JP2000275175A - Optical fiber cell for measuring solution - Google Patents

Optical fiber cell for measuring solution

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JP2000275175A
JP2000275175A JP11082196A JP8219699A JP2000275175A JP 2000275175 A JP2000275175 A JP 2000275175A JP 11082196 A JP11082196 A JP 11082196A JP 8219699 A JP8219699 A JP 8219699A JP 2000275175 A JP2000275175 A JP 2000275175A
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JP
Japan
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optical fiber
light
light receiving
solution
receiving optical
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JP11082196A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsunao Sekiwa
三直 関和
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Otsuka Electronics Co Ltd
Original Assignee
Otsuka Electronics Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure the absorbancy of a soln. without lowering the light receiving intensity of a measuring instrument by providing a light path capable of reflecting as many parts as possible of the light emitted from a first light receiving optical fiber without enlarging the whole of a cell. SOLUTION: A light receiving optical fiber is constituted of first and second light receiving optical fibers 31, 32 and a refractive index invariable space 33 is provided on the extension of the first and second light receiving optical fibers 31, 32 and a concave mirror 9 gathering the light emitted from the first light receiving optical fiber 31 to the second light receiving optical fiber 32 is arranged to the space 33 and oblique cutting is applied to the emitting end surface 31a of the first light receiving optical fiber 31 and the incident end surface 32a of the second light receiving optical fiber 32 in order to turn the optical axes of both optical fibers to the concave mirror 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、投光用光ファイバ
ーの投光端及び受光用光ファイバーの受光端を溶液中に
入れて、溶液の吸光度を測定する溶液測定用光ファイバ
ーセルに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber cell for measuring a solution in which a light emitting end of a light emitting optical fiber and a light receiving end of a light receiving optical fiber are put into a solution and absorbance of the solution is measured.

【0002】[0002]

【従来の技術】溶液測定用光ファイバーセルは、溶液が
入る空間を備え、その中に投光用光ファイバーと受光用
光ファイバーとを固定して、その間に入った溶液の吸光
度を測定するものである。従来の溶液測定用光ファイバ
ーセルの構造を図8に示す。溶液測定用光ファイバーセ
ルは、投光用光ファイバー45及び受光用光ファイバー
46を金具44で保持し、これを直方体状のセル41の
中に固定している。セル41の途中の部分は中空になつ
ており、窓を通してこの中空部に溶液49が入ってく
る。
2. Description of the Related Art An optical fiber cell for measuring a solution has a space in which a solution can enter, in which an optical fiber for projecting light and an optical fiber for receiving light are fixed, and the absorbance of the solution interposed therebetween is measured. FIG. 8 shows the structure of a conventional optical fiber cell for solution measurement. In the optical fiber cell for solution measurement, an optical fiber for light emission 45 and an optical fiber for light reception 46 are held by metal fittings 44 and are fixed in a rectangular parallelepiped cell 41. The middle part of the cell 41 is hollow, and the solution 49 enters the hollow part through the window.

【0003】セル41の先端には凹面鏡47が設置さ
れ、前記光ファイバー45,46の端面は、前記中空部
分を介して凹面鏡47に対面している。溶液測定用光フ
ァイバーセル全体を溶液49につけ、投光用の光ファイ
バー45に一定波長の光を通すと、光は投光用の光ファ
イバー45の端面から溶液49中に照射され、凹面鏡4
7に反射されて受光用光ファイバー端面から受光用光フ
ァイバー46に入り、測定器(図示せず)で受光強度が
測定される。
A concave mirror 47 is provided at the tip of the cell 41, and the end faces of the optical fibers 45 and 46 face the concave mirror 47 via the hollow portion. When the entire optical fiber cell for solution measurement is immersed in the solution 49 and light of a certain wavelength is passed through the optical fiber 45 for light emission, the light is irradiated into the solution 49 from the end face of the optical fiber 45 for light emission, and the concave mirror 4
The light is reflected by the optical fiber 7 and enters the light receiving optical fiber 46 from the end face of the light receiving optical fiber, and the light receiving intensity is measured by a measuring instrument (not shown).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記測定において、投
光用の光ファイバー45の光軸451は、図8の直下に
向いており、受光用の光ファイバー46の光軸461
も、図8の直下に向いている。また、凹面鏡47の中心
位置471は、両光軸451,461の間に位置する。
In the above measurement, the optical axis 451 of the light emitting optical fiber 45 is directed right below in FIG.
Also face directly below in FIG. The center position 471 of the concave mirror 47 is located between the two optical axes 451 and 461.

【0005】したがって、光量の最も多い光軸上の光4
51は、凹面鏡47に当たっても受光用の光ファイバー
46に入射されない無関係な方向に反射されてしまい、
凹面鏡47の中心位置471に当たって受光用の光ファ
イバー46に入射される光は、投光用の光ファイバー4
5から出射された光の一部452のみである。このた
め、測定器の受光強度が低下してノイズが相対的に増
え、本来の溶液の吸光度を正確に測定できないという問
題があった。
Accordingly, the light 4 on the optical axis having the largest light quantity
51 is reflected in an irrelevant direction that does not enter the light receiving optical fiber 46 even if it hits the concave mirror 47,
The light that strikes the center position 471 of the concave mirror 47 and enters the light receiving optical fiber 46 is transmitted through the light projecting optical fiber 4.
5 is only a part 452 of the light emitted from 5. For this reason, there has been a problem that the light receiving intensity of the measuring instrument is reduced and the noise is relatively increased, so that the absorbance of the original solution cannot be measured accurately.

【0006】このような問題を解決するには、光ファイ
バー45,46と凹面鏡47との距離を長くとり、凹面
鏡47の鏡面面積も大きくする必要があるが、こうすれ
ば溶液測定用光ファイバーセルの全体が大きくなり、溶
液の量も多く必要になるという、他の問題が生じてく
る。そこで、本発明は、全体を大きくしないで、投光用
の光ファイバー45から投光された光のできるだけ多く
の部分を折り返すことができる溶液測定用光ファイバー
セルを実現することを目的とする。
In order to solve such a problem, it is necessary to increase the distance between the optical fibers 45 and 46 and the concave mirror 47 and increase the mirror surface area of the concave mirror 47. In this case, the entire optical fiber cell for solution measurement is made. And another problem arises in that a large amount of solution is required. Therefore, an object of the present invention is to realize a solution-measuring optical fiber cell capable of folding back as much of the light projected from the light projecting optical fiber 45 as possible without increasing the overall size.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の溶液測定用光フ
ァイバーセルは、受光用光ファイバーを第1,第2の受
光用光ファイバーで構成し、第1の受光用光ファイバー
と第2の受光用光ファイバーとの延長上には、屈折率不
変の空間を設け、この空間に第1の受光用光ファイバー
から出射した光を第2の受光用光ファイバーに集光する
集光部材を設置し、第1の受光用光ファイバーの出射端
面、第2の受光用光ファイバーの入射端面のいずれか一
方又は双方には、前記集光部材に光軸を向けるための手
段が設けられているものである。
In the optical fiber cell for solution measurement of the present invention, the light receiving optical fiber is constituted by first and second light receiving optical fibers, and the first light receiving optical fiber and the second light receiving optical fiber are connected to each other. A space where the refractive index does not change is provided on the extension of the light receiving member, and a light collecting member for collecting light emitted from the first light receiving optical fiber to the second light receiving optical fiber is provided in this space, and the first light receiving member is provided. At least one of the outgoing end face of the optical fiber and the incoming end face of the second light receiving optical fiber is provided with a means for directing the optical axis to the light collecting member.

【0008】前記の構成によれば、第1の受光用光ファ
イバーと第2の受光用光ファイバーとの延長に屈折率不
変の空間を設け、この空間に集光部材を設置し、第1の
受光用光ファイバーの出射端面、第2の受光用光ファイ
バーの入射端面のいずれか一方又は双方に、前記集光部
材に光軸を向けるための手段を設けているので、第1の
受光用光ファイバーの出射端から出射された光の大部分
は、集光され、第2の受光用光ファイバーの入射端面に
入射される。このため、光の不要拡散を防止し損失が少
なくなる。
According to the above construction, a space having a constant refractive index is provided in an extension of the first light receiving optical fiber and the second light receiving optical fiber, and a light collecting member is provided in this space, and the first light receiving light fiber is provided. A means for directing the optical axis to the light-collecting member is provided on one or both of the output end face of the optical fiber and the input end face of the second light-receiving optical fiber. Most of the emitted light is collected and incident on the incident end face of the second light receiving optical fiber. For this reason, unnecessary diffusion of light is prevented and loss is reduced.

【0009】なお、「屈折率不変の空間」を設けたの
は、第1の受光用光ファイバーの出射端から出射された
光、第2の受光用光ファイバーの入射端面に入射される
光の光路が、溶液の入れ替えや温度変化、乱流などのた
めに変わらないようにするためである。具体的には、空
気室、ガラス、透明樹脂などである。前記「集光部材」
とは、曲面鏡、レンズなどである。「集光部材に光軸を
向けるための手段」には、端面を斜めにカットする、端
面に微小なプリズムを被せる、端面につながる光ファイ
バーの先の部分を曲げる、などの手段がある。
The reason why the "space with invariable refractive index" is provided is that the light path of the light emitted from the emission end of the first light receiving optical fiber and the light path of the light incident on the incident end face of the second light receiving optical fiber are different. This is because the temperature does not change due to replacement of the solution, temperature change, or turbulence. Specifically, it is an air chamber, glass, transparent resin, or the like. The “light-collecting member”
Is a curved mirror, a lens, or the like. The "means for directing the optical axis to the light condensing member" includes means for obliquely cutting the end face, covering a small prism on the end face, and bending the tip of an optical fiber connected to the end face.

【0010】前記投光用光ファイバーと前記受光用光フ
ァイバーとは、入れ替えてもよい(請求項2)。また、
投光用光ファイバーの投光端と受光用光ファイバーの受
光端との間に、保持部材に保持された中継用光ファイバ
ーを設置し、前記中継用光ファイバーは第1,第2の中
継用光ファイバーで構成され、これらの中継用光ファイ
バーの延長上に屈折率不変の空間を設け、この空間に第
1の中継用光ファイバーから出射した光を第2の中継用
光ファイバーに集光する集光部材を設置し、第1の中継
用光ファイバーの出射端面、第2の中継用光ファイバー
の入射端面のいずれか一方又は双方には、前記集光部材
に光軸を向けるための手段が設けられていてもよい(請
求項3)。
The light emitting optical fiber and the light receiving optical fiber may be interchanged. Also,
A relay optical fiber held by a holding member is installed between a light emitting end of the light emitting optical fiber and a light receiving end of the light receiving optical fiber, and the relay optical fiber is constituted by first and second relay optical fibers. A space in which the refractive index does not change is provided on an extension of the relay optical fiber, and a light collecting member that collects light emitted from the first relay optical fiber to the second relay optical fiber is provided in this space; A means for directing an optical axis to the light-collecting member may be provided on one or both of the output end face of the first relay optical fiber and the input end face of the second relay optical fiber. ).

【0011】この構成であれば、投光用光ファイバーの
投光端と中継用光ファイバーの一端との間、及び前記受
光用光ファイバーの受光端と中継用光ファイバーの一端
との間で測定することができ、測定光路を全体として長
くとることができる。光軸を向ける手段を設けることに
より、光の損失が少なくなるという作用効果を奏するこ
とは、前述したのと同様である。
With this configuration, measurement can be performed between the light emitting end of the light emitting optical fiber and one end of the relay optical fiber, and between the light receiving end of the light receiving optical fiber and one end of the relay optical fiber. In addition, the measuring optical path can be made longer as a whole. Providing the means for directing the optical axis has the same effect as reducing the loss of light, as described above.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】―第1の実施形態― 図1(a)は溶液測定用光ファイバーセルの側断面図、図
1(b)は溶液測定用光ファイバーセルの正面図である。
この溶液測定用光ファイバーセルは、投光用光ファイバ
ー2の投光端2a及び受光用光ファイバー3の受光端3
aを溶液中に入れて、溶液の吸光度を測定するものであ
って、投光用光ファイバー2及び受光用光ファイバー3
は、単線の光ファイバーであってもよく、複数のコアを
持ち一体形成されたイメージガイドでもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First Embodiment FIG. 1A is a side sectional view of an optical fiber cell for solution measurement, and FIG. 1B is a front view of the optical fiber cell for solution measurement.
The optical fiber cell for solution measurement includes a light projecting end 2 a of the light projecting optical fiber 2 and a light receiving end 3 a of the light receiving optical fiber 3.
a is placed in a solution, and the absorbance of the solution is measured.
May be a single optical fiber, or may be an integrated image guide having a plurality of cores.

【0013】溶液測定用光ファイバーセルは、投光用光
ファイバー2を孔に貫通させて保持する第1のホルダー
4と、受光用光ファイバー3を孔に貫通させて保持する
第2のホルダー5とを有している。第1のホルダー4と
第2のホルダー5とは部分的に連結され、これらの間に
溶液を導入する空間1が形成される。なお、第1のホル
ダー4や第2のホルダー5の材質は特に限定されず、金
属、高分子樹脂など何でもよい。投光用光ファイバー2
の投光端2aは、第1のホルダー4から長さL1だけ突
き出されているとともに、光ファイバーの被覆が剥離さ
れている。受光用光ファイバー3の受光端3aも、第2
のホルダー5から長さL2だけ突き出されているととも
に、光ファイバーの被覆が剥離されている。なお、投光
端2aや受光端3aの、少なくとも端面近傍の光ファイ
バーの被覆だけを剥離してもよい。
The optical fiber cell for solution measurement has a first holder 4 for holding the light projecting optical fiber 2 through the hole and a second holder 5 for holding the light receiving optical fiber 3 through the hole. are doing. The first holder 4 and the second holder 5 are partially connected, and a space 1 for introducing a solution is formed therebetween. In addition, the material of the first holder 4 and the second holder 5 is not particularly limited, and may be any material such as a metal and a polymer resin. Light emitting optical fiber 2
Is projected from the first holder 4 by the length L1, and the coating of the optical fiber is peeled off. The light receiving end 3a of the light receiving optical fiber 3 is also
From the holder 5 and the coating of the optical fiber is peeled off. Note that only the coating of the optical fiber at least near the end face of the light emitting end 2a and the light receiving end 3a may be peeled off.

【0014】光ファイバーの端面は、光学研磨されてい
る。図2は、第1のホルダー4と第2のホルダー5に保
持される前の光ファイバー20に対して、端面を光学研
磨する方法を説明するための図である。光ファイバー2
0を被覆22が付いたままの状態で1本ずつ又は束にし
て、コレットチャック23の端面からの少し突き出して
コレットチャック23にチャッキングし、光ファイバー
20の端面24をコレットチャック23の端面とともに
研磨する。光ファイバー20の端面24の周辺に多少ダ
レが生じるが、ダレがコアに及ばなければ問題ない。
The end face of the optical fiber is optically polished. FIG. 2 is a diagram for explaining a method of optically polishing the end face of the optical fiber 20 before being held by the first holder 4 and the second holder 5. Optical fiber 2
0, one by one or in a bundle with the coating 22 attached, slightly projecting from the end face of the collet chuck 23, chucking the collet chuck 23, and polishing the end face 24 of the optical fiber 20 together with the end face of the collet chuck 23. I do. Some dripping occurs around the end face 24 of the optical fiber 20, but there is no problem if the dripping does not reach the core.

【0015】研磨後、先端の所定の長さ分だけ被覆22
を除去してクラッド(その中心にコアがある)21をむ
き出し、光ファイバーの端面と側面とで構成される角の
部分に多少の面取り又は丸み付け処理を施す。面取り
は、専用の治具を用いて一周にわたって行う。丸み付け
は、例えば先端部をフッ酸で処理して行うことができ
る。その後、第1のホルダー4又は第2のホルダー5の
貫通孔に挿入して接着して保持させる。
After polishing, the coating 22 has a predetermined length at the tip.
Is removed to expose the cladding (there is a core at the center) 21, and a corner formed by the end face and the side face of the optical fiber is slightly chamfered or rounded. Chamfering is performed around the entire circumference using a special jig. The rounding can be performed, for example, by treating the tip with hydrofluoric acid. Then, it is inserted into the through hole of the first holder 4 or the second holder 5 and adhered and held.

【0016】以上の端面処理により、光ファイバーが溶
液に触れる部分は、すべてなめらかになる。したがっ
て、汚れ、ゴミの付着がなく、気泡が付着することを防
止することができる。なお、光ファイバー先端の突き出
し量L1,L2は、あまり短いと、先端が大きな気泡に
覆われることがあるので、ある程度長い方がよい。室温
(25°C)で放置した水に溶液測定用光ファイバーセ
ルの全体を入れ、37°Cまで昇温した場合、先端が大
きな気泡に覆われないためには、1mmの突き出し量が
必要であった。
By the above-described end face treatment, all portions of the optical fiber that come into contact with the solution become smooth. Therefore, there is no adhesion of dirt and dust, and it is possible to prevent air bubbles from adhering. If the protruding amounts L1 and L2 of the tip of the optical fiber are too short, the tip may be covered with large bubbles. When the entire optical fiber cell for solution measurement is put in water left at room temperature (25 ° C.) and the temperature is raised to 37 ° C., a protrusion amount of 1 mm is necessary so that the tip is not covered with large bubbles. Was.

【0017】なお、図1では、投光用光ファイバー2の
投光端2aと受光用光ファイバー3の受光端3aとの間
には集光レンズがないが、集光レンズがなくても、投光
端2aと受光端3aとの間隔を短くし、光ファイバーの
コア径をある程度太くすれば、投光用光ファイバー2の
光の一部は、十分検出可能な強度で受光用光ファイバー
3に入射する。もし集光レンズを設ける構成とすれば、
投光端2aと受光端3aとの間隔を長くし、光ファイバ
ーのコア径を小さくすることができる。
In FIG. 1, there is no condensing lens between the light projecting end 2a of the light projecting optical fiber 2 and the light receiving end 3a of the light receiving optical fiber 3; If the distance between the end 2a and the light receiving end 3a is reduced and the core diameter of the optical fiber is increased to some extent, a part of the light of the light projecting optical fiber 2 enters the light receiving optical fiber 3 with sufficiently detectable intensity. If a condensing lens is provided,
The distance between the light emitting end 2a and the light receiving end 3a can be increased, and the core diameter of the optical fiber can be reduced.

【0018】図3は、投光用光ファイバー2の投光端2
aと受光用光ファイバー3の受光端3aとの間に、第3
のホルダー8に保持された中継用光ファイバー7を設置
した溶液測定用光ファイバーセルの要部断面図である。
中継用光ファイバー7は、U字形に折り返され、その両
端7a,7bは、第3のホルダー8から突き出し、この
突き出し部の先端部において中継用光ファイバー7の被
覆がそれぞれ剥離されている。
FIG. 3 shows the light projecting end 2 of the light projecting optical fiber 2.
a between the light receiving end 3a of the light receiving optical fiber 3 and the light receiving end 3a.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a solution measurement optical fiber cell in which a relay optical fiber 7 held by a holder 8 is installed.
The relay optical fiber 7 is folded back into a U-shape, and both ends 7a and 7b protrude from the third holder 8, and the coating of the relay optical fiber 7 is peeled off at the tip of the protrusion.

【0019】このため、投光用光ファイバー2の投光端
2aと中継用光ファイバー7の一端7aとの間、及び受
光用光ファイバー3の受光端3aと中継用光ファイバー
7の一端7bとの間で測定することができ、測定光路を
全体として長くとることができる。 ―第2の実施形態― 以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら
詳細に説明する。
Therefore, measurement is performed between the light projecting end 2a of the light projecting optical fiber 2 and one end 7a of the relay optical fiber 7, and between the light receiving end 3a of the light receiving optical fiber 3 and one end 7b of the relay optical fiber 7. The measurement optical path can be made longer as a whole. -Second Embodiment-Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0020】図4は、第2の実施形態に係る溶液測定用
光ファイバーセルの側断面図を示す。この例では、受光
用光ファイバー3を光学的に直列に(以下単に「直列
に」という)構成し、直列に構成された第1、第2の受
光用光ファイバー31,32の間の空間(延長上の空
間)には、第1の受光用光ファイバー31から出射した
光を第2の受光用光ファイバー32に集める凹面鏡9を
備えた空気室33を設けている。10は空気孔である。
凹面鏡9の凹面は本来楕円面であるが、球面でもよい。
FIG. 4 is a side sectional view of an optical fiber cell for solution measurement according to a second embodiment. In this example, the light receiving optical fibers 3 are optically connected in series (hereinafter, simply referred to as “serial”), and the space between the first and second light receiving optical fibers 31 and 32 (in extension). An air chamber 33 having a concave mirror 9 for collecting light emitted from the first light receiving optical fiber 31 to the second light receiving optical fiber 32 is provided in the space (2). 10 is an air hole.
The concave surface of the concave mirror 9 is originally an elliptical surface, but may be a spherical surface.

【0021】直列に構成された第1,第2の受光用光フ
ァイバー31,32の向かい合う端面31a,32a
は、光を曲げるために斜めにカットされている。このカ
ットの角度は、第1の受光用光ファイバー31の端面3
1aで屈折された光束が、凹面鏡9のほぼ中央の部位に
当たって反射され、第2の受光用光ファイバー32の端
面32aに入射されるように決められる。
Opposite end faces 31a, 32a of first and second light receiving optical fibers 31, 32 formed in series.
Are cut diagonally to bend the light. The angle of this cut is determined by the end face 3 of the first light receiving optical fiber 31.
The light beam refracted by 1a is determined so as to impinge on a substantially central portion of the concave mirror 9 and to be reflected on the end face 32a of the second light receiving optical fiber 32.

【0022】図5(a)は溶液測定用光ファイバーセルの
要部を示す側断面図、図5(b)は第2のホルダー5の底
面図である。ホルダー5の底面5aの角度は、第1,第
2の受光用光ファイバー31,32の端面31a,32
aのカット角に合わせてある。したがって、この第1,
第2の受光用光ファイバー31,32の端面31a,3
2aを斜めにカットするには、第1,第2の受光用光フ
ァイバー31,32を第2のホルダー5に装着し先を少
し出した状態で、ホルダー5の底面5aごと光学研磨す
ればよい。
FIG. 5A is a side sectional view showing a main part of the optical fiber cell for solution measurement, and FIG. 5B is a bottom view of the second holder 5. The angle of the bottom surface 5a of the holder 5 is determined by the end surfaces 31a, 32 of the first and second light receiving optical fibers 31, 32.
It is adjusted to the cut angle of a. Therefore, this first,
End faces 31a, 3 of second light receiving optical fibers 31, 32
In order to cut 2a obliquely, the first and second light-receiving optical fibers 31, 32 are mounted on the second holder 5, and the bottom surface 5a of the holder 5 is optically polished with the tip thereof slightly extended.

【0023】前記第1,第2の受光用光ファイバー3
1,32の間の空間は、光学屈折率一定の物質を満たし
ている必要があるので、この例では空気を入れている。
ただし、屈折率が一定の物質であれば、空気に限定され
るものではなく、例えば水でもよく、アクリル樹脂など
の透明な樹脂で封止してもよい。この溶液測定用光ファ
イバーセルによれば、第1の実施形態と比べて凹面鏡9
で光を反射させるので、投光用光ファイバー2と第2の
受光用光ファイバー32との距離を小さくすることがで
きる。したがって、溶液測定用光ファイバーセルを細長
く作ることができ、溶液を入れる容器としても小さな容
器を使用することができる。
The first and second light receiving optical fibers 3
Since the space between 1 and 32 needs to be filled with a substance having a constant optical refractive index, air is introduced in this example.
However, as long as the substance has a constant refractive index, the substance is not limited to air, but may be water, for example, or may be sealed with a transparent resin such as an acrylic resin. According to the optical fiber cell for solution measurement, the concave mirror 9 is different from that of the first embodiment.
Since the light is reflected by the optical fiber, the distance between the light emitting optical fiber 2 and the second light receiving optical fiber 32 can be reduced. Therefore, the optical fiber cell for solution measurement can be made elongated, and a small container can be used as a container for holding the solution.

【0024】また、第1,第2の受光用光ファイバー3
1,32の端面31a,32aの斜めカットと、凹面鏡
9の集光作用のために、第1の受光用光ファイバー31
を出射した光のほとんどを失うことなく、第2の受光用
光ファイバー32の端面32aに入射させることができ
る。図6は、凹面鏡9に代わる凸レンズ91と平面鏡9
2の組み合わせを示す図である。この凸レンズ91と平
面鏡92の組み合わせでも、凹面鏡9と同様、集光作用
を実現できる。
The first and second light receiving optical fibers 3
Due to the oblique cut of the end faces 31a and 32a of the first and second end faces 32 and the condensing action of the concave mirror 9, the first light receiving optical fiber 31 is provided.
Can be made incident on the end face 32a of the second light receiving optical fiber 32 without losing most of the light emitted. FIG. 6 shows a convex lens 91 and a plane mirror 9 in place of the concave mirror 9.
It is a figure showing the combination of 2. Even with the combination of the convex lens 91 and the plane mirror 92, a light collecting action can be realized as in the case of the concave mirror 9.

【0025】図7は、中継用光ファイバー7を2つに直
列に構成し、この直列に構成された第1,第2の中継用
光ファイバー71,72の間の空間には、第1の中継用
光ファイバー71から出射した光を第2の中継用光ファ
イバー72に集める凹面鏡9を設けた溶液測定用光ファ
イバーセルを示す断面図である。この図7は、溶液測定
用光ファイバーセル全体を溶液39につけた測定状態を
示している。
FIG. 7 shows a configuration in which two relay optical fibers 7 are arranged in series, and the space between the first and second relay optical fibers 71 and 72 formed in series is the first relay optical fiber 7. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a solution measurement optical fiber cell provided with a concave mirror 9 for collecting light emitted from the optical fiber 71 to a second relay optical fiber 72. FIG. 7 shows a measurement state in which the entire optical fiber cell for solution measurement is attached to the solution 39.

【0026】直列に構成された第1,第2の中継用光フ
ァイバー71,72の向かい合う端面7c,7dは、光
を曲げるために斜めにカットされている。第1の中継用
光ファイバー71の端面7cから出射した光は、凹面鏡
9の所定の部位に当たって反射され、第2の中継用光フ
ァイバー72の端面7dに入射される。前記第1,第2
の中継用光ファイバー71,72の間の空間は、光学屈
折率一定の物質を満たしている必要があるので、この例
では空気を入れている。ただし、屈折率が一定の物質で
あれば、空気に限定されるものではなく、例えば水でも
よく、アクリル樹脂などの透明な樹脂で封止してもよ
い。
The facing end faces 7c, 7d of the first and second relay optical fibers 71, 72 formed in series are obliquely cut to bend light. The light emitted from the end face 7c of the first relay optical fiber 71 collides with a predetermined portion of the concave mirror 9, is reflected, and is incident on the end face 7d of the second relay optical fiber 72. The first and second
Since the space between the relay optical fibers 71 and 72 needs to be filled with a substance having a constant optical refractive index, air is filled in this example. However, as long as the substance has a constant refractive index, the substance is not limited to air, but may be water, for example, or may be sealed with a transparent resin such as an acrylic resin.

【0027】この溶液測定用光ファイバーセルによれ
ば、凹面鏡9で光を反射させるので、投光用光ファイバ
ー2と受光用光ファイバー3との距離を小さくすること
ができる。したがって、溶液39の容器40として、細
い容器を使用することができる。本発明の実施の形態は
以上のとおりであるが、本発明の実施は以上の実施形態
に限定されるものではなく、例えば、投光側と受光側と
を入れ替えても、同じ作用効果が得られる。その他、本
発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
According to the optical fiber cell for solution measurement, since the light is reflected by the concave mirror 9, the distance between the light emitting optical fiber 2 and the light receiving optical fiber 3 can be reduced. Therefore, a thin container can be used as the container 40 for the solution 39. Although the embodiment of the present invention is as described above, the embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, even if the light emitting side and the light receiving side are exchanged, the same operation and effect can be obtained. Can be In addition, various changes can be made within the scope of the present invention.

【0028】図9は、溶液測定用光ファイバーセルの他
の構造を示す図である。第1の受光用光ファイバー51
及び第2の受光用光ファイバー52の両端面には、集光
の作用と光軸を曲げる作用を兼ね備える凸レンズ53が
配置されており、両光ファイバー51,52の延長上の
屈折率不変の空間には、第1の受光用光ファイバー51
から出射し凸レンズ53を通過した光を反射させる平面
鏡54を設けている。
FIG. 9 is a diagram showing another structure of the optical fiber cell for solution measurement. First light receiving optical fiber 51
A convex lens 53 having both a condensing function and a function of bending the optical axis is disposed on both end faces of the second light receiving optical fiber 52. , First light receiving optical fiber 51
There is provided a plane mirror 54 for reflecting light emitted from the lens and passing through the convex lens 53.

【0029】この構造であっても、第1の受光用光ファ
イバー51の出射端から出射された光の大部分は、集光
され、第2の受光用光ファイバー52の入射端面に入射
されるので、光の損失が少なくなる。また、投光側と受
光側とを入れ替えても、同じ作用効果が得られる。
Even with this structure, most of the light emitted from the emission end of the first light receiving optical fiber 51 is condensed and incident on the incident end face of the second light receiving optical fiber 52. Light loss is reduced. Further, even if the light emitting side and the light receiving side are switched, the same operation and effect can be obtained.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように本発明の溶液測定用光ファ
イバーセルによれば、セル全体を大きくしないで、溶液
に入った光のできるだけ多くの部分を折り返すことがで
きる光路を設けることができる。したがって、測定器の
受光強度が低下することなく、本来の溶液の吸光度を正
確に測定することができる。
As described above, according to the optical fiber cell for solution measurement of the present invention, it is possible to provide an optical path which can return as much of the light entering the solution as possible without increasing the size of the entire cell. Therefore, the absorbance of the original solution can be accurately measured without reducing the light receiving intensity of the measuring instrument.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は第1の実施形態に係る溶液測定用光ファ
イバーセルの側断面図、(b)は正面図である。
FIG. 1A is a side sectional view of an optical fiber cell for solution measurement according to a first embodiment, and FIG. 1B is a front view.

【図2】光ファイバーに対して、端面を光学研磨する方
法を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a method of optically polishing an end face of an optical fiber.

【図3】投光用光ファイバー2の投光端2aと受光用光
ファイバー3の受光端3aとの間に、第3のホルダー8
に保持された中継用光ファイバー7を設置した溶液測定
用光ファイバーセルの要部断面図である。
3 shows a third holder 8 between a light emitting end 2a of the light emitting optical fiber 2 and a light receiving end 3a of the light receiving optical fiber 3. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a solution-measuring optical fiber cell in which a relay optical fiber 7 held by the apparatus is installed.

【図4】本発明の第2の実施形態に係る溶液測定用光フ
ァイバーセルの側断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view of an optical fiber cell for solution measurement according to a second embodiment of the present invention.

【図5】(a)は溶液測定用光ファイバーセルの要部を示
す側断面図、(b)は第2のホルダー5の底面図である。
5A is a side sectional view showing a main part of an optical fiber cell for solution measurement, and FIG. 5B is a bottom view of a second holder 5. FIG.

【図6】凹面鏡9に代わる凸レンズ91と平面鏡92の
組み合わせを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a combination of a convex lens 91 and a plane mirror 92 in place of the concave mirror 9;

【図7】中継用光ファイバー7を2つに直列に構成し、
この直列に構成された中継用光ファイバー71,72の
間の空間には、中継用光ファイバー71から出射した光
を中継用光ファイバー72に集める凹面鏡9を設けた溶
液測定用光ファイバーセルを示す断面図である。
FIG. 7 shows two relay optical fibers 7 connected in series,
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a solution measurement optical fiber cell provided with a concave mirror 9 for collecting light emitted from the relay optical fiber 71 into the relay optical fiber 72 in a space between the serially configured relay optical fibers 71 and 72. .

【図8】従来の溶液測定用光ファイバーセルの構造図で
ある。
FIG. 8 is a structural view of a conventional optical fiber cell for solution measurement.

【図9】溶液測定用光ファイバーセルの他の構造を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing another structure of the optical fiber cell for solution measurement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 空間 2 投光用光ファイバー 2a 投光端 3,31,32 受光用光ファイバー 3a 受光端 31a,32a 受光用光ファイバー31,32の端面 4 第1のホルダー 5 第2のホルダー 5a 第2のホルダーの底面 7,71,72 中継用光ファイバー 7a,7b 中継用光ファイバーの端 7c,7d 中継用光ファイバーの端面 8 第3のホルダー 9 凹面鏡 Reference Signs List 1 space 2 light emitting optical fiber 2a light emitting end 3,31,32 light receiving optical fiber 3a light receiving end 31a, 32a end face of light receiving optical fiber 31,32 4 first holder 5 second holder 5a bottom surface of second holder 7, 71, 72 Relay optical fiber 7a, 7b Relay optical fiber end 7c, 7d Relay optical fiber end face 8 Third holder 9 Concave mirror

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】投光用光ファイバーの投光端及び受光用光
ファイバーの受光端を溶液中に入れて、溶液の吸光度を
測定する溶液測定用光ファイバーセルにおいて、 受光用光ファイバーを第1,第2の受光用光ファイバー
で構成し、 第1の受光用光ファイバーと第2の受光用光ファイバー
の延長上には、屈折率不変の空間を設け、この空間に第
1の受光用光ファイバーから出射した光を第2の受光用
光ファイバーに集光する集光部材を設置し、 第1の受光用光ファイバーの出射端面、第2の受光用光
ファイバーの入射端面のいずれか一方又は双方には、前
記集光部材に光軸を向けるための手段が設けられている
ことを特徴とする溶液測定用光ファイバーセル。
1. A solution measuring optical fiber cell for measuring the absorbance of a solution by placing a light emitting end of a light emitting optical fiber and a light receiving end of a light receiving optical fiber in a solution, wherein the light receiving optical fiber is first and second. A light-receiving optical fiber, a space having a constant refractive index is provided on an extension of the first light-receiving optical fiber and the second light-receiving optical fiber, and the light emitted from the first light-receiving optical fiber is provided in the second space. A light-collecting member for condensing light on the light-receiving optical fiber is installed. Either or both of the output end face of the first light-receiving optical fiber and the incident end face of the second light-receiving optical fiber are provided with an optical axis on the light-collecting member. An optical fiber cell for measuring a solution, wherein a means for directing the solution is provided.
【請求項2】投光用光ファイバーの投光端及び受光用光
ファイバーの受光端を溶液中に入れて、溶液の吸光度を
測定する溶液測定用光ファイバーセルにおいて、 投光用光ファイバーを第1,第2の投光用光ファイバー
で構成し、 第1の投光用光ファイバーと第2の投光用光ファイバー
の延長上には、屈折率不変の空間を設け、この空間に第
1の投光用光ファイバーから出射した光を第2の投光用
光ファイバーに集光する集光部材を設置し、 第1の投光用光ファイバーの出射端面、第2の投光用光
ファイバーの入射端面のいずれか一方又は双方には、前
記集光部材に光軸を向けるための手段が設けられている
ことを特徴とする溶液測定用光ファイバーセル。
2. A solution measuring optical fiber cell for measuring the absorbance of a solution by inserting a light emitting end of a light emitting optical fiber and a light receiving end of a light receiving optical fiber into a solution. A space having a constant refractive index is provided on an extension of the first light emitting optical fiber and the second light emitting optical fiber, and the light is emitted from the first light emitting optical fiber in this space. A light-collecting member for condensing the obtained light on the second light-projecting optical fiber is provided, and one or both of the light-emitting end face of the first light-projecting optical fiber and the light-entering end face of the second light-projecting optical fiber. An optical fiber cell for measuring a solution, wherein a means for directing an optical axis to the light-collecting member is provided.
【請求項3】投光用光ファイバーの投光端及び受光用光
ファイバーの受光端を溶液中に入れて、溶液の吸光度を
測定する溶液測定用光ファイバーセルにおいて、 前記投光用光ファイバーの投光端と前記受光用光ファイ
バーの受光端との間に、保持部材に保持された中継用光
ファイバーを設置し、前記中継用光ファイバーは第1,
第2の中継用光ファイバーで構成され、これら中継用光
ファイバーの延長上に屈折率不変の空間を設け、この空
間に第1の中継用光ファイバーから出射した光を第2の
中継用光ファイバーに集光する集光部材を設置し、 第1の中継用光ファイバーの出射端面、第2の中継用光
ファイバーの入射端面のいずれか一方又は双方には、前
記集光部材に光軸を向けるための手段が設けられている
ことを特徴とする溶液測定用光ファイバーセル。
3. A solution-measuring optical fiber cell for measuring the absorbance of a solution by inserting a light-emitting end of a light-emitting optical fiber and a light-receiving end of a light-receiving optical fiber into a solution. A relay optical fiber held by a holding member is provided between the light receiving end of the light receiving optical fiber and the light receiving end of the light receiving optical fiber.
It is composed of a second relay optical fiber, a space having a constant refractive index is provided on an extension of the relay optical fiber, and light emitted from the first relay optical fiber is condensed on the second relay optical fiber in this space. A light-collecting member is provided, and a means for directing an optical axis to the light-collecting member is provided on one or both of the output end face of the first relay optical fiber and the input end face of the second relay optical fiber. An optical fiber cell for measuring a solution, comprising:
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WO2017187967A1 (en) * 2016-04-27 2017-11-02 株式会社小松製作所 Optical sensor

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WO2017187967A1 (en) * 2016-04-27 2017-11-02 株式会社小松製作所 Optical sensor
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