JPH0628819U - 反射鏡支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気象の変化に左右されずレーザ光を目的の方
向に導くことのできる反射鏡支持装置を提供する。 【構成】 反射鏡３を所定の位置に固定するための支持
柱２と、支持柱２を覆う断熱材４と、上記反射鏡３及び
支持柱２を囲繞し且つレーザ光軸上に透過窓９を有する
日除け部材５とを設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、レーザ光を反射するための反射鏡を地上の所定高さに支持する反射 鏡支持装置に係り、特に、気象の変化に左右されずレーザ光を目的の方向に導く ことのできる反射鏡支持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

プラントには、引火性や毒性のあるガスを貯留、移送するための貯留設備、配 管等が広い範囲に亘って配置されるものがある。引火性や毒性のあるガスがこう したプラント設備から漏洩すると危険なので、ガス漏れを検知するための光学式 のガス検知装置をプラントに備えることが考えられている。

【０００３】 光学式のガス検知装置は、ガスによるスペクトル吸収を利用してガス漏れを検 知するものである。その原理は、よく知られており、成分物質固有の吸収スペク トルにあたる波長の光が、吸収され、その時の吸収の度合いが成分の濃度に関係 することから、その波長の光の透過後の減衰率を調べれば、成分の濃度が測定で きるというものである。

【０００４】 このようなガス検知装置を用いて、プラントを監視するには、広い範囲が測定 対象となるので、光源にレーザ光を用い、要所に反射鏡を設置してレーザ光を導 くことにより、プラント周囲の大気中に測定用光路を形成する。ガス漏れを早期 発見するためには、測定用光路をプラントの広い範囲にくまなく張り巡らせ、見 逃しがないようにしなければならない。このためには、測定用光路は、複雑に引 き回されたプラント配管に沿わせ、大型のタンク等の近傍を通過させると共に障 害物を迂回させて設けられる。また、人や、車が通る場所では、光が遮断されな いように、測定用光路が地表より高い位置に設けられる。

【０００５】 図６に示される反射鏡支持装置６１は、このような地表より高い位置の測定用 光路を形成するために、細長い支持柱２を地面Ｇに植設し、反射鏡３を支持柱の 頂部に据え付けたものである。反射鏡の地表からの高さは、人の通行を考慮して 約２ｍに設定されている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、支持柱２は、鉄パイプ等で構成されるが、鉄パイプは、日中の温度 上昇により熱膨張して伸びを生じる。また、鉄パイプは、直射日光を浴びても温 度上昇するが、日照側と日陰側とで温度上昇に偏りがあるため、熱膨張による反 りや捩じれを生じてしまう。

【０００７】 このような支持柱２の伸び、反り、捩じれ等の変形は、支持柱が細長く形成さ れているので、その頂部では大きく現われることになる。このため反射鏡３が角 度や位置ずれを起こすことになる。

【０００８】 反射鏡３のずれは、プラントのガス検知装置にとっては、重大な障害となる。 というのは、測定用光路がプラントの広い範囲を巡るので光路長が非常に長く、 反射鏡間の間隔も大変離れている。従って、反射鏡３に僅かの角度のずれが生じ ても次の反射鏡に届くまでに光が大きくそれてしまう。そして、光が多数の反射 鏡を反射する間に、測定用光路から完全に離脱してしまう。このため、測定が不 能になる。

【０００９】 上述のように、反射鏡３を高い位置に設置するために支持柱２が細長く形成さ れているために気温の変化や日当たりによる変形が反射鏡の角度や位置ずれが大 きなることは、測定用光路を正しく維持するうえで問題となる。

【００１０】 そこで、本考案の目的は、上記課題を解決し、気象の変化に左右されずレーザ 光を目的の方向に導くことのできる反射鏡支持装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために本考案は、反射鏡を所定の位置に固定するための支 持柱と、支持柱を覆う断熱材と、上記反射鏡及び支持柱を囲繞し且つレーザ光軸 上に透過窓を有する日除け部材とを設けたものである。

【００１２】

【作用】

本出願人は、上記プラントのガス検知装置を開発すべく、反射鏡のずれ防止に 関して研究していたが、日中と夜間とでそのずれの度合いに大きな違いがあるこ とを発見した。そして、一日の間の反射鏡のずれの大きさと気温とを測定し、反 射鏡のずれが気温の変化に関連しており、夜間では比較的ずれが小さいことを発 見するに至った。さらに、反射鏡のずれが支持柱の温度に関連しているのではな いかと考え、支持柱の多箇所において一日の温度変化を測定したところ、日照側 と日陰側とで温度上昇に偏りがあることをも発見した。

【００１３】 これらの発見に基づき、支持柱の温度が気温の変化に影響されないようにする と共に直射日光が支持柱に当らないようにすれば、ずれをなくすことができる。 即ち、上記構成により、断熱材に覆われた支持柱は、気温が変化しても一定の温 度を保つことができる。また、日除け部材が支持柱を囲繞しているので、直射日 光による温度むらが防止される。かくして、支持柱は変形を免れ、反射鏡は気象 の変化に左右されず常にレーザ光を目的の方向に導くことができる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

【００１５】 図１に示されるように、本考案に係る反射鏡支持装置１は、地表上または地表 の固定物上に起立させて設けられた支持柱２と、その頂部に取り付けられた反射 鏡３と、支持柱２を覆う断熱材４と、これらを囲繞する日除け部材５とから構成 されている。

【００１６】 支持柱２は、所定の直径の円筒形の鉄パイプを地面Ｇに植設したものであり、 地上部の高さｈは１．９ｍである。この支持柱２の頂部に固定台６が水平に取り 付けられ、固定台６にレーザ光を反射する反射鏡３が、反射面を垂直にして取り 付けられている。この実施例では、レーザ光の入射角と反射角とは直角をなし、 レーザ光は、図の矢印Ａ方向から入射して紙面の手前方向に反射する。

【００１７】 断熱材４は、厚さ７５ｍｍのグラスウール製のテープ或いはシートを支持柱２ の外周に沿って巻き付けたものである。支持柱２の地上部は、断熱材４で一様に 覆われている。

【００１８】 日除け部材５は、地表より支持柱２に沿って反射鏡３の上方まで延出された側 板７を、支持柱２の四方に配置して囲み、頂部開口部を天板８で覆ったものであ る。側板７は、レーザ光の入出射方向に直交させて設けられ、レーザ光の入射す る位置及び出射する位置には、所定の大きさに開口された透過窓９がそれぞれ設 けられている。図では紙面手前側の側板の透過窓９は破線で示されている。本実 施例の日除け部材５は、直射日光による温度上昇を避けるために木材を使用して いる。

【００１９】 次に実施例の作用を述べる。

【００２０】 反射鏡支持装置１にあっては、日除け部材５に入射光及び出射光のための透過 窓９が設けられているので、反射鏡３はその用途を妨げられることはない。

【００２１】 グラスウール等の断熱材４に覆われた支持柱２は、外気との温度のやりとりを 遮断されており、気温が変化しても一定の温度を保つことができる。従って、支 持柱２の熱膨張による変形が防止される。

【００２２】 また、日除け部材５は、直射日光が支持柱２、反射鏡３、断熱材４に当ること を防止する。日除け部材５が支持柱２の四方及び上部を囲繞しているので、太陽 の方向が変わっても、一日中直射日光が遮断される。このように直射日光が遮断 されるので、直射日光による支持柱２の局所的な温度上昇がなくなり、反りや捩 じれ等の変形がなくなる。

【００２３】 上記断熱材４、日除け部材５の働きにより、支持柱２は一日中変形することが なくなる。支持柱２の変形がなくなるので、反射鏡３は気象の変化に左右されず 常にレーザ光を目的の方向に導くことができる。

【００２４】 次に、この反射鏡支持装置１を使用した場合と、従来の支持柱のみの反射鏡支 持装置を使用した場合の、反射鏡のずれの大きさを実験により比較し、本考案の 作用効果を明らかにする。

【００２５】 比較実験には図２に平面図で示す実験装置が用いられた。即ち、光源２１の比 較的近くの屋外に反射鏡支持装置１を２基配置し、下流側の反射鏡支持装置でレ ーザ光２２を屋内に導いた。屋内には、レーザ光２２の延長上に約５０ｍを隔て てスクリーン２３を直交させて設けた。スクリーン２３には、上下方向（ｙ方向 ）及び水平方向（ｘ方向）に目盛り等を設け、投影されるレーザ光スポットの位 置を計測できるようにした。図中に北の方角を示す。

【００２６】 測定は、一定時間おきの気温と、スポットのｘｙ位置、支持柱の周りの方角別 の温度を測定し、結果を時間軸上に記録した。

【００２７】 以上の実験装置にて、２基の反射鏡支持装置を両方とも本考案の反射鏡支持装 置１にした場合と両方とも従来の反射鏡支持装置６１にした場合について、同様 の実験を行った。ただし、本考案の場合の支持柱の周りの方角別の温度は、測定 していない。また、実験日が異なるため気温に差がある。

【００２８】 比較実験の結果を、図３〜図５に示す。

【００２９】 まず、図４の従来の場合の測定結果を見ると、図４（ａ）のｘ軸では、スポッ トは朝７時に急速にマイナス側に移動し、夕刻１６時頃にはピークに達している 。最大２０ｍｍの変化がある。また、図４（ｂ）のｙ軸では、スポットは朝７時 に一旦マイナス側に移動し、その直後急激にプラス側に大きく振れた後、午前か ら午後にかけてマイナス側に激しく移動し、１６時頃にピークとなる。最大５０ ｍｍ以上の変化が見られる。

【００３０】 一方、図３の本考案の場合の測定結果を見ると、図３（ａ）のｘ軸ではほとん ど同じ位置にスポットがあり、図３（ｂ）のｙ軸では多少の変動はあるものの略 一定の位置を保っている。

【００３１】 図３と図４とを比較すると、従来の場合では一日の間にスポットの位置がｘｙ 軸でそれぞれ２０ｍｍ、５０ｍｍ変動しているのに対し、本考案の場合では、最 大でも５ｍｍの範囲にとどまっている。図３（ｃ）、図４（ｃ）の気温を比較す ると、約１０度の違いがあるが、気温変化は、略同じである。従って、同じよう な気温変化の下で、従来に対して本考案の反射鏡支持装置は、ぶれが少なくなっ ていることが分かる。

【００３２】 また、図５に示された、従来の場合の、支持柱の周り（南西、南、南東、北東 、北、北西）の方角別の温度を見ると、午後になって気温が略一定しているにも かかわらず温度差が拡がり始め、１６時頃には、南西側、南側の温度が特に高く なっており、１５度近い温度むらがある。これを図４の従来の場合の測定結果に 合わせると、温度むらのピークとｘ軸及びｙ軸の変化のピークとが一致しており 、支持柱の温度むらが、ぶれの要因になっていることが分かる。そして、本考案 の場合には、支持柱の周りの温度は測定できなかったが、図３に示されたぶれの 測定結果から、支持柱の温度むらが解消されていることが推測できる。

【００３３】 以上、説明したように、本考案の反射鏡支持装置にあっては、気温や直射日光 の影響による支持柱の変形がなくなり、反射鏡が常に正しいレーザ光軸を維持さ れる。

【００３４】 なお、本実施例にあっては、支持柱２を地面Ｇに起立させて設けたが、建物等 の構造物から水平、斜めに突出させて設けてもよいことは勿論である。

【００３５】

【考案の効果】

本考案によれば、屋外を通るレーザ光軸が気象の変化に左右されることなく安 定するので、プラント等の屋外のガス検知装置の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構造図である。

【図２】本考案の効果を調べるための実験装置の見取図
である。

【図３】本考案の実験結果による光のずれを記録したグ
ラフを示す図である。

【図４】従来例の実験結果による光のずれを記録したグ
ラフを示す図である。

【図５】直射日光による支持柱の温度むらを記録したグ
ラフを示す図である。

【図６】従来例を示す構造図である。

【符号の説明】

１ 反射鏡支持装置 ２ 支持柱 ３ 反射鏡 ４ 断熱材 ５ 日除け部材 ６ 透過窓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 倉田 孝男 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)考案者 草葉 義夫 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 地表上または地表の固定物上に、計測の
   ためのレーザ光を反射する反射鏡を支持する支持装置に
   おいて、上記反射鏡を所定の位置に固定するための支持
   柱と、該支持柱を覆う断熱材と、上記反射鏡及び支持柱
   を囲繞し且つレーザ光軸上に透過窓を有する日除け部材
   とを設けたことを特徴とする反射鏡支持装置。