JPH0210890B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0210890B2 JPH0210890B2 JP57111359A JP11135982A JPH0210890B2 JP H0210890 B2 JPH0210890 B2 JP H0210890B2 JP 57111359 A JP57111359 A JP 57111359A JP 11135982 A JP11135982 A JP 11135982A JP H0210890 B2 JPH0210890 B2 JP H0210890B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarization
- optical fiber
- temperature
- measured
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は温度測定法に係り、特に、偏波面保存
光フアイバを感温素子とする温度測定法に関する
ものである。
光フアイバを感温素子とする温度測定法に関する
ものである。
第１図はセナルモンの位相差測定法の説明図で
ある。偏光子１、偏波面保存光フアイバ２、λ/4
板３及び検光子４は一直線上に配置されており、
偏光子１を通つた偏光軸は横方向にLo方向とな
つているものとする。これに対して検光子４の偏
光軸を垂直方向とした時は観測者の目には光が感
じられないで暗くなつている。
ある。偏光子１、偏波面保存光フアイバ２、λ/4
板３及び検光子４は一直線上に配置されており、
偏光子１を通つた偏光軸は横方向にLo方向とな
つているものとする。これに対して検光子４の偏
光軸を垂直方向とした時は観測者の目には光が感
じられないで暗くなつている。
次に位相差量に測定する対称物である偏波面保
存光フアイバ２の偏波面を45゜の方向にして設置
する。これをRΔ45゜と書く。これを通過後の偏光
状態はフアースト軸方向が水平で楕円率角がΔ／
２である楕円偏光となつている。この光をその光
の波長の1/4の遅れを生じさせる1/4波長板３を通
過させると、方位角がΔ／２の直線偏光となる。
即ち、楕円偏光が1/4波長板３を通ることによつ
て直線偏光となつている。
存光フアイバ２の偏波面を45゜の方向にして設置
する。これをRΔ45゜と書く。これを通過後の偏光
状態はフアースト軸方向が水平で楕円率角がΔ／
２である楕円偏光となつている。この光をその光
の波長の1/4の遅れを生じさせる1/4波長板３を通
過させると、方位角がΔ／２の直線偏光となる。
即ち、楕円偏光が1/4波長板３を通ることによつ
て直線偏光となつている。
このような直線偏光が検光子４を通ると明るく
観察されるが、その視野が暗くなるまで検光子４
を回転角θだけ回転させると1/4波長板３を通つ
た直線偏光の方向と直交し、次の関係が成立す
る。
観察されるが、その視野が暗くなるまで検光子４
を回転角θだけ回転させると1/4波長板３を通つ
た直線偏光の方向と直交し、次の関係が成立す
る。
Δ／２−θ＝π／２
即ち、Δ＝2θ＋πとなり、θを求めて位相差Δ
を知ることができる。
を知ることができる。
このような操作を偏波面保存光フアイバ２の温
度を変化させ、予め温度とΔとの関係を求めて置
けば、偏波面保存光フアイバ２を用いた温度測定
が可能となる筈である。しかし、従来はこのよう
な方法は行われていないし、それを示す公知例も
見当らない。
度を変化させ、予め温度とΔとの関係を求めて置
けば、偏波面保存光フアイバ２を用いた温度測定
が可能となる筈である。しかし、従来はこのよう
な方法は行われていないし、それを示す公知例も
見当らない。
本発明は、上記原理に基づいて新規な偏波面保
存光フアイバを用いた温度測定法を提供すること
を目的とし、その特徴とするところは、被測定雰
囲気に設置した偏波面保存光フアイバに偏向を導
入して偏向軸の回転状態をセナルモン補償法によ
つて検出し、予め測定した温度変化による偏向軸
の回転特性と比較することにある。
存光フアイバを用いた温度測定法を提供すること
を目的とし、その特徴とするところは、被測定雰
囲気に設置した偏波面保存光フアイバに偏向を導
入して偏向軸の回転状態をセナルモン補償法によ
つて検出し、予め測定した温度変化による偏向軸
の回転特性と比較することにある。
第２図は本発明の一実施例である偏波面保存光
フアイバを用いた温度測定系のブロツク図であ
る。半導体レーザを用いた光源５から出射した単
色光は偏光子１で完全な直線偏向となり、偏波面
保存光フアイバ２のフアースト軸及びスロー軸に
対して45゜の方位に入射する。このようにするに
は、偏波面保存光フアイバ２の入射端を所定の方
位になるように回転し乍ら、フアースト軸とスロ
ー軸の光量が等しくなる所にセツトすればよい。
フアイバを用いた温度測定系のブロツク図であ
る。半導体レーザを用いた光源５から出射した単
色光は偏光子１で完全な直線偏向となり、偏波面
保存光フアイバ２のフアースト軸及びスロー軸に
対して45゜の方位に入射する。このようにするに
は、偏波面保存光フアイバ２の入射端を所定の方
位になるように回転し乍ら、フアースト軸とスロ
ー軸の光量が等しくなる所にセツトすればよい。
偏波面保存光フアイバ２はその感温部６を被測
定雰囲気に設置する。感温部の長さをｌ（ｍ）、直
交偏波モード間のその波長での結合長をＬ（ｍ）
とすると、偏波面保存光フアイバ２内を伝播する
直交２軸成分の光の温度変化による位相差Δの変
化は次式で与えられる。
定雰囲気に設置する。感温部の長さをｌ（ｍ）、直
交偏波モード間のその波長での結合長をＬ（ｍ）
とすると、偏波面保存光フアイバ２内を伝播する
直交２軸成分の光の温度変化による位相差Δの変
化は次式で与えられる。
Δ＝Δβ（T1）・ｌ（T1）−Δβ（T2）・ｌ（T2）……
(1) 但し、T1、T2は変化した温度、Δβ（Ｔ）は温
度Ｔにおける直交偏波モードの伝播定数差であ
る。
(1) 但し、T1、T2は変化した温度、Δβ（Ｔ）は温
度Ｔにおける直交偏波モードの伝播定数差であ
る。
Δβ（Ｔ）＝2π／Ｌ（Ｔ） ……(2)
ここでＬ（Ｔ）は温度Ｔにおける結合長を示し
ている。
ている。
さて、楕円ジヤケツト型の偏波面保存光フアイ
バの結合長は Ｌ（Ｔ）＝Ｋ（T0−Ｔ）＝δT ……(3) 但し、Ｋは定数、T0は異方性歪がない温度で、
およそ1500℃の確定した値である。
バの結合長は Ｌ（Ｔ）＝Ｋ（T0−Ｔ）＝δT ……(3) 但し、Ｋは定数、T0は異方性歪がない温度で、
およそ1500℃の確定した値である。
ΔT＝T1−T2 ……(4)
とすると、
Δ＝2πｌ（Ｔ）／Ｌ（Ｔ）−１＋（T0−Ｔ）ａ／T0−
Ｔ−ΔT ＝2πｌ（Ｔ）／Ｌ（Ｔ）１／δT−ΔT……(5) 何故ならば、ａ10-5、T0−Ｔ1.5×103 (5)
式は位相差（リターデーシヨン）が（δT−ΔT）
に逆比例することを意味している。
Ｔ−ΔT ＝2πｌ（Ｔ）／Ｌ（Ｔ）１／δT−ΔT……(5) 何故ならば、ａ10-5、T0−Ｔ1.5×103 (5)
式は位相差（リターデーシヨン）が（δT−ΔT）
に逆比例することを意味している。
即ち、ΔTの温度差による偏波面保存光フアイ
バ２の長さの変化は測定精度には無関係で、結合
長の温度によるリターデーシヨンだけが関係する
ことになる。従つて、予め感温部６の温度と位相
差との関係を求めておけば、位相差を求めること
によつて感温部６の温度を知ることができる。
バ２の長さの変化は測定精度には無関係で、結合
長の温度によるリターデーシヨンだけが関係する
ことになる。従つて、予め感温部６の温度と位相
差との関係を求めておけば、位相差を求めること
によつて感温部６の温度を知ることができる。
尚、位相差（リターデーシヨン）の測定は次の
セナルモンの方法によつている。
セナルモンの方法によつている。
感温部６で変化して楕円化した伝送偏光は、1/
４波長板３によつて直線偏光に規制された検光子
４に入射する。検光子４を通つた直線偏光は光電
検知器７によつて検知されて光パワーメータ８で
その強さが検知される。即ち、光パワーメータ８
の指針が最小の光量を示すように検光子４を回転
させ、その回転角度から偏波面保存光フアイバ２
の感温部６の温度変化を知ることができる。
４波長板３によつて直線偏光に規制された検光子
４に入射する。検光子４を通つた直線偏光は光電
検知器７によつて検知されて光パワーメータ８で
その強さが検知される。即ち、光パワーメータ８
の指針が最小の光量を示すように検光子４を回転
させ、その回転角度から偏波面保存光フアイバ２
の感温部６の温度変化を知ることができる。
このような測定法は光フアイバと偏光を利用し
ているので電気的な雑音に妨害されることなく正
確な温度測定が可能である。又、被測定雰囲気に
偏波面保存光フアイバを布設すれば良いので狭い
場所の温度も測定できるし、その測定設備も簡便
である。
ているので電気的な雑音に妨害されることなく正
確な温度測定が可能である。又、被測定雰囲気に
偏波面保存光フアイバを布設すれば良いので狭い
場所の温度も測定できるし、その測定設備も簡便
である。
尚、石英製の光フアイバを用いているので数百
度の広い温度範囲に亘つて測定できるという利点
をもつており、特に楕円ジヤケツト型の偏波面保
存光フアイバは偏光軸が明確で高精度に実施でき
る。
度の広い温度範囲に亘つて測定できるという利点
をもつており、特に楕円ジヤケツト型の偏波面保
存光フアイバは偏光軸が明確で高精度に実施でき
る。
本実施例の偏波面保存光フアイバを用いたセナ
ルモン法による温度測定法は、比較的簡単な設備
で電気的妨害を受けることなく正確に測定できる
という効果をもつている。
ルモン法による温度測定法は、比較的簡単な設備
で電気的妨害を受けることなく正確に測定できる
という効果をもつている。
本発明の類似の原理を利用した発明に、特公昭
48−13473号公報に開示されたものがあるが、こ
の発明では特殊な結晶を使用しなくてはならない
から、結晶への光の導入部、結晶からの光の導出
部が温度測定精度に影響を及ぼす欠点があり、測
定精度の向上が困難である。
48−13473号公報に開示されたものがあるが、こ
の発明では特殊な結晶を使用しなくてはならない
から、結晶への光の導入部、結晶からの光の導出
部が温度測定精度に影響を及ぼす欠点があり、測
定精度の向上が困難である。
これに対し、本発明では被測定雰囲気には光の
導入部、導出部は存在せず、正確な温度測定がで
きるものであり、又、測定精度を高めるために
は、必要に応じて偏波面保存光フアイバの長さを
長くすればよく、容易に測定精度を向上できるも
のである。
導入部、導出部は存在せず、正確な温度測定がで
きるものであり、又、測定精度を高めるために
は、必要に応じて偏波面保存光フアイバの長さを
長くすればよく、容易に測定精度を向上できるも
のである。
本発明の偏波面保存光フアイバを用いた温度測
定法は数百度までの広い温度範囲に亘つて正確に
測定可能であるという効果が得られる。
定法は数百度までの広い温度範囲に亘つて正確に
測定可能であるという効果が得られる。
第１図はセナルモンの位相差測定法の説明図、
第２図は本発明の一実施例である偏波面保存光フ
アイバを用いた温度測定系のブロツク図である。 １：偏光子、２：偏波面保存光フアイバ、３：
１／４波長板、４：検光子、５：光源、６：感温部、
７：光電検知器、８：光パワーメータ。
第２図は本発明の一実施例である偏波面保存光フ
アイバを用いた温度測定系のブロツク図である。 １：偏光子、２：偏波面保存光フアイバ、３：
１／４波長板、４：検光子、５：光源、６：感温部、
７：光電検知器、８：光パワーメータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 偏波面保存光フアイバを被測定雰囲気に設置
し、当該偏波面保存光フアイバの両端を被測定雰
囲気外へ取り出して偏光を導入し、偏光軸の回転
状態をセナルモン補償法によつて検出し、予め測
定した温度変化による上記偏光軸の回転特性と比
較することを特徴とする偏波面保存光フアイバを
用いた温度測定法。 ２ 上記偏波面保存光フアイバが、楕円ジヤケツ
ト型の光フアイバである特許請求の範囲第１項記
載の偏波面保存光フアイバを用いた温度測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111359A JPS59634A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 偏波面保存光フアイバを用いた温度測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111359A JPS59634A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 偏波面保存光フアイバを用いた温度測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59634A JPS59634A (ja) | 1984-01-05 |
| JPH0210890B2 true JPH0210890B2 (ja) | 1990-03-12 |
Family
ID=14559194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57111359A Granted JPS59634A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 偏波面保存光フアイバを用いた温度測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59634A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270632A (ja) * | 1985-05-25 | 1986-11-29 | Hitachi Cable Ltd | 光ファイバ形温度分布計測装置 |
| US6174081B1 (en) * | 1998-01-30 | 2001-01-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Specular reflection optical bandgap thermometry |
| CN106500866A (zh) * | 2016-09-08 | 2017-03-15 | 国家电网公司 | 一种光学温度传感器及测温方法 |
-
1982
- 1982-06-28 JP JP57111359A patent/JPS59634A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59634A (ja) | 1984-01-05 |
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