JPH0467884B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0467884B2 JPH0467884B2 JP61000771A JP77186A JPH0467884B2 JP H0467884 B2 JPH0467884 B2 JP H0467884B2 JP 61000771 A JP61000771 A JP 61000771A JP 77186 A JP77186 A JP 77186A JP H0467884 B2 JPH0467884 B2 JP H0467884B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical fiber
- light receiving
- fiber
- circuit
- 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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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、光フアイバーの反射光により、例
えばパイプ等の円筒面をもつものの振動を測定す
る非接触式の測定装置に関する。
えばパイプ等の円筒面をもつものの振動を測定す
る非接触式の測定装置に関する。
（従来の技術）
従来、どのような位置にでも光を導びくことが
できる光フアイバーを利用して被測定物の表面に
光を当て、その反射光の光量により、被測定物表
面の上下動を測定するものは提案されている。
（特開昭58−150830参照）すなわち、第６図に示
すように投光用光フアイバーＡより被測定物Ｐ表
面に向け投射される光線は、その表面に反射して
受光用光フアイバーに受けとられるものである
が、その表面ＰがP′位置まで変位するとその光束
は受光用光フアイバーの開口より僅かに偏よるの
で、その光量に変化をもたらすこととなり、その
距離δとδ′とが光量の変化として検知され、上記
距離δとδ′の差が変位として表わされ、その変位
は連続的に測定位置の影響なし（被測定物に非接
触）に測定することができる。
できる光フアイバーを利用して被測定物の表面に
光を当て、その反射光の光量により、被測定物表
面の上下動を測定するものは提案されている。
（特開昭58−150830参照）すなわち、第６図に示
すように投光用光フアイバーＡより被測定物Ｐ表
面に向け投射される光線は、その表面に反射して
受光用光フアイバーに受けとられるものである
が、その表面ＰがP′位置まで変位するとその光束
は受光用光フアイバーの開口より僅かに偏よるの
で、その光量に変化をもたらすこととなり、その
距離δとδ′とが光量の変化として検知され、上記
距離δとδ′の差が変位として表わされ、その変位
は連続的に測定位置の影響なし（被測定物に非接
触）に測定することができる。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記従来の装置は、被測定物が
平面である場合には有効であるが、曲面物体の変
位（例えばパイプの振動）を測定しようとするに
は反射光が散乱するので、その捕捉が困難であ
り、その振動の影響による光フアイバーの曲げ損
失を防止し、光量の変化を距離の変化のみの値と
して取出す配慮がないので測定値が不確実である
という欠点をもつものである。
平面である場合には有効であるが、曲面物体の変
位（例えばパイプの振動）を測定しようとするに
は反射光が散乱するので、その捕捉が困難であ
り、その振動の影響による光フアイバーの曲げ損
失を防止し、光量の変化を距離の変化のみの値と
して取出す配慮がないので測定値が不確実である
という欠点をもつものである。
そこで、この発明は、上記従来のものの欠点を
改善し、曲面であつても光量の変化の捕捉を容易
とし、しかも、光フアイバーの曲げ損失と発光ダ
イオードの不安定性を除去し、その微細変位を連
続的に測定しようとするものである。
改善し、曲面であつても光量の変化の捕捉を容易
とし、しかも、光フアイバーの曲げ損失と発光ダ
イオードの不安定性を除去し、その微細変位を連
続的に測定しようとするものである。
（問題点を解決するための手段）
そのために、複数の投光用光フアイバー、複数
の受光用フアイバーを例えば十文字状になるよう
に組合せ、これと共に、投光用光フアイバーの光
入射部より受光用光フアイバーの受光先端部に至
り、この先端部で反転して受光用光フアイバーと
同様に受光回路に接続する補償用光フアイバーを
集束してフアイバープローブを構成し、受光用光
フアイバーと補償用光フアイバーをそれぞれの受
光回路より差動回路を経て、その信号を変位を示
す出力として取出されるものとしたのである。
の受光用フアイバーを例えば十文字状になるよう
に組合せ、これと共に、投光用光フアイバーの光
入射部より受光用光フアイバーの受光先端部に至
り、この先端部で反転して受光用光フアイバーと
同様に受光回路に接続する補償用光フアイバーを
集束してフアイバープローブを構成し、受光用光
フアイバーと補償用光フアイバーをそれぞれの受
光回路より差動回路を経て、その信号を変位を示
す出力として取出されるものとしたのである。
（作用）
上記構成をもつので、複数の投光用光フアイバ
ーよりの光線は曲面に当り反射して複数の受光用
光フアイバーにより捕捉されるので、充分な光量
を受光でき、受光回路により電気変換される信号
はこれを投光用光フアイバーと受光用光フアイバ
ーの経路と同一経路におかれ、上記光フアイバー
と同一条件にされる補償用光フアイバーから受光
回路を経て電気変換された信号と引き算をし、発
振回路よりの信号と位相比較された後、変位を示
す出力して取出されるので、投光用光フアイバ
ー、受光用光フアイバーの温度変化、曲げ損失等
を同一条件としてその補償作用をより正確にする
ことができる。
ーよりの光線は曲面に当り反射して複数の受光用
光フアイバーにより捕捉されるので、充分な光量
を受光でき、受光回路により電気変換される信号
はこれを投光用光フアイバーと受光用光フアイバ
ーの経路と同一経路におかれ、上記光フアイバー
と同一条件にされる補償用光フアイバーから受光
回路を経て電気変換された信号と引き算をし、発
振回路よりの信号と位相比較された後、変位を示
す出力して取出されるので、投光用光フアイバ
ー、受光用光フアイバーの温度変化、曲げ損失等
を同一条件としてその補償作用をより正確にする
ことができる。
（実施例）
この発明を図面に示す実施例により更に説明す
る。この実施例は第７図は概略示されるパイプの
振動に適用したものであり、第７図のフアイバー
プローブ５は、その内部に複数の投光用光フアイ
バー１０，１０と複数の受光用光フアイバー１
１，１１を収容しているので、円筒面をもつ被測
定物Ｍの表面に照射されてもその反射光は有効に
受光用光フアイバー１１，１１に捕捉されるので
ある。
る。この実施例は第７図は概略示されるパイプの
振動に適用したものであり、第７図のフアイバー
プローブ５は、その内部に複数の投光用光フアイ
バー１０，１０と複数の受光用光フアイバー１
１，１１を収容しているので、円筒面をもつ被測
定物Ｍの表面に照射されてもその反射光は有効に
受光用光フアイバー１１，１１に捕捉されるので
ある。
そこで、１は、被測定物であるパイプであり、
２はパイプ１の端面を支持部８により支持する支
持台、３は支持台２にパイプの取付位置により蝶
ねじの位置を変えられるように係脱自在となつて
いるフアイバー固定部である。４は、支持台２に
より支持部８を介してパイプ１と固定するための
蝶ねじであつて、５はフアイバープローブで、内
部に２本の投光用光フアイバー１０と、２本の受
光用光フアイバー１１、それに補償光フアイバー
９を収容し、保護チユーブ１２で被覆されてい
る。補償用光フアイバー９は、投光用フアイバー
１０と同一端で照射を受け、フアイバープローブ
５の先端部に到達した後、反転してＵ状に折曲し
て受光フアイバーの受光回路と連結する側におい
て、上記受光フアイバーの受光回路とは別の受光
回路に接続する。７は、パイプ１上に反射をよく
するために取付ける金属テープ（銀テープ）６上
にフアイバープローブ５と適当間隙をおいて取付
けるためのスペーサーであり、厚さは0.2mm程度
のものとする。１３は、フアイバー固定部３の側
端部に設けられるフアイバープローブ取付ねじで
あり、固定部３の端部にフアイバーセンサーヘツ
ド１４を挿通の上、側方より上記取付ねじ１３に
より適宜位置に固定する。
２はパイプ１の端面を支持部８により支持する支
持台、３は支持台２にパイプの取付位置により蝶
ねじの位置を変えられるように係脱自在となつて
いるフアイバー固定部である。４は、支持台２に
より支持部８を介してパイプ１と固定するための
蝶ねじであつて、５はフアイバープローブで、内
部に２本の投光用光フアイバー１０と、２本の受
光用光フアイバー１１、それに補償光フアイバー
９を収容し、保護チユーブ１２で被覆されてい
る。補償用光フアイバー９は、投光用フアイバー
１０と同一端で照射を受け、フアイバープローブ
５の先端部に到達した後、反転してＵ状に折曲し
て受光フアイバーの受光回路と連結する側におい
て、上記受光フアイバーの受光回路とは別の受光
回路に接続する。７は、パイプ１上に反射をよく
するために取付ける金属テープ（銀テープ）６上
にフアイバープローブ５と適当間隙をおいて取付
けるためのスペーサーであり、厚さは0.2mm程度
のものとする。１３は、フアイバー固定部３の側
端部に設けられるフアイバープローブ取付ねじで
あり、固定部３の端部にフアイバーセンサーヘツ
ド１４を挿通の上、側方より上記取付ねじ１３に
より適宜位置に固定する。
上記構成をもつものであるから、被測定物であ
るパイプ１の端を支持部８により支持し、これに
支持台２を固定の上、固定部３を支持台２に固定
し、固定部３端にフアイバープローブ５の先端を
挿通する。
るパイプ１の端を支持部８により支持し、これに
支持台２を固定の上、固定部３を支持台２に固定
し、固定部３端にフアイバープローブ５の先端を
挿通する。
他方、パイプ１のフアイバープローブ５対向位
置に反射を良好にするための銀テープ６を貼着
し、これを覆う0.2mm厚のスペーサ７を、上記銀
テープ６上に載置する。
置に反射を良好にするための銀テープ６を貼着
し、これを覆う0.2mm厚のスペーサ７を、上記銀
テープ６上に載置する。
この状態で、フアイバープローブ５を固定部端
に挿通したまま上下動させ、スペーサー７に軽く
当接する位置において、取付ねじ１３により固定
部３にしめつけ固定する。その後、スペーサー７
を除去すると、パイプ１表面とフアイバープロー
ブ５先端との間に測定するに最適の間隔（0.2mm
〜0.3mm）が用意される。
に挿通したまま上下動させ、スペーサー７に軽く
当接する位置において、取付ねじ１３により固定
部３にしめつけ固定する。その後、スペーサー７
を除去すると、パイプ１表面とフアイバープロー
ブ５先端との間に測定するに最適の間隔（0.2mm
〜0.3mm）が用意される。
この状態で、実車におけると同様に、パイプ１
に振動を与えると、（実車に取付けてある被測定
物に取付けてもよい。）その振動は下記のように
正確に測定されるのである。
に振動を与えると、（実車に取付けてある被測定
物に取付けてもよい。）その振動は下記のように
正確に測定されるのである。
まず、第８図のブロツク図で示すように、発振
回路より20KHzのきわめて安定な正弦波が発光駆
動回路イに供給され、発光ダイオードロを正弦波
発光させ、光フアイバーコネクターを介して投射
される投射光は、0.5mm径のプラスチツクフアイ
バーを通り、フアイバープローブ５内に導びかれ
る。投光用光フアイバー１０，１０よりパイプ１
表面に投射される光線は、表面より反射され表面
の振動による変位に比例する光量が受光用光フア
イバー１１，１１に入り、振幅変調の上、受光回
路ハとバンドパスフイルター（B.P.F）により
原信号成分のみが抽出される。
回路より20KHzのきわめて安定な正弦波が発光駆
動回路イに供給され、発光ダイオードロを正弦波
発光させ、光フアイバーコネクターを介して投射
される投射光は、0.5mm径のプラスチツクフアイ
バーを通り、フアイバープローブ５内に導びかれ
る。投光用光フアイバー１０，１０よりパイプ１
表面に投射される光線は、表面より反射され表面
の振動による変位に比例する光量が受光用光フア
イバー１１，１１に入り、振幅変調の上、受光回
路ハとバンドパスフイルター（B.P.F）により
原信号成分のみが抽出される。
補償用光フアイバーの光量は、上記受光回路
ハと同様の受光回路ニに入り、B.P.F.回路を経
て受光回路ハの信号とレベルを合致させるため
にZEROバランス回路ホを通つた後、差動回路ヘ
に入り、受光用光フアイバーの信号と差動比較さ
れる。こうして、受光用光フアイバー１０と補償
用光フアイバー９の信号は、同一位相、同一ゲイ
ンとなるようバランス調整され、同一経路を通こ
ととなるから投光用、受光用光フアイバーにおけ
る発光ダイオード等の温度差による光量の変化、
受光回路において生ずるノイズは同一となり、そ
れらを減算により消去する。
ハと同様の受光回路ニに入り、B.P.F.回路を経
て受光回路ハの信号とレベルを合致させるため
にZEROバランス回路ホを通つた後、差動回路ヘ
に入り、受光用光フアイバーの信号と差動比較さ
れる。こうして、受光用光フアイバー１０と補償
用光フアイバー９の信号は、同一位相、同一ゲイ
ンとなるようバランス調整され、同一経路を通こ
ととなるから投光用、受光用光フアイバーにおけ
る発光ダイオード等の温度差による光量の変化、
受光回路において生ずるノイズは同一となり、そ
れらを減算により消去する。
差動回路ヘを通つた信号は、位相調整回路トを
経て、発振回路からの信号と位相比較（検波）さ
れ、フイルター回路リにより直流成分として取出
され、ゲイン調整器によりパイプの振動量を示す
出力として取出される。
経て、発振回路からの信号と位相比較（検波）さ
れ、フイルター回路リにより直流成分として取出
され、ゲイン調整器によりパイプの振動量を示す
出力として取出される。
出力表示回路は、ZEROバランスの状態をモニ
ターするため、あるいは信号の大中小（これはパ
イプ応力変化の割合を判断する。）を表示するた
めに設けられる回路である。
ターするため、あるいは信号の大中小（これはパ
イプ応力変化の割合を判断する。）を表示するた
めに設けられる回路である。
この実施例の装置によれば、光フアイバーの曲
げ損失を防止できるようにフアイバープローブを
固定でき、通常の発光ダイオードによつても極め
て高い安定度を保つことができるものである。
げ損失を防止できるようにフアイバープローブを
固定でき、通常の発光ダイオードによつても極め
て高い安定度を保つことができるものである。
なお、この発明は実施例のような円筒面をもつ
パイプの振動のみならず、曲面をもつものの変位
を測定できるものに用いることができることは勿
論である。
パイプの振動のみならず、曲面をもつものの変位
を測定できるものに用いることができることは勿
論である。
（発明の効果）
以上のとおりであるから、この発明は、曲面を
もつ被測定物の振動を連続的に1μｍの分解能で
確実に測定でき、しかも、投光用、受光用光フア
イバーと同一経路をとる補償フアイバーにより同
一条件とすることができるから、光量の変化、曲
げ損失を減算により消去して被測定物に接触する
ことなく、従来のものに比べ変位を正確に測定で
きるという優れた効果をもつものである。
もつ被測定物の振動を連続的に1μｍの分解能で
確実に測定でき、しかも、投光用、受光用光フア
イバーと同一経路をとる補償フアイバーにより同
一条件とすることができるから、光量の変化、曲
げ損失を減算により消去して被測定物に接触する
ことなく、従来のものに比べ変位を正確に測定で
きるという優れた効果をもつものである。
第１図は、この発明の実施例の側面図、第２図
は第１図の正面図であつて、第３図はスペーサー
の斜視図、第４図はフアイバープローブを示し、
第５図は第４図の先端面であり、第６図は従来の
反射式変位測定装置の原理図、第７図はこの発明
の原理図、第８図はこの発明の回路ブロツク図で
ある。 １……パイプ（被測定物）、２……支持台、３
……フアイバー固定部、５……フアイバープロー
ブ、６……銀テープ、７……スペーサー、９……
補償用光フアイバー、１０……投光用光フアイバ
ー、１１……受光用光フアイバー。
は第１図の正面図であつて、第３図はスペーサー
の斜視図、第４図はフアイバープローブを示し、
第５図は第４図の先端面であり、第６図は従来の
反射式変位測定装置の原理図、第７図はこの発明
の原理図、第８図はこの発明の回路ブロツク図で
ある。 １……パイプ（被測定物）、２……支持台、３
……フアイバー固定部、５……フアイバープロー
ブ、６……銀テープ、７……スペーサー、９……
補償用光フアイバー、１０……投光用光フアイバ
ー、１１……受光用光フアイバー。
Claims (1)
- １ 複数の投光用光フアイバー、複数の受光用光
フアイバーと投光用光フアイバーの光入射部より
受光用光フアイバーの受光先端部に至り、この位
置から反転して受光用光フアイバーと同様に受光
回路に接続する補償用光フアイバーとを集束して
なるフアイバープローブを具え、受光用、補償用
光フアイバーのそれぞれの受光回路より差動回路
を経た信号が変位を示す出力として取出される光
フアイバーによる変位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP77186A JPS62159004A (ja) | 1986-01-08 | 1986-01-08 | 光フアイバ−による変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP77186A JPS62159004A (ja) | 1986-01-08 | 1986-01-08 | 光フアイバ−による変位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62159004A JPS62159004A (ja) | 1987-07-15 |
| JPH0467884B2 true JPH0467884B2 (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=11482958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP77186A Granted JPS62159004A (ja) | 1986-01-08 | 1986-01-08 | 光フアイバ−による変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62159004A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07208922A (ja) * | 1994-01-25 | 1995-08-11 | Elionix Kk | 微小変位測定装置 |
| KR100461197B1 (ko) * | 2002-03-12 | 2004-12-13 | (주)세기엔지니어링 | 광섬유 변위 측정 센서 및 이를 이용한 변위 측정 장치 |
| JP4977379B2 (ja) * | 2006-02-27 | 2012-07-18 | 株式会社オーディオテクニカ | 振動板の張力測定装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58132896A (ja) * | 1982-01-30 | 1983-08-08 | 株式会社島津製作所 | 複合センサ |
| JPS60111204U (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-27 | 日本航空電子工業株式会社 | 光フアイバ変位計 |
-
1986
- 1986-01-08 JP JP77186A patent/JPS62159004A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62159004A (ja) | 1987-07-15 |
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