JPH03255943A - ガスセンサ用光ファイバ - Google Patents
ガスセンサ用光ファイバInfo
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- JPH03255943A JPH03255943A JP5612590A JP5612590A JPH03255943A JP H03255943 A JPH03255943 A JP H03255943A JP 5612590 A JP5612590 A JP 5612590A JP 5612590 A JP5612590 A JP 5612590A JP H03255943 A JPH03255943 A JP H03255943A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、雰囲気中の対象気体を広範囲に亘って検知す
ることが出来るガスセンサ用光ファイバに関するもので
ある。
ることが出来るガスセンサ用光ファイバに関するもので
ある。
（従来の技術及び解決しようとする課題）従来、光ファ
イバを用いて気体を検知する技術としては、ＯＦＴ Ｉ
Ｃ５ＬＥＴＴＥＲ５Ｖｏ Ｉ 、１２ 、ｋ Ｂ 、Ｐ
４３７〜４３９（１９８７）に示されるものがある。
イバを用いて気体を検知する技術としては、ＯＦＴ Ｉ
Ｃ５ＬＥＴＴＥＲ５Ｖｏ Ｉ 、１２ 、ｋ Ｂ 、Ｐ
４３７〜４３９（１９８７）に示されるものがある。
これは、直径１．８ｊｍ、長さ１０ｍｍの光ファイバを
メタンガス雰囲気下に曝し、光ファイバのエバネッシェ
ント波を利用して、光がメタンガスの有する特定波長の
吸収により減衰することを検知するものである。
メタンガス雰囲気下に曝し、光ファイバのエバネッシェ
ント波を利用して、光がメタンガスの有する特定波長の
吸収により減衰することを検知するものである。
しかしながら、上述した従来技術では局部的な雰囲気の
気体濃度を検知するだけであり、広範囲に亘って分布的
に検知するには、一般のガスセンサと同様に、測定範囲
内に複数個のセンサを配置しなければならず、この場合
、遠隔からのガス検知位置の判別が困難である。又光フ
アイバ自体も直径１．１鵬と極細径のものを使用するた
め強度的な問題もある。
気体濃度を検知するだけであり、広範囲に亘って分布的
に検知するには、一般のガスセンサと同様に、測定範囲
内に複数個のセンサを配置しなければならず、この場合
、遠隔からのガス検知位置の判別が困難である。又光フ
アイバ自体も直径１．１鵬と極細径のものを使用するた
め強度的な問題もある。
（課題を解決するための手段）
本発明は上述の問題点を解消したガスセンサ用光ファイ
バを提供するもので、その特徴は、石英系ガラスのコア
とプラスチック系材料のクラッド＝にの界面に検知ガス
との相互作用により光学的特性が変化する厚さ３１１ｍ
以下の感応性材料の被覆層を設けたことにある。
バを提供するもので、その特徴は、石英系ガラスのコア
とプラスチック系材料のクラッド＝にの界面に検知ガス
との相互作用により光学的特性が変化する厚さ３１１ｍ
以下の感応性材料の被覆層を設けたことにある。
（作用）
光ファイバのコア中を伝搬する光エネルギーの一部はコ
ア外部へ浸み出している。このようなコア上に感応性材
料よりなる被覆層を設けることにより、該被覆層は検知
ガスの存在により光の吸収、散乱あるいはけい光が変化
するため、コア外部へ浸み出している光エネルギーはそ
の影響を受は強度変化が生じる。従って、当該光ファイ
バの伝送損失の変化を測定することにより、検知ガスの
有無を知ることが出来る。この場合、感応性材料の被覆
層が厚すぎると、感応材料の屈折率あるいは吸収の影響
が大きくなり、当該光ファイバの損失は著しく増加して
しまう。本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、感応材料
の被覆層の厚さが３μ震以下であれば、著しい伝送損失
の増加なしに、目的とするガスセンサ用光ファイバが得
られることを見出した。
ア外部へ浸み出している。このようなコア上に感応性材
料よりなる被覆層を設けることにより、該被覆層は検知
ガスの存在により光の吸収、散乱あるいはけい光が変化
するため、コア外部へ浸み出している光エネルギーはそ
の影響を受は強度変化が生じる。従って、当該光ファイ
バの伝送損失の変化を測定することにより、検知ガスの
有無を知ることが出来る。この場合、感応性材料の被覆
層が厚すぎると、感応材料の屈折率あるいは吸収の影響
が大きくなり、当該光ファイバの損失は著しく増加して
しまう。本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、感応材料
の被覆層の厚さが３μ震以下であれば、著しい伝送損失
の増加なしに、目的とするガスセンサ用光ファイバが得
られることを見出した。
又本発明のガスセンサ用光ファイバにおいては、光フア
イバ自体を細径にする必要がなく、前述した従来のガス
センサ用光ファイバに比し、強度的にすぐれている。
イバ自体を細径にする必要がなく、前述した従来のガス
センサ用光ファイバに比し、強度的にすぐれている。
（実施例）
第１図は本発明のガスセンサ用光ファイバの具体例の横
断面図である。図面において、（１）は石英系ガラスか
ら成るコア、（２）はプラスチック系材料から成るクラ
ッド、（３）は上記コア（１）とクラッド（２）との界
面に設けた検知ガスとの相互作用により光学的特性が変
化する感応性材料加らなる被覆層である。
断面図である。図面において、（１）は石英系ガラスか
ら成るコア、（２）はプラスチック系材料から成るクラ
ッド、（３）は上記コア（１）とクラッド（２）との界
面に設けた検知ガスとの相互作用により光学的特性が変
化する感応性材料加らなる被覆層である。
本発明でいう検知ガスとは、アンモニアガス、塩素ガス
、二酸化炭素、−酸化炭素等が挙げられる。又上記の感
応性材料としては、検知ガスと相互作用し、ガスの存在
が光の吸収、散乱あるいはけい光の変化として表われる
もので、例えば、Ｐ−ニトロフェノール、チモールブル
ー、アクリジとオレンジ等の色素が挙げられる。さらに
、クラッド用のプラスチック材料としては、シリコン樹
脂、フッ素樹脂等が用いられる。
、二酸化炭素、−酸化炭素等が挙げられる。又上記の感
応性材料としては、検知ガスと相互作用し、ガスの存在
が光の吸収、散乱あるいはけい光の変化として表われる
もので、例えば、Ｐ−ニトロフェノール、チモールブル
ー、アクリジとオレンジ等の色素が挙げられる。さらに
、クラッド用のプラスチック材料としては、シリコン樹
脂、フッ素樹脂等が用いられる。
石英ガラスを１２５Ｉｎ＋に線引きしてコア（１）を形
成し、このコア（１）上にチモールブルーの被覆層（３
）を、静電スプレーコーティング法により第１表の厚さ
で形成し、その上にシリコン系紫外線硬化型樹脂のクラ
ッド（２）を外径１８０ｇ腸φになるように被覆して第
１表のＢ−Ｄに示す光ファイバを作成した。
成し、このコア（１）上にチモールブルーの被覆層（３
）を、静電スプレーコーティング法により第１表の厚さ
で形成し、その上にシリコン系紫外線硬化型樹脂のクラ
ッド（２）を外径１８０ｇ腸φになるように被覆して第
１表のＢ−Ｄに示す光ファイバを作成した。
上記Ｂ−Ｄの３種類の試料と、感応材料の被覆層（３）
を設けない試料Ａの計４種類の試料について、第２図に
示す系においてガス検知実験を行なった。図面において
、 （１０）はガスセンサ用光ファイバ、（１４）は検
知ガスとしてのアンモニアガス、（＋５）はガスセルで
ある。
を設けない試料Ａの計４種類の試料について、第２図に
示す系においてガス検知実験を行なった。図面において
、 （１０）はガスセンサ用光ファイバ、（１４）は検
知ガスとしてのアンモニアガス、（＋５）はガスセルで
ある。
第３図に、チモールブルーの通常及びアンモニアガス下
での吸収の状態を示す。アンモニアガスの存在により、
５５０ｎｍ付近の吸収が消失することがわかる。
での吸収の状態を示す。アンモニアガスの存在により、
５５０ｎｍ付近の吸収が消失することがわかる。
）前記４種類の試料に−いての評価の結果を第１表に示
す。
す。
第１表
※ ２３℃、５５０ｎｍでの値
第１表から明らかなように、感応材料からなる被覆層の
ない試料Ａは空気中とアンモニアガス中における伝送特
性の変化がなく、ガスセンサ用として使用出来ない。試
料Ｂ−Ｄはアンモニアガスの存在により伝送特性が変化
しており、ガスセンサとして使用可能である。しかし、
試料りは空気中及びアンモニアガス中においても伝送損
失の値が大きすぎて、センサとしては実用的ではなく、
試料Ｂ、Ｃがガスセンサとして適している。
ない試料Ａは空気中とアンモニアガス中における伝送特
性の変化がなく、ガスセンサ用として使用出来ない。試
料Ｂ−Ｄはアンモニアガスの存在により伝送特性が変化
しており、ガスセンサとして使用可能である。しかし、
試料りは空気中及びアンモニアガス中においても伝送損
失の値が大きすぎて、センサとしては実用的ではなく、
試料Ｂ、Ｃがガスセンサとして適している。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明のガスセンサ用光ファイバ
によれば、コア上に厚さ３ｊ−以下の感応性材料の被覆
層を設けることにより、感応性材料による吸収あるいは
屈折率の影響による光ファイバの損失の増加を防いで広
範囲のガス検知を行なうことができる。
によれば、コア上に厚さ３ｊ−以下の感応性材料の被覆
層を設けることにより、感応性材料による吸収あるいは
屈折率の影響による光ファイバの損失の増加を防いで広
範囲のガス検知を行なうことができる。
又このような光ファイバをガスセンサとして使用する場
合、光パルス試験装置を用いて長手方向に亘る伝送損失
の分布を測定するようにすれば、分布ガスセンサを得る
こともできる。
合、光パルス試験装置を用いて長手方向に亘る伝送損失
の分布を測定するようにすれば、分布ガスセンサを得る
こともできる。
第１図は本発明のガスセンサ月光ファイバノ具体例の横
断面図である。 第２図は本発明の光ファイバのアンモニアガス下での伝
送損失の測定系の説明図である。 第３図はチモールブルーの空気中及びアンモニアガス下
での吸収スペクトルである。 １・・・石英系ガラスコア、２・・・プラスチック系材
料のクラッド、３・・・感応材料の被覆層。
断面図である。 第２図は本発明の光ファイバのアンモニアガス下での伝
送損失の測定系の説明図である。 第３図はチモールブルーの空気中及びアンモニアガス下
での吸収スペクトルである。 １・・・石英系ガラスコア、２・・・プラスチック系材
料のクラッド、３・・・感応材料の被覆層。
Claims (1)
- （１）石英系ガラスのコアとプラスチック系材料のクラ
ッドとの界面に検知ガスとの相互作用により光学的特性
が変化する厚さ３μｍ以下の感応性材料の被覆層を設け
たことを特徴とするガスセンサ用光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5612590A JPH03255943A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | ガスセンサ用光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5612590A JPH03255943A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | ガスセンサ用光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03255943A true JPH03255943A (ja) | 1991-11-14 |
Family
ID=13018353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5612590A Pending JPH03255943A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | ガスセンサ用光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03255943A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7592184B2 (en) * | 1999-11-09 | 2009-09-22 | Photonic Biosystems, Inc. | Ammonia detection and measurement device |
| US7790113B2 (en) | 2006-04-04 | 2010-09-07 | Photonic Biosystems, Inc. | Visual, continuous and simultaneous measurement of solution ammonia and hydrogen ion concentration |
| CN102621099A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-08-01 | 暨南大学 | 一种微纳光纤折射率传感器及其制备方法 |
-
1990
- 1990-03-06 JP JP5612590A patent/JPH03255943A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7592184B2 (en) * | 1999-11-09 | 2009-09-22 | Photonic Biosystems, Inc. | Ammonia detection and measurement device |
| US7790113B2 (en) | 2006-04-04 | 2010-09-07 | Photonic Biosystems, Inc. | Visual, continuous and simultaneous measurement of solution ammonia and hydrogen ion concentration |
| US8202503B2 (en) | 2006-04-04 | 2012-06-19 | Photonic Biosystems, Inc. | Visual, continuous and simultaneous measurement of solution ammonia and hydrogen ion concentration |
| CN102621099A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-08-01 | 暨南大学 | 一种微纳光纤折射率传感器及其制备方法 |
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