JP5317410B2 - 液体検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、透明又は半透明な配管の内部に液体が存在するか否かを検出する液体検出装置に関するものである。

従来、図８に示すように、液体Ｌを貯蔵したタンク５１には、タンク内の液体Ｌのレベルを外部から見えるようにするために、タンク５１に連通し上下方向に沿って延びる透明な配管５２が設けられている。この配管５２には、液体Ｌを検出するための液体検出装置５３が取着されている（例えば、特許文献１参照）。液体検出装置５３は、配管５２を挟んで対向配置された投光部５３ａ及び受光部５３ｂを備えている。

図７（ａ），図７（ｂ）に示すように、投光部５３ａから光が放射状に出射される。受光部５３ｂにおける受光強度は、配管５２内の液体Ｌの有無によって変化するため、その受光強度に応じて受光部５３ｂから出力される信号に基づいて、液体Ｌの有無、つまり図８において液体Ｌが規定レベルに達しているか否かを検出する。また、この液体検出装置５３は、液体Ｌの有無に係わらず、所定強度以上の光が入射されるため、受光部５３ｂから所定レベル以上の信号が出力される。このため、投光部５３ａ及び受光部５３ｂの少なくとも一方の異常（投光素子又は受光素子の破損又は劣化、光ファイバや配線の断線、等）した場合、所定レベル以上の信号が出力されない（例えば信号レベルが０ボルト）。従って、出力信号のレベルにより、異常を検出することができる。
特開２００１−３３６９６６号公報

ところで、投光部５３ａから放射状に出射される光の強度は、出射軸上において最も大きく、周辺に向かって減少する。つまり、投光部５３ａから出射される光の多くが、液体Ｌの有無に係わらず受光部５３ｂに入射される。このため、液体Ｌの有無に対して、受光部５３ｂへの入射光量の変化が少ないので、ノイズの影響を受けやすく、安定した検出が難しいという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、異常検出を行うことができ、且つ、液体の検出を安定して行うことができる液体検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、光を放射状に出射するように構成された投光手段と、前記光に対する透過性を有する配管を挟んで前記投光手段と対向配置され、所定範囲の光を受光するように構成され、前記投光手段から出射された光のうち、前記配管内に液体が無い場合に前記所定範囲外に到達する光が前記配管内の液体によって入射される受光手段と、第１基準値及び第２基準値と前記受光手段の受光レベルとを比較し、前記第１基準値と前記受光レベルとの比較結果に基づいて前記液体の有無に応じた検出信号を出力し、前記第２基準値と前記受光レベルとの比較結果に基づいて異常の有無に応じた検出信号を出力する検出手段と、を備えた液体検出装置において、前記投光手段と前記受光手段の間に配置され、前記投光手段から出射された光のうちの一部を前記液体の有無に係わらず前記受光手段に入射するとともに、前記投光手段から出射された光のうち、中心領域の光に対する周縁領域の光の比率を元の光に対して高くする光学手段を備えたものである。

投光手段から投光される光のうち、周縁領域の光は液体の有無によって光路が変化し、液体がある場合には受光手段に受光され、液体が無い場合には受光手段に受光されなくなる。このため、上記構成によって、中心領域の光に対する周縁領域の光の比率を元の光（投光手段から出射された光）よりも高くすることで、受光量の変化が従来と比べて大きくなる。よって、安定した検出が可能となる。更に、投光手段から出射された光の一部は、液体の有無に係わらず受光手段に受光されるため、受光レベルは設定した第２基準値以上となることから、その受光レベルと第２基準値とを比較することにより、異常を検出することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液体検出装置において、前記光学手段は、前記投光手段から出射された光のうち、中心領域の光を減光することで、中心領域の光に対する周縁領域の光の比率を高くする減光部材によって構成されるものである。この構成によれば、容易に比率を変更することができ、減光部材を配置するだけで中心領域の光に対する周縁領域の光の比率が高くなるため、小型化、コストダウンが可能である。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の液体検出装置において、前記光学手段は、前記投光手段と前記配管の間に配置されたレンズによって構成され、前記レンズが前記投光手段から出射された光のうち、中心領域の光の一部を前記中心領域外へと導くことで、前記レンズよりも前記受光手段側において中心領域の光に対する周縁領域の光の比率を高くするものである。この構成によれば、中心領域の光を少なくすることで、容易に比率を変更することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の液体検出装置において、前記レンズは、前記投光手段から出射された光のうち、周縁領域の光を前記中心領域へと導くものである。この構成によれば、中心領域の光が中心領域外へ、周縁領域の光が中心領域へと導かれるため、受光手段側において、中心領域の光に対する周縁領域の光の比率が更に元の光に比べて高くなり、受光量の変化が更に大きくなる。

以上記述したように、本発明によれば、異常検出を行うことが可能であり、且つ、液体の有無を安定して検出することが可能な液体検出装置を提供することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図１〜図４に従って説明する。 図１に示すように、液体検出装置は、コントローラ部１０とセンサヘッド部２０とから構成され、コントローラ部１０は、一対の光ファイバ３１，３２を介してセンサヘッド部２０と接続されている。

センサヘッド部２０は配管４０に固定されている。この配管４０は、例えば図８と同様に、図示しないタンクに対して上下方向に沿って延びるように接続されたものであって、タンク内の液体のレベルを外部から視認可能に光透過性を有する材質により形成されるとともに円筒状に形成されている。センサヘッド部２０は、配管４０内の液体のレベル、つまりタンク内の液体のレベルが所定の基準レベルに達しているか否かを検出するように、該配管４０の所定位置に取着されている。

コントローラ部１０は、光ファイバ３１（これを、以下、適宜、「投光用光ファイバ３１」という）を介して所定強度の光をセンサヘッド部２０に供給する。センサヘッド部２０は、光ファイバ３１を介して供給された光を、光ファイバ３２（これを、以下、適宜、「受光用光ファイバ３２」という）に導くように構成されている。更に、センサヘッド部２０は、投光用光ファイバ３１から受光用光ファイバ３２への光が、配管４０を通過するように構成されている。この構成により、受光用光ファイバ３２には、配管４０内の液体の有無に係わらず光が入射され、その入射光量は配管４０内の液体の有無によって変化する。光ファイバ３２に入射された光は、コントローラ部１０へと導かれる。コントローラ部１０は、光ファイバ３２を介して導かれた光を受光し、その受光量に応じて配管４０内の液体の有無と、異常とを検出し、その検出結果に応じた信号を出力する。

次に、コントローラ部１０の構成を詳述する。
図２に示すように、コントローラ部１０は、該コントローラ部１０全体を制御する制御回路１１を備え、この制御回路１１には、投光手段としての投光回路１２、受光手段としての受光回路１３、複数のレジスタ１４ａ〜１４ｃ、検出手段としての比較器１５ａ，１５ｂ、及び検出手段としての出力回路１６が接続されている。

投光回路１２は、投光素子と、該投光素子を駆動する駆動回路とを備えている。投光素子には、光ファイバ３１の基端面が対向配置されている。駆動回路は、制御回路１１からの制御信号を受けて投光素子を駆動し、該投光素子から光を出射させる。その投光素子から出射された光は、光ファイバ３１の基端面に入射され、その光ファイバ３１の先端面から出射される。これにより、光ファイバ３１の先端部は投光手段としての投光部ＴＳを構成する。

受光回路１３は、受光素子と、該受光素子を駆動するとともに該受光素子からの信号を受ける受光回路とを備えている。受光素子には、光ファイバ３２の基端面が対向配置され、光ファイバ３２の先端面から入射された光が、受光素子に導かれる。受光素子は、その受光量に応じた電圧（又は電流）の信号を出力する。受光回路１３は、受光素子から入力される信号を増幅し、その増幅信号を測定値にアナログ−デジタル変換して出力する。本実施の形態において、受光回路１３は、受光量に比例した測定値を出力するように設定されている。例えば、受光回路１３は、受光素子に光が入射されない場合に測定値「０」を出力し、受光素子に光が入射された場合に正の値の測定値を出力する。

第１記憶手段としての第１レジスタ１４ａは、制御回路１１の制御に基づき、受光回路１３から出力される測定値を記憶する。
第２記憶手段としての第２レジスタ１４ｂは、制御回路１１の制御に基づき、所定のタイミングにて受光回路１３から出力される測定値を記憶する。制御回路１１は、第２レジスタ１４ｂに記憶された測定値に基づいて液体判定値（第１基準値）を設定し、該液体判定値を第２レジスタ１４ｂに記憶させる。詳述すると、制御回路１１は、図１に示すコントローラ部１０に設けられた図示しないセットスイッチの操作に応答して第２レジスタ１４ｂを制御し、その時に受光回路１３から出力される測定値を記憶させる。セットスイッチが操作されるタイミングの一例として、液体検出装置の利用者は、センサヘッド部２０を図１に示すように配管４０に取着した後、初期設定モードにおいて、液体が配管４０内に無い状態のときと、配管４０内に液体が有る状態のときのそれぞれにおいてセットスイッチを操作する。これにより、制御回路１１は、液体の有無に応じた２つの測定値を得る。そして、制御回路１１は、２つの測定値の平均値を液体判定値として第２レジスタ１４ｂに記憶させる。

第３記憶手段としての第３レジスタ１４ｃには、異常判定値（第２基準値）が記憶される。制御回路１１は、配管４０内に液体が無いときの測定値に応じて異常判定値を設定する。一例として、制御回路１１は、液体が無いときの測定値の２分の１の値を異常判定値として第３レジスタ１４ｃに記憶させる。

第１比較器１５ａは、第１レジスタ１４ａに記憶された値（測定値）と、第２レジスタ１４ｂに記憶された値（液体判定値）とを比較し、その比較結果（大小関係）に応じた判定信号（第１判定信号）を出力する。第２比較器１５ｂは、第１レジスタ１４ａに記憶された値（測定値）と、第３レジスタ１４ｃに記憶された値（異常判定値）とを比較し、その比較結果（大小関係）に応じた判定信号（第２判定信号）を出力する。出力回路１６は、比較器１５ａ，１５ｂの出力結果に基づき、「液体有り」、「液体無し」及び「異常発生」に応じた３値の検出信号を出力する。

次に、センサヘッド部２０の構成を詳述する。
図３（ａ）に示すように、センサヘッド部２０は、光ファイバ３１，３２の先端部分が固定されたブラケット２１を備えている。ブラケット２１は、全体として門形をなすように例えば合成樹脂にて形成され、側面が互いに対向するように形成された一つの脚部２２，２３を有している。脚部２２には、脚部２３と対向する側面にＶ字溝２２ａが形成され、このＶ字溝２２ａに種々の外径の配管４０（４０ａ，４０ｂ）を押し当てて、締め付け部材４５（図１参照）にて、これら配管４０（４０ａ，４０ｂ）に固定される。

Ｖ字溝２２ａの底部には光量調節手段としての調節板２４が埋設されており、投光用光ファイバ３１の先端面３１ａが、この調節板２４に光学的に連結されている。調節板２４は光透過性を有する材料によって平板状に形成されている。従って、光ファイバ３１を介して供給される光は、調節板２４を介して配管４０に向かって照射される。

この調節板２４には、光ファイバ３１から出射される光軸と交差し、固定される配管４０の軸方向（図３（ａ）において紙面表裏方向、図３（ｂ）において左右方向）に沿って延びる減光部２４ａが形成されている。この減光部２４ａは、調節板２４を透過する光量を減少させるように形成されている。従って、光ファイバ３１から出射される光は、その出射軸中心の光量が減光部２４ａによって減少される。

脚部２３には、脚部２２のＶ字溝２２ａの対向する位置に、受光部としてのプリズム２５が埋設されており、受光用光ファイバ３２の先端面３２ａが、このプリズム２５に光学的に連結されている。投光用光ファイバ３１から出射された光は、調節板２４及び配管４０を透過してプリズム２５に照射され、このプリズム２５は所定の範囲内に照射された光を受光用光ファイバ３２に導光する。つまり、プリズム２５及び光ファイバ３２の先端部は、所定範囲の光を受光する受光手段としての受光部ＴＲを構成する。

上記のように構成されたセンサヘッド部２０において、光ファイバ３１から出射された光は、放射状に発散して配管４０に照射される。その状態を、図４（ａ）及び図４（ｂ）に概念的に示す。投光部ＴＳから放射状に出射された光は、投光部ＴＳと受光部ＴＲとの間に液体Ｌが有る無しに関わらず、受光部ＴＲが投光部ＴＳからの光を受光する。しかしながら、液体Ｌと空気の屈折率の相違により、投光部ＴＳから出射された光の放射度合いが異なり、これにより、受光部ＴＲの受光強度は、液体Ｌが有るときより、無いときの方が小さくなる。

このとき、光の通過経路は、図７（ａ），図７（ｂ）に示す従来例と同じであるが、本実施の形態では減光部２４ａが光軸上に配置されているため、光軸近傍の受光量が従来例に比べて少ない。説明を単純化するために、光軸上の光と経路Ａ１，Ａ２の光が入射された場合の光量を比較する。例えば、従来例における光軸上の受光量を１００とし、本実施の形態における受光量を５０とする。また、経路Ａ１，Ａ２により受光量をそれぞれ３０とする。従来例において、液体Ｌがある場合の受光量は１６０（＝１００＋３０＊２）となり、液体Ｌが無い場合の受光量は１００となる。一方、本実施の形態において、液体Ｌがある場合の受光量は１１０（＝５０＋３０＊２）となり、液体Ｌが無い場合の受光量は５０となる。

液体Ｌが無い場合の受光量が従来例に比べて少なくなる（２分の１）となるため、従来例と同程度の測定値を得るために、受光回路１３における増幅率を従来例の２倍とする。すると、本実施の形態における測定値は、液体Ｌが無い場合に１００（＝５０＊２）となり、液体Ｌがある場合に２２０（＝１１０＊２）となる。すると、液体Ｌが有る場合の測定値と、液体Ｌが無い場合の測定値との差は、１２０（２２０−１００）となる。一方、従来例の場合における測定値の差は６０（＝１６０−１００）である。従って、本実施の形態では、受光量の差が、従来例に比べて大きくなっている。このため、本実施の形態では、液体判定値を例えば液体Ｌがある場合の測定値と液体が無い場合の測定値の中間値と設定すると、液体判定値と測定値との差が従来例に比べて大きくなるため、ノイズによって測定値が変動したとしても、液体判定値を越えることが無いため、誤判定が防止される。また、ノイズによる測定値の変動を考慮する必要がないため、液体判定値を容易に設定することができる。

上記のように構成された液体検出装置の作用を説明する。
さて、液体検出装置が起動されると、投光部ＴＳから放射状の光が出射される。ここで、投光部ＴＳからは、光が放射状に出射されるから、投光部ＴＳと受光部ＴＲとの間に液体Ｌが有る無しに関わらず受光部ＴＲが投光部ＴＳからの光を受光する。そして、液体Ｌがあるときには、図４（ａ）に示すように、液体Ｌによるレンズ効果により、受光部ＴＲが受ける光の受光強度が大きくなり、これに対応した大きさの受光信号が、受光素子から出力され、受光量に応じた測定値が第１レジスタ１４ａに記憶される。比較器１５ａは、この第１レジスタ１４ａに記憶された測定値と、第２レジスタ１４ｂに記憶された液体判定値とを比較し、比較結果を出力する。この場合、測定値が液体判定値より大きいため、出力回路１６は、比較結果に基づいて、「液体有り」に対応した検出信号を出力する。

一方、液体Ｌが減ってきて、投光部ＴＳと受光部ＴＲとの間から液体Ｌが無くなると、液体Ｌによる前記レンズ効果が発揮されず、受光部ＴＲの受光強度が小さくなる。しかし、受光強度が小さいながらも、受光部ＴＲは、依然、光を受光しているから、所定のレベルの受光信号が、受光素子から出力され、受光量に測定値が第１レジスタ１４ａに記憶される。比較器１５ａは、この第１レジスタ１４ａに記憶された測定値と、第２レジスタ１４ｂに記憶された液体判定値とを比較し、比較結果を出力する。この場合、測定値が液体判定値より小さいため、出力回路１６は、比較結果に基づいて、「液体無し」に対応した検出信号を出力する。

異常の発生、例えば光ファイバ３１が途中で断線した場合には、投光部ＴＳから光が出射されず、受光部ＴＲは光を受光できなくなり、受光素子からの受光信号のレベルが、所定値以下（例えば、０［Ｖ］）になる。すると、この受光信号による測定値が第１レジスタ１４ａに記憶される。比較器１５ｂは、この第１レジスタ１４ａに記憶された測定値と、第３レジスタ１４ｃに記憶された異常判定値とを比較し、この比較結果を出力し、出力回路１６はその比較結果に基づいて「異常発生」に応じた検出信号を出力する。このように、本実施の形態の液体検出装置によれば、液体検出装置の異常を検出可能としたことで、液体検出を正確に行うことができる。

以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）調節板２４に形成した減光部２４ａによって、受光部ＴＲにおける受光量を減少させるようにした。受光部ＴＲの外側に到達する光は、配管４０内に液体Ｌが有る場合に、その液体Ｌのレンズ効果によって受光部ＴＲに入射される。そして、液体Ｌが無い場合の測定値を従来例と同程度とするように、受光素子の出力信号を受光回路にて増幅すると、液体Ｌが無い場合の測定値と、液体Ｌがある場合の測定値との差が従来例に比べて大きくなる。その結果、液体判定値を例えば液体Ｌがある場合の測定値と液体が無い場合の測定値の中間値と設定すると、液体判定値と測定値との差が従来例に比べて大きくなるため、ノイズによって測定値が変動したとしても、液体判定値を越えることが無いため、誤判定を防止することができる。また、ノイズによる測定値の変動を考慮する必要がないため、液体判定値を容易に設定することができる。

（２）受光部ＴＲには、液体Ｌの有無に係わらず光が入射されるため、光ファイバ３１，３２の断線等の異常が発生した場合に、測定値が異常判定値より小さくなるため、「異常発生」に応じた検出信号が出力される。このように、本実施の形態の液体検出装置によれば、液体検出装置の異常を検出可能としたことで、液体検出を正確に行うことができる。

（３）減光部２４ａを備えた調節板２４を投光用光ファイバ３１の先端面３１ａに突合わせて配置するだけで、中心領域の光に対する周縁領域の光の比率が高くなるため、小型化、コストダウンが可能となる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施の形態を図５，図６に従って説明する。尚、本実施の形態において、第一の実施の形態と同じ構成部材については同じ符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の液体検出装置は、図５に示すセンサヘッド部２０ａを備えている。このセンサヘッド部２０ａは、図１に示すコントローラ部１０に接続されている。
センサヘッド部２０ａは、第一の実施の形態のセンサヘッド部２０の調節板２４に替えて、レンズ２６を備えている。このレンズ２６は、配管４０の延びる方向と直交する断面形状が、凸レンズを２枚組み合わせたように形成されている。尚、２枚の凸レンズを組み合わせてもよい。

上記レンズ２６は、一対の脚部２２，２３間に焦点が存在するように形成されている。従って、配管４０の延びる方向と直交する平面において、光ファイバ３１から出射された放射状の光は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、それぞれの集光された後、拡散されて受光部ＴＲに受光される。更にレンズ２６は、拡散後の光において、外側（図において上下両側）の光が受光部ＴＲに受光されないように形状等が設定されている。

投光部ＴＳ（光ファイバ３１）から出射された光の強度は、その出射光の軸中心が最も大きく、周辺に向かって低下する。従って、受光部ＴＲ側では、該受光部ＴＲより外側の光強度が最も大きく、受光部ＴＲの中心に向かって低下する。そして、このように形成された光は、配管４０内に液体Ｌが有る場合に、配管４０及び液体Ｌのレンズ効果によって、図６（ａ）に示すように、受光部ＴＲに受光される。このため、受光部ＴＲの受光強度は、液体Ｌが有るときより、無いときの方が小さくなる。

ここで、受光部ＴＲに入射される光強度について、数値例を用いて説明する。 投光部ＴＳから出射された放射状の光において、光軸中心の光強度を１００、周辺の経路Ａ１，Ａ２における光強度をそれぞれ３０，３０とする。光軸付近の光は、レンズ２６の２つの凸レンズ部２６ａ，２６ｂによってそれぞれ分けられ、受光部ＴＲの外側に到達する。光軸付近の光が凸レンズ部２６ａ，２６ｂによって２分の１に分けられたとすると、図６（ｂ）に示すように、液体Ｌが無い場合に受光部の外側に到達する経路Ｂ１，Ｂ２の光強度はそれぞれ５０，５０となる。経路Ａ１，Ａ２の光は、凸レンズ部２６ａ，２６ｂによって受光部ＴＲに受光される。従って、配管４０内に液体Ｌが無い場合における受光部ＴＲの受光量は６０（＝３０＋３０）となる。

第一の実施の形態に記述したように、従来例において、光軸中心の受光量は１００であり、受光部ＴＲの外側の受光量はそれぞれ３０である。従って、第一の実施の形態では、光軸中心の受光量を減少させるのみであったが、本実施形態では、光軸中心の受光量を減少させるとともに受光部ＴＲの外側に到達する光量を増加させている。

図６（ａ）に示すように、配管４０内に液体Ｌが有る場合、経路Ｂ１，Ｂ２の光は、配管４０及び液体Ｌのレンズ効果によって、受光部ＴＲにて受光される。従って、液体Ｌが有る場合における受光部ＴＲの受光量は１６０（６０＋５０＊２）となる。これらの値をそのまま測定値とすると、液体Ｌが無い場合の測定値は６０となり、液体Ｌが有る場合の測定値は１６０となり、それら測定値の差は１００となる。

一方、第一の実施の形態に記述したように、従来例において、液体Ｌが無い場合の測定値は１００であり、液体Ｌが有る場合の測定値は１６０であり、それら測定値の差は６０である。つまり、本実施の形態は、液体Ｌが有る場合の測定値は従来例と同じであるが、測定値の差は従来例に比べて大きくなる。液体Ｌが無い場合の測定値が同じとなるように受光回路１３における増幅率を変更すると、測定値の差は更に大きくなる。従って、本実施の形態では、第一の実施の形態と同様に、液体判定値を例えば液体Ｌがある場合の測定値と液体が無い場合の測定値の中間値と設定すると、液体判定値と測定値との差が従来例に比べて大きくなるため、ノイズによって測定値が変動したとしても、液体判定値を越えることが無いため、誤判定が防止される。また、ノイズによる測定値の変動を考慮する必要がないため、液体判定値を容易に設定することができる。

以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）レンズ２６により、液体Ｌが無い場合において、受光部ＴＲにおける受光量を減少させるとともに受光部ＴＲの外側に到達する光量を増加させるようにした。その外側の光は、配管４０内に液体Ｌが有る場合に、その液体Ｌのレンズ効果によって受光部ＴＲに入射される。この結果、液体Ｌが無い場合の測定値と、液体Ｌがある場合の測定値との差が従来例に比べて大きくなる。その結果、液体判定値を例えば液体Ｌがある場合の測定値と液体が無い場合の測定値の中間値と設定すると、液体判定値と測定値との差が従来例に比べて大きくなるため、ノイズによって測定値が変動したとしても、液体判定値を越えることが無いため、誤判定を防止することができる。また、ノイズによる測定値の変動を考慮する必要がないため、液体判定値を容易に設定することができる。

（２）受光部ＴＲには、液体Ｌの有無に係わらず光が入射されるため、第一の実施の形態と同様に、本実施の形態の液体検出装置によれば、液体検出装置の異常を検出可能としたことで、液体検出を正確に行うことができる。

（３）レンズ２６は、投光部ＴＳから出射された光のうち、中心領域の光を受光部ＴＲの外側へと導き、周縁領域の光を受光部ＴＲへと導く。そして、受光部ＴＲの外側の光は、液体Ｌのレンズ効果によって、受光部ＴＲへと導かれる。つまり、配管４０内に液体Ｌがある場合、投光部ＴＳから出射された光の多くが受光部ＴＲにて受光される。このため、投光部ＴＳから出射された光を効率よく利用することができる。

尚、上記各実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・第１の実施の形態では減光部２４ａによって受光部ＴＲに常に受光される光量を減少させ、第２の実施の形態では凸レンズ部２６ａ，２６ｂを有するレンズ２６によって受光部ＴＲに受光される光量を減少させるようにした。これを、受光部ＴＲにて常に光が受光できれば、他の光学素子によって行うようにしてもよい。例えば、プリズム等によって、光路を屈折させることにより、受光部ＴＲにおける受光量を減少させるようにしてもよい。また、凹レンズによって、投光部ＴＳから出射される放射状の光を更に拡散させるようにすると、受光部ＴＲにおける受光量が実質的に減少するとともに、その受光量に対して液体Ｌのレンズ効果によって受光部ＴＲに入射される光量の割合が多くなり、測定値の差を大きくすることができる。

・第１の実施の形態において、減光部２４ａを、光ファイバ３１の光軸中心にのみ、点状に形成してもよい。
・第１の実施の形態において、減光部２４ａを受光部ＴＲ側、例えばプリズム２５の入射面に備えても良い。

・配管４０を半透明のものとしてもよい。
・センサヘッド部２０，２０ａにおいて、ブラケット２１の形状、光ファイバ３１，３２の取付形状、等を適宜変更してもよい。

・出力回路１６を、「液体有り」及び「液体無し」に応じた２値の液体検出信号と、「異常発生」の有無に応じた２値の異常検出信号とを出力する構成としてもよい。また、出力回路１６を、「液体有り」、「液体無し」及び「異常発生」のそれぞれに応じた３つの検出信号を出力する構成としてもよい。

・比較器１５ａ，１５ｂの出力信号をそのまま検出信号としてもよい。

第１の実施の形態の液体検出装置の概略構成図である。 液体検出装置の電気的構成を示す概略ブロック回路図である。 （ａ）はヘッドの断面図、（ｂ）は投光部の説明図である。 （ａ）（ｂ）は液体検出装置の原理を示す概念図である。 第２の実施の形態のヘッドの断面図である。 （ａ）（ｂ）は液体検出装置の原理を示す概念図である。 （ａ）（ｂ）は従来の液体検出装置の原理を示す概念図である。 タンクの側断面図である。

符号の説明

１２…投光手段としての投光回路、１３…受光手段としての受光回路、１５ａ，１５ｂ…検出手段としての比較器、１６…検出手段としての出力回路、２４…光学手段としての調節板、２４ａ…光学手段及び減光手段としての減光部、２６…レンズ、４０…配管、Ｌ…液体、ＴＳ…投光手段としての投光部、ＴＲ…受光手段としての受光部。

Claims (4)

1. 光を放射状に出射するように構成された投光手段と、
   前記光に対する透過性を有する配管を挟んで前記投光手段と対向配置され、所定範囲の光を受光するように構成され、前記投光手段から出射された光のうち、前記配管内に液体が無い場合に前記所定範囲外に到達する光が前記配管内の液体によって入射される受光手段と、
   第１基準値及び第２基準値と前記受光手段の受光レベルとを比較し、前記第１基準値と前記受光レベルとの比較結果に基づいて前記液体の有無に応じた検出信号を出力し、前記第２基準値と前記受光レベルとの比較結果に基づいて異常の有無に応じた検出信号を出力する検出手段と、
   を備えた液体検出装置において、
   前記投光手段と前記受光手段の間に配置され、前記投光手段から出射された光のうちの一部を前記液体の有無に係わらず前記受光手段に入射するとともに、前記投光手段から出射された光のうち、中心領域の光に対する周縁領域の光の比率を元の光に対して高くする光学手段を備えた、
   ことを特徴とする液体検出装置。
2. 前記光学手段は、前記投光手段から出射された光のうち、中心領域の光を減光することで、中心領域の光に対する周縁領域の光の比率を高くする減光部材によって構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の液体検出装置。
3. 前記光学手段は、前記投光手段と前記配管の間に配置されたレンズによって構成され、前記レンズが、前記投光手段から出射された光のうち、中心領域の光の一部を前記中心領域外へと導くことで、前記レンズよりも前記受光手段側において中心領域の光に対する周縁領域の光の比率を高くする、ことを特徴とする請求項１に記載の液体検出装置。
4. 前記レンズは、前記投光手段から出射された光のうち、周縁領域の光を前記中心領域へと導く、ことを特徴とする請求項３に記載の液体検出装置。

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