JPH02247544A

JPH02247544A - 煙霧透過率測定装置

Info

Publication number: JPH02247544A
Application number: JP6883989A
Authority: JP
Inventors: Minoru Fukuhara; 実福原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1990-10-03

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、たとえば道路トンネル内の光透過率または吸
光係数を測定する煙霧透過率測定装置に関するものであ
る。

従来の技術従来、この種の煙霧透過率測定装置は、投光部と受光部
とを１００ｍ程度離して設け、投光部から煤煙、煤塵な
どが浮遊する煙霧中に光を透過させて、その透過率を測
定していた。そして、さらにこの煙霧透過率測定装置に
は、投光部の光源の光束減退、受光部の経年劣化および
レンズ面の汚れなどによる測定値の低下を補償するため
に、校正機能が具備され、ある一定周期毎に校正を行い
、低下分の補正を行っていた。また、絶対値（１００％
）の設定は、現地にて目視により合わせるか、測定値の
記録よりその最高値を合わせるようにしていた。

発明が解決しようとする課題上記従来の構成によると、下記のような課題があった。

■一定周期毎に数％ずつゲインを調整するため、精度的
に数％の誤差は避けられない。

■絶対値（１００％）の設定が目視により合わせられる
ため、誤差が大きくなる恐れがあった。

■投光部と受光部との間が約１００ｍ離れているため、
光軸合わせ、ゲイン調整などの現場調整に時間を要した
。

■測定処理部のノイズおよびドリフトによって測定精度
が悪くなっていた。

そこで、本発明は上記課題を解消し得る煙霧透過率測定
装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段上記課題を解決するため、本発明の煙霧透過率測定装置
は、投受光部と反射部とを相対向させかつ一体的に設け
るとともに、投受光部から投射された光により、投受光
部と反射部との間に浮遊する煙霧粒子層の光透過率また
は吸光係数を測定する装置であって、投受光部側に、光
源と、この光源からの測定光を上記反射部に投射するた
めの投射レンズおよび対物レンズと、上記反射部で反射
された測定光をスプリッタを介して入射して電気信号に
変換する光電変換部と、上記光源からの校正光を上記ス
プリッタを介して光電変換部に導入する導光手段と、上
記各投射レンズと各対物レンズとの間および上記導光手
段の途中にそれぞれ配置されて測定光および校正光を断
続光とするチョッパー装置とを設け、かつこの光電変換
部からの電気信号を入力するとともに光透過率および吸
光係数を演算する制御部および絶対値設定を行うために
上記投受光部と各反射部との間の所定空間部内を清浄な
空気に置換させる煙霧除去装置を具備したものである。

また、上記チョッパー装置により、測定光および校正光
を同時に、または測定光だけ、あるいは校正光だけを断
続光として出射するように構成したものである。

作用上記構成において、白熱ランプから出た光の一部は、測
定光として投射レンズを介してチョッパー装置で断続光
となり、対物レンズを介して反射部に投射される。反射
部で反射された測定光はスプリッタを介して光電変換部
に入り、電気信号（電圧値）とし制御部に入力される。

一方、校正光もチョッパー装置で断続光とされて、導光
手段およびスプリッタを介して測定光と同様に光電変換
部で電気信号に変換された後、制御部に入力され、ここ
で光透過率および吸光係数が演算される。また、制御部
では、測定光と校正光との２光束を連続して比較演算し
ており、一定周期毎の校正機能は必要とされない。さら
に、制御部では、測定光および校正光の各測定値の和か
ら測定光または校正光の測定値を減じた値を用いて光透
過率および吸光係数を演算できるため、測定値のノイズ
、ドリフトなどを除去することができる。また、光透過
率の絶対値（１００％）の設定は煙霧除去装置を介して
行われ、制御部にて１００％合わせが行われる。

実施例以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図に基づき説明
する。

第１図は本実施例における煙霧透過率測定装置の概略全
体構成を示す図面で、この煙霧透過率測定装置は、投受
光部１と反射部２とを相対向させて設けるとともに上記
投受光部１から投射された光すなわち測定光および校正
光により、投受光部１と反射部２との間に浮遊する煤煙
、煤塵などの煙霧粒子層３の光透過率または吸光係数を
測定する装置である。すなわち、投受光部１は、反射部
２に対応する位置に先出入射用の開口４ａｔ４ｂが形成
されたケーシング４と、上、配光出射用の開口４ａに対
応してケーシング４内に配置された第１対物レンズ５と
、白熱光源である白熱ランプ６と、この白熱ランプ６と
上記第１対物レンズ５との間に配置された投射レンズ７
と、光入射用の開口４ｂに対応する位置に配置されたキ
ューブビームスプリッタ８と、このキューブビームスプ
リッタ８からの測定光ａを第２対物レンズ９、視野限定
用アパーチャ１０および拡散板１１を介して入射すると
ともに光を電気信号に変換する受光素子からなる光電変
換部１２と、この光電変換部１２からの出力電気信号を
増幅するプリアンプ回路部１３と、上記白熱ランプ６か
らの光を校正光すとして上記キューブビームスプリッタ
８を介して光電変換部１２に入射させる光フアイバーケ
ーブル（導光手段）１４と、上記投射レンズ７と第１対
物レンズ５との間および光フアイバーケーブル１４の途
中に配置されて測定光ａおよび校正光すを断続光とする
チョッパー装置１５とから構成されている。また、上記
投受光部１と反射部２とは一体的に設けられている。な
お、第１図中、２ａは反射部２に設けられたプリズムで
、光出射用開口４ａからの測定光ａを光出射用開口４ｂ
に反射させるためのものである。また、上記チョッパー
装置１５は測定光ａおよび校正光すを断続光とするとと
もに、上記キューブビームスプリッタ８に、測定光ａま
たは校正光すのいずれかおよび測定光ａと校正光すとを
同時に入射させるためのものである。すなわち、上記チ
ョッパー装置１５は、第２図に示すように、外側円周部
に２４０度の範囲でもって測定光用の複数個の第１穴１
６が形成されるとともに内側円周部には２４０度の範囲
でもってかつ第１穴１６とは６０度の角度でずらされた
校正光用の複数個の第２穴１７が形成された円板状の回
転セクター１８と、この回転セクター１８を、たとえば
トンネル内のナトリウム灯などからのノイズを防止する
ために、その電源である一次電源周波数の倍数とならな
いように回転させる電動機（第１図参照）１９とから構
成されている。

したがって、回転セクター１８の多穴１６．１７により
、測定光ａおよび校正光すがチョッパーされるが、その
際第２図中において、Ａ区間は測定光ａだけが断続光と
なり、Ｂ区間では校正光すだけが断続光となり、Ｃ区間
では測定光ａと校正光すの両方が断続光となる。また、
第３図にこれらＡｌＢ、Ｃ区間に対応するプリアンプ回
路部１３からの電気信号ｖＡ１ｖＢ１ｖ０の波形を示す
。

勿論、上記光フアイバーケーブル１４は回転セクター１
８の箇所で分断されるとともに、その箇所には投光器２
０および受光器２１が設けられ、また光フアイバーケー
ブル１４の両端部には光を平行にするためのコリメータ
２２．２３が設けられている。なお、白熱ランプ６、各
レンズ５，７゜９、キューブビームスプリッタ８、光電
変換部１２、プリアンプ回路部１３、チョッパー装置１
５などはケーシング１内に配置されている。また、この
煙霧透過率測定装置には、上記プリアンプ回路部１３か
らの電気信号を入力するとともにこの電気信号に基づい
て光透過率または吸光係数を演算するための制御部（演
算処理装置）２４が具備され、さらに絶対値（１００％
）設定を行うために上記投受光部１と反射部２との間の
の所定空間部内を清浄な）空気に置換させる煙霧除去装
置２５とが具備されている。

そして、上記制御部２４では、プリアンプ回路部１３か
らの電気信号（電圧値）に基づいて光透過率および吸光
係数が演算される。

すなわち、一般に煙霧粒子層３の光透過率ＴＬは下記０
式であられされる。

Ｔｔ、　＝　Ｊ　・（ＶＡ　／　Ｖａ　）　”　”■と
ころで、上記電気信号ＶＡ１ＶＢには、ノイズおよびド
リフトが入っているため、これらを除去する必要がある
。すなわち、測定光ａの値として（ＶＣ−Ｖ、）を、校
正光すの値として（ｖｏ−ＶＡ）を用いればよい。

したがって、誤差の無い光透過率ＴＬ’は下記０式であ
られされる。

ＴＬ’　＝　Ｊ　’　（Ｖａ　−ＶＢ　）　／　（Ｖｃ
　−ＶＡ　）・・・・■ ■式中、Ｊ：係数また、吸光係数にも下記０式で算出することができる。

に＝　（１／２Ｌ）・ＩＯｇ　　（１／　ＴＬ’　）・
・・・００式中、Ｌ：投受光部と反射部間の距離また、
上記煙霧除去装置２５は、第４図に示すように、ケーシ
ング４と反射部２との間を囲う煙霧除去筒２６と、この
煙霧除去筒２６内にノ旬しブ２７を介して清浄空気を供
給するためのエアーボンベ２８と、上記煙霧除去筒２６
を測定光ａの通路自位置（イ）と通路外位置（ロ）との
間で出退させる筒駆動装置２９とから構成されている。

そして、絶対値（１００％）を設定する場合、自動的に
校正指令に連動して、筒駆動装置２９により、煙霧除去
筒２６を測定光ａの通路内に位置させてバルブ２７を開
いてエアーボンベ２８から清浄空気を供給し、煙霧除去
筒２６内を清浄空気で充満させて煙霧を除去した後、制
御部２４でＴｔ、’＝１となるように、係数Ｊが自動的
に調整される。

次に、測定方法について説明する。

白熱ランプ６から出た光の一部は、測定光ａとして投射
レンズ７を介してチョッパー装置１５の回転セクター１
８の第１穴１６に焦点を結び、断続光となり、第１対物
レンズ５を介して反射部２に投射される。反射部２のプ
リズム２ａで反射された測定光ａはキューブビームスプ
リッタ８および第２対物レンズ９を介して光電変換部１
２に入り、電気信号（電圧値）としてプリアンプ回路部
１３を経て制御部２４に入力される。一方、校正光すも
チョッパー装置１５で断続光とされて、光フアイバーケ
ーブル１４およびキューブビームスプリッタ８を介して
測定光ａと同様に光電変換部１２で電気信号に変換され
た後、制御部２４に入力され、ここで上記した■および
■式に基づき光透過率または吸光係数が演算されて所定
の箇所に出力される。

また、制御部２４では、測定光ａと校正光すとの２光束
の測定値を連続して比較演算しており、一定周期毎の校
正機能は必要とされない。

ところで、上記実施例においては、校正光を白熱ランプ
６から直接光ファイバーケーブル１４を介してキューブ
ビームスプリッタ８に入射するようにしたが、たとえば
第５図に示すように、投射レンズ７の手前にさらに別の
投射レンズ３１を配置するとともに両投対レンズ７．３
１間にキューブビームスプリッタ３２を配置し、そして
このキューブビームスプリッタ３２で校正光すを分離し
て複数個のプリズム３３．３４を介して光電変換部１２
側のキューブビームスプリッタ８に入射するようにして
もよい。また、第６図に示すように、第５図同様に投射
レンズ７の手前に別の投射レンズ４１を配置するととも
に両投対レンズ７．４１間に平面ビームスプリッタ４２
を配置し、そしてこの平面ビームスプリッタ４２で校正
光ａを分離して複数個のプリズム４３．４４を介して光
電変ｍｇ１２側のキューブビームスプリッタ８に入射す
るようにしてもよい。

発明の効果以上のように本発明の構成によると、下記のような効果
を有する。

■２２光の測定値の連続比較により測定を行うため、従
来のような一定周期毎の校正とは異なり、測定精度を向
上させることができる。

■光透過率の絶対値（１００％）設定を行う際に、清浄
空気と置換して測定するため、従来のような目視による
場合と異なり、誤差を殆ど無くすことができる。

■投受光部と反射部とが一体的に設けられるでいるため
、光軸合わせなどの現場調整を容易に行うことができる
。

■光透過率および吸光係数の演算をする際に、測定光お
よび校正光の各測定値の和から測定光または校正光の測
定値を減じた値を用いることにより、測定値のノイズ、
ドリフトなどを除去することができるので、測定精度の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の煙霧透過率測定装置の一実施
例を示すもので、第１図は概略構成を示す平面図、第２
図は回転セクターの正面図、第３図は測定光および校正
光の電気信号の波形図、第４図は煙霧除去装置の概略断
面図、第５図および第６図は他の実施例における要部断
面図である。１・・・・投受光部、２・・・・反射部、５，９・・・
・対物レンズ、６・・・・白熱ランプ、７・・・・投射
レンズ、８・・・・キューブビームスプリッタ、１２・
・・・光電変換部、１４・・・・光フアイバーケーブル
、１５・・・・チョバー装置、１６・・・・第１穴、１
７・・・・第２穴、１８・・・・回転セクター　２４・
・・・制御部、２５・・・・煙霧除去装置、２６・・・
・煙霧除去筒。

Claims

【特許請求の範囲】１、投受光部と反射部とを相対向させかつ一体的に設け
るとともに、投受光部から投射された光により、投受光
部と反射部との間に浮遊する煙霧粒子層の光透過率また
は吸光係数を測定する装置であって、投受光部側に、光
源と、この光源からの測定光を上記反射部に投射するた
めの投射レンズおよび対物レンズと、上記反射部で反射
された測定光をスプリッタを介して入射して電気信号に
変換する光電変換部と、上記光源からの校正光を上記ス
プリッタを介して光電変換部に導入する導光手段と、上
記各投射レンズと各対物レンズとの間および上記導光手
段の途中にそれぞれ配置されて測定光および校正光を断
続光とするチョッパー装置とを設け、かつこの光電変換
部からの電気信号を入力するとともに光透過率および吸
光係数を演算する制御部および絶対値設定を行うために
上記投受光部と各反射部との間の所定空間部内を清浄な
空気に置換させる煙霧除去装置を具備した煙霧透過率測
定装置。２、チョッパー装置により、測定光および校正光を同時
に、または測定光だけ、あるいは校正光だけを断続光と
して出射するように構成した請求項１に記載の煙霧透過
率測定装置。