JPH02162243A - 環境監視用ｏｔｄｒ装置 - Google Patents
環境監視用ｏｔｄｒ装置Info
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- JPH02162243A JPH02162243A JP31707988A JP31707988A JPH02162243A JP H02162243 A JPH02162243 A JP H02162243A JP 31707988 A JP31707988 A JP 31707988A JP 31707988 A JP31707988 A JP 31707988A JP H02162243 A JPH02162243 A JP H02162243A
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Classifications
-
- 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
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- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
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- G01N21/431—Dip refractometers, e.g. using optical fibres
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
し産業上の利用分野］
この発明は、水や油等の液体および砂やダスト等の固体
の存在を光ファイバを用いて遠隔地より検出し得るよう
にした環境監視用０ ’ｒ Ｄ Ｒ装置に関する。
の存在を光ファイバを用いて遠隔地より検出し得るよう
にした環境監視用０ ’ｒ Ｄ Ｒ装置に関する。
［従来の技術］
洞道内の線路等を監視する装置として従来より、液体を
検知する複数個の液体検知センサを光ファイバの長手方
向に沿って設けて、ＯＴＤＲにより分布測定を行うもの
が提供されている。第５図はこのＯＴ Ｄ ［’を装置
に好適に用いられる液体検知センサのセンサＩｓの一例
を示したものであり、図中符号ｌは光ファイバである。
検知する複数個の液体検知センサを光ファイバの長手方
向に沿って設けて、ＯＴＤＲにより分布測定を行うもの
が提供されている。第５図はこのＯＴ Ｄ ［’を装置
に好適に用いられる液体検知センサのセンサＩｓの一例
を示したものであり、図中符号ｌは光ファイバである。
この光ファイバ１はコア２とクラッド３とからなり、光
ファイバ１の一部を切断して、切断端面間に空隙部４を
設けて互いに対向させて検知部としだらので、この検知
部に液体試料りが侵入する際の屈折率変化により発生゛
４°る光ファイバｌの伝送変動から液体試料りを検知す
るものである。
ファイバ１の一部を切断して、切断端面間に空隙部４を
設けて互いに対向させて検知部としだらので、この検知
部に液体試料りが侵入する際の屈折率変化により発生゛
４°る光ファイバｌの伝送変動から液体試料りを検知す
るものである。
［発明が解決しようとする課題］
ところで上記のようなセンサ部Ｓに水や油等の液体が侵
入すると光ファイバ１の伝送損失は低下するが、砂等の
固体が付着すると伝送損失は増加するので、伝送変動の
発生を調べることによって、検知部内に試料が付着した
ことは確認できるが、付着した試料を定性的に検知する
ことができないという不都合があった。
入すると光ファイバ１の伝送損失は低下するが、砂等の
固体が付着すると伝送損失は増加するので、伝送変動の
発生を調べることによって、検知部内に試料が付着した
ことは確認できるが、付着した試料を定性的に検知する
ことができないという不都合があった。
さらにセンサ部Ｓにダスト等の異物が付着してしまうと
、検知部での光の伝送が不通となるので、ＯＴＤＲ装置
内に測定不能部が発生してしまうという不都合があった
。
、検知部での光の伝送が不通となるので、ＯＴＤＲ装置
内に測定不能部が発生してしまうという不都合があった
。
この発明は上記課題を解決するためになされたものであ
って、固体、水および油を区別して検知できる環境監視
用ＯＴＤＲ装置を提供することを目的としている。
って、固体、水および油を区別して検知できる環境監視
用ＯＴＤＲ装置を提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段］
この発明は、２本の光ファイバ端面を互いに対向させて
なる空隙部内に試料を付着させて伝送変動を発生させ、
この伝送変動によって試料を検知する固体検知部と、上
記固体検知部に固体の侵入を防止し、液体の浸透を許容
する固液分離フィルタを取り付けてなる液体検知部と、
上記固体検知部に水の侵入を防止し、油の浸透を許容す
る油水分離フィルタを取り付けてなる油検知部とからな
るセンサ部を長手方向に複数個設け、ＯＴＤＲにより分
布測定を行うことをことを解決手段とした。
なる空隙部内に試料を付着させて伝送変動を発生させ、
この伝送変動によって試料を検知する固体検知部と、上
記固体検知部に固体の侵入を防止し、液体の浸透を許容
する固液分離フィルタを取り付けてなる液体検知部と、
上記固体検知部に水の侵入を防止し、油の浸透を許容す
る油水分離フィルタを取り付けてなる油検知部とからな
るセンサ部を長手方向に複数個設け、ＯＴＤＲにより分
布測定を行うことをことを解決手段とした。
［作用］
固体検知部と液体検知部と油検知部とからセンサ部を構
成したので、これら検知部間の伝送変動を比較すること
により固体、液体および油を区別して検知することがで
きる。
成したので、これら検知部間の伝送変動を比較すること
により固体、液体および油を区別して検知することがで
きる。
以下、この発明の詳細な説明する。
第１図はこの発明の環境監視用０ＴＤＩ装置の一実施例
を示したものであって、図中符号５は観測周期を定める
パルス発生器、６はパルス発生器５からのパルスにより
ＣＩＴ７の掃引信号を発生ずる鋸波発生器、８は電気信
号を光信号に変換する電気／光変換器、９は後方散乱光
のパワーを検出器に導いて観測するだめの方向性結合器
、１０は光信号を電気信号に変換する光／電気変換器、
１１は増幅器、！２は平均化回路、Ｓ・・・はセンサ部
である。
を示したものであって、図中符号５は観測周期を定める
パルス発生器、６はパルス発生器５からのパルスにより
ＣＩＴ７の掃引信号を発生ずる鋸波発生器、８は電気信
号を光信号に変換する電気／光変換器、９は後方散乱光
のパワーを検出器に導いて観測するだめの方向性結合器
、１０は光信号を電気信号に変換する光／電気変換器、
１１は増幅器、！２は平均化回路、Ｓ・・・はセンサ部
である。
センサ部Ｓ・・・はいずれも第２図に示したように、互
いに接触しないように平行に並設された光ファイバト・
・上に固体検知部！３と液体検知部１４と油検知部１５
とをそれぞれ同一箇所に設けてなるものである。
いに接触しないように平行に並設された光ファイバト・
・上に固体検知部！３と液体検知部１４と油検知部１５
とをそれぞれ同一箇所に設けてなるものである。
第３図は固体検出部１２を示したもので、固体検出部１
２が第５図に示した従来の液体検知センサと異なるとこ
ろは、空隙部４内への試料の導入を容易にするために光
ファイバｌの切断面を楕円とし、この切断面が光ファイ
バ１のコア２に対して一定角度Ｏを有するようにしたと
ころである。
２が第５図に示した従来の液体検知センサと異なるとこ
ろは、空隙部４内への試料の導入を容易にするために光
ファイバｌの切断面を楕円とし、この切断面が光ファイ
バ１のコア２に対して一定角度Ｏを有するようにしたと
ころである。
また液体検知部１４および油検知部１５はいずれも第４
図に示したようなものであって、液体検知部１４と油検
知部！５が上記固体検知部１３と異なるところは、固体
検知部１３にそれぞれ固液分離フィルタ１６と油水分離
フィルタ１７とを取り付けたところである。固液分離フ
ィルタ！６は、検知部となる空隙部４内への固体の侵入
を防止し、液体の浸透を許容する孔径０，３〜５μｍの
フィルタであって、ポリエチレン、ポリエステル、四フ
ッ化エチレン等からなるものである。固液分離フィルタ
Ｉ６を取り付けると水や油等の液体は液体検知部１４の
空隙部４内へ浸透するが、砂やダスト等の固体は固液分
離フィルタ！６で捕集されて侵入することがないので、
液体の検知を行うことができる。また油水分離フィルタ
１７は検知部となる空隙部４内への水等の親水性液体の
侵入を防止し、油等の疎水性液体の浸透を許容するしの
であって、直径０．２μｈ程度の微細孔を無数に形成し
た四フッ化エヂレン樹脂フィルムに、織物をラミネート
加工してなるボアテックス（米国ボア社製）のほか、多
孔質プロピレン膜やフェニルグリシンメチルエステル等
の親水性液体と疎水性液体とを分離する分離膜等からな
るものである。このように油水分離フィルタ１７を取り
付けると油等の疎水性の液体は油検知部１５の空隙部４
内へ浸透するが、砂やダスト等の固体および水やアルコ
ール等の浅水性の液体は油水分離フィルタ１７で捕集さ
れて侵°人することがないので、油等の疎水性液体の検
知を行うことができる。また固体検知部１３にはフィル
タ等が取り付けられていないので、水や４１１等の液体
のほか、砂やダスト等の固体やスラリー状の液体をも検
知することができる。
図に示したようなものであって、液体検知部１４と油検
知部！５が上記固体検知部１３と異なるところは、固体
検知部１３にそれぞれ固液分離フィルタ１６と油水分離
フィルタ１７とを取り付けたところである。固液分離フ
ィルタ！６は、検知部となる空隙部４内への固体の侵入
を防止し、液体の浸透を許容する孔径０，３〜５μｍの
フィルタであって、ポリエチレン、ポリエステル、四フ
ッ化エチレン等からなるものである。固液分離フィルタ
Ｉ６を取り付けると水や油等の液体は液体検知部１４の
空隙部４内へ浸透するが、砂やダスト等の固体は固液分
離フィルタ！６で捕集されて侵入することがないので、
液体の検知を行うことができる。また油水分離フィルタ
１７は検知部となる空隙部４内への水等の親水性液体の
侵入を防止し、油等の疎水性液体の浸透を許容するしの
であって、直径０．２μｈ程度の微細孔を無数に形成し
た四フッ化エヂレン樹脂フィルムに、織物をラミネート
加工してなるボアテックス（米国ボア社製）のほか、多
孔質プロピレン膜やフェニルグリシンメチルエステル等
の親水性液体と疎水性液体とを分離する分離膜等からな
るものである。このように油水分離フィルタ１７を取り
付けると油等の疎水性の液体は油検知部１５の空隙部４
内へ浸透するが、砂やダスト等の固体および水やアルコ
ール等の浅水性の液体は油水分離フィルタ１７で捕集さ
れて侵°人することがないので、油等の疎水性液体の検
知を行うことができる。また固体検知部１３にはフィル
タ等が取り付けられていないので、水や４１１等の液体
のほか、砂やダスト等の固体やスラリー状の液体をも検
知することができる。
このように光ファイバト・・を互いに接触しないように
並設し、この光ファイバ！・・・上に上記固体検知部Ｉ
３と液体検知部！４と油検知部１５とを同一地点に設け
て上記ＯＴ Ｄ １１装置のセンサ部Ｓとすると、固体
検知部１３では試料中の固体および液体を検知し、液体
検知部１４では試料中の液体部分を検知し、油検知部１
５では試料中の油等の疎水性液体部分を検知することが
できるので、試料の存在有無を検知するのみならず、各
検知部での伝送変動を比較することにより試料中の固体
、親水性液体および疎水性液体を定性的に検知すること
ができる。すなわち固体検知部１３のみで伝送変動が発
生した場合には、試料が固体であることが確認できる。
並設し、この光ファイバ！・・・上に上記固体検知部Ｉ
３と液体検知部！４と油検知部１５とを同一地点に設け
て上記ＯＴ Ｄ １１装置のセンサ部Ｓとすると、固体
検知部１３では試料中の固体および液体を検知し、液体
検知部１４では試料中の液体部分を検知し、油検知部１
５では試料中の油等の疎水性液体部分を検知することが
できるので、試料の存在有無を検知するのみならず、各
検知部での伝送変動を比較することにより試料中の固体
、親水性液体および疎水性液体を定性的に検知すること
ができる。すなわち固体検知部１３のみで伝送変動が発
生した場合には、試料が固体であることが確認できる。
また固体検知部１３と液体検知部１４とで伝送変動が発
生し、かつこれらの間の伝送変動が等しい場合には試料
が液体であることが確認でき、固体検知部１３と液体検
知部Ｉ４との間の伝送変動が異なる場合には、親水性液
体中に固体が分散されていることが確認できる。これと
同様に試料が疎水性液体の場合、疎水性液体と親水性液
体との混合液体の場合、個の混合液体中に固体が分散さ
れている場合等を確認できるのは言うまでらない。
生し、かつこれらの間の伝送変動が等しい場合には試料
が液体であることが確認でき、固体検知部１３と液体検
知部Ｉ４との間の伝送変動が異なる場合には、親水性液
体中に固体が分散されていることが確認できる。これと
同様に試料が疎水性液体の場合、疎水性液体と親水性液
体との混合液体の場合、個の混合液体中に固体が分散さ
れている場合等を確認できるのは言うまでらない。
このような環境監視用ＯＴＤＲ装置を用いて洞道内等の
環境を監視するには、まず電気／光変換Ｚ：４８から光
信号を°出力し、方向性結合器９を介して各センサ部Ｓ
の光ファイバ１に入射させる。この光信号は光ファイバ
１を伝送されるが、センサ部Ｓに試料が付着した場合に
は、この地点で光信号の一部が伝送されなくなり、伝送
損失が生じる。
環境を監視するには、まず電気／光変換Ｚ：４８から光
信号を°出力し、方向性結合器９を介して各センサ部Ｓ
の光ファイバ１に入射させる。この光信号は光ファイバ
１を伝送されるが、センサ部Ｓに試料が付着した場合に
は、この地点で光信号の一部が伝送されなくなり、伝送
損失が生じる。
よってセンサ部Ｓの各検知部４から後方散乱光として伝
送される反射光を光／？ｌ！気変換ｍｌＯで電気信号に
変換し、増幅器１１で上記電気信号を増幅しつつ平均化
回路１２内で処理し、Ｃｎ ’ｒ ７で目視するか、コ
ンピュータ等によって５電算処理し、各検知部４の伝送
変動量を測定すれば、各センサ部Ｓ・・・に付着した試
料を定性的に検知することができる。
送される反射光を光／？ｌ！気変換ｍｌＯで電気信号に
変換し、増幅器１１で上記電気信号を増幅しつつ平均化
回路１２内で処理し、Ｃｎ ’ｒ ７で目視するか、コ
ンピュータ等によって５電算処理し、各検知部４の伝送
変動量を測定すれば、各センサ部Ｓ・・・に付着した試
料を定性的に検知することができる。
よってこの発明の環境監視用ＯＴＤＲ装置を洞道内等に
布設すれば、液漏れや砂塵の発生を迅速かつ正確に検知
することができるようになると共に、水漏れであるか油
の流出であるかの区別をして定性的に検知することがで
きるようになる。また従来の液体検知センサのように、
ダスト等の固体の付着によって液体検知が不可能になる
ことがなくなり、安定して環境監視を行うことが可能と
なる。
布設すれば、液漏れや砂塵の発生を迅速かつ正確に検知
することができるようになると共に、水漏れであるか油
の流出であるかの区別をして定性的に検知することがで
きるようになる。また従来の液体検知センサのように、
ダスト等の固体の付着によって液体検知が不可能になる
ことがなくなり、安定して環境監視を行うことが可能と
なる。
［実施例］
コア径５０μｍ１ クラッド径！２５μ山のグレーテッ
ドインデックス型の光ファイバを３本用意し、これらを
互いに接触しないように平行に並設し、それぞれの中間
部を幅３０μｍの空隙部が熟成されるように切断した。
ドインデックス型の光ファイバを３本用意し、これらを
互いに接触しないように平行に並設し、それぞれの中間
部を幅３０μｍの空隙部が熟成されるように切断した。
なおこのとき切断面とコアとのなす角度は１８°とした
。この３個の空隙部のうちの！つはそのまま固体検知部
とし、残りの２個の空隙部には孔径が０．５μｍのポリ
エステルフィルタからなる固液分離フィルタと、米国ボ
ア社製ゴアテックスからなる油水分離フィルタとをそれ
ぞれ被覆して、液体検知部と油検知部とした。
。この３個の空隙部のうちの！つはそのまま固体検知部
とし、残りの２個の空隙部には孔径が０．５μｍのポリ
エステルフィルタからなる固液分離フィルタと、米国ボ
ア社製ゴアテックスからなる油水分離フィルタとをそれ
ぞれ被覆して、液体検知部と油検知部とした。
このようにしてなるセンサ部を第１図に示したと全く同
様のＯ’Ｉ’ Ｉ） Ｒ装置に接続した。
様のＯ’Ｉ’ Ｉ） Ｒ装置に接続した。
電気／光変換器を出力して、光を出射さＵ゛で上記セン
サ部の伝送１■失を測定したところ０．５ｄｌｌｌ／ｌ
ｖであった。次にセンサ部に砂、水および油を滴下して
センサ部を構成する各検知部での伝送損失と伝送変動と
を測定した。この結果を第１表に併せて示した。
サ部の伝送１■失を測定したところ０．５ｄｌｌｌ／ｌ
ｖであった。次にセンサ部に砂、水および油を滴下して
センサ部を構成する各検知部での伝送損失と伝送変動と
を測定した。この結果を第１表に併せて示した。
ＤＩ？装置では、各検知部での伝送変動を測定すること
により検知部に付着した試料を定性的に検知可能なこと
が確認できた。
により検知部に付着した試料を定性的に検知可能なこと
が確認できた。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明の環境監視用Ｏ’ｒ Ｄ
ｎ装置は、２本の光ファイバ端面を互いに対向さＵ“
てなる空隙部内に試料を付着させて伝送変動を発生させ
、この伝送変動によって試料を検知する固体検知部と、
上記固体検知部に固体の侵入を防止し、液体の浸透を許
容する固液分離フィルタを取り付けてなる液体検知部と
、上記固体検知部に水の侵入を防止し、油の浸透を許容
する油水分離フィルタを取り付けてなる油検知部とから
なるセンサ部を長手方向に複数個設け、０ ’１” Ｄ
ｎにより分布測定を行うしのであるので、ダスト等の
異物が液体検知部および油検知部内へは侵入しないので
、長期間に亙って安定した測定を行うことができる。よ
って、詞道内等の環境監視システムとして好適である。
ｎ装置は、２本の光ファイバ端面を互いに対向さＵ“
てなる空隙部内に試料を付着させて伝送変動を発生させ
、この伝送変動によって試料を検知する固体検知部と、
上記固体検知部に固体の侵入を防止し、液体の浸透を許
容する固液分離フィルタを取り付けてなる液体検知部と
、上記固体検知部に水の侵入を防止し、油の浸透を許容
する油水分離フィルタを取り付けてなる油検知部とから
なるセンサ部を長手方向に複数個設け、０ ’１” Ｄ
ｎにより分布測定を行うしのであるので、ダスト等の
異物が液体検知部および油検知部内へは侵入しないので
、長期間に亙って安定した測定を行うことができる。よ
って、詞道内等の環境監視システムとして好適である。
またセンサ部を固体検知部と液体検知部と′Ａｔｌ検知
部とから構成したので、各検知部での伝送変動を測定す
れば、センサ部を設けた各地点での試料の存在有無のみ
ならず、試料の種類を定性的に検知することができるよ
うになり詞道内等の環境監視用として用いると、各地点
での液漏れやダスト発生等を検知可能となり非常に有用
である。
部とから構成したので、各検知部での伝送変動を測定す
れば、センサ部を設けた各地点での試料の存在有無のみ
ならず、試料の種類を定性的に検知することができるよ
うになり詞道内等の環境監視用として用いると、各地点
での液漏れやダスト発生等を検知可能となり非常に有用
である。
第１図はこの発明の環境監視用０１’ Ｄ ｎ装置の一
実施例の概略構成図、第２図は第１図に示した環境監視
用０ＴＤｒ？装置のセンサ部の要部拡大図、第３図は第
１図に示した環境監視用ＯＴ Ｄ Ｉｔ装置に用いられ
る固体検知部の要部拡大図、第４図は液体検知部および
Ｍ１検知部の要部拡大図、第５図は従来の液体検知セン
サの検知部の要部拡大図である。 １・・・光ファイバ、 ４・・・空隙部、Ｓ・・・セ
ンサ部、 １３・・・固体検知部、１４・・・液体検
知部、１５・・・油検知部、１６・・・固液分離フィル
タ、 １７・・・油水分離フィルタ。
実施例の概略構成図、第２図は第１図に示した環境監視
用０ＴＤｒ？装置のセンサ部の要部拡大図、第３図は第
１図に示した環境監視用ＯＴ Ｄ Ｉｔ装置に用いられ
る固体検知部の要部拡大図、第４図は液体検知部および
Ｍ１検知部の要部拡大図、第５図は従来の液体検知セン
サの検知部の要部拡大図である。 １・・・光ファイバ、 ４・・・空隙部、Ｓ・・・セ
ンサ部、 １３・・・固体検知部、１４・・・液体検
知部、１５・・・油検知部、１６・・・固液分離フィル
タ、 １７・・・油水分離フィルタ。
Claims (1)
- ２本の光ファイバ端面を互いに対向させてなる空隙部内
に試料を付着させて伝送変動を発生させ、この伝送変動
によって試料を検知する固体検知部と、上記固体検知部
に固体の侵入を防止し、液体の浸透を許容する固液分離
フィルタを取り付けてなる液体検知部と、上記固体検知
部に水の侵入を防止し、油の浸透を許容する油水分離フ
ィルタを取り付けてなる油検知部とからなるセンサ部を
長手方向に複数個設け、ＯＴＤＲにより分布測定を行う
ことを特徴とする環境監視用ＯＴＤＲ装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31707988A JPH02162243A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 環境監視用ｏｔｄｒ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31707988A JPH02162243A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 環境監視用ｏｔｄｒ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02162243A true JPH02162243A (ja) | 1990-06-21 |
Family
ID=18084192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31707988A Pending JPH02162243A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 環境監視用ｏｔｄｒ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02162243A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008051630A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 光学的分析装置 |
| EP3474462A1 (en) * | 2017-10-17 | 2019-04-24 | ADVA Optical Networking SE | Remote sensing system |
-
1988
- 1988-12-15 JP JP31707988A patent/JPH02162243A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008051630A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 光学的分析装置 |
| JP4686723B2 (ja) * | 2006-08-24 | 2011-05-25 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | 光学的分析装置 |
| EP3474462A1 (en) * | 2017-10-17 | 2019-04-24 | ADVA Optical Networking SE | Remote sensing system |
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