JP2008070357A - 光学式圧力センサ - Google Patents

光学式圧力センサ Download PDF

Info

Publication number
JP2008070357A
JP2008070357A JP2007202701A JP2007202701A JP2008070357A JP 2008070357 A JP2008070357 A JP 2008070357A JP 2007202701 A JP2007202701 A JP 2007202701A JP 2007202701 A JP2007202701 A JP 2007202701A JP 2008070357 A JP2008070357 A JP 2008070357A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fbg
film
base film
optical fiber
pressure sensor
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.)
Pending
Application number
JP2007202701A
Other languages
English (en)
Inventor
Masato Wakahara
正人 若原
Takahiro Imazaki
貴弘 今崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suncall Corp
Original Assignee
Suncall Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suncall Corp filed Critical Suncall Corp
Priority to JP2007202701A priority Critical patent/JP2008070357A/ja
Priority to US11/836,217 priority patent/US7680363B2/en
Publication of JP2008070357A publication Critical patent/JP2008070357A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
    • G01L1/246—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using integrated gratings, e.g. Bragg gratings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
    • G01L11/02—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means
    • G01L11/025—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means using a pressure-sensitive optical fibre
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0076—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using photoelectric means

Abstract

【課題】より微小な圧力変化をも検知することができる光学式圧力センサを提供する。
【解決手段】ベースフィルムに第１面及び第２面の間を貫通する貫通孔が設けられ、光ファイバのＦＢＧ部が平面視において前記貫通孔上に位置するように前記光ファイバが前記ＦＢＧ部以外の領域において前記ベースフィルム２に固定される。本発明に係る光学式圧力センサは、前記ベースフィルムの前記第２面が対象物体の表面に直接又は間接的に密着するように、対象物体に装着される。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも一つのＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）部を有する光ファイバを備えた光学式圧力センサに関する。
自動車、船舶、航空機等の設計、解析分野において、安全性や高効率化の観点から様々な最適設計がなされている。特に、上記分野においては、物体表面に作用する空気圧や水圧等の流体物理量の把握が重要となっており、縮小モデルを用いた風洞装置による空気圧（風圧）測定や水槽による水圧測定により得られた結果をフィードバックすることにより最適設計を行っている。
上記のような空気圧や水圧を測定するための構成としては、圧電式、半導体式や歪みゲージ式による圧力センサが公知である。
しかし、上記の構成では、以下の問題が生じていた。圧電式、半導体式の圧力センサにおいては、縮小モデルに孔を開け、当該孔にチューブを挿通し、開口端と圧力センサ本体とを繋ぐ必要があるが、この構成では、実際上、十数点から数十点までの測定点を設けることが技術的に限界であった。なぜなら、チューブ径が数ｍｍあるため、測定点が多くなると測定点の配置が困難となってしまうからである。また、歪みゲージ式による圧力センサにおいては、測定点ごとにアンプを設ける必要があり、多点の測定は事実上困難であった。さらに、圧電式、半導体式及び歪みゲージ式の双方とも、縮小モデル等の対象物体に孔を開ける必要があり、これを水圧測定に使用した場合、当該孔からの浸水により縮小モデルが破損するという問題もあった。また、歪みゲージ式は電気式であるため浸水によりショートする危険性もあった。
上記のような、縮小モデルに孔を開けることなく表面の圧力を測定する圧力センサとして、例えば、光ファイバに感圧部としてＦＢＧ部が設けられた光学式圧力センサが公知である（例えば、下記特許文献１参照）。ここで、ＦＢＧ部は、入射する光のうちの所定の波長の光のみを進行方向に関し反射させるグレーティング（回折格子）が形成された部位であり、このＦＢＧ部がベースフィルム上に貼り付けられてセンサを構成する。したがって、ベースフィルムに圧力変化（歪み）が生じるとベースフィルムに取り付けられた光ファイバのＦＢＧ部にも圧力変化が生じる。そして、ＦＢＧ部に圧力変化が生じると、グレーティングの回折ピッチが変化して反射光のピーク波長が変位する。つまり、ＦＢＧ部に圧力が生じた際に反射光のピーク波長の変位を検知することにより、当該ＦＢＧ部に圧力がかかっている（歪みが生じている）ことを検知するものである。
しかしながら、より安全かつより高効率な最適設計を行うべく、前記特許文献１のような光学式圧力センサにおいてもより微小な圧力変化を検知することが要求されてきている。
また、このような圧力センサにおいて正圧および負圧の双方（すなわち基準圧からの差圧）を測定可能な圧力センサは存在していなかった。
特開２００２−７１３２３号公報
本発明はかかる従来技術に鑑みなされたものであり、より微小な圧力変化を検知することができる光学式圧力センサの提供を、一の目的とする。
また、本発明はかかる従来技術に鑑みなされたものであり、より微小な圧力変化を基準圧からの差圧として測定することができる光学式圧力センサの提供を、他の目的とする。
本発明の一態様は、前記一の目的を達成するために、第１面及び第２面を有し、前記第２面が対象物体の表面に直接又は間接的に密着されるベースフィルムと、前記ベースフィルムに固定される光ファイバとを備え、前記光ファイバには少なくとも一つのＦＢＧ部が設けられている光学式圧力センサであって、前記ベースフィルムには、前記第１面及び第２面の間を貫通する貫通孔が設けられており、前記光ファイバは、平面視において前記ＦＢＧ部が前記貫通孔上に位置するように該ＦＢＧ部以外の領域において前記ベースフィルムに固定された光学式圧力センサを提供する。
上記構成の光学式圧力センサは、前記ベースフィルムの第２面が対象物体の表面に直接又は間接的に接触した状態で、前記ベースフィルムの第１面側の圧力変化を測定する。
斯かる構成によれば、第１面の表面上の圧力が変化した際、当該圧力変化を感圧部である前記ＦＢＧ部において直接的に検知することができる。
例えば、前記ＦＢＧ部の全域が前記ベースフィルムの貫通孔上に位置するように構成すれば、圧力変化に伴う前記ＦＢＧ部の歪み動作が前記ベースフィルムによって阻害又は減衰されることを有効に防止できる。従って、ベースフィルムの撓みをＦＢＧ部によって検出していた従来の光学式圧力センサに比べて、より微小な圧力変化を検知することができる。
これに代えて、前記ＦＢＧ部の一部だけが前記ベースフィルムの貫通孔上に位置するように構成することも可能である。斯かる構成によれば、前記構成に比して前記ＦＢＧ部の感度を弱めることができ、高い圧力箇所を測定することができる。
好ましくは、前記光ファイバには、反射特性の異なるＦＢＧ部が長手方向に沿って複数設けられる。
前記複数のＦＢＧ部の反射特性（ブラッグ波長）を異ならせることにより、互いに異なるブラッグ波長の変位をそれぞれ測定することができる。従って、従来の圧電式、半導体式の圧力センサのようにチューブを使用することなく、容易に複数（多数）点での計測が可能となる。これにより、より広範囲かつ詳細な圧力変化を計測することができる。
一形態においては、前記ベースフィルムには複数個の前記貫通孔が設けられる。
斯かる構成においては、前記光ファイバは、平面視において前記複数のＦＢＧ部が前記複数の貫通孔のうちの対応する貫通孔上にそれぞれ位置するように配置される。
前記一形態において、好ましくは、前記ベースフィルムの第１面に、前記複数の貫通孔のうちの任意の貫通孔を覆う可撓性のカバーフィルムが設けられる。
斯かる構成によれば、前記可撓性カバーフィルムによって覆われた貫通孔に位置するＦＢＧ部と前記カバーフィルムによって覆われていない貫通孔に位置するＦＢＧ部との感度を異ならせることができる。つまり、前記カバーフィルムを用いて測定箇所毎にＦＢＧ部の感度を異ならせることができる。
従って、圧力が極端に異なる複数の箇所を同時に計測することができる。
例えば、測定圧力が大きいと予想され得る箇所（例えば、自動車の先端部分）に設置されるＦＢＧ部は前記カバーフィルムで覆い、測定圧力が小さいと予想される箇所（例えば、自動車の側面部分）に設置されるＦＢＧ部は前記カバーフィルムによって覆わないことにより、測定圧力の大きい箇所と測定圧力の小さい箇所とを同時に計測することができる。
さらに、前記カバーフィルムの厚みや材質を適宜変更することにより、対応するＦＢＧ部の変位量（感度）を容易に変更することも可能となる。
他形態においては、前記ベースフィルムには単一の前記貫通孔が設けられる。
斯かる構成においては、前記光ファイバは、平面視において前記複数のＦＢＧ部が前記単一の貫通孔上に位置するように配置される。
前記他形態において、好ましくは、前記ベースフィルムの第１面に、前記複数のＦＢＧ部のうちの任意のＦＢＧ部だけを覆うように前記単一の貫通孔の所定部分を覆う可撓性のカバーフィルムを設けられることができる。
斯かる構成によれば、前記可撓性カバーフィルムによって覆われたＦＢＧ部と前記カバーフィルムによって覆われていないＦＢＧ部との感度を異ならせることができる。つまり、前記カバーフィルムを用いて測定箇所毎にＦＢＧ部の感度を異ならせることができる。
従って、圧力が極端に異なる複数の箇所を同時に計測することができる。
例えば、測定圧力が大きいと予想され得る箇所（例えば、自動車の先端部分）に設置されるＦＢＧ部は前記カバーフィルムで覆い、測定圧力が小さいと予想される箇所（例えば、自動車の側面部分）に設置されるＦＢＧ部は前記カバーフィルムによって覆わないことにより、測定圧力の大きい箇所と測定圧力の小さい箇所とを同時に計測することができる。
さらに、前記カバーフィルムの厚みや材質を適宜変更することにより、対応するＦＢＧ部の変位量（感度）を容易に変更することも可能となる
前記種々の構成において、好ましくは、前記ＦＢＧ部の両側において前記光ファイバを前記ベースフィルムに固着することができる。
斯かる構成によれば、貫通孔上に位置する前記ＦＢＧ部の位置ずれを有効に防止できる。
例えば、固定フィルムによって前記光ファイバを前記ベースフィルムに固定することができる。
前記種々の構成において、好ましくは、前記ベースフィルムの第１面に直接又は間接的に固着される剛性のカバープレートをさらに備えることができる。
前記カバープレートには、前記ＦＢＧ部に対応した位置に通過孔が設けられる。
斯かる構成によれば、前記ベースフィルムの第１面上に前記光ファイバを設置したとしても、前記光ファイバの存在によって表面に凹凸が生じることを防止でき、測定表面を平滑化した状態とすることができる。したがって、ベースフィルムの表面形状に依存することなく、測定表面の微小な圧力変化を測定することができる。
また、前記構成によれば、ＦＢＧ部の位置ズレを有効に防止できる。特に、複数のＦＢＧ部を用い、平滑平面上の複数箇所の圧力を測定する場合においては、前記剛性のカバープレートを用いることにより、ＦＢＧ部のそれぞれを所定の位置に保持することができる。
好ましくは、前記ベースフィルムと前記カバープレートとの間に可撓性のスペーサフィルムが介挿される。
前記スペーサフィルムには前記通過孔及び前記貫通孔を流体的に接続する孔が設けられている。
斯かる構成によれば、大径の光ファイバを前記ベースフィルムの第１面に取り付けたとしても、前記可撓性のスペーサフィルムによって前記光ファイバと前記カバープレートとの接触性をよくすることができ、カバープレートによる平滑化をより実効的にすることができる。
前記種々の構成において、好ましくは、前記ベースフィルムの前記第２面に固着される接着フィルムをさらに備えることができる。
前記接着フィルムは、前記ベースフィルムとは反対側の面に前記対象物体に接着可能な接着層が設けられる。
斯かる構成によれば、前記接着フィルムの前記接着層によって、対象物体の表面にベースフィルムを接着することができる。したがって、対象物体を傷付けることなく光学式圧力センサを容易に取り付けることができる。
ところで、ＦＢＧ部は温度変化により伸縮し、ブラッグ波長が変位する。従って、圧力測定中に温度変化が生じると、前記温度変化に起因して圧力測定用のＦＢＧ部のブラッグ波長が変位することになる。
斯かる不都合を防止する為に、前記種々の構成において、好ましくは、前記光ファイバに温度補償用のＦＢＧ部を設け、前記温度補償用ＦＢＧ部を前記ベースフィルム固定された剛性の中空部材内に内挿することができる。
斯かる構成によれば、前記温度補償用のＦＢＧ部によって、圧力変化の影響を受けることなく温度変化のみを測定することができる。従って、圧力測定用のＦＢＧ部の測定結果から温度補償用のＦＢＧ部の測定結果をオフセットすることにより、正味の（温度変化によらない）圧力変化を測定することが可能となる。
前記種々の構成において、好ましくは、前記ベースフィルムの前記第１面に溝を設け、前記光ファイバを前記溝内に配置させることができる。
斯かる構成によれば、前記ベースフィルムの前記第１面に前記光ファイバによる凹凸が生じることを有効に防止又は低減することができる。
本発明の他態様は、前記他の目的を達成する為に、対象物体に固定されるベース部材と、少なくとも一つのＦＢＧ部を有し、前記ベース部材に固定される光ファイバとを備えた光学式圧力センサであって、前記ベース部材は、測定すべき外圧との対向面が可撓性の第１カバーフィルムによって覆われた密閉空間を有し、前記光ファイバは、前記ＦＢＧ部が前記第１カバーフィルムの内表面に接した状態で前記密閉空間内に位置するように、該ＦＢＧ部以外の領域において前記ベース部材に固定されており、前記密閉空間を基準圧に維持した状態で前記ＦＢＧ部の反射特性の変化を測定し得るように構成されている光学式圧力センサを提供する。
上記構成の光学式圧力センサにおいては、前記密閉空間を基準圧に維持した状態で（予め所定の基準圧とした上で）、前記第１カバーフィルムの内表面に接した光ファイバのＦＢＧ部の反射特性の変化（ＦＢＧ部の歪みによるブラッグ波長の変位）が測定される。
即ち、前記構成によれば、外部圧力の変化を、前記基準圧を基準とした差圧として測定することができる。
例えば、前記ＦＢＧ部の全域が前記密閉空間内に位置するように構成（即ち、前記ＦＢＧ部の全域が前記ベース部材に接しないように構成）すれば、圧力変化に伴うＦＢＧ部の歪みがベース部材によって阻害又は減衰されることを有効に防止できる。従って、ベースフィルムの撓みをＦＢＧ部によって検出していた従来の光学式圧力センサに比べて、より微小な圧力変化を検知することができる。
これに代えて、前記ＦＢＧ部の一部だけが前記密閉空間内に位置するように構成することも可能である。斯かる構成によれば、前記構成に比して前記ＦＢＧ部の感度を弱めることができ、高い圧力箇所を測定することができる。
好ましくは、前記ＦＢＧ部は、前記基準圧に対する外圧の変化に伴う前記第１カバーフィルムの撓みに追従し得るように前記第１カバーフィルムの内表面に固着される。
斯かる構成によれば、前記密閉空間における基準圧に対する外圧の変化によって前記第１カバーフィルムが撓むと、前記ＦＢＧ部がこれに追従して撓む。したがって、より微小な圧力変化に対して、より高精度な測定を行うことができる。
さらに、前記構成によれば、基準圧より小さくなるように外圧が変化する場合（即ち、外圧が負圧変化する場合）であっても、前記外圧変化を有効に測定することができる。
好ましくは、前記ベース部材は、第１面及び第２面を有し、前記第２面が対象物体の表面に直接又は間接的に密着される可撓性のベースフィルムであって、前記第１面及び前記第２面の間を貫通する貫通孔が設けられたベースフィルムと、前記貫通孔の一方側の端部を覆うように前記ベースフィルムの第１面に固着される前記第１カバーフィルムと、前記第１カバーフィルムとの共働下に前記密閉空間を形成すべく前記貫通孔の他方側の端部を覆うように前記ベースフィルムの第２面に固着される可撓性の第２カバーフィルムとを有し、前記光ファイバは、平面視において前記ＦＢＧ部が前記貫通孔上に位置するように前記ベースフィルムの前記第１面と前記第１カバーフィルムとの間に介挿されているように構成される。
斯かる構成によれば、種々の形状の対象物体表面の圧力変化を差圧として容易に測定することができる。
好ましくは、前記光ファイバに、反射特性の異なるＦＢＧ部を長手方向に沿って複数設けることができる。
一形態においては、前記ベースフィルムには、複数の前記貫通孔と、該複数の貫通孔を互いに連通するスリットとが設けられる。
前記光ファイバは、平面視において前記複数のＦＢＧ部が前記複数の貫通孔のうちの対応する貫通孔上にそれぞれ位置するように配置される。
前記第１及び第２カバーフィルムは、前記複数の貫通孔及び前記スリットを覆うように前記第１面及び前記第２面にそれぞれ固着される。
前記ベースフィルムには、さらに、一端部が前記複数の貫通孔及び前記スリットによって画される密閉空間に流体的に接続され且つ他端部が外部に開放された外部連通用スリットが設けられる。
前記一形態によれば、予め定められた各ブラッグ波長の変位をそれぞれ測定することにより、従来の圧電式、半導体式の圧力センサのようにチューブを使用することなく容易に複数（多数）点での差圧計測を行うことができる。さらに、密閉空間が外部連通用スリットにより外部に開放されているので、外部連通用スリットを介して前記密閉空間内の圧力の一定保持を容易に行うことができる。
他形態においては、前記ベースフィルムには、単一の前記貫通孔が設けられる。
前記光ファイバは、平面視において前記複数のＦＢＧ部が前記単一の貫通孔上に位置するように配置される。
前記ベースフィルムには、さらに、一端部が前記単一の貫通孔に流体的に接続され且つ他端部が外部に開放された外部連通用スリットが設けられる。
前記他形態においても、予め定められた各ブラッグ波長の変位をそれぞれ測定することにより、従来の圧電式、半導体式の圧力センサのようにチューブを使用することなく容易に複数（多数）点での差圧計測を行うことができる。さらに、密閉空間が外部連通用スリットにより外部に開放されているので、外部連通用スリットを介して前記密閉空間内の圧力の一定保持を容易に行うことができる。
好ましくは、前記ベースフィルムの前記第１面に溝を設け、前記光ファイバを前記溝内に配置させることができる。
斯かる構成によれば、前記光学式圧力センサの圧力測定側の表面に前記光ファイバに起因する凹凸が生じることを有効に防止又は低減することができる。
これに代えて、前記第１カバーフィルムの前記内表面に溝を設け、前記光ファイバを前記溝内に配置させることも可能である。
斯かる構成によっても、前記光学式圧力センサの圧力測定側の表面に前記光ファイバに起因する凹凸が生じることを有効に防止又は低減することができる。
前記種々の構成のおいて、好ましくは、前記光ファイバに温度補償用のＦＢＧ部を設け、前記温度補償用ＦＢＧ部を前記ベース部材に固定された剛性の中空部材内に内挿することができる。
斯かる構成によれば、圧力測定用のＦＢＧ部の測定結果から温度補償用のＦＢＧ部の測定結果をオフセットすることにより、正味の（温度変化によらない）圧力変化を測定することが可能となる。
また、本発明のさらに他態様は、前記他の目的を達成する為に、対象物体に固定されるベース部材と、少なくとも一つのＦＢＧ部を有し、前記ベース部材に固定される光ファイバとを備えた光学式圧力センサであって、前記ベース部材は、測定すべき外圧との対向面が可撓性の第１カバーフィルムによって覆われた密閉空間を有し、前記光ファイバは、前記ＦＢＧ部が前記第１カバーフィルムの外表面に接した状態で前記密閉空間上に位置するように、該ＦＢＧ部以外の領域において前記第１カバーフィルムに固定されており、前記密閉空間を基準圧に維持した状態で前記ＦＢＧ部の反射特性の変化を測定し得るように構成された光学式圧力センサを提供する。
上記構成の光学式圧力センサにおいては、前記密閉空間を基準圧に維持した状態で（予め所定の基準圧とした上で）、前記第１カバーフィルムの外表面に接した光ファイバのＦＢＧ部の反射特性の変化（ＦＢＧ部の歪みによるブラッグ波長の変位）が測定される。
即ち、前記構成によれば、外部圧力の変化を、前記基準圧を基準とした差圧として測定することができる。
例えば、前記ＦＢＧ部の全域が前記密閉空間内に位置するように構成（即ち、前記ＦＢＧ部の全域が前記ベース部材に接しないように構成）すれば、圧力変化に伴うＦＢＧ部の歪みがベース部材によって阻害又は減衰されることを有効に防止できる。従って、ベースフィルムの撓みをＦＢＧ部によって検出していた従来の光学式圧力センサに比べて、より微小な圧力変化を検知することができる。
これに代えて、前記ＦＢＧ部の一部だけが前記密閉空間内に位置するように構成することも可能である。斯かる構成によれば、前記構成に比して前記ＦＢＧ部の感度を弱めることができ、高い圧力箇所を測定することができる。
好ましくは、前記ベース部材は、外圧測定側の第１面及び対象物体の表面に直接又は間接的に密着される第２面を有する可撓性のベースフィルムであって、前記第１面及び前記第２面の間を貫通する貫通孔が設けられたベースフィルムと、前記貫通孔の一方側の端部を覆うように前記ベースフィルムの第１面に固着される前記第１カバーフィルムと、前記第１カバーフィルムとの共働下に前記密閉空間を形成すべく前記貫通孔の他方側の端部を覆うように前記ベースフィルムの第２面に固着される可撓性の第２カバーフィルムとを有し、前記光ファイバは、平面視において前記ＦＢＧ部が前記貫通孔上に位置するように前記第１カバーフィルムの外表面上に固定されているように構成される。
この場合、ベース部材は、第１面及び第２面を有する可撓性のベースフィルムであり、第１面及び第２面の間を貫通する貫通孔が設けられている。そして、当該貫通孔の一方側の端部を第１カバーフィルムで覆い、他方側の端部を第２カバーフィルムで覆うように固着することにより、密閉空間が形成されている。第１カバーフィルム上に固定される光ファイバは、ＦＢＧ部が平面視において貫通孔上に位置するように第１カバーフィルムの外表面上に固定されている。そして、ベースフィルムの第２面を対象物体の表面に直接又は間接的に密着させ、形成された密閉空間を基準圧に維持した状態で（予め所定の基準圧とした上で）、第１カバーフィルムの外表面における圧力変化を当該第１カバーフィルムの外表面に接した光ファイバのＦＢＧ部の反射特性の変化（ＦＢＧ部の歪みによるブラッグ波長の変位）が測定される。
斯かる構成によれば、種々の形状の対象物体表面の圧力変化を差圧として容易に測定することができる。
好ましくは、前記第１カバーフィルムの前記外表面に溝を設け、前記光ファイバを前記溝内に配置させることができる。
斯かる構成によれば、前記光学式圧力センサの圧力測定側の外表面を形成する前記第１カバーフィルムの外表面に前記光ファイバに起因する凹凸が生じることを有効に防止又は低減することができる。
前記種々の形態において、好ましくは、前記貫通孔内に前記ベースフィルムより高剛性の中空補強リングを備え、前記ＦＢＧ部が前記補強リングの中空部上に位置するように構成され得る。
斯かる構成によれば、前記ＦＢＧ部及び前記ベースフィルムの安定化を向上させることができる。
本発明の一態様に係る光学式圧力センサによれば、前記ベースフィルムの第１面の表面上の圧力が変化した際、当該圧力変化を感圧部である前記ＦＢＧ部において直接的に検知することができる。しかも、前記ＦＢＧ部が前記ベースフィルムの貫通孔上に設けられている為、前記ＦＢＧ部の歪み動作が前記ベースフィルムによって阻害又は減衰されることを有効に防止できる。従って、前記ベースフィルム自体の撓みをＦＢＧ部によって検出していた従来の光学式圧力センサに比べて、より微小な圧力変化を検知することができる。
又、本発明の他態様に係る光学式圧力センサは、所定の基準圧に維持された密閉空間の一方面を可撓性の第１カバーフィルムで覆うと共に、前記密閉空間上に位置するようにＦＢＧ部を前記第１カバーフィルムの内表面又は外表面に接するように配置し、前記一方面側の圧力変化に伴う前記第１カバーフィルムの前記貫通孔に対応した領域の変形動作を前記ＦＢＧ部の反射特性の変化によって検知している。従って、正圧側の圧力変化（前記密閉空間の容積が減少する方向の圧力変化）及び負圧側の圧力変化（前記密閉空間の容積が増大する方向の圧力変化）の双方を前記基準圧に対する差圧として測定することができる。しかも、前記ＦＢＧ部は前記密閉空間上に位置している（前記ベース部材に接しない箇所に設けられている）為、前記ＦＢＧ部の歪み動作が前記ベース部材によって阻害又は減衰されることを有効に防止できる。従って、前記ベース部材自体の撓みをＦＢＧ部によって検出していた従来の光学式圧力センサに比べて、より微小な圧力変化を検知することができる。
実施の形態１
以下、本発明に係る光学式圧力センサの好ましい一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１に本発明に係る第１実施形態における光学式圧力センサの概略平面図を示す。また、図２(a)に図１の領域II(a)における部分拡大図を、図２(b)に図２(a)におけるII(b)−II(b)線に沿った断面図を示す。
本実施形態に係る光学式圧力センサ１００Ａは、図１及び図２に示されるように、第１面２ａ及び第２面２ｂを有し（図１においては第１面２ａが表されている）、前記第２面２ｂが対象物体の表面に直接又は間接的に密着されるベースフィルム２と、前記ベースフィルム２に固定される光ファイバ３とを備えている。
本実施の形態においては、前記光ファイバ３は、前記ベースフィルム２における前記対象物体とは反対側の前記第１面２ａに固定されている。
斯かる構成に代えて、前記光ファイバ３を前記ベースフィルム２に内装することも可能である。
前記光ファイバ３にはＦＢＧ部３１が設けられている。前記ＦＢＧ部３１は、光ファイバのコア部の屈折率を周期的に変化させた回折格子構造を有しており、前記光ファイバ３に入射される光のうち所定の波長（ブラッグ波長）成分のみを反射するように構成されている。なお、前記光ファイバ３の一端部にはプローブ４が取り付けられており、前記プローブ４を介して光源及び受光器（ともに図示せず）が取り付けられる。前記光源から前記プローブ４を介して前記光ファイバに入射された光のうち前記ＦＢＧ部３１によって反射されて戻ってきた光の波長が前記受光器によって測定される。
詳しくは、外部圧力の変化に伴って前記ＦＢＧ部３１に歪みが生じると、前記ＦＢＧ部３１の回折格子の格子ピッチが伸縮し、反射されるブラッグ波長が変化する。従って、反射されるブラッグ波長のシフト量を測定することにより、前記ＦＢＧ部３１の歪み量、つまり前記ＦＢＧ部３１にかかる圧力を測定することができる。
なお、前記光ファイバ３のプローブ４が取り付けられた側の前記一端部とは反対側の他端部にもプローブを取り付けて、前記一端部に前記光源、前記他端部に前記受光器を取り付けることも可能である。この構成においては、前記入射光のうち透過してこない波長を前記受光器によって測定することにより、前記圧力を測定することができる。
本実施形態においては、前記光ファイバ３には、反射特性の異なるＦＢＧ部３１が長手方向に沿って複数（図示の形態においては５つ）設けられている。
一方、前記ベースフィルム２には、前記第１面２ａ及び第２面２ｂの間を貫通する貫通孔２１がＦＢＧ部３１と同じ数だけ設けられている。
さらに、前記光ファイバ３は、平面視において前記複数のＦＢＧ部３１が前記複数の貫通孔２１のうちの対応する貫通孔２１上にそれぞれ位置するように配置されている。
当然ながら、前記ＦＢＧ部３１を１つだけ設けても良いし、５つより多く若しくは少なく設けても良い。
本実施形態におけるように、前記光ファイバ３に複数の前記ＦＢＧ部３１を設ける場合には、前記複数のＦＢＧ部３１は互いに反射特性（ブラッグ波長）が異なるものとされる。
即ち、例えば、一のＦＢＧ部３１の圧力変化がない状態（初期状態）におけるブラッグ波長を１５２０ｎｍとし、残りのＦＢＧ部３１の初期状態のブラッグ波長を、順に１ｎｍずつ増やした波長（１５２１ｎｍ，１５２２ｎｍ，…）とすることができる。この場合において、前記光源からの入射光の波長は、前記複数のＦＢＧ部３１のブラッグ波長を全て含む波長とされる。つまり、前記光源から、１５２０ｎｍ−１５７０ｎｍの波長領域を含む光を前記光ファイバ３に入射する。
このようにして、前記複数のＦＢＧ部３１のブラッグ波長の変位をそれぞれ測定することにより、従来の圧電式、半導体式の圧力センサのようにチューブを使用することなく、複数（多数）点での圧力計測を容易に行うことができ、従って、広範囲に亘る複数点において詳細な圧力変化を計測することができる。
また、本実施形態においては、図１に示すように、前記光ファイバ３には温度補償用のＦＢＧ部３２が設けられている。図３に図１における領域IIIの部分拡大図を示す。
前記温度補償用ＦＢＧ部３２は、前記ベースフィルム２に固定された剛性の中空部材５内に内挿される。本実施形態においては、前述の通り、前記光ファイバ３は前記ベースフィルム２の前記第１面２ａに固定されている。従って、前記中空部材５も前記ベースフィルム２の前記第１面２ａに固定される。
前記中空部材５は、外圧によって変形しないような剛性を有し、且つ、前記光ファイバ３が該中空部材５内において摺動することを許容するような内径を有するものとされる。前記中空部材５は、例えば、アルミパイプとされる。
このように、剛性の前記中空部材５内に前記ＦＢＧ部３２を摺動可能に設けることにより、前記ＦＢＧ部３１の測定値のうち外部温度変化に起因する誤差成分を知ることができ、これにより、正確な圧力値の検出が可能となる。
即ち、前記ＦＢＧ部３１は、圧力変化及び温度変化の双方の影響を受けて変形し、ブラッグ波長が変位する。一方、前記ＦＢＧ部３２は、前記中空部材５内に配置されている為、圧力変化の影響を受けることはなく、温度変化の影響のみによって変形する。
したがって、圧力測定用の前記ＦＢＧ部３１の測定結果から温度補償用の前記ＦＢＧ部３２の測定結果をオフセットすることにより、正味の（温度変化によらない）圧力変化を測定することができる。
なお、本実施の形態においては、図１に示すように、１枚の前記ベースフィルム２に温度補償用のＦＢＧ部３２を１つだけ設けたが、当然ながら、前記ＦＢＧ部３２を複数設けてもよい。また、温度補償用の前記ＦＢＧ部３２の設置位置は特に限定されないが、圧力測定用の前記ＦＢＧ部３１と同じ温度条件となる程度に該ＦＢＧ部３１に近接して設けられることが好ましい。
好ましくは、前記中空部材５は、前記光ファイバ３が該中空部材５内において摺動可能な範囲内において、前記光ファイバ３の外径に可及的に近い内径を有するものとされる。斯かる構成を備えることにより、温度変化に伴って前記ＦＢＧ部３２が長手方向に伸縮することを許容しつつ、径方向に撓むことを有効に防止できる。
図４に前記光学式圧力センサ１００Ａの分解斜視図を示す。
前記ベースフィルム２は、例えば、膜厚３０μｍ−５００μｍ程度の可撓性のフィルムとされる。斯かる可撓性フィルムとしては、ポリエステルフィルムや可撓性の衝撃吸収材が例示される。
斯かる構成を備えることにより、対象物体の表面が平面でない場合であっても前記光学式圧力センサ１００Ａを対象物体に密着させることができ、従って、圧力測定を高精度に行うことができる。
さらに、前記ベースフィルム２として前記衝撃吸収材を用いた場合、外部からの衝撃を前記ベースフィルム２によって吸収することができ、これにより、前記光ファイバ３の破損を防止することができる。また、前記ベースフィルム２を無理な形状に変形させて設置した場合であっても前記光ファイバ３への応力集中を緩和することができる。
なお、本実施形態に係る前記光学式圧力センサ１００Ａは、後述するように、前記ベースフィルム２の厚みや硬さによって測定値が直接的に影響を受けない為、対象物体への装着に影響を与えない程度に前記ベースフィルム２の厚みを厚くする（例えば、０．５〜１．０ｍｍ程度）ことも可能であり、これにより、前記光学式圧力センサ１００Ａの耐久性を向上させることもできる。
前記ベースフィルム２には、前記第１面２ａ及び第２面２ｂの間を貫通する貫通孔２１が設けられている。前記貫通孔２１の形状は特に問わないが、好ましくは、取り付けられる前記光ファイバ３の前記ＦＢＧ部３１の軸方向長さと略同じか、若しくは、やや大きめの直径を有するものとされる。
前記光ファイバ３は、平面視（図１）において前記ＦＢＧ部３１が前記貫通孔２１上に位置するように該ＦＢＧ部３１以外の領域において前記ベースフィルム２（本実施の形態においては前記第１面２ａ）に固定される。
本実施形態においては、前記光ファイバ３は、前記ＦＢＧ部３１の両側において前記ベースフィルム２の前記第１面２ａに固定フィルム６を用いて固着されている。
前記固定フィルム６は、例えば、前記第１面２ａと前記光ファイバ３との間に介挿されて両者を固着する両面テープであってもよいし、若しくは、前記第１面２ａ上に前記光ファイバ３を設置した後、その上から貼り付けられる粘着性のテープであってもよい。
また、前記固定フィルム６としてアルミフィルムを用い、前記アルミフィルムの上に前記光ファイバ３を設置することにより、前記光ファイバ３の滑りを防止することとしてもよい。
さらに、前記固定フィルム６の代わりに、接着剤等によって前記光ファイバ３を前記ベースフィルム２に固定することも可能である。
なお、温度補償用の前記ＦＢＧ部３２も、前記ＦＢＧ部３１と同様の方法で前記ベースフィルム２に固定される。
具体的には、図１及び図２に示すように、前記光ファイバ３は、前記ＦＢＧ部３１が位置する前記貫通孔２１の該光ファイバ３の長手方向両側において前記ベースフィルム２に固定されている。
このように、前記ＦＢＧ部３１の両側において前記光ファイバ３を前記ベースフィルム２に固定することによって、前記貫通孔２１に対する前記ＦＢＧ部３１の位置ずれを有効に防止できる。
より好ましくは、前記光ファイバ３は、前記ＦＢＧ部３１に長手方向に沿った引張力が付加された状態で、該ＦＢＧ部３１の両側が前記ベースフィルム２に固定され、これにより、初期状態（圧力変化を生じていない状態）のブラッグ波長を安定化させることができる。
即ち、前記ＦＢＧ部３１の変形量と該ＦＢＧ部３１において反射されるブラッグ波長の変位量とは比例関係にある。従って、前記ＦＢＧ部３１に予め所定の引張力を付加した状態で該ＦＢＧ部３１の両側を固定することにより、初期状態において前記ＦＢＧ部３１が圧力が付加されていないのに意に反して変形することを防止でき、これにより、初期状態におけるブラッグ波長を安定化させることができる。
前記光ファイバ３の前記ＦＢＧ部３１の両側以外の部位については、必ずしも固定させる必要はない。
本実施の形態におけるように、複数の前記ＦＢＧ部３１が複数の前記貫通孔２１上に位置される構成においては、図４において破線２２で示すように、前記光ファイバ２のうちの互いに隣接するＦＢＧ部３１の間の領域を該ＦＢＧ部３１と同一平面内に位置するように湾曲状とし、且つ、前記光ファイバ２の長手方向端部に位置する一のＦＢＧ部３１より長手方向外方に位置する領域を前記ＦＢＧ部３１と同一平面内内に位置するように前記ベースフィルム２のうちの前記貫通孔２１とは異なる領域上に配置することができ、これにより、前記光ファイバ３に起因する計測表面上の凹凸が増加することを防止できる。
もちろん、光ファイバ３の前記ＦＢＧ部３１の両側以外の部位を前記ベースフィルム２に接着剤等で固着させることも可能である。
又、前記光ファイバ３の外径によって生じる計測表面の凹凸をできる限りなくして、測定精度を向上させるべく、図４の破線２２に沿って前記光ファイバ３導通用の溝を設けることも可能である。
図２３に、前記ベースフィルム２の前記第１面２ａに溝２２ａを形成し、前記光ファイバ３のうち平面視において前記貫通孔２１上以外に位置する部分を前記溝２２ａ内に配置させた光学式圧力センサの断面図を示す。図２３(a)及び(b)は、それぞれ、図１におけるXXIII(a)−XXIII(a)線及びXXIII(b)−XXIII(b)線に沿った断面図である。
図２３に示すように、前記溝２２ａ内に前記光ファイバ３を配置させることにより、前記光ファイバ３が前記ベースフィルム２の外表面から外方へ突出することを防止又は低減でき、これにより、計測表面の凹凸を防止又は低減できる。
本実施形態においては、図４に示すように、前記ベースフィルム２上に光ファイバ３を配設した状態で、前記ベースフィルム２の前記第１面２ａが可撓性のカバーフィルム７によって覆われている。前記カバーフィルム７としては、例えば、ポリエステルフィルムが例示される。
前記カバーフィルム７を備えることにより、測定表面が平滑化され、これにより、測定誤差を低減させて高精度な測定を行うことができる。また、前記カバーフィルム７は可撓性フィルムを有している為、前記カバーフィルム７を備えることによって前記光学式圧力センサ１００Ａの対象物体への形状追従性が損なわれることはない。
図４においては、前記カバーフィルム７は、前記ベースフィルム２の全面を覆うように構成されている。
斯かる構成においては、外圧によって前記カバーフィルム７が撓み、前記カバーフィルム７の撓みに追従して前記光ファイバ３の前記ＦＢＧ部３１が撓むこととなる為、前記カバーフィルム７を有さない構成に比して前記ＦＢＧ部３１の感度が若干低下するが、前述の通り、前記ＦＢＧ部３１は前記貫通孔２１内に位置されている。つまり、前記カバーフィルム７のうち前記ＦＢＧ部３１に当接する部分と対象物体との間には前記貫通孔２１によって形成される空間が存在する、従って、ベースフィルム自体の変形に伴うＦＢＧ部の変形によって圧力を検出するように構成されていた従来構成に比して、前記ＦＢＧ部３１の感度を向上させることができ、より微少な圧力変化を有効に検出することができる。
好ましくは、前記カバーフィルム７の厚みは前記ベースフィルム２の厚みより小さい（例えば、０．０５ｍｍ）ものとされる。
なお、図４においては、前記カバーフィルム７は前記ベースフィルム２の全面を覆う単一のフィルムとされているが、これに代えて、前記貫通孔２１を個別に覆う複数のフィルムを前記カバーフィルム７として用いることも可能である。
又、図４に示す構成に代えて、前記カバーフィルム７が前記ＦＢＧ部３１の全体又は一部に対応した領域に開口を有し、前記ＦＢＧ部３１の全体又は一部が前記カバーフィルム７によって覆われないように構成することも可能である。
斯かる構成によれば、前記カバーフィルム７によって測定表面の平滑性を向上させつつ、前記ＦＢＧ部３１における測定感度が前記カバーフィルム７によって低減することを防止することができる。
本実施の形態におけるように、前記ベースフィルム２の全面を覆う前記カバーフィルム７が備えられている場合には、前記光ファイバ３が係入可能な溝を前記カバーフィルム７に形成することも可能である。
具体的には、図２４(a)に示すように、前記カバーフィルム７の内表面（前記ベースフィルム２との対向面）のうち光ファイバ３に対応した領域に溝７１ａを形成し、前記光ファイバ３を前記溝７１ａ内に配設することも可能であるし、これに代えて、図２４(b)に示すように、前記カバーフィルム７の外表面に前記光ファイバ３が係入可能な溝７２ａを形成することも可能である。
本実施形態に係る前記光学式圧力センサ１００Ａは、図２(b)及び図４に示すように、前記ベースフィルム２の第２面２ｂに固着される接着フィルム８をさらに備えている。
前記接着フィルム８は、前記ベースフィルム２とは反対面に前記対象物体に接着可能な接着層が設けられている。
前記接着フィルム８は、例えば、前記ベースフィルム２における対象物体側の前記第２面２ｂに接着剤等によって取り付けられる。
前記接着フィルム８を備えることにより、対象物体の測定したい表面に前記光学式圧力センサ１００Ａを直接接着することができる。したがって、対象物体を傷付けることなく（対象物体に対して加工を施すことなく）、前記光学式圧力センサ１００Ａを容易に取り付けることができる。
また、本実施の形態においては、前記ベースフィルム２とその両面に取り付けられた前記カバーフィルム７および前記接着フィルム８とにより、前記ベースフィルム２の前記貫通孔２１が前記カバーフィルム７と前記接着フィルム８とで閉塞されて密閉空間とされる。したがって、密閉空間内の圧力と外圧とに差が生じることによっても前記ＦＢＧ部３１が撓むため、前記ＦＢＧ部３１の感度をより高めることができる。
好ましくは、前記接着フィルム８の前記接着層は対象物体に対して剥離可能に構成される（低粘着性を有する）。これにより、測定後、対象物体を破損することなく前記光学式圧力センサ１００Ａを容易に取り外すことができ、対象物体及び前記光学式圧力センサ１００Ａの双方ともに再利用が可能となる。
前記接着フィルム８も可撓性フィルム（例えば、ポリエステルフィルム等）であることが好ましい。対象物体に対する形状追従性を損なわないためである。
ここで、本実施の形態の変形例に係る光学式圧力センサ１００Ｂについて説明する。
図５に、前記光学式圧力センサ１００Ｂの分解斜視図を示す。
図５に示すように、前記光学式圧力センサ１００Ｂにおいては、前記カバーフィルム７及び前記ベースフィルム２が一体形成されている。
即ち、前記光学式圧力センサ１００Ｂにおいては、前記カバーフィルム７および前記ベースフィルム２を形成する単一のフィルムが折り返され、その間に前記ＦＢＧ部３１，３２を有する前記光ファイバ３が配設されている。
以上のように、前記光学式圧力センサ１００Ａ，１００Ｂにおいては、前記ベースフィルム２に前記第１面２ａ及び前記第２面２ｂの間を貫通する前記貫通孔２１が設けられており、平面視において前記貫通孔２１上に、感圧部として設けられた前記ＦＢＧ部３１が位置した状態で前記光ファイバ３が前記ＦＢＧ部３１以外の領域で前記ベースフィルム２に前記固定フィルム６を用いて固定されている。
斯かる構成の前記光学式圧力センサ１００Ａ，１００Ｂは、対象物体の表面と前記ベースフィルム２の第２面２ｂとが直接又は間接的に対向するように、前記対象物体に取り付けられることで、前記対象物体に作用する圧力を測定する。
したがって、測定表面である前記第１面２ａの表面上の圧力が変化した際、圧力変化を感圧部である前記ＦＢＧ部３１において直接的に検知することができる。
しかも、前記ＦＢＧ部３１は、前記ベースフィルム２の前記貫通孔２１上に設けられているため、前記ＦＢＧ部３１の歪みが前記ベースフィルム２によって阻害又は減衰されることもない。つまり、前記ＦＢＧ部２３は、前記ベースフィルム２及び対象物体とは無関係に撓むことができる。従って、前記光学式圧力センサ１００Ａ，１００Ｂによれば、前記ベースフィルム２が撓むことを前提としていた従来の光学式圧力センサに比べて、より微小な圧力変化をも検知することができる。
例えば、複数の前記光学式圧力センサ１００Ａ，１００Ｂを直列接続して、広範囲での圧力計測を行うことも可能である。
図６に、複数の前記光学式圧力センサ１００Ａ，１００Ｂを直列接続した使用例を示す。
図６に示す使用例においては、前記光学式圧力センサ１００Ａ，１００Ｂは、前記光ファイバ３の一端部及び他端部に、それぞれ、前記プローブ４及び該プローブ４に接続可能なプローブ４’を有している。
そして、一の光学式圧力センサ１００Ａ，１００Ｂにおける前記プローブ４’を他の光学式圧力センサ１００Ａ，１００Ｂにおける前記プローブ４に接続することにより、複数の光学式圧力センサ１００Ａ，１００Ｂのすべての前記ＦＢＧ部３１が直列接続されている。
このようにユニット化された複数の前記光学式圧力センサ１００Ａ，１００Ｂを接続することにより、１つのチャンネルで同時に数多くの箇所の圧力を測定することができる。
なお、前記光ファイバ３内においては入射光の減衰が少ないため、このような接続を行っても測定誤差が低下することなく測定可能である。
前記ＦＢＧ部３１が平面視において前記貫通孔２１上に位置するという構成には、図１及び図２に示すように、前記ＦＢＧ部３１の全域が前記貫通孔２１上に位置する構成に加えて、図２５に示すように、前記ＦＢＧ部３１の一部が前記貫通孔２１上に位置する構成も含まれる。
図２５に示すように、前記ＦＢＧ部３１の一部だけを前記貫通孔２１上に位置させることにより、前記ＦＢＧ部３１の感度を弱めることができる。
つまり、前記ＦＢＧ部３１のうち前記貫通孔２１上に位置する部分の長さを調整することにより、前記ＦＢＧ部３１の感度を調整することができる。
従って、測定箇所における予想圧力の強さに応じて、前記ＦＢＧ部のうち前記貫通孔３１上に位置する部分の長さを適宜変更することにより、測定可能な圧力範囲を実質的に広げることができる。
さらに、前記構成によれば、前記ＦＢＧ部３１の過剰反応による余計なノイズの発生を減少させるという効果も得られる。
また、本実施形態においては、前記ベースフィルム２、前記カバーフィルム７および前記接着フィルム８が可撓性を有する場合を例に説明したが、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
例えば、測定表面が平面状である場合には、前記ベースフィルム２の代わりに、樹脂材料又は金属材料からなる剛性を有するベース部材を用いることも可能である。
さらに、前記カバーフィルム７の代わりに、前記ベースフィルム２（又は前記ベース部材）の第１面２ａに直接又は間接的に固着される剛性のカバープレート９を備えることも可能である。
図７に、本実施の形態の他の変形例に係る光学式圧力センサ１００Ｃの分解斜視図を示す。
図７に示すように、前記光学式圧力センサ１００Ｃは、前記カバーフィルム７に代えて剛性の前記カバープレート９を備えている。
前記カバープレート９としては、例えば、アルミプレート等が例示される。
前記カバープレート９には、前記ＦＢＧ部３１に対応した位置に通過孔９１が設けられている。
前記光学式圧力センサ１００Ｃにおいては、前記カバープレート９は、可撓性のスペーサフィルム１０を介して前記ベースフィルム２の前記第１面２ａに間接的に固着されている。
前記ベースフィルム２と前記カバープレート９との間に介挿された前記スペーサフィルム１０には、好ましくは、前記通過孔９１及び前記貫通孔２１を流体的に接続する孔１０１が設けられる。
なお、剛性の前記カバープレート９における前記通過孔９１の径は前記ベースフィルム２の貫通孔２１と略同じでもよいし、より小さくてもよい。
前記光学式圧力センサ１００Ｃによれば、剛性の前記カバープレート９によって、前記ベースフィルム２の前記第１面２ａに設けられた前記光ファイバ３の径等による表面の凹凸をなくして、測定表面を平滑化した状態とすることができる。
また、可撓性の前記スペーサフィルム１０によって、前記ベースフィルム２の前記第１面２ａに取り付けられた前記光ファイバ３の径が比較的大きい場合であっても、前記カバープレート９と前記ベースフィルム２との接触性をよくすることができ、前記カバープレート９による平滑化をより実効的にすることができる。したがって、前記ベースフィルム２の表面形状に依存することなく、微小な圧力変化を測定することができる。
また、複数の前記ＦＢＧ部３１によって、平滑平面上の複数箇所の圧力を測定する場合には、剛性の前記カバープレート９を用いることにより、複数の前記ＦＢＧ部３１をそれぞれの設置位置に確実に保持することができる。
なお、前記スペーサフィルム１０を介挿する場合には、図５に示す構成と同様に、前記スペーサフィルム１０と前記ベースフィルム２とを一体成型した上で折り返して貼り付けることとしてもよい。
本実施形態においては、前記光ファイバ３の前記ＦＢＧ部３１と同数の貫通孔２１を設けているが、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
図８に、本実施形態のさらに他の変形例に係る光学式圧力センサ１００Ｄの平面図を示す。
図８に示すように、前記光学式圧力センサ１００Ｄにおいては、前記ベースフィルム２に単一の貫通孔２１’が設けられている。そして、前記光ファイバ３は、平面視において前記複数のＦＢＧ部３１が前記単一の貫通孔２１’上に位置するように配置されている。
これに代えて、いくつかのＦＢＧ部３１ごとに１つの貫通孔を設けることも可能である。
なお、前記光ファイバ３の配設態様は特に限定されず、図９に示すように、渦巻き状に配設することとしてもよい。
また、前記ベースフィルム２の前記第１面２ａに、前記複数の貫通孔２１のうちの任意の貫通孔２１を覆う可撓性のカバーフィルム７’，７’’を設けることも可能である。
図１０に、前記光学式圧力センサ１００Ａにおいて、前記カバーフィルム７の代わりに、前記複数の貫通孔２１のうちの任意の貫通孔２１を覆うカバーフィルム’を備えた光学式圧力センサ１００Ｅ，１００Ｅ’の平面図を示す。
図１０に示す光学式圧力センサ１００Ｅ，１００Ｅ’においては、前記複数の貫通孔２１のうちのいくつかの貫通孔２１が可撓性カバーフィルム７’，７”によって覆われている。前記カバーフィルム７’，７”は、複数の貫通孔２１のそれぞれを個別に覆うように構成してもよいし（図１０(a)参照）、２以上の貫通孔２１を覆うように構成してもよい（図１０(b)参照）。
図１０(a)に示す前記光学式圧力センサ１００Ｅにおいては、５つの貫通孔２１のうち、中央の１つの貫通孔２１だけが可撓性の前記カバーフィルム７’で覆われている。
これに対し、図１０(b)に示す光学式圧力センサ１００Ｅ’においては、２つの貫通孔２１近傍の領域を除いて、前記ベースフィルム２における前記第１面２ａの全面が可撓性の前記カバーフィルム７”で覆われている。
前記可撓性カバーフィルム７’，７”で覆われた貫通孔２１に位置する前記ＦＢＧ部３１は、前記カバーフィルム７’，７”で覆われていない貫通孔２１に位置する前記ＦＢＧ部３１に比べて、カバーフィルム７’，７”に追従して歪む分、感度が弱くなる。つまり、前記可撓性カバーフィルム７’，７”を用いることで、所望箇所における前記ＦＢＧ部３１の感度を局所的に鈍くすることができる。
従って、圧力変化の割合が極端に異なる複数の箇所であっても同一構成のＦＢＧ部３１によって同時に計測することが可能となる。
例えば、測定圧力が大きいと予想される箇所（例えば、自動車の先端部分）の前記ＦＢＧ部３１は前記可撓性カバーフィルム７’，７”で覆い、測定圧力が小さいと予想される箇所（例えば、自動車の側面部分）の前記ＦＢＧ部３１は前記可撓性カバーフィルム７’，７”で覆わないことにより、測定圧力の大きい箇所と測定圧力に小さい箇所とを同時に測定することができる。
また、様々な厚みの前記カバーフィルム７’，７”を用いることによって、前記ＦＢＧ部３１の変位量を変更して、細かい感度調整を行うことも可能である。
さらに、前記ＦＢＧ部３１の一部だけを前記カバーフィルム７，７’，７”で覆うことにより、対応するＦＢＧ部３１の感度を弱めることも可能である。
また、本実施形態においては、１つの前記ベースフィルム２（カバーフィルム７および接着フィルム８等も同様）に複数の前記ＦＢＧ部３１が固定される態様について説明したが、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
図１１に、１つ（複数でもよい）の前記ＦＢＧ部３１に対して１枚のベースフィルム２’が設けられた構成（前記ベースフィルム２が複数の前記ＦＢＧ部３１ごとに分割されている構成）の光学式圧力センサ１００Ｆの平面図を示す。
斯かる構成によれば、測定対象の様々な形状に容易に対応可能であるとともに、測定場所によってセンサピッチ（複数の前記ＦＢＧ３１間の間隔）を疎または密にする等、測定態様の自由度を高くすることができる。
実施の形態２
以下、本発明に係る光学式圧力センサの他の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１２に本実施の形態に係る光学式圧力センサ２００Ａの概略平面図を示す。また、図１３(a)に図１２の領域XIII(a)における部分拡大図を示す。さらに、図１３(b)及び(c)に、それぞれ、図１３(a)におけるXIII(b)−XIII(b)線及びXIII(c)−XIII(c)線に沿った断面図を示す。
なお、図中、前記実施の形態１におけると同一部材には同一符号を付している。
本実施形態に係る光学式圧力センサ２００Ａは、図１２及び図１３に示されるように、対象物体に固定されるベース部材２０と、少なくとも一つの前記ＦＢＧ部３１を有し、前記ベース部材２０に固定される前記光ファイバ３とを備えている。
前記ＦＢＧ部３１は、前記光ファイバ３のコア部の屈折率を周期的に変化させた回折格子構造を有しており、前記光ファイバ３に入射される光のうちの所定の波長（ブラッグ波長）成分のみを反射するように構成されている。なお、前記光ファイバ３の一端部にはプローブ４が取り付けられており、前記プローブ４を介して光源及び受光器（ともに図示せず）が取り付けられる。前記光源から前記プローブ４を介して前記光ファイバに入射された光のうち前記ＦＢＧ部３１によって反射されて戻ってきた光の波長が前記受光器によって測定される。
詳しくは、外部圧力の変化に伴って前記ＦＢＧ部３１に歪みが生じると、前記ＦＢＧ部３１の回折格子の格子ピッチが伸縮し、反射されるブラッグ波長が変化する。従って、反射されるブラッグ波長のシフト量を測定することにより、前記ＦＢＧ部３１の歪み量、つまり前記ＦＢＧ部３１にかかる圧力を測定することができる。
なお、前記光ファイバ３のプローブ４が取り付けられた側の前記一端部とは反対側の他端部にもプローブを取り付けて、前記一端部に前記光源、前記他端部に前記受光器を取り付けることも可能である。この構成においては、前記入射光のうち透過してこない波長を前記受光器によって測定することにより、前記圧力を測定することができる。
本実施形態において、前記光ファイバ３には、反射特性の異なるＦＢＧ部３１が長手方向に沿って複数（５つ）設けられている。
前記ベース部材２０は、測定すべき外圧との対向面が可撓性の第１カバーフィルム７０によって覆われた密閉空間を有するように構成されている。
具体的には、前記ベース部材２０は、可撓性のベースフィルム２と、可撓性の前記第１カバーフィルム７０と、第２カバーフィルム８０とを有している。
前記ベースフィルム２は、前記光ファイバ３が固定される第１面２ａと、対象物体の表面に直接又は間接的に密着される第２面２ｂと、前記第１面２ａ及び前記第２面２ｂの間を貫通する貫通孔２１であって、前記ＦＢＧ部３１と同数の貫通孔２１と、前記複数の貫通孔２１を互いに連通するスリット２４とを有している。
前記第１カバーフィルム７０は、前記貫通孔２１及び前記スリット２４の一方側の端部を覆うように前記ベースフィルム２の第１面２ａに固着されている。
前記第２カバーフィルム８０は、前記第１カバーフィルム７０との共働下に前記密閉空間を形成すべく前記貫通孔２１及び前記スリット２４の他方側の端部を覆うように前記ベースフィルム２の第２面２ｂに固着されている。
前記ベースフィルム２には、さらに、一端部が前記複数の貫通孔２１及び前記スリット２４によって画される密閉空間に流体的に接続され且つ他端部が外部に開放された外部連通用スリット２３が設けられている。
前記スリット２３には、外気導入用の導通パイプ２３１が接続されている。
前記光学式圧力センサ２００Ａは、外部に開放された前記スリット２３を介して前記密閉空間を基準圧に維持した状態で前記第１カバーフィルム７０の内表面に接した前記光ファイバ３のＦＢＧ部３１の反射特性の変化（前記ＦＢＧ部３１の歪みによるブラッグ波長の変位）を測定するように構成されている。
このように、所定の基準圧に維持された前記密閉空間の一面を可撓性の前記第１カバーフィルム７０で覆い、前記第１カバーフィルム７０に作用する圧力の変化を該第１カバーフィルム７０の内表面に接している前記光ファイバ３のＦＢＧ部３１の反射特性の変化によって測定することにより、基準圧からの圧力変化（差圧）を測定することができる。
前記光ファイバ３は、前記複数のＦＢＧ部３１が平面視においてそれぞれ前記複数の貫通孔２１のうちの対応する貫通孔２１上に位置するように配置されている。
当然ながら、前記ＦＢＧ部３１を１つだけ設けても良いし、５つより多く若しくは少なく設けてもよい。
本実施の形態におけるように、前記光ファイバ３に複数の前記ＦＢＧ部３１を設ける場合には、前記複数のＦＢＧ部３１は互いに反射特性（ブラッグ波長）が異なるものとされる。
即ち、例えば、一のＦＢＧ部３１の圧力変化がない状態（初期状態）におけるブラッグ波長を１５２０ｎｍとし、残りのＦＢＧ部３１の初期状態のブラッグ波長を、順に１ｎｍずつ増やした波長（１５２１ｎｍ，１５２２ｎｍ，…）とすることができる。この場合において、前記光源からの入射光の波長は、前記複数のＦＢＧ部３１のブラッグ波長を全て含む波長とされる。つまり、前記光源から、１５２０ｎｍ−１５７０ｎｍの波長領域を含む光を前記光ファイバ３に入射する。
このようにして、前記複数のＦＢＧ部３１のブラッグ波長の変位をそれぞれ測定することにより、従来の圧電式、半導体式の圧力センサのようにチューブを使用することなく、複数（多数）点での圧力計測を容易に行うことができ、従って、広範囲に亘る複数点において詳細な圧力変化を計測することができる。
また、本実施形態において、図１２に示すように、前記光ファイバ３には温度補償用のＦＢＧ部３２が設けられている。図１４に図１２の領域XIVにおける部分拡大図を示す。
前記温度補償用ＦＢＧ部３２は、前記ベースフィルム２に固定された剛性の中空部材５内に内装される。本実施の形態においては、前記光ファイバ３は、前記ベースフィルム２の前記第１面２ａに固定されている。従って、前記中空部材５も前記ベースフィルム２の前記第１面２ａに固定される。
前記中空部材５は、外圧によって変形しないような剛性を有し、且つ、前記光ファイバ３が該中空部材５内において摺動することを許容するような内径を有するものとされる。前記中空部材５は、例えば、アルミパイプとされる。
このように、剛性の前記中空部材５内に前記ＦＢＧ部３２を摺動可能に設けることにより、前記ＦＢＧ部３１の測定値のうち外部温度変化に起因する誤差成分を知ることができ、これにより、正確な圧力値の検出が可能となる。
即ち、前記ＦＢＧ部３１は、圧力変化及び温度変化の双方の影響を受けて変形し、ブラッグ波長が変位する。一方、前記ＦＢＧ部３２は、前記中空部材５内に配置されている為、圧力変化の影響を受けることはなく、温度変化の影響のみによって変形する。
したがって、圧力測定用の前記ＦＢＧ部３１の測定結果から温度補償用の前記ＦＢＧ部３２の測定結果をオフセットすることにより、正味の（温度変化によらない）圧力変化を測定することができる。
なお、本実施の形態においては、図１に示すように、１枚の前記ベースフィルム２に温度補償用のＦＢＧ部３２を１つだけ設けたが、当然ながら、前記ＦＢＧ部３２を複数設けてもよい。また、温度補償用の前記ＦＢＧ部３２の設置位置は特に限定されないが、圧力測定用の前記ＦＢＧ部３１と同じ温度条件となる程度に該ＦＢＧ部３１に近接して設けられることが好ましい。
図１５に前記光学式圧力センサ２００Ａの分解斜視図を示す。
前記ベースフィルム２は、例えば、膜厚３０μｍ〜５００μｍ程度の可撓性のフィルムとされる。斯かる可撓性フィルムとしては、ポリエステルフィルムや可撓性の衝撃吸収材が例示される。
斯かる構成を備えることにより、対象物体の表面が平面でない場合であっても前記光学式圧力センサ１００Ａを対象物体に密着させることができ、従って、圧力測定を高精度に行うことができる。
さらに、前記ベースフィルム２として前記衝撃吸収材を用いた場合、外部からの衝撃を前記ベースフィルム２によって吸収することができ、これにより、前記光ファイバ３の破損を防止することができる。また、前記ベースフィルム２を無理な形状に変形させて設置した場合であっても前記光ファイバ３への応力集中を緩和することができる。
なお、本実施形態に係る前記光学式圧力センサ２００Ａは、前記ベースフィルム２の厚みや硬さによって測定値が直接的に影響を受けない為、対象物体への装着に影響を与えない程度に前記ベースフィルム２の厚みを厚くする（例えば、０．５−１．０ｍｍ程度）ことも可能であり、これにより、前記光学式圧力センサ１００Ａの耐久性を向上させることもできる。
前記ベースフィルム２には、前記第１面２ａ及び第２面２ｂの間を貫通する貫通孔２１が設けられている。貫通孔２１の形状は特に問わないが取り付ける光ファイバ３のＦＢＧ部３１の軸方向長さと略同じかやや大きめの径とすることが好ましい。
前記ベースフィルム２には、前記第１面２ａ及び第２面２ｂの間を貫通する貫通孔２１が設けられている。前記貫通孔２１の形状は特に問わないが、好ましくは、取り付けられる前記光ファイバ３の前記ＦＢＧ部３１の軸方向長さと略同じか、若しくは、やや大きめの直径を有するものとされる。
前記光ファイバ３は、平面視（図１２）において前記ＦＢＧ部３１が前記貫通孔２１上に位置するように該ＦＢＧ部３１以外の領域において前記ベースフィルム２（本実施の形態においては前記第１面２ａ）に固定される。
本実施形態においては、前記光ファイバ３は、前記ＦＢＧ部３１の両側において前記ベースフィルム２の前記第１面２ａに固定フィルム６を用いて固着されている。
前記固定フィルム６は、例えば、前記第１面２ａと前記光ファイバ３との間に介挿されて両者を固着する両面テープであってもよいし、若しくは、前記第１面２ａ上に前記光ファイバ３を設置した後、その上から貼り付けられる粘着性のテープであってもよい。
さらに、前記固定フィルム６の代わりに、接着剤等によって前記光ファイバ３を前記ベースフィルム２に固定することも可能である。
なお、温度補償用の前記ＦＢＧ部３２も、前記ＦＢＧ部３１と同様の方法で前記ベースフィルム２に固定される。
具体的には、図１及び図２に示すように、前記光ファイバ３は、前記ＦＢＧ部３１が位置する前記貫通孔２１の該光ファイバ３の長手方向両側において前記ベースフィルム２に固定されている。
このように、前記ＦＢＧ部３１の両側において前記光ファイバ３を前記ベースフィルム２に固定することによって、前記貫通孔２１に対する前記ＦＢＧ部３１の位置ずれを有効に防止できる。
前記光ファイバ３の前記ＦＢＧ部３１の両側以外の部位については、必ずしも固定させる必要はない。
本実施の形態におけるように、複数の前記ＦＢＧ部３１が複数の前記貫通孔２１上に位置される構成においては、図４において破線２２で示すように、前記光ファイバ２のうちの互いに隣接するＦＢＧ部３１の間の領域を該ＦＢＧ部３１と同一平面内に位置するように湾曲状とし、且つ、前記光ファイバ２の長手方向端部に位置する一のＦＢＧ部３１より長手方向外方に位置する領域を前記ＦＢＧ部３１と同一平面内内に位置するように前記ベースフィルム２のうちの前記貫通孔２１とは異なる領域上に配置することができ、これにより、前記光ファイバ３に起因する計測表面上の凹凸が増加することを防止できる。
もちろん、光ファイバ３の前記ＦＢＧ部３１の両側以外の部位を前記ベースフィルム２に接着剤等で固着させることも可能である。
又、前記光ファイバ３の外径によって生じる計測表面の凹凸をできる限りなくして、測定精度を向上させるべく、図４の破線２２に沿って前記光ファイバ３導通用の溝を設けることも可能である。
即ち、前記実施の形態１における図２３と同様に、前記ベースフィルム２の前記第１面２ａに溝を形成し、前記光ファイバ３のうち平面視において前記貫通孔２１上以外に位置する部分を前記溝２２ａ内に配置させることも可能である。
前記第１カバーフィルム７０は、前記ベースフィルム２上に前記光ファイバ３を配設した状態で、前記ベースフィルム２の前記第１面２ａを覆うように貼着されている。
即ち、前記光ファイバ３は、平面視において前記ＦＢＧ部３１が前記貫通孔２１上に位置するように前記ベースフィルム２の前記第１面２ａと前記第１カバーフィルム７０との間に介挿されている。
前記第１カバーフィルム７０を備えることにより測定表面が平滑化されるため、測定誤差を低減させ、高精度な測定を行うことができる。
前記第１カバーフィルム７０としては、ポリエステルフィルム等の可撓性フィルムが好適に使用される。
本実施の形態においては、外圧によって前記第１カバーフィルム７０が撓み、前記第１カバーフィルム７０の撓みに追従して前記ＦＢＧ部３１が撓むこととなるが、前記ＦＢＧ部３１が前記貫通孔２１上に位置し且つ前記第１カバーフィルム７０として可撓性フィルムが用いられている為、前記ＦＢＧ部３１の感度は良好に維持される。
つまり、前記第１カバーフィルム７０のうち前記ＦＢＧ部３１に当接する部分と対象物体との間には前記貫通孔２１によって形成される空間が存在する、従って、ベースフィルム自体の変形に伴うＦＢＧ部の変形によって圧力を検出するように構成されていた従来構成に比して、前記ＦＢＧ部３１の感度を向上させることができ、より微少な圧力変化を有効に検出することができる。
好ましくは、前記第１カバーフィルム７０の厚みは前記ベースフィルム２の厚みより小さい（例えば、０．０５ｍｍ）ものとされ、これにより、測定感度の低下を可及的に防止できる。
本実施形態においては、前記ＦＢＧ部３１は、前記基準圧に対する外圧の変化に伴う前記第１カバーフィルム７０の撓みに追従し得るように、前記第１カバーフィルム７０の内表面に固着されている。
即ち、前記ＦＢＧ部３１は、前記第１カバーフィルム７０の内表面に接着剤等により固着されており、密閉空間における基準圧に対して外圧が変化することで前記第１カバーフィルム７０が撓むと、前記ＦＢＧ部３１が前記第１カバーフィルム７０の撓みに追従して撓むようになっている。
斯かる構成を備えることにより、より微小な圧力変化に対して、より高精度な測定を行うことができる。
さらに、前記構成によれば、前記基準圧より外圧の方が小さい（負圧の）場合、すなわち、第１カバーフィルム７０が外側に撓む場合においても、より高精度な測定を行うことができる。
本実施の形態におけるように、前記ベースフィルム２の全面を覆う前記第１カバーフィルム７０が備えられている場合には、前記光ファイバ３が係入可能な溝を前記第１カバーフィルム７０に形成することも可能である。
即ち、前記実施の形態１における図２４(a)に示す構成と同様に、前記第１カバーフィルム７０の内表面（前記ベースフィルム２との対向面）のうち光ファイバ３に対応した領域に溝を形成し、前記光ファイバ３を前記溝内に配設することも可能である。
本実施形態においては、前述の通り、前記ベースフィルム２の第２面２ｂには前記第２カバーフィルム８０が固着されている。
即ち、前記第１カバーフィルム７０と前記第２カバーフィルム８０と前記ベースフィルム２に形成された前記貫通孔２１及び前記スリット２４とによって前記密閉空間が形成されている。
前記第２カバーフィルム８０は、例えば、前記ベースフィルム２における対象物体側の前記第２面２ｂに接着剤等により取り付けられる。
前記第２カバーフィルム８０は、好ましくは、前記ベースフィルム２とは反対面に前記対象物体に接着可能な接着層を有し得る。
前記第２カバーフィルムに前記接着層を備えることにより、対象物体の測定したい表面に前記光学式圧力センサ２００Ａを直接接着することができる。したがって、対象物体を傷付けることなく（対象物体に対して加工を施すことなく）、前記光学式圧力センサ２００Ａを容易に取り付けることができる。
好ましくは、前記第２カバーフィルム８０の前記接着層は対象物体に対して剥離可能に構成される（低粘着性を有する）。これにより、測定後、対象物体を破損することなく前記光学式圧力センサ２００Ａを容易に取り外すことができ、対象物体及び前記光学式圧力センサ２００Ａの双方とも再利用が可能となる。
前記第２カバーフィルム８０も可撓性フィルム（例えば、ポリエステルフィルム等）であることが好ましい。対象物体に対する形状追従性を損なわないためである。
ここで、本実施の形態の変形例に係る光学式圧力センサ２００Ｂについて説明する。
図１６に、前記光学式圧力センサ２００Ｂの分解斜視図を示す。
図１６に示すように、前記光学式圧力センサ２００Ｂにおいては、前記第１カバーフィルム７０及び前記ベースフィルム２が一体形成されている。
即ち、前記光学式圧力センサ２００Ｂにおいては、前記第１カバーフィルム７０および前記ベースフィルム２を形成する単一のフィルムが折り返され、その間に前記ＦＢＧ部３１，３２を有する前記光ファイバ３が配設されている。
これに代えて、前記第１カバーフィルム７０と前記第２カバーフィルム８０とを一体成形することも可能であるし、若しくは、前記第２カバーフィルム８０と前記ベースフィルム２とを一体成形することも可能である。
以上のように、前記光学式圧力センサ２００Ａ，２００Ｂにおいては、前記ベース部材２０が可撓性の前記第１カバーフィルム７０及び前記第２カバーフィルム８０によって覆われた密閉空間を有しており、前記光ファイバ３の前記ＦＢＧ部３１が前記第１カバーフィルム７０における前記密閉空間を向く内表面に接した状態で前記ベース部材２０に固定されている。そして、前記密閉空間を基準圧に維持した状態で（予め所定の基準圧とした上で）、前記第１カバーフィルム７０の内表面に接した前記光ファイバ３の前記ＦＢＧ部３１の反射特性の変化（ＦＢＧ部の歪みによるブラッグ波長の変位）が測定される。
斯かる構成の前記光学式圧力センサ２００Ａ，２００Ｂによれば、外圧の変化を前記基準圧に対する差圧として測定することができる。
即ち、前記密閉空間の容積が減少するような圧力（正圧）のみならず、前記密閉空間の容積が増加するような圧力（負圧）も有効に測定することができる。
しかも、前記ＦＢＧ部３１は、平面視において貫通孔２１に位置している（前記ベースフィルム２に接していない箇所に設けられている）ため、前記第１カバーフィルム７０の撓みに追従する前記ＦＢＧ部３１の歪みが前記ベースフィルム２によって阻害又は減衰されることもない。従って、前記ベースフィルム２が撓むことを前提としていた従来の光学式圧力センサに比べてより微小な圧力変化をも検知することができる。
本実施形態においては、前記光ファイバ３が前記ＦＢＧ部３１が前記第１カバーフィルム７０の内表面に固定されることとしたが、平面視において前記ＦＢＧ部３１が前記貫通孔２１上に位置するように前記光ファイバ３を前記第１カバーフィルム７０の外表面上に固定することも可能である。
図１７に、前記光ファイバ３が前記第１カバーフィルム７０の外表面上に固定された変形例に係る光学式圧力センサ２００Ｃの分解斜視図を示す。
前記光学式圧力センサ２００Ｃにおいては、図１７に示すように、前記光ファイバ３は、前記ＦＢＧ部３１が平面視において前記貫通孔２１上に位置する状態で、前記第１カバーフィルム７０の外表面に固定されている。
詳しくは、前記光ファイバ３は、前記ＦＢＧ部３１の両側において前記第１カバーフィルム７０の外表面に固定フィルム６を介して固着されている。
前記光学式圧力センサ２００Ｃにおいても、前記光学式圧力センサ２００Ａ，２００Ｂにおけると同様に、前記密閉空間を基準圧に維持した状態で、前記ＦＢＧ部３１の反射特性の変化（ＦＢＧ部３１の歪みによるブラッグ波長の変位）が測定される。
なお、前記光学式圧力センサ２００Ｃにおいては、前記光ファイバ３を前記第１カバーフィルム７０の外表面上に配設した状態で、前記ベースフィルム２と略同じ大きさを有する第３カバーフィルム９０（第１カバーフィルム７０と同様の可撓性フィルム）を前記第１カバーフィルム７０の外表面に貼り付けており、これにより、前記光ファイバ３（ＦＢＧ部３１以外の部分）の位置ズレをより有効に防止している。
前記第１カバーフィルム７０は、前記密閉空間を形成するために必要な大きさ（前記貫通孔２１および前記スリット２４をすべて覆うのに十分な大きさ）であれば、前記ベースフィルム２と同じ大きさでなくても（より小さくても）よい。
また、好ましくは、前記第３カバーフィルム９０のうち前記貫通孔２１に対応した部分に開口（孔１０１）を設けることができ、これにより、前記ＦＢＧ部３１の感度を向上させることができる。
図１７に示すように前記光ファイバ３が前記第１カバーフィルム７０の外表面に配設される場合には、前記実施の形態１における図２４(b)に示す構成と同様に、前記第１カバーフィルム７０の外表面に前記光ファイバ３が係入可能な溝を形成することで、測定表面の凹凸を防止又は低減することができる。
本実施の形態においては、好ましくは、前記ＦＢＧ部３１が前記貫通孔２１の軸線方向に撓まされた状態で、前記ＦＢＧ部３１の両側が前記ベースフィルム２又は前記第１カバーフィルム７０に固定される。これは、初期状態において、ブラッグ波長が所定波長分だけシフトした状態を作り出すためである。
即ち、初期状態において前記ＦＢＧ部３１が真っ直ぐに固定されている場合、測定圧力が正圧（ここでは測定表面から密閉空間内方向へ向かう向きを正とする）であっても負圧であっても、前記ＦＢＧ部３１における歪み量が同じであれば、歪んだ向きに関わらず、測定されるブラッグ波長は同じ方向にシフトしてしまい、正圧か負圧かを判別できない（または判別が困難である）。
これに対し、初期状態においていずれかの方向にブラッグ波長が予めシフトされた状態を作り出すことにより、正圧が付加された場合と負圧が付加された場合とで、ブラッグ波長がシフトする方向を異ならせることができる。
より具体的に説明する。
図１８に、図１７に示す前記光学式圧力センサ２００Ｃにおいて、前記ＦＢＧ部３１を圧力付加方向に撓ませた状態で、該ＦＢＧ部３１の両側を固定した場合の断面図を示す。
図１８(a)は外圧が付加されていない初期状態を示し、図１８(b)は外圧が正圧の場合を示し、図１８(c)は外圧が負圧の場合を示している。
図１８に示す構成においては、図１８(a)に示すように、初期状態におけるブラッグ波長（以下、初期ブラッグ波長という）λＢが前記ＦＢＧ部３１が直線状の場合のブラッグ波長に対して予め例えば正の方向にシフトするように、前記ＦＢＧ部３１が撓まされている。
詳しくは、図１８に示す構成においては、前記第１カバーフィルム７０の外表面と前記ＦＢＧ部３１との間に介挿されるように、前記第１カバーフィルム７０の外表面にスペーサ７１が設けられており、前記スペーサ７１によって、前記ＦＢＧ部３１が前記貫通孔２１の軸線方向（即ち、圧力付加方向）に撓まされている。
なお、図１８に示す構成においては、前記スペーサ７１は、前記ＦＢＧ部３１の軸線方向略中央付近に位置されており、前記ＦＢＧ部３１の軸線方向略中央付近が前記第１カバーフィルム７０に対して最も離間されている。
即ち、外圧が生じていない場合（密閉空間内の基準圧と外圧とが略等しい場合）には、前記光ファイバ３のＦＢＧ部３１の軸線方向略中央付近が上に凸に撓んだ状態とされている。
図１８(a)に示す初期状態から前記ＦＢＧ部３１に正圧が付加された場合（測定表面から密閉空間内方向へ外圧がかかった場合、すなわち、基準圧＜外圧の場合）には、前記ＦＢＧ部３１が略直線状の場合のブラッグ波長を基準にして前記初期ブラッグ波長λＢがシフトしている方向とは反対方向にブラッグ波長がシフトするように、前記撓みが小さくなる方向へ前記ＦＢＧ部３１が撓む（図１８(b)参照）。これは、初期ブラッグ波長λＢを０とした場合、正圧が付加されるとブラッグ波長がマイナス方向にシフトすることを意味する。
一方、図１８(a)に示す初期状態から前記ＦＢＧ部３１に負圧が付加された場合（密閉空間内の圧力より外圧が低くなった場合、すなわち、基準圧＞外圧）には、初期ブラッグ波長λＢがシフトしている方向と同じ方向にブラッグ波長がシフトするように、前記撓みが大きくなる方向へ前記ＦＢＧ部３１が撓む（図１８(c)参照）。これは、初期状態におけるブラッグ波長λＢを０とした場合、負圧が付加されるとブラッグ波長λＢがプラス方向にシフトすることを意味する。
このように、初期状態において前記ＦＢＧ部３１が前記貫通孔２１の軸線軸方向のいずれかにある程度撓まされた状態で前記ＦＢＧ部３１の両側を前記ベースフィルム２又は前記第１カバーフィルム７０に固定することで、初期状態におけるブラッグ波長λＢを前記ＦＢＧ部３１が略直線状とされている場合のブラッグ波長に対してシフトさせておくことにより、付加される圧力が正圧か負圧かの判別をより明確に行うことができる。
なお、初期状態から撓みが小さくなる方向に圧力が付加される場合（図１８においては正圧が付加される場合）には、前記ＦＢＧ部３１が撓みのない直線状となるまでの間は、圧力の増加に伴って前記初期ブラック波長λＢに対するブラッグ波長のシフト量は大きくなり、その後、前記圧力がさらに大きくなって前記ＦＢＧ部３１が初期状態において撓まされていた方向とは反対側へ撓み始めると、圧力の増加に伴って前記初期ブラック波長λＢに対するブラッグ波長のシフト量が小さくなり、前記ＦＢＧ部３１が初期状態における撓み量と同一量だけ反対方向に撓んだ時点で前記初期ブラック波長λＢに対するブラッグ波長のシフト量がゼロになる。
つまり、初期状態から撓みが小さくなる方向に圧力が付加される場合には、前記初期ブラッグ波長λＢに対するブラッグ波長のシフト方向は、前記ＦＢＧ部３１が略直線状になる状態を挟んで、切り換わることになる。
従って、測定位置または外圧の種類（水圧、空気圧等）に基づいて、負圧が生じ易いと予想される場合には初期状態において前記ＦＢＧ部３１を上方に凸状（前記密閉空間から離間する方向に凸状）に撓ませ（図１８参照）、且つ、正圧が生じ易いと予想される場合には初期状態において前記ＦＢＧ部３１を下方に凸状（前記密閉空間に近接する方向に凸状）に撓ませる（図示せず）のが好ましい。
斯かる好ましい構成においては、前記初期ブラッグ波長λＢに対するブラッグ波長のシフト方向が前記ＦＢＧ部３１が略直線状になる状態を挟んで切り換わることを有効に防止できる。
例えば、複数の前記光学式圧力センサ２００Ａ〜２００Ｃを直列接続して、広範囲での圧力計測を行うことも可能である。
図１９に、複数の前記光学式圧力センサ２００Ａ〜２００Ｃを直列接続した使用例を示す。
図１９に示す使用例においては、前記光学式圧力センサ２００Ａ〜２００Ｃは、前記光ファイバ３の一端部及び他端部に、それぞれ、前記プローブ４及び該プローブ４に接続可能なプローブ４’を有している。
図１９に示す使用例においては、前記光学式圧力センサ２００Ａ〜２００Ｃは、前記光ファイバ３の一端部及び他端部に、それぞれ、前記プローブ４及び該プローブ４に接続可能なプローブ４’を有している。
そして、一の光学式圧力センサ２００Ａ〜２００Ｃにおける前記プローブ４’を他の光学式圧力センサ２００Ａ〜２００Ｃにおける前記プローブ４に接続することにより、複数の光学式圧力センサ２００Ａ〜２００Ｃのすべての前記ＦＢＧ部３１が直列接続されている。
このようにユニット化された複数の前記光学式圧力センサ２００Ａ〜２００Ｃを接続することにより、１つのチャンネルで同時に数多くの箇所の圧力を測定することができる。
なお、前記光ファイバ３内においては入射光の減衰が少ないため、このような接続を行っても測定誤差が低下することなく測定可能である。
前記ＦＢＧ部３１が平面視において前記貫通孔２１上に位置するという構成には、図１２，図１３及び図１８に示すように、前記ＦＢＧ部３１の全域が前記貫通孔２１上に位置する構成に加えて、図２５に示すように、前記ＦＢＧ部３１の一部（例えば、半分の長さ分）が前記貫通孔２１上に位置する構成も含まれる。
図２５に示すように、前記ＦＢＧ部３１の一部だけを前記貫通孔２１上に位置させることにより、前記ＦＢＧ部３１の感度を弱めることができる。
つまり、前記ＦＢＧ部３１のうち前記貫通孔２１上に位置する部分の長さを調整することにより、前記ＦＢＧ部３１の感度を調整することができる。
従って、測定箇所における予想圧力の強さに応じて、前記ＦＢＧ部のうち前記貫通孔３１上に位置する部分の長さを適宜変更することにより、測定可能な圧力範囲を実質的に広げることができる。
さらに、前記構成によれば、前記ＦＢＧ部３１の過剰反応による余計なノイズの発生を減少させるという効果も得られる。
本実施形態においては、前記光学式圧力センサ２００Ａ〜２００Ｃ全体が可撓性を有するように構成されているが、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
図２０に、本実施の形態のさらに他の変形例に係る光学式圧力センサ２００Ｄの分解斜視図を示す。
前記光学式圧力センサ２００Ｄは、図２０に示すように、前記第１カバーフィルム７０の測定表面側に固着された剛性のカバープレート９をさらに備えている。
前記カバープレート９には、前記ＦＢＧ部３１に対応した位置に通過孔９１が設けられている。
前記通過孔９１の径は前記ベース部材２０における前記貫通孔２１と略同じでもよいし、より小さくてもよい。
前記剛性のカバープレート９を備えることにより、前記光学式圧力センサ２００Ｄにおける圧力測定側の表面に、前記光ファイバ３の径等による凹凸が生じることを防止して、測定表面の平滑化を図ることができる。したがって、前記ベースフィルム２の表面形状に依存することなく、測定表面の微小な圧力変化を測定することができる。
また、複数の前記ＦＢＧ部３１によって平滑平面上の複数箇所の圧力を測定する場合には、前記剛性のカバープレート９を備えることにより、前記複数のＦＢＧ部３１をそれぞれ所定位置に確実に保持することができる。
本実施形態においては、前記ＦＢＧ部３１と同数の貫通孔２１を設けているが、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
図２１に、本実施の形態のさらに他の変形例に係る光学式圧力センサ２００Ｅの平面図を示す。
図２１に示すように、前記光学式圧力センサ２００Ｅにおいては、前記ベースフィルム２に単一の貫通孔２１’が設けられている。そして、前記光ファイバ３は、平面視において前記複数のＦＢＧ部３１が前記単一の貫通孔２１’上に位置するように配置されている。
前記ベースフィルム２には、さらに、一端部が前記単一の貫通孔２１’に流体的に接続され且つ他端部が外部に開放された外部連通用スリット２３が設けられている。
これに代えて、いくつかのＦＢＧ部３１ごとに１つの貫通孔を設けることも可能である。
なお、光ファイバ３の配設態様は特に限定されず、図２２に示すように、渦巻き状に配設することとしてもよい。
又、前記各実施の形態において、前記ベースフィルム２に形成された前記貫通孔２１内に前記ベースフィルム２よりも剛性の高い材質からなる中空の補強リング２１０を配設し、前記ＦＢＧ部３１の少なくとも一部が平面視において前記補強リング２１０の中空部内に位置するように構成することも可能である。
斯かる補強リング２１０を備えることにより、前記ＦＢＧ部３１及び前記カバーフィルム２の安定性をより向上させることができる。
図２６(a)に、前記補強リング２１０を備えた一例の平面図を示す。
又、図２６(b)に、図２６(a)におけるXXVI(b)-XXVI(b)線に沿った断面図を示す。
好ましくは、前記補強リング２１０は、図２６に示すように、外周面が前記貫通孔２１の内周面に当接するように構成される。
前記補強リング２１０は、例えば、金属又は前記ベースフィルムより剛性の高い樹脂によって形成され得る。
図１は、本発明に第１実施形態に係る光学式圧力センサの平面図である。 図２(a)は、図１における領域II(a)の部分拡大図である。図２(b)は、図２(a)におけるII(b)−II(b)線に沿った断面図である。 図３は、図１における領域IIIの部分拡大図である。 図４は、前記第１実施形態に係る前記光学式圧力センサの分解斜視図である。 図５は、前記第１実施形態の変形例に係る光学式圧力センサの分解斜視図である。 図６は、複数の前記光学式圧力センサを接続した使用例を示す平面図である。 図７は、前記第１実施形態の他の変形例に係る光学式圧力センサの分解斜視図である。 図８は、前記第１実施形態のさらに他の変形例に係る光学式圧力センサの平面図である。 図９は、光ファイバの配置構成を異ならせた状態の前記第１実施形態に係る光学式圧力センサの平面図である。 図１０(a)は、前記第１実施形態のさらに他の変形例に係る光学式圧力センサの平面図である。図１０(b)は、前記第１実施形態のさらに他の変形例に係る光学式圧力センサの平面図である。 図１１は、前記第１実施形態のさらに他の変形例に係る光学式圧力センサの平面図である。 図１２は、本発明の第２実施形態に係る光学式圧力センサの平面図である。 図１３(a)は、図１２の領域XIII(a)における部分拡大図である。図１３(b)は、図１３(a)におけるXIII(b)−XIII(b)線に沿った断面図である。図１３(c)は、図１３(a)におけるXIII(c)−XIII(c)線に沿った断面図である。 図１４は、図１２における領域XIVの部分拡大図である。 図１５は、前記第２実施形態に係る前記光学式圧力センサの分解斜視図である。 図１６は、前記第２実施形態の変形例に係る光学式圧力センサの分解斜視図である。 図１７は、前記第２実施形態の他の変形例に係る光学式圧力センサの分解斜視図である。 図１８は、図１７に示す前記光学式圧力センサの変形例の断面図である。図１８(a)は外圧が付加されていない初期状態を示し、図１８(b)は外圧が正圧の場合を示し、図１８(c)は外圧が負圧の場合を示している。 図１９は、複数の前記光学式圧力センサを接続した使用例を示す平面図である。 図２０は、前記第２実施形態のさらに他の変形例に係る光学式圧力センサの分解斜視図である。 図２１は、前記第２実施形態のさらに他の変形例に係る光学式圧力センサの平面図である。 図２２は、光ファイバの配置構成を異ならせた状態の前記第２実施形態に係る光学式圧力センサの平面図である。 図２３(a)及び(b)は、それぞれ、図１におけるXXIII(a)−XXIII(a)線及びXXIII(b)−XXIII(b)線に沿った断面を示している。 図２４(a)は、カバーフィルムの内表面に形成された溝に光ファイバを配設した状態の前記第１実施形態に係る光学式圧力センサの断面図である。図２４(b)は、カバーフィルムの外表面に形成された溝に光ファイバを配設した状態の前記第１実施形態に係る光学式圧力センサの断面図である。 図２５は、前記光ファイバのＦＢＧ部の一部が貫通孔上に位置するように配置された本発明に係る光学式圧力センサの部分平面図である。 図２６(a)は、前記貫通孔内に補強リングが備えられた変形例の部分平面図であり、図２６(b)は、図２６(a)におけるXXVI(b)-XXVI(b)線に沿った断面図である。
符号の説明
１００Ａ〜１００Ｆ，１００Ｅ’，２００Ａ〜２００Ｅ 光学式圧力センサ
２，２’ ベースフィルム
２ａ 第１面
２ｂ 第２面
２１，２１’ 貫通孔
２２ａ 溝
３ 光ファイバ
３１ ＦＢＧ部（圧力測定用）
３２ ＦＢＧ部（温度補償用）
４ プローブ
５ 中空部材
６ 固定フィルム
７，７’，７” カバーフィルム
７１ａ，７２ａ 溝
８ 接着フィルム
９ カバープレート
９１ 通過孔
１０ スペーサフィルム
１０１ 孔
２２ スリット
２３ 外部挿通用スリット
７０ 第１カバーフィルム
８０ 第２カバーフィルム
２１０ 補強リング

Claims (25)

  1. 第１面及び第２面を有し、前記第２面が対象物体の表面に直接又は間接的に密着されるベースフィルムと、前記ベースフィルムに固定される光ファイバとを備え、前記光ファイバには少なくとも一つのＦＢＧ部が設けられている光学式圧力センサであって、
    前記ベースフィルムには、前記第１面及び第２面の間を貫通する貫通孔が設けられており、
    前記光ファイバは、平面視において前記ＦＢＧ部が前記貫通孔上に位置するように該ＦＢＧ部以外の領域において前記ベースフィルムに固定されていることを特徴とする光学式圧力センサ。
  2. 前記光ファイバには、反射特性の異なるＦＢＧ部が長手方向に沿って複数設けられ、
    前記ベースフィルムには、前記貫通孔が複数設けられており、
    前記光ファイバは、平面視において前記複数のＦＢＧ部が前記複数の貫通孔のうちの対応する貫通孔上にそれぞれ位置するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式圧力センサ。
  3. 前記ベースフィルムの第１面には、前記複数の貫通孔のうちの任意の貫通孔を覆う可撓性カバーフィルムが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光学式圧力センサ。
  4. 前記光ファイバには、反射特性の異なるＦＢＧ部が長手方向に沿って複数設けられ、
    前記ベースフィルムには、単一の前記貫通孔が設けられており、
    前記光ファイバは、平面視において前記複数のＦＢＧ部が前記単一の貫通孔上に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式圧力センサ。
  5. 前記ベースフィルムの第１面には、前記複数のＦＢＧ部のうちの任意のＦＢＧ部を覆うように前記貫通孔の所定部分を覆う可撓性のカバーフィルムが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光学式圧力センサ。
  6. 前記光ファイバは、前記ＦＢＧ部の両側において前記ベースフィルムに固着されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の光学式圧力センサ。
  7. 前記ベースフィルムの第１面に直接又は間接的に固着される剛性のカバープレートをさらに備え、
    前記カバープレートには、前記ＦＢＧ部に対応した位置に通過孔が設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の光学式センサ。
  8. 前記ベースフィルムと前記カバープレートとの間には可撓性のスペーサフィルムが介挿されており、
    前記スペーサフィルムには前記通過孔及び前記貫通孔を流体的に接続する孔が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の光学式圧力センサ。
  9. 前記ベースフィルムの第２面に固着される接着フィルムをさらに備え、
    前記接着フィルムの前記ベースフィルムとは反対面には前記対象物体に接着可能な接着層が設けられていることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の光学式圧力センサ。
  10. 前記光ファイバには温度補償用のＦＢＧ部が設けられており、
    前記温度補償用ＦＢＧ部は、前記ベースフィルムに固定された剛性の中空部材内に内挿されていることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の光学式圧力センサ。
  11. 前記ベースフィルムの前記第１面には溝が設けられており、
    前記光ファイバは前記溝内に配置されていることを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の光学式圧力センサ。
  12. 前記貫通孔内には前記ベースフィルムより高剛性の中空補強リングが配設されており、
    前記光ファイバは、平面視において前記ＦＢＧ部が前記補強リングの中空部上に位置するように配置されていることを特徴とする１から１１の何れかに記載の光学式圧力センサ。
  13. 対象物体に固定されるベース部材と、少なくとも一つのＦＢＧ部を有し、前記ベース部材に固定される光ファイバとを備えた光学式圧力センサであって、
    前記ベース部材は、測定すべき外圧との対向面が可撓性の第１カバーフィルムによって覆われた密閉空間を有し、
    前記光ファイバは、前記ＦＢＧ部が前記第１カバーフィルムの内表面に接した状態で前記密閉空間内に位置するように、該ＦＢＧ部以外の領域において前記ベース部材に固定されており、
    前記密閉空間を基準圧に維持した状態で前記ＦＢＧ部の反射特性の変化を測定し得るように構成されていることを特徴とする光学式圧力センサ。
  14. 前記ＦＢＧ部は、前記基準圧に対する外圧の変化に伴う前記第１カバーフィルムの撓みに追従し得るように前記第１カバーフィルムの内表面に固着されていることを特徴とする請求項１３に記載の光学式圧力センサ。
  15. 前記ベース部材は、第１面及び第２面を有し、前記第２面が対象物体の表面に直接又は間接的に密着される可撓性のベースフィルムであって、前記第１面及び前記第２面の間を貫通する貫通孔が設けられたベースフィルムと、前記貫通孔の一方側の端部を覆うように前記ベースフィルムの第１面に固着される前記第１カバーフィルムと、前記第１カバーフィルムとの共働下に前記密閉空間を形成すべく前記貫通孔の他方側の端部を覆うように前記ベースフィルムの第２面に固着される可撓性の第２カバーフィルムとを有し、
    前記光ファイバは、平面視において前記ＦＢＧ部が前記貫通孔上に位置するように前記ベースフィルムの前記第１面と前記第１カバーフィルムとの間に介挿されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の光学式圧力センサ。
  16. 前記光ファイバは、反射特性の異なるＦＢＧ部が長手方向に沿って複数設けられ、
    前記ベースフィルムには、複数の前記貫通孔と、該複数の貫通孔を互いに連通するスリットとが設けられ、
    前記光ファイバは、平面視において前記複数のＦＢＧ部が前記複数の貫通孔のうちの対応する貫通孔上にそれぞれ位置するように配置されており、
    前記第１及び第２カバーフィルムは、前記複数の貫通孔及び前記スリットを覆うように前記第１面及び前記第２面にそれぞれ固着されており、
    前記ベースフィルムには、さらに、一端部が前記複数の貫通孔及び前記スリットによって画される密閉空間に流体的に接続され且つ他端部が外部に開放された外部連通用スリットが設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の光学式圧力センサ。
  17. 前記光ファイバには、反射特性の異なるＦＢＧ部が長手方向に沿って複数設けられ、
    前記ベースフィルムには、単一の前記貫通孔が設けられており、
    前記光ファイバは、平面視において前記複数のＦＢＧ部が前記単一の貫通孔上に位置するように配置されており、
    前記ベースフィルムには、さらに、一端部が前記単一の貫通孔に流体的に接続され且つ他端部が外部に開放された外部連通用スリットが設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の光学式圧力センサ。
  18. 前記ベースフィルムの前記第１面には溝が設けられており、
    前記光ファイバは前記溝内に配置されていることを特徴とする請求項１５から１７の何れかに記載の光学式圧力センサ。
  19. 前記第１カバーフィルムの前記内表面には溝が設けられており、
    前記光ファイバは前記溝内に配置されていることを特徴とする請求項１３から１７の何れかに記載の光学式圧力センサ。
  20. 前記光ファイバには温度補償用のＦＢＧ部が設けられており、
    前記温度補償用ＦＢＧ部は、前記ベース部材に固定された剛性の中空部材内に長手方向伸縮可能に内挿されていることを特徴とする請求項１３から１９の何れかに記載の光学式圧力センサ。
  21. 対象物体に固定されるベース部材と、少なくとも一つのＦＢＧ部を有し、前記ベース部材に固定される光ファイバとを備えた光学式圧力センサであって、
    前記ベース部材は、測定すべき外圧との対向面が可撓性の第１カバーフィルムによって覆われた密閉空間を有し、
    前記光ファイバは、前記ＦＢＧ部が前記第１カバーフィルムの外表面に接した状態で前記密閉空間上に位置するように、該ＦＢＧ部以外の領域において前記第１カバーフィルムに固定されており、
    前記密閉空間を基準圧に維持した状態で前記ＦＢＧ部の反射特性の変化を測定し得るように構成されていることを特徴とする光学式圧力センサ。
  22. 前記ベース部材は、外圧測定側の第１面及び対象物体の表面に直接又は間接的に密着される第２面を有する可撓性のベースフィルムであって、前記第１面及び前記第２面の間を貫通する貫通孔が設けられたベースフィルムと、前記貫通孔の一方側の端部を覆うように前記ベースフィルムの第１面に固着される前記第１カバーフィルムと、前記第１カバーフィルムとの共働下に前記密閉空間を形成すべく前記貫通孔の他方側の端部を覆うように前記ベースフィルムの第２面に固着される可撓性の第２カバーフィルムとを有し、
    前記光ファイバは、平面視において前記ＦＢＧ部が前記貫通孔上に位置するように前記第１カバーフィルムの外表面上に固定されていることを特徴とする請求項２１に記載の光学式圧力センサ。
  23. 前記第１カバーフィルムの前記外表面には溝が設けられており、
    前記光ファイバは前記溝内に配置されていることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の光学式圧力センサ。
  24. 前記ＦＢＧ部の全体が前記貫通孔上に位置していることを特徴とする請求項１から２３の何れかに記載の光学式圧力センサ。
  25. 前記ＦＢＧ部の一部が前記貫通孔上に位置していることを特徴とする請求項１から２３の何れかに記載の光学式圧力センサ。
JP2007202701A 2006-08-15 2007-08-03 光学式圧力センサ Pending JP2008070357A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007202701A JP2008070357A (ja) 2006-08-15 2007-08-03 光学式圧力センサ
US11/836,217 US7680363B2 (en) 2006-08-15 2007-08-09 Optical pressure sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006221446 2006-08-15
JP2007202701A JP2008070357A (ja) 2006-08-15 2007-08-03 光学式圧力センサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008070357A true JP2008070357A (ja) 2008-03-27

Family

ID=39275002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007202701A Pending JP2008070357A (ja) 2006-08-15 2007-08-03 光学式圧力センサ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7680363B2 (ja)
JP (1) JP2008070357A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010071974A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Lee Geun-Suk 地中変位測定装置
JP2011185805A (ja) * 2010-03-10 2011-09-22 Hino Motors Ltd 内燃機関の筒内圧センサ
WO2017150457A1 (ja) * 2016-02-29 2017-09-08 株式会社巴川製紙所 光ファイバ保持シート
CN114323410A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 长飞光纤光缆股份有限公司 一种轮辐式光纤光栅压力传感器

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10080499B2 (en) * 2008-07-30 2018-09-25 Medtronic, Inc. Implantable medical system including multiple sensing modules
US9138948B2 (en) * 2008-09-10 2015-09-22 Kyton, Llc Suspended and compact fiber optic sensors
WO2010030587A2 (en) * 2008-09-10 2010-03-18 Lake Shore Cryotronics, Inc. Compact fiber optic sensors and method of making same
US9770862B2 (en) 2008-09-10 2017-09-26 Kyton, Llc Method of making adhesion between an optical waveguide structure and thermoplastic polymers
WO2012075474A2 (en) * 2010-12-02 2012-06-07 Ofs Fitel, Llc Dfb fiber laser bend sensor and optical heterodyne microphone
US8701500B2 (en) 2011-12-02 2014-04-22 Lake Shore Cryotronics, Inc. Method and apparatus for fixing strained optical fibers against creep and temperature and strain sensors using said technology
JP6220868B2 (ja) 2012-05-25 2017-10-25 ヴァスキュラー イメージング コーポレイションＶａｓｃｕｌａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 光ファイバ圧力センサ
GB201219331D0 (en) * 2012-10-26 2012-12-12 Optasense Holdings Ltd Fibre optic cable for acoustic/seismic sensing
EP2943770A1 (en) * 2013-01-11 2015-11-18 Council of Scientific & Industrial Research An optical fiber-based force transducer for microscale samples
US10327645B2 (en) 2013-10-04 2019-06-25 Vascular Imaging Corporation Imaging techniques using an imaging guidewire
US10537255B2 (en) 2013-11-21 2020-01-21 Phyzhon Health Inc. Optical fiber pressure sensor
WO2015147746A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 Agency For Science, Technology And Research Sensing device and method for sensing a force
US9955917B2 (en) * 2014-06-11 2018-05-01 Vascomed Gmbh Planar logic board for ablation catheter with force measurement functionality
US10258240B1 (en) 2014-11-24 2019-04-16 Vascular Imaging Corporation Optical fiber pressure sensor
JP6820848B2 (ja) * 2014-12-11 2021-01-27 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 改善されたｍｒｉ安全性のためのケーブルループ検知機構
US9857248B2 (en) * 2015-06-16 2018-01-02 The Boeing Company Sensor system for laminated structures
NL2015640B1 (en) * 2015-10-21 2017-05-11 Technaton B V Photonic Integrated Circuit (PIC), pressure sensing system comprising such a PIC and method for pressure sensing using such a pressure sensing system.
CN107966234B (zh) * 2017-11-24 2020-02-28 天津工业大学 基于光纤光栅传感的膜面所受应力分布测量装置及方法
US20220349733A1 (en) * 2019-09-17 2022-11-03 Nitto Denko Corporation Sensor package and method for attaching sensor package
FI129067B (en) * 2020-05-20 2021-06-15 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Sensor, arrangement, use and method for estimating the angle of encounter

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06102110A (ja) * 1992-03-26 1994-04-15 Opto Ind 改良光ファイバ圧力検出器
JPH1194676A (ja) * 1997-09-17 1999-04-09 Hitachi Ltd 筒内圧センサ
JP2000221085A (ja) * 1998-11-27 2000-08-11 Fuji Electric Co Ltd ブラッググレーティング圧力センサ
JP2001188021A (ja) * 1999-10-22 2001-07-10 Fuji Electric Co Ltd 光水位検出器
JP2002071323A (ja) * 2000-08-29 2002-03-08 Mitsubishi Cable Ind Ltd 面状センサ
JP2005091151A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Hitachi Cable Ltd Ｆｂｇひずみゲージ
JP2006017677A (ja) * 2004-07-05 2006-01-19 Yamatake Corp 差圧測定システム及び差圧測定方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06102110A (ja) * 1992-03-26 1994-04-15 Opto Ind 改良光ファイバ圧力検出器
JPH1194676A (ja) * 1997-09-17 1999-04-09 Hitachi Ltd 筒内圧センサ
JP2000221085A (ja) * 1998-11-27 2000-08-11 Fuji Electric Co Ltd ブラッググレーティング圧力センサ
JP2001188021A (ja) * 1999-10-22 2001-07-10 Fuji Electric Co Ltd 光水位検出器
JP2002071323A (ja) * 2000-08-29 2002-03-08 Mitsubishi Cable Ind Ltd 面状センサ
JP2005091151A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Hitachi Cable Ltd Ｆｂｇひずみゲージ
JP2006017677A (ja) * 2004-07-05 2006-01-19 Yamatake Corp 差圧測定システム及び差圧測定方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010071974A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Lee Geun-Suk 地中変位測定装置
JP2011185805A (ja) * 2010-03-10 2011-09-22 Hino Motors Ltd 内燃機関の筒内圧センサ
WO2017150457A1 (ja) * 2016-02-29 2017-09-08 株式会社巴川製紙所 光ファイバ保持シート
CN114323410A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 长飞光纤光缆股份有限公司 一种轮辐式光纤光栅压力传感器
CN114323410B (zh) * 2021-12-31 2023-06-06 长飞光纤光缆股份有限公司 一种轮辐式光纤光栅压力传感器

Also Published As

Publication number Publication date
US7680363B2 (en) 2010-03-16
US20080085074A1 (en) 2008-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008070357A (ja) 光学式圧力センサ
EP2024708B1 (en) Multi-core optical fiber sensor
US8805128B2 (en) Multi-point pressure sensor and uses thereof
JP2010266437A (ja) ファイバブラッグ格子検出システム
CA2654087C (en) Multi-core optical fiber pressure sensor
CN109196394B (zh) 利用光纤光栅传感器的位移检测装置及其灵敏度、耐久性的调节方法
EP2899522B1 (en) Optical measurement of fastener preload
US8792753B2 (en) Method and system for a fiber optic sensor
US8135245B2 (en) Fiber optic sensing system
JP2008107295A (ja) 光学式圧力センサおよびその製造方法
JP2006250647A (ja) ワイヤケーブル、並びに張力測定システム及び張力測定方法
JP6301963B2 (ja) 歪みセンサ及び歪みセンサの設置方法
US20180172536A1 (en) FIBER OPTIC PRESSURE APPARATUS, METHODS, and APPLICATIONS
JP5699052B2 (ja) スプレー圧力測定装置
JP5415376B2 (ja) センサヘッド、および光学式センサ
JP5676502B2 (ja) 光式流速水圧測定装置
WO2016186054A1 (ja) 歪みセンサ及び歪みセンサの取付治具
CN113960328A (zh) 感测装置及其感测二维流速、二维加速度的方法
EP2537014B1 (en) Fluid pressure monitoring apparatus
KR101101220B1 (ko) 미세 유체유동센서 및 이를 이용한 수중청음기
JP4034245B2 (ja) 光ファイバセンサ
CN115900789A (zh) 井下光纤光栅温度压力传感器、线阵温度压力传感系统
JP6392863B2 (ja) 圧力センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100521

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120217

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120622