JPH04353731A - 圧力変換器 - Google Patents
圧力変換器Info
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- JPH04353731A JPH04353731A JP15383691A JP15383691A JPH04353731A JP H04353731 A JPH04353731 A JP H04353731A JP 15383691 A JP15383691 A JP 15383691A JP 15383691 A JP15383691 A JP 15383691A JP H04353731 A JPH04353731 A JP H04353731A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
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- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバのマイクロ
ベンド効果を利用した圧力変換器に関するものである。
ベンド効果を利用した圧力変換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の圧力変換器としては、光
ファイバを使用したものが知られている。これは光ファ
イバ３を透過する光量が光ファイバの曲げ変位によって
変化する現象（これをマイクロベンド効果という）を利
用したもので、光ファイバに環状部を作り、その曲率半
径を小さくすると光ファイバの曲げストレスが増大する
ため、光ファイバ内を伝搬する光の損失が増大して光検
出器により検出される透過光の強度が小さくなり、反対
に半径が大きくなると曲げストレスが緩和されるため、
伝搬損失が減少し、検出される透過光の強度が増大する
ものである。図２はこのようなマイクロベンド効果を利
用した圧力変換器の従来例を示すもので、弾性体シリン
ダ１と、弾性体シリンダ１内に配設された光ファイバ２
を備えている。弾性体シリンダ１は、例えばシリコンゴ
ム等の有機材料からなる扁平な管状体を呈して両端部に
フランジ部１ａ、１ｂを有している。光ファイバ２は、
中間部が弾性体シリンダ１内に挿入位置されてシリンダ
内面に添接されることにより環状部２Ａを形成し、両端
部が弾性体シリンダ１の一端開口部から外部に導出され
、その一方端がコネクタ４を介して半導体レーザ等の発
光素子５に接続され、他方端が同じくコネクタ６を介し
て受光素子７に接続されている。そして、このような構
成において、弾性体シリンダ１内に導入される圧力Ｐ１
と、弾性体シリンダ１の外部に印加される圧力Ｐ２と
の差圧Ｐ１−Ｐ２ によって弾性体シリンダ１を変形さ
せると、これに伴って光ファイバ２の環状部２Ａも変形
するため、光ファイバ２内を透過する光の量が変化し、
差圧を測定することができる。
ファイバを使用したものが知られている。これは光ファ
イバ３を透過する光量が光ファイバの曲げ変位によって
変化する現象（これをマイクロベンド効果という）を利
用したもので、光ファイバに環状部を作り、その曲率半
径を小さくすると光ファイバの曲げストレスが増大する
ため、光ファイバ内を伝搬する光の損失が増大して光検
出器により検出される透過光の強度が小さくなり、反対
に半径が大きくなると曲げストレスが緩和されるため、
伝搬損失が減少し、検出される透過光の強度が増大する
ものである。図２はこのようなマイクロベンド効果を利
用した圧力変換器の従来例を示すもので、弾性体シリン
ダ１と、弾性体シリンダ１内に配設された光ファイバ２
を備えている。弾性体シリンダ１は、例えばシリコンゴ
ム等の有機材料からなる扁平な管状体を呈して両端部に
フランジ部１ａ、１ｂを有している。光ファイバ２は、
中間部が弾性体シリンダ１内に挿入位置されてシリンダ
内面に添接されることにより環状部２Ａを形成し、両端
部が弾性体シリンダ１の一端開口部から外部に導出され
、その一方端がコネクタ４を介して半導体レーザ等の発
光素子５に接続され、他方端が同じくコネクタ６を介し
て受光素子７に接続されている。そして、このような構
成において、弾性体シリンダ１内に導入される圧力Ｐ１
と、弾性体シリンダ１の外部に印加される圧力Ｐ２と
の差圧Ｐ１−Ｐ２ によって弾性体シリンダ１を変形さ
せると、これに伴って光ファイバ２の環状部２Ａも変形
するため、光ファイバ２内を透過する光の量が変化し、
差圧を測定することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のこの
種の圧力変換器においては、弾性体シリンダ１および光
ファイバ２のヒステリシスが大きく、そのためダイナミ
ックレンジが制約されるという問題があった。
種の圧力変換器においては、弾性体シリンダ１および光
ファイバ２のヒステリシスが大きく、そのためダイナミ
ックレンジが制約されるという問題があった。
【０００４】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、弾性体シリンダおよび光ファイバの形状変化を少
なくして、ヒステリシスの影響を少なくし、ダイナミッ
クレンジを拡大し得るようにした圧力変換器を提供する
ことを目的とするものである。
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、弾性体シリンダおよび光ファイバの形状変化を少
なくして、ヒステリシスの影響を少なくし、ダイナミッ
クレンジを拡大し得るようにした圧力変換器を提供する
ことを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、周面に光ファイバが添接された弾性体シリン
ダと、この弾性体シリンダの周面に直角に駆動力を印加
する駆動手段と、前記弾性体シリンダと同一構成で周面
に光ファイバが添接されたダミー部材と、前記弾性体シ
リンダに空気配管により接続された電気／空気変換器と
、前記弾性体シリンダとダミー部材に添接された前記各
光ファイバを透過した透過光を電気信号にそれぞれ変換
する第１および第２の光／電気変換器と、これらの第１
および第２の光／電気変換器の出力信号を比較し、その
差信号を増幅して前記電気／空気変換器にフィードバッ
クする増幅器とで構成したものである。
するため、周面に光ファイバが添接された弾性体シリン
ダと、この弾性体シリンダの周面に直角に駆動力を印加
する駆動手段と、前記弾性体シリンダと同一構成で周面
に光ファイバが添接されたダミー部材と、前記弾性体シ
リンダに空気配管により接続された電気／空気変換器と
、前記弾性体シリンダとダミー部材に添接された前記各
光ファイバを透過した透過光を電気信号にそれぞれ変換
する第１および第２の光／電気変換器と、これらの第１
および第２の光／電気変換器の出力信号を比較し、その
差信号を増幅して前記電気／空気変換器にフィードバッ
クする増幅器とで構成したものである。
【０００６】
【作用】本発明において、弾性体シリンダが駆動手段か
らの駆動力を受けて弾性変形すると、このシリンダに添
接されている光ファイバ内を伝搬する光の伝搬損失がマ
イクロベンド効果によって変化する。したがって、光フ
ァイバを透過する透過光の強度も変化し、これと、ダミ
ーの光ファイバを透過する透過光の強度とを比較し、そ
の差信号を増幅して電気／空気変換器にフィードバック
する。電気／空気変換器は増幅器からのフィードバック
信号により、弾性体シリンダに供給される空気圧を制御
し、弾性体シリンダの光ファイバを透過する透過光の強
度がダミー部材の光ファイバを透過する透過光の強度と
等しくなるように、前記駆動力と対向させる。したがっ
て、弾性体シリンダの変形は大きな駆動力に拘らず小さ
くてすむ。
らの駆動力を受けて弾性変形すると、このシリンダに添
接されている光ファイバ内を伝搬する光の伝搬損失がマ
イクロベンド効果によって変化する。したがって、光フ
ァイバを透過する透過光の強度も変化し、これと、ダミ
ーの光ファイバを透過する透過光の強度とを比較し、そ
の差信号を増幅して電気／空気変換器にフィードバック
する。電気／空気変換器は増幅器からのフィードバック
信号により、弾性体シリンダに供給される空気圧を制御
し、弾性体シリンダの光ファイバを透過する透過光の強
度がダミー部材の光ファイバを透過する透過光の強度と
等しくなるように、前記駆動力と対向させる。したがっ
て、弾性体シリンダの変形は大きな駆動力に拘らず小さ
くてすむ。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明に係る圧力変換器の一実
施例を示す構成図である。同図において、１０は弾性体
シリンダで、この弾性体シリンダ１０は、例えばシリコ
ンゴム等の有機材料からなる扁平な管状体を呈して一端
開口部が空気配管１１により空気供給源１２に電気／空
気変換器１３を介して接続され、外周面には光ファイバ
１４が巻回されると共にベローズ１５が配設されている
。光ファイバ１４の一端は光源１６に接続され、他端は
第１の光／電気変換器１７に接続されている。前記ベロ
ーズ１５は、閉塞端が前記弾性体シリンダ１０の外周に
密接されることにより弾性体シリンダ１０の駆動手段を
構成するもので、被測定圧力Ｐが導入されると、この圧
力Ｐに応じて伸長し前記弾性体シリンダ１０を圧縮変形
させるように構成されている。１８は前記弾性体シリン
ダ１０と同一材料で同一形状に形成されたダミーの弾性
体シリンダ（以下ダミー部材と略称する）で、このダミ
ー部材１８の外周面には一端が前記光源１６に接続され
、他端が第２の光／電気変換器１９に接続された光ファ
イバ２０が添接されている。２１は前記第１の光／電気
変換器１７および第２の光／電気変換器１９の出力信号
Ｉ１、Ｉ２を比較し、その差信号を増幅して前記電気／
空気変換器１３にフィードバックする差動増幅器、２２
は圧力計、２３は電源、２４は記録計である。
詳細に説明する。図１は本発明に係る圧力変換器の一実
施例を示す構成図である。同図において、１０は弾性体
シリンダで、この弾性体シリンダ１０は、例えばシリコ
ンゴム等の有機材料からなる扁平な管状体を呈して一端
開口部が空気配管１１により空気供給源１２に電気／空
気変換器１３を介して接続され、外周面には光ファイバ
１４が巻回されると共にベローズ１５が配設されている
。光ファイバ１４の一端は光源１６に接続され、他端は
第１の光／電気変換器１７に接続されている。前記ベロ
ーズ１５は、閉塞端が前記弾性体シリンダ１０の外周に
密接されることにより弾性体シリンダ１０の駆動手段を
構成するもので、被測定圧力Ｐが導入されると、この圧
力Ｐに応じて伸長し前記弾性体シリンダ１０を圧縮変形
させるように構成されている。１８は前記弾性体シリン
ダ１０と同一材料で同一形状に形成されたダミーの弾性
体シリンダ（以下ダミー部材と略称する）で、このダミ
ー部材１８の外周面には一端が前記光源１６に接続され
、他端が第２の光／電気変換器１９に接続された光ファ
イバ２０が添接されている。２１は前記第１の光／電気
変換器１７および第２の光／電気変換器１９の出力信号
Ｉ１、Ｉ２を比較し、その差信号を増幅して前記電気／
空気変換器１３にフィードバックする差動増幅器、２２
は圧力計、２３は電源、２４は記録計である。
【０００８】次にこのような構成からなる圧力変換器の
動作について説明する。非測定時において、弾性体シリ
ンダ１０には一定の空気圧Ｐ０ が空気供給源１２より
電気／空気変換器１３を介して空気配管１１を経て供給
されている。この空気圧Ｐ０ は、ベローズ１５の重量
負荷による弾性体シリンダ１０の変形を相殺し、ダミー
部材１８と同一条件にするためのものである。光源１６
から出た光は光ファイバ１４、２０を透過して第１、第
２の光／電気変換器１７、１９によりそれぞれ検出され
電気信号に変換される。この時、非測定時においては上
記した通り弾性体シリンダ１０は変形せずダミー部材１
８と同一状態に保持されているため、前記両光ファイバ
１４、２０による光の伝搬損失は等しく、したがって、
各光ファイバ１４、２０をそれぞれ透過し第１、第２の
光／電気変換器１７、１９によって検出される透過光の
強度も等しい。増幅器２１は、第１、第２の光／電気変
換器１７、１９の出力信号Ｉ１、Ｉ２を比較してその差
信号（Ｉ２−Ｉ１）を増幅した後電気／空気変換器１３
にフィードバック信号として送出するが、この時の差は
零であるため、増幅器２１からの出力信号は送出されず
、したがって、弾性体シリンダ１０に供給される空気圧
Ｐ０ は一定に設定保持される。この状態において、ベ
ローズ１５に被測定圧力Ｐを導入すると、ベローズ１５
は伸長して弾性体シリンダ１０を圧縮変形させる。この
弾性体シリンダ１０の圧縮変形は、外部と内部に印加さ
れる圧力ＰとＰ０ との差圧Ｐ−Ｐ０ に比例している
。弾性体シリンダ１０が圧縮変形すると、光ファイバ１
４も変形するため、マイクロベンド効果により同ファイ
バ内を透過する透過光の強度が低下し、光／電気変換器
１７の出力信号Ｉ１、が小さくなる。そして、この出力
信号Ｉ１、は、増幅器２１によって光／電気変換器１９
の出力信号Ｉ２と比較され、その差信号が増幅されて記
録計２４によって記録されると共に、フィードバック信
号として電気／空気変換器１３に送出される。電気／空
気変換器１３はフィードバック信号によって動作し、前
記差信号Ｉ２−Ｉ１が零になるよう弾性体シリンダ１０
に供給される空気圧Ｐ０ を調整する。
動作について説明する。非測定時において、弾性体シリ
ンダ１０には一定の空気圧Ｐ０ が空気供給源１２より
電気／空気変換器１３を介して空気配管１１を経て供給
されている。この空気圧Ｐ０ は、ベローズ１５の重量
負荷による弾性体シリンダ１０の変形を相殺し、ダミー
部材１８と同一条件にするためのものである。光源１６
から出た光は光ファイバ１４、２０を透過して第１、第
２の光／電気変換器１７、１９によりそれぞれ検出され
電気信号に変換される。この時、非測定時においては上
記した通り弾性体シリンダ１０は変形せずダミー部材１
８と同一状態に保持されているため、前記両光ファイバ
１４、２０による光の伝搬損失は等しく、したがって、
各光ファイバ１４、２０をそれぞれ透過し第１、第２の
光／電気変換器１７、１９によって検出される透過光の
強度も等しい。増幅器２１は、第１、第２の光／電気変
換器１７、１９の出力信号Ｉ１、Ｉ２を比較してその差
信号（Ｉ２−Ｉ１）を増幅した後電気／空気変換器１３
にフィードバック信号として送出するが、この時の差は
零であるため、増幅器２１からの出力信号は送出されず
、したがって、弾性体シリンダ１０に供給される空気圧
Ｐ０ は一定に設定保持される。この状態において、ベ
ローズ１５に被測定圧力Ｐを導入すると、ベローズ１５
は伸長して弾性体シリンダ１０を圧縮変形させる。この
弾性体シリンダ１０の圧縮変形は、外部と内部に印加さ
れる圧力ＰとＰ０ との差圧Ｐ−Ｐ０ に比例している
。弾性体シリンダ１０が圧縮変形すると、光ファイバ１
４も変形するため、マイクロベンド効果により同ファイ
バ内を透過する透過光の強度が低下し、光／電気変換器
１７の出力信号Ｉ１、が小さくなる。そして、この出力
信号Ｉ１、は、増幅器２１によって光／電気変換器１９
の出力信号Ｉ２と比較され、その差信号が増幅されて記
録計２４によって記録されると共に、フィードバック信
号として電気／空気変換器１３に送出される。電気／空
気変換器１３はフィードバック信号によって動作し、前
記差信号Ｉ２−Ｉ１が零になるよう弾性体シリンダ１０
に供給される空気圧Ｐ０ を調整する。
【０００９】かくしてこのような構成においては、弾性
体シリンダ１０の変形に伴う光ファイバ１４の透過光強
度と、弾性体シリンダ１０と同一構成からなるダミー部
材１８に設けた光ファイバ２０の透過光強度とを比較し
てその差信号を電気／空気変換器１３にフィードバック
することにより、被測定圧力Ｐに応じて弾性体シリンダ
１０に供給される空気圧を調整するようにしているので
、弾性体シリンダ１０および光ファイバ１４の形状変化
を小さくすることができる。したがって、これらシリン
ダとファイバのヒステリシスの影響が小さく、圧力変換
器のダイアナミックレンジを拡大することができる。
体シリンダ１０の変形に伴う光ファイバ１４の透過光強
度と、弾性体シリンダ１０と同一構成からなるダミー部
材１８に設けた光ファイバ２０の透過光強度とを比較し
てその差信号を電気／空気変換器１３にフィードバック
することにより、被測定圧力Ｐに応じて弾性体シリンダ
１０に供給される空気圧を調整するようにしているので
、弾性体シリンダ１０および光ファイバ１４の形状変化
を小さくすることができる。したがって、これらシリン
ダとファイバのヒステリシスの影響が小さく、圧力変換
器のダイアナミックレンジを拡大することができる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る圧力変
換器によれば、フィードバック系を備え、弾性体シリン
ダおよび光ファイバの形状変化変形を小さくしているの
で、これらのヒステリシスの影響が少なく、大きな圧力
測定を可能にし、ダイナミックレンジを拡大させること
ができる。
換器によれば、フィードバック系を備え、弾性体シリン
ダおよび光ファイバの形状変化変形を小さくしているの
で、これらのヒステリシスの影響が少なく、大きな圧力
測定を可能にし、ダイナミックレンジを拡大させること
ができる。
【図１】本発明に係る圧力変換器の一実施例を示す構成
図である。
図である。
【図２】弾性体シリンダを備えた圧力変換器の従来例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
１０ 弾性体シリンダ
１１ 空気配管
１２ 空気供給源
１３ 電気／空気変換器
１４ 光ファイバ
１５ ベローズ
１６ 光源
１７ 第１の光／電気変換器
１８ ダミー部材
１９ 第２の光／電気変換器
２０ 光ファイバ
２１ 差動増幅器
Claims (1)
- 【請求項１】 周面に光ファイバが添接された弾性体
シリンダと、この弾性体シリンダの周面に直角に駆動力
を印加する駆動手段と、前記弾性体シリンダと同一構成
で周面に光ファイバが添接されたダミー部材と、前記弾
性体シリンダに空気配管により接続された電気／空気変
換器と、前記弾性体シリンダとダミー部材に添接された
前記各光ファイバを透過した透過光を電気信号にそれぞ
れ変換する第１および第２の光／電気変換器と、これら
の第１および第２の光／電気変換器の出力信号を比較し
、その差信号を増幅して前記電気／空気変換器にフィー
ドバックする増幅器とを備えたことを特徴とする圧力変
換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15383691A JPH04353731A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 圧力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15383691A JPH04353731A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 圧力変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04353731A true JPH04353731A (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=15571159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15383691A Pending JPH04353731A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 圧力変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04353731A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007333414A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Yamatake Corp | 差圧測定システム及び差圧測定方法 |
| JP4580038B1 (ja) * | 2010-04-27 | 2010-11-10 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 電池システム、及び電池の安全警報システム |
| JP4580037B1 (ja) * | 2010-03-29 | 2010-11-10 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 電池システム、及び電池の安全警報システム |
| US8758916B2 (en) | 2010-10-29 | 2014-06-24 | Empire Technology Development Llc | Energy storage apparatus |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP15383691A patent/JPH04353731A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007333414A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Yamatake Corp | 差圧測定システム及び差圧測定方法 |
| JP4580037B1 (ja) * | 2010-03-29 | 2010-11-10 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 電池システム、及び電池の安全警報システム |
| JP2011210442A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Emprie Technology Development LLC | 電池システム、及び電池の安全警報システム |
| US8808890B2 (en) | 2010-03-29 | 2014-08-19 | Empire Technology Development Llc | Battery system and battery safety alarm system |
| JP4580038B1 (ja) * | 2010-04-27 | 2010-11-10 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 電池システム、及び電池の安全警報システム |
| JP2011233343A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Emprie Technology Development LLC | 電池システム、及び電池の安全警報システム |
| US8097352B2 (en) | 2010-04-27 | 2012-01-17 | Empire Technology Development Llc | Battery system and battery safety alarm system |
| US8758916B2 (en) | 2010-10-29 | 2014-06-24 | Empire Technology Development Llc | Energy storage apparatus |
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