JPH0228403Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は光フアイバを用いて機械的な変位量
を光量変化に変換して変位量を測定する装置に関
する。

最近、電線ケーブルに代つて光フアイバが盛ん
に使用されるようになつてきた。光フアイバは電
線ケーブルのように電磁的な影響を受けないた
め、特に通信の分野で広く利用されつつある。し
かしながら、現在では未だ限られた分野でしか利
用されておらず、今後さらに広い分野で使用され
ることが望まれている。

この考案は上記の点に鑑みてなされたもので、
光フアイバの構造散乱（コア、クラツドの界面ゆ
らぎなどにより発生する）による伝送損失を利用
して機械的な変位量を測定するようにし、構造簡
単で精度良い変位量測定を可能とした変位量測定
装置を提供することを目的とする。

以下この考案の一実施例を図面を参照して説明
する。第１図はこの考案による変化量測定装置の
構成を示すもので、この変化量測定装置は大きく
分けて、測定部１０、検出部２０、これら測定部
１０と検出部２０とを接続する２本の光フアイバ
３１，３２とから構成されている。

上記測定部１０は、直流電源１１、クロツク発
生器１２、このクロツク発生器１２からのクロツ
クに同期してパルスを発生するパルス発生器１３
ａ，１３ｂ、このパルス発生器１３ａ，１３ｂか
らのパルス出力を受けて断続的に発光動作する投
光器１４ａ，１４ｂ、上記光フアイバ３１の一端
に取付けられ、上記投光器１４ａからの光を受け
る受光窓１５、上記投光器１４ｂからの光のレベ
ルを調整する調光器１６、上記光フアイバ３２の
一端に取付けられ、光フアイバ３２からの光を出
す投光窓１７、この投光窓１７に対向配置された
光電変換機能を有する受光器１８、この受光器１
８と投光窓１７との間に介在され、上記調光器１
６を経て得られる投光器１４ｂからの光を上記受
光器１８に供給し得るような角度に配置された半
透鏡HM、上記受光器１８からの光に対応した電
気信号を受けて検出部２０の測定量として出力す
る測定回路１９から構成されている。

また、検出部２０は、被測定量（この実施例で
は流体流量とする）が検出される流体通路２１
と、この流体通路２１内を横切る如く配置された
検出用光フフアイバ２２とで構成されている。上
記検出用光フアイバ２２は、流体通路２１に支持
部２３₁，２３₂で支持され、その両端がコネクタ
２４₁，２４₂によつて前記光フアイバ３１，３２
に接続されている。

次に上記のように構成されたこの考案の動作を
第２図を参照して説明する。投孔器１４ａからは
第２図ａのような断続的な光が発光している。一
方、投光器１４ｂからは第２図ｃのような断続的
な光が発光している。この第２図ａ，ｃから明ら
かなように、発光器１４ａと１４ｂは、それぞれ
交互に光を出すように制御されている。この制御
タイミングはクロツク発生器１２により行なう。

しかして、上記投光器１４ａからの光は、受光
窓１５に入つて光フアイバ３１、検出用光フアイ
バ２２、光フアイバ３２を通つて投光窓１７から
第２図ｂの如く多少減衰された光となつて出てく
る。この投光窓１７から出た光は半透鏡HMを通
つて受光器１８に入る。また、投光器１４ｂから
の光は調光器１６で第２図ｄの如く、上記投光窓
１７から出てくる光（第２図ｂ）と同レベルの光
に調節されたのち、半透鏡HMに照射される。し
たがつて、受光器１８に入射される光は、第２図
ｂと光と第２図ｄの光が合成された第２図ｅのよ
うな同一レベルを持つた連続光となる。そして、
この連続光をその光レベルに応じた電気信号に変
換して測定回路１９に入力させる。測定回路１９
では、このような状態の信号が入力されたとき
を、測定量“０”としてその測定量“０”に対応
する信号を出力する。

上記のように、検出部２０の流体通路２１内に
流体を流す前に、予め投光窓１７から発射される
光のレベルと調光器１６を介して得られる投光器
１４ｂからの光のレベルを等しくしておき、これ
らを合成した同一レベルの光を受光器１８に入射
させ、そのときの受光器１８からの信号を基準レ
ベルとして測定回路に設定しておく。

このような状態に設定しておけば、流体通路２
１内を流れる流体の流速の大きさに応じた変化が
測定回路１９から取出すことができる。すなわ
ち、流体の流れにより検出用光フアイバ２２はそ
の流れの速度に応じた構造散乱が生じ、投光窓１
７からの光レベルが調光器１６を介して得られる
投光器１４ｂからの光レベルに対して差を生じ
る。したがつて、受光器１８の入力光の波形は投
光窓１７からの光レベルと調光器１６からの光レ
ベルとの間に差が生じ、その変化分に応じた出力
を測定回路１９から取出すことができるものであ
る。したがつて、流体通路２１内を流れる流体の
流速の大きさに応じた出力を測定回路１９から取
り出すことができる。

また、測定部１０で発生する雑音成分は調光器
１６から出力される光と投光窓１７からの光にほ
ぼ同程度含まれているので、上記二つの光のレベ
ルを等しく調整し、この値を基準レベル（０レベ
ル）と設定することによつて、測定中に受光器１
８の入力光に現われる変化分を雑音成分の少い良
好な測定値とみなすことが可能である。したがつ
て、測定精度（Ｓ／Ｎ比）を向上できる。

なおこの考案による測定部１０は第１図に示し
た実施例のような構成でなく、第３図のように構
成しても同様に実施することができる。第３図に
おいて第１図と同一部分には同一符号を付してい
る。この第３図の場合は、１台の投光器１４から
の光を半透鏡HM₁で分離し、これら分離された
光をクロツク発生器１２で開閉制御される第１，
第２の電子シヤツタ４０ａ，４０ｂにより制御し
て、第２図ａ，ｃのような光を作り出している。
このような構成としても上記実施例と同じ目的を
達することができる。また、上記実施例では流体
の流速、流量を測定する場合を例にとつて説明し
たが、これに限られるものではなく、広い分野の
測定に適用できるものである。さらにまた、上記
実施例では、検出に用いられる光フアイバを検出
用光フアイバとして別個に設け、伝送の光フアイ
バにコネクタを用いて接続しているが、このよう
な構成でなく、一本の光フアイバの一部を検出用
光フアイバとして用いるようにしても良い。なお
検出用光フアイバ２２は光フアイバ３１，３２よ
り、より構造散乱の大きいフアイバーを用いても
よい。その他この考案は上記実施例に限定される
ことなく要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することができるものである。

以上説明したようにこの考案によれば、光フア
イバの構造散乱による伝送損失を利用して機械的
な変化量を測定するようにしたので、構造簡単で
精度良い変化量の測定が可能となる変位量測定装
置を提供できる。また、光伝送路の出力光と断続
光発生手段からの断続光とを合成しているので、
光伝送路の減衰の影響を受けず安定して精度の高
い変位量測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す構成図、第
２図ａ〜ｅは同実施例の動作を示す図、第３図は
上記実施例の変形例を示すための要部構成図であ
る。 １０……測定部、１９……測定回路、２０……
検出部、３１，３２……光フアイバ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定間隔毎の断続光を交互に発生する断続光発
   生手段と、この断続光発生手段から発せられた一
   方の断続光を一端側から入力し、この入力光を他
   端側から所定位置に設けられた受光器に対して出
   力する如く配置され、かつその中途部が測定量検
   出部に配置された光フアイバを用いた光伝送路
   と、この光伝送路の上記他端側と上記受光器との
   間に介在され、この光伝送路の出力光と上記断続
   光発生手段から発生する他方の断続光とを合成す
   る手段と、この合成する手段による合成光が所定
   の基準状態において連続した同一レベルの光とな
   るように上記他方の断続光を予め調整する手段
   と、上記受光器からの出力を受けて、その変位を
   測定量として出力する測定回路とを具備したこと
   を特徴とする変位量測定装置。