JPH0458570B2 - - Google Patents
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- JPH0458570B2 JPH0458570B2 JP59082688A JP8268884A JPH0458570B2 JP H0458570 B2 JPH0458570 B2 JP H0458570B2 JP 59082688 A JP59082688 A JP 59082688A JP 8268884 A JP8268884 A JP 8268884A JP H0458570 B2 JPH0458570 B2 JP H0458570B2
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- optical fiber
- optical
- lens
- end surface
- housing
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/04—Casings
- G01J5/041—Mountings in enclosures or in a particular environment
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/0215—Compact construction
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- G—PHYSICS
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- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/04—Casings
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- G—PHYSICS
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/05—Means for preventing contamination of the components of the optical system; Means for preventing obstruction of the radiation path
- G01J5/051—Means for preventing contamination of the components of the optical system; Means for preventing obstruction of the radiation path using a gas purge
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0806—Focusing or collimating elements, e.g. lenses or concave mirrors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0818—Waveguides
- G01J5/0821—Optical fibres
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、測定対象物からの光を受光して伝送
する為の光学式プローブに関するものである。 従来の技術 近年、温度やその他の各種物理量を光学的に測
定する技術が開発されている。この様な測定に於
いて光パワーメータ等で光パワー等を測定する為
には、測定対象物からの光を受光すると共にこの
受光した光を光パワーメータ等にまで伝送する光
学式プローブが必要である。 第４図は、光学式温度計で使用されている光学
式プローブの一従来例を示している。この従来例
では、測定対象物からの光を球面レンズ１によつ
て光フアイバ２の端面に集光し、この集光した光
を光フアイバ２によつて光パワーメータ３にまで
伝送している。 光フアイバ２の材質は石英ガラスであるが、石
英ガラス光フアイバは開口数が0.25〜0.27と小さ
い。この為に、必要な光量を得られる様に、光フ
アイバ２は複数の心線を束ねて樹脂で固定した複
心光フアイバとなつている。しかしこの様な樹脂
は耐熱性がないので、特に高い温度を測定する場
合でもこの樹脂が保護される様に、遮熱部材とし
ての光ロツド４が光フアイバ２の端面に接続され
ている。 レンズ１、光ロツド４及び光フアイバ２の端部
はハウジング（図示せず）に収納されており、レ
ンズ１がこのハウジングの外部に臨んでいる。こ
のハウジングにはレンズ１の近傍に開口を有する
通気路が形成されており、この通気路からの気流
によつてレンズ１に塵芥が付着するのを防止して
いる。 発明が解決しようとする問題点 ところが、球面レンズ１と光フアイバ２の端面
とは密接させることができないので、この従来例
では光学式プローブが大型になつてしまう。 また、光フアイバ２が複心光フアイバであるの
で、この光フアイバ２をコネクタ等によつて他の
光フアイバに接続することができない。この為
に、光フアイバ２は測定対象物の近傍から光パワ
ーメータ３までの長さを有する必要があり、光学
式プローブの操作性がよくない。 また、光フアイバ２が複心光フアイバであるの
で、光ロツド４と光フアイバ２との接続損失が大
きく、温度を高感度で測定することができない。 また、球面レンズ１を使用すると、この球面レ
ンズ１に塵芥が付着するのを防止する為の気流が
乱流になる。この為に、この気流が測定対象物に
対する外乱になつたり雰囲気の揺らぎを生じたり
して、温度を高精度で測定することができない。 本発明は、上述の問題点に鑑み、小型で且つ操
作性がよくしかも高感度高精度の測定が可能な光
学式プローブを提供することを目的としている。 問題点を解決するための手段 本発明による光学式プローブは、ハウジングに
収納されて一端面がこのハウジングの外部に臨ん
でいる屈折率分布型レンズと、この屈折率分布型
レンズの他端面に接続されている多成分ガラス光
フアイバと、前記ハウジング内に形成されており
前記一端面を横断する気流を形成する様に前記一
端面の近傍に開口を有している通気路とを夫々具
備している。 作 用 本発明による光学式プローブは、測定対象物か
らの光を屈折率分布型レンズによつて集光し、こ
の集光した光を多成分ガラス光フアイバによつて
伝送する。 実施例 以下、光学式温度計に適用した本発明の一実施
例を第１図〜第３図を参照しながら説明する。 第１図に示す様に、本実施例では、セラミツク
製のスリーブ１１内に固定されている屈折率分布
型レンズ１２が、略円筒状のハウジング１３内に
収納されている。レンズ１２の一端面１２Ａはハ
ウジング１３の外部に臨んでおり、他端面１２Ｂ
には光フアイバ１４の端面が密接している。 光フアイバ１４は、多成分ガラスから成る単心
光フアイバである。多成分ガラス光フアイバは大
きな開口数を有することができるので、単心光フ
アイバでも多くの光量を伝送することができる
が、その為には開口数が0.4以上に設定されてい
ることが望ましい。 ハウジング１３はセラミツクス製の前半部１３
Ａと金属製の後半部１３Ｂとが接合されたもので
あり、レンズ１２はセラミツクス製の前半部１３
Ａに格納されている。金属製の後半部１３Ｂの外
周面には、フランジ１３Ｃが一体に成形されると
共に、袋ナツト１５がはめ込まれている。またハ
ウジング１３には通気路１６が形成されており、
この通気路１６はレンズ１２の一端面１２Ａの近
傍に開口１６Ａを有してしる。 この様な実施例で温度を測定するには、第１図
に示す様に、測定対象物（図示せず）の近傍に設
けられている壁面１７の開口１７Ａへハウジング
１３を挿入して袋ナツト１５で固定する。する
と、測定対象物からの光がレンズ１２へ入射し、
この入射した光は光フアイバ１４の端面に集光さ
れて光パワーメータ（図示せず）まで伝送され
る。 このとき、通気路１６へ空気１８を供給する。
この空気１８は、開口１６Ａから排出され、レン
ズ１２の一端面１２Ａを横断する気流となつて、
一端面１２Ａに塵芥が付着するのを防止する。 第１表は、本実施例の光学素子の諸元を示して
いる。また、第２図は、本実施例によつて温度を
測定したときの、レンズ１２の一端面１２Ａから
測定対象物までの距離Ｌと測定スポツト径Ｄとの
関係を示しており、第３図はそのときの測定対象
物の温度と受光パワーとの関係を示している。
する為の光学式プローブに関するものである。 従来の技術 近年、温度やその他の各種物理量を光学的に測
定する技術が開発されている。この様な測定に於
いて光パワーメータ等で光パワー等を測定する為
には、測定対象物からの光を受光すると共にこの
受光した光を光パワーメータ等にまで伝送する光
学式プローブが必要である。 第４図は、光学式温度計で使用されている光学
式プローブの一従来例を示している。この従来例
では、測定対象物からの光を球面レンズ１によつ
て光フアイバ２の端面に集光し、この集光した光
を光フアイバ２によつて光パワーメータ３にまで
伝送している。 光フアイバ２の材質は石英ガラスであるが、石
英ガラス光フアイバは開口数が0.25〜0.27と小さ
い。この為に、必要な光量を得られる様に、光フ
アイバ２は複数の心線を束ねて樹脂で固定した複
心光フアイバとなつている。しかしこの様な樹脂
は耐熱性がないので、特に高い温度を測定する場
合でもこの樹脂が保護される様に、遮熱部材とし
ての光ロツド４が光フアイバ２の端面に接続され
ている。 レンズ１、光ロツド４及び光フアイバ２の端部
はハウジング（図示せず）に収納されており、レ
ンズ１がこのハウジングの外部に臨んでいる。こ
のハウジングにはレンズ１の近傍に開口を有する
通気路が形成されており、この通気路からの気流
によつてレンズ１に塵芥が付着するのを防止して
いる。 発明が解決しようとする問題点 ところが、球面レンズ１と光フアイバ２の端面
とは密接させることができないので、この従来例
では光学式プローブが大型になつてしまう。 また、光フアイバ２が複心光フアイバであるの
で、この光フアイバ２をコネクタ等によつて他の
光フアイバに接続することができない。この為
に、光フアイバ２は測定対象物の近傍から光パワ
ーメータ３までの長さを有する必要があり、光学
式プローブの操作性がよくない。 また、光フアイバ２が複心光フアイバであるの
で、光ロツド４と光フアイバ２との接続損失が大
きく、温度を高感度で測定することができない。 また、球面レンズ１を使用すると、この球面レ
ンズ１に塵芥が付着するのを防止する為の気流が
乱流になる。この為に、この気流が測定対象物に
対する外乱になつたり雰囲気の揺らぎを生じたり
して、温度を高精度で測定することができない。 本発明は、上述の問題点に鑑み、小型で且つ操
作性がよくしかも高感度高精度の測定が可能な光
学式プローブを提供することを目的としている。 問題点を解決するための手段 本発明による光学式プローブは、ハウジングに
収納されて一端面がこのハウジングの外部に臨ん
でいる屈折率分布型レンズと、この屈折率分布型
レンズの他端面に接続されている多成分ガラス光
フアイバと、前記ハウジング内に形成されており
前記一端面を横断する気流を形成する様に前記一
端面の近傍に開口を有している通気路とを夫々具
備している。 作 用 本発明による光学式プローブは、測定対象物か
らの光を屈折率分布型レンズによつて集光し、こ
の集光した光を多成分ガラス光フアイバによつて
伝送する。 実施例 以下、光学式温度計に適用した本発明の一実施
例を第１図〜第３図を参照しながら説明する。 第１図に示す様に、本実施例では、セラミツク
製のスリーブ１１内に固定されている屈折率分布
型レンズ１２が、略円筒状のハウジング１３内に
収納されている。レンズ１２の一端面１２Ａはハ
ウジング１３の外部に臨んでおり、他端面１２Ｂ
には光フアイバ１４の端面が密接している。 光フアイバ１４は、多成分ガラスから成る単心
光フアイバである。多成分ガラス光フアイバは大
きな開口数を有することができるので、単心光フ
アイバでも多くの光量を伝送することができる
が、その為には開口数が0.4以上に設定されてい
ることが望ましい。 ハウジング１３はセラミツクス製の前半部１３
Ａと金属製の後半部１３Ｂとが接合されたもので
あり、レンズ１２はセラミツクス製の前半部１３
Ａに格納されている。金属製の後半部１３Ｂの外
周面には、フランジ１３Ｃが一体に成形されると
共に、袋ナツト１５がはめ込まれている。またハ
ウジング１３には通気路１６が形成されており、
この通気路１６はレンズ１２の一端面１２Ａの近
傍に開口１６Ａを有してしる。 この様な実施例で温度を測定するには、第１図
に示す様に、測定対象物（図示せず）の近傍に設
けられている壁面１７の開口１７Ａへハウジング
１３を挿入して袋ナツト１５で固定する。する
と、測定対象物からの光がレンズ１２へ入射し、
この入射した光は光フアイバ１４の端面に集光さ
れて光パワーメータ（図示せず）まで伝送され
る。 このとき、通気路１６へ空気１８を供給する。
この空気１８は、開口１６Ａから排出され、レン
ズ１２の一端面１２Ａを横断する気流となつて、
一端面１２Ａに塵芥が付着するのを防止する。 第１表は、本実施例の光学素子の諸元を示して
いる。また、第２図は、本実施例によつて温度を
測定したときの、レンズ１２の一端面１２Ａから
測定対象物までの距離Ｌと測定スポツト径Ｄとの
関係を示しており、第３図はそのときの測定対象
物の温度と受光パワーとの関係を示している。
【表】
以上の様に、本実施例では、光フアイバ１４を
多成分ガラスで形成しているので単心光フアイバ
でも多くの光量を伝送することができ、光フアイ
バ同士を樹脂で束ねた複心光フアイバとする必要
がない。従つて、高温の対象物の温度を測定する
場合でも遮熱部材が不要であり、光学式プローブ
を小型にすることができる。 また、本実施例では、ハウジング１３の前半部
１３Ａをセラミツクスで形成しているので、誘導
加熱炉の様な磁界中でもこの磁界に大きな影響を
与えることなく温度を測定することができる。 なお、上記の実施例は本発明による光学式プロ
ーブを光学式温度計に適用したものであるが、本
発明による光学式プローブは温度計以外の各種光
学式装置にも適用することができる。 発明の効果 本発明による光学式プローブは、集光レンズと
して屈折率分布型レンズを使用しているので、こ
の屈折率分布型レンズと光フアイバとを密接させ
て、光学式プローブを全体として小型にすること
ができる。 また、多成分ガラス光フアイバは大きな開口数
を有することができるので、単心光フアイバでも
多くの光量を伝送することができ、複心光フアイ
バにする必要がない。この為に、コネクタ等によ
つて他の光フアイバに接続することができ、長い
光フアイバを必要としないので、光学式プローブ
の操作性がよい。 また、光フアイバを複心にする必要がないの
で、光フアイバと屈折率分布型レンズとの接続損
失が少なく、高感度の測定が可能である。 また、屈折率分布型レンズは端面が平坦でもよ
いので、この端面に塵芥が付着するのを防止する
為の気流が乱流になりにくい。この為に、この気
流が測定対象物に対する外乱になつたり雰囲気の
揺らぎを生じたりすることが少なく、高精度の測
定が可能である。
多成分ガラスで形成しているので単心光フアイバ
でも多くの光量を伝送することができ、光フアイ
バ同士を樹脂で束ねた複心光フアイバとする必要
がない。従つて、高温の対象物の温度を測定する
場合でも遮熱部材が不要であり、光学式プローブ
を小型にすることができる。 また、本実施例では、ハウジング１３の前半部
１３Ａをセラミツクスで形成しているので、誘導
加熱炉の様な磁界中でもこの磁界に大きな影響を
与えることなく温度を測定することができる。 なお、上記の実施例は本発明による光学式プロ
ーブを光学式温度計に適用したものであるが、本
発明による光学式プローブは温度計以外の各種光
学式装置にも適用することができる。 発明の効果 本発明による光学式プローブは、集光レンズと
して屈折率分布型レンズを使用しているので、こ
の屈折率分布型レンズと光フアイバとを密接させ
て、光学式プローブを全体として小型にすること
ができる。 また、多成分ガラス光フアイバは大きな開口数
を有することができるので、単心光フアイバでも
多くの光量を伝送することができ、複心光フアイ
バにする必要がない。この為に、コネクタ等によ
つて他の光フアイバに接続することができ、長い
光フアイバを必要としないので、光学式プローブ
の操作性がよい。 また、光フアイバを複心にする必要がないの
で、光フアイバと屈折率分布型レンズとの接続損
失が少なく、高感度の測定が可能である。 また、屈折率分布型レンズは端面が平坦でもよ
いので、この端面に塵芥が付着するのを防止する
為の気流が乱流になりにくい。この為に、この気
流が測定対象物に対する外乱になつたり雰囲気の
揺らぎを生じたりすることが少なく、高精度の測
定が可能である。
第１図は本発明の一実施例を示す概略的な断面
図、第２図及び第３図は第１図に示した一実施例
による温度測定の夫々条件及び結果を示すグラフ
である。第４図は本発明の一従来例を示す概略的
な側面図である。 なお図面に用いらた符号において、１２……屈
折率分布型レンズ、１２Ａ……一端面、１２Ｂ…
…他端面、１３……ハウジング、１４……光フア
イバ、１６……通気路、１６Ａ……開口である。
図、第２図及び第３図は第１図に示した一実施例
による温度測定の夫々条件及び結果を示すグラフ
である。第４図は本発明の一従来例を示す概略的
な側面図である。 なお図面に用いらた符号において、１２……屈
折率分布型レンズ、１２Ａ……一端面、１２Ｂ…
…他端面、１３……ハウジング、１４……光フア
イバ、１６……通気路、１６Ａ……開口である。
Claims (1)
- １ ハウジングに収納されて一端面がこのハウジ
ングの外部に臨んでいる屈折率分布型レンズと、
この屈折率分布型レンズの他端面に接続されてい
る多成分ガラス光フアイバと、前記ハウジング内
に形成されており前記一端面を横断する気流を形
成する様に前記一端面の近傍に開口を有している
通気路とを夫々具備する光学式プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59082688A JPS60225034A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | 光学式プロ−ブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59082688A JPS60225034A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | 光学式プロ−ブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60225034A JPS60225034A (ja) | 1985-11-09 |
| JPH0458570B2 true JPH0458570B2 (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=13781355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59082688A Granted JPS60225034A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | 光学式プロ−ブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60225034A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19604363A1 (de) * | 1995-02-23 | 1996-08-29 | Zeiss Carl Fa | Zusatzmodul zur ortsaufgelösten Fokusvermessung |
-
1984
- 1984-04-24 JP JP59082688A patent/JPS60225034A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60225034A (ja) | 1985-11-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |