JPS60146112A - 光反射型検出装置 - Google Patents
光反射型検出装置Info
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- JPS60146112A JPS60146112A JP59001976A JP197684A JPS60146112A JP S60146112 A JPS60146112 A JP S60146112A JP 59001976 A JP59001976 A JP 59001976A JP 197684 A JP197684 A JP 197684A JP S60146112 A JPS60146112 A JP S60146112A
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- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 26
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 9
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/268—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0076—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using photoelectric means
- G01L9/0077—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using photoelectric means for measuring reflected light
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】
〔発明の利用分野〕
不発り」は、電気的な副誘導性、信頼性及び安全性が請
求される各種検出装置に係り、酊に詳細に述べれば、光
学的手段による圧力、温度等の遠隔検出技術に関する。
求される各種検出装置に係り、酊に詳細に述べれば、光
学的手段による圧力、温度等の遠隔検出技術に関する。
電気的な温度あるいは圧力検出装置は、その検出信号を
電気的な信号に変換して遠隔地へ伝送することか一般的
方法である。そのため、この電気信号を伝送する途中で
、電気的な肪導ｆ受ける可能性が高い。また、安全性が
要求される測定部において、電気的な検出器は、発火等
の点で問題となることがある０この照光学的手段を用い
た温度あるいは圧力検出装置は、■誘導性に秀れ、１だ
本質的に安全性が藁く、さらに光ファイバと結合するこ
とで遠隔検出が可能となる。光学的手段を用いる検出装
置としては、光の強度２位相２周波数及び偏波を利用す
るものがあるが、特に光の強度を利用するものは、七〇
堆扱いの簡単さから、紗々多数提案ざ−ｊしている０以
下光強度をオリ用した、光反射型圧力検出装置について
述べる。
電気的な信号に変換して遠隔地へ伝送することか一般的
方法である。そのため、この電気信号を伝送する途中で
、電気的な肪導ｆ受ける可能性が高い。また、安全性が
要求される測定部において、電気的な検出器は、発火等
の点で問題となることがある０この照光学的手段を用い
た温度あるいは圧力検出装置は、■誘導性に秀れ、１だ
本質的に安全性が藁く、さらに光ファイバと結合するこ
とで遠隔検出が可能となる。光学的手段を用いる検出装
置としては、光の強度２位相２周波数及び偏波を利用す
るものがあるが、特に光の強度を利用するものは、七〇
堆扱いの簡単さから、紗々多数提案ざ−ｊしている０以
下光強度をオリ用した、光反射型圧力検出装置について
述べる。
光ファイバ応用光反射型圧力検出装置の構成を第１図に
示す。光源１からの出射光３は、光分岐器２によシ光源
袈動補償光５及び信号光４に分岐逼れる。信号光４は、
送光ファイバ６に入射した後伝送され、反射板をかねた
タイアフラムｌＯに投射される。タイアフラムｌＯ及び
送光ファイバ６、受光ファイバ７は、保持材８及びモー
ルド材９にて固定される。タイアンラムｌＯに投射され
た光は、タイアンラム反射面にて反射し受光ファイバ７
に入射する。との光は圧力検出光１２となり、光臨変動
補償光５ともども受光器１１にて光・電気変換される。
示す。光源１からの出射光３は、光分岐器２によシ光源
袈動補償光５及び信号光４に分岐逼れる。信号光４は、
送光ファイバ６に入射した後伝送され、反射板をかねた
タイアフラムｌＯに投射される。タイアフラムｌＯ及び
送光ファイバ６、受光ファイバ７は、保持材８及びモー
ルド材９にて固定される。タイアンラムｌＯに投射され
た光は、タイアンラム反射面にて反射し受光ファイバ７
に入射する。との光は圧力検出光１２となり、光臨変動
補償光５ともども受光器１１にて光・電気変換される。
電気信号に変換された光は、演算回路１３にて光源変動
補償光５によシ圧力検出光１２はその比が計算される。
補償光５によシ圧力検出光１２はその比が計算される。
圧力変動があるときの光源震動補償光５に対する圧力検
出光１２の変動の割合はあらかじめ実験等でめてあＱｌ
その割合に基づいて圧力表示回路１４にてタイアンラム
ｉｏに加わる圧力を表示する。
出光１２の変動の割合はあらかじめ実験等でめてあＱｌ
その割合に基づいて圧力表示回路１４にてタイアンラム
ｉｏに加わる圧力を表示する。
圧力に対するタイアンラム１０の変位と、受光ファイバ
７にて受光される圧力検出光１２の関係を第２図に示す
。送光ファイバ６から投射された信号光４げ、第２図（
ａ）に示すように反射面をかねたタイアンラムｌＯにて
反射し、受光コアイノく７に入射し圧力検出光１２とｌ
る０たたし１５は光ファイバのコア、１６ｒＪクラツド
である０この時、ダイアフラム光ファイバ６．７との相
対距離に対する圧力検出光１２の関係は第２図（ｂ）の
様になることは当業者にとっては明らかである。したが
って、圧力によりダイアフラム１０が変位した場合、圧
力検出光１２の変化として圧力ケ検出することができる
。同様にして、タイアンラム１ｏを例えばバイメタルと
することで第１図の構成によシ、光反射型温度検出装置
を形成することができる。
７にて受光される圧力検出光１２の関係を第２図に示す
。送光ファイバ６から投射された信号光４げ、第２図（
ａ）に示すように反射面をかねたタイアンラムｌＯにて
反射し、受光コアイノく７に入射し圧力検出光１２とｌ
る０たたし１５は光ファイバのコア、１６ｒＪクラツド
である０この時、ダイアフラム光ファイバ６．７との相
対距離に対する圧力検出光１２の関係は第２図（ｂ）の
様になることは当業者にとっては明らかである。したが
って、圧力によりダイアフラム１０が変位した場合、圧
力検出光１２の変化として圧力ケ検出することができる
。同様にして、タイアンラム１ｏを例えばバイメタルと
することで第１図の構成によシ、光反射型温度検出装置
を形成することができる。
しかしながら、光反射型圧力検出装置は、光の強度変化
をオリ用して圧力を検出する構成であるため、圧力によ
る圧力検出光１２の光量変化以外はノζたちに測定誤差
となってし−１，９゜このため光源ｌの出力光量につい
ては、光源変動補償光５を光分岐器２にて分岐し、その
光と圧力検出光１２との比全とることで補償している。
をオリ用して圧力を検出する構成であるため、圧力によ
る圧力検出光１２の光量変化以外はノζたちに測定誤差
となってし−１，９゜このため光源ｌの出力光量につい
ては、光源変動補償光５を光分岐器２にて分岐し、その
光と圧力検出光１２との比全とることで補償している。
また、反射板をかねたタイアンラム１０の反射面につい
ても、その反射率が経年変化した場合、一般に反射率が
低下するため圧力検出光１２の光景が低下することがら
、実際の圧力以上にタイアンラムｌＯに圧力が加わって
いること全圧力表示回路、１４は示し、光Ｊｙ、躬型圧
力検出装簡の精度を低下させる。このため、反射板をか
ねたタイアンラム１００反射率の変化、及び光源１から
の出射光３の変動の影響を受けない光反射型圧力検出装
置は、検出装置の精度、信頼性全部めるためにも是非必
要である０〔発明の目的〕 本発明に、この点に鑑みなされたものでその目的とする
ところは、光反射型検出装置において反射板の反射率の
変化による反射光力士の変化、及び光源からの出射光の
変動の影響を受けることなく、高精度に圧ブバ温度等を
検出できる光反射型検出装置を提供することにある。
ても、その反射率が経年変化した場合、一般に反射率が
低下するため圧力検出光１２の光景が低下することがら
、実際の圧力以上にタイアンラムｌＯに圧力が加わって
いること全圧力表示回路、１４は示し、光Ｊｙ、躬型圧
力検出装簡の精度を低下させる。このため、反射板をか
ねたタイアンラム１００反射率の変化、及び光源１から
の出射光３の変動の影響を受けない光反射型圧力検出装
置は、検出装置の精度、信頼性全部めるためにも是非必
要である０〔発明の目的〕 本発明に、この点に鑑みなされたものでその目的とする
ところは、光反射型検出装置において反射板の反射率の
変化による反射光力士の変化、及び光源からの出射光の
変動の影響を受けることなく、高精度に圧ブバ温度等を
検出できる光反射型検出装置を提供することにある。
本発明は、光源からの信号光を送光ファイア＜ｐｃ入射
した後反射板へ投射し、その反射板からの反射光を複数
の神類の受光ファイ・パにて受光した後、それぞれの独
力４の受光ファイバに設けられた受光器にて電気変換し
、それぞれの電気信号の比をｌ９することにより反射板
に加わる圧力、温ｊ親等を検出するものであり、複数の
検知の受光コアイノ（からの受光が二の比を計算するこ
とで反射板のＪｙ、射出変化、及び光源からの出射光の
変動の影響を受けないようにしたことを特徴とする。
した後反射板へ投射し、その反射板からの反射光を複数
の神類の受光ファイ・パにて受光した後、それぞれの独
力４の受光ファイバに設けられた受光器にて電気変換し
、それぞれの電気信号の比をｌ９することにより反射板
に加わる圧力、温ｊ親等を検出するものであり、複数の
検知の受光コアイノ（からの受光が二の比を計算するこ
とで反射板のＪｙ、射出変化、及び光源からの出射光の
変動の影響を受けないようにしたことを特徴とする。
以下本発明の具体的実施例について、図面を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
第３図は、本発明の光反射型圧力検出部の一実施例であ
り、第４図は本発明の光反射型圧力検出部を用いた構成
の一実施例を示したものである０第１図〜第４図の番号
の等しい部分は相当部を示す。第３図（ａ）において、
光源工から送光コアイノく６に入射した信号光４′ は
、反射板をかねたタイアンラムｌＯに投射される。この
投射光は、ダイアフラム１０にて反射され複数の桶類か
ら構成される受光ファイバ１７．１８にて受光され、圧
力検出光１２．１２’となる。この時得られるダイアフ
ラムｌＯと光ファイバ６．１７及び１８との相対距離に
対する圧力検出光１２．１２’の関係は、第３図（ｂ）
のＳｏ、ｓ、のようになる。すなわち、第２図より明ら
かなように、ダイアフラム１０と光ファイバ６．１７．
１８との相対距離に対する圧力検出光１２．１２’の関
係を示す曲線の形状を変えるだめには、ブＣ；ファイバ
のコア径ｄ１、クラツド径ｄ２、元ファイバの臨界角Ｑ
ｃを変えることで達成できる。したがって複数の種類か
ら構成される受光ファイバ１７．１８は、コア径ｄ１、
クラツド径（１２もしくは臨界角Ｑｃのいず汎か少くと
も一つが異なっている。
り、第４図は本発明の光反射型圧力検出部を用いた構成
の一実施例を示したものである０第１図〜第４図の番号
の等しい部分は相当部を示す。第３図（ａ）において、
光源工から送光コアイノく６に入射した信号光４′ は
、反射板をかねたタイアンラムｌＯに投射される。この
投射光は、ダイアフラム１０にて反射され複数の桶類か
ら構成される受光ファイバ１７．１８にて受光され、圧
力検出光１２．１２’となる。この時得られるダイアフ
ラムｌＯと光ファイバ６．１７及び１８との相対距離に
対する圧力検出光１２．１２’の関係は、第３図（ｂ）
のＳｏ、ｓ、のようになる。すなわち、第２図より明ら
かなように、ダイアフラム１０と光ファイバ６．１７．
１８との相対距離に対する圧力検出光１２．１２’の関
係を示す曲線の形状を変えるだめには、ブＣ；ファイバ
のコア径ｄ１、クラツド径ｄ２、元ファイバの臨界角Ｑ
ｃを変えることで達成できる。したがって複数の種類か
ら構成される受光ファイバ１７．１８は、コア径ｄ１、
クラツド径（１２もしくは臨界角Ｑｃのいず汎か少くと
も一つが異なっている。
）Ｘ躬板をかねたダイアフラムｌＯが、経年変化による
酸化変色等によ逆反射率が変化した場合、第３図（１）
）の曲線Ｓ。、Ｓｌ は同一の割合でその影響を受ける
ことになる。したがって反射板が経年変化ヲ受ける以前
の第３図（ｂ）のＡ点におけるＰＯとＰｌの割合と、経
年変化を受けた以後のＡ点でのＰ ｏ ’とＰ１′の割
合ニ竹しくなる。ゆえに、第３図（ｂ）の曲想Ｓυ、Ｓ
Ｉの各点での比率をあらかじめめておき、実際のそれぞ
れの測定した圧力検出光１２゜１２′の比率と比較する
ことによシ、反射板の反射率の変化の影智全受けること
なく高精度な圧力検出が可能となる。
酸化変色等によ逆反射率が変化した場合、第３図（１）
）の曲線Ｓ。、Ｓｌ は同一の割合でその影響を受ける
ことになる。したがって反射板が経年変化ヲ受ける以前
の第３図（ｂ）のＡ点におけるＰＯとＰｌの割合と、経
年変化を受けた以後のＡ点でのＰ ｏ ’とＰ１′の割
合ニ竹しくなる。ゆえに、第３図（ｂ）の曲想Ｓυ、Ｓ
Ｉの各点での比率をあらかじめめておき、実際のそれぞ
れの測定した圧力検出光１２゜１２′の比率と比較する
ことによシ、反射板の反射率の変化の影智全受けること
なく高精度な圧力検出が可能となる。
第４図は、本発明の光反射型圧力検出装置の構成の一実
施例看・示したものである０光源ｌからのイざ号光４′
は、送光ファイバ６に入射し／こ後伝送され、反射板を
かねたダイアフラムｌＯに投射される。ダイアンラム１
０、送光及び受光ファイバ６．１７．１８は、保持拐８
及びモールド材９にて固定される。ダイアフラム１０に
投射された光は、ダイアフラム及射面にて反射し受光フ
ァイバ１７．１８に入射する。これらの光は圧力検出光
１２．１２’となシ、受光器１１にて光・電気変換され
る。電気信号に変換された光は、随算回路１９にて圧力
検出光１２．１２’の比がＭ１初される。
施例看・示したものである０光源ｌからのイざ号光４′
は、送光ファイバ６に入射し／こ後伝送され、反射板を
かねたダイアフラムｌＯに投射される。ダイアンラム１
０、送光及び受光ファイバ６．１７．１８は、保持拐８
及びモールド材９にて固定される。ダイアフラム１０に
投射された光は、ダイアフラム及射面にて反射し受光フ
ァイバ１７．１８に入射する。これらの光は圧力検出光
１２．１２’となシ、受光器１１にて光・電気変換され
る。電気信号に変換された光は、随算回路１９にて圧力
検出光１２．１２’の比がＭ１初される。
圧力変動がある場合の圧力検出光１２．１２’の比率の
変動の割合は、あらかじめ実験等でめてめシ、その割合
に基ついて圧力表示回路２０にて圧力を表示する・なお
、光源ｌの経年変化の影俟が測定に影！＃分与えないこ
とは明らかである。
変動の割合は、あらかじめ実験等でめてめシ、その割合
に基ついて圧力表示回路２０にて圧力を表示する・なお
、光源ｌの経年変化の影俟が測定に影！＃分与えないこ
とは明らかである。
第３図（ｂ）の複数の曲線Ｓｏ、 Ｓ＋’ｉ得る手段と
しては、送光、受光ファイバ６．１７及び１８のコア径
ｄ１、クラツド径ｄ２及び臨界角Ｑｃが異なる光ファイ
バを用いるほか、送光、受光ファイバ６．１７とダイア
フラム１０との距離分それぞれ異なるようにするほか例
えば送光ファイバ６、受光ファイバ１７．１’８ヶ複数
本とし、その配列を変えることでも達成できる。
しては、送光、受光ファイバ６．１７及び１８のコア径
ｄ１、クラツド径ｄ２及び臨界角Ｑｃが異なる光ファイ
バを用いるほか、送光、受光ファイバ６．１７とダイア
フラム１０との距離分それぞれ異なるようにするほか例
えば送光ファイバ６、受光ファイバ１７．１’８ヶ複数
本とし、その配列を変えることでも達成できる。
以上ｒｌＪ’ ）光反射型圧力検出装置に本発明を応用
した場合について述べたが、例えは、反射板をダイアフ
ラムからバイメタルに変えることで光反射型温１度検出
装置名を構成できることは、当業者にとっては明らかな
ことである。
した場合について述べたが、例えは、反射板をダイアフ
ラムからバイメタルに変えることで光反射型温１度検出
装置名を構成できることは、当業者にとっては明らかな
ことである。
本発明によれは、光の反射ｆオＵ用した光反射型検出装
置ｄの反射板の反射率の変化及び光源からの出射光の変
ｊ助に対して、その影響を受けることなく圧ブバ温度等
を検出できるため、及射率の変化及びプロ源の出射光の
変動による測定誤差を防ぐことがでさ、篩精度な測定が
できる。寸たさらに、九ファイバ奮その検出信号の伝送
路として用いていることから、ＺＪＮ型、軽量、 ｉｉ
誘導性のめる本質的安全性の高い光反射型検出装置が要
求される各柚グフントに適用でさ、工業的価値は極めて
太きいり
置ｄの反射板の反射率の変化及び光源からの出射光の変
ｊ助に対して、その影響を受けることなく圧ブバ温度等
を検出できるため、及射率の変化及びプロ源の出射光の
変動による測定誤差を防ぐことがでさ、篩精度な測定が
できる。寸たさらに、九ファイバ奮その検出信号の伝送
路として用いていることから、ＺＪＮ型、軽量、 ｉｉ
誘導性のめる本質的安全性の高い光反射型検出装置が要
求される各柚グフントに適用でさ、工業的価値は極めて
太きいり
第１図は、従来の光反射型圧力検出装置の構成図、第２
図は光反射型検出装ｆｆ″１″、の原理図、第３図は、
本発明の光反射型圧力検出部の一実施例を示す構成図、
第４図は本発明を光出射型圧力検出装置に用いた場合の
一案施例の構成図である。 １・・・光源、２・・・光分岐器、６・・・送光ファイ
バ、１０・・・反射板、７，１７．１８・・・受光ファ
イバ、１１−・・受光器、１３ 、ｌ ９ ・・・ｍ−
＃：回路、１４．２０・・・表示回路。 第 １ 図 ／ｊ ／４ 竿 ２図 （ａン （ｂ） ｒファイバ上１ｌｒｔ不斥ヒ９相灯謬巨鉢第 ３ ｍ （気） （ｃＬ’ン （ｂ） （０） ４８ズ・Ｔ ）ε宵Ｗ、 和１寸−ｇ肉艮第 ４ 図
図は光反射型検出装ｆｆ″１″、の原理図、第３図は、
本発明の光反射型圧力検出部の一実施例を示す構成図、
第４図は本発明を光出射型圧力検出装置に用いた場合の
一案施例の構成図である。 １・・・光源、２・・・光分岐器、６・・・送光ファイ
バ、１０・・・反射板、７，１７．１８・・・受光ファ
イバ、１１−・・受光器、１３ 、ｌ ９ ・・・ｍ−
＃：回路、１４．２０・・・表示回路。 第 １ 図 ／ｊ ／４ 竿 ２図 （ａン （ｂ） ｒファイバ上１ｌｒｔ不斥ヒ９相灯謬巨鉢第 ３ ｍ （気） （ｃＬ’ン （ｂ） （０） ４８ズ・Ｔ ）ε宵Ｗ、 和１寸−ｇ肉艮第 ４ 図
Claims (1)
- １ 光源と、該光源からの出射光を入射伝送するための
送光ファイバと、該送光ファイバの出力側に設けられた
反射板と、該反射板からの反射光を伝送するための複数
の受光ファイバと、該受光ファイバの出力側に設けられ
た複数の受光器と、該受光器からの複数の出力信号を入
力とする演９−回路と、該演算回路の出力を表示する表
示回路からなることを特徴とする光反射型検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59001976A JPS60146112A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 光反射型検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59001976A JPS60146112A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 光反射型検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60146112A true JPS60146112A (ja) | 1985-08-01 |
Family
ID=11516571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59001976A Pending JPS60146112A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 光反射型検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60146112A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62217132A (ja) * | 1985-12-30 | 1987-09-24 | テクノロジ− ダイナミツクス インコ−ポレ−テツド | 光学式圧力検出システム |
| JPH04121669U (ja) * | 1991-04-16 | 1992-10-30 | 日立電線株式会社 | 端子台 |
| JPH07151624A (ja) * | 1993-08-27 | 1995-06-16 | Hughes Aircraft Co | 光ファイバ高温度圧力センサ |
| CN108132093A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-06-08 | 黄辉 | 一种悬膜光纤声波传感器及其制备方法 |
-
1984
- 1984-01-11 JP JP59001976A patent/JPS60146112A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH07151624A (ja) * | 1993-08-27 | 1995-06-16 | Hughes Aircraft Co | 光ファイバ高温度圧力センサ |
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