JPS6076646A - 液体屈折率センサヘツド - Google Patents
液体屈折率センサヘツドInfo
- Publication number
- JPS6076646A JPS6076646A JP18423483A JP18423483A JPS6076646A JP S6076646 A JPS6076646 A JP S6076646A JP 18423483 A JP18423483 A JP 18423483A JP 18423483 A JP18423483 A JP 18423483A JP S6076646 A JPS6076646 A JP S6076646A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- liquid
- optical waveguide
- sensor head
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/43—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle
- G01N21/431—Dip refractometers, e.g. using optical fibres
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は被測定液体例えば石油精製プラント等におけ
るＭ製油の屈折率を測定するための液体屈折率センサヘ
ッド、特に光導波路を用いた液体屈折率センサヘッドに
関する。
るＭ製油の屈折率を測定するための液体屈折率センサヘ
ッド、特に光導波路を用いた液体屈折率センサヘッドに
関する。
仲）従来技術
従来、液体の屈折率を測定する方法としては。
単色光をプリズムの面に沿って試料に入射し、流体の屈
折率に対応して得られる光線をプリズム。
折率に対応して得られる光線をプリズム。
レンズ、移動スリットを経て光電増倍管に照射し。
発生した電流によりバランシング・モータを回転させ、
その動きを光電増倍管の前にあるスリットに伝達し、同
時に指針を動かすようにしたものがある。しかしながら
、この方法では、測定系に電気回路を含むため、防爆性
やリモートセンシングに問題がある。
その動きを光電増倍管の前にあるスリットに伝達し、同
時に指針を動かすようにしたものがある。しかしながら
、この方法では、測定系に電気回路を含むため、防爆性
やリモートセンシングに問題がある。
石油精製プラン１〜では精製油の品質管理の一つとして
、精製油のＦ（折率を測定する必要があるが。
、精製油のＦ（折率を測定する必要があるが。
その製品の特質上、測定の際、特に防爆性に留意する必
要があり、また制御室からのリモートセンシングも必要
となる。
要があり、また制御室からのリモートセンシングも必要
となる。
（ハ）目的
この発明の目的は上記に＠み、防爆性に優れ。
リモートセンシングが可能な屈折率測定をなし得る液体
屈折率センザヘッドを提供することである。
屈折率センザヘッドを提供することである。
に）構成
−」二記目的を達成するために、この発明は、光導波路
が回路部を含む場合、外周部分の屈折率が大きくなり、
その程度が回路部の曲率に関係することを利用している
。この発明の液体屈折率センザヘッドは基板と、この基
板」二に形成され９人力光を受ける主光導波路と、この
主光導波路から分岐され１曲率のイ゛目対的に大なる回
路部を持つ第１の分岐光導波路と、前記主光導波路から
分岐され。
が回路部を含む場合、外周部分の屈折率が大きくなり、
その程度が回路部の曲率に関係することを利用している
。この発明の液体屈折率センザヘッドは基板と、この基
板」二に形成され９人力光を受ける主光導波路と、この
主光導波路から分岐され１曲率のイ゛目対的に大なる回
路部を持つ第１の分岐光導波路と、前記主光導波路から
分岐され。
曲率のイ゛１」苅的に小なる回路部を持つ第２の分岐光
導波路とを備え、前記第１及び第２の分岐光導波路の出
力光により、被測定液体の屈折率を算量するようにして
いる。
導波路とを備え、前記第１及び第２の分岐光導波路の出
力光により、被測定液体の屈折率を算量するようにして
いる。
０→実施例
以下、実施例によりこの発明をさらに詳細に訂明する。
第１図は、この発明の一実施例を示す液体屈折率センサ
ヘッドの斜視図、第２図は第１図に示す液体屈折率セン
サヘッドを線Ｉ−１で切断した断面図である。
ヘッドの斜視図、第２図は第１図に示す液体屈折率セン
サヘッドを線Ｉ−１で切断した断面図である。
第１図及び第２図において、液体屈折率センサヘッド１
は、光を吸収しない低屈折重相例えばガラヌの基板２上
に、力゛ラスイオン交換等で形成される高屈折率の先導
波路６が形成されてｌＹ＋：を成されている。
は、光を吸収しない低屈折重相例えばガラヌの基板２上
に、力゛ラスイオン交換等で形成される高屈折率の先導
波路６が形成されてｌＹ＋：を成されている。
光導波路６は１入力光ａを受ける主光導波路４と、この
主光導波路４から分岐される２本の分岐光導波路５及び
６から構成されている。これら分岐光導波路５及び６は
、それぞれ曲率の異なる回路部５ａ、６ａを含み１分岐
光導波路５の回路部５ａの方が曲率が大きく設定されて
いる。
主光導波路４から分岐される２本の分岐光導波路５及び
６から構成されている。これら分岐光導波路５及び６は
、それぞれ曲率の異なる回路部５ａ、６ａを含み１分岐
光導波路５の回路部５ａの方が曲率が大きく設定されて
いる。
主光導波路４には、入力用光ファイバ７が結合され２図
示しガい外部の発光源より、入力光ａが入射されるよう
になっている。この入力光ａは分岐光導波路５，６に導
かれ、この分岐光導波路５゜乙の先端に結きされる出力
用光ファイバ８，９を経て、出力光す及びＣとして導出
されるようになっている。
示しガい外部の発光源より、入力光ａが入射されるよう
になっている。この入力光ａは分岐光導波路５，６に導
かれ、この分岐光導波路５゜乙の先端に結きされる出力
用光ファイバ８，９を経て、出力光す及びＣとして導出
されるようになっている。
以上のように構成される液体屈折率センサヘッド１を用
いて、油等の屈折率を測定する場合には。
いて、油等の屈折率を測定する場合には。
第６図に示すように、液体屈折率センサヘッド１の分岐
光導波路５及び６の少なくとも回路部５ａ及び６ａが被
測定液体１０中に浸される。したがって９曲路部５ａ及
び６ａの近傍には被測定液体１０が満たされる。
光導波路５及び６の少なくとも回路部５ａ及び６ａが被
測定液体１０中に浸される。したがって９曲路部５ａ及
び６ａの近傍には被測定液体１０が満たされる。
一般に、直線導波路ではその導波路中心Ｏよシ。
幅方向Ｘの屈折率分布、１（、）を示すと第４図（１′
Ｆ）に示すように導波路端Ｔまではｎｏで、その外側は
１１０よシも小さな屈折率ａｎｏ （ｒｒ〈１ ）とな
る。これに列し４曲導波路の外側部分の屈折率Ｉ＋ ’
（Ｘ ）は、直線導波路に比し大となり、直線導波路
の場合に換算するとｎ（Ｘ）（１＋Ｘ／Ｒ）となる（た
だしＲは曲率半径）・。したがって１曲導波路の外側部
分の屈折率と導波路内の屈折率差は直線導波路のそれに
比べて、小になり第４図（ｂ）に示す通りとなる。導波
路内外の屈折率差が小となると、それだけ、導波路の光
閉じ込め機能が低下する。また回路部を持つ光導波路で
も１曲率の大なるものほどそれが顕著となる。すなわち
曲率が異なる光導波路では。
Ｆ）に示すように導波路端Ｔまではｎｏで、その外側は
１１０よシも小さな屈折率ａｎｏ （ｒｒ〈１ ）とな
る。これに列し４曲導波路の外側部分の屈折率Ｉ＋ ’
（Ｘ ）は、直線導波路に比し大となり、直線導波路
の場合に換算するとｎ（Ｘ）（１＋Ｘ／Ｒ）となる（た
だしＲは曲率半径）・。したがって１曲導波路の外側部
分の屈折率と導波路内の屈折率差は直線導波路のそれに
比べて、小になり第４図（ｂ）に示す通りとなる。導波
路内外の屈折率差が小となると、それだけ、導波路の光
閉じ込め機能が低下する。また回路部を持つ光導波路で
も１曲率の大なるものほどそれが顕著となる。すなわち
曲率が異なる光導波路では。
伝搬するモード数が異なることになり、出力光強度に相
違が生じることになる。
違が生じることになる。
以上よシ、上記実施例液体屈折率センサヘッド１におい
て１分岐光導波路５と６を経て出力用光ファイバ８及び
９よシ導出される出力光す及びＣの強度も９曲路部５ａ
と６ａの曲率が異なるので相違するものとなる。
て１分岐光導波路５と６を経て出力用光ファイバ８及び
９よシ導出される出力光す及びＣの強度も９曲路部５ａ
と６ａの曲率が異なるので相違するものとなる。
しかも、油等の被測定液体の屈折率が相違するる。
実施例液体屈折率センサヘッド１を浸漬する液体の屈折
率１１と出力光す、ｃの光量の関係を示すと第５図に示
ず通シとなる。すなわち浸漬液体の屈折率ｎが犬になる
と９曲路部５ａ、６ａ内との屈折率差が小さくなるので
２分岐光導波路５及び６の光閉じ込め機能が低下し、出
力光す及びＣは小となる。
率１１と出力光す、ｃの光量の関係を示すと第５図に示
ず通シとなる。すなわち浸漬液体の屈折率ｎが犬になる
と９曲路部５ａ、６ａ内との屈折率差が小さくなるので
２分岐光導波路５及び６の光閉じ込め機能が低下し、出
力光す及びＣは小となる。
また、第５図よシ明かなように、出力光すとＣの比率は
、浸漬液体の屈折率によって変化する。
、浸漬液体の屈折率によって変化する。
したがって出力用光ファイバ８より出力される出力光す
と出力用光ファイバ９より出力される出力光Ｃの光量比
率を算出することによシ、被ｔ１す定腋体の力］（折率
を検出することができる。
と出力用光ファイバ９より出力される出力光Ｃの光量比
率を算出することによシ、被ｔ１す定腋体の力］（折率
を検出することができる。
なお」１記実施例では１分岐光導波路に１個の囲路部を
含むようにしているが、もちろん各分岐光導波路に複数
個の囲路部を含むものであってもよい。
含むようにしているが、もちろん各分岐光導波路に複数
個の囲路部を含むものであってもよい。
捷）ζ、」二層実施例液体屈折率センサヘッドは第５図
に示すように、′ｇ！１．体の異なる屈折率で出力光す
、ｃがＯとなるので、この出力光す、ｃをモニタするこ
とにより液体の屈折率がある範囲に人っているかどうか
の判定にも使用することができる。
に示すように、′ｇ！１．体の異なる屈折率で出力光す
、ｃがＯとなるので、この出力光す、ｃをモニタするこ
とにより液体の屈折率がある範囲に人っているかどうか
の判定にも使用することができる。
（へ）効果
この発明の屈折率センサヘッドは光導波路で形成され、
又入出力光も光ファイバを用いて入力あるいは導出でき
るものであるから、信号処理部等電気回路は遠隔地に置
かれることになり、防爆性の窩いものが得られる。まだ
光ファイバと共用することによシ、リモートセンシング
に最適のセンサとなる。捷た光信号を扱うものであるだ
め、電磁誘導ノイズを受けないという利点もある。その
」二、２つの分岐光導波路の出力光の比を算出すれば、
光源の出力変動等の影響を受けることなく。
又入出力光も光ファイバを用いて入力あるいは導出でき
るものであるから、信号処理部等電気回路は遠隔地に置
かれることになり、防爆性の窩いものが得られる。まだ
光ファイバと共用することによシ、リモートセンシング
に最適のセンサとなる。捷た光信号を扱うものであるだ
め、電磁誘導ノイズを受けないという利点もある。その
」二、２つの分岐光導波路の出力光の比を算出すれば、
光源の出力変動等の影響を受けることなく。
精度の高い屈折率検出を行なうことができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す光導波路形の液体屈
折率センサヘッドの斜視図、第２図は第１図に示す液体
屈伍率センサヘッドを線Ｉ−１で切断した断面図、；ｒ
５５図は同液体屈折率センザヘッドを用いて測定する場
合の被測定液体への浸漬状態を示す図、第４図は光導波
路内外の屈折率分布を示し、第４図＠）は直線導波路の
屈折率分布を示す図、第４図（ｂ）は曲導波路の屈折率
分布を示す図、第５図は上記実施例液体屈折率センサヘ
ッドを液体中に浸漬した場合の液体屈折率と出力光の関
係を示す図である。 １：液体屈折率センサヘッド、 ２：基板。 ４：主光導波路、５・６：分岐光導波路。 ５ａ・６ａ：囲路部、１０：被測定液体。 第１図 第３図 第４図
折率センサヘッドの斜視図、第２図は第１図に示す液体
屈伍率センサヘッドを線Ｉ−１で切断した断面図、；ｒ
５５図は同液体屈折率センザヘッドを用いて測定する場
合の被測定液体への浸漬状態を示す図、第４図は光導波
路内外の屈折率分布を示し、第４図＠）は直線導波路の
屈折率分布を示す図、第４図（ｂ）は曲導波路の屈折率
分布を示す図、第５図は上記実施例液体屈折率センサヘ
ッドを液体中に浸漬した場合の液体屈折率と出力光の関
係を示す図である。 １：液体屈折率センサヘッド、 ２：基板。 ４：主光導波路、５・６：分岐光導波路。 ５ａ・６ａ：囲路部、１０：被測定液体。 第１図 第３図 第４図
Claims (1)
- （１） 被測定液体中に浸漬され、その被測定液体の屈
折率を検出するための液体屈折率センサヘッドであって
。 基板と、この基板」二に形成され、入力光を受ける主光
導波路と、この主光導波路から分岐され９曲率の４目対
的に大なる回路部を持つ第１の分岐光導波路と、前記主
先導波路から分岐され。 曲率の相対的に小なる回路部を持つ第２の分岐光導波路
とを備え、前記第１及び第２の分岐光導波路の出ツＪ光
によシ、′＄、測定液体の７）Ｊ折率を算出する液体屈
折率センサヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18423483A JPS6076646A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 液体屈折率センサヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18423483A JPS6076646A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 液体屈折率センサヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6076646A true JPS6076646A (ja) | 1985-05-01 |
Family
ID=16149718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18423483A Pending JPS6076646A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 液体屈折率センサヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6076646A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5565978A (en) * | 1993-04-15 | 1996-10-15 | Japan Energy Corporation | Total-reflection type refractive index sensor |
| WO2012020514A1 (ja) * | 2010-08-10 | 2012-02-16 | 株式会社Ｉｈｉエスキューブ | 液体検知器及び液体識別システム |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP18423483A patent/JPS6076646A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5565978A (en) * | 1993-04-15 | 1996-10-15 | Japan Energy Corporation | Total-reflection type refractive index sensor |
| WO2012020514A1 (ja) * | 2010-08-10 | 2012-02-16 | 株式会社Ｉｈｉエスキューブ | 液体検知器及び液体識別システム |
| JP2012037453A (ja) * | 2010-08-10 | 2012-02-23 | Ihi Scube:Kk | 液体検知器及び液体識別システム |
| CN103189727A (zh) * | 2010-08-10 | 2013-07-03 | Ihi爱斯久布股份有限公司 | 液体感测器及液体识别*** |
| EP2604991A4 (en) * | 2010-08-10 | 2016-10-26 | Ihi Inspection & Instrumentation Co Ltd | LIQUID DETECTOR AND LIQUID IDENTIFICATION SYSTEM |
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