JPS6027367B2 - 光ファイバ流量計 - Google Patents
光ファイバ流量計Info
- Publication number
- JPS6027367B2 JPS6027367B2 JP55151053A JP15105380A JPS6027367B2 JP S6027367 B2 JPS6027367 B2 JP S6027367B2 JP 55151053 A JP55151053 A JP 55151053A JP 15105380 A JP15105380 A JP 15105380A JP S6027367 B2 JPS6027367 B2 JP S6027367B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- optical fiber
- light
- flowmeter
- fluid
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用野〕
本発明は、光フアィバをセンサとして用いた流量計に関
する。
する。
従来より、管路に瓶発生体を直き鉄瓶発生体により生じ
た渦の数を計数する方式の渦流量計が知られている。
た渦の数を計数する方式の渦流量計が知られている。
このような渦流量計の場合、生じる渦の周波数は流量に
対応したものとなるので、前記周波数を計測することに
より流量を知ることができる。第１図は、渦流量計の従
来例を示す図である。同図において、１は流管である。
２は、流管の管路に置かれた渦発生体である。
対応したものとなるので、前記周波数を計測することに
より流量を知ることができる。第１図は、渦流量計の従
来例を示す図である。同図において、１は流管である。
２は、流管の管路に置かれた渦発生体である。
同図に示す管路を流体が矢印のように流れていると、図
に示す向きに渦が発生する。従釆より、このような渦流
量計に光フアィバを用いて流量を測定する流量計の実現
が望まれていた。〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、光フ
アイバのマイクロペンディング損失と旋光性を利用した
流量計を実現することを目的とする。
に示す向きに渦が発生する。従釆より、このような渦流
量計に光フアィバを用いて流量を測定する流量計の実現
が望まれていた。〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、光フ
アイバのマイクロペンディング損失と旋光性を利用した
流量計を実現することを目的とする。
本発明は、光源と、
該光源の光出力を直線偏光する偏光子と、該偏光子の光
出力を受ける光フアィバと、‐該光ファイ‐バを流体部
に浸すセンサ部と、該センサ部で流体の頚。
出力を受ける光フアィバと、‐該光ファイ‐バを流体部
に浸すセンサ部と、該センサ部で流体の頚。
圧を受けて旋光されるととともにマイクロベンデング損
失を受けた光のうち特定の旋光角のもののみを通過させ
る検光子と、該検光子の光世力を電気信号に変換する光
電変換回路と＾該変換回路の出力を受ける増幅器と、 該増幅器の出力をパルス化する比較回路とにより構成さ
れてなる光ファィバ流量計である。
失を受けた光のうち特定の旋光角のもののみを通過させ
る検光子と、該検光子の光世力を電気信号に変換する光
電変換回路と＾該変換回路の出力を受ける増幅器と、 該増幅器の出力をパルス化する比較回路とにより構成さ
れてなる光ファィバ流量計である。
〔実施例〕以下、、図面により本発明を説明する。
第２図は本発明に係る光フアイバ流量計の一実施例を示
した図であ。
した図であ。
第２図において、３は光源である。
光源の種類はしーザ、発光ダイオード等何であってもよ
い。３川ま偏光子であり、光線３の光出力を直線偏光す
る。
い。３川ま偏光子であり、光線３の光出力を直線偏光す
る。
４は光フアイバであり、偏光子３０の光世力を受ける。
５は流管であって、その中を流体を流れている。６はセ
ンサ部であり、前記流管５の内部に設置されている。
５は流管であって、その中を流体を流れている。６はセ
ンサ部であり、前記流管５の内部に設置されている。
該センサ部６の中を前記光フアィバ４が通じている。３
１は検光子であり、センサ部６で流体の預り圧を受けて
旋光されるとともにマイクロベンデング損失を受けた光
のうち特定の旋光角のもののみを通過させる。
１は検光子であり、センサ部６で流体の預り圧を受けて
旋光されるとともにマイクロベンデング損失を受けた光
のうち特定の旋光角のもののみを通過させる。
７は光電変換回路であり、検光子３１の光世力を電気信
号に変換する。
号に変換する。
光電変換素子としては例えばフオトダイオードが用いら
れる。８は増幅器であり、光電変換回路７の出力を受け
てこれを適当な大きさのレベルまで増幅する。
れる。８は増幅器であり、光電変換回路７の出力を受け
てこれを適当な大きさのレベルまで増幅する。
９は整流回路であり、該増幅器の出力を整流する。
Ｃ，，Ｃ２はそれぞれ光電変換回路７と増幅器８及び増
幅器８と整流回路９間に接続されたキャバシタである。
１０は比較回路であり、整流回路９の出力と或る一定電
圧とを比較する。
幅器８と整流回路９間に接続されたキャバシタである。
１０は比較回路であり、整流回路９の出力と或る一定電
圧とを比較する。
１１は周波数安定化回路であり、比較回路１０からとり
出されるパルス周波数を安定化する。
出されるパルス周波数を安定化する。
安定化回路としては例えばＰＬＬ回路等が用いられる。
次に、このように構成された光フアィバ流量計の動作に
ついて説明する。
次に、このように構成された光フアィバ流量計の動作に
ついて説明する。
光源３から発せられた光は、偏光子３０１こよって直線
偏光される。
偏光される。
この光は、光フアィバ４を介して管路を通過する。管路
中は流体が流れているので、センサ部６内の光ファィバ
４は流体振動を受ける。
中は流体が流れているので、センサ部６内の光ファィバ
４は流体振動を受ける。
これによって、この部分の光フアィバには多数の細かな
曲げ変形（マイクロベンド）が生じる。このため、光フ
ァィバ４を通過する光にはマイクロペンディング損失が
発生する。このマイクロペンディング損失は、流体の振
動周波数で振幅変調される。これにより、光フアィバ４
を通過する光は変調を受ける。また、偏光子３０の出力
光は、センサ部６で流体による側圧を受けて旋光される
。
曲げ変形（マイクロベンド）が生じる。このため、光フ
ァィバ４を通過する光にはマイクロペンディング損失が
発生する。このマイクロペンディング損失は、流体の振
動周波数で振幅変調される。これにより、光フアィバ４
を通過する光は変調を受ける。また、偏光子３０の出力
光は、センサ部６で流体による側圧を受けて旋光される
。
旋光された光は、検光子３１に入って、特定の旋光角８
をもつ光のみが通過させられる。このときの検光子３１
の出力は、光フアィバ入力光強度を１としてＫ１ｃｏｓ
２８（Ｋ：定数）で表わされる。この場合は、流体振動
によるマイクロペンディング損失で１が変化し、更に旋
光性で碇光角８を変化する。検光子３１の光出力は、光
電変換回路７により電気信号に変換される。この電気信
号は、続く増幅器８により増幅される。増幅された信号
は、整流回路９で整流されて直流に変換される。
をもつ光のみが通過させられる。このときの検光子３１
の出力は、光フアィバ入力光強度を１としてＫ１ｃｏｓ
２８（Ｋ：定数）で表わされる。この場合は、流体振動
によるマイクロペンディング損失で１が変化し、更に旋
光性で碇光角８を変化する。検光子３１の光出力は、光
電変換回路７により電気信号に変換される。この電気信
号は、続く増幅器８により増幅される。増幅された信号
は、整流回路９で整流されて直流に変換される。
この整流回路９の出力は、あるオフセットを持った脈動
となっている。比較回路１川ま、この整流回路９の出力
を、或る定電圧と比較してオフセットのないパルス出力
に変換する。比較回路１０の出力は、続く周波数安定化
回路１１に入力する。該周波数安定化回路は、入力信号
に急激な擾乱が起きたときにも周波数を一定に保つよう
に動作する。このような目的のために通常はＰＬＬ回路
等が用いられる。周波数安定化回路１１の出力ＶｏｕＴ
が第２図に示す光フアィバ流量計の出力となる。出力Ｖ
ｏＵＴは、流体の振動周波数に対応しており、この振動
周波数を計測すれば流体の流量を知ることができる。即
ち、第２図に示す装置を光フアィバ流量計として利用す
ることができる。光源を渦周波数より高い周波数で変調
することで、電気信号として扱い易い周波数帯を利用で
きる。同期検波等を利用することもできる。第２図に示
す装置の場合は、入力光強度１と碇光角８の変化を周波
数変化としてとり出して、流量に対応したパルス出力Ｖ
ｏＵＴを得ている。
となっている。比較回路１川ま、この整流回路９の出力
を、或る定電圧と比較してオフセットのないパルス出力
に変換する。比較回路１０の出力は、続く周波数安定化
回路１１に入力する。該周波数安定化回路は、入力信号
に急激な擾乱が起きたときにも周波数を一定に保つよう
に動作する。このような目的のために通常はＰＬＬ回路
等が用いられる。周波数安定化回路１１の出力ＶｏｕＴ
が第２図に示す光フアィバ流量計の出力となる。出力Ｖ
ｏＵＴは、流体の振動周波数に対応しており、この振動
周波数を計測すれば流体の流量を知ることができる。即
ち、第２図に示す装置を光フアィバ流量計として利用す
ることができる。光源を渦周波数より高い周波数で変調
することで、電気信号として扱い易い周波数帯を利用で
きる。同期検波等を利用することもできる。第２図に示
す装置の場合は、入力光強度１と碇光角８の変化を周波
数変化としてとり出して、流量に対応したパルス出力Ｖ
ｏＵＴを得ている。
〔効 果〕このような光フアィバ流量計によれば、次の
ような効果が得られる。
ような効果が得られる。
‘１１ 本質的に防嬢性がある。
■ 電気的ノイズの影響を受けない。
‘３’ センサ部と電気回路部を能動的手段を付加する
ことなく１舷以上離すことができる。
ことなく１舷以上離すことができる。
｛４１ 光フアィバは細径であるため、感度向上のため
の手段がとり易い。
の手段がとり易い。
更に高温度での使用に耐えることができる。｛５１ セ
ンサ部６が渦発生体になるとともに流体中で光フアイバ
４を覆っているため、簡単な構成で高速流体に対しても
十分な強度が得られる。
ンサ部６が渦発生体になるとともに流体中で光フアイバ
４を覆っているため、簡単な構成で高速流体に対しても
十分な強度が得られる。
■ センサ部６の中に光ファィバ４をそのまま通しただ
けであるため、光フアィバ４に加工を施す必要がない。
｛７’光のマイクロペンディング損失と旋光性を利用し
て流量を測定しているため、高い実効感度が得られる。
けであるため、光フアィバ４に加工を施す必要がない。
｛７’光のマイクロペンディング損失と旋光性を利用し
て流量を測定しているため、高い実効感度が得られる。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば光フアィ
バのもつ性質を利用した流量計を実現することができる
。
バのもつ性質を利用した流量計を実現することができる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の渦流量計の構成を示す図、第２図は本発
明の一実施例を示す図である。 ３・…・・光源、４・…・・光フアィバ、５・・…・流
管、６・・・・・・センサ部、７・・・・・・光電変換
回路、８・・・…増幅器、９・・・・・・整流回路、１
０・・・・・・比較回雛、３０・・・・・・偏光子、３
１・・・・・・検光子。 第１図図 Ｎ 船
明の一実施例を示す図である。 ３・…・・光源、４・…・・光フアィバ、５・・…・流
管、６・・・・・・センサ部、７・・・・・・光電変換
回路、８・・・…増幅器、９・・・・・・整流回路、１
０・・・・・・比較回雛、３０・・・・・・偏光子、３
１・・・・・・検光子。 第１図図 Ｎ 船
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光源と、 該光源の光出力を直線偏光する偏光子と、該偏光子の光
出力を受ける光フアイバと、該光フアイバを流体部に浸
すセンサ部と、該センサ部で流体の測圧を受けて旋光さ
れるととともにマイクロペンデング損失を受けた光のう
ち特定の旋光角のもののみを通過させる検光子と、該検
光子の光出力を電気信号に変換する光電変換回路と、該
変換回路の出力を受ける増幅器と、 該増幅器の出力をパルス化する比較回路とにより構成さ
れてなる光フアイバ流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55151053A JPS6027367B2 (ja) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | 光ファイバ流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55151053A JPS6027367B2 (ja) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | 光ファイバ流量計 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59085215A Division JPS6057213A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 光フアイバ流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5774615A JPS5774615A (en) | 1982-05-10 |
| JPS6027367B2 true JPS6027367B2 (ja) | 1985-06-28 |
Family
ID=15510262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55151053A Expired JPS6027367B2 (ja) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | 光ファイバ流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027367B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59197825A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-11-09 | Mitsubishi Motors Corp | エンジン吸気量検出装置 |
| US4628197A (en) * | 1984-05-21 | 1986-12-09 | The Babcock & Wilcox Company | Electronics for fiber optic vortex shedding flow meter |
| US4552026A (en) * | 1984-10-22 | 1985-11-12 | The Babcock & Wilcox Company | Sensor for a vortex shedding flowmeter |
| JPS6246327U (ja) * | 1985-08-15 | 1987-03-20 | ||
| US4958070A (en) * | 1988-11-07 | 1990-09-18 | The Babcock & Wilcox Company | Digital electronics for controlling a fiber optic shedding flowmeter |
-
1980
- 1980-10-28 JP JP55151053A patent/JPS6027367B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5774615A (en) | 1982-05-10 |
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