JPS6232320A - 光フアイバ液面計測センサ - Google Patents
光フアイバ液面計測センサInfo
- Publication number
- JPS6232320A JPS6232320A JP17138185A JP17138185A JPS6232320A JP S6232320 A JPS6232320 A JP S6232320A JP 17138185 A JP17138185 A JP 17138185A JP 17138185 A JP17138185 A JP 17138185A JP S6232320 A JPS6232320 A JP S6232320A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical fiber
- face
- liquid level
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は２本の光ファイバが平行状に密着した端部端面
を光軸に対して所定の角瓜で切断した光ファイバ液面計
測センサに関し、詳しくは光ファイバ端面の光の全反射
量が外界の媒質の屈折率に依存するという原理に基づい
て、電気信号を全く利用することなく純光学的手法によ
り、液体の有無、もしくは液面、さらには液体の屈折率
を容易に検出する光ファイバ液面計測センサに関する。
を光軸に対して所定の角瓜で切断した光ファイバ液面計
測センサに関し、詳しくは光ファイバ端面の光の全反射
量が外界の媒質の屈折率に依存するという原理に基づい
て、電気信号を全く利用することなく純光学的手法によ
り、液体の有無、もしくは液面、さらには液体の屈折率
を容易に検出する光ファイバ液面計測センサに関する。
（従来の技術）
近年、産業計測分野における液面計測において光ファイ
バを用いた轟１測センサが種々提案されている。例えば
、光ファイバのクラッド部の一部を剥離してコア部を露
出させ、光ファイバ中の光透過量の変化により液体の有
無もしくは液面、ざらには液体の屈折率を検出するセン
サ、もしくは特許出願公開昭５８−１８１２６号公報に
は入射光を伝送する第１の光路と反射光を伝送する第２
の光路を光ファイバで形成し、前記光路の開放端となる
光ファイバの一端にプリズムを付設した液面センサなど
が開示されている。
バを用いた轟１測センサが種々提案されている。例えば
、光ファイバのクラッド部の一部を剥離してコア部を露
出させ、光ファイバ中の光透過量の変化により液体の有
無もしくは液面、ざらには液体の屈折率を検出するセン
サ、もしくは特許出願公開昭５８−１８１２６号公報に
は入射光を伝送する第１の光路と反射光を伝送する第２
の光路を光ファイバで形成し、前記光路の開放端となる
光ファイバの一端にプリズムを付設した液面センサなど
が開示されている。
（問題点を解決しようとする問題点）
上記従来の液面計測センサの前者においては、光ファイ
バのクラッド部を一部分剥離する必要があるため、使用
可能な光ファイバの種類に制限を生じ、また、クラッド
部の剥離を行ううえで高度な技術が必要とされるという
問題があり、また、後者の液面計測センサにおいては光
ファイバに加えて微小なプリズムの製作や光ファイバと
プリズムを接着するうえで高度な技術が必要とされると
いう問題があった。
バのクラッド部を一部分剥離する必要があるため、使用
可能な光ファイバの種類に制限を生じ、また、クラッド
部の剥離を行ううえで高度な技術が必要とされるという
問題があり、また、後者の液面計測センサにおいては光
ファイバに加えて微小なプリズムの製作や光ファイバと
プリズムを接着するうえで高度な技術が必要とされると
いう問題があった。
そこで本発明は、２本の光ファイバの平行密着端部端面
のそれぞれを光軸に対して所定の角度で傾斜切断するこ
とによって簡易で安価な光ファイバ液面計測センサを提
供することを解決すべき技術的課題とするものである。
のそれぞれを光軸に対して所定の角度で傾斜切断するこ
とによって簡易で安価な光ファイバ液面計測センサを提
供することを解決すべき技術的課題とするものである。
（問題点を解決するための手段）
上記課題解決のための技術的手段は、光ファイバを用い
て第１の光路と第２の光路を形成し、該両光路の端部を
両光路の光軸が平行になるように密着させ、両光路の端
部端面をそれぞれ前記光軸に対して所定の傾斜角度で切
断Ｉノ研磨して、光ファイバ液面計測センサを構成した
ことである。
て第１の光路と第２の光路を形成し、該両光路の端部を
両光路の光軸が平行になるように密着させ、両光路の端
部端面をそれぞれ前記光軸に対して所定の傾斜角度で切
断Ｉノ研磨して、光ファイバ液面計測センサを構成した
ことである。
（作用）
本発明の光ファイバセンサにおける液面及び屈折率４測
の原理は以下のようである。例えば第１図に示すように
光源りから第１の光路Ｌ Ａに入射された光は、第１の
光路Ｌ Ａを伝達してセンリ゛部端面ＬＡＥに到達し、
そこの媒質により全反射され、第２の光路Ｌ Ｆ３のセ
ンサ部端部Ｌ Ｂ Ｅに達するがそこで再び全反射され
て第２の光路ＬＢを伝達して受光素子Ｒ１，：到達し、
受光素子Ｒｔ’全反射光量が検出される。ヒンサ部の周
辺の媒質の屈折率が大きくなるにしたがって、セン明部
からの全反射光量が減少するので受光素子［＜でその光
ｍを検出ずれば、センサ部周辺の媒質の屈折率を測定す
ることができ、液体の有無、もしくは液面を計測するこ
とができる。特に、空気の屈折率に対して水やアルコー
ル、ガソリン等の有機溶剤の屈折率が比較的大きいため
、空気に対する反射光１４に対して水や有機溶剤に対す
る反射光通が小さくなるので、センサ部周辺のＩｓ質が
空気であるか、水やアルコール、ガンリンなどの有機溶
剤であるかを極めて容易に識別することが可能となる。
の原理は以下のようである。例えば第１図に示すように
光源りから第１の光路Ｌ Ａに入射された光は、第１の
光路Ｌ Ａを伝達してセンリ゛部端面ＬＡＥに到達し、
そこの媒質により全反射され、第２の光路Ｌ Ｆ３のセ
ンサ部端部Ｌ Ｂ Ｅに達するがそこで再び全反射され
て第２の光路ＬＢを伝達して受光素子Ｒ１，：到達し、
受光素子Ｒｔ’全反射光量が検出される。ヒンサ部の周
辺の媒質の屈折率が大きくなるにしたがって、セン明部
からの全反射光量が減少するので受光素子［＜でその光
ｍを検出ずれば、センサ部周辺の媒質の屈折率を測定す
ることができ、液体の有無、もしくは液面を計測するこ
とができる。特に、空気の屈折率に対して水やアルコー
ル、ガソリン等の有機溶剤の屈折率が比較的大きいため
、空気に対する反射光１４に対して水や有機溶剤に対す
る反射光通が小さくなるので、センサ部周辺のＩｓ質が
空気であるか、水やアルコール、ガンリンなどの有機溶
剤であるかを極めて容易に識別することが可能となる。
以上の理由により、本発明の光ファイバ液面計測センサ
は、水や有機溶剤の有無、もしくはそれらの液面さらに
は液体の屈折率の計測を可能とする。
は、水や有機溶剤の有無、もしくはそれらの液面さらに
は液体の屈折率の計測を可能とする。
（実施例）
次に本発明による光ファイバ液面計測センサの一実施例
を第２図及び第３図の（イ）、（ロ）。
を第２図及び第３図の（イ）、（ロ）。
（ハ）に従って説明する。
光源としての発光ダイオード１から発光された光を伝送
する入射光伝送用光ファイバ３Ａは、発光ダイオード１
側と反対端部の端面３ＡＥが光軸に対してθＡの傾斜角
度で切断され、切断面が研磨される。一方、反射光伝送
用光ファイバ３Ｂの端面３ＢＥは光軸に対してθＢの傾
斜角度で切断。
する入射光伝送用光ファイバ３Ａは、発光ダイオード１
側と反対端部の端面３ＡＥが光軸に対してθＡの傾斜角
度で切断され、切断面が研磨される。一方、反射光伝送
用光ファイバ３Ｂの端面３ＢＥは光軸に対してθＢの傾
斜角度で切断。
研磨される。
入射光伝送用光ファイバ３Ａの端面３ＡＥ（１！ｌ端部
と反射光伝送用光ファイバ３Ｂの端面３ＢＥ側端部はそ
れぞれの光軸が平行になるように光透過性を有する接着
剤４で接着される。また、反射光伝送用光ファイバ３Ｂ
の端部３ＢＥの反対端には、反射光を受光する例えばフ
ォトトランジスタ２が設けられている。
と反射光伝送用光ファイバ３Ｂの端面３ＢＥ側端部はそ
れぞれの光軸が平行になるように光透過性を有する接着
剤４で接着される。また、反射光伝送用光ファイバ３Ｂ
の端部３ＢＥの反対端には、反射光を受光する例えばフ
ォトトランジスタ２が設けられている。
前記発光ダイオード１から発光された入射光が入射光伝
送用光ファイバ３Ａを介して端面３ＡＥにおける媒質に
より全反射され、反射光伝送用光ファイバ３Ｂの端部３
ＢＥ１．：達する。そこで再び全反射され、反射光伝送
用光ファイバ３Ｂを介して反射光はフォトトランジスタ
２で受光されるため、フォトトランジスタ２の出力電気
信号を計測することにより入射光と反射光の差を演算す
ることができる。
送用光ファイバ３Ａを介して端面３ＡＥにおける媒質に
より全反射され、反射光伝送用光ファイバ３Ｂの端部３
ＢＥ１．：達する。そこで再び全反射され、反射光伝送
用光ファイバ３Ｂを介して反射光はフォトトランジスタ
２で受光されるため、フォトトランジスタ２の出力電気
信号を計測することにより入射光と反射光の差を演算す
ることができる。
なお、光ファイバとしてはガラスファイバ、プラスナッ
クファイバのいづれでも良い。また、前記入射光伝送用
光ファイバ３−Ａの端面３ΔＥの傾斜角度θＡ及び反射
光伝送用光ファイバ３Ｂの端面３ＢＥの傾斜角度θＢを
４５°にすると、被計銅体が液体の場合、気体との反射
光量差が最も大きくなるため信頼性の高い液面計測が可
能となる。
クファイバのいづれでも良い。また、前記入射光伝送用
光ファイバ３−Ａの端面３ΔＥの傾斜角度θＡ及び反射
光伝送用光ファイバ３Ｂの端面３ＢＥの傾斜角度θＢを
４５°にすると、被計銅体が液体の場合、気体との反射
光量差が最も大きくなるため信頼性の高い液面計測が可
能となる。
（発明の効果）
以上のように本発明によるセンサは光ファイバを用いて
純光学的手法により液面及び屈折率計測を行なうので、
電気的雑音の影響を全く受けることがなく、また、電気
火花の発生もないので、灯油、ガソリンなどの防爆性が
要求される液体の液面及び屈折率計測に適用できる。従
来の光ファイバ液面セン１ノが光ファイバのクラッド部
を一部剥ａｔｉるとか、光ファイバと同程度の大きさの
プリズムを用いるとか、センサを作製する上で高度な技
術が必要とされ、高価になるのに対して本発明による光
ファイバセンサは、光ファイバを密着。
純光学的手法により液面及び屈折率計測を行なうので、
電気的雑音の影響を全く受けることがなく、また、電気
火花の発生もないので、灯油、ガソリンなどの防爆性が
要求される液体の液面及び屈折率計測に適用できる。従
来の光ファイバ液面セン１ノが光ファイバのクラッド部
を一部剥ａｔｉるとか、光ファイバと同程度の大きさの
プリズムを用いるとか、センサを作製する上で高度な技
術が必要とされ、高価になるのに対して本発明による光
ファイバセンサは、光ファイバを密着。
固定させ、センサ部端面を切断研磨するだけで作製でき
るので、非常に簡潔な構成であり、安価に製造すること
が可能になる。さらに、センサ部を微小にすることがで
きるので、センサの取付は場所や液体タンク内へのセン
サ部導入口を微小にすることが可能となり、狭い空間に
存在する液体の液面及び屈折率計測も可能となる効果が
ある。
るので、非常に簡潔な構成であり、安価に製造すること
が可能になる。さらに、センサ部を微小にすることがで
きるので、センサの取付は場所や液体タンク内へのセン
サ部導入口を微小にすることが可能となり、狭い空間に
存在する液体の液面及び屈折率計測も可能となる効果が
ある。
第１図は本発明の作用説明図、第２図は本発明の実施例
の構成を示す外観図、第３図は本発明の実施例のセンサ
部拡大図である。（イ）、（ロ）。 （ハ）はそれぞれその正面図、側面図、そして断面図で
ある。 １・・・発光ダイオード ２・・・フォトトランジスタ ３Ａ・・・入射光伝送用光ファイバ ３Ｂ・・・反射光伝送用光ファイバ ４・・・センサ部固定用接着剤 出願人 株式会社 槌 屋 代理人 弁理士 岡田英彦（外２名）ｅコ
− 味 味
の構成を示す外観図、第３図は本発明の実施例のセンサ
部拡大図である。（イ）、（ロ）。 （ハ）はそれぞれその正面図、側面図、そして断面図で
ある。 １・・・発光ダイオード ２・・・フォトトランジスタ ３Ａ・・・入射光伝送用光ファイバ ３Ｂ・・・反射光伝送用光ファイバ ４・・・センサ部固定用接着剤 出願人 株式会社 槌 屋 代理人 弁理士 岡田英彦（外２名）ｅコ
− 味 味
Claims (4)
- （１）光ファイバを用いて第１の光路と第２の光路を形
成し、該両光路の端部を両光路の光軸が平行になるよう
に密着させ、両光路の端部端面をそれぞれ前記光軸に対
して所定の傾斜角度で切断し研磨したことを特徴とする
光ファイバ液面計測センサ。 - （２）光ファイバがガラスファイバであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ液面計測セ
ンサ。 - （３）光ファイバがプラスチックファイバであることを
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
計測センサ。 - （４）第１及び第２の光路を密着させた側の端面の傾斜
角度をそれぞれ４５°に選定したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の光ファイ
バ液面計測センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17138185A JPS6232320A (ja) | 1985-08-03 | 1985-08-03 | 光フアイバ液面計測センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17138185A JPS6232320A (ja) | 1985-08-03 | 1985-08-03 | 光フアイバ液面計測センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6232320A true JPS6232320A (ja) | 1987-02-12 |
Family
ID=15922121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17138185A Pending JPS6232320A (ja) | 1985-08-03 | 1985-08-03 | 光フアイバ液面計測センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6232320A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104964727A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-10-07 | 华中科技大学 | 一种光纤点式液位传感器 |
-
1985
- 1985-08-03 JP JP17138185A patent/JPS6232320A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104964727A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-10-07 | 华中科技大学 | 一种光纤点式液位传感器 |
| CN104964727B (zh) * | 2015-07-14 | 2019-07-19 | 华中科技大学 | 一种光纤点式液位传感器 |
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