JPH0949773A - 温度検出装置 - Google Patents
温度検出装置Info
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- JPH0949773A JPH0949773A JP7202229A JP20222995A JPH0949773A JP H0949773 A JPH0949773 A JP H0949773A JP 7202229 A JP7202229 A JP 7202229A JP 20222995 A JP20222995 A JP 20222995A JP H0949773 A JPH0949773 A JP H0949773A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成により被測定物の異常温度を容易
に検知でき、光源の選定を制約なしに自由に行え、しか
も被測定物の細かな温度変化をも検知可能にする。 【解決手段】 光源１及び受光素子２を、光ファイバ３
により光カプラ４に接続し、この光カプラ４に例えば４
個の第１，第２，第３，第４温度センサ６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄをそれぞれ光ファイバ７により接続し、各温度
センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄそれぞれを、一端が開口
した容器９と、中央部に透孔１０を有し容器９の開口よ
り内部に挿入されたゴムなどから成る防水キャップ１１
と、界面活性剤が容器９内部の防水キャップ１１との間
の空間内に充填されて成り温度上昇により特定波長の光
に対して光吸収・散乱が変化し易い色に変色する感温部
１２とにより構成しており、各温度センサ６ａ，６ｂ，
６ｃ，６ｄの界面活性剤は濃度を変えておくと、被測定
物の細かな温度変化が検知可能になる。
に検知でき、光源の選定を制約なしに自由に行え、しか
も被測定物の細かな温度変化をも検知可能にする。 【解決手段】 光源１及び受光素子２を、光ファイバ３
により光カプラ４に接続し、この光カプラ４に例えば４
個の第１，第２，第３，第４温度センサ６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄをそれぞれ光ファイバ７により接続し、各温度
センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄそれぞれを、一端が開口
した容器９と、中央部に透孔１０を有し容器９の開口よ
り内部に挿入されたゴムなどから成る防水キャップ１１
と、界面活性剤が容器９内部の防水キャップ１１との間
の空間内に充填されて成り温度上昇により特定波長の光
に対して光吸収・散乱が変化し易い色に変色する感温部
１２とにより構成しており、各温度センサ６ａ，６ｂ，
６ｃ，６ｄの界面活性剤は濃度を変えておくと、被測定
物の細かな温度変化が検知可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、被測定物の異常
温度を検出する温度検出装置に関する。
温度を検出する温度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】被測定物の温度を検知する場合に、特に
ノイズ環境下や爆発のおそれのある場所等において有効
な手段として光ファイバを用いることが従来より考えら
れており、例えば特開平４−３５５３３３号公報に記載
のように、自動的に被測定物の温度上昇を検知する装置
が提案されており、これは被監視部に取り付けられた感
温変色素子に光ファイバを介して光源から光を照射する
と共に、感温変色素子からの反射光を光ファイバを介し
て色識別素子で受光することによって被監視部の温度を
監視するというものである。
ノイズ環境下や爆発のおそれのある場所等において有効
な手段として光ファイバを用いることが従来より考えら
れており、例えば特開平４−３５５３３３号公報に記載
のように、自動的に被測定物の温度上昇を検知する装置
が提案されており、これは被監視部に取り付けられた感
温変色素子に光ファイバを介して光源から光を照射する
と共に、感温変色素子からの反射光を光ファイバを介し
て色識別素子で受光することによって被監視部の温度を
監視するというものである。
【０００３】しかしながら、このような構成では、監視
或いは測定すべき点が複数になると光ファイバや光源，
色識別素子を複数設けなければならず、全体の構成の複
雑化を招く。
或いは測定すべき点が複数になると光ファイバや光源，
色識別素子を複数設けなければならず、全体の構成の複
雑化を招く。
【０００４】また、特開平３−９２７３７号公報に記載
のように、サーマルペイント等の示温材を被測定部の温
度センサとして用い、この示温材に照明用オプチカルフ
ァイバを介して光源からの光束を照射して、示温材の温
度変化に基づいて色が変化する反射光を受光用オプチカ
ルファイバを介して色識別受光素子へ導光し、色識別受
光素子の識別信号を演算処理して色データとして警報発
生部により警報信号に応じた警報を発生するようにし、
測定部に貼着した示温材をセンサ部カバーハウジングで
覆い、又はセンサヘッドハウジング内の底面に示温材を
貼着した構造のセンサ部を有するものも提案されてい
る。
のように、サーマルペイント等の示温材を被測定部の温
度センサとして用い、この示温材に照明用オプチカルフ
ァイバを介して光源からの光束を照射して、示温材の温
度変化に基づいて色が変化する反射光を受光用オプチカ
ルファイバを介して色識別受光素子へ導光し、色識別受
光素子の識別信号を演算処理して色データとして警報発
生部により警報信号に応じた警報を発生するようにし、
測定部に貼着した示温材をセンサ部カバーハウジングで
覆い、又はセンサヘッドハウジング内の底面に示温材を
貼着した構造のセンサ部を有するものも提案されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この公報に記
載の装置の場合、示温材にサーマルペイント等の温度変
化によって変色する化学物質を使用しており、例えば温
度変化により示温材が赤色／無色間の色変化をする化学
物質を用いたときには、光源が赤色では温度変化は検出
できないため、示温材の色と光源の色との組み合わせに
一定の制限があり、光源を自由に選定することができ
ず、しかも示温材から成る温度センサが１つであるた
め、被測定物の温度が示温材の変色温度に達したかどう
かを検知することはできても、被測定物の温度がどの段
階にあるのかまでは検知できず、被測定物の細かな温度
変化を知ることは不可能である。
載の装置の場合、示温材にサーマルペイント等の温度変
化によって変色する化学物質を使用しており、例えば温
度変化により示温材が赤色／無色間の色変化をする化学
物質を用いたときには、光源が赤色では温度変化は検出
できないため、示温材の色と光源の色との組み合わせに
一定の制限があり、光源を自由に選定することができ
ず、しかも示温材から成る温度センサが１つであるた
め、被測定物の温度が示温材の変色温度に達したかどう
かを検知することはできても、被測定物の温度がどの段
階にあるのかまでは検知できず、被測定物の細かな温度
変化を知ることは不可能である。
【０００６】この発明が解決しようとする課題は、簡単
な構成により被測定物の異常温度を容易に検知でき、光
源の選定を制約なしに自由に行え、しかも被測定物の細
かな温度変化をも検知可能にすることにある。
な構成により被測定物の異常温度を容易に検知でき、光
源の選定を制約なしに自由に行え、しかも被測定物の細
かな温度変化をも検知可能にすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光源からの光を光ファイバを介して被測定物近辺に設置
された複数の温度センサに導き、これらの各温度センサ
を構成する容器内には温度上昇により特定波長の光に対
し光吸収・散乱が変化し易い濃さに変色する界面活性剤
を充填しておき、前記各温度センサからの反射光を前記
光ファイバ及び光分岐結合器を介して受光素子により受
光し、前記界面活性剤の変色に伴う前記反射光の強度変
化を検出して前記被測定物の温度上昇を検出するように
したことを特徴としている。
光源からの光を光ファイバを介して被測定物近辺に設置
された複数の温度センサに導き、これらの各温度センサ
を構成する容器内には温度上昇により特定波長の光に対
し光吸収・散乱が変化し易い濃さに変色する界面活性剤
を充填しておき、前記各温度センサからの反射光を前記
光ファイバ及び光分岐結合器を介して受光素子により受
光し、前記界面活性剤の変色に伴う前記反射光の強度変
化を検出して前記被測定物の温度上昇を検出するように
したことを特徴としている。
【０００８】また、請求項２記載の発明は、光源と、受
光素子と、複数の温度センサと、前記光源，前記受光素
子及び前記各温度センサそれぞれに光ファイバにより接
続され前記光源からの光を前記各温度センサに導光し前
記各温度センサからの反射光を前記受光素子に導光する
光分岐結合器と、前記反射光の強度変化を検出する識別
回路とから成り、前記各温度センサそれぞれが、一端が
開口した容器と、前記容器の開口より前記容器内部に挿
入され中央部に透孔を介して温度センサ側の前記光ファ
イバの先端が導入された防水キャップと、前記容器内部
の前記防水キャップとの間の空間内に界面活性剤が充填
されて成り温度上昇により特定波長の光に対して光吸収
・散乱が変化し易い濃さに変色する感温部とにより構成
されていることを特徴としている。
光素子と、複数の温度センサと、前記光源，前記受光素
子及び前記各温度センサそれぞれに光ファイバにより接
続され前記光源からの光を前記各温度センサに導光し前
記各温度センサからの反射光を前記受光素子に導光する
光分岐結合器と、前記反射光の強度変化を検出する識別
回路とから成り、前記各温度センサそれぞれが、一端が
開口した容器と、前記容器の開口より前記容器内部に挿
入され中央部に透孔を介して温度センサ側の前記光ファ
イバの先端が導入された防水キャップと、前記容器内部
の前記防水キャップとの間の空間内に界面活性剤が充填
されて成り温度上昇により特定波長の光に対して光吸収
・散乱が変化し易い濃さに変色する感温部とにより構成
されていることを特徴としている。
【０００９】従って、請求項１，２記載の発明によれ
ば、被測定物の温度上昇による感温部の界面活性剤の呈
色変化に伴い、容器内での反射光の光ファイバへの戻り
分が変化し、この変化によって温度上昇が検出されるた
め、構成の複雑化を招くことなく、簡単な構成により被
測定物の異常温度を容易に検知することができ、しかも
感温部の界面活性剤が温度変化によって白濁するため、
光源の色に関係なく温度変化を検出でき、光源の選定を
制約なしに自由に行うことができる。
ば、被測定物の温度上昇による感温部の界面活性剤の呈
色変化に伴い、容器内での反射光の光ファイバへの戻り
分が変化し、この変化によって温度上昇が検出されるた
め、構成の複雑化を招くことなく、簡単な構成により被
測定物の異常温度を容易に検知することができ、しかも
感温部の界面活性剤が温度変化によって白濁するため、
光源の色に関係なく温度変化を検出でき、光源の選定を
制約なしに自由に行うことができる。
【００１０】このとき、各温度センサを請求項２記載の
ように構成することにより、従来のような高価な検出手
段や複数の光源，色識別素子等が不要になり、簡単な構
成による被測定物の異常温度の検出が可能になる。
ように構成することにより、従来のような高価な検出手
段や複数の光源，色識別素子等が不要になり、簡単な構
成による被測定物の異常温度の検出が可能になる。
【００１１】ところで、請求項３記載のように、各温度
センサの感温部を形成する界面活性剤の材質及び濃度が
同じであってもよく、この場合例えば温度センサと同数
の被測定物の温度上昇を検出できる。
センサの感温部を形成する界面活性剤の材質及び濃度が
同じであってもよく、この場合例えば温度センサと同数
の被測定物の温度上昇を検出できる。
【００１２】また、請求項４記載のように、各温度セン
サの感温部を形成する界面活性剤の濃度がそれぞれ異な
っていてもよく、この場合には各温度センサの感温部の
変色状況と反射光の光強度との関係を予め調べておくこ
とにより、反射光強度からどの温度センサの感温部が変
色したかが分かり、変色した温度センサを特定すること
によって被測定物の温度がどの段階にあるのか検知する
ことができ、被測定物の細かな温度変化を知ることが可
能になる。
サの感温部を形成する界面活性剤の濃度がそれぞれ異な
っていてもよく、この場合には各温度センサの感温部の
変色状況と反射光の光強度との関係を予め調べておくこ
とにより、反射光強度からどの温度センサの感温部が変
色したかが分かり、変色した温度センサを特定すること
によって被測定物の温度がどの段階にあるのか検知する
ことができ、被測定物の細かな温度変化を知ることが可
能になる。
【００１３】このとき、請求項５記載のように、各感温
部を形成する界面活性剤は、化１により表されるものが
望ましい。
部を形成する界面活性剤は、化１により表されるものが
望ましい。
【００１４】さらに、請求項６記載のように、各温度セ
ンサそれぞれに導光する光ファイバからの光をこの光フ
ァイバに反射する光反射体を各容器内に設けると、この
光反射体による光ファイバへの反射光の強度が感温部の
変色に伴う光散乱により減少し、この減少を検出するこ
とによって被測定物の異常温度を検出できる。
ンサそれぞれに導光する光ファイバからの光をこの光フ
ァイバに反射する光反射体を各容器内に設けると、この
光反射体による光ファイバへの反射光の強度が感温部の
変色に伴う光散乱により減少し、この減少を検出するこ
とによって被測定物の異常温度を検出できる。
【００１５】ところで、請求項７記載のように、各感温
部内に空気層を設けると、温度上昇による感温部の体積
膨張を緩和でき、容器内部の防水キャップとの間の空間
内に感温変色材を完全に充填する場合のように、膨張に
よる感温部の破損を防止することが可能になる。
部内に空気層を設けると、温度上昇による感温部の体積
膨張を緩和でき、容器内部の防水キャップとの間の空間
内に感温変色材を完全に充填する場合のように、膨張に
よる感温部の破損を防止することが可能になる。
【００１６】また、請求項８記載のように、各感温部に
導入された光ファイバの先端を斜めに切断すると、光フ
ァイバの端面での反射を抑制できる。
導入された光ファイバの先端を斜めに切断すると、光フ
ァイバの端面での反射を抑制できる。
【００１７】さらに、請求項９記載のように、各光ファ
イバのうち、光源といずれかの温度センサとを接続する
光ファイバ、或いは受光素子といずれかの温度センサと
を接続する光ファイバが１本であり、光分岐結合器内に
おいてこの１本の光ファイバに残りの光ファイバの端部
が溶着されていても、或いは請求項１０記載のように、
光分岐結合器が光導波路タイプまたはビームスプリッタ
タイプであってもよい。
イバのうち、光源といずれかの温度センサとを接続する
光ファイバ、或いは受光素子といずれかの温度センサと
を接続する光ファイバが１本であり、光分岐結合器内に
おいてこの１本の光ファイバに残りの光ファイバの端部
が溶着されていても、或いは請求項１０記載のように、
光分岐結合器が光導波路タイプまたはビームスプリッタ
タイプであってもよい。
【００１８】
（第１の実施形態）図１はこの発明の第１の実施形態の
概略図、図２は一部の断面図、図３は動作説明図であ
る。
概略図、図２は一部の断面図、図３は動作説明図であ
る。
【００１９】装置全体の概略構成について説明すると、
図１に示すように、ＬＥＤその他の単色光源或いは白色
光源から成る光源１及びフォトトランジスタ，フォトダ
イオード等から成る受光素子２が、光ファイバ３により
光分岐結合器（以下光カプラと称する）４に接続され、
この光カプラ４に例えば４個の第１，第２，第３，第４
温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ光ファイ
バ７により接続されている。
図１に示すように、ＬＥＤその他の単色光源或いは白色
光源から成る光源１及びフォトトランジスタ，フォトダ
イオード等から成る受光素子２が、光ファイバ３により
光分岐結合器（以下光カプラと称する）４に接続され、
この光カプラ４に例えば４個の第１，第２，第３，第４
温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ光ファイ
バ７により接続されている。
【００２０】ここで、光ファイバ３，７のうち、光源１
といずれかの温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとを接
続する光ファイバ、或いは受光素子２といずれかの温度
センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを接続する光ファイバが
１本であり、光カプラ４内においてこの１本の光ファイ
バに残りの光ファイバの端部が溶着されている。
といずれかの温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとを接
続する光ファイバ、或いは受光素子２といずれかの温度
センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを接続する光ファイバが
１本であり、光カプラ４内においてこの１本の光ファイ
バに残りの光ファイバの端部が溶着されている。
【００２１】また、光カプラ４が光導波路タイプやビー
ムスプリッタタイプのような場合には、上記した各光フ
ァイバ３，７が光カプラ４を介して接続されることにな
り、このようなタイプの光カプラ４を用いてもよいのは
勿論である。
ムスプリッタタイプのような場合には、上記した各光フ
ァイバ３，７が光カプラ４を介して接続されることにな
り、このようなタイプの光カプラ４を用いてもよいのは
勿論である。
【００２２】そして、光源１からの光は光ファイバ３の
入射端に入射して光カプラ４，各温度センサ６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄ側の光ファイバ７を介して各温度センサ
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに導かれ、後述する容器９内の
底面１４での反射光が各光ファイバ７，光カプラ４及び
光ファイバ３を介して受光素子２により受光され、識別
回路８により受光された反射光の強度変化が検出され、
被測定物の温度上昇が検出される。
入射端に入射して光カプラ４，各温度センサ６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄ側の光ファイバ７を介して各温度センサ
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに導かれ、後述する容器９内の
底面１４での反射光が各光ファイバ７，光カプラ４及び
光ファイバ３を介して受光素子２により受光され、識別
回路８により受光された反射光の強度変化が検出され、
被測定物の温度上昇が検出される。
【００２３】このとき、各温度センサ６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄ内の後述する感温部１２の呈色変化に伴う光散
乱により、光ファイバ７への戻り光が増加するため、温
度上昇により反射光強度が温度上昇前よりも増加する。
ｃ，６ｄ内の後述する感温部１２の呈色変化に伴う光散
乱により、光ファイバ７への戻り光が増加するため、温
度上昇により反射光強度が温度上昇前よりも増加する。
【００２４】ところで、各温度センサ６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄそれぞれは図２に示すように、凹曲面状の底面
１４を有し一端が開口した容器９と、中央部に透孔１０
を有し容器９の開口より内部に挿入されたゴムなどから
成る防水キャップ１１と、容器９内部の防水キャップ１
１との間の空間内に化１により表される界面活性剤が充
填されて成り温度上昇により特定波長の光に対して光吸
収・散乱が変化し易い濃さに変色する感温部１２とによ
り構成されている。
ｃ，６ｄそれぞれは図２に示すように、凹曲面状の底面
１４を有し一端が開口した容器９と、中央部に透孔１０
を有し容器９の開口より内部に挿入されたゴムなどから
成る防水キャップ１１と、容器９内部の防水キャップ１
１との間の空間内に化１により表される界面活性剤が充
填されて成り温度上昇により特定波長の光に対して光吸
収・散乱が変化し易い濃さに変色する感温部１２とによ
り構成されている。
【００２５】ここで使用すべき界面活性剤としては、化
１により表されるもの以外に、例えば特開平１−１１３
６２７号公報に記載されたノニオン界面活性剤，特開昭
５４−１２３５８９号公報に記載のイオン性界面活性剤
等を用いてもよい。
１により表されるもの以外に、例えば特開平１−１１３
６２７号公報に記載されたノニオン界面活性剤，特開昭
５４−１２３５８９号公報に記載のイオン性界面活性剤
等を用いてもよい。
【００２６】そして、容器９の開口側から容器９内に挿
入された光ファイバ７の先端が防水キャップ１１の透孔
１０を介して感温部１２にまで液密状態で導入され、こ
のような第１ないし第４温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，
６ｄが、被測定物が固体であればその近辺に配置され、
流体であればその中に配置され、被測定物の温度が異常
に上昇すると、各温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの
界面活性剤の色の濃さが変化し、色の変化前後で受光素
子２が受光する特定波長の光散乱の度合が変化するた
め、上記したように光ファイバ７への戻り反射光の強度
が変化し、この反射光の強度変化に基づいて被測定物の
温度上昇が検出される。
入された光ファイバ７の先端が防水キャップ１１の透孔
１０を介して感温部１２にまで液密状態で導入され、こ
のような第１ないし第４温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，
６ｄが、被測定物が固体であればその近辺に配置され、
流体であればその中に配置され、被測定物の温度が異常
に上昇すると、各温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの
界面活性剤の色の濃さが変化し、色の変化前後で受光素
子２が受光する特定波長の光散乱の度合が変化するた
め、上記したように光ファイバ７への戻り反射光の強度
が変化し、この反射光の強度変化に基づいて被測定物の
温度上昇が検出される。
【００２７】尚、各温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ
の感温部１２に導入された光ファイバ７の先端は斜めに
切断されており、これにより光ファイバ７の端面での反
射を抑制することができる。
の感温部１２に導入された光ファイバ７の先端は斜めに
切断されており、これにより光ファイバ７の端面での反
射を抑制することができる。
【００２８】ところで、光源１には７００ｎｍの波長光
を用い、化１で表される濃度５％の界面活性剤水溶液を
充填して形成した感温部１２に９０℃程度の熱風を当
て、受光素子２に替わりパワーメータにより受光する光
強度を測定すると、温度上昇により光ファイバ７への戻
り光強度が増加し、熱風を当てる前後での光強度の変化
は約４ｄＢとなった。ここで、自然冷却後パワーメータ
の受光強度は元に戻り、界面活性剤から成る感温部１２
が可逆性を有することを確認した。
を用い、化１で表される濃度５％の界面活性剤水溶液を
充填して形成した感温部１２に９０℃程度の熱風を当
て、受光素子２に替わりパワーメータにより受光する光
強度を測定すると、温度上昇により光ファイバ７への戻
り光強度が増加し、熱風を当てる前後での光強度の変化
は約４ｄＢとなった。ここで、自然冷却後パワーメータ
の受光強度は元に戻り、界面活性剤から成る感温部１２
が可逆性を有することを確認した。
【００２９】また、化１で表される界面活性剤の濃度
（＝１００・ｘ／（ｘ＋ｙ）；ｘは界面活性剤，ｙは
水）と呈色の変化量（減衰量）との関係を調べた結果図
３に示すようになり、界面活性剤の濃度が高くなるほど
変化量は大きくなることがわかった。
（＝１００・ｘ／（ｘ＋ｙ）；ｘは界面活性剤，ｙは
水）と呈色の変化量（減衰量）との関係を調べた結果図
３に示すようになり、界面活性剤の濃度が高くなるほど
変化量は大きくなることがわかった。
【００３０】さらに、光カプラ４内における光ファイバ
３，７の分岐接続状態が例えば図４に示すようになって
いるものとし（但し、図中の実線矢印は透過光，破線矢
印は反射光を示す）、各温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，
６ｄの感温部１２の界面活性剤の濃度をそれぞれ変えて
おくと、図３の結果から各温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ
それぞれの呈色の変化量（減衰量）は異なるため、受光
素子２により受光する光強度の変化量（ｄＢ）と温度検
出した温度センサとの対応関係は例えば表１に示すよう
になり、受光素子２により受光する光強度の変化量が
１．２（ｄＢ）であるとすると、第１温度センサ６ａの
みにより温度検出されたことが分かり、受光素子２によ
り受光する光強度の変化量が３．４（ｄＢ）であるとす
ると、第１，第２，第３温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃに
より温度検出されたことが分かり、同様に受光素子２に
より受光する光強度の変化量が２．５（ｄＢ）であると
すると、第２，第３温度センサ６ｂ，６ｃにより温度検
出されたことが分かる。但し、このときの光カプラ４に
おけるひとつの分岐部の分岐比は１：０．８、損失は
０．７ｄＢである。
３，７の分岐接続状態が例えば図４に示すようになって
いるものとし（但し、図中の実線矢印は透過光，破線矢
印は反射光を示す）、各温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，
６ｄの感温部１２の界面活性剤の濃度をそれぞれ変えて
おくと、図３の結果から各温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ
それぞれの呈色の変化量（減衰量）は異なるため、受光
素子２により受光する光強度の変化量（ｄＢ）と温度検
出した温度センサとの対応関係は例えば表１に示すよう
になり、受光素子２により受光する光強度の変化量が
１．２（ｄＢ）であるとすると、第１温度センサ６ａの
みにより温度検出されたことが分かり、受光素子２によ
り受光する光強度の変化量が３．４（ｄＢ）であるとす
ると、第１，第２，第３温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃに
より温度検出されたことが分かり、同様に受光素子２に
より受光する光強度の変化量が２．５（ｄＢ）であると
すると、第２，第３温度センサ６ｂ，６ｃにより温度検
出されたことが分かる。但し、このときの光カプラ４に
おけるひとつの分岐部の分岐比は１：０．８、損失は
０．７ｄＢである。
【００３１】
【表１】
【００３２】従って、被測定物の温度上昇による各感温
部１２の界面活性剤の呈色変化に伴い、容器９内での反
射光の光ファイバ７への戻り分が変化するため、被測定
物の異常温度を容易に検知することができ、しかも感温
部１２の界面活性剤が温度変化によって白濁するため、
光源の色に関係なく温度変化を検出でき、光源の選定を
制約なしに自由に行うことができ、従来のような高価な
検出手段や複数の光源，色識別素子等が不要になり、簡
単な構成による被測定物の異常温度の検出が可能にな
る。
部１２の界面活性剤の呈色変化に伴い、容器９内での反
射光の光ファイバ７への戻り分が変化するため、被測定
物の異常温度を容易に検知することができ、しかも感温
部１２の界面活性剤が温度変化によって白濁するため、
光源の色に関係なく温度変化を検出でき、光源の選定を
制約なしに自由に行うことができ、従来のような高価な
検出手段や複数の光源，色識別素子等が不要になり、簡
単な構成による被測定物の異常温度の検出が可能にな
る。
【００３３】また、各温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６
ｄの感温部１２を形成する界面活性剤の濃度を変えてお
くと、この場合には各温度センサの感温部の変色状況と
反射光の光強度との関係を予め調べておくことによっ
て、反射光強度からどの温度センサの感温部１２が変色
したかが分かるため、変色した温度センサの特定により
被測定物の温度がどの段階にあるのか検知することがで
き、被測定物の細かな温度変化を知ることが可能にな
る。
ｄの感温部１２を形成する界面活性剤の濃度を変えてお
くと、この場合には各温度センサの感温部の変色状況と
反射光の光強度との関係を予め調べておくことによっ
て、反射光強度からどの温度センサの感温部１２が変色
したかが分かるため、変色した温度センサの特定により
被測定物の温度がどの段階にあるのか検知することがで
き、被測定物の細かな温度変化を知ることが可能にな
る。
【００３４】さらに、容器９が凹曲面状の底面１４を有
する形状のものであるため、光ファイバ７の先端面に反
射光を集光できる。
する形状のものであるため、光ファイバ７の先端面に反
射光を集光できる。
【００３５】（第２の実施形態）図５はこの発明の第２
の実施形態の一部の断面図である。
の実施形態の一部の断面図である。
【００３６】図５において、第１の実施形態を示す図１
と同一符合は同一のもの若しくは相当するものを示し、
図１と相違するのは、上記したガラス，プラスチック，
銅やアルミニウム等の金属から成る容器９内部の光ファ
イバ７の先端面に対向する位置に、光反射体１５が設け
られていることである。
と同一符合は同一のもの若しくは相当するものを示し、
図１と相違するのは、上記したガラス，プラスチック，
銅やアルミニウム等の金属から成る容器９内部の光ファ
イバ７の先端面に対向する位置に、光反射体１５が設け
られていることである。
【００３７】このとき、各温度センサ６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄの感温部１２の変色前には光反射体１５により
効果的に光ファイバ７に反射されていた光が、温度上昇
による感温部１２の変色に伴い散乱され、光ファイバ７
への戻り光が変色前より減少するため、温度上昇により
反射光強度が温度上昇前よりも減少する。
ｃ，６ｄの感温部１２の変色前には光反射体１５により
効果的に光ファイバ７に反射されていた光が、温度上昇
による感温部１２の変色に伴い散乱され、光ファイバ７
への戻り光が変色前より減少するため、温度上昇により
反射光強度が温度上昇前よりも減少する。
【００３８】従って、第２の実施形態によれば、第１の
実施形態を示す図１の場合と同等の効果を得ることがで
きる。
実施形態を示す図１の場合と同等の効果を得ることがで
きる。
【００３９】なお、その他の実施形態として、光カプラ
４において分岐した光ファイバを受光素子２側へ戻し、
他の識別回路によりこの光ファイバを介した光を参照光
として取り込んでその光強度をモニタし、参照光と反射
光との強度を比較して反射光強度を補正するようにして
おいてもよく、これにより光源１の発光強度がばらつい
た場合であっても安定した温度検出を行うことが可能に
なる。
４において分岐した光ファイバを受光素子２側へ戻し、
他の識別回路によりこの光ファイバを介した光を参照光
として取り込んでその光強度をモニタし、参照光と反射
光との強度を比較して反射光強度を補正するようにして
おいてもよく、これにより光源１の発光強度がばらつい
た場合であっても安定した温度検出を行うことが可能に
なる。
【００４０】また、備えるべき温度センサは上記したよ
うに４個に限るものではなく、２個，３個或いは５個以
上であってもよいのは勿論であり、各々の容器９内に界
面活性剤を充填すればよい。
うに４個に限るものではなく、２個，３個或いは５個以
上であってもよいのは勿論であり、各々の容器９内に界
面活性剤を充填すればよい。
【００４１】さらに、各温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，
６ｄの感温部１２内に空気層を設けてもよく、この空気
層により温度上昇による感温部の体積膨張を緩和するこ
とができ、容器９内部の防水キャップ１１との間の空間
内に界面活性剤を完全に充填する場合のように、膨張に
よる感温部１２の破損を防止することが可能になる。
６ｄの感温部１２内に空気層を設けてもよく、この空気
層により温度上昇による感温部の体積膨張を緩和するこ
とができ、容器９内部の防水キャップ１１との間の空間
内に界面活性剤を完全に充填する場合のように、膨張に
よる感温部１２の破損を防止することが可能になる。
【００４２】また、容器９には、銅やアルミニウム等の
金属や、ガラスやプラスチック等を用いてもよいのは勿
論であり、界面活性剤と化学的に反応せず、流体の被測
定物と化学的に反応せず、検出温度範囲内で使用し得る
という条件を満たすものであればよく、例えばガラスを
用いると、金属に比べて熱伝導率が低いため、温度上昇
に対する緩やかな応答性を必要とする場合に適してい
る。
金属や、ガラスやプラスチック等を用いてもよいのは勿
論であり、界面活性剤と化学的に反応せず、流体の被測
定物と化学的に反応せず、検出温度範囲内で使用し得る
という条件を満たすものであればよく、例えばガラスを
用いると、金属に比べて熱伝導率が低いため、温度上昇
に対する緩やかな応答性を必要とする場合に適してい
る。
【００４３】さらに、容器９が透明であると、感温部１
２の界面活性剤の呈色変化を外部から目視することがで
き、一方容器９が不透明であれば外部からの外乱光を遮
断できるため、検出精度を上げることが可能になる。
２の界面活性剤の呈色変化を外部から目視することがで
き、一方容器９が不透明であれば外部からの外乱光を遮
断できるため、検出精度を上げることが可能になる。
【００４４】
【発明の効果】以上のように、請求項１及び２記載の発
明によれば、被測定物の温度上昇による感温部の界面活
性剤の呈色変化（白濁）に伴い、容器内での反射光の光
ファイバへの戻り分が変化し、この変化によって温度上
昇が検出されるため、従来のように構成の複雑化を招く
ことなく、簡単な構成により被測定物の異常温度を検知
することができ、しかも光源の色に関係なく温度変化を
検出でき、光源の選定を制約なしに自由に行うことが可
能になり、被測定物の異常温度を容易かつ的確に検出す
ることができる。
明によれば、被測定物の温度上昇による感温部の界面活
性剤の呈色変化（白濁）に伴い、容器内での反射光の光
ファイバへの戻り分が変化し、この変化によって温度上
昇が検出されるため、従来のように構成の複雑化を招く
ことなく、簡単な構成により被測定物の異常温度を検知
することができ、しかも光源の色に関係なく温度変化を
検出でき、光源の選定を制約なしに自由に行うことが可
能になり、被測定物の異常温度を容易かつ的確に検出す
ることができる。
【００４５】ところで、請求項３記載のように、各温度
センサの感温部を形成する界面活性剤の材質及び濃度を
同じにすることにより、温度センサと同数の被測定物の
温度上昇を検出することができる。
センサの感温部を形成する界面活性剤の材質及び濃度を
同じにすることにより、温度センサと同数の被測定物の
温度上昇を検出することができる。
【００４６】また、請求項４記載のように、各温度セン
サの感温部を形成する界面活性剤の濃度をそれぞれ変え
ておくことにより、各温度センサの感温部の変色状況と
反射光の光強度との関係を予め調べておくことによって
反射光強度からどの温度センサの感温部が変色したかが
分かり、変色した温度センサを特定することによって被
測定物の温度がどの段階にあるのか検知することがで
き、被測定物の細かな温度変化を知ることが可能にな
る。
サの感温部を形成する界面活性剤の濃度をそれぞれ変え
ておくことにより、各温度センサの感温部の変色状況と
反射光の光強度との関係を予め調べておくことによって
反射光強度からどの温度センサの感温部が変色したかが
分かり、変色した温度センサを特定することによって被
測定物の温度がどの段階にあるのか検知することがで
き、被測定物の細かな温度変化を知ることが可能にな
る。
【００４７】さらに、請求項６記載のように、各温度セ
ンサそれぞれに導光する光ファイバからの光をこの光フ
ァイバに反射する光反射体を各容器内に設けることによ
り、この光反射体による光ファイバへの反射光の強度が
感温部の変色に伴う光散乱により減少し、この減少を検
出することによって被測定物の異常温度を検出できる。
ンサそれぞれに導光する光ファイバからの光をこの光フ
ァイバに反射する光反射体を各容器内に設けることによ
り、この光反射体による光ファイバへの反射光の強度が
感温部の変色に伴う光散乱により減少し、この減少を検
出することによって被測定物の異常温度を検出できる。
【００４８】ところで、請求項７記載のように、各感温
部内に空気層を設けることにより、温度上昇による感温
部の体積膨張を緩和でき、容器内部の防水キャップとの
間の空間内に感温変色材を完全に充填する場合のよう
に、膨張による感温部の破損を防止することが可能にな
る。
部内に空気層を設けることにより、温度上昇による感温
部の体積膨張を緩和でき、容器内部の防水キャップとの
間の空間内に感温変色材を完全に充填する場合のよう
に、膨張による感温部の破損を防止することが可能にな
る。
【００４９】また、請求項８記載のように、各感温部に
導入された光ファイバの先端を斜めに切断することによ
り、光ファイバの端面での反射を抑制できる。
導入された光ファイバの先端を斜めに切断することによ
り、光ファイバの端面での反射を抑制できる。
【図１】この発明の第１の実施形態の概略図である。
【図２】この発明の第１の実施形態の一部の断面図であ
る。
る。
【図３】この発明の第１の実施形態の動作説明図であ
る。
る。
【図４】この発明の第１の実施形態の動作説明図であ
る。
る。
【図５】この発明の第２の実施形態の一部の断面図であ
る。
る。
１ 光源 ２ 受光素子 ３，７ 光ファイバ ４ 光カプラ（光分岐結合器） ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 第１，第２，第３，第４温度
センサ ８ 識別回路 ９ 容器 １０ 透孔 １１ 防水キャップ １２ 感温部 １５ 光反射体
センサ ８ 識別回路 ９ 容器 １０ 透孔 １１ 防水キャップ １２ 感温部 １５ 光反射体
───────────────────────────────────────────────────── 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 6/00 Ｇ０２Ｂ 6/02 Ａ 6/02 6/10 Ｄ 6/10 6/00 Ｂ
Claims (10)
- 【請求項１】 光源からの光を光ファイバを介して被測
定物近辺に設置された複数の温度センサに導き、これら
の各温度センサを構成する容器内には温度上昇により特
定波長の光に対し光吸収・散乱が変化し易い濃さに変色
する界面活性剤を充填しておき、前記各温度センサから
の反射光を前記光ファイバ及び光分岐結合器を介して受
光素子により受光し、前記界面活性剤の変色に伴う前記
反射光の強度変化を検出して前記被測定物の温度上昇を
検出するようにしたことを特徴とする温度検出装置。 - 【請求項２】 光源と、受光素子と、複数の温度センサ
と、前記光源，前記受光素子及び前記各温度センサそれ
ぞれに光ファイバにより接続され前記光源からの光を前
記各温度センサに導光し前記各温度センサからの反射光
を前記受光素子に導光する光分岐結合器と、前記反射光
の強度変化を検出する識別回路とから成り、 前記各温度センサそれぞれが、 一端が開口した容器と、前記容器の開口より前記容器内
部に挿入され中央部に透孔を介して温度センサ側の前記
光ファイバの先端が導入された防水キャップと、前記容
器内部の前記防水キャップとの間の空間内に界面活性剤
が充填されて成り温度上昇により特定波長の光に対して
光吸収・散乱が変化し易い濃さに変色する感温部とによ
り構成されていることを特徴とする温度検出装置。 - 【請求項３】 前記各感温部を形成する界面活性剤の材
質及び濃度が同じであることを特徴とする請求項１また
は２記載の温度検出装置。 - 【請求項４】 前記各感温部を形成する界面活性剤の濃
度がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１または２
記載の温度検出装置。 - 【請求項５】 前記各感温部を形成する界面活性剤が、
化１により表されることを特徴とする請求項１，２，３
または４記載の温度検出装置。 【化１】 - 【請求項６】 前記各温度センサそれぞれに導光する前
記光ファイバからの光をこの光ファイバに反射する光反
射体が前記各容器内に設けられていることを特徴とする
請求項１，２，３，４または５記載の温度検出装置。 - 【請求項７】 前記各感温部内に、空気層が設けられて
いることを特徴とする請求項２，３，４，５または６記
載の温度検出装置。 - 【請求項８】 前記各感温部に導入された前記光ファイ
バの先端が斜めに切断されていることを特徴とする請求
項２，３，４，５，６または７記載の温度検出装置。 - 【請求項９】 前記各光ファイバのうち、前記光源とい
ずれかの前記温度センサとを接続する光ファイバ、或い
は前記受光素子といずれかの前記温度センサとを接続す
る光ファイバが１本であり、前記光分岐結合器内におい
て前記１本の光ファイバに残りの光ファイバの端部が溶
着されていることを特徴とする請求項２，３，４，５，
６，７または８記載の温度検出装置。 - 【請求項１０】 前記光分岐結合器が光導波路タイプま
たはビームスプリッタタイプであることを特徴とする請
求項２，３，４，５，６，７または８記載の温度検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07202229A JP3079964B2 (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 温度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07202229A JP3079964B2 (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 温度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949773A true JPH0949773A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3079964B2 JP3079964B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=16454105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07202229A Expired - Fee Related JP3079964B2 (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 温度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3079964B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309722A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Fujikura Ltd | 光ファイバセンサ |
-
1995
- 1995-08-08 JP JP07202229A patent/JP3079964B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309722A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Fujikura Ltd | 光ファイバセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3079964B2 (ja) | 2000-08-21 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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