JP3932037B2 - ダスト測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体に含まれたダストの濃度を測定するためのダスト測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、流体流路中を流れる流体に含まれたダストの濃度を測定するダスト測定装置として、光の散乱を利用した光散乱方式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のダスト測定装置は、測定光を照射する照射部と、被検知光を受光する受光部と、発光源からの測定光を照射部に導く第１光ファイバと、受光部からの被検知光を受光素子に導く第２光ファイバと、受光素子からの測定信号に基づいてダスト濃度を算出するためのダスト濃度演算手段と、を備えている。
【０００３】
このようなダスト測定装置においては、発光源からの測定光が第１光ファイバを通して照射部に導かれ、この照射部から測定領域に向けて照射される。そして、この測定領域からの散乱光、即ち被検知光が受光部を通して受光され、受光した被検知光が第２光ファイバを通して受光素子に導かれ、この受光素子にて測定信号に変換され、ダスト濃度演算手段はこの測定信号に基づいてダスト濃度を算出する。測定領域を流れる流体中に含まれるダスト（粉塵など）が多い（又は少ない）と、照射部から照射された測定光がより多く（又は少なく）散乱され、従って、散乱光である被検知光は明るく（又は暗く）なり、このようなことから、測定光の散乱率を利用して流体中のダスト濃度を測定する。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−２７４２４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなダスト測定装置では、流体流路への照射部及び受光部の挿入が容易となるように、照射部及び受光部が設けられた検知部ハウジングが細長い筒状部材から形成されており、このような筒状部材から形成した場合、流体流路に接続された挿入孔が小さくても、検知ハウジングの先端側をこの挿入孔を通して流体流路内に挿入することができる。
【０００６】
一般に、流体流路を規定する流体配管には放散孔（ベンド管）などが接続されており、このような放散管を挿入路として利用して検知部ハウジングの先端側を流体流路に挿入する場合がある。このような場合、放散管が直線状のものであると、検知部ハウジングの先端側をこの放散管の内部を通して流体流路に挿入することができるが、放散管がたとえばＬ字状、Ｓ字状などに湾曲しているものであると、検知部ハウジングがその湾曲部に当接して挿入することができず、ダスト濃度を測定するためには、専用の挿入管を別に接続しなければならない。
【０００７】
本発明の目的は、流体流路に挿入するための挿入路が湾曲していていても、照射部及び受光部を流体流路内の測定領域に挿入することができるダスト測定装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、測定光を発光する発光源と、前記発光源からの測定光を測定領域に向けて照射する照射部と、前記測定領域からの被検知光を受光する受光部と、前記受光部からの被検知光を測定信号に変換する受光素子と、前記受光素子からの測定信号に基づいてダスト濃度を算出するダスト濃度演算手段と、前記発光源からの測定光を前記照射部に導くための第１光ファイバと、前記受光部からの被検知光を前記受光素子に導くための第２光ファイバと、を具備するダスト測定装置であって、
挿入孔を通して流体流路に挿入される検知部ユニットが設けられ、前記検知部ユニットは、先端面に凹所が設けられたユニットハウジングと、前記ユニットハウジングの前記凹所に装着された短円柱状の検知部本体とを備え、前記検知部本体に前記照射部及び前記受光部が設けられており、
前記検知部ユニットの前記ユニットハウジングの基部側には環状接続部が設けられ、前記環状接続部にリング状接合部材を介して可撓性チューブが接続され、前記第１及び第２光ファイバは前記可撓性チューブ内を通り、前記検知部ユニットの前記ユニットハウジングを貫通して前記検知部本体に装着されており、
更に、前記可撓性チューブ内にはねじれ防止部材が配設され、前記ねじれ防止部材は前記ユニットハウジングに固定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に従えば、照射部及び受光部が検知部ユニットの検知本体部に設けられ、この検知部ユニットのユニットハウジングの基部側にリング状接合部材を介して可撓性チューブが装着されているので、この可撓性チューブが任意の方向に撓むことができ、検知部ユニットを流体流路に挿入するための挿入孔が湾曲していていても、可撓性チューブが挿入孔に沿って湾曲し、検知部ユニットを挿入孔を通して流体流路に挿入することができる。また、可撓性チューブ内にねじれ防止部材が配設され、このねじれ防止部材がユニットハウジングに固定されているので、流体流路への挿入時における可撓性チューブのねじれ発生が防止され、検知部ユニットを所定の状態に保ちながら流体流路に挿入することができる。
このねじれ防止部材は、例えばワイヤ、ピアノ線などから形成される。
【００１０】
また、本発明では、前記検知部本体の前記照射部は、前記流体流路への挿入方向に対し垂直な方向における前記検知部ユニットの片側に配置され、前記検知部本体の前記受光部は、前記照射部に対向して、前記挿入方向に対して垂直な方向における前記検知部ユニットの他側に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、流体流路への挿入方向に対して垂直な方向における検知部ユニットの片側に照射部が配置され、その他側に受光部が配置されているので、検知部ユニットの挿入方向の長さを短くすることが可能となり、挿入孔の曲率が比較的大きくても、この挿入孔を通しての流体流路への検知部ユニットの挿入が可能となる。
【００１２】
また、本発明では、前記検知部本体の前記照射部には照射側反射鏡が設けられ、前記検知部本体の前記受光部には受光側反射鏡が設けられ、前記発光源から前記第１光ファイバを介して伝送された測定光は、前記照射側反射鏡により反射された後に前記測定領域に向けて照射され、また前記測定領域からの被検知光は、前記受光側反射鏡により反射された後に前記第２光ファイバに導かれ、前記第２光ファイバを通して前記受光素子に伝送されることを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、第１光ファイバにより伝送された測定光は、照射側反射鏡により反射されて測定領域に向けて照射されるので、第１の光ファイバからの測定光の方向を小さい空間でもって大きく変えることができる。また、測定領域からの被検知光は、受光側反射鏡により反射された後に第２ファイバに導かれるので、測定領域からの被検知光の方向を小さい空間でもって大きく変えることができる。このようなことから、検知部ユニットの片側に照射部を配置し、その他側に受光部を配置する構造であっても、検知部ユニットの外径を比較的小さくすることが可能となる。
【００１５】
また、本発明では、前記検知部ユニット又は前記可撓性チューブの先端部には、前記検知部ユニットを固定するための固定具が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、検知部ユニットを固定するための固定具が設けられているので、ダストの濃度を測定する際に、この固定具を用いて検知部ユニットを固定することができ、これによって、流体流路を流れる流体中のダスト濃度も所要の通りに測定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うダスト測定装置の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態のダスト測定装置及びこれを挿入してダスト濃度を測定する配管構造の一例を簡略的に示す断面図であり、図２は、図１のダスト測定装置の検知部ユニット及びその近傍を拡大して示す部分拡大断面図であり、図３は、図１のダスト測定装置の検知部ユニットを配管構造に所要の通りに挿入した状態を示す断面図である。
【００１８】
図１及び図２において、図示のダスト測定装置１は、流体配管構造２の流体配管４、例えばガス配管により規定された流体流路６を流れる流体、例えば都市ガス中に含まれた粉塵などのダストの濃度を測定するために用いられる。このダスト測定装置１は、検知部ユニット８と、この検知部ユニット８の基部側に装着された可撓性チューブ１０とを備え、この検知部ユニット８が流体配管４内に後述するようにして挿入される。
【００１９】
主として図２を参照して、検知部ユニット８は、短円柱状の検知部本体１１と、この検知部本体１１が装着されたユニットハウジング１２とを備えている。ユニットハウジング１２の先端面には円形状の凹所１３が設けられ、この凹所１３に検知部本体１１が装着され、取付ねじ１５によってユニットハウジング１２に固定されている。この検知部本体１１の先端には凹部１４が設けられ、この凹部１４は直線状に延び、流体流路６を矢印１６（図１参照）で示す方向に流れる流体は、この凹部１４に沿って流れる。検知部ユニット８の凹部１４の片側（検知部ユニット８の矢印１８で示す挿入方向に対して垂直な方向における片側）、即ち図２において検知部ユニット８の左部に、照射部２０が設けられ、この凹部１４の他側（矢印１８で示す挿入方向に対して垂直な方向における他側）、即ち図２において検知部ユニット８の右部に、受光部２２が設けられている。このように検知部ユニット８の片側に照射部２０を配置し、その他側に受光部２２を配置することによって、検知部ユニット８の挿入方向（後述する）の大きさを小さくすることができる。
【００２０】
照射部２０には照射開口２４が設けられ、この照射開口２４を覆うように、例えば透明ガラスから形成される照射口カバー２６が装着されている。この照射開口２４の半径方向外方には第１の鏡配置空間２８が設けられ、この第１の鏡配置空間２８内に照射側反射鏡３０が配設され、照射側反射鏡３０が取付部材３２を介して検知部本体１１に取り付けられている。第１の鏡配置空間２８と照射開口２４とは第１光通路３４を介して連通され、この第１光通路３４に第１集光レンズ３６が配設されている。
【００２１】
また、受光部２２には受光開口３８が設けられ、この受光開口３８を覆うように、例えば透明ガラスから形成される受光口カバー４０が装着されている。この受光開口３８の半径方向外方には第２の鏡配置空間４２が設けられ、この第２の鏡配置空間４２内に受光側反射鏡４４が配設され、受光側反射鏡４４が取付部材４６を介して検知部本体１１に取り付けられている。第２の鏡配置空間４２と受光開口３８とは第２光通路４８を介して連通され、この第２光通路４８に第２集光レンズ５０が配設されている。
【００２２】
検知部ユニット８の凹部１４の中央部、即ち相互に対向する照射部２０と受光部２２との間には、遮光板５２が配設されている。この遮光板５２は、照射部２０から照射された測定光が受光部２２に直接的に受光されるのを防止する。
【００２３】
この実施形態では、検知部ユニット８と可撓性チューブ１０とは、接続部材５４を介して取外し可能に接続されている。ユニットハウジング１２の基部側の外周部には環状接続部５６が設けられ、この環状接続部５６に雄ねじ部５８が設けられている。可撓性チューブ１０は例えば耐圧ホースから形成され、その先端部にはリング状接合部材６０を介して接続部材５４が取り付けられている。この接続部材５４の先端部には雌ねじ部６２が設けられており、この雌ねじ部６２をユニットハウジング１２の雌ねじ部５８に螺着することによって、可撓性チューブ１０が検知部ユニット８に取外し可能に取り付けられる。
【００２４】
主として図１を参照して、このダスト測定装置１は、更に、測定装置本体６４を備え、検知部ユニット８に接続された可撓性チューブ１０の基部側がこの測定装置本体６４に接続される。測定装置本体６４には、測定光を発光する発光源６６と、被検知光を受光する受光素子６８と、ダスト濃度を演算するためのダスト濃度演算手段７０と、を備えている。発光源６６は、例えば近赤外線レーザ光を発光するレーザ発振素子から構成され、受光素子６８は、例えばＣＣＤから構成される。尚、発光源６６としては、指向性の強い他の光を発光するものを用いるようにしてもよい。ダスト濃度演算手段７０は、例えばマイクロコンピュータから構成され、受光素子６８からの測定信号を演算処理して流体中に含まれたダストの濃度を算出する。流体中のダスト量と被検知光との間には所定の関係があり、ダスト量が多い（又は少ない）と、ダストによる測定光の散乱が大きく（又は小さく）なり、従って、受光素子６８に受光される被検知光の受光量が大きく（又は小さく）、受光素子６８の測定信号の信号レベルが大きく（又は小さく）なり、このような関係を利用してダスト濃度演算手段７０は流体中のダスト濃度を算出する。
【００２５】
測定装置本体６４は、更に、表示装置７２を備えている。表示装置７２は、例えば液晶表示装置から構成され、ダスト濃度演算手段７０により演算されたダスト濃度を表示する。測定装置本体６４には、必要に応じて、印刷手段７４が付設される。印刷手段７４は、例えばレーザプリンタから構成され、ダスト濃度演算手段により演算されたダスト濃度を出力する。
【００２６】
測定装置本体６４の発光源６６からの測定光は第１光ファイバ７６を介して検知部ユニット８の照射部２０に導かれ、検知部ユニット８の受光部２２からの被検知光は第２光ファイバ７８を介して測定装置本体６４の受光素子６８に導かれ、これら第１及び第２光ファイバ７６，７８は可撓性チューブ１０内を通して延びている。この実施形態では、第１光ファイバ７６の一端部は検知部ユニット８のユニットハウジング１２及び検知部本体１１の一部を貫通して第１の鏡配置空間２８内に突出し、その先端面は照射側反射鏡３０の反射面に対向して位置している。また、第２光ファイバ７８の一端部は、同様に、ユニットハウジング１２及び検知部本体１１の一部を貫通して第２の鏡配置空間４２内に突出し、その先端面は受光側反射鏡４４の反射面に対向して位置している。
【００２７】
このように構成されているので、発光源６６からの測定光は、第１光ファイバ７６を通して検知部ユニット８の第１の鏡配置空間２８に導かれ、照射側反射鏡３０に反射された後に第１光通路３４、第１集光レンズ３６及び照射開口２４を通して測定領域Ｐに向けて照射される。そして、測定領域Ｐからの散乱光、即ち被検知光は、受光開口３０を通して検知部ユニット８内に導入され、第２光通路４８及び第２集光レンズ５０を通して第２の鏡配置空間４２に導かれ、受光側反射鏡４４に反射された後に第２光ファイバ７８を通して受光素子６８に導かれる。このとき、第１光ファイバ７６からの測定光が照射側反射鏡３０により反射されるので、比較的小さい空間でもって測定光を第１光通路３４に向けて導くことができる。また、第２光通路４８からの被検知光が受光側反射鏡４４により反射されるので、比較的小さい空間でもって被検知光を第２光ファイバ７８に向けて導くことができる。
【００２８】
この実施形態では、流体流路６内を見ることができるように内視カメラ８０が装備されている。図示の内視カメラ８０は、検知部ユニット８の検知部本体１１の取付孔内に装着された撮像手段８２（例えば、ＣＣＤから構成される）と、この撮像手段８２に付設されたライト（図示せず）とを備え、取付孔の開口部には、ガラスなどの透明材料から形成されたカバー８４が設けられている。撮像手段８２からの撮像信号は、ケーブル８６を通して測定装置本体６４に伝送される。測定装置本体６４には、更に、画像処理手段８８が内蔵され、この画像処理手段８８は撮像手段８２からの撮像信号を所要の通りに処理し、処理された画像情報が表示装置７２に表示され、また印刷手段７４により出力される。
【００２９】
この実施形態では、更に、可撓性チューブ１０のねじれを防止するためのねじれ防止部材９０が設けられている。ねじれ防止部材９０の一端部はユニットハウジング１２の基部側の中央部にナット９１などを用いて固定され、その他端側が可撓性チューブ１０内を測定装置本体６４側に延びている。このようにねじれ防止部材９０を設けることによって、測定領域Ｐへの挿入時に発生しやすい可撓性チューブ１０のねじれを防止することができる。尚、可撓性チューブ１０がねじれに対して充分な強度を有する場合、このようなねじれ防止部材９０は省略することができる。
【００３０】
このようなダスト測定装置１の検知部ユニット８は、例えば図１に示す流体配管構造２の流体配管４を流れる流体中のダスト濃度を測定するのに用いられる。図示の流体配管構造２では、流体配管４にメインバルブ９２が配設され、このメインバルブ９２の上流側に第１放散管９４が接続され、第１放散管９４の先端部に開閉用の第１ボールバルブ９６が配設されている。また、メインバルブ９２の下流側には第２放散管９８が接続され、第２放散管９８の先端部に第２ボールバルブ１００が配設されている。
【００３１】
流体配管４を流れる流体のダスト濃度の測定は、例えば、次のようにして行われる。まず、図１に示すように、検知部ユニット８を挿入する放散管（この場合、第１放散管９４）に接続されたボールバルブ（この場合、第１ボールバルブ９６）に導入管１０２を着脱自在に取り付ける。導入管１０２には導入孔１０４が設けられ、この導入孔１０４の導入側には一対の案内ローラ１０６が回転自在に設けられ、また導入孔１０４の内周面には、検知部ユニット８及び可撓性チューブ１０との間をシールするための複数のシール部材１０８が設けられている。
【００３２】
そして、ダスト測定装置１の検知部ユニット８を導入管１０２の導入孔１０４内に挿入保持し、第１ボールバルブ９６を開状態に開放し、導入管１０２の導入孔１０４及び第１ボールバルブ９６を通して矢印１８で示す挿入方向に導入する。このとき、検知部ユニット８及び可撓性チューブ１０の導入に伴って一対の案内ローラ１０６が矢印１１０で示す方向（即ち、検知部ユニット８を送り込む方向）に従動され、従って、検知部ユニット８及び可撓性チューブ１０をスムースに導入することができる。
【００３３】
このようにして検知部ユニット８を図３に示すように第１放散管９４を通して流体配管４内に挿入する。この挿入時、可撓性チューブ１０は第１放散管９４の形状に沿って撓むことができ、それ故に、第１放散管９４がある程度曲がっていても検知部ユニット８及び可撓性チューブ１０の先端側を第１放散管９４を通して流体流路６内に挿入することができる。このように挿入すると、検知部ユニット８が流体流路６の測定領域に位置付けられ、一対の案内ローラ１０６が可撓性チューブ１０をこの挿入状態に保持し、かくして、流体流路６を流れる流体中のダスト濃度を所要の通りに測定することができる。
【００３４】
このダスト測定装置１では、内視カメラ８０が装備されているので、流体配管４の内部を見ることができるとともに、検知部ユニット８の位置も確認することができ、ダスト濃度の測定ミスを少なくすることができる。
【００３５】
次に、図４を参照して、ダスト測定装置の他の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態のダスト測定装置の検知部ユニットを配管構造に所要の通りに挿入した状態を示す断面図である。以下の実施形態において、図１〜図３に示す実施形態と実質上同一のものについては同一の番号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
図４において、図示のダスト測定装置１Ａは、検知部ユニット８と、この検知部ユニット８の基部側に接続された可撓性チューブ１０Ａを備え、可撓性チューブ１０Ａの所定部位に帯状の目印１２０が施されている。この目印１２０は、緑色、黄色などの塗料を塗布する、或いはテープを貼着して設けることができる。第２のダスト測定装置１Ａのその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一である。
【００３７】
ダスト測定装置１Ａの上述した構成に関連して、導入管１０２Ａは次のように構成されている。ボールバルブ９６に着脱自在に取り付けられる導入管１０２Ａの所定部位には、可撓性チューブ１０Ａを保持するためのロック手段１２２が設けられ、この形態では、ロック手段１２２が導入管１０２Ａに螺着されたロックねじ１２４から構成されている。
【００３８】
この第２の実施形態においても、ダスト濃度を測定する場合、ボールバルブ９６の導入側に導入管１０２Ａを着脱自在に取り付け、導入管１０２Ａ及び第１ボールバルブ９６を通して矢印１８で示す挿入方向に検知部ユニット８及び可撓性チューブ１０Ａの先端側を導入し、図４に示すように、可撓性チューブ１０Ａの目印１２０がロック手段１２０内側に位置するまで挿入する。そして、かく挿入した状態でロックねじ１２４を締め付けてロック手段１２２をロック状態にし、可撓性チューブ１０Ａをこの状態にロック保持する。このロック状態では、図４に示すように、検知部ユニット８が流体流路６の所定測定領域に位置して保持され、第１の実施形態と同様に、流体流路６を流れる流体中のダスト濃度を測定することができる。
【００３９】
次に、図５を参照して、ダスト測定装置の更に他の実施形態について説明する。図５は、第３の実施形態のダスト測定装置の要部を示す断面図である。
図５において、図示のダスト測定装置１Ｂは、検知部ユニット８と、この検知部ユニット８の基部側に接続された可撓性チューブ１０Ｂとを備え、ダスト濃度を測定しないとき、可撓性チューブ１０Ｂの他端側が収容ハウジング１６０に収容されるように構成されている。即ち、収容空間１６２を規定する収容ハウジング１６０が導入管１０２Ｂに接続され、可撓性チューブ１０Ｂの他端側及びそこから延びる第１及び第２光ファイバ７６，７８がリング状にまるめられて収容ハウジング１６０に収容される。収容ハウジング１６０の開口部には蓋部材１６４によって密封され、このように密封することによって、流体流路４を流れる流体の導入管１０２Ｂを通しての外部への漏れを確実に防止することができる。
【００４０】
このダスト測定装置を用いて測定する際には、蓋部材１６４を取り外して収容ハウジング１６０を開放し、収容空間１６２に収容された可撓性チューブ１０Ｂ及びそこから延びる第１及び第２光ファイバ７６，７８を取り出す。そして、可撓性チューブ１０Ｂを挿入方向に押し込んで検知部ユニット８を流体流路４内に突出させるとともに、第１及び第２光ファイバ７６，７８を測定装置本体（図１参照）に接続し、このようにして流体中のダスト濃度の測定が行われる。ダスト濃度の測定後は、上述したとは反対に、可撓性チューブ１０Ｂを引き戻して検知部ユニット８を放散管９４内に位置付けるとともに、測定装置本体と第１及び第２光ファイバ７６，７８との接続を解除し、可撓性チューブ１０Ｂの他端側及びそこから延びる第１及び第２光ファイバ７６，７８を収容ハウジング１６０内に収容した後に蓋部材１６４で密封する。このようにすることによって、検知部ユニット８及び可撓性チューブ１０Ｂを放散管９４内に保持した状態で保管することができる。
【００４１】
このようなダスト測定装置１（１Ａ，１Ｂ）においては、ダスト濃度の測定時、検知部ユニット８の照射部２０及び受光部２２を流体の流れに対して所定の位置関係に保持するのが望ましく、例えば図６に示すように構成することによって、検知部ユニット８を流体の流れに対して所定の位置関係に保持することができる。
【００４２】
図６（ａ）に示す例では、可撓性チューブ１０（１０Ａ）の先端部に、固定具としての磁石片１３２が設けられている。このように磁石片１３２を設けることによって、可撓性チューブ１０（１０Ａ）の先端部が第１放散管９４の接続基部に磁気的に保持され、これによって、検知部ユニット８を流体流路６内の測定領域に保持することができる。
【００４３】
また、図６（ｂ）に示す例では、可撓性チューブ１０（１０Ａ）の先端部に固定具１４２が取り付けられている。この固定具１４２は周方向に間隔をおいて設けられた複数の固定部材１４４を備え、これら固定部材１４４は、連動して固定解除状態と固定状態（図４に示す状態）になる。固定解除状態においては、複数の固定部材１４４は先端側に向けて延びる閉じた状態となり、従って、導入管１０２（１０２Ａ）、ボールバルブ９６及び第１放散管９４を通しての流体流路６への挿入が許容される。また、固定状態においては、図５（ｂ）に示すように、複数の固定部材１４４は半径方向に向けて延びる開いた状態となり、従って、第１放散管９４の接続開口部に当接し、検知部ユニット８は流体流路６内に固定的に保持される。
【００４４】
この固定具１４２は、更に、操作ワイヤ１４６を含み、この操作ワイヤ１４６の一端部が固定部材１４４の一つに連結され、その他端側が可撓性チューブ１０（１０Ａ）内を測定装置本体６４側に延びている。操作ワイヤ１４６を矢印１４８で示す方向に引っ張ると、固定部材１４４が半径方向に開いて固定状態となり、検知部ユニット８を固定的に保持することができる。また、操作ワイヤ１４６を緩めると、固定部材１４４が先端側に閉じて固定解除状態となり、検知ユニット８の流体流路６への挿入、取り外しを行うことができる。
【００４５】
上述した例では、検知部ユニット８を固定するための固定具１４２を可撓性チューブ１０（１０Ａ）の先端部に設けているが、このような構成に限定されず、検知部ユニット８に設けるようにしてもよい。
【００４６】
以上、本発明に従うダスト測定装置の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００４７】
例えば、図示の実施形態では、流体配管４に接続された放散管９４を利用して検知部ユニット８を測定領域に挿入しているが、流体配管４に専用の挿入管構造を設け、この挿入管構造を通して検知部ユニットを測定領域に挿入するようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の請求項１のダスト測定装置によれば、照射部及び受光部が検知部ユニットの検知部本体に設けられ、この検知部ユニットの基部側にリング状接合部材を介して可撓性チューブが装着されているので、この可撓性チューブが任意の方向に撓むことができ、検知部ユニットを流体流路に挿入するための挿入孔が湾曲していても、可撓性チューブが挿入孔に沿って湾曲し、検知部ユニットを挿入孔を通して流体流路に挿入することができる。また、可撓性チューブ内にねじれ防止部材が配設されているので、流体流路への挿入時における可撓性チューブのねじれ発生が防止され、検知部ユニットを所定の状態に保ちながら流体流路に挿入することができる。
【００４９】
また、本発明の請求項２のダスト測定装置によれば、流体流路への挿入方向に対して垂直な方向における検知部ユニットの片側に照射部が配置され、その他側に受光部が配置されているので、検知部ユニットの挿入方向の長さを短くすることが可能となる。
【００５０】
また、本発明の請求項３のダスト測定装置によれば、第１光ファイバにより伝送された測定光は、照射側反射鏡により反射されて測定領域に向けて照射されるので、第１の光ファイバからの測定光の方向を小さい空間でもって大きく変えることができ、また測定領域からの被検知光は、受光側反射鏡により反射された後に第２ファイバに導かれるので、測定領域からの被検知光の方向を小さく空間でもって大きく変えることができ、これらに関連して、検知部ユニットの外径を比較的小さくすることが可能となる。
【００５２】
また、本発明の請求項４のダスト測定装置によれば、検知部ユニットを固定するための固定手段が設けられているので、ダストの濃度を測定する際に、この固定手段を用いて検知部ユニットを固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うダスト測定装置の第１の実施形態及びこれを挿入してダスト濃度を測定する配管構造の一例を簡略的に示す断面図である。
【図２】図１のダスト測定装置の検知部ユニット及びその近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図３】図１のダスト測定装置の検知部ユニットを配管構造に所要の通りに挿入した状態で示す断面図である。
【図４】本発明に従うダスト測定装置の第２の実施形態を、その検知部ユニットを配管構造に挿入した状態で示す断面図である。
【図５】本発明に従うダスト測定装置の第３の実施形態の要部を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、検知部ユニットを固定するための固定具及びその近傍を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１ｂ ダスト測定装置
２ 流体配管構造
４ 流体配管
６ 流体流路
８ 検知部ユニット
１０，１０Ａ 可撓性チューブ
１１ 検知部本体
１２ ユニットハウジング
２０ 照射部
２２ 受光部
３０，４４ 反射鏡
６４ 測定装置本体
６６ 発光源
６８ 受光素子
７０ ダスト濃度演算手段
７６，７８ 光ファイバ
８０ 内視カメラ
９０ ねじり防止部材
９４，９８ 放散管
９６，１００ ボールバルブ
１０２，１０２Ａ 導入管
１２２ ロック手段
１３２ 磁石片
１４２ 固定具
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体に含まれたダストの濃度を測定するためのダスト測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、流体流路中を流れる流体に含まれたダストの濃度を測定するダスト測定装置として、光の散乱を利用した光散乱方式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のダスト測定装置は、測定光を照射する照射部と、被検知光を受光する受光部と、発光源からの測定光を照射部に導く第１光ファイバと、受光部からの被検知光を受光素子に導く第２光ファイバと、受光素子からの測定信号に基づいてダスト濃度を算出するためのダスト濃度演算手段と、を備えている。
【０００３】
このようなダスト測定装置においては、発光源からの測定光が第１光ファイバを通して照射部に導かれ、この照射部から測定領域に向けて照射される。そして、この測定領域からの散乱光、即ち被検知光が受光部を通して受光され、受光した被検知光が第２光ファイバを通して受光素子に導かれ、この受光素子にて測定信号に変換され、ダスト濃度演算手段はこの測定信号に基づいてダスト濃度を算出する。測定領域を流れる流体中に含まれるダスト（粉塵など）が多い（又は少ない）と、照射部から照射された測定光がより多く（又は少なく）散乱され、従って、散乱光である被検知光は明るく（又は暗く）なり、このようなことから、測定光の散乱率を利用して流体中のダスト濃度を測定する。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−２７４２４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなダスト測定装置では、流体流路への照射部及び受光部の挿入が容易となるように、照射部及び受光部が設けられた検知部ハウジングが細長い筒状部材から形成されており、このような筒状部材から形成した場合、流体流路に接続された挿入孔が小さくても、検知ハウジングの先端側をこの挿入孔を通して流体流路内に挿入することができる。
【０００６】
一般に、流体流路を規定する流体配管には放散孔（ベンド管）などが接続されており、このような放散管を挿入路として利用して検知部ハウジングの先端側を流体流路に挿入する場合がある。このような場合、放散管が直線状のものであると、検知部ハウジングの先端側をこの放散管の内部を通して流体流路に挿入することができるが、放散管がたとえばＬ字状、Ｓ字状などに湾曲しているものであると、検知部ハウジングがその湾曲部に当接して挿入することができず、ダスト濃度を測定するためには、専用の挿入管を別に接続しなければならない。
【０００７】
本発明の目的は、流体流路に挿入するための挿入路が湾曲していていても、照射部及び受光部を流体流路内の測定領域に挿入することができるダスト測定装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、測定光を発光する発光源と、前記発光源からの測定光を測定領域に向けて照射する照射部と、前記測定領域からの被検知光を受光する受光部と、前記受光部からの被検知光を測定信号に変換する受光素子と、前記受光素子からの測定信号に基づいてダスト濃度を算出するダスト濃度演算手段と、前記発光源からの測定光を前記照射部に導くための第１光ファイバと、前記受光部からの被検知光を前記受光素子に導くための第２光ファイバと、を具備するダスト測定装置であって、
挿入孔を通して流体流路に挿入される検知部ユニットが設けられ、前記検知部ユニットは、先端面に凹所が設けられたユニットハウジングと、前記ユニットハウジングの前記凹所に装着された短円柱状の検知部本体とを備え、前記検知部本体に前記照射部及び前記受光部が設けられており、
前記検知部ユニットの前記ユニットハウジングの基部側には環状接続部が設けられ、前記環状接続部にリング状接合部材を介して可撓性チューブが接続され、前記第１及び第２光ファイバは前記可撓性チューブ内を通り、前記検知部ユニットの前記ユニットハウジングを貫通して前記検知部本体に装着されており、
更に、前記可撓性チューブ内にはねじれ防止部材が配設され、前記ねじれ防止部材は前記ユニットハウジングに固定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に従えば、照射部及び受光部が検知部ユニットの検知本体部に設けられ、この検知部ユニットのユニットハウジングの基部側にリング状接合部材を介して可撓性チューブが装着されているので、この可撓性チューブが任意の方向に撓むことができ、検知部ユニットを流体流路に挿入するための挿入孔が湾曲していていても、可撓性チューブが挿入孔に沿って湾曲し、検知部ユニットを挿入孔を通して流体流路に挿入することができる。また、可撓性チューブ内にねじれ防止部材が配設され、このねじれ防止部材がユニットハウジングに固定されているので、流体流路への挿入時における可撓性チューブのねじれ発生が防止され、検知部ユニットを所定の状態に保ちながら流体流路に挿入することができる。
このねじれ防止部材は、例えばワイヤ、ピアノ線などから形成される。
【００１０】
また、本発明では、前記検知部本体の前記照射部は、前記流体流路への挿入方向に対し垂直な方向における前記検知部ユニットの片側に配置され、前記検知部本体の前記受光部は、前記照射部に対向して、前記挿入方向に対して垂直な方向における前記検知部ユニットの他側に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、流体流路への挿入方向に対して垂直な方向における検知部ユニットの片側に照射部が配置され、その他側に受光部が配置されているので、検知部ユニットの挿入方向の長さを短くすることが可能となり、挿入孔の曲率が比較的大きくても、この挿入孔を通しての流体流路への検知部ユニットの挿入が可能となる。
【００１２】
また、本発明では、前記検知部本体の前記照射部には照射側反射鏡が設けられ、前記検知部本体の前記受光部には受光側反射鏡が設けられ、前記発光源から前記第１光ファイバを介して伝送された測定光は、前記照射側反射鏡により反射された後に前記測定領域に向けて照射され、また前記測定領域からの被検知光は、前記受光側反射鏡により反射された後に前記第２光ファイバに導かれ、前記第２光ファイバを通して前記受光素子に伝送されることを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、第１光ファイバにより伝送された測定光は、照射側反射鏡により反射されて測定領域に向けて照射されるので、第１の光ファイバからの測定光の方向を小さい空間でもって大きく変えることができる。また、測定領域からの被検知光は、受光側反射鏡により反射された後に第２ファイバに導かれるので、測定領域からの被検知光の方向を小さい空間でもって大きく変えることができる。このようなことから、検知部ユニットの片側に照射部を配置し、その他側に受光部を配置する構造であっても、検知部ユニットの外径を比較的小さくすることが可能となる。
【００１５】
また、本発明では、前記検知部ユニット又は前記可撓性チューブの先端部には、前記検知部ユニットを固定するための固定具が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、検知部ユニットを固定するための固定具が設けられているので、ダストの濃度を測定する際に、この固定具を用いて検知部ユニットを固定することができ、これによって、流体流路を流れる流体中のダスト濃度も所要の通りに測定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うダスト測定装置の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態のダスト測定装置及びこれを挿入してダスト濃度を測定する配管構造の一例を簡略的に示す断面図であり、図２は、図１のダスト測定装置の検知部ユニット及びその近傍を拡大して示す部分拡大断面図であり、図３は、図１のダスト測定装置の検知部ユニットを配管構造に所要の通りに挿入した状態を示す断面図である。
【００１８】
図１及び図２において、図示のダスト測定装置１は、流体配管構造２の流体配管４、例えばガス配管により規定された流体流路６を流れる流体、例えば都市ガス中に含まれた粉塵などのダストの濃度を測定するために用いられる。このダスト測定装置１は、検知部ユニット８と、この検知部ユニット８の基部側に装着された可撓性チューブ１０とを備え、この検知部ユニット８が流体配管４内に後述するようにして挿入される。
【００１９】
主として図２を参照して、検知部ユニット８は、短円柱状の検知部本体１１と、この検知部本体１１が装着されたユニットハウジング１２とを備えている。ユニットハウジング１２の先端面には円形状の凹所１３が設けられ、この凹所１３に検知部本体１１が装着され、取付ねじ１５によってユニットハウジング１２に固定されている。この検知部本体１１の先端には凹部１４が設けられ、この凹部１４は直線状に延び、流体流路６を矢印１６（図１参照）で示す方向に流れる流体は、この凹部１４に沿って流れる。検知部ユニット８の凹部１４の片側（検知部ユニット８の矢印１８で示す挿入方向に対して垂直な方向における片側）、即ち図２において検知部ユニット８の左部に、照射部２０が設けられ、この凹部１４の他側（矢印１８で示す挿入方向に対して垂直な方向における他側）、即ち図２において検知部ユニット８の右部に、受光部２２が設けられている。このように検知部ユニット８の片側に照射部２０を配置し、その他側に受光部２２を配置することによって、検知部ユニット８の挿入方向（後述する）の大きさを小さくすることができる。
【００２０】
照射部２０には照射開口２４が設けられ、この照射開口２４を覆うように、例えば透明ガラスから形成される照射口カバー２６が装着されている。この照射開口２４の半径方向外方には第１の鏡配置空間２８が設けられ、この第１の鏡配置空間２８内に照射側反射鏡３０が配設され、照射側反射鏡３０が取付部材３２を介して検知部本体１１に取り付けられている。第１の鏡配置空間２８と照射開口２４とは第１光通路３４を介して連通され、この第１光通路３４に第１集光レンズ３６が配設されている。
【００２１】
また、受光部２２には受光開口３８が設けられ、この受光開口３８を覆うように、例えば透明ガラスから形成される受光口カバー４０が装着されている。この受光開口３８の半径方向外方には第２の鏡配置空間４２が設けられ、この第２の鏡配置空間４２内に受光側反射鏡４４が配設され、受光側反射鏡４４が取付部材４６を介して検知部本体１１に取り付けられている。第２の鏡配置空間４２と受光開口３８とは第２光通路４８を介して連通され、この第２光通路４８に第２集光レンズ５０が配設されている。
【００２２】
検知部ユニット８の凹部１４の中央部、即ち相互に対向する照射部２０と受光部２２との間には、遮光板５２が配設されている。この遮光板５２は、照射部２０から照射された測定光が受光部２２に直接的に受光されるのを防止する。
【００２３】
この実施形態では、検知部ユニット８と可撓性チューブ１０とは、接続部材５４を介して取外し可能に接続されている。ユニットハウジング１２の基部側の外周部には環状接続部５６が設けられ、この環状接続部５６に雄ねじ部５８が設けられている。可撓性チューブ１０は例えば耐圧ホースから形成され、その先端部にはリング状接合部材６０を介して接続部材５４が取り付けられている。この接続部材５４の先端部には雌ねじ部６２が設けられており、この雌ねじ部６２をユニットハウジング１２の雌ねじ部５８に螺着することによって、可撓性チューブ１０が検知部ユニット８に取外し可能に取り付けられる。
【００２４】
主として図１を参照して、このダスト測定装置１は、更に、測定装置本体６４を備え、検知部ユニット８に接続された可撓性チューブ１０の基部側がこの測定装置本体６４に接続される。測定装置本体６４には、測定光を発光する発光源６６と、被検知光を受光する受光素子６８と、ダスト濃度を演算するためのダスト濃度演算手段７０と、を備えている。発光源６６は、例えば近赤外線レーザ光を発光するレーザ発振素子から構成され、受光素子６８は、例えばＣＣＤから構成される。尚、発光源６６としては、指向性の強い他の光を発光するものを用いるようにしてもよい。ダスト濃度演算手段７０は、例えばマイクロコンピュータから構成され、受光素子６８からの測定信号を演算処理して流体中に含まれたダストの濃度を算出する。流体中のダスト量と被検知光との間には所定の関係があり、ダスト量が多い（又は少ない）と、ダストによる測定光の散乱が大きく（又は小さく）なり、従って、受光素子６８に受光される被検知光の受光量が大きく（又は小さく）、受光素子６８の測定信号の信号レベルが大きく（又は小さく）なり、このような関係を利用してダスト濃度演算手段７０は流体中のダスト濃度を算出する。
【００２５】
測定装置本体６４は、更に、表示装置７２を備えている。表示装置７２は、例えば液晶表示装置から構成され、ダスト濃度演算手段７０により演算されたダスト濃度を表示する。測定装置本体６４には、必要に応じて、印刷手段７４が付設される。印刷手段７４は、例えばレーザプリンタから構成され、ダスト濃度演算手段により演算されたダスト濃度を出力する。
【００２６】
測定装置本体６４の発光源６６からの測定光は第１光ファイバ７６を介して検知部ユニット８の照射部２０に導かれ、検知部ユニット８の受光部２２からの被検知光は第２光ファイバ７８を介して測定装置本体６４の受光素子６８に導かれ、これら第１及び第２光ファイバ７６，７８は可撓性チューブ１０内を通して延びている。この実施形態では、第１光ファイバ７６の一端部は検知部ユニット８のユニットハウジング１２及び検知部本体１１の一部を貫通して第１の鏡配置空間２８内に突出し、その先端面は照射側反射鏡３０の反射面に対向して位置している。また、第２光ファイバ７８の一端部は、同様に、ユニットハウジング１２及び検知部本体１１の一部を貫通して第２の鏡配置空間４２内に突出し、その先端面は受光側反射鏡４４の反射面に対向して位置している。
【００２７】
このように構成されているので、発光源６６からの測定光は、第１光ファイバ７６を通して検知部ユニット８の第１の鏡配置空間２８に導かれ、照射側反射鏡３０に反射された後に第１光通路３４、第１集光レンズ３６及び照射開口２４を通して測定領域Ｐに向けて照射される。そして、測定領域Ｐからの散乱光、即ち被検知光は、受光開口３０を通して検知部ユニット８内に導入され、第２光通路４８及び第２集光レンズ５０を通して第２の鏡配置空間４２に導かれ、受光側反射鏡４４に反射された後に第２光ファイバ７８を通して受光素子６８に導かれる。このとき、第１光ファイバ７６からの測定光が照射側反射鏡３０により反射されるので、比較的小さい空間でもって測定光を第１光通路３４に向けて導くことができる。また、第２光通路４８からの被検知光が受光側反射鏡４４により反射されるので、比較的小さい空間でもって被検知光を第２光ファイバ７８に向けて導くことができる。
【００２８】
この実施形態では、流体流路６内を見ることができるように内視カメラ８０が装備されている。図示の内視カメラ８０は、検知部ユニット８の検知部本体１１の取付孔内に装着された撮像手段８２（例えば、ＣＣＤから構成される）と、この撮像手段８２に付設されたライト（図示せず）とを備え、取付孔の開口部には、ガラスなどの透明材料から形成されたカバー８４が設けられている。撮像手段８２からの撮像信号は、ケーブル８６を通して測定装置本体６４に伝送される。測定装置本体６４には、更に、画像処理手段８８が内蔵され、この画像処理手段８８は撮像手段８２からの撮像信号を所要の通りに処理し、処理された画像情報が表示装置７２に表示され、また印刷手段７４により出力される。
【００２９】
この実施形態では、更に、可撓性チューブ１０のねじれを防止するためのねじれ防止部材９０が設けられている。ねじれ防止部材９０の一端部はユニットハウジング１２の基部側の中央部にナット９１などを用いて固定され、その他端側が可撓性チューブ１０内を測定装置本体６４側に延びている。このようにねじれ防止部材９０を設けることによって、測定領域Ｐへの挿入時に発生しやすい可撓性チューブ１０のねじれを防止することができる。尚、可撓性チューブ１０がねじれに対して充分な強度を有する場合、このようなねじれ防止部材９０は省略することができる。
【００３０】
このようなダスト測定装置１の検知部ユニット８は、例えば図１に示す流体配管構造２の流体配管４を流れる流体中のダスト濃度を測定するのに用いられる。図示の流体配管構造２では、流体配管４にメインバルブ９２が配設され、このメインバルブ９２の上流側に第１放散管９４が接続され、第１放散管９４の先端部に開閉用の第１ボールバルブ９６が配設されている。また、メインバルブ９２の下流側には第２放散管９８が接続され、第２放散管９８の先端部に第２ボールバルブ１００が配設されている。
【００３１】
流体配管４を流れる流体のダスト濃度の測定は、例えば、次のようにして行われる。まず、図１に示すように、検知部ユニット８を挿入する放散管（この場合、第１放散管９４）に接続されたボールバルブ（この場合、第１ボールバルブ９６）に導入管１０２を着脱自在に取り付ける。導入管１０２には導入孔１０４が設けられ、この導入孔１０４の導入側には一対の案内ローラ１０６が回転自在に設けられ、また導入孔１０４の内周面には、検知部ユニット８及び可撓性チューブ１０との間をシールするための複数のシール部材１０８が設けられている。
【００３２】
そして、ダスト測定装置１の検知部ユニット８を導入管１０２の導入孔１０４内に挿入保持し、第１ボールバルブ９６を開状態に開放し、導入管１０２の導入孔１０４及び第１ボールバルブ９６を通して矢印１８で示す挿入方向に導入する。このとき、検知部ユニット８及び可撓性チューブ１０の導入に伴って一対の案内ローラ１０６が矢印１１０で示す方向（即ち、検知部ユニット８を送り込む方向）に従動され、従って、検知部ユニット８及び可撓性チューブ１０をスムースに導入することができる。
【００３３】
このようにして検知部ユニット８を図３に示すように第１放散管９４を通して流体配管４内に挿入する。この挿入時、可撓性チューブ１０は第１放散管９４の形状に沿って撓むことができ、それ故に、第１放散管９４がある程度曲がっていても検知部ユニット８及び可撓性チューブ１０の先端側を第１放散管９４を通して流体流路６内に挿入することができる。このように挿入すると、検知部ユニット８が流体流路６の測定領域に位置付けられ、一対の案内ローラ１０６が可撓性チューブ１０をこの挿入状態に保持し、かくして、流体流路６を流れる流体中のダスト濃度を所要の通りに測定することができる。
【００３４】
このダスト測定装置１では、内視カメラ８０が装備されているので、流体配管４の内部を見ることができるとともに、検知部ユニット８の位置も確認することができ、ダスト濃度の測定ミスを少なくすることができる。
【００３５】
次に、図４を参照して、ダスト測定装置の他の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態のダスト測定装置の検知部ユニットを配管構造に所要の通りに挿入した状態を示す断面図である。以下の実施形態において、図１〜図３に示す実施形態と実質上同一のものについては同一の番号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
図４において、図示のダスト測定装置１Ａは、検知部ユニット８と、この検知部ユニット８の基部側に接続された可撓性チューブ１０Ａを備え、可撓性チューブ１０Ａの所定部位に帯状の目印１２０が施されている。この目印１２０は、緑色、黄色などの塗料を塗布する、或いはテープを貼着して設けることができる。第２のダスト測定装置１Ａのその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一である。
【００３７】
ダスト測定装置１Ａの上述した構成に関連して、導入管１０２Ａは次のように構成されている。ボールバルブ９６に着脱自在に取り付けられる導入管１０２Ａの所定部位には、可撓性チューブ１０Ａを保持するためのロック手段１２２が設けられ、この形態では、ロック手段１２２が導入管１０２Ａに螺着されたロックねじ１２４から構成されている。
【００３８】
この第２の実施形態においても、ダスト濃度を測定する場合、ボールバルブ９６の導入側に導入管１０２Ａを着脱自在に取り付け、導入管１０２Ａ及び第１ボールバルブ９６を通して矢印１８で示す挿入方向に検知部ユニット８及び可撓性チューブ１０Ａの先端側を導入し、図４に示すように、可撓性チューブ１０Ａの目印１２０がロック手段１２０内側に位置するまで挿入する。そして、かく挿入した状態でロックねじ１２４を締め付けてロック手段１２２をロック状態にし、可撓性チューブ１０Ａをこの状態にロック保持する。このロック状態では、図４に示すように、検知部ユニット８が流体流路６の所定測定領域に位置して保持され、第１の実施形態と同様に、流体流路６を流れる流体中のダスト濃度を測定することができる。
【００３９】
次に、図５を参照して、ダスト測定装置の更に他の実施形態について説明する。図５は、第３の実施形態のダスト測定装置の要部を示す断面図である。
図５において、図示のダスト測定装置１Ｂは、検知部ユニット８と、この検知部ユニット８の基部側に接続された可撓性チューブ１０Ｂとを備え、ダスト濃度を測定しないとき、可撓性チューブ１０Ｂの他端側が収容ハウジング１６０に収容されるように構成されている。即ち、収容空間１６２を規定する収容ハウジング１６０が導入管１０２Ｂに接続され、可撓性チューブ１０Ｂの他端側及びそこから延びる第１及び第２光ファイバ７６，７８がリング状にまるめられて収容ハウジング１６０に収容される。収容ハウジング１６０の開口部には蓋部材１６４によって密封され、このように密封することによって、流体流路４を流れる流体の導入管１０２Ｂを通しての外部への漏れを確実に防止することができる。
【００４０】
このダスト測定装置を用いて測定する際には、蓋部材１６４を取り外して収容ハウジング１６０を開放し、収容空間１６２に収容された可撓性チューブ１０Ｂ及びそこから延びる第１及び第２光ファイバ７６，７８を取り出す。そして、可撓性チューブ１０Ｂを挿入方向に押し込んで検知部ユニット８を流体流路４内に突出させるとともに、第１及び第２光ファイバ７６，７８を測定装置本体（図１参照）に接続し、このようにして流体中のダスト濃度の測定が行われる。ダスト濃度の測定後は、上述したとは反対に、可撓性チューブ１０Ｂを引き戻して検知部ユニット８を放散管９４内に位置付けるとともに、測定装置本体と第１及び第２光ファイバ７６，７８との接続を解除し、可撓性チューブ１０Ｂの他端側及びそこから延びる第１及び第２光ファイバ７６，７８を収容ハウジング１６０内に収容した後に蓋部材１６４で密封する。このようにすることによって、検知部ユニット８及び可撓性チューブ１０Ｂを放散管９４内に保持した状態で保管することができる。
【００４１】
このようなダスト測定装置１（１Ａ，１Ｂ）においては、ダスト濃度の測定時、検知部ユニット８の照射部２０及び受光部２２を流体の流れに対して所定の位置関係に保持するのが望ましく、例えば図６に示すように構成することによって、検知部ユニット８を流体の流れに対して所定の位置関係に保持することができる。
【００４２】
図６（ａ）に示す例では、可撓性チューブ１０（１０Ａ）の先端部に、固定具としての磁石片１３２が設けられている。このように磁石片１３２を設けることによって、可撓性チューブ１０（１０Ａ）の先端部が第１放散管９４の接続基部に磁気的に保持され、これによって、検知部ユニット８を流体流路６内の測定領域に保持することができる。
【００４３】
また、図６（ｂ）に示す例では、可撓性チューブ１０（１０Ａ）の先端部に固定具１４２が取り付けられている。この固定具１４２は周方向に間隔をおいて設けられた複数の固定部材１４４を備え、これら固定部材１４４は、連動して固定解除状態と固定状態（図４に示す状態）になる。固定解除状態においては、複数の固定部材１４４は先端側に向けて延びる閉じた状態となり、従って、導入管１０２（１０２Ａ）、ボールバルブ９６及び第１放散管９４を通しての流体流路６への挿入が許容される。また、固定状態においては、図５（ｂ）に示すように、複数の固定部材１４４は半径方向に向けて延びる開いた状態となり、従って、第１放散管９４の接続開口部に当接し、検知部ユニット８は流体流路６内に固定的に保持される。
【００４４】
この固定具１４２は、更に、操作ワイヤ１４６を含み、この操作ワイヤ１４６の一端部が固定部材１４４の一つに連結され、その他端側が可撓性チューブ１０（１０Ａ）内を測定装置本体６４側に延びている。操作ワイヤ１４６を矢印１４８で示す方向に引っ張ると、固定部材１４４が半径方向に開いて固定状態となり、検知部ユニット８を固定的に保持することができる。また、操作ワイヤ１４６を緩めると、固定部材１４４が先端側に閉じて固定解除状態となり、検知ユニット８の流体流路６への挿入、取り外しを行うことができる。
【００４５】
上述した例では、検知部ユニット８を固定するための固定具１４２を可撓性チューブ１０（１０Ａ）の先端部に設けているが、このような構成に限定されず、検知部ユニット８に設けるようにしてもよい。
【００４６】
以上、本発明に従うダスト測定装置の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００４７】
例えば、図示の実施形態では、流体配管４に接続された放散管９４を利用して検知部ユニット８を測定領域に挿入しているが、流体配管４に専用の挿入管構造を設け、この挿入管構造を通して検知部ユニットを測定領域に挿入するようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の請求項１のダスト測定装置によれば、照射部及び受光部が検知部ユニットの検知部本体に設けられ、この検知部ユニットの基部側にリング状接合部材を介して可撓性チューブが装着されているので、この可撓性チューブが任意の方向に撓むことができ、検知部ユニットを流体流路に挿入するための挿入孔が湾曲していても、可撓性チューブが挿入孔に沿って湾曲し、検知部ユニットを挿入孔を通して流体流路に挿入することができる。また、可撓性チューブ内にねじれ防止部材が配設されているので、流体流路への挿入時における可撓性チューブのねじれ発生が防止され、検知部ユニットを所定の状態に保ちながら流体流路に挿入することができる。
【００４９】
また、本発明の請求項２のダスト測定装置によれば、流体流路への挿入方向に対して垂直な方向における検知部ユニットの片側に照射部が配置され、その他側に受光部が配置されているので、検知部ユニットの挿入方向の長さを短くすることが可能となる。
【００５０】
また、本発明の請求項３のダスト測定装置によれば、第１光ファイバにより伝送された測定光は、照射側反射鏡により反射されて測定領域に向けて照射されるので、第１の光ファイバからの測定光の方向を小さい空間でもって大きく変えることができ、また測定領域からの被検知光は、受光側反射鏡により反射された後に第２ファイバに導かれるので、測定領域からの被検知光の方向を小さく空間でもって大きく変えることができ、これらに関連して、検知部ユニットの外径を比較的小さくすることが可能となる。
【００５２】
また、本発明の請求項４のダスト測定装置によれば、検知部ユニットを固定するための固定手段が設けられているので、ダストの濃度を測定する際に、この固定手段を用いて検知部ユニットを固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うダスト測定装置の第１の実施形態及びこれを挿入してダスト濃度を測定する配管構造の一例を簡略的に示す断面図である。
【図２】図１のダスト測定装置の検知部ユニット及びその近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図３】図１のダスト測定装置の検知部ユニットを配管構造に所要の通りに挿入した状態で示す断面図である。
【図４】本発明に従うダスト測定装置の第２の実施形態を、その検知部ユニットを配管構造に挿入した状態で示す断面図である。
【図５】本発明に従うダスト測定装置の第３の実施形態の要部を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、検知部ユニットを固定するための固定具及びその近傍を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１ｂ ダスト測定装置
２ 流体配管構造
４ 流体配管
６ 流体流路
８ 検知部ユニット
１０，１０Ａ 可撓性チューブ
１１ 検知部本体
１２ ユニットハウジング
２０ 照射部
２２ 受光部
３０，４４ 反射鏡
６４ 測定装置本体
６６ 発光源
６８ 受光素子
７０ ダスト濃度演算手段
７６，７８ 光ファイバ
８０ 内視カメラ
９０ ねじり防止部材
９４，９８ 放散管
９６，１００ ボールバルブ
１０２，１０２Ａ 導入管
１２２ ロック手段
１３２ 磁石片
１４２ 固定具
Claims (4)
- 測定光を発光する発光源と、前記発光源からの測定光を測定領域に向けて照射する照射部と、前記測定領域からの被検知光を受光する受光部と、前記受光部からの被検知光を測定信号に変換する受光素子と、前記受光素子からの測定信号に基づいてダスト濃度を算出するダスト濃度演算手段と、前記発光源からの測定光を前記照射部に導くための第１光ファイバと、前記受光部からの被検知光を前記受光素子に導くための第２光ファイバと、を具備するダスト測定装置であって、
挿入孔を通して流体流路に挿入される検知部ユニットが設けられ、前記検知部ユニットは、先端面に凹所が設けられたユニットハウジングと、前記ユニットハウジングの前記凹所に装着された短円柱状の検知部本体とを備え、前記検知部本体に前記照射部及び前記受光部が設けられており、
前記検知部ユニットの前記ユニットハウジングの基部側には環状接続部が設けられ、前記環状接続部にリング状接合部材を介して可撓性チューブが接続され、前記第１及び第２光ファイバは前記可撓性チューブ内を通り、前記検知部ユニットの前記ユニットハウジングを貫通して前記検知部本体に装着されており、
更に、前記可撓性チューブ内にはねじれ防止部材が配設され、前記ねじれ防止部材は前記ユニットハウジングに固定されていることを特徴とするダスト測定装置。 - 前記検知部本体の前記照射部は、前記流体流路への挿入方向に対し垂直な方向における前記検知部ユニットの片側に配置され、前記検知部本体の前記受光部は、前記照射部に対向して、前記挿入方向に対して垂直な方向における前記検知部ユニットの他側に配置されている請求項１記載のダスト測定装置。
- 前記検知部本体の前記照射部には照射側反射鏡が設けられ、前記検知部本体の前記受光部には受光側反射鏡が設けられ、前記発光源から前記第１光ファイバを介して伝送された測定光は、前記照射側反射鏡により反射された後に前記測定領域に向けて照射され、また前記測定領域からの被検知光は、前記受光側反射鏡により反射された後に前記第２光ファイバに導かれ、前記第２光ファイバを通して前記受光素子に伝送される請求項２記載のダスト測定装置。
- 前記検知部ユニット又は前記可撓性チューブの先端部には、前記検知部ユニットを固定するための固定具が設けられている請求項１〜３のいずれかに記載のダスト測定装置。
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