油種モニタ
【課題】簡易かつ安価な構成であるにも拘わらず、反射部の劣化を極力低減するとともに測定性能を向上させ、長期間にわたり安定した油種識別を実現する油種モニタを提供することにある。
【解決手段】近赤外光を油を介して反射部２０６へ入射し、反射部２０６で反射した近赤外光を受光して油の油種を識別する油種モニタであって、この反射部２０６は、透明体２０６ａの一方の面に凹面の反射面２０６ｄを設けて両面を透過面２０６ｂと反射面２０６ｄとし、さらに透過面２０６ｂを油との接触面とし、また、反射面２０６ｄを油との非接触面とすることで、透過面２０６ｂでの汚れの付着防止を実現する。
【解決手段】近赤外光を油を介して反射部２０６へ入射し、反射部２０６で反射した近赤外光を受光して油の油種を識別する油種モニタであって、この反射部２０６は、透明体２０６ａの一方の面に凹面の反射面２０６ｄを設けて両面を透過面２０６ｂと反射面２０６ｄとし、さらに透過面２０６ｂを油との接触面とし、また、反射面２０６ｄを油との非接触面とすることで、透過面２０６ｂでの汚れの付着防止を実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レギュラーガソリン、ハイオクタンガソリン、灯油、軽油等の油種を識別する油種モニタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油種モニタは、例えば、パイプラインや油槽所で異種の油を時系列的に輸送する場合や別々のタンクに仕分けして貯蔵する場合に用いられたり、または、タンカーや貨車による石油製品の受入基地において誤った送油が行われていないかを監視する場合に用いられる。
【０００３】
このような油種を識別する油種モニタとして、例えば、２種類の油種が混在した場合にその油種及び割合を求めるガスクロマトグラフ装置を用いることがあった。
ガスクロマトグラフ装置は、測定対象である油を気化させてから化合物の同定・定量を行う分析装置であり、石油化学等の分野で広く用いられている。
【０００４】
また、油種を識別する他の油種モニタとして、例えば軽油・灯油・レギュラーガソリン・ハイオクタンガソリンを対象とし、音波や光の透過率や吸光度を用いて識別する装置がある。特に、近赤外光（ＮＩＲ：Near Infra-red light）を用いた識別法は、化学物質が特定の波長の光、特に可視および赤外領域の近赤外光を吸収する点に着目し、波長に対する近赤外光の特定の波長が吸光される度合いである吸光度を得て、この波長別の吸光度によって軽油・灯油・レギュラーガソリン・ハイオクタンガソリンを判別する、というものである。特に、レギュラーガソリンとハイオクタンガソリンとの識別が可能であり、加えて小電力の光源・検出器を用いることができる。
【０００５】
このような近赤外光の吸光度測定を利用する測定装置の従来技術として、例えば、特許文献１（特開平４−３３５１３９号公報，発明の名称：監視装置）が開示されている。
特許文献１に記載された従来技術は、油種モニタそのものではないが、苛性ソーダの濃度や、水とアセトンのような溶媒混合物の成分比の監視を行うことを目的とする装置である。特に近赤外光を発光させた後に、測定対象内へ入射および反射させた戻り光を吸光させた近赤外光を得て、分析するというものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−３３５１３９号公報（段落番号００３４〜００３８，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した従来技術のうち、ガスクロマトグラフ装置では油種及び複数の油種の割合を正確に割り出せるため、正確なモニタリングを可能としているが、油種および割合についての結果がでるまでに時間を要し、迅速性に欠ける面があった。
【０００８】
また、特許文献１による従来技術の測定装置では、光ファイバロッドが収められたプローブが直接パイプライン内へ導入されるとともに、検出部では光は測定対象である流体自体に入射され、対向配置された反射鏡であるステンレス鋼製鏡によって反射される構成となっている。このことから、ステンレス鋼製鏡が長時間にわたり流体に曝された状態でいると、汚れたりミスト等の異物がステンレス鋼製鏡の鏡面に付着し、反射率が低下する等の悪影響が出る恐れがある。従来技術では経年変化により測定性能が著しく低下するという問題があった。また、特に反射鏡を凹面にすると凹面内に異物が溜まってしまうおそれがあり、このような構成を採用することができず、設計の自由度が乏しいという問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易かつ安価な構成であるにも拘わらず、反射部の劣化を極力低減するとともに測定性能を向上させ、長期間にわたり安定した油種識別を実現する油種モニタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る油種モニタは、
近赤外光の発光素子を含み、近赤外光を発光する発光部と、
近赤外光を透過させる透過部と、
油に接するように配置され、油を介して入射された透過部からの近赤外光を反射面により反射させて再度透過部まで到達させる反射部と、
該透過部を経て到達した近赤外光を受光して検出を行う分光光度計と、
前記分光光度計から得られた信号を処理する信号処理部とを備え、吸光度の変化により油種を識別する油種モニタであって、
前記反射部は、透明体の一方の面に反射面を設けて両面を透過面と反射面として、透過面を油との接触面とし、また、反射面を油との非接触面とする、
ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る油種モニタは、
請求項１に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部は前記透明体の透過面が凸面または平面であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る油種モニタは、
請求項１または請求項２に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部は前記反射面が凹面であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項４に係る油種モニタは、
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部と前記透過部との間に設けられる検出空間部を有し、該反射部、検出空間部および透過部が同一直線上にあるような検出部を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項５に係る油種モニタは、
請求項４に記載の油種モニタにおいて、
前記検出部は、検出空間部と連通する流入部と、
検出空間部と連通する流出部と、を備え、
流入部と流出部とを通じてこの検出空間部を流れる油を識別対象とすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項６に係る油種モニタは、
請求項４に記載の油種モニタにおいて、
前記検出部は、その検出空間部が開放空間であって、この検出空間部を流れる油を識別対象とすることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項７に係る油種モニタは、
請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の油種モニタにおいて、
前記検出部は、
検出部本体と、
検出部本体に前記反射部を固定する固定部と、
前記反射部と前記固定部とを外界から封止するように前記検出部本体に固定される蓋部と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項８に係る油種モニタは、
請求項７に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部、前記固定部および前記蓋部は、検出部本体に対して着脱可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上の本発明によれば、簡易かつ安価な構成であるにも拘わらず、固形物等の測定を妨げるものが中央付近に溜まりにくくして反射部の劣化を極力低減するとともに分析性能を向上させ、長期間にわたり安定した油種識別を実現する油種モニタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態の油種モニタについて、図を参照しつつ説明する。図１は本形態の油種モニタの斜視外観図である。
油種モニタ１は、本体ケース１００、本体ケース下部１０１、検出部２００（以下フローセルと記載する）を備えている。このような油種モニタ１は、フローセル２００内に油種を識別する油を通流させた状態でモニタリングを行うものである。後述するが、パイプやチューブによりフローセル２００内に油を通流させたり、あるいは、輸送管（パイプライン）内にフローセル２００を配置して直接的に油を通流させる。
【００２０】
続いて各部について説明する。まず本体ケース１００の構成について説明する。図２は本形態の油種モニタの構造図である。本体ケース１００は、図１，図２に示すように、本体ケース下部１０１、通信用コネクタ１０２、表示部１０３、発光素子１０４、分光光度計１０５、光ファイバ１０６、ファイバ端部１０７、入射光用光ファイバ１０８、反射光用光ファイバ１０９、信号処理部１１０を備える。この本体ケース１００は、少なくとも内部を油から効果的に保護する機能を有していれば良く、形状は、図に示すように側面視略Ｔ字型としたり、また、材質は鋳物等を採用している。
【００２１】
続いて本体ケース下部１０１の構成について説明する。本体ケース下部１０１は、図１，図３に示すように、レンズ１１１、透過部１１２、端部取付部１１３、ホルダ１１４、ねじ部１１５、シール部１１６、シール部１１７、封止部１１８を備える。この本体ケース下部１０１は、少なくとも内部を油から効果的に保護する機能を有していれば良く、材質は鋳物等を採用することができる。
【００２２】
続いてフローセル２００の構成について説明する。図４は、フローセルの内部構成の説明図である。フローセル２００は、図１，図２，図３，図４に示すように、フローセル本体２０１（検出部本体）、油流入用ジョイント２０２、油流出用ジョイント２０３、透過部２０４、検出空間部２０５、反射部２０６、ジョイント接続部２０７、挿通部２０８、ねじ部２０９、固定部２１０、シール部２１１、シール部２１２、固定部２１３、シール部２１４、蓋部２１５を備えている。
【００２３】
続いて、油種モニタ１の機械的構成および組み立てについて説明する。
本体ケース１００の内部には、図２で示すように、表示部１０３、発光素子１０４、分光光度計１０５、光ファイバ１０６、ファイバ端部１０７、入射光用光ファイバ１０８、反射光用光ファイバ１０９、信号処理部１１０が配置されている。構造としては光ファイバ１０６がファイバ端部１０７に固定された状態である。二個の通信用コネクタ１０２は、図１で示すように、本体ケース１０１の外側に配置されている。
【００２４】
図３に本体ケース１００の本体ケース下部１０１とフローセル２００を示す。ホルダ１１４の内部にはレンズ１１１が固定されるとともに、さらにレンズ１１１の下部に透過部１１２（透明ガラス）がホルダ１１４で押さえつけられるようにして本体ケース下部１０１に固定される。また、光ファイバ１０６の終端に接続されたファイバ端部１０７が、端部取付部１１３に固定される。この端部取付部１１３がレンズ１１１の挿通孔を覆うようにホルダ１１４に取り付けられる。そしてホルダ１１４が本体ケース下部１０１に取り付けられる。ここまでは光ファイバ１０６が余裕ある長さとすれば、取付が容易である。なお、本体ケース下部１０１は本体ケース１００に固定されている。
【００２５】
そして、このような本体ケース下部１０１には、図３で示すように、フローセル２００が固定される。フローセル本体２０１には、図３，図４で示すように、透過部２０４、検出空間部２０５、反射部２０６、挿通部２０８、固定部２１０、シール部２１１、シール部２１２、固定部２１３、シール部２１４、蓋部２１５が取り付けられる。取付構造としては透過部２０４が挿通部２０８内を挿通され、シール部２１１によりシールされた状態で配置され、周囲にねじ部２１０ｂが設けられた固定部２１０を上側から螺挿して透過部２０４を固定している。同様に、反射部２０６がシール部２１２によりシールされた状態で、周囲にねじ部２１３ｂが設けられた固定部２１３を下側から螺挿して反射部２０６を固定している。そしてフローセル本体２０１がシール部２１４によりシールされた状態で、内周囲にねじ部２１５ａが設けられた蓋部２１５を下側から螺挿して反射部２０６を封止している。また、フローセル本体２０１も本体ケース下部１０１から簡単に着脱可能であり、内部の固定部２１０や透過部２０４も脱着可能としている。同様に蓋部２１５もフローセル本体２０１から簡単に着脱可能であり、内部の固定部２１３や反射部２０６も脱着可能としている。このような構成を採用したため、透過部２０４や反射部２０６のクリーニングをすぐに行うことができメンテナンス性が良い。
【００２６】
このようなフローセル２００は、図３で示すように、シール部１１７を介在させてからフローセル２００のねじ部２０９を本体ケース下部１０１のねじ部１１５に螺挿して固定し、さらに封止部１１８により封止および締め付けを行いつつ固定する。
【００２７】
このような油種モニタ１は、パイプやチューブによりフローセル２００内に油を通流させる場合には、図１，図４で示すように、円柱状の空間である検出空間部２０５と連通する油流入用ジョイント２０２（本発明の流入部の一例である）や油流出用ジョイント２０３（本発明の流出部の一例である）を取り付け、また、パイプライン内にフローセル２００を配置して直接的に油を導入する場合には、図３で示すように、ジョイント接続部２０７のみの状態とする。これら油流入用ジョイント２０２や油流出用ジョイント２０３とを通じて（またはジョイント接続部２０７を通じて）この検出空間部２０５を流れる油を識別対象とする。
【００２８】
続いて、油種モニタ１による光学系について図を参照しつつ説明する。図５は反射部の説明図であり、図５（ａ）は透過面が凸面の反射部の説明図、図５（ｂ）は透過面が平面の反射部の説明図である。図６は反射部による反射光の説明図であり、図６（ａ）は平面の反射面による反射光の説明図、図６（ｂ）は凹面の反射面による反射光の説明図である。
【００２９】
図２に示すように、発光素子１０４は、近赤外光の発光素子やドライバ等を含む構成であって信号処理部１１０によりＯＮ／ＯＦＦ制御されるようになされており、モニタリング時にのみ発光して近赤外光を発生する。そして、近赤外光は入射光用光ファイバ１０８を通過して光ファイバ１０６へ到達し、ファイバ端部１０７へ到達する。ここに図２，図３，図４に示すように、ファイバ端部１０７、レンズ１１１、固定部２１０の孔部２１０ａ、透過部２０４、検出空間部２０５、反射部２０６は略同一直線状に配置されており、後述するが、近赤外光は、ファイバ端部１０７からさらにレンズ１１１、固定部２１０の孔部２１０ａ、透過部２０４を経て検出空間部２０５内へ入射して、この空間部内の油を透過した後に反射部２０６へ到達する。
【００３０】
レンズ１１１は近赤外光を例えば平行光などに整形する機能を有する。透過部２０４は両側平面のガラス製の透明板であり、検出空間部２０５内の油を上側に流入させないようにしているものであり近赤外光をそのまま透過させる。この場合、固定部２１０の孔部２１０ａも透過する。近赤外光は検出空間部２０５内へ入射し、空間部内の油を透過する。この場合、後述するが近赤外光の吸光度が変化する。油を透過した近赤外光は反射部２０６へ到達する。
【００３１】
反射部２０６は、図５（ａ）で示すように、透明体２０６ａ、反射面２０６ｄを備える。透明体２０６ａはその両面を凸面２０６ｂ，２０６ｃとして形成する。透明体２０６ａは両面凸レンズであり光軸方向が入射光・反射光の光軸方向と一致する。両面の凸面の曲率半径Ｒは何れも２５０ｍｍ〜５００ｍｍとすることが好ましい。一方の凸面を透過面２０６ｂとし、他方の凸面に反射面２０６ｄを形成する。反射面２０６ｄは透明体に直接形成した例えばアルミ蒸着膜である。このような反射面２０６ｄは、凹面として形成される。凹面の曲率半径Ｒも２５０ｍｍ〜５００ｍｍとすることが好ましい。この反射部２０６では透過面２０６ｂから入射した近赤外光が、反射面２０６ｄの凹面側にて反射して、再度透過面２０６ｂから出射する。
【００３２】
このような反射部２０６は、特に油に接する透過面２０６ｂを凸面としたため、固形物等の測定を妨げるもの、例えば油カスやミスト等による汚れ（以下単に汚れという）は中央付近（光軸付近）では付着するおそれもなく、近赤外光は汚れが付きにくい中央付近を通過することになり、長期間にわたる使用を可能としている。少なくとも透過面２０６ｂ上には凹部がないため、汚れが中央付近に溜まることがなくこれにより悪影響を与えるおそれが殆ど無い。また、蓋部２１５により封止されて油に接しない面に反射面２０６ｄを配置したため、反射面２０６ｄを汚れにくくしており、この点でも長期間にわたる使用を可能としている。
【００３３】
また、他の反射部２０６は、図５（ｂ）で示すように、透明体２０６ｅ、反射面２０６ｈを備える。透明体２０６ｅはその一方の面を平面２０６ｆとして形成し、透明体２０６ｅの他方の面を凹面２０６ｇとして形成する。透明体２０６ｅは片面凸レンズであり光軸方向が入射光・反射光の光軸方向と一致する。凸面の曲率半径Ｒは２５０ｍｍ〜５００ｍｍとすることが好ましい。平面２０６ｆを透過面２０６ｆとし、他方の凸面２０６ｇに反射面２０６ｈを形成する。反射面２０６ｈは透明体に直接形成した例えばアルミ蒸着膜である。このような反射面２０６ｈは、凹面として形成される。凹面の曲率半径Ｒも２５０ｍｍ〜５００ｍｍとすることが好ましい。この反射部２０６では透過面２０６ｆから入射した近赤外光が、反射面２０６ｈの凹面側にて反射して、再度透過面２０６ｆから出射する。
【００３４】
このような反射部２０６は、特に油に接する透過面２０６ｆを平面とした。これは凸面ほどではないが、やはり汚れは中央付近（光軸付近）では付着するおそれも小さくなり、近赤外光は汚れが付きにくい中央付近を通過することになり、長期間にわたる使用を可能としている。少なくとも透過面２０６ｆ上には凹部がないため、汚れが中央付近に溜まることがなくこれにより悪影響を与えるおそれが殆ど無い。また、蓋部２１５により封止されて油に接しない面に反射面２０６ｈを配置したため、反射面２０６ｈを汚れにくくしており、この点でも長期間にわたる使用を可能としている。
【００３５】
また、従来では図６（ａ）で示すように、発散傾向を有する近赤外光の入射光が反射部３００の平面による反射面３０１で反射すると、さらに近赤外光が発散するため、ファイバ端部１０７まで到達する光が少なくなって反射光の強度が低下するが、本形態では、従来では不可能であった凹面による反射面を採用したため、図６（ｂ）で示すように、広がる傾向を有する近赤外光の入射光が反射部２０６の凹面による反射面２０６ｄで反射すると、平行光（もしくは弱い収束光）として反射されるため、反射光の強度の低下を防止する。このように下面を適度なＲ状の曲面（曲率半径Ｒ：２５０ｍｍ〜５００ｍｍ）としたことによって、反射光を平行光（もしくは弱い収束光）にすることができる。これは図５（ａ）で示す両側凸面の反射部２０６のみならず、図５（ｂ）で示す片側凸面の反射部２０６でも奏しうる効果である。これらのような反射光が検出空間部２０５、透明体２０４、固定部２１０の孔部２１０ａ、レンズ１１１、ファイバ端部１０７と透過して光ファイバ１０６や反射光用光ファイバ１０９へ到達し、さらに分光光度計１０５へ受光されることになる。
【００３６】
続いて、油種モニタによる油種識別について図を参照しつつ説明する。
まず、図２で示すように、油流入用ジョイント２０２を介して下側から検出空間部２０５内に油を流入させ、上側の油流出用ジョイント２０３から油を流出させている。下側から上側へ流れるため、油が反射部２０６付近で滞留しないようにして反射部２０６に汚れが付着しないようにしている。
【００３７】
発光部から発せられた近赤外光は、検出空間部２０５内の油を透過して、反射部２０６で反射して再度油を透過する。これにより近赤外光の吸光度が変化する。この近赤外光は光ファイバ１０６、反射光用光ファイバ１０９を経て分光光度計１０５に受光される。分光光度計１０５では、近赤外領域の波長（約８００〜１１００〔ｎｍ〕）を検出可能としており、該受光された光から波長毎の光に分光されたスペクトルが得られ、フローセル２００内の油を透過した近赤外光の透過光スペクトルを測定する。信号処理部１１０は、このような分光光度計１０５の出力信号を処理する。
【００３８】
信号処理部１１０は、透過スペクトルを表す出力データを得て、対数演算等の周知の方法により、透過スペクトルを吸光度スペクトルを表すデータに変換する。吸光度スペクトルは油のメーカーに関わらずほぼ一定である。そしてこの吸光度スペクトルを表すデータに基づいてサンプルの油種（レギュラーガソリン、ハイオクタンガソリン、灯油、軽油）を識別する識別データを生成する。この識別データを生成した信号処理部１１０は、例えば、通信用コネクタ１０２に接続される通信ケーブルを介して通信可能になされた外部装置（例えば監視用コンピュータ）へこの識別データを通信して出力したり、または、表示部１０３を介してレギュラーガソリン、ハイオクタンガソリン、灯油、軽油の何れであるかを、例えばＬＥＤや液晶ディスプレイなどにより表示する。さらにはこれらの処理を共に行うようにしても良い。
【００３９】
このような本形態による油種モニタ１によれば、特に反射部２０６は、透明体の一方の面に反射面を設けて両面をそれぞれ透過面と反射面とし、透過面を油との接触面とし、また、反射面を油との非接触面としたため、従来技術のように反射面に汚れが付着するような事態の発生を防止する。特に反射部は透明体の透過面が凸面または平面として凹面ではないようにしたため汚れを付着しにくくしている。特に透過面が凸面の場合は、中央では汚れが付着しにくくなっている。また、反射部の反射面が適度なＲ状の曲面となるように調整・選択された凹面とすれば、反射光を平行光または弱い収束光として、反射光の強度低下を防止することができる。
【００４０】
続いて他の実施形態の油種モニタについて、図を参照しつつ説明する。図７は他の実施形態の油種モニタの外観図である。図８は検出部の説明図であり、図８（ａ）は検出部の内部構造図、図８（ｂ）は反射部の説明図である。
【００４１】
油種モニタ２は、本体ケース１００、本体ケース下部１０１、フランジ４００、検出部５００を備えている。このような油種モニタ２は、フランジ４００により送油管３に取付られ、この送油管３内に検出部５００を配置して検出部５００の外側面に形成された検出空間部５１１に油種を識別する油を通流させてからモニタリングを行うものである。なお、この油種モニタ２の本体ケース１００、本体ケース下部１０１の構成は、先に図１〜図６を用いて説明した油種モニタ１の本体ケース１００、本体ケース下部１０１の構成と同じであり、同じ符号を付すとともに重複する説明を省略するものとし、相違点となるフランジ４００、検出部５００について説明する。
【００４２】
フランジ４００は、例えば本体ケース下部１０１に取り付けられており、送油管３に油種モニタ２を直接接続できるようにする。この場合、図７で示すように、送油管３の軸方向（油の流れる方向）から見て、検出部５００の検出空間部５１１が開放されているように配置すれば良い。
検出部５００は、上側は先に図３，図４を用いて説明した本体ケース下部１０１との取付構造を有するが、下側は図８（ａ）で示すような形態となる。検出部５００は、検出部本体５０１、挿通部５０２、固定部５０３、透過部５０４、シール部５０５，５０６、反射部５０７、固定部５０８、シール部５０９、蓋部５１０、検出空間部５１１を備える。
【００４３】
この検出部本体５０１は、少なくとも内部を油から保護する機能を有していれば良く、形状は、図に示すように検出空間部が一部に形成された筒状としたり、また、材質は鋳物等を採用することができる。取付構造としては透過部５０４が挿通部５０２内を挿通され、シール５０５によりシールされた状態で、周囲にねじ部５０３ｂが設けられた固定部５０３を上側から螺挿して透過部５０４を固定している。同様に、反射部５０７がシール５０６によりシールされた状態で、周囲にねじ部５０８ｂが設けられた固定部５０８を下側から螺挿して反射部５０７を固定している。
【００４４】
反射部５０７は、図８（ｂ）で示すように、透明体５０７ａ、反射面５０７ｄを備える。透明体５０７ａはその両面を凸面５０７ｂ，５０７ｃとして形成する。透明体５０７ａは両面凸レンズであり光軸方向が入射光・反射光の光軸方向と一致する。両面の凸面の曲率半径Ｒは何れも２５０ｍｍ〜５００ｍｍとすることが好ましい。一方の凸面を透過面５０７ｂとし、他方の凸面５０７ｃに反射面５０７ｄを形成する。反射面５０７ｄは透明体に直接形成した例えばアルミ蒸着膜である。このような反射面５０７ｄは、凹面として形成される。凹面の曲率半径Ｒも２５０ｍｍ〜５００ｍｍとすることが好ましい。
【００４５】
このような反射部５０７は、特に油に接する透過面５０７ｂを凸面としたため、中央付近では汚れやが付着するおそれもなく、近赤外光は汚れが付きにくい中央付近を通過することとなり、長期間にわたる使用を可能としている。少なくとも透過面５０７ｂ上には凹部がないため、汚れが溜まるおそれが少なく悪影響を与えるおそれがない。また、蓋部５１０により封止されて油に接しない面に反射部５０７ｄを配置したため、反射部５０７ｄを汚れにくくしており、この点でも長期間にわたる使用を可能としている。なお、透過面が先に図５（ｂ）を用いて説明したように平面の反射部を用いることも可能であるが、長期的なメンテナンスフリーを実現するためには、図８（ｂ）で示すような両凸面の反射部５０７を使用することが好ましい。
【００４６】
そして検出部本体５０１がシール部５０９によりシールされた状態で、内周囲にねじ部５１０ａが設けられた蓋部５１０を下側から螺挿して反射部５０７を封止している。
また、検出部本体５０１も本体ケース下部１０１から簡単に着脱可能であり、内部の固定部５０３や透過部５０４も脱着可能としている。同様に蓋部５１０も検出部本体５０１から簡単に着脱可能であり、内部の固定部５０８や反射部５０７も脱着可能としている。このような構成を採用したため、透過部５０４や反射部５０７のクリーニングをすぐに行うことができメンテナンス性が良い。このような検出部５００では検出空間部５１１を開放空間とし、この検出空間部５１１を流れる油を識別対象としている。
なお、光学系・信号処理系は図１〜図６を用いて説明した油種モニタ１と同様であり、重複する説明を省略する。
【００４７】
このような本形態による油種モニタ２によれば、特に反射部は、透明体の一方の面に反射面を設けて両面を透過面と反射面とし、透過面を油との接触面とし、また、反射面を油との非接触面としたため、従来技術のように透過面に汚れが付着するような事態の発生を防止する。そして、反射部の反射面が適度なＲ状の曲面となるように調整・選択された凹面とすれば、反射光を平行光または収束光として、反射光の強度低下を防止する。
【００４８】
さらにまた、反射部は透明体の透過面が凸面または平面として形成したため汚れを付着しにくくしている。特に凸面の場合は、中央では汚れが付着しにくくなっている。
このような検出部５００では開放空間である検出空間部５１１を流れる油に対して入射光や反射光が通過することとなるが、それでも反射部５０７を改良しているため、従来技術と比較しても長期的なメンテナンスが不要となった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の油種モニタの斜視外観図である。
【図２】本発明を実施するための最良の形態の油種モニタの構造図である。
【図３】本体ケース下部およびフローセルの内部構成の説明図である。
【図４】フローセルの内部構成の説明図である。
【図５】反射部の説明図であり、図５（ａ）は透過面が凸面の反射部の説明図、図５（ｂ）は透過面が平面の反射部の説明図である。
【図６】反射部による反射光の説明図であり、図６（ａ）は平面の反射面による反射光の説明図、図６（ｂ）は凹面の反射面による反射光の説明図である。
【図７】他の実施形態の油種モニタの外観図である。
【図８】検出部の説明図であり、図８（ａ）は検出部の内部構造図、図８（ｂ）は反射部の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１：油種モニタ
１００：本体ケース
１０１：本体ケース下部
１０２：通信用コネクタ
１０３：表示部
１０４：発光素子
１０５：分光光度計
１０６：光ファイバ
１０７：ファイバ端部
１０８：入射光用光ファイバ
１０９：反射光用光ファイバ
１１０：信号処理部
１１１：レンズ
１１２：透過部（透明ガラス）
１１３：端部取付部
１１４：ホルダ
１１５：ねじ部
１１６：シール部
１１７：シール部
１１８：封止部
２００：フローセル（検出部）
２０１：フローセル本体
２０２：油流入用ジョイント
２０３：油流出用ジョイント
２０４：透過部
２０５：検出空間部
２０６：反射部
２０６ａ：透明体
２０６ｂ：透過面（凸面）
２０６ｃ：凸面
２０６ｄ：反射面（凹面）
２０６ｅ：透明体
２０６ｆ：透過面（平面）
２０６ｇ：凸面
２０６ｈ：反射面（凹面）
２０７：ジョイント接続部
２０８：挿通部
２０９：ねじ部
２１０：固定部
２１０ａ：孔部
２１０ｂ：ねじ部
２１１：シール部
２１２：シール部
２１３：固定部
２１３ａ：孔部
２１３ｂ：ねじ部
２１４：シール部
２１５：蓋部
２１５ａ：ねじ部
４００：フランジ
５００：フローセル
５０１：検出部本体
５０２：挿通部
５０３：固定部
５０３ａ：孔部
５０３ｂ：ねじ部
５０４：透過部
５０５：シール部
５０６：シール部
５０７ａ：透明体
５０７ｂ：透過面（凸面）
５０７ｃ：凸面
５０７ｄ：反射面（凹面）
５０８：固定部
５０８ａ：孔部
５０８ｂ：ねじ部
５０９：シール部
５１０：蓋部
５１０ａ：ねじ部
５１１：検出空間部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レギュラーガソリン、ハイオクタンガソリン、灯油、軽油等の油種を識別する油種モニタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油種モニタは、例えば、パイプラインや油槽所で異種の油を時系列的に輸送する場合や別々のタンクに仕分けして貯蔵する場合に用いられたり、または、タンカーや貨車による石油製品の受入基地において誤った送油が行われていないかを監視する場合に用いられる。
【０００３】
このような油種を識別する油種モニタとして、例えば、２種類の油種が混在した場合にその油種及び割合を求めるガスクロマトグラフ装置を用いることがあった。
ガスクロマトグラフ装置は、測定対象である油を気化させてから化合物の同定・定量を行う分析装置であり、石油化学等の分野で広く用いられている。
【０００４】
また、油種を識別する他の油種モニタとして、例えば軽油・灯油・レギュラーガソリン・ハイオクタンガソリンを対象とし、音波や光の透過率や吸光度を用いて識別する装置がある。特に、近赤外光（ＮＩＲ：Near Infra-red light）を用いた識別法は、化学物質が特定の波長の光、特に可視および赤外領域の近赤外光を吸収する点に着目し、波長に対する近赤外光の特定の波長が吸光される度合いである吸光度を得て、この波長別の吸光度によって軽油・灯油・レギュラーガソリン・ハイオクタンガソリンを判別する、というものである。特に、レギュラーガソリンとハイオクタンガソリンとの識別が可能であり、加えて小電力の光源・検出器を用いることができる。
【０００５】
このような近赤外光の吸光度測定を利用する測定装置の従来技術として、例えば、特許文献１（特開平４−３３５１３９号公報，発明の名称：監視装置）が開示されている。
特許文献１に記載された従来技術は、油種モニタそのものではないが、苛性ソーダの濃度や、水とアセトンのような溶媒混合物の成分比の監視を行うことを目的とする装置である。特に近赤外光を発光させた後に、測定対象内へ入射および反射させた戻り光を吸光させた近赤外光を得て、分析するというものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−３３５１３９号公報（段落番号００３４〜００３８，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した従来技術のうち、ガスクロマトグラフ装置では油種及び複数の油種の割合を正確に割り出せるため、正確なモニタリングを可能としているが、油種および割合についての結果がでるまでに時間を要し、迅速性に欠ける面があった。
【０００８】
また、特許文献１による従来技術の測定装置では、光ファイバロッドが収められたプローブが直接パイプライン内へ導入されるとともに、検出部では光は測定対象である流体自体に入射され、対向配置された反射鏡であるステンレス鋼製鏡によって反射される構成となっている。このことから、ステンレス鋼製鏡が長時間にわたり流体に曝された状態でいると、汚れたりミスト等の異物がステンレス鋼製鏡の鏡面に付着し、反射率が低下する等の悪影響が出る恐れがある。従来技術では経年変化により測定性能が著しく低下するという問題があった。また、特に反射鏡を凹面にすると凹面内に異物が溜まってしまうおそれがあり、このような構成を採用することができず、設計の自由度が乏しいという問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易かつ安価な構成であるにも拘わらず、反射部の劣化を極力低減するとともに測定性能を向上させ、長期間にわたり安定した油種識別を実現する油種モニタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る油種モニタは、
近赤外光の発光素子を含み、近赤外光を発光する発光部と、
近赤外光を透過させる透過部と、
油に接するように配置され、油を介して入射された透過部からの近赤外光を反射面により反射させて再度透過部まで到達させる反射部と、
該透過部を経て到達した近赤外光を受光して検出を行う分光光度計と、
前記分光光度計から得られた信号を処理する信号処理部とを備え、吸光度の変化により油種を識別する油種モニタであって、
前記反射部は、透明体の一方の面に反射面を設けて両面を透過面と反射面として、透過面を油との接触面とし、また、反射面を油との非接触面とする、
ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る油種モニタは、
請求項１に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部は前記透明体の透過面が凸面または平面であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る油種モニタは、
請求項１または請求項２に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部は前記反射面が凹面であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項４に係る油種モニタは、
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部と前記透過部との間に設けられる検出空間部を有し、該反射部、検出空間部および透過部が同一直線上にあるような検出部を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項５に係る油種モニタは、
請求項４に記載の油種モニタにおいて、
前記検出部は、検出空間部と連通する流入部と、
検出空間部と連通する流出部と、を備え、
流入部と流出部とを通じてこの検出空間部を流れる油を識別対象とすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項６に係る油種モニタは、
請求項４に記載の油種モニタにおいて、
前記検出部は、その検出空間部が開放空間であって、この検出空間部を流れる油を識別対象とすることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項７に係る油種モニタは、
請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の油種モニタにおいて、
前記検出部は、
検出部本体と、
検出部本体に前記反射部を固定する固定部と、
前記反射部と前記固定部とを外界から封止するように前記検出部本体に固定される蓋部と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項８に係る油種モニタは、
請求項７に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部、前記固定部および前記蓋部は、検出部本体に対して着脱可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上の本発明によれば、簡易かつ安価な構成であるにも拘わらず、固形物等の測定を妨げるものが中央付近に溜まりにくくして反射部の劣化を極力低減するとともに分析性能を向上させ、長期間にわたり安定した油種識別を実現する油種モニタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態の油種モニタについて、図を参照しつつ説明する。図１は本形態の油種モニタの斜視外観図である。
油種モニタ１は、本体ケース１００、本体ケース下部１０１、検出部２００（以下フローセルと記載する）を備えている。このような油種モニタ１は、フローセル２００内に油種を識別する油を通流させた状態でモニタリングを行うものである。後述するが、パイプやチューブによりフローセル２００内に油を通流させたり、あるいは、輸送管（パイプライン）内にフローセル２００を配置して直接的に油を通流させる。
【００２０】
続いて各部について説明する。まず本体ケース１００の構成について説明する。図２は本形態の油種モニタの構造図である。本体ケース１００は、図１，図２に示すように、本体ケース下部１０１、通信用コネクタ１０２、表示部１０３、発光素子１０４、分光光度計１０５、光ファイバ１０６、ファイバ端部１０７、入射光用光ファイバ１０８、反射光用光ファイバ１０９、信号処理部１１０を備える。この本体ケース１００は、少なくとも内部を油から効果的に保護する機能を有していれば良く、形状は、図に示すように側面視略Ｔ字型としたり、また、材質は鋳物等を採用している。
【００２１】
続いて本体ケース下部１０１の構成について説明する。本体ケース下部１０１は、図１，図３に示すように、レンズ１１１、透過部１１２、端部取付部１１３、ホルダ１１４、ねじ部１１５、シール部１１６、シール部１１７、封止部１１８を備える。この本体ケース下部１０１は、少なくとも内部を油から効果的に保護する機能を有していれば良く、材質は鋳物等を採用することができる。
【００２２】
続いてフローセル２００の構成について説明する。図４は、フローセルの内部構成の説明図である。フローセル２００は、図１，図２，図３，図４に示すように、フローセル本体２０１（検出部本体）、油流入用ジョイント２０２、油流出用ジョイント２０３、透過部２０４、検出空間部２０５、反射部２０６、ジョイント接続部２０７、挿通部２０８、ねじ部２０９、固定部２１０、シール部２１１、シール部２１２、固定部２１３、シール部２１４、蓋部２１５を備えている。
【００２３】
続いて、油種モニタ１の機械的構成および組み立てについて説明する。
本体ケース１００の内部には、図２で示すように、表示部１０３、発光素子１０４、分光光度計１０５、光ファイバ１０６、ファイバ端部１０７、入射光用光ファイバ１０８、反射光用光ファイバ１０９、信号処理部１１０が配置されている。構造としては光ファイバ１０６がファイバ端部１０７に固定された状態である。二個の通信用コネクタ１０２は、図１で示すように、本体ケース１０１の外側に配置されている。
【００２４】
図３に本体ケース１００の本体ケース下部１０１とフローセル２００を示す。ホルダ１１４の内部にはレンズ１１１が固定されるとともに、さらにレンズ１１１の下部に透過部１１２（透明ガラス）がホルダ１１４で押さえつけられるようにして本体ケース下部１０１に固定される。また、光ファイバ１０６の終端に接続されたファイバ端部１０７が、端部取付部１１３に固定される。この端部取付部１１３がレンズ１１１の挿通孔を覆うようにホルダ１１４に取り付けられる。そしてホルダ１１４が本体ケース下部１０１に取り付けられる。ここまでは光ファイバ１０６が余裕ある長さとすれば、取付が容易である。なお、本体ケース下部１０１は本体ケース１００に固定されている。
【００２５】
そして、このような本体ケース下部１０１には、図３で示すように、フローセル２００が固定される。フローセル本体２０１には、図３，図４で示すように、透過部２０４、検出空間部２０５、反射部２０６、挿通部２０８、固定部２１０、シール部２１１、シール部２１２、固定部２１３、シール部２１４、蓋部２１５が取り付けられる。取付構造としては透過部２０４が挿通部２０８内を挿通され、シール部２１１によりシールされた状態で配置され、周囲にねじ部２１０ｂが設けられた固定部２１０を上側から螺挿して透過部２０４を固定している。同様に、反射部２０６がシール部２１２によりシールされた状態で、周囲にねじ部２１３ｂが設けられた固定部２１３を下側から螺挿して反射部２０６を固定している。そしてフローセル本体２０１がシール部２１４によりシールされた状態で、内周囲にねじ部２１５ａが設けられた蓋部２１５を下側から螺挿して反射部２０６を封止している。また、フローセル本体２０１も本体ケース下部１０１から簡単に着脱可能であり、内部の固定部２１０や透過部２０４も脱着可能としている。同様に蓋部２１５もフローセル本体２０１から簡単に着脱可能であり、内部の固定部２１３や反射部２０６も脱着可能としている。このような構成を採用したため、透過部２０４や反射部２０６のクリーニングをすぐに行うことができメンテナンス性が良い。
【００２６】
このようなフローセル２００は、図３で示すように、シール部１１７を介在させてからフローセル２００のねじ部２０９を本体ケース下部１０１のねじ部１１５に螺挿して固定し、さらに封止部１１８により封止および締め付けを行いつつ固定する。
【００２７】
このような油種モニタ１は、パイプやチューブによりフローセル２００内に油を通流させる場合には、図１，図４で示すように、円柱状の空間である検出空間部２０５と連通する油流入用ジョイント２０２（本発明の流入部の一例である）や油流出用ジョイント２０３（本発明の流出部の一例である）を取り付け、また、パイプライン内にフローセル２００を配置して直接的に油を導入する場合には、図３で示すように、ジョイント接続部２０７のみの状態とする。これら油流入用ジョイント２０２や油流出用ジョイント２０３とを通じて（またはジョイント接続部２０７を通じて）この検出空間部２０５を流れる油を識別対象とする。
【００２８】
続いて、油種モニタ１による光学系について図を参照しつつ説明する。図５は反射部の説明図であり、図５（ａ）は透過面が凸面の反射部の説明図、図５（ｂ）は透過面が平面の反射部の説明図である。図６は反射部による反射光の説明図であり、図６（ａ）は平面の反射面による反射光の説明図、図６（ｂ）は凹面の反射面による反射光の説明図である。
【００２９】
図２に示すように、発光素子１０４は、近赤外光の発光素子やドライバ等を含む構成であって信号処理部１１０によりＯＮ／ＯＦＦ制御されるようになされており、モニタリング時にのみ発光して近赤外光を発生する。そして、近赤外光は入射光用光ファイバ１０８を通過して光ファイバ１０６へ到達し、ファイバ端部１０７へ到達する。ここに図２，図３，図４に示すように、ファイバ端部１０７、レンズ１１１、固定部２１０の孔部２１０ａ、透過部２０４、検出空間部２０５、反射部２０６は略同一直線状に配置されており、後述するが、近赤外光は、ファイバ端部１０７からさらにレンズ１１１、固定部２１０の孔部２１０ａ、透過部２０４を経て検出空間部２０５内へ入射して、この空間部内の油を透過した後に反射部２０６へ到達する。
【００３０】
レンズ１１１は近赤外光を例えば平行光などに整形する機能を有する。透過部２０４は両側平面のガラス製の透明板であり、検出空間部２０５内の油を上側に流入させないようにしているものであり近赤外光をそのまま透過させる。この場合、固定部２１０の孔部２１０ａも透過する。近赤外光は検出空間部２０５内へ入射し、空間部内の油を透過する。この場合、後述するが近赤外光の吸光度が変化する。油を透過した近赤外光は反射部２０６へ到達する。
【００３１】
反射部２０６は、図５（ａ）で示すように、透明体２０６ａ、反射面２０６ｄを備える。透明体２０６ａはその両面を凸面２０６ｂ，２０６ｃとして形成する。透明体２０６ａは両面凸レンズであり光軸方向が入射光・反射光の光軸方向と一致する。両面の凸面の曲率半径Ｒは何れも２５０ｍｍ〜５００ｍｍとすることが好ましい。一方の凸面を透過面２０６ｂとし、他方の凸面に反射面２０６ｄを形成する。反射面２０６ｄは透明体に直接形成した例えばアルミ蒸着膜である。このような反射面２０６ｄは、凹面として形成される。凹面の曲率半径Ｒも２５０ｍｍ〜５００ｍｍとすることが好ましい。この反射部２０６では透過面２０６ｂから入射した近赤外光が、反射面２０６ｄの凹面側にて反射して、再度透過面２０６ｂから出射する。
【００３２】
このような反射部２０６は、特に油に接する透過面２０６ｂを凸面としたため、固形物等の測定を妨げるもの、例えば油カスやミスト等による汚れ（以下単に汚れという）は中央付近（光軸付近）では付着するおそれもなく、近赤外光は汚れが付きにくい中央付近を通過することになり、長期間にわたる使用を可能としている。少なくとも透過面２０６ｂ上には凹部がないため、汚れが中央付近に溜まることがなくこれにより悪影響を与えるおそれが殆ど無い。また、蓋部２１５により封止されて油に接しない面に反射面２０６ｄを配置したため、反射面２０６ｄを汚れにくくしており、この点でも長期間にわたる使用を可能としている。
【００３３】
また、他の反射部２０６は、図５（ｂ）で示すように、透明体２０６ｅ、反射面２０６ｈを備える。透明体２０６ｅはその一方の面を平面２０６ｆとして形成し、透明体２０６ｅの他方の面を凹面２０６ｇとして形成する。透明体２０６ｅは片面凸レンズであり光軸方向が入射光・反射光の光軸方向と一致する。凸面の曲率半径Ｒは２５０ｍｍ〜５００ｍｍとすることが好ましい。平面２０６ｆを透過面２０６ｆとし、他方の凸面２０６ｇに反射面２０６ｈを形成する。反射面２０６ｈは透明体に直接形成した例えばアルミ蒸着膜である。このような反射面２０６ｈは、凹面として形成される。凹面の曲率半径Ｒも２５０ｍｍ〜５００ｍｍとすることが好ましい。この反射部２０６では透過面２０６ｆから入射した近赤外光が、反射面２０６ｈの凹面側にて反射して、再度透過面２０６ｆから出射する。
【００３４】
このような反射部２０６は、特に油に接する透過面２０６ｆを平面とした。これは凸面ほどではないが、やはり汚れは中央付近（光軸付近）では付着するおそれも小さくなり、近赤外光は汚れが付きにくい中央付近を通過することになり、長期間にわたる使用を可能としている。少なくとも透過面２０６ｆ上には凹部がないため、汚れが中央付近に溜まることがなくこれにより悪影響を与えるおそれが殆ど無い。また、蓋部２１５により封止されて油に接しない面に反射面２０６ｈを配置したため、反射面２０６ｈを汚れにくくしており、この点でも長期間にわたる使用を可能としている。
【００３５】
また、従来では図６（ａ）で示すように、発散傾向を有する近赤外光の入射光が反射部３００の平面による反射面３０１で反射すると、さらに近赤外光が発散するため、ファイバ端部１０７まで到達する光が少なくなって反射光の強度が低下するが、本形態では、従来では不可能であった凹面による反射面を採用したため、図６（ｂ）で示すように、広がる傾向を有する近赤外光の入射光が反射部２０６の凹面による反射面２０６ｄで反射すると、平行光（もしくは弱い収束光）として反射されるため、反射光の強度の低下を防止する。このように下面を適度なＲ状の曲面（曲率半径Ｒ：２５０ｍｍ〜５００ｍｍ）としたことによって、反射光を平行光（もしくは弱い収束光）にすることができる。これは図５（ａ）で示す両側凸面の反射部２０６のみならず、図５（ｂ）で示す片側凸面の反射部２０６でも奏しうる効果である。これらのような反射光が検出空間部２０５、透明体２０４、固定部２１０の孔部２１０ａ、レンズ１１１、ファイバ端部１０７と透過して光ファイバ１０６や反射光用光ファイバ１０９へ到達し、さらに分光光度計１０５へ受光されることになる。
【００３６】
続いて、油種モニタによる油種識別について図を参照しつつ説明する。
まず、図２で示すように、油流入用ジョイント２０２を介して下側から検出空間部２０５内に油を流入させ、上側の油流出用ジョイント２０３から油を流出させている。下側から上側へ流れるため、油が反射部２０６付近で滞留しないようにして反射部２０６に汚れが付着しないようにしている。
【００３７】
発光部から発せられた近赤外光は、検出空間部２０５内の油を透過して、反射部２０６で反射して再度油を透過する。これにより近赤外光の吸光度が変化する。この近赤外光は光ファイバ１０６、反射光用光ファイバ１０９を経て分光光度計１０５に受光される。分光光度計１０５では、近赤外領域の波長（約８００〜１１００〔ｎｍ〕）を検出可能としており、該受光された光から波長毎の光に分光されたスペクトルが得られ、フローセル２００内の油を透過した近赤外光の透過光スペクトルを測定する。信号処理部１１０は、このような分光光度計１０５の出力信号を処理する。
【００３８】
信号処理部１１０は、透過スペクトルを表す出力データを得て、対数演算等の周知の方法により、透過スペクトルを吸光度スペクトルを表すデータに変換する。吸光度スペクトルは油のメーカーに関わらずほぼ一定である。そしてこの吸光度スペクトルを表すデータに基づいてサンプルの油種（レギュラーガソリン、ハイオクタンガソリン、灯油、軽油）を識別する識別データを生成する。この識別データを生成した信号処理部１１０は、例えば、通信用コネクタ１０２に接続される通信ケーブルを介して通信可能になされた外部装置（例えば監視用コンピュータ）へこの識別データを通信して出力したり、または、表示部１０３を介してレギュラーガソリン、ハイオクタンガソリン、灯油、軽油の何れであるかを、例えばＬＥＤや液晶ディスプレイなどにより表示する。さらにはこれらの処理を共に行うようにしても良い。
【００３９】
このような本形態による油種モニタ１によれば、特に反射部２０６は、透明体の一方の面に反射面を設けて両面をそれぞれ透過面と反射面とし、透過面を油との接触面とし、また、反射面を油との非接触面としたため、従来技術のように反射面に汚れが付着するような事態の発生を防止する。特に反射部は透明体の透過面が凸面または平面として凹面ではないようにしたため汚れを付着しにくくしている。特に透過面が凸面の場合は、中央では汚れが付着しにくくなっている。また、反射部の反射面が適度なＲ状の曲面となるように調整・選択された凹面とすれば、反射光を平行光または弱い収束光として、反射光の強度低下を防止することができる。
【００４０】
続いて他の実施形態の油種モニタについて、図を参照しつつ説明する。図７は他の実施形態の油種モニタの外観図である。図８は検出部の説明図であり、図８（ａ）は検出部の内部構造図、図８（ｂ）は反射部の説明図である。
【００４１】
油種モニタ２は、本体ケース１００、本体ケース下部１０１、フランジ４００、検出部５００を備えている。このような油種モニタ２は、フランジ４００により送油管３に取付られ、この送油管３内に検出部５００を配置して検出部５００の外側面に形成された検出空間部５１１に油種を識別する油を通流させてからモニタリングを行うものである。なお、この油種モニタ２の本体ケース１００、本体ケース下部１０１の構成は、先に図１〜図６を用いて説明した油種モニタ１の本体ケース１００、本体ケース下部１０１の構成と同じであり、同じ符号を付すとともに重複する説明を省略するものとし、相違点となるフランジ４００、検出部５００について説明する。
【００４２】
フランジ４００は、例えば本体ケース下部１０１に取り付けられており、送油管３に油種モニタ２を直接接続できるようにする。この場合、図７で示すように、送油管３の軸方向（油の流れる方向）から見て、検出部５００の検出空間部５１１が開放されているように配置すれば良い。
検出部５００は、上側は先に図３，図４を用いて説明した本体ケース下部１０１との取付構造を有するが、下側は図８（ａ）で示すような形態となる。検出部５００は、検出部本体５０１、挿通部５０２、固定部５０３、透過部５０４、シール部５０５，５０６、反射部５０７、固定部５０８、シール部５０９、蓋部５１０、検出空間部５１１を備える。
【００４３】
この検出部本体５０１は、少なくとも内部を油から保護する機能を有していれば良く、形状は、図に示すように検出空間部が一部に形成された筒状としたり、また、材質は鋳物等を採用することができる。取付構造としては透過部５０４が挿通部５０２内を挿通され、シール５０５によりシールされた状態で、周囲にねじ部５０３ｂが設けられた固定部５０３を上側から螺挿して透過部５０４を固定している。同様に、反射部５０７がシール５０６によりシールされた状態で、周囲にねじ部５０８ｂが設けられた固定部５０８を下側から螺挿して反射部５０７を固定している。
【００４４】
反射部５０７は、図８（ｂ）で示すように、透明体５０７ａ、反射面５０７ｄを備える。透明体５０７ａはその両面を凸面５０７ｂ，５０７ｃとして形成する。透明体５０７ａは両面凸レンズであり光軸方向が入射光・反射光の光軸方向と一致する。両面の凸面の曲率半径Ｒは何れも２５０ｍｍ〜５００ｍｍとすることが好ましい。一方の凸面を透過面５０７ｂとし、他方の凸面５０７ｃに反射面５０７ｄを形成する。反射面５０７ｄは透明体に直接形成した例えばアルミ蒸着膜である。このような反射面５０７ｄは、凹面として形成される。凹面の曲率半径Ｒも２５０ｍｍ〜５００ｍｍとすることが好ましい。
【００４５】
このような反射部５０７は、特に油に接する透過面５０７ｂを凸面としたため、中央付近では汚れやが付着するおそれもなく、近赤外光は汚れが付きにくい中央付近を通過することとなり、長期間にわたる使用を可能としている。少なくとも透過面５０７ｂ上には凹部がないため、汚れが溜まるおそれが少なく悪影響を与えるおそれがない。また、蓋部５１０により封止されて油に接しない面に反射部５０７ｄを配置したため、反射部５０７ｄを汚れにくくしており、この点でも長期間にわたる使用を可能としている。なお、透過面が先に図５（ｂ）を用いて説明したように平面の反射部を用いることも可能であるが、長期的なメンテナンスフリーを実現するためには、図８（ｂ）で示すような両凸面の反射部５０７を使用することが好ましい。
【００４６】
そして検出部本体５０１がシール部５０９によりシールされた状態で、内周囲にねじ部５１０ａが設けられた蓋部５１０を下側から螺挿して反射部５０７を封止している。
また、検出部本体５０１も本体ケース下部１０１から簡単に着脱可能であり、内部の固定部５０３や透過部５０４も脱着可能としている。同様に蓋部５１０も検出部本体５０１から簡単に着脱可能であり、内部の固定部５０８や反射部５０７も脱着可能としている。このような構成を採用したため、透過部５０４や反射部５０７のクリーニングをすぐに行うことができメンテナンス性が良い。このような検出部５００では検出空間部５１１を開放空間とし、この検出空間部５１１を流れる油を識別対象としている。
なお、光学系・信号処理系は図１〜図６を用いて説明した油種モニタ１と同様であり、重複する説明を省略する。
【００４７】
このような本形態による油種モニタ２によれば、特に反射部は、透明体の一方の面に反射面を設けて両面を透過面と反射面とし、透過面を油との接触面とし、また、反射面を油との非接触面としたため、従来技術のように透過面に汚れが付着するような事態の発生を防止する。そして、反射部の反射面が適度なＲ状の曲面となるように調整・選択された凹面とすれば、反射光を平行光または収束光として、反射光の強度低下を防止する。
【００４８】
さらにまた、反射部は透明体の透過面が凸面または平面として形成したため汚れを付着しにくくしている。特に凸面の場合は、中央では汚れが付着しにくくなっている。
このような検出部５００では開放空間である検出空間部５１１を流れる油に対して入射光や反射光が通過することとなるが、それでも反射部５０７を改良しているため、従来技術と比較しても長期的なメンテナンスが不要となった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の油種モニタの斜視外観図である。
【図２】本発明を実施するための最良の形態の油種モニタの構造図である。
【図３】本体ケース下部およびフローセルの内部構成の説明図である。
【図４】フローセルの内部構成の説明図である。
【図５】反射部の説明図であり、図５（ａ）は透過面が凸面の反射部の説明図、図５（ｂ）は透過面が平面の反射部の説明図である。
【図６】反射部による反射光の説明図であり、図６（ａ）は平面の反射面による反射光の説明図、図６（ｂ）は凹面の反射面による反射光の説明図である。
【図７】他の実施形態の油種モニタの外観図である。
【図８】検出部の説明図であり、図８（ａ）は検出部の内部構造図、図８（ｂ）は反射部の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１：油種モニタ
１００：本体ケース
１０１：本体ケース下部
１０２：通信用コネクタ
１０３：表示部
１０４：発光素子
１０５：分光光度計
１０６：光ファイバ
１０７：ファイバ端部
１０８：入射光用光ファイバ
１０９：反射光用光ファイバ
１１０：信号処理部
１１１：レンズ
１１２：透過部（透明ガラス）
１１３：端部取付部
１１４：ホルダ
１１５：ねじ部
１１６：シール部
１１７：シール部
１１８：封止部
２００：フローセル（検出部）
２０１：フローセル本体
２０２：油流入用ジョイント
２０３：油流出用ジョイント
２０４：透過部
２０５：検出空間部
２０６：反射部
２０６ａ：透明体
２０６ｂ：透過面（凸面）
２０６ｃ：凸面
２０６ｄ：反射面（凹面）
２０６ｅ：透明体
２０６ｆ：透過面（平面）
２０６ｇ：凸面
２０６ｈ：反射面（凹面）
２０７：ジョイント接続部
２０８：挿通部
２０９：ねじ部
２１０：固定部
２１０ａ：孔部
２１０ｂ：ねじ部
２１１：シール部
２１２：シール部
２１３：固定部
２１３ａ：孔部
２１３ｂ：ねじ部
２１４：シール部
２１５：蓋部
２１５ａ：ねじ部
４００：フランジ
５００：フローセル
５０１：検出部本体
５０２：挿通部
５０３：固定部
５０３ａ：孔部
５０３ｂ：ねじ部
５０４：透過部
５０５：シール部
５０６：シール部
５０７ａ：透明体
５０７ｂ：透過面（凸面）
５０７ｃ：凸面
５０７ｄ：反射面（凹面）
５０８：固定部
５０８ａ：孔部
５０８ｂ：ねじ部
５０９：シール部
５１０：蓋部
５１０ａ：ねじ部
５１１：検出空間部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近赤外光の発光素子を含み、近赤外光を発光する発光部と、
近赤外光を透過させる透過部と、
油に接するように配置され、油を介して入射された透過部からの近赤外光を反射面により反射させて再度透過部まで到達させる反射部と、
該透過部を経て入射した近赤外光を受光して検出を行う分光光度計と、
前記分光光度計から得られた信号を処理する信号処理部とを備え、吸光度の変化により油種を識別する油種モニタであって、
前記反射部は、透明体の一方の面に反射面を設けて両面を透過面と反射面として、透過面を油との接触面とし、また、反射面を油との非接触面とする、
ことを特徴とする油種モニタ。
【請求項２】
請求項１に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部は前記透明体の透過面が凸面または平面であることを特徴とする油種モニタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部は前記反射面が凹面であることを特徴とする油種モニタ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部と前記透過部との間に設けられる検出空間部を有し、該反射部、検出空間部および透過部が同一直線上にあるような検出部を備えることを特徴とする油種モニタ。
【請求項５】
請求項４に記載の油種モニタにおいて、
前記検出部は、検出空間部と連通する流入部と、
検出空間部と連通する流出部と、を備え、
流入部と流出部とを通じてこの検出空間部を流れる油を識別対象とすることを特徴とする油種モニタ。
【請求項６】
請求項４に記載の油種モニタにおいて、
前記検出部は、その検出空間部が開放空間であって、この検出空間部を流れる油を識別対象とすることを特徴とする油種モニタ。
【請求項７】
請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の油種モニタにおいて、
前記検出部は、
検出部本体と、
検出部本体に前記反射部を固定する固定部と、
前記反射部と前記固定部とを外界から封止するように前記検出部本体に固定される蓋部と、
を備えることを特徴とする油種モニタ。
【請求項８】
請求項７に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部、前記固定部および前記蓋部は、検出部本体に対して着脱可能であることを特徴とする油種モニタ。
【請求項１】
近赤外光の発光素子を含み、近赤外光を発光する発光部と、
近赤外光を透過させる透過部と、
油に接するように配置され、油を介して入射された透過部からの近赤外光を反射面により反射させて再度透過部まで到達させる反射部と、
該透過部を経て入射した近赤外光を受光して検出を行う分光光度計と、
前記分光光度計から得られた信号を処理する信号処理部とを備え、吸光度の変化により油種を識別する油種モニタであって、
前記反射部は、透明体の一方の面に反射面を設けて両面を透過面と反射面として、透過面を油との接触面とし、また、反射面を油との非接触面とする、
ことを特徴とする油種モニタ。
【請求項２】
請求項１に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部は前記透明体の透過面が凸面または平面であることを特徴とする油種モニタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部は前記反射面が凹面であることを特徴とする油種モニタ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部と前記透過部との間に設けられる検出空間部を有し、該反射部、検出空間部および透過部が同一直線上にあるような検出部を備えることを特徴とする油種モニタ。
【請求項５】
請求項４に記載の油種モニタにおいて、
前記検出部は、検出空間部と連通する流入部と、
検出空間部と連通する流出部と、を備え、
流入部と流出部とを通じてこの検出空間部を流れる油を識別対象とすることを特徴とする油種モニタ。
【請求項６】
請求項４に記載の油種モニタにおいて、
前記検出部は、その検出空間部が開放空間であって、この検出空間部を流れる油を識別対象とすることを特徴とする油種モニタ。
【請求項７】
請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の油種モニタにおいて、
前記検出部は、
検出部本体と、
検出部本体に前記反射部を固定する固定部と、
前記反射部と前記固定部とを外界から封止するように前記検出部本体に固定される蓋部と、
を備えることを特徴とする油種モニタ。
【請求項８】
請求項７に記載の油種モニタにおいて、
前記反射部、前記固定部および前記蓋部は、検出部本体に対して着脱可能であることを特徴とする油種モニタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−７１７３３（Ｐ２０１０−７１７３３Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３７７５６（Ｐ２００８−２３７７５６）
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００２１９４５１）東亜ディーケーケー株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００２１９４５１）東亜ディーケーケー株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
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