JPH057563Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、光源からの光をセクタに設けられた
光フイルタによつてその通過させる波長の選択を
した後に被測定物へ投光し、この被測定物から反
射される光を検出することによつて被測定物の水
分等の性状を測定する光学的測定装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 現行に使用されている光学的測定装置として水
分計の検出器を例にとつて説明すると、この検出
器１０１は、第４図に示すように電源ユニツト１
０２ａと光源１０２ｂとからなる電源系１０２
と、前記光源１０２ｂからの光を集光して内部へ
導く集光レンズ１０３と該集光レンズ１０３から
の光のうち特定波長の光を通過させる光フイルタ
１０４が設けられたセクタ１０５と前記光フイル
タ１０４からの光を90°方向を変えて被測定物に
投光させるミラー１０６と被測定物から反射され
た光を受光する受光ミラー１０７とが所定の光軸
Ｌ−Ｌ上に配設されてなる光学系１０８と、該光
学系１０８のミラー１０６と受光ミラー１０７と
の間の光軸Ｌ−Ｌ上に配設され、該受光ミラー１
０７からの光を検出する検出素子１０９ａが設け
られた検出系１０９とによつて概略構成されてい
る。そして、光学系１０８・検出系１０９は本体
ケース１１０の内底部に固設されたマザーボード
１１１上に取り付けられるとともに、前記電源系
１０２の収納固定された電源ケース１１２が熱遮
蔽板１１３を介して本体ケース１１０に接続され
ている。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上記のように構成された光学的測定
装置をなす検出器１０１において、検出系１０９
の検出素子１０９ａが損傷したときにこれを交換
しようとする場合、検出素子１０９ａが光学系１
０８のミラー１０６と受光ミラー１０９との間
（光学系１０８内）に配設されていることから光
学系１０８を本体ケース１１０から取り外さなけ
ればならず、また、この光学系１０８を取り外す
には本体ケース１１０の内底部に固設されたマザ
ーボード１１１もいつしよにこの本体ケース１１
０から取り外さなければならなかつた。そのた
め、検出素子１０９ａの交換作業に手間がかかり
面倒であつた。

また、光路中にモータ１１４等によつてセクタ
１０５（チヨツパ板）を回転させる機構を備えて
いることから、モータ１１４の故障等が生じたと
きに交換を行う等の保守が必要となつてくる。し
かし、従来の検出器１０１では、モータ１１４が
光学系１０８に対して一体に組み込まれているこ
とからその交換が前記検出素子１０９ａの交換と
同様に光学系１０８・マザーボード１１１を本体
ケース１１０から取り外さなければならず、その
作業が面倒であつた。

さらに、従来の検出器１０１の電源系１０２と
光学系１０８・検出系１０９は各々別体に形成さ
れたケース（電源ケース１１２，本体ケース１１
０）内に収納固定され、各々のケース１１０，１
１２は対向する外壁面１１０ａ，１１２ａ間に熱
遮蔽板１１３を介して接続しているため、放熱効
果が低く安定した雰囲気中で被測定物の測定を行
なうことができず検出される測定値の信頼性に欠
ける等の問題点を有していた。

そこで、本考案は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであつて、その目的は各系をユニツト化し
て組立・配線の容易化を図り、検出系の検出素子
が損傷したり、モータに故障等が生じた場合にも
光学系の光軸をずらすことなく容易に交換を行な
うことができ、また、光学系・検出系が電源系か
らの熱によつて影響を受けることなく、この熱を
ケースの外周から熱伝導させて放熱することによ
り放熱効果を高め安定した雰囲気中で被測定物の
測定が行なえる極めて保守性・信頼性の高い光学
的測定装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本考案に係る光学的測
定装置は、電源ユニツト３ｃと光源３ｄからなる
電源系３と、該電源系３が着脱自在に収納固定さ
れる電源ケース２と、前記光源３ｄからの光を内
部へ導く光伝達部１８と該光伝達部１８からの光
のうち特定波長の光のみを通過させる光フイルタ
２８が設けられたセクタ２２と前記光フイルタ２
８からの光を被測定物に投光する投光部３９と前
記被測定物から反射される光を受光する受光部４
３とが所定の光軸L₁−L₁，L₂−L₂上に配設され
てなる光学系６と、前記光軸L₂−L₂上で、かつ
前記受光部４３の背部に着脱自在に位置決め固定
されるとともに、前記受光部４３からの光を検出
する検出素子７ａが設けられた検出系７と、前記
光学系６と検出系７が収納され、光学系６がマザ
ーボードを介してその内底部に着脱自在に位置決
め固定され、その外壁面４ｄに前記電源ケース２
が接続される本体ケース４と、を具備したことを
特徴としている。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図は、本考案による光学的測定装置の一実
施例を示す斜視図、第２図は、同分解斜視図、第
３図は、第１図における横断面図である。

なお、実施例では光学的測定装置として水分計
の検出器を一例に挙げている。

図において、光学的測定装置としての検出器１
は、電源ケース２内の所定位置に収納固定される
電源系３と、本体ケース４の内底部に固設された
マザーボード５を介して本体ケース４の所定位置
に位置決め固定される光学系６と、該光学系６の
所定位置に着脱自在に取り付けられる検出系７と
によつて概略構成されるものである。

次に、上述した各系（電源系３、光学系６、検
出系７）について図面を参照しながら詳述する。

前記電源系３は、検出器１を駆動させるための
電源トランス３ａ、検出系７からの信号を図示し
ない変換器へ入力するための出力端子台３ｂがシ
ヤーシ上に配設されてなる電源ユニツト３ｃと、
光学系６に光を供給するための光源３ｄをなすタ
ングステン電球とによつて構成されるものであ
り、この電源系３は電源ケース２内に着脱自在に
位置決め収納されている。

前記光学系６は、本体ケース４の内底部に設け
られたマザーボード５を介して本体ケース４の内
定部の所定位置に螺子８ａ等によつて固定される
基部８と、該基部８の側壁９に設けられた略円筒
形状の筒体１０と、前記基部８と上壁１１との間
の背壁１２に設けられた大径筒１３と、該大径筒
１３に一体に設けられた小径筒１４とからなる光
学筐体１５によつて形成される。

前記筒体１０内部で光源３ｄと近接した位置に
は、第３図に示すようにハーフレンズ１６、集光
レンズ１７が固定並設されていて光伝達部１８を
構成している。そして、この光伝達部１８では、
前記光源３ｄからの光を集光した後に後述するセ
クタ２２に設けられた光フイルタ２８へと導いて
いる。また、筒体１０の端部で後述するセクタ２
２側には凹部１９ａの形成された略Ｌ字形の固定
片１９が一体に形成されている。この固定片１９
は前記側壁９の上下に一体に形成された突起片２
０，２０に螺子１９ｂにより固定されている。

さらに、前記固定片１９と突起片２０，２０と
の間には隙間２１が形成されている。この隙間２
１内には金属円板からなるセクタ２２が位置決め
収納されている。また、このセクタ２２の中心部
には該セクタ２２を回転させるためのモータ２３
が軸支されている。該モータ２３はその先端寄に
モータ２３の表面の一部を覆うようにして設けら
れた取付板２４を例えば、螺子２５の締着により
予め光学系６の所定位置に取り付けられたモータ
架台２６に着脱自在に位置決め固定されている。
従つて、モータ２３の交換を容易に行なえ、モー
タ２３の故障等に対して即座に対処することがで
きる。

また、前記セクタ２２の表面には所定間隔置き
に貫通孔２７（実施例では４箇所）が形成されて
いる。この各々の貫通孔２７にはある特定波長の
光のみを通過させる光フイルタ２８が図示しない
フイルタパツキンを介してフイルタホルダ２８ａ
に取り付けられている。具体的には、その光の一
部が被測定物の水分に吸収され残りが乱反射され
る水の吸収波長、被測定物に吸収されずに乱反射
される２種類の比較波長、可視光のみを通過させ
る波長の４種類の光フイルタ２８が取り付けられ
ている。なお、可視光は、被測定物に投光して測
定位置を確認するためのものである。

ところで、前記側壁９には透過素子２９の接続
された基板３０が取り付けられているとともに、
前記固定片１９には同期回路の接続された基板が
シールドケース３１に覆われた状態で配設されて
いて同期回路部３２を構成している。

そして、前記光伝達部１８からの光を前記透過
素子２９ａの検出により同期回路部３２において
同期をとりながらセクタ２２によつて断続させて
交流的な光に変えるとともに、光フイルタ２８に
よつて通過する光の波長の選択を行ない後述する
投光部３９へと導いている。

なお、前記光フイルタ２８の取り付けられた
各々の貫通孔２７の中心は、モータ２３によりセ
クタ２２が回転したときに光軸L₁−L₁上に位置
するように設定されている。

次に、前記光学筐体１５の小径筒１４の外周側
部の光軸L₁−L₁上にはレンズまたは絞り３３を
なす窓部が形成されていて、前記光フイルタ２８
からの光を効率的に絞つて小径筒１４内に導いて
いる。また、前記小径筒１４内の略中央部には所
定角度（実施例では45度）傾斜した状態でミラー
３４が設けられている。このミラー３４はその中
心が光軸L₁−L₁，L₂−L₂の交点に位置するよう
にミラー台３５に固設されている。そして、前記
光フイルタ２８からの光をこのミラー３４によつ
て90度方向を変えることにより図示しない被測定
物側へと投光している。

ところで、前記ミラー３４の下部（被測定物
側）には投光レンズ３６がレンズ枠３７を介して
レンズ押え３８によつて固設されており、ミラー
３４によつて光を効率的に被測定物へ投光させて
いる。そして、この投光レンズ３６と前記ミラー
３４によつて投光部３９を構成している。

なお、前記小径筒１４と本体ケース４に一体に
形成されたフードロ４ａとの間の光軸L₂−L₂上
には、カバーガラス４０が装着されていて外部か
らのゴミ等の混入を防いでいる。また、前記フー
ドロ４ａには、検出器１への外来光の遮蔽・光路
中の雰囲気の安定化を図るためのエアパージフー
ド（図示せず）が着脱可能に取り付けられるよう
になつている。

次に、第３図に示す前記小径筒１４の上部に一
体に設けられた大径筒１３のミラー枠をなす背壁
１２内面にはスペーサ４１ａを介して受光ミラー
４１が取り付けられている。この受光ミラー４１
は中央に開口穴４１ｂを有する凹面鏡によつて形
成されるもので、被測定物によつて乱反射される
光を効率的に受光している。また、前記大径筒１
３には、光軸L₂−L₂上で前記受光ミラー４１と
対向した位置に反射ミラー４２が設けられてい
る。この反射ミラー４２は、大径筒１３内に形成
された支持杆１３ａによつて固設されている。ま
た、該反射ミラー４２は凸面鏡によつて形成され
前記受光ミラー４１で受光した光を反射させて検
出系７をなす検出素子７ａの検出面に導いてい
る。なお、この反射ミラー４２と前記受光ミラー
４１によつて受光部４３を構成している。

前記検出系７は、第３図に示すように本体をな
す外ケース４４と、該外ケース４４の上方にスペ
ーサ４５ａを介して取り付けられたプリアンプを
構成する素子の接続されたプリアンプ基板４５
と、該プリアンプ基板４５に取り付けられる素子
ホルダ４６の内部に組み込まれた検出素子７ａと
によつて構成されている。

前記素子ホルダ４６は、その上部に放熱用のフ
イン４６ａが一体に形成されるとともに、その中
央軸方向に大径穴４６ｂと小径穴４６ｃが連続し
て形成された中空円筒形状をなしている。前記大
径穴４６ｂには第３図に示すように放熱スペーサ
４７を介してリード線の配線が施こされた検出素
子７ａと素子カラー４８が組み込まれている。ま
た、素子カラー４８の下部には素子絞り４９とフ
イルタ５０が組み込まれ素子押え５１によつて固
定されている。そして、この素子ホルダ４６は前
記検出素子７ａの検出面の中心が光軸L₂−L₂上
に位置し、その下部が前記受光ミラー４１の開口
穴４１ｂより表出した状態で背壁１２に形成され
た貫通穴１２ａに装着されている。さらに、該素
子ホルダ４６及びプリアンプ基板４５が内装固定
された外ケース４４は前記受光部４３の背部に固
定ナツト（実施例では外ケース４４の背面左右２
箇所）５２によつて着脱自在に取り付けられるよ
うになつている。

従つて、検出素子７ａが損傷しても固定ナツト
５２を取り出すことで容易に光学系６から外ケー
ス４４を外すことができるので、光学系６の光軸
L₁−L₁，L₂−L₂をずらすことなく簡単に検出素
子７ａの交換を行なえ保守性に優れている。

ところで、上記のようにユニツト化された光学
系６・検出系７は、光学系６がマザーボード５を
介して本体ケース４の内定部の所位置に着脱自在
に位置決め固定されるとともに、検出系７が光学
系６の一部をなす受光部４３の背部に着脱自在に
取り付けられた状態で開口部４ｂを有する本体ケ
ース４内に収納されている。また、開口部４ｂに
は取付板４ｃが螺子等の締着により取り付けられ
ている。

よつて、検出器１を構成する各系３，６，７の
組立の容易化を図ることができる。

さらに、前記本体ケース４の外壁面４ｄと対向
する電源ケース２の外壁面２ａには凹嵌部５３が
形成されている。そして、この電源ケース２は外
壁面２ａの外縁部においてボルト５４等の締着に
より本体ケース４に固定接続されている。これに
より、発熱体である電源系３から発せられる電源
トランス３ａ・光源３ｃ等の熱は外縁部を通つて
本体ケース４の外周に導かれ放熱されるため、放
熱効果を高めることができると同時にこの熱によ
つて本体ケース４内に収納された光学系６・検出
系７に影響を及ぼすことなく、本体ケース４内を
安定した雰囲気に保ち被測定物の水分等の測定を
精密に行なうことができる。

なお、前記凹嵌部５３は本体ケース４の外壁面
４ｄに形成しても同様の効果が得られる。

ところで、前記本体ケース４内のマザーボード
５の所定位置には、ガイド溝５５の形成された一
対の支持枠体５６，５６が固設されている。そし
て、前記ガイド溝５５に沿つて回路基板５７が装
着されていてコネクタ（図示せず）を介してマザ
ーボード５に着脱できるようになつている。従つ
て、各系３，６，７の配線にかかる時間の短縮化
を図ることができる。なお、この回路基板５７は
検出系７からの信号（アナログ信号）をデイジタ
ル信号にするためのＡ／Ｄ変換器、Ａ／Ｄ変換さ
れた信号を図示しない変換器に出力するための電
流等の制御を行なうCPU、モータの回転数等を
制御するモータ制御用の素子が接続された基板５
７ａ，５７ｂ，５７ｃからなるものである。

なお、上述した実施例では光学的測定装置とし
て水分計の検出器を例にとつて説明しているが、
水分計以外にも厚さ計、色差計等にも適用できる
ことは言うまでもない。

［考案の作用・効果］ 以上説明したように本考案の光学的測定装置に
よれば、電源系３、光学系６、検出系７の各系を
ユニツト化し、前記電源系３は電源ケース２に着
脱自在に収納固定され、前記光学系６はマザーボ
ード５を介して本体ケース４の内底部の所定位置
に着脱自在に位置決め固定され、前記検出系７は
光学系６の受光部４３の背部に着脱自在に位置決
め固定される構成としたので、各系３，６，７の
ユニツト化に伴ない組立・配線が容易化されると
ともに、組立・配線にかかる時間の短縮化を図る
ことができる。また、検出系７を光学系６の受光
ミラー４１（受光部４３）の背部に着脱自在に設
けるとともに、セクタ２２が固設されたモータ２
３を光学系６の所定位置に着脱自在に設ける構成
としているので、検出素子７ａが損傷したり、モ
ータ２３に故障等が生じた場合にもその交換を容
易に行なうことができ保守性に優れている。さら
に、電源ケース２、本体ケース４の対向する外壁
面２ａ，４ｄのいずれか一方の壁面には凹嵌部５
３が形成されているので、放熱効果を高めること
ができるとともに、安定した雰囲気中で被測定物
の測定を精密に行なうことができ測定値に対する
信頼性が極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による光学的測定装置の一実
施例を示す斜視図、第２図は、同分解斜視図、第
３図は、第１図における横断面図、第４図は、従
来の光学的測定装置の一例を示す図である。 １……光学的測定装置（検出器）、２……電源
ケース、２ａ……外壁面、３……電源系、３ｃ…
…電源ユニツト、３ｄ……光源、４……本体ケー
ス、４ｄ……外壁面、５……マザーボード、６…
…光学系、７……検出系、１８……光伝達部、２
２……セクタ、２３……モータ、２８……光フイ
ルタ、３９……投光部、４３……受光部、５３…
…凹嵌部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電源ユニツト３ｃと光源３ｄからなる電源系
   ３と、該電源系３が着脱自在に収納固定される
   電源ケース２と、前記光源３ｄからの光を内部
   へ導く光伝達部１８と該光伝達部１８からの光
   のうち特定波長の光のみを通過させる光フイル
   タ２８が設けられたセクタ２２と前記光フイル
   タ２８からの光を被測定物に投光する投光部３
   ９と前記被測定物から反射される光を受光する
   受光部４３とが所定の光軸L₁−L₁，L₂−L₂上
   に配設されてなる光学系６と、前記光軸L₂−
   L₂上で、かつ前記受光部４３の背部に着脱自
   在に位置決め固定されるとともに、前記受光部
   ４３からの光を検出する検出素子７ａが設けら
   れた検出系７と、前記光学系６と検出系７が収
   納され、光学系６がマザーボード５を介してそ
   の内底部に着脱自在に位置決め固定され、その
   外壁面４ｄに前記電源ケース２が接続される本
   体ケース４と、を具備したことを特徴とする光
   学的測定装置。 (2) 前記電源ケース２と本体ケース４は、対向す
   る外壁面２ａ，４ｄの少なくとも一方の外壁面
   に凹嵌部５３が形成されているとともに、外壁
   面の外縁部で接続されていることを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載による光学
   的測定装置。 (3) 前記セクタ２２は、モータ２３に固設され前
   記光学系６の所定位置に着脱自在に取り付けら
   れることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項記載による光学的測定装置。