JPS6166134A - 光フアイバセンサ - Google Patents
光フアイバセンサInfo
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- JPS6166134A JPS6166134A JP59188028A JP18802884A JPS6166134A JP S6166134 A JPS6166134 A JP S6166134A JP 59188028 A JP59188028 A JP 59188028A JP 18802884 A JP18802884 A JP 18802884A JP S6166134 A JPS6166134 A JP S6166134A
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- Japan
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- optical fiber
- core member
- core
- sensor
- around
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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
- G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/16—Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element
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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】
「産業上の利用分野」
この発明は、温度の測定に好適に用いられる光フアイバ
センサに関する。
センサに関する。
「従来技術およびその問題点」
光フアイバ中に光を伝搬せしめると、伝搬する光は光フ
アイバ中でレーリー散乱を受ける。このレーリー散乱の
強度は温度に依存するので、光ファイバに／Ｆルス光を
入射せしめ、光ファイバの各部分でレーリー散乱されて
入射端側に散乱されて戻って来るレーリー後方散乱光を
測定することによって、光ファイバの長さ方向の温度分
布を知ることができる。この性質を利用した温度分布測
定用ノ光ファイバセンサは、光ファイバの長さ方向に沿
って温度の分布を測定できる特徴がある。
アイバ中でレーリー散乱を受ける。このレーリー散乱の
強度は温度に依存するので、光ファイバに／Ｆルス光を
入射せしめ、光ファイバの各部分でレーリー散乱されて
入射端側に散乱されて戻って来るレーリー後方散乱光を
測定することによって、光ファイバの長さ方向の温度分
布を知ることができる。この性質を利用した温度分布測
定用ノ光ファイバセンサは、光ファイバの長さ方向に沿
って温度の分布を測定できる特徴がある。
ところが、光フアイバ中を光が伝搬する速度は約５ ｎ
ｓ／ｍと高速であるため、この種の光ファイバの分布を
識別する分解能は２ｍが限度となる。ここの発明は上記
事情に鑑みてなされたもので、温度の分布を精度良く測
定することができる光フアイバセンサを提供することを
目的とする。
ｓ／ｍと高速であるため、この種の光ファイバの分布を
識別する分解能は２ｍが限度となる。ここの発明は上記
事情に鑑みてなされたもので、温度の分布を精度良く測
定することができる光フアイバセンサを提供することを
目的とする。
「問題点を解決するための手段」
この発明は、円柱状あるいは管状の芯部材と、この芯部
材の外周に巻回された光ファイバと、この光ファイバが
巻回された芯部材を収容する管状の外筒部材とからなり
、この芯部材と、この芯部材との間の空間を減圧あるい
は真空状態とすることにより上記問題点の解決を図るも
のである。
材の外周に巻回された光ファイバと、この光ファイバが
巻回された芯部材を収容する管状の外筒部材とからなり
、この芯部材と、この芯部材との間の空間を減圧あるい
は真空状態とすることにより上記問題点の解決を図るも
のである。
「作用」
この発明の光フアイバセンサにあっては、温度測定に直
接係わる光ファイ・ぐを芯部材に巻回したので、センサ
の所定の区画に長尺の光ファイツクを集積して収容した
状態となる。従って、光ファイバの長さ方向に沿う分解
能が粗くてもセンサとしては細かい間隔で温度の分布を
観測することかで］あ；’：ｒｌＬＬｊｘ３１１度分布
を精度良く□ＩＩ ”ｉ ｆ ＊ ７１°“ｑバが、外
筒部材と芯部材とにより形成された空４間に減圧あるい
は真空状態で封入されているので、て、芯部材に巻き付
けられて曲げ応力を受けるうえに高温にさらされるため
、表面傷が生長し破断し易い状態にある光ファイバの劣
化は長期間防止されておシ、これにより、この発明の光
フアイバセンサは長寿命のものとなる。
接係わる光ファイ・ぐを芯部材に巻回したので、センサ
の所定の区画に長尺の光ファイツクを集積して収容した
状態となる。従って、光ファイバの長さ方向に沿う分解
能が粗くてもセンサとしては細かい間隔で温度の分布を
観測することかで］あ；’：ｒｌＬＬｊｘ３１１度分布
を精度良く□ＩＩ ”ｉ ｆ ＊ ７１°“ｑバが、外
筒部材と芯部材とにより形成された空４間に減圧あるい
は真空状態で封入されているので、て、芯部材に巻き付
けられて曲げ応力を受けるうえに高温にさらされるため
、表面傷が生長し破断し易い状態にある光ファイバの劣
化は長期間防止されておシ、これにより、この発明の光
フアイバセンサは長寿命のものとなる。
「実施例」
第１図は、この発明の光ファイツクセンサの一実施例を
示すもので、図中符号１は芯部材である。
示すもので、図中符号１は芯部材である。
芯部材１は円柱状あるいは管状のもので、この例にあっ
ては円柱状とされている。また、この芯部材１は、アル
ミニウム、ステンレス鋼等の熱伝導性の良好な金属によ
り形成されている。この芯部材１の外周には光ファイバ
２が一層に巻回されている。この光ファイバ２は、コア
とクラッドからなるファイバ裸線に、−次被覆が施され
たものが好適に用いられ、特に−次被覆がアルミニウム
等テ＊の他に、石英ノやイノ中にコアとなる液体が封入
°へれた液体コア光ファイバ裸線等が用いられる。
ては円柱状とされている。また、この芯部材１は、アル
ミニウム、ステンレス鋼等の熱伝導性の良好な金属によ
り形成されている。この芯部材１の外周には光ファイバ
２が一層に巻回されている。この光ファイバ２は、コア
とクラッドからなるファイバ裸線に、−次被覆が施され
たものが好適に用いられ、特に−次被覆がアルミニウム
等テ＊の他に、石英ノやイノ中にコアとなる液体が封入
°へれた液体コア光ファイバ裸線等が用いられる。
”ｊ （４）
□・１ この光ファイバ２を巻回するピッチと、上記芯
：ｌ′ 部材１の外径は、この光フアイバセンサの温度分布の測
定精度に直接係わる。つまり、光ファイバ２の長さ方向
の分解能に相当する長さの光ファイバ２が巻回された芯
部材１０幅が、この光フアイバセンサの温度分布測定精
度になるので、光ファイバ２を巻回するピッチおよび芯
部材１の外径は、所望するセンサの精度を勘案して定め
られる。
：ｌ′ 部材１の外径は、この光フアイバセンサの温度分布の測
定精度に直接係わる。つまり、光ファイバ２の長さ方向
の分解能に相当する長さの光ファイバ２が巻回された芯
部材１０幅が、この光フアイバセンサの温度分布測定精
度になるので、光ファイバ２を巻回するピッチおよび芯
部材１の外径は、所望するセンサの精度を勘案して定め
られる。
このような光ファイバ２が巻回された芯部材１は、外筒
部材３に収容されている。この外筒部材３は、アルミニ
ウム、ステンレス鋼等の熱伝導性の良い金属で形成され
ており、その内径は、芯部材１に巻回された光ファイバ
の外周にできるだけ隙間なく嵌り合うように定められる
。また、外筒部材３の肉厚は、後述するようにこの外筒
部材３と芯部材１との間の空間が真空状態あるいは減圧
状態とされた時、外部の圧力により変形することがない
ように定められる。この外筒部材３は、両″″〕部を蓋
体４，４により閉じられており・その−１方の蓋体４か
らは、上紀芯部材１に巻回された光”Ｉ
（５） どを用いたろう付は等によシ気密に封止されている。ま
た、外筒部材３には、この外筒部材３と上記芯部材１と
の間の空間５の空気を排気するための排気管６が設けら
れている。この排気管６には、さらに、これを封止する
ための・ぐルブ７が設けられている。そして、この光フ
アイバセンサの空間５は、排気管６とバルブ７とを介し
て排気され、１０−３Ｔｏｒｒ以下の減圧状態あるいは
真空状態とされている。
部材３に収容されている。この外筒部材３は、アルミニ
ウム、ステンレス鋼等の熱伝導性の良い金属で形成され
ており、その内径は、芯部材１に巻回された光ファイバ
の外周にできるだけ隙間なく嵌り合うように定められる
。また、外筒部材３の肉厚は、後述するようにこの外筒
部材３と芯部材１との間の空間が真空状態あるいは減圧
状態とされた時、外部の圧力により変形することがない
ように定められる。この外筒部材３は、両″″〕部を蓋
体４，４により閉じられており・その−１方の蓋体４か
らは、上紀芯部材１に巻回された光”Ｉ
（５） どを用いたろう付は等によシ気密に封止されている。ま
た、外筒部材３には、この外筒部材３と上記芯部材１と
の間の空間５の空気を排気するための排気管６が設けら
れている。この排気管６には、さらに、これを封止する
ための・ぐルブ７が設けられている。そして、この光フ
アイバセンサの空間５は、排気管６とバルブ７とを介し
て排気され、１０−３Ｔｏｒｒ以下の減圧状態あるいは
真空状態とされている。
このような光フアイバセンサにあっては、芯部材１に光
ファイバ２を巻回したので、光ファイ・ぐセンサには長
尺の光ファイバ２が収容されている。
ファイバ２を巻回したので、光ファイ・ぐセンサには長
尺の光ファイバ２が収容されている。
よって、光ファイバ２の長さ方向に対する分解能は粗く
とも、光フアイバセンサの長さ方向に対しては、細かい
ピッチで温度分布を観測できることになり、この光フア
イバセンサは温度の分布測定を精度良く行うことのでき
るものとなる。
とも、光フアイバセンサの長さ方向に対しては、細かい
ピッチで温度分布を観測できることになり、この光フア
イバセンサは温度の分布測定を精度良く行うことのでき
るものとなる。
また、この光フアイバセンサの光コアイノ々２には曲げ
応力が加わっているうえ、センサ使用時に光ファイバ２
は高温状態におかれるので、この点からは光ファイバ２
は表面傷の生長し易い、つま′り偽破断し易い状態にあ
る。しかしこの光フアイバ防止され、この光フアイバセ
ンサは長期間の使用に耐えるものとなる。
応力が加わっているうえ、センサ使用時に光ファイバ２
は高温状態におかれるので、この点からは光ファイバ２
は表面傷の生長し易い、つま′り偽破断し易い状態にあ
る。しかしこの光フアイバ防止され、この光フアイバセ
ンサは長期間の使用に耐えるものとなる。
「実験例１」
第１図に示した光フアイバセンサを試作して、反応槽の
温度と反応槽が設置された室内の温度とを同時に測定し
た。
温度と反応槽が設置された室内の温度とを同時に測定し
た。
試作した光フアイバセンサの仕様を次に示す。
・芯部材１の形状、 外径４０咽の円柱状・ 〃 材
質、 アルミニウム ・光ファイバ２のコアの径、 ８０μｍΦ光ファイバ
２のクラッドの外径、 １２５μｍ−次被覆層を形成
する金属、アルミニウム〃 の外径、 １７０μｍ の比屈折率差、２．０係 ・外筒部材３の内径、４１ ｗｎ 〃 外径、５２ｍｍ の芯部材１へ巻き付けた。
質、 アルミニウム ・光ファイバ２のコアの径、 ８０μｍΦ光ファイバ
２のクラッドの外径、 １２５μｍ−次被覆層を形成
する金属、アルミニウム〃 の外径、 １７０μｍ の比屈折率差、２．０係 ・外筒部材３の内径、４１ ｗｎ 〃 外径、５２ｍｍ の芯部材１へ巻き付けた。
゛＋喀
、１１１．・：光フアイバセンサに入射するパルス光に
は、パ′）ヒス幅１０１８．波長０９μｍ、”ルス繰返
し１ ｋＨｚのものを用いた。
は、パ′）ヒス幅１０１８．波長０９μｍ、”ルス繰返
し１ ｋＨｚのものを用いた。
光フアイバセンサの先端部２５０Ｃｒｎを深さ４ｍの反
応槽に浸漬して、これに上記・ぐシス光を入射し、得ら
れた後方散乱光の強度を測定したところ第２図に示した
結果を得た。その際、室温は２５℃とし、反応槽の温度
は２５℃〜２５０℃まで変化させた。
応槽に浸漬して、これに上記・ぐシス光を入射し、得ら
れた後方散乱光の強度を測定したところ第２図に示した
結果を得た。その際、室温は２５℃とし、反応槽の温度
は２５℃〜２５０℃まで変化させた。
第２図に示したグラフかられかるように、反応槽の温度
が上昇すると、反応槽に浸漬された部分から伝搬されて
くる後方散乱光の強度は減少する。
が上昇すると、反応槽に浸漬された部分から伝搬されて
くる後方散乱光の強度は減少する。
また、光フアイバセンサの反応槽に浸漬された部分と室
温部分との間に生じた段差ａは、その幅が光ファイバの
長さに換算すると約２ｍに相当し、これは光フアイバセ
ンサの長さの約３ｃｍに相当した。この段差の位置は光
フ、アイパセンサの先端から２５０±１．５ｃｒｎの位
置に生じていた。この結果から、この光フアイバセンサ
は、温度の分布を精度良く測定し得るものであることが
確認できた。
温部分との間に生じた段差ａは、その幅が光ファイバの
長さに換算すると約２ｍに相当し、これは光フアイバセ
ンサの長さの約３ｃｍに相当した。この段差の位置は光
フ、アイパセンサの先端から２５０±１．５ｃｒｎの位
置に生じていた。この結果から、この光フアイバセンサ
は、温度の分布を精度良く測定し得るものであることが
確認できた。
１「実験例２」
実験例１と同様の光フアイバセンサを、液体コへ 光フ
ァイバを用いて作成し念。この液体コア光、ファイバは
、外径２５０μｍ、内径１５０μｍの石を英ノソイブの
中空部にαブロムナフタリンが充填さ□れ、外周にアル
ミニウムが被覆されたもので、１５０℃まで測定するこ
とができる。
ァイバを用いて作成し念。この液体コア光、ファイバは
、外径２５０μｍ、内径１５０μｍの石を英ノソイブの
中空部にαブロムナフタリンが充填さ□れ、外周にアル
ミニウムが被覆されたもので、１５０℃まで測定するこ
とができる。
この光フアイバセンサを用いて実験例１と同様の試験を
行ったところ、このものも約３ｃｒｎ程度の精度で温度
分布を測定できることが確認できた。
行ったところ、このものも約３ｃｒｎ程度の精度で温度
分布を測定できることが確認できた。
「発明の効果」
以上説明したように、この発明の光フアイバセンサは、
円柱状あるいは管状の芯部材と、この芯部材の外周に巻
回された光ファイバと、この光ファイバが巻回された芯
部材を収容する管状の外筒部材とからなり、この芯部材
と、この芯部材との間の空間を減圧あるいは真空状態と
したので、温度測定に直接係わる光ファイバが長距離セ
ンサの短い距離の間に収容されている。従って、光フア
イバ中を伝搬する光の速度が高速であることに起因して
光ファイバの長さ方向への測定精度の粗くとも、センサ
の所定の区画に長尺の光ファイバを集積して収容してい
るから、センサとしては細かい精度が達成でき、この光
ファイ／Ｓセンサは、温成の分布を細かい精度で測定し
得るものとなる。
円柱状あるいは管状の芯部材と、この芯部材の外周に巻
回された光ファイバと、この光ファイバが巻回された芯
部材を収容する管状の外筒部材とからなり、この芯部材
と、この芯部材との間の空間を減圧あるいは真空状態と
したので、温度測定に直接係わる光ファイバが長距離セ
ンサの短い距離の間に収容されている。従って、光フア
イバ中を伝搬する光の速度が高速であることに起因して
光ファイバの長さ方向への測定精度の粗くとも、センサ
の所定の区画に長尺の光ファイバを集積して収容してい
るから、センサとしては細かい精度が達成でき、この光
ファイ／Ｓセンサは、温成の分布を細かい精度で測定し
得るものとなる。
」また、この光フアイバセンサは、光コアイノぐが＝ｌ
身 、 ′
、−の光フアイバセンサは耐用期間の長いものとなる。
：Ｈ’１ｔ
第１図はこの発明の光フアイバセンサの一実施例を示す
一部断面視した斜視図、第２図はこの発明の光フアイバ
センサの精度を確認する実験の際に得られた後方散乱光
の強度と伝搬時間、光ファイバ長さおよび光フアイバセ
ンサの長さの関係を示すグラフである。 図において、 １：芯部材、２：光ファイバ、３：外筒部材、５：空間
、６：排気管
一部断面視した斜視図、第２図はこの発明の光フアイバ
センサの精度を確認する実験の際に得られた後方散乱光
の強度と伝搬時間、光ファイバ長さおよび光フアイバセ
ンサの長さの関係を示すグラフである。 図において、 １：芯部材、２：光ファイバ、３：外筒部材、５：空間
、６：排気管
Claims (1)
- 円柱状あるいは管状の芯部材と、この芯部材の外周に巻
回された光ファイバと、この光ファイバが巻回された芯
部材を収容する管状の外筒部材とからなり、この外筒部
材と上記芯部材との間の空間を減圧あるいは真空状態と
したことを特徴とする光ファイバセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59188028A JPS6166134A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 光フアイバセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59188028A JPS6166134A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 光フアイバセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166134A true JPS6166134A (ja) | 1986-04-04 |
| JPH0354769B2 JPH0354769B2 (ja) | 1991-08-21 |
Family
ID=16216396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59188028A Granted JPS6166134A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 光フアイバセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166134A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0210232A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ファイバセンサ |
| JPH04339227A (ja) * | 1991-01-22 | 1992-11-26 | Chubu Electric Power Co Inc | 光ファイバを用いた非接触型温度測定装置 |
| JPH0588109U (ja) * | 1992-04-23 | 1993-11-26 | 内外電機株式会社 | 電気設備用盤 |
| WO2011094331A2 (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Baker Hughes Incorporated | Device and method for discrete distributed optical fiber pressure sensing |
| US20120147924A1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-14 | Baker Hughes Incorporated | System and method for distributed environmental parameter measurement |
| CN104776934A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-15 | 清华大学 | 微距分布式光纤测温传感器 |
| JP2019045221A (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | 横河電機株式会社 | 光ファイバセンサ測定ユニット |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5643680B2 (ja) * | 2011-03-04 | 2014-12-17 | 東邦化工建設株式会社 | 有機溶剤の除去方法及び除去装置 |
-
1984
- 1984-09-10 JP JP59188028A patent/JPS6166134A/ja active Granted
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0210232A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ファイバセンサ |
| JPH04339227A (ja) * | 1991-01-22 | 1992-11-26 | Chubu Electric Power Co Inc | 光ファイバを用いた非接触型温度測定装置 |
| JPH0588109U (ja) * | 1992-04-23 | 1993-11-26 | 内外電機株式会社 | 電気設備用盤 |
| WO2011094331A2 (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Baker Hughes Incorporated | Device and method for discrete distributed optical fiber pressure sensing |
| WO2011094331A3 (en) * | 2010-01-29 | 2011-11-10 | Baker Hughes Incorporated | Device and method for discrete distributed optical fiber pressure sensing |
| AU2011209599B2 (en) * | 2010-01-29 | 2015-01-29 | Baker Hughes Incorporated | Device and method for discrete distributed optical fiber pressure sensing |
| US9476294B2 (en) | 2010-01-29 | 2016-10-25 | Baker Hughes Incorporated | Device and method for discrete distributed optical fiber pressure sensing |
| US20120147924A1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-14 | Baker Hughes Incorporated | System and method for distributed environmental parameter measurement |
| US8740455B2 (en) * | 2010-12-08 | 2014-06-03 | Baker Hughes Incorporated | System and method for distributed environmental parameter measurement |
| CN104776934A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-15 | 清华大学 | 微距分布式光纤测温传感器 |
| JP2019045221A (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | 横河電機株式会社 | 光ファイバセンサ測定ユニット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0354769B2 (ja) | 1991-08-21 |
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