JP5288884B2

JP5288884B2 - 蛍光温度センサ

Info

Publication number: JP5288884B2
Application number: JP2008138300A
Authority: JP
Inventors: 静一郎衣笠; 淳之加藤; 俊司市田
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2028-05-27
Also published as: US20090296770A1; US8337079B2; JP2009287969A

Description

本発明は、光励起された蛍光材料の蛍光から温度信号を生成する蛍光温度センサに関する。

この種の蛍光温度センサとしては、特許文献１に示すように、蛍光材料と、蛍光材料に投光する投光素子と、蛍光材料からの光を受光する受光素子と、光分波器（ハーフミラー）と、演算制御部とを備えてなるものが知られている。

かかる蛍光温度センサによれば、投光素子の光が、光分波器を通過して蛍光材料に投光される。これにより光励起された蛍光材料からの光は、光分波器により受光素子側に反射される。そして、受光素子によって検出された蛍光材料からの光量（輝度）の変化、すなわち、蛍光の減衰特性に基づいて、演算処理部は、蛍光材料が存在する温度測定環境の温度を演算して出力する。

ここで、投光素子、蛍光材料や受光素子といった各部品、およびこれらの部品を含んで構成されるモジュールは、その使用により経年劣化し、やがて効用を終える。
特開２００２−７１４７３号公報

しかしながら、従来の蛍光温度センサでは、各素子等に劣化等の異常が生じた場合であっても、その部位を特定することが困難である。すなわち、異常部位を特定するためには、当該センサを分解し、いくつかのモジュールや部品について個々に動作確認を行わなければならず、異常部位の特定に手間と時間が掛かるという問題があった。

上記の事情に鑑みて、本発明は、異常部位を簡易に特定することができる蛍光温度センサを提供することを目的とする。

第１発明の蛍光温度センサは、光励起された蛍光材料の蛍光から温度信号を生成する蛍光温度センサであって、
前記蛍光材料に投光する投光素子および、該投光素子が発する光を受光する予備受光素子を有する投光モジュールと、
前記投光モジュールと前記蛍光材料との間で光を伝達する投光用光伝達媒体と、
前記蛍光材料が発する光を受光する受光素子を有する受光モジュールと、
前記受光素子の出力信号から前記温度信号を生成する信号処理回路と、
前記受光モジュールと前記蛍光材料との間で光を伝達する受光用光伝達媒体と、
前記予備受光素子の出力信号および前記受光素子の出力信号に基づいて、当該センサの異常部位を特定する特定手段と
を備え、
前記予備受光素子は、前記投光用光伝達媒体を介して、前記投光素子が発する光と前記蛍光材料が発する光とを受光し、
前記受光素子は、前記投光用光伝達媒体および前記受光用光伝達媒体を介して、前記投光素子が発する光と前記蛍光材料が発する光とを受光し、
前記特定手段は、（１）前記投光素子が投光中の前記予備受光素子の出力信号および前記受光素子の出力信号と、（２）前記投光素子が投光を終了した後の前記予備受光素子の出力信号および前記受光素子の出力信号とに基づいて、当該センサの異常部位を特定することを特徴とする。

第１発明の蛍光温度センサによれば、投光素子の発光中は、その光が投光モジュールに内蔵された予備受光素子によりモニタされる。また、投光素子の消灯後、蛍光材料からの光が投光用光ファイバを介して予備受光素子に照射されるため、予備受光素子により蛍光材料が発する光もモニタされる。そのため、予備受光素子からの出力信号または、当該出力信号と他の信号や検出値等との組み合わせにより、投光素子や蛍光材料等のいずれの部位に発光不良等の異常が生じているかを簡易に特定することができる。

さらに、第１発明の蛍光温度センサによれば、投光素子の発光中はその光が、投光用光伝達媒体および受光用光伝達媒体を介して受光素子によりモニタされる。また、投光素子の消灯後は、受光用光ファイバを介して蛍光材料からの光が受光素子に照射されるため、蛍光材料が発する光が受光素子によりモニタされる。そして、かかる受光素子の出力信号と前記予備受光素子からの出力信号とを組み合わせることにより、投光素子、蛍光材料、受光素子および予備受光素子のいずれに異常が生じているかを簡易かつ確実に特定することができる。

第２発明の蛍光温度センサは、第１発明の蛍光温度センサにおいて、前記特定手段は、前記投光素子が発する光に対する前記予備受光素子の出力信号と前記受光素子の出力信号とに基づいて、少なくとも前記投光モジュールにおける異常部位を特定することを特徴とする。

第２発明の蛍光温度センサによれば、投光素子の発光中の光を予備受光素子と受光素子とで受光する。そして、かかる予備受光素子及び受光素子の出力信号に基づいて、少なくとも前記投光モジュールにおける異常部位を特定する。これにより、例えば、受光素子の出力信号が正常値であるにも拘わらず、予備受光素子の出力信号が異常値である場合には、予備受光素子に不具合や異常があると特定することができる。また、受光素子および予備受光素子のいずれの出力信号も異常値である場合には、投光素子に異常等があると特定することができる。

第３発明の蛍光温度センサは、第１または第２発明の蛍光温度センサにおいて、前記特定手段は、前記蛍光材料が発する光に対する前記予備受光素子の出力信号と前記受光素子の出力信号とに基づいて、前記受光モジュールにおける異常部位、または前記蛍光材料、前記投光用光伝達媒体、および前記受光用光伝達媒体のうちいずれか１以上が異常となったことを特定することを特徴とする。

第３発明の蛍光温度センサによれば、投光素子消灯後の蛍光材料の光を予備受光素子と受光素子とで受光する。そして、かかる予備受光素子及び受光素子の出力信号に基づいて、受光モジュールにおける異常部位、または蛍光材料、投光用光伝達媒体、および受光用光伝達媒体のうちいずれか１以上が異常となったことを特定する。これにより、例えば、受光素子の出力信号が異常値を示す場合に、予備受光素子の出力信号が正常値の場合には受光モジュールに異常等があると特定することができ、予備受光素子の出力信号も異常値の場合には、蛍光材料等に異常等があると特定することができる。

本発明の一実施形態としての蛍光温度センサについて、図１〜図６を参照して説明する。

図１を参照して、本実施形態の蛍光温度センサの全体的な構成について説明する。蛍光温度センサは、温度によって異なる蛍光特性を示す蛍光材料１と、蛍光材料１に投光する投光素子としてのＬＥＤ２と、ＬＥＤ２を駆動する駆動回路３と、蛍光材料１が発する蛍光を受光する受光素子としての第１フォトダイオード４の出力信号から対応する温度信号を生成して出力する信号処理回路５と、ＬＥＤ２が発する光を直接受光する第２フォトダイオード（本発明の予備受光素子に相当する）６と、当該センサの異常部位を特定する特定手段７とを備える。

また、蛍光温度センサは、ＬＥＤ２からの光を蛍光材料１に伝達する投光用光ファイバ８と、蛍光材料１の蛍光を第１フォトダイオード４に伝達する受光用光ファイバ９とを備える。

なお、信号処理回路５には図示しない外部電源が接続されており、外部電源から当該センサの作動に必要な電力が供給される。

蛍光材料１は、投光用および受光用光ファイバ８，９の一端部を覆うように設けられた保護管１ａの中に、光ファイバ８，９のコア部に対向するように配置される。

ＬＥＤ２は、投光モジュール２ａ内に配置された、例えば青色系の波長を発光色とする発光ダイオードである。投光モジュール２ａは、投光用光ファイバ８が接続されるコネクタ部２ｂを有し、コネクタ部２ｂを介して接続された投光用光ファイバ８がＬＥＤ２の発光部２０（図２参照）と対向している。

駆動回路３は、制御回路のＬＥＤ２の発光に必要な駆動電流の大きさおよび発光時間を規定したパルス電流をＬＥＤ２に印加する。例えば、駆動回路３は、蛍光材料１に対応して、一回の計測におけるＬＥＤ２の発光時間を１ｍｓ〜５００ｍｓの間のいずれかの時間とする所定の大きさのパルス電流をＬＥＤ２に印加する。

第１フォトダイオード４は、受光モジュール４ａ内に配置されて、照射された光の光量（輝度）を測定する。受光モジュール４ａは、受光用光ファイバ９に接続されるコネクタ部４ｂを有し、コネクタ部４ｂを介して接続された受光用光ファイバ９が第１フォトダイオード４の受光部と対向している。

信号処理回路５は、第１フォトダイオード４によって測定された蛍光材料１の蛍光の減衰特性、特に蛍光緩和時間を計測する。具体的には、信号処理回路５は、これがあらかじめ備える蛍光緩和時間と蛍光材料１との関係式（データテーブルやマップ等を含む）から、蛍光材料１が存在する温度測定環境の温度を算出して出力する。

第２フォトダイオード６は、投光モジュール２ａ内にＬＥＤ２と並列に配置されて、その受光部６０（図２参照）に照射された光の光量（輝度）を測定する。なお、第２フォトダイオード６の投光モジュール２ａにおける配置については後述する。

特定手段７は、ＬＥＤ２の発光タイミングと、第１フォトダイオード４および第２フォトダイオード６の出力信号とから、当該センサの異常部位を特定する回路からなる。なお、特定手段７によって異常部位を特定する処理については後述する。

次に、図２を参照して、投光モジュール２ａの具体的な構成について説明する。

投光モジュール２ａは、基板２１上にＬＥＤ２および第２フォトダイオード６が、所定の間隙を隔てて配置されている。基板２１の外方には底部２２が隣接しており、基板２１および底部２２を貫通するように複数の端子電極２３が設けられている。そして、各端子電極２３は、ＬＥＤ２または第２フォトダイオード６に直接またはリード線２４を介して接続されている。

また、投光モジュール２ａは、底部２２からＬＥＤ２および第２フォトダイオード６を含む基板２１上を覆うようにケーシング２５が設けられており、ケーシング２５の天井部分に石英ガラスが嵌め込まれた窓部２６が形成されている。

次に、ＬＥＤ２および第２フォトダイオード６と投光用光ファイバ８との位置関係について説明する。

コネクタ部２ｂを介して投光用光ファイバ８が接続されると、光ファイバ８のコア部８ａに対向してＬＥＤ２の発光部２０および第２フォトダイオード６の受光部６０が配置される。具体的には、ＬＥＤ２の指向特性の範囲２０ａ内に光ファイバ７のコア部８ａが位置すると共に、光ファイバ８のコア部８ａによって規定される開口角θの範囲内に第２フォトダイオード６の受光部４０が位置するように配置される。

尚、図面での説明は省略するが、受光モジュール４ａ内における第１フォトダイオード４の配置についても、同様に、受光用光ファイバ９のコア部によって規定される開口角の範囲内に第１フォトダイオード４の受光部が位置するように配置される。

次に、図３〜図５に示すフローチャートを参照して、特定手段７により異常部位を特定する処理について説明する。

初めに、蛍光温度センサは、出荷の段階でＬＥＤ２の投光強度が所望の投光強度となるように調整された際に、ＬＥＤ２発光中の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDon_refおよび第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDon_refと、ＬＥＤ２消灯直後の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoff_refおよび第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDoff_refとを図示しない内部メモリ等に格納されている。なお、ＬＥＤ２消灯直後の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoffおよび第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDoffは、いずれも蛍光材料１の蛍光強度（初期発光強度）が計測され出力されたものである。

特定手段７は、内部メモリに格納されたＬＥＤ２発光中の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDon_refおよび第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDon_refと、ＬＥＤ２消灯直後の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoff_refおよび第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDoff_refとをそれぞれ閾値として用いて、以下のように、当該センサの異常部位を特定する。

まず、図３を参照して、ＬＥＤ２の発光中における第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDonおよび第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDonから、投光モジュール２ａにおける異常部位を特定する処理について説明する。

特定手段７は、ＬＥＤ２の発光中における第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDonを取得し、取得した第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDonが、これに対応する閾値以上であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ１１）。ここでの閾値は、内部メモリに格納されたＬＥＤ２発光中の第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDon_refであるが、ＬＥＤ２の発光強度の変動を考慮して、出力信号PD2_LEDon_refから一定の値を差し引いた値を用いてもよい。

そして、第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDonが閾値以上である場合には（ＳＴＥＰ１１でＹＥＳ）、続けて測定を継続して蛍光温度を算出する（ＳＴＥＰ１２）。具体的には、ＬＥＤ２消灯後の蛍光材料１の蛍光光量を第１フォトダイオード４で取得し、その減衰特性から蛍光緩和時間を算出し、かかる蛍光緩和時間と蛍光材料１との関係式（データテーブルやマップ等を含む）から、蛍光材料１が存在する温度測定環境の温度を算出する。そして、算出した温度を図示しない出力端子やインタフェイス等を介して出力する。

一方、第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDonが閾値より小さい場合には（ＳＴＥＰ１１でＮＯ）、特定手段７は、ＬＥＤ２の発光中における第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDonを取得し、取得した第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDonが、これに対応する閾値以上であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ１３）。ここでの閾値は、内部メモリに格納されたＬＥＤ２発光中の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDon_refであるが、ＬＥＤ２の発光強度の変動を考慮して、出力信号PD1_LEDon_refから一定の値を差し引いた値を用いてもよい。

そして、第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDonが閾値以上である場合（ＳＴＥＰ１３でＹＥＳ）、すなわち第１フォトダイオード４によりＬＥＤ２の正常な発光が認められるにも拘わらず、第２フォトダイオード６がそれを検知していない場合には、特定手段７は、第２フォトダイオード６の異常と判定し（ＳＴＥＰ１４）、その旨の警報出力を行う（ＳＴＥＰ１５）。ここでの警報出力としては、図示しない警報ランプやスピーカから、第２フォトダイオード６の異常に対応した表示や警報音を出力する。また、当該蛍光温度センサが接続された機器（例えば、コンピュータ）に、第２フォトダイオード６の異常を知らせる信号を出力して、当該機器の表示部に第２フォトダイオード６の異常表示等をさせてもよい。

一方、第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDonが閾値より小さい場合、すなわち（ＳＴＥＰ１３でＮＯ）、第１フォトダイオード４および第２フォトダイオード６のいずれにおいてもＬＥＤ２の正常な発光が認められない場合には、特定手段７は、ＬＥＤ２の異常と判定し（ＳＴＥＰ１６）、その旨の警報出力を行う（ＳＴＥＰ１７）。ここでの警報出力としては、図示しない警報ランプやスピーカから、ＬＥＤ２の異常に対応した表示や警報音を出力する。また、当該蛍光温度センサが接続された機器（例えば、コンピュータ）に、ＬＥＤ２の異常を知らせる信号を出力して、当該機器の表示部にＬＥＤ２の異常表示等をさせてもよい。

そして、第２フォトダイオード６またはＬＥＤ２の異常と判定された場合には（ＳＴＥＰ１４，１６）、前述した警報出力を行うとともに測定を中止して、一連の処理を終了する。

これにより、ＬＥＤ２発光中の第１フォトダイオード４および第２フォトダイオード６の出力信号に基づいて、少なくとも投光モジュール２ａにおいてＬＥＤ２と第２フォトダイオード６のいずれに不具合等の異常が生じているか特定することができる。

なお、本実施形態では、第２フォトダイオード６の異常により測定を中止しているが、第２フォトダイオード６の異常が検知された後も一定時間、測定を継続して蛍光温度を算出させてもよい。第２フォトダイオード６は異常部位を特定するものであり、測定を継続しても直接測定に影響を与えるものではないからである。また、いずれかの部品が異常と判定された場合において、警報出力および測定の中止のいずれかのみを行うように構成するか、あるいは別の手法によって異常判定の結果を利用者に伝達するようにするかは当業者が適宜判断して構成することが可能である。

まず、図４を参照して、ＬＥＤ２消灯直後の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoffおよび第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDoffから、蛍光材料１および受光モジュール４ａにおける異常部位を特定する処理について説明する。

特定手段７は、ＬＥＤ２消灯直後の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoffを取得し、取得した第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoffが、これに対応する閾値以上であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ２１）。ここでの閾値は、内部メモリに格納されたＬＥＤ２消灯直後の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoff_refであるが、蛍光材料１の初期発光強度の変動を考慮して、出力信号PD1_LEDoff_refから一定の値を差し引いた値を用いてもよい。

そして、第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoffが閾値以上である場合には（ＳＴＥＰ２１でＹＥＳ）、続けて測定を継続して蛍光温度を算出する（ＳＴＥＰ２２）。なお、ＳＴＥＰ22による蛍光温度の測定処理は、ＳＴＥＰ１１の処理と同様であるため、ここでの説明は省略する。

一方、第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoffが閾値より小さい場合には（ＳＴＥＰ２１でＮＯ）、特定手段７は、ＬＥＤ２消灯直後の第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDoffを取得し、取得した第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDoffが、これに対応する閾値以上であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ２３）。ここでの閾値は、内部メモリに格納されたＬＥＤ２消灯直後の第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDoff_refであるが、蛍光材料１の初期発光強度の変動を考慮して、出力信号PD2_LEDoff_refから一定の値を差し引いた値を用いてもよい。

そして、第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDoffが閾値以上である場合（ＳＴＥＰ２３でＹＥＳ）、すなわち第２フォトダイオード６により蛍光材料１の正常な蛍光が認められるにも拘わらず、第１フォトダイオード４がそれを検知していない場合には、特定手段７は、第１フォトダイオード４の異常と判定し（ＳＴＥＰ２４）、その旨の警報出力を行う（ＳＴＥＰ２５）。ここでの警報出力としては、図示しない警報ランプやスピーカから、第１フォトダイオード４の異常に対応した表示や警報音を出力するよう構成すればよい。また、当該蛍光温度センサが接続された機器（例えば、コンピュータ）に、第１フォトダイオード４の異常を知らせる信号を出力して、当該機器の表示部に第１フォトダイオード４の異常表示等をさせてもよい。

一方、第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDoffが閾値より小さい場合（ＳＴＥＰ２３でＮＯ）、すなわち第１フォトダイオード４および第２フォトダイオード６のいずれにおいても蛍光材料１の正常な蛍光が認められない場合には、特定手段７は、蛍光材料１、または光ファイバ７，８のいずれかの異常と判定し（ＳＴＥＰ２６）、その旨の警報出力を行う（ＳＴＥＰ２７）。ここでの警報出力としては、図示しない警報ランプやスピーカから、蛍光材料１等の異常に対応した表示や警報音を出力する。また、当該蛍光温度センサが接続された機器（例えば、コンピュータ）に、蛍光材料１等の異常を知らせる信号を出力して、当該機器の表示部に蛍光材料１等の異常表示等をさせてもよい。

そして、第１フォトダイオード４または蛍光材料１等の異常と判定された場合には（ＳＴＥＰ２４，２６）、測定を中止して、一連の処理を終了する。

これにより、ＬＥＤ２消灯直後の蛍光材料１の初期発光強度に対する第１フォトダイオード４および第２フォトダイオード６の出力信号に基づいて、受光モジュール４ａおよび蛍光材料１等において第１フォトダイオード４と蛍光材料１等のどちらにおいて不具合等の異常が生じているか特定することができる。

次に、図５に示すフローチャートを参照して、ＬＥＤ２発光中および消灯直後の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDon, PD1_LEDoffおよび第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDon, PD2_LEDoffから、当該蛍光温度センサ異常部位を特定する処理について説明する。なお、図５のフローチャートの処理は、図３および図４のフローチャートの処理を組み合わせたものであるので、図３および図４と同一処理については同一の参照符号を付して説明を省略する。

本実施例では、ＳＴＥＰ１１の判定結果がＹＥＳの場合に（投光モジュール２ａに異常がない場合に）、特定手段７は、蛍光材料１または蛍光材料１の異常部位の特定を行う（ＳＴＥＰ２１〜）。そして、ＳＴＥＰ２１の判定結果がＹＥＳの場合（いずれの部位にも異常がない場合に）、測定を継続して蛍光温度を算出する（ＳＴＥＰ２２）。

これにより、当該蛍光温度センサにおける異常部位を簡易且つ確実に特定することができると共に、異常部位がないことを条件に測定を行うため、安定した温度測定を実現することができる。

なお、本実施形態では、ＬＥＤ２の発光中における第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDonと第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDonとの組み合わせから、投光モジュール２ａにおける異常部位を特定し、ＬＥＤ２消灯直後の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoffと第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDoffとの組み合わせから、蛍光材料１および受光モジュール４ａにおける異常部位を特定しているが、組み合わせはこれに限定されるものではない。

例えば、ＬＥＤ２の発光中における第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDonと、ＬＥＤ２消灯直後の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoffとの組み合わせからＬＥＤ２または第２フォトダイオード６の異常を特定するようにしてもよい。

この場合、特定手段７は、発光中における第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDonが、これに対応する閾値PD2_LEDon_refより小さいにも拘わらず、ＬＥＤ２消灯直後の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoffが、これに対応する閾値PD1_LEDoff_ref以上である場合（PD2_LEDon＜PD2_LEDon_ref 且つ PD1_LEDoff≧PD1_LEDoff_ref）、第２フォトダイオード６が異常部位であると特定することできる。

また、特定手段７は、発光中における第２フォトダイオード６の出力信号PD2_LEDonが、これに対応する閾値PD2_LEDon_refより小さく、ＬＥＤ２消灯直後の第１フォトダイオード４の出力信号PD1_LEDoffが、これに対応する閾値PD1_LEDoff_refより小さい場合（PD2_LEDon＜PD2_LEDon_ref 且つ PD1_LEDoff＜PD1_LEDoff_ref）、ＬＥＤ２が異常部位であると特定することできる。

また、投光モジュール２ａにおけるＬＥＤ２および第２フォトダイオード６の配置は、図２に示すように、基板２１に並列に配置される場合に限定されるものではない。例えば、図６に示すように、第２フォトダイオード６をＬＥＤ２と対向する位置に配置してもよい。この場合、第２フォトダイオード６は、投光用光ファイバ８と並列に配置され、窓部２６を介して、ＬＥＤ２の光が第２フォトダイオード６の受光部６０に直接照射する。一方、ＬＥＤ２消灯直後の蛍光材料１の光は、破線で示すように、ＬＥＤの表面または基板２１の表面に形成された鏡面で反射し、その反射光が第２フォトダイオード６の受光部６０に照射する。これにより、第２フォトダイオード６の投光モジュール２ａにおける配置を変更した場合にも、前記実施形態と同様に当該蛍光温度センサの異常部位を特定することができる。

本実施形態の蛍光温度センサの全体構成図。投光モジュールの具体的構成を示す説明図。投光モジュールにおける異常部位を特定する処理を示すフローチャート。蛍光材料および受光モジュールにおける異常部位を特定する処理を示すフローチャート。図３および図４の組み合わせて異常部位を特定する処理を示すフローチャート。図２に示す投光モジュールの変更例を示す説明図。

符号の説明

１…蛍光材料、２…ＬＥＤ、２ａ…投光モジュール、３…駆動回路、４…第１フォトダイオード、４ａ…受光モジュール、５…信号処理回路、６…第２フォトダイオード、７…特定手段、８…投光用光ファイバ、９…受光用光ファイバ。

Claims

光励起された蛍光材料の蛍光から温度信号を生成する蛍光温度センサであって、
前記蛍光材料に投光する投光素子および、該投光素子が発する光を受光する予備受光素子を有する投光モジュールと、
前記投光モジュールと前記蛍光材料との間で光を伝達する投光用光伝達媒体と、
前記蛍光材料が発する光を受光する受光素子を有する受光モジュールと、
前記受光素子の出力信号から前記温度信号を生成する信号処理回路と、
前記受光モジュールと前記蛍光材料との間で光を伝達する受光用光伝達媒体と、
前記予備受光素子の出力信号および前記受光素子の出力信号に基づいて、当該センサの異常部位を特定する特定手段と
を備え、
前記予備受光素子は、前記投光用光伝達媒体を介して、前記投光素子が発する光と前記蛍光材料が発する光とを受光し、
前記受光素子は、前記投光用光伝達媒体および前記受光用光伝達媒体を介して、前記投光素子が発する光と前記蛍光材料が発する光とを受光し、
前記特定手段は、（１）前記投光素子が投光中の前記予備受光素子の出力信号および前記受光素子の出力信号と、（２）前記投光素子が投光を終了した後の前記予備受光素子の出力信号および前記受光素子の出力信号とに基づいて、当該センサの異常部位を特定することを特徴とする蛍光温度センサ。
請求項１記載の蛍光温度センサにおいて、
前記特定手段は、前記投光素子が発する光に対する前記予備受光素子の出力信号と前記受光素子の出力信号とに基づいて、少なくとも前記投光モジュールにおける異常部位を特定することを特徴とする蛍光温度センサ。
請求項１または２記載の蛍光温度センサにおいて、
前記特定手段は、前記蛍光材料が発する光に対する前記予備受光素子の出力信号と前記受光素子の出力信号とに基づいて、前記受光モジュールにおける異常部位、または前記蛍光材料、前記投光用光伝達媒体、および前記受光用光伝達媒体のうちいずれか１以上が異常となったことを特定することを特徴とする蛍光温度センサ。