JPS6161018A - 光フアイバセンサ - Google Patents
光フアイバセンサInfo
- Publication number
- JPS6161018A JPS6161018A JP59182979A JP18297984A JPS6161018A JP S6161018 A JPS6161018 A JP S6161018A JP 59182979 A JP59182979 A JP 59182979A JP 18297984 A JP18297984 A JP 18297984A JP S6161018 A JPS6161018 A JP S6161018A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- optical fibers
- optical
- light
- sensor
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/4738—Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
- G01N21/474—Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、光により物体表面の形状、温度、色彩を感知
し、または物体の位置を感知する光センサに関し、特に
、光ファイバを用いることにより遠隔地点や狭いすき間
などにおいても用いることができるようにした光フアイ
バセンサに関する。
し、または物体の位置を感知する光センサに関し、特に
、光ファイバを用いることにより遠隔地点や狭いすき間
などにおいても用いることができるようにした光フアイ
バセンサに関する。
光フアイバセンサ、すなわち、光ファイハラ用いた光セ
ンサは、光ファイバに光信号を伝播させて、検出部分に
おいて磁気光学効果、電気光学効果、または光の反射、
回折、干渉現象などを利用して、電磁界強度とか物体の
温度や位置などを識別するようにしたセンサである。光
ファイバを用いたセンサは、電磁誘導の影響を受けるこ
とがないので強電磁界環境の下におけるリモートセンシ
ングに利用することがで〜、また、電気を用騒ていない
ためスパーク等による発光の心配がなく化学プラントな
どで利用される。
ンサは、光ファイバに光信号を伝播させて、検出部分に
おいて磁気光学効果、電気光学効果、または光の反射、
回折、干渉現象などを利用して、電磁界強度とか物体の
温度や位置などを識別するようにしたセンサである。光
ファイバを用いたセンサは、電磁誘導の影響を受けるこ
とがないので強電磁界環境の下におけるリモートセンシ
ングに利用することがで〜、また、電気を用騒ていない
ためスパーク等による発光の心配がなく化学プラントな
どで利用される。
この種の従来の九ファイバセンサのうち、物体の温度や
位置のセンシングに利用されるものの例を第４図に示す
。
位置のセンシングに利用されるものの例を第４図に示す
。
第４図に示した光フアイバセンサは、光フアイバ収容パ
イプ１と、出射光ファイバ２と、入射光ファイバ３とを
備えている。２本の平行な光ファイバ２，３がパイプ１
に挿入固定されており、端面が光ファイバに対して垂直
に光学研磨されている。出射光ファイバ２小ら光が被測
定＊ＩＫ照射さｆｔ、その反対光を入射光ファイバ３で
・受光すること番でより・１１々のセンシングラ行なう
。
イプ１と、出射光ファイバ２と、入射光ファイバ３とを
備えている。２本の平行な光ファイバ２，３がパイプ１
に挿入固定されており、端面が光ファイバに対して垂直
に光学研磨されている。出射光ファイバ２小ら光が被測
定＊ＩＫ照射さｆｔ、その反対光を入射光ファイバ３で
・受光すること番でより・１１々のセンシングラ行なう
。
このような従昶のｙｔ、ファイバセンサＫｂいては、出
射光ファイバ２から出だ光が被測定物に照射され、反射
されて入射光７丁・イバ３で受光される際にファイバ２
と３との光軸が一致していないためｆ、受光さルる光の
強度が弱くて感窪が低いという欠点が、ｂつた。
射光ファイバ２から出だ光が被測定物に照射され、反射
されて入射光７丁・イバ３で受光される際にファイバ２
と３との光軸が一致していないためｆ、受光さルる光の
強度が弱くて感窪が低いという欠点が、ｂつた。
本発明は、上記従来の光フアイバセンサの欠点ｌｌ′ｒ
ａみてなされたものであり、高い感度を有し、傭造が簡
単で・伎造も容易な光フアイバセンサを提供するもので
ある。
ａみてなされたものであり、高い感度を有し、傭造が簡
単で・伎造も容易な光フアイバセンサを提供するもので
ある。
上記目的を達成するため、本発明の光フアイバセンサは
、２木の光ファイバラ光フアイバ収容パイプ１中で平行
に挿入固定し、上記２本の光ファイバに平行な平面内に
頂角をもつように、即ち、両ファイバが互いに対をにな
るような平面内に頂角をもつように上記収容ノくイブを
光学研磨しであることを特徴としている。
、２木の光ファイバラ光フアイバ収容パイプ１中で平行
に挿入固定し、上記２本の光ファイバに平行な平面内に
頂角をもつように、即ち、両ファイバが互いに対をにな
るような平面内に頂角をもつように上記収容ノくイブを
光学研磨しであることを特徴としている。
第１図により、さらに具体的に説明する。
光フアイバ収容パイプ１中に、センシングのための光を
出射する出射光ファイバ２と、被ａ１定物で反射した光
を受光する入射光ファイバ３とを平行に挿入固定しであ
る。上記２本の光ファイバ２．３を固定した上記収容パ
イプ１の端面は、２本の九ファイバ間の最短距離を２等
分してかつ両光ファイバに平行な平面内に頂角をもつよ
う、すなわち、両光ファイバが互いに対性、となる平面
内に頂角をもつように斜めに光学研磨しである。これに
より、光ファイバのコアの屈折率（例えば、１．４６
） よりもコアイノ（周辺の屈折率（窒気１）の方が
小さいので、出射光ファイバ２から出た元は２本の光フ
ァイバの中心線方間に屈折し、入射光ファイバ３ＴＩｒ
入射する光の強度は従来の垂直研磨の場合よりも大きく
なり、したがって、センサの感度も高くなる。
出射する出射光ファイバ２と、被ａ１定物で反射した光
を受光する入射光ファイバ３とを平行に挿入固定しであ
る。上記２本の光ファイバ２．３を固定した上記収容パ
イプ１の端面は、２本の九ファイバ間の最短距離を２等
分してかつ両光ファイバに平行な平面内に頂角をもつよ
う、すなわち、両光ファイバが互いに対性、となる平面
内に頂角をもつように斜めに光学研磨しである。これに
より、光ファイバのコアの屈折率（例えば、１．４６
） よりもコアイノ（周辺の屈折率（窒気１）の方が
小さいので、出射光ファイバ２から出た元は２本の光フ
ァイバの中心線方間に屈折し、入射光ファイバ３ＴＩｒ
入射する光の強度は従来の垂直研磨の場合よりも大きく
なり、したがって、センサの感度も高くなる。
光ファイバ２，３の屈折率をｎｌ、 ファイバ周辺の
屈折率をｎ２．斜め研磨の角度をθ、光ファイバからの
光の出射角を９、ファイバ端面と被測定物との距離を！
、２本の光ファイバの間隔をｄとすると、次式（１）、
（２）が成立し、ｊｌｔａｎ（９＋−〇）−ｄ／ｚ
ｆｉｌｓｉｎθ＝（ｎｚ／。、）ｓｉｎψ
（２）被測定物がセンサに対して垂直に置かれたとき感
度は最大となる。
屈折率をｎ２．斜め研磨の角度をθ、光ファイバからの
光の出射角を９、ファイバ端面と被測定物との距離を！
、２本の光ファイバの間隔をｄとすると、次式（１）、
（２）が成立し、ｊｌｔａｎ（９＋−〇）−ｄ／ｚ
ｆｉｌｓｉｎθ＝（ｎｚ／。、）ｓｉｎψ
（２）被測定物がセンサに対して垂直に置かれたとき感
度は最大となる。
第３図を参照して、本発明の光フアイバセンサの実施例
を説明する。セラミック製の光ファイバ収容パイプ１ｆ
ｆ２本の光ファイバ２．３がガラス管５′Ｉｉ−介して
挿入固定されている。光ファイバ２．３の固定されたパ
イプｌの先抱部は、２本の光フアイバ間の中心線上に頂
角をもつように光学研磨されている。
を説明する。セラミック製の光ファイバ収容パイプ１ｆ
ｆ２本の光ファイバ２．３がガラス管５′Ｉｉ−介して
挿入固定されている。光ファイバ２．３の固定されたパ
イプｌの先抱部は、２本の光フアイバ間の中心線上に頂
角をもつように光学研磨されている。
本実施例においては、１２５μｍ径の２本の光ファイバ
を外径２５０μｍの２本のガラス管にそれぞれ挿入し、
光フアイバ間隔（ｄ）が２５０μｍになるようにして収
容パイプ１内に挿入固定して、２本の光フアイバ間の中
心線上に１５６°の頂角をもつように研磨角（θ）が１
２０で光学研磨しである。この実施例では、上記の条件
式から、光フアイバ端面と被測定物との距離が０．３９
■のときに光ファイバ３から受光される強度が最大とな
る。こうして、光フアイバセンサの先端に斜め研磨を施
こすことにより、出射光ファイバ２から出た光は破線６
に示す方向に屈折されて２本の光ファイバの中心線上に
向かって進み、この光が中心線上でセンサに垂直な被測
定物の表面に当って反射されるときに、入射光ファイバ
３に受光される光の強度が最大となる。
を外径２５０μｍの２本のガラス管にそれぞれ挿入し、
光フアイバ間隔（ｄ）が２５０μｍになるようにして収
容パイプ１内に挿入固定して、２本の光フアイバ間の中
心線上に１５６°の頂角をもつように研磨角（θ）が１
２０で光学研磨しである。この実施例では、上記の条件
式から、光フアイバ端面と被測定物との距離が０．３９
■のときに光ファイバ３から受光される強度が最大とな
る。こうして、光フアイバセンサの先端に斜め研磨を施
こすことにより、出射光ファイバ２から出た光は破線６
に示す方向に屈折されて２本の光ファイバの中心線上に
向かって進み、この光が中心線上でセンサに垂直な被測
定物の表面に当って反射されるときに、入射光ファイバ
３に受光される光の強度が最大となる。
被測定物の反射率が９０％のとき約１０ｄＢの結合損が
得られ従来の１面を垂直研磨した光フアイバセンサに比
べ約６ｄＢの感度の向上があった。
得られ従来の１面を垂直研磨した光フアイバセンサに比
べ約６ｄＢの感度の向上があった。
次に、第４図を参照して、本発明の光フアイバセンサの
他の実施例を説明する。この例は、挟込場合々どのセン
シングにおいて、光フアイバセンサと被測定物表面とが
垂直に保てない場合に好適に使用できるものである。こ
の例では、２本の光ファイバの中心線に対して平行な方
向に傾けて斜め研磨がしてあり、中心線と被測定物の傾
いている方向とを一致させることにより、出射光ファイ
バ２から出た光軸が被測定物の傾斜面に対して垂直にな
るようにして入射光ファイバ３での受光を最大にするこ
とができる。このようにして、光フアイバセンサの長さ
方向と被測定物の表面とが垂直にできない場合であって
も高感度なセンシングが実現できる。
他の実施例を説明する。この例は、挟込場合々どのセン
シングにおいて、光フアイバセンサと被測定物表面とが
垂直に保てない場合に好適に使用できるものである。こ
の例では、２本の光ファイバの中心線に対して平行な方
向に傾けて斜め研磨がしてあり、中心線と被測定物の傾
いている方向とを一致させることにより、出射光ファイ
バ２から出た光軸が被測定物の傾斜面に対して垂直にな
るようにして入射光ファイバ３での受光を最大にするこ
とができる。このようにして、光フアイバセンサの長さ
方向と被測定物の表面とが垂直にできない場合であって
も高感度なセンシングが実現できる。
本発明は、上記のように構成されているので、簡単な構
造で感度を上げることができ、まだ、狭いすき間などに
おけるセンシングを容易にすることもできる。
造で感度を上げることができ、まだ、狭いすき間などに
おけるセンシングを容易にすることもできる。
第１図は本発明による光フアイバセンサの原理を説明す
るための図、′ｄｃ２図は本発明の一実説明するための
図、第４図は従来の光フアイバセンサの断面図である。 １・・・光フアイバ収容パイプ ２・・・出射光ファイバ ３・・・入射光ファイバ 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽 第３図 （０） ｔｂノ
第４図
るための図、′ｄｃ２図は本発明の一実説明するための
図、第４図は従来の光フアイバセンサの断面図である。 １・・・光フアイバ収容パイプ ２・・・出射光ファイバ ３・・・入射光ファイバ 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽 第３図 （０） ｔｂノ
第４図
Claims (1)
- 光ファイバ収容パイプと、上記収容パイプ中に挿入固定
された出射光ファイバと入射光ファイバの２本の光ファ
イバとを備え、上記収容パイプの先端が上記２本の光フ
ァイバが互に対象になるような平面内に頂角をもつよう
に光学研磨されていることを特徴とする光ファイバセン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182979A JPS6161018A (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 光フアイバセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182979A JPS6161018A (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 光フアイバセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6161018A true JPS6161018A (ja) | 1986-03-28 |
Family
ID=16127642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59182979A Pending JPS6161018A (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 光フアイバセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6161018A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62187824U (ja) * | 1986-05-20 | 1987-11-30 |
-
1984
- 1984-08-31 JP JP59182979A patent/JPS6161018A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62187824U (ja) * | 1986-05-20 | 1987-11-30 |
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