JPS6144334A - 温度測定装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は温度測定装置に関し、特に光の吸収端が′＆
度によって移動する材料を用いた温度測定装置に関する
ものでろる。

〔従来技術〕

＠１図は４ｊ４Ｊえば待開唱５’ｌ−’１９番１７号公
報に示されたこの種従来の装置を示す構武図でるる。

図において（ｌａ）　、　（ｌｂ）はそれぞれ発光素子
駆動回路、（６”）　、　（６”）はそれぞれ発光素子
、（７）は光結合器、（８ａ　）　、　（８ｂ）はそれ
ぞれ元ファイバ、ｔｅｌ　、　＋４１もそれぞれ光ファ
イバ、（９）は握反センプで第２図はその拡大図で、温
度によって元の透過率が変化する材Ｐ＋１３１．（例え
ば、ＧａＡｓ等の半導体結晶あるいは非晶質体〕を光フ
ァイバ（２）と（４１との間にはさみ接着剤（９ａ〕で
取付けたものでるる。叫は受光素子で尤を変換装置（５
）の入力部金収出したものを示したものである。

Ｃ１１ａ）、（Ｊｉｂ）Ｈそれぞｎスイッチ回路％（１
２ａ）ｌ（１２ｂ）ｌユそれぞれ平滑回路、曝１１算詠
（１３ａ）、（１３ｂ）はそれぞれパルス発生器である
。

第３図はパルス発生器（１３ａ）　、　（１３１））の
出力で示す波形図であって、第８図ｔｅｌはパルス発生
器（１３ａ）の出力電圧、第３図（旬はパルス発生器（
１３ｂ）の出力電圧を示す。

また第４図はｄ度七ンサ（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。

第４図から明らかなように、波長入電の光は温度Ｔ、＃
Ｔ、の範囲で変化するときに温度センｆ（幻の透過率が
変化するが、波長λ４の光は温度が変化しても温度セン
ｆ（９）の透過率が変化しない。第１図に示す発光素子
（６ａ）は波長人３の党を発光し、発光素子（６ｂ）は
波長λ４の光を発光するように遇んである。この明細書
では仮にλ４を第１の波長、λｓｔａｇの波長という０
また発光素子駆動回路（ｌａ）には第３図ｔａｌに示す
電圧と塀えて発光素子（６ａ）を発光させ、発光素子駆
動回路（１１））’？Ａ光させる０発光素子（６＆）か
らの改長λ意の光は元ファイバ（８ａ）を経て、また発
光素子（６ｂ）からの波民λ４０党は元ファイバ（８ｂ
）（Ｃ経て元結台器（７）で加え合されて元ファイバ（
２）に入射される。発光素子駆動回路（ｌａ）、（ｌｂ
）、発光Ａ子（６ａ）　、　（６ｂ）、元ファイバ（８
”　）　１　（８”入光結合器（７）を総合して光源と
すれば、この光源は第１の波長の元と第８の波長の光と
を時分射的に発生して光７アイパ１２１に入射するとい
うことができる。この入射された光が元ファイバ（２ζ
ｍ反−ｔ／プ（９）、尤７アイバ１４１金経て受光米子
−に入射し電圧信号に父挾σれ元電又換装蝋（５１で増
幅されスイッチ回路（１１す、　（ｉｌｂ）に入力きれ
る。このスイッチ１回路（ｘｘａ〕、　（ｌｉｔ））は
それぞれ第８図（＆１及びｆｂｌに示すパルスで発光素
子駆動回路（ｌａ　）　、　（ｌｂ　）と同期して制御
されるので、スイッチ回路（ｌｌａ）からは波長λ重の
光が変換されｆＣ，電圧信号だけが出力し、スイッチ回
路（１１１））からはｅ、畏λ４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ｔそれぞれ平滑回路
（１２ａ）　、　（１ｇｂ）により平滑化した直ｉ電圧
全それぞれｖＡｔ、ｖＡ４　　とすれば演算器ａ４はＶ
−■ ’、３／Ｖλ、に比例す６電圧を出力する・この明細書
では仮にｖＡ　２第１の電圧信号、ｖＡｓ　ｔ”第２の
電圧信号というφ先に説明したよりに、波長λ、の光は
温度セン？　＋９１　を通過しても湿度によって強度の
変化は無く、波長λ嘗の光は温度センｆ’　１９１　ｏ
温度にぶって預１！！、が変化する。また温度センサｔ
９１０光７アイバ（２）　、　＋４１と材料（３１との
結合効率が変化すると、ＪｊＬ長人Ｓの元も波長λ鴫の
光もその強度が同じように変化するため、演算器ＩでＶ
・−％、、の演算ｔして信＋”ｊＶｏ’ｉｃ出力すれば
、信号Ｖ・は温度センサの結合効率の変化による出力の
責助が除去される。

従来の温Ｉｆ：測尼装置は以上のように構成されて−る
ので、２つの波長の光源を必要とし、しかもそれらが互
いに一足の鎖反ＩＡ係ンζなるようにルリ御する必要が
あり、高価で６９．筐た、光源の経時波長変化が誤庄と
なる欠点があった。

〔発明の概要〕

この発明は、上記のような従来のものの欠点金除去する
ためになされたもので、光源で１つとし、材料の温度に
より移動する元の吸収端の波長を検出しこの波長から温
度′ｆｃ演算することによフ、光源、光伝送路での光の
変化の影＃金受けずに正確な測定上可能とする温度測定
装置１ｃ提供するものでおる。

〔発明のＸ施例〕

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を示す構氏図
で、第１図と同一符号は同−又は相当部分を示す０すな
わち＋ＩＪは発光素子駆動回路、（６）は発光素子、１
２１　、１４３は光ファイバ、（９ｊは１ｍ滉セ／プで
第２図に示したものと同じようなものでるる。

９６）は回折格子、プリズム、寸ルチスリット等の分光
器、α１１９は７オトダイオードアレイ、Ｃ０Ｄ（Ｃｈ
ａｒ！！ｅｄ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）等のラ
イン状に光電又遺ができる受光器、９ηは受光器Ｑηの
各素子にそれぞれ接続されたコンパレータ、端は処理回
路である。そして、す１巾し−により受光部１１１を構
成する。第６図は発光素子（６）の彼民スペクトルと温
度センナ（９）の透過光の波長スペクトルを示した図で
おる。

以下動作の説明をする。第５図において、発光素子（６
）μ発光素子駆動回路Ｉｌｌで連続駆動されており、例
えばＬＥＤを使うと第６図に示すような正規分布の波長
スペクトルとなる。そこで半導体結晶ろるいは非晶体の
よりな材料で構成きれるＩｌｉ＆センｆ　＋９１のｄ１
過光はその吸収端特性が急峻な彫金とり、第８図の斜線
を施した波長分布となる。

この場合、発光素子（６）の光強度又は波長スペクトル
が少々変化しても筐た、光伝送路でのロス犬化が少々生
じても温度センｆ（９）の透過光の吸収端即ち短波長波
側のエツジの波長は変化しない。そこでこのエツジの波
長を検出してやレバ上記のよりな変化に影響されず、正
確に温度が測れることになる・ この定め、光ファイ／＜　＋４１の出射端に回折格子等
の分光器す・を設は波長分光し、その後に７オトグイオ
ードアレイ等の受光器（＋１９ヲ収付け、受光器四谷々
の出力に一定レベル以上で出力力；出るよウナコンパレ
ータ１１１７）ｋ谷々設け、こ１らコンパレータｑηの
出力から前述のエツジ部、ｔ’ｌ’ち温度センナ（９）
の透過光の最低波長の位ｍ’を処理回路四で検出して温
度を演算するＯこのようにすることで、単一の光源でよ
く、かつ光源、光伝送路の変化に影響されず、正確に１
０五測れる。

〔発明の効果〕

以上のように仁の発明によれば単一の光源力為らの元を
材料に透過させ、その透過光の吸収端の波長を検出して
この波長からｉ反を氷める構成としたので、光源の制御
が簡単でしかも、光源の経時波長変化の杉＃を受けず、
正確に温度を米めることができるという効果７５；わる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温度測定装置の一例を示す構成図、第２
図は第１図の温度センナの拡大図、第８図に第１図のパ
ルス発生器の出力を示す波形図、第４図は第１図の温度
センナの波長依存性と温度との関係を示す特性図、第６
図は本発明の一実施例における温度測定装置を示す構成
図、ＷＢ２図は第５図の発光素子の波長スペクトルと温
度センナの透過光との波長と透過率の関係を示した図で
６る。図において、（１）及び（６）は光源を構成する
発光素子駆動回路及び発光素子、ｔ２１ｔ４１ハｔ７７
（ｚ＜、ｔａｔ　ｄ　材Ｒ１ｔ＋ｉｍｈ受ｔＳである・ なお、図中同一符号は同−又は４目当部分を示すＯ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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ァイバ、上記材料
   を通過した光を受光し上記吸収端の波長を検出しこの波
   長から温度を演算する受光部を備えたことを特徴とする
   温度測定装置。
2. （２）受光部は受光した光を波長分光するプリズム、回
   折格子、マルチスリット等の分光器と、分光した各波長
   の光を各電気信号に変換するフォトダイオードアレイ、
   ＣＣＤ等の受光器と、上記各電気信号が一定出力を越え
   たとき出力を発生するコンパレータと、このコンパレー
   タの出力から光の吸収端の波長を検出し温度を演算する
   処理回路とからなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の温度測定装置。