JPH03152470A - 表示機能付き振動センサ - Google Patents
表示機能付き振動センサInfo
- Publication number
- JPH03152470A JPH03152470A JP29126389A JP29126389A JPH03152470A JP H03152470 A JPH03152470 A JP H03152470A JP 29126389 A JP29126389 A JP 29126389A JP 29126389 A JP29126389 A JP 29126389A JP H03152470 A JPH03152470 A JP H03152470A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- elastic body
- flat plate
- reflecting films
- light
- 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.)
- Pending
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 title abstract 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光学的干渉法により振動量を光の強度変化に
変換して検出して可視化する表示機能を備えた振動セン
サに関する。
変換して検出して可視化する表示機能を備えた振動セン
サに関する。
従来、測定物の振動状態を検出する振動センサは、検出
した振動を通常センサから電気信号に変換し、コードを
介して電気信号装置へ送られるため、コード部を持つ構
造となっており、センサ自体に表示機能を持っていない
。また、振動を検出し、直接１表示する表示機能を備え
た振動センサは、米国特許第４０６８１３号に記載のよ
うに、あるレベル以上の振動状態で反応し発色するよう
になっていた。
した振動を通常センサから電気信号に変換し、コードを
介して電気信号装置へ送られるため、コード部を持つ構
造となっており、センサ自体に表示機能を持っていない
。また、振動を検出し、直接１表示する表示機能を備え
た振動センサは、米国特許第４０６８１３号に記載のよ
うに、あるレベル以上の振動状態で反応し発色するよう
になっていた。
上記従来技術は、コード部を持つ振動センサの場合、計
測及び取り扱いの点について考慮がされておらず、振動
検出後の振動量の出力には変換器や表示器など他の装置
を必要とし、そのためコードが多く取り扱いがわずられ
しく、構成が複雑で大きくなりすぎるという問題があっ
た。一方、振動を検出し、直接、表示する表示機能を備
えた振動センサの場合は、振動状態の時間的変化の点に
ついて考慮されておらず、あるレベル以上の振動を受け
ると二種の物質が化学反応を起こして発色するため、そ
の反応は不可逆的であり、あるレベル以上の振動を受け
たことの証拠を残すものであり、振動状態をリアルタイ
ムでとらえることばできなかった。
測及び取り扱いの点について考慮がされておらず、振動
検出後の振動量の出力には変換器や表示器など他の装置
を必要とし、そのためコードが多く取り扱いがわずられ
しく、構成が複雑で大きくなりすぎるという問題があっ
た。一方、振動を検出し、直接、表示する表示機能を備
えた振動センサの場合は、振動状態の時間的変化の点に
ついて考慮されておらず、あるレベル以上の振動を受け
ると二種の物質が化学反応を起こして発色するため、そ
の反応は不可逆的であり、あるレベル以上の振動を受け
たことの証拠を残すものであり、振動状態をリアルタイ
ムでとらえることばできなかった。
本発明の目的は、本体のみで振動状態をリアルタイムに
検出し、可視化する表示機能を備えた振動センサを提供
することにある。
検出し、可視化する表示機能を備えた振動センサを提供
することにある。
上記目的を達成するために、本発明は振動をばね−マス
系の変化として検出する手段と、その検出された変化を
光強度に変換するため平行に配置された二枚の反射膜と
、前記反射膜の間に設けられた弾性体とを備え、振動量
を前記反射膜で反射した各反射光相互間の干渉によって
生じる光強度変化により表示するようにした。
系の変化として検出する手段と、その検出された変化を
光強度に変換するため平行に配置された二枚の反射膜と
、前記反射膜の間に設けられた弾性体とを備え、振動量
を前記反射膜で反射した各反射光相互間の干渉によって
生じる光強度変化により表示するようにした。
本発明は、間隔を設けた二枚の平行平板の間で繰り返し
反射を起こすファブリ・ペロー干渉を利用している。フ
ァブリ・ペロー干渉計は、端面に一定の反射膜を施し平
行に配置された二枚の平板と、前記反射膜の間に設けら
れた弾性体とで構成され、前記弾性体が振動を受けて伸
縮することによって前記反射膜間の距離が変化すると、
干渉計からの反射光強度は大きく変化する。それによっ
て、振動量を光の強度変化として検出できるようになる
ので、リアルタイムに可逆的に振動状態を可視化するこ
とができる。
反射を起こすファブリ・ペロー干渉を利用している。フ
ァブリ・ペロー干渉計は、端面に一定の反射膜を施し平
行に配置された二枚の平板と、前記反射膜の間に設けら
れた弾性体とで構成され、前記弾性体が振動を受けて伸
縮することによって前記反射膜間の距離が変化すると、
干渉計からの反射光強度は大きく変化する。それによっ
て、振動量を光の強度変化として検出できるようになる
ので、リアルタイムに可逆的に振動状態を可視化するこ
とができる。
以下１本発明の一実施例を第１図、第２図、第３図によ
り説明する。第１図は本発明センサの斜視図であり、測
定物１上に、端面に一定の反射膜２ｒ、４ｒをコートし
た光透過性のある平板２゜４（例えばガラス等）の周縁
に弾性体３（例えばシリコーンゴム等）を介して、平板
２，４の反射側端面２ｒ、４ｒを平行に対向させて配置
する構成となっており、弾性体３と平板２，４は各々接
着固定され、全体としてファブリ・ペロー干渉計を形成
している。第２図は干渉計の原理図である。
り説明する。第１図は本発明センサの斜視図であり、測
定物１上に、端面に一定の反射膜２ｒ、４ｒをコートし
た光透過性のある平板２゜４（例えばガラス等）の周縁
に弾性体３（例えばシリコーンゴム等）を介して、平板
２，４の反射側端面２ｒ、４ｒを平行に対向させて配置
する構成となっており、弾性体３と平板２，４は各々接
着固定され、全体としてファブリ・ペロー干渉計を形成
している。第２図は干渉計の原理図である。
平板２の反射側端面２ｒと平板４の反射側端面４ｒを長
さＱの間隔をもつ２平行に対向させて構成し、その干渉
特性は反射膜２ｒ、４ｒの反射率Ｒ９干渉距離α９反射
膜２ｒ、４．ｒ間の媒質の屈折率ｎ、入射光重、の波長
λ、及び、屈折角θに依存する。光源からの光重、は二
つの反射膜間で何回も反射されるので、反射のたびにそ
の一部が外へ逃げていく、平板４に戻ってくる光重、の
強度Ｉ、／１．は。
さＱの間隔をもつ２平行に対向させて構成し、その干渉
特性は反射膜２ｒ、４ｒの反射率Ｒ９干渉距離α９反射
膜２ｒ、４．ｒ間の媒質の屈折率ｎ、入射光重、の波長
λ、及び、屈折角θに依存する。光源からの光重、は二
つの反射膜間で何回も反射されるので、反射のたびにそ
の一部が外へ逃げていく、平板４に戻ってくる光重、の
強度Ｉ、／１．は。
４ πｎ Ｑｃｏｓθ
λ
で表わされ、第３図に示すように、反射膜間の距離Ｑに
よりλ／２の周期関数波形で変化する。
よりλ／２の周期関数波形で変化する。
そこで、第１図に示すように構成されたファブリ・ペロ
ー干渉計において、弾性体３の厚さを調整して反射膜２
ｒと４ｒの間に所定の間隔を形成し、反射膜間の距離が
最適な干渉距離αになるように設定する。第４図に示す
ように測定物１の振動を弾性体３とマスを兼ねた平板４
のばね−マス系に受け、マスに生じる力により弾性体２
が伸縮し、反射膜２ｒと４ｒとの間隔、すなわち、干渉
距離Ｑが変化する。これにより、第３図に示すように、
平板４に戻ってくる光Ｉｒの強度Ｉ 、／ Ｉ。
ー干渉計において、弾性体３の厚さを調整して反射膜２
ｒと４ｒの間に所定の間隔を形成し、反射膜間の距離が
最適な干渉距離αになるように設定する。第４図に示す
ように測定物１の振動を弾性体３とマスを兼ねた平板４
のばね−マス系に受け、マスに生じる力により弾性体２
が伸縮し、反射膜２ｒと４ｒとの間隔、すなわち、干渉
距離Ｑが変化する。これにより、第３図に示すように、
平板４に戻ってくる光Ｉｒの強度Ｉ 、／ Ｉ。
が変化し、平板４の端面における光の強度変化から振動
量を把握することができる。また、本発明のセンサの感
度は、第３図に示すように、反射膜２ｒ及び４ｒの反射
率により変化させることができる。すなわち、反射率を
高くすれば敏感に、低くすれば鈍感に振動を検出する。
量を把握することができる。また、本発明のセンサの感
度は、第３図に示すように、反射膜２ｒ及び４ｒの反射
率により変化させることができる。すなわち、反射率を
高くすれば敏感に、低くすれば鈍感に振動を検出する。
さらに弾性体３の剛性を変えることにより振動による弾
性体の伸縮量が変化するので、検出可能な振動レベルの
範囲が変化する。本実施例によれば、測定物１の振動に
伴い、平板４の端面における光強度が変化し、この明暗
変化から測定物１の振動状態をリアルタイムで可視化で
き、また、反射膜２ｒ及び４ｒの反射率、弾性体３の剛
性を変えることにより、測定物１の振動状態や目的に応
じて、センサ感度。
性体の伸縮量が変化するので、検出可能な振動レベルの
範囲が変化する。本実施例によれば、測定物１の振動に
伴い、平板４の端面における光強度が変化し、この明暗
変化から測定物１の振動状態をリアルタイムで可視化で
き、また、反射膜２ｒ及び４ｒの反射率、弾性体３の剛
性を変えることにより、測定物１の振動状態や目的に応
じて、センサ感度。
振動検出レベルを設定することができる。という効果が
ある。
ある。
次に、光源について説明する。
光源は、レーザ光に限らず白色光を用いることもできる
９例えば、第１図で反射膜４ｒをコートした平板４のか
わりに干渉フィルタを用いると、光源からの光は干渉フ
ィルタを通ることにより単色化され、干渉フィルタと平
板２の反射側端面２ｒとの間でくり返し反射干渉をし、
振動に応じて干渉フィルタの端面で光の強度が変化する
。あるいは、弾性体３の厚さ、及び、剛性を調整するこ
とにより、反射膜２ｒと４ｒとの間隔、すなわち、干渉
距離Ｑを数μｍに保つことにより、白色光でも、くり返
し反射干渉がおき、振動に応じて平板４の端面における
干渉縞に変化する。本実施例によれば、レーザ光等の特
別の光源を用いずに、白色光でも、測定物１の振動状態
をリアルタイムで可視化できるという効果がある。
９例えば、第１図で反射膜４ｒをコートした平板４のか
わりに干渉フィルタを用いると、光源からの光は干渉フ
ィルタを通ることにより単色化され、干渉フィルタと平
板２の反射側端面２ｒとの間でくり返し反射干渉をし、
振動に応じて干渉フィルタの端面で光の強度が変化する
。あるいは、弾性体３の厚さ、及び、剛性を調整するこ
とにより、反射膜２ｒと４ｒとの間隔、すなわち、干渉
距離Ｑを数μｍに保つことにより、白色光でも、くり返
し反射干渉がおき、振動に応じて平板４の端面における
干渉縞に変化する。本実施例によれば、レーザ光等の特
別の光源を用いずに、白色光でも、測定物１の振動状態
をリアルタイムで可視化できるという効果がある。
本発明の他の実施例を第５図、第６図、第７図。
第８図により説明する。測定物１上に実施例１゜２で示
した本発明センサを上部より平板４における光の強度分
布が認識できるように配置し、接着等により取り付ける
。この場合、本発明センサを測定物に取り付ける方法と
しては、表面を無反射コートした粘着シートに本センサ
を複数個、平面上に接着、または、埋めこみ等により取
り付け、一体化してシート状にし、測定物の形状にあわ
せ本シートを切り、測定物１上に粘着させることも可能
である。第５図は第１図で示した構成からなる本発明セ
ンサを粘着シートに複数個取り付け、シート状にしたと
きの斜視図であり、第６図は同様のセンサを粘着シート
内に複数個埋めこみシート状にしたときの斜視図である
。さらに、第７図に示すように１表面に一定の反射膜を
コートした平板２を一体化した一枚の平板としての上に
弾性体３、及び、反射膜をコートした平板４を固着し、
これを測定物上に接着させてもよい。仮りに中央部と周
辺部が腹となり円環状の節をもつ振動モードで振動して
いる測定物１上に本センサを複数個取り付けたとすると
、第８図に示すように、振動量に応じた平板４の端面に
おける光の強度差、明暗差によりそのモードを認識する
ことができる。
した本発明センサを上部より平板４における光の強度分
布が認識できるように配置し、接着等により取り付ける
。この場合、本発明センサを測定物に取り付ける方法と
しては、表面を無反射コートした粘着シートに本センサ
を複数個、平面上に接着、または、埋めこみ等により取
り付け、一体化してシート状にし、測定物の形状にあわ
せ本シートを切り、測定物１上に粘着させることも可能
である。第５図は第１図で示した構成からなる本発明セ
ンサを粘着シートに複数個取り付け、シート状にしたと
きの斜視図であり、第６図は同様のセンサを粘着シート
内に複数個埋めこみシート状にしたときの斜視図である
。さらに、第７図に示すように１表面に一定の反射膜を
コートした平板２を一体化した一枚の平板としての上に
弾性体３、及び、反射膜をコートした平板４を固着し、
これを測定物上に接着させてもよい。仮りに中央部と周
辺部が腹となり円環状の節をもつ振動モードで振動して
いる測定物１上に本センサを複数個取り付けたとすると
、第８図に示すように、振動量に応じた平板４の端面に
おける光の強度差、明暗差によりそのモードを認識する
ことができる。
第８図は測定物１上に本発明センサを複数個取り付け、
測定物１のモードを上方から見た図であり、ドツトの数
により光強度を表わしている。すなわち、ドツトの多い
部分は暗く、ドツトの少ない部分は明るいとする。第５
図、第６図、第７図、第８図では、本発明センサを規則
正しくマトリクス状に配したが、これをランダムに配し
てモードを認識することも可能である０本実施例によれ
ば。
測定物１のモードを上方から見た図であり、ドツトの数
により光強度を表わしている。すなわち、ドツトの多い
部分は暗く、ドツトの少ない部分は明るいとする。第５
図、第６図、第７図、第８図では、本発明センサを規則
正しくマトリクス状に配したが、これをランダムに配し
てモードを認識することも可能である０本実施例によれ
ば。
測定物１上に複数個を配置することにより、固有振動状
態における振動モードが光の強度分布、明暗差から他の
表示装置等を用いずに認識できる。
態における振動モードが光の強度分布、明暗差から他の
表示装置等を用いずに認識できる。
また、振動の変化に応じて表示状態が変化するため、振
動の途中経過も認識できるという効果がある。さらに、
シート状にすることにより、生産性や使いやすさの点で
一層の効果がある。
動の途中経過も認識できるという効果がある。さらに、
シート状にすることにより、生産性や使いやすさの点で
一層の効果がある。
本発明によれば、振動に追従して、振動量の大きさが光
の強度、明暗変化としてリアルタイムで表示されるので
、可逆的に振動センサを使用することが可能である０例
えば、固有モード毎の振動量の違いが一つの振動センサ
で認識でき、さらに、振動の加わる途中経過をも認識で
きるなどの効果がある。
の強度、明暗変化としてリアルタイムで表示されるので
、可逆的に振動センサを使用することが可能である０例
えば、固有モード毎の振動量の違いが一つの振動センサ
で認識でき、さらに、振動の加わる途中経過をも認識で
きるなどの効果がある。
また、表示機能がセンサ内に付いているので。
振動状態を認識しやすく、かつ、１気信号などに変換し
ていないため他の計測装置を必要とせず単体で振動状態
が計測でき、他の計測装置との中介を行うコードのわず
られしさが無いなどの効果がある。
ていないため他の計測装置を必要とせず単体で振動状態
が計測でき、他の計測装置との中介を行うコードのわず
られしさが無いなどの効果がある。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は本発明で
用いるファブリ・ペロー干渉計の原理図、第３図はファ
ブリ・ペロー干渉計における干渉距離と光強度との関係
の説明図、第４図は本発明で用いるばね−マス系の説明
図、第５図、第６図。 第７図は本発明センサを平面上に複数個配しシート状に
した場合の斜視図、第８図は第三の実施例におけるモー
ド表示の平面図である。 １・・・測定物、２・・・光透過性のある平板、２ｒ・
・・反射膜、３・・・弾性体、４・・・光透過性のある
平板、■ ？ 口 箋 図 干渉距離ノ 巣 図 ■ 国 １・・調定動 冨１ 図 第 図
用いるファブリ・ペロー干渉計の原理図、第３図はファ
ブリ・ペロー干渉計における干渉距離と光強度との関係
の説明図、第４図は本発明で用いるばね−マス系の説明
図、第５図、第６図。 第７図は本発明センサを平面上に複数個配しシート状に
した場合の斜視図、第８図は第三の実施例におけるモー
ド表示の平面図である。 １・・・測定物、２・・・光透過性のある平板、２ｒ・
・・反射膜、３・・・弾性体、４・・・光透過性のある
平板、■ ？ 口 箋 図 干渉距離ノ 巣 図 ■ 国 １・・調定動 冨１ 図 第 図
Claims (1)
- １、測定物の振動をばね−マス系の変化として検出する
手段と、その検出された変化を光強度に変換するため平
行に配置された二枚の反射膜と、前記反射膜の間に設け
られた弾性体とを備え、前記反射膜で反射した各反射光
相互の干渉によつて生じる光強度変化により振動量を表
示したことを特徴とする表示機能付き振動センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29126389A JPH03152470A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 表示機能付き振動センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29126389A JPH03152470A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 表示機能付き振動センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03152470A true JPH03152470A (ja) | 1991-06-28 |
Family
ID=17766604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29126389A Pending JPH03152470A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 表示機能付き振動センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03152470A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011527755A (ja) * | 2008-07-10 | 2011-11-04 | ノースロップ グラマン ガイダンス アンド エレクトロニクス カンパニー，インコーポレーテツド | 光ファイバ音響センサアレイ用プッシュプル二波長ファブリペロセンサ |
-
1989
- 1989-11-10 JP JP29126389A patent/JPH03152470A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011527755A (ja) * | 2008-07-10 | 2011-11-04 | ノースロップ グラマン ガイダンス アンド エレクトロニクス カンパニー，インコーポレーテツド | 光ファイバ音響センサアレイ用プッシュプル二波長ファブリペロセンサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4926696A (en) | Optical micropressure transducer | |
| US6674928B2 (en) | Optical sensing device containing fiber Bragg gratings | |
| US5682236A (en) | Remote measurement of near-surface physical properties using optically smart surfaces | |
| US4293188A (en) | Fiber optic small displacement sensor | |
| CN104483008B (zh) | 一种光纤光栅三维振动传感器 | |
| US7164479B2 (en) | Optical displacement sensor | |
| JPH021251B2 (ja) | ||
| JPH0231113A (ja) | 干渉計センサ及び干渉計装置における該センサの使用 | |
| CN104603592A (zh) | Mems光学传感器 | |
| FR2807512A1 (fr) | Inclinometre a reseau de bragg | |
| JPH03152470A (ja) | 表示機能付き振動センサ | |
| US5521884A (en) | Vibrating element transducer | |
| EP0134487A2 (en) | Coherent radiation detecting apparatus | |
| CN206804690U (zh) | 一种高灵敏度的单保偏光纤干涉式加速度传感系统 | |
| CN1323980A (zh) | 一种基于楔形法布里－珀罗干涉滤光片的光波长测量技术 | |
| US7460243B2 (en) | Measuring apparatus sensitive to rotational but not translational or vibrational movement | |
| JP3354698B2 (ja) | 平面度測定装置 | |
| CN219319644U (zh) | 微压力传感器 | |
| JPH0215808B2 (ja) | ||
| JPH01277000A (ja) | 音響センサ | |
| JPH01265128A (ja) | 振動検出器 | |
| JPS6279319A (ja) | 光フアイバを用いた音場可視化装置 | |
| GB2176284A (en) | Device for detecting displacement | |
| De Brabander | Integrated optical interferometers with micromachined diaphragms for pressure sensing | |
| JPS6013451B2 (ja) | 反射基準板 |