JPS63277989A - 光電式検知装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は被搬送物をカプセル等に入れて液送する搬送ラ
イン、において、カプセルの通過を光学的に検知する検
知装置に関する。

〔従来技術１戸。

実験用原子路においては植物の種子、工鉱業製品等放射
線の被曝実験用試料をカプセルに入れて実験棟と炉心と
を結んで配設された搬送ライン内を液送することが行わ
れている。

このような搬送ラインにおいては試料である被搬送物が
搬送ラインの途中で留まることなく炉心、或いは置駒棟
側に搬送されたか否かを確認するためカプセルの通過を
検知することが必要であり、これを光の送受によって検
知する光電的検知装置−が開発されている。

第３図は従来の光電式検知装置の部分断面図であり、搬
送管２１０周壁の相対向する位置に搬送路を隔てて向か
い合わせに小径の枝管２２．２２を設け、この枝管２２
，２２に透光性の保護板２３、レンズ２４を備えた支持
筒２５．２５　、更にほこの支持筒２５．２５に保護管
２６．２６を連設し、支持筒２５．２５のレンズ２４の
支持部に保護管２６．２６内を通して配設した光ファイ
バの一端をコネクタ２７を用いて連結しである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した如き従来装置においては、カプセル
の通過等によって何らかの圧力が保護板２３に加わり、
これが破損された場合、検知能力に影響はないものの、
放射能で汚染された水又は空気が外部に流出する等の虞
れがある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされ°たものであり、搬
送路に面する検知装置の保護面が破損された場合にはこ
れを検知することによって液、空気漏れを未然に防ぐ光
電式検知装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る光電式検知装置は搬送管中を液送される被
搬送物を光学的に検知する装置において、被搬送物の搬
送路及び該搬送路を隔ててその周壁に相対向するよう貫
設された一対の窓孔を備え、前記搬送路の両端を夫々前
記搬送管の搬送路と対向させた状態で搬送管間に介装さ
れる連結ブロックと、該連結ブロックの各窓孔に水密状
態に夫々嵌合固定された封止筒と、各封止筒にあって前
記連結ブロックの内側寄りには封止筒の軸長方向に対し
て垂直に、また外側寄りには軸長方向に対して所定の傾
斜角度を設定して夫々密に嵌合固定した透光性を有する
保護板と、各封止筒の前記連結ブロックの外側寄りの保
護板に対向保持されたコリメータと、各コリメータの外
側に前記搬送路を隔てて夫々光ファイバの各一端を対向
保持すべく連結固定されたコネクタとを具備することを
特徴とする。

〔作用〕

一方の光ファイバから投射された光はコリメー・　タ及
び封止筒を経て搬送路を通過して他方の封止筒及びコリ
メータを経て同じく他方の光ファイバにて受光される。

被搬送物が搬送路を液送された場合、投射光は被搬送物
によって一時遮断され液送されたことが検知される。

そして搬送路に面する各封止筒の連結ブロックの内側寄
りに固定された保護板の少な（とも一方が破損された場
合、搬送液が外側寄りに固定された保護板迄満たされ、
投射光は搬送液及び保護板の傾斜によって屈折され受光
側の光ファイバの受光位置から外れる。

そうすると投射光が常時検出されず、光電式検知装置は
保護板が破損されたことを検知する。

（実施例） 以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。第１図は本発明に係る充電式検知装置（以下
、本発明装置という）の側断面図、第２図は第１図の■
−■線による断面図であり、図中３０．３０は搬送管を
示している。

搬送管３０は両端にフランジ３１を備えており、フラン
ジ３１同士をボルト、ナンドにて緊締することにツリ一
連に連結されて搬送ラインを構成しており、その一端部
は図示しない実験棟等に、また他端部は原子炉の炉心内
に位置せしめられ、そしてこの搬送ラインの中間部に本
発明装置１が介装せしめられている。

本発明装置ｌは連結ブロック２の中心線に沿って形成し
た搬送路２ａの周壁に対向させて、一対の窓孔２ｂ、２
ｂを開口させ、各窓孔２ｂ、２ｂに保護板６及び７を夫
々内蔵した封止筒３．３と、コリメー　。

り２０．２Ｇとを夫々嵌合固定し、各コリメータ２０．
２０にコネクタ１９を介して光ファイバＦ、、Ｆ２を相
互に対向接続せしめて構成しである。

連結ブロック２はＡｌ或いはステンレス鋼等の金属製又
は機械強度が大のプラスチック製であって厚内の角筒状
をなし、軸心位置に搬送管３０の搬送路の直径と略等し
い円形の搬送路２ａを備え、また対向する２面の軸長方
向の中央部には搬送路２ａと直交させて搬送路２ａに面
して開口する窓孔２ｂ、２ｂを備えており、搬送路？ａ
の両端を搬送管３０．３０の搬送路と整合させた状態で
軸長方向にフランジ３１゜３１を貫通する図示しないボ
ルトによって一体的に連結されている。

窓孔２ｂ、２ｂは同径であって夫々内面の外側から適当
長さ螺条が形成され、また内奥には中心部に縮径された
孔が開孔され、この孔を通じて搬送路２ａに連通されて
いる。

封止筒３，３は窓孔２ｂの長さより短い厚肉の円筒状を
なし、窓孔２ｂに形成された前記螺条に蝉合された封止
部固定す７　）　１３．１３によって夫々連結ブロック
２の外側より窓孔２の底面に当接され固定されており、
この当接面に金属製の０リング１０゜１０を介装させで
ある。封止筒３，３はこれらの両端面から夫々２段階に
縮径され、連通されており、この最小径部は前記窓孔２
ｂの縮径孔と略同径であり、中径部はサファイア製等の
透光性を有する前記保護板６及び７と略同径であり、こ
れらがゴム性の０リング１１．１１を介して夫々水密状
態に嵌合されている。

そして大径部の内面には図示しない螺条が形成されてお
り、これに保護板固定ナツト４，４及び９．９が封止筒
３．３の両端面と面一状態に螺合され、前記保護板６．
６及び７．７を夫々カラー５．５及び８．８を介して固
定している。

保護板固定ナツト４，４及び９，９とカラー５゜５及び
８，８には前記封止筒３の最小径部と同径同心の孔が夫
々設けられている。封止筒３，３の夫々搬送路ｚａ側の
保護板６．６は封止筒３．３の軸長方向に対して夫々垂
直に固定され、また封止部固定ナツ）　１３．１３側の
保護板７，７は軸長方向に対して夫々反対方向に後述す
る所定角度傾斜させて固定されている。

保護板固定ナツト９．９にはこれより大径のフランジ２
０ａ　、　２０ａを一端面に有するコリメータ２０．２
０が金属性の０リング１２．１２を介装させて当接され
ており、コリメータ２０．２０はフランジ２０ａ、２０
ａが前記封止部固定ナシｌ−１３，１３内に夫々螺合さ
れたコリメータ固定ナラ）　１４．１４によって押圧さ
れ固定され、光軸を一致させている。

コリメータ２０．２０の他端面には光ファイバＦ１゜Ｆ
２のコネクタ１９．１９がその軸心線をコリメータ２０
．２０の光軸に一致させた状態で固定されている。

各コネクタ１９．１９は夫々レセプタクル１９ａ、１９
ａとプラグ１９ｂ、　１９ｂとからなり、各プラグ１９
ｂ、　１９ｂには各光フランジＦ、、Ｆ２の一端が固定
され、プラグ保護管１８．１８が外嵌されている。

コネクタ１９．１９のレセプタクル１９ａ、１９ａ及び
プラグ保護管１８．１８は熱収縮性チューブ１７．１７
にて被覆され、更に熱収縮性チューブ１７．１７及びコ
リメータ２０．２０は別の熱収縮性チューブ１６．１６
にて被覆されている。

各熱収縮性チューブ１６．１６と前記コリメータ固定ナ
ツト１４．１４との間隙にはエポキシ樹脂製等の充填材
１５が充填されコリメータ固定ナラ）　１４．１４の外
側端面と面一の状態にある。

光ファイバＦ１＊　　Ｆ２はいずれも単芯であって、保
護パイプ２１内に挿通されており、その一端はプラグ１
９．１９内を通してその先端面をプラグ１９．１９の先
端面と面一とした状態でこれと同心状に位置させてエポ
キシ樹脂等にて一体的に固定され、また光ファイバＦ、
の他端は光源に、−刀先ファイバＦ２の他端は受光部に
夫々接続されている。

そして保護バイブ２１内にはその１又は複数個所にパイ
プの内面と光ファイバＦ　１　＋　　’Ｆ　２との間の
隙間を封止すべくシリコン製等の充填材２２が所要長に
亘って密に充填されている。

上述の如く構成された本発明装置においては光ファイバ
Ｆ１の端部に配された光源から発せられた光を光ファイ
バＦｌ、コリメータ２０．保護板７及び６を経て搬送路
２ａ内に投射し、これと反対側の保護板６及び７．コリ
メータ２０．光ファイバＦ２を経て受光部で捉える状態
に設定してあり、更に保護板６．６の少なくとも一方が
破損された場合には投射光が水によって屈折して受光側
の光ファイバＦ２の受光面を外れるように光フアイバ側
の保護板７．７の傾斜角度が設定されている。

次に前記保護板７．７の傾斜角度の設定値を決定する方
法を示す。

第３図は保護板７の傾きによる光軸の変化量を示す説明
図であり、保護板６が破損されていない場合、即ち保Ｍ
板７　（サファイア製）を壕界面とする青領域が夫々空
気である場合を示している。

スネルの法則により次式が成り立つ。

ｎｌ　　ｓｉｎθ１−ｎ２　　Ｓｉｎθ２−ｎ３ｓｉｎ
θ３　…（１）ここで０１．ｎ３；空気の屈折率（−１
）ｎ２　　Ｈサファイアの屈折率（−１，７６８）であ
り、光軸と直交する平面に対する保護板７の傾きをθχ
とすると、θＸ−０１となり、ｎｔ　−０３の場合、θ
１＝０３であり、光軸はδだけ平行移動する。変化量δ
は次式によって求められる。

変化量δはコリメータ２０．２０が同軸上に設置されて
いるため、この値が大きくなる−とコリメータの光軸を
一致させるための調整を必要とするので保護板７の傾き
θＸを十分小さく設定すると、上式％式％） と近似され、θ１−θにより δ−１・θｘ　　（１−−） と求まる。第４図は上式を用いて保護板７の厚さｔを４
諺とした場合の保護板７の傾きθにと変化量δとの関係
を求めたグラフであり、これより明らかな如くθ×が１
０度の場合においてもδは０．１鶴であり、保護板７を
ある程度傾斜させても保護板６が破損されていない場合
の光軸ずれは少なく、はとんど検知に影奮のないことが
分かる。つまりコリメータ２０．２０は同軸上に設置し
ておくことによりて十分に検知可能である。

第５図は保護板６が破損された場合、即ち保護板７を境
界とする一方の領域が水である場合の光軸の変化量を示
す説明図であり、ｎｌが水の屈折率（−１，３３＞に変
更されると、前記（１）式の関係により、θ２及びθ３
はｎｌが空気の場合よりも夫々大きくなり、光軸は平行
光線からθδだけ角度がずれる。

ここで０６は θδ−〇、−θに でありθ３は（１）式より と求まる。

第６図は上式を用いて同じ（保護板７の厚さｔを４ｆｉ
とした場合の保護板７の傾きθＸと光軸角度の変化量θ
δとの関係を求めたグラフである。

このグラフを用いて保護板の傾きθＸを決定する。

まず、第７図に示すようにコリメータ２０に光線□が斜
めに入射した場合、即ち、光軸が平行光線に対してθδ
だけ角度がずれた場合に光ファイバＦ２に光線が入射可
能な傾斜角度θ（−θδ゛）を求める。コリメータ２０
のレンズ焦点距離をｒ、光フツイバＦ２の直径を２ａと
し、θが十分小さ゛い値とするとａ＞ｆ・θという関係
が得られる。

これよりθ〈−１ここでａ　；　０．０５１ｆｉ（コア
径０．１−の光ファイバを使用したとする）、ｒ；２０
■とすると、θ＜０．１４３°。

つまりθδが０．１５度以上の値であれば、光ファイバ
Ｆ２の受光面から外れることとなり、これを第６図のグ
ラフに対応させてθＸを求めると、θＸは約０．４５度
と求まる。この結果保護板７は約０．４５度以上の傾斜
角度に設定すれば良く、例えば５度でも十分回部である
が、実際、保護板７を嵌合する傾斜面の成形等を考慮し
た場合、１．５〜３度程度が適当な値と思われる。なお
上述の説明においては受光側の保護板６が破損された場
合を示したが、投光側又は投光及び受光側の両方の保護
板が破損された場合においても、同様に前記傾斜角度に
よって投射光は受光側の光ファイバＦ２の受光面から確
実に外れることによって保護板の破損が検知される。

〔効果〕

本発明装置においては、万一、保護板が破損された場合
においても、もう一枚の保護板を有する二重構造としで
あるため、封止機能がｍわれることはなく、これと同時
に二枚口の保護板は所定の傾斜が付けられているため、
一方の光ファイバからの投射光は屈折して他方の光ファ
イバの受光面を外れる状態になるので保護板の破損を即
座に検知でき、液体の外部への漏出を未然に防止できる
等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ
線による断面図、第３図は正常時の光軸変化量の説明図
、第４図は保護板の傾きと光軸変化量の関係を示すグラ
フ、第５図は破損時の光軸変化量の説明図、第６図は保
護板の傾きと光軸角度の関係を余すグラフ、第７図は光
ファイバへの入射可能傾斜角度を示す説明図、第８図は
従来品の部分断面図である。 ２・・・連結ブロック　　２ａ・・・搬送路　　２ｂ・
・・窓孔３・・・封止筒　　６．７・・・保護板　　１
９・・・コネクタ２０・・・コリメータ　　Ｆ、、Ｆ２
・・・光ファイバ特　許　出願人　三菱電線工業株式会
社代理人　弁理士　河　　野　　登　　夫第　８１２１ 第　１ｒ２ 賂　２　図 〜　　　　　　　　　　　　１３　図 θＸ（＠） 第　Ｓ　図 ８、（＠）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、搬送管中を液送される被搬送物を光学的に検知する
   装置において、 被搬送物の搬送路及び該搬送路を隔ててその周壁に相対
   向するよう貫設された一対の窓孔を備え、前記搬送路の
   両端を夫々前記搬送管の搬送路と対向させた状態で搬送
   管間に介装される連結ブロックと、 該連結ブロックの各窓孔に水密状態に夫々嵌合固定され
   た封止筒と、 各封止筒にあって前記連結ブロックの内側寄りには封止
   筒の軸長方向に対して垂直に、また外側寄りには軸長方
   向に対して所定の傾斜角度を設定して夫々密に嵌合固定
   した透光性を有する保護板と、 各封止筒の前記連結ブロックの外側寄りの保護板に対向
   保持されたコリメータと、 各コリメータの外側に前記搬送路を隔てて夫々光ファイ
   バの各一端を対向保持すべく連結固定されたコネクタと を具備することを特徴とする光電式検知装置。