JP2010117333A - 光ファイバセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】干渉光出力に加えて、参照光、および被参照光を時分割に多重、同一の光ファイバを伝送して、電気信号に変換後、参照光の電気信号、被参照光の電気信号および干渉光の電気信号を入力として演算処理し、参照光と被参照光との位相差の関数を得て、干渉光の電気信号に代えてセンサ出力する。
【選択図】図1
Description
センサの高感度化を図るには、検出誤差となる前記干渉以外の光強度の変動要因を除去する必要がある。
従来は、このうち干渉光の電気信号レベル:kの値を干渉出力としていたが、本発明では、加えて参照光の電気信号レベル:j被参照光の電気信号レベル:lを検出部で得ている。
参照光と被参照光との位相差:θと置くと
j+lcosθ=k
の関係式が成り立つ。
前記の式から、位相差の関数cosθを求めると cosθ=(k−j)/l
j、l、kはそれぞれ損失変動を含むが、同じ光ファイバをほとんど同時に通過しており、同じ比率で変動を受けていることに等しいため、(k−j)/lの分母、分子に、変動分は同率に掛かることになり、この除算の値から損失変動の影響は除外される。
よってcosθには、損失変動による誤差分は含まれない値として求めることができる。
本発明では、センサ出力として、cosθまたはθを出力することにより、損失変動分による誤差を含まない出力を得ることができる。
計測用の光パルスaは分波器A1でb,cの2つに分波されて、bは参照光、cは被参照光となりcは遅延ファイバD1を経てセンサとなる外圧C1が加えられてdとして、bとともに合波器B1に入り、合波出力e1として検出部に送られる。
計測用の光パルスaは分波器A2でb,cの2つに分波されて、bは参照光、cは被参照光となり、cは遅延ファイバD2を経てセンサとなる外圧C2が加えられた後、反射鏡E2で戻され、dとして同様に反射鏡E1で戻されたbとともに合波器A2に入り、合波出力e1として検出部に送られる。
aはセンサ部に入力する計測用光パルス
bは2分岐された一方の光パルスで、参照光となる
cは2分岐された他方の光パルスで、被参照光となる
dは遅延ファイバによりcが遅らされて、外圧を受けた後の被参照光
e1はb、dを入力とした合波出力
e1出力の前方xはbの重ならない部分:参照光部
e1出力の中間yはbとdが重なる部分で干渉した部分:干渉光部
e1出力の後方zはdの重ならない部分:被参照光部
光センサ部から送られた信号e1は検出部に信号e2として届く。e2は光ー電気変換器Fで電気信号fに変換され、サンプル・ホールド回路G,H,Iに送られる。
サンプル・ホールド回路Gのサンプルタイミングg、Hのサンプルタイミングh,Iのサンプルタイミングiにてホールドされた電気信号j、k、lは演算回路Jに入る。
演算回路Jでは、j、k、lはデジタル信号化されて、参照光と被参照光との位相差が演算処理されて、位相差の関数mとして出力する。
e2、fは受信信号の光信号と光ー電気変換された電気信号パルス
gは参照光部xをサンプルするタイミングパルス位置
hは干渉光部yをサンプルするタイミングパルス位置
iは被参照光部zをサンプルするタイミングパルス位置
D1、D2:遅延用光ファイバ
C2、C2:外圧部分
E1、E2:反射鏡
F:光ー電気変換器
G,H,I:サンプル・ホールド回路
J:演算回路
Claims (2)
- 計測用光パルスを、分波器により、二つに分波し、その一方を参照光パルスとし、他方を外圧により、位相変化を受ける被参照光パルスとし、被参照光パルスを、参照光パルスの後部と被参照光パルスの前部が重なる時間位置まで遅らせた後、参照光パルスと被参照光パルスを合波器で合波し、その合波パルスの前方の参照光のみの部分を参照光部、中間の参照光と被参照光が重なった部分を干渉光部、後方の被参照光のみの部分を被参照光部とする時分割多重光パルスを出力とする光センサ部を備える光ファイバセンサ
- 「請求項1」の光パルス出力を、光ー電気変換し、電気信号パルスとし、参照光部の電気信号、干渉光部の電気信号、被参照光部の電気信号のそれぞれをサンプル・ホールドして、そのデジタル信号を演算処理し、参照光と被参照光との位相差の関数を求め、干渉信号出力とする検出部を備える光ファイバセンサ
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