JPH0617833B2 - 温度検知器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、温度検知されるべき場所に温度異常が生じ
たときその温度異常を検知するようにされた温度検知器
に関し、特に光ファイバに伝送損失を生じさせることに
よって温度異常を検知するようにされた温度検知器に関
する。

従来の技術 温度異常の検知として、たとえば具体的には、多点の温
度異常の検知、炉壁や化学プラントパイプの異常発熱の
検知、炭鉱などのトンネル内の温度異常の検知、冷却液
化ガス管などの漏れによる温度異常の検知などがある。
このような温度異常を検知するためには、従来多くの熱
電対を配線することが必要とされていた。特に、長い区
間にわたって多点の温度異常を検出するためには、各点
ごとに１対の熱電対（補償導線）が必要となり、そのた
め長い区間にわたって非常に多くの線を束にして使用す
ることが必要とされていた。そして、測定点を増設する
ためには、新たに長い区間にわたる熱電対用配線が必要
とされていた。また、長い区間にわって配線されている
ので、途中で雑音を拾ったりして誤った信号が伝達され
ることも多かった。

このような状況の下、熱電対を使用することなく温度異
常を検知し得る装置または方法が要望されていた。この
要望に応えようとする技術が、特開昭５８−１６３０９
７号公報、特開昭５９−２０３９２９号公報および特開
昭５９−２０３９３０号公報に開示されている。これら
に開示された技術は、いずれも、温度異常が生じたとき
そこを通る光ファイバに伝送損失を生じさせ、それによ
って温度以上を検知しようとするものである。

具体的に説明すると、特開昭５８−１６３０９７号公報
は、光ファイバ感知線を開示する。この光ファイバ感知
線は、光ファイバと、該光ファイバに添わせて間欠的に
または全長にわたって結合された形状記憶合金線とから
なっている。そして、温度異常が生じたとき形状記憶合
金線は記憶された形状に変形しようとする。この形状記
憶合金線の変形は、光ファイバの伝送路の軌道を変化さ
せるように作用する。こうして光ファイバに伝送損失を
生じさせている。

特開昭５９−２０３９２９号公報は、温度異常検知方法
を開示する。この方法によれば、温度検知されるべき場
所に位置する光ファイバの外周面上に感温収縮部材を配
置する。この感温収縮部材は、検知されるべき温度の上
限以上もしくは下限以下の温度でその特性が変化する形
状記憶合金部材を有している。そして、形状記憶合金部
材の特性の変化によって、感温収縮部材は光ファイバを
締め付けるように作用し、それによって伝送損失を生じ
させている。

特開昭５９−２０３９３０号公報は、測温方法を開示す
る。この方法によれば、温度検知されるべき場所に位置
する光ファイバ上に測温部が配置される。この測温部
は、温度の変化に応じて作動する感温部材によって光フ
ァイバに対して温度の変化に応じた変形を与え得る構造
とされている。そして、光ファイバは、温度異常が生じ
たとき、感温部材の働きによってその伝送路の軌道が変
化し、それによって伝送損失を生じさせるようにしてい
る。

発明が解決しようとする問題点 特開昭５８−１６３０９７号公報および特開昭５９−２
０３９３０号公報では、光ファイバの伝送路の軌道を変
化させることによって伝送損失を生じさせるようにして
いるが、実際上伝送路の軌道を変化させるだけでは伝送
損失の発生が少なく、そのため異常な温度変化をとらえ
ることが困難である。特開昭５９−２０３９３０号公報
では、局部的に光ファイバに変形を与えている点におい
て上記２つの公報に示された技術よりも優っていると思
われる。なぜなら、光ファイバを局部的に変形させれば
それだけ伝送損失が大きくなり、温度異常の検知が容易
となるからである。しかし、まだ解決されるべき問題点
を含んでいる。すなわち、光ファイバに変形を与え得る
感温収縮部材が、光ファイバの外周面を囲むようなＣ字
形状となっているので、既に布設された光ファイバ伝送
路に後から感温収縮部材を取付けることは事実上できな
い。そのため、任意の位置での温度異常の検知が困難で
あり、しかも後に測定されるべき箇所を増加することは
できない。

それゆえに、この発明の目的は、大きな伝送損失を生じ
させることができ、しかも光ファイバ伝送路を布設した
後でも任意の位置に容易に設置することのできる温度検
知器を提供することである。

問題点を解決するための手段 この発明に従った温度検知器は、温度検知されるべき場
所に温度異常が生じたとき、そこを通る光ファイバに伝
送損失を生じさせることによって温度異常を検知するも
のであり、基台と、感温変位部材とを備える。

基台は、温度検知されるべき場所で光ファイバの下に配
置される。感温変位部材は、基台上に位置する光ファイ
バ上を交差して線状に延び、その両端部が基台に固定さ
れる。

感温変位部材は、所定の温度でその長さが収縮するよう
に形状記憶処理された形状記憶合金であり、その収縮に
よって光ファイバを局所的に基台に向けて圧縮変形す
る。

この発明に用いられる基台は、好ましくは、良好な熱伝
導性を有する材料から形成される。このようにすれば、
被温度検知物に基台を取付けたとき、被温度検知物の熱
は基台を介して感温変位部材に良好に伝達される。ま
た、この発明に用いられる光ファイバとしては、正確な
温度異常検知を達成するために、好ましくはマイクロベ
ンドの影響に対して鋭敏なロスを生じるものが選ばれ
る。

作用 光ファイバ上を線状に交差する形状記憶合金からなる感
温変位部材は、異常温度が発生したとき形状記憶効果に
よってその長さが収縮する。線状の感温変位部材はその
両端部が基台に固定されているので、長さの収縮は、即
座に、基台上の感温変位部材の最大高さ位置の減少とな
って現われる。したがって、線状の感温変位部材は、光
ファイバを局所的に基台に向けて圧縮変形する。この局
所的な圧縮変形による透過光のロスを測定しまたは反射
光の変化を測定することによって、温度異常が検知され
る。

実施例 実施例１ 第１Ａ図および第１Ｂ図に示す温度検知器を作った。な
お、第１Ｂ図は、第１Ａ図に示されているカバー１を取
り除いた図である。図示される温度検知器は、基台２と
感温変位部材３とを備えている。この基台２は、りん脱
酸銅より形成されている。１芯型の光ファイバ４は、基
台２上を通る。また、止め具５を介して光ファイバ４を
基台２上に固定した。基台２上に位置する光ファイバ４
の部分は、その被覆層を取り除き裸状にした。

感温変位部３として、形状記憶合金線を用いた。具体的
には、直径０．８mmのＮｉ−４５％Ｔｉ合金線である。
この合金の逆変態温度は６０℃であった。そして、予め
直線状態に形状にして５００℃にて加熱処理し、その後
冷間にて断面積が１０％減少するように伸線加工した。
そして、これをその長さが３cmとなるように切断した。
この切断した合金線の両端には、加締加工によって端子
付けをした。そして、第１Ｂ図および第２図に示すよう
に、ボルト６を介して上述のように処理された感温変位
部材３の両端部を基台２に固定した。なお、図示するよ
うに、感温変位部材３は、光ファイバ４の裸にされた部
分に交差して延び、しかも弛まぬようにして固定されて
いる。光ファイバ４は、この感温変位部材３と基台２と
の間に挾まれる。

上述にように作った温度検知器を、第２図に示すよう
に、ボルト７を介して被温度検知物８上に取付けた。そ
して、被温度検知物８の温度が６０℃を越えた時点か
ら、感温変位部材３は第３図に示すように収縮し始め、
光ファイバ４を側圧するようになった。そしてこのとき
から、光ファイバ４の伝送損失が増加し始め、被温度検
知物８の温度が７０℃になると、その損失が１０dＢ以
上となり、温度異常が検知された。

実施例２ 第４図に示す温度検知器を作った。光ファイバ９として
は、２芯型のものを用いた。そして、基台１０上に位置
する光ファイバ９の部分は、その被覆層を取り除いて裸
状にした。感温変位部材１１は形状記憶合金からなり、
上記裸状となった光ファイバ９の部分に交差して延びる
ように取付けられている。この温度検知器を用いて実施
例１と同様のテストを行なったところ、温度上昇を伝送
損失として敏感に検知した。

発明の効果 以上のように、この発明によれば、異常温度が発生した
とき線状の感温変位部材は形状記憶効果によりその長さ
が収縮し、それに応じて光ファイバを基台に向けて局所
的に圧縮変形し、それによって光ファイバに伝送損失が
生じて温度異常が検知されるものであるので、長い区間
にわたって多点での温度異常検出が必要とされる場合で
あっても、従来のように熱電対用の太い配線束を必要と
することなく、コンパクトな光ファイバケーブルを配線
するだけでよい。さらに、光ファイバを用いて温度異常
を検知するものであるので、途中で雑音を拾ったりする
ことがなく誤信号の発生を極力減ずることができる。

また、特開昭５８−１６３０９７号公報および特開昭５
９−２０３９３０号公報に開示されたものと異なり、光
ファイバを局部的に変形させるものであるので、すなわ
ち光ファイバの断面形状を変形させるものであるので、
光ファイバの伝送損失がかなり大きくなり、温度異常の
検知が確実になされ得る。

また、特開昭５９−２０３９２９号公報に開示されたも
のと異なり、線状の感温変位部材を光ファイバ状に交差
するように配置し、この感温変位部材の両端部を基台に
固定するものであるので、光ファイバ伝送路を布設した
後でも任意の位置に温度検知器を容易に設置することが
できる。また、特開昭５９−２０３９２９号公報に示さ
れたものでは、光ファイバの外面全体を締付けるように
構成されているが、この発明では、光ファイバ上を交差
する線状の感温変位部材によって光ファイバの直径方向
を圧縮変形させるものであるので、光ファイバの変形が
特開昭５９−２０３９２９号公報に開示されたものと比
較してかなり大きくなる。

上述のような効果を奏するこの発明に従った温度検知器
は、多点の温度異常検知、炉壁や化学プラントパイプの
異常発熱の検知、炭鉱などのトンネル内の温度異常の検
知冷却液化ガス管などの漏れによる温度異常の検知、地
下壕等の通信網の電線束の長距離にわたる温度管理、送
配電線の落雷検知などに広く適用されることができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、この発明の第１の実施例を示す平面図であ
る。第１Ｂ図は、第１Ａ図に示されている温度検知器か
らカバー１を取り除いて示した図である。第２図および
第３図は、第１Ｂ図の線II−IIに沿って見た図であり、
第２図は温度異常のないときの状態であり、第３図は温
度異常が生じたときの状態である。 第４図は、この発明の第２の実施例を示す平面図であ
る。 図において、２は基台、３は感温変位部材、４は光ファ
イバ、９は光ファイバ、１０は基台、１１は感温変位部
材を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−203929（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−21834（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−24043（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】温度検知されるべき場所に温度異常が生じ
   たとき、そこを通る光ファイバに伝送損失を生じさせる
   ことによって温度異常を検知するようにされた温度検知
   器であって、 温度検知されるべき場所で前記光ファイバの下に配置さ
   れた基台と、 前記基台上に位置する前記光ファイバ上を交差して線状
   に延び、その両端部が前記基台に固定された感温変位部
   材と、を備え、 前記感温変位部材は、所定の温度でその長さが収縮する
   ように形状記憶処理された形状記憶合金であり、その収
   縮によって前記光ファイバを局所的に前記基台に向けて
   圧縮変形する、温度検知器。
2. 【請求項２】前記基台は、良好な熱伝導性を有する材料
   から形成されている、特許請求の範囲第１項に記載の温
   度検知器。