JPS61198040A - Optical dew point sensor - Google Patents

Optical dew point sensor

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JPS61198040A
JPS61198040A JP27168685A JP27168685A JPS61198040A JP S61198040 A JPS61198040 A JP S61198040A JP 27168685 A JP27168685 A JP 27168685A JP 27168685 A JP27168685 A JP 27168685A JP S61198040 A JPS61198040 A JP S61198040A
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JP
Japan
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dew point
light
optical
point sensor
measuring device
Prior art date
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JP27168685A
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Japanese (ja)
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ウルリツヒ・デミツシユ
イエールグ・プランパー
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Tesutotaamu Mesutehiniiku & Co GmbH
TESUTOTAAMU MESUTEHINIIKU GmbH
Original Assignee
Tesutotaamu Mesutehiniiku & Co GmbH
TESUTOTAAMU MESUTEHINIIKU GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Tesutotaamu Mesutehiniiku & Co GmbH, TESUTOTAAMU MESUTEHINIIKU GmbH filed Critical Tesutotaamu Mesutehiniiku & Co GmbH
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    • G01N21/43Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光源と光測定装置とに接続された光伝送体か
ら成る光学的露点センサー、並びに、このセンサー金偏
えた測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an optical dew point sensor consisting of a light transmission body connected to a light source and a light measuring device, as well as to a measuring device for this sensor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光学的手段を用いて露点を測定するための露点ミラー湿
度計は、以前から知られている。この湿度計は、光源か
らの光が照射されるミラー面を備えた金属板を備えてい
る。表面から反射された光は、この表面と向い合う光検
出器によって受光される。露点に到達すると、空気から
凝縮する水分がミラー面上に付着するため、反射光の強
さが減少する。光検出器によって確認された光の強さの
減少は、露点を下回ったことの目安になる。従って、金
属板(ペルチェ素子によって冷却される)のこの時点に
おいて測定された表面温度は、測定すべき露点に対応し
ている。
Dew point mirror hygrometers for measuring dew point using optical means have been known for some time. This hygrometer includes a metal plate with a mirror surface onto which light from a light source is irradiated. Light reflected from the surface is received by a photodetector facing the surface. When the dew point is reached, moisture condensing from the air deposits on the mirror surface, reducing the intensity of the reflected light. A decrease in light intensity as seen by the photodetector is an indication that the dew point has been dropped. The surface temperature measured at this moment of the metal plate (cooled by the Peltier element) therefore corresponds to the dew point to be measured.

本発明疋よる露点測定用センサーには、ドイツ公開特許
公報第2117168号による液及びガスの屈折率測定
用の光ファイバーを用いた測定装置によって知られてい
るような、光伝送体装置が用いられる。
For the sensor for measuring the dew point according to the invention, a light transmission device is used, such as is known from DE 21 17 168, a measuring device using optical fibers for measuring the refractive index of liquids and gases.

この光フアイバ一式の屈折率測定計によれば、媒体中に
浸漬可能で成る不均質性をもった光伝送体がセンサーと
して用いられる。この不均質性は、媒体の種類に依存し
た光の強さの損失を惹起させ、この損失が測定のために
使用される。この測定装置においては、媒体(好ましく
は液)を通って導かれる伝送体に不同のモードの形の光
が導入される。媒体中に存在する伝送体の不均質は、こ
れらの不同のモードを広汎なスペクトルのモードに変換
する。光伝送体の他端から送出される光の強さは、周囲
の媒質の屈折率の目安となる。しかしこの装置は、露点
の把握ないしは測定には用いられない。
According to this optical fiber set refractometer, a heterogeneous light transmission body that can be immersed in a medium is used as a sensor. This inhomogeneity causes a loss in light intensity depending on the type of medium, which is used for measurements. In this measuring device, light in the form of inhomogeneous modes is introduced into a transmitter which is guided through a medium, preferably a liquid. Transmitter inhomogeneities present in the medium transform these disparate modes into a broad spectrum of modes. The intensity of the light transmitted from the other end of the optical transmission body is a measure of the refractive index of the surrounding medium. However, this device is not used for determining or measuring dew point.

ガス中の蒸気を確認する方法及び装置(露点の測定にも
用いられる)は、米国特許第3528278号によって
、以前から知られている。
A method and device for determining vapors in gases (also used for dew point determination) has been known for some time from US Pat. No. 3,528,278.

この米国特許においては、露点を確認するためのセンサ
ーには、学透過性の要素(例えば高度に反射性の材料に
より被覆された石英ガラス棒)が用いられる。この棒に
は、正確に研磨された前面から光が入射する。棒のマン
トル面、及び照射方向に対する該前面の傾斜角は、棒の
マントル面が液によシ湿潤されていない限シ棒の内部に
おいて入射光の全反射が起こるように定められている。
In this US patent, the sensor for determining dew point uses a transparent element (eg, a quartz glass rod coated with a highly reflective material). Light enters the rod through its precisely polished front surface. The mantle surface of the rod and the angle of inclination of the front surface with respect to the direction of illumination are determined such that total reflection of the incident light occurs inside the rod as long as the mantle surface of the rod is not wetted by liquid.

ガラスと液との境界層の場合、全反射の起こる臨界角は
、ガラスと空気との境界層の場合と異なっている。この
現象は、前記米国特許による装置において、露点の確認
に利用されている。ガラス棒の表面に付着する凝縮液の
液滴、即ち、例えば結露は、棒の寸法が適切に定められ
ていれば、露点に到達した後、入射した光の大部分を散
乱させ、棒の他端から送出される光の強さを露点よシも
高い温度の場合に比べて明確に減少させる。
In the case of a boundary layer between glass and liquid, the critical angle at which total internal reflection occurs is different from that in the case of a boundary layer between glass and air. This phenomenon is utilized in the device according to the above-mentioned US patent to determine the dew point. Droplets of condensate, i.e., condensation, for example, that adhere to the surface of a glass rod, after reaching the dew point, will scatter a large part of the light incident on the rod, if the rod is dimensioned appropriately. The intensity of the light emitted from the edge is significantly reduced compared to the case at temperatures much higher than the dew point.

この装置においては、臨界角を保つことが必要なため、
光線を導くガラス材料を正確に研磨することと、光源に
対し正確に位置決めすることとが必要となシ、装置がコ
スト高になると共に、故障し易くなる。
In this device, it is necessary to maintain a critical angle, so
The need for precise polishing of the glass material guiding the light beam and precise positioning with respect to the light source increases the cost of the device and makes it more prone to failure.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明の課題は、前記米国特許第3528278号によ
るガラス材と同一の目的に供されるがよシ廉価でしかも
故障し難い露点の確認用のセンサーを提供することにあ
る。
It is an object of the present invention to provide a sensor for determining the dew point which serves the same purpose as the glass material according to US Pat. No. 3,528,278 and which is less expensive and less likely to fail.

この課題を解決するために、ドイツ連邦共和国、シュツ
ットガルト市において1984年9月5〜7日の間に開
催された光フアイバーセンサーに関する第2回国際会議
に際して、ベルリンーオツフェンバツハ、ファウ・デー
・I −−フェアラークゲー・エム・ベー・バーがら出
版された「議事録OFS  84JKよシ公知となって
いる光伝送体の特性についての知見が利用される。
In order to solve this problem, the Berlin-Otzfenbach, Fau D. Known knowledge about the characteristics of optical transmission bodies is utilized in ``Minutes OFS 84JK'' published by I--Fairark Game M.B.A.

所定の波長帯について成る定まったラスターを表面に備
えたセンサーとしての光伝送体は、この刊行物によシ公
知となっている。このラスターは、成る定まったけい線
格子であシ、この格子は、湿潤した時、光伝送体に入射
した光の一部分を出射させる。光量の減少から、湿り分
子の種類が逆に推定される。
A light transmission body as a sensor whose surface is provided with a defined raster of a predetermined wavelength band is known from this publication. This raster consists of a defined crevice grid which, when moistened, causes a portion of the light incident on the light conduit to exit. The type of moisture molecule can be inferred from the decrease in light intensity.

この測定方法の前提条件は、非常に正確に作成された直
線格子又はけい線格子である。
A prerequisite for this measurement method is a very precisely produced linear or crevice grid.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、この先行技術から出発し、光伝送体が、損傷
により作成された光散乱性の不整部分をもった個所、例
えば粗い表面部分をその表面に備えているのみの、ガス
の露点を把握するための簡単なセンサーを提供する。
Starting from this prior art, the present invention proposes to reduce the dew point of a gas in such a way that the light conduit only has locations on its surface with light-scattering irregularities created by damage, e.g. rough surface areas. Provide a simple sensor to understand.

〔作用〕[Effect]

不均質性が非常に簡単に作成されることによって、露点
に到達した時に、光伝送体の他端から出射(送出)され
る光の強さは、従来のセンサーに比べて際立って増大し
、この増大は、凝縮液の存在を示すものとして、測定及
び警報の目的に利用可能な目安となる。その物理的な原
因については、図面を参照して後で詳述する。
Because inhomogeneities are so easily created, the intensity of the light emitted from the other end of the light conduit when the dew point is reached is significantly increased compared to conventional sensors. This increase provides an indication of the presence of condensate that can be used for measurement and alarm purposes. The physical cause will be explained in detail later with reference to the drawings.

本発明の別の特徴によれば、光を散乱させる不均質性は
、光伝送体がファイバーから成る場合、ファイバーの切
断によっても作成される。
According to another feature of the invention, the light-scattering inhomogeneities are also created by cutting the fibers, if the light transmission body consists of fibers.

本発明のセンサーを使用すると、凝縮液の存在によって
のみ信号全送出する高感度の装置が得られる。
Using the sensor of the present invention, a highly sensitive device is obtained which emits a signal solely due to the presence of condensate.

本発明によるセンサーのその他の特徴は、特許請求の範
囲第3項及び第4項に示されている。
Further features of the sensor according to the invention are indicated in claims 3 and 4.

特許請求の範囲第5項によれば、このセンサーは、気体
の露点全測定する測定装置としても適切である。この場
合、表面の損傷域には、制御装置に結合された冷却装置
と、温度測定装置に結合した温度センサーとが設けられ
る。特許請求の範囲第6項によれば、それ自体として既
知の冷却装置は、ベルチェ素子から成っていてもよい。
According to claim 5, this sensor is also suitable as a measuring device for measuring the entire dew point of a gas. In this case, the damaged area of the surface is provided with a cooling device connected to a control device and a temperature sensor connected to a temperature measuring device. According to claim 6, the cooling device known per se may consist of a Vertier element.

次に、本発明の好ましい実施例全図面に基づいて一層詳
細に説明する。
A preferred embodiment of the invention will now be described in more detail with reference to the drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には、本発明によるセンサーに適した測定装置の
基本的な構成が示されている。この例では、発光ダイオ
ード1によって光が送出され、この光は、光伝送体3全
経て受光器2(フォトダイオード)に導かれる。コネク
タカップリング3 a +3bの間に配された伝送体6
は、測定の目的のために、検査しようとする媒体に、全
体として又は部分的に露呈される。第1a図の断面図に
示すように、ガラス又は合成樹脂からできている伝送体
3は、内部のコア一部分6cと、このコア一部分を包囲
しているやはりガラス又は合成樹脂がらできているマン
トル3dとを有し、外側はゴム又は合成樹脂からできて
いる弾性保護被覆3eによシ囲まれている。
FIG. 1 shows the basic configuration of a measuring device suitable for the sensor according to the invention. In this example, light is emitted by the light emitting diode 1, and this light is guided to the light receiver 2 (photodiode) through the entire optical transmission body 3. Transmission body 6 arranged between connector couplings 3a + 3b
is exposed in whole or in part to the medium to be examined for measurement purposes. As shown in the sectional view of FIG. 1a, the transmission body 3 made of glass or synthetic resin includes an inner core portion 6c and a mantle 3d surrounding this core portion and also made of glass or synthetic resin. and is surrounded on the outside by an elastic protective covering 3e made of rubber or synthetic resin.

本発明による測定装置において、第4図に示すように、
伝送体層の表面には、損傷3f(第4図には誇張して示
す)が作成されている。
In the measuring device according to the present invention, as shown in FIG.
A damage 3f (exaggeratedly shown in FIG. 4) is created on the surface of the transmission layer.

表面が損傷を受けていないファイバーにおいて、供給さ
れた光(入射光)は、伝送体6の内部においてほとんど
損失を受けずに、発光ダイオード1から受光器2に全反
射によって導かれ、そこで光の強さを測定することがで
きる。その場合、伝送体6が液により湿潤されていると
か、気体により囲まれているとかに係シなく、全反射が
生ずる。
In a fiber whose surface is not damaged, the supplied light (incident light) is guided from the light emitting diode 1 to the receiver 2 by total internal reflection with almost no loss inside the transmitter 6, where the light is Strength can be measured. In that case, total reflection occurs regardless of whether the transmitter 6 is wetted with liquid or surrounded by gas.

この状態を第2図に示した光の流れの推移に従って説明
する。なお、第2図では、図示を簡略にするために、フ
ァイバーのマントル及び伝送体3を囲む水の膜(屈折率
nw)i勘案することなく、ファイバーのコア一部分3
c(屈折率n。)の光流のみが図示されている。伝送体
6を囲む水膜と周囲の空気との境界面において全反射が
起こり、伝送体を囲む水の膜は送出される光線の屈折の
みを生じさせる。
This state will be explained according to the transition of the light flow shown in FIG. In addition, in FIG. 2, in order to simplify the illustration, a part of the core 3 of the fiber is not taken into consideration, without taking into account the water film (refractive index nw) surrounding the fiber mantle and the transmission body 3.
Only the light stream of c (refractive index n.) is shown. Total reflection occurs at the interface between the water film surrounding the transmitter 6 and the surrounding air, and the water film surrounding the transmitter only causes refraction of the emitted light rays.

全反射の限界角において一般に用いられる記号の意味は
次の通シである。
The meanings of the symbols generally used for the critical angle of total internal reflection are as follows.

α= arc 胞n/nc n=屈折率 nc=伝送伝送体層折率 n5=空気の屈折率 nW=水の屈折率 伝送体3のコア一部分3ct囲んでいる薄い水の膜は、
互に平行に延びる2つの界面、即ち、伝送体6と水との
界面及び水と空気との界面を画定する。周知の屈折の法
則を2回適用することによって、伝送体3と空気との間
の単一の界面に適用された屈折の法則が得られる。しか
しこれは、水の膜が光学的に全反射に全く影響しないこ
とを意味している。水の膜が光学的に無効な理由は、2
つの界面が互に平行に延長していることKある。
α= arc cell n/nc n=refractive index nc=transmission layer refractive index n5=refractive index of air nW=refractive index of water The thin water film surrounding the core portion 3ct of the transmitter 3 is:
Two interfaces extending parallel to each other are defined, namely, an interface between the transmitter 6 and water and an interface between water and air. By applying the known refraction law twice, we obtain a refraction law applied to a single interface between the transmitter 3 and the air. However, this means that the water film does not optically affect total internal reflection at all. The reason why a water film is optically invalid is 2.
The two interfaces extend parallel to each other.

第3a図には、正確な状態が図示されている。The exact situation is illustrated in FIG. 3a.

伝送体3において、内部のコア一部分3cと、−側のマ
ントル3dとが存在する。コア一部分3cの表面は損傷
を受けていない。この場合は、第2図と同様になシ、全
反射によって図示した光源を生ずる。
In the transmission body 3, there is an inner core part 3c and a negative side mantle 3d. The surface of the core portion 3c is undamaged. In this case, as in FIG. 2, total internal reflection produces the light source shown.

従って、この伝送体3は、露点測定用のセンサーとして
は不向きである。
Therefore, this transmitter 3 is not suitable as a sensor for measuring dew point.

本発明に従って伝送体の表面を適切に損傷させ、例えば
粗くした場合には異なった事情となる。これは、第4〜
7図の実施例に用いられている。
The situation is different if, according to the invention, the surface of the transmission body is suitably damaged, for example made rough. This is the 4th ~
This is used in the embodiment shown in FIG.

第3b 、3c図に従って、伝送体6の表面を損傷させ
た領域の光流の推移について説明する。第3b、3c図
に不整な輪郭によって示した伝送体層の表面の損傷例え
ば粗面は、配向の異なる多数の表面を表わし、入射光は
、これらの表面によって拡散状に屈折し、また一部は反
射される。
3b and 3c, the transition of the light flow in the area where the surface of the transmitter 6 is damaged will be explained. Damage to the surface of the transmitter layer, shown by the irregular contours in Figures 3b and 3c, for example a rough surface, represents a number of surfaces with different orientations, and the incident light is refracted diffusely by these surfaces and partly is reflected.

驚くべきことに、表面が損傷している伝送体に、結露が
生じていない場合の光の強さの損失は、結露が生じてい
る場合に比べて大きくなる。この原 、因は第3b、3
c図に2つの場合について示したよう罠、光流の損失に
よって説明される。
Surprisingly, the loss of light intensity is greater when there is no condensation on a transmitter with a damaged surface than when there is condensation. The cause of this is 3b, 3
The trap is explained by the loss of light flow, as shown for the two cases in Figure c.

伝送体の表面の損傷例えば粗面ば、異なった傾斜の多数
の部分表面を生ずる。このような表面の場合には、微視
的に平滑な表面に比べて界面に入射する光線のそれぞれ
の入射角は、必然的に変化する。従って、入射光線が伝
送体のところで反射されるか、又は発散光として送出さ
れるかは、偶然に依存する。伝送体の微視的に粗くした
乾燥面は、多数のこのような傾斜の異なった小面を有す
るため、全体として大部分のモードが全反射の限界角、
即ち、角度α〈43°の全てのモードを超過し、伝送体
から散乱光として放出されるため伝送体の他端の光の強
さが減少する。
Damage to the surface of the transmission body, for example a rough surface, results in a number of partial surfaces with different slopes. In the case of such a surface, the respective angle of incidence of the light rays incident on the interface necessarily changes compared to a microscopically smooth surface. It therefore depends on chance whether the incident light beam is reflected at the transmitter or is emitted as divergent light. The microscopically roughened dry surface of the transmitter has a large number of such facets with different slopes, so that the majority of modes as a whole are at the critical angle of total internal reflection,
That is, all the modes at the angle α<43° are exceeded and the light is emitted from the transmitter as scattered light, so that the intensity of the light at the other end of the transmitter decreases.

その反対に、伝送体の表面に第6c図に示したように結
露が生じた場合には、平滑な表面の伝送体について第3
a図を参照して説明したようになる。即ち、水の表面張
力によって、損傷した表面域又は粗い表面の凹凸部分の
上に水の膜が形成され、この水の膜は、損傷した表面部
分の個別の小面と平行には延長せず、はぼ伝送体と軸平
行に延長する。
On the other hand, if condensation occurs on the surface of the transmitter as shown in Figure 6c, the third
It is as explained with reference to figure a. That is, the surface tension of water causes a film of water to form over the damaged surface area or roughened surface features, and this film of water does not extend parallel to the individual facets of the damaged surface area. , extends parallel to the axis of the transmission body.

粗い表面の伝送体とこの領域に形成される水の膜との、
統計的に見てどちらも平坦ではない小面は伝送体と水と
の界面に対する全反射の限界角度が比較的大きいことに
よって、大部分のモード即ちα〈66°の全てのモード
を水の膜中に散乱させる。更に、水の膜は、これらのモ
ードの一部分のみを、水の膜と空気との界面を経て通過
させる。
between the rough surface of the transmitter and the water film that forms in this area.
Statistically speaking, both of the facets, which are not flat, have a relatively large limit angle for total reflection at the interface between the transmitter and the water, so that most modes, that is, all modes at α〈66°, are transferred to the water film. Scatter it inside. Furthermore, the water film only allows a portion of these modes to pass through the water film-air interface.

水と空気との界面において全反射を受けたモードは、伝
送体が湿潤液よシも低い屈折率を示す場合(−例として
ガラス繊維と水素との場合)には、再び伝送体に到達す
る。結果として、本発明の形式の液によシ湿潤された伝
送体の場合には、液によシ湿潤されなかった伝送体の場
合よシも多くの数のモードが伝送体中に残留する。この
ことは、後に送出される光流の検出器により確認される
べき強さが湿潤されなかった伝送体の場合に比べてはつ
きシと大きいことを意味する。
The mode that undergoes total internal reflection at the interface between water and air will reach the transmitter again if the transmitter has a refractive index lower than that of the wetting liquid (for example, in the case of glass fiber and hydrogen). . As a result, in the case of a liquid-wetted transmission body of the type of the invention, a greater number of modes remain in the transmission body than in the case of a non-liquid-wetted transmission body. This means that the intensity, which is subsequently detected by the detector of the emitted light stream, is significantly greater than in the case of an unwetted transmission body.

本発明のセンサーを用いて液相従って露点を確認するた
めの指示装置を第4,5図に示す。例えば第4図に示し
た装置においては、発光ダイオード1からの光は、伝送
体6(損傷6fを有する)に供給される。伝送体3は、
受光した光の強さを測定するフォトダイオードを受光器
2として送光端に備えている。粗い表面が湿潤されてい
ないと、従って凝縮相が存在していないと、入射した光
の相当多くの部分が損傷3fのところから送出されるた
め、フォトダイオード2から送出される光電流はごくわ
ずかである。その反対に、露点を下回ったことによって
損傷3fが湿潤されていると、フォトダイオード2の光
電流は著しく増大する。
An indicating device for ascertaining liquid phase and therefore dew point using the sensor of the present invention is shown in Figures 4 and 5. For example, in the device shown in FIG. 4, light from the light emitting diode 1 is supplied to the transmission body 6 (which has a damage 6f). The transmission body 3 is
A photodiode for measuring the intensity of received light is provided at the light transmitting end as a light receiver 2. If the rough surface is not wetted and therefore no condensed phase is present, a significant portion of the incident light will be transmitted from the damage 3f, and only a small amount of photocurrent will be transmitted from the photodiode 2. It is. On the contrary, if the damage 3f is wetted by being below the dew point, the photocurrent of the photodiode 2 increases significantly.

光電流のこの差異は、液の付着の定量的な表示として利
用することができる。この構成は、容器中の液位の監視
にも使用することができる。
This difference in photocurrent can be used as a quantitative indication of liquid deposition. This configuration can also be used to monitor liquid levels in containers.

第4図の実施例の変形例を第5図に示す。A modification of the embodiment shown in FIG. 4 is shown in FIG.

この例においても、発光ダイオード1からの光は、伝送
体3の一方の脚部6gとY形分割器4の形状の光分割器
とを経て、伝送体層に導かれる。
In this example as well, the light from the light emitting diode 1 is guided to the transmission layer via one leg 6g of the transmission body 3 and a light splitter in the shape of the Y-shaped splitter 4.

この例による伝送体3は、損傷3fの代シに切断点3f
”k有し、この切断点は、第5a図を参照して後述する
ように、損傷3fと同様の効果を発現する。伝送体6の
先端にミラー面5が形成してあり、このミラー面は到来
した光を反射させるため、この光は再び伝送体3の切断
点3 f’を通過し、最終的に、Y形分割器4と伝送体
3の脚部6hとを経てフォトダイオードに導かれる。こ
の実施例の作用は、基本的には第4図の作用と同様であ
る。
The transmitter 3 according to this example has a cutting point 3f in place of the damage 3f.
This cutting point has the same effect as the damage 3f, as will be described later with reference to FIG. 5a.A mirror surface 5 is formed at the tip of the transmission body 6, reflects the arriving light, so this light passes through the cutting point 3f' of the transmitter 3 again and is finally guided to the photodiode via the Y-shaped divider 4 and the leg 6h of the transmitter 3. The operation of this embodiment is basically the same as that shown in FIG.

しかし第5図の実施例の作用は、切断点3 f’のとこ
ろに光が2回結合されることによって、第4図の実施例
の作用に比べて高感度となる。この実施例も、測定には
用いられず、単に湿り分の付着の定量的な表示のために
用いられる。
However, the operation of the embodiment of FIG. 5 is more sensitive than that of the embodiment of FIG. 4 because the light is coupled twice at the cutting point 3 f'. This example is also not used for measurement, but merely for quantitative indication of moisture adhesion.

第5a図に示した光線の推移かられかるように、光線は
コア一部分3C中に全反射によシ損失なく伝搬される。
As can be seen from the course of the light beam shown in FIG. 5a, the light beam is propagated into the core portion 3C without loss due to total internal reflection.

意図的に形成された切断点3 f’の領域では、保護被
覆3eは除去されている。この切断点3 f’が水の膜
で連絡されていない限シ、光は第3b図について説明し
た粗い面の場合と同様て送出される。その反対に、切断
点3 f’が水の膜8によって第5a図に略示したよう
に覆われていると、第3c図について説明したように全
反射が生ずる。
In the region of the intentionally formed cutting point 3 f', the protective coating 3e has been removed. As long as this cutting point 3f' is not connected by a film of water, the light is emitted as in the case of a rough surface as described with respect to FIG. 3b. If, on the other hand, the cutting point 3f' is covered by a film of water 8 as schematically shown in FIG. 5a, total internal reflection will occur as explained in connection with FIG. 3c.

露点(気体と蒸気との混合物知おいて、存在している蒸
気の量によって気体が完全に飽和されている温度で、そ
れ以下では過飽和てよって蒸気の凝縮が起こる温度)を
測定するには、第6,7図に示した装置の使用が必要に
なる。この実施例によれば、伝送体の損傷した表面は、
それ自体として既知のように例えばペルチェ素子の形と
した冷却要素7上に直接存在している。冷却要素7の表
面に組込まれた温度センサーによって、露点を超過した
時に、これに附属する温度全確認することができる。
To measure the dew point (the temperature at which a mixture of gas and vapor is completely saturated by the amount of vapor present, below which supersaturation and condensation of the vapor occur), It will be necessary to use the equipment shown in Figures 6 and 7. According to this embodiment, the damaged surface of the transmission body is
As is known per se, it is present directly on the cooling element 7, for example in the form of a Peltier element. By means of a temperature sensor integrated into the surface of the cooling element 7, the associated temperature can be ascertained when the dew point is exceeded.

その他の点については、露点の定量的な測定は、例えば
米国特許第3528278号に詳述されているような既
知の方法に従って行なわれる。
In other respects, quantitative determination of dew point is carried out according to known methods, for example as detailed in US Pat. No. 3,528,278.

本発明による測定装置の回路は、第8図のブロック線図
に示され、基本的には、光学的露点センサーと共働する
2つのインターリーブ状の制御回路から成っている。
The circuit of the measuring device according to the invention is shown in the block diagram of FIG. 8 and essentially consists of two interleaved control circuits cooperating with an optical dew point sensor.

結露調節器12によって、センサー(伝送体)の受信部
によシ確認された光の強さを介して、結露を生ずる目標
値が意図的に定められる。この目標値は、加算点13に
おいて、表面の損傷域において温度センサー6(温度測
定装置)によって確認又は測定された温度と比較される
。この際K。
By means of the condensation regulator 12, a target value for causing condensation is intentionally determined via the light intensity ascertained by the receiver of the sensor. This setpoint value is compared at summing point 13 with the temperature ascertained or measured by temperature sensor 6 (temperature measuring device) in the damaged area of the surface. At this time K.

温度調節装置10によって冷却装置7(又は加熱装置)
を、目標値と現在値とが合致するように設定する。目標
値と現在値とが合致すると、露点温度が達成され、この
温度は、表示部11に表示され、又は記憶される。
Cooling device 7 (or heating device) by temperature control device 10
is set so that the target value and current value match. When the target value and the current value match, the dew point temperature is achieved, and this temperature is displayed on the display section 11 or stored.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、伝送体、発光ダイオード及び光検出器を備え
た測定装置を示す分解側面図、第1a図は、第1図のA
−B線断面図、第2図は伝送体の表面が損傷を受けてい
ない場合の伝送体と水と空気との界面に生ずる全反射の
状態を示す説明図、第3a〜60図は、伝送体の表面域
の光流の推移を示し、そのうち第3a図は損傷を受けて
なく結露が生じていない表面域について、第3b図は損
傷を受けていて結露を生じていない表面域について、ま
た第3c図は損傷を受けていて結露を生じている表面域
について、それぞれの光流の推移を示す説明図、第4図
は、本発明によるセンサ・−を有する第1実施例による
測定装置を示す分割側面図、第5図は、本発明によるセ
ンサーを有する第2実施例による測定装置を示す分解側
面図、第5a図はファイバーの切断による損傷を受けた
伝送体の表面について伝送体と水との界面に全反射金主
ずる場合の概略的な光流の推移を示す説明図、第6図は
、第1実施例によるガスの露点測定装置を示す分解側面
図、第7図は、第2実施例によるガスの露点測定装置を
示す分解側面図、第8図は第6〜7図に示した測定装置
の電気回路の概略的なブロック線図である。 符号の説明 1・・・発光ダイオード(光源)、2・・・光検知器、
6・・・光伝送体、3f・・・損傷。 代理人 弁理士  佐 藤 正 年 FIG、2 FIG、3
FIG. 1 is an exploded side view showing a measuring device equipped with a transmitter, a light emitting diode, and a photodetector, and FIG.
2 is an explanatory diagram showing the state of total reflection that occurs at the interface between the transmitter and water and air when the surface of the transmitter is not damaged. Figures 3a to 60 are the transmission Figure 3a shows the evolution of the light flow on the surface area of the body, where Figure 3a shows the undamaged surface area with no condensation, Figure 3b shows the damaged surface area with no condensation. FIG. 3c is an explanatory diagram showing the course of the respective light flows for a surface area that is damaged and has condensation, and FIG. 4 shows a measuring device according to the first embodiment having a sensor according to the invention FIG. 5 is an exploded side view showing a measuring device according to a second embodiment having a sensor according to the present invention; FIG. FIG. 6 is an exploded side view showing the gas dew point measuring device according to the first embodiment, and FIG. FIG. 8 is an exploded side view showing the gas dew point measuring device according to the second embodiment. FIG. 8 is a schematic block diagram of the electric circuit of the measuring device shown in FIGS. 6 and 7. Explanation of symbols 1... Light emitting diode (light source), 2... Photodetector,
6... Optical transmission body, 3f... Damaged. Agent Patent Attorney Masatoshi Sato FIG, 2 FIG, 3

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光源と光測定装置とに接続された光伝送体から成
る光学的露点センサーであつて、光伝送体(3)が、損
傷によつて作成された光線散乱性の不整部分を表面に有
することを特徴とする光学的露点センサー。
(1) An optical dew point sensor consisting of a light transmitting body connected to a light source and a light measuring device, wherein the light transmitting body (3) covers a surface of a light scattering irregularity created by damage. An optical dew point sensor comprising:
(2)表面の損傷が、表面を粗くすることによつて作成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の光学的露点センサー。
(2) The optical dew point sensor according to claim 1, wherein the surface damage is created by roughening the surface.
(3)表面の損傷が、ファイバーの切断により作成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
光学的露点センサー。
(3) The optical dew point sensor according to claim 1, wherein the damage to the surface is created by cutting the fiber.
(4)光源(1)と光測定装置(2)とを伝送体(3)
の向い合う先端に配設したことを特徴とする特許請求の
範囲第1〜3項のいずれか1項に記載の光学的露点セン
サー。
(4) The light source (1) and the light measurement device (2) are connected to the transmission body (3)
The optical dew point sensor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the optical dew point sensor is disposed at opposite ends of the dew point sensors.
(5)光源(1)と光測定装置(2)とを、Y形分割器
又はY形光伝送体(3、4)の別々の脚部に配設し、該
光伝送体の共通軸部分(3)が表面の損傷特に粗い部分
を担持し、先端に内面ミラー(5)を有することを特徴
とする特許請求の範囲第1〜4項のいずれか1項に記載
の光学的露点センサー。
(5) The light source (1) and the optical measurement device (2) are arranged on separate legs of a Y-shaped splitter or a Y-shaped optical transmission body (3, 4), and the common axis portion of the optical transmission body 5. Optical dew point sensor according to any one of claims 1 to 4, characterized in that (3) bears a damaged, particularly rough part of the surface and has an internal mirror (5) at the tip.
(6)ガスの露点を測定するための特許請求の範囲第1
〜5項のいずれか1項に記載の光学的露点センサーを備
えた測定装置であつて、制御装置に結合された冷却装置
(7)と温度測定装置に結合された温度センサー(6)
とが表面損傷域に配設されていることを特徴とする測定
装置。
(6) Claim 1 for measuring the dew point of gas
Measuring device comprising an optical dew point sensor according to any one of clauses 1 to 5, wherein the cooling device (7) is coupled to a control device and the temperature sensor (6) is coupled to a temperature measuring device.
A measuring device characterized in that: and are disposed in a surface damage area.
(7)冷却装置(7)がベルチエ素子から成ることを特
徴とする特許請求の範囲第6項に記載の測定装置。
(7) The measuring device according to claim 6, characterized in that the cooling device (7) comprises a Bertier element.
JP27168685A 1984-12-08 1985-12-04 Optical dew point sensor Pending JPS61198040A (en)

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FR (1) FR2574552B1 (en)
GB (1) GB2170004B (en)

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GB2170004B (en) 1989-05-10
GB2170004A (en) 1986-07-23
FR2574552B1 (en) 1989-01-06
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