JP6902426B2 - 光ファイバセンサ、物理量測定装置及び光ファイバセンサの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバセンサ、物理量測定装置及び光ファイバセンサの製造方法に関する。

光ファイバセンサは種々の物理量の測定、例えば、水圧や水位等の物理量を測定するために利用されている。
光ファイバセンサの従来例として、中空部を有する筒状水圧計測装置本体部と、筒状水圧計測装置本体部の下部開口に設けられた水圧検出部と、水圧値を揺動幅に変換する揺動幅変換部と、揺動幅により水圧が計測できる水圧計測部とを備えた水圧測定装置（特許文献１）がある。

特許文献１では、水圧計測部は、筒状水圧計測装置本体部の中空部内に取り付けられた片持ち用保持部材と、片持ち用保持部材の下側保持片を貫通して上下に摺動自在に設けられ下端が水圧検出部に連結された揺動杆と、揺動杆の先端が当接するカンチレバー型変換バネとを有する。
片持ち用保持部材の下側保持片側面には、導入された光ファイバを係止固定する第１係止固定部が形成され、片持ち用保持部材の上方側には光ファイバを係止固定する第２係止固定部が形成される。第１係止固定部と第２係止固定部との間に光ファイバを係止固定する揺動係止固定部が配置され、この揺動係止固定部が揺動杆に固定されている。

特許第４８０３６７５号公報

特許文献１の従来例では、揺動杆が下側保持片に摺動自在に保持されているので、摺動摩擦に伴うヒステリシスの原因となり、十分な測定精度を得ることができない。

本発明の目的は、測定精度を向上させることができる光ファイバセンサ、物理量測定装置及び光ファイバセンサの製造方法を提供することにある。

本発明の光ファイバセンサは、固定部と被測定対象物による力が作用する可動部とが並んで配置されかつ互いに平行で両端部にそれぞれ可撓部を有する複数の梁部で連結されたロバーバル機構と、前記ロバーバル機構に設けられた光ファイバとを備えた光ファイバセンサであって、前記光ファイバは、前記固定部に係止される固定部側係止部と、前記可動部に係止される可動部側係止部と、前記固定部側係止部と前記可動部側係止部との間に形成されたファイバ・ブラッグ・グレーティングとを有し、前記固定部には凹部と前記凹部の底面から突出して形成され先端部平面で前記固定部側係止部を係止する突起部が形成され、前記可動部には凹部と前記凹部の底面から突出して形成され先端部平面で前記可動部側係止部を係止する突起部が形成され、前記固定部側係止部は、前記固定部に形成された突起部の先端部平面に、ガラス接着剤にて直接固定され、前記可動部側係止部は、前記可動部に形成された突起部の先端部平面に、ガラス接着剤にて直接固定され、前記梁部は、互いに平行に配置され、かつ、両端部にそれぞれ前記可撓部を有する第一梁部および第二梁部を有し、前記ファイバ・ブラッグ・グレーティングは、同じ温度環境下に置かれた第１ＦＢＧと第２ＦＢＧとを有し、前記第１ＦＢＧは、前記第一梁部の上に配置され、前記第２ＦＢＧは前記第二梁部の上に配置されることを特徴とする。

本発明では、被測定対象物の物理量が変化すると、固定部と可動部とが相対的に変位する。可動部が変位すると、光ファイバのうち可動部に係止される可動部側係止部と固定部に係止される固定部側係止部との間が伸張するため、光ファイバ内の信号が変化し、その変化が測定値として検出される。
本発明では、物理量の変化に伴って変位部材が変位し、この変位部材を介してロバーバル機構が作動する。つまり、ロバーバル機構は、複数の梁部のそれぞれ両端部にある可撓部が平行リンク機構の接点（弾性ヒンジ）を構成するものであり、可動部が変位することで、平行リンクが複数の梁部の平行を保ちながら動く。光ファイバでは、可動部側係止部及び固定部側係止部の梁部の長手方向と直交する方向の姿勢が変化することなく、まっすぐ、引張あるいは圧縮される。
従って、本発明では、可動部が固定部に対して摺動する構成を採用することなく可動部が固定部に対して変位するので、摺動摩擦に伴う測定精度の低下がなく、測定精度の向上を図ることができる。
さらに、本発明では、固定部と可動部とに凹部が形成されるので、凹部の内周面と突起部の外周面との間にスペースができるから、突起部の先端に固定部側係止部や可動部側係止部を係止する作業を容易に行える。

本発明では、前記固定部と前記可動部との一方は前記固定部と前記可動部との他方を挟んで前記光ファイバとの係止箇所が両側に配置される構成としてもよい。
この構成では、固定部の係止箇所が２箇所となり、可動部の係止箇所が１箇所となる。可動部の係止箇所を挟んで両側に固定部の係止箇所が配置されると、一方の固定部の係止箇所と可動部の係止箇所との間に第１ＦＢＧを位置させ、他の固定部の係止箇所と可動部の係止箇所との間に第２ＦＢＧを位置させる。第１ＦＢＧと第２ＦＢＧとが同じ温度環境にあるので、第１ＦＢＧと第２ＦＢＧとの差から歪みがわかり、第１ＦＢＧと第２ＦＢＧとの和から温度がわかる。
そのため、第１ＦＢＧ及び第２ＦＢＧと、予め用意した数式やテーブルとに基づいて、正確な測定が実現することができる。

本発明の物理量測定装置は、前述の構成の光ファイバセンサと、前記光ファイバセンサが収納されたケースと、前記ケースに進退自在に設けられ前記被測定対象物の物理量変化に伴って変位し前記可動部に連結される変位部材と、を備えたことを特徴とする。
本発明では、光ファイバセンサが前述の効果を有するから、測定精度が向上する物理量測定装置を提供できる。
なお、本発明では、ケースは少なくとも光ファイバセンサの一部を覆えばよく、全てを覆うことを要しない。

本発明では、前記変位部材には水位に伴って圧力を受けるベローズが連結されている構成が好ましい。
この構成では、水位の変化に伴ってベローズが圧力を受けることになり、このベローズを介して水位を精度よく測定することができる。

本発明の光ファイバセンサの製造方法は、固定部と被測定対象物による力が作用する可動部とが並んで配置されかつ前記固定部と前記可動部とが互いに平行で両端部にそれぞれ可撓部を有する複数の梁部で連結されたロバーバル機構と、前記ロバーバル機構に設けられ複数のファイバ・ブラッグ・グレーティングが形成された光ファイバとを備え、前記梁部は、互いに平行に配置され、かつ、両端部にそれぞれ前記可撓部を有する第一梁部および第二梁部を有し、前記ファイバ・ブラッグ・グレーティングは、同じ温度環境下に置かれた第１ＦＢＧと第２ＦＢＧとを有し、前記第１ＦＢＧは、前記第一梁部の上に配置され、前記第２ＦＢＧは前記第二梁部の上に配置される光ファイバセンサを製造する方法であって、ブロックをワイヤー放電加工して前記固定部と、前記可動部と、前記梁部とを一体に形成する工程と、前記第１ＦＢＧおよび前記第２ＦＢＧのうち一方を挟んで両側に位置する前記光ファイバの部分を前記固定部と前記可動部とに係止する工程とを備え、ブロックをワイヤー放電加工して前記固定部と、前記可動部と、前記梁部とを一体に形成する工程において、前記固定部に凹部と、前記凹部の底面から突出する突起部とを形成し、かつ、前記可動部に凹部と、前記凹部の底面から突出する突起部とを形成し、前記光ファイバの部分を前記固定部と前記可動部とに係止する工程において、前記固定部に形成した突起部の先端部平面に前記光ファイバをガラス接着剤にて直接固定するとともに、前記可動部に形成した突起部の先端部平面に前記光ファイバをガラス接着剤にて直接固定することを特徴とする。
本発明では、ロバーバル機構を構成する固定部、可動部及び梁部を、ブロックをワイヤー放電加工して形成する。梁部の両端は可撓部を構成するものである。なお、本発明におけるブロックの形状は直方体状のものでもよいが、円柱状等の他の形状のものでもよい。また、金属製の母材からブロックを形成し、このブロックを用いて光ファイバセンサを製造するものでもよい。
従って、ブロックからロバーバル機構を容易に製造することができる。そのため、光ファイバセンサを安価に製造することができる。

本発明では、前記固定部と前記可動部とが変位する際の弾性力を前記梁部の両端部の前記光ファイバが延びる方向に沿った寸法を調整することで設定する、構成が好ましい。
この構成では、梁部の両端部の薄さを調整することで、ロバーバル機構の感度を調整できる。

本発明の一実施形態にかかる物理量測定装置の概略図。 図１のII-II線に沿った矢視断面図。 図１のIII-III線に沿った矢視断面図。 前記実施形態の作動状態を示す模式図。 本発明の変形例に係る物理量測定装置の概略図。 本発明の異なる変形例に係る物理量測定装置の概略図。 本発明のさらに異なる変形例に係る物理量測定装置の概略図。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には本実施形態にかかる物理量測定装置の全体構成が示されている。
図１において、物理量測定装置は、水位を測定する水位測定装置であり、ケース１と、ケース１に収納された光ファイバセンサ２と、ケース１に進退自在に設けられたロッド状の変位部材３と、変位部材３の下端部と連結するベローズ４とを備えている。
ベローズ４は、水位に伴って圧力を受けるものであり、圧力が変化することで、変位部材３を上昇あるいは下降させるものである。
ベローズ４は、ベローズ取付部材４０に取り付けられている。ベローズ取付部材４０は、ケース１の内周部に密閉状態で固定されている。ベローズ取付部材４０には変位部材３が挿入される孔部４０Ａが形成されている。孔部４０Ａと変位部材３の外周との間には隙間がある。

ケース１は、両端部が塞がれた筒状部材１０を備え、筒状部材１０の下端部には水をケース１のうちベローズ４がある空間に導入する導入孔１１が形成されている。
なお、本実施形態では、後述の通り、第１ＦＢＧ２１と第２ＦＢＧ２２とが同じ温度環境下に置かれているものであれば、ケース１は少なくとも光ファイバセンサ２の一部、例えば、第１ＦＢＧ２１と第２ＦＢＧ２２との周囲を覆えばよく、全てを覆うことを要しない。
光ファイバセンサ２は、ケース１の内部に設けられたロバーバル機構５と、ロバーバル機構５に設けられた光ファイバ６とを備えている。

ロバーバル機構５は、平面が長方形状で厚肉の金属製のブロック５Ａをワイヤー放電カットによってくりぬいて形成されたものであり、ケース１の内部に固定された板状の固定部５１と、変位部材３の上端部に連結された板状の可動部５２とを有する。固定部５１と可動部５２とはブロック５Ａの長手方向と直交する方向に並んで配置されている。
固定部５１と可動部５２とは、互いに平行に配置された第一梁部５０１及び第二梁部５０２で連結されている。
第一梁部５０１と第二梁部５０２は、それぞれブロック５Ａの長手方向と直交する方向に延びて配置されており、ブロック５Ａの中央に位置する本体部５０Ａと、本体部５０Ａの両側に連結された可撓部５０Ｂとを有する。可撓部５０Ｂは本体部５０Ａに対してブロック５Ａの長手方向に沿った寸法が小さくされている。
可撓部５０Ｂは平面長方形の角を構成するように４箇所形成されており、これらの可撓部５０Ｂはそれぞれ弾性ヒンジを構成する。

固定部５１は、ベローズ４に近い第一領域５１１と、ベローズ４から遠い第二領域５１２と、第一領域５１１と第二領域５１２との間に位置する第三領域５１３とを有する。
可動部５２は、ベローズ４に近い第一領域５２１と、ベローズ４から遠い第二領域５２２と、第一領域５２１と第二領域５２２との間に位置する第三領域５２３とを有する。
第一領域５１１と第一領域５２１との境界部分Ｍ及び第二領域５１２と第二領域５２２との境界部分Ｍは、ブロック５Ａの長手方向に沿った中心線Ｃよりも図１中左側にオフセットされ、第三領域５１３と第三領域５２３との境界部分Ｍは、中心線Ｃよりも図１中右側にオフセットされている。

第一領域５１１と第三領域５１３との間には第一梁部５０１の本体部５０Ａ及び一方の可撓部５０Ｂとが配置されており、第一領域５２１と第三領域５２３との間には他方の可撓部５０Ｂが配置されている。
第二領域５１２と第三領域５１３との間には第二梁部５０２の本体部５０Ａ及び一方の可撓部５０Ｂとが配置されており、第二領域５２２と第三領域５２３との間には他方の可撓部５０Ｂが配置されている。

可動部５２の第一領域５２１には下部ストッパ５３が取り付けられている。下部ストッパ５３は、可動部５２の上方向の移動を規制する。
可動部５２の第二領域５２２には上部ストッパ５４が取り付けられている。上部ストッパ５４は、可動部５２の下方向の移動を規制する。
固定部５１の第二領域５１２にはロッド５５が取り付けられている。
可動部５２の第二領域５２２には、ロッド５５が挿通される挿通孔５４Ａが形成されている。
ロッド５５の下端部は、固定部５１と図示しないねじで連結固定され、あるいは、図示しない接着剤で接着固定されている。ロッド５５の上端部には頭部５５０が形成されている。
頭部５５０と可動部５２の第二領域５２２の端縁との間には、オフセット調整用ばね５６が設けられており、オフセット調整用ばね５６のばね力により、可動部５２は下方に付勢される。
固定部５１を筒状部材１０に図示しないねじで取り付けるために、固定部５１にはねじ孔５１Ｂが形成されている。

固定部５１の第一領域５１１と第二領域５１２とには、それぞれ固定部側突起部５１Ｃが設けられている。
可動部５２の第三領域５２３には、可動部側突起部５２Ｃが設けられている。
固定部側突起部５１Ｃの構造が図２に示され、可動部側突起部５２Ｃの構造が図３に示されている。
図２において、固定部側突起部５１Ｃは、固定部５１に形成された凹部５１Ｄの底面から突出されている。
図３において、可動部側突起部５２Ｃは、可動部５２に形成された凹部５２Ｄの底面から突出されている。

図１において、光ファイバ６は、固定部側突起部５１Ｃの先端に係止される固定部側係止部２０Ａと、可動部側突起部５２Ｃの先端に係止される可動部側係止部２０Ｂと、固定部側係止部２０Ａと可動部側係止部２０Ｂとの間に形成されたファイバ・ブラッグ・グレーティング２００とを備えている。光ファイバ６は、図示しない測定装置に接続されている。
ファイバ・ブラッグ・グレーティング２００は、第１ＦＢＧ２１と第２ＦＢＧ２２とを有する。第１ＦＢＧ２１と第２ＦＢＧ２２とは、筒状部材１０に収納されており、同じ温度環境下に置かれている。
第１ＦＢＧ２１は第一梁部５０１の上に配置され、第２ＦＢＧ２２は第二梁部５０２の上に配置されている。
光ファイバ６の固定部側係止部２０Ａ、第１ＦＢＧ２１、可動部側係止部２０Ｂ、第２ＦＢＧ２２、固定部側係止部２０Ａはブロック５Ａの中心線Ｃの上になるように配置されている。

固定部側突起部５１Ｃと固定部側係止部２０Ａとはガラス接着剤Ｇ、その他の手段により固定され（図２参照）、可動部側突起部５２Ｃと可動部側係止部２０Ｂとはガラス接着剤Ｇ、その他の手段により固定される（図３参照）。ガラス接着剤Ｇを用いる場合では、固定部側突起部５１Ｃの先端部平面や可動部側突起部５２Ｃの先端部平面に光ファイバ６を置き、この上に、ガラス接着剤Ｇを置いて熱を加えて溶融する。光ファイバ６のうち、固定部側突起部５１Ｃで固定された部分が固定部側係止部２０Ａとなり、可動部側突起部５２Ｃで固定された部分が可動部側係止部２０Ｂとなる。
変位部材３が上昇すると、第１ＦＢＧ２１が伸びるとともに、第２ＦＢＧ２２が縮み、変位部材３が下降すると、第１ＦＢＧ２１が縮むとともに、第２ＦＢＧ２２が伸びる。第１ＦＢＧ２１と第２ＦＢＧ２２から出力される信号に基づいて変位部材３の変位量が測定装置で演算される。

ここで、第１ＦＢＧ２１から出力される波長変化をλ１、第２ＦＢＧ２２から出力される波長変化をλ２、水圧の変化による波長変化をλｐ、温度による波長変化をλｔとすると、
λ１＝λｐ＋λｔ
λ２＝−λｐ＋λｔ
λｔ＝（λ１＋λ２）／２
λｐ＝（λ１−λ２）／２
の計算式に基づいて、第１ＦＢＧ２１と第２ＦＢＧ２２とから出力される波長変化から歪みと温度とを分離することができる。ここで求められる歪みと温度との関係と、予め同定しておくテーブルとから正確な測定値を得ることができる。つまり、歪み、温度及び測定値の関係を予め求めておき、これをテーブルとして図示しない記憶手段に記憶しておく。前述の数式により、歪みと温度とが求められるのであれば、テーブルを参照して正しい測定値が求められることになる。

以上の構成のロバーバル機構５の機能について図４に基づいて説明する。図４にはロバーバル機構５の概略構成が示されている。
図４において、変位部材３によって、第一領域５２１が上方に変位すると、第一梁部５０１の一方の可撓部５０Ｂ、第二領域５２２、第二梁部５０２の一方の可撓部５０Ｂ及び第三領域５２３が上方に変位するが、第一梁部５０１及び第二梁部５０２は、それぞれ両側に可撓部５０Ｂを有するので、第一梁部５０１及び第二梁部５０２は、ともに他方の可撓部５０Ｂを中心として平行を維持しつつ回動する。つまり、第一梁部５０１の両側の可撓部５０Ｂ及び第二梁部５０２の両側の可撓部５０Ｂの合計４箇所の可撓部が平行リンクを構成することになり、その結果、光ファイバ６の固定部側係止部２０Ａと可動部側係止部２０Ｂとを結ぶ線分は中心線Ｃから平行に移動し、かつ、第１ＦＢＧ２１が伸びるとともに、第２ＦＢＧ２２が縮むことになる。

次に、本実施形態の光ファイバセンサの製造方法について説明する。
まず、ブロック５Ａをワイヤー放電加工して固定部５１と、可動部５２と、第一梁部５０１及び第二梁部５０２とを一体に形成する。
ここで、第一梁部５０１及び第二梁部５０２のそれぞれの両端部にある可撓部５０Ｂのブロック５Ａの長手方向に沿った寸法を調整することで、固定部５１と可動部５２とが変位する際の弾性力を設定する。例えば、弾性力を大きくするには可撓部５０Ｂのブロック５Ａの長手方向に沿った寸法を大きくする。
さらに、研削等の機械加工によって、固定部５１に凹部５１Ｄと固定部側突起部５１Ｃとを形成するとともに、可動部５２に凹部５２Ｄと可動部側突起部５２Ｃとを形成する。
その後、光ファイバ６を固定部５１と可動部５２とに係止する。そのため、ガラス接着剤Ｇ等を用いて、固定部側係止部２０Ａを固定部側突起部５１Ｃに固定し、可動部側係止部２０Ｂを可動部側突起部５２Ｃに固定する。

従って、本実施形態では、次の効果を奏することができる。
（１）両端部にそれぞれ可撓部５０Ｂを有する第一梁部５０１及び第二梁部５０２で固定部５１と可動部５２とが連結されたロバーバル機構５と、ロバーバル機構５に設けられた光ファイバ６とを備え、光ファイバ６は、固定部５１に係止される固定部側係止部２０Ａと、可動部５２に係止される可動部側係止部２０Ｂと、固定部側係止部２０Ａと可動部側係止部２０Ｂとの間に形成された第１ＦＢＧ２１及び第２ＦＢＧ２２とを有するから、可動部５２が固定部５１に対して摺動する構成を採用することなく可動部５２が固定部５１に対して変位するので、摺動摩擦に伴う測定精度の低下がなく、測定精度の向上を図ることができる。

（２）固定部５１に光ファイバ６を係止する箇所は、可動部５２が光ファイバ６を係止する箇所を挟んで光ファイバ６に沿った両側に設けられ、ファイバ・ブラッグ・グレーティング２００は、同じ温度環境下に置かれた第１ＦＢＧ２１と第２ＦＢＧ２２とを有するから、第１ＦＢＧ２１と第２ＦＢＧ２２との波長の差と、第１ＦＢＧ２１と第２ＦＢＧ２２との波長の和とを用いて正確な測定が実現することができる。

（３）固定部５１には固定部側係止部２０Ａを係止する固定部側突起部５１Ｃが凹部５１Ｄの底面から突出して形成され、可動部５２には可動部側係止部２０Ｂを係止する可動部側突起部５２Ｃが凹部５２Ｄの底面から突出して形成されている。そのため、凹部５１Ｄの内周面と固定部側突起部５１Ｃの外周面との間、並びに、凹部５２Ｄの内周面と可動部側突起部５２Ｃの外周面との間にそれぞれスペースができるので、固定部側突起部５１Ｃの先端に固定部側係止部２０Ａを固定し、可動部側突起部５２Ｃの先端に可動部側係止部２０Ｂを固定する作業を容易に行える。しかも、これらの固定のためにガラス接着剤Ｇを用いる場合では、固定部側突起部５１Ｃの先端部平面や可動部側突起部５２Ｃの先端部平面という狭い領域でガラス接着剤Ｇを熱で溶融することになるので、ガラス接着剤Ｇを広い領域で溶融する場合に比べて、熱が外部に逃げにくくなり、固定作業が容易となる。
（４）変位部材３には水位に伴って圧力を受けるベローズ４が連結されているから、水位の変化に伴ってベローズ４が圧力を受けることになり、水位を精度よく測定することができる。

（５）ブロック５Ａをワイヤー放電加工して固定部５１と、可動部５２と、第一梁部５０１及び第二梁部５０２とを一体に形成し、第１ＦＢＧ２１や第２ＦＢＧ２２を挟んで固定部５１と可動部５２とを係止するので、１つのブロック５Ａからロバーバル機構５を容易に製造することができる。
（６）第一梁部５０１や第二梁部５０２の両端部にある可撓部５０Ｂのブロック５Ａの長手方向に沿った寸法を調整することで、第一梁部５０１や第二梁部５０２の弾性力を調整することで、ロバーバル機構５の感度を調整できる。

なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、物理量測定装置を、水位を測定する水位測定装置としたが、本発明の物理量測定装置は、水位測定装置に限定されるものではなく、例えば、変位計、絶対圧計、差圧計に用いることができる。

例えば、本発明では、変位計を図５で示される構成とすることができる。
図５において、変位計は、ケース１、光ファイバセンサ２及び変位部材３を備え、変位部材３の下端部には、変位計測用ばね７１を介してロッド状の接触子７２が連結されている。変位計測用ばね７１は、圧縮ばねであって、その両端部が円板部７３と連結されている。一方の円板部７３は変位部材３に連結されている。接触子７２は、その軸芯が変位部材３の軸芯と一致するように他方の円板部７３と連結されている。接触子７２は、先端の一部が筒状部材１０に形成された孔部１０Ａを通って外部に露出している。
接触子７２が図示しない被測定物の変位に応じて軸方向に進退すると、その変位に応じて変位計測用ばね７１にばね力が蓄えられ、このばね力により変位部材３を進退させる。ここで、変位計測用ばね７１のばね定数をｋとし、接触子７２の進退に伴う変位をｘとすると、ばね力Ｆはｋｘである。ばね定数ｋは、ばねにより予め設定されている値であるため、ばね力Ｆを光ファイバセンサ２で求めることにより、被測定物の変位を求めることができる。なお、変位計測用ばね７１を引張ばねとしてもよく、この場合、ワイヤ等で引っ張る構成を採用することができる。

例えば、本発明では、絶対圧計を図６で示される構成とすることができる。
図６において、絶対圧計は、ケース１、光ファイバセンサ２及び変位部材３を備え、変位部材３の下端部には、プレート８１が連結されている。プレート８１と筒状部材１０の内周部に固定されたリング状部８２との間には大径のベローズ８３と小径のベローズ８４との両端が連結されており、これらのベローズ８３，８４で囲われた空間は真空に保たれている。プレート８１のベローズ８３，８４が連結された面とは反対側の面にはベローズ４が連結されている。ベローズ４は、その先端が筒状部材１０に固定されており、導入孔１１から導入された圧力がプレート８１に作用すると、変位部材３を進退させる。絶対圧力値に比例する力が変位部材３に伝わることで、絶対圧が光ファイバセンサ２で測定されることになる。

例えば、本発明では、差圧計を図７で示される構成とすることができる。
図７において、差圧計は、ケース１、光ファイバセンサ２及び変位部材３を備え、変位部材３の一端が可動部５２の第三領域５２３に連結されている。固定部５１はケース１の内部に固定されている。
ケース１の互いに反対側に位置する壁部にはそれぞれ異なる圧力を導入する圧力導入孔１０Ｂが形成されている。一方の圧力導入孔１０Ｂから圧力が導入されるベローズ９１の基端がケース１の内壁に固定され、他方の圧力導入孔１０Ｂから圧力が導入されるベローズ９２の基端がケース１の内壁に固定されている。これらのベローズ９１，９２の先端は変位部材３の先端部に連結されている。それぞれの圧力導入孔１０Ｂから導入される圧力の差に比例した力が変位部材３に伝わり、差圧が光ファイバセンサ２で測定されることになる。

本発明では、光ファイバセンサの製造方法は前記実施形態に限定されるものではなく、ワイヤー放電加工に代えて、ウォータジェット加工、レーザー加工を用いてもよい。
さらに、ブロック５Ａは板状（直方体状）のものに限定されるものではなく、例えば、円柱状であってもよい。
また、ベローズ４に代えてダイアフラムを用いてもよい。
さらに、固定部５１に光ファイバ６を係止する箇所を、可動部５２が光ファイバ６を係止する箇所を挟んで光ファイバ６に沿った両側に設けられたが、本発明では、その逆、つまり、可動部５２に光ファイバ６を係止する箇所を、固定部５１が光ファイバ６を係止する箇所を挟んで光ファイバ６に沿った両側に設けた構造としてもよい。

１…ケース、１０…筒状部材、１１…導入孔、２…光ファイバセンサ、２００…ファイバ・ブラッグ・グレーティング、２０Ａ…固定部側係止部、２０Ｂ…可動部側係止部、２１…第１ＦＢＧ、２２…第２ＦＢＧ、３…変位部材、４…ベローズ、５…ロバーバル機構、５０１…第一梁部、５０２…第二梁部、５０Ａ…本体部、５０Ｂ…可撓部、５１…固定部、５１Ｃ…固定部側突起部、５１Ｄ…凹部、５２…可動部、５２Ｃ…可動部側突起部、５２Ｄ…凹部、５Ａ…ブロック、６…光ファイバ、Ｃ…中心線、Ｇ…ガラス接着剤

Claims (6)

1. 固定部と被測定対象物による力が作用する可動部とが並んで配置されかつ互いに平行で両端部にそれぞれ可撓部を有する複数の梁部で連結されたロバーバル機構と、前記ロバーバル機構に設けられた光ファイバとを備えた光ファイバセンサであって、
   前記光ファイバは、前記固定部に係止される固定部側係止部と、前記可動部に係止される可動部側係止部と、前記固定部側係止部と前記可動部側係止部との間に形成されたファイバ・ブラッグ・グレーティングとを有し、
   前記固定部には凹部と前記凹部の底面から突出して形成され先端部平面で前記固定部側係止部を係止する突起部が形成され、
   前記可動部には凹部と前記凹部の底面から突出して形成され先端部平面で前記可動部側係止部を係止する突起部が形成され、
   前記固定部側係止部は、前記固定部に形成された突起部の先端部平面に、ガラス接着剤にて直接固定され、
   前記可動部側係止部は、前記可動部に形成された突起部の先端部平面に、ガラス接着剤にて直接固定され、
   前記梁部は、互いに平行に配置され、かつ、両端部にそれぞれ前記可撓部を有する第一梁部および第二梁部を有し、
   前記ファイバ・ブラッグ・グレーティングは、同じ温度環境下に置かれた第１ＦＢＧと第２ＦＢＧとを有し、
   前記第１ＦＢＧは、前記第一梁部の上に配置され、前記第２ＦＢＧは前記第二梁部の上に配置されることを特徴とする光ファイバセンサ。
2. 請求項１に記載された光ファイバセンサにおいて、
   前記固定部と前記可動部との一方は前記固定部と前記可動部との他方を挟んで前記光ファイバとの係止箇所が両側に配置されることを特徴とする光ファイバセンサ。
3. 請求項１又は請求項２に記載された光ファイバセンサと、前記光ファイバセンサが収納されたケースと、前記ケースに進退自在に設けられ前記被測定対象物の物理量変化に伴って変位し前記可動部に連結される変位部材と、を備えたことを特徴とする物理量測定装置。
4. 請求項３に記載された物理量測定装置において、
   前記変位部材には水位に伴って圧力を受けるベローズが連結されている、ことを特徴と
   する物理量測定装置。
5. 固定部と被測定対象物による力が作用する可動部とが並んで配置されかつ前記固定部と前記可動部とが互いに平行で両端部にそれぞれ可撓部を有する複数の梁部で連結されたロバーバル機構と、前記ロバーバル機構に設けられ複数のファイバ・ブラッグ・グレーティングが形成された光ファイバとを備え、前記梁部は、互いに平行に配置され、かつ、両端部にそれぞれ前記可撓部を有する第一梁部および第二梁部を有し、前記ファイバ・ブラッグ・グレーティングは、同じ温度環境下に置かれた第１ＦＢＧと第２ＦＢＧとを有し、前記第１ＦＢＧは、前記第一梁部の上に配置され、前記第２ＦＢＧは前記第二梁部の上に配置される光ファイバセンサを製造する方法であって、
   ブロックをワイヤー放電加工して前記固定部と、前記可動部と、前記梁部とを一体に形成する工程と、
   前記第１ＦＢＧおよび前記第２ＦＢＧのうち一方を挟んで両側に位置する前記光ファイバの部分を前記固定部と前記可動部とに係止する工程とを備え、
   ブロックをワイヤー放電加工して前記固定部と、前記可動部と、前記梁部とを一体に形成する工程において、前記固定部に凹部と、前記凹部の底面から突出する突起部とを形成し、かつ、前記可動部に凹部と、前記凹部の底面から突出する突起部とを形成し、
   前記光ファイバの部分を前記固定部と前記可動部とに係止する工程において、前記固定部に形成した突起部の先端部平面に前記光ファイバをガラス接着剤にて直接固定するとともに、前記可動部に形成した突起部の先端部平面に前記光ファイバをガラス接着剤にて直接固定することを特徴とする光ファイバセンサの製造方法。
6. 請求項５に記載された光ファイバセンサの製造方法において、
   前記固定部と前記可動部とが変位する際の弾性力を前記梁部の両端部の前記光ファイバが延びる方向に沿った寸法を調整することで設定する、ことを特徴とする光ファイバセンサの製造方法。

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