JP4008910B2 - 光学式油検知器 - Google Patents
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Description
なお、上述したような光学式漏油検知器については、例えば下記URL(株式会社IHIエスキューブの製品紹介ホームページ)に漏油検知器として製品紹介されている一方、下記特許文献にも「光学式油検出器」として開示されている。
http://www.iscube.co.jp/seihin/seihin_oil.html
すなわち、水と空気の屈折率は異なることから、排水ピットP内の水Wに急激な水面変動が生じると、ファイバセンサ2が水に触れる部分と空気に触れる部分の比が大きく変化し、ファイバセンサ2の光漏洩量が増減する。これによって漏油検知の誤作動を引き起こしてしまう場合があった。また、排水ピットPから変換器6の受光素子までは、設置現場にて、現場の状況に応じて光ケーブルの敷設を行う必要がある。しかしながら、光ケーブルの設置作業には光ケーブルの端末処理等の特殊技能が必要であるため、容易な設置を妨げているという問題があった。
第1の発明は、油が光ファイバに付着したときに生ずる光漏洩量の変化に基づいて油を検知する光学式油検知器において、フロートと、該フロートに固定された光ファイバと、該光ファイバの一端に光を入射する発光素子と、光ファイバの他端から出射された光を電気信号に変換する受光素子とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、センサとしての光ファイバがフロートともに水面に浮いた状態であるので、急激な水面変動が生じても光ファイバに接する水と空気の比の変動はほとんどない。
本発明においては、従来のようにファイバセンサを排水ピット等の外部にまで敷設する必要がない。すなわち、特殊技能が必要な光ファイバの端末処理を全て工場でのフロート製造工程で行うことが可能となる。また、従来のようにファイバセンサを変換器にまで延ばして敷設する場合には、ファイバセンサの敷設可能距離(約20m)以内に変換器を設ける必要があった。本発明によれば発光素子及び受光素子がフロートに内蔵されているから、フロートから延びる配線は通常の電気ケーブルでよい。したがって設置個所の限定がなくなる。
この発明によれば、光ファイバを適切な曲率に保った状態でフロートに取付けることが可能であり、よって光ファイバの過度の曲げによる光漏洩量の増大を防止することができる。
この発明によれば、光ファイバが外部物体と接触して損傷することを防止することができる。
この発明によれば、胴部とフランジとの接合部は常に水面上に位置した状態となる。したがってフロート内への浸水の可能性を低下させることができる。また喫水線がフロートの十分上部に位置している、すなわちフロートの大半の部位が水中に位置していることにより、フロートの姿勢を安定に保つことができる。好ましくは、フロート内の下部にバラストを設けることなどにより、フロートの重心が下部に位置するようにする。これによりさらに姿勢を安定させることができる。
また、フロートに光/電変換機能を内蔵することで特殊技能が必要な光ファイバの端末処理を全て工場でのフロート製造過程で実施することが可能となり、現地工事では一般ケーブルを扱うのみとなることから、ケーブルの中継も簡単で現地工事が容易となる。
図1は本実施形態に係るフロート型光学式油検知器17の要部つまりフロート17aの構成を示す斜視図、図2は当該フロート17aの縦断面図、図3は図2のA−A線に沿った縦断面図、また図4は本フロート型光学式油検知器17の全体構成を示す概略図である。
基板19は、蓋体18bの内面側に固定された基板支持台23に対してボルト留めされており、図のように垂直姿勢となってケーシング18内に収容されている。基板19には、後述する発光素子34に電力を供給する電源回路や、受光素子35の出力を増幅する増幅回路が形成されている。
ここで、図2に示すように、ファイバセンサ42は、ケーシング18(胴部18a)の球状曲面に沿って設けられているので、ファイバセンサ42を過度に曲げることで発生する光の漏れを抑えることができる。
また、図2に示すように、各ガイド部18d、18eは、ケーシング18の外周に巻き付けられたファイバセンサ42よりも外方に突出するようにケーシング18に設けられており、これによってファイバセンサ42が外部物体と接触して損傷するのを防止する。
さらに、ガイド部18eは不使用時にフロート17aを支える台であるとともに、使用時には後述するロッド60が固定されるようになっている。
ケーブル25は基板19に外部から電力を供給するとともに、電気信号に変換された受光素子35の出力を監視器7に出力するためのケーブルである。ケーブル25は、蓋体18bの中央部に設けられたケーブルクランプ56によって着脱自在に固定されるようになっており、ケーブルクランプ56に固定されたケーブル25は、フロート17a内部の基板19に対して電気的に接続される。
ファイバセンサ42は、図2に示すように所定の検知範囲に亘って被膜が剥かれて芯線(光ファイバ芯線)が露出している。この検知範囲は、水位WLを挟んで上下の範囲を含むが、水位WLの下方をより広く設定されている。これにより、混濁してある程度の厚みをもつ油を検出でき、また油が浮上してきた場合に、迅速に検出することができる。また、水位WLをフロート17aの上部に位置させることで、後述するように安定した姿勢を保つことができる。
フロート17aには、ガイド部18eが備える孔57(図5参照)にロッド60の先端が回動自在に固定される。ロッド60の他端は排水ピットPの側壁に設けられた壁面用ブラケット63により、回動軸を水平方向であってロッド60の延在方向に対して垂直に向け回動自在に固定されている。これにより水位WLの変化(水位WL1←→水位WL2)に追従して、フロート17aがピットP内を高さ方向に移動するようになっている。ロッド60は、ステンレス製であり、3つのロッド部60a、60b、60cがそれぞれロッドコネクタ61,62によって伸縮自在に連結されている。
また、ケーブル25がロッド60にクランプされていることで、フロート17aから延びたケーブル25はロッド60に案内され、壁面用ブラケット63を介して監視器7に接続される。
なお監視器7には適宜コンピュータを接続して設定、データの収集などを行うようにしてもよい。
発光素子34を常時作動させた状態とし、ファイバセンサ42に光を入射させる。光は水中に露出したファイバセンサ42を通り、受光素子35によって受光され、受光素子35の出力は基板19が備える増幅回路で増幅された後、ケーブル25により監視器7に伝送される。そして、ファイバセンサ42の検知範囲に油が付着すると、受光素子35による受光量は小さくなるので、監視器7に加わる信号は所定量を超えて低下する。これにより監視器7において異常を示す警報信号が発生される。
ここで、水位WLが変化した場合、水中に浮いた状態にあるフロート17aは水位変化に追従して上下動するので、水面とファイバセンサ42との位置関係は略一定となる。
また、従来のようにファイバセンサを変換器6にまで延ばして敷設する場合には、ファイバセンサの敷設可能距離(約20m)以内に変換器6を設ける必要があった。しかしながら、本実施形態においては、変換器6の機能を有する受光素子35及び基板19がフロート17aに内蔵されているので、設置個所の限定がなくなり、漏油検出を行う場所から20m以内に変換器を設けることが困難な場所にも漏油センサを設けることができる。
また、ケーブル25がロッド60にクランプされているので、激しい水面の変動やケーブル25の自重によるフロート17aの傾きを防止し、フロート17aの垂直性を保つことができる。
また、下部に重心のあるフロート17aの下端においてロッド60により回動自在に支持されているので、フロート17aが傾くと下端を回動中心としてフロート17aが回動して迅速に姿勢が戻る。すなわちフロート17aの垂直姿勢をさらに安定して保持することができる。
また、水位WLがフロート17aの十分上部に位置し、バラスト20によって重心は下方にあるので、フロート17aを安定した垂直姿勢で浮いた状態に保つことができる。すなわち、フロート17aが傾いた場合に浮力の作用によって迅速に垂直姿勢に戻る。
さらに、バラスト20の胴部18aに対する固定位置(水平方向位置)を可変することによりフロート17aを垂直姿勢に設定することができる。
さらに、胴部18aが下方に細くなるテーパ状であるので、上部ほど大きい浮力を受ける。したがって、これによっても重心を下げることができ、上記と同様にフロート17aの垂直姿勢を安定して保つことができる。
(1)上記実施形態では、プラスチックから形成された単一芯線の光ファイバ、つまりプラスチックファイバをファイバセンサ42として用いたが、このようなプラスチックファイバに代えて、石英から形成されると共に複数本の芯線からなる石英ファイバケーブルをファイバセンサ42として用いても良い。
17 フロート型光学式油検知器
17a フロート
19 基板
34 発光素子
35 受光素子
42 ファイバセンサ
60 ロッド
P 排水ピット
Claims (4)
- 油が光ファイバに付着したときに生ずる光漏洩量の変化に基づいて油を検知する光学式油検知器において、
フロートと、
該フロートに固定された前記光ファイバと、
該光ファイバの一端に光を入射する発光素子と、
前記光ファイバの他端から出射された光を電気信号に変換する受光素子とを備え、
前記フロートの外周に球状曲面を設け、該球状曲面に沿って前記光ファイバを設けることを特徴とする光学式油検知器。 - 前記発光素子と前記受光素子とが前記フロートの内部に収容されていることを特徴とする請求項1に記載の光学式油検知器。
- フロートに光ファイバよりも外方に突出する突部を設けることを特徴とする請求項1または2記載の光学式油検知器。
- フロートは、上部に開口を備えた胴部と、該胴部の開口を防水状態に密閉する蓋体とをケーシングとして備え、さらに該フロートは、水に浮いたときに、前記蓋体と胴部との接合部よりも僅かに下方に喫水線が位置するように重量バランスが設定されていることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の光学式油検知器。
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