JPS6239744A - 光学式湿度検知装置 - Google Patents

光学式湿度検知装置

Info

Publication number
JPS6239744A
JPS6239744A JP61139389A JP13938986A JPS6239744A JP S6239744 A JPS6239744 A JP S6239744A JP 61139389 A JP61139389 A JP 61139389A JP 13938986 A JP13938986 A JP 13938986A JP S6239744 A JPS6239744 A JP S6239744A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dielectric
light energy
humidity
sensing device
layer
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.)
Granted
Application number
JP61139389A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0467906B2 (ja
Inventor
ジエフリー　アーサー　ターヴイン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KMS Fusion Inc
Original Assignee
KMS Fusion Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KMS Fusion Inc filed Critical KMS Fusion Inc
Publication of JPS6239744A publication Critical patent/JPS6239744A/ja
Publication of JPH0467906B2 publication Critical patent/JPH0467906B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • G01N21/81—Indicating humidity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Filters (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、周囲の大気の湿度表示のための光学式湿度検
知装置に関する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の一般的な目的は、製造及び取付に費用がかから
ず、長い動作寿命にわたって正確な、且つ未熟練の、又
はいくぶん熟練した人により、すぐに較正でき、また特
に危険な環境における湿度測定によく適した、周囲大気
の湿度表示用の検知装置を提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
第１図は本発明による光学式湿度検知装置１０の好まし
い実施例を示すもので、予め選択した光路に沿って、公
称波長λにて光エネルギーを伝達するレーザー又はＬＥ
Ｄ等の狭帯域な光源１２を含む。
誘電体鏡１４は光源１２からの光をさえぎり、かつそこ
で、第１の部分を第１の光検出器１６の上へ伝達し、第
２の部分を第２の光検出器１８の上へ反射するように配
置される。検出器１６及び１８は適宜なレンズ、光繊維
、光導電素子上に光エネルギーを集中するための集束用
反射器又は類似物を含み、該検出器に入射する光の明る
さの関数として変化する検出器出力信号を供給しようと
するものである。検出器１６及び１８の出力は比率計２
０へ供給され、該比率計は誘電体層１４をとりまく大気
中の湿度を、検出器出力信号の比の関数として表示する
。比率計は湿度に対して直線的な関係にある出力信号を
発生するための適宜な電子部品を含むことができる。誘
電体層１４の反射率は、そこに入射する光の偏光に依有
するので、光源１２は偏光されることが好ましい。
第２図によれば、誘電体層１４は、好ましくは、珪酸塩
又は他のガラス組成物より成る平坦かつ半透明な基材２
２を含み、該基材上には堆積又はコーティングされた誘
電体材料の多段の層２４〜３２を有する。層２４〜３２
は好ましくは異なった屈折率を有する２種の誘電体材料
の交互の層を含むすなわち、層２４，２８及び３２は第
１の誘電体材料であり且つ厚みがほぼ同しく、中間層２
６及び３０は第２の誘電体材料であり、且つ厚みがほぼ
同じである。層２４．２８及び３２は比較的。
高い屈折率を有するが、層２６及び３０は低い屈折率を
有する。光源からの広範囲なレンジの波長に適応する為
に、他の要因は等しくしておいて、異なった層の間の屈
折率の差を最大とすることが望ましい。本発明では層２
４，２８及び３２の屈折率は１．９５よりも大きく、一
方、層２６及び３０の屈折率は１．５よりも小さくある
べきものとして考えられている（珪酸塩ガラス基材２２
の屈折率は約１．４５である）。各層はおよそ１／４波
長の厚みとする。すなわち、層２４，２Ｂ及び３２の厚
さ、ｔｌは光源１２の公称の波長λを対応する屈折率の
４倍で除したものにほぼ等しい。河様に゛して、層２６
及び３０の厚みｔ２は、波長λを対応する屈折率の４倍
で除したものにほぼ等しい。
層２６及び３０の屈折率は層２４．２８及び３２のそれ
よりも低いので、これに対応して厚みｔ２は厚み１．よ
りも大きい。
層２４〜３２は蒸着、高周波スパッタリング（ＳＰＵＴ
ＴＥＲＩＮＧ）又は電子ビーム堆積法（ＥＬＥＣＴＲＯ
Ｎ　　ＢＥＡＭ　　ＤＥＰＯ３ＩＴＩＯＮ）等適宜な方
法を用いて基材２２上に堆積又はコーティングすること
ができる。先に示した誘電体層の厚みは設計時の公称値
であり、用いられる製造工程により変動する許容値を伴
う。層２４゜２８及び３２に用いる代表的な高屈折率材
料にはＴｉ０ｚ　　、Ｚｒ０ｚ及びＺｎＳ等がある。
層２６及び３０に用いる代表的な低屈折率材料にはＳｉ
ＯｚｓＭｇＦｚ及びＮ　ａ　ｓ　Ａ　Ｉ　Ｆ　６等があ
る。
これらすべての材料は本発明の光学式誘電体湿度検知装
置用として充分な多孔性を有している。
〔発明の効果〕
−ａ的に言って、本発明は誘電体１４の反射率と伝達率
が、誘電体層２４〜３２により吸収される水蒸気の量と
共に変化する、という原理に基いている。上記例により
述べたタイプの多孔性の誘電体材料は、鏡１４により反
射された光と鏡１４を通して伝達された光の比が、該層
１４の周囲環境の湿度を正確に反映するように、鏡の周
囲環境から蒸気を直ちに吸収する。本発明の好ましい実
施例による比率計を採用することの著しい利点は、湿度
の小さな変化に対して、反射率又は伝達率の絶対変化量
は小さくても比の変化量は大きいことにある。すなわち
、反射率は約９９％なので、反射率のわずかな端数的変
動が、伝達率の大きな端数的変動を生ゼしめ、従って比
の、大きな端数的な変動となる。
第２図に示す５つの誘電体層は説明のみを目的としてお
り、発明を実施する場合には追加の交互の層を必要とす
る。本発明の原理は、誘電体の非反射コーティングを有
する窓に於て実施されているものである。この実施例で
は、伝達率は太き（、かつ反射率は相対湿度の小さな変
化に応答して、大きな端数変動を受ける。いずれの場合
でも、検知器の感度及び応答範囲は誘電体フィルムの多
孔性を変更することにより変えることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の好ましい実施例による光学式湿度検知
装置の概略図である。 第２図は第１図に示す誘電体層の部分の拡大断面の一部
を示す図である。 １２・・・光源、１４・・・誘電体層、工６・・・光検
出器、１８・・・光検出器、２０・・・比率計、２２・
・・半透明な基材、２４，２８，３２，２６，３０・・
・層。 特許出願人　　ケー　エム　ニス　フュージョン　イン
コーホレイテッド Ｆ　Ｉ　Ｇ、　２

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）周囲大気から水分を吸収するための多孔性誘電体
    手段と、予め選択された公称波長にて該誘電体手段上に
    光エネルギーを導くための狭帯域光源とを含み、該多孔
    性誘電体手段は上記予め選択された公称波長と多孔性誘
    電体構造体の屈折率との関数としての波長の１／４の厚
    みを有する少くとも１つの多孔性誘電体構造体の層を含
    み、さらに該光源から該誘電体手段上に入射する光エネ
    ルギーをさえぎるように配置され該誘電体手段の周囲大
    気中の湿度を該誘電体手段の光伝達及び反射特性の変動
    の関数として表示する手段を含むことを特徴とする湿度
    検知装置。
  2. （２）該誘電体手段が、少くとも１つの誘電体材料の層
    を有する半透明な基材を含み、該誘電体材料層は光源か
    らの光エネルギーをさえぎるように配置されている前記
    特許請求の範囲第１項記載の湿度検知装置。
  3. （３）該誘電体手段が、当該基材上に多層の誘電材料を
    のせている半透明な基材を含み、該多層の各層は異なっ
    た屈折率を有する前記特許請求の範囲第２項記載の湿度
    検知装置。
  4. （４）該多層が、異なった屈折率を有する２つの誘電体
    材料の交互の層を含む前記特許請求の範囲第３項記載の
    湿度検知装置。
  5. （５）該２つの誘電体材料が１．９５以上の屈折率を有
    する第１の材料と、１．５以下の屈折率を有する第２の
    材料を含む前記特許請求の範囲第４項記載の湿度検知装
    置。
  6. （６）該第１の材料が、ＴｉＯ＿２、ＺｒＯ＿２及びＺ
    ｎＳから成る群から選択され、該第２の材料が、ＳｉＯ
    ＿２、ＭｇＦ＿２及びＮａ＿３ＡｌＦ６から成る群から
    選択される前記特許請求の範囲第５項記載の湿度検知装
    置。
  7. （７）該基材が珪酸塩ガラス組成物である前記特許請求
    の範囲第６項記載の湿度検知装置。
  8. （８）該各層がλ／４ｎの厚みを有し、λが該層の公称
    波長であり、ｎが該層の屈折率である特許請求の範囲第
    ４項記載の湿度検知装置。
  9. （９）光エネルギーをさえぎるように配置された該手段
    が、該誘電体手段中を伝達される光エネルギーを受光す
    るように配置された手段を含む前記特許請求の範囲第３
    項記載の湿度検知装置。
  10. （１０）光エネルギーを受光するように配置された該手
    段が、該誘電体手段により反射された光エネルギーを受
    光するように配置された手段を含む前記特許請求の範囲
    第９項記載の湿度検知装置。
  11. （１１）光エネルギーを受光するように配置された該手
    段が、該誘電体手段を通して伝達される光エネルギーを
    受光するように配置された第１の手段と、該誘電体手段
    により反射された光エネルギーを受光するように配置さ
    れた第２の手段と、該誘電体手段により伝達及び反射さ
    れる光エネルギーの組み合せ関数として湿度を表示する
    ために、該第１及び第２の手段に結合する第９の手段と
    を含む前記特許請求の範囲第３項記載の湿度検知装置。
  12. （１２）該第３の手段が、該伝達された光エネルギーと
    反射された光エネルギーの比の関数として、湿度を表示
    するための手段を含む前記特許請求の範囲第１１項記載
    の湿度検知装置。
  13. （１３）周囲大気から水分を吸収するための誘電体材料
    の少くとも１つの層を有する誘電体手段と、予め選択さ
    れた公称波長の光エネルギーを該誘電体手段の上に導く
    ように配置された光源であり、該光エネルギーの一部は
    該誘電体手段により反射され、別の部分は該誘電体手段
    を通して伝達されるような該光源と、該誘電体手段を通
    して伝達される光エネルギーを受光するように配置され
    た第１の光検出手段と、該誘電体手段により反射される
    光エネルギーを受光するように配置された第２の光検出
    手段と、該誘電体手段をとりまく大気の湿度を該第１及
    び第２の検出手段へ導かれた該光エネルギーの関数とし
    て表示するための手段とを含む湿度検知装置にして、該
    誘電体手段は、該公称波長と多孔性誘電体構造体の屈折
    率との関数として１／４波長の厚みを有する該多孔性誘
    電体の少くとも１つの層を含むことを特徴とする該湿度
    検知装置。
  14. （１４）該湿度表示手段が該第１及び第２の検出手段に
    おいて受光された光エネルギーの比に応答する手段を含
    む前記特許請求の範囲第１３項記載の湿度検知装置。
  15. （１５）該誘電体手段が誘電体鏡を含む前記特許請求の
    範囲第１４項記載の湿度検知装置。
  16. （１６）該誘電体鏡は当該基材上にのせた多層の誘電体
    材料を有する半透明の基材を含み、かつ該多層の積層さ
    れる各層は異なつた屈折率を有する前記特許請求の範囲
    第１５項記載の濃度検知装置。
  17. （１７）該多層が、異なった屈折率を有する２つの誘電
    体材料の交互の層を含む前記特許請求の範囲第１６項記
    載の湿度検知装置。
JP61139389A 1985-08-15 1986-06-17 光学式湿度検知装置 Granted JPS6239744A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US765727 1985-08-15
US06/765,727 US4641524A (en) 1985-08-15 1985-08-15 Optical humidity sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6239744A true JPS6239744A (ja) 1987-02-20
JPH0467906B2 JPH0467906B2 (ja) 1992-10-29

Family

ID=25074320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61139389A Granted JPS6239744A (ja) 1985-08-15 1986-06-17 光学式湿度検知装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4641524A (ja)
JP (1) JPS6239744A (ja)
DE (1) DE3619017A1 (ja)
FR (1) FR2586295B1 (ja)
GB (1) GB2179141B (ja)
IT (1) IT1191279B (ja)
NL (1) NL8601493A (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4894532A (en) * 1988-03-28 1990-01-16 Westinghouse Electric Corp. Optical fiber sensor with light absorbing moisture-sensitive coating
DE3832185A1 (de) * 1988-09-22 1990-03-29 Fedor Dipl Phys Dr Mitschke Feuchtesensor und messanordnung zur messung der feuchte
US5212099A (en) * 1991-01-18 1993-05-18 Eastman Kodak Company Method and apparatus for optically measuring concentration of an analyte
DE4133125C1 (ja) * 1991-10-05 1993-02-18 Ultrakust Electronic Gmbh, 8375 Gotteszell, De
DE4133126C2 (de) * 1991-10-05 1996-11-07 Ultrakust Electronic Gmbh Feuchtesensor
DE69321191T2 (de) * 1992-11-17 1999-04-29 Hoechst Ag, 65929 Frankfurt Optischer Sensor zur Detektion von chemischen Spezien
SE470564B (sv) * 1993-01-19 1994-08-29 Hans Pettersson Förfarande och anordning för avkänning av andningen hos en människa eller ett djur
US5507175A (en) * 1994-10-21 1996-04-16 Protimeter, Inc. Cycling chilled mirror dewpoint hygrometer including a sapphire optical mirror
DE19545414C2 (de) * 1995-12-06 2002-11-14 Inst Physikalische Hochtech Ev Optisches Sensorelement
DE19747343A1 (de) * 1997-10-27 1999-05-06 Jenoptik Jena Gmbh Partialdrucksensor
FI109730B (fi) * 1998-06-18 2002-09-30 Janesko Oy Sovitelma pH:n tai muun väriaineindikaattoreilla ilmaistavissa olevan kemiallisen ominaisuuden mittauksen yhteydessä
JP2001096125A (ja) * 1999-09-28 2001-04-10 Asahi Shiko:Kk 湿度センサ付乾燥剤パック及びその製造装置
US20040062682A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-01 Rakow Neal Anthony Colorimetric sensor
US7005662B2 (en) * 2003-06-23 2006-02-28 Jean Caron Soil water potential detector
US7391937B2 (en) * 2004-10-22 2008-06-24 Lockheed Martin Corporation Compact transition in layered optical fiber
US8067110B2 (en) * 2006-09-11 2011-11-29 3M Innovative Properties Company Organic vapor sorbent protective device with thin-film indicator
JP5769703B2 (ja) 2009-05-22 2015-08-26 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 多層比色センサ
KR101777078B1 (ko) 2009-05-22 2017-09-08 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 다층 비색 센서 어레이
US9091206B2 (en) * 2011-09-14 2015-07-28 General Electric Company Systems and methods for inlet fogging control

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2547545A (en) * 1947-12-24 1951-04-03 Libbey Owens Ford Glass Co Means for measuring the optical properties of films
US2700323A (en) * 1948-12-27 1955-01-25 Fish Schurman Corp Infrared transmitting mirror
US3192426A (en) * 1962-07-27 1965-06-29 Canrad Prec Ind Inc Electroluminescent condensers having porous element
FR1547507A (fr) * 1967-08-04 1968-11-29 Siderurgie Fse Inst Rech Procédé et dispositif pour la mesure des degrés hygrométriques
US3528278A (en) * 1967-09-05 1970-09-15 Technology Inc Method and apparatus for determining the presence of vapor in a gas
SU397830A1 (ru) * 1971-05-24 1973-09-17 Конденсационный гигрометр
US3926052A (en) * 1974-05-06 1975-12-16 Johnson Service Co Relative humidity computer
US3972619A (en) * 1975-08-11 1976-08-03 General Atomic Company Method and apparatus for surface analysis
US4083249A (en) * 1977-01-17 1978-04-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Hygrometer
SU855589A1 (ru) * 1979-01-02 1981-08-15 Одесский Технологический Институт Холодильной Промышленности Конденсационный гигрометр
SU881588A1 (ru) * 1979-04-03 1981-11-15 Предприятие П/Я В-2763 Оптомолекул рный гигрометр
SU928214A1 (ru) * 1980-02-07 1982-05-15 Предприятие П/Я Р-6205 Способ проверки работоспособности узлов конденсационного фотоэлектрического гигрометра
JPS56112636A (en) * 1980-02-12 1981-09-05 Toshiba Corp Optical humidity sensor
SU945837A1 (ru) * 1981-01-12 1982-07-23 Центральная аэрологическая обсерватория Способ определени абсолютной влажности воздуха
ATE42407T1 (de) * 1981-12-30 1989-05-15 Mta Koezponti Fiz Kutato Intez Verfahren zur herstellung eines feuchtigkeitsempfindlichen interferenzspiegels und verfahren zum messen der feuchtigkeit mittels dieses spiegels.
JPS5919875A (ja) * 1982-07-27 1984-02-01 Toshiba Corp 磁界測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
US4641524A (en) 1987-02-10
GB8613055D0 (en) 1986-07-02
JPH0467906B2 (ja) 1992-10-29
IT1191279B (it) 1988-02-24
DE3619017A1 (de) 1987-02-26
IT8648140A0 (it) 1986-06-16
GB2179141B (en) 1989-08-16
FR2586295B1 (fr) 1988-05-13
NL8601493A (nl) 1987-03-02
FR2586295A1 (fr) 1987-02-20
GB2179141A (en) 1987-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6239744A (ja) 光学式湿度検知装置
Hass Reflectance and preparation of front-surface mirrors for use at various angles of incidence from the ultraviolet to the far infrared
EP1121583B1 (en) Optical sensor having dielectric film stack
EP0483268B1 (en) Optical devices
US5460888A (en) Multi-layered optical film
Hunter Measurement of optical properties of materials in the vacuum ultraviolet spectral region
EP0585883A1 (en) Method of measuring refractive index of thin film and refractive index measuring apparatus therefor
JPH0621872B2 (ja) 溶液監視方法
US4730109A (en) Apparatus and method for measuring electric field by electroreflectance
JPH05232318A (ja) 反射形ホログラムスケール
JPH01198716A (ja) 低反射光学的焦点板およびこれを作成するための方法
US5796098A (en) Sensor for rotational velocity and rotational acceleration
JPH02113202A (ja) 中性濃度フィルター
CN1141571C (zh) 自适应表面等离子体波气体折射率传感元件
Hunter et al. Thickness of absorbing films necessary to measure their optical constants using the reflectance-vs-angle-of-incidence method
JP2691989B2 (ja) 中性濃度フィルター
JPH0772080A (ja) ガス検出装置
KR920701787A (ko) 반사작용에 의해 작동되는 물리량의 원격감지시스템
CN210690406U (zh) 光纤湿敏探头和光纤湿敏检测系统
JPH0296639A (ja) 赤外吸収スペクトル測定法及び測定用治具
Stallard et al. Thin film optical technology in integrated optic device fabrication
JPH0458139A (ja) 赤外線光学装置
Merritt et al. Spectral characterization methodology of thin-film optical filters
Bennett et al. Calibration of instruments measuring reflectance and transmittance
Jha et al. Performance comparison of SPR sensors based on chalcogenide and silica glass prisms