TW558632B - Measuring probe for light scattering - Google Patents

Description

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=發明係關於照射光於試料上，藉由從散射 1旦光進行光散射測定之光散射測定用探測哭。檢測 光散射測 (布朗運動） 粒子之擴散 習知之光 有試料流體 射光通過由 倍增器等之 該習知之 光路長度太 射光引起散 之資訊。 定裝置係為藉由 引起的散射光強 係數或流體力學 散射測定裝置中 之圓筒形或長方 針孔等限制其觀 光檢測器進行測 光散射測定裴置 長，因此溶液之 射（多重散射）， 度的波 的粒子 ’介由 體之單 察體積 定。 中，由 粒子濃 以致變 動（時間變化），來求取 大小用的裝置。 透鏡照射雷射光於放入 元，使攸试料射出之散 之受光光學系，由光電 於單元内之試料流體之 度增尚，在單元内因散 得無法正確測定散射光 、在此，提案有在單元内按指定角度使入射光光纖和受光 光纖的端面彼此對向，而且，使端面彼此之距離接近的光 散射測定用探測器的構造（R R Khan，H S Dhadwal，and LSuh，Applied 〇Ptics 33 ( 25 )， 1 994 )。只要使用該光 散射測定用探測器，即可減小觀測體積，可避免多重散射 的問題。 上述光散射測定用探測器中，在入射光光纖之端面和受 光光纖之端面’配置有用以將光纖之焦點對位於目標位置 的微小透鏡或分級指示光纖。由此，其要求光纖和透鏡之

C:\2D-C0DE\91-05\9H03810.ptd 第4頁 558632 五、發明說明（2) 位置關係具較南的精度，因 成為困難。 光纖之構造係為由折射率 周圍，又以保護用樹脂被覆 在此，逛提案有藉由去除 露於外，再削入包層使芯部 彼此之距離變短，藉以避免 公開W0 00/3 1 5 1 4 )。 但是，若使包層及芯部曝 芯部彼此之位置调整困難、 在此，鑑於上述諸多問題 一種製造容易、精度優良、 度測定的光散射測定用探測 發明揭示 本發明之光散射測定用探 之光用的入射用光纖，及集 光測定用光纖。各光纖之前 接管之前端被切割成使光纖 圓錐台形。兩光纖之前端面 度呈對向狀’將上述套接管 (申請專利範圍第1項）。 根據該構成，即使光纖之 管之補強而得以保護。此外 持兩光纖之前端面彼此之距 而要確保實用等級之製品品質 小的包層包圍使光透過之芯部 其上之構造。 光纖之樹脂被覆層而使包層曝 曝露於外，盡可能使芯部端面 多重散射的影響的發明（國際 露於外，會有無法確保強度、 光從包層漏 ';兔等的問題。 點’本發明之目的在於，實現 且信賴性高的可進行散射光強 器。 測器’安裝有傳播照射於試料 中散射光後進行傳輸用的散射 端部分別被覆有套接管，各套 之刖端面之一部或全部餘下之 彼此分開指定距離且以指定角 保持於光散射測定用探測器 月'J端部的強度不夠，藉由套接 ’藉由保持套接管而可容易保 離、、角度。也可藉由套接管得

558632 五、發明說明（3) 以防止包層之光漏洩 之前端藉由斜切為圓錐台形，使得 t則^易產生試料流體之氣泡。此外，* ^ 纖 L、+、工、μ 了、％ ^兩光纖之前端彼此的距離。 、光纖之前端彼此的角度及距離， 管而可藉調節構件進彳—笳 最好為介由套接 丨辦1干進仃凋即者（申請專利範圍 此，可將散射體積調整為所需^丨寻7圍第2項）。藉 光纖最好為專利範圍第5至8項）。 ~平候式先纖者（申請專利範圍第3 此，可以更具相干性的優良條件進行測摩定圍第3項）。錯 上述套接管最好將除光纖之被 入（申請專利範圍第4項）。藉此，可：4二：= 達：i層ί ΐ或其裡面之芯部部分為止，㈤而ϋ:縮短 兩光..戴之刖端面彼此的距離。 、” 發明所實施之畢传形熊 " "|J ^ ^ ",J 13 ^ ",J ^ ^ ^ ^ ^ ，。攸雷射裳置！照射之光由透鏡2集光後入射於入射用光 纖。入射用光纖4之前端結合有光散射測定用探測器3。 光散射測定用探測器3係插入裝滿試料液體h的單元5，且 從光散射測疋用探測器3照射雷射光於試料。 來自試料之散射光係由光散射測定用探測器3進行受 光，並從光散射測定用探測器3通過散射光測定用光纖6進 入光電倍增器等的受光元件7，在受光元件7測定時系資 料。於是，在未圖示之處理電路中，計算該資料之自己相

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關係數，從而求得粒子尺寸等。 入射用光纖4、散射光測定用光纖6係為單模式光纖者， 但是，最好在可保持光之相干性之基礎上者。 圖2顯示光散射測定用探測器3之前視圖（a)，及沿中心 線切割之側剖面圖（b)。並且，將上方向為y，正面方向 為Z ’側方向為X進行顯示。 光放射測疋用探測器3具有筒狀之身體部6 1，及結合於 身體部6 1之前端部6 2。從身體部6 1至前端部6 2插通有入射 用光纖4及散射光測定用光纖6。身體部61、前端部62可由 金屬或樹脂來形成。 月1j ‘部6 2之一面形成有凹部6 3，入射用光纖4係從形成 該凹部6 3之縱孔6 4伸出，散射光測定用光纖6面臨形成於 該凹部63之橫孔65。 於是’該伸出之入射用光纖4之前端部被覆有圓筒形狀 的套接管6 6 ’而散射光測定用光纖6被覆有套接管6 7。圖2 中’套接管6 6以局部剖面顯示，而套接管6 7以全部剖面顯 示。 套接管66貫穿於箱狀支持體70上所設孔。套接管66、67 以相互約90 °的角度對合（可一併參照圖5)。測定之散射 體積’在圖5中以元件編號V顯示。 支持體7 0之正面和側面及前端部6 2的底面，如後述之含羊 細說明，設有調節光纖4、6之投光、受光位置用的作為 「調節構件」用的調節螺絲71〜74。 圖3為顯示套接管6 6、6 7之詳細構造之剖面圖。套接管

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558632 發明說明（5) 、67係為氧化鍅等陶瓷製，呈圓筒形形狀 a =射用光纖4或散射光測定用光纖6曝露出包層“、6a。 管66、67之中心線設有插入該曝露部分之細孔 又’套接管6 6、6 7之基端設有止插入射用氺缺 5政射>光測定用光纖6之被覆部分的粗孔66a、67a。 - = 之前端餘下兩光纖4、6之前端面4b，的 至包層部仏研6為，錐台形（參照圖（b))。研磨可進行 也可超過包：部八V '可不進：至包層部分4a、6a。此外 餘下之前；:二 涉及其裡面之芯部部分。 光的芯部部分。· 6b必須要含有用以傳播兩光纖4、6之 6b彼此可充分接=由該研磨，得兩光纖4、6之前端面4b、 體之氣泡，可提古，外刖端面4b、6b不易附著試料液 心置調節兩光纖4、6之前 體前中端:62之凹部63之支持體7。等的立 支持㈣插通有=Ι;Α-Α線所作的剖面圖。 的固定螺絲72。又|固定於前端部62之凹部63用 設置成沿y軸方向移 ^他螺絲後再進行栓緊，即可 螺絲71。 套接管66及入射用光纖4的調整 73此I : 沿X軸方向移動調整支持〜“ 73 在由調整螺絲73沿x細t支持組7〇的調整螺絲 情況，係藉由先鬆弛固定螺=方向移動調整支持體7〇的 __ ，再由調整螺絲73進行調

C:\2D-00DE\91-05\911038l0.ptd 558632 五、發明說明（6) 整，此後再栓緊固定螺絲72來進行者。因此，固定螺絲72 之螺絲孔存在若干空隙。 ..... 另一方面，前端部6 2的底面，如圖5所示，藉由先鬆弛 螺絲後再進行鎖緊，即可設置成調節套接管67θ及散射A光測 定用光纖6的z方向位置的調整螺絲7 4。 藉由旋轉調節以上之螺絲71、73、74 ’即可微妙地調整 Ϊ纖4之前端面几及散射光測定用光纖6的前端面6b 的對向角度、距離。 將^上構成之光散射測定用探測器3浸泡於 於入射用光纖4時，散射光則通過散二 ^山之峑*射出。利用叉光元件7可檢測該散射光。使斜切 二Λ ?6、6 7彼此接近，即可測定非常小之散射體 、以上曰，★、可防止因多重散射造成之測定精度的下降。 限於上述：：U明之實施形態’本發明之實施並不只 元件編號^在本务明之範圍内可實施種種改變° 雷射裝置 透鏡 光散射測定用探測器 入射用光纖 單元 散射光測定用光纖 受光元件 身體部 91103810.ptd 第9頁 558632

91103810.ptd 第10頁 558632 圖式簡單說明 圖1為含有光散射測定用探測器3之測定系統的全體結構 圖。 圖2 ( a)為光散射測定用探測器3之前視圖。 圖2 (b)為光散射測定用探測器3之側剖面圖。 圖3為顯示套接管6 6、6 7之詳細構造之剖面圖，其中， 圖3 (a)顯示切割前之狀態，圖3 (b ) 顯示切割後之狀態。 圖4為顯示配置於前端部6 2之凹部6 3之支持體7 0等的立 體圖。 圖5為沿著圖4中之A-A線所作的剖面圖。

III C:\2D-OODE\91-05\91103810.ptd 第11頁

Claims (1)

1. 558632 六、申請專利範圍 1 · 一種光散射測定 内之散 於光 的入射 用光纖 兩光 各套 一部或 兩光 狀，將 2.如 中，兩 藉由調 3 ·如 中，上 4 ·如 中，上 5 ·如 中，上 用探測 I於該 (71)。 6 ·如 中，上 射光進行光散 散射測定用探 用光纖、及集 纖之前端部分 接管之前端被 全部的圓錐台 纖之前端面彼 上述套接管保 申請專利範圍 光纖之前端彼 節構件進行調 申請專利範圍 述光纖係為單 申請專利範圍 述套接管係插 申請專利範圍 述調節構件係 器本體上所裝 支持體上用以 申請專利範圍 述支持體係為 用探測器，係藉由 射測定者，其特心測末自政射體積 測器，安裝有傳播照射於試料之光用 中散射光後進行傳於田 Ί寻輸用的散射光測定 別被覆有套接管； 切割成殘留含有弁输#却* 1山 ^ β尤纖芯部之前端面之 形， 此分開指定距離且以指定角度呈對向 持於光散射測定用探測器。 第1項之光散射測定用探測器，其 此的角度及距離，係介由套接管而可 節者。 第1項之光散射測定用探測器，其 模式光纖者。 第1項之光散射測定用探測器，其 入光纖之包層部分。 第2項之光散射測定用探測器，其 包括，沿一方向插通設於光散射測定 著之支持體上之套接管的孔、以及安 固定通過上述孔之套接管的螺絲 第5項之光散射測定用探測器，其 可沿與插通套接管之方向呈直角的方

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   向移動’移動後可由螺絲（72 )固定於光散射測定用探淨 本體上。 ’、』器 7·如申請專利範圍第6項之光散射測定用探測器， 二=可沿與插通套接管之方向呈直角的方向動述、更 體的螺絲（73)。 砂切上述支持 中，^ I ^ Ϊ利範圍第2項之光散射測定用探測器，其 用探測器本體上所！二:：方向插通設於光散射測定 用以固定通過上^套接管 以及安裝於該本體上 過上述孔之套接管的螺絲（74)。