JPH0590351U - 漏液センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この考案の目的は、漏液の屈折率を利用して
検知面における反射光量の変化から漏液の有無を検知す
る漏液センサにおいて、発光手段及び受光手段の設置角
度や反射媒体の形状に融通性を持たせることができる漏
液センサを提供することにある。 【構成】 発光手段と、その照射光を反射する反射面を
有する反射媒体と、その反射光を受光する受光手段と、
その受光量の変化から漏液の有無を検知する検知手段と
から構成され、発光手段と反射媒体及び反射媒体と受光
手段の間で光の屈折を起させないようにし、かつ発光手
段からの照射光を全反射して受光手段に入射させる検知
面を残して、反射面を不透明材で被覆した漏液センサに
より上記目的は達成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、水、アルコール、酸、アルカリ及び塩類溶液等の導電性液体や、 シンナー、ベンジン等の有機非導電性液体の漏液を検知するための光線反射方式 漏液センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、漏液センサは主に工場等で設備される液体の供給を行なう配管の漏液を 検知するために使われる。通常の配管には接続用の継手が多く、完全に漏液を防 止し得るとは限らないからであり、特に液体の種類によって危険が高い場合には 厳重な監視を要している。

【０００３】 こうした配管の漏液監視は、作業員の巡回等で視認によっても行なわれるが、 最近は検知装置の開発がこの分野にも進展しており、例えば導電方式や液量方式 等を導入した漏液検知装置により、人手に依らずとも検知し得るようにする傾向 が顕著になっている。図７は導電方式の検知装置を示すもので、ここでは２本の 絶縁線の所定間隔Ｌ１、Ｌ２に電極１１１〜１１ｎ，１２１〜１２ｎを設け、各 絶縁線１１０，１２０の両端に電源１３０及び検知装置１４０（例えば電流計） を接続して構成される開回路を、配管の継手の下かその近傍に張り廻らせて使用 する。そして、漏液２が生じた場合、各電極１１１〜１１ｎ及び１２１〜１２ｎ （但し、図中では電極１１２及び１２２）に短絡を生じて開回路が閉回路となり 、検知装置１４０に電流が流れることで漏液２を検知するものである。従ってこ の導電方式は、水，酸性溶液，アルカリ溶液等の導電性の液体に限られる。

【０００４】 又、図８は液量方式を示すもので、上方に漏液２を受溜するための漏斗１５０ が設けられている液体容器１５１の所定位置に対し、液体の有無を分量によって 検知する発光及び受光用の液体センサ１６０，１６１を設けることによって構成 される分量検知装置を、配管の継手の下かその近傍に設置して使用する。即ち、 漏液２が漏斗１５０によって液体容器１５１に受溜され、所定の分量になった状 態で液体センサ１６０，１６１による漏液検知を行ない得るものである。この液 量方式は比較的液体を選択しなくても良いが、所定分量まで受溜する必要がある ので、揮発性が強い液体は検知対象から除外される。その他に静電容量を利用し た検知方式も考えられているが、センサのＳ／Ｎ比が悪い為、実施化が困難な状 況にある。

【０００５】 そこで、こうした背景による問題を改善し、殆どの液体の漏液を確実に検知し 得る漏液センサが本出願人によって提案され、特開昭６３−２０１５４６号に開 示されている。その要旨は、漏液を吸収すると透明になるフィルタに対し、光を 照射してその透過光又は反射光の変化量を検知するものである。すなわち、図９ は透過光を利用した漏液センサを示すもので、２枚の透明板１１，１２の間に床 面４上の漏液２を吸収すると透明になる薄紙１３を挟持して構成されるフィルタ １０に対し、表面から光ＫＰを照射する発光部２０と、それに対向する裏面に透 過光ＴＰを受光する受光部２１とを配設している。薄紙１３は漏液２を吸収しな ければ不透明であり、接触部８より漏液２を吸収する（毛管現象による）と吸収 部分９が透明になり、透過光の変化量から検知を行なうものである。

【０００６】 一方、図１０は反射光を利用した漏液センサを示すもので、透明板３１、不透 明板３２の間に薄紙３３を挟持して構成されるフィルタ３０に対し、光ＫＰを照 射する発光部２２と、薄紙３３からの反射光ＦＰを受光する受光部２３とを透明 板３１の表面側に配設している。この場合も床面４上の漏液２を接触部３４より 吸収することで吸収部分３５が透明になり、反射光の変化量から検知を行なうも のである。

【０００７】 薄紙を用いて透過光若しくは反射光の変化量を検知する場合にも薄紙の毛管現 象を利用するため、検知終了後に薄紙をその都度交換しなければならず、手間が かってしまう不都合がある。

【０００８】 そこで、本出願人は、最近そのような問題点を解決し得る漏液センサを提案し た（実願平１−９７６２６号）。図１１はその提案されている漏液センサの基本 構成を示す斜視図である。配管３の近傍の床面４上には、構成単体を三角柱状と するプリズムの反射媒体１が設置されている。発光装置５は反射媒体１に照射光 ＬＳを照射するもので、受光装置６はその照射光ＬＳによる反射媒体１上からの 反射光ＬＲを受光するものである。反射媒体１は透明又は半透明の樹脂やガラス 等を素材とするプリズムであると共に、その光屈折率は漏液２に近いもの（たと えば１．４〜１．５）であり、非浸液時に反射光を生じ得る反射面を有する形状 であれば良く、構成単体の形状は限定されない。又、反射媒体１の底部の四隅に は脚Ａを設け、床面４との間に僅かな隙間を持たせて漏液２を流入し得るように している。そして、検知装置７は反射光ＬＲの光量変化に関する受光装置６の情 報に基づいて漏液２の検知を行なうものである。

【０００９】 このような構成により、反射媒体１に対して漏液の浸液が無い状態では、図１ ２に示すように反射媒体１には発光装置５からの照射光ＬＳがその表側の斜面か ら所定の屈折率で入射された後、反射面となる底面（反射媒体１は典型的な偏角 プリズムになっている）で反射され、その大部分は反対側の斜面から屈折されて 受光装置６に対する反射光ＬＲとなるが、一部は床面４上に対する透過光となっ ている。従ってこの状態では、受光装置６から検知装置７に対して一定の光量信 号が得られている。そして、この状態で漏液の浸液が生じると、図１３に示すよ うに反射媒体１に対する照射光ＬＳは殆ど透過してしまい、反射光ＬＲの光量が 減少する。すなわち、反射媒体１の光屈折率は漏液２のそれに近い値であるから 、反射媒体１の底面（反射面）が図１３の如く漏液２に浸液されると、境界面に おいては大凡均質な光屈折率の合成媒体が形成されることになり、反射媒体１の 底面での反射状態が変化し、大部分の反射光が透過光になってしまう。このよう な漏液２の浸液が生じると浸液が無い場合に比較して、底面反射を大幅に減じた 反射光ＬＲ′が受光装置６に与えられることになり、反射光量の減少情報に基づ き、検知装置７によって漏液２の検知を行なうことが出来る。特に反射媒体１の 構成単体の断面形状が三角形である場合、例えば漏液２の光屈折率が１．３程度 であればその光屈折率をやや高い１．４〜１．５程度にしておけば、通常の工場 等の配管設備における漏液検知に対しては充分である。

【００１０】 更に、上述の如く三角プリズムを上面に設置するのではなく、これを逆さにし た配置や、図１４及び図１５に別の実施例としてそれぞれ漏液２の非浸液及び浸 液時を示す漏液センサの如く、円柱状（棒状）のガラス材を複数並列した構造の 反射媒体１００としても同様な効果が得られる。図１４及び図１５において、反 射媒体１００の場合も底部に対して構成単体を連結する支柱脚Ｂを設け、床面４ 上とに隙間を持たせているが、脚を設けるのは配管３の継手３Ａの真下に反射媒 体を設置出来ず、その近傍の床面４上に設置して反射式漏液センサを構成せざる を得ない使用条件を配慮してのことである。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した提案されている漏液センサにおいては、発光装置５からの 照射光ＬＳは空間を介して樹脂等で形成されているプリズム状の反射媒体１に入 射されるが、その入射角は、照射光ＬＳがプリズム面で屈折した後反射媒体１内 部を通過して他方の面に入射する際に臨界角以上になる様に決定される。つまり 、例えばプリズム面が他方の面に対して４５°で形成されている場合、照射光Ｌ Ｓをプリズム面に対して０°で入射させるとプリズム面で屈折されることなく反 射媒体１内を進むので他方の面にはそのまま４５°で入射される。このとき、反 射媒体１の屈折率が１．５であるならばその臨界角は４１．８８°であるので、 上述の照射光ＬＳは全反射して受光方向に進む。ゆえに、このような条件の反射 媒体１に対しての４５°での入射は、全反射の要求を満足する入射角度である。 ところで、上述のような条件の場合、全反射した後の反射光ＬＲもプリズム面に 対して０°で入射する。したがって、この場合には直角２等辺三角形のプリズム が理想となる。

【００１２】 以上の例から理解できるように、提案されている漏液センサにおいては、照射 光の照射角度が反射媒体の形態や屈折率に応じて制限されるという問題点があっ た。また、プリズムの成形に際し、金型成形，平板のホットプレス（ともに光学 的精度が必要）等の各種の加工が必要であるため、価格が大変高価となるという 問題点があった。

【００１３】 この考案は上述のような事情から成されたものであり、この考案の目的は、発 光手段及び受光手段の設置角度や反射媒体の形状に融通性を持たせることができ る漏液センサを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

この考案は漏液センサに関するものであり、この考案の目的は、漏液の屈折率 に近い光屈折率を有する透明材又は半透明材から成り、非浸液時に照射光を反射 する反射面を有する反射媒体と、この反射媒体に前記照射光を照射する発光手段 と、前記反射媒体からの反射光を受光する受光手段と、この受光手段からの情報 に基づいて前記漏液を検知する検知手段とから構成され、前記反射面の浸液時に 前記反射光の光量変化によって漏液検知を行ない得るようにした漏液センサにお いて、前記照射光及び前記反射光はそれらの経路において屈折することなく進行 するように構成すると共に、前記照射光を全反射して前記受光手段に入射せしめ る検知面を残して前記反射面を不透明材で被覆するようにしたことを特徴とする 漏液センサによって達成される。

【００１５】

【作用】

この考案にあっては、発光手段からの照射光及び受光手段への反射光は、それ らの経路において屈折することなく進行するので、発光手段及び受光手段の設置 角度を簡易に決定できる。また、検知面以外の反射面を不透明材で被覆すること により、浸液時に反射面から床面に達した光が乱反射してノイズとして受光され ることを防止する。

【００１６】

【実施例】

以下、図面に基づいてこの考案について詳細に説明する。図１はこの考案の漏 液センサにおける一実施例の構造を示す図、図２は図１の装置を下方から見た図 である。発光ダイオード１５及び受光ダイオード１６を垂直に２本並べて、透明 又は半透明の反射媒体１の内部に空気に触れないように埋設する。このとき、発 光ダイオード１５から発した光が、検知面Ａによって全反射して受光ダイオード １６に受光されるように、すなわち検知面への入射角が臨界角以上になるように 発・受光ダイオード間の距離ａ及び反射面からの高さｂを調整する。図のＣは素 子の大きさを表わす。また、反射媒体１の反射面の外面は検知面Ａを除いて全面 を不透明材１７で被覆されている。この不透明材１７は反射媒体１の成形時に反 射面内に埋込んでもよい。

【００１７】 このように構成した漏液センサの検知面を漏液が落下する床面から液の種類に より浸透し易い距離ｄだけ離して設置する。漏液２の浸液がないとき、発光ダイ オード１５から検知面Ａに達する光は、全反射して受光ダイオード１６に受光さ れるが、漏液２が浸透した場合には、検知面Ａに投射された光は漏液の屈折率の 影響で大部分が漏液中に入り、受光ダイオード１６に届く反射光は僅かとなる。 従って、受光量の減少情報に基づいて漏液２を検知することができる。

【００１８】 ここにおいて、発光手段及び受光手段としては、最も簡易にはそれぞれ発光ダ イオード及び受光ダイオードが採用される。そこで、発光ダイオード及び受光ダ イオードは、通常トランジスタ等の素子がレンズまたはフィルタで保護される構 造となっており、発せられた光及び受ける光はほとんど空気を媒体として進行す る。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、媒体が空気である場合の光の経路を示す図である 。同図（Ａ）の場合は透明板５１が取り付けられているのみであるので光は放射 状に進行し、同図（Ｂ）の場合はレンズ５２により屈折して平行光となる。一方 、図４（Ａ）及び（Ｂ）は、媒体がレンズ５２と屈折率の等しい透明固体または 液体である場合の光の経路を示す図である。図４（Ａ）の場合は、図３（Ａ）の 場合と同様に光は放射状に進行する。ところが、図４（Ｂ）の場合レンズ５２を 通過した光は空気に触れずに直接屈折率の等しい透明固体または液体に進入し、 その境界で屈折は起こらないので図３（Ｂ）に示すような平行光とはならず、図 ４（Ａ）の場合と同様に直進して放射光となる。したがって、レンズ５２の有無 にかかわらず球面放射のみとなるので、図１に示したように発した光が反射して 受光されるように発光ダイオード１５及び受光ダイオード１６の角度を調節しな がら取り付ける必要はない。

【００１９】 次に不透明材１７による被覆の作用を説明する。漏液２による浸液がない時に は上述したように感知面Ａで全反射した光が受光ダイオード１６によって受光さ れるが、浸液した時にはこの反射光量は減少するのでその差により検知が可能と なる。然るに、発光ダイオード１５から発する光は球面放射となっているので反 射媒体１の反射全体に広がり、もし不透明材１７の被覆がない場合には、浸液し た時に反射面に達した光は漏液中に入り、床面４で乱反射して再び反射媒体１中 に入ってそれが受光ダイオード１６に受光されると検出の妨害となる。すなわち 、不透明材１７はこのような妨害光線を遮断するものである。

【００２０】 更に、この考案の他の実施例として雨滴センサを図５及び図６に示す。図５は 雨滴がない時の雨滴センサの断面構造を示す図であり、透明又は半透明の反射媒 体１の下面に発光ダイオード１５及び受光ダイオード１６を載置し、発光ダイオ ード１５から発した光が検知面Ａで全反射して受光ダイオード１６に達するよう に発・受光ダイオードの距離ａを調整する。このとき発・受光ダイオードの少な くとも発・受光面と反射媒体１の間隙はシリコン樹脂やエポキシ樹脂等の硬化剤 や熱・紫外線等で硬化する透明樹脂４１で埋めるようにする。また、反射媒体１ の反射面外側は検知面を残して不透明材１７で被覆してある。

【００２１】 この場合には、使用する光を赤外光としてセンサには赤外フィルタを使用し、 感知面を上部に向けて直接太陽光を受けないようにして屋外に設置する。それに より、雨滴４４が落ちてこない状態では同図に示すように発光ダイオード１５か らの光は全反射して受光ダイオード１６により受光されるが、雨滴４４が落ちて くると図６に示すように雨滴４４が反射媒体１上に載り漏液の場合の原理と同様 に受光ダイオード１６への反射光は減少する。したがって、雨滴センサとしても 利用できることになる。この場合にも、外部からの妨害光線は不透明材１７によ って遮断され、Ｓ／Ｎ比が非常に良好となる。

【００２２】

【考案の効果】

以上のようにこの考案の漏液センサによれば、発光手段及び受光手段の設置角 度に患らはされず容易に位置決めができると共に、必要経路外の光が受光される ことなくＳ／Ｎ比の高い漏液センサが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の漏液センサにおける一実施例の構造
図である。

【図２】図１の装置の底面の構造を示す図である。

【図３】発光手段及び受光手段を具体的に説明するため
の図である。

【図４】発光手段及び受光手段を具体的に説明するため
の図である。

【図５】この考案による雨滴センサを説明するための図
である。

【図６】この考案による雨滴センサを説明するための図
である。

【図７】従来の漏液検知方法を説明するための図であ
る。

【図８】従来の他の漏液検知方法を説明するための図で
ある。

【図９】従来の他の漏液検知方法を説明するための図で
ある。

【図１０】従来の他の漏液検知方法を説明するための図
である。

【図１１】従来の他の漏液検知方法を説明するための図
である。

【図１２】従来の他の漏液検知方法を説明するための図
である。

【図１３】従来の他の漏液検知方法を説明するための図
である。

【図１４】従来の他の漏液検知方法を説明するための図
である。

【図１５】従来の他の漏液検知方法を説明するための図
である。

【符号の説明】

１ 反射媒体 ２ 漏液 ３ 配管 ４ 床面 ５ 発光装置 ６ 受光装置 ７ 検知装置 ８ 接触部 ９ 吸収部分 １０ フィルタ １１ 透明板 １２ 透明板 １３ 薄紙 １５ 発光ダイオード １６ 受光ダイオード １７ 不透明材 ２０ 発光部 ２１ 受光部 ２２ 発光部 ２３ 受光部 ３０ フィルタ ３１ 透明板 ３２ 不透明板 ３３ 薄紙 ３４ 接触部 ３５ 吸収部分 ４１ 透明樹脂 ４４ 雨滴 ５１ 透明板 ５２ レンズ １００ 反射媒体 １１０ 絶縁線 １１１ 電極 １２０ 絶縁線 １２１ 電極 １３０ 電源 １４０ 検知装置 １５０ 漏斗 １５１ 液体容器 １６０ 液体センサ １６１ 液体センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 漏液の光屈折率に近い光屈折率を有する
   透明材又は半透明材から成り、非浸液時に照射光を反射
   する反射面を有する反射媒体と、この反射媒体に前記照
   射光を反射する発光手段と、前記反射媒体からの反射光
   を受光する受光手段と、この受光手段からの情報に基づ
   いて前記漏液を検知する検知手段とから構成され、前記
   反射面の浸液時に前記反射光の光量変化によって漏液検
   知を行ない得るようにした漏液センサにおいて、前記照
   射光及び前記反射光はそれらの経路において屈折するこ
   となく進行するように構成すると共に、前記照射光を全
   反射して前記受光手段に入射せしめる検知面を残して前
   記反射面を不透明材で被覆するようにしたことを特徴と
   する漏液センサ。