JPS62288538A - 温度検出センサ - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の概要〕 加えられる温度により個有の異なる形状を保持する、た
とえば形状記憶合金またはバイメタルなどの対温度変形
部材の変形部分に６って光ファイバを取付け、対温度変
形部材の形状変形に従い、光ファイバの形状が強制的に
変形を受けるよう対温度変形部材の形状を定め、光ファ
イバの両端に取付けた光コネクタを介して光源から入射
し、光ファイバを通過する光景の変化を検出することに
より、対温度変形部材に加えられた温度を検知する温度
検出センサ。

〔産業上の利用分野〕

本発明は温度検出センサに関し、とくに温度により個有
の異なる形状を保持する、たとえば形状記憶合金または
バイメタルのような対温度変形部材に光ファイバを取付
け、対温度変形部材の設定温度に対する相異なる形状に
対応して光フアイバ中を通過する光量変化を検出する温
度検出センサに関するものである。

〔従来の技術〕

従来の温度検出センサとしては、たとえばバイメタ゛ル
式の電気接点としての温度変化を検出する温度検出セン
サが一般に使用されており、光ファイバを組合せた電気
的接点の開閉などによる電気回路の断・接に代る光量変
化によるものは見当らない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の電気回路の断・接による温度検出センサは引火性
の物質、爆発危険物などの設置場所などでの使用は厳重
な管理のもとか、場合によっては使用できないという問
題があシ、絶対防爆形の温度検出センサの実現が望まれ
ている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は従来の問題点を解決するため、加える温度の変
化によシ、個有の異なる形状を保持する対温度変形部材
と、対温度変形部材の変形部分に宿って取付けることに
よシ、対温度変形部材の変形形状に追従して屈曲する光
ファイバと、光７アーイパの両端に取付けた光コネクタ
とを備えて構成したことを特徴とし、一端の光コネクタ
を経由して光源から光を入射し、他端の光コネクタから
の出射光を光−電気変換して光フアイバ中の通過光量の
変化を検出する。

〔作　用〕

対温度変形部材として、たとえば形状記憶合金に取付け
られた光ファイバは、形状記憶合金が温度により変形す
るに伴って光ファイバをも変形する。この結果、変形前
よシもより急激に光ファイバに曲げが生ずると、光ファ
イバの内部を通過中の光量が変形前後において減少する
。この光量変化を検出して、温度と光量の変化量の関係
から特定温度検出センサとして機能する。

また逆に、変形前に鋭角に曲がった形状を有する形状記
憶合金に光ファイバを取付け、この急激に曲がった形状
に浴って取付けである光ファイバの内部を通過中の光が
、曲折部分で光伝送損失を発生しているような場合には
、形状記憶合金が所定温度内に置かれた状態で変形が起
り、変形前に比して曲がりが緩和されるものであれば、
光フアイバ内の通過光量は増加し、この光量変化を検出
して温度と光量の関係から温度検出センサとして機能す
る。

なお、対温度変形部材として形状記憶合金を用いた場合
、定常温度を中心として、高温側または低温側で温度検
出センサとして機能する。ただし形状記憶合金の場合、
同一温度検出センサを高温側および低温側に作動させる
ことはできず、何れか一方のみである。また、定常温度
に再度周辺温度が戻っても、形状記憶合金のみではリセ
ットしない。対温度変形部材としてバイメタルを本発明
に適用すると、リセット機能を有っ。本発明は対温度変
形部材としてリセット機能の有無により、適宜使用条件
に対し選択的に適用できる。以下図面にもとづき実施例
について説明する。

〔実施例〕

第１図乃至第５図は、それぞれ対温度変形部材として形
状記憶合金を用いた場合の、本発明の実施例１乃至実施
例５の構成図である。

第１図乃至第５図のそれぞれの実施例において、形状記
憶合金は、第１図および第２図の実施例１および実施例
２は板状形状記憶合金１、第３図および第４図の実施例
３および実施例４はパイプ状形状記憶合金６１および６
２、第５図の実施例５は棒状形状記憶合金７の例である
が、本発明はこれら形状に限定されるものではなく、光
ファイバ２が取付けられ、変形の余地があるものであれ
ばよい。

光ファイバ２は、プラスチックファイバ、プラスチック
コート（ＰＣＦ’）光ファイバ、石英系光ファイバなど
が適用され、たとえばコア直径５０μｍφ、クラッド外
径１２５μ惜φ、ナイロン被覆外径０．９情ルφのもの
を本実施例では使用した。なお他に外径０．２５ｍｍφ
および０．４　ｍｍφの実外線硬化性アクリル樹脂によ
り被覆を施した石英系光７アイパも適用できる。

光ファイバ２を形状記憶合金に取付ける態様としては、
第１図の実施例１における板状形状記憶合金１を用いて
、ビス９によシブレート４を介して止める例、または第
２図の実施例２のように、プラスチック薄膜やゴムプレ
ート５を、光ファイバ２を板状形状記憶合金１上に配置
した上に焼付けたり、貼り付けた例がある。５は光フア
イバ２０両端に取付けた光コネクタである。

第３図および第４図は、直線状および湾曲状のパイプ状
形状記憶合金６１．６２の内部に光ファイバ２を貫挿し
て取付けた実施例３および実施例４である。６は光コネ
クタである。

＄５図は、棒状形状記憶合金７に光ファイバ２をテープ
８により押え止めた実施例５である。３は光コネクタで
ある。なお実施例５の棒状形状記憶合金７を用いる場合
、本実施例５の他にも、光ファイバ２を直接、接着剤で
棒状記憶合金７に接着固定する例や、銅またはアルミ材
などを用いて、光ファイバ２を棒状形状記憶合金７にか
しめにより取付ける例もあり、いずれも本発明の実施態
様に含まれる。なお本実施例において、押え止め用のテ
ープ８や接着剤は耐熱性に優れたものが好ましく、たと
えばシリコンゴム、シリコン樹脂、弗素樹脂、ポリイミ
ド、ポリアミドなどが適用される。

次に、対温度変形部材として各種形状記憶合金を用いた
実施例１乃至実施例５について、温度を変化したときの
形状変化による光ファイバの通過光を変化の発生状態を
説明する。

第１図の板状形状記憶合金１を用いた実施例１の場合、
所定温度に達したとき、第６図に示す形状に変形するよ
う板状形状記憶合金１に形状を記憶させておく。第１図
の形状の板状形状記憶合金１は、温度が所定温度に達す
ると第６図の形状に変形する。この場合光ファイバ２も
ともに変形することから、第１図の状態で光ファイバ２
の各部の曲率半径が光伝送効果に対して大きな光伝送損
失を与えない程度であったものが、第６図の変形状態に
おいて、板状形状記憶合金１に記憶させておいた捩シが
発生し、この変形した捩り部分で光ファイバ２の光伝送
損失が異常に増大する。すなわち、光ファイバ２に対す
る曲げによる光伝送損失である。この現象は、温度の変
化により板状形状記憶合金１の形状が変形し、取付けた
光フアイバ２内を通る光量に変化を与えるもので、この
光量変化を検出して温度検出センサとして機能させるこ
とができる。第２図に示した実施例２についても同様に
温度検出センサを形成できる。

第７図は、第３図に示した実施例３のパイプ状形状記憶
合金６１の記憶形状例、第８図は、第４図に示した実施
例４のパイプ状形状記憶合金６２の記憶形状例、第９図
αおよびｂは、第５図に示した実施例５の棒状形状記憶
合金７のそれぞれ記憶形状の二側を示すものである。

第７図乃至ｆ４９図α、ｂは、いずれも所定温度に達す
ることにより、それぞれの対温度変形部材としての形状
記憶合金が変形し、それぞれの各部の曲率半径が短かく
なり、形状記憶合金に取付けられている光ファイバ２に
対して光伝送損失が増加するようになっている。なお、
光伝送損失の測定は、通常の光電変換後、電気的な計測
により行う。

また、上述の逆として、形状記憶合金の形状の変化を、
その前後において、光ファイバが受ける曲げの曲率半径
が短かい状態から長い状態に設定しておくことにより、
同様に機能させ得ることは明らかである。この場合、光
ファイバを通過中の光量は、形状変形の前後で、光伝送
損失が大きかったものが小さくなり、この変化も光フア
イバ中の通過光量の変化に起因するもので、この通過光
量の変化を、前述と同様に光電変換後、電気的な計測に
より検出して形状記憶合金の受けた温度変化の検知を行
うもので、本発明の態様に含まれる。

以上述べた実〕クム例は、本発明に係る対温度変形部材
として形状記憶合金を用いた例であるが、パ　　゛イメ
タルを用いても同様に本発明の温度検出センサを形成で
きる。ただしバイメタルの場合は、形状を記憶させるの
ではなく、温度が所定温度に達したとき変形し、この変
形により光ファイバの変形が発生するようにバイメタル
の形状を設定しておく。たとえば、さきの実施例におい
て、第６図に例示した形状例、または第８図に例示した
形状例の場合にバイメタルを適用することができ、これ
らも本発明の態様に含まれる。

なお、対温度変形部材として形状記憶合金を用いる例は
、リセット機能は有しないが、バイメタルを用いる例で
はリセット機能を有することから使用目的に応じて適宜
選択することによシ、本発明の適用分野は広く有効であ
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明は対温度変形部材として、た
とえば形状記憶合金またはバイメタルと光ファイバを組
み合せて温度センサを構成することによシ次の効果があ
る。

■　絶対防爆の温度センサを実現できる。

■　光フアイバ内の通過光量の変化量を検出する構成で
あることから、センサから離れた場所に給電部および電
気測定部を設置し、遠隔操作できる。

■　光ファイバとして、プラスチックファイバ、プラス
チックコート光７アイパ（ＰＣＦ）、石英系光ファイバ
が使用できることから、引火性ガス−内、化学プラント
、爆発の危険のある場所、航空機などにおける温度検出
センサに適用できる。

なお本発明の温度検出センサは、温度変化に応じて各温
度を指示する場合より、寧ろ設定温度に対して作動する
温度検出センサとして使用価値があシ、現状温度より高
い温度または低い側の温度に対して作動させる温度検出
センサに適用して効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の実施例１乃至実施例５の構
成図、 第６図乃至第９図α、ｂはそれぞれ実施例１．実施例３
乃至実施例５の記憶形状例である。 １・・・板状形状記憶合金、 ２・・・光ファイバ、 ３・・・光コネクタ、 ４・・・プレート、 ５・・・プラスチック薄板またはゴムプレート、６１．
６２・・・パイプ状形状記憶合金、７・・・棒状記憶合
金、 ８・・・テープ、 ９・・・ビス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　加える温度の変化により、個有の異なる形状を
   保持する対温度変形部材と、 前記対温度変形部材の変形部分に沿つて取付けることに
   より、前記対温度変形部材の変形形状に追従して屈曲す
   る光フアイバと、 前記光フアイバの両端に取付けた光コネクタとを備えて
   なる温度検出センサ。
2. （２）　前記対温度変形部材は、形状記憶合金からなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の温度検出
   センサ。
3. （３）　前記対温度変形部材はバイメタルからなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の温度検出セン
   サ。