JPH04285822A - 樹脂界面検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂界面検出装置に関し
、特に樹脂タンク等において界面検出を行うのに用いる
ことのできる樹脂界面検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】界面測定を行うことのできる装置として
、赤外線を利用する赤外線検出方式によるものがある。 赤外線検出によるサウジングディバイス方式の場合は、
透過方式のセンサを用いると共に、これを一定時間に一
度上昇，下降させるよう設備を構成し、空気・水と界面
レベルをアナログ及び接点出力にて検出する装置とする
ことができる。これによれば、測定において、アナログ
出力が可能である。

【０００３】また、赤外線検出方式では、固定式による
ものもある。これは、前記のものがセンサの昇降を行わ
せるものであるのに対し、センサを予め測定対象面の変
位範囲において所要数固定配置し、これらにより界面レ
ベルを検出して接点出力を行おうというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のもの
は、例えば樹脂タンク等での樹脂界面検出に適用可能で
あるが、それら方式によるものでは、前者の場合は、ア
ナログ出力が可能である反面、設備が大型化し、ＡＣ電
源も必要となる。他方、後者の固定式の場合には、上記
に比し設備が容易であるといえるが、しかし、本質的に
、センサレベルに対し界面があるか否かしか判定できな
い。

【０００５】更には、コストの点からみても、前者の方
式では、設備の大型化に伴いコスト面でかなりコスト高
のものとなりがちであり、また、後者の固定式では、設
備は容易だが、使用センサ点数については、所要の精度
で測定結果を得ようとすればそれに応じた台数、例えば
数１０台をもタンク等にセットしなければならず、同様
にコスト面で高価な装置となってしまう。

【０００６】従って、必要設備としてより簡易であり、
かつまたコスト的により負担の少ない装置が望まれると
き、上述の方式に依存するものでは、いずれも、かかる
要求には応えにくい。

【０００７】本発明の目的は、上記のような不利、不便
を解消し、設備も大型化するなどせず、かつ装置コスト
も安価なものにし得て所要の検出結果を求めることので
きる樹脂界面検出装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂界面検出装
置は、測定対象樹脂界面へ向け吊り下げて降下させるセ
ンサ部ユニット、可搬可能でバッテリーを電源とする本
体ユニット、及び両者間を連結し、光学的に赤外線を導
く光ファイバにより接続するケーブルのセットを含み；
センサ部ユニットは、ギャップを介し赤外線の出射端部
と入射端部とを該ギャップ間に光路を設定するよう対向
配置した光ファイバセンサ構造を備え；ケーブルには、
目視による界面レベル計測用のメジャーが付され；かつ
、本体ユニットは、センサ部ユニット降下時におけるギ
ャップ部での界面検知の際の赤外線受光量の変化を検出
したとき、該検出に応じて、前記メジャーによる目視計
測の時点に至ったことを認知させるよう指示する指示手
段を含む；ことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、本装置を以下のように使用
して、即ち、作業者が、センサ部ユニットを降下させ、
その過程で界面検出が行われてその旨の指示があったと
き、ケーブルに付されたメジャーをみて、界面レベルま
での距離の計測をすることができる。従って、樹脂界面
測定において、従来の如く設備が大型化したり、コスト
高となったりすることはなく、装置として容易なもので
あると共に、動作電源がバッテリーでポータブル化も図
れ、しかも界面レベルをメジャーに設定の単位レベルに
応じ容易にして適切に測定することができる。

【００１０】

【実施例】図１乃至図３は、本発明の一実施例装置を説
明する図にして、図１はそのセンサ体側の構成を、また
図２はその本体側の構成を、夫々示す。更に、図３は、
測定時における本装置の使用状態の一例を模式的に示す
ものである。

【００１１】本装置は、センサ部ユニット、本体ユニッ
ト、ケーブルのセットからなる。図１において、界面検
出のための検知部部分は、環状の保護パイプ１、赤外線
を導く光ファイバ（光グラスファイバ）２ａ，　２ｂ、
各光ファイバ端に設けた赤外線の出射端部３ａ，　及び
入射端部３ｂからなる光ファイバセンサ（検出体）、調
整用ナット４ａ，　４ｂを有する。これらを含んでセン
サ部Ｓが構成される。

【００１２】環状のパイプ１は、図示のようにその下辺
部の一部が開放された形状のものとし、その部分におい
てセンサの出射端部３ａ、入射端部３ｂがギャップを介
しかつ光軸を整合させて対向配置される。ギャップ長（
ギャップ間光路長）Ｌは、例えば２５ｍｍとすることが
できる。 センサの部分は、パイプ１の各開放端において液密に取
付けられる。

【００１３】各光ファイバ２ａ，　２ｂは、保護パイプ
１中に収納され、ケーブルＣを通して後述の本体側に接
続される。センサ部Ｓは、吊下げ可能とするため、図示
のようにパイプ１の上辺部中央においてケーブルＣと結
合される。結合部には防水グランド１０が用いられる。

【００１４】ケーブルＣは、センサ部Ｓと本体間を連結
するものであり、かつ光学的に接続をするものである。 即ち、内部に挿通した光ファイバ２ａ，　２ｂと、これ
らを保護し被覆するチューブ１１とからなる。更にチュ
ーブ１１の表面には、図３の如くの使用時においてセン
サが界面レベルを検出したときに、測定者が距離の計測
に用いるためのメジャー１２が付されている。メジャー
は、目盛と数値とからなるものとすることができる。チ
ューブの材質は、例えばビニールを用いることができ、
本実施例ではビニールのチューブ１１としてある。

【００１５】上述のような目盛付ケーブルＣを介してセ
ンサ部Ｓと接続される本体は、図２に示す如き構造のも
ので、前記図１のセンサ部Ｓが界面レベルチェッカーの
一部を構成し、本体Ｂが界面レベルチェッカーの他の一
部を構成する。

【００１６】本体Ｂは、図示の如くの箱形のボックス２
０を備え、取手２１を有する（図３（イ），（ロ））。 ボックス２０は、開閉カバー２０ａ　、ケース体２０ｂ
　からなる。

【００１７】本体Ｂの構成部として、赤外線の発光素子
及び受光素子、アンプ等からなる回路部２２と、動作用
電源としてのバッラリー２３を備える。発光素子は、本
体側の光ファイバ２ａ端に赤外線を入射させ、受光素子
は同光ファイバ２ｂからの赤外線を受光する。

【００１８】ＤＣ電源としてのバッテリー２３は、例え
ば鉛蓄電池を用いることができる。具体的には、６Ｖ／
１．２Ａ用のものを３個使用するＤＣ１８Ｖ　（消費電
力１．８ＶＡ　）の電源とすることができる。好ましく
は、バッテリーは充電可能なバッテリーを使用し、その
場合には、充電用コンセント２４を本体Ｂに設けること
ができる。

【００１９】本体Ｂのボックス２０は、こうして回路部
２２を収納するものであると同時に、電源箱をも兼ねる
ものとなる。

【００２０】本体Ｂは、上記の他、更に、例えばオン（
ＭＥＤＯＮ）、オフ（ＭＥＤＯＦＦ）並びにバッテリー
チェックの３位置に切換えられる切替スイッチ２５と、
バッテリー表示ＬＥＤ２６と、ブザー２７と、動作表示
ＬＥＤ２８　を有する。動作表示ＬＥＤ２８　は、界面
検出表示灯として機能し、センサ部による界面レベル検
出時の回路部２２からの接点出力によって点灯作動せし
められるもので、これを指示する手段として測定者に視
認可能にボックス外面に配置される。 点灯表示により、目視計測時点に至ったことを知ること
ができる。回路部２２には、上記ＬＥＤ２８　の点灯制
御のため、後述の如くの受光量の変化を検出する検出回
路が含まれる。これには例えばコンパレータを使用する
ことができる。

【００２１】以上のような本体Ｂは、前記ケーブルＣと
センサ部Ｓと連結されている。本体Ｂは、持ち運び可能
であり、装置の動作電源は、内蔵のバッテリー２３によ
り供給される。電源は、これをＤＣ電源とし、ＡＣ電源
の使用を不要ならしめてポータブル化を可能とし、また
、充電可能なバッテリーを使用することで、更に利便性
を高めることができる。なお、図２において、２９はパ
チン錠、３０はケーブルＣとの結合に用いられる防水グ
ランドを夫々示す。

【００２２】上記構成のセンサ部Ｓ、ケーブルＣ、本体
Ｂの装置は、測定者が、これら一式を測定対象個所、例
えば樹脂タンク等（原子力発電所における樹脂タンクな
ど）にもっていって測定を行う。装置は、次のように使
用し、測定の用に供することができ、以下、図３も参照
して説明する。

【００２３】樹脂界面の測定に際し、作業者は装置のセ
ンサ部Ｓ部分を測定対象面に向け上方から降下させ、こ
れにより界面の検出を行わせ、検出時にケーブルＣのメ
ジャー１２を読定することで測定を実施する。ここで検
出、測定原理について述べると、次のようである。即ち
、これは、光ファイバセンサによる赤外線検出方式を基
本とし、センサＳの対向出入射端部間の赤外線の光軸が
界面または樹脂で遮られ、光が透過しないか透過しにく
くなると、赤外線センサの入光時と遮光時で受光量に大
きな差が生ずる。この受光量の変化を検出し接点出力を
行うのである。メジャー目視による測定のタイミングは
、このときである。

【００２４】さて、図３をみるに、作業者は、スイッチ
ＯＮなど必要な操作の後、タンクＴの点検用マンホール
からセンサ部Ｓを降下させ、界面を検出し、測定を行お
うとしている。タンクＴ内は、下層が樹脂、上層が水と
なっており、上部は空気である。

【００２５】上記降下の過程で、吊下げられたセンサ部
Ｓの光ファイバセンサのギャップ部分は、順次、空気、
水を経て樹脂層へと向うことになる。図３の（ロ）には
、この推移でのセンサ部Ｓの各降下位置、及びこれに対
応する本体Ｂ側の界面検出表示灯としての動作表示ＬＥ
Ｄ２８　の表示状態（消灯または点灯）を、併せて示し
てある。

【００２６】図３の（イ）の如くの降下位置に至ったと
き、界面の検出が行われたことになり、その判定にあた
っては、検出は誰にでも判別できるよう、上記ＬＥＤ２
８　の点灯表示（空気、水の位置では消灯状態にある）
をもって界面の検出を行うものとする。しかして、こう
して界面検出がなされたなら、そこでセンサ部８の降下
操作をとめ、例えば図示例の如く、マンホールフランジ
上端を基準に、その上端でのケーブルＣ上の目盛を読む
ことで測定を行う。

【００２７】即ち、センサ部Ｓ−本体Ｂ間のケーブルＣ
にはレベル測定のためのメジャー１２が記されているの
で、点検用マンホールからセンサが検出した界面レベル
までの距離は、これを利用して作業者が目視で計測する
ものである。これにより、マンホール上面で数値を読み
とることができ、タンクＴ内の樹脂界面の測定を上記装
置で適切に行うことができる。

【００２８】上記測定後は、センサ部Ｓを引き上げ、測
定対象の当該タンクでの一連の作業を終了する。測定に
ＡＣ電源は使用しないでよく、電源はＤＣ電源で、既述
の界面検出、及び検出時の指示等が可能である。作業者
は、引き続き次の樹脂タンクに測定対象を移すときは、
かかる界面レベルチェッカーセット一式を持ち運んで、
前記と同様の作業を行えばよい。本装置は、ポータブル
化、小型化されており、移動に際しても、運搬に便利で
ある（なお、本装置の各部の形状、大きさ等についての
具体例は、後記に数値をもって示す）。

【００２９】以上のように、本実施例の樹脂界面検出装
置によれば、設備が大型化するなどせず、かつ固定式に
よる場合の難点もなく、■設備が容易である、■界面レ
ベルを目視で測定できる、■ＡＣ電源が不要で、ポータ
ブル化が可能である、■センサ部複数に対し、バッテリ
ー，　界面検出表示灯たるＬＥＤ　付電源箱が単数とな
り、従って、トータルコストの低下も容易に図れる、等
の利点を有する。

【００３０】本発明に従う装置は、更に、次のような静
電容量方式、あるいは超音波方式によったとした場合の
ものと比較しても、優れている。

【００３１】静電容量方式では、高周波吸収自動平衡追
随式、固定式がある。上記追随式は、静電容量センサが
、試験管の様にシールされた絶縁物パイプ内を対象面の
上昇、降下に追随し、移動しながら対象面を連続的に検
出するものであり、固定式では、静電容量式センサを複
数固定してレベルを検出し、接点出力を行う。

【００３２】しかして、これらのものは、静電容量差を
利用するものであることから、上液と沈澱物の静電容量
差がほとんどないような界面検出には不向きであって、
適用しようとすれば、極めて高検出精度のものが要求さ
れる。これに対し、本装置では、既述の如き光ファイバ
センサに基づく受光量差を用いており、適切にして確実
な検出が可能であり、この点でも有利で、樹脂タンク等
での界面検出に適する。

【００３３】また、超音波方式では、サウジングディバ
イス方式（超音波センサを一定時間に一度上昇、下降さ
せ空気・水・界面のレベルをアナログ及び接点出力にて
検出するもの）は、設備の大型化、ＡＣ電源が必要など
の点で先に述べた赤外線検出方式での同様の方式による
ものと同じような問題を生じ、更に固定式（超音波セン
サを数点固定してレベルを検出し、接点出力を行うもの
）でも、センサのレベルに対し、界面があるか否かしか
判明できない点で、同様の問題がある。

【００３４】更に、超音波方式の場合には、次のような
ことも指摘できる。即ち、この場合は、超音波の減衰率
の違いにより水中と樹脂中の判断を行う。しかし、超音
波による検出方式によったとしたならば、（イ）センサ
部の重量が光ファイバセンサに比べると重い、（ロ）超
音波センサのアンプは小型化に限界がある、（ハ）セン
サーアンプ間のケーブルが特殊ケーブルを必要とする、
また、ケーブルの芯線が曲げの繰り返しに対し弱い、（
ニ）センサ部製作コストが光ファイバセンサに比べると
高価となる。（ホ）目視界面と異なるレベルで界面を検
出することがある、等の難点がある。

【００３５】これに対し、本装置によるものは、赤外線
検出方式であって、発・受光部はこれを本体ユニット側
に配し、吊下げ可能なセンサ部ユニットはメジャー付ケ
ーブルで支持する構成であると共に、これで同時に光フ
ァイバによる光学的な接続も行われ、かつギャップでの
透過光量差検知（本体側でいえば受光量差検出）で樹脂
界面のチェックを行なえるものであり、センサ部の重量
が軽く、かつまた、形状・設計の自由度も非常に高い。 図１をみると、これはタンク内等に入れ接液させるもの
であるところ、図示形状のものとすることで、ギャップ
の液離れの向上を図ることも容易に実現できるのである
。

【００３６】また、アンプが小型化可能であり、センサ
素子としての発・受光素子とアンプが一体化できる。セ
ンサ部−アンプ間のケーブルは、機械的な支持と光学的
な接続は行うが、電気的な接続はなされない。本体は、
図３の如く、測定時、作業者が通常手で持っており、他
方、センサ部は上記のように接液型であるが、両者間は
電気的には絶縁されるのである。また、センサ部の製作
コストが超音波センサに比べ安価であり、更に、目視界
面と検出界面がほぼ同一のものとして結果が得られる。

【００３７】以上のことから、超音波方式によったもの
でも界面検出は可能ではあるが、上述のような点をも考
慮すれば、それらの点においても本方式によるものが非
常に優れているものである。

【００３８】なお、樹脂タンク等内に降下、接液させて
界面レベル検出（点検）後、引き上げたとき、対向出入
射端部に付着が残存するときには、軽清掃を行えばよい
。セット一式は、これを作業者が持ち運ぶことができる
ものであり、よって、かような検出性能維持のための作
業も、適宜随時実施することが可能である。

【００３９】以下に、先に触れた装置の仕様の一例を数
値をもって示しておく。 センサ部ユニット（図１） パイプ外径：約２７φ　　ｍｍ 横寸法（図中左右方向）：約２９０　ｍｍ縦寸法（同上
下方向）：約２３０　ｍｍケーブル（図１，２） チューブ外径：約１５φ　　ｍｍ 本体ユニット（図２） ボックス横寸法（図中左右方向）：約３００　ｍｍ同縦
寸法（（イ）の上下方向）：約２５０　ｍｍ（取手部を
除く） 同厚さ寸法（（ロ）の上下方向）：約１２０　ｍｍ総重
量：約５ｋｇ 小型、軽量、ポータブル化が実現されている。 上記は一例であり、適宜必要な仕様に変更して実施でき
ることはいうまでもない。

【００４０】また、本発明装置は、原子力発電所の樹脂
タンク等の他、広く樹脂界面検出測定に使用することが
できる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、センサ部ユニットを樹
脂界面に対しケーブルで吊り下げ降下させ、その過程で
界面検出が行われたときの指示手段による指示のタイミ
ングでケーブルのメジャーにより界面レベルを適切に測
定することができる。このため、設備の大型化、コスト
高などを解消して、装置として容易で、かつポータブル
化も図れる樹脂界面検出装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるセンサ部の構成をケ
ーブル部分との結合状態を含めて示す図である。

【図２】同例での本体側の構成を同じくケーブル部分と
の結合状態を含めて示す図である。

【図３】使用例を示す概念図である。

【符号の説明】

１　　　保護パイプ ２ａ　　光ファイバ ２ｂ　　光ファイバ ３ａ　　出射端部 ３ｂ　　入射端部 ４ａ　　調整用ナット ４ｂ　　調整用ナット １０　　防水グランド １１　　チューブ １２　　メジャー ２０　　ボックス ２０ａ　　　開閉カバー ２０ｂ　　　ケース体 ２１　　取手 ２２　　回路部 ２３　　バッテリー ２４　　充電用コンセント ２５　　切替スイッチ ２６　　バッテリー表示ＬＥＤ ２７　　ブザー ２８　　動作表示ＬＥＤ ２９　　パチン錠 ３０　　防水グランド Ｂ　　　本体 Ｃ　　　ケーブル Ｓ　　　センサ部 Ｔ　　　タンク Ｌ　　　ギャップ長

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　測定対象樹脂界面へ向け吊り下げて降
   下させるセンサ部ユニット、可搬可能でバッテリーを電
   源とする本体ユニット、及び両者間を連結し、光学的に
   赤外線を導く光ファイバにより接続するケーブルのセッ
   トを含み；センサ部ユニットは、ギャップを介し赤外線
   の出射端部と入射端部とを該ギャップ間に光路を設定す
   るよう対向配置した光ファイバセンサ構造を備え；ケー
   ブルには、目視による界面レベル計測用のメジャーが付
   され；かつ、本体ユニットは、センサ部ユニット降下時
   におけるギャップ部での界面検知の際の赤外線受光量の
   変化を検出したとき、該検出に応じて、前記メジャーに
   よる目視計測の時点に至ったことを認知させるよう指示
   する指示手段を含む；樹脂界面検出装置。