WO2013147158A1 - 油膜検出装置 - Google Patents

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light
oil film
concave mirror
detector
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剛人 奥村
石飛　毅
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    • G02B7/003—Alignment of optical elements
    • G02B7/004—Manual alignment, e.g. micromanipulators

Definitions

  • the present invention relates to an oil film detection device for detecting an oil film existing on a water surface (detection target surface) of a water purification plant, a river, a lake or the like.
  • oil film detection on the water surface is performed.
  • Various types of oil film detectors are known. However, paying attention to the fact that the reflectance of light by the oil film is higher than the reflectance of light by the water surface, the intensity of the reflected light from the water surface is measured.
  • an oil film detection device for detecting an oil film is known.
  • Patent Document 1 discloses an oil film detection apparatus that irradiates a detection target surface such as a water surface from a light source with laser light, receives reflected light from the detection target surface, and detects an oil film existing on the detection target surface.
  • a two-dimensional scanning unit that scans the laser beam two-dimensionally by the displacement generated by applying the direction driving voltage and the Y-direction driving voltage and forms a desired plane as the irradiation range of the laser beam on the detection target surface is provided.
  • An oil film detection device is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a light emitting unit that emits light toward the water surface, a light receiving unit that receives reflected light on the water surface, and an oil film that detects the presence or absence of an oil film on the water surface from the amount of reflected light received by the light receiving unit.
  • a detection device is installed between a concave lens and a water surface that diverges the light emitted from the light emitting part and irradiates the water surface as a divergent beam, and when the reflected light from the water surface of the divergent beam is incident, A recursive reflector that reflects incident light toward the water surface along approximately the same path as the incident path, and the light reflected by the reflector is reflected by the water surface and becomes a convergent beam that passes through the concave lens and is received by the light receiving unit.
  • An oil film detection device is disclosed.
  • a detector of a conventional oil film detection apparatus such as Patent Document 1 is provided with a light source / scanning unit 110, a concave mirror 120, a light receiving unit as shown in FIG.
  • the part 140 and the like are accommodated in the accommodating part 150 and are configured to be watertightly sealed by the window 160.
  • the window 160 of the detector 100 is attached to the detector 100 at a predetermined angle with respect to the horizontal plane. This is to prevent the light emitted from the light source 110 from being reflected on the top and bottom surfaces of the window 160 and becoming stray light. For example, the light emitted from the light source 110 and reflected from the top surface of the window 160.
  • the reflected light is guided to the point G and does not enter the light receiving unit 140.
  • the design and processing of the structure for sealing the accommodating portion 150 in a watertight manner by the window 160 inclined with respect to the horizontal plane is complicated, and there is a problem that the assembling workability is poor and the cost is increased.
  • the conventional oil film detection apparatus uses a so-called off-axis parabolic mirror whose focal position is shifted, such as concave mirrors 120 and 40 shown in FIG. 15 and FIGS.
  • the reflected light from the detection target surface is not blocked by the light receiving unit so that it can be efficiently collected even in a small area. Needs a larger concave mirror.
  • the larger the concave mirror the larger the aperture of the detector.
  • a conventional oil film detection device such as Patent Document 2 reflects reflected light on the water surface with a regressive reflector and reciprocates the light, so that the amount of attenuation of the reflected light is large.
  • the distance to the light receiving portion is increased, the amount of light reaching the light receiving unit becomes extremely small, which makes it impossible to measure with high sensitivity.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and can detect an oil film reliably and accurately even when the distance from the water surface (detection target surface) is long.
  • An object is to provide an oil film detection device.
  • the present invention includes a housing unit that houses at least a light source, a concave mirror, and a light receiving unit in a detector that is installed substantially parallel to a detection target surface that extends in a horizontal direction.
  • a window that seals the part in a watertight manner, irradiates light from the light source toward the detection target surface, collects reflected light from the detection target surface by the concave mirror, and causes the light receiving unit to receive the light.
  • the light source is disposed above the concave mirror and emits light in a substantially vertical direction
  • the concave mirror has an optical axis of the concave mirror in a horizontal direction.
  • a through hole through which the light emitted from the light source passes at a position shifted from the optical axis of the concave mirror, and the light receiving unit is on the optical axis of the concave mirror Placed at the focal point of It is characterized in.
  • the window is arranged in parallel to the horizontal cross section of the detector, and an exit window for transmitting the emitted light is provided at a predetermined angle with respect to a horizontal plane in a part of the window. It is characterized by being.
  • the light receiving unit has a “width” in the direction of the optical axis irradiated from the light source, and a “length” and a “width” longer than the “width” in a direction perpendicular to the optical axis.
  • the thin plate is held by at least two or more thin plates having a shorter “thickness”, and the thin plate has a thin plate male screw having a head in a plane composed of the “width” direction and the “length” direction.
  • a substantially T-shaped notch that can be inserted from the direction, and the detector includes a column corresponding to each of the thin plates, and the column has a slit longer than the “width” of the thin plate in the longitudinal direction.
  • the thin plate being inserted into the slit of the corresponding column, and the seat surface of the thin plate male screw being substantially the same as the above.
  • the “thickness” of the T-shaped notch is the direction of the column.
  • the concave mirror that irradiates light in the substantially vertical direction from the light source toward the detection target surface and collects the light reflected from the detection target surface is disposed so that the optical axis thereof is orthogonal to the horizontal direction, Even if the light receiving unit is disposed at the focal position on the optical axis of the concave mirror (that is, a concave mirror that is not an off-axis concave mirror is used), the distance to the water surface (detection target surface) is increased.
  • the oil film can be reliably detected with high accuracy.
  • the window for watertightly sealing the accommodating portion in the detector is disposed in parallel to the horizontal cross section of the detector, the structure for sealing the accommodating portion watertight may be a general structure and easy to process. It is possible to provide an oil film detection device with good assembly workability. Furthermore, since the exit window that transmits the emitted light is provided at a part of the window and is inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal plane, the oil film can be detected with high accuracy while avoiding an increase in the size of the detector. An oil film detection apparatus can be provided.
  • the light receiving unit is held by a thin plate, and when fixing the thin plate to the column, it is possible to fix it while adjusting the position easily using the male screw for the thin plate. The position adjustment of the light receiving unit can be facilitated while not blocking.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the detector of the oil film detection apparatus shown in FIG. 1 taken along the line AA. It is an example of the schematic diagram of the thin plate in Embodiment 2 of this invention. It is the schematic of the male screw for thin plates in Embodiment 2 of this invention. It is the schematic of the support
  • FIG. 6 is a diagram showing a state in which the male screw for thin plate shown in FIG. 5 is inserted from the “thickness” direction into the substantially T-shaped notch of the thin plate shown in FIG. 4.
  • Embodiment 2 of this invention it is a figure which shows the state which inserted and fixed the thin plate in the slit of the support
  • Embodiment 3 of this invention It is the schematic of the fixing screw in Embodiment 3 of this invention.
  • Embodiment 3 of this invention it is a figure which shows the state which inserted and fixed the thin plate in the slit of the support
  • Embodiment 2, 3 of this invention it is a figure which shows the state which inserted and fixed the thin plate in the slit of the support
  • Embodiment 1 The oil film detection apparatus according to the present invention is based on an optical method (light reflection method) using a laser light source. This is a method that utilizes the difference in light reflectance between the water surface and the oil film. In general, it is said that the reflectivity of light from the water surface is about 2%, and the reflectivity of light from the oil film is between 3 and 4%, and the reflected light from the oil film is 1.5 to 2 times greater. So strong.
  • the presence or absence of an oil film is detected and detected by applying light of a certain intensity to the water surface, measuring the intensity of the reflected light (the amount of received light) with a detector, and performing various arithmetic processes with the converter. Can do. When an oil film is detected, an alarm is output, thereby making a decision to stop taking water or the like.
  • the optical oil film detection device using a laser light source is not only a merit that it is not a contact type (non-contact type) such as a fiber type or a capacitance type, but also other light sources (for example, an LED light source) ) Has a merit that the reflected light can be detected even when the distance to the water surface is large because the light quantity is large and the linearity is good.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a configuration example and operation of a detector of an oil film detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the oil film detection apparatus according to the first embodiment includes a detector W as shown in FIG. 1 and a converter (not shown).
  • the detector W and the converter are connected by a cable, and a signal based on the intensity (the amount of received light) of the reflected light measured by the detector W is sent to the converter.
  • the converter can perform various arithmetic processes to detect / determine the presence / absence of an oil film, and can output an alarm or display a state on the display unit when an oil film is detected. Further, the converter can output a control signal for controlling the detector W.
  • the detector W includes a light receiving / scanning unit 1, a concave mirror 2 and a light receiving unit 4 and a window 6 for watertightly sealing the container 5, and on the water surfaces 9a and 9b which are detection target surfaces, It is installed so as to be substantially parallel to the water surfaces 9a and 9b (substantially parallel to the horizontal direction).
  • the casing of the detector W is formed of a material that does not transmit light, and light does not enter the housing portion 5 from other than the window 6 (including the exit window 7).
  • the light source / scanning unit 1 includes a laser light source and a scanning unit that scans the light source, and by scanning the laser light, a desired plane can be formed as an irradiation range of the laser light on the detection target surface. It has become.
  • a vibration element or the like may be used as a configuration for scanning the laser beam. However, since this scanning mechanism is a known technique, detailed description thereof is omitted here.
  • the light source / scanning unit 1 is disposed above the concave mirror 2 and is attached so that the emitted laser light is irradiated in a substantially vertical direction toward the water surfaces (detection target surfaces) 9a and 9b.
  • the concave mirror 2 used in the oil film detection apparatus according to the first embodiment has a focal position where the light focused by the reflecting surface is focused on the central axis of the reflecting surface, that is, the optical axis Z. And the center axis coincide with each other (not a so-called off-axis concave mirror).
  • the concave mirror 2 is arranged so that the optical axis Z is orthogonal to the horizontal direction, and has a through hole 3 at a position shifted from the optical axis Z, and is emitted from the light source / scanning unit 1 and penetrates therethrough.
  • the concave mirror 2 may be anything other than a so-called off-axis concave mirror, and a normal parabolic mirror, elliptical mirror, or the like can be used.
  • the size of the through hole 3 is preferably the same as or slightly larger than the range through which the light emitted and scanned by the light source / scanning unit 1 is transmitted.
  • the position of the through hole 3 is preferably close to the optical axis Z of the concave mirror 2 (the central part of the concave mirror 2), but passes through the through hole 3. It is necessary to set the position so that the received light does not directly enter the light receiving unit 4.
  • the window 6 of the oil film detection apparatus is attached in parallel to the horizontal cross section of the detector W so as to seal the accommodating portion 5 in the detector W in a watertight manner. Further, the window 6 has, in part, an exit window 7 that is inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal plane.
  • the emission window 7 is positioned in the vertical direction of the light source / scanning unit 1 and transmits light emitted from the light source.
  • the angle of inclination of the exit window 7 is such that the light emitted from the light source and reflected by the top and bottom surfaces of the exit window 7 is guided to a position (for example, point B) deviated from the concave mirror 2; (2) Even if the light is incident on the concave mirror 2 and further reflected, the light does not enter the light receiving unit 4 and does not come out of the detector W through the window 6 (including the exit window 7 portion). It can be determined according to the curvature of the concave mirror 2, the size of the light receiving unit 4, the position of the exit window 7, etc., on the condition that any one of them is satisfied.
  • the size of the exit window 7 is preferably the same as or slightly larger than the range in which the light emitted and scanned by the light source / scanning unit 1 is transmitted.
  • the window 6 and the emission window 7 may be any one that transmits light emitted from the light source and reflected light, and are formed of a transparent resin such as acrylic in terms of ease of processing, weight, cost, and the like.
  • the material is not limited and glass or the like can be used.
  • FIG. 2 is a bottom view of the detector of the oil film detection apparatus shown in FIG. 1 as viewed from the lower surface (water surface) side, and shows the positional relationship between the light receiving unit 4 and the emission window 7.
  • the position of the through hole 3 is preferably close to the optical axis Z of the concave mirror 2 (the central part of the concave mirror 2), but it is necessary to prevent the light passing through the through hole 3 from directly entering the light receiving unit 4. is there. Therefore, the exit window 7 is also provided at a position that does not overlap the light receiving unit 4, so that light traveling toward the exit window 7 is not blocked by the light receiving unit 4.
  • the light source / scanning unit 1, the through-hole 3, and the emission window 7 are arranged in parallel with the optical axis at a position slightly deviated from the optical axis Z (the central part of the concave mirror 2).
  • the thin plate 10 is attached to the detector W in order to fix the light receiving unit 4 at the focal position on the optical axis Z of the concave mirror 2 so that the position of the light receiving unit 4 can be finely adjusted.
  • the light emitted and scanned by the light source / scanning unit 1 is irradiated in a substantially vertical direction within a range having a spread as shown by a broken line. This light is transmitted through the exit window 7 provided in a part of the window 6. Since the exit window 7 is inclined at a predetermined angle, the light reflected by the top and bottom surfaces of the exit window 7 is guided to a point B off the concave mirror 2 and does not become stray light that hinders oil film detection. .
  • the light transmitted through the exit window 7 is reflected by the water surfaces 9a and 9b, passes through the window 6, and reaches the light receiving unit 4 through the concave mirror 2.
  • the broken line in FIG. 1 represents the optical path when the water surfaces 9a and 9b are completely flat at the outer edge of the light irradiation range. However, in actual measurement, the water surfaces 9a and 9b have fluctuations (waves). ), The reflected light does not always return to the concave mirror 2 along a constant optical path, and the possibility of detecting an oil film increases as the reflecting surface of the concave mirror 2 increases.
  • the water surface 9a shows a state when the water level is high
  • the water surface 9b shows a state when the water level is low.
  • the light emitted from the light source / scanning unit 1 is irradiated in a substantially vertical direction, even if the water level fluctuates, a plane on which the light is irradiated is always formed on the water surfaces 9a and 9b, and the light reflected on the surface is a concave mirror. 2 can be captured.
  • a parabolic mirror is used as the concave mirror 2
  • all of the light parallel to the optical axis is collected at the focal point.
  • the light receiving unit 4 has a certain area (the width of the light receiving surface). By providing this, reflected light that is not completely parallel light can also be collected.
  • a signal based on the light intensity (light receiving amount) detected by the light receiving unit 4 is sent to the converter, subjected to various arithmetic processes, and used for determining the presence or absence of an oil film.
  • processing such as outputting an alarm signal is performed.
  • the light receiving unit 4 is placed on the optical axis Z of the concave mirror 2. Even if it is arranged at the focal position, the light receiving unit 4 does not block the laser light emitted from the light source / scanning unit 1, and the reflected light from the water surfaces (detection target surfaces) 9a and 9b is efficiently collected. can do.
  • the detection target surface can be reliably irradiated with light, and the reflected light from the detection target surface can be reliably collected.
  • the window 6 which seals the accommodating part 5 in the detector W watertightly was arrange
  • the structure for sealing the portion 5 in a watertight manner may be a general one, easy to process and easy to assemble.
  • the emission window 7 has a laser beam emitted from the light source / scanning unit 1 to prevent the light reflected from the top and bottom surfaces of the window 6 from becoming stray light and detected by the light receiving unit 4. It is inclined with respect to the horizontal plane, that is, provided with a predetermined angle with respect to the horizontal plane.
  • the window 6 is arranged in parallel to the horizontal cross section of the detector W, and only the emission window 7 through which the laser beam emitted from the light source / scanning unit 1 passes is transmitted. It was configured to be installed obliquely with respect to the axis (inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal plane).
  • the laser light emitted from the light source / scanning unit 1 is reflected by the window 6 and becomes stray light.
  • the oil film can be detected with high accuracy.
  • the concave mirror 2 is not a so-called off-axis concave mirror. Since light gathers at the center when used, if the light receiving unit 4 is installed at the center, the light can be necessarily collected efficiently. Further, the concave mirror 2 has an advantage that it is cheaper and easier to make than the so-called off-axis concave mirror (concave mirror 120).
  • a window 6 for watertightly sealing the accommodating portion 5 in the detector W is disposed in parallel to the horizontal cross section of the detector W so that the laser light emitted from the light source / scanning portion 1 is transmitted therethrough. Since only a small portion of the exit window 7 is formed obliquely with respect to the optical axis, even if a concave mirror larger than the conventional concave mirror is used, the height direction size should be the same as the conventional size. And space efficient.
  • the oil film detection device in Embodiment 1 of the present invention it is possible to improve measurement accuracy and assembly workability while avoiding an increase in cost and an increase in size. If the oil film can be reliably detected only up to, for example, about 5 m, the distance to the water surface (detection target surface) 9a, according to the oil film detection device in this embodiment, the distance to the water surface (detection target surface) 9b For example, an oil film can be detected even if it is around 10 m.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of the detector of the oil film detection apparatus shown in FIG. 1.
  • the light receiving unit 4 is It is a figure which shows the state currently fixed to the support
  • the thin plate 10 for fixing the light receiving unit 4 and the support column 30 of the detector W are not shown in FIG.
  • the thin plate 10 that fixes the light receiving unit 4 does not block the laser beam emitted from the light source / scanning unit 1 and the reflected light reflected from the water surfaces (detection target surfaces) 9a and 9b as much as possible.
  • the thickness of the thin plate 10 is desirably as thin as possible.
  • the light receiving unit 4 and the thin plate 10 have a certain size and weight, and thus the thin plate 10 requires strength. .
  • the light receiving unit 4 must be disposed at the focal position on the optical axis Z of the concave mirror 2 (substantially on the central axis of the detector W), but fine adjustment can be made according to individual differences between devices and the installation state of the devices. It is necessary to. As a result, the thin plate 10 needs to have a mechanism that can adjust the position of the light receiving unit 4 and has a thin cross-sectional shape (thin plate) as much as possible.
  • the light receiving unit 4 is fixed by three thin plates 10, and three columns 30 corresponding to each thin plate 10 are also provided. And Further, as a method of fixing each thin plate 10 to the corresponding support column 30, as described below, a thin plate fixing method as shown in FIGS. 4 to 8 is used.
  • the thin plate 10 has a “width” in the direction of the optical axis irradiated from the light source / scanning unit 1, and the light receiving unit 4 and the detector W in the direction orthogonal to the optical axis.
  • FIG. FIG. 4B is a perspective view of the other end side of the thin plate 10 (the side fixed to the support column 30 of the detector W) as seen from the plane composed of the “width” direction and the “length” direction. is there.
  • the thin plate 10 which has the head 21 in the plane which consists of a "width” direction and a "length” direction in the other end side (side fixed to the support
  • a substantially T-shaped notch 11 into which the male screw 20 (see FIG. 5) can be inserted from the “thickness” direction is provided.
  • the support column 30 of the detector W includes a slit 31 longer than the “width” of the thin plate 10 in the longitudinal direction, and can be screwed into the thin plate male screw 20 in the slit 31.
  • An internal thread 32 is provided. Then, the thin plate 10 is inserted into the slit 31 of the column 30.
  • FIG. 6A shows the column 30 in the “width” direction of the thin plate 10 when the thin plate 10 is inserted into the column 30.
  • FIG. 6 (b) is a perspective view thereof
  • FIG. 6 (c) is an enlarged view of the main part of FIG. 6 (b) (enlarged view of the female screw 32 portion). .
  • FIG. 7 is a view showing a state in which the thin plate male screw 20 shown in FIG. 5 is inserted from the “thickness” direction into the substantially T-shaped notch 11 of the thin plate 10 shown in FIG. (A) is the top view seen from the plane which consists of a "width” direction and a "length” direction
  • FIG.7 (b) is the side view which looked at Fig.7 (a) from the arrow C direction of a figure.
  • the diameter of the shaft portion of the thin plate male screw 20 is larger than the “thickness” of the thin plate 10
  • the diameter of the head 21 of the thin plate male screw 20 is “thickness” of the thin plate 10. Therefore, even when the thin plate male screw 20 is inserted into the substantially T-shaped notch 11 of the thin plate 10, the head 21 can be turned.
  • FIG. 8 is a view showing a state in which the thin plate 10 in which the thin plate male screw 20 is inserted into the substantially T-shaped cutout 11 of the thin plate 10 is inserted into the slit 31 of the support column 30 and fixed as shown in FIG. is there.
  • the thin plate 10 is inserted into the slit 31 of the support column 30, and the "thickness" of the notch 11 in which the seat surface 22 of the thin plate male screw 20 is substantially T-shaped is set in the direction of the support column 30 (Fig. 8).
  • the head 21 of the thin plate male screw 20 is rotated so as to press in the direction of the arrow D, and the thin plate male screw 20 is screwed onto the female screw 32 in the slit 31 so that the position of the thin plate 10 can be adjusted. It can be fixed to the column 30.
  • the slit 31 of the support column 30 has been described as a slit that is not open in the longitudinal direction.
  • the end portion of the support column (the lower portion of FIG. 6A)
  • the slit may be an open end.
  • the light-receiving part 4 shall be fixed by the three thin plates 10, and the three support
  • the number of pairs of the thin plate 10 and the support column 30 is not limited.
  • the amount is not so much.
  • the position while supporting the light receiving unit 4 as shown in FIG. What is provided with a pair of thin plates 10 and struts 30 is optimal.
  • the thin plate male screw is used to fix the position while easily adjusting the position. can do.
  • Embodiment 3 In the third embodiment of the present invention, as in the second embodiment, a case where a thin plate fixing method for fixing a thin plate to a support is applied to the oil film detection apparatus shown in FIGS. 1 and 3 will be described as an example.
  • the thin plate 10 and the thin plate male screw 20 are the same as those shown in FIGS. 4, 5, and 7 in the second embodiment, but are replaced with the support 30 shown in FIG. Assume that the column 30 shown in FIG. 10 is used.
  • a fixing screw 40 as shown in FIG. 9 is used.
  • the support column 30 is connected to the slit 31 and the thin plate male screw 20.
  • the through hole 34 for the fixing screw and the female screw 35 for the fixing screw are located at the position having the slit 31 and not interfering with the thin plate 10 when the thin plate 10 is inserted into the slit 31. It is to be prepared.
  • FIG. 10A shows the column 30 in the “width” direction and “thickness” of the thin plate 10 when the thin plate 10 is inserted.
  • FIG. 10 (b) is a perspective view thereof
  • FIG. 10 (c) is an enlarged view of a main part of FIG. 10 (b) (an enlarged view of a female screw 32 portion, and a fixing screw). It is an enlarged view of the through-hole 34 and the internal thread 35 part for fixing screws.
  • the end portion of the support column 30 (the lower portion of FIG. 10A) is a slit that is an open end will be described. However, as in the second embodiment, the open portion is opened. A slit that is not an end may be used.
  • FIG. 11 shows a state in which the thin plate 10 in which the thin plate male screw 20 is inserted into the substantially T-shaped notch 11 of the thin plate 10 as shown in FIG. 7 is inserted into the slit 31 of the support column 30 shown in FIG. FIG.
  • the thin plate 10 is inserted into the slit 31 of the support 30, and the seat surface 22 of the thin plate male screw 20 has a substantially T-shaped notch 11 'thickness' in the direction of the support 30 (see FIG. 11).
  • the head 21 of the thin plate male screw 20 is turned so as to press in the direction of the arrow E, and the thin plate male screw 20 is screwed into the female screw 32 in the slit 31 so that the position of the thin plate 10 can be adjusted. It can be fixed to the column 30.
  • the fixing screw 40 shown in FIG. 9 is inserted into the through hole 34 for the fixing screw provided in the column 30 (in the direction of arrow F in FIG. 11), and the seating surface of the fixing screw 40 presses the column 30.
  • the fixing screw 40 is screwed into the fixing screw female screw 35 through the fixing screw through hole 34, and the thin plate 10 after position adjustment is attached to the column 30. It can be fixed securely.
  • the through hole 34 for the fixing screw and the female screw 35 for the fixing screw are separated by the slit 31 as shown in FIG. 10, but both are sized so that the fixing screw 40 can be inserted.
  • the fixing screw through-hole 34 is a simple hole in which no female screw is formed. Therefore, when the fixing screw 40 is inserted into the fixing screw through-hole 34, the tip of the fixing screw 40 is inserted. Can be easily inserted up to a position exceeding the slit 31. Then, by turning the head 41 of the fixing screw 40, the fixing screw 40 is screwed into the fixing screw female screw 35 through the fixing screw through hole 34, and the seating surface of the fixing screw 40 is the support 30. The head 41 can be reliably fixed by turning it to the position where it is pressed.
  • the three positions provided in the detector W are used to finely adjust the position of the light receiving unit 4 of the oil film detection device.
  • the position of the thin plate 10 is adjusted by rotating the thin plate male screw 20 with respect to each of the columns 30, and the position of the light receiving unit 4 is determined by the position adjustment of the three thin plates 10.
  • each thin plate 10 can be more securely fixed to the corresponding column 30.
  • the light receiving unit 4 can also be securely fixed at the position adjusted.
  • the fixing screw female screw 35 on the support column 30, it is possible to securely fix the thin plate 10 without using a separate part such as a nut, and the site where the oil film detector is installed. Even when it is necessary to adjust the position of the thin plate 10, the position of the thin plate 10 and the light receiving unit 4 can be easily adjusted and securely fixed without worrying about losing parts such as nuts.
  • the thin plate after the position adjustment and fixing to the support column is more reliable. Can be fixed to.
  • the column 30 is described as a columnar column, but it goes without saying that it may be a column having another shape such as a square column or a hexagonal column.
  • the substantially T-shaped notch 11 provided in the thin plate 10 has a portion into which the head 21 of the thin plate male screw 20 is inserted as shown in FIG. Although described as having a length in the “length” direction larger than the head 21, as shown in FIGS. 12 and 13, a substantially T-shape having substantially the same size as the head 21 of the thin plate male screw 20.
  • the notch 11 may be used.
  • FIGS. 8 and 11 a diagram showing a state in which the thin plate 10 is inserted and fixed into the slit 31 of the support column 30 is shown in FIGS. It becomes like b).
  • the seat surface 22 of the thin plate male screw 20 immediately presses the “thickness” of the substantially T-shaped notch 11 in the direction of the column 30. Therefore, the responsiveness at the time of position adjustment is improved.
  • W 100 detector, 1,110 light source / scanning part, 2,120 concave mirror, 3 through-hole, 4,140 light receiving part, 5,150 receiving part, 6,160 window, 7 exit window, 9a, 9b, 190 water surface (Detection target surface) 10 thin plate, 11 substantially T-shaped notch, 20 thin plate male screw, 21 head of thin plate male screw 20, 22 seat surface of thin plate male screw 20, 30 strut, 31 strut 30 Slit, 32 female screw, 34 through hole for fixing screw, 35 female screw for fixing screw, 40 fixing screw, 41 head of fixing screw 40.

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Description

油膜検出装置
　この発明は、浄水場や河川、湖沼等の水面（検出対象面）に存在する油膜を検出するための油膜検出装置に関するものである。
　従来より、例えば、浄水場や河川、湖沼等に油膜が存在している場合には、取水の中止等の措置を行う必要があったり、工場の処理水に油膜が存在している場合には、処理工程の点検や排水の中止等の措置が必要であったりすることから、水面の油膜検出が行われている。この油膜検出装置としては、種々の方式のものが知られているが、油膜による光の反射率が水面による光の反射率よりも高いことに着目し、水面からの反射光の強度を測定して油膜を検出する油膜検出装置が知られている。
　例えば、特許文献１には、光源から水面等の検出対象面にレーザ光を照射し、検出対象面からの反射光を受光して検出対象面に存在する油膜を検出する油膜検出装置において、Ｘ方向駆動電圧、Ｙ方向駆動電圧を印加してそれぞれ発生させた変位によりレーザ光を２次元的に走査し、検出対象面におけるレーザ光の照射範囲として所望の平面を形成する２次元走査部を備えた油膜検出装置が開示されている。
　また、特許文献２には、水面に向けて光を照射する発光部と、水面での反射光を受光する受光部と、受光部で受光した反射光量から水面上の油膜の有無を検出する油膜検出装置であって、発光部から発せられた光を発散させ発散ビームとして水面に照射する凹レンズと、凹レンズと水面との間に設置され、発散ビームの水面での反射光が入射したとき、その入射光を入射経路と略同じ経路で水面に向けて反射する回帰性のリフレクタとを備え、リフレクタで反射された光が、水面で反射し収束ビームとなって凹レンズを透過して受光部で受光される油膜検出装置が開示されている。
　一方、油膜検出装置には、フロート式と固定式とがあり、フロート式の場合には、水面に浮かべて測定するものであるため、水位の変動に常に追従することができる。しかし、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているような固定式の場合には、水面と検出器との距離が水位の変動に応じて変化する。このため、水面に向かって略鉛直方向に光を照射するように構成して、常に水面（検出対象面）の所望の範囲に光を照射することができるようにするなどして、水位の変動に応じて変化する光学系の位置関係に起因する問題の解決は図られているが、豪雨等により水面が異常に上昇すると、平常時の水面から比較的近い位置に設置されている検出器が水没してしまうおそれがある。そこで、水面から十分に距離を離して設置しても測定することができ、かつ、精度良く油膜を検出することができる油膜検出装置が望まれている。
国際公報第２００９／０２２６４９号 特開２００５－２４４１４号公報
　しかしながら、例えば特許文献１のような従来の油膜検出装置の検出器は、光学系の結露防止や電気部の保護のために、図１５に示すように、光源・走査部１１０、凹面鏡１２０、受光部１４０等を収容部１５０に収容し、窓１６０により水密に封じるように構成されている。そして、この検出器１００の窓１６０は、水平面に対して所定角度傾斜して検出器１００に取り付けられている。これは、光源１１０からの出射光が、窓１６０の天面および底面で反射して迷光となることを防ぐためのものであり、例えば、光源１１０から出射され窓１６０の天面で反射した光が凹面鏡１２０へ入射したとしても、その反射光はＧの地点へと導かれ、受光部１４０には入射しないようになっている。しかしながら、水平面に対して傾斜する窓１６０により収容部１５０を水密に封じるための構造の設計・加工は複雑であり、組み立ての作業性も悪く、コストも嵩むという課題があった。
　また、従来の油膜検出装置は、例えば図１５や特許文献１の図６、図８等に示す凹面鏡１２０、４０のように焦点位置がシフトしているいわゆる軸外し放物面鏡等を使用して、検出対象面からの反射光が受光部により遮られないようにして、少ない面積であっても効率的に集光することができるようにしているが、さらに精度良く油膜を検出するためには、凹面鏡を大きくする必要がある。しかし、大型の軸外し放物面鏡を製作するには大きなブロックから削り出さなければならないためコストが嵩み、また、凹面鏡を大きくすると検出器の口径も大きくなるため、上述のような傾斜した窓を組み込むと、検出器の垂直方向の寸法も大きくなり検出器が大型化する、という課題があった。
　一方、例えば特許文献２のような従来の油膜検出装置は、水面での反射光を回帰性リフレクタで反射させて光を往復させて検出するものであるため、反射光の減衰量が大きく、水面との距離が離れると受光部に届く光量が極めて小さくなり、感度良く測定することができなくなってしまう、という課題があった。
　さらに、例えば図１５に示したような従来の油膜検出装置においては、光学系の位置関係に応じて、センサの位置を微調整する必要が生じる。
　しかしながら、水面からの反射光を遮ることのないようにしつつ、位置調整する機構を備えることは困難である、という課題があった。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、水面（検出対象面）との距離が離れている場合であっても、確実に精度良く油膜を検出することができる油膜検出装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、この発明は、水平方向に広がる検出対象面に対して略平行に設置される検出器内に、少なくとも光源と凹面鏡と受光部とを収容する収容部と、該収容部を水密に封じる窓とを備え、前記光源から前記検出対象面に向けて光を照射し、前記検出対象面からの反射光を前記凹面鏡により集光して前記受光部に受光させることにより、前記検出対象面に存在する油膜を検出する油膜検出装置において、前記光源は、前記凹面鏡の上方に配置され、略鉛直方向に光を出射し、前記凹面鏡は、当該凹面鏡の光軸が水平方向に対して直交するように配置されるとともに、当該凹面鏡の光軸よりずれた位置に、前記光源からの出射光を通過させる貫通孔を有しており、前記受光部は、前記凹面鏡の光軸上の焦点位置に配置されることを特徴とする。
　また、前記窓は、前記検出器の水平断面に対して平行に配設されるとともに、当該窓の一部に前記出射光を透過させる出射窓が水平面に対して所定角度傾斜して設けられていることを特徴とする。
　さらに、前記受光部は、前記光源から照射された光軸の方向に「幅」を有し、前記光軸に対して直行する方向に前記「幅」より長い「長さ」と前記「幅」より短い「厚み」とを有する少なくとも２以上の薄板により保持され、前記薄板は、前記「幅」方向および「長さ」方向からなる平面に、頭部を有する薄板用おねじを前記「厚み」方向から挿入可能な略Ｔ字状の切り欠きを備え、前記検出器は、前記それぞれの薄板に対応する支柱を備え、前記支柱は、長尺方向に前記薄板の「幅」よりも長いスリットを備えるとともに、該スリット内に前記薄板用おねじと螺合可能なめねじを備えるものであり、前記薄板を前記対応する支柱のスリット内に挿入し、前記薄板用おねじをその座面が前記略Ｔ字状の切り欠きの「厚み」を前記支柱の方向に押圧するように前記スリット内のめねじに螺合させることにより、前記薄板を位置調整可能に前記対応する支柱に固定されていることを特徴とする。
　この発明によれば、検出対象面に向けて光源から略鉛直方向に光が照射され、検出対象面から反射した光を集光する凹面鏡がその光軸が水平方向に直交するように配置され、かつ、受光部が凹面鏡の光軸上の焦点位置に配置される（すなわち、軸外し凹面鏡ではない凹面鏡を用いる）ことにより、水面（検出対象面）までの距離が離れている場合であっても、確実に精度良く油膜を検出することができる。また、検出器内の収容部を水密に封じる窓は、検出器の水平断面に対して平行に配設されるため、収容部を水密に封じる構造は一般的なものでよく、加工が容易で組み立ての作業性も良い油膜検出装置を提供することができる。さらに、窓の一部に、出射光を透過させる出射窓が水平面に対して所定角度傾斜して設けられていることにより、検出器の大型化を回避しつつ精度良く油膜を検出することができる油膜検出装置を提供することができる。
　また、受光部を薄板により保持し、その薄板を支柱に固定する際に、薄板用おねじを用いて、簡単に位置調整しながら固定することができるようにしたので、水面からの反射光を遮ることのないようにしつつ、受光部の位置調整を容易にすることができる。
この発明の実施の形態１における油膜検出装置の検出器の構成例および作用を模式的に示す概略断面図である。 図１に示す油膜検出装置の検出器を下面（水面）側から見た底面図であり、受光部と、出射窓との位置関係を示す図である。 図１に示す油膜検出装置の検出器のＡ－Ａ断面図である。 この発明の実施の形態２における薄板の概略図の一例である。 この発明の実施の形態２における薄板用おねじの概略図である。 この発明の実施の形態２における支柱の概略図である。 図４に示す薄板の略Ｔ字状の切り欠きに、図５に示す薄板用おねじを「厚み」方向から挿入した状態を示す図である。 この発明の実施の形態２において、薄板を支柱のスリットに挿入して固定した状態を示す図である。 この発明の実施の形態３における固定ねじの概略図である。 この発明の実施の形態３における支柱の概略図である。 この発明の実施の形態３において、薄板を支柱のスリットに挿入して固定した状態を示す図である。 この発明の実施の形態２，３における薄板の概略図の別の例である。 図１２に示す薄板の略Ｔ字状の切り欠きに、図５に示す薄板用おねじを「厚み」方向から挿入した状態を示す図である。 この発明の実施の形態２，３において、図１２に示す薄板を支柱のスリットに挿入して固定した状態を示す図である。 従来の油膜検出装置の検出器の構成例および作用を模式的に示す概略断面図である。
　以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
　この発明における油膜検出装置は、レーザ光源を用いた光学式（光反射法）によるものである。これは、水面と油膜との光の反射率の差を利用した方法である。一般的に、水面による光の反射率は約２％、油膜による光の反射率は３～４％の間を推移すると言われており、油膜からの反射光の方が１．５～２倍くらい強い。そこで、一定の強さの光を水面に当てて、反射光の強さ（受光量）を検出器により測定し、変換器により各種演算処理を行うことにより、油膜の有無を検出・判別することができる。そして、油膜を検出すると警報を出力するようになっており、これにより、取水の中止等の判断が行われる。
　なお、レーザ光源を用いる光学式の油膜検出装置は、ファイバー式や静電容量式のような接触式ではない（非接触式である）というメリットだけではなく、他の光源（例えば、ＬＥＤ光源等）に比べて、光量が大きく、直線性も良いので、水面までの距離が離れている場合であっても反射光を検出することができる、というメリットがある。
　図１は、この発明の実施の形態１における油膜検出装置の検出器の構成例および作用を模式的に示す概略断面図である。この実施の形態１における油膜検出装置は、図１に示すような検出器Ｗと、図示しない変換器とから構成されている。検出器Ｗと変換器とは、ケーブルにより接続され、検出器Ｗで測定された反射光の強さ（受光量）に基づく信号が変換器に送られるようになっている。また、変換器は、各種演算処理を行い油膜の有無を検出・判別し、油膜を検出すると警報を出力したり、表示部に状態を表示したりすることができるようになっている。さらに、変換器は、検出器Ｗを制御する制御信号を出力することもできる。
　検出器Ｗは、光源・走査部１、凹面鏡２および受光部４を収容する収容部５と、収容部５を水密に封じる窓６とを備え、検出対象面である水面９ａ，９ｂ上に、水面９ａ，９ｂと略平行（水平方向に対して略平行）になるように設置される。なお、検出器Ｗの筐体は、光を透過しない材質で形成されており、窓６（出射窓７を含む）以外から収容部５内へ光が入り込むことはない。
　光源・走査部１は、レーザ光源と、その光源を走査する走査部とを備え、レーザ光を走査することにより、検出対象面におけるレーザ光の照射範囲として所望の平面を形成することができるようになっている。ここで、レーザ光を走査するための構成としては、振動素子などを使用すればよいが、この走査する機構については公知の技術であるため、ここでは詳しい説明を省略する。そして、光源・走査部１は、凹面鏡２の上方に配置され、出射されたレーザ光が水面（検出対象面）９ａ，９ｂに向けて略鉛直方向に照射されるように取り付けられている。
　また、この実施の形態１における油膜検出装置で使用される凹面鏡２は、その反射面により集光した光が焦点を結ぶ焦点位置が、反射面の中心軸上にあるもの、すなわち、光軸Ｚと中心軸とが一致するもの（いわゆる軸外し凹面鏡ではないもの）である。また、凹面鏡２は、光軸Ｚが水平方向に対して直交するように配置されるとともに、光軸Ｚよりずれた位置に貫通孔３を有しており、光源・走査部１から出射され貫通孔３を通過して水面９ａ，９ｂにより反射してきた光を、反射面により集光して光軸Ｚ上（検出器Ｗの略中心軸上）の焦点位置に配置された受光部４に入射させることができるようになっている。この凹面鏡２は、いわゆる軸外し凹面鏡ではないものであればよく、通常の放物面鏡、楕円面鏡などを用いることができる。また、貫通孔３の大きさは、光源・走査部１により出射され走査される光が透過する範囲と同じかやや大きい程度であることが好ましい。なお、水面９ａ，９ｂからの反射光を効率的に検出する上で、貫通孔３の位置は凹面鏡２の光軸Ｚ（凹面鏡２の中心部）に近い方が好ましいが、貫通孔３を通過した光が直接受光部４に入射しないような位置にする必要がある。
　この実施の形態１における油膜検出装置の窓６は、検出器Ｗ内の収容部５を水密に封じるように検出器Ｗの水平断面に対して平行に取り付けられている。また、窓６は、その一部に、水平面に対して所定角度傾斜した出射窓７を有している。
　出射窓７は、光源・走査部１の鉛直方向に位置し、光源から出射された光を透過させるようになっている。出射窓７の傾斜角度は、光源から出射され出射窓７の天面および底面で反射した光が、（１）凹面鏡２から外れた位置（例えばＢ地点）に導かれるような角度であること、（２）凹面鏡２に入射してさらに反射したとしても、受光部４に入射せず、かつ、窓６（出射窓７部分を含む）を介して検出器Ｗの外部に出ないような角度であること、のいずれかを満たすことを条件に、凹面鏡２の曲率、受光部４の大きさ、出射窓７の位置等に応じて決定することができる。また、出射窓７の大きさは、光源・走査部１により出射され走査される光が透過する範囲と同じかやや大きい程度であることが好ましい。
　なお、窓６および出射窓７は、光源から出射される光および反射光を透過させるものであればよく、加工のし易さ、重量、コスト等の点から、アクリルなどの透明樹脂により形成することが好ましいが、材質に限定はなく、ガラス等を用いることもできる。
　図２は、図１に示す油膜検出装置の検出器を下面（水面）側から見た底面図であり、受光部４と、出射窓７との位置関係を示す図である。前述のとおり、貫通孔３の位置は凹面鏡２の光軸Ｚ（凹面鏡２の中心部）に近い方が好ましいが、貫通孔３を通過した光が直接受光部４に入射しないようにする必要がある。したがって、出射窓７も受光部４とは重ならない位置に設けられており、出射窓７へ向かう光が受光部４により遮られることはないようになっている。すなわち、光軸Ｚ（凹面鏡２の中心部）から少しだけずれた位置に、光軸と平行して、光源・走査部１、貫通孔３および出射窓７が配置されている。
　なお、薄板１０は、受光部４を凹面鏡２の光軸Ｚ上の焦点位置に固定するために検出器Ｗへ取り付けられているものであり、受光部４の位置を微調整することができるようになっているが、図１においては図示を省略している。
　次に、図１を参照しながら、この実施の形態における油膜検出装置の動作および作用を説明する。
　光源・走査部１により出射され走査された光は、破線に示すような広がりをもった範囲で略鉛直方向に照射される。この光は、窓６の一部に設けられた出射窓７内を透過するようになっている。出射窓７は所定角度傾斜しているため、その天面および底面で反射した光は凹面鏡２から外れたＢ地点に導かれるようになっており、油膜検出の支障となる迷光となることはない。
　出射窓７を透過した光は水面９ａ，９ｂで反射し、窓６を透過して凹面鏡２を介して受光部４に到達する。図１の破線は、光の照射範囲の外縁において、水面９ａ，９ｂが完全な平面であるとした場合の光路を表しているが、実際の測定においては、水面９ａ，９ｂには揺らぎ（波）があるため、反射光が常に一定の光路で凹面鏡２に戻るということはなく、凹面鏡２の反射面が広いほど、油膜を検出する可能性が高まる。
　また、水面９ａは、水位が高くなっているときの状態を示すものであり、水面９ｂは、水位が低いときの状態を示すものである。光源・走査部１から出射された光は、略鉛直方向に照射されるため、水位が変動しても、水面９ａ，９ｂに光が照射される平面が常に形成され、表面反射した光を凹面鏡２で捉えることができる。
　なお、凹面鏡２として放物面鏡を用いた場合、光軸に対して平行な光の全てが焦点に集光されるわけであるが、受光部４にある程度の面積（受光面の広さ）をもたせておくことにより、完全な平行光でない反射光も集光することができる。
　受光部４で検出した光の強さ（受光量）に基づく信号は、変換器に送られて各種演算処理され、油膜の有無の判断に用いられる。そして、油膜を検出した場合には、警報信号を出力する等の処理が行われる。
　このように、光源・走査部１、貫通孔３および出射窓７を凹面鏡２の中心よりずれた位置に光軸と平行して配置することにより、受光部４を凹面鏡２の光軸Ｚ上の焦点位置に配置しても、光源・走査部１から出射されるレーザ光を、受光部４が遮ってしまうことがなく、水面（検出対象面）９ａ，９ｂからの反射光を効率よく集光することができる。
　また、光源・走査部１からの光は略鉛直方向に出射されるため、検出器Ｗと検出対象面との距離が変わっても、すなわち水面の高さが変動しても（図１の水面９ａ、水面９ｂ参照）、検出対象面に確実に光を照射することができ、その検出対象面からの反射光を確実に集めることができる。
　また、この発明の実施の形態１における油膜検出装置では、検出器Ｗ内の収容部５を水密に封じる窓６を、検出器Ｗの水平断面に対して平行に配設するようにしたため、収容部５を水密に封じる構造は一般的なものでよく、加工が容易で組み立ての作業性も良い。
　出射窓７は、光源・走査部１から出射されたレーザ光が、窓６の天面および底面で反射した光が迷光となって受光部４で検出されてしまうことを防ぐため、光軸に対して斜め、すなわち、水平面に対して所定角度傾斜して設けられている。ここで、図１に示すこの実施の形態１における油膜検出装置において、図１５に示す従来の油膜検出装置と同様に、１枚の窓を斜めに取り付けたとすると、上下方向の寸法もかなり大きくなってしまう。そこで、この発明の実施の形態１においては、窓６は検出器Ｗの水平断面に対して平行に配設し、光源・走査部１から出射されたレーザ光が透過する出射窓７のみを光軸に対して斜めに（水平面に対して所定角度傾斜して）設置するように構成した。
　その結果、図１５に示す従来の油膜検出装置と同様に、この発明の実施の形態における油膜検出装置においても、光源・走査部１から出射されたレーザ光が窓６で反射して迷光となることが防止され、精度良く油膜を検出することができる。
　また、従来では受光部を検出器の端に設置する必要があり、効率よく集光できる受光部の位置を調整することは手間がかかる作業であったが、いわゆる軸外し凹面鏡ではない凹面鏡２を使用する場合には中心に光が集まるため、受光部４を中心に設置すれば必然的に効率よく集光することができる。さらに、凹面鏡２は、いわゆる軸外し凹面鏡（凹面鏡１２０）に比べて安価で作りやすいというメリットもある。
　また、検出器Ｗ内の収容部５を水密に封じる窓６を、検出器Ｗの水平断面に対して平行に配設するようにし、光源・走査部１から出射されたレーザ光が透過する位置であるごく一部分のみを光軸に対して斜めに形成された出射窓７としたので、従来の凹面鏡よりも大きい凹面鏡を使用したとしても、高さ方向の大きさは従来と同程度にすることができ、スペース効率がよい。
　以上のように、この発明の実施の形態１における油膜検出装置によれば、コストアップや大型化を回避しつつ、測定精度や組み立ての作業性を向上させることができ、従来の油膜検出装置では、水面（検出対象面）９ａまでの距離が例えば５ｍ前後までしか確実には油膜が検出できなかったとすると、この実施の形態における油膜検出装置によれば、水面（検出対象面）９ｂまでの距離が例えば１０ｍ前後であっても油膜を検出することができる。
実施の形態２．
　図３は、図１に示す油膜検出装置の検出器のＡ－Ａ断面図であり、受光部４を検出器Ｗの略中心軸（光軸Ｚ）上に固定するために、受光部４が薄板１０を介して検出器Ｗの支柱３０に固定されている状態を示す図である。
　なお、受光部４を固定する薄板１０および検出器Ｗの支柱３０は、図１においては図示を省略している。
　ここで、この受光部４を固定する薄板１０が、光源・走査部１から発射されたレーザ光や水面（検出対象面）９ａ，９ｂから反射された反射光をできるだけ遮ることのないように、薄板１０の厚みはできる限り薄いことが望ましい。しかしながら、図１に示す油膜検出装置のような通常の大きさの装置では、受光部４も薄板１０もある程度の大きさおよび重量を備えるものとなるため、薄板１０には強度も必要とされる。
　また、受光部４は凹面鏡２の光軸Ｚ上（検出器Ｗの略中心軸上）の焦点位置に配置しなければならないが、装置ごとの個体差や装置の設置状態に応じて微調整をすることが必要である。
　その結果、薄板１０は、極力細い断面形状（薄い板）であり、かつ、受光部４の位置調整を行うことが可能な機構を備えていることが必要である。
　そこで、この実施の形態２の油膜検出装置においては、図３に示すように、受光部４を３枚の薄板１０により固定するものとし、それぞれの薄板１０に対応する支柱３０も３つ備えるものとする。また、それぞれの薄板１０を対応する支柱３０に固定する方法としては、以下に説明するとおり、図４～図８に示すような薄板固定方法を用いることとする。
　薄板１０は、図４に示すように、光源・走査部１から照射された光軸の方向に「幅」を有し、その光軸に対して直交する方向のうち受光部４と検出器Ｗの支柱３０とを結ぶ方向に「幅」より長い「長さ」と、同じく光軸の方向に垂直な方向のうちもう一方に「幅」より短い「厚み」とを有するものである。
　この薄板１０は、「長さ」方向の一端（図示せず）が受光部４に接続されており、他端が検出器Ｗの支柱３０に固定されるものであり、図４（ａ）は、薄板１０の他端側（検出器Ｗの支柱３０に固定される側）を「幅」方向および「長さ」方向からなる平面から見た平面図、図４（ｂ）はその斜視図である。
　そして、図４に示すとおり、薄板１０の他端側（検出器Ｗの支柱に固定される側）には、「幅」方向および「長さ」方向からなる平面に、頭部２１を有する薄板用おねじ２０（図５参照）を「厚み」方向から挿入可能な略Ｔ字状の切り欠き１１が備えられている。
　また、検出器Ｗの支柱３０は、図６に示すように、薄板１０の「幅」よりも長いスリット３１を長尺方向に備えるとともに、このスリット３１内に薄板用おねじ２０と螺合可能なめねじ３２を備えている。
　そして、この支柱３０のスリット３１内に薄板１０が挿入されるものであり、図６（ａ）は、支柱３０を、薄板１０が支柱３０に挿入された場合の薄板１０の「幅」方向および「厚み」方向からなる平面から見た平面図、図６（ｂ）はその斜視図、図６（ｃ）は図６（ｂ）の要部拡大図（めねじ３２部分の拡大図）である。
　図７は、図４（ａ）に示す薄板１０の略Ｔ字状の切り欠き１１に、図５に示す薄板用おねじ２０を「厚み」方向から挿入した状態を示す図であり、図７（ａ）は「幅」方向および「長さ」方向からなる平面から見た平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）を図の矢印Ｃ方向から見た側面図である。この図に示すように、薄板用おねじ２０の軸部の径は、薄板１０の「厚み」よりも大きく、また、薄板用おねじ２０の頭部２１の径は、薄板１０の「厚み」に比べてかなり大きいため、薄板用おねじ２０を薄板１０の略Ｔ字状の切り欠き１１に挿入した状態であっても、頭部２１を回すことが可能である。
　図８は、図７に示すように薄板用おねじ２０を薄板１０の略Ｔ字状の切り欠き１１に挿入した薄板１０を、支柱３０のスリット３１に挿入して固定した状態を示す図である。この図に示すように、薄板１０を支柱３０のスリット３１に挿入し、薄板用おねじ２０の座面２２が略Ｔ字状の切り欠き１１の「厚み」を支柱３０の方向（図８の矢印Ｄの方向）に押圧するように薄板用おねじ２０の頭部２１を回して、薄板用おねじ２０をスリット３１内のめねじ３２に螺合させることにより、薄板１０を位置調整可能に支柱３０に固定することができる。
　このように、薄板用おねじ２０と螺合するめねじ３２をスリット３１内に設けたことにより、ナットなどの別部品を用いることなく、薄板１０の位置を微調整することが可能であり、油膜検出装置が設置された現場において位置調整を行う必要が生じた場合であっても、ナットなどの部品をなくす心配もなく、また、工具などを使用することなく簡単に薄板１０および受光部４の位置調整を行うことができる。
　なお、この実施の形態２では、支柱３０のスリット３１が、長尺方向にいずれも開放されていないスリットであるものとして説明したが、支柱の端部（図６（ａ）の下方部分）が開放端となったスリットであっても構わない。
　また、この実施の形態２における油膜検出装置では、図３に示すように、受光部４を３枚の薄板１０により固定するものとし、それぞれの薄板１０に対応する支柱３０も３つ備えるものとしたが、受光部４を支持することができ、かつ、受光部４の位置調整を行うことが可能であれば、薄板１０および支柱３０の組はいくつであっても構わない。ただし、できるだけレーザ光や反射光を遮ることがないようにするためにはあまり多くない方が望ましく、かつ、受光部４を支持しつつ位置調整も行うためには、図３に示すように３組の薄板１０および支柱３０を備えるものが最適である。
　以上のように、この発明の実施の形態２における薄板固定方法を用いた油膜検出装置によれば、薄板を支柱に固定する際に、薄板用おねじを用いて、簡単に位置調整しながら固定することができる。
実施の形態３．
　この発明の実施の形態３においても、実施の形態２と同様に、支柱に薄板を固定する薄板固定方法を、図１および図３に示す油膜検出装置に適用した場合を例に説明する。
　この発明の実施の形態３では、薄板１０および薄板用おねじ２０については、実施の形態２における図４，図５，図７に示すものと同じであるが、図６に示す支柱３０に代えて、図１０に示す支柱３０を用いるものとする。
　この際、薄板１０の支柱３０に対する固定をより確実にするために、図９に示すような固定ねじ４０を用い、図１０に示すように、支柱３０が、スリット３１および薄板用おねじ２０と螺合するめねじ３２だけでなく、スリット３１を有する部分であって薄板１０をスリット３１に挿入した場合に薄板１０と干渉しない位置に、固定ねじ用の貫通孔３４および固定ねじ用めねじ３５も備えるものである。
　そして、この支柱３０のスリット３１内に薄板１０が挿入されるものであり、図１０（ａ）は、支柱３０を、薄板１０が挿入された場合の薄板１０の「幅」方向および「厚み」方向からなる平面から見た平面図、図１０（ｂ）はその斜視図、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）の要部拡大図（めねじ３２部分の拡大図と、固定ねじ用の貫通孔３４および固定ねじ用めねじ３５部分の拡大図）である。
　なお、この実施の形態３では、支柱３０の端部（図１０（ａ）の下方部分）が開放端となったスリットであるものを例に説明するが、実施の形態２と同様に、開放端となっていないスリットであっても構わない。
　図１１は、図７に示すように薄板用おねじ２０を薄板１０の略Ｔ字状の切り欠き１１に挿入した薄板１０を、図１０に示す支柱３０のスリット３１に挿入して固定した状態を示す図である。この図に示すように、薄板１０を支柱３０のスリット３１に挿入し、薄板用おねじ２０の座面２２が略Ｔ字状の切り欠き１１の「厚み」を支柱３０の方向（図１１の矢印Ｅの方向）に押圧するように薄板用おねじ２０の頭部２１を回して、薄板用おねじ２０をスリット３１内のめねじ３２に螺合させることにより、薄板１０を位置調整可能に支柱３０に固定することができる。
　そしてさらに、図９に示す固定ねじ４０を、支柱３０に設けられた固定ねじ用の貫通孔３４に（図１１の矢印Ｆの方向に）挿入し、固定ねじ４０の座面が支柱３０を押圧するように固定ねじ４０の頭部４１を回すことにより、固定ねじ４０を固定ねじ用の貫通孔３４を介して固定ねじ用めねじ３５に螺合させ、位置調整後の薄板１０を支柱３０に確実に固定することができる。
　なお、固定ねじ用の貫通孔３４および固定ねじ用めねじ３５は、図１０に示すように、スリット３１によって分かれているが、いずれも固定ねじ４０が挿入可能な大きさである。この際、固定ねじ用の貫通孔３４は、その内部にめねじは形成されていない単なる孔であるため、固定ねじ４０を固定ねじ用の貫通孔３４に挿入した場合に、固定ねじ４０の先端がスリット３１を超える位置までは容易に挿入できる。そして、その後は固定ねじ４０の頭部４１を回すことにより、固定ねじ４０を固定ねじ用の貫通孔３４を介して固定ねじ用めねじ３５に螺合させ、固定ねじ４０の座面が支柱３０を押圧する位置まで頭部４１を回すことにより、確実に固定できるものである。
　そして、この薄板固定方法を図１および図３に示す油膜検出装置に適用した場合、この油膜検出装置の受光部４の位置の微調整を行うために、検出器Ｗに設けられた３箇所の支柱３０それぞれに対して、薄板１０の位置調整を薄板用おねじ２０を回すことにより行い、３箇所の薄板１０の位置調整により受光部４の位置が決定したところで、それら３箇所それぞれの固定ねじ４０を回すことにより、より確実にそれぞれの薄板１０を対応する支柱３０に固定することができ、この結果、受光部４も位置調整された位置に確実に固定することができる。
　このように、固定ねじ用めねじ３５を支柱３０に設けたことにより、ナットなどの別部品を用いることなく、薄板１０を確実に固定することが可能であり、油膜検出装置が設置された現場において位置調整を行う必要が生じた場合であっても、ナットなどの部品をなくす心配もなく、簡単に薄板１０および受光部４の位置調整と確実な固定を行うことができる。
　以上のように、この発明の実施の形態３における薄板固定方法を用いた油膜検出装置によれば、実施の形態２における効果に加え、位置調整して支柱に固定した後の薄板を、より確実に固定することができる。
　なお、この実施の形態２，３では、支柱３０を円柱状の支柱として説明したが、四角柱や六角柱など、他の形状の支柱であっても構わないことは言うまでもない。
　また、この実施の形態２，３では、薄板１０に設けられた略Ｔ字状の切り欠き１１を、図４に示すように、薄板用おねじ２０の頭部２１が挿入される部分がその頭部２１より大きな「長さ」方向の長さを持つものとして説明したが、図１２，図１３に示すように、薄板用おねじ２０の頭部２１とほぼ同じ大きさの略Ｔ字状の切り欠き１１としてもよい。
　この場合、実施の形態２，３それぞれにおいて、薄板１０を支柱３０のスリット３１に挿入して固定した状態を示す図（図８，図１１に対応する図）は、図１４（ａ），（ｂ）のようになる。
　これにより、薄板用おねじ２０の頭部２１を回すと、すぐに薄板用おねじ２０の座面２２が略Ｔ字状の切り欠き１１の「厚み」を支柱３０の方向に押圧する状態になるため、位置調整時の応答性がより良くなる。
　なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　Ｗ，１００　検出器、１，１１０　光源・走査部、２，１２０　凹面鏡、３　貫通孔、４，１４０　受光部、５，１５０　収容部、６，１６０　窓、７　出射窓、９ａ，９ｂ，１９０　水面（検出対象面）、１０　薄板、１１　略Ｔ字状の切り欠き、２０　薄板用おねじ、２１　薄板用おねじ２０の頭部、２２　薄板用おねじ２０の座面、３０　支柱、３１　支柱３０のスリット、３２　めねじ、３４　固定ねじ用の貫通孔、３５　固定ねじ用めねじ、４０　固定ねじ、４１　固定ねじ４０の頭部。
 
 

Claims (4)

  1. 　水平方向に広がる検出対象面に対して略平行に設置される検出器内に、少なくとも光源と凹面鏡と受光部とを収容する収容部と、該収容部を水密に封じる窓とを備え、前記光源から前記検出対象面に向けて光を照射し、前記検出対象面からの反射光を前記凹面鏡により集光して前記受光部に受光させることにより、前記検出対象面に存在する油膜を検出する油膜検出装置において、
    　前記光源は、前記凹面鏡の上方に配置され、略鉛直方向に光を出射し、
    　前記凹面鏡は、当該凹面鏡の光軸が水平方向に対して直交するように配置されるとともに、当該凹面鏡の光軸よりずれた位置に、前記光源からの出射光を通過させる貫通孔を有しており、
    　前記受光部は、前記凹面鏡の光軸上の焦点位置に配置されることを特徴とする油膜検出装置。
  2. 　前記窓は、前記検出器の水平断面に対して平行に配設されるとともに、当該窓の一部に前記出射光を透過させる出射窓が水平面に対して所定角度傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１記載の油膜検出装置。
  3. 　前記受光部は、前記光源から照射された光軸の方向に「幅」を有し、前記光軸に対して直交する方向に前記「幅」より長い「長さ」と前記「幅」より短い「厚み」とを有する少なくとも２以上の薄板により保持され、
    　前記薄板は、前記「幅」方向および「長さ」方向からなる平面に、頭部を有する薄板用おねじを前記「厚み」方向から挿入可能な略Ｔ字状の切り欠きを備え、
    　前記検出器は、前記それぞれの薄板に対応する支柱を備え、
    　前記支柱は、長尺方向に前記薄板の「幅」よりも長いスリットを備えるとともに、該スリット内に前記薄板用おねじと螺合可能なめねじを備えるものであり、
    　前記薄板を前記対応する支柱のスリット内に挿入し、前記薄板用おねじをその座面が前記略Ｔ字状の切り欠きの「厚み」を前記支柱の方向に押圧するように前記スリット内のめねじに螺合させることにより、前記薄板が位置調整可能に前記対応する支柱に固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の油膜検出装置。
  4. 　前記各支柱は、前記スリットを有する部分であって前記薄板と干渉しない位置に固定ねじ用の貫通孔および固定ねじ用めねじを備えるものであり、
    　前記固定ねじ用の貫通孔を介して前記固定ねじ用めねじに固定ねじが螺合されていることを特徴とする請求項３記載の油膜検出装置。
     
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