JPH1172353A - 歪分離型光学繊維ブラッグ格子センサー - Google Patents

歪分離型光学繊維ブラッグ格子センサー

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JPH1172353A JP10173167A JP17316798A JPH1172353A JP H1172353 A JPH1172353 A JP H1172353A JP 10173167 A JP10173167 A JP 10173167A JP 17316798 A JP17316798 A JP 17316798A JP H1172353 A JPH1172353 A JP H1172353A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 歪みを分離し、従って、類似する非歪分離型
光学繊維ブラッグ格子センサーにおける温度影響を補正
するために使用することができる光学繊維ブラッグ格子
センサーを提供すること。 【解決手段】 本発明に係る歪分離型光学繊維ブラッグ
格子センサーは、光学繊維(2)を備え、その一端(2a)に
はブラッグ格子(3)が設けられている。また、光学繊
維、光学繊維の端部及びブラッグ格子と直接接触しない
ように間隔を開けて、前記光学繊維の端部(2a)及びブラ
ッグ格子(3)の周囲がキャップ(4)で囲まれており、この
キャップ(4)は、ブラッグ格子(3)の光学繊維から離れた
側に位置する開口の位置で光学繊維にシールされる。ま
た、前記キャップは、ヤング率の低い材料で形成され、
かつ、ブラッグ格子を歪みから分離するよう機能する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歪分離型光学繊維
ブラッグ格子センサーに関し、限定するわけではない
が、好ましくは、特に、温度の影響を受ける非歪分離型
ブラッグ格子を補正するためのセンサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】光学繊維センサー（光ファイバーセンサ
ー）は、温度、歪み、圧力、ディスプレイスメント、電
界、屈折率、回転、位置及び振動のような多くのパラメ
ータを測定するために使用され得る。しかし、光学繊維
センサーは、これらのパラメータに敏感なため、時々、
感応交差が生じ、あるパラメータを測定するために使用
している時に、一つ又はそれ以上の他のパラメータの影
響も受けてしまう。感応交差の幾つかは、このようなセ
ンサーから無くなるように設計することはできるが、歪
みと温度との感応交差を除去するのは特に困難である。
【０００３】
【発明の目的】本発明の目的は、歪みを分離し、従っ
て、類似する非歪分離型光学繊維ブラッグ格子センサー
における温度影響を補正するために使用することができ
る光学繊維ブラッグ格子センサーを提供することにあ
る。この目的、その他の目的、及び本発明の利点は、本
発明の好ましい実施例を記述した以下の説明からより明
らかになる。
【０００４】
【発明の概要】本発明の一つの特徴によれば、一端に、
又は一端の付近にブラッグ格子が設けられた光学繊維
と、前記光学繊維の端部及びブラッグ格子が設けられた
範囲を、光学繊維、光学繊維端部、及びブラッグ格子か
ら間隔を開けて囲む開口キャップとを備え、前記キャッ
プが、ブラッグ格子の光学繊維から離れた側に位置する
開口の位置で光学繊維にシールされ、前記キャップが、
ヤング率の低い材料で形成され、かつ、ブラッグ格子を
歪みから分離するよう機能することを特徴とする歪分離
型光学繊維ブラッグ格子センサーが提供される。好まし
くは、前記キャップは石英ガラスから成る薄壁の毛管で
ある。選択的に、前記キャップはエポキシ樹脂で形成さ
れる。便利には、前記キャップ内における光学繊維の周
囲には、ヤング率の低いガス状媒体が収容される。有利
には、前記ガス状媒体は空気である。本発明の別の特徴
によれば、対象物に取付可能又は組み込み可能な光学繊
維ブラッグ格子センサーシステムであって、対象物内又
は対象物上で歪みを感知するための光学繊維ブラッグ格
子センサーを一つ又はそれ以上、及び対象物内又は対象
物上で温度を測定するための請求項１に記載された歪分
離型光学繊維ブラッグ格子センサーを一つ又はそれ以上
備えていることを特徴とする光学繊維ブラッグ格子セン
サーシステムが提供される。好ましくは、前記システム
には、歪分離型光学繊維ブラッグ格子センサーからの温
度出力信号を受信し、該温度出力信号を処理し、前記温
度出力信号から光学繊維ブラッグセンサーにおける温度
影響を補正する出力を生成する手段が設けられる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明をより良く理解するため
に、また、本発明がどのように作用するかを示すため
に、一実施例を示した添付図面が参照される。図１に
は、本発明による歪分離型光学繊維ブラッグ格子センサ
ー（歪分離型光ファイバーブラッグ格子センサー）が概
略的に符号１で示されている。センサー１は光学繊維
（光ファイバー）２を備え、光学繊維２は、その一端２
ａに、又は一端２ａの付近に、ブラッグ格子３が設けら
れている。ブラッグ格子３は、図示するように等間隔で
もよいが、等間隔でなくてもよい。開口キャップ４が、
光学繊維の端部と、ブラッグ格子３が設けられた範囲と
を光学繊維、光学繊維の端部２ａ及びブラッグ格子３か
ら間隔を開けて囲んでいる。キャップ４は、その開口部
の符号５で示す位置で光学繊維２に対してシールされて
いる。シール５は、ブラッグ格子３の光学繊維２の端部
から離れた側に配置されている。また、シール５は、ヤ
ング率の低い材料で形成されており、ブラッグ格子３を
歪みから分離できる。前記シール５は溶融スプライス又
はエポキシ樹脂であり得る。
【０００６】キャップ４は、好ましくは、薄壁の石英ガ
ラス毛管から成る部品であり、光学繊維の端部２ａと格
子３とを、格子３に物理的に接触することなく囲む。選
択的に、キャップ４はエポキシ樹脂で形成することもで
きる。適当な光学繊維２は、標準ゲルマニア・ドーペモ
ード光学繊維(standard germania dope-mode optical f
iber)であり、例えば、１２５μｍの直径を持ち、ま
た、長さが５ｍｍ、内径が約１５０μｍ、外径が約３６
０μｍのキャップ４を有する。都合よくは、キャップ４
の閉端部は、溶融スプライサーを用いて製造され得る。
前記溶融スプライサーは、キャップ４の開口部にシール
５を設けるためにも使用され得る。キャップ４は、効果
的にブラッグ格子３から歪みを分離する。
【０００７】図１のセンサーを、３点曲げ試験によって
歪まされた材料から成るバーに装着した。バーの３点曲
げ偏差が７．５〜２２．５ｍｍの範囲の場合、本発明に
よるセンサーからは歪みは読まれなかったが、本発明に
よらないセンサーは、５００〜１５００μεの間で、こ
の偏差範囲にわたる歪み変化を示した。
【０００８】図２は、図１のセンサー１を加熱した時
に、温度によって反射波長ピークがどのようにシフトす
るかを示している。図３は、広帯域スーパールミネセン
トダイオードによって照射されている時の図１のセンサ
ーの反射波長ピーク位置を特定の温度でプロットしたグ
ラフである。本発明による図１の歪分離型光学繊維ブラ
ッグ格子センサーにおけるキャップ４は、シール５の位
置で光学繊維２にシールされており、該キャップ４は、
光学繊維の周囲にガス状の媒体を収容している。この媒
体は、ヤング率が低く、これが歪分離効果の一因となっ
ている。便利には、このガス状媒体は空気である。
【０００９】本発明の歪分離型光学繊維ブラッグ格子セ
ンサーは、歪みを測定すべき対象物に取付可能か、又は
前記対象物に組み込み可能な選択型ファイバーブラッグ
格子センサーシステムで使用するのに適している。図４
は、このようなシステムを概略的に示している。このシ
ステムは、一つ又はそれ以上の非歪分離型光学繊維ブラ
ッグ格子センサー６と、少なくとも一つの本発明による
歪分離型センサー１とを備えている。歪分離型センサー
１によって測定された温度は、システム中の残りの非歪
分離型センサー６の温度感応交差を補正するために用い
られる。歪分離型センサー１からの温度出力信号を受信
する手段が設けられ、この手段が信号を処理して、セン
サー６における温度影響を補正するための信号を生成す
る。センサー６が、歪分離型センサー１と同じ光学繊維
２及びブラッグ格子３を使用していると、両者の間に互
換性があるので、センサー１から読み取った温度を、セ
ンサー６によって得られた温度と直接比較することがで
きる。もちろん、センサー１及びセンサー６は近くに配
置される。
【００１０】以上説明した本発明の実施例は、特許請求
の範囲に限定した本発明の範囲内で改造し変更すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による歪分離型光学繊維ブラッグセン
サーの概略図を示している。
【図２】 振幅に対する波長を示すグラフであり、図１
のセンサーにおける波長ピークが温度による一定の歪み
に対してどのようにシフトするかを示している。
【図３】 図１のセンサーの温度に対する波長ピーク位
置の変化を示している。
【図４】 本発明による歪分離型光学繊維ブラッグ格子
センサーを少なくとも一つ備えた光学繊維ブラッグ格子
センサーの概略平面図である。
【符号の説明】
１ 歪分離型光学繊維ブラッグ格子センサー ２ 光学繊維 ２ａ 光学繊維の一端 ３ ブラッグ格子 ４ 開口キャップ ５ シール ６ 非歪分離型光学繊維ブラッグ格子センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランシス エム．ハラン イギリス国 ブリストル ビイエス12 ７ キユダブリユ，フイルトン，ピー．オー. ボツクス ５，サワーバイ リサーチ セ ンター，ブリテッシュ エアロスペース パブリック リミテッド カンパニー内 (72)発明者 ピーター デイ．フート イギリス国 ブリストル ビイエス12 ７ キユダブリユ，フイルトン，ピー．オー. ボツクス ５，サワーバイ リサーチ セ ンター，ブリテッシュ エアロスペース パブリック リミテッド カンパニー内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一端に、又は一端の付近にブラッグ格子
    が設けられた光学繊維と、 前記光学繊維の端部及びブラッグ格子が設けられた範囲
    を、光学繊維、光学繊維端部、及びブラッグ格子から間
    隔を開けて囲む開口キャップとを備え、 前記キャップが、ブラッグ格子の光学繊維から離れた側
    に位置する開口の位置で光学繊維にシールされ、 前記キャップが、ヤング率の低い材料で形成され、か
    つ、ブラッグ格子を歪みから分離するよう機能すること
    を特徴とする歪分離型光学繊維ブラッグ格子センサー。
  2. 【請求項２】 前記キャップが、石英ガラスから成る薄
    壁の毛管であることを特徴とする請求項１に記載のセン
    サー。
  3. 【請求項３】 前記キャップがエポキシ樹脂で形成され
    ていることを特徴とする請求項１に記載のセンサー。
  4. 【請求項４】 前記キャップ内における光学繊維の周囲
    に、ヤング率の低いガス状媒体が収容されていることを
    特徴とする請求項１に記載のセンサー。
  5. 【請求項５】 前記ガス状媒体が空気であることを特徴
    とする請求項４に記載のセンサー。
  6. 【請求項６】 対象物に取付可能又は組み込み可能な光
    学繊維ブラッグ格子センサーシステムであって、 対象物内又は対象物上で歪みを感知するための光学繊維
    ブラッグ格子センサーを一つ又はそれ以上、及び対象物
    内又は対象物上で温度を測定するための請求項１に記載
    された歪分離型光学繊維ブラッグ格子センサーを一つ又
    はそれ以上備えていることを特徴とする光学繊維ブラッ
    グ格子センサーシステム。
  7. 【請求項７】 歪分離型光学繊維ブラッグ格子センサー
    からの温度出力信号を受信し、該温度出力信号を処理
    し、前記温度出力信号から光学繊維ブラッグセンサーに
    おける温度影響を補正する出力を生成する手段を備えて
    いることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
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