JPH0765910B2 - 光フアイバセンサ装置 - Google Patents
光フアイバセンサ装置Info
- Publication number
- JPH0765910B2 JPH0765910B2 JP61228626A JP22862686A JPH0765910B2 JP H0765910 B2 JPH0765910 B2 JP H0765910B2 JP 61228626 A JP61228626 A JP 61228626A JP 22862686 A JP22862686 A JP 22862686A JP H0765910 B2 JPH0765910 B2 JP H0765910B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- pulse
- directional coupler
- sensor
- line
- 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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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバを用いて被測定機器に取り付けら
れた複数個の光センサに光パルスを供給し、そのセンサ
情報を受信して種々の計測結果を得るようにした光ファ
イバセンサ装置に関する。
れた複数個の光センサに光パルスを供給し、そのセンサ
情報を受信して種々の計測結果を得るようにした光ファ
イバセンサ装置に関する。
光ファイバセンサは、低損失，広帯域，無誘導及び絶縁
性等、数多くの特長を有するため、その将来性が注目さ
れている。この光ファイバセンサの一方式に、電界，磁
界，圧力，温度等の物理刺激によって光パワーの透過量
が変化するものがある。たとえば、ポッケルス効果、フ
ァラデー効果を用いた光電圧，電流計などはこの方式の
ものである（例えば特公昭60−51689号公報，特公昭60
−51690号公報参照）。
性等、数多くの特長を有するため、その将来性が注目さ
れている。この光ファイバセンサの一方式に、電界，磁
界，圧力，温度等の物理刺激によって光パワーの透過量
が変化するものがある。たとえば、ポッケルス効果、フ
ァラデー効果を用いた光電圧，電流計などはこの方式の
ものである（例えば特公昭60−51689号公報，特公昭60
−51690号公報参照）。
従来、光ファイバを用いて複数個のセンサ情報を計測す
るにあたって、それぞれ異なる距離にある光センサ情報
を得る場合は、それぞれの被測定機器に取り付けられた
光センサに、レーザダイオード等を用いた光送信器から
送信された光パワーを送信線を通して光センサに送り、
光センサの計測信号を受信線を通して光受信器に受信し
て光センサの情報を得るようにしている。
るにあたって、それぞれ異なる距離にある光センサ情報
を得る場合は、それぞれの被測定機器に取り付けられた
光センサに、レーザダイオード等を用いた光送信器から
送信された光パワーを送信線を通して光センサに送り、
光センサの計測信号を受信線を通して光受信器に受信し
て光センサの情報を得るようにしている。
しかるに、複数個の光センサをそれぞれに、送信線及び
受信線を接続し、これらの線に光送信器あるいは光受信
器等を個別に設けているため、それぞれの光送信器ある
いは光受信器に伝送線あるいは受信線を接続する際、ど
の機器に対応するか識別が困難であるほか、装置が輻輳
化していた。
受信線を接続し、これらの線に光送信器あるいは光受信
器等を個別に設けているため、それぞれの光送信器ある
いは光受信器に伝送線あるいは受信線を接続する際、ど
の機器に対応するか識別が困難であるほか、装置が輻輳
化していた。
本発明は、このような従来の問題点を解決して、一本の
光ファイバ伝送路を用いて遠隔地にある複数の光センサ
情報の授受を行うことを目的とする。
光ファイバ伝送路を用いて遠隔地にある複数の光センサ
情報の授受を行うことを目的とする。
この目的を達成するため、本発明の光ファイバセンサ装
置は、光パルスを発生する光送信器と、該光送信器から
出力される光パルスを伝送する一本の光ファイバからな
る光幹線路と、該光幹線路から分岐される少なくとも一
つの分岐光線路と、該分岐光線路に接続された方向性結
合器と、外部の物理的，電磁的刺激で光パワーの透過量
が変化する光センサと、長さが異なり、それぞれの一端
が前記方向性結合器に接続され、それぞれの他端が前記
光センサの両端に対向して接続される２つの光線路とを
備え、前記方向性結合器は、前記２つの光線路を介して
前記光センサの両端からそれぞれ入射した光パルスの透
過光を前記２つの光線路を介して重畳するものであり、
さらに、前記方向性結合器により重畳された光信号を前
記光幹線路を介して受信する光受信器と、受信した光信
号のピーク値を検出する信号処理装置を設けたことを特
徴とする。
置は、光パルスを発生する光送信器と、該光送信器から
出力される光パルスを伝送する一本の光ファイバからな
る光幹線路と、該光幹線路から分岐される少なくとも一
つの分岐光線路と、該分岐光線路に接続された方向性結
合器と、外部の物理的，電磁的刺激で光パワーの透過量
が変化する光センサと、長さが異なり、それぞれの一端
が前記方向性結合器に接続され、それぞれの他端が前記
光センサの両端に対向して接続される２つの光線路とを
備え、前記方向性結合器は、前記２つの光線路を介して
前記光センサの両端からそれぞれ入射した光パルスの透
過光を前記２つの光線路を介して重畳するものであり、
さらに、前記方向性結合器により重畳された光信号を前
記光幹線路を介して受信する光受信器と、受信した光信
号のピーク値を検出する信号処理装置を設けたことを特
徴とする。
本発明の光ファイバセンサ装置は、光ファイバの広帯域
性をうまく利用したもので、データハイウェイといわれ
る一本の光幹線路に多くのセンサヘッドを配置して、面
的及び線的にひろがったセンサ情報を効率よく収集する
システムである。
性をうまく利用したもので、データハイウェイといわれ
る一本の光幹線路に多くのセンサヘッドを配置して、面
的及び線的にひろがったセンサ情報を効率よく収集する
システムである。
光パルスの多重化によるマルチプレキシング法には、透
過形センサを使用した一線式及び二線式、反射形センサ
を使用した一線式等が提案されている。
過形センサを使用した一線式及び二線式、反射形センサ
を使用した一線式等が提案されている。
本発明においては、一本の光幹線路を備え、光送信器か
ら送信された光パルスを、異なる距離に取り付けられた
それぞれの光センサに分岐して送信し、それぞれの光セ
ンサからの計測信号を光幹線路に送信に、光幹線路から
光受信器に受信した光パルスの到達した時間差によっ
て、光センサの位置を特定し、光パルスの波形から計測
信号を得る。各光センサにおいては、光送信器によって
送信された光パルスは方向性結合器によって２つの長さ
の異なる光線路に分岐され、遅れ時間をもって光センサ
の両端から入射する。入射した光パルスは光センサを透
過し、光線路を通って方向性結合器に到達する。２つの
透過光の光路長はいずれも２つの光線路の長さの和であ
り等しいので、方向性結合器においては、光センサを透
過した２つの光パルスは同じ時刻で重畳され、光センサ
の端面による反射光とは区別できるピークを持つことが
できる。このピーク値を監視することにより、各端末の
物理状態の変化を検出することができる。
ら送信された光パルスを、異なる距離に取り付けられた
それぞれの光センサに分岐して送信し、それぞれの光セ
ンサからの計測信号を光幹線路に送信に、光幹線路から
光受信器に受信した光パルスの到達した時間差によっ
て、光センサの位置を特定し、光パルスの波形から計測
信号を得る。各光センサにおいては、光送信器によって
送信された光パルスは方向性結合器によって２つの長さ
の異なる光線路に分岐され、遅れ時間をもって光センサ
の両端から入射する。入射した光パルスは光センサを透
過し、光線路を通って方向性結合器に到達する。２つの
透過光の光路長はいずれも２つの光線路の長さの和であ
り等しいので、方向性結合器においては、光センサを透
過した２つの光パルスは同じ時刻で重畳され、光センサ
の端面による反射光とは区別できるピークを持つことが
できる。このピーク値を監視することにより、各端末の
物理状態の変化を検出することができる。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
第１図は本発明の実施例を示すものである。図におい
て、１は電気パルス発生器、２は電気パルスを光パルス
に変換して送出するレーザダイオード等の光送信器、３
は光ファイバを用いた光幹線路である。４は光幹線路３
に接続した方向性結合器であり、光幹線路３を通る通信
の光パルスを受信用光線路５に分岐するようにしてい
る。６は光受信器、７は増幅器、８は信号処理装置、９
は表示装置、10a,10b,・・・10nは光幹線路３に接続し
た方向性結合器、11a,11b,‥‥11nは光ファイバよりな
る分岐光線路、12a,12b,‥‥12nは方向性結合器、13a,1
3b,‥‥13nは光センサである。これらの光センサは、例
えば、電気光学結晶13a1,13b1,‥‥13n1の両端面に偏光
子13a2,13a3,13b2,13b3,‥‥13n2,13n3が設けられ、被
測定機器（図示せず）に取り付けられ、被測定機器にお
ける電圧、電流、磁界等の状態を検出するものである。
また、光センサには、一端に光ファイバを用いた長さl1
の光線路14a,14b,‥‥14nを介して前記方向性結合器12
a,12b,・・・・・12nの一方端が接続され、他端に光フ
ァイバを用いた前記光線路14a,14b,・・・14nの長さl1
よりΔｌ長いl2の光線路15a,15b,‥‥15nが接続されて
いる。
て、１は電気パルス発生器、２は電気パルスを光パルス
に変換して送出するレーザダイオード等の光送信器、３
は光ファイバを用いた光幹線路である。４は光幹線路３
に接続した方向性結合器であり、光幹線路３を通る通信
の光パルスを受信用光線路５に分岐するようにしてい
る。６は光受信器、７は増幅器、８は信号処理装置、９
は表示装置、10a,10b,・・・10nは光幹線路３に接続し
た方向性結合器、11a,11b,‥‥11nは光ファイバよりな
る分岐光線路、12a,12b,‥‥12nは方向性結合器、13a,1
3b,‥‥13nは光センサである。これらの光センサは、例
えば、電気光学結晶13a1,13b1,‥‥13n1の両端面に偏光
子13a2,13a3,13b2,13b3,‥‥13n2,13n3が設けられ、被
測定機器（図示せず）に取り付けられ、被測定機器にお
ける電圧、電流、磁界等の状態を検出するものである。
また、光センサには、一端に光ファイバを用いた長さl1
の光線路14a,14b,‥‥14nを介して前記方向性結合器12
a,12b,・・・・・12nの一方端が接続され、他端に光フ
ァイバを用いた前記光線路14a,14b,・・・14nの長さl1
よりΔｌ長いl2の光線路15a,15b,‥‥15nが接続されて
いる。
パルス発生器１から発生される電気パルスは、光送信器
２で光パルスに変換されて光幹線路３に送り出される。
この光パルスはそれぞれの方向性結合器10a,10b,・・・
10nで分岐されて分岐光線路11a,11b,‥‥11nを通り、方
向性結合器12a,12b,‥‥12nに送信される。
２で光パルスに変換されて光幹線路３に送り出される。
この光パルスはそれぞれの方向性結合器10a,10b,・・・
10nで分岐されて分岐光線路11a,11b,‥‥11nを通り、方
向性結合器12a,12b,‥‥12nに送信される。
さて、方向性結合器12aに受信した光パルスは方向性結
合器12aにより２つに分岐され、それぞれの光線路14a,1
5aに送信される。光線路14aを通過する光パルスが光セ
ンサ13aに達すると、光パルスの一部は光センサに当た
って反射し、反射光の光パルスとなって光線路14aに送
信され、残部は光センサを浸透する透過光の光パルスと
なって光線路15aに送信される。
合器12aにより２つに分岐され、それぞれの光線路14a,1
5aに送信される。光線路14aを通過する光パルスが光セ
ンサ13aに達すると、光パルスの一部は光センサに当た
って反射し、反射光の光パルスとなって光線路14aに送
信され、残部は光センサを浸透する透過光の光パルスと
なって光線路15aに送信される。
しかして、光線路15aは光線路14aよりΔｌ長く構成され
ているため、光線路14aを透過する反射光の光パルスが
光線路15aを透過する透過光の光パルスよりｔ時間早く
方向性結合器12aを通り、分岐光線路11a,方向性結合器1
0a,光幹線路３を経て、方向性結合器４で分岐されて受
信用光線路５から光受信器６に送られる。
ているため、光線路14aを透過する反射光の光パルスが
光線路15aを透過する透過光の光パルスよりｔ時間早く
方向性結合器12aを通り、分岐光線路11a,方向性結合器1
0a,光幹線路３を経て、方向性結合器４で分岐されて受
信用光線路５から光受信器６に送られる。
一方、光線路15aを通過する光パルスが光センサ13aに達
すると、前記と同じように光パルスの一部は光センサに
当たって反射し、反射光の光パルスとなって光線路15a
に送信され、残部は光センサを透過する透過光の光パル
スとなって光線路14aに送信される。光線路14aを通過す
る透過光の光パルスが光線路15aを通過する反射光の光
パルスよりもｔ時間早く方向性結合器12aを通り、分岐
光線路11a,方向性結合器10a,光幹線路3,方向性結合器４
を通り、受信用光線路５から光受信器６に送信される。
すると、前記と同じように光パルスの一部は光センサに
当たって反射し、反射光の光パルスとなって光線路15a
に送信され、残部は光センサを透過する透過光の光パル
スとなって光線路14aに送信される。光線路14aを通過す
る透過光の光パルスが光線路15aを通過する反射光の光
パルスよりもｔ時間早く方向性結合器12aを通り、分岐
光線路11a,方向性結合器10a,光幹線路3,方向性結合器４
を通り、受信用光線路５から光受信器６に送信される。
第２図は、光受信器６で受信したそれぞれの光パルスの
特性図で、横軸に時間を、縦軸にパルスの高さをとって
いる。Ａは方向性結合器12aで２つに分岐され、光線路1
4aに送信された光パルスを示し、Ｂは方向性結合器12a
で２つに分岐され、光線路15aを通る光パルスである。
ａは光線路14aを通る光パルスで、ｂは光線路15aを通る
光パルスである。光受信器６で受信した光パルスは増幅
器７で増幅され、信号処理装置８で処理され、表示装置
９に出力される。
特性図で、横軸に時間を、縦軸にパルスの高さをとって
いる。Ａは方向性結合器12aで２つに分岐され、光線路1
4aに送信された光パルスを示し、Ｂは方向性結合器12a
で２つに分岐され、光線路15aを通る光パルスである。
ａは光線路14aを通る光パルスで、ｂは光線路15aを通る
光パルスである。光受信器６で受信した光パルスは増幅
器７で増幅され、信号処理装置８で処理され、表示装置
９に出力される。
Ａ−ｂの光パルスとＢ−ａの光パルス、すなわち方向性
結合器12aで２つに分岐され光線路14aに送出され、光パ
ルスのうち光センサ13aを透過する透過光の光パルス
と、光線路15aに送り出された光パルスのうち光センサ1
3aを透過する透過光の光パルスとが重畳され、第３図に
示すように中央に透過光の光パルスが、その両側に光セ
ンサの反射光の光パルスがそれぞれ表示される。いまこ
の光センサを被測定機器に取り付け、被測定機器の磁界
を測定する場合、被測定器を磁界が発生していると、光
センサ13aが磁界を検出して第３図に示すように光セン
サの透過光の光パルスが出力され、磁界がなくなると出
力されなくなる。また磁界が変化すると、第３図の中央
のパルスの高さが上下し、磁界の大きさに変化があった
ことを知ることができる。
結合器12aで２つに分岐され光線路14aに送出され、光パ
ルスのうち光センサ13aを透過する透過光の光パルス
と、光線路15aに送り出された光パルスのうち光センサ1
3aを透過する透過光の光パルスとが重畳され、第３図に
示すように中央に透過光の光パルスが、その両側に光セ
ンサの反射光の光パルスがそれぞれ表示される。いまこ
の光センサを被測定機器に取り付け、被測定機器の磁界
を測定する場合、被測定器を磁界が発生していると、光
センサ13aが磁界を検出して第３図に示すように光セン
サの透過光の光パルスが出力され、磁界がなくなると出
力されなくなる。また磁界が変化すると、第３図の中央
のパルスの高さが上下し、磁界の大きさに変化があった
ことを知ることができる。
第４図は、光受信器６によって受信された光情報のパワ
ー波形図であり、各端末の距離に相当する時間だけずれ
た、ピーク値が対数的に減衰した特性を見ることができ
る。
ー波形図であり、各端末の距離に相当する時間だけずれ
た、ピーク値が対数的に減衰した特性を見ることができ
る。
以上に説明したように、本発明においては、光センサの
両側に長さの異なる２本の光ファイバを接続しその他端
を方向性結合器に接続して入力側から送信された光パル
スの応答信号を受信側に返信するようにしている。光セ
ンサにおいては、物理変化又は電磁的影響により光セン
サを透過する光の透過条件が変わり、光の遅延作用によ
り重畳された光パルスの中央のピーク値が変化する。こ
れにより、一本の光幹線路で複数の端末の物理状況の変
化を検出することができる。
両側に長さの異なる２本の光ファイバを接続しその他端
を方向性結合器に接続して入力側から送信された光パル
スの応答信号を受信側に返信するようにしている。光セ
ンサにおいては、物理変化又は電磁的影響により光セン
サを透過する光の透過条件が変わり、光の遅延作用によ
り重畳された光パルスの中央のピーク値が変化する。こ
れにより、一本の光幹線路で複数の端末の物理状況の変
化を検出することができる。
第１図は本発明の構成を示す回路図、第２図は光パルス
の遅延の状態を示す光パルス波形図、第３図は重畳され
た透過光の波形図、第４図は受信された光信号の光パワ
ー図である。 1:電気パルス発生器、2:光送信器 3:光幹線路、4:方向性結合器 5:受信用光線路、6:光受信器 7:増幅器、8:信号処理装置 9:表示装置 10a,10b,‥‥10n:方向性結合器 11a,11b,‥‥11n:分岐光線路 12a,12b,‥‥12n:方向性結合器 13a,13b,‥‥13n:光センサ 13a1,13b1,‥‥13n1:電気光学結晶 13a2,13a3,13b2,13b3,・・・13n2,13n3:偏光子 14a,14b,‥‥14n:光線路 15a,15b,‥‥15n:光線路
の遅延の状態を示す光パルス波形図、第３図は重畳され
た透過光の波形図、第４図は受信された光信号の光パワ
ー図である。 1:電気パルス発生器、2:光送信器 3:光幹線路、4:方向性結合器 5:受信用光線路、6:光受信器 7:増幅器、8:信号処理装置 9:表示装置 10a,10b,‥‥10n:方向性結合器 11a,11b,‥‥11n:分岐光線路 12a,12b,‥‥12n:方向性結合器 13a,13b,‥‥13n:光センサ 13a1,13b1,‥‥13n1:電気光学結晶 13a2,13a3,13b2,13b3,・・・13n2,13n3:偏光子 14a,14b,‥‥14n:光線路 15a,15b,‥‥15n:光線路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０８Ｃ 23/04 (56)参考文献 特開 昭58−105397（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−21010（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−112608（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−189030（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−114955（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−142332（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−75539（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−171526（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】光パルスを発生する光送信器と、該光送信
器から出力される光パルスを伝送する一本の光ファイバ
からなる光幹線路と、該光幹線路から分岐される少なく
とも一つの分岐光線路と、該分岐光線路に接続された方
向性結合器と、外部の物理的，電磁的刺激で光パワーの
透過量が変化する光センサと、長さが異なり、それぞれ
の一端が前記方向性結合器に接続され、それぞれの他端
が前記光センサの両端に対向して接続される２つの光線
路とを備え、前記方向性結合器は、前記２つの光線路を
介して前記光センサの両端からそれぞれ入射した光パル
スの透過光を前記２つの光線路を介して重畳するもので
あり、さらに、前記方向性結合器により重畳された光信
号を前記光幹線路を介して受信する光受信器と、受信し
た光信号のピーク値を検出する信号処理装置を設けたこ
とを特徴とする光ファイバセンサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228626A JPH0765910B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 光フアイバセンサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228626A JPH0765910B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 光フアイバセンサ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6382320A JPS6382320A (ja) | 1988-04-13 |
| JPH0765910B2 true JPH0765910B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=16879287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61228626A Expired - Lifetime JPH0765910B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 光フアイバセンサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765910B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0895075A3 (en) * | 1997-07-31 | 1999-10-20 | Litton Systems, Inc. | Time-division multiplexed array of optical non-acoustic pressure sensors |
| US5987197A (en) * | 1997-11-07 | 1999-11-16 | Cidra Corporation | Array topologies for implementing serial fiber Bragg grating interferometer arrays |
| EP2330390B1 (en) * | 2008-08-20 | 2017-05-17 | Kabusikikaisha Watanabeseisakusyo | Optical fiber sensing system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5621010A (en) * | 1979-07-28 | 1981-02-27 | Fujitsu Ltd | System for measuring analogue quantity by light |
| JPS58105397A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-23 | 松下電器産業株式会社 | 光センサ装置 |
-
1986
- 1986-09-26 JP JP61228626A patent/JPH0765910B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6382320A (ja) | 1988-04-13 |
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