JP2000292351A - Optical interference type fluid characteristic measuring device - Google Patents

Optical interference type fluid characteristic measuring device

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JP2000292351A
JP2000292351A JP10149199A JP10149199A JP2000292351A JP 2000292351 A JP2000292351 A JP 2000292351A JP 10149199 A JP10149199 A JP 10149199A JP 10149199 A JP10149199 A JP 10149199A JP 2000292351 A JP2000292351 A JP 2000292351A
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JP
Japan
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phase
interference fringe
image sensor
phase change
fourier analysis
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JP10149199A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoo Ishiguro
智生 石黒
Tomoji Hirayama
友治 平山
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Riken Keiki KK
Original Assignee
Riken Keiki KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enlarge a measuring range and a dynamic range without elongation of an image sensor. SOLUTION: This device is equipped with an image sensor 14 for receiving an image of an interference fringe generated by a light beam passing through a measuring cell composed so that a phase change of the interference fringe does not exceed ±πduring the period of one sampling cycle and a reference cell juxtaposed therewith, a Fourier analysis means 24 for calculating the phase θ of a fundamental wave component included in an interference fringe signal from the image sensor 14, and a shifted cycle number detection means 25 and an addition and subtraction means 26, for judging whether the phase θ calculated by the Fourier analysis means 24 satisfies a physical restriction that a phase change caused by a fluid characteristic of the measuring cell does not exceed ±π during one sampling cycle or not, and for outputting the phase θ as a phase changing quantity in the case of satisfying the restriction, and for outputting the value obtained by adding or subtracting 2 π. as the phase changing quantity in the case of not satisfying it. And, a contradiction of a solution of the Fourier analysis means 24 is removed by utilizing positively the fluid characteristic of the measuring cell.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定流体と標準
流体との光の屈折率の相異を干渉縞の変移として検出
し、この変移に基づいて被測定流体の濃度等の特性を測
定する装置、より詳細には干渉縞の変移量をイメージセ
ンサにより検出する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects a difference in the refractive index of light between a fluid to be measured and a standard fluid as a change in interference fringes, and measures characteristics such as the concentration of the fluid to be measured based on the change. More specifically, the present invention relates to a technique for detecting a displacement amount of an interference fringe using an image sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】光の干渉により流体特性を測定する装置
は、2つの光学セルを併設し、これらセルに同一光源か
ら出た光を分岐させて2本の光ビームを照射し、各セル
を透過した光により干渉縞を発生させ、干渉縞の特定領
域の変移量、例えば最高輝度を示す部分、いわゆるゼロ
次の干渉縞の変移量を、デイジタル的に読み出すことが
できるCCD等のイメージセンサにより検出して、光学
濃度を検出することが提案されている。
2. Description of the Related Art An apparatus for measuring a fluid characteristic by interference of light has two optical cells arranged side by side, irradiates two cells with light emitted from the same light source, and irradiates each cell with two light beams. An interference fringe is generated by the transmitted light, and a displacement amount of a specific region of the interference fringe, for example, a portion showing the highest brightness, that is, a displacement amount of a so-called zero-order interference fringe, is read by an image sensor such as a CCD which can read out digitally. It has been proposed to detect and detect the optical density.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、分解度
がCCDのセル密度に支配されるため、測定精度に限界
が生じるという問題がある。このようなCCDによる制
限を排除するため、イメージセンサーにより検出された
干渉縞のエンベロープをフーリエ変換して位相差を求め
ることも考えられるが、流体特性が大きく変化した場
合、つまり位相差にしてπを越える場合には、位相変化
量を判定することができず、ダイナミックレンジが制限
されるという問題がある。本発明はこのような問題に鑑
みてなされたものであって、その目的とするところは、
流体特性の変化形態に関わり無く、干渉縞のエンベロー
プの位相差から流体特性を広いダイナミックレンジで検
出することができる光干渉式流体特性測定装置を提供す
ることである。
However, since the resolution is governed by the cell density of the CCD, there is a problem that the measurement accuracy is limited. In order to eliminate such a limitation by the CCD, it is conceivable to obtain the phase difference by performing a Fourier transform on the envelope of the interference fringe detected by the image sensor. In the case where it exceeds, there is a problem that the amount of phase change cannot be determined and the dynamic range is limited. The present invention has been made in view of such a problem, and the object thereof is to:
It is an object of the present invention to provide an optical interference type fluid characteristic measuring device capable of detecting a fluid characteristic in a wide dynamic range from a phase difference of an envelope of an interference fringe regardless of a change form of the fluid characteristic.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、1サンプリング周期の期間
中に、干渉縞の位相変化が±πを越えないように構成さ
れた測定セル、及びこれに併設されたリファレンスセル
と、前記各セルを通過した光ビームにより生じる干渉縞
の像を受けるイメージセンサと、前記イメージセンサか
らの干渉縞信号に含まれる基本波成分の位相θを算出す
るフーリエ解析手段と、前記フーリエ解析手段で算出さ
れた前記位相θが、1サンプリング周期中に前記測定セ
ルの流体特性による位相変化が±πを超えない物理的制
約を満足するか否かを判断し、満足する場合には前記位
相θを位相変化量として、また満足しない場合には2π
を加減算した値を位相変化量として出力する手段とを備
え、測定セルの流体特性を積極的に利用してフーリエ解
析手段からの位相の矛盾を排除する。
In order to solve such a problem, according to the present invention, there is provided a measuring cell configured so that a phase change of an interference fringe does not exceed ± π during one sampling period. And an image sensor receiving an image of interference fringes generated by the light beam passing through each cell, and a phase θ of a fundamental wave component included in an interference fringe signal from the image sensor. Fourier analysis means, and determines whether the phase θ calculated by the Fourier analysis means satisfies a physical constraint that a phase change due to fluid characteristics of the measurement cell does not exceed ± π during one sampling period. , The phase θ is regarded as the amount of phase change when satisfied, and 2π when not satisfied.
Means for outputting a value obtained by adding or subtracting as a phase change amount, and eliminating inconsistencies in phase from the Fourier analysis means by positively utilizing the fluid characteristics of the measurement cell.

【0005】[0005]

【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施例を示す
ものであって、図中符号1は測定チャンバ、また符号
2、3は、測定チャンバ1の両側に配置されたリファレ
ンスチャンバで、これら各チャンバ1、2、3はその両
端を光透過性の板4、4により封止され、またそれぞれ
の端部に流体流入口、流出口H1、H2、H3、H4、
H5、H6を設けて構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which reference numeral 1 denotes a measurement chamber, and reference numerals 2 and 3 denote reference chambers disposed on both sides of the measurement chamber 1. The ends 2 and 3 are sealed at both ends by light-transmitting plates 4 and 4 and have fluid inlets and outlets H1, H2, H3, H4,
H5 and H6 are provided.

【0006】測定チャンバ1には、図示しないバッファ
タンクや絞り等が接続されていて、ここに流入する流体
の光学特性が、1サンプリング周期の期間、例えば数十
ミリ秒中に、干渉縞の位相が2πを越えないように、つ
まり−π≦θ<πの範囲内だけで変化するように構成さ
れている。
The measuring chamber 1 is connected to a buffer tank, a throttle, and the like (not shown). The optical characteristics of the fluid flowing into the measuring chamber 1 change the phase of the interference fringe during one sampling period, for example, several tens of milliseconds. Does not exceed 2π, that is, is changed only within the range of -π ≦ θ <π.

【0007】リファレンスチャンバ2、3は、それぞれ
端部に設けられた通孔H3、H6を図示しない流路によ
り接続され、1つの標準ガス源からの同一の標準ガスの
供給を受けることができるように構成されている。これ
ら各チャンバ1、2、3の一側側にはビームスプリッタ
をなす平行平面鏡5が、また他側側にはメインプリズム
6が配置されている。
[0007] The reference chambers 2 and 3 are connected to through holes H3 and H6 provided at the ends thereof by flow paths (not shown) so that the same standard gas can be supplied from one standard gas source. Is configured. A parallel plane mirror 5 forming a beam splitter is disposed on one side of each of the chambers 1, 2, and 3, and a main prism 6 is disposed on the other side.

【0008】10は、光源で、この実施例では中心波長
660nmの発光ダイオードが使用されていて、測定装
置本体の筐体11に平行平面鏡5の一側寄りの所定位置
P0を照射するように取り付けられている。
Reference numeral 10 denotes a light source. In this embodiment, a light emitting diode having a center wavelength of 660 nm is used. The light source is mounted on a housing 11 of the measuring apparatus main body so as to irradiate a predetermined position P0 near one side of the parallel plane mirror 5. Have been.

【0009】光源10からの光ビームL0は、平行平面
鏡5により2本のビームL1、L2に分割され、一方の
ビームL1は測定セル1の一側寄りの光路を通って、メ
インプリズム6に入射し、再び測定セル1の他側寄りの
光路を通るビームL3となって平行平面鏡5に入射す
る。
The light beam L0 from the light source 10 is split into two beams L1 and L2 by the plane-parallel mirror 5, and one beam L1 passes through an optical path near one side of the measuring cell 1 and enters the main prism 6. Then, the beam L3 again passes through the optical path on the other side of the measurement cell 1 and is incident on the parallel plane mirror 5.

【0010】また他方のビームL2は、一方のリファレ
ンスセル2を通過してプリズム6により他方のリファレ
ンスセル3からビームL4として出射し、平行平面鏡5
の、測定セル1からの出射したビームL3の照射点と同
一点P1から出射して干渉縞を生じ、対物レンズ16
と、筒状体13の前面の光学部材18とにより形成され
る拡大光学系により検出に適した大きさに拡大されて後
述するCCD等のラインイメージセンサ14の像検出面
に結像する。この実施例においては、ラインイメージセ
ンサ14は、画素数256のものが用いられていて、検
出領域には6周期分の干渉縞が結像するように光学路が
設定されている。
The other beam L2 passes through one reference cell 2 and is emitted from the other reference cell 3 by the prism 6 as a beam L4.
Out of the same point P1 as the irradiation point of the beam L3 emitted from the measurement cell 1 to generate interference fringes, and the objective lens 16
Then, the image is enlarged to a size suitable for detection by an enlargement optical system formed by the optical member 18 on the front surface of the cylindrical body 13 and forms an image on an image detection surface of a line image sensor 14 such as a CCD described later. In this embodiment, the line image sensor 14 having 256 pixels is used, and an optical path is set in the detection area so that six cycles of interference fringes are formed.

【0011】14は、前述のラインイメージセンサで、
図2に示したように複数の光電変換素子S1、S2、S
3‥‥Snを列状に配置して構成されていて、光電変換
素子S1、S2、S3‥‥Snの配列方向が干渉縞の移
動方向に一致するように配置されており、その出力が測
定回路20に入力している。
Reference numeral 14 denotes the aforementioned line image sensor.
As shown in FIG. 2, the plurality of photoelectric conversion elements S1, S2, S
3 ‥‥ Sn are arranged in a line, and the arrangement direction of the photoelectric conversion elements S1, S2, S3 ‥‥ Sn is arranged so as to coincide with the moving direction of the interference fringes, and the output is measured. It is input to the circuit 20.

【0012】図2は、前述の測定回路20の一実施例を
示すものであって、読出制御手段21は、クロック信号
発生手段22の一定周波数のクロックに同期して各光電
変換素子S1、S2、S3‥‥Snに入射した光の強度
をアドレス、つまり各光電変換素子S1、S2、S3‥
‥Snの配列順に読み出すものである。
FIG. 2 shows an embodiment of the measuring circuit 20 described above. The reading control means 21 synchronizes with each of the photoelectric conversion elements S1, S2 in synchronization with a clock of a constant frequency of a clock signal generating means 22. , S3 {intensity of the light incident on Sn as an address, that is, each photoelectric conversion element S1, S2, S3}.
読 み 出 す The data is read out in the arrangement order of Sn.

【0013】各光電変換素子S1、S2、S3‥‥Sn
からの信号は、アナログーデイジタル変換手段23によ
りデジタル信号に変換されてフーリエ解析手段24に出
力され、
Each of the photoelectric conversion elements S1, S2, S3 ‥‥ Sn
Is converted into a digital signal by the analog-digital conversion means 23 and output to the Fourier analysis means 24,

【数1】 (なお、Nは、イメージセンサ14の画素数、この実施
例では256を示す。mは、イメージセンサが捕捉でき
る縞数を、基本正弦波の周期数で表したもので、この実
施例では6周期分である。data(j)は、イメージセンサ
14の各画素のアドレスjにおける出力値を示す。)な
る演算を受けて、基本正弦波成分sin(2πmj/N)の位相
Pが数学的解として検出される。
(Equation 1) (Note that N represents the number of pixels of the image sensor 14, and 256 in this embodiment. M represents the number of stripes that can be captured by the image sensor by the number of periods of the basic sine wave. In this embodiment, 6 is used. Data (j) indicates the output value of each pixel of the image sensor 14 at the address j.), And the phase P of the basic sine wave component sin (2πmj / N) is mathematically solved. Is detected as

【0014】またフーリエ解析手段24からのデータ
は、変位周期数検出手段25に出力される。変位周期数
検出手段25は、上述した測定セル1による1サンプリ
ング周期中での干渉縞の位相変化量が、その構造上また
は被検ガスの流量特性上、1サンプリング周期前の位相
からマイナスπ分、またはプラスπ分以上には変化しな
いという物理的制限(図4)と、フーリエ解析手段24
での単純な数学的解との矛盾とを整数Mのインクリメン
ト、またデクリメントして解消し、加減算手段26から
測定開始からの総位相変化量Pを、θ+2πM(Mは整
数)として出力する。
The data from the Fourier analysis means 24 is output to the displacement cycle number detection means 25. The displacement cycle number detecting means 25 determines that the phase change amount of the interference fringes during one sampling cycle by the measurement cell 1 is minus π from the phase one sampling cycle ago due to its structure or the flow characteristic of the test gas. , Or a physical limitation that it does not change more than plus π minutes (FIG. 4);
The inconsistency with the simple mathematical solution is solved by incrementing or decrementing the integer M by an integer M, and the total phase change P from the start of the measurement is output from the addition / subtraction means 26 as θ + 2πM (M is an integer).

【0015】次にこのように構成した装置の動作を、図
5に示したフローチャートに基づいて説明する。リファ
レンスセル5に標準ガスが、また測定セル1に被測定ガ
スが定常状態で存在している時点を初期状態として、M
=0として(ステップ イ)、図3に示したようにイメ
ージセンサ14上に結像している干渉縞の初期位相P0
をフーリエ解析手段24により算出する(ステップ
ロ)。この状態で被測定ガスの流体特性が変化すると、
上述の干渉縞が移動を始める。
Next, the operation of the above-configured apparatus will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The time when the standard gas is present in the reference cell 5 and the gas to be measured is present in the measuring cell 1 in a steady state is defined as an initial state.
= 0 (step a), and the initial phase P0 of the interference fringe formed on the image sensor 14 as shown in FIG.
Is calculated by the Fourier analysis means 24 (step
B). When the fluid characteristics of the gas under measurement change in this state,
The interference fringes described above begin to move.

【0016】フーリエ解析手段24により求められた位
相θ(−π≦θ<π)と2πM(ただし、Mは前述の工
程で0に設定されている。)との和P’を仮定値として
算出し(ステップ ハ)、この仮定値と前回の総位相変
化量(P(−1))との差分{P’−(P(−1))}
が、−πと+πとの範囲であるか否かを判断する。
The sum P 'of the phase .theta. (-.Pi..ltoreq..theta. <. Pi.) Obtained by the Fourier analysis means 24 and 2.pi.M (where M is set to 0 in the above-described step) is calculated as an assumed value. (Step c), the difference {P ′ − (P (−1))} between this assumed value and the previous total phase change amount (P (−1)).
Is in the range between -π and + π.

【0017】すなわち、{P’−(P(−1))}と−
πとを最初に比較し(ステップ ニ)、{P’−(P
(−1))}>−πである場合には、ステップ(ホ)に
移って{P’−(P(−1))}とπとを比較し(ステ
ップ ホ)、{P’−(P(−1))}≦πである場合
には、仮定値P’を今回の検出値Pとするとともに(ス
テップ ヘ)、この値Pを次のサンプリング周期での1
回前の総位相変化量P(−1)として格納し(ステップ
ト)、値P−P0を測定開始からの干渉縞の移動量と
して出力し(ステップ チ)、ステップ(ハ)に戻って
次のサンプリング周期を待つ。
That is, {P ′ − (P (−1))} and −
and π first (step d), and ΔP ′ − (P
If (−1))}> − π, the process proceeds to step (e), where {P ′ − (P (−1))} is compared with π (step E), and {P ′ − ( If P (−1))} ≦ π, the assumed value P ′ is set as the current detection value P (step f), and this value P is set to 1 in the next sampling cycle.
It is stored as the total phase change amount P (-1) before the current time (step G), and the value P−P0 is output as the amount of movement of the interference fringe from the start of the measurement (step H). Wait for the sampling period of.

【0018】一方、仮定値Pと前回の総位相変化量(P
(−1))との差分{P’−(P(−1))}と、マイ
ナスπとの比較において{P’−(P(−1))}<−
πが成立する場合には、前述した被検ガスのセル1での
置換特性と矛盾する物理的にはあり得ない解であるか
ら、P’に2πを加算した値Pを検出値とし、またMを
インクリメントして(ステップ リ)、ステップ(ハ)
に戻って次のサンプリング周期の到来を待つ。
On the other hand, the assumed value P and the previous total phase change amount (P
(P) − (P (−1))} <− in a comparison of the difference {P ′ − (P (−1))} with (−1)) and minus π.
If π holds, it is a physically impossible solution that is inconsistent with the above-described replacement characteristic of the test gas in the cell 1, and therefore, a value P obtained by adding 2π to P ′ is used as a detection value. Increment M (step re) and step (c)
And waits for the next sampling cycle to arrive.

【0019】他方、仮定値Pと前回の総位相変化量(P
(−1))との差分{P’−(P(−1))}と、マイ
ナスπとの比較において{P’−(P(−1))}>−
πが成立するものの(ステップ ニ)、{P’−(P
(−1))}≧πを満足する場合には、前述した被検ガ
スのセル1での置換特性と矛盾する物理的にはあり得な
い解であるから、P’から2πを減算した値Pを検出値
とし、またMをデクリメントして(ステップ ヌ)、ス
テップ(ハ)に戻って次のサンプリング周期の到来を待
つ。
On the other hand, the assumed value P and the previous total phase change amount (P
(P)-(P (-1))} and a difference {P '-(P (-1))}>-
Although π holds (step d), {P '-(P
(-1)) When} ≧ π is satisfied, it is a physically impossible solution that is inconsistent with the above-described replacement characteristic of the test gas in the cell 1, and thus a value obtained by subtracting 2π from P ′. P is set as a detection value, M is decremented (step nu), and the procedure returns to step (c) to wait for the next sampling period.

【0020】以上、説明したように、フーリエ解析上存
在し得る値がたとえ算出された場合でも、被検ガスのセ
ル1での置換特性と明らかに矛盾する物理条件を示す解
に対しては、仮定値Pと前回の総位相変化量(P(−
1))との差分{P’−(P(−1))}に対応して、
2πを加減算するため、測定開始時点からの総位相変化
量を算出することできる。
As described above, even if a value that can exist in Fourier analysis is calculated, a solution showing physical conditions that clearly contradicts the replacement characteristic of the test gas in the cell 1 is: The assumed value P and the previous total phase change amount (P (−
1)) and the difference {P ′ − (P (−1))},
Since 2π is added or subtracted, the total phase change amount from the measurement start point can be calculated.

【0021】本発明の干渉縞測定技術は、ガス燃料の熱
量、圧力、密度、濃度等、従来から干渉縞の変位量、ま
たは位相変化量により検出する測定装置に適用できるこ
とは明らかである。
It is apparent that the interference fringe measuring technique of the present invention can be applied to a measuring apparatus for detecting a calorific value, a pressure, a density, a concentration, etc. of a gaseous fuel by a displacement amount or a phase change amount of the interference fringe.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、1サンプリング周期の期間中に、干渉縞の位相変化
が±πを越えないように構成された測定セル、及びこれ
に併設されたリファレンスセルと、各セルを通過した光
ビームにより生じる干渉縞の像を受けるイメージセンサ
と、イメージセンサからの干渉縞信号に含まれる基本波
成分の位相θを算出するフーリエ解析手段と、フーリエ
解析手段で算出された前記位相θが、1サンプリング周
期中に測定セルの流体特性による位相変化が±πを超え
ない物理的制約を満足するか否かを判断し、満足する場
合には位相θを位相変化量として、また満足しない場合
には2πを加減算した値を位相変化量として出力する手
段とを備えたので、測定セルの流体特性を積極的に利用
してフーリエ解析手段からの位相の矛盾を排除できて、
イメージセンサのサイズに関わり無く大きなダイナミッ
クレンジを確保することができる。
As described above, according to the present invention, the measuring cell configured so that the phase change of the interference fringe does not exceed ± π during one sampling period, and the reference cell attached thereto. A cell, an image sensor receiving an image of an interference fringe generated by a light beam passing through each cell, a Fourier analysis means for calculating a phase θ of a fundamental wave component included in an interference fringe signal from the image sensor, and a Fourier analysis means It is determined whether or not the calculated phase θ satisfies a physical constraint that a phase change due to fluid characteristics of the measurement cell does not exceed ± π during one sampling period. Means for outputting a value obtained by adding or subtracting 2π as a phase change amount when the value is not satisfied. Phase inconsistency can be eliminated,
A large dynamic range can be ensured regardless of the size of the image sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】同上装置における測定回路の一実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of a measuring circuit in the device.

【図3】ラインイメージセンサに干渉縞を結像させた場
合の、各光電変換素子からの出力と、これに基づいて形
成された正弦信号を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an output from each photoelectric conversion element and a sine signal formed based on the output when an interference fringe is imaged on a line image sensor.

【図4】測定セル及びこれに流入する流体特性の変化条
件を、位相により示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing, by a phase, a measurement cell and conditions for changing characteristics of a fluid flowing into the measurement cell.

【図5】同上装置の動作を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an operation of the above device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 測定セル 2、3 リファレンスセル 5 平行平面鏡 6 メインプリズム 10 光源装置 14 ラインイメージセンサ 20 測定回路 S1、S2、S3‥‥Sn 光電変換素子 Reference Signs List 1 measurement cell 2, 3 reference cell 5 parallel plane mirror 6 main prism 10 light source device 14 line image sensor 20 measurement circuit S1, S2, S3 ‥‥ Sn photoelectric conversion element

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1サンプリング周期の期間中に、干渉縞
の位相変化が±πを越えないように構成された測定セ
ル、及びこれに併設されたリファレンスセルと、前記各
セルを通過した光ビームにより生じる干渉縞の像を受け
るイメージセンサと、前記イメージセンサからの干渉縞
信号に含まれる基本波成分の位相θを算出するフーリエ
解析手段と、前記フーリエ解析手段で算出された前記位
相θが、1サンプリング周期中に前記測定セルの流体特
性による位相変化が±πを超えない物理的制約を満足す
るか否かを判断し、満足する場合には前記位相θを位相
変化量として、また満足しない場合には2πを加減算し
た値を位相変化量として出力する手段とを備えた光干渉
式流体特性測定装置。
1. A measuring cell configured so that a phase change of an interference fringe does not exceed ± π during one sampling period, a reference cell attached to the measuring cell, and a light beam passing through each of the cells. An image sensor that receives an image of an interference fringe generated by, a Fourier analysis unit that calculates a phase θ of a fundamental wave component included in the interference fringe signal from the image sensor, and the phase θ calculated by the Fourier analysis unit, It is determined whether or not a phase change due to the fluid characteristics of the measurement cell satisfies a physical constraint that does not exceed ± π during one sampling period. If so, the phase θ is regarded as a phase change amount and not satisfied. A means for outputting a value obtained by adding or subtracting 2π as a phase change amount in such a case.
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