JPH073491B2 - 光ファイバ式異常高温検知センサ - Google Patents
光ファイバ式異常高温検知センサInfo
- Publication number
- JPH073491B2 JPH073491B2 JP62148275A JP14827587A JPH073491B2 JP H073491 B2 JPH073491 B2 JP H073491B2 JP 62148275 A JP62148275 A JP 62148275A JP 14827587 A JP14827587 A JP 14827587A JP H073491 B2 JPH073491 B2 JP H073491B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- optical fiber
- high temperature
- refractive index
- melting point
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ファイバ自体をセンサとして用いた光ファイ
バ式異常高温検知センサに関する。
バ式異常高温検知センサに関する。
［従来の技術］ 従来、異常高温の検出には第４図に示すように低融点プ
ラスチック41が被覆された２本の金属線42を撚り合せた
検知線が用いられていた。ここで、高温時にはプラスチ
ック41が軟化し、このため２本の金属線42が接触してこ
れら金属線42間の抵抗が変化する。この抵抗変化を検出
することにより異常高温を判定しようとする方法であ
る。
ラスチック41が被覆された２本の金属線42を撚り合せた
検知線が用いられていた。ここで、高温時にはプラスチ
ック41が軟化し、このため２本の金属線42が接触してこ
れら金属線42間の抵抗が変化する。この抵抗変化を検出
することにより異常高温を判定しようとする方法であ
る。
ところが、この検知線を電力設備等の高電圧印加部近傍
で使用する場合には金属線42に電圧が誘起され、誤動作
を起しやすいばかりでなく、検出のための装置が破壊さ
れる虞れもある。また、金属線42を通じて各所からの誘
導ノイズが伝搬し、検出装置以外に併設されている各種
制御機器に悪影響を及ぼす可能性が大きいという問題が
あった。
で使用する場合には金属線42に電圧が誘起され、誤動作
を起しやすいばかりでなく、検出のための装置が破壊さ
れる虞れもある。また、金属線42を通じて各所からの誘
導ノイズが伝搬し、検出装置以外に併設されている各種
制御機器に悪影響を及ぼす可能性が大きいという問題が
あった。
そこで、金属線を用いずに第５図のように光ファイバを
利用した検出方法が考案されている。すなわち、光ファ
イバ51の外周部に形状記憶合金等からなる感温収縮材52
を固定金具53により捻回固定あるいは被覆してこれをセ
ンサとし、異常高温時には感温収縮材52の収縮によって
光ファイバ51に局所曲りが加えられるのでこのとき光フ
ァイバ51に発生するマイクロベンド損失を検出して異常
高温であることを判定する方法である。
利用した検出方法が考案されている。すなわち、光ファ
イバ51の外周部に形状記憶合金等からなる感温収縮材52
を固定金具53により捻回固定あるいは被覆してこれをセ
ンサとし、異常高温時には感温収縮材52の収縮によって
光ファイバ51に局所曲りが加えられるのでこのとき光フ
ァイバ51に発生するマイクロベンド損失を検出して異常
高温であることを判定する方法である。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、この方法では光ファイバに発生したマイ
クロベンド損失増から異常高温を検出するために、光フ
ァイバ51に他の要因によって側圧や曲りが加えられると
誤検出する虞れがあり安定性に乏しいという問題があっ
た。また、固定金具53等により感温収縮材52を支持する
必要があり、構造が複雑になると共に長尺で使用する場
合には極めて高価なものとなり経済性に欠けるという問
題もあった。
クロベンド損失増から異常高温を検出するために、光フ
ァイバ51に他の要因によって側圧や曲りが加えられると
誤検出する虞れがあり安定性に乏しいという問題があっ
た。また、固定金具53等により感温収縮材52を支持する
必要があり、構造が複雑になると共に長尺で使用する場
合には極めて高価なものとなり経済性に欠けるという問
題もあった。
かくして、本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消
し、簡単な構造で且つ安定性及び経済性に優れた光ファ
イバ式異常高温検知センサを提供することにある。
し、簡単な構造で且つ安定性及び経済性に優れた光ファ
イバ式異常高温検知センサを提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の光ファイバ式異常高温検知センサは上記目的を
達成するために、光ファイバのコアを伝搬する光の強度
変化から異常高温を検知するセンサにおいて、上記コア
の外周部にこれを囲繞するように設けられると共に上記
コアより低屈折率且つ低融点のプラスチックからなりそ
の内部に残留引張り応力を有するクラッド層と、該クラ
ッド層の外周部にこれを囲繞するように設けられると共
に上記コアより高屈折率で且つ上記クラッドより高融点
のプラスチックあるいは架橋プラスチックからなる被覆
層とを備えたものである。
達成するために、光ファイバのコアを伝搬する光の強度
変化から異常高温を検知するセンサにおいて、上記コア
の外周部にこれを囲繞するように設けられると共に上記
コアより低屈折率且つ低融点のプラスチックからなりそ
の内部に残留引張り応力を有するクラッド層と、該クラ
ッド層の外周部にこれを囲繞するように設けられると共
に上記コアより高屈折率で且つ上記クラッドより高融点
のプラスチックあるいは架橋プラスチックからなる被覆
層とを備えたものである。
［作用］ このような構成とすることにより、室温雰囲気下では、
コア中に伝搬光が閉じ込められて通常の光ファイバと同
様の伝送特性を示すが、センサ長手方向のうち任意の個
所で温度上昇が生じてクラッド層の融点以上の温度とな
ると、クラッド層は溶解変形する。このとき、被覆層は
クラッド層より融点が高いので、クラッド層の融点付近
では溶解変位することがなく、またクラッド層内には引
張り応力が残留しているのでこの残留応力がクラッド層
の融解と共にコアあるいは被覆層に移ってこれらの径方
向での変形を促す。その結果、コアはファイバ内で次第
に偏心し被覆層に接触するようになる。
コア中に伝搬光が閉じ込められて通常の光ファイバと同
様の伝送特性を示すが、センサ長手方向のうち任意の個
所で温度上昇が生じてクラッド層の融点以上の温度とな
ると、クラッド層は溶解変形する。このとき、被覆層は
クラッド層より融点が高いので、クラッド層の融点付近
では溶解変位することがなく、またクラッド層内には引
張り応力が残留しているのでこの残留応力がクラッド層
の融解と共にコアあるいは被覆層に移ってこれらの径方
向での変形を促す。その結果、コアはファイバ内で次第
に偏心し被覆層に接触するようになる。
このようにしてコアがより屈折率の高い被覆層に接触す
ると、コア中を伝搬してきた光が漏洩し損失となる。こ
の損失増を検出することにより異常高温の発生が検知さ
れる。
ると、コア中を伝搬してきた光が漏洩し損失となる。こ
の損失増を検出することにより異常高温の発生が検知さ
れる。
なお、コア材としては石英ガラス、シリカ主体の多成分
ガラス、フッ化物ガラス，カルコゲナイドガラス、KRS
−５等の多結晶，ポリメチルメタクリレート，ポリスチ
レン等のプラスチック等通常光ファイバで使用されるも
のすべてを用いることができる。
ガラス、フッ化物ガラス，カルコゲナイドガラス、KRS
−５等の多結晶，ポリメチルメタクリレート，ポリスチ
レン等のプラスチック等通常光ファイバで使用されるも
のすべてを用いることができる。
また、クラッド層をなすプラスチック材料はコア材料の
融点及び屈折率によって決定されるが、例えばコア材に
石英ガラスを用いた場合にはポリビニリデンフルオライ
ド及びそのコポリマあるいはターポリマ、ポリテトラフ
ルオロエチレン，テトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレンコポリマ，テトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロアルコキシエチレンコポリマ，エチレン−テ
トラフルオロエチレンコポリマ等のフッ素樹脂を用いる
ことができる。ただし、石英ガラスの周囲にクラッド層
を被覆する場合にこれを押出被覆することは難しいの
で、ポリビニリデンフルオライド系のように塗装可能な
材料を用いるか、あるいは石英ガラスを線引きした直後
にプラズマ重合等によって被覆することが望ましい。
融点及び屈折率によって決定されるが、例えばコア材に
石英ガラスを用いた場合にはポリビニリデンフルオライ
ド及びそのコポリマあるいはターポリマ、ポリテトラフ
ルオロエチレン，テトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレンコポリマ，テトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロアルコキシエチレンコポリマ，エチレン−テ
トラフルオロエチレンコポリマ等のフッ素樹脂を用いる
ことができる。ただし、石英ガラスの周囲にクラッド層
を被覆する場合にこれを押出被覆することは難しいの
で、ポリビニリデンフルオライド系のように塗装可能な
材料を用いるか、あるいは石英ガラスを線引きした直後
にプラズマ重合等によって被覆することが望ましい。
また、コア材にポリメチルメタクリレートのように屈折
率が1.49で融点が80℃程度と低いものを用いた場合には
クラッド層を押出被覆可能な材料から形成しても構わな
いが、被覆層の屈折率をこのクラッド層より高くする必
要があるので、クラッド層の屈折率をあまり高くするこ
とができず、このためポリビニリデンフルオライドター
ポリマ（融点60℃，屈折率1.42）が適している。
率が1.49で融点が80℃程度と低いものを用いた場合には
クラッド層を押出被覆可能な材料から形成しても構わな
いが、被覆層の屈折率をこのクラッド層より高くする必
要があるので、クラッド層の屈折率をあまり高くするこ
とができず、このためポリビニリデンフルオライドター
ポリマ（融点60℃，屈折率1.42）が適している。
以上、例示したクラッド層はすべてフッ素樹脂である
が、コア材料がカルコゲナイドガラスのように高屈折率
である場合にはクラッド層はフッ素樹脂に限られるもの
でない。
が、コア材料がカルコゲナイドガラスのように高屈折率
である場合にはクラッド層はフッ素樹脂に限られるもの
でない。
さらに、被覆層は例えばコア材を石英ガラス，クラッド
層をポリビニリデンフルオライドとした場合、プラスチ
ックとしてポリエーテルケトン（融点334℃，屈折率1.6
5）、ポリカーボネート（融点150℃以上、屈折率1.5
9）、ポリスチレン（融点240℃，屈折率1.59）、ポリエ
ーテルイミド（融点216℃以上、屈折率1.66）、ポリア
ミド例えばナイロン12（融点178℃、屈折率1.5）、ポリ
エステル例えばポリブチレンテレフタレート（融点225
℃，屈折率1.6）、液晶ポリマ（融点180℃以上、屈折率
1.6）等が適し、一方架橋プラスチックとしてはフッ素
樹脂を除くほとんどのポリマを用いることができる。例
えば、ポリイミド，ポリアミドイミド、ポリウレタン，
紫外線硬化型のポリウレタンアクリレート、ポリカーボ
ネートアクリレート、ポリブタジエンアクリレート等電
子線硬化型のポリエチン，エチレン共重合体等が適して
いる。
層をポリビニリデンフルオライドとした場合、プラスチ
ックとしてポリエーテルケトン（融点334℃，屈折率1.6
5）、ポリカーボネート（融点150℃以上、屈折率1.5
9）、ポリスチレン（融点240℃，屈折率1.59）、ポリエ
ーテルイミド（融点216℃以上、屈折率1.66）、ポリア
ミド例えばナイロン12（融点178℃、屈折率1.5）、ポリ
エステル例えばポリブチレンテレフタレート（融点225
℃，屈折率1.6）、液晶ポリマ（融点180℃以上、屈折率
1.6）等が適し、一方架橋プラスチックとしてはフッ素
樹脂を除くほとんどのポリマを用いることができる。例
えば、ポリイミド，ポリアミドイミド、ポリウレタン，
紫外線硬化型のポリウレタンアクリレート、ポリカーボ
ネートアクリレート、ポリブタジエンアクリレート等電
子線硬化型のポリエチン，エチレン共重合体等が適して
いる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る光ファイバ式異常高温
検知センサの構成図、第２図は第１図のII−II線矢視断
面図である。コア１の外周部にこれを囲繞するようにク
ラッド層２が設けられ、クラッド層２の外周部にこれを
囲繞するように被覆層３が設けられている。
検知センサの構成図、第２図は第１図のII−II線矢視断
面図である。コア１の外周部にこれを囲繞するようにク
ラッド層２が設けられ、クラッド層２の外周部にこれを
囲繞するように被覆層３が設けられている。
このような構造のセンサは次のようにして製造すること
ができる。
ができる。
まず、コア１として純粋石英ガラス（屈折率1.458）を
外径200μｍに線引きした後、直ちにその外周部にクラ
ッド層２としてビニリデンフルオライドコポリマKynar7
201（Penn walt社製，融点120℃、屈折率1.42）を外径
が230μｍになるように塗装被覆する。このとき、クラ
ッド層２の押出し時あるいは塗布硬化時に長手方向の応
力を加えて形成完了時のクラッド層２内に引張り応力を
残留させる。さらに、その外周部に被覆層３としてウレ
タンアクリレートを主体とする組成物950Y100（Desoto
社製、屈折率1.54）を外径500μｍになるまで塗装し、
紫外線ランプ（Hgランプ,80W/cm）で架橋する。
外径200μｍに線引きした後、直ちにその外周部にクラ
ッド層２としてビニリデンフルオライドコポリマKynar7
201（Penn walt社製，融点120℃、屈折率1.42）を外径
が230μｍになるように塗装被覆する。このとき、クラ
ッド層２の押出し時あるいは塗布硬化時に長手方向の応
力を加えて形成完了時のクラッド層２内に引張り応力を
残留させる。さらに、その外周部に被覆層３としてウレ
タンアクリレートを主体とする組成物950Y100（Desoto
社製、屈折率1.54）を外径500μｍになるまで塗装し、
紫外線ランプ（Hgランプ,80W/cm）で架橋する。
このようにして得られたセンサの一端を光パルス試験器
（OTDR装置）に接続してセンサ内に光パルスを入射し、
その後方散乱光の時間的変化を測定した。ここで、光パ
ルスを入射してからの経過時間はセンサの一端からの距
離に対応しており、いま一端から距離ｘの個所で温度上
昇が生じてクラッド層２の融点120℃程度以上の温度に
なったものとする。すると、クラッド層２は融解し、ク
ラッド層２内に残留している引張り応力によりコア１が
被覆層３内で次第に偏心する。このようにしてコア１が
被覆層３に接触すると、被覆層３の方がコア１より屈折
率が高いのでコア１中を伝搬するパルス光の一部はここ
から漏洩し損失増となる。
（OTDR装置）に接続してセンサ内に光パルスを入射し、
その後方散乱光の時間的変化を測定した。ここで、光パ
ルスを入射してからの経過時間はセンサの一端からの距
離に対応しており、いま一端から距離ｘの個所で温度上
昇が生じてクラッド層２の融点120℃程度以上の温度に
なったものとする。すると、クラッド層２は融解し、ク
ラッド層２内に残留している引張り応力によりコア１が
被覆層３内で次第に偏心する。このようにしてコア１が
被覆層３に接触すると、被覆層３の方がコア１より屈折
率が高いのでコア１中を伝搬するパルス光の一部はここ
から漏洩し損失増となる。
その結果、後方散乱光のレベルに第３図に示すような段
差４を生じる。この段差４により異常高温の発生を検知
することができる。さらに、段差４を生じるまでの時間
から異常高温が発生した個所の距離ｘを判定することが
可能となる。
差４を生じる。この段差４により異常高温の発生を検知
することができる。さらに、段差４を生じるまでの時間
から異常高温が発生した個所の距離ｘを判定することが
可能となる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば次の如き優れた効果
が発揮される。
が発揮される。
（１） センサを光ファイバ自体から構成するため耐雑
音性及び安定性に優れると共に側圧や曲げ等でマイクロ
ベンド損が発生しにくく誤動作を起す虞れがなくなる。
音性及び安定性に優れると共に側圧や曲げ等でマイクロ
ベンド損が発生しにくく誤動作を起す虞れがなくなる。
（２） 光ファイバ以外に支持金具等を必要としないた
め、構造が簡単で且つ設置スペースが小さくて済み、安
価となる。
め、構造が簡単で且つ設置スペースが小さくて済み、安
価となる。
（３） 長手方向に沿ったいずれの場所の異常高温も検
知し得るとともに異常高温発生場所の判定を行うことが
できる。
知し得るとともに異常高温発生場所の判定を行うことが
できる。
第１図は本発明の一実施例に係る光ファイバ式異常高温
検知センサの構成図、第２図は第１図のII−II線矢視断
面図、第３図は実施例を用いた後方散乱光レベルの測定
例を示すグラフ、第４図及び第５図はそれぞれ従来例を
示す構成図である。 図中、１はコア、２はクラッド層、３は被覆層である。
検知センサの構成図、第２図は第１図のII−II線矢視断
面図、第３図は実施例を用いた後方散乱光レベルの測定
例を示すグラフ、第４図及び第５図はそれぞれ従来例を
示す構成図である。 図中、１はコア、２はクラッド層、３は被覆層である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/44 ３２１ 7036−2Ｋ (72)発明者 筒井 輝明 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社電線研究所内 (72)発明者 伊東 亮一 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社電線研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】光ファイバのコアを伝搬する光の強度変化
から異常高温を検知するセンサにおいて、上記コアの外
周部にこれを囲繞するように設けられると共に上記コア
より低屈折率且つ低融点のプラスチックからなりその内
部に残留引張り応力を有するクラッド層と、該クラッド
層の外周部にこれを囲繞するように設けられると共に上
記コアより高屈折率で且つ上記クラッドより高融点のプ
ラスチックあるいは架橋プラスチックからなる被覆層と
を備えたことを特徴とする光ファイバ式異常高温検知セ
ンサ。 - 【請求項２】上記クラット層がビニリデンフルオライド
を主体とするコポリマあるいはターポリマからなると共
に上記被覆層が紫外線硬化型樹脂からなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62148275A JPH073491B2 (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | 光ファイバ式異常高温検知センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62148275A JPH073491B2 (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | 光ファイバ式異常高温検知センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63311306A JPS63311306A (ja) | 1988-12-20 |
| JPH073491B2 true JPH073491B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=15449124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62148275A Expired - Lifetime JPH073491B2 (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | 光ファイバ式異常高温検知センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073491B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03210441A (ja) * | 1990-01-12 | 1991-09-13 | Fujikura Ltd | 光ファイバ温度センサのセンサ部 |
| WO2002085975A1 (en) * | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Diversified Chemical Technologies, Inc. | Composition of acrylated urethane oligomer, epoxy resin and amine hardener |
| US8503599B2 (en) * | 2008-10-28 | 2013-08-06 | General Electric Company | Optical gamma thermometer |
| CN109738089B (zh) * | 2019-01-06 | 2020-05-15 | 海南大学 | 容器内液体温度度量、变化模拟与展示系统 |
-
1987
- 1987-06-15 JP JP62148275A patent/JPH073491B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63311306A (ja) | 1988-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4147407A (en) | Coatings for fiber waveguides | |
| US5343549A (en) | Riser optical cable having filling compound | |
| EP0649007B1 (en) | Optical fiber for sensors and method for preparation of an optical fiber | |
| CA2232093A1 (en) | Optical cable and method for fabricating an optical cable | |
| FI75049C (sv) | Mikroböjkänslig fiberoptisk kabel. | |
| US4768860A (en) | Plastic optical cable | |
| JPH073491B2 (ja) | 光ファイバ式異常高温検知センサ | |
| JPH03132604A (ja) | 温度変化検出用光ファイバケーブル | |
| JPS6143682B2 (ja) | ||
| GB1602112A (en) | Alarm equipment | |
| FR2632076A1 (fr) | Coupleur pour groupes de fibres optiques, et son procede de fabrication | |
| EP0406793B1 (fr) | Cables à fibres optiques résistant à une saute de température à 350 degrés pendant une courte durée | |
| CN219886570U (zh) | 一种多功能智能钢丝 | |
| JPH08219935A (ja) | 光ファイバ形漏油検知センサ及びそれを用いた漏油検知システム | |
| JPH0548107Y2 (ja) | ||
| JP3356808B2 (ja) | 光ケーブル | |
| JP3875354B2 (ja) | 多芯プラスチック光ファイバケーブル | |
| JPH0573202B2 (ja) | ||
| JPS60166837A (ja) | 漏油検知方法 | |
| JPH0610692B2 (ja) | プラスチツク光フアイバ | |
| JPH01189541A (ja) | 光ファイバ浸水検知センサ | |
| JPH0442769Y2 (ja) | ||
| JPH02140645A (ja) | 液体検知ファイバとそれを用いたケーブル | |
| JPH0514191Y2 (ja) | ||
| JPH06118287A (ja) | パイプとこれを用いた伝送用ケーブル及びその診断方法 |