JPH02162240A - 微粒子検出装置における光源の光出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、流体中のゴミ、煙等の微粒子を光学系を利用
して検出する微粒子検出装置における光源の光出力制御
装置に関する。

（従来の技術） 光源からの光を集光レンズを介して暗箱内の検出部位に
集光し、検出部位を流れる空気、液体等の試料流体中の
微粒子からの散乱光を受光素子で検出するようにした微
粒子検出装置がある。

（発明が解決しようとする課題） この種の装置では、光源に赤外発光ダイオード、レーザ
ーダイオード等を使用しているが、長期にわたって使用
した場合、特性の劣化により光出力が変化するため、検
出部位の光量が低下する欠点があった。

また集光レンズにも曇りが発生するため、同様に検出部
位における光量の低下の原因となっていた。

本発明は、かかる従来の課題に檻み、光源の劣化、集光
レンズの曇り等に起因する検出部位の光量の低下を防止
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、そのための手段として、光源１３からの光を
集光レンズ１５を介して暗箱４内の検出部位６に集光し
、検出部位６に流れる試料流体中の微粒子からの散乱光
を受光素子２４で検出するようにした微粒子検出装置に
おいて、集光レンズ１５に対して光源１３と反対側で該
光源１３からの光量を検出する光センサ２４を設け、こ
の先センサ２４からの信号を設定値と比較して両者が等
しくなるように光源１３の光出力を制御する制御手段３
９を設けたものである。

（作　用） 光源１３の特性の劣化、集光レンズ１５の曇り等によっ
て検出部位６の光量が低下すると、光センサ２９の検出
信号が下がるので、基準信号との偏差が大となり、制御
手段３９が光源１３の光出力を増加させる。これによっ
て検出部位６の光量を常に略−定に制御できる。

（実施例） 以下、図示の実施例について本発明を詳述すると、第２
図及び第３図において、１は検出装置のケースであり、
このケース１の内部には取付板２と回路基板３とが設け
られている。４は取付板２に装着された暗箱で、内部空
間が暗室５となっている。暗箱４には、その暗室５内の
検出部位６に試料空気が下側から上側へ向かって流れる
ように、下部に空気取入ロアが、上部に空気吐出口８が
夫々形成されている。そして空気取入ロアには空気取入
ダクト９が、空気吐出口８には空気吐出ダクト１０が夫
々接続されている。この各ダクト９．１０は断面角筒状
であって、外部の光が暗室５内に入り難（なるように４
箇所の屈曲部で屈曲した鉤状に形成され、かつ取付板２
に沿って左右方向に長く形成されている。また試料空気
が対流によって流通するように、空気取入ダクト９の取
入口側、及び空気吐出ダク）１０の吐出口側に夫々抵抗
器から成るヒーター１１．１２が設けられている。

１３は赤外発光ダイオード等の光源で、光源ケース１４
を介して取付板２に装着されている。１５は集光レンズ
で、暗箱４の開口に位置すべく光源ケース１４の先端に
取付けられており、この集光レンズ１５には光源１３か
らの光が検出部位６で集光するような焦点距離を有する
ものが使用されている。１６は射光器で、暗箱４の光′
ｔＡ１３と対向する対向壁面側で光源１３の光軸１７上
に配置されており、密閉容器状に構成されている。射光
器１６は第４図に示すように正面視において前部側から
後部側に向かって光軸１７方向に先細り状に形成された
射光空間１日を有する射光器本体１９を備え、この射光
器本体１９の前面壁２０に入射用の開口部２１が光軸１
７と同心状に形成されている。また射光空間１８を形成
する上下の内壁面２２．２３は、開口部２１から入射す
る光の入射角θが９０°以下となるように光軸１７に対
して傾斜して設けられ、またこの上下の内壁面２２．２
３は光軸１７上で鋭角状に交差し連結されている。また
射光器１６は上下の内壁面２２．２３を含む全面が黒色
に塗装されており、光吸収性を有するように形成されて
いる。なお、上下の内壁面２２．２３を含む全ての内壁
面に光吸収性物質を塗布しても良い。

２４はホトトランジスタ等の受光素子で、光軸１７に対
して約３５°傾斜して取付板２に装着された受光ケース
２５内に収められており、また受光ケース２５の先端に
は、検出部位６が焦点となるように集光レンズ２６が取
付けられている。従って、受光素子２４は検出部位６を
流れる試料空気中に微粒子があれば、集光レンズ２６を
介してその散乱光を検出可能である。なお、ケース１に
は各ダクト９．１０に対応して通気孔２７．２８が夫々
設けられている。

２９はフォトトランジスタ等の光センサで、集光レンズ
１５に対して光源１３と反対側で光源１３からの光量を
検出するように、射光器１６の開口部２１に斜め方向か
ら対向すべく暗箱４側に取付けられており、開口部２１
に入射する光量を検出できるようになっている。

受光素子２４は、第１図に示すように、増幅器３０を介
して波形整形器３１に接続される。波形整形器３１は、
増幅器３０からの出力信号〔第５図のＱ〕を所定レベル
を基準としてパルス信号（第５図の０〕に波形整形する
ようになっている。３２はマイクロコンピュータの中央
処理装置で、波形整形器３１からのパルス信号を読込ん
でカウントすると共に、そのカウント値を基に絶対評価
又は相対評価を行ない、表示部３３及び制御出力部３４
に夫々出力を出すようになっている。絶対評価は空気中
の微粒子が零の時を基準として、試料空気中の微粒子の
数を判断するものであり、相対評価は当初に試料空気中
の微粒子の数を測定し、その測定値を基準として増加又
は減少した微粒子の数を判断するものであり、これらの
モード切換えは操作部３５で行なうようになっている。

なお、中央処理装置３２はホストコンピュータに接続さ
れ、ホストコンピュータにより集中管理されている。

３６は比較器で、光センサ２９からの検出信号と設定器
３７で設定された基準信号とを比較して、その偏差信号
により電流制御器３８を駆動するように構成されている
。電流制御器３８は光源１３に流れる電流を調整して光
源１３の光出力を制御するものである。そして、これら
比較器３６、電流制御器３８等により制御手段３９が構
成され、これによって光センサ２９の検出信号と設定器
３７の基準信号とが等しくなるように光源１３の光出力
を制御する。４０はＡ／Ｄ変換器で、比較器３６の偏差
信号を＾／Ｄ変換して中央処理装置３２にフィードバッ
クする。

上記構成において、光源１３より光軸１７方向に出力さ
れた光は、集光レンズ１５により集光され、暗箱４内の
検出部位６に集中する。一方、ヒーター１．１．１２を
発熱させると、これによって空気が加熱されるので、対
流が発生し、第２図に示すように外部の空気が試料空気
として空気取入ダクト９がら暗箱４内に取入れられると
共に、暗箱４内の試料空気が空気吐出ダクト１０を経て
外部へと吐出される。このため検出部位６に下から上へ
と試料空気が流れるので、試料空気中に微粒子があれば
、光源１３からの光が微粒子に当って散乱し、その散乱
光が集光レンズ２６を介して受光素子２４に集光されて
入射する。

受光素子２４が散乱光を受光すると、受光時に出力信号
のレベルが立上がり、第５図Ｑに示すように変化する。

そして、この出力信号を増幅器３ｏで増幅した後、波形
整形器３１で第５図０の如くパルス信号に波形整形し、
中央処理装置３１に入力してパルス数、即ち微粒子をカ
ウントし、所定の演算処理を行なう。しかして、演算結
果を表示部３３に表示すると共に、制御出力部３４より
制御出力を出す。

長期間にわたって使用した場合、光源１３の特性の劣化
、集光レンズ１５の曇り等によって検出部位６の光量が
低下する。この場合には、射光器１６の開口部２１に入
射する光量を反射式で光センサ２９により常に検出し、
その検出信号を比較器３６で基準信号と比較しているの
で、検出信号が下がれば、偏差信号が大となり、その偏
差信号により電流制御器３８を駆動する。すると光源１
３に流れる電流が増加し、光量の低下分だけ光源１３の
光出力を増大させるため、常に検出部位６の光量を略一
定に制御できる。故に、光源１３の特性の劣化等に関係
な（、受光素子２４で微粒子からの散乱光を確実に検出
することができ、検出装置の信頼性が向上する。

設定器３７は可変式であり、基準信号を任意に選択し設
定することができる。

なお、実施例では空気中の微粒子の検出について例示し
たが、水等の液体の場合にも同様に実施できる。

また光センサ２９は集光レンズ１５を通過した光の光量
を検出すれば良いので、第６図に示すように設けても良
い。

（発明の効果） 本発明によれば、集光レンズ１５に対して光１１１１１
３と反対側で該光源１３からの光量を検出する光センサ
２４を設け、この光センサ２４からの信号を設定値と比
較して両者が等しくなるように光源１３の光出力を制御
する制御手段３９を設けているので、光源１３の特性の
劣化、集光レンズ１５の曇り等に関係なく検出部位６の
光量を略一定にできる。従って、従来に比較して信頼性
が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は
全体の構成図、第２図は検出装置の断面正面図、第３図
は同断面底面図、第４図は射光器の断面図、第５図１／
１１）＠は波形図である。第６図は別の実施例を示す断
面図である。 ４・・・暗箱、５・・・暗室、９・・・空気取入ダクト
、１０・・・空気吐出ダク ト、 １３・・・光源、 １５．２６ ・・・集光レン ズ、 １６・・・射光器、 ２４・・・受光素子、 ２９・・・光センサ、 ３９・・・制御手段。 特 許 出 願 人 池田電機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源（１３）からの光を集光レンズ（１５）を介
   して暗箱（４）内の検出部位（６）に集光し、検出部位
   （６）に流れる試料流体中の微粒子からの散乱光を受光
   素子（２４）で検出するようにした微粒子検出装置にお
   いて、集光レンズ（１５）に対して光源（１３）と反対
   側で該光源（１３）からの光量を検出する光センサ（２
   ９）を設け、この光センサ（２９）からの信号を設定値
   と比較して両者が等しくなるように光源（１３）の光出
   力を制御する制御手段（３９）を設けたことを特徴とす
   る微粒子検出装置における光源の光出力制御装置。