JPS5848851B2 - Organic vapor detection device and method - Google Patents
Organic vapor detection device and methodInfo
- Publication number
- JPS5848851B2 JPS5848851B2 JP51013868A JP1386876A JPS5848851B2 JP S5848851 B2 JPS5848851 B2 JP S5848851B2 JP 51013868 A JP51013868 A JP 51013868A JP 1386876 A JP1386876 A JP 1386876A JP S5848851 B2 JPS5848851 B2 JP S5848851B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- organic vapor
- light
- liquid crystal
- organic
- 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.)
- Expired
Links
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、有機蒸気を検出するための光学的装置および
その装置を使用する方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optical device for detecting organic vapors and a method of using the device.
1969年l月のAerospace Medicin
eの第35頁〜第39頁にトリヴアー(Tol ive
r )、ローチ(Roach)、ラウンデイ(Roun
dy)およびホフマン(Hoffman)による「液晶
(Liqu一id Crystals)J と題する論
文がある。Aerospace Medicine in January 1969
Tolive on pages 35 to 39 of e.
r ), Roach, Roundy
There is a paper entitled "Liquid Crystals" by J.D. and Hoffmann.
この論文は、特に、有機蒸気に対して露出されると色を
変える液晶について説明している。This article specifically describes liquid crystals that change color when exposed to organic vapors.
EM Chemicalsによる液晶に関する技術報告
の第7頁においても、lppm程度のアセトン、ベンゼ
ン、クロロホルム、石油エーテル等の如き蒸気のガス分
析に液晶を使用することについて説明している。A technical report on liquid crystals by EM Chemicals, page 7, also describes the use of liquid crystals for gas analysis of vapors such as acetone, benzene, chloroform, petroleum ether, etc. at lppm levels.
米国特許第3,0 5 0,9 8 2号明細書には、
細長い導波管(Waveguide )上に付着する水
分により導波管の光透過能力が変化され、その変化割合
が露点を指示するような露点測定装置が記載されている
。In U.S. Patent No. 3,050,982,
A dew point measuring device is described in which moisture adhering to an elongated waveguide changes the light transmission capacity of the waveguide, and the rate of change indicates the dew point.
これには、液晶は含まれていない。米国特許第3,4
0 9,4 0 4号明細書には、コレステリツク液晶
材料を使用した分析方法および装置が記載されており、
これは、例えば気体のような物の定性的または定量的な
検出分析に関するものである。This does not include the LCD. U.S. Patent Nos. 3 and 4
No. 09,404 describes an analytical method and apparatus using cholesteric liquid crystal materials,
This relates to the qualitative or quantitative detection and analysis of substances such as gases.
これには、普通の有機溶媒、アミン、単純なアルコール
、有機酸等に就いての液晶の光学的特性に関する可逆的
効果が観察されることが述べられている。It is stated that reversible effects on the optical properties of liquid crystals are observed for common organic solvents, amines, simple alcohols, organic acids, etc.
米国特許第3,7 0 4,0 6 0号明細書,には
、電気的に制御可能に光を導く装置が記載されており、
その導波管上の被覆材料は液晶被覆でありうることが記
載されている。U.S. Pat. No. 3,704,060 describes an electrically controllable light guiding device,
It is stated that the coating material on the waveguide can be a liquid crystal coating.
米国特許第3,8 0 2,7 6 0号明細書には、
導波管の一部分をライニングする液晶部材によって薄膜
導波管の特性を変化させ−る装置が記載されている。In U.S. Patent No. 3,802,760,
A device is described for changing the properties of a thin film waveguide by means of a liquid crystal member lining a portion of the waveguide.
本発明による有機蒸気を検出する装置は、(a博波管を
有機蒸気と接触させる時に導波管の光透過能力を測定し
うる程度に変化させるようにその有機蒸気に感応する充
分な量の液晶材料を表面に有する細長い導波管と、(b
)前記導波管の縦方向に光を透過する位置に配置された
光源と、(C)前記導波管から出る光を測定するための
手段とを備えている。An apparatus for detecting organic vapors according to the invention comprises (a) a sufficient amount of organic vapors sensitive to the organic vapors to measurably change the optical transmission ability of the waveguide when the waveguide is brought into contact with the organic vapors; an elongated waveguide having a liquid crystal material on its surface;
) a light source disposed at a position that transmits light in the longitudinal direction of the waveguide; and (C) means for measuring light exiting from the waveguide.
この装置は、(a)前記液晶が感応する有機蒸気を含ん
でいる可能性があるガスに対して前記導波管を露出させ
、次いで(b)前記導波管を通して光を透過し、(C)
前段階(b)にて透過された光を前記有機蒸気の測定尺
度として検出する有機蒸気の測定方法にも有用である。The apparatus comprises: (a) exposing the waveguide to a gas that may include organic vapors to which the liquid crystal is sensitive; and (b) transmitting light through the waveguide; )
It is also useful in a method for measuring organic vapors in which the light transmitted in the previous step (b) is detected as a measure of the organic vapors.
導波管は、ある場合にはその導波管内の空所を含めて、
有機蒸気物質に感応する液晶材料で被覆したり含浸した
りされる。A waveguide, including any void space within the waveguide,
It is coated or impregnated with a liquid crystal material that is sensitive to organic vapor substances.
たたし、液晶材料を付加した導波管が充分光を透過する
ことが条件であり、ある場合には、液晶材料は、導波管
に取り付けられる反応性のあるグループで構成してもよ
い。However, the condition is that the waveguide loaded with liquid crystal material is sufficiently transparent to the light; in some cases, the liquid crystal material may consist of reactive groups attached to the waveguide. .
被覆された導波管の場合には、導波管は、中実または中
空、例えば、中空円筒状または中実円筒状であってよく
、中空円筒状の場合には、その被覆は、内側表面にあっ
ても外側表面にあってもよくまたはその両表面に設けて
もよい。In the case of a coated waveguide, the waveguide may be solid or hollow, e.g., hollow cylindrical or solid cylindrical; in the case of a hollow cylinder, the coating covers the inner surface. It may be located on the outer surface, on the outer surface, or on both surfaces.
しかし、通常は、外周辺領域のみを被覆し、中実ロツド
の両端は、その両端部の被覆に光を通過させて特定の波
長の光を吸収させることが望まれる場合以外は被覆され
ない。However, usually only the outer peripheral area is coated, and the ends of the solid rod are uncoated unless it is desired that the coating at both ends allows light to pass through and absorb light at a particular wavelength.
明らかに、導波管の液晶材料の量は、導波管が検出しよ
うとする有機蒸気の濃度範囲を超えて、光透過率の測定
可能な変化を生ぜしめるように、充分なものである必要
がある。Obviously, the amount of liquid crystal material in the waveguide must be sufficient to cause a measurable change in optical transmission over the range of concentrations of organic vapors that the waveguide is intended to detect. There is.
導波管は、ロンドもしくはファイバの形態をなし、サフ
ァイヤ、ガラス、パイレツクスまたはその他の透明な無
機材料の如き透明材料、または、ポリスチレン、ポリー
α−メチルスチレン、ポリメチルメタクリレートまたは
その他の透明プラスチック材料の如き透明プラスチック
で作ることができる。The waveguides may be in the form of ronds or fibers and may be made of transparent materials such as sapphire, glass, pyrex or other transparent inorganic materials, or of polystyrene, polyalpha-methylstyrene, polymethylmethacrylate or other transparent plastic materials. It can be made from transparent plastic such as
導波管は、光の流れの方向に細長くされる。The waveguide is elongated in the direction of light flow.
時には光ファイバと呼ばれる円筒形導波管が通常使用さ
れるが、正方形、長方形、卵形またはその他の横断面形
を有するファイバまたはロンドも使用され、光は第1図
および第3図に示されているように、その縦方向に多回
反射しながら透過することができる。Cylindrical waveguides, sometimes called optical fibers, are usually used, but fibers or ronds with square, rectangular, oval or other cross-sectional shapes are also used, and the light is shown in Figures 1 and 3. As shown in the figure, it can be transmitted while being reflected many times in the vertical direction.
Aerospace Medicineからの従来技術
を示す最初の論文は、種々の液晶とそれら液晶の有機蒸
気を検出するための利用について述べている。The first article presenting the prior art from Aerospace Medicine describes various liquid crystals and their use for detecting organic vapors.
液晶、コレステリル・クロライドおよび6 0/4 0
オレイル・コレステリル・カーボネイトおよびコレステ
リル・ナノネートの混合物が、クロロホルム、ベンゼン
およびシクロヘキサンを検出するために使用された。Liquid crystal, cholesteryl chloride and 6 0/4 0
A mixture of oleyl cholesteryl carbonate and cholesteryl nanonate was used to detect chloroform, benzene and cyclohexane.
また、液晶、コレステリル・ブチレート、ナノネートお
よびエルケイトの混合物が、同じ有機蒸気を検出するた
めに使用された。Also, a mixture of liquid crystals, cholesteryl butyrate, nanonate and erucate was used to detect the same organic vapor.
光源は、実質的に白色光源である市販の光源で′あって
よく、また色付きのものでもよく、すなわち、赤外線、
紫外線、黄色、オレンジ色、緑色、青色またはその他の
色範囲の実質的に単色光のものであってよい。The light source may be a commercially available light source that is a substantially white light source, or it may be colored, i.e., infrared,
It may be of substantially monochromatic light in the ultraviolet, yellow, orange, green, blue or other color ranges.
しかし、色彩光を得るのにフィルタが使用されうる。However, filters can be used to obtain colored light.
種々な色の単色光は、発光ダイオード(LED)によっ
て供給されうる。Monochromatic light of various colors can be provided by light emitting diodes (LEDs).
緑色の如き特定の色が導波管上に現われる被覆体の色ま
たは組成によっては最も望ましいものでありうる。Certain colors, such as green, may be most desirable depending on the color or composition of the coating appearing on the waveguide.
次に、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発
明を詳細に説明する。Next, the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the present invention based on the accompanying drawings.
導波管の被覆体との組合せは、導波管の屈折率よりも高
いかまたは低い屈折率を有する被覆体を備えるように選
定されつる。The combination of the waveguide and the cladding is selected to provide the cladding with a refractive index that is either higher or lower than the refractive index of the waveguide.
より低い屈折率の条件は、通常光導波管への適用に使用
され、第1図Aに例示したような機構となる。Lower refractive index conditions are commonly used in optical waveguide applications, resulting in a mechanism such as that illustrated in FIG. 1A.
より高い屈折率の被覆を使用すると、第1図Bに示した
ような機構で動作する。Using a higher index coating would operate in a mechanism similar to that shown in FIG. 1B.
このどちらかの方法を使用できるのであるが、第1図A
に示した機構は感度が低くなる。Either of these methods can be used, but Figure 1A
The mechanism shown in is less sensitive.
何故ならば、消失波の相互干渉はロツドの被覆界面の領
域においてのみ起るからである。This is because mutual interference of vanishing waves occurs only in the area of the rod coating interface.
第1図Bのどちらの機構においても、その放射線は被覆
体全体を通して伝達さ花こうして、ソリツドスデートな
分光光度測症がその場所でなされうる。In either arrangement of FIG. 1B, the radiation is transmitted throughout the sheath so that solid state spectrophotometry can be performed in situ.
光透過率を測定するため、定量分析測定を行なうように
測定装置が設計され製造された。To measure light transmittance, a measuring device was designed and manufactured to perform quantitative analytical measurements.
この特定の装置は直径0. 9 mm〜1.3iH長さ
lOmNまたは20mmのガラスロツドを収容している
。This particular device has a diameter of 0. Accommodates glass rods of 9 mm to 1.3 iH length lOmN or 20 mm.
基本的構成部分を第2図に概略的に示している。The basic components are shown schematically in FIG.
これらの構成部分は、
1 タングステンフィラメントランプ光源2 ほぼ平行
な光線を作り出すための集光レンズ系
3 波長選択用フィルタ
4 軸光線を阻止する環状開口
5 中空円錐光線を作り出す集光レンズ
6 広角光線をロンドに結合させる結合半球および開口
7 表面接触を最小としてロンドを開口に対して正確に
位置決めするロンド取付け具
8 シリコンホトダイオード検出器
9 電流一電圧変換器として動作する演算増巾器10
相対透過率を読出すための3V2桁デジタル電圧計
基本的な測定動作を示すためロツドの寸法を誇張した光
学的線図を第3図に示している。These components are as follows: 1 Tungsten filament lamp light source 2 Condensing lens system for producing nearly parallel light rays 3 Wavelength selection filter 4 Annular aperture 5 for blocking axial rays Condensing lens 6 for producing hollow cone rays Wide-angle rays A coupling hemisphere and aperture 7 to couple to the rond; a rond fixture 8 to accurately position the rond relative to the aperture with minimal surface contact; a silicon photodiode detector 9; and an operational amplifier 10 operating as a current-to-voltage converter.
3V 2-Digit Digital Voltmeter for Reading Relative Transmittance An optical diagram with exaggerated rod dimensions is shown in FIG. 3 to illustrate the basic measurement operation.
タングステンランプからの光は、鏡およびレンズ集光器
の両者を用いて平行光線とされる。Light from a tungsten lamp is collimated using both mirrors and lens concentrators.
それから、その光は熱吸収ガラスフィルタおよび可変色
選択フィルタを通過する。The light then passes through a heat absorbing glass filter and a variable color selection filter.
前面鏡は、垂直方向においてその光を90’偏向させる
。The front mirror deflects the light 90' in the vertical direction.
環状開口は、軸光線を阻止し、石英ロンドにおいて伝播
する光線に対する円錐角の範囲を定める。The annular aperture blocks the axial rays and delimits the cone angle for the rays propagating in the quartz rond.
次段の集光レンズは、その平行光線を強く収束した中空
円錐光に変換する。The condensing lens in the next stage converts the parallel light into a strongly converged hollow cone of light.
半球レンズおよび円形開口は、その光をロンドに結合さ
せる。A hemispherical lens and circular aperture couple the light into the rondo.
ロンド内で多数回反射した後、その光は、その上方端面
に現われ、拡散器によって散乱させられ、その光の一部
がシリコンホトダイオード検出器へ行く。After multiple reflections within the rond, the light appears at its upper end face, is scattered by a diffuser, and a portion of the light goes to a silicon photodiode detector.
ホトダイオードは、感光起電モードにて動作し、演算増
巾器は、そのダイオード端の電圧を最小とするための電
流シンクとして作用する。The photodiode operates in photovoltaic mode and the operational amplifier acts as a current sink to minimize the voltage across the diode.
増巾器出力は、10−11アンペアからlO−3 アン
ペアの範囲に亘る入力電流に比例した低インピーダンス
電圧である。The amplifier output is a low impedance voltage proportional to the input current ranging from 10-11 amps to 1O-3 amps.
200MV全目盛デジタルパネルメーターに適した出力
電圧は10進レンジスイッチによって選定される。The output voltage suitable for the 200MV full scale digital panel meter is selected by a decimal range switch.
使用に際しては、ロンドの被覆後であってそれが露出さ
れる前にロツドを通って透過された光の量が最初にその
装置で記録される。In use, the device first records the amount of light transmitted through the rod after it is coated and before it is exposed.
その被覆が分析すべき有機蒸気に対して露出されると、
その被覆に物理的変化が起り、その導波管を通る光の透
過率は、その有機蒸気の濃度に比例して変化する。When the coating is exposed to the organic vapor to be analyzed,
A physical change occurs in the coating, and the transmission of light through the waveguide changes proportionally to the concentration of the organic vapor.
この現象は、Kapany ( Kapany , N
. S .″Fiber Optics”, Aca
demic Prees ,New York, 1
9 6 7 )によって説明されている周知の導波管理
論によって支配される。This phenomenon has been described by Kapany (Kapany, N.
.. S. ``Fiber Optics'', Aca
demic Prees, New York, 1
967) is governed by the well-known waveguide management theory described by [967].
その必須の要件は、入射光線がロンドをもはや透過して
いn1
かなくなる臨界角がθC=一 によって与えられno
るということである。The essential requirement is that the critical angle at which the incident ray is no longer transmitted through the Rondo is given by θC=1.
ここで、nO ,すなわち、コアの屈折率は、n1、す
なわち、被覆の屈折率より太きい。Here, nO, ie, the refractive index of the core, is thicker than n1, ie, the refractive index of the coating.
従って、被覆された導波管は、その電気的等価回路が真
空管またはトランジスタにより動作される増巾器の等価
回路となる。The coated waveguide thus becomes the electrical equivalent circuit of an amplifier whose electrical equivalent circuit is operated by a vacuum tube or a transistor.
感光増巾器として動作し、ロンドの外側表面の小さな変
化がロツドを通って透過する光での大きな変化として調
整される。Acting as a light intensifier, small changes in the outer surface of the rod are adjusted as large changes in the light transmitted through the rod.
導波管に被覆されたりまたは組み入れられる液晶材料の
組成は、種々な有機蒸気を検出するためおよび(または
)種々な有機蒸気の変化量を検出するために変えられる
。The composition of the liquid crystal material coated or incorporated into the waveguide is varied to detect different organic vapors and/or to detect changes in different organic vapors.
従って、本発明の装置で導波管を使用するためには、種
々な有機蒸気または種々な有機蒸気の量に感応する被覆
を有する一連の導波管を用意することにより、利用しう
るまたは製造可納な液晶材料の制限内において、検出さ
れるべき所望の蒸気または所望の蒸気量を測定しうるよ
うに導波管を選択することができる。Therefore, in order to use waveguides in the apparatus of the present invention, a series of waveguides with coatings sensitive to different organic vapors or different amounts of organic vapors may be provided, in order to Within the limits of the liquid crystal material that can be accommodated, the waveguide can be selected to measure the desired vapor or amount of vapor to be detected.
多くの場合、導波管の液晶材料は、有機蒸気に露出され
ると色を変化していき、その色変化によって高感度が与
えられるものである。In many cases, the liquid crystal material of the waveguide changes color when exposed to organic vapors, and this color change provides high sensitivity.
しかしながら、本発明の装置では、有機蒸気と接触する
時の液晶材料の物理的変化に起因するその屈折率、吸収
および(または)散乱における変化を感知しその光透過
率に影響を及ぼす何等かの光学的変化を測症する。However, the device of the invention senses changes in its refractive index, absorption and/or scattering due to physical changes in the liquid crystal material when in contact with organic vapors, and detects any changes that affect its light transmission. Measure optical changes.
もちろん、本装置の光検出部分は、有機蒸気との接触に
よるそれ自体の色の変化を検出するように変形すること
もできる。Of course, the light-sensing portion of the device can also be modified to detect its own color change upon contact with organic vapors.
蒸気が導波管と接触しないように取り除かれると、その
色変化はもとの色に戻る。When the vapor is removed from contact with the waveguide, the color change returns to its original color.
そのもとの色は、蒸気との接触前には無色であってもよ
い。Its original color may be colorless before contact with steam.
しばしば、大気中に存在する有機蒸気の濃度を測定する
ことが望まれる。It is often desired to measure the concentration of organic vapors present in the atmosphere.
これは、OSHA によって設定された安全限界を越え
ているかいないかという疑問がある場合には特にそうで
ある。This is especially true when there is a question of whether safety limits set by OSHA have been exceeded.
現在、ガスクロマトグラフ、赤外線等の如き使用されう
る多くの方法がある。There are currently many methods that can be used such as gas chromatography, infrared, etc.
しかしながら、これらの方法のすべては、実時間監視の
ためには複雑で高価な器具を必要とするものである。However, all of these methods require complex and expensive equipment for real-time monitoring.
別の方法として、活性化された木炭の如き物質に蒸気を
捕捉させ、その捕捉蒸気を有する容器を研究室へ送り、
その後適当な方法で分析するようなものがある。Alternatively, a material such as activated charcoal may be used to capture the vapor, and the container containing the captured vapor may be sent to a laboratory.
There are some things that can then be analyzed using an appropriate method.
この方法は蒸気を捕集するには簡単で費用のかからない
ものではあるが、時間的な平均値を与えるにすぎず、実
時間での分析を与えるものではない。Although this method is a simple and inexpensive way to collect vapors, it only provides a temporal average, not a real-time analysis.
液晶混合物で被覆された導波管を使用することによって
、空気中に存在する有機蒸気を検出できることがわかっ
た。It has been found that organic vapors present in the air can be detected by using a waveguide coated with a liquid crystal mixture.
本発明は、有機蒸気に感ずる液晶および(または)混合
物で被覆されている光導波管の使用に及ぶ。The invention extends to the use of optical waveguides coated with organic vapor sensitive liquid crystals and/or mixtures.
この技術の原理は次のようである。The principle of this technology is as follows.
所望の操作温度で色がつくコレステリツク材料および(
または)コレステリツク材料の混合物が、導波管として
機能する光学的品質のガラスロンドに付加される。Cholesteric materials and (
or) A mixture of cholesteric materials is added to an optical quality glass rond that acts as a waveguide.
炭化水素またはその他の材料で汚染された空気に露出さ
れる前には透過される光の量が比較的に一定で、感光起
電モードで動作するホトダイオードの如き検出器からの
信号もまた比較的一定である。The amount of light transmitted is relatively constant prior to exposure to air contaminated with hydrocarbons or other materials, and the signal from a detector such as a photodiode operating in photovoltaic mode is also relatively constant. constant.
有機蒸気を含む空気を導入することにより、そのら旋コ
イル巻きされたコレステリツク液晶材料の光透過率およ
び色特性が変化させられる。By introducing air containing organic vapors, the light transmittance and color properties of the spirally wound cholesteric liquid crystal material are changed.
これにより、屈折率が変化させられて、導波管から出る
光の量が変化される。This changes the refractive index and changes the amount of light exiting the waveguide.
従って、少量の有機蒸気がロンドを通って透過する光で
は大きな変化に調整されることになる。Therefore, a small amount of organic vapor will adjust to a large change in the light transmitted through the rondo.
種々の色を生ずる種々の混合物をこのような応用に使用
するために、多くの液晶混合物が見出されている。Many liquid crystal mixtures have been found for use in such applications, with different mixtures producing different colors.
最も良い結果を与える液晶混合物は、西ドイツのダルム
シュタット(Darmstadt)のE.Merck
によって製造されている市販の混合物(リクリスタル
(Licrystal ) 9 1 8 3 )である
。The liquid crystal mixture that gives the best results is manufactured by E.M. of Darmstadt, West Germany. Merck
It is a commercially available mixture (Licrystal 9 1 8 3) manufactured by Licrystal.
この混合物は、1,1.2−トリクロロトリフルオロエ
タン中に10%のりクリスタルを含む温度指示薬17/
24、17℃で赤色、21°Cで緑色、24℃で青色と
して説明され、50m標準パッケージとなっているもの
である。This mixture contains a temperature indicator 17/10% glue crystals in 1,1,2-trichlorotrifluoroethane.
It is described as red at 24 and 17°C, green at 21°C, and blue at 24°C, and has a 50m standard package.
導波管をリクリスタルの溶液中に浸漬し、溶媒を蒸発さ
せて液晶材料の被覆を残すようにするか、または、溶液
を導波管にブラシで塗布するかスプレー塗布する。Either the waveguide is immersed in a solution of recrystal and the solvent is allowed to evaporate leaving a coating of liquid crystal material, or the solution is brushed or sprayed onto the waveguide.
この混合物の薄い被覆で覆われた導波管がいくつかの異
なる蒸気に対して露出された。A waveguide covered with a thin coating of this mixture was exposed to several different vapors.
塩化メチレンおよびエタノールは反応したが、シクロペ
ンクンは反応しなかった。Methylene chloride and ethanol reacted, but cyclopenkune did not.
後者の塩化メチレンおよびエタノールの2つの蒸気は、
単に室温でこれら2つの液体上人空気を通すことだけで
得られた。The latter two vapors of methylene chloride and ethanol are
It was obtained by simply passing these two liquid Shonin air at room temperature.
次の結果が得られた。ここに説明した温度監視および指
示器は次のような効果を有している。The following results were obtained. The temperature monitor and indicator described herein has the following advantages.
(1)導波管を被覆している液晶混合物の色変化を生せ
しめる有機蒸気およびその他の物質の存在を簡単且つす
ばやい方法で監視することができる。(1) The presence of organic vapors and other substances that cause color changes in the liquid crystal mixture coating the waveguide can be monitored in a simple and quick manner.
(2)被覆導波管と本質的に反応性でないガス状媒体中
の少量の物質を検出することができる。(2) Small amounts of substances in the gaseous medium that are essentially non-reactive with the coated waveguide can be detected.
(3)信号出力によって直接的にオンオフ機能を制御す
るのに容易に使用されうる。(3) Can be easily used to control on-off functions directly by signal output.
(4)光がロツドに入る角度またはロツドの長さを変更
することによって感度が調整されうる。(4) Sensitivity can be adjusted by changing the angle at which the light enters the rod or the length of the rod.
(5)携帯用モニタとして使用されうる。(5) It can be used as a portable monitor.
特定の実施例について相当詳細に本発明を説明したので
あるが、これは単なる例示であって、本発明は、必ずし
もこれら実施例に限定されるものではない。Although the invention has been described in considerable detail with respect to specific embodiments, this is by way of example only and the invention is not necessarily limited to these embodiments.
何故ならば、この説明にかんがみて当業者には種々な変
形態様が考えつくであろうからである。This is because, in view of this description, various modifications will occur to those skilled in the art.
従って、本発明の精神から逸脱せずに多くの変形がなさ
れうるものである。Accordingly, many modifications may be made without departing from the spirit of the invention.
添付図面の第1図は本発明の導波管の光透過機構を略示
する図、第2図は本発明の装置の概略図、第3図は本発
明の装置を光学的に詳細に示す図である。
1・・・タングステンフィラメントランプ光源、2・・
・ほぼ平行な光線を作り出すための集光レンズ系、3・
・・波長選択用フィルタ、4・・・軸光線を阻止する環
状開口、5・・・中空円錐光線を作り出す集光レンズ、
6・・・広角光線をロンドに結合させる結合半球および
開口、7・・・表面接触を最少としてロンドを開口に対
して正確に位置定めするロンド取付け具、8・・・シリ
コンホトダイオード検出器、9・・・電流一電圧変換器
として動作する演算増巾器、10・・・相対伝達率を読
出すための31/2桁デジタル電圧計。FIG. 1 of the accompanying drawings schematically shows the light transmission mechanism of the waveguide of the invention, FIG. 2 is a schematic diagram of the device of the invention, and FIG. 3 shows the device of the invention in optical detail. It is a diagram. 1...Tungsten filament lamp light source, 2...
・Condensing lens system to create almost parallel light rays, 3.
... Wavelength selection filter, 4... Annular aperture that blocks axial rays, 5... Condensing lens that creates hollow cone rays,
6 Coupling hemisphere and aperture to couple the wide-angle beam into the rondo; 7 Rondo fixture to accurately position the rondo relative to the aperture with minimal surface contact; 8 Silicon photodiode detector; 9 . . . operational amplifier operating as a current-to-voltage converter, 10 . . . 31/2 digit digital voltmeter for reading out relative transmissibility.
Claims (1)
管を通して縦方向に光を透過させてその内部で多回内部
反射をさせる位置に配置された光源と、該導波管の他方
の端部から該導波管を出る光を測定するための手段とを
備えた検出装置において、細長い導波管が電磁放射線を
その内部で多回反射しながら縦方向に導きうる透明な物
質のロツドもしくはファイバの形態をなし、該導波管に
有機蒸気を接触させると該導波管の光透過能力を測定町
能な程度に変化させる前記有機蒸気に感応しやすい液晶
材料の充分な量を該導波管の両端以外のその外周辺表面
上に有していることを特徴とする有機蒸気検出装置。 2 電磁放射線を導きうる透明な物質のロンドもしくは
ファイバの形態をなす細長い導波管であって、該導波管
に有機蒸気を接触させると該導波管の光透過能力を測定
可能な程度に変化させる前記有機蒸気に感応しやすい液
晶材料の充分な量を該導波管の両端以外のその外周辺表
面上に有している導波管を、前記有機蒸気を含んでいる
可能性がある未知の物質に対して露出させ、該露出後に
光を前記導波管の一方の端部からそれを通して縦方向に
その内部で多回反射をさせながら透過し、該透過後に前
記導波管の他方の端部から出てくる光を前記有機蒸気の
測定尺度として検出することを特徴とする有機蒸気検出
方法。[Claims] 1. An elongated waveguide, and a position where light is transmitted from one end of the waveguide in the vertical direction through the waveguide and is internally reflected multiple times. In a detection apparatus comprising a light source and means for measuring light exiting the waveguide from the other end of the waveguide, the elongated waveguide reflects electromagnetic radiation multiple times within the waveguide. The waveguide is in the form of a rod or fiber of transparent material that can be guided in the longitudinal direction and is sensitive to the organic vapor which, when brought into contact with the waveguide, changes the optical transmission capacity of the waveguide to a measurable degree. An organic vapor detection device characterized in that it has a sufficient amount of a liquid crystal material on the outer peripheral surface of the waveguide other than at its ends. 2. An elongated waveguide in the form of a rond or fiber of a transparent material capable of conducting electromagnetic radiation, wherein contacting the waveguide with an organic vapor measurably changes the optical transmission capacity of the waveguide. a waveguide having a sufficient amount of liquid crystal material sensitive to the organic vapor to be altered on its outer peripheral surface other than at both ends of the waveguide, which may contain the organic vapor; exposing the waveguide to an unknown substance, transmitting light from one end of the waveguide through it in a longitudinal direction with multiple reflections within the waveguide; A method for detecting organic vapor, characterized in that light emitted from an end of the organic vapor is detected as a measurement measure of the organic vapor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51013868A JPS5848851B2 (en) | 1976-02-10 | 1976-02-10 | Organic vapor detection device and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51013868A JPS5848851B2 (en) | 1976-02-10 | 1976-02-10 | Organic vapor detection device and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5298545A JPS5298545A (en) | 1977-08-18 |
| JPS5848851B2 true JPS5848851B2 (en) | 1983-10-31 |
Family
ID=11845208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51013868A Expired JPS5848851B2 (en) | 1976-02-10 | 1976-02-10 | Organic vapor detection device and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5848851B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58162832A (en) * | 1982-03-23 | 1983-09-27 | Olympus Optical Co Ltd | Photosensor |
| JP2506761B2 (en) * | 1987-05-14 | 1996-06-12 | 株式会社リコー | Gas detector |
-
1976
- 1976-02-10 JP JP51013868A patent/JPS5848851B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5298545A (en) | 1977-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4040749A (en) | Organic vapor detection with liquid crystals | |
| US4050895A (en) | Optical analytical device, waveguide and method | |
| DeGrandpre et al. | Long path fiber-optic sensor for evanescent field absorbance measurements | |
| US5585634A (en) | Attenuated total reflectance sensing | |
| US3998591A (en) | Spectrochemical analyzer using surface-bound color reagents | |
| US5315673A (en) | Optical waveguide vapor sensor | |
| MXPA97002263A (en) | Attenuated total reflectance sensing | |
| US3999857A (en) | Refractive index detector | |
| CA1058414A (en) | Optical analytical device, waveguide and method | |
| US5457313A (en) | Fiber optic detector and method for using same for detecting chemical species | |
| US3733130A (en) | Slotted probe for spectroscopic measurements | |
| Louch et al. | Experimental comparison of single-and double-fiber configurations for remote fiber-optic fluorescence sensing | |
| WO2010134834A1 (en) | Hydrocarbon dew point measuring method and device for implementing same | |
| Regan et al. | Novel Teflon-coated optical fibres for TCE determination using FTIR spectroscopy | |
| JPS5848851B2 (en) | Organic vapor detection device and method | |
| AU625154B2 (en) | Temperature sensor | |
| CA1051684A (en) | Organic vapor detection | |
| US4431315A (en) | Determination of heat transfer from a surface | |
| RU178357U1 (en) | INFRARED HYDROGEN | |
| Lieberman | Recent progress in intrinsic fiber optic chemical sensing | |
| Bobb et al. | An optical fiber refractometer | |
| JPS57111423A (en) | Measuring device for absorption intensity of infrared ray by atr method | |
| JPS60144644A (en) | Detector for liquid chromatograph | |
| EA038299B1 (en) | Infrared fiber optic sensor to determine moisture content in transformer oil | |
| SU819646A1 (en) | Device for determination of diffusive media optical characteristics |