JPH08247930A - 液体内光計測センサおよび汚染防止方法 - Google Patents
液体内光計測センサおよび汚染防止方法Info
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- JPH08247930A JPH08247930A JP7217331A JP21733195A JPH08247930A JP H08247930 A JPH08247930 A JP H08247930A JP 7217331 A JP7217331 A JP 7217331A JP 21733195 A JP21733195 A JP 21733195A JP H08247930 A JPH08247930 A JP H08247930A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液体内で使用する光ファイバーセンサのセン
シング部位への生物の付着を抑制し、さらに付着物質を
除去する機能を有することによって、センサ汚損の問題
を解決し、長期連続使用に対しても高い信頼性を有する
液体内光計測センサおよび汚染防止方法を提供する。 【解決手段】 センサを構成する光ファイバ１１は、通
常中空管状のクラッド１１ａとクラッド１１ａが外面に
被嵌された線状のコア（固体）１１ｂからなるが、本発
明のセンサでは光ファイバ１１のセンシング部となる先
端のコア（固体）１１ｂが、光透過性を持つ液状物質の
コア（液体）１１ｃに置換されている。
シング部位への生物の付着を抑制し、さらに付着物質を
除去する機能を有することによって、センサ汚損の問題
を解決し、長期連続使用に対しても高い信頼性を有する
液体内光計測センサおよび汚染防止方法を提供する。 【解決手段】 センサを構成する光ファイバ１１は、通
常中空管状のクラッド１１ａとクラッド１１ａが外面に
被嵌された線状のコア（固体）１１ｂからなるが、本発
明のセンサでは光ファイバ１１のセンシング部となる先
端のコア（固体）１１ｂが、光透過性を持つ液状物質の
コア（液体）１１ｃに置換されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体内で使用され
る液体内光計測センサおよびその汚染防止方法に関し、
特に被汚染率が高く長期間継続して使用される液体内光
計測センサおよびその汚染防止方法に関する。
る液体内光計測センサおよびその汚染防止方法に関し、
特に被汚染率が高く長期間継続して使用される液体内光
計測センサおよびその汚染防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水中や海中などの液体内における照度特
性や溶存物質、生物種等の定性・定量評価のために光フ
ァイバを利用した計測技術が広く利用されている。計測
の方法としては通常光ファイバをセンサとし、そのコア
（光導波路）の先端を測定対象液体に接触させ、そこか
ら入力する光情報を光ファイバを導体として計測装置に
伝送することによって行われる。
性や溶存物質、生物種等の定性・定量評価のために光フ
ァイバを利用した計測技術が広く利用されている。計測
の方法としては通常光ファイバをセンサとし、そのコア
（光導波路）の先端を測定対象液体に接触させ、そこか
ら入力する光情報を光ファイバを導体として計測装置に
伝送することによって行われる。
【０００３】これらの計測には、数カ月から数年単位に
わたる長期の連続測定が待望されて久しいが、現実には
生物や汚染物質等の付着や、それに起因する汚損が大き
な障害となって容易に実現できない。
わたる長期の連続測定が待望されて久しいが、現実には
生物や汚染物質等の付着や、それに起因する汚損が大き
な障害となって容易に実現できない。
【０００４】従来、水中計測における汚損防止方法とし
ては、各種有機スズ、亜酸化銅などの汚染防止塗料の塗
装や物理的手法を用いて除去する対策が実施されてお
り、海水の電気分解により発生する次亜塩素酸を利用し
た生物付着の抑制も行われている（特開昭６１−１４３
５８７号公報、実開昭５８−１０３３４５号公報）。
ては、各種有機スズ、亜酸化銅などの汚染防止塗料の塗
装や物理的手法を用いて除去する対策が実施されてお
り、海水の電気分解により発生する次亜塩素酸を利用し
た生物付着の抑制も行われている（特開昭６１−１４３
５８７号公報、実開昭５８−１０３３４５号公報）。
【０００５】また、淡水を利用した海水中に設置された
計器等への生物付着防止装置も報告されている（実開平
２−４３６７３号公報、実開昭６２−１７６２１７号公
報）。
計器等への生物付着防止装置も報告されている（実開平
２−４３６７３号公報、実開昭６２−１７６２１７号公
報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の中で効
果が実証されている汚染防止塗料は、その使用に際して
環境への影響が問題視されているものが多く、最近の環
境保全機運の高まりから使用が困難となり、最近は無公
害型防染塗料としてシリコーン樹脂系のものが検討され
ている（海生生物汚染対策マニュアル、電気化学協会
編、技報堂出版）。また仮に使用できるものがあったと
しても、光透過性の点からセンサのセンシング部位への
直接塗布はできない。
果が実証されている汚染防止塗料は、その使用に際して
環境への影響が問題視されているものが多く、最近の環
境保全機運の高まりから使用が困難となり、最近は無公
害型防染塗料としてシリコーン樹脂系のものが検討され
ている（海生生物汚染対策マニュアル、電気化学協会
編、技報堂出版）。また仮に使用できるものがあったと
しても、光透過性の点からセンサのセンシング部位への
直接塗布はできない。
【０００７】また、物理的（機械的）手法は、付着物質
を除去するための装置が液体内にあって保守の困難な環
境にあるだけに、装置そのものに対する信頼性に問題が
ある。
を除去するための装置が液体内にあって保守の困難な環
境にあるだけに、装置そのものに対する信頼性に問題が
ある。
【０００８】電気分解によって生成する次亜塩素酸の酸
化力を利用する手法は、生物そのものによる汚損に対し
ては有効であるが、生物の死骸やヘドロ状の浮遊物質等
に対しては、付着を防止したり付着物を除去する効果は
有していない。
化力を利用する手法は、生物そのものによる汚損に対し
ては有効であるが、生物の死骸やヘドロ状の浮遊物質等
に対しては、付着を防止したり付着物を除去する効果は
有していない。
【０００９】淡水を利用した従来の生物付着防止装置に
は、例えば計測機器等に淡水を噴射する、または計測器
をカバーで覆い淡水を滞留させる等の機能や構成を有す
るものがあるが、淡水の噴射や滞留を断続的に行なう場
合には、噴射または滞留時間を設定する必要があり、海
水中での生物付着量は設置海域の水深、環境や季節等に
大きく依存するため、噴射や滞留の時間設定は極めて微
妙でその最適化は困難であるという問題があった。
は、例えば計測機器等に淡水を噴射する、または計測器
をカバーで覆い淡水を滞留させる等の機能や構成を有す
るものがあるが、淡水の噴射や滞留を断続的に行なう場
合には、噴射または滞留時間を設定する必要があり、海
水中での生物付着量は設置海域の水深、環境や季節等に
大きく依存するため、噴射や滞留の時間設定は極めて微
妙でその最適化は困難であるという問題があった。
【００１０】また、従来の間欠的な淡水の供給による滞
留方法では、海流等の流速によって海水に交換されて淡
水が容易に失われるため、効果的に生物の付着を抑制す
るには、大量の淡水を供給する必要がある。しかし、海
中の物理量や化学量の測定に際しては、大量の淡水やカ
バーの存在によって計測対象領域の環境が変化してしま
うため、噴射または滞留が行なわれている時間帯の測定
は不可能か、あるいは測定精度が極めて低いものであっ
た。
留方法では、海流等の流速によって海水に交換されて淡
水が容易に失われるため、効果的に生物の付着を抑制す
るには、大量の淡水を供給する必要がある。しかし、海
中の物理量や化学量の測定に際しては、大量の淡水やカ
バーの存在によって計測対象領域の環境が変化してしま
うため、噴射または滞留が行なわれている時間帯の測定
は不可能か、あるいは測定精度が極めて低いものであっ
た。
【００１１】さらに、噴射装置そのものが海水中にある
ため、生物付着等による装置の信頼性にも問題があっ
た。
ため、生物付着等による装置の信頼性にも問題があっ
た。
【００１２】本発明の目的は、液体内で使用する光ファ
イバーセンサのセンシング部位への生物の付着を抑制
し、さらに付着物質を除去する機能を有することによっ
て、センサ汚損の問題を解決し、長期連続使用に対して
も高い信頼性を有する液体内光計測センサおよび汚染防
止方法を提供することにある。
イバーセンサのセンシング部位への生物の付着を抑制
し、さらに付着物質を除去する機能を有することによっ
て、センサ汚損の問題を解決し、長期連続使用に対して
も高い信頼性を有する液体内光計測センサおよび汚染防
止方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の液体内光計測セ
ンサおよび汚染防止方法は、光ファイバを用いた液体内
光計測センサの、光ファイバの測定対象である液体と接
触する部分が光透過性を持つ液状物質である。
ンサおよび汚染防止方法は、光ファイバを用いた液体内
光計測センサの、光ファイバの測定対象である液体と接
触する部分が光透過性を持つ液状物質である。
【００１４】また、液状物質を、光ファイバのコアの液
状物質部分に供給する供給装置を有してもよく、液状物
質の光ファイバからの溢流部分を回収する回収装置を有
してもよい。
状物質部分に供給する供給装置を有してもよく、液状物
質の光ファイバからの溢流部分を回収する回収装置を有
してもよい。
【００１５】さらに、光ファイバの先端に、光ファイバ
のコアの外径と同径以上でかつ内部の液状物質を内面の
表面張力および測定対象の液体による圧力で保持できる
範囲内の内径を有するキャピラリ管が、内径部が前記コ
アの延長線上に配設されるように定着され、かつ内径部
が光透過性の液状物質で充填されていてもよく、液状物
質をキャピラリ管内のコアの液状物質部分に供給する供
給装置を有してもよく、液状物質のキャピラリ管からの
溢流部分を回収する回収装置を有してもよい。液状物質
のコアの端面で生ずる反射光量を計測するモニターと、
モニターの計測結果に基づいて液状物質の供給量を制御
する制御装置を有することもできる。これらのコアの液
状物質としてシリコーンオイルや水を使用してもよい。
のコアの外径と同径以上でかつ内部の液状物質を内面の
表面張力および測定対象の液体による圧力で保持できる
範囲内の内径を有するキャピラリ管が、内径部が前記コ
アの延長線上に配設されるように定着され、かつ内径部
が光透過性の液状物質で充填されていてもよく、液状物
質をキャピラリ管内のコアの液状物質部分に供給する供
給装置を有してもよく、液状物質のキャピラリ管からの
溢流部分を回収する回収装置を有してもよい。液状物質
のコアの端面で生ずる反射光量を計測するモニターと、
モニターの計測結果に基づいて液状物質の供給量を制御
する制御装置を有することもできる。これらのコアの液
状物質としてシリコーンオイルや水を使用してもよい。
【００１６】光ファイバにより構成される液体内光計測
センサの汚染防止方法としては、計測対象液体と接触す
るコアの接触面を汚染物質の付着の起こりにくい液状物
質とする。
センサの汚染防止方法としては、計測対象液体と接触す
るコアの接触面を汚染物質の付着の起こりにくい液状物
質とする。
【００１７】また、前記液状物質を外部より補給するこ
とによって、計測対象との接触部分の液状物質を更新す
ることもできる。
とによって、計測対象との接触部分の液状物質を更新す
ることもできる。
【００１８】生物付着はある程度の硬度を持つ液体中の
構造物において発生する。本発明の方法では、付着する
対象が液状物質であるので、表面の平滑性、流動性等の
効果によって付着が抑制される。また、付着が生じた場
合でもその成長に伴う重量の増加により液状物質の一部
を伴って剥離、除去される。
構造物において発生する。本発明の方法では、付着する
対象が液状物質であるので、表面の平滑性、流動性等の
効果によって付着が抑制される。また、付着が生じた場
合でもその成長に伴う重量の増加により液状物質の一部
を伴って剥離、除去される。
【００１９】シリコーンオイルのような撥水性、疎水性
の高い液状物質を使用すれば、生物付着の発生量はさら
に低減する。海生生物は水中では生存できないので、海
水中で使用する場合には、液状物質として水を使用する
ことにより海生生物による汚染を減少できる。
の高い液状物質を使用すれば、生物付着の発生量はさら
に低減する。海生生物は水中では生存できないので、海
水中で使用する場合には、液状物質として水を使用する
ことにより海生生物による汚染を減少できる。
【００２０】また、液状物質を外部からコアの液状物質
に供給する方法では、計測対象液体と接触している液状
物質が汚染物質とともに更新される。
に供給する方法では、計測対象液体と接触している液状
物質が汚染物質とともに更新される。
【００２１】液状物質の回収装置を設けた場合は、溢流
した液状物質と汚染物質との計測対象液体内への拡散が
防止される。
した液状物質と汚染物質との計測対象液体内への拡散が
防止される。
【００２２】液状物質のコアの端面で生ずる反射光量を
計測するモニターと、モニターの計測結果に基づいて液
状物質の供給量を制御する制御装置を有する液体内光計
測センサではコアの端面の形状を望ましい形状に制御で
きる。
計測するモニターと、モニターの計測結果に基づいて液
状物質の供給量を制御する制御装置を有する液体内光計
測センサではコアの端面の形状を望ましい形状に制御で
きる。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００２４】図１は本発明の第１の実施の形態の液体内
光計測センサの部分断面図である。センサに用いられる
光ファイバ１１は、通常中空管状のクラッド１１ａとク
ラッド１１ａが外面に被嵌された線状のコア（固体）１
１ｂからなるが、本発明のセンサでは光ファイバ１１の
センシング部となる先端のコア（固体）１１ｂが、光透
過性を持つ液状物質のコア（液体）１１ｃに置換されて
いる。
光計測センサの部分断面図である。センサに用いられる
光ファイバ１１は、通常中空管状のクラッド１１ａとク
ラッド１１ａが外面に被嵌された線状のコア（固体）１
１ｂからなるが、本発明のセンサでは光ファイバ１１の
センシング部となる先端のコア（固体）１１ｂが、光透
過性を持つ液状物質のコア（液体）１１ｃに置換されて
いる。
【００２５】本センサを計測対象の液体内に浸漬させた
際にはコアの光出入射面１１ｄと計測対象である液体と
の間に液−液界面が形成される。この種の目的に使用さ
れる光ファイバのクラッド１１ａの内径は一般に数百μ
ｍ〜数ｍｍ程度であるため、充填された液体は毛細管現
象により容易にクラッド１１ａの内部に保持することが
できる。
際にはコアの光出入射面１１ｄと計測対象である液体と
の間に液−液界面が形成される。この種の目的に使用さ
れる光ファイバのクラッド１１ａの内径は一般に数百μ
ｍ〜数ｍｍ程度であるため、充填された液体は毛細管現
象により容易にクラッド１１ａの内部に保持することが
できる。
【００２６】図２は、本発明の第２の実施の形態の液体
内光計測センサの部分断面図である。液状物質２２の供
給装置は供給室２３ａ、供給ポンプ２３ｂ、リザーバ２
３ｃから構成される。コア（液体）２１ｃの外面を被嵌
するクラッド２１ａの一部に液状物質２２をコア（液
体）２１ｃに供給するための供給口２１ｅが穿設されて
おり、液状物質２２が、リザーバ２３ｃから供給ポンプ
２３ｂによって供給口２１ｅが穿設されたクラッド２１
ａの外周に繞設された供給室２３ａを経て、コア（液
体）２１ｃに供給される。これによって余剰となったコ
ア（液体）２１ｃの液状物質２２が先端から計測対象の
液体内に放出され、コアの光出入射面２１ｄを形成する
液状物質２２が更新される。本実施の形態では供給ポン
プ２３ｂと供給室２３ａが設けられているが、液状物質
２２がコア（液体）２１ｃに供給できれば他の手段でも
よい。
内光計測センサの部分断面図である。液状物質２２の供
給装置は供給室２３ａ、供給ポンプ２３ｂ、リザーバ２
３ｃから構成される。コア（液体）２１ｃの外面を被嵌
するクラッド２１ａの一部に液状物質２２をコア（液
体）２１ｃに供給するための供給口２１ｅが穿設されて
おり、液状物質２２が、リザーバ２３ｃから供給ポンプ
２３ｂによって供給口２１ｅが穿設されたクラッド２１
ａの外周に繞設された供給室２３ａを経て、コア（液
体）２１ｃに供給される。これによって余剰となったコ
ア（液体）２１ｃの液状物質２２が先端から計測対象の
液体内に放出され、コアの光出入射面２１ｄを形成する
液状物質２２が更新される。本実施の形態では供給ポン
プ２３ｂと供給室２３ａが設けられているが、液状物質
２２がコア（液体）２１ｃに供給できれば他の手段でも
よい。
【００２７】図３は、本発明の第３の実施の形態の液体
内光計測センサの部分断面図である。回収装置は回収室
３４ａ、回収ポンプ３４ｄから構成される。コア（液
状）３１ｃから放出された液状物質３２の回収装置を除
いては第２の実施の形態と同じなので説明を省略する。
内光計測センサの部分断面図である。回収装置は回収室
３４ａ、回収ポンプ３４ｄから構成される。コア（液
状）３１ｃから放出された液状物質３２の回収装置を除
いては第２の実施の形態と同じなので説明を省略する。
【００２８】コア（液状）３１ｃの先端から放出される
余剰の液状物質３２を回収するための回収室３４ａが、
センサの先端の外周部に繞設されており、回収室３４ａ
は回収ポンプ３４ｃに接続されている。回収室３４ａの
コアの光出入射面に対向する面はクラッド３１ａの先端
との間に間隙部３４ｃをもって配設されており、コアか
らの光の出入射に影響を与えない範囲で開口部３４ｂが
設けられている。
余剰の液状物質３２を回収するための回収室３４ａが、
センサの先端の外周部に繞設されており、回収室３４ａ
は回収ポンプ３４ｃに接続されている。回収室３４ａの
コアの光出入射面に対向する面はクラッド３１ａの先端
との間に間隙部３４ｃをもって配設されており、コアか
らの光の出入射に影響を与えない範囲で開口部３４ｂが
設けられている。
【００２９】液状物質の計測対象の液体内への放出に問
題のある場合は、液状物質は回収装置によって計測対象
の液体外に回収される。
題のある場合は、液状物質は回収装置によって計測対象
の液体外に回収される。
【００３０】図３では回収室がセンサの先端の外周全体
に設けられているが、先端の外周の一部に回収用の切り
欠きを設け、切り欠き部の周囲にのみ回収室を設けても
よい。
に設けられているが、先端の外周の一部に回収用の切り
欠きを設け、切り欠き部の周囲にのみ回収室を設けても
よい。
【００３１】図４は本発明の第４の実施の形態の光ファ
イバの先端に装着するキャピラリの部分断面図である。
キャピラリ４５は内面の所定の長さが、光ファイバ４１
のクラッド４１ａの内径と略同じ内径でかつ略同等の光
特性を有する材質で構成されたクラッド４５ａを形成し
ており、キャピラリ４５に別に設けられた取付部４５ｂ
で、クラッド４５ａの内径部がコア４１ｂの先端に連続
するように光ファイバ４１の先端に係着される。
イバの先端に装着するキャピラリの部分断面図である。
キャピラリ４５は内面の所定の長さが、光ファイバ４１
のクラッド４１ａの内径と略同じ内径でかつ略同等の光
特性を有する材質で構成されたクラッド４５ａを形成し
ており、キャピラリ４５に別に設けられた取付部４５ｂ
で、クラッド４５ａの内径部がコア４１ｂの先端に連続
するように光ファイバ４１の先端に係着される。
【００３２】キャピラリ４５のクラッド４５ａの内部に
は第１の実施の形態と同様に光透過性を持つ液状物質が
充填され、コア（液状）４１ｃを形成する。液状物質は
クラッド４５ａの内面との表面張力による毛細管現象で
クラッド４５ａの内部に容易に保持される。
は第１の実施の形態と同様に光透過性を持つ液状物質が
充填され、コア（液状）４１ｃを形成する。液状物質は
クラッド４５ａの内面との表面張力による毛細管現象で
クラッド４５ａの内部に容易に保持される。
【００３３】本実施の形態では、キャピラリのクラッド
４５ａの内径が光ファイバのクラッド４１ａの内径と略
同じになっているが、内部の液状物質を内面の表面張力
および測定対象の液体による圧力で保持できる範囲内の
内径であれば任意の内径としてもよい。光ファイバが複
数のファイバの集合体として構成される場合にはキャピ
ラリの内径を集合体のコア相当部分に等しい内径として
１個のキャピラリを装着することができる。キャピラリ
のクラッド４５ａの材質も内面が伝送光に対して高い反
射率を示す鏡面状で有れば金属でも構わない。
４５ａの内径が光ファイバのクラッド４１ａの内径と略
同じになっているが、内部の液状物質を内面の表面張力
および測定対象の液体による圧力で保持できる範囲内の
内径であれば任意の内径としてもよい。光ファイバが複
数のファイバの集合体として構成される場合にはキャピ
ラリの内径を集合体のコア相当部分に等しい内径として
１個のキャピラリを装着することができる。キャピラリ
のクラッド４５ａの材質も内面が伝送光に対して高い反
射率を示す鏡面状で有れば金属でも構わない。
【００３４】また、本実施の形態ではキャピラリ４５本
体の内面にクラッド４５ａが嵌入した形状となっている
が、キャピラリ４５本体と一体になっていてもよく、取
付部もキャピラリ４５の内面が光ファイバ４１のクラッ
ド４１ａの外面に嵌合する構造となっているが、他の取
付方法でも構わない。
体の内面にクラッド４５ａが嵌入した形状となっている
が、キャピラリ４５本体と一体になっていてもよく、取
付部もキャピラリ４５の内面が光ファイバ４１のクラッ
ド４１ａの外面に嵌合する構造となっているが、他の取
付方法でも構わない。
【００３５】脱着可能なキャピラリ４５を光ファイバの
先端に装着することにより、容易に液状のコアを光計測
センサに設けることができ、クラッドの内径も内部の液
状物質を内面の表面張力および測定対象の液体による圧
力で保持できる範囲内で任意に設定できる。
先端に装着することにより、容易に液状のコアを光計測
センサに設けることができ、クラッドの内径も内部の液
状物質を内面の表面張力および測定対象の液体による圧
力で保持できる範囲内で任意に設定できる。
【００３６】図５は本発明の第５の実施の形態の光ファ
イバの先端に装着するキャピラリの部分断面図である。
キャピラリ５５にはキャピラリ５５とクラッド５５ａを
貫通して供給口５５ｂが穿設されており、供給口５５ｂ
の穿設されたクラッド５５ａの外周に繞設された供給室
５３を経て、液状物質がクラッド５５ａの内部に供給さ
れる。
イバの先端に装着するキャピラリの部分断面図である。
キャピラリ５５にはキャピラリ５５とクラッド５５ａを
貫通して供給口５５ｂが穿設されており、供給口５５ｂ
の穿設されたクラッド５５ａの外周に繞設された供給室
５３を経て、液状物質がクラッド５５ａの内部に供給さ
れる。
【００３７】キャピラリの構造や作用については第４の
実施の形態と、供給室への液状物質の供給と作用につい
ては第２の実施の形態と同じなので説明を省略する。
実施の形態と、供給室への液状物質の供給と作用につい
ては第２の実施の形態と同じなので説明を省略する。
【００３８】図６は本発明の第６の実施の形態の光ファ
イバの先端に装着するキャピラリの部分断面図である。
キャピラリ６５にはキャピラリ６５とクラッド６５ａを
貫通して供給口６５ｂが穿設されており、供給口６５ｂ
の穿設されたクラッド６５ａの外周に繞設された供給室
６３を経て、液状物質がクラッド６５ａの内部に供給さ
れる。
イバの先端に装着するキャピラリの部分断面図である。
キャピラリ６５にはキャピラリ６５とクラッド６５ａを
貫通して供給口６５ｂが穿設されており、供給口６５ｂ
の穿設されたクラッド６５ａの外周に繞設された供給室
６３を経て、液状物質がクラッド６５ａの内部に供給さ
れる。
【００３９】クラッド６５ａ内部の液状のコアの先端か
ら放出される余剰の液状物質を回収するための回収室６
４が、キャピラリの先端の外周部に繞設されており、回
収室６４のコアの光出入射面に対向する面はクラッド６
５ａの先端との間に間隙部６５ｃをもって配設されてお
り、コアからの光の出入射に影響を与えない範囲で開口
部６５ｄが設けられている。
ら放出される余剰の液状物質を回収するための回収室６
４が、キャピラリの先端の外周部に繞設されており、回
収室６４のコアの光出入射面に対向する面はクラッド６
５ａの先端との間に間隙部６５ｃをもって配設されてお
り、コアからの光の出入射に影響を与えない範囲で開口
部６５ｄが設けられている。
【００４０】キャピラリの構造や作用については第４の
実施の形態と、供給室への液状物質の供給と作用につい
ては第２の実施の形態と、コアから放出された余剰液状
物質の回収と作用は第３の実施の形態と同じなので説明
を省略する。
実施の形態と、供給室への液状物質の供給と作用につい
ては第２の実施の形態と、コアから放出された余剰液状
物質の回収と作用は第３の実施の形態と同じなので説明
を省略する。
【００４１】図７は本発明の第７の実施の形態の液状の
コアの光出入射面の形状と入射光と反射光の関係を示す
部分断面図である。（ａ）は端面がクラッド内部に湾曲
している状態を、（ｂ）は平面の状態を、（ｃ）はクラ
ッド外部に湾曲している状態を示す。
コアの光出入射面の形状と入射光と反射光の関係を示す
部分断面図である。（ａ）は端面がクラッド内部に湾曲
している状態を、（ｂ）は平面の状態を、（ｃ）はクラ
ッド外部に湾曲している状態を示す。
【００４２】液状コアの光出入射面の端面の形状は、プ
ローブ光の出入射効率、ひいては検出感度に影響を与え
るため、その形状をある程度制御することが望まれる。
入射光と反射光の関係は図７に見られるとおり、端面の
形状によって変化するので、図示されていないが光ファ
イバの計測装置側で反射光量をモニターして、そのモニ
ター結果に基づいて制御装置によって液状コア部に供給
される液状物質の量を増減すれば所望の液状コアの光出
入射面の形状を形成させることができる。液状コアを形
成する液状物質としては、撥水性が高く、表面エネルギ
ーが低く、可視光線・紫外線領域の光の吸収性を持たな
い、化学的安定性に優れる、所望の粘度の品種が得られ
る等の条件を有することが好ましいが、シリコーンオイ
ルはこれらの条件を満たす物質として最適であると考え
られる。
ローブ光の出入射効率、ひいては検出感度に影響を与え
るため、その形状をある程度制御することが望まれる。
入射光と反射光の関係は図７に見られるとおり、端面の
形状によって変化するので、図示されていないが光ファ
イバの計測装置側で反射光量をモニターして、そのモニ
ター結果に基づいて制御装置によって液状コア部に供給
される液状物質の量を増減すれば所望の液状コアの光出
入射面の形状を形成させることができる。液状コアを形
成する液状物質としては、撥水性が高く、表面エネルギ
ーが低く、可視光線・紫外線領域の光の吸収性を持たな
い、化学的安定性に優れる、所望の粘度の品種が得られ
る等の条件を有することが好ましいが、シリコーンオイ
ルはこれらの条件を満たす物質として最適であると考え
られる。
【００４３】また、計測対象となる物質と親和性の高い
溶媒を液状コアとして使用することによって、高効率な
捕集、検知が可能になる。従って、上記シリコーンオイ
ルは、親油性の液中微量成分の高感度検知法としても使
用できる。
溶媒を液状コアとして使用することによって、高効率な
捕集、検知が可能になる。従って、上記シリコーンオイ
ルは、親油性の液中微量成分の高感度検知法としても使
用できる。
【００４４】海生生物は水中では生存できないので、海
水中で使用する場合には、液状物質として水を使用する
ことにより海生生物による汚染を減少できる。
水中で使用する場合には、液状物質として水を使用する
ことにより海生生物による汚染を減少できる。
【００４５】
【発明の効果】液体内光計測センサに対する生物の付着
はある程度の硬度を持つ液体中の構造物において発生す
る。本発明の第１の実施の形態の方法によれば、付着す
る対象が液体であるので、表面の平滑性、流動性等の効
果によって固体のコアを用いる従来の方法に比べて生物
の付着が抑制される。
はある程度の硬度を持つ液体中の構造物において発生す
る。本発明の第１の実施の形態の方法によれば、付着す
る対象が液体であるので、表面の平滑性、流動性等の効
果によって固体のコアを用いる従来の方法に比べて生物
の付着が抑制される。
【００４６】また、付着が生じた場合でもその成長に伴
う重量の増加により液体の一部を伴って剥離、除去され
る。
う重量の増加により液体の一部を伴って剥離、除去され
る。
【００４７】シリコーンオイルのような撥水性、疎水性
の高い液状物質を使用すれば、繁殖環境の劣化によって
付着する生物の発生量はさらに低減する。
の高い液状物質を使用すれば、繁殖環境の劣化によって
付着する生物の発生量はさらに低減する。
【００４８】海水中で使用する場合には、液状物質とし
て水を使用することにより低コストで海生生物による汚
染を減少できる。
て水を使用することにより低コストで海生生物による汚
染を減少できる。
【００４９】第４の実施の形態のごとく、液状コア部分
を設けたキャピラリを使用すれば容易に液状のコアを光
計測センサに設けることができるとともに、内部の液状
物質を内面の表面張力および測定対象の液体による圧力
で保持できる範囲内の内径であればクラッドの内径を任
意の内径とすることができる。例えば光ファイバが複数
のファイバの集合体として構成される場合にはキャピラ
リの内径を集合体のコア相当部分に等しい内径として１
個のキャピラリを装着することができる。
を設けたキャピラリを使用すれば容易に液状のコアを光
計測センサに設けることができるとともに、内部の液状
物質を内面の表面張力および測定対象の液体による圧力
で保持できる範囲内の内径であればクラッドの内径を任
意の内径とすることができる。例えば光ファイバが複数
のファイバの集合体として構成される場合にはキャピラ
リの内径を集合体のコア相当部分に等しい内径として１
個のキャピラリを装着することができる。
【００５０】キャピラリのクラッド４５ａの材質も内面
が伝送光に対して高い反射率を示す鏡面状で有ればコス
トの低い金属を使用することができる。
が伝送光に対して高い反射率を示す鏡面状で有ればコス
トの低い金属を使用することができる。
【００５１】また、第２と第５の実施の形態のごとく、
液状物質を外部から液状コアに供給する方法では、計測
対象の液体と接触している液状物質が汚染物質とともに
更新されるので、光出入射面に付着した生物や汚染物質
や、それに起因する汚損部分を確実に除去できる。
液状物質を外部から液状コアに供給する方法では、計測
対象の液体と接触している液状物質が汚染物質とともに
更新されるので、光出入射面に付着した生物や汚染物質
や、それに起因する汚損部分を確実に除去できる。
【００５２】第３と第６の実施の形態のごとく、液状コ
アから放散された余剰液状物質の回収装置を設けた場合
には、溢流した液状物質と汚染物質の計測対象液体内へ
の拡散を防止することができる。
アから放散された余剰液状物質の回収装置を設けた場合
には、溢流した液状物質と汚染物質の計測対象液体内へ
の拡散を防止することができる。
【００５３】さらに、液状物質のコアの端面で生ずる反
射光量を計測するモニターと、モニターの計測結果に基
づいて液状物質の供給量を制御する制御装置を設けるこ
とによって、液体内光計測センサのコアの端面の形状を
プローブ光の出・入射効率、ひいては検出感度の高い望
ましい形状に制御できる。
射光量を計測するモニターと、モニターの計測結果に基
づいて液状物質の供給量を制御する制御装置を設けるこ
とによって、液体内光計測センサのコアの端面の形状を
プローブ光の出・入射効率、ひいては検出感度の高い望
ましい形状に制御できる。
【００５４】液状物質コアによる光伝送機能に与える変
化は、その伝送距離が僅かなので極めて小さく、かつ伝
送距離によって一定であることから、その影響を事前に
評価することによって、液状物質コアが常時存在する状
態で信頼性の高い測定を実施することが可能となる。
化は、その伝送距離が僅かなので極めて小さく、かつ伝
送距離によって一定であることから、その影響を事前に
評価することによって、液状物質コアが常時存在する状
態で信頼性の高い測定を実施することが可能となる。
【００５５】また、本発明によれば、従来のようにセン
サ部に大量の淡水を噴射、滞留させる必要がないため、
計測対象領域の環境が変化することなく、信頼性の高い
連続的な測定を簡便に行なうことができる。
サ部に大量の淡水を噴射、滞留させる必要がないため、
計測対象領域の環境が変化することなく、信頼性の高い
連続的な測定を簡便に行なうことができる。
【００５６】以上のごとき方法の実行によって、光ファ
イバーを利用した計測を水中で行う際に不可避の障害で
ある生物・異物の付着の抑制やその除去が可能となり、
メンテナンスフリーでの長期連続測定の実施が可能とな
る。
イバーを利用した計測を水中で行う際に不可避の障害で
ある生物・異物の付着の抑制やその除去が可能となり、
メンテナンスフリーでの長期連続測定の実施が可能とな
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態の液体内光計測セン
サの部分断面図である。
サの部分断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の液体内光計測セン
サの部分断面図である。
サの部分断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の液体内光計測セン
サの部分断面図である。
サの部分断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態の光ファイバの先端
に装着するキャピラリの部分断面図である。
に装着するキャピラリの部分断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態の光ファイバの先端
に装着するキャピラリの部分断面図である。
に装着するキャピラリの部分断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態の光ファイバの先端
に装着するキャピラリの部分断面図である。
に装着するキャピラリの部分断面図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態の液状のコアの光出
入射面の形状と入射光と反射光の関係を示す部分断面図
である。（ａ）は端面がクラッド内部に湾曲している状
態を示す。（ｂ）は平面の状態を示す。（ｃ）はクラッ
ド外部に湾曲している状態を示す。
入射面の形状と入射光と反射光の関係を示す部分断面図
である。（ａ）は端面がクラッド内部に湾曲している状
態を示す。（ｂ）は平面の状態を示す。（ｃ）はクラッ
ド外部に湾曲している状態を示す。
１１、２１、３１、４１、５１、６１ 光ファイバ １１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ
クラッド １１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂ、６１ｂ
コア（固体） １１ｃ、２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ、５１ｃ、６１ｃ
コア（液体） １１ｄ、２１ｄ 光出入射面 ２１ｅ ５５ｂ、６５ｂ 供給口 ２２、３２ 液状物質 ２３ａ、３３ａ、５３、６３ 供給室 ２３ｂ、３３ｂ 供給ポンプ ２３ｃ、３３ｃ リザーバ ３４ａ、６４ 回収室 ３４ｂ、６４ｂ 開口部 ３４ｃ、６４ｃ 間隙部 ３４ｄ 回収ポンプ ４５、５５、６５ キャピラリ ４５ａ、５５ａ、６５ａ クラッド ４５ｂ 取付部 ７１ 液状コア断面 ７２ 入射光 ７３ 反射光
クラッド １１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂ、６１ｂ
コア（固体） １１ｃ、２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ、５１ｃ、６１ｃ
コア（液体） １１ｄ、２１ｄ 光出入射面 ２１ｅ ５５ｂ、６５ｂ 供給口 ２２、３２ 液状物質 ２３ａ、３３ａ、５３、６３ 供給室 ２３ｂ、３３ｂ 供給ポンプ ２３ｃ、３３ｃ リザーバ ３４ａ、６４ 回収室 ３４ｂ、６４ｂ 開口部 ３４ｃ、６４ｃ 間隙部 ３４ｄ 回収ポンプ ４５、５５、６５ キャピラリ ４５ａ、５５ａ、６５ａ クラッド ４５ｂ 取付部 ７１ 液状コア断面 ７２ 入射光 ７３ 反射光
Claims (11)
- 【請求項１】 コアとクラッドで構成される光ファイバ
を用いた液体内光計測センサにおいて、 前記コアの測定対象である液体と接触する部分が、光透
過性を持つ液状物質であることを特徴とする液体内光計
測センサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の液体内光計測センサにお
いて、 液状物質を、前記コアの前記液状物質部分に供給する供
給装置を有することを特徴とする液体内光計測センサ。 - 【請求項３】 請求項２記載の液体内光計測センサにお
いて、 前記液状物質の前記光ファイバからの溢流部分を回収す
る回収装置を有することを特徴とする液体内光計測セン
サ。 - 【請求項４】 コアとクラッドで構成される光ファイバ
を用いた液体内光計測センサにおいて、 前記光ファイバの先端に、該光ファイバのコアの外径と
同径以上でかつ内部の液状物質を内面の表面張力および
測定対象の液体による圧力で保持できる範囲内の内径を
有するキャピラリ管が、該内径部が前記コアの先端に連
続して配設されるように定着され、かつ該内径部が光透
過性を持つ液状物質で充填されてコアが形成されている
ことを特徴とする液体内光計測センサ。 - 【請求項５】 請求項４記載の液体内光計測センサにお
いて、 液状物質を、前記キャピラリ管内のコアの前記液状物質
部分に供給する供給装置を有することを特徴とする液体
内光計測センサ。 - 【請求項６】 請求項５記載の液体内光計測センサにお
いて、 前記液状物質の前記キャピラリ管内からの溢流部分を回
収する回収装置を有することを特徴とする液体内光計測
センサ。 - 【請求項７】 請求項２または５記載の液体内光計測セ
ンサにおいて、 前記液状物質のコアの端面で生ずる反射光量を計測する
モニターと、該モニターの計測結果に基づいて前記液状
物質の供給量を制御する制御装置を有することを特徴と
する液体内光計測センサ。 - 【請求項８】 請求項１から７のいずれか１項記載の液
体内光計測センサにおいて、 コアの前記液状物質としてシリコーンオイルを使用する
ことを特徴とする液体内光計測センサ。 - 【請求項９】 請求項１から７のいずれか１項記載の液
体内光計測センサにおいて、 コアの前記液状物質として水を使用することを特徴とす
る液体内光計測センサ。 - 【請求項１０】 光ファイバにより構成される液体内光
計測センサの汚染防止方法にあって、 計測対象液体と接触するコアの接触面を、汚染物質の付
着の起こりにくい液状物質とすることを特徴とする汚染
防止方法。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の液体内光計測センサ
の汚染防止方法にあって、 前記液状物質を外部より補給することによって、計測対
象液体との接触部分の液状物質を更新することを特徴と
する汚染防止方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7217331A JP2746215B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-08-25 | 液体内光計測センサおよび汚染防止方法 |
| US08/584,777 US5673341A (en) | 1995-01-13 | 1996-01-11 | Intra-liquid optical measuring sensor and contamination preventing method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-3921 | 1995-01-13 | ||
| JP392195 | 1995-01-13 | ||
| JP7217331A JP2746215B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-08-25 | 液体内光計測センサおよび汚染防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247930A true JPH08247930A (ja) | 1996-09-27 |
| JP2746215B2 JP2746215B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=26337593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7217331A Expired - Lifetime JP2746215B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-08-25 | 液体内光計測センサおよび汚染防止方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5673341A (ja) |
| JP (1) | JP2746215B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112582098A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-30 | 江苏亨通海洋光网系统有限公司 | 一种铠装探测一体化光电复合缆 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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