JPH0245737A - 透過率測定装置 - 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、気体中の透過率を測定する装置に関する。

従来の技術 トンネル内においては、排気ガスや塵あいなどによって
視界が悪くなるために、空気中の透過率を測定して、透
過率が規定値を下回った場合に通風して換気をする。

透過率を測定する装置としては、例えば、第５図に示す
ような測定装置を用いている。構成の大略は密閉ケース
９１に収容した投光部と、密閉ケース９２に収容した受
光部と、光スィッチ１１から成る。投光部は光源１１と
、光源１１の発光出力を平行光束にするレンズ２５と、
平行光束の一部を集光して第１の光ファイバに入射結合
するレンズ２７と、平行光束を遮閉する光路遮断板８１
と、透明ガラス板５４と、防塵フード１０１から成る。

光スィッチ１１は第１の光ファイバの出射光をシャッタ
ー１１１によって通過または遮断して、通過した光を再
び第２の光フアイバ入射結合する。受光部は防塵フード
１０２と、透明ガラス板５４と、光路遮断板８２と、平
行光束を集束させるレンズ２６と、第２の光ファイバの
出射光を平行光束にするレンズ２８と、レンズ２６の集
束位置に設けた光電変換素子７から成る。

次に、この測定装置の動作について述べる。光源１１を
発光させて、光遮断板８１と８２をそれぞれ破線の位置
に移動させて光を遮閉させておき、同時に光スィッチ１
１のシャッター１１１を破線の位置に移動させておく。

この状態ではレンズ２５によって平行光束にされた光の
一部がレンズ２７を介してレンズ２８に出射されてレン
ズ２６に入射され、光電変換素子７に導かれる。この時
の光電変換値を基準値とする。

次に、光遮断板８１と８２をそれぞれ実線の位置に移動
させて光を通過させておき、同時に光スィッチ１１のシ
ャッター１１１を実線の位置に移動させる。この状態で
はレンズ２５によって平行光束にされた光は透明ガラス
板を透過して外部に出力され、空気中を伝搬して受光部
に到達する。

空気が澄んでいる時の光電変換値を第１の測定値とする
。

ここで、基準値と第１の測定値との相対関係を求めてお
き、これを測定条件の最適値とする。

空気中に排気ガスや塵あいなどが充滴すると、空気中を
伝搬する光はその微粒子に衝突して散乱するために受光
部へ到達する光量は減衰して、光電変換値は小さくなる
。これを第２の測定値として基準値との相対関係を求め
、設定条件を下回ると通風して換気をする。

発明が解決しようとする課題 この種の測定装置は、投光部と受光部を数１００メ一ト
ル隔てて設置することから投光部と受光部の光軸調整が
非常に困難であるとともに、設置場所としては見通しの
よい直線部に限られている。

本発明は、上記の問題点に鑑みて、光軸調整が極めて簡
単で、小型構成の測定装置を提供することを目的とした
ものである。

課題を解決するための手段 （第１の手段） 本発明は、上記問題点を解決するために、発光出力を平
行光束にする手段と、平行光束を集束して第１の光ファ
イバに結合する手段と、平行光束の光軸上に可動部材に
固定した反射ミラーを光軸に対して斜めに挿入または離
脱する手段と、反射ミラーの挿入に因って得た反射光を
集束して第２の光ファイバに結合する手段と、平行光束
の光軸上に設けた１対の透明ガラス板とを密閉ケース内
に収容し、１対の透明ガラス板で挟む部分のみが露出す
るように構成し、反射ミラーが光軸上に位置する時に基
準光量を、反射ミラーが光軸上に無い時に気体中の透過
光量をそれぞれ得て２本の光ファイバによって伝送し、
基準光量と透過光量の比でもって気体中の透過率を測定
するものである。

（第２の手段） 本発明は、上記問題点を解決するために、発光出力を平
行光束にする手段と、平行光束を集束して第１の光ファ
イバに結合する手段と、平行光束の光軸上に挿入固定し
た分岐フィルタと、平行光束の光軸上に可動部材に固定
した反射ミラーを光軸に対して斜めに挿入または離脱す
るする手段と、分岐フィルタの反射光を１対のレンズと
第２の光ファイバを用いて反射ミラーへ導く手段と、平
行光束の光軸上に設けた１対の透明ガラス板とを密閉ケ
ース内に収容し、１対の透明ガラス板で挟む部分のみが
露出するように構成し、反射ミラーが光軸上に位置する
時に基準光量を、反射ミラーが光軸上に無い時に気体中
の透過光量をそれぞれ得て１本の光ファイバによって伝
送し、基準光量と透過光量の比でもって気体中の透過率
を測定するものである。

（第３の手段） 本発明は、上記問題点を解決するために、発光出力を平
行光束にする手段と、平行光束を集束して光ファイバに
結合する手段と、平行光束の光軸上に挿入固定した分岐
フィルタと、平行光束の光軸上に可動部材に固定した第
１の反射ミラーを光軸に対して斜めに挿入するまたは離
脱するする手段と、分岐フィルタの反射光を第２゛およ
び第３の反射ミラーを用いて第１の反射ミラーへ導（手
段と、平行光束の光軸上に設けた１対の透明ガラス板と
を密閉ケース内に収容し、１対の透明ガラス板で挟む部
分のみが露出するように構成し、第１の反射ミラーが光
軸上に位置する時に基準光量を、第１の反射ミラーが光
軸上に無い時に気体中の透過光量をそれぞれ得て１本の
光ファイバによって伝送し、基準光量と透過光量の比で
もって気体中の透過率を測定するものである。

（第４の手段） 本発明は、上記問題点を解決するために、回転体の円周
上に複数のスリットを設け、このスリットの内側に透明
ガラス板を固定した光学部材を上記第１、第２、第３の
手段の１対の透明ガラス板に代えて配置し、スリットの
位置を変えるように構成するものである。

作用 上記構成によれば微小光学構成によって、測定精度の高
い装置が実現できる。

実施例 本発明の実施例を図面とともに説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の第１の実施例である透過率測定装置の
光学構成を示すブロック図である。

１は発光素子、２１と２２と２３は例えば集束性ロッド
レンズ、３１は可動部材に固定された反射ミラー　５１
と５２は透明ガラス板、９は密閉ケース、７１と７２は
充電変換素子である。

反射ミラー３１を破線部に移動すると平行光束は反射し
てレンズ２２に導かれ、レンズ２２で集束して第２の光
ファイバによって伝送され、光電変換素子７２で電気信
号ＶＲに変換される。次に、反射ミラー３１を実線部に
移動すると平行光束は透明ガラス板５１および５２を透
過してレンズ２３に導かれ、レンズ２３で集束して第１
の光ファイバによって伝送され、光電変換素子７１で電
気信号Ｖｓに変換される。電気信号Ｖｓは透明ガラス板
５１および５２で挟まれた部分の気体中の透明度によっ
て透過光量が変化する。したがって、電気信号ＶＲと電
気信号Ｖｓの相対値によって気体中の透過率を測定する
ことができる。

（実施例２） 第２図は本発明の第２の実施例である透過率測定装置の
光学構成を示すブロック図である。１は発光素子、２１
と２２と２３と２４は例えば集束性ロッドレンズ、４は
分岐フィルタ、３２は可動部材に固定された反射ミラー
　５１と５２は透明ガラス板、９は密閉ケース、７は光
電変換素子である。

反射ミラー３２を破線部に移動すると分岐フィルタ４の
反射光がレンズ２２に導かれ、レンズ２２と第２の光フ
ァイバとレンズ２４を介して反射ミラー３２で反射して
レンズ２３に導かれ、集束して第１の光ファイバで伝送
され、光電変換素子７で電気信号に変換されＶＲを得る
。次に、反射ミラー３２を実線部に移動すると分岐フィ
ルタの透過光は透明ガラス板５１および５２を透過して
レンズ２３に導かれ、レンズ２３で集束して第１の光フ
ァイバによって伝送され、光電変換素子７で電気信号に
変換されＶｓを得る。電気信号Ｖｓは透明ガラス板５１
および５２で挟まれた部分の気体中の透明度によって透
過光量が変化する。したがって、電気信号ＶＲと電気信
号Ｖｓの相対値によって気体中の透過率を測定すること
ができる。

（実施例３） 第３図は本発明の第３の実施例である透過率測定装置の
光学構成を示すブロック図である。

１は発光素子、２１と２３は例えば集束性ロッドレンズ
、４は分岐フィルタ、３２は可動部材に固定された反射
ミラー　３３と３４は反射ミラー、５１と５２は透明ガ
ラス板、９は密閉ケース、７は光電変換素子である。

反射ミラー３２を破線部に移動すると分岐フィルタ４反
射光は反射ミラー３３と３４および反射ミラー３２で反
射してレンズ２３に導かれ、集束・して光ファイバで伝
送され、光電変換素子７で電気信号に変換されＶＲを得
る。次に、反射ミラー３２を実線部に移動すると分岐フ
ィルタの透過光は透明ガラス板５１および５２を透過し
てレンズ２３に導かれ、レンズ２３で集束しての光ファ
イバによって伝送され、光電変換素子７で電気信号に変
換されＶｓを得る。電気信号Ｖｓは透明ガラス板５１お
よび５２で挟まれた部分の気体中の透明度によって透過
光量が変化する。したがって、電気信号ｖＲと電気信号
Ｖｓの相対値によって気体中の透過率を測定することが
できる。

（実施例４） 第４図は本発明の第１〜第３の実施例において、透明ガ
ラスブロック板を露出しておくと、その表面に排気ガス
や塵あいなどの微粒子が付着して透明度が低下し測定誤
差が生ずることを防ぐためのもので、透明ガラスブロッ
ク板５１および５２に代る回転ガラスブロック体である
。６２はスリット、５３は透明ガラス板、６１は回転軸
である。

回転制御によってスリット部を定期的に移動させて透明
ガラス板の透明度を維持するためのものである。

発明の効果 本発明によれば、光軸調整が極めて簡単な透過率測定装
置が実現でき、装置の小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はそれぞれ本発明の実施例の透
過率測定装置の構成を示すブロック図、第４図は本発明
の透過率測定装置の透過部に用いる回転ガラスブロック
体の構成を示す構成図、第５図は従来例の構成を示すブ
ロック図である。 １・・・発光素子、１１・・・光源、２１〜２８・・・
レンズ、３１〜３４・・・反射ミラー　４・・・分岐フ
ィルたー　５・・・透明ガラス板、６・・・回転ガラス
ブロック体、６１・・・スリット、７と７１と７２・・
・光電変換素子、８１と８２・・・光路遮断板、９と９
１と９２・・・密閉ケース、１０・・・防塵フード、１
１・・・光スィッチ。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光素子と、前記発光素子の発光出力を平行光束
   にする第１のレンズと、前記第１のレンズの光軸上に位
   置し平行光束を集束して第１の光ファイバに入射結合す
   る第２のレンズと、前記第１のレンズの出力端に位置し
   光軸に対して斜めに挿入することにより光路を変える反
   射ミラーと、前記反射ミラーの反射光軸上に位置し平行
   光束を集束して第２の光ファイバに入射結合する第３の
   レンズと、前記反射ミラーと第２のレンズの間の光軸上
   に配置した１対の透明ガラス板と、前記第１および第２
   の光ファイバの出射光を電気信号に変換する光電変換素
   子によって構成し、反射光量と透過光量の比でもって１
   対の透明ガラス板で挟まれた部分の気体中の透過率を測
   定することを特徴とする透過率測定装置。
2. （２）発光素子と、前記発光素子の発光出力を平行光束
   にする第１のレンズと、前記第１のレンズの光軸上に位
   置し平行光束を集束して第１の光ファイバに入射結合す
   る第２のレンズと、前記第１のレンズの出力端に位置し
   光軸に対して斜めに挿入固定した分岐フィルタと、前記
   分岐フィルタの反射光を集束して第２の光ファイバに入
   射結合する第３のレンズと、前記第２の光ファイバの出
   射光を平行光束にする第４のレンズと、前記第２のレン
   ズの入力端に配置され光軸に対して斜めに挿入すること
   により第１のレンズの出力光を遮断して第４のレンズの
   出力光を前記第２のレンズに導く反射ミラーと、前記第
   １の光ファイバの出射光を電気信号に変換する光電変換
   素子によって構成し、分岐光量と透過光量の比でもって
   １対の透明ガラス板で挟まれた部分の気体の透過率を測
   定することを特徴とする透過率測定装置。
3. （３）第３および第４のレンズと第２の光ファイバに代
   えて、１対の反射ミラーによって分岐フィルターの反射
   光を反射ミラーに導くように構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の透過率測定装置。
4. （４）１対の透明ガラス板に挟まれた部分のみが露出す
   るように構成したことをを特徴とする特許請求の範囲第
   １項、第２項または第３項記載の透過率測定装置。
5. （５）１対の透明ガラス板に代えて、回転体の円周上に
   設けた複数のスリットと、前記複数のスリットの内側に
   取り付けた透明ガラス板を有する光学部材を１対配置し
   、この光学部材を遠隔操作により回転するように構成し
   、透明ガラス板の鮮明度を維持することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の透過率
   測定装置。