JPS61717A - 光フアイバ液面センサ - Google Patents
光フアイバ液面センサInfo
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- JPS61717A JPS61717A JP12153584A JP12153584A JPS61717A JP S61717 A JPS61717 A JP S61717A JP 12153584 A JP12153584 A JP 12153584A JP 12153584 A JP12153584 A JP 12153584A JP S61717 A JPS61717 A JP S61717A
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 22
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- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 6
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 abstract description 3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/284—Electromagnetic waves
- G01F23/292—Light, e.g. infrared or ultraviolet
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、気体と液体の境界面のように互に屈折率の
異なる２柚類の流体の境界面を検知する光ファイバ液面
センサに関するものである。
異なる２柚類の流体の境界面を検知する光ファイバ液面
センサに関するものである。
第１図は従来の光ファイバ液面センサの一例を示″′ｒ
説明図であり、図において［１１は光源、１２２は光フ
ァイバ、（３）は光検出器、（４）は光源山の光を光フ
ァイバ（２）に導くとともに、光ファイバ＋２）の媒体
に接する端面からのフレネル反射による反射光を光検出
器（３）に導く方向性結合器、（５１は屈折率がｎａの
媒体、（６１は屈折率妙；ｎ５ の媒体である一従来
の光ファイバ液面センサは上記のように構成されていて
、光源（１）の光が方向性結合器１４）を通して光ファ
イバ（２；に導かれ、光ファイバ（２）に導かれた光は
光ファイバ（２）を伝搬し、光ファイバ（２）の媒体に
接する端面に達する。光ファイバ１２）の媒体ＶＣ接す
る端面は光学的に不連続面であるため、フレネル反射が
生じ、光の一部が光ファイバ＋２）内に反射される。こ
の反射光は方向性結合器（４）によ。
説明図であり、図において［１１は光源、１２２は光フ
ァイバ、（３）は光検出器、（４）は光源山の光を光フ
ァイバ（２）に導くとともに、光ファイバ＋２）の媒体
に接する端面からのフレネル反射による反射光を光検出
器（３）に導く方向性結合器、（５１は屈折率がｎａの
媒体、（６１は屈折率妙；ｎ５ の媒体である一従来
の光ファイバ液面センサは上記のように構成されていて
、光源（１）の光が方向性結合器１４）を通して光ファ
イバ（２；に導かれ、光ファイバ（２）に導かれた光は
光ファイバ（２）を伝搬し、光ファイバ（２）の媒体に
接する端面に達する。光ファイバ１２）の媒体ＶＣ接す
る端面は光学的に不連続面であるため、フレネル反射が
生じ、光の一部が光ファイバ＋２）内に反射される。こ
の反射光は方向性結合器（４）によ。
て光検出器（３）に導かれる。
このときのフレネル反射による反射率Ｒ２□はｎｃ；光
ファイバ１２）のコアの屈折率ｎ１；光ファイバ（２）
の端面に接する媒体の屈折率 となる。
ファイバ１２）のコアの屈折率ｎ１；光ファイバ（２）
の端面に接する媒体の屈折率 となる。
７１図に示すように、元ファイバ（２）の端面が屈折率
ｎａの媒体１５）中にあるときの、この端面におけるフ
レネル反射による反射率Ｒ，は ｎｃ−ｎｉ２ Ｒａ ＝ Ｉ−１・−＝−＝ １２） ｎｃ ◆ ｎｌ となる。一方、光ファイバ１２）の端面が屈折率ｎｂの
媒体（６）中にきたときの端面におけるフレネル反射に
よる反射率Ｒｈ は Ｒ１＝１五−」二戸・・・・（３１ ｎｃ ＋ ｎｂ となる。
ｎａの媒体１５）中にあるときの、この端面におけるフ
レネル反射による反射率Ｒ，は ｎｃ−ｎｉ２ Ｒａ ＝ Ｉ−１・−＝−＝ １２） ｎｃ ◆ ｎｌ となる。一方、光ファイバ１２）の端面が屈折率ｎｂの
媒体（６）中にきたときの端面におけるフレネル反射に
よる反射率Ｒｈ は Ｒ１＝１五−」二戸・・・・（３１ ｎｃ ＋ ｎｂ となる。
ここで、 ｎ、 ４）ｂ ・・・・・１４）
のとき Ｒ，←Ｒ１，・・・・・＋５１となる。こ
のため、光ファイバ（２）の端面が、屈折率ｎａの媒体
（５１と屈折率ｎｂの媒体１６）の境界面を通るとき、
両媒体における反射率の違いにより、反射光量が変化す
る。この反射光量の変化を光検出器（３）で検出するこ
とで、二つの媒体の境界面の液面′ｔ″情仰することが
できる。
のとき Ｒ，←Ｒ１，・・・・・＋５１となる。こ
のため、光ファイバ（２）の端面が、屈折率ｎａの媒体
（５１と屈折率ｎｂの媒体１６）の境界面を通るとき、
両媒体における反射率の違いにより、反射光量が変化す
る。この反射光量の変化を光検出器（３）で検出するこ
とで、二つの媒体の境界面の液面′ｔ″情仰することが
できる。
光ファイバ（２）のコアの屈折率を１．５とすると、こ
のときの端面に接する媒体の屈折率に対するフレネル反
射１（よる反射率の変化の様子を第２図の破線で示す。
のときの端面に接する媒体の屈折率に対するフレネル反
射１（よる反射率の変化の様子を第２図の破線で示す。
たとえば、光ファイバ（２）の端面が水（屈折率１．３
３）中ＶＣするときのフレネル反射による反射率は０．
３６チであり、光ファイバ（２）の端面が四塩化炭素（
屈折率１．４６）中にあるときは、０．０２チでおる。
３）中ＶＣするときのフレネル反射による反射率は０．
３６チであり、光ファイバ（２）の端面が四塩化炭素（
屈折率１．４６）中にあるときは、０．０２チでおる。
このように、フレネル反射による反射率は非常に小さい
ため、光源：１）には、半導体レーザのように光量の十
分大きいものを使わなくてはならず、光検出器（３１も
感度のよいものを使わなくてはならない。また、光源（
１）、方向性結合器（４）、光検出器（３１および光フ
ァイバ（２）ヲ含めた伝送系全体を損失の小さいものに
しなければならない。
ため、光源：１）には、半導体レーザのように光量の十
分大きいものを使わなくてはならず、光検出器（３１も
感度のよいものを使わなくてはならない。また、光源（
１）、方向性結合器（４）、光検出器（３１および光フ
ァイバ（２）ヲ含めた伝送系全体を損失の小さいものに
しなければならない。
また、水と四塩化炭素の場合だと０．３４チとなるよう
に、反射率の差が不壊く、従りて、反射光量の変化鷲は
非常に小さく、振動などが光ファイバ１２）に負荷され
て生ずる伝送損失の変動による雑音によって、反射光量
の変化が検出できなくなることがある。このため、振動
などの防止対策を実施する必要があり、また、反射光量
の変化が雑音にかくされないよう、Ｓハ比のよい光検出
器（３１を使用しなければならない。
に、反射率の差が不壊く、従りて、反射光量の変化鷲は
非常に小さく、振動などが光ファイバ１２）に負荷され
て生ずる伝送損失の変動による雑音によって、反射光量
の変化が検出できなくなることがある。このため、振動
などの防止対策を実施する必要があり、また、反射光量
の変化が雑音にかくされないよう、Ｓハ比のよい光検出
器（３１を使用しなければならない。
以上のように、従来の光ファイバ液面センサには、いく
つもの欠点があった。
つもの欠点があった。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、光ファイバの媒体と接する側の
端面に蒸着膜を付着することによって、反射光量を増し
、液面の検知能力を高めた光ファイバ液面センサを提供
することを目的としている。
ためになされたもので、光ファイバの媒体と接する側の
端面に蒸着膜を付着することによって、反射光量を増し
、液面の検知能力を高めた光ファイバ液面センサを提供
することを目的としている。
第３図はこの発明の一実施例を示す説明図であり、図に
おいてｆｉ＋ 、 １３１ 、１４） 、１５１ 、１
６１は第１図の同一符号と同一または相当する部分を示
し、（７）は媒体に接する側の端面に蒸着膜１８）を付
着した光ファイバである。
おいてｆｉ＋ 、 １３１ 、１４） 、１５１ 、１
６１は第１図の同一符号と同一または相当する部分を示
し、（７）は媒体に接する側の端面に蒸着膜１８）を付
着した光ファイバである。
従来の光ファイバ波面センサの場所と同様Ｖζ、光フ（
１）の光が方向性結合器（４）を通して光ファイバ（７
）に導かれ、元ファイバ（７）に導かれた光は光ファイ
バ（７）を伝搬し、媒体に接する端面に達する。この端
面には蒸着膜１８１が付着されており、伝搬してきた光
の一部は光ファイバ（７）内に反射され、この反射され
てきた光は方向性結合器１４） ＶＣよりて光検出器（
３）Ｋ専かれる。
１）の光が方向性結合器（４）を通して光ファイバ（７
）に導かれ、元ファイバ（７）に導かれた光は光ファイ
バ（７）を伝搬し、媒体に接する端面に達する。この端
面には蒸着膜１８１が付着されており、伝搬してきた光
の一部は光ファイバ（７）内に反射され、この反射され
てきた光は方向性結合器１４） ＶＣよりて光検出器（
３）Ｋ専かれる。
光ファイバ（７）の媒体と接する側の端面に屈折率ｎ０
の蒸着膜１８１が膜厚ｄに付着しているとすると、
この端面における反射率Ｒｉｉ。
の蒸着膜１８１が膜厚ｄに付着しているとすると、
この端面における反射率Ｒｉｉ。
’ｌｘ
６＝ Ｔｎ ｏ ｄ
ｎｃ；光ファイバ１７）のコアの屈折率ｎ１；光ファイ
バ（７１の端面に接する媒体の屈折率 ｎｏ；蒸着Ｍ １８１の屈折率 ｄ ；蒸着膜１１３１の幾何学的膜厚 λ ；光源（１；の波長 と力る。
バ（７１の端面に接する媒体の屈折率 ｎｏ；蒸着Ｍ １８１の屈折率 ｄ ；蒸着膜１１３１の幾何学的膜厚 λ ；光源（１；の波長 と力る。
このため、従来の光ファイバ液面センサと同様に、光フ
ァイバ（７）の端面が屈折率ｎ、 の媒体中にあると
きと、屈折率ｎｂ の媒体中にあるときとでは、光フ
ァイバ１７１の媒体中にちる端面における反射率が異な
るので、この二つの媒体の境界面の液面を検知すること
ができる。
ァイバ（７）の端面が屈折率ｎ、 の媒体中にあると
きと、屈折率ｎｂ の媒体中にあるときとでは、光フ
ァイバ１７１の媒体中にちる端面における反射率が異な
るので、この二つの媒体の境界面の液面を検知すること
ができる。
光ファイバ（７１のコアの屈折率を１．５とし、光ファ
イバ（７）の媒体に接する側の端面に屈折率２．３の散
化チタンが光学的膜厚（ｎとｄの積）λ／４に蒸着され
ているとする。この時の端面に接する媒体の屈折ｒｐＫ
対する反射率の変化の様子を第２図の実線で示す。たと
えば、九ファイバ（７；の端面妙；水（屈折率１．３３
）中にあるときの反射率Ｆｉ２０．４６チであシ、光フ
ァイバ（７１の端面が四塩化戻累（屈折率１．４６）中
にあるときｔｉ１７．１８チである。
イバ（７）の媒体に接する側の端面に屈折率２．３の散
化チタンが光学的膜厚（ｎとｄの積）λ／４に蒸着され
ているとする。この時の端面に接する媒体の屈折ｒｐＫ
対する反射率の変化の様子を第２図の実線で示す。たと
えば、九ファイバ（７；の端面妙；水（屈折率１．３３
）中にあるときの反射率Ｆｉ２０．４６チであシ、光フ
ァイバ（７１の端面が四塩化戻累（屈折率１．４６）中
にあるときｔｉ１７．１８チである。
第２図の実線と破線かられかるように、光ファイバ（７
）の媒体に接する側の端面に光学的膜厚がλ／４の酸化
チタン膜が蒸着でれている場合の反射率は、従来の光フ
ァイバ液面センサの光ファイバ（２）の場合の反射率に
比べて非常に大きく、光検出器（３１に導かれる反射光
量が多くなる。このため、光源の光量、光検出器の感度
、伝送系の損失等に対する費求性能を緩和することがで
きる。
）の媒体に接する側の端面に光学的膜厚がλ／４の酸化
チタン膜が蒸着でれている場合の反射率は、従来の光フ
ァイバ液面センサの光ファイバ（２）の場合の反射率に
比べて非常に大きく、光検出器（３１に導かれる反射光
量が多くなる。このため、光源の光量、光検出器の感度
、伝送系の損失等に対する費求性能を緩和することがで
きる。
第２図の実線は、破線に比べて勾配が大ｔＩいことがわ
かる。つまり、酸化チタン膜を蒸着した光ファイバ（７
１の端面の方が、従来のセンサの光ファイバ（２）のも
のに比べて、接する媒体の屈折率に対する反射率の変化
が大きく、この発明の党ファイバセンサは、端面に接す
る媒体の屈折率に対する液面の検知能力が高くなり、屈
折率差の小さい２つの媒体の境界面の検知もできるよう
になる。
かる。つまり、酸化チタン膜を蒸着した光ファイバ（７
１の端面の方が、従来のセンサの光ファイバ（２）のも
のに比べて、接する媒体の屈折率に対する反射率の変化
が大きく、この発明の党ファイバセンサは、端面に接す
る媒体の屈折率に対する液面の検知能力が高くなり、屈
折率差の小さい２つの媒体の境界面の検知もできるよう
になる。
また、従来のものに比べ、光ファイバ（７：の振動など
によりて生ずる雑音、光検出器（３１の雑音などの゛影
響は小さい。
によりて生ずる雑音、光検出器（３１の雑音などの゛影
響は小さい。
第４図はこの発明の他の実施例を示す説明図で多ｐ％図
において（１ン、 １３１ 、１４茅、 ＋５１ 、１
６１ 、１７１ 、１８１は第３図の同一符号と同一ま
たは相当する部分を示し、（９１は元ファイバ（７１の
端面と光学的に接合した板でおる。
において（１ン、 １３１ 、１４茅、 ＋５１ 、１
６１ 、１７１ 、１８１は第３図の同一符号と同一ま
たは相当する部分を示し、（９１は元ファイバ（７１の
端面と光学的に接合した板でおる。
端面に蒸着膜（８）を付着するがわりに、片面に蒸着膜
：８）を付着した板（９）を端面に光学的に接合させて
装着しｆｃｓ成としても、作用および効果は上記説明し
た実施例の場合と同じでろる。
：８）を付着した板（９）を端面に光学的に接合させて
装着しｆｃｓ成としても、作用および効果は上記説明し
た実施例の場合と同じでろる。
なお、上記においては、媒体に接する側の端面に光学的
膜厚が）、／４の酸化チタンの蒸着膜を付着した場合に
ついて説明したが、蒸着膜の材料はこれに限る必要はな
い。
膜厚が）、／４の酸化チタンの蒸着膜を付着した場合に
ついて説明したが、蒸着膜の材料はこれに限る必要はな
い。
また、上記における説明のような単層膜に限ることなく
、多層の蒸着膜でもよい。
、多層の蒸着膜でもよい。
〔発明の効果〕 。
この発明は以上説明したとおり、光ファイバの媒体と接
する側の端面に蒸着膜を付着したので、反射光量が増し
、液面の検知能力が高まり、光源の光Ｊ１．光検出器の
感度、伝送系の損失等に対する費求性能を緩和すること
ができ、屈折率差の小さい２つの媒体の境界面を検知す
ることができ。
する側の端面に蒸着膜を付着したので、反射光量が増し
、液面の検知能力が高まり、光源の光Ｊ１．光検出器の
感度、伝送系の損失等に対する費求性能を緩和すること
ができ、屈折率差の小さい２つの媒体の境界面を検知す
ることができ。
雑音の影響が小さくなるという効果がろる。
第１図は従来の光ファイバ液面センサの一例を示す説明
図、２２図は光ファイバの端面に接する媒体の屈折率に
対する上記端面における反射率の変化の様子を示すグラ
フ図、第３図にこの発明の一実施例を示す説明図、第４
図はこの発明の他の実施例を示す説明図である。 図において（１１は光源、（３１は光検出器、＋４）
１−１方向性結合器、＋５１ 、 １６１は媒体、｛７
｝は光ファイバ、１８１は蒸着膜、（９）は板である。 尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。 第１図 １．Ｏ１＋５ 部属 折 正 第３図 第４図
図、２２図は光ファイバの端面に接する媒体の屈折率に
対する上記端面における反射率の変化の様子を示すグラ
フ図、第３図にこの発明の一実施例を示す説明図、第４
図はこの発明の他の実施例を示す説明図である。 図において（１１は光源、（３１は光検出器、＋４）
１−１方向性結合器、＋５１ 、 １６１は媒体、｛７
｝は光ファイバ、１８１は蒸着膜、（９）は板である。 尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。 第１図 １．Ｏ１＋５ 部属 折 正 第３図 第４図
Claims (4)
- （１）光ファイバの媒体に接する端面からのフレネル反
射による反射光が上記端面に接する媒体の屈折率が変化
したときの強度変化を検出して、両媒体の境界面の液面
を検知する光ファイバ液面センサにおいて、光ファイバ
の媒体に接する側の端面に蒸着膜を付着したことを特徴
とする光ファイバ液面センサ。 - （２）光ファイバの媒体に接する側の端面に蒸着膜を上
記端面と光学的に接合する板を介して付着したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ液面セ
ンサ。 - （３）光ファイバの媒体に接する側の端面に付着する蒸
着膜を単層膜としたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項記載の光ファイバ液面センサ。 - （４）光ファイバの媒体に接する側の端面に付着する蒸
着膜を多層膜としたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項記載の光ファイバ波面センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12153584A JPS61717A (ja) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | 光フアイバ液面センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12153584A JPS61717A (ja) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | 光フアイバ液面センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61717A true JPS61717A (ja) | 1986-01-06 |
Family
ID=14813645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12153584A Pending JPS61717A (ja) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | 光フアイバ液面センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61717A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5021623A (en) * | 1989-03-24 | 1991-06-04 | Mitsubishi Denki K.K. | Machining-liquid injection nozzle unit for traveling-wire EDM apparatus |
| JP2008067524A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Toshiba Corp | 導体接続装置およびその組立方法 |
| JP2011145157A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Yamatake Corp | 振動センサ |
-
1984
- 1984-06-13 JP JP12153584A patent/JPS61717A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5021623A (en) * | 1989-03-24 | 1991-06-04 | Mitsubishi Denki K.K. | Machining-liquid injection nozzle unit for traveling-wire EDM apparatus |
| JP2008067524A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Toshiba Corp | 導体接続装置およびその組立方法 |
| JP2011145157A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Yamatake Corp | 振動センサ |
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