JPH0131132B2 - - Google Patents

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JPH0131132B2
JPH0131132B2 JP56092058A JP9205881A JPH0131132B2 JP H0131132 B2 JPH0131132 B2 JP H0131132B2 JP 56092058 A JP56092058 A JP 56092058A JP 9205881 A JP9205881 A JP 9205881A JP H0131132 B2 JPH0131132 B2 JP H0131132B2
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JP
Japan
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light
optical fiber
measuring device
light emitting
temperature measuring
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JP56092058A
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English (en)
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JPS5728231A (en
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Roofuguren Fuoruke
Soderusutoroomu Subenneritsuku
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASEA BURAUN BOBERI AB
Original Assignee
ASEA BURAUN BOBERI AB
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Publication date
Application filed by ASEA BURAUN BOBERI AB filed Critical ASEA BURAUN BOBERI AB
Publication of JPS5728231A publication Critical patent/JPS5728231A/ja
Publication of JPH0131132B2 publication Critical patent/JPH0131132B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G01K11/3206—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering
    • G01K11/3213—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering using changes in luminescence, e.g. at the distal end of the fibres

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、温度を測定しようとする固体材料の
発光に基く光学フアイバー温度測定装置に関する
ものである。
上記型式の温度測定装置は特願昭55−139977号
に開示されていて、そこでは温度に依存して発光
する特性を有する材料にそれと光受的に接続され
ている少く共１つの光学フアイバーを通じて光を
導きそれにより発光させている。このようにして
発生した光は、少く共１つの光学フアイバー、出
来得れば前述のフアイバーと完全にまたは部分的
に共通したフアイバーを介して電子的装置へ伝え
られる。上記材料は温度に依存して発光する半導
体材料から成つている。この温度測定の原理は信
頼性があり経済的で又丈夫な測定装置を可能とす
るので、厳しい環境、たとえば強力な電場のある
様な接近し難い環境で効果的に使える。
本発明は上述のような考えに基づく装置の改良
に関するものであり、複数個の測定点を有し、各
測定点に対して電子的、光学的装置をもつた電子
的測定手段を設け、しかも経済的な装置の求めら
れる場合でもそれを可能にする。この目的に対し
て従来光学フアイバーでは解決するのは難かしい
とされていたが、本発明により達成される。本発
明は、前記の材料が異なる位置にある幾つかの感
知器９〜１５に設けられ、各々の感知器はそれぞ
れ別個の１本の光学フアイバー５，６により発光
ダイオード２，３，３０〜３２と接続され、発光
材に基づく各感知器からの光は、少くとも１つの
光学フアイバー１７，１８、好ましくは部分的に
上記フアイバー５，６とフアイバー枝７，８を介
して、各感知器に共通に設けられ電子的測定手段
をもつた受信ユニツト１６に供給される。各発光
ダイオードからの励起光信号は時分割多重に送ら
れる。
このようにして、複数の測定点に異なる測定手
段を適用することが出来、電子的測定装置をもつ
た１つの共通の受信部を設けるのみでよい。共通
の制御ユニツトにより、各発光ダイオードは時分
割多重に連続的に順次に駆動され同時に、該制御
ユニツトを介して対応する感知器からの信号を測
定することが出来る。１つの測定のとき、他の感
知器は作動しないのでそれとは無関係に測定がで
きる。更に各種の手段によつて、フアイバーの経
年変化や屈曲等による誤差の原因を取除くことも
可能である。各感知器から異なる導体による異な
る信号を受信することも特許請求の範囲に記載の
態様で達成される。
感知器の温度依存発光を与える半導体材料とし
ては、AlP，AlAs，GaP，GaAs，InP，InAs，
In1-xAlxＰ，In1-xGaxＰ，Ga1-xAlxAs，In1-xGax
As，Ga1-xAlxAs，InAs1-yPy，GaAs1-yPy，
（こゝにｘとｙは、０と１との間である）或は
ZnTe，ZnSe，ZnS，ZnO，CdTe，CdSe，CdS
で構成される。GaPはZnとＯまたはCdとＯでド
ープされ、ZnSeはCnまたはMnでドープされる。
第１図は、種々の測定位置に置かれた感知器９
〜１５を示し、各感知器は温度に依存して発光す
る前記の半導体材料で構成される。これらの測定
地点はたとえ通常は近接の困難なような場所であ
つてもよい。
駆動装置１は、割多重に、すなわち異なる時間
帯で発光ダイオード２，３を駆動する。この駆動
は共通の制御ユニツト２８、たとえばコンピユー
タまたはマイクロプロセツサで制御される。
フイルター３３，３４をもつた発光ダイオード
２，３から別々のフアイバー光導体（各ダイオー
ドについて１つ）によつてそれぞれの感知器９〜
１５に導かれる。光信号を受けると、発光が起
り、励起光とは異なる波長の信号が発生する。こ
の信号の波長は感知器における温度に依存する。
感知器から発する光は、好ましくは光導体５，
６を部分的に通つてフアイバー枝７，８を経て電
子測定部を有する共通の受信ユニツト１６へ導か
れる。各感知器からの信号に対して少くとも１つ
のそれぞれ独立した光導体１７，１８等が設けら
れる。
受信ユニツトにて受信される時分割多重信号は
レンズまたはレンズ系１９及び励起光の波長を阻
止するフイルター２０を通る。受信された信号
は、半鏡または二色性鏡の様な光線分割器２１に
て、２つに分割されその１つはフイルター２２に
よつてその信号のある波長成分が除去され、つい
で他の光学的な部品を経て光ダイオード２３へ供
給される。また分割された他の１つは、フイルタ
ーを介して、または介することなしにもう１つの
光ダイオード２４へ供給される。フイルターを介
する場合そのフイルターは前記フイルター２２と
は別の波長成分を阻止する。
光ダイオード２３，２４からの出力信号は、２
５と２６で増幅されて、除算器２７へ供給され、
その出力信号は対応する感知器９〜１５に於ける
温度の測定値を与える。
検知器２４に供給される信号は、フイルター２
２によつて阻止される波長とは別の波長を阻止す
るフイルターを介して供給されてもよい。
測定信号は、直接もしくは感知器やフイルター
による非直線特性を補正する機能をもつた制御ユ
ニツト２８で処理された後測定装置へ供給され
る。制御ユニツト２８からの測定値は、対応する
発光ダイオードが駆動されるのと同時に各チヤン
ネルへ与えられる。測定信号はアナログ信号でも
デジタル信号でもよい。符号２９は送信用ダイオ
ード用の電源調整器を示す。異なる光導体１７，
１８によるそれぞれの信号を全て光分割器２１に
送り対応する発光ダイオード２，３の駆動のタイ
ミングによつて解析して異なる感知器９〜１５に
於ける温度の値を指示し得ることが理解される。
第２図は別の実施例を示す。この実施例におい
ては発光ダイオード３０，３１，３２から励起光
が、発光信号の波長を阻止するフイルター３３〜
３５を介して感知器９，１０，１１へ時分割多重
に供給される。上記感知器は異なる温度依存波長
の光を出し、その光は別々のフアイバー３６，３
７，３８および励起光の波長を阻止する１つのフ
イルター３９を介して共通の大きな光フアイバー
４０に供給される。光フアイバー４０は全ての入
力光信号を伝達させる。
発光ダイオードの駆動は第１図におけると同様
に時分割多重になされる。フアイバー４０を通過
した後に、信号はそれが感知器９〜１５の何れに
よるものであるかに関係なく２つの分岐４１と４
２とに分けられる。分岐４１と４２を有するフア
イバー４０は第１図の光線分割器２１とそれに関
連する装置と同じ役目を行なう。分岐４１に入つ
た信号はフイルター４３を通り、そこでフアイバ
ー４０からの信号の１部が阻止され、ついで光ダ
イオード４４に供給される。一方分岐４２に入つ
た信号は、もう１つの光ダイオード４５へ直接ま
たは信号の他の部分を阻止するフイルターを介し
て供給される。光ダイオードの出力信号は、第１
図における光ダイオードの信号と同じ様に処理さ
れる。
第３図で、ｘ軸は波長λを、ｙ軸は信号の大き
さτを示す。励起光は４６の実線で、検知器から
発する発光は４７の破線で示す。前記フイルター
２２と４３は、それぞれ発生信号の、一部、たと
えば分割軸４８の左側部分を阻止する。したがつ
てこのフイルターを通過する信号の部分は、信号
の波長、すなわち温度に依存する。この信号と全
体の信号に対する商は温度に依存する。
第２図のフイルター４３と点線で示されるフイ
ルター及び第１図の対応するフイルターは、第３
図の軸４８の両側の波長部分でそれぞれ作用する
帯域フイルターである。
この様に２つの信号の比をとる理由は、ある種
の誤差原因たとえばフアイバーが曲つたり、その
構成部品の経年変化、干渉等の誤差原因を除去す
るためである。
フイルター３３〜３５の曲線４９は励起光をフ
イルターするための伝達曲線であり、フイルター
２０，３９の曲線５０は、発生光についての対応
する曲線である。フイルター２０と３９により、
フイルター３３〜３５で阻止されなかつた曲線４
６の望ましくない部分が阻止される。発生光、す
なわち励起光は、検知器９〜１５の材料の発光と
同じ波長範囲に入らない様に波されねばならな
い。
上記の各実施例は、特許請求の範囲からはずれ
ることなく各種変形させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例を示す図、第２図
は、本発明のもう１つの他の実施例を示す図、第
３図は、各信号の曲線を示す図である。 符号の説明、１……駆動装置、２，３，３０，
３１，３２……光送信器（発光ダイオード）、５，
６……光学フアイバー、７，８……フアイバー分
岐、９〜１５……感知器、１６……受信ユニツ
ト、１７，１８，３６，３７，３８……分岐フア
イバー、１９……レンズ系、２０，２２，３３，
３４，３５，３９，４３……フイルター、２３，
２４，４４，４５……光ダイオード、２５，２６
……増幅器、２８……制御ユニツト、２９……電
源調整器、２１，４０……光分割器、４１，４２
……分岐。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 測定さるべき複数の位置に配置された複数の
    感知器にして、それぞれ温度依存発光特性をもつ
    た固体材料の半導体でつくられた前記感知器と、
    前記各感知器に投射したとき該感知器が少なくと
    もある所定の波長範囲の発光をするような光を発
    生する複数の発光源と、前記発光源と前記各感知
    器との間に設けられ前記発光源の発光する光りを
    前記各感知器に送る第１の光フアイバと、１つの
    共通の受光ユニツトと、前記各感知器の発生する
    光を受けてこれを前記受光ユニツトに伝える第２
    の光フアイバと、前記所定の波長範囲の光りに対
    する前記受光ユニツトの出力信号を処理する電子
    測定手段と、前記複数の発光源からの発光が時分
    割多重で得られるように前記発光源の作動を順序
    づける手段と、を備えた光学フアイバー温度測定
    装置。 ２ 前記発光源の作動を順序づける手段が、前記
    発光源を順次駆動するとともに各発光源の駆動と
    同時に前記電子測定手段がその駆動された発光源
    から発生する光を読み取るように作動させる共通
    の制御ユニツトである特許請求の範囲第１項記載
    の光学フアイバー温度測定装置。 ３ 前記半導体固体材料が、AlP，AlAs，GaP，
    GaAs，InP，InAs，In1-xAlxＰ，In1-xGaxＰ，
    GaAs1-yPy，Ga1-xAlxＰ，In1-xAlxAs，In1-xGax
    As，Ga1-xAlxAs，InAs1-yPy，（ｘ，ｙは０と１
    の間の数）ZnTe，ZnSe，ZnS，ZnO，CdTe，
    CdSe，CdSの何れかである特許請求の範囲第１
    項、または第２項に記載の光学フアイバー温度測
    定装置。 ４ 前記半導体固体材料が、ZnとＯ、またはCd
    とＯでドープされたGaPよりなる特許請求の範囲
    第３項記載の光学フアイバー温度測定装置。 ５ 前記半導体固体材料が、CuまたはMnでドー
    プされたZnSeである特許請求の範囲第３項記載
    の光学フアイバー温度測定装置。 ６ 前記各感知器と前記受光ユニツトの間の光通
    路に、該感知器よりの発光の中で前記発光源の発
    生する光の波長と等しい波長成分の通過を阻止す
    るフイルタの設けられた特許請求の範囲第１項か
    ら第５項の何れかの項に記載の光学フアイバー温
    度測定装置。 ７ 前記第２の光フアイバはそれぞれ、前記第１
    の光フアイバから分岐して設けられている特許請
    求の範囲第１項から第６項の何れかの項に記載の
    光学フアイバー温度測定装置。 ８ 前記各発光源と前記第１の光フアイバの分岐
    点との間に、該発光源から発生して対応する感知
    器を励起する光の波長成分は通すが該対応する感
    知器が励起されて発生する光の波長成分は阻止す
    るようなフイルタを設けられた特許請求の範囲第
    ７項記載の光学フアイバー温度測定装置。 ９ 前記各感知器から発生して前記受光ユニツト
    に達する光が光分割器により２つの部分に分割さ
    れ、１方の部分は第１の光検出器に直接与えら
    れ、他方の部分は前記光に含まれる波長成分の一
    部を阻止するフイルタを介して第２の光検出器に
    与えられ、前記第１及び第２の光検出器の出力を
    比較して当該感知器による温度の測定値を示す信
    号を発生するようにした特許請求の範囲第１項か
    ら第５項の何れかの項に記載の光学フアイバー温
    度測定装置。 １０ 前記分割された一方の部分の光は、前記第
    ２の光検出器に関連したフイルタによつて阻止さ
    れる波長成分と異なる波長成分を阻止するフイル
    タを通して前記第１の光検出器に与えられるよう
    になつた特許請求の範囲第９項記載の光学フアイ
    バー温度測定装置。 １１ 前記各感知器からの光を受ける第２の光フ
    アイバは全て１つの共通の大きい光フアイバの一
    方の端部に接続されて各感知器からの光が全て該
    大きな光フアイバを通るようにされ、また該大き
    な光フアイバの他方の端部は２つの分岐に分割さ
    れ、その１つの分岐は該感知器が発生する光りの
    前記所定の波長範囲の一部を通過させるフイルタ
    を通して１つの光検出器に接続され、また他の分
    岐は前記感知器の発生する光の異なる波長部分を
    通過させるフイルタを通して、または通さずして
    別の光検出器に接続され、前記２つの光検出器の
    出力は増幅された後比較されて、例えば商の形の
    出力を発生するようになつている特許請求の範囲
    第１項から第３項の何れかの項に記載の光学フア
    イバー温度測定装置。
JP9205881A 1980-06-16 1981-06-15 Optical fiber temperature measuring device Granted JPS5728231A (en)

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JPS5728231A JPS5728231A (en) 1982-02-15
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JP (1) JPS5728231A (ja)
DE (1) DE3122788A1 (ja)
FR (1) FR2484639A1 (ja)
GB (1) GB2080519B (ja)
SE (1) SE438048B (ja)

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