JPH0446178Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、光フアイバを利用し、主として油の
ように光フアイバ材料より誘電体損失の大きな液
体の検出に使用する液体検知センサに関する。

誘電体損失の大きな液体のほとんどすべては、
光フアイバ材料より屈折率が高い液体である。し
たがつて、以下、この明細書では、誘電体損失の
大きな液体を、単に「屈折率の高い液体」と称す
ることにする。

〈従来の技術〉 従来、光フアイバを利用した液体検知センサと
しては、第５図に示すように、光フアイバ１₀を
湾曲させるとともに、その湾曲個所で光フアイバ
１₀の一部を切削研磨して液体接触用の界面２₀を
形成したものがある。そして、光フアイバ１₀の
一端には、発光素子が取り付けられ、他端には受
光素子が取り付けられる。上記のように従来の液
体検知センサは光フアイバを湾曲形成するのが通
常であり、これは下記の理由による。

例えば、ガラスと油とが接している場合、ガラ
スの内部を進む光は、油との界面への入射角が大
きいと、全反射するのであつて、ガラスの内部光
を油の側に進ませるには、入射角を臨界角より小
さくする必要がある。そのため、光フアイバを湾
曲させて、湾曲個所での伝送モードを高次モード
に変換し、入射角を臨界角より小さくしているの
である。

すなわち、従来の液体検知センサでは、光フア
イバ１₀を湾曲させて、その湾曲個所に接触用の
界面２₀を形成することにより、第６図Ａ，Ｂに
示すように、光フアイバ１₀の内部光が界面２₀に
対して臨界角θ₀に近い角度θ₁，θ₂で入射するよう
にしており、このように、内部光を臨界角θ₀に近
い角度で界面２₀に入射させることで、界面２₀に
油Ｏが付着した場合に、該付着個所から内部光の
一部が外部に漏洩放射されるようにしている。液
体検知センサにおいて、光フアイバ１₀内部を直
進した光は、湾曲部分で高次モードに変換されて
伝播し、界面２₀に油等の液体が付着していない
と、内部光は、界面の内側で全反射し、ほとんど
外部に漏洩しないが、界面２₀に液体が付着する
と、該界面２₀からの光の漏洩量が増大し、この
光の漏洩量の変化で、液体の存在が検出される。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記従来の液体検知センサで
は、液体付着時の損失増加量は多いものの、初期
損失が大きい。たとえば、損失増加量が10dB程
度であると、初期損失は5dBと非常に大きい。

ことに、光フアイバ１₀の曲率半径が小さいこ
とからも曲げ損失が大きく、この点からも、初期
損失が増大している。しかも、光フアイバ１₀を
小さな曲率半径で湾曲するのは製造上困難である
とともに、長期的にみれば、折損などの不都合が
発生するもので、このように現状では実用上満足
な液体検知センサが得られていない。

本考案は、上記の事情に鑑みて行つたもので、
初期損失が小さくて屈折率が高い液体の検出に好
適で、光フアイバが安定固定され、しかも、製造
容易に得られる液体検知センサを提供することを
目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は、上記の目的を達成するために、光フ
アイバがほぼ直線状にして樹脂ブロツクの内部に
埋設され、この樹脂ブロツク一部が光フアイバの
コアの一部を含む状態で切除され、樹脂ブロツク
に液体接触用の凹面となる光フアイバのコア面が
露出する凹部が形成されて構成される液体検知セ
ンサを構成した。

〈作用〉 上記の構成によれば、液体が無く凹面に接触し
ない場合は、空気の屈折率は小さいので凹面での
光の漏洩は少なく、光は光フアイバの残るコア部
分を伝播し、受光部側で設定値以上の光量が受光
される。

液体が存在して凹面に接触する場合は、屈折率
の増大変化に伴つて凹面からの光の漏洩量が増大
し、光フアイバの残るコア部分を伝播する光量も
減少し、受光部側での受光量も低下する。

〈実施例〉 以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本考案の一実施例に係る液体検知セン
サの斜視図、第２図はその縦断面図である。

これらの図に示すように、この実施例の液体検
知センサは、光フアイバ心線１と、この光フアイ
バ心線１に注型されて形成されたエポキシ樹脂等
の樹脂ブロツク２とからなる。

光フアイバ心線１は、周知のように、中心側の
コア１ａと、このコア１ａより屈折率が低い外側
のクラツド１ｂとからなる光フアイバ１ｃを、樹
脂のような被覆材１ｄで被覆したものである。こ
の光フアイバ心線１は、その中途部で被覆材１ｄ
が除去されており、この中途部が直線状で樹脂ブ
ロツク２の内部に埋設されている。

そして、樹脂ブロツク２には、凹部３が切削研
磨により形成されている。上記の切削研磨は光フ
アイバ心線１の一部を一体に行うもので、凹部３
は、樹脂ブロツク２の外面のうち、光フアイバ心
線１の長手方向に沿う面から、樹脂ブロツク２内
の光フアイバ１ｃの露出部分に達するもので、そ
の底部では、樹脂ブロツク２とともに光フアイバ
１ｃが切削研磨されてコア１ａが露出して、この
コア１ａの露出面である凹面４に液体が接触する
ようになつている。

上記実施例では、凹部３の形状を直角に切れ込
んだ角形としたが、第３図に示すように、外広が
りの形状であつてもよいし、また、第４図に示す
ように、円弧状に切れ込んだ形状であつてもよ
い。両図において、第１図および第２図の実施例
の各部に対応する部分には、同一の符号を付して
詳細な説明は省略する。

なお、図示省略したが、光フアイバ心線１の一
端には発光ダイオードのような発光素子が取り付
けられ、他端にはフオトダイオードのような受光
素子が取り付けられる。

上記の構成において、光フアイバ心線１の内部
の光は、主として低次モードで伝送されることに
なり、コア１ａの露出面である凹面４に液体が付
着していない状態では、空気の屈折率が小さいの
で凹面４の光の漏洩は少なく、光は光フアイバ心
線１の残るコア１ａ部分を伝播し、受光部側で設
定値以上の光量が受光される。

これに対し、液体が存在して凹面４に接触する
場合は、屈折率の増大変化に伴つて凹面４からの
光の漏洩量が増大し、光フアイバ心線１の残るコ
ア１ａ部分を伝播する光量も減少し、受光部側で
の受光量も低下する。

このようにして、液体が付着した場合としない
場合とで光の損失量が変化し、この変化により液
体の有無が検出される。

上記のように、光フアイバ心線１自体が直線状
となつていて、曲げ損失が少ないので、初期損失
が少ない。なお、液体付着時の損失増加は少ない
ものの、検出可能な程度の損失増加が得られ、具
体的には、損失増加量が3dBである場合、初期損
失が1dBであつた。

なお、コア１ａの露出面を保護するために、コ
ア材料より屈折率が低い材料で膜厚が10μm以下
の保護膜を形成することが望ましい。また、前記
露出面に、検知しようとする液体のみを通過させ
る選択膜を設けてもよい。

〈考案の効果〉 以上のように、本考案によれば、光フアイバが
直線状に保持されていて曲げ損失が少ないから、
これにより屈折率が高い液体の検出に好適に行
え、このように初期損失が少ない構成により、受
発光素子のゲインマージンが一定である伝送系に
おいても、単一の光フアイバに多数の液体検知セ
ンサを直列に設けて、単一の光フアイバにより多
数の検出ポイントでの検出を行うことができる。

さらに、その構成上、光フアイバがほぼ直線状
にして樹脂ブロツクの内部に埋設され、この樹脂
ブロツク一部が光フアイバのコアの一部を含む状
態で切除された構成としているので、光フアイバ
が安定固定され、しかも、製造容易に得られると
いうきわめて実用性に優れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案に係り、第１図は
第１の実施例の斜視図、第２図はその縦断面図、
第３図および第４図はいずれも他の実施例の縦断
面図である。第５図および第６図は従来例に係
り、第５図はその縦断面図、第６図Ａ，Ｂはその
作用説明図である。 １……光フアイバ心線、１ａ……コア、２……
樹脂ブロツク、３……凹部、４……液体接触用凹
面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 光フアイバがほぼ直線状にして樹脂ブロツクの
   内部に埋設され、この樹脂ブロツク一部が光フア
   イバのコアの一部を含む状態で切除され、樹脂ブ
   ロツクに液体接触用の凹面となる光フアイバのコ
   ア面が露出する凹部が形成されて構成される液体
   検知センサ。