(57)【要約】【課題】微細な内径の極細のチューブであってもその内部の液体の有無を精度よく検出することができる。【解決手段】発光素子２と受光素子３との間に透光性チューブ４を位置させる。また発光素子２と受光素子３は透光性チューブ４の軸に直交する直線上に配置する。更に発光素子２と透光性チューブ４との間並びに透光性チューブと受光素子３との間に夫々凸レンズ５、６を配置する。凸レンズ５により発光素子２からの光を絞り込んで透光性チューブ４に入射させる。凸レンズ６によって透光性チューブ４内の液体と気体の屈折率の違いによる焦点距離の変化を再焦点化する。受光素子３と凸レンズ６との間にピンホール部材７を配置し、その開孔７ａを通して受光素子３に光が当たるようにする。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と受光素子との間に透光性チューブを位置させると共にこれら発光素子と受光素子は透光性チューブの軸に直交する直線上に配置し、更に前記発光素子と透光性チューブとの間並びに透光性チューブと受光素子との間に夫々レンズを配置し、前記発光素子と透光性チューブとの間のレンズにより発光素子からの光をその焦点を絞り込んで透光性チューブに入射させると共に、該透光性チューブの透過光を透光性チューブと受光素子との間のレンズに当て、該レンズによって透光性チューブ内の液体と気体の屈折率の違いによる焦点距離の変化を再焦点化し、開口径の小さな受光素子による場合にはこれ自体の開口部を通して、また開口径の大きな受光素子による場合にはこれと前記レンズとの間に配置したピンホール部材又はスリット部材の開孔又は間隙を通して前記レンズからの光を受光素子に当てるようになしたことを特徴とするチューブ用液体センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチューブ用液体センサに関し、更に詳細には特に微細な内径の極細の透光性チューブであってもその内部の液体の有無を精度よく検出することができるようになしたチューブ用液体センサに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１−９６５１５号公報
【特許文献２】
特開平１０−２５３４２５号公報
【０００３】
例えば、分析システムにおける透光性チューブからなる配管内の液体の有無を検出するセンサとして、上記特許文献１、２に示されたものがある。ここでこれら特許文献１、２に示されたものの概要について説明すると、図８及び図９に示す如く、発光素子１００と受光素子１０１との間に透光性チューブ１０２を位置させ、該透光性チューブ１０２内を透過する光が液体の有無によって屈折が異なることを利用し、液体が存在しないときには受光し、液体が存在するときには受光しない位置に受光素子１０１を配置してなるものである。また、１０３は光を示す。尚、図８は透光性チューブ１０２内に液体が存在しないとき、図９は液体が存在するときの状態を示すものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、斯かる従来のセンサにあっては微細な内径の極細のチューブの場合に検出が困難であった。それは発光素子からの光を透光性チューブの軸からずらしたところに当てる必要があるからである。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、微細な内径の極細のチューブであってもその内部の液体の有無を精度よく検出することができるようになしたチューブ用液体センサを提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
而して、本発明の要旨とするところは、発光素子と受光素子との間に透光性チューブを位置させると共にこれら発光素子と受光素子は透光性チューブの軸に直交する直線上に配置し、更に前記発光素子と透光性チューブとの間並びに透光性チューブと受光素子との間に夫々レンズを配置し、前記発光素子と透光性チューブとの間のレンズにより発光素子からの光をその焦点を絞り込んで透光性チューブに入射させると共に、該透光性チューブの透過光を透光性チューブと受光素子との間のレンズに当て、該レンズによって透光性チューブ内の液体と気体の屈折率の違いによる焦点距離の変化を再焦点化し、開口径の小さな受光素子による場合にはこれ自体の開口部を通して、また開口径の大きな受光素子による場合にはこれと前記レンズとの間に配置したピンホール部材又はスリット部材の開孔又は間隙を通して前記レンズからの光を受光素子に当てるようになしたことを特徴とするチューブ用液体センサにある
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の概略的説明図、図２、図３は本発明の原理説明図、図４は実施形態の正面図、図５は同平面図、図６は図５中Ａ−Ａ線断面図、図７は遮光カバーの斜視図である。
【０００８】
先ず、図１を参照しつつ本発明の概略について説明する。
図中、１はチューブ用液体センサである。２は発光素子であり、本実施形態では白色の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いている。３は受光素子であり、本実施形態ではフォトダイオードを用いている。４は透光性チューブであり、本実施形態では外径１．６ｍｍ、内径０．１〜０．８ｍｍのテフロン（登録商標）チューブを用いている。また、該透光性チューブ４に通す液体として、本実施形態ではメタノール又は水を用いている。そしてまた、これら発光素子２、受光素子３、透光性チューブ４の三者の配置関係は、発光素子２と受光素子３との間に透光性チューブ４を位置させると共に、発光素子２と受光素子３は透光性チューブ４の軸に直交する直線上に配置している。
【０００９】
そして、上記の如き配置において、前記発光素子２と透光性チューブ４との間に凸レンズ５を配置する一方、前記透光性チューブ４と受光素子３との間に凸レンズ６を配置している。該凸レンズ５は発光素子２からの光を、その焦点を絞り込んで透光性チューブ４に入射させるものであり、また凸レンズ６は透光性チューブ４の透過光を当て、透光性チューブ４内の液体と気体の屈折率の違いによる焦点距離の変化を再焦点化するものである。また、７は受光素子３と凸レンズ６の間に配置したピンホール部材であり、開孔７ａを通して光を通過させ、それ以外の部分では光の通過を遮断するものである。尚、この他にスリット部材を用いるようにしてもよいし、或いは開口径の小さな受光素子の場合にはこれらを用いる必要がないものである。
【００１０】
次に、本発明の原理を更に詳細に説明すると、凸レンズ５によって発光素子２からの光を、その焦点を絞り込んで透光性チューブ４に入射させると、図２に示す如く、透光性チューブ４内の液体の有無によって光の焦点距離が変化する。即ち、液体が存在するときの焦点距離と液体が存在しないときの焦点距離との間にはＬの差が出る。そして、凸レンズ６によって透光性チューブ４内の液体と気体の屈折率の違いによる焦点距離の変化を再焦点化すると、図３に示す如く、焦点距離の差によって、ピンホール部材７の開孔７ａを通過する光の量に差が出ることになる。即ち、例えば液体が存在する場合には光の殆どがピンホール部材７の開孔７ａを通過し、また液体が存在しない場合には、光の中心部の一部がピンホール部材７の開孔７ａを通過するのみで、それ以外の部分はピンホール部材７によって通過が遮断されることになる。そしてこのようにして受光素子３に受光される光の量に差が出ることから、該受光素子３であるフォトダイオードを流れる電流値に違いが生じ、液体の有無を明瞭に検出することができるものである。
【００１１】
次に、図４乃至図７に示した具体的な実施形態について説明する。
８は角柱又は円柱状をなし、軸に沿って所要径の貫通孔９を設けると共に、長さ方向の略中央部に上面から中心部にかけて透光性チューブ４を嵌め込む切り込み１０を設けた筐体である。尚、該筐体８は、本実施形態では、筐体８ａと、該筐体８ａの一方側の端部に被せて結合する、筐体８より短い筐体８ｂとをもって構成している。１１は前記筐体８の切り込み１０の位置に被せるコ字形の遮光カバーであり、両垂直壁１１ａ、１１ａに下端から中心部にかけて透光性チューブ４を嵌め込む切り込み１２を設けている。
【００１２】
そして、該筐体８の貫通孔９の一端側に発光素子２を嵌合すると共に、貫通孔９の他端側に受光素子３を嵌合している。また、筐体８の貫通孔９の切り込み１０と発光素子２との間に凸レンズ５を配置する一方、切り込み１０と受光素子３との間に凸レンズ６を配置している。そして更に、筐体８の貫通孔９の凸レンズ６と受光素子３との間にピンホール部材７を配置してなるものである。
【００１３】
而して、これを用いて透光性チューブ４内の液体の有無を検出する場合には、先ず遮光カバー１１を一旦取り外し、筐体８の切り込み１０内に透光性チューブ４を嵌め込む。そして再び遮光カバー１１を被せた後、発光素子２と受光素子３により検出作業を行うものである。尚、液体の有無を検出する原理は前記の通りであるから、説明は省略する。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、従来の如き発光素子からの光を透光性チューブの軸からずらしたところに当てるものではなく、光は透光性チューブの軸に当て、そしてまた発光素子と受光素子は透光性チューブの軸に直交する直線上に配置してなるものであり、加えて２枚のレンズを用いることにより前記の通りの作用効果を奏するものである。よって微細な内径の極細のチューブであってもその内部の液体の有無を精度よく検出することができるものである。また、分析システム等における既設の送液チューブに実施して、その内部の液体の有無を手軽に検出することも可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略的説明図である。
【図２】本発明の原理説明図である。
【図３】本発明の原理説明図である。
【図４】本発明の実施形態の正面図である。
【図５】本発明の実施形態の平面図である。
【図６】図５中Ａ−Ａ線断面図である。
【図７】遮光カバーの斜視図である。
【図８】従来のチューブ用液体センサの概略的説明図であり、透光性チューブ内に液体が存在しないときの状態を示すものである。
【図９】従来のチューブ用液体センサの概略的説明図であり、透光性チューブ内に液体が存在するときの状態を示すものである。
【符号の説明】
１  チューブ用液体センサ
２  発光素子
３  受光素子
４  透光性チューブ
５、６  凸レンズ
７  ピンホール部材
８  筐体
９  貫通孔
１０  切り込み
１１  遮光カバー
１２  切り込み
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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