特許 7492060 紫外線検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】紫外線検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/02 20060101AFI20240521BHJP

   G01J 1/00 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

G01J1/02 G

G01J1/00 B

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023077746

(22)【出願日】2023-05-10

【審査請求日】2024-04-26

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100177910

【弁理士】

【氏名又は名称】木津 正晴

(72)【発明者】

【氏名】松井 良太郎

【審査官】小澤 瞬

(56)【参考文献】

【文献】特開平５－８１５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３７０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－７１４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１１４０４４５１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１０－７３０１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｊ １／００ － Ｇ０１Ｊ １／６０

Ｇ０１Ｊ １１／００

Ｇ０８Ｂ １７／１２

Ｈ０１Ｊ ４７／００ － Ｈ０１Ｊ ４７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放電ガスが封入された容器と、前記容器内に配置された一対の電極と、前記一対の電極にそれぞれ電気的に接続され、所定方向に沿って前記容器外まで延在する少なくとも２つの通電部と、を有する紫外線検出管と、
前記紫外線検出管を駆動するための駆動回路が設けられた回路基板と、
前記紫外線検出管及び前記回路基板を収容しており、前記紫外線検出管に入射する光が導入される光導入部を有する筐体と、を備え、
前記回路基板は、前記筐体に固定されており、
前記紫外線検出管は、前記所定方向の一方側では前記筐体に保持されており、前記所定方向の他方側では前記通電部において前記回路基板に保持されている、紫外線検出装置。

【請求項2】

前記紫外線検出管における前記所定方向の一方側の部分と前記筐体との間には、弾性部材が介在している、請求項１に記載の紫外線検出装置。

【請求項3】

前記弾性部材は、前記所定方向から見た場合に、前記一対の電極と重ならないように配置されている、請求項２に記載の紫外線検出装置。

【請求項4】

前記容器は、前記所定方向に沿った中心線を有する円筒部分と、前記円筒部分に対して前記所定方向の一方側に配置され、前記一方側に凸となるように湾曲した湾曲部分と、を有し、
前記弾性部材は、前記湾曲部分に接触している、請求項２又は３に記載の紫外線検出装置。

【請求項5】

前記容器は、前記所定方向に沿った中心線を有する円筒部分を有し、
前記弾性部材は、前記所定方向から見た場合に、前記円筒部分の縁と重なるように配置されている、請求項２又は３に記載の紫外線検出装置。

【請求項6】

前記容器における前記所定方向の他方側の部分と前記回路基板との間には隙間が空いている、請求項１又は２に記載の紫外線検出装置。

【請求項7】

前記紫外線検出管は、前記所定方向の一方側の部分が前記筐体の前記光導入部と向かい合うように配置されている、請求項１又は２に記載の紫外線検出装置。

【請求項8】

前記紫外線検出管の感度波長域に含まれる波長を有する紫外光を出力する第１発光素子を備え、
前記第１発光素子は、半導体発光素子である、請求項１又は２に記載の紫外線検出装置。

【請求項9】

前記回路基板に設けられ、前記第１発光素子の駆動に伴う前記紫外線検出管の出力信号に基づいて前記紫外線検出管の駆動状態を判定する判定部を更に備える、請求項８に記載の紫外線検出装置。

【請求項10】

前記第１発光素子が出力する前記紫外光よりも長い波長を有する光を出力する第２発光素子を更に備え、
前記判定部は、前記第１発光素子の駆動に伴う前記紫外線検出管の出力信号、及び前記第２発光素子の駆動に伴う前記紫外線検出管の出力信号に基づいて前記紫外線検出管の駆動状態を判定する、請求項９に記載の紫外線検出装置。

【請求項11】

前記紫外線検出管における前記所定方向の一方側の部分と前記筐体との間には、弾性部材が介在しており、
前記弾性部材は、前記一対の電極に対して前記所定方向の一方側に位置している、請求項８に記載の紫外線検出装置。

【請求項12】

前記第１発光素子は、前記所定方向の一方側に向かって前記紫外光を出力するように、前記回路基板に配置されており、
前記筐体のうち前記所定方向から見た場合に前記紫外線検出管と前記第１発光素子との間に位置する部分は、前記筐体の他の部分と比べて高い光反射率を有する、請求項８に記載の紫外線検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紫外線検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、バーナ等の燃焼機器における燃焼火炎の有無を検出する火炎検出器が記載されている。特許文献１に記載の構成では、紫外線検出管が、円筒外壁と底板により区画される凹部内において、底板上に吊されるように配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－６１８３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような火炎検出器では、火炎検出器が受けた振動や衝撃の影響が紫外線検出管に及びやすい。当該影響によって紫外線検出管の内部構造、例えば電極に変形や傷が生じてしまうと、特性が劣化したり、不具合の原因となってしまうおそれがある。また、内部構造に限らず、当該影響によって紫外線検出管の容器が破損してしまうおそれもある。そのため、振動や衝撃に対する耐性を向上することが求められる。

【0005】

本発明は、振動又は衝撃に対する耐性を向上することができる紫外線検出装置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】

【0006】

本発明の紫外線検出装置は、［１］「放電ガスが封入された容器と、前記容器内に配置された一対の電極と、前記一対の電極にそれぞれ電気的に接続され、所定方向に沿って前記容器外まで延在する少なくとも２つの通電部と、を有する紫外線検出管と、前記紫外線検出管を駆動するための駆動回路が設けられた回路基板と、前記紫外線検出管及び前記回路基板を収容しており、前記紫外線検出管に入射する光が導入される光導入部を有する筐体と、を備え、前記回路基板は、前記筐体に固定されており、前記紫外線検出管は、前記所定方向の一方側では前記筐体に保持されており、前記所定方向の他方側では前記通電部において前記回路基板に保持されている、紫外線検出装置」である。

【0007】

この紫外線検出装置では、紫外線検出管が、所定方向の一方側では筐体に保持されており、所定方向の他方側では通電部において回路基板に保持されている。これにより、所定方向の一方側では筐体によって紫外線検出管を確実に保持することができ、また、所定方向の他方側では筐体に固定された回路基板によって紫外線検出管を確実に保持することができる。このように、所定方向の一方側及び他方側の両方において紫外線検出管を保持することで、振動や衝撃に対する耐性を効果的に高めることができる。よって、この紫外線検出装置によれば、振動又は衝撃に対する耐性を向上することができる。

【0008】

本発明の紫外線検出装置は、［２］「前記紫外線検出管における前記所定方向の一方側の部分と前記筐体との間には、弾性部材が介在している、［１］に記載の紫外線検出装置」であってもよい。この場合、振動又は衝撃に対する耐性を一層向上することができる。

【0009】

本発明の紫外線検出装置は、［３］「前記弾性部材は、前記所定方向から見た場合に、前記一対の電極と重ならないように配置されている、［２］に記載の紫外線検出装置」であってもよい。この場合、弾性部材によって電極に入射する光が遮られることを抑制することができ、感度の低下を抑制することができる。

【0010】

本発明の紫外線検出装置は、［４］「前記容器は、前記所定方向に沿った中心線を有する円筒部分と、前記円筒部分に対して前記所定方向の一方側に配置され、前記一方側に凸となるように湾曲した湾曲部分と、を有し、前記弾性部材は、前記湾曲部分に接触している、［２］又は［３］に記載の紫外線検出装置」であってもよい。この場合、例えば弾性部材が円筒部分の側面に接触する場合と比べて、紫外線検出管を強固に保持することができる。

【0011】

本発明の紫外線検出装置は、［５］「前記容器は、前記所定方向に沿った中心線を有する円筒部分を有し、前記弾性部材は、前記所定方向から見た場合に、前記円筒部分の縁と重なるように配置されている、［２］～［４］のいずれかに記載の紫外線検出装置」であってもよい。この場合、弾性部材によって電極に入射する光が遮られて感度が低下することを抑制しつつ、紫外線検出管を強固に保持することができる。

【0012】

本発明の紫外線検出装置は、［６］「前記容器における前記所定方向の他方側の部分と前記回路基板との間には隙間が空いている、［１］～［５］のいずれかに記載の紫外線検出装置」であってもよい。この場合、振動又は衝撃により容器が回路基板に接触して破損することを抑制することができる。

【0013】

本発明の紫外線検出装置は、［７］「前記紫外線検出管は、前記所定方向の一方側の部分が前記筐体の前記光導入部と向かい合うように配置されている、［１］～［６］のいずれかに記載の紫外線検出装置」であってもよい。この場合、紫外線検出管に好適な指向性を持たせて配置することができる。

【0014】

本発明の紫外線検出装置は、［８］「前記紫外線検出管の感度波長域に含まれる波長を有する紫外光を出力する第１発光素子を備え、前記第１発光素子は、半導体発光素子である、［１］～［７］のいずれかに記載の紫外線検出装置」であってもよい。この場合、紫外線検出管の動作確認を精度良く行うことが可能となる。すなわち、例えば、発光素子として放電管を使用した場合に比べて、目的とする波長を確実に得ることができる。

【0015】

本発明の紫外線検出装置は、［９］「前記回路基板に設けられ、前記第１発光素子の駆動に伴う前記紫外線検出管の出力信号に基づいて前記紫外線検出管の駆動状態を判定する判定部を更に備える、［８］に記載の紫外線検出装置」であってもよい。この場合、紫外線検出管の動作確認を含む、駆動状態の判定を行うことで、紫外線検出装置の動作信頼性を向上させることができる。

【0016】

本発明の紫外線検出装置は、［１０］「前記第１発光素子が出力する前記紫外光よりも長い波長を有する光を出力する第２発光素子を更に備え、前記判定部は、前記第１発光素子の駆動に伴う前記紫外線検出管の出力信号、及び前記第２発光素子の駆動に伴う前記紫外線検出管の出力信号に基づいて前記紫外線検出管の駆動状態を判定する、［９］に記載の紫外線検出装置」であってもよい。紫外線検出管においては、光に対して反応しなくなる不具合だけでなく、経年劣化等により、狙いの波長域（紫外領域）よりも長い波長域の光にも反応してしまうようになる不具合も発生し得る。［１０］の紫外線検出装置では、例えば、紫外線検出管が正常に動作している場合には紫外線検出管が第１発光素子からの光に反応する一方で第２発光素子からの光に反応せず、紫外線検出管が正常に動作していない場合には紫外線検出管が第１発光素子からの光及び第２発光素子からの光の両方に反応するように第１発光素子及び第２発光素子からの光の波長を設定することで、上述した後者の不具合の発生を把握することができる。

【0017】

本発明の紫外線検出装置は、［１１］「前記紫外線検出管における前記所定方向の一方側の部分と前記筐体との間には、弾性部材が介在しており、前記弾性部材は、前記一対の電極に対して前記所定方向の一方側に位置している、［８］～［１０］のいずれかに記載の紫外線検出装置」であってもよい。この場合、第１発光素子からの光が弾性部材によって遮られることを抑制することができ、第１発光素子からの光が電極に入射しやすくなる。

【0018】

本発明の紫外線検出装置は、［１２］「前記第１発光素子は、前記所定方向の一方側に向かって前記紫外光を出力するように、前記回路基板に配置されており、前記筐体のうち前記所定方向から見た場合に前記紫外線検出管と前記第１発光素子との間に位置する部分は、前記筐体の他の部分と比べて高い光反射率を有する、［８］～［１１］のいずれかに記載の紫外線検出装置」であってもよい。この場合、第１発光素子を安定した状態で回路基板に固定することで、振動又は衝撃に対する耐性を向上させつつ、第１発光素子からの光が筐体の当該部分において反射されて紫外線検出管に入射しやすくなる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、振動又は衝撃に対する耐性を向上することができる紫外線検出装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施形態の紫外線検出装置の斜視図である。

【図2】紫外線検出装置の内部を示す斜視図である。

【図3】図２のIII－III線に沿っての断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

【0022】

図１～図３に示されるように、紫外線検出装置１は、紫外線検出管２と、回路基板３と、筐体４と、を備えている。紫外線検出装置１は、例えば、ボイラーにおける燃焼の監視、危険物取り扱い場所での失火の監視、倉庫又は施設での失火や火災の検知、発電所における放電の検知等に用いられる。以下、各図に示されるＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向（所定方向）を適宜参照しつつ説明する。Ｙ方向はＸ方向に垂直な方向であり、Ｚ方向はＸ方向及びＺ方向に垂直な方向である。また、Ｚ方向の一方側Ｓ１（各図中の上側）及び他方側Ｓ２（各図中の下側）を参照する。他方側Ｓ２は、一方側Ｓ１とは反対側である。

【0023】

紫外線検出管２は、容器１０と、アノード２１（電極）と、カソード２２（電極）と、２つのアノード通電部２３と、２つのカソード通電部２４と、を備えている。容器１０は管状の密閉容器であり、ステム部１１及びバルブ部１２を有している。この例では、ステム部１１及びバルブ部１２は、紫外線透過性を有する材料により一体的に形成されている。当該材料としては、例えば、ホウケイ酸ガラス、紫外線透過ガラス、石英ガラス等が挙げられる。容器１０内は気密に封止されており、容器１０内には放電ガスＧが封入されている。

【0024】

ステム部１１は、例えば円形板状に形成されている。ステム部１１の中央部にはＺ方向の他方側Ｓ２に突出した突出部１１ａが形成されている。バルブ部１２は、円筒部分１３及び湾曲部分１４を有している（図３）。円筒部分１３は、Ｚ方向に沿った中心線を有している。円筒部分１３は、ステム部１１からＺ方向の一方側Ｓ１に延在している。湾曲部分１４は、円筒部分１３に対してＺ方向の一方側Ｓ１に配置されており、円筒部分１３に接続されている。湾曲部分１４は、一方側Ｓ１に凸となるように、例えば球面状に湾曲している。

【0025】

アノード２１は、アノード本体部２１ａと、２つのアノード接合部２１ｂと、を有している。アノード２１は、例えば、タングステン、ニッケル、モリブデン、銅、ステンレス、コバール金属等の金属材料により形成されている。アノード本体部２１ａは、例えば矩形平板状に形成されており、Ｚ方向と垂直に配置されている。アノード本体部２１ａの中央部には、Ｚ方向に沿ってアノード本体部２１ａを貫通する複数の孔２１ｃが形成されている。複数の孔２１ｃは、例えば一定の間隔を空けて二次元状に規則的に並んで配置されている。アノード接合部２１ｂは、タブ状（矩形状）に形成され、アノード本体部２１ａからＺ方向の他方側Ｓ２に延在している。２つのアノード接合部２１ｂは、アノード本体部２１ａにおける対角に位置する一対の隅部にそれぞれ配置されている。

【0026】

カソード２２は、カソード本体部２２ａと、２つのカソード接合部２２ｂと、を有している。カソード２２は、例えば、タングステン、ニッケル、モリブデン、銅、コバール金属等の金属材料により形成されている。カソード本体部２２ａは、例えば矩形平板状に形成されており、Ｚ方向においてアノード本体部２１ａと向かい合うように、Ｚ方向と垂直に配置されている。カソード本体部２２ａは、アノード本体部２１ａに対してＺ方向の他方側Ｓ２に位置している。

【0027】

アノード本体部２１ａとは異なり、カソード本体部２２ａには孔が形成されていない。紫外線検出管２では、アノード本体部２１ａの孔２１ｃを通過した光がカソード本体部２２ａの表面２２ｃに入射する。表面２２ｃは、カソード本体部２２ａのＺ方向における一方側Ｓ１の表面（平坦面）であり（図３）、光電面として機能する。表面２２ｃは、紫外域の光の入射に応じて光電子を放出する。カソード接合部２２ｂは、タブ状（矩形状）に形成され、カソード本体部２２ａからＺ方向の他方側Ｓ２に延在している。２つのカソード接合部２２ｂは、カソード接合部２２ｂにおける対角に位置する一対の隅部にそれぞれ配置されている。

【0028】

アノード通電部２３は、棒状のピン（ステムピン）であり、ステム部１１を貫通するように設けられ、ステム部１１に固定されている。アノード通電部２３は、アノード接合部２１ｂに例えば溶接により接合されており、アノード接合部２１ｂからＺ方向に沿って容器１０の外部まで真っ直ぐに延在している。アノード通電部２３は、例えばコバール金属により形成されている。

【0029】

カソード通電部２４は、棒状のピン（ステムピン）であり、ステム部１１を貫通するように設けられ、ステム部１１に固定されている。カソード通電部２４は、カソード接合部２２ｂに例えば溶接により接合されており、カソード接合部２２ｂからＺ方向に沿って容器１０の外部まで真っ直ぐに延在している。カソード通電部２４は、例えばコバール金属により形成されている。この例では、Ｚ方向から見た場合に、２つのアノード通電部２３は紫外線検出管２の中心を挟んで向かい合っており、２つのカソード通電部２４は紫外線検出管２の中心を挟んで向かい合っている。

【0030】

紫外線検出管２の使用状態においては、アノード通電部２３及びカソード通電部２４を介してアノード２１とカソード２２との間に電圧が印加されている。使用状態において、容器１０（バルブ部１２）及びアノード２１の孔２１ｃを介してカソード２２（表面２２ｃ）に紫外域の光が入射すると、カソード２２から光電子が放出される。この光電子は、アノード２１に引き寄せられ、容器１０内の放電ガス分子と衝突して放電ガス分子を電離させる。電離によって発生した電子及び正イオンのうち、電子は更に他の放電ガス分子と衝突及び電離を繰り返してアノード２１に至る。一方、正イオンは、カソード２２に向けて加速され、カソード２２に衝突して多くの二次電子を発生させる。以上の現象を繰り返すことにより、アノード２１とカソード２２との間に電流が流れ、放電状態となる。紫外線検出管２では、この放電現象を利用して紫外域の光を検出する。

【0031】

回路基板３は、例えば矩形平板状のプリント配線基板（ＰＣＢ）であり、Ｚ方向と垂直に配置されている。回路基板３は、例えば締結部材３ａ等を用いて筐体４に固定されている。この例では、回路基板３と筐体４との間に円筒状のスペーサ部材３ｂが配置されており、回路基板３は、Ｚ方向に筐体４の底壁４ｂから所定の間隔を空けて配置されている。

【0032】

回路基板３上には、種々の電子部品３１が実装されている。電子部品３１は、例えば、紫外線検出管２を駆動するための駆動回路３２（駆動部）を構成する電子部品を含んでいる。電子部品３１は、各要素を制御するマイクロコンピュータ、紫外線検出管２からの出力信号を読み取る読取回路、ＤＣ－ＤＣコンバータ等を含んでいてもよい。当該マイクロコンピュータは、後述する判定部６０を構成する。なお、図２及び図３では２つの電子部品３１が例示的に簡略化して示されているが、実際には回路基板３上には多数の電子部品が実装されている。

【0033】

回路基板３上には紫外線検出管２が実装されている。回路基板３には、アノード通電部２３又はカソード通電部２４を保持（固定）するための４つのソケット３３が設けられている。これらのソケット３３にアノード通電部２３及びカソード通電部２４がそれぞれ挿入されて保持されることにより、紫外線検出管２が回路基板３に保持されている。このように、紫外線検出管２は、Ｚ方向の他方側Ｓ２では、アノード通電部２３及びカソード通電部２４において回路基板３に保持（固定）されている。図３に示されるように、容器１０のステム部１１（容器１０における他方側Ｓ２の部分）と回路基板３との間にはＺ方向に隙間Ｓが空いている。換言すれば、容器１０のステム部１１は、回路基板３に対して、隙間Ｓをもって離間するように配置されている。

【0034】

ソケット３３は、例えば板バネからなる接触部を有し、ピン状のアノード通電部２３又はカソード通電部２４が挿入されると接触部がアノード通電部２３又はカソード通電部２４に弾性接触するように構成されている。これにより、ソケット３３は、アノード通電部２３又はカソード通電部２４を挟み込んで保持する。この例では、ソケット３３を介することで、例えばはんだ付けでの固定のように、アノード通電部２３又はカソード通電部２４は回路基板３に完全には固定されていない。通常状態では一定の固定状態が維持されるが、例えば紫外線検出装置１への振動又は衝撃によって紫外線検出管２に応力が掛かった場合には僅かに回路基板３に対する固定状態が変化可能となるように（アノード通電部２３又はカソード通電部２４が回路基板３に対して僅かに移動可能となるように）アノード通電部２３又はカソード通電部２４が弾性的に保持されている。よって、ピン状のアノード通電部２３又はカソード通電部２４が回路基板３に完全に固定されている場合と比べて、例えば紫外線検出装置１への振動又は衝撃によって紫外線検出管２に応力が掛かった場合に紫外線検出管２自体が破損してしまう可能性を低減することができる。紫外線検出管２はソケット３３から取り外し可能であり、交換可能となっている。

【0035】

回路基板３上には、第１発光素子５及び第２発光素子６が更に実装されている。第１発光素子５及び第２発光素子６は、Ｙ方向（Ｚ方向に垂直な方向）において紫外線検出管２と隣り合うように配置されている。第１発光素子５及び第２発光素子６は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光素子である。第１発光素子５は、紫外線検出管２の感度波長域に含まれる波長を有する紫外光を第１光Ｌ１として出力する。第２発光素子６は、第１発光素子５が出力する第１光Ｌ１よりも長い波長を有する紫外光を第２光Ｌ２として出力する。一例として、第１光Ｌ１の波長は２７５ｎｍであり、第２光Ｌ２の波長は３６５ｎｍである。第１発光素子５及び第２発光素子６は、Ｚ方向における一方側Ｓ１に向かって第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２を出力するように配置されている。すなわち、第１発光素子５及び第２発光素子６の光出射面は、一方側Ｓ１を向いている。

【0036】

筐体４は、例えばアルミニウム等の金属材料により箱状に形成されている。筐体４は、紫外線検出管２及び回路基板３を収容している。筐体４は、紫外線検出管２に入射する光ＬＴが導入される光導入部４１を有している。この例では、光導入部４１は、筐体４の頂壁４ａに形成された開口４ｃにユニット４２が取り付けられることによって構成されている。頂壁４ａは、例えば、筐体４における他の部分に対して取り外し可能に構成された蓋部である。ユニット４２は、第１部材５１と、第２部材５２と、窓部材５３と、Ｏリング５４と、Ｏリング５５と、Ｏリング（弾性部材）５６と、備えている。ユニット４２は、筐体４の一部を構成している。図２では頂壁４ａ及び第１部材５１等が省略して示されている。

【0037】

第１部材５１は、円筒部５１ａと、円筒部５１ａにおけるＺ方向の他方側Ｓ２の端部から径方向の外側に延在する円環状のフランジ部５１ｂと、を有している。円筒部５１ａの内側にはＯリング５６が取り付けられている。Ｏリング５６については後述する。第２部材５２は、円筒部５２ａと、円筒部５２ａに対してＺ方向の一方側Ｓ１に位置する円筒部５２ｂと、円筒部５２ａと円筒部５２ｂとの間に形成された円環状の接続部５２ｃと、を有している。円筒部５２ａの内径は、円筒部５１ａの内径と略同一であり、円筒部５２ｂの内径は、円筒部５２ａの内径よりも大きい。第１部材５１及び第２部材５２は、例えばアルミニウム等の金属材料により形成されている。

【0038】

第１部材５１は、円筒部５１ａが開口４ｃ内に位置すると共にフランジ部５１ｂが筐体４内において頂壁４ａと向かい合うように配置され、フランジ部５１ｂにおいて頂壁４ａに固定されている。フランジ部５１ｂは、例えばネジ等の締結部材（図示省略）によって頂壁４ａに固定されている。第２部材５２は、円筒部５２ａにおいて、例えばネジ等の締結部材（図示省略）によって第１部材５１の円筒部５１ａに固定されている。

【0039】

窓部材５３は、第２部材５２の円筒部５２ａと第１部材５１の円筒部５１ａとの間に配置されている。窓部材５３は、例えばガラスにより平板状に形成されており、紫外域の光に対して光透過性を有している。窓部材５３は、光導入部４１からの異物が紫外線検出管２や回路基板３が収容された空間内に侵入することを抑制したり、光導入部４１からの熱を遮断したりして、紫外線検出装置１を安定に動作させることに寄与する。窓部材５３と円筒部５２ａとの間には主に封止部材として機能するＯリング５４が介在している。Ｏリング５４は、窓部材５３と円筒部５２ａとの間との間を封止し、例えば光導入部４１からの異物が紫外線検出管２や回路基板３が収容された空間内に侵入することを抑制することができる。また、Ｏリング５４は窓部材５３への応力を緩和する機能も備えている。また、第２部材５２の接続部５２ｃ上には主に封止部材として機能するＯリング５５が配置されている。Ｏリング５４，５５は、主に隣接部材間の封止のために用いられ、例えばゴムやウレタンのような樹脂材料からなる弾性材料により円環状に形成されている。

【0040】

第２部材５２の円筒部５２ｂの内面には、取付対象との取付けのためのネジ溝が形成されている。取付対象は、例えばボイラーに備えられた検出窓部である。例えば検出窓部に形成されたネジ山と円筒部５２ｂの内面のネジ溝とを螺合させることにより、検出窓部に第２部材５２（紫外線検出装置１）が取り付けられる。この際には上述したＯリング５５が検出窓部と第２部材５２との間に介在することで、検出窓部と第２部材５２との間を封止している。円筒部５２ｂの内面には、検出窓部から到来する光ＬＴを取り込みやすくするために、光反射率を高めるための加工が施されていてもよい。

【0041】

ボイラーの検出窓部から到来した光ＬＴは、第２部材５２から導入され、窓部材５３に入射する。窓部材５３は、入射した光ＬＴのうち紫外域の光を透過させる。窓部材５３を透過した光ＬＴは、第１部材５１及び開口４ｃを介して筐体４内に導入され、紫外線検出管２に入射する。これにより、ボイラーの検出窓部からの光ＬＴ、すなわちボイラーの炎に含まれる紫外光が紫外線検出管２において検出される。このように、紫外線検出管２は、炎センサとして機能し得る。

【0042】

紫外線検出管２は、Ｚ方向の一方側Ｓ１においては、バルブ部１２（紫外線検出管２における一方側Ｓ１の部分）において筐体４に保持（固定）されている。より具体的には、バルブ部１２がＯリング５６を介在させつつ第１部材５１の円筒部５１ａの内面に押し当てられることにより、Ｚ方向の一方側Ｓ１においてバルブ部１２が筐体４の頂壁４ａに保持される。これにより、例えば紫外線検出装置１への振動又は衝撃によって紫外線検出管２がＺ方向の一方側Ｓ１において、例えばＸ方向やＹ方向に揺動されることが抑制されている。さらに、筐体４の頂壁４ａが、Ｏリング５６を介してバルブ部１２を回路基板３に向かって押さえ込むように押し付けている。つまり、筐体４の頂壁４ａと回路基板３とで挟み込むように紫外線検出管２を固定している。これにより、Ｚ方向での揺動も抑制されている。このように、この例では、バルブ部１２は、光導入部４１において筐体４に保持されている。

【0043】

このような保持は、例えば、Ｚ方向の他方側Ｓ２において回路基板３に保持された紫外線検出管２に対して、ユニット４２をＺ方向の一方側Ｓ１から近づけることにより達成され得る。この場合、例えば、回路基板３が固定された筐体４の底壁４ｂに対して、ユニット４２が固定された頂壁４ａが近づけられる。これにより、Ｚ方向の一方側Ｓ１及び他方側Ｓ２の各々において紫外線検出管２が保持され、結果として紫外線検出管２が筐体４内において保持される。この例では、紫外線検出管２は、湾曲部分１４（Ｚ方向の一方側Ｓ１の部分）が筐体４の光導入部４１と向かい合うように配置されている。

【0044】

Ｏリング５６は、主にバルブ部１２と第１部材５１との間に挟まれることでバルブ部１２への応力を緩和するために設けられた弾性部材であって、例えばゴムやウレタンのような樹脂材料からなる弾性材料により円環状に形成されている。よって、Ｏリング５６の弾性を利用することで、紫外線検出管２の固定と、当該固定に伴う紫外線検出管２と第１部材５１との間の応力を緩和することによる紫外線検出管２の破損の抑制とを両立することができる。つまり、この構成によれば、紫外線検出管２を、Ｏリング５６とソケット３３によって、確実に、且つ応力を緩和しながら、筐体４に固定することができる。なお、Ｏリング５６は、バルブ部１２と第１部材５１との間を封止する封止部材としても機能し、例えば光導入部４１からの異物が紫外線検出管２や回路基板３が収容された空間内に侵入することを抑制することができる。Ｏリング５６は、例えば円形状の断面を有している。Ｏリング５６は、例えばシリコーンゴムにより形成されている。Ｏリング５６の剛性は、容器１０の剛性よりも低い。すなわち、Ｏリング５６は容器１０よりも柔らかい。

【0045】

Ｏリング５６は、Ｚ方向から見た場合に、アノード２１及びカソード２２と重ならないように配置されている。すなわち、Ｏリング５６は、Ｚ方向から見た場合に、アノード２１及びカソード２２よりも外側に位置している。Ｏリング５６は、バルブ部１２の湾曲部分１４に接触している。この例では、Ｏリング５６は、Ｚ方向から見た場合に円筒部分１３の縁と重なるように、湾曲部分１４の外縁部に接触している。Ｚ方向において、Ｏリング５６の全体は、アノード２１及びカソード２２に対して一方側Ｓ１に位置している。

【0046】

紫外線検出装置１における動作確認について説明する。紫外線検出装置１は、紫外線検出管２の駆動状態を判定する判定部６０を備えている。判定部６０は、例えば、上述した回路基板３上に実装された電子部品３１の１つであるマイクロコンピュータによって構成されている。

【0047】

動作確認時には、判定部６０は、第１発光素子５に第１光Ｌ１を出力させる（駆動させる）と共に第２発光素子６に第２光Ｌ２を出力させる（駆動させる）。判定部６０は、読取回路を介して紫外線検出管２からの出力信号を読み出し、第１発光素子５及び第２発光素子６の駆動に伴う紫外線検出管２の信号に基づいて、紫外線検出管２の駆動状態を判定する。この判定は、例えば紫外線検出装置１の電源がオンされたタイミングで実施される。電源がオンされた後に任意のタイミングで判定が更に実施されてもよい。判定結果は、任意の手段によって外部に出力されるか又はユーザに報知される。

【0048】

判定部６０は、例えば、紫外線検出管２が第１光Ｌ１に反応する一方で第２光Ｌ２に対して反応しない場合、紫外線検出管２が正常に動作していると判定する。この場合、紫外線検出管２が狙いの波長（２７５ｎｍ）に対して感度を有する一方で、それよりも長い波長（３６５ｎｍ）に対して感度を有していないためである。一方、判定部６０は、紫外線検出管２が第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２に対して反応しない場合、紫外線検出管２に不具合が発生していると判定する。また、判定部６０は、紫外線検出管２が第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２に対して反応する場合にも、紫外線検出管２に不具合が発生していると判定する。この場合、紫外線検出管２が狙いの波長（２７５ｎｍ）だけでなく、それよりも長い波長（３６５ｎｍ）に対しても感度を有しているためである。このような不具合は、例えば経年劣化により発生し得る。

【0049】

第１発光素子５及び第２発光素子６から出力された第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２は、例えば、第１部材５１のフランジ部５１ｂにおいて反射されて紫外線検出管２のバルブ部１２に入射する。そのため、紫外線検出装置１では、フランジ部５１ｂにおけるＺ方向の他方側Ｓ２の表面５１ｃが、筐体４の他の部分と比べて高い光反射率を有するように構成されている。表面５１ｃは、筐体４のうちＺ方向から見た場合に紫外線検出管２と第１発光素子５及び第２発光素子６との間に位置する部分であり、第１発光素子５及び第２発光素子６からの第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２が紫外線検出管２に向かうように反射される部分である。例えば表面５１ｃには、光反射率を高めるための加工が施されていてもよい。また、第１発光素子５及び第２発光素子６から出力された光は、筐体４内において反射及び散乱を繰り返すことによっても、紫外線検出管２のバルブ部１２に入射し得る。
［作用及び効果］

【0050】

紫外線検出装置１では、紫外線検出管２が、Ｚ方向の一方側Ｓ１では筐体４に保持されており、Ｚ方向の他方側Ｓ２ではアノード通電部２３又はカソード通電部２４において回路基板３に保持されている。これにより、Ｚ方向の一方側Ｓ１では筐体４によって紫外線検出管２を確実に保持することができ、また、Ｚ方向の他方側Ｓ２では筐体４に固定された回路基板３によって紫外線検出管２を確実に保持することができる。このように、Ｚ方向の一方側Ｓ１及び他方側Ｓ２の両方において紫外線検出管２を保持することで、振動や衝撃に対する耐性を効果的に高めることができる。よって、紫外線検出装置１によれば、振動又は衝撃に対する耐性（耐震性）を向上することができる。このような振動又は衝撃に対する耐性の向上は、例えば紫外線検出装置１をボイラーの監視に用いる場合に特に有効である。ボイラーの動作時には振動が発生しやすいためである。また、振動又は衝撃に対する耐性の向上は、紫外線検出装置１の輸送中又は取扱中の落下による不具合の発生を抑制する観点からも重要である。

【0051】

バルブ部１２（紫外線検出管２におけるＺ方向の一方側Ｓ１の部分）と筐体４との間にＯリング５６（弾性部材）が介在している。これにより、振動又は衝撃に対する耐性を一層向上することができる。

【0052】

Ｏリング５６が、Ｚ方向から見た場合に、アノード２１及びカソード２２と重ならないように配置されている。これにより、Ｏリング５６によってアノード２１及びカソード２２に入射する光ＬＴが遮られることを抑制することができ、感度の低下を抑制することができる。

【0053】

Ｏリング５６が、容器１０の湾曲部分１４に接触している。これにより、例えばＯリング５６が容器１０の円筒部分１３の側面に接触する場合と比べて、紫外線検出管２を強固に保持することができる。

【0054】

Ｏリング５６が、Ｚ方向から見た場合に、円筒部分１３の縁と重なるように配置されている。これにより、Ｏリング５６によってアノード２１及びカソード２２に入射する光が遮られて感度が低下することを抑制しつつ、紫外線検出管２を強固に保持することができる。

【0055】

ステム部１１（容器１０におけるＺ方向の他方側Ｓ２の部分）と回路基板３との間には隙間Ｓが空いている。これにより、振動又は衝撃により容器１０が回路基板３に接触して破損することを抑制することができる。

【0056】

紫外線検出管２が、Ｚ方向の一方側Ｓ１の部分が筐体４の光導入部４１と向かい合うように配置されている。これにより、紫外線検出管２に好適な指向性を持たせて配置することができる。

【0057】

紫外線検出装置１は、紫外線検出管２の感度波長域に含まれる波長を有する紫外光（第１光Ｌ１）を出力する第１発光素子５を備え、第１発光素子５は、半導体発光素子である。これにより、紫外線検出管２の動作確認を精度良く行うことが可能となる。すなわち、発光素子として放電管を使用した場合に比べて、目的とする波長を確実に得ることができる。より具体的には、例えば、第１発光素子５に代えて水素放電管を配置し、水素放電管からの光の検出結果に基づいて紫外線検出管２の駆動状態を判定する場合、水素放電管からの光には赤外域の光も含まれているため、紫外線検出管２のソーラーブラインド特性までは確認することができない。これに対し、紫外線検出装置１では、半導体発光素子である第１発光素子５を用いることで、狙いの光（紫外光）を紫外線検出管２に検出させることでき、紫外線検出管２の動作確認を精度良く行うことが可能となる。

【0058】

紫外線検出装置１は、回路基板３に設けられ、第１発光素子５の駆動に伴う紫外線検出管２の出力信号に基づいて紫外線検出管２の駆動状態を判定する判定部６０を備える。これにより、紫外線検出管２の動作確認を含む、駆動状態の判定を行うことで、紫外線検出装置１の動作信頼性を向上させることができる。より具体的には、例えば、紫外線検出管２の駆動状態は入射する紫外光の波長や光量によって変化し得るが、第１発光素子５として半導体発光素子を用いることで、安定した波長及び光量を有する紫外光を出力することができるため、一定の条件下において駆動状態の確認を行うことが可能となる。

【0059】

紫外線検出装置１は、第１発光素子５が出力する紫外光よりも長い波長を有する光（第２光Ｌ２）を出力する第２発光素子６を備えており、判定部６０は、第１発光素子５の駆動に伴う紫外線検出管２の出力信号、及び第２発光素子６の駆動に伴う紫外線検出管２の出力信号に基づいて紫外線検出管２の駆動状態を判定する。この場合、上述したように、経年劣化等によって狙いの波長域（紫外領域）よりも長い波長域の光にも反応してしまうようになる不具合の発生を把握することができる。

【0060】

Ｏリング５６が、アノード２１及びカソード２２に対してＺ方向の一方側Ｓ１に位置している。これにより、第１発光素子５からの光がＯリング５６によって遮られることを抑制することができ、第１発光素子５からの光がアノード２１及びカソード２２に入射しやすくなる。

【0061】

第１発光素子５及び第２発光素子６が、Ｚ方向の一方側Ｓ１に向かって紫外光（第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２）を出力するように、回路基板３に配置されており、フランジ部５１ｂの表面５１ｃ（筐体４のうちＺ方向から見た場合に紫外線検出管２と第１発光素子５との間に位置する部分）が、筐体４の他の部分と比べて高い光反射率を有する。これにより、第１発光素子５及び第２発光素子６を安定した状態で回路基板３に固定することで、振動又は衝撃に対する耐性を向上させつつ、第１発光素子５及び第２発光素子６からの光がフランジ部５１ｂの表面５１ｃにおいて反射されて紫外線検出管２に入射しやすくなる。

【0062】

本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。上記実施形態ではアノード本体部２１ａ及びカソード本体部２２ａが平板状であったが、アノード本体部２１ａ及びカソード本体部２２ａ（アノード２１及びカソード２２）は棒状、又は棒状と平板状の組み合わせであってもよい。アノード通電部２３とアノード２１とは一体に形成されてもよく、カソード通電部２４とカソード２２とは一体に形成されてもよい。アノード通電部２３の数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。カソード通電部２４の数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。上記実施形態ではアノード通電部２３及びカソード通電部２４がソケット３３を用いることで完全には固定されていなかったが、アノード通電部２３及びカソード通電部２４ははんだ付け等によって回路基板３に完全に固定されていてもよい。

【0063】

本実施形態においては、円環状の弾性部材であるＯリング５６を用いたが、弾性部材は、多角形状の弾性部材や線状の弾性部材を巻き付けたものでもよいし、複数に分割した弾性部材を所望の位置に配置したものでもよいし、所望の位置に弾性材料を塗布し、固化させたものでもよい。Ｏリング５６は、Ｚ方向から見た場合にアノード２１及びカソード２２と重なる部分を有していてもよい。Ｏリング５６は、容器１０の円筒部分１３の側面に接触しててもよい。Ｏリング５６は、アノード２１及びカソード２２に対してＺ方向の他方側Ｓ２に位置していてもよい。Ｏリング５６は省略されてもよく、例えばバルブ部１２が第１部材５１に直接に接触してもよい。紫外線検出管２を回路基板３に保持する手段はソケット３３に限られず、任意の保持手段であってよい。紫外線検出管２は、ステム部１１が回路基板３に接触した状態で保持されてもよい。

【0064】

第２発光素子６は省略されてもよく、第１発光素子５のみが設けられてもよい。この場合、判定部６０は、第１発光素子５の駆動に伴う紫外線検出管２の出力信号に基づいて紫外線検出管２の駆動状態を判定する。第１発光素子５及び第２発光素子６の両方が省略されてもよい。フランジ部５１ｂの表面５１ｃは、筐体４の他の部分と比べて高い光反射率を有していなくてもよく、例えば筐体４の内面の全体が同一の光反射率を有していてもよい。

【0065】

上記実施形態では紫外線検出管２におけるＺ方向の一方側Ｓ１の部分が筐体４の光導入部４１と向かい合っていたが、紫外線検出管２の配置はこれに限られない。例えば、アノード本体部２１ａ及びカソード本体部２２ａは棒状である場合、紫外線検出管２に対して側方から光を入射させてもよい。上記実施形態では紫外線検出管２が光導入部４１において筐体４に保持されていたが、紫外線検出管２は光導入部４１以外の位置において筐体４に保持されていてもよい。

【符号の説明】

【0066】

１…紫外線検出装置、２…紫外線検出管、３…回路基板、４…筐体、５…第１発光素子、６…第２発光素子、１０…容器、１３…円筒部分、１４…湾曲部分、２１…アノード（電極）、２２…カソード（電極）、２３…アノード通電部、２４…カソード通電部、３２…駆動回路、４１…光導入部、５６…Ｏリング、６０…判定部、Ｇ…放電ガス、ＬＴ…光、Ｓ…隙間、Ｓ１…一方側、Ｓ２…他方側。

【要約】

【課題】振動又は衝撃に対する耐性を向上することができる紫外線検出装置を提供する。
【解決手段】紫外線検出装置は、放電ガスＧが封入された容器１０と、容器１０内に配置された一対の電極２１，２２と、一対の電極２１，２２にそれぞれ電気的に接続され、所定方向に沿って容器１０外まで延在する通電部２３，２４と、を有する紫外線検出管２と、紫外線検出管２を駆動するための駆動回路３２が設けられた回路基板３と、紫外線検出管２及び回路基板３を収容しており、紫外線検出管２に入射する光ＬＴが導入される光導入部４１を有する筐体４と、を備える。回路基板３は、筐体４に固定されており、紫外線検出管２は、所定方向の一方側Ｓ１では筐体４に保持されており、所定方向の他方側Ｓ２では通電部２３，２４において回路基板３に保持されている。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】