JPH049571Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関、特にデイーゼル機関の排
気ガスのスモーク濃度を測定する光学式スモーク
濃度センサの送受光ヘツドに関する。

〔関連技術と問題点〕

ガス流路を横断する測定光路の始端に発光器を
設け、光路の終端に受光器を設けて、測定光路を
横切つて流れるガスの煙濃度を測定し得る様にな
つた光学式スモーク濃度測定装置は知られている
（特開昭56−129842号）。この様な測定装置はデイ
ーゼルエンジンの排気ガスのスモーク濃度を検出
し、スモーク濃度に基いて燃料供給を制御するの
に利用することができる（例えば、特開昭59−
100841号、特開昭59−101554号）。

本出願人は、先に、内燃機関排気ガスのスモー
ク濃度検出に特に好適なスモーク濃度センサ用送
受光ヘツドを提案した（昭和59年12月22日付の特
願昭59−269624号）。この送受光ヘツは単一のケ
ーシング内に光路が形成してあり、送光用光導体
と受光用光導体の光軸合せが高精度で行われてい
ることを特徴としている。２本の光導体の間には
プリズムが配置してあり、一方の光導体から発射
された光線はプリズムによつて逆方向に反射され
他方の光導体に入る。光導体の端面とプリズムの
端面との間には光路欠損部が形成してある。この
欠損部は測定用ギヤツプを構成するもので、排気
ガスがこの欠損部を横切つて流れる際にはスモー
ク濃度に応じて光線透過量が変化するのでスモー
ク濃度が検出される。

長期間の使用中に排気ガス中の粒子が欠損部に
蓄積してデポジツトを形成し、光導体の端面およ
びプリズムの端面を汚損すると、光線の透過が妨
げられ正確なスモーク濃度計測の障害となる。そ
こで、前記出願においては、光路欠損部付近に電
熱ヒータを設け、デポジツトを焼却することが提
案されている。光路を通る光線を妨害すること無
くデポジツトを焼却するため、この電熱ヒータは
環状に配置するか、網目状またはハニカム状構造
に形成することを先に提案した。

しかし、こん種のデポジツト焼却用電熱ヒータ
は、送受光ヘツドに取付けるのが極めて困難であ
るのみならず、浄化すべき光導体端面およびプリ
ズム端面を最も効果的に加熱できないという問題
があつた。

〔考案の目的〕

本考案は、前記特願昭59−269624号で提案した
送受光ヘツドを更に改良し、極めて簡単にヒータ
を装着することが可能で、浄化すべき光導体端面
およびプリズム端面のみを効果的に加熱すること
の可能な送受用ヘツドを提供することを目的とす
るものである。

〔問題点を解決するための手段および作用の概要〕

本考案の送受光ヘツドにおいては、一方の光導
体とプリズムとの間にヒータエレメントが挾持さ
れる。このヒータエレメントは一対の円柱状頭部
と連結部とを有するセラミツク本体から成り、光
線の通過を可能にするためこれらの頭部には光軸
方向に切欠きが設けてある。頭部の外側端面には
電熱抵抗線が印刷配線してあり、これらの端面が
光導体端面およびプリズム端面に夫々密着する様
にヒータエレメントが配置される。

ヒータエレメントは圧入、嵌合、その他の方法
により簡単に取り付けることができる。また、ヒ
ータを構成する抵抗線は光導体端面およびプリズ
ム端面に密着しているので、該端面のみを有効に
加熱して浄化することができる。

〔実施例〕

第２図は本考案の実施例に係る送受光ヘツド１
０を排気管１２に装着し、かつ送受光ヘツド１０
にコネクタ１４を接続したところを示す。送受光
ヘツド１０はケーシング１６を有する。このケー
シング１６は、例えばＡ₂0₃を主成分とするセ
ラミツクから成る中空円柱形のホルダー１１と、
ステンレスカバー１３から成り、カバー１３には
フランジ１５が溶接してある。ホルダー１１の内
側にはケーシング長軸に平行に石英等から成る２
本の光導体１８，２０が配置してあり充填剤２２
で保持されている。充填剤としては「アロンセラ
ミツク」（商標）を用いることができる。光導体
１８，２０はプリズム２４を介して１つの光路を
形成している。光導体１８の右端面２６とプリズ
ム２４の端面２８とは光軸方向に離間してあり、
光路欠損部３０が形成してある。これに対応し
て、ケーシング１６には横断方向に切欠き３２が
設けてあり、排気管１２内を流れる排気ガスが光
路欠損部３０を横切る様になつている。スモーク
濃度測定に際しては、送受光ヘツド１０にはコネ
クタ１４が接続され、発光素子（図示せず）から
の光線は光フアイバ３４を介して光導体１８の入
口３６に入射し、端面２６から発射される。光線
の一部は欠損部３０を流れる排気ガス中のスモー
クにより吸収され、透過光線はプリズム２４を経
て光導体２０に入り、その出口３８から光フアイ
バ４０を経て受光素子（図示せず）に送られる。
透過光線の強度を検出することによりスモーク濃
度を計測することができる。なお、光線の経路は
この逆でもよい。

本考案に従い、光導体１８とプリズム２４との
間にはヒータエレメント４２が配置される。この
ヒータエレメント４２を第１図に拡大して示し
た。このエレメント４２はＡ₂0₃を主成分とす
るセラミツクから成る本体４４を有し、この本体
４４は２つの円柱形頭部４６，４８とそれらを結
ぶ一体の連結部５０で構成される。この実施例で
は、夫々の頭部４６，４８には４つの扇形断面の
切欠き５２と１つの円形断面の切欠き５４が設け
てあり、光導体１８から発射された光線がヒータ
エレメント４２によつて実質的に妨害されること
なくプリズム２４に入射する様になつている。本
体４４の第１図において左側の端面５６には白金
またはタングステンから成る電熱抵抗線５８がス
クリーン印刷により第１図のパターンで配線して
ある。本体の右側端面６０にも同様の電熱抵抗線
（図示せず）が形成される。このヒータエレメン
ト４２は、セラミツク杯土のより第１図に示す形
状の本体４４を形成し、その端面５６，６０に抵
抗線を印刷し、その後に一体焼成することにより
得ることができる。

この様にして形成されたヒータエレメント４２
は、その端面後６および６０が光導体１８の端面
２６およびプリズム２４の端面２８に夫々密着す
る様にスナツプ嵌め、圧入その他の方法により、
装着される。電熱抵抗線５８にはコネクタ１４の
プラスリード線６２およびマイナスリード線６４
から通電され、端面２６および２８が直接的に加
熱される。

第３図はヒータエレメント４２の端面パターン
の変化形を示す。いずれの実施例においても、電
線抵抗線はヒータエレメントの端面に形成され
る。

〔考案の効果〕

本考案の送受光ヘツドにおいては、ヒータエレ
メント４２の両端面５６，６０に電熱抵抗線が設
けてあり、これらの端面は夫々光導体１８の端面
２６およびプリズム端面２８に密着させてあるの
で、ヒータの抵抗線は端面２６，２８を最も効率
良く加熱することができる。従つて、これらの端
面２６，２８に付着したデポジツトは完全に焼却
されるので、これらの端面を常に清浄に維持する
ことができ、長期間にわたつて正確にスモーク濃
度を計測することが可能となる。

更に、このヒータエレメントは極めて簡単な作
業のみにより送受光ヘツドに取付けることができ
る。また、このヒータエレメントは光導体１８と
プリズム２４との間に挾持され、それらに軸方向
の力を作用させるので、振動によりこれら光導体
やプリズムが変位する虞れがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の送受光ヘツドのヒータエレメ
ントの拡大斜視図、第２図は本考案の送受光ヘツ
ドを排気管に装着しコネクタに接続したところを
示す断面図、第３図はヒータエレメントの端面形
状の変化形を示す。 １０……送受光ヘツド、１４……コネクタ、１
６……ケーシング、１８，２０……光導体、２４
……プリズム、２６……光導体端面、２８……プ
リズム端面、３０……光路欠損部、４２……ヒー
タエレメント、４４……本体、４６，４８……頭
部、５０……連結部、５６，６０……本体端面、
５８……電熱抵抗線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 光線入口３６，３８から光線出口３８，３６に
   至る光路を形成するべく単一のケーシング内に平
   行な２本の光導体１８，２０と１つのプリズム２
   ４とを配置し、一方の光導体の端面２６とこれに
   相対峙するプリズムの端面２８とは光軸方向に離
   間して光路欠損部３０を形成し、該光路欠損部に
   対応してケーシングには横断方向切欠きを３２を
   設けて、該欠損部を横切つて内燃機関排気ガスを
   通過させる様になつた、内燃機関用光学式スモー
   ク濃度センサの送受光ヘツド１０において、 前記光路欠損部３０にはヒータエレメント４２
   を配置し、該ヒータエレメントは光軸方向に離間
   された一対の円柱形頭部４６，４８とそれらを連
   結する連結部５０から成るセラミツク本体４４を
   有し、前記各頭部には光軸方向に貫通した少なく
   とも１つの切欠き５２，５４を設け、該頭部の外
   側端面５６，６０には電熱抵抗線５８を印刷配線
   し、該ヒータエレメントは、該頭部の外側端面５
   ６，６０が該一方の光導体およびプリズムの前記
   端面２６，２８に密着する様に、光導体１８とプ
   リズム２４との間に挾持したことを特徴とする送
   受光ヘツド。