JPH06102110A - 改良光ファイバ圧力検出器 - Google Patents

改良光ファイバ圧力検出器

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JPH06102110A
JPH06102110A JP5066355A JP6635593A JPH06102110A JP H06102110 A JPH06102110 A JP H06102110A JP 5066355 A JP5066355 A JP 5066355A JP 6635593 A JP6635593 A JP 6635593A JP H06102110 A JPH06102110 A JP H06102110A
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JP
Japan
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optical fiber
fiber
light source
sheet
optical
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JP5066355A
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English (en)
Inventor
Mireille Mongiols
ジ モンジオール ミレイユ
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Opto Industrie
Original Assignee
Opto Industrie
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Publication date
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    • G08BSIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/02Mechanical actuation
    • G08B13/10Mechanical actuation by pressure on floors, floor coverings, stair treads, counters, or tills
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/242Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
    • G01L1/243Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using means for applying force perpendicular to the fibre axis
    • G01L1/245Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using means for applying force perpendicular to the fibre axis using microbending

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、マット(T)であってファイバ−
ファイバクロスオーバを持たない経路を介して走るファ
イバ(6)を有するものを備える光ファイバ圧力検出器
であって、そのファイバは光源(7)及び光受信部
(8)と関連するものに関する。 【構成】 光受信部は光源(7)から光ファイバ(6)
により伝送される光束を受信し、これによりマットに加
力される圧力により生じる光ファイバの変形のために光
束が受ける任意の変化を示し、これにより力を検出でき
るようになる。光ファイバ(6)はプラスチック製の支
持シート(2)に取り付けられ、貫通孔(5)を経由し
て支持シート(2)を前後に通過し、支持シートは検出
器マットに対し所望される感度に依存してより大きい又
はより小さい剛性の二枚の他のシート(1、3)の間に
挟持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ圧力検出器に
関し、これは二枚の重なった主シートを有するマットを
具備し、これらのシート間には光ファイバがファイバ−
ファイバクロスオーバを持たない経路に従って走り、そ
のファイバが光源及び光受信機と関連し、その受信機は
光ファイバにより光源から伝送される光束を捕捉してマ
ットへの圧力加力により生じる光ファイバの変形に起因
する光束の変化を示し、これにより前記力を検出できる
ようにする。
【0002】
【従来の技術】この種の検出マットは周知であり、それ
には光ファイバは二つの主シートの間に直接入れられ、
その一つは、ファイバをたどるべき経路に沿って案内す
るために、光ファイバを受ける溝を設ける。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような構造は実現
するのが困難であり、製造コスト高になり、低廉でな
い。さらに、周知検出器マットは光ファイバが鋭い−エ
ッジ要素と接触しないように設計されており、大きい曲
率半径(ファイバの直径より数オーダの大きさだけ大き
い)で曲げられることによってだけ変形を受け、この鋭
いエッジにマイクロ曲げを受けず、光ファイバの完全性
を損なう。不幸にも、ファイバが局所化された機械的損
傷であって寿命を縮めるものから保護されているけれ
ど、これはその感度を減少することを犠牲にして任意の
マイクロ曲げであってその寄与を光束の発生変動に加え
るもの不存在のために達成される。そのため検出器マッ
トは信頼良く検出する小圧力に対して劣っており、不十
分である感度を形成する。
【0004】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明によれ
ば、上記欠点を救済するために、光ファイバは相対的に
ソフトな物質で形成される薄いシートにより構成される
支持に取り付けられ、そのファイバは場所から場所へ貫
通孔を経由して支持を通過して前記シートの一方の面及
び他方の面にわたり交互に伸張し、起伏のある構成を取
り、前記シートは二枚の前記主シート間に挟持される中
間シートを形成する光ファイバを取り付けられる。
【0005】前記孔を経由してシートを交互に(規則的
に又はその反対に)通過するごとに光ファイバを中間シ
ートに取り付けることにより、そのファイバは割り当て
られた経路に沿って容易に設置されまた正確に案内され
ることが保証される。さらに、光ファイバは圧力の効果
の下に孔の縁に対してマイクロ曲りによる変形を受ける
が、中間シートを構成するように選択された相対的ソフ
トな物質のために損傷を受けない。これらのマイクロ変
形の効果は大きい曲率半径を有する変形の効果に付加さ
れ、これにより検出器の感度を顕著に増加させるが、フ
ァイバと接触する鋭い要素の不存在は光ファイバそして
検出器的の寿命を増加させる。
【0006】好ましい実施例では、二枚の主シートは光
ファイバが通過しない領域だけで中間シートを介して接
着剤で付けることにより一体として接続され、光ファイ
バは任意の点での主シートのいずれかに固定されないよ
うにしてある。この配置は光ファイバが損傷応力であっ
て任意の場合に多分ファイバにより伝送される光束の発
生変化にほとんど寄与しないものを受けることを防止す
る。
【0007】この検出器では、少なくとも主シートの一
枚はフレキシブル物質又は剛性物質で形成できる。換言
すると、双方の主シートはフレキシブルで、双方は剛性
で、一方がフレキシブルで他方が剛性であってもよい。
一般的には、フレキシブルシートの使用は相対的に大き
な圧力を検出するために適しているが、剛性シートの使
用は小さい圧力を検出することを可能にする。
【0008】二枚の主シートと光ファイバであってその
表面に圧力の加力を受けるためにフレキシブル又は剛性
のいずれかであるカバーシートでカバーされるものを取
り付けられる中間シートで形成されるマットについての
設置がされてもよい。剛性シートは、特に圧力が加えら
れる点が光ファイバからの距離であるときに、検出感度
を増加させる。フレキシブルシートは感度に効果を持た
ないが、有益な性質(化学的アタック、アンチ−スキッ
ド効果等に対する保護)を形成できる。
【0009】本発明の検出器マットでは、中間シートは
前記光ファイバの経路に隣接する経路に沿って走りそし
て同様に光源及び光受信部に結合される少なくとも一枚
の他の光ファイバを具備できる。いくつかの変形は、光
ファイバの全てが共通の光源及び共通の光受信部と関連
するか、又は各光ファイバがそれ自身の光源及び光受信
部対と関連するか、光ファイバの全てが共通の光源によ
り照明されている間に各光ファイバがそれ自身光受信部
と関連するか、又は各光ファイバがそれ自身の光源と関
連するかに依存して、可能であるが、光ファイバの全て
は共通の光受信部で終端する。これらの変形の組み合わ
せに対応する構成は考えることができる。このような配
置により異なる性質を有する複数の並置領域、例えば、
異なる感度の領域を検出器マットに設けることが可能に
なる。
【0010】本発明の他の特徴及び利益は下記記載であ
って添付図面を参照してかつ非限定実施例に関して与え
られるものから明らかだ。
【0011】
【実施例】図1は場所Sであって堅い支持を設けるの十
部に固いものに、例えば、コンクリートの厚板、木製
床、又は固められた地表面に平坦に置かれた圧力検出器
マットTを示す。マットは(図2及び3参照)底シート
1と、中間シート2と、頂部シート3と、カバーシート
4とを具備する。中間シート2は複数の連続孔5が整列
して貫く連続シートであり、この孔は仮想格子の線間の
交差点に規則的に分布している。光ファイバ6がこれら
の孔を通過しシート2を介して上下交互に通過し起伏し
た構成を取り、全シート2にわたり伸張し曲がりくねっ
た経路(図1)に従う。このシートは、光ファイバ6を
取付られ、シート1及び3の間に挟持される。カバーシ
ート4はその挟持にわたり設けられ、任意である。それ
は剛性シートであってこれによりマットTの機械的性質
を修正するもの、又はフレキシブルシートであって例え
ば、アンチ−滑り性質をもつもののいずれかにより構成
されてもよい。光ファイバの一方の端には、それはシリ
カ製又はプラスチック製でもよく、光源7(例えば光放
出ダイオード)であってそこからファイバが光束を受け
るものがある。光ファイバに沿って通過した後に、光は
光感知受信部8(例えばフォトトランジスタ)であって
光ファイバの他方の端に設けられたものにより捕捉され
る。
【0012】圧力FがマットTの表面に加わると、光フ
ァイバはその光伝達特性を変形しまたその出口で受けら
れる光エネルギーの量を減少させる変形を受ける。受信
部8により検出された光束の対応変化は力がマットに加
えられたこと示す。力が除去されると直ぐに、マットは
自然の形状に戻りまた光ファイバはそのリセット状態に
戻るので、出口光束はその初期レベルに戻る。
【0013】光ファイバ6に伝えられる前記変形は二種
の変形を有する:第1には、特に剛性カバーシート4が
設けられているときに、光ファイバは大きな曲率半径で
曲げられている;そして第2には、光ファイバは中間シ
ート2を通過するいくつかの点で局所的変形を受け、こ
れにより通過孔5のエッジと接触するファイバのマイク
ロ曲がりを生じる。これらの二つの型の角度変形は光源
7から光ファイバ6により受信部8に伝送される光の振
幅を有意義に変更する。
【0014】この場合には、ファイバが同時に鋭いエッ
ジに対して押されないから、マイクロ曲がりに起因する
変形は光ファイバに対し圧力が非常に小さいことが観測
されるが、これは中間シートが製作されている物質が堅
さがソフトであるように選択され、例えばPVC、ポリ
エチレン又はポリプロピレンのようなプラスチック製で
あってもよいという事実に起因する。
【0015】マットTにより検出可能であるために、も
し頂部シート3が剛性シート4によりカバーされていな
いならば力Fは光ファイバ6にわたり又はその直接に近
接して加えられねばならない。もし剛性シートが存在す
るならば、マットTの多種シートを較正する物質の機械
的特性に依存して、力Fは光ファイバ6から遙に離れて
加えられるようにしてもよい。
【0016】シート1及び3であってその間で光ファイ
バ6が起伏するもの、及び光ファイバを支持する中間シ
ート2の剛性及び厚さを変化させることにより、又は実
際的にはファイバがシート2の一方の面から他方の面に
通過する点のピッチを変化させることにより、圧力セン
サの感度範囲を変化することができ、そしてその範囲で
は非常に低い圧力を検出可能にする高感度を与えること
が必要になる。例えば、中間シートを介する孔5のピッ
チは約2cmであり、中間シートの厚さは0.5mmに
近いものであってもよい。
【0017】以上のマットでは、シート1及び3は相互
に接続し光ファイバ6であってこれと単に接触しなけれ
ばならないものと接続しないことが重要である。これは
光ファイバの曲がりくねり間の中間シート3において、
さらにマットの周辺の全縁領域において開口9を切り出
すことにより達成される。シート1及び3は前記開口9
を介してまた前記縁領域において、例えば光ファイバ自
身に作用するこのような接続なしに、接着剤で付けるこ
とにより接続される。
【0018】狭いマットTに関しは、光ファイバが曲が
りくねった経路に従うことは必要ではなく、マットの長
手軸と対応する直線経路に従ってもよく、ファイバはそ
れにもかかわらず孔5を介して中間シートの側面から側
面にジグザク進み続ける。これは道路に沿って走行する
車両を計数するのに特に適している直線マットを形成す
る。
【0019】小寸法の検出器マットを製作することが所
望される時には、形状が正方形又は円(図5)であるマ
ットを製作することができ、光ファイバ6はそこに単一
円形の周囲のみに、例えば中間シートに二つの貫通孔5
だけをもって配置される。実際には、光源7及び光受信
部8は検出マットに構成でき、又は他に光ファイバ6の
単位長さ当たりの減衰と両立できる距離で外部に配置で
きる。
【0020】直線で寸法が大きい検出器マットの場合に
戻り、図4の構造から得られる構造であってこれに別個
の光ファイバ6a、6b、…、が隣接曲がりくねった経
路又は図6に示すように直線で平行な隣接経路に沿って
配置されたものを設けることが可能であり、各経路は光
放出装置17と光受信装置18との間に伸張する。光放
出装置17は、光ファイバ6a、6b、…、が存在する
と同数の別個の光放出部であって各放出部がそれ自身の
ファイバに割り当てられるものを有するグループによ
り、又は光ファイバの数よりも小さい光放出部の数のグ
ループであってこの場合に各放出部が一又は二以上の光
ファイバに割り当てられるものにより、又は最後に光フ
ァイバの全てを共通に照明する単一光放出部により、構
成することができる。同一のものは、一又は二以上のグ
ループの別個の受信部又は単一の共通の受信部と同様に
有する光受信装置について応用する。同一の検出器マッ
ト内で多種領域の異なる感度を形成することができるが
理解できるであろう。このような検出器マットは、例え
ば、危険である機械の近くで安全を保証するために、増
加する安全レベルに対応しまた機械に向けてマットの上
を歩く人が連続して通過しなければならない連続領域を
形成することにより、使用できる。
【0021】受信部8又は装置18での各受信部は電子
回路であってこれにより伝えられる出力信号をしきい値
と比較するものに結合する。他に、その信号はしきい値
よりも大きく、圧力Fが加力されるとしきい値以下に降
下し、これによりその電子回路が力Fの加力を明らかに
する信号を伝えるようにする。変形において、受信部8
からの出力信号であってマットと関連しそして力Fが通
常永続的にマットに加力されるからしきい値よりも通常
低いものがその力Fが減少され、除去されるので増加に
より前記値を越えるときに、その電子回路はその信号を
伝えるように設計できる。マット上に立っているように
使用される対象物が何時除去されたかを、例えば、その
対象物が盗まれた場合には、検出することを可能にす
る。その電子回路はまたマットに加力された力Fのより
大きい又はより小さい強度間を区別することを可能にす
る複数のしきいを具備する。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
ファイバは相対的にソフトな物質で形成される薄いシー
トにより構成される支持に取り付けられ、そのファイバ
は場所から場所へ貫通孔を経由して支持を通過して前記
シートの一方の面及び他方の面にわたり交互に伸張し、
起伏のある構成を取り、前記シートは二枚の前記主シー
ト間に挟持される中間シートを形成する光ファイバを取
り付けられるので、構造が実現するのに容易となり、製
造コスト低廉となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の検出器マットの部分的切断概略平面図
である。
【図2】図1のラインII−IIの断面図である。
【図3】図1の検出器マットの分解図である。
【図4】本発明の検出器マットの種々異なる実施例の平
面図である。
【図5】本発明の検出器マットの種々異なる実施例の平
面図である。
【図6】本発明の検出器マットの種々異なる実施例の平
面図である。
【符号の説明】
1…底シート 2…中間シート 3…頂部シート 4…カバーシート 5…孔 6、6a、6b、…、…光ファイバ 7…光源 8…光受信部 9…開口 17…光放出装置 18…光受信装置

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二枚の重なる主シートであってその間に
    光ファイバがファイバ−ファイバクロスオーバを持たな
    い経路に従って走るものを有するマットであって、その
    ファイバが光源及び光受信部と関連し、その受信部が光
    源から光ファイバにより伝送される光束を捕捉してマッ
    トへの圧力の加力により生じる光ファイバの変形に起因
    する光束の変化を示し、これにより前記力を検出できる
    ようにするものを備える、光−ファイバ圧力検出器であ
    って、 光ファイバ(6)は相対的にソフトな物質で形成される
    薄いシート(2)により構成される支持に取り付けら
    れ、そのファイバは貫通孔(5)を経由し支持を場所か
    ら場所へ通過して前記シートの一方の面及び他方の面に
    わたり交互に伸張し、起伏ある構成を取り、前記シート
    (2)は二枚の前記主シート(1、3)間に挟持される
    中間シートを形成する光ファイバ(6)を取り付けられ
    ることを特徴とする検出器。
  2. 【請求項2】 二枚の主シート(1、3)は光ファイバ
    (6)が通過しない領域(9、10)だけで中間シート
    (2)を介して接着剤で付けることにより一体に接続
    し、光ファイバは任意の点で主シートのいずれにも固定
    されないことを特徴とする、請求項1に記載の検出器。
  3. 【請求項3】 主シート(1、3)の少なくとも一つは
    フレキシブル物質で形成されることを特徴とする、請求
    項1又は2に記載の検出器。
  4. 【請求項4】 主シート(1、3)の少なくとも一つは
    剛性物質で形成されることを特徴とする、請求項1ない
    し3の任意の一つに記載の検出器。
  5. 【請求項5】 二枚の主シート(1、3)及び光ファイ
    バ(6)を取り付けられる中間シート(2)で形成され
    るマットはその表面で圧力の加力を受けるために、フレ
    キシブル又は剛性のいずれかであるカバーシート(4)
    でカバーされることを特等とする、請求項1ないし4の
    任意の一つに記載の検出器。
  6. 【請求項6】 中間シート(2)は少なくとも一つの他
    の光ファイバ(6a、6b、…)であって前記光ファイ
    バ(6)の経路に隣接する経路に沿って走り、同様に光
    源及び光受信部に結合されるものを具備することを特徴
    とする、請求項1ないし5に記載の任意の一つに記載の
    検出器。
  7. 【請求項7】 光ファイバ(6a、6b、…)の全ては
    共通の光源と共通の光受信部に関連することを特徴とす
    る、請求項6に記載の検出器。
  8. 【請求項8】 各光ファイバはそれ自身の光源及び光受
    信部対と関連することを特徴とする、請求項6に記載の
    検出器。
  9. 【請求項9】 各光ファイバはそれ自身の光受信部と関
    連し、そして光ファイバの全ては共通の光源により照明
    されることを特徴とする、請求項6に記載の検出器。
  10. 【請求項10】 各光ファイバはそれ自身の光源と関連
    し、そして光ファイバの全ては共通の光受信部に終結す
    ることを特徴とする、請求項6に記載の検出器。
JP5066355A 1992-03-26 1993-03-25 改良光ファイバ圧力検出器 Pending JPH06102110A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9203677 1992-03-26
FR929203677A FR2689234B1 (fr) 1992-03-26 1992-03-26 Detecteur de pression a fibre optique perfectionne.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06102110A true JPH06102110A (ja) 1994-04-15

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ID=9428125

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5066355A Pending JPH06102110A (ja) 1992-03-26 1993-03-25 改良光ファイバ圧力検出器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5293039A (ja)
EP (1) EP0562891A1 (ja)
JP (1) JPH06102110A (ja)
CA (1) CA2091480A1 (ja)
FR (1) FR2689234B1 (ja)
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