JP3079347B2 - Contact type optical fiber sensor and flow measuring method and apparatus - Google Patents

Contact type optical fiber sensor and flow measuring method and apparatus

Info

Publication number
JP3079347B2
JP3079347B2 JP06163459A JP16345994A JP3079347B2 JP 3079347 B2 JP3079347 B2 JP 3079347B2 JP 06163459 A JP06163459 A JP 06163459A JP 16345994 A JP16345994 A JP 16345994A JP 3079347 B2 JP3079347 B2 JP 3079347B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
contact
detector
light source
sensor
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP06163459A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0829207A (en
Inventor
秀徳 飯田
滋 日向
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Totoku Electric Co Ltd
Original Assignee
Totoku Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Totoku Electric Co Ltd filed Critical Totoku Electric Co Ltd
Priority to JP06163459A priority Critical patent/JP3079347B2/en
Publication of JPH0829207A publication Critical patent/JPH0829207A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3079347B2 publication Critical patent/JP3079347B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、接触型光ファイバセ
ンサおよび流れの測定方法および装置に関する。さらに
詳しくは、極めて小型に構成でき且つ高感度の検出器を
必要とせず且つ比感度が大きい接触型光ファイバセンサ
および接触型光ファイバセンサを用いて流速または流量
または流路距離を測定する流れの測定方法および装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact type optical fiber sensor and a flow measuring method and apparatus. More specifically, a contact type optical fiber sensor which can be configured extremely small and does not require a highly sensitive detector and has a high specific sensitivity, and a flow rate measuring flow rate or flow rate or flow path distance using the contact type optical fiber sensor. The present invention relates to a measuring method and an apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は、従来の接触型光ファイバセン
サの一例を示す構成図である。この接触型光ファイバセ
ンサ900は、コア91aおよびクラッド91bからな
る光ファイバ91を折り曲げてステンレス製の保持管9
6に装填したセンサ部90と、前記光ファイバ91を含
む光源側の光ファイバケーブル903に光を入射する光
源901と、前記光ファイバ91を含む検出器側の光フ
ァイバケーブル904から出射する光を検出する光源9
06とを具備して構成されている。前記光ファイバ91
を折り曲げた部分は、被検体液Gに接触する接触部90
aとなっている。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a block diagram showing an example of a conventional contact type optical fiber sensor. This contact type optical fiber sensor 900 is configured such that an optical fiber 91 composed of a core 91a and a clad 91b is bent and a stainless steel holding tube 9 is bent.
6, a light source 901 for inputting light to the optical fiber cable 903 on the light source side including the optical fiber 91, and a light emitted from the optical fiber cable 904 on the detector side including the optical fiber 91. Light source 9 to be detected
06 is provided. The optical fiber 91
Is bent at the contact portion 90 in contact with the sample liquid G.
a.

【0003】図11に示すように、接触部90aの先端
はコア91aが露出するまで研磨され、平坦研磨面90
bとなっている。光源901側から伝播してきた光X1
は、前記平坦研磨面90bから漏光する光X2と、検出
器側へ伝播する光X3とに分れる。前記平坦研磨面90
bから漏光する光X2の度合いは、被検体液Gの屈折率
に依存するので、検出器906により光X3の強さを計
測すれば、被検体液Gの屈折率を知ることが出来る。ま
た、接触部90aが空気に接触すると、前記平坦研磨面
90bから光X2がほとんど漏光しなくなるので、検出
器906により光X3の強さを計測すれば、被検体液G
の液面が接触部90aより高いか低いかを知ることが出
来る。
As shown in FIG. 11, the tip of a contact portion 90a is polished until a core 91a is exposed, and a flat polished surface 90a is formed.
b. Light X1 propagating from the light source 901 side
Is divided into light X2 leaking from the flat polished surface 90b and light X3 propagating to the detector side. The flat polished surface 90
Since the degree of the light X2 leaking from b depends on the refractive index of the test liquid G, the refractive index of the test liquid G can be known by measuring the intensity of the light X3 with the detector 906. Further, when the contact portion 90a comes into contact with air, the light X2 hardly leaks from the flat polished surface 90b. Therefore, if the intensity of the light X3 is measured by the detector 906, the test liquid G can be measured.
Of the liquid level is higher or lower than the contact portion 90a.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の接触型光フ
ァイバセンサ900では、光ファイバ91をU字形に折
り曲げている。しかし、比較的曲げやすいプラスチック
ファイバを用いても曲げ半径は1mm程度が限界であ
り、接触部90aのサイズを2mm程度より小さくでき
ない問題点がある。また、漏光する部分(平坦研磨面9
0b)が大きいため、検出器906に達する光X3が弱
く、高感度の検出器906を必要とする問題点がある。
さらに、検出器906に達する光X3が弱いため、被検
体液Gの屈折率の変化に対する光X3の変化量が少ない
(比感度が小さい)問題点がある。そこで、この発明の
目的は、極めて小型に構成でき且つ高感度の検出器を必
要とせず且つ比感度が大きい接触型光ファイバセンサを
提供することにある。
In the above-mentioned conventional contact type optical fiber sensor 900, the optical fiber 91 is bent into a U-shape. However, there is a problem that even if a relatively bendable plastic fiber is used, the bending radius is limited to about 1 mm, and the size of the contact portion 90a cannot be made smaller than about 2 mm. In addition, light leakage (flat polished surface 9)
0b) is large, the light X3 reaching the detector 906 is weak, and there is a problem that the detector 906 with high sensitivity is required.
Further, since the light X3 reaching the detector 906 is weak, there is a problem that the amount of change of the light X3 with respect to the change of the refractive index of the sample liquid G is small (specific sensitivity is small). SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a contact type optical fiber sensor which can be made extremely small, does not require a highly sensitive detector, and has a high specific sensitivity.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】第1の観点では、この発
明は、光ファイバを伝播する光が被検体との接触部から
被検体の屈折率に応じて漏光する度合いを計測する接触
型光ファイバセンサにおいて、光源側から光を前記接触
部に導く光源側光ファイバと、前記接触部から光を検出
器側に導く検出器側光ファイバとを具備し、前記光源側
光ファイバの一端と前記検出器側光ファイバの一端とを
前記接触部において溶融一体化し、先細り形状にし、前
記光源側光ファイバが、光源側の偏波面保存光ファイバ
と接触部側のシングルモード光ファイバとを融着した構
造であることを特徴とする接触型光ファイバセンサを提
供する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a contact type light measuring device for measuring a degree of light propagating through an optical fiber leaking from a contact portion with an object according to a refractive index of the object. In the fiber sensor, a light source side optical fiber for guiding light from the light source side to the contact portion, and a detector side optical fiber for guiding light from the contact portion to the detector side, one end of the light source side optical fiber and the One end of the optical fiber on the detector side is melted and integrated at the contact portion, and the tapered shape is formed .
The optical fiber on the light source side is the polarization maintaining optical fiber on the light source side.
And the single-mode optical fiber on the contact part side
Provided is a contact-type optical fiber sensor characterized in that it is manufactured .

【0006】第2の観点では、この発明は、光ファイバ
を伝播する光が被検体との接触部から被検体の屈折率に
応じて漏光する度合いを計測する接触型光ファイバセン
サにおいて、光源側から光を前記接触部に導く光源側光
ファイバと、前記接触部から光を検出器側に導く検出器
側光ファイバと、前記光源側光ファイバおよび前記検出
器側光ファイバの間に挟まれた少なくとも1本のダミー
光ファイバとを具備し、前記光源側光ファイバの一端と
前記検出器側光ファイバの一端と前記ダミー光ファイバ
の一端とを前記接触部において溶融一体化し、先細り形
状にし、前記光源側光ファイバが、光源側の偏波面保存
光ファイバと接触部側のシングルモード光ファイバとを
融着した構造であるたことを特徴とする接触型光ファイ
バセンサを提供する。
According to a second aspect, the present invention relates to a contact-type optical fiber sensor for measuring the degree of leakage of light propagating through an optical fiber from a contact portion with an object in accordance with the refractive index of the object. A light source side optical fiber for guiding light from the contact portion to the contact portion, a detector side optical fiber for guiding light from the contact portion to the detector side, and sandwiched between the light source side optical fiber and the detector side optical fiber. comprising at least one dummy optical fiber, and one end of the one end and the dummy optical fiber of the detector-side optical fiber and one end of the light source side optical fiber melted integrated at the contact portion, and the tapered shape, the Optical fiber on the light source side preserves the polarization plane on the light source side
The optical fiber and the single-mode optical fiber
Provided is a contact-type optical fiber sensor having a fused structure .

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【0009】第の観点では、この発明は、上記構成の
接触型光ファイバセンサにおいて、前記各光ファイバを
ガラスキャピラリに挿通し、そのガラスキャピラリをス
テンレス管に挿通し、前記光源側光ファイバおよび前記
検出器側光ファイバの他端にそれぞれ光コネクタを設け
たことを特徴とする接触型光ファイバセンサを提供す
る。
According to a third aspect of the present invention, in the contact-type optical fiber sensor having the above-described structure, each of the optical fibers is inserted into a glass capillary, and the glass capillary is inserted into a stainless steel tube. Provided is a contact-type optical fiber sensor, wherein an optical connector is provided at the other end of the detector-side optical fiber.

【0010】第の観点では、この発明は、第1の接触
型光ファイバセンサの接触部を液体の流れの上流に接触
し、第2の接触型光ファイバセンサの接触部を液体の
れの下流に接触し、液体の屈折率の変化部分が第1の接
触型光ファイバセンサの接触部から第2の接触型光ファ
イバセンサの接触部に至るときの第1の接触型光ファイ
バセンサでの出力と第2の接触型光ファイバセンサでの
出力の関係を求め、その関係に基づいて流速または流量
または両接触部間の流路距離を測定することを特徴とす
る流れの測定方法を提供する。
According to a fourth aspect, the present invention provides a method for contacting a contact portion of a first contact-type optical fiber sensor upstream of a flow of a liquid, and contacting a contact portion of a second contact-type optical fiber sensor with a flow of a liquid. and the portion where the refractive index of the liquid changes is the first contact.
From the contact portion of the tactile optical fiber sensor, a second contact type optical fiber
The relationship between the output of the first contact-type optical fiber sensor and the output of the second contact-type optical fiber sensor when reaching the contact portion of the iva sensor is determined, and based on the relationship, the flow rate or flow rate or the relationship between both contact portions is determined. Provided is a method for measuring a flow, characterized by measuring a flow path distance.

【0011】第の観点では、この発明は、液体の流れ
の上流に接触する接触部をもつ第1の接触型光ファイバ
センサと、液体の流れの下流に接触する接触部をもつ第
2の接触型光ファイバセンサと、液体の屈折率の変化部
分が第1の接触型光ファイバセンサの接触部から第2の
接触型光ファイバセンサの接触部に至るときの第1の接
触型光ファイバセンサでの出力と第2の接触型光ファイ
バセンサでの出力の関係に基づいて流速または流量また
は両接触部間の流路距離を測定する演算処理手段とを具
備したことを特徴とする流れの測定装置を提供する。
In a fifth aspect , the present invention provides a first contact-type optical fiber sensor having a contact portion contacting upstream of a liquid flow and a second contact type optical fiber sensor having a contact portion contacting downstream of a liquid flow. Contact type optical fiber sensor and liquid refractive index changing part
The second portion is moved from the contact portion of the first contact type optical fiber sensor to the second portion.
The flow velocity or the flow rate or the flow between the contact portions based on the relationship between the output of the first contact type optical fiber sensor and the output of the second contact type optical fiber sensor when reaching the contact portion of the contact type optical fiber sensor. A flow measuring device, comprising: an arithmetic processing means for measuring a road distance.

【0012】[0012]

【作用】上記第1の観点による接触型光ファイバセンサ
では、1本の光ファイバを折り曲げるのではなく、光源
側光ファイバおよび検出器側光ファイバの2本の光ファ
イバを並べて互いの一端を溶融一体化し、その先端を先
細り形状に伸延し、この部分を接触部とした。このた
め、接触部のサイズを極めて小型にすることが出来る
(光ファイバの直径の2倍以下にすることが可能とな
る)。また、漏光する部分が小さいため、検出器に達す
る光が強く、高感度の検出器を必要とせず、普及品の検
出器で足りるようになる。さらに、検出器に達する光が
強いため、被検体の屈折率の変化に対する光の変化量が
大きく(比感度が大きく)、わずかな屈折率の変化でも
検出できるようになる。さらに、光源側光ファイバとし
て、光源側の偏波面保存光ファイバと接触部側のシング
ルモード光ファイバとを融着した構造を用いた。偏波面
保存光ファイバでは、コア近傍のクラッド中にボロンが
ドープされているため、加熱するとボロンがコア中に拡
散し、コアの屈折率を下げてしまう。すなわち、接触部
も偏波面保存光ファイバとすると、接触部の溶融一体化
のために加熱したとき、性能が劣化する。しかるに、接
触部にはシングルモード光ファイバを用いたため、この
ような性能の劣化を防止できる。
In the contact type optical fiber sensor according to the first aspect, instead of bending one optical fiber, two optical fibers of a light source side optical fiber and a detector side optical fiber are arranged and one end of each other is melted. It was unified, and its tip was extended in a tapered shape, and this portion was used as a contact portion. For this reason, the size of the contact portion can be made extremely small (it is possible to make the diameter twice or less the diameter of the optical fiber). Further, since the leaked portion is small, the light reaching the detector is strong, and a high-sensitivity detector is not required. Furthermore, since the light reaching the detector is strong, the amount of change in the light with respect to the change in the refractive index of the subject is large (the specific sensitivity is large), so that even a small change in the refractive index can be detected. Furthermore, a light source side optical fiber
The polarization-maintaining optical fiber on the light source side and the
A structure fused with a multimode optical fiber was used. Polarization plane
In storage optical fiber, boron is contained in the cladding near the core.
Due to the doping, boron expands into the core when heated.
Scattering, lowering the refractive index of the core. That is, the contact part
Also, if the polarization maintaining optical fiber is
Performance deteriorates when heated for However, contact
Because a single mode optical fiber was used for the contact part,
Such deterioration in performance can be prevented.

【0013】上記第2の観点による接触型光ファイバセ
ンサでは、1本の光ファイバを折り曲げるのではなく、
光源側光ファイバおよび検出器側光ファイバおよび少な
くとも1本のダミー光ファイバの3本以上の光ファイバ
を並べて(但し、光源側光ファイバおよび検出器側光フ
ァイバの一端よりもダミー光ファイバの一端を少し引っ
込めた位置関係とするのが好ましい)、互いの一端を溶
融一体化し、その先端を先細り形状に伸延し、この部分
を接触部とした。このため、接触部のサイズを極めて小
型にすることが出来る(光ファイバの直径の数本分以下
にすることが可能となる)。また、漏光する部分が小さ
く且つ光源側光ファイバから検出器側光ファイバへの光
路の曲りが緩やかになるため、検出器に達する光が強
く、高感度の検出器を必要とせず、普及品の検出器で足
りるようになる。さらに、検出器に達する光が強いた
め、被検体の屈折率の変化に対する光の変化量が大きく
(比感度が大きく)、わずかな屈折率の変化でも検出で
きるようになる。さらに、光源側光ファイバとして、光
源側の偏波面保存光ファイバと接触部側のシングルモー
ド光ファイバとを融着した構造を用いた。偏波面保存光
ファイバでは、コア近傍のクラッド中にボロンがドープ
されているため、加熱するとボロンがコア中に拡散し、
コアの屈折率を下げてしまう。すなわち、接触部も偏波
面保存光ファイバとすると、接触部の溶融一体化のため
に加熱したとき、性能が劣化する。しかるに、接触部に
はシングルモード光ファイバを用いたため、このような
性能の劣化を防止できる。
In the contact type optical fiber sensor according to the second aspect, one optical fiber is not bent, but is bent.
Three or more optical fibers of a light source side optical fiber, a detector side optical fiber, and at least one dummy optical fiber are arranged side by side (however, one end of the dummy optical fiber is closer than one end of the light source side optical fiber and the detector side optical fiber). It is preferable to have a slightly retracted positional relationship), and one end of each was melted and integrated, and the tip was extended in a tapered shape, and this portion was used as a contact portion. For this reason, the size of the contact portion can be extremely reduced (it becomes possible to reduce the diameter of the optical fiber to several or less). In addition, since the light leaking portion is small and the optical path from the light source side optical fiber to the detector side optical fiber is moderately bent, the light reaching the detector is strong, and a highly sensitive detector is not required. A detector will be enough. Furthermore, since the light reaching the detector is strong, the amount of change in the light with respect to the change in the refractive index of the subject is large (the specific sensitivity is large), so that even a small change in the refractive index can be detected. In addition, light source side optical fiber
The polarization maintaining fiber on the source side and the single mode
A structure in which a fused optical fiber was used. Polarization-maintaining light
In a fiber, boron is doped in the cladding near the core
When heated, boron diffuses into the core,
It lowers the refractive index of the core. That is, the contact part is also polarized
When the surface preserving optical fiber is used, the contact part is fused and integrated.
, The performance deteriorates. However, in the contact area
Used a single-mode optical fiber.
Performance deterioration can be prevented.

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】上記第の観点による接触型光ファイバセ
ンサでは、光ファイバをガラスキャピラリに挿通し、そ
のガラスキャピラリをステンレス管に挿通し、前記光源
側光ファイバおよび前記検出器側光ファイバの他端にそ
れぞれ光コネクタを設けた構造とした。このため、機械
的強度や化学的安定性が良好となり、生体への挿入も可
能となる。また、取り扱いが容易となる。
In the contact-type optical fiber sensor according to the third aspect , the optical fiber is inserted into a glass capillary, the glass capillary is inserted into a stainless steel tube, and the other ends of the light source side optical fiber and the detector side optical fiber. The optical connector was provided with an optical connector. For this reason, mechanical strength and chemical stability are improved, and insertion into a living body becomes possible. In addition, handling becomes easy.

【0017】上記の観点による流れの測定方法および
上記第5の観点による流れの測定装置では、第1の接触
型光ファイバセンサの接触部を流れの上流に接触し、第
2の接触型光ファイバセンサの接触部を流れの下流に接
触し、第1の接触型光ファイバセンサでの出力と第2の
接触型光ファイバセンサでの出力の関係を求める。そし
て、その関係に基づいて流速または流量または両接触部
間の流路距離を測定する。すなわち、両出力の関係から
遅れ時間τが判るから、もし、両接触部間の流路距離L
が判っているなら、V=L/τにより、流速Vを測定で
きる。さらに、流路断面Sも判っているなら、Q=S・
L/τにより、流量Qを測定できる。一方、流速Vまた
は流量Qが判っているなら、前記いずれかの式により、
流路距離Lを測定できる。
In the flow measuring method according to the fourth aspect and the flow measuring device according to the fifth aspect , the contact portion of the first contact type optical fiber sensor is brought into contact with the upstream of the flow, and the second contact type optical fiber sensor is contacted. The contact portion of the fiber sensor is contacted downstream of the flow, and the relationship between the output of the first contact type optical fiber sensor and the output of the second contact type optical fiber sensor is determined. Then, the flow velocity or the flow rate or the flow path distance between both contact portions is measured based on the relationship. That is, the delay time τ can be determined from the relationship between the two outputs.
Is known, the flow velocity V can be measured by V = L / τ. Furthermore, if the flow path cross section S is also known, Q = S ·
The flow rate Q can be measured by L / τ. On the other hand, if the flow velocity V or the flow rate Q is known, by any of the above equations,
The flow path distance L can be measured.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。 −第1実施例− 図1は、この発明の第1実施例の接触型光ファイバセン
サ100の構成図である。この接触型光ファイバセンサ
100は、半導体レーザや発光ダイオードなどからなる
光源1と、光源側光コネクタ2と、光源側光ファイバ1
2を含む光源側光ファイバケーブル3と、センサ部10
と、検出器側光ファイバ13を含む検出器側光ファイバ
ケーブル4と、検出器側光コネクタ5と、フォトトラン
ジスタやフォトダイオードなどからなる検出器6とを具
備して構成されている。前記センサ部10は、先端に接
触部10aを有すると共に、ガラスキャピラリ15と、
ステンレス管16とを具備している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. It should be noted that the present invention is not limited by this. FIG. 1 is a configuration diagram of a contact type optical fiber sensor 100 according to a first embodiment of the present invention. The contact type optical fiber sensor 100 includes a light source 1 including a semiconductor laser or a light emitting diode, a light source side optical connector 2, and a light source side optical fiber 1.
Light source side optical fiber cable 3 including
And a detector-side optical fiber cable 4 including a detector-side optical fiber 13, a detector-side optical connector 5, and a detector 6 composed of a phototransistor or a photodiode. The sensor section 10 has a contact section 10a at the tip and a glass capillary 15;
And a stainless steel tube 16.

【0019】図2に示すように、前記光源側光ファイバ
12の先端には、別の光源側光ファイバ11が融着され
ている。前記光源側光ファイバ12は、石英系の偏波面
保存光ファイバであり、例えばPANDA型(Polariz
ation Maintaining and Reducing Fiber)のものであ
る。そのモードフィールド径は例えば10μmであり、
外径は例えば125μmである。また、12aはコア、
12bはクラッドである。前記光源側光ファイバ11
は、石英系のシングルモード光ファイバである。そのモ
ードフィールド径は例えば10μmであり、外径は例え
ば125μmである。また、11aはコア、11bはク
ラッドである。前記検出器側光ファイバ13は、石英系
のシングルモード光ファイバである。そのモードフィー
ルド径は例えば10μmであり、外径は例えば125μ
mである。また、13aはコア、13bはクラッドであ
る。前記ダミー光ファイバ14は、石英系のシングルモ
ード光ファイバである。その外径は例えば125μmで
ある。
As shown in FIG. 2, another optical fiber 11 on the light source side is fused to the tip of the optical fiber 12 on the light source side. The light source side optical fiber 12 is a silica-based polarization maintaining optical fiber, for example, a PANDA type (Polariz).
ation Maintaining and Reducing Fiber). The mode field diameter is, for example, 10 μm,
The outer diameter is, for example, 125 μm. 12a is a core,
12b is a clad. The light source side optical fiber 11
Is a silica-based single mode optical fiber. The mode field diameter is, for example, 10 μm, and the outer diameter is, for example, 125 μm. 11a is a core and 11b is a clad. The detector-side optical fiber 13 is a silica-based single mode optical fiber. The mode field diameter is, for example, 10 μm, and the outer diameter is, for example, 125 μm.
m. 13a is a core, and 13b is a clad. The dummy optical fiber 14 is a silica-based single mode optical fiber. Its outer diameter is, for example, 125 μm.

【0020】図2および図3に示すように、前記センサ
部10は、光源側光ファイバ11と検出器側光ファイバ
13とをそれらの一端を揃えて並べ、それらの間にダミ
ー光ファイバ14を挟み、前記光源側光ファイバ11お
よび前記検出器側光ファイバ13のそれぞれの一端より
もダミー光ファイバ14の一端を引き込んだ状態にして
各一端を加熱し、溶融一体化し、先端球状かつ先細り形
状に伸延して接触部10aを形成し、各光ファイバ1
1,12,13をガラスキャピラリ15に挿通し、その
ガラスキャピラリ15をステンレス管16に挿通した構
造である。なお、接触部10aの漏光する部分の直径
は、例えば100μmである。また、図3の(c)に示
すように、各光ファイバ12,13,14とガラスキャ
ピラリ15の間には、接着剤17を充填している。ま
た、ガラスキャピラリ15とステンレス管16も接着に
より一体化している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the sensor section 10 has a light source-side optical fiber 11 and a detector-side optical fiber 13 arranged at one end thereof and a dummy optical fiber 14 therebetween. In the state where one end of the dummy optical fiber 14 is drawn in from one end of each of the light source side optical fiber 11 and the detector side optical fiber 13, each end is heated, melted and integrated, and formed into a spherical and tapered tip. Each of the optical fibers 1 is extended to form a contact portion 10a.
1, 12 and 13 are inserted into a glass capillary 15 and the glass capillary 15 is inserted into a stainless steel tube 16. The diameter of the light leaking part of the contact part 10a is, for example, 100 μm. As shown in FIG. 3C, an adhesive 17 is filled between each of the optical fibers 12, 13, and 14 and the glass capillary 15. The glass capillary 15 and the stainless steel tube 16 are also integrated by bonding.

【0021】図4に示すように、光源1からの光X1
は、光源側光ファイバ11のコア11aから接触部10
aに出て、接触部10aで反射・屈折され、被検体液G
へ漏光する光X2と、検出器側光ファイバ13のコア1
3aに入る光X3に分れる。漏光する光X2の度合い
は、被検体液Gの屈折率に依存するので、検出器6によ
り光X3の強さを計測すれば、被検体液Gの屈折率を知
ることが出来る。また、接触部10aが空気に接触する
と、光X2がほとんど漏光しなくなるので、検出器6に
より光X3の強さを計測すれば、被検体液Gの液面が接
触部10aより高いか低いかを知ることが出来る。
As shown in FIG. 4, light X1 from light source 1
From the core 11a of the light source side optical fiber 11 to the contact portion 10
a, and is reflected and refracted by the contact portion 10a,
X2 that leaks to the core 1 of the detector-side optical fiber 13
It is split into light X3 entering 3a. Since the degree of the light X2 that leaks depends on the refractive index of the sample liquid G, the refractive index of the sample liquid G can be known by measuring the intensity of the light X3 with the detector 6. When the contact portion 10a comes into contact with air, the light X2 hardly leaks. Therefore, if the intensity of the light X3 is measured by the detector 6, it is determined whether the liquid level of the subject liquid G is higher or lower than the contact portion 10a. You can know.

【0022】以上の接触型光ファイバセンサ100によ
れば、次のような効果を得ることが出来る。 接触部10aのサイズを極めて小型にすることが出来
る。この結果、例えば血管を流れる血液などを測定する
ことも可能となる。 光ファイバ11,12,13を小曲率で屈曲させない
ため、光ファイバを小曲率で屈曲させたときの光損失の
増大を生じない。また、ダミー光ファイバ14を挟んで
いるため、光源側光ファイバ11から検出器側光ファイ
バ13への光路の曲りが緩やかになり、光損失の増大を
生じない。これらにより、光X3が強くなり、普及品の
検出器6でも十分に検出できるようになる。 検出器6に達する光が強いため、被検体液Gの屈折率
の変化に対する光X3の変化量が大きく、わずかな屈折
率の変化でも検出できる。 光源側光ファイバ12を偏波面保存光ファイバで構成
したため、偏光方向が変動せず、接触部10aから漏光
する度合いも安定になり、安定した検出結果が得られ
る。 接触部10aにはシングルモード光ファイバ11を用
いたため、加熱による性能の劣化を防止できる。 光ファイバ11,12,13をガラスキャピラリ15
に挿通し、そのガラスキャピラリ15をステンレス管1
6に挿通し、光源側光ファイバ12および検出器側光フ
ァイバ13の他端にそれぞれ光コネクタ2,3を設けた
構造としたため、機械的強度や化学的安定性が良好とな
り、また、取り扱いが容易となる。
According to the above-mentioned contact type optical fiber sensor 100, the following effects can be obtained. The size of the contact portion 10a can be made extremely small. As a result, for example, blood flowing through a blood vessel can be measured. Since the optical fibers 11, 12, and 13 are not bent at a small curvature, the optical loss does not increase when the optical fibers are bent at a small curvature. Further, since the dummy optical fiber 14 is interposed, the optical path from the light source side optical fiber 11 to the detector side optical fiber 13 is gradually bent, so that an increase in optical loss does not occur. As a result, the intensity of the light X3 is increased, and it is possible to sufficiently detect the light X3 with the detector 6 which is a popular product. Since the light reaching the detector 6 is strong, the amount of change in the light X3 with respect to the change in the refractive index of the subject liquid G is large, and even a slight change in the refractive index can be detected. Since the light source side optical fiber 12 is composed of the polarization maintaining optical fiber, the polarization direction does not fluctuate, the degree of light leakage from the contact portion 10a becomes stable, and a stable detection result is obtained. Since the single-mode optical fiber 11 is used for the contact portion 10a, deterioration in performance due to heating can be prevented. Optical fibers 11, 12, and 13 are connected to a glass capillary 15
And insert the glass capillary 15 into the stainless steel tube 1
6, and the optical connectors 2 and 3 are provided at the other ends of the light source side optical fiber 12 and the detector side optical fiber 13, respectively, so that the mechanical strength and chemical stability are improved and handling is improved. It will be easier.

【0023】(実験例1)前記光源1として出力1mW
のレーザ光源を用い、前記被検液体Gとして水,エチル
アルコール,塩化ナトリウム水溶液を用いて、光X3を
測定した。次に、被検液体Gの種類と,屈折率と,出力
(nW)とを示す。 水 1.3330, 5.8 濃度1wt%の食塩水(生体に近い), 1.3348, 5.2 濃度2wt%の食塩水, 1.3366, 4.5 濃度3wt%の食塩水, 1.3383, 4.0 図5に、上記測定結果をカーブフィッティングしたグラ
フを示す。リニアな特性を示し、わずかな屈折率の変化
でも検出できることが判る。
(Experimental Example 1) Output 1 mW as the light source 1
The light X3 was measured using the laser light source described above and water, ethyl alcohol, and an aqueous solution of sodium chloride as the test liquid G. Next, the type of the test liquid G, the refractive index, and the output (nW) are shown. Water 1.3330, 5.8 1 wt% saline solution (close to living body), 1.3348, 5.2 2 wt% saline solution, 1.3366, 4.5 3 wt% saline solution, 3383, 4.0 FIG. 5 shows a graph obtained by curve fitting the above measurement results. It shows a linear characteristic, indicating that even a slight change in the refractive index can be detected.

【0024】−第2実施例− 図6は、この発明の第2実施例の流れの測定装置200
の構成図である。光源21と,オプティカルカプラ22
と,光源側光ケーブル23Aと,センサ部10Aと,検
出器側光ケーブル24Aと,検出器26Aとは、第1の
接触型光ファイバセンサを構成しており、被検体液Gの
流れの上流に接触する接触部10Aaを有している。ま
た、光源21と,オプティカルカプラ22と,光源側光
ケーブル23Bと,センサ部10Bと,検出器側光ケー
ブル24Bと,検出器26Bとは、第2の接触型光ファ
イバセンサを構成しており、被検体液Gの流れの下流に
接触する接触部10Baを有している。前記センサ部1
0A,10Bは、第1実施例の接触型光ファイバセンサ
100におけるセンサ部10と同じ構成である。
FIG. 6 shows a flow measuring apparatus 200 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. Light source 21 and optical coupler 22
The light source-side optical cable 23A, the sensor unit 10A, the detector-side optical cable 24A, and the detector 26A constitute a first contact-type optical fiber sensor, and contact the upstream of the flow of the subject liquid G. 10Aa. The light source 21, the optical coupler 22, the light source side optical cable 23B, the sensor unit 10B, the detector side optical cable 24B, and the detector 26B constitute a second contact type optical fiber sensor. It has a contact portion 10Ba that contacts the downstream of the flow of the sample liquid G. The sensor unit 1
Reference numerals 0A and 10B have the same configuration as the sensor unit 10 in the contact type optical fiber sensor 100 of the first embodiment.

【0025】演算処理器27は、前記検出器26A,2
6Bの出力を読み込み、それらの出力値と所与の校正曲
線から被検体液Gの屈折率を取得して、その屈折率をプ
リンタ28に打ち出す。また、被検体液Gの屈折率と濃
度の関係が与えられている場合には、被検体液Gの濃度
をプリンタ28に打ち出す。また、演算処理器27は、
前記検出器26A,26Bの出力を読み込み、両出力の
相互相関演算を行ない、遅れ時間τを算出する。そし
て、接触部10Aaと10Baの距離Lおよび流路断面
Sが与えられている場合には、 V=L/τ Q=S・V により、流速Vおよび流量Qを算出し、その流速Vおよ
び流量Qをプリンタ28に打ち出す。一方、流速Vが与
えられている場合には、 L=V・τ により、接触部10Aaと10Baの距離Lを算出し、
その距離Lをプリンタ28に打ち出す。なお、図6にお
いて、被検体液Gは、濃度の異なる溶液S1,S2の混
合液である。タンクWから溶液S1をパイプPに定常的
に流し、一方、シリンジJから溶液S2を非定常的にパ
イプPに注入することで、被検体液Gの屈折率に変化
(立上り/立下り,ピーク波形)が生じ、検出器26
A,26Bの出力の相関が明確になる。被検体液Gの屈
折率の変化(立上り/立下り,ピーク波形)が比較的明
確である場合には、相互相関演算の代りに、両出力の立
上り/立下り時刻の差から遅れ時間τを求めることが出
来る(立上り/立下り法)。また、両出力のピーク時刻
の差から遅れ時間τを求めることが出来る(ピーク
法)。また、両出力のピーク波形の重心時刻の差から遅
れ時間τを求めることが出来る(重心法)。
The arithmetic processor 27 is provided with the detectors 26A, 2
6B are read, the refractive index of the sample liquid G is obtained from the output values and a given calibration curve, and the refractive index is output to the printer 28. If the relationship between the refractive index and the concentration of the sample liquid G is given, the concentration of the sample liquid G is output to the printer 28. In addition, the arithmetic processing unit 27
The outputs of the detectors 26A and 26B are read, and a cross-correlation calculation of both outputs is performed to calculate a delay time τ. When the distance L between the contact portions 10Aa and 10Ba and the flow path cross section S are given, the flow velocity V and the flow rate Q are calculated by V = L / τ Q = S · V, and the flow velocity V and the flow rate Print Q on printer 28. On the other hand, when the flow velocity V is given, the distance L between the contact portions 10Aa and 10Ba is calculated by L = V · τ,
The distance L is output to the printer 28. In FIG. 6, the test liquid G is a mixture of the solutions S1 and S2 having different concentrations. The solution S1 flows constantly from the tank W to the pipe P, while the solution S2 is unsteadily injected into the pipe P from the syringe J, thereby changing the refractive index of the subject liquid G (rise / fall, peak). Waveform) and the detector 26
The correlation between the outputs of A and 26B becomes clear. If the change in the refractive index of the sample liquid G (rising / falling, peak waveform) is relatively clear, the delay time τ is calculated from the difference between the rising / falling times of both outputs instead of the cross-correlation calculation. Can be obtained (rising / falling method). Further, the delay time τ can be obtained from the difference between the peak times of both outputs (peak method). Further, the delay time τ can be obtained from the difference between the centroid times of the peak waveforms of both outputs (centroid method).

【0026】以上の流れの測定装置200によれば、接
触型光ファイバセンサを用いて、流れの屈折率と、流速
Vまたは流量Qまたは流路距離Lとを好適に測定するこ
とが出来る。
According to the flow measuring device 200 described above, the refractive index of the flow and the flow velocity V, the flow rate Q, or the flow path distance L can be suitably measured using the contact type optical fiber sensor.

【0027】(実験例2)シリンジJをパイプPに挿入
しないで、タンクWから水(屈折率1.3330)を一
定流量でパイプPに流し、検出器26A,26Bの出力
Ia,Ibを観測した。また、タンクWから濃度の異な
る食塩水(1wt%/屈折率1.3348〜3wt%/
屈折率1.3383)を一定流量でパイプPに流し、検
出器26A,26Bの出力Ia,Ibを観測した。図7
に、観測結果のグラフを示す。出力Ia,Ib共にリニ
アな特性を示し、わずかな屈折率の変化でも検出できる
ことが判る。
(Experimental example 2) Water (refractive index: 1.3330) is supplied from the tank W to the pipe P at a constant flow rate without inserting the syringe J into the pipe P, and the outputs Ia and Ib of the detectors 26A and 26B are observed. did. Further, from the tank W, saline solutions having different concentrations (1 wt% / refractive index 1.3348-3 wt% /
Refractive index 1.3383) was passed through the pipe P at a constant flow rate, and the outputs Ia and Ib of the detectors 26A and 26B were observed. FIG.
Shows a graph of the observation results. Both outputs Ia and Ib show linear characteristics, and it can be seen that even a slight change in the refractive index can be detected.

【0028】(実験例3)接触部10Aa,10Baを
間隔L=500mmでパイプPに挿入した。パイプP
は、内径1.5mmのシリコンチューブを用いた。ま
た、タンクWに1wt%の食塩水S1(屈折率1.33
48)を入れ、その食塩水S1を3.3ml/分でパイ
プPに流した。一方、パイプPにシリンジJを挿入し、
接触部10Aaの上流から流量0.1ml/分で2wt
%の食塩水S2を10秒間だけ注入し、検出器26A,
26Bの出力Ia,Ibを観測した。図8に、出力I
a,Ibの波形のグラフを示す。演算処理器27で、立
下り法,ピーク法および重心法により流量と誤差とを求
めた。立下り法による流量Q1=4.8ml/分,誤差
=+45%であった。ピーク法による流量Q2=5.9
ml/分,誤差=+79%であった。重心法による流量
Q3=3.5ml/分,誤差=+6.1%であった。こ
の結果から、重心法により少ない誤差で流量を求められ
ることが判る。
(Experimental Example 3) The contact portions 10Aa and 10Ba were inserted into the pipe P at an interval L = 500 mm. Pipe P
Used a silicon tube having an inner diameter of 1.5 mm. In addition, a 1 wt% saline solution S1 (refractive index 1.33) is placed in the tank W.
48), and the saline S1 was flowed through the pipe P at 3.3 ml / min. On the other hand, insert the syringe J into the pipe P,
2 wt% at a flow rate of 0.1 ml / min from upstream of the contact part 10Aa
% Saline S2 was injected for only 10 seconds, and the detectors 26A,
Outputs Ia and Ib of 26B were observed. FIG. 8 shows the output I
3 shows graphs of waveforms a and Ib. In the processor 27, the flow rate and the error were obtained by the falling method, the peak method, and the center of gravity method. The flow rate Q1 by the falling method was 4.8 ml / min, and the error was + 45%. Flow Q2 = 5.9 by peak method
ml / min, error = + 79%. The flow rate Q3 by the centroid method was 3.5 ml / min, and the error was + 6.1%. From this result, it is understood that the flow rate can be obtained with a small error by the centroid method.

【0029】(実験例4)接触部10Aa,10Baを
間隔L=500mmでパイプPに挿入した。パイプP
は、内径1.5mmのシリコンチューブを用いた。ま
た、タンクWに1wt%の食塩水S1(屈折率1.33
48)を入れ、その食塩水S1を一定流量でパイプPに
流した。一方、パイプPにシリンジJを挿入し、接触部
10Aaの上流から流量qで2wt%の食塩水S2を時
間Tだけ注入し、検出器26A,26Bの出力Ia,I
bを観測した。また、被検体液Gの流量Qをメスシリン
ダにて実測した。演算処理器27で、立下り法により流
量Q1と誤差とを求めた。また、ピーク法により流量Q
2と誤差とを求めた。また、重心法により流量Q3と誤
差とを求めた。図9に、観測結果の表を示す。この実験
例では、注入量qを少量とし且つ注入時間Tを短時間と
し、重心法を用いた場合が最も良い結果であった。
(Experimental Example 4) The contact portions 10Aa and 10Ba were inserted into the pipe P at an interval L = 500 mm. Pipe P
Used a silicon tube having an inner diameter of 1.5 mm. In addition, a 1 wt% saline solution S1 (refractive index 1.33) is placed in the tank W.
48), and the saline S1 was flowed through the pipe P at a constant flow rate. On the other hand, a syringe J is inserted into the pipe P, and a 2 wt% saline solution S2 at a flow rate q is injected from the upstream of the contact portion 10Aa for a time T, and the outputs Ia, I of the detectors 26A, 26B are injected.
b was observed. Further, the flow rate Q of the subject liquid G was actually measured with a measuring cylinder. In the arithmetic processor 27, the flow rate Q1 and the error were obtained by the falling method. In addition, the flow rate Q
2 and the error were determined. Further, the flow rate Q3 and the error were obtained by the centroid method. FIG. 9 shows a table of the observation results. In this experimental example, the best result was obtained when the injection amount q was small and the injection time T was short, and the centroid method was used.

【0030】(実験例5)接触部10Aa,10Baを
間隔L=500mmでパイプPに挿入した。パイプP
は、内径1.5mmのシリコンチューブを用いた。ま
た、タンクWに1wt%の食塩水S1(屈折率1.33
48)を入れ、その食塩水S1を3.3ml/分でパイ
プPに流した。一方、パイプPにシリンジJを挿入する
位置を、接触部10Aaの上流100mm,500m
m,1000mmの3通りにし、流量0.1ml/分で
2wt%の食塩水S2を5秒間,10秒間の2通りで注
入し、検出器26A,26Bの出力Ia,Ibを観測し
た。この結果、注入時間が5秒間の場合は、注入位置に
特に依存しないことが判った。一方、注入時間が10秒
間の場合は、注入位置が短いほど誤差が大きくなること
が判った。
(Experimental Example 5) The contact portions 10Aa and 10Ba were inserted into the pipe P at an interval L = 500 mm. Pipe P
Used a silicon tube having an inner diameter of 1.5 mm. In addition, a 1 wt% saline solution S1 (refractive index 1.33) is placed in the tank W.
48), and the saline S1 was flowed through the pipe P at 3.3 ml / min. On the other hand, the position where the syringe J is inserted into the pipe P is set to 100 mm, 500 m upstream of the contact portion 10Aa.
m and 1000 mm, and 2 wt% saline S2 was injected at a flow rate of 0.1 ml / min for 5 seconds and 10 seconds, and the outputs Ia and Ib of the detectors 26A and 26B were observed. As a result, it was found that when the injection time was 5 seconds, it did not depend on the injection position. On the other hand, when the injection time was 10 seconds, it was found that the error increased as the injection position became shorter.

【0031】[0031]

【発明の効果】この発明の接触型光ファイバセンサによ
れば、接触部のサイズを極めて小型にすることが出来
る。この結果、例えば血管を流れる血液などを測定する
ことも可能となる。また、光ファイバを小曲率で屈曲さ
せないため、光損失の増大を生じず、普及品の検出器で
も十分に検出できるようになる。また、検出器に達する
光が強いため、被検体の屈折率の変化に対する検出器の
出力の変化量が大きくなり、わずかな屈折率の変化でも
検出できるようになる。また、この発明の流れ測定方法
および装置によれば、接触型光ファイバセンサを用い
て、流れの屈折率と、流速または流量または流路距離と
を好適に測定することが出来るようになる。
According to the contact type optical fiber sensor of the present invention, the size of the contact portion can be extremely reduced. As a result, for example, blood flowing through a blood vessel can be measured. In addition, since the optical fiber is not bent at a small curvature, the optical loss does not increase, and it is possible to sufficiently detect the optical fiber even with a widely used detector. In addition, since the light reaching the detector is strong, the amount of change in the output of the detector with respect to the change in the refractive index of the subject becomes large, and even a slight change in the refractive index can be detected. Further, according to the flow measuring method and apparatus of the present invention, it is possible to suitably measure the refractive index of the flow and the flow velocity or the flow rate or the flow path distance using the contact type optical fiber sensor.

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

【図1】この発明の第1実施例の接触型光ファイバセン
サの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a contact type optical fiber sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の接触型光ファイバセンサのセンサ部の拡
大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a sensor section of the contact type optical fiber sensor of FIG.

【図3】(a)は図2のA−A断面図、(b)は図2の
B−B断面図、(c)は図2のC−C断面図である。
3A is a sectional view taken along line AA of FIG. 2, FIG. 3B is a sectional view taken along line BB of FIG. 2, and FIG. 3C is a sectional view taken along line CC of FIG.

【図4】図1の接触型光ファイバセンサの接触部の説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory view of a contact portion of the contact type optical fiber sensor of FIG. 1;

【図5】実験例1の測定結果のグラフである。FIG. 5 is a graph showing measurement results of Experimental Example 1.

【図6】この発明の第2実施例の流れの測定装置の構成
図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a flow measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】実験例2の測定結果のグラフである。FIG. 7 is a graph showing measurement results of Experimental Example 2.

【図8】実験例3の測定結果のグラフである。FIG. 8 is a graph showing measurement results of Experimental Example 3.

【図9】実験例4の測定結果の図表である。FIG. 9 is a table of measurement results of Experimental Example 4.

【図10】従来の接触型光ファイバセンサの一例を示す
構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing an example of a conventional contact optical fiber sensor.

【図11】図9の接触型光ファイバセンサの接触部の説
明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a contact portion of the contact type optical fiber sensor of FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21 光源 2 光源側光コネクタ 3,23A,23B 光源側光ケーブル 4,24A,24B 検出器側光ケーブル 5 検出器側光コネクタ 6,26A,26B 検出器 10,10A,10B センサ部 10a,10Aa,10Ba 接触部 11,12 光源側光ファイバ 11a,12a コア 11b,12b クラッド 13 検出器側光ファイバ 13a コア 13b クラッド 14 ダミー光ファイバ 15 ガラスキャピラリ 16 ステンレス管 17 接着剤 22 オプティカルカプラ 27 演算処理器 100 接触型光ファイバセンサ 200 流れの測定装置 1, 21 light source 2 light source side optical connector 3, 23A, 23B light source side optical cable 4, 24A, 24B detector side optical cable 5 detector side optical connector 6, 26A, 26B detector 10, 10A, 10B sensor unit 10a, 10Aa, 10Ba Contact part 11,12 Light source side optical fiber 11a, 12a Core 11b, 12b clad 13 Detector side optical fiber 13a Core 13b clad 14 Dummy optical fiber 15 Glass capillary 16 Stainless steel tube 17 Adhesive 22 Optical coupler 27 Arithmetic processor 100 Contact Type optical fiber sensor 200 Flow measuring device

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−39317(JP,A) 特開 昭58−215561(JP,A) 特開 平1−248040(JP,A) 特開 昭57−74617(JP,A) 実開 昭61−123936(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 21/00 G01F 1/00 G01F 1/708 G01N 21/41 G01P 5/20 Continuation of the front page (56) References JP-A-57-39317 (JP, A) JP-A-58-215561 (JP, A) JP-A-1-248040 (JP, A) JP-A-57-74617 (JP) , A) Fully open 1986-123936 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01D 21/00 G01F 1/00 G01F 1/708 G01N 21/41 G01P 5/20

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光ファイバを伝播する光が被検体との接
触部から被検体の屈折率に応じて漏光する度合いを計測
する接触型光ファイバセンサにおいて、 光源側から光を前記接触部に導く光源側光ファイバと、
前記接触部から光を検出器側に導く検出器側光ファイバ
とを具備し、前記光源側光ファイバの一端と前記検出器
側光ファイバの一端とを前記接触部において溶融一体化
し、先細り形状にし、前記光源側光ファイバが、光源側
の偏波面保存光ファイバと接触部側のシングルモード光
ファイバとを融着した構造であることを特徴とする接触
型光ファイバセンサ。
1. A contact-type optical fiber sensor for measuring the degree of light leaking from a contact portion with an object according to a refractive index of the object, wherein the light propagating through the optical fiber is guided from the light source side to the contact portion. Light source side optical fiber,
A detector-side optical fiber that guides light from the contact portion to the detector side, and one end of the light source-side optical fiber and one end of the detector-side optical fiber are melted and integrated at the contact portion to form a tapered shape. The light source side optical fiber is
Polarization-maintaining optical fiber and single-mode light on the contact side
A contact type optical fiber sensor having a structure in which a fiber is fused .
【請求項2】 光ファイバを伝播する光が被検体との接
触部から被検体の屈折率に応じて漏光する度合いを計測
する接触型光ファイバセンサにおいて、 光源側から光を前記接触部に導く光源側光ファイバと、
前記接触部から光を検出器側に導く検出器側光ファイバ
と、前記光源側光ファイバおよび前記検出器側光ファイ
バの間に挟まれた少なくとも1本のダミー光ファイバと
を具備し、前記光源側光ファイバの一端と前記検出器側
光ファイバの一端と前記ダミー光ファイバの一端とを前
記接触部において溶融一体化し、先細り形状にし、前記
光源側光ファイバが、光源側の偏波面保存光ファイバと
接触部側のシングルモード光ファイバとを融着した構造
であるたことを特徴とする接触型光ファイバセンサ。
2. A contact-type optical fiber sensor for measuring the degree of leakage of light propagating through an optical fiber from a contact portion with a subject according to the refractive index of the subject, wherein the light is guided from the light source side to the contact portion. Light source side optical fiber,
A detector-side optical fiber for guiding light from the contact portion to a detector side, and at least one dummy optical fiber sandwiched between the light-source-side optical fiber and the detector-side optical fiber; One end of the side optical fiber, one end of the detector-side optical fiber, and one end of the dummy optical fiber are melted and integrated at the contact portion, and are tapered ,
The optical fiber on the light source side is different from the polarization-maintaining optical fiber on the light source side.
Structure fused to single-mode optical fiber on contact side
Contact optical fiber sensor, characterized in that the at.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の接触型
光ファイバセンサにおいて、前記各光ファイバをガラス
キャピラリに挿通し、そのガラスキャピラリをステンレ
ス管に挿通し、前記光源側光ファイバおよび前記検出器
側光ファイバの他端にそれぞれ光コネクタを設けたこと
を特徴とする接触型光ファイバセンサ。
3. The contact type according to claim 1 or 2.
In the optical fiber sensor, each of the optical fibers is made of glass.
Insert the glass capillary into a capillary
Light source side optical fiber and the detector
A contact type optical fiber sensor, wherein an optical connector is provided at each of the other ends of the side optical fibers .
【請求項4】 第1の接触型光ファイバセンサの接触部
を液体の流れの上流に接触し、第2の接触型光ファイバ
センサの接触部を液体の流れの下流に接触し、液体の屈
折率の変化部分が第1の接触型光ファイバセンサの接触
部から第2の接触型光ファイバセンサの接触部に至ると
きの第1の接触型光ファイバセンサでの出力と第2の接
触型光ファイバセンサでの出力の関係を求め、その関係
に基づいて流速または流量または両接触部間の流路距離
を測定することを特徴とする流 れの測定方法。
4. A contact portion of a first contact type optical fiber sensor.
Is contacted upstream of the liquid flow, and a second contact type optical fiber
The contact part of the sensor contacts the liquid flow downstream,
The changing part of the bending ratio is the contact of the first contact type optical fiber sensor.
From the part to the contact part of the second contact type optical fiber sensor
Output from the first contact type optical fiber sensor and the second contact type.
Find the relationship between the outputs of the tactile optical fiber sensor and find the relationship.
Flow rate or flow rate or flow path distance between both contact parts based on
Flow Re methods of measurements and measuring a.
【請求項5】 液体の流れの上流に接触する接触部をも
つ第1の接触型光ファイバセンサと、液体の流れの下流
に接触する接触部をもつ第2の接触型光ファイバセンサ
と、液体の屈折率の変化部分が第1の接触型光ファイバ
センサの接触部から第2の接触型光ファイバセンサの接
触部に至るときの第1の接触型光ファイバセンサでの出
力と第2の接触型光ファイバセンサでの出力の関係に基
づいて流速または流量または両接触部間の流路距離を測
定する演算処理手段とを具備したことを特徴とする流れ
の測定装置。
5. A method according to claim 1, further comprising a contact portion contacting upstream of the liquid flow.
One contact-type optical fiber sensor and one downstream of the liquid flow
Contact type optical fiber sensor having a contact portion for contacting the optical fiber
And the portion where the refractive index of the liquid changes is the first contact type optical fiber.
The contact of the second contact type optical fiber sensor from the contact portion of the sensor
Output from the first contact-type optical fiber sensor when reaching the contact part
Based on the relationship between the force and the output of the second contact-type optical fiber sensor.
The flow rate or flow rate or the flow path distance between the two contacts.
Characterized by comprising arithmetic processing means for determining
Measuring device.
JP06163459A 1994-07-15 1994-07-15 Contact type optical fiber sensor and flow measuring method and apparatus Expired - Fee Related JP3079347B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06163459A JP3079347B2 (en) 1994-07-15 1994-07-15 Contact type optical fiber sensor and flow measuring method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06163459A JP3079347B2 (en) 1994-07-15 1994-07-15 Contact type optical fiber sensor and flow measuring method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0829207A JPH0829207A (en) 1996-02-02
JP3079347B2 true JP3079347B2 (en) 2000-08-21

Family

ID=15774290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06163459A Expired - Fee Related JP3079347B2 (en) 1994-07-15 1994-07-15 Contact type optical fiber sensor and flow measuring method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3079347B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9700686D0 (en) * 1997-01-15 1997-03-05 Perkin Elmer Ltd Probe for spectroscopic analysis
US10835718B2 (en) 2016-03-28 2020-11-17 Becton, Dickinson And Company Cannula with light-emitting optical fiber
US10850046B2 (en) 2016-03-28 2020-12-01 Becton, Dickinson And Company Cannula locator device
US11478150B2 (en) * 2016-03-28 2022-10-25 Becton, Dickinson And Company Optical fiber sensor
CN111426353B (en) * 2020-04-08 2022-02-11 中国民用航空飞行学院 Accurate flow obtaining device and method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0829207A (en) 1996-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Raatikainen et al. Fiber-optic liquid-level sensor
US5044723A (en) Tapered fibre sensor
US5946084A (en) Hemispherical double reflection optical sensor
EP0196168B1 (en) Fiber optic doppler anemometer
KR20080050864A (en) Fiber-optic hydrogen sensor and hydrogen concentration measuring apparatus employing the same
ZA200508065B (en) A fibre optic sensor for measurement of refractive index
JP3079347B2 (en) Contact type optical fiber sensor and flow measuring method and apparatus
CN102788768A (en) Method for measuring liquid refractive index based on novel reflection-type fiber loop mirror
EP1674854A1 (en) Optical fiber sensor and measuring device using the same
TWI424155B (en) Surface plasmon resonance sensor
EP0163645A1 (en) Optical probe to measure the depth of a cavity
JP2007071863A (en) Optical sensor and fluid measuring method
JP2002350335A (en) Refractive index sensor, sensor system and optical fiber
JPH04215020A (en) Optical fiber fuel and liquid gage
JP5115927B2 (en) Optical fiber probe bubble measuring device and method
JP2009047428A (en) Light waveguide type measuring method and light waveguide type sensor
CN107389154A (en) The continuous liquid level sensing device of hollow optic fibre and measuring method based on OFDR
ATE232976T1 (en) OPTICAL MEASURING ARRANGEMENT FOR DETERMINING TRANSMISSION AND SCATTERED RADIATION
TWI472740B (en) Method for obtaining binding kinetic rate constants using fiber optics particle plasmon resonance (foppr) sensor
Chetia et al. Low-cost refractive index sensor with optical fibers attached to a U-shaped glass tube
CN209490005U (en) A kind of Fibre Optical Sensor unit and the sensing probe for measuring vascular pressure
RU2460988C1 (en) Method of measuring particle size distribution in wide range of concentrations and apparatus for realising said method (versions)
KR101894183B1 (en) The optical waveguide sensor and the concentration measurement system with it
Rashid et al. Evanescent field study on a U-shaped silica fiber absorption sensor using non-sequential ray tracing
CN209400000U (en) A kind of doping sensor fibre with double ball micro-structures

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080623

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080623

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090623

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100623

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120623

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees