[发明专利]液体感测器及液体识别系统

说明书

技术领域

本发明涉及液体感测器及液体识别系统。

本申请基于2010年8月10日在日本申请的日本特愿2010－179523号要求优先权，并将再次引用其内容。

背景技术

如众所周知的那样，光纤是成为光的传播路径的高折射率的纤芯（core）和覆盖该纤芯的低折射率的包覆层（clad）的二重构造，通过利用在两者的边界面产生的全反射将向纤芯外部的光泄漏抑制在最小限度，从而实现光的远距离传输。

当将这样的光纤的包覆层剥离一部分而露出纤芯的部分配置在水中时，因为水的折射率比纤芯低，所以光不会泄漏到纤芯的外部（严密地说，泄漏的是极微量）而在纤芯内部传播。可是，当油附着在露出的纤芯时，因为油的折射率比纤芯高，所以光会从附着有油的部分泄漏到纤芯外部。

近年来，利用这样的光纤的特性，基于光纤的透射光量的变化，感测向水中的油泄漏的油泄漏感测器正在实用化（参考下述专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利第4008910号公报。

发明内容

发明要解决的课题

在上述专利文献1公开的油泄漏感测器在其原理上不限于油，只要是折射率比光纤的纤芯高的液体就能进行感测，但是在多种感测对象液体的情况下，不能识别附着在光纤上的液体是什么。在有可能液体泄漏的液体（感测对象液体）存在多种的情形下，由于根据实际泄漏的液体的种类操作员应采取的对策不同，所以识别泄漏的液体是什么极为重要。

本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供一种即使在感测对象液体存在多种的情况下，也能识别附着在光纤上的液体的液体感测器及液体识别系统。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，在本发明中作为液体感测器的第一解决方案采用如下方案，其具备：多个光纤，设置有弯曲部；发光元件，个别地设置在所述光纤的每一个，将与外部输入的电信号对应的光入射到所述光纤的一端；以及光接收元件，个别地设置在所述光纤的每一个，对与从所述光纤的另一端射出的光对应的电信号进行外部输出，各光纤的弯曲部的弯曲半径根据各自负责的感测对象液体的折射率进行设定。

像已经叙述的那样，光纤是成为光的传播路径的高折射率的纤芯和覆盖该纤芯的低折射率的包覆层的二重构造。即使使这样的光纤弯曲，只要在该弯曲部的纤芯中传播的光的反射角比临界角小，光就不会泄漏到纤芯外部而在纤芯内部传播。可是，当使光纤较大地弯曲，在该弯曲部的纤芯中传播的光的反射角变得比临界角大时，光漏出到纤芯外部。

本申请的发明人着眼于像上述那样的光纤的特性，在光纤设置弯曲部，通过测定使液体附着在该弯曲部之前和附着之后的透射光量，从而对多种液体仔细验证了弯曲部的弯曲半径与透射光量的变化率（即液体的附着导致的光泄漏量）的关系。

其结果是，得知弯曲部的弯曲半径越小，液体的附着导致的光泄漏量变得越大，即使是折射率比纤芯低的液体或折射率与纤芯接近的液体也能感测（当然，即使是折射率比纤芯高的液体也能感测）。

然而，当假如只使用一根光纤，假定配合折射率比纤芯低的液体设定了弯曲部的弯曲半径时，因为不仅是该液体，只要是折射率比该液体高的液体，就会在透射光量产生变化（产生光泄漏），所以在感测对象的液体存在多种的情况下，不能识别附着的液体是什么。

因此，本申请的发明人通过采用使用作为液体感测器的结构设置有弯曲部的多个光纤，根据感测对象液体的折射率设定各光纤的弯曲部的弯曲半径的方案，从而解决了上述课题。

例如，假定作为感测对象液体存在折射率比纤芯低的液体A、折射率与纤芯接近的液体B以及折射率比纤芯高的液体C这三种液体，第一光纤的弯曲部的弯曲半径根据液体A的折射率进行设定，第二光纤的弯曲部的弯曲半径根据液体B的折射率进行设定，第三光纤的弯曲部的弯曲半径根据液体C的折射率进行设定。

在该情况下，在第一光纤中，当附着有具有液体A以上的折射率的液体（即，液体A、B、C）时产生透射光量的变化。此外，在第二光纤中，当附着有具有液体B以上的折射率的液体（即，液体B、C）时产生透射光量的变化。此外，在第三光纤中，当附着有具有液体C以上的折射率的液体（即，液体C）时产生透射光量的变化。

因此，在三个光纤中只有第一光纤中产生透射光量的变化的情况下，能判断为附着有液体A。此外，只有第一和第二光纤中同时产生透射光量的变化的情况下，能判断为附着有液体B。进而，在第一～第三光纤的全部中同时产生透射光量的变化的情况下，能判断为附着有液体C。即，能识别附着在光纤上的液体。