JP3322471B2 - Explosion-proof area abnormality monitoring device - Google Patents

Explosion-proof area abnormality monitoring device

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JP3322471B2
JP3322471B2 JP34564393A JP34564393A JP3322471B2 JP 3322471 B2 JP3322471 B2 JP 3322471B2 JP 34564393 A JP34564393 A JP 34564393A JP 34564393 A JP34564393 A JP 34564393A JP 3322471 B2 JP3322471 B2 JP 3322471B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多数の光スイッチの入
力側及び出力側を2本の光ファイバーで接続し、入力側
にパルス光を照射して出力側の受光器で各光スイッチの
状態を読込む方式の多接点入力から成る防爆領域異常監
視装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch in which the input side and the output side of a large number of optical switches are connected by two optical fibers, the input side is irradiated with pulsed light, and the state of each optical switch is detected by an output side light receiver. The present invention relates to an explosion-proof area abnormality monitoring device comprising a multi-contact input of a type that reads in an error.

【0002】特に本発明は、火力発電プラント等の燃料
油系統、防爆エリアにおける火災や漏油の監視装置に適
し、さらに、多量の接点信号を同方式で入力する各種装
置、及び防爆対策上光ファイバーを利用した同方式によ
る多点入力装置等にも適用できる。
In particular, the present invention is suitable for a fuel oil system such as a thermal power plant, a fire or oil leak monitoring device in an explosion-proof area, various devices for inputting a large amount of contact signals in the same manner, and an optical fiber for explosion-proof measures The present invention can also be applied to a multi-point input device of the same type utilizing the same.

【0003】[0003]

【従来の技術】防爆領域等で使用される光スイッチは、
発光回路から照射される光が光スイッチ本体の動作状況
に応じて通過又は遮断されるが、防爆領域外で再び受光
回路にて電気信号に変換した後中継ケーブルによってバ
ッファ回路に接続され、電磁リレー等で絶縁されて信号
処理回路に伝達されている。
2. Description of the Related Art Optical switches used in explosion-proof areas and the like are:
The light emitted from the light emitting circuit is passed or cut off according to the operation status of the optical switch body, but after being converted to an electric signal again by the light receiving circuit outside the explosion-proof area, it is connected to the buffer circuit by a relay cable, and the electromagnetic relay And transmitted to the signal processing circuit.

【0004】図3は従来方式による光スイッチの入力例
を示したもので、発光回路30の発光ダイオード31の
光は光スイッチ40の入力側光ファイバーに照射され
る。照射光41は、通常コア42とクラッド43との間
を反射しながら出力光44となる。しかし、たとえば漏
油の発生により油45がクラッド43の表面に付着する
と、クラッド43が膨潤し、コア42との界面の反射光
が漏光46として外部にでるため、照射光41は出力光
44にほとんど伝達されなくなる。
FIG. 3 shows an input example of an optical switch according to a conventional method. Light from a light emitting diode 31 of a light emitting circuit 30 is applied to an input side optical fiber of an optical switch 40. The irradiation light 41 becomes output light 44 while reflecting between the core 42 and the clad 43. However, when the oil 45 adheres to the surface of the clad 43 due to, for example, generation of oil leakage, the clad 43 swells, and the reflected light at the interface with the core 42 exits as leaked light 46. It is hardly transmitted.

【0005】受光回路50のフォト・トランジスタ51
は出力側光ファイバーの光強度を電気信号に変換するも
ので、図示の場合はフォト・トランジスタ51に光が入
射してONとなっている。
The phototransistor 51 of the light receiving circuit 50
Is for converting the light intensity of the output side optical fiber into an electric signal. In the illustrated case, the light is incident on the phototransistor 51 and turned on.

【0006】中継ケーブル60は、受光回路50とバッ
ファリレー回路70との間を接続するケーブルで、一般
的には数十mないし数百mと非常に長く、また他信号の
ケーブルと同一ルートで布設されることが多い。
The relay cable 60 is a cable for connecting the light receiving circuit 50 and the buffer relay circuit 70, and is generally very long, several tens to several hundreds of meters, and is routed along the same route as other signal cables. Often laid.

【0007】バッファリレー回路70は、中継ケーブル
60に誘起される電磁波障害や落雷などからの保護を目
的としており、該回路70の電源71と信号処理器80
の電源81とを絶縁している。図示の場合は、トランジ
スタ72、電磁リレー73がいずれもONとなってい
る。
[0007] The buffer relay circuit 70 is intended to protect against electromagnetic interference or lightning strikes induced in the relay cable 60, and a power supply 71 and a signal processor 80 of the circuit 70 are provided.
Power supply 81 is insulated. In the illustrated case, both the transistor 72 and the electromagnetic relay 73 are ON.

【0008】すなわち、受光回路50において、トラン
ジスタ51のベースに光が入射すると、トランジスタ5
1は導通するため、バッファ回路70のトランジスタ7
2では、ベースに電源71の電圧がそのまま印加され
る。この場合、トランジスタ72が導通するため、電磁
リレー73はONとなる。反対にトランジスタ51のベ
ースに光が入射しない場合は、トランジスタ51は非導
通となるため、バッファ回路70のトランジスタ72で
は、ベースに電源71の電圧が印加されなくなる(トラ
ンジスタ51の両端に印加されるため)。従って、トラ
ンジスタ72は非導通となり、電磁リレー73はOFF
となる。
That is, in the light receiving circuit 50, when light enters the base of the transistor 51, the transistor 5
1 conducts, so that the transistor 7 of the buffer circuit 70
In 2, the voltage of the power supply 71 is applied to the base as it is. In this case, since the transistor 72 is turned on, the electromagnetic relay 73 is turned on. On the other hand, when light does not enter the base of the transistor 51, the transistor 51 is turned off, so that the voltage of the power supply 71 is not applied to the base of the transistor 72 of the buffer circuit 70 (applied to both ends of the transistor 51). For). Therefore, the transistor 72 is turned off, and the electromagnetic relay 73 is turned off.
Becomes

【0009】信号処理器80は、バッファリレー回路7
0の電磁リレー73の接点82で接続されているため、
電源71と電源81とは完全に絶縁されている。図示の
場合は、トランジスタ83はONであり、出力信号84
は他システムの必要に応じて利用される。
The signal processor 80 includes a buffer relay circuit 7
0, which is connected by the contact 82 of the electromagnetic relay 73,
The power supply 71 and the power supply 81 are completely insulated. In the case shown, the transistor 83 is ON and the output signal 84
Is used as needed by other systems.

【0010】すなわち、信号処理器80の接点82はバ
ッファ回路70の電磁リレー73の接点を示したもの
で、電磁リレー73がONになると、電源81の電圧が
トランジスタ83のベースに印加されるため、トランジ
スタ83は導通状態となって出力信号84が0となる。
反対に電磁リレー73がOFFになると、電源81の電
圧がトランジスタ83のベースに印加されないため、ト
ランジスタ83は非導通状態となり、出力信号84は電
源81の電圧値を示す。従って、信号出力84の電圧が
0の時には光スイッチ40を光が通過する状態(光スイ
ッチON)にあり、信号出力84の電圧が電源81の値
となった時には光スイッチ40を光が通過できない状態
(光スイッチOFF)にあるものと判定する。
That is, the contact 82 of the signal processor 80 indicates the contact of the electromagnetic relay 73 of the buffer circuit 70. When the electromagnetic relay 73 is turned on, the voltage of the power supply 81 is applied to the base of the transistor 83. , The transistor 83 becomes conductive and the output signal 84 becomes 0.
Conversely, when the electromagnetic relay 73 is turned off, the voltage of the power supply 81 is not applied to the base of the transistor 83, so that the transistor 83 is turned off and the output signal 84 indicates the voltage value of the power supply 81. Therefore, when the voltage of the signal output 84 is 0, light passes through the optical switch 40 (optical switch ON), and when the voltage of the signal output 84 becomes the value of the power supply 81, light cannot pass through the optical switch 40. It is determined that it is in the state (optical switch OFF).

【0011】この場合、信号処理器80以降の電気信号
は、一般的に計算機等を主とした制御装置に接続される
ため電気ノイズを嫌う。しかし、バッファ回路70のリ
レー73の接点82で電源71と電源81とが絶縁され
ているので、まんがいち中継ケーブル60等に電磁波ノ
イズが発生しても、このノイズが電源81側に影響を与
えることはない。
In this case, since the electric signals after the signal processor 80 are generally connected to a control device mainly including a computer or the like, they dislike electric noise. However, since the power supply 71 and the power supply 81 are insulated by the contact point 82 of the relay 73 of the buffer circuit 70, even if electromagnetic wave noise is generated in the relay cable 60 or the like, this noise affects the power supply 81 side. Never.

【0012】なお、図3は1個の光スイッチの入力回路
を示したものであるが、多数の光スイッチを入力する場
合には、同様の回路が光スイッチの個数分必要となる。
FIG. 3 shows an input circuit of one optical switch. When a large number of optical switches are input, similar circuits are required for the number of optical switches.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の方式で
光スイッチのON/OFF状態を監視してその結果を入
力する場合には、次のような問題点がある。 1)光スイッチ毎に中継ケーブルを布設する必要がある
ため、光スイッチの入力点数が多くなると費用、手間が
非常に大きかった。 2)一般的に光スイッチからの中継ケーブルは長距離で
あり、多数の光スイッチの中継ケーブルと他信号のケー
ブルとがほぼ同一ルートで布設されるため、電磁波障害
や落雷などから保護する必要がある。このため、電磁リ
レーによるバッファ回路やフォトカプラ等の絶縁回路が
必要となり、入力装置の小型化が非常に困難であった。 3)光スイッチを防爆領域の異常監視に使用すると、発
光回路、光スイッチ、受光回路、及び中継ケーブルの一
部は防爆領域内に設置されることになり、これらを接続
する電気信号ラインに対しても防爆対策が必要であっ
た。
When the ON / OFF state of the optical switch is monitored by the above-described conventional method and the result is input, there are the following problems. 1) Since a relay cable needs to be laid for each optical switch, the cost and labor are extremely large when the number of input points of the optical switch is increased. 2) In general, the relay cable from an optical switch is a long distance, and the relay cable for many optical switches and the cable for other signals are laid along almost the same route. Therefore, it is necessary to protect the relay cable from electromagnetic interference and lightning strikes. is there. Therefore, an insulating circuit such as a buffer circuit or a photocoupler using an electromagnetic relay is required, and it has been very difficult to reduce the size of the input device. 3) If an optical switch is used for monitoring abnormalities in the explosion-proof area, a part of the light-emitting circuit, optical switch, light-receiving circuit, and relay cable will be installed in the explosion-proof area. Even explosion-proof measures were needed.

【0014】そこで、本発明は、上述した問題点を解決
するため、全てが光による入力方式となる完全防爆構造
の防爆領域異常監視装置の提供を目的としている。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an explosion-proof area abnormality monitoring apparatus having a completely explosion-proof structure in which all of the above-mentioned problems are solved by an optical input method.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するもので、異常を検知する計器の信号に応じて光
パルスの通過(ON)又は遮断(OFF)の切替えを行
なう複数の光スイッチと、前記光パルスを照射すると共
に、パルス光照射に同期させて各光スイッチのパルス光
応答時間に対応したゲート制御を行なって受光したパル
ス光強度から各光スイッチのON/OFF状態を判断す
る入力監視手段と、防爆領域に設置した前記各光スイッ
チと非防爆領域に設置した前記入力監視手段との間を接
続する入力側及び出力側の光ファイバーとを具備して構
成したことを特徴とする防爆領域異常監視装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a plurality of methods for switching the passage (ON) or cut-off (OFF) of an optical pulse according to a signal of an instrument for detecting an abnormality . Irradiating the optical switch with the optical pulse, and performing gate control corresponding to the pulse light response time of each optical switch in synchronization with the pulse light irradiation to determine the ON / OFF state of each optical switch from the intensity of the received pulse light. Input monitoring means for determining, and optical fibers on the input side and output side connecting between each of the optical switches installed in the explosion-proof area and the input monitoring means installed in the non-explosion-proof area. Explosion-proof area abnormality monitoring device.

【0016】[0016]

【作用】前述の手段によれば、光スイッチの入力側に直
接光ファイバーで光パルスを入力し、さらに出力側の光
パルスを直接光ファイバーで入力監視手段に接続するよ
うにしたので、防爆領域内における光・電気の信号変換
部をなくすことができる。このため、完全防爆構造の防
爆領域異常監視装置を実現でき、防爆領域での使用制限
をなくすことができると共に、電磁波障害等の対策が不
要になる。
According to the above means, an optical pulse is directly input to the input side of the optical switch by an optical fiber, and the optical pulse on the output side is directly connected to the input monitoring means by an optical fiber. The optical / electrical signal converter can be eliminated. For this reason, an explosion-proof area abnormality monitoring device having a completely explosion-proof structure can be realized, the use restriction in the explosion-proof area can be eliminated, and no countermeasures such as electromagnetic interference are required.

【0017】また、入力側光ファイバーに照射された光
パルスは、各光スイッチまでの光ファイバー長さに対応
した時間で、かつ各光スイッチのON/OFF状況に応
じたパルス光強度で入力監視手段に帰ってくるので、ゲ
ート制御によって各光スイッチごとのON/OFF状態
を判断できる。このため、光スイッチの入力数に関係な
く、入力監視手段との間に入出力2本の光ファイバーを
布設すればよく、費用や手間を大幅に削減できる。
The optical pulse applied to the input side optical fiber is supplied to the input monitoring means at a time corresponding to the length of the optical fiber up to each optical switch and at a pulse light intensity corresponding to the ON / OFF state of each optical switch. Since it returns, the ON / OFF state of each optical switch can be determined by the gate control. For this reason, regardless of the number of inputs of the optical switch, two input / output optical fibers may be provided between the optical switch and the input monitoring means, and the cost and labor can be greatly reduced.

【0018】[0018]

【実施例】本発明の一実施例を図1及び図2に基づいて
説明する。図1では3個の光スイッチ1,2,3を接続
した例を示しており、該光スイッチの動作は、異常を検
知する計器(図示省略)の信号に応じて、ONの場合は
入力光が出力側に通過し、OFFの場合は遮断されるよ
うになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an example in which three optical switches 1, 2, and 3 are connected. The operation of the optical switch is based on a signal from an instrument (not shown) for detecting an abnormality, and when the optical switch is ON, the input light is turned on. Is passed to the output side, and is cut off when it is OFF.

【0019】上述した各光スイッチ1,2,3は、防爆
領域に設置されており、各々の入力端が入力側光ファイ
バー4に分岐接続され、各々の出力端が出力側光ファイ
バー5に分岐接続されている。入力側光ファイバー4及
び出力側光ファイバー5は、入力監視手段として非防爆
領域に設けた入力監視装置6に接続されている。この入
力監視装置6は各光センサ1,2,3の動作状況を確認
するもので、内部には発信器10、レーザ光源器11、
受光器12、同期管理器13、及び信号処理器14を備
えている。
Each of the above-mentioned optical switches 1, 2, 3 is installed in an explosion-proof area, and each input terminal is branched and connected to an input optical fiber 4, and each output terminal is branched and connected to an output optical fiber 5. ing. The input optical fiber 4 and the output optical fiber 5 are connected to an input monitoring device 6 provided in a non-explosion-proof area as input monitoring means. The input monitoring device 6 checks the operation status of each of the optical sensors 1, 2, 3 and includes a transmitter 10, a laser light source 11,
It includes a light receiver 12, a synchronization manager 13, and a signal processor 14.

【0020】入力側光ファイバー4はレーザ光源器11
に接続されており、発振器10がレーザ光源器11をO
N/OFFして発生するパルス光は、入力側光ファイバ
ー4を通って各光スイッチ1,2,3の入口端に一定周
期で照射される。また、出力側光ファイバー5は受光器
12に接続されており、各光スイッチ1,2,3からの
出力光強度は受光器12において電気信号に変換され
る。受光器12は、同期管理器13によって与えられる
ゲート信号を受けて、各光スイッチの応答時間に関連し
てON/OFFされるため、各光スイッチごとの電気信
号を得ることができる。なお、上記応答時間は、照射さ
れたパルス光が各光スイッチを通過してくる時間をあら
かじめ調査しておき、発振器10のON/OFF(レー
ザ光ON/OFF)と同期して出力するよう設定されて
いる。
The input side optical fiber 4 is a laser light source 11
Is connected to the laser light source 11 by the oscillator 10.
The pulse light generated by N / OFF passes through the input-side optical fiber 4 and is applied to the entrance ends of the optical switches 1, 2, and 3 at a constant period. The output side optical fiber 5 is connected to the light receiver 12, and the output light intensity from each of the optical switches 1, 2, 3 is converted into an electric signal in the light receiver 12. The light receiver 12 is turned on / off in response to the response time of each optical switch in response to the gate signal given by the synchronization manager 13, so that an electric signal for each optical switch can be obtained. The response time is set so that the time when the irradiated pulse light passes through each optical switch is checked in advance, and output in synchronization with ON / OFF of the oscillator 10 (laser light ON / OFF). Have been.

【0021】信号処理器14は、受光器12で得られた
電気信号のレベルから各光スイッチ1,2,3のON/
OFF状況を判定するものである。この信号処理器14
も同期管理器13と同期して動作しているので、受光器
12で得た電気信号がいずれの光センサに対応するかが
解っており、従って、この電気信号を初めに設定した各
光スイッチのレベルと比較して全光スイッチのON/O
FFを判定している。
The signal processor 14 turns on / off each of the optical switches 1, 2, 3 based on the level of the electric signal obtained by the light receiver 12.
The OFF state is determined. This signal processor 14
Also operates in synchronization with the synchronization manager 13, it is known which electric sensor the electric signal obtained by the light receiver 12 corresponds to. Therefore, each optical switch which initially set this electric signal ON / O of all-optical switch compared to the level of
FF is determined.

【0022】図2は図1の代表的な動作状況を示したも
ので、Aは入力側光ファイバー4に照射されるパルス光
の照射タイミングを示したものである。また、Bは受光
器12のON/OFF状況を示したもので、パルス光照
射後の各光スイッチ1,2,3はそれぞれt1,t2,t
3のタイミングで受光している。さらに、Cは受光器1
2で得られた電気信号を示したもので、実線の1a,2
a,3aは各光スイッチ1,2,3がONの状態時に得
られた出力で、点線で示した1b,2b,3bは反対に
OFFの状態時に得られた出力である。そして、信号処
理器14では、図2のCに一例として示したレベルXと
電気信号(受光器出力)との比較によって、各光スイッ
チ1,2,3のON/OFFを判定している。
FIG. 2 shows a typical operation state of FIG. 1, and A shows the irradiation timing of the pulse light applied to the input side optical fiber 4. B indicates the ON / OFF status of the light receiver 12, and the optical switches 1 , 2 , and 3 after the irradiation of the pulse light are t1, t2, and t, respectively.
Light is received at the timing of 3 . Further, C is the light receiver 1
2 shows the electric signals obtained in FIG.
Reference numerals a and 3a denote outputs obtained when the optical switches 1, 2 and 3 are in the ON state, and 1b, 2b and 3b indicated by dotted lines denote outputs obtained when the optical switches are in the OFF state. Then, the signal processor 14 determines ON / OFF of each of the optical switches 1, 2, and 3 by comparing the level X shown as an example in FIG. 2C and an electric signal (light receiver output).

【0023】なお、上記実施例の入力監視装置6は、た
んに実施の一例を示したものにすぎず、従って、該装置
のシステム構成はこれに限定されることはなく、たとえ
ばマイコン制御等によって同等の機能を実現することが
可能である。また、光スイッチの数も上述した3個に限
定されるものではなく、1個、2個、あるいは4個以上
が可能なことは言うまでもない。
The input monitoring device 6 of the above embodiment is merely an example of the embodiment, and the system configuration of the input monitoring device 6 is not limited to this. It is possible to realize an equivalent function. Also, the number of optical switches is not limited to the three described above, and it is needless to say that one, two, or four or more optical switches are possible.

【0024】[0024]

【発明の効果】前述した本発明の防爆領域異常監視装置
によれば、下記のような効果が得られる。 (1)全て光による入力方式のため完全防爆構造とな
り、防爆領域での使用制限がなくなる。 (2)光スイッチの入力数に関係なく、入出力2本の光
ファイバーを布設すれば良いので、費用手間が大巾に削
減できる。 (3)電磁波障害等の対策が不要になり、入力監視装置
の小型化が可能である。
According to the explosion-proof area abnormality monitoring apparatus of the present invention described above, the following effects can be obtained. (1) Since it is an all-optical input system, it has a completely explosion-proof structure, and there is no use restriction in the explosion-proof area. (2) Regardless of the number of inputs of the optical switch, it is sufficient to lay two input / output optical fibers, so that the cost and labor can be greatly reduced. (3) It is not necessary to take measures against electromagnetic interference, and the size of the input monitoring device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による防爆領域異常監視装置の一実施例
を示す構成ブロック図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of an explosion-proof area abnormality monitoring device according to the present invention.

【図2】図1の代表的な動作状況を説明するための図で
ある。
FIG. 2 is a diagram for explaining a typical operation situation of FIG. 1;

【図3】従来の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional configuration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,3 光スイッチ 4 入力側光ファイバー 5 出力側光ファイバー 6 入力監視装置 1, 2, 3 Optical switch 4 Input optical fiber 5 Output optical fiber 6 Input monitoring device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−165196(JP,A) 実開 昭63−175297(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08B 25/00 - 25/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-165196 (JP, A) JP-A-63-175297 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G08B 25/00-25/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 異常を検知する計器の信号に応じて光パ
ルスの通過(ON)又は遮断(OFF)の切替えを行な
複数の光スイッチと、前記光パルスを照射すると共
に、パルス光照射に同期させて各光スイッチのパルス光
応答時間に対応したゲート制御を行なって受光したパル
ス光強度から各光スイッチのON/OFF状態を判断す
る入力監視手段と、防爆領域に設置した前記各光スイッ
チと非防爆領域に設置した前記入力監視手段との間を接
続する入力側及び出力側の光ファイバーとを具備して構
成したことを特徴とする防爆領域異常監視装置。
1. A plurality of optical switches for switching the passage (ON) or cut-off (OFF) of an optical pulse according to a signal of an instrument for detecting an abnormality, irradiating the optical pulse, and synchronizing with the irradiation of the pulse light. Input monitoring means for performing gate control corresponding to the pulse light response time of each optical switch and determining the ON / OFF state of each optical switch from the intensity of the received pulse light; and each optical switch installed in the explosion-proof area. An explosion-proof area abnormality monitoring device, comprising: an input side and an output side optical fiber for connecting with the input monitoring means installed in a non-explosion proof area.
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