JPH04329324A - 光センサおよび該光センサを用いた光学的測定方法 - Google Patents

光センサおよび該光センサを用いた光学的測定方法

Info

Publication number
JPH04329324A
JPH04329324A JP4044816A JP4481692A JPH04329324A JP H04329324 A JPH04329324 A JP H04329324A JP 4044816 A JP4044816 A JP 4044816A JP 4481692 A JP4481692 A JP 4481692A JP H04329324 A JPH04329324 A JP H04329324A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
light
optical sensor
measured
optical
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.)
Withdrawn
Application number
JP4044816A
Other languages
English (en)
Inventor
Guillaume Pierre
ギルム・ピエール
Michel Jurczyszyn
ミッシェル・ジオーチッツェン
Andre Tardy
アンドレ・ターディー
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.)
Fragema
Original Assignee
Fragema
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 Fragema filed Critical Fragema
Publication of JPH04329324A publication Critical patent/JPH04329324A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
    • G01L1/243—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using means for applying force perpendicular to the fibre axis
    • G01L1/245—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using means for applying force perpendicular to the fibre axis using microbending
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35338—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using other arrangements than interferometer arrangements
    • G01D5/35354—Sensor working in reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/3537—Optical fibre sensor using a particular arrangement of the optical fibre itself
    • G01D5/35377—Means for amplifying or modifying the measured quantity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Optical Transform (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、圧力センサまたは差
動圧力センサ等の光センサおよび該光センサを用いた光
学的測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】爆発の危険がある環境や、測定が電磁波
の影響を受けるような場所において、流体の圧力などの
物理的パラメータの測定を行う場合、電流を用いない測
定を行うために、光学的な手段を用いて測定を行うこと
が好ましい。これらの測定を行う場合、測定量の変化に
ともないセンサを透過する光の変調または減衰が起こる
ような光センサが利用される。
【０００３】特に、支持部材と、光ファイバと、支持部
材に取り付けられ、測定される物理量の変化により動作
する少なくとも一つの可動素子とを備えている光センサ
が知られている。波状の形状を有する光ファイバとその
長さ方向に接触している作用表面を有する可動素子を動
かすことにより、測定される物理量の瞬間値に関連する
振幅を有する波状に光ファイバを変形させることができ
る。
【０００４】光ファイバの一端において供給された光は
、光ファイバを伝搬し、他端において、光の強度および
減衰量が測定される。この減衰量は、可動素子による光
ファイバの波状変形の振幅、つまり、測定される物理量
の値に依存する。ここで、物理量とは応力、圧力または
温度等である。
【０００５】この測定原理を利用している装置には、例
えば、光学系の応力計量器として、応力が加えられる支
持部材に取り付けられている２つの可動素子と、光ファ
イバが間に設けられている２つのピンとを有するものが
知られている。その支持部材が歪むと、それに応じて可
動素子が動き、ピンを介して光ファイバが変形する。こ
の場合、光ファイバが変形することにより、その歪の振
幅、つまり、支持部材における応力の測定がなされる。
【０００６】また、応力、温度あるいは圧力等の物理的
、あるいは機械的な量を測定する装置として、光ファイ
バを変形させるために、光ファイバの２つの外表面に接
触している波状の表面を有する可動素子が取り付けられ
ている支持部材を有するものが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の計量器またはセンサは、小型で安定した構造ではな
く、工業用装置において効果的に用いることができなか
った。さらに、これらの計量器またはセンサ（特に圧力
測定用センサ）を用いた測定においては、測定感度が悪
く、再現性がないという問題があった。この発明は、上
述した事情に鑑みてなされたもので、簡単、小型で、感
度のよい光センサおよびその光センサを用いた光学的測
定方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項１記載の発明による光センサは、支持
部材（２）と、光が供給され、その減衰量が測定される
光ファイバ（１５）と、前記支持部材（２）に取り付け
られ、測定される量の変化によって動作し、前記光ファ
イバ（１５）を波状に変形させる第１および第２の可動
素子（９，１０）とを備え、前記支持部材（２）は、固
定された第１および第２の取付部材（６ａ，６ｂ）にそ
れぞれ接触した２つの端部（２ｂ，２ｃ）と、被測定量
の変化に応じて動作する曲がり部材（１６）に接続され
、曲がり変形する中央部（２ａ）とを有する両持ち梁状
部材により構成され、前記第１および第２の可動素子（
９，１０）の作用表面（９ａ，１０ａ）は共に櫛形状で
あり、互いに対向しており、また、その間には、前記光
ファイバ（１５）が設けられるとともに、前記作用表面
（９ａ，１０ａ）が前記光ファイバ（１５）に接触する
ように前記第１および第２の可動素子（９，１０）が前
記支持部材（２）の前記端部（２ｂ，２ｃ）にそれぞれ
固定され、前記第１および第２の可動素子（９，１０）
は、前記支持部材（２）が曲がることにより、前記光フ
ァイバ（１５）に可変の波状変形を与えるように相互的
に動くことを特徴とする。
【０００９】請求項２記載の発明による光センサは、前
記請求項１記載の発明による光センサにおいて、前記曲
がり部材（１６）は、少なくとも一端面に加えられた圧
力に応じて、前記支持部材（２）の前記中央部（２ａ）
に接触している第２の取付部材（１７）の上から推力を
与えるような薄膜から構成されていることを特徴とする
。
【００１０】請求項３記載の発明による光センサは、前
記請求項１、２いずれかに記載の発明による光センサに
おいて、前記第１および第２の可動素子（９，１０）が
それぞれ正弦波状の前記作用表面（９ａ，１０ａ）を有
することを特徴とする。
【００１１】請求項４記載の発明による光センサは、前
記請求項１乃至３いずれかに記載の発明による光センサ
において、前記支持部材（２）の前記端部（２ｂ，２ｃ
）は、前記曲がり部材（１６）の作用方向において、前
記中央部（２ａ）よりも広い幅を有し、かつ、前記第１
および第２の可動素子（９，１０）を取り付けるために
、対向する第１および第２の凹部（７，８）が形成され
ていることを特徴とする。
【００１２】請求項５記載の発明による光センサは、前
記請求項４記載の発明による光センサにおいて、前記第
１の可動素子（９）は、それを取り付けるための前記第
１の凹部（７）の延長方向に設けられたボルト穴の中に
噛み合わされたボルト（１４）を調整することにより、
前記第２の可動素子（１０）の前記作用表面（１０ａ）
の方向へスライド可能に前記第１の凹部（７）に固定さ
れ、前記第２の可動素子（１０）は、前記第２の凹部（
８）に対して直交する方向に締められるボルト（１２）
によって前記第２の凹部（８）内に固定されていること
を特徴とする。
【００１３】請求項６記載の発明による光センサを用い
た光学的測定方法は、前記請求項１乃至５いずれかに記
載の発明による光センサを用い、波長λ１の第１の光と
波長λ２の第２の光により構成されている光を前記光セ
ンサ（１）の前記第１および第２可動素子（９，１０）
の間に設置された前記光ファイバ（１５）の一端から入
射するとともに、測定すべき物理量を前記曲がり部材（
１６）に加え、前記光ファイバ（１５）中を伝搬され、
前記光センサ（１）の入力端の前において、反射により
屈折し、フォトダイオード（３０）の方向に伝搬され、
前記フォトダイオード（３０）において受光された前記
第１の光の強度を測定し、前記光ファイバ（１５）中を
伝搬され、前記測定すべき物理量に応じた振幅を有する
波状に変形された前記光ファイバ（１５）を備えている
前記光センサ（１）を通過した後、反射により屈折し、
前記フォトダイオード（３０）の方向に伝搬され、前記
フォトダイオード（３０）において受光された前記第２
の光の強度を測定し、測定された前記第１の光の強度と
前記第２の光の強度との比を計算することにより前記光
センサ内の波状に変形された前記光ファイバ（１５）に
おける光の減衰量を測定して前記測定すべき物理量の値
を求めることを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明によれば、波長λ１の光と波長λ２の光
とを光ファイバ（１５）の一端から入射するとともに、
測定すべき物理量を曲がり部材（１６）に加えると、波
長λ１の光は、光ファイバ（１５）中を伝搬し、光セン
サ（１）の入力端の前において、反射により屈折し、フ
ォトダイオード（３０）において受光されて、その強度
が測定される。また、波長λ２の光は、光ファイバ（１
５）中を伝搬し、可動素子（９，１０）によって測定す
べき物理量に応じて変形された光ファイバ（１５）を通
過した後、反射により屈折し、フォトダイオード（３０
）において受光されて、その強度が測定される。したが
って、測定された波長λ１の光の強度と波長λ２の光の
強度との比を計算することにより、光センサ内の波状に
変形された光ファイバ（１５）における光の減衰量を測
定して測定すべき物理量の値を求める。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
による光センサおよびこの光センサを用いた光学的測定
方法について説明する。
【００１６】図１はこの発明による圧力センサを構成す
る光センサ１の構造断面図である。この光センサ１のセ
ンサ本体４内部には、中央部２ａと２つの端部２ｂ，２
ｃとから構成されている両持ち梁状の支持部材２が設け
られて、その端部２ｂ，２ｃの厚さは中央部２ａよりも
厚い。そして、その支持部材２の端部２ｂ，２ｃは、セ
ンサ本体４の段部５ａおよび５ｂに設けられている各々
取付部６ａおよび６ｂに固定されている。
【００１７】また、支持部材２の端部２ｂおよび２ｃの
対向した面には、金属板によって形成された２つの板状
で、櫛形の可動素子９および１０を取り付けるために、
スリット状の凹部７および８が機械加工されている。さ
らに、端部２ｃには、その側面から凹部８へ横方向にボ
ルト穴が貫通しており、ボルト１２が可動素子１０を固
定するために締められている。一方、端部２ｂには、そ
の上面から凹部７へボルト穴が貫通しており、ボルト１
４を締めることにより、対向する可動素子１０の方向に
可動素子９を調整することができる。
【００１８】また、図１に示すセンサ本体４には、金属
の薄膜１６が形成されており、また、支持部材２の中央
部２ａで、かつ、可動素子９，１０が設置されている側
とは反対側には、堅いロッド状の取付部１７が支持部材
２の中央部２ａに接触するようにして設けられている。
【００１９】次に、図２に可動素子９，１０の正面図を
示す。図に示されているように、可動素子９および１０
には、互いに２分の１周期異なる正弦波形状の作用表面
９ａおよび１０ａが形成されており、互いに噛み合うよ
うに配置されている。また、光ファイバ１５は可動素子
９および１０の各々作用表面９ａおよび１０ａの間に設
置されており、その長さ方向の外表面に沿って正弦波状
の各々作用表面９ａおよび１０ａに接触している。この
場合、ボルト１４によって可動素子９の位置調整をする
ことにより、光ファイバ１５を両作用表面９ａ，１０ａ
に接触させることができるとともに、作用表面９ａ，１
０ａ間に設置されている光ファイバ１５を波状に変形さ
せ、しかも、所定の圧力で締め付けることができる。
【００２０】この発明による光センサ１の各可動素子９
，１０は、幅Ｌが１０ｍｍ、高さＨが５ｍｍおよび厚さ
が１ｍｍの板により形成されており、それらの一端面に
は、各々、周期Ｐが１．５ｍｍで振幅Ａが０．１ｍｍの
正弦波形状の作用表面９ａおよび１０ａが形成されてい
る。また、光ファイバ１５は、１００／１４０μｍのマ
ルチモード光ファイバであり、可動素子９，１０の作用
表面９ａと１０ａとに間に設置されるため、光ファイバ
１５には、多数の微小カーブが形成される。その場合、
光ファイバ１５の微小カーブの振幅は約１０μｍになる
ように調整され、その正弦波状変形の周期は光ファイバ
１５のモード間のビート長に等しくなるように選ばれる
。つまり、この光ファイバ１５の変形により、光ファイ
バ１５の導波モードから非導波モードへのエネルギ結合
が起こり、その結果、光エネルギが減衰する。
【００２１】ところで、矢印１９が示すように、圧力が
薄膜１６の外側面に加えられた場合、薄膜１６は変形し
、パワーは矢印１８の方向、つまり、可動素子９，１０
および光ファイバ１５の軸に垂直な方向に沿って取付部
１７に伝達される。そのとき、支持部材２の中央部２ａ
は曲がり変形し、両端部２ｂ，２ｃはセンサ本体４に押
しつけられる。そして、支持部材２の中央部２ａが曲が
り変形するにともない、端部２ｂ，２ｃ、可動素子９，
１０およびそれらの正弦波状の作用表面９ａ，１０ａが
動く。この相対的動作により、光ファイバ１５の微小カ
ーブによる変形に変化が生じる。すなわち、図１の場合
、両持ち梁状の支持部材２の曲がりは、作用表面９ａと
１０ａとが離れる前後の状態における光ファイバ１５の
微小カーブの変形度の減少として現れる。
【００２２】図３は本発明による光センサ１を用いたシ
ーケンシャル測定装置の概略構成を示している。この測
定装置は、光ファイバ１５等の光ファイバを伝搬する光
の減衰を利用するものであり、上述したように、その光
ファイバ１５は、光センサ１等の光センサの可動の可動
素子９，１０間において、微小カーブによる変形が与え
られているものである。これらの測定は、圧力などの物
理量、光ファイバ１５の微小カーブによる変形、その減
衰量を利用して行われる。ここで、その減衰量は正弦波
状の作用表面９ａ，１０ａを有する可動素子９，１０の
位置に依存するものであるが、可動素子９ａ，１０ａの
絶対位置は、それ自身、測定されるパラメータの値には
依存していない。
【００２３】このシーケンシャル測定装置において、光
ファイバ２３および光ファイバ２４の一端には、各々波
長λ１および波長λ２の光が入射されるように調整され
た発光ダイオード２１および２２がそれぞれ取り付けら
れており、それらの光ファイバ２３，２４の他端は共に
カップラ２０の２つの入力端に接続されている。また、
カップラ２０の出力端には、波長λ１の光と波長λ２の
光とを伝搬させることのできる光ファイバ２５の一端が
接続されており、その他端はカップラ２６の入力端に接
続されている。
【００２４】図１および図２に示す光センサ１を構成す
るマルチモードの光ファイバ１５の一端は、光センサ１
の可動素子９と１０との間に設置されているとともに、
その端部には反射鏡２８が形成されており、その他端は
カップラ２６の一端に接続されている。また、光センサ
１の入力端近傍には、ダイクロイックフィルタ２９が光
ファイバ１５の経路上に設置されており、このダイクロ
イックフィルタ２９は伝搬する波長λ２の光を通過させ
、かつ、波長λ１の光を反射により屈折させることがで
きる。
【００２５】また、上述したカップラ２６には、４つの
チャンネルがあり、それらは光ファイバ１５、光ファイ
バ２５および他の２本の光ファイバのそれぞれの一端と
接続されている。その他の２本の光ファイバの他端は、
それぞれ光信号を受信するフォトダイオード３０および
３１に接続されており、そこで、光信号は電気信号に変
換され、コンピュータ３２に送信される。
【００２６】ところで、発光ダイオード２１，２２から
発せられる波長λ１とλ２との光により構成される光信
号の一部は、カップラ２６によって、直接、フォトダイ
オード３１に伝搬される。そして、これらの信号は、電
気信号に変換され、この電気信号に基づいて、発光ダイ
オード２１，２２で発せられるパワーを制御するように
コンピュータ３２により処理される。
【００２７】一方、波長λ１とλ２との光信号の一部は
、光ファイバ１５によって光センサ１にも伝搬される。 この場合、波長λ１の光信号の一部は、ダイクロイック
フィルタ２９により反射されることによりフォトダイオ
ード３０に伝搬され、そこで、電気信号に変換された後
、コンピュータ３２に送信される。したがって、光セン
サ１の入力端の前において反射され、光ファイバ１５の
微小カーブによる影響を受けていない光信号のパワーま
たは強度が測定および記憶される。また、波長λ２の信
号は、光センサ１の微小カーブにより変形された光ファ
イバ１５を伝搬した後、反射鏡２８において反射され、
再び光ファイバ１５を逆方向に伝搬してフォトダイオー
ド３０に伝搬される。つまり、この動作により、光セン
サ１において減衰した信号のパワーまたは強度が測定お
よび記憶される。この場合、その光信号の減衰は、波長
λ２の減衰した信号のパワーとダイクロイックフィルタ
２９によって反射された波長λ１の信号のパワーとの比
率により測定される。したがって、この方法を用いれば
、非常に厳密な減衰量の値を求めることができ、しかも
、その値はシーケンシャル測定装置の特質には全く依存
しないものである。
【００２８】以上説明したように、この減衰量の値は測
定される物理量を示すものであり、特に図１および図２
に示す光センサ１の場合は、薄膜１６に加えられる流体
の圧力の値を表す。この場合、光センサ１の応答性は、
供給される光源の光の波長には依存しないため、本発明
による光センサ１は、複数の測定信号を用いて多数の測
定がなされるような装置に適用される。したがって、こ
のような光センサ１は、波長−マルチプレックス化ネッ
トワークに有効である。
【００２９】なお、光センサ１の支持部材２は、上述し
たものと異なる形状にしてもよく、また、その両端部２
ｂ，２ｃにおいて、上述したものと異なる可動素子を異
なる方法で取付および調整してもよい。また、支持部材
２の中央部２ａの断面の大きさは、光センサ１の取付部
１７に力が加わった場合に、光ファイバ１５に望まれる
振幅Ａを持つ変形が与えられるように変えてもよい。さ
らに、この光センサ１において、圧力が加えられた場合
に、支持部材２に曲げる力を与える手段として、薄膜１
６とは異なった構成要素を用いてもよい。また、その手
段として、測定される物理量の値によって支持部材２の
中央部分２ａに力を伝達することができるような装置を
用いてもよい。
【００３０】また、薄膜１６の外表面と内表面とに各々
異なる圧力を加えた場合、光セン１サは差動圧力センサ
として利用することができる。さらに、この光センサ１
を用いれば、圧力だけではなく、歪や他の物理的、機械
的量の力を測定することができる。その場合、光センサ
１の支持部材２に加えられる力によって、それらの物理
量が測定される。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、圧力測定において、力を確実に伝達し、かつ、力に対
して機械的な相対動作するような２つの可動素子がある
ため、感度がよく、再現性の高い測定を行うことができ
る。さらに、本発明による光センサにおいて、その支持
部材および可動素子が簡単にセンサ本体の中に収納され
、また、取り付けられるため、工業用測定装置に適する
ように、簡単、小型で安定した構成にすることが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例による光センサ１の断面図で
ある。
【図２】図１に示す矢印２の方向に沿って見た櫛形の可
動素子９，１０の正面図である。
【図３】この発明によるセンサを利用したシーケンシャ
ル測定装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１　　光センサ ２　　支持部材 ２ａ　　中央部 ２ｂ，２ｃ　　端部 ４　　センサ本体 ６ａ，６ｂ，１７　　取付部 ７，８　　凹部 ９，１０　　可動素子 １２，１４　　ボルト １５　　光ファイバ １６　　薄膜 ２１，２２　　発光ダイオード ２８　　反射鏡 ２９　　ダイクロイックフィルタ ３０，３１　　フォトダイオード ３２　　コンピュータ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　支持部材（２）と、光が供給され、そ
    の減衰量が測定される光ファイバ（１５）と、前記支持
    部材（２）に取り付けられ、測定される量の変化によっ
    て動作し、前記光ファイバ（１５）を波状に変形させる
    第１および第２の可動素子（９，１０）とを備え、前記
    支持部材（２）は、固定された第１および第２の取付部
    材（６ａ，６ｂ）にそれぞれ接触した２つの端部（２ｂ
    ，２ｃ）と、被測定量の変化に応じて動作する曲がり部
    材（１６）に接続され、曲がり変形する中央部（２ａ）
    とを有する両持ち梁状部材により構成され、前記第１お
    よび第２の可動素子（９，１０）の作用表面（９ａ，１
    ０ａ）は共に櫛形状であり、互いに対向しており、また
    、その間には、前記光ファイバ（１５）が設けられると
    ともに、前記作用表面（９ａ，１０ａ）が前記光ファイ
    バ（１５）に接触するように前記第１および第２の可動
    素子（９，１０）が前記支持部材（２）の前記端部（２
    ｂ，２ｃ）にそれぞれ固定され、前記第１および第２の
    可動素子（９，１０）は、前記支持部材（２）が曲がる
    ことにより、前記光ファイバ（１５）に可変の波状変形
    を与えるように相互的に動くことを特徴とする光センサ
    。
  2. 【請求項２】　　前記曲がり部材（１６）は、少なくと
    も一端面に加えられた圧力に応じて、前記支持部材（２
    ）の前記中央部（２ａ）に接触している第２の取付部材
    （１７）の上から推力を与えるような薄膜から構成され
    ていることを特徴とする請求項１記載の光センサ。
  3. 【請求項３】　　前記第１および第２の可動素子（９，
    １０）がそれぞれ正弦波状の前記作用表面（９ａ，１０
    ａ）を有することを特徴とする請求項１および２いずれ
    かに記載の光センサ。
  4. 【請求項４】　　前記支持部材（２）の前記端部（２ｂ
    ，２ｃ）は、前記曲がり部材（１６）の作用方向におい
    て、前記中央部（２ａ）よりも広い幅を有し、かつ、前
    記第１および第２の可動素子（９，１０）を取り付ける
    ために、対向する第１および第２の凹部（７，８）が形
    成されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか
    に記載の光センサ。
  5. 【請求項５】　　前記第１の可動素子（９）は、それを
    取り付けるための前記第１の凹部（７）の延長方向に設
    けられたボルト穴の中に噛み合わされたボルト（１４）
    を調整することにより、前記第２の可動素子（１０）の
    前記作用表面（１０ａ）の方向へスライド可能に前記第
    １の凹部（７）に固定され、前記第２の可動素子（１０
    ）は、前記第２の凹部（８）に対して直交する方向に締
    められるボルト（１２）によって前記第２の凹部（８）
    内に固定されていることを特徴とする請求項４記載の光
    センサ。
  6. 【請求項６】　　波長λ１の第１の光と波長λ２の第２
    の光により構成されている光を前記光センサ（１）の前
    記第１および第２可動素子（９，１０）の間に設置され
    た前記光ファイバ（１５）の一端から入射するとともに
    、測定すべき物理量を前記曲がり部材（１６）に加え、
    前記光ファイバ（１５）中を伝搬され、前記光センサ（
    １）の入力端の前において、反射により屈折し、フォト
    ダイオード（３０）の方向に伝搬され、前記フォトダイ
    オード（３０）において受光された前記第１の光の強度
    を測定し、前記光ファイバ（１５）中を伝搬され、前記
    測定すべき物理量に応じた振幅を有する波状に変形され
    た前記光ファイバ（１５）を備えている前記光センサ（
    １）を通過した後、反射により屈折し、前記フォトダイ
    オード（３０）の方向に伝搬され、前記フォトダイオー
    ド（３０）において受光された前記第２の光の強度を測
    定し、測定された前記第１の光の強度と前記第２の光の
    強度との比を計算することにより前記光センサ内の波状
    に変形された前記光ファイバ（１５）における光の減衰
    量を測定して前記測定すべき物理量の値を求めることを
    特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の光センサを
    用いた光学的測定方法。
JP4044816A 1991-03-07 1992-03-02 光センサおよび該光センサを用いた光学的測定方法 Withdrawn JPH04329324A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9102752 1991-03-07
FR9102752A FR2673713B1 (fr) 1991-03-07 1991-03-07 Capteur optique, en particulier capteur de pression et procede de mesure optique correspondant.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04329324A true JPH04329324A (ja) 1992-11-18

Family

ID=9410460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4044816A Withdrawn JPH04329324A (ja) 1991-03-07 1992-03-02 光センサおよび該光センサを用いた光学的測定方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5372044A (ja)
EP (1) EP0502781A1 (ja)
JP (1) JPH04329324A (ja)
FR (1) FR2673713B1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8402834B1 (en) * 2010-02-12 2013-03-26 Intelligent Fiber Optic Systems, Inc. Fiber optic pressure sensor based on differential signaling
WO2013186256A1 (en) * 2012-06-14 2013-12-19 Aktiebolaget Skf Machine arrangement
EP2932223B1 (en) * 2012-12-14 2017-02-15 Aktiebolaget SKF Fibre sensor assembly
DE102015115925B3 (de) 2015-09-21 2016-12-08 fos4X GmbH Lichtleiter-Einspannvorrichtung, faseroptischer Sensor und Herstellungsverfahren
RU2688957C2 (ru) * 2017-06-27 2019-05-23 ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ТЕПЛОПРИБОР" (ОАО "Теплоприбор") Волоконно-оптический измеритель уровня

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3204463A (en) * 1962-09-18 1965-09-07 Taber Instr Corp Force operated instrument
US3333472A (en) * 1965-10-04 1967-08-01 Electro Optical Systems Inc Temperature compensated transducer
JPS5331635B2 (ja) * 1972-11-01 1978-09-04
GB1584173A (en) * 1977-07-27 1981-02-11 Battelle Development Corp Apparatus for measuring strain in a solid object
US4342907A (en) * 1977-12-12 1982-08-03 Pedro B. Macedo Optical sensing apparatus and method
US4659923A (en) * 1981-03-09 1987-04-21 Polaroid Corporation Fiber optic interferometer transducer
EP0086231A4 (en) * 1981-08-27 1984-07-26 Trw Inc MICROFLEXION OF OPTICAL FIBERS FOR THE REMOTE MEASUREMENT OF A FORCE.
US4545253A (en) * 1983-08-29 1985-10-08 Exxon Production Research Co. Fiber optical modulator and data multiplexer
US4933545A (en) * 1985-12-30 1990-06-12 Metricor, Inc. Optical pressure-sensing system using optical resonator cavity
JPS6429712A (en) * 1987-07-24 1989-01-31 Anritsu Corp Displacement measuring instrument
EP0393956B1 (en) * 1989-04-19 1995-11-29 Bestquint Limited Optical fibre sensors

Also Published As

Publication number Publication date
FR2673713A1 (fr) 1992-09-11
US5372044A (en) 1994-12-13
FR2673713B1 (fr) 1993-06-25
EP0502781A1 (fr) 1992-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5949740A (en) Unbalanced fiber optic Michelson interferometer as an optical pick-off
US5202939A (en) Fabry-perot optical sensing device for measuring a physical parameter
US7697797B2 (en) Aligned embossed diaphragm based fiber optic sensor
US7116430B2 (en) Highly-sensitive displacement-measuring optical device
US6289143B1 (en) Fiber optic acoustic emission sensor
US8264692B2 (en) Push-pull two wavelength fabry perot sensor for fiber optic acoustic sensor arrays
EP1598635B1 (en) Interferometric signal conditioner for measurement of displacements of a Fabry-Pérot interferometer
CN101542255B (zh) 光纤式温度计以及温度补偿型光纤传感器
US5258614A (en) Optical fiber loop temperature sensor
US20070280581A1 (en) Optical pressure measuring apparatus
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
JPH05215628A (ja) 温度補償自己参照ファイバ光学マイクロベンド圧力トランスジューサ
US5706079A (en) Ultra-high sensitivity transducer with chirped bragg grating relector
US6341526B1 (en) Micromachined diffractive pressure sensor system
JP2004020564A (ja) 安定なファブリペロー干渉計
JPH04329324A (ja) 光センサおよび該光センサを用いた光学的測定方法
US9945740B2 (en) Two wavelength optical interferometric pressure switch and pressure transducers
US5521884A (en) Vibrating element transducer
KR100639846B1 (ko) 광학이고 비-음향 압력 센서의 시분할 다중화 어레이
US5555470A (en) Single wave linear interferometric force transducer
US6016703A (en) Noninvasive load and pressure sensor system utilizing the principle of refraction of light through a compressible fluid
CN1203338C (zh) 光纤微分干涉仪
JPH0560781A (ja) 加速度測定装置
CN221945418U (zh) 一种超快moems压力传感器
JPH0319937B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990518