JP2010078489A - 光ファイバセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】被測定物へのセンサ設置及びセンサ組立時の調整が容易でかつ微小な物理量を高感度かつ正確に検出できる光ファイバセンサを提供する。
【解決手段】加速度センサ１は、加速度による慣性力を受け弾性変形する感知部１０と、この感知部１０の弾性変形に追従する光ファイバ１４とを備えている。ＦＢＧ１５は、板ばね１３の復元力により一定の張力を受けながら均一に歪む。このため、検出方向の張力が弱い場合にノイズとなる方向の加速度を検出することがない。また、ＦＢＧ１５は板ばね１３に平行かつ離れて固定されるので、板ばね１３の撓み形状に影響されることがないため、加速度センサ１を高感度なものにすることができる。さらに、加速度センサ１は、感知部１０の取り付け角度及び材質、形状及び寸法などを変更可能なため、物理量の種類や大きさにより感度や分解能を自在に選択できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、加速度、変位、傾斜などの物理量検出を行う光ファイバセンサに関する。

従来の物理量検出センサは、電気抵抗、インダクタンス、キャパシタンスの変化に基づく電気信号変化として取り出す方式のものが一般に用いられている。
このような電気式の物理量センサは、電磁干渉による影響を受けやすく、また、長距離信号伝送には不向きである。さらに、物理量測定対象物の敷設状況、例えば可燃性雰囲気などの場合は専用の防爆対策を施した構成にする必要があった。

近年、このような問題に対処できるセンサとして、光ファイバ方式の物理量検出センサが数多く提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特許文献１の光ファイバセンサの従来例では、ファイバブラッググレーティングが書き込まれている光ファイバを樹脂で被覆し、光ファイバを保護している。そして、光ファイバはファイバブラッググレーティングの両側において、樹脂を介して弾性接着剤でファイバ固定器具に接着され、固定器具は被測定物に直接固定されている。

特許文献２の光ファイバ振動センサは、光ファイバケーブルに検出部となるブラッグ格子光ファイバを形成し、光ファイバケーブルの一方から入射した広帯域の検出光に対してブラッグ格子光ファイバによって反射された光を検知し、この反射光の波長シフトによって振動を測定するものである。
そして、ブラッグ格子光ファイバを挟んだ両側に、光ファイバケーブルに対して張力を付加するための固定部が設けられ、この固定部間の光ファイバケーブル自体に錘が固定されている。

特許文献３の光式加速度計は、測定対象物自体或いはその測定対象物に取り付けられ剛体で形成された固定部と、固定部の下面から固定端を支持されて鉛直方向に吊り下げられ他端が自由端とされた弾性体からなる検知体と、検知体の自由端に固定された錘と、検知体に設けられたファイバブラッググレーティングと、光源を内蔵し反射波長を計測する波長計測器とを備えて構成される。

その中でも、回折格子、つまり、ファイバブラッググレーティングが形成された光ファイバを用いたものは、精度が高く、また、一本の光ファイバケーブルに複数のセンサを多重化して設置できる等の優れた特性を有する。このため、簡単なシステム構成で広範囲に付設されたモニタリング対象物に対して、複数の測定位置で同時に各種測定ができるものとして注目されている。

特開２００１−２２１６１５号公報 特開２００４−１２２８０号公報 特開２００５−３０７９６号公報

特許文献１では、物理量に対して、感度や分解能の選択が可能な反面、片側の固定器具を被測定物に直接固定する方法の場合、センサ設置時に光ファイバの弾性変形範囲内での設置作業に困難を伴うため、破断確率が高くなる欠点がある。
また、構造上、物理量変化の変位方向が所望の変位方向以外（例えば、所望：水平方向、非所望：垂直方向及び奥行き方向）も含む可能性があるため、ノイズ成分も含めて物理量を検出するという欠点がある。

特許文献２では、検出方向の加速度を垂直方向とした場合、検出方向以外の加速度に対して感度を低くするために光ファイバに与える張力は水平方向と垂直方向の２方向に対して張力を加える必要がある。
このため、製作時に２方向の張力調整が必要となる欠点がある。また、検出方向の張力が弱い場合、ノイズ成分である水平方向と奥行き方向の加速度を検出するという欠点がある。

特許文献３では、加速度の検知体が加速度に応じて屈曲する際の歪みをファイバブラッググレーティングにて検出するため、弾性体からなる検知体の弾性変形範囲の制約（例えばステンレスの場合０．３％〜０．５％）を受け、光ファイバが持つ４％程度の高弾性領域を利用できない。
また、微小加速度検出のために高感度化を図るには、弾性体の強度を著しく低下させるか、または錘の重量を増加させる必要が生じるといった欠点があり、さらに、加速度による検知体の歪みに不均一な歪み分布が生じやすくなり、測定精度を低下させるといった欠点がある。

本発明の目的は、被測定物へのセンサ設置及びセンサ組立時の調整が容易でかつ微小な物理量を高感度かつ正確に検出できる光ファイバセンサを提供することである。

本発明の光ファイバセンサは、錘部の変位を回折格子が形成された光ファイバの伸縮によって検出する光ファイバセンサであって、前記錘部が被検出部に固定される固定部に略板状の弾性部材を介して連結され、前記光ファイバは、その中間部分が前記弾性部材に離れて配置され、かつ、その両端がそれぞれ前記固定部と前記錘部とに固定されることを特徴とする光ファイバセンサである。

この構成の発明では、光ファイバセンサは、固定部、錘部、弾性部材及び光ファイバから一体となって構成されているため、被設置部への設置が容易に行える。例えば、橋梁などへ光ファイバセンサを設置する場合、一体に構成された光ファイバセンサを検出器筐体に収容し、この筐体を介して間接的に光ファイバセンサを被測定物に設置することができるので、設置作業を容易にすることができる。

また、光ファイバセンサの張力の大きさは、錘部の質量、弾性部材の弾性力及び光ファイバを固定部と錘部とに固定する前の錘部の変位量（弾性部材の弾性変位量）にて自在に選択調整可能となり、光ファイバセンサの利用用途を拡大することができ、かつ、組立調整を容易にすることができる。

さらに、光ファイバセンサを組立てる際、例えば、水平に配置した固定部に対し、弾性部材を介した錘部を垂直方向へ予め変位を加えた状態で回折格子の両端を固定することにより、回折格子に常に一定の張力を加えておくことが可能となるので、検出方向の張力が弱い場合のようなノイズとなる水平方向と奥行き方向の加速度を検出してしまうというおそれをなくすことができる。

回折格子は弾性部材に離れて固定されるので、回折格子が弾性部材に接触することがなく、弾性部材の撓み形状に影響されることがないため、光ファイバセンサを高感度なものにすることができる。
また、回折格子を金属などへ貼り付ける場合に比べて弾性変形範囲が広いので、測定可能範囲を広くできるため、光ファイバセンサを高分解能なものにすることができる。

錘部の主たる支持部材である板状の弾性部材の幅／厚みの比率を大きくすることで、一方向へのみ曲がりやすくすることができるので、光ファイバセンサはノイズ成分である水平方向及び奥行き方向の物理量変化に対して影響を受けない。

固定部の取り付け角度、並びに、錘部及び弾性部材の材質、形状及び寸法などを自在に変更可能なため、検出対象となる物理量の種類や大きさにあわせて光ファイバセンサの感度や分解能を自在に選択することができる。

本発明の光ファイバセンサは、前記固定部及び前記錘部と前記光ファイバの両端とを連結固定する連結部を備える構成が好ましい。
この構成の発明では、回折格子を固定部及び錘部に直接固定する必要がなく、連結部を介して間接的に固定することができるので、光ファイバセンサの組立調整をより容易に行うことができる。

本発明の光ファイバセンサは、前記固定部及び前記錘部と前記光ファイバの両端とをハーメチックシール連結部を介して前記固定部と前記錘部とに固定される構成が好ましい。
この構成の発明では、光ファイバと固定部及び錘部との固定をハーメチックシール状に密着し固定するので、より強固に固定することができる。

本発明の光ファイバセンサは、前記錘部の変位領域を規制する規制手段を備える構成が好ましい。
この構成の発明では、光ファイバセンサは規制手段を有しているので、錘部の変位を所定の領域内に限定できる。このため、錘部が過剰な加速度、変位及び傾斜を受けることによって、回折格子が破断するのを防止することができる。

本発明の光ファイバセンサは、前記固定部と前記錘部との少なくとも一方が分割される構成が好ましい。
この構成の発明では、固定部と錘部とを任意に分割した形状となるので、光ファイバセンサの製作方法に自由度を与えることができる。

本発明の光ファイバセンサは、前記光ファイバの両端はそれぞれ前記固定部と前記錘部とに固定される構成が好ましい。
この構成の発明では、汎用用途によって回折格子を固定部及び錘部に固定することができるので、特別な固定方法を用いる必要がないため、光ファイバセンサを容易に組み立てることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態において同一の構成要素となるものについては同一の符号を用いる。
第１実施形態を図１から図３に基づいて説明する。第１実施形態に光ファイバセンサとして加速度センサを適用して例示する。図１は、本発明の第１実施形態の加速度センサの斜視図である。図２（Ａ）〜（Ｂ）は、本発明の第１実施形態の加速度センサの製造方法を説明するための概略図である。

図１に示すように、加速度センサ１は、加速度による慣性力を受け弾性変形する感知部１０と、この感知部１０の弾性変形に追従する線上部材である光ファイバ１４とを備え、これらが検出器筐体２内に収容されている。そして、この検出器筐体２は、被検出部３に設置されている。具体的には、この被検出部３は橋梁、橋脚などである。

感知部１０は、ステンレス等の金属材料を用いて切削加工により製作されており、検出器筐体２に収容されている。この感知部１０は、直方体状の固定部１１と、この固定部１１の加速度変化により慣性力を受ける直方体状の錘部１２と、これら固定部１１と錘部１２との中央部分を連結する板状部材である弾性部材としての板ばね１３とを有する。

そして、感知部１０は、固定部１１と錘部１２とが同一形状であり、これらの奥行き方向寸法と同じ奥行き寸法の板ばね１３が固定部１１及び錘部１２の垂直面の略中央同士を連結するように水平に配置している。
このとき、固定部１１と錘部１２とは、例えば、垂直方向１２ｍｍ、水平方向２５ｍｍ、奥行き方向２０ｍｍの寸法に形成され、板ばね１３は厚さ０．３ｍｍ、水平方向１０ｍｍ、奥行き方向２０ｍｍの寸法に形成される。さらに、光ファイバ１４は固定部１１と錘部１２とに固定され、板ばね１３と平行かつ離れて配置されている。

光ファイバ１４は、板ばね１３と対向する箇所に回折格子としてのファイバブラッググレーティング（Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ：以下ＦＢＧと省略）１５を有しており、光ファイバ１４の両端がそれぞれ固定部１１と錘部１２とに設けられたファイバ固定部としての光ファイバ固定部１６により固定されている。

この光ファイバ固定部１６は、有機系接着剤、例えばエポキシ系接着剤などを用いて、光ファイバ１４を固定している。これにより、加速度センサ１は、固定部１１と錘部１２と板ばね１３と光ファイバ１４とが一体に形成されている。
なお、光ファイバ１４と光ファイバ固定部１６との固定においては、接着剤、またはクランプ、またはハンダ付け、または低融点ガラスなどを用いることができる。

次に、加速度センサ１の製造方法について説明する。
図２（Ａ）に示すように、まず、固定部１１と錘部１２と板ばね１３とをステンレス等の金属材料をワイヤ放電加工等の切削加工により一体に形成して感知部１０を作成する。
次に、この感知部１０に曲げ応力を加えて錘部１２を第一変位５１だけ変位させる。そして、この変位した感知部１０の固定部１１と錘部１２との上面に光ファイバ１４が上方から当接されることで、ＦＢＧ１５は歪んだ板ばね１３と略同じ形状に歪む。

その後、図２（Ｂ）に示すように、ＦＢＧ１５に両端がそれぞれ固定部１１と錘部１２とに設けられた光ファイバ固定部１６により固定される。その後、感知部１０に加えられていた曲げ応力が除かれることで、感知部１０が第一変位５１より小さい変位である第二変位５２だけ変位される。
この感知部１０の板ばね１３の復元力によりＦＢＧ１５が一定の張力を受けながら均一に歪む加速度センサ１が得られる。また、第二変位５２は加速度センサ１が１Ｇの加速度を受けた場合の変位と略同じである。

そして、加速度センサ１は固定部１１と錘部１２とが水平方向に並ぶ状態で図示しない検出器筐体内に収められる。この際、固定部１１が図示しない検出器筐体内に固定される固定端となり、錘部１２が自由端となる。
このため、錘部１２には下方向に１Ｇの重力加速度が常に加わるので、感知部１０が水平（つまり、板ばね１３及びＦＢＧ１５が撓みのない状態）となり、図１に示す加速度センサ１が得られる。これにより、ＦＢＧ１５は常に張力を受けるので、感知部１０が加速度を受けて板ばね１３が歪む際、ＦＢＧ１５は均一に歪むようになる。

従って、第１実施形態では次の作用効果を奏することができる。
（１）第１実施形態の加速度センサ１では、固定部１１、錘部１２、板ばね１３及び光ファイバ１４が図示しない検出器の筐体内に収容されているため、例えば、橋梁などへ加速度センサ１を設置する場合、固定部１１を被測定物へ設置するのに、検出器筐体を介して間接的に固定部１１を被測定物に設置することができるので、加速度センサ１の設置作業を容易にすることができる。

（２）また、加速度センサ１の張力の大きさは、錘部１２の質量、板ばね１３の持つばね定数及び光ファイバ１４を固定部１１と錘部１２とに固定する前の錘部１２の変位量（板ばね１３の弾性変位量）にて自在に選択調整可能となり、加速度センサ１の利用用途を拡大することができ、かつ、組立調整を容易にすることができる。

（３）さらに、加速度センサ１を組立てる際、例えば、水平に配置した固定部１１に対し、板ばね１３を介した錘部１２を垂直方向へ予め変位を加えた状態でＦＢＧ１５の両端を固定することにより、ＦＢＧ１５に常に一定の張力を加えておくことができるので、検出方向の張力が弱い場合にノイズとなる水平方向と奥行き方向の加速度を検出してしまうというおそれをなくすことができる。

（４）ＦＢＧ１５は板ばね１３に平行かつ離れて固定されるので、ＦＢＧ１５が板ばね１３に接触することがなく、板ばね１３の撓み形状に影響されることがないため、加速度センサ１を高感度なものにすることができる。

（５）また、ＦＢＧ１５を金属などへ貼り付ける場合に比べてＦＢＧ１５の弾性変形範囲が広いので、測定可能範囲を広くできるため、加速度センサ１を高分解能なものにすることができる。

（６）錘部１２の主たる支持部材である板ばね１３の幅／厚みの比率を大きくすることで、一方向へのみ曲がりやすくすることができるので、加速度センサ１はノイズ成分である水平方向及び奥行き方向への加速度に対して影響を受けない。

（７）さらに、加速度センサ１は、固定部１１の取り付け角度、並びに、錘部１２及び板ばね１３の材質、形状及び寸法などを自在に変更可能なため、検出対象となる物理量の種類や大きさにあわせて加速度センサ１の感度や分解能を自在に選択することができる。

（８）また、第１実施形態における加速度センサ１の場合、ＦＢＧ１５の歪みによる波長シフト量は、加速度１Ｇあたり約１，０００ｐｍ（ピコメートル）を得ることができる。このため、１ｐｍの波長分解能を持つ測定器に加速度センサ１を取り付けることにより１／１０００Ｇという微小な加速度分解能を持つ加速度センサ１とすることができる。

（９）光ファイバ１４と光ファイバ固定部１６との固定においては、接着剤、またはクランプ、またはハンダ付け、または低融点ガラスなどを用いることができる。このため、第１実施形態の加速度センサ１は、汎用用途によってＦＢＧ１５を固定部１１及び錘部１２に固定することができるので、特別な固定方法を用いる必要がないため、加速度センサ１を容易に組み立てることができる。

以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図３は、本発明の第２実施形態の加速度センサの分解斜視図である。なお、図３では、検出器筐体２及び被検出部３（図１参照）を省略している。
図３に示すように、本発明の第２実施形態の加速度センサ１は、上記第１実施形態と同様の感知部１０と、ＦＢＧ１５を有する光ファイバ１４と、感知部１０と光ファイバ１４とを連結固定する連結部２１とを備えている。この連結部２１は、ステンレス部材であって、水平方向２５ｍｍ、奥行き方向２０ｍｍ、厚さ方向０．５ｍｍの寸法に形成されている。

そして、光ファイバ１４は、平面部材である連結部２１に上方から当接され、光ファイバ固定部１６によりＦＢＧ１５の両端が連結部２１に固定されている。また、連結部２１は、固定部１１及び錘部１２の上面である固定部上面１１Ａ及び錘部上面１２Ａと略同じ平面形状を有している。

なお、光ファイバ１４と光ファイバ固定部１６との固定においては、接着剤、またはクランプ、またはハンダ付け、または低融点ガラスなどを用いることができる。
また、固定部上面１１Ａ及び錘部上面１２Ａと、連結部２１との固定は、接着、または溶接、またはねじ止めによって行うことができる。

第２実施形態の加速度センサ１の製造方法は、まず、感知部１０が第１実施形態の感知部１０と同様に製造され、次に、ＦＢＧ１５の両端と連結部２１とが第１実施形態と同様に光ファイバ固定部１６により固定される。
さらに、第１実施形態と同様に感知部１０に曲げ応力を加えて変位させた状態で、固定部上面１１Ａ及び錘部上面１２Ａと、光ファイバ１４が固定された連結部２１とが固定されることで、ＦＢＧ１５が常に張力を受け均一に歪むような第２実施形態の加速度センサ１が得られる。

従って、第２実施形態では（１）から（９）の作用効果を奏することができ、さらに次の作用効果を奏することができる。
（１０）第２実施形態の加速度センサ１は、ＦＢＧ１５を固定部１１及び錘部１２に直接固定する必要がなく、連結部２１を介して間接的に固定することができるので、加速度センサ１の組立調整をより容易に行うことができる。

（１１）固定部上面１１Ａ及び錘部上面１２Ａと、連結部２１との固定は、接着、または溶接、またはねじ止めによって行うことができる。このため、第２実施形態の加速度センサ１は、汎用用途によって連結部２１を固定部１１及び錘部１２に固定することができるので、特別な固定方法を用いる必要がないため、加速度センサ１を容易に組み立てることができる。

以下、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
図４は、本発明の第３実施形態の加速度センサの分解斜視図である。なお、図４では、検出器筐体２及び被検出部３（図１参照）を省略している。
図４に示すように、第３実施形態の加速度センサ１は、上記第２実施形態と同様の感知部１０と、ＦＢＧ１５を有する光ファイバ１４と、感知部１０と光ファイバ１４とを連結固定するハーメチック用連結部３１と、光ファイバ１４とハーメチック用連結部３１とを一体に固定するファイバ固定部としてのハーメチックシール部３２とを備えている。

このハーメチック用連結部３１は、ステンレス部材であって、水平方向２５ｍｍ、奥行き方向２０ｍｍ、厚さ方向０．５ｍｍの寸法に形成されており、ファイバ固定部としてのハーメチックシール部３２は、φ１．５ｍｍの挿通穴３３を有する矩形部であって、長さ１０ｍｍ、水平方向３．５ｍｍ、高さ２．５ｍｍの寸法に形成されている。

そして、光ファイバ１４は、ハーメチックシール部３２の挿通穴３３に挿通され、低融点ガラスによりＦＢＧ１５の両端がハーメチックシール部３２に固定されている。また、ハーメチック用連結部３１は、固定部上面１１Ａ及び錘部上面１２Ａと略同じ平面形状を有している。

なお、光ファイバ１４とハーメチックシール部３２との固定においては、低融点ガラス以外に接着剤、またはクランプ、またはハンダ付けなどを用いることができる。
また、固定部上面１１Ａ及び錘部上面１２Ａと、ハーメチック用連結部３１との固定においては、接着、または溶接、またはねじ止めなどを用いることができる。

第３実施形態の加速度センサ１の製造方法は、まず、感知部１０が第２実施形態の感知部１０と同様に製造され、次に、光ファイバ１４が挿通穴３３に挿通され、ＦＢＧ１５の両端とハーメチックシール部３２とが低融点ガラスにより固定される。
さらに、第２実施形態と同様に感知部１０に曲げ応力を加えて変位させた状態で、固定部上面１１Ａ及び錘部上面１２Ａと、光ファイバ１４が固定されたハーメチック用連結部３１とが溶接固定されることで、ＦＢＧ１５が常に張力を受け均一に歪むような第３実施形態の加速度センサ１が得られる。

従って、第３実施形態では（１）から（１１）の作用効果を奏することができ、さらに次に示す作用効果を奏することができる。
（１２）光ファイバ１４は、光ファイバ１４と固定部１１及び錘部１２との固定をハーメチックシール部３２においてハーメチックシール状に締め付け、かつ密着し固定するので、より強固に固定することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図５は、本発明の第４実施形態の加速度センサの斜視図である。なお、図５では、検出器筐体２及び被検出部３（図１参照）を省略している。
図５に示すように、第４実施形態の加速度センサ１は、第１実施形態の加速度センサ１に、錘部１２の変位領域を規制する規制手段としての変位規制部材１２Ｂが加えられた構成となっている。
この変位規制部材１２Ｂは、２つの水平面と１つの垂直面とを有するコ字状部材であって、板ばね１３と反対側の錘部１２側面と錘部１２上下側面を離隔包囲している。
また、第４実施形態の加速度センサ１の製造方法は、第１実施形態の加速度センサ１の製造方法と同じであるため省略する。

従って、第４実施形態では（１）から（９）の作用効果を奏することができ、さらに次のような作用効果を奏することができる。
（１３）加速度センサ１は、コ字状部材であって、板ばね１３と反対側の錘部１２側面と錘部１２上下側面を離隔包囲するコ字状部材である変位規制部材１２Ｂを有するので、変位規制部材１２Ｂは、錘部１２の変位を所定の領域内に限定できる。このため、錘部１２が過剰な加速度を受けることによって、ＦＢＧ１５が破断するのを防止することができる。

なお、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれるものである。

上記の実施形態では、感知部１０を固定部１１と、錘部１２と、板ばね１３とが無垢のステンレス部材から切削加工により形成されたが、これに限らない。
例えば、図６（Ａ）に示したように、固定部１１及び錘部１２が上下に２分割され、板ばね１３が固定部１１の外側面から錘部１２の外側面に亘る幅寸法に形成されており、この板ばね１３が、分割された固定部１１及び錘部１２によって上下方向から挟み込まれねじ止め固定されることで感知部１０を形成してもよい。

また、図６（Ｂ）に示すように、固定部１１と錘部１２の外側面に渡る幅寸法の板ばね１３とが無垢のステンレス部材から切削加工により形成され、錘部１２が上下２分割された構成としてもよい。
さらに、図６（Ｃ）に示すように、錘部１２と固定部１１の外側に渡る幅寸法の板ばね１３とが無垢のステンレス部材から切削加工により形成され、固定部１１が上下２分割された構成としてもよい。

従って、上記変形例では、固定部１１と錘部１２とを任意に分割することができるので、光ファイバセンサの製作方法に自由度を与えることができる。
また、固定部１１や錘部１２の固定には、ねじ止め固定といった汎用用途を用いることができるので、特別な固定方法を用いる必要がないため、加速度センサ１を容易に組み立てることができる。

上記の実施形態では、加速度方向を上下方向としたが、これに限らず、水平方向や奥行き方向としてもよい。この場合、加速度センサ１の取り付け角度を適宜変更することで容易に検出することができる。
例えば、図７に示すように、固定部１１の取り付け傾斜角を略垂直とし、かつ、錘部１２の重量を上記の実施形態の場合に比べ数倍以上にすることで、傾斜角度変化７１を感知できる傾斜角センサとしても用いることができる。

上記の実施形態では、感知する物理量を加速度としたが、これに限らない。例えば、変位、荷重、圧力等により錘部１２を変位させることで加速度以外の物理量も測定可能となる。

上記の実施形態では、感知部１０に用いるステンレス部材を切削加工したが、これに限らず鋳造、鍛造、粉末成型等などの切削加工以外であってもよい。また、ステンレス等の金属材料以外にもプラスチック等であってもよい。

上記の実施形態で示した感知部１０の形状や大きさに限らず、本発明の目的を達成できるものであれば、形状や寸法を適宜、自由に変更してもよい。

上記の実施形態では、感知部１０に変位を加えて光ファイバ１４を取り付けることでＦＢＧ１５に張力を与えたが、これに限らず、組立時に感知部１０を変位させずに光ファイバ１４を取り付けたものに、固定部１１を傾斜させて取り付けることで、ＦＢＧ１５にあらかじめ張力を加えた場合と同様の効果が得られるようにしてもよい。

上記の実施形態では、光ファイバ固定部１６及びハーメチックシール部３２において有機系接着剤を用いたがこれに限らず、無機系接着剤や低融点ガラスによる接着固定を用いてもよい。また、光ファイバ固定部１６及びハーメチックシール部３２に固定されるＦＢＧ１５の両端が金属コート層からなる光ファイバ１４を用いることで、ハンダ付け、ロウ付けによる固定も可能となる。

上記の実施形態では、連結部２１及びハーメチック用連結部３１と固定部上面１１Ａ及び錘部上面１２Ａとを溶接固定したが、これに限らず、ねじ止めや接着剤、およびそれら２つ以上の固定方法を組合せたものであってもよい。

上記の実施形態では、上下分割された固定部１１及び錘部１２をねじ止め固定としたが、これに限らず、溶接固定や接着固定または、２つ以上の固定方法の組合せによる固定であってもよい。

本発明は、加速度センサ、その他の物理量を検出する測定機器に利用できる。

本発明の第１実施形態の加速度センサの斜視図。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態の加速度センサの製造法を説明するための概略図。 本発明の第２実施形態の加速度センサの分解斜視図。 本発明の第３実施形態の加速度センサの分解斜視図。 本発明の第４実施形態の加速度センサの斜視図。 本発明の変形例を示す概略図。 本発明の変形例を示す概略図。

符号の説明

１…加速度センサ（光ファイバセンサ）
１０…感知部
１１…固定部
１２…錘部
１３…板ばね
１４…光ファイバ
１５…ファイバグレーティング（ＦＢＧ）
１６…光ファイバ固定部（ファイバ固定部）
２１…連結部
３１…ハーメチック用連結部
３２…ハーメチックシール部（ファイバ固定部）
３３…挿通穴

Claims (6)

1. 錘部の変位を回折格子が形成された光ファイバの伸縮によって検出する光ファイバセンサであって、
   前記錘部が被検出部に固定される固定部に略板状の弾性部材を介して連結され、前記光ファイバは、その中間部分が前記弾性部材に離れて配置され、かつ、その両端がそれぞれ前記固定部と前記錘部とに固定されることを特徴とする光ファイバセンサ。
2. 請求項１に記載の光ファイバセンサにおいて、
   前記固定部及び前記錘部と前記光ファイバの両端とを連結固定する連結部を備えることを特徴とする光ファイバセンサ。
3. 請求項１に記載の光ファイバセンサにおいて、
   前記固定部及び前記錘部と前記光ファイバの両端とをハーメチックシール連結部を介して前記固定部と前記錘部とに固定されることを特徴とする光ファイバセンサ。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の光ファイバセンサにおいて、
   前記錘部の変位領域を規制する規制手段を備えることを特徴とする光ファイバセンサ。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光ファイバセンサにおいて、
   前記固定部と前記錘部との少なくとも一方が分割されることを特徴とする光ファイバセンサ。
6. 請求項１または請求項２に記載の光ファイバセンサにおいて、
   前記光ファイバの両端はそれぞれ前記固定部と前記錘部とに固定されることを特徴とする光ファイバセンサ。

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