(57)【要約】【課題】たとえ引火性のガスが充満した雰囲気下であっても安全に使用する。【解決手段】収納容器６に、光ファイバ２の途中に形成される光ファイバ歪センサ２４と、板状で、一方の面に光ファイバ歪センサ２４が一定の張力を付与された状態で両端部を固定され、板厚方向に弾性変形可能で、一方の面側が凸状に湾曲することにより光ファイバ歪センサ２４を伸長させるセンサ取付部１８とを収容すると共に、センサ取付部１８を湾曲させる操作部２６を外部から操作可能に取り付ける。【選択図】図５
2018179552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納容器に、
光ファイバの途中に形成される光ファイバ歪センサと、
板状で、一方の面に光ファイバ歪センサが一定の張力を付与された状態で両端部を固定され、板厚方向に弾性変形可能で、前記一方の面側が凸状に湾曲することにより前記光ファイバ歪センサを伸長させるセンサ取付部と、
を収容すると共に、
前記センサ取付部を湾曲させる操作部を外部から操作可能に取り付けたことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記光ファイバは、収納容器内に余剰部を有して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
水が流入及び流出可能なケース内に、
入力装置と、
ケース内での水位の違いに応じて昇降可能で、吸引部を収容されたフロートと、
を備え、
前記入力装置は、
収納容器に、
光ファイバの途中に形成される光ファイバ歪センサと、
板状で、一方の面に光ファイバ歪センサが一定の張力を付与された状態で両端部を固定され、板厚方向に弾性変形可能で、前記一方の面側が凸状に湾曲することにより前記光ファイバ歪センサを伸長させるセンサ取付部と、
前記フロートの吸引部に吸引される被吸引部を備え、吸引動作により前記センサ取付部を湾曲させる操作部と、
を備えたことを特徴とする水位計。
【請求項４】
収納容器に、光ファイバの途中に形成される光ファイバ歪センサと、板状で、一方の面に光ファイバ歪センサが一定の張力を付与された状態で両端部を固定され、板厚方向に弾性変形可能で、前記一方の面側が凸状に湾曲することにより前記光ファイバ歪センサを伸長させるセンサ取付部と、を収容すると共に、前記センサ取付部を湾曲させる操作部を外部から操作可能に取り付けたものであり、前記収納容器から延びる光ファイバを介して直列に接続される複数の入力装置と、
前記光ファイバを介して前記各入力装置に光を出力する光出力部材と、
前記光出力部材から出力され、前記入力装置の光ファイバ歪センサで反射した光の波長を検出する波長検出部材と、
前記波長検出部材で検出された波長に基づいて、前記入力装置の操作部が操作されたか否かを判断する操作判定部材と、
を備えたことを特徴とする動作検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを利用した入力装置、水位計及び入力検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラント等で使用される異常事態を知らせるための警報装置として、押しボタンスイッチを押圧することにより無線により報知するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の警報装置では、リレーをオン・オフ操作する電気を使用した構成である。このため、例えば、プラント、タンカー、サイロ等に採用した場合、万一事故が発生し、引火性のガスが充満した雰囲気下で使用すると、発火や場合によっては爆発に至る危険性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、たとえ可燃性のガスが充満した雰囲気下であっても安全に使用することができる入力装置及びこの入力装置を備えた水位計及び入力検出システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
収納容器に、
光ファイバの途中に形成される光ファイバ歪センサと、
板状で、一方の面に光ファイバ歪センサが一定の張力を付与された状態で両端部を固定され、板厚方向に弾性変形可能で、前記一方の面側が凸状に湾曲することにより前記光ファイバ歪センサを伸長させるセンサ取付部と、
を収容すると共に、
前記センサ取付部を湾曲させる操作部を外部から操作可能に取り付けたことを特徴とする入力装置を提供する。
【０００７】
この構成により、操作部を操作すると、センサ取付部が湾曲し、光ファイバ歪センサが伸長する。センサ取付部の変位量は光ファイバ歪センサの変形量よりも大きい。したがって、操作部を操作する際の動作量を十分に確保することができる。また、光ファイバ歪センサには、伸長方向に予め設定した張力が作用した状態で前記センサ取付部に取り付けられているので、光ファイバ歪センサの感度を安定させることができる。そして、光ファイバ歪センサの伸長により、光ファイバ歪センサで反射する光の波長が変化する。これにより、操作部が操作されたか否かの判定が可能となる。また、電気を使用しないため、可燃性のガスが充満した雰囲気下であっても安心して使用することができる。
【０００８】
前記光ファイバは、収納容器内に余剰部を有して配置されているのが好ましい。
【０００９】
この構成により、光ファイバの一部に不具合が発生したとしても、その不具合箇所を除去し、余剰部を利用することにより迅速に対応することができる。
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
水が流入及び流出可能なケース内に、
入力装置と、
ケース内での水位の違いに応じて昇降可能で、吸引部を収容されたフロートと、
を備え、
前記入力装置は、
収納容器に、
光ファイバの途中に形成される光ファイバ歪センサと、
板状で、一方の面に光ファイバ歪センサが一定の張力を付与された状態で両端部を固定され、板厚方向に弾性変形可能で、前記一方の面側が凸状に湾曲することにより前記光ファイバ歪センサを伸長させるセンサ取付部と、
前記フロートの吸引部に吸引される被吸引部を備え、吸引動作により前記センサ取付部を湾曲させる操作部と、
を備えたことを特徴とする水位計を提供する。
【００１１】
この構成により、水位の違いによってフロートが昇降し、上昇時に吸引部にて入力装置の被吸引部を吸引してセンサ取付部を湾曲させ、光ファイバ歪センサを伸長させることにより、所定水位であることを検出することができる。
【００１２】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
収納容器に、光ファイバの途中に形成される光ファイバ歪センサと、板状で、一方の面に光ファイバ歪センサが一定の張力を付与された状態で両端部を固定され、板厚方向に弾性変形可能で、前記一方の面側が凸状に湾曲することにより前記光ファイバ歪センサを伸長させるセンサ取付部と、を収容すると共に、前記センサ取付部を湾曲させる操作部を外部から操作可能に取り付けたものであり、前記収納容器から延びる光ファイバを介して直列に接続される複数の入力装置と、
前記光ファイバを介して前記各入力装置に光を出力する光出力部材と、
前記光出力部材から出力され、前記入力装置の光ファイバ歪センサで反射した光の波長を検出する波長検出部材と、
前記波長検出部材で検出された波長に基づいて、前記入力装置の操作部が操作されたか否かを判断する操作判定部材と、
を備えたことを特徴とする動作検出システムを提供する。
【００１３】
この構成により、入力装置の操作部が操作されていない状態では、光出力部材から出力した光のうち、各入力装置の光ファイバ歪センサで特定の波長成分のみが反射され、操作判定部材では操作部が操作されていないと判定することができる。いずれかの操作部が操作されると、光ファイバ歪センサでの反射光の波長が変化するので、操作判別部材ではその波長の変化からいずれの入力装置で操作部が操作されたのかを判定することができる。入力装置は光ファイバで直列に接続するだけでよいので、敷設作業を容易に行うことができ、敷設コストを大幅に低減することが可能となる。また、電気を使用しないため、可燃性のガスが充満した雰囲気下であっても安心して使用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、操作部によって光ファイバ歪センサを伸長させるだけの構成であり、電気を使用しないため、可燃性のガスが充満した雰囲気下であっても安心して使用することができる。また、光ファイバ歪センサを伸長させるために弾性を有する板状のセンサ取付部を使用しているので、操作部によるセンサ取付部の変形量を大きくしても光ファイバ歪センサの変形量を抑えることができる。したがって、操作部を操作する際の動作量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る入力検出システムの概略を説明する図である。
【図２】第１実施形態に係る入力装置の斜視図である。
【図３】図２から蓋体を除去した状態を示す斜視図である。
【図４】図２の取付プレートの斜視図である。
【図５】図２の入力装置の正面断面図である。
【図６】図５の軸部材を示す斜視図である。
【図７】第２実施形態に係る入力装置の正面断面図である。
【図８】第３実施形態に係る入力装置の斜視図である。
【図９】図８から蓋体を除去した状態を示す斜視図である。
【図１０】図９のリンク部材及び位置決め部材を示す斜視図である。
【図１１】第４実施形態に係る入力装置の斜視図である。
【図１２】図１１から蓋体を取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図１３】入力装置を採用した水位計の斜視図である。
【図１４】図１３からケースカバーを外した状態を示す斜視図である。
【図１５】図１４の蓋体を外した状態を示す入力装置の斜視図である。
【図１６】図１３の水位計の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない場合がある。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る入力装置１を、プラント等に採用した入力検出システムの概略を説明する図である。入力装置１は、種々の場所に敷設され、それらは複数個ずつ光ファイバ２で直列接続された複数組からなり、各組の光ファイバ２の両端部は監視ユニット３にそれぞれ接続されている。
【００１８】
図２に示すように、入力装置１は、本体４と入力部５とを備える。本体４は略直方体形状で、収納容器６と蓋体７とで構成されている。なお、以下の説明では必要に応じて、入力装置１の短手方向をＸ軸方向、長手方向をＹ軸方向、高さ方向をＺ軸方向と記載することがある。
【００１９】
図３に示すように、収納容器６は有底筒状で、Ｘ軸方向に対向する一方の長辺側側壁８ａには、Ｙ軸方向の２箇所に所定間隔で貫通孔（図示せず）が形成され、そこにはコネクタ９ａ，９ｂがそれぞれ取り付けられている。コネクタ９ａには光ファイバ２の一端部が接続されている。光ファイバ２は、一方のコネクタ９ａから収納容器６の一方の短辺側側壁１０ａ、他方の長辺側側壁８ｂ、及び他方の短辺側側壁１０ｂに沿って配置され、後述する取付プレート１８上を延び、再び他方の長辺側側壁８ｂに沿って他方の短辺側側壁１０ｂに至った後、他方のコネクタ９ｂへと接続される。このように、収納容器６内で光ファイバ２に余剰部１１を持たせて配置することにより、断線等の不具合が発生した場合であっても、余剰部１１を利用して対応することができる。
【００２０】
コネクタ９ａ，９ｂは、長辺側側壁９ａの外面から側方に向かって突出する円筒状で、その中心部分には外方に向かって光ファイバ２の端部（端面）が露出している。そして、コネクタ９を図示しないコネクタ受部に接続すると、光ファイバ２の端部同士が対向し、光を透過させることが可能となる。
【００２１】
収納容器６の底面からは、各短辺側側面１０ａ，１０ｂに沿って３箇所ずつネジ止め台１２（短辺側側面１０ｂ側は図示せず）が突出している。これらネジ止め台１２を利用して板状のインナーフレーム１３がネジ止めされている。インナーフレーム１３の上面中央部分には、所定間隔で長手方向に延びる第１ガイド壁１４と第２ガイド壁１５が形成されている。第１ガイド壁１４及び第２ガイド壁１５には、後述する押下ブロック３９が移動する領域で内側面が外側方に窪むことにより上下方向に延びる溝部１４ａ、１５ａがそれぞれ形成されている。第１ガイド壁１４は一端側が第２ガイド壁１５よりも短く、その近傍には２つの突起１６（一方は図示せず）が形成されている。これら突起１６には被取付片１７がネジ止めされる。被取付片１７には一対のネジ孔（図示せず）が形成され、ネジ孔の間には一方の側縁から切欠き１７ａが形成されている。他方の側縁端面両側には突起１７ｂがそれぞれ形成され、取付プレート１８をガイドできるようになっている。
【００２２】
図４に示すように、取付プレート１８は、バネ材を一端から他端に向かって延びる板状としたものである。取付プレート１８の一端側は、略直角に切り起こされ、その先端側はさらに略直角に折り曲げられている。これにより、取付プレート１８の一端から突出する被押圧片１９と、その両側から下方に延びる幅狭の腕部２０と、その先端側の当接片２１とが形成される。被押圧片１９は、後述する押下ブロック３９によって押圧可能となっている。
【００２３】
取付プレート１８には幅方向に２分する中心線上の２箇所に開口部２２が形成されている。取付プレート１８の一方の面（図６中、上面）には中心線に沿って光ファイバが配置され、開口部２２の間には後述する光ファイバ歪センサ２４（ＦＢＧ素子）が位置決めされている。これにより、取付プレート１８はセンサ取付部として機能する。取付プレート１８の他方の面（図６中、下面）に塗布されるエポキシ樹脂が開口部２２を介して光ファイバ２が配置される上面へと進入した状態で固化され、光ファイバ２が取付プレート１８に一体化されている。この状態では、光ファイバ歪センサ２４には伸長方向に一定の引っ張り力が作用している。なお、取付プレート１８の上面は光ファイバ２と共に図示しない樹脂によるコーティングで保護されている。
【００２４】
取付プレート１８の他端側には、一方の側縁部が曲げ起こされることにより取付片２３が形成されている。取付片２３には２箇所に貫通孔（図示せず）が形成され、これら貫通孔を介して前記被取付片１７にネジ止めされている。
【００２５】
前記コネクタ９に接続された光ファイバ２は、芯線（コア）の周囲をシースで被覆したものである。光ファイバ２の途中は、光ファイバ歪センサ２４（ここでは、MICRON OPTICS製のOS3110,3120を使用）となっている。光ファイバ歪センサ２４は、ファイバ・ブラッグ・グレーティング（Fiber Bragg Gratings：ＦＢＧ）素子であり、光ファイバ２のコアに、長手方向に所定間隔で回折格子が刻まれ、特定の波長のレーザ光のみを反射させ、それ以外の波長のレーザ光を透過させる。また光歪みセンサ自体が伸長すると、回折格子の間隔が変化し、その変化に伴って反射するレーザ光の波長も変化する。
【００２６】
図２及び図５に示すように、入力部５は、蓋体７の中央部に固定されるカバー部材２５に、操作部の一例である操作ボタン２６を取り付けたものである。カバー部材２５は、カバー本体２７と、カバー蓋体２８とからなる。カバー本体２７は、蓋体７の上面から離れるに従って徐々に外径寸法が小さくなる円筒状の外壁２９を備える。またカバー本体２７は、上方開口部３１から底側に向かって徐々に内径寸法が小さくなる円筒状の内壁３０を備える。外壁２９と内壁３０が合流してこの上方開口部３１が形成されている。カバー蓋体２８は、上方開口部３１にヒンジ３２を中心として回動可能に設けられ、上方開口部３１を開閉する。
【００２７】
内壁３０の底面中央部には開口部３３が形成されている。開口部３３には、外側リング３４と内側リング３５とが取り付けられて筒状ガイド３６を構成している。外側リング３４には操作ボタン２６が押込可能に取り付けられている。
【００２８】
操作ボタン２６は、外側リング３４に対して軸心方向にスライド可能に支持される軸部３７と、その上端から外径方向に広がった鍔部３８とからなる。軸部３７は内側リング３５に上下動可能にガイドされている。
【００２９】
押下ブロック３９は、円柱状の軸部４０と、その下端に連続するブロック本体４１とで構成されている。押下ブロック３９の軸部４０が内側リング３５にガイドされ、その軸心方向にスライド可能となっている。ブロック本体４１の下面中央部には凹部４２が形成されている。そして、ブロック本体４１の下面には底部材４３が取り付けられている。
【００３０】
底部材４３は平面視矩形状で、上面には周囲の側壁によって囲まれた凹所４４が形成されている。凹所４４の底面中央部には筒状部４５が形成されている。筒状部４５の内周面には対向位置にガイド溝（図示せず）がそれぞれ形成されている。筒状部４５の外周側には環状溝４７が形成されている。ブロック本体４１と底部材４３の間に形成される空間には軸部材４８が配置されている。
【００３１】
図６に示すように、軸部材４８は、軸部４９と、軸部４９の一端に形成される鍔部５０とからなる。軸部４９は円筒状で、中心孔は直交する一対の仕切壁５１によって十字状に仕切られている。これにより、軽量化を図りつつ剛性の低下を防止している。軸部４９の先端は半球状で、外面には、基部（鍔部５０）から先端に向かって延びる突条５２が形成されている。突条５２は、軸部４９の軸心を中心として対称に配置され、一方の仕切壁５１の両側に位置している。そして、突条５２は、底部材４３のガイド溝（図示せず）にスライド可能にガイドされる。これにより、底部材４３に対して軸部材４８を回転方向に位置決めすることができる。軸部４９の先端には軸心と直交し、他方の仕切壁５１に沿って凹み部５３が形成されている。突条５２によって軸部材４８は底部材４３に対して回転方向に位置決めされているため、軸部材４８の先端で取付プレート１８の被押圧片１９を押圧する際、光ファイバ２を確実に凹み部５３に位置させることができ、両者の干渉を確実に回避することが可能となる。鍔部５０の上面には環状突部５４が形成されている。また鍔部３８の下面には環状溝５５が形成されている。
【００３２】
図５に戻って、底部材４３の環状溝４７と軸部材４８の環状溝５５の間にはスプリング５６が配置されている。これにより、軸部材４８は上方へと付勢され、常態において、押下ブロック３９を押し上げる。つまり、操作ボタン２６は、押込後、手を離せば、押込可能な元の位置へと復帰することになる。
【００３３】
前記入力装置１は、例えば、プラントや工場、発電所等の事故等が発生した際に揮発性のガスが充満して爆発の恐れがある場所での報知手段として使用することができる。すなわち、必要な箇所に入力装置１を設置する。そして、各入力装置１に接続できるように光ファイバ２を敷設する。そして、各入力装置１のコネクタ９に、光ファイバ２の一端に接続したコネクタ受部を接続する。
【００３４】
図１に戻って、監視ユニット３は、光スイッチ５７、光センサモニタリング装置５８、スイッチングハブ５９、アラームハンドリンクサーバ６０、情報閲覧端末６１、等を備え、敷設した入力装置１群と共に動作検出システムを構成している。
【００３５】
光スイッチ５７は、１６チャンネルで、直列接続された８列の光ファイバ２の両端がそれぞれ接続されている。光スイッチ５７では、自動的にスイッチを切り替えて、各入力装置１に光センサモニタリング装置５８からのレーザ光を出力する光出力部材として機能する。
【００３６】
光センサモニタリング装置５８は、予め決められた複数波長のレーザ光を送信し、各入力装置１で反射したレーザ光（反射光）を受信する、波長検出部材及び操作判定部材として機能する。各入力装置１では、光ファイバ歪センサ２４毎に反射可能なレーザ光の波長が設定されている。光センサモニタリング装置５８では、順次、各光ファイバ歪センサ２４で反射可能な波長の光を出力し、その波長の光が受信されることにより、対象となる入力装置１が正常に作動していると判断する。また光センサモニタリング装置５８では、操作ボタン２６が押下されて光ファイバ歪センサ２４が引っ張り力により変形したことを、反射光の波長の変化に基づいて判断する。これらの場合、温度変化に伴う光ファイバ歪センサ２４の変形量を補正しておくのが好ましい。さらに光センサモニタリング装置５８では、ある入力装置１が故障したことを、その入力装置１から先の反射光の入力がなくなったことに基づいて判断する。
【００３７】
スイッチングハブ５９は、光センサモニタリング装置５８からの信号を受けて、アラームハンドリングサーバ４５に光センサモニタリング装置５８での判断結果を出力する。
【００３８】
アラームハンドリングサーバ４５は、光センサモニタリング装置５８からの入力信号に基づいて、情報閲覧端末６１に該当する情報を送信する。
【００３９】
情報閲覧端末６１は、アラームハンドリングサーバ４５を介して光センサモニタリング装置５８から送信されてきた情報を表示する。
【００４０】
次に、前記構成からなる入力検出システムの動作について説明する。
【００４１】
監視ユニット３の光センサモニタリング装置５８からレーザ光を出力し、光スイッチ５７によって光ファイバ２を介して種々の場所に設置した入力装置１の光ファイバ歪センサ２４へと伝送する。各入力装置１の光ファイバ歪センサ２４では、反射可能なレーザ光の波長が異なる値に設定されている。そこで、伝送するレーザ光の波長を、順次、各光ファイバ歪センサ２４に応じたものに変更する。入力装置１の操作ボタン２６を押込操作していない状態では、各光ファイバ歪センサ２４には初期状態としての一定の張力が作用しているだけであり、順次、最初に設定した波長のレーザ光のみが反射される。監視ユニット３では、光センサモニタリング装置５８にて、いずれの入力装置１からの反射光であるのかを判断する。そして、光センサモニタリング装置５８からアラームハンドリングサーバ４５に判断結果が送信される。アラームハンドリングサーバ４５は、各情報閲覧端末６１に判断結果を送信する。各情報閲覧端末６１では、モニタにその内容を表示させる。
【００４２】
入力装置１で、操作ボタン２６が押込操作されると、スプリング５６の付勢力に抗して押下ブロック３９が下方へと移動する。そして、押下ブロック３９に設けた軸部材４８の先端が取付プレート１８の被押圧片１９に当接する。このとき、軸部材４８の先端に設けた凹み部５３によって光ファイバ２との干渉が回避され、被押圧片１９のみを確実に押圧することができる。これにより、取付プレート１８が板厚方向に凸状に湾曲するように弾性変形し、光ファイバ歪センサ２４が伸長する。すなわち、取付プレート１８が厚み方向に弾性変形すると、その外面に配置されて両端部を固定された光ファイバ歪センサ２４が伸長する。光ファイバ歪センサ２４は許容可能な伸長量は小さいが、取付プレート１８の片面に取り付けることにより、その厚み方向への弾性変形量に変換することができる。つまり、光ファイバ歪センサ２４を直接引っ張って伸長させる場合に比べ、取付プレート１８を利用することにより変形量が大きくなる。したがって、操作ボタン２６による押込操作に十分な距離を確保することができる。
【００４３】
操作ボタン２６の押込操作によって光ファイバ歪センサ２４が伸長すると、反射するレーザ光の波長が変化するので、光センサモニタリング装置５８では、その波長の変化に基づいて操作ボタン２６が押込操作されたと判断する。光センサモニタリング装置５８は、操作ボタン２６が押込操作されたことを示す信号をアラームハンドリングサーバ４５に送信する。アラームハンドリングサーバ４５は各情報閲覧端末６１に信号を送信して、モニタにその旨を表示させる。これにより、作業者は一目でいずれの入力装置１の操作ボタン２６が押込操作されたのかを把握することができる。
【００４４】
光ファイバ２が途中で断線したり、入力装置１が損傷したりする等により、レーザ光が反射されない場合、反射光が得られない入力装置１が特定される。この場合、光ファイバ２の他端部からレーザ光を伝送する。そして、前記同様、伝送するレーザ光の波長を、順次、各光ファイバ歪センサ２４に応じたものに変更する。この結果、反射光が得られないと特定された入力装置１から反射光が得られれば、その入力装置１は故障しておらず、光ファイバ２が断線していると判断することができる。逆に反射光が得られなければ、入力装置１が故障している可能性が高いと判断することができる。
【００４５】
このように、前記実施形態では、直列接続された光ファイバ２のそれぞれに対して、各入力装置１からの反射光に基づいて、入力装置１での操作ボタン２６の押込操作の有無を検出することができる。このため、各入力装置１に対して個別に光ファイバ２を敷設する必要がなく、コストを抑えることができる。各入力装置１では、反射可能な光の波長が決められており、光ファイバ歪センサ２４が伸長することにより駆動したか否かを判断することができる。しかも、光センサモニタリング装置５８にて一括管理することが可能である。そして、プラント等の可燃性ガスが発生する恐れがある箇所には入力装置１と光ファイバ２だけの電気を全く使用しない機器を敷設するだけでよい。したがって、入力装置１を、従来のように発火や爆発の危険性なく安心して使用できる。
【００４６】
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る入力装置１を示す。この入力装置１は、第１実施形態と同様な構成であるが、ケーシング６２内に収容されている点で相違する。ケーシング６２には、開口部６３が形成され、この開口部６３にはリング６４によって半透明のカバー６５が取り付けられている。開口部６３からは入力装置１の操作ボタン２６が視認でき、カバー６５を破って操作ボタン２６を押し込むことができるようになっている。なお、ケーシング６２は、入力装置１の腐食等、周囲の影響を排除するために設けられている。
【００４７】
（第３実施形態）
図８及び図９は、第３実施形態に係る入力装置１を示す。この入力装置１は、本体６６内に入力部６７を収容したものである。
【００４８】
本体６６は、収納容器６８と蓋体６９で構成されている。収納容器６８は、底壁７０がその４辺から立ち上がる４つの側壁７１によって囲まれた形状で、各短辺側側壁７２にはコネクタ７３がそれぞれ装着されている。一方の長辺側側壁７４には貫通孔７４ａが形成され、そこから内部のリンク部材８０に接続したワイヤ７５が延びている。また、この長辺側側壁７４は、一端側の高さが低く形成され、これに対応して蓋体７にも窪み部７６が形成されている。窪み部７６には、スリット（図示せず）が形成され、後述する位置決め部材９１と一体化される操作片７７がスライド可能に配置されている。
【００４９】
入力部６７は、取付プレート７８と、この取付プレート７８に取り付けられる光ファイバ歪センサ７９と、取付プレート７８を弾性変形させるリンク部材８０とを備える。取付プレート７８と光ファイバ歪センサ７９は、前記第１実施形態に係るものと同様な構成である。取付プレート７８は、下方側の長辺側側壁７４に対向するように延びており、対向面に光ファイバ歪センサ７９が位置している。光ファイバ歪センサ７９は、コネクタ７３の間に接続される光ファイバ８１の途中に設けられており、光ファイバ８１は上方空間に余剰部８２が形成されるように巻回されている。
【００５０】
リンク部材８０は、収納容器６８の底壁７０に支軸８３を中心として回動可能に取り付けられている。さらに図１０を参照すると、リンク部材８０は、支軸８３から三角形状に延びる第１腕部８４と、その反対側に延びる第２腕部８５とを有している。第１腕部８４の先端にはワイヤ７５が接続されている。第２腕部８５の先端には位置決め部材９１に当接する第１突起８６が形成されている。第２腕部８５の近傍には上方に向かって第２突起８７が突出している。第２突起８７は、先端が半球状で、中央部には溝が形成されている。この溝は光ファイバ２との干渉を避けるためのものである。また、リンク部材８０の他端側側面には側方に向かって第３突起８８が突出している。支軸８３には第１スプリング８９が巻回されている。第１スプリング８９の巻回部分から延びる一端部は、収納容器６８の底壁７０に形成した一対の支持突起９０の間に挟持されている。第１スプリング８９の他端側は、リンク部材８０の第３突起８８に当接している。これにより、リンク部材８０は、支軸８３を中心として、図９中、時計回り方向に付勢される。
【００５１】
位置決め部材９１は、被当接部９２と、その反対側に位置する保持部９３とを備える。被当接部９２は、第１凹部９４と、この第１凹部９４から延びる傾斜面９５と、その先端に形成される第２凹部９６とを備える。位置決め部材９１は、収納容器６８の底壁７０と、この底壁７０に対して所定間隔で対向するように形成したガイド壁９７との間に配置され、第２スプリング９８によってリンク部材８０側へと付勢されている。位置決め部材９１の第１凹部９４には、動作前のリンク部材８０の第１突起８６が位置する。リンク部材８０が回動すると、第１突起８６は傾斜面９５を移動し、第２凹部９６に係止する。これにより、リンク部材８０は回動途中で位置決めされる。
【００５２】
また、位置決め部材９１には、中間部分に設けた円柱状の被取付部９９に操作片７７がネジ止めされている。操作片７７は、蓋体６９の外部に配置され、位置決め部材９１と共にスリットに沿って往復移動可能となっている。外部から操作片７７を操作することで、リンク部材８０の第１突起８６が位置決め部材９１の第２凹部９６に係止された状態を解除し、リンク部材８０を第１スプリング８９の付勢力によって元の位置に復帰させることができるようになっている。
【００５３】
前記構成からなる入力装置１では、本体４から延びるワイヤ７５を引っ張ると、リンク部材８０が支軸８３を中心として図９中反時計回り方向に回動する。このとき、第１突起８６が第１凹部９４から傾斜面９５を移動し、位置決め部材９１を第１スプリング８９の付勢力に抗して右側へと押し込む。そして、第２突起８７が取付プレート７８の一端部を押圧し、この取付プレート７８を弾性変形させる。これにより、光ファイバ歪センサ７９が伸長し、反射する光の波長が変化する。リンク部材８０の第１突起８６が位置決め部材９１の第２凹部９６に係止されるので、この状態が維持されることになる。
【００５４】
（第４実施形態）
図１１及び図１２は、第４実施形態に係る入力装置１を示す。この入力装置１は、本体１０１内に入力部１０２を収容し、この入力部１０２を操作可能なレバー１０３を本体１０１に取り付けた構成である。
【００５５】
本体１０１は、収納容器１０４と蓋体１０５とで構成されている。収納容器１０４は、底壁１０６がその４辺から立ち上がる４つの側壁１０７によって囲まれた形状で、一方の短辺側側壁１０８ａには幅方向に所定間隔で一対のコネクタ１０９が装着されている。収納容器１０４の長辺側側壁１１０ａ，１１０ｂの途中と他方の短辺側側壁１０８ｂは他の部分よりも低く形成されており、蓋体１０５にはこの高さに応じた段差が形成されている。蓋体１０５に形成される段差は、幅方向の途中で長手方向にずれており、そのずれた部分にレバー１０３の回動中心となる支軸１１１が突出している。蓋体１０５の低い面には支軸１１１を中心とする円弧状の溝部１１２が形成されている。この溝部１１２にはレバー１０３の突起（図示せず）が配置され、レバー１０３の回動範囲が制限されている。
【００５６】
入力部１０２は、前記第３実施形態と同様に、取付プレート１１４と、この取付プレート１１４に取り付けられる光ファイバ歪センサ１１５と、取付プレート１１４を弾性変形させるリンク部材１１６とを備える。取付プレート１１４及び光ファイバ歪センサ１１５は、前記第３実施形態に係るものと同様な構成である。取付プレート１１４は、下方側の長辺側側壁１１０ａに対向するように延びており、対向面に光ファイバ歪センサ１１５が位置している。光ファイバ歪センサ１１５は、コネクタ１０９の間に接続される光ファイバ１１７の途中に設けられており、光ファイバ１１７は上方空間に余剰部１１８が形成されるように巻回されている。
【００５７】
リンク部材１１６は、支軸１１１の上端に十字状に凸部１２１が形成されている。凸部１２１には、レバー１０３の軸受部１２０に形成した凹部（図示せず）が係合し、リンク部材１１６とレバー１０３とはネジ止めにより一体的に回動する。
【００５８】
リンク部材１１６には、支軸１１１から延びる腕部１２２の先端両側に第１突起１２３と第２突起１２４が形成されている。第１突起１２３は、前記第３実施形態のものと同様な構造で、先端が半球状で、中央部には溝が形成されている。第２突起１２４の先端には、収納容器１０４の底壁１０６から突出するボスに一端をネジ止めしたスプリング１２５の他端がネジ止めされている。これにより、リンク部材１１６は、支軸１１１を中心として図１２中時計回り方向に付勢される。また、リンク部材１１６は、軸受部１２０から腕部１２２とは反対方向に第３突起１２６が突出している。第３突起１２６は、リンク部材１１６にスプリング１２５の付勢力が作用した状態で、収納容器１０４の底壁１０６から突出した仕切壁１２７の当接部１２７ａに当接する。これにより、リンク部材１１６の回動範囲が制限され、第１突起１２３が取付プレート１１４の先端に対して押込可能な状態で対向する。
【００５９】
レバー１０３は、軸受部１２０をリンク部材１１６の支軸１１１に接続されてネジ止めされることにより、支軸１１１を中心として回動可能に取り付けられている。レバー１０３の下面には、蓋体７の溝部に位置してレバー１０３の回動範囲を規制する突起（図示せず）が形成されている。レバー１０３の他端部には回転可能にローラ１２９が取り付けられている。
【００６０】
前記構成の入力装置１によれば、ローラ１２９に対象物が当接してレバー１０３を回動させれば、リンク部材１１６がスプリング１２５の付勢力に抗して回動し、第１突起１２３で取付プレート１８を弾性変形させる。これにより、取付プレート１８に固定した光ファイバ歪センサ１１５が伸長し、反射する光の波長が変化する。
【００６１】
（第５実施形態）
図１３は、第５実施形態に係る入力装置１３２を使用した水位計１３０を示す。この水位計１３０は、図１４に示すように、ケース１３１内に、入力装置１３２とフロート１３３とを収容したものである。
【００６２】
図１６に示すように、ケース１３１は直方体形状で、ケース本体１３４とケースカバー１３５とで構成されている。これらは合成樹脂や防錆性に優れたステンレス等の金属材料で形成されている。
【００６３】
ケース本体１３４は、３つの側板（第１側板１３４ａ、第２側板１３４ｂ、第３側板１３４ｃ）と両端板（第１端板１３４ｄ及び第２端板１３４ｅ）とで囲まれた一方に開口する箱体形状である。ケース本体１３４の両端板１３４ｄ、１３４ｅには、表裏面を連通する複数のスリット１３６が並設されている。第１端板１３４ｄには、２箇所に貫通孔１３７が形成され、そこには光ファイバ１３８を引き出すためのキャップ１３９ａ、１３９ｂがそれぞれ装着されている。対向する側板（第１側板１３４ａ及び第２側板１３４ｂ）には、開口とは反対側に２箇所ずつ取付片１４０（第１側板１３４ａ側は図示せず）が固定されている。これら取付片１４０を利用してケース本体１３４を所望の場所に取付可能である。第３側板１３４ｃの内面にはガイドプレート１４２が、その４隅に設けたリブ１４２ａを介してネジ止めされている。ガイドプレート１４２には、その両側縁に沿ってガイド穴１４２ａがそれぞれ形成されている。ガイドプレート１４２はガイド穴１４２ａによって後述するフロート１３３をスライド可能に支持する。
【００６４】
ケースカバー１３５はケース本体１３４の開口部分を覆う。ケースカバー１３５は、周辺縁部に係合部１３５ａが形成されている。ケース本体１３４へのケースカバー１３５の固定は、係合部１３５ａをネジ止めすることにより行われる。ケースカバー１３５の一部には縦長の開口部１３５ｂが形成されている。開口部１３５ｂは透明なプレート１４３で覆われ、内部を視認できるようになっている。
【００６５】
図１５に示すように、入力装置１３２は、収納容器１４４と蓋体１４５からなる本体１４６内に各種構成部品を収容したものである。収納容器１４４は、直方体形状の本体部１４４ａと、その一方の側面から部分的に側方に突出する拡張部１４４ｂとからなる異形状となっている。収納容器１４４の底面には、長手方向に延びるガイド壁１４７が形成されている。収納容器１４４の開口端面には溝が形成され、そこには環状のパッキン１４８が配置されている。これにより、収納容器１４４を蓋体１４５で閉鎖すると、内部空間が密封状態となり水の進入が防止される。
【００６６】
構成部品は、光ファイバ１４９、取付プレート１５０及びリンク部材１５１からなる。
光ファイバ１４９は、一方のキャップ１３９ａからガイド壁１４７の一方の側面に沿って下方へと延びている。光ファイバ１４９は、ガイド壁１４７の下端部で折り返して他方の側面に沿って上方へと向かい、他方のキャップ１３９ｂに至っている。光ファイバ１４９には、折り返し部分と、他方のキャップ１３９ｂに至る手前の部分とに弛ませた余剰部１４９ａ、１４９ｂがそれぞれ形成されている。また光ファイバ１４９は、中間部分すなわち光ファイバ歪センサ１４９ｃの両端部を取付プレート１５０に一体化されている。
【００６７】
取付プレート１５０の構成は、前記各実施形態と同様である。取付プレート１５０の一端部は収納容器１４４の底面から突出させたリブにネジ止めされている。取付プレート１５０の他端部には、先端側の被押圧片１５０ａと、その両側から屈曲させた当接片１５０ｂとが形成されている。取付プレート１５０には２箇所に開口部が形成され、これら開口部１５０ｃを利用して光ファイバ１４９の中間部分がエポキシ樹脂等により固定されている。
【００６８】
リンク部材１５１は、収納容器１４４の底面に支軸１５１ａを中心として回動可能に取り付けられている。リンク部材１５１は、支軸から一方に延びる第１腕部１５１ｂと、この第１腕部１５１ｂとは反対側に延びる第２腕部１５１ｃとを備えている。第１腕部１５１ｂの先端側には側面から押圧部１５１ｄが突出している。押圧部１５１ｄは、取付プレート１５１の被押圧片１５０ａを圧接可能となっている。第２腕部１５１ｃの先端は直角に屈曲し、そこには永久磁石１５２が収容されている。
【００６９】
図１４に示すように、入力装置１３２は、ケース１３１内に収容された状態では、その背面がケース本体１３４の第３側板１３４ｃの内面に当接し、両側面がケース本体１３４の第１側板１３４ａ及び第２側板１３４ｂの内面にそれぞれ当接する。そして、入力装置１３２の蓋体１４５とケースカバー１３５との間には第１空間が形成される。拡張部１４４ｂの上方側傾斜面と第１端板１３４ｄの内面との間には第２空間が形成される。拡張部１４４ｂの下方側水平面と第２端板１３４ｅの内面との間には第３空間が形成される。第３空間にはフロート１３３が配置される。
【００７０】
図１６に示すように、フロート１３３は直方体形状で、フロート本体１５２とフロートカバー１５３とで構成されている。フロート本体１５２は、一方が開口する直方体形状で、開口端面には溝が形成され、そこには環状のパッキン１５２ａが配置されている。これにより、内部空間が密封状態となり、ケース１３１内に水が進入してくれば、浮力により上動する。フロート１３３の背面は、ケース１３１内に固定したガイドプレート１４２にスライド可能に支持されている。フロート１３３の背後側上面には収容室１３３ａが形成され、そこには永久磁石１３３ｂが収容されている。フロート１３３は、ケース１３１内への水の進入により第３空間内を上動し、永久磁石１３３ｂが入力装置１３２の拡張部１４４ｂの下方に接近すると、内部の永久磁石１５２を吸引し、リンク部材１５１を回動させる。但し、永久磁石１３３ｂ、１５２のいずれか一方は残る他方によって吸引可能な磁性材料で構成してもよい。
【００７１】
前記構成からなる水位計１３０は、例えば、プラントや発電所等で漏水等を検出するために使用する。すなわち、ケース１３１内に水が進入すれば、フロート１３３が浮力によってガイドプレート１４２に沿って上動する。そして、フロート１３３側の永久磁石１３３ａが入力装置１３２の拡張部１４４ｂに接近すれば、入力装置１３２内の永久磁石１５２が吸引され、リンク部材１５１が支軸１５１ａを中心として回動する。これに伴い、リンク部材１５１の押圧部１５１ｄが取付プレート１５１の被押圧片１５０ａを圧接し、取付プレート１５１を弾性変形させる。これにより、取付プレート１５１に固定した光ファイバ歪センサ１４９ａが伸長して回折格子の間隔が変化し、その変化に伴って反射するレーザ光の波長も変化する。この結果、フロート１３３が所定水位を示す位置まで上動したことを検出できる。また、ケース１３１に形成した開口部からフロート１３３の位置を目視によって直接観察すれば、フロート１３３の昇降動作に不具合が発生していないかどうかを簡単に判断できる。
【００７２】
また、前記構成からなる水位計１３０では単一の水位を検出できるだけである。そこで、水位計１３０を異なる水位を検出する複数個設けるようにしてもよい。この場合、各水位計１３０の入力装置１３２から延びる光ファイバ１４９は、図示しないコネクタで直列に接続するだけでよい。そして、前記各実施形態と同様に、反射光の波長が変化したもののうち、最も上方に位置する水位計１３０を特定することにより、複数段階で水位を判断可能となる。
【００７３】
なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００７４】
前記各実施形態では、入力装置１の種々の形態について説明したが、取付プレート１８、１５０のように一端側から他端側に向かって延び、一端側を押圧されることにより弾性変形する板状体の途中に、光ファイバ２の途中に設けた光ファイバ歪センサ２４、１４９ｃを固定した構成を有するものであれば、板状体を押圧する形態については問わない。
【符号の説明】
【００７５】
１…入力装置
２…光ファイバ
３…監視ユニット
４…本体
５…入力部
６…収納容器
７…蓋体
８…長辺側側壁
９…コネクタ
１０…短辺側側壁
１１…余剰部
１２…ネジ止め台
１３…インナーフレーム
１４…第１ガイド壁
１５…第２ガイド壁
１６…突起
１７…被取付片
１８…取付プレート（センサ取付部）
１９…被押圧片
２０…腕部
２１…当接片
２２…開口部
２３…取付片
２４…光ファイバ歪センサ
２５…カバー部材
２６…操作ボタン（操作部）
２７…カバー本体
２８…カバー蓋体
２９…外壁
３０…内壁
３１…上方開口部
３２…ヒンジ
３３…開口部
３４…外側リング
３５…内側リング
３６…筒状ガイド
３７…軸部
３８…鍔部
３９…押下ブロック
４０…軸部
４１…ブロック本体
４２…凹部
４３…底部材
４４…凹所
４５…筒状部
４６…ガイド溝
４７…環状溝
４８…軸部材
４９…軸部
５０…鍔部
５１…仕切壁
５２…突条
５３…凹み部
５４…環状突部
５５…環状溝
５６…スプリング
５７…光スイッチ
５８…光センサモニタリング装置
５９…スイッチングハブ
６０…アラームハンドリンクサーバ
６１…情報閲覧端末
６２…ケーシング
６３…開口部
６４…リング
６５…カバー
６６…本体
６７…入力部
６８…収納容器
６９…蓋体
７０…底壁
７１…側壁
７２…短辺側側壁
７３…コネクタ
７４…長辺側側壁
７５…ワイヤ
７６…窪み部
７７…操作片
７８…取付プレート
７９…光ファイバ歪センサ
８０…リンク部材
８１…光ファイバ
８２…余剰部
８３…支軸
８４…第１腕部
８５…第２腕部
８６…第１突起
８７…第２突起
８８…第３突起
８９…第１スプリング
９０…支持突起
９１…位置決め部材
９２…被当接部
９３…保持部
９４…第１凹部
９５…傾斜面
９６…第２凹部
９７…ガイド壁
９８…第２スプリング
９９…被取付部
１００…操作片
１０１…本体
１０２…入力部
１０３…レバー
１０４…収納容器
１０５…蓋体
１０６…底壁
１０７…側壁
１０８…短辺側側壁
１０９…コネクタ
１１０…長辺側側壁
１１１…支軸
１１２…溝部
１１３…突起
１１４…取付プレート
１１５…光ファイバ歪センサ
１１６…リンク部材
１１７…光ファイバ
１１８…余剰部
１１９…支軸
１２０…軸受部
１２１…凸部
１２２…腕部
１２３…第１突起
１２４…第２突起
１２５…スプリング
１２６…第３突起
１２７…仕切壁
１２８…突起
１２９…ローラ
１３０…水位計
１３１…ケース
１３２…入力装置
１３３…フロート
１３３ａ…収容室
１３３ｂ…永久磁石
１３４…ケース本体
１３４ａ…第１側板
１３４ｂ…第２側板
１３４ｃ…第３側板
１３４ｄ…第１端板
１３４ｅ…第２端板
１３５…ケースカバー
１３５ａ…係合部
１３５ｂ…開口部
１３６…スリット
１３７…貫通孔
１３８…光ファイバ
１３９ａ、１３９ｂ…キャップ
１４０…取付片
１４２…ガイドプレート
１４２ａ…ガイド穴
１４３…プレート
１４４…収納容器
１４４ａ…本体部
１４４ｂ…拡張部
１４５…蓋体
１４６…本体
１４７…ガイド壁
１４８…パッキン
１４９…光ファイバ
１４９ａ、１４９ｂ…余剰部
１４９ｃ…光ファイバ歪センサ
１５０…取付プレート
１５０ａ…被押圧部
１５０ｂ…第１腕部
１５０ｃ…第２腕部
１５０ｄ…押圧部
１５１…リンク部材
１５２…フロート本体
１５２ａ…パッキン
１５３…フロートカバー
【図１】
2018179552.tif 000003
【図２】
2018179552.tif 000004
【図３】
2018179552.tif 000005
【図４】
2018179552.tif 000006
【図５】
2018179552.tif 000007
【図６】
2018179552.tif 000008
【図７】
2018179552.tif 000009
【図８】
2018179552.tif 000010
【図９】
2018179552.tif 000011
【図１０】
2018179552.tif 000012
【図１１】
2018179552.tif 000013
【図１２】
2018179552.tif 000014
【図１３】
2018179552.tif 000015
【図１４】
2018179552.tif 000016
【図１５】
2018179552.tif 000017
【図１６】
2018179552.tif 000018