JPS59206729A - 温度検出装置 - Google Patents
温度検出装置Info
- Publication number
- JPS59206729A JPS59206729A JP58080768A JP8076883A JPS59206729A JP S59206729 A JPS59206729 A JP S59206729A JP 58080768 A JP58080768 A JP 58080768A JP 8076883 A JP8076883 A JP 8076883A JP S59206729 A JPS59206729 A JP S59206729A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- fiber sensor
- temperature
- detection device
- temperature detection
- 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.)
- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、採暖器具や空調設備、防災／ステム等に用い
る温度検出装置に関するものである。
る温度検出装置に関するものである。
（従来例の構成とその問題点）
従来、温度制御機器や防災機器の温度検出部は従来の温
度センサーを用い、制御空間の一点にセンサーを配設し
、その点位置の温度を検出するものであった。また電気
毛布や電気力−−！！、 １・等ではプラスチックサー
ミスタと呼はれる湿度検知線を空間あるいは機器内に配
設し、平均温度を検出するものが実用化されている。し
かしこれらは、いずれも電気配線の使用空間あるいは機
器内に設けるものであり、電気に対する安全性が必要で
あった。
度センサーを用い、制御空間の一点にセンサーを配設し
、その点位置の温度を検出するものであった。また電気
毛布や電気力−−！！、 １・等ではプラスチックサー
ミスタと呼はれる湿度検知線を空間あるいは機器内に配
設し、平均温度を検出するものが実用化されている。し
かしこれらは、いずれも電気配線の使用空間あるいは機
器内に設けるものであり、電気に対する安全性が必要で
あった。
（発明の目的）
本発明の目的は温度上昇と共に光波長変化あるいは光透
過率減少を生ずる光フアイバーセンサーを用いて、電気
的に一層安全な温度検出装置を提供することである。
過率減少を生ずる光フアイバーセンサーを用いて、電気
的に一層安全な温度検出装置を提供することである。
（発明の構成）
本発明の温度検出装置は光フアイバーセンサ〜を配設す
るだけで温度検出装置を構成するものであり、その光フ
アイバーセンサーは温度上昇に対して光波長変化、ある
いは光透過率の減少を生ずるもので、その一端から発光
素子により入光させ、その他端からその出力光を受光素
子によって検出するものである。
るだけで温度検出装置を構成するものであり、その光フ
アイバーセンサーは温度上昇に対して光波長変化、ある
いは光透過率の減少を生ずるもので、その一端から発光
素子により入光させ、その他端からその出力光を受光素
子によって検出するものである。
（実施例の説明）
一般に光ファイバーＬンサ−にはステラフ０形と集束形
の２種があるが本発明にはステ、グ形で十分であり、光
フアイバーセンサーのコア桐材としても光伝送用のよう
な低損失であることは必要でなく、有機、無機のいずれ
のファイバー用素拐もベース材料として用いることがで
きるが、比較的低い温度（１００℃以下程度）で使用す
る場合は、アクリルに代表される有機コア材料でも十分
である。また、後に詳述するサーモクロミンク物質をド
ーピングしやすいことも有機高分子の利点でもある。
の２種があるが本発明にはステ、グ形で十分であり、光
フアイバーセンサーのコア桐材としても光伝送用のよう
な低損失であることは必要でなく、有機、無機のいずれ
のファイバー用素拐もベース材料として用いることがで
きるが、比較的低い温度（１００℃以下程度）で使用す
る場合は、アクリルに代表される有機コア材料でも十分
である。また、後に詳述するサーモクロミンク物質をド
ーピングしやすいことも有機高分子の利点でもある。
光ファイバーを用いる温朋セッザーの原理としては、熱
によるファイバーの光透過率、伝播速度、波長、屈折率
等の変化を利用する。本発明における光フアイバーセン
サーは光を伝送するファイバーの長さ方向において、１
ｍ ！上昇と共に光の透過率を減少するものか、あるい
は光の波長変化を生ずるものである必要がある。すなわ
ち、光フアイバーセンサーを配設した箇所のどこかに異
常昇温状態が生じたとき、透過光が大きく減衰するが、
あるいは波長が変化し、その異常状態を出力に反映する
ものでなくてはならない。光フアイバーセンサーに焼損
やクラック等が発生した場合には、出力光が減少し異常
を伝えることが大切である。
によるファイバーの光透過率、伝播速度、波長、屈折率
等の変化を利用する。本発明における光フアイバーセン
サーは光を伝送するファイバーの長さ方向において、１
ｍ ！上昇と共に光の透過率を減少するものか、あるい
は光の波長変化を生ずるものである必要がある。すなわ
ち、光フアイバーセンサーを配設した箇所のどこかに異
常昇温状態が生じたとき、透過光が大きく減衰するが、
あるいは波長が変化し、その異常状態を出力に反映する
ものでなくてはならない。光フアイバーセンサーに焼損
やクラック等が発生した場合には、出力光が減少し異常
を伝えることが大切である。
すなわち、光フアイバーセンサーにおいては、その長さ
方向に光透過率が直列接続された形状であるため、温度
上昇によって光透過率が減少すると、長さ方向の局部的
な昇温状態を出力光の減衰として検出することができる
。
方向に光透過率が直列接続された形状であるため、温度
上昇によって光透過率が減少すると、長さ方向の局部的
な昇温状態を出力光の減衰として検出することができる
。
このような光ファイバー虫ンサーによれは、プラスチッ
クサーミスタのような電線を配線するのではないため、
電気絶縁被覆を厚く施す必要はなく、直径１ ｍｍ程度
以下の細い光フアイバーセンサーを配線すればよく、配
線空間の電気的安全性はかりでなく、室内装飾性にも弊
害を与えない。特に採暖器具である電気毛布や電気カー
Ｒ７ト等では配線の辺和感が減少し、望ましい。
クサーミスタのような電線を配線するのではないため、
電気絶縁被覆を厚く施す必要はなく、直径１ ｍｍ程度
以下の細い光フアイバーセンサーを配線すればよく、配
線空間の電気的安全性はかりでなく、室内装飾性にも弊
害を与えない。特に採暖器具である電気毛布や電気カー
Ｒ７ト等では配線の辺和感が減少し、望ましい。
さらに光フアイバーセンサーは電磁誘導ノイズや高電圧
、高磁界環境等の雰囲気下でも高精度に安全に高度の計
測ができるだめ、有効な温度検出装置を構成できる。こ
の光フアイバーセンサーを一般光フアイバーに接続すれ
ば、リモートセシングが可能であり、デュアルコアのフ
ァイバーにすれば屈折率の差を位相差としても検出でき
る。
、高磁界環境等の雰囲気下でも高精度に安全に高度の計
測ができるだめ、有効な温度検出装置を構成できる。こ
の光フアイバーセンサーを一般光フアイバーに接続すれ
ば、リモートセシングが可能であり、デュアルコアのフ
ァイバーにすれば屈折率の差を位相差としても検出でき
る。
光フアイバーセンサーはコア材とクラツド材とからなる
が、コア材としてはポリスチレン（ｐｓ）ポリメチルメ
タクリレ−） （ＰＭＭＡ）系樹脂を基材として、これ
に温度による透過率の変化を大きくするため、サーモク
ロミック物質を微量添加するのが最も容易で、長さ１ｍ
ないし５（Ｊｍ程度で使用するのに適する。その他のコ
ア材としては一般のガラス光学繊維材料や透明度のよい
ガラス、拉１脂のいずれを基材としてもよい。
が、コア材としてはポリスチレン（ｐｓ）ポリメチルメ
タクリレ−） （ＰＭＭＡ）系樹脂を基材として、これ
に温度による透過率の変化を大きくするため、サーモク
ロミック物質を微量添加するのが最も容易で、長さ１ｍ
ないし５（Ｊｍ程度で使用するのに適する。その他のコ
ア材としては一般のガラス光学繊維材料や透明度のよい
ガラス、拉１脂のいずれを基材としてもよい。
す〜モクロミック物質としては有機・無機の各種がある
が、光伝送に用いるものであるから、ホトクロミック性
のない波長域でサーモクロミツク性の感度を顕著にして
設計する必要がある。具体的なサーモクロミック物質と
してはイミダシリン類、スピロピラン類、ビアントロン
類、アニル類、アゾメチレン類等の他、ジフェニルメチ
レンアントロン、ジフェニルメチレンクサンテン、ジフ
エニルメチレン−Ｎ−メチルアクツジンなどの化合物が
ある。これらの化合物は熱によってその分子構造が可逆
的化学変化、あるいは幾何学的分子構造変化をすること
によって、色相変化をするものである。
が、光伝送に用いるものであるから、ホトクロミック性
のない波長域でサーモクロミツク性の感度を顕著にして
設計する必要がある。具体的なサーモクロミック物質と
してはイミダシリン類、スピロピラン類、ビアントロン
類、アニル類、アゾメチレン類等の他、ジフェニルメチ
レンアントロン、ジフェニルメチレンクサンテン、ジフ
エニルメチレン−Ｎ−メチルアクツジンなどの化合物が
ある。これらの化合物は熱によってその分子構造が可逆
的化学変化、あるいは幾何学的分子構造変化をすること
によって、色相変化をするものである。
熱により光波長を変化するものとじては前記のサーモク
ロミック物質の他、螢光物質も利用できる。螢光物質と
して、温度によって螢光放射強度を大きく変化する材量
を光ファイバーのコア素材として添加して利用すること
ができる。
ロミック物質の他、螢光物質も利用できる。螢光物質と
して、温度によって螢光放射強度を大きく変化する材量
を光ファイバーのコア素材として添加して利用すること
ができる。
クラッド材料としては低屈折率材オ」を用いるため、樹
脂の場合はフッ素系樹脂が適する。
脂の場合はフッ素系樹脂が適する。
ポリアミドやポリビニールアルコールのような水素結合
を有する高分子は温度上外と共に誘電率を増加し、温度
の上昇につれて屈折率を低下する。
を有する高分子は温度上外と共に誘電率を増加し、温度
の上昇につれて屈折率を低下する。
したが−て光フアイバーセンサーの光透過率を減少する
ことになり、本発明の温度検出装置の機能を果たすこと
になる。
ことになり、本発明の温度検出装置の機能を果たすこと
になる。
本発明の光フアイバーセンサーは異常昇温状態におかれ
たとき、光フアイバー自身が溶融破壊や結晶化による不
透明化、あるいは熱劣化による着色（黒色）によって不
透明化し、高温度信号と等価な信号を発生し、異常昇温
時にフェイルセーフ（万一の故障に対する安全装置）機
能を果たす。
たとき、光フアイバー自身が溶融破壊や結晶化による不
透明化、あるいは熱劣化による着色（黒色）によって不
透明化し、高温度信号と等価な信号を発生し、異常昇温
時にフェイルセーフ（万一の故障に対する安全装置）機
能を果たす。
本発明に用いる発光素子としては、発光ダイオードが手
軽であり、受光素子としては、フォトダイオード、フォ
トトランジスタが利用できる。受光面に適切な分光フィ
ルタを用いれは、高感度な温度検出装置が構成できる。
軽であり、受光素子としては、フォトダイオード、フォ
トトランジスタが利用できる。受光面に適切な分光フィ
ルタを用いれは、高感度な温度検出装置が構成できる。
次に本発明による一実施例の具体的データを例示する。
光ファイバー用高純度Ｊ？リメチルメタアクリレートに
ビアントロンをｌ Ｏｐｐｍ溶解させ、製線押出機にて
直径０８工のファイバーコアを線引する。
ビアントロンをｌ Ｏｐｐｍ溶解させ、製線押出機にて
直径０８工のファイバーコアを線引する。
これを含フツ素系ポリマーｍ液中を浸ａ通過させ、クラ
ッド層を１０μｍ形成する。これを長さ２０ ｒ＋ｎ＋
＋に切断し、電気毛布中に配線し、一端に赤色発光ダイ
オードを発光素子として取シ付け、他端を出力端として
、フォトダイオードを取り付ける。
ッド層を１０μｍ形成する。これを長さ２０ ｒ＋ｎ＋
＋に切断し、電気毛布中に配線し、一端に赤色発光ダイ
オードを発光素子として取シ付け、他端を出力端として
、フォトダイオードを取り付ける。
電気毛布のヒータには、従来より用いられている銅合金
による２重巻線構造の過熱溶断性チュービングヒータを
用いる。ヒータ線は長さ２０ｍで、１００Ｖ、１０５Ｗ
のサイリスク制御回路に連結する。電気毛布の温度が５
５℃のとき、その光ファイバーセンザーの光透過率がフ
ォトトランジスタのスイッチングの値になるよう発光素
子の輝度を調整する。以上のように温度設定をしたのち
、三つ折、四つ折、キンクテスト（よじりテスト）等の
異常テストをした結果過熱部分の長さに応じて過熱温度
が９０℃以下に制御され、すぐれた安全性を確認するこ
とができた。
による２重巻線構造の過熱溶断性チュービングヒータを
用いる。ヒータ線は長さ２０ｍで、１００Ｖ、１０５Ｗ
のサイリスク制御回路に連結する。電気毛布の温度が５
５℃のとき、その光ファイバーセンザーの光透過率がフ
ォトトランジスタのスイッチングの値になるよう発光素
子の輝度を調整する。以上のように温度設定をしたのち
、三つ折、四つ折、キンクテスト（よじりテスト）等の
異常テストをした結果過熱部分の長さに応じて過熱温度
が９０℃以下に制御され、すぐれた安全性を確認するこ
とができた。
以上のように、本発明による温度検知装置は、非常に細
い光ファイバーを配線するたけで、温度検知かでき、電
気配線を本体内にする必要がなくなり１安全性も高く、
かつ低価格で製作することかできる。寸た光ファイバー
の破損の場合には光出力がオフとなるため高温度信号が
発せられたと同じくなり、フェルセーフ性を発揮すると
ともに、発光ダイオードやフォトトランジスタ等の価格
の安い中１子部品を使用し簡単な回路構成で検出回路を
構成できる。１だこの回路は直流駆動が可能であわ、Ｉ
Ｃとの組合わせが容易である。
い光ファイバーを配線するたけで、温度検知かでき、電
気配線を本体内にする必要がなくなり１安全性も高く、
かつ低価格で製作することかできる。寸た光ファイバー
の破損の場合には光出力がオフとなるため高温度信号が
発せられたと同じくなり、フェルセーフ性を発揮すると
ともに、発光ダイオードやフォトトランジスタ等の価格
の安い中１子部品を使用し簡単な回路構成で検出回路を
構成できる。１だこの回路は直流駆動が可能であわ、Ｉ
Ｃとの組合わせが容易である。
（発明の効果）
本発明によれば、光フアイバ一温度センサーを用いるこ
とによシ、電気配線の危険性を減少するとともに、配線
の軽量化、細線化等が実現し、性能の高い、高性能な電
気採暖器具を提供できる効果がある。
とによシ、電気配線の危険性を減少するとともに、配線
の軽量化、細線化等が実現し、性能の高い、高性能な電
気採暖器具を提供できる効果がある。
特許出願人 松下電器産業株式会件−、代 理 人
星 野 恒 司−三ハ力゛・−：″フ′
星 野 恒 司−三ハ力゛・−：″フ′
Claims (7)
- （１） ’ｌｒＮ度上昇と共に、光波長変化ちるいは
光透過率減少を生ずる光フアイバーセンサーと、その両
端に設けた発光素子と受光素子とよりなシ、前記光フア
イバーセンサーの配設された空間の温度を検出すること
を特徴とする温度検出装置。 - （２）光ファイバーセンザーのコア材料がサーモクロミ
ック物質を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の温度検出装置。 - （３） 光ファイバーセンザーのコア材料が螢光物質を
含み、温度上昇と共に螢光放射強度を増加させることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の温度検出装
置。 - （４） 光フアイバーセンサーのコア桐材が有機高分
子よシ成ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
ないし第（３）項の何れか１項記載の温度検出装置。 - （５）光フアイバーセンサーのクラ、ド桐材が温度上昇
と共に屈折率を増加させることを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載の温度検出装置。 - （６） 光ファイバーセンザーが異常昇温によって永
久不透明化することを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項および第（４）項の何れか１項記載の温度検出装置
。 - （７）光フアイバーセンサーが電気毛布、電気力ｏット
等電気採暖具内に配設されたことを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載の温度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080768A JPS59206729A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 温度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080768A JPS59206729A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 温度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59206729A true JPS59206729A (ja) | 1984-11-22 |
| JPH0420129B2 JPH0420129B2 (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=13727594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58080768A Granted JPS59206729A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 温度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59206729A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS629240A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-17 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 光フアイバ形温度センサ |
| GB2518190A (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-18 | Buddi Ltd | Thermo-chromatic optical fibre |
| JP2017169315A (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 本田技研工業株式会社 | 回転機及びその制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55114928A (en) * | 1979-02-22 | 1980-09-04 | Westinghouse Electric Corp | Temperature detector |
| JPS57166529A (en) * | 1981-04-07 | 1982-10-14 | Omron Tateisi Electronics Co | Method and device for measuring temperature |
-
1983
- 1983-05-11 JP JP58080768A patent/JPS59206729A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55114928A (en) * | 1979-02-22 | 1980-09-04 | Westinghouse Electric Corp | Temperature detector |
| JPS57166529A (en) * | 1981-04-07 | 1982-10-14 | Omron Tateisi Electronics Co | Method and device for measuring temperature |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS629240A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-17 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 光フアイバ形温度センサ |
| GB2518190A (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-18 | Buddi Ltd | Thermo-chromatic optical fibre |
| GB2518190B (en) * | 2013-09-12 | 2018-06-06 | Buddi Ltd | Tag including a thermo-chromic optical fibre |
| JP2017169315A (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 本田技研工業株式会社 | 回転機及びその制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0420129B2 (ja) | 1992-03-31 |
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