JPS606849A - 光検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光路特性の補償された光検出装置に関し、詳し
くは光フアイバケーブルに牛するソ己の伝導ロスを補正
して測定誤差を減少せしめた光検出装置に関するもので
ある。

複数本の光ファイバ≠＝＃中よりなるソＣファイバケー
ブルのうち、ＩＪの投光用および受光用光ファイバを隣
接させて対象物に向（ツ、対象物からの反射を検出して
出力する光検出装置は、光フアイバケーブルに柔軟性が
あり、しかも光フアイバケーブルを曲げても光を効率良
く透過させるので、光フアイバケーブルの先端のプロー
ブを任意の位置にセットできる七いう利点があり、濁度
用や色差計および分光光度計等に使用することかできる
。

しかしながら、光フアイバケーブルはこれを曲げたり、
或いはこれに応力をかけると光路特性に変化ヲ生じ、マ
イクロヘンティングロスと呼ばれ２）光の伝導ロスを生
じ、このロスが測定１誤差を生ずる０ 第１図は上記のような光検出装置を濁度用に用いた例を
示す。濁度計に用いる投光用および受光用光ファイバは
それぞれ１本であっても態度Ｊ１として動作するが、通
常光ファイバは複数本を束にして用いるので、以下の説
明においては光ファイバ束として記述する。

容器１の中の懸濁液２の中に光検出装置のプローブ乙の
先端が挿入されている。プローブ乙の先端は、投光用光
ファイバ束４と受光用光フ゛γイア＜束５とが隣接して
開口しており、両方の光ファイバ束は光フアイバケーブ
ル６で測定器の本体７に連結さねている。光源８の光は
レンズ９を介して投光用光ファイバ束４の入射端１０よ
り投光用光ファイバ束４に入り、光ファ、イノ・ケーブ
ル６を経てプローブろの投光端より懸濁液２中へ放射さ
れる。放射された光は懸濁液２中の微粒子によって散乱
され、散乱光の一部はプローブ乙の受光用光ファイバ束
の受光端で受光され、光フアイバケーブル６を経て測定
器本体７の受光用光ファイバ束の出射端１１より受光素
子１２て電気信号に変換される。この信号は増巾器１ろ
で増巾され、メータ１４て濁度として読取られる。

ところで、この測定において光フアイバケーブル６が第
１図の点線で示すように６′の位置に変化し、光ファイ
バケーブル乙の曲りの個所、数、あるいは曲率半径等が
変わると、これに伴って光フアイバケーブル６中の光フ
ァイン・の光路特性が変化し、光の透過効率が僅かなが
ら変化する。この変化は投光用光ファイバ束４および受
光用光フアイバ束５０両者に生ずるから、結果としての
受光素子１２の出力に変化を与え、濁度計の読みの誤差
範囲を広げることとなる。

本余明は、このような光ファイン・ケーブルの光路特性
の変化による誤差を補正するもので、少なくとも］本の
受光用光ファイン・および該受光用光ファイバに隣接し
て配設された複数本の投光用光ファイバよりなる光フア
イバケーブルと、該光フアイバケーブルの一端に設けら
れ、光を投光、受光するためのプローブとを備え、該光
ファイン・ケーブルの他端が前記プローブにより検出さ
れた受光量を測定するための検出器本体に接続される光
検出装置であって、前記投光用光ファイン・の一部を前
記プローブの近傍において折返して光フアイバケーブル
の他端に到らしめ、この折返された投光用光フアイバケ
ーブルよりの光量により、前記プローブにより検出され
た受光量を補正することを特徴とする光検出装置を提供
するものである。

第２図は本発明の光路補償された光検出装置を用いた濁
度甜を示すもので、測定器本体２６を出た投光ＪＴＩ光
ファイバ束４の一部が光ファイバケーブル乙のプローブ
端で光路が折返されて閉鎖光路光ファイバ束２１として
測定器本体２６に戻り、出射端２２より受光素子２６で
電気信号に変換され、増巾器２４で増巾される。この閉
鎖光路光ファイバ束２１からの出力は受光用光ファイバ
束５からの出力とともに演算回路２５に入力され、受光
用光ファイバ束５からの出力が補正され、補正された出
力がメータ１４で読取られる。

上記の閉鎖光路を形成するため、光路を折返させる方法
としては、例えば第３図に示すように投光用光ファイバ
束４の一部を分離し、光路変転部６１内でループ６２を
作り、折返された光ファイバ束を光フアイバケーブルに
戻して閉鎖光路光ファイバ束２１として第２図の出射端
２２を経由して受光素子２ろへ接続する。折返されなか
った残りの投光用光ファイン（束６６は、第４図むこ示
すようにプローブの中心に開口され、その周囲を受光用
光ファイバ束５の開口端が取囲む。他の方法とシテは、
分離された投光用光ファイン（束ヲ切ＶＲＬ、その開口
端からの光をプリズム、鏡等で光路を［１１１げ、測定
器本体へ戻される閉鎖光路光ファイン（束２１へ入党さ
せる方法がある。

このような光〕了イノくケーブルを用し）Ｚ）と、ツ乙
ファイバケーブルの曲げ等の影響による光路損失を補正
することができる。即ち、第２図Ｇこおｌ／）で光源９
から投光用光ファインく束４の入射端１０に入光される
光量をＡとし、その光量Ａのうち、）。

ロー、ブ端で折返される光量のｈに対する率をａとする
と、閉鎖光路光ファイン（束２１の出Ｑｔ　を品２２を
経由して受光素子２６へ受光される光取Ｉ３’４ま１３
’　二Ａ−ａ　・（］、Ｃ＋　）”　・（！　２　・（
１ｘ　）　２（１）但し、０１は光ファイバケーブル６
内で光ファインく束が受ける曲げ以’Ａの透過光の損失
率で、Ｃ２は折返しに際して生ずる損失率であり、また
Ｘは曲げにより生ずる損失率である。

一方、プローブ先端より投光され、反射して受光される
受光率を又とすると、受光用フ了イノく束５から出射端
１１を経由して受光素子１２へ受光される光量Ｂは Ｂ＝Ａ・（１−ａ、）−（１−ａ、）２−ｘ・（］−ｘ
）２（２）となるから、（１）式および（２）式からが
得られる。（３）式においてａおよびＣ２は折返し比率
および折返し損失率で、用いられる方式により一定であ
るから、Ｂ　／　ｄはＸ即ち、被測定物の反射度、即ち
懸濁液の濃度のみの函数となるｏしたがって、受光素子
１２および２ろ以後の電気回路、特に演算回路２５によ
って上記（３）式を演算して出力させることにより、光
フアイバケーブル６の曲げ等の影響を受けない測定値を
取出すことができる。

本発明の光検出装置に用いられる光ファイバウーブルは
用いられる投光用光ファイバ束、゛閉鎖光路を形成する
光ファイバ束、および受光用光ファイバ束の本数、集束
方式等任意であり、また、濁度計のみでなく、色度用等
の分光光度、１１をはしめ、変位測定等の光検出装置と
して一般に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光検出装置を用いた濁度ｉｒｌを示ゴー
。第２図は本発明の光検出装置を用いた濁度１７１を示
す。第３図は本発明によるプローブ部におりる′ＩＣ路
折返し法の１例を示す縦断面図であり、第４図は第３図
のプローブの先端面を示す。 図示された要部と符号との対応は次のとおりである。 １・・・容器、　２・・・懸濁液、　６・・・プローブ
、４．３６・・・投光用光ファイバ束、　５・受光用光
ファイバ束、　６・・・光フアイバケーブル、　７．２
６・・測定器本体、　８・・・光源、　９　レンズ、１
０・・・入射端、　１１．２２・・・出射端、　１２．
２６・・受光素子、　１ろ、２４・・・増巾器、　１４
・・・メータ、２１・・・閉鎖光路光ファイバ束、２５
・・演算回路、　３１・・・光路反転部、　６２・・・
ループ。 出願人　安立電気株式会社 代理人　弁理士厚田桂一部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　少なくとも１本の受光用光ファイバ（５）およ
   び該受光用光ファイバ（５）に隣接して配設された複数
   本の投光用光ファイバ（４）よりなる光フアイバケーブ
   ル（６）と・該光フアイバケーブル（６）の一端に設け
   られ、光を投光、受光するためのプローブ（６）とを備
   え、該光フアイバケーブル（６）の他端が前記プローブ
   （３）により検出された受光量を測定するための検出器
   本体（２６）に接続される光検出装置であって、前記投
   光用光ファイバ（４）の一部を前記プローブ（ろ）の近
   傍において折返して光フアイバケーブル（６）の他端に
   到らしめ、この折返された投光用光フアイバケーブルよ
   りの光量により、前記プローブ（ろ）により検出された
   受光量を補正することを特徴とする光検出装置。