JPH0434504A - 気体、液体等の検知用光ファイバ - Google Patents
気体、液体等の検知用光ファイバInfo
- Publication number
- JPH0434504A JPH0434504A JP2141908A JP14190890A JPH0434504A JP H0434504 A JPH0434504 A JP H0434504A JP 2141908 A JP2141908 A JP 2141908A JP 14190890 A JP14190890 A JP 14190890A JP H0434504 A JPH0434504 A JP H0434504A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- optical fiber
- cladding
- outer periphery
- refractive index
- 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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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (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、光ファイバを伝播する光波を利用して、気体
や液体を検知するのに用いられる光ファイバに関するも
のである。
や液体を検知するのに用いられる光ファイバに関するも
のである。
（従来の技術）
従来、シングルモード光ファイバのコアＡを伝播するコ
ア光のうちコアＡの外周からはみ出して伝播する僅かな
光波を利用して気体や液体等を検知する光ファイバとし
て、第２図のような偏心コアシングルモード光ファイバ
が知られている。この光ファイバはクラッドＢよりも高
い屈折率を有するコアＡが同クラッドＢの外周寄り偏心
位置に配置され、同クラッドＢの外周に一次被ＮＣが均
な肉厚で形成され、その外周に二法被Ｆ！ＩＤが均な肉
厚で形成されている。
ア光のうちコアＡの外周からはみ出して伝播する僅かな
光波を利用して気体や液体等を検知する光ファイバとし
て、第２図のような偏心コアシングルモード光ファイバ
が知られている。この光ファイバはクラッドＢよりも高
い屈折率を有するコアＡが同クラッドＢの外周寄り偏心
位置に配置され、同クラッドＢの外周に一次被ＮＣが均
な肉厚で形成され、その外周に二法被Ｆ！ＩＤが均な肉
厚で形成されている。
この偏心コアシングルモード光ファイバでは、コア光が
クラッドＢの薄肉部の外側まではみ出した状態で伝播す
るため、同コア光よりも屈折率の高い気体や液体、また
は同コア光と同一波長を吸収し易い気体や液体が、前記
クラッドＢに直接接触するか、または同クラッドＢの外
周の一次被覆Ｃに拡散或は膨潤するとエバネッシェント
波が吸収されてコア光の伝送損失が増加し、それに伴っ
て同光ファイバの光出力が変化する。従って同光ファイ
バによれば、この変化から前記気体や液体を検知するこ
とができる。
クラッドＢの薄肉部の外側まではみ出した状態で伝播す
るため、同コア光よりも屈折率の高い気体や液体、また
は同コア光と同一波長を吸収し易い気体や液体が、前記
クラッドＢに直接接触するか、または同クラッドＢの外
周の一次被覆Ｃに拡散或は膨潤するとエバネッシェント
波が吸収されてコア光の伝送損失が増加し、それに伴っ
て同光ファイバの光出力が変化する。従って同光ファイ
バによれば、この変化から前記気体や液体を検知するこ
とができる。
一方、光フアイバ内を伝播する光には既に知られている
ように前記コア光以外に、クラッドＢ内を伝播するクラ
ッドモード光がある。このクラッドモード光に対するコ
ア光の比率は二倍の−から十分の一程度である。しかも
、使用される条件にもよるが、コアの外周からはみ出し
て伝播する光波のコア光に対する比率は十分の一程度で
あり、更に気体や液体に吸収される光波のコアの外周か
らはみ出して伝播する光波に対する比率は四分の一程度
である。従って、偏心コアシングルモード光ファイバの
クラッドモード光を含む全光出力に対する吸収による出
力変化量は小さすぎて検知するのが困難である。そこで
従来は、萌記−次被覆ＣをクラッドＢよりも屈折率の高
いものとすることにより、タラウドモード光を一次被ｍ
ｃに吸収させて、コア光だけを検知するようにしていた
。
ように前記コア光以外に、クラッドＢ内を伝播するクラ
ッドモード光がある。このクラッドモード光に対するコ
ア光の比率は二倍の−から十分の一程度である。しかも
、使用される条件にもよるが、コアの外周からはみ出し
て伝播する光波のコア光に対する比率は十分の一程度で
あり、更に気体や液体に吸収される光波のコアの外周か
らはみ出して伝播する光波に対する比率は四分の一程度
である。従って、偏心コアシングルモード光ファイバの
クラッドモード光を含む全光出力に対する吸収による出
力変化量は小さすぎて検知するのが困難である。そこで
従来は、萌記−次被覆ＣをクラッドＢよりも屈折率の高
いものとすることにより、タラウドモード光を一次被ｍ
ｃに吸収させて、コア光だけを検知するようにしていた
。
また、前記二法被ｒｆＩＤはクラッドＢより屈折率の低
いものとすることにより、伝播光の透過・反射に関与し
ないようにしていた。
いものとすることにより、伝播光の透過・反射に関与し
ないようにしていた。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら従来の偏心コアシングルモード光ファイバ
は次のような問題点があった。
は次のような問題点があった。
■、屈折率の高い一次被覆ＣがクラッドＢの外周に均一
な肉厚で被覆されているので、この−法被ｒａＣにより
クラッドモード光と共にコアの外周にはみ出して伝播す
る光波も吸収されてしまう。
な肉厚で被覆されているので、この−法被ｒａＣにより
クラッドモード光と共にコアの外周にはみ出して伝播す
る光波も吸収されてしまう。
そのため、従来の偏心コアシングルモード光ファイバは
伝送損失が大きく、長尺での使用ができず、光伝送路と
しては全く使用できなかった。
伝送損失が大きく、長尺での使用ができず、光伝送路と
しては全く使用できなかった。
■ −法被ＦＩＩＣによりコアの外周にはみ出して伝播
する光コアの外周からはみ出して伝播する光波が吸収さ
れてしまうので、−法被［Ｃのうち少なくとも気体や液
体等を検知する部分（センサ部）を同−法被覆Ｃの全周
に互って除去するか、偏心しているコアへの近傍部分だ
けの一次被ｔｉｃを除去しなければ、気体や液体を検知
することができなかった。このため、−々、−法被覆Ｃ
を除去していたが、この作業が面倒であった。
する光コアの外周からはみ出して伝播する光波が吸収さ
れてしまうので、−法被［Ｃのうち少なくとも気体や液
体等を検知する部分（センサ部）を同−法被覆Ｃの全周
に互って除去するか、偏心しているコアへの近傍部分だ
けの一次被ｔｉｃを除去しなければ、気体や液体を検知
することができなかった。このため、−々、−法被覆Ｃ
を除去していたが、この作業が面倒であった。
■、−次被法被を除去するためには二法被１ｉＩＤをも
除去しなければならず、そのようにすると同センサ部の
機械的強度が低下し、同光ファイバの寿命が短（なると
いう問題もあった。
除去しなければならず、そのようにすると同センサ部の
機械的強度が低下し、同光ファイバの寿命が短（なると
いう問題もあった。
■、前記強度や寿命等の問題からセンサ部を長くするこ
とができず、従ってセンサ部がおのずと短くなり、その
短いセンサ部でしか気体や液体を検知することができな
かった。
とができず、従ってセンサ部がおのずと短くなり、その
短いセンサ部でしか気体や液体を検知することができな
かった。
■、偏心コアシングルモード光ファイバでは伝送損失が
大きくて光伝送路として使用できず、センサ部も長（で
きないため、従来は、数十ｃｍの短い偏心コアシングル
モード光ファイバにセンサ部を設けて、それを光伝送用
の長尺８光ファイバに接続して検知用光ファイバとして
いた。しかしこれではそのセンサ部でしか検知できない
ため。
大きくて光伝送路として使用できず、センサ部も長（で
きないため、従来は、数十ｃｍの短い偏心コアシングル
モード光ファイバにセンサ部を設けて、それを光伝送用
の長尺８光ファイバに接続して検知用光ファイバとして
いた。しかしこれではそのセンサ部でしか検知できない
ため。
長距離に亙って布設して複数箇所で検知することはでき
なかった。この場合従来は、前記検知用光ファイバを複
数本用意し、それをセンサ部の位置をずらして布設して
いた。しかし、そのようにするとコスト高となり、また
布設可能本数に限度があるため、その限られたセンサ部
が例えばガス管や液体輸送管の分岐部とか接続部といっ
た気体や液体が漏れ易い箇所に位置するように検知用光
ファイバを布設していた。このようにして検知箇所を増
やしても、センサ部でしか気体や液体を検知することが
できず、センサ部間では検知できないので、光ファイバ
の長手方向多数点で検知してガスや水等の分布状態を計
測すること（分布計θす）はできなかった。
なかった。この場合従来は、前記検知用光ファイバを複
数本用意し、それをセンサ部の位置をずらして布設して
いた。しかし、そのようにするとコスト高となり、また
布設可能本数に限度があるため、その限られたセンサ部
が例えばガス管や液体輸送管の分岐部とか接続部といっ
た気体や液体が漏れ易い箇所に位置するように検知用光
ファイバを布設していた。このようにして検知箇所を増
やしても、センサ部でしか気体や液体を検知することが
できず、センサ部間では検知できないので、光ファイバ
の長手方向多数点で検知してガスや水等の分布状態を計
測すること（分布計θす）はできなかった。
（発明の目的）
本発明の目的は光伝送路としても使用でき、被ｍを除去
しな（とも気体や液体の検知かでき、しかも長手方向の
どの箇所でも検知が可能な気体、液体等の検知用光ファ
イバを提供することにある。
しな（とも気体や液体の検知かでき、しかも長手方向の
どの箇所でも検知が可能な気体、液体等の検知用光ファ
イバを提供することにある。
ｆ問題点を解決するための手段）
本発明の気体、液体等の検知用光ファイバは第１図のよ
うに、クラッドＢよりも高い屈折率を有するコア八が同
クラッドＢの外周寄り偏心位置に配置され、同クラッド
Ｂの外周に同クラッドＢよりも高い屈折率を有する一次
被ｒａＣが設けられてなる気体、液体等の検知用光ファ
イバにおいて、同−次波層Ｃのうち前記コアＡ側の肉厚
がその反対側の肉厚よりも薄（形成されてなることを特
徴とするものである。
うに、クラッドＢよりも高い屈折率を有するコア八が同
クラッドＢの外周寄り偏心位置に配置され、同クラッド
Ｂの外周に同クラッドＢよりも高い屈折率を有する一次
被ｒａＣが設けられてなる気体、液体等の検知用光ファ
イバにおいて、同−次波層Ｃのうち前記コアＡ側の肉厚
がその反対側の肉厚よりも薄（形成されてなることを特
徴とするものである。
（作用）
本発明の気体、液体等の検知用光ファイバでは第１図の
ように一次被覆ＣのうちコアＡ側の肉厚が薄く形成され
ているので、コア光のうちコアの外周からはみ出して伝
播する光波は同−次被ＦＷＣに吸収されにく（なる、従
って、同−次被ｌＷＣを除去しな（とも、前記コア光の
コアの外周からはみ出して伝播する光波が一次被Ｉ′！
ＩＣ内に拡散或は膨潤した気体や液体に吸収され易くな
り、その吸収に伴う光出力の低下が明確になるため、そ
れらを検知し易い。
ように一次被覆ＣのうちコアＡ側の肉厚が薄く形成され
ているので、コア光のうちコアの外周からはみ出して伝
播する光波は同−次被ＦＷＣに吸収されにく（なる、従
って、同−次被ｌＷＣを除去しな（とも、前記コア光の
コアの外周からはみ出して伝播する光波が一次被Ｉ′！
ＩＣ内に拡散或は膨潤した気体や液体に吸収され易くな
り、その吸収に伴う光出力の低下が明確になるため、そ
れらを検知し易い。
また、−次被Ｆ！ＩＣのうちコアＡと反対側の肉厚が反
対側よりも厚く形成されているので、クラッドＢ内を伝
播するタララドモード光は同−法被覆Ｃに吸収されて十
分除去される。
対側よりも厚く形成されているので、クラッドＢ内を伝
播するタララドモード光は同−法被覆Ｃに吸収されて十
分除去される。
（実施例）
第１図は本発明の気体、液体等の検知用光ファイバの一
実施例である。
実施例である。
同図に示すＡはコア、Ｂはクラッド、Ｃは一次被覆、Ｄ
は二次被覆である。この検知用光ファイバは、クラッド
Ｂよりも高い屈折率を有するコア八が同クラッドＢの外
周寄り偏心位置に配置され、同クラッドＢの外周に同ク
ラッドＢよりも高い屈折率を有する一次波ＷＩＣが形成
されており、同−次ｍｒｍｃのうちコアＡ側の肉厚が反
対側の肉厚に比べて薄く形成されている。更に、この実
施例では一次被１ｃの外周にクラッドＢより屈折率の低
い二法被Ｆ！ＩＤが形成されており、同二次被覆りのう
ちコアＡ側の肉厚が反対側の肉厚に比べて厚く形成され
ている。この実施例の前記各構成要素の諸元は次表１に
示す通りである。
は二次被覆である。この検知用光ファイバは、クラッド
Ｂよりも高い屈折率を有するコア八が同クラッドＢの外
周寄り偏心位置に配置され、同クラッドＢの外周に同ク
ラッドＢよりも高い屈折率を有する一次波ＷＩＣが形成
されており、同−次ｍｒｍｃのうちコアＡ側の肉厚が反
対側の肉厚に比べて薄く形成されている。更に、この実
施例では一次被１ｃの外周にクラッドＢより屈折率の低
い二法被Ｆ！ＩＤが形成されており、同二次被覆りのう
ちコアＡ側の肉厚が反対側の肉厚に比べて厚く形成され
ている。この実施例の前記各構成要素の諸元は次表１に
示す通りである。
本発明の比較例として１次表１に示す諸元の第２図のよ
うな従来の偏心コアシングルモード光ファイバを用意し
、次のようにして両者を比較した。
うな従来の偏心コアシングルモード光ファイバを用意し
、次のようにして両者を比較した。
■ 両光ファイバにおける波長１．３３ｕｍの伝播光の
伝送損失を測定したところ１本発明の実施例の光ファイ
バの伝送損失は２．５ｄＢ／ｋｍであり、十分に長尺で
も光伝送路として使用できることが判明した。これに対
して比較例の光ファイバの伝送損失は３０ ｄ Ｂ ／
ｋ ｍ以上であり、長尺での使用は不可能であった。
伝送損失を測定したところ１本発明の実施例の光ファイ
バの伝送損失は２．５ｄＢ／ｋｍであり、十分に長尺で
も光伝送路として使用できることが判明した。これに対
して比較例の光ファイバの伝送損失は３０ ｄ Ｂ ／
ｋ ｍ以上であり、長尺での使用は不可能であった。
０８両光フアイバの濃度５０％のメタンガスに対する検
知感度を測定したところ１本発明の実施例の光ファイバ
では二法被ＩＷＤも一次波１’ｆｉｃも除去しなくとも
同ガスを検知でき、しかもその検知感度は−０，５ｄＢ
／１００ｍｍと優れた数値を示し、光フアイバ全長に亙
って検知できることが判明した。これに対して比較例の
光ファイバは、被覆を剥取らない状態では全くメタンガ
スを検知できなかった。
知感度を測定したところ１本発明の実施例の光ファイバ
では二法被ＩＷＤも一次波１’ｆｉｃも除去しなくとも
同ガスを検知でき、しかもその検知感度は−０，５ｄＢ
／１００ｍｍと優れた数値を示し、光フアイバ全長に亙
って検知できることが判明した。これに対して比較例の
光ファイバは、被覆を剥取らない状態では全くメタンガ
スを検知できなかった。
（表１）
なお、前記二法被ｉＤはクラッドＢよりも屈折率が低い
ので、従来と同様に伝播光の透過・反射には関与しない
、但し、気体や液体が二次被ＦＩＩＤ内に拡散或は膨潤
してから一次被ＦＩＩｃ内に拡散或は膨潤して検知され
るので、その間の所要時間を短縮して検知感度を向上さ
せるためには、同二次被覆りは所望される機械的強度を
満足させながらできるだけ薄肉であることが好ましい。
ので、従来と同様に伝播光の透過・反射には関与しない
、但し、気体や液体が二次被ＦＩＩＤ内に拡散或は膨潤
してから一次被ＦＩＩｃ内に拡散或は膨潤して検知され
るので、その間の所要時間を短縮して検知感度を向上さ
せるためには、同二次被覆りは所望される機械的強度を
満足させながらできるだけ薄肉であることが好ましい。
（発明の効果）
本発明の気体、液体等の検知用光ファイバは以下のよう
な効果がある。
な効果がある。
■、−次被法被のうち偏心しているコアＡ側の肉厚が反
対側に比べて薄く形成されているので、コアの外周には
み出して伝播する光波が同−吹抜ｌｃに吸収されにくく
なるため、コア光の伝送損失が飛躍的に小さくなって長
尺での使用が可能となり、光伝送路としても使用するこ
とができる。
対側に比べて薄く形成されているので、コアの外周には
み出して伝播する光波が同−吹抜ｌｃに吸収されにくく
なるため、コア光の伝送損失が飛躍的に小さくなって長
尺での使用が可能となり、光伝送路としても使用するこ
とができる。
■、ココア外周にはみ出して伝播する光波の一次被覆Ｃ
への吸収によるコア光の伝送損失が小さくなるので、同
光波の気体や液体への吸収による光出力の低下が明確に
なり、その比率が大きくなって検知し易くなるため、従
来のようにセンサ部の被覆を除去する面倒がなくなり、
強度や寿命等の問題が一掃される。
への吸収によるコア光の伝送損失が小さくなるので、同
光波の気体や液体への吸収による光出力の低下が明確に
なり、その比率が大きくなって検知し易くなるため、従
来のようにセンサ部の被覆を除去する面倒がなくなり、
強度や寿命等の問題が一掃される。
■、伝送損失が小さくて光伝送路として使用でき、しか
も−吹抜ｒａＣを除去しなくとも気体や液体を検知でき
るので１本発明の光ファイバを布設するだけでその全長
に互って気体や液体を検知することができ、同光ファイ
バの後方散乱光などを観察すれば分布計測も可能となる
。
も−吹抜ｒａＣを除去しなくとも気体や液体を検知でき
るので１本発明の光ファイバを布設するだけでその全長
に互って気体や液体を検知することができ、同光ファイ
バの後方散乱光などを観察すれば分布計測も可能となる
。
第１図は本発明の気体、液体等の検知用光ファイバの一
実施例の縦断面図、第２図は従来の気体、液体等の検知
用光ファイバの縦断面図である。 Ａはコア Ｂはクラッド Ｃは一次被覆
実施例の縦断面図、第２図は従来の気体、液体等の検知
用光ファイバの縦断面図である。 Ａはコア Ｂはクラッド Ｃは一次被覆
Claims (1)
- クラッドＢよりも高い屈折率を有するコアＡが同クラッ
ドＢの外周寄り偏心位置に配置され、同クラッドＢの外
周に同クラッドＢよりも高い屈折率を有する一次被覆Ｃ
が設けられてなる気体、液体等の検知用光ファイバにお
いて、同一次被覆Ｃのうち前記コアＡ側の肉厚がその反
対側の肉厚よりも薄く形成されてなることを特徴とする
気体、液体等の検知用光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141908A JPH0434504A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 気体、液体等の検知用光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141908A JPH0434504A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 気体、液体等の検知用光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0434504A true JPH0434504A (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=15302959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2141908A Pending JPH0434504A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 気体、液体等の検知用光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0434504A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103732122A (zh) * | 2011-08-09 | 2014-04-16 | 爱尔康研究有限公司 | 使用偏心光纤发射的内照明 |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2141908A patent/JPH0434504A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103732122A (zh) * | 2011-08-09 | 2014-04-16 | 爱尔康研究有限公司 | 使用偏心光纤发射的内照明 |
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