JPS6255577A - 磁界センサ - 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】 産。−１−の１１））！ 本発明は、光ファイバを利用した磁界センサに関するも
のである。

′・　のｊｊ　　−びへ１点 従来、環境条件、特に測定温度に影！されることなく高
精度にて１つ容易に磁界強さを測定するために光ファイ
バを利用した光フアイバ式磁界センサが提案されている
。

斯る光フアイバ式磁界センサは、第２図に概略図示され
るように、細径コア４及びその回りに設けられた被覆層
６を有したシングルファイバＦが受光素子２に対向して
Ｎｄされる。１該フアイバＦは、受光素子２に対面した
側の端部から適当な距離の位首にて支持されており、従
って該端部は自由にに下方向にファイバ固有の弾性特性
にて弾性的に移動し１’Ｊるように構成される。又、該
ファイノヘの端部には所定幅にわたって強磁性体膜６が
設けられる。該強磁性体ＩＩ！２６は、例えばＮｉメッ
キ等にて実現される。一方、該ファイバの他端（図示せ
ず）は光源に接続されており、従って受光素ｆ−２に対
面した１該フアイバの端部からは所定の角Ｉ’ｈ　Ｏに
て光が投射され、受光素子により光量が測定される。

１−記構成にて、該磁界センサが測定すべき磁界雰囲気
Ｍ下にこがれると、光ファイバＦは現在のノ、（僧位置
からいずれかの方向へと運動する。このような光ファイ
バの運動により、受光素子により受光される光ファイバ
からの光量が変化する９該光ｊＩ；変化はマイクロコン
ピュータ８等にて電気的に処理され、測定者に示される
。しかしながら、受光素子にて測定される光量は非直線
的に変化するために、測定精度に限界があった。

先艶二且」 従って、本発明の目的は、環境茶件、特に温度特性に影
！されることがなく、信頼性が高く且つ高精度にて磁界
を測定し得る光フアイバ式磁界センサを提供することで
ある。

ｌへ′１占　　　　るための二二 上記［目的は本文］ＪＩに係る光フアイバ式磁界センサ
にて達成される。要約すれば本発明は、一端から所定長
さにわたって外周面に強磁性体膜を設け、几つ該端部分
が磁界の強さに応じて弾性的に運動し得るように支持さ
れた可動の光ファイバと、前記可動の光ファイバのｌＴ
動端而面ら光を投射するための光源と、前記可動の光フ
ァイバの可動端面に対向し、且つ該可動端面から所定の
距離だけ離間して配置された固定の受光手段とを有し、
前記受光手段は、前記可動の光ファイバの＝ｒ動動画面
ら投射される光を受光するべく該可動光ファイバの可動
端面の移動経路に沿って密に配列された複数の光ファイ
バと、該光ファイバに夫々対応して設けられた受光素子
とを有し、該受光素子からの信号は演算処理装置に送信
され、前記ａ７動の光ファイバの基準位設からの移動量
を計算し、従って磁界の強さが測定されることを特徴と
する磁界センサである。

次ニ、本発明に係る光フアイバ式磁界センサを図面を参
照して更に；ｉ’Ｐ　Ｌ　＜説１′ｆＩする。

第１図を参照すると、本発明に係る光フアイバ式磁界セ
ンサｌは、従来の光フアイバ式磁界センサと同様に、細
径コア、例えば直径１０体ｍ以下のコア４の回りにナイ
ロン等の樹脂６が被覆されたシングルファイバＦが配置
δされる。該ファイバＦの直（イは、限定されるもので
はないが本実施例では１２５ＬＬｍとされた。又、該光
ファイバＦは、図示される端面から適当な位置、本実施
例では３ｃｍの位；Ｉｌｌにて支持されており、従って
該光フイアバの端部は自由に１ニド方向にファイバ固有
の弾性特性に−Ｃ１矢印の如くにり１性的に移動し得る
構成とされる。

又、該ファイバの端部には強磁性体膜８が設けられる。

該強磁性体１１り８は、例えば膜厚５０ｇｍのＮｉ膜を
Ｎｉメッキにて端面から０．６ｃｍの長さにわたって付
着することによって形成される。一方、該ファイバＦの
他端（図示せず）は光源に接続されており、従って該フ
ァイバの端面からは所定の角度Ｏにて光が投射される。

本発明に従うと、光を投射する前記光ファイバＦの端面
に対向して、受光手段ｌＯが設けられる０本実施例にて
、光ファイバＦの端面と受光手段１０との間には約１０
ｇｍの間隙が設けられた。前記受光手段ｌＯはマルチフ
ァイバ１２にて構成され複数の細径コア１４ａ、ｂ、ｃ
・・・ｎを右する。又、該複数の細径コア１４ａ、ｂ、
ｃ・−・ｎの入力端面は、前記光ファイバＦの移動方向
に沿って直列に配列され、光ファイバＦからの投射光を
受光するように構成される。各細径コアは直径が例えば
直径１０ｇｍ以下とされ、又各細径コアは第１図では互
いに相当離間するように図示されているが、できるだけ
近接して配置されるのが好ましく、本実施例では各細径
コア間の間隙は１００ｇｍ以下とされ、又細径コアは５
０個設けられた。

受光手段ｌＯは更に、各細径コアの他端、即ち、出力端
に連結された受光素子１４ａ、ｂ、ｃ１１６・ｎをイｉ
する。該受光素子は１例えばイメージセンサを用いるこ
とができ、細径コアの入力端に光が投射されたか否かを
検出し、電気信号に変換し、１該信号をデジタル信号と
してマイクロコンピュータ１５の如き演算処理装置に送
信する。

上記構成にて、該磁界センサ１が測定すべき磁界雰囲気
Ｍ下に置かれると、光ファイバＦは現在の基準位設から
いずれかの方向へと運動する。このような光ファイバＦ
の連動により、受光手段ｌＯへの該光ファイバＦからの
光投射領域は変動し、従って基準状態（例えば第１図実
線にて示される位置）にて受光している細径コア１２　
ａ　−ｎの組合せとは異なる組合せの細径コア１２〜ｎ
により光ファイバＦからの光照射が受光される。これら
光信号は、Ｌ述のように、受光素子１４により゛電気的
なデジタル信号とされ、マイクロコンピュータ１５に送
信される。

斯る受光細径コアの組合せの変化はマイクロコンピュー
タにて電気的に処理され、測定者に光ファイバの移動変
化機、即ち、磁界の強さとして表示される。

本発明によると、光信−）を電気信号に変換する受光素
子は、受光した光の光埴を測定する必要はなく、ｍに光
を受光したか否かの判断、つまり０ｎ−ｏｆｆの判断の
みでよい。従って、本装置では、各受光素子１４は如何
なる温度条件下においても所定以上の感度を有しておれ
ばよく、＠密な範囲での性能のバラツキを要求すること
はなく。

結果として測定精度を向」−せしめることができ汁つ信
頼性の高い４ｗ定結果を得ることができる。

Ｌ五立菫」 本発明に係る光フアイバ式磁界センサは以−１二の如く
に構成されるために、禮境条件、特に温度特性に影響さ
れることがなく、信頼性が高くＩ−１つ高精度にて磁界
を測定し得るという特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る光フアイバ式磁界センサの概略
説明図である。 第２図は、従来の光フアイバ式磁界センサの概略説明図
である。 ４．１２ａ−ｎ：細径コア ６：樹脂被薗層 ８：強磁性体１模 １０：受光手段 １４：受光素子 １５：演算処理装置 第１図 ！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）一端から所定長さにわたつて外周面に強磁性体膜を
   設け、且つ該端部分が磁界の強さに応じて弾性的に運動
   し得るように支持された可動の光ファイバと、前記可動
   の光ファイバの可動端面から光を投射するための光源と
   、前記可動の光ファイバの可動端面に対向し、且つ該可
   動端面から所定の距離だけ離間して配置された固定の受
   光手段とを有し、前記受光手段は、前記可動の光ファイ
   バの可動端面から投射される光を受光するべく該可動光
   ファイバの可動端面の移動経路に沿つて密に配列された
   複数の光ファイバと、該光ファイバに夫々対応して設け
   られた受光素子とを有し、該受光素子からの信号は演算
   処理装置に送信され、前記可動の光ファイバの基準位設
   からの移動量を計算し、従つて磁界の強さが測定される
   ことを特徴とする磁界センサ。