JPS58191978A - 光に対する磁性流体の複屈折率を利用した磁場電気信号変換方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この開明は、光に対する磁性流体の複屈折を利用した磁
場電気信号変換方法及び装置に関する。

従来光を利用した磁場測定装置としては、ファラデー効
果を利用し喪磁気センナが使用されている。しかしこの
装置に於ては、大きなファラデー効果を示す物質として
特殊な結晶液体等管使用し、直線−光を磁場方向と同方
向にｆ１１１１！Ａさせなければならないから装置がｇ
ｉ鑵且り大型化し、高−とならざるを慢なかつ友。

この発明は、磁性流体中で光の伝搬方向に垂直に磁場を
加えた時に生ずる複屈折、即ち直線扇光が磁注魔体會透
過する際、常光と＾電光の位相差が該流体の置かれてい
る場所の磁場の函数となる効果を利用して磁場の強度ｔ
−−９１Ｉ：、伽号に髪模する事をｖｌ：曾とするもの
である。

この発明の目的は、前述の特殊な物質に比較してはるか
に安価な磁性流体を使用し、ファラデー効果と社原理が
全く違う効果を利用し、この効果により磁場の強度を１
１を気債号に容易且つ正確に変換する方法とｆ＆置を提
供する。

従ってこの発明に於ては、磁場方向に対して光を垂直に
当てる構造なので装置も簡単で小型化できる。

この開明の各実施例を図１について説明する。

奢媛侍横光子８並びに受光素子１２１夫々一定間隔ｔｉ
Ｉｌｔいて設け、これら部材を光を透過しない外匣（図
示せず）内に封入して一体の一光糸場合は、−光子６を
設ける必要がない。

光ｉｌ！ｌｉ１から放射された光５は、Ｘ軸の正方向に
進み、−光子６を透過して直＃ａｍ光となる。

こ−で直交座標ｘ＊ｙ＋ｚｔ導入し、光の方向ｔＳ軸の
方向にとり、鳴光のＤベクトルのｆＲａｈ方向ｔ方向軸
とデをなす角とする。

扇光子６で得られ九直纏−光を、磁性流体７→ 平面内にあるとする。該ペク）　ｋ　ｌ（ｔｙ軸に射影
したペクト１ｖｔＨ上とする。

光を透過可能な磁性流体が磁場にさらされるとａ１１１
１折の性質を帯び、複屈折率は、ベクトル→ Ｈ上の絶対値Ｈ上の函数となる。２方向に振動する光を
常光、ｙ方向にＪ＃動する光を異常光と呼ぶ事にする。

磁性流体７が帯びるｆＪｔ屈折性の為、該磁性流体を透
過した常光と異菖尤の１…ｙｃは１位相差Ｆを生じる。

この為磁性流体７を透過した光は、楕円曙光又は円−光
となる。位相ＩＩ！！すは、常光の屈折率と１４．＠光
の屈折率の差に比例するから位相差ＳはＨ上の敏感な函
数となに比例した強度の光となる。ここでヂは、検光と
Ｍ４ｋになる。この光が受光素子１２（例えばｐｈＯｌ
ｏ　−ｔｒａＷｓｉｓｔｏｒ　、　ｐｈｏｔｏ　−ｃＬ
寡ｏｒＬｇ　、光電倍増管等）に入ると光の強度は或気
＜ｔＳ　ｊＩ＋の強弱に変換される。従りてこの＊＋ｔ
によりＨ上の大きさがｔ気＠号の大きさに１対１で変換
される。

第２寮施例を示す第２図に於て、光源１．集光ロブド拳
レンズ２．一定の長さを有する光ファイバ３並びに平行
ロッド・レンズ４から成る光源出入とし、該平行ロッド
・レンズの光軸５に一光子６．光が透過可能な磁性流体
７並びに横光子８會一定ｌ１Ｊ１隔で夫々垂直に設け、
これら各部材を元ｔａ過しない外匣（図示せず）内に封
入して一体の偏光系Ｂとする。

集光ロッド・Ｖ：／ズ９．一定の長さｔ有する光ファイ
バ２０．平行ロッド・レンズ１１並びに受光素子１２か
ら成る受光系Ｃの該集光ロッド・レンズを横光子８の光
軸５に垂直に配置する。

光ｍ糸Ｂの光源１から放射された光は、集光ロッド・レ
ンズ２によシ光ファイバ５に集められ、該光ファイバを
通過して平行ロッド・レンズ４で平行光５となシ、鴎光
糸Ｃｑ）−光子６を透−して直線陽光となり、　ｔＸＩ
ＩＬＩ＆ｉ−光が透過可能な磁性流体７を透過する。こ
の際該磁性流体が光の進行方向に垂直な成分Ｈ，Ｌを有
する磁場中にさらされていると該磁性流体は複屈折の性
質を帯び、′に先の屈折率と異常光との屈折率との差が
Ｈ上の一般となる為、該磁性流体を透過し九′瀘光と異
常光は位相差ざを有し、ＳはＨ，ｈの函数となる。この
光が検光子８ｔ−透過すると実施例１の（％ｙ式に比例
した強度を有する。こ−で雪、’ｙ’は譲１図のそれら
と同じでｂる。

このｇｉ濱の光を受光系Ｃの集光ロッドΦレンズ９によ
シ光フ１イバ１０に集光させ、この光は該光フアイバ内
を通過して平行ロッド−レンズ１１で平行光となり受光
素子１２に導びかれ該受光索子によシ光の強度はｔ気イ
ぎ号の強（にｆ換される。即ちこの装置により磁性流体
７が−かれている磁場の強さ′１に電気ｆｇ号の強度に
変換できる。

尚この方法と装置によれば特殊な物質や増巾器とを必要
とせず、磁場の強度をそのまＳ−電気信号の強度に変換
でき、特に第２実施例では元ファイバ１５．２０を一定
の長さにすれば、遠隔からでも測定かり能となり装置全
体が小型化され、−偵に制作でき、測定方法も容易で正
確に実施できる。

４１圓のｒｓＩＪ率な説明 第１図は、この発明に係る変換装置の第１実施例の分解
斜８を図、第２図は、同じく第２爽施例の分解＠硯図で
ろる。

１・・・光ｔＡ蕃２，９・・・集光平行レンズｉ５，１
０・・・光ファイバ７４．１１・・・平行ロッド−レン
ズ；６・・・−光子；７・・・光が透過ＲＩ　Ｎｇな磁
性流体；８・・・検光子；１２・・・受光素子。

持軒出願人　　武　冨　　　荒 （８） 手　　続　　補　　正　　書 昭和５８年５月ノ乙日 特許庁長′ｇ若杉和夫殿 ｔ　事件の表示　　昭和５７年待奸顕第７４１００号２
　発明の名称　　先に対するｄｌ性流体のｆｉＩ屈折を
利用した磁場（癲５号髪挾方法及び装置 ５、補正をする者 事件との関係　持粁出−人 ５、補正の対象　　明　細　書　及び　図　面＆　補正
の内容 （１）明−書画２頁１１行「碑性流停の」の次に「大き
な」をノル人する＠ １２＋　　明細書第５頁１汀「この珀明け、」の前に改
行で以トー會間正する。

「酸化鉄等から成る債磁性コロイド粒子を分数したコロ
イド溶液が磁場ｔ−加えた場合。

轍小な複屈折性を有することは、マ：１フナ効果として
公知でらる。しかしこれらの：Ｊｕイドｍ准のコロイド
粒子数田度は非′にに小ざがり九為、前述の効果４１夾
績室に於ける興味の対象になる一膚の小さなものでしが
なく、ＦＬつ短時間内にコロイド粒子が沈澱してしまう
峠な不安定なコロイド醗液でｂった。

この様な禰山から前述の効果を応用しようとする考えは
殆んど現われなかった。

この発明は、厳近開発され九磁性流停と呼ばれる憤磁性
像粒子を界面活性剤で包み、博識中に安定した伏−で分
数させたコロイド粒ある。」 （３）　　明ｍ豊＃ｇ５頁６汀と７行の間に改何で以下
ｔｍ正する。

［１！８述の磁性流体４−が示す複屈折の大きさは、１
０Ｌ１００−の磁場に対し従来この櫨の現象で大きな効
果をもたらすことで知られているニトロベンゾ−ｖｃＤ
＊Ｈ４折の大きさの約１０２倍に適する。」 ｔ　「ｏｏｓｆｆｉ　（−ｊ−イ゛）−ｓｉａ２９・ｍ
　２　　ｌｂｌ”　ＩＪ　と補正する。

（５）　明細書第６貞Ｓ行「２０」を「１０」と補正す
る、１６１　　／／　　　４６貞７行ｒＢＪをｒＡＪと
補正する。

１７）　　／／　　　／／　　　１０行ｒｃＪをｒＢＪ
と補正する。

１ｇ１／／ｌＩ７頁１２行「１５，２０Ｊｌｉｒ５，１
０」と補正する。

＋９）　　図面第２ｄｔ絃に添附の図面の通り補正する
。

７、添附に）面　　補正図面　　１通

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　光が透！！６可能な磁性流体中で、光の伝搬
   方向に垂直に懺４を加えて陽光を複屈折させ、４元とＡ
   冨光との位相差を利用して磁場の彊さを検出して電気イ
   ー号の強度に硬換する方法。
2. （２）　　光源、１ｍ光子、光が透過可能な磁性流体。 検光子並びに受光素子を光軸上に天４″ｌ／、け、光を
   透過しない外匣内に一体に設けて成る複屈折による磁性
   流体光学磁気１ｔ’ＸＭｖｔ：換装置。
3. （３）　　先掘からの光を集光ロッド・レンズ、光ファ
   イバ、平行ロッド拳レンズを介して漏光させ、光が透過
   可能な磁性流体中で、光の＠戴万同に農直に磁ＩＭＩを
   加えて陽光を複屈折させ。 常光と！Ａ常光との位相差を光の強度の差に変え、七の
   光ｔ−集集口ロッドレンズ、光フアイバ９平付ロツド・
   レンズを介して受光素子に導びき、電気信号の強度に変
   換する方法。
4. （４）　　光ａ、＊光ロッド・レンズ、光ファイバ並び
   に平行ロッド・レンズを有する光源系；−光子、光が透
   過可能な磁性流体並びに検光子を、光を透過しない外匣
   内に一体に設けて成る漏光糸；並びに集光ロッド・レン
   ズ、光ファイバ、平行ロッド−レンズ並びに受光素子を
   有する受光系とから成るＩＩ屈折による磁性流体光学磁
   気電気信号変換装置。