JPH02103445A - 粒子の光学式流量計測装置 - 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、吹雪量のような空中の浮遊粒子の流量を計数
計測する粒子の光学式流量計測装置に関する。

〔従来の技術］ 降雪地域において、降雪量や吹雪量は、雪害対策に貴重
な情報を与えるものである。この情報を得るために積雪
計や吹雪針が使用される。

従来より考えられている吹雪計には、発光部にタングス
テンランプ等の点光源による発散光を用いるものがある
。これは、受光部にスリットや光センサ−、信号増幅器
を内蔵させ、受光部における点光源からの受光量を計測
して、計測信号を屋内の信号処理装置に転送することに
よって吹雪量を知るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の如き従来の吹雪計は、発散光を用
いているため、粒子の通る位置により信号が大きく変動
するため、誤差が大きいという問題がある。また、受光
部に光センサーや信号増幅器を内蔵させているため、光
学的な狂い、増幅器の気温や２２度等の環境変動による
異常作動が起こりやすい。さらには、受光部の増幅器か
ら長距離隔てた屋内に信号処理装置を設置し、その間を
信号線で接続するため、信号伝送系において電気的ノイ
ズの混入が避けられず、計測精度が恋い等の種々の問題
を有している。

本発明は、上記の課題を解決するものであって、天候や
周囲の環境に左右されずノイズに強い粒子の光学式流量
計測装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段〕 そのために本発明の粒子の光学式流量計測装置は、測定
領域の一方に配置され集光レンズを有する投光部と他方
に配置され流量の計測方向に１対のスリットが並んだ受
光部、光源、１対の光電変換手段、該光源から投光部に
光を送り込む光ケーブルと受光部の１対のスリットから
１対の光電変換手段へ光を取り込む光ケーブル、及び１
対の光電変換手段の出力信号から測定領域の粒子流量を
計数処理する信号処理手段を備えたことを特徴とするも
のである。

〔作用〕

本発明に係る粒子の光学式流量計測装置では、光源から
光ケーブルを通して投光部の集光レンズに光を導き、集
光レンズから平行光を計測領域に照射するので、受光部
において粒子の流量に対応して安定した信号が得られる
。また、受光部からの計測信号は、そのまま光ケーブル
を通して光電変換手段へ送られる。従って、光源及び光
電変換手段その他の電気信号処理部を屋内に設置し、屋
外には光信号を用いるように構成できるので、電気信号
系の特性が天候や屋外の環境に左右されることがなく、
計測誤差を少な（し計測精度を尚めることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明に係る粒子の光学式流星計測装置の１実
施例構成を示す図であり、ｌは受光部、２は投光部、３
と４はスリット、５は集光レンズ、６と７は光コネクタ
−，８〜１０は光ファイバー１１はレーザーダイオード
、１２と１３は光電変換器、１４は信号処理装置を示す
。

第１図において、受光部１は、その先端に第１のスリッ
ト３と第２のスリット４を並べ、それぞれのスリット３
．４を通して取り込まれた光を例えば光ファイバーを通
して光コネクタ−６まで導くように構成したものである
。投光部２は、その先端に集光レンズ５を配置し光コネ
クタ−７から例えば光ファイバーを通して光源からの光
を導くように構成したものである。

以上によりレーザー吹雪計センサ一部を構成する。そし
て、次のレーザーダイオード１１、光電変換器１２．１
３、信号処理装置１４により発光・受信部及び信号処理
部を構成する。

レーザーダイオード１１は、計測用光源であって、光フ
ァイバー１０が接続され、光コネクタ−７で投光部２に
接続される。光コネクタ−６、光ファイバー８．９、光
電変換農工２、Ｉ３は、それぞれ受光部１のスリット３
．４に対応して１対で構成し、スリット３で受光した光
信号が光コネクタ−６から一方の光ファイバー８を通し
て光電変換器】３へ導かれ、スリット４で受光した光信
号が光コネクタ−６から他方の光ファイバー９を通して
光電変換器１２へ導かれる。信号処理装置１４は、例え
ば差動増幅回路を有し、それぞれの入力端子に光電変換
器１２．１３の信号を入力して吹雪量を演算計測するも
のであり、必要に応じて記録装置や表示装置、プリンタ
等の出力装置を有する。

以上の構成により投光部２と受光部１との間を計測領域
とし、その間を吹雪の粒子が図示の方向に通ると、受光
部１では、まず第１のスリット３の受光量が落ち、続い
て第２のスリット４の受光量が落ちる。従って、これら
の受光信号を電気信号に変換する光電変換器１２．１３
では、ます光電変換器１３の出力信号が立ち下がり、僅
かの位相遅れで光電変換器１２の出力信号が続いて立ち
下がる。従って、これらの信号を信号処理装置１４の差
動増幅回路に入力すると、差動増幅回路から、計測領域
を過った吹雪粒子の数に対応して高感度のパルス信号が
得られる。また吹雪粒子の大きさに対応して大小のパル
スが得られる。そこで、このパルスを計数することによ
って吹雪量を計測することができる。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である０例えば上記の実施例では
、一対のスリットを受光部に設けるようにしたが、さら
に多数のスリットを並列に設けるようにしてもよいし、
レーザー吹雪計センサ一部を複数セント用意してもよい
。また、信号処理装置は、計時手段を備えることにより
単位時間毎に計数値を記憶するようにしてもよい。さら
には、吹雪粒子を計数して吹雪量を計測したが、第１の
スリットによる信号変化から第２のスリットによる信号
変化に対応するパルス幅により吹雪の速度（強さ）を計
測し、この速度と一方のスリットによる信号の幅（吹雪
粒子が大きければ大きくなる）から粒子の大きさを計測
することによって、吹雪量や粒子の大きさ、強さ等も併
せて計測する、ようにしてもよい。

本発明に係る粒子の光学式流量計測装置の使用対象とし
て吹雪量を測定を例に説明したが、吹雪量に限らず、砂
丘における飛砂、その低空中の浮遊粒子の流量計測に用
いてもよいことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光フ
ァイバーを通して接続することにより光信号系のセンサ
一部と発光・受信部及び信号処理部の２つに大きく分け
ることができ、センサ一部を屋外に、発光・受信部及び
信号処理部を屋内に配置することができるので、電気信
号系の屋外における温度や湿度、日射等の環境変動によ
る影響を排除することができ、回路等の異常作動、誤動
作をなくすことができる。また、光ファイバーを通して
光信号を伝送するので、信号伝送系でのノイズの混入を
避けることができる。さらには、投光部に集光レンズを
設は下行光を照射するので、受光部において粒子の流量
に対応して安定した信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る粒子の光学式流量計測装置の１実
施例構成を示す図である。 １・・・受光部、２・・・投光部、３と４・・・スリッ
ト、５・・・集光レンズ、６と７・・・光コネクタ−，
８〜１０・・・光ファイバー、１１・・・レーザーダイ
オード、１２と１３・・・光電変換器、１４・・・信号
処理装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定領域の一方に配置され集光レンズを有する投
   光部と他方に配置され流量の計測方向に１対のスリット
   が並んだ受光部、光源、１対の光電変換手段、該光源か
   ら投光部に光を送り込む光ケーブルと受光部の１対のス
   リットから１対の光電変換手段へ光を取り込む光ケーブ
   ル、及び１対の光電変換手段の出力信号から測定領域の
   粒子流量を計数処理する信号処理手段を備えたことを特
   徴とする粒子の光学式流量計測装置。
2. （２）１対の光電変換手段の出力信号を差動増幅して計
   数することを特徴とする請求項１記載の粒子の光学式流
   量計測装置。