JPH11242143A - 光ファイバ及びそれを用いた光センシングシステム - Google Patents
光ファイバ及びそれを用いた光センシングシステムInfo
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- JPH11242143A JPH11242143A JP10043365A JP4336598A JPH11242143A JP H11242143 A JPH11242143 A JP H11242143A JP 10043365 A JP10043365 A JP 10043365A JP 4336598 A JP4336598 A JP 4336598A JP H11242143 A JPH11242143 A JP H11242143A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】耐熱性と共に耐水性を有する光ファイバ及びそ
れを用いた光センシングシステムを提供する。 【解決手段】コア１３とクラッド１２からなる光ファイ
バ本体に、光ファイバコート１１を形成する。光ファイ
バコート１１を構成するポリイミド樹脂は、図示の化学
構造を有している。ここで、Ｒ1は炭素数２以上の二価
の有機基を、またｎは１より大きい整数を表わす。な
お、このポリイミド樹脂を合成する酸無水物にビフェニ
ルテトラカルボン酸を用いる。また、このポリイミド樹
脂の成分にシロキサン化合物を含むようにする。
れを用いた光センシングシステムを提供する。 【解決手段】コア１３とクラッド１２からなる光ファイ
バ本体に、光ファイバコート１１を形成する。光ファイ
バコート１１を構成するポリイミド樹脂は、図示の化学
構造を有している。ここで、Ｒ1は炭素数２以上の二価
の有機基を、またｎは１より大きい整数を表わす。な
お、このポリイミド樹脂を合成する酸無水物にビフェニ
ルテトラカルボン酸を用いる。また、このポリイミド樹
脂の成分にシロキサン化合物を含むようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバに係わ
り、特に高温多湿の環境で使用に耐える光ファイバとそ
れを応用した光センシングシステムに関する。
り、特に高温多湿の環境で使用に耐える光ファイバとそ
れを応用した光センシングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバの使用に当って、通常は光フ
ァイバを保護するためのコートが施される。このコート
によって、光ファイバに対する環境影響を緩和すること
ができ、信頼性を確保できる。特に、光ファイバの破断
する割合が激減するので、光ファイバの取り扱いが実用
に耐え得るものとなる。例えば、溶融石英ガラスから製
造される石英ガラス光ファイバの場合、そのままでは小
さな傷で簡単に破断するが、製造段階でコートを確実に
施すことによって、通信用に広く実用化されている。コ
ート材料としては、アクリル系紫外線硬化型樹脂の他、
幾つかの樹脂が知られており、複数の材質を重ねたコー
トもある。
ァイバを保護するためのコートが施される。このコート
によって、光ファイバに対する環境影響を緩和すること
ができ、信頼性を確保できる。特に、光ファイバの破断
する割合が激減するので、光ファイバの取り扱いが実用
に耐え得るものとなる。例えば、溶融石英ガラスから製
造される石英ガラス光ファイバの場合、そのままでは小
さな傷で簡単に破断するが、製造段階でコートを確実に
施すことによって、通信用に広く実用化されている。コ
ート材料としては、アクリル系紫外線硬化型樹脂の他、
幾つかの樹脂が知られており、複数の材質を重ねたコー
トもある。
【０００３】一方、最近の光ファイバの応用分野は通常
の環境での利用に留まらず、より劣悪な環境での利用要
求が高まっている。こうした光ファイバへの要求は通信
分野に加え、センサとして使う分野で著しい。この場
合、光ファイバのコート材質にも環境に応じた特性が要
求されることになる。
の環境での利用に留まらず、より劣悪な環境での利用要
求が高まっている。こうした光ファイバへの要求は通信
分野に加え、センサとして使う分野で著しい。この場
合、光ファイバのコート材質にも環境に応じた特性が要
求されることになる。
【０００４】例えば、高温環境で光ファイバを長期間使
用する場合、コートには耐熱性を有する代表的な材料と
してポリイミド樹脂が用いられている。ポリイミド材料
の耐熱性は３００℃程度あるので、ごく特殊な分野を除
き耐熱材料として充分な特性を有する。また、メタルコ
ートは高い耐熱性はないものの、樹脂として適度な柔ら
かさを有するため、光ファイバの側面に加わる圧力影響
を緩和し、光ファイバ本体への機械的ダメージを低減で
きる。
用する場合、コートには耐熱性を有する代表的な材料と
してポリイミド樹脂が用いられている。ポリイミド材料
の耐熱性は３００℃程度あるので、ごく特殊な分野を除
き耐熱材料として充分な特性を有する。また、メタルコ
ートは高い耐熱性はないものの、樹脂として適度な柔ら
かさを有するため、光ファイバの側面に加わる圧力影響
を緩和し、光ファイバ本体への機械的ダメージを低減で
きる。
【０００５】ポリイミド樹脂は種々のタイプが知られて
いるが、光ファイバに応用されているものは〔化５（６
式）〕に示す構造を有している。
いるが、光ファイバに応用されているものは〔化５（６
式）〕に示す構造を有している。
【０００６】
【化５】
【０００７】ここで、Ｒ3は炭素数２以上の二価の有機
基を、またｍは１より大きい整数を表す。〔化５〕のポ
リイミド樹脂は、例えば特開平１−１７３００６号に記
載の実施例において、光ファイバコートへ適用されてい
る。
基を、またｍは１より大きい整数を表す。〔化５〕のポ
リイミド樹脂は、例えば特開平１−１７３００６号に記
載の実施例において、光ファイバコートへ適用されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記例によるポリイミ
ド樹脂をコートした従来の光ファイバは、高温環境での
耐熱性の点では実用に耐えるものである。しかし、高温
多湿の環境で使用し続けると、コート材料にクラックが
生じて光ファイバを保護できなくなり、また、破損した
コートが光ファイバ本体に傷を付けて破断を招くなどの
問題がある。
ド樹脂をコートした従来の光ファイバは、高温環境での
耐熱性の点では実用に耐えるものである。しかし、高温
多湿の環境で使用し続けると、コート材料にクラックが
生じて光ファイバを保護できなくなり、また、破損した
コートが光ファイバ本体に傷を付けて破断を招くなどの
問題がある。
【０００９】また、上記例のポリイミドをコートした光
ファイバは、ポリイミドコートと光ファイバの密着性が
確保しにくいという問題があった。このため、湿度の高
い環境でこれを使用し続けると、ポリイミドコートと光
ファイバ本体との隙間に水分の凝集が生じ、特に石英ガ
ラスファイバの場合はその水分により光ファイバ表面に
ある微細な傷（マイクロクラック）の成長が促進され、
光ファイバの破断に発展する恐れがある。
ファイバは、ポリイミドコートと光ファイバの密着性が
確保しにくいという問題があった。このため、湿度の高
い環境でこれを使用し続けると、ポリイミドコートと光
ファイバ本体との隙間に水分の凝集が生じ、特に石英ガ
ラスファイバの場合はその水分により光ファイバ表面に
ある微細な傷（マイクロクラック）の成長が促進され、
光ファイバの破断に発展する恐れがある。
【００１０】ポリイミドの密着性は、塗付面の薬品処理
により向上できることが知られており、専用の薬品（カ
プラー）が市販されている。しかしながら、光ファイバ
の製造ラインでは、例えば溶けた石英ガラスファイバが
固まると直ちにコートを施して表面を保護する必要があ
るため、薬品等による前処理は困難であった。
により向上できることが知られており、専用の薬品（カ
プラー）が市販されている。しかしながら、光ファイバ
の製造ラインでは、例えば溶けた石英ガラスファイバが
固まると直ちにコートを施して表面を保護する必要があ
るため、薬品等による前処理は困難であった。
【００１１】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点に鑑み、高温多湿の環境下で長期の使用に耐える光フ
ァイバと、それを使用した感度と信頼性の高いセンシン
グシステムを提供することにある。
点に鑑み、高温多湿の環境下で長期の使用に耐える光フ
ァイバと、それを使用した感度と信頼性の高いセンシン
グシステムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記した本発明は、光フ
ァイバ本体のコート材にポリイミド樹脂を用いる光ファ
イバにおいて、前記コート材のポリイミド樹脂が（１）
式の化学構造を有することを特徴とする。
ァイバ本体のコート材にポリイミド樹脂を用いる光ファ
イバにおいて、前記コート材のポリイミド樹脂が（１）
式の化学構造を有することを特徴とする。
【００１３】
【化６】
【００１４】これにより、光ファイバの耐熱性と共に耐
水性を向上できる。また、本発明の光ファイバは、前記
光ファイバ本体の主成分が二酸化ケイ素（Ｓｉ０２）の
場合に、前記コート材が（２）式の化学構造を有するシ
ロキサン化合物を含むことを特徴とする。
水性を向上できる。また、本発明の光ファイバは、前記
光ファイバ本体の主成分が二酸化ケイ素（Ｓｉ０２）の
場合に、前記コート材が（２）式の化学構造を有するシ
ロキサン化合物を含むことを特徴とする。
【００１５】
【化７】
【００１６】これにより、シリコン（Ｓｉ）を含む光フ
ァイバ本体に対する密着性を向上でき、普及している石
英ガラスファイバに対しての効果が著しい。また、製造
ライン中の光ファイバ本体に前処理を施す必要もない。
ァイバ本体に対する密着性を向上でき、普及している石
英ガラスファイバに対しての効果が著しい。また、製造
ライン中の光ファイバ本体に前処理を施す必要もない。
【００１７】また、前記シロキサン化合物は（３）式ま
たは（４）式の化学構造を有する。
たは（４）式の化学構造を有する。
【００１８】
【化８】
【００１９】また、本発明の光ファイバは、（１）式の
ポリイミド樹脂の有機基Ｒ１を（５）式の化学構造とし
たことを特徴とする。
ポリイミド樹脂の有機基Ｒ１を（５）式の化学構造とし
たことを特徴とする。
【００２０】
【化９】
【００２１】本発明の光ファイバによれば、耐熱性と共
に耐水性、さらには本体とコートの密着性を向上できる
ので、高温多湿の環境下での長期使用が可能になる。ま
た、前記ポリイミド樹脂のコートは厚さ１０ミクロン程
度に形成できるので、光ファイバ本体のセンシング特性
などに悪影響を及ぼすことがない。
に耐水性、さらには本体とコートの密着性を向上できる
ので、高温多湿の環境下での長期使用が可能になる。ま
た、前記ポリイミド樹脂のコートは厚さ１０ミクロン程
度に形成できるので、光ファイバ本体のセンシング特性
などに悪影響を及ぼすことがない。
【００２２】本発明の光センシングシステムは、計測対
象に設けられるセンシング部とそのセンシング部に入出
力する信号光を伝送する信号伝送路に光ファイバを用
い、発信した入力信号光が前記センシング部で受ける変
化を出力信号光として受信し、前記計測対象の変化また
は状態を検出するものであって、前記信号伝送路にはオ
ーバーコート等の保護部材により守られた光ファイバを
用い、前記センシング部は前記計測対象に前記保護部材
の無い裸の光ファイバを用いて構成し、少なくとも前記
センシング部の光ファイバは上記した本発明の光ファイ
バを用いることを特徴とする。
象に設けられるセンシング部とそのセンシング部に入出
力する信号光を伝送する信号伝送路に光ファイバを用
い、発信した入力信号光が前記センシング部で受ける変
化を出力信号光として受信し、前記計測対象の変化また
は状態を検出するものであって、前記信号伝送路にはオ
ーバーコート等の保護部材により守られた光ファイバを
用い、前記センシング部は前記計測対象に前記保護部材
の無い裸の光ファイバを用いて構成し、少なくとも前記
センシング部の光ファイバは上記した本発明の光ファイ
バを用いることを特徴とする。
【００２３】なお、前記オーバーコートはアクリル系樹
脂などによる外被で、光ファイバの損傷を防止して取扱
いを容易にするので、通信用光ファイバなどに広く用い
られているが、光ファイバのセンシング特性は著しく低
下させる。なお、前記保護部材は、より堅牢なケーブル
構造などであってもよい。
脂などによる外被で、光ファイバの損傷を防止して取扱
いを容易にするので、通信用光ファイバなどに広く用い
られているが、光ファイバのセンシング特性は著しく低
下させる。なお、前記保護部材は、より堅牢なケーブル
構造などであってもよい。
【００２４】また、前記センシング部は、前記計測対象
内の圧力に応じた曲げ変形を与えるように前記裸の光フ
ァイバを配置し、圧力センサとして構成したことを特徴
とする。
内の圧力に応じた曲げ変形を与えるように前記裸の光フ
ァイバを配置し、圧力センサとして構成したことを特徴
とする。
【００２５】あるいは、前記センシング部は前記計測対
象内の温度に応じて前記信号光がラマン散乱を受けるよ
うに前記裸の光ファイバを配置し、前記センシング部か
らの２種類の散乱光を前記信号伝送路から光カプラを介
して検出し、温度センサとして構成したことを特徴とす
る。
象内の温度に応じて前記信号光がラマン散乱を受けるよ
うに前記裸の光ファイバを配置し、前記センシング部か
らの２種類の散乱光を前記信号伝送路から光カプラを介
して検出し、温度センサとして構成したことを特徴とす
る。
【００２６】本発明の光センシングシステムによれば、
本発明の光ファイバを高温多湿となる可能性のある計測
対象にむき出しで配置してセンサ部を構成するので、光
ファイバのセンシング特性を維持しながら、高温多湿の
悪条件での長期の使用が可能になる。
本発明の光ファイバを高温多湿となる可能性のある計測
対象にむき出しで配置してセンサ部を構成するので、光
ファイバのセンシング特性を維持しながら、高温多湿の
悪条件での長期の使用が可能になる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光ファイバ及び光
センシングシステムの実施形態について、それぞれ図面
を用いて詳細に説明する。
センシングシステムの実施形態について、それぞれ図面
を用いて詳細に説明する。
【００２８】まず、本発明の光ファイバの複数の実施例
を説明する。図１に、一実施例による光ファイバの構成
を示す。光ファイバコア１３と光ファイバクラッド１２
は、石英ガラス光ファイバで構成されている。光ファイ
バコート１１は、（１）式の化学構造を有するポリイミ
ド樹脂をコート材としている。式中の記号Ｒ１は炭素Ｃ
の数が２つ以上の二価の有機基を、ｎは１より大きい整
数を表わしている。従来例である（６）式のポリイミド
の構造と比べると、本実施例のポイリイミド樹脂は２つ
のベンゼン環を繋げた構造にその特徴がある。
を説明する。図１に、一実施例による光ファイバの構成
を示す。光ファイバコア１３と光ファイバクラッド１２
は、石英ガラス光ファイバで構成されている。光ファイ
バコート１１は、（１）式の化学構造を有するポリイミ
ド樹脂をコート材としている。式中の記号Ｒ１は炭素Ｃ
の数が２つ以上の二価の有機基を、ｎは１より大きい整
数を表わしている。従来例である（６）式のポリイミド
の構造と比べると、本実施例のポイリイミド樹脂は２つ
のベンゼン環を繋げた構造にその特徴がある。
【００２９】図２は、ポリイミドの一般的な合成過程を
示す説明図で、ポリイミドの合成には酸無水物成分とジ
アミン成分を用いる。これらを溶剤とともに反応させる
とポリアミド酸（ワニス）が得られ、膜状に薄く塗布し
たワニスに適当な熱処理を加えると、重合反応が進み、
ポリイミドに製膜できる。製膜後のポリイミドの特性
は、図中のＲ’とＲで示す有機基に依存する。
示す説明図で、ポリイミドの合成には酸無水物成分とジ
アミン成分を用いる。これらを溶剤とともに反応させる
とポリアミド酸（ワニス）が得られ、膜状に薄く塗布し
たワニスに適当な熱処理を加えると、重合反応が進み、
ポリイミドに製膜できる。製膜後のポリイミドの特性
は、図中のＲ’とＲで示す有機基に依存する。
【００３０】本発明者等は特にＲ’に注目して、酸無水
物成分を種々変更したポリイミド樹脂を比較した結果、
合成後に（１）式の化学構造となるポリイミド樹脂に顕
著な耐水性のあることが分かった。具体的には、酸無水
物にビフェニルテトラカルボン酸を用いた場合で、耐熱
性とともに耐水性が得られた。一方、ピロメリット酸二
無水物を用いた場合は耐水性と耐クラック性に、またベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸を用いた場合は耐水性と
密着性にそれぞれ問題があった。
物成分を種々変更したポリイミド樹脂を比較した結果、
合成後に（１）式の化学構造となるポリイミド樹脂に顕
著な耐水性のあることが分かった。具体的には、酸無水
物にビフェニルテトラカルボン酸を用いた場合で、耐熱
性とともに耐水性が得られた。一方、ピロメリット酸二
無水物を用いた場合は耐水性と耐クラック性に、またベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸を用いた場合は耐水性と
密着性にそれぞれ問題があった。
【００３１】次に、本実施例の光ファイバの製造方法を
説明する。最初に、必要な屈折率分布を持たせた溶融石
英ガラスの母材を準備し、これを熱して外径が１２５ミ
クロン程度の細い光ファイバを飴のように引き出す。こ
れにより、図１のコア１３とクラッド１２を一度に構成
する。次に、引き出された光ファイバ本体をダイスへ満
たしたポリアミド酸溶液中に通す。溶液通過後の光ファ
イバは溶剤を気化させると共に、イミド化反応を進める
のに必要な温度を有する加熱炉を一定時間通して熱処理
する。
説明する。最初に、必要な屈折率分布を持たせた溶融石
英ガラスの母材を準備し、これを熱して外径が１２５ミ
クロン程度の細い光ファイバを飴のように引き出す。こ
れにより、図１のコア１３とクラッド１２を一度に構成
する。次に、引き出された光ファイバ本体をダイスへ満
たしたポリアミド酸溶液中に通す。溶液通過後の光ファ
イバは溶剤を気化させると共に、イミド化反応を進める
のに必要な温度を有する加熱炉を一定時間通して熱処理
する。
【００３２】これにより、ポリイミドをコートした石英
ガラス光ファイバを得ることができる。コートの厚さは
ポリアミド酸溶液の濃度と粘度に依存するが、普通１０
ミクロン程度である。薄いコートが必要な時には粘度を
低く、厚いコートが必要な時には粘度を高くするよう溶
剤を調整すればよい。特に厚手のコートが必要な場合に
は、ポリイミドの塗付と熱処理を繰り返し、多層コート
を施してもよい。
ガラス光ファイバを得ることができる。コートの厚さは
ポリアミド酸溶液の濃度と粘度に依存するが、普通１０
ミクロン程度である。薄いコートが必要な時には粘度を
低く、厚いコートが必要な時には粘度を高くするよう溶
剤を調整すればよい。特に厚手のコートが必要な場合に
は、ポリイミドの塗付と熱処理を繰り返し、多層コート
を施してもよい。
【００３３】本実施例の光ファイバの製法は従来と大き
く変わらないので、製造のための装置類を大きく変更す
る必要がない。ポリイミドコートの硬化温度も従来と大
差なく、光ファイバの通過時間により異なるが、例えば
２５０℃から３００℃程度にすればよい。加熱炉を一度
通過させただけで充分な硬化が得られない場合、例えば
一度巻き取った光ファイバを再び加熱炉のみ通過させる
ことで、硬化を確実にすることもできる。
く変わらないので、製造のための装置類を大きく変更す
る必要がない。ポリイミドコートの硬化温度も従来と大
差なく、光ファイバの通過時間により異なるが、例えば
２５０℃から３００℃程度にすればよい。加熱炉を一度
通過させただけで充分な硬化が得られない場合、例えば
一度巻き取った光ファイバを再び加熱炉のみ通過させる
ことで、硬化を確実にすることもできる。
【００３４】本実施例の光ファイバはコート材に特徴が
有り、その本体構造に対する制限はない。従って、石英
ガラスファイバ以外のプラスチックファイバなどでも構
成できる。また、図１のシングルモード光ファイバやマ
ルチモード光ファイバに限らず、例えば偏波面保存光フ
ァイバなど特殊構造の光ファイバにも適用できる。
有り、その本体構造に対する制限はない。従って、石英
ガラスファイバ以外のプラスチックファイバなどでも構
成できる。また、図１のシングルモード光ファイバやマ
ルチモード光ファイバに限らず、例えば偏波面保存光フ
ァイバなど特殊構造の光ファイバにも適用できる。
【００３５】次に、光ファイバコート材の他の実施例を
説明する。（１）式のポリイミド樹脂に、更に成分とし
て（２）式のシロキサン化合物を加える。ここで、Ｒ2
は一価の有機基を、またｐは１より大きい整数を表わ
す。
説明する。（１）式のポリイミド樹脂に、更に成分とし
て（２）式のシロキサン化合物を加える。ここで、Ｒ2
は一価の有機基を、またｐは１より大きい整数を表わ
す。
【００３６】本実施例の光ファイバ本体は石英ガラス
で、その主成分が二酸化ケイ素（Ｓｉ０２）であるた
め、シロキサン化合物のケイ素（Ｓｉ）と石英ガラス光
ファイバのケイ素（Ｓｉ）とが酸素（Ｏ）を介して結合
し、コートの密着性を著しく改善できる。実験による
と、従来構造のポリイミドに比べて剥離強度が２桁近く
向上する。
で、その主成分が二酸化ケイ素（Ｓｉ０２）であるた
め、シロキサン化合物のケイ素（Ｓｉ）と石英ガラス光
ファイバのケイ素（Ｓｉ）とが酸素（Ｏ）を介して結合
し、コートの密着性を著しく改善できる。実験による
と、従来構造のポリイミドに比べて剥離強度が２桁近く
向上する。
【００３７】なお、本実施例のシロキサン成分は、光フ
ァイバの特性を損なわない範囲で加える必要がある。な
ぜなら、コート材の密着性が強すぎると、光ファイバ本
体への締め付け状態が変化して、光ファイバ自体の特
性、例えば偏光消光比が低下する。このため、シロキサ
ン化合物をポリイミド前駆体の酸無水物成分あるいはジ
アミン成分として加える場合は、全樹脂量の２０％、望
ましくは１０％を超えないことが好都合である。
ァイバの特性を損なわない範囲で加える必要がある。な
ぜなら、コート材の密着性が強すぎると、光ファイバ本
体への締め付け状態が変化して、光ファイバ自体の特
性、例えば偏光消光比が低下する。このため、シロキサ
ン化合物をポリイミド前駆体の酸無水物成分あるいはジ
アミン成分として加える場合は、全樹脂量の２０％、望
ましくは１０％を超えないことが好都合である。
【００３８】本実施例で使用するシロキサン化合物の例
として、（３）式または（４）式のジアミノシロキサン
を挙げることができる。ここで、Ｒ4とＲ6は二価の有機
基を、Ｒ5とＲ7は一価の有機基を、またｑとｒは１より
大きい整数を表わす。
として、（３）式または（４）式のジアミノシロキサン
を挙げることができる。ここで、Ｒ4とＲ6は二価の有機
基を、Ｒ5とＲ7は一価の有機基を、またｑとｒは１より
大きい整数を表わす。
【００３９】また、シロキサン成分を含む酸無水物成分
を用いることもできる。その化合物としては、ビス
（３，４−ジカルボキシフェニル−ジメチルシリル）エ
ーテルがある。また、シロキサン化合物には、市販され
ているシランカップリング剤を添加成分として用いても
よい。その場合、添加剤が樹脂分の１０％を超えないこ
とが望ましい。
を用いることもできる。その化合物としては、ビス
（３，４−ジカルボキシフェニル−ジメチルシリル）エ
ーテルがある。また、シロキサン化合物には、市販され
ているシランカップリング剤を添加成分として用いても
よい。その場合、添加剤が樹脂分の１０％を超えないこ
とが望ましい。
【００４０】本実施例による（１）式の構造にシロキサ
ン化合物を含むポリイミドも、光ファイバ本体に対して
従来と同じ方法でコートすることができる。この場合、
ポリイミド樹脂溶液中に密着性を向上する物質が含まれ
ているので、製造ライン中の光ファイバに前処理を施す
必要はない。
ン化合物を含むポリイミドも、光ファイバ本体に対して
従来と同じ方法でコートすることができる。この場合、
ポリイミド樹脂溶液中に密着性を向上する物質が含まれ
ているので、製造ライン中の光ファイバに前処理を施す
必要はない。
【００４１】次に、（１）式の構造を有するポリイミド
の有機基Ｒ１の具体例を示す。本例の有機基Ｒ１は
（５）式の構造を有している。この場合も、種々の構造
に対する実験的検討の結果であるが、（５）式の有機基
Ｒ１によるポリイミドを光ファイバコートとした場合、
耐クラック性と耐久性の面で特に優れた光ファイバを得
ることができた。
の有機基Ｒ１の具体例を示す。本例の有機基Ｒ１は
（５）式の構造を有している。この場合も、種々の構造
に対する実験的検討の結果であるが、（５）式の有機基
Ｒ１によるポリイミドを光ファイバコートとした場合、
耐クラック性と耐久性の面で特に優れた光ファイバを得
ることができた。
【００４２】図３に、本実施例の光ファイバと従来の光
ファイバの特性試験の結果を示す。温度８５℃、相対湿
度８５％の高温高湿環境で、曲げを与えた光ファイバを
１０００時間放置した後に、光ファイバ表面を拡大観察
した写真を示している。（ａ）は（１）式のポリイミド
で、その有機基Ｒ１が（５）式の構造をとるポリイミド
樹脂材をコートした光ファイバの外観である。コート表
面には全く異常が見られない。（ｂ）は従来例のポリイ
ミド材をコートした光ファイバで、コート表面に多数の
クラックが発生している。
ファイバの特性試験の結果を示す。温度８５℃、相対湿
度８５％の高温高湿環境で、曲げを与えた光ファイバを
１０００時間放置した後に、光ファイバ表面を拡大観察
した写真を示している。（ａ）は（１）式のポリイミド
で、その有機基Ｒ１が（５）式の構造をとるポリイミド
樹脂材をコートした光ファイバの外観である。コート表
面には全く異常が見られない。（ｂ）は従来例のポリイ
ミド材をコートした光ファイバで、コート表面に多数の
クラックが発生している。
【００４３】ところで、無機物の石英ガラスと有機物の
ジアミンを複合化する場合に、一般には両者の熱膨張係
数は近い方が望ましい。例えば、ジアミン成分としてｐ
−フェニレンジアミンを用いると、ポリイミドの熱膨張
係数は石英ガラスの値に近い３ｐｐｍ／℃となることが
知られている（Polymer Engineering and Science，第
２８巻，９０６ページ，１９８８年）。
ジアミンを複合化する場合に、一般には両者の熱膨張係
数は近い方が望ましい。例えば、ジアミン成分としてｐ
−フェニレンジアミンを用いると、ポリイミドの熱膨張
係数は石英ガラスの値に近い３ｐｐｍ／℃となることが
知られている（Polymer Engineering and Science，第
２８巻，９０６ページ，１９８８年）。
【００４４】しかし、光ファイバの製造ラインでポリイ
ミドをコートする場合、通常の加熱時間（１時間以上）
より遥かに短い時間で線引きしてポリイミドを硬化させ
ている。光ファイバは１０−２０m／分以上の速度で引
かないと外径にむらが生じ易いからである。このため、
熱膨張係数を優先して選択したジアミン成分を含むポリ
イミドをコート材とすると、加熱炉の温度の微妙な変化
で粉状にしか付着しないなど、正常な硬化ができない場
合が多い。これに対し、本実施例の（５）式の構造を有
するポリイミドは、熱膨張係数が４５ｐｐｍ／℃と石英
ガラスに比べて大きくなるが、高速線引きでの付着性能
はよい。
ミドをコートする場合、通常の加熱時間（１時間以上）
より遥かに短い時間で線引きしてポリイミドを硬化させ
ている。光ファイバは１０−２０m／分以上の速度で引
かないと外径にむらが生じ易いからである。このため、
熱膨張係数を優先して選択したジアミン成分を含むポリ
イミドをコート材とすると、加熱炉の温度の微妙な変化
で粉状にしか付着しないなど、正常な硬化ができない場
合が多い。これに対し、本実施例の（５）式の構造を有
するポリイミドは、熱膨張係数が４５ｐｐｍ／℃と石英
ガラスに比べて大きくなるが、高速線引きでの付着性能
はよい。
【００４５】ここで、本実施例の光ファイバのコート材
となる、ポリイミド樹脂の合成例を説明する。なお、各
例における略号は以下の通りである。
となる、ポリイミド樹脂の合成例を説明する。なお、各
例における略号は以下の通りである。
【００４６】 ＤＤＥ：４、４´−ジアミノジフェニルエーテル ＮＭＰ：N−メチル−２−ピロリドン ｓ−ＢＰＤＡ：３，３´，４，４´−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物 ＬＰ：１，３ビス（γプロピル）１，１，３，３テトラ
メチルジシロキサン ＰＭＤＡ：ピロメリット酸二無水物 〈合成例１〉温度計、塩化カルシウム管、かくはん棒、
窒素吹き込み口を取り付けた５００ｍｌの４つ口フラス
コに毎分約１００ｍｌの窒素を流しながら、ＤＤＥを３
０．４ｇとＮＭＰを４２５ｇを入れ撹拌し、ＤＤＥを溶
解した。この溶液を水冷浴で１０℃以下に冷却しなが
ら、ｓ−ＢＰＤＡを４４．６ｇを徐々に加え縮重合し
て、粘稠なポリアミック酸を得、合成物の回転粘度が約
５０Ｐ（ポアズ）となるまで、８５℃でクッキングし
た。
カルボン酸二無水物 ＬＰ：１，３ビス（γプロピル）１，１，３，３テトラ
メチルジシロキサン ＰＭＤＡ：ピロメリット酸二無水物 〈合成例１〉温度計、塩化カルシウム管、かくはん棒、
窒素吹き込み口を取り付けた５００ｍｌの４つ口フラス
コに毎分約１００ｍｌの窒素を流しながら、ＤＤＥを３
０．４ｇとＮＭＰを４２５ｇを入れ撹拌し、ＤＤＥを溶
解した。この溶液を水冷浴で１０℃以下に冷却しなが
ら、ｓ−ＢＰＤＡを４４．６ｇを徐々に加え縮重合し
て、粘稠なポリアミック酸を得、合成物の回転粘度が約
５０Ｐ（ポアズ）となるまで、８５℃でクッキングし
た。
【００４７】〈合成例２〉温度計、塩化カルシウム管、
かくはん棒、窒素吹き込み口を取り付けた５００ｍｌの
４つ口フラスコに毎分約１００ｍｌの窒素を流しなが
ら、ＤＤＥを２８．７ｇとＬＰを１．９０ｇとＮＭＰを
４２５ｇを入れ撹拌し、ＤＤＥとＬＰとを溶解した。こ
の溶液を水冷浴で１０℃以下に冷却しながら、ｓ−ＢＰ
ＤＡを４４．４ｇを徐々に加え縮重合して、粘稠なポリ
アミック酸を得、合成物の回転粘度が約５０Ｐ（ポア
ズ）となるまで、８５℃でクッキングした。
かくはん棒、窒素吹き込み口を取り付けた５００ｍｌの
４つ口フラスコに毎分約１００ｍｌの窒素を流しなが
ら、ＤＤＥを２８．７ｇとＬＰを１．９０ｇとＮＭＰを
４２５ｇを入れ撹拌し、ＤＤＥとＬＰとを溶解した。こ
の溶液を水冷浴で１０℃以下に冷却しながら、ｓ−ＢＰ
ＤＡを４４．４ｇを徐々に加え縮重合して、粘稠なポリ
アミック酸を得、合成物の回転粘度が約５０Ｐ（ポア
ズ）となるまで、８５℃でクッキングした。
【００４８】これに対し、従来例の光ファイバで使用さ
れるポリイミドの合成法を比較例として次に示す。
れるポリイミドの合成法を比較例として次に示す。
【００４９】〈比較例〉温度計、塩化カルシウム管、か
くはん棒、窒素吹き込み口を取り付けた５００ｍｌの４
つ口フラスコに毎分約１００ｍｌの窒素を流しながら、
ＤＤＥ３５．９ｇとＮＭＰ４２５ｇを入れ撹拌し、ＤＤ
Ｅを溶解した。この溶液を水冷浴で１０℃以下に冷却し
ながら、ＰＭＤＡ３９．１ｇを徐々に加え縮重合して、
粘稠なポリアミック酸を得、合成物の回転粘度が約５０
Ｐ（ポアズ）となるまで、８５℃でクッキングした。
くはん棒、窒素吹き込み口を取り付けた５００ｍｌの４
つ口フラスコに毎分約１００ｍｌの窒素を流しながら、
ＤＤＥ３５．９ｇとＮＭＰ４２５ｇを入れ撹拌し、ＤＤ
Ｅを溶解した。この溶液を水冷浴で１０℃以下に冷却し
ながら、ＰＭＤＡ３９．１ｇを徐々に加え縮重合して、
粘稠なポリアミック酸を得、合成物の回転粘度が約５０
Ｐ（ポアズ）となるまで、８５℃でクッキングした。
【００５０】表１に、本実施例の２つの合成例と従来例
のポリイミドをコート材とした光ファイバの特性比較を
示す。
のポリイミドをコート材とした光ファイバの特性比較を
示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】合成例１及び合成例２によるポリイミドを
コートした光ファイバは、温度８５℃、相対湿度８５
％、１０００時間放置の高温高湿試験において、コート
にクラック等の異常の発生が認められず、光ファイバの
耐熱性と耐水性を共に確認できた。さらに、シロキサン
化合物を含む合成例２による場合は、光ファイの密着強
度を従来例に比べて２桁近くも向上できた。
コートした光ファイバは、温度８５℃、相対湿度８５
％、１０００時間放置の高温高湿試験において、コート
にクラック等の異常の発生が認められず、光ファイバの
耐熱性と耐水性を共に確認できた。さらに、シロキサン
化合物を含む合成例２による場合は、光ファイの密着強
度を従来例に比べて２桁近くも向上できた。
【００５３】次に、本発明の光センシングシステムの実
施形態を説明する。図４に、本光センシングシステムの
基本構成を示す。発光手段３２から出た光信号は光ファ
イバ３１を伝播し、信号検出部４１で測定量の変化ある
いは状態に応じた光強度などの変化を受ける。この変化
を受けた光信号は受光手段３３で検出され、その変化に
応じた電気信号に変換される。電気信号は信号処理手段
４２で処理され、測定量の変化や状態に係わる情報が抽
出される。
施形態を説明する。図４に、本光センシングシステムの
基本構成を示す。発光手段３２から出た光信号は光ファ
イバ３１を伝播し、信号検出部４１で測定量の変化ある
いは状態に応じた光強度などの変化を受ける。この変化
を受けた光信号は受光手段３３で検出され、その変化に
応じた電気信号に変換される。電気信号は信号処理手段
４２で処理され、測定量の変化や状態に係わる情報が抽
出される。
【００５４】光ファイバを利用する光センシングシステ
ムでは、計測対象である測定量の変化や状態を光の位相
・偏光状態・周波数（波長）・強度の何れかまたはこれ
らを組み合わせた変化に置き換えて検出する。例えば、
温度センサの場合、光ファイバ中に伝播させた光パルス
の受けるラマン散乱の散乱光の強度を計測して温度を測
定する。ラマン散乱では、入射させた光の周波数より高
い周波数と低い周波数の２種類の光が散乱される。２種
類の光の強度の比率が温度に依存することから、測定点
（散乱点）での温度が分かる。
ムでは、計測対象である測定量の変化や状態を光の位相
・偏光状態・周波数（波長）・強度の何れかまたはこれ
らを組み合わせた変化に置き換えて検出する。例えば、
温度センサの場合、光ファイバ中に伝播させた光パルス
の受けるラマン散乱の散乱光の強度を計測して温度を測
定する。ラマン散乱では、入射させた光の周波数より高
い周波数と低い周波数の２種類の光が散乱される。２種
類の光の強度の比率が温度に依存することから、測定点
（散乱点）での温度が分かる。
【００５５】このように、光ファイバを測定点とする光
センシングシステムでは、計測対象の温度や圧力などを
光ファイバのセンシング特性の変化に反映して、光ファ
イバを通過する光信号を変化させる。このメカニズムで
検出感度を確保するためには、光ファイバの測定点をオ
ーバーコートなしに計測対象にむき出しにする必要があ
り、高湿の環境下での光ファイバの信頼性に問題があっ
た。
センシングシステムでは、計測対象の温度や圧力などを
光ファイバのセンシング特性の変化に反映して、光ファ
イバを通過する光信号を変化させる。このメカニズムで
検出感度を確保するためには、光ファイバの測定点をオ
ーバーコートなしに計測対象にむき出しにする必要があ
り、高湿の環境下での光ファイバの信頼性に問題があっ
た。
【００５６】本実施形態の光センシングシステムは高温
・高湿環境の計測対象において、水分による損傷を防止
できる信号検出部４１の構成に特徴がある。すなわち、
光ファイバ３１のうち少なくとも信号検出部４１は、
（１）式などのコート材でコーティングした本発明の光
ファイバをむき出しで用いる。一方、信号検出部４１以
外の光ファイバ３１はオーバーコートやケーブル構造と
している。
・高湿環境の計測対象において、水分による損傷を防止
できる信号検出部４１の構成に特徴がある。すなわち、
光ファイバ３１のうち少なくとも信号検出部４１は、
（１）式などのコート材でコーティングした本発明の光
ファイバをむき出しで用いる。一方、信号検出部４１以
外の光ファイバ３１はオーバーコートやケーブル構造と
している。
【００５７】これによれば、信号検出部４１を構成する
光ファイバは耐熱性と耐湿性に優れているので、信号検
出部のむき出しにした光ファイバに水分の侵入があった
場合でも、検出感度を維持しながら光ファイバの破損の
危険性を長期に低減できる。また、信号検出部以外の光
ファイバはオーバーコートなどで保護しているので、シ
ステムとしての信頼性と取扱性を確保できる。
光ファイバは耐熱性と耐湿性に優れているので、信号検
出部のむき出しにした光ファイバに水分の侵入があった
場合でも、検出感度を維持しながら光ファイバの破損の
危険性を長期に低減できる。また、信号検出部以外の光
ファイバはオーバーコートなどで保護しているので、シ
ステムとしての信頼性と取扱性を確保できる。
【００５８】次に、光センシングシステムの実施例を説
明する。まず、内燃機関の筒内圧センサを説明する。図
５に、エンジンのヘッドガスケットの断面構造を示す。
ヘッドガスケット５の気筒５１の各々にバイパス５２を
介して、気筒内の燃焼圧力を計測する受圧部５３が設け
られ、各受圧部５３を連通する光ファイバ挿入溝５４に
センシング用の光ファイバを通している。なお、筒内圧
センサの測定原理は、アプライドオプティクス第３５巻
第７号のページ１１４３から１１５０に記載されてい
る。
明する。まず、内燃機関の筒内圧センサを説明する。図
５に、エンジンのヘッドガスケットの断面構造を示す。
ヘッドガスケット５の気筒５１の各々にバイパス５２を
介して、気筒内の燃焼圧力を計測する受圧部５３が設け
られ、各受圧部５３を連通する光ファイバ挿入溝５４に
センシング用の光ファイバを通している。なお、筒内圧
センサの測定原理は、アプライドオプティクス第３５巻
第７号のページ１１４３から１１５０に記載されてい
る。
【００５９】このような筒内圧センサのガスケット内へ
の実装は、エンジンルーム内でのスペースの確保を容易
にする反面、センサの耐用性に問題を生じる。すなわ
ち、ガスケット５は運転時には１００℃前後の高温にな
るので、冷却のための冷却水通路５５が設けられてい
る。このため、ガスケットを長期に使用すると、ガスケ
ットの劣化やボルト５６の緩み等により、冷却水が光フ
ァイバの周辺に染みだし、受圧部５３を高温・高湿の環
境にする可能性がある。
の実装は、エンジンルーム内でのスペースの確保を容易
にする反面、センサの耐用性に問題を生じる。すなわ
ち、ガスケット５は運転時には１００℃前後の高温にな
るので、冷却のための冷却水通路５５が設けられてい
る。このため、ガスケットを長期に使用すると、ガスケ
ットの劣化やボルト５６の緩み等により、冷却水が光フ
ァイバの周辺に染みだし、受圧部５３を高温・高湿の環
境にする可能性がある。
【００６０】図６に、本実施例による筒内圧センサの受
圧部の構成を示す。受圧部５３はダイヤフラム５３１と
押え板５３２の間に光ファイバ１を樹脂５３４で保持
し、測定点５３４を構成する。外部の光ファイバ１はオ
ーバーコート１４を施しているが、受圧部５３の測定点
５３４の部分はむき出しであり、図１の光ファイバコー
ト１１のみである。オーバーコート１４は光ファイバ１
の取扱の容易さと保護のために施されるもので、例えば
アクリル系紫外線硬化型樹脂が用いられる。なお、スペ
ース的に可能な場合は、ケーブル構造などでより完全な
防護を行なってもよい。
圧部の構成を示す。受圧部５３はダイヤフラム５３１と
押え板５３２の間に光ファイバ１を樹脂５３４で保持
し、測定点５３４を構成する。外部の光ファイバ１はオ
ーバーコート１４を施しているが、受圧部５３の測定点
５３４の部分はむき出しであり、図１の光ファイバコー
ト１１のみである。オーバーコート１４は光ファイバ１
の取扱の容易さと保護のために施されるもので、例えば
アクリル系紫外線硬化型樹脂が用いられる。なお、スペ
ース的に可能な場合は、ケーブル構造などでより完全な
防護を行なってもよい。
【００６１】この構成による受圧部５３では、気筒の燃
焼圧力に応じてダイヤフラム５３１が上下して光ファイ
バ１の屈曲率を変化する。この結果、光ファイバ１を通
過する光信号の漏れ量が変化し、燃焼圧力の変化が通過
光量の変化として計測できる。なお、光ファイバ１に沿
った気筒ごとの測定点５３４の位置は、入射パルス光に
対して変化した信号光がの受信時間から検知できる。
焼圧力に応じてダイヤフラム５３１が上下して光ファイ
バ１の屈曲率を変化する。この結果、光ファイバ１を通
過する光信号の漏れ量が変化し、燃焼圧力の変化が通過
光量の変化として計測できる。なお、光ファイバ１に沿
った気筒ごとの測定点５３４の位置は、入射パルス光に
対して変化した信号光がの受信時間から検知できる。
【００６２】ところで、測定点５３４の光ファイバに、
従来のようにオーバーコート１４を施したまま使用する
と、光ファイバの鋭敏な形状変化が得られない。たとえ
ば、燃焼圧力センサにより、異常燃焼に伴う１５ｋＨｚ
程度の微弱な圧力振動（ノッキング）を計測したい要求
がある。しかし、微弱な振動はオーバーコートで吸収さ
れてしまい、光ファイバの有効な形状変化が得られず、
計測不能であった。
従来のようにオーバーコート１４を施したまま使用する
と、光ファイバの鋭敏な形状変化が得られない。たとえ
ば、燃焼圧力センサにより、異常燃焼に伴う１５ｋＨｚ
程度の微弱な圧力振動（ノッキング）を計測したい要求
がある。しかし、微弱な振動はオーバーコートで吸収さ
れてしまい、光ファイバの有効な形状変化が得られず、
計測不能であった。
【００６３】これに対し、本実施例の筒内圧センサによ
れば、測定点の光ファイバは厚さ１０ミクロン程度の薄
いポリイミドコートなので、光ファイバ本体（石英ガラ
スファイバ）のセンシング特性を損なうことがない。実
験的には上記の微弱なノッキングの計測が確認され、感
度のよい圧力センサを実現し得た。
れば、測定点の光ファイバは厚さ１０ミクロン程度の薄
いポリイミドコートなので、光ファイバ本体（石英ガラ
スファイバ）のセンシング特性を損なうことがない。実
験的には上記の微弱なノッキングの計測が確認され、感
度のよい圧力センサを実現し得た。
【００６４】しかも、上記のポリイミドコートにより、
光ファイバの耐熱性に加えて耐水性とコーティングの密
着性を確保しているので、高温でかつ長期的には漏水の
心配もある受圧部で、圧力変動を直接受ける長期の使用
に耐える。特に、ガスケットに内蔵する筒内圧センサは
その構造上からメンテナンスフリーが望まれる。本実施
例によれば、ガスケットの長期の使用期間中、センサの
信頼性を確保できる。
光ファイバの耐熱性に加えて耐水性とコーティングの密
着性を確保しているので、高温でかつ長期的には漏水の
心配もある受圧部で、圧力変動を直接受ける長期の使用
に耐える。特に、ガスケットに内蔵する筒内圧センサは
その構造上からメンテナンスフリーが望まれる。本実施
例によれば、ガスケットの長期の使用期間中、センサの
信頼性を確保できる。
【００６５】次に、本発明による光センシングシステム
の他の実施例を説明する。図７に、光ファイバ温度セン
サの基本構成を示す。周波数ωのレーザ光源７１から光
ファイバに伝播された入射光パルスは温度検出部７０で
ラマン散乱を生じると、その散乱光が光ファイバを逆伝
播し、光カプラ７２，７３で分岐されて受光器７４，７
５で検出される。ラマン散乱では、入射光の周波数より
高い周波数と低い周波数の２種類の光が散乱されるの
で、受光器７４，７５は干渉フィルタＦを介してそれぞ
れ１種類の光を検出し、２種類の光の強度の比率から測
定点（散乱点）の温度を計測している。また、光ファイ
バに沿った測定点の位置は、入射パルス光に対する散乱
光の戻り時間から検知できるので、１本の伝播経路上に
複数の測定点を設けることができる。
の他の実施例を説明する。図７に、光ファイバ温度セン
サの基本構成を示す。周波数ωのレーザ光源７１から光
ファイバに伝播された入射光パルスは温度検出部７０で
ラマン散乱を生じると、その散乱光が光ファイバを逆伝
播し、光カプラ７２，７３で分岐されて受光器７４，７
５で検出される。ラマン散乱では、入射光の周波数より
高い周波数と低い周波数の２種類の光が散乱されるの
で、受光器７４，７５は干渉フィルタＦを介してそれぞ
れ１種類の光を検出し、２種類の光の強度の比率から測
定点（散乱点）の温度を計測している。また、光ファイ
バに沿った測定点の位置は、入射パルス光に対する散乱
光の戻り時間から検知できるので、１本の伝播経路上に
複数の測定点を設けることができる。
【００６６】本実施例の温度センサの特徴は検出部７０
の構成にある。検出部７０は測定点に配置される光ファ
イバで構成され、光伝播のための光ファイバケーブル１
０から内部の光ファイバをむき出しで配置している。そ
して、少なくとも露出部分の光ファイバ１には、上記し
た本発明の光ファイバを用いている。
の構成にある。検出部７０は測定点に配置される光ファ
イバで構成され、光伝播のための光ファイバケーブル１
０から内部の光ファイバをむき出しで配置している。そ
して、少なくとも露出部分の光ファイバ１には、上記し
た本発明の光ファイバを用いている。
【００６７】これによれば、光ファイバ１は耐熱性と共
に耐湿性を有する１０ミクロン程度の薄いポリイミドコ
ートを施しているのみなので、周囲の温度変化に対する
時間応答性を維持でき、検出感度がよい。これに対し、
光ファイバケーブル１０のままで検出部７０を構成する
と、ケーブル自体の熱時定数が影響して検出感度が著し
く低下し、実用に耐えない。
に耐湿性を有する１０ミクロン程度の薄いポリイミドコ
ートを施しているのみなので、周囲の温度変化に対する
時間応答性を維持でき、検出感度がよい。これに対し、
光ファイバケーブル１０のままで検出部７０を構成する
と、ケーブル自体の熱時定数が影響して検出感度が著し
く低下し、実用に耐えない。
【００６８】図８に、本実施例の光ファイバ温度センサ
の適用例を示す。建造物８０の壁８１の内部に検出部を
埋設した火災検出器の例である。図示のように、壁８１
の外部には光ケーブル１０を用い、壁内部露出した光フ
ァイバ１を埋設して検出部となし、光ケーブル１０と光
ファイバ１の境界にはシール用の保護キャップ８２を設
けている。
の適用例を示す。建造物８０の壁８１の内部に検出部を
埋設した火災検出器の例である。図示のように、壁８１
の外部には光ケーブル１０を用い、壁内部露出した光フ
ァイバ１を埋設して検出部となし、光ケーブル１０と光
ファイバ１の境界にはシール用の保護キャップ８２を設
けている。
【００６９】例えば調理室など、火災が生じやすい壁に
直接、検出部を埋設することで、光ファイバは火災に伴
う温度変化を速やかに検出でき、また、種々のノイズ信
号による誤動作やネズミによる被害なども防止できる。
その反面、メンテナンスは困難になり、また、風雨に曝
される壁面から亀裂８３が発生し、検出部に水が染み込
む可能性もある。しかし、本適用例では検出部に耐水性
に優れた光ファイバ１を用いているので、その表面にク
ラックが発生しにくく、長期に亘ってメンテナンスフリ
ーで信頼性の高い火災検出器を提供できる。
直接、検出部を埋設することで、光ファイバは火災に伴
う温度変化を速やかに検出でき、また、種々のノイズ信
号による誤動作やネズミによる被害なども防止できる。
その反面、メンテナンスは困難になり、また、風雨に曝
される壁面から亀裂８３が発生し、検出部に水が染み込
む可能性もある。しかし、本適用例では検出部に耐水性
に優れた光ファイバ１を用いているので、その表面にク
ラックが発生しにくく、長期に亘ってメンテナンスフリ
ーで信頼性の高い火災検出器を提供できる。
【００７０】
【発明の効果】本発明の光ファイバは（１）式の構造の
ポリイミドコートを形成しているので、光ファイバの耐
熱性と共に耐水性を向上できる。また、（２）〜（４）
式のシロキサン化合物を含むので、主成分がＳｉ０2の
汎用の石英ガラスファイバ等に対して顕著な密着性を得
ることができる。
ポリイミドコートを形成しているので、光ファイバの耐
熱性と共に耐水性を向上できる。また、（２）〜（４）
式のシロキサン化合物を含むので、主成分がＳｉ０2の
汎用の石英ガラスファイバ等に対して顕著な密着性を得
ることができる。
【００７１】本発明の光センシングシステムは、計測対
象に本発明の光ファイバをむき出しで配置して検出部を
構成するので、光ファイバのセンシング特性を低下させ
ることがなく、かつ、計測対象が高温・高湿の環境下で
も検出部の損傷を防止でき、長期に亘る信頼性を確保で
きる。
象に本発明の光ファイバをむき出しで配置して検出部を
構成するので、光ファイバのセンシング特性を低下させ
ることがなく、かつ、計測対象が高温・高湿の環境下で
も検出部の損傷を防止でき、長期に亘る信頼性を確保で
きる。
【図１】本発明の光ファイバの一実施例を示す説明図。
【図２】一実施例の光ファイバのポリイミドコート材の
合成過程を示す説明図。
合成過程を示す説明図。
【図３】一実施例の光ファイバと従来の光ファイバによ
る高温高湿試験後の外観を示す説明図。
る高温高湿試験後の外観を示す説明図。
【図４】本発明の光センシングシステムの実施形態を説
明する基本構成図。
明する基本構成図。
【図５】エンジンの筒内圧センサを実装したヘッドガス
ケットの断面図。
ケットの断面図。
【図６】筒内圧センサの受圧部の構成を示す説明図。
【図７】光ファイバ温度センサの実施形態を説明する基
本構成図。
本構成図。
【図８】光ファイバ温度センサの一適用例を示す構成
図。
図。
１…光ファイバ、１０…光ファイバケーブル、１１…光
ファイバコート、１２…光ファイバクラッド、１３…光
ファイバコア、１４…オーバーコート、３１…光ファイ
バ、３２…発光手段、３３…受光手段、４１…信号検出
部、４２…信号処理手段、５…ヘッドガスケット、５１
…気筒、５２…バイパス、５３…受圧部、５３１…ダイ
ヤフラム、５３２…押え板、５３４…測定点、５４…光
ファイバ挿入溝、５５…冷却水通路、７０…温度検出
部、７１…レーザ光源、７２，７３…光カプラ、７４，
７５…受光器、８０…建造物、８１…壁、８２…保護キ
ャップ、８３…亀裂。
ファイバコート、１２…光ファイバクラッド、１３…光
ファイバコア、１４…オーバーコート、３１…光ファイ
バ、３２…発光手段、３３…受光手段、４１…信号検出
部、４２…信号処理手段、５…ヘッドガスケット、５１
…気筒、５２…バイパス、５３…受圧部、５３１…ダイ
ヤフラム、５３２…押え板、５３４…測定点、５４…光
ファイバ挿入溝、５５…冷却水通路、７０…温度検出
部、７１…レーザ光源、７２，７３…光カプラ、７４，
７５…受光器、８０…建造物、８１…壁、８２…保護キ
ャップ、８３…亀裂。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 文野 高之 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 坂口 龍範 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 渡辺 静久 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内
Claims (8)
- 【請求項１】 光ファイバ本体のコート材にポリイミド
樹脂を用いる光ファイバにおいて、 前記コート材のポリイミド樹脂が〔化１〕の構造を有す
ることを特徴とする光ファイバ。 【化１】 ここで、Ｒ1は炭素数２以上の二価の有機基を、またｎ
は１より大きい整数を表わす。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記光ファイバ本体の主成分が二酸化ケイ素（Ｓｉ０
２）の場合に、前記コート材が〔化２〕の構造を有する
シロキサン化合物を含むことを特徴とする光ファイバ。 【化２】 ここで、Ｒ2は一価の有機基を、またｐは１より大きい
整数を表わす。 - 【請求項３】 請求項２において、 前記シロキサン化合物が〔化３〕の構造を有することを
特徴とする光ファイバ。 【化３】 ここで、Ｒ4とＲ6は二価の有機基を、Ｒ5とＲ7は一価の
有機基を、またｑとｒは１より大きい整数を表わす。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれかにおいて、 前記有機基のＲ１が〔化４〕の構造を有することを特徴
とする光ファイバ。 【化４】 - 【請求項５】 計測対象に設けられるセンシング部とそ
の入・出力信号光を伝送する信号伝送路に光ファイバを
用い、入力信号光が前記センシング部で受ける変化を出
力信号光として、前記計測対象の変化または状態を検出
する光センシングシステムにおいて、 前記信号伝送路にはオーバーコート等の保護部材により
守られた光ファイバを用い、前記センシング部は前記計
測対象に前記保護部材の無い光ファイバを用いて構成
し、少なくとも前記センシング部の光ファイバは請求項
１〜４の何れかに記載の光ファイバを用いることを特徴
とする光センシングシステム。 - 【請求項６】 請求項５において、 前記センシング部は、前記計測対象内の圧力に応じた曲
げ変形を与えるように前記光ファイバを配置したことを
特徴とする光センシングシステム。 - 【請求項７】 請求項５において、 前記センシング部は前記計測対象内の温度に応じて前記
信号光がラマン散乱を受けるように前記光ファイバを配
置し、前記センシング部からの２種類の散乱光を前記信
号伝送路から光カプラを介して検出するように構成した
ことを特徴とする光センシングシステム。 - 【請求項８】 請求項６において、 前記計測対象内は内燃機関の気筒と通じる閉空間の受圧
部であり、前記センシング部を実装する気筒毎の受圧部
及び各受圧部を連接する前記信号伝送路の通路をヘッド
ガスケットに内蔵し、各気筒の筒内圧を前記信号伝送路
を経由して検出する構成としたことを特徴とする光セン
シングシステム。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10043365A JPH11242143A (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | 光ファイバ及びそれを用いた光センシングシステム |
| US09/253,071 US6418260B1 (en) | 1998-02-25 | 1999-02-19 | Optical fiber and fiber-optic sensing system using the same |
| EP99102805A EP0939064A3 (en) | 1998-02-25 | 1999-02-25 | Optical fiber and fiber-optic sensing system using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10043365A JPH11242143A (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | 光ファイバ及びそれを用いた光センシングシステム |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH11242143A true JPH11242143A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=12661836
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| JP10043365A Pending JPH11242143A (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | 光ファイバ及びそれを用いた光センシングシステム |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003064182A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-05 | Hitachi Chem Co Ltd | 光部品用ポリイミド樹脂及びこれを用いた光部品 |
| KR20030047072A (ko) * | 2001-12-07 | 2003-06-18 | 홍성현 | 레이온계 탄소섬유 및 그의 제조방법 |
| JP2008170182A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 温度測定方法及び光ファイバセンサ |
| JP2013520710A (ja) * | 2010-02-24 | 2013-06-06 | コーニング インコーポレイテッド | ２重被覆光ファイバ及びその形成方法 |
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| US7509008B2 (en) * | 2006-10-06 | 2009-03-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for locating a localized temperature change in a workspace |
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| PT106077A (pt) * | 2011-12-30 | 2013-07-01 | Inst De Telecomunicacoes | Sensor óptico baseado em redes de difracção para monitorização de temperatura, nível de humidade relativa e etanol |
| CN104006901B (zh) * | 2014-06-17 | 2017-03-08 | 武汉理工大学 | 基于多孔薄膜的光纤温度传感器及其制备和测量方法 |
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- 1999-02-25 EP EP99102805A patent/EP0939064A3/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003064182A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-05 | Hitachi Chem Co Ltd | 光部品用ポリイミド樹脂及びこれを用いた光部品 |
| KR20030047072A (ko) * | 2001-12-07 | 2003-06-18 | 홍성현 | 레이온계 탄소섬유 및 그의 제조방법 |
| JP2008170182A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 温度測定方法及び光ファイバセンサ |
| JP2013520710A (ja) * | 2010-02-24 | 2013-06-06 | コーニング インコーポレイテッド | ２重被覆光ファイバ及びその形成方法 |
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|---|---|
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