JPH08122151A - 反射鏡支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気象の変化に左右されずレーザ光を良好に反
射することができる。 【構成】 計測のためのレーザ光を反射する反射鏡を支
持する装置において、前記反射鏡１を所定の位置に固定
する支持部材２と、その支持部材２及び反射鏡１を囲繞
しかつレーザ光軸上にレーザ光を透過する透過窓部材８
を有するケーシング５と、そのケーシング５に取り付け
られ、透過窓部材８を囲繞する筒型の庇９と、その庇９
に設けられ、庇９内にエアカーテンを形成するエアノズ
ル１０とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液化天然ガス設備の気
化器などが設置されている室外のガス濃度の分布を測定
する際のレーザ光を反射する反射鏡を支持する反射鏡支
持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】可燃性ガスは燃料ガスとして様々な分野
で使用されており、例えば液化天然ガスはガス中に多く
のメタンガスを含み都市ガス等に利用されている。可燃
性ガスの漏洩は防災上問題となるので、ＬＮＧを取り扱
う場所例えばＬＮＧ貯蔵基地では保安上の観点からガス
の漏洩を検知して警報等を行うシステムを備えている。

【０００３】ガス分析は、特定成分のガスの量や濃度を
測定・分析するもので、ガスに接触することなく測定を
行える非接触ガス分析の開発が進められている。非接触
ガス分析の一つには、ガス濃度を光学的に測定する光吸
収法がある。

【０００４】光吸収法は、各種ガス分子がそれぞれに特
有な波長の光を吸収することを利用してランバートーベ
ールの法則により例えばメタンガスの濃度を非接触で測
定するものである。すなわち、光の伝送損失はガスの種
類によって波長域がことなるため、特定の波長域の伝送
損失を検出すれば特定のガス濃度を測定することができ
る。例えば、メタンガスでは波長 1.6μｍ, 3.3 μｍ,
7.8 μｍ付近で特性吸収がある。この光吸収法は、長光
路・広範囲にわたる測定が可能である、光のシャープな
波長特性により混合ガス中でも目的とするガス種のみを
選択的に測定することができる、対象ガスの吸収線に合
ったレーザ波長を選ぶだけで多種のガスに適用できる、
などの優れた特長がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のガス
分析（光吸収法）により、ＬＮＧ貯蔵基地の気化器周辺
などの室外の広い範囲を監視するには、光発信器等の光
源からの光例えばレーザ光を、要所に配設した移動鏡及
び固定鏡等の反射鏡により例えば縦横２方向に網目状に
配置して、面的にレーザ光の光路を形成する。これら各
光路でのガス濃度を測定し、これらを比例配分法等によ
って演算処理することでガス濃度分布を面的に求めるこ
とができ、ＬＮＧの漏洩箇所、漏洩量を速やかにしかも
精度よく測定できる。

【０００６】このように、１つの光源からの光を網目状
に配置する場合、ＬＮＧ貯蔵基地等では１つの光路長が
非常に長く、反射鏡間の間隔も大きいため、反射鏡に僅
かの角度ずれが生じても次の反射鏡に届くまでに光がそ
れてしまう。そして、光が複数の反射鏡を反射する間
に、測定用光路から完全に離脱して、測定が不能にな
る。このため、反射鏡を支持部材により所定の位置に固
定し、この支持部材及び反射鏡を、外気の影響を受けな
いようにケーシングで囲繞し、このケーシングのレーザ
光軸上にレーザ光を透過する透過窓部材を設けることが
提案される。しかし、雨が降った場合には、雨滴が透過
窓部材に付着して光が乱反射し、光強度が減少する。そ
して、光が複数の反射鏡を反射する間に減衰し、測定が
不能になることがある。

【０００７】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
なされたものであり、その目的は、気象の変化に左右さ
れずレーザ光を良好に反射することができる反射鏡支持
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の反射鏡支持装置
は、前記目的を達成するために、計測のためのレーザ光
を反射する反射鏡を支持する装置において、前記反射鏡
を所定の位置に固定する支持部材と、その支持部材及び
反射鏡を囲繞しかつレーザ光軸上にレーザ光を透過する
透過窓部材を有するケーシングと、そのケーシングに取
り付けられ、透過窓部材を囲繞する筒型の庇と、その庇
に設けられ、庇内にエアカーテンを形成するエアノズル
とを設けたものである。

【０００９】また、計測のためのレーザ光を反射する反
射鏡を支持する装置において、前記反射鏡を所定の位置
に固定する支持部材と、その支持部材及び反射鏡を囲繞
しかつレーザ光軸上にレーザ光を透過する透過窓部材を
有するケーシングと、そのケーシングに取り付けられ、
透過窓部材を囲繞する筒型の庇と、前記反射鏡及び透過
窓部材に空気を吹き付ける空気吹付手段とを設けたもの
である。

【００１０】さらに、計測のためのレーザ光を反射する
反射鏡を支持する装置において、前記反射鏡を所定の位
置に固定する支持部材と、その支持部材及び反射鏡を囲
繞しかつレーザ光軸上にレーザ光を透過する透過窓部材
を有するケーシングと、そのケーシングに取り付けら
れ、透過窓部材を囲繞する筒型の庇と、その庇に設けら
れ、庇内にエアカーテンを形成するエアノズルと、前記
反射鏡及び透過窓部材に空気を吹き付ける空気吹付手段
とを設けたものである。

【００１１】

【作用】支持部材及び反射鏡をケーシングで囲繞するこ
とにより、支持部材及び反射鏡は外気の影響を受けにく
いので、反射鏡は気象の変化に左右されず常にレーザ光
を目的の方向に導くことが可能となる。また、庇及びエ
アノズルを設けることにより、筒型の庇内にエアカーテ
ンが形成されるため、暴風雨でも雨滴の進入が抑制され
るので、透過窓部材への雨滴の付着が防止される。又、
エアカーテンを形成したエアの一部が透過窓部材に衝突
するため、透過窓部材に付着している水滴が吹き飛ばさ
れる。よって、雨の場合でもレーザ光を良好に反射する
ことができる。

【００１２】さらに、空気吹付手段により空気を反射鏡
及び透過窓部材に吹き付けることにより、反射鏡及び透
過窓部材に結露が生じることがなく、また結露が生じた
場合に、空気を反射鏡及び透過窓部材に吹き付けること
により、その結露がとれ、光を良好に反射することが可
能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳述する。

【００１４】図１及び図２において、１は反射鏡である
コーナーキューブミラーを示し、このコーナーキューブ
ミラー１は、レーザ光を反射させてレーザ光の方向を反
転させるものである。

【００１５】コーナーキューブミラー１は、支持部材で
ある支持柱２の頂部に水平に取り付けられた固定台３上
に取り付けられている。支持柱２は、所定の直径の鉄柱
や円筒形の鉄パイプなどで形成され、地表上（または地
表の固定物上）に起立させて設けられている。支持柱２
の外周には断熱材４が設けられている。断熱材４は、例
えば厚さ75mmのグラスウール製のテープ或いはシートを
支持柱２の外周に沿って巻き付けたもので、支持柱２
は、断熱材４で一様に覆われて外気との温度のやりとり
が遮断され、熱膨張による変形が起きないようになって
いる。

【００１６】コーナーキューブミラー１及び支持柱２は
ケーシング（ミラーボックス）５で囲繞され、すなわち
ミラーボックス５内にコーナーキューブミラー１及び支
持柱２が収納されている。ミラーボックス５は、地表の
固定物６上（または地表上）に支持柱２に沿ってミラー
１の上方まで延出された側板を、支持柱２の四方に配置
して囲み、頂部開口部を天板で覆ったもので、直射日光
が支持柱２、ミラー１、断熱材４に当らないような材質
で形成されている。

【００１７】ミラーボックス５のレーザ光の入射及び出
射の位置には、所定の大きさに開口された例えば円形の
透過窓７が設けられ、この透過窓７には、レーザ光を透
過するＣａＦ₂ 等で成形された透過窓部材８が嵌め込ま
れ、ミラーボックス５内が外気から遮断されている。

【００１８】ミラーボックス５の透過窓７を形成する縁
近傍には、透過窓部材８を囲繞するような透過窓部材８
より大きな径の円筒型の庇つまり雨よけのためのフード
９がレーザ光軸に沿って取り付けられている。フード９
は、雨が降った時、雨滴が透過窓部材８に付着しないよ
うにするものである。

【００１９】フード９には、フード９内にエアカーテン
を形成するフラットエアノズル１０が取り付けられ、こ
のフラットエアノズル１０は、フード９内にエアカーテ
ンを形成するものならどのような構造のものでもよく、
例えば図５に示すように、円周方向にスリット１１を設
けてこのスリット１１からエアを吹き出してエアカーテ
ンを形成するようにしてもよい。フラットエアノズル１
０には、図１及び図２に示すように、第１調節弁１２を
有する第１空気供給管１３が接続されている。

【００２０】また、透過窓部材８の前後及びコーナーキ
ューブミラー１の前方には、少なくともレーザ光が透過
及び反射する透過窓部材８の両面及びコーナーキューブ
ミラー１の前面（反射面）にエアを吹き付ける空気吹付
手段としてのエアノズル１４，１５，１６がそれぞれ設
けられている。これらエアノズル１４，１５，１６に
は、第２調節弁１７を有する第２空気供給管１８が接続
され、この第２空気供給管１８の第２流量調節弁１７の
上流側にはメンブレンドライヤ１９が介設されている。
メンブレンドライヤ１９は、空気を乾燥するもので、ヒ
ータ，吸着剤，フィルタなどで構成されており、このメ
ンブレンドライヤ１９を介した乾燥空気（ドライエア）
が透過窓部材８の両面及びコーナーキューブミラー１の
前面に吹き付けられるようになっている。

【００２１】その第２空気供給管１８及び前記第１空気
供給管１３は空気供給管２０に接続され、この空気供給
管２０には流量調節弁２１が介設されている。この流量
調節弁２１（及び前記第１，第２調節弁１２，１７）
は、図６に示すように制御器２２により開度調節が行わ
れるようになっている。制御器２２は、例えば液化天然
ガス設備の気化器などが設置されている室外のガス濃度
の分布を測定するガス濃度測定装置の本体２３に備えら
れている。ガス濃度測定装置は、図６及び図７に示すよ
うに、光発信器等の光源２４からの光例えばレーザ光
を、要所に配設した移動鏡ユニット２５及び固定鏡ユニ
ット２６等の反射鏡により被監視部２７に例えば縦横２
方向に網目状に配置して、面的にレーザ光の光路２８を
形成する。これら各光路２８でのガス濃度を測定し、こ
れらをコンピュータ等の計算機で比例配分法等によって
演算処理することでガス濃度分布を面的に求めることが
できるもので、ＬＮＧの漏洩箇所、漏洩量を速やかにし
かも精度よく測定できる。検知器３９は、受光した特定
波長の光の強度を電流に変えるもので、この出力信号が
アンプ２９を介して計算機（図示せず）に出力される。
制御器２２は、この出力信号から受光強度を求め、この
受光強度に応じて流量調節弁２１及び前記第１，第２調
節弁１２，１７の開度調節を行う機能を有する。具体的
には、受光強度を電流値として示した場合、雨滴の付着
や結露がないときには、電流値は約 100mVであるので、
例えば50mV以下になったら雨滴の付着又は結露が生じた
と判断して流量調節弁２１の開度を開け、フラットエア
ノズル１０にエアを、エアノズル１４，１５，１６にド
ライエアを供給するようにする。また、測定時には、常
時、フラットエアノズル１０及びエアノズル１４，１
５，１６にエアを供給するようにし、電流値が所定値
（例えば50mV以下）になったらエアの供給量を増やすよ
うにしてもよい。さらに、雨が降っているときは、フラ
ットエアノズル１０にエアを供給するようにしてもよ
く、また、結露が生じる虞があるとき（冬期等で前日に
雨が降った次の朝など）は、エアノズル１４，１５，１
６にドライエアを供給するようにしてもよい。

【００２２】次に本実施例の作用を述べる。

【００２３】ミラーボックス５には、図１及び図２に示
すように、入射光及び出射光のための透過窓７が設けら
れているので、コーナーキューブミラー１はその用途を
妨げられることはない。

【００２４】コーナーキューブミラー１は支持柱２で支
持され、支持柱２はグラスウール等の断熱材４に覆わ
れ、かつミラーボックス５内に収納されているので、支
持柱２は、外気との温度のやりとりが遮断されており、
気温が変化しても一定の温度を保つことができると共
に、直射日光による支持柱２の局所的な温度上昇がなく
なる。これにより、支持柱２の熱膨張による変形が防止
され、コーナーキューブミラー１は、気象の変化に左右
されず常にレーザ光を目的の方向に導くことができる。

【００２５】また、ミラーボックス５にはフード９が取
り付けられているので、雨滴が透過窓部材８に付着しに
くくなる。また、ミラーボックス５にはフラットエアノ
ズル１０が取り付けられているので、フラットエアノズ
ル１０からエアを吹き出してエアカーテンを形成するこ
とにより、より確実に雨滴が透過窓部材８に付着しにく
くなると共に、エアカーテンを形成したエアの一部が透
過窓部材８に衝突するため、透過窓部材８に付着してい
る水滴が吹き飛ばされる。これは、水滴を透過窓部材に
噴霧した後、エアカーテンを形成してみた。この結果、
水滴は吹き飛ばされ、受光強度が低下することがなかっ
た。これにより、台風等の暴風雨でも、フード９内への
雨滴の進入が抑制されるので透過窓部材８への雨滴の付
着が防止されると共に、透過窓部材８に水滴が付着した
場合でもその水滴が吹き飛ばされるので、雨の場合光が
乱反射することなく、レーザ光を良好に反射することが
できる。

【００２６】さらに、エアノズル１４，１５，１６が設
けられているため、透過窓部材８及びコーナーキューブ
ミラー１の結露を防止できる。すなわち、メンブレンド
ライヤ１９を介した乾燥空気（ドライエア）をエアノズ
ル１４，１５，１６から透過窓部材８の両面及びコーナ
ーキューブミラー１の前面（反射面）に吹き付けること
により、透過窓部材８又はコーナーキューブミラー１へ
の結露が防止される。また結露が生じていた場合には、
パージエアにより結露がとれる。例えば、ミラーの前面
全部に結露を生じさせ、このミラーの上半分に約50リットル
／ｈのドライエアを吹きかけた。この結果、パージされ
ている部分は結露がとれていることが分かった。尚、ミ
ラーに結露が生じていたとき受光強度は低下した。これ
により、透過窓部材８及びコーナーキューブミラー１へ
の結露の防止及び結露が生じてもその結露をとることが
でき、レーザ光を良好に反射することができる。

【００２７】従って、レーザ光を気象の変化に左右され
ず良好に反射でき、液化天然ガス設備の気化器などが設
置されている室外のガス濃度の分布を測定するガス濃度
測定装置の信頼性が向上する。

【００２８】図３及び図４は他の実施例を示す図であ
り、この実施例は反射鏡が移動鏡である場合のものであ
る。すなわち、図７中の２５で示した移動鏡ユニットで
あり、前記実施例と同じ部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。

【００２９】反射鏡は、図３及び図４に示すように、出
射鏡３０と移動鏡３１の２つからなり、出射鏡３０がミ
ラーボックス３２内の上方に鉄棒等の支持棒３３により
固定されている。移動鏡３１は、地表上（または地表の
固定物上）に起立させて設けられた支持柱３４にエアシ
リンダ３５を介して取り付けられ、エアシリンダ３５に
より光発信器等の光源からの光例えばレーザ光を出射鏡
３０に反射させる反射位置及び非反射位置（図３では一
点鎖線の位置）に移動されるようになっている。断熱材
３６は、ミラーボックス３２の内壁に内張りされ、外気
との温度のやりとりが遮断されるようになっている。

【００３０】ミラーボックス３２の出射鏡３０からのレ
ーザ光の出射及び入射の位置には透過窓部材８が嵌め込
まれた透過窓７が設けられている。

【００３１】ミラーボックス３２の透過窓７を形成する
縁近傍には、透過窓部材８を囲繞するような透過窓部材
８より大きな径の円筒型の庇つまり雨よけのためのフー
ド９がレーザ光軸に沿って取り付けられている。

【００３２】フード９には、フード９内にエアカーテン
を形成するフラットエアノズル１０が取り付けられ、こ
のフラットエアノズル１０には、第１調節弁１２を有す
る第１空気供給管１３が接続されている。

【００３３】また、透過窓部材８の前後、出射鏡３０及
び移動鏡３１の前方には、少なくともレーザ光が透過及
び反射する透過窓部材８の両面、出射鏡３０及び移動鏡
３１の前面にエアを吹き付ける空気吹付手段としてのエ
アノズル１４，１５，３７，３８がそれぞれ設けられて
いる。これらエアノズル１４，１５，３７，３８には、
第２調節弁１７を有する第２空気供給管１８が接続さ
れ、この第２空気供給管１８の第２流量調節弁１７の上
流側にはメンブレンドライヤ１９が介設されている。

【００３４】その第２空気供給管１８及び前記第１空気
供給管１３は空気供給管２０に接続され、この空気供給
管２０には流量調節弁２１が介設されている。この流量
調節弁２１及び前記第１，第２調節弁１２，１７は、制
御器２２により開度調節が行われるようになっている。

【００３５】このように構成しても、前記実施例とほぼ
同様の作用効果を奏する。

【００３６】すなわち、ミラーボックス３２の内壁に断
熱材３６が内張りされているので、支持棒３３、支持柱
３４及びエアシリンダ３５は、外気との温度のやりとり
が遮断されており、気温が変化しても一定の温度を保つ
ことができると共に、直射日光による局所的な温度上昇
がなくなる。これにより、出射鏡３０と移動鏡３１は、
気象の変化に左右されず常にレーザ光を目的の方向に導
くことができる。

【００３７】また、ミラーボックス３２にはフード９が
取り付けられているので、雨滴が透過窓部材８に付着し
にくくなる。また、ミラーボックス３２にはフラットエ
アノズル１０が取り付けられているので、フラットエア
ノズル１０からエアを吹き出してエアカーテンを形成す
ることにより、より確実に雨滴が透過窓部材８に付着し
にくくなると共に、エアカーテンを形成したエアの一部
が透過窓部材８に衝突するため、透過窓部材８に付着し
ている水滴が吹き飛ばされる。これにより、台風等の暴
風雨でも、フード９内への雨滴の進入が抑制されるので
透過窓部材８への雨滴の付着が防止されると共に、透過
窓部材８に水滴が付着した場合でもその水滴が吹き飛ば
されるので、雨の場合、光が乱反射することなく、レー
ザ光を良好に反射することができる。

【００３８】さらに、エアノズル１４，１５，３７，３
８が設けられているため、透過窓部材８、出射鏡及３０
び移動鏡３１の結露を防止できる。すなわち、メンブレ
ンドライヤ１９を介した乾燥空気（ドライエア）をエア
ノズル１４，１５，３７，３８から透過窓部材８の両
面、出射鏡３０及び移動鏡３１の前面（反射面）に吹き
付けることにより、透過窓部材８、出射鏡３０又は移動
鏡３１への結露が防止される。また結露が生じていた場
合には、パージエアにより結露がとれる。これにより、
透過窓部材８、出射鏡３０及び移動鏡３１への結露の防
止及び結露が生じてもその結露をとることができ、レー
ザ光を良好に反射することができる。

【００３９】従って、レーザ光を気象の変化に左右され
ず良好に反射でき、液化天然ガス設備の気化器などが設
置されている室外のガス漏洩検知システムの信頼性が向
上する。

【００４０】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、気象の変
化に左右されずレーザ光を良好に反射できるという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図５】本発明のエアノズルと空気吹付手段の一例を示
す断面図である。

【図６】ガス濃度測定装置の本体を説明するための構成
図である。

【図７】ガス濃度測定装置により面的にガス濃度を測定
する場合の光路の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 反射鏡（コーナーキューブミラー） ２ 支持部材（支持柱） ５ ケーシング（ミラーボックス） ８ 透過窓部材 ９ 庇（フード） １０ フラットエアノズル

フロントページの続き (72)発明者 三谷 茂樹 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 笠原 雅治 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 山口 文彦 東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 計測のためのレーザ光を反射する反射鏡
   を支持する装置において、前記反射鏡を所定の位置に固
   定する支持部材と、その支持部材及び反射鏡を囲繞しか
   つレーザ光軸上にレーザ光を透過する透過窓部材を有す
   るケーシングと、そのケーシングに取り付けられ、透過
   窓部材を囲繞する筒型の庇と、その庇に設けられ、庇内
   にエアカーテンを形成するエアノズルとを設けたことを
   特徴とする反射鏡支持装置。
2. 【請求項２】 計測のためのレーザ光を反射する反射鏡
   を支持する装置において、前記反射鏡を所定の位置に固
   定する支持部材と、その支持部材及び反射鏡を囲繞しか
   つレーザ光軸上にレーザ光を透過する透過窓部材を有す
   るケーシングと、そのケーシングに取り付けられ、透過
   窓部材を囲繞する筒型の庇と、前記反射鏡及び透過窓部
   材に空気を吹き付ける空気吹付手段とを設けたことを特
   徴とする反射鏡支持装置。
3. 【請求項３】 計測のためのレーザ光を反射する反射鏡
   を支持する装置において、前記反射鏡を所定の位置に固
   定する支持部材と、その支持部材及び反射鏡を囲繞しか
   つレーザ光軸上にレーザ光を透過する透過窓部材を有す
   るケーシングと、そのケーシングに取り付けられ、透過
   窓部材を囲繞する筒型の庇と、その庇に設けられ、庇内
   にエアカーテンを形成するエアノズルと、前記反射鏡及
   び透過窓部材に空気を吹き付ける空気吹付手段とを設け
   たことを特徴とする反射鏡支持装置。