JPH076569Y2 - 碍子汚損量測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、碍子表面に付着する汚損物質の量、特に塩分
（NaCl）量を定量的に検出するための碍子汚損量測定装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、実運用中の碍子に付着する汚損物質の量をリアル
タイムで測定したり、あるいは碍子表面の汚損物質の分
布を測定する装置としては、例えば特開平１−147344号
公報に示されているものがあった。

これは、塩分が外表面に付着すると光損失が生じる光導
波路を、その外表面が碍子表面に露出するように碍子表
面と平行に装着し、光導波路の一端から入射されて他端
から出射する透過光を受光し、その透過光強度の変化か
ら碍子表面に付着する塩分量を求めるようにしたもので
ある。

光導波路を通り抜ける光を検出するため、光導波路の入
射端と出射端とに、光源からの光を導き、また透過した
光を受光器に導くための伝送用光ファイバをそれぞれ別
個に接続する必要がある。そのために、少なくとも光コ
ネクタが碍子表面上に２個必要となる。

また、汚損物質の分布を測定するためには、碍子の中心
に対し同心円状に複数の光導波路を装着したり、あるい
は放射状に複数装着したりするが、これらの場合には、
さらにコネクタの数が増加することになる。

［考案が解決しようとする課題］ 上述したように、従来の透過光強度変化型の測定装置で
は、透過光を検出するために、碍子に装着した光導波路
の両端に伝送用光ファイバをそれぞれつながなければな
らない。このため光導波路と伝送用光ファイバとの接続
部（光コネクタ）の数が多くなり、また、塩分量の分布
を求めるためには光ファイバの本数も多くなるのが、こ
れらの接続部は全て環境の悪い碍子表面上に設けなけれ
ばならないため、長期信頼性や経済性に欠けるという欠
点があった。

また、光導波路の外表面が碍子表面に露出するように碍
子表面と平行に装着するために、碍子の表面がフラット
な碍子の場合と異なり、かさ部の裏面に同心円状の複数
本のひだもしくは溝を設けたような溝付碍子の場合に
は、光導波路の外周面をひだあるいは溝に沿って露出さ
せることが難しく、従ってかさ部のひだないし溝近傍の
正確な測定が困難であった。

本考案の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、簡
易かつ信頼性の高い碍子汚損量測定装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 本考案の碍子汚損量測定装置は、貫通孔を設けた碍子
と、この碍子に設けた貫通孔に、端面が前記貫通孔の開
口する碍子表面と同一面となるように一端が埋め込ま
れ、他端が貫通孔より延出され、前記端面に汚損物質が
付着すると散乱光強度の変化が生じる光導波路と、これ
らの光導波路の他端に接続された光分岐結合器と、前記
光導波路の他端に前記光分岐結合器を介して光を入射す
るための光源と、前記光導波路の端面における後方散乱
光を前記光分岐結合器を介して受光し、その強度に比例
した信号を出力する受光器と、この受光器の出力に基づ
き前記碍子表面に付着する汚損物質量を換算する演算器
とを備えて構成したものである。

また、碍子表面全体をカバーできるように光導波路を複
数埋め込み、各光導波路から得られる後方散乱光から碍
子表面に付着した全汚損物質量を求めるようにしてもよ
い。

さらに、光導波路を複数かつ長さを異ならせて埋め込
み、光導波路の長さの違いから測定位置を特定すること
により、汚損物質量とその分布を求めるようにしてもよ
い。

［作用］ 光導波路の一端から光が入射すると、入射光は光導波路
を通って碍子表面と同一平面にある端面に至り、ここを
通過する際、この端面で後方散乱光が生じ、この散乱光
が再び同じ一端に戻ってくる。

碍子表面すなわち光導波路の端面に光導波路よりも屈折
率の高い汚損物質、例えば塩分が付着していると、その
付着量に応じた光の漏洩がおこり、端面で発生する後方
散乱光強度が変化する。従って、この後方散乱光強度の
変化を受光器で検出して、この検出出力に基づいて行わ
れる演算結果から碍子に付着する汚損物質量が求まる。

この場合において、特に光導波路の他端が貫通孔より延
出されているので、碍子表面から離れた場所で、この延
出された光導波路の他端が光分岐結合器等の他の光学部
品と接続されるので、碍子表面上に結合部がなくなる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を第１図〜第２図を用いて説明す
る。

第１図には本考案に使用されるボールソケット型、ある
いはクレビス型の碍子を示し、第１図（ａ）はその全体
斜視図、第２図（ｂ）はその要部拡大図である。

碍子１に、かさ部２を軸方向に貫通する複数の貫通孔３
が設けられ、その貫通孔３がかさ部２の下面４と上面５
とに開口している。これら複数の貫通孔３には光導波路
としての光ファイバ６の一端が各々１本づつ埋め込まれ
ている。埋め込まれたこの光ファイバ３の一端の端面７
は碍子１のかさ部２の下面４と同一平面をなすように臨
ませてある。この端面７はそこに汚損物質が付着すると
散乱光強度の変化が生じるように、鏡面仕上げしてあ
る。

また光ファイバ６の他端８は貫通孔３から延出されてお
り、かさ部２上にはない。

図示しないが、貫通孔３内に光ファイバ６を固定するた
めに貫通孔３と光ファイバ６との間にはシリコン樹脂等
の介在物を介在させる。

このように、碍子１の表面に対して光ファイバ６を垂直
に埋め込むようにしたので、かさ部２の下面４に同円状
の複数本の溝あるいはひだを設けた溝付碍子にあって
は、溝あるいはひだに沿って埋設することもできる。

上記したように碍子１においては、全て光学的部材で構
成されることとなり、実運用碍子に適用する上で、電気
的な影響を一切無視することができる。

第２図に本実施例の装置構成例を示す。

碍子１には光ファイバ６が上述したように複数埋設され
ている。これらの光ファイバ６は碍子表面の汚損物質の
分布量を求めるために、それぞれ長さを異ならせてあ
る。碍子１から延出した複数の光ファイバ６の他端８は
光分岐結合器９に接続されて、１本の伝送用光ファイバ
11に結合される。この伝送用光ファイバ11はさらに鉄塔
部（図示せず）等に設置された光分岐結合器10に導かれ
てここで２つに分岐し、光ファイバ12,12を介してその
一方は光源13に、他方は受光器14にそれぞれ接続されて
いる。受光器14はさらに演算器15に接続され、ここで受
光器14の出力に基づきかさ部２の下面４に付着する汚損
物質量を換算するようになっている。

これら光ファイバ12,12,光源13,受光器14,演算器15も光
分岐結合器10と同様に鉄塔部等の収容箱にまとめて設置
できる。

次に、上記実施例の構成の動作について説明する。

鉄塔部等に設置された光源６から出射した光パルスは、
光ファイバ12,光分岐結合器10,伝送用光ファイバ11,光
分岐結合器９により碍子１に埋設された長さの異なる複
数の光ファイバ６入射する。そして光ファイバ６を通過
する際、端面７で後方散乱光を発生する。後方散乱光
は、光分岐結合器9,伝送用光ファイバ11,光分岐結合器1
0,光ファイバ12を介して受光器７で検出される。

碍子１の表面に埋設された光ファイバ６の端面７におけ
る後方散乱光を受光器７で検出し、端面７に光ファイバ
コアよりも屈折率の高い汚損物質、特に塩分が付着する
と、その付着量に応じて端面７での後方散乱光強度は小
さくなる。したがって、演算器15で受光器７の信号と塩
分量の関係を計算することで付着塩分量を求めることが
可能である。

さらに、それぞれの光ファイバ６は長さが異なるため、
それぞれの端面７での後方散乱光の受光器14に達するま
での時間は異なる。このため、それぞれの端面７での塩
分付着量が測定できるため、碍子１表面の汚損分布の測
定も可能となる。

上述したように本実施例によれば、実運用中の碍子表面
に付着する汚損物質量とその分布とを、光学的手段によ
り常時定量的に測定することができる。

さらに、碍子１の表面に光ファイバ６と光分岐結合器９
との接続部がないため、経年劣化することもない。

また特に、かさ部の裏面に同心円状の複数本のひだもし
くは溝を設けた溝付碍子の場合では、光ファイバをひだ
あるいは溝に沿って埋設することにより、凹んでいるゆ
えに通常困難であるかさ部のひだないし溝近傍の測定も
容易に行える。

なお、上記実施例では貫通孔に一本の光ファイバを埋設
した場合について説明したが、複数本埋設するようにし
てもよい。

［考案の効果］ 本考案によれば、一端を碍子に埋め込んだ光導波路の他
端を、そままま碍子から延出するようにして碍子とは離
れた場所で光分岐結合器と接続できるようにしたので、
碍子表面から光導波路の接続部をなくすことができ、そ
の結果、長期信頼性に優れた装置を得ることができる。

また、碍子表面に対して光導波路の端面を同一面に臨む
ように埋設したので、特に碍子が溝付碍子であっても、
溝に沿って光ファイバを埋め込むことができるため、溝
による影響を受けることなく、正確な測定を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例による碍子に対する光導波路の
埋め込み状態の説明図であって、第１図（ａ）は碍子の
斜視図、第１図（ｂ）はその拡大図、第２図は本考案の
実施例による碍子汚損量測定装置の構成図である。 １は碍子、２はかさ部、３は貫通孔、４はかさ部の下
面、５はかさ部の上面、６は光ファイバ、７は光ファイ
バの端面、８は光ファイバの他端、９は光分岐結合器、
10は光分岐結合器、11は伝送用光ファイバ、12は光ファ
イバ、13は光源、14は受光器、15は演算器である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】貫通孔を設けた碍子と、 この碍子の貫通孔に端面が前記貫通孔の開口する碍子表
   面と同一面となるように一端が埋め込まれ、他端が貫通
   孔より延出されている光導波路と、 この光導波路の他端に接続された光分岐結合器と、 前記光導波路の他端に前記光分岐結合器を介して光を入
   射するための光源と、 前記光導波路の端面における後方散乱光を前記光分岐結
   合器を介して受光し、その強度に比例した信号を出力す
   る受光器と、 この受光器の出力に基づき前記碍子表面に付着する汚損
   物質量を換算する演算器と を備えたことを特徴とする碍子汚損量測定装置。