JPS58123196A

JPS58123196A - 異常検出装置

Info

Publication number: JPS58123196A
Application number: JP525782A
Authority: JP
Inventors: 小林　孜
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1982-01-16
Filing date: 1982-01-16
Publication date: 1983-07-22

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】本発明は被監視ケ所の物理的変化の異常、例えば温度、
圧力等の変化の異常を検知する新規な装置に関する。

従来、温度、圧力等の物理量の異常を検知する場合、物
理量を電気信号として取出す物理量／電気量変換型セン
サーが、例えば温度検出用としては熱電対、サーンスタ
ーが、又圧力検出用として社圧電素子が用いられた。こ
れ等の物理量／電気量変換型センサーを用いる異常検知
方法は被監視ケ所に設置され−に該センサーから、セン
サーよ勤離れた場所にある警報器まで電気ケーブルを施
設する必要があった。従りて検数ケ所の異常検知をする
場合は各センサーからおのおの電気ケープルを導くため
非常に複雑となる欠点があった。又電気ケーブルを用い
るために石油パイプラインのような引火可燃物の温度、
圧力の異常検知には電気火花による爆発の恐れがあ妙、
きわめて危険であった。又高圧充電物体の温度異常検知
には感電防止のために非常に複雑高価な装置を必要とし
丸。

本発明はこれ等の問題を解決するためになされたもので
あり、その特徴とするところは光源装置と受光装置の間
の光路に被監視部を位置せしめ、前記光路に該光路の光
量を前記被監視部の物理量の変化に応じて変化せしめる
センサーを設けたことにある。

光路としては光ファイバを用いるのが好適である。また
センサーとしては、物理量が温度の場合はバイメタルま
たは導体、圧力の場合はダイヤフラムが適当である。ま
た光路には複数の分光装置を設け、分光単位毎にセンサ
ーを設けることができる。以下本発明の実施例を図面に
もとづき詳細に説明する。

第１図は被監視部として高圧充電物体の３ケ所の異常を
検′知する実施例についての構成図である。

１は光源用電源である。２は電気ケーブルである。

３は光源でありで例えば発光ダイオード（ＬＩＤ）、レ
ーザーである。光源３と光源用電源１は電気ケーブル２
で接続されている。５は光分岐器（分光装置）である、
光分岐器５の光入側端祉光路形成の光７アイパー４を介
して光源３０光出側端に接続されている。７は高圧充電
物体の被検知ケ所０１ケ所である。８は該光ファイバー
６からの光量を、該高圧充電物体の被監視部７の物理量
の変化に応じて変化せしめるセンサー（以下光量可変セ
ンサーと称する）であり高圧充電物体７に密着して取付
けられている。光量可変センサー８の光入力端は光７ア
イパー６を介して光分岐器５０光出側端に接続されてい
る。光量可変センサー８０光出側端は光ファイバー９が
接続されている。１４は分光受光装置であって例えばホ
トトランジスタ１′ニー、ホトダイオードである０分光受光装置１４０光入翻
端は光ファイバー１３を介して光分岐器５０分岐光出側
端に接続されている。以下同様に５′。

テは光分岐器、６’、　６’、　９’、　９１．１３’
、　１３＃は光ファイバー、７’、７＃は高圧充電物体
の第２．第３番目の液検知ケ所、８’、８’Ｈ光量可変
センサー、１０は主受光装置、１４／、１４＃は分光受
光装置である。

そして光分岐器５′、光量可変センサー８′、光分岐器
５１１光量可変センサー８’％及び主受光装置１０は光
ファイバー６’、　？’、　＋Ｓ＃、　９＃で直列に接
続されている。光ファイバー９の他の一端は光分岐器５
′の先入側端に接続されている。又分光光電変換器１４
’、　１４’は光ファイバー１！ｉ’、　１３＃を介し
て光分岐器５／、　５１と接続されている。光普可費セ
ンサー８’、　８’は高圧充電物体７１．ｙｌに密着し
て取付けられている。１１は電気ケーブルである。１２
は警報器である。１１報器１２は電気ケーブル１１で主
受光装置１０に接続されている。尚、光分岐器５゜５′
、５Ｉとして社第３図に示すごとき半透鏡形のものが代
表的であり、入射光の一部を分岐するものであればよい
、光量可変センサー８９Ｂ’＠８’としては第４図に示
す如く被監視部７への伝熱部３９にバイメタルＳ６を接
続しこのバイメタルの曲げ変化に応じて光路の遮蔽面積
を変化させるバイメタル式、又は光路の中間にＧａＡｓ
などの半導体結晶を置いて温度変化により光の透過量を
変化させるエネルギー・ギャップ型等の、光通過量を変
化させるものであればいずれでも良い、１５は可搬履の
光電力測定器である。

次に以上の様にして構成され九本装置の動作について説
明する。先づ光源３は光源用電源１から供給される電力
によって点灯されている。光源５から出射される光は図
示しないが自動光出力制御、温度補償回路によりて出力
レベルの安定化が計られる。光源３から出射された光は
光ファイバー４、光分岐器５、光７アイパー６、光量可
変センサー８、光ファイバー９、光分岐器５′、光ファ
イバー６′、光量可変センサー８′、光ファイバー９′
、光分岐器５１．光ファイバー６１、光量可変センサー
８Ｉ及び光ファイバー９１を順次通過して主受光装置１
０に入る。又各党分岐器Ｓ、５’、５１に入射した光の
一部は分岐され分岐光出側端から出て、各々光ファイバ
ー１５．１５’、　１５＃を通過して各々、分光受光装
麺１４．１４’、　１４＃に入る。各光分岐器から分岐
される光は入射光の１０９Ｇ程度が望ましい。

第２図は主受光装置及び各分光受光装置の光電力を表わ
している。１６．１７，１８．１９は分光受光装置１４
．１４’、１４＃及び主受光装置１０の光出力表示位置
を表わしている。実線２０は各検知ケ用の温度が正常の
場合であり、光分岐器５．５’。

５Ｉｔ順次通過するたびに１０−づつ光電力は低下して
いく、破線２１は検知ケ所７′の温度が異常上昇した場
合の各ケ所の光電力を表わしており、光蓋可変センサー
８′で光は大きく減衰するために分光受光装置１４１及
び主受光装［１１０の光電力は大幅に低下して２４′及
び２５′と々る。２６は警報設定値であり主受光装置１
０の光電力が警報設定値２６以下となったら警報出力す
る。この様に３ケ所の被検知ケ所の内のいずれかが異常
になると主受光装置１０の光出力が低下して警報器１２
が働いて異常を運転員に知らせる。又警報器が働いた場
合光量可変センサー前層の分光受光装置の光出力の差を
可搬型光電力測定器１５で測定するととにより、いずれ
の被検知ケ所が異常となったかを知ることが出来る６例
えば被検知ケ所７′の温度が正常の場合には該検知ケ所
前層の分光受光装置１４−１４’の光出力は各ｋ　２５
．２４とな３ｌ−ｔ−Ｏ差１０ｓ程度であるが、温度が
異常の場合に轄分光受光装置１４′の光出力は２４′と
大幅に低下するので分光受光装置１４′と１４１との光
出力の差は大きなものとなることから被検知ケ所７′の
温度が異常となっていることを知ることが出来る。

以上本実施例では被検知ケ所が３ケ所の場合について説
明したが、実用上は最大６ケ所まで可能であり、これ以
上のケ所となると終端の主受光装置に達する光出力が５
０−以下となり、異常検知精度が低くなり、正確な検知
が困難となる。又本実施例では温度異常検知について説
明したが、他の例として可燃ガスタンク内の圧力異常検
知についても第５図に示すダイヤフラム式の光量可変セ
ンサーを用いることにより可能である。

第３図、第４図、第５図は、第１図に於ける光分岐器及
び光量可変センサーの各側を示すものである。第３図は
半透鏡を用いた光分岐器であり、一体２７の中に半透鏡
２８が対角線に置かれている。入射光は光ファイバー２
９から入り、レンズ３０から出射される。レンズ３０か
ら出射された光の大部分（本例は９０１Ｇ）’ｉｆ半透
鏡２８を通過してレンズ３０’に入射し、光ファイ、＜
−２９’へ導かれる。又レンズ５０から出射された光の
一部分（本例は１０チ）は半透鏡２８で反射してレンズ
３０’に入抄光ファイバー２９’に導びかれて、分岐光
として出ていく、第４図社高圧充電体の接続部近辺に光
量可変センサーとしてバイメタルを用いた前記光路辿断
型のセンサーを取付けた実施例である。光量可変センサ
−３１祉高圧充電体３２０表面に取付ビス３３及び３３
′で密着して取付けられている。光ファイバー３５より
入射した光はレンズ３４より出射してギャップ５８を通
過して受光レンズ３４′に入射し、光ファイバー３５′
に導かれる。一方、高圧充電体３２の熱は伝熱部３９を
介してバイメタル３６に伝わる。高圧充電体３２の温度
変化によってバイメタル３６祉上下に変位することによ
）バイメタル３６に取付けられた遮光部３７がギャップ
３８を通過する光を遮光することによって温度変化を光
出力変化として検知する。

第５図に示す光量可変センサー４０はタンクｉの壁部の
切欠き部Ｔ・にタンク内圧力の変化で伸縮するダイヤフ
ラムＢと密封装着し、同ダイヤフラムＢの先端に、光出
射レンズ３４と受光レンズ５４′間の光路用の遮光部４
１を突設したものである。

次に前記第１図実施例の変形例について説明する。前記
第１図実施例では温度異常ケ所を検知する方法として可
搬型光電力測定器１５を用いて各光量可変センサー前后
の分光受光装置の光電力を測定した。この方法によると
温度異常ケ所を検知するまでに時間を必要とするので常
設型の光電力測定器を設置して、各々分光受光装置１４
．１４’及び１４’との間を電気ケーブルで接続して、
常時分光受光装置の光電力を比較測定し異常ケ所を即刻
検知することが出来る。

以上説明した如く本発明紘高圧充電物体又は引火可燃物
体の複数ケ所の温度、圧力の異常を簡単な構成により確
実に検知し、その異常による整置を未然に防止するもの
で、適用範囲は広く、効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の光ファイバーを用いた異
常検知装置の側面構成図を示し、第２図は実施例の動作
図を示す、第３図は光分岐器の構成例を、第４図はバイ
メタル式の光量可変センサーの構成例を、第５図はダイ
ヤフラム式の光量可変センサーの構成例を夫々示す断面
説明図である。１・・・光源用電源　　２．１１−・・電気ケーブル　
３・・・光源　　　４．６，９．６’、９’、６１，９
＃、１３．１３’、１５＃−・・光ファイバー　　５．
５’、　５１・・・光分岐器　　７．７’、　７＃・・
・高圧充電体　　８．８′、ＢＩ・・・光量可変センサ
ー１０・・・主受光装置　　１２・・・警報器　　１４
．１４−１４′・・・分光受光装置　　１５・・・可搬
型光電力測定器　　１６．１７．１８．１９−・・光ｉ
力表示位置　２ｏ・・・温度正常時光電力　　２１・・
・温度異常時光電力２２、２３．２４．２４’、　２５
．２５’−・・各検知ケ所光電力　２６・・・２９、２
９’、　２９＃・・・光ファイバー　　　５０．５０’
、　５０’−ｖ７　ス５１−／（イメタル型減光センサ
ー３２・・・高圧充電体　　５５．５５’・・・取付ボ
ルト３４、５４’−・レンズ　　５５．５５’−光７ア
イパー３６・−バイメタル　　５７−・・透光部　　５
ｆ３−・ギヤラフ３９−・・伝熱部　　Ｂ・−ダイヤフ
ラム出願人　　新日本製鐵株式会社代理人弁理士　　　青　　　柳　　　　　　稔１・１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光源装置と受光装置の間の光路に被監視部を位置
せしめ、前記光路に骸光路の光量を前記被監視部の物理
量の変化に応じて変化せしめるセンサーを設けたことを
特徴とする異常検知装置。
（２）光ファイバーを光路に用いたことを特徴とする％
１−錆求の範囲第１項に記載の異常検知装置。
（３）物理量である温度の変化に応じて光路の迩へい面
積を変化せしめるセンサーとしてバイメタルを用いたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記
載の異常検知装置。
（４）物理量である圧力の変化に応じて光路の遮へい面
積を変化せしめるセンサーとしてダイヤフラムを用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
記載の異常検知装置。
（５）物理量である温度の変化に応じて光路の光量の透
過量を変化せしめるセンサーとして半導体結晶を用い九
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
記載の異常検出装置。
（６）光路に複数の分光装置を設け、分光単位毎にセン
サーを設は九ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜
第５項のいずれかに記載の異常検出装置。