JP4965122B2 - Differential pressure measurement system and differential pressure measurement method - Google Patents

Differential pressure measurement system and differential pressure measurement method Download PDF

Info

Publication number
JP4965122B2
JP4965122B2 JP2005375236A JP2005375236A JP4965122B2 JP 4965122 B2 JP4965122 B2 JP 4965122B2 JP 2005375236 A JP2005375236 A JP 2005375236A JP 2005375236 A JP2005375236 A JP 2005375236A JP 4965122 B2 JP4965122 B2 JP 4965122B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
pressure
measurement
external pressure
light intensity
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
JP2005375236A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007178194A (en
Inventor
静一郎 衣笠
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 JP2005375236A priority Critical patent/JP4965122B2/en
Publication of JP2007178194A publication Critical patent/JP2007178194A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4965122B2 publication Critical patent/JP4965122B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

本発明は圧力測定技術に関し、特に差圧測定システム及び差圧測定方法に関する。   The present invention relates to a pressure measurement technique, and more particularly to a differential pressure measurement system and a differential pressure measurement method.

石油プラント等を制御する場合、石油プラント内の異なる位置における流体の差圧を測定することが必要な場合がある。従来の差圧測定方法としては、測定位置にファブリペロ干渉計を配置し、圧力によって生じるファブリペロ干渉計の光路差の変化を干渉縞から読み取る方法が提案されている（例えば、特許文献1参照。）。しかし、干渉縞の信号は光路差に依存しない光強度成分の信号に重畳している。そのため、光強度成分の信号に重畳した干渉縞の信号をアナログからデジタル信号に変換すると、デジタル信号の一部のビットのみに干渉縞の信号が割り当てられ、その他のビットには差圧測定には関係のない光強度成分の信号が割り当てられる。したがって、ファブリペロ干渉計の光路差の変化を干渉縞から読み取る方法は、差圧測定のダイナミックレンジが低下するという問題があった。
特開2003-166890号公報 When controlling an oil plant or the like, it may be necessary to measure the differential pressure of the fluid at different locations within the oil plant. As a conventional differential pressure measurement method, a method has been proposed in which a Fabry-Perot interferometer is arranged at a measurement position and a change in the optical path difference of the Fabry-Perot interferometer caused by pressure is read from interference fringes (for example, see Patent Document 1). . However, the interference fringe signal is superimposed on the light intensity component signal that does not depend on the optical path difference. Therefore, when the interference fringe signal superimposed on the signal of the light intensity component is converted from analog to digital signal, the interference fringe signal is assigned to only some bits of the digital signal, and the other bits are used for differential pressure measurement. A signal with an irrelevant light intensity component is assigned. Therefore, the method of reading the change in the optical path difference of the Fabry-Perot interferometer from the interference fringes has a problem that the dynamic range of the differential pressure measurement is lowered.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-166890

本発明は、光学的に高いダイナミックレンジで差圧の測定が可能な差圧測定システム及び差圧測定方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a differential pressure measuring system and a differential pressure measuring method capable of measuring a differential pressure with an optically high dynamic range.

本発明の第１の態様によれば、光源と、第１外圧の変化に応じて光源が発した照射光の光強度を変化させ、第１測定光として出力する第１センサと、第２外圧の変化に応じて第１測定光の光強度を変化させ、第２測定光として出力する第２センサと、第２測定光の光強度を測定することにより、第１及び第２外圧の差圧を測定する測定モジュールとを備え、第１外圧の変化に対する第１測定光の光強度の変化と、第２外圧の変化に対する第２測定光の光強度の変化とは、互いに逆の相関関係を有する差圧測定システムが提供される。第２測定光の光強度は第１及び第２外圧の差圧を直接反映している。そのため、本発明の第１の態様に係る差圧測定システムは、第２測定光の光強度を測定することにより、高いダイナミックレンジで第１及び第２外圧の差圧を測定することを可能とする。 According to the first aspect of the present invention, the light source, the first sensor that changes the light intensity of the irradiation light emitted from the light source in response to the change in the first external pressure, and outputs the first measurement light, and the second external pressure In response to the change of the first measurement light, the light intensity of the first measurement light is changed, the second sensor that outputs the second measurement light, and the light intensity of the second measurement light is measured. The change in the light intensity of the first measurement light with respect to the change in the first external pressure and the change in the light intensity of the second measurement light with respect to the change in the second external pressure have an inverse correlation with each other. A differential pressure measurement system is provided. The light intensity of the second measurement light directly reflects the differential pressure between the first and second external pressures. Therefore, the differential pressure measurement system according to the first aspect of the present invention can measure the differential pressure between the first and second external pressures with a high dynamic range by measuring the light intensity of the second measurement light. To do.

本発明の第２の態様によれば、照射光を照射するステップと、第１外圧の変化に応じて光源が発した照射光の光強度を変化させ、第１測定光として出力するステップと、第２外圧の変化に応じて第１測定光の光強度を変化させ、第２測定光として出力するステップと、第２測定光の光強度を測定することにより、第１及び第２外圧の差圧を測定するステップとを含み、第１外圧の変化に対する第１測定光の光強度の変化と、第２外圧の変化に対する第２測定光の光強度の変化とは、互いに逆の相関関係を有する差圧測定方法が提供される。第２測定光の光強度は第１及び第２外圧の差圧を直接反映している。そのため、本発明の第２の態様に係る差圧測定方法は、第２測定光の光強度を測定することにより、高いダイナミックレンジで第１及び第２外圧の差圧を測定することを可能とする。 According to the second aspect of the present invention, the step of irradiating the irradiation light, the step of changing the light intensity of the irradiation light emitted from the light source according to the change of the first external pressure, and outputting the first measurement light, The step of changing the light intensity of the first measurement light according to the change of the second external pressure and outputting it as the second measurement light, and the difference between the first and second external pressures by measuring the light intensity of the second measurement light look including the steps of measuring the pressure, and change in the light intensity of the first measurement light with respect to changes in the first external pressure, the change in light intensity of the second measuring light with respect to change of the second external pressure, reverse correlation with each other A differential pressure measuring method is provided. The light intensity of the second measurement light directly reflects the differential pressure between the first and second external pressures. Therefore, the differential pressure measurement method according to the second aspect of the present invention can measure the differential pressure between the first and second external pressures with a high dynamic range by measuring the light intensity of the second measurement light. To do.

本発明によれば、光学的に高いダイナミックレンジで差圧の測定が可能な差圧測定システム及び差圧測定方法を提供可能である。   According to the present invention, it is possible to provide a differential pressure measuring system and a differential pressure measuring method capable of measuring a differential pressure with an optically high dynamic range.

以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Embodiments of the present invention will be described below. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in light of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

（第1の実施の形態）
第1の実施の形態に係る差圧測定システムは、図1に示すように、光源4、第1圧力感度で第1外圧PO1に応じて光源4が発した照射光の光強度を変化させ、第1測定光として出力する第1センサ5、第1圧力感度に対して正負の符号が反対の第2圧力感度で第2外圧PO2に応じて第1測定光の光強度を変化させ、第2測定光として出力する第2センサ15、及び第2測定光の光強度を測定することにより、第1及び第2外圧PO1, PO2の差圧を測定する測定モジュール17Aを備える。 (First embodiment)
Differential pressure measurement system according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, a light source 4, by changing the light intensity of the irradiation light source 4 is emitted in response to the first external pressure P O1 at a first pressure sensitivity the first sensor 5 for outputting a first measurement light, the sign of the positive and negative by changing the light intensity of the first measuring beam in response to a second external pressure P O2 at a second pressure sensitivity opposite to the first pressure sensitive, A second sensor 15 that outputs the second measurement light and a measurement module 17A that measures the differential pressure between the first and second external pressures P O1 and P O2 by measuring the light intensity of the second measurement light are provided.

光源4には、紫外域から赤外域(185nm〜2000nm)までの連続スペクトルに対応可能なキセノンランプ、発光ダイオード、スーパールミネッセントダイオード、半導体レーザ共振器、マルチモードレーザダイオード、及びシングルモードレーザダイオード等が使用可能である。光源4には照射光を伝搬する光ファイバ等の光導波路30が接続されている。光導波路30には、照射光を2方向に分割する第1スプリッタ21が接続されている。第1スプリッタ21には、分割された一方の照射光を伝搬する光導波路31が接続されている。   The light source 4 includes a xenon lamp, a light emitting diode, a super luminescent diode, a semiconductor laser resonator, a multimode laser diode, and a single mode laser diode capable of supporting a continuous spectrum from the ultraviolet region to the infrared region (185 nm to 2000 nm). Etc. can be used. An optical waveguide 30 such as an optical fiber that propagates the irradiation light is connected to the light source 4. Connected to the optical waveguide 30 is a first splitter 21 that divides the irradiated light in two directions. The first splitter 21 is connected to an optical waveguide 31 that propagates one of the divided irradiation lights.

光導波路31には第1センサ5が接続されている。第1センサ5は、図2に示すように、光導波路31の端部から放射された照射光を集光するレンズ等である第1集光部24を有する。第1集光部24は光導波路31の端部に対して第1間隔d1をおいて配置されている。さらに第1センサ5は、第1集光部24の光軸上で第1集光部24の焦点よりも第1集光部24側に移動可能に配置されたダイアフラム等の第1感圧部25を有する。つまり、第1感圧部25は第1集光部24に対し、第1集光部24の焦点距離FL1Iから第1圧力依存距離L1を引いた距離(FL1I - L1)をおいて配置されている。第1感圧部25は第1外圧PO1を受けて第1集光部24の光軸上を移動する。第1感圧部25の移動可能な範囲は、第1集光部24の主面から、第1集光部24の焦点までである。第1外圧PO1が上昇すると第1感圧部25は第1集光部24方向に移動し、第1圧力依存距離L1は長くなる。反対に第1外圧PO1が低下すると第1感圧部25は第1集光部24の焦点方向に移動し、第1圧力依存距離L1が短くなる。また、第1感圧部25の表面には例えばクロム酸化膜等が堆積されており、第1感圧部25は第1集光部24で集光された照射光を反射する。第1感圧部25で反射された照射光は第1集光部24を経て再び光導波路31に第1測定光として入射する。 The first sensor 5 is connected to the optical waveguide 31. As shown in FIG. 2, the first sensor 5 includes a first condensing unit 24 that is a lens or the like that condenses the irradiation light emitted from the end of the optical waveguide 31. The first light collector 24 is disposed with a first interval d 1 with respect to the end of the optical waveguide 31. Further, the first sensor 5 is a first pressure sensing unit such as a diaphragm arranged on the optical axis of the first light collecting unit 24 so as to be movable closer to the first light collecting unit 24 than the focal point of the first light collecting unit 24. 25. That is, the first pressure sensing unit 25 has a distance (FL 1I -L 1 ) obtained by subtracting the first pressure-dependent distance L 1 from the focal length FL 1I of the first light collecting unit 24 with respect to the first light collecting unit 24. Are arranged. The first pressure sensing unit 25 receives the first external pressure PO1 and moves on the optical axis of the first light collecting unit 24. The movable range of the first pressure sensing unit 25 is from the main surface of the first light collecting unit 24 to the focal point of the first light collecting unit 24. When the first external pressure P O1 is increased first pressure sensing 25 is moved to the first condensing unit 24 directions, the first pressure-dependent distance L 1 is longer. When the first external pressure P O1 is lowered first pressure sensing 25 is moved in the focus direction of the first condenser section 24 to the opposite, first pressure-dependent distance L 1 is shorter. Further, for example, a chromium oxide film or the like is deposited on the surface of the first pressure sensing unit 25, and the first pressure sensing unit 25 reflects the irradiation light collected by the first light collecting unit 24. The irradiation light reflected by the first pressure sensing unit 25 enters the optical waveguide 31 again as the first measurement light through the first light collecting unit 24.

ところで、x-y-z空間のz軸を光軸とした場合、図3に示すような基本ガウシアンビームは下記(1)式で表される。   Incidentally, when the z-axis of the x-y-z space is the optical axis, a basic Gaussian beam as shown in FIG. 3 is expressed by the following equation (1).

E = (2/π)1/2(1/w(z))×exp[-i(kz - φ(z))-r2{(1/w2(z))+(ik / 2R(z))}] …(1)
(1)式において、Eは電場、w(z)は光軸(z)方向におけるビーム半径の関数、iは虚数、kは波数、φ(z)は光軸(z)方向における位相の関数、rは光軸からの距離、R(z)は光軸(z)方向における波面の曲率半径の関数を示す。ビーム半径の関数w(z)は下記(2)式で与えられる。 E = (2 / π) 1/2 (1 / w (z)) × exp [-i (kz-φ (z))-r 2 ((1 / w 2 (z)) + (ik / 2R ( z))}]… (1)
In Eq. (1), E is the electric field, w (z) is the function of the beam radius in the optical axis (z) direction, i is the imaginary number, k is the wave number, and φ (z) is the function of the phase in the optical axis (z) direction. , R is the distance from the optical axis, and R (z) is a function of the radius of curvature of the wavefront in the direction of the optical axis (z). The beam radius function w (z) is given by the following equation (2).

w(z) = w0 {1 + (λz / πw0 2)2}1/2 …(2)
(2)式において、λは波長、w0はビーム半径の最小値である。なお、ビーム半径が最小値w0となる位置をビームウェストと呼ぶ。上記(1)式における波面の曲率半径の関数R(z)は下記(3)式、位相の関数φ(z)は下記(4)式、光軸からの距離rは下記(5)式で与えられる。 w (z) = w 0 {1 + (λz / πw 0 2 ) 2 } 1 / 2 … (2)
In equation (2), λ is the wavelength, and w 0 is the minimum value of the beam radius. A position where the beam radius becomes the minimum value w 0 is called a beam waist. The function R (z) of the radius of curvature of the wavefront in the above equation (1) is the following equation (3), the phase function φ (z) is the following equation (4), and the distance r from the optical axis is the following equation (5). Given.

R(z) = z {1 + (λz / πw0 2)2} …(3)
φ(z) = tan-1 (λz / πw0 2) …(4)
r = (x2 + y2)1/2 …(5)
上記(1)式で与えられるガウシアンビームの複素ビームパラメータq(z)は下記(6)式で与えられる。 R (z) = z {1 + (λz / πw 0 2 ) 2 }… (3)
φ (z) = tan -1 (λz / πw 0 2 )… (4)
r = (x 2 + y 2 ) 1/2 … (5)
The complex beam parameter q (z) of the Gaussian beam given by the above equation (1) is given by the following equation (6).

1 / q(z) = 1 / R(z) - i (λ/ πw2(z)) …(6)
ビームウェスト(z = 0)では波面の曲率半径R(0)が無限大になる。そのため、ビームウェストにおける複素ビームパラメータq(0)は下記(7)式で与えられる。 1 / q (z) = 1 / R (z)-i (λ / πw 2 (z))… (6)
At the beam waist (z = 0), the radius of curvature R (0) of the wave front becomes infinite. Therefore, the complex beam parameter q (0) at the beam waist is given by the following equation (7).

1 / q(0) = 0 - i (λ/ πw2(z))
∴q(0) = i (πw2(0) / λ) …(7)
A, B, C, Dを行列要素とする幾何光学の光線行列で表されるエレメントを通過する前後の複素ビームパラメータをq1, q2と定義すると、それぞれの複素ビームパラメータq1, q2の関係は下記(8)式で与えられる。 1 / q (0) = 0-i (λ / πw 2 (z))
∴q (0) = i (πw 2 (0) / λ)… (7)
If complex beam parameters before and after passing through an element represented by a ray matrix of geometric optics with A, B, C, and D as matrix elements are defined as q 1 and q 2 , respectively, complex beam parameters q 1 and q 2 Is given by the following equation (8).

q2 = (Aq1 + B) / (Cq1 + D) …(8)
また、光線行列で表されるエレメントを通過する前後の光線の光軸からの距離をr1, r2、及び傾きdr/dzをr1', r2'とすると、それぞれの関係は下記(9)式の行列式で与えられる。

Figure 0004965122
q 2 = (Aq 1 + B) / (Cq 1 + D)… (8)
Also, assuming that the distance from the optical axis of the light beam before and after passing through the element represented by the light matrix is r 1 , r 2 , and the slope dr / dz is r 1 ′, r 2 ′, the relationship is as follows ( It is given by the determinant of 9).
Figure 0004965122

例えば、図4に示すように光軸(z)方向に間隔dをおいた空間の前後の光線の光軸からの距離r1, r2、及び傾きr1', r2'のそれぞれの関係は、下記(10)式の行列式で与えられる。

Figure 0004965122
For example, as shown in FIG. 4, the relationship between the distances r 1 and r 2 from the optical axis of the light beams before and after the space d spaced in the optical axis (z) direction, and the inclinations r 1 ′ and r 2 ′. Is given by the determinant of the following equation (10).
Figure 0004965122

図5に示すレンズ29が焦点距離FLの薄肉レンズであると仮定すると、レンズ29に入射する光線の光軸からの距離r1と傾きr1'、及びレンズ29から出射する光線の光軸からの距離r2と傾きr2'のそれぞれの関係は、下記(11)式の行列式で与えられる。

Figure 0004965122
Assuming that the lens 29 shown in FIG. 5 is a thin lens having a focal length FL, the distance r 1 and the inclination r 1 ′ from the optical axis of the light beam incident on the lens 29 and the optical axis of the light beam emitted from the lens 29 The relationship between the distance r 2 and the slope r 2 ′ is given by the determinant of the following equation (11).
Figure 0004965122

さて、図2に示す光導波路31の端面から放射された照射光は、光導波路31の端面をビームウェストとするガウシアンビームとみなすことが可能である。したがって、光導波路31の端面における照射光の複素ビームパラメータは上記(7)式で与えられる。ここで、光導波路31と第1集光部24とは第1間隔d1をおいて配置されているため、照射光の光線に対する光導波路31と第1集光部24との間の空間は、下記(12)式で与えられる光線行列MI1で表すことができる。また焦点距離FL1Iの第1集光部24を薄肉レンズとみなすと、照射光の光線に対する第1集光部24は下記(13)式で与えられる光線行列MI2で表すことができる。さらに照射光の光線に対する第1集光部24と第1感圧部25との間の空間は、下記(14)式で与えられる光線行列MI3で表すことができる。

Figure 0004965122
Figure 0004965122
Figure 0004965122
 Now, the irradiation light emitted from the end face of the optical waveguide 31 shown in FIG. 2 can be regarded as a Gaussian beam having the end face of the optical waveguide 31 as a beam waist. Therefore, the complex beam parameter of the irradiation light on the end face of the optical waveguide 31 is given by the above equation (7). Here, since the optical waveguide 31 and the first condensing unit 24 is disposed at a first distance d 1, the optical waveguide 31 with respect to light of the irradiation light space between the first condensing unit 24 Can be represented by a ray matrix M I1 given by the following equation (12). Further, when the first condensing unit 24 having the focal length FL 1I is regarded as a thin lens, the first condensing unit 24 with respect to the light beam of the irradiation light can be represented by a light ray matrix M I2 given by the following equation (13). Furthermore, the space between the first light collecting unit 24 and the first pressure sensing unit 25 for the light rays of the irradiation light can be expressed by a light ray matrix M I3 given by the following equation (14).
Figure 0004965122
Figure 0004965122
Figure 0004965122

第1感圧部25の表面を反射率100%のフラットな鏡面とすると、照射光の光線に対する第1感圧部25は下記(15)式で与えられる光線行列MRで表すことができる。

Figure 0004965122
When the surface of the first pressure sensing 25, a reflectance of 100% of the flat mirror surface, the first pressure sensing 25 for light of the irradiation light can be expressed by the ray matrix M R given by the following equation (15).
Figure 0004965122

第1感圧部25で反射された照射光の光線に対する第1感圧部25と第1集光部24との間の空間は、下記(16)式で与えられる光線行列MO1で表すことができる。また第1集光部24の光導波路31側の焦点距離をFL1Oとして、第1感圧部25で反射された照射光の光線に対する第1集光部24は下記(17)式で与えられる光線行列MO2で表すことができる。さらに、第1感圧部25で反射された照射光の光線に対する第1集光部24と光導波路31との間の空間は、下記(18)式で与えられる光線行列MO3で表すことができる。

Figure 0004965122
Figure 0004965122
Figure 0004965122
 The space between the first pressure-sensitive part 25 and the first light collecting part 24 with respect to the light beam of the irradiation light reflected by the first pressure-sensitive part 25 is represented by a light matrix M O1 given by the following equation (16). Can do. Further, assuming that the focal length of the first light collecting unit 24 on the side of the optical waveguide 31 is FL 1O , the first light collecting unit 24 with respect to the light beam of the irradiation light reflected by the first pressure sensing unit 25 is given by the following equation (17). It can be represented by a ray matrix M O2 . Further, the space between the first light collecting unit 24 and the optical waveguide 31 with respect to the light beam of the irradiation light reflected by the first pressure sensing unit 25 can be represented by a light beam matrix MO3 given by the following equation (18). it can.
Figure 0004965122
Figure 0004965122
Figure 0004965122

したがって、光導波路31の端面から放射された照射光が再び光導波路31の端面に到達するまでの空間は、上記(12)乃至(18)式で与えられた光線行列MI1, MI2, MI3, MR, MO1, MO2, MO3の積である下記(19)式で与えられる光線行列MTで表すことができる。 Therefore, the space until the irradiation light emitted from the end face of the optical waveguide 31 reaches the end face of the optical waveguide 31 again is the light matrix M I1 , M I2 , M given by the above equations (12) to (18). It can be expressed by a ray matrix M T given by the following equation (19), which is the product of I3 , M R , M O1 , M O2 , and M O3 .

MT = MO3 MO2 MO1 MR MI3 MI2 MI1 …(19)
よって、光導波路31の端部における複素ビームパラメータ及び上記(19)式で与えられる光線行列MTから、第1センサ5内部を往復して再び光導波路31の端部にたどり着いた照射光の複素ビームパラメータを上記(8)式を用いて算出することができる。さらに上記(6)式を用いて、再び光導波路31の端部にたどり着いた照射光のビーム半径を算出することができる。 M T = M O3 M O2 M O1 M R M I3 M I2 M I1 … (19)
Therefore, from the complex beam parameters and ray matrix M T given above (19) at the end of the light guide 31, the irradiation light arrived inside the first sensor 5 to the end of the light guide 31 again and forth complex The beam parameter can be calculated using the above equation (8). Furthermore, the beam radius of the irradiation light that has reached the end of the optical waveguide 31 can be calculated again using the above equation (6).

図6は、第1集光部24の主面から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)を0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、0.8mm、0.9mmとした場合の、第1感圧部25で反射された照射光のビーム径を示している。なお、第1集光部24の焦点距離FL1Iは1mmであり、光導波路31の端部を原点(z=0)としている。図6に示すように、第1集光部24の主面から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が焦点距離FL1I(1mm)に近づくほど、第1感圧部25で反射された照射光のビーム径は小さくなる。 FIG. 6 shows that the distance (FL 1I -L 1 ) from the main surface of the first light collecting unit 24 to the first pressure sensing unit 25 is 0.1 mm, 0.3 mm, 0.5 mm, 0.7 mm, 0.8 mm, and 0.9 mm. In this case, the beam diameter of the irradiation light reflected by the first pressure sensing unit 25 is shown. The focal length FL 1I of the first light collecting unit 24 is 1 mm, and the end of the optical waveguide 31 is the origin (z = 0). As shown in FIG. 6, the closer the distance (FL 1I -L 1 ) from the main surface of the first light collecting unit 24 to the first pressure sensing unit 25 approaches the focal length FL 1I (1 mm), the first pressure sensing unit. The beam diameter of the irradiation light reflected by 25 is reduced.

仮に、図7に示すように、第1感圧部25が第1集光部24の焦点位置に配置されると、第1感圧部25に入射する照射光の光路と、第1感圧部25から反射された照射光の光路とが全体として一致する。そのため、光導波路31に第1測定光として再入射する照射光のビーム径は最小となり、第1測定光の光強度は最大となる。これに対し第1センサ5の第1感圧部25は、第1集光部24の焦点位置よりも第1集光部24側に配置される。そのため、第1感圧部25から反射された照射光の光路とが全体として一致しない。したがって、光導波路31に再入射する第1測定光の光強度は、第1感圧部25が第1集光部24の焦点位置に配置された場合と比較して弱い。さらに第1外圧PO1が上昇すると、第1感圧部25は第1集光部24に向かって移動し、第1集光部24の焦点位置からより第1集光部24に近づく。そのため、第1集光部24の主面から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が焦点距離FL1Iと比較してより短くなり、光導波路31に再入射する第1測定光の光強度はさらに弱まる。反対に、第1外圧PO1が低下すると第1感圧部25は第1集光部24の焦点位置に近づく。そのため、第1集光部24の主面から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が焦点距離FL1Iに近づき、光導波路31に再入射する第1測定光の光強度は強まる。以上説明したように、第1センサ5においては第1外圧PO1が上昇した場合、第1測定光の光強度が弱まり、第1外圧PO1が低下した場合、第1測定光の光強度が強まる。つまり、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とは負の相関関係を有するよう、第1センサ5の圧力感度である第1圧力感度が設定されている。 As shown in FIG. 7, when the first pressure sensing unit 25 is arranged at the focal position of the first light collecting unit 24, the optical path of the irradiation light incident on the first pressure sensing unit 25, and the first pressure sensing The optical path of the irradiation light reflected from the portion 25 as a whole matches. Therefore, the beam diameter of the irradiation light that re-enters the optical waveguide 31 as the first measurement light is minimized, and the light intensity of the first measurement light is maximized. On the other hand, the first pressure sensing unit 25 of the first sensor 5 is arranged closer to the first light collecting unit 24 than the focal position of the first light collecting unit 24. For this reason, the optical path of the irradiation light reflected from the first pressure sensing unit 25 as a whole does not match. Therefore, the light intensity of the first measurement light that re-enters the optical waveguide 31 is weaker than when the first pressure-sensitive part 25 is disposed at the focal position of the first light collecting part 24. When the first external pressure PO1 further increases, the first pressure sensing unit 25 moves toward the first light collecting unit 24, and comes closer to the first light collecting unit 24 from the focal position of the first light collecting unit 24. Therefore, the distance (FL 1I -L 1 ) from the main surface of the first light collecting unit 24 to the first pressure sensing unit 25 is shorter than the focal length FL 1I, and reenters the optical waveguide 31. The light intensity of the measurement light is further weakened. On the other hand, when the first external pressure PO1 decreases, the first pressure sensing unit 25 approaches the focal position of the first light collecting unit 24. Therefore, the distance (FL 1I -L 1 ) from the main surface of the first light collecting unit 24 to the first pressure sensing unit 25 approaches the focal length FL 1I, and the light intensity of the first measurement light reentering the optical waveguide 31 Will strengthen. As described above, in the first sensor 5, when the first external pressure P O1 increases, the light intensity of the first measurement light decreases, and when the first external pressure P O1 decreases, the light intensity of the first measurement light decreases. Strengthen. That is, the first pressure sensitivity that is the pressure sensitivity of the first sensor 5 is set so that the first external pressure PO1 and the light intensity of the first measurement light have a negative correlation.

第1センサ5から出力された第1測定光は、光導波路31、第1スプリッタ21に接続された光導波路32によって伝搬され、光導波路32に接続された第2スプリッタ22に到達する。第2スプリッタ22は、第1センサ5の第1測定光を2方向に分割する。第2スプリッタ22には、分割された第1測定光の一方を伝搬する光導波路33が接続されている。光導波路33によって、分割された第1測定光の一方は第2センサ15に伝搬される。   The first measurement light output from the first sensor 5 is propagated through the optical waveguide 31 and the optical waveguide 32 connected to the first splitter 21, and reaches the second splitter 22 connected to the optical waveguide 32. The second splitter 22 divides the first measurement light of the first sensor 5 in two directions. The second splitter 22 is connected to an optical waveguide 33 that propagates one of the divided first measurement lights. One of the divided first measurement lights is propagated to the second sensor 15 by the optical waveguide 33.

第2センサ15は、図8に示すように、光導波路33の端部から放射された第1測定光を集光するレンズ等である第2集光部124を有する。第2集光部124は光導波路33の端部に対して第2間隔d2をおいて配置されている。さらに第2センサ15は、第2集光部124の光軸上で第2集光部124の焦点よりも遠方に移動可能に配置されたダイアフラム等の第2感圧部125を有する。つまり、第2感圧部125は第2集光部124に対し、第2集光部124の焦点距離FL2Iに第2圧力依存距離L2を足した距離(FL2I + L2)をおいて配置されている。第2感圧部125は第2外圧PO2を受けて第2集光部124の光軸上を移動する。第2感圧部125の移動可能な範囲は、第2集光部124の焦点から遠方に向かって焦点距離FL2Iと同じ距離の範囲である。第2外圧PO2が上昇すると第2感圧部125は焦点方向に移動し、第2圧力依存距離L2が短くなる。反対に第2外圧PO2が低下すると第2感圧部125は第2集光部124の焦点からより遠ざかる方向に移動し、第2圧力依存距離L2が長くなる。また、第2感圧部125の表面には例えばクロム酸化膜等が堆積されており、第2感圧部125は第2集光部124で集光された第1測定光を反射する。第2感圧部125で反射された第1測定光は第2集光部124を経て再び光導波路33に第2測定光として入射する。 As shown in FIG. 8, the second sensor 15 includes a second condensing unit 124 that is a lens or the like that condenses the first measurement light emitted from the end of the optical waveguide 33. The second light collector 124 is disposed at a second interval d 2 with respect to the end of the optical waveguide 33. Further, the second sensor 15 includes a second pressure sensing unit 125 such as a diaphragm disposed on the optical axis of the second light collecting unit 124 so as to be distant from the focal point of the second light collecting unit 124. That is, the second pressure sensing 125 whereas the second condensing section 124, the distance plus the second pressure-dependent distance L 2 to the focal length FL 2I of the second condensing unit 124 (FL 2I + L 2) Contact Are arranged. Second pressure sensing 125 moves on the optical axis of the second condensing unit 124 receives the second external pressure P O2. The movable range of the second pressure sensing unit 125 is a range of the same distance as the focal length FL 2I from the focal point of the second light collecting unit 124 to the far side. When the second external pressure P O2 is increased second pressure sensing 125 is moved in the focus direction, the second pressure-dependent distance L 2 becomes shorter. When the second external pressure P O2 is decreased second pressure sensing 125 moves away more from the focal point of the second condensing section 124 in the opposite, second pressure-dependent distance L 2 becomes longer. Further, for example, a chromium oxide film or the like is deposited on the surface of the second pressure sensing unit 125, and the second pressure sensing unit 125 reflects the first measurement light collected by the second light collecting unit 124. The first measurement light reflected by the second pressure sensing unit 125 passes through the second light collecting unit 124 and again enters the optical waveguide 33 as the second measurement light.

ここで、第2センサ15の第2感圧部125は、第2集光部124に対し焦点位置より遠方に配置される。したがって、光導波路33に再入射する第2測定光の光強度は、図7で説明したように、第2感圧部125が第2集光部124の焦点位置に配置された場合と比較して弱い。しかし、第2外圧PO2が上昇すると第2感圧部125は第2集光部124の焦点位置に近づく。そのため、第2集光部124の主面から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が焦点距離FL2Iに近づき、光導波路33に再入射する第2測定光の光強度は強まる。反対に、第2外圧PO2が低下すると第2感圧部125は第2集光部124の焦点からより遠ざかる。そのため、第2集光部124の主面から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が焦点距離FL2Iと比較してより長くなり、光導波路33に再入射する第2測定光の光強度は弱まる。図9に示すように、第1センサ5においては第1外圧PO1が上昇した場合、第1測定光の光強度が弱まるよう、第1圧力感度が設定されているのに対し、第2センサ15においては第2外圧PO2が上昇した場合、第2測定光の光強度が強まり、第2外圧PO2が低下した場合、第2測定光の光強度が弱まる。つまり、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とが正の相関関係を有するよう、第2センサ15の圧力感度である第2圧力感度が設定されている。したがって、第1圧力感度と第2圧力感度とは正負の符号が反対の関係を有している。 Here, the second pressure sensing unit 125 of the second sensor 15 is disposed farther from the focal position than the second light collecting unit 124. Therefore, the light intensity of the second measurement light re-entering the optical waveguide 33 is compared with the case where the second pressure sensing unit 125 is disposed at the focal position of the second light collecting unit 124 as described in FIG. And weak. However, when the second external pressure PO2 increases, the second pressure sensing unit 125 approaches the focal position of the second light collecting unit 124. Therefore, the distance (FL 2I + L 2 ) from the main surface of the second light collecting unit 124 to the second pressure sensing unit 125 approaches the focal length FL 2I, and the light intensity of the second measurement light reentering the optical waveguide 33 Will strengthen. On the other hand, when the second external pressure P02 decreases, the second pressure sensing unit 125 moves further away from the focal point of the second light collecting unit 124. Therefore, the distance (FL 2I + L 2 ) from the main surface of the second light collecting unit 124 to the second pressure sensing unit 125 is longer than the focal length FL 2I and re-enters the optical waveguide 33. The light intensity of the measurement light is weakened. As shown in FIG. 9, in the first sensor 5, when the first external pressure PO1 rises, the first pressure sensitivity is set so that the light intensity of the first measurement light is weakened, whereas the second sensor In FIG. 15, when the second external pressure P O2 increases, the light intensity of the second measurement light increases, and when the second external pressure P O2 decreases, the light intensity of the second measurement light decreases. That is, the second pressure sensitivity that is the pressure sensitivity of the second sensor 15 is set so that the second external pressure PO2 and the light intensity of the second measurement light have a positive correlation. Therefore, the first pressure sensitivity and the second pressure sensitivity have a relationship in which the positive and negative signs are opposite.

図10は、第1センサ5の第1集光部24の主面から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)、第2センサ15の第2集光部124の主面から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)、及び第2測定光の光強度の関係を示している。第1センサ5において、第1集光部24から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が長くなり焦点距離FL1Iに近づくほど、第2測定光の光強度は強くなる。また第2センサ15において、第2集光部124から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が短くなり焦点距離FL2Iに近づくほど、第2測定光の光強度は強くなる。図11は、第1圧力依存距離L1及び第2圧力依存距離L2の差Δ(L1-L2)と、第2測定光の光強度との関係を示している。差Δ(L1-L2)が大きいほど第2測定光の光強度は弱まり、差Δ(L1-L2)が小さいほど第2測定光の光強度は強まる。 FIG. 10 shows the distance (FL 1I -L 1 ) from the main surface of the first light collecting unit 24 of the first sensor 5 to the first pressure sensing unit 25, the main surface of the second light collecting unit 124 of the second sensor 15. 3 shows the relationship between the distance (FL 2I + L 2 ) from the first pressure sensing unit 125 to the light intensity of the second measurement light. In the first sensor 5, the light intensity of the second measurement light increases as the distance (FL 1I -L 1 ) from the first light collecting unit 24 to the first pressure sensing unit 25 increases and approaches the focal length FL 1I. . In the second sensor 15, the light intensity of the second measurement light increases as the distance (FL 2I + L 2 ) from the second light collecting unit 124 to the second pressure sensing unit 125 decreases and approaches the focal length FL 2I. Become. FIG. 11 shows the relationship between the difference Δ (L 1 −L 2 ) between the first pressure-dependent distance L 1 and the second pressure-dependent distance L 2 and the light intensity of the second measurement light. The greater the difference Δ (L 1 −L 2 ), the weaker the light intensity of the second measurement light, and the smaller the difference Δ (L 1 −L 2 ), the greater the light intensity of the second measurement light.

図1に示す第2センサ15から出力される第2測定光は、第2スプリッタ22に接続された光導波路34で受光素子151に伝搬される。受光素子151は、光導波路34で伝搬された第2測定光を受光し、第2測定光の光強度を測定する。受光素子151には信号処理装置7Aが接続されており、測定された第2測定光の光強度は信号処理装置7Aに伝達される。測定モジュール17Aは信号処理装置7Aに含まれている。測定モジュール17Aが2測定光の光強度を測定することにより、第1及び第2外圧PO1, PO2の差圧を測定する原理を以下説明する。 The second measurement light output from the second sensor 15 shown in FIG. 1 is propagated to the light receiving element 151 through the optical waveguide 34 connected to the second splitter 22. The light receiving element 151 receives the second measurement light propagated through the optical waveguide 34 and measures the light intensity of the second measurement light. A signal processing device 7A is connected to the light receiving element 151, and the measured light intensity of the second measurement light is transmitted to the signal processing device 7A. The measurement module 17A is included in the signal processing device 7A. The principle of measuring the differential pressure between the first and second external pressures P O1 and P O2 by the measurement module 17A measuring the light intensity of the two measurement lights will be described below.

図12は、第1センサ5の第1集光部24の主面から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)と、第1センサ5の反射率との関係を示している。ここで第1センサ5の「反射率」とは、第1センサ5が出力する第1測定光の光強度を、第1センサ5に入射する照射光の光強度で割った値である。また図12は、第2センサ15の第2集光部124の主面から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)と、第2センサ15の反射率との関係を示している。ここで第2センサ15の「反射率」とは、第2センサ15が出力する第2測定光の光強度を、第2センサ15に入射する第1測定光の光強度で割った値である。さらに図12は、第1及び第2センサ5, 15のそれぞれの反射率と、受光素子151が受光する第2測定光の光強度との関係を示している。なお、第1集光部24の焦点距離FL1I及び第2集光部124の焦点距離FL2Iのそれぞれは1mmである。 FIG. 12 shows the relationship between the distance (FL 1I -L 1 ) from the main surface of the first light collecting unit 24 of the first sensor 5 to the first pressure sensing unit 25 and the reflectance of the first sensor 5. Yes. Here, the “reflectance” of the first sensor 5 is a value obtained by dividing the light intensity of the first measurement light output from the first sensor 5 by the light intensity of the irradiation light incident on the first sensor 5. FIG. 12 also shows the relationship between the distance (FL 2I + L 2 ) from the main surface of the second light collecting unit 124 of the second sensor 15 to the second pressure sensing unit 125 and the reflectance of the second sensor 15. ing. Here, the “reflectance” of the second sensor 15 is a value obtained by dividing the light intensity of the second measurement light output from the second sensor 15 by the light intensity of the first measurement light incident on the second sensor 15. . Further, FIG. 12 shows the relationship between the reflectance of each of the first and second sensors 5 and 15 and the light intensity of the second measurement light received by the light receiving element 151. Each of the focal length FL 1I of the first light collector 24 and the focal length FL 2I of the second light collector 124 is 1 mm.

初期状態で第1集光部24から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が0.5mmであり、第2集光部124から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が1.5mmであるとする。この場合、第1センサ5の反射率は0.809であり、第2センサ15の反射率は0.832である。また、第2測定光の光強度は0.673である。第1外圧PO1が低下し、第1集光部24から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が0.6mmになると、第1測定光の光強度が強まる。そのため第1センサ5の反射率は上昇し、0.817になる。同時に第2外圧PO2が第1外圧PO1との差圧を一定に保ったまま低下すると、第2集光部124から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が1.6mmになる。すると第2測定光の光強度が弱まるため第2センサ15の反射率は低下し、0.825になる。この場合、第1センサ5の反射率は上昇するものの、第2センサ15の反射率が低下するため、第2測定光の光強度は0.673のままである。以後同様に第1外圧PO1及び第2外圧PO2のそれぞれが差圧を一定に保ったまま低下すると、第1センサ5の反射率の上昇と、第2センサ15の反射率の低下が同時に生じる。そのため、第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧が一定である限り、第2測定光の光強度は0.673を維持し続ける。反対に、第1外圧PO1及び第2外圧PO2のそれぞれが差圧を一定に保ったまま上昇する場合も、第2測定光の光強度は変化しない。したがって、測定モジュール17Aは第2測定光の光強度が一定であれば、第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧が一定であると判定する。 In the initial state, the distance from the first light collector 24 to the first pressure sensor 25 (FL 1I -L 1 ) is 0.5 mm, and the distance from the second light collector 124 to the second pressure sensor 125 (FL 2I + L 2 ) is 1.5 mm. In this case, the reflectance of the first sensor 5 is 0.809, and the reflectance of the second sensor 15 is 0.832. The light intensity of the second measurement light is 0.673. When the first external pressure PO1 decreases and the distance (FL 1I -L 1 ) from the first light collecting unit 24 to the first pressure sensing unit 25 becomes 0.6 mm, the light intensity of the first measurement light increases. Therefore, the reflectance of the first sensor 5 increases to 0.817. At the same time, when the second external pressure P O2 decreases while keeping the differential pressure with the first external pressure P O1 constant, the distance (FL 2I + L 2 ) from the second light collecting unit 124 to the second pressure sensing unit 125 is 1.6. mm. Then, since the light intensity of the second measurement light is weakened, the reflectance of the second sensor 15 is reduced to 0.825. In this case, although the reflectance of the first sensor 5 is increased, the reflectance of the second sensor 15 is decreased, so that the light intensity of the second measurement light remains 0.673. Thereafter, similarly, when each of the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 decreases while the differential pressure is kept constant, the increase in the reflectance of the first sensor 5 and the decrease in the reflectance of the second sensor 15 simultaneously. Arise. Therefore, as long as the differential pressure between the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 is constant, the light intensity of the second measurement light continues to maintain 0.673. On the other hand, even when each of the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 rises while keeping the differential pressure constant, the light intensity of the second measurement light does not change. Therefore, if the light intensity of the second measurement light is constant, the measurement module 17A determines that the differential pressure between the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 is constant.

図13においては、初期状態で第1集光部24から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が0.8mmであり、第2集光部124から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が1.5mmであるとする。この場合、第1センサ5の反射率は0.828であり、第2センサ15の反射率は0.83である。また、第2測定光の光強度は0.69である。第1外圧PO1が上昇し、第1集光部24から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が0.7mmになると、第1測定光の光強度が弱まる。そのため第1センサ5の反射率は低下し、0.823になる。同時に第2外圧PO2が低下すると、第2集光部124から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が1.6mmになる。すると第2測定光の光強度が弱まるため第2センサ15の反射率は低下し、0.825になる。この場合、第1センサ5及び第2センサ15の両方の反射率が低下するため、第2測定光の光強度は0.676に弱まる。以後同様に、第1外圧PO1が上昇し、第2外圧PO2が低下することにより差圧を広がっていくと、第2測定光の光強度はさらに弱まる。反対に、第1外圧PO1が低下し、第2外圧PO2が上昇することにより差圧が狭まっていくと、第2測定光の光強度は強まっていく。なお、第1外圧PO1が上昇し第2外圧PO2が一定である場合は、第2測定光の光強度は弱まる。また第1外圧PO1が一定で第2外圧PO2が上昇する場合は、第2測定光の光強度は強まる。したがって、第2測定光の光強度が変化した場合、測定モジュール17Aは第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧が変化したと判定する。 In FIG. 13, in the initial state, the distance (FL 1I -L 1 ) from the first light collecting unit 24 to the first pressure sensing unit 25 is 0.8 mm, and the second light collecting unit 124 to the second pressure sensing unit 125 The distance (FL 2I + L 2 ) is 1.5 mm. In this case, the reflectance of the first sensor 5 is 0.828, and the reflectance of the second sensor 15 is 0.83. The light intensity of the second measurement light is 0.69. When the first external pressure PO1 rises and the distance (FL 1I -L 1 ) from the first light collecting unit 24 to the first pressure sensing unit 25 becomes 0.7 mm, the light intensity of the first measurement light is weakened. For this reason, the reflectance of the first sensor 5 decreases to 0.823. At the same time, when the second external pressure PO2 decreases, the distance (FL 2I + L 2 ) from the second light collecting unit 124 to the second pressure sensing unit 125 becomes 1.6 mm. Then, since the light intensity of the second measurement light is weakened, the reflectance of the second sensor 15 is reduced to 0.825. In this case, since the reflectances of both the first sensor 5 and the second sensor 15 are reduced, the light intensity of the second measurement light is reduced to 0.676. Thereafter, similarly, when the first external pressure P O1 increases and the second external pressure P O2 decreases to increase the differential pressure, the light intensity of the second measurement light further decreases. On the other hand, when the first external pressure P O1 decreases and the second external pressure P O2 increases and the differential pressure narrows, the light intensity of the second measurement light increases. Note that when the first external pressure P O1 increases and the second external pressure P O2 is constant, the light intensity of the second measurement light is weakened. When the first external pressure P O1 is constant and the second external pressure P O2 is increased, the light intensity of the second measurement light is increased. Therefore, when the light intensity of the second measurement light changes, the measurement module 17A determines that the differential pressure between the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 has changed.

さらに、例えば、予め第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧と、第2測定光の光強度との関係式あるいは対比表等を取得しておけば、測定された第2測定光の光強度を関係式に代入し、第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧を算出することが可能である。信号処理装置7Aに接続されたデータ記憶装置170Aは、測定モジュール17Aが第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧を算出する場合に使用する、予め取得された第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧と、第2測定光の光強度との関係式等を保存する。 Furthermore, for example, in advance and the differential pressure of the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2, if acquires a relational expression or a comparison table or the like between the light intensity of the second measurement light, a second measurement light measured It is possible to calculate the differential pressure between the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 by substituting the above light intensity into the relational expression. Signal processor 7A in connected data storage device 170A, the measurement module 17A is used to calculate the differential pressure of the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2, and a first external pressure P O1 obtained in advance and the differential pressure of the second external pressure P O2, stores a relational expression or the like between the light intensity of the second measurement light.

従来の差圧測定システムにおいては、第2測定光を2方向に分割して干渉計で干渉させ、干渉計で形成された干渉縞をコンピュータで解析することにより第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を求めていた。そのため、干渉縞位置の同定等に処理時間がかかるという問題があった。これに対し、第1の実施の形態に係る差圧測定システムは、第2測定光の光強度を測定することにより第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を測定しており、干渉縞の同定等の複雑な処理を必要としない。また従来の差圧測定システムで測定される干渉縞の信号は、光路差に依存しない光強度成分の信号に重畳していた。そのため、差圧の測定に必要な干渉縞の信号のダイナミックレンジが低いという問題があった。これに対し、第1の実施の形態に係る差圧測定システムで計測される第2測定光の光強度は、第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を直接反映している。そのため、高いダイナミックレンジで第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を測定可能であり、僅かな差圧の変化も正確に測定することが可能となる。なお、光導波路30, 31, 32, 33, 34のそれぞれについては、シングルモード又はマルチモードの光ファイバ等が使用可能である。第1スプリッタ21及び第2スプリッタ22のそれぞれには、光ファイバカプラ、ハーフミラー、又は薄膜導波路分岐装置等が使用可能である。 In the conventional differential pressure measurement system, the first measurement pressure P O1 and the second measurement pressure are obtained by dividing the second measurement light in two directions and causing interference with an interferometer, and analyzing the interference fringes formed by the interferometer with a computer. The pressure difference with P O2 was obtained. For this reason, there is a problem that it takes time to identify the interference fringe position. In contrast, the differential pressure measurement system according to the first embodiment measures the differential pressure between the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 by measuring the light intensity of the second measurement light. No complicated processing such as identification of interference fringes is required. Further, the interference fringe signal measured by the conventional differential pressure measurement system is superimposed on the light intensity component signal that does not depend on the optical path difference. Therefore, there has been a problem that the dynamic range of the interference fringe signal necessary for measuring the differential pressure is low. In contrast, the light intensity of the second measurement light measured by the differential pressure measurement system according to the first embodiment directly reflects the differential pressure between the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 . . Therefore, the differential pressure between the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 can be measured with a high dynamic range, and a slight change in differential pressure can be measured accurately. For each of the optical waveguides 30, 31, 32, 33, 34, a single mode or multimode optical fiber or the like can be used. For each of the first splitter 21 and the second splitter 22, an optical fiber coupler, a half mirror, a thin film waveguide branching device, or the like can be used.

次に図14を用いて、第1の実施の形態に係る差圧測定方法について説明する。   Next, the differential pressure measurement method according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

(a) ステップS101で、広波長帯域の照射光を図1に示す光源4から光導波路30に照射する。ステップS102で照射光は、光導波路30及び第1スプリッタ21を経て、光導波路31で第1センサ5に伝搬される。ステップS103で、光導波路31の端部から照射された照射光を、第1センサ5の第1集光部24で集光する。   (a) In step S101, irradiation light in a wide wavelength band is irradiated onto the optical waveguide 30 from the light source 4 shown in FIG. In step S102, the irradiation light is propagated to the first sensor 5 through the optical waveguide 31 through the optical waveguide 30 and the first splitter 21. In step S 103, the irradiation light irradiated from the end of the optical waveguide 31 is collected by the first light collecting unit 24 of the first sensor 5.

(b) ステップS104で、第1集光部24の焦点よりも近くに配置され、第1外圧PO1に応じて第1集光部24の光軸上を移動する第1感圧部25で、集光された照射光を反射する。ステップS105で、反射された照射光を第1集光部24で集光し、集光された照射光は第1測定光として再び光導波路31に入射する。第1感圧部25は第1集光部24の焦点よりも近くに配置されているため、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とは負の相関関係を有する。 In (b) step S104, than the focal point of the first condenser section 24 is placed near, the first pressure sensing 25 which moves on the optical axis of the first condensing section 24 in response to the first external pressure P O1 , The condensed irradiation light is reflected. In step S105, the reflected irradiation light is condensed by the first condensing unit 24, and the condensed irradiation light is incident on the optical waveguide 31 again as the first measurement light. Since the first pressure sensing unit 25 is disposed closer to the focal point of the first light collecting unit 24, the first external pressure PO1 and the light intensity of the first measurement light have a negative correlation.

(c) ステップS106で、第1測定光は光導波路31、第1スプリッタ21、光導波路32、及び第2スプリッタ22を経て、光導波路33で第2センサ15に伝搬される。ステップS107で、光導波路33の端部から照射された第1測定光を、第2センサ15の第2集光部124で集光する。   (c) In step S106, the first measurement light is propagated to the second sensor 15 through the optical waveguide 33, the first splitter 21, the optical waveguide 32, and the second splitter 22. In step S107, the first measurement light emitted from the end of the optical waveguide 33 is collected by the second light collecting unit 124 of the second sensor 15.

(d) ステップS108で、第2集光部124の焦点よりも遠くに配置され、第2外圧PO2に応じて第2集光部124の光軸上を移動する第2感圧部125で、集光された第1測定光を反射する。ステップS109で、反射された第1測定光を第2集光部124で集光し、集光された第1測定光は第2測定光として再び光導波路33に入射する。第2感圧部125は第2集光部124の焦点よりも遠くに配置されているため、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とは正の相関関係を有する。 (d) in step S108, is located farther than the focal point of the second condensing section 124, the second pressure sensing 125 which moves on the optical axis of the second condensing section 124 in response to the second external pressure P O2 The collected first measurement light is reflected. In step S109, the reflected first measurement light is collected by the second light collecting unit 124, and the collected first measurement light is incident on the optical waveguide 33 again as the second measurement light. Since the second pressure sensing unit 125 is disposed farther than the focal point of the second light collecting unit 124, the second external pressure PO2 and the light intensity of the second measurement light have a positive correlation.

(e) ステップS110で、第2測定光は光導波路33及び第2スプリッタ22を経て、光導波路34で受光素子151に伝搬される。受光素子151は第2測定光を受光し、第2測定光の光強度を測定する。受光素子151は、第2測定光の光強度を信号処理装置7Aの測定モジュール17Aに電気的に送信する。   (e) In step S 110, the second measurement light is propagated to the light receiving element 151 through the optical waveguide 34 through the optical waveguide 33 and the second splitter 22. The light receiving element 151 receives the second measurement light and measures the light intensity of the second measurement light. The light receiving element 151 electrically transmits the light intensity of the second measurement light to the measurement module 17A of the signal processing device 7A.

(f) ステップS111で測定モジュール17Aは、予め取得された第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧と、第2測定光の光強度との関係式をデータ記憶装置170Aから読み出す。次に、測定モジュール17Aは関係式に第2測定光の光強度の測定値を代入し、第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧を算出して第1の実施の形態に係る差圧測定方法を終了する。 (f) measurement module 17A in step S111 reads the differential pressure of the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 obtained in advance, the relationship between the light intensity of the second measurement light from the data storage device 170A. Next, the measurement module 17A substitutes the measurement value of the light intensity of the second measurement light into the relational expression, calculates the differential pressure between the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 , and relates to the first embodiment End the differential pressure measurement method.

以上示した第1の実施の形態に係る差圧測定方法によれば、第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を直接反映する第2測定光の光強度から第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧が測定される。そのため、高いダイナミックレンジで第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を測定することが可能となる。 According to the differential pressure measurement method according to the first embodiment described above, the first external pressure P is calculated from the light intensity of the second measurement light that directly reflects the differential pressure between the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2. A differential pressure between O1 and the second external pressure P O2 is measured. Therefore, it is possible to measure the differential pressure between the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 with a high dynamic range.

（第1の実施の形態の変形例）
第1の実施の形態においては、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とが「負」の相関関係を有するよう図1に示す第1センサ5の第1圧力感度が設定され、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とが「正」の相関関係を有するよう第2センサ15の第2圧力感度が設定された例を説明した。これに対し、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とが「正」の相関関係を有するよう第1センサ5の第1圧力感度が設定され、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とが「負」の相関関係を有するよう第2センサ15の第2圧力感度が設定されてもよい。 (Modification of the first embodiment)
In the first embodiment, the first pressure sensitivity of the first sensor 5 shown in FIG. 1 is set so that the first external pressure PO1 and the light intensity of the first measurement light have a `` negative '' correlation, An example has been described in which the second pressure sensitivity of the second sensor 15 is set so that the second external pressure PO2 and the light intensity of the second measurement light have a “positive” correlation. On the other hand, the first pressure sensitivity of the first sensor 5 is set so that the first external pressure P O1 and the light intensity of the first measurement light have a “positive” correlation, and the second external pressure P O2 and the second measurement The second pressure sensitivity of the second sensor 15 may be set so that the light intensity of light has a “negative” correlation.

具体的には、第1の実施の形態の変形例に係る第1センサ5の第1感圧部25は、図15に示すように、第1集光部24に対して第1集光部24の焦点距離FL1Iに第1圧力依存距離L1を足した距離(FL1I + L1)をおいて配置されている。第1外圧PO1が上昇すると第1感圧部25は第1集光部24の焦点に向かって移動し、第1圧力依存距離L1は短くなる。そのため、第1測定光の光強度は強まる。反対に第1外圧PO1が低下すると第1感圧部25は第1集光部24の焦点から遠ざかる方向に移動し、第1圧力依存距離L1が長くなる。そのため、第1測定光の光強度は弱まる。 Specifically, the first pressure-sensing unit 25 of the first sensor 5 according to the modification of the first embodiment is configured such that the first light collecting unit with respect to the first light collecting unit 24, as shown in FIG. They are arranged with a distance (FL 1I + L 1 ) obtained by adding the first pressure-dependent distance L 1 to 24 focal lengths FL 1I . When the first external pressure P O1 is increased first pressure sensing 25 is moved toward the focal point of the first condenser section 24, the first pressure-dependent distance L 1 is shorter. Therefore, the light intensity of the first measurement light is increased. When the first external pressure P O1 is lowered first pressure sensing 25 moves away from the focal point of the first condenser section 24 to the opposite, first pressure-dependent distance L 1 is longer. For this reason, the light intensity of the first measurement light is weakened.

また、第1の実施の形態の変形例に係る第2センサ15の第2感圧部125は、第2集光部124に対して第2集光部124の焦点距離FL2Iから第2圧力依存距離L2を引いた距離(FL2I - L2)をおいて配置されている。第2外圧PO2が上昇すると第2感圧部125は第2集光部124に向かって移動し、第2圧力依存距離L2は長くなる。そのため、第2測定光の光強度は弱まる。反対に第2外圧PO2が低下すると第2感圧部125は第2集光部124の焦点に向かって移動し、第2圧力依存距離L2が短くなる。そのため、第2測定光の光強度は強まる。 Further, the second pressure sensing unit 125 of the second sensor 15 according to the modification of the first embodiment is configured so that the second pressure from the focal length FL 2I of the second light collecting unit 124 with respect to the second light collecting unit 124. They are arranged at a distance (FL 2I -L 2 ) obtained by subtracting the dependency distance L 2 . When the second external pressure P O2 is increased second pressure sensing 125 is moved toward the second condenser section 124, a second pressure-dependent distance L 2 is longer. Therefore, the light intensity of the second measurement light is weakened. When the second external pressure P O2 is decreased second pressure sensing 125 is moved toward the focal point of the second condensing section 124 in the opposite, second pressure-dependent distance L 2 becomes shorter. Therefore, the light intensity of the second measurement light is increased.

第1の実施の形態の変形例においても、第2圧力感度が第1圧力感度に対して正負の符号が反対の感度を有している。そのため、第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧が一定である限り、第1外圧PO1及び第2外圧PO2が変化しても第2測定光の光強度は一定となる。したがって、第1外圧PO1及び第2外圧PO2のそれぞれの値が変化しても、第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧を正確に測定することが第1の実施の形態の変形例においても可能となる。 Also in the modification of the first embodiment, the second pressure sensitivity has a sensitivity that is opposite in sign to the first pressure sensitivity. Therefore, as long as the differential pressure of the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 it is constant, even if the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 is varied light intensity of the second measurement light is constant. Therefore, even if respective values of the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 is varied, to accurately measure the differential pressure of the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 first embodiment This is also possible in the modified example.

（第2の実施の形態）
図17に示す第2の実施の形態に係る光源204は図1の光源4と同様である。光源204から照射された照射光は、光導波路130で第1センサ105に伝搬される。図18に示すように、第2の実施の形態に係る第1センサ105は、第1外圧PO1を受ける第1感圧部225を有する。第1感圧部225は、光導波路130の端部から放射された照射光の入射角が30度となるように配置されている。また第1感圧部225の法線方向において、第1感圧部225と光導波路130とは初期状態で第1放射距離H1をおいて配置されている。第1外圧PO1が上昇した場合、図19に示すように、第1感圧部225は初期状態から第1圧力依存距離L1が第1感圧部225の法線方向において正に増加するよう移動する。そのため、第1感圧部225と光導波路130との間隔は第1放射距離H1から第1圧力依存距離L1を引いた距離(H1 - L1)となる。第1外圧PO1が低下した場合、第1感圧部225は第1圧力依存距離L1が第1感圧部225の法線方向において減少するよう移動する。 (Second embodiment)
The light source 204 according to the second embodiment shown in FIG. 17 is the same as the light source 4 of FIG. Irradiation light emitted from the light source 204 is propagated to the first sensor 105 through the optical waveguide 130. As shown in FIG. 18, the first sensor 105 according to the second embodiment has a first pressure sensing part 225 that receives the first external pressure PO1 . The first pressure sensing unit 225 is arranged so that the incident angle of the irradiation light emitted from the end of the optical waveguide 130 is 30 degrees. In addition the normal direction of the first pressure sensing 225, the first pressure sensing 225 and the optical waveguide 130 is disposed at a first radial distance H 1 in the initial state. When the first external pressure P O1 is increased, as shown in FIG. 19, the first pressure sensing 225 the first pressure-dependent distance L 1 from the initial state positively increased in the normal direction of the first pressure sensing 225 Move like so. Therefore, the distance between the first pressure sensing unit 225 and the optical waveguide 130 is a distance (H 1 −L 1 ) obtained by subtracting the first pressure-dependent distance L 1 from the first radiation distance H 1 . When the first external pressure P O1 is decreased, the first pressure sensing 225 is moved so that the first pressure-dependent distance L 1 is decreased in the normal direction of the first pressure sensing 225.

第1感圧部225で反射された照射光が第1測定光として入射する光導波路131は光導波路130に隣接して配置される。光導波路130, 131のそれぞれの断面の直径をQとすると、光導波路130の端面の中心と、光導波路131の端面の中心との間隔は、第1感圧部225の主面と平行方向において直径Qの2倍の長さに相当する。ここで、図18に示すように第1圧力依存距離L1が0の場合、反射された照射光の光強度のピークは光導波路130の端面の中心から、第1感圧部225の主面と平行方向において直径Qの1.5倍の距離をおいた点に現れるよう、設定されている。したがって、図20に示すように、光導波路131に入射する第1測定光は、照射光のうち光強度がピークとなる光軸上の光成分を含まない。ここで第1外圧PO1が上昇し、図19に示すように第1圧力依存距離L1が増加して第1感圧部225が光導波路130, 131に近づくと、図21に示すように第1感圧部225で反射された照射光の光強度のピークが現れる位置は光導波路131から遠ざかる。反対に、第1外圧PO1が低下し、第1圧力依存距離L1が減少して第1感圧部225が光導波路130, 131から遠ざかると、第1感圧部225で反射された照射光の光強度のピークが現れる位置は光導波路131に近づく。 The optical waveguide 131 into which the irradiation light reflected by the first pressure sensing unit 225 enters as the first measurement light is disposed adjacent to the optical waveguide 130. When the diameter of each cross section of the optical waveguides 130 and 131 is Q, the distance between the center of the end face of the optical waveguide 130 and the center of the end face of the optical waveguide 131 is in a direction parallel to the main surface of the first pressure sensing part 225. Corresponds to twice the length of the diameter Q. Here, when the first pressure-dependent distance L 1 is 0 as shown in FIG. 18, the peak of the light intensity of the reflected illumination light from the center of the end face of the optical waveguide 130, the main surface of the first pressure sensing 225 It is set to appear at a point spaced 1.5 times the diameter Q in the parallel direction. Therefore, as shown in FIG. 20, the first measurement light incident on the optical waveguide 131 does not include an optical component on the optical axis at which the light intensity reaches a peak among the irradiated light. Here the first external pressure P O1 is increased, when the first pressure sensing 225 increases the first pressure-dependent distance L 1 as shown in FIG. 19 approaches the optical waveguide 130, 131, as shown in FIG. 21 The position where the peak of the light intensity of the irradiation light reflected by the first pressure sensing unit 225 appears is farther from the optical waveguide 131. Conversely irradiation, the first external pressure P O1 is lowered, the first pressure sensing 225 the first pressure-dependent distance L 1 is decreased moves away from the optical waveguide 130, 131, reflected by the first pressure sensing 225 The position where the peak of the light intensity appears approaches the optical waveguide 131.

したがって、第1センサ105においては第1外圧PO1が上昇した場合、第1測定光の光強度が弱まり、第1外圧PO1が低下した場合、第1測定光の光強度が強まる。つまり、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とは負の相関関係を有するよう、第1センサ105の圧力感度である第1圧力感度が設定されている。換言すれば、図22に示すように、第1外圧PO1が上昇するほど第1センサ105の全体の反射率は低下し、第1外圧PO1が低下するほど第1センサ105の全体の反射率は上昇する。 Accordingly, in the first sensor 105, when the first external pressure P O1 increases, the light intensity of the first measurement light decreases, and when the first external pressure P O1 decreases, the light intensity of the first measurement light increases. That is, the first pressure sensitivity, which is the pressure sensitivity of the first sensor 105, is set so that the first external pressure PO1 and the light intensity of the first measurement light have a negative correlation. In other words, as shown in FIG. 22, the reflectance of the whole of the first sensor 105 as the first external pressure P O1 is increased is reduced, the overall reflection of the first sensor 105 as the first external pressure P O1 is reduced The rate goes up.

第1測定光は図17に示す光導波路131で第2センサ115に伝搬される。図23に示すように、第2の実施の形態に係る第2センサ115は、第2外圧PO2を受ける第2感圧部325を有する。第2感圧部325は、光導波路131の端部から放射された第1測定光の入射角が30度となるように配置されている。また第2感圧部325の法線方向において、第2感圧部325と光導波路131とは初期状態で第2放射距離H2をおいて配置されている。第2放射距離H2は第1放射距離H1と同じでもよい。第2外圧PO2が上昇した場合、図24に示すように、第2感圧部325は初期状態から第2圧力依存距離L2が第2感圧部325の法線方向において正に増加するよう移動する。そのため、第2感圧部325と光導波路131との間隔は第2放射距離H2から第2圧力依存距離L2を引いた距離(H2 - L2)となる。第2外圧PO2が低下した場合、第2感圧部325は第2圧力依存距離L2が第2感圧部325の法線方向において減少するよう移動する。なお、第1外圧PO1に対する第1圧力依存距離L1の比と、第2外圧PO2に対する第2圧力依存距離L2の比とは等しくなるよう設定されている。 The first measurement light is propagated to the second sensor 115 through the optical waveguide 131 shown in FIG. As shown in FIG. 23, a second sensor 115 according to the second embodiment has a second pressure sensing 325 for receiving a second external pressure P O2. The second pressure sensing unit 325 is arranged so that the incident angle of the first measurement light emitted from the end of the optical waveguide 131 is 30 degrees. In addition the normal direction of the second pressure sensing 325, and the second pressure sensing 325 and the optical waveguide 131 is disposed at a second radial distance H 2 in the initial state. The second radial distance H 2 may be the same as the first radial distance H 1. When the second external pressure P O2 is increased, as shown in FIG. 24, the second pressure sensing 325 the second pressure-dependent distance L 2 from the initial state positively increased in the normal direction of the second pressure sensing 325 Move like so. Therefore, the distance between the second pressure sensing unit 325 and the optical waveguide 131 is a distance (H 2 −L 2 ) obtained by subtracting the second pressure dependent distance L 2 from the second radiation distance H 2 . When the second external pressure P O2 is decreased, the second pressure sensing 325 is moved so that the second pressure-dependent distance L 2 decreases in the normal direction of the second pressure sensing 325. Note that the first pressure-dependent distance ratio of L 1 to the first external pressure P O1, are set to be equal to the second pressure-dependent distance L 2 of the ratio for the second external pressure P O2.

第2感圧部325で反射された第1測定光が第2測定光として入射する光導波路132は光導波路131に隣接して配置される。光導波路131, 132のそれぞれの断面の直径をQとすると、光導波路131の端面の中心と、光導波路132の端面の中心との間隔は、第2感圧部325の主面と平行方向において直径Qと等しい長さである。ここで、図23に示すように第2圧力依存距離L2が0の場合、反射された第1測定光の光強度のピークは光導波路131の端面の中心から、第2感圧部325の主面と平行方向において直径Qの1.5倍の距離をおいた点に現れるよう、設定されている。したがって、図25に示すように、光導波路132に入射する第2測定光は、第1測定光のうち光強度がピークとなる光軸上の光成分を含まない。ここで第2外圧PO2が上昇し、図24に示すように第2圧力依存距離L2が増加して第2感圧部325が光導波路131, 132に近づくと、図26に示すように第2感圧部325で反射された第1測定光の光強度のピークが現れる位置は光導波路132に近づく。反対に、第2外圧PO2が低下し、第2圧力依存距離L2が減少して第2感圧部325が光導波路131, 132から遠ざかると、第2感圧部325で反射された第1測定光の光強度のピークが現れる位置は光導波路132から遠ざかる。 The optical waveguide 132 in which the first measurement light reflected by the second pressure sensing unit 325 is incident as the second measurement light is disposed adjacent to the optical waveguide 131. When the diameter of each cross section of the optical waveguides 131 and 132 is Q, the distance between the center of the end face of the optical waveguide 131 and the center of the end face of the optical waveguide 132 is in a direction parallel to the main surface of the second pressure sensing part 325. The length is equal to the diameter Q. Here, if the second pressure-dependent distance L 2 is 0 as shown in FIG. 23, from the center of the end face of the peak of the light intensity of the first measurement light reflected optical waveguide 131, the second pressure sensing 325 It is set to appear at a point 1.5 times the diameter Q in the direction parallel to the main surface. Therefore, as shown in FIG. 25, the second measurement light incident on the optical waveguide 132 does not include an optical component on the optical axis at which the light intensity peaks among the first measurement light. Wherein the second external pressure P O2 is increased, the second pressure-dependent distance L 2 second pressure sensing 325 increases as shown in FIG. 24 approaches the optical waveguide 131, 132, as shown in FIG. 26 The position where the peak of the light intensity of the first measurement light reflected by the second pressure sensing unit 325 appears approaches the optical waveguide 132. Conversely, the second external pressure P O2 is decreased, the second pressure sensing 325 a second pressure-dependent distance L 2 is decreased away from the optical waveguide 131, 132, reflected by the second pressure sensing 325 the 1 The position where the peak of the light intensity of the measurement light appears moves away from the optical waveguide 132.

したがって、第2センサ115においては第2外圧PO2が上昇した場合、第2測定光の光強度が強まり、第2外圧PO2が低下した場合、第2測定光の光強度が弱まる。つまり、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とは正の相関関係を有するよう、第2センサ115の圧力感度である第2圧力感度が設定されている。換言すれば、図27に示すように、第2外圧PO2が上昇するほど第2センサ115の全体の反射率は上昇し、第2外圧PO2が低下するほど第2センサ115の全体の反射率は低下する。したがって、図28に示すように、第1圧力感度と第2圧力感度とは正負の符号が反対の関係を有している。 Therefore, in the second sensor 115, when the second external pressure P O2 increases, the light intensity of the second measurement light increases, and when the second external pressure P O2 decreases, the light intensity of the second measurement light decreases. That is, the second pressure sensitivity, which is the pressure sensitivity of the second sensor 115, is set so that the second external pressure PO2 and the light intensity of the second measurement light have a positive correlation. In other words, as shown in FIG. 27, the reflectance of the entire second sensor 115 as the second external pressure P O2 rises rises, the overall reflection of the second sensor 115 as the second external pressure P O2 is reduced The rate drops. Therefore, as shown in FIG. 28, the first pressure sensitivity and the second pressure sensitivity have a relationship in which positive and negative signs are opposite to each other.

図29に示すように、第1外圧PO1が上昇し、第1圧力依存距離L1が長くなるほど第2測定光の光強度は弱まる。これに対し、第2外圧PO2が上昇し、第2圧力依存距離L2が長くなるほど第2測定光の光強度は強まる。しかし、第1圧力依存距離L1と第2圧力依存距離L2との差(L1 - L2)が一定である限り、図30に示すように第1圧力依存距離L1及び第2圧力依存距離L2のそれぞれが変動しても、第2測定光の光強度は変化しない。したがって、第2測定光の光強度は、第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を正確に反映する。 As shown in FIG. 29, the first external pressure P O1 is increased, the light intensity of the second measuring beam as the first pressure-dependent distance L 1 is longer weakens. In contrast, the second external pressure P O2 is increased, the light intensity of the second pressure-dependent distance L approximately two longer second measuring light intensified. However, the difference between the first pressure-dependent distance L 1 and the second pressure-dependent distance L 2 (L 1 - L 2) as long as the constant, the first pressure-dependent distance L 1 and the second pressure as shown in FIG. 30 It is varied each dependent distance L 2 is, the light intensity of the second measuring beam is not changed. Therefore, the light intensity of the second measurement light accurately reflects the differential pressure between the first external pressure P O1 and the second external pressure P O2 .

第2測定光は光導波路132で受光素子251に伝搬される。受光素子251は第2測定光を受光し、第2測定光の光強度を信号処理装置7Aに電気的に送信する。信号処理装置7Aの測定モジュール17Aが第2測定光の光強度から第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を算出する方法は、第1の実施の形態と同様であるので説明は省略する。なお、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とが「正」の相関関係を有するよう図17に示す第1センサ105の第1圧力感度を設定し、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とが「負」の相関関係を有するよう第2センサ115の第2圧力感度が設定してもよい。 The second measurement light is propagated to the light receiving element 251 through the optical waveguide 132. The light receiving element 251 receives the second measurement light and electrically transmits the light intensity of the second measurement light to the signal processing device 7A. Since a method of measuring module 17A of the signal processing unit 7A calculates the light intensity of the second measuring beam between the first external pressure P O1 of the differential pressure between the second external pressure P O2 is the same as in the first embodiment described Is omitted. Note that the first pressure sensitivity of the first sensor 105 shown in FIG. 17 is set so that the first external pressure PO1 and the light intensity of the first measurement light have a positive correlation, and the second external pressure PO2 2 The second pressure sensitivity of the second sensor 115 may be set so that the light intensity of the measurement light has a “negative” correlation.

次に図31を用いて、第2の実施の形態に係る差圧測定方法について説明する。   Next, a differential pressure measurement method according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

(a) ステップS201で、照射光を図17に示す光源204から光導波路130に照射する。ステップS202で照射光は、光導波路130で第1センサ105に伝搬される。照射光は、光導波路130の端部から放射される。ステップS203で、第1外圧PO1に応じて移動する第1感圧部225で照射光を反射する。ステップS204で、反射された照射光は第1測定光として光導波路131に入射する。光導波路131は光導波路130に対し、初期状態で反射された照射光の光強度のピークが現れる位置よりも遠くに配置されているため、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とは負の相関関係を有する。 (a) In step S201, irradiation light is irradiated onto the optical waveguide 130 from the light source 204 shown in FIG. In step S202, the irradiation light is propagated to the first sensor 105 through the optical waveguide 130. Irradiation light is emitted from the end of the optical waveguide 130. In step S203, the irradiation light is reflected by the first pressure-sensing unit 225 that moves according to the first external pressure PO1 . In step S204, the reflected irradiation light is incident on the optical waveguide 131 as the first measurement light. Since the optical waveguide 131 is arranged farther from the optical waveguide 130 than the position where the peak of the light intensity of the irradiation light reflected in the initial state appears, the first external pressure PO1 and the light intensity of the first measurement light Has a negative correlation.

(b) ステップS205で、第1測定光は光導波路131で第2センサ115に伝搬される。第1測定光は、光導波路131の端部から放射される。ステップS206で、第2外圧PO2に応じて移動する第2感圧部325で第1測定光を反射する。ステップS207で、反射された第1測定光は第2測定光として光導波路132に入射する。光導波路132は光導波路131に対し、初期状態で反射された第1測定光の光強度のピークが現れる位置よりも近くに配置されているため、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とは正の相関関係を有する。 (b) In step S205, the first measurement light is propagated to the second sensor 115 through the optical waveguide 131. The first measurement light is emitted from the end of the optical waveguide 131. In step S206, it reflects the first measuring beam at a second pressure sensing 325 to move in response to a second external pressure P O2. In step S207, the reflected first measurement light is incident on the optical waveguide 132 as the second measurement light. Since the optical waveguide 132 is disposed closer to the optical waveguide 131 than the position where the peak of the light intensity of the first measurement light reflected in the initial state appears, the second external pressure PO2 and the light of the second measurement light There is a positive correlation with intensity.

(c) ステップS208で、第2測定光は光導波路132で受光素子251に伝搬される。受光素子251は第2測定光を受光し、第2測定光の光強度を測定する。受光素子251は、第2測定光の光強度を信号処理装置7Aの測定モジュール17Aに電気的に送信する。その後、ステップS209を図14のステップS111と同様に実施して、第2の実施の形態に係る差圧測定方法を終了する。   (c) In step S208, the second measurement light is propagated to the light receiving element 251 through the optical waveguide 132. The light receiving element 251 receives the second measurement light and measures the light intensity of the second measurement light. The light receiving element 251 electrically transmits the light intensity of the second measurement light to the measurement module 17A of the signal processing device 7A. Thereafter, step S209 is performed in the same manner as step S111 in FIG. 14, and the differential pressure measurement method according to the second embodiment is terminated.

（第2の実施の形態の変形例）
図32に示すように、光導波路130から放射された照射光を集光するレンズ等の第1集光部301を、光導波路130と第1感圧部225との間に配置してもよい。第1集光部301を配置することにより照射光が集光され、第1感圧部225で反射された照射光の図20に示した光強度の広がりが狭まる。そのため第1感圧部225の移動に伴う第1測定光の光強度の変化量が大きくなり、より高い感度で第1外圧PO1の変化を検出することが可能となる。この場合、第2センサ115においても、図33に示すように、光導波路131から放射された第1測定光を集光するレンズ等の第2集光部302を、光導波路131と第2感圧部325との間に配置するとよい。 (Modification of the second embodiment)
As shown in FIG. 32, a first condensing unit 301 such as a lens that condenses the irradiation light emitted from the optical waveguide 130 may be disposed between the optical waveguide 130 and the first pressure sensing unit 225. . By disposing the first light collecting unit 301, the irradiation light is collected, and the spread of the light intensity shown in FIG. 20 of the irradiation light reflected by the first pressure sensing unit 225 is narrowed. Therefore, the amount of change in the light intensity of the first measurement light accompanying the movement of the first pressure sensing unit 225 is increased, and the change in the first external pressure PO1 can be detected with higher sensitivity. In this case, also in the second sensor 115, as shown in FIG. 33, the second condensing unit 302 such as a lens for condensing the first measurement light emitted from the optical waveguide 131 is connected to the optical waveguide 131 and the second sensor. It is good to arrange between the pressure parts 325.

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、第1の実施の形態においては、図2に示すように、第1センサ5の第1集光部24を光導波路31から第1間隔d1をおいて配置されている。これに対し、光ファイバ等の光導波路31の端部をレンズ状に研磨することにより、光導波路31の端部に第1集光部24を設けてもよい。同様に図8に示す第2センサ15においても、光ファイバ等の光導波路33の端部をレンズ状に研磨することにより、光導波路33の端部に第2集光部124を設けてもよい。 (Other embodiments)
As described above, the present invention has been described according to the embodiment. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques should be apparent to those skilled in the art. For example, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the first light collecting portion 24 of the first sensor 5 is arranged at a first interval d 1 from the optical waveguide 31. On the other hand, the first condensing unit 24 may be provided at the end of the optical waveguide 31 by polishing the end of the optical waveguide 31 such as an optical fiber into a lens shape. Similarly, in the second sensor 15 shown in FIG. 8, the second condensing unit 124 may be provided at the end of the optical waveguide 33 by polishing the end of the optical waveguide 33 such as an optical fiber into a lens shape. .

また、光導波路31の材料の屈折率と、空気等の光導波路31の周囲の媒体の屈折率との差に起因して、光導波路31の端部においてフレネル反射が生じ得る。フレネル反射した照射光は、光導波路31を第1スプリッタ21に向かって進行する。したがって、フレネル反射した照射光と第1センサ5から出力された第1測定光の間には、光導波路31の端部と第1感圧部25との間隔に比例する位相差が生じる。光導波路31の端部と第1感圧部25との間の往復距離が照射光のコヒーレンス長以内であると、フレネル反射した照射光と第1測定光とは干渉する。そのため干渉縞が生じ、第2測定光の光強度測定の誤差要因となりうる。光導波路33の端部においても同様である。干渉を防止するためには、光導波路31の端部と第1感圧部25との間の往復距離及び光導波路33の端部と第2感圧部125との間の往復距離のそれぞれを、照射光のコヒーレンス長以上にする。さらに、光導波路31の端部と第1感圧部25との間の往復距離と、光導波路33の端部と第2感圧部125との間の往復距離との差も照射光のコヒーレンス長以上にする。あるいは、光導波路31, 33のそれぞれの端部を開口数に基づいて斜め研磨処理することや、光導波路31, 33のそれぞれの端部に反射防止膜を堆積することによっても、干渉を防止することが可能となる。   Further, Fresnel reflection can occur at the end of the optical waveguide 31 due to the difference between the refractive index of the material of the optical waveguide 31 and the refractive index of the medium around the optical waveguide 31 such as air. The irradiation light reflected by Fresnel travels through the optical waveguide 31 toward the first splitter 21. Therefore, a phase difference proportional to the distance between the end of the optical waveguide 31 and the first pressure sensing unit 25 occurs between the irradiation light reflected by Fresnel and the first measurement light output from the first sensor 5. If the reciprocating distance between the end of the optical waveguide 31 and the first pressure sensing unit 25 is within the coherence length of the irradiation light, the Fresnel reflected irradiation light and the first measurement light interfere with each other. For this reason, interference fringes are generated, which may cause an error in measuring the light intensity of the second measurement light. The same applies to the end of the optical waveguide 33. In order to prevent interference, the reciprocating distance between the end of the optical waveguide 31 and the first pressure sensing unit 25 and the reciprocating distance between the end of the optical waveguide 33 and the second pressure sensing unit 125 are respectively , The coherence length of the irradiation light is set to be longer. Further, the difference between the reciprocating distance between the end of the optical waveguide 31 and the first pressure-sensitive part 25 and the reciprocating distance between the end of the optical waveguide 33 and the second pressure-sensitive part 125 is also the coherence of the irradiation light. Make it longer or longer. Alternatively, interference can also be prevented by subjecting the respective end portions of the optical waveguides 31 and 33 to an oblique polishing process based on the numerical aperture or by depositing an antireflection film on the respective end portions of the optical waveguides 31 and 33. It becomes possible.

また、光導波路31の端部と第1感圧部25との間の1度往復した照射光と、2度往復した照射光も、光導波路31の端部と第1感圧部25との間の往復距離に相当する光路差により干渉しうる。図34は、第1測定光の光強度の実測値と、干渉を無視した場合の理論値との差を理論値で割った値をエラーとして、光路差のスキャン量とエラーとの関係を示したグラフである。光導波路31の端部に反射防止処理をしなかった場合、干渉により光路差のスキャン量に応じてエラーが生じている。これに対し、光導波路31の端部を斜め研磨して干渉を防止した場合、エラーはほぼ0%になる。   In addition, the irradiation light reciprocated once between the end portion of the optical waveguide 31 and the first pressure-sensitive portion 25 and the irradiation light reciprocated twice are also between the end portion of the optical waveguide 31 and the first pressure-sensitive portion 25. Interference may occur due to the optical path difference corresponding to the round-trip distance between the two. Figure 34 shows the relationship between the optical path difference scan amount and the error, with the difference between the measured value of the first measurement light intensity and the theoretical value when interference is ignored divided by the theoretical value as an error. It is a graph. When the end portion of the optical waveguide 31 is not subjected to the antireflection treatment, an error occurs according to the scanning amount of the optical path difference due to interference. On the other hand, when the end of the optical waveguide 31 is obliquely polished to prevent interference, the error is almost 0%.

さらに第2の実施の形態においては、第1センサ105において光導波路130と光導波路131との間隔を2Qとし、第2センサ115において光導波路131と光導波路132との間隔をQとすることにより、第1圧力感度及び第2圧力感度のそれぞれで定義される圧力と光強度との相関関係の正負を逆にすることを説明した。これに対し、第2センサ115において光導波路131と光導波路132との間隔を第1センサ105と同じくQとし、第2放射距離H2を第1放射距離H1の2倍とすること等によっても、第1圧力感度及び第2圧力感度のそれぞれで定義される圧力と光強度との相関関係の正負を逆にすることが可能である。 Furthermore, in the second embodiment, the interval between the optical waveguide 130 and the optical waveguide 131 in the first sensor 105 is set to 2Q, and the interval between the optical waveguide 131 and the optical waveguide 132 is set to Q in the second sensor 115. It has been explained that the correlation between the pressure and the light intensity defined by the first pressure sensitivity and the second pressure sensitivity is reversed. In contrast, such as by the distance between the optical waveguide 131 and the optical waveguide 132 in the second sensor 115 similarly to the Q and the first sensor 105, the second radial distance between H 2 first two times the radial distance H 1 However, it is possible to reverse the sign of the correlation between the pressure and the light intensity defined by the first pressure sensitivity and the second pressure sensitivity, respectively.

この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。   Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters in the scope of claims reasonable from this disclosure.

本発明の第１の実施の形態に係る差圧測定システムの模式図である。1 is a schematic diagram of a differential pressure measurement system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施の形態に係る第１センサの第１の模式図である。It is a 1st schematic diagram of the 1st sensor concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施の形態に係る基本ガウシアンビームの模式図である。It is a schematic diagram of a basic Gaussian beam according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施の形態に係る光線の第１の模式図である。It is a 1st schematic diagram of the light ray which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係る光線の第２の模式図である。It is a 2nd schematic diagram of the light ray which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係る照射光のビーム径を示すグラフである。It is a graph which shows the beam diameter of the irradiation light which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係る第１センサの第２の模式図である。It is the 2nd schematic diagram of the 1st sensor concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施の形態に係る第２センサの模式図である。It is a schematic diagram of the 2nd sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係る第１圧力感度と第２圧力感度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the 1st pressure sensitivity which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and 2nd pressure sensitivity. 本発明の第１の実施の形態に係る集光部から感圧部までの距離と第２測定光の光強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from the condensing part which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and a pressure sensitive part, and the optical intensity of 2nd measurement light. 本発明の第１の実施の形態に係る第１及び第２圧力依存距離の差と第２測定光の光強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the difference of the 1st and 2nd pressure dependence distance which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the optical intensity of 2nd measurement light. 本発明の第１の実施の形態に係る第１及び第２センサの反射率と第２測定光の光強度との関係を示す第１のグラフである。It is a 1st graph which shows the relationship between the reflectance of the 1st and 2nd sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the optical intensity of 2nd measurement light. 本発明の第１の実施の形態に係る第１及び第２センサの反射率と第２測定光の光強度との関係を示す第２のグラフである。It is a 2nd graph which shows the relationship between the reflectance of the 1st and 2nd sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the optical intensity of 2nd measurement light. 本発明の第１の実施の形態に係る差圧測定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the differential pressure | voltage measurement method which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態の変形例に係る第１センサの模式図である。It is a schematic diagram of the 1st sensor which concerns on the modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態の変形例に係る第２センサの模式図である。It is a schematic diagram of the 2nd sensor which concerns on the modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る差圧測定システムの模式図である。It is a schematic diagram of the differential pressure measurement system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第１センサの第１の模式図である。It is the 1st schematic diagram of the 1st sensor concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第１センサの第２の模式図である。It is the 2nd schematic diagram of the 1st sensor concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第１センサの内部で反射された照射光の光強度分布を示す第１のグラフである。It is a 1st graph which shows the light intensity distribution of the irradiation light reflected inside the 1st sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第１センサの内部で反射された照射光の光強度分布を示す第２のグラフである。It is a 2nd graph which shows the light intensity distribution of the irradiation light reflected inside the 1st sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第１センサの反射率を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance of the 1st sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第２センサの第１の模式図である。It is the 1st schematic diagram of the 2nd sensor concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第２センサの第２の模式図である。It is the 2nd schematic diagram of the 2nd sensor concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第２センサの内部で反射された第１測定光の光強度分布を示す第１のグラフである。It is a 1st graph which shows light intensity distribution of the 1st measurement light reflected inside the 2nd sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第２センサの内部で反射された第１測定光の光強度分布を示す第２のグラフである。It is a 2nd graph which shows light intensity distribution of the 1st measurement light reflected inside the 2nd sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第２センサの反射率を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance of the 2nd sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第１センサ及び第２センサの反射率を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance of the 1st sensor and 2nd sensor which concern on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第２測定光の光強度を示す第１のグラフである。It is a 1st graph which shows the light intensity of the 2nd measurement light based on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る第２測定光の光強度を示す第２のグラフである。It is a 2nd graph which shows the light intensity of the 2nd measurement light based on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る差圧測定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the differential pressure | voltage measurement method which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の変形例に係る第１センサの模式図である。It is a schematic diagram of the 1st sensor which concerns on the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の変形例に係る第２センサの模式図である。It is a schematic diagram of the 2nd sensor which concerns on the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明のその他の実施の形態に係る第１センサで生じうる干渉の影響を説明するグラフある。It is a graph explaining the influence of the interference which may arise with the 1st sensor concerning other embodiments of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

4, 204…光源
5, 105…第1センサ
7A…信号処理装置
15, 115…第2センサ
17A…測定モジュール
21…第1スプリッタ
22…第2スプリッタ
24, 301…第1集光部
25, 225…第1感圧部
29…レンズ
30, 31, 32, 33, 34, 130, 131, 132…光導波路
124, 302…第2集光部
125, 325…第2感圧部
151, 251…受光素子
170A…データ記憶装置 4, 204… Light source
5, 105 ... 1st sensor
7A ... Signal processing device
15, 115… Second sensor
17A… Measurement module
21 ... 1st splitter
22 ... Second splitter
24, 301 ... 1st condensing part
25, 225 ... 1st pressure sensing part
29 ... Lens
30, 31, 32, 33, 34, 130, 131, 132… optical waveguide
124, 302… Second light collector
125, 325 ... 2nd pressure sensing part
151, 251 ... Light receiving element
170A ... Data storage device

Claims (18)

光源と、
第１外圧の変化に応じて前記光源が発した照射光の光強度を変化させ、第１測定光として出力する第１センサと、
第２外圧の変化に応じて前記第１測定光の光強度を変化させ、第２測定光として出力する第２センサと、
前記第２測定光の光強度を測定することにより、前記第１及び第２外圧の差圧を測定する測定モジュール
とを備え、
前記第１外圧の変化に対する前記第１測定光の光強度の変化と、前記第２外圧の変化に対する前記第２測定光の光強度の変化とは、互いに逆の相関関係を有することを特徴とする差圧測定システム。 A light source;
A first sensor that changes the light intensity of the irradiation light emitted by the light source in response to a change in the first external pressure and outputs the first measurement light;
A second sensor that changes the light intensity of the first measurement light in response to a change in the second external pressure and outputs the second measurement light;
A measurement module for measuring a differential pressure between the first and second external pressures by measuring a light intensity of the second measurement light ;
The change in the light intensity of the first measurement light with respect to the change in the first external pressure and the change in the light intensity of the second measurement light with respect to the change in the second external pressure have opposite correlations. Differential pressure measurement system. 前記第１外圧と前記第１測定光の光強度とは負の相関関係を有することを特徴とする請求項１に記載の差圧測定システム。 Differential pressure measurement system according to claim 1, characterized in that it has a negative correlation between the light intensity of the first measuring beam and the first external pressure. 前記第１センサは、
前記照射光を集光する第１集光部と、
前記第１集光部の焦点よりも前記第１集光部の近くに移動可能に配置され、前記第１外圧に応じて前記第１集光部の光軸上を移動し、前記集光された照射光を反射する第１感圧部
とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の差圧測定システム。 The first sensor is
A first light collecting part for collecting the irradiation light;
It is arranged to be movable closer to the first light collecting unit than the focal point of the first light collecting unit, and moves on the optical axis of the first light collecting unit according to the first external pressure, and the light is collected. The differential pressure measuring system according to claim 1, further comprising: a first pressure sensing unit that reflects the irradiated light. 前記第２外圧と前記第２測定光の光強度とは正の相関関係を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の差圧測定システム。 Differential pressure measurement system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has a positive correlation between the light intensity of the second measurement light and the second external pressure. 前記第２センサは、
前記第１測定光を集光する第２集光部と、
前記第２集光部の焦点よりも遠くに移動可能に配置され、前記第２外圧に応じて前記第２集光部の光軸上を移動し、前記集光された第１測定光を反射する第２感圧部
とを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の差圧測定システム。 The second sensor is
A second condensing unit that condenses the first measurement light;
It is arranged so as to be movable farther than the focal point of the second light collecting part, moves on the optical axis of the second light collecting part according to the second external pressure, and reflects the collected first measurement light The differential pressure measurement system according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a second pressure sensing unit. 前記第１外圧と前記第１測定光の光強度とは正の相関関係を有することを特徴とする請求項１に記載の差圧測定システム。 Differential pressure measurement system according to claim 1, characterized in that it has a positive correlation between the light intensity of the first measuring beam and the first external pressure. 前記第１センサは、
前記照射光を集光する第１集光部と、
前記第１集光部の焦点よりも遠くに移動可能に配置され、前記第１外圧に応じて前記第１集光部の光軸上を移動し、前記集光された照射光を反射する第１感圧部
とを備えることを特徴とする請求項１又は６に記載の差圧測定システム。 The first sensor is
A first light collecting part for collecting the irradiation light;
The first condensing unit is movably arranged farther than the focal point of the first condensing unit, moves on the optical axis of the first condensing unit according to the first external pressure, and reflects the collected irradiation light. The differential pressure measuring system according to claim 1, further comprising: 1 pressure sensing unit. 前記第２外圧と前記第２測定光の光強度とは負の相関関係を有することを特徴とする請求項１、６、７のいずれか１項に記載の差圧測定システム。 Differential pressure measurement system according to any one of claims 1, 6 and 7, characterized in that it has a negative correlation between the light intensity of the second measurement light and the second external pressure. 前記第２センサは、
前記第１測定光を集光する第２集光部と、
前記第２集光部の焦点よりも前記第２集光部の近くに移動可能に配置され、前記第２外圧に応じて前記第２集光部の光軸上を移動し、前記集光された第１測定光を反射する第２感圧部
とを備えることを特徴とする請求項１、６、７、８のいずれか１項に記載の差圧測定システム。 The second sensor is
A second condensing unit that condenses the first measurement light;
It is arranged to be movable closer to the second light collector than the focal point of the second light collector, moves on the optical axis of the second light collector according to the second external pressure, and is condensed. The differential pressure measurement system according to claim 1, further comprising: a second pressure sensing unit that reflects the first measurement light. 照射光を照射するステップと、
第１外圧の変化に応じて前記光源が発した照射光の光強度を変化させ、第１測定光として出力するステップと、
第２外圧の変化に応じて前記第１測定光の光強度を変化させ、第２測定光として出力するステップと、
前記第２測定光の光強度を測定することにより、前記第１及び第２外圧の差圧を測定するステップ
とを含み、
前記第１外圧の変化に対する前記第１測定光の光強度の変化と、前記第２外圧の変化に対する前記第２測定光の光強度の変化とは、互いに逆の相関関係を有することを特徴とする差圧測定方法。 Irradiating with irradiation light;
Changing the light intensity of the irradiation light emitted by the light source according to the change in the first external pressure, and outputting the first measurement light as the first measurement light;
Changing the light intensity of the first measurement light in response to a change in the second external pressure, and outputting the second measurement light as a second measurement light;
By measuring the light intensity of the second measuring beam, it viewed including the steps of measuring the pressure difference of the first and second external pressure,
The change in the light intensity of the first measurement light with respect to the change in the first external pressure and the change in the light intensity of the second measurement light with respect to the change in the second external pressure have opposite correlations. Differential pressure measurement method. 前記第１外圧と前記第１測定光の光強度とは負の相関関係を有することを特徴とする請求項１０に記載の差圧測定方法。 Differential pressure measuring method according to claim 10, characterized in that it has a negative correlation between the light intensity of the first measuring beam and the first external pressure. 前記第１測定光として出力するステップは、
前記照射光を第１集光部で集光するステップと、
前記第１集光部の焦点よりも前記第１集光部の近くに移動可能に配置され、前記第１外圧に応じて前記第１集光部の光軸上を移動する第１感圧部で前記集光された照射光を反射するステップ
とを含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の差圧測定方法。 The step of outputting as the first measurement light comprises:
Condensing the irradiation light with a first condensing unit;
A first pressure-sensitive part that is arranged so as to be movable closer to the first light-collecting part than the focal point of the first light-collecting part and moves on the optical axis of the first light-collecting part according to the first external pressure The method for measuring a differential pressure according to claim 10, further comprising: reflecting the condensed irradiation light. 前記第２外圧と前記第２測定光の光強度とは正の相関関係を有することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の差圧測定方法。 Differential pressure measuring method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that it has a positive correlation between the light intensity of the second measurement light and the second external pressure. 前記第２測定光として出力するステップは、
前記第１測定光を第２集光部で集光するステップと、
前記第２集光部の焦点よりも遠くに移動可能に配置され、前記第２外圧に応じて前記第２集光部の光軸上を移動する第２感圧部で前記集光された第１測定光を反射するステップ
とを含むことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の差圧測定方法。 The step of outputting as the second measurement light comprises:
Condensing the first measurement light with a second condensing unit;
The second condensing portion is disposed so as to be distant from the focal point of the second light collecting portion, and is condensed by a second pressure sensing portion that moves on the optical axis of the second light collecting portion according to the second external pressure. The method for measuring differential pressure according to claim 10, further comprising: reflecting one measurement light. 前記第１外圧と前記第１測定光の光強度とは正の相関関係を有することを特徴とする請求項１０に記載の差圧測定方法。 Differential pressure measuring method according to claim 10, characterized in that it has a positive correlation between the light intensity of the first measuring beam and the first external pressure. 前記第１測定光として出力するステップは、
前記照射光を第１集光部で集光するステップと、
前記第１集光部の焦点よりも遠くに移動可能に配置され、前記第１外圧に応じて前記第１集光部の光軸上を移動する第１感圧部で前記集光された照射光を反射するステップ
とを含むことを特徴とする請求項１０又は１５に記載の差圧測定方法。 The step of outputting as the first measurement light comprises:
Condensing the irradiation light with a first condensing unit;
Irradiated by the first pressure-sensitive part, which is arranged so as to be movable farther than the focal point of the first light-collecting part and moves on the optical axis of the first light-collecting part according to the first external pressure. The method for measuring differential pressure according to claim 10, further comprising: reflecting light. 前記第２外圧と前記第２測定光の光強度とは負の相関関係を有することを特徴とする請求項１０、１５、１６のいずれか１項に記載の差圧測定方法。 Differential pressure measuring method according to any one of claims 10, 15, 16, characterized in that it has a negative correlation between the light intensity of the second measurement light and the second external pressure. 前記第２測定光として出力するステップは、
前記第１測定光を第２集光部で集光するステップと、
前記第２集光部の焦点よりも前記第２集光部の近くに移動可能に配置され、前記第２外圧に応じて前記第２集光部の光軸上を移動する第２感圧部で前記集光された第１測定光を反射するステップ
とを含むことを特徴とする請求項１０、１５、１６、１７のいずれか１項に記載の差圧測定方法。 The step of outputting as the second measurement light comprises:
Condensing the first measurement light with a second condensing unit;
A second pressure-sensitive part that is arranged so as to be movable closer to the second light-collecting part than the focal point of the second light-collecting part and moves on the optical axis of the second light-collecting part according to the second external pressure The differential pressure measuring method according to claim 10, further comprising: reflecting the condensed first measuring light.
JP2005375236A 2005-12-27 2005-12-27 Differential pressure measurement system and differential pressure measurement method Expired - Fee Related JP4965122B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005375236A JP4965122B2 (en) 2005-12-27 2005-12-27 Differential pressure measurement system and differential pressure measurement method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005375236A JP4965122B2 (en) 2005-12-27 2005-12-27 Differential pressure measurement system and differential pressure measurement method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007178194A JP2007178194A (en) 2007-07-12
JP4965122B2 true JP4965122B2 (en) 2012-07-04

Family

ID=38303544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005375236A Expired - Fee Related JP4965122B2 (en) 2005-12-27 2005-12-27 Differential pressure measurement system and differential pressure measurement method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4965122B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5614730B2 (en) * 2012-07-27 2014-10-29 株式会社タツノ Lubricator sensor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06300521A (en) * 1993-04-14 1994-10-28 Japan Aviation Electron Ind Ltd Distribution multiplex type optical fiber sensor
JP3049208B2 (en) * 1996-08-06 2000-06-05 住友電気工業株式会社 Optical fiber pressure sensor using optical loss structure
JP2879676B1 (en) * 1998-02-26 1999-04-05 科学技術庁防災科学技術研究所長 Pressure sensor
JP3519333B2 (en) * 2000-02-10 2004-04-12 エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 Optical fiber sensor
JP4035758B2 (en) * 2001-10-30 2008-01-23 富士電機ホールディングス株式会社 Motion detection sensor and photodetector
JP2005257472A (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Pulstec Industrial Co Ltd Physical quantity detection device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007178194A (en) 2007-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6801032B2 (en) Optical displacement sensor element
US6819812B2 (en) System and method for measuring physical, chemical and biological stimuli using vertical cavity surface emitting lasers with integrated tuner
CA2074289C (en) Fabry-perot optical sensing device for measuring a physical parameter
US7593114B2 (en) Device and method for focusing a laser light beam
US5187546A (en) Displacement measurement apparatus with dual wedge interferometers
JP2013511041A (en) Optical sensor system and sensing method based on attenuated total reflection
JP2007526468A (en) Optical measuring head
JP6297064B2 (en) Non-contact pressure measurement optical sensor
JP4892401B2 (en) Optical interference measurement device
JP4871791B2 (en) Optical coherence tomography system
JP4965122B2 (en) Differential pressure measurement system and differential pressure measurement method
US6718281B2 (en) Apparatus and method for volumetric dilatometry
US20120316830A1 (en) Coupled multi-wavelength confocal systems for distance measurements
JP2001235317A (en) Apparatus for measuring radius of curvature of optical spherical surface
JP5421677B2 (en) Displacement measuring device using optical interferometer
US4492469A (en) System for measuring the pressure sealed inside an envelope
JP2007205716A (en) Differential pressure measuring system and differential pressure measuring method
JP2007205715A (en) Differential pressure measuring system and differential pressure measuring method
US5617207A (en) Appartatus and method for measuring a change in an energy path length
CN111964580A (en) Device and method for detecting position and angle of film based on optical lever
US20120314200A1 (en) Coupled multi-wavelength confocal systems for distance measurements
JPS6014164Y2 (en) optical measuring device
KR960019638A (en) Wafer temperature measuring device using two wavelength infrared laser interferometer
Lehmann et al. Fiber optic interferometric sensor based on mechanical oscillation
RU80563U1 (en) OPTOELECTRONIC ANGLES AND VIBRATION SENSOR

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080318

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110628

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110629

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110823

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: 20120306

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120329

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: 20150406

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150406

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees