【手続補正書】
【提出日】平成24年11月6日(2012.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
開示内容の第１の態様は、金属膜によって隔離された複数の並列の蒸気管を備えた壁部を有するタイプのボイラの内部空間における燃焼特性をモニタするためのモニタ方法である。このモニタ方法は、ボイラの両側に在る隣接する蒸気管の間の金属膜に対して、それら隣接する蒸気管を再配置することなく、第１及び第２の貫通部を形成することを含む。次いで、光ビームが、いずれもボイラの内部空間の外側に位置する放出コリメータレンズと放出リレーレンズとを備えた放出光学部を介して投射される。放出リレーレンズは第１の貫通部に光学的に接続され、光ビームをボイラの内部空間へと投射する。このモニタ方法は、ボイラの内部空間の外側に位置する捕捉光学部によって光ビームを受信することをさらに含む。この捕捉光学部は、第２の貫通部に光学的に接続された捕捉リレーレンズと、該捕捉リレーレンズに光学的に接続された捕捉コリメータレンズとを備える。コリメートされた受光ビームの強度が決定される。放出コリメータレンズ及び捕捉コリメータレンズのうちの少なくとも一方は、次いでコリメートされた受光ビームの強度を最大化するように整列されうる。実施形態は、放出コリメータレンズ及び捕捉コリメータレンズの両方が受光ビームの強度を最大化するように整列されることを含みうる。第１及び第２の貫通部は、蒸気管に対して平行に長尺化されていてもよい。このモニタ方法は、放出光学部を放出光学部ハウジング内に、捕捉光学部を捕捉光学部ハウジング内にそれぞれ設置することをさらに含みうるとともに、放出リレーレンズ及び捕捉リレーレンズは、放出光学部ハウジング及び捕捉光学部ハウジングの前縁壁におけるオリフィスをそれぞれ閉塞してもよい。このような実施形態において、このモニタ方法は、第１の観測管及び第２の観測管の基端を外部ボイラ壁部に取付けることをさらに含みうるとともに、第１の貫通部及び第２の貫通部が第１の観測管及び第２の観測管の内部空間にそれぞれ連通していてもよい。放出光学部ハウジングは第１の観測管の末端に取付けられうるとともに、リレーレンズが第１の観測管の内部空間に光学的に連通していてもよく、また、捕捉光学部ハウジングは第２の観測管の末端に取付けられうるとともに、捕捉リレーレンズが第２の観測管の内部空間に光学的に連通していてもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
より厳しい整列公差を満足するために、変更された放出光学部及び捕捉光学部の構成が要求される。このような構成は、図３及び図４に表されている。コリメータレンズ１８はチルトステージ１９に設置されており、より詳細に後述するとともに特許文献１によって開示されるように、コリメータレンズ１８が９０°の直交軸線に沿ってチルト動作できるようになっている。ビームをコリメータレンズからボイラに直接発射する代わりに、リレーレンズ２０がコリメータレンズ１８に光学的に連通するように設けられる。リレーレンズは、スロット形成された膜貫通部の軸線に構築される間に整列される。結果として、リレーレンズによって受信されるビームは、リレーレンズの焦点において、スロット形成された貫通部１６を通過する必要がある。図４を参照されたい。スロット形成された貫通部をビームが通過する角度は、ビームをコリメータレンズからリレーレンズの異なる位置に誘導することによって、二次元において調整されうる。こうすることによって、ビームが、スロット形成された放出側の貫通部を通って誘導されうるようになり、ボイラの捕捉側のスロット形成された貫通部に達する。ボイラの捕捉側において、捕捉光学部はリレーレンズ２０を組込むとともに、コリメータレンズ１８を図３及び図４に示されたのと同様にチルト動作させる。捕捉コリメータレンズにおいてチルトステージを採用することによって、最大強度の受信されたコリメートされたビームが、光学的に接続された多重モード型ファイバに伝達されることが保証される。効果的な光学的接続をさらにもたらすために、放出ビームは、従来技術のシステムにおける約２０ｍｍとは対照的に直径約５ｍｍにコリメートされる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図５は、整列可能な放出光学部及び捕捉光学部の実施形態を概略的に表している。送信器及び受信器はデザインが類似している。送信器は、光ファイバから現れるレーザ光のコリメートされたビームを発生させる。受信器はコリメートされた光のビームを捕捉するとともに、それをファイバ内に集束させる。（この光学システムを介して光を逆方向に送信することもでき、送信器及び受信器の大部分の要素は同一である。）以下の説明は、送信器モジュール及び受信器モジュールのいずれにも当てはまる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
放出光学部及び捕捉光学部は、リレーレンズ２０によって閉塞されるオリフィス１０４が形成された前縁側部１０２を有するハウジング１００内に設置されうる。ハウジングは、放出光学部及び捕捉光学部を周囲環境から保護するためのＮＥＭＡ-４容器でありうる。図５に示されるように、コリメータレンズ１８は運動チルトステージ１０６に取付けられており、この運動チルトステージ１０６は、コリメータレンズ１８を、放出光学部の光学的軸線に対して直角の直交軸線回りにチップ動作（ｔｉｐ）及びチルト動作（ｔｉｌｔ）させるように配置される。２つの直接駆動式ステッピングモータ１０８によって、このチップ動作及びチルト動作がもたらされる。これらモータは、イーサネット（登録商標）その他類似の接続手段を介してコンピュータによって制御される。この接続は、混信を回避するために光ファイバを通じてなされうる。ステッピングモータ１０８は、電力供給が絶たれたときにそれらの位置を維持する。そのため、光学的整列作用が停電によって影響を受けなくなる。ステッピングモータは、モータ駆動部１１０によって駆動される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
一実施形態において、観測管１１２は基端及び末端を有する。基端は、ボイラの外壁１１４から直角に延在するように取付けられるとともに、長尺の貫通部１６が観測管１１２の内部空間に連通している。フランジ１１６が観測管１１２の末端に設けられる。フランジ１１６によって、ハウジング１００が、ボイラのフランジに隣接する前縁端１０２に取付可能であるとともに、リレーレンズ２０が貫通部１６に光学的に連通する。この態様において、ビームは、貫通部１６を通ってボイラの内部空間１１８に伝送されるとともに、ボイラを越えて、図５に関連して前述したものと概ね同一の捕捉光学部を備えた受信器へと伝送されうる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図６は、整列可能な放出光学部及び捕捉光学部の代替的な実施形態２００を表している。図６は、同様のデザインからなる送信器及び受信器として記載される。代替的な実施形態２００において、レンズ２０２は光ファイバ２０４に光学的に接続される。レンズ２０２は、本明細書において「コリメータ」レンズと称され、（概ね一定の直径からなるビームを生成する）真性のコリメータレンズでありうる。或いは、コリメータレンズ２０２は、僅かに拡大したビーム２０６を提供する「準」コリメータレンズのものでもよい。ファイバ２０４及びレンズ２０２は、固定された関係により一緒に機械的に連結されるとともに、並進運動機構部２１０によって、直交するＸ-Ｙ軸線２０８に沿って「並進運動」して移動可能である。放出されたビーム２０６は、並進運動によって、リレーレンズ２１２の選択部位に当たるように移動可能であり、リレーレンズ２１２は、ビームを膜のスロットに通して導くとともに、ビームを（捕捉光学部のレンズ２０２に対応する）受信側光学部又は捕捉光学部の周りに集束させる。図５の実施形態に関連して前述したものと同様のステッピングモータ、コンピュータ制御器及び「ヒルクライミング」アルゴリズムが並進運動機構部２１０に関連付けられており、概ね連続的な整列補正作用を提供する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属膜によって隔離された複数の並列の蒸気管を備えた壁部を有するタイプのボイラの内部空間における燃焼特性をモニタするモニタ方法であって、
ａ）ボイラの両側に在る隣接する蒸気管を再配置することなく、第１の貫通部及び第２の貫通部を前記隣接する蒸気管の間の金属膜に形成し、
ｂ）いずれもボイラの内部空間の外側に位置する放出コリメータレンズと放出リレーレンズとを備える放出光学部を介して、光ビームを投射することを含み、前記放出リレーレンズは、前記光ビームを前記ボイラの内部空間に投射するように前記第１の貫通部に光学的に接続されており、
さらに、
ｃ）前記ボイラの内部空間の外側に位置する捕捉光学部により前記光ビームを受信することを含み、前記捕捉光学部は、前記第２の貫通部に光学的に接続される捕捉リレーレンズと、該捕捉リレーレンズに光学的に接続される捕捉コリメータレンズとを備え、
さらに、
ｄ）コリメートされた受光ビームの強度を決定し、
ｅ）前記放出コリメータレンズ及び前記捕捉コリメータレンズのうちの少なくとも一方を整列させて、コリメートされた前記受光ビームの強度を最大化することを含む、モニタ方法。
【請求項２】
工程ｅ）において、前記放出コリメータレンズ及び前記捕捉コリメータレンズの両方を整列させて、コリメートされた前記受光ビームの強度を最大化することをさらに含む、請求項１に記載のモニタ方法。
【請求項３】
前記第１及び前記第２の貫通部が前記蒸気管に対して平行に長尺化される、請求項１に記載のモニタ方法。
【請求項４】
前記放出光学部を放出光学部ハウジングに設置するとともに、前記捕捉光学部を捕捉光学部ハウジングに設置することをさらに含み、前記放出リレーレンズ及び前記捕捉リレーレンズが、前記放出光学部ハウジング及び前記捕捉光学部ハウジングの前縁壁におけるオリフィスをそれぞれ閉塞する、請求項１に記載のモニタ方法。
【請求項５】
第１の観測管及び第２の観測管の基端を前記ボイラの外部空間に取付けることをさらに含み、前記第１の貫通部及び前記第２の貫通部が、前記第１の観測管及び前記第２の観測管の内部空間にそれぞれ連通する、請求項４に記載のモニタ方法。
【請求項６】
前記放出光学部ハウジング及び前記捕捉光学部ハウジングを前記第１の観測管及び前記第２の観測管の末端にそれぞれ取付けることをさらに含み、前記放出リレーレンズ及び前記捕捉リレーレンズが、前記第１の観測管及び前記第２の観測管の末端にそれぞれ隣接する、請求項５に記載のモニタ方法。
【請求項７】
工程ｅ）において、前記放出コリメータレンズ及び前記捕捉コリメータレンズを第１の直交軸線及び第２の直交軸線に沿ってチルト動作させることをさらに含む、請求項２に記載のモニタ方法。
【請求項８】
工程ｅ）において、前記放出光学部及び前記捕捉光学部を順次チルト動作させて、前記光ビームの強度を最大化することをさらに含む、請求項７に記載のモニタ方法。
【請求項９】
工程ｅ）において、前記放出光学部及び前記捕捉光学部を第１の直交軸線及び第２の直交軸線に沿って並進運動させることをさらに含む、請求項２に記載のモニタ方法。
【請求項１０】
工程ｅ）において、前記放出光学部及び前記捕捉光学部を順次並進運動させて、前記光ビームの強度を最大化することをさらに含む、請求項９に記載のモニタ方法。
【請求項１１】
前記放出コリメータレンズ及び前記捕捉コリメータレンズが準コリメータレンズである、請求項９に記載のモニタ方法。
【請求項１２】
金属膜によって隔離された複数の並列の蒸気管を備えたボイラの内部空間の燃焼特性を検知する検知装置であって、
選択レーザ発振周波数を有するダイオードレーザと、
前記ダイオードレーザによって生成されるビームに光学的に接続される放出コリメータレンズと、
前記放出コリメータレンズに光学的に接続されていて、前記ダイオードレーザからの前記ビームを、隣接する蒸気管の間の第１の金属膜における第１の貫通部へと投射するように構成される放出リレーレンズと、
投射される前記ビームを、前記第１の金属膜とは反対の第２の金属膜における第２の貫通部に通して受信するように構成される、捕捉リレーレンズと、
前記捕捉リレーレンズに光学的に接続される捕捉コリメータレンズと、
前記捕捉コリメータレンズに光学的に接続される光ファイバと、
前記光ファイバに光学的に接続されていて、前記選択レーザ発振周波数に対して感受性を有する検出器と、
前記放出コリメータレンズ及び前記捕捉コリメータレンズのうちの少なくとも一方に関連付けられていて、前記検出器によって受信される光量を最大化させるように前記コリメータレンズを前記ビームに対して整列させる、整列機構部とを備える、検知装置。
【請求項１３】
前記放出コリメータレンズ及び前記放出リレーレンズを収容する放出ハウジングをさらに備え、前記放出リレーレンズが前記放出ハウジングの前縁壁におけるオリフィスを閉塞しており、さらに、前記捕捉コリメータレンズ及び前記捕捉リレーレンズを収容する捕捉ハウジングを備え、前記捕捉リレーレンズが前記捕捉ハウジングの前縁壁におけるオリフィスを閉塞する、請求項１２に記載の検知装置。
【請求項１４】
基端及び末端をそれぞれ有する第１の観測管及び第２の観測管をさらに備え、前記第１の観測管及び前記第２の観測管の前記基端が前記ボイラの外部空間に取付けられるとともに、前記第１の貫通部及び前記第２の貫通部が前記第１の観測管及び前記第２の観測管の内部空間にそれぞれ連通しており、前記放出ハウジング及び前記捕捉ハウジングが前記第１の観測管及び前記第２の観測管の前記末端にそれぞれ取付けられ、前記放出リレーレンズ及び前記捕捉リレーレンズのそれぞれが、前記観測管の内部空間に光学的に連通する、請求項１３に記載の検知装置。
【請求項１５】
前記放出コリメータレンズ及び前記捕捉コリメータレンズのそれぞれに関連付けられる整列機構部をさらに備える、請求項１２に記載の検知装置。
【請求項１６】
各整列機構部は、前記コリメータレンズを第１の直交軸線及び第２の直交軸線に沿ってチルト動作させるチルト動作手段を備え、前記第１の直交軸線及び前記第２の直交軸線が、いずれも放射ビームに対して直交する、請求項１５に記載の検知装置。
【請求項１７】
前記コリメータレンズをチルト動作させるチルト動作手段がステッピングモータを備える、請求項１６に記載の検知装置。
【請求項１８】
前記検出器及び前記整列機構部に関連付けられるデータ処理システムをさらに備え、該データ処理システムは前記検出器からデータを受信するとともに、さらに、前記整列機構部によって、関連付けられるコリメータレンズを整列させて、前記ビームの強度を最大化する、請求項１２に記載の検知装置。
【請求項１９】
各整列機構部が、前記コリメータレンズを第１の直交軸線及び第２の直交軸線に沿って並進運動させる並進運動手段を備える、請求項１５に記載の検知装置。
【請求項２０】
各コリメータレンズが準コリメータレンズである、請求項１８に記載の検知装置。