JP3999600B2 - Physical quantity measuring device - Google Patents

Physical quantity measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP3999600B2
JP3999600B2 JP2002230791A JP2002230791A JP3999600B2 JP 3999600 B2 JP3999600 B2 JP 3999600B2 JP 2002230791 A JP2002230791 A JP 2002230791A JP 2002230791 A JP2002230791 A JP 2002230791A JP 3999600 B2 JP3999600 B2 JP 3999600B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
physical quantity
sensor
light
optical
pressure
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002230791A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003166891A (en
Inventor
静一郎 衣笠
敬治 宮沢
孝朗 黒岩
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.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil 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 Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Priority to JP2002230791A priority Critical patent/JP3999600B2/en
Publication of JP2003166891A publication Critical patent/JP2003166891A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3999600B2 publication Critical patent/JP3999600B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力などのような物理量の差分値を測定する物理量測定装置に関し、特に、距離的に離れた位置で発生する物理量の差分値を周囲環境などに影響されずに正確に測定できるようにするとともに、非測定対象の物理量に影響されずに正確に測定できるようにする物理量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石油プラントなどのようなプラントを制御する場合、距離的に離れた位置に存在するプロセス流体の圧力の差分値を測定することが要求されることがある。
【０００３】
従来では、このような場合、図３６（ａ）に示すように、２か所の測定位置のそれぞれに圧力計を用意する構成を採って、その２台の圧力計の測定値（電気信号）を演算回路へ伝送して差分処理することで、２か所の測定位置で発生する圧力の差分値を測定するようにしている。
【０００４】
その他に、図３６（ｂ）に示すように、圧力の差分値を測定する差圧計を用意する構成を採って、導圧管を使って、２か所の測定位置のそれぞれから差圧計へプロセス流体を導き入れることで、２か所の測定位置で発生する圧力の差分値を測定するようにしている。
【０００５】
このような導圧管を用いる方法では、導圧管が詰まって測定できなくなったり、導圧管が破損するとプロセス流体が外部に流れ出てしまうという問題点がある。
【０００６】
そこで、図３６（ｃ）に示すように、シリコンオイルなどの封入液を封入するリモートシールを使って、２か所の測定位置のそれぞれから差圧計へプロセス流体の圧力を伝搬させることで、２か所の測定位置で発生する圧力の差分値を測定するようにすることもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２か所の測定位置のそれぞれに圧力計を用意する構成を採って、その２台の圧力計の測定値を演算回路で差分処理するという方法を用いていると、高価な圧力計を２台用意しなければならず、コストが高くなるという問題点がある。
【０００８】
一方、導圧管を使って、２か所の測定位置のそれぞれから差圧計へプロセス流体を導き入れるという方法を用いていると、導圧管が詰まって測定できなくなるという問題点や、導圧管が破損するとプロセス流体が外部に流れ出るという問題点がある。
【０００９】
一方、リモートシールを使って、２か所の測定位置のそれぞれから差圧計へプロセス流体の圧力を伝搬させるという方法を用いていると、導圧管の詰まりやプロセス流体が外部に流れ出てしまうという危険性はないものの、２本のリモートシールが異なる環境下に配置されるために、温度などの影響を受けることで測定精度が低下するという問題点がある。しかも、この方法では、リモートシールが破損するときに封入液が外部に漏れるという問題点がある。
【００１０】
このような問題点の解決を図る物理量測定技術の構築が叫ばれているが、この物理量測定技術の構築にあたっては、非測定対象の物理量に影響されずに正確に測定できるようにしていく必要がある。
【００１１】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、距離的に離れた位置で発生する物理量の差分値を周囲環境などに影響されずに正確に測定できるようにするとともに、非測定対象の物理量に影響されずに正確に測定できるようにする新たな物理量測定技術の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明では、（１）複数の測定個所のそれぞれに設置され、反射構造に従って、測定対象の物理量と非測定対象の物理量とに応じて入力光に光路差を発生させる第１のセンサと、反射構造に従って、その非測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を発生させる第２のセンサとの組み合わせで構成されて、入力光に対してその２つの光路差を発生させる複数の測定用センサと、（２）最前段の測定用センサに対応付けて設けられて、その測定用センサに光源の発光する光を伝送する光ファイバ手段と、（３）最前段の測定用センサ以外の各測定用センサに対応付けて設けられ、前段の測定用センサに対応付けて設けられる光ファイバ手段を逆伝送する光路差の発生された光を入力として、その光を対となる測定用センサに伝送する光ファイバ手段と、（４）最後段の測定用センサに対応付けて設けられる光ファイバ手段を逆伝送する光路差の発生された光を入力として、その光を２つに分波する光学手段と、（５）光学手段から出射される２つに分波された光により生成されて、２つの測定用センサの持つ第１のセンサの発生する光路差の差分値の大きさに応じて縞位置が決められることになるとともに、その２つの測定用センサの持つ第２のセンサの発生する光路差の差分値の大きさに応じて縞位置が決められることになる干渉縞を検知する検知手段と、（６）検知手段により検知される干渉縞の縞位置の移動量を検出して、その検出結果に基づいて、非測定対象の物理量の影響を受けずに、２つの測定用センサの設置される測定個所に存在する測定対象の物理量の差分値を算出する算出手段とを備えるように構成する。
ここで、上記の光学手段により２つに分波された光を入力とする光学手段であって、入力光を２つに分波する光学手段単位の集まりで構成されて、後段の光学手段単位が前段の光学手段単位の出力光を入力光とする階層構造の形で接続され、さらに、検知手段に光を出射する最終段の光学手段単位の出射間隔がそれぞれ異なるものとなる光学手段を備えることがある。
【００１３】
また、測定用センサは、第１のセンサと第２のセンサとが並列接続されることでその組み合わせが構成されたり、第１のセンサと第２のセンサとが直列接続されることでその組み合わせが構成される。
【００１６】
このように構成される本発明では、測定対象の物理量と非測定対象の物理量とに応じて入力光に光路差を発生させる第１のセンサと、その非測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を発生させる第２のセンサとの組み合わせで構成される少なくとも２つの測定用センサが用意されていて、最前段の測定用センサの１つのセンサ（第１のセンサや第２のセンサ）が光路差２×ｎ1 ×Ｌ1(ｎ1 は屈折率、Ｌ1 は長さ）の発生機能を有し、次段の測定用センサのそれに対応付けられる１つのセンサ（第１のセンサや第２のセンサ）が光路差２×ｎ2 ×Ｌ2(ｎ2 は屈折率、Ｌ2 は長さ）の発生機能を有する場合の例で説明するならば、最前段の測定用センサに対応付けて設けられる光ファイバを介して、その最前段のセンサに光源の発光する光が入力されると、その最前段のセンサの光路差２×ｎ1 ×Ｌ1 の発生機能により、光路長が変化をしない光と、光路長が２×ｎ1 ×Ｌ1 変化する光とが発生する。
【００１７】
この２つの光は、次段の測定用センサに対応付けて設けられる光ファイバを介して、その次段のセンサに入力され、その次段のセンサの光路差２×ｎ2 ×Ｌ2 の発生機能により、この入力光を起点にして、光路長が変化しない光と、光路長が２×ｎ2 ×Ｌ2 変化する光とが発生する。
【００１８】
これから、最前段のセンサで２×ｎ1 ×Ｌ1 の光路長の変化を受けて次段のセンサに入力され、そこでは２×ｎ2 ×Ｌ2 の光路長の変化を受けないで伝送する光と、最前段のセンサで２×ｎ1 ×Ｌ1 の光路長の変化を受けないで次段のセンサに入力され、そこでは２×ｎ2 ×Ｌ2 の光路長の変化を受けて伝送する光とが存在することで、２×（ｎ1 ×Ｌ1 −ｎ2 ×Ｌ2 ）という因子を持つ位相差が発生し、これにより、光路差２×（ｎ1 ×Ｌ1 −ｎ2 ×Ｌ2 ）に応じた干渉縞がセンサの上に生成される。
【００１９】
この光路差２×（ｎ1 ×Ｌ1 −ｎ2 ×Ｌ2 ）に応じた干渉縞の縞位置は、測定対象の物理量と非測定対象の物理量とに応じて入力光に光路差を発生させる第１のセンサである場合には、測定対象の物理量の差分値と非測定対象の物理量の差分値とに応じたものとなり、一方、非測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を発生させる第２のセンサである場合には、非測定対象の物理量の差分値に応じたものとなる。
【００２０】
これから、測定対象の物理量が圧力で、非測定対象の物理量が温度である場合で説明するならば、前者の干渉縞の位置Ｄ12a と、後者の干渉縞の位置Ｄ12b とは、
Ｄ12a ＝Ｄ12a （Ｐ，Ｔ）
Ｄ12b ＝Ｄ12b （Ｔ）
但し、Ｐ＝Ｐ1 −Ｐ2 Ｐ1 ：最前段のセンサ位置で発生する圧力
Ｐ2 ：次段のセンサ位置で発生する圧力
Ｔ＝Ｔ1 −Ｔ2 Ｔ1 ：最前段のセンサ位置における温度
Ｔ2 ：次段のセンサ位置における温度
で表される。
【００２１】
したがって、測定用センサの持つ第１のセンサにより生成される干渉縞位置Ｄ12a は、差圧と温度差とが変化すると、
ΔＤ12a ＝Ｃ12a (P) ×ΔＰ＋Ｃ12a (T) ×ΔＴ
と変化する。
【００２２】
ここで、Ｃ12a (P) は、差圧に関する感度を示しており、温度差一定の条件下で求められる単位差圧量当たりの干渉縞の移動量として、予め実験により求めることができる。また、Ｃ12a (T) は、温度差に関する感度を示しており、差圧一定の条件下で求められる単位温度差あたりの干渉縞の移動量として、予め実験により求めることができる。
【００２３】
一方、測定用センサの持つ第２のセンサにより生成される干渉縞位置Ｄ12b は、温度差が変化すると、
ΔＤ12b ＝Ｃ12b (T) ×ΔＴ
と変化する。
【００２４】
ここで、Ｃ12b (T) は、温度差に関する感度を示しており、差圧一定の条件下で求められる単位温度差あたりの干渉縞の移動量として、予め実験により求めることができる。
【００２５】
これから、本発明では、先ず最初に、測定用センサの持つ温度にのみ反応する第２のセンサにより生成される干渉縞位置Ｄ12b の移動量を求めて、これを予め求めてある感度Ｃ12b (T) で割り算することで温度差ΔＴを求める。
【００２６】
続いて、測定用センサの持つ圧力及び温度の両方に反応する第１のセンサにより生成される干渉縞位置Ｄ12a の移動量を求めて、この求めた移動量ΔＤ12a と、先に求めた温度差ΔＴと、予め求めてある感度Ｃ12a (P) ，Ｃ12a (T) とを、
ΔＤ12a ＝Ｃ12a (P) ×ΔＰ＋Ｃ12a (T) ×ΔＴ
から導出される
ΔＰ＝（ΔＤ12a −Ｃ12a (T) ×ΔＴ）／Ｃ12a (P)
に代入することで差圧ΔＰを測定する。
【００２７】
このように、本発明では、距離的に離れた位置で測定される物理量の差分値を測定するにあたって、導圧管やリモートシールなどの代わりに光ファイバを用いて、光干渉を使ってその差分値を測定するという構成を採るとともに、そのときに、非測定対象の物理量の影響をキャンセルする形で物理量の差分値を測定するという構成を採ることから、距離的に離れた位置で発生する物理量の差分値を周囲環境などに影響されずに正確に測定できるようになるとともに、非測定対象の物理量に影響されずに正確に測定できるようになる。
【００２８】
すなわち、光ファイバ中を伝送する全ての光波は同じ位相変動を受けることで、外乱による干渉はキャンセルし合うことになるので、本発明によれば、距離的に離れた位置で発生する物理量の差分値を周囲環境などに影響されずに正確に測定できるようになるとともに、非測定対象の物理量に影響されずに正確に測定できるようになるのである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、距離的に離れた測定点で発生する圧力の差分値を測定する実施の形態に従って、本発明を詳細に説明する。
【００３０】
図１に、本発明の一実施形態例を図示する。
【００３１】
この実施形態例は、第１の測定点に設置される第１のセンサ対１００と、第２の測定点に設置される第２のセンサ対２００とを使って、第１の測定点で発生する圧力と第２の測定点で発生する圧力との差分値を測定するという構成を採っている。
【００３２】
この第１のセンサ対１００は、第１の測定点における温度の影響を受けつつ、第１の測定点で発生する圧力に応じて入力光に光路差を発生させる第１の圧力温度センサ１００ａと、第１の測定点における温度のみに応じて入力光に光路差を発生させる第１の温度センサ１００ｂとで構成される。
【００３３】
一方、第２のセンサ対２００は、第２の測定点における温度の影響を受けつつ、第２の測定点で発生する圧力に応じて入力光に光路差を発生させる第２の圧力温度センサ２００ａと、第２の測定点における温度のみに応じて入力光に光路差を発生させる第２の温度センサ２００ｂとで構成される。
【００３４】
この第１の圧力温度センサ１００ａは、ダイアフラムなどの受圧部材にセットされる全反射鏡１０１ａと、全反射鏡１０１ａに対向して設けられて、入力光の一部を反射するとともに、残りの一部を透過する半透過鏡１０２ａと、半透過鏡１０２ａを透過する光を平行化して全反射鏡１０１ａに照射するレンズ１０３ａとで構成されており、半透過鏡１０２ａと全反射鏡１０１ａとの間の距離をＬ1aで表すならば、入力光に対して、半透過鏡１０２ａで反射される場合と全反射鏡１０１ａで反射される場合とで、２ｎ1aＬ1a( ｎ1aは半透過鏡１０２ａと全反射鏡１０１ａとの間にある物質の屈折率）という光路差を発生させる。
【００３５】
また、第１の温度センサ１００ｂは、ダイアフラムなどの受圧部材にセットされる全反射鏡１０１ｂと、全反射鏡１０１ｂに対向して設けられて、入力光の一部を反射するとともに、残りの一部を透過する半透過鏡１０２ｂと、半透過鏡１０２ｂを透過する光を平行化して全反射鏡１０１ｂに照射するレンズ１０３ｂとで構成されており、半透過鏡１０２ｂと全反射鏡１０１ｂとの間の距離をＬ1bで表すならば、入力光に対して、半透過鏡１０２ｂで反射される場合と全反射鏡１０１ｂで反射される場合とで、２ｎ1bＬ1b( ｎ1bは半透過鏡１０２ｂと全反射鏡１０１ｂとの間にある物質の屈折率）という光路差を発生させる。
【００３６】
一方、第２の圧力温度センサ２００ａは、第１の圧力温度センサ１００ａと同一の構造を有して、ダイアフラムなどの受圧部材にセットされる全反射鏡２０１ａと、全反射鏡２０１ａに対向して設けられて、入力光の一部を反射するとともに、残りの一部を透過する半透過鏡２０２ａと、半透過鏡２０２ａを透過する光を平行化して全反射鏡２０１ａに照射するレンズ２０３ａとで構成されており、半透過鏡２０２ａと全反射鏡２０１ａとの間の距離をＬ2aで表すならば、入力光に対して、半透過鏡２０２ａで反射される場合と全反射鏡２０１ａで反射される場合とで、２ｎ2aＬ2a( ｎ2aは半透過鏡２０２ａと全反射鏡２０１ａとの間にある物質の屈折率）という光路差を発生させる。
【００３７】
また、第２の温度センサ２００ｂは、第１の温度センサ１００ｂと同一の構造を有して、ダイアフラムなどの受圧部材にセットされる全反射鏡２０１ｂと、全反射鏡２０１ｂに対向して設けられて、入力光の一部を反射するとともに、残りの一部を透過する半透過鏡２０２ｂと、半透過鏡２０２ｂを透過する光を平行化して全反射鏡２０１ｂに照射するレンズ２０３ｂとで構成されており、半透過鏡２０２ｂと全反射鏡２０１ｂとの間の距離をＬ2bで表すならば、入力光に対して、半透過鏡２０２ｂで反射される場合と全反射鏡２０１ｂで反射される場合とで、２ｎ2bＬ2b( ｎ2bは半透過鏡２０２ｂと全反射鏡２０１ｂとの間にある物質の屈折率）という光路差を発生させる。
【００３８】
以下、説明の便宜上、「ｎ1a＝ｎ2a」を想定するとともに、第１の測定点と第２の測定点との間に圧力差及び温度差がない場合に「Ｌ1a＝Ｌ2a」となる第１の圧力温度センサ１００ａ及び第２の圧力温度センサ２００ａを用いることを想定する。
【００３９】
そして、説明の便宜上、「ｎ1b＝ｎ2b」を想定するとともに、第１の測定点と第２の測定点との間に温度差がない場合に「Ｌ1b＝Ｌ2b」となる第１の温度センサ１００ｂ及び第２の温度センサ２００ｂを用いることを想定する。
【００４０】
このように構成されるときにあって、第１の測定点で発生する圧力及び温度と第２の測定点で発生する圧力及び温度との間に圧力差及び温度差がない場合には、「Ｌ1a＝Ｌ2a」となり、半透過鏡１０２ａと全反射鏡１０１ａとの間にある物質と、半透過鏡２０２ａと全反射鏡２０１ａとの間にある物質とが同じであることで「ｎ1a＝ｎ2a」となることから、第１の圧力温度センサ１００ａにより発生する光路差２ｎ1aＬ1aと、第２の圧力温度センサ２００ａにより発生する光路差２ｎ2aＬ2aとは一致することになる。
【００４１】
これに対して、第１の測定点で発生する圧力と第２の測定点で発生する圧力との間に圧力差がある場合には、この２つの光路差に違いがでる。しかも、この光路差は、温度の影響を受けることになる。
【００４２】
一方、第１の測定点における温度と第２の測定点における温度との間に温度差がない場合には、「Ｌ1b＝Ｌ2b」となり、半透過鏡１０２ｂと全反射鏡１０１ｂとの間にある物質と、半透過鏡２０２ｂと全反射鏡２０１ｂとの間にある物質とが同じであることで「ｎ1b＝ｎ2b」となることから、第１の温度センサ１００ｂにより発生する光路差２ｎ1bＬ1bと、第２の温度センサ２００ｂにより発生する光路差２ｎ2bＬ2bとは一致することになる。
【００４３】
これに対して、第１の測定点における温度と第２の測定点における温度との間に温度差がある場合には、この２つの光路差に違いがでる。
【００４４】
図１の実施形態例は、これらの光路差の違いを検出することで、第１の測定点で発生する圧力と第２の測定点で発生する圧力との差分値を、第１及び第２の測定点における温度の影響を受けることなく測定するという構成を採るものである。
【００４５】
これを実現するために、図１の実施形態例では、低コヒーレント光を発光するＬＥＤなどで構成される光源１（いわゆる白色光源で構成される光源１）と、光源１の発光する光を取り出すシングルモードの光ファイバ２と、第１のセンサ対１００に対応付けて設けられて、光ファイバ２の取り出す光を第１のセンサ対１００に伝送するシングルモードの光ファイバ３ａと、光ファイバ３ａを伝送してくる光を２つに分波して第１のセンサ対１００に入力する光分波結合器５０ａと、光ファイバ２と光ファイバ３ａとを結合するとともに、光ファイバ３ａを逆伝送してくる光を分波する光分波結合器４ａと、光分波結合器４ａの分波する光を取り出すシングルモードの光ファイバ５と、第２のセンサ対２００に対応付けて設けられて、光ファイバ５の取り出す光を第２のセンサ対２００に伝送するシングルモードの光ファイバ３ｂと、光ファイバ３ｂを伝送してくる光を２つに分波して第２のセンサ対２００に入力する光分波結合器５０ｂと、光ファイバ５と光ファイバ３ｂとを結合するとともに、光ファイバ３ｂを逆伝送してくる光を分波する光分波結合器４ｂと、光分波結合器４ｂの分波する光を取り出すシングルモードの光ファイバ６と、光ファイバ６の取り出す光を２つに分波する光分波結合器７と、光分波結合器７の分波する一方の光を取り出すシングルモードの光ファイバ８ａと、光分波結合器７の分波するもう一方の光を取り出すシングルモードの光ファイバ８ｂと、光ファイバ８ａ及び光ファイバ８ｂから出射される光により生成される干渉縞を検出するラインイメージセンサ９と、ラインイメージセンサ９の検出する干渉縞の縞位置から、第１の測定点で発生する圧力と第２の測定点で発生する圧力との間の圧力差を算出する演算装置１０とを備える。
【００４６】
なお、後述するように、光ファイバ３ａ，３ｂについては、シングルモードのものに限られる必要はなくマルチモードのものを用いることも可能であり、これに対応して、光ファイバ２，５，６，８ａ，８ｂについても、シングルモードのものに限られる必要はなくマルチモードのものを用いることも可能である。
【００４７】
このように構成される本発明では、第１の圧力温度センサ１００ａと第２の圧力温度センサ２００ａとの関係で説明するならば、図２（ａ）に示すように、全反射鏡１０１ａで反射してから全反射鏡２０１ａで反射して伝送する光の伝送パターン（第１の伝送パターン）と、図２（ｂ）に示すように、半透過鏡１０２ａで反射してから半透過鏡２０２ａで反射して伝送する光の伝送パターン（第２の伝送パターン）と、図２（ｃ）に示すように、半透過鏡１０２ａで反射してから全反射鏡２０１ａで反射して伝送する光の伝送パターン（第３の伝送パターン）と、図２（ｄ）に示すように、全反射鏡１０１ａで反射してから半透過鏡２０２ａで反射して伝送する光の伝送パターン（第４の伝送パターン）という、４種類の光の伝送パターンが存在することになる。
【００４８】
したがって、ラインイメージセンサ９に向けて出射される光の位相差としては、（イ）図３に示すように、第１の伝送パターンと第２の伝送パターンとの組み合わせにより発生する位相差＝ｋ×２（ｎ1aＬ1a＋ｎ2aＬ2a）と、（ロ）図４に示すように、第２の伝送パターンと第４の伝送パターンとの組み合わせ（図中の（ａ))と、第１の伝送パターンと第３の伝送パターンとの組み合わせ（図中の（ｂ))により発生する位相差＝ｋ×２ｎ1aＬ1aと、（ハ）図５に示すように、第２の伝送パターンと第３の伝送パターンとの組み合わせ（図中の（ａ))と、第１の伝送パターンと第４の伝送パターンとの組み合わせ（図中の（ｂ))により発生する位相差＝ｋ×２ｎ2aＬ2aと、（ニ）図６に示すように、第３の伝送パターンと第４の伝送パターンとの組み合わせにより発生する位相差＝ｋ×２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という、４種類の位相差が存在することになる。
【００４９】
これと同様して、第１の温度センサ１００ｂと第２の温度センサ２００ｂとの関係においても、図２に示した４種類の光の伝送パターンが存在し、これにより、図３ないし図６に示したものに対応する４種類の位相差ｋ×２（ｎ1bＬ1b＋ｎ2bＬ2b），ｋ×２ｎ1bＬ1b，ｋ×２ｎ2bＬ2b，ｋ×２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）が存在することになる。
【００５０】
一方、ラインイメージセンサ９上の任意の点（ｚ，０）に到達する光ファイバ８ａから出射される光と光ファイバ８ｂから出射される光との間には、図７に示す式（ヤングの干渉計の式）に従って算出される光路差Δが存在する。ここで、“ｈ”は、ラインイメージセンサ９と光ファイバ８ａ，８ｂの先端との間の距離を示し、“２ａ”は、光ファイバ８ａ，８ｂの先端同士の間の距離を示している。
【００５１】
これから、第１の圧力温度センサ１００ａと第２の圧力温度センサ２００ａとの関係で説明するならば、ラインイメージセンサ９上に生成される干渉縞は、光源１の発光する光のコヒーレンス長をｌc で表すならば、
ｌc ≧Δ−２（ｎ1aＬ1a＋ｎ2aＬ2a)
ｌc ≧Δ−２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）
ｌc ≧Δ−２ｎ1aＬ1a
ｌc ≧Δ−２ｎ2aＬ2a
ｌc ≧Δ＋２（ｎ1aＬ1a＋ｎ2aＬ2a）
ｌc ≧Δ＋２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）
ｌc ≧Δ＋２ｎ1aＬ1a
ｌc ≧Δ＋２ｎ2aＬ2a
という条件が成立するときに、
Δ＝２（ｎ1aＬ1a＋ｎ2aＬ2a）
Δ＝２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）
Δ＝２ｎ1aＬ1a
Δ＝２ｎ2aＬ2a
となる場所で強い干渉強度を示すことになる。
【００５２】
このラインイメージセンサ９上に生成される干渉縞の強度は、ガウシアン分布のビーム強度を持つビームを想定するならば、図８に示すようなモデル式に従ってシミュレーションすることができる。
【００５３】
ここで、このモデル式は、第１の圧力温度センサ１００ａと第２の圧力温度センサ２００ａとにより生成される干渉縞を示しており、式中に含まれるｎ1aＬ1a、ｎ2aＬ2aが圧力及び温度により変化することになる。
【００５４】
なお、第１の温度センサ１００ｂと第２の温度センサ２００ｂとにより生成される干渉縞については、このモデル式の持つｎ1aＬ1a、ｎ2aＬ2aを、それぞれｎ1bＬ1b，ｎ2bＬ2b（これが温度のみにより変化する）に代えたモデル式で強度が計算されることになる。
【００５５】
図９に、そのシミュレーションの一例を図示する。
【００５６】
ここで、図９に示すシミュレーションは、図７中に示すｈを１００ｍｍ、図７中に示すａを１０ｍｍ、ｎ1aを空気の屈折率である１、ｎ2aを空気の屈折率である１として、（イ）Ｌ1a＝１５０μｍ、Ｌ2a＝１５０μｍのときに生成される干渉縞と、（ロ）Ｌ1a＝１５０μｍ、Ｌ2a＝２００μｍのときに生成される干渉縞と、（ハ）Ｌ1a＝１５０μｍ、Ｌ2a＝２５０μｍのときに生成される干渉縞とをシミュレーションすることで行った。
【００５７】
図中に示す▲１▼は中央部の固定位置に出現する中央干渉縞、▲２▼は２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞、▲３▼は２ｎ1aＬ1aという光路差因子に基づく干渉縞、▲４▼は２ｎ2aＬ2aという光路差因子に基づく干渉縞、▲５▼は２（ｎ1aＬ1a＋ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞である。
【００５８】
このシミュレーションから分かるように、干渉縞は左右対称に出現し、Ｌ2aの増大に合わせて互いに逆方向に移動する。
【００５９】
２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子は、第１の圧力温度センサ１００ａの置かれる第１の測定点で発生する圧力と、第２の圧力温度センサ２００ａの置かれる第２の測定点で発生する圧力との差圧を示しており、これから、この２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出することで、その差圧を測定することができる。
【００６０】
但し、第１の圧力温度センサ１００ａと第２の圧力温度センサ２００ａとは温度の影響を受けるので、この２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出して、それに基づいて差圧を算出したのでは、温度の影響を受けた差圧測定になる。
【００６１】
一方、これと同様にして、第１の温度センサ１００ｂと第２の温度センサ２００ｂとの関係においても、同じ条件下で、
Δ＝２（ｎ1bＬ1b＋ｎ2bＬ2b）
Δ＝２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）
Δ＝２ｎ1bＬ1b
Δ＝２ｎ2bＬ2b
となる場所で強い干渉強度を示すことになる。
【００６２】
そして、この２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子は、第１の温度センサ１００ｂの置かれる第１の測定点における温度と、第２の温度センサ２００ｂの置かれる第２の測定点における温度との温度差を示しており、これから、この２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出することで、その温度差を測定することができる。
【００６３】
なお、第１の圧力温度センサ１００ａと第１の温度センサ１００ｂとが干渉しないようにするための次の条件
ｌc ≦Δ−２（ｎ1aＬ1a−ｎ1bＬ1b)
ｌc ≦Δ＋２（ｎ1aＬ1a−ｎ1bＬ1b)
が成立するように構成するとともに、第２の圧力温度センサ２００ａと第２の温度センサ２００ｂとが干渉しないようにするための次の条件
ｌc ≦Δ−２（ｎ2aＬ2a−ｎ2bＬ2b)
ｌc ≦Δ＋２（ｎ2aＬ2a−ｎ2bＬ2b)
が成立するように構成することになる。
【００６４】
演算装置１０は、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出するとともに、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出して、それらに基づいて、温度の影響を受けない形で、第１の測定点で発生する圧力と第２の測定点で発生する圧力との差圧を算出する処理を行う。
【００６５】
図１０及び図１１に、演算装置１０の処理内容をフローチャートの形で図示する。
【００６６】
演算装置１０は、実際の測定に入る前には、図１０に示すフローチャートの処理を行うことで、実際の測定で必要となる演算パラメータを算出してメモリに保存する処理を行う。
【００６７】
すなわち、演算装置１０は、実際の測定に入る前に、図１０に示すフローチャートに示すように、先ず最初に、ステップ１で、測定の基準となる差圧条件を決定して、それをメモリに保存する。
【００６８】
続いて、ステップ２で、その決定した基準の差圧条件下で、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の位置を実際に検出するとともに、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞の位置を実際に検出して、それらを干渉縞位置の初期値としてメモリに保存する。
【００６９】
ここで、図９のシミュレーション結果から分かるように、第１の測定点と第２の測定点との間に圧力差及び温度差がない場合に「ｎ1aＬ1a＝ｎ2aＬ2a」となる第１の圧力温度センサ１００ａ及び第２の圧力温度センサ２００ａを用いる場合には、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞位置は、２（ｎ1aＬ1a＋ｎ2aＬ2a）や２ｎ1aＬ1aや２ｎ2aＬ2aという光路差因子に基づく干渉縞の位置よりも中央干渉縞に近い位置になる。そして、第１の測定点と第２の測定点との間に温度差がない場合に「ｎ1bＬ1b＝ｎ2bＬ2b」となる第１の温度センサ１００ｂ及び第２の温度センサ２００ｂを用いる場合には、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞位置は、２（ｎ1bＬ1b＋ｎ2bＬ2b）や２ｎ1bＬ1bや２ｎ2bＬ2bという光路差因子に基づく干渉縞の位置よりも中央干渉縞に近い位置になる。
【００７０】
一方、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞位置と、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞位置のどちらが中央干渉縞に近い位置となるのかについては、基本的には、Ｌ1a（差圧及び温度差がないときにはＬ2aと一致する）と、Ｌ1b（温度差がないときにはＬ2bと一致する）との間の大小関係により決められる。
【００７１】
このことから分かるように、中央干渉縞を起点とする干渉縞の出現順序については設計的事項により一意に決めることが可能であり、これから、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の位置と、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞の位置とについては、それを検出することが可能となるので、ステップ２では、決定した基準の差圧条件下で、これらの干渉縞の位置を実際に検出して、それらを干渉縞位置の初期値としてメモリに保存するように処理するのである。
【００７２】
このときにおける干渉縞位置の検出は、例えば、ラインイメージセンサ９の出力する画素値の微分値をとって、中央干渉縞から規定の順番に従って出現する微分極大値の位置を検出することで行う。また、分解能を上げるために、左右対称位置のものを検出することが好ましい。
【００７３】
ここで、基準の差圧条件がゼロ差圧であるときには、中央干渉縞が干渉縞位置の初期値となるので、このステップ２の処理を省略することが可能である。
【００７４】
続いて、ステップ３で、決定した基準の差圧条件下の近傍で、温度差一定の条件下で実際に差圧を変化させ、そのときの２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞位置の移動量に従って、単位差圧量当たりの干渉縞の移動量として求められる差圧に関する感度Ｃ12a (P) を求めて、それをメモリに保存する。
【００７５】
続いて、ステップ４で、決定した基準の差圧条件下の近傍で、差圧一定の条件下で実際に温度差を変化させ、そのときの２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞位置の移動量に従って、単位温度差当たりの干渉縞の移動量として求められる温度に関する感度Ｃ12a (T) を求めて、それをメモリに保存する。
【００７６】
続いて、ステップ５で、決定した基準の差圧条件下の近傍で、差圧一定の条件下で実際に温度差を変化させ、そのときの２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞位置の移動量に従って、単位温度差当たりの干渉縞の移動量として求められる温度に関する感度Ｃ12b (T) を求めて、それらの感度をメモリに保存する。
【００７７】
一方、演算装置１０は、実際の測定を行うときには、図１１に示すフローチャートの処理を行うことで、温度の影響を受けることなく差圧を測定する。
【００７８】
すなわち、演算装置１０は、実際の測定に入ると、図１１に示すフローチャートに示すように、先ず最初に、ステップ１で、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞の位置を検出する。
【００７９】
このときにおける干渉縞位置の検出は、例えば、ラインイメージセンサ９の出力する画素値の微分値をとって、中央干渉縞から規定の順番に従って出現する微分極大値の位置を検出することで行う。また、分解能を上げるために、左右対称位置のものを検出することが好ましい。
【００８０】
続いて、ステップ２で、その検出した干渉縞位置と、メモリに保存してある対応の干渉縞位置の初期値との差分値を算出することで、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞位置の初期値からの移動量ΔＤ12b を算出する。
【００８１】
続いて、ステップ３で、その算出した移動量ΔＤ12b を、メモリに保存してある温度に関する感度Ｃ12b (T) で割り算することで、第１の測定点における温度と第２の測定点における温度との温度差ΔＴを算出する。
【００８２】
続いて、ステップ４で、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の位置を検出する。
【００８３】
このときにおける干渉縞位置の検出は、例えば、ラインイメージセンサ９の出力する画素値の微分値をとって、中央干渉縞から規定の順番に従って出現する微分極大値の位置を検出することで行う。また、分解能を上げるために、左右対称位置のものを検出することが好ましい。
【００８４】
続いて、ステップ５で、その検出した干渉縞位置と、メモリに保存してある対応の干渉縞位置の初期値との差分値を算出することで、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞位置の初期値からの移動量ΔＤ12a を算出する。
【００８５】
続いて、ステップ６で、その算出した移動量ΔＤ12a と、先に算出した温度差ΔＴと、メモリに保存してある圧力に関する感度Ｃ12a (P) と、メモリに保存してある温度に関する感度Ｃ12a (T) とから、上述した
ΔＰ＝（ΔＤ12a −Ｃ12a (T) ×ΔＴ）／Ｃ12a (P)
という算出式に従って、メモリに保存してある基準の差圧条件からの差圧の変位を算出する。
【００８６】
続いて、ステップ７で、その算出した差圧の変位と、メモリに保存してある基準の差圧条件とを加算することで現在の差圧を算出して、それを測定結果として出力する。
【００８７】
このようにして、演算装置１０は、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出するとともに、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出して、それらに基づいて、温度の影響を受けない形で、第１の測定点で発生する圧力と第２の測定点で発生する圧力との差圧を算出して出力するように処理するのである。
【００８８】
以上に説明した実施形態例では、第１の測定点と第２の測定点との間に圧力差及び温度差がない場合に「ｎ1aＬ1a＝ｎ2aＬ2a」となる第１の圧力温度センサ１００ａ及び第２の圧力温度センサ２００ａを用いることを想定した。
【００８９】
この場合には、図９のシミュレーション結果から分かるように、第１の測定点と第２の測定点との間の圧力差及び温度差を示す２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞は、ヤングの干渉計に基づく中央干渉縞の位置を起点にして、その差圧の絶対値の大きさが大きくなるに従って中央干渉縞から離れる形態で移動することになる。
【００９０】
本発明は、このような構成の第１の圧力温度センサ１００ａ及び第２の圧力温度センサ２００ａを用いることに限られるものではなくて、第１の測定点と第２の測定点との間に圧力差及び温度差がない場合に「ｎ1aＬ1a≠ｎ2aＬ2a」となる第１の圧力温度センサ１００ａ及び第２の圧力温度センサ２００ａを用いることも可能であり、この場合には負圧を測定できるようになる。
【００９１】
すなわち、第１の測定点と第２の測定点との間に圧力差及び温度差がない場合に「ｎ1aＬ1a≠ｎ2aＬ2a」となる第１の圧力温度センサ１００ａ及び第２の圧力温度センサ２００ａを用いる場合には、図１２に示すように、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞が中央干渉縞以外の干渉縞位置を起点にして、その２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）の持つ符号の指定する向きに応じて移動するので、第１の測定点と第２の測定点との間の圧力差が逆転するような負圧についても測定できるようになるのである。
【００９２】
但し、第１の圧力温度センサ１００ａは、基本的には第１の測定点で発生する圧力に応答して光路差を変化させるとともに、第２の圧力温度センサ２００ａは、基本的には第２の測定点で発生する圧力に応答して光路差を変化させることから、温度差については考慮しないで、第１の測定点と第２の測定点との間に圧力差がない場合に「ｎ1aＬ1a≠ｎ2aＬ2a」となる第１の圧力温度センサ１００ａ及び第２の圧力温度センサ２００ａを用いることでも、第１の測定点と第２の測定点との間の圧力差が逆転するような負圧についても測定できることになる。
【００９３】
演算装置１０は、上述したように、基準の差圧条件を設定し、その基準の差圧条件下での干渉縞の初期値を検出して、それからの変位を検出することで、温度差を考慮しつつ圧力の差分値を測定するという構成を採っているので、図１２に示すような動きを示す干渉縞の移動についても、その移動を検出することで圧力の差圧値を測定できるのである。
【００９４】
同様に、以上に説明した実施形態例では、第１の測定点と第２の測定点との間に温度差がない場合に「ｎ1bＬ1b＝ｎ2bＬ2b」となる第１の温度センサ１００ｂ及び第２の温度センサ２００ｂを用いることを想定したが、本発明は、このような構成の第１の温度センサ１００ｂ及び第２の温度センサ２００ｂを用いることに限られるものではなくて、第１の測定点と第２の測定点との間に温度差がない場合に「ｎ1bＬ1b≠ｎ2bＬ2b」となる第１の温度センサ１００ｂ及び第２の温度センサ２００ｂを用いることも可能である。
【００９５】
また、以上に説明した実施形態例では、光ファイバ３ａ，３ｂとしてシングルモードのものを用いることを想定したが、マルチモードのものを用いることも可能である。
【００９６】
マルチモードの光ファイバのコア径は、シングルモードの光ファイバのコア径よりも大きいことから、光ファイバ３ａ，３ｂとしてマルチモードのものを用いると、ファブリペロ構造を持つ第１のセンサ対１００から戻される光が効率的に光ファイバ３ａのコア（正確には半透過鏡１０２ａ，１０２ｂに接続する光ファイバのコア）に戻されるとともに、ファブリペロ構造を持つ第２のセンサ対２００から戻される光が効率的に光ファイバ３ｂのコア（正確には半透過鏡２０２ａ，２０２ｂに接続する光ファイバのコア）に戻されるという利点が得られることになる。
【００９７】
すなわち、図１３に示すように、ファブリペロ構造を持つ第１のセンサ対１００や第２のセンサ対２００から戻される光の一部は、光ファイバ３ａや光ファイバ３ｂのクラッドに戻されることになるが、光ファイバ３ａや光ファイバ３ｂのコア径が大きいと、そのクラッドに戻される光の割合が小さくなることで、第１のセンサ対１００や第２のセンサ対２００から戻される光が効率的に光ファイバ３ａや光ファイバ３ｂのコアに戻されるという利点が得られるのである。
【００９８】
一方、図８に示す干渉縞強度のモデル式から分かるように、ラインイメージセンサ９上に生成される干渉縞は、コヒーレンス長ｌc で規定される減衰係数を持つγ（Ａ）という減衰項に従って、コヒーレンス長ｌc で規定される幅を持つことになる。
【００９９】
したがって、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計に基づく中央干渉縞の持つ幅から外れないと、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の移動を検出できないことになる。
【０１００】
そして、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計に基づく中央干渉縞の持つ幅から外れないと、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞の移動を検出できないことになる。
【０１０１】
これから、Ｌ1aやＬ2aやＬ1bやＬ2bの長さを大きくする必要があり、そのときにも、光ファイバ３ａや光ファイバ３ｂのコアに光を効率的に戻すことができるようにするために、光ファイバ３ａや光ファイバ３ｂのコア径を大きくする必要がある。
【０１０２】
このようにして、光ファイバ３ａ，３ｂとしてマルチモードのものを用いると、第１のセンサ対１００から戻される光が効率的に光ファイバ３ａのコアに戻されるようになるとともに、第２のセンサ対２００から戻される光が効率的に光ファイバ３ｂのコアに戻されるようになるという利点が得られ、それにより、Ｌ1a、Ｌ2a、Ｌ1b及びＬ2bの長さを大きくできるようになることで、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の移動を正確に測定できるようになるとともに、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞の移動を正確に測定できるようになるという利点が得られることになる。
【０１０３】
次に、第１の圧力温度センサ１００ａや第２の圧力温度センサ２００ａや第１の温度センサ１００ｂや第２の温度センサ２００ｂのギャップ長Ｌに基づく光量ロスについて行ったシミュレーションの結果について説明する。
【０１０４】
このシミュレーションは、マクスウエルの電磁波方程式を解くビーム伝搬法(Beam Propagation Method) を実装した市販のソフトウェアパッケージを使い、光ファイバの外径を１００μｍ、光ファイバのコアの屈折率を１.4５、光ファイバのクラッドの屈折率を１.4４７、光の波長を０.8４μｍ、ギャップ長Ｌの間にある媒体を空気層、光ファイバのコア径φを１０／２０／４０／６０μｍ、第１のセンサ１００ａや第２のセンサ１００ｂのギャップ長Ｌを０.5／１／２.5／５／１０／２５／５０／１００μｍとして行った。
【０１０５】
図１４ないし図１６に、このシミュレーションの結果を図示する。ここで、図１５は、図１４のシミュレーション結果の一部拡大図を示し、図１６は、図１５のシミュレーション結果の一部拡大図を示している。
【０１０６】
図１４ないし図１６において、横軸はギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）を表し、縦軸は光ファイバ中を１ｍｍ逆伝搬した場所での、入射光量に対する反射光量との比で定義される光量ロス（％）を示している。
【０１０７】
図１５のシミュレーション結果から分かるように、０.1％の光量ロスを目安とした場合、コア径φが１０μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ０.5となることで、ギャップ長Ｌの上限値はおおよそ５μｍであることが分かる。また、コア径φが２０μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ０.8となることで、ギャップ長Ｌの上限値はおおよそ１６μｍであることが分かる。また、コア径φが４０μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ１.2となることで、ギャップ長Ｌの上限値はおおよそ４８μｍであることが分かる。また、コア径φが６０μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ１.5となることで、ギャップ長Ｌの上限値はおおよそ９０μｍであることが分かる。
【０１０８】
そして、図１６のシミュレーション結果から分かるように、０.0１％の光量ロスを目安とした場合、コア径φが１０μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ０.2となることで、ギャップ長Ｌの上限値はおおよそ２μｍであることが分かる。また、コア径φが２０μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ０.2となることで、ギャップ長Ｌの上限値はおおよそ４μｍであることが分かる。また、コア径φが４０μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ０.4となることで、ギャップ長Ｌの上限値はおおよそ１６μｍであることが分かる。また、コア径φが６０μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ０.5となることで、ギャップ長Ｌの上限値はおおよそ３０μｍであることが分かる。
【０１０９】
このように、光量ロスの観点から、光ファイバ３ａや光ファイバ３ｂのコア径が与えられるときに、第１の圧力温度センサ１００ａや第２の圧力温度センサ２００ａや第１の温度センサ１００ｂや第２の温度センサ２００ｂのギャップ長Ｌには上限値が存在することになる。
【０１１０】
例えば、コア径φが１２.5μｍとなる市販のシングルモードの光ファイバを用いる場合には、光量ロスを０.1％に抑える場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ０.6となることで、ギャップ長Ｌは７.5μｍ以下とする必要がある。また、コア径φが５０μｍとなる市販のマルチモードの光ファイバを用いる場合には、光量ロスを０.1％に抑える場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ１.3５となることで、ギャップ長Ｌは６７μｍ以下とする必要がある。但し、光量ロスが大きくなることを許容する場合には、この上限値はこれよりも大きくなることは言うまでもない。
【０１１１】
なお、この条件は、あくまで、ファブリペロ構造を持つ第１の圧力温度センサ１００ａや第２の圧力温度センサ２００ａや第１の温度センサ１００ｂや第２の温度センサ２００ｂを想定したことによりでてきたものであり、受圧部が光導波路で構成されるような他の構造を持つ場合には、このような上限値に制限されるものでないことは言うまでもない。
【０１１２】
上述したように、第１の圧力温度センサ１００ａや第２の圧力温度センサ２００ａのギャップ長Ｌ（Ｌ1a ,Ｌ2a) を大きくすると、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計に基づく中央干渉縞の持つ幅から大きく外れることで、その干渉縞の移動を正確に検出できるようになり有利である。
【０１１３】
そして、第１の温度センサ１００ｂや第２の温度センサ２００ｂのギャップ長Ｌ（Ｌ1b ,Ｌ2b) を大きくすると、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計に基づく中央干渉縞の持つ幅から大きく外れることで、その干渉縞の移動を正確に検出できるようになり有利である。
【０１１４】
例えば、図１７（ａ）に示すシミュレーション結果は、シングルモードの光ファイバを想定することで「Ｌ1a＝６μｍ、Ｌ1b＝５μｍ」として、図８に示すモデル式に基づいて行ったシミュレーション結果を示しているが、この場合には、Ｌ1a ,Ｌ2aが小さいことで、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計に基づく中央干渉縞の持つ幅に入ってしまい、実質的にその干渉縞の移動を検出することができない。
【０１１５】
これに対して、図１７（ｂ）に示すシミュレーション結果は、マルチモードの光ファイバを想定することで「Ｌ1a＝６０μｍ、Ｌ1b＝３５μｍ」として、図８に示すモデル式に基づいて行ったシミュレーション結果を示しているが、この場合には、Ｌ1a ,Ｌ2aを大きくとれることで、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計に基づく中央干渉縞の持つ幅から外れることで、その干渉縞の移動を検出することができるのである。
【０１１６】
ここで、図１７（ａ)(ｂ）に示すシミュレーション結果は、ｈ＝１００ｍｍ、ａ＝１.0ｍｍ、中心波長λ0 ＝８５０ｎｍ、発光帯域半値全幅Δλ＝２２ｎｍ、コヒーレンス長ｌc （０.4４×λ0 2／Δλ）＝１４μｍ、センサ素子長＝８ｍｍを想定して行った。
【０１１７】
なお、図中に示すコヒーレンス長ｌc はセンサ素子長と対比されるべきものではなくて、コヒーレンス長ｌc で規定される干渉縞の持つ幅を示しているものに過ぎない。
【０１１８】
このシミュレーション結果を見る限り、シングルモードの光ファイバを使えないという結論になってしまうが、そのようなことはない。
【０１１９】
例えば、図１８に示すシミュレーション結果は、シングルモードの光ファイバを想定することで「Ｌ1a＝２０μｍ、Ｌ1b＝７μｍ」として、図８に示すモデル式に基づいて行ったシミュレーション結果を示しているが、この場合には、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計に基づく中央干渉縞の持つ幅から外れることで、その干渉縞の移動を検出することができる。
【０１２０】
ここで、この図１８のシミュレーション結果は、Ｌ1a ,Ｌ2a以外の条件については、図１７（ａ)(ｂ）に示すシミュレーション結果と同じである。
【０１２１】
この図１８のシミュレーション結果から分かるように、光ファイバとしては、マルチモードのものでなければならないということはなく、シングルモードのものを用いることも可能である。
【０１２２】
次に、図１に示した本発明を構成する各構成要素について詳細に説明する。
【０１２３】
（イ）光源１の構成
光源１は、低コヒーレント光を発光する白色光源である。これは、高いコヒーレンシーの光を用いると、中央干渉縞がなかなか減衰しないことで、その幅が大きくなり、これにより、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の位置や、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞の位置を正確に検出することが不可能になるからである。
【０１２４】
図１９ないし図２２に、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の位置を具体例にして、これを検証するために行ったシミュレーションの結果を図示する。
【０１２５】
ここで、このシミュレーションは、図７中に示すｈを１００ｍｍ、図７中に示すａを１０ｍｍ、ｎ1aを空気の屈折率である１、ｎ2aを空気の屈折率である１、光源１の発光波長を８５０ｎｍ、Ｌ1a＝５０μｍ、Ｌ2a＝１５０μｍ，２００μｍ，２５０μｍとし、（イ）光源１の発光帯域半値全幅が０.4４ｎｍのときに生成される干渉縞と、（ロ）光源１の発光帯域半値全幅が２.2ｎｍのときに生成される干渉縞と、（ハ）光源１の発光帯域半値全幅が２２ｎｍのときに生成される干渉縞と、（ニ）光源１の発光帯域半値全幅が４４ｎｍのときに生成される干渉縞とをシミュレーションすることで行った。
【０１２６】
図１９に示すシミュレーション結果が光源１の発光帯域半値全幅が０.4４ｎｍのときに生成される干渉縞であり、図２０に示すシミュレーション結果が光源１の発光帯域半値全幅が２.2ｎｍのときに生成される干渉縞であり、図２１に示すシミュレーション結果が光源１の発光帯域半値全幅が２２ｎｍのときに生成される干渉縞であり、図２２に示すシミュレーション結果が光源１の発光帯域半値全幅が４４ｎｍのときに生成される干渉縞である。
【０１２７】
ここで、光源１のコヒーレンス長ｌc は、発光波長λ0 と発光帯域半値全幅Δλとから、
ｌc ＝０.4４×（λ0 2／Δλ）
により求められるので、図１９に示すシミュレーション結果のコヒーレンス長ｌc は７２２μｍ、図２０に示すシミュレーション結果のコヒーレンス長ｌc は１４４μｍ、図２１に示すシミュレーション結果のコヒーレンス長ｌc は１４μｍ、図２２に示すシミュレーション結果のコヒーレンス長ｌc は７μｍとなる。
【０１２８】
このシミュレーション結果から、発光帯域半値全幅が２２ｎｍ程度の低いコヒーレンシーの光を発光する光源１を用意すれば、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の位置を検出することが可能になることが検証できた。したがって、２（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞の位置を検出することが可能になることが検証できた。
【０１２９】
すなわち、コヒーレンス長ｌc が大きくなると、コヒーレンス長ｌc で規定される幅を持つ中央干渉縞の幅が大きくなることで、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞が中央干渉縞の内部に埋もれてしまうことになって、その干渉縞の位置を検出することが不可能になるので、低いコヒーレンシーの光を発光する光源１を用いる必要がある。
【０１３０】
このような低いコヒーレンシーの発光を実現するために、図２３に示すように、発光波長の異なる複数の光源１を用意して、それを光分波結合器４ａに伝送するという構成を採ってもよい。
【０１３１】
（ロ）第１のセンサ対１００／第２のセンサ対２００の構成
第１のセンサ対１００を構成する第１の圧力温度センサ１００ａとして、単一構成のものを用いる他に、同一構造を持つ複数のものを光ファイバを使って並列接続することで構成されるものを用いるようにしてもよい。
【０１３２】
第１の圧力温度センサ１００ａとして、このような複数並列接続構成のものを用いると、それぞれのセンサが入力光に対して同一の２ｎ1aＬ1aという光路差を発生することで、光学的に平均値を算出していることになり、第１の測定点で発生する圧力を高精度に検出できるようになる。
【０１３３】
また、第１のセンサ対１００を構成する第１の温度センサ１００ｂとして、単一構成のものを用いる他に、同一構造を持つ複数のものを光ファイバを使って並列接続することで構成されるものを用いるようにしてもよい。
【０１３４】
第１の温度センサ１００ｂとして、このような複数並列接続構成のものを用いると、それぞれのセンサが入力光に対して同一の２ｎ1bＬ1bという光路差を発生することで、光学的に平均値を算出していることになり、第１の測定点における温度を高精度に検出できるようになる。
【０１３５】
一方、第２のセンサ対２００を構成する第２の圧力温度センサ２００ａとして、単一構成のものを用いる他に、同一構造を持つ複数のものを光ファイバを使って並列接続することで構成されるものを用いるようにしてもよい。
【０１３６】
第２の圧力温度センサ２００ａとして、このような複数並列接続構成のものを用いると、それぞれのセンサが入力光に対して同一の２ｎ2aＬ2aという光路差を発生することで、光学的に平均値を算出していることになり、第２の測定点で発生する圧力を高精度に検出できるようになる。
【０１３７】
また、第２のセンサ対２００を構成する第２の温度センサ２００ｂとして、単一構成のものを用いる他に、同一構造を持つ複数のものを光ファイバを使って並列接続することで構成されるものを用いるようにしてもよい。
【０１３８】
第２の温度センサ２００ｂとして、このような複数並列接続構成のものを用いると、それぞれのセンサが入力光に対して同一の２ｎ2bＬ2bという光路差を発生することで、光学的に平均値を算出していることになり、第２の測定点における温度を高精度に検出できるようになる。
【０１３９】
（ハ）ヤングの干渉計の構成
図１に示す実施形態例では、光分波結合器７を使って、第２のセンサ対２００から逆伝送される光を光ファイバ８ａと光ファイバ８ｂとに分波することで、ヤングの干渉計を構成している。
【０１４０】
ヤングの干渉計の構成方法としては、このような構成方法に限られるものではなくて、図２４や図２５に示すような様々な構成方法を用いることが可能である。
【０１４１】
図２４に示すヤングの干渉計の構成方法では、光分波結合器７を介して光ファイバ６に接続される光ファイバ８ａ，８ｂに代えて、光ファイバ６の前面に、２つのスリット又はピンホールを持つ光遮蔽板１２を備えることで、ヤングの干渉計を構成している。
【０１４２】
また、図２５に示すヤングの干渉計の構成方法では、シングルモードの光ファイバ８ａ，８ｂに代えて、２モードの光ファイバ１３を接続することで、ヤングの干渉計を構成している。
【０１４３】
ここで、図２５中に示す１４は光ファイバ６と光ファイバ１３とを接続するコネクタ、１５ａ，１５ｂは２モードの光ファイバ１３から出射される光をラインイメージセンサ９に照射する全反射鏡である。
【０１４４】
（ニ）測定レンジの拡大を実現するヤングの干渉計の構成
図１に示す実施形態例では、光分波結合器７を使って、第２のセンサ対２００から逆伝送される光を光ファイバ８ａと光ファイバ８ｂとに分波することで、ヤングの干渉計を構成している。
【０１４５】
この場合、光ファイバ８ａ，８ｂの先端同士の間の距離（図７中に示す２ａ）により、干渉縞の位置が変化することになる。図９に示したシミュレーション結果は、ａ＝１０ｍｍとして行ったシミュレーションの結果である。
【０１４６】
図２６に、ａ＝２０ｍｍとし、その他の条件については図９に示したシミュレーションと変えずに行ったシミュレーションの結果を図示する。図中の上段に示すものがａ＝２０ｍｍとして行ったシミュレーションの結果であり、下段に示すものがａ＝１０ｍｍとして行ったシミュレーションの結果（図９に示したもの）である。
【０１４７】
このシミュレーション結果から分かるように、光ファイバ８ａ，８ｂの先端同士の間の距離を小さくすると、干渉縞位置の展開の広がりが大きくなることが分かる。
【０１４８】
このことから、分かるように、測定する圧力差が大きいときには、光ファイバ８ａ，８ｂの先端同士の間の距離を大きくした方がよい。この距離を小さくすると、測定する圧力差が大きいときに、ラインイメージセンサ９の画素範囲を外れることが起こるからである。一方、測定する圧力差が小さいときには、光ファイバ８ａ，８ｂの先端同士の間の距離を小さくした方がよい。この距離を小さくすると、分解能が上がるからである。
【０１４９】
そこで、図２７に示すように、光ファイバ８ａを起点として、入力される光を２つに分波する光ファイバの１つ又は複数段の階層構造により構成されるとともに、光ファイバ８ｂを起点として、入力される光を２つに分波する光ファイバの１つ又は複数段の階層構造により構成されて、ラインイメージセンサ９（１つで構成されることもあるし、複数で構成されることもある）に光を出射する最終段の光ファイバの出射間隔がそれぞれ異なるものとなるものを用いることで、測定レンジの拡大を図る構成を採ることが好ましい。
【０１５０】
この構成を用いる場合には、演算装置１０は、例えば、最初に、最も差圧測定レンジの大きなもので差圧を測定し、次に、その測定した差圧から、ラインイメージセンサ９の画素範囲に入る差圧測定レンジの内で、最も分解能の高い差圧測定レンジを選択して、それを使って差圧を再測定することで、最終的な差圧を測定するように処理することになる。
【０１５１】
（ホ）装置の小型化を実現する構成
図１に示す実施形態例を実装する装置の小型化を実現するには、図２８に示すように、光ファイバ２／光分波結合器４ａ／光ファイバ５／光分波結合器４ｂ／光ファイバ６／光分波結合器７／光ファイバ８ａ／光ファイバ８ｂを、１つのプラットホームに集積化する構成を採ることが好ましい。
【０１５２】
更に、図２７に示す測定レンジの拡大を実現する構成を用いる場合にも、図２９に示すように、１つのプラットホームに集積化する構成を採ることが好ましい。
【０１５３】
ここで、第１のセンサ対１００に接続される光ファイバ３ａや、第２のセンサ対２００に接続される光ファイバ３ｂについても、可能な範囲で、そのプラットホームに集積化することが好ましい。
【０１５４】
図１に示す実施形態例では、第１のセンサ対１００として、第１の圧力温度センサ１００ａと第１の温度センサ１００ｂとが光ファイバで並列接続されるものを用い、第２のセンサ対２００として、第２の圧力温度センサ２００ａと第２の温度センサ２００ｂとが光ファイバで並列接続されるものを用いるという構成を採ったが、図３０に示すように、第１のセンサ対１００として、第１の圧力温度センサ１００ａと第１の温度センサ１００ｂとが光ファイバで直列接続されるものを用い、第２のセンサ対２００として、第２の圧力温度センサ２００ａと第２の温度センサ２００ｂとが光ファイバで直列接続されるものを用いるという構成を採ることも可能である。
【０１５５】
この構成を採る場合には、その直列接続を実現するために、第１の圧力温度センサ１００ａ（第１の温度センサ１００ｂ）が前段となる場合には、それが持つ全反射鏡１０１ａ（全反射鏡１０１ｂ）を半透過鏡に置き換えたものを使用するとともに、第２の圧力温度センサ２００ａ（第２の温度センサ２００ｂ）が前段となる場合には、それが持つ全反射鏡２０１ａ（全反射鏡２０１ｂ）を半透過鏡に置き換えたものを使用することになる。
【０１５６】
この構成を採る場合にも、光学的な平均値を算出することで測定精度の向上を図るために、第１の圧力温度センサ１００ａや第２の圧力温度センサ２００ａや第１の温度センサ１００ｂや第２の温度センサ２００ｂについて、同一構造を持つ複数のものを光ファイバを使って並列接続することで構成されるものを用いるようにしてもよい。
【０１５７】
次に、本発明の他の実施形態例について説明する。図３１に本発明の他の実施形態例を図示する。
【０１５８】
図１に示した実施形態例では測定点が２か所であったが、この実施形態例では測定点が５か所となっている。
【０１５９】
これに合わせて、図３１の実施形態例は、第１のセンサ対１００及び第２のセンサ対２００に加えて、第３の測定点に設置される第３のセンサ対３００と、第４の測定点に設置される第４のセンサ対４００と、第５の測定点に設置される第５のセンサ対５００とを備える構成を採る。
【０１６０】
この第３のセンサ対３００は、第１のセンサ対１００と同一構造を有して、入力光に対して、圧力及び温度に反応して、２ｎ3aＬ3aという光路差を発生させるとともに、温度のみに反応して、２ｎ3bＬ3bという光路差を発生させる。
【０１６１】
一方、第４のセンサ対４００は、第１のセンサ対１００と同一構造を有して、入力光に対して、圧力及び温度に反応して、２ｎ4aＬ4aという光路差を発生させるとともに、温度のみに反応して、２ｎ4bＬ4bという光路差を発生させる。
【０１６２】
一方、第５のセンサ対５００は、第１のセンサ対１００と同一構造を有して、入力光に対して、圧力及び温度に反応して、２ｎ5aＬ5aという光路差を発生させるとともに、温度のみに反応して、２ｎ5bＬ5bという光路差を発生させる。
【０１６３】
そして、第３のセンサ対３００／第４のセンサ対４００／第５のセンサ対５００を用意することに合わせて、図１に示した構成に加えて、光分波結合器４ｂの分波する光を取り出すシングルモードの光ファイバ５αと、第３のセンサ対３００に対応付けて設けられて、光ファイバ５αの取り出す光を第３のセンサ対３００に伝送するシングルモードの光ファイバ３ｃと、光ファイバ３ｃを伝送してくる光を２つに分波して第３のセンサ対３００に入力する光分波結合器５０ｃと、光ファイバ５αと光ファイバ３ｃとを結合するとともに、光ファイバ３ｃを逆伝送してくる光を分波する光分波結合器４ｃと、光分波結合器４ｃの分波する光を取り出すシングルモードの光ファイバ５βと、第４のセンサ対４００に対応付けて設けられて、光ファイバ５βの取り出す光を第４のセンサ対４００に伝送するシングルモードの光ファイバ３ｄと、光ファイバ３ｄを伝送してくる光を２つに分波して第４のセンサ対４００に入力する光分波結合器５０ｄと、光ファイバ５βと光ファイバ３ｄとを結合するとともに、光ファイバ３ｄを逆伝送してくる光を分波する光分波結合器４ｄと、光分波結合器４ｄの分波する光を取り出すシングルモードの光ファイバ５γと、第５のセンサ対５００に対応付けて設けられて、光ファイバ５γの取り出す光を第５のセンサ対５００に伝送するシングルモードの光ファイバ３ｅと、光ファイバ３ｅを伝送してくる光を２つに分波して第５のセンサ対５００に入力する光分波結合器５０ｅと、光ファイバ５γと光ファイバ３ｅとを結合するとともに、光ファイバ３ｅを逆伝送してくる光を分波する光分波結合器４ｅとを備えるとともに、図１に示した光ファイバ６が、その光分波結合器４ｅの分波する光を取り出して、光分波結合器７に伝送するという構成を採る。
【０１６４】
この構成に従って、ラインイメージセンサ９上には、２（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞や、２（ｎ1aＬ1a−ｎ3aＬ3a）という光路差因子に基づく干渉縞というように、任意の２つの測定点の圧力差に対応付けられる干渉縞位置を持つ干渉縞が生成されることになる。
【０１６５】
これから、この実施形態例の本発明を用いることで、図３２に示すように、複数の測定点の差圧を単一構成のセンサで一度に測定することが可能になる。
【０１６６】
なお、干渉縞の位置は、圧力差（光路差）の小さいものほど中央干渉縞に近い位置に生成されることになるので、干渉縞の出現順序が変動する可能性があるが、通常の測定対象では、圧力差の順番が変わるようなことは起こらないので、本発明によるこのような複数の測定点の差圧測定が可能になる。
【０１６７】
ここで、図３１の実施形態例の構成を用いる場合にあっても、光ファイバとして、シングルモードのものを用いることに限られる必要はなく、マルチモードのものを用いることも可能である。
【０１６８】
また、図３１の実施形態例の構成を用いる場合にあっても、２つの測定点の圧力差がないときに発生する干渉縞が中央干渉縞と一致しないようになる、図１２に示すような干渉縞を発生させるセンサを用いることができることは言うまでもない。
【０１６９】
以上に説明した実施形態例では、圧力に応答して全反射鏡１０１ａなどが動くことで入力光に与える光路差を変化させる機能を持つ第１の圧力温度センサ１００ａなどを用いることで、圧力差を測定するようにしている。
【０１７０】
全反射鏡１０１ａなどが磁界強度に応答して動けば、本発明を用いることで磁界強度差を測定できるようになるし、全反射鏡１０１ａなどが電界強度に応答して動けば、本発明を用いることで電界強度差を測定できるようになる。このように、本発明は、その適用が圧力差の測定に限られるものではない。
【０１７１】
一方、本発明では、全反射鏡１０１ａなどが動かなくても、全反射鏡１０１ａなどと半透過鏡１０２ａなどとの間にある物質の屈折率が変化することで、入力光に与える光路差を変化させる機能を持つセンサを用いることもできる。
【０１７２】
例えば、高分子ポリマーによっては、図３３に示すように、温度によって屈折率を変化させるものがある。全反射鏡１０１ａなどと半透過鏡１０２ａなどとの間に、このような特性を持つ高分子ポリマーを置いておけば、温度差を測定することができるようになる。
【０１７３】
一般に、物質は、温度が変化したり、圧力が変化したり、濃度が変化したり、磁界が変化したり、電界が変化したりすると、その屈折率や長さが変化し、これにより、通過する光の位相差を変化させる。
【０１７４】
これから、そのような外部要因に敏感に反応して屈折率や長さを変化させる物質を、全反射鏡１０１ａなどと半透過鏡１０２ａなどとの間に置くことで、全反射鏡１０１ａなどが動かなくても、本発明を用いることで、圧力差などを測定することが可能である。
【０１７５】
更に、このような外部要因に敏感に反応して屈折率や長さを変化させる物質を用いる場合には、本発明に関連する技術として、図１に示したような第１の圧力温度センサ１００ａなどのような反射型のセンサの代わりに、図３４に示すように、透明なガラス板を平行に配置して、その２つのガラス板の間に、そのような外部要因に敏感に反応して屈折率や長さを変化させる物質を置くことで入力光に光路長の変化を与える透過型のセンサが用意されることもある。
【０１７６】
図３５に、このような透過型のセンサを用いるのに好適な本発明に関連する技術を図示する。
【０１７７】
この本発明に関連する技術では、第１のセンサ対１００として、第１の測定点における温度の影響を受けつつ、第１の測定点で発生する圧力に応じて光路長を変化させる図３４に示すような構造を持つ透過型の第１の圧力温度センサ１００ａと、第１の測定点における温度のみに応じて光路長を変化させる図３４に示すような構造を持つ透過型の第１の温度センサ１００ｂと、それらのセンサをバイパスするシングルモードの光ファイバ６２ａとの並列接続で構成されるものを用いるという構成を採っている。
【０１７８】
そして、第２のセンサ対２００として、第２の測定点における温度の影響を受けつつ、第２の測定点で発生する圧力に応じて光路長を変化させる図３４に示すような構造を持つ透過型の第２の圧力温度センサ２００ａと、第２の測定点における温度のみに応じて光路長を変化させる図３４に示すような構造を持つ透過型の第２の温度センサ２００ｂと、それらのセンサをバイパスするシングルモードの光ファイバ６２ｂとの並列接続で構成されるものを用いるという構成を採っている。
【０１７９】
この場合には、第１の圧力温度センサ１００ａは、２つのガラス板の間の距離をＬ1aで表すならば、入力光に対して、通過する際に、ｎ1aＬ1a( ｎ1aは２つのガラス板の間にある物質の屈折率）という光路長を与え、第１の温度センサ１００ｂは、２つのガラス板の間の距離をＬ1bで表すならば、入力光に対して、通過する際に、ｎ1bＬ1b( ｎ1bは２つのガラス板の間にある物質の屈折率）という光路長を与える。
【０１８０】
一方、第２の圧力温度センサ２００ａは、２つのガラス板の間の距離をＬ2aで表すならば、入力光に対して、通過する際に、ｎ2aＬ2a( ｎ2aは２つのガラス板の間にある物質の屈折率）という光路長を与え、第２の温度センサ２００ｂは、２つのガラス板の間の距離をＬ2bで表すならば、入力光に対して、通過する際に、ｎ2bＬ2b( ｎ2bは２つのガラス板の間にある物質の屈折率）という光路長を与える。
【０１８１】
以下、説明の便宜上、「ｎ1a＝ｎ2a」を想定するとともに、第１の測定点と第２の測定点との間に圧力差及び温度差がない場合に「Ｌ1a＝Ｌ2a」となる第１の圧力温度センサ１００ａ及び第２の圧力温度センサ２００ａを用いることを想定する。そして、説明の便宜上、「ｎ1b＝ｎ2b」を想定するとともに、第１の測定点と第２の測定点との間に温度差がない場合に「Ｌ1b＝Ｌ2b」となる第１の温度センサ１００ｂ及び第２の温度センサ２００ｂを用いることを想定する。
【０１８２】
このように構成されるときにあって、第１の測定点で発生する圧力及び温度と第２の測定点で発生する圧力及び温度との間に圧力差及び温度差がない場合には、「Ｌ1a＝Ｌ2a」となり、第１の圧力温度センサ１００ａの持つ２つのガラス板の間にある物質と、第２の圧力温度センサ２００ａの持つ２つのガラス板の間にある物質とが同じであることで「ｎ1a＝ｎ2a」となることから、第１の圧力温度センサ１００ａにより与えられる光路長ｎ1aＬ1aと、第２の圧力温度センサ２００ａにより与えられる光路長ｎ2aＬ2aとは一致することになる。
【０１８３】
これに対して、第１の測定点で発生する圧力と、第２の測定点で発生する圧力との間に圧力差がある場合には、この２つの光路長に違いがでる。しかも、この光路長は、温度の影響を受けることになる。
【０１８４】
一方、第１の測定点で発生する温度と第２の測定点で発生する温度との間に温度差がない場合には、「Ｌ1b＝Ｌ2b」となり、第１の温度センサ１００ｂの持つ２つのガラス板の間にある物質と、第２の温度センサ２００ｂの持つ２つのガラス板の間にある物質とが同じであることで「ｎ1b＝ｎ2b」となることから、第１の温度センサ１００ｂにより与えられる光路長ｎ1bＬ1bと、第２の温度センサ２００ｂにより与えられる光路長ｎ2bＬ2bとは一致することになる。
【０１８５】
これに対して、第１の測定点で発生する温度と第２の測定点で発生する温度との間に温度差がある場合には、この２つの光路長には違いがでる。
【０１８６】
図３５に示す本発明に関連する技術は、これらの光路差の違いを検出することで、第１の測定点で発生する圧力と第２の測定点で発生する圧力との差分値を、第１及び第２の測定点における温度の影響を受けることなく測定するという構成を採るものである。
【０１８７】
これを実現するために、図３２に示す本発明に関連する技術では、低コヒーレント光を発光するＬＥＤなどで構成される光源１（いわゆる白色光源で構成される光源１）と、光源１の発光する光を取り出して第１のセンサ対１００に伝送するシングルモードの光ファイバ６０ａと、光ファイバ６０ａを伝送する光を３つに分波して、第１のセンサ対１００に入力する光分波結合器６１ａと、第１のセンサ対１００の出力する３つの光を結合する光分波結合器６３ａと、光分波結合器６３ａの結合する光を第２のセンサ対２００に伝送するシングルモードの光ファイバ６０ｂと、光ファイバ６０ｂを伝送する光を３つに分波して、第２のセンサ対２００に入力する光分波結合器６１ｂと、第２のセンサ対２００の出力する３つの光を結合する光分波結合器６３ｂと、光分波結合器６３ｂの結合する光を取り出すシングルモードの光ファイバ６と、光ファイバ６の取り出す光を２つに分波する光分波結合器７と、光分波結合器７の分波する一方の光を取り出すシングルモードの光ファイバ８ａと、光分波結合器７の分波するもう一方の光を取り出すシングルモードの光ファイバ８ｂと、光ファイバ８ａ及び光ファイバ８ｂから出射される光により生成される干渉縞を検出するラインイメージセンサ９と、ラインイメージセンサ９の検出する干渉縞の縞位置から、第１の測定点で発生する圧力と第２の測定点で発生する圧力との間に圧力差を算出する演算装置１０とを備える。
【０１８８】
この本発明に関連する技術に従う場合には、第１の圧力温度センサ１００ａと第２の圧力温度センサ２００ａとの関係で説明するならば、（１）第１の圧力温度センサ１００ａを透過してから、第２の圧力温度センサ２００ａを透過する光の伝送パターンと、（２）第１の圧力温度センサ１００ａをバイパスする光ファイバ６２ａを伝送してから、第２の圧力温度センサ２００ａをバイパスする光ファイバ６２ｂを伝送する光の伝送パターンと、（３）第１の圧力温度センサ１００ａをバイパスする光ファイバ６２ａを伝送してから、第２の圧力温度センサ２００ａを透過する光の伝送パターンと、（４）第１の圧力温度センサ１００ａを透過してから、第２の圧力温度センサ２００ａをバイパスする光ファイバ６２ｂを伝送する光の伝送パターンという、４種類の光の伝送パターンが存在することになる。
【０１８９】
光ファイバ６２ａ，６２ｂが与える光路長は固定であることを考慮すると、▲３▼の伝送パターンで伝送されると、入力光にはｎ2aＬ2aという光路長が与えられ、▲４▼の伝送パターンで伝送されると、入力光にはｎ1aＬ1aという光路長が与えられ、これにより、ラインイメージセンサ９に向けて出射される光の位相差の中に、位相差＝ｋ×（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という位相差が存在することになる。
【０１９０】
この（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子は、第１の圧力温度センサ１００ａの置かれる第１の測定点で発生する圧力と、第２の圧力温度センサ２００ａの置かれる第２の測定点で発生する圧力との差圧を示しており、これから、この（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出することで、その差圧を測定することができる。
【０１９１】
但し、第１の圧力温度センサ１００ａと第２の圧力温度センサ２００ａとは温度の影響を受けるので、この（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出して、それに基づいて差圧を算出したのでは、温度の影響を受けた差圧測定になる。
【０１９２】
一方、第１の温度センサ１００ｂと第２の温度センサ２００ｂとの関係においても、第１の温度センサ１００ｂを透過あるいはバイパスしてから、第２の温度センサ２００ｂを透過あるいはバイパスすることで、上述したような４種類の光の伝送パターンが存在し、これにより、位相差＝ｋ×（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という位相差が存在することになる。
【０１９３】
この（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子は、第１の温度センサ１００ｂの置かれる第１の測定点における温度と、第２の温度センサ２００ｂの置かれる第２の測定点における温度との温度差を示しており、これから、この（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出することで、その温度差を測定することができる。
【０１９４】
したがって、図３５に示す本発明に関連する技術でも、（ｎ1aＬ1a−ｎ2aＬ2a）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出するとともに、（ｎ1bＬ1b−ｎ2bＬ2b）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出して、それらに基づいて、温度の影響を受けない形で、第１の測定点で発生する圧力と第２の測定点で発生する圧力との差圧を測定できるようになる。
【０１９５】
ここで、図３５に示す本発明に関連する技術の構成を用いる場合にあっても、光ファイバとして、シングルモードのものを用いることに限られる必要はなく、マルチモードのものを用いることも可能である。
【０１９６】
また、図３５に示す本発明に関連する技術の構成を用いる場合にあっても、２つの測定点の圧力差がないときに発生する干渉縞が中央干渉縞と一致しないようになる、図１２に示すような干渉縞を発生させるセンサを用いることができることは言うまでもない。
【０１９７】
また、図３５に示す本発明に関連する技術の構成を採る場合にも、光学的な平均値を算出することで測定精度の向上を図るために、第１の圧力温度センサ１００ａや第２の圧力温度センサ２００ａや第１の温度センサ１００ｂや第２の温度センサ２００ｂについて、同一構造を持つ複数のものを光ファイバを使って並列接続することで構成されるものを用いるようにしてもよい。
【０１９８】
また、図３５に示す本発明に関連する技術では、測定点が２か所であったが、測定点が３か所以上である場合には、センサ対を直列的に接続する形態で光ファイバ及び光分波結合器を備えることになる。
【０１９９】
また、図３５に示す本発明に関連する技術の実現にあたっても、図２７に示したように、光ファイバ８ａを起点として、入力される光を２つに分波する光ファイバの１つ又は複数段の階層構造により構成されるとともに、光ファイバ８ｂを起点として、入力される光を２つに分波する光ファイバの１つ又は複数段の階層構造により構成されて、ラインイメージセンサ９（１つで構成されることもあるし、複数で構成されることもある）に光を出射する最終段の光ファイバの出射間隔がそれぞれ異なるものとなるものを用いることで、測定レンジの拡大を図る構成を採ることが好ましい。
【０２００】
そして、図３５に示す本発明に関連する技術の実現にあたっても、小型化を実現するために、図２８に示したように、可能な限りの光ファイバや光分波結合器を、１つのプラットホームに集積化するという構成を採ることが好ましい。
【０２０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、距離的に離れた位置で測定される物理量の差分値を測定するにあたって、導圧管やリモートシールなどの代わりに光ファイバを用いて、光干渉を使ってその差分値を測定するという構成を採るとともに、そのときに、非測定対象の物理量の影響をキャンセルする形で物理量の差分値を測定するという構成を採ることから、距離的に離れた位置で発生する物理量の差分値を周囲環境などに影響されずに正確に測定できるようになるとともに、非測定対象の物理量に影響されずに正確に測定できるようになる。
【０２０２】
すなわち、光ファイバ中を伝送する全ての光波は同じ位相変動を受けることで、外乱による干渉はキャンセルし合うことになるので、本発明によれば、距離的に離れた位置で発生する物理量の差分値を周囲環境などに影響されずに正確に測定できるようになるとともに、非測定対象の物理量に影響されずに正確に測定できるようになるのである。
【０２０３】
さらに、本発明では、距離的に離れた３か所以上の位置で測定される物理量の差分値についても、周囲環境などに影響されずに同時かつ正確に測定できるようになるとともに、非測定対象の物理量に影響されずに正確に測定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例である。
【図２】光の伝送パターンの説明図である。
【図３】光の伝送パターンの説明図である。
【図４】光の伝送パターンの説明図である。
【図５】光の伝送パターンの説明図である。
【図６】光の伝送パターンの説明図である。
【図７】ヤングの干渉計の説明図である。
【図８】干渉縞の強度のモデル式である。
【図９】干渉縞生成のシミュレーション結果の説明図である。
【図１０】演算装置の実行処理の説明図である。
【図１１】演算装置の実行処理の説明図である。
【図１２】干渉縞の移動の説明図である。
【図１３】ファブリペロ構造を持つセンサの説明図である。
【図１４】ファブリペロ構造を持つセンサの光量ロスのシミュレーション結果の説明図である。
【図１５】ファブリペロ構造を持つセンサの光量ロスのシミュレーション結果の説明図である。
【図１６】ファブリペロ構造を持つセンサの光量ロスのシミュレーション結果の説明図である。
【図１７】干渉縞生成のシミュレーション結果の説明図である。
【図１８】干渉縞生成のシミュレーション結果の説明図である。
【図１９】光源コヒーレンシーのシミュレーション結果の説明図である。
【図２０】光源コヒーレンシーのシミュレーション結果の説明図である。
【図２１】光源コヒーレンシーのシミュレーション結果の説明図である。
【図２２】光源コヒーレンシーのシミュレーション結果の説明図である。
【図２３】光源構成の一実施形態例である。
【図２４】ヤングの干渉計の構成方法の説明図である。
【図２５】ヤングの干渉計の構成方法の説明図である。
【図２６】干渉縞生成のシミュレーション結果の説明図である。
【図２７】測定レンジを拡大する構成の一実施形態例である。
【図２８】集積化構成の一実施形態例である。
【図２９】集積化構成の一実施形態例である。
【図３０】センサ対の他の構成例である。
【図３１】本発明の他の実施形態例である。
【図３２】本発明の使用形態の説明図である。
【図３３】高分子ポリマーの特性の説明図である。
【図３４】入力光に光路差を与える透過型のセンサの説明図である。
【図３５】 本発明に関連する技術の説明図である。
【図３６】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１ 光源
２ 光ファイバ
３ａ 光ファイバ
３ｂ 光ファイバ
４ａ 光分波結合器
４ｂ 光分波結合器
５ 光ファイバ
６ 光ファイバ
７ 光分波結合器
８ａ 光ファイバ
８ｂ 光ファイバ
９ ラインイメージセンサ
１０ 演算装置
５０ａ 光分波結合器
５０ｂ 光分波結合器
１００ 第１のセンサ対
１００ａ 第１の圧力温度センサ
１００ｂ 第１の温度センサ
１０１ａ 全反射鏡
１０１ｂ 全反射鏡
１０２ａ 半透過鏡
１０２ｂ 半透過鏡
１０３ａ レンズ
１０３ｂ レンズ
２００ 第２のセンサ対
２００ａ 第２の圧力温度センサ
２００ｂ 第２の温度センサ
２０１ａ 全反射鏡
２０１ｂ 全反射鏡
２０２ａ 半透過鏡
２０２ｂ 半透過鏡
２０３ａ レンズ
２０３ｂ レンズ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention is a physical quantity measurement that measures a difference value of a physical quantity such as pressure.DressIn particular, it is possible to accurately measure the difference value of physical quantities generated at a distance away from each other without being affected by the surrounding environment, and can be accurately measured without being affected by the physical quantity to be measured. Physical quantity measurementDressRelated to the position.
[0002]
[Prior art]
When a plant such as an oil plant is controlled, it may be required to measure a differential value of the pressure of a process fluid existing at a distance.
[0003]
Conventionally, in such a case, as shown in FIG. 36 (a), a configuration is adopted in which a pressure gauge is prepared at each of two measurement positions, and the measured values (electric signals) of the two pressure gauges. Is transmitted to the arithmetic circuit and differential processing is performed to measure the differential value of the pressure generated at the two measurement positions.
[0004]
In addition, as shown in FIG. 36 (b), a process for preparing a differential pressure gauge for measuring a differential value of pressure is adopted, and a process fluid is transferred from each of two measurement positions to the differential pressure gauge using a pressure guiding tube. In this way, the differential value of the pressure generated at two measurement positions is measured.
[0005]
In such a method using a pressure guiding tube, there are problems that the pressure guiding tube is clogged and measurement cannot be performed, or if the pressure guiding tube is broken, the process fluid flows out to the outside.
[0006]
Therefore, as shown in FIG. 36 (c), the pressure of the process fluid is propagated from each of the two measurement positions to the differential pressure gauge by using a remote seal that encloses a sealing liquid such as silicone oil. In some cases, the difference value of the pressure generated at each measurement position is measured.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, if a method is adopted in which a pressure gauge is prepared at each of the two measurement positions and the measured values of the two pressure gauges are differentially processed by an arithmetic circuit, an expensive pressure gauge is used. There is a problem that two units must be prepared and the cost becomes high.
[0008]
On the other hand, if the method of introducing the process fluid from each of the two measurement positions to the differential pressure gauge using a pressure guiding tube, the pressure guiding tube becomes clogged and measurement cannot be performed, or the pressure guiding tube is damaged. Then, there is a problem that the process fluid flows out to the outside.
[0009]
On the other hand, if a method is used in which the pressure of the process fluid is propagated from each of the two measurement positions to the differential pressure gauge using a remote seal, there is a risk that the pressure guiding tube will be clogged or the process fluid will flow out. However, since the two remote seals are arranged in different environments, there is a problem that the measurement accuracy is lowered due to the influence of temperature or the like. In addition, this method has a problem in that the filled liquid leaks to the outside when the remote seal is broken.
[0010]
There are calls for the construction of physical quantity measurement technology to solve these problems, but in building this physical quantity measurement technology, it is necessary to make it possible to measure accurately without being affected by the physical quantity of the non-measurement target. is there.
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and makes it possible to accurately measure a difference value of a physical quantity generated at a position distant from each other without being affected by the surrounding environment and the like. The object is to provide a new physical quantity measurement technique that enables accurate measurement without being influenced by the physical quantity.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve this object, the present invention provides:(1) It is installed at each of a plurality of measurement locations andAccording to the shooting structure, an optical path difference is generated in the input light according to the physical quantity of the measurement target and the physical quantity of the non-measurement target.FirstAccording to the sensor and the reflection structure, an optical path difference is generated in the input light according to the physical quantity of the non-measurement target.SecondCombining with sensorThe difference between the two optical paths is generated for the input light.pluralSensor for measurementWhen,(2)ForemostSensor for measurementIs provided in association withSensor for measurementOptical fiber means for transmitting the light emitted from the light source to(3)ForemostSensor for measurementEach exceptSensor for measurementIs provided in correspondence with theSensor for measurementThe optical fiber means provided in association with the optical fiber means for reverse transmission is input with the light with the optical path difference generated as a pair.Sensor for measurementOptical fiber means for transmitting to,(4)Last stageSensor for measurementOptical means for reversely transmitting the optical fiber means provided in association with the optical path difference generated, and optical means for demultiplexing the light into two,(5)Generated by the light demultiplexed into two emitted from the optical meansThe fringe position is determined according to the magnitude of the difference value of the optical path difference generated by the first sensor of the two measurement sensors, and the second sensor of the two measurement sensors. The stripe position is determined according to the difference value of the optical path difference that occurs.Detection means for detecting the fringe pattern;(6)The fringe position of the interference fringes detected by the detection meansThe amount of movement of the device, and based on the detection result,Unaffected by physical quantity to be measuredIn addition, the measurement existing at the measurement location where the two sensors are installed.And a calculating means for calculating a difference value of the physical quantity to be defined.
  Here, the optical means for inputting the light split into two by the optical means described above, which is composed of a group of optical means units for splitting the input light into two, the optical means unit in the subsequent stage Are connected in the form of a hierarchical structure in which the output light of the preceding optical unit unit is input light, and further includes optical means in which the emission intervals of the optical unit unit of the final stage for emitting light to the detection unit are different. Sometimes.
[0013]
  In addition, the measurement sensor is the first sensorSensorAnd the secondAre connected in parallel.The combination can be configured by the first sensor and the second sensorConnected in seriesThe combination is configured.
[0016]
  In the present invention configured as described above, an optical path difference is generated in the input light in accordance with the physical quantity to be measured and the physical quantity to be measured.FirstAn optical path difference is generated in the input light according to the sensor and the physical quantity of the non-measurement target.SecondAt least two of the combination with the sensorSensor for measurementIs prepared, and the first stageSensor for measurementOne sensor(First sensor and second sensor)Is optical path difference2xn1× L1(n1Is the refractive index, L1Is a function to generateSensor for measurementOne sensor associated with it(First sensor and second sensor)Is optical path difference2xn2× L2(n2Is the refractive index, L2Is an example of a case having a function of generating a length)Sensor for measurementWhen the light emitted from the light source is input to the front sensor through an optical fiber provided in correspondence with the optical fiber, the optical path difference of the front sensor2xn1× L1By the generation functionLightThe light whose path length does not change and the optical path length2xn1× L1Changing light is generated.
[0017]
  These two lights areSensor for measurementThe optical path difference of the next-stage sensor is input to the next-stage sensor via an optical fiber provided in correspondence with2xn2× L2By the generation functionRi, thisStarting from the input light, the light whose path length does not change and the optical path length2xn2× L2Changing light is generated.
[0018]
  From now on, with the sensor at the front2xn1× L1Is input to the next sensor in response to the change in the optical path length of2xn2× L2The light transmitted without being affected by the optical path length of the2xn1× L1Is input to the next sensor without being affected by the change in the optical path length.2xn2× L2In response to the change in the optical path length of2x(N1× L1-N2× L2) Causes a phase difference that has a factor of2x(N1× L1-N2× L2) Is generated on the sensor.
[0019]
  This optical path difference2x(N1× L1-N2× L2) Depending on the physical quantity of the object to be measured and the physical quantity of the non-measuring object, an optical path difference is generated in the input light.FirstIn the case of a sensor, it becomes a value corresponding to the difference value of the physical quantity of the measurement target and the difference value of the physical quantity of the non-measurement target, while generating an optical path difference in the input light according to the physical quantity of the non-measurement targetSecondIn the case of a sensor, it corresponds to the difference value of the physical quantity to be measured.
[0020]
From now on, in the case where the physical quantity to be measured is pressure and the physical quantity to be measured is temperature, the position D of the former interference fringes will be described.12aAnd the position D of the latter interference fringes12bIs
D12a= D12a(P, T)
D12b= D12b(T)
However, P = P1-P2    P1: Pressure generated at the front sensor position
P2: Pressure generated at the sensor position of the next stage
T = T1-T2    T1: Temperature at the sensor position at the front
T2: Temperature at the sensor position of the next stage
It is represented by
[0021]
  Therefore,The first of the measuring sensorInterference fringe position D generated by the sensor12aWhen the differential pressure and temperature difference change,
        ΔD12a= C12a (P)× ΔP + C12a (T)× ΔT
And change.
[0022]
Where C12a (P)Indicates the sensitivity related to the differential pressure, and can be obtained in advance by experiments as the amount of movement of the interference fringes per unit differential pressure obtained under the condition of a constant temperature difference. C12a (T)Indicates the sensitivity related to the temperature difference, and can be obtained in advance by experiments as the amount of movement of the interference fringes per unit temperature difference obtained under the condition that the differential pressure is constant.
[0023]
  on the other hand,The second of the measuring sensorInterference fringe position D generated by the sensor12bWhen the temperature difference changes,
        ΔD12b= C12b (T)× ΔT
And change.
[0024]
Where C12b (T)Indicates the sensitivity related to the temperature difference, and can be obtained in advance by experiments as the amount of movement of the interference fringes per unit temperature difference obtained under the condition that the differential pressure is constant.
[0025]
  From now on, in the present invention, first,Measuring sensor hasReacts only to temperatureSecondInterference fringe position D generated by the sensor12bThe amount of movement is calculated, and this is obtained in advance as sensitivity C12b (T)The temperature difference ΔT is obtained by dividing by.
[0026]
  continue,Measuring sensor hasResponds to both pressure and temperatureFirstInterference fringe position D generated by the sensor12aIs obtained, and the obtained movement amount ΔD12aAnd the previously obtained temperature difference ΔT and the previously obtained sensitivity C12a (P), C12a (T)And
        ΔD12a= C12a (P)× ΔP + C12a (T)× ΔT
Derived from
        ΔP = (ΔD12a-C12a (T)× ΔT) / C12a (P)
By substituting into, differential pressure ΔP is measured.
[0027]
Thus, in the present invention, when measuring a difference value of a physical quantity measured at a position distant from each other, an optical fiber is used instead of a pressure guiding tube or a remote seal, and the difference value is obtained using optical interference. In this case, the difference between the physical quantities is measured in a form that cancels the influence of the physical quantity that is not to be measured. The differential value can be accurately measured without being influenced by the surrounding environment and the like, and can be accurately measured without being influenced by the physical quantity to be measured.
[0028]
That is, since all the light waves transmitted through the optical fiber are subjected to the same phase fluctuation, interference due to disturbance cancels each other. Therefore, according to the present invention, the difference in physical quantity generated at a position distant from each other. The value can be accurately measured without being influenced by the surrounding environment and the like, and can be accurately measured without being influenced by the physical quantity to be measured.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail according to an embodiment in which a differential value of pressure generated at measurement points that are distant from each other is measured.
[0030]
FIG. 1 illustrates an example embodiment of the present invention.
[0031]
This example embodiment is generated at a first measurement point using a first sensor pair 100 installed at a first measurement point and a second sensor pair 200 installed at a second measurement point. The differential value between the pressure to be generated and the pressure generated at the second measurement point is measured.
[0032]
The first sensor pair 100 includes a first pressure temperature sensor 100a that generates an optical path difference in the input light according to the pressure generated at the first measurement point while being affected by the temperature at the first measurement point. The first temperature sensor 100b generates an optical path difference in the input light according to only the temperature at the first measurement point.
[0033]
On the other hand, the second sensor pair 200 is affected by the temperature at the second measurement point, and generates the optical path difference in the input light according to the pressure generated at the second measurement point. And a second temperature sensor 200b that generates an optical path difference in the input light according to only the temperature at the second measurement point.
[0034]
The first pressure temperature sensor 100a is provided to face the total reflection mirror 101a set on a pressure receiving member such as a diaphragm and the total reflection mirror 101a, reflects a part of the input light, and the remaining one. And a lens 103a that collimates the light passing through the semi-transmissive mirror 102a and irradiates the total reflective mirror 101a with the semi-transmissive mirror 102a between the semi-transmissive mirror 102a and the total reflective mirror 101a. The distance of L1aIf the input light is reflected by the semi-transmissive mirror 102a and reflected by the total reflective mirror 101a, 2n1aL1a(n1aCauses an optical path difference (the refractive index of the substance between the semi-transmissive mirror 102a and the total reflective mirror 101a).
[0035]
The first temperature sensor 100b is provided opposite to the total reflection mirror 101b set on a pressure receiving member such as a diaphragm and the total reflection mirror 101b, reflects a part of the input light, and the remaining one. And a lens 103b that collimates the light that passes through the semi-transmissive mirror 102b and irradiates the total reflective mirror 101b with the parallel light, and between the semi-transmissive mirror 102b and the total reflective mirror 101b. The distance of L1bIf the input light is reflected by the semi-transmissive mirror 102b and reflected by the total reflective mirror 101b, 2n1bL1b(n1bGenerates an optical path difference (refractive index of a substance between the semi-transmissive mirror 102b and the total reflection mirror 101b).
[0036]
On the other hand, the second pressure temperature sensor 200a has the same structure as the first pressure temperature sensor 100a, and is opposed to the total reflection mirror 201a set on a pressure receiving member such as a diaphragm, and the total reflection mirror 201a. A semi-transmissive mirror 202a that reflects a part of the input light and transmits the remaining part, and a lens 203a that collimates the light transmitted through the semi-transmissive mirror 202a and irradiates the total reflective mirror 201a. The distance between the transflective mirror 202a and the total reflection mirror 201a is L2aIf the input light is reflected by the semi-transmissive mirror 202a and reflected by the total reflection mirror 201a, 2n2aL2a(n2aCauses an optical path difference (the refractive index of the substance between the semi-transmissive mirror 202a and the total reflection mirror 201a).
[0037]
The second temperature sensor 200b has the same structure as the first temperature sensor 100b, and is provided opposite to the total reflection mirror 201b set on a pressure receiving member such as a diaphragm and the total reflection mirror 201b. The semi-transmissive mirror 202b that reflects part of the input light and transmits the remaining part, and the lens 203b that collimates the light transmitted through the semi-transmissive mirror 202b and irradiates the total reflective mirror 201b. The distance between the semi-transmissive mirror 202b and the total reflection mirror 201b is L2bIf the input light is reflected by the semi-transmissive mirror 202b and reflected by the total reflection mirror 201b, 2n2bL2b(n2bGenerates an optical path difference (the refractive index of the substance between the semi-transmissive mirror 202b and the total reflective mirror 201b).
[0038]
Hereinafter, for convenience of explanation, “n1a= N2a"And when there is no pressure difference and temperature difference between the first measurement point and the second measurement point,1a= L2aIt is assumed that the first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a are used.
[0039]
For convenience of explanation, “n1b= N2b"And when there is no temperature difference between the first measurement point and the second measurement point," L1b= L2bIt is assumed that the first temperature sensor 100b and the second temperature sensor 200b that become “
[0040]
When there is no pressure difference and temperature difference between the pressure and temperature generated at the first measurement point and the pressure and temperature generated at the second measurement point when configured in this way, L1a= L2aThe material between the transflective mirror 102a and the total reflection mirror 101a is the same as the material between the transflective mirror 202a and the total reflection mirror 201a, so that “n”1a= N2aTherefore, the optical path difference 2n generated by the first pressure temperature sensor 100a1aL1aAnd an optical path difference 2n generated by the second pressure temperature sensor 200a.2aL2aWill match.
[0041]
On the other hand, when there is a pressure difference between the pressure generated at the first measurement point and the pressure generated at the second measurement point, the difference between the two optical paths is different. Moreover, this optical path difference is affected by temperature.
[0042]
On the other hand, when there is no temperature difference between the temperature at the first measurement point and the temperature at the second measurement point, “L”1b= L2bThe material between the transflective mirror 102b and the total reflection mirror 101b is the same as the material between the transflective mirror 202b and the total reflection mirror 201b.1b= N2bTherefore, the optical path difference 2n generated by the first temperature sensor 100b1bL1bAnd an optical path difference 2n generated by the second temperature sensor 200b.2bL2bWill match.
[0043]
On the other hand, when there is a temperature difference between the temperature at the first measurement point and the temperature at the second measurement point, the difference between the two optical paths is different.
[0044]
The embodiment shown in FIG. 1 detects the difference between these optical path differences, thereby obtaining a difference value between the pressure generated at the first measurement point and the pressure generated at the second measurement point. The measurement is performed without being affected by the temperature at the measurement point.
[0045]
In order to realize this, in the embodiment of FIG. 1, a light source 1 (light source 1 composed of a so-called white light source) composed of LEDs that emit low coherent light and light emitted from the light source 1 are extracted. A single-mode optical fiber 2a, a single-mode optical fiber 3a that is provided in association with the first sensor pair 100 and transmits light extracted from the optical fiber 2 to the first sensor pair 100, and an optical fiber 3a. The optical demultiplexing coupler 50a that demultiplexes the transmitted light into two and inputs it to the first sensor pair 100 is coupled with the optical fiber 2 and the optical fiber 3a, and the optical fiber 3a is reversely transmitted. An optical demultiplexing coupler 4a for demultiplexing incoming light, a single mode optical fiber 5 for extracting the light demultiplexed by the optical demultiplexing coupler 4a, and the second sensor pair 200, Optical phi The single mode optical fiber 3b that transmits the light extracted by the second sensor pair 200 to the second sensor pair 200, and the optical component that is split into two light beams transmitted through the optical fiber 3b and input to the second sensor pair 200. The wave coupler 50b, the optical fiber 5 and the optical fiber 3b are coupled to each other, and the optical demultiplexing coupler 4b that demultiplexes the light transmitted in reverse through the optical fiber 3b, and the demultiplexing of the optical demultiplexing coupler 4b. Single-mode optical fiber 6 for extracting the light to be extracted, an optical demultiplexing coupler 7 for demultiplexing the light extracted by the optical fiber 6, and a single mode for extracting one light demultiplexed by the optical demultiplexing coupler 7 Optical fiber 8a, single-mode optical fiber 8b for extracting the other light demultiplexed by optical demultiplexing coupler 7, and interference fringes generated by the light emitted from optical fiber 8a and optical fiber 8b are detected. Line image to do And the arithmetic device 10 for calculating the pressure difference between the pressure generated at the first measurement point and the pressure generated at the second measurement point from the fringe positions of the interference fringes detected by the line image sensor 9. Is provided.
[0046]
As will be described later, the optical fibers 3a and 3b do not have to be limited to those of a single mode, and those of a multimode can also be used. , 8a and 8b need not be limited to the single mode, and a multimode may be used.
[0047]
In the present invention configured as described above, if the relationship between the first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a is described, as shown in FIG. 2A, it is reflected by the total reflection mirror 101a. Then, the light transmission pattern (first transmission pattern) reflected and transmitted by the total reflection mirror 201a is reflected by the semi-transmission mirror 102a and then transmitted by the semi-transmission mirror 202a as shown in FIG. A transmission pattern of light that is reflected and transmitted (second transmission pattern) and transmission of light that is reflected by the semi-reflective mirror 102a and then reflected by the total reflection mirror 201a as shown in FIG. 2C. A pattern (third transmission pattern) and a transmission pattern (fourth transmission pattern) of light that is reflected by the total reflection mirror 101a and then reflected by the semi-transmission mirror 202a as shown in FIG. 2D. There are four types of light transmission patterns It will be standing.
[0048]
Therefore, the phase difference of the light emitted toward the line image sensor 9 is as follows. (A) As shown in FIG. 3, the phase difference generated by the combination of the first transmission pattern and the second transmission pattern = k × 2 (n1aL1a+ N2aL2a) And (b) As shown in FIG. 4, the combination of the second transmission pattern and the fourth transmission pattern ((a) in the figure), the first transmission pattern, and the third transmission pattern Phase difference generated by combination ((b) in the figure) = k × 2n1aL1a(C) As shown in FIG. 5, the combination of the second transmission pattern and the third transmission pattern ((a) in the figure) and the combination of the first transmission pattern and the fourth transmission pattern Phase difference generated by ((b) in the figure) = k × 2n2aL2a(D) As shown in FIG. 6, the phase difference generated by the combination of the third transmission pattern and the fourth transmission pattern = k × 2 (n1aL1a-N2aL2a), There are four types of phase differences.
[0049]
Similarly, in the relationship between the first temperature sensor 100b and the second temperature sensor 200b, the four types of light transmission patterns shown in FIG. 2 exist, and accordingly, in FIGS. Four types of phase differences k × 2 (n corresponding to those shown1bL1b+ N2bL2b), K × 2n1bL1b, K × 2n2bL2b, K × 2 (n1bL1b-N2bL2b) Will exist.
[0050]
On the other hand, between the light emitted from the optical fiber 8a that reaches an arbitrary point (z, 0) on the line image sensor 9 and the light emitted from the optical fiber 8b, a formula (Young's) is shown. There is an optical path difference Δ calculated according to the interferometer equation). Here, “h” indicates the distance between the line image sensor 9 and the tips of the optical fibers 8a and 8b, and “2a” indicates the distance between the tips of the optical fibers 8a and 8b.
[0051]
From now on, if it demonstrates with the relationship between the 1st pressure temperature sensor 100a and the 2nd pressure temperature sensor 200a, the interference fringe produced | generated on the line image sensor 9 will set the coherence length of the light which the light source 1 light-emits to l.cIf
lc≧ Δ−2 (n1aL1a+ N2aL2a)
lc≧ Δ−2 (n1aL1a-N2aL2a)
lc≧ Δ-2n1aL1a
lc≧ Δ-2n2aL2a
lc≧ Δ + 2 (n1aL1a+ N2aL2a)
lc≧ Δ + 2 (n1aL1a-N2aL2a)
lc≧ Δ + 2n1aL1a
lc≧ Δ + 2n2aL2a
When the condition
Δ = 2 (n1aL1a+ N2aL2a)
Δ = 2 (n1aL1a-N2aL2a)
Δ = 2n1aL1a
Δ = 2n2aL2a
A strong interference intensity will be shown in the place.
[0052]
The intensity of the interference fringes generated on the line image sensor 9 can be simulated according to a model equation as shown in FIG. 8 if a beam having a Gaussian distribution beam intensity is assumed.
[0053]
Here, this model formula shows an interference fringe generated by the first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a, and n included in the formula1aL1a, N2aL2aWill vary with pressure and temperature.
[0054]
Note that the interference fringes generated by the first temperature sensor 100b and the second temperature sensor 200b are n in this model equation.1aL1a, N2aL2aN1bL1b, N2bL2bThe intensity is calculated with a model formula instead of (which changes only with temperature).
[0055]
FIG. 9 shows an example of the simulation.
[0056]
Here, in the simulation shown in FIG. 9, h shown in FIG. 7 is 100 mm, a shown in FIG.1aIs the refractive index of air, 1, n2aWhere 1 is the refractive index of air,1a= 150 μm, L2aInterference fringes generated when = 150 μm and (b) L1a= 150 μm, L2a= Interference fringes generated when 200 μm, and (c) L1a= 150 μm, L2aIt was performed by simulating the interference fringes generated when = 250 μm.
[0057]
In the figure, (1) is a center interference fringe appearing at a fixed position in the center, and (2) is 2 (n1aL1a-N2aL2a) Interference fringes based on the optical path difference factor of (3) is 2n1aL1aInterference fringes based on the optical path difference factor of (4) is 2n2aL2aInterference fringes based on the optical path difference factor of (5) is 2 (n1aL1a+ N2aL2a) Interference fringes based on the optical path difference factor.
[0058]
As can be seen from this simulation, the interference fringes appear symmetrically and L2aMove in opposite directions to increase.
[0059]
2 (n1aL1a-N2aL2a) Is a difference between the pressure generated at the first measurement point where the first pressure temperature sensor 100a is placed and the pressure generated at the second measurement point where the second pressure temperature sensor 200a is placed. Pressure, and from this 2 (n1aL1a-N2aL2a) To detect the amount of movement of the interference fringes based on the optical path difference factor.
[0060]
However, since the first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a are affected by temperature, this 2 (n1aL1a-N2aL2aIf the amount of movement of the interference fringes based on the optical path difference factor is detected and the differential pressure is calculated based on the detected movement amount, the differential pressure measurement is affected by the temperature.
[0061]
On the other hand, in the same manner, in the relationship between the first temperature sensor 100b and the second temperature sensor 200b,
Δ = 2 (n1bL1b+ N2bL2b)
Δ = 2 (n1bL1b-N2bL2b)
Δ = 2n1bL1b
Δ = 2n2bL2b
A strong interference intensity will be shown in the place.
[0062]
And this 2 (n1bL1b-N2bL2b) Represents the temperature difference between the temperature at the first measurement point where the first temperature sensor 100b is placed and the temperature at the second measurement point where the second temperature sensor 200b is placed, From now on, this 2 (n1bL1b-N2bL2bThe temperature difference can be measured by detecting the movement amount of the interference fringes based on the optical path difference factor.
[0063]
The following conditions for preventing the first pressure temperature sensor 100a and the first temperature sensor 100b from interfering with each other:
lc≦ Δ−2 (n1aL1a-N1bL1b)
lc≦ Δ + 2 (n1aL1a-N1bL1b)
And the following condition for preventing the second pressure temperature sensor 200a and the second temperature sensor 200b from interfering with each other:
lc≦ Δ−2 (n2aL2a-N2bL2b)
lc≦ Δ + 2 (n2aL2a-N2bL2b)
Is configured to hold.
[0064]
The arithmetic unit 10 has 2 (n1aL1a-N2aL2a) And detecting the amount of interference fringe movement based on the optical path difference factor of 2 (n1bL1b-N2bL2b) And the pressure generated at the first measurement point and the pressure generated at the second measurement point in a manner not affected by temperature based on the detected movement amount of the interference fringes based on the optical path difference factor. The process which calculates the differential pressure | voltage with is performed.
[0065]
10 and 11 show the processing contents of the arithmetic unit 10 in the form of a flowchart.
[0066]
Prior to the actual measurement, the arithmetic device 10 performs the processing of the flowchart shown in FIG. 10 to calculate the arithmetic parameters required for the actual measurement and store them in the memory.
[0067]
That is, before entering the actual measurement, as shown in the flowchart shown in FIG. 10, the arithmetic unit 10 first determines a differential pressure condition as a measurement reference in step 1 and stores it in the memory. save.
[0068]
Subsequently, in Step 2, 2 (n1aL1a-N2aL2a) Actually detects the position of the interference fringe based on the optical path difference factor of 2 (n)1bL1b-N2bL2b) Are actually detected based on the optical path difference factor, and are stored in the memory as initial values of the interference fringe positions.
[0069]
Here, as can be seen from the simulation result of FIG. 9, when there is no pressure difference and temperature difference between the first measurement point and the second measurement point, “n”1aL1a= N2aL2aIn the case of using the first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a,1aL1a-N2aL2a) Is an interference fringe position based on an optical path difference factor of 2 (n1aL1a+ N2aL2a) And 2n1aL1aOr 2n2aL2aThis is a position closer to the center interference fringe than the position of the interference fringe based on the optical path difference factor. When there is no temperature difference between the first measurement point and the second measurement point, “n”1bL1b= N2bL2bIn the case of using the first temperature sensor 100b and the second temperature sensor 200b,1bL1b-N2bL2b) Is an interference fringe position based on an optical path difference factor of 2 (n1bL1b+ N2bL2b) And 2n1bL1bOr 2n2bL2bThis is a position closer to the center interference fringe than the position of the interference fringe based on the optical path difference factor.
[0070]
On the other hand, 2 (n1aL1a-N2aL2a) And the interference fringe position based on the optical path difference factor of 2 (n1bL1b-N2bL2b) Basically, which of the interference fringe positions based on the optical path difference factor is closer to the central fringe is L1a(When there is no differential pressure and temperature difference, L2aAnd L)1b(When there is no temperature difference, L2bTo match).
[0071]
As can be seen from this, the appearance order of interference fringes starting from the central interference fringe can be uniquely determined by design matters.1aL1a-N2aL2a) And the position of the interference fringes based on the optical path difference factor of 2 (n1bL1b-N2bL2b), The positions of the interference fringes based on the optical path difference factor can be detected. In step 2, the positions of these interference fringes are actually detected under the determined reference differential pressure condition. Then, they are processed so as to be stored in the memory as the initial value of the interference fringe position.
[0072]
The detection of the interference fringe position at this time is performed, for example, by taking the differential value of the pixel value output from the line image sensor 9 and detecting the position of the differential maximum value that appears in a prescribed order from the central interference fringe. Further, in order to increase the resolution, it is preferable to detect a symmetrical position.
[0073]
Here, when the reference differential pressure condition is zero differential pressure, the central interference fringe becomes the initial value of the interference fringe position, so that the processing in step 2 can be omitted.
[0074]
Subsequently, in step 3, in the vicinity of the determined reference differential pressure condition, the differential pressure is actually changed under the condition of a constant temperature difference, and 2 (n1aL1a-N2aL2a) Sensitivity C regarding the differential pressure obtained as the amount of movement of the interference fringe per unit differential pressure amount according to the amount of movement of the interference fringe position based on the optical path difference factor of12a (P)And save it in memory.
[0075]
Subsequently, in step 4, in the vicinity of the determined reference differential pressure condition, the temperature difference is actually changed under the constant differential pressure condition, and 2 (n1aL1a-N2aL2a) Sensitivity C related to the temperature obtained as the amount of movement of the interference fringes per unit temperature difference according to the amount of movement of the interference fringes position based on the optical path difference factor12a (T)And save it in memory.
[0076]
Subsequently, in Step 5, in the vicinity of the determined differential pressure condition, the temperature difference is actually changed under the constant differential pressure condition, and 2 (n1bL1b-N2bL2b) Sensitivity C related to the temperature obtained as the amount of movement of the interference fringes per unit temperature difference according to the amount of movement of the interference fringes position based on the optical path difference factor12b (T)And store their sensitivity in memory.
[0077]
On the other hand, when the actual measurement is performed, the arithmetic unit 10 measures the differential pressure without being affected by the temperature by performing the processing of the flowchart shown in FIG.
[0078]
That is, when the arithmetic device 10 starts actual measurement, first, as shown in the flowchart shown in FIG.1bL1b-N2bL2b) Is detected based on the optical path difference factor.
[0079]
The detection of the interference fringe position at this time is performed, for example, by taking the differential value of the pixel value output from the line image sensor 9 and detecting the position of the differential maximum value that appears in a prescribed order from the central interference fringe. Further, in order to increase the resolution, it is preferable to detect a symmetrical position.
[0080]
Subsequently, in step 2, by calculating a difference value between the detected interference fringe position and the initial value of the corresponding interference fringe position stored in the memory, 2 (n1bL1b-N2bL2b) The amount of movement ΔD from the initial value of the interference fringe position based on the optical path difference factor12bIs calculated.
[0081]
Subsequently, in step 3, the calculated movement amount ΔD12bIs the temperature sensitivity C stored in the memory.12b (T)The temperature difference ΔT between the temperature at the first measurement point and the temperature at the second measurement point is calculated by dividing by.
[0082]
Subsequently, in step 4, 2 (n1aL1a-N2aL2a) Is detected based on the optical path difference factor.
[0083]
The detection of the interference fringe position at this time is performed, for example, by taking the differential value of the pixel value output from the line image sensor 9 and detecting the position of the differential maximum value that appears in a prescribed order from the central interference fringe. Further, in order to increase the resolution, it is preferable to detect a symmetrical position.
[0084]
Subsequently, in step 5, 2 (n) is calculated by calculating a difference value between the detected interference fringe position and the initial value of the corresponding interference fringe position stored in the memory.1aL1a-N2aL2a) The amount of movement ΔD from the initial value of the interference fringe position based on the optical path difference factor12aIs calculated.
[0085]
Subsequently, in step 6, the calculated movement amount ΔD12aAnd the previously calculated temperature difference ΔT and the pressure sensitivity C stored in the memory12a (P)And temperature sensitivity C stored in memory12a (T)And from the above
ΔP = (ΔD12a-C12a (T)× ΔT) / C12a (P)
The displacement of the differential pressure from the reference differential pressure condition stored in the memory is calculated according to the calculation formula:
[0086]
Subsequently, in step 7, the current differential pressure is calculated by adding the calculated displacement of the differential pressure and the reference differential pressure condition stored in the memory, and is output as a measurement result.
[0087]
In this way, the arithmetic unit 10 can calculate 2 (n1aL1a-N2aL2a) And detecting the amount of interference fringe movement based on the optical path difference factor of 2 (n1bL1b-N2bL2b) And the pressure generated at the first measurement point and the pressure generated at the second measurement point in a manner not affected by temperature based on the detected movement amount of the interference fringes based on the optical path difference factor. The differential pressure is calculated and output.
[0088]
In the embodiment described above, when there is no pressure difference and temperature difference between the first measurement point and the second measurement point, “n”1aL1a= N2aL2aIt is assumed that the first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a are used.
[0089]
In this case, as can be seen from the simulation result of FIG. 9, 2 (n) indicating the pressure difference and the temperature difference between the first measurement point and the second measurement point.1aL1a-N2aL2a) The interference fringes based on the optical path difference factor are moved away from the central interference fringes starting from the position of the central interference fringes based on Young's interferometer as the absolute value of the differential pressure increases. become.
[0090]
The present invention is not limited to the use of the first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a having such a configuration, but between the first measurement point and the second measurement point. “N” when there is no pressure difference and temperature difference1aL1a≠ n2aL2aIt is also possible to use the first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a, and in this case, the negative pressure can be measured.
[0091]
That is, when there is no pressure difference and temperature difference between the first measurement point and the second measurement point, “n”1aL1a≠ n2aL2aIn the case of using the first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a, the 2 (n1aL1a-N2aL2a), The interference fringes based on the optical path difference factor, starting from the interference fringe position other than the central interference fringe,1aL1a-N2aL2a) Moves in accordance with the designated direction of the sign, so that it is possible to measure a negative pressure in which the pressure difference between the first measurement point and the second measurement point is reversed.
[0092]
However, the first pressure temperature sensor 100a basically changes the optical path difference in response to the pressure generated at the first measurement point, and the second pressure temperature sensor 200a basically has the second pressure temperature sensor 200a. Since the optical path difference is changed in response to the pressure generated at the measurement point, the temperature difference is not taken into consideration, and when there is no pressure difference between the first measurement point and the second measurement point, “n”1aL1a≠ n2aL2aThe first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a, which are “”, can also be measured for negative pressure that reverses the pressure difference between the first measurement point and the second measurement point. It will be possible.
[0093]
As described above, the arithmetic unit 10 sets the reference differential pressure condition, detects the initial value of the interference fringe under the reference differential pressure condition, and detects the displacement therefrom, thereby calculating the temperature difference. Since the configuration is such that the differential value of the pressure is measured while taking into consideration, the differential pressure value of the pressure can be measured by detecting the movement of the interference fringe showing the movement as shown in FIG. is there.
[0094]
Similarly, in the embodiment described above, when there is no temperature difference between the first measurement point and the second measurement point, “n”1bL1b= N2bL2bHowever, the present invention uses the first temperature sensor 100b and the second temperature sensor 200b having such a configuration. If there is no temperature difference between the first measurement point and the second measurement point, it is not limited.1bL1b≠ n2bL2bIt is also possible to use the first temperature sensor 100b and the second temperature sensor 200b.
[0095]
In the embodiment described above, it is assumed that the optical fibers 3a and 3b are single-mode optical fibers, but a multi-mode optical fiber can also be used.
[0096]
Since the core diameter of the multimode optical fiber is larger than the core diameter of the single mode optical fiber, when the multimode optical fibers 3a and 3b are used, the multimode optical fiber returns from the first sensor pair 100 having the Fabry-Perot structure. Light is efficiently returned to the core of the optical fiber 3a (more precisely, the core of the optical fiber connected to the semi-transparent mirrors 102a and 102b), and the light returned from the second sensor pair 200 having the Fabry-Perot structure is efficient. Thus, the advantage of returning to the core of the optical fiber 3b (more precisely, the core of the optical fiber connected to the semi-transparent mirrors 202a and 202b) is obtained.
[0097]
That is, as shown in FIG. 13, a part of the light returned from the first sensor pair 100 or the second sensor pair 200 having the Fabry-Perot structure is returned to the cladding of the optical fiber 3a or the optical fiber 3b. However, if the core diameter of the optical fiber 3a or the optical fiber 3b is large, the ratio of the light returned to the cladding decreases, so that the light returned from the first sensor pair 100 or the second sensor pair 200 is efficient. In addition, the advantage of being returned to the core of the optical fiber 3a or the optical fiber 3b is obtained.
[0098]
On the other hand, as can be seen from the model expression of the interference fringe intensity shown in FIG. 8, the interference fringes generated on the line image sensor 9 have a coherence length l.cThe coherence length l in accordance with the attenuation term γ (A) having the attenuation coefficient defined bycIt will have the width specified in.
[0099]
Therefore, 2 (n1aL1a-N2aL2a), The interference fringes based on the optical path difference factor of 2) (n1aL1a-N2aL2aThe movement of interference fringes based on the optical path difference factor of) cannot be detected.
[0100]
And 2 (n1bL1b-N2bL2b), The interference fringes based on the optical path difference factor of 2) (n1bL1b-N2bL2bThe movement of interference fringes based on the optical path difference factor of) cannot be detected.
[0101]
From now on, L1aOr L2aOr L1bOr L2bIn such a case, the core diameter of the optical fiber 3a or the optical fiber 3b is required so that the light can be efficiently returned to the core of the optical fiber 3a or the optical fiber 3b. Need to be larger.
[0102]
As described above, when the multimode optical fibers 3a and 3b are used, the light returned from the first sensor pair 100 is efficiently returned to the core of the optical fiber 3a and the second sensor. The advantage is that the light returned from the pair 200 is efficiently returned to the core of the optical fiber 3b, so that L1a, L2a, L1bAnd L2bCan be increased by 2 (n1aL1a-N2aL2a) And the interference fringe movement based on the optical path difference factor of 2) can be accurately measured.1bL1b-N2bL2bThe advantage is that the movement of the interference fringes based on the optical path difference factor can be accurately measured.
[0103]
Next, a description will be given of the results of a simulation performed on the light loss based on the gap length L of the first pressure temperature sensor 100a, the second pressure temperature sensor 200a, the first temperature sensor 100b, and the second temperature sensor 200b.
[0104]
This simulation uses a commercially available software package that implements the beam propagation method that solves Maxwell's electromagnetic wave equation. The outer diameter of the optical fiber is 100 μm, the refractive index of the optical fiber core is 1.45, and the optical fiber. The refractive index of the clad of 1.447, the wavelength of light is 0.84 μm, the medium between the gap length L is the air layer, the core diameter φ of the optical fiber is 10/20/40/60 μm, and the first sensor 100a The gap length L of the second sensor 100b was set to 0.5 / 1 / 2.5 / 5/10/25/50/100 μm.
[0105]
FIG. 14 to FIG. 16 illustrate the results of this simulation. Here, FIG. 15 shows a partially enlarged view of the simulation result of FIG. 14, and FIG. 16 shows a partially enlarged view of the simulation result of FIG.
[0106]
14 to 16, the horizontal axis represents the ratio (L / φ) between the gap length L and the core diameter φ, and the vertical axis represents the amount of reflected light with respect to the amount of incident light at a position where the light propagates back 1 mm in the optical fiber. The light loss (%) defined by the ratio is shown.
[0107]
As can be seen from the simulation results in FIG. 15, when the loss of light amount of 0.1% is taken as a guide, and the core diameter φ is 10 μm, the upper limit of the ratio of the gap length L to the core diameter φ (L / φ) It can be seen that the upper limit of the gap length L is approximately 5 μm because the value is approximately 0.5. When the core diameter φ is 20 μm, the upper limit value of the ratio of the gap length L to the core diameter φ (L / φ) is approximately 0.8, so that the upper limit value of the gap length L is approximately 16 μm. I understand that there is. When the core diameter φ is 40 μm, the upper limit value of the ratio of the gap length L to the core diameter φ (L / φ) is approximately 1.2, so that the upper limit value of the gap length L is approximately 48 μm. I understand that there is. When the core diameter φ is 60 μm, the upper limit value of the ratio of the gap length L to the core diameter φ (L / φ) is approximately 1.5, and the upper limit value of the gap length L is approximately 90 μm. I understand that there is.
[0108]
As can be seen from the simulation results of FIG. 16, when the loss of light amount of 0.01% is taken as a guide, the ratio of the gap length L to the core diameter φ (L / φ) when the core diameter φ is 10 μm. It can be seen that the upper limit value of is approximately 0.2, and the upper limit value of the gap length L is approximately 2 μm. When the core diameter φ is 20 μm, the upper limit value of the ratio of the gap length L to the core diameter φ (L / φ) is approximately 0.2, so that the upper limit value of the gap length L is approximately 4 μm. I know that there is. When the core diameter φ is 40 μm, the upper limit value of the ratio (L / φ) between the gap length L and the core diameter φ is approximately 0.4, and the upper limit value of the gap length L is approximately 16 μm. I know that there is. When the core diameter φ is 60 μm, the upper limit value of the ratio of the gap length L to the core diameter φ (L / φ) is approximately 0.5, so that the upper limit value of the gap length L is approximately 30 μm. I know that there is.
[0109]
Thus, from the viewpoint of light loss, when the core diameter of the optical fiber 3a or the optical fiber 3b is given, the first pressure temperature sensor 100a, the second pressure temperature sensor 200a, the first temperature sensor 100b, The upper limit value exists in the gap length L of the second temperature sensor 200b.
[0110]
For example, when a commercially available single mode optical fiber having a core diameter φ of 12.5 μm is used, the ratio of the gap length L to the core diameter φ (L / Since the upper limit value of φ) is approximately 0.6, the gap length L needs to be 7.5 μm or less. When a commercially available multimode optical fiber with a core diameter φ of 50 μm is used, the ratio of the gap length L to the core diameter φ (L / φ) is used to reduce the light loss to 0.1%. Is approximately 1.35, the gap length L needs to be 67 μm or less. However, it is needless to say that the upper limit value is larger than this when the light loss is allowed to increase.
[0111]
Note that this condition is only due to the assumption of the first pressure temperature sensor 100a, the second pressure temperature sensor 200a, the first temperature sensor 100b, and the second temperature sensor 200b having a Fabry-Perot structure. Of course, when the pressure receiving portion has another structure constituted by an optical waveguide, it is needless to say that the upper limit value is not limited thereto.
[0112]
As described above, the gap length L (L of the first pressure temperature sensor 100a or the second pressure temperature sensor 200a1a,L2a) Increases 2 (n1aL1a-N2aL2aIt is advantageous that the interference fringes based on the optical path difference factor of) greatly deviate from the width of the central interference fringes based on Young's interferometer, so that the movement of the interference fringes can be accurately detected.
[0113]
Then, the gap length L (L of the first temperature sensor 100b or the second temperature sensor 200b is set.1b,L2b) Increases 2 (n1bL1b-N2bL2bIt is advantageous that the interference fringes based on the optical path difference factor of) greatly deviate from the width of the central interference fringes based on Young's interferometer, so that the movement of the interference fringes can be accurately detected.
[0114]
For example, the simulation result shown in FIG. 17A is “L” by assuming a single-mode optical fiber.1a= 6 μm, L1b= 5 μm ”, the simulation result performed based on the model formula shown in FIG. 8 is shown.1a,L2aIs 2 (n1aL1a-N2aL2a) Enters the width of the center interference fringe based on Young's interferometer, and the movement of the interference fringe cannot be substantially detected.
[0115]
On the other hand, the simulation result shown in FIG.1a= 60 μm, L1b= 35 μm ”, the simulation result performed based on the model formula shown in FIG. 8 is shown.1a,L2a2 (n1aL1a-N2aL2a) Deviates from the width of the central interference fringe based on Young's interferometer, so that the movement of the interference fringe can be detected.
[0116]
Here, the simulation results shown in FIGS. 17A and 17B are as follows: h = 100 mm, a = 1.0 mm, center wavelength λ0= 850 nm, full width at half maximum of emission band Δλ = 22 nm, coherence length lc(0.44 × λ0 2/ Δλ) = 14 μm and sensor element length = 8 mm.
[0117]
The coherence length l shown in the figurecShould not be compared with the sensor element length, but the coherence length lcIt merely shows the width of the interference fringes defined by.
[0118]
From this simulation result, it can be concluded that a single-mode optical fiber cannot be used, but this is not the case.
[0119]
For example, the simulation result shown in FIG. 18 indicates that “L” is assumed by assuming a single mode optical fiber.1a= 20 μm, L1b= 7 μm ”, the simulation result performed based on the model formula shown in FIG. 8 is shown. In this case, 2 (n1aL1a-N2aL2a) Deviates from the width of the central interference fringe based on Young's interferometer, so that the movement of the interference fringe can be detected.
[0120]
Here, the simulation result of FIG.1a,L2aOther conditions are the same as the simulation results shown in FIGS.
[0121]
As can be seen from the simulation results of FIG. 18, the optical fiber does not have to be multimode, and a single mode can be used.
[0122]
Next, each component constituting the present invention shown in FIG. 1 will be described in detail.
[0123]
(A) Configuration of the light source 1
The light source 1 is a white light source that emits low-coherent light. This is because when the high coherency light is used, the central interference fringes are not easily attenuated, thereby increasing the width thereof.1aL1a-N2aL2a), The position of interference fringes based on the optical path difference factor of 2 (n1bL1b-N2bL2bThis is because it is impossible to accurately detect the position of the interference fringes based on the optical path difference factor.
[0124]
19 to 22, 2 (n1aL1a-N2aL2aThe result of a simulation performed to verify the position of the interference fringe based on the optical path difference factor of) is illustrated.
[0125]
Here, in this simulation, h shown in FIG. 7 is 100 mm, a shown in FIG.1aIs the refractive index of air, 1, n2a1 is the refractive index of air, the emission wavelength of the light source 1 is 850 nm, L1a= 50 μm, L2a= 150 μm, 200 μm, 250 μm, (b) interference fringes generated when the full width at half maximum of the light source 1 is 0.44 nm, and (b) generated when the full width at half maximum of the light source 1 is 2.2 nm. Interference fringes generated, (c) interference fringes generated when the emission band full width at half maximum of the light source 1 is 22 nm, and (d) interference fringes generated when the emission band full width at half maximum of the light source 1 is 44 nm. This was done by simulation.
[0126]
The simulation results shown in FIG. 19 are interference fringes generated when the full width at half maximum of the emission band of the light source 1 is 0.44 nm. The simulation results shown in FIG. 20 are when the full width at half maximum of the emission band of the light source 1 is 2.2 nm. 21 is an interference fringe generated when the light emission band full width at half maximum of the light source 1 is 22 nm. The simulation result shown in FIG. It is an interference fringe generated at 44 nm.
[0127]
Here, the coherence length l of the light source 1cIs the emission wavelength λ0And the emission band full width at half maximum Δλ,
lc= 0.44 × (λ0 2/ Δλ)
Therefore, the coherence length l of the simulation result shown in FIG.cIs 722 μm, the coherence length l of the simulation result shown in FIG.cIs 144 μm, the coherence length l of the simulation result shown in FIG.cIs 14 μm, the coherence length l of the simulation result shown in FIG.cIs 7 μm.
[0128]
From this simulation result, if a light source 1 that emits low coherency light having a full width at half maximum of about 22 nm is prepared, 2 (n1aL1a-N2aL2aIt was verified that it was possible to detect the position of the interference fringes based on the optical path difference factor. Therefore, 2 (n1bL1b-N2bL2bIt was verified that it was possible to detect the position of the interference fringes based on the optical path difference factor.
[0129]
That is, the coherence length lcIncreases, the coherence length lcBy increasing the width of the central interference fringe having a width defined by1aL1a-N2aL2a), The interference fringes based on the optical path difference factor are buried inside the central interference fringes, and it becomes impossible to detect the position of the interference fringes. Therefore, the light source 1 that emits light of low coherency is used. It is necessary to use it.
[0130]
In order to realize such low coherency light emission, as shown in FIG. 23, it is possible to prepare a plurality of light sources 1 having different emission wavelengths and transmit them to the optical demultiplexing coupler 4a. Good.
[0131]
(B) Configuration of first sensor pair 100 / second sensor pair 200
As the first pressure temperature sensor 100a constituting the first sensor pair 100, in addition to using a single structure, a plurality of elements having the same structure are connected in parallel using optical fibers. May be used.
[0132]
When the first pressure temperature sensor 100a having such a multiple parallel connection configuration is used, each sensor has the same 2n with respect to the input light.1aL1aBy generating the optical path difference, the average value is optically calculated, and the pressure generated at the first measurement point can be detected with high accuracy.
[0133]
Further, as the first temperature sensor 100b constituting the first sensor pair 100, in addition to using a single configuration, a plurality of devices having the same structure are connected in parallel using an optical fiber. You may make it use a thing.
[0134]
When the first temperature sensor 100b having such a multiple parallel connection configuration is used, each sensor has the same 2n with respect to the input light.1bL1bBy generating the optical path difference, the average value is optically calculated, and the temperature at the first measurement point can be detected with high accuracy.
[0135]
On the other hand, as the second pressure temperature sensor 200a constituting the second sensor pair 200, in addition to using a single configuration, a plurality of sensors having the same structure are connected in parallel using optical fibers. A thing may be used.
[0136]
When the second pressure temperature sensor 200a having such a multiple parallel connection configuration is used, each sensor has the same 2n with respect to the input light.2aL2aBy generating the optical path difference, the average value is optically calculated, and the pressure generated at the second measurement point can be detected with high accuracy.
[0137]
Further, as the second temperature sensor 200b constituting the second sensor pair 200, in addition to using a single temperature sensor, a plurality of sensors having the same structure are connected in parallel using optical fibers. You may make it use a thing.
[0138]
When the second temperature sensor 200b having such a plurality of parallel connection configurations is used, each sensor has the same 2n with respect to the input light.2bL2bBy generating the optical path difference, the average value is optically calculated, and the temperature at the second measurement point can be detected with high accuracy.
[0139]
(C) Configuration of Young's interferometer
In the embodiment shown in FIG. 1, Young's interference is achieved by using the optical demultiplexing coupler 7 to demultiplex the light reversely transmitted from the second sensor pair 200 into the optical fiber 8a and the optical fiber 8b. Comprises the total.
[0140]
The configuration method of Young's interferometer is not limited to such a configuration method, and various configuration methods as shown in FIGS. 24 and 25 can be used.
[0141]
In the configuration method of Young's interferometer shown in FIG. 24, two slits or pins are provided on the front surface of the optical fiber 6 instead of the optical fibers 8a and 8b connected to the optical fiber 6 through the optical demultiplexing coupler 7. By providing the light shielding plate 12 having a hole, Young's interferometer is configured.
[0142]
In the Young interferometer configuration method shown in FIG. 25, a Young mode interferometer is configured by connecting a two-mode optical fiber 13 instead of the single mode optical fibers 8a and 8b.
[0143]
Here, 14 shown in FIG. 25 is a connector for connecting the optical fiber 6 and the optical fiber 13, and 15 a and 15 b are total reflection mirrors that irradiate the line image sensor 9 with light emitted from the two-mode optical fiber 13. is there.
[0144]
(D) Configuration of Young's interferometer that realizes expansion of measurement range
In the embodiment shown in FIG. 1, Young's interference is achieved by using the optical demultiplexing coupler 7 to demultiplex the light reversely transmitted from the second sensor pair 200 into the optical fiber 8a and the optical fiber 8b. Comprises the total.
[0145]
In this case, the position of the interference fringes changes depending on the distance between the ends of the optical fibers 8a and 8b (2a shown in FIG. 7). The simulation result shown in FIG. 9 is the result of the simulation performed with a = 10 mm.
[0146]
FIG. 26 shows the results of a simulation performed with a = 20 mm and other conditions unchanged from the simulation shown in FIG. The upper part of the figure shows the result of the simulation performed with a = 20 mm, and the lower part shows the result of the simulation performed with a = 10 mm (shown in FIG. 9).
[0147]
As can be seen from the simulation result, it is understood that the spread of the interference fringe position increases when the distance between the tips of the optical fibers 8a and 8b is reduced.
[0148]
As can be seen from this, when the pressure difference to be measured is large, it is better to increase the distance between the tips of the optical fibers 8a and 8b. This is because if this distance is reduced, the line image sensor 9 may be out of the pixel range when the pressure difference to be measured is large. On the other hand, when the pressure difference to be measured is small, it is better to reduce the distance between the tips of the optical fibers 8a and 8b. This is because reducing this distance increases the resolution.
[0149]
Therefore, as shown in FIG. 27, the optical fiber 8a is used as a starting point, and the optical fiber 8a is configured by one or more layers of optical fibers that demultiplex input light into two, and the optical fiber 8b is used as a starting point. The line image sensor 9 (which may be composed of one or a plurality of layers) is configured by one or a plurality of stages of optical fibers that demultiplex input light into two. It is preferable to adopt a configuration in which the measurement range is expanded by using the ones with different emission intervals of the final stage optical fibers that emit light.
[0150]
When using this configuration, for example, the arithmetic unit 10 first measures the differential pressure with the largest differential pressure measurement range, and then calculates the pixel range of the line image sensor 9 from the measured differential pressure. The differential pressure measurement range with the highest resolution is selected from among the differential pressure measurement ranges that enter, and the differential pressure is re-measured using the selected differential pressure measurement range, so that the final differential pressure is measured. Become.
[0151]
(E) Configuration to achieve downsizing of the device
In order to reduce the size of the apparatus for mounting the embodiment shown in FIG. 1, as shown in FIG. 28, optical fiber 2 / optical demultiplexer 4a / optical fiber 5 / optical demultiplexer 4b / light It is preferable to adopt a configuration in which the fiber 6 / the optical demultiplexer 7 / the optical fiber 8a / the optical fiber 8b are integrated on one platform.
[0152]
Further, even when a configuration that realizes the expansion of the measurement range shown in FIG. 27 is used, it is preferable to adopt a configuration in which it is integrated on one platform as shown in FIG.
[0153]
Here, it is preferable that the optical fiber 3a connected to the first sensor pair 100 and the optical fiber 3b connected to the second sensor pair 200 are also integrated on the platform as much as possible.
[0154]
In the embodiment shown in FIG. 1, as the first sensor pair 100, the first pressure temperature sensor 100a and the first temperature sensor 100b are connected in parallel by an optical fiber, and the second sensor pair 200 is used. As the first sensor pair 100, as shown in FIG. 30, the second pressure temperature sensor 200a and the second temperature sensor 200b are connected in parallel using an optical fiber. The first pressure temperature sensor 100a and the first temperature sensor 100b are connected in series with an optical fiber, and the second pressure temperature sensor 200a and the second temperature sensor 200b are used as the second sensor pair 200. It is also possible to adopt a configuration in which those connected in series with an optical fiber are used.
[0155]
In the case of adopting this configuration, in order to realize the series connection, when the first pressure temperature sensor 100a (first temperature sensor 100b) is a front stage, the total reflection mirror 101a (total reflection) of the first pressure temperature sensor 100a (first temperature sensor 100b) is provided. When the second pressure temperature sensor 200a (second temperature sensor 200b) is in the preceding stage, a total reflection mirror 201a (total reflection mirror) included in the second pressure temperature sensor 200a (second temperature sensor 200b) is used. 201b) is replaced with a semi-transparent mirror.
[0156]
Even in the case of adopting this configuration, in order to improve the measurement accuracy by calculating an optical average value, the first pressure temperature sensor 100a, the second pressure temperature sensor 200a, the first temperature sensor 100b, As the second temperature sensor 200b, a sensor constituted by connecting a plurality of sensors having the same structure in parallel using an optical fiber may be used.
[0157]
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 31 shows another embodiment of the present invention.
[0158]
In the embodiment shown in FIG. 1, there are two measurement points, but in this embodiment, there are five measurement points.
[0159]
Accordingly, in the embodiment of FIG. 31, in addition to the first sensor pair 100 and the second sensor pair 200, the third sensor pair 300 installed at the third measurement point, A configuration including a fourth sensor pair 400 installed at the measurement point and a fifth sensor pair 500 installed at the fifth measurement point is adopted.
[0160]
The third sensor pair 300 has the same structure as the first sensor pair 100, and reacts to pressure and temperature with respect to the input light by 2n.3aL3a2n in response to temperature only.3bL3bThe optical path difference is generated.
[0161]
On the other hand, the fourth sensor pair 400 has the same structure as the first sensor pair 100, and reacts to pressure and temperature with respect to the input light.4aL4a2n in response to temperature only.4bL4bThe optical path difference is generated.
[0162]
On the other hand, the fifth sensor pair 500 has the same structure as the first sensor pair 100, and reacts to pressure and temperature with respect to the input light.5aL5a2n in response to temperature only.5bL5bThe optical path difference is generated.
[0163]
In addition to the configuration shown in FIG. 1, in addition to the configuration shown in FIG. 1, the optical demultiplexing coupler 4b demultiplexes the third sensor pair 300 / the fourth sensor pair 400 / the fifth sensor pair 500. A single-mode optical fiber 5α that extracts light, a single-mode optical fiber 3c that is provided in association with the third sensor pair 300, and that transmits the light extracted from the optical fiber 5α to the third sensor pair 300; The optical demultiplexing coupler 50c that demultiplexes the light transmitted through the fiber 3c into two and inputs it to the third sensor pair 300 is coupled to the optical fiber 5α and the optical fiber 3c, and the optical fiber 3c An optical demultiplexing coupler 4c that demultiplexes the light transmitted in reverse, a single-mode optical fiber 5β that extracts the light demultiplexed by the optical demultiplexing coupler 4c, and the fourth sensor pair 400. Light phi The single mode optical fiber 3d that transmits the light extracted by 5β to the fourth sensor pair 400, and the optical component that is split into the light transmitted through the optical fiber 3d into two and input to the fourth sensor pair 400. The wave coupler 50d, the optical fiber 5β, and the optical fiber 3d are coupled to each other, and the optical demultiplexing coupler 4d that demultiplexes the light transmitted backward through the optical fiber 3d, and the demultiplexing of the optical demultiplexing coupler 4d. A single mode optical fiber 5γ that extracts light to be transmitted, and a single mode optical fiber 3e that is provided in association with the fifth sensor pair 500 and transmits the light extracted from the optical fiber 5γ to the fifth sensor pair 500; The optical demultiplexing coupler 50e that demultiplexes the light transmitted through the optical fiber 3e into two and inputs it to the fifth sensor pair 500 is coupled to the optical fiber 5γ and the optical fiber 3e, and the optical fiber 3e. The And an optical demultiplexing coupler 4e for demultiplexing the transmitted light, and the optical fiber 6 shown in FIG. 1 takes out the light demultiplexed by the optical demultiplexing coupler 4e, and optical demultiplexing coupling is performed. The transmission is transmitted to the device 7.
[0164]
In accordance with this configuration, 2 (n1aL1a-N2aL2a) Interference fringes based on the optical path difference factor, 2 (n1aL1a-N3aL3aAn interference fringe having an interference fringe position associated with a pressure difference between any two measurement points is generated, such as an interference fringe based on an optical path difference factor of.
[0165]
From this, by using the present invention of this embodiment, as shown in FIG. 32, it becomes possible to measure differential pressures at a plurality of measurement points at once with a single sensor.
[0166]
The interference fringe position is generated closer to the central interference fringe as the pressure difference (optical path difference) is smaller. Since the order of the pressure difference does not change in the object, the differential pressure measurement at a plurality of measurement points according to the present invention is possible.
[0167]
Here, even when the configuration of the embodiment of FIG. 31 is used, the optical fiber need not be limited to using a single mode, and a multimode can also be used.
[0168]
Further, even when the configuration of the embodiment of FIG. 31 is used, the interference fringes generated when there is no pressure difference between the two measurement points do not coincide with the central interference fringes, as shown in FIG. Needless to say, a sensor that generates interference fringes can be used.
[0169]
In the embodiment described above, the pressure difference is obtained by using the first pressure temperature sensor 100a having a function of changing the optical path difference given to the input light by the movement of the total reflection mirror 101a in response to the pressure. To measure.
[0170]
If the total reflection mirror 101a and the like move in response to the magnetic field strength, the present invention can be used to measure the magnetic field strength difference. If the total reflection mirror 101a and the like move in response to the electric field strength, the present invention can be obtained. By using it, the electric field strength difference can be measured. Thus, the application of the present invention is not limited to the measurement of the pressure difference.
[0171]
On the other hand, in the present invention, even if the total reflection mirror 101a or the like does not move, the refractive index of the substance between the total reflection mirror 101a and the semi-transmission mirror 102a changes, so that the optical path difference given to the input light is reduced. A sensor having a function to change can also be used.
[0172]
For example, some high molecular weight polymers change the refractive index depending on the temperature, as shown in FIG. If a polymer having such characteristics is placed between the total reflection mirror 101a and the like and the semi-transmission mirror 102a, the temperature difference can be measured.
[0173]
In general, when a substance changes in temperature, pressure, change in concentration, magnetic field, or electric field, its refractive index and length change. Change the phase difference of the light.
[0174]
From now on, a substance that reacts sensitively to such external factors and changes its refractive index and length is placed between the total reflection mirror 101a and the semi-transmission mirror 102a, etc., thereby moving the total reflection mirror 101a and the like. Even if it is not, it is possible to measure a pressure difference etc. by using this invention.
[0175]
  Furthermore, when using a substance that reacts sensitively to such external factors and changes the refractive index and length,As a technology related to the present invention,Instead of a reflective sensor such as the first pressure temperature sensor 100a as shown in FIG. 1, as shown in FIG. 34, a transparent glass plate is arranged in parallel and between the two glass plates. In some cases, a transmissive sensor that changes the optical path length of input light by placing a substance that changes the refractive index and length in response to such external factors may be prepared.
[0176]
  FIG. 35 shows an embodiment suitable for using such a transmission type sensor.Diagram of technology related to MingShow.
[0177]
  ThisIn the technology related to the present inventionThe first sensor pair 100 has a structure as shown in FIG. 34 that changes the optical path length according to the pressure generated at the first measurement point while being affected by the temperature at the first measurement point. Type first pressure temperature sensor 100a, transmission type first temperature sensor 100b having a structure as shown in FIG. 34 in which the optical path length is changed only in accordance with the temperature at the first measurement point, and those sensors The configuration is such that a single mode optical fiber 62a that bypasses the optical fiber 62a is used.
[0178]
Then, the second sensor pair 200 has a structure as shown in FIG. 34 that changes the optical path length according to the pressure generated at the second measurement point while being influenced by the temperature at the second measurement point. Type second pressure temperature sensor 200a, transmission type second temperature sensor 200b having a structure as shown in FIG. 34 in which the optical path length is changed only in accordance with the temperature at the second measurement point, and those sensors The configuration is such that a single mode optical fiber 62b that bypasses the optical fiber 62b is used.
[0179]
In this case, the first pressure temperature sensor 100a determines the distance between the two glass plates as L.1aIn the case of passing through the input light, n1aL1a(n1aIs the refractive index of the substance between the two glass plates), and the first temperature sensor 100b determines the distance between the two glass plates as L1bIn the case of passing through the input light, n1bL1b(n1bGives the optical path length (the refractive index of the material between the two glass plates).
[0180]
On the other hand, the second pressure temperature sensor 200a determines the distance between two glass plates as L.2aIn the case of passing through the input light, n2aL2a(n2aIs the refractive index of the substance between the two glass plates), and the second temperature sensor 200b determines the distance between the two glass plates as L2bIn the case of passing through the input light, n2bL2b(n2bGives the optical path length (the refractive index of the material between the two glass plates).
[0181]
Hereinafter, for convenience of explanation, “n1a= N2a"And when there is no pressure difference and temperature difference between the first measurement point and the second measurement point,1a= L2aIt is assumed that the first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a are used. For convenience of explanation, “n1b= N2b"And when there is no temperature difference between the first measurement point and the second measurement point," L1b= L2bIt is assumed that the first temperature sensor 100b and the second temperature sensor 200b that become “
[0182]
When there is no pressure difference and temperature difference between the pressure and temperature generated at the first measurement point and the pressure and temperature generated at the second measurement point when configured in this way, L1a= L2aAnd the substance between the two glass plates of the first pressure temperature sensor 100a is the same as the substance between the two glass plates of the second pressure temperature sensor 200a.1a= N2aTherefore, the optical path length n given by the first pressure temperature sensor 100a1aL1aAnd the optical path length n given by the second pressure temperature sensor 200a2aL2aWill match.
[0183]
On the other hand, when there is a pressure difference between the pressure generated at the first measurement point and the pressure generated at the second measurement point, the two optical path lengths are different. Moreover, this optical path length is affected by temperature.
[0184]
On the other hand, when there is no temperature difference between the temperature generated at the first measurement point and the temperature generated at the second measurement point, “L”1b= L2bAnd the substance between the two glass plates of the first temperature sensor 100b is the same as the substance between the two glass plates of the second temperature sensor 200b.1b= N2bTherefore, the optical path length n given by the first temperature sensor 100b1bL1bAnd the optical path length n given by the second temperature sensor 200b2bL2bWill match.
[0185]
On the other hand, when there is a temperature difference between the temperature generated at the first measurement point and the temperature generated at the second measurement point, the two optical path lengths are different.
[0186]
  FIG.The technology related to the present invention shown in FIG.By detecting the difference between these optical path differences, the difference value between the pressure generated at the first measurement point and the pressure generated at the second measurement point is determined as the temperature effect at the first and second measurement points. It takes the structure of measuring without receiving.
[0187]
  To achieve this, FIG.In the technology related to the present invention shown in FIG.Is a single-mode light source 1 (light source 1 composed of a so-called white light source) composed of an LED that emits low-coherent light and a single mode that extracts the light emitted by the light source 1 and transmits it to the first sensor pair 100. The optical fiber 60 a, the optical demultiplexer 61 a that demultiplexes the light transmitted through the optical fiber 60 a into three, and inputs the demultiplexed light into the first sensor pair 100, and the three light that the first sensor pair 100 outputs , A single mode optical fiber 60b that transmits the light coupled by the optical demultiplexer 63a to the second sensor pair 200, and three light beams transmitted through the optical fiber 60b. An optical demultiplexing coupler 61b that demultiplexes and inputs the light to the second sensor pair 200, an optical demultiplexing coupler 63b that combines the three lights output from the second sensor pair 200, and an optical demultiplexing coupler. 63b takes the combined light A single mode optical fiber 6, an optical demultiplexing coupler 7 for demultiplexing the light extracted from the optical fiber 6, and a single mode optical fiber for extracting one of the demultiplexed light from the optical demultiplexing coupler 7. 8a, a single mode optical fiber 8b for taking out the other light demultiplexed by the optical demultiplexing coupler 7, and a line image for detecting interference fringes generated by the optical fiber 8a and the light emitted from the optical fiber 8b. A calculation unit for calculating a pressure difference between the pressure generated at the first measurement point and the pressure generated at the second measurement point from the sensor 9 and the fringe position of the interference fringe detected by the line image sensor 9; Is provided.
[0188]
  ThisOf technology related to the present inventionIn the case of complying, if the relationship between the first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a is described,(1)A transmission pattern of light that passes through the first pressure temperature sensor 100a and then passes through the second pressure temperature sensor 200a;(2)A transmission pattern of light transmitted through the optical fiber 62b bypassing the second pressure temperature sensor 200a after transmitting the optical fiber 62a bypassing the first pressure temperature sensor 100a;(3)A transmission pattern of light transmitted through the second pressure temperature sensor 200a after transmitting the optical fiber 62a bypassing the first pressure temperature sensor 100a;(4)After passing through the first pressure temperature sensor 100a, there are four types of light transmission patterns, that is, light transmission patterns that are transmitted through the optical fiber 62b that bypasses the second pressure temperature sensor 200a.
[0189]
Considering that the optical path lengths provided by the optical fibers 62a and 62b are fixed, the input light is n2aL2aWhen the optical path length is given and transmitted in the transmission pattern (4), the input light has n1aL1aThus, the phase difference of the light emitted toward the line image sensor 9 is calculated as follows: phase difference = k × (n1aL1a-N2aL2a) Exists.
[0190]
This (n1aL1a-N2aL2a) Is a difference between the pressure generated at the first measurement point where the first pressure temperature sensor 100a is placed and the pressure generated at the second measurement point where the second pressure temperature sensor 200a is placed. Pressure, and from this (n1aL1a-N2aL2a) To detect the amount of movement of the interference fringes based on the optical path difference factor.
[0191]
However, since the first pressure temperature sensor 100a and the second pressure temperature sensor 200a are affected by temperature, this (n1aL1a-N2aL2aIf the amount of movement of the interference fringes based on the optical path difference factor is detected and the differential pressure is calculated based on the detected movement amount, the differential pressure measurement is affected by the temperature.
[0192]
On the other hand, also in the relationship between the first temperature sensor 100b and the second temperature sensor 200b, the first temperature sensor 100b is transmitted or bypassed, and then the second temperature sensor 200b is transmitted or bypassed. There are four types of light transmission patterns as described above, and as a result, phase difference = k × (n1bL1b-N2bL2b) Exists.
[0193]
This (n1bL1b-N2bL2b) Represents the temperature difference between the temperature at the first measurement point where the first temperature sensor 100b is placed and the temperature at the second measurement point where the second temperature sensor 200b is placed, From now on, this (n1bL1b-N2bL2bThe temperature difference can be measured by detecting the movement amount of the interference fringes based on the optical path difference factor.
[0194]
  Therefore, FIG.In the technology related to the present invention shown in FIG.(N1aL1a-N2aL2a) And the amount of movement of the interference fringes based on the optical path difference factor of (n)1bL1b-N2bL2b) And the pressure generated at the first measurement point and the pressure generated at the second measurement point in a manner not affected by temperature based on the detected movement amount of the interference fringes based on the optical path difference factor. The differential pressure with can be measured.
[0195]
  Here, FIG.Of the technology related to the present invention shown in FIG.Even when the configuration is used, the optical fiber need not be limited to using a single mode, and a multimode can also be used.
[0196]
  In addition, FIG.Of the technology related to the present invention shown in FIG.Even when the configuration is used, a sensor that generates interference fringes as shown in FIG. 12 is used in which the interference fringes generated when there is no pressure difference between the two measurement points do not coincide with the center interference fringes. Needless to say, you can.
[0197]
  In addition, FIG.Of the technology related to the present invention shown in FIG.Even when the configuration is adopted, in order to improve the measurement accuracy by calculating the optical average value, the first pressure temperature sensor 100a, the second pressure temperature sensor 200a, the first temperature sensor 100b, As the second temperature sensor 200b, a sensor configured by connecting a plurality of sensors having the same structure in parallel using an optical fiber may be used.
[0198]
  In addition, FIG.In the technology related to the present invention shown in FIG.Has two measurement points, but when there are three or more measurement points, an optical fiber and an optical demultiplexer are provided in a form in which sensor pairs are connected in series.
[0199]
  In addition, FIG.Of the technology related to the present invention shown in FIG.Also in the realization, as shown in FIG. 27, the optical fiber 8a is used as a starting point, and the optical fiber 8b is composed of one or a plurality of layers of optical fibers that demultiplex input light into two. The line image sensor 9 (which may be composed of one or a plurality of layers) is composed of one or a plurality of layers of optical fibers that demultiplex input light into two. In some cases, it is preferable to adopt a configuration in which the measurement range is expanded by using ones having different emission intervals of the last-stage optical fibers that emit light.
[0200]
  And FIG.Of the technology related to the present invention shown in FIG.In order to realize the miniaturization, it is preferable to adopt a configuration in which as many optical fibers and optical demultiplexing couplers as possible are integrated on one platform, as shown in FIG.
[0201]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, when measuring the difference value of the physical quantity measured at a position distant from the distance, an optical fiber is used instead of a pressure guiding tube or a remote seal, and the optical interference is used. Since the configuration is such that the difference value is measured, and at that time, the configuration is such that the difference value of the physical quantity is measured in a form that cancels the influence of the physical quantity that is not measured, it occurs at a position distant from the distance. The difference value of the physical quantity can be accurately measured without being influenced by the surrounding environment and the like, and can be accurately measured without being influenced by the physical quantity to be measured.
[0202]
That is, since all the light waves transmitted through the optical fiber are subjected to the same phase fluctuation, interference due to disturbance cancels each other. Therefore, according to the present invention, the difference in physical quantity generated at a position distant from each other. The value can be accurately measured without being influenced by the surrounding environment and the like, and can be accurately measured without being influenced by the physical quantity to be measured.
[0203]
Furthermore, in the present invention, the difference value of the physical quantity measured at three or more positions that are distant from each other can be measured simultaneously and accurately without being affected by the surrounding environment, and the non-measurement target. It will be possible to measure accurately without being affected by the physical quantity of.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a light transmission pattern.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a light transmission pattern.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a light transmission pattern.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a light transmission pattern.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a light transmission pattern.
FIG. 7 is an explanatory diagram of Young's interferometer.
FIG. 8 is a model formula of interference fringe intensity.
FIG. 9 is an explanatory diagram of simulation results of interference fringe generation.
FIG. 10 is an explanatory diagram of execution processing of the arithmetic device.
FIG. 11 is an explanatory diagram of execution processing of the arithmetic device.
FIG. 12 is an explanatory diagram of movement of interference fringes.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a sensor having a Fabry-Perot structure.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a simulation result of a light amount loss of a sensor having a Fabry-Perot structure.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a simulation result of light loss of a sensor having a Fabry-Perot structure.
FIG. 16 is an explanatory diagram of a simulation result of a light amount loss of a sensor having a Fabry-Perot structure.
FIG. 17 is an explanatory diagram of simulation results of interference fringe generation.
FIG. 18 is an explanatory diagram of a simulation result of interference fringe generation.
FIG. 19 is an explanatory diagram of a simulation result of light source coherency.
FIG. 20 is an explanatory diagram of a simulation result of light source coherency.
FIG. 21 is an explanatory diagram of simulation results of light source coherency.
FIG. 22 is an explanatory diagram of a simulation result of light source coherency.
FIG. 23 is an example of a light source configuration.
FIG. 24 is an explanatory diagram of a configuration method of Young's interferometer.
FIG. 25 is an explanatory diagram of a configuration method of Young's interferometer.
FIG. 26 is an explanatory diagram of a simulation result of interference fringe generation.
FIG. 27 is an example of a configuration for expanding a measurement range.
FIG. 28 is an example embodiment of an integrated configuration.
FIG. 29 is an example embodiment of an integrated configuration.
FIG. 30 is another configuration example of a sensor pair.
FIG. 31 is another embodiment of the present invention.
FIG. 32 is an explanatory diagram of a usage pattern of the present invention.
FIG. 33 is an explanatory diagram of characteristics of a polymer.
FIG. 34 is an explanatory diagram of a transmission type sensor that gives an optical path difference to input light.
FIG. 35In the explanatory diagram of the technology related to Mingis there.
FIG. 36 is an explanatory diagram of the prior art.
[Explanation of symbols]
1 Light source
2 Optical fiber
3a optical fiber
3b optical fiber
4a Optical demultiplexer
4b Optical demultiplexer
5 Optical fiber
6 Optical fiber
7 Optical demultiplexer
8a optical fiber
8b optical fiber
9 Line image sensor
10 Arithmetic unit
50a Optical demultiplexer
50b Optical demultiplexer
100 first sensor pair
100a First pressure temperature sensor
100b first temperature sensor
101a Total reflection mirror
101b Total reflection mirror
102a translucent mirror
102b transflective mirror
103a lens
103b lens
200 second sensor pair
200a Second pressure temperature sensor
200b Second temperature sensor
201a Total reflection mirror
201b Total reflection mirror
202a translucent mirror
202b transflective mirror
203a lens
203b lens

Claims (9)

複数の測定個所のそれぞれに設置され、反射構造に従って、測定対象の物理量と非測定対象の物理量とに応じて入力光に光路差を発生させる第１のセンサと、反射構造に従って、その非測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を発生させる第２のセンサとの組み合わせで構成されて、入力光に対してその２つの光路差を発生させる複数の測定用センサと、
最前段の測定用センサに対応付けて設けられて、その測定用センサに光源の発光する光を伝送する光ファイバ手段と、
最前段の測定用センサ以外の各測定用センサに対応付けて設けられ、前段の測定用センサに対応付けて設けられる光ファイバ手段を逆伝送する光路差の発生された光を入力として、その光を対となる測定用センサに伝送する光ファイバ手段と、
最後段の測定用センサに対応付けて設けられる光ファイバ手段を逆伝送する光路差の発生された光を入力として、その光を２つに分波する光学手段と、
上記２つに分波された光により生成されて、２つの測定用センサの持つ上記第１のセンサの発生する光路差の差分値の大きさに応じて縞位置が決められることになるとともに、その２つの測定用センサの持つ上記第２のセンサの発生する光路差の差分値の大きさに応じて縞位置が決められることになる干渉縞を検知する検知手段と、
上記干渉縞の縞位置の移動量を検出して、その検出結果に基づいて、非測定対象の物理量の影響を受けずに、２つの測定用センサの設置される測定個所に存在する測定対象の物理量の差分値を算出する算出手段とを備えることを、
特徴とする物理量測定装置。 Is installed in each of a plurality of measuring points, in accordance with reflection structure, a first sensor generating an optical path difference to an input light in accordance with the physical quantity and of the non-analyte physical quantity to be measured, according to the reflective structure, the unmeasured is a combination of a second sensor for generating an optical path difference to an input light in accordance with the physical quantity of interest, and a plurality of measurement sensors for generating two optical path difference that for the input light,
An optical fiber means that is provided in association with the measurement sensor in the forefront stage and transmits light emitted from the light source to the measurement sensor ;
The light having the optical path difference which is provided in association with each measurement sensor other than the front-stage measurement sensor and reversely transmits the optical fiber means provided in association with the front-stage measurement sensor is input as the light. An optical fiber means for transmitting to a pair of measuring sensors ;
An optical means for splitting the light into two, taking as input the light with the optical path difference that is reversely transmitted through the optical fiber means provided in association with the measurement sensor at the last stage;
The fringe position is determined in accordance with the magnitude of the difference value of the optical path difference generated by the first sensor of the two measuring sensors generated by the light split into the two. a detection means for detecting the Watarushima interference so that the fringe position is determined according to the magnitude of the difference value of the optical path difference generated in the second sensor with the the two measuring sensors,
By detecting the amount of movement of the fringe position location of the interference fringes, measure on the basis of the detection result, without being affected by the physical quantity of the non-analyte, present in the two installed as measuring point of the measurement sensor Comprising a calculation means for calculating a difference value of the target physical quantity,
A physical quantity measuring device. 請求項１に記載の物理量測定装置において、
上記第１のセンサの一部又は全てが、同一構造を持つ複数のセンサの並列接続されるもので構成されることを、
特徴とする物理量測定装置。The physical quantity measuring device according to claim 1 ,
Some or all of the first sensor, and this consists of those parallel connection of a plurality of sensors having a same structure,
A physical quantity measuring device. 請求項１に記載の物理量測定装置において、
上記第２のセンサの一部又は全てが、同一構造を持つ複数のセンサの並列接続されるもので構成されることを、
特徴とする物理量測定装置。The physical quantity measuring device according to claim 1 ,
Some or all of the second sensor, and this consists of those parallel connection of a plurality of sensors having a same structure,
A physical quantity measuring device. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物理量測定装置において、
上記第１及び第２のセンサとして、反射構造を実現するギャップ長が対となる上記光ファイバ手段のコア径から規定される長さ以内に入るものを用いることを、
特徴とする物理量測定装置。In the physical quantity measuring device according to any one of claims 1 to 3 ,
As the first and second sensor, to be used as the gap length to realize a reflective structure enters within the length defined from the core diameter of the optical fiber means forming a pair,
A physical quantity measuring device. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の物理量測定装置において、
上記第１のセンサの組み合わせとして、測定対象の物理量の差分値がゼロであるときに同一の光路差を発生させないものを用いることを、
特徴とする物理量測定装置。In the physical quantity measuring device according to any one of claims 1 to 4 ,
As a combination of the first sensor, the use of which does not generate the same optical path difference when the difference value of the physical quantity to be measured is zero,
A physical quantity measuring device. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の物理量測定装置において、
上記第２のセンサの組み合わせとして、非測定対象の物理量の差分値がゼロであるときに同一の光路差を発生させないものを用いることを、
特徴とする物理量測定装置。In the physical quantity measuring device according to any one of claims 1 to 4 ,
As a combination of the second sensor, the use of which the difference value of the physical quantity of the non-analyte does not generate the same optical path difference when a zero,
A physical quantity measuring device. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の物理量測定装置において、
上記光学手段により２つに分波された光を入力とする光学手段であって、入力光を２つに分波する光学手段単位の集まりで構成されて、後段の光学手段単位が前段の光学手段単位の出力光を入力光とする階層構造の形で接続され、さらに、上記検知手段に光を出射する最終段の光学手段単位の出射間隔がそれぞれ異なるものとなる光学手段を備えることを、
特徴とする物理量測定装置。The physical quantity measuring device according to any one of claims 1 to 6 ,
An optical means for inputting the light split into two by the optical means, comprising a group of optical means units for splitting the input light into two, and the latter optical means unit is the front optical is connected an output optical means unit in the form of a hierarchical structure with the input light, further, that it comprises an optical means for emitting distance of the optical means a unit in the final stage of emitting light on Symbol detection means is different from each other ,
A physical quantity measuring device. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の物理量測定装置において、
上記光ファイバ手段の一部又は全てが１つの基板上に形成されるように構成されることを、
特徴とする物理量測定装置。The physical quantity measuring device according to any one of claims 1 to 7 ,
That part or all of the optical fiber means is configured to be formed on one substrate;
A physical quantity measuring device. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の物理量測定装置において、
上記算出手段は、非測定対象の物理量の差分値の指す干渉縞の移動量がマージされた形で検出される、測定対象の物理量の差分値の指す干渉縞の移動量を検出するとともに、非測定対象の物理量の差分値のみの指す干渉縞の移動量を検出して、それらの検出した移動量に従って、非測定対象の物理量の影響を受けずに測定対象の物理量の差分値を算出することを、
特徴とする物理量測定装置。The physical quantity measuring device according to any one of claims 1 to 8 ,
The calculation means detects the amount of movement of the interference fringe indicated by the difference value of the physical quantity to be measured, which is detected in a merged form, and detects the amount of movement of the interference fringe indicated by the difference value of the physical quantity of the non-measurement target. Detect the amount of movement of interference fringes pointed only by the difference value of the physical quantity of the measurement target, and calculate the difference value of the physical quantity of the measurement target according to the detected movement amount without being affected by the physical quantity of the non-measurement target The
A physical quantity measuring device.
JP2002230791A 2001-09-21 2002-08-08 Physical quantity measuring device Expired - Fee Related JP3999600B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002230791A JP3999600B2 (en) 2001-09-21 2002-08-08 Physical quantity measuring device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001287969 2001-09-21
JP2001-287969 2001-09-21
JP2002230791A JP3999600B2 (en) 2001-09-21 2002-08-08 Physical quantity measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003166891A JP2003166891A (en) 2003-06-13
JP3999600B2 true JP3999600B2 (en) 2007-10-31

Family

ID=26622643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002230791A Expired - Fee Related JP3999600B2 (en) 2001-09-21 2002-08-08 Physical quantity measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3999600B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015510135A (en) * 2012-03-16 2015-04-02 オクセンシズ リミテッド Optical pressure sensor

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005037314A (en) * 2003-07-18 2005-02-10 Myotoku Ltd Optical interference pressure sensor
JP4615914B2 (en) * 2004-07-05 2011-01-19 株式会社山武 Differential pressure measurement system and differential pressure measurement method
JP4615932B2 (en) * 2004-08-18 2011-01-19 株式会社山武 Differential pressure measurement system and differential pressure measurement method
JP4817786B2 (en) * 2005-10-03 2011-11-16 株式会社山武 Differential pressure measurement system and differential pressure measurement method
CN103557985B (en) * 2013-11-04 2015-09-23 贵州大学 A kind of differential pressure method for sensing and sensor thereof
CN103557986B (en) * 2013-11-04 2015-08-12 贵州大学 A kind of differential pressure pick-up intensity compensation method and device
CN103557984B (en) * 2013-11-04 2015-10-07 贵州大学 A kind of method for packing of differential pressure pick-up probe and structure
CN115307808B (en) * 2022-07-18 2023-10-17 河北大学 Split type optical fiber differential pressure measurement device and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015510135A (en) * 2012-03-16 2015-04-02 オクセンシズ リミテッド Optical pressure sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003166891A (en) 2003-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7772541B2 (en) Fiber optic position and/or shape sensing based on rayleigh scatter
US20060013523A1 (en) Fiber optic position and shape sensing device and method relating thereto
US20210018431A1 (en) Optical fiber sensor for salinity and temperature measurement
CN206618529U (en) A kind of simple reflective interference-type optical fiber baroceptor
CN106645793B (en) A kind of flow sensor based on polymer optical wave guide
CN107796530B (en) A kind of spectrographic detection temperature sensor in parallel with FP chambers based on Sagnac rings
JP3999600B2 (en) Physical quantity measuring device
Costa et al. Macrobending SMS fiber-optic anemometer and flow sensor
Szostkiewicz et al. High-resolution distributed shape sensing using phase-sensitive optical time-domain reflectometry and multicore fibers
WO2008115375A1 (en) Fiber optic position and/or shape sensing based on rayleigh scatter
WO2022156298A1 (en) High-sensitivity air pressure sensor based on suspended-core optical fiber and side-hole optical fiber
IT9022278A1 (en) LASER EQUIPMENT FOR MEASURING THE SPEED OF A FLUID.
CN104807781B (en) A kind of measuring device of refraction index of air and measuring method based on dispersion interferometric method
US7280220B2 (en) Physical quantity measuring method and device therefor
CN112747847B (en) Optical waveguide pressure measurement system
CN105301280A (en) Mode-mode interference-based high-sensitivity self-healing type fiber flow velocity sensor
CN107152941A (en) A kind of controllable optical fiber F P chamber constituent apparatus of chamber length
Zahid et al. Reflectometric and interferometric fiber optic sensor’s principles and applications
Yang et al. Optical fiber tip interferometer gas pressure sensor based on anti-resonant reflecting guidance mechanism
CN104535534B (en) A kind of optical fiber precast rod refractivity profile measurement apparatus and measuring method based on the absolute light path comparison method of white light interference
Ghaffar et al. An enlarge polymer optical fiber linear-displacement sensor based on constructive interference
CN113532307B (en) Wide-range strain sensor based on Michelson fiber optic interferometer
CN104677596A (en) Optical autocorrelator with unbalanced Mach-Zehnder type optical path scanner embedded in Sagnac annular light path
Froggatt et al. Fiber optic position and/or shape sensing based on Rayleigh scatter
JP3999599B2 (en) Physical quantity measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041224

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070508

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070704

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070807

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070809

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100817

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100817

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110817

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120817

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130817

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130817

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140817

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees