JPS60135736A - 圧力伝送器 - Google Patents
圧力伝送器Info
- Publication number
- JPS60135736A JPS60135736A JP24859983A JP24859983A JPS60135736A JP S60135736 A JPS60135736 A JP S60135736A JP 24859983 A JP24859983 A JP 24859983A JP 24859983 A JP24859983 A JP 24859983A JP S60135736 A JPS60135736 A JP S60135736A
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- JP
- Japan
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- pressure
- light
- decrease
- increase
- signal
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
- G01L11/02—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means
- G01L11/025—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means using a pressure-sensitive optical fibre
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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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】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、光ファイバ、光干渉を応用した光学式の圧
力伝送器に関する。
力伝送器に関する。
幹）背景
空気、オイル等の流体圧力を測定する計器として９機械
式、電気式のものが従来より種々実施されているが１機
械式□は構造が複雑である」ニに総合的な制御システム
に組込むのに適さないし、電気式のものは、設置場所に
より防爆性に難がある上。
式、電気式のものが従来より種々実施されているが１機
械式□は構造が複雑である」ニに総合的な制御システム
に組込むのに適さないし、電気式のものは、設置場所に
より防爆性に難がある上。
多くのものはアナログ出力を得るものであり、データ処
理の為にデジタル変換する場合には高価なＡ／Ｄ変換器
を設けなければならないという問題があった。そこで、
この問題点を解決するためにこの出願の発明者等は、光
ファイバを用いて圧力に応じて干渉縞を発生させ、この
干渉縞数がら圧力を測定する圧力計を創出し、別に出願
した。
理の為にデジタル変換する場合には高価なＡ／Ｄ変換器
を設けなければならないという問題があった。そこで、
この問題点を解決するためにこの出願の発明者等は、光
ファイバを用いて圧力に応じて干渉縞を発生させ、この
干渉縞数がら圧力を測定する圧力計を創出し、別に出願
した。
しかしながら、単に干渉縞数を計数するのみでは、圧力
の変化量を知シ得ても、その増減を知ることができない
。それゆえ、単に圧力の変化量のみならず、圧力の増加
、減少も知シたい場合には干渉縞数を計数するのみでは
不十分であった。
の変化量を知シ得ても、その増減を知ることができない
。それゆえ、単に圧力の変化量のみならず、圧力の増加
、減少も知シたい場合には干渉縞数を計数するのみでは
不十分であった。
ｆｌ）目的
この発明の目的は、上記に鑑み防爆性、デジタル信号出
力を確保した上で、圧力の変化量に加えて、その増減の
別をも検出し得る圧力伝送器を提供することである。
力を確保した上で、圧力の変化量に加えて、その増減の
別をも検出し得る圧力伝送器を提供することである。
に）構成
上記目的を達成するために、この発明の圧力伝送器は、
圧力の増加減少を検出するだめの圧電素子を含む圧力増
減識別手段を特徴的に備えている。
圧力の増加減少を検出するだめの圧電素子を含む圧力増
減識別手段を特徴的に備えている。
すなわち、この発明の圧力伝送器は光源と、光源よりの
光を分岐する光分岐器と、この光分岐器で分岐される一
方の光を伝送し、導入される圧力に応じて長さが変化す
る第１の単一モード光ファイバと、前記光分岐器で分岐
される他方の光を伝送し、導入圧力の有無にかかわらず
長さの変化しない第２の単一モード光ファイバと、前記
第１と第２の単一モード光ファイバよシの光を受けて合
波し、光の干渉縞を出力する光合波器と、この光合波器
よシの光の干渉縞を受光してパルス信号に変換する受光
器と、前記導入圧力を検出する圧電素子を含み、導入圧
力の増加若しくは減少を識別する圧力増減識別手段と、
前記受光器よりのパルス信号を受け、前記圧力増減識別
手段よりの増減信号に基づき、前記パルス信号をアップ
カウントあるいはダウンカラン１−する計数手段とから
構成されている。
光を分岐する光分岐器と、この光分岐器で分岐される一
方の光を伝送し、導入される圧力に応じて長さが変化す
る第１の単一モード光ファイバと、前記光分岐器で分岐
される他方の光を伝送し、導入圧力の有無にかかわらず
長さの変化しない第２の単一モード光ファイバと、前記
第１と第２の単一モード光ファイバよシの光を受けて合
波し、光の干渉縞を出力する光合波器と、この光合波器
よシの光の干渉縞を受光してパルス信号に変換する受光
器と、前記導入圧力を検出する圧電素子を含み、導入圧
力の増加若しくは減少を識別する圧力増減識別手段と、
前記受光器よりのパルス信号を受け、前記圧力増減識別
手段よりの増減信号に基づき、前記パルス信号をアップ
カウントあるいはダウンカラン１−する計数手段とから
構成されている。
０９実施例
以下、実施例によシ、この発明をさらに詳細に説明する
。
。
第１図はこの発明の一実施例を示す圧力伝送器のブロッ
ク図である。同図において、１は外形が円柱状に形成さ
れる圧力導入体であシ、この圧力導入体１の外周面に密
着して、光ファイバ２，３が巻回されている。これらの
光ファイバ２，３は。
ク図である。同図において、１は外形が円柱状に形成さ
れる圧力導入体であシ、この圧力導入体１の外周面に密
着して、光ファイバ２，３が巻回されている。これらの
光ファイバ２，３は。
いずれも単一モード光ファイバが使用されるが。
光ファイバ２は圧力導入体１に圧力が導入されると、圧
力に応じて径が変化する部分に巻回されており、圧力導
入体１とともに受圧部４を構成している。光ファイバ６
は、圧力導入体１の圧力が導入されても、径が変化しな
い部分に巻回されており、参照光部５を構成している。
力に応じて径が変化する部分に巻回されており、圧力導
入体１とともに受圧部４を構成している。光ファイバ６
は、圧力導入体１の圧力が導入されても、径が変化しな
い部分に巻回されており、参照光部５を構成している。
６は、レーザ光源であって１発射された光は。
光ファイバ７を経て光分岐器８に入力される。光分岐器
８では、レーザ光源６よシの光が分岐され。
８では、レーザ光源６よシの光が分岐され。
光ファイバ２．６に加えられるようになっている。
ｔた。 光７アイバ２，３よりの光は光合波器９で合波
され、受光器（受光素子）１０に入射されるようになっ
ている。受光器１０は、光の干渉縞を受けると、これを
パルス信号に変換し、プリアンプ１１でそのパルス信号
を増幅、波形整形し。
され、受光器（受光素子）１０に入射されるようになっ
ている。受光器１０は、光の干渉縞を受けると、これを
パルス信号に変換し、プリアンプ１１でそのパルス信号
を増幅、波形整形し。
カウンタ（アップ／ダウンカウンタ）１２に入力するよ
うになっている。
うになっている。
また、圧力導入体１には導入圧力を検出する圧−型素子
１６が設けられている。この圧電素子１３の検出圧力信
号は、微分機能を持つアンプ１４に加えられ、微分され
る。そして、この微分信号が圧力増減識別信号として、
すなわち、圧力増加を示すＵＰ信号として、あるいは圧
力減少を示すＤＯＷＮ信号としてカウンタ１２に加えら
れている。
１６が設けられている。この圧電素子１３の検出圧力信
号は、微分機能を持つアンプ１４に加えられ、微分され
る。そして、この微分信号が圧力増減識別信号として、
すなわち、圧力増加を示すＵＰ信号として、あるいは圧
力減少を示すＤＯＷＮ信号としてカウンタ１２に加えら
れている。
カウンタ１２は、このＵＰ信号あるいはＤＯＷＮ信号に
基づいて、受光器１０からプリアンプ１１を経て入力さ
れるパルス信号を、アップカウントあるいはダウンカウ
ントするようになっている８なお１５は、必要によシカ
ウンタ１２のカウント値をアナログ値に変換して出力す
るＤ／Ａ変換器である。
基づいて、受光器１０からプリアンプ１１を経て入力さ
れるパルス信号を、アップカウントあるいはダウンカウ
ントするようになっている８なお１５は、必要によシカ
ウンタ１２のカウント値をアナログ値に変換して出力す
るＤ／Ａ変換器である。
次に３以上のように横、成される実施例圧力伝送器の動
作について説明する。
作について説明する。
圧力導入体１に、圧力が導入されない状態では。
圧力導入体１の受圧部４の径が何ら大きくならないので
、光ファイバ２は伸びない。したがって光ファイバ２と
光ファイバ６に光路差が生じず、光合波器９を経て受光
器１０゛に入射される光には。
、光ファイバ２は伸びない。したがって光ファイバ２と
光ファイバ６に光路差が生じず、光合波器９を経て受光
器１０゛に入射される光には。
干渉縞が生じない。、したがって受光器１Ｏからはパル
ス信号が出力されず、カウンタ１２はカウント動作をし
ない。
ス信号が出力されず、カウンタ１２はカウント動作をし
ない。
しかし、圧力導入体１に入力される圧力に変化が生じる
と、その圧力に応じて受圧部４の径が変化し９例えば圧
力増加の場合には、圧力導入体１の受圧部４の径が犬と
なる。これにより、光ファイバ２の長さも変化し９例え
ば伸びる。一方、参照光部５の光ファイバろば、圧力尋
人されても長さが変化しないので光ファイバ２．乙に光
路差が生じる。そのため、光合波器９の出力光が干渉が
生じ、受光器１Ｏに光の干渉縞によるパルス光が入力さ
れる。そしてこのパルス光が光電変換されてパルス信号
として出力される。この場合、光路ど；は導入される圧
力の変化が犬なる程犬となり。
と、その圧力に応じて受圧部４の径が変化し９例えば圧
力増加の場合には、圧力導入体１の受圧部４の径が犬と
なる。これにより、光ファイバ２の長さも変化し９例え
ば伸びる。一方、参照光部５の光ファイバろば、圧力尋
人されても長さが変化しないので光ファイバ２．乙に光
路差が生じる。そのため、光合波器９の出力光が干渉が
生じ、受光器１Ｏに光の干渉縞によるパルス光が入力さ
れる。そしてこのパルス光が光電変換されてパルス信号
として出力される。この場合、光路ど；は導入される圧
力の変化が犬なる程犬となり。
また光路差が光の波長の１倍で１本の干渉縞が生じ、光
路差が大なる程多くの干渉縞が生じる。ただ光の干渉縞
は、圧力が増加方向に変化しても。
路差が大なる程多くの干渉縞が生じる。ただ光の干渉縞
は、圧力が増加方向に変化しても。
減少方向に変化しても発生するので、干渉縞による受光
器１Ｏのパルス信号を単にカウントするのみでは、圧力
の増減を知ることはできない３゜しかし、導入圧力を圧
電素子１３で検知しており、その圧力検知出力をアンプ
１４で微分しているので、もし圧力が増加方向にあれば
、アンプ１４からはＵＰ信号が出力され、これがカウン
タ１２に加えられる。カウンタ１２は、このＵ Ｐ信号
を受けると入力されるパルス信号をアップカウントする
。逆に圧力が減少方向に変化していれば１ア＼〜、−、
ンプ１４からはＤＯＷＮ信号か出力され、やはりカ −
″−゛−゛−゛−゛ウンタられる。カウンタ１２ば、こ
のＤＯＷＮ信号を受けると、入力されるパルス信号をダ
ウンカラン１−する。
器１Ｏのパルス信号を単にカウントするのみでは、圧力
の増減を知ることはできない３゜しかし、導入圧力を圧
電素子１３で検知しており、その圧力検知出力をアンプ
１４で微分しているので、もし圧力が増加方向にあれば
、アンプ１４からはＵＰ信号が出力され、これがカウン
タ１２に加えられる。カウンタ１２は、このＵ Ｐ信号
を受けると入力されるパルス信号をアップカウントする
。逆に圧力が減少方向に変化していれば１ア＼〜、−、
ンプ１４からはＤＯＷＮ信号か出力され、やはりカ −
″−゛−゛−゛−゛ウンタられる。カウンタ１２ば、こ
のＤＯＷＮ信号を受けると、入力されるパルス信号をダ
ウンカラン１−する。
以」二のようにして、圧電素子１５．アンプ１４て圧力
のザ化方向を識別し、カウンタ１２はこの識別に応じて
、圧力の変化量に応じたパルス信号をアップあるいはタ
ウンカラン１−するので、カウンタ１２のカウント値に
より、圧力の増減変化量を知ることができる。
のザ化方向を識別し、カウンタ１２はこの識別に応じて
、圧力の変化量に応じたパルス信号をアップあるいはタ
ウンカラン１−するので、カウンタ１２のカウント値に
より、圧力の増減変化量を知ることができる。
なお、上記実施例の圧力導入体１としては１例えば第２
図に示す（１１ｉ造のものが使用される。この圧力導入
体１は、肉ｌ；ルの弾性壁２１で形成される内空部２２
を有する円筒部２５と、圧力導入口２４゜この圧力導入
口２４と前記内空部２２を連通ずる連通路２５を有する
円柱部２６とから一体的に構成されている。そして円筒
部２３に光ファイバ２が巻回され１円柱部２６に光ファ
イバろが巻回されている。円筒部２３は内空部２２に圧
力が導入されると２弾性壁２１が膨らみこれにより９元
ファイバ２は長さが伸びるようになっているが１円柱部
２６は肉厚なので圧力が尋人されても、外周は何ら父形
せず、したがって元ファイバ６は、長さに変化が生じな
いようになっている。また内空部２２には、尋人圧力を
検出するだめの圧電素子２７が設けられている。
図に示す（１１ｉ造のものが使用される。この圧力導入
体１は、肉ｌ；ルの弾性壁２１で形成される内空部２２
を有する円筒部２５と、圧力導入口２４゜この圧力導入
口２４と前記内空部２２を連通ずる連通路２５を有する
円柱部２６とから一体的に構成されている。そして円筒
部２３に光ファイバ２が巻回され１円柱部２６に光ファ
イバろが巻回されている。円筒部２３は内空部２２に圧
力が導入されると２弾性壁２１が膨らみこれにより９元
ファイバ２は長さが伸びるようになっているが１円柱部
２６は肉厚なので圧力が尋人されても、外周は何ら父形
せず、したがって元ファイバ６は、長さに変化が生じな
いようになっている。また内空部２２には、尋人圧力を
検出するだめの圧電素子２７が設けられている。
（へ）効果
この発明によれば、圧力変化に対応する光ファイバの光
路差によシ生じる干渉Ｉｆｆ、数を計数することにより
圧力父化量を、圧電素子による圧力検出出力を使用して
圧力の増減判別を行なうものであるから、防爆性良好、
Ｉｉ’ｉ単にデジタル出力可という元ファイバと光干
渉応用による圧力検出の利点を確保して、圧力変化量の
検出のみならず、その増減の区別をも同時になすことが
できる。
路差によシ生じる干渉Ｉｆｆ、数を計数することにより
圧力父化量を、圧電素子による圧力検出出力を使用して
圧力の増減判別を行なうものであるから、防爆性良好、
Ｉｉ’ｉ単にデジタル出力可という元ファイバと光干
渉応用による圧力検出の利点を確保して、圧力変化量の
検出のみならず、その増減の区別をも同時になすことが
できる。
第１図はこの発明の一実施例を示す圧力伝送器のブロッ
ク図、第２図は同圧力伝送器に使用される圧力導入体の
一例を具体的に示す断面図である。 １：圧力導入体。 ２・３：単一モード光ファイバ。 ６：レーザ光源、 ８：光分岐器。 ９：光合波器、１Ｏ：受光器、１２：カウンタ、１３：
圧電素子。 １４：アンプ（微分機能イ」）− 特許出願人 株式会社島津製作所 代理人 弁理士 中 村 茂 信
ク図、第２図は同圧力伝送器に使用される圧力導入体の
一例を具体的に示す断面図である。 １：圧力導入体。 ２・３：単一モード光ファイバ。 ６：レーザ光源、 ８：光分岐器。 ９：光合波器、１Ｏ：受光器、１２：カウンタ、１３：
圧電素子。 １４：アンプ（微分機能イ」）− 特許出願人 株式会社島津製作所 代理人 弁理士 中 村 茂 信
Claims (1)
- （１） 光源と、光源よりの光を分岐する光分岐器と。 この光分岐器で分岐される一方の光を伝送し。 導入される圧力に応じて長さが変化する第１の単一モー
ド光ファイバと、前記光分岐器で分岐される他方の光を
伝送し、導入圧力の有無にかかわらず長さの変化しない
第２の単一モード光ファイバと、前記第１と第２の単一
モード光ファイバよりの光を受けて合波し、光の干渉縞
を出力する光合波器と、この光合波器よりの光の干渉幅
を受光してバフレス信号に変換する受光器と、前記導入
圧力を検出する圧電素子を含み。 導入圧力の増加若しくは減少を識別する圧力増減識別手
段と、前記受光器よシのパルス信号を受け、前記圧力増
減識別手段よりの増減識別信号に基づき、前記パルス信
号をアップカウントあるいはダウンカウントする計数手
段とからなる圧力伝送器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24859983A JPS60135736A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 圧力伝送器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24859983A JPS60135736A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 圧力伝送器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60135736A true JPS60135736A (ja) | 1985-07-19 |
Family
ID=17180513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24859983A Pending JPS60135736A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 圧力伝送器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60135736A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5129422A (ja) * | 1974-06-22 | 1976-03-12 | Bayer Ag | |
| JPS5226703A (en) * | 1975-08-25 | 1977-02-28 | Masao Soeda | Vibrating roll machine |
| JPS56112608A (en) * | 1980-02-12 | 1981-09-05 | Toshiba Corp | Optical sensing device |
-
1983
- 1983-12-23 JP JP24859983A patent/JPS60135736A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5129422A (ja) * | 1974-06-22 | 1976-03-12 | Bayer Ag | |
| JPS5226703A (en) * | 1975-08-25 | 1977-02-28 | Masao Soeda | Vibrating roll machine |
| JPS56112608A (en) * | 1980-02-12 | 1981-09-05 | Toshiba Corp | Optical sensing device |
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