JPS6113119A - 温度測定装置 - Google Patents
温度測定装置Info
- Publication number
- JPS6113119A JPS6113119A JP13550884A JP13550884A JPS6113119A JP S6113119 A JPS6113119 A JP S6113119A JP 13550884 A JP13550884 A JP 13550884A JP 13550884 A JP13550884 A JP 13550884A JP S6113119 A JPS6113119 A JP S6113119A
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- JP
- Japan
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- light
- temperature
- wavelength
- absorption end
- optical
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/12—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は温度測定装置に関し１特に光の透過率が温度
によって変化する材料を用いた温度測定装置に関するも
のである。
によって変化する材料を用いた温度測定装置に関するも
のである。
第１図は例えば特開昭５７−７９４１７号公報に示され
たこの種従来の装置の構成を示すブロック図である。図
において、（ｌａ）、（ｌｂ）はそれぞれ発光素子駆動
回路、（ｓａ）、（ｓｂ）はそれぞれ発光素子、（７）
は光結合器、（８ａ）、（８ｂ）はそれぞれ光ファイバ
、（２） 、 （４）もそれぞれ元ファイバ、（９）は
温度センサで、第２図はその拡大図で温度によって光の
透過率が変化する材料（３）（例えばＧａＡｓ等の子導
体結晶あるいは非晶質体）を光ファイバ（２）と（４）
との間にはさみ接着剤（９ａ）で取付けたものである。
たこの種従来の装置の構成を示すブロック図である。図
において、（ｌａ）、（ｌｂ）はそれぞれ発光素子駆動
回路、（ｓａ）、（ｓｂ）はそれぞれ発光素子、（７）
は光結合器、（８ａ）、（８ｂ）はそれぞれ光ファイバ
、（２） 、 （４）もそれぞれ元ファイバ、（９）は
温度センサで、第２図はその拡大図で温度によって光の
透過率が変化する材料（３）（例えばＧａＡｓ等の子導
体結晶あるいは非晶質体）を光ファイバ（２）と（４）
との間にはさみ接着剤（９ａ）で取付けたものである。
αＯは受光素子で、光電変換装置（５）の入力部を取出
したものを示したものである。（ｌｌａ） 、 （ｌｌ
ｂ）はそれぞれスイッチ回路、（１２ａ） 、 （１２
ｂ）はそれぞれ平滑回路、ａ４は演算器、（１８ａ）
、 （１８ｂ）はそれぞれパルス発生器である。
したものを示したものである。（ｌｌａ） 、 （ｌｌ
ｂ）はそれぞれスイッチ回路、（１２ａ） 、 （１２
ｂ）はそれぞれ平滑回路、ａ４は演算器、（１８ａ）
、 （１８ｂ）はそれぞれパルス発生器である。
第８図はパルス発生器（１８ａ） 、 （１８ｂ）の出
力を示す波形図であって、第８図（ａ）はパルス発生器
（１８ａ）の出力電圧、第８図（ｂｌはパルス発生器（
１８ｂ）の出力電圧を示す。
力を示す波形図であって、第８図（ａ）はパルス発生器
（１８ａ）の出力電圧、第８図（ｂｌはパルス発生器（
１８ｂ）の出力電圧を示す。
また第４図は温度センサ（９）の波長依存性と温度との
関係の一例を示す特性図である。
関係の一例を示す特性図である。
第４図から明らかなように、波長λ２の光は温度Ｔ、
、 Ｔ３の範囲で変化するときに温度センサ（９）の透
過率が変化するが、波長λ４の光は温度が変化しても温
度センサ（９）の透過率が変化しない。第１図に示す発
光素子（６ａ）は波長λ２の光を発光し、発光素子（６
ｂ）は波長λ４の光を発光するように選んである。
、 Ｔ３の範囲で変化するときに温度センサ（９）の透
過率が変化するが、波長λ４の光は温度が変化しても温
度センサ（９）の透過率が変化しない。第１図に示す発
光素子（６ａ）は波長λ２の光を発光し、発光素子（６
ｂ）は波長λ４の光を発光するように選んである。
この明細書では仮にλ４を第１の波長、λ２を第２の波
長という。また発光素子駆動回路（１ａ）には第８図（
ａｌに示す電圧を加えて発光素子（６ａ）を発光させ、
発光素子駆動回路（１ｂ）には第８図（ｂ）に示す電圧
を加えて発光素子（６ｂ）を発光させる。発光素子（６
ａ）からの波長＾２の光は光ファイバ（８ａ）を経て、
また発光素１６ｂ）からの波長＾４の光は光ファイバ（
８ｂ）を経て光結合器（７）で加え合されて光ファイバ
（２）に入射される。発光素子駆動回路（ｌａ）、（ｌ
ｂ） 、発光素子（６ａ）、（６ｂ） 、光ファイバ（
ｓａ）、（ｓｂ） 、光結合器（７）を総合して光源と
すれば、この光源は第１の波長の光と第２の波長の光と
を時分割的に発生して光ファイバ（２）に入射するとい
うことができる。
長という。また発光素子駆動回路（１ａ）には第８図（
ａｌに示す電圧を加えて発光素子（６ａ）を発光させ、
発光素子駆動回路（１ｂ）には第８図（ｂ）に示す電圧
を加えて発光素子（６ｂ）を発光させる。発光素子（６
ａ）からの波長＾２の光は光ファイバ（８ａ）を経て、
また発光素１６ｂ）からの波長＾４の光は光ファイバ（
８ｂ）を経て光結合器（７）で加え合されて光ファイバ
（２）に入射される。発光素子駆動回路（ｌａ）、（ｌ
ｂ） 、発光素子（６ａ）、（６ｂ） 、光ファイバ（
ｓａ）、（ｓｂ） 、光結合器（７）を総合して光源と
すれば、この光源は第１の波長の光と第２の波長の光と
を時分割的に発生して光ファイバ（２）に入射するとい
うことができる。
この入射された光が光ファイバ（２）、温度センサ（９
）、光ファイバ（４）を経て受光素子０ｄに入射し電圧
信号に変換され光電変換装置（５）で増幅されスイッチ
回路（１１ａ）、（ｕｂ）に入力される。このスイッチ
回路（１１ａ ） ＋ （１１ｂ ）はそれぞれ第８図
（ａ）及び（ｂ）に示すパルスで発光素子駆動回路（６
ａ） 、（６ｂ）と同期して制御されるので、スイッチ
回路（ｌｌａ）からは波長λ２の光が変換された電圧信
号だけが出力し、スイッチ回路（１１ｂ）からは波長八
番の光が変換された電圧信号だけが出力する。これらの
出力をそれぞれ平滑回路（１２ａ） 、 （１２ｂ）に
より平滑化した直流電圧をに比例する電圧を出力する。
）、光ファイバ（４）を経て受光素子０ｄに入射し電圧
信号に変換され光電変換装置（５）で増幅されスイッチ
回路（１１ａ）、（ｕｂ）に入力される。このスイッチ
回路（１１ａ ） ＋ （１１ｂ ）はそれぞれ第８図
（ａ）及び（ｂ）に示すパルスで発光素子駆動回路（６
ａ） 、（６ｂ）と同期して制御されるので、スイッチ
回路（ｌｌａ）からは波長λ２の光が変換された電圧信
号だけが出力し、スイッチ回路（１１ｂ）からは波長八
番の光が変換された電圧信号だけが出力する。これらの
出力をそれぞれ平滑回路（１２ａ） 、 （１２ｂ）に
より平滑化した直流電圧をに比例する電圧を出力する。
この明細書では仮にＶλ４を第１の電圧信号、Ｖλ２を
第２の電圧信号という。先に説明したように、波長λ４
の光は温度センサ（９）を通過しても温度によって強度
の変化は無く１波長＾２の光は温度センサ（９）の温度
によって強度が変化する。また温度センサ（９）の光フ
ァイバ（２）。
第２の電圧信号という。先に説明したように、波長λ４
の光は温度センサ（９）を通過しても温度によって強度
の変化は無く１波長＾２の光は温度センサ（９）の温度
によって強度が変化する。また温度センサ（９）の光フ
ァイバ（２）。
（４）と材料（３）との結合効率が変化すると、波長λ
２の光も波長λ４の光もその強度が同じように変化する
ため、演算器α荀でＶｏ：’Ａ２／Ｖλ４の演算をして
信号ｖｏを出力すれば、信号Ｖ０は温度センサ（９）の
結合効率の変化による出力の変動が除去される。
２の光も波長λ４の光もその強度が同じように変化する
ため、演算器α荀でＶｏ：’Ａ２／Ｖλ４の演算をして
信号ｖｏを出力すれば、信号Ｖ０は温度センサ（９）の
結合効率の変化による出力の変動が除去される。
従来の温度測定装置は以上のように構成されているので
・ ２つの波長の光源を必要とし、しかもそれらが互い
に一定の強度関係になるように制御する必要があり１装
置が複雑で高価になるという欠点があった。
・ ２つの波長の光源を必要とし、しかもそれらが互い
に一定の強度関係になるように制御する必要があり１装
置が複雑で高価になるという欠点があった。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、光源を一定の波長スペクトルを
有する光を発生する単一のもので構成し、その波長スペ
クトルにおいて、材料の光の吸収端の移動範囲より長波
長域又は短波長域の光を参照光として光の吸収端の移動
に伴なう光量変化を受けた光との比を演算することで光
伝送路での損失変化を補償することができる温度測定装
置を提供することを目的とするものである。
ためになされたもので、光源を一定の波長スペクトルを
有する光を発生する単一のもので構成し、その波長スペ
クトルにおいて、材料の光の吸収端の移動範囲より長波
長域又は短波長域の光を参照光として光の吸収端の移動
に伴なう光量変化を受けた光との比を演算することで光
伝送路での損失変化を補償することができる温度測定装
置を提供することを目的とするものである。
以下、図面についてこの発明の詳細な説明する。第５図
はこの発明の一実施例における温度測定装置の構成を示
すブロック図で、第１図と同一符号は同−又は相当部分
を示す。すなわち（１）は発光素子駆動回路、（６）は
発光素子、（２） 、 （４）は光ファイバ、（９）は
温度センサで第２図に示すものと同様のものである。そ
して発光素子駆動回路（１）と発光素子（６）とにより
光源を構成する。発光素子（６）としてはＬＥＤが使用
される。０Ｑは分岐器、ａ・は光学フイルタ、（５ａ）
、（５ｂ）はそれぞれ受光器、α荀は演算器である。第
６図は温度センサ（９）の波長依存性と温度との関係及
びＬ Ｅ Ｄ （６）の波長スペクトルと光学フィルタ
αＱの透過特性の関係の一例を示す特性図である。
はこの発明の一実施例における温度測定装置の構成を示
すブロック図で、第１図と同一符号は同−又は相当部分
を示す。すなわち（１）は発光素子駆動回路、（６）は
発光素子、（２） 、 （４）は光ファイバ、（９）は
温度センサで第２図に示すものと同様のものである。そ
して発光素子駆動回路（１）と発光素子（６）とにより
光源を構成する。発光素子（６）としてはＬＥＤが使用
される。０Ｑは分岐器、ａ・は光学フイルタ、（５ａ）
、（５ｂ）はそれぞれ受光器、α荀は演算器である。第
６図は温度センサ（９）の波長依存性と温度との関係及
びＬ Ｅ Ｄ （６）の波長スペクトルと光学フィルタ
αＱの透過特性の関係の一例を示す特性図である。
以下、動作の説明をする。第５図においてＬＥＤ（６）
はＬＥＤ駆動回路（１）で連続駆動されており、その波
長スペクトルは第６図に示すような正規分布をするのが
一般である。一方、温度センサ（９）の材料（３）に使
用される半導体結晶のようなものはその光の吸収端特性
は第６図のごとく、非常に急峻な形をとる。その吸収端
の温度依存性は、測定温度Ｔ１からＴ３の間で図のよう
に変化する。そこでＬ Ｅ Ｄ （６）の中心波長近傍
に吸収端特性がくるようにＬ Ｅ Ｄ （６）又は温度
センサ（９）の材料（３）を選べば、第６図のような関
係を得る。光ファイバ（２）に入射した光は温度センサ
（９）を経て光ファイバ（４）を通り、分岐器（へ）で
２分され、一方の第１の光信号は、光学フイｌレタａＱ
を通り、受光器（５ａ）で光電変換され第１の電気信号
（ｖｌ）とされる。この光学フィルタＱｆ９の特性は第
６図に示すように温度センサ（９）の吸収端波長の移動
範囲より長波長の光しか通さないので、温度センサ（９
）の温度が変化しても第１の電気信号（ｖｌ）は変化し
ない。他方、受光器（５ｂ）で光電変換された第２の電
気信号（■２）は、温度により変化する。
はＬＥＤ駆動回路（１）で連続駆動されており、その波
長スペクトルは第６図に示すような正規分布をするのが
一般である。一方、温度センサ（９）の材料（３）に使
用される半導体結晶のようなものはその光の吸収端特性
は第６図のごとく、非常に急峻な形をとる。その吸収端
の温度依存性は、測定温度Ｔ１からＴ３の間で図のよう
に変化する。そこでＬ Ｅ Ｄ （６）の中心波長近傍
に吸収端特性がくるようにＬ Ｅ Ｄ （６）又は温度
センサ（９）の材料（３）を選べば、第６図のような関
係を得る。光ファイバ（２）に入射した光は温度センサ
（９）を経て光ファイバ（４）を通り、分岐器（へ）で
２分され、一方の第１の光信号は、光学フイｌレタａＱ
を通り、受光器（５ａ）で光電変換され第１の電気信号
（ｖｌ）とされる。この光学フィルタＱｆ９の特性は第
６図に示すように温度センサ（９）の吸収端波長の移動
範囲より長波長の光しか通さないので、温度センサ（９
）の温度が変化しても第１の電気信号（ｖｌ）は変化し
ない。他方、受光器（５ｂ）で光電変換された第２の電
気信号（■２）は、温度により変化する。
従って受光器（６ａ）の出力である第１の電気信号α、
）をリファレンスとし、この値で光源又は光伝送路での
光の変動を補正するように受光器（５ｂ）の出力である
第２の電気信号（■２）を演算器Ｑ４１で除してやれば
、正確な測定が可能となる。まだ演算器ａくで温度との
関係を直線補正するものである。
）をリファレンスとし、この値で光源又は光伝送路での
光の変動を補正するように受光器（５ｂ）の出力である
第２の電気信号（■２）を演算器Ｑ４１で除してやれば
、正確な測定が可能となる。まだ演算器ａくで温度との
関係を直線補正するものである。
なお、以上の一実施例では、材料（３）の光の吸収端の
移動範囲より長波長域の光をすべて、リファレンス用と
して利用したが、その一部だけを通す狭帯域の光学フイ
７レタを使用してもよい。更に、吸収端より低波長域を
透過する特性を有する材料（３）を使用する場合は、こ
の吸収端の移動範囲より短波長域の光を透過させる光学
フィルタＱｉ９を使用する必要がある。また、発光素子
（６）としてはＬＥＤに限らず一定の波長スペクト／ｌ
／を有する他の手段でもよい。
移動範囲より長波長域の光をすべて、リファレンス用と
して利用したが、その一部だけを通す狭帯域の光学フイ
７レタを使用してもよい。更に、吸収端より低波長域を
透過する特性を有する材料（３）を使用する場合は、こ
の吸収端の移動範囲より短波長域の光を透過させる光学
フィルタＱｉ９を使用する必要がある。また、発光素子
（６）としてはＬＥＤに限らず一定の波長スペクト／ｌ
／を有する他の手段でもよい。
この発明は以上説明したように、温度によって光の吸収
端が移動）する材料を通った単一光源からの光の内、上
記吸収端の移動範囲より長波長又は短波長域の光を参照
光とし、上記吸収端の移動に伴なう光量変化を受けた光
との比を演算する構成としだので、簡単かつ安価な構成
で光伝送路での損失変化を補償して正確な温度測定がで
きるという効果がある。
端が移動）する材料を通った単一光源からの光の内、上
記吸収端の移動範囲より長波長又は短波長域の光を参照
光とし、上記吸収端の移動に伴なう光量変化を受けた光
との比を演算する構成としだので、簡単かつ安価な構成
で光伝送路での損失変化を補償して正確な温度測定がで
きるという効果がある。
第１図は従来の温度測定装置の構成を示すブロック図、
第２図は第１図の温度センサの拡大図、第８図は第１図
のパルス発生器の出力電圧を示す図、第４図は第１図の
温度センサの波長依存性と温度との関係を示す特性図、
第６図はこの発明の一実施例における温度測定装置の構
成を示すブロック図、第６図は第５図の温度センサの波
長依存性と温度との関係及びＬＥＤの波長スペクトルと
光学フイルタの透過特性を示す特性図である。図におい
て、（１）及び（６月よ光源を構成するそれぞれ発光素
子駆動回路及び発光素子、（２）（４）は光ファイバ、
（３）は材料、（５ａ）、（５ｂ）は受光器、（９）は
温度センサ、０→は演算器、（イ）は分岐器、α６は光
学フイルタ、α１）及び（■２）はそれぞれ第１及び第
２の電気信号である。なお、図中同一符号は同−又は相
当部分を示す０ 代荷人 大岩増雄 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 ＋Ｊ長
第２図は第１図の温度センサの拡大図、第８図は第１図
のパルス発生器の出力電圧を示す図、第４図は第１図の
温度センサの波長依存性と温度との関係を示す特性図、
第６図はこの発明の一実施例における温度測定装置の構
成を示すブロック図、第６図は第５図の温度センサの波
長依存性と温度との関係及びＬＥＤの波長スペクトルと
光学フイルタの透過特性を示す特性図である。図におい
て、（１）及び（６月よ光源を構成するそれぞれ発光素
子駆動回路及び発光素子、（２）（４）は光ファイバ、
（３）は材料、（５ａ）、（５ｂ）は受光器、（９）は
温度センサ、０→は演算器、（イ）は分岐器、α６は光
学フイルタ、α１）及び（■２）はそれぞれ第１及び第
２の電気信号である。なお、図中同一符号は同−又は相
当部分を示す０ 代荷人 大岩増雄 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 ＋Ｊ長
Claims (1)
- 一定の波長スペクトルを有する光を発生する単一の光源
、上記波長スペクトルの範囲内で光の吸収端が温度の関
数として移動する材料、上記光源からの光を上記材料に
通過させる径路を構成する光フアイバー、上記材料を通
過した光を第１の光信号と第２の光信号とに分岐する分
岐器、上記第１の光信号の径路に設けられ上記材料の光
の吸収端の移動範囲より長波長域又は短波長域の光を透
過させる光学フイルタ、この光学フイルタを透過した上
記第１の光信号及び上記第２の光信号を入力し上記各光
信号に比例するそれぞれ第１の電気信号及び第２の電気
信号を出力する受光器、上記両電気信号を入力して上記
両電気信号の比を算出する演算器を備えたことを特徴と
する温度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13550884A JPS6113119A (ja) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | 温度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13550884A JPS6113119A (ja) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | 温度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6113119A true JPS6113119A (ja) | 1986-01-21 |
Family
ID=15153396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13550884A Pending JPS6113119A (ja) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | 温度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6113119A (ja) |
-
1984
- 1984-06-28 JP JP13550884A patent/JPS6113119A/ja active Pending
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