JPH0115008B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0115008B2 JPH0115008B2 JP17289482A JP17289482A JPH0115008B2 JP H0115008 B2 JPH0115008 B2 JP H0115008B2 JP 17289482 A JP17289482 A JP 17289482A JP 17289482 A JP17289482 A JP 17289482A JP H0115008 B2 JPH0115008 B2 JP H0115008B2
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- JP
- Japan
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- light
- optical
- pressure
- optical waveguide
- optical waveguides
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- Expired
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 9
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
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- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
- G01L11/02—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光学式圧力センサに関する。
光を利用した感圧センサのうち、光の干渉現象
を用いて微少圧力変化を検出するセンサとして次
のような高感度圧力センサが提案されている。即
ち、同一光源よりの光を光フアイバーによつて２
つの光路に分け、一方の光路に、例えば感圧ダイ
アフラムの変形に応じて光路長の変化する光導波
路を設け、他方の光路からの光を参照用の光とし
てこの光導波路の通過光と干渉させる方式の圧力
センサである。光導波路の、光の波長のオーダー
の変化に対応して圧力変化を検出するこのような
圧力センサは、原理的には非常に高感度の圧力測
定を可能ならしめるが、参照用の光の光路長が温
度変化などにより微少変化しても大きな影響を受
けることが欠点である。参照用の光の光路と光導
波路を同じ温度環境においても両者の温度特性の
違いから光路長の変化に差が生じ問題の解決には
ならず、これまでは、両者を共に一定温度に保つ
以外この装置の実用化は不可能であつた。
を用いて微少圧力変化を検出するセンサとして次
のような高感度圧力センサが提案されている。即
ち、同一光源よりの光を光フアイバーによつて２
つの光路に分け、一方の光路に、例えば感圧ダイ
アフラムの変形に応じて光路長の変化する光導波
路を設け、他方の光路からの光を参照用の光とし
てこの光導波路の通過光と干渉させる方式の圧力
センサである。光導波路の、光の波長のオーダー
の変化に対応して圧力変化を検出するこのような
圧力センサは、原理的には非常に高感度の圧力測
定を可能ならしめるが、参照用の光の光路長が温
度変化などにより微少変化しても大きな影響を受
けることが欠点である。参照用の光の光路と光導
波路を同じ温度環境においても両者の温度特性の
違いから光路長の変化に差が生じ問題の解決には
ならず、これまでは、両者を共に一定温度に保つ
以外この装置の実用化は不可能であつた。
本発明の目的は光の干渉を利用した光学式圧力
センサの、上記のような欠点を排除して、事実上
温度変化の影響を受けることない光学的圧力セン
サを提供することにある。
センサの、上記のような欠点を排除して、事実上
温度変化の影響を受けることない光学的圧力セン
サを提供することにある。
以上の目的のため本発明による光学的圧力セン
サは、受光端が共通で光導出端が独立、かつ互い
に接近している２個の光導波路が表面に設けら
れ、これら２個の光導波路のそれぞれの直下に、
板厚を局部的に薄くすることによつて形成された
同じ形状寸法の感圧ダイアフラムを有する光導波
路形成基板と、上記２個の光導波路の共通の受光
端に光源よりの光を導く入力光用光フアイバー
と、受光面が上記２個の光導波路の光導出端との
間に所定の間隙を有し、上記２個の光導波路から
別々に導出される光を共通に受光して外部に出力
する出力光用光フアイバーを有し、上記２個の光
導波路のそれぞれの直下に形成された上記ダイア
フラムのうち一方のダイアフラムにのみ被測定圧
力を伝達する手段が設けられている。
サは、受光端が共通で光導出端が独立、かつ互い
に接近している２個の光導波路が表面に設けら
れ、これら２個の光導波路のそれぞれの直下に、
板厚を局部的に薄くすることによつて形成された
同じ形状寸法の感圧ダイアフラムを有する光導波
路形成基板と、上記２個の光導波路の共通の受光
端に光源よりの光を導く入力光用光フアイバー
と、受光面が上記２個の光導波路の光導出端との
間に所定の間隙を有し、上記２個の光導波路から
別々に導出される光を共通に受光して外部に出力
する出力光用光フアイバーを有し、上記２個の光
導波路のそれぞれの直下に形成された上記ダイア
フラムのうち一方のダイアフラムにのみ被測定圧
力を伝達する手段が設けられている。
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は本実施例の構成を示す平面図、第２
図は本実施例の構成を示す斜視図である。光源１
から入力光導入用の光フアイバー２を通じて、受
圧板３の表面に設けられた光導波路５Ｓおよび５
Ｒの共通の受光部５に導入される。光導波路５，
５Ｓおよび５Ｒはニオブ酸リチウム製の光導波路
形成基板３の表面に、拡散法によりチタンを拡散
させて形成する。その形状は、両図に示す通り
で、受光部５から対称的に２本の光導波路５Ｓと
５Ｒにわかれ、一定の長さ平行した後再び互に接
近し、受光部５の反対側に、それぞれ独立して通
過光の出力端を有している。光導波路５Ｓおよび
５Ｒの直線部分の直下に、光導波路形成基板３の
裏側から、光導波路の形成されている表面部分に
所定の厚さを残してそれぞれ２個の円孔を穿ちダ
イアフラム８Ｓと８Ｒを形成する。光導波路形成
基板３は支持台４に固着されている。この支持台
４には、上記のダイアフラム８Ｓと８Ｒに対応す
る個所に円孔が穿たれており、さらに、一方のダ
イアフラム８Ｓに対応する孔には、そのダイアフ
ラム８Ｓに被測定圧力を導くための圧力導入ポー
ト９が設けられている。第４図は光導波路の部分
を第１図の直線Ｌ―L′に沿つて切断した断面図
で、光導波路５Ｓの通つている方のダイアフラム
８Ｓにだけ被測定圧力が圧力導入ポート９を通し
て導入されるようになつており、他方のダイアフ
ラム８Ｒは大気に開放されている。一方、光導波
路形成基板上に設けられた光導波路Ｓおよび５Ｒ
のそれぞれの光導出端より出力される光は、先端
の受光面を上記光導波路の終端部との間に所定の
間隙を設けて、基台４に固定した光出力用光フア
イバー６により、光―電気信号変換装置７に導か
れる。以上の構成において、圧力導入ポートを通
じて被測定圧力、例えば音圧のように時間的に微
少振動する圧力がダイアフラム８Ｓに加えられる
と、ダイアフラム８Ｓの変形を通じて光導波路５
Ｓの光路長が変動し、この光導波路８Ｓより出力
される光と光導波路８Ｒより出力される光とが干
渉してできる干渉縞が、音圧の変動に対応して光
出力用光フアイバーの受光面上で揺動し、それに
従つて光―電気信号変換装置７の入力光の強度が
変化する。この信号は電気信号の変動として検知
され、音圧振幅、強度変化、周波数などが測定さ
れる。
る。第１図は本実施例の構成を示す平面図、第２
図は本実施例の構成を示す斜視図である。光源１
から入力光導入用の光フアイバー２を通じて、受
圧板３の表面に設けられた光導波路５Ｓおよび５
Ｒの共通の受光部５に導入される。光導波路５，
５Ｓおよび５Ｒはニオブ酸リチウム製の光導波路
形成基板３の表面に、拡散法によりチタンを拡散
させて形成する。その形状は、両図に示す通り
で、受光部５から対称的に２本の光導波路５Ｓと
５Ｒにわかれ、一定の長さ平行した後再び互に接
近し、受光部５の反対側に、それぞれ独立して通
過光の出力端を有している。光導波路５Ｓおよび
５Ｒの直線部分の直下に、光導波路形成基板３の
裏側から、光導波路の形成されている表面部分に
所定の厚さを残してそれぞれ２個の円孔を穿ちダ
イアフラム８Ｓと８Ｒを形成する。光導波路形成
基板３は支持台４に固着されている。この支持台
４には、上記のダイアフラム８Ｓと８Ｒに対応す
る個所に円孔が穿たれており、さらに、一方のダ
イアフラム８Ｓに対応する孔には、そのダイアフ
ラム８Ｓに被測定圧力を導くための圧力導入ポー
ト９が設けられている。第４図は光導波路の部分
を第１図の直線Ｌ―L′に沿つて切断した断面図
で、光導波路５Ｓの通つている方のダイアフラム
８Ｓにだけ被測定圧力が圧力導入ポート９を通し
て導入されるようになつており、他方のダイアフ
ラム８Ｒは大気に開放されている。一方、光導波
路形成基板上に設けられた光導波路Ｓおよび５Ｒ
のそれぞれの光導出端より出力される光は、先端
の受光面を上記光導波路の終端部との間に所定の
間隙を設けて、基台４に固定した光出力用光フア
イバー６により、光―電気信号変換装置７に導か
れる。以上の構成において、圧力導入ポートを通
じて被測定圧力、例えば音圧のように時間的に微
少振動する圧力がダイアフラム８Ｓに加えられる
と、ダイアフラム８Ｓの変形を通じて光導波路５
Ｓの光路長が変動し、この光導波路８Ｓより出力
される光と光導波路８Ｒより出力される光とが干
渉してできる干渉縞が、音圧の変動に対応して光
出力用光フアイバーの受光面上で揺動し、それに
従つて光―電気信号変換装置７の入力光の強度が
変化する。この信号は電気信号の変動として検知
され、音圧振幅、強度変化、周波数などが測定さ
れる。
以上の説明から明らかなように、本発明による
光学式圧力センサでは、ダミーの光導波路として
の光導波路５Ｒは、音圧測定用の光導波路５Ｓと
同一の基板上に形成されており、しかも、光導波
路５Ｒの下にも同じ形状のダミーのダイアフラム
が形成されているので、両光導波路の物理的環境
は、片方に被測定圧力が導入されているようにな
つていることを除き同一である。従つて、周囲温
度の変化によつて光導波路の長さに微少な伸縮が
生じても、それによる影響は互に相殺される。こ
のようにして、本発明により、温度変化の影響を
受けることのない光学式圧力センサが実現され
る。
光学式圧力センサでは、ダミーの光導波路として
の光導波路５Ｒは、音圧測定用の光導波路５Ｓと
同一の基板上に形成されており、しかも、光導波
路５Ｒの下にも同じ形状のダミーのダイアフラム
が形成されているので、両光導波路の物理的環境
は、片方に被測定圧力が導入されているようにな
つていることを除き同一である。従つて、周囲温
度の変化によつて光導波路の長さに微少な伸縮が
生じても、それによる影響は互に相殺される。こ
のようにして、本発明により、温度変化の影響を
受けることのない光学式圧力センサが実現され
る。
なお、以上説明した実施例は、特に音圧のよう
に時間的にはげしく変動する圧力の測定に便利な
実施例であるが、静的な圧力ないしは圧力変動を
測定するに際して、圧力の変化方向、即ち、加圧
変化が減圧変化かを検知する必要のある場合には
次のように変形実施することもできる。即ち、第
３図に示すように、光導波路８Ｓ，８Ｒから出力
される光の受光部に、３本の光出力用光フアイバ
ー６ａ，６ｂおよび６ｃを設けることにより、干
渉縞の移動方向を検知して圧力が増大したか減少
したかを知ることができる。
に時間的にはげしく変動する圧力の測定に便利な
実施例であるが、静的な圧力ないしは圧力変動を
測定するに際して、圧力の変化方向、即ち、加圧
変化が減圧変化かを検知する必要のある場合には
次のように変形実施することもできる。即ち、第
３図に示すように、光導波路８Ｓ，８Ｒから出力
される光の受光部に、３本の光出力用光フアイバ
ー６ａ，６ｂおよび６ｃを設けることにより、干
渉縞の移動方向を検知して圧力が増大したか減少
したかを知ることができる。
第１図および第２図は本発明実施例の構成を示
す、それぞれ、平面図および斜視面である。第３
図は本発明の他の実施例の構成を示す図である。
第４図は、本発明実施例の２つのダイアフラムを
横断する面に沿つた断面図である。 １……光源、２……入力光用光フアイバー、３
……光導波路形成基板、４……支持台、５，５
Ｓ，５Ｒ……光導波路、６，６ａ，６ｂ，６ｃ…
…出力光用光フアイバー、７……光―電気信号変
換装置、９……圧力導入ポート。
す、それぞれ、平面図および斜視面である。第３
図は本発明の他の実施例の構成を示す図である。
第４図は、本発明実施例の２つのダイアフラムを
横断する面に沿つた断面図である。 １……光源、２……入力光用光フアイバー、３
……光導波路形成基板、４……支持台、５，５
Ｓ，５Ｒ……光導波路、６，６ａ，６ｂ，６ｃ…
…出力光用光フアイバー、７……光―電気信号変
換装置、９……圧力導入ポート。
Claims (1)
- １ 受光端が共通の光源より受光し得るように配
置され、光導出端が独立、かつ、互いにその導出
光が有効に干渉し得るよう接近している２個の光
導波路が表面に設けられ、これら２個の光導波路
のそれぞれの直下に、板厚を局部的に薄くするこ
とによつて形成された同じ形状寸法の感圧ダイア
フラムを有する光導波路形成基板と、上記２個の
光導波路のそれぞれの直下に形成された上記ダイ
アフラムのうち、一方のダイアフラムにのみ被測
定圧力を伝達するための圧力伝達手段とから成る
光学式圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17289482A JPS5961735A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 光学式圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17289482A JPS5961735A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 光学式圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5961735A JPS5961735A (ja) | 1984-04-09 |
| JPH0115008B2 true JPH0115008B2 (ja) | 1989-03-15 |
Family
ID=15950298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17289482A Granted JPS5961735A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 光学式圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5961735A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS637340U (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-19 |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP17289482A patent/JPS5961735A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5961735A (ja) | 1984-04-09 |
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