JP2000019103A - 油膜検知装置 - Google Patents
油膜検知装置Info
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- JP2000019103A JP2000019103A JP10187079A JP18707998A JP2000019103A JP 2000019103 A JP2000019103 A JP 2000019103A JP 10187079 A JP10187079 A JP 10187079A JP 18707998 A JP18707998 A JP 18707998A JP 2000019103 A JP2000019103 A JP 2000019103A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】浄水場への流入水や工場排水施設からの流出水
に含まれる微量の油分を自動的に検知する偏光解析法を
利用した従来の油膜検知装置は、長期間連続運転を行う
場合などに、投光部と受光部への水面の波立ちによる水
飛沫や埃の汚染により、測定値に計測誤差が生じる。本
発明は、投光部と受光部を長期間安定に保護し、安定し
た連続計測が可能な油膜検知装置を提供することにあ
る。 【解決手段】投光部、受光部に配置した光学窓と共に、
遮水板、エアブロワ、エアカーテンをつくるエアブロ
ワ、超音波発信機などの併用、および酸化チタン膜をコ
ーティングした光学窓の使用等によって、水飛沫から投
光部と受光部を長期間安定に保護でき、安定した油膜の
連続計測が可能になった。
に含まれる微量の油分を自動的に検知する偏光解析法を
利用した従来の油膜検知装置は、長期間連続運転を行う
場合などに、投光部と受光部への水面の波立ちによる水
飛沫や埃の汚染により、測定値に計測誤差が生じる。本
発明は、投光部と受光部を長期間安定に保護し、安定し
た連続計測が可能な油膜検知装置を提供することにあ
る。 【解決手段】投光部、受光部に配置した光学窓と共に、
遮水板、エアブロワ、エアカーテンをつくるエアブロ
ワ、超音波発信機などの併用、および酸化チタン膜をコ
ーティングした光学窓の使用等によって、水飛沫から投
光部と受光部を長期間安定に保護でき、安定した油膜の
連続計測が可能になった。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水面上の油膜を検
知する装置に関する。詳しくは、浄水場、養殖場などに
流入する油分、また、工場排水施設などから流出する油
分を、水面上の油膜として自動的に検知する油膜検知装
置に関する。
知する装置に関する。詳しくは、浄水場、養殖場などに
流入する油分、また、工場排水施設などから流出する油
分を、水面上の油膜として自動的に検知する油膜検知装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】浄水場においては、原水の油汚染が水質
事故の約半数を占め取水停止や浄水場の清掃が必要にな
る重大事故であるために、また、養殖場では、油の流入
によって生産物が汚染または死滅する危険があるため
に、これらの取水施設への油の流入を常時監視する方法
と装置が求められている。一方、工場排水においては、
油分の混入した排水を公共水域に排出することは水質汚
染として社会的な問題であり、排水基準を満たす必要が
あるために、処理後の排水中に油分が残っているかどう
かを連続的に監視する方法と装置が求められている。
事故の約半数を占め取水停止や浄水場の清掃が必要にな
る重大事故であるために、また、養殖場では、油の流入
によって生産物が汚染または死滅する危険があるため
に、これらの取水施設への油の流入を常時監視する方法
と装置が求められている。一方、工場排水においては、
油分の混入した排水を公共水域に排出することは水質汚
染として社会的な問題であり、排水基準を満たす必要が
あるために、処理後の排水中に油分が残っているかどう
かを連続的に監視する方法と装置が求められている。
【０００３】浄水場において取水への油の流入を自動検
知する方法としては、従来から、（１）反射率測定法、
（２）ＴＶカメラによる画像監視法が知られている。ま
た、工場排水中の油分の検知方法としては、例えば、
（３）ヘキサン抽出・重量法（ＪＩＳ Ｋ０１０１、Ｊ
ＩＳ Ｋ０１０２）、（４）抽出・赤外線吸収測定法
（ＪＩＳ Ｋ０１０１，ＪＩＳ Ｋ０１０２）、（５）
乳化・濁度測定法、（６）蛍光測定法などが知られてい
る。
知する方法としては、従来から、（１）反射率測定法、
（２）ＴＶカメラによる画像監視法が知られている。ま
た、工場排水中の油分の検知方法としては、例えば、
（３）ヘキサン抽出・重量法（ＪＩＳ Ｋ０１０１、Ｊ
ＩＳ Ｋ０１０２）、（４）抽出・赤外線吸収測定法
（ＪＩＳ Ｋ０１０１，ＪＩＳ Ｋ０１０２）、（５）
乳化・濁度測定法、（６）蛍光測定法などが知られてい
る。
【０００４】しかし、これらの油分検知装置は、連続自
動測定が難しいこと、微量油分の検出が困難なこと、誤
動作が多いなどの問題点のあることが指摘されており、
それらを解決するために、（７）偏光解析法による油膜
検知装置が、本出願人らにより特願平９−９０４５３号
として出願されている。この従来の（７）偏光解析法に
よる油膜検知装置の構成例を図６に示し、以下にその測
定原理の概要を説明する。
動測定が難しいこと、微量油分の検出が困難なこと、誤
動作が多いなどの問題点のあることが指摘されており、
それらを解決するために、（７）偏光解析法による油膜
検知装置が、本出願人らにより特願平９−９０４５３号
として出願されている。この従来の（７）偏光解析法に
よる油膜検知装置の構成例を図６に示し、以下にその測
定原理の概要を説明する。
【０００５】この図において、レーザー光源１からの光
ビーム２を、油膜３の浮遊する波立った水面４に斜めか
ら照射する。水面４からの反射光５は、水面の波立ちに
よって様々な方向へ散乱するが、そのうち一定の角度で
反射した反射光を、ピンホール形状の受光手段６で受光
する。受光した光を偏光ビームスプリッタ７でＰ偏光成
分８とＳ偏光成分９に分離する。分離したＰ偏光成分８
とＳ偏光成分９をフォトダイオード１０とフォトダイオ
ード１１とで各々光電変換し、各々の光量を電気信号に
変換する。各々の電気信号をアンプ１２とアンプ１３と
でそれぞれ増幅した後、演算回路１４に入力する。演算
回路１４はＰ偏光成分とＳ偏光成分の光量比（以下、偏
光比と記す）を計算し、この偏光比を水面に油膜のない
正常時の基準値と比較することによって油膜の有無を判
定する。以上の説明の中のＰ偏光成分とＳ偏光成分の定
義は、光ビーム２の入射光軸が波のない平坦な水面と交
わる点に立てた水面の法線および入射光軸を含む平面に
平行な偏光成分をＰ偏光成分、垂直な偏光成分をＳ偏光
成分としている。
ビーム２を、油膜３の浮遊する波立った水面４に斜めか
ら照射する。水面４からの反射光５は、水面の波立ちに
よって様々な方向へ散乱するが、そのうち一定の角度で
反射した反射光を、ピンホール形状の受光手段６で受光
する。受光した光を偏光ビームスプリッタ７でＰ偏光成
分８とＳ偏光成分９に分離する。分離したＰ偏光成分８
とＳ偏光成分９をフォトダイオード１０とフォトダイオ
ード１１とで各々光電変換し、各々の光量を電気信号に
変換する。各々の電気信号をアンプ１２とアンプ１３と
でそれぞれ増幅した後、演算回路１４に入力する。演算
回路１４はＰ偏光成分とＳ偏光成分の光量比（以下、偏
光比と記す）を計算し、この偏光比を水面に油膜のない
正常時の基準値と比較することによって油膜の有無を判
定する。以上の説明の中のＰ偏光成分とＳ偏光成分の定
義は、光ビーム２の入射光軸が波のない平坦な水面と交
わる点に立てた水面の法線および入射光軸を含む平面に
平行な偏光成分をＰ偏光成分、垂直な偏光成分をＳ偏光
成分としている。
【０００６】上記の装置では、油膜の有る水面と無い水
面とで、反射した光のＰ偏光成分とＳ偏光成分との比が
異なることを利用して油膜を検知している。電磁波であ
る光は伝播方向に垂直な面内で振動する横波であり、そ
の特性からＰ偏光成分とＳ偏光成分は水面で各々独立に
反射されると考えることができる。そしてその反射光強
度は、フレネルの反射係数で規定され、光線の入射する
入射角度と媒質の屈折率（または誘電率）によって各々
独立に変化する。そのために水面に油膜が存在する場合
には、油と水の屈折率の違いによってＰ偏光成分とＳ偏
光成分の反射光強度が各々独立に変化する。そこで、反
射光のＰ偏光成分とＳ偏光成分を分離し、各々の反射光
強度をそれぞれ測定し、その比をとると、油膜の存在に
よってその値が変わるため、これにより油膜を検知する
ことができる。
面とで、反射した光のＰ偏光成分とＳ偏光成分との比が
異なることを利用して油膜を検知している。電磁波であ
る光は伝播方向に垂直な面内で振動する横波であり、そ
の特性からＰ偏光成分とＳ偏光成分は水面で各々独立に
反射されると考えることができる。そしてその反射光強
度は、フレネルの反射係数で規定され、光線の入射する
入射角度と媒質の屈折率（または誘電率）によって各々
独立に変化する。そのために水面に油膜が存在する場合
には、油と水の屈折率の違いによってＰ偏光成分とＳ偏
光成分の反射光強度が各々独立に変化する。そこで、反
射光のＰ偏光成分とＳ偏光成分を分離し、各々の反射光
強度をそれぞれ測定し、その比をとると、油膜の存在に
よってその値が変わるため、これにより油膜を検知する
ことができる。
【０００７】この手段の特徴は、光学的な測定であるた
め複雑な操作を必要とせず簡便に連続的に油膜を検知で
きることの他に、水面の波立ちや浮遊する異物の影響を
受けにくく、正確で高感度に油膜を検知できることであ
る。水面が波立ったり異物が浮遊してくると乱反射光が
生じるため、単に反射光の強度をモニタするだけである
と、その強度が変化して安定な測定が行えず感度が低下
してしまう。これに対してＰ偏光成分とＳ偏光成分の比
をモニタするようにすると、水面が波立って反射光の強
度が変化しても、一定の反射角で受光しているかぎり偏
光成分の比は変化しにくいため、安定で高感度な測定を
行うことができる。また、水面に浮遊する異物が有る場
合、ある範囲の入射角度でモニタすれば、Ｓ偏光成分を
Ｐ偏光成分で除した比は、油膜の存在により水に比べて
大きくなるのに対し、異物の場合は偏光が解消してその
比は小さくなるため、この違いによって油膜と異物を判
別することができる。
め複雑な操作を必要とせず簡便に連続的に油膜を検知で
きることの他に、水面の波立ちや浮遊する異物の影響を
受けにくく、正確で高感度に油膜を検知できることであ
る。水面が波立ったり異物が浮遊してくると乱反射光が
生じるため、単に反射光の強度をモニタするだけである
と、その強度が変化して安定な測定が行えず感度が低下
してしまう。これに対してＰ偏光成分とＳ偏光成分の比
をモニタするようにすると、水面が波立って反射光の強
度が変化しても、一定の反射角で受光しているかぎり偏
光成分の比は変化しにくいため、安定で高感度な測定を
行うことができる。また、水面に浮遊する異物が有る場
合、ある範囲の入射角度でモニタすれば、Ｓ偏光成分を
Ｐ偏光成分で除した比は、油膜の存在により水に比べて
大きくなるのに対し、異物の場合は偏光が解消してその
比は小さくなるため、この違いによって油膜と異物を判
別することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の偏光解析法によ
る油膜検知装置は、水面の波立ちの影響を受けにくく、
油膜を高感度に連続監視できる。ただし、波の大きい場
所に設置する場合には、投光部と受光部に水飛沫がかか
ってしまうので、光学窓を設置する必要があった。しか
し、長期間連続運転を行う場合には、この光学窓は水
垢、埃によって汚れてしまい、水垢、埃が光ビームの偏
光を解消して、偏光比の測定に誤差を生じるという問題
点があった。
る油膜検知装置は、水面の波立ちの影響を受けにくく、
油膜を高感度に連続監視できる。ただし、波の大きい場
所に設置する場合には、投光部と受光部に水飛沫がかか
ってしまうので、光学窓を設置する必要があった。しか
し、長期間連続運転を行う場合には、この光学窓は水
垢、埃によって汚れてしまい、水垢、埃が光ビームの偏
光を解消して、偏光比の測定に誤差を生じるという問題
点があった。
【０００９】本発明は、この課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、偏光解析法を利用する油
膜検知装置において、水面の波立ちによって生じる水飛
沫や埃から、投光部と受光部を長期間安定に保護し、安
定した連続計測が可能な油膜検知装置を提供することに
ある。
れたものであり、その目的は、偏光解析法を利用する油
膜検知装置において、水面の波立ちによって生じる水飛
沫や埃から、投光部と受光部を長期間安定に保護し、安
定した連続計測が可能な油膜検知装置を提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の第１の装置では、偏光解析法による油膜検
知装置において、水面の波立ちによって生じる水飛沫か
ら投光部と受光部を保護する方法として、光学窓と、光
学窓と水面の間に配置された１段または複数段の遮水板
を備える投光部と受光部を技術的手段として採用するこ
ととする。
め、本発明の第１の装置では、偏光解析法による油膜検
知装置において、水面の波立ちによって生じる水飛沫か
ら投光部と受光部を保護する方法として、光学窓と、光
学窓と水面の間に配置された１段または複数段の遮水板
を備える投光部と受光部を技術的手段として採用するこ
ととする。
【００１１】この第１の装置は、光学窓と共に遮水板も
設けたために、遮水板によって水飛沫の大部分が遮断さ
れ、また、埃も入りにくくなるので、投光部と受光部を
長期間安定に保護でき、油膜の安定した連続計測が行え
る。本発明の第２の装置では、偏光解析法による油膜検
知装置において、水面の波立ちによって生じる水飛沫か
ら、投光部と受光部を保護する方法として、光学窓と光
学窓に空気を吹き付けるエアブロワ装置を備える投光部
と受光部を技術的手段として採用することとする。
設けたために、遮水板によって水飛沫の大部分が遮断さ
れ、また、埃も入りにくくなるので、投光部と受光部を
長期間安定に保護でき、油膜の安定した連続計測が行え
る。本発明の第２の装置では、偏光解析法による油膜検
知装置において、水面の波立ちによって生じる水飛沫か
ら、投光部と受光部を保護する方法として、光学窓と光
学窓に空気を吹き付けるエアブロワ装置を備える投光部
と受光部を技術的手段として採用することとする。
【００１２】この第２の装置は、光学窓と共にエアブロ
ワ装置を設けたために、エアブローによって光学窓に付
着した水飛沫や埃を吹き飛ばすことができるので、投光
部と受光部を長期間安定に保護でき、油膜の安定した連
続計測が行える。本発明の第３の装置では、偏光解析法
による油膜検知装置において、水面の波立ちによって生
じる水飛沫から、投光部と受光部を保護する方法とし
て、光学窓と光学窓と水面の間にエアカーテンを形成す
るエアブロワ装置を備える投光部と受光部を技術的手段
として採用することとする。
ワ装置を設けたために、エアブローによって光学窓に付
着した水飛沫や埃を吹き飛ばすことができるので、投光
部と受光部を長期間安定に保護でき、油膜の安定した連
続計測が行える。本発明の第３の装置では、偏光解析法
による油膜検知装置において、水面の波立ちによって生
じる水飛沫から、投光部と受光部を保護する方法とし
て、光学窓と光学窓と水面の間にエアカーテンを形成す
るエアブロワ装置を備える投光部と受光部を技術的手段
として採用することとする。
【００１３】この第３の装置は、光学窓と共にエアカー
テンを形成するエアブロワ装置を設けたために、エアカ
ーテンによって光学窓に向かって飛んで来る水飛沫や埃
を遮断することができるので、投光部と受光部を長期間
安定に保護でき、油膜の安定した連続計測が行える。本
発明の第４の装置では、偏光解析法による油膜検知装置
において、水面の波立ちによって生じる水飛沫から、投
光部と受光部を保護する方法として、光学窓と光学窓を
振動させる超音波発信機を備える投光部と受光部を技術
的手段として採用することとする。
テンを形成するエアブロワ装置を設けたために、エアカ
ーテンによって光学窓に向かって飛んで来る水飛沫や埃
を遮断することができるので、投光部と受光部を長期間
安定に保護でき、油膜の安定した連続計測が行える。本
発明の第４の装置では、偏光解析法による油膜検知装置
において、水面の波立ちによって生じる水飛沫から、投
光部と受光部を保護する方法として、光学窓と光学窓を
振動させる超音波発信機を備える投光部と受光部を技術
的手段として採用することとする。
【００１４】この第４の装置は、光学窓と共に超音波発
信機を設けたために、超音波振動によって光学窓付着し
た水飛沫や埃を取り除くことができるので、投光部と受
光部を長期間安定に保護でき、油膜の安定した連続計測
が行える。本発明の第５の装置では、偏光解析法による
油膜検知装置において、水面の波立ちによって生じる水
飛沫から、投光部と受光部を保護する方法として、酸化
チタン膜をコーティングした光学窓とその光学窓に紫外
線を照射する光照射装置を備える投光部と受光部を技術
的手段として採用することとする。
信機を設けたために、超音波振動によって光学窓付着し
た水飛沫や埃を取り除くことができるので、投光部と受
光部を長期間安定に保護でき、油膜の安定した連続計測
が行える。本発明の第５の装置では、偏光解析法による
油膜検知装置において、水面の波立ちによって生じる水
飛沫から、投光部と受光部を保護する方法として、酸化
チタン膜をコーティングした光学窓とその光学窓に紫外
線を照射する光照射装置を備える投光部と受光部を技術
的手段として採用することとする。
【００１５】この第５の装置は、酸化チタン膜コーティ
ング光学窓と紫外線照射装置を設けたために、酸化チタ
ン膜は、紫外線の照射によって、汚れの固着原因となる
有機物を分解し埃、水垢の固着を防ぐ。また、水との接
触角度が小さいので、飛んできた水飛沫は水滴にならず
光学窓上に薄い膜となるため光ビームの偏光解消の影響
を小さくできる。従って、投光部と受光部を長期間安定
に保護でき、油膜の安定した連続計測が行える。
ング光学窓と紫外線照射装置を設けたために、酸化チタ
ン膜は、紫外線の照射によって、汚れの固着原因となる
有機物を分解し埃、水垢の固着を防ぐ。また、水との接
触角度が小さいので、飛んできた水飛沫は水滴にならず
光学窓上に薄い膜となるため光ビームの偏光解消の影響
を小さくできる。従って、投光部と受光部を長期間安定
に保護でき、油膜の安定した連続計測が行える。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を５つの実施例にも
とづき説明する。 ［実施例１］発明の第１の実施例としての油膜検知装置
を図１に示す。この図において、図６に示した符号と同
一のものは同一物を示している。
とづき説明する。 ［実施例１］発明の第１の実施例としての油膜検知装置
を図１に示す。この図において、図６に示した符号と同
一のものは同一物を示している。
【００１７】本発明の実施例が、図６に示す従来の油膜
検知装置と異なるのは、レーザー光源１と水面４の間に
光学窓１５と遮水板１６を、受光手段６と水面４の間に
光学窓１７と遮水板１８を追加したことある。光学窓１
５、１７の材質は光学ガラス（ＢＫ７）である。遮水板
１６、１８は２重になっていて、円錐形の中心に光ビー
ムを通す小さな穴があいた構造をしている。遮水板によ
って水飛沫の大部分が遮断され、また、埃も入りにくく
なるので、投光部と受光部を長期間安定に保護でき、油
膜の安定した連続計測が行える。 ［実施例２］発明の第２の実施例としての油膜検知装置
を図２に示す。この図において、図６に示した符号と同
一のものは同一物を示している。
検知装置と異なるのは、レーザー光源１と水面４の間に
光学窓１５と遮水板１６を、受光手段６と水面４の間に
光学窓１７と遮水板１８を追加したことある。光学窓１
５、１７の材質は光学ガラス（ＢＫ７）である。遮水板
１６、１８は２重になっていて、円錐形の中心に光ビー
ムを通す小さな穴があいた構造をしている。遮水板によ
って水飛沫の大部分が遮断され、また、埃も入りにくく
なるので、投光部と受光部を長期間安定に保護でき、油
膜の安定した連続計測が行える。 ［実施例２］発明の第２の実施例としての油膜検知装置
を図２に示す。この図において、図６に示した符号と同
一のものは同一物を示している。
【００１８】本発明の実施例が、図６に示す従来の油膜
検知装置と異なるのは、レーザー光源１と水面４の間に
光学窓１５とエアブロワ１９を、受光手段６と水面４の
間に光学窓１７とエアブロワ２０を追加したことある。
エアブロワ１９、２０はエアポンプを内臓していて、細
く絞った送風口から光学窓１５、１７に空気を勢いよく
吹き付ける。これにより光学窓に付着した水飛沫や埃を
吹き飛ばすことができるので、投光部と受光部を長期間
安定に保護でき、油膜の安定した連続計測が行える。 ［実施例３］発明の第３の実施例としての油膜検知装置
を図３に示す。この図において、図６に示した符号と同
一のものは同一物を示している。
検知装置と異なるのは、レーザー光源１と水面４の間に
光学窓１５とエアブロワ１９を、受光手段６と水面４の
間に光学窓１７とエアブロワ２０を追加したことある。
エアブロワ１９、２０はエアポンプを内臓していて、細
く絞った送風口から光学窓１５、１７に空気を勢いよく
吹き付ける。これにより光学窓に付着した水飛沫や埃を
吹き飛ばすことができるので、投光部と受光部を長期間
安定に保護でき、油膜の安定した連続計測が行える。 ［実施例３］発明の第３の実施例としての油膜検知装置
を図３に示す。この図において、図６に示した符号と同
一のものは同一物を示している。
【００１９】本発明の実施例が、図６に示す従来の油膜
検知装置と異なるのは、レーザー光源１と水面４の間に
光学窓１５とエアブロワ２１を、受光手段６と水面４の
間に光学窓１７とエアブロワ２２を追加したことある。
エアブロワ２１、２２は直列に並んだ複数の微小送風口
を持ち、送風口は光軸と垂直方向に空気を排出してい
て、光学窓に対してエアカーテンを形成している。エア
カーテンによって光学窓に向かって飛んで来る水飛沫や
埃を遮断することができるので、投光部と受光部を長期
間安定に保護でき、油膜の安定した連続計測が行える。 ［実施例４］発明の第４の実施例としての油膜検知装置
を図４に示す。この図において、図６に示した符号と同
一のものは同一物を示している。
検知装置と異なるのは、レーザー光源１と水面４の間に
光学窓１５とエアブロワ２１を、受光手段６と水面４の
間に光学窓１７とエアブロワ２２を追加したことある。
エアブロワ２１、２２は直列に並んだ複数の微小送風口
を持ち、送風口は光軸と垂直方向に空気を排出してい
て、光学窓に対してエアカーテンを形成している。エア
カーテンによって光学窓に向かって飛んで来る水飛沫や
埃を遮断することができるので、投光部と受光部を長期
間安定に保護でき、油膜の安定した連続計測が行える。 ［実施例４］発明の第４の実施例としての油膜検知装置
を図４に示す。この図において、図６に示した符号と同
一のものは同一物を示している。
【００２０】本発明の実施例が、図６に示す従来の油膜
検知装置と異なるのは、レーザー光源１と水面４の間に
光学窓１５と小型超音波発信機２３を、受光手段６と水
面４の間に光学窓１７と小型超音波発信機２４を追加し
たことある。超音波発信機２３、２４はそれぞれ、光学
窓１５、１７に接触していて、高速微小振動を光学窓に
与え、光学窓付着した水飛沫や埃を取り除く。これによ
って、投光部と受光部を長期間安定に保護でき、油膜の
安定した連続計測が行える。 ［実施例５］発明の第５の実施例としての油膜検知装置
を図５に示す。この図において、図６に示した符号と同
一のものは同一物を示している。
検知装置と異なるのは、レーザー光源１と水面４の間に
光学窓１５と小型超音波発信機２３を、受光手段６と水
面４の間に光学窓１７と小型超音波発信機２４を追加し
たことある。超音波発信機２３、２４はそれぞれ、光学
窓１５、１７に接触していて、高速微小振動を光学窓に
与え、光学窓付着した水飛沫や埃を取り除く。これによ
って、投光部と受光部を長期間安定に保護でき、油膜の
安定した連続計測が行える。 ［実施例５］発明の第５の実施例としての油膜検知装置
を図５に示す。この図において、図６に示した符号と同
一のものは同一物を示している。
【００２１】本発明の実施例が、図６に示す従来の油膜
検知装置と異なるのは、レーザー光源１と水面４の間に
酸化チタン膜をコーティングした光学窓２５と光学窓２
５に紫外線を照射する光照射装置２６を、受光手段６と
水面４の間に酸化チタン膜をコーティングした光学窓２
７と光学窓２７に紫外線を照射する光照射装置２８を追
加したことある。酸化チタンのコーティングは面精度を
保てるようにゾル・ゲル法によって施されている。酸化
チタン膜は、紫外線の照射によって、汚れの固着原因と
なる有機物を分解し埃の固着を防ぐ。また、水との接触
角度が小さいので、飛んできた水飛沫は水滴にならず光
学窓に薄い膜となるため光ビームの偏光特性への影響を
小さくできる。従って、投光部と受光部を長期間安定に
保護でき、油膜の安定した連続計測が行える。
検知装置と異なるのは、レーザー光源１と水面４の間に
酸化チタン膜をコーティングした光学窓２５と光学窓２
５に紫外線を照射する光照射装置２６を、受光手段６と
水面４の間に酸化チタン膜をコーティングした光学窓２
７と光学窓２７に紫外線を照射する光照射装置２８を追
加したことある。酸化チタンのコーティングは面精度を
保てるようにゾル・ゲル法によって施されている。酸化
チタン膜は、紫外線の照射によって、汚れの固着原因と
なる有機物を分解し埃の固着を防ぐ。また、水との接触
角度が小さいので、飛んできた水飛沫は水滴にならず光
学窓に薄い膜となるため光ビームの偏光特性への影響を
小さくできる。従って、投光部と受光部を長期間安定に
保護でき、油膜の安定した連続計測が行える。
【００２２】この実施例では、水面に光ビームを照射す
る投光手段としてレーザー光源１を用いたが、この投光
手段として紫外線ランプを用いた場合には、光学窓２
５，２７に紫外線を照射する光照射装置２６、２８を省
略することができる。実施例１〜５の図には油膜検知装
置の設置方法が示されていないが、水位の変化しない水
槽ではその周囲に固定して、水位の変化する河川、海洋
等では浮きフロートに乗せて水面に浮かして設置する方
法を採用することができる。
る投光手段としてレーザー光源１を用いたが、この投光
手段として紫外線ランプを用いた場合には、光学窓２
５，２７に紫外線を照射する光照射装置２６、２８を省
略することができる。実施例１〜５の図には油膜検知装
置の設置方法が示されていないが、水位の変化しない水
槽ではその周囲に固定して、水位の変化する河川、海洋
等では浮きフロートに乗せて水面に浮かして設置する方
法を採用することができる。
【００２３】また、太陽光などの外乱光の影響があると
きには、受光部の光電変換器の前に投光ビームの波長の
みを通す干渉フィルタを設けたり、投光ビームを変調し
てその変調周波数のみを信号処理部で選別したりして、
外乱光の影響を除くことができる。実施例では、Ｐ偏光
成分とＳ偏光成分の両方を含む光ビームを用いている
が、２つのレーザ光源を用いてＰ偏光特性を有する光ビ
ームとＳ偏光特性を有する光ビームを交互に照射して、
偏光ビームスプリッタ１２を省略して、反射光のＰ偏光
成分とＳ偏光成分の強度を１つの光電変換器１５で測定
するようにしても、実施例と同じ性能が得られる。
きには、受光部の光電変換器の前に投光ビームの波長の
みを通す干渉フィルタを設けたり、投光ビームを変調し
てその変調周波数のみを信号処理部で選別したりして、
外乱光の影響を除くことができる。実施例では、Ｐ偏光
成分とＳ偏光成分の両方を含む光ビームを用いている
が、２つのレーザ光源を用いてＰ偏光特性を有する光ビ
ームとＳ偏光特性を有する光ビームを交互に照射して、
偏光ビームスプリッタ１２を省略して、反射光のＰ偏光
成分とＳ偏光成分の強度を１つの光電変換器１５で測定
するようにしても、実施例と同じ性能が得られる。
【００２４】
【発明の効果】本発明の油膜検知装置は、従来の装置の
問題点である、水面の波立ちによって生じる水飛沫や埃
により、投光部と受光部が汚れ、長期間安定した連続計
測が行えない、という課題を解決するために考案された
ものであり、光学窓を設け、光学窓と水面の間に配置さ
れた１段または複数段の遮水板や光学窓に空気を吹き付
けるエアブロワ装置や、光学窓と水面の間にエアカーテ
ンを形成するエアブロワや、光学窓を振動させる超音波
発信機や、酸化チタン膜をコーティングした光学窓を用
いることによって、水面の波立ちによって生じる水飛沫
から、投光部と受光部を長期間安定に保護できる。その
結果、安定した油膜の連続計測が可能になった。
問題点である、水面の波立ちによって生じる水飛沫や埃
により、投光部と受光部が汚れ、長期間安定した連続計
測が行えない、という課題を解決するために考案された
ものであり、光学窓を設け、光学窓と水面の間に配置さ
れた１段または複数段の遮水板や光学窓に空気を吹き付
けるエアブロワ装置や、光学窓と水面の間にエアカーテ
ンを形成するエアブロワや、光学窓を振動させる超音波
発信機や、酸化チタン膜をコーティングした光学窓を用
いることによって、水面の波立ちによって生じる水飛沫
から、投光部と受光部を長期間安定に保護できる。その
結果、安定した油膜の連続計測が可能になった。
【図１】油膜検知装置の第１の発明例の模式図
【図２】油膜検知装置の第２の発明例の模式図
【図３】油膜検知装置の第３の発明例の模式図
【図４】油膜検知装置の第４の発明例の模式図
【図５】油膜検知装置の第５の発明例の模式図
【図６】従来の油膜検知装置の模式図
１ ： レーザ光源 ２ ： 光ビーム ３ ： 油膜 ４ ： 水面 ５ ： 反射光 ６ ： 受光手段 ７ ： 偏光ビームスプリッタ ８ ： Ｐ偏光成分 ９ ： Ｓ偏光成分 １０，１１： フォトダイオード １２，１３： アンプ １４ ： 演算回路 １５，１７： 光学窓 １６，１８： 遮水板 １９，２０： エアブロワ ２１，２２： エアブロワ ２３，２４： 超音波発信器 ２５，２７： 酸化チタンコーティング光学窓 ２６，２８： 光照射装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 乾 貴誌 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 福田 政克 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 多田 弘 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G059 AA05 BB05 CC14 EE02 EE04 FF01 GG01 GG04 HH03 JJ22 MM01 NN07 PP01
Claims (5)
- 【請求項１】油膜の浮遊する水面に、光ビームを照射す
る投光手段と、前記水面からの反射光を規定した反射角
度で受光する受光手段と、受光した反射光を入射光軸が
水面と交わる点に立てた水面の法線および入射光軸を含
む平面に平行な偏光成分（以下、Ｐ偏光成分と記す）と
前記平面に垂直な偏光成分（以下、Ｓ偏光成分と記す）
に分ける偏光分離手段と、分離したＰ偏光成分とＳ偏光
成分の光量を測定する測定手段とを備え、Ｐ偏光成分と
Ｓ偏光成分の光量比に基づき水面上の油膜の有無を判定
する油膜検知装置において、 前記投光手段と前記受光手段が、光学窓と、光学窓と水
面の間に配置された１段または複数段の遮水板を備える
ことを特徴とする油膜検知装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の投光手段と、偏光分離手
段と、測定手段とを備える油膜検知装置において、 前記投光手段と前記受光手段が、光学窓と、光学窓に空
気を吹き付けるエアブロワ手段を備えることを特徴とす
る油膜検知装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の投光手段と、偏光分離手
段と、測定手段とを備える油膜検知装置において、 前記投光手段と前記受光手段が、光学窓と、光学窓と水
面の間にエアカーテンを形成するエアブロワ手段を備え
ることを特徴とする油膜検知装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の投光手段と、偏光分離手
段と、測定手段とを備える油膜検知装置において、 前記投光手段と前記受光手段が、光学窓と、光学窓を振
動させる超音波発信機を備えることを特徴とする油膜検
知装置。 - 【請求項５】請求項１に記載の投光手段と、偏光分離手
段と、測定手段とを備える油膜検知装置において、 前記投光手段と前記受光手段が、酸化チタン膜をコーテ
ィングした光学窓とその光学窓に紫外線を照射する光照
射手段を備えることを特徴とする油膜検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10187079A JP2000019103A (ja) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | 油膜検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10187079A JP2000019103A (ja) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | 油膜検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000019103A true JP2000019103A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16199773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10187079A Withdrawn JP2000019103A (ja) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | 油膜検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000019103A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001289780A (ja) * | 2000-04-06 | 2001-10-19 | Japan Organo Co Ltd | 濃度計 |
| JP2002365249A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Tostech:Kk | 赤外線高温加熱炉 |
| JP2007093337A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Sunx Ltd | 光電センサ |
| JP2017003303A (ja) * | 2015-06-05 | 2017-01-05 | 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 | 油の性状検知方法及び油の性状検知装置 |
| CN111380473A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-07-07 | 长春理工大学 | 一种基于偏振特性测试油膜厚度的装置及方法 |
-
1998
- 1998-07-02 JP JP10187079A patent/JP2000019103A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001289780A (ja) * | 2000-04-06 | 2001-10-19 | Japan Organo Co Ltd | 濃度計 |
| JP2002365249A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Tostech:Kk | 赤外線高温加熱炉 |
| JP4712226B2 (ja) * | 2001-06-08 | 2011-06-29 | 有限会社トステック | 赤外線高温加熱炉 |
| JP2007093337A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Sunx Ltd | 光電センサ |
| JP2017003303A (ja) * | 2015-06-05 | 2017-01-05 | 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 | 油の性状検知方法及び油の性状検知装置 |
| CN111380473A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-07-07 | 长春理工大学 | 一种基于偏振特性测试油膜厚度的装置及方法 |
| CN111380473B (zh) * | 2020-05-06 | 2024-05-24 | 长春理工大学 | 一种基于偏振特性测试油膜厚度的装置及方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050215 |
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