JP3110139B2 - 光ファイバ温度センサ - Google Patents
光ファイバ温度センサInfo
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- JP3110139B2 JP3110139B2 JP04085594A JP8559492A JP3110139B2 JP 3110139 B2 JP3110139 B2 JP 3110139B2 JP 04085594 A JP04085594 A JP 04085594A JP 8559492 A JP8559492 A JP 8559492A JP 3110139 B2 JP3110139 B2 JP 3110139B2
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを用いて被
測定箇所の温度を測定する光ファイバ温度センサに関す
る。
測定箇所の温度を測定する光ファイバ温度センサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】被測定箇所の温度を測定する装置として
は、図４に示す光ファイバ温度センサがある。この光フ
ァイバ温度センサは、装置本体内に光源３０を有し、こ
の光源３０の光をレンズ３１、光ファイバ３２を介して
測定箇所まで導く。測定箇所には、温度により透過率が
変化する半導体等の物質により構成される感温部３３が
設けられる。
は、図４に示す光ファイバ温度センサがある。この光フ
ァイバ温度センサは、装置本体内に光源３０を有し、こ
の光源３０の光をレンズ３１、光ファイバ３２を介して
測定箇所まで導く。測定箇所には、温度により透過率が
変化する半導体等の物質により構成される感温部３３が
設けられる。
【０００３】この感温部３３の反射光または、図示の如
く透過光は、再び光ファイバ３４を介して装置本体に導
かれ、レンズ３５、および透過波長の異なるフィルタ３
６ａ，３６ｂを有する回転盤３７で２色に分けられ、検
出器３８で検出され、演算部３９で各波長の放射エネル
ギー比に基づき温度が演算出力される構成である。尚、
２色を用いた温度測定法は、温度により透過率が変化し
ない波長、および温度により透過率が変化する波長の２
波長を用い、この２波長の透過率比に基づき温度を演算
出力するものである。
く透過光は、再び光ファイバ３４を介して装置本体に導
かれ、レンズ３５、および透過波長の異なるフィルタ３
６ａ，３６ｂを有する回転盤３７で２色に分けられ、検
出器３８で検出され、演算部３９で各波長の放射エネル
ギー比に基づき温度が演算出力される構成である。尚、
２色を用いた温度測定法は、温度により透過率が変化し
ない波長、および温度により透過率が変化する波長の２
波長を用い、この２波長の透過率比に基づき温度を演算
出力するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光ファイバ温度センサでは、装置本体が大型化する問題
点があった。すなわち、光源３０は、２色の波長を含む
高帯域の発光波長を得る白色光源が必要となり、大型化
した。さらに、２色のフィルタ３６ａ，３６ｂを有する
回転盤３７、及び回転機構と各フィルタの同期出力を得
る構成が必要となり、装置が大型化し、かつ複雑化する
問題点があった。また、白色光源を用いているため、各
波長別の出力を一定化させることができず、また、温度
により出力が変動し安定した温度測定を行えない問題点
があった。
光ファイバ温度センサでは、装置本体が大型化する問題
点があった。すなわち、光源３０は、２色の波長を含む
高帯域の発光波長を得る白色光源が必要となり、大型化
した。さらに、２色のフィルタ３６ａ，３６ｂを有する
回転盤３７、及び回転機構と各フィルタの同期出力を得
る構成が必要となり、装置が大型化し、かつ複雑化する
問題点があった。また、白色光源を用いているため、各
波長別の出力を一定化させることができず、また、温度
により出力が変動し安定した温度測定を行えない問題点
があった。
【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、簡単な構成で被測定箇所の温度を高
精度に測定することができる光ファイバ温度センサを提
供することを目的としている。
されたものであり、簡単な構成で被測定箇所の温度を高
精度に測定することができる光ファイバ温度センサを提
供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光ファイバ温度センサは、光源として所定
波長の光を出射する発光素子２と、温度に依存する透過
率で該発光素子２の出射光を透過する基準用フィルタ４
と、該基準用フィルタ４の透過光を受光する基準用光検
出器１２と、該発光素子２の出射光を外部の被測定箇所
に導出するための光ファイバ６と、前記基準用フィルタ
４と同材質で構成され、被測定箇所である光ファイバ６
の端部に設けられる測定用フィルタ７と、該測定用フィ
ルタ７の透過光を受光する測定用光検出器９と、前記基
準用光検出器１２、および測定用光検出器９により検出
される透過光の差に基づき被測定箇所の温度を演算出力
する演算部１５とを具備したことを特徴としている。
め、本発明の光ファイバ温度センサは、光源として所定
波長の光を出射する発光素子２と、温度に依存する透過
率で該発光素子２の出射光を透過する基準用フィルタ４
と、該基準用フィルタ４の透過光を受光する基準用光検
出器１２と、該発光素子２の出射光を外部の被測定箇所
に導出するための光ファイバ６と、前記基準用フィルタ
４と同材質で構成され、被測定箇所である光ファイバ６
の端部に設けられる測定用フィルタ７と、該測定用フィ
ルタ７の透過光を受光する測定用光検出器９と、前記基
準用光検出器１２、および測定用光検出器９により検出
される透過光の差に基づき被測定箇所の温度を演算出力
する演算部１５とを具備したことを特徴としている。
【０００７】
【作用】被測定箇所には測定用フィルタ７が設けられ、
この測定用フィルタ７には発光素子２の出射光が光ファ
イバ６を介して供給される。測定用フィルタ７は温度特
性を有しているため、温度変化により透過率が変化す
る。この透過光は測定用光検出器９で検出される。そし
て、発光素子２の出射光は測定用フィルタ７と同材質の
基準用フィルタ４を介して基準用光検出器１２で検出さ
れる。演算部１５は、基準用光検出器１２の出力を基準
として、測定用光検出器９の出力を減算して被測定箇所
の温度を求めることができる。
この測定用フィルタ７には発光素子２の出射光が光ファ
イバ６を介して供給される。測定用フィルタ７は温度特
性を有しているため、温度変化により透過率が変化す
る。この透過光は測定用光検出器９で検出される。そし
て、発光素子２の出射光は測定用フィルタ７と同材質の
基準用フィルタ４を介して基準用光検出器１２で検出さ
れる。演算部１５は、基準用光検出器１２の出力を基準
として、測定用光検出器９の出力を減算して被測定箇所
の温度を求めることができる。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明の光ファイバ温度センサの第
１実施例の構成を示す概要図である。装置本体１には、
光源として所定波長の光を出射するレーザーダイオード
のような発光素子（以下、ＬＤという。）２が設けられ
る。ＬＤ２の光は、ハーフミラー３を介して外部およ
び、基準用フィルタ４に出射される。外部側には、集光
レンズ５を介して光ファイバ６が設けられ、この光ファ
イバ６の端部は、被測定箇所まで導出されている。被測
定箇所には、前記所定波長の光を透過する測定用フィル
タ７が設けられる。
１実施例の構成を示す概要図である。装置本体１には、
光源として所定波長の光を出射するレーザーダイオード
のような発光素子（以下、ＬＤという。）２が設けられ
る。ＬＤ２の光は、ハーフミラー３を介して外部およ
び、基準用フィルタ４に出射される。外部側には、集光
レンズ５を介して光ファイバ６が設けられ、この光ファ
イバ６の端部は、被測定箇所まで導出されている。被測
定箇所には、前記所定波長の光を透過する測定用フィル
タ７が設けられる。
【０００９】この測定用フィルタ７は、基準用フィルタ
４と同一部材で構成され、基準用フィルタ４と同一の前
記所定波長を透過する構成である。また、これら基準用
フィルタ４、および測定用フィルタ７は、温度により透
過率が同様に変化する。測定用フィルタ７の透過光は、
光ファイバ８を介して装置本体１内部まで導入されてい
る。
４と同一部材で構成され、基準用フィルタ４と同一の前
記所定波長を透過する構成である。また、これら基準用
フィルタ４、および測定用フィルタ７は、温度により透
過率が同様に変化する。測定用フィルタ７の透過光は、
光ファイバ８を介して装置本体１内部まで導入されてい
る。
【００１０】光ファイバ８の端部には、集光レンズ９が
設けられ、測定用光検出器１０が設けられる。測定用光
検出器１０の検出信号f(t)は、演算手段１５に出力され
る。また、前記基準用フィルタ４の透過光は、基準用光
検出器１２に入力され、この基準用光検出器１２の検出
信号 f(tr)も演算手段１５に出力される。さらに、基準
用フィルタ４には、Ptの測温抵抗体等で構成される温度
センサ１３が設けられ、この温度信号 g(tr)も演算手段
１５に出力されている。
設けられ、測定用光検出器１０が設けられる。測定用光
検出器１０の検出信号f(t)は、演算手段１５に出力され
る。また、前記基準用フィルタ４の透過光は、基準用光
検出器１２に入力され、この基準用光検出器１２の検出
信号 f(tr)も演算手段１５に出力される。さらに、基準
用フィルタ４には、Ptの測温抵抗体等で構成される温度
センサ１３が設けられ、この温度信号 g(tr)も演算手段
１５に出力されている。
【００１１】演算手段１５の構成を説明すると、測定用
光検出器１０、および基準用光検出器１２の検出信号が
入力される減算部１６によりこれら検出信号の差が演算
された後、加算部１７に入力される。加算部１７は、温
度センサ１３の温度信号を加算し、温度信号として出力
する。
光検出器１０、および基準用光検出器１２の検出信号が
入力される減算部１６によりこれら検出信号の差が演算
された後、加算部１７に入力される。加算部１７は、温
度センサ１３の温度信号を加算し、温度信号として出力
する。
【００１２】次に、上記構成による被測定箇所の温度測
定動作を説明する。ＬＤ２が所定波長で発光駆動される
と、この光は、基準用フィルタ４、および光ファイバ６
を介して測定用フィルタ７に各々出射される。ここで、
基準用フィルタ４は、基準の温度として設定される。ま
た、被測定箇所に設けられる測定用フィルタ７は、ＬＤ
２の出射する所定波長で温度変化に応じて透過率が変化
するので、被測定箇所の温度に対応した透過率で光を透
過し、光ファイバ８を介して測定用光検出器１０により
検出される。
定動作を説明する。ＬＤ２が所定波長で発光駆動される
と、この光は、基準用フィルタ４、および光ファイバ６
を介して測定用フィルタ７に各々出射される。ここで、
基準用フィルタ４は、基準の温度として設定される。ま
た、被測定箇所に設けられる測定用フィルタ７は、ＬＤ
２の出射する所定波長で温度変化に応じて透過率が変化
するので、被測定箇所の温度に対応した透過率で光を透
過し、光ファイバ８を介して測定用光検出器１０により
検出される。
【００１３】演算手段１５の減算部１６では、これら検
出信号の差 f(t)-f(tr) を演算する。この演算により、
温度基準とする基準用フィルタ４に対する測定用フィル
タ７の差が演算される。これにより、測温が可能であ
る。また、基準用フィルタ４の実際の温度が温度センサ
１３で測温されており、基準用フィルタ４を温度基準と
すべく、基準用フィルタ４の温度補償のための f(t)-f
(tr)+g(tr) なる演算が行われる。これにより、さらに
高精度測温が可能となる。
出信号の差 f(t)-f(tr) を演算する。この演算により、
温度基準とする基準用フィルタ４に対する測定用フィル
タ７の差が演算される。これにより、測温が可能であ
る。また、基準用フィルタ４の実際の温度が温度センサ
１３で測温されており、基準用フィルタ４を温度基準と
すべく、基準用フィルタ４の温度補償のための f(t)-f
(tr)+g(tr) なる演算が行われる。これにより、さらに
高精度測温が可能となる。
【００１４】このように、基準用フィルタ４、および測
定用フィルタ７が同一に構成されており、単一の波長を
用いるのみで、これら基準用フィルタ４、測定用フィル
タ７間の透過率の差に基づく上記演算を行う簡単な構成
で、被測定箇所の温度を得ることができるようになっ
た。また、基準用フィルタ４は、温度センサ１３で測温
されているため、温度測定の基準となる装置本体内が温
度変化しても測定の精度が低下することがない。尚、Ｌ
Ｄ２の出射波長に変動が生じても基準用フィルタ４、測
定用フィルタ７が同一透過波長のフィルタであり、単一
波長を用いて測定演算する構成であるため、温度変動に
対する変動に比してその影響を極小にすることができ
る。
定用フィルタ７が同一に構成されており、単一の波長を
用いるのみで、これら基準用フィルタ４、測定用フィル
タ７間の透過率の差に基づく上記演算を行う簡単な構成
で、被測定箇所の温度を得ることができるようになっ
た。また、基準用フィルタ４は、温度センサ１３で測温
されているため、温度測定の基準となる装置本体内が温
度変化しても測定の精度が低下することがない。尚、Ｌ
Ｄ２の出射波長に変動が生じても基準用フィルタ４、測
定用フィルタ７が同一透過波長のフィルタであり、単一
波長を用いて測定演算する構成であるため、温度変動に
対する変動に比してその影響を極小にすることができ
る。
【００１５】ところで、図１に示す如く、ＬＤ２の出力
波長の安定化のために基準用光検出器１０の検出信号を
光源駆動部２０に入力し、この光源駆動部２０によりＬ
Ｄ２の出力を安定化駆動する構成とすれば、ＬＤ２の環
境の温度変化による出射波長の変動、および光パワーの
変動を容易に防止できる。
波長の安定化のために基準用光検出器１０の検出信号を
光源駆動部２０に入力し、この光源駆動部２０によりＬ
Ｄ２の出力を安定化駆動する構成とすれば、ＬＤ２の環
境の温度変化による出射波長の変動、および光パワーの
変動を容易に防止できる。
【００１６】次に、図２に示すのは、本発明の光ファイ
バ温度センサの第２実施例を示す概要図である。本実施
例において、第１実施例と同一箇所には同一符号を付し
てあり、その説明は省略する。図示の如く、本実施例で
は被測定箇所の測定用フィルタ７を反射形の構成として
いる。このため、測定用フィルタ５の背部には、図示の
如く全反射用のミラー２５を設ける。また、図３の側面
図に示す如く測定用フィルタ７の背部を球面７ａとして
加工処理してもよい。
バ温度センサの第２実施例を示す概要図である。本実施
例において、第１実施例と同一箇所には同一符号を付し
てあり、その説明は省略する。図示の如く、本実施例で
は被測定箇所の測定用フィルタ７を反射形の構成として
いる。このため、測定用フィルタ５の背部には、図示の
如く全反射用のミラー２５を設ける。また、図３の側面
図に示す如く測定用フィルタ７の背部を球面７ａとして
加工処理してもよい。
【００１７】また、光ファイバ８を不要とし、１本の光
ファイバ６のみを用いる。反射光は光ファイバ６からハ
ーフミラー３を介してハーフミラー３背部の測定用光検
出器１０に入射される構成である。この構成によっても
上記第１実施例同様の作用効果を得ることができる。
ファイバ６のみを用いる。反射光は光ファイバ６からハ
ーフミラー３を介してハーフミラー３背部の測定用光検
出器１０に入射される構成である。この構成によっても
上記第１実施例同様の作用効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、光源が出射する波長を
透過する同様な温度特性の２つのフィルタを測定箇所お
よび基準用として設け、これら透過率の差により測定箇
所の温度を得る構成であるため、単一波長のみで温度測
定を行うことができるとともに、装置本体が小型化でき
る。また、光源として発光素子を用いているため、出射
波長の変動が少なく、高精度な測定を行うことができ
る。
透過する同様な温度特性の２つのフィルタを測定箇所お
よび基準用として設け、これら透過率の差により測定箇
所の温度を得る構成であるため、単一波長のみで温度測
定を行うことができるとともに、装置本体が小型化でき
る。また、光源として発光素子を用いているため、出射
波長の変動が少なく、高精度な測定を行うことができ
る。
【図１】本発明の光ファイバ温度センサの第１実施例の
構成を示す概要図。
構成を示す概要図。
【図２】同光ファイバ温度センサの第２実施例を示す概
要図。
要図。
【図３】測定用フィルタの他の例を示す側面図。
【図４】従来の光ファイバ温度センサを示す図。
１…装置本体、２…発光素子、３…ハーフミラー、４…
基準用フィルタ、６，８…光ファイバ、１０…測定用光
検出器、１２…基準用光検出器、１３…温度センサ、１
５…演算部。
基準用フィルタ、６，８…光ファイバ、１０…測定用光
検出器、１２…基準用光検出器、１３…温度センサ、１
５…演算部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 清孝 東京都板橋区熊野町32番８号 株式会社 チノー内 (56)参考文献 特開 昭63−234127（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01K 11/12
Claims (1)
- 【請求項１】 光源として所定波長の光を出射する発光
素子（２）と、 温度に依存する透過率を有して該発光素子の出射光を透
過する基準用フィルタ（４）と、 該基準用フィルタの透過光を受光する基準用光検出器
（１２）と、 該発光素子の出射光を外部の被測定箇所に導出するため
の光ファイバ（６）と、 前記基準用フィルタと同材質で構成され、被測定箇所で
ある光ファイバの端部に設けられる測定用フィルタ
（７）と、 該測定用フィルタの透過光を受光する測定用光検出器
（９）と、 前記基準用光検出器、および測定用光検出器により検出
される透過光の差に基づき被測定箇所の温度を演算出力
する演算部（１５）と、を具備したことを特徴とする光
ファイバ温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04085594A JP3110139B2 (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 光ファイバ温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04085594A JP3110139B2 (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 光ファイバ温度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288613A JPH05288613A (ja) | 1993-11-02 |
| JP3110139B2 true JP3110139B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=13863153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04085594A Expired - Lifetime JP3110139B2 (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 光ファイバ温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3110139B2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-07 JP JP04085594A patent/JP3110139B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05288613A (ja) | 1993-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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