JPS60225034A - 光学式プロ−ブ - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、測定対象物からの光を受光して伝送する為の
光学式プローブに関するものである。

従来の技術 近年、温度やその他の各種物理量を光学的に測定する技
術が開発されている。この様な測定に於いて光パワーメ
ータ等で光パワー等を測定する為には、測定対象物から
の光を受光すると共にこの受光した光を光パワーメータ
等にまで伝送する光学式プローブが必要である。

第４図は、光学式温度針で使用されている光学式プロー
ブの一従来例を示している。この従来例では、測定対象
物からの光を球面レンズ１によって光ファイバ２の端面
に集光し、この集光した光を光ファイバ２によって光パ
ワーメータ３にまで伝送している。

光ファイバ２の材質は石英ガラスであるが、石英ガラス
光ファイバは開口数が０．２５〜０．２７と小さい。こ
の為に、必要な光量を得られる様に、光ファイバ２は複
数の心線を束ねて樹脂で固定した複心光ファイバとなっ
ている。しかしこの様な樹脂は耐熱性がないので、特に
高い温度を測定する場合でもこの樹脂が保護される様に
、遮熱部材としての光ロッド４が光ファイバ２の端面に
接続されている。

レンズｌ、光ロッド４及び光ファイバ２の端部はハウジ
ング（図示せず）に収納されており、レンズ１がこのハ
ウジングの外部に臨んでいる。このハウジングにはレン
ズ１の近傍に開Ｌ１を自する通気路か形成されており、
ごの通気路からの気流によってレンズ１に塵芥が何着す
るのを防止している。

発明が解決しようとする問題点 とごろが、球面レンズ１と光ファイバ２の端面とは密接
させることができないので、この従来例では光学式プロ
ーブが大型になってしまう。

また、光ファイバ２が複心光ファイバであるので、この
光ファイバ２をコネクタ等によって他の光ファイバに接
続することができない。この為に、光ファイバ２は測定
対象物の近傍から光パワーメータ３までの長さを有する
必要があり、光学式プローブの操作性がよくない。

また、光ファイバ２が複心光ファイバであるので、光ロ
ット４と光ファイバ２との接続損失が大きく、温度を高
感度で測定することができない。

また、球面レンズ１を使用すると、この球面レンズｌに
塵芥が付着するのを防止する為の気流が乱流になる。こ
の為に、この気流が測定対象物に対する外乱になったり
雰囲気の揺らぎをノ１したりして、温度を高精度で測定
することができない。

本発明は、上述の問題点に鑑み、小型−ζ且つ操作性が
よくしかも高感度高精度の測定が可能な光学式プローブ
を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明による光学式プローブは、ハウジングに収納され
て一端面がこのハウジングの外部に臨んでいる屈折率分
布型レンズと、この屈折率分布型レンズの他端面に接続
されている多成分ガラス光ファイバと、前記ハウジング
内に形成されており前記一端面を横断する気流を形成す
る様に前記端面の近傍に開口を有している通気路とを人
々具備している。

作用 本発明による光学式プローブは、測定対象物からの光を
屈折率分布型レンズによって集光し、この集光した光を
多成分ガラス光ファイバによって伝送する。

実施例 以Ｆ、光学式温度ツ１に適用した本発明の一実施例を第
１図〜第３図を参照しながら説明する。

第１図に示す様に、本実施例では、セラミックス類のス
リーブｌｌ内に固定されている屈折重分４１型レンス１
２が、略円筒状のハウジング１３内に収納されているル
ンズ１２の一端面１２八はハウジング１３の外部に臨ん
でおり、他端面１２Ｂには光ファイバ１４の端面が密接
している。

光ファイバ１４は、多成分ガラスから成る単心光ファイ
バである。多成分ガラス光ファイバは大きな開口数を有
することができるので、単心光ファイバでも多くの光量
を伝送することができるが、その為には開［］数が０．
４以上に設定されていることが望ましい。

ハウジング１３はセラミックス類の前半部１３八と金属
製の後半部１３Ｂとが接合されたものであり、レンズ１
２はセラミックス類のり１１半部１３Ａに収納されてい
る。金属製の後半部１．３　Ｂの外周面には、フランジ
１３ｃが一体に成形されると共に、袋ナツト１５がはめ
込まれている。また、ハウジング１３には通気路１６が
形成されζおり、この通気路１６はレンズ１２の一端面
＋２Ａの迦傍に開口１６Ａを有してしる。

この様な実施例で温度を測定するには、第１図に示す様
に、測定対象物（図示せず）の近傍に設けられている壁
面１７の開口１７Ａへハウジング１３を挿入して袋ナツ
ト１５で固定する。すると、測定対象物からの光がレン
ズ１２へ入射し、この入射した光は光ファイバ１４の端
面に集光されて光パワーメータ（図示せず）まで伝送さ
れる。

このとき、通気路１６へ空気１８を供給する。

この空気１８は、開ｒｌ　１６　Ａから排出され、レン
ズ１２の一端面１２Ａを横断する気流となって、一端面
１２Ａに塵芥が付着するのを防止する。

第１表は、本実施例の光学素子の諸元を示している。ま
た、第２図は、本実施例によって温度を測定したときの
、レンズ１２の一端面＋２Ａから測定対象物までの距離
りと測定スポット径りとの関係を示しており、第３図は
そのときの測定対象物の温度と受光パワーとの関係を示
している。

第　１　表 以上の様に、本実施例では、光ファイバ１４を多成分ガ
ラスで形成しているので単心光ファイバでも多（の光量
を伝送することができ、光フアイバ同士を樹脂で束ねた
腹心光ファイバとする必要がない。従って、高温の対象
物の温度を測定する場合でも遮熱部材が不要であり、光
学式プローブを小型にすることができる。

また、本実施例では、ハウジング１３の前半部１３Ａを
セラミックスで形成しているので、誘導加熱炉の様な磁
界中でもこの磁界に大きな影響を与えることなく温度を
測定することができる。

なお、上記の実施例は本発明による光学式プローブを光
学式温度計に適用したものであるが、本発明による光学
式プローブは温度ｄ１以外の各種光学式装置にも適用す
ることができる。

発明の効果 本発明による光学式プローブは、集光レンズとして屈折
率分布型レンズを使用しているので、この屈折率分布型
レンズと光ファイバとを密接さゼて、光学式プローブを
全体として小型にするごとができる。

また、多成分ガラス光ファイバは大きな開［１敗を有す
ることができるので、単心光ファイバでも多くの光量を
伝送することができ、複心光ファイバにする必要がない
。この為に、コネクタ等によって他の光ファイバに接続
することができ、長い光ファイバを必要としないので、
光学式プローブの操作性がよい。

また、光ファイバを複心にする必要がないので、光ファ
イバと屈折率分布型レンズとの接ｈ’ｔ　ｔｆｉ失が少
なく、高感度の測定が可能である。

また、屈折率分布型レンズは端面が平坦でもよいので、
この端面に塵芥が付着するのを防止する　ｉ為の気流か
乱流になりにくい。この為に、この気流か測定対象物に
対する外乱になったり雰囲気の揺らぎを生したりするこ
とが少なく、高精度の測定が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１１メ１は本発明め一実施例を示す概略的な断面図、
第２図及び第３図は第１図に示した一実施例による温度
測定の夫々条件及び結果を示すグラフである。 第４図は本発明の一従来例を示す概略的な側面図である
。 なお図面に用いられた符号において、 １２　屈折率分布型レンズ １２Ａ　一端面 １２Ｂ　他端面 １３　ハウジング １４　光ファイバ １６　通気路 １６Ａ　開口 である。 −

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハウジングに収納されて一端面がこのハウジングの外部
   に臨んでいる屈折率分布型レンズと、この屈折率分布型
   レンズの他端面に接続されている多成分ガラス光ファイ
   バと、前記ハウジング内に形成されており前記一端面を
   横断する気流を形成する様に前記一端面の近傍に開口を
   有している通気路とを夫々具備する光学式プローブ。