JPS61258131A

JPS61258131A - 光フアイバセンサ−

Info

Publication number: JPS61258131A
Application number: JP9976285A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kakuzen; 覚前　英夫; Minoru Uesugi; 上杉　實
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Sumiden Visitronics KK
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Sumiden Visitronics KK
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1986-11-15

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）本発明は光ファイバを用いた位置センサーであり、光フ
アイバ自体によりなるセンサ一部に何らかの位置変動（
Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）が発生したことを検知し、
これを光フアイバ内を通過している光量の変化として取
り出すものである。特に本質防爆を必要とする所、水中
、液中に於けるセンサーとして利用性が高い。

（従来の技術）本質防爆を必要とする所には電気式のセンサーは採用し
にくい。一般にその様な場所には空気又はガス圧を利用
したセンサーが採用されている。

また、水中や電解液中では電気式は電流のリークの問題
、感電、センサ一部本体の腐食の問題があった。

一方、第７図のように線状にある光ファイバ１に矢印の
ように外力を加えて第８図のように変位を与える方法で
ある。この場合、その両端Ｂ、　０がへの古ｍ　Ｌ−：
斤づ／−血賃すｈｔイ＊ｌ☆か惑Ｌ→外刃辺が動くため
センサーの端末が動いたり、光ファイバが引張られＣ傷
められるため実用上使いにくい。（特願昭５ター６１７
３！；号参照）（発明が解決しようとする問題点）前述の様に本質防爆を有するセンサー、又漏電感電、腐
蝕のないセンサ→であり、センサーの光ファイバが動い
たり、引張られ、傷められないセンサーを提供すること
である。

（問題点を解決するための手段）問題点解決の手段として、光を謂い光ファイバをセン号
一本体部にその材質として石英、フンバウンドガラス（
多成分ガラス）、プラスデックを用いている。

センサー原理は、最初に光ファイバによりループ又は半
ループ状の形状に配置し、このループ又は半ループに外
力を加えて変形させ、それにより生じる光伝送損失を検
知し、与えられた変形の有無を検出するものである。

本発明の構成を基本例を第１図〜第４図に示して説明す
る。

第１図において、１は光ファイバ、又は光力通過可能な
ファイバ状物体でこれをループ状又は半ループ状（第２
図参照）又は＠３図のように同方向に端部を有するルー
プを形成さす。

第１図に戻って、２は光ファイバ１の固定端で少なくと
も２つの端末のうち一端は固定する。この一方の光源３
から光をＬＥＤ、ＬＤ、レーザー、キセノンランプその
他で光ファイバ１に入れる。他端には光電変換素子４例
えばビンダイオード、ホトセル、ソーラーセル等を取付
ける。

こ＼で得た電流を増巾器５で増巾し、信号として取出す
。６は増巾器５への給電線、７は信号取出し用の配線で
ある。こ−で第４図のように光ファイバ１のループに外
力又は変位を午えて、ループを変形すると、ループのＰ
とＱの部分の曲率半径が小さくなり、これに起因してこ
の部分での通過中の光の損失が増加する。これを元のル
ープ内の光の通過量、即ち光電変換素子４での電気量に
変換された量がループに外力又は変位を与えた前後で変
化する。これを検知して信号とする。なお上記説明中、
光フアイバ固定端２は何れか一方又は両方を固定するも
のであり、固定の程度は完全に移動しない様に固定する
ことが最も好ましいが、摩擦力により固定して強く引け
ばはずれる程度の固定の仕方でもよい。要するに１．変
位をループに変えた際に、それが変形するに必要な反力
を与えることが出来ればよい。

また、第３図はループ状に配置した光ファイバ１の両端
の固定端２を一方に集めたものであり、第１図、第２図
、第３図の間での固定の方法には特に効果上の相違はな
い。第２図で点線の形状は光ファイバ１が外力又は変位
を受けて変形した形を一例として示すものである。

第５図はループを２重以上に多重化したものであり、こ
の様にすることにより、ＰおよびＱにおける光ファイバ
の損失が増巾されることを狙ったものである。その効果
としては、同一量の変位に対してセンサーの感度を高め
ることが出来る。

（作用）従来の技術で述べたように、光ファイバが線状でないの
で、センサーの光ファイバが動いたり、引張られ、傷め
られることがない。

（実施例）第６図は本発明の具体的実施例で、センサ一部を取出し
たもので、１は光ファイバ、２は固定端。

８はコネクターで、これを回路に接続又は取付けるため
のもので、その回路の一例は第１［Ｊに示したようなも
のである。９は光ファイバ１のループ又は半ループが外
力による変位により変形した場合にこれを元に復元さす
力が光ファイバの持っている弾性のみで不足する場合の
弾性体で、例えばスプリング、ゴム、ベローて、空気又
は気体密閉セル等を用いて復元さす。１０．１１は弾性
体９を取付ける部品で、１２はノブで外力による変位の
作用点である。特にノブ１２は無くても効果に関係なく
、直接光ファイバ１に外力又は変位を与えてもよい。

なお、本発明に類似した光ファイバセンサーとして、直
線配置の光ファイバに関しては、本願と同一出願人（発
明者も同じ）の特願昭５９−６ｇ７３５号がある。しか
し、該出願は光ファイバの元の形を「ループ状」又は「
半ループ状コとしておらず、線状に配置した光ファイバ
に変位を与えたものである。その欠点として変位を加え
ることにより、その両側が引寄せられて、もしこれを実
際にセンサーに組み上げた場合、センサーが変位を受け
るたびに端子が引張られ移動する。このためにセンサー
外の光ファイバを引張ったり、張力が加わったりする問
題が起こる。本発明は特にこの点を改良したものである
。

（発明の効果）本発明は、第１図、第２図、第３図の例が全て外力によ
る変位が加わった時に端子までその影響が起こらず、固
定端２で動きを止めることが出来る。即ちループ、半ル
ープの変形により変形量が吸収されるためであり、成る
一つの面積内にループ又は半ループを収めてやれば、そ
れ以外の光ファイバの配置にはセンサーが作動した時に
位置的な変化が悪影響として生じない構造となっている
のが、本発明の大きな効果である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の基本または応用例で、第１図
は光ファイバがループ状（円形状）の場合、第２図は半
ループの場合、第３図は半ループで固定端を同一方向に
した場合、第４図はループの場合（固定端２方向）、第
５図は第４図のループを多重にした説明図、第６図は本
発明の具体的実施例、第７図、第８図は従来例で、それ
ぞれ光ファイバが外力を受ける前後の説明図である。１・・・光ファイバ、２・・・固定端、３・・・光源、
４・・・光電変換素子、５・・・増巾器、６・・・給電
線、７・・・信号取出し用配線、８・・・コネクター、
９・・・弾性体、１０、１１・・・弾性体取付部品、１
２・・・ノブ。才１図６袷−才２図才３図ど第４国才５図

Claims

【特許請求の範囲】１、光が通過可能なファイバ状物体（光ファイバ）に光
を通し、ループ状又は半ループ状に配置し、そのループ
状又は半ループ状を形成する少なくとも一端部を固定し
、ループ又は半ループに対して外力によりループ又は半
ループ自体に変形を与え、それに伴う光通過量の変化を
検知する構成を特徴とする光ファイバセンサー。２、光ファイバのループを二重以上即ち多重にした形状
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ファイバセ
ンサー。３、光ファイバが外力を受けて、変形を受けた際に、そ
の外力を除去した場合、元のループ又は半ループの形成
の方向に復元する力を有した弾性体を備えたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の光ファ
イバセンサー。