JPS60162929A - 光フアイバ圧力測定装置 - Google Patents

光フアイバ圧力測定装置

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JPS60162929A
JPS60162929A JP1891784A JP1891784A JPS60162929A JP S60162929 A JPS60162929 A JP S60162929A JP 1891784 A JP1891784 A JP 1891784A JP 1891784 A JP1891784 A JP 1891784A JP S60162929 A JPS60162929 A JP S60162929A
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JP
Japan
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optical fiber
pressure
measuring device
sensor
light source
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JP1891784A
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JPH0447777B2 (ja
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Hiroshi Nishihara
西原 浩
Katsuji Hironaga
勝治 広永
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NIPPON KAGAKU KOGYO KK
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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NIPPON KAGAKU KOGYO KK
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L11/00Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
    • G01L11/02Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means
    • G01L11/025Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means using a pressure-sensitive optical fibre

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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】 発明の分野 本発明は血管等の微小な部分の圧力を測定するための圧
力測定装置に関するものである。
発明の背景 従来より微細な部分の圧力の測定は極めて困難であり、
測定対象の検知部分にはある程度の大きさが必要であっ
た。この検知部分が数mm程度の場合には半導体圧力セ
ンザを使用することができるが、例えば血管内の血圧を
測定したい場合等更に微細な部分を測定対象とする場合
には更に微小なセンサを用いなりればならず、従来から
の圧力センサでは計測が不可能であった。しかしながら
微細な部分の圧力を測定することができれば極めて有用
であるので、このような圧力センサが要望されていた。
発明の目的 本発明はこのような従来の圧力センサの実情に鑑みてな
されたもので、血管内等の微細な部分の圧力を確実に測
定するために光ファイバをセンサとして用いた新規な光
フアイバ圧力測定装置を提供することを目的とする。
発明の構成と効果 本願の第1の発明は光源と、光源より与えられる光を透
過させる偏光ビームスプリッタと、先端側のクラッドが
薄く形成されると共にその端面に反射膜を有し、センサ
として構成される光ファイバと、光ファイバの先端セン
サ部を含み光ファイバの薄く形成されたクラッド面に対
向する側に軸方向の開口を有する筒状のプローブと、プ
ローブの開口部を覆い、内側に反射面を有する圧力振動
膜と、光ファイバの端面で反射され、光ファイバを逆方
向に伝達して偏光ビームスプリッタにより再び反射され
る反射出力側に配置された光電変換器と、光電変換器の
信号強度に基づいてセンサ部の圧力を測定する信号処理
部と、を具備するものであり、本願の第2の発明は、セ
ンサ部分を、光ファイバの先端センサ部を含み側面に開
口を有する筒状のプローブと、プローブの開口部を覆う
圧力振動膜と、プローブ内に充填され圧力によって屈折
率を変化させる光弾性定数の大きい材料とを設けて構成
したことを特徴とするものである。
このような特徴を有する本願の第1又は第2の発明によ
れば、光ファイバによってセンサ部を構成しており、そ
の光ファイバを戻って光源側に与えられる反射光の減衰
によって圧力を測定するようにしているので、センサ部
分を極めて微小に構成することができる。従って血管内
等の微小な測定対象の場合にも測定が必要な部分の圧力
を直接正確に測定するごとが可能となる。
実施例の説明 第1図は本件出願による圧力測定装置のセンナ部の原理
図である。本発明による圧力測定装置ではセンサとして
光ファイバ1を用いる。光ファイバは周知のように光を
通過させるコア2をコア2より屈折率の低いクラッド3
で覆った構造となっている。本発明でばセンサとして用
いる光ファイバ1の先端部のクラッド3のみを図示のよ
うにコア2にできるだけ近いところまで切取ると共に、
この光ファイバ1の先端面に図示のように光を全反射す
る金属膜等の反射膜4を設けている。そしてその切取っ
たクラッド3の断面3aに与えられる圧力によってコア
2を透過する光の光量が変化するように構成しておく。
この光ファイバ1はレーザ等の光源によってドライブす
るものとし、その反射光の光強度を検出することができ
る検出器を設けておくものとする。そうすればレーザ発
振器からコア2を透過するレーザ光は反射膜4によって
反射され、再びコア2を通過して反射光強度検知器に与
えられるが、その際クランF3の断面3aに加えられる
圧力によって反射光強度が変化する。従って反射光強度
によってクラッド3の断面3aに与えられる圧力を検出
することが可能となる。
第2図は本願の第1の発明による光ファイバ圧力センザ
を用いた圧力測定装置の構成図である。
本実施例においては光源として例えばHeNeレーザl
Oを用い、その出力を偏光ビームスプリンタ11に与え
る。偏光ビームスプリンタ11はHe−N eレーザ1
0のレーザ出力を透過させる方向に配置するものとし、
その透過出力を集光レンズ12を介して光ファイバ13
に与える。光ファイバ13ばマルチモード型ファイバで
あってもよく、単一モード光ファイバであってもよい。
今この光ファイバ13をクラソF径150μm程度のマ
ルチモードファイバとし、その先端部の数mm、例えば
2mm程度を前述したように圧力セツテとしてクラッド
に切削加工を行い、先端面に反射膜14を設けておく。
そしてその先端プローブ部を圧力測定領域、例えば図示
のように血管中に挿入する。一方光ファイバ13を通過
した反射光が偏光ビームスプリッタ11により再び反射
される位置に光電変換器15を設ける。光電変換器15
は光信号を電気信号に変換するものであって、その出力
は信号処理部16に与えられる。信号処理部16は光強
度を圧力に対応した信号として取出すように構成されて
いる。ここで光ファイバー3の先端のセンサ部は第3図
481. fblに端面図を示すように直径が約300
μmφ程度の円筒形状をした金属プローブ17内に挿入
される。金属プローブ17は第3図481に示すように
光ファイバ13のクラッドの断面に対向する部分に軸に
平行な開口部17aが設けられている。そしてこの開口
部17aを覆い、光ファイバー3のクラッドの切断面に
対向する側にアルミニウム等の金属蒸着が施された圧力
振動膜18を設ける。更に光ファイバー3と金属プロー
ブ17との間隙にクラッドよりやや屈折率の低い液体、
例えばアルコール19等を充填し、金属プローブ17の
底部に設けた樹脂20により金属プローブ17を密封す
る。そうして圧力振動膜18は外部の圧力によってその
裏面のアルミニウム蒸着膜と光ファイバー3のクラッド
の切断面との間隔が容易に変化しうるように構成してお
くものとする。
このようにして構成された光フアイバプローブを第2図
に示すように血管内に挿入し、He −Neレーザ10
を動作させ、レーデ光を偏光ビームスプリンタ11及び
集光レンズ12を介して光ファイバ13に与える。そう
すればレーデ光は光ファイバ13を伝わりランダム偏光
となって血管内のプローブ部に与えられる。そして光フ
ァイバ13の端面に施された反射111ti14によっ
て反射して再び光ファイバ13.集光レンズ12を介し
て偏光ビームスプリッタ11にその反射光が伝わる。
そして偏光ビームスプリッタ11で一部の成分が反射さ
れ光電変換器15に与えられる。光電変換器15からは
その反射レーザ光の強度に対応する信号レベルの電気信
号が得られ、その信号が信号処理部16に伝えられて光
ファイバ13を戻ってくる反射光の強度が測定される。
ここで金属プローブ17に設けられた開口17aを通し
てプローブ部の周囲の圧力、この場合は血圧の変化によ
っ0 て圧力振動膜18が振動し、その圧力によって圧力振動
膜18と光ファイバ13のクラ・7ドとの間隙が変動す
る。この間隙が広ければ圧力振動膜18によってレーザ
光はほとんど吸収されないが、間隙が狭くなれば光吸収
量もそれに伴って多くなるので、光電変換器15によっ
て反射光の強度を検出すれば血管内の圧力を検出するこ
とが可能となる。
尚本実施例は光ファイバ13のセンサ部分のクラッド部
を切削して光ファイバ13のコアにできるだけ近づける
ようにしているが、コアと接触するまで切削するように
してもよく、又光ファイバの先端部のみをクラッド層の
薄い他の光ファイバを用いて接続し光ファイバのセンサ
部を構成することもできる。
第4図は本願の第2の発明の一実施例を示す光ファイバ
圧力センサの先端プローブ部の断面図を示すものである
。本発明はクラッド層から漏れる光の吸収量を変化させ
る代わりにクラッド層に接触する光弾性定数の大きい材
料を設け、その屈折1 重度化によって圧力を検出するようにしたものである。
この実施例において、Ha−Neレーザ光源10を用い
て偏光ビームスプリンタ11及び集光レンズ12を介し
てレーザ光を光ファイバの端面に与えるように構成する
点は第2図に示した実施例と同様であるので、全体の構
成図を省略する。
本実施例ではこの光ファイバ30をマルチモート型光フ
ァイバとし、その先端のセンサ部のみをクラッド層が極
めて薄いファイバ、例えばコア径が50μmの場合クラ
ツド径が60μm程度の他の光ファイバ31を図示のよ
うに光ファイバ30の先端面に接続するものとする。そ
して第3図(alに示す実施例と同様にセンナ用光ファ
イバ31を金属プローブ32内に収納すると共に、金属
プローブ32内に圧力によって屈折率が変化する光弾性
定数の大きい材料、例えば液晶33を充填する。光ファ
イバ31の先端面には前述した実施例と同様に反射膜3
4を設りるものとする。そしてこの場合も金属プローブ
32の一面に図示のように開口部32aを設け、液晶3
3と外部とを分離すると共2 に圧力を伝達するための圧力振動膜35を設け、更にこ
の金属プローブ32を密閉する樹脂36を設けておく。
本実施例においてもHe −N eレーザ10から偏光
ビームスブリック11.集光レンズ12を介してレーザ
光を光ファイバ30の端面に与えれば、センサ部の光フ
ァイバ31にレーザ光が与えられ、その端面の反射膜3
4で反射される。そして反射光は再び光ファイバ31.
30を介して集光レンズ12により集光されて偏光ビー
ムスプリッタ11に戻り、その一部が光電変換器15に
よって電気信号に変換される。そのとき光ファイバ31
を透過するレーザ光の一部がクラッド層を介して液晶3
3内に漏れる。ところで金属プローブ32内の液晶33
は圧力振動膜35を介して伝えられる列部の圧力によっ
てその屈折率が変動する。従って光ファイバ31を往復
する間に液晶33に漏れる光量は圧力に基づいて変動す
る。それ散光電変換器15によって反射光を電気信号に
変換し、信号処理部]6により反射光の強度を測定する
こと3 によって金属プローブ32が挿入されている部分の圧力
を測定することが可能となる。
尚本実施例はセンサ部のみをクラッド層の薄い他の光フ
ァイバを用いて構成しているが、第1の発明の実施例と
同様に通常の光ファイバを用いセンサとなる先端部のク
ラッド部を切削するか、又はエツチングによりセンサ部
のクラッドを細くするようにしてその断面と液晶とを接
触させるようにしてもよい。又液晶33の代わりに、グ
リセリンとゼラチンの混合物やプラスチック等を用いる
こともできる。
更に、前述した第1.第2の発明においては光ファイバ
としてマルチモード型のファイバを用いているが、単一
モード光ファイバを用いることも可能であり、又光源と
してレーザ光源の代わりに発光ダイオード等の干渉性の
ない光源を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願による光ファイバ圧力センザの原理的な構
成を示す斜視図、第2図はこの光ファイ4 ハセンサを用いた本願第1の発明による圧力測定装置の
一実施例の構成を示すブロック図、第3゛図fatは圧
力センザとして用いる光ファイバの先端部分を示す断面
図、第3図fblはそのm−m線端面図、第4図fal
は本願の第2の発明による光フアイバ圧力測定装置の一
実施例の先端部を示す断面図、第4図(blはそのIV
−IV線端面図である。 ]、13. 30. 31−−−−一光ファイバ 2−
−−−−コア 3−一−−−〜−クラッド 3a−−−
−−−−断面 10−−−−−He −N eレーザ 
11−一−−−偏光ビームスプリンタ 12−−−−−
−一集光レンズ 14,34−−−−−−一反射股 1
5−−−−−−−光電変換器 16−−=−信号処理部
 17 、 32−−−−一金属ブローブ17 a 、
32 a−−−−−−−開口部 18 、 35−−−
−−一圧力振動膜 19−−−−−−アルコール 33
−−−−一液晶 特許出願人 日本利学工業株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜(他1名) 5 第1図 第2図

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光源と、 該光源より与えられる光を透過させる偏光ビームスプリ
    ンタと、 先端側のクラッドが薄く形成されると共にその端面に反
    射膜を有し、センサとして構成される光ファイバ゛と、 前記光ファイバの先端センサ部を含み前記光ファイバの
    薄く形成されたクラソV面に対向する側に軸方向の開口
    を存する筒状のプローブと、前記プローブの開口部を覆
    い、内側に反射面を有する圧力振動膜と、 前記光ファイバの端面で反射され、光ファイバを逆方向
    に伝達して前記偏光ビームスプリッタにより再び反射さ
    れる反射出力側に配置され、反射光を電気信号に変換す
    る光電変換器と、前記光電変換器の信号強度に基づいて
    センサ部の圧力を測定する信号処理部と、を具備するこ
    とを特徴とする光フアイバ圧力測定装置。
  2. (2)前記光ファイバはコア径に比べてクラ・7ド径が
    大きい光ファイバの先端部のクラン1−′を切削して構
    成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光
    フアイバ圧力測定装置。
  3. (3)前記光ファイバは先端部にコア径に比べてクラツ
    ド径がわずかに大きい他の光ファイバをセンザファイハ
    として接続したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の光ファイバ圧力側定装置。
  4. (4)前記光源はレーザ光源であることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項から第3項のいずれか1項に記載の
    光フアイバ圧力測定装置。
  5. (5)光源と、 該光源より与えられる光を透過させる偏光ビームスプリ
    ッタと、 先端側のクラッドが薄く形成されると共にその端面に反
    射膜を有し、センサとして構成される光ファイバと、 前記光ファイバの先端センサ部を含み側面に開口を有す
    る筒状のプローブと、 前記プローブの開口部を覆う圧力振動膜と、前記プロー
    ブ内に充填され圧力によって屈折率を変化させる光弾性
    定数の大きい材料と、前記光ファイバの端面で反射され
    、光ファイバを逆方向に伝達して前記偏光ビームスプリ
    ンタにより再び反射される反射出力側に配置され、反射
    光を電気信号に変換する光電変換器と、前記光電変換器
    の信号強度に基づいてセンサ部の圧力を測定する信号処
    理部と、を具備することを特徴とする光フアイバ圧力測
    定装置。
  6. (6)前記光ファイバはコア径に比べてクラ、。 ド1¥が大きい光ファイバの先端部のクラッドを切削し
    て構成したことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載
    の光フアイバ圧力測定装置。
  7. (7)前記光ファイバは先端部がコア径に比べてクラツ
    ド径がわずかに大きい他の光ファイバをセンサファイバ
    として接続したことを特徴とする特許請求の範囲第5項
    記載の光フアイバ圧力測定装置。
  8. (8)前記光源はレーザ光源であるごとを特徴とする特
    許請求の範囲第5項から第7項のいずれか1項に記載の
    光フアイバ圧力測定装置。
  9. (9)前記光弾性定数の大きい材料は、液晶であること
    を特徴とする特許請求の範囲第5項から第8項のいずれ
    か1項に記載の光フアイバ圧力測定装置。
JP1891784A 1984-02-03 1984-02-03 光フアイバ圧力測定装置 Granted JPS60162929A (ja)

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JPS60162929A true JPS60162929A (ja) 1985-08-24
JPH0447777B2 JPH0447777B2 (ja) 1992-08-04

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57166294A (en) * 1981-03-31 1982-10-13 Suzuki Tanko Kk Lift device utilizing three point supporter of agricultural tractor
JPS57196399A (en) * 1981-05-26 1982-12-02 Omron Tateisi Electronics Co Optical fiber sensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57166294A (en) * 1981-03-31 1982-10-13 Suzuki Tanko Kk Lift device utilizing three point supporter of agricultural tractor
JPS57196399A (en) * 1981-05-26 1982-12-02 Omron Tateisi Electronics Co Optical fiber sensor

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