JPH049628A - ファイバ型温度センサによる温度測定方法 - Google Patents
ファイバ型温度センサによる温度測定方法Info
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- JPH049628A JPH049628A JP2109742A JP10974290A JPH049628A JP H049628 A JPH049628 A JP H049628A JP 2109742 A JP2109742 A JP 2109742A JP 10974290 A JP10974290 A JP 10974290A JP H049628 A JPH049628 A JP H049628A
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- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (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）
本発明はファイバ型温度センサによる温度測定方法に間
するものである。
するものである。
（従来の技術）
近年、希土類元素（Ｅｒ、Ｎｄなど）の吸収体をドープ
した光ファイバの研究が盛んに進められている。その光
ファイバの特定の波長における光の吸収係数は温度に依
存することが多いため、同光ファイバは温度センサ（フ
ァイバ型温度センサ）として用いられている。
した光ファイバの研究が盛んに進められている。その光
ファイバの特定の波長における光の吸収係数は温度に依
存することが多いため、同光ファイバは温度センサ（フ
ァイバ型温度センサ）として用いられている。
この光ファイバを用いて温度測定するには、従来は、第
３図に示すように白色光源ａからの光を吸収体がドープ
されている光ファイバｂに入射し、同光ファイバｂから
の出射光を分光器Ｃに通して検出器ｄで検出していた。
３図に示すように白色光源ａからの光を吸収体がドープ
されている光ファイバｂに入射し、同光ファイバｂから
の出射光を分光器Ｃに通して検出器ｄで検出していた。
この場合、温度変化すると光ファイバｂの内部の吸収体
の吸収係数が変化して、吸収される光量が変化し、それ
にともなって光ファイバから出射される光強度が変化し
、この強度変化から温度が測定される。
の吸収係数が変化して、吸収される光量が変化し、それ
にともなって光ファイバから出射される光強度が変化し
、この強度変化から温度が測定される。
この温度測定方法では温度センサーが光ファイバである
ため、同センサーと光源ａ、検出器ｄを遠く離して設置
することができるという利点がある。
ため、同センサーと光源ａ、検出器ｄを遠く離して設置
することができるという利点がある。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、第３図の光ファイバは温度により吸収係数が変
化する吸収体により、入射された光が吸収されて光強度
が変化するものであるため次のような問題があった。
化する吸収体により、入射された光が吸収されて光強度
が変化するものであるため次のような問題があった。
■、光の強度がファイバを伝搬していくにしたかって減
衰）るため、２ノ、・イバの長手方向で感度が異なる４
、 ■ 前記の九強度の減衰が吸収体による吸収に起因４る
ものなのか、ファイバの伝送ロスに起因するイ〕のなの
か判別できないため、温度測定精度が必ずしも高くない
。
衰）るため、２ノ、・イバの長手方向で感度が異なる４
、 ■ 前記の九強度の減衰が吸収体による吸収に起因４る
ものなのか、ファイバの伝送ロスに起因するイ〕のなの
か判別できないため、温度測定精度が必ずしも高くない
。
（発明０月」的）
本発明の目的は感度が光ノ、・イバの長手方向て・変化
せず、しかも測定精度の高い温度測定方法を提供するこ
とにある。
せず、しかも測定精度の高い温度測定方法を提供するこ
とにある。
（問題点を解決するためのｆ段）
そこで本発明は、入射された光が光フアイバ内の吸収体
により吸収されて光強度が変化Ｊるのではなく、光ノア
イバ内の蛍光体をレーザ光により励起することによりｊ
、ｔ−する発光スペクトルの温度依存性を利用して温度
測定（るものでる、。
により吸収されて光強度が変化Ｊるのではなく、光ノア
イバ内の蛍光体をレーザ光により励起することによりｊ
、ｔ−する発光スペクトルの温度依存性を利用して温度
測定（るものでる、。
即ち、本発明のファイバ型温度センザによる温度測定方
法は、蛍光体が含まれた光ファーイバ１に外部からレー
ザ光を入射して、同蛍光体を励起し。
法は、蛍光体が含まれた光ファーイバ１に外部からレー
ザ光を入射して、同蛍光体を励起し。
で発光さセ、同蛍光体の温度依存性を有づ〜る発光スベ
ク［・ルに基づいて一謳度を測定するようしたイ」ので
ある。
ク［・ルに基づいて一謳度を測定するようしたイ」ので
ある。
本発明ｉ、′″ｊ５ける光）〒・イム１１．：含まれる
蛍光体としでは、為り類几素（ト、ｒ 、 Ｎ ｄなど
）を用いることができる。例えばＥ Ｘ−（、ｔ ８
ｆ’、’、） Ｏｎ ｒｎヤ９８０ｎｒｎなとのし一ザ
光を当てて励起Ｊること（Ｊより１５４０ｎｍ（’ｉ近
ζ・、二Ｊ５いて発光６−る。この発光はＥｘイオン電
ｒ遷移１．−よるものであり、その発光スペクトルは温
度によっで変化する。この発光スペクトルの変化はＥ＋
の各準順位内の電ｒ分布がボルツマン分布にしたがって
温度変化することによるものである。
蛍光体としでは、為り類几素（ト、ｒ 、 Ｎ ｄなど
）を用いることができる。例えばＥ Ｘ−（、ｔ ８
ｆ’、’、） Ｏｎ ｒｎヤ９８０ｎｒｎなとのし一ザ
光を当てて励起Ｊること（Ｊより１５４０ｎｍ（’ｉ近
ζ・、二Ｊ５いて発光６−る。この発光はＥｘイオン電
ｒ遷移１．−よるものであり、その発光スペクトルは温
度によっで変化する。この発光スペクトルの変化はＥ＋
の各準順位内の電ｒ分布がボルツマン分布にしたがって
温度変化することによるものである。
この場合、光ファイバ１の入射端でσ月ノーザ光の強度
が、前記電子遷移を飽和さやるのに必要な強度（へ・数
１０ｍｗ）よりも１分大き番づれば光ファイバ１の長１
方向全長にわたー）てレーザ光強度はほぼ一定であり、
光ファイバ１の長手方向各部における蛍光体の発光強度
はほぼ一定となる。このため光ファイバ１のどの部分が
温度変化しても得られる光信号は同じｅあり、長平方向
で感度が変化することはない。
が、前記電子遷移を飽和さやるのに必要な強度（へ・数
１０ｍｗ）よりも１分大き番づれば光ファイバ１の長１
方向全長にわたー）てレーザ光強度はほぼ一定であり、
光ファイバ１の長手方向各部における蛍光体の発光強度
はほぼ一定となる。このため光ファイバ１のどの部分が
温度変化しても得られる光信号は同じｅあり、長平方向
で感度が変化することはない。
（実施例）
本発明の実施例として第１図（：小すような温度測定シ
ス゛メムを構成した。
ス゛メムを構成した。
第１図の励起用半導体レーザ２からのく）９８μｍのレ
ーザ光を、ファイバカブラ：３を介しでＥｌ−がドープ
されている光ファイバ１に入射し７た。
ーザ光を、ファイバカブラ：３を介しでＥｌ−がドープ
されている光ファイバ１に入射し７た。
このとき、同光ファイバｌから１．ＦｉＡｕｒｎ付近の
発光が等方向に起こった。そのうち、後方１ご放射され
る光を再びファイバカブラ３を介して分光器４に入射さ
せ、検出器５で光強度を検出して光ファイバｌの発光ス
ペクトルを測定した。
発光が等方向に起こった。そのうち、後方１ご放射され
る光を再びファイバカブラ３を介して分光器４に入射さ
せ、検出器５で光強度を検出して光ファイバｌの発光ス
ペクトルを測定した。
第２図に示すものは第１図の光ファイバＪの温度を〜２
０℃と＋８５℃にしたときの発光スペクトルである。こ
の図から明らかなように１４８ｕｍの波長においては高
温（＋８５℃）で発光が強くなっているが、１．５５μ
ｍにおいては低温（−２０℃）の方が発光が強くなって
いる。従って、成る波長における光出力の絶対値と温度
との関係を予め校正しでおけば、第２図のように得られ
る発光スペクトルから温度を溜１定する１−とができる
。
０℃と＋８５℃にしたときの発光スペクトルである。こ
の図から明らかなように１４８ｕｍの波長においては高
温（＋８５℃）で発光が強くなっているが、１．５５μ
ｍにおいては低温（−２０℃）の方が発光が強くなって
いる。従って、成る波長における光出力の絶対値と温度
との関係を予め校正しでおけば、第２図のように得られ
る発光スペクトルから温度を溜１定する１−とができる
。
また、第２図のような発光スペクトルの場合は発光強度
が逆になっている一つの波長（１４８７２Ｉｎ、１ 、
５５ ｐ、ｍ）を選び、それらの波長に４５ける発光
強度の比をとること番こより、−層高感度の温度測定が
Ｏ■能となる。
が逆になっている一つの波長（１４８７２Ｉｎ、１ 、
５５ ｐ、ｍ）を選び、それらの波長に４５ける発光
強度の比をとること番こより、−層高感度の温度測定が
Ｏ■能となる。
（発明の効果）
本発明のファイバ型温度セン→ノ１．−よる温度測定方
法は、蛍光体が含まれた光ファイバｌに外部からレーザ
光を入射して、同蛍光体を励起し２で発光させるもので
あるため、光ファイバ１の長手方向先方でも光の発光強
度が減衰しない。このためノアイバの長手方向で感度が
異なることがなく、ファイバの長手方向どこＣも感度が
均一になり、長手方向にばらつきのない高精度の温度測
定が口■能となる。
法は、蛍光体が含まれた光ファイバｌに外部からレーザ
光を入射して、同蛍光体を励起し２で発光させるもので
あるため、光ファイバ１の長手方向先方でも光の発光強
度が減衰しない。このためノアイバの長手方向で感度が
異なることがなく、ファイバの長手方向どこＣも感度が
均一になり、長手方向にばらつきのない高精度の温度測
定が口■能となる。
第１図は本発明の温度測定方法の一例を示す説明図、第
２図は同温度測定方法におりる＋８５℃と−２０℃時の
Ｅｒの発光スペクトルを示す説明図。 第３図は従来の温度測定方法の説明図である。 １は光ファイバ ２は励起用半導体レーザ ３はファイバカブラ ４は分光器 ５は検出器
２図は同温度測定方法におりる＋８５℃と−２０℃時の
Ｅｒの発光スペクトルを示す説明図。 第３図は従来の温度測定方法の説明図である。 １は光ファイバ ２は励起用半導体レーザ ３はファイバカブラ ４は分光器 ５は検出器
Claims (1)
- 蛍光体が含まれた光ファイバ１に外部からレーザ光を入
射して、同蛍光体を励起して発光させ、同蛍光体の温度
依存性を有する発光スペクトルに基づいて温度を測定す
るようしたことを特徴とするファイバ型温度センサによ
る温度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2109742A JPH049628A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | ファイバ型温度センサによる温度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2109742A JPH049628A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | ファイバ型温度センサによる温度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH049628A true JPH049628A (ja) | 1992-01-14 |
Family
ID=14518096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2109742A Pending JPH049628A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | ファイバ型温度センサによる温度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH049628A (ja) |
-
1990
- 1990-04-25 JP JP2109742A patent/JPH049628A/ja active Pending
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