JP4344401B2 - Rotating body measurement system - Google Patents
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Description
請求項に係る発明は、回転体に生じるひずみや応力、温度等を円滑に計測するためのシステムに関するものである。 The invention according to the claims relates to a system for smoothly measuring strain, stress, temperature and the like generated in a rotating body.
物のひずみや温度等を計測するにあたり、センサおよび信号伝達手段として光ファイバが使用されることがある。その一例を図9に示す。
図9の例では、光ファイバでできたセンサ(光ファイバセンサ)10に対し、計測手段20から光ファイバ22を介して白色光を入射させる。光ファイバセンサ10は内部に微小なキャビティ(図示省略)を有しており、そのキャビティの長さに応じて特定の波長の光を反射する。そのセンサ10は、被測定物に貼付されていて被測定物の伸縮や温度変化に応じて自らも伸縮してキャビティ長を変化させ、光が入射するとそのキャビティ長に応じた波長の光を反射する。そうした反射光を、光ファイバ22を介して検出器20cに送り、波長の検出等を通して種々の計測を行う。たとえば、キャビティ長と反射光の波長との対応関係から被測定物のひずみを知り、またさらには、熱膨張との関係をもとに被測定物の温度を検出すること等が可能である。なお、図9の例とは別に、光ファイバセンサの透過光(すなわち上記の反射光を除いた光)を検出器に送り、上記と同様にその波長を検出してひずみや温度等を知ることも可能である。
An optical fiber is sometimes used as a sensor and a signal transmission means when measuring the strain and temperature of an object. An example is shown in FIG.
In the example of FIG. 9, white light is incident on the sensor (optical fiber sensor) 10 made of an optical fiber from the measuring means 20 via the
一般に、ひずみや温度の計測に光ファイバを用いることは、ひずみゲージや熱電対を用いる場合に比べると電気磁気的なノイズのある環境下でもノイズの影響を受けにくく、したがってノイズ防止策としてのシールド等を施さなくても高い計測精度を保てるという利点がある。また、上記のようにセンサおよび信号伝達手段として光ファイバを用いると、電気信号と光信号との間で信号を変換する電・光変換手段が不要であるというメリットもある。 In general, the use of optical fibers for strain and temperature measurement is less susceptible to noise even in the presence of electromagnetic noise compared to the use of strain gauges and thermocouples, and thus shielding as a noise prevention measure. There is an advantage that high measurement accuracy can be maintained even if it is not applied. Further, when an optical fiber is used as the sensor and the signal transmission means as described above, there is an advantage that an electric / optical conversion means for converting a signal between an electric signal and an optical signal is unnecessary.
なお、関連のある技術に基づいて回転体の温度等を計測する装置は、下記の特許文献1に記載されている。
図9に示した例は、静止した機械や構造物についての計測は可能であるが、回転体、すなわち機械等における回転部分を被計測個所としてひずみや温度を測ることは不可能である。回転部分と固定部分との間での光ファイバの捩れ防止など、回転体の計測に必要な処置がとられていないからである。 Although the example shown in FIG. 9 can measure a stationary machine or structure, it is impossible to measure strain and temperature using a rotating body, that is, a rotating part of the machine or the like as a measurement site. This is because measures necessary for measurement of the rotating body such as prevention of twisting of the optical fiber between the rotating portion and the fixed portion are not taken.
上記の特許文献1に記載された装置にて回転体の温度等を計測する場合にも、下記の点ではなおも改良が望まれる。すなわち、
・ 回転部分と固定部分とで光ファイバ同士を回転可能に連結する光カップリングが必要である。そのようなカップリングは、かなりのコストを必要とするうえ、自身の許容回転速度が高くないために高速回転域での計測を妨げる場合も多い。
・ 光カップリングは回転部分の中心線上に設けられる必要があるので、一つの回転体において複数の計測を同時に行うことは困難である。
Even when the temperature of the rotating body is measured with the apparatus described in
-Optical coupling is required to connect optical fibers in a rotatable manner between the rotating portion and the fixed portion. Such a coupling requires a considerable cost, and since the permissible rotational speed is not high, it often prevents measurement in a high-speed rotational range.
-Since the optical coupling needs to be provided on the center line of the rotating part, it is difficult to simultaneously perform a plurality of measurements in one rotating body.
請求項の発明は、回転体のひずみや温度等の計測を光ファイバを用いて円滑に行えるシステムを提供し、上記の課題を解決しようとするものである。 The invention of the claims provides a system that can smoothly measure the distortion, temperature, and the like of a rotating body using an optical fiber, and intends to solve the above-described problems.
請求項1に記載した回転体計測システムは、
a) 回転体上の被計測個所に入射部と出射部とが異なった光ファイバセンサ(たとえば透過型の光ファイバセンサ。以下同様)を取り付けるとともに同センサの入射側および出射側に光ファイバを接続し、当該光ファイバにおける同センサとは反対側の端面(同センサとの接続面から遠い側にある面であって、同センサに対する入射側および出射側の端面)をその回転体上に固定する一方、
b) 上記回転体に隣接する非回転部分に光ファイバを配置して、光源と、上記センサからの戻り光(透過光)のための検出器とを当該非回転部分のそれぞれの光ファイバに接続し、
c) 非回転部分の光ファイバの端面を、上記回転体上の光ファイバの端面の周回軌道から距離(非接触状態を安定的に保てる最小限の距離)をおき、かつ、当該周回軌道上の特定個所で端面同士が対向するように固定した----ことを特徴とする。
また、請求項2に記載の回転体計測システムは、
a) 回転体上の被計測個所に入射部と出射部とが同一の光ファイバセンサ(たとえば反射型の光ファイバセンサ。以下同様)を取り付けるとともに同センサの入・出射部に光ファイバを接続し、当該光ファイバにおける同センサとは反対側の端面をその回転体上に固定する一方、
b) 上記回転体に隣接する非回転部分に光ファイバを配置して、光源と、上記センサからの戻り光(反射光)のための検出器とを当該非回転部分の光ファイバに接続し、
c) 非回転部分の光ファイバの端面を、上記回転体上の光ファイバの端面の周回軌道から距離をおき、かつ、当該周回軌道上の特定個所で端面同士が対向するように固定した----ことを特徴とする。
The rotating body measurement system according to
a) Attach an optical fiber sensor (for example, a transmissive optical fiber sensor; the same shall apply hereinafter) with a different incident part and outgoing part to the measurement site on the rotating body, and connect optical fibers to the incident side and outgoing side of the sensor. Then, the end face of the optical fiber opposite to the sensor (the face on the side far from the connection surface with the sensor, the end face on the incident side and the exit side with respect to the sensor) is fixed on the rotating body. on the other hand,
b) An optical fiber is arranged in a non-rotating part adjacent to the rotating body, and a light source and a detector for returning light (transmitted light) from the sensor are connected to each optical fiber of the non-rotating part. And
c) The end face of the optical fiber in the non-rotating part is spaced from the orbit of the end face of the optical fiber on the rotating body (minimum distance that can stably maintain a non-contact state) and on the orbit. It is fixed so that the end faces face each other at a specific location.
The rotating body measurement system according to
a) Attach an optical fiber sensor (for example, a reflection type optical fiber sensor; the same shall apply hereinafter) where the incident part and the emission part are the same on the rotating object to be measured, and connect an optical fiber to the input / output part of the sensor. While fixing the end surface of the optical fiber opposite to the sensor on the rotating body,
b) An optical fiber is disposed in a non-rotating part adjacent to the rotating body, and a light source and a detector for return light (reflected light) from the sensor are connected to the optical fiber of the non-rotating part.
c) The end face of the non-rotating part of the optical fiber is fixed so that the end face is spaced from the orbit of the end face of the optical fiber on the rotating body and the end faces face each other at a specific location on the orbit. --It is characterized by that.
なお、請求項1・2のシステムは、光ファイバセンサを光反射型にする場合と光透過型にする場合とを含むが、各場合につき、構成上つぎのような特徴が付随する。まず、光ファイバセンサを光反射型にする場合(図1の例など)には、上記a)にいう回転体上の光ファイバは、図9の例と同様に単体(1本)で足り、入射側および出射側の端面は同一(共通)のものとなる。またその場合、上記b)にいう非回転部分の光ファイバも、図9の例と同様に光源と検出器とが接続された一連のもので足りる。一方、光ファイバセンサを光透過型にする場合には、回転体上の光ファイバが同センサをはさんで2本になり、入射側および出射側の各端面が別々に存在することになる。そして各端面の周回軌道が異なる場合、上記c)において、入射側の端面に対しては、非回転部分の光ファイバのうち光源に接続された側の端面を上記のとおり対向させ、出射側の端面に対しては、非回転部分の光ファイバのうち検出器に接続された端面を上記のとおり対向させてそれぞれ固定する。
図1に図示はされていないが、透過型センサでは、センサ10の他端面に光ファイバが接続されていて、センサ10の透過光が図示されていない光ファイバに入光する。そして、センサ10と反対側の光ファイバの端面が、非回転部分の光ファイバの端面と対向するように配置されている。このような実施例では、対向する光ファイバを別途設けることにより、図示するカプラ20bは不要で、別途設けた光ファイバの他端は、直接に検出器20cに接続されることになる。カプラ20bが不要となり、機器構成が簡単となるメリットがある。透過型の光ファイバセンサでは、反射光以外の光が透過して検出されることとなり、反射型のものとは信号光の出方が逆になるうえ異なった信号処理を要することは留意する必要がある。
The system according to
Although not shown in FIG. 1, in the transmissive sensor, an optical fiber is connected to the other end surface of the
これら請求項の回転体計測システムは、つぎのような作用によって、回転体上の被計測個所におけるひずみや温度、応力、圧力等の計測を可能にする。すなわち、
1) まず、上記b)の光源から発する光を、非回転部分の光ファイバを通して、その端面から出射し、a)に記した回転体上の光ファイバのうち入射側の端面へ入射させる。こうして入射させることによる光の伝達は、上記c)のように配置し固定した双方の光ファイバの端面が特定個所において対向したとき、双方の端面間で上記距離の空間を通して行われる。
2) 上記a)の回転体上の光ファイバであって上記した入射側の端面を含むものは、その光を光ファイバセンサへ送り、その光ファイバセンサは、自身のひずみや温度に応じた特定の波長の光を反射し、それ以外の光を透過させる。
3) 光ファイバセンサにおける戻り光(反射光または透過光)を、上記a)における出射側の端面を含む光ファイバおよび上記b)の光ファイバを通して検出器へ入力する。a)の光ファイバからb)の光ファイバへの光の授受は、前者の出射側端面から後者の端面へかけて、双方の光ファイバの端面が上記した特定個所で対向している間に行われる。
4) 検出器は、入力された光の波長を検出し、自ら、または他の手段を用いて適切な換算または演算等を行うことにより、被測定物である回転体のひずみや温度、応力または圧力等を示す。
なお、上記の1)〜4)は、光の高速性等に基づいて瞬時に行われる。
The rotating body measurement system according to these claims enables measurement of strain, temperature, stress, pressure, and the like at a measurement location on the rotating body by the following actions. That is,
1) First, the light emitted from the light source b) is emitted from the end face through the non-rotating portion of the optical fiber, and is incident on the incident-side end face of the optical fiber on the rotating body described in a). The transmission of light by making it enter in this way is performed through the space of the above distance between the two end faces when the end faces of both optical fibers arranged and fixed as shown in c) are opposed to each other at a specific location.
2) The optical fiber on the rotating body of a) including the above-mentioned incident side end face sends the light to the optical fiber sensor, and the optical fiber sensor is specified according to its own strain and temperature. The light of the wavelength is reflected and the other light is transmitted.
3) Return light (reflected light or transmitted light) in the optical fiber sensor is input to the detector through the optical fiber including the end face on the emission side in the above a) and the optical fiber in the above b). The transmission and reception of light from the optical fiber of a) to the optical fiber of b) is performed while the end faces of both optical fibers face each other at the above-mentioned specific position from the former emission-side end face to the latter end face. Is called.
4) The detector detects the wavelength of the input light and performs the appropriate conversion or calculation using itself or other means, thereby allowing the strain, temperature, stress or Indicates pressure etc.
Note that the above 1) to 4) are performed instantaneously based on the speed of light and the like.
上述の回転体計測システムにはつぎのような利点がある。
・ 光源や検出器に接続した非回転部分の光ファイバの端面を、回転体上の光ファイバの端面に対し上記c)のとおり距離をおいて非接触状態に配置するため、光ファイバセンサ等が回転体上にあるにもかかわらず、光ファイバが捩れない。また、回転体上の光ファイバと非回転部分の光ファイバとの間に何らのカップリングを設ける必要もないので、当該カップリング等に起因する速度制限がなく、高速回転への対応が容易である。回転体上の光ファイバは、捩る必要がないばかりか自転させる必要もなく、その端面等を回転体上に固定しておけばよいので、回転体の高速回転を妨げない。
・ 回転体上の光ファイバの端面に対し、その周回軌道上の特定個所のみで端面が対向するように非回転部分の光ファイバを配置すればよい。つまり、双方の光ファイバの端面を回転体の回転中心の線上に設ける必要がないので、一つの回転体における複数の被計測個所についての計測を同時に行うことも容易である。
・ センサおよび信号伝達手段として光ファイバを使用するので、電気磁気的な環境下でもノイズの影響を受けにくくて精度の高い計測が可能であるうえ、電気信号と光信号との間で信号を変換する手段が不要である、といったメリットも当然に付随する。
The above rotating body measurement system has the following advantages.
・ Because the end face of the non-rotating part of the optical fiber connected to the light source or detector is placed in a non-contact state at a distance from the end face of the optical fiber on the rotating body as shown in c) above, an optical fiber sensor, etc. The optical fiber does not twist despite being on the rotating body. In addition, since there is no need to provide any coupling between the optical fiber on the rotating body and the optical fiber in the non-rotating part, there is no speed limitation due to the coupling and the like, and it is easy to cope with high-speed rotation. is there. The optical fiber on the rotating body does not need to be twisted or rotated, and its end face or the like may be fixed on the rotating body, so that high-speed rotation of the rotating body is not hindered.
-The non-rotating portion of the optical fiber may be disposed so that the end face of the optical fiber on the rotating body faces the end face only at a specific location on the circular orbit. That is, since it is not necessary to provide the end surfaces of both optical fibers on the line of the rotation center of the rotating body, it is also easy to simultaneously measure a plurality of measurement points in one rotating body.
-Since optical fibers are used as sensors and signal transmission means, they are less susceptible to noise even in an electromagnetic environment, enabling highly accurate measurements, and converting signals between electrical and optical signals. Of course, there is a merit that a means to do this is unnecessary.
請求項3に記載した回転体計測システムは、上記のa)・b)・c)に加えて、
d) 光源からの光が非回転部分の光ファイバの端面からそれに対向するように回転体上に固定された光ファイバの端面に伝達される部分、ならびに光ファイバセンサからの戻り光が回転体上の光ファイバの端面からそれに対向するように非回転部分に固定された光ファイバの端面に伝達される部分のうち少なくとも一方で、両光ファイバの端面間に、両者間での光量授受量を確保するための損失防止手段を設けた----ことを特徴とする。
In addition to the above a), b) and c), the rotating body measuring system described in claim 3
d) The part where the light from the light source is transmitted from the end face of the non-rotating portion of the optical fiber to the end face of the optical fiber fixed on the rotating body so as to face it, and the return light from the optical fiber sensor on the rotating body At least one of the parts transmitted from the end face of the optical fiber to the end face of the optical fiber fixed to the non-rotating part so as to oppose it, ensures the amount of light exchanged between the end faces of both optical fibers. It is characterized by providing loss prevention means for doing this.
このd)の損失防止手段には、光量の損失を防止するためのもののほか、光の方向を整える(調芯等)ためのものをも含む。 The loss prevention means d) includes a means for adjusting the direction of light (alignment, etc.) in addition to a means for preventing the loss of light quantity.
この請求項の回転体計測システムによれば、検出器等に接続した非回転部分の光ファイバと、回転体上の光ファイバとの間に、端面間に距離をおいた非接触の部分があるにもかかわらず、光信号の伝達が適切に行われることにより精度の高い計測が実現する。それは、双方の端面間に上記d)のとおり損失防止手段を設けているからである。同手段によって、上記端面をはさんだ光ファイバ間での信号伝達にともなう光量授受量の損失を抑制すれば、当然ながら高精度の計測が可能になる。回転体上の光ファイバの出射側端面を出て非回転部分の光ファイバに至る光は、伝送経路内で幾らかの減衰を受けていることから、このような光の授受に関して損失防止手段を使用することによりとくに効果的に計測精度を向上させることができる。 According to the rotating body measurement system of this claim, there is a non-contact portion with a distance between the end faces between the optical fiber of the non-rotating portion connected to the detector and the optical fiber on the rotating body. Nevertheless, highly accurate measurement is realized by appropriately transmitting the optical signal. This is because loss prevention means is provided between both end faces as described in d) above. If the same means suppresses the loss of the amount of light transmitted and received due to the signal transmission between the optical fibers sandwiching the end face, it is naturally possible to perform highly accurate measurement. The light that exits from the exit end face of the optical fiber on the rotating body and reaches the non-rotating part of the optical fiber is subjected to some attenuation in the transmission path. By using it, the measurement accuracy can be improved particularly effectively.
請求項4に記載の回転体計測システムは、上記の損失防止手段としてとくに、非回転部分の光ファイバの端面と回転部分の光ファイバの端面との間にレンズを設けたことを特徴とする。図3に示す構成はその一例である。
上記したレンズ光学系としては、一方のファイバ端面からの出射光を凸レンズにより他方のファイバ端面に直接集光させ入射させる場合、一方のファイバ端面からの出射光をコリメータにより一旦平行光としその平行光をコリメータで受けて他方のファイバ端面に集光させ入射させる場合、さらに一方のファイバ端面からの出射光をコリメータにより平行光としその拡散を防いで他方のファイバ端面に入射させる場合などがある。凸レンズは光ファイバの端面から出た拡散する光を焦点に集光する作用を有し、コリメータは光ファイバ端面から出た拡散する光を平行にする作用がある。前者は入射側のファイバ端面の配置を焦点に合わせる必要があって配置上の制約を受ける。また、コリメータを使って中間部分を平行光にすれば平行光であるので距離が多少変化しても良く、配置上の制約を受けないというメリットがある。
請求項4の発明の実施例としては、非回転部分の端面前方にレンズを設けたが、回転体上の光ファイバの端面前方にもレンズを配することができる。請求項10(後述)の実施例では、回転体と非回転部分の双方の光ファイバの端面前方にレンズを配して、中間部分を平行光として配置上の制約を受けないようにし、光源より出た光の拡散を防ぐとともに光ファイバセンサからの戻り光の拡散を防ぐことが可能となり、結果としてセンサへの戻り光が多くなり、精度のよい計測が可能となる。光計測システムについて一般的に、光強度が小さいと計測できないか、計測できたとしてもその精度が低下するという特徴がある。とくに、本発明の目的とする回転体に光ファイバ計測システムを適用する場合、光の、回転体と非回転部分の授受は間欠的にならざるを得ず、このため、信号光、光源光の光強度は低下する。この光強度が低下するという課題をレンズを用いて解決するところに、請求項4・10等の発明の主眼がある。
The rotating body measuring system according to claim 4 is characterized in that a lens is provided between the end face of the non-rotating portion of the optical fiber and the end face of the rotating portion of the optical fiber, particularly as the loss prevention means. The configuration shown in FIG. 3 is an example.
In the above-described lens optical system, when the light emitted from one fiber end face is directly condensed and incident on the other fiber end face by a convex lens, the light emitted from one fiber end face is once converted into parallel light by a collimator. When the light is received by a collimator and condensed on the other fiber end face, the light emitted from the one fiber end face is converted into parallel light by the collimator and prevented from diffusing and incident on the other fiber end face. The convex lens has a function of condensing the diffusing light emitted from the end face of the optical fiber at the focal point, and the collimator has a function of collimating the diffusing light emitted from the end face of the optical fiber. In the former case, it is necessary to focus the arrangement of the fiber end face on the incident side, and the arrangement is restricted. In addition, if the collimator is used to make the intermediate part parallel light, the distance may be slightly changed because the light is parallel light, and there is an advantage that the arrangement is not restricted.
As an embodiment of the invention of claim 4, the lens is provided in front of the end face of the non-rotating portion, but the lens can be arranged in front of the end face of the optical fiber on the rotating body. In an embodiment of claim 10 (described later), a lens is disposed in front of the end faces of the optical fibers of both the rotating body and the non-rotating portion so that the intermediate portion is not subjected to restrictions on arrangement as parallel light. It is possible to prevent diffusion of the emitted light and to prevent diffusion of the return light from the optical fiber sensor. As a result, the return light to the sensor increases, and accurate measurement is possible. In general, an optical measurement system is characterized in that it cannot be measured if the light intensity is low, or the accuracy is lowered even if it can be measured. In particular, when an optical fiber measurement system is applied to a rotating body that is the object of the present invention, transmission and reception of light between a rotating body and a non-rotating part must be intermittent. The light intensity decreases. The main object of the invention of
一般に光ファイバの端面からは、当該光ファイバの材質(屈折率)に応じて決まる一定の開口角で広がる(拡散する)ように光が出射される。したがって、同一の直径の光ファイバを、端面同士を対向させ距離をおいて配置すると、一方の端面を出た光はその一部のみが他方の端面に到達し、残りの光は周囲に出射されることになる。しかし、この請求項の計測システムのように一方の端面の前方にレンズを設けると、そのレンズの作用によって光の損失を少なくし、端面間での光量授受量を確保して高精度の計測が可能になる。 In general, light is emitted from the end face of an optical fiber so as to spread (diffuse) at a certain opening angle determined according to the material (refractive index) of the optical fiber. Therefore, when optical fibers of the same diameter are arranged with their end faces facing each other at a distance, only a part of the light exiting one end face reaches the other end face, and the remaining light is emitted to the surroundings. Will be. However, when a lens is provided in front of one end face as in the measurement system of this claim, the loss of light is reduced by the action of the lens, and the amount of light transferred between the end faces is ensured and high-precision measurement is possible. It becomes possible.
請求項5に記載の回転体計測システムは、上記の損失防止手段としてとくに、非回転部分の光ファイバ(回転体上の出射側端面からの光を受けるもの等)を、少なくとも上記端面において(または当該光ファイバの全長においてであってもよい)、それと対向する回転体上の光ファイバの端面よりも大断面にしたことを特徴とする。図4の構成は、この請求項のシステムの一例である。 The rotating body measuring system according to claim 5 is a non-rotating portion of an optical fiber (such as one that receives light from the exit end face on the rotating body) at least on the end face (or as the loss prevention means described above) The optical fiber may be the entire length of the optical fiber), and has a larger cross section than the end face of the optical fiber on the rotating body facing the optical fiber. The configuration of FIG. 4 is an example of the system of this claim.
このように非回転部分の入射側の光ファイバを大断面にすれば、回転体上の光ファイバにおける出射側端面から光が広がるように出射されても、その多く(または全部)を非回転部分の光ファイバに伝達させることができる。そうすれば、当該双方の端面間での光量授受量を確保して高精度の計測が行えることになる。 Thus, if the optical fiber on the incident side of the non-rotating part has a large cross section, even if light is emitted so as to spread from the exit side end face of the optical fiber on the rotating body, most (or all) of the non-rotating part Can be transmitted to the optical fiber. If it does so, the amount of light quantity exchange between the said both end surfaces will be ensured, and a highly accurate measurement can be performed.
請求項6に記載の回転体計測システムは、回転体上の被計測個所に入射部と出射部とが異なった光ファイバセンサを取り付けるとともに、上記の損失防止手段としてとくに、a)同センサへの入射側においては、回転体上の光ファイバの端面をそれと対向する非回転部分の光ファイバの端面よりも大きくし、および/または、b)同センサからの出射側においては、非回転部分の光ファイバの端面をそれと対向する回転体上の光ファイバの端面よりも大きくした----ことを特徴とする。
こうすることにより、光ファイバセンサへの入射側では、非回転部分の光ファイバ端面から放射された光が損失少なく回転体上の光ファイバ端面へ入射でき、光ファイバセンサの出射側では、回転体上の光ファイバ端面から放射された光が損失少なく非回転部分の光ファイバ端面へ入射できる。そのため、光伝送経路の全体にわたり、高い効率での光の伝送が可能となる。
なお、上のように「および/または」と記載したのは、この請求項のシステムには、上記のa)およびb)をともに採用する場合のほか、a)またはb)の一方のみを採用する場合も含まれることを意味している。
In the rotating body measuring system according to claim 6, an optical fiber sensor having a different incident portion and emitting portion is attached to a measurement location on the rotating body, and in particular, as the loss prevention means, a) On the incident side, the end face of the optical fiber on the rotator is made larger than the end face of the non-rotating portion of the optical fiber facing it, and / or b) on the exit side from the sensor, the light of the non-rotating portion The end face of the fiber is made larger than the end face of the optical fiber on the rotating body facing it ----.
By doing so, on the incident side to the optical fiber sensor, light emitted from the end face of the non-rotating portion of the optical fiber can be incident on the end face of the optical fiber on the rotating body with little loss, and on the outgoing side of the optical fiber sensor, the rotating body Light emitted from the upper end face of the optical fiber can be incident on the end face of the non-rotating portion with little loss. Therefore, light can be transmitted with high efficiency over the entire optical transmission path.
Note that “and / or” is described as above, in addition to the case where both a) and b) above are adopted in the system of this claim, and only one of a) or b) is adopted. It also means that it is included.
請求項7に記載の回転体計測システムは、上記の損失防止手段としてとくに、非回転部分の光ファイバ(回転体上の出射側端面からの光を受けるもの等)を、回転体上の光ファイバの端面の周回軌道に沿って複数本配置したことを特徴とする。図5はこのシステムの一例である。 The rotating body measurement system according to claim 7 is an optical fiber on the rotating body, particularly as an optical fiber on the rotating body (such as one that receives light from the output side end face on the rotating body) as the loss prevention means. A plurality of them are arranged along the circular orbit of the end face of the. FIG. 5 is an example of this system.
非回転部分に設けた光源から発する光を光ファイバを通して回転体上の光ファイバセンサに到達させ、さらにその戻り光を非回転部分の検出器に届けるためには、光とはいえわずかながら時間を要する。その間にも回転体は回転するので、その回転速度によっては、回転体上の光ファイバの端面から光が出射されるとき、非回転部分の光ファイバの端面が正確な対向位置からずれ(横ずれ)を起こしていて、光信号の十分な伝達が行われないことがある。
しかし、この請求項の計測システムでは、非回転部分の光ファイバを、回転体上の光ファイバの端面の周回軌道に沿って複数本配置するので、そのような不都合を防止しやすい。回転体の回転速度が増した場合等には、回転体上の光ファイバの端面から出射される光を、非回転部分の周方向に隣接する複数の光ファイバの端面で同時に受け、確実に検出器に入力することができるからである。具体的には、光ファイバ端面にレンズを設けずに拡げて非回転体上の複数の光ファイバ端面に同時に光が入るようにするか、光ファイバ端面間のレンズによる焦点を外して非回転体の複数の光ファイバ端面に同時に光が入るようにするか、または、光ファイバの端面間のレンズにシリンドリカルレンズ等を使用して(図6の例を参照)非回転部分で周方向に長いイメージを結ぶようにして非回転体の複数の光ファイバ端面に同時に光が入るようにするとよい。
In order to allow the light emitted from the light source provided in the non-rotating part to reach the optical fiber sensor on the rotating body through the optical fiber, and to return the return light to the detector of the non-rotating part, it takes a little time even though it is light. Cost. Since the rotating body also rotates during that time, depending on the rotation speed, when the light is emitted from the end face of the optical fiber on the rotating body, the end face of the optical fiber in the non-rotating part is displaced from the exact facing position (lateral shift). The optical signal may not be sufficiently transmitted.
However, in the measurement system of this claim, since a plurality of optical fibers of the non-rotating part are arranged along the circular orbit of the end face of the optical fiber on the rotating body, it is easy to prevent such inconvenience. When the rotational speed of the rotating body increases, the light emitted from the end face of the optical fiber on the rotating body is simultaneously received by the end faces of a plurality of optical fibers adjacent to the circumferential direction of the non-rotating part and reliably detected. This is because it can be input to the device. Specifically, the optical fiber end face is spread without providing a lens so that light enters the optical fiber end faces at the same time on the non-rotating body, or the non-rotating body is defocused by the lens between the optical fiber end faces. An image that is long in the circumferential direction at a non-rotating portion is used so that light enters the end faces of the optical fibers simultaneously, or a cylindrical lens or the like is used as a lens between the end faces of the optical fibers (see the example in FIG. 6). It is preferable that the light enters the end faces of the plurality of non-rotating optical fibers at the same time.
請求項8に記載の回転体計測システムは、上記の損失防止手段としてとくに、非回転部分の光ファイバ(回転体上の出射側端面からの光を受けるもの等)の一部を一対のコネクターにより分離可能にしたことを特徴とする。
分離可能にしたその一対のコネクターの間には、たとえば、上記端面間の対向精度測定のための光パワーメータを接続可能にする(図7の構成はその一例である)。そのほか、当該コネクターの間において、光源と検出器とを別々に取り付け得るようにしたり、または記録計を別途接続可能にしたりすることも可能である。したがって、この請求項のシステムでは、種々の試験に対応できる自由度が確保され、機器構成が結果的に簡単になるほか、接続する機器が故障等したとき容易に交換できて保守性が向上する、といった利点がある。
In the rotating body measuring system according to claim 8, in particular, a part of the non-rotating portion of the optical fiber (such as one that receives light from the emission side end face) on the rotating body is formed by a pair of connectors as the loss prevention means. It is characterized by being separable.
For example, an optical power meter for measuring the facing accuracy between the end faces can be connected between the pair of connectors made separable (the configuration in FIG. 7 is an example thereof). In addition, a light source and a detector can be separately attached between the connectors, or a recorder can be connected separately. Therefore, in the system of this claim, the degree of freedom to cope with various tests is ensured, the equipment configuration is simplified as a result, and the equipment can be easily replaced when the connected equipment breaks down, improving the maintainability. There are advantages such as.
回転体上の光ファイバと非回転部分の光ファイバとの間で光信号の伝達を十分に行うためには、双方の光ファイバについて端面間の対向精度(光軸の一致に関する精度)を高めるためのいわゆる調芯作業を適切に行う必要もある。この請求項のシステムでは、非回転部分の光ファイバにコネクターを介して光パワーメータを接続することも可能であるため、適切な調芯作業を行うことができる。つまり、光パワーメータは光量授受量を定量的に表示することにより端面間の対向精度を測定可能にするもので、上記の各光ファイバおよびそれらの端面の位置・角度を調整しながらこれを使用することにより、適切な調芯作業を可能にする。そうして調芯作業を終えたのち、上記コネクターにて非回転部分の光ファイバを元通りに接続すれば、上記双方の端面間での光量授受量が確保された高精度の計測が行えるようになる。 In order to sufficiently transmit an optical signal between the optical fiber on the rotating body and the optical fiber in the non-rotating part, in order to improve the facing accuracy between the end faces of both optical fibers (accuracy regarding optical axis matching). It is also necessary to appropriately perform the so-called alignment work. In the system of this claim, since it is possible to connect an optical power meter to the optical fiber of the non-rotating part via a connector, an appropriate alignment operation can be performed. In other words, the optical power meter can measure the facing accuracy between the end faces by quantitatively displaying the amount of light transferred, and can be used while adjusting the position and angle of each of the above optical fibers and their end faces. By doing so, an appropriate alignment work is made possible. After completing the alignment work, if the optical fiber of the non-rotating part is connected to the original position with the connector, it is possible to perform highly accurate measurement with the amount of light exchanged between the two end faces. become.
請求項9に記載の回転体計測システムは、上記の損失防止手段として、非回転部分の光ファイバの端面と回転部分の光ファイバの端面との間にレンズを設けるとともに、光源からの光、あるいは光ファイバセンサからの戻り光が出射する光ファイバの端面よりも、それと対向するそれらの光を入射する光ファイバの端面をより大断面にしたことを特徴とする。 The rotating body measurement system according to claim 9 is provided with a lens between the end face of the optical fiber of the non-rotating part and the end face of the optical fiber of the rotating part as the loss prevention means, and the light from the light source, or The optical fiber is characterized in that the end face of the optical fiber that receives the light facing the optical fiber is made larger than the end face of the optical fiber from which the return light from the optical fiber sensor is emitted.
請求項10に記載の回転体計測システムは、上記の損失防止手段として、非回転部分の光ファイバの端面と回転部分の光ファイバの端面との間に設けるレンズに関して、非回転部分の光ファイバの端面前方にレンズを設けるか、回転体上の光ファイバの端面前方にレンズを設けるか、あるいはその両方にレンズ(凸レンズやコリメータなど、光を集め、または光の向きを整えるもの)を設けたことを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a rotating body measuring system according to
これら請求項9または請求項10のシステムによれば、回転体上の光ファイバの端面から出射する光を一層確実に非回転部分の光ファイバに伝達させやすく、計測精度上とくに好ましい。
そのほか、非回転部分の光ファイバの端面前方にレンズを設けるとともに、非回転部分の光ファイバの一部を一対のコネクターにより分離可能にし、それらのコネクター間に、上記端面間の対向精度測定のための光パワーメータを接続可能にするのも好ましい。上記(請求項10)のように非回転部分の光ファイバの端面前方と回転体上の光ファイバの端面前方の両方にレンズを設けるとともに、入射側の光ファイバの端面を、それと対向する出射側の光ファイバの端面よりも大断面にするのもよい。また、同じく非回転部分の光ファイバの端面前方と回転体上の光ファイバの端面前方の両方にレンズを設けるとともに、非回転部分の光ファイバの一部を一対のコネクターにより分離可能にし、それらコネクター間に、上記端面間の対向精度測定のための光パワーメータを接続可能にするのも、同様に計測精度を向上させる点で好ましいといえる。
According to the system of the ninth or tenth aspect, the light emitted from the end face of the optical fiber on the rotating body can be more reliably transmitted to the optical fiber of the non-rotating portion, which is particularly preferable in terms of measurement accuracy.
In addition, a lens is provided in front of the end face of the optical fiber of the non-rotating part, and a part of the optical fiber of the non-rotating part can be separated by a pair of connectors, for measuring the facing accuracy between the end faces between these connectors. It is also preferable that the optical power meter can be connected. As described above (Claim 10), lenses are provided on both the front end face of the non-rotating portion of the optical fiber and the front end face of the optical fiber on the rotating body, and the end face of the incident-side optical fiber is disposed opposite to the exit side. It is also possible to make the cross section larger than the end face of the optical fiber. Similarly, a lens is provided both at the front of the end face of the optical fiber of the non-rotating part and at the front of the end face of the optical fiber on the rotating body, and a part of the optical fiber of the non-rotating part can be separated by a pair of connectors. In the meantime, it is preferable to connect an optical power meter for measuring the facing accuracy between the end faces in terms of improving the measuring accuracy.
請求項1および2に記載の回転体計測システムによれば、光ファイバが捩れないうえ、それを自転させる必要もなく、また光ファイバの間に何らのカップリングを設ける必要もないので、高速回転への対応が容易である。また、一つの回転体における複数の被計測個所についての計測を同時に行うこともできる。
According to the rotating body measuring system according to
請求項3の回転体計測システムによれば、損失防止手段の作用にて端面間での信号伝達が適切に行われることにより、精度の高い計測が行える。 According to the rotating body measuring system of the third aspect, the signal transmission between the end faces is appropriately performed by the action of the loss preventing means, so that highly accurate measurement can be performed.
請求項4〜請求項8に記載の計測システムなら、損失防止手段をそれぞれ低コストで構成できるとともに上記のとおり高精度の計測が可能になる。 With the measurement system according to any one of claims 4 to 8, the loss prevention means can be configured at low cost, and high-precision measurement can be performed as described above.
請求項9および請求項10の計測システムなら、損失防止手段が一層効果的に機能するため、計測精度上とくに好ましい。
The measurement system according to
図1および図2に発明の実施に関する一形態を紹介する。図1は回転体1とともに計測システムの全体を示す概念図であり、図2は、図1等のシステムにおいて計測可能な速度範囲等を示す線図である。
An embodiment relating to the implementation of the invention is introduced in FIGS. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the entire measurement system together with the
図1において、回転体1(たとえばプロペラシャフトやガスタービンロータ)は軸受2に支持された状態で駆動源(または被駆動体)3に接続されている。図示のシステムでは、こうした回転体1上の被計測個所(たとえばプロペラや動翼の一部)についてひずみや温度、応力、圧力等を計測するものである。
In FIG. 1, a rotating body 1 (for example, a propeller shaft or a gas turbine rotor) is connected to a driving source (or driven body) 3 while being supported by a
図1に示すシステムの構成はつぎのとおりである。
a) まず、自らの長さ変化に応じて特定波長の光を反射する性質をもつ光ファイバセンサ10を、上記した回転体1上の被計測個所に貼り付ける。この貼り付けは接着剤等を用いて行い、たとえば温度を計測する際にはセンサ10の1個所のみを固定すればよく、ひずみや応力を測定するためには、センサ10の長さ方向の両端を被計測個所に固定する。その光ファイバセンサ10の一端には光ファイバ12を接続し、少なくともその端面(センサ10に接続した側とは反対側の開放端面)13を回転体1に固定して外部へ向ける。
The configuration of the system shown in FIG. 1 is as follows.
a) First, an
b) 回転体1に近い非回転部分に、ハロゲン白色光源20aと検出器20c等を含む計測手段20、およびそれにつながる光ファイバ22を設置する。光ファイバ22は、一方の端部をコネクター22xにより計測手段20に接続しているが、他方の端面23は開放端面としている。計測手段20は、上記のコネクター22xに通じる光ファイバ21aを、カプラ20bによって光源20aと検出器20cとに接続したものである。そしてその検出器20cには、データ処理と記録を行う機器20dおよび計測値表示を行う機器20eを接続している。計測手段20における光源20aが発する白色光は、カプラ20bと光ファイバ21aを経て光ファイバ22に至り、その端面23から外部に出射される。その一方で、端面23から入射する光があれば、それは光ファイバ22を経て計測手段20に入り、カプラ20bを経由して検出器20cに入力される。
b) In the non-rotating part close to the
c) 計測手段20に接続して非回転部分に設けた光ファイバ22の端面23は、回転体1上に設けた光ファイバ12の端面13に対し、短い距離をおいて対向し得る位置に設けている。すなわち、前者の端面23は、回転体1とともに回転する後者の端面13の周回軌道から軸方向(回転体1の軸方向)に例えば10mm前後だけ距離をとったうえ、当該周回軌道上の一個所で後者の端面13と真正面に対向するように固定している。なお上記の距離は、より小さくても、より大きくてもよい。小さければ、光の減衰が小さくなって感度のよい測定が可能になる一方、配置調整が難しくなる。また上記の距離が大きければ、機器配置の自由度が増して設置が簡単になる。
c) The end face 23 of the
こうした計測システムでは、回転体1の被計測個所につき、つぎのようにしてひずみや温度の計測を行える。すなわち、1)計測手段20の光源20aから連続的に発する白色光は、非回転部分の光ファイバ22を通ってその端面23から出射され、その端面23と対向する位置にきた端面13から回転体上の光ファイバ12内に入射する。2)光ファイバ12内を進む白色光は光ファイバセンサ10に達し、同センサ10ではセンサ10自身のひずみや温度に応じた特定の波長の光のみが反射して、光ファイバ12内を戻るように端面13へ向かって進む。3)光ファイバセンサ10からの反射光は、光ファイバ12の端面13から出射され、非回転部分にある光ファイバ22内にその端面23から入射する。4)光ファイバ22に入った反射光は計測手段20の検出器20cに達し、検出器20cは、その反射光の波長を検出したうえ、機器20d・20eにより回転体1のひずみや温度、応力または圧力等に換算して表示する。
In such a measurement system, the strain and temperature can be measured for the measurement site of the
ところで、光は高速で進むため、端面23から端面13への白色光の入射と、端面13から端面23への反射光の出射とは、双方の端面13・23が対向したときほとんど同時に発生し、双方の端面間で光の授受はほぼ確実に行われる。しかし、光の速さも有限であるため、回転体1の回転速度や端面13の回転半径、または光の伝達経路となる光ファイバ12の長さ等によっては、端面13から端面23への反射光の出射時に双方の端面間が正確な対向位置からずれて(横ずれして)しまい、反射光の授受が適切には行われない場合がある。
By the way, since the light travels at a high speed, the incidence of white light from the
図2の線図は、そうした点を考慮して計測可能な限界的な条件を求めたものである。すなわち、端面13から端面23への反射光の出射時に双方の端面間が光ファイバ12・22(同一径のものを使用するとして)の直径の5%のみ横ずれを起こす(その程度の横ずれであればほぼ十分な計測が可能である)条件を示している。
これによれば、たとえば端面13の回転半径を0.10m(10cm)として回転体1を10000rpmで回転させるとき、光ファイバ12として長さ(端面13からセンサ10までの片道距離)約2.5mのものを使用できるなど、図1の計測システムが十分な実用性を有するものであることが分かる。
The diagram of FIG. 2 is a limit condition that can be measured in consideration of such points. That is, when the reflected light is emitted from the
According to this, for example, when the
図3は、発明の実施について他の形態を示す概念図である。回転体1の被計測個所に光ファイバセンサ10を取り付け、それに接続した光ファイバ12の端面13を回転体1上に固定して外向きにしたこと(前記a)の点)、および、計測手段(白色光源と検出器等を含む。図示省略)と光ファイバ22とを非回転部分に設けたうえ、その光ファイバ22の端面23を回転体上の光ファイバ12の端面13に対向し得るよう配置したこと(前記b)・c)の点)において、この例は図1のものと差異がない。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing another embodiment of the invention. The
しかし、この例では、非回転部分の光ファイバ22の端面23の前方に集光用の凸レンズ24を設けることにより、端面13・23間での光量授受量の損失防止をはかっている。レンズ24は、光ファイバ22の先端部に対してその長手方向にスライド可能な筒体24aの先に取り付けている。筒体24aとともにレンズ24の位置を調整し、端面13・23間での光量授受量の損失が最も少ない位置でそのレンズ24を使用するのが好ましい。光量授受量の損失が少なくなれば、それだけ精度の高い計測が可能になる。
However, in this example, a condensing convex lens 24 is provided in front of the
このようにレンズ24を使用すると、光ファイバ12・22の各端面13・23間の距離Lを長くすることが可能である。距離Lを長くしても光量の損失を最小限に抑えられるからである。こうして距離Lを長くできると、計測のためのセッティングに必要なスペースを大きく確保でき、したがってセッティング作業が容易になる。
When the lens 24 is used in this way, the distance L between the end faces 13 and 23 of the
図4(a)〜(c)は、発明の実施についてさらに別の形態を示す概念図である。前述したa)〜c)の構成を採用した点では図1等の例と差がないが、この例では、非回転部分に設けた光ファイバ22の先に、図4(a)のとおりコネクター25aを介して、直径の太い大断面の光ファイバ25を接続した点に特徴がある。そしてその光ファイバ25の端面26を、回転体1上の光ファイバ12の端面13(の周回軌道)に対向させている。
4 (a) to 4 (c) are conceptual diagrams showing still another embodiment of the invention. There is no difference from the example of FIG. 1 in that the configurations of a) to c) described above are adopted, but in this example, a connector is provided at the end of the
このようにすれば、回転体1上の光ファイバ12における端面13から光が広がるように出射されても、その光の多くを非回転部分の光ファイバ22に伝達させることができる。また、図4(b)のように回転体1がとくに高速で回転すること等により、図4(c)のとおり光ファイバ12の端面13が非回転部分の光ファイバ22の位置から横ずれを起こすとしても、端面13からの光の多くを光ファイバ25の端面26で受けて光ファイバ22に伝送することが可能になる。こうした作用により、このシステムでは端面13・26間での光量授受量が確保され、高精度の計測が可能になる。
In this way, even if light is emitted so as to spread from the
なお、図示の例では、光ファイバ12および22のコアおよびクラッドの直径をそれぞれ50μm・125μmとし、光ファイバ25のコアおよびクラッドの直径は、それぞれ100μmおよび140μmとしている。
回転体1上に配する光ファイバ12は、その径を大きくして、非回転部分の光ファイバ25のように太くしてもよい。かくすれば、戻り光の損失は大きくなるものの、光源光の、端面間の面積差に起因する損失は小さくすることが可能となる。
In the illustrated example, the diameters of the core and cladding of the
The diameter of the
図5(a)・(b)は、発明の実施についてさらに別の形態を示す概念図である。図1等の例と同様に前記a)〜c)の構成を採用しながら、この例では、図5(a)のとおり非回転部分の光ファイバ22として22a・22b・22cの3本を並置し、それぞれの端面23a・23b・23cを、図5(b)のように、光ファイバ12の端面13の周回軌道に沿って、それとはわずかな距離(できれば数mm前後以下)をおいた位置に配置している。
5 (a) and 5 (b) are conceptual diagrams showing still another embodiment of the implementation of the invention. While adopting the configuration of a) to c) as in the example of FIG. 1 and the like, in this example, as shown in FIG. 5A, three
回転体1の回転速度が大きく変化したとき等には、図2に示す限界的な条件を超える結果、回転体1上の光ファイバ12の端面13から出射される反射光がそれまでの光ファイバ22の端面23では受光され得なくなる場合がある。しかし、この例のように光ファイバ22を複数本配置してその端面23を上記の軌道に沿って並べるなら、隣接する複数の端面23(23a・23b・23c)によって端面13からの光を同時に十分に受けることが可能となる。また図6のように、端面13からの光のイメージをシリンドリカルレンズ14等を使用して軌道に沿って長くすることにより、同様に、複数の端面23にて端面13からの光を同時に受けるようにすることもできる。そのため、この形態においても、光ファイバセンサ10を用いた計測の精度を高くすることができる。なお、複数本を並置する光ファイバ25は、計測手段20に近い部分で1本に結合することも可能であり、その場合にもシステムは上記と同様の機能を発揮できる。
When the rotational speed of the
図7(a)・(b)も、発明の実施について別の形態を示す概念図である。この例も、前記a)〜c)の構成を採用した点では前述の例と同じだが、非回転部分に設けた光ファイバ22を、図7(a)のとおり一対のコネクター27A・27Bにて分離できる2つのファイバ22A・22Bにて構成し、端面23寄りのコネクター27Aに、図7(b)に示す調芯補助装置30を接続できるようにしている。
7 (a) and 7 (b) are conceptual diagrams showing another embodiment of the invention. This example is also the same as the previous example in that the configurations a) to c) are adopted, but the
図7(b)の調芯補助装置30は、コネクター27Aに接続可能なコネクター31に対し、カプラ30bおよび光ファイバを介して可視光源30aと光パワーメータ30cとを接続したものである。これをコネクター27Aに接続して光源30aおよび光パワーメータ30cを機能させれば、光ファイバセンサ10からの反射光の強さを定量的に把握することができ、よって、光ファイバ22Bの端面23と光ファイバ12の端面13との間の対向精度(調芯精度)を短時間内に最適化することができる。そうした調芯作業を行ったうえで、図7(a)のとおりコネクター27A・27Bを接続して計測手段20を使用すれば、端面13・23間で好ましい光量授受が行われる結果、高精度の計測が実現する。
In the alignment assisting device 30 in FIG. 7B, a visible
なお、以上では回転体1の軸端部分に光ファイバ12の端面13を設ける例ばかりを紹介したが、端面13の位置がそれに限られるものでないことは言うまでもない。たとえば図8のように、回転体1の周面上に端面13を設けることもできるからである。その場合、端面13の周回軌道上の特定個所に対向させ、かつそれと距離をおいて非回転部分の光ファイバの端面を固定すれば、以上の例と同様に回転体1のひずみや温度等の計測が可能になる。
Although only examples in which the
1 回転体
10 光ファイバセンサ
12 (回転体上の)光ファイバ
13 端面
20 計測手段
20a 光源
20c 検出器
22・25 (非回転部分の)光ファイバ
23・26 端面
24 レンズ
30 調芯補助装置
30c 光パワーメータ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
上記回転体に隣接する非回転部分に光ファイバを配置して、光源と、上記センサからの戻り光のための検出器とを当該非回転部分のそれぞれの光ファイバに接続し、
非回転部分の光ファイバの端面を、上記回転体上の光ファイバの端面の周回軌道から距離をおき、かつ、当該周回軌道上の特定個所で端面同士が対向するように固定した
ことを特徴とする回転体計測システム。 Attach an optical fiber sensor with a different incident part and exit part to the measurement site on the rotating body, connect optical fibers to the incident side and the exit side of the sensor, and end face of the optical fiber opposite to the sensor While fixing it on its rotating body,
An optical fiber is arranged in a non-rotating part adjacent to the rotating body, and a light source and a detector for return light from the sensor are connected to each optical fiber of the non-rotating part,
The end face of the non-rotating portion of the optical fiber is fixed so that the end face is spaced from the circular orbit of the end face of the optical fiber on the rotating body and the end faces face each other at a specific location on the circular orbit. Rotating body measurement system.
上記回転体に隣接する非回転部分に光ファイバを配置して、光源と、上記センサからの戻り光のための検出器とを当該非回転部分の光ファイバに接続し、
非回転部分の光ファイバの端面を、上記回転体上の光ファイバの端面の周回軌道から距離をおき、かつ、当該周回軌道上の特定個所で端面同士が対向するように固定した
ことを特徴とする回転体計測システム。 Attach an optical fiber sensor with the same entrance and exit to the measurement area on the rotating body, connect an optical fiber to the input and exit of the sensor, and connect the end face of the optical fiber opposite to the sensor. While fixing on that rotating body,
An optical fiber is arranged in a non-rotating part adjacent to the rotating body, and a light source and a detector for returning light from the sensor are connected to the optical fiber of the non-rotating part,
The end face of the non-rotating portion of the optical fiber is fixed so that the end face faces away from the circular orbit of the end face of the optical fiber on the rotating body and at a specific location on the circular orbit. Rotating body measurement system.
同センサへの入射側においては、回転体上の光ファイバの端面をそれと対向する非回転部分の光ファイバの端面よりも大きくし、および/または、同センサからの出射側においては、非回転部分の光ファイバの端面をそれと対向する回転体上の光ファイバの端面よりも大きくした
ことを特徴とする請求項3に記載の回転体計測システム。 Attach an optical fiber sensor where the incident part and the emission part are different from the measured part on the rotating body, and as the loss prevention means,
On the incident side to the sensor, the end face of the optical fiber on the rotating body is made larger than the end face of the non-rotating part facing the non-rotating part, and / or on the emitting side from the sensor, the non-rotating part The rotating body measuring system according to claim 3, wherein the end face of the optical fiber is made larger than the end face of the optical fiber on the rotating body facing the end face.
As the loss prevention means, with respect to the lens provided between the end face of the optical fiber of the non-rotating part and the end face of the optical fiber of the rotating part, a lens is provided in front of the end face of the optical fiber of the non-rotating part or on the rotating body. 4. The rotating body measuring system according to claim 3, wherein a lens is provided in front of the end face of the optical fiber, or a lens is provided on both of them.
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