、再び検出面2を透過して、結
局、受光部4に受光される事態が生じうる。このため、
漏液Lの有無による受光部4の受光量の差が明確になら
ず、正確な検知を行うことができなかった。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、被浸水面の反射光の影響を受けることなく、常に安
定した漏液検出を行うことができることが可能な漏液セ
ンサの提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記目的
を達成するため、請求項1の発明に係る漏液センサは、
漏液に浸水され得る被浸水面に対向配置されると共に、
非浸水時に受けた光を反射する検出面を有した透光部材
と、検出面に向けて斜めに光を出射する投光部と、投光
部から出射されかつ検出面で反射した反射光を受光する
受光部とを備えて、受光部の受光量に基づき、漏液を検
出する漏液センサにおいて、投光部は、特定方向の直線
偏光光を出射し、検出面は、受けた光の偏光状態を保っ
て反射し、受光部は、投光部が出射した直線偏光光と同
一方向の偏光成分の光のみを受光するように構成された
ところに特徴を有する。
【0006】この構成によれば、投光部が出射した偏光
光は、漏液がない場合には、検出面で反射して受光部に
受光されるが、ここで、検出面では、光の偏光状態が概
ね保たれて反射される。そして、受光部は、投光部が出
射した偏光光と同一方向の偏光成分の光のみを受光する
ように構成されたから、受けた光のほとんどを受光する
ことができる。一方、漏液がある場合には、投光部が出
射した偏光光は、検出面を透過し、これが被浸水面で反
射して受光部に受光されたとしても、そのときには、偏
光状態が保たれず、楕円偏光になる。そして、受光部
は、この楕円偏光のうち、投光部からの偏光光と同一成
分以外の光をカットして受光するから、その受光量は漏
液がある場合に比べて極めて小さくなる。これにより、
漏液の有無による受光部の受光強度の差が明確になり、
もって、S/N比が向上する。
【0007】 具体的には、構成1の漏液センサにおい
て、投光部は、投光素子と、投光素子が出射した光のう
ち特定方向の直線偏光成分の光のみを通過させる第1偏
光フィルタとで構成されると共に、受光部は、第1偏光
フィルタと同一方向の偏光成分の光のみを通過させる第
2偏光フィルタと、第2偏光フィルタを通過した光を受
光する受光素子とで構成してもよい(請求項2の発
明)。
【0008】 また、構成1の漏液センサにおいて、投
光部は、レーザ光を出射するレーザ光源で構成されると
共に、受光部は、レーザ光源が出射したレーザ光の偏光
面と同一方向の直線偏光成分の光のみを通過させる偏光
フィルタと、偏光フィルタを通過した光を受光する受光
素子で構成することもできる(請求項3の発明)。
【0009】 請求項4の発明に係る漏液センサは、漏
液に浸水され得る被浸水面に対向配置されると共に、非
浸水時に受けた光を反射する検出面を有した透光部材
と、検出面に向けて斜めに光を出射する投光部と、投光
部から出射されかつ検出面で反射した反射光を受光する
受光部とを備えて、受光部の受光量に基づき、漏液を検
出する漏液センサにおいて、投光部は、特定方向の直線
偏光光を出射し、検出面は、受けた光の偏光状態を保っ
て反射し、受光部は、投光部が出射した直線偏光光と同
一方向の偏光成分の光のみを受光する第1受光部と、投
光部が出射した直線偏光光と直交方向の偏光成分の光の
みを受光する第2受光部とによって構成され、第1受光
部からの受光信号と、第2受光部からの受光信号とを比
較する比較部を備えたところに特徴を有する。
【0010】この構成によれば、投光部が出射した偏光
光は、漏液がない場合には、検出面で反射して受光部に
受光されるが、ここで、検出面では、光の偏光状態が概
ね保たれて反射される。そして、第1受光部は、投光部
が出射した偏光光と同一方向の偏光成分の光のみを受光
するように構成されたから、受けた光のほとんどを受光
することができるが、第2受光部は、投光部が出射した
偏光光と直交方向の偏光成分の光のみを受光するように
構成されたから、受けた光のほとんどを受光することが
できない。比較部は、第1及び第2の受光部の受光量を
比較し、両受光部の受光量の相違に基づき、漏液がない
ことが判別される。
【0011】一方、漏液がある場合には、投光部が出射
した偏光光は、検出面を透過し、これが被浸水面で反射
して受光部に受光されたとしても、そのときには、偏光
状態が保たれず、楕円偏光になる。これにより第1及び
第2の受光部が、それぞれの偏光方向に関係なく、ほぼ
同じように光を受光することができる。比較部は、第1
及び第2の受光部の受光量を比較し、両受光部の受光両
がほぼ同じになったことをもって、漏液があることが判
別される。
【0012】なお、比較部としては、第1及び第2の受
光部の受光量の比を求めるもの、第1及び第2の受光部
の受光量の差を求めるもの、又は、第1及び第2の受光
部の受光量の大小関係を求めるもの等、種々の構成であ
ってもよい。
【発明の実施の形態】<第1実施形態>以下、本発明の
第1実施形態に係る漏液センサを、図1及び2図に基づ
いて説明する。図1において、符号Fは、漏液に浸水さ
れ得る被浸水面であって、例えば、液体貯蔵用のタンク
の下側に備えたパン(容器)の底面で構成される。ま
た、このパンは、例えば、ステンレス製であり、従って
本実施形態の被浸水面Fは、鏡面状をなし、受けた光を
反射する。さらに、被浸水面Fは、特定方向の偏光光が
照射されたときに、楕円偏光を反射する構成になってい
る。具体的には、被浸水面Fに対する光線の入射角が7
5度程度となるように構成されている。
【0013】図1において、符号10は、本実施形態の
漏液センサに備えた透光部材10であって、例えば、合
成樹脂で構成されている。また、透光部材10のうち被
浸水面Fに対向する下面は、本発明に係る検出面15を
なす。この検出面15は、特定方向の偏光光が照射され
たときに、それを同一方位角の概ね直線偏光とみなせる
状態で反射する構成になっている。
【0014】透光部材10の上面には、一対の溝11
A,11Aが、斜め下方に向かって互いに接近するよう
に延びて形成されていると共に、その透光部材10の上
面を覆うように、ブラケット14が取り付けられてい
る。また、ブラケット14には、投光用及び受光用の光
ファイバー50F,51Fが固定され、これら両光ファ
イバー50F,51Fの先端部が前記溝11A,11A
に収容されている。ここで、同図において左側に示した
投光用光ファイバー50Fの先端部は、本発明に係る投
光部50をなし、右側に示した受光用光ファイバー51
Fの先端部は、本発明に係る受光部51をなす。そし
て、これら投受光部50,51から延びた両光軸が、検
出面15上の所定位置で交わるように両溝11Aにて両
光ファイバー50F,51Fが位置決めされている。な
お、投光部50から検出面15に向けて出射される光
は、検出面15に対して75度程度に設定されている。
【0015】さて、投光部50のうち先端の投光面50
Aと、透光部材10の溝11Aの終端面11Bとの間に
は、第1偏光フィルタ30が密着状態に挟まれて収容さ
れている。これにより、投光部50から特定方向の偏光
成分のみの光が検出面15に向けて出射される。一方、
受光部51のうち先端の投光面51Aと、透光部材10
の溝11Aの終端面11Bとの間には、第2偏光フィル
タ31が密着状態に挟まれて収容されており、この第2
偏光フィルタ31は、第1偏光フィルタ30にて偏光さ
れた偏光光と同一方向の偏光成分の光のみの通過を許容
する設定にしてある。なお、偏光フィルタ30は、その
方位角を光線の進行方向から見て入射面に対して45度
となるように設置されている。
【0016】また、透光部材10には、投光部50と受
光部51との間に、断面V字形の空洞部12が形成され
ている。これにより、投光部50から受光部51へと真
っ直ぐ光が向かっても、その光は、空洞部12の傾斜し
た壁面を透過するときに屈折し、受光部51の受光部5
1Aとは異なる部分に向かうから、投光部50からの光
が直に受光部51に光が受光されることが防がれる。
【0017】図2には、本実施形態の漏液センサの電気
回路部が示されている。同図に示すように、投光用光フ
ァイバー50Fの基端側には、投光素子55が対向配置
されており、この投光素子55が投光回路70にて駆動
されて出射された光が、投光用光ファイバー50Fの先
端側の投光部50から出射される。
【0018】一方、受光用光ファイバー51Fの基端側
には、受光素子56が対向配置されており、受光用光フ
ァイバー51Fの先端側の受光部51に受光された光が
受光素子56に与えられ、これに伴い受光素子56に連
なる受光回路57から受光信号が出力される。なお、受
光回路57の受信タイミングと前記投光回路70の投光
タイミングは、同期回路71にて同期がとられている。
受光回路57が、受光素子56の受光量に応じた受光信
号を出力すると、これが積分回路58を介して比較回路
59に与えられる。比較回路59には、漏液の発生によ
り、投光部50からの光が検出面15をほとんど透過し
たときに、受光部51に受光される受光強度に対応した
基準レベルが設定されている。そして、比較回路59
は、この基準レベルと、受光回路57が出力した受信信
号とを比較する。
【0019】上記構成からなる本実施形態にかかる漏液
センサの作用効果を説明する。漏液センサを起動する
と、投光部50から光は、第1偏光フィルタ30によっ
て特定方向の偏光光とされて、検出面15に向けて斜め
に出射される。そして、漏液がない場合には、投光部5
0からの偏光光は、検出面15で反射し、第2偏光フィ
ルタ31を介して受光部51に受光される。ここで、検
出面15では、光の偏光状態が概ね保たれて反射される
と共に、第2偏光フィルタ31は、投光部50が出射し
た偏光光と同一方向の偏光成分の光のみの通過を許容す
るように構成されているから、検出面15からの反射光
は、ほとんどが第2偏光フィルタ31を通過する。従っ
て、受光部51は、投光部50から出射されて検出面1
5で反射した光のほとんどを受光することができる。そ
して、受光部51に光が受光されると、これに応じた受
光信号が、比較回路59に与えられ、比較回路59に
て、受光信号が基準レベルより大きいこと判別し、これ
に基づき、検出回路60は、液体がないことを検出す
る。
【0020】一方、漏液がある場合には、投光部50か
ら出射された偏光光は、検出面15を透過するが、その
透過光は、被浸水面Fで反射して、再び検出面15を透
過し、受光部51に受光されたとしても、そのときに
は、楕円偏光になる。従って、被浸水面Fの反射光は、
第2偏光フィルタ31をそのまま通過できずにカットさ
れ、受光部51の受光強度は、漏液がある場合に比べて
極めて小さくなる。そして、受光部51に光が受光され
ると、これに応じた受光信号が、比較回路59に与えら
れ、比較回路59にて、受光信号が、基準レベルより小
さくなったこと判別し、これに基づき、検出回路60
は、液体が有ることを検出する。
【0021】このように、本実施形態の漏液センサによ
れば、投光部50と受光部51とが、共に、同一方向の
偏光光のみを投受光する構成としたことで、漏液の有無
による受光部51の受光強度の差を明確にすることがで
き、もって、S/N比が向上する。
【0022】<第2実施形態>本実施形態の漏液センサ
は、前記第1実施形態の漏液センサを変形したものであ
って、前記した1つの投光部50(図1参照)に対し、
前記した受光部51(以下、「第1受光部51」とい
う)と横並びに、もう一つの第2受光部(図示せず)を
追加して設けた構成になっている。より具体的には、受
光用光ファイバー51Fの隣に第2受光用光ファイバー
72(図3参照)を横並びにして設け、その第2受光用
光ファイバー72の先端部で第2受光部を構成してい
る。また、第2受光部の前方には、偏光フィルタが配さ
れており、この偏光フィルタは、第1受光部51の前方
の偏光フィルタ31に対し、偏光方向が直交した向きに
セットしてある。
【0023】第2受光用光ファイバー72の基端側に
は、図3に示すように、第2受光素子73が対向配置さ
れており、受光用光ファイバー72の先端側の第2受光
部に受光された光が第2受光素子73に与えられ、これ
に伴い第2受光素子73に連なる第2受光回路74から
受光信号が出力される。そして、この第2受光回路74
と、第1受光部51に連なる受光回路57とから出力さ
れた受光信号が、共に、受光比検出回路75に取り込ま
れて、両受光信号の比が求められ、その比に関する信号
が、積分回路58を介して比較回路59に与えられる。
そして、比較回路59で、両受光信号の比を所定の基準
レベルと比較する。なお、この漏液センサでは、上記し
た回路75,58,59にて、本発明の請求項4に係る
比較部が構成されている。
【0024】本実施形態では、投光部50が出射した偏
光光は、漏液がない場合には、検出面15で反射して第
1及び第2の両受光部に受光されるが、ここで、検出面
15では、光の偏光状態が概ね保たれて反射される。そ
して、第1受光部51の前方の偏光フィルタ31は、投
光部50からの偏光光と同一方向の偏光成分の光のみの
通過を許容するから、第1受光部51は、受けた光のほ
とんどを受光することができる。一方、第2受光部の前
方の偏光フィルタは、投光部50が出射した偏光光と直
交方向の偏光成分の光のみの通過を許容するから、受け
た光のほとんどを受光することができない。そして、受
光比検出回路75にて、これら第1及び第2の受光部の
受光量の比が求められると共に、比較回路59にて、前
記した比と所定の基準レベルとが比較され、この比較結
果に基づいて漏液がないことが判別される。
【0025】一方、漏液がある場合には、投光部50が
出射した偏光光は、検出面15を透過し、これが被浸水
面Fで反射して第1及び第2の受光部に受光されたとし
ても、そのときには、偏光状態が保たれず、楕円偏光に
なる。これにより第1及び第2の受光部が、それぞれの
前方に備えた各偏光フィルタの偏光方向に関係なく、ほ
ぼ同じように光を受光することができる。そして、受光
比検出回路75にて、第1及び第2の受光部の受光量の
比がほぼ「1」になったことが求められ、これに基づき
漏液があることが判別される。
【0026】<他の実施形態>本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。
【0027】(1)前記実施形態では、投光部50は投
光素子55と第1偏光フィルタ30とを投光用光ファイ
バー50Fで繋いだ構成とされていたが、投光部50と
して、レーザ光を照射するレーザ光源を用いてもよい。
レーザ光は特定の偏光成分しか存在しないので、偏光フ
ィルタが不要となる。このとき受光部51は、レーザ光
の偏光成分と同一方向の偏光成分を備える第2偏光フィ
ルタを受光素子の前面に配置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係る漏液センサの側
断面図
【図2】 漏液センサの電気的構成を示すブロック図
【図3】 第2実施形態の漏液センサの電気的構成を示
すブロック図
【図4】(A)従来の漏液センサの側断面図 (B)従来の漏液センサの側断面図
【符号の説明】 10…透光部材 15…検出面 30…第1偏光フィルタ 31…第2偏光フィルタ 50…投光部 51…受光部 F…被浸水面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/61 G01M 3/38 G01V 9/00 - 9/04 PATOLIS

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 漏液に浸水され得る被浸水面に対向配置
    されると共に、非浸水時に受けた光を反射する検出面を
    有した透光部材と、 前記検出面に向けて斜めに光を出射する投光部と、 前記投光部から出射されかつ前記検出面で反射した反射
    光を受光する受光部とを備えて、前記受光部の受光量に
    基づき、漏液を検出する漏液センサにおいて、 前記投光部は、特定方向の直線偏光光を出射し、 前記検出面は、受けた光の偏光状態を保って反射し、 前記受光部は、前記投光部が出射した直線偏光光と同一
    方向の偏光成分の光のみを受光するように構成されたこ
    とを特徴とする漏液センサ。
  2. 【請求項2】 前記投光部は、投光素子と、前記投光素
    子が出射した光のうち特定方向の直線偏光成分の光のみ
    を通過させる第1偏光フィルタとで構成されると共に、 前記受光部は、前記第1偏光フィルタと同一方向の偏光
    成分の光のみを通過させる第2偏光フィルタと、前記第
    2偏光フィルタを通過した光を受光する受光素子とで構
    成されたことを特徴とする請求項1記載の漏液センサ。
  3. 【請求項3】 前記投光部は、レーザ光を出射するレー
    ザ光源で構成されると共に、 前記受光部は、前記レーザ光源が出射したレーザ光の偏
    光面と同一方向の直線偏光成分の光のみを通過させる偏
    光フィルタと、前記偏光フィルタを通過した光を受光す
    る受光素子で構成されたことを特徴とする請求項1記載
    の漏液センサ。
  4. 【請求項4】 漏液に浸水され得る被浸水面に対向配置
    されると共に、非浸水時に受けた光を反射する検出面を
    有した透光部材と、 前記検出面に向けて斜めに光を出射する投光部と、 前記投光部から出射されかつ前記検出面で反射した反射
    光を受光する受光部とを備えて、前記受光部の受光量に
    基づき、漏液を検出する漏液センサにおいて、 前記投
    光部は、特定方向の直線偏光光を出射し、 前記検出面は、受けた光の偏光状態を保って反射し、 前記受光部は、前記投光部が出射した直線偏光光と同一
    方向の偏光成分の光のみを受光する第1受光部と、前記
    投光部が出射した直線偏光光と直交方向の偏光成分の光
    のみを受光する第2受光部とによって構成され、 前記第1受光部からの受光信号と、前記第2受光部から
    の受光信号とを比較する比較部を備えたことを特徴とす
    る漏液センサ。
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