環境汚染物質のリモート検出を目的とした熱レンズ型光ファイバーセンサに関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750402
• Research Institution: Osaka Sangyo University
• Principal Investigator: 矢来 篤史 大阪産業大学, 工学部, 助教授 (30240138)
• Keywords: 熱レンズ / ファイバ方式熱レンズ検出 / ファイバセンサ / リモート検出 / 環境センサ

Research Abstract

平成13年度は主として熱レンズ型ファイバセンサ構成法につき検討した。平成14年度はそれに引き続き、1)検出限界感度の追求、2)検出部の最適設計法、3)検出部の寿命と再現性の関連、4)実使用を想定した環境下での使用に対する信頼性の検討などにつき研究をおこなった。これらの番号に対する具体的な内容の概要はそれぞれ次のとおりである。
1.先球ファイバの曲率半径を小さくするほど焦点距離が短くなり、熱レンズ検出のダイナミックレンジが向上することが前年度の実験的研究によりわかっているので、本年度は光線追跡法による計算機シミュレーションにより検出限界感度の検討を行ったが実験結果を説明できるような結果は得られなかった。この理由については現在も継続検討中である。
2.検出部の高感度化と再現性の向上は相反する関係にあるので、目的の検出感度を設定した場合の設計チャートを作成した。このチャートを用いて検出部の設計が容易にできるようになった。
3.たとえば溶媒が水の場合、検出部が極微小なためそこに水垢がたまったりすることにより検出感度が低下したり再現性悪くなることが実験的にわかっている。その問題を解決するため、検出部洗浄機能を検討した。この機能によりこれらの問題を解決することは出来たが、数10回繰り返して使用すればファイバ先端が折れる、つまり検出部は破損するという新たな間題が発生した。その対策については現在検討中である。
4.上記3とも関連するが、実使用においては検出部の洗浄機能は必要不可欠なため、この問題が発生してから当初予定していた上記4)の問題は現在のところ未検討である。

Research Products

• [Publications] A.Yarai, Y.Okamoto, T.Nakanishi: "High-sensitivity Photothermal Radiometry Measurement using Mirrored Liquid Sample Vessel for Multi-reflection of Pumping Beam"Rev. Sci. Instrum.. Vol.74 No.1(to be published). (2003)