(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内の排気ガスや粉塵などによる視界の悪化を光の透過率の低下として検出するために、基準光を投光する投光装置と、投光装置からの透過光の光量を検出する受光装置と、投光装置の光出射部及び受光装置の光入射部の少なくとも一方に設けられ、投光装置の光学系及び受光装置の光学系の少なくとも一方が排気ガスや粉塵などで汚染されることを防止し、設定時間間隔で巻き上げられる防塵フィルムとを備えている煙霧透過率計測装置において、
防塵フィルムの巻き上げ直前の煙霧透過率値と巻き上げ直後の煙霧透過率値とを比較し、その差異の程度によって防塵フィルムの巻き上げ時間間隔を自動的に再設定することを特徴とする煙霧透過率計測装置。
【請求項２】
巻き上げ直後の煙霧透過率値と巻き上げ直前の煙霧透過率値との差が第１の設定値を越えている場合には再設定する巻き上げ時間間隔を１目盛短縮し、その差が第２の設定値に達しない場合には再設定する巻き上げ時間間隔を１目盛延長し、その差が第１の設定値以下で第２の設定値以上の場合には巻き上げ時間間隔をそのままとすることを特徴とする請求項１に記載の煙霧透過率計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トンネル内の排気ガスや粉塵などによる視界の悪化を光の透過率の低下として検出し、トンネル換気設備や遠方監視装置などに対して効果的な換気制御に必要な信号を送り出す煙霧透過率計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の煙霧透過率計測装置の一例を示した斜視図であり、図４はその中に使われている受光器の構成を示す概念図である。
投光器１と受光器２とはトンネル内に定められたスパン、例えば  １００ｍ、で設置される。投光器１から発せられた光は、光路５に沿ってトンネル内の空気中を透過して受光器２に受光される。受光器２は途中の空間の空気の汚れに応じて吸収された光の光量を受けるから、受光器２の受光量から煙霧透過率値（以下ではＶｉ値という）を求めることができる。演算装置３は受光器２の受光量を演算処理してＶｉ値を求め、その計測結果が表示器４の表示窓４１に表示される。投光器１、受光器２、演算装置３及び表示器４は、それぞれの信号を授受するためのケーブル６ａ、６ｂ及び６ｃで接続されている。
【０００３】
要求されるＶｉ値の計測精度が低くてよい場合には、整備された投光器を必要とせず、トンネル内の照明を流用することもできるが、高い精度を要求される場合には投光器１を用いた煙霧透過率計測装置が必要となる。
投光器１の内部には、基準光量の光を発生する光源、例えばハロゲンランプ、が内蔵されており、必要に応じて、光源の経時的光量変動を補償して光量を安定させる調光回路も内蔵されている。この光源からの光は、光路５を経由して受光器２内の光電変換装置２２、例えばＣＣＤカメラ、に到達して電気信号に変換され、その信号がケーブル６ａを経由して演算装置３に送られる。演算装置３には、全く煙霧が存在しない状態における信号レベルＬ０  が予め入力されており、この値Ｌ０  を基準値として、計測時の信号レベルＬｘ  から下記の演算式によりＶｉ値が算出される。
【０００４】
Ｖｉ（％）＝〔Ｌｘ  ／Ｌ０  〕×１００
この式は最も単純な演算式の１例である。
煙霧透過率計測装置は、トンネル内の汚れた環境に設置されても、Ｖｉ値の検出精度としては、例えば±１％とか±２％という精度を要求される。
そのため、投光器１及び受光器２には、環境による汚染を防止するための防塵対策が不可欠であり、その１つの対策が投光器１の光出射部及び受光器２の光入射部に取り付けられている防塵筒（フード）１５及び２５である。しかし、防塵筒１５及び２５が取り付けられても、投光器１及び受光器２の光路上に煤煙などが付着することは完全には避けられないので、その汚れによって受光器２に到達する光量が低下し、Ｖｉ値を低めに出力してしまうという不具合が生ずる。
【０００５】
この問題を解消するために、投光器１及び受光器２の内圧を高くしてエアパージする方法が検討されたが、清浄な空気を確保することが面倒であること及びポンプなどの動力装置を新たに必要とすることのために、トンネル内の環境に適用することは困難であった。
従来技術において採用されているこの問題の解消方法としては、投光器１の光出射部及び受光器２の光入射部に防塵フィルムを設置して投光器１及び受光器２の内部の汚染を防止し、このフィルムを定期的に巻き上げ、常に汚染の少ない状態を確保するという方法である。
【０００６】
このような対策を施した受光器２の構成を示す図４と、防塵フィルムを供給する防塵フィルムカセットの構成を示す図５とによってこの方法を詳しく説明する。なお、防塵フィルムカセットは、煙霧透過率計測装置が設置される場所の空気の流れなどの状況によっては一方だけに設置されることもある。
防塵筒２５から受光器２へ入射された入射光７は、まず防塵フィルム２３１  を透過し、レンズ２１で集光されて光電変換装置２２に到達する。煤煙などによって汚された防塵フィルム２３１  は定期的に防塵フィルムカセット２３の巻き取りボビン２３４  に巻き取られ、入射光７の透過位置には新しい清浄なフィルム面が送り出しボビン２３３  から供給され、精度を確保するために必要な光の透過率を確保する。防塵フィルム２３１  がなくなるとフィルム切れ信号が出力されて、保守要員に防塵フィルム２３１  の交換の時期を知らせる。
【０００７】
しかしながら、この方式では、防塵フィルム２３１  の巻き取り動作を定期的に行うため、巻き取り時間間隔はトンネル内の空気汚染の最悪状態を想定して設定される必要があり、煙霧透過率計測装置が設置される現地の状況に応じた設定時間間隔を検討して決めることが必要である。更に、設定時間間隔が最悪状態を想定して設定されるので、汚れの少ない時には必要以上に頻繁に巻き上げることになり、防塵フィルムが無駄に消費されて消耗が激しく、交換頻度が高いため保守作業も大変である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記のような、現地の状況に応じた時間間隔の調整作業を不要とし、更に防塵フィルムの無駄な消耗を低減して防塵フィルムを有効に活用し、保守作業の頻度を最少限に低減した煙霧透過率計測装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の発明においては、トンネル内の排気ガスや粉塵などによる視界の悪化を光の透過率の低下として検出するために、基準光を投光する投光装置と、投光装置からの透過光の光量を検出する受光装置と、投光装置の光出射部及び受光装置の光入射部の少なくとも一方に設けられ、投光装置の光学系及び受光装置の光学系の少なくとも一方が排気ガスや粉塵などで汚染されることを防止し、設定時間間隔で巻き上られる防塵フィルムとを備えている煙霧透過率計測装置において、防塵フィルムの巻き上げ直前のＶｉ値と巻き上げ直後のＶｉ値とを比較し、その差異の程度によって防塵フィルムの巻き上げ時間間隔を自動的に再設定する。
【００１０】
防塵フィルムの巻き上げ直前のＶｉ値と巻き上げ直後のＶｉ値とを比較することによって防塵フィルムの汚染状態が判断できるので、その汚染状態から巻き上げ時間間隔を見直すことができ、現地の状況に応じた時間間隔の調整作業を必要としない。
第２の発明においては、巻き上げ直後のＶｉ値と巻き上げ直前のＶｉ値との差が第１の設定値を越えている場合には再設定する巻き上げ時間間隔を１目盛短縮し、その差が第２の設定値に達しない場合には再設定する巻き上げ時間間隔を１目盛延長し、その差が第１の設定値以下で第２の設定値以上の場合には巻き上げ時間間隔をそのままとする。
【００１１】
巻き上げ前後のＶｉ値の差に２つの設定値を設定して、巻き上げ時間間隔を１目盛単位で再設定するので、演算処理や時間間隔の設定は簡単である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。なお、従来技術と同じ機能の部分については同じ符号を用いた。
〔実施例〕
図１は、この発明による煙霧透過率計測装置の実施例における防塵フィルムの巻き上げ時間間隔を制御する方法を示すフローチャートであり、図２は実施例の構成を示す概念図である。
【００１３】
この実施例は、従来技術と同様の投光器１及び受光器２と、受光器２からの信号を受けてＶｉ値を算出して図示していない表示器へ信号を送り、その算出結果を演算して防塵フィルム１３１  及び２３１  の巻き上げ時間間隔を再設定する演算装置３ａとで構成されている。投光器１の内部には、調光回路１２によってその光量を制御されるハロゲンランプ１１が内蔵され、光量の安定した光を出射する。投光器１の光出射部には、防塵フィルムカセット１３が配置され、その防塵フィルム２３１  によって煤煙などが外部から侵入することを防止している。更に、その外側に防塵筒１５が取り付けられている。受光器２側については従来技術の項で説明したので詳しい説明は省略するが、投光器１と同様に、防塵フィルムカセット２３が備えられている。受光器２の光電変換装置２２からの信号はケーブル６ａにより演算装置３ａのＣＰＵ３１に入力される。ＣＰＵ３１はこの信号を演算処理してＶｉ値を算出し、防塵フィルム１３１  及び２３１  の巻き上げ直前及び直後のＶｉ値から次の防塵フィルム巻き上げまでの時間間隔を決定し、演算装置３ａに内蔵しているシーケンサ３２に送信する。シーケンサ３２はタイマを内蔵しており、ＣＰＵ３１から設定された時間間隔に合わせて防塵フィルム巻き上げ信号を投光器１及び受光器２に個別に出力する。
【００１４】
このような装置構成において防塵フィルム巻き上げ時間間隔を制御する方法を図１によって説明する。
電源投入後、初期の防塵フィルム巻き上げ時間間隔が設定される。その後、煙霧透過率計測装置は通常のＶｉ値の計測動作を続け、防塵フィルムの巻き上げ直前になると、巻き上げ直前のＶｉ値（Ｖｉ１）を計測し、防塵フィルムを巻き上げた直後に、巻き上げ直後のＶｉ値（Ｖｉ２）を計測する。トンネル内の煙霧の変化は十分長い時定数をもっているから、巻き上げ直前直後の２回の計測時においては煙霧の状態は余り変化していないとすることができ、〔Ｖｉ２−Ｖｉ１〕が防塵フィルムの汚れを反映しているものとすることができる。したがって、通常、Ｖｉ２＞Ｖｉ１である。
【００１５】
次いで、演算装置３のＣＰＵ３１において〔Ｖｉ２−Ｖｉ１〕を算出し、この値が汚れの上限を決める第１の設定値ｄ１を越えている場合には、防塵フィルムの汚れが大きいと判断して防塵フィルム巻き上げ時間間隔を１目盛分短く設定する。但し、この時間間隔が別途設定される最短間隔を下回らないようにする。逆に、この値が汚れの下限を決める第２の設定値ｄ２に達していない場合には、防塵フィルムの汚れが小さいと判断して防塵フィルム巻き上げ時間間隔を１目盛分長く設定する。但し、この時間間隔が別途設定される最長間隔を上回らないようにする。
【００１６】
以上の動作が繰り返されることにより、防塵フィルム巻き上げ時間間隔が常に最適化される。
なお、別途設定される最短間隔は、想定できる煤煙などの最も多い状態から決められる防塵フィルム巻き上げ時間間隔であり、現実には殆ど発生することがない間隔である。また、別途設定される最長間隔は、通常の保守の頻度、例えば１年に１回の交換、から考えてそれ以上に長くしても不使用部分が多く残るだけで意味がないと考えられる防塵フィルム巻き上げ時間間隔である。
【００１７】
実際の時間間隔の例を示すと、初期の防塵フィルム巻き上げ時間間隔＝４週間、第１の設定値ｄ１＝２％、第２の設定値ｄ２＝１％、１目盛＝１日、最短間隔＝２週間、最長間隔＝６週間、である。
また、トンネル内の換気などによる空気の流れによって、防塵フィルムの煤煙などによる汚れの程度が違ってくるので、投光器１の防塵フィルム１３１  と受光器２の防塵フィルム２３１  とは別々に巻き上げ時間間隔を制御した方が効率的である。図４の場合においては、矢印で示したエアフローに向かっている受光器２の防塵フィルム２３１  の方に煤煙などが付着し易い。
【００１８】
【発明の効果】
この発明の第１の発明によれば、トンネル内の排気ガスや粉塵などによる視界の悪化を光の透過率の低下として検出するために、基準光を投光する投光装置と、投光装置からの透過光の光量を検出する受光装置と、投光装置の光出射部及び受光装置の光入射部の少なくとも一方に設けられ、投光装置の光学系及び受光装置の光学系の少なくとも一方が排気ガスや粉塵などで汚染されることを防止し、設定時間間隔で巻き上られる防塵フィルムとを備えている煙霧透過率計測装置において、防塵フィルムの巻き上げ直前のＶｉ値と巻き上げ直後のＶｉ値とを比較し、その差異の程度によって防塵フィルムの巻き上げ時間間隔を自動的に再設定するので、防塵フィルムの巻き上げ時間間隔は防塵フィルムの汚染状態に合わせた巻き上げ時間間隔に自動的に再設定される。したがって、現地の状況に応じた時間間隔の調整作業が不要となり、更に防塵フィルムの無駄な消耗は低減し、保守作業の頻度も最少限に低減する。
【００１９】
第２の発明においては、巻き上げ直後のＶｉ値と巻き上げ直前のＶｉ値との差が第１の設定値を越えている場合には再設定する巻き上げ時間間隔を１目盛短縮し、その差が第２の設定値に達しない場合には再設定する巻き上げ時間間隔を１目盛延長し、その差が第１の設定値以下で第２の設定値以上の場合には巻き上げ時間間隔をそのままとするので、簡単な演算処理で有効な再設定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による煙霧透過率計測装置の実施例における防塵フィルムの巻き上げ時間間隔制御方法を示すフローチャート
【図２】この発明による煙霧透過率計測装置装置の実施例の構成を示す概念図
【図３】従来技術による煙霧透過率計測装置の構成を示す斜視図
【図４】受光装置の構成を示す概念図
【図５】防塵フィルムカセットの詳細構造を示す斜視図
【符号の説明】
１  投光器
１１  ハロゲンランプ        １２  調光回路
１３  防塵カセットフィルム
１３１  防塵フィルム
１５  防塵筒
２  受光器
２１  レンズ                ２２  光電変換装置
２３  防塵カセットフィルム
２３１  防塵フィルム          ２３２  ギア
２３３  送り出しボビン        ２３５  押さえ蓋
２３４  巻き取りボビン        ２３６  ポール
２５  防塵筒
３，  ３ａ  演算装置
３１  ＣＰＵ                ３２  シーケンサ
４  表示器                  ４１  表示窓
５  光路
６ａ，  ６ｂ，  ６ｃ  ケーブル
７  入射光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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