スケール検出方法及びスケール検出装置
【課題】低コストで、比較的小径の金属管の内部においても、スケールを適切に検出することができるスケール検出方法、及びスケール検出装置を提供する。
【解決手段】金属管１の内部において、光源３からの光を、第１偏光素子４を透過させて直線偏光Ｌ１とし、直線偏光Ｌ１のうち、金属管１の内面５にて反射された光Ｌ２を、第１偏光素子４の透過軸の方向と異なる方向で、且つ直線偏光Ｌ１がスケール２を透過した後の光を優先的に透過する方向に、透過軸を沿わせた第２偏光素子６を透過させて、受光部７にて受光する。
【解決手段】金属管１の内部において、光源３からの光を、第１偏光素子４を透過させて直線偏光Ｌ１とし、直線偏光Ｌ１のうち、金属管１の内面５にて反射された光Ｌ２を、第１偏光素子４の透過軸の方向と異なる方向で、且つ直線偏光Ｌ１がスケール２を透過した後の光を優先的に透過する方向に、透過軸を沿わせた第２偏光素子６を透過させて、受光部７にて受光する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸カルシウムを含むスケールが付着する金属管の内面にてスケールを検出するスケール検出方法、及びスケール検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器等に用いられる金属管の内部では、金属管の内面に炭酸カルシウムを含むスケールが付着する場合がある。このようなスケールは、使用に伴って付着していくため、定期的に除去する必要がある。そこで、従来、金属管の内面に付着したスケールを検出すべく、金属管の内面の画像を取得する内視鏡を備え、金属管の内面に付着するスケールを検出する装置が知られている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示の技術では、金属管の内部にてスケールを検出するには、内視鏡を金属管の内部へ導く必要がある。しかしながら、一般的に用いられる内視鏡は、比較的大径であり、例えば、熱交換器等に用いられる直径が１０ｍｍ程度の比較的小径の金属管の内部には、導くことができなかった。
また、内視鏡は、金属管の内部の画像を取得するため、ＣＣＤセンサ等の比較的高価な電子部品が用いられており、コスト面での問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストで、比較的小径の金属管の内部においても、スケールを適切に検出することができるスケール検出方法、及びスケール検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明のスケール検出方法は、
炭酸カルシウムを含むスケールが付着する金属管の内面にて前記スケールを検出するスケール検出方法であって、
前記金属管の内部において、光源からの光を、第１偏光素子を透過させて直線偏光とし、前記直線偏光のうち、前記金属管の内面にて反射された光を、前記第１偏光素子の透過軸の方向と異なる方向で、且つ前記直線偏光が前記スケールを透過した後の光を優先的に透過する方向に、透過軸を沿わせた第２偏光素子を透過させて、受光部にて受光する点にある。
【０００７】
金属管の内面に付着するスケールに含まれる炭酸カルシウムは、複屈折光学特性を有している。複屈折光学特性を有する炭酸カルシウムを直線偏光が透過した場合、透過後の光は、直線偏光の偏光方向と異なる偏光方向を有する光となる。本発明は、スケールがこの複屈折光学特性を有する炭酸カルシウムを含む点に着目してなされたものである。
上記特徴構成によれば、光源からの光が、第１偏光素子を介して直線偏光とされ、スケールに付着する金属管の内面に照射される。金属管の内面にスケールが付着している場合、金属管の内面から反射された光には、スケールを透過した光と、スケールを透過していない光とが含まれる。スケールを透過していない光は、金属管の内面に照射された直線偏光と同じ偏光方向を有しているので、第１偏光素子の透過軸の軸方向と異なる方向に透過軸を沿わせた第２偏光素子を、ほとんど透過することができず、受光部にて受光されない。一方、スケールを透過した光は、直線偏光がスケールを透過した後の光を優先的に透過する方向に、透過軸を沿わせた第２偏向素子を、良好に透過して、受光部にて受光される。即ち、本発明によれば、金属管の内部にスケールが存在する場合にのみ、受光部にて特定の偏向方向を有する光が受光されることになり、適切にスケールを検出することができる。
また、本発明のスケール検出方法では、光源、第１偏光素子、第２偏光素子、及び受光部からなる単純でコンパクト化可能な構成によりスケールを検出しているため、比較的小径の金属管に対しても適用できる。さらに、本発明によれば、高価な内視鏡等を用いる必要がないため、比較的低コストなスケール検出方法を実現できる。さらに、装置としてもシンプル且つ安価であり、信頼性の高い装置となる。
【０００８】
本発明のスケール検出方法の更なる特徴構成は、
前記第１偏光素子及び前記第２偏光素子が、平面形状の偏光フィルタであり、
前記第１偏光素子としての偏光フィルタと前記第２偏光素子としての偏光フィルタとを同一平面に配置した状態で、
前記光源からの光を、前記平面の一方側から前記金属管の内面へ向けて照射するとともに、前記金属管の内面にて反射された光を、前記平面の一方側にて前記受光部により受光する点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、第１偏光素子と第２偏光素子として、厚みの薄い平面形状の偏光フィルタを用いるとともに、それらを同一平面に配置している。さらに、光源からの光を上記平面の一方側から金属管の内面へ向けて照射するとともに、金属管の内面から反射された光を、上記平面の一方側にて受光部により受光している。これにより、偏光フィルタにより形成される平面の一方側に、光源及び受光部の双方を設けて、平面の他方側には構成部品を配置しない構成にできる。これにより、平面に直交する方向において、コンパクト化することができる。結果、比較的口径の小さい金属管に対しても挿入でき、その内部においても、スケールを良好に検出することができる。
【００１０】
本発明のスケール検出方法の更なる特徴構成は、
前記受光部において、前記金属管の内面に向けて前記光源から照射された光で、前記金属管の内面から鏡面反射または拡散反射してくる光を受光する点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、受光部は、金属管の内面にて鏡面反射された光を受光できるとともに、スケール等が付着して凹凸がある金属管の内面にて拡散反射された光をも適切に受光できる。
【００１２】
本発明のスケール検出方法の更なる特徴構成は、
前記光源からの光を、前記金属管の内面に対して、６０度未満の入射角度で入射させるとともに、前記受光部が、前記金属管の内面にて、６０度未満の反射角度で反射された光を受光する点にある。ここで角度は、金属管の内面に沿った方向を角度０度とし、金属管の法線方向を９０度とする。
【００１３】
この構成のスケール検出方法では、金属管の内面に沿って斜め方向から光を照射し、スケールを介して金属管の内面から反射される光を受光部にて受光する。結果、光源の位置及び受光部の位置を金属管の内面に近い位置とすることができ、スケール検出に要する金属管の内面からの距離を短く抑えることができる。結果、これまで不可能であった、小径管を対象とする検査を行なうことが可能となる。
【００１４】
上記目的を達成するための本発明のスケール検出装置は、
炭酸カルシウムを含むスケールが付着する金属管の内面にて前記スケールを検出するスケール検出装置であって、
前記金属管の内部において、光源から前記金属管の内面に向けて照射された光を直線偏光とする第１偏光素子と、
前記第１偏光素子の透過軸の方向と異なる方向で、且つ前記直線偏光で前記スケールを透過した後の光を優先的に透過する方向に、透過軸を沿わせた第２偏光素子と、
前記第１偏光素子を透過して、前記金属管の内面にて反射され、前記第２偏光素子を透過した後の光を受光する受光部を備えた点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、上記請求項１に係るスケール検出方法と同様の作用を奏するとともに、同様の効果を発揮するスケール検出装置を実現できる。
即ち、上記特徴構成によれば、第１偏光素子により直線偏光にされた光で、金属管の内面にて反射された光のうち、スケールを透過していない光は、第２偏光素子にて適切に遮断し、スケールを透過した光は、第２偏光素子を透過させて、受光部にて受光する形態で、金属管内のスケールを適切に検出できる。
また、本発明のスケール検出装置は、光源、第１偏光素子、第２偏光素子、及び受光部という比較的単純でコンパクト化可能な構成によりスケールを検出しているため、比較的小径の金属管の内部にも簡単に挿入できる。この結果、スケール検出装置を、比較的小径の金属管へ容易に挿入でき、その内部において、容易にスケールを検出することができる。また、本発明のスケール検出装置によれば、比較的高価な内視鏡等を用いる必要がないため、低コスト化を実現できる。さらに、装置としてもシンプル且つ安価であり、信頼性の高い装置となる。
【００１６】
本発明のスケール検出装置の更なる特徴構成は、
前記第１偏光素子及び前記第２偏光素子が、平面形状の偏光フィルタであり、
前記第１偏光素子としての偏光フィルタと前記第２偏光素子としての偏光フィルタとを同一平面に配置し、
前記光源及び前記受光部を、前記平面の一方側に設け、
前記光源が、前記平面の一方側から前記金属管の内面へ向けて光を照射すると共に、前記受光部が、前記金属管の内面にて反射された光を、前記平面の一方側にて受光する点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、上記請求項２に係るスケール検出方法と同様の作用を奏するとともに、同様の効果を発揮できる。
即ち、第１偏光素子及び第２偏光素子を平面形状の偏光フィルタにより構成するとともに、それらを同一平面に配置し、且つ、その平面の一方側に、光源及び受光部の双方を配置しているので、平面に直交する方向において、コンパクト化を図ることができる。
【００１８】
本発明のスケール検出装置の更なる特徴構成は、
前記受光部が、前記金属管の内面に向けて前記光源から照射された光で、前記金属管の内面から鏡面反射または拡散反射してくる光を受光する点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、受光部は、金属管の内面にて鏡面反射された光を受光できるとともに、スケール等が付着して凹凸がある金属管の内面にて拡散反射された光をも適切に受光できる。
【００２０】
本発明のスケール検出装置の更なる特徴構成は、
前記光源が、６０度未満の入射角度で前記金属管の内面へ、光を入射させると共に、
前記受光部が、６０度未満の反射角度で前記金属管の内面にて反射された光を受光する点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、上記請求項４に係るスケール検出方法と同様の作用を発揮すると共に、同様の効果を発揮することができる。
【００２２】
本発明のスケール検出装置の更なる特徴構成は、
前記光源が、前記金属管の内部へ挿入可能なＬＥＤであり、前記受光部が、前記金属管の内部へ挿入可能なフォトダイオードである点にある。
【００２３】
上記特徴構成によれば、光源を、金属管の内部へ挿入可能なＬＥＤにより構成しているので、比較的小径の金属管の内部であっても、スケールの検出に十分な光を発することができる。受光部についても、金属管の内部へ挿入可能なフォトダイオードにより構成しているので、当該フォトダイオードを金属管の内部へ適切に挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のスケール検出装置の平面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。
【図２】本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法によるスケール検出結果を示すグラフ図である。
【図３】本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法によるスケール検出結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法は、比較的小径の銅管１の内部においても、炭酸カルシウムを含むスケール２を、適切に検出できる点を特徴としている。そこで、以下では、まず、そのスケール検出装置の全体構成について説明した後、スケール検出装置をコンパクト化するための構成について、説明する。
【００２６】
本発明のスケール検出装置は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、例えば、熱交換器等に用いられる直径が１０ｍｍ程度の小径の銅管１（金属管の一例）の内部において、銅管１の内面５に付着する炭酸カルシウムを含むスケール２を検出するものである。
スケール２に含まれる炭酸カルシウムは、複屈折光学特性を有している。複屈折光学特性を有する炭酸カルシウムを直線偏光が透過した場合、透過後の光は、直線偏光の偏光方向と異なる偏光方向を有する光となる。本発明は、スケール２がこの複屈折光学特性を有する炭酸カルシウムを含む点に着目してなされたものである。
銅管１の内部にてスケール２を検出するスケール検出装置は、外部から電力が導かれ銅管１の内部にて発光するＬＥＤ３（光源の一例）と、当該ＬＥＤ３から銅管１の内面５に向けて照射された光を直線偏光Ｌ１とする第１偏光素子４と、その直線偏光Ｌ１のうち、銅管１の内面５にて反射された光Ｌ２の一部を透過する第２偏光素子６と、第２偏光素子６を透過した光を受光するフォトダイオード７とから構成されており、第２偏光素子６は、その透過軸が、第１偏光素子４の透過軸の方向（直線偏光Ｌ１の偏光方向、図１（ｂ）に４５度偏向の場合を例示的に示した。同図では、光の進行方向を紙面表面側としている）と異なる方向で、且つ第１偏光素子４を透過した後の直線偏光Ｌ１がスケール２を透過した後の光Ｌ２を優先的に透過する方向（直線偏光Ｌ１がスケール２を透過した後の偏光方向、図１（ｂ）に直線偏光がさらに４５度偏向された場合を例示的に示した。同図では、光の進行方向を紙面表面側としている）に沿う状態で、配置されている。
また、本発明のスケール検出装置には、フォトダイオード７にて光が受光された場合、フォトダイオード７から送信される検出信号を受信して処理する制御装置８が設けられている。制御装置８は、受信した検出信号にＡＤ変換及び増幅処理等の適切な処理をして、検出状態を判定可能に構成されている。尚、フォトダイオード７と制御装置８の間は、ノイズを低減すべく、同軸ケーブルにて電気的に接続されている。
【００２７】
ＬＥＤ３から銅管１の内面５に向けて照射された光は、まず、第１偏光素子４にて、第１偏光素子４の透過軸の方向に、偏向する直線偏光Ｌ１となる。当該直線偏光Ｌ１は、銅管１の内面５にて反射される。
ここで銅管１の内面５にスケール２が存在する場合、銅管１の内面５にて反射された直線偏光Ｌ１でスケール２を透過した光は、その光を優先的に透過する方向に透過軸を添わせている第２偏光素子６を透過し、フォトダイオード７にて受光される。一方、銅管１の内面５にて反射された光Ｌ２でスケール２を透過しなかった光は、第１偏光素子４の透過軸の方向と異なる方向に透過軸を添わせている第２偏光素子６を透過できず、フォトダイオード７にて受光されない。
即ち、本発明のスケール検出装置によれば、ＬＥＤ３により銅管１の内面５に照射された光のうち、スケール２を透過した光のみが、フォトダイオード７に導かれる。これにより、フォトダイオード７は、銅管１の内面５にスケール２が付着する場合にのみ、光を受光して、検出信号を制御装置８に送信し、制御装置８が、その受信信号に基づいて、スケール２の検出状態を判定することにより、銅管１の内面５にて、スケール２の存在を適切に判断することができる。
【００２８】
次に、本発明のスケール検出装置を構成する各部品の具体的な構成、及び配置について、より詳細に説明する。本発明のスケール検出装置の各部品は、上述した様に、直径１０ｍｍ程度の比較的小径の銅管１の内部に対して挿入可能にすべく、比較的小型の部品により構成されている。
ＬＥＤ３は、その発光部３ａの直径が３ｍｍ程度で比較的小型の砲弾型のものを好適に用いることができる。具体的に採用したＬＥＤ３は、日亜化学工業製（品番：ＮＳＰＢ３００Ｂ）のものであり、ピーク波長４６５nmの青色ＬＥＤであり、そのスペクトルバンド幅は５０ｎｍ程度であり、その光度は、８．２ｃｄである。尚、ＬＥＤ３には、どのような波長の光を発生するものでも適用することができる。例えば、白色光を発生するものも適用可能であるし、所定のピーク波長の光を発生するものも適用可能である。
フォトダイオード７は、比較的小型でありつつも、受光面積（活性領域）が広いものを適用した。具体的に採用したフォトダイオード７は、ＯＳＲＡＭ製（品番ＳＦＨ２０６Ｋ）のものであり、受光する光の波長範囲は、４００ｎｍ〜１１００ｎｍであり、受光面積（活性領域）は７ｍｍ2で、光の受入角度は１２０°である。
第１偏光素子４、及び第２偏光素子６は、コンパクト化の目的から、図１（ｂ）に示すように、一般的に用いられる平面形状の偏光フィルタにより構成している。
【００２９】
そして、本発明のスケール検出装置では、上記各部品を以下のように、配置することで、そのコンパクト化を図っている。
即ち、スケール検出装置は、図１（ａ）（ｂ）に示す様に、銅管１の管軸方向（図１（ｂ）で矢印Ｙ方向）に延びる一対の案内部材９と、一対の案内部材９を連結する連結部材１０とを有している。ＬＥＤ３は、一対の案内部材９の間から銅管１の内面５に向けて光を照射する状態で、一対の案内部材９を連結する連結部材１０に固定される支持台１１により、一対の案内部材９の上方側（図１（ｂ）の矢印Ｚ方向で上方側）で支持されている。フォトダイオード７は、その受光面７ａが銅管１の内面５に向けた状態で、一対の案内部材９の間に挟持される状態で配置されている。
さらに、第１偏光素子４としての偏光フィルタ及び第２偏光素子６としての偏光フィルタは、図１（ｂ）に示すように、銅管１の管軸方向（図１（ｂ）で矢印Ｙ方向）の平面Ｓに添う状態で、一対の案内部材９の下方側（図１（ｂ）の矢印Ｚ方向で下方側）に接して設けられている。
上述の配置により、第１偏光素子４及び第２偏光素子６としての偏光フィルタの配置される平面Ｓに対し、一方側に、ＬＥＤ３及びフォトダイオード７の双方が配置される構成とすることができる。即ち、平面Ｓの他方側に部品を配置しない構成としているので、平面Ｓに直交する方向（図１（ｂ）で矢印Ｚ方向）において、スケール検出装置のコンパクト化を図ることができる。この結果、スケール検出装置は、比較的小径の銅管１に対して、挿入してその内部にて移動させ易くなっている。
【００３０】
上述の配置を用いたスケール２の検出方法では、ＬＥＤ３からの光を、第１偏光素子４としての偏光フィルタを透過する状態で、平面Ｓの一方側（図１（ｂ）の矢印Ｚ方向で上方側）から銅管１の内面５へ向けて照射するとともに、銅管１の内面５にて反射された光Ｌ２を、第２偏光素子６としての偏光フィルタを透過する状態で、平面Ｓの一方側にてフォトダイオード７にて受光することで、良好にスケール２を検出できる。
【００３１】
また、第２偏光素子６としての偏光フィルタは、図１（ｂ）に示すように、フォトダイオード７の受光面７ａが設けられている側面を覆う状態で設けられている。このため、銅管１の内面５に反射された光Ｌ２は、確実に第２偏光素子６としての偏光フィルタを透過する状態で、フォトダイオード７の受光面７ａに導かれるようになっている。
ここで、フォトダイオード７は、金属管１の内面５に向けてＬＥＤ３から照射された光で、金属管１の内面５から鏡面反射してくる光Ｌ２と、拡散反射してくる光Ｌ２の双方を、受光することができる。
具体的には、ＬＥＤ３が発生した光は、銅管１の内面５に対して、入射角αが６０°未満で入射されると共に、フォトダイオード７には、銅管１の内面５での反射角αが６０°未満で反射された光Ｌ２が受光されることが好ましい。このようにすることで、装置の径方向幅を抑えることができる。
尚、フォトダイオード７にて適切に光を受光するためには、ＬＥＤ３が発生した光は、銅管１の内面５に対して、入射角αが４５°程度で入射すると共に、フォトダイオード７に受光される光は、銅管１の内面５での反射角αも４５°程度で反射されたものであることが好ましい。
【００３２】
次に、本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法の第１検証試験及び第２検証試験を行ったので、当該検証試験について、図２及び図３に基づいて説明する。尚、以下の第１検証試験及び第２検証試験は、上述のスケール検出装置及びスケール検出方法をそのまま適用する形態で行ったので、以下ではその詳細な説明は割愛する。
【００３３】
第１検証試験では、銅箔テープ上に、炭酸カルシウム（スケール２に相当）を載置し、その上方を、本発明のスケール検出装置を移動させて、炭酸カルシウムが検出できるかを、検証した。
図２にその検証結果を示す。図２の上方側には、炭酸カルシウム（スケール２に相当）が載置された銅箔テープの画像であり、図２の下方側には、当該銅箔テープの上方で、スケール検出装置の移動方向での、各位置におけるフォトダイオード７の出力値を示したものである。
図２から、銅箔テープ上に炭酸カルシウム（スケール２に相当）が存在する位置（図２で矢印ａで示す領域）では、フォトダイオード７の出力値が高く、銅箔テープ上に炭酸カルシウム（スケール２に相当）が存在しない位置（図２で矢印ｂで示す領域）では、フォトダイオード７の出力値が低い。これにより、本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法により、炭酸カルシウム（スケール２に相当）を検出できていると言える。
【００３４】
銅管１の内面５には、水が付着している場合がある。このため、当該水中での炭酸カルシウム（スケール２に相当）をも、検出できることが好ましい。そこで、第２検証試験では、本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法にて、水中での炭酸カルシウム（スケール２に相当）を検出できるかどうかを検証した。
図３にその検証結果を示す。図３は、銅箔テープ上に、炭酸カルシウムのみを載置した場合、水及び炭酸カルシウムを載置した場合、水のみを載置した場合において、銅箔テープの上方で、スケール検出装置の移動方向での、各位置におけるフォトダイオード７の出力値を示したものである。
図３から、水及び炭酸カルシウムを載置した場合のフォトダイオード７の出力値は、炭酸カルシウムのみを銅箔テープ上に載置した場合のフォトダイオード７の出力値と、ほぼ同様の傾向を示すものとなっている。即ち、何れの場合であっても、銅箔テープ上に炭酸カルシウム（スケール２に相当）が存在する位置（図３で矢印ａで示す領域）では、フォトダイオード７の出力値が高く、銅箔テープ上に炭酸カルシウム（スケール２に相当）が存在しない位置（図３で矢印ｂで示す領域）では、フォトダイオード７の出力値が低くなっている。尚、銅箔テープ上に、水のみを載置した場合には、フォトダイオード７の出力値が十分に低くなっており、水自体が、本発明のスケール検出装置による炭酸カルシウム（スケール２に相当）の検出に影響を及ぼすことはないといえる。
以上より、本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法では、水中の炭酸カルシウムをも、適切に検出できていると言える。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の低コストで、比較的小径の金属管の内部においても、スケールを適切に検出することができるスケール検出方法、及びスケール検出装置として、有効に利用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１ ：銅管
２ ：スケール
３ ：ＬＥＤ（光源の一例）
４ ：第１偏光素子
５ ：銅管の内面
６ ：第２偏光素子
７ ：フォトダイオード（受光部の一例）
７ａ ：受光面
８ ：制御装置
９ ：案内部材
１０ ：連結部材
１１ ：支持台
Ｌ１ ：第１偏光素子を透過後の直線偏光
Ｌ２ ：銅管の内面にて反射された光
Ｘ１ ：第１偏光素子の透過軸の方向
Ｘ２ ：第２偏光素子の透過軸の方向（スケールを透過した後の光の偏光方向）
Ｓ ：偏光フィルタが配置される平面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸カルシウムを含むスケールが付着する金属管の内面にてスケールを検出するスケール検出方法、及びスケール検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器等に用いられる金属管の内部では、金属管の内面に炭酸カルシウムを含むスケールが付着する場合がある。このようなスケールは、使用に伴って付着していくため、定期的に除去する必要がある。そこで、従来、金属管の内面に付着したスケールを検出すべく、金属管の内面の画像を取得する内視鏡を備え、金属管の内面に付着するスケールを検出する装置が知られている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示の技術では、金属管の内部にてスケールを検出するには、内視鏡を金属管の内部へ導く必要がある。しかしながら、一般的に用いられる内視鏡は、比較的大径であり、例えば、熱交換器等に用いられる直径が１０ｍｍ程度の比較的小径の金属管の内部には、導くことができなかった。
また、内視鏡は、金属管の内部の画像を取得するため、ＣＣＤセンサ等の比較的高価な電子部品が用いられており、コスト面での問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストで、比較的小径の金属管の内部においても、スケールを適切に検出することができるスケール検出方法、及びスケール検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明のスケール検出方法は、
炭酸カルシウムを含むスケールが付着する金属管の内面にて前記スケールを検出するスケール検出方法であって、
前記金属管の内部において、光源からの光を、第１偏光素子を透過させて直線偏光とし、前記直線偏光のうち、前記金属管の内面にて反射された光を、前記第１偏光素子の透過軸の方向と異なる方向で、且つ前記直線偏光が前記スケールを透過した後の光を優先的に透過する方向に、透過軸を沿わせた第２偏光素子を透過させて、受光部にて受光する点にある。
【０００７】
金属管の内面に付着するスケールに含まれる炭酸カルシウムは、複屈折光学特性を有している。複屈折光学特性を有する炭酸カルシウムを直線偏光が透過した場合、透過後の光は、直線偏光の偏光方向と異なる偏光方向を有する光となる。本発明は、スケールがこの複屈折光学特性を有する炭酸カルシウムを含む点に着目してなされたものである。
上記特徴構成によれば、光源からの光が、第１偏光素子を介して直線偏光とされ、スケールに付着する金属管の内面に照射される。金属管の内面にスケールが付着している場合、金属管の内面から反射された光には、スケールを透過した光と、スケールを透過していない光とが含まれる。スケールを透過していない光は、金属管の内面に照射された直線偏光と同じ偏光方向を有しているので、第１偏光素子の透過軸の軸方向と異なる方向に透過軸を沿わせた第２偏光素子を、ほとんど透過することができず、受光部にて受光されない。一方、スケールを透過した光は、直線偏光がスケールを透過した後の光を優先的に透過する方向に、透過軸を沿わせた第２偏向素子を、良好に透過して、受光部にて受光される。即ち、本発明によれば、金属管の内部にスケールが存在する場合にのみ、受光部にて特定の偏向方向を有する光が受光されることになり、適切にスケールを検出することができる。
また、本発明のスケール検出方法では、光源、第１偏光素子、第２偏光素子、及び受光部からなる単純でコンパクト化可能な構成によりスケールを検出しているため、比較的小径の金属管に対しても適用できる。さらに、本発明によれば、高価な内視鏡等を用いる必要がないため、比較的低コストなスケール検出方法を実現できる。さらに、装置としてもシンプル且つ安価であり、信頼性の高い装置となる。
【０００８】
本発明のスケール検出方法の更なる特徴構成は、
前記第１偏光素子及び前記第２偏光素子が、平面形状の偏光フィルタであり、
前記第１偏光素子としての偏光フィルタと前記第２偏光素子としての偏光フィルタとを同一平面に配置した状態で、
前記光源からの光を、前記平面の一方側から前記金属管の内面へ向けて照射するとともに、前記金属管の内面にて反射された光を、前記平面の一方側にて前記受光部により受光する点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、第１偏光素子と第２偏光素子として、厚みの薄い平面形状の偏光フィルタを用いるとともに、それらを同一平面に配置している。さらに、光源からの光を上記平面の一方側から金属管の内面へ向けて照射するとともに、金属管の内面から反射された光を、上記平面の一方側にて受光部により受光している。これにより、偏光フィルタにより形成される平面の一方側に、光源及び受光部の双方を設けて、平面の他方側には構成部品を配置しない構成にできる。これにより、平面に直交する方向において、コンパクト化することができる。結果、比較的口径の小さい金属管に対しても挿入でき、その内部においても、スケールを良好に検出することができる。
【００１０】
本発明のスケール検出方法の更なる特徴構成は、
前記受光部において、前記金属管の内面に向けて前記光源から照射された光で、前記金属管の内面から鏡面反射または拡散反射してくる光を受光する点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、受光部は、金属管の内面にて鏡面反射された光を受光できるとともに、スケール等が付着して凹凸がある金属管の内面にて拡散反射された光をも適切に受光できる。
【００１２】
本発明のスケール検出方法の更なる特徴構成は、
前記光源からの光を、前記金属管の内面に対して、６０度未満の入射角度で入射させるとともに、前記受光部が、前記金属管の内面にて、６０度未満の反射角度で反射された光を受光する点にある。ここで角度は、金属管の内面に沿った方向を角度０度とし、金属管の法線方向を９０度とする。
【００１３】
この構成のスケール検出方法では、金属管の内面に沿って斜め方向から光を照射し、スケールを介して金属管の内面から反射される光を受光部にて受光する。結果、光源の位置及び受光部の位置を金属管の内面に近い位置とすることができ、スケール検出に要する金属管の内面からの距離を短く抑えることができる。結果、これまで不可能であった、小径管を対象とする検査を行なうことが可能となる。
【００１４】
上記目的を達成するための本発明のスケール検出装置は、
炭酸カルシウムを含むスケールが付着する金属管の内面にて前記スケールを検出するスケール検出装置であって、
前記金属管の内部において、光源から前記金属管の内面に向けて照射された光を直線偏光とする第１偏光素子と、
前記第１偏光素子の透過軸の方向と異なる方向で、且つ前記直線偏光で前記スケールを透過した後の光を優先的に透過する方向に、透過軸を沿わせた第２偏光素子と、
前記第１偏光素子を透過して、前記金属管の内面にて反射され、前記第２偏光素子を透過した後の光を受光する受光部を備えた点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、上記請求項１に係るスケール検出方法と同様の作用を奏するとともに、同様の効果を発揮するスケール検出装置を実現できる。
即ち、上記特徴構成によれば、第１偏光素子により直線偏光にされた光で、金属管の内面にて反射された光のうち、スケールを透過していない光は、第２偏光素子にて適切に遮断し、スケールを透過した光は、第２偏光素子を透過させて、受光部にて受光する形態で、金属管内のスケールを適切に検出できる。
また、本発明のスケール検出装置は、光源、第１偏光素子、第２偏光素子、及び受光部という比較的単純でコンパクト化可能な構成によりスケールを検出しているため、比較的小径の金属管の内部にも簡単に挿入できる。この結果、スケール検出装置を、比較的小径の金属管へ容易に挿入でき、その内部において、容易にスケールを検出することができる。また、本発明のスケール検出装置によれば、比較的高価な内視鏡等を用いる必要がないため、低コスト化を実現できる。さらに、装置としてもシンプル且つ安価であり、信頼性の高い装置となる。
【００１６】
本発明のスケール検出装置の更なる特徴構成は、
前記第１偏光素子及び前記第２偏光素子が、平面形状の偏光フィルタであり、
前記第１偏光素子としての偏光フィルタと前記第２偏光素子としての偏光フィルタとを同一平面に配置し、
前記光源及び前記受光部を、前記平面の一方側に設け、
前記光源が、前記平面の一方側から前記金属管の内面へ向けて光を照射すると共に、前記受光部が、前記金属管の内面にて反射された光を、前記平面の一方側にて受光する点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、上記請求項２に係るスケール検出方法と同様の作用を奏するとともに、同様の効果を発揮できる。
即ち、第１偏光素子及び第２偏光素子を平面形状の偏光フィルタにより構成するとともに、それらを同一平面に配置し、且つ、その平面の一方側に、光源及び受光部の双方を配置しているので、平面に直交する方向において、コンパクト化を図ることができる。
【００１８】
本発明のスケール検出装置の更なる特徴構成は、
前記受光部が、前記金属管の内面に向けて前記光源から照射された光で、前記金属管の内面から鏡面反射または拡散反射してくる光を受光する点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、受光部は、金属管の内面にて鏡面反射された光を受光できるとともに、スケール等が付着して凹凸がある金属管の内面にて拡散反射された光をも適切に受光できる。
【００２０】
本発明のスケール検出装置の更なる特徴構成は、
前記光源が、６０度未満の入射角度で前記金属管の内面へ、光を入射させると共に、
前記受光部が、６０度未満の反射角度で前記金属管の内面にて反射された光を受光する点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、上記請求項４に係るスケール検出方法と同様の作用を発揮すると共に、同様の効果を発揮することができる。
【００２２】
本発明のスケール検出装置の更なる特徴構成は、
前記光源が、前記金属管の内部へ挿入可能なＬＥＤであり、前記受光部が、前記金属管の内部へ挿入可能なフォトダイオードである点にある。
【００２３】
上記特徴構成によれば、光源を、金属管の内部へ挿入可能なＬＥＤにより構成しているので、比較的小径の金属管の内部であっても、スケールの検出に十分な光を発することができる。受光部についても、金属管の内部へ挿入可能なフォトダイオードにより構成しているので、当該フォトダイオードを金属管の内部へ適切に挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のスケール検出装置の平面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。
【図２】本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法によるスケール検出結果を示すグラフ図である。
【図３】本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法によるスケール検出結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法は、比較的小径の銅管１の内部においても、炭酸カルシウムを含むスケール２を、適切に検出できる点を特徴としている。そこで、以下では、まず、そのスケール検出装置の全体構成について説明した後、スケール検出装置をコンパクト化するための構成について、説明する。
【００２６】
本発明のスケール検出装置は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、例えば、熱交換器等に用いられる直径が１０ｍｍ程度の小径の銅管１（金属管の一例）の内部において、銅管１の内面５に付着する炭酸カルシウムを含むスケール２を検出するものである。
スケール２に含まれる炭酸カルシウムは、複屈折光学特性を有している。複屈折光学特性を有する炭酸カルシウムを直線偏光が透過した場合、透過後の光は、直線偏光の偏光方向と異なる偏光方向を有する光となる。本発明は、スケール２がこの複屈折光学特性を有する炭酸カルシウムを含む点に着目してなされたものである。
銅管１の内部にてスケール２を検出するスケール検出装置は、外部から電力が導かれ銅管１の内部にて発光するＬＥＤ３（光源の一例）と、当該ＬＥＤ３から銅管１の内面５に向けて照射された光を直線偏光Ｌ１とする第１偏光素子４と、その直線偏光Ｌ１のうち、銅管１の内面５にて反射された光Ｌ２の一部を透過する第２偏光素子６と、第２偏光素子６を透過した光を受光するフォトダイオード７とから構成されており、第２偏光素子６は、その透過軸が、第１偏光素子４の透過軸の方向（直線偏光Ｌ１の偏光方向、図１（ｂ）に４５度偏向の場合を例示的に示した。同図では、光の進行方向を紙面表面側としている）と異なる方向で、且つ第１偏光素子４を透過した後の直線偏光Ｌ１がスケール２を透過した後の光Ｌ２を優先的に透過する方向（直線偏光Ｌ１がスケール２を透過した後の偏光方向、図１（ｂ）に直線偏光がさらに４５度偏向された場合を例示的に示した。同図では、光の進行方向を紙面表面側としている）に沿う状態で、配置されている。
また、本発明のスケール検出装置には、フォトダイオード７にて光が受光された場合、フォトダイオード７から送信される検出信号を受信して処理する制御装置８が設けられている。制御装置８は、受信した検出信号にＡＤ変換及び増幅処理等の適切な処理をして、検出状態を判定可能に構成されている。尚、フォトダイオード７と制御装置８の間は、ノイズを低減すべく、同軸ケーブルにて電気的に接続されている。
【００２７】
ＬＥＤ３から銅管１の内面５に向けて照射された光は、まず、第１偏光素子４にて、第１偏光素子４の透過軸の方向に、偏向する直線偏光Ｌ１となる。当該直線偏光Ｌ１は、銅管１の内面５にて反射される。
ここで銅管１の内面５にスケール２が存在する場合、銅管１の内面５にて反射された直線偏光Ｌ１でスケール２を透過した光は、その光を優先的に透過する方向に透過軸を添わせている第２偏光素子６を透過し、フォトダイオード７にて受光される。一方、銅管１の内面５にて反射された光Ｌ２でスケール２を透過しなかった光は、第１偏光素子４の透過軸の方向と異なる方向に透過軸を添わせている第２偏光素子６を透過できず、フォトダイオード７にて受光されない。
即ち、本発明のスケール検出装置によれば、ＬＥＤ３により銅管１の内面５に照射された光のうち、スケール２を透過した光のみが、フォトダイオード７に導かれる。これにより、フォトダイオード７は、銅管１の内面５にスケール２が付着する場合にのみ、光を受光して、検出信号を制御装置８に送信し、制御装置８が、その受信信号に基づいて、スケール２の検出状態を判定することにより、銅管１の内面５にて、スケール２の存在を適切に判断することができる。
【００２８】
次に、本発明のスケール検出装置を構成する各部品の具体的な構成、及び配置について、より詳細に説明する。本発明のスケール検出装置の各部品は、上述した様に、直径１０ｍｍ程度の比較的小径の銅管１の内部に対して挿入可能にすべく、比較的小型の部品により構成されている。
ＬＥＤ３は、その発光部３ａの直径が３ｍｍ程度で比較的小型の砲弾型のものを好適に用いることができる。具体的に採用したＬＥＤ３は、日亜化学工業製（品番：ＮＳＰＢ３００Ｂ）のものであり、ピーク波長４６５nmの青色ＬＥＤであり、そのスペクトルバンド幅は５０ｎｍ程度であり、その光度は、８．２ｃｄである。尚、ＬＥＤ３には、どのような波長の光を発生するものでも適用することができる。例えば、白色光を発生するものも適用可能であるし、所定のピーク波長の光を発生するものも適用可能である。
フォトダイオード７は、比較的小型でありつつも、受光面積（活性領域）が広いものを適用した。具体的に採用したフォトダイオード７は、ＯＳＲＡＭ製（品番ＳＦＨ２０６Ｋ）のものであり、受光する光の波長範囲は、４００ｎｍ〜１１００ｎｍであり、受光面積（活性領域）は７ｍｍ2で、光の受入角度は１２０°である。
第１偏光素子４、及び第２偏光素子６は、コンパクト化の目的から、図１（ｂ）に示すように、一般的に用いられる平面形状の偏光フィルタにより構成している。
【００２９】
そして、本発明のスケール検出装置では、上記各部品を以下のように、配置することで、そのコンパクト化を図っている。
即ち、スケール検出装置は、図１（ａ）（ｂ）に示す様に、銅管１の管軸方向（図１（ｂ）で矢印Ｙ方向）に延びる一対の案内部材９と、一対の案内部材９を連結する連結部材１０とを有している。ＬＥＤ３は、一対の案内部材９の間から銅管１の内面５に向けて光を照射する状態で、一対の案内部材９を連結する連結部材１０に固定される支持台１１により、一対の案内部材９の上方側（図１（ｂ）の矢印Ｚ方向で上方側）で支持されている。フォトダイオード７は、その受光面７ａが銅管１の内面５に向けた状態で、一対の案内部材９の間に挟持される状態で配置されている。
さらに、第１偏光素子４としての偏光フィルタ及び第２偏光素子６としての偏光フィルタは、図１（ｂ）に示すように、銅管１の管軸方向（図１（ｂ）で矢印Ｙ方向）の平面Ｓに添う状態で、一対の案内部材９の下方側（図１（ｂ）の矢印Ｚ方向で下方側）に接して設けられている。
上述の配置により、第１偏光素子４及び第２偏光素子６としての偏光フィルタの配置される平面Ｓに対し、一方側に、ＬＥＤ３及びフォトダイオード７の双方が配置される構成とすることができる。即ち、平面Ｓの他方側に部品を配置しない構成としているので、平面Ｓに直交する方向（図１（ｂ）で矢印Ｚ方向）において、スケール検出装置のコンパクト化を図ることができる。この結果、スケール検出装置は、比較的小径の銅管１に対して、挿入してその内部にて移動させ易くなっている。
【００３０】
上述の配置を用いたスケール２の検出方法では、ＬＥＤ３からの光を、第１偏光素子４としての偏光フィルタを透過する状態で、平面Ｓの一方側（図１（ｂ）の矢印Ｚ方向で上方側）から銅管１の内面５へ向けて照射するとともに、銅管１の内面５にて反射された光Ｌ２を、第２偏光素子６としての偏光フィルタを透過する状態で、平面Ｓの一方側にてフォトダイオード７にて受光することで、良好にスケール２を検出できる。
【００３１】
また、第２偏光素子６としての偏光フィルタは、図１（ｂ）に示すように、フォトダイオード７の受光面７ａが設けられている側面を覆う状態で設けられている。このため、銅管１の内面５に反射された光Ｌ２は、確実に第２偏光素子６としての偏光フィルタを透過する状態で、フォトダイオード７の受光面７ａに導かれるようになっている。
ここで、フォトダイオード７は、金属管１の内面５に向けてＬＥＤ３から照射された光で、金属管１の内面５から鏡面反射してくる光Ｌ２と、拡散反射してくる光Ｌ２の双方を、受光することができる。
具体的には、ＬＥＤ３が発生した光は、銅管１の内面５に対して、入射角αが６０°未満で入射されると共に、フォトダイオード７には、銅管１の内面５での反射角αが６０°未満で反射された光Ｌ２が受光されることが好ましい。このようにすることで、装置の径方向幅を抑えることができる。
尚、フォトダイオード７にて適切に光を受光するためには、ＬＥＤ３が発生した光は、銅管１の内面５に対して、入射角αが４５°程度で入射すると共に、フォトダイオード７に受光される光は、銅管１の内面５での反射角αも４５°程度で反射されたものであることが好ましい。
【００３２】
次に、本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法の第１検証試験及び第２検証試験を行ったので、当該検証試験について、図２及び図３に基づいて説明する。尚、以下の第１検証試験及び第２検証試験は、上述のスケール検出装置及びスケール検出方法をそのまま適用する形態で行ったので、以下ではその詳細な説明は割愛する。
【００３３】
第１検証試験では、銅箔テープ上に、炭酸カルシウム（スケール２に相当）を載置し、その上方を、本発明のスケール検出装置を移動させて、炭酸カルシウムが検出できるかを、検証した。
図２にその検証結果を示す。図２の上方側には、炭酸カルシウム（スケール２に相当）が載置された銅箔テープの画像であり、図２の下方側には、当該銅箔テープの上方で、スケール検出装置の移動方向での、各位置におけるフォトダイオード７の出力値を示したものである。
図２から、銅箔テープ上に炭酸カルシウム（スケール２に相当）が存在する位置（図２で矢印ａで示す領域）では、フォトダイオード７の出力値が高く、銅箔テープ上に炭酸カルシウム（スケール２に相当）が存在しない位置（図２で矢印ｂで示す領域）では、フォトダイオード７の出力値が低い。これにより、本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法により、炭酸カルシウム（スケール２に相当）を検出できていると言える。
【００３４】
銅管１の内面５には、水が付着している場合がある。このため、当該水中での炭酸カルシウム（スケール２に相当）をも、検出できることが好ましい。そこで、第２検証試験では、本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法にて、水中での炭酸カルシウム（スケール２に相当）を検出できるかどうかを検証した。
図３にその検証結果を示す。図３は、銅箔テープ上に、炭酸カルシウムのみを載置した場合、水及び炭酸カルシウムを載置した場合、水のみを載置した場合において、銅箔テープの上方で、スケール検出装置の移動方向での、各位置におけるフォトダイオード７の出力値を示したものである。
図３から、水及び炭酸カルシウムを載置した場合のフォトダイオード７の出力値は、炭酸カルシウムのみを銅箔テープ上に載置した場合のフォトダイオード７の出力値と、ほぼ同様の傾向を示すものとなっている。即ち、何れの場合であっても、銅箔テープ上に炭酸カルシウム（スケール２に相当）が存在する位置（図３で矢印ａで示す領域）では、フォトダイオード７の出力値が高く、銅箔テープ上に炭酸カルシウム（スケール２に相当）が存在しない位置（図３で矢印ｂで示す領域）では、フォトダイオード７の出力値が低くなっている。尚、銅箔テープ上に、水のみを載置した場合には、フォトダイオード７の出力値が十分に低くなっており、水自体が、本発明のスケール検出装置による炭酸カルシウム（スケール２に相当）の検出に影響を及ぼすことはないといえる。
以上より、本発明のスケール検出装置及びスケール検出方法では、水中の炭酸カルシウムをも、適切に検出できていると言える。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の低コストで、比較的小径の金属管の内部においても、スケールを適切に検出することができるスケール検出方法、及びスケール検出装置として、有効に利用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１ ：銅管
２ ：スケール
３ ：ＬＥＤ（光源の一例）
４ ：第１偏光素子
５ ：銅管の内面
６ ：第２偏光素子
７ ：フォトダイオード（受光部の一例）
７ａ ：受光面
８ ：制御装置
９ ：案内部材
１０ ：連結部材
１１ ：支持台
Ｌ１ ：第１偏光素子を透過後の直線偏光
Ｌ２ ：銅管の内面にて反射された光
Ｘ１ ：第１偏光素子の透過軸の方向
Ｘ２ ：第２偏光素子の透過軸の方向（スケールを透過した後の光の偏光方向）
Ｓ ：偏光フィルタが配置される平面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸カルシウムを含むスケールが付着する金属管の内面にて前記スケールを検出するスケール検出方法であって、
前記金属管の内部において、光源からの光を、第１偏光素子を透過させて直線偏光とし、前記直線偏光のうち、前記金属管の内面にて反射された光を、前記第１偏光素子の透過軸の方向と異なる方向で、且つ前記直線偏光が前記スケールを透過した後の光を優先的に透過する方向に、透過軸を沿わせた第２偏光素子を透過させて、受光部にて受光するスケール検出方法。
【請求項２】
前記第１偏光素子及び前記第２偏光素子が、平面形状の偏光フィルタであり、
前記第１偏光素子としての偏光フィルタと前記第２偏光素子としての偏光フィルタとを同一平面に配置した状態で、
前記光源からの光を、前記平面の一方側から前記金属管の内面へ向けて照射するとともに、前記金属管の内面にて反射された光を、前記平面の一方側にて前記受光部により受光する請求項１に記載のスケール検出方法。
【請求項３】
前記受光部において、前記金属管の内面に向けて前記光源から照射された光で、前記金属管の内面から鏡面反射または拡散反射してくる光を受光する請求項１又は２に記載のスケール検出方法。
【請求項４】
前記光源からの光を、前記金属管の内面に対して、６０度未満の入射角度で入射させるとともに、前記受光部が、前記金属管の内面にて、６０度未満の反射角度で反射された光を受光する請求項１乃至３の何れか一項に記載のスケール検出方法。
【請求項５】
炭酸カルシウムを含むスケールが付着する金属管の内面にて前記スケールを検出するスケール検出装置であって、
前記金属管の内部において、光源から前記金属管の内面に向けて照射された光を直線偏光とする第１偏光素子と、
前記第１偏光素子の透過軸の方向と異なる方向で、且つ前記直線偏光で前記スケールを透過した後の光を優先的に透過する方向に、透過軸を沿わせた第２偏光素子と、
前記第１偏光素子を透過して、前記金属管の内面にて反射され、前記第２偏光素子を透過した後の光を受光する受光部を備えたスケール検出装置。
【請求項６】
前記第１偏光素子及び前記第２偏光素子が、平面形状の偏光フィルタであり、
前記第１偏光素子としての偏光フィルタと前記第２偏光素子としての偏光フィルタとを同一平面に配置し、
前記光源及び前記受光部を、前記平面の一方側に設け、
前記光源が、前記平面の一方側から前記金属管の内面へ向けて光を照射すると共に、前記受光部が、前記金属管の内面にて反射された光を、前記平面の一方側にて受光する請求項５に記載のスケール検出装置。
【請求項７】
前記受光部が、前記金属管の内面に向けて前記光源から照射された光で、前記金属管の内面から鏡面反射または拡散反射してくる光を受光する請求項５又は６に記載のスケール検出装置。
【請求項８】
前記光源が、６０度未満の入射角度で前記金属管の内面へ、光を入射させると共に、
前記受光部が、６０度未満の反射角度で前記金属管の内面にて反射された光を受光する請求項５乃至７の何れか一項に記載のスケール検出装置。
【請求項９】
前記光源が、前記金属管の内部へ挿入可能なＬＥＤであり、前記受光部が、前記金属管の内部へ挿入可能なフォトダイオードである請求項５乃至８の何れか一項に記載のスケール検出装置。
【請求項１】
炭酸カルシウムを含むスケールが付着する金属管の内面にて前記スケールを検出するスケール検出方法であって、
前記金属管の内部において、光源からの光を、第１偏光素子を透過させて直線偏光とし、前記直線偏光のうち、前記金属管の内面にて反射された光を、前記第１偏光素子の透過軸の方向と異なる方向で、且つ前記直線偏光が前記スケールを透過した後の光を優先的に透過する方向に、透過軸を沿わせた第２偏光素子を透過させて、受光部にて受光するスケール検出方法。
【請求項２】
前記第１偏光素子及び前記第２偏光素子が、平面形状の偏光フィルタであり、
前記第１偏光素子としての偏光フィルタと前記第２偏光素子としての偏光フィルタとを同一平面に配置した状態で、
前記光源からの光を、前記平面の一方側から前記金属管の内面へ向けて照射するとともに、前記金属管の内面にて反射された光を、前記平面の一方側にて前記受光部により受光する請求項１に記載のスケール検出方法。
【請求項３】
前記受光部において、前記金属管の内面に向けて前記光源から照射された光で、前記金属管の内面から鏡面反射または拡散反射してくる光を受光する請求項１又は２に記載のスケール検出方法。
【請求項４】
前記光源からの光を、前記金属管の内面に対して、６０度未満の入射角度で入射させるとともに、前記受光部が、前記金属管の内面にて、６０度未満の反射角度で反射された光を受光する請求項１乃至３の何れか一項に記載のスケール検出方法。
【請求項５】
炭酸カルシウムを含むスケールが付着する金属管の内面にて前記スケールを検出するスケール検出装置であって、
前記金属管の内部において、光源から前記金属管の内面に向けて照射された光を直線偏光とする第１偏光素子と、
前記第１偏光素子の透過軸の方向と異なる方向で、且つ前記直線偏光で前記スケールを透過した後の光を優先的に透過する方向に、透過軸を沿わせた第２偏光素子と、
前記第１偏光素子を透過して、前記金属管の内面にて反射され、前記第２偏光素子を透過した後の光を受光する受光部を備えたスケール検出装置。
【請求項６】
前記第１偏光素子及び前記第２偏光素子が、平面形状の偏光フィルタであり、
前記第１偏光素子としての偏光フィルタと前記第２偏光素子としての偏光フィルタとを同一平面に配置し、
前記光源及び前記受光部を、前記平面の一方側に設け、
前記光源が、前記平面の一方側から前記金属管の内面へ向けて光を照射すると共に、前記受光部が、前記金属管の内面にて反射された光を、前記平面の一方側にて受光する請求項５に記載のスケール検出装置。
【請求項７】
前記受光部が、前記金属管の内面に向けて前記光源から照射された光で、前記金属管の内面から鏡面反射または拡散反射してくる光を受光する請求項５又は６に記載のスケール検出装置。
【請求項８】
前記光源が、６０度未満の入射角度で前記金属管の内面へ、光を入射させると共に、
前記受光部が、６０度未満の反射角度で前記金属管の内面にて反射された光を受光する請求項５乃至７の何れか一項に記載のスケール検出装置。
【請求項９】
前記光源が、前記金属管の内部へ挿入可能なＬＥＤであり、前記受光部が、前記金属管の内部へ挿入可能なフォトダイオードである請求項５乃至８の何れか一項に記載のスケール検出装置。
【図１】
【図３】
【図２】
【図３】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２０８９４０（Ｐ２０１１−２０８９４０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７３８０５（Ｐ２０１０−７３８０５）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
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