油種判定装置と方法
【課題】時間をかけることなく、油の種類を判定することができる油種判定装置と方法を提供する。
【解決手段】 第１波長光と第２波長光を発する光発生手段３と、光発生手段からの第１波長光と第２波長光が伝播する光ファイバ５と、光ファイバを伝播した第１波長光と第２波長光を検出する検出装置７と、を備える。検出装置７は、第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出する光量検出部と、第１波長光の光量に基づいて、光ファイバのセンサ部分５ｃに接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、第２波長光の光量に基づいて、センサ部分に接触していた油への第２波長光の吸光度を算出する第１の演算部と、第１波長光の吸光度と第２波長光の吸光度との比率を油種判定用比率として算出する第２の演算部と、を有する。
【解決手段】 第１波長光と第２波長光を発する光発生手段３と、光発生手段からの第１波長光と第２波長光が伝播する光ファイバ５と、光ファイバを伝播した第１波長光と第２波長光を検出する検出装置７と、を備える。検出装置７は、第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出する光量検出部と、第１波長光の光量に基づいて、光ファイバのセンサ部分５ｃに接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、第２波長光の光量に基づいて、センサ部分に接触していた油への第２波長光の吸光度を算出する第１の演算部と、第１波長光の吸光度と第２波長光の吸光度との比率を油種判定用比率として算出する第２の演算部と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油の種類を判定する油種判定装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川や海などの水に、「油らしきもの」が浮遊していることがある。これが油である場合、その油の種類を判定することで、油流出の原因を突き止め、油流出を防ぐ対策を立てることができる。
【０００３】
なお、本願の技術分野における先行技術文献として、下記の特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８３３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来では、河川などの水に混在している油の種類を判定するために、その油を分析している。この分析には、時間がかかっていた。例えば、油のサンプルを試験室に持ち帰り、油の成分を解析していた。この解析では、油分を有機溶媒で抽出する必要がある。そのため、油の種類を判定するのに時間がかかっていた。
【０００６】
なお、特許文献１では、光ファイバに液体を付着させ、この付着部分から光が光ファイバから外部へ漏れることを利用している。すなわち、光ファイバを、漏れずに伝播した光量を検出し、この光量に基づいて、液体が水か油かを判定している。しかし、この構成で、油の種類を判定することはできない。なぜなら、光ファイバに付着した油の量によって、光ファイバを、漏れずに伝播する光量が変化するからである。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、時間をかけることなく、油の種類を判定することができる油種判定装置と方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明によると、第１の波長を有する第１波長光と、第２の波長を有する第２波長光とを用いて、油の種類を判定する油種判定装置であって、
第１波長光と第２波長光を発する光発生手段と、
光発生手段からの第１波長光と第２波長光が伝播する光ファイバと、
該光ファイバを伝播した第１波長光と第２波長光を検出する検出装置と、を備え、
前記光ファイバは、光が伝播するコア部と、該コア部から外部に光が漏れないように該コア部を覆う被覆部とを有し、
前記光ファイバは、その長手方向の途中において、油に接触させるセンサ部分を有し、該センサ部分では、前記コア部が露出しており、
前記検出装置は、
第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出する光量検出部と、
第１波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、第２波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第２波長光の吸光度を算出する第１の演算部と、
第１波長光の前記吸光度と、第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する第２の演算部と、を有する、ことを特徴とする油種判定装置が提供される。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によると、光発生手段は、第１波長光と第２波長光を含む光を発し、
前記検出装置は、光発生手段から発せられ前記センサ部分を通過した光から、第１波長光と第２波長光とを分離させる光分離手段と、を有する。
【００１０】
代わりに、光発生手段は、第１波長光を発生させる第１波長光発生部と、第２波長光を発生させる第２長光発生部と、を有していてもよい。
【００１１】
油種判定装置は、水を掬い取る柄杓部を備え、前記センサ部分は、掬い取られた水に接触できるように前記柄杓部内に配置されていてもよい。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、本発明によると、上述の油種判定装置を用いた油種判定方法であって、
（Ａ）前記センサ部分を油に接触させた状態で、光発生手段から光ファイバに第１波長光と第２波長光を伝播させて、光量検出部により、第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出し、
（Ｂ）第１の演算部により、第１波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、第２波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第２波長光の吸光度を算出し、
（Ｃ）第２の演算部により、第１波長光の前記吸光度と、第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する、ことを特徴とする油種判定方法が提供される。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によると、（Ｄ）油の種類毎に、前記センサ部分に接触する該種類の油への第１波長光の吸光度と、前記センサ部分に接触する該種類の油への第２波長光の吸光度との比率または当該比率の範囲を予め求め、これら比率または当該範囲を油種毎比率データとし、
（Ｅ）油種判定用比率を、油種毎比率データと比較することで、前記センサ部分に接触していた油の種類を判定する。
【００１４】
好ましくは、（Ｆ）前記（Ｂ）で検出した第１波長光の吸光度または第２波長光の吸光度が、下限値以下である場合には、油が存在していないとするか、または、センサ部分への油の接触量が少ないとして、再び、前記（Ａ）、（Ｂ）を行う。
【００１５】
また、好ましくは、（Ｇ）前記（Ｂ）で検出した第１波長光の吸光度または第２波長光の吸光度が、上限値以上である場合には、センサ部分への油の接触量が多すぎるとして、再び、前記（Ａ）、（Ｂ）、を行う。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本発明によると、光ファイバのセンサ部分に第１波長光と第２波長光を伝播させ、センサ部分を伝播した第１波長光と第２波長光の光量を別々に検出し、第１波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、第２波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第２波長光の吸光度を算出し、第１波長光の前記吸光度と、第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する。この油種判定用比率は、油種毎に異なるので、油種判定用比率に基づいて、時間をかけることなく、油の種類を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態による油種判定装置の構成図である。
【図２】検出装置の構成例を示す。
【図３】本発明の実施形態による油種判定方法のフローチャートである。
【図４】センサ部分を油に接触させた状態を示す。
【図５】油種判定装置が柄杓部を備える場合を示す。
【図６】センサ部分が複数折り返す場合を示す。
【図７】吸光度の比率を別の座標軸で表す場合の説明図である。
【図８】光発生手段の別の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１９】
（油種判定装置の構成）
図１は、本発明の実施形態による油種判定装置１０の構成図である。油種判定装置１０は、例えば水に混在している油の種類を判定する装置である。油種判定装置１０は、光発生手段３、光ファイバ５、および検出装置７を備える。
【００２０】
光発生手段３は、第１の波長を有する第１波長光と、第２の波長を有する第２波長光とを発生させる。第１および第２の波長は、互いに異なっており、例えば、第１の波長は、４５０ｎｍであり、第２の波長は、６５０ｎｍである。
本実施形態では、光発生手段３は、第１波長光と第２波長光を含む光を発する。このような光発生手段３は、例えば、ハロゲンランプであってよい。
【００２１】
光ファイバ５は、光発生手段３からの光が伝播する経路となる。光ファイバ５は、光が伝播するコア部５ａ（コア）と、該コア部５ａから光が外部に漏れないように該コア部５ａを覆う被覆部５ｂ（クラッド）とを有する。コア部５ａは、被覆部５ｂよりも光の屈折率が高く、これにより、コア部５ａ内の光は、コア部５ａと被覆部５ｂとの境界で全反射をしながら、光ファイバ５の長手方向に伝播していく。
光ファイバ５は、その長手方向の途中において、（例えば水に混在している）油に接触させるセンサ部分５ｃを有し、該センサ部分５ｃでは、光ファイバ５のコア部５ａが露出している。
【００２２】
検出装置７は、光ファイバ５を伝播した第１波長光と第２波長光を検出する。検出装置７は、光量検出部、第１の演算部、および第２の演算部を有する。
【００２３】
光量検出部は、光ファイバ５を伝播した第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出する。光量検出部は、本実施形態では、光分離手段および受光部を有する。光分離手段は、光発生手段３から発せられセンサ部分５ｃを通過した光から、第１波長光と第２波長光を分離させる。受光部は、センサ部分５ｃを通過し、光分離手段により分離された第１波長光の光量と第２波長光の光量を別々に検出する。
例えば、光量検出部（光分離手段および受光部）は、分光器として構成されてよい。この場合、分光器は、プリズムまたは回折格子などの光学素子を用いて、光を分散させ、光のスペクトルを測定し、これにより、第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出する。
代わりに、光分離手段は、図２のように、光ファイバ５の分岐部５ｄと、第１および第２のフィルタ１３、１５とから構成され、受光部は、第１および第２の光検出器１７、１９とから構成されてもよい。この場合、分岐部５ｄが、センサ部分５ｃから延びてきている光ファイバ５を二つに分岐させる。分岐された一方の光ファイバ５に第１のフィルタ１３が設けられる。第１のフィルタ１３は、第１の波長（この例では、４５０ｎｍ）を持つ第１波長光のみを透過させる。この第１のフィルタ１３を透過した第１波長光が、第１の光検出器１７により検出される。同様に、分岐された他方の光ファイバ５に第２のフィルタ１５が設けられる。第２のフィルタ１５は、第２の波長（この例では、６５０ｎｍ）を持つ第２波長光のみを透過させる。この第２のフィルタ１５を透過した第２波長光が、第２の光検出器１９により検出される。
【００２４】
第１の演算部は、光量検出部が検出した第１波長光の光量に基づいて、センサ部分５ｃに接触していた油への第１波長光の吸光度を算出する。また、第１の演算部は、光量検出部が検出した第２波長光の光量に基づいて、センサ部分５ｃに接触していた油への第２波長光の吸光度を算出する。なお、本願において、吸光度とは、センサ部分５ｃ内から、センサ部分５ｃに接触している媒質（油など）へ光が透過する度合い（例えば、光量、または該光量を示す指標値）を意味する。
【００２５】
第２の演算部は、第１波長光の前記吸光度と、第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する。
【００２６】
（油種判定の原理）
第１波長光の吸光度と、第２波長光の吸光度との比率は、センサ部分５ｃへの油の接触量（接触面積）が異なっても、当該油の種類に固有の一定値となるか、または、当該油の種類に固有の一定範囲内の値となる。一方、当該比率または当該比率の範囲は、油の種類毎に異なる。そこで、上述の油種判定用比率を求めることで、油の種類を判定することができる。
【００２７】
吸光度は、センサ部分５ｃに接触している媒質の光の屈折率（以下、単に屈折率という）に応じて変化する。光は、光の屈折率が高い物質から、屈折率の低い物質へは、透過しにくい。この例では、センサ部分５ｃの屈折率は、１．４９である。従って、センサ部分５ｃの外部が、屈折率が１．３３である水である場合に、センサ部分５ｃの内部を伝播する光は、センサ部分５ｃと水との境界面で全反射する。また、センサ部分５ｃの外部が、屈折率が１．０である空気である場合に、センサ部分５ｃの内部を伝播する光は、センサ部分５ｃと空気との境界面で全反射する。一方、センサ部分５ｃの外部が、屈折率が１．４以上である油である場合に、センサ部分５ｃの内部を伝播する光は、センサ部分５ｃと油との境界面で全反射せず、少なくとも一部が当該油内へ透過していく。
【００２８】
従って、センサ部分５ｃに油が接触している場合には、光量検出部で検出する光量は、センサ部分５ｃに油が接触していない場合よりも減少する。この減少量が、上述の吸光度（光量）に相当する。この減少量を検知することで、油がセンサ部分５ｃに接触していたと判断できる。
吸光度は、センサ部分５ｃに接触している油の種類によって異なる。すなわち、センサ部分５ｃに接触している油の屈折率が大きい程、吸光度は大きくなる。さらに、センサ部分５ｃに接触している油の屈折率が、コア部５ａの屈折率よりも大きい場合には、センサ部分５ｃ内から当該油内へ透過する光量が大幅に大きくなるので吸光度は大幅に増加する。
一方、吸光度は、センサ部分５ｃへの油の接触量（すなわち、センサ部分５ｃにおける油の接触面積）によっても変化する。このため、吸光度だけでは、油の種類を判定することができない。
【００２９】
しかし、第１波長光の吸光度Ｌ（λ１）と、第２波長光の吸光度Ｌ（λ２）との比率Ｒが、センサ部分５ｃへの油の接触量が異なっても、次の式（１）のように当該油の種類に固有の一定値（または、一定範囲）となる。
Ｒ＝Ｌ（λ１）／Ｌ（λ２）＝一定値または一定範囲（ただし油種は同じ） ・・・（１）
一方、この比率Ｒまたはこの比率Ｒの範囲は、油の種類毎に異なる。そこで、この比率Ｒまたはこの比率Ｒの範囲を、油の種類毎に、予め求めておき、これら比率または範囲を油種毎比率データとする。油種の判定対象の油について、前記比率Ｒを油種判定用比率として求め、この油種判定用比率Ｒを油種毎比率データＲｉ（ここで、Ｒの添え字ｉは、油の種類の識別子であり、ｎを２以上として、１〜ｎの整数である）と比較することで、油種を判定することができる。
【００３０】
第１波長光の吸光度Ｌ（λ１）と、第２波長の吸光度Ｌ（λ２）は、好ましくは、次の式（２）、（３）で表すものである。
Ｌ（λ１）＝−ｌｏｇＴ（λ１） ・・・（２）
Ｌ（λ２）＝−ｌｏｇＴ（λ２） ・・・（３）
【００３１】
式（２）、（３）におけるｌｏｇは、ここでは常用対数を示す。
また、式（２）、（３）におけるＴ（λ１）、Ｔ（λ２）は、次の式（４）、（５）で表わされる。
Ｔ（λ１）＝｛Ｐ１α（λ１）−Ｂ１α（λ１）｝／｛Ｐ１β（λ１）−Ｂ１β（λ１）｝
・・・（４）
Ｔ（λ２）＝｛Ｐ２α（λ２）−Ｂ２α（λ２）｝／｛Ｐ２β（λ２）−Ｂ２β（λ２）｝
・・・（５）
【００３２】
上式（４）、（５）の各記号の定義は、以下の通りである。
Ｐ１α（λ１）：センサ部分５ｃに油を接触させた状態で、光発生手段３から第１波長光を発生させ、これにより、光量検出部が検出した第１波長光の光量。
Ｂ１α（λ１）：センサ部分５ｃに油を接触させた状態で、かつ、光発生手段３から第１波長光を発生させない状態で、光量検出部が検出した第１波長光の光量。
Ｐ１β（λ１）：光がセンサ部分５ｃの内部から外部へ漏れないようにした状態で、光発生手段３から第１波長光を発生させ、これにより、光量検出部が検出した第１波長光の光量。
Ｂ１β（λ１）：光がセンサ部分５ｃの内部から外部へ漏れないようにした状態で、かつ、光発生手段３から第１波長光を発生させない状態で、光量検出部が検出した第１波長光の光量。
Ｐ２α（λ２）：センサ部分５ｃに油を接触させた状態で、光発生手段３から第２波長光を発生させ、これにより、光量検出部が検出した第２波長光の光量。
Ｂ２α（λ２）：センサ部分５ｃに油を接触させた状態で、かつ、光発生手段３から第２波長光を発生させない状態で、光量検出部が検出した第２波長光の光量。
Ｐ２β（λ２）：光がセンサ部分５ｃの内部から外部へ漏れないようにした状態で、光発生手段３から第２波長光を発生させ、これにより、光量検出部が検出した第２波長光の光量。
Ｂ２β（λ２）：光がセンサ部分５ｃの内部から外部へ漏れないようにした状態で、かつ、光発生手段３から第２波長光を発生させない状態で、光量検出部が検出した第２波長光の光量。
【００３３】
なお、センサ部分５ｃに同じ量の油が付着している場合に、第１波長光と第２波長光の少なくとも一方で、吸光度に差が生じるように、第１波長光と第２波長光の波長を選択すればよい。
【００３４】
（油種判定方法）
図３は、上述の油種判定装置１０を用いた油種判定方法を示すフローチャートである。油種判定方法は、ステップＳ１〜Ｓ８を有する。
【００３５】
ステップＳ１では、例えば、図４のようにセンサ部分５ｃを油に接触させた状態で、光発生手段３から光ファイバ５に第１波長光と第２波長光を伝播させる。なお、油種判定装置１０は、例えば、図４のように、センサ部分５ｃが取り付けられた支持部９と、この支持部９に結合された取っ手１１とを有する。取っ手１１を人が持って、図４のようにセンサ部分５ｃを水に浸けてよい。
【００３６】
ステップＳ２では、光量検出部により、ステップＳ１において光ファイバ５（センサ部分５ｃ）を通過した第１波長光および第２波長光の光量を別々に検出する。
【００３７】
ステップＳ３では、第１の演算部により、ステップＳ２において検出した第１波長光の光量に基づいて、センサ部分５ｃに接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、ステップＳ２において検出した第２波長光の光量に基づいて、センサ部分５ｃに接触していた油への第２波長光の吸光度を算出する。
【００３８】
ステップＳ４では、ステップＳ３において検出した第１波長光の吸光度または第２波長光の吸光度が、下限値以下であるかどうかを判断する。この判断がＹＥＳである場合には、油が存在していないとするか、または、センサ部分５ｃへの油の接触量が少ないとして、ステップＳ１へ戻り、再び、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３を行う。一方、ステップＳ４の判断がＮＯである場合には、ステップＳ５へ進む。なお、ステップＳ４で、油が存在していないとした場合には、油種判定方法を終了してもよいし、ステップＳ１へ戻り、再び、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３を行ってもよい。
【００３９】
ステップＳ５では、ステップＳ３において検出した第１波長光の吸光度または第２波長光の吸光度が、上限値以上であるかどうかを判断する。この判断がＹＥＳである場合には、センサ部分５ｃへの油の接触量が多すぎるとして、センサ部分５ｃを洗浄して、ステップＳ１へ戻り、再び、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３を行う。一方、ステップＳ５の判断がＮＯである場合には、ステップＳ６へ進む。
【００４０】
ステップＳ６では、第２の演算部により、ステップＳ３において算出した第１波長光の前記吸光度と第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する。
【００４１】
一方、ステップＳ７では、油の種類毎に、センサ部分５ｃに接触する該種類の油への第１波長光の吸光度と、センサ部分５ｃに接触する該種類の油への第２波長光の吸光度との比率または当該比率の範囲を予め求め、これら比率または当該範囲を油種毎比率データＲｉとする。これら比率または当該範囲は、上述のステップＳ１〜Ｓ６と同様にして求めることができる。好ましくは、油の種類毎に、上述のステップＳ１〜Ｓ６を、多数回行うことで、油種毎比率データＲｉを求めるのがよい。
【００４２】
ステップＳ８では、ステップＳ６において算出した油種判定用比率Ｒを、ステップＳ７において求めた油種毎比率データＲｉと比較することで、センサ部分５ｃに接触していた油の種類を判定する。すなわち、油種判定用比率Ｒに一致するＲｉが示す種類が、ステップＳ１でセンサ部分５ｃに接触していた油の種類である。
【００４３】
（実施例）
下記の種類の油について、上式（１）の比率Ｒを、上式（２）〜（５）を用いて求めたら、下記の結果を得た。
なお、各種類の油について、下記の各数値範囲は、上述のステップＳ１〜Ｓ６と同様のステップを多数回行うことで得たものである。
・実験結果
機械油（ＣＲＥ）の上記比率は、０．３４〜０．４３であった。
灯油（ケロシン）の上記比率は、０．３４〜０．３７であった。
サラダ油の上記比率は、０．８３であった。
オリーブ油の上記比率は、０．８２〜０．８３であった。
タービン油の上記比率は、０．９６〜０．９８であった。
この実験結果においては、機械油（ＣＲＥ）または灯油（ケロシン）と、植物油（サラダ油またはオリーブ油）と、タービン油とを、上記比率で互いに判別することができる。
なお、これら具体例以外の種類の油についても、上述の油種判定装置または油種判定方法により判定することができる。
【００４４】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記の変更例１〜４の中から、１つの変形例を採用してもよいし、複数の変形例を任意に組み合わせて採用してもよい。この場合、油種判定装置１０と油種判定方法の他の点は、上述と同じであってよい。
【００４５】
（変更例１）
油種判定装置１０は、図５のように、支持部９の代わりに、水を掬い取る柄杓部２１を備えていてもよい。この場合、センサ部分５ｃは、掬い取られた水に接触できるように柄杓部２１内に配置されている。
この構成で、柄杓部２１に掬い取った水に混在している油に、センサ部分５ｃを効率的に接触させることができる。例えば、柄杓部２１に掬い取った水の水面に接触し、かつ、当該水面に沿って延びるようにセンサ部分５ｃを配置することで、当該水面に浮いている油に効率的にセンサ部分５ｃを接触させることができる。
好ましくは、人が、柄杓部２１に結合している取っ手１１を持って、柄杓部２１に水を掬い取るようにする。
また、好ましくは、センサ部分５ｃ（コア部５ａ）は、柄杓部２１内の底面から浮いた状態となるように、張られるのがよい。例えば、図５のように、柄杓部２１の一端側にあるセンサ部分５ｃの部位２３が柄杓部２１の一端部に取り付けられ、柄杓部２１の他端側にあるセンサ部分５ｃの部位２５が柄杓部２１の他端部に取り付けられ、これにより、センサ部分５ｃが、柄杓部２１内の底面から浮いた状態となるように、張られるのがよい。図５の例では、センサ部分５ｃは、柄杓部２１の一端部から他端部まで延び、この他端部で折り返して、柄杓部２１の一端部まで延びている。代わりに、センサ部分５ｃ（コア部５ａ）は、柄杓部２１内の底面から浮いた状態となるように、柄杓部２１に設けた適宜の支持体により支持されてもよい。この支持体は、例えば、柄杓部２１内の内側面から延びていてもよいし、柄杓部２１内の底面から立ち上がっていてもよい。
【００４６】
（変更例２）
センサ部分は、例えば、図６のように、その一端側と他端側との間で複数回往復するように延びていてもよい。
【００４７】
（変更例３）
互いに異なる２つの波長を持つ第１波長光と第２波長光の上記比率をＲｘとし、互いに異なる２つの波長を持つ第３波長光と第４波長光の上記比率をＲｙとする。
Ｒｘについて、第１波長光と第２波長光を用いて、上述のステップＳ７と同様に、油種毎比率データＲｘｉを求める。次に、第１波長光と第２波長光の代わりに、第３波長光と第４波長光を用いて、上述のステップＳ７と同様に、油種毎比率データＲｙｉを求める。図７の例では、第１種類の油は、図７の破線Ａで示す範囲を持ち、第２種類の油は、図７の破線Ｂで示す範囲を持つ。図７の例では、ＲｘまたはＲｙの値が、範囲Ａと範囲Ｂとで重複する部分がある。この部分においては、両油を判別し難い。一方、図７の２次元平面において、座標軸Ｒｚにおいては、範囲Ａと範囲Ｂとは重複しない。そこで、図７の２次元平面において、範囲Ａと範囲Ｂを、それぞれ、座標軸Ｒｚにおける範囲Ａｚと範囲Ｂｚに変換し、これら座標軸Ｒｚにおける範囲Ａｚと範囲Ｂｚを、油種毎比率データとしてもよい。
一方、第１波長光と第２波長光を用いて、上述のステップをＳ１〜Ｓ６により、検査対象の油について、比率Ｒｘを取得する。次に、図７の２次元平面において、当該油の比率Ｒｘを、座標軸Ｒｚの座標値を用いて比率Ｒｚで表す。その上で、当該比率Ｒｚと、油種毎比率データＡｚ、Ｂｚと比較する。これにより、当該油が、上記の重複により、ＲｘやＲｙでは第１種類であるか第２種類であるか判別し難い場合であっても、Ｒｚにより、当該油が、第１種類であるか第２種類であるかを判別することができる。
なお、第１波長光、第２波長光、第３波長光、および第４波長光は、互いに異なる波長を有している。ただし、第１波長光と第２波長光の少なくとも一方と、第３波長光と第４波長光の少なくとも一方とが、異なる波長を有していればよい。
【００４８】
（変更例４）
上述のステップＳ１では、水中にセンサ部分５ｃを入れて、図４のように水に浮く油にセンサ部分５ｃを接触させたが、センサ部分５ｃに油を接触させることができれば、水中にセンサ部分５ｃを入れなくてもよい。例えば、センサ部分５ｃを水中にいれずに、油のみをセンサ部分５ｃに接触させてもよい。すなわち、水に混在していない油に本発明を適用してもよい。
【００４９】
（変形例５）
光発生手段は、図８のように、第１波長光を発生させる第１波長光発生部３ａと、第２波長光を発生させる第２長光発生部３ｂと、を有していてもよい。第１波長光発生部３ａは、例えば、４５０ｎｍの光を発生させる発光ダイオードであり、第２波長光発生部３ａは、例えば、６５０ｎｍの光を発生させる発光ダイオードである。
この場合、光分離手段が不要になる。代わりに、ステップＳ１で、まず、第１波長光を発生させて、ステップＳ２で、第１波長光を光量検出部で検出し、その後、センサ部分５ｃと油の接触状態を変えずに、ステップＳ１で、第２波長光を発生させて、ステップＳ２で、第２波長光を光量検出部で検出し、その後、ステップＳ３へ進む。
【符号の説明】
【００５０】
３ 光発生手段、５ 光ファイバ、５ａ コア部、５ｂ 被覆部，
５ｃ センサ部分，５ｄ 分岐部、７ 検出装置、９ 支持部、
１０ 油種判定装置、１１ 取っ手、１３ 第１のフィルタ、
１５ 第２のフィルタ、１７ 第１の光検出器、１９ 第２の光検出器、
２１ 柄杓部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油の種類を判定する油種判定装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川や海などの水に、「油らしきもの」が浮遊していることがある。これが油である場合、その油の種類を判定することで、油流出の原因を突き止め、油流出を防ぐ対策を立てることができる。
【０００３】
なお、本願の技術分野における先行技術文献として、下記の特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８３３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来では、河川などの水に混在している油の種類を判定するために、その油を分析している。この分析には、時間がかかっていた。例えば、油のサンプルを試験室に持ち帰り、油の成分を解析していた。この解析では、油分を有機溶媒で抽出する必要がある。そのため、油の種類を判定するのに時間がかかっていた。
【０００６】
なお、特許文献１では、光ファイバに液体を付着させ、この付着部分から光が光ファイバから外部へ漏れることを利用している。すなわち、光ファイバを、漏れずに伝播した光量を検出し、この光量に基づいて、液体が水か油かを判定している。しかし、この構成で、油の種類を判定することはできない。なぜなら、光ファイバに付着した油の量によって、光ファイバを、漏れずに伝播する光量が変化するからである。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、時間をかけることなく、油の種類を判定することができる油種判定装置と方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明によると、第１の波長を有する第１波長光と、第２の波長を有する第２波長光とを用いて、油の種類を判定する油種判定装置であって、
第１波長光と第２波長光を発する光発生手段と、
光発生手段からの第１波長光と第２波長光が伝播する光ファイバと、
該光ファイバを伝播した第１波長光と第２波長光を検出する検出装置と、を備え、
前記光ファイバは、光が伝播するコア部と、該コア部から外部に光が漏れないように該コア部を覆う被覆部とを有し、
前記光ファイバは、その長手方向の途中において、油に接触させるセンサ部分を有し、該センサ部分では、前記コア部が露出しており、
前記検出装置は、
第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出する光量検出部と、
第１波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、第２波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第２波長光の吸光度を算出する第１の演算部と、
第１波長光の前記吸光度と、第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する第２の演算部と、を有する、ことを特徴とする油種判定装置が提供される。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によると、光発生手段は、第１波長光と第２波長光を含む光を発し、
前記検出装置は、光発生手段から発せられ前記センサ部分を通過した光から、第１波長光と第２波長光とを分離させる光分離手段と、を有する。
【００１０】
代わりに、光発生手段は、第１波長光を発生させる第１波長光発生部と、第２波長光を発生させる第２長光発生部と、を有していてもよい。
【００１１】
油種判定装置は、水を掬い取る柄杓部を備え、前記センサ部分は、掬い取られた水に接触できるように前記柄杓部内に配置されていてもよい。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、本発明によると、上述の油種判定装置を用いた油種判定方法であって、
（Ａ）前記センサ部分を油に接触させた状態で、光発生手段から光ファイバに第１波長光と第２波長光を伝播させて、光量検出部により、第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出し、
（Ｂ）第１の演算部により、第１波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、第２波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第２波長光の吸光度を算出し、
（Ｃ）第２の演算部により、第１波長光の前記吸光度と、第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する、ことを特徴とする油種判定方法が提供される。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によると、（Ｄ）油の種類毎に、前記センサ部分に接触する該種類の油への第１波長光の吸光度と、前記センサ部分に接触する該種類の油への第２波長光の吸光度との比率または当該比率の範囲を予め求め、これら比率または当該範囲を油種毎比率データとし、
（Ｅ）油種判定用比率を、油種毎比率データと比較することで、前記センサ部分に接触していた油の種類を判定する。
【００１４】
好ましくは、（Ｆ）前記（Ｂ）で検出した第１波長光の吸光度または第２波長光の吸光度が、下限値以下である場合には、油が存在していないとするか、または、センサ部分への油の接触量が少ないとして、再び、前記（Ａ）、（Ｂ）を行う。
【００１５】
また、好ましくは、（Ｇ）前記（Ｂ）で検出した第１波長光の吸光度または第２波長光の吸光度が、上限値以上である場合には、センサ部分への油の接触量が多すぎるとして、再び、前記（Ａ）、（Ｂ）、を行う。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本発明によると、光ファイバのセンサ部分に第１波長光と第２波長光を伝播させ、センサ部分を伝播した第１波長光と第２波長光の光量を別々に検出し、第１波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、第２波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第２波長光の吸光度を算出し、第１波長光の前記吸光度と、第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する。この油種判定用比率は、油種毎に異なるので、油種判定用比率に基づいて、時間をかけることなく、油の種類を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態による油種判定装置の構成図である。
【図２】検出装置の構成例を示す。
【図３】本発明の実施形態による油種判定方法のフローチャートである。
【図４】センサ部分を油に接触させた状態を示す。
【図５】油種判定装置が柄杓部を備える場合を示す。
【図６】センサ部分が複数折り返す場合を示す。
【図７】吸光度の比率を別の座標軸で表す場合の説明図である。
【図８】光発生手段の別の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１９】
（油種判定装置の構成）
図１は、本発明の実施形態による油種判定装置１０の構成図である。油種判定装置１０は、例えば水に混在している油の種類を判定する装置である。油種判定装置１０は、光発生手段３、光ファイバ５、および検出装置７を備える。
【００２０】
光発生手段３は、第１の波長を有する第１波長光と、第２の波長を有する第２波長光とを発生させる。第１および第２の波長は、互いに異なっており、例えば、第１の波長は、４５０ｎｍであり、第２の波長は、６５０ｎｍである。
本実施形態では、光発生手段３は、第１波長光と第２波長光を含む光を発する。このような光発生手段３は、例えば、ハロゲンランプであってよい。
【００２１】
光ファイバ５は、光発生手段３からの光が伝播する経路となる。光ファイバ５は、光が伝播するコア部５ａ（コア）と、該コア部５ａから光が外部に漏れないように該コア部５ａを覆う被覆部５ｂ（クラッド）とを有する。コア部５ａは、被覆部５ｂよりも光の屈折率が高く、これにより、コア部５ａ内の光は、コア部５ａと被覆部５ｂとの境界で全反射をしながら、光ファイバ５の長手方向に伝播していく。
光ファイバ５は、その長手方向の途中において、（例えば水に混在している）油に接触させるセンサ部分５ｃを有し、該センサ部分５ｃでは、光ファイバ５のコア部５ａが露出している。
【００２２】
検出装置７は、光ファイバ５を伝播した第１波長光と第２波長光を検出する。検出装置７は、光量検出部、第１の演算部、および第２の演算部を有する。
【００２３】
光量検出部は、光ファイバ５を伝播した第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出する。光量検出部は、本実施形態では、光分離手段および受光部を有する。光分離手段は、光発生手段３から発せられセンサ部分５ｃを通過した光から、第１波長光と第２波長光を分離させる。受光部は、センサ部分５ｃを通過し、光分離手段により分離された第１波長光の光量と第２波長光の光量を別々に検出する。
例えば、光量検出部（光分離手段および受光部）は、分光器として構成されてよい。この場合、分光器は、プリズムまたは回折格子などの光学素子を用いて、光を分散させ、光のスペクトルを測定し、これにより、第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出する。
代わりに、光分離手段は、図２のように、光ファイバ５の分岐部５ｄと、第１および第２のフィルタ１３、１５とから構成され、受光部は、第１および第２の光検出器１７、１９とから構成されてもよい。この場合、分岐部５ｄが、センサ部分５ｃから延びてきている光ファイバ５を二つに分岐させる。分岐された一方の光ファイバ５に第１のフィルタ１３が設けられる。第１のフィルタ１３は、第１の波長（この例では、４５０ｎｍ）を持つ第１波長光のみを透過させる。この第１のフィルタ１３を透過した第１波長光が、第１の光検出器１７により検出される。同様に、分岐された他方の光ファイバ５に第２のフィルタ１５が設けられる。第２のフィルタ１５は、第２の波長（この例では、６５０ｎｍ）を持つ第２波長光のみを透過させる。この第２のフィルタ１５を透過した第２波長光が、第２の光検出器１９により検出される。
【００２４】
第１の演算部は、光量検出部が検出した第１波長光の光量に基づいて、センサ部分５ｃに接触していた油への第１波長光の吸光度を算出する。また、第１の演算部は、光量検出部が検出した第２波長光の光量に基づいて、センサ部分５ｃに接触していた油への第２波長光の吸光度を算出する。なお、本願において、吸光度とは、センサ部分５ｃ内から、センサ部分５ｃに接触している媒質（油など）へ光が透過する度合い（例えば、光量、または該光量を示す指標値）を意味する。
【００２５】
第２の演算部は、第１波長光の前記吸光度と、第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する。
【００２６】
（油種判定の原理）
第１波長光の吸光度と、第２波長光の吸光度との比率は、センサ部分５ｃへの油の接触量（接触面積）が異なっても、当該油の種類に固有の一定値となるか、または、当該油の種類に固有の一定範囲内の値となる。一方、当該比率または当該比率の範囲は、油の種類毎に異なる。そこで、上述の油種判定用比率を求めることで、油の種類を判定することができる。
【００２７】
吸光度は、センサ部分５ｃに接触している媒質の光の屈折率（以下、単に屈折率という）に応じて変化する。光は、光の屈折率が高い物質から、屈折率の低い物質へは、透過しにくい。この例では、センサ部分５ｃの屈折率は、１．４９である。従って、センサ部分５ｃの外部が、屈折率が１．３３である水である場合に、センサ部分５ｃの内部を伝播する光は、センサ部分５ｃと水との境界面で全反射する。また、センサ部分５ｃの外部が、屈折率が１．０である空気である場合に、センサ部分５ｃの内部を伝播する光は、センサ部分５ｃと空気との境界面で全反射する。一方、センサ部分５ｃの外部が、屈折率が１．４以上である油である場合に、センサ部分５ｃの内部を伝播する光は、センサ部分５ｃと油との境界面で全反射せず、少なくとも一部が当該油内へ透過していく。
【００２８】
従って、センサ部分５ｃに油が接触している場合には、光量検出部で検出する光量は、センサ部分５ｃに油が接触していない場合よりも減少する。この減少量が、上述の吸光度（光量）に相当する。この減少量を検知することで、油がセンサ部分５ｃに接触していたと判断できる。
吸光度は、センサ部分５ｃに接触している油の種類によって異なる。すなわち、センサ部分５ｃに接触している油の屈折率が大きい程、吸光度は大きくなる。さらに、センサ部分５ｃに接触している油の屈折率が、コア部５ａの屈折率よりも大きい場合には、センサ部分５ｃ内から当該油内へ透過する光量が大幅に大きくなるので吸光度は大幅に増加する。
一方、吸光度は、センサ部分５ｃへの油の接触量（すなわち、センサ部分５ｃにおける油の接触面積）によっても変化する。このため、吸光度だけでは、油の種類を判定することができない。
【００２９】
しかし、第１波長光の吸光度Ｌ（λ１）と、第２波長光の吸光度Ｌ（λ２）との比率Ｒが、センサ部分５ｃへの油の接触量が異なっても、次の式（１）のように当該油の種類に固有の一定値（または、一定範囲）となる。
Ｒ＝Ｌ（λ１）／Ｌ（λ２）＝一定値または一定範囲（ただし油種は同じ） ・・・（１）
一方、この比率Ｒまたはこの比率Ｒの範囲は、油の種類毎に異なる。そこで、この比率Ｒまたはこの比率Ｒの範囲を、油の種類毎に、予め求めておき、これら比率または範囲を油種毎比率データとする。油種の判定対象の油について、前記比率Ｒを油種判定用比率として求め、この油種判定用比率Ｒを油種毎比率データＲｉ（ここで、Ｒの添え字ｉは、油の種類の識別子であり、ｎを２以上として、１〜ｎの整数である）と比較することで、油種を判定することができる。
【００３０】
第１波長光の吸光度Ｌ（λ１）と、第２波長の吸光度Ｌ（λ２）は、好ましくは、次の式（２）、（３）で表すものである。
Ｌ（λ１）＝−ｌｏｇＴ（λ１） ・・・（２）
Ｌ（λ２）＝−ｌｏｇＴ（λ２） ・・・（３）
【００３１】
式（２）、（３）におけるｌｏｇは、ここでは常用対数を示す。
また、式（２）、（３）におけるＴ（λ１）、Ｔ（λ２）は、次の式（４）、（５）で表わされる。
Ｔ（λ１）＝｛Ｐ１α（λ１）−Ｂ１α（λ１）｝／｛Ｐ１β（λ１）−Ｂ１β（λ１）｝
・・・（４）
Ｔ（λ２）＝｛Ｐ２α（λ２）−Ｂ２α（λ２）｝／｛Ｐ２β（λ２）−Ｂ２β（λ２）｝
・・・（５）
【００３２】
上式（４）、（５）の各記号の定義は、以下の通りである。
Ｐ１α（λ１）：センサ部分５ｃに油を接触させた状態で、光発生手段３から第１波長光を発生させ、これにより、光量検出部が検出した第１波長光の光量。
Ｂ１α（λ１）：センサ部分５ｃに油を接触させた状態で、かつ、光発生手段３から第１波長光を発生させない状態で、光量検出部が検出した第１波長光の光量。
Ｐ１β（λ１）：光がセンサ部分５ｃの内部から外部へ漏れないようにした状態で、光発生手段３から第１波長光を発生させ、これにより、光量検出部が検出した第１波長光の光量。
Ｂ１β（λ１）：光がセンサ部分５ｃの内部から外部へ漏れないようにした状態で、かつ、光発生手段３から第１波長光を発生させない状態で、光量検出部が検出した第１波長光の光量。
Ｐ２α（λ２）：センサ部分５ｃに油を接触させた状態で、光発生手段３から第２波長光を発生させ、これにより、光量検出部が検出した第２波長光の光量。
Ｂ２α（λ２）：センサ部分５ｃに油を接触させた状態で、かつ、光発生手段３から第２波長光を発生させない状態で、光量検出部が検出した第２波長光の光量。
Ｐ２β（λ２）：光がセンサ部分５ｃの内部から外部へ漏れないようにした状態で、光発生手段３から第２波長光を発生させ、これにより、光量検出部が検出した第２波長光の光量。
Ｂ２β（λ２）：光がセンサ部分５ｃの内部から外部へ漏れないようにした状態で、かつ、光発生手段３から第２波長光を発生させない状態で、光量検出部が検出した第２波長光の光量。
【００３３】
なお、センサ部分５ｃに同じ量の油が付着している場合に、第１波長光と第２波長光の少なくとも一方で、吸光度に差が生じるように、第１波長光と第２波長光の波長を選択すればよい。
【００３４】
（油種判定方法）
図３は、上述の油種判定装置１０を用いた油種判定方法を示すフローチャートである。油種判定方法は、ステップＳ１〜Ｓ８を有する。
【００３５】
ステップＳ１では、例えば、図４のようにセンサ部分５ｃを油に接触させた状態で、光発生手段３から光ファイバ５に第１波長光と第２波長光を伝播させる。なお、油種判定装置１０は、例えば、図４のように、センサ部分５ｃが取り付けられた支持部９と、この支持部９に結合された取っ手１１とを有する。取っ手１１を人が持って、図４のようにセンサ部分５ｃを水に浸けてよい。
【００３６】
ステップＳ２では、光量検出部により、ステップＳ１において光ファイバ５（センサ部分５ｃ）を通過した第１波長光および第２波長光の光量を別々に検出する。
【００３７】
ステップＳ３では、第１の演算部により、ステップＳ２において検出した第１波長光の光量に基づいて、センサ部分５ｃに接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、ステップＳ２において検出した第２波長光の光量に基づいて、センサ部分５ｃに接触していた油への第２波長光の吸光度を算出する。
【００３８】
ステップＳ４では、ステップＳ３において検出した第１波長光の吸光度または第２波長光の吸光度が、下限値以下であるかどうかを判断する。この判断がＹＥＳである場合には、油が存在していないとするか、または、センサ部分５ｃへの油の接触量が少ないとして、ステップＳ１へ戻り、再び、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３を行う。一方、ステップＳ４の判断がＮＯである場合には、ステップＳ５へ進む。なお、ステップＳ４で、油が存在していないとした場合には、油種判定方法を終了してもよいし、ステップＳ１へ戻り、再び、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３を行ってもよい。
【００３９】
ステップＳ５では、ステップＳ３において検出した第１波長光の吸光度または第２波長光の吸光度が、上限値以上であるかどうかを判断する。この判断がＹＥＳである場合には、センサ部分５ｃへの油の接触量が多すぎるとして、センサ部分５ｃを洗浄して、ステップＳ１へ戻り、再び、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３を行う。一方、ステップＳ５の判断がＮＯである場合には、ステップＳ６へ進む。
【００４０】
ステップＳ６では、第２の演算部により、ステップＳ３において算出した第１波長光の前記吸光度と第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する。
【００４１】
一方、ステップＳ７では、油の種類毎に、センサ部分５ｃに接触する該種類の油への第１波長光の吸光度と、センサ部分５ｃに接触する該種類の油への第２波長光の吸光度との比率または当該比率の範囲を予め求め、これら比率または当該範囲を油種毎比率データＲｉとする。これら比率または当該範囲は、上述のステップＳ１〜Ｓ６と同様にして求めることができる。好ましくは、油の種類毎に、上述のステップＳ１〜Ｓ６を、多数回行うことで、油種毎比率データＲｉを求めるのがよい。
【００４２】
ステップＳ８では、ステップＳ６において算出した油種判定用比率Ｒを、ステップＳ７において求めた油種毎比率データＲｉと比較することで、センサ部分５ｃに接触していた油の種類を判定する。すなわち、油種判定用比率Ｒに一致するＲｉが示す種類が、ステップＳ１でセンサ部分５ｃに接触していた油の種類である。
【００４３】
（実施例）
下記の種類の油について、上式（１）の比率Ｒを、上式（２）〜（５）を用いて求めたら、下記の結果を得た。
なお、各種類の油について、下記の各数値範囲は、上述のステップＳ１〜Ｓ６と同様のステップを多数回行うことで得たものである。
・実験結果
機械油（ＣＲＥ）の上記比率は、０．３４〜０．４３であった。
灯油（ケロシン）の上記比率は、０．３４〜０．３７であった。
サラダ油の上記比率は、０．８３であった。
オリーブ油の上記比率は、０．８２〜０．８３であった。
タービン油の上記比率は、０．９６〜０．９８であった。
この実験結果においては、機械油（ＣＲＥ）または灯油（ケロシン）と、植物油（サラダ油またはオリーブ油）と、タービン油とを、上記比率で互いに判別することができる。
なお、これら具体例以外の種類の油についても、上述の油種判定装置または油種判定方法により判定することができる。
【００４４】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記の変更例１〜４の中から、１つの変形例を採用してもよいし、複数の変形例を任意に組み合わせて採用してもよい。この場合、油種判定装置１０と油種判定方法の他の点は、上述と同じであってよい。
【００４５】
（変更例１）
油種判定装置１０は、図５のように、支持部９の代わりに、水を掬い取る柄杓部２１を備えていてもよい。この場合、センサ部分５ｃは、掬い取られた水に接触できるように柄杓部２１内に配置されている。
この構成で、柄杓部２１に掬い取った水に混在している油に、センサ部分５ｃを効率的に接触させることができる。例えば、柄杓部２１に掬い取った水の水面に接触し、かつ、当該水面に沿って延びるようにセンサ部分５ｃを配置することで、当該水面に浮いている油に効率的にセンサ部分５ｃを接触させることができる。
好ましくは、人が、柄杓部２１に結合している取っ手１１を持って、柄杓部２１に水を掬い取るようにする。
また、好ましくは、センサ部分５ｃ（コア部５ａ）は、柄杓部２１内の底面から浮いた状態となるように、張られるのがよい。例えば、図５のように、柄杓部２１の一端側にあるセンサ部分５ｃの部位２３が柄杓部２１の一端部に取り付けられ、柄杓部２１の他端側にあるセンサ部分５ｃの部位２５が柄杓部２１の他端部に取り付けられ、これにより、センサ部分５ｃが、柄杓部２１内の底面から浮いた状態となるように、張られるのがよい。図５の例では、センサ部分５ｃは、柄杓部２１の一端部から他端部まで延び、この他端部で折り返して、柄杓部２１の一端部まで延びている。代わりに、センサ部分５ｃ（コア部５ａ）は、柄杓部２１内の底面から浮いた状態となるように、柄杓部２１に設けた適宜の支持体により支持されてもよい。この支持体は、例えば、柄杓部２１内の内側面から延びていてもよいし、柄杓部２１内の底面から立ち上がっていてもよい。
【００４６】
（変更例２）
センサ部分は、例えば、図６のように、その一端側と他端側との間で複数回往復するように延びていてもよい。
【００４７】
（変更例３）
互いに異なる２つの波長を持つ第１波長光と第２波長光の上記比率をＲｘとし、互いに異なる２つの波長を持つ第３波長光と第４波長光の上記比率をＲｙとする。
Ｒｘについて、第１波長光と第２波長光を用いて、上述のステップＳ７と同様に、油種毎比率データＲｘｉを求める。次に、第１波長光と第２波長光の代わりに、第３波長光と第４波長光を用いて、上述のステップＳ７と同様に、油種毎比率データＲｙｉを求める。図７の例では、第１種類の油は、図７の破線Ａで示す範囲を持ち、第２種類の油は、図７の破線Ｂで示す範囲を持つ。図７の例では、ＲｘまたはＲｙの値が、範囲Ａと範囲Ｂとで重複する部分がある。この部分においては、両油を判別し難い。一方、図７の２次元平面において、座標軸Ｒｚにおいては、範囲Ａと範囲Ｂとは重複しない。そこで、図７の２次元平面において、範囲Ａと範囲Ｂを、それぞれ、座標軸Ｒｚにおける範囲Ａｚと範囲Ｂｚに変換し、これら座標軸Ｒｚにおける範囲Ａｚと範囲Ｂｚを、油種毎比率データとしてもよい。
一方、第１波長光と第２波長光を用いて、上述のステップをＳ１〜Ｓ６により、検査対象の油について、比率Ｒｘを取得する。次に、図７の２次元平面において、当該油の比率Ｒｘを、座標軸Ｒｚの座標値を用いて比率Ｒｚで表す。その上で、当該比率Ｒｚと、油種毎比率データＡｚ、Ｂｚと比較する。これにより、当該油が、上記の重複により、ＲｘやＲｙでは第１種類であるか第２種類であるか判別し難い場合であっても、Ｒｚにより、当該油が、第１種類であるか第２種類であるかを判別することができる。
なお、第１波長光、第２波長光、第３波長光、および第４波長光は、互いに異なる波長を有している。ただし、第１波長光と第２波長光の少なくとも一方と、第３波長光と第４波長光の少なくとも一方とが、異なる波長を有していればよい。
【００４８】
（変更例４）
上述のステップＳ１では、水中にセンサ部分５ｃを入れて、図４のように水に浮く油にセンサ部分５ｃを接触させたが、センサ部分５ｃに油を接触させることができれば、水中にセンサ部分５ｃを入れなくてもよい。例えば、センサ部分５ｃを水中にいれずに、油のみをセンサ部分５ｃに接触させてもよい。すなわち、水に混在していない油に本発明を適用してもよい。
【００４９】
（変形例５）
光発生手段は、図８のように、第１波長光を発生させる第１波長光発生部３ａと、第２波長光を発生させる第２長光発生部３ｂと、を有していてもよい。第１波長光発生部３ａは、例えば、４５０ｎｍの光を発生させる発光ダイオードであり、第２波長光発生部３ａは、例えば、６５０ｎｍの光を発生させる発光ダイオードである。
この場合、光分離手段が不要になる。代わりに、ステップＳ１で、まず、第１波長光を発生させて、ステップＳ２で、第１波長光を光量検出部で検出し、その後、センサ部分５ｃと油の接触状態を変えずに、ステップＳ１で、第２波長光を発生させて、ステップＳ２で、第２波長光を光量検出部で検出し、その後、ステップＳ３へ進む。
【符号の説明】
【００５０】
３ 光発生手段、５ 光ファイバ、５ａ コア部、５ｂ 被覆部，
５ｃ センサ部分，５ｄ 分岐部、７ 検出装置、９ 支持部、
１０ 油種判定装置、１１ 取っ手、１３ 第１のフィルタ、
１５ 第２のフィルタ、１７ 第１の光検出器、１９ 第２の光検出器、
２１ 柄杓部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長を有する第１波長光と、第２の波長を有する第２波長光とを用いて、油の種類を判定する油種判定装置であって、
第１波長光と第２波長光を発する光発生手段と、
光発生手段からの第１波長光と第２波長光が伝播する光ファイバと、
該光ファイバを伝播した第１波長光と第２波長光を検出する検出装置と、を備え、
前記光ファイバは、光が伝播するコア部と、該コア部から外部に光が漏れないように該コア部を覆う被覆部とを有し、
前記光ファイバは、その長手方向の途中において、油に接触させるセンサ部分を有し、該センサ部分では、前記コア部が露出しており、
前記検出装置は、
第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出する光量検出部と、
第１波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、第２波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第２波長光の吸光度を算出する第１の演算部と、
第１波長光の前記吸光度と、第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する第２の演算部と、を有する、ことを特徴とする油種判定装置。
【請求項２】
光発生手段は、第１波長光と第２波長光を含む光を発し、
前記検出装置は、光発生手段から発せられ前記センサ部分を通過した光から、第１波長光と第２波長光とを分離させる光分離手段と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の油種判定装置。
【請求項３】
光発生手段は、第１波長光を発生させる第１波長光発生部と、第２波長光を発生させる第２長光発生部と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の油種判定装置。
【請求項４】
水を掬い取る柄杓部を備え、
前記センサ部分は、掬い取られた水に接触できるように前記柄杓部内に配置されている、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の油種判定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の油種判定装置を用いた油種判定方法であって、
（Ａ）前記センサ部分を油に接触させた状態で、光発生手段から光ファイバに第１波長光と第２波長光を伝播させて、光量検出部により、第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出し、
（Ｂ）第１の演算部により、第１波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、第２波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第２波長光の吸光度を算出し、
（Ｃ）第２の演算部により、第１波長光の前記吸光度と、第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する、ことを特徴とする油種判定方法。
【請求項６】
（Ｄ）油の種類毎に、前記センサ部分に接触する該種類の油への第１波長光の吸光度と、前記センサ部分に接触する該種類の油への第２波長光の吸光度との比率または当該比率の範囲を予め求め、これら比率または当該範囲を油種毎比率データとし、
（Ｅ）油種判定用比率を、油種毎比率データと比較することで、前記センサ部分に接触していた油の種類を判定する、ことを特徴とする請求項５に記載の油種判定方法。
【請求項７】
（Ｆ）前記（Ｂ）で検出した第１波長光の吸光度または第２波長光の吸光度が、下限値以下である場合には、油が存在していないとするか、または、センサ部分への油の接触量が少ないとして、再び、前記（Ａ）、（Ｂ）を行う、ことを特徴とする請求項５または６に記載の油種判定方法。
【請求項８】
（Ｇ）前記（Ｂ）で検出した第１波長光の吸光度または第２波長光の吸光度が、上限値以上である場合には、センサ部分への油の接触量が多すぎるとして、再び、前記（Ａ）、（Ｂ）、を行う、ことを特徴とする請求項５または６に記載の油種判定方法。
【請求項１】
第１の波長を有する第１波長光と、第２の波長を有する第２波長光とを用いて、油の種類を判定する油種判定装置であって、
第１波長光と第２波長光を発する光発生手段と、
光発生手段からの第１波長光と第２波長光が伝播する光ファイバと、
該光ファイバを伝播した第１波長光と第２波長光を検出する検出装置と、を備え、
前記光ファイバは、光が伝播するコア部と、該コア部から外部に光が漏れないように該コア部を覆う被覆部とを有し、
前記光ファイバは、その長手方向の途中において、油に接触させるセンサ部分を有し、該センサ部分では、前記コア部が露出しており、
前記検出装置は、
第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出する光量検出部と、
第１波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、第２波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第２波長光の吸光度を算出する第１の演算部と、
第１波長光の前記吸光度と、第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する第２の演算部と、を有する、ことを特徴とする油種判定装置。
【請求項２】
光発生手段は、第１波長光と第２波長光を含む光を発し、
前記検出装置は、光発生手段から発せられ前記センサ部分を通過した光から、第１波長光と第２波長光とを分離させる光分離手段と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の油種判定装置。
【請求項３】
光発生手段は、第１波長光を発生させる第１波長光発生部と、第２波長光を発生させる第２長光発生部と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の油種判定装置。
【請求項４】
水を掬い取る柄杓部を備え、
前記センサ部分は、掬い取られた水に接触できるように前記柄杓部内に配置されている、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の油種判定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の油種判定装置を用いた油種判定方法であって、
（Ａ）前記センサ部分を油に接触させた状態で、光発生手段から光ファイバに第１波長光と第２波長光を伝播させて、光量検出部により、第１波長光の光量および第２波長光の光量を別々に検出し、
（Ｂ）第１の演算部により、第１波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第１波長光の吸光度を算出し、第２波長光の光量に基づいて、前記センサ部分に接触していた油への第２波長光の吸光度を算出し、
（Ｃ）第２の演算部により、第１波長光の前記吸光度と、第２波長光の前記吸光度との比率を、油種判定用比率として算出する、ことを特徴とする油種判定方法。
【請求項６】
（Ｄ）油の種類毎に、前記センサ部分に接触する該種類の油への第１波長光の吸光度と、前記センサ部分に接触する該種類の油への第２波長光の吸光度との比率または当該比率の範囲を予め求め、これら比率または当該範囲を油種毎比率データとし、
（Ｅ）油種判定用比率を、油種毎比率データと比較することで、前記センサ部分に接触していた油の種類を判定する、ことを特徴とする請求項５に記載の油種判定方法。
【請求項７】
（Ｆ）前記（Ｂ）で検出した第１波長光の吸光度または第２波長光の吸光度が、下限値以下である場合には、油が存在していないとするか、または、センサ部分への油の接触量が少ないとして、再び、前記（Ａ）、（Ｂ）を行う、ことを特徴とする請求項５または６に記載の油種判定方法。
【請求項８】
（Ｇ）前記（Ｂ）で検出した第１波長光の吸光度または第２波長光の吸光度が、上限値以上である場合には、センサ部分への油の接触量が多すぎるとして、再び、前記（Ａ）、（Ｂ）、を行う、ことを特徴とする請求項５または６に記載の油種判定方法。
【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２０１１−１９６９３７（Ｐ２０１１−１９６９３７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６６６１７（Ｐ２０１０−６６６１７）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００１９８３１８）株式会社ＩＨＩ検査計測 (132)
【出願人】（０００２４１９５７）北海道電力株式会社 (78)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００１９８３１８）株式会社ＩＨＩ検査計測 (132)
【出願人】（０００２４１９５７）北海道電力株式会社 (78)
【Ｆターム（参考）】
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