JPH02228566A - フォトサーマル効果を用いた流体の速度と濃度の測定法 ―外乱除去型ヘテロダイン干渉法光ファイバプローブによる - Google Patents
フォトサーマル効果を用いた流体の速度と濃度の測定法 ―外乱除去型ヘテロダイン干渉法光ファイバプローブによるInfo
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- JPH02228566A JPH02228566A JP4926489A JP4926489A JPH02228566A JP H02228566 A JPH02228566 A JP H02228566A JP 4926489 A JP4926489 A JP 4926489A JP 4926489 A JP4926489 A JP 4926489A JP H02228566 A JPH02228566 A JP H02228566A
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Landscapes
- 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】
これまで、流体の非接触測定に、空間分解能が高い、応
答が速い、較正の必要がないなどのすぐれた特色をもつ
レーザ・ドツプラ流速計（ＬＤＶ）が広く使用されてい
る。しかし、ＬＤＶは散乱粒子を流体中に含むか、含ま
ない場合には、ａ人分散させる必要があり、使用上１種
々の用途制限を受ける。最近、散乱粒子を必要としない
、ガス速度や濃度を測定する方法として、光熱分光法が
注目されている。
答が速い、較正の必要がないなどのすぐれた特色をもつ
レーザ・ドツプラ流速計（ＬＤＶ）が広く使用されてい
る。しかし、ＬＤＶは散乱粒子を流体中に含むか、含ま
ない場合には、ａ人分散させる必要があり、使用上１種
々の用途制限を受ける。最近、散乱粒子を必要としない
、ガス速度や濃度を測定する方法として、光熱分光法が
注目されている。
・レーザービームをガス中に照射して、そのエネルギー
の１部または大部分が熱エネルギーに変換されガスの温
度上昇をもたらす。これによって生じた屈折率変化（フ
ォトサーマル効果）を別のプローブビームの偏向から測
定するｐｈｏｔｏ−ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｆｌｅｃｔｉ
ｏｎｓｐａｃｔｒｏｓｃｏｐｙが行われてきた。しかし
２位相勾配を測定するもので、ｍ便な方法ではあるが現
象を直接解析し、理解できない、精度が少し悪い等の問
題があった。
の１部または大部分が熱エネルギーに変換されガスの温
度上昇をもたらす。これによって生じた屈折率変化（フ
ォトサーマル効果）を別のプローブビームの偏向から測
定するｐｈｏｔｏ−ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｆｌｅｃｔｉ
ｏｎｓｐａｃｔｒｏｓｃｏｐｙが行われてきた。しかし
２位相勾配を測定するもので、ｍ便な方法ではあるが現
象を直接解析し、理解できない、精度が少し悪い等の問
題があった。
本特許の方法では、フォトサーマル効果によって生じた
流体中の位相変化そのものを測定し、感度の向上をはか
るため、光ヘテロダイン干渉計をブロー力ご用いた。光
ヘテロダイン干渉法は、光干渉法のなかでも測定位相と
干渉計出力との間に線形関係が成立し、また高感度であ
るため、注目されている。
流体中の位相変化そのものを測定し、感度の向上をはか
るため、光ヘテロダイン干渉計をブロー力ご用いた。光
ヘテロダイン干渉法は、光干渉法のなかでも測定位相と
干渉計出力との間に線形関係が成立し、また高感度であ
るため、注目されている。
しかし、ヘテロダイン干渉法は高感度である反面。
干渉計に共通することであるが、参照光路を必要とし、
測定光路と異なるため、外乱の影響を受けやすい、この
問題は、光ファイバを用いて、光学系を筒！ｉ化しプロ
ーブ化する時に重大になる。光フアイバ光路は、温度変
化や振動の影響を受は易いためである。そこで１本特許
では、外乱の影響を受けにくくするため、トワイマン型
干渉計を２つ用いた光フアイバ共通光路干渉計を新しく
開発し、光フアイバ中の外乱の影響を除去した。
測定光路と異なるため、外乱の影響を受けやすい、この
問題は、光ファイバを用いて、光学系を筒！ｉ化しプロ
ーブ化する時に重大になる。光フアイバ光路は、温度変
化や振動の影響を受は易いためである。そこで１本特許
では、外乱の影響を受けにくくするため、トワイマン型
干渉計を２つ用いた光フアイバ共通光路干渉計を新しく
開発し、光フアイバ中の外乱の影響を除去した。
本特許の測定光学系の略図を図１に示す。先ず。
ヘテロダイン干渉計プローブ部について記す。光源Ｈｅ
−Ｎ ｅレーザｌａ、）ＩＮから出射した周波数νの
直線偏光はど一ムスプリフタＰＢＳで、２ビームに分割
され、２つの音響光学素子（ＡＯＭＩ、 ＡＯＭ２）に
それぞれ入射する。ＡＯＭＩからは１１０ ＭＨｚ ＋
４３８ ｋＨｚ、 ＡＯＭ２からは、 １１０ ＭＨ
ｚ周波数偏移したν１．ν、のビームが出射される。外
乱の影響を少くするためそれぞれのビームは偏波面保存
光ファイバｆｌ、ｆ２の屈折率主軸に偏光方向を合わせ
て、ファイバに入射させる。
−Ｎ ｅレーザｌａ、）ＩＮから出射した周波数νの
直線偏光はど一ムスプリフタＰＢＳで、２ビームに分割
され、２つの音響光学素子（ＡＯＭＩ、 ＡＯＭ２）に
それぞれ入射する。ＡＯＭＩからは１１０ ＭＨｚ ＋
４３８ ｋＨｚ、 ＡＯＭ２からは、 １１０ ＭＨ
ｚ周波数偏移したν１．ν、のビームが出射される。外
乱の影響を少くするためそれぞれのビームは偏波面保存
光ファイバｆｌ、ｆ２の屈折率主軸に偏光方向を合わせ
て、ファイバに入射させる。
ｆｌ、ｆ２からの出力の際にも干渉出力を大きくするた
め、各々のファイバの屈折率主軸を合わせた。検出器Ｐ
Ｄ＋ の受光面上で、ｒｌを出射してビームスプリッタ
ＢＳ＋ ÷ミラーｍｌ −＋ＢＳ＋ ＋ＰＤ１ と伝
播してきた周波数ν１の光と、ｆ２を出射してビームス
プリッタＢＳ２す測定流体Ｃｅ、÷ＢＳ＋ ＋ＰＤ１
と伝播してきた周波数ν２の光との干渉ビートが検出さ
れる。同様に検出器ＰＤ２で干渉ビートが検出される。
め、各々のファイバの屈折率主軸を合わせた。検出器Ｐ
Ｄ＋ の受光面上で、ｒｌを出射してビームスプリッタ
ＢＳ＋ ÷ミラーｍｌ −＋ＢＳ＋ ＋ＰＤ１ と伝
播してきた周波数ν１の光と、ｆ２を出射してビームス
プリッタＢＳ２す測定流体Ｃｅ、÷ＢＳ＋ ＋ＰＤ１
と伝播してきた周波数ν２の光との干渉ビートが検出さ
れる。同様に検出器ＰＤ２で干渉ビートが検出される。
両者の干渉ビートに、 ＡＯＭＩ、 ２． ｆｌ、２．
の位相が、同符号で含まれ。
の位相が、同符号で含まれ。
ＢＳＩ とＩｎ１との間の位相、 ＢＳ２と１ＩＩ２の
間の位相、測定したいＢＳＩ とＢＳ２との間の位相が
、逆符号で含まれる。位相計で両者の干渉ビートの位相
差を検出すると、前者の同符号部分の位相が、キャンセ
ルされ。
間の位相、測定したいＢＳＩ とＢＳ２との間の位相が
、逆符号で含まれる。位相計で両者の干渉ビートの位相
差を検出すると、前者の同符号部分の位相が、キャンセ
ルされ。
後者の測定したい部分は、２倍に検出される。したがっ
て光ファイバの部分の外乱の影響を除去できる、パルス
光源を用いる。濃度測定の場合には、フォトサーマル効
果によって生じた位相変化をその点に重ねて設置した前
記ヘテロダイン干渉プローブで検出し、その初期値から
もとめる。速度は、その位相変化の曲線の変化を解析し
て、求める。また、速度については、検出プローブの位
置を励起点から下流の位置に設定しタイム・フライト式
に求める。
て光ファイバの部分の外乱の影響を除去できる、パルス
光源を用いる。濃度測定の場合には、フォトサーマル効
果によって生じた位相変化をその点に重ねて設置した前
記ヘテロダイン干渉プローブで検出し、その初期値から
もとめる。速度は、その位相変化の曲線の変化を解析し
て、求める。また、速度については、検出プローブの位
置を励起点から下流の位置に設定しタイム・フライト式
に求める。
４、図面の簡単な説明 図１は、外乱除去型ヘテロダイ
ン干渉法光フアイバプローブを検出に用いた。
ン干渉法光フアイバプローブを検出に用いた。
フォトサーマル効果による流体の速度と濃度の測定光学
系。
系。
Claims (1)
- ヘテロダイン干渉法を用いて流体の速度と濃度の測定を
行うこと。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049264A JPH0625774B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | フォトサーマル効果を用いた流体の速度と濃度の測定法 ―外乱除去型ヘテロダイン干渉法光ファイバプローブによる― |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049264A JPH0625774B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | フォトサーマル効果を用いた流体の速度と濃度の測定法 ―外乱除去型ヘテロダイン干渉法光ファイバプローブによる― |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02228566A true JPH02228566A (ja) | 1990-09-11 |
| JPH0625774B2 JPH0625774B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=12825970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1049264A Expired - Fee Related JPH0625774B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | フォトサーマル効果を用いた流体の速度と濃度の測定法 ―外乱除去型ヘテロダイン干渉法光ファイバプローブによる― |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625774B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58182524A (ja) * | 1982-04-20 | 1983-10-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光周波数変化検出方式 |
-
1989
- 1989-03-01 JP JP1049264A patent/JPH0625774B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58182524A (ja) * | 1982-04-20 | 1983-10-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光周波数変化検出方式 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0625774B2 (ja) | 1994-04-06 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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