JPH07151624A - 光ファイバ高温度圧力センサ - Google Patents
光ファイバ高温度圧力センサInfo
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- JPH07151624A JPH07151624A JP6202308A JP20230894A JPH07151624A JP H07151624 A JPH07151624 A JP H07151624A JP 6202308 A JP6202308 A JP 6202308A JP 20230894 A JP20230894 A JP 20230894A JP H07151624 A JPH07151624 A JP H07151624A
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- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/08—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically
- G01L23/16—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically by photoelectric means
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高温度、高圧力下における圧力を正確に検知す
る光ファイバセンサを提供する。 【構成】光ファイバセンサは、高温ガスにさらされる面
４６ａを具備したダイアフラム４６の裏面４６ｂに、光
を伝搬する第１の光ファイバ４０と、第１の光ファイバ
４０の両サイドに配され、ダイアフラム４６から反射さ
れた後の、第１光ファイバ４０からの光を受ける第２及
び第３の光ファイバ４２，４４と、を有している。この
第２および第３の光ファイバ４２，４４は、第１の光フ
ァイバ４０の開口数よりも大きな開口数を有する。
る光ファイバセンサを提供する。 【構成】光ファイバセンサは、高温ガスにさらされる面
４６ａを具備したダイアフラム４６の裏面４６ｂに、光
を伝搬する第１の光ファイバ４０と、第１の光ファイバ
４０の両サイドに配され、ダイアフラム４６から反射さ
れた後の、第１光ファイバ４０からの光を受ける第２及
び第３の光ファイバ４２，４４と、を有している。この
第２および第３の光ファイバ４２，４４は、第１の光フ
ァイバ４０の開口数よりも大きな開口数を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般的に、光電式検
知に関し、より詳細には、例えば、内燃機関の燃焼チャ
ンバのような高温度、高圧力下における圧力を検知する
ための改良された光ファイバセンサに関する。
知に関し、より詳細には、例えば、内燃機関の燃焼チャ
ンバのような高温度、高圧力下における圧力を検知する
ための改良された光ファイバセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】１９８９年１月２４日に登
録された、V.Tekippe,による米国特許第４７９９７５１
号、“光ファイバを用いた検出装置”には、図１ａ〜１
ｃ，図２の符号１０に示されたような圧力センサが開示
されている。センサ１０は、フレキシブルディスク、す
なわち検知される圧力にさらされた第１上面１２ａを具
備するダイアフラム１２を有している。
録された、V.Tekippe,による米国特許第４７９９７５１
号、“光ファイバを用いた検出装置”には、図１ａ〜１
ｃ，図２の符号１０に示されたような圧力センサが開示
されている。センサ１０は、フレキシブルディスク、す
なわち検知される圧力にさらされた第１上面１２ａを具
備するダイアフラム１２を有している。
【０００３】光は、第１、すなわち中央光ファイバ１４
の下端内に強度ＩO で射出され、それを通して上方に伝
搬され、ファイバ１４によってダイアフラム１２の第２
面１２ｂ上に照射される。ファイバ１４を通してダイア
フラムに至る光路は、ハッチングで示されている。第２
及び第３の外側光ファイバ１６，１８が、ファイバ１４
に対向した側に所定間隔をおいて位置している。ファイ
バ１４，１６及び１８は平行であり、少なくともそれら
の上端部において、ダイアフラム１２と隣接している。
ファイバ１４の上端部から射出する光は、第２面１２ｂ
で反射され、矢印で示されるように、ファイバ１６，１
８の上端に入射する。ファイバ１６，１８を通して伝搬
する反射光は、それぞれ、強度ＩIN及びＩOUT として示
されている。
の下端内に強度ＩO で射出され、それを通して上方に伝
搬され、ファイバ１４によってダイアフラム１２の第２
面１２ｂ上に照射される。ファイバ１４を通してダイア
フラムに至る光路は、ハッチングで示されている。第２
及び第３の外側光ファイバ１６，１８が、ファイバ１４
に対向した側に所定間隔をおいて位置している。ファイ
バ１４，１６及び１８は平行であり、少なくともそれら
の上端部において、ダイアフラム１２と隣接している。
ファイバ１４の上端部から射出する光は、第２面１２ｂ
で反射され、矢印で示されるように、ファイバ１６，１
８の上端に入射する。ファイバ１６，１８を通して伝搬
する反射光は、それぞれ、強度ＩIN及びＩOUT として示
されている。
【０００４】内側ファイバ１４の中央は、ダイアフラム
１２の中心から距離ｘ離れている。ファイバ１６は、フ
ァイバ１４，１８の半径方向内側に位置している。好ま
しくは、ｘ＝ｒ／３1/2 （ｒは、ダイアフラム１２の半
径）である。この点においてダイアフラム１２の放射傾
斜（radial slope) は最大を示し、最大の感度を具備す
るセンサ１０をもたらす。ファイバ１４，１６及び１８
の上端は、ダイアフラム１２の面１２ｂから距離ｙだけ
離間しており、ダイアフラム１２が平坦な場合、ダイア
フラム１２に対して垂直である。
１２の中心から距離ｘ離れている。ファイバ１６は、フ
ァイバ１４，１８の半径方向内側に位置している。好ま
しくは、ｘ＝ｒ／３1/2 （ｒは、ダイアフラム１２の半
径）である。この点においてダイアフラム１２の放射傾
斜（radial slope) は最大を示し、最大の感度を具備す
るセンサ１０をもたらす。ファイバ１４，１６及び１８
の上端は、ダイアフラム１２の面１２ｂから距離ｙだけ
離間しており、ダイアフラム１２が平坦な場合、ダイア
フラム１２に対して垂直である。
【０００５】図１ｂは、ダイアフラム１２の面１２ａに
加えられる圧力Ｐが０で、ダイアフラム１２が平坦であ
る場合を示している。ファイバ１４，１６及び１８の上
端はすべてダイアフラム１２から距離ｙ離間しており、
同じ量の光がダイアフラム１２の面１２ｂから反射され
て、両ファイバ１６，１８に入射し、その結果、ＩIN＝
ＩOUT となる。
加えられる圧力Ｐが０で、ダイアフラム１２が平坦であ
る場合を示している。ファイバ１４，１６及び１８の上
端はすべてダイアフラム１２から距離ｙ離間しており、
同じ量の光がダイアフラム１２の面１２ｂから反射され
て、両ファイバ１６，１８に入射し、その結果、ＩIN＝
ＩOUT となる。
【０００６】図１ａは、圧力Ｐが０以上の状態を示して
いる。ダイアフラム１２は、加えられた圧力によって、
ファイバ１４，１６及び１８に対向する面１２ｂが、凸
状に湾曲した状態を示している。ファイバ１４，１６及
び１８は、ダイアフラム１２の中心からオフセットして
いるため、ファイバ１６に入射する光よりも多い光が面
１２ｂから反射されてファイバ１８に入射する。この場
合、ＩIN＜ＩOUT である。
いる。ダイアフラム１２は、加えられた圧力によって、
ファイバ１４，１６及び１８に対向する面１２ｂが、凸
状に湾曲した状態を示している。ファイバ１４，１６及
び１８は、ダイアフラム１２の中心からオフセットして
いるため、ファイバ１６に入射する光よりも多い光が面
１２ｂから反射されてファイバ１８に入射する。この場
合、ＩIN＜ＩOUT である。
【０００７】図１ｃに示すように、圧力Ｐが０より小さ
いと、ファイバ１４，１６及び１８に対向するダイアフ
ラム１２の面１２ｂは凹面となる。ファイバ１８に入射
する光よりも多い光が面１２ｂから反射されてファイバ
１６に入射する。この場合、ＩIN＞ＩOUT である。この
方法によれば、センサ１０は、圧力Ｐの大きさ及び状態
（プラスかマイナスか）を検知することが可能になる。
いと、ファイバ１４，１６及び１８に対向するダイアフ
ラム１２の面１２ｂは凹面となる。ファイバ１８に入射
する光よりも多い光が面１２ｂから反射されてファイバ
１６に入射する。この場合、ＩIN＞ＩOUT である。この
方法によれば、センサ１０は、圧力Ｐの大きさ及び状態
（プラスかマイナスか）を検知することが可能になる。
【０００８】図２には、マイナス圧力Ｐの典型的なケー
スのセンサ１０の配置状態が示されている。Tekippe の
開示によれば、ファイバ１４，１６及び１８は、同一の
径、屈折率及び開口数を具備した同一のものとなってい
る。この場合、各ファイバ１４，１６及び１８のコアの
屈折率をｎ1 、各ファイバ１４，１６及び１８のクラッ
ドの屈折率をｎ2 、臨界角をθc とすると、ファイバ１
４，１６及び１８内で生じる内部反射の総量は、θc ＝
ｓｉｎ-1（ｎ2 ／ｎ1 ）となる。
スのセンサ１０の配置状態が示されている。Tekippe の
開示によれば、ファイバ１４，１６及び１８は、同一の
径、屈折率及び開口数を具備した同一のものとなってい
る。この場合、各ファイバ１４，１６及び１８のコアの
屈折率をｎ1 、各ファイバ１４，１６及び１８のクラッ
ドの屈折率をｎ2 、臨界角をθc とすると、ファイバ１
４，１６及び１８内で生じる内部反射の総量は、θc ＝
ｓｉｎ-1（ｎ2 ／ｎ1 ）となる。
【０００９】中央のファイバ１４から面１２ｂ上へ投射
される光ビームの中心部におけるダイアフラム１２の傾
斜は、Δｙ／Δｘであり、ダイアフラム１２の曲率は、
斜角φ＝ｔａｎ-1−（Δｙ／Δｘ）として示すことがで
きる。臨界角θc で、ファイバ１４から射出される光
は、ファイバ１４，１６及び１８とダイアフラム１２と
の間の空気層で屈折され、角度θでダイアフラム１２の
面１２ｂ上に入射する。
される光ビームの中心部におけるダイアフラム１２の傾
斜は、Δｙ／Δｘであり、ダイアフラム１２の曲率は、
斜角φ＝ｔａｎ-1−（Δｙ／Δｘ）として示すことがで
きる。臨界角θc で、ファイバ１４から射出される光
は、ファイバ１４，１６及び１８とダイアフラム１２と
の間の空気層で屈折され、角度θでダイアフラム１２の
面１２ｂ上に入射する。
【００１０】ダイアフラム１２の湾曲により、この光
は、ダイアフラム１２の面１２ｂから反射され、ファイ
バ１６の上端に角度θ1 ＝θ＋φで入射し、ファイバ１
８の上端に角度θ2 ＝θ−φで入射する。
は、ダイアフラム１２の面１２ｂから反射され、ファイ
バ１６の上端に角度θ1 ＝θ＋φで入射し、ファイバ１
８の上端に角度θ2 ＝θ−φで入射する。
【００１１】ダイアフラム１２の直径がファイバ１４の
直径よりも大きいとすると、圧力Ｐは、強度ＩINとＩ
OUT の合計と差の比率、（ＩOUT −ＩIN）／（ＩOUT ＋
ＩIN）＝２ＡＰ、として表すことができる。Ｐを解く
と、Ｐ＝（１／２Ａ）（（ＩOUT −ＩIN）／（ＩOUT ＋
ＩIN））である。低い温度に対してＡは実質的に一定で
ある。
直径よりも大きいとすると、圧力Ｐは、強度ＩINとＩ
OUT の合計と差の比率、（ＩOUT −ＩIN）／（ＩOUT ＋
ＩIN）＝２ＡＰ、として表すことができる。Ｐを解く
と、Ｐ＝（１／２Ａ）（（ＩOUT −ＩIN）／（ＩOUT ＋
ＩIN））である。低い温度に対してＡは実質的に一定で
ある。
【００１２】検知される圧力Ｐは、それゆえ、ファイバ
１４，１６及び１８の直径、ファイバ１４，１６及び１
８とダイアフラム１２との距離ｙ、ダイアフラム１２の
反射率、入射光Ｉ0 の強度の影響を受けることはなく、
それゆえ、変化する環境に反応を示すことはない。
１４，１６及び１８の直径、ファイバ１４，１６及び１
８とダイアフラム１２との距離ｙ、ダイアフラム１２の
反射率、入射光Ｉ0 の強度の影響を受けることはなく、
それゆえ、変化する環境に反応を示すことはない。
【００１３】Tekippe の従来技術の構成によれば、物理
的な外的要因やファイバ１４，１６及び１８の湾曲によ
って引き起こされる実質的な光信号ノイズの影響を受け
る。ファイバ１４，１６及び１８の湾曲は、それを伝搬
する光の光学モード分布に変化を引き起こし、順に、強
度ＩIN、ＩOUT 及びそれによってＰの値に影響を与え
る。
的な外的要因やファイバ１４，１６及び１８の湾曲によ
って引き起こされる実質的な光信号ノイズの影響を受け
る。ファイバ１４，１６及び１８の湾曲は、それを伝搬
する光の光学モード分布に変化を引き起こし、順に、強
度ＩIN、ＩOUT 及びそれによってＰの値に影響を与え
る。
【００１４】内燃機関の内燃チャンバにおける圧力の正
確な検知は、進角装置のフィードバック制御、圧縮率制
御アルゴリズムに用いるシリンダ希釈剤、個々のシリン
ダ燃料比、及びその他のパラメータに利点をもたらす。
適用のこのタイプで出くわすような７００°Ｃでの高温
度においては、Ａの値が温度と共に著しく変化する。
確な検知は、進角装置のフィードバック制御、圧縮率制
御アルゴリズムに用いるシリンダ希釈剤、個々のシリン
ダ燃料比、及びその他のパラメータに利点をもたらす。
適用のこのタイプで出くわすような７００°Ｃでの高温
度においては、Ａの値が温度と共に著しく変化する。
【００１５】より詳しくは、Ａは、ダイアフラム１２の
ヤング率及びポアソン比の関数であり、その両者は温度
依存している。これは、温度と共に変化するダイアフラ
ム１２の感度を引き起こし、検知される圧力Ｐの値に不
正確さをもたらす。
ヤング率及びポアソン比の関数であり、その両者は温度
依存している。これは、温度と共に変化するダイアフラ
ム１２の感度を引き起こし、検知される圧力Ｐの値に不
正確さをもたらす。
【００１６】Tekippe によって開示されている、簡単な
ディスクからなるダイアフラム１２は、温度と共に変化
もする温度誘導湾曲（temperture induced curvature)
の影響を受ける。ダイアフラム１２のそのような湾曲
は、圧力Ｐが変化しなくても、温度増加、温度減少に従
って変化する。これらの効果は、圧力読取（pressure r
eading) において、ゼロドリフトを引き起こし、高温度
環境において、センサ１０が達成できる正確性を制限す
ることとなる。
ディスクからなるダイアフラム１２は、温度と共に変化
もする温度誘導湾曲（temperture induced curvature)
の影響を受ける。ダイアフラム１２のそのような湾曲
は、圧力Ｐが変化しなくても、温度増加、温度減少に従
って変化する。これらの効果は、圧力読取（pressure r
eading) において、ゼロドリフトを引き起こし、高温度
環境において、センサ１０が達成できる正確性を制限す
ることとなる。
【００１７】
【発明の概略】本発明を構成する高温圧力センサは、ダ
イアフラムの第１面が、内燃機関における燃焼チャンバ
内において高温ガスにさらされている。ダイアフラムの
曲率は、ガス圧に応じて変化する。１つの中心ファイバ
および２つの外側ファイバは、ダイアフラムの半径に沿
って間隔をもって配されており、その第２面に面する端
部を有している。光源が、ダイアフラムの中心から所定
間隔を置いて配された中心ファイバ内に光を射出する。
２つの外側ファイバには、中心ファイバから射出され、
ダイアフラムから反射した後の光が入る。
イアフラムの第１面が、内燃機関における燃焼チャンバ
内において高温ガスにさらされている。ダイアフラムの
曲率は、ガス圧に応じて変化する。１つの中心ファイバ
および２つの外側ファイバは、ダイアフラムの半径に沿
って間隔をもって配されており、その第２面に面する端
部を有している。光源が、ダイアフラムの中心から所定
間隔を置いて配された中心ファイバ内に光を射出する。
２つの外側ファイバには、中心ファイバから射出され、
ダイアフラムから反射した後の光が入る。
【００１８】反射光の相対強度は、ダイアフラムの曲
率、すなわち圧力に対応している。外側ファイバは、中
心ファイバより大きい開口数を有しており、光源は、光
学結合係数を増加し、かつファイバの物理的な外的要
因、例えばエンジンの振動、設置する際の屈曲、によっ
て引き起こされるノイズを減少するために、中心ファイ
バのすべての光学モードを十分に誘起化（populates)し
ている。ファイバは、好ましくは、線形性およびダイナ
ミックレンジが最大となるように、方形断面を有してい
る。
率、すなわち圧力に対応している。外側ファイバは、中
心ファイバより大きい開口数を有しており、光源は、光
学結合係数を増加し、かつファイバの物理的な外的要
因、例えばエンジンの振動、設置する際の屈曲、によっ
て引き起こされるノイズを減少するために、中心ファイ
バのすべての光学モードを十分に誘起化（populates)し
ている。ファイバは、好ましくは、線形性およびダイナ
ミックレンジが最大となるように、方形断面を有してい
る。
【００１９】構造体は、ダイアフラムの温度的な誘導湾
曲が抑制されるように構成されている。本発明の１つの
実施例によれば、周端部をクランプするダイアフラムホ
ルダは、ダイアフラムよりも熱膨張の大きな係数を有し
ている。別の実施例によれば、ダイアフラムは、ダイア
フラムホルダから延出する低い熱質量を有する円筒形の
部材によって、周端部において保持される。
曲が抑制されるように構成されている。本発明の１つの
実施例によれば、周端部をクランプするダイアフラムホ
ルダは、ダイアフラムよりも熱膨張の大きな係数を有し
ている。別の実施例によれば、ダイアフラムは、ダイア
フラムホルダから延出する低い熱質量を有する円筒形の
部材によって、周端部において保持される。
【００２０】コンピュータは、相対的に反射される光強
度に応じて圧力を計算する。自動車に標準的に設けられ
ているエンジン温度センサは、入力情報を、温度と共に
ダイアフラムの感度の変化を補償するコンピュータに供
給する。このセンサは、内燃機関の点火システムによ
り、高いレベルで発生する電磁放射線によって引き起こ
される干渉に対して、反応を示さないようにもなってい
る。
度に応じて圧力を計算する。自動車に標準的に設けられ
ているエンジン温度センサは、入力情報を、温度と共に
ダイアフラムの感度の変化を補償するコンピュータに供
給する。このセンサは、内燃機関の点火システムによ
り、高いレベルで発生する電磁放射線によって引き起こ
される干渉に対して、反応を示さないようにもなってい
る。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、図
面を参照して説明する。本発明を具体化した光ファイバ
センサ２０が、図３乃至図６に示されている。センサ２
０は、孔２４に螺入される金属ボディ２２を有してお
り、この孔２４は内燃機関の燃焼チャンバ３２内にシリ
ンダヘッド２６を介して開口している。シリンダヘッド
２６は、シリンダブロック２８にボルトで止められてお
り、このシリンダブロック２８には、燃焼チャンバ３２
内において空気混合燃料の燃焼によって往復動するピス
トン３０が配されている。空気混合燃料に点火するため
の点火プラグ３４が燃焼チャンバ３２内に延出してい
る。
面を参照して説明する。本発明を具体化した光ファイバ
センサ２０が、図３乃至図６に示されている。センサ２
０は、孔２４に螺入される金属ボディ２２を有してお
り、この孔２４は内燃機関の燃焼チャンバ３２内にシリ
ンダヘッド２６を介して開口している。シリンダヘッド
２６は、シリンダブロック２８にボルトで止められてお
り、このシリンダブロック２８には、燃焼チャンバ３２
内において空気混合燃料の燃焼によって往復動するピス
トン３０が配されている。空気混合燃料に点火するため
の点火プラグ３４が燃焼チャンバ３２内に延出してい
る。
【００２２】センサ２０は、第１、第２、および第３の
光ファイバ４０，４２，４４を備えており、これらはボ
ディ２２によって保持され、好ましくは、図６に示すよ
うに矩形、もしくは方形の断面を有する。ボディ２２に
は、円形のディスク形状を成すダイアフラム４６が保持
されている。このダイアフラム４６は、燃焼チャンバ内
において、圧力Ｐを受ける第１の面４６ａと、ファイバ
４０，４２及び４４の隣接端部に面する第２の面４６ｂ
とを有している。
光ファイバ４０，４２，４４を備えており、これらはボ
ディ２２によって保持され、好ましくは、図６に示すよ
うに矩形、もしくは方形の断面を有する。ボディ２２に
は、円形のディスク形状を成すダイアフラム４６が保持
されている。このダイアフラム４６は、燃焼チャンバ内
において、圧力Ｐを受ける第１の面４６ａと、ファイバ
４０，４２及び４４の隣接端部に面する第２の面４６ｂ
とを有している。
【００２３】第１の光ファイバ４０の中央部は、ダイア
フラム４６の中央から、上述したように、距離ｘ＝ｒ／
３1/2 離間している。ファイバ４２は、ファイバ４０お
よび４４から半径方向内側に配されている。各ファイバ
４０，４２および４４の中央部は、互いに距離ｄ（各フ
ァイバ４０，４２および４４の幅）離間しており、これ
により、ファイバ４２の中央部は中心４８からｘ−ｄ離
間しており、ファイバ４４の中央部は、ｘ＋ｄ離間して
いる。
フラム４６の中央から、上述したように、距離ｘ＝ｒ／
３1/2 離間している。ファイバ４２は、ファイバ４０お
よび４４から半径方向内側に配されている。各ファイバ
４０，４２および４４の中央部は、互いに距離ｄ（各フ
ァイバ４０，４２および４４の幅）離間しており、これ
により、ファイバ４２の中央部は中心４８からｘ−ｄ離
間しており、ファイバ４４の中央部は、ｘ＋ｄ離間して
いる。
【００２４】ダイアフラム４６の面４６ｂに面するファ
イバ４０，４２及び４４の端部は、面４６ｂに対して垂
直であり、ダイアフラム４６に圧力が加わっておらず、
平坦な状態にあるときに、そこから距離ｙ離間してい
る。
イバ４０，４２及び４４の端部は、面４６ｂに対して垂
直であり、ダイアフラム４６に圧力が加わっておらず、
平坦な状態にあるときに、そこから距離ｙ離間してい
る。
【００２５】図５に示されるように、光射出ダイオード
すなわちレーザダイオードのような光源５０が、ファイ
バ４０内に光を射出する。ファイバ４０からの光は、ダ
イアフラム４６の面４６ｂで反射され、上述した図１ａ
〜１ｃおよび図２を参照して説明した如く、ダイアフラ
ム４６の曲率に依存した相対比率をもってファイバ４２
および４４に入射する。
すなわちレーザダイオードのような光源５０が、ファイ
バ４０内に光を射出する。ファイバ４０からの光は、ダ
イアフラム４６の面４６ｂで反射され、上述した図１ａ
〜１ｃおよび図２を参照して説明した如く、ダイアフラ
ム４６の曲率に依存した相対比率をもってファイバ４２
および４４に入射する。
【００２６】ファイバ４２および４４からの光は、それ
ぞれ光検出器５２および５４に送られ、それぞれ強度Ｉ
IN、ＩOUT に対応した大きさＩ1 ，Ｉ2 となる電気出力
信号（電圧あるいは電流）を出力する。信号Ｉ1 ，Ｉ2
は、コンピュータ５６に供給され、Ｐ＝（１／２Ａ）
（（ＩOUT −ＩIN）／（ＩOUT ＋ＩIN））の関係に従っ
て圧力Ｐが、その他にもＩIN、ＩOUT の適用可能な関数
が計算される。
ぞれ光検出器５２および５４に送られ、それぞれ強度Ｉ
IN、ＩOUT に対応した大きさＩ1 ，Ｉ2 となる電気出力
信号（電圧あるいは電流）を出力する。信号Ｉ1 ，Ｉ2
は、コンピュータ５６に供給され、Ｐ＝（１／２Ａ）
（（ＩOUT −ＩIN）／（ＩOUT ＋ＩIN））の関係に従っ
て圧力Ｐが、その他にもＩIN、ＩOUT の適用可能な関数
が計算される。
【００２７】コンピュータ５６に温度を入力する光学エ
ンジン温度センサ５８が更に示されている。この温度セ
ンサは、高温度において、Ａの温度変化を補償するため
に用いられる。
ンジン温度センサ５８が更に示されている。この温度セ
ンサは、高温度において、Ａの温度変化を補償するため
に用いられる。
【００２８】ＩOUT およびＩINは、それぞれ、環境の変
動、例えば、ファイバ４０，４２，４４の直径を変化さ
せてしまうな、振動、設置する際のファイバの曲げ、温
度変化、あるいはファイバ４０，４２，４４とダイアフ
ラム４６との間の距離、ダイアフラム４６の反射率、光
源５０から入射される光の強度の変動等、によって影響
を受け易いが、（ＩOUT −ＩIN）／（ＩOUT ＋ＩIN）
は、実質的には、そのような変動の影響を受けることは
ない。また、Ａは、低い温度においては実質的には一定
であるため、検知される圧力Ｐ（ＩOUT ，ＩINおよびＡ
に依存）は、低い温度においては、これらの変動から実
質的に影響を受けない。
動、例えば、ファイバ４０，４２，４４の直径を変化さ
せてしまうな、振動、設置する際のファイバの曲げ、温
度変化、あるいはファイバ４０，４２，４４とダイアフ
ラム４６との間の距離、ダイアフラム４６の反射率、光
源５０から入射される光の強度の変動等、によって影響
を受け易いが、（ＩOUT −ＩIN）／（ＩOUT ＋ＩIN）
は、実質的には、そのような変動の影響を受けることは
ない。また、Ａは、低い温度においては実質的には一定
であるため、検知される圧力Ｐ（ＩOUT ，ＩINおよびＡ
に依存）は、低い温度においては、これらの変動から実
質的に影響を受けない。
【００２９】この場合、ファイバ４０，４２および４４
は、同一の径を有しており、距離ｙは、以下のように設
定される。ｙ＝（１／２）ｒ0 （ｋ−１）／ｔａｎθ、
ここで、θ＝ｓｉｎ-1（ファイバ４０の開口数）であ
り、ｒ0 は、ファイバ４０のコアの径であり、ｋ＝ｒ／
ｒ0 であり、ｒは、反射ビーム半径である。
は、同一の径を有しており、距離ｙは、以下のように設
定される。ｙ＝（１／２）ｒ0 （ｋ−１）／ｔａｎθ、
ここで、θ＝ｓｉｎ-1（ファイバ４０の開口数）であ
り、ｒ0 は、ファイバ４０のコアの径であり、ｋ＝ｒ／
ｒ0 であり、ｒは、反射ビーム半径である。
【００３０】もし、ファイバ４０，４２および４４が同
一の径を有していない場合、上記関係式は好ましいよう
に修正しなければならない。
一の径を有していない場合、上記関係式は好ましいよう
に修正しなければならない。
【００３１】ファイバ４０，４２および４４の端部とダ
イアフラム４６との距離ｙは、距離ｙを修正することに
よって実験的に決定することができ、センサ２０によっ
て検知された圧力変化に反応する最大で値を決定する。
イアフラム４６との距離ｙは、距離ｙを修正することに
よって実験的に決定することができ、センサ２０によっ
て検知された圧力変化に反応する最大で値を決定する。
【００３２】本発明によれば、光ファイバ４０，４２，
４４および光源５０は、ファイバ４０の実質的なすべて
の光学モードが、十分に誘起化（モード結合が誘起され
る（mode scrambled) ）されるように設計されている。
これは、実質的に、前述した従来技術で問題とされてい
たファイバ４０の光学モード分布の変化によって起こる
ファイバ４０の物理的な要因により引き起こされる、光
学モードノイズに対するセンサ２０の感度を減少させる
こととなる。光学ファイバの光学モードを十分に誘起化
させるための技術は、前記従来技術において十分に知ら
れている。
４４および光源５０は、ファイバ４０の実質的なすべて
の光学モードが、十分に誘起化（モード結合が誘起され
る（mode scrambled) ）されるように設計されている。
これは、実質的に、前述した従来技術で問題とされてい
たファイバ４０の光学モード分布の変化によって起こる
ファイバ４０の物理的な要因により引き起こされる、光
学モードノイズに対するセンサ２０の感度を減少させる
こととなる。光学ファイバの光学モードを十分に誘起化
させるための技術は、前記従来技術において十分に知ら
れている。
【００３３】ファイバ４０，４２および４４内の光学ノ
イズは、本発明に基づいてさらに減少される。すなわ
ち、第２および第３の光ファイバ４２，４４の開口数
を、第１光ファイバ４０の開口数よりも大きくすること
によって成される。これは、ファイバ４０，４２，４４
間の光学結合を増加させ、ファイバ４２，４４内を伝搬
する反射光がフレネル反射よりもいかなる損失を受けな
いことを確実とし、かつ光学信号損失によって生じる収
差を妨げる。ファイバ４２および４４の開口数は等しい
ことが好ましいが、本発明の範囲においては、これを異
なるようにすることもできる。
イズは、本発明に基づいてさらに減少される。すなわ
ち、第２および第３の光ファイバ４２，４４の開口数
を、第１光ファイバ４０の開口数よりも大きくすること
によって成される。これは、ファイバ４０，４２，４４
間の光学結合を増加させ、ファイバ４２，４４内を伝搬
する反射光がフレネル反射よりもいかなる損失を受けな
いことを確実とし、かつ光学信号損失によって生じる収
差を妨げる。ファイバ４２および４４の開口数は等しい
ことが好ましいが、本発明の範囲においては、これを異
なるようにすることもできる。
【００３４】より詳細には、もしファイバ４２，４４が
Tekippe に開示されているように、第１のファイバ４０
と同様、同じ開口数を有していたとすると、ビームの集
束を狭くし、かつ第２および第３のファイバ４４，４６
にすべての反射光が入ることを確実にするために、十分
な誘起化よりも少なくなるように第１のファイバ４０の
光学モードを作成する必要がある。これは、物理的な外
的要因に対するセンサの感度を増加させると共に、ファ
イバ４０から、ダイアフラム４６に射出されるスポット
の形状の変化をもたらし、加えられた圧力が識別できな
くなる。
Tekippe に開示されているように、第１のファイバ４０
と同様、同じ開口数を有していたとすると、ビームの集
束を狭くし、かつ第２および第３のファイバ４４，４６
にすべての反射光が入ることを確実にするために、十分
な誘起化よりも少なくなるように第１のファイバ４０の
光学モードを作成する必要がある。これは、物理的な外
的要因に対するセンサの感度を増加させると共に、ファ
イバ４０から、ダイアフラム４６に射出されるスポット
の形状の変化をもたらし、加えられた圧力が識別できな
くなる。
【００３５】この感度は、ファイバ４０の十分に誘起化
した光学モードによって、僅かに減じられる。これは、
しかしながら、ビームがファイバ４０からダイアフラム
４６上に投射される位置において最大角度を増加させ
る。もし、ファイバ４２，４４の開口数が増加しないな
ら、圧力が加えられた状態で、反射光がファイバ４２，
４４に入射する角度は、その臨界角度を越えてしまい、
ファイバ４２，４４の放射損失、圧力に応じた非線形性
が生じる。
した光学モードによって、僅かに減じられる。これは、
しかしながら、ビームがファイバ４０からダイアフラム
４６上に投射される位置において最大角度を増加させ
る。もし、ファイバ４２，４４の開口数が増加しないな
ら、圧力が加えられた状態で、反射光がファイバ４２，
４４に入射する角度は、その臨界角度を越えてしまい、
ファイバ４２，４４の放射損失、圧力に応じた非線形性
が生じる。
【００３６】ファイバ４２、４４の開口数は、それゆ
え、ファイバ４０のそれよりも十分に大きく設定され、
単にすべての反射光をファイバ４２，４４によって捕ら
えることを確実にするだけでなく、反射光が、すべての
環境下においてファイバ４２，４４に入射する角度が臨
界角を越えないことを確実にしており、光はファイバ４
２，４４を通して確実に案内される。これは、確実に、
ファイバ４２，４４内での非線形性およびノイズを伴っ
た放射損失を防止する。
え、ファイバ４０のそれよりも十分に大きく設定され、
単にすべての反射光をファイバ４２，４４によって捕ら
えることを確実にするだけでなく、反射光が、すべての
環境下においてファイバ４２，４４に入射する角度が臨
界角を越えないことを確実にしており、光はファイバ４
２，４４を通して確実に案内される。これは、確実に、
ファイバ４２，４４内での非線形性およびノイズを伴っ
た放射損失を防止する。
【００３７】ファイバ４０，４２，４４の開口数は、詳
細な説明のために誇張されたダイアフラム４６の伸縮を
示した図７を参照して、好ましくは以下の関係式に従っ
て選択される。θＡ≧θＢ＋θＣ＋θＤ＋θＥ、ここ
で、θＡは、ファイバ４２および４４の開口数を示し；
θＢは、ファイバ４０の開口数を示し；θＣ＝ｔａｎ-1
（Ｋ／ｒ）は、加えられる力がない場合のダイアフラム
４６の予め定められた最大湾曲許容誤差であり；θＤ＝
ｔａｎ-1（ΔＫ／ｒ）は、予め定められた最大の印加力
に応じたダイアフラムの予め定められた曲率を示し；θ
Ｅは、物理的な外的要因に応じてファイバ４０を伝搬す
る光の、予め定められた最大誘導発散（induced diverg
ence) を示し；ｒは、ダイアフラムの半径を示し；Ｋ
は、予め定められた最大湾曲許容誤差において印加力の
ない状態におけるダイアフラムの中心の変位を示し；ｒ
＞＞Ｋであり；ΔＫは、予め定められた最大印加力に応
じたダイアフラムの中心の変位を示し；ｒ＞＞Ｋ＋Δ
Ｋ；である。
細な説明のために誇張されたダイアフラム４６の伸縮を
示した図７を参照して、好ましくは以下の関係式に従っ
て選択される。θＡ≧θＢ＋θＣ＋θＤ＋θＥ、ここ
で、θＡは、ファイバ４２および４４の開口数を示し；
θＢは、ファイバ４０の開口数を示し；θＣ＝ｔａｎ-1
（Ｋ／ｒ）は、加えられる力がない場合のダイアフラム
４６の予め定められた最大湾曲許容誤差であり；θＤ＝
ｔａｎ-1（ΔＫ／ｒ）は、予め定められた最大の印加力
に応じたダイアフラムの予め定められた曲率を示し；θ
Ｅは、物理的な外的要因に応じてファイバ４０を伝搬す
る光の、予め定められた最大誘導発散（induced diverg
ence) を示し；ｒは、ダイアフラムの半径を示し；Ｋ
は、予め定められた最大湾曲許容誤差において印加力の
ない状態におけるダイアフラムの中心の変位を示し；ｒ
＞＞Ｋであり；ΔＫは、予め定められた最大印加力に応
じたダイアフラムの中心の変位を示し；ｒ＞＞Ｋ＋Δ
Ｋ；である。
【００３８】ファイバ４０，４２，４４は、上述したよ
うにファイバ４０の開口数よりもファイバ４２，４４の
開口数が大きいかぎり、同一もしくは異なった物理的な
断面領域を有することができる。ファイバ４０の断面
は、ダイアフラム４６の実質的な線形領域にビームを抑
制するため、線形性が最大となるように、できるだけ小
さく作成されることが好ましいが、光がファイバに結合
するための効率が不十分にならないよう、小さくし過ぎ
てはならない。ファイバ４２，４４の断面は、光収集効
率が最大となるように、可能な限り大きく形成される。
パッケージングを容易にするため、ファイバ４０，４２
および４４は、同一の径を有している。
うにファイバ４０の開口数よりもファイバ４２，４４の
開口数が大きいかぎり、同一もしくは異なった物理的な
断面領域を有することができる。ファイバ４０の断面
は、ダイアフラム４６の実質的な線形領域にビームを抑
制するため、線形性が最大となるように、できるだけ小
さく作成されることが好ましいが、光がファイバに結合
するための効率が不十分にならないよう、小さくし過ぎ
てはならない。ファイバ４２，４４の断面は、光収集効
率が最大となるように、可能な限り大きく形成される。
パッケージングを容易にするため、ファイバ４０，４２
および４４は、同一の径を有している。
【００３９】ファイバ４０，４２，４４は、市販され、
入手可能な、好適な材料、例えば、ガラス、石英ガラ
ス、サファイア等によって作成することができる。ファ
イバ４０，４２，４４の形状とは関係なく、そのクラッ
ドの厚さは、ファイバ４０，４２，４４間のデッドスペ
ースが最小となるよう、できるだけ小さく作成される。
入手可能な、好適な材料、例えば、ガラス、石英ガラ
ス、サファイア等によって作成することができる。ファ
イバ４０，４２，４４の形状とは関係なく、そのクラッ
ドの厚さは、ファイバ４０，４２，４４間のデッドスペ
ースが最小となるよう、できるだけ小さく作成される。
【００４０】ファイバ４０，４２，４４の断面が円形で
あることが本発明の範囲であるが、ファイバ４０，４
２，４４の断面が、矩形、方形であることは好ましい。
その理由は、図８において示されている。それぞれ光フ
ァイバ４０，４２，４４に対応する、円形断面を有する
光ファイバ４０′，４２′，４４′が示されている。フ
ァイバ４０′から射出された後、ダイアフラム４６から
反射されて、ファイバ４２′，４４′に入る光は、それ
らの間のエアーギャップで発散され、符号６０で示すよ
うになる。
あることが本発明の範囲であるが、ファイバ４０，４
２，４４の断面が、矩形、方形であることは好ましい。
その理由は、図８において示されている。それぞれ光フ
ァイバ４０，４２，４４に対応する、円形断面を有する
光ファイバ４０′，４２′，４４′が示されている。フ
ァイバ４０′から射出された後、ダイアフラム４６から
反射されて、ファイバ４２′，４４′に入る光は、それ
らの間のエアーギャップで発散され、符号６０で示すよ
うになる。
【００４１】上述した図２に示された原理によれば、ネ
ガティブな圧力Ｐによって、ビーム６０の中央部は、フ
ァイバ４０′の中央から左側にそらされる。それぞれフ
ァイバ４２′，４４′の端部のビーム領域６２，６４が
斜線によって示されている。領域６２，６４は、ファイ
バ４０′，４２′，４４′の中央結合線に沿ったビーム
６０の変位に応じて非線形に変化する。
ガティブな圧力Ｐによって、ビーム６０の中央部は、フ
ァイバ４０′の中央から左側にそらされる。それぞれフ
ァイバ４２′，４４′の端部のビーム領域６２，６４が
斜線によって示されている。領域６２，６４は、ファイ
バ４０′，４２′，４４′の中央結合線に沿ったビーム
６０の変位に応じて非線形に変化する。
【００４２】さらに、図１０に示されるように、３つの
円形ファイバ４０′，４２′および４４′を有するセン
サは、斜線領域６６，６８によって示される予め定めら
れた領域のみを具備した、好ましい直線状の対応例であ
る。０圧力Ｐ0 において、ビーム６０の端部は、ファイ
バ４０′，４２′および４４′の中心結合線に垂直とな
った直径に沿ってファイバ４２′，４４′の周端部と交
差する。最大のマイナス値Ｐ- max および最大のプラス
値Ｐ+ max との間の圧力に対する、領域６６および６８
の受け入れられるサイズは、図示されているように比較
的小さい。
円形ファイバ４０′，４２′および４４′を有するセン
サは、斜線領域６６，６８によって示される予め定めら
れた領域のみを具備した、好ましい直線状の対応例であ
る。０圧力Ｐ0 において、ビーム６０の端部は、ファイ
バ４０′，４２′および４４′の中心結合線に垂直とな
った直径に沿ってファイバ４２′，４４′の周端部と交
差する。最大のマイナス値Ｐ- max および最大のプラス
値Ｐ+ max との間の圧力に対する、領域６６および６８
の受け入れられるサイズは、図示されているように比較
的小さい。
【００４３】矩形もしくは方形のファイバ４０，４２，
４４を用い、図８に示された欠点を克服する本発明の好
ましい実施例について、図９を参照して説明する。セン
サ２０の配列が、０圧力Ｐ0 において、ダイアフラム４
６からファイバ４２，４４上に反射されて戻ったビーム
ＡＢＣＤの垂直端部が、それぞれＡＤ，ＢＣで示される
如くファイバ４２，４４の中央を通過するように選択さ
れる。
４４を用い、図８に示された欠点を克服する本発明の好
ましい実施例について、図９を参照して説明する。セン
サ２０の配列が、０圧力Ｐ0 において、ダイアフラム４
６からファイバ４２，４４上に反射されて戻ったビーム
ＡＢＣＤの垂直端部が、それぞれＡＤ，ＢＣで示される
如くファイバ４２，４４の中央を通過するように選択さ
れる。
【００４４】最大のプラス値Ｐ+ max のビームＡ1 Ｂ1
Ｃ1 Ｄ1 の垂直端部が、Ａ1 Ｄ1 およびＢ1 Ｃ1 で示す
ようにファイバ４２，４４の左端にあり、これに対し
て、最大のマイナス値Ｐ- max のビームＡ2 Ｂ2 Ｃ2 Ｄ
2 の垂直端部が、Ａ2 Ｄ2 およびＢ2 Ｃ2 で示すように
ファイバ４２，４４の右端にある。
Ｃ1 Ｄ1 の垂直端部が、Ａ1 Ｄ1 およびＢ1 Ｃ1 で示す
ようにファイバ４２，４４の左端にあり、これに対し
て、最大のマイナス値Ｐ- max のビームＡ2 Ｂ2 Ｃ2 Ｄ
2 の垂直端部が、Ａ2 Ｄ2 およびＢ2 Ｃ2 で示すように
ファイバ４２，４４の右端にある。
【００４５】これにより、ファイバ４０からの光ビーム
に対するファイバ４２，４４の領域は、Ｐ+ max とＰ-
max との間の圧力Ｐのすべての値に対して、線形的に変
化する。センサ２０は、それゆえ、圧力の変化および最
大のダイナミックレンジに対して、理論的に完全にリニ
アな反応をする。
に対するファイバ４２，４４の領域は、Ｐ+ max とＰ-
max との間の圧力Ｐのすべての値に対して、線形的に変
化する。センサ２０は、それゆえ、圧力の変化および最
大のダイナミックレンジに対して、理論的に完全にリニ
アな反応をする。
【００４６】さらに、図１０に示された構成は、方形フ
ァイバ４２，４４および円形のファイバ４０′を有して
いる。この形状における線形性は、図９に示したものよ
り僅かに劣る。図面に示されてはいないが、矩形又は方
形のマスクと結合した円形の光ファイバを利用すること
も、本発明に含まれる。
ァイバ４２，４４および円形のファイバ４０′を有して
いる。この形状における線形性は、図９に示したものよ
り僅かに劣る。図面に示されてはいないが、矩形又は方
形のマスクと結合した円形の光ファイバを利用すること
も、本発明に含まれる。
【００４７】図１１および図１２は、ボディ２２および
ダイアフラム４６を有するセンサ２０の一部を示してい
る。ボディ２２には、中央孔７０および、図３に示した
シリンダヘッド２６内の孔２４にねじこまれる直径部分
７２を変形させてネジが形成されている。
ダイアフラム４６を有するセンサ２０の一部を示してい
る。ボディ２２には、中央孔７０および、図３に示した
シリンダヘッド２６内の孔２４にねじこまれる直径部分
７２を変形させてネジが形成されている。
【００４８】中央孔７０は、拡大されて内側にネジ部７
４が形成されている。ダイアフラム４６の周端部は、部
分７４の底に規定されたステップと、部分７４にねじこ
まれる環状セットスクリュー７６との間にクランプされ
る。光ファイバ４０，４２，４４は、図１１においては
示されていないが、孔７０にそれらの端部がダイアフラ
ム４６の面４６ｂに隣接するように入り込んでいる。ダ
イアフラム４６の面４６ａは、燃焼チャンバ３２の圧力
にさらされている。
４が形成されている。ダイアフラム４６の周端部は、部
分７４の底に規定されたステップと、部分７４にねじこ
まれる環状セットスクリュー７６との間にクランプされ
る。光ファイバ４０，４２，４４は、図１１においては
示されていないが、孔７０にそれらの端部がダイアフラ
ム４６の面４６ｂに隣接するように入り込んでいる。ダ
イアフラム４６の面４６ａは、燃焼チャンバ３２の圧力
にさらされている。
【００４９】ボディ２２およびセットスクリュー７６
は、ダイアフラムホルダ７８を構成しており、ダイアフ
ラム４６よりかなり大きい熱質量を有している。ダイア
フラムホルダ７８は、冷却されヒートシンクを構成する
エンジンブロックに接続されているため、燃焼ガスに直
接さらされるダイアフラム４６の温度は、ダイアフラム
ホルダ７８の温度よりも十分に高くなる。
は、ダイアフラムホルダ７８を構成しており、ダイアフ
ラム４６よりかなり大きい熱質量を有している。ダイア
フラムホルダ７８は、冷却されヒートシンクを構成する
エンジンブロックに接続されているため、燃焼ガスに直
接さらされるダイアフラム４６の温度は、ダイアフラム
ホルダ７８の温度よりも十分に高くなる。
【００５０】ダイアフラムとダイアフラムホルダが同一
の材料で作成されている場合、それは通常のケースであ
るが、この温度の差は、ダイアフラムとダイアフラムホ
ルダを違った割合で膨脹させる。Tekkipe によって開示
されている簡単な構成では、これは、加えられた圧力が
例え変化しなくても、温度変化に応じて変化するダイア
フラムの湾曲によって生じてしまう。この熱的に誘導さ
れた湾曲は、温度と共に変化し、検知される圧力でゼロ
レベルのドリフトを引き起こす。
の材料で作成されている場合、それは通常のケースであ
るが、この温度の差は、ダイアフラムとダイアフラムホ
ルダを違った割合で膨脹させる。Tekkipe によって開示
されている簡単な構成では、これは、加えられた圧力が
例え変化しなくても、温度変化に応じて変化するダイア
フラムの湾曲によって生じてしまう。この熱的に誘導さ
れた湾曲は、温度と共に変化し、検知される圧力でゼロ
レベルのドリフトを引き起こす。
【００５１】この問題は、ダイアフラム４６およびダイ
アフラムホルダ７８の材料を好ましく選ぶことによる本
発明によって解決される。より詳細には、予定される操
作温度に応じて選択される量及びダイアフラム４６とダ
イアフラムホルダ７８との温度差によって、ダイアフラ
ム７８の熱膨張係数はダイアフラム４６のそれよりも大
きく設定される。
アフラムホルダ７８の材料を好ましく選ぶことによる本
発明によって解決される。より詳細には、予定される操
作温度に応じて選択される量及びダイアフラム４６とダ
イアフラムホルダ７８との温度差によって、ダイアフラ
ム７８の熱膨張係数はダイアフラム４６のそれよりも大
きく設定される。
【００５２】変異性のものが含まれた複雑性な構成とな
るため、そのデザインは、実験的に決定することが好ま
しい。適切な選択によれば、ダイアフラム４６は、圧力
０でフラットであり、ダイアフラム４６の曲率は、セン
サ２０の予期される操作温度範囲を越えた温度変化に反
応して変化しないように設定される。
るため、そのデザインは、実験的に決定することが好ま
しい。適切な選択によれば、ダイアフラム４６は、圧力
０でフラットであり、ダイアフラム４６の曲率は、セン
サ２０の予期される操作温度範囲を越えた温度変化に反
応して変化しないように設定される。
【００５３】例として、ダイアフラム４６の好ましい材
料は、熱膨張係数が、ほぼ１３×１０-6／°Ｃで、高降
伏強度が７００°Ｃで１３０，０００ｐｓｉ以上のイン
コネル合金７１８である。また、ダイアフラム材料に適
合するダイアフラムホルダ７８の好ましい材料は、熱膨
張係数が、ほぼ１７×１０-6／°Ｃのシリーズ３００ス
テンレススチールである。
料は、熱膨張係数が、ほぼ１３×１０-6／°Ｃで、高降
伏強度が７００°Ｃで１３０，０００ｐｓｉ以上のイン
コネル合金７１８である。また、ダイアフラム材料に適
合するダイアフラムホルダ７８の好ましい材料は、熱膨
張係数が、ほぼ１７×１０-6／°Ｃのシリーズ３００ス
テンレススチールである。
【００５４】ダイアフラム４６の面４６ａの前方に、孔
が開けられた熱シールド８０を配することによって、ダ
イアフラム４６の温度を減少させることができ、かつダ
イアフラム４６とダイアフラムホルダ７８との温度差も
これに応じて減少させることができる。熱シールド８０
は、ダイアフラム４６の熱反応が不利とならないよう銅
あるいはその他の高温かつ高熱伝導の材料で作成され
る。ダイアフラム４６とダイアフラムホルダ７８との間
の熱伝導は、これらの要素の少なくとも１つを被覆する
銅によって改善することができる。
が開けられた熱シールド８０を配することによって、ダ
イアフラム４６の温度を減少させることができ、かつダ
イアフラム４６とダイアフラムホルダ７８との温度差も
これに応じて減少させることができる。熱シールド８０
は、ダイアフラム４６の熱反応が不利とならないよう銅
あるいはその他の高温かつ高熱伝導の材料で作成され
る。ダイアフラム４６とダイアフラムホルダ７８との間
の熱伝導は、これらの要素の少なくとも１つを被覆する
銅によって改善することができる。
【００５５】図１３はダイアフラム４６の熱誘導湾曲を
抑制する別の構成を示す図である。ダイアフラムホルダ
８２は、中央孔８６が形成されたセンサボディ８４と、
ボディ８４にその低端部が固定され、ダイアフラム４６
の周囲にその上端部が固定される円筒部材８８と、を有
している。円筒部材８８は、小さい熱及び機械的質量を
有し、ダイアフラムホルダ８２からダイアフラム４６を
絶縁せしめ、熱誘導湾曲を引き起こす熱膨張差を減じる
ように構成されている。
抑制する別の構成を示す図である。ダイアフラムホルダ
８２は、中央孔８６が形成されたセンサボディ８４と、
ボディ８４にその低端部が固定され、ダイアフラム４６
の周囲にその上端部が固定される円筒部材８８と、を有
している。円筒部材８８は、小さい熱及び機械的質量を
有し、ダイアフラムホルダ８２からダイアフラム４６を
絶縁せしめ、熱誘導湾曲を引き起こす熱膨張差を減じる
ように構成されている。
【００５６】図１３において、ｔ1 をダイアフラム４６
の厚さとし、ｔ2 を円筒部材８８の厚さとし、ｔ3 をボ
ディ８４に融着される円筒部材８８のフランジ部分の厚
さとすると、ｔ1 ≦ｔ2 ＜ｔ3 である。
の厚さとし、ｔ2 を円筒部材８８の厚さとし、ｔ3 をボ
ディ８４に融着される円筒部材８８のフランジ部分の厚
さとすると、ｔ1 ≦ｔ2 ＜ｔ3 である。
【００５７】図１３の円筒部材８８は、センサボディ８
４の端部の外部に突出している。図１４は、中央孔９２
が形成されたセンサボディ９０と、孔９２内に入り込み
凹部が形成された円筒部材９４と、を有した別の構成例
を示している。この構成によれば、孔２４にねじ込まれ
るボディ９０のねじ部分を長く形成することが可能にな
り、それによって、ダイアフラム４６のためのヒートシ
ンクとして機能するボディ９０の効率を増すことができ
る。図１４の構成においても、ｔ1 ≦ｔ2 ＜ｔ3 の関係
が成立している。
４の端部の外部に突出している。図１４は、中央孔９２
が形成されたセンサボディ９０と、孔９２内に入り込み
凹部が形成された円筒部材９４と、を有した別の構成例
を示している。この構成によれば、孔２４にねじ込まれ
るボディ９０のねじ部分を長く形成することが可能にな
り、それによって、ダイアフラム４６のためのヒートシ
ンクとして機能するボディ９０の効率を増すことができ
る。図１４の構成においても、ｔ1 ≦ｔ2 ＜ｔ3 の関係
が成立している。
【００５８】図１５は、ダイアフラムの熱誘導湾曲を抑
制するためのさらに別の構成を示す図である。ダイアフ
ラムホルダとして機能するセンサボディ１００には、中
央孔１０２が形成されている。ダイアフラム１０４は、
孔１０２のステップに保持される比較的固いメインディ
スク１０６と、ボディ１００の上端部をシールするよう
に設けられる比較的柔らかい第２ディスク１０８と、こ
れらのディスク間の空間に満たされる流体１１０と、を
有する。
制するためのさらに別の構成を示す図である。ダイアフ
ラムホルダとして機能するセンサボディ１００には、中
央孔１０２が形成されている。ダイアフラム１０４は、
孔１０２のステップに保持される比較的固いメインディ
スク１０６と、ボディ１００の上端部をシールするよう
に設けられる比較的柔らかい第２ディスク１０８と、こ
れらのディスク間の空間に満たされる流体１１０と、を
有する。
【００５９】燃焼チャンバ内における圧力、及び熱は、
第２ディスク１０８および流体１１０によってメインデ
ィスク１０６に伝達される。流体１１０は、合成樹脂オ
イルあるいはその他、高い沸点および低い伝導性および
低い圧縮性を有する材料である。ディスク１０８と流体
１１０は、ディスク１０６を熱的にシールドする。ディ
スク１０６の曲率は、圧力測定のために検知され、燃焼
チャンバ３２の熱からの熱誘導湾曲は抑制される。第２
ディスク１０８は、このディスク１０８および流体１１
０を介してメインディスク１０６に伝達される圧力の影
響を実質的に受けないよう、十分に柔らかく構成されて
いる。
第２ディスク１０８および流体１１０によってメインデ
ィスク１０６に伝達される。流体１１０は、合成樹脂オ
イルあるいはその他、高い沸点および低い伝導性および
低い圧縮性を有する材料である。ディスク１０８と流体
１１０は、ディスク１０６を熱的にシールドする。ディ
スク１０６の曲率は、圧力測定のために検知され、燃焼
チャンバ３２の熱からの熱誘導湾曲は抑制される。第２
ディスク１０８は、このディスク１０８および流体１１
０を介してメインディスク１０６に伝達される圧力の影
響を実質的に受けないよう、十分に柔らかく構成されて
いる。
【００６０】図１６は、中央光ファイバ４０の物理的な
外的要因に影響されない改良されたレベルを用いるセン
サヘッドアッセンブリ１２０を示しており、コネクタが
ケーブルとセンサヘッドとの間に用いられても光学的な
損失が最小限となるように構成されている。アッセンブ
リ１２０は、中空センサボディすなわちプローブ１２２
を有している。このプローブは、耐熱セラミック、金
属、プラスチック、あるいは樹脂等によって作成されて
いる。光ファイバ４０，４２および４４は、プローブ１
２２の下端部からそれを通して上方に延出しており、図
示されていないセラミックセメントによってプローブ１
２２内に保持されている。
外的要因に影響されない改良されたレベルを用いるセン
サヘッドアッセンブリ１２０を示しており、コネクタが
ケーブルとセンサヘッドとの間に用いられても光学的な
損失が最小限となるように構成されている。アッセンブ
リ１２０は、中空センサボディすなわちプローブ１２２
を有している。このプローブは、耐熱セラミック、金
属、プラスチック、あるいは樹脂等によって作成されて
いる。光ファイバ４０，４２および４４は、プローブ１
２２の下端部からそれを通して上方に延出しており、図
示されていないセラミックセメントによってプローブ１
２２内に保持されている。
【００６１】ファイバ４２および４４は、光学コネクタ
１２４，１２６内の上端において終端しており、それぞ
れコネクタ１２４，１２６内に差し込まれ、大径で大き
い開口数を有する光ファイバ１２８，１３０を介して、
図５に示す光検出器５２，５４に接続されている。
１２４，１２６内の上端において終端しており、それぞ
れコネクタ１２４，１２６内に差し込まれ、大径で大き
い開口数を有する光ファイバ１２８，１３０を介して、
図５に示す光検出器５２，５４に接続されている。
【００６２】光源５０は、光照射ダイオードすなわちレ
ーザダイオードであり、電気的および熱的に絶縁されて
いるセラミックセメントによって、プローブ１２２内に
保持されており、ファイバ４０の上端部内に光を射出す
るように接続されている。光源５０には、それぞれ電気
コネクタ１３６，１３８で終端している電線１３２，１
３４を通して電力が供給される。電線１４０，１４２
は、それぞれコネクタ１３６，１３８に差し込まれ、適
切な電源（図示せず）に接続されている。
ーザダイオードであり、電気的および熱的に絶縁されて
いるセラミックセメントによって、プローブ１２２内に
保持されており、ファイバ４０の上端部内に光を射出す
るように接続されている。光源５０には、それぞれ電気
コネクタ１３６，１３８で終端している電線１３２，１
３４を通して電力が供給される。電線１４０，１４２
は、それぞれコネクタ１３６，１３８に差し込まれ、適
切な電源（図示せず）に接続されている。
【００６３】アッセンブリ１２０には、適当な断熱装置
（図示せず）が設けられており、エンジンブロックの冷
却水以下に維持し、それにより、光源５０の最大操作温
度、典型的には光照射ダイオードのための１３０°Ｃ、
以下に維持される。電線１４０，１４２の電気的干渉と
して、エンジンブロックから離れた位置にある光検出器
を具備する光ファイバ１２８，１３０を介して伝搬する
光圧力信号に僅かながらの影響がある。
（図示せず）が設けられており、エンジンブロックの冷
却水以下に維持し、それにより、光源５０の最大操作温
度、典型的には光照射ダイオードのための１３０°Ｃ、
以下に維持される。電線１４０，１４２の電気的干渉と
して、エンジンブロックから離れた位置にある光検出器
を具備する光ファイバ１２８，１３０を介して伝搬する
光圧力信号に僅かながらの影響がある。
【００６４】光ファイバ１２８，１３０を介して伝搬す
る光圧力信号は、その中でのパワー損失に敏感であるだ
けであり、光学モード分布プロフィール変化によって影
響されることはない。過酷な操作状況の下であっても、
光ファイバ１２８，１３０での光学パワー損失は、それ
らの大きな開口数のために、ごく僅かである。
る光圧力信号は、その中でのパワー損失に敏感であるだ
けであり、光学モード分布プロフィール変化によって影
響されることはない。過酷な操作状況の下であっても、
光ファイバ１２８，１３０での光学パワー損失は、それ
らの大きな開口数のために、ごく僅かである。
【００６５】これに対し、光ファイバ４０，４２および
４４は、高い環境温度で用いられるために、高品質光学
ガラスで作成され、ファイバ１２８，１３２は、その大
きな開口数のため、低コストプラスチックで作成するこ
とができる。これは、アッセンブリ１２０を商業生産ベ
ース上で低コストでの作成を可能とする。
４４は、高い環境温度で用いられるために、高品質光学
ガラスで作成され、ファイバ１２８，１３２は、その大
きな開口数のため、低コストプラスチックで作成するこ
とができる。これは、アッセンブリ１２０を商業生産ベ
ース上で低コストでの作成を可能とする。
【００６６】すでに上述したように、圧力Ｐは、コンピ
ュータ５０によって、光ファイバ４２，４４から光検出
器に伝搬する光の強度ＩINおよびＩOUT の関数として計
算される。すなわち、Ａが実質的に一定となる、ダイア
フラム４６が低い温度で維持されている時、Ｐ＝（１／
２Ａ）（（ＩOUT −ＩIN）／（ＩOUT ＋ＩIN））とな
る。
ュータ５０によって、光ファイバ４２，４４から光検出
器に伝搬する光の強度ＩINおよびＩOUT の関数として計
算される。すなわち、Ａが実質的に一定となる、ダイア
フラム４６が低い温度で維持されている時、Ｐ＝（１／
２Ａ）（（ＩOUT −ＩIN）／（ＩOUT ＋ＩIN））とな
る。
【００６７】しかしながら、温度が内燃機関の燃焼チャ
ンバにおいて、典型的に生じる７００°Ｃオーダの温度
に上昇すると、Ａの値は一定でなくなり、温度の関数と
して変化する。これに加え、ダイアフラムとダイアフラ
ムホルダとの温度差ΔＴは、圧力Ｐの計算値にゼロドリ
フトをもたらし、センサの操作において不正確をきた
す。
ンバにおいて、典型的に生じる７００°Ｃオーダの温度
に上昇すると、Ａの値は一定でなくなり、温度の関数と
して変化する。これに加え、ダイアフラムとダイアフラ
ムホルダとの温度差ΔＴは、圧力Ｐの計算値にゼロドリ
フトをもたらし、センサの操作において不正確をきた
す。
【００６８】高い温度条件の下では、（ＩOUT −ＩIN）
／（ＩOUT ＋ＩIN）＝ＡＰ＋ＢΔＴである。ここで、Ｂ
は、実験的に一定である。また、ΔＴは、Ｐに対して非
常にゆっくり変化するので、この関係式は、以下のよう
になる。 Ｐ＝（１／Ａ）（（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）の
Ａ．Ｃ．成分）およびΔＴ＝（１／Ｂ）（（Ｉ1 −
Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）のＤ．Ｃ．成分）。
／（ＩOUT ＋ＩIN）＝ＡＰ＋ＢΔＴである。ここで、Ｂ
は、実験的に一定である。また、ΔＴは、Ｐに対して非
常にゆっくり変化するので、この関係式は、以下のよう
になる。 Ｐ＝（１／Ａ）（（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）の
Ａ．Ｃ．成分）およびΔＴ＝（１／Ｂ）（（Ｉ1 −
Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）のＤ．Ｃ．成分）。
【００６９】（ＩOUT −ＩIN）／（ＩOUT ＋ＩIN）の
Ａ．Ｃ．およびＤ．Ｃ．成分は、通常用いられるバンド
パスフィルタによって分離される。Ａの値は、温度の関
数として変化し、以下のように表すことができる。
Ａ．Ｃ．およびＤ．Ｃ．成分は、通常用いられるバンド
パスフィルタによって分離される。Ａの値は、温度の関
数として変化し、以下のように表すことができる。
【００７０】Ａ＝（Ｃｒ3 （１−μ2 ））／（３．４５
ｎ1 Ｙｔ3 ）・ｔａｎθC ここで、Ｃは光ファイバの形状に依存して一定であり、
ｒはダイアフラムの半径であり、μはダイアフラムのポ
アソン比あり、ｎ1 は光ファイバの屈折率であり、Ｙは
ダイアフラムのヤング率であり、ｔはダイアフラムの厚
さであり、θCは上述したように光ファイバの臨界角度
である。
ｎ1 Ｙｔ3 ）・ｔａｎθC ここで、Ｃは光ファイバの形状に依存して一定であり、
ｒはダイアフラムの半径であり、μはダイアフラムのポ
アソン比あり、ｎ1 は光ファイバの屈折率であり、Ｙは
ダイアフラムのヤング率であり、ｔはダイアフラムの厚
さであり、θCは上述したように光ファイバの臨界角度
である。
【００７１】ポアソン比μおよびヤング率Ｙは、温度と
共に変化し、 μ＝０．３−１．２×１０-4Ｔ＋１．１×１０-7Ｔ2 ＋
７．６×１０-11 Ｔ3 Ｙ＝２．９×１０7 −１．１×１０4 Ｔ＋１１．９Ｔ2
−１．３×１０-2Ｔ3 である。ここで、Ｔはダイアフラ
ム４６の温度であり、Ｔ＝Ｔe ＋ΔＴと等しい。なお、
Ｔe はエンジンブロックすなわち、センサ５８によって
測定されるダイアフラムホルダ７８の温度である。温度
はセ氏であり、圧力は平方インチ当たりのポンドで表せ
られる。
共に変化し、 μ＝０．３−１．２×１０-4Ｔ＋１．１×１０-7Ｔ2 ＋
７．６×１０-11 Ｔ3 Ｙ＝２．９×１０7 −１．１×１０4 Ｔ＋１１．９Ｔ2
−１．３×１０-2Ｔ3 である。ここで、Ｔはダイアフラ
ム４６の温度であり、Ｔ＝Ｔe ＋ΔＴと等しい。なお、
Ｔe はエンジンブロックすなわち、センサ５８によって
測定されるダイアフラムホルダ７８の温度である。温度
はセ氏であり、圧力は平方インチ当たりのポンドで表せ
られる。
【００７２】内燃機関に通常用いられるエンジン温度セ
ンサは、センサ５８でダブル機能とすることができ、分
離された温度センサを設ける必要性がなくなる。
ンサは、センサ５８でダブル機能とすることができ、分
離された温度センサを設ける必要性がなくなる。
【００７３】この構成によれば、コンピュータ５０は、
ダイアフラムの感度が温度と共に大きく変化する高温度
においても、予め定められたＩIN、ＩOUT および高い精
度の温度の関数として、圧力を計算することができる。
ダイアフラムの感度が温度と共に大きく変化する高温度
においても、予め定められたＩIN、ＩOUT および高い精
度の温度の関数として、圧力を計算することができる。
【００７４】例 本発明に係るセンサ２０を構成し、ＬＴ−１コルベット
エンジンを１３０°（非燃焼）の状況下および７００°
を越える点火状況下（フル燃焼）でテストを行った。感
度および線形性は、十分な熱効果のないグレード（grad
e)音響センサ装置に匹敵した。
エンジンを１３０°（非燃焼）の状況下および７００°
を越える点火状況下（フル燃焼）でテストを行った。感
度および線形性は、十分な熱効果のないグレード（grad
e)音響センサ装置に匹敵した。
【００７５】センサ２０は、コアが直径２００マイクロ
メータであり、シリカで作成された断面円形を具備する
中央ファイバ４０と、外側径が２５０マイクロメータの
クラッドと、を有し、０．２２の開口数を有する。外側
ファイバ４２，４４も、断面円形であり、コアが直径２
００マイクロメータで、クラッドの外側径が２５０マイ
クロメータであり、０．５６の開口数を有する。ダイア
フラム４６は、４００シリーズステンレススチールで作
成されており、ダイアフラムホルダ７８は、３００シリ
ーズステンレススチールで作成されている。
メータであり、シリカで作成された断面円形を具備する
中央ファイバ４０と、外側径が２５０マイクロメータの
クラッドと、を有し、０．２２の開口数を有する。外側
ファイバ４２，４４も、断面円形であり、コアが直径２
００マイクロメータで、クラッドの外側径が２５０マイ
クロメータであり、０．５６の開口数を有する。ダイア
フラム４６は、４００シリーズステンレススチールで作
成されており、ダイアフラムホルダ７８は、３００シリ
ーズステンレススチールで作成されている。
【００７６】センサ２０は較成されており、再較成され
ることなくテストを行うよう、離れた位置に移された。
センサ２０は、２，３％のゼロドリフトで、感度および
線形性が実質上変化することのないように正確に操作さ
れた。物理的な外的要因である誘導ノイズは、同じ開口
数を具備する３つの光ファイバを有する同様な構成のセ
ンサと比べて、ほぼ大きさが２オーダ小さくなった。
ることなくテストを行うよう、離れた位置に移された。
センサ２０は、２，３％のゼロドリフトで、感度および
線形性が実質上変化することのないように正確に操作さ
れた。物理的な外的要因である誘導ノイズは、同じ開口
数を具備する３つの光ファイバを有する同様な構成のセ
ンサと比べて、ほぼ大きさが２オーダ小さくなった。
【００７７】本発明の実施例のいくつかは、すでに図示
し、説明しているが、多数のバリエーションおよび別の
変形例が、本発明の精神および範囲を逸脱すること無
く、当業者によって提起される。
し、説明しているが、多数のバリエーションおよび別の
変形例が、本発明の精神および範囲を逸脱すること無
く、当業者によって提起される。
【００７８】例えば、本発明のセンサは、内燃機関の燃
焼チャンバの圧力を検知する如く、高い温度に適合する
ように、特に好ましく述べられているが、本発明のセン
サおよびダイアフラムアッセンブリは、検知されるディ
スクその他の対象物の曲率にも適合するよう、有利に用
いることもできる。本発明のセンサは、環境の変化を読
み取る絶対的あるいは相対的圧力のいずれにも供せられ
るように用いることができる。
焼チャンバの圧力を検知する如く、高い温度に適合する
ように、特に好ましく述べられているが、本発明のセン
サおよびダイアフラムアッセンブリは、検知されるディ
スクその他の対象物の曲率にも適合するよう、有利に用
いることもできる。本発明のセンサは、環境の変化を読
み取る絶対的あるいは相対的圧力のいずれにも供せられ
るように用いることができる。
【００７９】とりわけ、曲率センサに用いられるように
構成されているが、本発明の原理は歪曲センサに適合す
ることも可能である。また、別の変形例によれば、点火
プラグおよびセンサヘッドのために必要とされる２つの
分離孔を有する図３の実施例に対して、センサヘッド
を、点火プラグの孔を通して燃焼チャンバ内に延出する
ように構成することもできる。
構成されているが、本発明の原理は歪曲センサに適合す
ることも可能である。また、別の変形例によれば、点火
プラグおよびセンサヘッドのために必要とされる２つの
分離孔を有する図３の実施例に対して、センサヘッド
を、点火プラグの孔を通して燃焼チャンバ内に延出する
ように構成することもできる。
【００８０】本発明は、以上、特に述べた実施例に限定
されるものではない。請求項によって規定された本発明
の精神および範囲から逸脱すること無く、様々な変形を
想到することができる。
されるものではない。請求項によって規定された本発明
の精神および範囲から逸脱すること無く、様々な変形を
想到することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、本発明による
改良が施される従来の圧力センサを説明した概略を示す
図。
改良が施される従来の圧力センサを説明した概略を示す
図。
【図２】図１（ａ），（ｂ）及び（ｃ）におけるセンサ
の配列の概略のの拡大図。
の配列の概略のの拡大図。
【図３】本発明による圧力センサの垂直部分を示し、内
燃機関の燃焼チャンバ内の構成を示す図。
燃機関の燃焼チャンバ内の構成を示す図。
【図４】図３に示すセンサを拡大して示す図。
【図５】図３および図４に示すセンサを説明する概略図
であり、温度センサとコンピュータをさらに備えた構成
を示す図。
であり、温度センサとコンピュータをさらに備えた構成
を示す図。
【図６】センサの３つの方形光学ファイバの、好ましい
形状を説明する概略を示す図。
形状を説明する概略を示す図。
【図７】３つのファイバの開口数間の関係を説明する概
略図。
略図。
【図８】３つの円形光学ファイバを含むセンサにおける
固有の非線形性を示す概略図。
固有の非線形性を示す概略図。
【図９】本発明に応じて最大の線形性を生じる、３つの
光学ファイバの配列を示す概略図。
光学ファイバの配列を示す概略図。
【図１０】２つの方形光学ファイバおよび１つの円形光
学ファイバを含む、別の配列を示す概略図。
学ファイバを含む、別の配列を示す概略図。
【図１１】ダイアフラムの熱的な誘導曲率を抑制するダ
イアフラムアッセンブリの垂直部分を示す図。
イアフラムアッセンブリの垂直部分を示す図。
【図１２】図１１のアッセンブリを示す平面図。
【図１３】ダイアフラムアッセンブリの別の変形例の垂
直部分を示した図。
直部分を示した図。
【図１４】ダイアフラムアッセンブリのさらに別の変形
例の垂直部分を示した図。
例の垂直部分を示した図。
【図１５】ダイアフラムアッセンブリのさらに別の別の
変形例の垂直部分を示した図。
変形例の垂直部分を示した図。
【図１６】光射出ダイオード、電気式および光学式コネ
クタが組み込まれたセンサヘッドを部分的に示す図。
クタが組み込まれたセンサヘッドを部分的に示す図。
２０…センサ、４０…第１の光ファイバ、４２…第２の
光ファイバ、４４…第３の光センサ、４６…ダイアフラ
ム、５０…光源、５２，５４…光検出器、５６…コンピ
ュータ。
光ファイバ、４４…第３の光センサ、４６…ダイアフラ
ム、５０…光源、５２，５４…光検出器、５６…コンピ
ュータ。
Claims (24)
- 【請求項１】 ディスク（４６）の曲率を検知するセン
サ（２０）であり、 光をディスク（４６）に伝搬する第１の光ファイバ（４
０）と；この第１光ファイバ（４０）のサイドに配さ
れ、前記ディスク（４６）から反射された後の、第１光
ファイバ（４０）からの光を受ける第２の光ファイバ
（４２）と；前記第１光ファイバ（４０）の反対サイド
に配され、前記ディスク（４６）から反射された後の、
第１光ファイバ（４０）からの光を受ける第３の光ファ
イバ（４４）と；を有し、 前記第２および第３の光ファイバ（４２，４４）は、前
記第１の光ファイバ（４０）の開口数よりも大きな開口
数を有することを特徴とする、センサ。 - 【請求項２】 前記第１、第２及び第３の光ファイバ
（４０，４２，４４）は、ディスク（４６）の半径に沿
って配されており、前記第１の光ファイバ（４０）の中
心は、ディスク（４６）の中心から所定距離離間してい
る、請求項１に記載のセンサ。 - 【請求項３】 ｘ＝ｒ／３1/2 、ここでｘは前記所定距
離であり、ｒはディスク（４６）の半径である、請求項
２に記載のセンサ。 - 【請求項４】 前記第１、第２及び第３の光ファイバ
（４０，４２，４４）は、互いに平行に延出する端部部
分を有しており、ディスク（４６）から予め定められた
間隔でその端部が終端している、請求項２に記載のセン
サ。 - 【請求項５】 請求項１に記載のセンサ（２０）は、θ
Ａ≧θＢ＋θＣ＋θＤ＋θＥが成立している、ここで、 θＡは、第２及び第３の光ファイバ（４２，４４）の開
口数であり；θＢは、第１の光ファイバ（４０）の開口
数であり；θＣは、印加力がないときのディスク（４
６）の予め決定された最大曲率であり；θＤは、予め定
められた最大印加力に応じたディスク（４６）の、予め
決定された曲率であり；θＥは、物理的な外的要因に応
じて、第１の光ファイバ（４０）を伝搬する光の、予め
定められた最大誘導発散である。 - 【請求項６】 請求項１に記載のセンサ（２０）は、さ
らに、第１の光ファイバ（４０）に光を入射させる光源
（５０）を有しており、第１の光ファイバ（４０）の実
質上すべての光学モードが、十分に誘起化されている。 - 【請求項７】 前記第２及び第３の光ファイバ（４２，
４４）は、矩形断面を有している請求項１に記載のセン
サ。 - 【請求項８】 前記第１の光ファイバ（４０）は、矩形
断面を有している請求項７に記載のセンサ。 - 【請求項９】 前記第１の光ファイバ（４０）は、円形
断面を有している請求項７に記載のセンサ。 - 【請求項１０】 前記第１、第２及び第３の光ファイバ
（４０，４２，４４）は、第１の光ファイバ（４０）か
らの光がディスク（４６）によって反射され、第２及び
第３の光ファイバ（４４，４６）上に照射されるよう
に、ディスク（４６）に対して配されており、ディスク
（４６）に印加力がない状態で、反射された光の端部
が、それぞれ、第２及び第３の光ファイバ（４４，４
６）の中心を実質的に通る、請求項１に記載のセンサ。 - 【請求項１１】 前記ディスク（４６）は、前記第１、
第２及び第３の光ファイバ（４０，４２，４４）に面す
る第１の面と、検知される圧力にさらされる第２の面
と、を具備したダイアフラム（４６）を有する、請求項
１に記載のセンサ。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載のセンサは、さら
に、 第２の光ファイバ（４２）から送られた光を検知し、そ
れに応じた第１の電気信号を発生する第１の光検出器
（５２）と；第３の光ファイバ（４４）から送られた光
を検知し、それに応じた第２の電気信号を発生する第２
の光検出器（５４）と；前記第１および第２の電気信号
の予め定められた関数に従い、ディスク（４６）の曲率
を計算するコンピュータ（５６）と、を有する。 - 【請求項１３】 高温ガスの圧力を検知するためのダイ
アフラムアッセンブリ（２０）であって、 前記高温ガスにさらされる第１の面と圧力に応じて変化
する湾曲部と、を具備するダイアフラム（４６）と、 ダイアフラム（４６）の温度の誘導湾曲を抑制する構造
（２２）（８４）（９０）（１００）と、を有すること
を特徴とするダイアフラムアッセンブリ。 - 【請求項１４】 前記構造（２２）は、ダイアフラム
（７８）をその周端部で保持するダイアフラムホルダ
（７８）を有しており、このダイアフラムホルダ（７
８）は、ダイアフラム（４６）よりも大きな熱膨張係数
を有する、請求項１３に記載のダイアフラムアッセンブ
リ。 - 【請求項１５】 前記構造（８４）（９０）は、 ダイアフラムホルダ（８４）（９０）と；このダイアフ
ラムホルダ（８４）（９０）に固定される第１端部とダ
イアフラム（４６）の周端部に固定される第２端部とを
具備した中空円筒部材（８８）（９４）と、を有する請
求項１３に記載のダイアフラムアッセンブリ。 - 【請求項１６】 前記円筒部材（８８）は、ダイアフラ
ムホルダ（８４）から外部に延出する、請求項１５に記
載のダイアフラムアッセンブリ。 - 【請求項１７】 前記ダイアフラムホルダ（９０）は、
孔（９２）を有しており、前記円筒部材（９４）は、ダ
イアフラムホルダ（９０）の前記孔（９２）に延出す
る、請求項１５に記載のダイアフラムアッセンブリ。 - 【請求項１８】 前記構造（２２）は、ダイアフラム
（４６）の第１の面に隣接対面する開口した熱シールド
（８０）を有している、請求項１３に記載のダイアフラ
ムアッセンブリ。 - 【請求項１９】 請求項１３に記載のダイアフラムアッ
センブリは、空間をおいて配される２つのディスクを
（１０６，１０８）を具備するダイアフラム（１０４）
を有しており、前記構造（１００）は、前記空間に満た
される流体（１１０）を有している。 - 【請求項２０】 請求項１３乃至１９のいずれか１項記
載の前記ダイアフラムアッセンブリが組み込まれている
高温ガスの圧力を検知するセンサであって、 ダイアフラム（４６）第２の面に光を送る第１の光ファ
イバ（４０）と；前記ダイアフラム（４６）の前記第２
の面から反射された後の、第１の光ファイバ（４０）か
らの光を受け、第１の光ファイバ（４０）のサイドに配
される第２の光ファイバ（４２）と；前記ダイアフラム
（４６）の前記第２の面から反射された後の、第１の光
ファイバ（４０）からの光を受け、第１の光ファイバ
（４０）の反対サイドに配される第３の光ファイバ（４
４）と；を有するセンサ。 - 【請求項２１】 高温ガスの圧力を検知する圧力センサ
（２０）であって、 前記高温ガスにさらされる第１の面と、第２の面とを具
備するダイアフラム（４６）と；このダイアフラム（４
６）をその周端部において保持するダイアフラムホルダ
（７８）と；前記ダイアフラム（４６）の前記第２の面
に、光を送る第１の光ファイバ（４０）と；前記ダイア
フラム（４６）の前記第２の面から反射された後の、第
１の光ファイバ（４０）からの光を受け、第１の光ファ
イバ（４０）のサイドに配される第２の光ファイバ（４
２）と；前記ダイアフラム（４６）の前記第２の面から
反射された後の、第１の光ファイバ（４０）からの光を
受け、第１の光ファイバ（４０）の反対サイドに配され
る第３の光ファイバ（４４）と；前記第２の光ファイバ
（４２）から送られた光を検知し、それに応じた第１の
電気信号を発生する第１の光検出器（５２）と；前記第
３の光ファイバ（４４）から送られた光を検知し、それ
に応じた第２の電気信号を発生する第２の光検出器（５
４）と；前記ダイアフラムホルダ（７８）の温度を検知
し、それに応じた第３の電気信号を発生する温度センサ
（５８）と；前記第１、第２及び第３の電気信号の予め
定められた関数に従い、温度に応じて変化する前記ダイ
アフラム（４６）の予め定められた熱特性の値を計算す
るコンピュータ（５６）と、を有する圧力センサ。 - 【請求項２２】 前記第１、第２及び第３の光ファイバ
（４０，４２，４４）は、ダイアフラム（４６）の中心
から所定間隔をおいて配される第１の光ファイバ（４
０）の中心と共にダイアフラム（４６）半径に沿って配
されており、 （Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＝ＡＰ＋ΔＴ、ここ
で、 Ｉ1 は前記第１の電気信号の大きさ、 Ｉ2 は前記第２の電気信号の大きさ、 Ａはダイアフラム（４６）の熱特性、 Ｂは一定値、 ΔＴはダイアフラム（４６）ダイアフラムホルダ（７
８）との温度差、 Ｐ＝（１／Ａ）（（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）の
Ａ．Ｃ．成分） ΔＴ＝（１／Ｂ）（（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）の
Ｄ．Ｃ．成分）、 である請求項２１に記載の圧力センサ。 - 【請求項２３】 ボディ（１２２）と；このボディ（１
２２）によって保持される第１の光ファイバ（４０）
と；それぞれ、第１の光ファイバ（４０）の対向するサ
イドで、ボディ（１２２）によって保持される第２及び
第３の光ファイバ（４２，４４）と；前記ボディ（１２
２）によって保持され、第１の光ファイバ（４０）の端
部に光を射出する光源（５０）と；前記ボディ（１２
２）によって保持され、光源（５０）と接続される電気
コネクタ（１３６，１３８）と；前記ボディ（１２２）
によって保持され、それぞれ第２及び第３の光ファイバ
（４２，４４）の端部に接続される第１及び第２の光学
コネクタ（１２４，１２６）と；を有する光学センサヘ
ッド（１２０）。 - 【請求項２４】 前記光源（５０）は、光射出ダイオー
ドを有する、請求項２３に記載の光学センサヘッド。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/113,537 US5446279A (en) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | Fiber optic sensor sensing curvature of a diaphragm |
| US113537 | 1993-08-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07151624A true JPH07151624A (ja) | 1995-06-16 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6202308A Pending JPH07151624A (ja) | 1993-08-27 | 1994-08-26 | 光ファイバ高温度圧力センサ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5446279A (ja) |
| EP (2) | EP1026493A3 (ja) |
| JP (1) | JPH07151624A (ja) |
| KR (1) | KR950006437A (ja) |
| CA (1) | CA2130652C (ja) |
| DE (1) | DE69431421T2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001512564A (ja) * | 1997-02-06 | 2001-08-21 | オプトランド，インコーポレイテッド | 内蔵光ファイバー圧力センサーを具えた注入器および付設補償状態モニター装置 |
| JP2007033075A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Jfe Advantech Co Ltd | 光学式水位計 |
| JP2007101549A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | General Electric Co <Ge> | 圧力を感知するための方法及び装置 |
| JP2009538423A (ja) * | 2006-05-23 | 2009-11-05 | ローズマウント インコーポレイテッド | 圧力トランスミッタのための圧力センサ |
| JP2020088284A (ja) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 大日本印刷株式会社 | 圧電積層体 |
| WO2019055642A3 (en) * | 2017-09-14 | 2020-07-02 | Rosemount Inc | Compact sensor connector for single-use fluid measurement |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5714680A (en) * | 1993-11-04 | 1998-02-03 | The Texas A&M University System | Method and apparatus for measuring pressure with fiber optics |
| US5940547A (en) * | 1995-03-30 | 1999-08-17 | Klockner-Moeller Gmbh | Optical fiber accidental arc detector for an electric power distribution switching device |
| US5689107A (en) * | 1995-09-01 | 1997-11-18 | Hughes Aircraft Company | Displacement-based opto-electronic accelerometer and pressure sensor |
| US5763769A (en) * | 1995-10-16 | 1998-06-09 | Kluzner; Michael | Fiber optic misfire, knock and LPP detector for internal combustion engines |
| US5956447A (en) * | 1996-05-07 | 1999-09-21 | Univ Central Florida | Device and method for image acquisition through multi-mode fiber |
| US5706372A (en) * | 1996-08-12 | 1998-01-06 | Delco Electronics Corporation | Integrated optoelectronic combustion pressure sensor |
| AU7519296A (en) * | 1996-10-23 | 1998-05-15 | Optrand, Inc. | Integrated fiber optic combustion pressure sensor |
| JPH11173937A (ja) * | 1997-12-15 | 1999-07-02 | Hitachi Ltd | 車載用光ファイバ式筒内圧センサ |
| US5923809A (en) * | 1998-02-02 | 1999-07-13 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Optical power source derived from engine combustion chambers |
| US6125218A (en) * | 1998-03-19 | 2000-09-26 | Humphrey; Ashley C. | Fiber optic pressure sensitive optical switch and apparatus incorporating same |
| US6758086B2 (en) * | 2001-06-08 | 2004-07-06 | Marek T. Wlodarczyk | Automotive cylinder pressure sensors |
| EP1417466B1 (de) * | 2001-08-16 | 2006-11-29 | ADZ Nagano GmbH | Optische vorrichtung zum messen des druckes oder der kraft |
| CA2411638A1 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-12 | Photon Control Inc. | Fiber optic sensing system |
| DE10312491B3 (de) * | 2003-03-20 | 2005-02-03 | Robert Bosch Gmbh | Drucksensor mit Hitzeschild zum Einsatz in Verbrennungskraftmaschinen |
| WO2004113983A1 (en) * | 2003-06-26 | 2004-12-29 | Lg Cable Ltd. | Apparatus for installing an optical fiber unit including a controller for controlling critical displacement of buckling and installation method using the same |
| US7104141B2 (en) * | 2003-09-04 | 2006-09-12 | Baker Hughes Incorporated | Optical sensor with co-located pressure and temperature sensors |
| US7191660B2 (en) * | 2004-04-15 | 2007-03-20 | Davidson Instruments Inc. | Flame shield for high temperature pressure transducer |
| US8327713B2 (en) | 2008-12-03 | 2012-12-11 | Rosemount Inc. | Method and apparatus for pressure measurement using magnetic property |
| US7954383B2 (en) | 2008-12-03 | 2011-06-07 | Rosemount Inc. | Method and apparatus for pressure measurement using fill tube |
| US7870791B2 (en) | 2008-12-03 | 2011-01-18 | Rosemount Inc. | Method and apparatus for pressure measurement using quartz crystal |
| US7966887B2 (en) | 2009-03-26 | 2011-06-28 | General Electric Company | High temperature optical pressure sensor and method of fabrication of the same |
| GB2472437A (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-09 | Vestas Wind Sys As | Wind turbine rotor blade control based on detecting turbulence |
| DE102010029818B4 (de) | 2010-06-08 | 2022-08-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Positionssensor |
| US8132464B2 (en) | 2010-07-12 | 2012-03-13 | Rosemount Inc. | Differential pressure transmitter with complimentary dual absolute pressure sensors |
| DE102010037403B4 (de) * | 2010-09-08 | 2013-08-14 | CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH | Anordnung zur Messung von Verbiegungen |
| US9510786B2 (en) * | 2011-06-22 | 2016-12-06 | Biosense Webster (Israel) Ltd. | Optical pressure measurement |
| US8752433B2 (en) | 2012-06-19 | 2014-06-17 | Rosemount Inc. | Differential pressure transmitter with pressure sensor |
| US10823592B2 (en) | 2013-09-26 | 2020-11-03 | Rosemount Inc. | Process device with process variable measurement using image capture device |
| JP6233707B2 (ja) * | 2014-03-04 | 2017-11-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 光学式温度センサ及び光学式温度センサの製造方法 |
| WO2017175314A1 (ja) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | オリンパス株式会社 | 湾曲情報導出装置及び内視鏡システム |
| KR20220036777A (ko) * | 2020-09-16 | 2022-03-23 | 주식회사 엘티전자 | 유연 발광섬유를 이용한 직물 조명장치 |
| EP3995802B1 (en) * | 2020-11-05 | 2024-10-23 | Melexis Technologies NV | Dual pressure sensor |
| CN113959375B (zh) * | 2021-08-25 | 2023-07-07 | 广东技术师范大学 | 一种塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60113126A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-19 | Hitachi Ltd | 気筒内圧検出式エンジン制御装置 |
| JPS60146112A (ja) * | 1984-01-11 | 1985-08-01 | Hitachi Ltd | 光反射型検出装置 |
| JPS63286732A (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-24 | フイブロニクス、フア−ゼルオプテイシエ、ゼンゾ−レン、ウント、システメ、ゲゼルシヤフト、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツンク | ファイバ−オプティクス圧力変換器 |
| JPH0311644B2 (ja) * | 1983-05-16 | 1991-02-18 | Gould Inc | |
| JPH0421937U (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-24 | ||
| JPH04166735A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-12 | Nippondenso Co Ltd | 半導体圧力検出装置 |
| JPH04364435A (ja) * | 1991-06-12 | 1992-12-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電型圧力センサ |
| JPH05196528A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-08-06 | Fiber Opt Sensor Technol Inc | 光ファイバ圧力センサ装置 |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3327584A (en) * | 1963-09-09 | 1967-06-27 | Mechanical Tech Inc | Fiber optic proximity probe |
| US3580082A (en) * | 1969-11-07 | 1971-05-25 | Bendix Corp | Pressure transducer |
| US3792928A (en) * | 1972-02-28 | 1974-02-19 | Schlumberger Compteurs | Fiber optics distance converting technique |
| DE2450080A1 (de) * | 1974-10-22 | 1976-04-29 | Licentia Gmbh | Verfahren und einrichtung zur druckmessung |
| CH639196A5 (de) * | 1977-11-23 | 1983-10-31 | Asea Ab | Messgeraet zum messen von physikalischen groessen mittels optischer mittel. |
| US4158310A (en) * | 1978-01-30 | 1979-06-19 | University Of Southern California | Optical pressure transducer of randomly distributed fiber optics |
| US4210029A (en) * | 1979-05-04 | 1980-07-01 | Lad Research Industries, Inc. | Differential fiber optic differential pressure sensor |
| DE2937485A1 (de) * | 1979-09-17 | 1981-06-19 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Optische vorrichtung zum messen geringer druckdifferenzen mittels lichtintensitaetsaenderung |
| DE2937484A1 (de) * | 1979-09-17 | 1981-05-14 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Optische vorrichtung zum messen von druckdifferenzen mittels lichtintensitaetsaenderung |
| DE2937511A1 (de) * | 1979-09-17 | 1981-05-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Optische vorrichtung zum messen geringer druckdifferenzen mittels lichtintensitaetsaenderung |
| US4521683A (en) * | 1981-03-20 | 1985-06-04 | The Boeing Company | Pressure-actuated optical switch |
| US4547668A (en) * | 1983-09-14 | 1985-10-15 | Siemens Corporate Research & Support, Inc. | Two-dimensional pressure sensor using retro-reflective tape and semi-transparent medium |
| US4620093A (en) * | 1983-10-31 | 1986-10-28 | Rockwell International Corporation | Optical pressure sensor |
| US4588886A (en) * | 1983-11-14 | 1986-05-13 | Thermo-O-Disc Incorporated | Fiber optics condition sensor and method of making same |
| US4589286A (en) * | 1984-03-30 | 1986-05-20 | The Babcock & Wilcox Company | Fused silica diaphragm module for high temperature pressure transducers |
| US4687927A (en) * | 1984-12-13 | 1987-08-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pressure measuring system |
| JPS6212827A (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-21 | Hitachi Ltd | エンジンの燃焼圧検出装置 |
| GB2193310A (en) * | 1986-08-01 | 1988-02-03 | Boc Group Plc | Pressure sensor |
| JPS63238406A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-04 | Aisin Seiki Co Ltd | 光学式センサ装置 |
| FR2632404B1 (fr) * | 1988-06-03 | 1990-09-21 | Elf Aquitaine | Capteur interferometrique et son utilisation dans un dispositif interferometrique |
| US5138155A (en) * | 1989-02-13 | 1992-08-11 | Span Instruments, Inc. | Pressure gauge with fiber optic sensor |
| US5038031A (en) * | 1989-06-22 | 1991-08-06 | Optec D.D. Melco Laboratory Co., Ltd. | Optical rotary encoder having large and small numerical aperture fibers |
| US5036194A (en) * | 1990-02-27 | 1991-07-30 | Allied-Signal Inc. | Lens system for optic temperature sensor |
| US5127269A (en) * | 1990-05-02 | 1992-07-07 | Dynisco, Inc. | Optical pressure transducer |
| US5200610A (en) * | 1990-09-21 | 1993-04-06 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Fiber optic microphone having a pressure sensing reflective membrane and a voltage source for calibration purpose |
| US5146083A (en) * | 1990-09-21 | 1992-09-08 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | High temperature fiber optic microphone having a pressure-sensing reflective membrane under tensile stress |
| US5279793A (en) * | 1992-09-01 | 1994-01-18 | Glass Alexander J | Optical osmometer for chemical detection |
-
1993
- 1993-08-27 US US08/113,537 patent/US5446279A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-08-19 EP EP00107198A patent/EP1026493A3/en not_active Withdrawn
- 1994-08-19 DE DE69431421T patent/DE69431421T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-08-19 EP EP94112912A patent/EP0640819B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-22 CA CA002130652A patent/CA2130652C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-08-26 JP JP6202308A patent/JPH07151624A/ja active Pending
- 1994-08-26 KR KR1019940021155A patent/KR950006437A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0311644B2 (ja) * | 1983-05-16 | 1991-02-18 | Gould Inc | |
| JPS60113126A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-19 | Hitachi Ltd | 気筒内圧検出式エンジン制御装置 |
| JPS60146112A (ja) * | 1984-01-11 | 1985-08-01 | Hitachi Ltd | 光反射型検出装置 |
| JPS63286732A (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-24 | フイブロニクス、フア−ゼルオプテイシエ、ゼンゾ−レン、ウント、システメ、ゲゼルシヤフト、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツンク | ファイバ−オプティクス圧力変換器 |
| JPH0421937U (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-24 | ||
| JPH04166735A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-12 | Nippondenso Co Ltd | 半導体圧力検出装置 |
| JPH04364435A (ja) * | 1991-06-12 | 1992-12-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電型圧力センサ |
| JPH05196528A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-08-06 | Fiber Opt Sensor Technol Inc | 光ファイバ圧力センサ装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001512564A (ja) * | 1997-02-06 | 2001-08-21 | オプトランド，インコーポレイテッド | 内蔵光ファイバー圧力センサーを具えた注入器および付設補償状態モニター装置 |
| JP2007033075A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Jfe Advantech Co Ltd | 光学式水位計 |
| JP2007101549A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | General Electric Co <Ge> | 圧力を感知するための方法及び装置 |
| JP2009538423A (ja) * | 2006-05-23 | 2009-11-05 | ローズマウント インコーポレイテッド | 圧力トランスミッタのための圧力センサ |
| WO2019055642A3 (en) * | 2017-09-14 | 2020-07-02 | Rosemount Inc | Compact sensor connector for single-use fluid measurement |
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