JP3797935B2

JP3797935B2 - 光伝送構造及びこれを備えたダスト測定装置

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Publication number: JP3797935B2
Application number: JP2002016863A
Authority: JP
Inventors: 佳幸下田; 正記渡辺
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2022-01-25
Also published as: JP2003215036A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを用いて光を伝送する光伝送構造及びこれを備えたダスト測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、流体中に含まれたダストの濃度を測定するためにダスト測定装置が用いられ、このようなダスト測定装置として、例えば、光の散乱を利用した光散乱方式のものが知られている。この種のダスト測定装置は、流体流路中に挿入される検知部ハウジングを備え、検知部ハウジングには照射部及び受光部が設けられている。照射手段からの光は照射部の照射開口を通して測定領域に照射され、また測定領域からの被検知光は受光部の受光開口を通して受光手段に受光され、受光手段の受光量に基づいて、流体中に含まれるダスト濃度が計測される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなダスト測定装置では、流体流路の所定部位を流れるダスト濃度を測定するには、この所定部位にダスト測定装置の測定部位、即ち検知部ハウジングの照射部及び受光部の付近を位置付ける必要がある。ところが、従来のダスト測定装置では、検知部ハウジングの長さが一定であり、小径の流路を流れる流体中のダスト濃度を測定するもの、即ち検知部ハウジングの長さの小さいものでは、大径の流路を流れる流体中のダスト濃度を測定するのは難しく、一方、大径の流路を流れる流体中のダスト濃度を測定するもの、即ち検知部ハウジングの長さが長いものでは、小径の流路を流れる流体中のダスト濃度を測定するのが難しく、流体が流れる流路径の大きさに適する複数種類の検知部ハウジングのものを用意しなければならないという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、小径から大径の広い範囲の流路において、流体中に含まれたダストの濃度を正確に測定することができるダスト測定装置を提供することである。
【０００５】
本発明の他の目的はダスト測定装置等に好都合に適用することができる光伝送構造を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、流体流路に挿入される挿入部ハウジングと、光を伝送するための光ファイバと、前記挿入部ハウジングからの前記光ファイバを外部に導出するための導出ハウジングと、を備え、
前記導出ハウジングには、前記光ファイバを収容するためのファイバ収容部が設けられており、
前記挿入部ハウジングの長さを短くすると、前記光ファイバの一部が前記導出ハウジングの前記ファイバ収容部に湾曲した状態で収容され、前記挿入部ハウジングの長さを長くすると、前記ファイバ収容部に収容された前記光ファイバの湾曲した一部が前記ファイバ収容部から引き出されることを特徴とする光伝送構造である。
【０００７】
本発明に従えば、流体流路に挿入される挿入部ハウジングから光ファイバが延び、この光ファイバは導出ハウジングを通して外部に導出される。挿入部ハウジングは長さが調整できるように構成され、このことに関連して、この導出ハウジングにはファイバ収容部が設けられている。そして、挿入部ハウジングの長さを短くすると、光ファイバの一部はファイバ収容部に湾曲した状態で収容され、また挿入部ハウジングの長さを長くすると、ファイバ収容部に収容された光ファイバの一部が引き出される。このように挿入部ハウジングの長さが調整できるので、小径及び大径の流路であっても挿入部ハウジングを流路の所定部位に挿入することができる。また、光ファイバは継ぎ足すことがないので、光の伝送を確実に行うことができる。例えば、ダスト測定装置に適用した場合、挿入部ハウジングの長さに関係なく、照射光及び／又は被検知光の伝送を同じ条件で行うことができる。尚、挿入部ハウジングは、複数のハウジング部を継ぎ足すようにしてもよく、或いは、スライド自在に伸縮するようにしてもよい。
【０００８】
また、本発明では、前記挿入部ハウジングは、光を照射する照射開口及び／又は光を受光する受光開口が設けられた第１ハウジング部と、前記第１ハウジング部の基部に着脱自在に連結される第２ハウジング部とを備え、前記第１ハウジング部の基部には、前記導出ハウジング及び前記第２ハウジング部が選択的に着脱自在に連結され、前記第２ハウジング部の基部には、前記導出ハウジングが着脱自在に装着されることを特徴とする。
【０００９】
本発明に従えば、挿入部ハウジングは第１及び第２ハウジング部から構成され、第１ハウジング部には照射開口及び／又は受光開口が設けられている。この第１ハウジング部の基部には第２ハウジング部及び導出ハウジングが選択的に着脱自在に連結され、第２ハウジング部の基部には導出ハウジングが着脱自在に連結される。従って、挿入部ハウジングの長さを短くするときには、第１ハウジング部の基部に導出ハウジングを連結すればよく、このような連結状態では、挿入部ハウジングを小径流路の所定部位に挿入するのに好都合である。また、挿入部ハウジングの長さを長くするときには、第１ハウジング部の基部に第２ハウジング部を連結し、この第２ハウジング部の基部に導出ハウジングを連結すればよく、このような連結状態では、挿入部ハウジングを大径流路の所定部位に挿入するのに好都合である。
【００１０】
また、本発明では、前記照射開口及び／又は前記受光開口には照射口カバー及び／又は受光口カバーが設けられ、前記照射口カバー及び／又は受光口カバーの表面に向けてパージ流体を噴出する噴出手段が設けられており、また前記挿入部ハウジングの前記第１ハウジング部内には、パージ流体を前記噴出手段に送給するためのパージ流体送給流路が設けられ、前記挿入部ハウジングの前記第２ハウジング部内には、前記パージ流体流路に接続されるパージ流体延長流路が設けられ、更に、前記導出ハウジングにはパージ流体が流入する流入流路が設けられており、
前記挿入ハウジングの前記第１ハウジング部の基部に前記導出ハウジングを連結すると、前記導出ハウジングの前記流入流路と前記第１ハウジング部の前記パージ流体流路とが接続され、前記挿入部ハウジングの前記第１ハウジング部に前記第２ハウジング部を連結するとともに、前記第２ハウジング部に前記導出ハウジングを連結すると、前記第１ハウジング部の前記パージ流体流路と前記第２ハウジング部の前記パージ流体延長流路とが接続されるとともに、前記第２ハウジング部の前記パージ流体延長流路と前記導出ハウジングの前記流入流路とが接続されることを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、挿入部ハウジングの第１ハウジング部には、照射開口及び／又は受光開口に設けられた照射口カバー及び／又は受光口カバーに向けてパージ流体を噴出する噴出手段が設けられている。この第１ハウジング部内には、パージ流体を噴出手段に送給するためのパージ流体送給流路が設けられ、第２ハウジング部内にはパージ流体延長流路が設けられ、更に、導出ハウジングにはパージ流体が流入する流入流路が設けられている。第１ハウジング部の基部に導出ハウジングを連結すると、第１ハウジング部のパージ流体送給流路と導出ハウジングの流入流路とが接続され、流入流路からのパージ流体はパージ流体送給流路を通して噴出手段に送給される。また、第１ハウジング部の基部に第２ハウジング部を連結するとともに、第２ハウジング部の基部に導出ハウジングを連結すると、第１ハウジング部のパージ流体送給流路と第２ハウジング部のパージ流体延長流路とが接続されるとともに、このパージ流体延長流路と導出ハウジングの流入流路とが接続され、流入流路からのパージ流体はパージ流体延長流路及びパージ流体送給流路を通して噴出手段に送給される。
【００１２】
また、本発明では、前記導出ハウジングの前記ファイバ収容部には、前記光ファイバを湾曲した状態に所要の通りに保持するための折損防止部材が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、ファイバ収容部に折損防止部材が設けられているので、光ファイバの一部を折損防止部材に掛けることによって、光ファイバを所要の湾曲した状態に保持することができ、この光ファイバの破損を防止することができる。
【００１４】
更に、本発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の光伝送構造を備え、前記挿入部ハウジングは、照射開口及び受光開口を有する検知部ハウジングであり、前記光ファイバは、前記照射開口に測定光を伝送するための第１光ファイバ及び前記受光開口を通して受光した被検知光を伝送するための第２光ファイバを含み、前記導出ハウジングの前記ファイバ収容部には、前記第１及び第２光ファイバの一部が湾曲した状態で収容されることを特徴とするダスト測定装置である。
【００１５】
本発明に従えば、上述した光伝送構造が照射開口及び受光開口を有する検知部ハウジングを備えたダスト測定装置に適用され、照射開口に測定光を伝送するための第１光ファイバと、受光開口を通して受光した被検知光を伝送するための第２光ファイバとが用いられ、導出ハウジングのファイバ収容部には第１及び第２光ファイバの一部が湾曲した状態に収容される。このようなダスト測定装置では、検知部ハウジングの長さが変化しても、第１及び第２光ファイバの長さ、接続状態等が変化せず、従って、第１及び第２光ファイバにおける光の伝送が変化せず、ダストを正確に測定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う光伝送構造を適用したダスト測定装置の一実施形態について説明する。図１は、光伝送構造を備えたダスト測定装置の全体を示す概略図であり、図２は、図１のダスト測定装置の一部を示す部分断面図であり、図３は、図１のダスト測定装置の照射部及び受光部付近を示す部分断面図であり、図４は、図１のダスト測定装置の受光部を拡大して示す部分拡大断面図であり、図５は、図１のダスト測定装置の検知部ハウジングの第１ハウジング部に導出ハウジングを連結した状態を示す部分断面図であり、図６は、検知部ハウジングの第２ハウジング部を示す断面図であり、図７は、図１のダスト測定装置の第１ハウジング部に第２ハウジング部を連結する前の状態を示す部分断面図であり、図８は、第１ハウジング部に第２ハウジング部を連結した状態を示す部分断面図である。
【００１７】
図１において、図示のダスト測定装置は、配管２により規定された流体流路４を流れる流体に含まれた粉塵等のダスト６の濃度を測定するために用いられる。このダスト測定装置は、流体流路４に挿入される挿入部ハウジングを構成する円筒状の検知部ハウジング８を備え、この検知部ハウジング８の先端側が、例えば、配管２の所定部位に設けられたボールバルブ部１０及びガスシール部１２を通して流体流路４内に挿入される。流体流路４には、流体としての燃料用ガス、例えば高圧（例えば４ＭＰａ）の都市ガスが矢印で示す方向に流れており、ダスト測定装置は、このように流れる燃料用ガス中のダスト濃度を測定するのに好都合に用いることができるが、一般的なガスに含まれたダストの濃度を測定するのにも広く用いることができる。
【００１８】
図２及び図３をも参照して、この形態では、検知部ハウジング８は、第１ハウジング部１１と、この第１ハウジング部１１の基部に着脱自在に装着される第２ハウジング部１３とから構成され、比較的小径の流路を流れる流体中のダストの濃度を測定するときには、検知部ハウジング８は第１ハウジング部１１から構成され、この第１ハウジング部１１の基部に導出ハウジング１５が着脱自在に装着され（図２、図５参照）、また比較的大径の流路を流れる流体中のダストの濃度を測定するときには、第１ハウジング部１１の基部に第２ハウジング部１３（図６参照）が着脱自在に装着され、検知部ハウジング８は第１及び第２ハウジング部１１，１３から構成され（図７及び図８参照）、この第２ハウジング部１３の基部に導出ハウジング１５が着脱自在に装着される。
【００１９】
まず、第１ハウジング部１１について説明すると、この第１ハウジング部１１の先端部の所定部位には凹部１７が設けられ、この凹部１７の片側に照射部１４が設けられ、その他側に受光部１６が設けられている。第１ハウジング部１１の照射部１４には照射開口１８が設けられ、この照射開口１８に照射口カバー２０が装着されている。また、検知部ハウジング８の受光部１６には受光開口２２が設けられ、この受光開口２２に受光口カバー２４が装着されている。照射口カバー２０及び受光口カバー２４はガラス等の透明な材料から形成され、照射口カバー２０及び受光口カバー２４によって、照射開口１８及び受光開口２２が密封される。
【００２０】
ダスト測定装置は、検知部ハウジング８と分離した測定装置本体２６を備えている。測定装置本体２６には、光を発光するための発光源２８と、後述する被検知光を受光するための受光素子３０と、受光素子３０により受光された被検知光を所要の通りに演算処理するためのダスト濃度演算手段３２が内蔵されている。発光源２８は、例えばレーザ発振素子から構成され、近赤外線レーザ光を発光する。尚、指向性の強い他の光を発光する発光源を用いるようにしてもよい。また、受光素子３０は、例えばＣＣＤから構成され、被検知光を受光する。ダスト濃度演算手段３２は、例えばマイクロコンピュータから構成され、受光素子３０からの受光信号を演算処理して流体中に含まれたダストの濃度を算出する。流体中に含まれているダスト量と被検知光とは所定の関係があり、ダスト量が多い（又は少ない）と、ダストによる光の散乱が多く（又は小さく）、従って、測定領域５０からの散乱光が明るく（又は暗く）、受光素子３０に受光される受光量が大きく（又は小さく）なり、このような関係を利用してダスト濃度演算手段３２はダスト濃度を算出する。
【００２１】
この測定装置本体２６には、印刷装置３４及び表示装置３６が付設されており、印刷装置３４は、ダスト濃度演算手段３２により算出したダスト濃度を印刷し、また表示装置３６は、算出したダスト濃度を表示する。
【００２２】
この測定装置本体２６と検知部ハウジング８とは、光伝送構造の一部を構成する第１及び第２光ファイバ３８，４０を介して接続され、第１及び第２光ファイバ３８，４０は、導出ハウジング１５を通して後述する如く検知部ハウジング８に導入される。第１光ファイバ３８は、発光源２８からの光を導出ハウジングを通して第１ハウジング部１１の照射部１４に導き、第２光ファイバ４０は、第２ハウジング部１３の受光部１６からの被検知光を導出ハウジング１５を通して受光素子３０に導く。このように構成されているので、発光源２８及び第１光ファイバ３８は、照射光を照射するための照射手段を構成し、第２光ファイバ４０及び受光素子３０は被検知光を受光するための受光手段を構成する。
【００２３】
主として図３を参照して、第１ハウジング部１１の凹部１７の片側には、この第１ハウジング部１１内に第１閉塞部材４２が装着され、この第１閉塞部材４２にファイバ保持部材４４が螺着され、このファイバ保持部材４４内に第１光ファイバ３８の先端部が位置付け保持されている。このファイバ保持部材４４の先端部には照射開口１８を規定する凹部が設けられ、かかる凹部に照射口カバー２０が装着されている。この照射口カバー２０の表面側には第１カバー取付部材４６が配設され、この第１カバー取付部材４６を通して取付ねじ（図示せず）を第１閉塞部材４２螺着することによって、照射口カバー２０が照射開口１８に押圧保持される。この第１カバー取付部材４６の中央部には円形状の開口４８が設けられている。かく構成されているので、発光源２８からの光は、第１光ファイバ３８を通ってその先端面から投射され、ファイバ保持部材４４内の空間、照射口カバー２０及び第１カバー取付部材４６の開口４８を通して流体流路４内の測定領域５０に向けて照射される。
【００２４】
また、第１ハウジング部１１の凹部１７の他側には、この第１ハウジング部１１内に第２閉塞部材５２が装着され、この第２閉塞部材５２に集光レンズ５４及び反射鏡５６が装着されているとともに、第２光ファイバ４０の先端部が装着されている。第２閉塞部材５２の所定部位にはレンズ支持スリーブ５８が螺着され、このレンズ支持スリーブ５８の一端部を覆うようにカバー保持部材６０が螺着され、レンズ支持スリーブ５８の一端とカバー保持部材６０の中間段部との間にＯリング６２を介して集光レンズ５４が装着されている。このカバー保持部材６０の先端部には受光開口２２を規定する凹部が設けられ、かかる凹部に受光口カバー２４が装着されている。この受光口カバー２４の表面側には、照射口カバー２０側と同様に、第２カバー取付部材６４が配設され、この第２カバー取付部材６４を通して取付ねじ（図示せず）を第２閉塞部材５２に螺着することによって、受光口カバー２４が受光開口２２に押圧保持される。この第２カバー取付部材６４の中央部には円形状の開口６６が設けられている。
【００２５】
更に、第２閉塞部材５２の所定部位には切欠き６７が設けられ、この切欠き６７内に反射面が突出するように反射鏡５６が第２閉塞部材５２に取り付けられている。この形態では、反射鏡５６が鏡支持部材６８に取り付けられており、第２閉塞部材５２に設けられた挿入孔を通して反射鏡５６の先端側を挿入し、この鏡支持部材６８を固定用ねじ７０により第２閉塞部材５２の裏面に取り付けることにより、反射鏡５６が取り付けられる。また、第２閉塞部材５２にはファイバ挿入孔７２が設けられ、第２光ファイバ４０の先端部はこのファイバ挿入孔７２に挿入保持され、保持ホルダ７４により保持されている。また、第１閉塞部材４２と第２閉塞部材５２との間にはカバースリーブ７６が取り付けられ、このカバースリーブ７６内を通して第２光ファイバ４０が第２閉塞部材５２に延びている。
【００２６】
かく構成されているので、測定領域５０のダストにより散乱された被検知光は、第２カバー取付部材６４の開口６６、受光口カバー２４、カバー保持部材６０の内部空間、集光レンズ５４、レンズ支持スリーブ５８の内部空間、第２閉塞部材５２の孔７７及び切欠き６７を通して反射鏡５６に至り、この反射鏡５６の反射面で反射された後、切欠き６７を通して第２光ファイバ４０の先端面に受光され、かく受光された被検知光は、第２光ファイバ４０を通して受光素子３０に導かれる。このように被検知光が受光されるので、集光レンズ５４及び反射鏡５６も上記受光手段の一部を構成する。
【００２７】
この実施形態では、第１光ファイバ３８の先端部は、検知部ハウジング８、即ち第１ハウジング部１１の軸線方向（図２及び図３において左右方向）に対して１０〜３０度の適当な角度、例えば２０度傾斜して保持され、従って、第１光ファイバ３８からの照射光は、上記軸線方向に対して例えば２０度傾斜した角度で照射される。また、集光レンズ５４を通る光軸は、検知部ハウジング８、即ち第１ハウジング部の軸線方向に対して１０〜３０度の適当な角度、例えば２０度傾斜し、また第２光ファイバ４０の先端部は検知部ハウジング８の上記軸線方向に延びており、従って、測定領域５０から上記光軸方向への散乱光、即ち被検知光は、反射鏡５６の反射面で検知部ハウジング８の上記軸線方向に反射された後に第２光ファイバ４０に導かれる。このように照射部１４からの照射角度及び受光部１６の光軸角度を第１ハウジング部１１の軸線に対して所定角度傾斜させることによって、照射部１４からの照射光が直接的に受光部１６に受光されることがなく、測定領域５０における散乱光のみが被検知光として受光部１６に受光されるようになり、これにより流体中のダスト濃度を正確に測定することができる。また、受光部１６にて受光された被検知光を反射鏡５６により反射させているので、この被検知光を鋭角に反対方向に導いて第２光ファイバ４０の先端面に到達させることができ、これにより、検知部ハウジング８の外形を小さくすることが可能となり、その小型化、軽量化を達成することができる。尚、この形態では、検知部ハウジング８の凹部１７の軸線方向中央部には、外方に突出する遮光板８０が設けられている。この遮光板８０は、照射部１４から照射された照射光が受光部１６に直接的に受光されるのを防止する。
【００２８】
このダスト測定装置には、更に、照射部１４の照射面（照射口カバー２０の表面）及び受光部１６の受光面（受光口カバー２４の表面）にダストが付着するのを防止するためのパージ流体噴出構造が採用されている。図示のパージ流体噴出構造は、照射部１４の照射面にパージ流体を噴出する第１噴出手段と、この第１噴出手段にパージ流体を送給するための第１パージ流体送給手段８２と、受光部１６の受光面にパージ流体を噴出する第２噴出手段と、この第２噴出手段にパージ流体を送給するための第２パージ流体送給手段８４とを含んでいる。この実施形態では、第１カバー取付部材４６が後述するように第１噴出手段として機能し、第１パージ流体送給手段８２が第１パージ流体送給流路８６を備え、第１パージ流体送給流路８６が第１カバー取付部材４６まで延びている。また、第２カバー取付部材６４が後述するように第２噴出手段として機能し、第２パージ流体送給手段８４が第２パージ流体送給流路８８を備え、第２パージ流体送給流路８８が第２カバー取付部材６４まで延びている。
【００２９】
また、第１及び第２パージ流体送給流路８６，８８は、双方の送給流路として機能する主パージ流体送給流路９０に合流しており、この主パージ流体送給流路９０が第１ハウジング部１１の基部まで延びており、かかる主パージ流体送給流路９０が後述するようにパージ流体供給源９２に接続される。パージ流体供給源９２は例えば流体タンクから構成され、この流体タンク内に流体流路４を通して流れる流体と実質上同じ成分の流体が充填され、かく充填されたパージ流体が後述する如くパージ供給される。流体流路４を通して燃料用ガス、例えば都市ガスが流れる場合、パージ流体供給源９２から実質上同じ成分の燃料用ガス、例えば都市ガスがパージ供給され、かくパージ供給することによって、パージ流体が添加されても流体流路４を流れる流体の成分が変化することがなく、流体流路４を流れる燃料用ガスの燃焼熱量を一定に保つことができる。
【００３０】
この実施形態では、主パージ流体送給流路９０は、第１閉塞部材４２に形成された環状流路９６と、この環状流路９６から延びる流路９８と、第１閉塞部材４２に装着された接続部材１００の流路１０２と、検知部ハウジング８の端部部材１０４に形成された流路１０６と、端部部材１０４と接続部材１００との間に配設された接続パイプ１１２の流路１１４と、を含み、この端部部材１０４の流路１０６が後述するようにしてパージ流体供給源９２に接続される。
【００３１】
また、第１パージ流体送給流路８６は、第１閉塞部材４２に形成された流路１２０を含み、この流路１２０が上記環状流路９６から第１カバー取付部材４６まで延びている。更に、第２パージ流体送給流路８８は、第１閉塞部材４２の環状流路９６から延びる流路１２２と、第１閉塞部材４２に装着された短接続部材１２４の流路１２６と、第２閉塞部材５２に装着された短接続部材１２８の流路１３０と、短接続部材１２４，１２８間に配設された接続パイプ１３２の流路１３４と、第２閉塞部材５２の流路１３６と、その環状流路１３８と、この環状流路１３８から第２カバー取付部材６４まで延びる流路１４０と、を含んでいる。このように構成されているので、パージ流体供給源９２からのパージ流体は、主パージ流体送給流路９０を通して第１閉塞部材４２の環状流路９６に流れ、この環状流路９６から第１パージ流体送給流路８６を通して第１カバー取付部材４６に流れるとともに、第２パージ流体送給流路８８を通して第２カバー取付部材６４に流れる。
【００３２】
この実施形態では、主パージ流体送給流路９０に逆止弁１４６が配設されている。この逆止弁１４６は、球状の弁体１４８と、この弁体１４８を押圧する押圧部材１５０と、押圧部材１５０に作用するコイルばね１５２から構成され、コイルばね１５２は、押圧部材１５０を介して弁体１４８を閉方向（図２において左方）に弾性的に偏倚する。このように逆止弁１４６を設けることによって、主パージ流体送給流路９０を通しての流体の逆流が防止され、流体流路４を流れる流体が第１パージ流体送給流路８６及び／又は第２パージ流体送給流路８８を通してパージ流体供給源９２側に逆流することが防止される。また、図示の形態では、押圧部材１５０の片側（弁体１４８に作用する面とは反対側）に軸部が設けられ、この軸部を被嵌するようにコイルばね１５２が装着されており、このように構成することによって、コイルばね１５２の偏倚力が押圧部材１５０を介して弁体１４８に安定的に作用し、かくして、主パージ流体送給流路９０を通しての流体の逆流をより確実に防止することができる。
【００３３】
第１及び第２パージ流体送給流路８６，８８を流れるパージ流体は、次のようにして照射口カバー２０の照射面及び受光口カバー２４の受光面に向けて噴出される。第１及び第２噴出手段を構成する第１及び第２カバー取付部材４６，６４は実質上同一の構成であり、以下、主として図４を参照して、第２カバー取付部材６４（第１カバー取付部材４６）及びそれに関連する構成について説明する。
【００３４】
受光口カバー２４（照射口カバー２０）の受光面（照射面）側に取り付けられる第２カバー取付部材６４（第１カバー取付部材４６）は、外周壁１６２と、この外周壁１６２の先端部から受光面（照射面）に向けて半径方向内方に傾斜して延びる内周壁１６４とを有し、外周壁１６２が第２閉塞部材５２（第１閉塞部材４２）に当接するように装着される。この取付状態においては、内周壁１６４の先端部が受光口カバー２４（照射口カバー２０）の受光面（照射面）を押圧し、受光口カバー２４（照射口カバー２０）は受光開口２４（照射開口１８）に押圧保持される。
【００３５】
この第２カバー取付部材６４（第１カバー取付部材４６）の外周壁１６２と内周壁１６４との間には第２環状空間１６６（第１環状空間）が規定され、かかる第２環状空間１６６（第１環状空間）が第２パージ流体送給流路８８（第１パージ流体送給流路８６）に連通している。また、この内周壁１６４の先端部には、周方向に間隔をおいて複数個の噴出口１７０が設けられ、これら噴出口１７０が第２噴出手段（第１噴出手段）の噴出口として機能する。この形態では、噴出口１７０は矩形状に形成されているが、半円状等の適宜の形状に形成することもできる。
【００３６】
このように構成されているので、第２パージ流体送給流路８８（第１パージ流体送給流路８６）からのパージ流体は、第２噴出手段として機能する第２カバー取付部材６４（第１噴出手段として機能する第１カバー取付部材４６）の第２環状空間１６６（第１環状空間）に流れ、この第２環状空間１６６（第１環状空間）を通して複数個の噴出口１７０から半径方向内方に受光口カバー２４（照射口カバー２０）の受光面（照射面）に沿って噴出される。
【００３７】
次に、図６を参照して、検知部ハウジング８の第１ハウジング部１１の基部（図２、図５、図７及び図８において左端部）に装着される第２ハウジング部１３について説明すると、第２ハウジング部１３は中空円筒状であり、その先端部には端部部材１８２が装着され、その他端部には端部部材１８４が装着され、これら端部部材１８２，１８４も第２ハウジング部１３の一部を構成している。端部部材１８２の先端中央部には、一端側に突出する環状突出部１８６が設けられている。また、他方の端部部材１８４には取付凹部１８７が設けられ、この取付凹部１８７に開口する貫通孔１８８が設けられている。この第２ハウジング部１３の他方の端部部材１８４は、第１ハウジング部１１の端部部材１０４と実質上同一の構成でよく、逆止弁１４６を装着しないで用いられる。また、一対の端部部材１８２，１８４の間には接続パイプ１９０が設けられる。このように構成されているので、端部部材１８４に形成された流路１９２及び接続パイプ１９０の流路１９４がパージ流体延長流路１９６を構成する。
【００３８】
第１ハウジング部１１の基部及び第２ハウジング部１３の先端部には、解除自在に連結するための連結手段が設けられている。図７及び図８を参照して、図示の連結手段は連結溝２００と連結ピン２０２との組合せから構成され、連結溝２００はＬ字状に形成されている。この形態では、一対の連結溝２００が第１ハウジング部１１の基部に設けられ、一対の連結ピン２０２が第２ハウジング部１３の先端部に設けられており、一対の連結ピン２０２を一対の連結溝２００に挿入して第１及び第２ハウジング部郡１１，１３を相対的に所定角度回動することによって、一対の連結ピン２０２が一対の連結溝２００の底部に位置し、これによって、第１及び第２ハウジング部１１，１３を解除自在に連結される。
【００３９】
第１及び第２ハウジング部１１，１３の基部には、導出ハウジング１５を着脱自在に装着することができる。第１及び第２ハウジング部１１，１３の基部は実質上同一の構成であるので、主として図５を参照して、導出ハウジング１５の構成と第１ハウジング部１１との連結について説明する。
【００４０】
図示の導出ハウジング１５は連結ハウジング部２０４と、この連結ハウジング部２０４に接続部材２０６を介して取り付けられた収容ハウジング部２０８（ファイバ収容部を構成する）とを備え、収容ハウジング部２０８がファイバ収容部を構成している。更に説明すると、連結ハウジング部２０４は、貫通孔２１０を有する連結部材２１２を備え、この連結部材２１２の端部に、貫通孔２１０を閉塞するように閉塞部材２１４が取付ねじ２１５により取り付けられている。この連結部材２１２には、側面に開口する流入流路２１６が設けられ、かかる流入流路２１６が接続チューブ等（図示せず）を介してパージ流体供給源９２に接続される。連結部材２１２には、軸線方向（図５において左右方向）に延びる流路２１８及び環状流路２２０が形成され、これら流路２１８，２２０が送給流路２２２を構成している。この送給流路２２２は、後述するように、第１ハウジング部１１の基部に導出ハウジング１５を装着したときには流入流路２１６と主パージ流体流路９０とを連通し、第２ハウジング部１３の基部に装着したときには流入流路２１６とパージ流体延長流路１９４とを連通する。この連結部材２１２の−端部には、第１ハウジング部１１の一対の連結溝２００とともに連結手段を構成する一対の連結ピン２０２が設けられている。このことに関連して、第２ハウジング部１３の基部には、連結部材２１２の一対の連結ピン２０２とともに連結手段を構成する一対の連結溝２００（図６参照）が設けられている。
【００４１】
接続部材２０６は中空パイプ状であり、その一端部が取付ねじ２２４により連結ハウジング部２０４に取り付けられ、その他端部が取付ボルト２２６により収容ハウジング部２０８に取り付けられている。収容ハウジング部２０８には開口２２８，２３０が設けられ、測定装置本体２６（図１参照）からの第１及び第２光ファイバ３８，４０は、開口２２８を通して収容ハウジング部２０８内に導入され、それらの一部がこの収容ハウジング部２０８内に収容される。そして、収容ハウジング部２０８からの第１及び第２光ファイバ３８，４０は、開口２３０を通して導出され、接続部材２０６の内部空間及び連結ハウジング部２０４の内部空間（連結部材２１２の貫通孔２１０）を通して延びる。
【００４２】
収容ハウジング部２０８内には支持壁２３２が設けられ、この支持壁２３２に第１及び第２コネクタ２３４，２３６が装着され、第１及び第２光ファイバ３８，４０は、それらの上流側部と下流側部とが第１及び第２コネクタ２３４，２３６で着脱自在に連結されるように構成されている。この実施形態では、第１及び第２光ファイバ３８，４０の下流側部が第１及び第２コネクタ２３４，２３６で取り外し可能に構成されている。検知部ハウジング８の第１ハウジング部１１に第２ハウジング部１３を取り付ける場合、また第１ハウジング部１１から第２ハウジング部１３を取り外す場合に、第１及び第２光ファイバ３８，４０の下流側部を第１及び第２コネクタ２３４，２３６から外して取付作業、取外作業が行われる。
【００４３】
この収容ハウジング部２０８内には、図５において左部に、第１光ファイバ３８のための折損防止部材２３８が設けられ、図５において右部に、第２光ファイバ４０のための折損防止部材２４０が設けられている。折損防止部材２３８，２４０は略Ｌ字状の部材から構成され、図５に示すように、第１及び第２光ファイバ３８，４０を略同心状に保持するように間隔をおいて複数設けられている。このように折損防止部材２３８，２４０を設けることによって、第１及び第２光ファイバ３８，４０を所定の湾曲した状態に保持することができる。これにより、第１及び第２光ファイバ３８，４０が大きく折れ曲がることがなく、それらの破損を防止することができる。尚、折損防止部材２３８，２４０はこのような構成のものに限定されず、各種形態のものを用いることができる。
【００４４】
次に、このダスト測定装置の使用様式について説明する。比較的小径の流体流路４を流れる流体中のダストの濃度を測定する場合、検知部ハウジング８の第１ハウジング部１１の基部に導出ハウジング１５を装着する。この装着は、導出ハウジング１５の先端部の一対の連結ピン２０２を第１ハウジング部１１の基部の一対の連結溝２００に挿入し、第１ハウジング部１１及び導出ハウジング１５を相対的に所定方向に回動すればよく、かく連結操作することによって、第１ハウジング部１１及び導出ハウジング１５を着脱自在に連結することができる。
【００４５】
かく連結すると、図５に示すように、導出ハウジング１５の連結部材２１２に設けられた環状突出部２５２が第１ハウジング部１１の端部部材１０４に形成された貫通孔２５４内に挿入され、第１ハウジング部１１からの第１及び第２光ファイバ３８，４０は、第１ハウジング部１１の端部部材１０４の貫通孔２５４、導出ハウジング１５の連結部材２１２の貫通孔２１０を通り、接続部材２０６の内部空間を通って収容ハウジング部２０８内にて第１及び第２コネクタ２３８，２４０に至る。尚、連結操作は、例えば、端部部材１０４の貫通孔２５４から延びる状態にて、第１及び第２ファイバ３８，４０を連結部材２１２の貫通孔２１０及び接続部材２０６の内部空間を通って収容ハウジング部２０８内に導き、この状態において導出ハウジング１５を第１ハウジング部１１に取り付け、その後これら光ファイバ３８，４０を第１及び第２コネクタ２３８，２４０に接続することにより行われる。この使用形態においては、容易に理解される如く、検知部ハウジング８の長さが短く、第１及び第２光ファイバ３８，４０の長さが余分となり、従って、第１及び第２光ファイバ３８，４０の余った部分が収容ハウジング部２０８内に折損防止部材２３８，２４０に保持された状態で収容される。
【００４６】
この連結状態では、また、導出ハウジング１５の連結部材２１２の環状流路２２０の一部と第１ハウジング部１１の端部部材１０４の流路１０６とが接続され、導出ハウジング１５の流入流路２１６が送給流路２２２を介して第１ハウジング部１１の主パージ流体送給流路９０に連通される。従って、パージ流体供給源９２からのパージ流体は、導出ハウジング１５の流入流路２１６及び送給流路２２２を通して第１ハウジング部１１の主パージ流体送給流路９０に流れ、この主パージ流体送給流路９０から第１パージ流体送給流路８６を通して第１噴出手段（第１カバー取付部材４６）に送給されるとともに、第２パージ流体送給流路８８を通して第２噴出手段（第２カバー取付部材６４）に送給される。
【００４７】
また、比較的大径の流体流路４を流れる流体中のダストの濃度を測定する場合、検知部ハウジング８の第１ハウジング部１１に第２ハウジング部１３を縦ぎ足した後に、この第２ハウジング部１３の基部に導出ハウジング１５を装着する。この装着は、第２ハウジング部１３の先端部の−対の連結ピン２０２を第１ハウジング部１１の基部の連結溝２００に挿入してこれらを相対的に回動して相互に連結し、次いで、導出ハウジング１５の先端部の一対の連結ピン２０２を第２ハウジング部１３の基部の一対の連結溝２００に挿入してこれらを相対的に回動して相互に連結する。
【００４８】
かく連結すると、第２ハウジング部１３の端部部材１８２に設けられた環状突出部１８６が第１ハウジング部１１の端部部材１０４の貫通孔２５４内に挿入される（図８参照）とともに、導出ハウジング１５の連結部材２１２の環状突出部２５２が第２ハウジング部１３の端部部材１８４の貫通孔８８内に挿入され、第１ハウジング部１１からの第１及び第２光ファイバ３８，４０は、第１ハウジング部１１の端部部材１０４の貫通孔２５４と、第２ハウジング部１３の端壁部材１８６に形成された貫通孔２６２、その内部空間及び端壁部材１８４の貫通孔１８８と、導出ハウジング１５の連結部材２１２の貫通孔２１０とを通り、更に接続部材２０６の内部空間を通って収容ハウジング部２０８内にて第１及び第２コネクタ２３８，２４０に至る。尚、このときの連結操作は、例えば、端部部材１０４の貫通孔２５４から延びる状態にて第１及び第２光ファイバ３８，４０を第２ハウジング部１３の端部部材１８４の貫通孔２６２、その内部空間及び端部部材１８４の貫通孔１８８を通し、この状態においてまず第２ハウジング部１３を第１ハウジング部１１に連結し、次に第１及び第２光ファイバ３８，４０を導出ハウジング１５の連結部材２１２の貫通孔２１０及び接続部材２０６の内部空間を通って収容ハウジング部２０８内に導き、この状態において導出ハウジング１５を第２ハウジング部１３に連結し、その後、これら光ファイバ３８，４０を第１及び第２コネクタ２３８，２４０に接続することによって行われる。この使用形態においては、容易に理解される如く、検知部ハウジング８の長さが長く、第１及び第２光ファイバ３８，４０の長さが余分となることがほとんどなく、従って、短い使用形態において余っていた部分は、収容ハウジング部２０８内から引き出されて用いられる。このように用いるので、検知部ハウジング８の長さが長くなっても第１及び第２光ファイバ３８，４０の長さは変わることがなく、その結果、検知ハウジング８の使用形態に関係なく、流体中のダスト濃度を正確に測定することができる。
【００４９】
この連結状態では、導出ハウジング１５の連結部材２１２の環状流路２２０の一部と第２ハウジング部１３の端部部材１８４の流路１９２とが接続されるとともに、第２ハウジング部１３の接続パイプ１９０の流路１９４と第１ハウジング部１１の端部部材１０４の流路１０６とが接続され、導出ハウジング１５の流入流路２１６が送給流路２２２を介し、第２ハウジング部１３のパージ流体延長流１９６を通して第１ハウジング部１１の主パージ流体送給流路９０に連通される。従って、パージ流体供給源９２からのパージ流体は、導出ハウジング１５の流入流路２１６及び送給流路２２２並びに第２ハウジング部１３のパージ流体延長流路１９６を通して第１ハウジング部１１の主パージ流体送給流路９０に流れ、上述したと同様に、主パージ流体送給流路９０から第１及び第２噴出手段に送給される。
【００５０】
以上、本発明に従うダスト測定装置の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００５１】
例えば、図示の実施形態では、第１及び第２カバー取付部材４６，６４により第１及び第２噴出手段を構成しているが、このような構成に代えて、例えば、第１噴出手段としての第１チューブ（又は第１パイプ）を照射ロカバー２０の周囲にリング状に配設するとともに、第２噴出手段としての第２チューブ（又は第２パイプ）を受光ロカバー２４の周囲にリング状に配設し、第１及び及び第２チューブ（又は第１及び第２パイプ）に間隔をおいて設けた噴出口からパージ流体を半径方向内方に噴出するようにしてもよく、この場合、第１パージ流体送給手段８２を通して流れるパージ流体は第１チューブ（又は第１パイプ）に送給され、第２パージ流体送給手段８４を通して流れる流体は第２チューブ（又は第２パイプ）に送給される。
【００５２】
また、図示の実施形態では、第１及び第２噴出手投の噴出口を照射ロカバー２０及び受光ロカバー２４の周方向に間隔をおいて複数個設けているが、このような構成に限定されず、それらの噴出口を周方向に連続する一つの噴出口から構成するようにしてもよく、このような形状の噴出口であってもパージ流体を周方向に実質上均一に噴出させることができる。
【００５３】
また、上述した実施形態では、第１及び第２ハウジング部１１，１３の基部側に連結溝２００を設け、導出ハウジング１５及び第２ハウジング部１３の先端側に連結ピン２０２を設けているが、これとは反対に、第１及び第２ハウジング部１１，１３の基部側に連結ピン２０２を設け、導出ハウジング１５及び第２ハウジング部１３の先端側に連結溝２００を設けるようにしてもよい。
【００５４】
また、上述した実施形態では、第１及び第２パージ流体送給流路８６，８８を主パージ流体送給流路９０に合流させ、主パージ流体送給流路９０より上流側を−つの流体送給流路になるように構成しているが、例えば、検知部ハウジング８を延びる第１及び第２パージ流体送給流路８６，８８を全く別系統の流体流路から構成するようにしてもよい。
【００５５】
また、上述した実施形態によれば、第１ハウジング部１１に第２ハウジング部１３を着脱自在に装着して検知部ハウジング８の長さを２段に調整できる構成であるが、第２ハウジング部１３に、例えば第２ハウジング部１３部を更に一つ又は複数着脱自在に装着してその長さを３段以上に調整できるようにしてもよい。
【００５６】
更に、上述した実施形態では、光散乱式のダスト測定装置に適用して説明したが、その他の形態のダスト測定装置、例えば光透過式のもの、光反射式のもの等にも同様に適用することができる。また、これらダスト測定装置に限定されず、光を照射するための照射開口及び／又は光を受光するための受光開口を有する各種測定装置、計測装置、検査装置等にも適用することができる。特に、光ファイバを用いた光伝送構造は、非常に有用であり、それ自体広い範囲に適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の請求項１の光伝送構造によれば、挿入部ハウジングの長さが調整できるので、小径及び大径の流路であっても挿入部ハウジングを流路の所定部位に挿入することができる。また、光ファイバは継ぎ足すことがないので、光の伝送を確実に行うことができる。
【００５８】
また、本発明の請求項２の光伝送構造によれば、第１ハウジング部の基部には第２ハウジング部及び導出ハウジングが選択的に着脱自在に連結され、第２ハウジング部の基部には導出ハウジングが着脱自在に連結されるので、第１ハウジング部の基部に導出ハウジングを連結することによって、挿入部ハウジングの長さを短くすることができ、また第１ハウジング部の基部に第２ハウジング部を連結し、この第２ハウジング部の基部に導出ハウジングを連結することによって、挿入部ハウジングの長さを長くすることができる。
【００５９】
また、本発明の請求項３の光伝送構造によれば、第１ハウジング部の基部に導出ハウジングを連結すると、第１ハウジング部のパージ流体送給流路と導出ハウジングの流入流路とが接続され、流入流路からのパージ流体はパージ流体送給流路を通して噴出手段に送給される。また、第１ハウジング部の基部に第２ハウジング部を連結するとともに、第２ハウジング部の基部に導出ハウジングを連結すると、第１ハウジング部のパージ流体送給流路と導出ハウジングの流入流路とが第２ハウジング部のパージ流体延長流路を介して接続され、流入流路からのパージ流体はパージ流体延長流路及びパージ流体送給流路を通して噴出手段に送給される。
【００６０】
また、本発明の請求項４の光伝送構造によれば、ファイバ収容部に折損防止部材が設けられているので、光ファイバの一部を折損防止部材に掛けることによって、光ファイバを所要の湾曲した状態に保持することができ、この光ファイバの破損を防止することができる。
【００６１】
更に、本発明の請求項５のダスト測定装置によれば、上述した光伝送構造が照射開口及び受光開口を有する検知部ハウジングを備えたダスト測定装置に適用され、照射開口に測定光を伝送するための第１光ファイバと、受光開口を通して受光した被検知光を伝送するための第２光ファイバとが、導出ハウジングのファイバ収容部には第１及び第２光ファイバの一部が湾曲した状態に収容される。このようなダスト測定装置では、検知部ハウジングの長さが変化しても、第１及び第２光ファイバの長さ、接続状態等が変化せず、ダストを正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う光伝送構造を備えたダスト測定装置の一実施形態の全体を示す概略図である。
【図２】図１のダスト測定装置の一部を示す部分断面図である。
【図３】図１のダスト測定装置の照射部及び受光部付近を示す部分断面図である。
【図４】図１のダスト測定装置の受光部を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図５】図１のダスト測定装置の検知部ハウジングの第１ハウジング部に導出ハウジングを連結した状態を示す部分断面図である。
【図６】検知部ハウジングの第２ハウジング部を示す断面図である。
【図７】図１のダスト測定装置の第１ハウジング部に第２ハウジング部を連結する前の状態を示す部分断面図である。
【図８】第１ハウジング部に第２ハウジング部を連結した状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
４流体流路
６ダスト
８検知部ハウジング
１１第１ハウジング部
１３第２ハウジング部
１４照射部
１５導出ハウジング
１６受光部
１８照射開口
２０照射口カバー
２２受光開口
２４受光口カバー
２６測定装置本体
２８発光源
３０受光素子
３２ダスト濃度演算手段
３８，４０光ファイバ
４６，６４カバー取付部材
５０測定領域
５４集光レンズ
５６反射鏡
８２，８４パージ流体送給手段
８６，８８，９０パージ流体送給流路
１９６パージ流体延長流路
２０８収容ハウジング部
２３８，２４０折損防止部材

Claims

流体流路に挿入される挿入部ハウジングと、光を伝送するための光ファイバと、前記挿入部ハウジングからの前記光ファイバを外部に導出するための導出ハウジングと、を備え、
前記導出ハウジングには、前記光ファイバを収容するためのファイバ収容部が設けられており、
前記挿入部ハウジングの長さを短くすると、前記光ファイバの一部が前記導出ハウジングの前記ファイバ収容部に湾曲した状態で収容され、前記挿入部ハウジングの長さを長くすると、前記ファイバ収容部に収容された前記光ファイバの湾曲した一部が前記ファイバ収容部から引き出されることを特徴とする光伝送構造。
前記挿入部ハウジングは、光を照射する照射開口及び／又は光を受光する受光開口が設けられた第１ハウジング部と、前記第１ハウジング部の基部に着脱自在に連結される第２ハウジング部とを備え、前記第１ハウジング部の基部には、前記導出ハウジング及び前記第２ハウジング部が選択的に着脱自在に連結され、前記第２ハウジング部の基部には、前記導出ハウジングが着脱自在に装着されることを特徴とする請求項１記載の光伝送構造。
前記照射開口及び／又は前記受光開口には照射口カバー及び／又は受光口カバーが設けられ、前記照射口カバー及び／又は受光口カバーの表面に向けてパージ流体を噴出する噴出手段が設けられており、また前記挿入部ハウジングの前記第１ハウジング部内には、パージ流体を前記噴出手段に送給するためのパージ流体送給流路が設けられ、前記挿入部ハウジングの前記第２ハウジング部内には、前記パージ流体送給流路に接続されるパージ流体延長流路が設けられ、更に、前記導出ハウジングにはパージ流体が流入する流入流路が設けられており、
前記挿入ハウジングの前記第１ハウジング部の基部に前記導出ハウジングを連結すると、前記導出ハウジングの前記流入流路と前記第１ハウジング部の前記パージ流体送給流路とが接続され、前記挿入部ハウジングの前記第１ハウジング部に前記第２ハウジング部を連結するとともに、前記第２ハウジング部に前記導出ハウジングを連結すると、前記第１ハウジング部の前記パージ流体送給流路と前記第２ハウジング部の前記パージ流体延長流路とが接続されるとともに、前記第２ハウジング部の前記パージ流体延長流路と前記導出ハウジングの前記流入流路とが接続されることを特徴とする請求項２記載の光伝送構造。
前記導出ハウジングの前記ファイバ収容部には、前記光ファイバを湾曲した状態に所要の通りに保持するための折損防止部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光伝送構造。
請求項１〜４のいずれかに記載の光伝送構造を備え、前記挿入部ハウジングは、照射開口及び受光開口を有する検知部ハウジングであり、前記光ファイバは、前記照射開口に測定光を伝送するための第１光ファイバ及び前記受光開口を通して受光した被検知光を伝送するための第２光ファイバを含み、前記導出ハウジングの前記ファイバ収容部には、前記第１及び第２光ファイバの一部が湾曲した状態で収容されることを特徴とするダスト測定装置。