JPS63255608A - 滴下液滴検出装置の校正方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、人が直接近づくことができない例えば放射
線環境下での液体の漏洩による滴下液滴を遠隔から連続
的に検出する装置を校正するだめの方法に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 滴下液滴を遠隔的に検出する方法として、本願と同じ出
願人により特願昭６１−１６５１１１　号で提案された
方法がある。この方法は第４図に示したように、平行光
源１からの平行光Ｒ３を滴下液滴２に１つの平面内で入
射させる。滴下液滴２の形状は真球で近似できるので、
入射光の一部は液滴表面で反射された反則光となるとと
もに、一部は液滴内面に透過し屈折したのち再度液滴表
面から射出される透過屈折光となって散乱する。この反
射光と透過屈折光を、平行光Ｒ８と同じ平面内で平行光
の進行方向に対して角度θ（散乱角）だけ回転した方向
からみると、第５図のように液滴２内に２つの輝点、ず
なわら反射光による輝点Ａと透過屈折光による輝点Ｂを
みることができる。上記先願発明においては、実際の液
滴２内の輝点を観察する代わりに、散乱角θ方向に伝播
される光をレンズ等の光学結像系３を介して一次元光セ
ンサ４上に結像させ（第６図）、この像にあＣプる２つ
の輝点ａ。

ｂを一次元光廿ンサ４からの信号として得ることかでき
る（第７図）。第７図の輝点ａ、ｂ間の距離ｒ　１　＋
ｒ　２および光学結像系３の倍率によって実際の液滴２
の径２Ｒ（第５図）を算出することかできる。この液滴
径からざらに液滴の体積を算出し、これに滴下数を掛り
ることにより滴下量を求めることができる。

上述したような方法を応用して、圧力管型原子炉の圧力
管下端に設けられているシールプラグからの冷却水の漏
洩を検出、定量する装置例を第１図を参照して説明する
。この図は、圧力管群１０下部において１本の圧力管１
０ａ下端から冷却水が液滴２となって滴下している状態
を示しており、平行光源１はこの液滴２に向けて水平面
でスリット状の平行光ＲＳを照射する。

この液滴により散乱角θで散乱された反射光と透過屈折
光を光学結像系３により一次元光センサ４で検出する。

かような検出を多数の圧力管の１本毎について行なう必
要があるため、光源１と一次元光センサ４をそれぞれの
ベース゛１１゜１２上で移動させながら多数のポイント
を走査できるようになっている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら上記した先願発明の検出方法および検出装
置においては、次のような問題がある。

ｉ）滴下液滴は常時存在するものではないため、一次元
光センサからの信号が零を示す場合が多い。このとき、
滴下液滴が存在しないために信号がないのか、あるいは
センサが故障したために信号が発生しないのかの確認が
必要である。

ｉｉ）多数のポイン１へを走査するためには光源と一次
元光センザとの光学的な相対位置を順次移動させていく
ことになる。このとき、光源とセンサーとの光学的な位
置関係にずれが生ずると、センサは正常に機能していて
も、液滴からの散乱光を正しく検出することができない
。したがって光源とセンサとの光学的位置関係が相対的
にずれていないことを確認しなければならない。

面　一次元光センサの信号を基にして液滴径を算出する
ことになるため、レンズ等の光学系を含めた長さの校正
（幾何学的補正〉および焦点合ねｔ！、（ピント補正）
を精度よく行なう必要かある。

上記のごとき各項目の確認は、人が直接近づくことので
きない場所に設置された遠隔検出装置の場合には、特に
困難となる。

そこでこの発明は、滴下液滴を遠隔的に検出する上述し
たような装置について、センサの故障の有無や光源とセ
ンサとの光学的位置関係のずれの有無を確認することが
でき、さらには光学系の長さ校正や焦点合わせを遠隔・
非接触で連続的に行なうことができる方法を提供するこ
とを目的としてなされたものである。

〈問題点を解決するための手段・作用〉すなわちこの発
明は、滴下液滴に向けて水平面で平行光を照射する光源
と、所定の散乱角で該液滴から散乱された反射光と透過
屈折光とからなる散乱光を光学結像系を通して検出する
一次元光センザとからなり、該反則光と透過屈折光とに
より像中に形成される２つの輝点間の距離から液滴径を
算出する滴下液滴の遠隔検出装置を校正づ−る方法であ
って、滴下液滴検出の妨げにならずかつ前記光源からの
平行光が照射する所定位置に断面か真円状のカラス棒を
垂直に立設し、このガラス棒からの散乱光を前記の一次
元光センサで検出するものである。

このとき、一次元光センサによりガラス棒からの散乱光
を検出できれば、前記検出装置の光源、光学結像系およ
び一次元光センサが正しく機能していることが確認でき
る。

また、このガラス棒と光源と一次元光セン４ノーとの光
学的位置関係は最初に決められているから、実際に滴下
液滴検出操作を行なったのち、光源と一次元センザとの
光学的位置関係に相対的ずれかあった場合には、ガラス
棒からの散乱光の検出値を基準にして校正リ−ることか
できる。

この発明においては、上記のガラス棒に代えて、おるい
は必要に応じてガラス棒とともに、光透過性または光反
射性の基準スクーールを設置し、この基準スケールから
の透過光パターンを一次元光センザで検出する。

この基準スケールからの透過光または反射光パターンを
基準にして、前記検出装置のレンズ等の光学結像系を含
めた艮ざの校正（幾何学的補正）および焦点合わせ（ピ
ント補正）を行なうことができる。

〈実施例〉 以下に実施例を示す図面を参照してこの発明をさらに説
明する。

第１図および第２図はこの発明の校正方法を、この方法
が適用できる滴下液滴の遠隔検出装置とともに説明する
ものであって、圧力管型原子炉の圧力管群１０下部にお
ける１本の圧力管１０ａ下端から冷却水が液滴２どなっ
て滴下している状態を示している。前述したように、平
行光源１はこの液滴２に向〔プて水平面でスリット状の
平行光Ｒ５を照射する。この液滴により散乱角Ｏで散乱
された反則光と透過屈折光を光学結像系３により一次元
光廿ンサ４で検出する。

光源１と一次元光センサ４はそれぞれのベース１１．１
２上で移動できるようになっている。

滴下液滴の径および滴下量の測定原理は前述した先願発
明と同じであるのでここでは説明を省略寸−る。

この発明によれば、平行光源１で照明されている領域で
かつ圧力管群１０からの滴下液滴を検出するのに妨げに
ならない所定位置にガラス棒２０を垂直に立設する。こ
のガラス棒の断面は実質的に直円状とし、滴下液滴２の
断面形状に近似させる。

さらにこの発明によれば、上記ガラス棒とは別に、第２
図に示すような光透過性の基準スケール３０を設置する
。この基準スケールもまた、滴下液滴検出の妨げになら
ずかつ光源１からの平行光で照射されている位置に置か
れる。

通常の液滴測定時には、光源１および一次元光センサ４
をそれぞれのベース１１．１２’ｌ二で゛移動させなが
ら、両者の光学的位置関係を各圧力管下方位置に順次合
わせていき、圧力管１本宛について滴下液滴の有無を検
出する。このとき、ガラス棒２０と基準スクーール３０
は、液滴検出の妨げになることはない。

この発明に従って校正を行なうときには、ガラス棒２０
からの散乱光（反射光と透過屈折光）を受光できる位置
（第２図の丁）に一次元光センサ４を移動せしめる。こ
のときの一次元光センサ４の画素ごとの光の強さは第３
図ａのようになる。すなわち、一次元光センサの信号と
して、それぞれガラス棒２０からの反射光および透過屈
折光に対応した２つのピークが現われる。

この信号のｒ１十ｒ２の距離および光の強ざｐｌ、ｐ２
をガラス棒２０による初期の状態の値と比較し、許容範
囲内のずれであるか否かを確認する。これによって、光
源１と一次元光センザ４との光学的位置関係の相対的ず
れの有無を判定することができる。またこのとき、光源
１からの平行光がガラス棒２０によって散乱され、この
散乱光を光学結像系３を介して一次元光廿ンサ４で検出
することができれば、光源、光学結像系および一次元光
センザが故障なく正常に機能していることが確認できる
ことになる。

一方、例えばガラス基板上に基準となるパターンを刻し
た光透過性の基準スケール３０を用いて校正する場合に
は、基準スケールからのｊ六過充を受光できる位置（第
２図の■）に一次元光センサ４を移動せしめる。このと
きの一次元光センサの画素ごとの光の強さは第３図すの
ように、基準スケールの光透過パターンに対応して、矩
形波なら矩形波が、正弦波形なら正弦波形が現われる。

従ってこの場合も、基準スケール３０による初期の光透
過パターンと比較することによって、一次元光レンズ等
の光学結像系３の長さの校正とレンズの焦点合わせを行
なうことができる。

基準スケールに光反射性のスケールを使用した場合は、
透過部分と反射部分のパターンが反転するだけで、同様
の長さの校正と焦点合わせを行なえる。

上述１ノだようにガラス棒２０または基準スケール３０
を用いて校正する場合には、通常の液滴測定時とは別に
一次元光センサ４をそれぞれ所定位置工または■に移動
させなくてはならない。かような所定位置に一次元光セ
ンザ４が移動したことを確認するために、一次元光セン
サのベース１２の所定位置にリミットスイッチ等の位置
検出センサ（図示せず）を設置しておくことが望ましい
。これによって、リミットスイッチ等により所定位置■
または■に一次元光センザ４が移動したことを確認した
上で、この発明による校正の動作を行なうことができる
。

なお、この発明の方法を実施するに際しては、上記した
ガラス棒２０または基準スケール３０のどちらか一方の
みを設置してもよく、あるいは必要ならば両方を設置す
ることもできる。

〈発明の効果〉 以上説明したところかられかるようにこの発明において
は、人が直接近づくことができない場所で滴下液滴を遠
隔的かつ連続的に検出するための装置を、遠隔的に確実
に校正することができる。すなわち、滴下液滴に相当す
るガラス棒を液滴と同様に照明することによって、平行
光源と一次元光センザの両方が正常に機能していること
、さらにはそれらの光学的位置関係が正しいか否かを一
度に判定することができる。

さらには、基準スケールを照明することによって、レン
ズ等の光学系の長さ校正と焦点合せとを、液滴測定の合
い間に行なえるため、光学系の設定に誤差が生じてくる
のを未然に防ぐことができ、液滴の計測精度を維持する
ことができる。

特に、滴下する液滴の体積は、液滴径の３乗に比例する
ので、液滴径の測定誤差は体積誤差にすると約３倍に拡
大されることになる。従って高精度測定のためには、滴
下液滴検出装置による液滴径の連続測定の合い間に校正
を行なえるメリットは極めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図、第２図はこ
の発明の別な実施例を示す平面図、第３図ａはこの発明
によりガラス棒照射時に一次元光センサで得られる信号
のグラフ、第３図すはこの発明により基準スケール照射
時に一次元光センサで得られる信号のグラフ、第４図は
この発明の校正方法を適用できる滴下液滴検出装置の原
理を示す説明図、第５図は実際の液滴と２つの輝点を示
す説明図、第６図は光学結像系により得られる液滴と２
つの輝点の像を示す説明図、および第７図は第６図の像
から一次元光センサにより得られる信号のグラフでおる
。 １・・・平行光源、２・・・液滴、３・・・光学結像系
、４・・・一次元光センサ、１０・・・圧力管群、２０
・・・ガラス棒、３０・・・基準スケール、Ｒ８・・・
平行光。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、滴下液滴に向けて水平面で平行光を照射する光源と
   、所定の散乱角で該液滴から散乱された反射光と透過屈
   折光とからなる散乱光を光学結像系を通して検出する一
   次元光センサとからなり、該反射光と透過屈折光とによ
   り像中に形成される２つの輝点間の距離から液滴径を算
   出する滴下液滴の遠隔検出装置を校正する方法であつて
   、滴下液滴検出の妨げにならずかつ前記光源からの平行
   光が照射する所定位置に （ａ）断面が真円状のガラス棒を垂直に立設し、該ガラ
   ス棒からの散乱光を前記一次元光セ ンサで検出することによって前記検出装置 の正常機能および前記検出装置の光学的位 置関係のずれの有無を判定すること および／または （ｂ）光透過性または光反射性の基準スケールを設置し
   、該スケールからの透過光または反 射光のパターンを前記一次元光センサで検 出することによって前記検出装置光学結像 系の長さの校正および焦点合わせを行なう こと を特徴とする滴下液滴検出装置の校正方法。