JPH08510829A - Probe for monitoring fluid media - Google Patents

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JPH08510829A
JPH08510829A JP6520192A JP52019294A JPH08510829A JP H08510829 A JPH08510829 A JP H08510829A JP 6520192 A JP6520192 A JP 6520192A JP 52019294 A JP52019294 A JP 52019294A JP H08510829 A JPH08510829 A JP H08510829A
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Abstract

(57)【要約】 少なくとも１つの電磁波リフレクタ（８）と少なくとも１つのファイバオプティクス（４、５）を用いて流動媒体を分析する、流動媒体監視用プローブ（６０）。プローブは、開口（６８）を有する基部（２）と、この基部の開口を覆い、電磁波を伝送する窓部（１）と、前記窓部から隔てて設けられ、前記電磁波の少なくとも１部を窓部の方向に反射させる電磁波リフレクタとを含む。プローブは、反射された電磁波を、窓部の後方に置かれた１つ以上のファイバオプティクスによって流動媒体に集め、この電磁波をコンピュータに接続された分光計に伝送する。コンピュータは、オンラインベースで、リアルタイムに前記流動媒体を分析する。ピエゾ抵抗体及び温度検出体が、前記窓部上に設けられる。この窓部は、薄い耐熱性材料もしくは半導体材料から成る圧力コレクタ（集圧）ダイアフラムとしても機能する。ピエゾ抵抗体はダイアフラムの支持されない部分上に設けられており、ダイアフラムの少なくとも１部を電磁波が透過する。 (57) [Summary] A fluid medium monitoring probe (60) for analyzing a fluid medium using at least one electromagnetic wave reflector (8) and at least one fiber optics (4,5). The probe is provided with a base (2) having an opening (68), a window (1) that covers the opening of the base and transmits electromagnetic waves, and is separated from the window, and at least a part of the electromagnetic waves is a window. And an electromagnetic wave reflector that reflects in the direction of the section. The probe collects the reflected electromagnetic waves in a flowing medium by means of one or more fiber optics placed behind the window and transmits the electromagnetic waves to a spectrometer connected to a computer. The computer analyzes the fluid medium in real time on an online basis. A piezoresistor and a temperature detector are provided on the window. The window also functions as a pressure collector diaphragm that is made of a thin heat resistant material or a semiconductor material. The piezoresistor is provided on the unsupported portion of the diaphragm, and electromagnetic waves are transmitted through at least a part of the diaphragm.

Description

【発明の詳細な説明】 流動媒体をモニタするプローブ 発明の背景 発明の分野 本発明は、流動媒体をモニタするためのプローブに関し、特に、少なくとも１ つの電磁波リフレクタと、少なくとも１つのファイバオプティクとを用いて流動 媒体を解析する、流動媒体をモニタするためのプローブに関する。 関連技術の説明 オンラインかつリアルタイムでの流動媒体のモニタリングが求められる事例が 各産業界にある。例えば、ポリマ業界においては、溶解したポリマの温度、圧力 および組成をモニタすることができれば非常に望ましい。化学処理プラントや原 油精錬および蒸留プラントを含む業界においては、スモッグや公害を検出し、流 動媒体の圧力、温度および組成を医療面からオンラインでモニタすることが必須 である。特に、溶解したポリマの組成をモニタするためには、溶解したポリマを 構成する元素、化合物および／あるいは混合物の量的および質的な解析を行う。 しかし、既存のプローブではこのような条件下で係るモニタリングを行うことは できない。ポリマ業界では、せいぜい、Ｓａｈａｇｅｎの米国特許第４，９９４ ，７８１号、および第５，０８８，３２９号に開示されているピエゾ抵抗圧力変 換器を使用して、溶解されたポリマの高圧力や高温度をモニタすることができる 程度である。 係るピエゾ抵抗圧力変換器には、１つ以上の圧電抵抗体を有する圧力コレクタ ダイアフラム（a pressure force collector diaphragm）が使用されている。圧 電抵抗体を有する圧力コレクタダイアフラムは一般的に圧力セル基部に設置され ており、この圧力セル基部によって圧力コレクタダイアフラムの片側が低圧ある いは真空状態に保たれる。外部にある流動媒体は加圧された状態で圧力コレクタ ダイアフラムのもう一方の側と接触している。圧電抵抗体には電圧が印加されて おり、圧力の変化に応じて圧力コレクタダイアフラムが屈曲すると、圧電抵抗体 の抵抗が変化して圧電抵抗体を流れる電流が変化する。 しかし、高温高圧下では、ポリマやその他流動媒体の組成をオンラインベース でモニタすることができないことは明かである。したがって、高温高圧下では、 溶解されたポリマの組成をリアルタイムベースで知ることはできない。溶解され たポリマの圧力や温度は、それぞれ１５，０００ｐｓｉおよび華氏８００度にま で達することがある。事実、ポリマ溶解工程において、温度および圧力はそれぞ れ華氏１，５００度以上、５０，０００ｐｓｉまでに達することも考えられる。 さらには、溶解されたポリマは、腐食性および磨耗性を有するスラリー粘性流体 である場合もあり、これらのスラリー粘性流体は従来のスチール合金やステンレ ススチールを容易に磨耗および腐食させる。これはポリマをモニタする際に更に 障害となる。 この結果、ポリマ業界では、ポリマ溶解工程をオフラインでのサンプリングに よって制御している。溶解されたポリマの組成分析は、一般的に、溶解工程中の ポリマからサンプルを一定間隔で抽出して実験室において行われる。係る分析の 後に、その溶解されたポリマが生産に適するか否かを判断する。このように実験 室で分析を行うためには４時間もかかるので、オフラインでのサンプリングを行 っていると、意図する目的には使用できない物質が派生してしまう。大規模ポリ マ溶解工程を持つプラントでは、１時間あたり＄１００，０００相当のポリマが 過剰に生産されることになる。このように、高温高圧の溶解されたポリマを効率 よくオンラインでモニタすることにより、１プラントにおける月間ベースのポリ マが生産される分量の物質を無駄にしなくてすむために、大幅な費用の節約がで きる。このように、溶解されたポリマの圧力や温度だけでなく、その組成までも オンラインベースでリアルタイムにモニタできるプローブが非常に望まれる。し たがってポリマ業界では、溶解されたポリマの高圧、高温、組成およびその他の 物理的な特性をモニタすることができる耐久性と信頼性とがあるプローブが非常 に必要とされている。 さらに医学界においても、体内の血液、癌および異常細胞の増殖などを大がか りな外科手術の必要なくモニタするために、係るプローブが必要とされている。 たとえば、癌の進行状況や増殖率を検出するために手術を行わなくてはならない 場合がある。癌にある種の電磁波を当てると、それは散乱波あるいはルミネセン ス波を放射するので、これらの波を検出して解析することが可能である。こうし た波の特性を調べれば、その癌の濃度、増殖率およびその他の重要な特性が分か る。このような現象を利用して癌をモニタすることができるプローブが非常に望 まれる。 体内の臓器に発生した癌を治療する技術の一つとして、患者の体に放射線を当 てる方法がある。しかし、癌を根絶させるためには、癌に侵された器官はもとよ り、それらを取り巻く組織にも多量の放射線を当てなくてはならない。これは、 放射線は、患部周辺の組織や体液、それに恐らくは他の器官までも浸透してしま うからである。このため放射線を投与された患者に悪影響を及ぼす。そのために 投与量が大幅に制限され、治療の効果も同様に大幅に制限される。 発明の詳細な説明 本発明は、腐食性物質および磨耗性物質、あるいはその他様々の極端な環境下 にある流動媒体の圧力、温度および組成を、同時あるいは別々に検出する際に使 用する適切なプローブを提供する。 本発明は更に、開口を有する基部と、前記基部の開口を覆い電磁波を伝送する ことができる窓と、前記窓から隔てて設けられて前記電磁波の少なくとも一部を 窓の方向に反射させるように配置された電磁リフレクタとを有する、流動媒体を モニタするためのプローブを提供する。 他の実施例において、本発明は、電磁波を流動媒体内に伝播させ、前記流動媒 体から反射あるいは分散された電磁波を収集する手段を提供する。係る流動媒体 は、高温および高圧、あるいはそのいずれかにおいて、腐食性あるいは磨耗性が 極めて強い場合がある。 他の実施例において、本発明は、電磁波を流動媒体内に放射する手段を提供す る。この時、電磁波は流動媒体を通過した後に、流動媒体の通路上に設置された 電磁リフレクタによって分散あるいは反射されて戻って来る。他の実施例におい て、本発明は、流動媒体に面する窓の後部に設置されたファイバオプティクによ って、分散あるいは反射された電磁波を収集し、コンピュータに操作可能に接続 された分光計にこの電磁波を伝送すると、前記コンピュータはオンラインベース でリアルタイムに流動媒体の組成を分析する。 他の実施例において、本発明は、同時あるいは別々に、流動媒体の組成を分析 し、その圧力および温度をモニタする手段を提供する。圧力および温度検出体が 圧力コレクタダイアフラム（force collector diaphragm）の領域に設けられて いる。圧力コレクタダイアフラムは、たとえば、結晶質あるいは非晶質の薄い耐 熱部材、半導体部材から成っている。圧力および温度検出体は、圧力コレクタダ イアフラムの一部が開放されて電磁波を伝送および収集できるように、圧力コレ クタダイアフラムに設けられている。 他の実施例において、本発明は、ある種の電磁波を通過させ、それによって赤 外線スペクトラム、近赤外線スペクトラムおよび中赤外線スペクトラム（medium infrared）等の波長帯を通過させて瀘波することができる窓を提供する。 他の実施例において、本発明は、電磁波を流動媒体に伝送する手段を有するプ ローブを提供する。この時、伝送された電磁波は前記手段と対向して設置される リフレクタによって前記手段の方向に反射されて戻ってくる。この電磁波は前記 手段の後方に設置されるファイバオプティクにより収集される。係る手段によっ て、前記プローブは、極めて腐食あるいは磨耗し易く高温高圧状態にある流動媒 体に適している。さらに、前記リフレクタの表面は流動媒体に対して非吸着性で あり、リフレクタとしての完全さと反射性とを維持している。 本発明は更に、高圧高温の流動媒体を外界から隔離する窓として作用し、更に 反射あるいは分散された電磁波をより効率的に収集するためのレンズとしても作 用する圧力コレクタダイアフラムを提供する。 本発明は更に、流動媒体中の既知の元素、化合物、化合添加材（compound add itive）およびこれらの混合物を個別あるいは集合的にモニタおよび測定する手 段を提供する。これは、濃度を識別して測定するために、狭い帯域幅の電磁波を 伝送あるいは収集する複数の個別の電磁波窓へアクセスして行う。 本発明は更に、ファイバオプティクが加圧された状態で窓に対して保持されて おり、これによって、ファイバオプティクや組立体全体の熱変化による熱膨張お よび収縮の差異を補完する手段を提供する。 本発明は更に、高濃度照射量の電磁放射（electromagnetic radiation）を局 部 に伝送するため手段を提供する。その際に、この放射を効果的にし、局部におい て癌細胞の破壊と、根絶と、治療とを促す方法で行う。本発明は更に、放射の投 与と結果のモニタリングとを同時に行い、より大量の放射をより頻繁な間隔で投 与することができる手段を提供する。 本発明は、人体の細胞に働きかけてこれに放射した後にルミネセンス波や反射 または散乱された波を収集して、放射をオンラインベースでリアルタイムにモニ タすることができる手段を提供することによって、人体の細胞をモニタして根絶 することができる組み合わせプローブ（combination probe）を提供する。 本発明はさらに、従来のファイバオプティクが提供するよりも広い波長範囲の 電磁波を伝送および収集することが可能な改良されたファイバオプティクを提供 する。 図面の簡単な説明 前述した、本発明の目的、特徴および利点について、添付の図面を参照しなが ら次に詳述する。 図１は、本発明に係るプローブの実施例の断面図である。 図１Ａは、図１に示すプローブをＡ−Ａの線に沿って見た図である。 図１Ｂは、図１に示すプローブを流動媒体側からＢ−Ｂの線に沿って見た端部 断面図である。 図２Ａは、電磁波リフレクタの実施例の断面図である。 図２Ｂは、電磁波を通過させる物質が埋め込み式リフレクタの表面を流動媒体 から保護している電磁波リフレクタの断面図である。 図３は、ホイートストンブリッジ内の接触パッド（contact pad）と、接続ア ームと、圧電抵抗体と、ダイアフラムのキャビティ側に設けられた温度検出体と の構成を示す図である。 図４は、吸収度曲線を示す図である。 図５は、ホイートストンブリッジ内の接触パッドと、接続アームと、圧電抵抗 体の構成と、ダイアフラムのキャビティ側に設けられた温度検出体との構成とを 示す図である。 図６は、元素、化合物あるいは／または混合物を同時あるいは個別に解析する ことができるプローブの電磁窓の実施例の断面図である。 図６Ａは、図６に示すプローブを流動媒体側からＡ−Ａの線に沿って見た端部 断面図である。 図６Ｂは、一対のファイバオプティクと温度検出体の他の実施例について、図 ６に示す部分Ｂを流動媒体側から見た近接図である。 図７は、プローブ内部のファイバオプティクの位置を示す図である。 図７Ａは、図７に示す部分Ａの近接図である。ダイアフラムと接触しているフ ァイバオプティクと、ダイアフラムに力を加えるプローブの細条（threads）と 、その力を減少する隔離スロット（isolation slot）とを示す。 図８は、プローブの全体的な組み立てと、流動媒体スロットの位置とを示す図 である。 図９は、流動媒体中のプローブと、分離スロットと、電磁波リフレクタとを示 す図である。 図１０は、ダイアフラムに残留した力を減少するための二本の分離スロットを 有する実施例を示す図である。 図１１は、医療に適用するために皮下注射針に似た収容部に少なくとも１つの ファイバオプティクが収容されているプローブの実施例を示す図である。 図１１Ａは、図１１に示す皮下注射用針の部分Ａを詳細に示した図である。 図１１Ｂは、皮下注射針端部とは反対側のファイバオプティクチューブの端部 が窓によって封じられて真空室あるいはガス室を形成している、図１１に示す部 分Ｂを詳細に示す。 図１２は、広範な電磁波長範囲の伝送を可能にするファイバオプティクチュー ブの構成を示す図である。 実施例 本発明を実行するためのベストモードを次に説明する。この説明は、本発明の 本質を説明する目的でなされるものであり、本発明を限定するものではない。本 発明の範囲は添付の請求項を参照して決定される。添付の図面において、類似符 号は類似部位を示す。 図１は、本発明に係るプローブ６０の実施例の断面図である。プローブ６０は 電磁波を伝送することができる窓１を有する。プローブが圧力モニタ機能を備え ている場合、前記窓１は圧力コレクタダイアフラムとして機能する。この圧力コ レクタダイアフラムは、Ｓａｈａｇｅｎの米国特許第４，９９４，７８１号およ び第５，０８８，３２９号に開示されている。これらの特許を参照することによ り、その内容を本明細書に含む。簡潔にするために、前記窓を圧力コレクタダイ アフラム１と称する。ダイアフラム１は結晶質あるいは非晶質の耐熱物質、半導 体物質、合金あるいは金属で形成することができる。 図１Ｂに示すように、ダイアフラム１は六角形であるが、円型、四角形、三角 形あるいはその他の製造が容易な任意の形状であってもよい。ダイアフラム１は 、偏向可能な薄い単結晶あるいは多結晶のサファイアであって、約０．００７６ ２ｃｍから約０．１７７８ｃｍ（０．００３インチから０．０７０インチ）の厚 さを有してもよい。例えば、直径約０．８１２８ｃｍ（０．３２０インチ）で厚 さ約０．０３３０２ｃｍから約０．１２７ｃｍ（０．０１３インチから０．０５ ０インチ）の単結晶サファイアを使用してもよい。使用されるサファイアはチョ クラルスキー法によって、Ｃ軸に沿って１０１１の配向で成長されることが好ま しい。従来の方法を用いてエピタキシャル単結晶ピエゾ抵抗層をダイアフラム１ 上で成長することもできる。 ダイアフラム１に使用できる物質は他に、ダイアモンド、石英および各種セラ ミック化合物がある。これらのセラミック化合物としては、アルミナとして知ら れるＡｌ2Ｏ3；ベリリアとして知られるＢｅＯ、酸化ベリリウム；窒化ケイ素； 炭化ケイ素化合物；金緑石として知られるＢｅＯおよびＡｌ2Ｏ3、ベリリアおよ びアルミナ；尖晶石として知られるＭｇＯとＡｌ2Ｏ3との化合物；ジルコニアア ルミナとして知られる酸化ジルコニアおよび酸化アルミニウムの混合系；紅柱石 あるいはケイ線石として知られるＳｉＯ2とアルミナ混合物；窒化ケイ素と酸化 アルミニウムの化合物；あるいは、約１×１０-3度／華氏から１×１０-7度／華 氏の温度膨張係数と、高電気絶縁特性と、０．０２０から０．７００ｃａｌ／ｃ ｍ2／ｃｍ／秒／℃の最適化された熱伝導性とを有する、セラミック処理に適し た任意の金属酸化化合物あるいは化合物がある。 図１に示すように、ダイアフラム１は、結晶質あるいは非晶質の酸化金属、半 導体物質、金属、金属合金あるいはこれらの混合物で形成された圧力セル基部２ に結合層２１によって結合される。圧力セル基部２の温度膨張係数は結合層２１ およびダイアフラム１の温度膨張係数と近似していなくてはならない。これは、 華氏１，５００度以上の高温下、および５０、０００ｐｓｉ以上の圧力下におい ても使用可能にするためである。圧力セル基部２は、穴３を通る電気コネクタ（ 図示せず）を電気的に絶縁することが望ましい。 アルミナは圧力セル基部２に適した材質であるが、次に挙げる特性を有する物 質であれば、アルミナ以外の物質でもよい。つまり、温度反応時間を最小限にす るために熱伝導度が良いこと；誘電定数が高いこと；非多孔質であること；ガラ スセラミックに対して粘着特性およびろう付けシーリング（brazing sealing） が良好であること；および、ポリマ業界、プラスティック業界および食品業界等 にありがちな腐食性環境および磨耗性化合物に対する耐腐食性および耐磨耗性を 有すること。 圧力セル基部２を形成するための物質としては他に、ダイヤモンド、石英およ び各種セラミックがある。これらのセラミックとしては、ベリリアとして知られ るＢｅＯ、酸化ベリリウム；窒化ケイ素；炭化ケイ素化合物；金緑石として知ら れるＢｅＯおよびＡｌ2Ｏ3、ベリリアおよびアルミナ；尖晶石として知られるＭ ｇＯとＡｌ2Ｏ3との化合物；ジルコニアアルミナとして知られる酸化ジルコニア および酸化アルミニウムの混合系；紅柱石あるいはケイ線石として知られるＳｉ Ｏ2とアルミナの混合物；窒化ケイ素と酸化アルミニウムの化合物；あるいは、 約１×１０-3度／華氏から１×１０-7度／華氏の温度膨張係数と、高電気絶縁特 性と、０．０２０から０．７００ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／秒／℃の最適化された 熱伝導性とを有する、セラミック処理に適した任意の金属酸化化合物あるいは化 合物がある。ダイアフラム１および圧力セル基部２の膨張温度係数がほぼ一致す る場合に好ましい結果が得られる。 結合層２１は、１，５００度以上／華氏で使用可能なセラミックガラスである ことが好ましい。結合層２１は１×１０-3度／華氏から１×１０-7度／華氏の範 囲で膨張温度係数を有することができる。失透ガラスとしても知られるセラミッ クガラスを結合層２１に使用することができる。シルクスクリーニングやドクタ ーブレーディング（doctor blading）等の従来からの技術によって、ビトリファ イドガラスあるいは失透ガラスをダイアフラム１および圧力セル基部２の適切な 場所に使用することができる。失透ガラス化合物の中には、コーニンググラス社 （Corning Glass）やその他の供給者から入手できるものがある。例えば、コー ニンググラス番号７５７８は入手可能である。 ダイアフラム１と圧力セル基部２にセラミックガラスを供給して乾燥させると 、通常、摂氏３５０度から９００度の温度でセラミックガラスはダイアフラム１ と圧力セル基部２とを接合して封じる。使用するセラミックグラスによってこの 時の温度が異なる。摂氏３５０度から９００度の温度範囲において、セラミック ガラスは核生成段階および転移段階を経て固体物質になる。この固体物質は、ガ ラスとは異なり、温度が上昇してもプラスティックにはならず、１，２００度摂 氏以下の温度では溶解しない。結合層２１に使用する物質を適切に選択すること で、異なる膨張温度係数が得られ、ダイアフラム１と圧力セル基部２との膨張温 度係数を一致させることができる。ダイアフラム１、圧力セル基部２および結合 層２１のそれぞれの膨張温度係数を一致させれば、プローブ６０の作業中に加熱 と冷却とを繰り返すことで生じる微少な亀裂が減少あるいはなくなる。 図１Ｂに示すように、圧力セル基部２は筒状の形状をしているが、六角形、四 角形、三角形あるいはその他の製造が容易な任意の形状にしてもよい。図１に示 すように、圧力セル基部２は上方面６２と、下方面６４と、上方面６２から下方 面６４に伸びる穴６８とを有する。キャビティ６６が上方面６２に沿って設けら れている。 ファイバオプティク４および５は内部ライナ６に設けられ、内部ライナ６は穴 ６８に設けられる。内部ライナ６はＫＯＶＡＲであることが好ましい。ファイバ オプティク４および５は共に内部ライナ６に固定されている。この固定には、ポ リアミドあるいは、プローブ６０の作業温度に耐えられる耐高熱素材が使用され る。このようにして組み立てられた組立体によって、通常ならばもろいファイバ オプティク４および５の端部に対する取扱い、収容、形成および研磨を容易にす る。さらに、この組立体をファイバオプティク４および５を穴６８に挿入して、 必要であれば温度変化を補完することができる。これについては次で説明する。 ダイアフラム１、圧力セル基部２およびファイバオプティク４および５は、外 部スリーブ９内に収容されている。外部スリーブ９はＫＯＶＡＲで形成されるこ とが好ましく、圧力セル基部２の外側に固定される。例えば、銀銅ろう付け（SI LVER COPPER BRAZING）によって外部スリーブ９を圧力セル基部２にしっかり固 定することができる。この外部スリーブ９は、もろい圧力セル基部２の強度を増 し、密閉する。必要であれば、外部スリーブ９に更に収容部や組立体を装着する ことができる。 図１では、外部スリーブ９がダイアフラム１を越えて伸び、電磁リフレクタ８ の一部も包み込んでいる。電磁リフレクタ８は、距離Ｒを隔ててファイバオプテ ィク４および５と対向している。ファイバオプティク４および５の端部が焦点上 、あるいはその近傍に置かれた場合に好ましい結果が得られる。 ベールの法則およびランバートの法則により、吸収の強度と、濃度およびサン プル厚の変化との関係が説明される。この法則を適用して電磁リフレクタ８から 収集ファイバオプティク端部への適切な通路の長さを算出することができる。ベ ールの法則によれば、流動媒体の濃度と、その吸収度と、通路の長さとは、所定 の透過率の定数と等しい。Ａ．Ｄ．Ｃｒｏｓｓ、「Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｉｎｆ ｒａ−Ｒｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」３６（１９６４）に、ベールの法則 とランバートの法則とが、詳細に説明されている。 １実施例において、ファイバオプティク４は電磁波を流動媒体に放射する。電 磁リフレクタ８はその電磁波の一部を収集ファイバオプティク５に向けて反射す る。電磁リフレクタ８が凹状の球型をしている時に、好ましい結果が得られる。 電磁リフレクタ８が凹型であり通路の長さが適当である場合に、電磁波は収集フ ァイバオプティク５の端部あるいはこの近傍で収束する。電磁リフレクタ８の形 状は、凹型、放射型、平面型、円錐型、あるいは凸型であっても良く、電磁波を 収集ファイバオプティク５に反射する任意の形状であっても良い。 図１Ａは、図１に示したプローブ６０をＡ−Ａ線の方向から見た図である。ス リーブ９は、２つのスロット１０を含む。各スロットは互いに向き合い、ダイア フラム１とリフレクタ８との間に形成されている。このような構成により、チャ ンバ７を通過した流体をモニタし分析することができる（図１）。 電磁波源（図示せず）からファイバオブティクス４の１端部に電磁波が送られ る。この電磁波はファイバオプティクス４の他端部に送られ、ここから放射され てダイアフラム１を通過する。ダイアフラム１から放射された電磁波はチャンバ ７内の流動媒体に入り込み、リフレクタ８に衝突する。リフレクタに衝突した電 磁波は反射してダイアフラム１に戻り、集光用ファイバオプティクス５に入る。 集められた電磁波はファイバオプティクス５を通過して伝送され、外部に送られ 、そこで分光計もしくはその他の分析テスト装置によって分析される。 流動媒体（例えば気体もしくは液体）は、異なる電磁波長の電磁波を特異的に 吸収する。さまざまな波長で収集された電磁波は、分光計によって分析すること ができる。すなわち、分光計は電磁波の吸収度曲線を生成することができる。こ の吸収度曲線は、図４に示されるようなグラフの山と谷を有する電磁波の吸収度 及び反射率曲線である。流動媒体中の元素、混合物、化合物により、異なる特性 、すなわちある特異的な波長において山と谷を表す透過率／吸収度曲線が生成さ れる。曲線のピーク（山）の位置は、流動媒体中の元素、化合物、もしくは混合 物の種類を表し、ピークの大きさがその密度を表す。 図１Ｂは、図１に示したプローブ６０を断面Ｂ−Ｂで切断した端部断面図であ る。同図においては、ファイバオプティクス４及び５、ダイアフラム１、基部２ 及び小穴３の相対位置が示されている。この穴３により、以下に説明するピエゾ （圧電）抵抗体及び温度検出体に対してアクセスすることができる。 図２Ａは電磁リフレクタ８の実施形態を示す図である。有効でかつ望ましい電 磁吸収度及び反射率のパターンを作り出すためには、ダイアフラム（図１）はス ペクトルのある電磁波長が透過しなければならない。すなわち、このような波長 においては、ダイアフラム１は吸収度曲線にあまり影響を及ぼしてはならない。 同様に、リフレクタ表面７０は吸収に対して高い反射力を有し、十分な電磁波が 集められ、分光計による分析ができるようにしなければならない。 また、ファイバオプティクス４及び５（図１）は、ほぼすべての電磁波を伝送 できなければならない。さもないと、検出される電磁波の量が不正確になってし まうからである。近赤外から中赤外（medium-infrared）の範囲において、より 詳細には０．９ミクロンから４ミクロンの電磁波を分析する１つの構成において は、ファイバオプティクス４及び５は直径が約２００オングストロームから１０ ００オングストロームの範囲で、サファイアもしくはその他の適当な材料で構成 される。 例示される実施形態においては、リフレクタ８はステンレス鋼で作られ、凹状 の球型リフレクタ表面７０を有する。表面７０は、約５０オングストロームから ５００００オングストロームの間の任意の厚さを有するアルミニウム、金、もし くは銀により被覆されている。当然のことながら、要求に応じて、この被覆層を 上記の範囲以外の厚さを有する別の反射材料で形成することもできる。なお、本 実施形態によって、９０％以上の全体的な透過（伝送）効率を得ることができる 。 ポリマーの溶解工程においては、侵食材料及び腐食材料が用いられる。このた め、表面７０はこれらの材料に晒されないよう保護する必要がある。このような 保護を表面７０に施さない場合、ポリマーの腐食性や磨耗性のために、または劣 化したポリマーが表面に吸着することにより、表面７０も腐食してしまう。 ある種の耐熱材、半導体、及びその他の適当な硬い組成物（hard compounds） によって、反射表面７０の保護皮膜を形成することができる。１実施形態におい ては、ダイアモンドにより保護皮膜が形成される。また、プラズマ強化化学蒸着 法（ＰＥＣＶＤ）などの従来からの成長技術によって、結晶質もしくは非晶質ダ イアモンド、もしくはダイアモンド様の物質から成る層を反射表面７０の表面に 蒸着することもできる。 ダイアモンドの非常に硬い材質及び耐腐食性によって、優れた保護皮膜を形成 することができる。さらに、ダイアモンドは広い波長範囲にわたる電磁波を透過 することができる。その他、サファイア、炭化珪素、窒化炭素、窒化チタン、及 びその他の化合物によっても適当な保護被膜を形成することができる。この保護 被膜層の厚さが約０．０１ミクロンから５ミクロンの場合に、好ましい結果を得 ることができる。もちろん、必要に応じて、この被膜層の厚さを上述の範囲より 大きくしてもよい。 ダイアモンド層もしくはダイアモンド様の物質から成る層、またはサファイア の層は、その層の表面を電磁波リフレクタとして機能させるために他の元素また は化合物と混合させても、耐腐食性や耐磨耗性あるいはその他の望ましい特性を 維持することができる。 例えば、本発明において用いることのできる他の添加剤もしくは合金は以下の 通りである： １．サファイア、ダイアモンドもしくはダイアモンド様の材料に、銀、金、ア ルムニウム、ロジウムを個々にもしくは組み合わせて用いる。 ２．窒化炭素 ３．結晶質もしくは非晶質の金属酸化物、半導体もしくは半導体様の合金（in termetallics）、ダイアモンドもしくはダイアモンド様の材料におけるその他の 適当な添加剤。電磁反射表面が形成されると同時にその他の望ましい特性が維持 される。 その他の実施の形態では、リフレクタ表面７０には複数の材料が用いられ、析 出層を構成している。たとえば、ダイアモンドあるいはそれ様の材料からなる層 を、図２Ａに示すリフレクタ８の凹面上の第一層として形成することができる。 次に、アルミナ、銀、クロム、金、ロジウム、窒化チタンなどからなる電磁的反 射層を第一層の上に形成することができ、さらにその上にダイアモンド層を形成 することができる。 ある実施の形態では、最初にダイアモンド層を厚さが０．１から１ミクロンと なるようにステンレス鋼３０４でできたリフレクタ８の凹曲７０の上に形成する 。次に、厚さ約５００から６０，０００オングストロームの反射層を、最初のダ イアモンド層の上に形成する。最後に第二のダイアモンド層を厚さが０．１から １ミクロンとなるように反射層の上に形成する。この実施の形態では、次のよう な効果が期待される。 １．使用可能温度が摂氏８００度まで上昇する。 ２．波長が０．１５から１１０ミクロンの範囲の電磁波を透過する。 ３．効率が７０％以上である。 他の適当な材料、たとえば、結晶性あるいは非晶質の金属酸化物、半導体ある いは合金材料で、電磁波が透過する波長帯を持ち、層間接着と耐腐食性に優れた ものを選んだ場合でも、良好な結果を得ることができる。 図２Ｂは、リフレクタ表面１４を保護するように設計された反射体７２を示し ている。この反射体７２は、耐熱性の金属酸化物、半導体あるいはそれらの組み 合わせからできている本体を含み、それらの材料はダイアフラム１あるいは基部 ２に使用されるものと同様のものが使用される。これらの材料は、特定範囲の波 長の電磁波に対し透過で、流動媒体による磨耗やその粘着に対し抵抗性を有する 。 本体７４は、円柱状をしているが、その他の形状も取りうる。本体７４は、そ の非露出側（後側）に電磁波リフレクタ１４を有する。そのリフレクタは、銀、 金、ロジウムなどの電磁波を反射する材料から構成されうる。リフレクタ１４は 、本体７４とプレート１５の間に置かれる。プレート１５は、金属あるいは本体 ７４と同じ材料でできている。本体の前面（後面の反対側）は、流動媒体に面し ている。プレート１５の端部は、本体７４の端部よりも伸びており、リフレクタ 組立体７２はスリーブ９に固定されている（図１）。 プローブ６０が作動している間、発射される電磁波は本体７４を通して伝わり 、リフレクタ１４に突き当たる。そこで電磁波はダイアフラム１（図１）に向か って後方に反射し、集光用のファイバオプティクス５に入る。 図３は、プローブ６０を端部から見た図である。プローブ６０は、力を検出す るためのダイアフラム１、電磁波に対して透明な窓部１３、圧電抵抗体１２およ び温度検出体１１から構成されている。圧電抵抗体１２および温度検出体１１は 、ダイアフラム１の上にエピタキシャル蒸着法、化学蒸着法、スパッタリング法 あるいはその他の通常使われる方法により形成する。 温度検出体１１および圧電抵抗体１２は、単結晶あるいは多結晶のサファイア でできたグイアフラムの上に、エピタキシャル成長法あるいは他の方法によって 形成するのが望ましい。圧電抵抗体１２は、キャビティ６６（図１）に面したダ イアフラム１の第一の主面８０（図１）の中の支持されていない部分で、しかも その支持体の近傍に成長させる。圧電抵抗体１２が、サファイアでできたダイア フラム１と一体の結晶構造を取るようにする。そうでない場合には、圧電抵抗体 １２はダイアフラム１上の支持されていない部分のどこにでも配置することがで きる。 圧電抵抗体１２は厚さ５００から６０，０００オングストロームで形成し、望 ましくは厚さ５００から７，０００オングストロームで形成するのがよい。一つ の圧電抵抗性材料としては、５×１０17から２×１０21原子／ｃｍ3の濃度の範 囲でホウ素原子をドーピングしたシリコンがあげられる。他の実施の形態では、 厚さ８０００から１０，０００オングストロームのシリコンをダイアフラム１の 上に形成し、Ｐ型のドーピング物質であるホウ素などを１×１０17から５×１０21 原子／ｃｍ3の濃度の範囲でドーピングすることが可能である。さらにシリコ ンを圧電抵抗性材料として使用する場合には、シリコンにホウ素原子を９×１０17 から５×１０21原子／ｃｍ3の濃度の範囲でドーピングすることができ、この とき３×１０18から２×１０19原子／ｃｍ3の濃度でのドーピングがさらに望ま しい。 ドーピングは標準的な半導体内拡散法あるいはイオン注入法によって行うこと ができる。特定のホウ素濃度を目標とする場合、拡散温度は摂氏１０００から１ ２００度の範囲とすることができる。これにより、好ましい小さな温度抵抗係数 と比較的大きなゲージファクタを持つ圧電抵抗体が得られる。 その他の圧電抵抗材料としては、さまざまな珪素化合物、ニクロムおよびさま ざまなサーメット材料があげられる。形成した圧電抵抗体に、（標準的な光リソ グラフィーの方法であるマスキングおよびエッチングにより）圧電抵抗体を接続 する薄い導電性のトレースを有するホイートストーンブリッジを構築し、サファ イアでできたダイアフラム上のパッドと接触させる。 感圧センサの圧電抵抗体に応用可能であると実証されたその他の合金あるいは 元素で、シリコンのような大きなゲージファクタは示さないものの、温度抵抗係 数が制御可能なものを以下に示す。 １．純プラチナ ２．約８％タングステン／残りがプラチナである化合物あるいはその他の割合で タングステンを含むもの ３．プラチナ珪化物としてよりよく知られているシリコン／プラチナ化合物 ４．２０から８０％、あるいはその他の割合でクロムを含むニッケル／クロム合 金 ５．コンスタンタン合金としてよりよく知られているニッケル／銅合金 ６．酸素をドーピングした炭化シリコン ７．タンタル／アルミニウム酸化物サーメット ８．アルミニウム／アルミニウム酸化物サーメット ９．金／アルミニウム酸化物サーメット １０．プラチナ／アルミニウム酸化物サーメット、および １１．上記の材料のその他の組み合わせ、あるいは結晶化あるいは非晶質金属酸 化物あるいは半導体上で圧電抵抗性を示すその他の材料 その他の適当な圧電抵抗性でかつ温度感受性の材料と、ダイアフラム上にそれ らの物質を形成する方法については、Sahagenに与えられた米国特許第4,994,781 号および第5,088,329号に記述されている。これらの特許を参考文献として添付 する。 図３に示す接続アーム７６、接触パッド７８、圧電抵抗体１２および温度検出 体１１は同一の材料で作ることができる。Sahagenに与えられた米国特許第4,994 ,781号および第5,088,329号に、アーム、パッド、圧電抵抗体および温度検出体 のために使用されるさまざまな材料について記述されている。これらの特許を参 考文献として添付する。さまざまな材料をダイアフラアム１の上に配置すること ができ、たとえばサファイアを配置すれば、およそ０．１５から１０００ミクロ ンの範囲の波長の電磁波に対し透明なバンドパスフィルタとして機能させること もできる。 圧電抵抗体１２は、ダイアフラアム１の第一の主面８０（図１）の上でホイー トストーンブリッジを形成し、キャビティ６６の方向に向くようにする。流動媒 体は、ダイアフラアム１の第二の主面８２に圧力を及ぼし、それによりダイアフ ラアム１はキャビティ６６の方向に撓む。ホイートストーンブリッジにかかる電 圧を一定に保っていた場合、ダイアフラム１が撓むと電気的信号あるいは電流の 変化が起きる。 図３に示すように、電気的信号は抵抗性の接続アーム７６を通り、接触パッド ７８に伝わる。接触パッド７８はリード線（図示せず）に溶接され、そのリード 線は小穴３の中を通っている（図１）。このリード線を伝わって信号は外に取り 出される。温度検出体１１は、ダイアフラム１上の支持体がある部分に取り付け られている。そこはダイアフラム１にかかる圧力により、基本的に撓みがおきな い場所である。ほとんどの部分に対しては、温度変化が起こると電気信号の比率 が変化する。それも前に述べたリード線を介して解析のために取り出される。そ うでない場合には、温度検出体１１はダイアフラム１の第一の主面８０（図１） のどの部分にも取り付けることが可能である。 図３に示す実施の形態では、電磁波透過窓１３がダイアフラム１の中心に設置 されている。その代わりとして、電磁波透過窓１３をダイアフラム１の他の部分 か、あるいは少なくとも１本のファイバオプティクスを格納できる小穴３（図１ ）の向かい側に設置することもできる。 たとえば、電磁波源（図示せず）が少なくとも１本の直径５００オングストロ ームのサファイアファイバオプティクスを通し、次にサファイアのダイアフラム １を通して電磁波を伝播させる。その電磁波は流動媒体中に伝わり、反射体７２ で反射される。この反射体は、図２Ｂに示すように銀のコーティングがリフレク タ表面１４に施してある。反射した電磁波は、直径５００オングストロームのサ ファイアファイバオプティクスで集光される。このシステムは、以下の性能を持 つと考えられる。 １．電磁波の波長帯域は、０．１５ミクロンから５ミクロンである。 ２．圧力測定は、５０，０００ｐｓｉまで可能である。 ３．温度測定は、摂氏１２００度まで可能である。 ４．耐腐食性、耐磨耗性に優れる。 ５．その他の利点については、以下に述べる。 図５に、ファイバオプティクスを取り付けていない力測定用ダイアフラム１を 示す。これは圧力と温度のみを測定したい場合である。圧電抵抗体１２でホイー トストーンブリッジを形成し、図示したようにダイアフラム１の第一の主面８０ （図１）の支持されていない部分にあるキャビティの内側に設置する。その代わ りとして、圧電抵抗体１２をダイアフラム１の第一の主面８０（図１）のどの場 所に設置してもよい。温度検出体１９および２０でホイートストーンブリッジを 形成し、図示したようにダイアフラム１の第一の主面８０（図１）の支持された 領域に設置する。その代わりとして、温度検出体１９および２０をダイアフラム １の第一の主面８０（図１）のどの場所に設置してもよい。 温度検出体１９および２０を第一の主面８０のどの場所に置いてもよいが、基 本的にダイアフラム１の撓みが生じない場所に設置するのが望ましい。この配置 では、温度検出体１９および２０はダイアフラム１に作用する圧力に対し反応し ないと考えられる。この位置取りにおいても、残留応力がプローブ６０にある温 度検出体の精度に悪影響を及ぼす可能性がある。 図３に示す温度検出体１１の配置では、シリコンの１１０結晶軸に対して４５ 度の角度で設置することにより、残留応力を低減あるいは除去することができる 。 図５に示すそれに代わる配置では、温度検出体１９および２０に残っている圧 力に対する感度を最小にするため、ダイアフラム１の支持されていない領域上に おいて、１００結晶面内の１１０結晶軸に沿い、直列にかつ互いに直角になるよ うにそれらを設置する。温度検出体１９および２０は、微小な残留応力に対し独 立して感度を有する。その応力の大きさは事実上等しく、かつ逆向きである。そ れらは互いに打ち消し合い、その結果残留応力に対し反応しなくなる。 図６は、電磁窓の構成を示した図である。複数の小穴３が、基部２の上部面か ら下部面に延びている。１実施形態においては、各小穴３は、少なくとも１対の ファイバオプティクス３１及び３２を保持する。この１対のファイバオプティク ス３１及び３２によって、電磁波による流動媒体のモニタ及び分析を行うことが できる（例えばサファイアからなる）。ダイアフラム１は、すでに説明したよう に、基部２に接着されている。このダイアフラム１は、小穴３を密閉するための 複数の電磁波窓を提供し、基部２の上部面がシールされる。対になったファイバ オプティクス３１及び３２の１端部は、ダイアフラム１に密接している。ダイア フラム１の第２主面８２に接触する流動媒体に入射した電磁波は、リフレクタ８ によって反射させられ、集光ファイバオプティクス３２によって前述のように集 められ、分析及びその他の目的のために用いられる。 図６に示される実施形態では、流体中の特定の元素、化合物、または混合物に 対してそれぞれの電磁波周波帯（wave band）を提供し、それによって流体の組 成と密度のいずれかもしくは両者を決定することのできる手段が提供される。本 実施形態は、例えば自動車産業で用いられる、コスト効率の良い小型排気ガス（ 汚染）検出器として、特別な適用ができる。もちろん、元素、化合物、もしく は混合物の量的な及び質的な分析が求められる場合であれば、本実施例は上記以 外にもさまざまな形で適用できる。 図６及び図６Ｂに示されるように、バンドパスフィルタ１０２を、基部２の各 小穴３の内側において、ファイバオプティクス３１、３２の端部とダイアフラム １との間、またはそれ以外の適当な場所に設けた場合にも、同様の効果を得るこ とができる。例えば、電磁波源とモニタされる流体との間の任意の位置にバンド パスフィルタ（単数または複数）１０２を設置することができる。このようなバ ンドパスフィルタは、選択された帯域幅における吸収／透過曲線の識別を助ける 機能を有する。 図６Ａは、図６のプローブを線Ａ−Ａで切断し、流動媒体側から見た端部図で ある。図６Ａには、小穴に対向し、小穴と１直線上に設けられた別の電磁窓が示 される。この窓において、電磁波源ファイバオプティクスと集光ファイバオプテ ィクスを用いることにより、流動媒体の温度が測定される。 図６Ｂに示される本発明の別の実施例においては、反射されあるいは拡散され た電磁波が集められ、ダイアフラム１の第１主面８０上に設けられた温度検出体 １０４に集束される。電磁波、特に赤外線範囲の電磁波は、温度検出体１０４に 入射すると、自由電子をさらに解放する。自由電子は入射波の強度に比例して抵 抗を変化させ、入射波は流体の組成など、流体の特定の特性を検出したり、もし くは流体の特定の元素、化合物、混合物の少なくとも１つを同定する。本実施例 は、例えば排気ガス検出器などとして、自動車産業において幅広く適用される。 さらに、流動媒体の正確な組成分析を行うための比較的安価なプローブを必要と する他の業界においても、同様に適用される。 図７には、ファイバオプティクス３３の端部とダイアフラム１（図７Ａ）との 密接な接触を維持する技術（アプローチ）が示される。図７もしくは図７Ａに示 されるように、ファイバオプティクス３３の端部８４はダイアフラム１の第１主 面８０に密接に接触している。ファイバオプティクス３３の反対側の端部８６は コネクタ３８に取り付けられている。このファイバオプティクス３３は緩みを有 し、弾性がある。この弾性により、ファイバオプティクス３３はプローブ６０内 に圧縮された状態で保持されている。そして、プローブ６０全体が熱膨張すると 、 弾性ファイバオプティクス３３は拡張されたプローブ６０の長さにまで伸ばされ 、これによりファイバオプティクス３３とダイアフラム１との密接な接触が維持 される。さらに、プローブ６０の熱収縮によって、ファイバオプティクス３３が 圧縮される。拡張と収縮のいずれの場合にも、ファイバオプティクス３３はダイ アフラム１との密接な接触を維持される。このようなアプローチにより、温度の 変化またはダイアフラム１の撓みのために、ファイバオプティクス３３の端部８ ４からダイアフラム１が離れてしまうのを防ぐことができる。このような効果は 次の理由により重要なものである。すなわち、ファイバオプティクス３３の端部 ８４とダイアフラム１が密接な接触しているかまたは一定距離離されていない限 り、信頼できる分析を得ることができないからである。 図８には、本発明によるプローブ６０のパッケージ全体が示される。プローブ ６０は、流体用スロット１０、外部スリーブ９、中空リング３４、本体３６、上 部ハウジング３７、コネクタ３８、及びケーブル３９を含む。 図９に示す実施形態においては、プローブ６０は、信頼できるデータの獲得を 妨げるいかなる応力からもダイアフラム１を隔離するものである。図９に示され るプローブ６０は、スロット１０を有して流体チャンバ７を決定するスリーブ９ に取り付けられたリフレクタ８、密封チップ３５、及び隔離スロット５６を含む 。密閉チップ３５はプローブ６０を流動媒体から密閉する。本体３６には細条が 形成され、チップ３５がハウジング１００の凹部に接触すると長さ方向の圧力を 働かせる。チップ３５に作用しプローブ６０を流動媒体から密閉するこの長さ方 向の圧縮力は、ダイアフラム１に対して残留応力を与える。この場合に、隔離ス ロット５６によって、ダイアフラム１に伝わるこのような応力が低減もしくは除 去される。 図１０はプローブ６０の別の実施形態を示した図であり、プローブ６０は２つ の隔離スロットを有する。隔離スロット４０と４１との組み合わせより、ダイア フラムに送られる残留応力がさらに低減される。必要に応じてさらに隔離スロッ ト（図示せず）を追加し、残留応力をさらに低減することもできる。 図１１は、さらに別の実施形態による小型プローブ６０を示す。本実施形態に おけるプローブは医学的な仕様を有し、スリーブに収容された少なくとも１つの ファイバオプティクスを備え、皮下注射針を形成する。図１１Ａに示されるよう に、１実施形態においては、プローブ６０はライナー６に収容されたファイバオ プティクス４及び５を含む。ライナー６はスリーブ２０４に収容されている。ス リーブ２０４の１側面とリフレクタ８により、生体内（インヴィヴォ）で適用さ れる皮下注射針を形成する。スリーブ２０４はまた、プローブ６０を強化する役 割も有する。リフレクタ８の他方側はスロット１０の１壁面を決定するとともに 、リフレクタの凹面７０を含んでいる。リフレクタ凹面７０は、放射された電磁 波をファイバオプティクス４から流体チャンバ７に反射する。ファイバオプティ クス５は反射した電磁波を集束し、これを分析のために外部に送る。医療用プロ ーブ６０は、患者の心身に有害でない限り、図１に示したプローブ６０と同様の 材料及び構成で製造することができる。プローブ６０は、血液、バイオリアクタ ー、異常な細胞成長などのリアルタイムでのオンラインモニタリングに利用する ことができる。 図１１Ｂは、図１１のＢ部分の拡大図であり、ファイバオプティクスチューブ ２００の接続を示している。チューブ２００は、コネクタ３８を通じてプローブ ６０から出て、窓部２０６によって密閉されて真空もしくは気体を満たしたチャ ンバを形成している。 図１２には、広範囲にわたる波長の電磁波を伝送することができるファイバオ プティクスチューブ２００が示される。ファイバオプティクスチューブ２００の 製造には、結晶性あるいは非晶質の耐熱材、金属酸化物、半導体材料、合金、テ フロンあるいはナイロンなどのプラスチック、またはその他の適当な材料を用い ることができる。チューブ２００の内径が約５００ミクロンで外径が約６００ミ クロンの場合に好ましい結果を得ることができる。チューブ２００の端部は、外 部に対して開放してもよいし、あるいは窓部２０２で密閉してもよい。窓部２０ ２はいろいろな形状にすることができる。たとえば、図１２に示される窓部２０ ２は、窓部の端部を切断してできる円錐形であり、この端部は窓部がチューブ２ ００に取り付けた際にファイバオプティクスの軸に垂直な面に対して約２０度の 角度を形成する。このような修正により、１対のファイバオプティクス構成また はマルチファイバオプティクス構成における集光効果が高まり、受光する円錐部 および対応するろう付け領域（grazing field）が増加する。窓部２０２がチュ ーブ２００を両端部において密封した場合、チューブ２００には不活性ガスが満 たされるか、好ましくは、真空状態に設置することができる。別の実施形態では 、チューブ２００の端部は開放した状態にして、チューブ２００がダイアフラム １と窓部２０６によって密閉された真空状態でチャンバを形成することができる 。 チューブの壁部は、サファイア、クォーツ、ガラス、プラスチック、または電 磁波を反射し、１．００以上の屈折率を有するその他の任意の材料で形成するこ とができる。チューブ２００は、ガンマ波（線）、Ｘ線、赤外線、紫外線、及び その他の放射線からの実質的に全波長範囲をカバーする電磁波を伝送することが できる。真空状態で用いられる実施例においては、窓部２０２に用いられる材料 が広い波長伝送範囲を制限する唯一の要因となる。 チューブ２００は、伝送される帯域幅を制限する従来からのファイバ材料では 不可能とされていた広範囲にわたる伝送波長範囲の電磁波を伝送することができ る。例えば、従来からのファイバオプティクス４及び５は、電磁波を放射及び収 集して人体内のガン細胞をモニタするのに使用することができるが、Ｘ線の伝送 には適さない。一方、広い伝送範囲を有するチューブ２００は、Ｘ線またはその 他の適当な電磁波を伝送してガン細胞を根絶するために用いることができる。図 １２に示されたチューブ２００は、Ｘ線、ガンマ線、もしくは望ましくない細胞 を根絶することのできるその他の適当な放射線の伝送に特に適している。 図１２に示した実施例では次のようなさらなる効果を得ることができる。すな わち、中空の（くぼんだ）金属チューブとは異なり、本発明による長いファイバ オプティクスの曲線はファイバオプティクスの伝送効果を大きく制限することは ない。 チューブには、内壁が研磨されて、金、銀、プラチナ、ロジウム、アルミニウ ム、ニッケル、または７０％以上の反射効率を有するその他の適当な材料によっ てめっきされた金属チューブを用いることができる。しかしながら、屈折率の非 互換性のためにかなりの伝送効果が失われる。これは、チューブにおけるわずか な曲線でさえも、電磁波伝送を実質的に停止させてしまうからである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe for monitoring a flow medium, and more particularly to at least one electromagnetic wave reflector and at least one fiber optic. The present invention relates to a probe for monitoring a fluid medium, which is used to analyze the fluid medium. Description of Related Technology There are cases in each industry where online and real-time monitoring of fluid media is required. For example, in the polymer industry it would be highly desirable to be able to monitor the temperature, pressure and composition of melted polymers. In industries including chemical processing plants and crude oil refining and distillation plants, it is essential to detect smog and pollution and to monitor the pressure, temperature and composition of fluid media online from a medical point of view. In particular, in order to monitor the composition of the dissolved polymer, quantitative and qualitative analysis of elements, compounds and / or mixtures constituting the dissolved polymer is performed. However, existing probes cannot perform such monitoring under such conditions. At best, the polymer industry uses the piezoresistive pressure transducers disclosed in Sahagen, U.S. Pat. Nos. 4,994,781 and 5,088,329, to achieve high pressures and high pressures in the melted polymer. It is only possible to monitor the temperature. Such piezoresistive pressure transducers use a pressure force collector diaphragm with one or more piezoresistors. A pressure collector diaphragm with a piezoresistor is typically located at the base of the pressure cell, which keeps one side of the pressure collector diaphragm in a low pressure or vacuum state. The external fluid medium is in pressure contact with the other side of the pressure collector diaphragm. A voltage is applied to the piezoresistor, and when the pressure collector diaphragm bends in response to a change in pressure, the resistance of the piezoresistor changes and the current flowing through the piezoresistor changes. However, it is clear that under high temperature and pressure, the composition of polymers and other fluid media cannot be monitored on an online basis. Therefore, it is not possible to know the composition of the dissolved polymer on a real-time basis under high temperature and high pressure. The pressure and temperature of the melted polymer can reach up to 15,000 psi and 800 degrees Fahrenheit, respectively. In fact, in the polymer melting process, the temperature and pressure can reach temperatures above 1500 degrees Fahrenheit and up to 50,000 psi, respectively. Furthermore, the melted polymer may be a slurry viscous fluid that is corrosive and abrasive, and these slurry viscous fluids easily wear and corrode conventional steel alloys and stainless steels. This is a further obstacle when monitoring polymers. As a result, the polymer industry controls the polymer dissolution process by off-line sampling. Compositional analysis of the dissolved polymer is generally performed in the laboratory by extracting samples from the polymer during the dissolution process at regular intervals. After such an analysis, it is determined whether the dissolved polymer is suitable for production. Since it takes as long as 4 hours to perform the analysis in the laboratory in this way, if sampling is performed offline, substances that cannot be used for the intended purpose will be derived. A plant with a large scale polymer dissolution process would overproduce $ 100,000 worth of polymer per hour. Efficient online monitoring of high temperature and high pressure melted polymer thus provides a significant cost savings by not wasting the amount of material the monthly base polymer is produced in one plant. . Thus, it is highly desirable to have a probe that can monitor not only the pressure and temperature of the melted polymer but also its composition in real time on an online basis. Therefore, there is a great need in the polymer industry for durable and reliable probes capable of monitoring the high pressure, high temperature, composition and other physical properties of melted polymers. Further, in the medical community, such a probe is required to monitor blood, cancer, abnormal cell growth, etc. in the body without the need for major surgery. For example, surgery may have to be performed to detect cancer progression and growth rate. When certain kinds of electromagnetic waves are applied to cancer, they emit scattered waves or luminescence waves, and these waves can be detected and analyzed. Examining the characteristics of these waves reveals the cancer's concentration, growth rate, and other important characteristics. A probe that can monitor cancer by utilizing such a phenomenon is highly desired. As one of the techniques for treating cancer that has occurred in organs in the body, there is a method of irradiating the body of a patient with radiation. However, in order to eradicate cancer, a large amount of radiation must be applied not only to the organs affected by the cancer but also to the tissues surrounding them. This is because radiation penetrates the tissues and fluids around the affected area, and possibly other organs as well. As a result, the radiation-treated patient is adversely affected. As a result, the dose is severely limited and the therapeutic effect is also substantially limited. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a suitable probe for use in simultaneous or separate detection of pressure, temperature and composition of corrosive and abradable materials, or fluid media in various other extreme environments. I will provide a. The present invention further includes a base having an opening, a window that covers the opening of the base and can transmit electromagnetic waves, and a window that is provided apart from the window to reflect at least a part of the electromagnetic waves in the direction of the window. A probe for monitoring a flowing medium having an electromagnetic reflector disposed therein. In another embodiment, the invention provides means for propagating electromagnetic waves into a flowing medium and collecting reflected or dispersed electromagnetic waves from the flowing medium. The fluidized medium may be extremely corrosive or abrasive at high temperature and / or high pressure. In another embodiment, the invention provides a means for emitting electromagnetic waves into a flowing medium. At this time, after passing through the fluid medium, the electromagnetic wave is dispersed or reflected by the electromagnetic reflector installed on the passage of the fluid medium and returns. In another embodiment, the present invention collects the scattered or reflected electromagnetic waves by means of a fiber optic installed behind the window facing the flowing medium, and transmits the electromagnetic waves to a spectrometer operably connected to a computer. , The computer analyzes the composition of the fluid medium in real time on an online basis. In another embodiment, the invention provides a means to analyze the composition of a fluid medium and monitor its pressure and temperature, either simultaneously or separately. Pressure and temperature detectors are provided in the area of the force collector diaphragm. The pressure collector diaphragm is made of, for example, a crystalline or amorphous thin heat resistant member or a semiconductor member. The pressure and temperature detector is provided on the pressure collector diaphragm so that a part of the pressure collector diaphragm can be opened to transmit and collect electromagnetic waves. In another embodiment, the present invention provides a window capable of passing certain types of electromagnetic waves and thereby passing through wavelength bands such as the infrared spectrum, the near infrared spectrum and the medium infrared spectrum to filter. provide. In another embodiment, the present invention provides a probe having means for transmitting electromagnetic waves into a flowing medium. At this time, the transmitted electromagnetic wave is reflected and returned in the direction of the means by a reflector installed facing the means. This electromagnetic wave is collected by a fiber optic installed behind the means. By such means, the probe is suitable for a flowing medium that is extremely corroded or worn out and is in a high temperature and high pressure state. Further, the surface of the reflector is non-adsorptive to the fluid medium, and maintains the perfectness and reflectivity of the reflector. The present invention further provides a pressure collector diaphragm that acts as a window to isolate the high pressure and temperature flowing medium from the outside world, and also as a lens to more efficiently collect the reflected or scattered electromagnetic waves. The invention further provides means for individually or collectively monitoring and measuring known elements, compounds, compound additives and mixtures thereof in a fluid medium. This is done by accessing a plurality of individual electromagnetic wave windows that transmit or collect narrow bandwidth electromagnetic waves to identify and measure concentrations. The present invention further provides a means by which the fiber optic is held against the window under pressure, thereby compensating for differential thermal expansion and contraction due to thermal changes in the fiber optic and the entire assembly. To do. The present invention further provides means for locally delivering high doses of electromagnetic radiation. In doing so, this radiation is made effective and locally stimulated by the destruction, eradication and treatment of cancer cells. The invention further provides a means by which the administration of radiation and the monitoring of the results can be performed simultaneously, so that larger amounts of radiation can be administered at more frequent intervals. The present invention provides a means by which luminescence waves and reflected or scattered waves can be collected after acting on and radiating cells of the human body to monitor the radiation in real time on an online basis. It provides a combination probe that can monitor and eradicate the cells of the. The present invention further provides an improved fiber optic capable of transmitting and collecting electromagnetic waves in a wider wavelength range than conventional fiber optics provide. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above-mentioned objects, features and advantages of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a probe according to the present invention. FIG. 1A is a view of the probe shown in FIG. 1 taken along the line AA. FIG. 1B is an end cross-sectional view of the probe shown in FIG. 1 seen from the fluid medium side along the line BB. FIG. 2A is a sectional view of an embodiment of the electromagnetic wave reflector. FIG. 2B is a cross-sectional view of an electromagnetic wave reflector in which a substance that allows electromagnetic waves to pass through protects the surface of the embedded reflector from the flowing medium. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a contact pad in the Wheatstone bridge, a connection arm, a piezoresistor, and a temperature detector provided on the cavity side of the diaphragm. FIG. 4 is a diagram showing an absorption curve. FIG. 5 is a diagram showing a contact pad in the Wheatstone bridge, a connection arm, a configuration of a piezoresistor, and a configuration of a temperature detecting body provided on the cavity side of the diaphragm. FIG. 6 is a cross-sectional view of an embodiment of an electromagnetic window of a probe that can analyze elements, compounds or / and mixtures simultaneously or individually. FIG. 6A is an end cross-sectional view of the probe shown in FIG. 6 as seen along the line AA from the fluid medium side. FIG. 6B is a close-up view of another embodiment of the pair of fiber optics and the temperature detector when the portion B shown in FIG. 6 is viewed from the fluid medium side. FIG. 7 is a diagram showing the position of the fiber optic inside the probe. FIG. 7A is a close-up view of the portion A shown in FIG. 7. Figure 3 shows the fiber optics in contact with the diaphragm, the probe threads that apply force to the diaphragm, and the isolation slots that reduce that force. FIG. 8 shows the overall assembly of the probe and the location of the fluid medium slots. FIG. 9 is a diagram showing a probe in a fluid medium, a separation slot, and an electromagnetic wave reflector. FIG. 10 is a diagram showing an embodiment having two separation slots for reducing the force remaining on the diaphragm. FIG. 11 shows an embodiment of a probe in which at least one fiber optic is housed in a hypodermic needle-like housing for medical applications. FIG. 11A is a diagram showing in detail the part A of the hypodermic needle shown in FIG. 11. FIG. 11B shows in detail the section B shown in FIG. 11 in which the end of the fiber optic tube opposite the hypodermic needle end is sealed by a window to form a vacuum or gas chamber. FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a fiber optic tube that enables transmission in a wide electromagnetic wave length range. EXAMPLE The best mode for carrying out the invention will now be described. This description is made for the purpose of illustrating the principles of the invention and is not meant as a limitation of the invention. The scope of the invention will be determined with reference to the appended claims. In the accompanying drawings, like reference numerals indicate similar parts. FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of a probe 60 according to the present invention. The probe 60 has a window 1 capable of transmitting electromagnetic waves. If the probe has a pressure monitoring function, the window 1 acts as a pressure collector diaphragm. This pressure collector diaphragm is disclosed in Sahagen, U.S. Pat. Nos. 4,994,781 and 5,088,329. The contents of these patents are incorporated herein by reference. For simplicity, the window is referred to as the pressure collector diaphragm 1. The diaphragm 1 can be formed of a crystalline or amorphous refractory material, a semiconductor material, an alloy or a metal. As shown in FIG. 1B, the diaphragm 1 is hexagonal, but may be circular, quadrangular, triangular, or any other shape that is easy to manufacture. The diaphragm 1 may be a deflectable thin single crystal or polycrystalline sapphire, and may have a thickness of about 0.00762 inch to about 0.1778 cm (0.003 inch to 0.070 inch). For example, single crystal sapphire having a diameter of about 0.8128 cm (0.320 inch) and a thickness of about 0.03302 cm to about 0.127 cm (0.013 inch to 0.050 inch) may be used. The sapphire used is preferably grown by the Czochralski method in a 1011 orientation along the C-axis. An epitaxial single crystal piezoresistive layer can also be grown on diaphragm 1 using conventional methods. Other materials that can be used for the diaphragm 1 are diamond, quartz and various ceramic compounds. These ceramic compounds include Al known as alumina. 2 O 3 BeO, beryllium oxide, known as beryllia; silicon nitride; silicon carbide compounds; BeO and Al, known as chrysophytes 2 O 3 , Beryllia and alumina; MgO and Al known as spinels 2 O 3 A compound of zirconia and aluminum oxide, known as zirconia alumina; SiO known as beryl or silica stone 2 And a mixture of alumina; a compound of silicon nitride and aluminum oxide; or about 1 × 10 -3 1 degree from Fahrenheit / Fahrenheit -7 Degree / Fahrenheit coefficient of thermal expansion, high electrical insulation properties, 0.020 to 0.700 cal / cm 2 There are any metal oxide compounds or compounds suitable for ceramic processing that have an optimized thermal conductivity of / cm / sec / ° C. As shown in FIG. 1, the diaphragm 1 is bonded by a bonding layer 21 to a pressure cell base 2 formed of a crystalline or amorphous metal oxide, a semiconductor material, a metal, a metal alloy or a mixture thereof. The coefficient of thermal expansion of the pressure cell base 2 must be close to that of the bonding layer 21 and the diaphragm 1. This is to enable use even at high temperatures of 1,500 degrees Fahrenheit or higher and pressures of 50,000 psi or higher. The pressure cell base 2 preferably electrically insulates an electrical connector (not shown) through the hole 3. Alumina is a material suitable for the pressure cell base portion 2, but a material other than alumina may be used as long as it has the following characteristics. Good thermal conductivity to minimize temperature reaction time; high dielectric constant; non-porous; good adhesion and brazing sealing to glass-ceramic And the corrosion resistance and abrasion resistance to the corrosive environment and abrading compounds that are common in the polymer industry, the plastic industry, the food industry, and the like. Other materials for forming the pressure cell base 2 include diamond, quartz and various ceramics. These ceramics include BeO, known as beryllia, beryllium oxide; silicon nitride; silicon carbide compounds; BeO and Al, known as algite. 2 O 3 , Beryllia and alumina; MgO and Al known as spinels 2 O 3 A compound with zirconia and aluminum oxide known as zirconia alumina; Si 2 O 3 known as beryl or silica stone 2 A mixture of alumina and alumina; a compound of silicon nitride and aluminum oxide; or about 1 x 10 -3 1 degree from Fahrenheit / Fahrenheit -7 Degree / Fahrenheit coefficient of thermal expansion, high electrical insulation properties, 0.020 to 0.700 cal / cm 2 There are any metal oxide compounds or compounds suitable for ceramic processing that have an optimized thermal conductivity of / cm / sec / ° C. Favorable results are obtained when the expansion temperature coefficients of the diaphragm 1 and the pressure cell base 2 are approximately the same. The bonding layer 21 is preferably a ceramic glass that can be used at 1,500 degrees or higher / Fahrenheit. The coupling layer 21 is 1 × 10 -3 1 degree from Fahrenheit / Fahrenheit -7 It can have an expansion temperature coefficient in the range of degrees / Fahrenheit. Ceramic glass, also known as devitrified glass, can be used for the bonding layer 21. Conventional techniques such as silk screening and doctor blading allow the use of vitrified or devitrified glass in place of diaphragm 1 and pressure cell base 2. Some devitrified glass compounds are available from Corning Glass and other suppliers. For example, Corning Glass No. 7578 is available. When ceramic glass is supplied to the diaphragm 1 and the pressure cell base 2 and dried, the ceramic glass usually joins and seals the diaphragm 1 and the pressure cell base 2 at a temperature of 350 to 900 degrees Celsius. The temperature at this time varies depending on the ceramic glass used. In the temperature range of 350 to 900 degrees Celsius, the ceramic glass goes through a nucleation step and a transition step to become a solid substance. Unlike glass, this solid material does not become plastic at elevated temperatures and does not melt at temperatures below 1200 degrees Celsius. By appropriately selecting the material used for the bonding layer 21, different expansion temperature coefficients can be obtained, and the expansion temperature coefficients of the diaphragm 1 and the pressure cell base 2 can be matched. Matching the expansion temperature coefficients of the diaphragm 1, the pressure cell base 2, and the bonding layer 21 reduces or eliminates minute cracks caused by repeated heating and cooling during the operation of the probe 60. As shown in FIG. 1B, the pressure cell base 2 has a cylindrical shape, but may have a hexagonal shape, a quadrangular shape, a triangular shape, or any other shape that is easy to manufacture. As shown in FIG. 1, the pressure cell base 2 has an upper surface 62, a lower surface 64, and a hole 68 extending from the upper surface 62 to the lower surface 64. A cavity 66 is provided along the upper surface 62. The fiber optics 4 and 5 are provided in the inner liner 6, which is provided in the hole 68. The inner liner 6 is preferably KOVAR. Both fiber optics 4 and 5 are fixed to the inner liner 6. For this fixing, polyamide or a high heat resistant material that can withstand the working temperature of the probe 60 is used. The assembly thus assembled facilitates handling, storage, shaping and polishing of the ends of the otherwise fragile fiber optics 4 and 5. In addition, this assembly allows fiber optics 4 and 5 to be inserted into holes 68 to compensate for temperature changes if desired. This will be explained below. The diaphragm 1, the pressure cell base 2 and the fiber optics 4 and 5 are housed in an outer sleeve 9. The outer sleeve 9 is preferably made of KOVAR and is fixed to the outside of the pressure cell base 2. For example, the outer sleeve 9 can be firmly fixed to the pressure cell base 2 by silver copper brazing. This outer sleeve 9 strengthens and seals the fragile pressure cell base 2. If desired, the outer sleeve 9 can be further fitted with a housing or assembly. In FIG. 1, the outer sleeve 9 extends beyond the diaphragm 1 and also encloses part of the electromagnetic reflector 8. The electromagnetic reflector 8 faces the fiber optics 4 and 5 at a distance R. Favorable results are obtained when the ends of the fiber optics 4 and 5 are placed at or near the focal point. Beer's law and Lambert's law explain the relationship between the intensity of absorption and changes in concentration and sample thickness. This law can be applied to calculate the appropriate path length from the electromagnetic reflector 8 to the collection fiber optic end. According to Beer's law, the concentration of the fluid medium, its absorption, and the length of the passage are equal to a given permeability constant. A. D. Cross and "Practical Infra-Red Spectroscopy" 36 (1964) describe Beer's law and Lambert's law in detail. In one embodiment, the fiber optic 4 radiates electromagnetic waves into a flowing medium. The electromagnetic reflector 8 reflects a part of the electromagnetic wave toward the collecting fiber optic 5. Good results are obtained when the electromagnetic reflector 8 has a concave spherical shape. If the electromagnetic reflector 8 is concave and the path length is appropriate, the electromagnetic waves will converge at or near the end of the collecting fiber optic 5. The shape of the electromagnetic reflector 8 may be concave, radiating, flat, conical, or convex, and may be any shape that reflects electromagnetic waves to the collecting fiber optics 5. FIG. 1A is a diagram of the probe 60 shown in FIG. 1 viewed from the direction of the line AA. The sleeve 9 comprises two slots 10. Each slot faces each other and is formed between the diaphragm 1 and the reflector 8. With such a configuration, the fluid that has passed through the chamber 7 can be monitored and analyzed (FIG. 1). An electromagnetic wave is sent from an electromagnetic wave source (not shown) to one end of the fiber obtics 4. This electromagnetic wave is sent to the other end of the fiber optics 4, is radiated from there, and passes through the diaphragm 1. The electromagnetic wave emitted from the diaphragm 1 enters the fluid medium in the chamber 7 and collides with the reflector 8. The electromagnetic wave colliding with the reflector is reflected, returns to the diaphragm 1, and enters the converging fiber optics 5. The collected electromagnetic waves are transmitted through the fiber optics 5 and sent to the outside where they are analyzed by a spectrometer or other analytical test device. The flowing medium (for example, gas or liquid) specifically absorbs electromagnetic waves having different electromagnetic wave lengths. Electromagnetic waves collected at various wavelengths can be analyzed by a spectrometer. That is, the spectrometer can generate an absorption curve for electromagnetic waves. This absorption curve is an absorption and reflectance curve of an electromagnetic wave having peaks and valleys in the graph as shown in FIG. The elements, mixtures, and compounds in the flowing medium produce different characteristics, ie, transmittance / absorption curves that represent peaks and valleys at some specific wavelength. The position of the peak (mountain) of the curve represents the type of element, compound or mixture in the fluid medium, and the size of the peak represents its density. FIG. 1B is an end cross-sectional view of the probe 60 shown in FIG. 1 taken along the line BB. In this figure, the relative positions of the fiber optics 4 and 5, the diaphragm 1, the base 2 and the eyelet 3 are shown. Through this hole 3, it is possible to access the piezo (piezoelectric) resistor and the temperature detector described below. FIG. 2A is a diagram showing an embodiment of the electromagnetic reflector 8. In order to create an effective and desirable pattern of electromagnetic absorption and reflectance, the diaphragm (FIG. 1) must be transparent for certain electromagnetic lengths in the spectrum. That is, at such wavelengths, the diaphragm 1 should not significantly affect the absorption curve. Similarly, the reflector surface 70 must have a high reflectivity for absorption, allowing sufficient electromagnetic waves to be collected and analyzed by the spectrometer. Also, fiber optics 4 and 5 (FIG. 1) must be able to transmit almost all electromagnetic waves. Otherwise, the amount of electromagnetic waves detected will be incorrect. In one configuration for analyzing electromagnetic waves in the near-infrared to medium-infrared range, and more specifically in the 0.9 micron to 4 micron range, fiber optics 4 and 5 range from about 200 angstroms in diameter. Composed of sapphire or other suitable material in the 1000 Angstrom range. In the illustrated embodiment, the reflector 8 is made of stainless steel and has a concave spherical reflector surface 70. Surface 70 is coated with aluminum, gold, or silver having any thickness between about 50 and 50000 Angstroms. Of course, if desired, the coating layer can be formed of another reflective material having a thickness outside the ranges specified above. In addition, according to this embodiment, an overall transmission (transmission) efficiency of 90% or more can be obtained. Erosive and corrosive materials are used in the polymer dissolution process. As such, surface 70 must be protected from exposure to these materials. If such protection is not applied to the surface 70, the surface 70 will also be corroded due to the corrosiveness and abrasion of the polymer or the adsorption of the deteriorated polymer on the surface. Certain refractory materials, semiconductors, and other suitable hard compounds can form a protective coating on the reflective surface 70. In one embodiment, diamond forms the protective coating. Also, a layer of crystalline or amorphous diamond or diamond-like material can be deposited on the surface of the reflective surface 70 by conventional growth techniques such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The very hard material and corrosion resistance of diamond make it possible to form an excellent protective coating. Further, diamond can transmit electromagnetic waves over a wide wavelength range. In addition, sapphire, silicon carbide, carbon nitride, titanium nitride, and other compounds can be used to form a suitable protective film. Favorable results can be obtained when the thickness of this protective coating layer is about 0.01 to 5 microns. Of course, the thickness of the coating layer may be made larger than the above range, if necessary. A diamond layer or a layer of diamond-like material, or a layer of sapphire, is resistant to corrosion, abrasion, or otherwise, even if the surface of the layer is mixed with other elements or compounds to function as an electromagnetic wave reflector. The desirable characteristics of can be maintained. For example, other additives or alloys that can be used in the present invention are: Use sapphire, diamond or diamond-like materials with silver, gold, aluminum, rhodium, individually or in combination. 2. Carbon nitride 3. Other suitable additives in crystalline or amorphous metal oxides, semiconductors or intermetallics, diamonds or diamond-like materials. The electromagnetic reflective surface is formed while maintaining other desirable properties. In other embodiments, multiple materials are used for the reflector surface 70 to form the deposition layer. For example, a layer of diamond or such material can be formed as the first layer on the concave surface of the reflector 8 shown in FIG. 2A. Then, an electromagnetically reflective layer of alumina, silver, chromium, gold, rhodium, titanium nitride, etc. can be formed on top of the first layer, and a diamond layer can be formed on top of it. In one embodiment, a diamond layer is first formed over the recess 70 of reflector 8 made of stainless steel 304 to a thickness of 0.1 to 1 micron. Then, a reflective layer having a thickness of about 500 to 60,000 angstroms is formed on the first diamond layer. Finally, a second diamond layer is formed on the reflective layer to a thickness of 0.1 to 1 micron. In this embodiment, the following effects are expected. 1. The usable temperature rises to 800 degrees Celsius. 2. It transmits electromagnetic waves in the wavelength range of 0.15 to 110 microns. 3. The efficiency is 70% or more. Even if another suitable material, for example, a crystalline or amorphous metal oxide, a semiconductor or an alloy material, which has a wavelength band through which electromagnetic waves are transmitted and has excellent interlayer adhesion and corrosion resistance, Good results can be obtained. FIG. 2B shows a reflector 72 designed to protect the reflector surface 14. The reflector 72 includes a body made of a refractory metal oxide, a semiconductor, or a combination thereof, and those materials are the same as those used for the diaphragm 1 or the base 2. These materials are transparent to electromagnetic waves in a specific range of wavelengths, and have resistance to abrasion by a fluid medium and adhesion thereof. The main body 74 has a cylindrical shape, but may have other shapes. The main body 74 has the electromagnetic wave reflector 14 on its non-exposed side (rear side). The reflector may be composed of a material that reflects electromagnetic waves, such as silver, gold, rhodium. The reflector 14 is placed between the body 74 and the plate 15. The plate 15 is made of metal or the same material as the body 74. The front surface of the body (opposite the rear surface) faces the fluid medium. The end of the plate 15 extends beyond the end of the body 74, and the reflector assembly 72 is fixed to the sleeve 9 (FIG. 1). During operation of the probe 60, the emitted electromagnetic waves travel through the body 74 and strike the reflector 14. There, the electromagnetic waves are reflected back towards the diaphragm 1 (FIG. 1) and enter the fiber optics 5 for focusing. FIG. 3 is a view of the probe 60 seen from the end. The probe 60 includes a diaphragm 1 for detecting a force, a window 13 transparent to electromagnetic waves, a piezoresistor 12, and a temperature detector 11. The piezoresistor 12 and the temperature detector 11 are formed on the diaphragm 1 by an epitaxial vapor deposition method, a chemical vapor deposition method, a sputtering method, or any other commonly used method. The temperature detector 11 and the piezoresistor 12 are preferably formed on a guaiafrum made of single crystal or polycrystal sapphire by an epitaxial growth method or another method. The piezoresistor 12 is grown in the unsupported portion of the first major surface 80 (FIG. 1) of the diaphragm 1 facing the cavity 66 (FIG. 1) and in the vicinity of the support. The piezoresistor 12 has an integrated crystal structure with the diaphragm 1 made of sapphire. Otherwise, the piezoresistor 12 can be placed anywhere on the diaphragm 1 in the unsupported portion. Piezoresistor 12 is formed to a thickness of 500 to 60,000 angstroms, preferably 500 to 7,000 angstroms. One piezoresistive material is 5 × 10 17 From 2 × 10 twenty one Atom / cm 3 Silicon doped with boron atoms in the range of the concentration is. In another embodiment, silicon having a thickness of 8000 to 10,000 angstrom is formed on the diaphragm 1, and 1 × 10 5 of P type doping material such as boron is formed. 17 From 5 × 10 twenty one Atom / cm 3 It is possible to dope in the range of the concentration. Furthermore, when silicon is used as the piezoresistive material, silicon is doped with 9 × 10 9 boron atoms. 17 From 5 × 10 twenty one Atom / cm 3 Can be doped in a concentration range of 3 x 10 18 From 2 × 10 19 Atom / cm 3 It is more desirable to dope at a concentration of. Doping can be done by standard in-semiconductor diffusion or ion implantation methods. When targeting a particular boron concentration, the diffusion temperature can range from 1000 to 1200 degrees Celsius. This results in a piezoresistor with a preferred small temperature resistance coefficient and a relatively large gauge factor. Other piezoresistive materials include various silicon compounds, nichrome and various cermet materials. On the piezoresistor formed, a Wheatstone bridge with thin conductive traces connecting the piezoresistor (by masking and etching, a standard photolithographic method) is built up on a sapphire diaphragm. Make contact with the pad. Other alloys or elements that have been proved to be applicable to piezoresistors of pressure-sensitive sensors, which do not show a large gauge factor like silicon, but whose temperature resistance coefficient can be controlled are shown below. 1. Pure platinum 2. Compounds with about 8% tungsten / balance platinum or other proportions of tungsten 3. 4. Silicon / platinum compounds, better known as platinum silicides 4.20-80% nickel, or nickel / chromium alloys containing chromium in other proportions. Nickel / Copper alloy better known as Constantan alloy 6. Silicon carbide doped with oxygen 7. Tantalum / aluminum oxide cermet 8. Aluminum / aluminum oxide cermet 9. Gold / aluminum oxide cermet 10. Platinum / aluminum oxide cermet, and 11. Other combinations of the above materials, or other materials that are piezoresistive on crystallized or amorphous metal oxides or semiconductors, and other suitable piezoresistive and temperature sensitive materials, and those on the diaphragm. Methods of forming substances are described in US Pat. Nos. 4,994,781 and 5,088,329 to Sahagen. These patents are attached as references. The connection arm 76, the contact pad 78, the piezoresistor 12 and the temperature detector 11 shown in FIG. 3 can be made of the same material. U.S. Pat. Nos. 4,994,781 and 5,088,329 to Sahagen describe various materials used for arms, pads, piezoresistors and temperature sensors. These patents are attached as references. Various materials can be deposited on the diaphragm 1, for example sapphire, which can also act as a bandpass filter transparent to electromagnetic waves in the wavelength range of approximately 0.15 to 1000 microns. The piezoresistor 12 forms a Wheatstone bridge on the first major surface 80 (FIG. 1) of the diaphragm 1 so that it faces the cavity 66. The flowing medium exerts a pressure on the second major surface 82 of the diaphragm 1, which causes the diaphragm 1 to deflect in the direction of the cavity 66. When the voltage applied to the Wheatstone bridge is kept constant, when the diaphragm 1 bends, a change in electrical signal or current occurs. As shown in FIG. 3, the electrical signal travels through the resistive connecting arm 76 to the contact pad 78. Contact pad 78 is welded to a lead wire (not shown), which leads through eyelet 3 (FIG. 1). The signal is taken out through the lead wire. The temperature detection body 11 is attached to a portion of the diaphragm 1 where the support body is located. There is basically no bending due to the pressure applied to the diaphragm 1. For the most part, the ratio of the electrical signal changes as the temperature changes. It is also taken out for analysis via the leads mentioned earlier. Otherwise, the temperature detector 11 can be attached to any part of the first main surface 80 (FIG. 1) of the diaphragm 1. In the embodiment shown in FIG. 3, the electromagnetic wave transmission window 13 is installed at the center of the diaphragm 1. Alternatively, the electromagnetic wave transmission window 13 can be installed at another part of the diaphragm 1 or opposite the eyelet 3 (FIG. 1) in which at least one fiber optic can be stored. For example, an electromagnetic wave source (not shown) propagates the electromagnetic wave through at least one 500 angstrom diameter sapphire fiber optic and then through the sapphire diaphragm 1. The electromagnetic wave propagates in the fluid medium and is reflected by the reflector 72. The reflector has a silver coating on the reflector surface 14 as shown in FIG. 2B. The reflected electromagnetic waves are collected by sapphire fiber optics with a diameter of 500 Å. This system is considered to have the following performance. 1. The wavelength band of electromagnetic waves is 0.15 to 5 microns. 2. Pressure measurements are possible up to 50,000 psi. 3. Temperature measurement is possible up to 1200 degrees Celsius. 4. Excellent corrosion resistance and abrasion resistance. 5. Other advantages are discussed below. FIG. 5 shows the force measuring diaphragm 1 without the fiber optics attached. This is the case when you want to measure only pressure and temperature. The piezoresistor 12 forms a Wheatstone bridge and is placed inside the cavity in the unsupported portion of the first major surface 80 (FIG. 1) of the diaphragm 1 as shown. Alternatively, the piezoresistor 12 may be placed anywhere on the first major surface 80 (FIG. 1) of the diaphragm 1. A Wheatstone bridge is formed with the temperature detectors 19 and 20 and placed in a supported region of the first major surface 80 (FIG. 1) of the diaphragm 1 as shown. Alternatively, the temperature detectors 19 and 20 may be installed anywhere on the first major surface 80 (FIG. 1) of the diaphragm 1. The temperature detectors 19 and 20 may be placed anywhere on the first principal surface 80, but it is desirable to place them at a place where the deflection of the diaphragm 1 does not basically occur. In this arrangement, the temperature detectors 19 and 20 are considered to be insensitive to the pressure acting on the diaphragm 1. Even in this positioning, the residual stress may have a bad influence on the accuracy of the temperature detecting element in the probe 60. In the arrangement of the temperature detector 11 shown in FIG. 3, the residual stress can be reduced or eliminated by installing the temperature detector 11 at an angle of 45 degrees with respect to the 110 crystal axis of silicon. In the alternative arrangement shown in FIG. 5, in order to minimize the sensitivity to the residual pressure on the temperature detectors 19 and 20, on the unsupported area of the diaphragm 1, along the 110 crystallographic axis in the 100 crystallographic plane, Place them in series and at right angles to each other. The temperature detectors 19 and 20 are independently sensitive to minute residual stress. The magnitude of the stress is virtually equal and opposite. They cancel each other out and consequently become insensitive to residual stresses. FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the electromagnetic window. A plurality of small holes 3 extend from the upper surface of the base 2 to the lower surface. In one embodiment, each eyelet 3 carries at least one pair of fiber optics 31 and 32. The pair of fiber optics 31 and 32 can monitor and analyze the flowing medium by electromagnetic waves (for example, sapphire). The diaphragm 1 is adhered to the base 2 as already described. The diaphragm 1 provides a plurality of electromagnetic wave windows for sealing the eyelet 3, and the upper surface of the base 2 is sealed. One end of the paired fiber optics 31 and 32 is in close contact with the diaphragm 1. Electromagnetic waves incident on the flowing medium in contact with the second major surface 82 of the diaphragm 1 are reflected by the reflector 8 and collected by the collecting fiber optics 32 as described above and used for analysis and other purposes. The embodiment shown in FIG. 6 provides a respective wave band for a particular element, compound, or mixture in a fluid, thereby determining either or both composition and density of the fluid. Means are provided that can be done. This embodiment has particular application as a cost-effective small exhaust gas (pollution) detector, for example used in the automotive industry. Of course, if quantitative and qualitative analysis of elements, compounds, or mixtures is required, this embodiment can be applied in various forms other than the above. As shown in FIGS. 6 and 6B, the bandpass filter 102 is placed inside each eyelet 3 of the base 2, between the ends of the fiber optics 31, 32 and the diaphragm 1, or at any other suitable location. Even when it is provided, the same effect can be obtained. For example, the bandpass filter (s) 102 can be placed anywhere between the source of electromagnetic waves and the fluid being monitored. Such bandpass filters have the function of helping to identify the absorption / transmission curves in the selected bandwidth. FIG. 6A is an end view of the probe of FIG. 6 taken along the line AA and viewed from the fluid medium side. FIG. 6A shows another electromagnetic window facing the eyelet and aligned with the eyelet. In this window, the temperature of the flowing medium is measured by using the source fiber optics and the focusing fiber optics. In another embodiment of the present invention shown in FIG. 6B, the reflected or diffused electromagnetic waves are collected and focused on the temperature detecting body 104 provided on the first main surface 80 of the diaphragm 1. Electromagnetic waves, especially electromagnetic waves in the infrared range, when incident on the temperature detector 104, further release free electrons. Free electrons change resistance in proportion to the intensity of the incident wave, which detects specific properties of the fluid, such as the composition of the fluid, or identifies at least one specific element, compound or mixture of the fluid. To do. This embodiment is widely applied in the automobile industry, for example, as an exhaust gas detector. In addition, it has similar applications in other industries that require relatively inexpensive probes for accurate compositional analysis of fluid media. FIG. 7 shows a technique (approach) for maintaining close contact between the end of the fiber optics 33 and the diaphragm 1 (FIG. 7A). As shown in FIG. 7 or 7A, the end portion 84 of the fiber optics 33 is in intimate contact with the first major surface 80 of the diaphragm 1. The opposite end 86 of the fiber optics 33 is attached to the connector 38. The fiber optics 33 is loose and elastic. Due to this elasticity, the fiber optics 33 is held in the probe 60 in a compressed state. Then, when the entire probe 60 is thermally expanded, the elastic fiber optics 33 is extended to the length of the expanded probe 60, thereby maintaining the close contact between the fiber optics 33 and the diaphragm 1. Further, the thermal contraction of the probe 60 compresses the fiber optics 33. The fiber optics 33 maintains intimate contact with the diaphragm 1 in both expansion and contraction. Such an approach can prevent the diaphragm 1 from moving away from the end 84 of the fiber optics 33 due to temperature changes or deflection of the diaphragm 1. Such an effect is important for the following reasons. That is, a reliable analysis cannot be obtained unless the end 84 of the fiber optics 33 and the diaphragm 1 are in intimate contact or separated by a certain distance. FIG. 8 shows the entire package of the probe 60 according to the present invention. The probe 60 includes a fluid slot 10, an outer sleeve 9, a hollow ring 34, a body 36, an upper housing 37, a connector 38, and a cable 39. In the embodiment shown in FIG. 9, the probe 60 isolates the diaphragm 1 from any stress that prevents reliable data acquisition. The probe 60 shown in FIG. 9 includes a reflector 8 mounted on a sleeve 9 having a slot 10 defining a fluid chamber 7, a sealing tip 35, and an isolation slot 56. The sealing tip 35 seals the probe 60 from the fluid medium. A strip is formed on the body 36 and exerts a pressure in the longitudinal direction when the tip 35 contacts the recess of the housing 100. This compressive force in the longitudinal direction that acts on the tip 35 and seals the probe 60 from the fluid medium gives a residual stress to the diaphragm 1. In this case, the isolation slot 56 reduces or eliminates such stress transmitted to the diaphragm 1. FIG. 10 shows another embodiment of the probe 60, which has two isolation slots. The combination of isolation slots 40 and 41 further reduces the residual stress delivered to the diaphragm. Additional isolation slots (not shown) may be added as needed to further reduce residual stress. FIG. 11 shows a miniature probe 60 according to yet another embodiment. The probe in this embodiment has medical specifications and comprises at least one fiber optic contained in a sleeve to form a hypodermic needle. As shown in FIG. 11A, in one embodiment, probe 60 includes fiber optics 4 and 5 housed in liner 6. The liner 6 is housed in the sleeve 204. One side of the sleeve 204 and the reflector 8 form a hypodermic needle that is applied in vivo. The sleeve 204 also serves to strengthen the probe 60. The other side of the reflector 8 defines one wall surface of the slot 10 and includes the concave surface 70 of the reflector. The reflector concave surface 70 reflects the emitted electromagnetic wave from the fiber optics 4 to the fluid chamber 7. The fiber optics 5 focuses the reflected electromagnetic waves and sends them out for analysis. The medical probe 60 can be manufactured with the same material and structure as the probe 60 shown in FIG. 1 as long as it is not harmful to the mind and body of the patient. The probe 60 can be used for real-time online monitoring of blood, bioreactor, abnormal cell growth and the like. FIG. 11B is an enlarged view of portion B in FIG. 11, showing the connection of the fiber optics tube 200. The tube 200 exits the probe 60 through the connector 38 and is sealed by the window 206 to form a vacuum or gas filled chamber. FIG. 12 shows a fiber optics tube 200 capable of transmitting electromagnetic waves having a wide range of wavelengths. Crystalline or amorphous refractory materials, metal oxides, semiconductor materials, alloys, plastics such as Teflon or nylon, or other suitable materials can be used to manufacture the fiber optics tube 200. Favorable results may be obtained when the tube 200 has an inner diameter of about 500 microns and an outer diameter of about 600 microns. The end of the tube 200 may be open to the outside or may be sealed with the window 202. The window portion 202 can have various shapes. For example, the window portion 202 shown in FIG. 12 has a conical shape formed by cutting the end portion of the window portion, and this end portion is perpendicular to the axis of the fiber optics when the window portion is attached to the tube 200. Form an angle of about 20 degrees with the plane. Such a modification enhances the light collection effect in a pair of fiber optics or multi-fiber optics configurations, increasing the cone of light received and the corresponding grazing field. If the window 202 seals the tube 200 at both ends, the tube 200 may be filled with an inert gas or preferably placed in a vacuum. In another embodiment, the end of the tube 200 can be left open to form the chamber in a vacuum where the tube 200 is sealed by the diaphragm 1 and the window 206. The wall of the tube can be made of sapphire, quartz, glass, plastic, or any other material that reflects electromagnetic waves and has a refractive index of 1.00 or higher. The tube 200 is capable of transmitting electromagnetic waves covering substantially the entire wavelength range from gamma waves (rays), x-rays, infrared, ultraviolet, and other radiation. In the embodiment used in a vacuum state, the material used for the window 202 is the only factor limiting the wide wavelength transmission range. The tube 200 is capable of transmitting electromagnetic waves over a wide transmission wavelength range, which is not possible with conventional fiber materials that limit the transmitted bandwidth. For example, conventional fiber optics 4 and 5 can be used to emit and collect electromagnetic waves to monitor cancer cells in the human body, but are not suitable for X-ray transmission. On the other hand, the tube 200 having a wide transmission range can be used to eradicate cancer cells by transmitting X-rays or other suitable electromagnetic waves. The tube 200 shown in FIG. 12 is particularly suitable for the transmission of X-rays, gamma rays, or other suitable radiation capable of eradicating unwanted cells. In the embodiment shown in FIG. 12, the following further effects can be obtained. That is, unlike hollow (recessed) metal tubes, the long fiber optics curves of the present invention do not significantly limit the fiber optics transmission effect. The tube may be a metal tube whose inner wall is polished and plated with gold, silver, platinum, rhodium, aluminum, nickel, or any other suitable material having a reflection efficiency of 70% or greater. However, significant transmission effects are lost due to index incompatibility. This is because even the slightest curve in the tube substantially stops the electromagnetic wave transmission.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 21/27 8304−2Ｊ Ｇ０１Ｎ 21/27 Ｚ 21/64 8304−2Ｊ 21/64 Ｚ Ｇ０２Ｂ 6/00 7036−2Ｋ Ｇ０２Ｂ 6/00 Ｂ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，ＫＲ，ＲＵ，Ｕ Ａ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI G01N 21/27 8304-2J G01N 21/27 Z 21/64 8304-2J 21/64 Z G02B 6/00 7036- 2K G02B 6/00 B (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), CA, JP , KR, RU, UA

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １． 開口部を有する基部と、 前記開口部の１端部を密封し、電磁波を伝送することができる窓部と、 前記窓部から隔てて設けられ、電磁波を窓部の方向に反射するリフレクタと、 からなる、流動媒体をモニタするプローブ。 ２． 流体圧力、温度及び組成を同時にあるいは個別にモニタするためのプロー ブであって以下を含む： 上方面及び下方面を有し前記上方面には空腔が設けられ、また上方面から下方 面に向かって延びた少なくとも１個の孔を有する基部と； 前記孔内に挿入され、電磁波を放射する少なくとも１個のファイバオプティク ； 第１及び第２の主面を有し、この第１主面は前記上方面に対向しまた第２主面 は流体に対向したダイアフラムであって、流体圧がダイアフラムを空腔に向かっ て変形する方向に加えられ、また電磁波を伝達することができるダイアフラム； 前記ダイアフラム上に設けられた圧力検出素子； 前記ダイアフラム上に設けられた温度感知素子； 前記ダイアフラムと隔離して設けられ電磁波を反射するリフレクタ。 ３． 請求項２記載のプローブにおいて、前記ダイアフラムは単結晶ダイアフラ ムからなり、１００結晶面を有しその結晶軸は１１０であり、 少なくとも１個の温度感知素子は以下を含む： １００結晶面上に設けられた第１の温度感知素子； 前記第１素子と直列に配置され１００結晶面上に配置された第２温度感知素子 ； 前記第１素子は１１０軸上にありまた第２素子は１１０軸に対して９０度の角 度を持って規定されている。 ４． 電磁波リフレクタであって以下を含む： 反射面を有する本体； 反射面上に設けられた反射層；及び 反射層上に配置された保護彼覆であって、電磁波を前記反射層に伝達する保護 被覆であり、保護被援はダイヤモンド、ダイヤモンド状物質、サファイア、シリ コンカーバイド、カーボンニトライド、チタニウムニトライド又はこれらの組み 合わせからなる材質群から選択されている。 ５． バイオメディカルプローブであって以下を含む： 皮下注射針を形成するスリーブ； 前記スリーブ内に設けられたリフレクタ；及び 前記スリーブ内に設けられた少なくとも１個のファイバオプティクであって電 磁波を放射及び／又は入射するファイバオプティクであり、このファイバオプテ ィクは前記リフレクタから隔離して配置され、このファイバオプティクと前記リ フレクタは流体スロットを形成し、前記リフレクタは流体を通って伝達された放 射波を前記ファイバオプティクに向けて反射させる。 ６． ファイバオプティクプローブ用のパッケージであって以下を含む： コネクタ端及び窓端を含むハウジング； 前記窓端に配置された窓であって、前記ハウジングに対向する内方面と流体に 対向する外方面とを有する窓； 可撓性のファイバオプティクであって、前記窓の内方面に近接した一端と前記 コネクタ端に近接した他端を有したファイバオプティクであって、 ハウジングの熱膨張を補償するために圧縮状態に置かれている可撓性のあるフ ァイバオプティク； 前記窓から隔離して設けられ電磁波を反射するリフレクタ；及び 前記基部及び窓を収納するスリーブであって、前記基部を強化し前記窓を超え て伸長し前記リフレクタを支持するスリーブ。 ７． 流体圧力、温度及び組成を同時にもしくは個別にモニタするためのプロー ブであって以下を含む： アルミナ製の圧力セル基部であって上方面及び下方面を有し、前記上方面には 空腔が設けられ、また前記上方面から下方面に向かって延びた少なくとも１個の 孔を有する基部； 前記孔内に設けられ電磁波を放射及び／又は入射する少なくと１個のファイバ オプティク対； サファイア性の圧力コレクタダイアフラムであって第１及び第２主面を有し、 圧力セル基部の前記空腔上に設けられ、前記第１主面は基部の上方面に対向しま た第２主面はモニタされる流体に向かって対向しており流体圧がダイアフラムを 基部に向かって撓める方向に加えられる圧力コレクタダイアフラムであり、この ダイアフラムは１００結晶面を有しその結晶軸が１１０である単結晶ダイアフラ ムからなる； 前記ダイアフラムの第１主面上に形成された少なくとも１つのシリコンホイー トストンブリッジであり、このブリッジはＰ型ドーピング原子によってドープさ れている； Ｐ型ドーピング原子によってドープされ１００結晶面上に配置された第１のシ リコン温度感知素子；及び 前記第１素子と直列にＰ型ドーピングでドープされ１００結晶面上に配置され た第２温度感知素子； 前記第１素子は１１０軸上に設けられまた第２素子はこの１１０軸に対して９ ０度の角度で配置されていることを特徴とする。[Claims] 1. A base having an opening,   A window part that seals one end of the opening part and can transmit electromagnetic waves;   A reflector that is provided apart from the window portion and reflects electromagnetic waves in the direction of the window portion,   A probe that monitors the flow medium. 2. A probe for monitoring fluid pressure, temperature and composition simultaneously or individually. And includes the following:   There is an upper surface and a lower surface, the upper surface is provided with a cavity, and A base having at least one hole extending toward the surface;   At least one fiber optic that is inserted into the hole and emits electromagnetic waves ;   A first and a second main surface, the first main surface facing the upper surface and the second main surface Is a diaphragm facing the fluid, where the fluid pressure forces the diaphragm into the cavity. Diaphragm that can be applied in the direction of deformation and can also transmit electromagnetic waves;   A pressure detecting element provided on the diaphragm;   A temperature sensing element provided on the diaphragm;   A reflector that is provided separately from the diaphragm and reflects electromagnetic waves. 3. The probe according to claim 2, wherein the diaphragm is a single crystal diaphragm. And has 100 crystal faces and its crystal axis is 110,   At least one temperature sensing element includes:   A first temperature sensing element provided on a 100 crystal face;   A second temperature sensing device arranged in series with the first device and arranged on a 100 crystal plane. ;   The first element is on the 110 axis and the second element is at a 90 degree angle to the 110 axis. It is prescribed with a degree. 4. An electromagnetic wave reflector including:   A body having a reflective surface;   A reflective layer provided on the reflective surface; and   A protective cover disposed on the reflective layer, the protective layer transmitting electromagnetic waves to the reflective layer. A coating, the protective backing of which is diamond, diamond-like material, sapphire, silicon Concarbide, Carbon Nitride, Titanium Nitride or a combination of these It is selected from the material group consisting of the combination. 5. Biomedical probes, including:   A sleeve forming a hypodermic needle;   A reflector provided in the sleeve; and   At least one fiber optic provided in the sleeve; A fiber optic that emits and / or enters a magnetic wave. The fiber optic and the reflector are located separately from the reflector. The reflector forms a fluid slot, and the reflector is the fluid transmitted through the fluid. The reflected wave is reflected toward the fiber optic. 6. Package for fiber optic probes, including:   Housing including connector end and window end;   A window located at the edge of the window that is exposed to the fluid and an inner surface facing the housing. A window having opposite outer surfaces;   A flexible fiber optic having one end proximate the inner surface of the window and A fiber optic having the other end adjacent to the connector end,   A flexible flap placed in compression to compensate for thermal expansion of the housing. Fiber Optic;   A reflector that is provided separately from the window and that reflects electromagnetic waves; and   A sleeve for accommodating the base and the window, which strengthens the base and crosses the window. A sleeve that extends and supports the reflector. 7. A probe for monitoring fluid pressure, temperature and composition simultaneously or individually. And includes the following:   The pressure cell base made of alumina has an upper surface and a lower surface, and the upper surface has A cavity is provided, and at least one cavity extends from the upper surface toward the lower surface. A base with holes;   At least one fiber provided in the hole for emitting and / or injecting electromagnetic waves Optic pair;   A sapphire pressure collector diaphragm having first and second major surfaces, Located on the cavity of the pressure cell base, the first major surface faces the upper surface of the base. The second main surface faces the fluid to be monitored, and the fluid pressure causes the diaphragm to This is a pressure collector diaphragm that is applied in a direction that bends toward the base. The diaphragm is a single crystal diaphragm with 100 crystal faces and 110 crystal axes. It consists of   At least one silicon wheel formed on the first major surface of the diaphragm. Toston bridge, which is doped with P-type doping atoms Has been;   The first Si-plane, which is doped with P-type doping atoms and is located on the 100 crystal plane, Recon temperature sensing element; and   P-type doped in series with the first device and arranged on a 100 crystal plane. A second temperature sensing element;   The first element is provided on the 110 axis, and the second element is arranged on the 110 axis. It is characterized by being arranged at an angle of 0 degree.
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