JPH0953996A - 温度検出装置 - Google Patents
温度検出装置Info
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- JPH0953996A JPH0953996A JP7208777A JP20877795A JPH0953996A JP H0953996 A JPH0953996 A JP H0953996A JP 7208777 A JP7208777 A JP 7208777A JP 20877795 A JP20877795 A JP 20877795A JP H0953996 A JPH0953996 A JP H0953996A
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Landscapes
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成により被測定物の異常温度を容易
に検知でき、しかも被測定物の温度上昇位置をも検知で
きるようにする。 【解決手段】 光源1及び受光素子2を、光ファイバ3
により光カプラ4に接続し、この光カプラ4に第1ない
し第4温度センサ6a,6b,6c,6dをそれぞれ光
ファイバ7により接続し、各温度センサ6a,6b,6
c,6dそれぞれを、一端が開口した容器9と、中央部
に透孔10を有し容器9の開口より内部に挿入された防
水キャップ11と、同じ材質の感温変色材が容器9内部
の防水キャップ11との間の空間内に充填されて成り温
度上昇により特定波長の光に対して光吸収・散乱が変化
し易い色に変色する感温部13とにより構成し、各温度
センサ6a,6b,6c,6dにおける光ファイバ7の
先端面それぞれを各感温部13の感温変色材表面14か
ら異なる距離だけ離して配置している。
に検知でき、しかも被測定物の温度上昇位置をも検知で
きるようにする。 【解決手段】 光源1及び受光素子2を、光ファイバ3
により光カプラ4に接続し、この光カプラ4に第1ない
し第4温度センサ6a,6b,6c,6dをそれぞれ光
ファイバ7により接続し、各温度センサ6a,6b,6
c,6dそれぞれを、一端が開口した容器9と、中央部
に透孔10を有し容器9の開口より内部に挿入された防
水キャップ11と、同じ材質の感温変色材が容器9内部
の防水キャップ11との間の空間内に充填されて成り温
度上昇により特定波長の光に対して光吸収・散乱が変化
し易い色に変色する感温部13とにより構成し、各温度
センサ6a,6b,6c,6dにおける光ファイバ7の
先端面それぞれを各感温部13の感温変色材表面14か
ら異なる距離だけ離して配置している。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、被測定物の異常
温度を検出する温度検出装置に関する。
温度を検出する温度検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】被測定物の温度を検知する場合に、特に
ノイズ環境下や爆発のおそれのある場所等において有効
な手段として光ファイバを用いることが従来より考えら
れており、例えば特開平4−355333号公報に記載
のように、自動的に被測定物の温度上昇を検知する装置
が提案されており、これは被監視部に取り付けられた感
温変色素子に光ファイバを介して光源から光を照射する
と共に、感温変色素子からの反射光を光ファイバを介し
て色識別素子で受光することによって被監視部の温度を
監視するというものである。
ノイズ環境下や爆発のおそれのある場所等において有効
な手段として光ファイバを用いることが従来より考えら
れており、例えば特開平4−355333号公報に記載
のように、自動的に被測定物の温度上昇を検知する装置
が提案されており、これは被監視部に取り付けられた感
温変色素子に光ファイバを介して光源から光を照射する
と共に、感温変色素子からの反射光を光ファイバを介し
て色識別素子で受光することによって被監視部の温度を
監視するというものである。
【0003】しかしながら、このような構成では、監視
或いは測定すべき点が複数になると光ファイバや光源,
色識別素子を複数設けなければならず、全体の構成の複
雑化を招く。
或いは測定すべき点が複数になると光ファイバや光源,
色識別素子を複数設けなければならず、全体の構成の複
雑化を招く。
【0004】また、特開平3−92737号公報に記載
のように、サーマルペイント等の示温材を被測定部の温
度センサとして用い、この示温材に照明用オプチカルフ
ァイバを介して光源からの光束を照射して、示温材の温
度変化に基づいて色が変化する反射光を受光用オプチカ
ルファイバを介して色識別受光素子へ導光し、色識別受
光素子の識別信号を演算処理して色データとして警報発
生部により警報信号に応じた警報を発生するようにし、
測定部に貼着した示温材をセンサ部カバーハウジングで
覆い、又はセンサヘッドハウジング内の底面に示温材を
貼着した構造のセンサ部を有するものなどが提案されて
いる。
のように、サーマルペイント等の示温材を被測定部の温
度センサとして用い、この示温材に照明用オプチカルフ
ァイバを介して光源からの光束を照射して、示温材の温
度変化に基づいて色が変化する反射光を受光用オプチカ
ルファイバを介して色識別受光素子へ導光し、色識別受
光素子の識別信号を演算処理して色データとして警報発
生部により警報信号に応じた警報を発生するようにし、
測定部に貼着した示温材をセンサ部カバーハウジングで
覆い、又はセンサヘッドハウジング内の底面に示温材を
貼着した構造のセンサ部を有するものなどが提案されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように示
温材を用いる場合、示温材から成る温度センサが1つで
あるため、被測定物の温度が示温材の変色温度に達した
かどうかを検知することはできても、被測定物のどの部
位が温度上昇したかを知ることは不可能である。
温材を用いる場合、示温材から成る温度センサが1つで
あるため、被測定物の温度が示温材の変色温度に達した
かどうかを検知することはできても、被測定物のどの部
位が温度上昇したかを知ることは不可能である。
【0006】この発明が解決しようとする課題は、簡単
な構成により被測定物の異常温度を容易に検知でき、し
かも被測定物の温度上昇位置をも検知できるようにする
ことにある。
な構成により被測定物の異常温度を容易に検知でき、し
かも被測定物の温度上昇位置をも検知できるようにする
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
光源からの光を光ファイバを介して被測定物近辺に設置
された複数の温度センサに導き、これらの各温度センサ
を構成する容器内には温度上昇により特定波長の光に対
し光吸収・散乱が変化し易い色に変色する感温変色材を
充填しておき、前記各温度センサの感温変色材表面での
反射光を前記光ファイバ及び光分岐結合器を介して受光
素子により受光し、前記感温変色材の変色に伴う前記反
射光の強度変化を検出して前記被測定物の温度上昇を検
出するようにしたことを特徴としている。
光源からの光を光ファイバを介して被測定物近辺に設置
された複数の温度センサに導き、これらの各温度センサ
を構成する容器内には温度上昇により特定波長の光に対
し光吸収・散乱が変化し易い色に変色する感温変色材を
充填しておき、前記各温度センサの感温変色材表面での
反射光を前記光ファイバ及び光分岐結合器を介して受光
素子により受光し、前記感温変色材の変色に伴う前記反
射光の強度変化を検出して前記被測定物の温度上昇を検
出するようにしたことを特徴としている。
【0008】また、請求項2記載の発明は、光源と、受
光素子と、複数の温度センサと、前記光源,前記受光素
子及び前記各温度センサそれぞれに光ファイバにより接
続され前記光源からの光を前記各温度センサに導光し前
記各温度センサからの反射光を前記受光素子に導光する
光分岐結合器と、前記受光素子により受光された反射光
の強度変化を検出する識別回路とから成り、前記各温度
センサそれぞれが、一端が開口した容器と、前記容器内
に感温変色材が充填されて成り温度上昇により特定波長
の光に対して光吸収・散乱が変化し易い色に変色する感
温部と、前記容器の開口より前記容器内部に挿入され中
央部に透孔を介して温度センサ側の前記光ファイバの先
端が導入された防水キャップとにより構成され、前記各
温度センサ側の前記光ファイバが前記感温変色材の表面
からの反射光を受けるようになっていることを特徴とし
ている。
光素子と、複数の温度センサと、前記光源,前記受光素
子及び前記各温度センサそれぞれに光ファイバにより接
続され前記光源からの光を前記各温度センサに導光し前
記各温度センサからの反射光を前記受光素子に導光する
光分岐結合器と、前記受光素子により受光された反射光
の強度変化を検出する識別回路とから成り、前記各温度
センサそれぞれが、一端が開口した容器と、前記容器内
に感温変色材が充填されて成り温度上昇により特定波長
の光に対して光吸収・散乱が変化し易い色に変色する感
温部と、前記容器の開口より前記容器内部に挿入され中
央部に透孔を介して温度センサ側の前記光ファイバの先
端が導入された防水キャップとにより構成され、前記各
温度センサ側の前記光ファイバが前記感温変色材の表面
からの反射光を受けるようになっていることを特徴とし
ている。
【0009】従って、請求項1,2記載の発明において
は、被測定物の温度上昇による感温部の感温変色材の変
色に伴い、感温変色材表面による反射光の強度が変化
し、この変化によって温度上昇が検出されるため、構成
の複雑化を招くことなく、簡単な構成により被測定物の
異常温度を容易に検知することができる。
は、被測定物の温度上昇による感温部の感温変色材の変
色に伴い、感温変色材表面による反射光の強度が変化
し、この変化によって温度上昇が検出されるため、構成
の複雑化を招くことなく、簡単な構成により被測定物の
異常温度を容易に検知することができる。
【0010】このとき、請求項3記載のように、各感温
部の感温変色材の変色後の色が異なるように感温変色材
を選択しても、或いは請求項4記載のように、各温度セ
ンサ側の光ファイバの先端面それぞれから感温変色材の
表面までの距離を変えてもよく、これにより各温度セン
サからの反射光強度が異なるため、各温度センサの感温
部の変色状況と反射光の光強度との関係を予め調べてお
くことにより、反射光強度からどの温度センサの感温部
が変色したかが分かり、変色した温度センサを特定する
ことによって被測定物のどの部位が温度上昇したのかを
検知することが可能になる。
部の感温変色材の変色後の色が異なるように感温変色材
を選択しても、或いは請求項4記載のように、各温度セ
ンサ側の光ファイバの先端面それぞれから感温変色材の
表面までの距離を変えてもよく、これにより各温度セン
サからの反射光強度が異なるため、各温度センサの感温
部の変色状況と反射光の光強度との関係を予め調べてお
くことにより、反射光強度からどの温度センサの感温部
が変色したかが分かり、変色した温度センサを特定する
ことによって被測定物のどの部位が温度上昇したのかを
検知することが可能になる。
【0011】さらに、請求項5記載の発明は、光源から
の光を光ファイバを介して被測定物近辺に設置された複
数の温度センサに導き、これらの各温度センサを構成す
る容器内には温度上昇により特定波長の光に対し光吸収
・散乱が変化し易い色に変色する感温変色材を充填して
おき、前記各容器内にそれぞれ設けられた光反射体によ
り反射され前記感温変色材を通過した反射光を前記光フ
ァイバ及び光分岐結合器を介して受光素子により受光
し、前記感温変色材の変色に伴う前記反射光の強度変化
を検出して前記被測定物の温度上昇を検出するようにし
たことを特徴としている。
の光を光ファイバを介して被測定物近辺に設置された複
数の温度センサに導き、これらの各温度センサを構成す
る容器内には温度上昇により特定波長の光に対し光吸収
・散乱が変化し易い色に変色する感温変色材を充填して
おき、前記各容器内にそれぞれ設けられた光反射体によ
り反射され前記感温変色材を通過した反射光を前記光フ
ァイバ及び光分岐結合器を介して受光素子により受光
し、前記感温変色材の変色に伴う前記反射光の強度変化
を検出して前記被測定物の温度上昇を検出するようにし
たことを特徴としている。
【0012】また、請求項6記載の発明は、光源と、受
光素子と、複数の温度センサと、前記光源,前記受光素
子及び前記各温度センサそれぞれに光ファイバにより接
続され前記光源からの光を前記各温度センサに導光し前
記各温度センサからの反射光を前記受光素子に導光する
光分岐結合器と、前記受光素子により受光された反射光
の強度変化を検出する識別回路とから成り、前記各温度
センサそれぞれが、一端が開口した容器と、前記容器内
に感温変色材が充填されて成り温度上昇により特定波長
の光に対して光吸収・散乱が変化し易い色に変色する感
温部と、前記容器の開口より前記容器内部に挿入され中
央部に透孔を介して温度センサ側の前記光ファイバの先
端が前記感温部に導入された防水キャップと、前記容器
の底部に配設され前記感温部に導入された前記光ファイ
バからの光をこの光ファイバに反射する光反射体とによ
り構成され、前記各温度センサ側の前記光ファイバの先
端が前記感温変色材中まで導入されてこの光ファイバが
前記光反射体により反射され前記感温変色材を通過した
反射光を受けるようになっていることを特徴としてい
る。
光素子と、複数の温度センサと、前記光源,前記受光素
子及び前記各温度センサそれぞれに光ファイバにより接
続され前記光源からの光を前記各温度センサに導光し前
記各温度センサからの反射光を前記受光素子に導光する
光分岐結合器と、前記受光素子により受光された反射光
の強度変化を検出する識別回路とから成り、前記各温度
センサそれぞれが、一端が開口した容器と、前記容器内
に感温変色材が充填されて成り温度上昇により特定波長
の光に対して光吸収・散乱が変化し易い色に変色する感
温部と、前記容器の開口より前記容器内部に挿入され中
央部に透孔を介して温度センサ側の前記光ファイバの先
端が前記感温部に導入された防水キャップと、前記容器
の底部に配設され前記感温部に導入された前記光ファイ
バからの光をこの光ファイバに反射する光反射体とによ
り構成され、前記各温度センサ側の前記光ファイバの先
端が前記感温変色材中まで導入されてこの光ファイバが
前記光反射体により反射され前記感温変色材を通過した
反射光を受けるようになっていることを特徴としてい
る。
【0013】従って、請求項5,6記載の発明において
は、被測定物の温度上昇による感温部の感温変色材の変
色に伴い、光反射体により反射され感温変色材を通過す
る反射光の強度が変化するため、請求項1,2記載の発
明と同様に、簡単な構成により被測定物の異常温度を容
易に検知することができる。
は、被測定物の温度上昇による感温部の感温変色材の変
色に伴い、光反射体により反射され感温変色材を通過す
る反射光の強度が変化するため、請求項1,2記載の発
明と同様に、簡単な構成により被測定物の異常温度を容
易に検知することができる。
【0014】このとき、請求項7記載のように各光反射
体の反射率を変えても、請求項8記載のように各温度セ
ンサ側の光ファイバの先端面それぞれから光反射体まで
の距離をそれぞれ変えてもよく、これにより各温度セン
サからの反射光強度が異なるため、各温度センサの感温
部の変色状況と反射光の光強度との関係を予め調べてお
くことにより、変色した温度センサを特定して被測定物
のどの部位が温度上昇したのかを検知することが可能に
なる。
体の反射率を変えても、請求項8記載のように各温度セ
ンサ側の光ファイバの先端面それぞれから光反射体まで
の距離をそれぞれ変えてもよく、これにより各温度セン
サからの反射光強度が異なるため、各温度センサの感温
部の変色状況と反射光の光強度との関係を予め調べてお
くことにより、変色した温度センサを特定して被測定物
のどの部位が温度上昇したのかを検知することが可能に
なる。
【0015】一方、請求項9記載のように、各感温部に
導入された光ファイバの先端が斜めに切断されている
と、光ファイバの端面での反射を抑制できる。
導入された光ファイバの先端が斜めに切断されている
と、光ファイバの端面での反射を抑制できる。
【0016】ところで、請求項10記載のように、各光
ファイバのうち、光源といずれかの温度センサとを接続
する光ファイバ、或いは受光素子といずれかの温度セン
サとを接続する光ファイバが1本であり、光分岐結合器
内においてこの1本の光ファイバに残りの光ファイバの
端部が溶着されてもよく、請求項11記載のように、光
分岐結合器が光導波路タイプまたはビームスプリッタタ
イプであってもよい。
ファイバのうち、光源といずれかの温度センサとを接続
する光ファイバ、或いは受光素子といずれかの温度セン
サとを接続する光ファイバが1本であり、光分岐結合器
内においてこの1本の光ファイバに残りの光ファイバの
端部が溶着されてもよく、請求項11記載のように、光
分岐結合器が光導波路タイプまたはビームスプリッタタ
イプであってもよい。
【0017】
(第1の実施形態)図1はこの発明の第1の実施形態の
概略図、図2は一部の断面図、図3は動作説明図であ
る。
概略図、図2は一部の断面図、図3は動作説明図であ
る。
【0018】装置全体の概略構成について説明すると、
図1に示すように、LEDその他の単色光源或いは白色
光源から成る光源1及びフォトトランジスタ,フォトダ
イオード等から成る受光素子2が、光ファイバ3により
光分岐結合器(以下光カプラと称する)4に接続され、
この光カプラ4に例えば4個の第1,第2,第3,第4
温度センサ6a,6b,6c,6dがそれぞれ光ファイ
バ7により接続されている。
図1に示すように、LEDその他の単色光源或いは白色
光源から成る光源1及びフォトトランジスタ,フォトダ
イオード等から成る受光素子2が、光ファイバ3により
光分岐結合器(以下光カプラと称する)4に接続され、
この光カプラ4に例えば4個の第1,第2,第3,第4
温度センサ6a,6b,6c,6dがそれぞれ光ファイ
バ7により接続されている。
【0019】ここで、光ファイバ3,7のうち、光源1
といずれかの温度センサ6a,6b6c,6dとを接続
する光ファイバ、或いは受光素子2といずれかの温度セ
ンサ6a,6b,6c,6dとを接続する光ファイバが
1本であり、光カプラ4内においてこの1本の光ファイ
バに残りの光ファイバの端部が溶着されている。
といずれかの温度センサ6a,6b6c,6dとを接続
する光ファイバ、或いは受光素子2といずれかの温度セ
ンサ6a,6b,6c,6dとを接続する光ファイバが
1本であり、光カプラ4内においてこの1本の光ファイ
バに残りの光ファイバの端部が溶着されている。
【0020】また、光カプラ4が光導波路タイプやビー
ムスプリッタタイプのような場合には、上記した各光フ
ァイバ3,7が光カプラ4を介して接続されることにな
り、このようなタイプの光カプラ4を用いてもよいのは
勿論である。
ムスプリッタタイプのような場合には、上記した各光フ
ァイバ3,7が光カプラ4を介して接続されることにな
り、このようなタイプの光カプラ4を用いてもよいのは
勿論である。
【0021】そして、光源1からの光は光ファイバ3の
入射端に入射して光カプラ4,各温度センサ6a,6
b,6c,6d側の光ファイバ7を介して各温度センサ
6a,6b,6c,6dに導かれ、後述する容器9内の
感温変色材表面14での反射光が各光ファイバ7,光カ
プラ4及び光ファイバ3を介して受光素子2により受光
され、識別回路8により受光された反射光の強度変化が
検出され、被測定物の温度上昇が検出される。
入射端に入射して光カプラ4,各温度センサ6a,6
b,6c,6d側の光ファイバ7を介して各温度センサ
6a,6b,6c,6dに導かれ、後述する容器9内の
感温変色材表面14での反射光が各光ファイバ7,光カ
プラ4及び光ファイバ3を介して受光素子2により受光
され、識別回路8により受光された反射光の強度変化が
検出され、被測定物の温度上昇が検出される。
【0022】ところで、各温度センサ6a,6b,6
c,6dそれぞれは図2に示すように、一端が開口した
容器9と、中央部に透孔10を有し容器9の開口より内
部に挿入されたゴムなどから成る防水キャップ11と、
それぞれ同じ感温変色材が容器9内部の防水キャップ1
1との間の空間内に空気層12を残して充填されて成り
温度上昇により特定波長の光に対して光吸収・散乱が変
化し易い色に変色する感温部13とにより構成されてお
り、各温度センサ6a,6b,6c,6dにおける光フ
ァイバ7の先端面それぞれは各感温部13の感温変色材
表面14から異なる距離だけ離れて配置されており、こ
れら各光ファイバ7が各感温変色材表面14からの反射
光を受けるようになっている。
c,6dそれぞれは図2に示すように、一端が開口した
容器9と、中央部に透孔10を有し容器9の開口より内
部に挿入されたゴムなどから成る防水キャップ11と、
それぞれ同じ感温変色材が容器9内部の防水キャップ1
1との間の空間内に空気層12を残して充填されて成り
温度上昇により特定波長の光に対して光吸収・散乱が変
化し易い色に変色する感温部13とにより構成されてお
り、各温度センサ6a,6b,6c,6dにおける光フ
ァイバ7の先端面それぞれは各感温部13の感温変色材
表面14から異なる距離だけ離れて配置されており、こ
れら各光ファイバ7が各感温変色材表面14からの反射
光を受けるようになっている。
【0023】尚、各温度センサ6a,6b,6c,6d
の感温部12に導入された光ファイバ7の先端は斜めに
切断されており、これにより光ファイバ7の端面での反
射を抑制することができる。
の感温部12に導入された光ファイバ7の先端は斜めに
切断されており、これにより光ファイバ7の端面での反
射を抑制することができる。
【0024】ここで、光源1からの光と感温変色材との
組合わせは例えば表1に示すものが望ましく、光源1に
は白色光のほか赤色光,緑色光,黄色光などの単色光を
用いるとよく、感温変色材としては、表1に示すように
高温になることによって発色,変色,消色するものが好
ましい。
組合わせは例えば表1に示すものが望ましく、光源1に
は白色光のほか赤色光,緑色光,黄色光などの単色光を
用いるとよく、感温変色材としては、表1に示すように
高温になることによって発色,変色,消色するものが好
ましい。
【0025】
【表1】
【0026】そして表1は、各色の入射光を使用した状
態で感温変色材の色が変化(例えば無色から赤色へ変
化)したときの、変色前,変色後における出射光の色と
出射光量とを示しており、特に出射光量は変色前を基準
としたときの変色後の光量変化を表わし、例えば“緑色
減少”とは緑色成分の光量が変化前より減少することを
示し、“緑色増加”とは緑色成分の光量が変化前より増
加することを示している。尚、表1中の変色前とは常温
時、変色後とは例えば60℃以上の高温時の状態をそれ
ぞれ表わしている。
態で感温変色材の色が変化(例えば無色から赤色へ変
化)したときの、変色前,変色後における出射光の色と
出射光量とを示しており、特に出射光量は変色前を基準
としたときの変色後の光量変化を表わし、例えば“緑色
減少”とは緑色成分の光量が変化前より減少することを
示し、“緑色増加”とは緑色成分の光量が変化前より増
加することを示している。尚、表1中の変色前とは常温
時、変色後とは例えば60℃以上の高温時の状態をそれ
ぞれ表わしている。
【0027】また、感温変色材としては光源1との関係
で変色前後で光吸収が変化する材料を選択すればよく、
例えば光源1に赤色光を用いたときには、その波長域に
おいて通常吸収のない無色や赤色等から赤色光が吸収さ
れる緑色や黒色その他の色に可逆的に変化するものが望
ましく、具体的には表2に示すような材料を用いればよ
く、表2に示す如く高温になることによって無色から赤
色に変色するものとして、PSD−R(フルオラン系ロ
イコ化合物)と没食子酸ラウリルとトルエンとを用いれ
ばよいが、特に表2に示す材質に限定されるものではな
い。
で変色前後で光吸収が変化する材料を選択すればよく、
例えば光源1に赤色光を用いたときには、その波長域に
おいて通常吸収のない無色や赤色等から赤色光が吸収さ
れる緑色や黒色その他の色に可逆的に変化するものが望
ましく、具体的には表2に示すような材料を用いればよ
く、表2に示す如く高温になることによって無色から赤
色に変色するものとして、PSD−R(フルオラン系ロ
イコ化合物)と没食子酸ラウリルとトルエンとを用いれ
ばよいが、特に表2に示す材質に限定されるものではな
い。
【0028】
【表2】
【0029】ところで、光カプラ4内における光ファイ
バ3,7の分岐接続状態が例えば図3に示すようになっ
ているものとし(但し、図中の実線矢印は透過光,破線
矢印は反射光を示す)、各温度センサ6a,6b,6
c,6dにおける光ファイバ7の先端面と感温変色材表
面14との距離をそれぞれ1.0mm,1.5mm,
2.0mm,2.5mmとし、光カプラ4内におけるひ
とつの分岐部の分岐比を1:0.8,損失を0.7dB
として、反射光の強度変化を受光素子2に替わるパワー
メータによって測定した結果表3に示すようになり、こ
れより例えば受光素子2により受光する反射光強度の変
化量が2.8(dB)であるとすると、第1温度センサ
6aのみにより温度検出されたことが分かり、受光素子
2により受光する反射光強度の変化量が4.4(dB)
であるとすると、第1,第2,第3温度センサ6a,6
b,6cにより温度検出されたことが分かり、同様に受
光素子2により受光する反射光強度の変化量が2.7
(dB)であるとすると、第2,第3温度センサ6b,
6cにより温度検出されたことが分かる。但し、自然冷
却後、反射光の強度は温度上昇前の状態に戻り、各温度
センサ6a,6b,6c,6dが可逆性を示すことが確
認された。
バ3,7の分岐接続状態が例えば図3に示すようになっ
ているものとし(但し、図中の実線矢印は透過光,破線
矢印は反射光を示す)、各温度センサ6a,6b,6
c,6dにおける光ファイバ7の先端面と感温変色材表
面14との距離をそれぞれ1.0mm,1.5mm,
2.0mm,2.5mmとし、光カプラ4内におけるひ
とつの分岐部の分岐比を1:0.8,損失を0.7dB
として、反射光の強度変化を受光素子2に替わるパワー
メータによって測定した結果表3に示すようになり、こ
れより例えば受光素子2により受光する反射光強度の変
化量が2.8(dB)であるとすると、第1温度センサ
6aのみにより温度検出されたことが分かり、受光素子
2により受光する反射光強度の変化量が4.4(dB)
であるとすると、第1,第2,第3温度センサ6a,6
b,6cにより温度検出されたことが分かり、同様に受
光素子2により受光する反射光強度の変化量が2.7
(dB)であるとすると、第2,第3温度センサ6b,
6cにより温度検出されたことが分かる。但し、自然冷
却後、反射光の強度は温度上昇前の状態に戻り、各温度
センサ6a,6b,6c,6dが可逆性を示すことが確
認された。
【0030】
【表3】
【0031】従って、第1の実施形態によれば、被測定
物の温度上昇による感温部13の感温変色材の変色に伴
い、感温変色材表面14による反射光の強度が変化し、
この変化によって温度上昇が検出されるため、従来のよ
うに光ファイバや光源,色識別素子を複数設ける必要が
なく、構成の複雑化を防止でき、簡単な構成により被測
定物の異常温度を容易に検知することが可能になる。
物の温度上昇による感温部13の感温変色材の変色に伴
い、感温変色材表面14による反射光の強度が変化し、
この変化によって温度上昇が検出されるため、従来のよ
うに光ファイバや光源,色識別素子を複数設ける必要が
なく、構成の複雑化を防止でき、簡単な構成により被測
定物の異常温度を容易に検知することが可能になる。
【0032】また、各温度センサ6a,6b,6c,6
d側の光ファイバ7の先端面それぞれから感温変色材表
面14までの距離を変えているため、各感温変色材表面
14による反射光の強度が異なり、各感温部13の変色
状況と反射光の光強度との関係を予め調べておくことに
より、反射光強度からどの温度センサの感温部13が変
色したかが分かり、変色した温度センサを特定すること
によって被測定物のどの部位が温度上昇したかを検知す
ることが可能になる。
d側の光ファイバ7の先端面それぞれから感温変色材表
面14までの距離を変えているため、各感温変色材表面
14による反射光の強度が異なり、各感温部13の変色
状況と反射光の光強度との関係を予め調べておくことに
より、反射光強度からどの温度センサの感温部13が変
色したかが分かり、変色した温度センサを特定すること
によって被測定物のどの部位が温度上昇したかを検知す
ることが可能になる。
【0033】さらに、各温度センサ6a,6b,6c,
6dの感温部13内に空気層12が設けられているた
め、この空気層12により温度上昇による感温部13の
体積膨張を緩和することができ、容器9内部の防水キャ
ップ11との間の空間内に感温変色材を完全に充填する
場合のように、膨張による感温部13の破損を防止する
ことが可能になる。
6dの感温部13内に空気層12が設けられているた
め、この空気層12により温度上昇による感温部13の
体積膨張を緩和することができ、容器9内部の防水キャ
ップ11との間の空間内に感温変色材を完全に充填する
場合のように、膨張による感温部13の破損を防止する
ことが可能になる。
【0034】なお、上記したように各温度センサ6a,
6b,6c,6d側の光ファイバ7の先端面それぞれか
ら感温変色材表面14までの距離を変える代わりに、各
感温部13の感温変色材として、変色後の色が異なるも
のを選択してもよく、この場合には各温度センサ6a,
6b,6c,6d側の光ファイバ7の先端面それぞれか
ら感温変色材表面14までの距離を同じにする。
6b,6c,6d側の光ファイバ7の先端面それぞれか
ら感温変色材表面14までの距離を変える代わりに、各
感温部13の感温変色材として、変色後の色が異なるも
のを選択してもよく、この場合には各温度センサ6a,
6b,6c,6d側の光ファイバ7の先端面それぞれか
ら感温変色材表面14までの距離を同じにする。
【0035】(第2の実施形態)図4はこの発明の第2
の実施形態の一部の断面図である。
の実施形態の一部の断面図である。
【0036】図4において、第1の実施形態を示す図1
と同一符合は同一のもの若しくは相当するものを示し、
図1と相違するのは、上記したガラス,プラスチック,
銅やアルミニウム等の金属から成る容器9内部の光ファ
イバ7の先端面が感温部13内に位置するとともに、光
ファイバ7の先端面に対向する位置に、鏡やアルミニウ
ム箔等から成る光反射体15が設けられていることであ
る。
と同一符合は同一のもの若しくは相当するものを示し、
図1と相違するのは、上記したガラス,プラスチック,
銅やアルミニウム等の金属から成る容器9内部の光ファ
イバ7の先端面が感温部13内に位置するとともに、光
ファイバ7の先端面に対向する位置に、鏡やアルミニウ
ム箔等から成る光反射体15が設けられていることであ
る。
【0037】このとき、光ファイバ7の先端面より投射
された光は感温部13を通って光反射体15で反射さ
れ、各温度センサ6a,6b,6c,6dの感温部13
の変色前には光反射体15により効果的に光ファイバ7
に反射されていた光が、温度上昇による感温部13の変
色に伴って散乱され、光ファイバ7への戻り光が変色前
より減少するため、温度上昇により反射光強度が温度上
昇前よりも減少する。
された光は感温部13を通って光反射体15で反射さ
れ、各温度センサ6a,6b,6c,6dの感温部13
の変色前には光反射体15により効果的に光ファイバ7
に反射されていた光が、温度上昇による感温部13の変
色に伴って散乱され、光ファイバ7への戻り光が変色前
より減少するため、温度上昇により反射光強度が温度上
昇前よりも減少する。
【0038】そして、上記した第1の実施形態の場合と
同様に、各温度センサ6a,6b,6c,6dの感温部
13の感温変色材に同じものを使用し、各温度センサ6
a,6b,6c,6dの光反射体15の反射率をそれぞ
れ90%,80%,70%,60%として、反射光の強
度変化を受光素子2に替わるパワーメータによって測定
した結果表4に示すようになった。
同様に、各温度センサ6a,6b,6c,6dの感温部
13の感温変色材に同じものを使用し、各温度センサ6
a,6b,6c,6dの光反射体15の反射率をそれぞ
れ90%,80%,70%,60%として、反射光の強
度変化を受光素子2に替わるパワーメータによって測定
した結果表4に示すようになった。
【0039】
【表4】
【0040】従って、第2の実施形態によれば、第1の
実施形態を示す図2の場合と同等の効果を得ることがで
きる。
実施形態を示す図2の場合と同等の効果を得ることがで
きる。
【0041】なお、上記したように各温度センサ6a,
6b,6c,6dの光反射体15の反射率を変える代わ
りに、各光反射体15の反射率を同じにし、各温度セン
サ6a,6b,6c,6d側の光ファイバ7の先端面そ
れぞれから光反射体15までの距離を変えてもよい。こ
の場合、光ファイバ7の先端面を感温部13内に位置さ
せることは上記と同様である。
6b,6c,6dの光反射体15の反射率を変える代わ
りに、各光反射体15の反射率を同じにし、各温度セン
サ6a,6b,6c,6d側の光ファイバ7の先端面そ
れぞれから光反射体15までの距離を変えてもよい。こ
の場合、光ファイバ7の先端面を感温部13内に位置さ
せることは上記と同様である。
【0042】また、備えるべき温度センサは上記したよ
うに4個に限るものではなく、2個,3個或いは5個以
上であってもよいのは勿論であり、各々の容器9内に感
温変色材を充填すればよい。
うに4個に限るものではなく、2個,3個或いは5個以
上であってもよいのは勿論であり、各々の容器9内に感
温変色材を充填すればよい。
【0043】さらに、容器9には、上記したように銅や
アルミニウム等の金属のほか、ガラスやプラスチック等
を用いることができ、要するに感温変色材と化学的に反
応せず、流体の被測定物と化学的に反応せず、検出温度
範囲内で使用し得るという条件を満たすものであればよ
く、例えばガラスを用いると、金属に比べて熱伝導率が
低いため、温度上昇に対する緩やかな応答性を必要とす
る場合に適している。
アルミニウム等の金属のほか、ガラスやプラスチック等
を用いることができ、要するに感温変色材と化学的に反
応せず、流体の被測定物と化学的に反応せず、検出温度
範囲内で使用し得るという条件を満たすものであればよ
く、例えばガラスを用いると、金属に比べて熱伝導率が
低いため、温度上昇に対する緩やかな応答性を必要とす
る場合に適している。
【0044】また、容器9が透明であると、感温部13
の感温変色材の変色を外部から目視することができ、一
方容器9が不透明であれば外部からの外乱光を遮断でき
るため、検出精度を上げることが可能になる。
の感温変色材の変色を外部から目視することができ、一
方容器9が不透明であれば外部からの外乱光を遮断でき
るため、検出精度を上げることが可能になる。
【0045】
【発明の効果】以上のように、請求項1,2記載の発明
によれば、被測定物の温度上昇による感温部の感温変色
材の変色に伴い、感温変色材表面による反射光の強度が
変化し、この変化によって温度上昇が検出されるため、
従来のように構成が複雑にならず、簡単な構成により被
測定物の異常温度を容易に検知することができる。
によれば、被測定物の温度上昇による感温部の感温変色
材の変色に伴い、感温変色材表面による反射光の強度が
変化し、この変化によって温度上昇が検出されるため、
従来のように構成が複雑にならず、簡単な構成により被
測定物の異常温度を容易に検知することができる。
【0046】このとき、請求項3記載のように、各感温
部の感温変色材の変色後の色が異なるように感温変色材
を選択しても、或いは請求項4記載のように、各温度セ
ンサ側の光ファイバの先端面それぞれから感温変色材の
表面までの距離を変えてもよく、これにより各温度セン
サからの反射光強度が異なるため、各温度センサの感温
部の変色状況と反射光の光強度との関係を予め調べてお
くことにより、変色した温度センサを特定して被測定物
のどの部位が温度上昇したのかを検知することが可能に
なる。
部の感温変色材の変色後の色が異なるように感温変色材
を選択しても、或いは請求項4記載のように、各温度セ
ンサ側の光ファイバの先端面それぞれから感温変色材の
表面までの距離を変えてもよく、これにより各温度セン
サからの反射光強度が異なるため、各温度センサの感温
部の変色状況と反射光の光強度との関係を予め調べてお
くことにより、変色した温度センサを特定して被測定物
のどの部位が温度上昇したのかを検知することが可能に
なる。
【0047】また、請求項5,6記載の発明において
は、被測定物の温度上昇による感温部の感温変色材の変
色に伴い、光反射体により反射され感温変色材を通過す
る反射光の強度が変化するため、請求項1,2記載の発
明と同様に、簡単な構成により被測定物の異常温度を容
易に検知することができる。
は、被測定物の温度上昇による感温部の感温変色材の変
色に伴い、光反射体により反射され感温変色材を通過す
る反射光の強度が変化するため、請求項1,2記載の発
明と同様に、簡単な構成により被測定物の異常温度を容
易に検知することができる。
【0048】このとき、請求項7記載のように各光反射
体の反射率を変えても、請求項8記載のように各温度セ
ンサ側の光ファイバの先端面それぞれから光反射体まで
の距離をそれぞれ変えてもよく、これにより各温度セン
サからの反射光強度が異なるため、被測定物のどの部位
が温度上昇したのかを検知することが可能になる。
体の反射率を変えても、請求項8記載のように各温度セ
ンサ側の光ファイバの先端面それぞれから光反射体まで
の距離をそれぞれ変えてもよく、これにより各温度セン
サからの反射光強度が異なるため、被測定物のどの部位
が温度上昇したのかを検知することが可能になる。
【0049】さらに、請求項9記載のように、各感温部
に導入された光ファイバの先端が斜めに切断することに
より、光ファイバの端面での反射を抑制でき、検出精度
の向上を図ることができる。
に導入された光ファイバの先端が斜めに切断することに
より、光ファイバの端面での反射を抑制でき、検出精度
の向上を図ることができる。
【図1】この発明の第1の実施形態の概略図である。
【図2】この発明の第1の実施形態の一部の断面図であ
る。
る。
【図3】この発明の第1の実施形態の動作説明図であ
る。
る。
【図4】この発明の第2の実施形態の一部の断面図であ
る。
る。
1 光源 2 受光素子 3,7 光ファイバ 4 光カプラ(光分岐結合器) 6a,6b,6c,6d 第1,第2,第3,第4温度
センサ 8 識別回路 9 容器 10 透孔 11 防水キャップ 13 感温部 15 光反射体
センサ 8 識別回路 9 容器 10 透孔 11 防水キャップ 13 感温部 15 光反射体
Claims (11)
- 【請求項1】 光源からの光を光ファイバを介して被測
定物近辺に設置された複数の温度センサに導き、これら
の各温度センサを構成する容器内には温度上昇により特
定波長の光に対し光吸収・散乱が変化し易い色に変色す
る感温変色材を充填しておき、前記各温度センサの感温
変色材表面での反射光を前記光ファイバ及び光分岐結合
器を介して受光素子により受光し、前記感温変色材の変
色に伴う前記反射光の強度変化を検出して前記被測定物
の温度上昇を検出するようにしたことを特徴とする温度
検出装置。 - 【請求項2】 光源と、受光素子と、複数の温度センサ
と、前記光源,前記受光素子及び前記各温度センサそれ
ぞれに光ファイバにより接続され前記光源からの光を前
記各温度センサに導光し前記各温度センサからの反射光
を前記受光素子に導光する光分岐結合器と、前記受光素
子により受光された反射光の強度変化を検出する識別回
路とから成り、 前記各温度センサそれぞれが、一端が開口した容器と、
前記容器内に感温変色材が充填されて成り温度上昇によ
り特定波長の光に対して光吸収・散乱が変化し易い色に
変色する感温部と、前記容器の開口より前記容器内部に
挿入され中央部に透孔を介して温度センサ側の前記光フ
ァイバの先端が導入された防水キャップとにより構成さ
れ、前記各温度センサ側の前記光ファイバそれぞれが前
記感温変色材の表面からの反射光を受けるようになって
いることを特徴とする温度検出装置。 - 【請求項3】 前記各感温部の感温変色材の変色後の色
が異なるように前記感温変色材が選択されていることを
特徴とする請求項1または2記載の温度検出装置。 - 【請求項4】 前記各温度センサ側の前記光ファイバの
先端面それぞれから前記感温変色材の表面までの距離が
異なることを特徴とする請求項1または2記載の温度検
出装置。 - 【請求項5】 光源からの光を光ファイバを介して被測
定物近辺に設置された複数の温度センサに導き、これら
の各温度センサを構成する容器内には温度上昇により特
定波長の光に対し光吸収・散乱が変化し易い色に変色す
る感温変色材を充填しておき、前記各容器内にそれぞれ
設けられた光反射体により反射され前記感温変色材を通
過した反射光を前記光ファイバ及び光分岐結合器を介し
て受光素子により受光し、前記感温変色材の変色に伴う
前記反射光の強度変化を検出して前記被測定物の温度上
昇を検出するようにしたことを特徴とする温度検出装
置。 - 【請求項6】 光源と、受光素子と、複数の温度センサ
と、前記光源,前記受光素子及び前記各温度センサそれ
ぞれに光ファイバにより接続され前記光源からの光を前
記各温度センサに導光し前記各温度センサからの反射光
を前記受光素子に導光する光分岐結合器と、前記受光素
子により受光された反射光の強度変化を検出する識別回
路とから成り、 前記各温度センサそれぞれが、一端が開口した容器と、
前記容器内に感温変色材が充填されて成り温度上昇によ
り特定波長の光に対して光吸収・散乱が変化し易い色に
変色する感温部と、前記容器の開口より前記容器内部に
挿入され中央部に透孔を介して温度センサ側の前記光フ
ァイバの先端が前記感温部に導入された防水キャップ
と、前記容器の底部に配設され前記感温部に導入された
前記光ファイバからの光をこの光ファイバに反射する光
反射体とにより構成され、前記各温度センサ側の前記光
ファイバの先端が前記感温変色材中まで導入されてこの
光ファイバが前記光反射体により反射され前記感温変色
材を通過した反射光を受けるようになっていることを特
徴とする温度検出装置。 - 【請求項7】 前記各光反射体の反射率がそれぞれ異な
っていることを特徴とする請求項5または6記載の温度
検出装置。 - 【請求項8】 前記各温度センサ側の前記光ファイバの
先端面それぞれから前記光反射体までの距離が異なるこ
とを特徴とする請求項5または6記載の温度検出装置。 - 【請求項9】 前記各感温部に導入された前記光ファイ
バの先端が斜めに切断されていることを特徴とする請求
項2,3,4,6,7または8記載の温度検出装置。 - 【請求項10】 前記各光ファイバのうち、前記光源と
いずれかの前記温度センサとを接続する光ファイバ、或
いは前記受光素子といずれかの前記温度センサとを接続
する光ファイバが1本であり、前記光分岐結合器内にお
いて前記1本の光ファイバに残りの光ファイバの端部が
溶着されていることを特徴とする請求項2,3,4,
6,7,8または9記載の温度検出装置。 - 【請求項11】 前記光分岐結合器が光導波路タイプま
たはビームスプリッタタイプであることを特徴とする請
求項2,3,4,6,7,8または9記載の温度検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7208777A JPH0953996A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 温度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7208777A JPH0953996A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 温度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953996A true JPH0953996A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16561931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7208777A Pending JPH0953996A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 温度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0953996A (ja) |
-
1995
- 1995-08-16 JP JP7208777A patent/JPH0953996A/ja active Pending
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