JPH0712514A - 光ファイバ変位センサ - Google Patents
光ファイバ変位センサInfo
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- JPH0712514A JPH0712514A JP5156498A JP15649893A JPH0712514A JP H0712514 A JPH0712514 A JP H0712514A JP 5156498 A JP5156498 A JP 5156498A JP 15649893 A JP15649893 A JP 15649893A JP H0712514 A JPH0712514 A JP H0712514A
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- Japan
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- optical fiber
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- Pending
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】狭い空間に直接挿入して測定面の変位を非接触
で測定する。 【構成】光源１から伝送される光の出射端面を光軸方向
に対して４５度傾けて切断した投光用端面２を有し光源
１からの光を投光用端面２で反射し光軸方向に対して垂
直に測定面３に投光する投光用光ファイバ４と、先端部
が投光用光ファイバ４と平行に配置されかつ投光用光フ
ァイバ４の出射端に隣接した端部に軸方向に対して４５
度傾けて切断した受光用端面５を有し測定面からの反射
光を軸に対して垂直に受光し受光用端面５で反射して光
検出器７に伝送する受光用光ファィバ６とで構成され
る。 【効果】軸に対して垂直な方向に投光および受光するこ
とが可能となるため、先端部を狭い空間に直接挿入して
変位を測定することができる。
で測定する。 【構成】光源１から伝送される光の出射端面を光軸方向
に対して４５度傾けて切断した投光用端面２を有し光源
１からの光を投光用端面２で反射し光軸方向に対して垂
直に測定面３に投光する投光用光ファイバ４と、先端部
が投光用光ファイバ４と平行に配置されかつ投光用光フ
ァイバ４の出射端に隣接した端部に軸方向に対して４５
度傾けて切断した受光用端面５を有し測定面からの反射
光を軸に対して垂直に受光し受光用端面５で反射して光
検出器７に伝送する受光用光ファィバ６とで構成され
る。 【効果】軸に対して垂直な方向に投光および受光するこ
とが可能となるため、先端部を狭い空間に直接挿入して
変位を測定することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバを用いて測定
面の変位を光学的に測定する光ファイバ変位センサに関
する。
面の変位を光学的に測定する光ファイバ変位センサに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ファイバ変位センサとしては、
サンライズ貿易株式会社のＯＭ−１０のカタログに示さ
れている光ファイバ変位計がある。この従来の光ファイ
バ変位センサは、図４に示すように光源８と光源８から
の光を伝送し測定面９に投光し、先端部が測定面９に対
して垂直に配置された投光用光ファイバ１０と、先端部
が投光用光ファイバ１０と平行に配置され投光用ファイ
バ１０が測定面９に投光した光の測定面９からの反射光
を受光する受光用光ファイバ１１と、受光用光ファイバ
１１が受光した光の強度を検出する光検出器１２を含ん
で構成される。
サンライズ貿易株式会社のＯＭ−１０のカタログに示さ
れている光ファイバ変位計がある。この従来の光ファイ
バ変位センサは、図４に示すように光源８と光源８から
の光を伝送し測定面９に投光し、先端部が測定面９に対
して垂直に配置された投光用光ファイバ１０と、先端部
が投光用光ファイバ１０と平行に配置され投光用ファイ
バ１０が測定面９に投光した光の測定面９からの反射光
を受光する受光用光ファイバ１１と、受光用光ファイバ
１１が受光した光の強度を検出する光検出器１２を含ん
で構成される。
【０００３】ここで投光用光ファイバ１０から出射され
る光はファイバ１０の先端から離れるに従い軸と垂直な
方向に広がるため、測定面９と投光用光ファイバ１０お
よび受光用光ファイバ１１の先端との距離ｌがｌ＝０か
らｌ＝ｌ5 までの間は、投光用光ファイバ１０から測定
面９に投光された光の反射光を受光用光ファイバ１１の
端面が受光する面積は、距離ｌが長くなるに従って増大
し、距離ｌがｌ5 以上になると投光用光ファイバ１０か
ら出射され測定面９で反射された光は受光用光ファイバ
１１の端面全体を覆う。したがって、距離ｌがｌ＝０か
らｌ5 までの間は距離ｌが長くなるに従い受光用光ファ
イバ１１が受光する光強度は増大する。また、距離ｌが
ｌ5 以上になると投光用光ファイバ１０から出射され、
受光用光ファイバ１１に入射されない光量が増大し、そ
の結果受光用光ファイバ１１に入射される光量は減少し
ていく。したがって、ｌがｌ5 以上では距離ｌが増大す
るに従って受光用光ファイバ１１が受光する光の強度は
減少する。
る光はファイバ１０の先端から離れるに従い軸と垂直な
方向に広がるため、測定面９と投光用光ファイバ１０お
よび受光用光ファイバ１１の先端との距離ｌがｌ＝０か
らｌ＝ｌ5 までの間は、投光用光ファイバ１０から測定
面９に投光された光の反射光を受光用光ファイバ１１の
端面が受光する面積は、距離ｌが長くなるに従って増大
し、距離ｌがｌ5 以上になると投光用光ファイバ１０か
ら出射され測定面９で反射された光は受光用光ファイバ
１１の端面全体を覆う。したがって、距離ｌがｌ＝０か
らｌ5 までの間は距離ｌが長くなるに従い受光用光ファ
イバ１１が受光する光強度は増大する。また、距離ｌが
ｌ5 以上になると投光用光ファイバ１０から出射され、
受光用光ファイバ１１に入射されない光量が増大し、そ
の結果受光用光ファイバ１１に入射される光量は減少し
ていく。したがって、ｌがｌ5 以上では距離ｌが増大す
るに従って受光用光ファイバ１１が受光する光の強度は
減少する。
【０００４】図５は距離ｌと受光用光ファイバ１１が受
光した光の強度との関係を示すグラフである。受光用光
ファイバ１１が受光する光の強度は距離ｌがｌ＝０から
ｌ＝ｌ5 までは距離ｌに対応して急激に増大し、距離ｌ
がｌ＝ｌ5 より大きくなると距離ｌに対応して徐々に減
少する。したがって、受光用光ファイバ１１が受光する
光の強度を光検出器２で測定することによって、高い分
解能を必要とするような変位測定にはｌ＝０からｌ＝ｌ
5 の間の関係を利用して距離ｌを測定することができ、
また大きな測定範囲を必要とするような変位測定にはｌ
＝ｌ5 以降の関係を利用して距離ｌを測定することがで
きる。
光した光の強度との関係を示すグラフである。受光用光
ファイバ１１が受光する光の強度は距離ｌがｌ＝０から
ｌ＝ｌ5 までは距離ｌに対応して急激に増大し、距離ｌ
がｌ＝ｌ5 より大きくなると距離ｌに対応して徐々に減
少する。したがって、受光用光ファイバ１１が受光する
光の強度を光検出器２で測定することによって、高い分
解能を必要とするような変位測定にはｌ＝０からｌ＝ｌ
5 の間の関係を利用して距離ｌを測定することができ、
また大きな測定範囲を必要とするような変位測定にはｌ
＝ｌ5 以降の関係を利用して距離ｌを測定することがで
きる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光ファ
イバ変位センサは、測定面に光ファイバセンサの端部を
垂直に配置するため、狭い空間に直接挿入することがで
きず、狭い空間内の測定面の変位を測定することはでき
ないという欠点があった。
イバ変位センサは、測定面に光ファイバセンサの端部を
垂直に配置するため、狭い空間に直接挿入することがで
きず、狭い空間内の測定面の変位を測定することはでき
ないという欠点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ変位
センサは、光源と、先端に光軸に対し４５度傾けた投光
用端面を設けた投光用光ファイバと、先端部が前記投光
用光ファイバの先端部に平行に配置され先端に光軸に対
し４５度傾けた受光用端面を設けた受光用光ファイバ
と、光の強度を検出する光検出器とを含み、前記光源か
らの光を前記投光用光ファイバで伝送し前記投光用端面
で反射させて測定面に照射し、前記測定面からの反射光
を前記受光用端面で反射させて前記受光用光ファイバで
伝送し前記光検出器に入射することを特徴とする。
センサは、光源と、先端に光軸に対し４５度傾けた投光
用端面を設けた投光用光ファイバと、先端部が前記投光
用光ファイバの先端部に平行に配置され先端に光軸に対
し４５度傾けた受光用端面を設けた受光用光ファイバ
と、光の強度を検出する光検出器とを含み、前記光源か
らの光を前記投光用光ファイバで伝送し前記投光用端面
で反射させて測定面に照射し、前記測定面からの反射光
を前記受光用端面で反射させて前記受光用光ファイバで
伝送し前記光検出器に入射することを特徴とする。
【０００７】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
【０００８】図１は、本発明の一実施例の示す斜視図で
ある。図１に示す光ファイバ変位センサは、光源１と、
光源１から出射された光を伝送し光源１からの光を出射
する先端に光源１から伝送される光の光軸方向に対して
４５度傾けて斜めに切断した投光用端面２を有し光源１
からの光を投光用端面２で反射し光軸方向に対して垂直
にかつ測定面３の法線方向に対して角度θだけ傾けた方
向から測定面３に投光する投光用光ファイバ４と、先端
部が投光用光ファイバ４と平行に配置されかつ投光用光
ファイバ４の出射端に隣接した先端に軸方向に対して斜
めに切断した受光用端面５を有し投光用光ファイバ４か
ら投光される光線の測定面３での正反射角の方向から受
光し受光用端面５で反射して伝送する受光用光ファイバ
６と、受光用光ファイバ６が受光し伝送した光の強度を
検出する光検出器７で構成される。
ある。図１に示す光ファイバ変位センサは、光源１と、
光源１から出射された光を伝送し光源１からの光を出射
する先端に光源１から伝送される光の光軸方向に対して
４５度傾けて斜めに切断した投光用端面２を有し光源１
からの光を投光用端面２で反射し光軸方向に対して垂直
にかつ測定面３の法線方向に対して角度θだけ傾けた方
向から測定面３に投光する投光用光ファイバ４と、先端
部が投光用光ファイバ４と平行に配置されかつ投光用光
ファイバ４の出射端に隣接した先端に軸方向に対して斜
めに切断した受光用端面５を有し投光用光ファイバ４か
ら投光される光線の測定面３での正反射角の方向から受
光し受光用端面５で反射して伝送する受光用光ファイバ
６と、受光用光ファイバ６が受光し伝送した光の強度を
検出する光検出器７で構成される。
【０００９】ここで測定面３に投光される光の様子を図
面を用いて詳細に説明する。図２は図１の光ファイバ変
位センサを投光用ファイバ４および受光用ファイバ６の
先端を軸方向に見た場合の矢視図で、光源１からの光が
投光用光ファイバ４から測定面３に投光され、さらに受
光用光ファイバ６に受光される様子を示す説明図であ
る。投光用光ファイバ４から出射される光線の光軸と測
定面３の法線とがなす角および受光用光ファイバ６が受
光する光線の光軸と測定面３の法線とがなす角は等しく
その角度をθとし、また投光用光ファイバ４と受光用光
ファイバ６の軸間の距離を２ｄとすると、受光用光ファ
イバが受光する光の量は距離ｌが０≦ｌ〈ｄ×ｃｏｔθ
の範囲では距離ｌに対応して増え、ｌ＝ｌ2 ＝ｄ×ｃｏ
ｔθとなるとき最大となり、１〉ｄ×ｃｏｔθの範囲で
はｌに対応して減少する。
面を用いて詳細に説明する。図２は図１の光ファイバ変
位センサを投光用ファイバ４および受光用ファイバ６の
先端を軸方向に見た場合の矢視図で、光源１からの光が
投光用光ファイバ４から測定面３に投光され、さらに受
光用光ファイバ６に受光される様子を示す説明図であ
る。投光用光ファイバ４から出射される光線の光軸と測
定面３の法線とがなす角および受光用光ファイバ６が受
光する光線の光軸と測定面３の法線とがなす角は等しく
その角度をθとし、また投光用光ファイバ４と受光用光
ファイバ６の軸間の距離を２ｄとすると、受光用光ファ
イバが受光する光の量は距離ｌが０≦ｌ〈ｄ×ｃｏｔθ
の範囲では距離ｌに対応して増え、ｌ＝ｌ2 ＝ｄ×ｃｏ
ｔθとなるとき最大となり、１〉ｄ×ｃｏｔθの範囲で
はｌに対応して減少する。
【００１０】図３は距離ｌと受光用光ファイバ６が受光
する光の強度の関係を示すグラフである。受光用ファイ
バ６が受光する光の強度は、受光用光ファイバが受光す
る光の量に対応するため、距離ｌがｌ＝０からｌ＝ｌ2
までは距離ｌに対応して徐々に増加し、ｌ＝ｌ2 よりも
大きくなると距離ｌに対応して徐々に減少する。
する光の強度の関係を示すグラフである。受光用ファイ
バ６が受光する光の強度は、受光用光ファイバが受光す
る光の量に対応するため、距離ｌがｌ＝０からｌ＝ｌ2
までは距離ｌに対応して徐々に増加し、ｌ＝ｌ2 よりも
大きくなると距離ｌに対応して徐々に減少する。
【００１１】したがって、距離ｌと受光用光ファイバ６
が受光した光の強度との関係を０≦ｌ≦ｌ2 またはｌ≧
ｌ2 のどちらかの範囲で利用することによって、受光用
光ファイバ６が受講した光の受光強度から、測定面３と
投光用光ファイバ４および受光用光ファイバ６のと距離
ｌを測定することができる。
が受光した光の強度との関係を０≦ｌ≦ｌ2 またはｌ≧
ｌ2 のどちらかの範囲で利用することによって、受光用
光ファイバ６が受講した光の受光強度から、測定面３と
投光用光ファイバ４および受光用光ファイバ６のと距離
ｌを測定することができる。
【００１２】
【発明の効果】本発明の光ファイバ変位センサは、先端
を斜めに傾けて切断した光ファイバを使用し、光ファイ
バの軸に対して垂直な方向に投光および受光することが
可能となるため、光ファイバのファイバ径より広い空間
であれば狭い間隔でも非接触で変位を測定すことができ
るという効果がある。
を斜めに傾けて切断した光ファイバを使用し、光ファイ
バの軸に対して垂直な方向に投光および受光することが
可能となるため、光ファイバのファイバ径より広い空間
であれば狭い間隔でも非接触で変位を測定すことができ
るという効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示した実施例を投光用端面および受光用
端面の方向から見た図である。
端面の方向から見た図である。
【図３】図１に示した実施例の測定距離と受光強度の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図４】従来の光ファイバ変位センサの一例を示す平面
図である。
図である。
【図５】図４に示した光ファイバ変位センサの測定距離
と受光強度の関係を示す図である。
と受光強度の関係を示す図である。
１，８ 光源 ２ 投光用端面 ３，９ 測定面 ４，１０ 投光用光ファイバ ５ 受光用端面 ６，１１ 受光用光ファイバ ７，１２ 光検出器
Claims (2)
- 【請求項１】 光源と、先端に光軸に対し４５度傾けた
投光用端面を設けた投光用光ファイバと、先端部が前記
投光用光ファイバの先端部に平行に配置され先端に光軸
に対し４５度傾けた受光用端面を設けた受光用光ファイ
バと、光の強度を検出する光検出器とを含み、前記光源
からの光を前記投光用光ファイバで伝送し前記投光用端
面で反射させて測定面に照射し、前記測定面からの反射
光を前記受光用端面で反射させて前記受光用光ファイバ
で伝送し前記光検出器に入射することを特徴とする光フ
ァイバ変位センサ。 - 【請求項２】 前記投光用光ファイバの光軸を通ってき
た光の前記投光用端面による反射光と前記受光用端面を
反射して前記受光用ファイバの光軸を通る光の前記受光
用端面を反射する前の光とが互いに２θの角度をなし、
前記投光用光ファイバの先端部の光軸と、前記受光用光
ファイバの先端部の光軸との間を距離２ｄとすると、測
定面が前記投光用光ファイバの先端部の光軸と前記受光
用光ファイバの先端部の光軸とを含む平面と平行で当該
平面との間の距離がｄ×ｃｏｔθである時に光検出器が
最大の光量を検出する請求項１記載の光ファイバ変位セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156498A JPH0712514A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 光ファイバ変位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156498A JPH0712514A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 光ファイバ変位センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712514A true JPH0712514A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15629076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5156498A Pending JPH0712514A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 光ファイバ変位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712514A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030096777A (ko) * | 2002-06-17 | 2003-12-31 | 박승환 | 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서 |
| KR100461197B1 (ko) * | 2002-03-12 | 2004-12-13 | (주)세기엔지니어링 | 광섬유 변위 측정 센서 및 이를 이용한 변위 측정 장치 |
| KR20230125609A (ko) * | 2022-02-21 | 2023-08-29 | 주식회사 카이스 | 광섬유를 이용한 변위 센서 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59116505A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | Hitachi Ltd | 光フアイバセンサ |
| JPS62110103A (ja) * | 1985-04-30 | 1987-05-21 | メタテツク コ−ポレイシヨン | 光フアイバ−変換器 |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP5156498A patent/JPH0712514A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59116505A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | Hitachi Ltd | 光フアイバセンサ |
| JPS62110103A (ja) * | 1985-04-30 | 1987-05-21 | メタテツク コ−ポレイシヨン | 光フアイバ−変換器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100461197B1 (ko) * | 2002-03-12 | 2004-12-13 | (주)세기엔지니어링 | 광섬유 변위 측정 센서 및 이를 이용한 변위 측정 장치 |
| KR20030096777A (ko) * | 2002-06-17 | 2003-12-31 | 박승환 | 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서 |
| KR20230125609A (ko) * | 2022-02-21 | 2023-08-29 | 주식회사 카이스 | 광섬유를 이용한 변위 센서 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960227 |