JPS61138116A - 光フアイバセンサ - Google Patents
光フアイバセンサInfo
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- JPS61138116A JPS61138116A JP26160484A JP26160484A JPS61138116A JP S61138116 A JPS61138116 A JP S61138116A JP 26160484 A JP26160484 A JP 26160484A JP 26160484 A JP26160484 A JP 26160484A JP S61138116 A JPS61138116 A JP S61138116A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cores
- optical
- movement
- output
- optical fiber
- 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.)
- Pending
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 235000006693 Cassia laevigata Nutrition 0.000 description 1
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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
- G01D5/32—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/353—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
- G01D5/35303—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using a reference fibre, e.g. interferometric devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (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】
本発明は簡易な構成で偏移量や捻り量を計測し、あるい
は偏移量や捻り量によって与えられた信号の符号化出力
を得るために２つの光ファイバ又は２つのコアを併行集
合した光ファイバを利用するセンナに関するものでるる
。
は偏移量や捻り量によって与えられた信号の符号化出力
を得るために２つの光ファイバ又は２つのコアを併行集
合した光ファイバを利用するセンナに関するものでるる
。
従来技術
偏移量や捻り量を計測するためには従来はその偏移量や
捻り量をギヤ等の機械的手段で拡大し、その量を目盛り
盤上で回転する回転針に伝える等の方法によって表示し
読み取らせていた。しかしこの方法では高精度でバック
ラノシエのない計測を行なうためには精密な機構を必要
とし、高価格となり、また計測に時間がかかりがちな欠
点があった。また移動量等の情報の符号化出力を得るた
めには例えばその移動を磁界内においたコイルに伝え、
コイルに誘起される電圧を増幅した後、電気回路のディ
ノタル符号器で符号化していた。しかしこの方法では信
．号の直流成分がしゃ断されるばかりでなく、移動量の
電気信号への変換と、デ −イゾタル信号への符号化の
２つの過程を必要とし、複雑であるなどの欠点があった
。
捻り量をギヤ等の機械的手段で拡大し、その量を目盛り
盤上で回転する回転針に伝える等の方法によって表示し
読み取らせていた。しかしこの方法では高精度でバック
ラノシエのない計測を行なうためには精密な機構を必要
とし、高価格となり、また計測に時間がかかりがちな欠
点があった。また移動量等の情報の符号化出力を得るた
めには例えばその移動を磁界内においたコイルに伝え、
コイルに誘起される電圧を増幅した後、電気回路のディ
ノタル符号器で符号化していた。しかしこの方法では信
．号の直流成分がしゃ断されるばかりでなく、移動量の
電気信号への変換と、デ −イゾタル信号への符号化の
２つの過程を必要とし、複雑であるなどの欠点があった
。
発明の目的
この発明は上記の欠点を取り除くためになされたもので
、併行隣接した２つの光ファイバの両方、又は２つのコ
アを併行集合した光ファイバの両方のコアにコヒーレン
ト光を入射し、その両端を固定して中間部を捻った状態
で該ファイバの軸に垂直な方向に偏移させながらコヒー
レントな光出力による干渉縞の移動を読み取るか、円弧
状に曲げて両端を固定した状態で中央部を捻りながら上
記と同様な方法で干渉縞の移動を読み取る等により、偏
移量または捻り角を計測し、あるいは偏移や捻りによっ
て与えられた信号の符号化出力を得ることを特徴とし、
その目的は簡易小形な構成で高感度かつ精密な偏移また
は捻り角センサ、あるいは信号符号器を得るものである
。なお、本文においては本発明を偏移量や捻り景を検出
するためのセンサ、または信号符号器を適用例として説
明しているが、一般的に重量・温度・１！出界等々、移
動や回転を利用して計測や信号変換等を行なう目的の応
用に対しては広ぐ、有効に適用できること当然である。
、併行隣接した２つの光ファイバの両方、又は２つのコ
アを併行集合した光ファイバの両方のコアにコヒーレン
ト光を入射し、その両端を固定して中間部を捻った状態
で該ファイバの軸に垂直な方向に偏移させながらコヒー
レントな光出力による干渉縞の移動を読み取るか、円弧
状に曲げて両端を固定した状態で中央部を捻りながら上
記と同様な方法で干渉縞の移動を読み取る等により、偏
移量または捻り角を計測し、あるいは偏移や捻りによっ
て与えられた信号の符号化出力を得ることを特徴とし、
その目的は簡易小形な構成で高感度かつ精密な偏移また
は捻り角センサ、あるいは信号符号器を得るものである
。なお、本文においては本発明を偏移量や捻り景を検出
するためのセンサ、または信号符号器を適用例として説
明しているが、一般的に重量・温度・１！出界等々、移
動や回転を利用して計測や信号変換等を行なう目的の応
用に対しては広ぐ、有効に適用できること当然である。
発明の構成および作用
この発明は光ファイバの持つ軽量・可とう性やそれによ
って伝送される光の短波長干渉性を利用して、センサと
しての感度向上や簡易構成をはかり、また簡易な電気信
号出力または光出力の符号化回路を得ようとするもので
、その原理を実施例によって以下に説明する。
って伝送される光の短波長干渉性を利用して、センサと
しての感度向上や簡易構成をはかり、また簡易な電気信
号出力または光出力の符号化回路を得ようとするもので
、その原理を実施例によって以下に説明する。
２つの光ファイバまたはコアは第１図のごとく、併行し
て設置される。同図の円筒は説明のだめのもので、２つ
の光フアイバコアを２つの互に最も遠い母線とする仮想
円筒である。次に第２図のごとく仮想円筒の両端を固定
し、中央部を適宜の角度だけ捻る。さらに第３図のごと
く中央部を軸に垂直な方向に、この図においては下方に
移動する。
て設置される。同図の円筒は説明のだめのもので、２つ
の光フアイバコアを２つの互に最も遠い母線とする仮想
円筒である。次に第２図のごとく仮想円筒の両端を固定
し、中央部を適宜の角度だけ捻る。さらに第３図のごと
く中央部を軸に垂直な方向に、この図においては下方に
移動する。
ただし光ファイバの移動を無理なく可能にするために、
固定点間の光ファイバ長に多少のたるみを持たせておく
ことが望ましい。この際両コアには一端、例えば第３図
で左側からレーデ光を入射する。２つのコアを通ったレ
ーデ光は右側から出射し、例えばファイバ端近傍に置か
れたファイ・ぐ軸に垂直な平面を仮想する・と、その上
に干渉縞を形成する。２つのコアは第３図の中央部移動
によって長さが伸びるが、あらかじめ捻られているため
に伸び方に差があり、第３図の場合はコア１がコア２よ
りも伸び方が大きい。そのために中央部移動によって干
渉縞は仮想平面上で・縞に垂直方向に移動する。従って
、もし仮想平面の位置にピンホールまたは縞の長手方向
のスリットのある黒紙を設置し、その後に受光器を訃け
ば、その検波出力には干渉縞の明暗部１個がピンホール
又はスＩＪ ７トを通過するごとに１個のパルスが得ら
れる。従ってあらかじめ移動量と明暗部間隔の関係をこ
う正しておき、検波出力・ぐルスをカウントすれば中央
部移動量を読みとることができる。また、ある波形をも
った信号、例えば音声周波数信号で励振されたボイスコ
イルで駆動することにより中央部移動を行なうときには
、検波出力には一定の量子化された移動量ごとに１パル
スを出力させるように系を構成することが出来、デルタ
Ｍ形式の符号器となる。またもし−ンホールやスリット
をおかずに、大面積の受光器で検波すればその出力には
中央部移動の速度に応じたトノグラ周波数の電気出力が
得られ、それを周波数電圧変換回路を通せば駆動入力が
再現する。さらに、ピンホール又はスリットを通過する
光を検波せずに、光のままで使えば、符号化された光出
力が得られたことになる。この回路は光コンビーータ等
、光のままでデータ処理をする装置への符号化光信号入
力回路として動作する。
固定点間の光ファイバ長に多少のたるみを持たせておく
ことが望ましい。この際両コアには一端、例えば第３図
で左側からレーデ光を入射する。２つのコアを通ったレ
ーデ光は右側から出射し、例えばファイバ端近傍に置か
れたファイ・ぐ軸に垂直な平面を仮想する・と、その上
に干渉縞を形成する。２つのコアは第３図の中央部移動
によって長さが伸びるが、あらかじめ捻られているため
に伸び方に差があり、第３図の場合はコア１がコア２よ
りも伸び方が大きい。そのために中央部移動によって干
渉縞は仮想平面上で・縞に垂直方向に移動する。従って
、もし仮想平面の位置にピンホールまたは縞の長手方向
のスリットのある黒紙を設置し、その後に受光器を訃け
ば、その検波出力には干渉縞の明暗部１個がピンホール
又はスＩＪ ７トを通過するごとに１個のパルスが得ら
れる。従ってあらかじめ移動量と明暗部間隔の関係をこ
う正しておき、検波出力・ぐルスをカウントすれば中央
部移動量を読みとることができる。また、ある波形をも
った信号、例えば音声周波数信号で励振されたボイスコ
イルで駆動することにより中央部移動を行なうときには
、検波出力には一定の量子化された移動量ごとに１パル
スを出力させるように系を構成することが出来、デルタ
Ｍ形式の符号器となる。またもし−ンホールやスリット
をおかずに、大面積の受光器で検波すればその出力には
中央部移動の速度に応じたトノグラ周波数の電気出力が
得られ、それを周波数電圧変換回路を通せば駆動入力が
再現する。さらに、ピンホール又はスリットを通過する
光を検波せずに、光のままで使えば、符号化された光出
力が得られたことになる。この回路は光コンビーータ等
、光のままでデータ処理をする装置への符号化光信号入
力回路として動作する。
次の実施例として第１図の仮想円筒を第４図のごとく例
えば円弧状に曲げ、その両端を固定し、中央部を第５図
のごとく捻り角自在に構成すれば、捻り角センサとなる
。すなわち、上記のごとく第５図のファイバの左側から
レーザ光を入射し、右側からの出射光で干渉縞を作らせ
れば、中央部の捻り角に比例して干渉縞を上記と同様な
仮想平面上で移動させることができる。この方法で捻り
角を計測するセンサ、または捻り角に含まれる信号を符
号化する符号器が実現されたことになる。
えば円弧状に曲げ、その両端を固定し、中央部を第５図
のごとく捻り角自在に構成すれば、捻り角センサとなる
。すなわち、上記のごとく第５図のファイバの左側から
レーザ光を入射し、右側からの出射光で干渉縞を作らせ
れば、中央部の捻り角に比例して干渉縞を上記と同様な
仮想平面上で移動させることができる。この方法で捻り
角を計測するセンサ、または捻り角に含まれる信号を符
号化する符号器が実現されたことになる。
効果
従来の偏移量センサは微小な移動量を高精度に拡大する
精密機構を必要とするなどの欠点があったが、本発明に
よれば光という極めて波長の短い信号を使用しているた
めに、２つのコアの微小な伸長の差を高感度に検出でき
、またこれを信号の符号化に使用するときは変換・符号
化を−きよに行なう簡易な構成とすることができ、さら
に光データ処理用に符号化された光出力を得る応用に対
しては極めて簡易、かつ安定な装置が実現したことにな
る。
精密機構を必要とするなどの欠点があったが、本発明に
よれば光という極めて波長の短い信号を使用しているた
めに、２つのコアの微小な伸長の差を高感度に検出でき
、またこれを信号の符号化に使用するときは変換・符号
化を−きよに行なう簡易な構成とすることができ、さら
に光データ処理用に符号化された光出力を得る応用に対
しては極めて簡易、かつ安定な装置が実現したことにな
る。
第１図は併行な２つのコア及び、それらを２つの母線と
する仮想的な円筒、第２図は両端を固定し、中央部を捻
った仮想的円筒、第３図は中央部を捻った後偏移した仮
想円筒、第４図は円弧状に曲げた仮想円筒、第５図は円
弧状に曲げ、両端を固定した後中央部を捻った仮想円筒
、第６図は第３図の構成により偏移量と、それによる両
コア伝送光位相量変化の関係の測定例、第７図は第５図
の構成により捻り量と、それにより両コア伝送元位相量
変化の関係の測定例を示す。 】・・・１つの光７フイパコア、２・・・他の光フアイ
バコア。
する仮想的な円筒、第２図は両端を固定し、中央部を捻
った仮想的円筒、第３図は中央部を捻った後偏移した仮
想円筒、第４図は円弧状に曲げた仮想円筒、第５図は円
弧状に曲げ、両端を固定した後中央部を捻った仮想円筒
、第６図は第３図の構成により偏移量と、それによる両
コア伝送光位相量変化の関係の測定例、第７図は第５図
の構成により捻り量と、それにより両コア伝送元位相量
変化の関係の測定例を示す。 】・・・１つの光７フイパコア、２・・・他の光フアイ
バコア。
Claims (1)
- 併行隣接した２つの光ファイバの両方、又は２つのコア
を併行集合した光ファイバの両方のコアにコヒーレント
光を入射し、その両端を固定して中間部を捻った状態で
該ファイバの軸に垂直な方向に偏移させながら、または
円弧状に曲げて両端を固定し、中央部を捻りながらコヒ
ーレントな光出力による干渉縞の移動を読みとることに
より、偏移量または捻り量を計測し、あるいは偏移や捻
りによって与えられた信号の符号化電気出力または符号
化光出力を得ることを目的とする光ファイバセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26160484A JPS61138116A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | 光フアイバセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26160484A JPS61138116A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | 光フアイバセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61138116A true JPS61138116A (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=17364209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26160484A Pending JPS61138116A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | 光フアイバセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61138116A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100475484B1 (ko) * | 1997-04-14 | 2005-07-01 | 박병림 | 굴절각측정센서및측정장치그리고굴절각측정방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56168506A (en) * | 1980-04-25 | 1981-12-24 | Siemens Ag | Detector with optical fiber |
-
1984
- 1984-12-11 JP JP26160484A patent/JPS61138116A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56168506A (en) * | 1980-04-25 | 1981-12-24 | Siemens Ag | Detector with optical fiber |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100475484B1 (ko) * | 1997-04-14 | 2005-07-01 | 박병림 | 굴절각측정센서및측정장치그리고굴절각측정방법 |
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