JP7112143B1 - 液体種別判別センサ - Google Patents
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Abstract
Description
出射用光ファイバの端面が平凸レンズのコバ上に位置するように出射用光ファイバが設けられている液体種別判別センサを提供する。
出射用光ファイバの端面が平凸レンズのコバ上に位置し、かつ出射用光ファイバの前記端面における中心軸が平凸レンズの平面を貫くように出射用光ファイバが設けられている液体種別判別センサを提供する。
図1は、本発明の一実施例の液体種別判別センサ1の概略構成図である。この液体種別判別センサ1は、検出又は判別すべき液体に接触させる平凸レンズを備えた検知部2、及び制御部3を有する。図2は検知部2の正面図、図3A~3Dは検知部2の断面図、図4は検知部2の分解図である。
図3A等に示したように検知部2において、レンズホルダ11は耐薬品性樹脂で底部に開口部を有する有底筒状に形成されており、この開口部に平凸レンズ10が嵌められ、開口部の内壁全周がコバ10aの全周を押さえている。このようにレンズホルダ11がコバ10aで平凸レンズ10を支持することによりレンズホルダ11における平凸レンズ10の支持状態が安定し、これらが密着した状態を維持することができる。また、レンズホルダ11内の気密性が向上し、防水防塵を確保することができるので、検知部2は屋外設置にも好適となる。加えて、平凸レンズ10とレンズホルダ11とが真空密着の状態となるので、平凸レンズ10をレンズホルダ11に嵌め込むだけで固定され、外れにくくなる。また、レンズホルダ11の屈折率を出射用光ファイバ12のクラッドの屈折率に合わせることで、出射用光ファイバ12のコアから平凸レンズ10に入射した光を、平凸レンズ10のコバ10aとレンズホルダ11との界面で効率的に全反射させることができる。
制御部3は、その筐体30の表面に、出射用光ファイバ12に接続する出射用光コネクタ31と、受光用光ファイバ13に接続する受光用光コネクタ32を有する。出射用光コネクタ31は筐体30内に組み込まれた発光部と接続し、受光用光コネクタ32は筐体30内に組み込まれた光量計測部と接続している(図1)。
・漏液センサ
本発明の液体種別判別センサは、漏液の危険性がある箇所に設置して漏液の有無を検知する漏液センサとして使用することができる。その場合、単なる液体の検知ではなく、漏液が問題となる所定の種類の液体の検知を常時行うことが可能となる。例えば、図10Aに示すように、屋外設置されている配管40の継手部分41の下に検知部2を設置し、該配管40を通る液体の屈折率を予め調べておくことにより、検知部2が雨水wに接触している場合には警告灯34に黄色ランプを点灯させ、図10Bに示すように、検知部2が継手部分41から漏れた液体xに接触している場合には、それが雨水wにより希釈されている場合でも、警告灯34に赤色ランプを点灯させることができる。さらに、異常な漏液に対する警告の発信機能により、液漏れの有無を24時間体制で常時監視することが可能となる。同様にして、配管の経年劣化や腐食などによる漏液、各種装置からの液漏れも常時監視することが可能となる。この場合、レンズホルダ11やブッシュ15を耐薬品性樹脂で形成することにより、漏液が問題となる液体が酸性又はアルカリ性であっても、腐食性であっても、漏液した液体に検知部2を接触させることが可能となる。
図11に示すように、異なる液体x又は液体yが通る配管42に検知部2を設置することにより、検知部2の設置箇所で液体x又は液体yのいずれが配管42内を流れているかを判別することができる。
図12に示すように、液体槽43の所定の液面の高さに検知部2を設置することにより、液体槽43内において液面センサとして使用することができる。また、この液体槽43を、液体が所定の反応を行う反応槽として使用する場合には、この液体槽43に取り付けた検知部2を、槽内で進んでいる反応経過のチェックに使用することができる。
図13に示すように、薬液xを貯留していた液体槽43を水wで洗浄する場合の配管42に検知部2を設置することにより、液体槽43内に薬液xが残っている状態と、洗浄が完了して液体槽43内に水wだけが存在する場合とを区別する槽内管理センサとして使用することができる。これにより、無用に洗浄を重ねることを省略でき、効率的に槽内を洗浄することが可能となる。この他、本発明の液体種別判別センサは種々の場面で使用することができる。
出射用光ファイバと受光用光ファイバを平凸レンズに当接させるにあたり、それらの好適な位置を調べるため、図3C、3Dに示した検知部2において、平凸レンズ10に対して出射用光ファイバ12の中心軸A1と、受光用光ファイバ13の中心軸A2との距離(ピッチ)を図14に示すように変えた。そしてそれぞれのピッチにおいて、出射用光ファイバ12のコア及び受光用光ファイバ13のコアが平凸レンズ10の平面10bに当接している部分の面積とこれらのコアの断面積との割合(%)を求めた。結果を図14に示す。この場合、平凸レンズ10の仕様は次の通りである。
レンズ材料:合成石英
平面10bの直径:5.0mm
凸面10cの曲率半径:3.69mm
コバ10aの厚さ:1.5mm
2 検知部
3 制御部
10 平凸レンズ
10a コバ
10b 平面
10c 凸面
11 レンズホルダ
11a 面
12 出射用光ファイバ
12a 端面
13 受光用光ファイバ
13a 端面
14 遮光部品
15 ブッシュ
16 ブラケット
17 反射板
18 流路
19 斜面
30 筐体
31 出射用光コネクタ
32 受光用光コネクタ
33 レベル表示部
34 警告灯
35 ロータリーディップスイッチ
36 感度調整用トリマ
37 孔部
38 切り欠き部
40 配管
41 継手部分
42 配管
43 液体槽
A1、A2 中心軸
D センシングエリア
h 平凸レンズの凸面と液体種別判別センサの設置面との距離
P 設置面
w 雨水(水)
x 液体(薬液)
y 液体
Claims (10)
- 平凸レンズ、平凸レンズを該レンズのコバで支持するレンズホルダ、平凸レンズの平面に当接して光を出射する出射用光ファイバ、平凸レンズの平面に当接して光を受光する受光用光ファイバ、出射用光ファイバに接続した発光部、及び受光用光ファイバに接続して光量を計測する光量計測部を備えた液体種別判別センサであって、
出射用光ファイバのコアの端面が平凸レンズのコバ上に位置し、かつ出射用光ファイバのコアの前記端面における中心軸が平凸レンズのコバと一致するように又はコバからレンズホルダ側にシフトするように出射用光ファイバが設けられている液体種別判別センサ。 - 受光用光ファイバのコアの端面が平凸レンズのコバ上に位置している請求項1記載の液体種別判別センサ。
- 受光用光ファイバのコアの端面が、平凸レンズの平面の中心を対称の中心として出射用光ファイバのコアの端面と対称の位置に設けられている請求項2記載の液体種別判別センサ。
- 受光用光ファイバのコアの端面における中心軸が平凸レンズの平面を貫いている請求項2記載の液体種別判別センサ。
- レンズホルダを装着するブラケットを有し、ブラケットが該ブラケットの上面に降ってきた液体を平凸レンズの凸面の下に誘導する流路又は斜面を有する請求項1~4のいずれかに記載の液体種別判別センサ。
- 平凸レンズ、レンズホルダ、出射用光ファイバ及び受光用光ファイバを含む検知部の設置面と平凸レンズの凸面との距離が0.4~0.6mmに保持される請求項1~5のいずれかに記載の液体種別判別センサ。
- 平凸レンズの凸面に対向して設けられる反射板を備え、該反射板と平凸レンズの凸面との距離が0.4~0.6mmに保持される請求項1~5のいずれかに記載の液体種別判別センサ。
- 光量計測部が、光量に応じて異なる色の光を発光させるレベル表示部を有する請求項1~7のいずれかに記載の液体種別判別センサ。
- 光量計測部が、光量に応じて所定のランプを発光させる警告灯を有する請求項1~8のいずれかに記載の液体種別判別センサ。
- 発光部が赤色光を発光する請求項1~9のいずれかに記載の液体種別判別センサ。
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