JPS6228641A - 液体感知器 - Google Patents

液体感知器

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JPS6228641A
JPS6228641A JP60167814A JP16781485A JPS6228641A JP S6228641 A JPS6228641 A JP S6228641A JP 60167814 A JP60167814 A JP 60167814A JP 16781485 A JP16781485 A JP 16781485A JP S6228641 A JPS6228641 A JP S6228641A
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Japan
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liquid
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light
waveguide
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JP60167814A
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JPH0338539B2 (ja
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Hiroshi Wada
弘 和田
Eiji Okuda
奥田 栄次
Tetsuya Yamazaki
哲也 山崎
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/43—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle
    • G01N21/431—Dip refractometers, e.g. using optical fibres

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油等の液体の存否を光学的に感知する液体感知
器に関する。
〔従来技術の説明〕
最近、石油備蓄基地や石油化学プラント等で油洩れ事故
が多発しており、このような事故を早期に発見するため
の法的規制等によって信頼度の高酸る被覆層とで構成さ
れている。
上記の感知器の両端を光源及び光検出器に光ファイバを
介して光学的に接続し、感知器を油洩れを検出したい箇
所に配置しておくと、油洩れが発生していない状態、つ
まり液体感知器に油が付着していない状態では光導波路
中を伝搬する光はシリコン樹脂被覆層と光導波路との境
界で全反射し、低損失で出射端まで伝搬する。ところが
屈折率の大きな油が液体感知器に付着し、被覆層内へ浸
潤すると被覆層樹脂の屈折率が増大する。この結果、光
導波路と被覆層との境界で全反射されることなく伝搬光
が外部に出射し、出射端まで伝搬する光の量が油の浸潤
前に比べて減少する。
従って、上記の導波路感知器に接続した光検出器での受
光量変化を監視すれば油洩れを感知することができる。
□“・から光検出器における受光量変化までに時間がか
! かり検出が遅れるという問題があった。
ζ j)特に粘性の大きい液体の場合数時間の検出遅れを生
じることもある。
の屈折率の増加はO15%程度しかなく、従来構造の感
知器ではC重油を検出できず適用範囲が狭いという問題
もあった。
〔問題点を解決する手段〕
光源および光検出器に光学的に接続した平板光導波路等
の導光体の露出外面の要所を連続多孔質体から成る被覆
層で覆って感知器を構成する。
上記の連続多孔質体から成る被覆層は、合成樹脂、セラ
ミクス等種々の材質で形成し得るが、被検出液体が油類
の場合は水分浸透による誤検出を防ぐため撥水性をもた
せることが望ましく、特に四弗化エチレン樹脂等の弗化
エチレン樹脂が好適である。また連続気孔の毛管現象に
よる被覆層中への被検出液体浸透を可及的に速やかにす
るためには、被覆層は導光体に対しオプティカルコンタ
クトではなく非接着状態で圧着しておくのが望ましい。
1:定押の作用〕 ′感知器の被覆層に油等の被検出液体が付着する、5と
=1被覆層が連続多孔質体であるので気孔を通っ、、、
’1 て毛管現象圧より速やかに液体が浸透して導光体へ表面
に達し、平常時つまり大気と接触している時に比べて導
光体外表面における屈折率が増大するこの結果1、導光
体からの出射光量が減少するので、光検出器で受光量変
化を監視することにより液体の付着を知ることができる
。
〔実 施 例〕
以下本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に説明
する。
第1図、第2図は本発明に係る液体感知器の斜視図及び
側断面図であり、屈折率がnlであるガラス、プラスチ
ック等の透光性基板//中には、nlよりも大な屈折率
n2を有する光導波路12が形成されている。
光導波路は入射端近傍を出射端近傍において単一路でそ
の中間では二本の分岐路/2C,/20に分岐している
。
そして入射端/?Aと出射端/2Bの近傍の光導波路1
2は基板ll中に完全に埋め込まれているが、われでい
る。この被覆層13は連続多孔質体、例いて基板に対し
図外の弾性止着具で留めることにより圧着させておく。
そして導波路/2の入射端/2A側には光ファイバ15
の一端を接続しファイバ/jの他端を光源に接続する。
また導波路/コの出射端/2Bには他の光ファイバ/j
の一端を接続するとともに、他端を光検出器に接続する
。光源から出て導波路/2に入射し伝播する光は導波路
露出部/2Dでも全反射されて伝播し、出射側の光ファ
イバー5に低損失で出射される。
もし屈折率の大な油等の被検出液体が被覆層/3VC付
着すると連続気孔を通して被覆層/3内に浸透し導波路
露出面/2’f)に達してこの面を濡らす。
この結果、被検出液に接触している露出面/2Dでは伝
播光が全反射されず、導波路/、2中を伝播する光の量
が減少し、光検出器で検出される受光−′ /2Dのみならずこの露出面/2Dに連なっている基−
′板板面面/Aをも覆うように設けておけば、露出部’
、、、1 □11 一/、1.2Dから外れた部分で被覆層/3に付着した
油等メ被検出液も連続気孔を通って露出部lコDの部分
+Jノ にまで浸透し、また光導波路/2が2本の分岐路!2C
,!2Cに分岐しているので導波路/2の幅よりもはる
かに広い範囲にわたって油洩れを感知することかできる
。
第3図に本発明の第2実施例を示す。
本例では透光性基板ll中の光導波路/2は基板表面に
対し一定の角度ψで遠近を繰り返す屈曲路となっており
、一定間隔をおいた屈曲部が基板llの表面//A、に
露出して露出部/2Dを形成して11、j い順。そしてこれら間隔をおいた露出部12D・・・・
・・・、・: が)連続多孔質体から成る共通の被覆層/3で覆っであ
る。
このように構成すると露出面/12Dに入射する光の入
射角がψだけ小さくなるので、第1の実施例構造に比べ
、より小さな屈折率を有する液体の付着も感知できる。
つまり第1実施例では基板の屈折率nlよりも小さい屈
折率の液体の検出は困難であるが、第2実知できる。ま
た露出面/2Dの数を増やせば光量の変化も大きくなり
検出感度が上がる。第グ図は本発明に係る第3実施例の
液体感知器の側断面図であり、第5図は同正面図である
。
ラスチック等の透明半円柱体lりで構成されてい−る。
集束性レンズ17は周知のように屈折率が中したがって
上記の感知器/14は、平担側面/6Aの中心0で屈折
率が最大で平担側面/乙Aの両側縁および円弧側面/、
<Hに向けて次第に減少する屈折率分布を有している。
また検出部の長さlは集束性レンズ17の光線蛇行周期
の//2ピッチの整数倍、−例として//コピッチとし
である。
感知器の上記平担側面76Aが液体の検出面であり、こ
の検出面l乙Aは連続多孔質体から成る被覆層13で覆
っである。また両端面/6G、#Dは光軸に垂直な平行
平滑面にしてあり、一方の端面/乙Gの円弧側面寄りの
位置に、光源からの光を感知器内に導入する入射用光フ
ァイバ/iの一端を接続し、また他端面l≦Dの対称位
置に出射光を受光器付し検出面#、AK至る。通常は伝
送光は検出面で全反射されファイバ/jBに出射する。
もし被覆層i!。
て出射される光量が減少する。
上記の実施例ではlを//2ピンチの長さとしたが、/
/2ピッチの2倍以上の長さ、例えば第7図に示すよう
に3倍の長さにとれば、実質的な検知面積を3倍に増加
させることができ、しかも液体を感知したときの光量の
変化も3倍に増加して検出感度を改善できる。第g図に
自己集束性の導光体を用いた他の実施例を示す。
本例は、イオン拡散法、CVD法、共重合法等の方法に
よりガラスあるいはプラスチックの平板基材21中に前
述の屈折率分布をもった半円柱状の導波路12を、露出
部/2Dを基材2/の板面2/Aと一致させて一体に埋
め込み形成し、さらに基板2ノの面に、上記露出部/2
Dを覆うように且つ導波路/−の幅W1よりも広い幅W
2望ましくはWlの2倍以上の幅に恒って前記実施例と
同様の連続多孔液体が達することになるので、前述実施
例に比ベート光導波路上に、連続多孔質体から成る被覆
層/3が設けられている。
上記構造の感知器の対向する両側面にそれぞれ単一モー
ド光ファイバ/i、/jBを結合し、一方の光ファイバ
15Aを通して単一モード光を導波路22に入射させ、
また導波路からの出射光をファイバ/SBに受光させる
。
上記構造において、油が被覆層73表面に付着すると油
は速やかに被覆層13中に浸透し導波路2、!の表面に
達する。この結果、導波路22を通る単一モード光の外
部に浸み出るエバ不ツセント波23の割合が増加し、さ
らに油で吸収される光の割合が増加する。
したがって導波路コ2出口からの出射光量が減少するの
で油洩れを検出することができる。
このように単一モード光導波路からのエバイ・ノセなお
、感知器を構成するための基板の材質としで。
召、多成分系ガラス、石英系ガラス或いはプラス4′: ′μラック用いた場合は、イオン交換法、光7アイ′シ
ー ツ1等の製作に利用されている火炎加水分解法、或いは
光重合法等の周知の技術をそれぞれ利用することによっ
て光導波路及び自己集束性伝送体を形成することかでき
る。
ま、た単一モード光導波路の垂直断面における屈折率分
布は均一であってもよいし勾配を有していてもよい。ま
た光導波路の形成は上記以外に蒸着・スパッタリング・
イオン注入・熱拡散などの方法でも何らさしつかえない
。第1O図は感知器/lを適用して実際に油漏れを感知
するための装置を示している。まず油タンク2’lの油
漏れが発生しそうな箇所に感知器/グを配置し、これら
の感知器/lI・・・・・・・・・ を光ファイバ15
によって直列もしくは並列に接続しておく。最側端の光
ファイバ/Sへは光源コ5からの光を入射させ、また他
側端の光ファイバ15から射出される光を光検出器2乙
で検出する。そして光検出器2乙からの電気信号を、増
巾器コア及び比較器2gを介して警報するのみではなく
、油漏れの箇所をも知ることができる。、 以上の説明では油の感知について述べたが、被覆層/3
の気孔中に浸透し得る液体であれば油に限られることな
く感知することができる。
で中心から外周に向けて漸減する屈折率勾配をもつ屈折
率分布型光導波路を形成した。そして上記導波路の露出
面を含む基板面上に、別途製作した比重0.6g、厚さ
0.OJ!;朋の連続多孔質の四弗化エチレン樹脂シー
トを載せ、このシートと基板とを端部においてピンチで
挾持して上記シートを基板面に圧着した。
上記の感知器の導波路入射端および出射端に光ファイバ
を介してそれぞれ光源および光検出器を接続し、導波路
からの出射光量を測定しつつ感知器の被覆層にA、B及
び0重泊をそれぞれ数滴付着させたところ、それぞれ0
JdB 、 /、、2jdB。
0.9jdBの光量の変化があり油の付着を検出できた
。また検出に要した時間は何れの場合も/〜2分以内と
極めて短時間であった。
〔発明の効果〕
が極めて早く感知器に被検出液体が付着してから′光・
、検出器で感知するまでの応答速度が早く安全性の砕い
検出を行なうことができる。
1晶の簡単な説明 一嘩−−t1 第1図は本発明の第一実施例を示す斜視図、第2図は同
側断面図、第3図は本発明の第二実施例を示す側断面図
、第1I図は本発明の第三実施例を示す側断面図、第S
図は同正面図、第6図は第1S図の感知器本体に用いら
れる自己集束型レンズを示す斜視図、第7図は本発明の
第五実施例を示す側断面図、第g図は本発明の第六実施
例を示す斜視図、第9図は本発明の第七実施例を示す側
断面図、第70図は本発明に係る感知器を用いた油洩れ
警報装置を示す模式図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光源および光検出器に光学的に接続した導光体の
    露出外面の要所を連続多孔質体から成る被覆層で覆った
    ことを特徴とする液体感知器。
  2. (2)特許請求の範囲第1項において、前記被覆層を弗
    化エチレン樹脂で形成した液体感知器。
  3. (3)特許請求の範囲第1項において、前記被覆層を導
    光体に対し非接着状態で圧着した液体感知器。
  4. (4)特許請求の範囲第1項において、前記導光体は透
    明平板中に形成された基板よりも屈折率の大な光導波路
    から成り、この導波路の一部を基板表面に露出させてこ
    の露出基板面上に連続多孔質被覆層を設けた液体感知器
    。
  5. (5)特許請求の範囲第1項において、被検出液体が油
    であり、前記被覆層が撥水性を有している液体感知器。
JP60167814A 1985-07-31 1985-07-31 液体感知器 Granted JPS6228641A (ja)

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JP60167814A JPS6228641A (ja) 1985-07-31 1985-07-31 液体感知器

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JPS6228641A true JPS6228641A (ja) 1987-02-06
JPH0338539B2 JPH0338539B2 (ja) 1991-06-11

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ID=15856595

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01299440A (ja) * 1988-05-27 1989-12-04 Hitachi Cable Ltd 光式塩分粒子付着量検出センサ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5337494A (en) * 1976-09-18 1978-04-06 Denki Kagaku Keiki Kk Apparatus for detecting oil and so on
JPS59171903A (ja) * 1983-03-18 1984-09-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 液体検知光フアイバ−
JPS6025940U (ja) * 1983-07-27 1985-02-21 株式会社 潤工社 耐水漏油検知センサ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5337494A (en) * 1976-09-18 1978-04-06 Denki Kagaku Keiki Kk Apparatus for detecting oil and so on
JPS59171903A (ja) * 1983-03-18 1984-09-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 液体検知光フアイバ−
JPS6025940U (ja) * 1983-07-27 1985-02-21 株式会社 潤工社 耐水漏油検知センサ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01299440A (ja) * 1988-05-27 1989-12-04 Hitachi Cable Ltd 光式塩分粒子付着量検出センサ

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JPH0338539B2 (ja) 1991-06-11

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