JPH0258677B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0258677B2 JPH0258677B2 JP56113950A JP11395081A JPH0258677B2 JP H0258677 B2 JPH0258677 B2 JP H0258677B2 JP 56113950 A JP56113950 A JP 56113950A JP 11395081 A JP11395081 A JP 11395081A JP H0258677 B2 JPH0258677 B2 JP H0258677B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical fiber
- lens
- fiber sensor
- end surface
- 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
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 33
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光フアイバセンサに関するものであ
り、特に温度変化等の環境変化に対し、安定に動
作する光フアイバセンサを提供するものである。
り、特に温度変化等の環境変化に対し、安定に動
作する光フアイバセンサを提供するものである。
光フアイバセンサは温度センサ、電流センサ、
振動センサ等多数の用途に利用できることが知ら
れている。光フアイバセンサは第１図に示した様
に発光部１で出た光が光フアイバ２、光コネクタ
６を通つて光センサ３に入射する。この光は例え
ば温度変化によりバイメタルに接着されたミラー
が動き、結合損失が変化することにより光の強度
変化を受けた後、受光部４でも光電変換され、信
号処理部５で、目的の温度に関する情報を得る。
振動センサ等多数の用途に利用できることが知ら
れている。光フアイバセンサは第１図に示した様
に発光部１で出た光が光フアイバ２、光コネクタ
６を通つて光センサ３に入射する。この光は例え
ば温度変化によりバイメタルに接着されたミラー
が動き、結合損失が変化することにより光の強度
変化を受けた後、受光部４でも光電変換され、信
号処理部５で、目的の温度に関する情報を得る。
この様に受光部での光出力の強度変化から目的
の物理量を測定する方式では、光フアイバ２にお
いて温度変化等で伝送損失が変化したり、コネク
タ１の着脱により結合損失が変化すると測定誤差
を生じる。
の物理量を測定する方式では、光フアイバ２にお
いて温度変化等で伝送損失が変化したり、コネク
タ１の着脱により結合損失が変化すると測定誤差
を生じる。
そこで他の従来例として、第２図に示した様な
光フアイバセンサが考えられている。この光フア
イバセンサでは波長の異なる２つの光を多重伝送
し、温度等を感知するセンサ部３の直前で分波器
７で２つの光を分離し、波長がλ1の一方の光はセ
ンサ部３を通過させ、波長がλ2の他の光は分波器
７を通させた後そのまま合波器８に入射して多重
伝送させる。次に受光部４で各波長λ1・λ2の光を
別々に検出して、その出力を比較すると、光フア
イバの損失が変動してもこの比較出力は一定であ
るから、測定誤差なく目的の物理量を検出するこ
とができる。
光フアイバセンサが考えられている。この光フア
イバセンサでは波長の異なる２つの光を多重伝送
し、温度等を感知するセンサ部３の直前で分波器
７で２つの光を分離し、波長がλ1の一方の光はセ
ンサ部３を通過させ、波長がλ2の他の光は分波器
７を通させた後そのまま合波器８に入射して多重
伝送させる。次に受光部４で各波長λ1・λ2の光を
別々に検出して、その出力を比較すると、光フア
イバの損失が変動してもこの比較出力は一定であ
るから、測定誤差なく目的の物理量を検出するこ
とができる。
しかし、このような構成の従来の光フアイバセ
ンサ分波器７、合波器８の設置が構成要素として
不可欠であり、部品点数が多くなる欠点がある。
例えば第２図では反射型合波器を使用した場合の
構成例で、同じ様な構造のロツドレンズ９を使用
した合波器８・分波器・光センサ３の３組が必要
となる。また、この光フアイバセンサは分波器・
合波器の温度変化等による挿入損失の変動により
測定誤差を生じる欠点があつた。
ンサ分波器７、合波器８の設置が構成要素として
不可欠であり、部品点数が多くなる欠点がある。
例えば第２図では反射型合波器を使用した場合の
構成例で、同じ様な構造のロツドレンズ９を使用
した合波器８・分波器・光センサ３の３組が必要
となる。また、この光フアイバセンサは分波器・
合波器の温度変化等による挿入損失の変動により
測定誤差を生じる欠点があつた。
本発明は前記従来の欠点を除去するためになさ
れたもので、分波器・合波器・光センサ部を一体
化し、２種類の光を比較することにより温度・電
流等の測定が外部環境の影響を受けない様にする
構成を１個のロツドレンズで実現した光フアイバ
センサを提供する。
れたもので、分波器・合波器・光センサ部を一体
化し、２種類の光を比較することにより温度・電
流等の測定が外部環境の影響を受けない様にする
構成を１個のロツドレンズで実現した光フアイバ
センサを提供する。
以下本発明の一実施例について図面とともに詳
細に説明する。
細に説明する。
第３図は本発明の一実施例における温度センサ
の実施例で従来列と同一箇所には同一番号を付し
てある。同図において1/4周期長の集束性ロツド
レンズ９の端面に波長λ1の光を反射し、波長λ2の
光を透過するフイルタ１０が構成されており、他
端の焦点面上に入射フアイバ１２と出射フアイバ
１３が接着されている。
の実施例で従来列と同一箇所には同一番号を付し
てある。同図において1/4周期長の集束性ロツド
レンズ９の端面に波長λ1の光を反射し、波長λ2の
光を透過するフイルタ１０が構成されており、他
端の焦点面上に入射フアイバ１２と出射フアイバ
１３が接着されている。
反射鏡１１はバイメタル１１′に支持されてお
り、温度変化に応じて、レンズ端面との傾斜角が
変化する。フアイバ１２から入射した波長λ1・λ2
の光はレンズ９を通過後平行光となり、波長λ1の
光はフイルタ１０で反射され、レンズ９を再び通
つてフアイバ１３に入射する。一方波長λ2の光は
フイルタ１０を通過し、ミラー１１で反射された
後、フイルタ１０、レンズ９を通過してフアイバ
１３に入射するが、ミラー１１の傾斜角度、即ち
温度変化によつて結合効率が変化する。
り、温度変化に応じて、レンズ端面との傾斜角が
変化する。フアイバ１２から入射した波長λ1・λ2
の光はレンズ９を通過後平行光となり、波長λ1の
光はフイルタ１０で反射され、レンズ９を再び通
つてフアイバ１３に入射する。一方波長λ2の光は
フイルタ１０を通過し、ミラー１１で反射された
後、フイルタ１０、レンズ９を通過してフアイバ
１３に入射するが、ミラー１１の傾斜角度、即ち
温度変化によつて結合効率が変化する。
上記実施例の光学装置を用いたセンサ１個のレ
ンズのみで光分波器第２図の分波器７，８も兼ね
ているため、波長λ1・λ2の光を別々に受光し、出
力強度比較をすれば、伝送路で外部環境の影響に
よる損失変動あるいはコネクタの着脱による損失
変化に影響されることなく安定した測定が出来
る。
ンズのみで光分波器第２図の分波器７，８も兼ね
ているため、波長λ1・λ2の光を別々に受光し、出
力強度比較をすれば、伝送路で外部環境の影響に
よる損失変動あるいはコネクタの着脱による損失
変化に影響されることなく安定した測定が出来
る。
第４図に本発明の光フアイバセンサの別の実施
例を示す。同図においてレンズ９に接着してある
フアイバ１４〜１６は等間隔で配列しており、フ
アイバ１４と１４′はレンズ軸に対して対称であ
る。レンズ９の他端面の下半分には反射鏡１７が
形成されている。フアイバ１４から入射する光の
うちミラー１７で反射された光はフアイバ１５に
入射する。ミラー１７で反射されない残りの光は
ミラー１１で反射されフアイバ１４′に入射する
が、この時の結合効率はバイメタル１１′による
ミラーの傾き角即ち温度に依存する。一方フアイ
バ１５に入射した光のうちミラー１７で再び反射
した光はフアイバ１４′に入射する。
例を示す。同図においてレンズ９に接着してある
フアイバ１４〜１６は等間隔で配列しており、フ
アイバ１４と１４′はレンズ軸に対して対称であ
る。レンズ９の他端面の下半分には反射鏡１７が
形成されている。フアイバ１４から入射する光の
うちミラー１７で反射された光はフアイバ１５に
入射する。ミラー１７で反射されない残りの光は
ミラー１１で反射されフアイバ１４′に入射する
が、この時の結合効率はバイメタル１１′による
ミラーの傾き角即ち温度に依存する。一方フアイ
バ１５に入射した光のうちミラー１７で再び反射
した光はフアイバ１４′に入射する。
この温度センサの使用方法について第５図とと
もに説明する。図中のフアイバの番号１４〜１６
は第３図の構成のものと同じであり、フアイバ１
８は遅延用フアイバである。発光部からパルス状
の入力を与えるとセンサ部を通らない光はセンサ
部を通る光よりも時間遅れがある。したがつて受
光素子の出力は第６図の様な波形が得られる。同
図において１９はセンサ出力、２０は比較出力、
ｔは時間おくれである。このパルスの波高値の比
較値を求めれば、伝送路の外部環境の影響による
損失変動、あるいはコネクタの損失変化があつて
も目的の物理量の測定が安定に行なえるのは容易
にわかる。以上に温度センサについての実施例を
示したが、電流センサ等についても同様の測定が
行なえる。
もに説明する。図中のフアイバの番号１４〜１６
は第３図の構成のものと同じであり、フアイバ１
８は遅延用フアイバである。発光部からパルス状
の入力を与えるとセンサ部を通らない光はセンサ
部を通る光よりも時間遅れがある。したがつて受
光素子の出力は第６図の様な波形が得られる。同
図において１９はセンサ出力、２０は比較出力、
ｔは時間おくれである。このパルスの波高値の比
較値を求めれば、伝送路の外部環境の影響による
損失変動、あるいはコネクタの損失変化があつて
も目的の物理量の測定が安定に行なえるのは容易
にわかる。以上に温度センサについての実施例を
示したが、電流センサ等についても同様の測定が
行なえる。
以上説明した様に、本発明の光フアイバセンサ
によれば、分波・合波器等の独立した複数の光部
品を用いずに、伝送路損失の変動に影響されるこ
となく、目的の物理量を測定出来る。又光フアイ
バセンサが分波器・合波器を兼ねているため部品
点数が減少するので信頼性が向上するとともにシ
ステムを安価に構成することが出来る。
によれば、分波・合波器等の独立した複数の光部
品を用いずに、伝送路損失の変動に影響されるこ
となく、目的の物理量を測定出来る。又光フアイ
バセンサが分波器・合波器を兼ねているため部品
点数が減少するので信頼性が向上するとともにシ
ステムを安価に構成することが出来る。
第１図と第２図はそれぞれ従来の光フアイバセ
ンサの構成を示す図、第３図は本発明の一実施例
による光フアイバセンサの構成図、第４図は本発
明の他の実施例における光フアイバセンサの要部
を示す図、第５図は同光フアイバセンサの全体の
構成を示す図、第６図は同光フアイバセンサの動
作を説明するための図である。 ２，１２，１３，１４，１５，１６……光フア
イバ、３……センサ部、９……ロツドレンズ、１
０……フイルタ、１１……ミラー、１１′……バ
イメタル、１７……反射鏡、１８……遅延用フア
イバ。
ンサの構成を示す図、第３図は本発明の一実施例
による光フアイバセンサの構成図、第４図は本発
明の他の実施例における光フアイバセンサの要部
を示す図、第５図は同光フアイバセンサの全体の
構成を示す図、第６図は同光フアイバセンサの動
作を説明するための図である。 ２，１２，１３，１４，１５，１６……光フア
イバ、３……センサ部、９……ロツドレンズ、１
０……フイルタ、１１……ミラー、１１′……バ
イメタル、１７……反射鏡、１８……遅延用フア
イバ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光源と、光フアイバセンサと、前記光フアイ
バセンサからの光を受光する受光部と、前記受光
部からの信号をもとに被測定物理量をもとめる信
号処理部とを備えた測定装置において、 前記光源としては、２種類の波長の光を出射す
る光源を用い、 前記光フアイバセンサは、前記光源からの光を
入射するための光フアイバをその一端面に配置し
たレンズと、前記レンズの反対側端面に前記２種
類の内の一方の波長の光を反射し、他方の波長の
光を透過するフイルタと、前記フイルタを透過し
た光を前記レンズへ再入射させる反射部材とを有
し、 前記反射部材は、被測定物理量の変化に応じて
前記受光部に入射される光量を変化させることを
特徴とする光フアイバセンサ。 ２ 光源と、光フアイバセンサと、前記光フアイ
バセンサからの光を受光する受光部と、前記受光
部からの信号をもとに被測定物理量をもとめる信
号処理部とを備えた測定装置において、 前記光フアイバセンサは、前記光源からの光を
入射するための光フアイバをその一端面に配置し
たレンズと、 前記レンズの反対側端面に設けた、一部の光を
反射する第１の反射部材と、 前記レンズの前記一端面に設けられ、前記第１
の反射部材により反射された光を遅延させる遅延
部材と、 前記レンズの前記反対側端面から出射した光を
前記レンズへ再入射させる第２の反射部材とを有
し、 前記第２の反射部材は、被測定物理量の変化に
応じて前記受光部に入射される光量を変化させる
ことを特徴とする光フアイバセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56113950A JPS5816397A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 光フアイバセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56113950A JPS5816397A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 光フアイバセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5816397A JPS5816397A (ja) | 1983-01-31 |
| JPH0258677B2 true JPH0258677B2 (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=14625264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56113950A Granted JPS5816397A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 光フアイバセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5816397A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0656670U (ja) * | 1992-02-21 | 1994-08-05 | 株式会社前川製作所 | 冷却装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6073344A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-25 | Aloka Co Ltd | レ−ザ光による生化学成分分析装置 |
| JPS6073345A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-25 | Aloka Co Ltd | レ−ザ光による生化学成分分析装置 |
| JPS61172399U (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-25 |
-
1981
- 1981-07-20 JP JP56113950A patent/JPS5816397A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| APPLIED OPTICS=1980 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0656670U (ja) * | 1992-02-21 | 1994-08-05 | 株式会社前川製作所 | 冷却装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5816397A (ja) | 1983-01-31 |
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