JPS63311306A - 光ファイバ式異常高温検知センサ - Google Patents
光ファイバ式異常高温検知センサInfo
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- JPS63311306A JPS63311306A JP62148275A JP14827587A JPS63311306A JP S63311306 A JPS63311306 A JP S63311306A JP 62148275 A JP62148275 A JP 62148275A JP 14827587 A JP14827587 A JP 14827587A JP S63311306 A JPS63311306 A JP S63311306A
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (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】
1産業上の利用分野]
本発明は光フアイバ自体をセンサとして用いた光フアイ
バ式異常高温検知センサに関する。
バ式異常高温検知センサに関する。
[従来の技術1
従来、異常高温の検出には第4図に示すように低融点プ
ラスチック41が被覆された2本の金属線42を撚り合
ゼた検知線が用いられていた。
ラスチック41が被覆された2本の金属線42を撚り合
ゼた検知線が用いられていた。
ここで、高温時にはプラスチック41が軟化し、このた
め2木の金属線42が接触してこれら金属線42間の抵
抗が変化する。この抵抗変化を検出りることにより異常
高温を判定しようとJる方法である。
め2木の金属線42が接触してこれら金属線42間の抵
抗が変化する。この抵抗変化を検出りることにより異常
高温を判定しようとJる方法である。
ところが、この検知線を電力膜幅等の高電圧印加部近傍
で使用する場合には金jil142に電圧が誘起され、
w4e作を起しやずいばかりでなく、検出のためのgi
W&が破壊される虞れもある。また、金属線42を通じ
て各所からの誘導ノイズが伝搬し、検出装置以外に併設
されている各種RillW機器に悪影響を及ぼす可能性
が大きいという問題があった。
で使用する場合には金jil142に電圧が誘起され、
w4e作を起しやずいばかりでなく、検出のためのgi
W&が破壊される虞れもある。また、金属線42を通じ
て各所からの誘導ノイズが伝搬し、検出装置以外に併設
されている各種RillW機器に悪影響を及ぼす可能性
が大きいという問題があった。
そこで、金fi線を用いずに第5図のように光ファイバ
を利用した検出方法が考案されている。すなわら、光フ
ァイバ51の外周部に形状記憶合金等からなる感温収縮
材52を固定金具53により捻回固定あるいは被覆して
これをセンサとし、異常高温時には感温収縮材52の収
縮によって光ファイバ51に局所曲りが加えられるので
このとき光ファイバ51に発生するマイクロベント損失
を検出して異常に%温であることを判定する方法である
。
を利用した検出方法が考案されている。すなわら、光フ
ァイバ51の外周部に形状記憶合金等からなる感温収縮
材52を固定金具53により捻回固定あるいは被覆して
これをセンサとし、異常高温時には感温収縮材52の収
縮によって光ファイバ51に局所曲りが加えられるので
このとき光ファイバ51に発生するマイクロベント損失
を検出して異常に%温であることを判定する方法である
。
[発明が解決しようとりる問題点]
しかしながら、この方法では光ファイバに発生したマイ
クロベンド損失増から異常′r%編を検出するために、
光ファイバ51に他の要因によって側圧や曲りが加えら
れると誤検出する虞れがあり安定性に乏しいという問題
があった。また、固定金具53等により感温収縮材52
を支持する必要があり、構造が複雑になると共に長尺で
使用する場合には極めて高価なものとなり経済性に欠け
るという問題もあった。
クロベンド損失増から異常′r%編を検出するために、
光ファイバ51に他の要因によって側圧や曲りが加えら
れると誤検出する虞れがあり安定性に乏しいという問題
があった。また、固定金具53等により感温収縮材52
を支持する必要があり、構造が複雑になると共に長尺で
使用する場合には極めて高価なものとなり経済性に欠け
るという問題もあった。
かクシで、本発明の[」的は上記従来技術の問題点を解
消し、簡単な構造で且つ安定性及び経済性に帰れた光フ
アイバ式異常高温検知センサを提供することにある。
消し、簡単な構造で且つ安定性及び経済性に帰れた光フ
アイバ式異常高温検知センサを提供することにある。
[問題点を解決するための手段]
本発明の光ファイバ式異常高潟検知センサは上記[]的
を達成するために、光ファイバのコアを伝搬する光の強
度変化から異常高温を検知4るセンサにおいて、上記コ
アの外周部にこれを囲繞するように設(プられると共に
上記コアより低屈折率且つ低融点のプラスチックからな
りその内部に残留引張り応力を右するクラッド層と、該
クラッド層の外周部にこれを囲繞するように設けられる
と共に上記コアより高屈折率で且つ上記クラッドより高
融点のプラスチックあるいは架橋プラスチックからなる
被覆層とを備えたものである。
を達成するために、光ファイバのコアを伝搬する光の強
度変化から異常高温を検知4るセンサにおいて、上記コ
アの外周部にこれを囲繞するように設(プられると共に
上記コアより低屈折率且つ低融点のプラスチックからな
りその内部に残留引張り応力を右するクラッド層と、該
クラッド層の外周部にこれを囲繞するように設けられる
と共に上記コアより高屈折率で且つ上記クラッドより高
融点のプラスチックあるいは架橋プラスチックからなる
被覆層とを備えたものである。
[作用]
このような構成とづることにより、室温雰囲気下では、
コア中に伝搬光が閉じ込められて通常の九フ享イバと同
様の伝送特性を示すが、センサ長手方向のうち任意の個
所でm度上昇が生じてクラッド層の融点以上の湿度とな
ると、クラッド層は溶解変形する。このとき、被覆層は
クラッド層より融点が高いので、クラッド層の融点付近
では溶解変位することがなく、またクラッド層内には引
張り応力が残留しているのでこの残留応力がクラッド層
の融解と共にコアあるいは被覆層に移ってこれらの径方
向での変形を促す。その結束、コアはファイバ内で次第
に偏心し被覆層に接触するようになる。
コア中に伝搬光が閉じ込められて通常の九フ享イバと同
様の伝送特性を示すが、センサ長手方向のうち任意の個
所でm度上昇が生じてクラッド層の融点以上の湿度とな
ると、クラッド層は溶解変形する。このとき、被覆層は
クラッド層より融点が高いので、クラッド層の融点付近
では溶解変位することがなく、またクラッド層内には引
張り応力が残留しているのでこの残留応力がクラッド層
の融解と共にコアあるいは被覆層に移ってこれらの径方
向での変形を促す。その結束、コアはファイバ内で次第
に偏心し被覆層に接触するようになる。
このようにしてコアがより屈折率の^い被覆層に接触す
ると、コア中を伝搬してきた光が漏洩し損失となる。こ
の損失増を検出することにより異常高温の発生が検知さ
れる。
ると、コア中を伝搬してきた光が漏洩し損失となる。こ
の損失増を検出することにより異常高温の発生が検知さ
れる。
なお、コア材としては石英ガラス、シリカ主体の多成分
ガラス、フッ化物ガラス、 jJルコゲナイドガラス、
KH2−5等の多結品、ポリメチルメタクリレート、ポ
リス升しン等のプラスチック等通常光ファイバで使用さ
れるものすべてを用いることができる。
ガラス、フッ化物ガラス、 jJルコゲナイドガラス、
KH2−5等の多結品、ポリメチルメタクリレート、ポ
リス升しン等のプラスチック等通常光ファイバで使用さ
れるものすべてを用いることができる。
また、クラッド層をなすプラチツク材料はコア材料の融
点及び屈折率によって決定されるが、例えばコア材に石
英ガラスを用いた場合にはポリビニリデンフルオライド
及びそのコポリマあるいはターポリマ、ポリテトラフル
オロエチレン、デトラフルオロエチレンーヘキサフルオ
ロプ臼ピレンコポリマ、テトラフルオロエチレンーバー
ノルオロアルコキシエチレンコポリマ、エチレン−テト
ラノルオロエチレンコポリマ等のフッ素樹脂を用いるこ
とができる。ただし、石英ガラスの周囲にクラッド層を
被覆する場合にこれを押出被覆することは難しいので、
ポリごニリデンフルオライド系のように塗装可能な材料
を用いるか、あるいはLi英ガラスを線引きした直後に
プラズマ重合等によって被WIすることが望ましい。
点及び屈折率によって決定されるが、例えばコア材に石
英ガラスを用いた場合にはポリビニリデンフルオライド
及びそのコポリマあるいはターポリマ、ポリテトラフル
オロエチレン、デトラフルオロエチレンーヘキサフルオ
ロプ臼ピレンコポリマ、テトラフルオロエチレンーバー
ノルオロアルコキシエチレンコポリマ、エチレン−テト
ラノルオロエチレンコポリマ等のフッ素樹脂を用いるこ
とができる。ただし、石英ガラスの周囲にクラッド層を
被覆する場合にこれを押出被覆することは難しいので、
ポリごニリデンフルオライド系のように塗装可能な材料
を用いるか、あるいはLi英ガラスを線引きした直後に
プラズマ重合等によって被WIすることが望ましい。
また、コア材にポリメチルメタクリレートのように屈折
率が1.49で融点が80℃程度と低いものを用いた場
合にはクラッド層を押出被覆可能な材料から形成しても
構わないが、被覆層の屈折率をこのクラッド層より^く
する必要があるので、クラッド層の屈折率をあまり^く
することができず、このためポリビニリデンフルオライ
ドターポリマ(融点60℃、屈折率1.42 )が適し
ている。
率が1.49で融点が80℃程度と低いものを用いた場
合にはクラッド層を押出被覆可能な材料から形成しても
構わないが、被覆層の屈折率をこのクラッド層より^く
する必要があるので、クラッド層の屈折率をあまり^く
することができず、このためポリビニリデンフルオライ
ドターポリマ(融点60℃、屈折率1.42 )が適し
ている。
以上、例示し、たクラッド層は1べてフッ素樹脂である
が、コア材料がカルコゲナイドガラスのように^屈折率
である場合にはクラッド層はフッ素樹脂に限られるもの
でない。
が、コア材料がカルコゲナイドガラスのように^屈折率
である場合にはクラッド層はフッ素樹脂に限られるもの
でない。
ざらに、被覆層は例えばコア材を石英ガラス。
クラッド層をポリビニリデンフルオライドとした場合、
プラスチックとしてポリエーテルケトン(融点334℃
、屈折率1.65 ) 、ポリカーボネート(融点15
0℃以上、屈折率1.59 ) 、ポリスチレン(融点
240℃、屈折率1.59 ) 、ポリエーテルイミド
(融点216℃以上、屈折率1.66 ) 、ポリアミ
ド例えばナイロン12(融点178℃、屈折率1.5)
、ポリエステル例えばポリブチレンテレフタレート(
融点225℃、屈折率1.6) 、液晶ポリマ(融点1
80℃以上、屈折率1.6)等が適し、一方架橋プラス
チックとしてはフッ素樹脂を除くほとんどのポリマを用
いることができる。例えば、ポリイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリウレタン。
プラスチックとしてポリエーテルケトン(融点334℃
、屈折率1.65 ) 、ポリカーボネート(融点15
0℃以上、屈折率1.59 ) 、ポリスチレン(融点
240℃、屈折率1.59 ) 、ポリエーテルイミド
(融点216℃以上、屈折率1.66 ) 、ポリアミ
ド例えばナイロン12(融点178℃、屈折率1.5)
、ポリエステル例えばポリブチレンテレフタレート(
融点225℃、屈折率1.6) 、液晶ポリマ(融点1
80℃以上、屈折率1.6)等が適し、一方架橋プラス
チックとしてはフッ素樹脂を除くほとんどのポリマを用
いることができる。例えば、ポリイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリウレタン。
紫外線硬化型のポリウレタンアクリレート、ポリカーボ
ネートアクリレート、ポリブタジェンアクリレート等電
子線硬化型のポリエチン、エチレン共重合体等が適して
いる。
ネートアクリレート、ポリブタジェンアクリレート等電
子線硬化型のポリエチン、エチレン共重合体等が適して
いる。
「実施例」
以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る光フアイバ式異常高温
検知センサの構成図、第2図は第1図の■−■線矢視断
面図である。コア1の外周部にこれを囲繞づるようにク
ラッド層2が設けられ、クラッド層2の外周部にこれを
囲繞するように被覆M3が設けられている。
検知センサの構成図、第2図は第1図の■−■線矢視断
面図である。コア1の外周部にこれを囲繞づるようにク
ラッド層2が設けられ、クラッド層2の外周部にこれを
囲繞するように被覆M3が設けられている。
このような構造のセンサは次のようにして製造すること
ができる。
ができる。
まず、コア1として純粋石英ガラス(屈折率1.458
)を外径200μ−に線引きした後、直ちにその外周部
にクラッド層2としてビニリデンフルオライドコポリv
Kynar 7201 (Penn walt社製。
)を外径200μ−に線引きした後、直ちにその外周部
にクラッド層2としてビニリデンフルオライドコポリv
Kynar 7201 (Penn walt社製。
融点120℃、屈折率1.42 )を外径が230μ−
になるように塗装被覆する。このとき、クラッド層2の
押出し時あるいは塗布硬化時に長手方向の応力を加えて
形成完了時のクラッド層2内に引張り応力を残留させる
。ざらに、その外周部に被覆層3としてウレタンアクリ
レートを主体とする組成物950Y 100 (D e
soto社製、屈折率1.54 )を外径500μ−に
なるまで!1!装し、紫外線ランプ(Hgランプ、 8
0W/CI)で架橋する。
になるように塗装被覆する。このとき、クラッド層2の
押出し時あるいは塗布硬化時に長手方向の応力を加えて
形成完了時のクラッド層2内に引張り応力を残留させる
。ざらに、その外周部に被覆層3としてウレタンアクリ
レートを主体とする組成物950Y 100 (D e
soto社製、屈折率1.54 )を外径500μ−に
なるまで!1!装し、紫外線ランプ(Hgランプ、 8
0W/CI)で架橋する。
このようにして得られたセンサの一端を光パルス試験器
(OTDR装置)に接続してセンサ内に光パルスを入射
し、その後方散乱光の時間的変化を測定した。ここで、
光パルスを入射してからの経過時間はセンサの一端から
の距離に対応しており、いま一端から距離Xの個所で4
麿上昇が生じてクラッド層2の融点120℃程廉以上の
温度になったものとする。すると、クラッド層2は融解
し、クラッド層2内に残留している引張り応力によりコ
ア1が被覆層3内で次第に偏心する。このようにしてコ
ア1が被IM3に接触すると、被wI層3のhがコア1
より屈折率が^いのでコア1中を伝搬するパルス光の一
部はここから漏洩し損失増となる。
(OTDR装置)に接続してセンサ内に光パルスを入射
し、その後方散乱光の時間的変化を測定した。ここで、
光パルスを入射してからの経過時間はセンサの一端から
の距離に対応しており、いま一端から距離Xの個所で4
麿上昇が生じてクラッド層2の融点120℃程廉以上の
温度になったものとする。すると、クラッド層2は融解
し、クラッド層2内に残留している引張り応力によりコ
ア1が被覆層3内で次第に偏心する。このようにしてコ
ア1が被IM3に接触すると、被wI層3のhがコア1
より屈折率が^いのでコア1中を伝搬するパルス光の一
部はここから漏洩し損失増となる。
その結果、後方散乱光のレベルに第3図に示すような段
差4を生じる。この段差4により異常高温の発生を検知
することができる。さらに、段差4を生じるまでの時間
から異常^潟が発生した個所の距離Xを判定することが
可能となる。
差4を生じる。この段差4により異常高温の発生を検知
することができる。さらに、段差4を生じるまでの時間
から異常^潟が発生した個所の距離Xを判定することが
可能となる。
[発明の効果]
以上説明したように本発明によれば次の如き優れた効果
が発揮される。
が発揮される。
(1)センサを光フアイバ自体から構成するため耐雑音
性及び安定性に優れると共に側圧や曲げ等でマイクロベ
ンド類が発生しにくく誤動作を起1虞れがな(なる。
性及び安定性に優れると共に側圧や曲げ等でマイクロベ
ンド類が発生しにくく誤動作を起1虞れがな(なる。
(b 光フアイバ以外に支持金具等を必要としないため
、構造が簡単で且つ設置スペースが小さくて演み、安価
となる。
、構造が簡単で且つ設置スペースが小さくて演み、安価
となる。
(3) 長手方向に沿ったいずれの場所の異常高温も
検知し得るとともに異常ハ温発生湯所の判定を行うこと
ができる。
検知し得るとともに異常ハ温発生湯所の判定を行うこと
ができる。
第1図は本発明の一実施例に係る光フアイバ式異常高温
検知センサの構成図、第2図は第1図の■−■線矢視断
面図、第3図は実施例を用いた後方散乱光レベルの測定
例を示すグラフ、第4図及び第5図はそれぞれ従来例を
示す構成図である。 図中、1はコア、2はクラッド層、3は被覆層である。 特許出願人 東京電力株式会社 日立電線株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄 第2図 第3図
検知センサの構成図、第2図は第1図の■−■線矢視断
面図、第3図は実施例を用いた後方散乱光レベルの測定
例を示すグラフ、第4図及び第5図はそれぞれ従来例を
示す構成図である。 図中、1はコア、2はクラッド層、3は被覆層である。 特許出願人 東京電力株式会社 日立電線株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄 第2図 第3図
Claims (2)
- (1)光ファイバのコアを伝搬する光の強度変化から異
常高温を検知するセンサにおいて、上記コアの外周部に
これを囲繞するように設けられると共に上記コアより低
屈折率且つ低融点のプラスチックからなりその内部に残
留引張り応力を有するクラッド層と、該クラッド層の外
周部にこれを囲繞するように設けられると共に上記コア
より高屈折率で且つ上記クラッドより高融点のプラスチ
ックあるいは架橋プラスチックからなる被覆層とを備え
たことを特徴とする光ファイバ式異常高温検知センサ。 - (2)上記クラッド層がビニリデンフルオライドを主体
とするコポリマあるいはターポリマからなると共に上記
被覆層が紫外線硬化型樹脂からなることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62148275A JPH073491B2 (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | 光ファイバ式異常高温検知センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62148275A JPH073491B2 (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | 光ファイバ式異常高温検知センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63311306A true JPS63311306A (ja) | 1988-12-20 |
JPH073491B2 JPH073491B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=15449124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62148275A Expired - Lifetime JPH073491B2 (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | 光ファイバ式異常高温検知センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH073491B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03210441A (ja) * | 1990-01-12 | 1991-09-13 | Fujikura Ltd | 光ファイバ温度センサのセンサ部 |
WO2002085975A1 (en) * | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Diversified Chemical Technologies, Inc. | Composition of acrylated urethane oligomer, epoxy resin and amine hardener |
EP2182388A2 (en) * | 2008-10-28 | 2010-05-05 | GE-Hitachi Nuclear Energy Americas LLC | Optical gamma thermometer |
CN109738089A (zh) * | 2019-01-06 | 2019-05-10 | 海南大学 | 容器内液体温度度量、变化模拟与展示系统 |
-
1987
- 1987-06-15 JP JP62148275A patent/JPH073491B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03210441A (ja) * | 1990-01-12 | 1991-09-13 | Fujikura Ltd | 光ファイバ温度センサのセンサ部 |
WO2002085975A1 (en) * | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Diversified Chemical Technologies, Inc. | Composition of acrylated urethane oligomer, epoxy resin and amine hardener |
EP2182388A2 (en) * | 2008-10-28 | 2010-05-05 | GE-Hitachi Nuclear Energy Americas LLC | Optical gamma thermometer |
EP2182388A3 (en) * | 2008-10-28 | 2013-10-30 | GE-Hitachi Nuclear Energy Americas LLC | Optical gamma thermometer |
CN109738089A (zh) * | 2019-01-06 | 2019-05-10 | 海南大学 | 容器内液体温度度量、变化模拟与展示系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH073491B2 (ja) | 1995-01-18 |
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