JPH0131580B2 - - Google Patents
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- JPH0131580B2 JPH0131580B2 JP57117700A JP11770082A JPH0131580B2 JP H0131580 B2 JPH0131580 B2 JP H0131580B2 JP 57117700 A JP57117700 A JP 57117700A JP 11770082 A JP11770082 A JP 11770082A JP H0131580 B2 JPH0131580 B2 JP H0131580B2
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- temperature
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- temperature sensor
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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
- G01K11/12—Measuring 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光温度センサより発する光信号が光フ
アイバ等を介して伝送される温度測定装置に関す
る。
アイバ等を介して伝送される温度測定装置に関す
る。
光温度センサから光伝送路を介してアナログ量
を伝送する場合、温度変化および曲げ応力等によ
り光伝送路の伝送特性が変動し、正確な温度測定
が困難になるため、この変動を補償し、測定精度
を高める必要がある。
を伝送する場合、温度変化および曲げ応力等によ
り光伝送路の伝送特性が変動し、正確な温度測定
が困難になるため、この変動を補償し、測定精度
を高める必要がある。
第１図はそのような伝送特性変動の補償を行つ
た温度測定装置の一例を示し、例えばハロゲンラ
ンプを用いた光源１より出た光はレンズ２で平行
光線となり、フイルタ３、二色複合ミラ４，５，
６で可視光線が除かれ、紫外光線のみがレンズ７
により光フアイバ８の端面コア上に焦点を合わせ
られる。この紫外線が光フアイバ８の先端に取り
付けられたセンサ９の螢光物質に照射する。その
螢光物質は紫外線により励起される、例えば酸化
ガドリウムイオンとそれを活性化させるユーロピ
ウムから成つている。この螢光物質は第２図Ａの
左側の励起波長が示すスペクトルを有する紫外線
によつて右側の放射波長が示すスペクトルを有す
る可視光線を発光する。この可視光線は再び光フ
アイバ８を経由しビームスプリツタ１０により二
分され一方はミラ１１に反射されてそれぞれ干渉
フイルタ１２，１３により第２図Ａの放射波長
ａ、ｃの可視光線のみをそれぞれ取り出し、この
２つの可視光線はそれぞれレンズ１４，１５によ
り光検出器１６，１７に到達する。光信号は光検
出器１６，１７で電気信号に変換され、さらに前
段増幅器１８，１９を経てＡ／Ｄ変換器マルチプ
レクサ２０によりＡ／Ｄ変換された後、Ic／Ia
（Ic：波長ｃの光強度、Ia：波長ａの光強度）の
演算を行ない、マイクロコンピユータ２１に入力
される。読出し専用メモリ（ROM）２２には、
第２図Ｂに示す温度と放射波長の相対強度Ic／Ia
との関係が書きこまれており、マイクロコンピユ
ータにより温度情報に変換され、Ｄ／Ａ変換器２
４を経て表示される。ここで、波長ａとｃの相対
強度Ic／Iaを取ることにより、光フアイバ等の伝
送特性の変動は補償されている。なぜなら、Iaと
Icは伝送特性の変動によりそれぞれ変化するが、
Ic／Iaは変化しないからである。
た温度測定装置の一例を示し、例えばハロゲンラ
ンプを用いた光源１より出た光はレンズ２で平行
光線となり、フイルタ３、二色複合ミラ４，５，
６で可視光線が除かれ、紫外光線のみがレンズ７
により光フアイバ８の端面コア上に焦点を合わせ
られる。この紫外線が光フアイバ８の先端に取り
付けられたセンサ９の螢光物質に照射する。その
螢光物質は紫外線により励起される、例えば酸化
ガドリウムイオンとそれを活性化させるユーロピ
ウムから成つている。この螢光物質は第２図Ａの
左側の励起波長が示すスペクトルを有する紫外線
によつて右側の放射波長が示すスペクトルを有す
る可視光線を発光する。この可視光線は再び光フ
アイバ８を経由しビームスプリツタ１０により二
分され一方はミラ１１に反射されてそれぞれ干渉
フイルタ１２，１３により第２図Ａの放射波長
ａ、ｃの可視光線のみをそれぞれ取り出し、この
２つの可視光線はそれぞれレンズ１４，１５によ
り光検出器１６，１７に到達する。光信号は光検
出器１６，１７で電気信号に変換され、さらに前
段増幅器１８，１９を経てＡ／Ｄ変換器マルチプ
レクサ２０によりＡ／Ｄ変換された後、Ic／Ia
（Ic：波長ｃの光強度、Ia：波長ａの光強度）の
演算を行ない、マイクロコンピユータ２１に入力
される。読出し専用メモリ（ROM）２２には、
第２図Ｂに示す温度と放射波長の相対強度Ic／Ia
との関係が書きこまれており、マイクロコンピユ
ータにより温度情報に変換され、Ｄ／Ａ変換器２
４を経て表示される。ここで、波長ａとｃの相対
強度Ic／Iaを取ることにより、光フアイバ等の伝
送特性の変動は補償されている。なぜなら、Iaと
Icは伝送特性の変動によりそれぞれ変化するが、
Ic／Iaは変化しないからである。
第３図は別の温度測定装置を示し、パルス発生
器３１、発光ダイオード・駆動部３２により波長
λ1とλ2の二つの発光ダイオード３３，３４を交互
に発光させる。双方の光は光フアイバ３５，３６
を経て合波器３７で同一の光フアイバ３８に入
り、波長λ1とλ2の光は光コネクタ３９を通つて温
度検出部４０に達する。検出部４０には、
GaAs、CdTe等のような半導体が置かれ、光は
この半導体中を通過し、光フアイバ、光コネクタ
４１を通つて光検出器４２に入り、電気信号に変
換される。そして、受光回路４３を経てサンプル
ホールド増幅器４４で増幅した後、割算回路４５
でλ1、λ2の光強度Iλ1、Iλ2の比Iλ1／Iλ2を求め
る。ここで、GaAs、CdTe等のような半導体は、
光を吸収する波長の範囲が温度依存性をもつてい
る。つまり、第４図Ａに曲線Ｐで示したように半
導体の吸収端の波長は温度によつて変化し、例え
ば曲線Ｑで示す適当な波長の発光ダイオード光を
用いると、半導体を通過した発光ダイオードの光
強度は第４図Ｂのように温度依存性を有する。そ
こでλ1の波長を温度変動によつて透過光強度が変
化する波長にとり、λ2をλ1より長波長の透過光強
度が温度依存性をもたない波長にとる。Iλ1は温
度と光伝送特性の変動によつて変化し、Iλ2は光
伝送特性のみの変動によつて変化する。すると、
Iλ1／Iλ2を求めることにより光フアイバ等の伝送
特性変動は分子、分母で約され、消去されるので
伝送特性変動の影響を受けない正確な温度測定が
可能になる。
器３１、発光ダイオード・駆動部３２により波長
λ1とλ2の二つの発光ダイオード３３，３４を交互
に発光させる。双方の光は光フアイバ３５，３６
を経て合波器３７で同一の光フアイバ３８に入
り、波長λ1とλ2の光は光コネクタ３９を通つて温
度検出部４０に達する。検出部４０には、
GaAs、CdTe等のような半導体が置かれ、光は
この半導体中を通過し、光フアイバ、光コネクタ
４１を通つて光検出器４２に入り、電気信号に変
換される。そして、受光回路４３を経てサンプル
ホールド増幅器４４で増幅した後、割算回路４５
でλ1、λ2の光強度Iλ1、Iλ2の比Iλ1／Iλ2を求め
る。ここで、GaAs、CdTe等のような半導体は、
光を吸収する波長の範囲が温度依存性をもつてい
る。つまり、第４図Ａに曲線Ｐで示したように半
導体の吸収端の波長は温度によつて変化し、例え
ば曲線Ｑで示す適当な波長の発光ダイオード光を
用いると、半導体を通過した発光ダイオードの光
強度は第４図Ｂのように温度依存性を有する。そ
こでλ1の波長を温度変動によつて透過光強度が変
化する波長にとり、λ2をλ1より長波長の透過光強
度が温度依存性をもたない波長にとる。Iλ1は温
度と光伝送特性の変動によつて変化し、Iλ2は光
伝送特性のみの変動によつて変化する。すると、
Iλ1／Iλ2を求めることにより光フアイバ等の伝送
特性変動は分子、分母で約され、消去されるので
伝送特性変動の影響を受けない正確な温度測定が
可能になる。
しかしこれらの装置における補償方法は、他の
原理による光温度センサを用いた温度測定装置に
おいては適用不可能である。第１図に示した装置
における補償方法は、螢光物質の発光スペクトル
の温度変化を利用した光温度センサに対してのみ
適用可能であり、第３図に示した装置における補
償方法は、透過光強度が温度依存性をもつ波長と
温度依存性のない波長とを利用する原理に基づく
光温度センサにのみ適用可能である。しかし、自
然複屈折あるいは多波干渉の原理を用いた光温度
センサなどにおいては、透過光強度が温度依存性
を持たない波長範囲が存在しないのでこのような
補償方法は適用できない。
原理による光温度センサを用いた温度測定装置に
おいては適用不可能である。第１図に示した装置
における補償方法は、螢光物質の発光スペクトル
の温度変化を利用した光温度センサに対してのみ
適用可能であり、第３図に示した装置における補
償方法は、透過光強度が温度依存性をもつ波長と
温度依存性のない波長とを利用する原理に基づく
光温度センサにのみ適用可能である。しかし、自
然複屈折あるいは多波干渉の原理を用いた光温度
センサなどにおいては、透過光強度が温度依存性
を持たない波長範囲が存在しないのでこのような
補償方法は適用できない。
本発明は上記の欠点を解消するためのもので、
他の原理に基づく光温度センサを用いた場合にも
光伝送路特性の変動の補償が行われる温度測定装
置を提供することを目的とする。
他の原理に基づく光温度センサを用いた場合にも
光伝送路特性の変動の補償が行われる温度測定装
置を提供することを目的とする。
この目的は、異なる二つの波長における光学特
性が温度依存性を示す光温度センサを具備した温
度測定装置が、波長の異なる二つの光の発光源
と、前記二つの光をそれぞれ二つの部分に分ける
分岐器と、前記一方の部分の光が導かれ一方の波
長の光を内部に導く手段が設けられて前記一方の
波長の光の強度のみを温度に依存して変化させる
前記光温度センサと、該光温度センサを経た一方
の部分の光と他方の部分の光の強度の比を計算
し、さらに両波長の光に対するそれぞれの比を比
較して温度を算出する手段とを備えることによつ
て達成される。
性が温度依存性を示す光温度センサを具備した温
度測定装置が、波長の異なる二つの光の発光源
と、前記二つの光をそれぞれ二つの部分に分ける
分岐器と、前記一方の部分の光が導かれ一方の波
長の光を内部に導く手段が設けられて前記一方の
波長の光の強度のみを温度に依存して変化させる
前記光温度センサと、該光温度センサを経た一方
の部分の光と他方の部分の光の強度の比を計算
し、さらに両波長の光に対するそれぞれの比を比
較して温度を算出する手段とを備えることによつ
て達成される。
以下図を引用して本発明の実施例について説明
する。各図において前の引用した各図と共通の部
分には同一符号が付されている。第５図におい
て、異なる波長λ1、λ2の発光素子３３，３４を駆
動部３２によつて発光させる。発光素子駆動部３
２の一例を第６図に示す。パルス発生器３１でパ
ルスを発生させ、一方の発光素子駆動回路５１に
はそのパルスを直接加えるが、他方の発光素子駆
動回路５２には、インバータ５３を通してからパ
ルスを加える。これにより発光素子３３を駆動す
る回路５１、発光素子３４を駆動する回路５２を
交互に働かせ、発光素子３３，３４を交互に発光
させる。発光素子３３，３４を出射した光は、光
フアイバ３５，３６に入り光合波器３７で一つの
光フアイバ３８に入る。次いで光分岐器５４でλ1
とλ2の光の一部を分岐し、分岐した光は光フアイ
バ５６を通つて光源モニタ用受光素子６０に入射
し、電気信号に変換される。光分岐器５４から出
射したもう一方の光は光フアイバ５５を通つて温
度センサ５７に入射し、温度センサの内部を通つ
て温度センサ５７から出射する。出射した光は入
射時の光フアイバ５５と異なる光フアイバ５８に
入り、受光素子５９に入射し、信号処理部６１に
よつて電気信号に変換される。第７図は信号処理
部の一例を示す。受光素子５９で受けるλ1、λ2の
光に対する電気信号をそれぞれV1λ1，V1λ2とし、
光源モニタ用受光素子６０で受けるλ1、λ2の光に
対する電気信号をそれぞれV2λ1，V2λ2とする。
電気信号を増幅器６２で増幅してから、割算器４
５へ入力し、V1λ1／V2λ1とV1λ2／V2λ2の割算を
交互に行なう。なぜなら、λ1とλ2の光が交互に受
光素子５９と光源モニタ用受光素子６０に入射す
るからである。両割算の結果をサンプルホールド
増幅器４４，４４′でホールドし、両割算の結果
を再び第２の割算器４５′に入力する。割算結果
のホールドは発光素子駆動部３２からの信号によ
つて行なう。その結果、（V1λ1／V2λ1）／
（V1λ2／V2λ2）の値が割算器４５′から出力され
る。この出力は増幅器６３で増幅し、表示部６４
に入力して温度を表示する。
する。各図において前の引用した各図と共通の部
分には同一符号が付されている。第５図におい
て、異なる波長λ1、λ2の発光素子３３，３４を駆
動部３２によつて発光させる。発光素子駆動部３
２の一例を第６図に示す。パルス発生器３１でパ
ルスを発生させ、一方の発光素子駆動回路５１に
はそのパルスを直接加えるが、他方の発光素子駆
動回路５２には、インバータ５３を通してからパ
ルスを加える。これにより発光素子３３を駆動す
る回路５１、発光素子３４を駆動する回路５２を
交互に働かせ、発光素子３３，３４を交互に発光
させる。発光素子３３，３４を出射した光は、光
フアイバ３５，３６に入り光合波器３７で一つの
光フアイバ３８に入る。次いで光分岐器５４でλ1
とλ2の光の一部を分岐し、分岐した光は光フアイ
バ５６を通つて光源モニタ用受光素子６０に入射
し、電気信号に変換される。光分岐器５４から出
射したもう一方の光は光フアイバ５５を通つて温
度センサ５７に入射し、温度センサの内部を通つ
て温度センサ５７から出射する。出射した光は入
射時の光フアイバ５５と異なる光フアイバ５８に
入り、受光素子５９に入射し、信号処理部６１に
よつて電気信号に変換される。第７図は信号処理
部の一例を示す。受光素子５９で受けるλ1、λ2の
光に対する電気信号をそれぞれV1λ1，V1λ2とし、
光源モニタ用受光素子６０で受けるλ1、λ2の光に
対する電気信号をそれぞれV2λ1，V2λ2とする。
電気信号を増幅器６２で増幅してから、割算器４
５へ入力し、V1λ1／V2λ1とV1λ2／V2λ2の割算を
交互に行なう。なぜなら、λ1とλ2の光が交互に受
光素子５９と光源モニタ用受光素子６０に入射す
るからである。両割算の結果をサンプルホールド
増幅器４４，４４′でホールドし、両割算の結果
を再び第２の割算器４５′に入力する。割算結果
のホールドは発光素子駆動部３２からの信号によ
つて行なう。その結果、（V1λ1／V2λ1）／
（V1λ2／V2λ2）の値が割算器４５′から出力され
る。この出力は増幅器６３で増幅し、表示部６４
に入力して温度を表示する。
次に光温度センサ５７の具体例について述べ
る。第８図は多波干渉の原理に基づく光温度セン
サの一例で、光フアイバ５５，５８の端に接続し
たレンズ６５により光は平行ビームとなつてレン
ズ６５より出射する。出射光はビームスプリツタ
１０を通過し、λ1の光はフイルタ６６を透過し、
光学的平行平面を有する透明固体６７に入射す
る。一方、λ2の光はフイルタ６６で反射される。
すなわち、フイルタ６６はλ1の光を透過し、λ2の
光を反射するという特性を持つている。光学的平
行平面（を有する）透明固体６７に入射したλ1の
光は、多波干渉を起こし、入射した光の一部が反
射光となつて透明固体６７より出射する。この出
射光の強度は、光学的平行平面固体６７の温度に
より変化する。こうして反射光となつたλ1とλ2の
光は、ビームスプリツタ１０によつて光路を曲げ
られ、ミラ１１、レンズ６５を経て、検出端５７
に入射した時と異なる光フアイバ５８に入射す
る。
る。第８図は多波干渉の原理に基づく光温度セン
サの一例で、光フアイバ５５，５８の端に接続し
たレンズ６５により光は平行ビームとなつてレン
ズ６５より出射する。出射光はビームスプリツタ
１０を通過し、λ1の光はフイルタ６６を透過し、
光学的平行平面を有する透明固体６７に入射す
る。一方、λ2の光はフイルタ６６で反射される。
すなわち、フイルタ６６はλ1の光を透過し、λ2の
光を反射するという特性を持つている。光学的平
行平面（を有する）透明固体６７に入射したλ1の
光は、多波干渉を起こし、入射した光の一部が反
射光となつて透明固体６７より出射する。この出
射光の強度は、光学的平行平面固体６７の温度に
より変化する。こうして反射光となつたλ1とλ2の
光は、ビームスプリツタ１０によつて光路を曲げ
られ、ミラ１１、レンズ６５を経て、検出端５７
に入射した時と異なる光フアイバ５８に入射す
る。
第９図は自然複屈折の原理に基づく光温度セン
サの例である。第９図では、レンズ６５より出射
した平行ビームは偏光ビームスプリツタ６８を通
り、直線偏光となつた後、波長板６９を通つて位
相差を与えられる。この後、λ2の光はフイルタ６
６によつて反射される。λ1の光はフイルタ６６を
透過し、光学的異方性結晶７０に入射してその中
を進行し、反射膜７１によつて反射し、再び光学
的異方性結晶７０中を入射光とは逆向きに進行
し、フイルタ６６を透過する。このとき、λ1の光
は光学的異方性結晶中でさらに位相差を与えられ
る。こうして反射光となつたλ1、λ2の光は波長板
６９を再び通り、さらに位相差を加え楕円偏光と
なる。この後、偏光ビームスプリツタ６８によ
り、一定方向の光の振動成分（Ｓ成分）を取り出
し、ミラ１１、レンズ６５を経て、検出端５７に
入射した時と異なる光フアイバ５８に入射する。
この時、波長板６９によつて与えられる位相差
は、ほとんど温度依存性はないが、光学的異方性
結晶７０によつて与えられる位相差は温度依存性
をもつ。つまり、λ1の光に与えられる位相差は温
度依存性をもつがλ2の光に与えられる位相差はほ
とんど温度依存性がない。このために、偏光ビー
ムスプリツタ６８により取り出したλ1のＳ成分は
温度依存性をもつが、λ2のＳ成分はほとんど温度
依存性をもたない。
サの例である。第９図では、レンズ６５より出射
した平行ビームは偏光ビームスプリツタ６８を通
り、直線偏光となつた後、波長板６９を通つて位
相差を与えられる。この後、λ2の光はフイルタ６
６によつて反射される。λ1の光はフイルタ６６を
透過し、光学的異方性結晶７０に入射してその中
を進行し、反射膜７１によつて反射し、再び光学
的異方性結晶７０中を入射光とは逆向きに進行
し、フイルタ６６を透過する。このとき、λ1の光
は光学的異方性結晶中でさらに位相差を与えられ
る。こうして反射光となつたλ1、λ2の光は波長板
６９を再び通り、さらに位相差を加え楕円偏光と
なる。この後、偏光ビームスプリツタ６８によ
り、一定方向の光の振動成分（Ｓ成分）を取り出
し、ミラ１１、レンズ６５を経て、検出端５７に
入射した時と異なる光フアイバ５８に入射する。
この時、波長板６９によつて与えられる位相差
は、ほとんど温度依存性はないが、光学的異方性
結晶７０によつて与えられる位相差は温度依存性
をもつ。つまり、λ1の光に与えられる位相差は温
度依存性をもつがλ2の光に与えられる位相差はほ
とんど温度依存性がない。このために、偏光ビー
ムスプリツタ６８により取り出したλ1のＳ成分は
温度依存性をもつが、λ2のＳ成分はほとんど温度
依存性をもたない。
上述した構成をとることにより、発光素子の出
力変動、光フアイバの光損失特性の変動等に基づ
く測定誤差を補償することができる。その理由を
以下に述べる。第５図において発光素子３３から
発せられるλ1の光の強度をIλ1、受光素子５９で
受光するλ1の光の強度をI1λ1とすると、I1λ1は、 I1λ1＝Ｍ（Ｔ）Bλ1Dλ1Iλ1 (1) で与えられる。ここで、Dλ1のλ1の光が光フアイ
バ３５、光合波器３７、光フアイバ３８、光分岐
器５４を通過する時の光損失、Bλ1は光分岐器５
４を出射してから、光フアイバ５５、センサ５
７、光フアイバ５８を通り、受光素子５９に入射
するまでの光損失、Ｍ（Ｔ）は温度センサ５７で
の光強度の温度依存性をあらわす。Bλ1、Dλ1、
Iλ1はそれぞれ時間依存性をもつ。一方、光源モ
ニタ用受光素子６０で受光するλ1の光の強度を
I2λ1とすると、I2λ1は、 I2λ1＝Cλ1Dλ1Iλ1 (2) で与えられる。ここで、Cλ1は光分岐器５４を出
射してから光フアイバ５６を通過し、光源モニタ
用受光素子６０に入射するまでの光損失である。
同様に発光素子３４から発せられたλ2の波長の光
の強度をIλ2、受光素子５９、光源モニタ用受光
素子６０で受光するλ2の光の強度を各々、I1λ2、
I2λ2とすると I1λ2＝Bλ2Dλ2Iλ2 (3) I2λ2＝Cλ2Dλ2Iλ2 (4) で与えられる。ここで、Bλ2、Cλ2、Dλ2はλ1の
場合と同様に、λ2の光に対する光伝送路の損失を
あらわしている。
力変動、光フアイバの光損失特性の変動等に基づ
く測定誤差を補償することができる。その理由を
以下に述べる。第５図において発光素子３３から
発せられるλ1の光の強度をIλ1、受光素子５９で
受光するλ1の光の強度をI1λ1とすると、I1λ1は、 I1λ1＝Ｍ（Ｔ）Bλ1Dλ1Iλ1 (1) で与えられる。ここで、Dλ1のλ1の光が光フアイ
バ３５、光合波器３７、光フアイバ３８、光分岐
器５４を通過する時の光損失、Bλ1は光分岐器５
４を出射してから、光フアイバ５５、センサ５
７、光フアイバ５８を通り、受光素子５９に入射
するまでの光損失、Ｍ（Ｔ）は温度センサ５７で
の光強度の温度依存性をあらわす。Bλ1、Dλ1、
Iλ1はそれぞれ時間依存性をもつ。一方、光源モ
ニタ用受光素子６０で受光するλ1の光の強度を
I2λ1とすると、I2λ1は、 I2λ1＝Cλ1Dλ1Iλ1 (2) で与えられる。ここで、Cλ1は光分岐器５４を出
射してから光フアイバ５６を通過し、光源モニタ
用受光素子６０に入射するまでの光損失である。
同様に発光素子３４から発せられたλ2の波長の光
の強度をIλ2、受光素子５９、光源モニタ用受光
素子６０で受光するλ2の光の強度を各々、I1λ2、
I2λ2とすると I1λ2＝Bλ2Dλ2Iλ2 (3) I2λ2＝Cλ2Dλ2Iλ2 (4) で与えられる。ここで、Bλ2、Cλ2、Dλ2はλ1の
場合と同様に、λ2の光に対する光伝送路の損失を
あらわしている。
(1)、(2)、(3)、(4)式より
I1λ1／I2λ1／I1λ2／I2λ2＝Ｍ（Ｔ）Bλ1／C
λ1／Bλ2／Cλ2 となる。光伝送路の損失の波長依存性はほとんど
ないので Bλ1＝Bλ2、Cλ1＝Cλ2 (5) が成立し、 I1λ1／I2λ1／I1λ2／I2λ2＝Ｍ（Ｔ） (6) となる。(6)式の右辺は、温度検出端の温度依存性
をあらわしており、光源変動、光伝送路の損失変
動は消去されている。このことから、本構成をと
ることによつて光源変動、光伝送路の損失変動に
かかわりなく、精度のよい温度測定が可能である
ことがわかる。
λ1／Bλ2／Cλ2 となる。光伝送路の損失の波長依存性はほとんど
ないので Bλ1＝Bλ2、Cλ1＝Cλ2 (5) が成立し、 I1λ1／I2λ1／I1λ2／I2λ2＝Ｍ（Ｔ） (6) となる。(6)式の右辺は、温度検出端の温度依存性
をあらわしており、光源変動、光伝送路の損失変
動は消去されている。このことから、本構成をと
ることによつて光源変動、光伝送路の損失変動に
かかわりなく、精度のよい温度測定が可能である
ことがわかる。
次に第５図の変形例を述べる。第１０図はλ1と
λ2の光を交互に発光するのではなく、同時に発光
するようにした例である。第５図と異なるところ
は、光が受光素子５９、光源モニタ用受光素子６
０に入射する前に、光分波器７２でλ1とλ2の光を
分波し、λ1とλ2で異なる受光素子５９，５９′、
光源モニタ用受光素子６０，６０′に光が入射す
る点である。これに従つて、信号処理部６１が変
化し、その例を第１１図に示す。すなわちI1λ1／
I2λ1を計算するためとI1λ2／I2λ2を計算するため
に別個に二つの割算器４５を備え、その商をさら
に別の割算器４５′によつて割算する。さらに受
光素子駆動部７３も波長λ1とλ2の発光素子３３，
３４を同時に駆動できるように変形されたもので
ある。
λ2の光を交互に発光するのではなく、同時に発光
するようにした例である。第５図と異なるところ
は、光が受光素子５９、光源モニタ用受光素子６
０に入射する前に、光分波器７２でλ1とλ2の光を
分波し、λ1とλ2で異なる受光素子５９，５９′、
光源モニタ用受光素子６０，６０′に光が入射す
る点である。これに従つて、信号処理部６１が変
化し、その例を第１１図に示す。すなわちI1λ1／
I2λ1を計算するためとI1λ2／I2λ2を計算するため
に別個に二つの割算器４５を備え、その商をさら
に別の割算器４５′によつて割算する。さらに受
光素子駆動部７３も波長λ1とλ2の発光素子３３，
３４を同時に駆動できるように変形されたもので
ある。
第１２図は第１０図を同様に、波長λ1とλ2の光
を同時に発光させる構成であるが、光が光合波器
５４に入射する前に光分岐器５４により分岐した
光源モニタ用受光素子６０，６０′に入射させる
方式であり、光源モニタ用受光素子６０，６０′
の前に光分波器７２を必要としない。第１３図
は、λ1とλ2の光を交互に発光させる方式である
が、検出端５７へ入射する光と出射する光を同一
の光フアイバにした構成である。発光素子３３，
３４から出射した光は光フアイバ３５，３６、光
合波器３７、光フアイバ３８を通り、光方向結合
器７４に入射する。ここで、光の一部を分岐し、
分岐された光は光フアイバ５６を通り、光源モニ
タ用受光素子６０に入射する。光方向結合器７４
を出射するもう一方の光は、光フアイバ５５を通
り、温度検出端５７に入射し、その内部で反射さ
れ、入射した光フアイバ５５に再び入射し、光方
向結合器７４に達する。ここで光は、光源モニタ
用受光素子６０にする向きとは異なる向きに分岐
され、光フアイバ５６′を通り、受光素子５９に
入射する。この構成においては、発光素子駆動部
３２、信号処理部６１とも第５図の構成と同一で
ある。第１４図は第１３図の方式を第１０図の方
式と組み合わせて同時発光の光に対して適用でき
るようにしたものである。第１３、第１４図の方
式における温度センサの例を第１５、第１６図に
示す。第１５図は自然複屈折の原理を、第１６図
は多波干渉の原理を使用したものである。両図に
おいてλ2の光はフイルタ６６によつて反射され、
光学的異方性結晶７０あるいは光学的平行平面を
有する透明固体６７に入射せず戻るが、λ1の光は
フイルタ６６を通過し、異方性結晶７０あるいは
透明固体６７に入射し、反射膜７１あるいは透明
固体６７の端面に反射されて戻る。
を同時に発光させる構成であるが、光が光合波器
５４に入射する前に光分岐器５４により分岐した
光源モニタ用受光素子６０，６０′に入射させる
方式であり、光源モニタ用受光素子６０，６０′
の前に光分波器７２を必要としない。第１３図
は、λ1とλ2の光を交互に発光させる方式である
が、検出端５７へ入射する光と出射する光を同一
の光フアイバにした構成である。発光素子３３，
３４から出射した光は光フアイバ３５，３６、光
合波器３７、光フアイバ３８を通り、光方向結合
器７４に入射する。ここで、光の一部を分岐し、
分岐された光は光フアイバ５６を通り、光源モニ
タ用受光素子６０に入射する。光方向結合器７４
を出射するもう一方の光は、光フアイバ５５を通
り、温度検出端５７に入射し、その内部で反射さ
れ、入射した光フアイバ５５に再び入射し、光方
向結合器７４に達する。ここで光は、光源モニタ
用受光素子６０にする向きとは異なる向きに分岐
され、光フアイバ５６′を通り、受光素子５９に
入射する。この構成においては、発光素子駆動部
３２、信号処理部６１とも第５図の構成と同一で
ある。第１４図は第１３図の方式を第１０図の方
式と組み合わせて同時発光の光に対して適用でき
るようにしたものである。第１３、第１４図の方
式における温度センサの例を第１５、第１６図に
示す。第１５図は自然複屈折の原理を、第１６図
は多波干渉の原理を使用したものである。両図に
おいてλ2の光はフイルタ６６によつて反射され、
光学的異方性結晶７０あるいは光学的平行平面を
有する透明固体６７に入射せず戻るが、λ1の光は
フイルタ６６を通過し、異方性結晶７０あるいは
透明固体６７に入射し、反射膜７１あるいは透明
固体６７の端面に反射されて戻る。
以上述べたように本発明は波長の異なる二つの
光を用い、同一の光伝送路を通過させ、温度セン
サにおいて一方の波長の光の強度のみを温度に依
存して変化させ、温度センサに入射する前に分岐
したそれぞれの波長の光の強度との比を計算し、
さらにそれらの商を比較することによつて温度を
測定するもので、これにより自然複屈折の温度変
化あるいは多波干渉の温度依存性等の原理に基づ
く光温度センサの光伝送特性の変動を補償するこ
とができる。さらに発光源の変動が生じても精度
のよい温度測定が得られるもので、二つの波長の
うち一方の波長に対してのみ温度に依存した強度
変化を与える光温度センサを利用した温度測定装
置に広く適用して極めて有効である。
光を用い、同一の光伝送路を通過させ、温度セン
サにおいて一方の波長の光の強度のみを温度に依
存して変化させ、温度センサに入射する前に分岐
したそれぞれの波長の光の強度との比を計算し、
さらにそれらの商を比較することによつて温度を
測定するもので、これにより自然複屈折の温度変
化あるいは多波干渉の温度依存性等の原理に基づ
く光温度センサの光伝送特性の変動を補償するこ
とができる。さらに発光源の変動が生じても精度
のよい温度測定が得られるもので、二つの波長の
うち一方の波長に対してのみ温度に依存した強度
変化を与える光温度センサを利用した温度測定装
置に広く適用して極めて有効である。
第１図は従来の光温度センサを用いた温度測定
装置の一例の系統図、第２図Ａはそれに利用され
る螢光物質の特性を示す励起紫外線と放射光との
スペクトル図、第２図Ｂは放射光の波長ａ、ｃの
光強度およびその比と温度との関係線図、第３図
は別の従来例の系統図、第４図Ａはそれに利用さ
れる半導体の吸収端特性の温度依存性、第４図Ｂ
はそれに基づく半導体を通過した光の光強度の依
存性をそれぞれ示す線図、第５図は本発明による
温度測定装置の一実施例の構成図、第６図はその
発光素子駆動部の系統図、第７図はその信号処理
部の系統図、第８図はその光温度センサの一実施
例を示す系統図、第９図は別の実施例を示す系統
図、第１０図は温度測定装置の別の実施例を示す
系統図、第１１図はその変形例における信号処理
部の系統図、第１２ないし第１４図はそれぞれ温
度測定装置のさらに異なる実施例の系統図、第１
５、第１６図は第１３、第１４図に示す装置に用
いられる光温度センサの二つの実施例をそれぞれ
示す系統図である。 ３３，３４……発光素子、３５，３６，３８，
５５，５６，５６′……光フアイバ、３７……光
合波器、５４……光分岐器、５７……光温度セン
サ、５９，５９′……受光素子、６０，６０′……
光源モニタ用受光素子、６１……信号処理部、６
４……表示部、６７……光学的平行平面を有する
透明固体、７０……光学的異方性結晶、７４……
光方向性結合器。
装置の一例の系統図、第２図Ａはそれに利用され
る螢光物質の特性を示す励起紫外線と放射光との
スペクトル図、第２図Ｂは放射光の波長ａ、ｃの
光強度およびその比と温度との関係線図、第３図
は別の従来例の系統図、第４図Ａはそれに利用さ
れる半導体の吸収端特性の温度依存性、第４図Ｂ
はそれに基づく半導体を通過した光の光強度の依
存性をそれぞれ示す線図、第５図は本発明による
温度測定装置の一実施例の構成図、第６図はその
発光素子駆動部の系統図、第７図はその信号処理
部の系統図、第８図はその光温度センサの一実施
例を示す系統図、第９図は別の実施例を示す系統
図、第１０図は温度測定装置の別の実施例を示す
系統図、第１１図はその変形例における信号処理
部の系統図、第１２ないし第１４図はそれぞれ温
度測定装置のさらに異なる実施例の系統図、第１
５、第１６図は第１３、第１４図に示す装置に用
いられる光温度センサの二つの実施例をそれぞれ
示す系統図である。 ３３，３４……発光素子、３５，３６，３８，
５５，５６，５６′……光フアイバ、３７……光
合波器、５４……光分岐器、５７……光温度セン
サ、５９，５９′……受光素子、６０，６０′……
光源モニタ用受光素子、６１……信号処理部、６
４……表示部、６７……光学的平行平面を有する
透明固体、７０……光学的異方性結晶、７４……
光方向性結合器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 異なる二つの波長における光学特性が温度依
存性を示す光温度センサを具備した温度測定装置
において、波長の異なる二つの光の発光源と、前
記二つの光をそれぞれ二つの部分に分ける分岐器
と、前記一方の部分の光が導かれ一方の波長の光
を内部に導く手段が設けられて前記一方の波長の
光の強度のみを温度に依存して変化させる前記光
温度センサと、該光温度センサを経た一方の部分
の光と他方の部分の光の強度の比を計算し、さら
に両波長の光に対するそれぞれの比を比較して温
度を算出する手段とを備えたことを特徴とする温
度測定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
光温度センサが自然複屈折の温度依存性を利用し
たものであることを特徴とする温度測定装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
光温度センサが多波干渉の温度依存性を利用した
ものであることを特徴とする温度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11770082A JPS599526A (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | 温度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11770082A JPS599526A (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | 温度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599526A JPS599526A (ja) | 1984-01-18 |
| JPH0131580B2 true JPH0131580B2 (ja) | 1989-06-27 |
Family
ID=14718135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11770082A Granted JPS599526A (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | 温度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599526A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3534990A1 (de) * | 1985-10-01 | 1987-04-02 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur wellenlaengenselektiven messung der in einem optischen uebertragungssystem hervorgerufenen abschwaechung der intensitaet einer optischen strahlung |
| US7489219B2 (en) | 2003-07-16 | 2009-02-10 | Marvell World Trade Ltd. | Power inductor with reduced DC current saturation |
| US7307502B2 (en) | 2003-07-16 | 2007-12-11 | Marvell World Trade Ltd. | Power inductor with reduced DC current saturation |
| JP2014167605A (ja) * | 2013-01-30 | 2014-09-11 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光学式センサ装置及びそれに用いる光ファイバケーブル |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5714729A (en) * | 1980-07-01 | 1982-01-26 | Nec Corp | Temperature measuring device |
-
1982
- 1982-07-08 JP JP11770082A patent/JPS599526A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS599526A (ja) | 1984-01-18 |
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