JPH0611389A - 光検出装置 - Google Patents

光検出装置

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JPH0611389A
JPH0611389A JP3224242A JP22424291A JPH0611389A JP H0611389 A JPH0611389 A JP H0611389A JP 3224242 A JP3224242 A JP 3224242A JP 22424291 A JP22424291 A JP 22424291A JP H0611389 A JPH0611389 A JP H0611389A
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清 藤井
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守 山田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光量の少ない光の発光位置を検出するのに適す
る蛍光ファイバ式の光検出装置に関し、任意の位置にお
ける発光を、しかも微弱な発光であっても確実に検出可
能とし、光検知の信頼性を高めることを目的とする。 【構成】蛍光色素を含有した蛍光ファイバＦと蛍光色素
を含有した平板状もしくは曲面状の集光器31を有し、蛍
光ファイバＦの蛍光波長λｆより該集光器31の蛍光波長
λｃが短かいこと、該集光器31は蛍光ファイバＦの側面
に配置されていること、を特徴とする構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光量の少ない光の発光
位置を検出するのに適する蛍光ファイバ式の光検出装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は複数本の蛍光ファイバを用いた発
光位置検出装置の断面図であり、複数本の光ファイバセ
ンサ1a、1b、1cを平行に配置した構造になっている。各
光ファイバセンサ1a、1b、1cは、透明の光ファイバ２の
一端に、例えばBBOT( 2,5-bis〔5-tert-2butybenzox az
oyl〕thiophene ）などを含む蛍光色素をドープしてな
る蛍光ファイバＦを設け、他端に受光素子３を配設して
ある。
【０００３】各光ファイバセンサ1a、1b、1cの蛍光ファ
イバＦは、光ファイバセンサの長手方向にずらして配設
されている。そして、各蛍光ファイバＦの側面が、SF6
（六フッ化イオウ）ガスなどの中における発光が予想さ
れる位置に対向するように配設されている。
【０００４】BBOTを含む蛍光色素をドープしてなる蛍光
ファイバ、すなわちBBOTまたはBBOTと他の蛍光色素との
混合剤をドープしてなる蛍光ファイバは、SF6 ガスなど
の中における発光に反応するため、発光位置の検出に利
用することができる。
【０００５】しかも、蛍光ファイバＦは、その側面から
入射した光によっても蛍光を発するため、蛍光ファイバ
の側面を、発光が予想される位置に対向して配置するこ
とで、広い範囲における発光を検出できる。すなわち、
図８における各光ファイバセンサ1a、1b、1cの蛍光ファ
イバＦの部分の長さＬを長くしておけば、発光の検出領
域を長くできる。
【０００６】いま真ん中の光ファイバセンサ1bの蛍光フ
ァイバＦの側面に対向する位置で、SF6 ガスなどの中に
おける放電発光４が生じたとすると、該蛍光ファイバＦ
に側面から入射する。そして該入射光によって、該蛍光
ファイバＦ中の蛍光体を励起して起きる蛍光５が、透明
光ファイバ２中を伝播して受光素子３で受光される。そ
の結果、光ファイバセンサ1bの受光素子が受光したこと
を、該受光素子３の出力信号によって検知することで、
発光位置が、真ん中の光ファイバセンサ1bの蛍光ファイ
バＦに対向する位置であることがわかる。
【０００７】このように、各光ファイバセンサの蛍光フ
ァイバの位置を、蛍光ファイバの長さＬずつずらすこと
で、３本の光ファイバセンサによって３Ｌの長さの領域
の発光を検出することができる。また、各蛍光ファイバ
Ｆ…の長さＬを小さくして、ずらすピッチＰを小さくす
れば、光ファイバセンサの本数は増加するが、分解能を
高くでき、より高精度に発光位置を検出することが可能
となる。
【０００８】図９は単一の蛍光ファイバを用いた発光位
置検出装置の断面図であり、１本の光ファイバセンサ７
の側面がSF6 ガスなどの中における発光が予想される位
置に対向するように配設されている。この光ファイバセ
ンサは、BBOTなどを含む蛍光色素をドープしてなる蛍光
ファイバＦの両端に受光素子3a、3bを配設した構成にな
っている。そして、両方の受光素子3a、3bが比較回路６
に接続され、両方の受光素子3a、3bの出力値を比較する
ことで、発光位置を検出するようになっている。
【０００９】この装置において、いまSF6 ガスなどの中
において、放電などによる発光４が生じると、蛍光ファ
イバＦ中における、発光４に対向する位置における蛍光
体が蛍光５を発生する。そして、該放電発光４の蛍光フ
ァイバＦ側面への入射位置から左側の受光素子3aまでの
距離L1よりも、該入射位置から右側の受光素子3bまでの
距離L2が小さいので、右側の受光素子3bに到達するまで
の伝送損失より、左側の受光素子3aに到達するまでの伝
送損失が大きい。その結果、比較回路６で、両方の受光
素子3aと3bの受光量を比較することにより、それぞれの
受光素子3a、3bから放電光入射位置までの距離を検出
し、放電発光４の位置を検知することができる。
【００１０】図10はBBOTをポリカーボネートにドープし
てなる蛍光ファイバ中における蛍光変換作用を説明する
図である。８は蛍光ファイバのコアであり、ポリカーボ
ネートにBBOTをドープしたものである。このコア８の外
周は、クラッド９で覆われている。クラッド９の外径は
１mmφ程度である。
【００１１】このコア８の屈折率をn1、クラッド９の屈
折率をn2とすると、n1＞n2となっている。また蛍光ファ
イバの側面からの入射光10の波長をλ1 、コア８中で全
反射して伝播する蛍光11の波長をλ2 とすると、λ1 ＜
λ2 の関係となる。
【００１２】コア８としては、ポリカーボネートにBBOT
を0.02wt％ドープしたものを用いた。またクラッド９に
は、ポリメチルメタクリレートとポリフッ化ビニリデン
との混合体を用いた。ポリカーボネートにドープされて
いるBBOT蛍光体の粒子を12とすると、このBBOT蛍光体粒
子12に、蛍光ファイバ側面から波長λ1 の入射光10が照
射されると、BBOT蛍光体粒子12がλ1 より長波長λ2 の
蛍光を発する。
【００１３】この蛍光はあらゆる方向に発光するが、ク
ラッド９に入射したとき、臨界角θ C より入射角が大き
い成分は11で示すように、コア８の中で全反射を繰り返
して、末端まで伝播していく。臨界角θC より入射角が
小さい成分は、コア８からクラッド９を透過して、外部
に逃げていく。
【００１４】したがって、入射光10が蛍光ファイバの側
面から入射したとき、BBOT蛍光体粒子12が効率的に蛍光
を発光し、かつより大量の蛍光が、全反射光11として伝
播していき、末端から出射できることが、SF6 ガス等の
中における微弱な発光を検出する上で必要となる。
【００１５】図11は、図８、図９の蛍光ファイバ式の発
光位置検出装置をガス絶縁開閉装置に実施した例を示す
断面図である。電力変電設備などで使用されるガス絶縁
開閉装置は、金属製のタンク14中にSF6 ガスを封入し、
該SF6 ガス雰囲気中に、多数の開閉器13…を配列した構
造になっている。
【００１６】各開閉器13…は、極めて高圧の電流を開閉
するため、装置各部の劣化やSF6 ガスの劣化などによっ
て、開閉器13…とタンク14間でアーク放電23を起こして
地絡を来したり、SF6 ガス雰囲気中に異物24が有ったり
すると、該異物24が誘因となって部分発光25を起こした
りすることがある。このような放電が発生すると、それ
を検出して、補修するなどの措置を採る必要がある。
【００１７】この図において、ａは図８に示す複数本の
光ファイバセンサを用いた発光位置検出装置であり、ｂ
は図９に示す単一の光ファイバセンサを用いた発光位置
検出装置である。
【００１８】SF6 ガスが封入され、しかも高圧開閉器13
…が内蔵されているタンク14の中に、前記の発光位置検
出装置ａ、ｂが内蔵されている。発光位置検出装置ａ
は、タンク14中において、パイプ15の中に、図８に示す
複数本の光ファイバセンサ1a、1b…の束１を挿通し、そ
れぞれの受光素子は、出力口16に内蔵され、出力口16か
ら出力信号線17が引き出されている。なお、ｎ本の光フ
ァイバセンサを用い、それぞれの蛍光ファイバ部分は、
蛍光ファイバ部分の存在しない個所が発生しないよう
に、nLの検出領域において、所定のピッチＬだけずらし
て配置される。
【００１９】そのため、nLの領域において、放電が発生
したときは、放電光が光ファイバセンサの蛍光ファイバ
の側面から入射して蛍光に変換され、かつ受光素子で電
気信号に変換されて、出力信号線17から出力する。そし
て、いずれの出力信号線から出力信号が発生したかによ
って、発光位置が検出される。
【００２０】発光位置検出装置ｂは、タンク14中におい
て、パイプ18の中に、図９に示す単一の光ファイバセン
サ７を挿通し、両端の受光素子は、出力口19、20に内蔵
され、出力口19、20から引き出されている出力信号線2
1、22が、比較回路６に接続されている。そのため、比
較回路６において、光ファイバセンサ７の両端の受光素
子の検出信号の強度を比較することで、検出領域Ｌにお
ける放電光の発光位置を検出できる。
【００２１】ガス絶縁開閉器に故障が発生した場合の復
旧時間を短縮し、電力を安定供給するため、故障に対す
る予備診断システムが不可欠である。ガス絶縁開閉器は
故障が発生する前駆現象として、異常部から前記のよう
な微弱な部分放電が発生するため、この微弱光を効率良
く検出するために、前記のような蛍光ファイバを用いた
光検出装置が提案されている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】図12は、図11における
Ｂ−Ｂ断面図である。４は前記のアーク放電や部分発光
による発光であるが、このような発光４は常に光ファイ
バセンサ７側で起きるとは限らず、図示のように光ファ
イバセンサ７に対し反対側で発光が起きると、高圧開閉
器13…に遮られるため、光ファイバセンサ７で受光でき
ない場合がある。
【００２３】また、光ファイバセンサ７は線状に張られ
ており、受光面積が小さいため、発光が光ファイバセン
サ７側で起きたとしても、光ファイバセンサ７の蛍光フ
ァイバでは、わずかの光量しか捕捉できず、検出の信頼
性に難点がある。しかも、光ファイバセンサ７に入射す
る光の強度は、発光位置と光ファイバセンサ７間の距離
の二乗に反比例するため、光ファイバセンサ７から遠い
位置で発光が起きた場合は、正確に検出できない恐れが
ある。
【００２４】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、任意の位置における発光を、しかも微弱な発光
であっても確実に検出可能とし、光検知の信頼性を高め
ることにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】図１は本発明による光検
出装置の基本原理を説明する断面図である。本発明の光
検出装置は、蛍光色素を含有した蛍光ファイバＦと蛍光
色素を含有したプラスチック製の集光器31からなってい
る。そして、蛍光ファイバＦの蛍光波長λｆより集光器
31の蛍光波長λｃが短かい。請求項１の発明では、この
ような集光器31が、蛍光ファイバＦの側面に配置されて
いる。
【００２６】請求項２の発明は、鎖線で示すように、前
記集光器31と同じ材料からなる集光器32を追加し、一対
の集光器31、32の間に、蛍光ファイバＦを外周側から挟
むように配置した構成になっている。
【００２７】請求項３の発明は、蛍光ファイバＦを外周
側から挟むように配設した一対の集光器31、32が、円弧
状になっているものである。
【００２８】請求項４の発明は、請求項３の集光器31、
32を延長して一体の筒状に形成した構成である。その結
果、筒状集光器30の軸心と平行方向に蛍光ファイバＦが
配置されることになる。
【００２９】請求項２〜４の発明においては、蛍光ファ
イバＦの側面全部が一対の集光器31、32間に挟まれた構
成をも含むが、請求項５の発明は、蛍光ファイバＦの外
周の少なくとも片側に、集光器で囲まれない領域33を有
しているものである。
【００３０】請求項６の発明は、請求項１〜５の集光器
において、蛍光ファイバＦと対向する端面34が凸レンズ
となっている構成である。
【００３１】請求項７の発明は、請求項１〜６記載のプ
ラスチック製集光器が、アクリル樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリスチレン樹脂もしくはこれらの共重合体樹
脂などの透明プラスチックで構成されているものであ
る。
【００３２】請求項８の発明は、請求項１〜７記載のプ
ラスチック製集光器に添加されている蛍光色素が、ペリ
レン系色素、ＢＢＯＴ、クマリン色素、イミダゾール色
素もしくはこれらの混合色素などの有機色素であるもの
である。
【００３３】請求項９の発明は、すだれ状に並べた複数
本の蛍光ファイバｆ…を、両端44、45を揃えた状態でリ
ング状に曲げて集光器43を構成し、各蛍光ファイバｆ…
の両端44、45間に位置検出用の蛍光ファイバＦを配置し
てなるものである。
【００３４】請求項10の発明は、前記の集光器43を構成
する各蛍光ファイバｆ…が間隔をおいて配設されてお
り、隣接する蛍光ファイバの間に透明体48が介在してい
る構成である。
【００３５】請求項11の発明は、請求項９または10の蛍
光ファイバ製集光器43における複数本の蛍光ファイバｆ
…に代えて、複数本の蛍光色素を含有したプラスチック
製の線材を用いた構成である。
【００３６】
【作用】請求項１に記載のように、蛍光ファイバＦの側
面に集光器31が配設されているが、発光４が蛍光ファイ
バＦに直接入射した場合は、図８〜10に記載の原理によ
り、蛍光ファイバＦ中の蛍光色素12が蛍光を発生し、か
つ当該蛍光ファイバＦ中を伝播して、端面から出射す
る。この出射光を受光素子で電気信号に変換すること
で、発光位置を検出することができる。
【００３７】本発明の場合、この蛍光ファイバＦの側面
に集光器31が有るため、集光器31にも光が入射できる。
そして、蛍光色素を含有したプラスチック製集光器31に
発光４が入射すると、当該集光器31中の蛍光色素35が蛍
光を発生するが、蛍光ファイバＦの蛍光波長λｆより集
光器31の蛍光波長λｃが短かいため、集光器31中で発生
した蛍光が、端面34から蛍光ファイバＦ中に入射して、
蛍光ファイバＦ中の蛍光色素12を励起して蛍光を発生
し、当該蛍光ファイバＦの端面に伝播して、受光素子で
検出される。例えば、集光器の蛍光色が緑の場合は、蛍
光ファイバの蛍光色はこれより長い波長のオレンジや赤
となる。
【００３８】このように、集光器31に入射した光も捕捉
して光検出できるため、集光器31の大きさや形状を選定
することで、表面積の小さな蛍光ファイバＦにおける集
光力を補なって、精度の高い光検出が可能となる。すな
わち、集光器31の光捕捉面積が大きいため、蛍光ファイ
バＦには入射しない発光でも捕捉して、蛍光ファイバＦ
に入射でき、発光部と蛍光ファイバＦとの位置関係の影
響を受けない。また発光部の光量が小さくても、あるい
は蛍光ファイバＦから遠い位置で発光が起きても、集光
器31の大きな面積で捕捉できるため、確実に光検出でき
る。
【００３９】請求項１の発明では、蛍光ファイバＦの片
側に１個の集光器31を配設した構成も含むが、請求項２
の発明は、蛍光ファイバＦの両側に一対の集光器31、32
を配置した構成になっているので、両側の集光器31、32
で捕捉された光による蛍光が蛍光ファイバＦに入射す
る。このように２個の集光器31、32を用いるので、光の
捕捉面積が倍増することになり、光検出の信頼性がさら
に向上する。
【００４０】請求項１、２の集光器31、32は、形状は特
に限定されないが、請求項３の発明は、図３のように集
光器31、32が円弧状になっているため、円筒状の容器の
内部に配設するのに有効である。また、発光部に円弧状
の凹曲面38を向けることで、発光の捕捉がさらに確実と
なる。
【００４１】請求項４の集光器30は、筒状をしているた
め、筒状部30の内側で、あるいは外側で発光するように
配置することで、あらゆる位置における発光を確実に捕
捉して集光器30中で蛍光を発生し、蛍光ファイバＦに伝
えることができる。すなわち、発光部と蛍光ファイバＦ
との方向性が皆無となり、また光の捕捉面積も著しく増
大し、極めて信頼性の高い光検出が可能となる。
【００４２】以上のように、集光器31で受光して蛍光に
変換してから、蛍光ファイバＦ中で再度蛍光変換する場
合は、集光器31を経由して蛍光ファイバＦに入射するた
め、損失が発生する。これに対し、請求項５の発明は、
蛍光ファイバＦの外周の少なくとも片側に、集光器31、
32で囲まれない領域33を有しているため、この領域33か
ら直接蛍光ファイバＦに光が入射した場合は、変換損失
が発生せず、出力信号が大きくなるという効果が得られ
る。
【００４３】請求項６の発明は、図５に示すように、集
光器31、32の蛍光ファイバＦと対向する端面34が凸レン
ズとなっているため、集光器31、32中で発生した蛍光を
レンズ作用で蛍光ファイバＦ中に収束でき、光の検出効
率が向上する。
【００４４】請求項７の発明は、前記のプラスチック製
の集光器の材料であり、アクリル樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリスチレン樹脂もしくはこれらの共重合体樹
脂などの透明プラスチックなどが、蛍光の透過性や集光
性の上ですぐれている。
【００４５】請求項８の発明は、前記のプラスチック製
の集光器に添加される蛍光色素の材料であり、ペリレン
系色素、ＢＢＯＴ、クマリン色素、イミダゾール色素も
しくはこれらの混合色素などの有機色素が、蛍光変換効
率にすぐれている。
【００４６】請求項９の発明は、図６に示すように、す
だれ状に並べた複数本の蛍光ファイバｆ…をリング状に
曲げて集光器43を構成しているため、請求項４の筒状集
光器と同等の作用、効果を奏する。そして、集光器43を
蛍光ファイバでも構成できるという利点が得られる。こ
の場合、発光位置検出用蛍光ファイバＦの蛍光波長λｆ
より集光器用蛍光ファイバｆの蛍光波長λｃが短かいこ
とが前提である。
【００４７】請求項10の発明は、前記の集光器用の各蛍
光ファイバｆの間に透明体48が介在しているため、蛍光
ファイバｆによる集光器43の構成が容易となり、しかも
透明体48に入射した光も集光用蛍光ファイバｆに入射で
きる。
【００４８】請求項11のように、請求項９または10にお
ける複数本の集光器用蛍光ファイバｆに代えて複数の蛍
光色素を含有したプラスチック製の線材を用いることに
よっても、集光器を併用した光検出装置の製造が可能と
なる。
【００４９】
【実施例】次に本発明による光検出装置が実際上どのよ
うに具体化されるかを実施例で説明する。請求項１の発
明は、集光器を蛍光ファイバＦの片側に１個だけ配設し
た場合も、両側に配設した場合も含まれるが、図２は請
求項２のように、蛍光ファイバＦを両側から挟むように
集光器31、32を配置した実施例であり、蛍光ファイバＦ
との対向面34以外は、矩形状をしており、左右両側から
光を捕捉する場合は、上下の背面に反射膜36、36を設
け、集光器31、32中で発生した蛍光が、蛍光ファイバＦ
側に反射されるようになっている。なお、両端面37、37
にも反射膜を設けてもよい。
【００５０】また、請求項５の発明に従って、左右両側
に、集光器31、32の存在しない領域33、33が有るため、
この領域33、33に入射した光は、直接蛍光ファイバＦに
入射して、蛍光ファイバＦ中の蛍光色素によって蛍光を
発生し、当該蛍光ファイバＦの端面に蛍光５が伝播さ
れ、検出される。
【００５１】図３は請求項３の発明の実施例であり、蛍
光ファイバＦを上下から挟むように一対の集光器31、32
を配設してあり、それぞれの集光器31、32が円弧状にな
っている。この場合は、右側の凹曲面38側に発光部が位
置するように配置すると、凹曲面38のいずれかの位置で
発光を捕捉でき、光検出の信頼性が向上する。また、凹
曲面38側には、集光器31、32の存在しない領域33を設
け、蛍光ファイバＦに直接光が入射できるようになって
いる。
【００５２】上下の背面は反射膜36、36を設け、両端面
37、37にも反射膜を設けるのがよい。また、凸曲面39側
で発生した光も捕捉できるが、凹曲面38側のみにおける
光を捕捉する場合は、凸曲面39側にも反射膜を設けるの
がよい。
【００５３】図４は請求項４の発明の実施例である。30
は筒状の集光器であり、その軸心と平行方向に蛍光ファ
イバＦ配置部を有し、その中に蛍光ファイバＦが配置さ
れている。蛍光ファイバＦの配置部は、図３の構成と同
一構成になっており、円筒状集光器30の両端31、32は図
３における集光器31、32に相当する。したがって、図４
の構成における蛍光ファイバＦ配置部を切り出したの
が、図３の実施例である。
【００５４】図４のように、円筒状の集光器30の内部に
発光部を配置すると、円筒状集光器30の内壁40のいずれ
かの位置で確実に発光を捕捉して蛍光を発生し、蛍光フ
ァイバＦまで伝播できるため、光検出の信頼性が極めて
高くなる。また、受光面積も大きいため、円筒状集光器
30中における蛍光発光量も極めて大きく、検出出力が増
大する。
【００５５】円筒状集光器30の外側における発光も捕捉
する構成も可能であるが、内側における発光のみを検出
する場合は、外周面41に反射膜を設けると、集光効率が
向上する。なお、円筒状集光器30の両端面42、42にも反
射膜を設けると一層有効である。
【００５６】以上の各実施例は、蛍光ファイバＦとの対
向面34は蛍光ファイバＦと同じ曲率となっており、しか
も蛍光ファイバＦの外周に対向面34が密着しているが、
蛍光ファイバＦと対向面34との間に隙間を設けても差支
えない。
【００５７】図５は請求項６の発明の実施例であり、集
光器31、32の蛍光ファイバＦと対向する端面34、34が凸
レンズとなっている。このように蛍光ファイバＦと対向
する面を凸レンズとすることで、集光器31、32中で発生
した蛍光を蛍光ファイバＦに収束できるため、蛍光ファ
イバＦ中における蛍光の発光量が増大し、検出出力信号
が増幅される。なお、図５の思想は、図１〜図４の実施
例における蛍光ファイバＦとの対向面34にも適用できる
ことはいうまでもない。
【００５８】以上の各実施例におけるプラスチック製の
集光器31、32、30は、アクリル樹脂やポリカーボネート
樹脂、ポリスチレン樹脂もしくはこれらの共重合体樹脂
などの透明プラスチックで構成するのがよい。中でもア
クリル樹脂は、透明性にすぐれており、集光器中で発生
した蛍光を蛍光ファイバＦとの対向面34まで効率的に伝
播できる。これに対し、ポリカーボネート樹脂は、透明
性は劣るが、集光率にすぐれ、集光器中で発生した蛍光
が、外部に逃げにくく、効率的に蛍光ファイバＦとの対
向面34に案内される。
【００５９】また、前記のプラスチック製の集光器31、
32、30に添加される蛍光色素は、ペリレン系色素、ＢＢ
ＯＴ、クマリン色素、イミダゾール色素もしくはこれら
の混合色素などの有機色素を適用できるが、特にＢＢＯ
Ｔが有効である。
【００６０】図６は請求項９の発明の実施例であり、す
だれ状に並べた複数本の蛍光ファイバｆ…を、両端44、
45を揃えた状態でリング状に曲げて集光器43を構成した
例である。そして、各蛍光ファイバｆ…のアレイの両端
44、45間に位置検出用の蛍光ファイバＦが配置されてい
る。この実施例の作用、効果は、図４の円筒状集光器30
の場合と同じであるが、集光器の構成材料として蛍光フ
ァイバｆ…を用いた点が異なる。なお、各蛍光ファイバ
ｆ…の先端面を凸レンズ状に形成すると、図５の実施例
と同様に、発光位置検出用の蛍光ファイバＦ中おける発
光量増幅の効果が得られる。
【００６１】図７は請求項10の発明の実施例である。図
６のように多数の蛍光ファイバｆ…をリング状に形成す
る場合、図７のように透明板46の片面に、多数の溝47を
等間隔に形成し、各溝47中に蛍光ファイバｆ…を挿入し
た状態で、各蛍光ファイバｆ…と透明板46を一緒に曲げ
て円筒状に形成すると、容易に製造することができる。
なお、各蛍光ファイバｆの間に透明体48が存在するた
め、透明体に入射した光も蛍光ファイバｆ中に案内され
る。
【００６２】請求項11に記載のように、図６および図７
の実施例における蛍光ファイバｆ…に代えて、図１〜図
５における集光器31、32、30と同じ材質の線材、すなわ
ち蛍光色素を含有したプラスチック製の線材を用いるこ
とができる。
【００６３】以上のように集光器31、32や円筒状の集光
器30、43と発光位置検出用の蛍光ファイバＦを併用する
ことで、発光位置検出の信頼性が向上するため、図11に
示すガス絶縁開閉装置に実施することで、微弱な発光で
も、また高圧開閉器13…の裏側における発光でも、確実
に検出できる。なお、本発明は、SF6 ガス中における発
光の検出であれば、ガス絶縁開閉装置以外にも適用でき
ることは言うまでもない。
【００６４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、蛍光ファ
イバＦの側面から直接入射する光も検出できるほか、蛍
光色素を含有したプラスチック製の集光器31、32、30を
構成し、受光面の広い集光器31、32、30に入射した光で
蛍光を発生させて蛍光ファイバＦに伝播し、蛍光ファイ
バＦ中で再度蛍光変換して蛍光を発生させ、端面から取
り出し、光検出を行なうことができる。このように、集
光器31、32、30、43を併用することによって、光の受光
面積が増大し、受光量が増大するため、微弱な発光でも
検出できる。また、受光面積増大の結果、方向性が制限
されず、広い位置や遠くにおける発光も捕捉できるなど
の効果を奏し、光検出の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による光検出装置の基本原理を説
明する断面図である。
【図２】矩形状の集光器を用いた実施例を示す斜視図で
ある。
【図３】円弧状の集光器を用いた実施例を示す斜視図で
ある。
【図４】円筒状の集光器を用いた実施例を示す斜視図で
ある。
【図５】集光器の蛍光ファイバとの対向面を凸レンズ状
に形成した実施例の端面図である。
【図６】すだれ状に並べた複数本の蛍光ファイバからな
る集光器を例示する斜視図と平面図である。
【図７】溝付き透明板で集光用蛍光ファイバアレイを構
成した例を示す断面図である。
【図８】複数本の蛍光ファイバを用いた発光位置検出装
置の断面図である。
【図９】単一の蛍光ファイバを用いた発光位置検出装置
の断面図である。
【図10】BBOTをポリカーボネートにドープしてなる蛍光
ファイバ中における蛍光変換作用を説明する断面図であ
る。
【図11】図８、図９の蛍光ファイバ式発光位置検出装置
をガス絶縁開閉装置に実施した例を示す断面図である。
【図12】図11におけるＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
1a,1b,1c 光ファイバセンサ ２ 透明の光ファイバ 3,3a,3b 受光素子 Ｆ 発光位置検出用の蛍光ファイバ ４ ( 放電 )発光 ５ 蛍光 ６ 比較回路 ７ 光ファイバセンサ ８ コア ９ クラッド 10 入射光 11 蛍光 12 蛍光体 13 高圧開閉器 14 タンク 15,18 パイプ 16,19,20 出力口 17,21,22 出力信号線 23 アーク放電 24 異物 25 部分発光 30 蛍光色素を含有したプラスチック製の円筒状集光器 31,32 蛍光色素を含有したプラスチック製の集光器 33 蛍光ファイバ側面の集光器の存在しない領域 34 集光器の蛍光ファイバとの対向面 35 集光器中の蛍光色素 36 集光器の背面の反射膜 37 集光器の端面 38 円弧状集光器の凹曲面 39 円弧状集光器の凸曲面 40 円筒状集光器の内周面 41 円筒状集光器の外周面 42 円筒状集光器の端面 43 複数本の蛍光ファイバで構成したリング状集光器 ｆ 集光器を構成する蛍光ファイバ 44,45 蛍光ファイバ式集光器の端部 46 透明板 47 溝 48 透明体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 渡 東京都調布市西つつじケ丘二丁目４番１号 東京電力株式会社内 (72)発明者 田中 章 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 小島 雄次 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 藤井 清 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 山田 守 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 蛍光色素を含有した蛍光ファイバ(F) と
    蛍光色素を含有した平板状もしくは曲面状の集光器(31)
    を有し、 蛍光ファイバ(F) の蛍光波長( λf)より該集光器(31)の
    蛍光波長( λc)が短かいこと、 該集光器(31)は蛍光ファイバ(F) の側面に配置されてい
    ること、 を特徴とする光検出装置。
  2. 【請求項２】 蛍光ファイバ(F) を外周側から挟むよう
    に一対の集光器(31)、(32)を有していることを特徴とす
    る請求項１記載の光検出装置。
  3. 【請求項３】 蛍光ファイバ(F) を外周側から挟むよう
    に一対の集光器(31)、(32)を有し、それぞれの集光器(3
    1,32) が円弧状になっていることを特徴とする請求項１
    記載の光検出装置。
  4. 【請求項４】 前記の集光器は筒状をしており、その軸
    心と平行方向に蛍光ファイバ(F) 配置部を有し、その中
    に蛍光ファイバ(F) を配置してなることを特徴とする請
    求項１記載の光検出装置。
  5. 【請求項５】 蛍光ファイバ(F) の外周の少なくとも片
    側に、集光器で囲まれない領域(33)を有していることを
    特徴とする請求項１〜４記載の光検出装置。
  6. 【請求項６】 前記の集光器の蛍光ファイバ(F) と対向
    する端面(34)が凸レンズとなっていることを特徴とする
    請求項１〜５記載の光検出装置。
  7. 【請求項７】 前記の集光器がプラスチック製で、アク
    リル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂も
    しくはこれらの共重合体樹脂などの透明プラスチックで
    構成されていることを特徴とする請求項１〜６記載の光
    検出装置。
  8. 【請求項８】 前記のプラスチック製の集光器に添加さ
    れている蛍光色素が、ペリレン系色素、ＢＢＯＴ、クマ
    リン色素、イミダゾール色素もしくはこれらの混合色素
    などの有機色素であることを特徴とする請求項１〜７記
    載の光検出装置。
  9. 【請求項９】 すだれ状に並べた複数本の蛍光ファイバ
    (f… )を、両端(44,45 )を揃えた状態でリング状に曲げ
    て集光器(43)を構成し、各蛍光ファイバ(f…)の両端(4
    4,45 )間に位置検出用の蛍光ファイバ(F) を配置してな
    ることを特徴とする光検出装置。
  10. 【請求項10】 前記の各蛍光ファイバ(f… )は間隔をお
    いて配設されており、隣接する蛍光ファイバ(f) の間に
    透明体(48)が介在していることを特徴とする請求項８記
    載の光検出装置。
  11. 【請求項11】 複数本の蛍光ファイバ(f) に代えて複数
    の蛍光色素を含有したプラスチック製の線材を用いたこ
    とを特徴とする請求項８または９記載の光検出装置。
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