JPS6147514A - 反射型光フアイバセンサ - Google Patents
反射型光フアイバセンサInfo
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- JPS6147514A JPS6147514A JP16778384A JP16778384A JPS6147514A JP S6147514 A JPS6147514 A JP S6147514A JP 16778384 A JP16778384 A JP 16778384A JP 16778384 A JP16778384 A JP 16778384A JP S6147514 A JPS6147514 A JP S6147514A
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- optical fiber
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 55
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
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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
- G01D5/268—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 using optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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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〕
本発明は被測定対象物の変位を光ファイバから出射する
光の反射？利用して精確に検出することのできる反射型
光ファイバセンサに関する。
光の反射？利用して精確に検出することのできる反射型
光ファイバセンサに関する。
従来、この種の反射型光ファイバセンサは第３図に見ら
れるように構成されており、光源１から送出された光は
方向性結合器３から光コネクタ４を通９．光ファイバ５
の末端から出射する。このされた光ビームは外側に広が
った状態で対象物に当るから、その反射光は光量の減少
した状態で再び光ファイバ５の端部から入射する。この
入射した反射光は一逆方向で方向性結合器３に入シ、フ
ォトセンサ２でうけられる。したがって、フォトセンサ
２で検出された光量の変化を知れば、対象物６の変位を
測定することができる。
れるように構成されており、光源１から送出された光は
方向性結合器３から光コネクタ４を通９．光ファイバ５
の末端から出射する。このされた光ビームは外側に広が
った状態で対象物に当るから、その反射光は光量の減少
した状態で再び光ファイバ５の端部から入射する。この
入射した反射光は一逆方向で方向性結合器３に入シ、フ
ォトセンサ２でうけられる。したがって、フォトセンサ
２で検出された光量の変化を知れば、対象物６の変位を
測定することができる。
しかし乍ら１通常、被測定対象物の近くまで引き延ばさ
れている光ファイバ５を方向性結合器３と接続するため
に、光コネクタ４が用いられているが、この光コネクタ
４は使用状態においてその接続損失に安定性が無く、゛
この個所を往復するゞ光の量に変動を与え、その結果、
フォトセ／す２で検出される光の大きさに信頼をおくこ
とができないという欠点があった。−勿論、接続損失の
安定な光コネクタを得ることは、技術的に困難であシ。
れている光ファイバ５を方向性結合器３と接続するため
に、光コネクタ４が用いられているが、この光コネクタ
４は使用状態においてその接続損失に安定性が無く、゛
この個所を往復するゞ光の量に変動を与え、その結果、
フォトセ／す２で検出される光の大きさに信頼をおくこ
とができないという欠点があった。−勿論、接続損失の
安定な光コネクタを得ることは、技術的に困難であシ。
これに影響されないものへの開発が要望されていた。
本発明の目的は、上記従来の欠点を除去し、使用される
光コネクタの接続損失に変動が生じても。
光コネクタの接続損失に変動が生じても。
これに影響をうけることなしに高確度の変位測定を行う
ことのできる信頼性の高い反射型光ファイバセンサを提
供することにある。
ことのできる信頼性の高い反射型光ファイバセンサを提
供することにある。
本発明による反射型光ファイバセンサは、第１の波長の
光を発生する第１の光源と、第２の波長の光を発生する
第２の光源と、フォトセンサと。
光を発生する第１の光源と、第２の波長の光を発生する
第２の光源と、フォトセンサと。
一端面に前記第１の波長の光を出射させ、かつ前記第２
の波長の光を反射させるミラーを付し、他端が光コネク
タの一方に接続された光ファイバと。
の波長の光を反射させるミラーを付し、他端が光コネク
タの一方に接続された光ファイバと。
前記第１の光源および前記第２の光源からそれぞれ第１
の光路および第２の光路を介して光をうけ。
の光路および第２の光路を介して光をうけ。
これ等の光を前記光コネクタの他方に接続された第３の
光路へ送出させ、該第３の光路へ逆方向から反射されて
ぐる前記第１の波長の反射光と前記第２の波長の反射光
とをそれぞれうけ、第４の光路を介して接続された前記
フォトセンサへこれ等の半射光を送出させる方向性結合
器とから構成され、前記第１の光源と前記第２の光源と
を相互に時間をずらして駆動し、前記反射ミラーから出
射し、変位対象物に当てて逆に該反射ミラーから入射し
た前記第１の波長の反射光と、該反射ミラーで反射した
前記第２の波長の反射光との大きさの比率を前記フォト
センサの検出出力から求めるようにしたことを特徴とす
る。
光路へ送出させ、該第３の光路へ逆方向から反射されて
ぐる前記第１の波長の反射光と前記第２の波長の反射光
とをそれぞれうけ、第４の光路を介して接続された前記
フォトセンサへこれ等の半射光を送出させる方向性結合
器とから構成され、前記第１の光源と前記第２の光源と
を相互に時間をずらして駆動し、前記反射ミラーから出
射し、変位対象物に当てて逆に該反射ミラーから入射し
た前記第１の波長の反射光と、該反射ミラーで反射した
前記第２の波長の反射光との大きさの比率を前記フォト
センサの検出出力から求めるようにしたことを特徴とす
る。
次に１本発明による反射型光ファイバセ／すについて実
施例を挙げ２図面を参照して説明する。
施例を挙げ２図面を参照して説明する。
第１図は本発明による第１の実施例の構成を図によシ示
したものである。この例は、波長λ１の測定信号用光源
１１と波長λ２の補正信号用光源１２と、波長λ１およ
びλ２のいずれの光も検出することのできるフォトセ／
す１３と、３対１端子形式の方向性結合器１４と、光コ
ネクタ１５と。
したものである。この例は、波長λ１の測定信号用光源
１１と波長λ２の補正信号用光源１２と、波長λ１およ
びλ２のいずれの光も検出することのできるフォトセ／
す１３と、３対１端子形式の方向性結合器１４と、光コ
ネクタ１５と。
波長λ□の光を透過し、λ２の光を反射する光学フィル
タ１７を一端にコートした光ファイバ１６とから構成さ
れ、測定に際して、被測定対象物１８が反射ミラー１９
をつけた状態で光学フィルタ１７め前方に近接して置か
れる。まず、第１のタイミングで光源１１が駆動される
と１光源１１０波長λ１の光は光路１４−１を介して方
向性結合器１４に供給され、さらに光路１４−４を通り
光コネクタ１゛５を経たのち、光ファイノぐ１６の端面
にコートしている光学フィルタ１７から出射する。この
出射光はビームとなって対象物１８のミラー１９に当シ
１反射して逆方向で光ファイバ１６に入射する。この反
射光は方向性結合器１４から光路１４−３を介してフォ
トセンサ１３に達し、ここで検出される。このとき、方
向性結合器１４を通った上記の反射光は光路１４−１と
１４−２を経て光源１１と光源１２にも進入するが影響
は与えない。引続いて第２のタイミングで光源１２が１
駆動されると、光源１２から送出された波長λ２の光は
光路１４−２を介して方向性結合器１４に至シ、さらに
光コネクタ１５および光ファイバ１６を通って光学フィ
ルタ１７に達し、ここで全反射される。この反射した光
は方向性結合器１４から光路１４−３を通ってフォトセ
ンサ１３に達し、ここで検出される。なお２図には示さ
れていないが、簡単な制御回路が備えられておシ、ここ
で前述の第１のタイミング信号とこの信号から時間をず
らした第２のタイミング信号がつくられ。
タ１７を一端にコートした光ファイバ１６とから構成さ
れ、測定に際して、被測定対象物１８が反射ミラー１９
をつけた状態で光学フィルタ１７め前方に近接して置か
れる。まず、第１のタイミングで光源１１が駆動される
と１光源１１０波長λ１の光は光路１４−１を介して方
向性結合器１４に供給され、さらに光路１４−４を通り
光コネクタ１゛５を経たのち、光ファイノぐ１６の端面
にコートしている光学フィルタ１７から出射する。この
出射光はビームとなって対象物１８のミラー１９に当シ
１反射して逆方向で光ファイバ１６に入射する。この反
射光は方向性結合器１４から光路１４−３を介してフォ
トセンサ１３に達し、ここで検出される。このとき、方
向性結合器１４を通った上記の反射光は光路１４−１と
１４−２を経て光源１１と光源１２にも進入するが影響
は与えない。引続いて第２のタイミングで光源１２が１
駆動されると、光源１２から送出された波長λ２の光は
光路１４−２を介して方向性結合器１４に至シ、さらに
光コネクタ１５および光ファイバ１６を通って光学フィ
ルタ１７に達し、ここで全反射される。この反射した光
は方向性結合器１４から光路１４−３を通ってフォトセ
ンサ１３に達し、ここで検出される。なお２図には示さ
れていないが、簡単な制御回路が備えられておシ、ここ
で前述の第１のタイミング信号とこの信号から時間をず
らした第２のタイミング信号がつくられ。
これによって光源１１と光源１２とを駆動仕分けるとと
もに、フォトセンサ１３でそれぞれ検出されたλｌとλ
２の出力を分離するよう釦制御する。
もに、フォトセンサ１３でそれぞれ検出されたλｌとλ
２の出力を分離するよう釦制御する。
このような動作から判るように、光源１２から送出され
た波長λ２の光信号は、方向性結合器１４から光コネク
タ１５．光学フィルタ１７．光コネクタ１５．方向性結
合器１４．フォトセンサ１３に達する行程において、光
源１１から送出される波長λ１の光信号と同じ経路をた
どっている。
た波長λ２の光信号は、方向性結合器１４から光コネク
タ１５．光学フィルタ１７．光コネクタ１５．方向性結
合器１４．フォトセンサ１３に達する行程において、光
源１１から送出される波長λ１の光信号と同じ経路をた
どっている。
したがって、この行程中に発生する全ての変動要因は両
者の光信号に対して共通に与えられるから。
者の光信号に対して共通に与えられるから。
フォトセンサ１３の出力側でそれぞれ分離抽出されだλ
ｌとλ２の反射出力の比率を求めることによって、光コ
ネクタ１５の挿入損失の変動や使用される光ファイバの
マイクロベンディングによる損失の変動によって生ずる
誤差を補正することができる。なお、この場合の対象物
１８の光が当る部分には１通常２反射効率のよい金属ミ
ラー１９が付されるが、変位対象物の材質が石英など１
反射率の小さなものであるならば、それに付されるミラ
ーは金属板でなしに、λ１の波長光のみを反射させる誘
電体反射膜をコートしたものの方がよい。これによって
、光ファイバ端の光学フィルタ１７からλ２の波長光の
漏れが多少あっても、誘電体反射膜を透過し、さらに石
英などの材質を通して他へにがすことかできる。その結
果、対象物の変位に対するλ２の反射光の変化はなく、
さらに精度を高めることができる。
ｌとλ２の反射出力の比率を求めることによって、光コ
ネクタ１５の挿入損失の変動や使用される光ファイバの
マイクロベンディングによる損失の変動によって生ずる
誤差を補正することができる。なお、この場合の対象物
１８の光が当る部分には１通常２反射効率のよい金属ミ
ラー１９が付されるが、変位対象物の材質が石英など１
反射率の小さなものであるならば、それに付されるミラ
ーは金属板でなしに、λ１の波長光のみを反射させる誘
電体反射膜をコートしたものの方がよい。これによって
、光ファイバ端の光学フィルタ１７からλ２の波長光の
漏れが多少あっても、誘電体反射膜を透過し、さらに石
英などの材質を通して他へにがすことかできる。その結
果、対象物の変位に対するλ２の反射光の変化はなく、
さらに精度を高めることができる。
第２図は本発明による第２の実施例の構成を図によシ示
したものである。この例は、３対２端子形式の方向性結
合器１４′を第１図の第１の実施例における方向性結合
器１４に代って置換え、さらに付加された光路１４−５
を介してモニタ用フォトセンサ２０が接続されている。
したものである。この例は、３対２端子形式の方向性結
合器１４′を第１図の第１の実施例における方向性結合
器１４に代って置換え、さらに付加された光路１４−５
を介してモニタ用フォトセンサ２０が接続されている。
そして、このフォトセンサ２０によシ光源１１および光
源１２から送出された光の強さをモニタすることによっ
て。
源１２から送出された光の強さをモニタすることによっ
て。
方向性結合器１４′を介して得られる送出用の光出力が
一定になるように光源１１と光源１２の光出力を制御す
るようにしたものである。これによって、光源１１およ
び光源Ｉ２と光路１４−４との間の結合損失の変動や温
度変化による光源自体の発光量の変動などの影響を打ち
消すことができる。
一定になるように光源１１と光源１２の光出力を制御す
るようにしたものである。これによって、光源１１およ
び光源Ｉ２と光路１４−４との間の結合損失の変動や温
度変化による光源自体の発光量の変動などの影響を打ち
消すことができる。
口発明の効果〕
以上の説明によシ明らかなように１本発明によれば、被
測定対象物への出射用光源の他に補正用の光源を用い、
かつ光ファイバの入出射端に光学フィルタを形成するこ
とによって、出射用光源から送出された光信号が対象物
の変位による変化以外の変化をうけても、補正用光源の
光信号の出力によって補正することが可能になる。した
がって。
測定対象物への出射用光源の他に補正用の光源を用い、
かつ光ファイバの入出射端に光学フィルタを形成するこ
とによって、出射用光源から送出された光信号が対象物
の変位による変化以外の変化をうけても、補正用光源の
光信号の出力によって補正することが可能になる。した
がって。
使用される光コネクタの接続損失、その他の変動に対す
る誤差がなくなり、変位対象物として１例えば、振子形
式の加速度計やダイヤフラム形式の圧力計等に適用し、
光ファイバの特長である対イイズ性をもった高精度、高
確度の変位センナが得られる点において、その効果は大
きい。
る誤差がなくなり、変位対象物として１例えば、振子形
式の加速度計やダイヤフラム形式の圧力計等に適用し、
光ファイバの特長である対イイズ性をもった高精度、高
確度の変位センナが得られる点において、その効果は大
きい。
第１図は本発明による第１の実施例の構成を示す図、第
２図は本発明による第２の実施例の構成を示す図、第３
図は従来の反射型光ファイバセンサの構成例を示す図で
ある。 図において、１１．１２は光源、１３はフォトセンサ、
１４ 、１４’は方向性結合器、１５は光コネクタ、
１６は光ファイバ、１７は光学フィルタ１８は被測定用
変位対象物、１９はミラー、２０はモニタ用フォトセン
サである。
２図は本発明による第２の実施例の構成を示す図、第３
図は従来の反射型光ファイバセンサの構成例を示す図で
ある。 図において、１１．１２は光源、１３はフォトセンサ、
１４ 、１４’は方向性結合器、１５は光コネクタ、
１６は光ファイバ、１７は光学フィルタ１８は被測定用
変位対象物、１９はミラー、２０はモニタ用フォトセン
サである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１の波長の光を発生する第１の光源と、第２の波
長の光を発生する第２の光源と、フォトセンサと、一端
面に前記第１の波長の光を出射させ、かつ前記第２の波
長の光を反射させるミラーを付し、他端が光コネクタの
一方に接続された光ファイバと、前記第１の光源および
前記第２の光源からそれぞれ第１の光路および第２の光
路を介して光をうけ、これ等の光を前記光コネクタの他
方に接続された第３の光路へ送出させ、該第３の光路へ
逆方向から反射されてくる前記第１の波長の反射光と前
記第２の波長の反射光とをそれぞれうけ、第４の光路を
介して接続された前記フォトセンサへこれ等の反射光を
送出させる方向性結合器とから構成され、前記第１の光
源と前記第２の光源とを相互に時間をずらして駆動し、
前記反射ミラーから出射し、変位対象物に当てて逆に該
反射ミラーから入射した前記第１の波長の反射光と、該
反射ミラーで反射した前記第２の波長の反射光との大き
さの比率を前記フォトセンサの検出出力から求めるよう
にしたことを特徴とする反射型光ファイバセンサ。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の反射型光ファイバセ
ンサにおいて、前記変位対象物が反射率の小さい材質の
場合には、該変位対象物の前記出射光の当てられる個所
に前記第１の波長の光のみを反射させ、前記第２の波長
の光に対しては反射しないミラーを付したことを特徴と
する反射型光ファイバセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16778384A JPS6147514A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 反射型光フアイバセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16778384A JPS6147514A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 反射型光フアイバセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6147514A true JPS6147514A (ja) | 1986-03-08 |
Family
ID=15856025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16778384A Pending JPS6147514A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 反射型光フアイバセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6147514A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0249115A (ja) * | 1988-05-31 | 1990-02-19 | Toshiba Corp | 変位測定装置とそれを利用した圧力測定装置 |
| JPH0648202B2 (ja) * | 1986-10-03 | 1994-06-22 | コナックス バッファロウ コーポレーション | ファイバ光センサ装置 |
| CN103900468A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-07-02 | 哈尔滨工业大学 | 带有端面微结构的双光纤共球耦合微测量力瞄准传感器 |
-
1984
- 1984-08-13 JP JP16778384A patent/JPS6147514A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0648202B2 (ja) * | 1986-10-03 | 1994-06-22 | コナックス バッファロウ コーポレーション | ファイバ光センサ装置 |
| JPH0249115A (ja) * | 1988-05-31 | 1990-02-19 | Toshiba Corp | 変位測定装置とそれを利用した圧力測定装置 |
| CN103900468A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-07-02 | 哈尔滨工业大学 | 带有端面微结构的双光纤共球耦合微测量力瞄准传感器 |
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