JPS59154338A - 粒子検出装置 - Google Patents

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、気体の流れ内に含まれる粒子−の含有率や粒
子径を測定する場合に用いるもので。

その粒子を検出する装置に関するものである。

気体の流れ内に含まれる粒子の含有率や粒子ｉ子、たと
えば、水蒸気の流れの湿り度や水滴径を測定する場合、
従来第１図に示すような粒１Ｆ検出装置を使用している
。

０１は光源で、　Ｘ　ｏ　ｎ　ｏ　ｎ　−Ａ　ｒ　ｃラ
ンプのような連続した波長スペクトル光０２を発振する
ものである。

発振された光０２は１反射鏡０３やレノズ０４で集めら
れ、干渉フィルタ０５をス１ｎす、レンス０６で更に集
光されて光ファイバ０７へ導入される。丁″渉フィルタ
０５は、連続した波長スペク１−ルを有する光０２から
所定の波長光のみを取り出すものである。粒子の含有率
や径の測定には、即論−１２種類の波長光で十分なはず
であるが、実用土４・５種類の波長が必要となる。その
ため１渉フイルタ０５は１回転する円盤トに特性の異な
るフィルタを４・５（ｌｉＩＩｌ並へておき、それを回
すことによって光ファイバ０７へ導入する光０２の波長
を順次変化させている。

光ファイバ０７の後端０７Ａは１粒二ｒを含む気体の流
れ（以下１粒子流れという）Ａ中に位置しており光０２
を照射する。受光素子０８は１粒子流れＡを挾み光ファ
イバ０７の後端Ｑ７Ａと対向し。

１）（１射された光０２をレノス０９．ピンホール０１
０を介して受けるものである。光０２を受けた受光素イ
０８は、光強度に応じた電気信号を導線０１１によりア
ップ０１２へ出力するものである。

さて、光源０１を点灯して光０２を発振さぜる。

［渉フィルタ０５の円盤を回転させると、夫々波長域帯
の異なる波長光が順次取り出され、光ファイバ０７へ入
射される。従って、光ファイ／（０７の後端０７Ａより
粒子流れＡ内に射（１，６される光０２の波長も順次変
化する。受光素子０８は１粒子？Ａｉ、れＡ中の粒子に
より散乱された残りの光０２を受け、ア、・ゾロ１２ヘ
ー光強度に応じた電気信号を出力する。

なお、アップ０１２で所定のミル値に増幅された７″サ
ロク信は、テジタル信号に変換された後、電子削算機な
どに人力されて１粒子流れ中の粒子含有率や粒子径など
が演算される。

しかし、従来の粒子検出装置では２次の様な不具合も牛
していた。

（１）　　光源０１の問題 連続した波長スペク１〜ル光０２を発振する光源、たと
えば、　Ｘｅｎｏｎ−Ａｒｃランプなどは、高熱を発す
るものである。従って、光源０１を覆い、余分な所に熱
の影響が出ないように断熱祠を配設せねばならず、装置
として人世りなものになる。

（２）　　干渉フィルタ０５の問題 もｒ子流れＡ中に含まれる粒子の含有率や粒径の旧聞は
、Ｍｉｃの散乱理論に基づいて行われる。理論的には、
２種ヂロの波長光に月（）て粒子流れＡを透過した光０
２の強度を求めれば十分である。しかし、実用−１は４
・５種類の波長光を粒子流れＡ内に＋；（（射する必要
がある。

そのため１円盤に特性の異なるフィルタを取すイ」け、
この円盤を回転させて数種の波長光を得るようにしてい
る。従−３て１円盤を回転させる駆動部が必要となり７
また。それゆえ機械的な振動が発生して精度良く調整さ
れた光学系にＩＦ−いが生しる恐れかある。更には。

粒イ流れＡ中に！ＩＧ射されている光０２はＰ渉フィル
タ０５の円盤の回転によるものであり、受光素子０８て
受光されている光とを一対一に対応させるためのシステ
ムが必要となる。

（３）　　受光素子０８の問題 受光素子０８は、十分保護されてはいるものの２蒸気流
などの計測ではどう（ッても高温になる。このため温度
ドリフトを起こしてｉｌ　ｎｌ値に誤差が生じる。

本発明の粒子検出装置は２重複することなく順酢に波長
範囲の異なる光を発光する複数の発光タイオードと、夫
々の発光タイオードの前方に配設される干渉フィルタと
、この］−渉フィルタを通過する光を粒子流、れ中に夫
々導々送光用光ファイバと１粒子流れを挾み送光用光フ
ァイバの端部から発せられた光を受ける受光用光ファイ
バと、この受光用光ファイバの端部に配設され受光した
光強度に応じた電気信号を出力する受光素子°とからな
るものであるから９粒子流れに含まれる粒子の含有率や
粒イ径を測定するだめの電気信号を精度良く出力するこ
とができるようになる。

以下１本発明を第２図に示す一実施例の装置について説
明する。

■は発光タイオードで、夫々波長の異なる光２を発振す
るものであり２重複して同時に光２が発振されることの
ないようコントローラＩＡによって制御されている。ト
渉フィルタ３は。

夫々の発光タイオード１で発振された光２の半値幅を極
力小さくして夫々の送光用光ファイバ４に入射させるも
のである。夫々の送光用光ファイバ４の後端４Ａは粒子
流れＡ内に置かれており、受光用光ファイバ５の先端５
Ａが粒子流れＡを挾みこれに対向している。６は受光１
月光フアイバ５の後端５１３に配設される受光素子で。

その出力はアップ７に人力される。

＝Ｊノｌ−Ｌ＋−ラＩＡを操作し２発光タイオー）・Ｉ
−５順番にｔ１１流を流すと、夫々波長の異なる光２が
順次発振されることになる。発振された光２の半鎮幅は
夫々十分率さなものであるが、夫々の１２歩フィルり３
を通過することにより（（こ狭ばめら〕ｔ、各々の送光
用光ファイバ４へ入射される。この送光用光ファイバ４
内を通りその後端４Ａから粒子流れＡ内に夫々照射され
た光２は１粒子により散乱・減衰され残余のものが対向
した受光用光ファイバ５の先端５Ａに入る。

受光用光ファイバ５は、入射された光２をはとＡ２と減
衰させることなくその後端５１３に配設した受光素イ６
へ送る。受光素子６は、受けた光２の強ｊ隻に応じた゛
電気信号をアンプ７へ出力する。

なお、アンプ７は電気信号を増幅して、１蕉来通り屯イ
４１算機へ出力するので、所定の演算が行われて粒子流
れＡ中の粒−丁含有率や粒子径が求められる。

上述したように９本実施例の装置では。

（１）　　光源に発光タイオー１−１を使用しでいるの
で熱の発生が少な炙、従来の光源０１のように断熱を施
す必要がなくて１ノパクトになる。

（２）　　発光タイオード１を複数準備し２その発振す
る光２の波長を夫々異にするようにした。

従って１発光タイオード１を順番に発光させイ１ば粒−
ｒ流れＡに波長の異なる光２が照射され、受光素子６で
受けることができる。つまり、従来のように干渉フィル
タ０５を切り換える必要がなり、°機械的な振動は発生
しない。

また９発光タイオード１はコノトローラｌＡで制御され
るため、いかなる波長の光２が発振されているか確認で
き２ｉ１１州値との対応も要易となる。

（３）　　粒子流れＡに＋；ｈ射された光２は受光用光
ファイバ５て受けられ２　しかる後受光素了６へ入射さ
れる。従って粒子流れＡと受光素子６とを離すことが可
能となり、　１１清ｌ史ドリフ１へなどの問題は４トし
ない。

なとの効果を受ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の図、第２図は本発明の一実施例を
示す装置の図である。 １・・発光タイオー　ド、ＩＡ・・：コノトローラ。 ２・・・光、３・・・干渉フィルタ、４・・・送光用光
ファイバ、５・・・受光用光ファイバ、６・・・受光素
子−２０’ｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重複することなく順番に波長範囲の異なる光を発光する
   複数の発光タイ］−ドと、夫々の発光タイオートのｎａ
   方に配設される干渉フィルタと、この干渉フィルタを通
   過する光を粒子流れ中に夫々導く送光用光ファイバと１
   粒子流れを挾み送光用光フｌイバの端部から発せられた
   光を受ける受光用光ファイバと、この受光用光ファイバ
   の端部に配設され受光強ｊ徒に応した電気信号を出力す
   る受光素子とからなることを特徴とする粒子検出装置。