光ファイバプローブ、流動現象計測装置および流動現象計測方法
【課題】液層中の気泡または気層中の液滴の径が小さい場合にも流動現象を高精度に計測することができる装置，方法，光ファイバプローブを提供する。
【解決手段】流動現象計測装置１は、光ファイバプローブ１０，光源部２０，受光部３０および解析部４０を備える。光ファイバプローブ１０は、第１端１１ａと第２端１１ｂとの間に延在する光ファイバ１１が加工されて構成されたもので、その第１端１１ａ側において第１検知部１４および第２検知部１５を有する。第１検知部１４および第２検知部１５それぞれは、ファイバ軸方向について互いに離間した位置に設けられている。第１検知部１４および第２検知部１５それぞれでは、光ファイバ１０の第２端１１ｂから第１端１１ａに向かう導波光の反射率が接触物の屈折率によって異なる。
【解決手段】流動現象計測装置１は、光ファイバプローブ１０，光源部２０，受光部３０および解析部４０を備える。光ファイバプローブ１０は、第１端１１ａと第２端１１ｂとの間に延在する光ファイバ１１が加工されて構成されたもので、その第１端１１ａ側において第１検知部１４および第２検知部１５を有する。第１検知部１４および第２検知部１５それぞれは、ファイバ軸方向について互いに離間した位置に設けられている。第１検知部１４および第２検知部１５それぞれでは、光ファイバ１０の第２端１１ｂから第１端１１ａに向かう導波光の反射率が接触物の屈折率によって異なる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動現象を計測する装置および方法、ならびに、これら装置または方法において用いられる光ファイバプローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子炉、バイオリアクター、化学反応装置、熱交換器、燃料電池およびエンジン等の、気体と液体とが混在する流動現象を有する機器において、その機器内における流動現象（液層中の気泡または気層中の液滴の様相）を計測することは、その機器における安定した動作や反応を確保する上で重要である。
【０００３】
液層中の気泡の計測について説明すると以下のとおりである。気泡界面速度および気泡弦長を同時に計測するには、複数本のプローブを組み合わせて使用することで可能である。しかし、このように複数本のプローブを用いる場合には、幾何学的形状の制約により、計測可能な最小気泡径に限界があった。そこで、このような問題を解消することを意図した発明が特許文献１に開示されている。
【０００４】
この特許文献１に開示された発明では、ファイバ軸に垂直な方向に対して傾斜している端面を有する光ファイバを気泡検出用の光ファイバプローブとして用い、測定対象物である気泡が該端面を通過する際の同端面で反射される光の強度の時間的変化を計測し、その計測結果に基づいて該気泡の並進速度、界面速度、気泡弦長および気泡体積率を同時に求めることができるというものである。この発明では、１本の光ファイバプローブを用いて、気泡の並進速度、界面速度、気泡弦長および気泡体積率を同時に計測することができる。
【特許文献１】特開２０００−１３６９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された発明では、液層中の気泡または気層中の液滴の径が小さい場合に測定精度が悪いという問題があることを、本発明者は見出した。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、液層中の気泡または気層中の液滴の径が小さい場合にも流動現象を高精度に計測することができる装置および方法、ならびに、これら装置または方法において好適に用いられる光ファイバプローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光ファイバプローブは、コア部およびクラッド部を有する光ファイバの第１端側において、ファイバ軸方向について互いに離間した第１位置および第２位置それぞれに、光ファイバの第２端から第１端に向かう導波光の反射率が接触物の屈折率によって異なる第１検知部および第２検知部を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る光ファイバプローブにおいて、第１検知部または第２検知部は、光ファイバの第１端においてファイバ軸方向に垂直な面に対して傾斜している傾斜面を有するものであるのが好適であり、或いは、光ファイバのクラッド部が一部領域において除去されたものであるのが好適であり、或いは、光ファイバのクラッド部が一部領域において屈折率を変化させられたものであるのが好適である。
【０００９】
本発明に係る光ファイバプローブ製造方法は、上記の本発明に係る光ファイバプローブを製造する方法であって、光ファイバの第１位置または第２位置に対してフェムト秒レーザ光を照射して加工をすることによって第１検知部または第２検知部を形成することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る流動現象計測装置は、上記の本発明に係る光ファイバプローブと、光を出力する光源部と、この光源部から出力される光を導いて光ファイバプローブの第２端に入力させる入力光学系と、光ファイバプローブの第２端から出力される光を導く出力光学系と、出力光学系により導かれた光を受光して当該受光強度に応じた値の電気信号を出力する受光部と、受光部から出力される電気信号の値の時間的変化に基づいて光ファイバプローブの第１端の周辺の流動現象を解析する解析部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る流動現象計測方法は、上記の本発明に係る光ファイバプローブの第１端を測定対象物の流動体に挿入して、光源部から出力される光を光ファイバプローブの第２端に入力させ、光ファイバプローブの第２端から出力される光を受光部により受光して当該受光強度に応じた値の電気信号を受光部から出力させ、受光部から出力される電気信号の値の時間的変化に基づいて光ファイバプローブの第１端の周辺の流動現象を解析する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る流動現象計測装置または流動現象計測方法では、光源部から出力された光は、光ファイバプローブの第２端に入力され、光ファイバプローブにより導波されて第１端側の第１検知部および第２検知部に達し、第１検知部および第２検知部それぞれで反射される。このときの反射率は、第１検知部および第２検知部それぞれに接しているものの屈折率によって異なり、例えば、液体および気体の何れが接しているかによって異なる。第１検知部および第２検知部それぞれで反射された光は、光ファイバプローブにより逆方向に導波され、光ファイバプローブの第２端から出力され、受光部により受光される。受光部から当該受光強度に応じた値の電気信号が出力される。そして、受光部から出力される電気信号の値の時間的変化に基づいて光ファイバプローブの第１端の周辺の流動現象が解析される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液層中の気泡または気層中の液滴の径が小さい場合にも流動現象を高精度に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る流動現象計測装置１の構成例を示す図である。この図に示される流動現象計測装置１は、光ファイバプローブ１０，光源部２０，受光部３０および解析部４０を備える。また、流動現象計測装置１は、光ファイバプローブ１０，光源部２０および受光部３０の間の光学系を構成する要素として、光分岐器５１，集光系５２および偏光子５３を備える。
【００１６】
光ファイバプローブ１０は、第１端１１ａと第２端１１ｂとの間に延在する光ファイバ１１が加工されて構成されたもので、その第１端１１ａ側において第１検知部１４および第２検知部１５を有する。第１検知部１４および第２検知部１５それぞれは、ファイバ軸方向について互いに離間した位置に設けられている。第１検知部１４および第２検知部１５それぞれでは、光ファイバ１０の第２端１１ｂから第１端１１ａに向かう導波光の反射率が接触物の屈折率によって異なる。光ファイバプローブ１０の詳細については後述する。
【００１７】
光源部２０は、光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂに入力されるべき光をコリメートして出力するものである。光源部２０は、単色光を出力する光源であるのが好ましく、レーザ光源であるのが更に好ましい。
【００１８】
光分岐器５１は、光源部２０から出力されて到達した光を集光系５２へ出力し、また、集光系５２から到達した光を偏光子５３へ出力する。集光系５２は、光分岐器５１から到達した光を集光して光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂの端面におけるコア部に入力させ、また、光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂの端面におけるコア部から発散して出力されて到達した光をコリメートして光分岐器５１へ出力する。偏光子５３は、光分岐器５１から到達した光を入力し、その入力した光のうち特定の直線偏光成分を選択的に透過させることで散乱光成分を除去して、その透過させた特定の直線偏光成分の光を受光部３０の光検出器３１へ出力する。
【００１９】
光源部２０から光分岐器５１および集光系５２を経て光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂに至るまでの光学系は、光源部２０から出力される光を導いて光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂに入力させる入力光学系を構成している。また、光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂから集光系５２および偏光子５３を経て受光部３０の光検出器３１に至るまでの光学系は、光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂから出力される光を光検出器３１まで導く出力光学系を構成している。
【００２０】
受光部３０は、出力光学系により導かれた光を受光して当該受光強度に応じた値の電気信号を解析部４０へ出力する。受光部３０は、光検出器３１，検出回路３２，高圧電圧３３，アンプ電源３４およびシールドケース３５を含む。光検出器３１は、高感度測定が可能でものであるのが好ましく、例えば光電子増倍管やフォトトランジスタ等である。以下では光検出器３１は光電子増倍管であるとする。検出回路３２は、高圧電源３３から供給される高圧直流電圧を光電子増倍管３１の各電極に対して印加するとともに、受光に応じて光電子増倍管３１から出力される電流信号を電圧信号に変換して該電圧信号を解析部４０へ出力する。アンプ電源３４は、検出回路３２において電流信号から電圧信号へ変換するアンプを駆動するための電力を供給する。また、光電子増倍管３１はシールドケース３５により保護されている。
【００２１】
解析部４０は、受光部３０から出力される電気信号の値の時間的変化に基づいて光ファイバプローブ１０の第１端１１ａの周辺の流動現象を解析する。解析部４０は、Ａ／Ｄ変換器４１および計算部４２を含む。Ａ／Ｄ変換器４１は、受光部３０の検出回路３２から出力される電圧信号（アナログ信号）を入力し、その電圧信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号を計算部４２へ出力する。計算部４２は、Ａ／Ｄ変換器４１から出力されるデジタル信号を入力して、そのデジタル信号の値の時間的変化に基づいて光ファイバプローブ１０の第１端１１ａの周辺の流動現象を解析する。計算部４２における処理内容の詳細については後述する。
【００２２】
図２は、本実施形態に係る光ファイバプローブ１０の構成例を示す図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。この図に示される光ファイバプローブ１０は、第１端１１ａと第２端１１ｂとの間に延在する光ファイバ１１が加工されて構成されたものである。光ファイバ１１は、コア部１２と、そのコア部１２を取り囲むクラッド部１３とを有する。コア部１２の屈折率は、クラッド部１３の屈折率より高い。光ファイバ１１は、例えば石英ガラス（ＳｉＯ２）を主成分としていて、コア部１２に屈折率上昇剤（例えばＧｅＯ２）が添加されている。
【００２３】
光ファイバ１１の第１端１１ａ側は、先端（第１位置）に近いほど断面積が小さくなるように円錐形状に引き伸ばされて、ファイバ軸方向に垂直な面に対して傾斜している傾斜面が形成されていて、これにより第１検知部１４が構成されている。また、光ファイバ１１の第１端１１ａ側（好適には、円錐形状とされた範囲）の何れかの位置（第２位置）において、光ファイバ１１のクラッド部１３が一部領域において除去されていて、これにより第２検知部１５が形成されている。この第２検知部１５は、フェムト秒レーザ光を照射して微細加工をすることによって形成されるのが好適である。なお、光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂでは、その端面はファイバ軸に対して垂直となっている。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る光ファイバプローブ１０の他の構成例を示す図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。図２に示されたものと比較すると、この図３に示される光ファイバプローブ１０では、光ファイバ１１の第１端１１ａ側（好適には、円錐形状とされた範囲）の何れかの位置（第２位置）において、光ファイバ１１のクラッド部１３が一部領域において屈折率を変化させられていて、これにより第２検知部１５が形成されている点で相違する。
【００２５】
図２および図３の何れに示された光ファイバプローブ１０においても、第１検知部１４および第２検知部１５それぞれは、ファイバ軸方向について互いに離間した位置に設けられている。第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離は、測定対象物である気泡または液滴の径に応じて適切に設定される。
【００２６】
また、図２および図３の何れに示された光ファイバプローブ１０においても、第１検知部１４および第２検知部１５それぞれでは、光ファイバ１０の第２端１１ｂから第１端１１ａに向かう導波光の反射率が接触物の屈折率によって異なる。すなわち、第１検知部１４に接しているものが液体であるときには、第２端１１ｂから第１端１１ａに向かう導波光は第１検知部１４において液体中に漏れ易いので、第１検知部１４における反射率は相対的に小さい。これに対して、第１検知部１４に接しているものが気体であるときには、第２端１１ｂから第１端１１ａに向かう導波光は第１検知部１４において気体中に漏れ難いので、第１検知部１４における反射率は相対的に大きい。第２検知部１５においても同様である。
【００２７】
次に、本実施形態に係る流動現象計測装置１の動作の概略について説明する。光源２０から出力された光は、光分岐器５１および集光系５２を含む入力光学系により導かれて、光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂの端面におけるコア部１２に集光され、コア部１２内に入力される。第２端１１ｂにおいてコア部１２内に入力された光は、第２端１１ｂから第１端１１ａに向かって導波して、第１検知部１４および第２検知部１５それぞれで反射される。
【００２８】
第１検知部１４および第２検知部１５それぞれで反射された光は、第２端１１ｂに向かって導波して、第２端１１ｂから外部へ出力される。光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂの端面から出力された反射光は、集光系５２および偏光子５３を含む出力光学系により導かれて、受光部３０により受光される。その受光強度に応じた値の電気信号が受光部３０から解析部４０へ出力される。そして、解析部４０において、受光部３０から出力された電気信号の値の時間的変化に基づいて、光ファイバプローブ１０の第１端１１ａの周辺の流動現象が解析される。
【００２９】
前述したように、第１検知部１４に液体が接しているときには第１検知部１４における反射率は小さく、第１検知部１４に気体が接しているときには第１検知部１４における反射率は大きい。同様に、第２検知部１５に液体が接しているときには第２検知部１５における反射率は小さく、第２検知部１５に気体が接しているときには第２検知部１５における反射率は大きい。
【００３０】
光ファイバプローブ１０の第１検知部１４および第２検知部１５を含む一定範囲が気液二相流の主流方向に対して平行に設置され、液層中の気泡が第１検知部１４側から第２検知部１５側へ移動していくとする。気泡が第１検知部１４に接触すると、第１検知部１４で反射される光の強度が増加し、受光部３０から出力される電気信号の値が増加する。さらに、気泡が第２検知部１５に接触すると、第２検知部１５で反射される光の強度が増加し、受光部３０から出力される電気信号の値が増加する。
【００３１】
気泡界面が第１検知部１４を通過し離脱することで、第１検知部１４が液体に接触し、第１検知部１４で反射される光の強度が減少し、受光部３０から出力される電気信号の値が減少する。また、気泡界面が第２検知部１５を通過し離脱することで、第２検知部１５が液体に接触し、第２検知部１５で反射される光の強度が減少し、受光部３０から出力される電気信号の値が減少する。また、受光部３０から出力される電気信号の値の時間的変化は、ファイバ軸方向における第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPおよび測定対象物である気泡の径ＤBに依存する。
【００３２】
したがって、解析部４０において、受光部３０から出力される電気信号の値の増減に基づいて、第１検知部１４に接しているものが液体から気体に変化する時刻ｔ11、第１検知部１４に接しているものが気体から液体に変化する時刻ｔ12、第２検知部１５に接しているものが液体から気体に変化する時刻ｔ21、および、第２検知部１５に接しているものが気体から液体に変化する時刻ｔ22 が判定される。さらに、これらの時刻および距離ＬPに基づいて、液層中の気泡または気層中の液滴の並進速度，界面速度，弦長および体積率が得られる。
【００３３】
次に、解析部４０における処理内容の詳細について説明する。以下では、第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPと気泡径ＤBとの大小関係に応じて２つの場合に分けて説明する。図４は、「ＬP＞ＤB」の場合に受光部３０から出力される電気信号の値の時間的変化の一例を示す図である。図５は、「ＬP＜ＤB」の場合に受光部３０から出力される電気信号の値の時間的変化の一例を示す図である。なお、これらの図には、各時刻における第１検知部１４，第２検知部１５および気泡９０それぞれの位置関係も示されている。
【００３４】
図４に示されるように、第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPが気泡径ＤBより大きい場合、受光部３０から出力される電気信号の値は、第１検知部１４に気泡９０が接する時刻ｔ11に増加し、第１検知部１４から気泡９０が離脱する時刻ｔ12に減少し、第２検知部１５に気泡９０が接する時刻ｔ21に再び増加し、第２検知部１５から気泡９０が離脱する時刻ｔ22に減少する。なお、この場合、「ｔ11＜ｔ12＜ｔ21＜ｔ22」である。
【００３５】
図５に示されるように、第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPが気泡径ＤBより小さい場合、受光部３０から出力される電気信号の値は、第１検知部１４に気泡９０が接する時刻ｔ11に増加し、第２検知部１５に気泡９０が接する時刻ｔ21に更に増加し、第１検知部１４から気泡９０が離脱する時刻ｔ12に減少し、第２検知部１５から気泡９０が離脱する時刻ｔ22に更に減少する。なお、この場合、「ｔ11＜ｔ21＜ｔ12＜ｔ22」である。
【００３６】
すなわち、受光部３０から出力される電気信号の値の時間変化のパターンが図４および図５の何れであるかによって、距離ＬPと気泡径ＤBとの大小関係が判別される。また、その電気信号の値が増減する時刻ｔ11，ｔ12，ｔ21およびｔ22に基づいて、以下のようにして、気泡の並進速度，界面速度，弦長および体積率が得られる。
【００３７】
気泡９０が距離ＬPを移動するのに時間(ｔ21−ｔ11)を要するのであるから、気泡界面速度ＵBは「ＵB＝ＬP／(ｔ21−ｔ11)」なる式で得られる。気泡９０が第１検知部１４を通過するのに時間(ｔ12−ｔ11)を要するのであるから、気泡弦長ＬBは「ＬB＝ＵB(ｔ12−ｔ11)」なる式で得られる。このようにして、１本の光ファイバプローブ１０を用いて、気泡界面速度、気泡並進速度および気泡弦長を計測することができる。また、気泡体積率は、光ファイバプローブ１０の検出端面が気泡に覆われていた時間と全計測時間との比により求めることができる。これらの演算は、パーソナルコンピュータ等により構成される解析部４０により行われる。
【００３８】
次に、本実施形態に係る流動現象計測装置１および光ファイバプローブ１０の具体的な実施例および実験結果について説明する。光ファイバプローブ１０の外径（光ファイバ１１の外径）は２３０μｍであり、その光ファイバ１１のコア径は１９０μｍであった。光ファイバ１１は石英光ファイバであり、コア部１２の屈折率が１.４６３であり、クラッド部１３の屈折率が１.４４６であった。第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPは３５０μｍであり、フェムト秒レーザ光の照射により微細加工されて第２検知部１５が形成された。第２検知部１５におけるクラッド部１３の厚みは５μｍであった。光源部２０は、波長６３５ｎｍで最大出力パワー３ｍＷのレーザ光を出力する半導体レーザを含むものとした。
【００３９】
このような流動現象計測装置１を用いて、形状及び速度が既知である微小気泡（気泡界面速度０.８１３ｍ／ｓ、プローブ通過弦長３２０μｍ）の計測を行った。その計測の結果、気泡界面速度として０.７８２ｍ／ｓが得られ、プローブ通過弦長として２９８μｍが得られた。このように、測定対象物である気泡の径が小さい場合であっても、計測値が実際値とよく一致していることが確認された。
【００４０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では液層中の気泡の計測について説明したが、本発明は、気層中の液滴の計測も可能であり、気体と液体とが混在する流動現象に対して計測ができる。
【００４１】
光ファイバプローブの先端の第１検知部は、ファイバ軸方向に垂直な面に対して傾斜している傾斜面を有していればよく、上記実施形態のように円錐形状であってもよいし、ファイバ軸方向に垂直な面に対して傾斜している１つ又は複数の平坦な傾斜面を有するものであってもよい。後者の場合、例えば、第１検知部は、ファイバ軸方向に垂直な直線を共有し互いに直角である２つの平坦面からなる直角プリズムであってもよいし、互いに直角である３つの平坦面からなるコーナーキューブであってもよい。これら直角プリズムまたはコーナーキューブからなる第１検知部は、気体に接しているときには導波光を全反射させることができ、液体に接しているときには導波光の反射率が小さい。
【００４２】
また、光ファイバプローブは、第１検知部および第２検知部の双方とも、クラッド部が一部領域において除去されたもの又はクラッド部が一部領域において屈折率を変化させられたものであってもよい。
【００４３】
また、気体と液体とが混在する流動現象を有する装置内に光ファイバプローブを挿入して計測してもよいし、装置内で光ファイバプローブを相対的に移動させることで計測してもよい。また、複数本の光ファイバプローブを組み合わせることで、測定対象物である気泡または液滴の三次元運動を計測することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態に係る流動現象計測装置１の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る光ファイバプローブ１０の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る光ファイバプローブ１０の他の構成例を示す図である。
【図４】第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPが気泡径ＤBより大きい場合に受光部３０から出力される電気信号の値の時間的変化の一例を示す図である。
【図５】第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPが気泡径ＤBより小さい場合に受光部３０から出力される電気信号の値の時間的変化の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…流動現象計測装置、１０…光ファイバプローブ、１１…光ファイバ、１１ａ…第１端、１１ｂ…第２端、１２…コア部、１３…クラッド部、１４…第１検知部、１５…第２検知部、２０…光源部、３０…受光部、３１…光検出器、３２…検出回路、３３…高圧電源、３４…アンプ電源、３５…シールドケース、４０…解析部、４１…Ａ／Ｄ変換器、４２…計算部、５１…光分岐器、５２…集光系、５３…偏光子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動現象を計測する装置および方法、ならびに、これら装置または方法において用いられる光ファイバプローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子炉、バイオリアクター、化学反応装置、熱交換器、燃料電池およびエンジン等の、気体と液体とが混在する流動現象を有する機器において、その機器内における流動現象（液層中の気泡または気層中の液滴の様相）を計測することは、その機器における安定した動作や反応を確保する上で重要である。
【０００３】
液層中の気泡の計測について説明すると以下のとおりである。気泡界面速度および気泡弦長を同時に計測するには、複数本のプローブを組み合わせて使用することで可能である。しかし、このように複数本のプローブを用いる場合には、幾何学的形状の制約により、計測可能な最小気泡径に限界があった。そこで、このような問題を解消することを意図した発明が特許文献１に開示されている。
【０００４】
この特許文献１に開示された発明では、ファイバ軸に垂直な方向に対して傾斜している端面を有する光ファイバを気泡検出用の光ファイバプローブとして用い、測定対象物である気泡が該端面を通過する際の同端面で反射される光の強度の時間的変化を計測し、その計測結果に基づいて該気泡の並進速度、界面速度、気泡弦長および気泡体積率を同時に求めることができるというものである。この発明では、１本の光ファイバプローブを用いて、気泡の並進速度、界面速度、気泡弦長および気泡体積率を同時に計測することができる。
【特許文献１】特開２０００−１３６９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された発明では、液層中の気泡または気層中の液滴の径が小さい場合に測定精度が悪いという問題があることを、本発明者は見出した。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、液層中の気泡または気層中の液滴の径が小さい場合にも流動現象を高精度に計測することができる装置および方法、ならびに、これら装置または方法において好適に用いられる光ファイバプローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光ファイバプローブは、コア部およびクラッド部を有する光ファイバの第１端側において、ファイバ軸方向について互いに離間した第１位置および第２位置それぞれに、光ファイバの第２端から第１端に向かう導波光の反射率が接触物の屈折率によって異なる第１検知部および第２検知部を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る光ファイバプローブにおいて、第１検知部または第２検知部は、光ファイバの第１端においてファイバ軸方向に垂直な面に対して傾斜している傾斜面を有するものであるのが好適であり、或いは、光ファイバのクラッド部が一部領域において除去されたものであるのが好適であり、或いは、光ファイバのクラッド部が一部領域において屈折率を変化させられたものであるのが好適である。
【０００９】
本発明に係る光ファイバプローブ製造方法は、上記の本発明に係る光ファイバプローブを製造する方法であって、光ファイバの第１位置または第２位置に対してフェムト秒レーザ光を照射して加工をすることによって第１検知部または第２検知部を形成することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る流動現象計測装置は、上記の本発明に係る光ファイバプローブと、光を出力する光源部と、この光源部から出力される光を導いて光ファイバプローブの第２端に入力させる入力光学系と、光ファイバプローブの第２端から出力される光を導く出力光学系と、出力光学系により導かれた光を受光して当該受光強度に応じた値の電気信号を出力する受光部と、受光部から出力される電気信号の値の時間的変化に基づいて光ファイバプローブの第１端の周辺の流動現象を解析する解析部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る流動現象計測方法は、上記の本発明に係る光ファイバプローブの第１端を測定対象物の流動体に挿入して、光源部から出力される光を光ファイバプローブの第２端に入力させ、光ファイバプローブの第２端から出力される光を受光部により受光して当該受光強度に応じた値の電気信号を受光部から出力させ、受光部から出力される電気信号の値の時間的変化に基づいて光ファイバプローブの第１端の周辺の流動現象を解析する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る流動現象計測装置または流動現象計測方法では、光源部から出力された光は、光ファイバプローブの第２端に入力され、光ファイバプローブにより導波されて第１端側の第１検知部および第２検知部に達し、第１検知部および第２検知部それぞれで反射される。このときの反射率は、第１検知部および第２検知部それぞれに接しているものの屈折率によって異なり、例えば、液体および気体の何れが接しているかによって異なる。第１検知部および第２検知部それぞれで反射された光は、光ファイバプローブにより逆方向に導波され、光ファイバプローブの第２端から出力され、受光部により受光される。受光部から当該受光強度に応じた値の電気信号が出力される。そして、受光部から出力される電気信号の値の時間的変化に基づいて光ファイバプローブの第１端の周辺の流動現象が解析される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液層中の気泡または気層中の液滴の径が小さい場合にも流動現象を高精度に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る流動現象計測装置１の構成例を示す図である。この図に示される流動現象計測装置１は、光ファイバプローブ１０，光源部２０，受光部３０および解析部４０を備える。また、流動現象計測装置１は、光ファイバプローブ１０，光源部２０および受光部３０の間の光学系を構成する要素として、光分岐器５１，集光系５２および偏光子５３を備える。
【００１６】
光ファイバプローブ１０は、第１端１１ａと第２端１１ｂとの間に延在する光ファイバ１１が加工されて構成されたもので、その第１端１１ａ側において第１検知部１４および第２検知部１５を有する。第１検知部１４および第２検知部１５それぞれは、ファイバ軸方向について互いに離間した位置に設けられている。第１検知部１４および第２検知部１５それぞれでは、光ファイバ１０の第２端１１ｂから第１端１１ａに向かう導波光の反射率が接触物の屈折率によって異なる。光ファイバプローブ１０の詳細については後述する。
【００１７】
光源部２０は、光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂに入力されるべき光をコリメートして出力するものである。光源部２０は、単色光を出力する光源であるのが好ましく、レーザ光源であるのが更に好ましい。
【００１８】
光分岐器５１は、光源部２０から出力されて到達した光を集光系５２へ出力し、また、集光系５２から到達した光を偏光子５３へ出力する。集光系５２は、光分岐器５１から到達した光を集光して光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂの端面におけるコア部に入力させ、また、光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂの端面におけるコア部から発散して出力されて到達した光をコリメートして光分岐器５１へ出力する。偏光子５３は、光分岐器５１から到達した光を入力し、その入力した光のうち特定の直線偏光成分を選択的に透過させることで散乱光成分を除去して、その透過させた特定の直線偏光成分の光を受光部３０の光検出器３１へ出力する。
【００１９】
光源部２０から光分岐器５１および集光系５２を経て光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂに至るまでの光学系は、光源部２０から出力される光を導いて光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂに入力させる入力光学系を構成している。また、光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂから集光系５２および偏光子５３を経て受光部３０の光検出器３１に至るまでの光学系は、光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂから出力される光を光検出器３１まで導く出力光学系を構成している。
【００２０】
受光部３０は、出力光学系により導かれた光を受光して当該受光強度に応じた値の電気信号を解析部４０へ出力する。受光部３０は、光検出器３１，検出回路３２，高圧電圧３３，アンプ電源３４およびシールドケース３５を含む。光検出器３１は、高感度測定が可能でものであるのが好ましく、例えば光電子増倍管やフォトトランジスタ等である。以下では光検出器３１は光電子増倍管であるとする。検出回路３２は、高圧電源３３から供給される高圧直流電圧を光電子増倍管３１の各電極に対して印加するとともに、受光に応じて光電子増倍管３１から出力される電流信号を電圧信号に変換して該電圧信号を解析部４０へ出力する。アンプ電源３４は、検出回路３２において電流信号から電圧信号へ変換するアンプを駆動するための電力を供給する。また、光電子増倍管３１はシールドケース３５により保護されている。
【００２１】
解析部４０は、受光部３０から出力される電気信号の値の時間的変化に基づいて光ファイバプローブ１０の第１端１１ａの周辺の流動現象を解析する。解析部４０は、Ａ／Ｄ変換器４１および計算部４２を含む。Ａ／Ｄ変換器４１は、受光部３０の検出回路３２から出力される電圧信号（アナログ信号）を入力し、その電圧信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号を計算部４２へ出力する。計算部４２は、Ａ／Ｄ変換器４１から出力されるデジタル信号を入力して、そのデジタル信号の値の時間的変化に基づいて光ファイバプローブ１０の第１端１１ａの周辺の流動現象を解析する。計算部４２における処理内容の詳細については後述する。
【００２２】
図２は、本実施形態に係る光ファイバプローブ１０の構成例を示す図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。この図に示される光ファイバプローブ１０は、第１端１１ａと第２端１１ｂとの間に延在する光ファイバ１１が加工されて構成されたものである。光ファイバ１１は、コア部１２と、そのコア部１２を取り囲むクラッド部１３とを有する。コア部１２の屈折率は、クラッド部１３の屈折率より高い。光ファイバ１１は、例えば石英ガラス（ＳｉＯ２）を主成分としていて、コア部１２に屈折率上昇剤（例えばＧｅＯ２）が添加されている。
【００２３】
光ファイバ１１の第１端１１ａ側は、先端（第１位置）に近いほど断面積が小さくなるように円錐形状に引き伸ばされて、ファイバ軸方向に垂直な面に対して傾斜している傾斜面が形成されていて、これにより第１検知部１４が構成されている。また、光ファイバ１１の第１端１１ａ側（好適には、円錐形状とされた範囲）の何れかの位置（第２位置）において、光ファイバ１１のクラッド部１３が一部領域において除去されていて、これにより第２検知部１５が形成されている。この第２検知部１５は、フェムト秒レーザ光を照射して微細加工をすることによって形成されるのが好適である。なお、光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂでは、その端面はファイバ軸に対して垂直となっている。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る光ファイバプローブ１０の他の構成例を示す図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。図２に示されたものと比較すると、この図３に示される光ファイバプローブ１０では、光ファイバ１１の第１端１１ａ側（好適には、円錐形状とされた範囲）の何れかの位置（第２位置）において、光ファイバ１１のクラッド部１３が一部領域において屈折率を変化させられていて、これにより第２検知部１５が形成されている点で相違する。
【００２５】
図２および図３の何れに示された光ファイバプローブ１０においても、第１検知部１４および第２検知部１５それぞれは、ファイバ軸方向について互いに離間した位置に設けられている。第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離は、測定対象物である気泡または液滴の径に応じて適切に設定される。
【００２６】
また、図２および図３の何れに示された光ファイバプローブ１０においても、第１検知部１４および第２検知部１５それぞれでは、光ファイバ１０の第２端１１ｂから第１端１１ａに向かう導波光の反射率が接触物の屈折率によって異なる。すなわち、第１検知部１４に接しているものが液体であるときには、第２端１１ｂから第１端１１ａに向かう導波光は第１検知部１４において液体中に漏れ易いので、第１検知部１４における反射率は相対的に小さい。これに対して、第１検知部１４に接しているものが気体であるときには、第２端１１ｂから第１端１１ａに向かう導波光は第１検知部１４において気体中に漏れ難いので、第１検知部１４における反射率は相対的に大きい。第２検知部１５においても同様である。
【００２７】
次に、本実施形態に係る流動現象計測装置１の動作の概略について説明する。光源２０から出力された光は、光分岐器５１および集光系５２を含む入力光学系により導かれて、光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂの端面におけるコア部１２に集光され、コア部１２内に入力される。第２端１１ｂにおいてコア部１２内に入力された光は、第２端１１ｂから第１端１１ａに向かって導波して、第１検知部１４および第２検知部１５それぞれで反射される。
【００２８】
第１検知部１４および第２検知部１５それぞれで反射された光は、第２端１１ｂに向かって導波して、第２端１１ｂから外部へ出力される。光ファイバプローブ１０の第２端１１ｂの端面から出力された反射光は、集光系５２および偏光子５３を含む出力光学系により導かれて、受光部３０により受光される。その受光強度に応じた値の電気信号が受光部３０から解析部４０へ出力される。そして、解析部４０において、受光部３０から出力された電気信号の値の時間的変化に基づいて、光ファイバプローブ１０の第１端１１ａの周辺の流動現象が解析される。
【００２９】
前述したように、第１検知部１４に液体が接しているときには第１検知部１４における反射率は小さく、第１検知部１４に気体が接しているときには第１検知部１４における反射率は大きい。同様に、第２検知部１５に液体が接しているときには第２検知部１５における反射率は小さく、第２検知部１５に気体が接しているときには第２検知部１５における反射率は大きい。
【００３０】
光ファイバプローブ１０の第１検知部１４および第２検知部１５を含む一定範囲が気液二相流の主流方向に対して平行に設置され、液層中の気泡が第１検知部１４側から第２検知部１５側へ移動していくとする。気泡が第１検知部１４に接触すると、第１検知部１４で反射される光の強度が増加し、受光部３０から出力される電気信号の値が増加する。さらに、気泡が第２検知部１５に接触すると、第２検知部１５で反射される光の強度が増加し、受光部３０から出力される電気信号の値が増加する。
【００３１】
気泡界面が第１検知部１４を通過し離脱することで、第１検知部１４が液体に接触し、第１検知部１４で反射される光の強度が減少し、受光部３０から出力される電気信号の値が減少する。また、気泡界面が第２検知部１５を通過し離脱することで、第２検知部１５が液体に接触し、第２検知部１５で反射される光の強度が減少し、受光部３０から出力される電気信号の値が減少する。また、受光部３０から出力される電気信号の値の時間的変化は、ファイバ軸方向における第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPおよび測定対象物である気泡の径ＤBに依存する。
【００３２】
したがって、解析部４０において、受光部３０から出力される電気信号の値の増減に基づいて、第１検知部１４に接しているものが液体から気体に変化する時刻ｔ11、第１検知部１４に接しているものが気体から液体に変化する時刻ｔ12、第２検知部１５に接しているものが液体から気体に変化する時刻ｔ21、および、第２検知部１５に接しているものが気体から液体に変化する時刻ｔ22 が判定される。さらに、これらの時刻および距離ＬPに基づいて、液層中の気泡または気層中の液滴の並進速度，界面速度，弦長および体積率が得られる。
【００３３】
次に、解析部４０における処理内容の詳細について説明する。以下では、第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPと気泡径ＤBとの大小関係に応じて２つの場合に分けて説明する。図４は、「ＬP＞ＤB」の場合に受光部３０から出力される電気信号の値の時間的変化の一例を示す図である。図５は、「ＬP＜ＤB」の場合に受光部３０から出力される電気信号の値の時間的変化の一例を示す図である。なお、これらの図には、各時刻における第１検知部１４，第２検知部１５および気泡９０それぞれの位置関係も示されている。
【００３４】
図４に示されるように、第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPが気泡径ＤBより大きい場合、受光部３０から出力される電気信号の値は、第１検知部１４に気泡９０が接する時刻ｔ11に増加し、第１検知部１４から気泡９０が離脱する時刻ｔ12に減少し、第２検知部１５に気泡９０が接する時刻ｔ21に再び増加し、第２検知部１５から気泡９０が離脱する時刻ｔ22に減少する。なお、この場合、「ｔ11＜ｔ12＜ｔ21＜ｔ22」である。
【００３５】
図５に示されるように、第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPが気泡径ＤBより小さい場合、受光部３０から出力される電気信号の値は、第１検知部１４に気泡９０が接する時刻ｔ11に増加し、第２検知部１５に気泡９０が接する時刻ｔ21に更に増加し、第１検知部１４から気泡９０が離脱する時刻ｔ12に減少し、第２検知部１５から気泡９０が離脱する時刻ｔ22に更に減少する。なお、この場合、「ｔ11＜ｔ21＜ｔ12＜ｔ22」である。
【００３６】
すなわち、受光部３０から出力される電気信号の値の時間変化のパターンが図４および図５の何れであるかによって、距離ＬPと気泡径ＤBとの大小関係が判別される。また、その電気信号の値が増減する時刻ｔ11，ｔ12，ｔ21およびｔ22に基づいて、以下のようにして、気泡の並進速度，界面速度，弦長および体積率が得られる。
【００３７】
気泡９０が距離ＬPを移動するのに時間(ｔ21−ｔ11)を要するのであるから、気泡界面速度ＵBは「ＵB＝ＬP／(ｔ21−ｔ11)」なる式で得られる。気泡９０が第１検知部１４を通過するのに時間(ｔ12−ｔ11)を要するのであるから、気泡弦長ＬBは「ＬB＝ＵB(ｔ12−ｔ11)」なる式で得られる。このようにして、１本の光ファイバプローブ１０を用いて、気泡界面速度、気泡並進速度および気泡弦長を計測することができる。また、気泡体積率は、光ファイバプローブ１０の検出端面が気泡に覆われていた時間と全計測時間との比により求めることができる。これらの演算は、パーソナルコンピュータ等により構成される解析部４０により行われる。
【００３８】
次に、本実施形態に係る流動現象計測装置１および光ファイバプローブ１０の具体的な実施例および実験結果について説明する。光ファイバプローブ１０の外径（光ファイバ１１の外径）は２３０μｍであり、その光ファイバ１１のコア径は１９０μｍであった。光ファイバ１１は石英光ファイバであり、コア部１２の屈折率が１.４６３であり、クラッド部１３の屈折率が１.４４６であった。第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPは３５０μｍであり、フェムト秒レーザ光の照射により微細加工されて第２検知部１５が形成された。第２検知部１５におけるクラッド部１３の厚みは５μｍであった。光源部２０は、波長６３５ｎｍで最大出力パワー３ｍＷのレーザ光を出力する半導体レーザを含むものとした。
【００３９】
このような流動現象計測装置１を用いて、形状及び速度が既知である微小気泡（気泡界面速度０.８１３ｍ／ｓ、プローブ通過弦長３２０μｍ）の計測を行った。その計測の結果、気泡界面速度として０.７８２ｍ／ｓが得られ、プローブ通過弦長として２９８μｍが得られた。このように、測定対象物である気泡の径が小さい場合であっても、計測値が実際値とよく一致していることが確認された。
【００４０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では液層中の気泡の計測について説明したが、本発明は、気層中の液滴の計測も可能であり、気体と液体とが混在する流動現象に対して計測ができる。
【００４１】
光ファイバプローブの先端の第１検知部は、ファイバ軸方向に垂直な面に対して傾斜している傾斜面を有していればよく、上記実施形態のように円錐形状であってもよいし、ファイバ軸方向に垂直な面に対して傾斜している１つ又は複数の平坦な傾斜面を有するものであってもよい。後者の場合、例えば、第１検知部は、ファイバ軸方向に垂直な直線を共有し互いに直角である２つの平坦面からなる直角プリズムであってもよいし、互いに直角である３つの平坦面からなるコーナーキューブであってもよい。これら直角プリズムまたはコーナーキューブからなる第１検知部は、気体に接しているときには導波光を全反射させることができ、液体に接しているときには導波光の反射率が小さい。
【００４２】
また、光ファイバプローブは、第１検知部および第２検知部の双方とも、クラッド部が一部領域において除去されたもの又はクラッド部が一部領域において屈折率を変化させられたものであってもよい。
【００４３】
また、気体と液体とが混在する流動現象を有する装置内に光ファイバプローブを挿入して計測してもよいし、装置内で光ファイバプローブを相対的に移動させることで計測してもよい。また、複数本の光ファイバプローブを組み合わせることで、測定対象物である気泡または液滴の三次元運動を計測することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態に係る流動現象計測装置１の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る光ファイバプローブ１０の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る光ファイバプローブ１０の他の構成例を示す図である。
【図４】第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPが気泡径ＤBより大きい場合に受光部３０から出力される電気信号の値の時間的変化の一例を示す図である。
【図５】第１検知部１４と第２検知部１５との間の距離ＬPが気泡径ＤBより小さい場合に受光部３０から出力される電気信号の値の時間的変化の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…流動現象計測装置、１０…光ファイバプローブ、１１…光ファイバ、１１ａ…第１端、１１ｂ…第２端、１２…コア部、１３…クラッド部、１４…第１検知部、１５…第２検知部、２０…光源部、３０…受光部、３１…光検出器、３２…検出回路、３３…高圧電源、３４…アンプ電源、３５…シールドケース、４０…解析部、４１…Ａ／Ｄ変換器、４２…計算部、５１…光分岐器、５２…集光系、５３…偏光子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部およびクラッド部を有する光ファイバの第１端側において、ファイバ軸方向について互いに離間した第１位置および第２位置それぞれに、前記光ファイバの第２端から前記第１端に向かう導波光の反射率が接触物の屈折率によって異なる第１検知部および第２検知部を有する、ことを特徴とする光ファイバプローブ。
【請求項２】
前記第１検知部または前記第２検知部は、前記光ファイバの前記第１端においてファイバ軸方向に垂直な面に対して傾斜している傾斜面を有するものである、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバプローブ。
【請求項３】
前記第１検知部または前記第２検知部は、前記光ファイバのクラッド部が一部領域において除去されたものである、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバプローブ。
【請求項４】
前記第１検知部または前記第２検知部は、前記光ファイバのクラッド部が一部領域において屈折率を変化させられたものである、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバプローブ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の光ファイバプローブを製造する方法であって、前記光ファイバの前記第１位置または前記第２位置に対してフェムト秒レーザ光を照射して加工をすることによって前記第１検知部または前記第２検知部を形成する、ことを特徴とする光ファイバプローブ製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか１項に記載の光ファイバプローブと、
光を出力する光源部と、
この光源部から出力される光を導いて前記光ファイバプローブの前記第２端に入力させる入力光学系と、
前記光ファイバプローブの前記第２端から出力される光を導く出力光学系と、
前記出力光学系により導かれた光を受光して当該受光強度に応じた値の電気信号を出力する受光部と、
前記受光部から出力される電気信号の値の時間的変化に基づいて前記光ファイバプローブの前記第１端の周辺の流動現象を解析する解析部と、
を備えることを特徴とする流動現象計測装置。
【請求項７】
請求項１〜４の何れか１項に記載の光ファイバプローブの前記第１端を測定対象物の流動体に挿入して、
光源部から出力される光を前記光ファイバプローブの前記第２端に入力させ、
前記光ファイバプローブの前記第２端から出力される光を受光部により受光して当該受光強度に応じた値の電気信号を前記受光部から出力させ、
前記受光部から出力される電気信号の値の時間的変化に基づいて前記光ファイバプローブの前記第１端の周辺の流動現象を解析する、
ことを特徴とする流動現象計測方法。
【請求項１】
コア部およびクラッド部を有する光ファイバの第１端側において、ファイバ軸方向について互いに離間した第１位置および第２位置それぞれに、前記光ファイバの第２端から前記第１端に向かう導波光の反射率が接触物の屈折率によって異なる第１検知部および第２検知部を有する、ことを特徴とする光ファイバプローブ。
【請求項２】
前記第１検知部または前記第２検知部は、前記光ファイバの前記第１端においてファイバ軸方向に垂直な面に対して傾斜している傾斜面を有するものである、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバプローブ。
【請求項３】
前記第１検知部または前記第２検知部は、前記光ファイバのクラッド部が一部領域において除去されたものである、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバプローブ。
【請求項４】
前記第１検知部または前記第２検知部は、前記光ファイバのクラッド部が一部領域において屈折率を変化させられたものである、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバプローブ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の光ファイバプローブを製造する方法であって、前記光ファイバの前記第１位置または前記第２位置に対してフェムト秒レーザ光を照射して加工をすることによって前記第１検知部または前記第２検知部を形成する、ことを特徴とする光ファイバプローブ製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか１項に記載の光ファイバプローブと、
光を出力する光源部と、
この光源部から出力される光を導いて前記光ファイバプローブの前記第２端に入力させる入力光学系と、
前記光ファイバプローブの前記第２端から出力される光を導く出力光学系と、
前記出力光学系により導かれた光を受光して当該受光強度に応じた値の電気信号を出力する受光部と、
前記受光部から出力される電気信号の値の時間的変化に基づいて前記光ファイバプローブの前記第１端の周辺の流動現象を解析する解析部と、
を備えることを特徴とする流動現象計測装置。
【請求項７】
請求項１〜４の何れか１項に記載の光ファイバプローブの前記第１端を測定対象物の流動体に挿入して、
光源部から出力される光を前記光ファイバプローブの前記第２端に入力させ、
前記光ファイバプローブの前記第２端から出力される光を受光部により受光して当該受光強度に応じた値の電気信号を前記受光部から出力させ、
前記受光部から出力される電気信号の値の時間的変化に基づいて前記光ファイバプローブの前記第１端の周辺の流動現象を解析する、
ことを特徴とする流動現象計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１４５６４（Ｐ２００９−１４５６４Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７７６０７（Ｐ２００７−１７７６０７）
【出願日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
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