WO1982001588A1 - Temperature measuring apparatus - Google Patents

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WO1982001588A1
WO1982001588A1 PCT/JP1981/000318 JP8100318W WO8201588A1 WO 1982001588 A1 WO1982001588 A1 WO 1982001588A1 JP 8100318 W JP8100318 W JP 8100318W WO 8201588 A1 WO8201588 A1 WO 8201588A1
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WO
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light
temperature
wavelength
voltage signal
temperature sensor
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Application number
PCT/JP1981/000318
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French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Denki Kk Mitsubishi
Original Assignee
Shinnishi Toshio
Tai Shuichi
Hamanaka Koichi
Kyuma Kazuo
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Shinnishi Toshio, Tai Shuichi, Hamanaka Koichi, Kyuma Kazuo filed Critical Shinnishi Toshio
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/12Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/024Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for remote indication

Definitions

  • This invention relates to a temperature measuring device, in particular, to a temperature measuring device using a material whose light transmittance changes with temperature.
  • (1) is composed of a light source
  • (2) and (4) are optical fibers
  • (S) is composed of a semiconductor crystal or an amorphous body such as GaAs.
  • the temperature sensor is a photoelectric conversion device.
  • the transmittance of a temperature sensor to light varies with the wavelength of the light and with temperature.
  • Fig. 2 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the wavelength dependence of the temperature sensor and the temperature.
  • the horizontal axis represents the wavelength
  • the vertical axis represents the transmittance
  • the parameters represent the parameters. It is expressed using the temperature Ti.
  • the transmittance changes according to the change in temperature Ti.
  • the light source (1) if the work length of the light you Ke at you instead of the ⁇ 2 of the second view temperature ⁇ pressurized et al ⁇ 3 or in the range that will change with temperature
  • the light transmittance of the sensor changes. If the intensity of light incident on the optical fiber ( 2 ) from the light source (1) is constant, the intensity of the light incident on the photoelectric conversion device ( 5 ) can be measured. Thus, the light transmittance of the temperature sensor ( 3 ) can be calculated, and thus the temperature of the temperature sensor (3) can be determined. Since the measuring device is configured as described above, the coupling efficiency between the optical fiber * (2), the temperature sensor (3), and the optical fiber ( 4 ) When the transmission loss of the optical fiber changes and the amount of light incident on the photoelectric conversion device (5) changes, the change due to the change and the temperature change of the temperature sensor. However, there was a drawback that it was not possible to distinguish between changes in the amount of incident light.
  • the light-emitting element of the present invention has a drawback in that the emission wavelength is changed by the change in temperature, and the transmittance of the temperature sensor is also changed by that.
  • the invention of the opening excludes the disadvantages of the coming ones as described above.
  • a light source having two lights with different wavelengths is used, and one of the wavelengths is used as a signal light, and the other is used as a reference light. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a temperature measurement device capable of removing an error due to a change in coupling efficiency or the like.
  • the first wavelength light whose transmittance depends on temperature when passing through a temperature sensor, and the transmittance is constant irrespective of temperature.
  • the ratio between the signal representing the intensity of the light of the first wavelength and the signal representing the intensity of the light of the second wavelength is obtained, whereby the connection between the optical fiber and the temperature sensor is obtained. Synthetic efficiency-Even if the transmission loss of the optical fiber changes, it does not affect the output, and it is possible to obtain a temperature measuring device capable of performing highly accurate measurement.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a conventional temperature measuring device
  • FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the depression length dependence of the temperature sensor shown in FIG. 1 and the temperature.
  • Figure S is a block diagram showing one embodiment of the temperature measuring device of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an enlargement of the temperature sensor portion of FIG. S
  • FIG. 5 is a waveform diagram showing the output of the pulse generator of FIG. 3
  • FIG. FIG. S is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the wavelength dependence of the temperature sensor and temperature
  • FIGS. 7 and 8 are block diagrams showing another embodiment of the present invention.
  • Fig. 9 is a waveform diagram showing the output of each part in Fig. 8
  • Fig. 10 to Fig. 15 are diagrams showing the relationship between the temperature sensor material and the optical fiber
  • Fig. 16 is used.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the spectral distribution of light and the wavelength dependence of a temperature sensor and the temperature.
  • FIG. 3 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or equivalent parts
  • (la), (lb) ) is, respectively Re its light-emitting element driving circuits
  • (6a), (6b) is, respectively Re its Mizunoto optical device) is an optical coupler
  • (8a) is, respectively Re its light off ⁇
  • 9 ) is a temperature sensor, and is a light receiving element.
  • the light-receiving element 0 is a drawing of the input section of the photoelectric conversion device ( 5 ), and the photoelectric conversion device ( 5 ) includes the photoelectric conversion device light-receiving element shown in FIG.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view showing an enlarged part of the temperature sensor ( 9 ) in Fig. 3, and is the same as Fig. 3. Symbols indicate the same parts, and) indicates a semiconductor crystal or an amorphous body such as GaAs, and indicates an adhesive.
  • FIG. 5 is a waveform diagram showing the output of the pulse generators (13a) and (13b) in FIG. 3, and FIG. 5 (a) shows the output of the pulse generator (13a). FIG. 5 (b) shows the output voltage of the pulse generator (13b).
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the wavelength dependence of the temperature sensor ( 9 ) and the temperature, and is represented by a display method similar to that of FIG. There is.
  • APD is not a light receiving diode. The following describes the operation of the circuit shown in Fig. S.
  • the light emitting element driving circuit (la) is applied to the light emitting element driving circuit (la) to cause the light emitting element (6a) to emit light
  • the light emitting element driving circuit (lb) is applied to the light emitting element driving circuit (lb) as shown in FIG. 5 (b).
  • the light-emitting element (6b) emits light by applying the indicated voltage.
  • the light of wavelength ⁇ 2 from the light emitting element (6a) passes through the optical fiber (8a), and the light of wavelength ⁇ 4 from the light emitting element (6b) passes through the optical fiber (8b). ) And are combined by the optical coupler () and incident on the optical fiber ( 2 ).
  • the light emitting element driving circuits (la) and (lb), the light emitting elements (6a) and (6b), the optical fibers (8a) and (8b), and the optical coupler (?) are integrated into a light source,
  • This charge source generates light of the first wavelength and light of the second wavelength in a time-division manner, and can be incident on the optical fiber.
  • the emitted light passes through an optical fiber (2), a temperature sensor (9), and an optical fiber (4).
  • the light is incident on the light receiving element 0, is converted into a voltage signal, is amplified by the photoelectric conversion device ( 5 ), and is input to the switch circuits (11a) and (lib). (11a) and (lib) are controlled in synchronization with the light emitting element drive circuits () and (6b) with the pulses shown in Figs. 5 (a) and (b), respectively.
  • VA 2 is referred to as a first voltage signal
  • VA 4 is referred to as a second voltage signal.
  • the light of wavelength ⁇ 4 does not change its intensity depending on the temperature even after passing through the temperature sensor ( 9 ), and the light of wavelength ⁇ 2 has the temperature of ⁇ 2.
  • the strength changes depending on the temperature of the sensor ( 9 ).
  • Figures 7 and 8 show other examples.
  • the light emitted from the pulse generators (13a) and (13b), the light emitting element drive circuits (la) and (lb), and the light emitted from the light emitting elements (6a) and (6b) are coupled to the optical coupler ( 7 ) And sent to the temperature sensor ( 9 ) via the light 7 fiber ( 2 ).
  • the temperature sensor ( 9 ) as in the case of FIG. 3, the light of wavelength ⁇ 2 changes its transmission intensity depending on the temperature, but the light of Dr. light is the light of you that are found transparent etc.
  • FIG. 8 the output voltages from the pulse generators ( 13a ) and (isb) are shown as waveforms in which the horizontal axis represents time t, as shown in Fig. 9. , And has a pulse width of ⁇ 2 and is delayed by 3 in time. As in the case of Figs. 3 and 7, these pulses are converted to optical pulses by the light emitting element driving circuit (la) (lb) and light emitting element (ea) (6b). After being confined by an optical coupler, it is guided to a temperature sensor by an optical fin (2).
  • the light emitting elements (6a) and (6b) are provided with a peltier element or a heater. And keep the temperature constant.
  • the temperature sensor ( 9 ) is sandwiched between the optical fiber ( 2 ) and ⁇ , and is fixed with the adhesive ⁇ .
  • the dimensions can be made extremely small, making the structure suitable for measuring the temperature of minute parts.
  • Fig. 10 shows two optical fibers and a material such as a semiconductor.
  • Fig. 11 shows an optical fiber and a semiconductor. Insert micro lenses (27a) and (27b) between the materials such as
  • the light having the wavelength ⁇ 2 and the light having the wavelength ⁇ are generated in a time-division manner, but the method shown in FIG. Therefore, even if the light of wavelength 2 and the light of wavelength ⁇ 4 are continuously generated together, the same effect can be obtained.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment of this method, in which ( 2 ) is an optical fiber corresponding to that of FIG. 3, and (S) is an optical fiber of FIG. ( 3 ) is a semiconductor crystal, ( 4 ) is an optical fin corresponding to (4) in FIG. S, * is a beam splitter, and na is an optical fiber.
  • Iva, ⁇ is a reflector, and is a plate.
  • the device in the stage before the optical fiber ( 2 ) and the device in the stage after the optical fiber ( 2 ) are shown in FIG. S, FIG. 7 or FIG. 8, respectively. Same as the ones, but not shown in Figure 12
  • FIG. 13 is also a structural example of the temperature cell down service that will be for feces real ⁇ of Figure 12 shows the in Ah Ru - Is et al, the I 4 diagram, shown in FIG. 15 Sea urchin, reflector
  • Fig. 14 shows an example using a single-core optical fiber
  • Fig. 15 shows an example using a band-f ⁇ ilino ⁇ .
  • the temperature sensor ( 9 ) is not limited to a semiconductor crystal or an amorphous body. Any material can be used if the transmittance of light changes with temperature.
  • the two types of light used are lasers. Forces on a single spectrum object, such as light; those with a spectrum width, such as a light-emitting diode It is okay.
  • the relationship in this case is shown in the characteristic diagram of Fig. 1'6. : Indicates the spectral distribution of light. In this case, the integrated value of the transmittance ( ⁇ : ⁇ ) of the semiconductor crystal with respect to the wavelength and the spectral intensity ⁇ () of the light source, ie, That is,
  • I the transmitted light intensity.
  • T temperature
  • wavelength
  • I ( ⁇ ) transmitted light intensity.
  • the transmittance of light of wavelength ⁇ 2 is
  • a light source such as a light emitting diode laser is assumed, but it is not necessary to limit to such a light source, for example, a halogen light source.

Abstract

Temperature measuring apparatus using the material whose light transmittancy depends on temperature. This apparatus uses either light having a first wavelength at which the transmittancy depends on temperature when passing through a temperature sensor (9) and light having a second wavelength at which the transmittancy is constant with no relation to temperature, or two lights having first and second wavelengths at which the transmittancies change differently from each other depending on temperature. The ratio of the signal showing the intensity of the light of the first wavelength after passing through the temperature sensor (9), to the signal showing the intensity of the light having the second wavelength is obtained for measurement. Thus, it is possible to obtain a temperature measuring apparatus with high accuracy, since the output is not influenced even though the coupling efficiency between the optical fibers and the temperature sensor and the propagation losses in the optical fibers change. The invention is suitable for a temperature measuring apparatus with a low and middle temperaturerange in environments including high voltage, high magnetic fields, a chemical atmosphere, and others.

Description

明 细  Akira 细
発 明 の 名称  Name of the invention
温度測定装置  Temperature measuring device
技術分野  Technical field
- こ の 発 明 は温度測定装置 に 関 し 、 特 に光 の透過 率が温度 に よ っ て変化す る 材料 を 用 い た 温度測定 装置 に 関 す る も の で あ る 。  -This invention relates to a temperature measuring device, in particular, to a temperature measuring device using a material whose light transmittance changes with temperature.
背景技術  Background art
従来 こ の 種 の 装置 と し て第 1 図 に 示す も の が あ つ た 。 図 に お い て 、 (1) は 光源、 (2) 及 び (4) は光 フ ァ ィ バ、 (S) は GaAs 等 の半導侔結晶 あ る い は 非晶質体 で 構成 さ れ る 温度 セ ン サ 、 ) は 光電変換—装一置で あ る 。 温度 セ ン サ ) の光 に対す る 透過率 は 光の 波長 に よ っ て 変化 し かつ 温度 に よ っ て 変化す る 。 第 2 図 は 温度 セ ン サ ) の 波長依存性 と 温度 と の 関係 の 一例 を 示す特性 図 で あ っ て 、 横軸 に 波長 え 、 縦軸 に 透過率 、 パ ラ メ ー タ と し て は 温度 Ti を 用 い て表 し て あ る 。 波長 , 2 , 、3で は 温度 Ti の 変化 に よ つ て 透過率 が変化 す る 。 Conventionally, there has been a device of this type shown in FIG. In the figure, (1) is composed of a light source, (2) and (4) are optical fibers, and (S) is composed of a semiconductor crystal or an amorphous body such as GaAs. The temperature sensor is a photoelectric conversion device. The transmittance of a temperature sensor to light varies with the wavelength of the light and with temperature. Fig. 2 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the wavelength dependence of the temperature sensor and the temperature. The horizontal axis represents the wavelength, the vertical axis represents the transmittance, and the parameters represent the parameters. It is expressed using the temperature Ti. At wavelengths 2 , 2 , and 3 , the transmittance changes according to the change in temperature Ti.
い ま 、 光源 (1) の 光 の 技長 を 第 2 図 の λ2に 還 ん で お け ば 温度 が ^ か ら Τ3 ま で 変化 す る 範 囲 では 温度 There Well, the light source (1) if the work length of the light you Ke at you instead of the λ 2 of the second view temperature ^ pressurized et al Τ 3 or in the range that will change with temperature
O PI セ ン サ ) に お け る 光の透過率が変化す る 。 光源(1) か ら 光 フ ァ イ バ(2) に入射す る 光の強 さ が一定で あ れ ば光電変換装置 (5) に入射す る 光の強 さ を測定す る こ と に よ っ て 温度 セ ン サ (3) に お け る 光の透過率 を 算 出 す る が で き 、 し た が っ て温度 セ ン サ (3) の温度 を 定め る が で き る 従来の温度測定装置は 以上の よ う に構成 さ れて い る の で 、 光 フ ア イ ノヽ * (2) 、 温度セ ン サ (3) 、 光 フ ァ ィ バ(4) の栢互間 の 結合効率 ゃ光 フ ア イ バの伝送損 失が変化 し 、 そ の た め に光電変換装置(5) への入射 光量が変化 し た と き 、 そ の変化 と 温度 セ ン サ の温 度変化 に よ る 入射光量の変化 と を 区別 す る で き な い と い う 欠点が あ っ た 。 ま た 光源 ひ) の発光 力 素子 と し て LED ( Light Emitting Diode,発光ダ ィ ォ ー ド ) 又 は LD ( Laser Diode, レ ー ザ ダ イ オ ー ド ) を 用 い た 場合、 こ れ ら の発光素子は 温度 の変化 に よ っ て 発光波長が変化 し 、 そ れ に よ つ て も 温度セ ン サ ) の透過率が変動 し て し ま う と い う 欠点力 あ つ た 発 明 の 開 の発 明 は 上記 の よ う な 来 の も の の欠点 を 除 去す る た め に な さ れ た も の で 、 波長 の 異 な る 2 つ 光 を 有す る 光源 を 用 い一方 の 波長 の光 を 信号光 、 他方の 波長 の 光 を 参照光 と す る に よ り 、 結合 効率 の 変化等 に よ る 誤差 を 除去す る が で き る 温度測定装 置 を 提供す る こ と を 目 的 と し て い る 。 O PI The light transmittance of the sensor changes. If the intensity of light incident on the optical fiber ( 2 ) from the light source (1) is constant, the intensity of the light incident on the photoelectric conversion device ( 5 ) can be measured. Thus, the light transmittance of the temperature sensor ( 3 ) can be calculated, and thus the temperature of the temperature sensor (3) can be determined. Since the measuring device is configured as described above, the coupling efficiency between the optical fiber * (2), the temperature sensor (3), and the optical fiber ( 4 ) When the transmission loss of the optical fiber changes and the amount of light incident on the photoelectric conversion device (5) changes, the change due to the change and the temperature change of the temperature sensor. However, there was a drawback that it was not possible to distinguish between changes in the amount of incident light. When an LED (Light Emitting Diode) or LD (Laser Diode) is used as the light-emitting element of the light source, these are used. The light-emitting element of the present invention has a drawback in that the emission wavelength is changed by the change in temperature, and the transmittance of the temperature sensor is also changed by that. The invention of the opening excludes the disadvantages of the coming ones as described above. A light source having two lights with different wavelengths is used, and one of the wavelengths is used as a signal light, and the other is used as a reference light. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a temperature measurement device capable of removing an error due to a change in coupling efficiency or the like.
こ の 発 明 に よ れ ば、 温度 セ ン サ を 通過す る と き 透過率 が温度 に 依存す る 第 1 の 波長 の光 と 上記透 過率が温度 に 関 係 な く 一定で あ る 第 2 の 波長 の光 と を 用 い て 、 ま た は 、 透過率 の温度 に 対す る 変化 が異 な る 第 1 , 第 2 の波長の 光 を 用 い て 、 温度 セ ン サ を 透過 し た 後の第 1 の波長の光 の強 さ を 表す 信号 と 第 2 ·の 波長 の光 の強 さ を 表す信号 と の 比 を 求 め る に よ り 、 光 フ ァ イ バ と 温度 セ ン サ の 結 合効率 ゃ 光 フ ァ ィ バの 伝扭損失が変 化 し て も 出 力 に 影響 を 及す こ と な く 、 精度 の高い測定が可能 な 温度測定装置 を 得 る がで き る  According to this invention, the first wavelength light whose transmittance depends on temperature when passing through a temperature sensor, and the transmittance is constant irrespective of temperature. After passing through the temperature sensor using the light of the second wavelength or the light of the first and second wavelengths whose transmittance changes differently with respect to temperature. The ratio between the signal representing the intensity of the light of the first wavelength and the signal representing the intensity of the light of the second wavelength is obtained, whereby the connection between the optical fiber and the temperature sensor is obtained. Synthetic efficiency-Even if the transmission loss of the optical fiber changes, it does not affect the output, and it is possible to obtain a temperature measuring device capable of performing highly accurate measurement.
図 面の 簡単 な 説 明 Brief explanation of drawings
第 1 図 は 従来の 温度測定装置 の 一例 を 示す構成 図 、 第 2 図 は 第 1 図 に 示す温 度 セ ン サ の 沒長依存 性 と 温 度 と の 関 係 の 一例 を 示す特性 図 、 第 S 図 は の 発 明 の 温 度測定装置 の 一実施例 を 示す ブ 口 ッ  FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a conventional temperature measuring device, and FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the depression length dependence of the temperature sensor shown in FIG. 1 and the temperature. Figure S is a block diagram showing one embodiment of the temperature measuring device of the present invention.
OMPI WIPO ク 図 、 第 4 図 は 第 S 図 の 温度 セ ン サ の部分 を拡大 し て 示す断面図 、 第 5 図 は第 3 図 の パ ル ス 発生器 の 出 力 を 示す波形図 、 第 6 図 は 第 S 図 の 温度 セ ン ザ の波長依存性 と 温度 と の 関 係の一例 を 示す特性 図 、 第 7 図 、 第 8 図 は こ の発 明 の他の実施例 を 示 す ブ ロ ッ ク 図 、 第 9 図 は第 8 図 の 各部 の 出力等 を 示す波形図 、 第 10 図〜第 15図 は 温度セ ン サ材料 と 光 フ ァ イ バ と の 関係 を示す 図 、 第 16 図 は 使用 す る 光 の ス ぺ ク ト ル分布 と 温度 セ ン サ の波長依存性及 び 温度の 関 係 を 示す特性図 で あ る 。 OMPI WIPO FIG. 4, FIG. 4 is a cross-sectional view showing an enlargement of the temperature sensor portion of FIG. S, FIG. 5 is a waveform diagram showing the output of the pulse generator of FIG. 3, and FIG. FIG. S is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the wavelength dependence of the temperature sensor and temperature, and FIGS. 7 and 8 are block diagrams showing another embodiment of the present invention. , Fig. 9 is a waveform diagram showing the output of each part in Fig. 8, Fig. 10 to Fig. 15 are diagrams showing the relationship between the temperature sensor material and the optical fiber, and Fig. 16 is used. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the spectral distribution of light and the wavelength dependence of a temperature sensor and the temperature.
な お 図 中 同 一符号は 同一又は相 当部分 を示す 。 発 明 を 実施す る た め の最良の形態  The same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts. Best mode for carrying out the invention
以下、 図 面に つ い て こ の 発明 の 実施例 を説 明す る 。 第 3 図 は こ の 発 明 の 一実施例 を 示す ブ ロ ッ ク 図 で 、 図 に お い て 第 1 図 と 同 一符号 は 同一又 は相 当部分 を 示 し 、 (la ),(lb ) は そ れ ぞれ発光素子駆動 回 路 、 (6a ),(6b ) は そ れ ぞれ癸光素子 、 ) は光結合 器 、 (8a ),(8b ) は そ れ ぞれ光 フ ァ イ バ、 (9) は 温度セ ン サ 、 は 受光素子で あ る 。 受光素子な0 は 光電変 換装置 (5) の 入力 部 を 取 り 出 し て 示 し た も の で 、 第 図 に お け る 光電変換装置 受光素子 を 含 ん だ An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or equivalent parts, and (la), (lb) ) is, respectively Re its light-emitting element driving circuits, (6a), (6b) is, respectively Re its Mizunoto optical device) is an optical coupler, (8a), (8 b) is, respectively Re its light off § ( 9 ) is a temperature sensor, and is a light receiving element. The light-receiving element 0 is a drawing of the input section of the photoelectric conversion device ( 5 ), and the photoelectric conversion device ( 5 ) includes the photoelectric conversion device light-receiving element shown in FIG.
Ο ΡΙ も の を 表示 し て い る 。 (l la ),(l lb ) は そ れ ぞれ ス ィ ツ チ 回 路 、 (l 2a ) , ( 12b ) は そ れ ぞれ平滑 回 路 、 (13a) (13b) は そ れ ぞ れ パ ル ス 発生器 、 な4) は 演算器で あ る 第 4 図 は 第 3 図 の 温 度 セ ン サ (9) の 部分 を拡大 し て 示す 断面図 で あ り 、 第 3 図 と 同 一符号 は 同 一部 分 を 示 し 、 ) は GaAs 等 の半導体結晶 あ る い は 非晶 質体 、 は 接着剤 を 示す 。 Ο ΡΙ The thing is displayed. (L la), (l lb ) are, respectively Re its scan I Tsu switch circuitry, (l 2 a), ( 12b) is, respectively Re its smooth circuits, (13a) (13b) is, respectively Re its Fig. 4 is a cross-sectional view showing an enlarged part of the temperature sensor ( 9 ) in Fig. 3, and is the same as Fig. 3. Symbols indicate the same parts, and) indicates a semiconductor crystal or an amorphous body such as GaAs, and indicates an adhesive.
第 5 図 は 第 3 図 の パ ル ス 発生器 (13a ), ( 13b )の 出 力 を 示す 波形図 で あ っ て 、 第 5 図 (a) は パ ル ス 発生 器 (13a) の 出 力 電圧 、 第 5 図(b) は パ ル ス 発生器 (13b) の 出 力 電圧 を 示す 。  FIG. 5 is a waveform diagram showing the output of the pulse generators (13a) and (13b) in FIG. 3, and FIG. 5 (a) shows the output of the pulse generator (13a). FIG. 5 (b) shows the output voltage of the pulse generator (13b).
ま た 、 第 6 図 ま—温度 セ ン サ (9) の 波長依存性 と 温 度 と の 関 係 の 一例 を 示す特性図 で あ っ て 、 第 2 図 と 同様 な 表示法 に よ り 表示 し て あ る 。 FIG. 6 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the wavelength dependence of the temperature sensor ( 9 ) and the temperature, and is represented by a display method similar to that of FIG. There is.
な お 、 温 度 セ ン サ 材料(3) と し て 例 え ば 、 GaAs か CdTe を 用 い る と き は 、 発光素子 ( ) と し て は A^Ga s系 LED , ス 2 = 0. 8 8 A'm、 発光素子 (6b) と し て は InGa AsP系 LED, 4 = 1. 2 7 m、 受光素子 ^ と し て は Ge系 APD を 用 い る と よ い 。 但 し APD は 受光 ダ イ オ ー ド め な o 以下 、 第 S 図 の 回 路 の動 作 に つ い て 説 明 す る Your name, eg if as the temperature cell down support material (3), can and Ru physicians use the GaAs or CdTe is, is a light emitting element () A ^ Ga s-based LED, scan 2 = 0. 8.8 A'm, InGa AsP LED for the light-emitting element (6b), 4 = 1.27 m, Ge-APD for the light-receiving element ^ should be used. However, APD is not a light receiving diode. The following describes the operation of the circuit shown in Fig. S.
OMPI 0 第 6 図カゝ ら 明 ら か な よ う に 、 波長 λ2の光は温度 力 Τ!〜 Τ3の範囲 で 変化す る と き に温度 セ ン サ (9) の 透過率が変化す る が、 波長 の光は温度が変化 し て も 温度セ ン サ (9) の透過率が変化 し な い 第 3 図 に示す実施例で は 発光素子 (6a) は 波長 λ2 の光を 発 光 し 、 発光素子 (Sb) は波長 λ4の光 を発光す る よ う に 選ぶ 。 こ の 明細書で は仮 に λ2 を 第 1 の 沒長、 λ4 を 第 2 の 波長 と い う 。 ま た発光素子駆動 回路 (la) に は 第 5 図(a) に 示す電圧 を加 え て発光素子 (6a) を 発光 さ せ 、 発光素子駆動 回路 (lb) に は 第 5 図(b) に 示す電圧 を 加 え て 発光素子 (6b) を 発光 さ せ る 。 発 光素子 (6a) 力 > ら の 波長 λ2 の 光は光 フ ァ イ バ (8a) を 経 て 、 ま た 発光素子 (6b) ら の 波長 λ4の光は光 フ ア イ バ (8b) を 経 て光結合器( で加 え合 さ れて光 フ ア イ バ(2) に入射 さ れ る 。 OMPI 0 To jar you wonder if FIG. 6 monthsゝAkira Luo et al., Light of wavelength λ 2 is you transmittance change of the temperature was down support (9) to come and that will change in the range of temperature force Τ! ~ Τ 3 but the light-emitting element light of wavelength in the embodiment shown in FIG. 3 transmittance do not want to change the temperature was down service even if the temperature changes (9) (6a) is a wavelength lambda 2 of light - emitting then, the light-emitting element (Sb) chooses to Let 's you emit light of wavelength λ 4. In this specification, λ 2 is referred to as a first depression length, and λ 4 is referred to as a second wavelength. The voltage shown in FIG. 5 (a) is applied to the light emitting element driving circuit (la) to cause the light emitting element (6a) to emit light, and the light emitting element driving circuit (lb) is applied to the light emitting element driving circuit (lb) as shown in FIG. 5 (b). The light-emitting element (6b) emits light by applying the indicated voltage. The light of wavelength λ 2 from the light emitting element (6a) passes through the optical fiber (8a), and the light of wavelength λ 4 from the light emitting element (6b) passes through the optical fiber (8b). ) And are combined by the optical coupler () and incident on the optical fiber ( 2 ).
発光素子駆動 回 路 (la ) , ( lb ) 、 発光素子 (6a ) , (6b) 光 フ ァ イ バ (8a ) , (8b) 、 光結合器(?) を綜合 し て光源 と すれば 、 こ の 充源 は 第 1 の 波長の光 と 第 2 の 波 長 の光 と を 時分割 的 に発生 し て光 フ ァ イ バ( に入 射す る と い う こ と がで き る の入射 さ れた 光が 光 フ ァ イ バ(2) 、 温度 セ ン サ (9) 、 光 フ ア イ バ (4) を 経  If the light emitting element driving circuits (la) and (lb), the light emitting elements (6a) and (6b), the optical fibers (8a) and (8b), and the optical coupler (?) Are integrated into a light source, This charge source generates light of the first wavelength and light of the second wavelength in a time-division manner, and can be incident on the optical fiber. The emitted light passes through an optical fiber (2), a temperature sensor (9), and an optical fiber (4).
οι、:?ι て 受光素子 0 に 入射 し 電圧 信号 に 変換 さ れ光電変 換 装置 (5) で 増幅 さ れ ス ィ ツ チ 回 路 (11a), (lib) に 入 力 さ れ る の ス ィ ツ チ 回 路 (11a), (lib) は そ れ ぞ れ第 5 図(a)及 び(b) に 示す パ ル ス で発光素子駆動回 路 ( ),(6b) と 同期 し て制御 さ れ る の で 、 ス ィ ッ チ 回路 (11a) か ら は 波長 2の 光 に対応す る 電圧信号だ け 力 > ' 出 力 し 、 ス ィ ッ チ 回路 (lib)力 > ら は 波長 λ4 の光 に対応 す る 電圧信号 だ け が出 力 す る れ ら の 出 力 を そ れ ぞれ平滑 回路 (12a), (12b) に よ り 平滑化 し た 直流電圧 を そ れ ぞ れ VA2 , νλ4と すれば、 演算器 は V() = VA2 A4 に 比例す る 電圧 を 出 力 す る 。 こ の明 細 書で は 仮 に VA2 を 第 1 の電圧信号 、 VA4 を 第 2 の 電圧 信号 と い う 。 οι 、:? ι The light is incident on the light receiving element 0, is converted into a voltage signal, is amplified by the photoelectric conversion device ( 5 ), and is input to the switch circuits (11a) and (lib). (11a) and (lib) are controlled in synchronization with the light emitting element drive circuits () and (6b) with the pulses shown in Figs. 5 (a) and (b), respectively. , scan I latch circuit (11a) or colleagues Outputs only the voltage signal that corresponds to the wavelength 2 light force>', scan I latch circuit (lib) force> et al corresponding to light of a wavelength lambda 4 only the voltage signal you, respectively Re its the output of the output to that is et al smoothing circuit (12a), by Ri smoothing, respectively Re its a DC voltage VA 2, ν λ4 and in (12b) if, arithmetic unit you Outputs voltage that is proportional to V () = VA 2 a 4 . In this specification, VA 2 is referred to as a first voltage signal, and VA 4 is referred to as a second voltage signal.
先 に 説 明 し た よ う に 、 波長 λ4 の光 は 温度 セ ン サ (9) を 通過 し て も 温 度 に よ っ て 強度 の 変化 は 無 く 、 波長 λ2 の 光 は温 度 セ ン サ (9) の温度 に よ っ て強度が 変化す る 。 ま た 温度 セ ン サ (9) で 光 フ ァ イ バ( , (4) と 半導体結晶 (3) と の 結合効率 や 曲 げ な ど に よ っ て 光 フ ァ イ バ の 伝 損失が変化 す る と 、 波長 の光 も 波長 ^の 光 も そ の 強度 が ほ ぼ 同 じ よ う に変化す る た め 、 演 算器 (½> で V。= 2ノ 、4 の 演算 を し て 信号 v0 を 出力 すれ ば 、 信号 V。 は温度 セ ン サ の 結合効率 の 変化等 に よ る 出 力 の変動が 除去 さ れた 信号 と な る C As described above, the light of wavelength λ 4 does not change its intensity depending on the temperature even after passing through the temperature sensor ( 9 ), and the light of wavelength λ 2 has the temperature of λ 2. The strength changes depending on the temperature of the sensor ( 9 ). In addition, the transmission loss of the optical fiber is changed by the temperature sensor ( 9 ) depending on the coupling efficiency of the optical fiber (, (4) and the semiconductor crystal (3) and the bending). Therefore, the intensity of both the light of the wavelength and the light of the wavelength ^ changes almost the same, so that the arithmetic operation (V> = 2 no, 4 by the arithmetic unit (½>) and the signal If v 0 is output, the signal V is output. Is a signal from which fluctuations in output due to changes in the coupling efficiency of the temperature sensor are eliminated.
第 7 図 、 第 8 図 に他の 実旌例 を 示す。 第 7 図 に お い て 、 パ ル ス 発生器 (13a) (13b) 、 発光素子駆動 回路 (la) (lb) 、 発光素子 (6a) (6b)か ら の 出射光は 光結合器(7) 、 光 7 ア イ バ (2) を介 し て 、 温度セ ン サ (9) に送 ら れ る 。 温度 セ ン サ (9) に お い て は 、 第 3 図 の 場合 と 同 様 に 、 波長 λ2 の光は温度 に よ っ て 、 そ の透過強度が変化す る が、 浚長 ^の 光は温度 に無 関 係 に ほ と ん ど 透過す る れ ら の光は 、 光 フ ァ ィ バ(4) を 介 し て 、 波長 λ2 の 光 と 妓長 λ4の 光 を分離 す る 光分波器 ¾ に 導かれ る 。 浚長 λ2 の光 は 、 光 フ ァ ィ バ (21a) を 通っ て光電変換装置 (5a) の 受光素子 (22a) に よ っ て 電気信号 に変換 さ れ、 波長 の光は 光 フ ァ イ バ (21b) を 通 っ て 光電変換装置 (5a) の 受光 素子 (22b)で 電気信号 に変換 さ れ る れ ら の 信号 を 増幅 し た 後 、 平滑 回路 23) (12b) で 直流信号 に 変換 し 、 演算器 で Vo = ヽ7 λ/ヽ 7 を求 め れ ば 、 出力 信号 V。 は 温 度 セ ン サ の ^合 ¾率 の 変化等 に よ る 出 力 の変動が 除去 さ れ た 信号 と な る 。 Figures 7 and 8 show other examples. In FIG. 7, the light emitted from the pulse generators (13a) and (13b), the light emitting element drive circuits (la) and (lb), and the light emitted from the light emitting elements (6a) and (6b) are coupled to the optical coupler ( 7 ) And sent to the temperature sensor ( 9 ) via the light 7 fiber ( 2 ). In the temperature sensor ( 9 ), as in the case of FIG. 3, the light of wavelength λ 2 changes its transmission intensity depending on the temperature, but the light of Dr. light is the light of you that are found transparent etc. does O to sail no relationship to temperature, and through the light off § I server (4), you separate the light of the wavelength λ 2 of light and妓長λ 4 It is led to the duplexer ¾. The light having the length λ 2 is converted into an electric signal by the light receiving element (22a) of the photoelectric conversion device (5a) through the optical fiber (21a), and the light having the wavelength is converted into the optical fiber. After amplifying those signals that are converted into electric signals by the light receiving element (22b) of the photoelectric conversion device (5a) through the bus (21b), they are converted into DC signals by the smoothing circuits 23 ) and (12b). Then, if Vo = 7 λ / ヽ7 is obtained by the arithmetic unit, the output signal V is obtained. Is a signal from which fluctuations in output due to changes in the integration rate of the temperature sensor have been removed.
Ο ΡΙ WIPO 次 に 、 第 8 図 に つ い て 説 明 す る 。 図 に お い て 、 パ ル ス 発生器 (13a) (isb) か ら の 出 力 電 圧 は 、 横軸 に 時間 t を と つ て 示す 波形 図第 9 図 に 示す よ う に そ れ ぞれ 、 てい τ2 の パ ル ス 幅 を 有 し 、 3 だ け 時間 的 に遅延 さ さ れ て い る も の と す る 。 第 3 図 、 第 7 図 の場合 と 同 様 に 、 こ れ ら の パ ル ス は 、 発光素子 駆動 回 路 (la)(lb) 、 発光素子 (ea)(6b) で 光パ ル ス に 変換 さ れ、 光結合器 ) で 合狡 さ れ た 後光 フ ア イ ノ (2) に よ っ て温度 セ ン サ に 導かれ る 。 温度 セ ン サ に お い て は 、 波長 λ2の光の透逼光強度 は温度 に よ っ て 変化 し 、 波長 ^の透過光強度 は 温度 に よ つ て ほ と ん ど 変化 し な い 。 こ れ ら の光 は 、 光 フ ア イ バ (4) で 受光素子 ^ に 導かれ 、 光電変換 さ れ た 後 、 増幅 さ れ 、 サ ン プ ル ホ ー ル ド 回 路 (2^3) (24b) に 入 れ ら れ る 。 サ ン プ ル ホ ー ル ド 回 路 (24a) (24b) は 、 パ ル ス 発生器 (l3a) (13b) お よ び サ ン プ ル パ ル ス 発 生 回 路 (25a) (25b) に よ っ て 作 ら れ た サ ン プ ル ノヽ0 ル ス に よ っ て 、 そ れ ぞ れ 長 、 技長 の 光 に対応 す る パ ル ス 信号 を バ ル ス の高 さ に 等 し い 直流信 号 に 変換 す る 。 こ れ ら の 直流信号 を 演算器 に 入 れ 、 V0 = VA2//V; を 求 め れ ば 、 第 3 図 、 第 8 図 の場合 と 同様 に 、 温度 セ ン サ の結合効率 の 変化等 に よ る 出 力 の変動が 除去 さ れ た 信号 に な る 。 Ο ΡΙ WIPO Next, FIG. 8 is explained. In the figure, the output voltages from the pulse generators ( 13a ) and (isb) are shown as waveforms in which the horizontal axis represents time t, as shown in Fig. 9. , And has a pulse width of τ 2 and is delayed by 3 in time. As in the case of Figs. 3 and 7, these pulses are converted to optical pulses by the light emitting element driving circuit (la) (lb) and light emitting element (ea) (6b). After being confined by an optical coupler, it is guided to a temperature sensor by an optical fin (2). In its tail temperature was down service, Toru逼光the intensity of the light of wavelength λ 2 is changed Tsu by the temperature, the transmitted light intensity of the wavelength ^ is not such changes etc. does O to sail One by the temperature. These lights are guided by an optical fiber (4) to a light-receiving element ^, where they are photoelectrically converted, then amplified, and sample-and-hold (2 ^ 3) ( 24b). Sa down pull-ho Lumpur de circuits (24a) (24b) is, Pulse generator (l 3 a) (13b) your good beauty service down the pull-Pulse onset generation circuits (25a) (25b ) Tsu by the in to Tsu by the Sakura the service down pull-Nono 0 Le vinegar, etc. Mr. its Re respectively length, the Pulse signal that corresponds to the skill length of the optical field Le vinegar height To a DC signal. Is input a DC signal of this is found in the calculator, V 0 = VA 2 / / V; if Re fit seek, Figure 3, in the case of FIG. 8 and Similarly, the signal is a signal from which fluctuations in output due to changes in the coupling efficiency of the temperature sensor and the like have been removed.
ま た 、 発光素子 (6a ),(6b ) の温度変化 に よ る 発光 波長の変化 を 防止す る た め に は 、 発光素子 (6a ), (6b) に ペ ル チ ェ 素子や ヒ ー タ を 付 け て温度 を 一定 に保 て ば よ い。  In order to prevent a change in the light emission wavelength due to a temperature change of the light emitting elements (6a) and (6b), the light emitting elements (6a) and (6b) are provided with a peltier element or a heater. And keep the temperature constant.
ま た は 、 発光素子 (6a ),(Sb ) の温度 を モ ニ タ し 、 そ れ ら の温度変化分だ け 、 演算器 の 出力 V。 を ァ ナ ロ グ的 に ま た は デ ジ タ ル的 に補正 し て も よ い。 Or, the light emitting element (6 a), the temperature of the (Sb) and motor two motor, its is found in only the change in temperature, the arithmetic unit output V. May be corrected in an analog or digital manner.
第 6 図 、 第 7 図 、 第 8 図 に示す実施例で は 、 温 度 セ ン サ (9) を 光 フ ア イ ノマ(2) と ω で は さ み込み、 接 着剤 ^ で 固 め て い る た め 、 寸法 を極 め て 小 さ く す る こ と がで き 、 微小部分 の温度測定 に適 し た 構造 と な る In the embodiment shown in FIGS. 6, 7 and 8, the temperature sensor ( 9 ) is sandwiched between the optical fiber ( 2 ) and ω, and is fixed with the adhesive ^. As a result, the dimensions can be made extremely small, making the structure suitable for measuring the temperature of minute parts.
ま た 、 温度 セ ン サ (9) と し て は 、 第 4 図 に示す も の 以外 に も 種 々 の 構造の も の が考 え ら れ る 。 第 10 図 は 、 2 本 の光 フ ァ イ バ と 半導侔等の材料 を ス テ ン レ ス ノ、。 ィ ブ S6 な ど の治具で保持 し た も の で あ る ^ は 接着剤 で高温用 の ェ ボ キ シ 系接着剤が適す る ま た 、 第 11 図 は 、 光 フ ァ イ バ と 半導体等 の材料の 間 に マ イ ク ロ レ ン ズ (27 a ) ( 27b ) を 入 れ、 セ ン サ部 As the temperature sensor ( 9 ), various structures other than those shown in FIG. 4 can be considered. Fig. 10 shows two optical fibers and a material such as a semiconductor. ^ Is an adhesive that is held by a jig such as an S6, and a high-temperature adhesive is suitable. Fig. 11 shows an optical fiber and a semiconductor. Insert micro lenses (27a) and (27b) between the materials such as
OMPI に お け る 光結合損失 を 低減 し た も の で あ る 。 OMPI This is a reduction in optical coupling loss.
ま た 、 第 3 図 、 第 7 図 、 第 8 図 に 示す 実施例 で は 、 波長 λ2 の光 と 波長 ^ の光 と を 時分割 的 に 発生 し た が 、 第 7 図 に 示 し た 方式で は 波長 ス 2 の光 と 波 長 λ4 の 光 と を 共 に 連続的 に 発生 し て も 同 様の効果 を 得 る と 力 で き る Further, in the embodiment shown in FIGS. 3, 7 , and 8 , the light having the wavelength λ 2 and the light having the wavelength ^ are generated in a time-division manner, but the method shown in FIG. Therefore, even if the light of wavelength 2 and the light of wavelength λ 4 are continuously generated together, the same effect can be obtained.
第 3 図 、 第 7 図 、 第 8 図 の 実施例 で は 、 光源か ら の光 を 温度セ ン サ 部 に 導 く 光 フ ァ ィ バ と 温度 セ ン サ カ > ら の 透過光 を 受光素子 に 導 く 光 フ ア イ バ の 2 本 の 光 フ ァ イ バが必要 で あ つ た が 、 1 本 の 光 フ ァ イ ノ、 * を 用 い た 構 成 に す る こ と も で き る 。 第 12図 は こ の 方式 の実施例 を 示す構 成 図 で 、 図 に お い て (2) は 第 3 図 の に 相 当.す る 光 フ ァ イ バ 、 (S) は 第 4 図 の (3) に 相 当 す る 半導体結晶 、 (4) は 第 S 図 の (4) に 相 当 す る 光 フ ァ イ ノ、 * 、 は ビ ー ム ス プ リ ッ タ 、 な は 光 フ ァ イ バ、 ^ は 反射鏡 、 は 鋦板で あ る 。 光 フ ァ イ バ (2) の前 の段 の 装置 、 光 フ ァ イ バ ( の 後の 段 の装置 は そ れ ぞ れ第 S 図 ま た は 、 第 7 図 ま た は 第 8 図 に 示す も の と 同 様 で あ る が、 第 12 図 に は 示 し て な い In the embodiment shown in FIGS. 3, 7, and 8, the optical fiber that guides light from the light source to the temperature sensor section and the transmitted light from the temperature sensor> Although two optical fibers were required for the optical fiber that leads to the optical fiber, a configuration using one optical fiber, *, can be used. . FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment of this method, in which ( 2 ) is an optical fiber corresponding to that of FIG. 3, and (S) is an optical fiber of FIG. ( 3 ) is a semiconductor crystal, ( 4 ) is an optical fin corresponding to (4) in FIG. S, * is a beam splitter, and na is an optical fiber. Iva, ^ is a reflector, and is a plate. The device in the stage before the optical fiber ( 2 ) and the device in the stage after the optical fiber ( 2 ) are shown in FIG. S, FIG. 7 or FIG. 8, respectively. Same as the ones, but not shown in Figure 12
光 フ ァ イ ノ、 * (2) の 前 の 段 の 装置 、 光 フ ァ イ バ ( の 2 Optical fiber, * The device in the previous stage of ( 2 ), the optical fiber Two
後 の段 の 装置 と し て 第 3 図 に 示 さ れた 装置 を 使用 し た場合 に つ い て 説明す る 。 The case where the device shown in FIG. 3 is used as the device at the later stage will be described.
第 3 図 に 示す と 同 様 な光源力 > ら の 波長 λ2 と λ4の の光 は光 フ ァ イ バ(2) に入射 さ れ ビ ー ム ス プ リ ッ タ 、 光 フ ァ イ バ ^ を 轾て 半導侔結晶 ( を 通過 し 反 射鏡 ^ で 反射 さ れ、 再 び半導体結晶 (3) と 光 フ ア イ パ を 逆 に 通過 し て ビ ー ム ス プ リ ッ タ ^ に到 り 光 フ ァ イ バ (4) の 方 向へ反射 さ れ る 。 し た がっ て光 フ ア イ バ (4) の 出 射光 を 第 3 図 の 受光素子 0 に入射 し 以下第 3 図 と 同 様 な 回路で温度セ ン サ (9) の部分 の 温度 を 知 る がで き る 。 ^板 は 半導体結晶 ) .への 熱 を 伝 え や す く す る た め に 設 け た も の で 、 銅板 ^ に よ り 温度 セ ン サ (9) の 熱 伝導 の 時定数が小 さ く な り 、 温度変化 に 対す る 応答が早 く な る 。 As shown in FIG. 3, light having wavelengths λ 2 and λ 4 , which have similar light source powers, is incident on an optical fiber ( 2 ), and a beam splitter, an optical fiber. After passing through the semiconductor crystal (), it is reflected by the reflector ^, passes again through the semiconductor crystal (3) and the optical fiber, and forms a beam splitter ^. Itaru Ri Ru are better reflected the direction of light off § Lee bar (4). I was wanted third less incident Shako out of light off a Lee bar (4) on the light-receiving element 0 of FIG. 3 with FIG. The temperature of the temperature sensor ( 9 ) can be known using the same circuit as that described above. ^ The plate is provided to facilitate the transfer of heat to the semiconductor crystal. Therefore, the time constant of the thermal conduction of the temperature sensor (9) becomes smaller than that of the copper plate ^, and the response to the temperature change becomes faster.
光 フ ァ イ バ(2) の 前 の段 の装置 、 光 フ ァ イ バ(4) の 後 の 段の 装置 と し て 第 7 図 、 第 8 図 に 示 し た装置 を 使用 し た 場合 も 同 様で あ る c When the devices shown in FIGS. 7 and 8 are used as the device at the stage before the optical fiber ( 2 ) and the device at the stage after the optical fiber ( 4 ), it is also possible to use the devices shown in FIGS. Same as c
第 13図 は 、 第 12図 の 実旌例 で 便用 さ れ る 温度 セ ン サ の 構造例 を 示 し た も の で あ る - さ ら に 、 第 I4 図 、 第 15 図 に 示す よ う に 、 反射鏡FIG. 13 is also a structural example of the temperature cell down service that will be for feces real旌例of Figure 12 shows the in Ah Ru - Is et al, the I 4 diagram, shown in FIG. 15 Sea urchin, reflector
OS) か ら の 反射光 、 ま た は プ リ ズ ム 犾 に 加工 さ れ た (OS) reflected light or processed into prism
_ΟΜΡΙ 半導体結晶 か ら の 反射光 を 利用 し 、 温度 セ ン サ へ 光 を 導 く 光 フ ァ イ バ(2) と 、 反射光 を 光電変換 回 路 に 導 く 光 フ ァ イ ノ ω を わ け る も で き る 。 第 1 4 図は単心の光フ ァ イ バを利用 した例、 第 1 5図 は バ ン ド ル フ ア イ ノ ^ を 利用 し た 例 で あ る 。 _ΟΜΡΙ Utilizing the reflected light from the semiconductor crystal, it separates the optical fiber ( 2 ) that guides the light to the temperature sensor and the optical fiber ω that guides the reflected light to the photoelectric conversion circuit. You can also. Fig. 14 shows an example using a single-core optical fiber, and Fig. 15 shows an example using a band-f フ ilino ^.
さ ら に 、 上記実施例で は 、 温度 セ ン サ (9) に 半導 体結晶 (3) を 用 い る 例 を 示 し た が 、 半導体結晶 あ る い は 非晶質体 に 限 ら ず 、 光 の透過率 が温度 に よ つ て 変化す る よ う な材料 な ら ば 、 何 を 用 い て も よ い ま た 、 第 6 図 で は 、 使用 す る 2 種類 の光が レ ー ザ光の よ う な 単一 ス ぺ ク ト ル の も の に つ い て し た 力; 、 発光 ダ イ オ ー ド の よ う に ス ぺ ク -ト—レ幅 を 有 し て い る も の で も よ い 。 こ の場合 の 関 係 を 第 1'6 図 の 特性 図 に 示す 。 : は 光 の ス ぺ ク ト ル分布 を 示す こ の場合 に は 半導体結晶 の 波長 に 対す る 透過率 て ( λ: Τ ) と 光源 の ス ぺ ク ト ル強度 Ρ () の 積分値、 す な わ ち 、Further, in the above embodiment, an example is shown in which the semiconductor crystal (3) is used for the temperature sensor ( 9 ), but the temperature sensor ( 9 ) is not limited to a semiconductor crystal or an amorphous body. Any material can be used if the transmittance of light changes with temperature. In Fig. 6, the two types of light used are lasers. Forces on a single spectrum object, such as light; those with a spectrum width, such as a light-emitting diode It is okay. The relationship in this case is shown in the characteristic diagram of Fig. 1'6. : Indicates the spectral distribution of light. In this case, the integrated value of the transmittance (λ : Τ) of the semiconductor crystal with respect to the wavelength and the spectral intensity Ρ () of the light source, ie, That is,
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
が透過光強度 と な る 。 こ こ で T は 温 度 、 λ は 波長、 I (Τ) は 透過光強度で あ る 。 Is the transmitted light intensity. Here, T is temperature, λ is wavelength, and I (Τ) is transmitted light intensity.
ま た 、 上記実施例 で は 、 波長 λ2 の 光 の 透過率が Further, in the above embodiment, the transmittance of light of wavelength λ 2 is
OMPI  OMPI
0 4 温度 に よ っ て変化 し 、 波長 の光は 温度 に無関 係 に ほ と ん ど 透過す る 場合 につ い て 述べた が、 波長 λ 4の 光は 温度に無 関 係に ほ と ん ど 透過す る 必要 は な く 、 波長 λ 2 の光 と λ4の光の透過特性が温度 に対 し て異つ た 特性で変化すれ ば 、 適切な信号処理回 路 を 用 い て 、 正確な温度 を 知 る がで き る つ ま り 波長 λ4 の光の透過率が温度 に よ っ て変化 し て も あ る 温度で の の値が所定の値 に な る こ と が
Figure imgf000016_0001
Cao 0 4 We have described the case where the light of wavelength λ 4 changes with temperature and is transmitted almost independently of temperature, but the light of wavelength λ 4 is almost independent of temperature. transmission required rather than, if the change in the characteristic transmission characteristic is one different in pairs to the temperature of the wavelength lambda 2 of light and lambda 4 light, and have use the appropriate signal processing circuits, the exact temperature the value of in also Oh Ru temperature Ru but One that-out in intellectual or Ri wavelength λ 4 of light transmittance is changed in Tsu by the temperature there is and this ing to a predetermined value
Figure imgf000016_0001
判っ て おれ ば、 所定の値 を 基 に温度セ ン サ の温度 を 知 る こ と 力 Sで き る 。  If known, it is possible to know the temperature of the temperature sensor based on a predetermined value.
さ ら に上記実施例で は発光 ダ イ ォ ー ド ゃ レ ー ザ の よ う な 光源 を 仮定 し た が、 こ れ ら に限定す る 必 要 は な く 、 例 え ば ハ ロ ゲ ン ラ ン プ の よ う な光源か ら 波長 λ 2の光 と 波長 λ 4の光 を光学的バ ン ド パ ス フ ィ ル タ を 用 い て取 り 出 し て も よ い。 Furthermore, in the above embodiment, a light source such as a light emitting diode laser is assumed, but it is not necessary to limit to such a light source, for example, a halogen light source. be out Ri collected by the light source or we wavelength λ 2 of the light and the wavelength λ 4 of light Do you yo of down-flop have use an optical bus down de path full Note1 not good.
産業上 の利用 可能性 Industrial applicability
高電圧, 高磁界, 化学雰囲 気な ど の環境下で 中 低温域温度 を 精度 よ く かつ安全 に計測で き 、 又大 型電力 機器 、 例 え ば変圧器、 発電機の違転制御 、 異常診断 、 品質屎証、 最適設計化 に不可欠 な 、 そ の 動作状態 で の 巻線 や鉄芯の ^度 を 計測す る の に  It can accurately and safely measure the temperature at low and medium temperatures in environments such as high voltage, high magnetic field, and chemical atmosphere, and can control large power equipment such as transformers and generators. It is essential for measuring abnormalities, quality assurance, and optimal design. It measures the winding and iron core in its operating state.
OMPI WIPO 適す る OMPI WIPO Suitable

Claims

求 の 範 囲 Range of request
1. 光 フ ァ イ バ の光の通路 に 設 け ら れ光の透過率 が光の 波長及 び温度の 関数 と し て 変化す る 材料 を 用 い て 構 成 し た 温度セ ン サ と 、 上記透過率が温度 に よ っ て 変化す る 第 1 の波長 を有す る 光 と 第 の 波長 と は 上記透過率 の温度 に対す る 変化が異な る 第 2 の 波長 を有す る 光 と を 発生す る 光源 と 、 の 光源か ら の光 を 光 フ ア イ バ を 介 し て上記温度 セ ン サ を 通過 さ せ こ の通過 し た光の う ち 上記第 1 の波 長 の光の 成分 に対応す る 第 1 の 電圧信号 と 上記第 2 の 波長の光の 成分 に対応す る 第 2 の電圧信号 とi そ れ ぞれ別 に 出 力 す る 手段 と 、 上記第 1 の電圧 信号 と 上記第 2 の電圧信号 と を入力 し こ の 2 つ の 入力 の 比 を 算出 す る 演算器 と を 備 え た温度測定装  1. a temperature sensor constructed using a material provided in the light path of the optical fiber and having a light transmittance that varies as a function of the wavelength and temperature of the light; The light having the first wavelength whose transmittance changes with temperature and the second wavelength are light having a second wavelength whose transmittance varies differently with temperature. A light source to be generated, and light from the light source passing through the temperature sensor via an optical fiber, and a light component having the first wavelength of the light passed through the temperature sensor. Means for outputting a first voltage signal corresponding to the first voltage signal and a second voltage signal corresponding to the light component of the second wavelength and i, respectively, and the first voltage signal A temperature measuring device comprising: a computing unit for receiving the second voltage signal and calculating a ratio of the two inputs.
2. 第 1 , 第 2 の 波長 を 有す る 光 を 発生す る 光源 は 、 温度 セ ン サ の光の透過率が温度 に よ っ て 変化 す る 第 1 の 波長 を 有す る 光 と 上記透過率 が温度 に よ っ て 変化 し な い第 2 の 波長 を 有す る 光 と を 発生 す る も の で あ る 請求 の 範囲第 1 項記載 の 温度測定 2. The light source that emits light having the first and second wavelengths is a light source that emits light having the first wavelength, in which the light transmittance of the temperature sensor changes depending on the temperature. The temperature measurement according to claim 1, wherein the temperature measurement generates light having a second wavelength whose transmittance does not change with temperature.
CMPI WIPO CMPI WIPO
3. 第 1 , 第 2 の 波長 を 有す る 光 を 発生す る 光源 は 、 温 度 セ ン サ の 光 の透過率力 温度 に よ っ て 変化 す る 第 1 の 波長 を 有す る 光 と 、 上記透過率 が温度 に よ っ て 変化 し 、 かつ 第 1 の 波長 と は上 記透過率 の 温度 に 対.す る 変化が異 な る 第 2 の 波長 を 有す る 光 と を 発生す る も の で あ る 請求 の 範 囲 第 1 項記載 の温度測定装置 。 3. The light source that emits light having the first and second wavelengths is the light having the first wavelength that varies depending on the temperature and the light transmittance power of the temperature sensor. The above-mentioned transmittance changes with temperature and generates light having a second wavelength different from the first wavelength in temperature with respect to the above-mentioned transmittance. The temperature measuring device according to claim 1, which is a claim.
4. 第 1 の 波長 の光 の 成分 に 対応す る 第 1 の 電圧 信号 と 第 2 の 波長 の 光 の 成分 に 対応す る 第 2 の 電 圧信号 と を そ れ ぞ れ別 に 出 力 す る 手段 は 、 光源 に お い て 上記第 1 の 波長 の 光 と 上 記第 2 の 波長 の光 と を 互 に 時分割 的 に 発生す る 手段 と 、 温度 セ ン サ を 通過 し た 光 を 入 力 し て 入 力 し た 光 の強 さ に対応 す る 電圧信号 を 出 力 す る 光電変換装置 と 、 こ の 光 電変換装置 の 出 力 を 上記光源 に お け る 時分割 と 同 期 し て 分離 す る ス ィ ッ チ 回 路 と を 備 え た こ と を 特 徵 と す る 請求 の 範 囲 第 1 項 な い し 第 3 項 の い ずれ か に記載 の 温度測定装置 。  4. Output a first voltage signal corresponding to the light component of the first wavelength and a second voltage signal corresponding to the light component of the second wavelength, respectively. The means includes: means for generating, in a light source, the light of the first wavelength and the light of the second wavelength in a time-division manner with each other; and inputting the light having passed through the temperature sensor. And a photoelectric conversion device that outputs a voltage signal corresponding to the intensity of the light that has been input, and separates the output of the photoelectric conversion device in synchronization with time division in the light source. The temperature measuring device according to any one of claims 1 to 3, which is characterized in that the temperature measuring device is provided with a switch circuit.
5: 第 1 の 波長 の 光 の 成分 に 対応す る 第 1 の 電圧 信号 と 第 2 の 波長 の 光 の 成分 に 対 応す る 第 2 の 電 圧 信号 と を そ れ ぞ れ別 に 出 力 す る 手段 は 、 温度 セ  5: The first voltage signal corresponding to the light component of the first wavelength and the second voltage signal corresponding to the light component of the second wavelength are separately output. The means of temperature
O PI WIPO 8 O PI WIPO 8
ン サ を 通過 し た 第 1 , 第 2 の 波長の光 を分離す る 光分波器 、 こ の光分波器か ら 互 に分離 さ れ て 出力 さ れた第 1 , 第 2 の 波長の光 を そ れ ぞれ入力 し て 入力 し た光の強 さ に対応す る 電圧信号 を そ れ ぞれ 出 力 す る 第 1 , 第 2 の光電変換装置 を 億 え た 請求 の 範囲 第 1 項な い し 第 S 項の いずれか に記載の温 度測定装置。  An optical demultiplexer that separates the first and second wavelengths of light that have passed through the optical demultiplexer, and the first and second wavelengths that are separated and output from the optical demultiplexer. Claim 1. Claim 1 in which the first and second photoelectric conversion devices which input light respectively and output voltage signals corresponding to the intensity of the input light respectively are included. Or a temperature measuring apparatus according to any one of section S.
6. 第 1 の 波長の光 の成分 に対応す る 苐 1 の 電圧 信号 と 第 2 の 波長の光 の 成分 に対応す る 第 2 の電 圧信号 と を そ れ ぞれ別 に 出力す る 手段 は 、 光源 に お い て 上記第 1 の 波長の光 と 上起第 2 の 波長の光 と を互 に 時分割 的 に発生す る 手段 と 、 葸度 セ ン サ を 通過 し た 光 を入力 し て入力 し た 光 の 強 さ に対応 す る 電圧信号 を 出力 す る 光電変換装置 の光 電変換装置 の 出力 を上記光源 に お け る 時分割 と 同 期 し て分離す る サ ン ブ ル ホ ー ル ド 回路 と を 備 え た こ と を 特徵 と す る 請求の範囲第 1 項 な い し 第 3 項 の いずれか に記載 の温度測定装置  6. Means for separately outputting the voltage signal of (1) corresponding to the light component of the first wavelength and the second voltage signal corresponding to the light component of the second wavelength, respectively. Means for generating, in a light source, the light of the first wavelength and the light of the second wavelength in a time-division manner with each other; and inputting the light passing through the high-frequency sensor. Sampler that separates the output of the photoelectric conversion device of the photoelectric conversion device, which outputs a voltage signal corresponding to the intensity of the input light, in synchronization with the time division of the light source. The temperature measuring device according to any one of claims 1 to 3, which is characterized in that the temperature measuring device is equipped with a temperature circuit.
7. 温 度 セ ン サ は 、 光の透退率が光の 沒長及 び温 度 の 関 数 と し て 変化す る 材料 を 光 フ ア イ バ の 端面 に 接着剤 で 貼付 け て 構成す る こ と を 特歡 と す る 請  7. The temperature sensor is constructed by attaching a material whose light transmission rate changes as a function of the depth of light and temperature as a function of the adhesive to the end face of the optical fiber. Be happy to enjoy
O PI 求 の範囲 第 1 項記載 の 温度測定装置 O PI The temperature measurement device described in Item 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002033369A1 (en) * 2000-10-13 2002-04-25 Tokyo Electron Limited Apparatus for measuring temperatures of a wafer using specular reflection spectroscopy

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5462879A (en) * 1977-10-28 1979-05-21 Mitsubishi Electric Corp Optical temperature detector
JPS54158954A (en) * 1978-06-02 1979-12-15 Asea Ab Device for measuring fiber optical
EP0006530A1 (en) * 1978-06-26 1980-01-09 Asea Ab Fibre-optical temperature sensor
JPS5566097A (en) * 1978-11-13 1980-05-19 Fujitsu Ltd Optical system analog quantity detecting circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5462879A (en) * 1977-10-28 1979-05-21 Mitsubishi Electric Corp Optical temperature detector
JPS54158954A (en) * 1978-06-02 1979-12-15 Asea Ab Device for measuring fiber optical
EP0006530A1 (en) * 1978-06-26 1980-01-09 Asea Ab Fibre-optical temperature sensor
JPS5566097A (en) * 1978-11-13 1980-05-19 Fujitsu Ltd Optical system analog quantity detecting circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4575259A (en) * 1983-10-18 1986-03-11 Consiglio Nazionale Delle Ricerche Optical fibre thermometer

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