JPS5932815A - センシング方式 - Google Patents

センシング方式

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JPS5932815A
JPS5932815A JP14286282A JP14286282A JPS5932815A JP S5932815 A JPS5932815 A JP S5932815A JP 14286282 A JP14286282 A JP 14286282A JP 14286282 A JP14286282 A JP 14286282A JP S5932815 A JPS5932815 A JP S5932815A
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JP
Japan
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optical fiber
output
signal
light
change
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Pending
Application number
JP14286282A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Soeda
一彦 副田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS5932815A publication Critical patent/JPS5932815A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32Measuring 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)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (a)  発明の技術分野 本発明は放射線、強電界、磁界、圧力等の物理的環境条
件の変化を感知するセンシング方式に係D、特に1物理
的環境条件の変化を非常に感度よく感知できるようにし
たセンシング方式に関する。
0))従来技術と問題点 従来から用いら′!1ているセンシング方式としては、
光伝送路上の物理的環境条件変化を感知するライン・セ
ンシング方式と、光電送路上にセンサを設け、そのセン
サを設けた点の物理的環境条件変化を感知するポイント
・センシング方式とがあっに0 従来のライン・センシング方式としてζ」、光フアイバ
線路上で温度変化笠のt′ノ理的環境禾件変化があった
その地点で生ずるマイクロベンドにより、光1負失が増
加することを利用し、伝送される光パワー又は−力の光
フアイバ線路端よシ反躬される光パワーを、111]駕
しておき、この光パワーにより、上記温)j【変化性の
吻浬的環境条件変1ヒをセンシングする方式と、光ファ
イノ録カ路上の急倣な謳Ii、変化ヲハックスギャッタ
光のパワー変化として感知する方式があった。しかしな
がら、両者の方式においては、昌度変化rlJ等の物理
環境条件変化I+]が大きくないと感知できないという
欠点があった。
さらに、佼者の方式にb・いては、パックスギヤツタ光
が小さいために長距f’、’fHにわたるレインやセン
シングが難しいという欠点があった。
次に、従来のポイント・センシング方式を12.1を用
いて説明する。
第1図に示す温度センサは光送信側の光ファイバ10と
光受信側の光コア・「バ20を金楠又はグラスチックの
保持具30で保コ荀しておき、保持具30が温度変化に
よフ延び縮むことにより光ファイバ10,20閤の比離
りが変化することによシ、光信号の送48側光ファイバ
10と受信*il光ファイバ20 IIIの結合効率の
変化で温度変化を感知するものである。
8i′!2図に示す温〃lセンサム、温度により光の透
過率が変化する液体、又はプラスチック等で構成された
機構部40を光送信側の光ファイバ10′と光受信側の
光ファイバ20′の1tij Kはさみ、機構部40の
温度変化によシ光の透過率がかわることで温度変化を感
知するセンサである。
第3図に示す温度センサは、光送信側の光ファイバ10
“よυの出射光を凹しンス50、凸レンズ60を用いて
光を絞ジ、受信側の光ファイバ20“への光の途中i/
i=、温度によシフ゛ムを通過させる穴径の変化する金
属又はプラスチック製の紋り70を設け、この紋p70
の1晶度変化により送(X細光ファイバ10h′と一’
l ’h−r測光ファイバ20“間の結合効率の変化で
温度変化を感知するものでおる。
すなはち、従来のポイント中1ニンシングカ式は、上記
の温度センサを光伝送路上に1固盾又(−1,数箇所設
けておき、yC伝送路の受信側で光の強さをill定す
ることで、温度センサの設けられた場所のIR贋変化を
感知する方法である。
しかしながら、かかる従来のポイント・センシング方式
では、やはりi!i、1ルー変化1Jが犬さくないと感
知することが困斌て感度の恕い欠点がある。このような
方法は温度変化でなく他の物理的環境条f1の笈化′f
:感知するセンサを伝送路上に設けて感知する場合でも
同]φに感度の悪い欠点がある。
(C)  発明の目的 本発明は、かかる従来のセンシング方式の欠点にj・♂
;み、49j j”tj的環1.ζχ光条件変化を非常
に感度よく感知できるセンシング方式を持イ」(するこ
とを1)的とするものである。
(d)  発明の構成 不発QAB: ’、かかる目的を達成するために、物理
的環境条件の変化により、光を振巾変61dシた信号の
伝送遅延時間及び又は信号減衰量が異なる変化をする光
伝送路を1対又は腹数苅イ]シ、各1対の各々の光伝送
路を;f〔1ってきた光を力、φ巾変;Q シた信−け
の合)戎出力を零となら17めておき、合成出力のり琶
化により光伝送路上の物、%的環境糸件の変化を感知す
ることを!)Y徴とするものでちる。
(e)発明の実施例 1′)、下不発IJIJのザンシング方式の一実施例に
つきI’)′Iに従って説ツjする、 8rl’ 41;4] (、:、本発明のザンシング力
式の一実施例のブロック図である。
図中]ti変BA器、2r;]:光2”+t、3は光分
岐器、4゜5は)′Cファイバ線路、6は光減衰器、7
は光結合器、8 i71:検波)[六9にjオシロスコ
一プを示す。
今、光フアイバ線路のコアの屈折率をn、でクラットの
屈折率をn2とし、コアの半径をaとすると光ファイバ
の内部を伝播する光を振巾変1i17i した信号の遅
延時間tは次式で近1玖さハる。
v2−に2n12a22Δ に−波数(2π/λ) β−伝搬定数 C−真空中での光速 又6・J、光フアイバ線路の光を振巾変調した信号の信
号減衰1fは近似的に、周波数の2乗に比例してJ曽加
し、勿論長さに比例して増加する。
よって264図における2つの光フアイバ線路4゜5の
伝送遅延時間に差をもたせるには、線路長に差を持たせ
るか、あるいは光ファイバの補遺パラメータa、  Δ
+ntに差を持たせftばよい。又信号減衰量゛に差を
持たせるには、)V、減衰器6を入れるか、イ5るいt
」、線路長に差を持たせ租ばよい。又光ファイバに入力
する信号の変調周波数を変えることによp1光ファイバ
の信号減衰量は変化する。
以上の点に留意して第4図に示す如く一方の光フアイバ
線路4に光減衰器6を挿入し、他の光フアイバ線路5の
長さを長クシ、光結合器7にて光フアイバ線路4.5を
結合しておき、光源2の光を変ii1.lI器lを介し
た信号にて変調した変調信号を光分岐器3にて分岐し、
光フアイバ線路4,5に入力する。この時、光減衰器6
を調整すると共に光ファイバHy、65の長さを調整し
て、光結合器7にて結合され、検波器8にて検波された
光フアイバ線路4,5を通った2つの信号の振巾を等し
くすると共に位相を180度ずらすようにすると検ィ’
)!i 7!w 8よりの出力6:t;、=4となる。
この出力変化をオシロスコ・−グ9にてjl、’;、 
j!10する。このJ:うCてしておけlづ:光フアイ
バ鉢路4又は5の一方の堝!路上に温度変化(−200
°(:〜200℃)があると1゛べλ]1遅j帆時間及
び信号減衰量が洸fにし検波P)8の出力の平衡状、鴫
がぐづれ出力474ンバ発生する。このことにより光フ
ァイバi泉路4又は5上に渦度変イE二が生じ:へこと
が判る。又光ファイバ線路4及び5を1対として1峻l
対の光フアイバ線路上の11“1λ度度化を感知する方
法としては次の如くずればよい。
即ち光ファイバのIA料を一力の光ファイバは石材 英としイ11」方をプラスチックにする方法、トープl
オcae<ゲルマニウム)、■)(りん)、 1’(1
す11素)〕をお互にかえる方法、![祠(ナイロン、
ポリエチレン、テフロン、金朽、シリコン樹脂、ポリウ
lメタン樹脂噌)をお互に変えて91′、ファイ/くへ
の熱の伝導時間をかえる方法、お互のコア径/クラット
径の比を変える方法等のうち、いずれかの方法をとるこ
とにより、光フアイバ線路4,5の温度変化に対する伝
送遅延時間又は信−り減衰量の変化に差を持たせること
が出来る。
よって、上記説明の如く、ある温度における出力474
号を零にするようにしておけば光フアイバ線路4及び5
上のある点にて、温度変化が起こると出力信号の平衡状
態がくずれて出力信号が発生し、温度変化の生じたこと
が判る。
■ユ土は、温度変化で説明したが、これは光ファイバの
伝送遅延時間又は信号減良、鼠に変化を生ずる放射線、
強電界、磁界、圧力等の物理的環1竜条件の変化でも同
様に定常状態で信号出力を苓にしておくことにより、感
知できる。すなはち、光フアイバ線路」二の一方に、例
え(ば圧力がかかった時は、出力の平衡状態がくづれて
出力信号を発生することで感知出来るし、又圧力変化に
より、2本の光ファイバの伝送遅延時間又は信号減衰量
に差が生ずる方法を適用しておけば、2本の光ファイバ
の線路上に変化が生じたことを感知出来る。
以上の方法は検波器8の出力を零にしておき、尤ファイ
バ線路4,5を通る変調信号の平t40くづれで光フア
イバ線路上の物理的環境条件変化を感知する方法なので
、(:4度は非常に良い。
次に氾5図を用いて、本発明のセンシング方式の他の実
施例を説明する。
こB5図は本づ?3明の応用例で1対のγCファイバ物
絡路複数対用い′1・め」11的変化弼、を知るジイン
センシング方式のブロック図である。
図中11,12及び13,14及び15.16及び17
.18u:各々1対の光フアイバ線路、27〜24(・
ユ光結合器、25〜28は光分岐;−摺r示ず。
第5図で物理的変化として温度変化の、l−合祭例にと
って説明する。6対の光フアイバ線路11゜12.13
.14,15,16,17.18を1束にまとめておき
、各対・島に第2図と同様な方びで光分岐器を介し変調
信号を入力してJ・・き、例えン、し光フアイバ線路1
1.12をyl−結合器21にて結合した検波器(図示
してない)の出力を定常状’ft、(、:でζ」、&1
2商の説明と同様斤ブJ法で苓になるようにし、)1[
、ファイバ線路13.14勿光結合器22にて、粘合し
た検波器の出力を温1.IJ−1+の口、′i苓になる
。、1:慎・−12,′Jもしておき、又光−ファ1バ
程路15.16を゛”Lljt:<ち酋器2;3にてj
j’i:+合した+h波Lし、の出力を温度’2o1時
≧7(・・(二なるようにii’に憬しておき、又光フ
ァイバ山路17゜18を光枯訃8& 24にて結合した
検波器の出力を温度t3の1+、j痘になるように調−
幣しておけは、光拾器21〜24で夫・ン7店合した検
波器C)出力のいづれかがりになのことで元ファイバ線
路」二に温び」変化があっ7hことが1υυ、其の時の
温バlは’3’L ijΔ合器21〜24に紐、跣、3
才している検波器の出力が零になったものを、贈ること
で判る。これは他の物理的変化−114企知る。内含も
同・沫の方法で可能である。この場合も原i浬Qi82
図説明の、1局合と同・様なので感度か良い。
弔6図d本発門の他の笑施し1」の1対の)′じファイ
バ線路ヶ腹数対用い物理的変化の起こった、場所を感知
する場合の線路図である。
図中37〜39は、各々1対の光ファイバを用い各光フ
ァイバは・吻理的環境条件変rヒに対し伝送遅延時間又
は18号減衰31の異なるものとし該1対の光ファイバ
の入出力は第2図の如き方法にて定常状態では仙波器の
出力を零になるように調整しである3、尚31,33.
35は光を抵rl〕変調した変調信号の入力b!11を
示し、:32,34.36は第21゛)シ1の検波器8
の出力側示す。又丸ファーrバ崖路37は数点イでDl
′返し、光ファイバ蔵Mt538は地点口で1ノF返し
、光ファイバ線路39 il、fllx点ハでわ1返し
ている。又光ファイバ線路37〜:19 、(t、t−
束にしである。
今、入力側31,33.35に尾を振巾変、す・Δした
変、−娼Is’号を入力し、出力101j32,34.
36(ごて出力仏月を見でいると定常状態では、出カイ
t1号Q」零である。測定点から地点イ迄の1ハ]の線
路」暑て物理的変化が起ると出力i!tll 32.3
4. 36共出力・1,1−弼か睨わノ]、地点イから
地点口広の細路上に“物理的変化が1世こると、出力1
!!l 34. 36には出力情シづが現わ北、地点口
か1.ン准点ハ迄の、触発上に1勿;i+1:豹変化が
起こゐと出力1!]l :(6K Id出力1dケが現
われる。。
この上う(・こすることによ、り s Q型埋的変化の
:」−生し/こ地点を感知することが出来る。この方゛
ヵ1−1も原;liQユ第4図の直切の塀lt)・と同
1虫なので感I隻かよい。
仄にポイントセンシング方式の場合で、+ija 度:
’矢1しをIト凶知する場合に付き、第4図型用いてあ
ル1男する。
ブしファイバ線絡9■、5は同4漬伯三をもつものとし
元ファ・fバ線珀5土のIiA要変化を感知し7ζい場
所に(妓筒所でもよい)、1/llえば第1図〜第3区
で示した輻I正七ンサを挿入しておき、第4図で直切し
1と力、去で検波器8の出力を定電状7「志では5t丁
になるように調」1侵しておく。このようにして、検波
を診8に出力が現れることを児′!1.ば、温度センサ
を挿入1〜に地点で温度変化があったことが光4図のd
ψJQ−場合と同じ原理でtX度よく感知することが出
来る。これは勿論化の物理的環境状件変化に対応する七
ンサj:用いttは同じ原理でIh度よく物理旧環境シ
、−件変化を感知することか出来る。
(f)  発IJ、Jの効果 以上詳;’Fillに説明せる如く本発明によれば、物
理的環境染件変fLを感店する場合、1対の伝送路の出
力1,1号の平衡状態のくづれT;−,2知する方法の
ため非常に感度が良い効果がある。
4 区j曲のIffj単な1況ツ」 吊1μm〜第3区は温吸七/−ν゛の概略回、第41・
は木兄13J」のセンシング方式の一実施例のブロック
図、第5因は本発明の応用例で1対の光ファイノく線路
を1g数対用い物理的変化biを知るラインセンシング
方式のブロック図1.A6図は本元明の龍の実施レリの
1対の光ファイバX尿路を仏教対用い物理的変化の起こ
った場所を感知する場合の鯨路図でりる。
1ネ1中10. 10’、  10“、  20. 2
0’、  20“(・ユ光ファイバ、30は保持共、4
0は磯j:’J ’+tiニ、50. G Oはレンズ
、70は絞り、lは変調器、2t;i光源、3.25〜
28は光分岐器、4,5.]、i〜18iJ、元ファイ
バ線路、6は光減衰)、ニー、7,21〜24は光結合
るi;、8は検波器、9tよオンロスコープ、31゜イ
1ヰ 33、35 I゛Q、光変調信号の入力〃、32.S目
、36は検波器の出力側、37〜39は各々1メ1の光
ノアイバ線路で構成された第4図に示すメ11きシイン
センザを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 物理的環境条件の変化によう、光を振riJ変調したイ
    ハ号の伝送遅延時間及び又&j、 e号減衰量が異なる
    変化をする光伝送路を1対又は複数対有し、各1対の各
    々の光伝送路を通ってきた光を振rIJ変調した信号の
    合成出力を零とならしめておき、合成出力の変化によシ
    光伝送路上の物理的環境条件の変化を感知することを特
    徴とするセンシング方式。
JP14286282A 1982-08-18 1982-08-18 センシング方式 Pending JPS5932815A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14286282A JPS5932815A (ja) 1982-08-18 1982-08-18 センシング方式

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JP14286282A JPS5932815A (ja) 1982-08-18 1982-08-18 センシング方式

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JPS5932815A true JPS5932815A (ja) 1984-02-22

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ID=15325334

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62157526A (ja) * 1985-12-28 1987-07-13 Hitachi Cable Ltd 多点監視システム
JPS63233321A (ja) * 1987-03-20 1988-09-29 Agency Of Ind Science & Technol 干渉型光ファイバセンサを用いた測定装置
EP0556960A2 (en) * 1992-02-20 1993-08-25 Optical Metrology Limited Measurement apparatus using heterodyne phase conversion techniques

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62157526A (ja) * 1985-12-28 1987-07-13 Hitachi Cable Ltd 多点監視システム
JPH0551089B2 (ja) * 1985-12-28 1993-07-30 Hitachi Cable
JPS63233321A (ja) * 1987-03-20 1988-09-29 Agency Of Ind Science & Technol 干渉型光ファイバセンサを用いた測定装置
EP0556960A2 (en) * 1992-02-20 1993-08-25 Optical Metrology Limited Measurement apparatus using heterodyne phase conversion techniques
EP0556960A3 (en) * 1992-02-20 1995-02-01 Optical Metrology Ltd Measurement apparatus using heterodyne phase conversion techniques

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