JP2000266593A - Non-power vibration detection sensor - Google Patents

Non-power vibration detection sensor

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JP2000266593A
JP2000266593A JP11075601A JP7560199A JP2000266593A JP 2000266593 A JP2000266593 A JP 2000266593A JP 11075601 A JP11075601 A JP 11075601A JP 7560199 A JP7560199 A JP 7560199A JP 2000266593 A JP2000266593 A JP 2000266593A
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JP
Japan
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light
vibration
optical attenuator
single wavelength
vibration detection
Prior art date
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Application number
JP11075601A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuma Osada
拓馬 長田
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】振動測定箇所での給電を必要としない光パッシ
ブ部品で構成される振動検出部を提供すると共に、遠隔
でも信号伝送装置などを必要とせず安価に振動を検知で
きる無電源振動検知センサを提供すること。 【解決手段】単一波長の光を出射し、且つ戻り反射光の
強度を測定する光反射測定装置と、振動を検知する光振
動検出部と、該光振動検出部と前記光反射測定装置とを
接続する光ファイバとから構成したことにある。
(57) [Problem] To provide a vibration detection unit composed of an optical passive component that does not require power supply at a vibration measurement point, and to detect vibration at a low cost without requiring a signal transmission device or the like. To provide a powerless vibration detection sensor. A light reflection measurement device that emits light of a single wavelength and measures the intensity of return reflected light, a light vibration detection unit that detects vibration, the light vibration detection unit, and the light reflection measurement device And an optical fiber for connecting the two.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、防災などの目的に
使用される振動検知センサ、特に光パッシブ部品を用い
て電源不要とした無電源振動検知センサに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration detecting sensor used for disaster prevention and the like, and more particularly to a non-power-supply vibration detecting sensor which does not require a power supply by using an optical passive component.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、従来の防災などの目的に使用さ
れる振動検知センサの概略構成図である。21は振子、
22は検出器、23は増幅器、24はマグネットコイ
ル、25は振動検出器、26は測定表示装置である。振
動検知センサは、振動検出器25と測定表示装置26と
から構成される。そして、振動検出器25は、振子21
と検出器22と増幅器23とマグネットコイル24とか
ら構成され、振動を検知する箇所に設置される。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a conventional vibration detecting sensor used for the purpose of disaster prevention or the like. 21 is a pendulum,
22 is a detector, 23 is an amplifier, 24 is a magnet coil, 25 is a vibration detector, and 26 is a measurement display device. The vibration detection sensor includes a vibration detector 25 and a measurement display device 26. The vibration detector 25 is connected to the pendulum 21
, A detector 22, an amplifier 23, and a magnet coil 24, and are installed at a position where vibration is detected.

【0003】振動検出器25に内蔵されている振子21
に、外部からの振動により加速度が作用して平衡がわず
かでも崩れると、検出器22に振子21の平衡点から角
変位に相当する電気信号27が発生する。この電気信号
27を増幅器23で増幅しマグネットコイル24に加え
ることで、振子21を常に平衡点へ戻す磁気的な力を発
生させる。この時、マグネットコイル24に流れる電流
は振動加速度に比例しており、読取抵抗(図示してはい
ない)を通して振動加速度に比例した電圧として検出す
ることができる。この電圧を測定表示装置26で測定
し、振動の程度を検知することができる。
The pendulum 21 built in the vibration detector 25
If the balance is slightly distorted due to the acceleration due to external vibration, an electric signal 27 corresponding to the angular displacement is generated in the detector 22 from the equilibrium point of the pendulum 21. The electric signal 27 is amplified by the amplifier 23 and applied to the magnet coil 24 to generate a magnetic force that always returns the pendulum 21 to the equilibrium point. At this time, the current flowing through the magnet coil 24 is proportional to the vibration acceleration, and can be detected as a voltage proportional to the vibration acceleration through a reading resistor (not shown). This voltage is measured by the measurement display device 26, and the degree of vibration can be detected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の振動検知センサ
は、振動を検知する箇所に振動検出器25を設置する必
要があるが、その測定箇所で振動検出器25に給電する
必要がある。また、遠隔での振動監視を行なう場合、振
動検出器25からの信号を無線あるいは有線で測定表示
装置26に伝送する必要があり、そのため無線あるいは
有線の伝送装置が必要となり振動検知センサのコストが
高くなっていた。
In the conventional vibration detection sensor, it is necessary to install the vibration detector 25 at a position where vibration is detected, but it is necessary to supply power to the vibration detector 25 at the measurement position. In addition, when monitoring vibration remotely, it is necessary to transmit a signal from the vibration detector 25 to the measurement display device 26 wirelessly or by wire. Therefore, a wireless or wired transmission device is required, and the cost of the vibration detection sensor is reduced. Was higher.

【0005】従って本発明の目的は、前記した従来技術
の欠点を解消し、振動測定箇所での給電を必要としない
光パッシブ部品で構成される振動検出部を提供すると共
に、遠隔でも信号伝送装置などを必要とせず安価に振動
を検知できる無電源振動検知センサを提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art, to provide a vibration detecting section composed of an optical passive component which does not require power supply at a vibration measuring point, and to provide a signal transmission device even remotely. It is an object of the present invention to provide a non-power-supply vibration detection sensor that can detect vibration at low cost without the need for such a device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、単一波長の光を出射し、且つ戻り反射光の
強度を測定する光反射測定装置と、振動を検知する光振
動検出部と、該光振動検出部と前記光反射測定装置とを
接続する光ファイバとから構成した。
According to the present invention, there is provided a light reflection measuring device for emitting light of a single wavelength and measuring the intensity of return reflected light, and an optical vibration detecting device for detecting vibration. It is composed of a detecting section and an optical fiber connecting the light vibration detecting section and the light reflection measuring device.

【0007】また、光振動検出部は、前記光ファイバか
らの単一波長の光を集光型レンズに導く光入射部と、該
集光型レンズで集光された単一波長の光に振動の程度に
より損失を加える振子型光アッテネータと、該損失が加
えられた単一波長の光を前記光反射測定装置に戻す全反
射ミラーとから構成した。
The light vibration detecting section includes a light incident section for guiding the light of the single wavelength from the optical fiber to the condensing lens, and an optical vibration detecting section for oscillating the light of the single wavelength condensed by the condensing lens. And a total reflection mirror for returning the light of a single wavelength to which the loss has been added to the light reflection measuring device.

【0008】さらに、振子型光アッテネータは、場所に
より透過率が異なる半円型の光アッテネータと、該半円
型光アッテネータの下部に取り付けられるアームと、該
アームの下部に取り付けられる慣性おもりと、振動が加
えられた時に前記半円型光アッテネータが円弧運動する
ように軸受けとから構成した。
Further, the pendulum type optical attenuator has a semicircular optical attenuator having a transmittance different from place to place, an arm attached to a lower part of the semicircular optical attenuator, and an inertia weight attached to a lower part of the arm. The semicircular optical attenuator is constituted by a bearing so that the semicircular optical attenuator moves in an arc when vibration is applied.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の無電源振動検知
センサの一実施例を示した概略構成図であって、1は光
反射測定装置、2は光ファイバ、3は光振動検出部、4
は単一波長の光、5は反射光である。無電源振動検知セ
ンサは、光反射測定装置1と光ファイバ2と光振動検出
部3とから構成される。光振動検出部3は、振動を検知
する箇所に設置される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a non-power-supply vibration detecting sensor according to the present invention, wherein 1 is a light reflection measuring device, 2 is an optical fiber, and 3 is a light vibration detecting device. Part 4,
Is light of a single wavelength, and 5 is reflected light. The non-power-supply vibration detecting sensor includes a light reflection measuring device 1, an optical fiber 2, and a light vibration detecting unit 3. The light vibration detection unit 3 is installed at a position where vibration is detected.

【0010】光反射測定装置1は、単一波長の光4を出
射し、且つ戻ってきた反射光5の光強度(単に強度と言
うこともある)を測定する装置である。
The light reflection measuring device 1 is a device that emits light 4 of a single wavelength and measures the light intensity (sometimes simply referred to as intensity) of the returned reflected light 5.

【0011】光振動検出部3は、光入射部6と集光型レ
ンズ7と振子型光アッテネータ8と全反射型ミラー9と
から構成されている。光反射測定装置1より出射され、
光ファイバ2により伝搬された単一波長の光4を、光振
動検出部3に設けられた光入射部6にて集光型レンズ7
に導く。そして、集光型レンズ7で集光された単一波長
の光4は、振子型光アッテネータ8に入射される。
The light vibration detecting section 3 includes a light incident section 6, a condenser lens 7, a pendulum type optical attenuator 8, and a total reflection mirror 9. Emitted from the light reflection measuring device 1,
The light 4 of a single wavelength propagated by the optical fiber 2 is condensed by a light condensing lens
Lead to. The single-wavelength light 4 condensed by the condensing lens 7 is incident on a pendulum-type optical attenuator 8.

【0012】図2は、振子型光アッテネータ8の説明図
である。10は半円型光アッテネータ、11は慣性おも
り、12はアーム、13は軸受けである。半円型光アッ
テネータ10は、一定の角度で扇状に区分分けされて、
それぞれの光透過率が異なるように構成されている。半
円型光アッテネータ10の下部にはアーム12が取り付
けられ、このアーム12の下部に慣性おもり11が取り
付けられている。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the pendulum type optical attenuator 8. Reference numeral 10 denotes a semicircular optical attenuator, 11 denotes an inertial weight, 12 denotes an arm, and 13 denotes a bearing. The semicircular optical attenuator 10 is divided into a fan shape at a certain angle,
They are configured so that their light transmittances are different. An arm 12 is attached to a lower part of the semicircular optical attenuator 10, and an inertial weight 11 is attached to a lower part of the arm 12.

【0013】外部から光振動検出部3全体に加えられる
振動で、半円型光アッテネータ10は、軸受け13を中
心に円弧運動するように構成されている。例えば、静止
した状態で単一波長の光4の受ける損失を零としてお
き、半円型光アッテネータ10が左右に振れた時に、振
れ量が多いほど受ける損失が多くなるように構成してお
く。
The semicircular optical attenuator 10 is configured to make a circular motion around the bearing 13 by vibration applied to the entire optical vibration detection unit 3 from the outside. For example, the loss received by the single-wavelength light 4 in a stationary state is set to zero, and when the semicircular optical attenuator 10 oscillates left and right, the loss received increases as the amount of shake increases.

【0014】従って、単一波長の光4は振子型光アッテ
ネータ8によって、光振動検出部3で検知する振動の程
度に対応した損失が加えられ、全反射型ミラー9で反射
されて反射光5として光反射測定装置1に戻って行く。
例えば、加えられる振動が大きい場合には、半円型光ア
ッテネータ10は大きく触れる。すると、慣性おもり1
1により、半円型光アッテネータ10は軸受け13を中
心して左右に往復運動をするようになり、半円型光アッ
テネータ10の振れ量が多いほど受ける損失が多くなる
ように構成されているから、時間軸上で反射光5を観測
すると時間に対して反射光5の強度は正弦波状で、且つ
その振幅は減衰して行くことになる。
Accordingly, the light 4 having a single wavelength is subjected to a loss corresponding to the degree of vibration detected by the light vibration detecting unit 3 by the pendulum type optical attenuator 8, reflected by the total reflection type mirror 9, and reflected by the reflected light 5. And return to the light reflection measuring device 1.
For example, when the applied vibration is large, the semicircular optical attenuator 10 touches greatly. Then, inertial weight 1
According to 1, the semicircular optical attenuator 10 reciprocates left and right around the bearing 13, and the loss that the semicircular optical attenuator 10 receives increases as the amount of deflection of the semicircular optical attenuator 10 increases. When the reflected light 5 is observed on the time axis, the intensity of the reflected light 5 is sinusoidal with respect to time, and the amplitude is attenuated.

【0015】光反射測定測定装置1では、時間に対して
変化する反射光5の強度を光振動検出部3での振動の強
さとして捉え、外部機器にその結果を出力する。なお、
光振動検出部3が無振動であっても、反射光5はある一
定のレベルで変化するが、この変化幅をノイズレベルと
して設定し、このレベルを超えて変化する光のレベルを
振動量として測定する。
The light reflection measuring device 1 captures the intensity of the reflected light 5 that changes with time as the intensity of the vibration in the optical vibration detecting section 3 and outputs the result to an external device. In addition,
Even if the light vibration detection unit 3 does not vibrate, the reflected light 5 changes at a certain level, but this change width is set as a noise level, and the level of light that changes beyond this level is set as the vibration amount. Measure.

【0016】以上で説明したように、光振動検出部3は
光パッシブ部品のみで構成したことから給電は全く不要
である。また、光反射測定装置1から出射された単一波
長の光4を光ファイバ2で光振動検出部3に導き、この
光振動検出部3より反射される反射光5の強度により振
動の程度を検知するため、遠隔での監視を1本の光ファ
イバ2のみで行なえるため、無電源振動検知センサのコ
ストを低減できるなお、光振動検出部3では、各扇部分
で異なる透過率を有する半円型光アッテネータ10を有
する振子型光アッテネータ8と全反射型ミラー9とによ
って、振動の程度により強度に変化を持たせた反射光5
を作り出したが、この半円型光アッテネータ10を各扇
部分で異なる反射率を有するように構成すれば全反射型
ミラー9を省略することができる。要するに、光振動検
出部3が振動を受けた時に単一波長の光4の強度が変わ
り、且つそれを反射する手段があれば何れでも良い。
As described above, since the optical vibration detecting section 3 is composed of only optical passive components, no power supply is required. In addition, the light 4 of a single wavelength emitted from the light reflection measuring device 1 is guided to the optical vibration detecting unit 3 by the optical fiber 2, and the degree of vibration is determined by the intensity of the reflected light 5 reflected from the optical vibration detecting unit 3. In order to perform the detection, remote monitoring can be performed with only one optical fiber 2, so that the cost of the non-power-supply vibration detection sensor can be reduced. A pendulum type optical attenuator 8 having a circular optical attenuator 10 and a total reflection type mirror 9 are used to generate reflected light 5 whose intensity varies depending on the degree of vibration.
However, if the semicircular optical attenuator 10 is configured to have a different reflectance at each fan portion, the total reflection mirror 9 can be omitted. In short, any method may be used as long as the intensity of the single-wavelength light 4 changes when the light-vibration detecting unit 3 receives vibration, and there is a means for reflecting the intensity.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明の無電源振動検知センサは、振動
を検知する振動検出部を光パッシブ部品で構成したこと
から給電の必要がない。また、光反射測定装置から出射
された単一波長の光を光ファイバで光振動検出部に導
き、この光振動検出部より反射される反射光の強度によ
り振動の程度を検知するため、遠隔での監視を1本の光
ファイバのみで行なえるため、無電源振動検知センサの
コストを低減できる。
According to the non-power-supply vibration detecting sensor of the present invention, there is no need to supply power since the vibration detecting section for detecting vibration is constituted by optical passive components. In addition, the light of a single wavelength emitted from the light reflection measuring device is guided to the optical vibration detection unit via an optical fiber, and the degree of vibration is detected by the intensity of the reflected light reflected from the optical vibration detection unit. Can be monitored using only one optical fiber, so that the cost of the non-power source vibration detection sensor can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の無電源振動検知センサの一実施例を示
した概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a powerless vibration detection sensor of the present invention.

【図2】図1の振子型光アッテネータの概略構成図であ
る。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a pendulum type optical attenuator of FIG. 1;

【図3】従来の振動検知センサの概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a conventional vibration detection sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光反射測定装置 2 光ファイバ 3 光振動検出部 4 単一波長の光 5 反射光 6 光入射部 7 集光型レンズ 8 振子型光アッテネータ 9 全反射型ミラー 10 半円型光アッテネータ 11 慣性おもり 12 アーム 13 軸受け 21 振子 22 検出器 23 増幅器 24 マグネットコイル 25 振動検出器 26 測定表示装置 27 電気信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical reflection measuring device 2 Optical fiber 3 Optical vibration detection part 4 Light of a single wavelength 5 Reflected light 6 Light incidence part 7 Condensing lens 8 Pendulum type optical attenuator 9 Total reflection type mirror 10 Semicircular optical attenuator 11 Inertial weight DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Arm 13 Bearing 21 Pendulum 22 Detector 23 Amplifier 24 Magnet coil 25 Vibration detector 26 Measurement display device 27 Electric signal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】単一波長の光を出射し、且つ戻り反射光の
強度を測定する光反射測定装置と、振動を検知する光振
動検出部と、該光振動検出部と前記光反射測定装置とを
接続する光ファイバとから構成されることを特徴とする
無電源振動検知センサ。
1. A light reflection measuring device that emits light of a single wavelength and measures the intensity of return reflected light, a light vibration detecting unit that detects vibration, the light vibration detecting unit, and the light reflection measuring device. A non-power-supply vibration sensor.
【請求項2】光振動検出部は、前記光ファイバからの単
一波長の光を集光型レンズに導く光入射部と、該集光型
レンズで集光された単一波長の光に振動の程度により損
失を加える振子型光アッテネータと、該損失が加えられ
た単一波長の光を前記光反射測定装置に戻す全反射ミラ
ーとから構成されることを特徴する請求項1記載の無電
源振動検知センサ。
A light incident portion for guiding light of a single wavelength from the optical fiber to a condensing lens; and a light vibration detecting portion for oscillating the light of a single wavelength condensed by the condensing lens. 2. The non-power source according to claim 1, further comprising a pendulum-type optical attenuator that adds a loss depending on the degree of reflection, and a total reflection mirror that returns the single wavelength light to which the loss has been added to the light reflection measuring device. Vibration detection sensor.
【請求項3】振子型光アッテネータは、場所により透過
率が異なる半円型の光アッテネータと、該半円型光アッ
テネータの下部に取り付けられるアームと、該アームの
下部に取り付けられる慣性おもりと、振動が加えられた
時に前記半円型光アッテネータが円弧運動するように軸
受けとから構成されることを特徴とする請求項2記載の
無電源振動検知センサ。
3. A pendulum type optical attenuator comprising: a semicircular optical attenuator having a transmittance different from place to place; an arm attached to a lower part of the semicircular optical attenuator; and an inertial weight attached to a lower part of the arm. 3. The non-power source vibration detection sensor according to claim 2, wherein the semicircular optical attenuator is configured to perform a circular motion when a vibration is applied.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10323978B2 (en) 2015-04-20 2019-06-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Vibration visualization element including optical member

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