JPS63154941A - 流体の物性値測定装置 - Google Patents

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】 技術分野 本発明は、流体の物性値測定装置、より詳細には、イン
クジェットプリンタにおけるインク濃度のモニターに使
用して好適な流体の物性値測定装置に関する。

従来技術 一般に、光ファイバは、中心部のコアと該コアの周囲を
包囲する該コアの屈折率より小さい屈折率のクラッド層
から成り、前記コア内を伝搬する光が前記クラッド層の
表面で全反射されながら伝搬するものであるが、その際
、伝搬光の一部がクラッド層内に浸み出している。この
浸み出し波はエバネッセント波として゛知られているも
のであり、このエバネッセント波の浸み出しは、伝搬す
る光の波長、コアの径、コアとクラッド層の屈折率、光
の伝搬モード等により異なるものであるが、前記クラッ
ド層に代って被測定気体或いは液体がコアに接している
場合等においては、該被測定気体又は液体中に吸収され
るエバネッセント波の吸収量が該被測定気体又は液体の
屈折率によって変化するので、光導体ケーブルを通過す
る光量の減少量から前記被測定気体又は液体の屈折率を
知ることができる。

第１２図は、上述のとときエバネッセント波を利用した
ガスセンサの一例を示す外観図で（特開昭６１−１７８
６２２号公報参照）、図中、１゜は光導波路、１１は光
源側部、１２は光検出器側部で、光源側部１１より一定
量の光を光導波路１０に導入し、該光導波路１０を通過
した光量を光検出器側１２で検出するもので、該センサ
は主に大気中のガスを検出するものであるが勿論液体の
屈折率の物性値を測定することも可能である。而して、
上記センサを管の中を流れる流体の物性値検出に応用し
ようとした場合、例えば、製造業などにおいて、ガスな
どの流体を管路を使って移送する場合、途中で流体が変
質するおそれがあり、そのような場合１．管路の途中で
物性値を測定する必要があるが、その場合、第１３図に
示すように、流路管１３内に該流路管内を流れる被測定
気体又は液体の流れに対して直角方向に配設するか、第
１４図に示すように、支持部材１４．１５等によって被
測定流体の流れに平行に配設するが、このようにすると
、流路管１３内に突起物ができるため、被測定流体のス
ムーズな流れを妨げ、流れを乱して正確な測定ができな
いばかりでなく、場合によっては、例えば、流速が早い
場合等においてはセンサを破損する恐れがある。また、
流路管中を清掃しようとした場合、センサが邪魔になる
等の欠点があった。

目　　　　　的 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、エバネッセント波を利用して管路内を流れる流体
の物性値を検知する際に、流体の流れを妨げることなく
該流体の物性値を検知することのできる流体の物性値測
定装置を提供することを目的としてなされたものである
。

構成 本発明は、上記目的を達成するために、発光素子と受光
素子を少なくとも一部を管路を流れる被測定流体に接し
た光導波路で結合し、発光素子の発光波長を被測定流体
が光吸収感度を有する波長帯域の値に設定する構成とし
、前記受光素子の出力レベルで前記被測定流体の物性値
を検出する装置において、前記光導波路が前記波４１す
定流体が流れる管路の少なくとも一部となしていること
を特徴としたものである。以下、本発明の実施例に基づ
いて説明する。

第１図及び第２図は、それぞれ本発明による流体の物性
値測定装置の実施例を説明するための断面図、第３図は
第１図に示した実施例の外観図、第４図は第２図に示し
た実施例の外観図で、図中、１は光導波路、２は光源、
３は光検出器で、これらによって前述のとときエバネッ
セント効果を利用したセンサを構成している。而して、
本発明においては、光導波路１として被測定流体が流れ
る管路１３と同形状の中空管を用い、この光導波路管１
内の中空部を通して被測定流体が流れるようにするとと
もに、この光導波路管１の壁内を通して光源２からの光
が光検出器３に向って伝搬されるようになっている。光
導波路１と光源２と光検出器３との結合の仕方は、第１
図及び第３図に示した実施例においては、光導波路１の
両端を図示のように斜めに切り、そこに反射鏡を置き、
光導波路上と直角の方向に光路を曲げ、そこに光源２、
光検出器３を直接設けるか或いは光ファイバを介して接
続する。なお、第１図及び第３図に示した実施例は、光
導波路１が中空状のものであったが、第５図に示すよう
に、流路管１３の一部１′を構成するような形状にして
もよい。また、第２図及び第４図に示した実施例におい
ては、光導波路１を被測定流体が流れる流路管１３の直
径よりも大きな直径の中空状のものを使用し、光導波路
１と光源２と光検出器３との結合は１図示のように、光
導波路１の両側面に光源２、光検出器３を直接接続する
か光ファイバを介して接続するようにしている。なお、
第２図及び第４図に示した実施例は、光導波路１が中空
状のものであったが、第６図に示すように、流路管１３
の一部１′を構成するようにしてもよい。

以上には、光導波路１内の光の伝搬方向が流路管１と平
行な方向であったが、第７図及び第８図に示すように流
路管１３の周方向に伝搬するようにしてもよい。

第７図及び第８図は、それぞれ本発明の他の実施例を説
明するための外観図、第９図は第７図に示した実施例の
光導波路部所面図、第１０図は第８図に示した実施例の
光導波路部所面図で、図中。

第１図乃至第６図に示した実施例と同様の作用をする部
分には、第１図乃至第６図の場合と同一の参照番号が付
しである。而して、これらの実施例は、光導波路１を輪
状又はその一部とし、光源２、光検出器３をその両端に
直接或いは光ファイバを介して接続するようにしたもの
である。

以上に、本発明の各実施例について説明したが、上記各
実施例において光導波路１の被測定流体に接しない部分
は、光導波路１の保護のためクラッド層及び保護層を設
けてもよい。今、光導波路としてガラス、光源２として
発光波長６６０ｎｍの発光ダイオード（ＬＥＤ）、光検
出器３としてフォトダイオードを使用し、流路管１３内
を流れる被測定流体に波長６６０ｎｍ付近に吸収を持つ
ような液体を用いたところ、被？ｌ＋Ｕ定流体の濃度と
光検出器の出力との間に、第１１図に示すような関係を
得た。

効　　　果 以上の説明から明らかなように、本発明によると、管状
の光導波路を使用するようにしたので、光導波路の材質
がガラスの場合でもプラスチックの場合であっても容易
に製作でき、コストを安く、歩留りもよく量産性にすぐ
れている。センサを流路管に取り付ける取り付は方が容
易であり作業性がよい。更には、光導波路のセンシング
部分の形状が簡単であるため清掃が容易でありかつ破損
しにくい等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、それぞれ本発明の詳細な説明する
ための断面図、第３図及び第４図は、それぞれ第１図及
び第２図に示した実施例の外観図、第５図及び第６図は
、それぞれ本発明の他の実施例を示す外観図、第７図及
び第８図は、それぞれ本発明の他の実施例を説明するた
めの外観図、第９図及び第１０図は、それぞれ第７図及
び第８図に示した実施例の光導波路部所面図、第１１図
は１本発明による８１す定装置の一使用結果を示す図、
第１２図乃至第１４図は、従来技術の例を説明するため
の図である。 １・・・光導波路、２・・・光源、３・・・光検出器、
１３・・・流路管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光素子と受光素子を少なくとも一部を管路を流れる被
   測定流体に接した光導波路で結合し、発光素子の発光波
   長を被測定流体が光吸収感度を有する波長帯域の値に設
   定する構成とし、前記受光素子の出力レベルで前記被測
   定流体の物性値を検出する装置において、前記光導波路
   が前記被測定流体が流れる管路の少なくとも一部となっ
   ていることを特徴とする流体の物性値測定装置。