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公開番号2025101709
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2024097473
出願日2024-06-17
発明の名称センサユニットおよびセンサシステム
出願人日機装株式会社
代理人個人
主分類G01V 8/12 20060101AFI20250630BHJP(測定;試験)
要約【課題】精度よくサイトグラス内を通過する小流量の液体を検知する。
【解決手段】本発明に係るセンサユニット2は、防爆エリアに配置されたサイトグラスSを通過する液体Lを検知する。サイトグラスは、ノズルS1と覗窓S3とを備える。センサユニットは、覗窓に対向するように配置されるセンサ3と、センサをサイトグラスに取り付ける取付部材と、を有してなる。センサは、光電センサである。センサは、防爆エリアに対応する防爆構造と、発光部32と、サイトグラスの内側からの内部光に応じた電気信号を生成する受光部33と、生成された電気信号に基づいて、液体の滴下の有無を示す検出信号を生成して、非防爆エリアA2に配置される機器6に検出信号を出力する信号処理回路と、センサ筐体31と、を備える。取付部材は、光ビームLBが、液体に向けて放射されるように、センサをサイトグラスに取り付ける。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
防爆エリアに配置されたサイトグラスを通過する液体を検知するセンサユニットであって、
前記サイトグラスは、
前記液体を滴下する筒状のノズルと、
前記ノズルと対向するように配置される覗窓と、
を備えて、
前記防爆エリアに、前記覗窓に対向するように配置されるセンサと、
前記サイトグラスに直接的または間接的に取り付けられて、前記センサを保持する取付部材と、
を有してなり、
前記センサは、
光電センサであり、
前記防爆エリアに対応する防爆構造と、
前記覗窓を介して、前記液体に向けて光ビームを放射する発光部と、
前記覗窓を介して、前記サイトグラスの内側からの内部光を受光して、前記内部光に応じた電気信号を生成する受光部と、
生成された前記電気信号に基づいて、前記液体の滴下の有無のうち、いずれか一方を示す検出信号を生成して、非防爆エリアに配置される機器に前記検出信号を出力する信号処理回路と、
前記発光部と前記受光部と前記信号処理回路とを収容するセンサ筐体と、
を備えて、
前記取付部材は、
前記光ビームが、前記液体に向けて放射されるように、前記センサを前記サイトグラスに取り付ける、
センサユニット。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記液体の滴下方向において、前記受光部は、前記センサ筐体内に前記発光部と並んで配置される、
請求項１に記載のセンサユニット。
【請求項３】
前記発光部は、ＩＥＣ６００７９－２８：２０１５に準拠した放射パワーの前記光ビームを放射する、
請求項１に記載のセンサユニット。
【請求項４】
前記取付部材は、前記光ビームが、前記ノズルの下端部に向けて放射されるように、前記ノズルに対する前記センサの位置を変更可能に、前記センサを保持する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項５】
前記取付部材は、
前記センサと共に、前記覗窓の少なくとも一部に対向するように配置される第１シールド部材、
を備えて、
前記センサは、前記第１シールド部材に保持される、
請求項４に記載のセンサユニット。
【請求項６】
前記サイトグラスは、
前記ノズルに対して、前記覗窓の反対側に配置される第２覗窓、
を備えて、
前記第２覗窓の全面に対向するように配置される第２シールド部材、
を有してなる、
請求項５に記載のセンサユニット。
【請求項７】
前記第２シールド部材は、
前記第２覗窓に対向する閉位置と、前記第２覗窓に対向しない開位置と、の間で移動可能な開閉蓋、
を備える、
請求項６に記載のセンサユニット。
【請求項８】
前記サイトグラスは、
前記ノズルに対して、前記覗窓の反対側に配置される第２覗窓、
を備えて、
前記サイトグラスを収容する筐体、
を有してなり、
前記サイトグラスには、
前記サイトグラスの上方向に配置されて、前記ノズルに供給される前記液体が流れる金属製の導入配管と、
前記サイトグラスの下方向に配置されて、前記ノズルから滴下された前記液体が流れる金属製の導出配管と、
が接続されて、
前記筐体は、
前記覗窓の少なくとも一部に対向するように配置される第１壁部と、
前記第２覗窓の全面と、前記第１壁部と、に対向するように配置される第２壁部と、
前記導入配管を挟み込むように前記導入配管に取り付けられる第１挟持部と、
前記導出配管を挟み込むように前記導出配管に取り付けられる第２挟持部と、
を備えて、
前記第１壁部は、
前記光ビームと前記内部光とが通過可能な通過部、
を備えて、
前記センサは、前記筐体の外方向に、前記通過部に対向するように配置されて、
前記筐体は、前記導入配管と前記導出配管とに取り付けられる、
請求項４に記載のセンサユニット。
【請求項９】
前記サイトグラスは、
前記ノズルが収容される管体と、
前記覗窓を前記管体に取り付ける複数の締結部材と、
を備えて、
前記第１シールド部材は、前記締結部材を用いて、前記覗窓に取り付けられる、
請求項５に記載のセンサユニット。
【請求項１０】
前記サイトグラスの全周を取り囲むように配置されて、前記センサと前記サイトグラスと前記取付部材とを収容する筐体、
を有してなる、
請求項５に記載のセンサユニット。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサユニットおよびセンサシステムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、天然ガスに付臭剤を添加する付臭設備のように、防爆エリア内において、極少流量の液体の流量を監視する場合、その流量は、一般的な流量計の下限値を下回る。そのため、作業者がサイトグラス内を通過する液体を目視で監視する方法が、一般的に採用されている。しかし、目視による監視は、作業員の勤務中にしか実行できない。一方、サイトグラス内を監視カメラで監視する場合、防爆構造を有する高額な監視カメラユニットが必要となる。また、映像の確認は作業員により実行されるため、流量の常時監視は難しい。
【０００３】
これまでにも、光ファイバおよび光電センサを用いて、防爆エリア内における極少流量の液体の流量を監視する方法が、提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５５７９９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された監視方法は、サイトグラス内を通過（落下）する液滴を、光を用いて検出している。同監視方法では、アンプユニットは非防爆エリアに配置されていて、光ファイバユニットのみが防爆エリアに延ばされている。そのため、アンプユニットには、防爆構造が不要となる。また、流量を電気的に監視するため、流量の常時監視が可能となる。しかしながら、監視対象は、落下する小さな液滴である。また、液滴は、サイトグラスの内部に配置されるノズルから滴下されるが、ノズルの形状はサイトグラスの種類ごとに変わり得る。さらに、サイトグラス（ノズル）の大きさは、液体の配管サイズに応じて、変わる。そのため、液滴を精度よく検出するためには、サイトグラスごとに、光ファイバユニットの位置調整が必要となる。このように、同液滴の検出精度の向上には、さらなる改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、精度よくサイトグラス内を通過する極小流量の液体を検知可能なセンサユニットおよびセンサシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施態様におけるセンサユニットは、防爆エリアに配置されたサイトグラスを通過する液体を検知するセンサユニットであって、前記サイトグラスは、前記液体を滴下する筒状のノズルと、前記ノズルと対向するように配置される覗窓と、を備えて、前記防爆エリアに、前記覗窓に対向するように配置されるセンサと、前記サイトグラスに直接的または間接的に取り付けられて、前記センサを保持する取付部材と、を有してなり、前記センサは、光電センサであり、前記防爆エリアに対応する防爆構造と、前記覗窓を介して、前記液体に向けて光ビームを放射する発光部と、前記覗窓を介して、前記サイトグラスの内側からの内部光を受光して、前記内部光に応じた電気信号を生成する受光部と、生成された前記電気信号に基づいて、前記液体の滴下の有無のうち、いずれか一方を示す検出信号を生成して、非防爆エリアに配置される機器に前記検出信号を出力する信号処理回路と、前記発光部と前記受光部と前記信号処理回路とを収容するセンサ筐体と、を備えて、前記取付部材は、前記光ビームが、前記液体に向けて放射されるように、前記センサを前記サイトグラスに取り付ける、センサユニットである。
【０００８】
本発明の一実施態様におけるセンサシステムは、防爆エリアに配置されたサイトグラスを通過する液体を検知するセンサシステムであって、前記サイトグラスは、前記液体を滴下する筒状のノズルと、前記ノズルと対向するように配置される覗窓と、を備えて、上記センサユニットと、前記センサユニットに接続されて、前記センサユニットからの検出信号が入力されるバリアリレーと、前記バリアリレーに接続されて、前記バリアリレーに中継された前記検出信号に基づいて、前記液体の滴下の異常を報知する報知部と、を有してなり、前記バリアリレーと前記報知部とは、非防爆エリアに配置される、センサシステムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、精度よくサイトグラス内を通過する極小流量の液体を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明に係るセンサシステムの実施の形態を示す、センサシステムの構成図である。
上記センサシステムの機能ブロック図である。
本発明に係るセンサユニットの実施の形態を示す、センサユニットの模式正面図である。
上記センサユニットの図３のＡＡ線における模式断面図である。
上記センサユニットが備える第１取付部材の図３のＣＣ線における模式断面図である。
上記センサユニットが備える第２取付部材の図３のＤＤ線における模式断面図である。
上記センサユニットが備えるセンサの位置調整方法に含まれる、光ビームの位置の微調整方法を説明する模式図である。
位置調整後のセンサによる対象液の検知状態の確認結果を示す模式図である。
本発明に係るセンサユニットの第１変形例を示す、センサユニットの模式断面図である。
本発明に係るセンサユニットの第２変形例を示す、センサユニットの模式側面図である。
図１０のセンサユニットが備える取付部材および筐体の模式分解斜視図である。
本発明に係るセンサユニットの第３変形例を示す、センサユニットの模式正面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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