JPH0835843A - Optical fiber sensor - Google Patents

Optical fiber sensor

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Publication number
JPH0835843A
JPH0835843A JP6169273A JP16927394A JPH0835843A JP H0835843 A JPH0835843 A JP H0835843A JP 6169273 A JP6169273 A JP 6169273A JP 16927394 A JP16927394 A JP 16927394A JP H0835843 A JPH0835843 A JP H0835843A
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JP
Japan
Prior art keywords
directional coupler
fiber sensor
optical fiber
optical
sensing coil
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Pending
Application number
JP6169273A
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Japanese (ja)
Inventor
Taro Yamada
太郎 山田
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0835843A publication Critical patent/JPH0835843A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce output errors of an optical fiber sensor attributed to changes in environment by housing a part including an optical directive coupler and a sensing coil into a shielding structure. CONSTITUTION:A sensing coil 6 is wound on a winding frame 62 through a coil cover member 63 and two outgoing ends or incoming ends 61 are pulled out of the winding frame 62 to be connected to an optical directive coupler 4 comprising an optical IC having phase modulation and optical coupling/ branching functions. A flat plate part 69 of a winding frame is set at half the height of the winding frame 62 vertical to a rotating shaft of the coil 6 over the entire internal surface of the winding frame 62 from the inner diameter thereof. The outgoing ends or the incoming ends 61 between the coil 6 and the coupler 4 also contact an elastic cover 64 and is mounted on the flat plate part 69 therethrough. Then, a shielding structure is built being closed with a single layer or a plurality of layers of a laminated layer having both of a high heat conduction layer 65 and a heat insulating layer 66 laminated. This enables the obtaining of adiabatic effect, thermal uniformity effect, heat stress removing effect, vibration absorbing effect and the like.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバセンサに
関し、特に、保護部材により適切に保護されて温度、振
動その他の外部環境の影響の及ばない光ファイバセンサ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber sensor, and more particularly to an optical fiber sensor that is appropriately protected by a protective member and is not affected by temperature, vibration and other external environment.

【0002】[0002]

【従来の技術】先ず、図3を参照して光ファイバセンサ
について説明する。光源1から放射された光は光方向性
結合器2、偏光子3、光方向性結合器4を介してセンシ
ングコイル6内に右回り光および左回り光として送り込
まれる。このセンシングコイル6内の右回り光は、先ず
位相変調器5において位相変調され、この位相変調され
た右回り光は順次に、光方向性結合器4、偏光子3、光
方向性結合器2を介して受光器7に到達する。左回り光
も同様に、先ず位相変調器5において位相変調され、こ
の位相変調された左回り光は順次に、光方向性結合器
4、偏光子3、光方向性結合器2を介して受光器7に到
達する。受光器7に到達した位相変調され光はここにお
いて電気信号に光電変換される。受光器7において光電
変換された電気信号は同期検波器8に入力される。同期
検波器8においては、発振器9から供給される信号を参
照信号として角速度出力である基本波成分13を得る。
2. Description of the Related Art First, an optical fiber sensor will be described with reference to FIG. The light emitted from the light source 1 is sent as right-handed light and left-handed light into the sensing coil 6 via the optical directional coupler 2, the polarizer 3, and the optical directional coupler 4. The clockwise light in the sensing coil 6 is first phase-modulated in the phase modulator 5, and the phase-modulated clockwise light is sequentially arranged in the optical directional coupler 4, the polarizer 3, and the optical directional coupler 2. To reach the light receiver 7. Similarly, the counterclockwise light is first phase-modulated in the phase modulator 5, and the phase-modulated counterclockwise light is sequentially received via the optical directional coupler 4, the polarizer 3, and the optical directional coupler 2. Reach vessel 7. The phase-modulated light that has reached the light receiver 7 is photoelectrically converted into an electric signal here. The electric signal photoelectrically converted by the light receiver 7 is input to the synchronous detector 8. In the synchronous detector 8, the signal supplied from the oscillator 9 is used as a reference signal to obtain the fundamental wave component 13 that is the angular velocity output.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述の通りの光ファイ
バセンサは、一般に、光ファイバセンサ外部或は内部か
ら加えられる熱或は振動により出力エラーを発生し、或
は構成部品が損傷する恐れが大きいといううらみのある
ものである。これに対して、従来、光ファイバセンサを
熱或は振動から保護する保護部材として断熱部材および
/或は防振部材を光ファイバセンサ全体に適用すること
が行なわれている。即ち、光ファイバセンサを構成する
光源1、光方向性結合器2、偏光子3、光方向性結合器
4、位相変調器5、センシングコイル6、受光器7をす
べて断熱部材および/或は防振部材より成る保護部材に
より被覆することが行なわれている。この様に光ファイ
バセンサ全体を例えば断熱部材により被覆すると、光源
1をはじめとするその他の電気部品もすべて断熱被覆内
に収納されることとなり、内部においてこれらの電気部
品が発生する熱はその放熱を阻害されるに到る。この様
にして内部に蓄積される熱は光ファイバセンサを構成す
る温度特性を有する電気部品を誤動作させ、或はこれら
電気部品を損傷する原因となる。特に、光源1の放熱を
阻害することは光ファイバセンサに致命的なダメージを
与える場合がある。
The optical fiber sensor as described above generally has a risk of generating an output error or damaging a component due to heat or vibration applied from the outside or inside of the optical fiber sensor. It has the envy of being large. On the other hand, conventionally, a heat insulating member and / or a vibration isolating member has been applied to the entire optical fiber sensor as a protection member for protecting the optical fiber sensor from heat or vibration. That is, the light source 1, the optical directional coupler 2, the polarizer 3, the optical directional coupler 4, the phase modulator 5, the sensing coil 6, and the light receiver 7 which constitute the optical fiber sensor are all a heat insulating member and / or a protective member. It is performed to cover with a protection member composed of a vibration member. When the entire optical fiber sensor is covered with a heat insulating member in this way, all other electric components such as the light source 1 are also housed in the heat insulating coating, and the heat generated by these electric components is radiated internally. To be hindered. The heat accumulated inside in this way causes malfunction of the electric parts having temperature characteristics that constitute the optical fiber sensor, or causes damage to these electric parts. In particular, inhibiting the heat radiation of the light source 1 may cause fatal damage to the optical fiber sensor.

【0004】そして、図4をも参照するに、センシング
コイル6を保持する巻枠62のみに断熱部材より成るコ
イル被覆部材63を適用することも行なわれている。こ
の様にすることにより、断熱効果は巻枠62に巻回され
るセンシングコイル6には及ぶのであるが、センシング
コイル6と光方向性結合器4との間に位置する巻枠62
から引き出される2本の出射端或は入射端61はコイル
被覆部材63により被覆されている訳ではないので、こ
れらには断熱効果は及ばない状態とされている。
Further, referring also to FIG. 4, a coil covering member 63 made of a heat insulating member is applied only to the winding frame 62 holding the sensing coil 6. By doing so, although the heat insulating effect extends to the sensing coil 6 wound around the winding frame 62, the winding frame 62 positioned between the sensing coil 6 and the optical directional coupler 4 is provided.
Since the two output ends or the input ends 61 drawn out from are not covered with the coil covering member 63, they are in a state where the heat insulating effect is not exerted.

【0005】光方向性結合器4からセンシングコイル6
に分岐される両者の間に位置する出射端或は入射端61
は温度その他の環境の変動の影響を大きく受けるところ
であり、環境の変動に起因して出力エラーを発生する。
センシングコイル6の中点付近における環境の変動の影
響は比較的に小さいのであるが、中点から離れて光方向
性結合器4に近ずくに従って環境の変動の影響は大きく
なり、大きな出力エラーにつながる。従って、センシン
グコイル6の中点から最も離れた部分である上述の2本
の出射端或は入射端61は環境の変動に最も敏感なとこ
ろであり、出力エラーを発生し易い部分であるとするこ
とができる。
Optical directional coupler 4 to sensing coil 6
The exit end or the entrance end 61 located between the two branches.
Is greatly affected by environmental changes such as temperature, and output errors occur due to environmental changes.
Although the influence of the environmental change in the vicinity of the midpoint of the sensing coil 6 is relatively small, the influence of the environmental change becomes large as the distance from the midpoint approaches the optical directional coupler 4 and a large output error occurs. Connect Therefore, it is assumed that the above-mentioned two emitting ends or the incident ends 61, which are the parts farthest from the middle point of the sensing coil 6, are the most sensitive parts to the environmental changes and are the parts where the output error is likely to occur. You can

【0006】この発明は、上述の通りの問題を解消した
光ファイバセンサを提供するものである。
The present invention provides an optical fiber sensor which solves the above problems.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】光源1、光方向性結合器
4、センシングコイル6および受光器7を具備し、光源
1から出射された光は光方向性結合器4により分岐して
センシングコイル6にその両端から左右両回り光として
入射し、これら両光をセンシングコイル6伝送後に光方
向性結合器4において再び干渉させ、この干渉光を受光
器7により検出してセンシングコイル6の中心回りに印
加される角速度を検出する光ファイバセンサにおいて、
光源1側からみて光方向性結合器4直前から光方向性結
合器4およびセンシングコイル6を包含する部分を遮蔽
構造内に収納する光ファイバセンサを構成した。
A light source 1, an optical directional coupler 4, a sensing coil 6 and a light receiver 7 are provided, and the light emitted from the light source 1 is branched by the optical directional coupler 4 to form a sensing coil. 6 from both ends as both left and right light, and these two lights are made to interfere again in the optical directional coupler 4 after being transmitted to the sensing coil 6, and the interference light is detected by the light receiver 7 to rotate around the center of the sensing coil 6. In an optical fiber sensor that detects the angular velocity applied to
An optical fiber sensor was constructed in which a portion including the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 was housed in the shielding structure immediately before the optical directional coupler 4 when viewed from the light source 1 side.

【0008】そして、遮蔽構造はその内側から外側に向
かって高熱伝導材層および断熱材層をこの順に積層した
積層層の単層或は複数層より成る光ファイバセンサを構
成した。また、遮蔽構造を構成する最内側の積層層の高
熱伝導材層に接する光方向性結合器4直前から光方向性
結合器4およびセンシングコイル6を包含する部分の一
部或は全部とこの最内側の積層層の高熱伝導材層との間
に弾性体を設置した光ファイバセンサを構成した。
The shielding structure constitutes an optical fiber sensor composed of a single layer or a plurality of laminated layers in which a high thermal conductive material layer and a heat insulating material layer are laminated in this order from the inside to the outside. In addition, a part or all of a portion including the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 from immediately before the optical directional coupler 4 in contact with the high thermal conductive material layer of the innermost laminated layer constituting the shielding structure and this maximum. An optical fiber sensor was constructed in which an elastic body was installed between the inner layer and the high thermal conductive material layer.

【0009】更に、センシングコイル6の巻回される巻
枠を高熱伝導材により構成し、センシングコイル6の回
転入力軸に垂直な巻枠平板部69が巻枠の高さの半分の
位置において巻枠の内径より内側全体に構成され、この
部分が断熱材より成る支柱67を介して遮蔽構造に取り
付けられた光ファイバセンサを構成した。ここで、更
に、遮蔽構造を構成する最内側の積層層の高熱伝導材層
に接する光方向性結合器4直前から光方向性結合器4お
よびセンシングコイル6を包含する部分の一部或は全部
とこの最内側の積層層の高熱伝導材層との間に弾性体を
も設置した光ファイバセンサを構成した。
Further, the reel around which the sensing coil 6 is wound is made of a high heat conductive material, and the reel flat plate portion 69 perpendicular to the rotation input shaft of the sensing coil 6 is wound at a position half the height of the reel. An optical fiber sensor is formed which is formed entirely inside the inner diameter of the frame, and this portion is attached to the shielding structure via a pillar 67 made of a heat insulating material. Here, further, a part or all of the portion including the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 from immediately before the optical directional coupler 4 in contact with the high thermal conductive material layer of the innermost laminated layer forming the shielding structure. An optical fiber sensor was also constructed in which an elastic body was also installed between the innermost laminated layer and the high thermal conductive material layer.

【0010】また、光方向性結合器4直前から光方向性
結合器4およびセンシングコイル6を包含する部分の全
部を磁気シールド材により被覆した光ファイバセンサを
も構成した。
Also, an optical fiber sensor was constructed in which the entire portion including the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 was covered with a magnetic shield material immediately before the optical directional coupler 4.

【0011】[0011]

【実施例】この発明の実施例を図1および図3を参照し
て説明する。図3はこの発明の適用される前提条件とな
る光ファイバセンサを示す図であり、光源1、光方向性
結合器4、センシングコイル6および受光器7を具備
し、光源1から出射された光は光方向性結合器4により
分岐してセンシングコイル6にその両端から左右両回り
光として入射し、これら両光をセンシングコイル6伝送
後に光方向性結合器4において再び干渉させ、この干渉
光を受光器7により検出してセンシングコイル6の中心
回りに印加される角速度を検出する光ファイバセンサが
示されている。ここで、この発明は、これら光ファイバ
センサ構成要素の内の環境の変動に敏感なところである
光方向性結合器4およびセンシングコイル6に遮蔽構造
を適用して環境の変動に起因する光ファイバセンサの出
力エラーを小さくしようとするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing an optical fiber sensor which is a precondition to which the present invention is applied. The optical fiber sensor includes a light source 1, an optical directional coupler 4, a sensing coil 6 and a photodetector 7, and the light emitted from the light source 1 is shown. Is branched by the optical directional coupler 4 and is incident on the sensing coil 6 from both ends thereof as left and right bidirectional light, and these two lights are interfered again in the optical directional coupler 4 after the sensing coil 6 is transmitted. An optical fiber sensor for detecting the angular velocity detected by the light receiver 7 and applied around the center of the sensing coil 6 is shown. Here, according to the present invention, a shield structure is applied to the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 which are sensitive to environmental changes in these optical fiber sensor components, and the optical fiber sensor caused by environmental changes. It is intended to reduce the output error of.

【0012】図1において、61はセンシングコイル6
から引き出される出射端或は入射端、62はセンシング
コイル6の巻枠、63はセンシングコイル6と巻枠6と
の間に介在する弾性体より成るコイル被覆部材である。
センシングコイル6はコイル被覆部材63を介して巻枠
62に巻回され、2本の出射端或は入射端61は巻枠6
2から引き出されて位相変調、光結合分岐機能を有する
光ICより成る光方向性結合器4に接続している。69
は巻枠平板部であり、センシングコイル6の回転入力軸
に垂直に巻枠62の高さの半分の位置において巻枠62
の内径よりその内側全体にわたって設置されるものであ
る。センシングコイル6と光方向性結合器4との間に位
置する2本の出射端或は入射端61も巻枠62の一部に
形成される弾性体より成る被覆64に接触し、この弾性
体被覆64を介して巻枠62の巻枠平板部69に取り付
けられた状態とされている(図1においては、説明の便
宜上、2本の出射端或は入射端61はこの被覆から浮い
て示されている。本来は平板状の光方向性結合器4も、
同様に弾性体被覆64から浮いて示されている)。65
は高熱伝導材層、66は断熱材層であって両者を積層し
た積層層の単層或は複数層により閉塞した遮蔽構造を構
成する。この積層層は閉塞した遮蔽構造の内側から外側
に向かって高熱伝導材層65および断熱材層66をこの
順に積層することにより構成される。67は断熱材より
成る支柱である。巻枠62はこの支柱67を介して遮蔽
構造に固定されている。68は光源1側からみて光方向
性結合器4の直前の光ファイバを示す。高熱伝導材層6
5および断熱材層66より成る積層層により構成される
遮蔽構造の外側には、更に、磁気シールド材より成る被
覆をも具備することができる。
In FIG. 1, 61 is a sensing coil 6.
An emitting end or an incident end is drawn out from the device, 62 is a winding frame of the sensing coil 6, and 63 is a coil covering member made of an elastic body interposed between the sensing coil 6 and the winding frame 6.
The sensing coil 6 is wound around the winding frame 62 via the coil covering member 63, and the two emitting ends or the incident ends 61 are wound around the winding frame 6.
It is connected to an optical directional coupler 4 which is an optical IC having a phase modulation function and an optical coupling / branching function, which is extracted from 2. 69
Is a reel flat plate portion, and is placed at a position half the height of the reel 62 perpendicular to the rotation input shaft of the sensing coil 6.
It is installed over the entire inner side of the inner diameter of. The two emitting ends or the incident ends 61 located between the sensing coil 6 and the optical directional coupler 4 also come into contact with the coating 64 made of an elastic body formed on a part of the winding frame 62, and the elastic body It is in a state of being attached to the winding frame flat plate portion 69 of the winding frame 62 via the coating 64 (in FIG. 1, for convenience of explanation, two emission ends or incidence ends 61 are shown floating from this coating. Originally, the plate-shaped optical directional coupler 4 is also
It is also shown floating from the elastic coating 64). 65
Is a high thermal conductive material layer, and 66 is a heat insulating material layer, which constitutes a shielding structure closed by a single layer or a plurality of laminated layers. This laminated layer is formed by laminating a high thermal conductive material layer 65 and a heat insulating material layer 66 in this order from the inside to the outside of the closed shielding structure. 67 is a pillar made of a heat insulating material. The winding frame 62 is fixed to the shielding structure via the support column 67. Reference numeral 68 denotes an optical fiber immediately before the optical directional coupler 4 when viewed from the light source 1 side. High thermal conductive material layer 6
A coating made of a magnetic shield material may be further provided on the outer side of the shield structure constituted by the laminated layer composed of 5 and the heat insulating material layer 66.

【0013】図2を参照してセンシングコイル6の作成
の順序を説明する。先ず、巻枠62の内側に弾性体より
成るコイル被覆部材63を張り付け、その上から光ファ
イバを巻回する。次いで、巻回により構成されたセンシ
ングコイル6の外周面に弾性体を張り付けて、結局、弾
性体より成るコイル被覆部材63が形成される。このコ
イル被覆部材63の表面に先の巻枠62と同材料により
構成される部材を嵌合してこれを先の巻枠62に結合し
て巻枠62が完成する。ここから引き出される2本の出
射端或は入射端61は環境の変動に敏感なところである
ので、その影響を最小限にするために、図1に示される
如くコイル被覆部材63および弾性体被覆64を介して
巻枠62の巻枠平板部69に確実に取り付けられる。
The order of forming the sensing coil 6 will be described with reference to FIG. First, the coil covering member 63 made of an elastic material is attached to the inside of the winding frame 62, and the optical fiber is wound thereon. Next, an elastic body is attached to the outer peripheral surface of the sensing coil 6 formed by winding, and eventually the coil covering member 63 made of the elastic body is formed. A member made of the same material as the former winding frame 62 is fitted on the surface of the coil covering member 63, and this member is joined to the former winding frame 62 to complete the winding frame 62. Since the two exit ends or entrance ends 61 extracted from this are sensitive to environmental changes, the coil covering member 63 and the elastic body covering 64 as shown in FIG. It is securely attached to the winding frame flat plate portion 69 of the winding frame 62 via.

【0014】ところで、光方向性結合器4およびセンシ
ングコイル6は、高熱伝導材層65および断熱材層66
より成る積層層により構成される遮蔽構造内に収容され
る以上、光方向性結合器4直前から光方向性結合器4お
よびセンシングコイル6は遮蔽構造に対して何等かの取
り付け部材を採用することにより取り付けられるので、
遮蔽構造を構成する最内側の積層層の高熱伝導材層に必
然的に接することになる。この場合、遮蔽構造内に熱が
侵入すると、遮蔽構造自体が熱膨張、収縮すると共に、
光方向性結合器4直前から光方向性結合器4およびセン
シングコイル6に到る構成部品も熱膨張、収縮する。更
に、上述の取り付け部材である例えばネジ、接着剤も熱
膨張、収縮することは言うまでもない。これら相互に結
合するもの同志の間には熱膨張、収縮率に差があるので
これを吸収する必要がある。ここで、遮蔽構造を構成す
る最内側の積層層の高熱伝導材層に接する光方向性結合
器4直前から光方向性結合器4およびセンシングコイル
6を包含する部分の一部或は全部とこの最内側の積層層
の高熱伝導材層との間に弾性体を設置する。この様にす
ることにより、熱膨張、収縮率の差により発生する応力
を弾性体が吸収し、発生する応力に起因する出力エラー
を最小限にすることができる。弾性体を設置することに
より外部から遮蔽構造内に加わる振動をも吸収すること
ができる。
By the way, in the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6, the high thermal conductive material layer 65 and the heat insulating material layer 66 are provided.
Since the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 are accommodated in the shield structure composed of the laminated layers, the directional coupler 4 and the sensing coil 6 must use some kind of attachment member for the shield structure. Because it is attached by
It is inevitably in contact with the high thermal conductive material layer of the innermost laminated layer constituting the shielding structure. In this case, when heat enters the shield structure, the shield structure itself expands and contracts, and
The components extending from immediately before the optical directional coupler 4 to the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 also thermally expand and contract. Furthermore, it goes without saying that the above-mentioned mounting members, such as screws and adhesives, also thermally expand and contract. There is a difference in the thermal expansion and contraction rates between those that bond to each other, so it is necessary to absorb them. Here, a part or all of a portion including the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 from immediately before the optical directional coupler 4 which is in contact with the high thermal conductive material layer of the innermost laminated layer forming the shield structure. An elastic body is installed between the innermost laminated layer and the high thermal conductive material layer. By doing this, the elastic body absorbs the stress generated by the difference in the thermal expansion and contraction rates, and the output error due to the generated stress can be minimized. By installing the elastic body, it is possible to absorb the vibration applied to the shield structure from the outside.

【0015】そして、第1に高熱伝導材層65および断
熱材層66より成る積層層の単層或は複数層により構成
される閉塞した遮蔽構造に着目すると、この閉塞した遮
蔽構造内には、光ファイバセンサの内の光源1側からみ
て光方向性結合器4直前から光方向性結合器4およびセ
ンシングコイル6を包含する部分のすべてが収容されて
いる。この様にすることにより、光ファイバセンサの内
の環境の変動に最も敏感なところはすべて遮蔽構造内に
収容されているところから、これらには環境の変動の影
響は殆ど及ばず、従って、光ファイバセンサの出力エラ
ーを最小限にとどめることができる。
Firstly, focusing on the closed shielding structure composed of a single layer or a plurality of laminated layers composed of the high thermal conductive material layer 65 and the heat insulating material layer 66, the closed shielding structure includes: All the parts including the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 are housed immediately before the optical directional coupler 4 when viewed from the light source 1 side in the optical fiber sensor. By doing so, all the parts of the optical fiber sensor that are most sensitive to environmental changes are contained in the shielding structure, so these are hardly affected by the environmental changes, and therefore the optical The output error of the fiber sensor can be minimized.

【0016】また、閉塞する遮蔽構造をその内側から外
側に向かって高熱伝導材層65および断熱材層66をこ
の順に積層した積層層の単層或は複数層より成るものと
するところに着目すると、光ファイバセンサの外部の環
境温度が変動したときに最外部にある断熱材層66によ
り遮蔽構造内部への熱の侵入を遮断することができる。
しかし、この遮断は完全にはなされないが、断熱材層6
6を介して侵入する熱は内側に存在する高熱伝導材層6
5により速やかに伝導され均一化される。その結果、均
一化された熱が光ファイバセンサの内の環境の変動に敏
感なところに伝導されることになり、不均一な熱変動に
起因する光ファイバセンサの出力エラー減少する。この
遮蔽構造を構成する積層層を複数層とすることにより断
熱効果と熱の均一化はより向上し、出力エラーを更に減
少する。
Further, paying attention to the fact that the shielding structure to be closed is composed of a single layer or a plurality of laminated layers in which the high thermal conductive material layer 65 and the heat insulating material layer 66 are laminated in this order from the inside to the outside. When the environmental temperature outside the optical fiber sensor fluctuates, the heat insulating material layer 66 located at the outermost side can block heat from entering the inside of the shield structure.
However, although this interruption is not made completely, the insulation layer 6
The heat entering through 6 is the high thermal conductive material layer 6 existing inside.
5 quickly conducts and makes uniform. As a result, the homogenized heat is conducted to a portion of the optical fiber sensor which is sensitive to environmental changes, and the output error of the optical fiber sensor due to the uneven thermal fluctuation is reduced. By using a plurality of laminated layers forming this shielding structure, the heat insulating effect and the uniformity of heat are further improved, and the output error is further reduced.

【0017】更に、センシングコイル6が巻回される巻
枠62を高熱伝導材により構成し、センシングコイル6
の回転入力軸に垂直な巻枠平板部69が巻枠62の高さ
の半分の位置において巻枠62の内径よりその内側全体
にわたって設置され、この一部分を断熱材より成る支柱
67を介して遮蔽構造に固定したことに着目すると、外
部から侵入した熱はセンシングコイル6へ均一に伝導す
ることになる。従って、光ファイバセンサの内の環境の
変動に敏感なところである光方向性結合器4直前から光
方向性結合器4およびセンシングコイル6を包含する部
分は更に熱に対する均一化が促進される構造をとること
になり、光ファイバセンサの出力エラーを抑制すること
ができる。
Further, the winding frame 62 around which the sensing coil 6 is wound is made of a high heat conductive material, and the sensing coil 6
The winding plate flat plate portion 69 perpendicular to the rotation input shaft is installed over the entire inside from the inner diameter of the winding frame 62 at a position half the height of the winding frame 62, and a part of this is shielded via the support column 67 made of a heat insulating material. Focusing on the fact that the structure is fixed, the heat that has entered from the outside is uniformly conducted to the sensing coil 6. Therefore, the portion including the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 immediately before the optical directional coupler 4 in the optical fiber sensor, which is sensitive to environmental changes, has a structure in which homogenization with respect to heat is further promoted. Therefore, the output error of the optical fiber sensor can be suppressed.

【0018】ここで、遮蔽構造を構成する最内側の積層
層の高熱伝導材層に接する光方向性結合器4直前から光
方向性結合器4およびセンシングコイル6を包含する部
分の一部或は全部とこの最内側の積層層の高熱伝導材層
65との間に弾性体を設置したことに着目すると、これ
により上述された通りの断熱、熱均一化、熱応力除去の
複合効果を奏することとなり、光ファイバセンサの出力
エラーを抑制する上において一層効果的である。
Here, a part of the portion including the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 from immediately before the optical directional coupler 4 in contact with the high thermal conductive material layer of the innermost laminated layer forming the shielding structure. Paying attention to the fact that an elastic body is installed between the whole and the high thermal conductive material layer 65 of the innermost laminated layer, thereby providing the combined effect of heat insulation, heat homogenization, and thermal stress removal as described above. Therefore, it is more effective in suppressing the output error of the optical fiber sensor.

【0019】更に、光方向性結合器4直前から光方向性
結合器4およびセンシングコイル6を包含する部分の全
部を磁気シールド材より成る被覆を具備せしめることに
より、地球磁界その他の磁気に対するシールド効果をも
有することになり、温度および振動をも含めて多様な環
境変化に起因する出力エラーを極小に抑制することがで
きるに到る。
Further, by providing a coating made of a magnetic shield material on the entire portion including the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 immediately before the optical directional coupler 4, a shielding effect against the earth magnetic field and other magnetism is provided. Therefore, the output error caused by various environmental changes including temperature and vibration can be suppressed to a minimum.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上の通りであって、この発明は、光フ
ァイバセンサの内の環境の変動に敏感なところである光
方向性結合器4直前から光方向性結合器4およびセンシ
ングコイル6を包含する部分を確実に完全に遮蔽構造内
に収容されるところから、断熱効果、熱均一効果、熱応
力除去効果、振動吸収効果、磁気遮蔽効果を奏すること
ができ、外部環境変動による光ファイバセンサの出力エ
ラーを極めて小さくすることができる。
As described above, the present invention includes the optical directional coupler 4 and the sensing coil 6 from immediately before the optical directional coupler 4 which is sensitive to environmental changes in the optical fiber sensor. Since the part to be accommodated is completely housed in the shielding structure, it is possible to exert the heat insulating effect, the heat uniform effect, the thermal stress removing effect, the vibration absorbing effect, and the magnetic shielding effect. The output error can be made extremely small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例を説明する図。FIG. 1 is a diagram illustrating an example.

【図2】センシングコイルを説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating a sensing coil.

【図3】光ファイバセンサを説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating an optical fiber sensor.

【図4】従来例を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 4 光方向性結合器 6 センシングコイル 7 受光器 1 Light source 4 Optical directional coupler 6 Sensing coil 7 Light receiver

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源、光方向性結合器、センシングコイ
ルおよび受光器を具備し、光源から出射された光は光方
向性結合器により分岐してセンシングコイルにその両端
から左右両回り光として入射し、これら両光をセンシン
グコイル伝送後に光方向性結合器において再び干渉さ
せ、この干渉光を受光器により検出してセンシングコイ
ルの中心回りに印加される角速度を検出する光ファイバ
センサにおいて、光源側からみて光方向性結合器直前か
ら光方向性結合器およびセンシングコイルを包含する部
分を遮蔽構造内に収納することを特徴とする光ファイバ
センサ。
1. A light source, an optical directional coupler, a sensing coil and a light receiver. The light emitted from the light source is branched by the optical directional coupler and is incident on the sensing coil as left and right bidirectional light from both ends thereof. In the optical fiber sensor that detects the angular velocity applied around the center of the sensing coil by detecting the interfering light with the optical directional coupler after transmitting both of these lights in the optical directional coupler again, the light source side An optical fiber sensor characterized in that a portion including an optical directional coupler and a sensing coil is housed in a shielding structure immediately before the optical directional coupler.
【請求項2】 請求項1に記載される光ファイバセンサ
において、遮蔽構造はその内側から外側に向かって高熱
伝導材層および断熱材層をこの順に積層した積層層の単
層或は複数層より成ることを特徴とする光ファイバセン
サ。
2. The optical fiber sensor according to claim 1, wherein the shielding structure is composed of a single layer or a plurality of layers in which a high thermal conductive material layer and a heat insulating material layer are laminated in this order from inside to outside. An optical fiber sensor characterized by being formed.
【請求項3】 請求項2に記載される光ファイバセンサ
において、遮蔽構造を構成する最内側の積層層の高熱伝
導材層に接する光方向性結合器直前から光方向性結合器
およびセンシングコイルを包含する部分の一部或は全部
とこの最内側の積層層の高熱伝導材層との間に弾性体を
設置したことを特徴とする光ファイバセンサ。
3. The optical fiber sensor according to claim 2, wherein the optical directional coupler and the sensing coil are provided immediately before the optical directional coupler in contact with the high thermal conductive material layer of the innermost laminated layer forming the shielding structure. An optical fiber sensor, characterized in that an elastic body is provided between a part or all of the included portion and the high thermal conductive material layer of the innermost laminated layer.
【請求項4】 請求項2に記載される光ファイバセンサ
において、センシングコイルの巻回される巻枠を高熱伝
導材により構成し、センシングコイルの回転入力軸に垂
直な巻枠平板部が巻枠の高さの半分の位置において巻枠
の内径より内側全体に構成され、この部分が断熱材より
成る支柱を介して遮蔽構造に取り付けられたことを特徴
とする光ファイバセンサ。
4. The optical fiber sensor according to claim 2, wherein the winding frame around which the sensing coil is wound is made of a high thermal conductive material, and the winding plate flat plate portion perpendicular to the rotation input shaft of the sensing coil is the winding frame. An optical fiber sensor, which is formed entirely inside the inner diameter of the bobbin at a position half the height of, and is attached to the shielding structure via a pillar made of a heat insulating material.
【請求項5】 請求項4に記載される光ファイバセンサ
において、遮蔽構造を構成する最内側の積層層の高熱伝
導材層に接する光方向性結合器直前から光方向性結合器
およびセンシングコイルを包含する部分の一部或は全部
とこの最内側の積層層の高熱伝導材層との間に弾性体を
設置したことを特徴とする光ファイバセンサ。
5. The optical fiber sensor according to claim 4, wherein the optical directional coupler and the sensing coil are provided immediately before the optical directional coupler in contact with the high thermal conductive material layer of the innermost laminated layer forming the shielding structure. An optical fiber sensor, characterized in that an elastic body is provided between a part or all of the included portion and the high thermal conductive material layer of the innermost laminated layer.
【請求項6】 請求項2ないし請求項5の何れかに記載
される光ファイバセンサにおいて、光方向性結合器直前
から光方向性結合器およびセンシングコイルを包含する
部分の全部を磁気シールド材により被覆したことを特徴
とする光ファイバセンサ。
6. The optical fiber sensor according to claim 2, wherein the entire portion including the optical directional coupler and the sensing coil is magnetically shielded immediately before the optical directional coupler. An optical fiber sensor characterized by being coated.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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