JPH03152446A - 分布型光ファイバガスセンサ - Google Patents
分布型光ファイバガスセンサInfo
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- JPH03152446A JPH03152446A JP29195689A JP29195689A JPH03152446A JP H03152446 A JPH03152446 A JP H03152446A JP 29195689 A JP29195689 A JP 29195689A JP 29195689 A JP29195689 A JP 29195689A JP H03152446 A JPH03152446 A JP H03152446A
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Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、水素、メタン、プロパンガスのような雰囲気
中の可燃性ガスを広範囲にわたって検知することができ
る分布型光フアイバガスセンサに関するものである。
中の可燃性ガスを広範囲にわたって検知することができ
る分布型光フアイバガスセンサに関するものである。
（従来の技術）
従来、光ファイバを用いて気体を検知する技術としては
、オブチックスレターズ（ＯＰＴＩＣ３ＬＥＴＴＥＲ３
）第１２巻第６号第４３７〜４３９頁（１９８７年）に
記載されたものがある。
、オブチックスレターズ（ＯＰＴＩＣ３ＬＥＴＴＥＲ３
）第１２巻第６号第４３７〜４３９頁（１９８７年）に
記載されたものがある。
これは、直径１．８μｍ１長さ１０ｍｍ程度の光ファイ
バをメタンガス雰囲気下に曝し、光ファイバのエパネッ
シェント波を利用して、光がメタンガスの有する特定波
長の吸収により減衰することを検知するものである。
バをメタンガス雰囲気下に曝し、光ファイバのエパネッ
シェント波を利用して、光がメタンガスの有する特定波
長の吸収により減衰することを検知するものである。
上述した従来技術では、局部的な雰囲気の気体濃度を検
知するだけであるので、より広範囲にわたって気体濃度
を分布的に検知するには、一般のガスセンサと同様に測
定範囲に複数個のセンサを設置しなければならない。こ
の場合、各センサからの信号線を直列的に配置すると、
検知位置の判別が困難である。遠隔からのガス検知位置
を検知しようとすると、各センサごとに信号線を設けな
ければならず、多くのセンサを用いねばならないののみ
ならず、配線も複雑となり、また、ファイバ自体も、１
．８μｍと極細径のものを使用するため、強度的な問題
も有している。
知するだけであるので、より広範囲にわたって気体濃度
を分布的に検知するには、一般のガスセンサと同様に測
定範囲に複数個のセンサを設置しなければならない。こ
の場合、各センサからの信号線を直列的に配置すると、
検知位置の判別が困難である。遠隔からのガス検知位置
を検知しようとすると、各センサごとに信号線を設けな
ければならず、多くのセンサを用いねばならないののみ
ならず、配線も複雑となり、また、ファイバ自体も、１
．８μｍと極細径のものを使用するため、強度的な問題
も有している。
したがって、従来の光ファイバを利用したガスセンサは
、広範囲における気体検知を行なうには適当でなかった
。
、広範囲における気体検知を行なうには適当でなかった
。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、１本
で広範囲にわたって分布的に気体を検知できる光ファイ
バを提供することを目的とする。
で広範囲にわたって分布的に気体を検知できる光ファイ
バを提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は、光フアイバガスセンサにおいて、被検知ガス
に対して酸化反応を促進させる触媒をコーティングした
光ファイバを検知素子とすることを特徴とするものであ
る。
に対して酸化反応を促進させる触媒をコーティングした
光ファイバを検知素子とすることを特徴とするものであ
る。
光ファイバの少なくとも光が伝搬する部分の一部に、金
属、または、希土類元素を含有させた光ファイバを用い
ることができる。
属、または、希土類元素を含有させた光ファイバを用い
ることができる。
被検知ガスの接触による温度変化を、ラマン散乱による
ストークス光、または、反ストークス光の後方散乱光強
度を検出することによって、検出するようにしてもよい
。
ストークス光、または、反ストークス光の後方散乱光強
度を検出することによって、検出するようにしてもよい
。
（作 用）
本発明は、水素、メタン、プロパンガスのような可燃性
ガスが、酸化反応を促進させる触媒近傍で発熱化学反応
が起こる現象を利用して、光ファイバにそのような触媒
をコーティングして、被検知ガスが光ファイバに接触す
ることによる、被検知ガス接触部分の部分的な温度変化
を光学特性の変化として検出するものである。
ガスが、酸化反応を促進させる触媒近傍で発熱化学反応
が起こる現象を利用して、光ファイバにそのような触媒
をコーティングして、被検知ガスが光ファイバに接触す
ることによる、被検知ガス接触部分の部分的な温度変化
を光学特性の変化として検出するものである。
（実施例）
第１図は、本発明の一実施例を説明するための概略図で
ある。図中、１は触媒をコーティングした検出用光ファ
イバ、２は触媒をコーティングしない比較用光ファイバ
、５は結合器、６はパルス光源、７は分光器、８は検出
器、９は演算回路、１０はＡ／Ｄ変換器、１１は表示器
である。光ファイバ１，２としては、１２５μｍのＧＩ
型光ファイバ（グレーテッドインデックス型光ファイバ
）の長さｌｋｍのものを用い、検出用光ファイバ１には
、白金触媒を３μｍ厚でコーティングした。
ある。図中、１は触媒をコーティングした検出用光ファ
イバ、２は触媒をコーティングしない比較用光ファイバ
、５は結合器、６はパルス光源、７は分光器、８は検出
器、９は演算回路、１０はＡ／Ｄ変換器、１１は表示器
である。光ファイバ１，２としては、１２５μｍのＧＩ
型光ファイバ（グレーテッドインデックス型光ファイバ
）の長さｌｋｍのものを用い、検出用光ファイバ１には
、白金触媒を３μｍ厚でコーティングした。
この実施例において、検出状況を調べるために、光ファ
イバと同じ長さのｌｋｍの鋼管３を用い、その中に上記
した２本の光ファイバを挿入して、鋼管３の中間の位置
にガス注入口４を設けて、５％モル濃度のメタンガスを
入れた後、ラマン散乱型後方散乱光測定器を用いて、温
度測定を行なった。測定は、パルス光源６より、光パル
スを結合器５を介して光ファイバ１，２に入射させ、反
射パルスを結合器５で取り出して、分光器７により所定
の波長成分を検出し、検出器８で電気信号に変換して、
演算回路９で演算し、変換器１０を介して表示器１１で
表示した。
イバと同じ長さのｌｋｍの鋼管３を用い、その中に上記
した２本の光ファイバを挿入して、鋼管３の中間の位置
にガス注入口４を設けて、５％モル濃度のメタンガスを
入れた後、ラマン散乱型後方散乱光測定器を用いて、温
度測定を行なった。測定は、パルス光源６より、光パル
スを結合器５を介して光ファイバ１，２に入射させ、反
射パルスを結合器５で取り出して、分光器７により所定
の波長成分を検出し、検出器８で電気信号に変換して、
演算回路９で演算し、変換器１０を介して表示器１１で
表示した。
第２図に白金触媒をコーティングした光ファイバの後方
散乱光の測定結果を、第３図に白金触媒をコーティング
していない光ファイバの後方散乱光の測定結果を示す。
散乱光の測定結果を、第３図に白金触媒をコーティング
していない光ファイバの後方散乱光の測定結果を示す。
単位長さ当りの損失は、後方散乱光強度のファイバ長微
分、すなわち、 ｄα／ｄＬ （ｄＢ／単位長）で表さ
れ、この値が温度と一対一に対応する。したがって、こ
のような後方散乱光特性を求めることにより、光ファイ
バの長手方向の温度分布を把握することができる。
分、すなわち、 ｄα／ｄＬ （ｄＢ／単位長）で表さ
れ、この値が温度と一対一に対応する。したがって、こ
のような後方散乱光特性を求めることにより、光ファイ
バの長手方向の温度分布を把握することができる。
第４図は、第２図、第３図の結果をファイバ長さＬで微
分し、温度と対応させたグラフである。このグラフより
、光フアイバ中央部５００ｍ付近で温度が上昇している
ことがわかり、メタンガスを入れた位置と一致した。
分し、温度と対応させたグラフである。このグラフより
、光フアイバ中央部５００ｍ付近で温度が上昇している
ことがわかり、メタンガスを入れた位置と一致した。
なお、実施例では触媒として白金を用いることを説明し
たが、パラジウム、ロジウム、酸化ニッケル、四三酸化
コバルト、三二酸クロム、（白金・酸化ニッケル）、（
白金・四三酸化コバルト）、（白金・三二酸クロム）、
（白金・酸化第二鉄）、（白金・パラジウム・酸化ニッ
ケル）、（白金・パラジウム・四三酸化コバルト）、（
白金・パラジウム・三二酸クロム）、（白金・パラジウ
ム・酸化第二鉄）、等が使用できる。また温度検知用の
光フアイバ内に、金属、例えば、銅、金、銀、ニッケル
、コバルト、クロム等、あるいは、希土類元素、特に、
ホルニウム、エルビウム、ネオジウム等を含有させるこ
とにより、光ファイバの吸収損失の温度依存性を大きく
することができる。
たが、パラジウム、ロジウム、酸化ニッケル、四三酸化
コバルト、三二酸クロム、（白金・酸化ニッケル）、（
白金・四三酸化コバルト）、（白金・三二酸クロム）、
（白金・酸化第二鉄）、（白金・パラジウム・酸化ニッ
ケル）、（白金・パラジウム・四三酸化コバルト）、（
白金・パラジウム・三二酸クロム）、（白金・パラジウ
ム・酸化第二鉄）、等が使用できる。また温度検知用の
光フアイバ内に、金属、例えば、銅、金、銀、ニッケル
、コバルト、クロム等、あるいは、希土類元素、特に、
ホルニウム、エルビウム、ネオジウム等を含有させるこ
とにより、光ファイバの吸収損失の温度依存性を大きく
することができる。
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光フ
アイバガスセンサを用いて、被検知ガスとの接触による
温度変化を、同光ファイバを用いた分布型として検出す
ることができるので、例えば、従来困難とされていた都
市ガス配管のガス漏れ位置の早期発見を遠隔操作にて検
出できるなど、広範囲にわたる被検出ガス検出ができる
効果がある。
アイバガスセンサを用いて、被検知ガスとの接触による
温度変化を、同光ファイバを用いた分布型として検出す
ることができるので、例えば、従来困難とされていた都
市ガス配管のガス漏れ位置の早期発見を遠隔操作にて検
出できるなど、広範囲にわたる被検出ガス検出ができる
効果がある。
第１図は、本発明の分布型光フアイバガスセンサの一実
施例を示した図で、第２図は、触媒コーティングした光
ファイバの後方散乱光の測定結果を示すグラフ、第３図
は触媒コーティングしていない光ファイバの後方散乱光
の測定結果を示すグラフ、第４図は第２図、第３図から
求めた光ファイバの温度分布を示すグラフである。 １・・・検出用光ファイバ、２・・・比較用光ファイバ
、５・・・結合器、６・・・パルス光源、７・・・分光
器、８・・・検出器、９・・・演算回路、１０・・・Ａ
／Ｄ変換器、１１・・・表示器。
施例を示した図で、第２図は、触媒コーティングした光
ファイバの後方散乱光の測定結果を示すグラフ、第３図
は触媒コーティングしていない光ファイバの後方散乱光
の測定結果を示すグラフ、第４図は第２図、第３図から
求めた光ファイバの温度分布を示すグラフである。 １・・・検出用光ファイバ、２・・・比較用光ファイバ
、５・・・結合器、６・・・パルス光源、７・・・分光
器、８・・・検出器、９・・・演算回路、１０・・・Ａ
／Ｄ変換器、１１・・・表示器。
Claims (1)
- 被検知ガスに対して酸化反応を促進させる触媒をコーテ
ィングした光ファイバを検知素子とすることを特徴とす
る分布型光ファイバガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29195689A JPH03152446A (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | 分布型光ファイバガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29195689A JPH03152446A (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | 分布型光ファイバガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03152446A true JPH03152446A (ja) | 1991-06-28 |
Family
ID=17775642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29195689A Pending JPH03152446A (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | 分布型光ファイバガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03152446A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003084069A (ja) * | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスハイドレート探査システム及び探査方法 |
| WO2008125686A1 (en) * | 2007-04-17 | 2008-10-23 | Faculte Polytechnique De Mons | Gas sensor |
| JP2018141386A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 三菱重工業株式会社 | 排ガス処理装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60209149A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-21 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 水素感知器 |
-
1989
- 1989-11-09 JP JP29195689A patent/JPH03152446A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60209149A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-21 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 水素感知器 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003084069A (ja) * | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスハイドレート探査システム及び探査方法 |
| JP4508494B2 (ja) * | 2001-09-14 | 2010-07-21 | 三菱重工業株式会社 | ガスハイドレート探査システム |
| WO2008125686A1 (en) * | 2007-04-17 | 2008-10-23 | Faculte Polytechnique De Mons | Gas sensor |
| JP2018141386A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 三菱重工業株式会社 | 排ガス処理装置 |
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