JPH03273138A - 光学式液質測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学式液質測定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の光学式液質測定装置は、ノ１−フミラーを内部に
設けた特殊なプリズムを用い、プリズムに入射する光と
プリズムから出射する光をそれぞれ別々の光ファイバで
導き、さらにプリズム内で、光の入射から出射に至る光
路にかいて、被測定液との接触面に訃ける反射が一回だ
け行われる構造を有していた。（例えば特願昭６２−０
７３２６３）第２図は従来の光学式液質測定装置の一例
を示すブロック図である。第２図（ωに示すように、光
源２１より発した光重は、光７アイバ２２−１を通って
、レンズ２３−１により平行光となり、プリズム２５に
入射し、プリズム２５内に設けられたハーフミラ−２４
により、一部のＩ／２　は、プリズムの外に導かれ、レ
ンズ２３−１により集光されて、光ファイバ２２−３を
通って第１の光検出器２７に受光され、別の一部のＩ／
２は、ハーフミラ−２４を透過して、さらに被測定液ｌ
Ｏとの接触面で、一部のＩ（１−Ｒ）／２は、被測定液
体ＩＯ内に透過し、一部のＩＲ／２は、反射してプリズ
ムの外に導かれ、レンズ２３−ｓにより集光されて、光
７アイバ２２−３を通って、第２の光検出器２８に受光
される。

そこで、光検出器２７は、光源からの光の光量に比例し
た信号Ｖ１６（ｏｅ　ｌ／２を出力し、光検出器２８は
、プリズム２５から出射される被測定液体１０の屈折率
の影響を受けた光の光量に比例する信号ｖｃｔＪ　Ｏｅ
　Ｒを出力し、比較器２７は信号出力Ｖｄｅｔ　トＶｒ
ｅｆ　ト＜Ｆ）　比Ｖ　＝　Ｖｒａｆ／Ｖｄｅｔ　ＩＫ
　Ｒを出力する。

第２図（ロ）は従来の液質測定装置のプリズム２５の光
の入出射部分の拡大図である。第２図（ｂ）に示すよつ
に、例えば、入力備の光ファイバ２２−１に位置ずれが
生じた場合に、出力側の光ファイバ２２−４では、被測
定液体１０との接触面からの反射光が受光できなくなる
。筐た、出力側の光コアイバ２２−Ｉに位置ずれが生じ
ても同様である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の光学式液質測定装置は、■　プリズムに
入射する光とプリズムから出射する光をそれぞれ別々の
光ファイバで導いているので、プリズムに光を入射する
光ファイバとプリズムから光を取り出す光ファイバとの
厳密な位置合せが重要であり、各々の光ファイバに位置
ずれが生じると、プリズム内で反射した光の取り出しが
不可能になるか、少くとも光量が減少し測定に支障をき
たす、■　プリズム内で光の入射から出射に至る光路に
訃いて、被測定液との接触面にかける反射は一回だけ行
われているので、被測定液の屈折率変化がプリズム内部
で反射する光の反射率変化に及ぼす影響が小さいため、
プリズムから出射する光の光量減少が小さく、感度が得
られない、■ハーフζクーを内部に設けた特殊なプリズ
ムを用いてかり、プリズムの作成に貼合せ加工等の複雑
な加工を要するため、プリズムの加工精度が得がたく、
さらにコストが高くなるという欠点を有している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光学式液質測定装置は、光源と、面の一部を鏡
面反射面となし前記光源から入射した光が被測定液との
接触面および＃鏡面反射面で反射して同一の光路で戻る
プリズムと、前記光源からの光および前記プリズムの鏡
面反射面で反射して前記プリズムの外に導かれた光をそ
れぞれ分岐するハーフミラ−と、前記ハーフミラ−で分
岐された前記光源からの光および前記プリズムの外に導
かれた光をそれぞれ異なる位置で検出して電気信号に変
換する第１）よび第２の光検出器と、前記両光検出器の
各検出信号出力の比に比例する信号出力を発生する比較
器とを備えて構成されている。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の光学式液質測定装置の一実施例を示・
すプロクク図である。第１図（ｓ）に示すように、光源
ｌより発した光Ｉは、光ファイバ２−８を通って、レン
ズ３−真により平行光となり、ハーフミラ−４により、
一部のｌ／２は、反射されて第１の光検出器７に受光さ
れ、且つ別の一部のｌ／２は、ハーフミラ−４を透過し
て、レンズ３−２によって集光されて、光ファイバ２１
を通って、レンズ３−１により平行光になつ、プリズム
５に入射し、被測定液体ｌＯとの接触面で、一部の工（
１−Ｒ）は、被測定液体ｌＯ内に透過し、一部のＩＲ／
２は、反射する。この反射率Ｒは、被測定液体ｌＯの屈
折率によって決筐る。

反射した光のＩＲ／２は、蒸着等により鏡面となしたプ
リズム５の鏡面反射面６に垂直入射し、反射されて、も
との光路を通って、再び被測定液体１０との接触面に達
し、一部のＩＲ（１−Ｒ）／２は、被測定液体ｌＯ内に
透過し、一部のＩＲ”／２は反射し、反射したＩＲ”／
２は、プリズム５に入射したときと同一の光路を通って
プリズム５の外に導かれ、レンズＬｍで集光され、光フ
ァイバ２−１を通ってレンズ３−冨で集光され、ハーフ
ζクー４で一部のＩＲ”／４が反射され、第２の光検出
器８で受光される。

光検出器７は、光源からの光の受光量に比例した信号Ｖ
ｒｅｆｏｅ　Ｉ／２を出力し、光検出器８は、プリズム
５から出射される被測定液体１０の屈折率の影響を受け
た光の光量に比例する信号Ｖｄｅｔ　ｏｅＩＲ”／２を
出力する。

そこで、比較器７は、信号出力Ｖｄａｔ　とＶｒｅｆの
比Ｖ＝　Ｖｄｅｔ　／　Ｖｒｅｆ　”　Ｒ”　を出力す
る。

比較器７の出力はｓ　ＶｄｅｔとＶｒｅｆ　　の比をと
っているので、光源ドリフトの影響のない出力が得られ
る。

被測定液との接触面にかける反射率Ｒは、被接触液の屈
折率ｎの関数である。従って、被測定液の液質に変化が
あれば、屈折ＩＫｎの変化を生じ、屈折率ｎの変化によ
り、反射率Ｒが変化し、第２の光検出器８の受光する光
量に変化を生じることにより、液質の測定が可能となる
。

従来の液質測定装置では、被測定液との接触面に訃ける
反射は一回であり、比較器の出力は、反射率１２に比例
したが、本実施例によれば、プリズム５内で同一光路を
通った光が、被測定液との接触面で２回反射するので、
比較器の出力は、反射率の２乗Ｒ１に比例するので、感
度が２倍に向上するといつ効果がある。

さらに、従来の液質測定装置では、内部にノ・−７ミラ
ーを設けた峙殊なプリズムを要したが、本実施例の一部
の面を鏡面反射面としたプリズムは、金属蒸着等により
容易に作成でき、プリズム作成の高精度化、コス）（＃
、［に効果がある。

第３図は本発明のプリズムの例を示すプリズム構造図で
ある。

第３図（ω、（ｂ）に示すように、本発明では、プリズ
ムの形状の工夫により、液体との接触面に２ける反射の
回数を多くすることができる。感度は、液体との接触面
にかける反射回数に比例して大きくなるので、反射回数
を大きくするほど感度が向上するという効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したよりに、本発明の光学式液質測定装置は、
プリズムの一部分を鏡面とし、プリズムに入射し、被測
定液との接触面で反射した光を鏡面で反射し、再び液体
との接触面で反射させ、入射時と同一の光路な通して光
をプリズムの外に導き、プリズムへの光の入射とプリズ
ムから出射される光の導光を同一の光ファイバで行つこ
とにより、感度の向上ならびに光ファイバの位置合わせ
の簡略化および充分なプリズムの加工精度が得られてコ
スト低減ができるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学式液質測定装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は従来の光学式液質測定装置の一例
を示すブロック図、第３図は本発明のプリズムの例を示
すプリズム構造図である。 １．２１・・・・・・光源、２，２２・・・・・・光フ
ァイバ、３．２３・・・・・・レンズ、４．２４・・・
・・・ハーフミラ−５，２５・・・・・・プリズム、６
・・・・・・鏡面反射面、７゜２７．８．２８・・・・
・・光検出器、９．２９・・・・・・比較器、ｌＯ・・
・・・・被測定液体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源と、面の一部を鏡面反射面となし前記光源から入射
   した光が被測定液との接触面および該鏡面反射面で反射
   して同一の光路で戻るプリズムと、前記光源からの光お
   よび前記プリズムの鏡面反射面で反射して前記プリズム
   の外に導かれた光をそれぞれ分岐するハーフミラーと、
   前記ハーフミラーで分岐された前記光源からの光および
   前記プリズムの外に導かれた光をそれぞれ異なる位置で
   検出して電気信号に変換する第１および第２の光検出器
   と、前記両光検出器の各検出信号出力の比に比例する信
   号出力を発生する比較器とを備えることを特徴とする光
   学式液質測定装置。