JPS606890A - 高温金属検出器 - 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】 この発明は、高温に加熱された金属体から発する輻射熱
を利用して金属体の有無を検出する高温金１４検出器に
関するものである。

従来この種の検出器として第１図に示すものがあった。

同図において、（１）は被検出体、（２）は被検出体か
ら発する輻射熱、（３）は光学的な検出視野、（４）は
集光レンズ、（５）は光電変換素子、（６）は増幅器、
（７）は比較器そして、（８）は０Ｎ−ＯＦＦ信号発生
器である。

次に動作について説明する。

予定の方向に移動する被検出体（１）から発する輻射熱
（２）が光電変換素子（５）の検出視野＜３’Ｘ：入る
と、上記輻射熱は、集光レンズ（４）で集められ、光電
変換素子（５）の受光面に結像される。光′「（を変換
素子（５）は、入力光のエネルギー強度に比例した電気
信号全発生する。したがって、被検出体（１）が検出視
野（３）ζ二人った瞬間、光電変換素子（５）からはそ
の光強度、言い換えれば被検出体（１）の温呟に応じた
電気信号が出力される。この電気信号は、被検出体（１
）の移動に伴って変化し、近似的（二はｇ２図に示すよ
うな台形状の連続した出力分布をボす。よって、増幅器
（６）により十分増幅した後、次段の比１校’１．；　
（７）で所定の閾値信号と比奴すれば、被検出体（１）
の先端部および後端部が検出視野（３）をよこぎった１
８間に０Ｎ−ＯＦＦ信号発生器（８）から検出信号全送
出することができる。

しかしながら、以上の動作において、０１検出体（１）
の温度が変化したり、検出視野（３）が大きくなった場
合には、被検出体（１）の移動に伴い、第２図に示すご
とく光電変換素子（５）の出方電圧の時間的な分布も変
動し、固定閾値による判定では動作点のずれが生じる。

したがって、被検出体の０Ｎ−ＯＦ’Ｆ信号の発生タイ
ミングにばらつきが生じ、・検出精度が低下するという
欠点があった。

この発明は、上記のような従来の検出器の欠点を除去す
るためになされたもので、受光部に４、円形開口を有す
るコアを複数個空間的に配列′した光ファイバを用い、
さらに各々のコア部より得られる光出力（ｉｌ−電気系
において、空間フィルタリングの原理にもとづいた演算
処理を施すことにエリ、被検出体の温度が変化しても常
に一定の動作点で０Ｎ−ＯＦＦ信号を発生するようにし
た高温金属検出器を提供することを目的としている。

以下、この発明の一丸施例を図について説明する。、第
６図において、（１）〜（４）までは第１図で述べた従
来の検出器の各部分と同一であり説明を省略する。（５
）は、複数個例えば７本のコアより構成される光ファイ
バの受光端面、（６）は、、光フアイバケーブル、（７
）は、各々のコアより伝送される光出力を電気信号に変
換する光電素子群、（８）は、各々の光電素子の出力信
号をおのおの所定の倍率で増幅する増幅器群、（９）は
、上記増幅された信号のうち、中心のコア部を除く周囲
６本の増幅信号全加算゛「る加算器、（Ｉｄは、中心コ
ア部の増幅信号と上記加算信号との差をめる差分器、（
ＩＩ）は、上記差分器より得られる差分信号からゼロク
ロス点を検出する零点検出器、そして、（功は、手記零
点信号より、被検出体（１）の有無を判定し、次段に０
Ｎ−０１”Ｆ信号を送出する位置信号発生器である。

次（二、発明の動作について説明する。

移動する被検出体（１）から発ｆる輻射熱（２）が、演
出視野（３）に入った時、集光レンズ（４）により、光
ファイバの受光部端面（５）にその像が結ばれる。

ここで、光ファイバの受光部端面（５）は第４Ａ図に示
すように、７本のコア（５ａ）が空間的（二配列された
構成（ニなっており、光フアイバケーブル（６）により
各々のコア（５ａ）−二対応した光電素子群（７）まで
伝送される。この光電素子群（７）は、被検出体（１）
の温度、すなわち輻射熱（２）の強度に応じた電気出力
を発生するが、次段の増幅器群（８）によっておのおの
特定の倍率で増幅される。倍率の設定は、第４Ｂ図に示
すように、画像処理でいう空間フィルタリングの手法に
基づいて紐り、中心のコア（５α）出力は、周囲に対し
６倍の重みづけがなされている。

さらＣ二、周囲６本のコア（５ａ）出力は、次段の加算
器（９）で加算された後、次の差分器（１，０で上記中
心コア（５ａ）の出力との差がめられる。これにより１
．’ｇ４０図に示すような空間フィルタ信号（ＳＦ）が
得られる。

この空間フィルタ信号（ＳＦ）は、第５図に示すように
中心コア（５α）の受光量が半分、すなわち、被検出体
（１）の先端部（１ａ）および後端部（１ｂ）の像が、
中心７アの面積の１／２の点（変曲点）に到達した時（
ニゼロクロスする。このゼロクロス点（ｚｐ）は次段の
零点検出器（１１）にエリ検出されるが、第６図に示す
ように、被検出体（１）の温度が変化したり、検出視野
（３）が大きくなっても常に安定しており、最終段の位
置信号発生器（２）により、精度の高い０Ｎ−ＯＦＦ信
号を発生することができる。

なお、上記実施例では光ファイバ（５）の受光部端面を
７本のコア（５ａ）で二次元的に構成したが、空間的な
フィルタリング効果を奏する配列であれば他の本数（例
えば、５本）でもよく、また、被検出体（１）の移動方
向が一次元であれば、ｉα線状に（例えば、６本）配列
しても同様の効果が期待できる。

以上のように、この発明によれば、受光部に空間的なフ
ィルタリング効果を有する光ファイバを採用したことに
より、比較的簡単なく７９成で、精度が高く、信頼性の
高い検出器が実現できた、

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の高温金属演出器の構成を示すブロック
図、第２図は、第１図の検出器の特性を説明するための
説明図、第６図は、この発明の−実施例に係る高温金属
検出器の構成を示すブロック図、第４Ａ図〜第４０図、
第５図及び第６図は、第６図の検出器の動作を説明する
ための説明図である。 （１）は被検出器、（２）は被検出体からの輻射熱、（
３）は検出視野、（４）は集光レンズ、（５）は光ファ
イバの受光端面、（６）は光フアイバケーブル、（７）
は光電素子群、（８）は増幅器、（９）は加算器、（鴫
は差分器、（１１）は零点検出器、＠は位置信号発生器
である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代　理　人　大　岩　増　雄 第４Ａ図 一〇卸内 第４Ｃ図 第５図 第　６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 移送される高温金属体より発する輻射熱を、空間的に配
   列した複数個のコアで構成される光ファイバで受光する
   受光手段；当該光信号を電気信号（二変換した後、各々
   所定の倍率で増幅する増幅手段；当該増幅信号を空間フ
   ィルタリング演算する演算手段；及び当該空間フィルタ
   信号よりゼロクロス点を検出する零点検出手段；を備え
   たことを特徴とする高温金属検出器。