JPS622130A - 応力検知装置 - Google Patents

応力検知装置

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JPS622130A
JPS622130A JP60141979A JP14197985A JPS622130A JP S622130 A JPS622130 A JP S622130A JP 60141979 A JP60141979 A JP 60141979A JP 14197985 A JP14197985 A JP 14197985A JP S622130 A JPS622130 A JP S622130A
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JP
Japan
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photoelastic
light
photoelastic material
stress
pedestal
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JP60141979A
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JPH052086B2 (ja
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Masayuki Katagiri
片桐　真行
Masanori Watanabe
昌規 渡辺
Masaya Hijikigawa
正也 枅川
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L11/00—Measuring 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
    • G01L11/02—Measuring 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、材料の光弾性効果を利用した応力検知装置に
関するものである。　　　　′〈従来の技術〉 光弾性効果を利用した従来の光応用センサの基本構成を
第４図に示す。光弾性材料１の両端に偏光子２と検光子
３が設置されている。光７フイバ５で光源６より導かれ
た光はマイクロレンズ４でコリメートされ、偏光子２を
通り、直線偏光に変換される。偏光子２の光軸は加圧方
向に対し４５０傾いている。偏光子２で直線偏光された
光は光弾性材料１を通過した後、検光子３を介してマイ
クロレンズ４′でコリメートされ、光ファイバ５に案内
されて光検出器７に入射される。
上記光弾性材料１は外界の力により複屈折を生じ、光が
上記光弾性材料１を通過すると、応力の方向と直交する
方向の間で位相差が生じ、直線偏光が楕円偏光に変わる
。この光を偏光子２の光軸と直交するように光軸が調整
された検光子３に通過させると外界の力に応じて光強度
が変化する。
この原理に基づいて、圧力、荷重、加速度、振動。
音響等のセンサを作製することが可能である。
上記光応用センサは、感度を高める目的で、ベンディン
グタイプの構成を採ることがある。第５図に光弾性材料
１から成る素子部分の拡大図を示す。光弾性材料１は台
座８の上に固定されていて、測定される力は押圧子９を
通して光弾性材料１に加わる。この場合、光弾性材料１
内の上面側で圧縮応力、下面側で引張応力が働く。上面
側あるいは下面側のいずれかに直線偏光の光を入射する
と、楕円偏光の光が出射される。また上述した説明より
明らかな如く、該光弾性材料１を偏光子２と検光子３の
間に置くと通過光量が変化することとなる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 上記光弾性素子においては光弾性材料の台座８への固定
方法が問題となる。第５図に示す如く、光弾性材料ｌを
台座８に接着剤１０を用いて、接触面を完全に接着した
場合、接着剤の硬化時に内部応力が生じ、硬化後この内
部応力がそのまま保持され、特性を犬きくばらつかせる
。そして使用温度範囲全域に互って光弾性材料１と台座
８の熱膨張率が充分に一致していないと、温度変化によ
り膨張率差によって内部応力を発生させ、それにより光
量変化をもたらす。また荷重印加時に応力の集中が押圧
子９直下以外に接着部周辺にも生じ、感度を低下させる
。即ち、従来の接着構造では特性のバラツキ１、温度特
性及び感度の点で問題があった。
〈発明の目的〉 本発明は上述の問題点に鑑み、光弾性材料の内部応力に
起因する検知精度の低下を防止し、高信頼性及び高感度
の光応用センサを提供することを目的とするものである
。
〈実施例〉 第１図は本発明の一実施例の説明に供する光弾性素子部
分の拡大図である。該光弾性素子を用いた光応用センサ
の構成は第４図と同称であり、光弾性素子を偏光子と検
光子で挾み、マイクロレンズを介して入射側と出射側の
光ファイバに連結した構造を有する。光ファイバは入射
側が光源、出射側が光検出器に連結されている。光弾性
素子は光弾性材料ｌ１台座８及び押圧子９により構成さ
れていて、光弾性材料１は光軸と平行に左右両端部で台
座８に支持されかつ台座８と片端部■の部分のみで、接
着剤１０により接着されている。台座８で支持される他
方の端部■は接着されていない。従って、端部■の部分
では接着Ｑてより内部応力が発生するが、端部◎の部分
が開放されているため、その内部応力が光線の通る中央
部■の部分にまで及ぶことはなく、接着により特性が変
化することもない。また温度特性に関して、光弾性材料
１と台座８の熱膨張率が異なる場合でも温度変化による
内部応力の発生は端部■の部分にのみ限定され、それが
中央部■にまで及ぶことはない。
すなわち、温度変化に対し、光量は変化しない。
光源より光ファイバ′、マイクロレンズを介して偏光子
に入射された光は直線偏光となって光弾性材料１の中央
部■を通過する。この過程で光弾性材料】が外界から応
力を受けていると、その応力の大小に応じて複屈折を生
じ光弾性効果により直線偏光が楕円偏光に変化する。楕
円偏光となった光は光弾性材料！より出射して検光子３
へ導入される。
上記実施例において、加圧時の光弾性素子の状態を第２
図に示す。また光弾性材料ｌ内の内部応力の分布を矢印
で示す。光弾性材料ｌ中には圧縮応力と引張応力が生じ
る。光弾性材料１と台座８の接着面積が大きいとこれら
の応力分布が不均一になる。すなわち、接着状態によシ
感度が異なるという問題が生じる。
第３図は上記問題を考慮した本発明の他の実施例に係る
光弾性素子部の拡大斜視図である。本実施例では台座８
の光弾性材料１に対する支持面の幅を可及的に細くして
いる。従って、双方の接着面積が小さくなり、応力分布
の不均一性は軽減される。それに従って感度の低下もな
く、良好な感度再現性が得られる。光弾性材料ｌとして
は高分子樹脂あるいはガラス等が用いられる。
なお、光弾性材料１と台座８の固定方法として、接着に
ついて説明したが、光弾性材料の一部分を上下方向から
挾持する構造でもよいことは明らかである。
光弾性材料１は外部からの力に応じて入射された直線偏
光を楕円偏光に変換する。光弾性材料ｌの出射側に設け
られている検光子は偏光子と光軸が直交するように配置
されているため、楕円偏光の程度に応じて検光子３を通
過する光量が変化する。この光量を光検出器で検出し、
光源からの出力光強度に対する光検出器での受光強度を
求めることにより、外部から加えられている応力を検知
することができる。
〈発明の効果〉 このように本発明によれば、光弾性材料内に内部応力を
残留させることがす＜、応力検知装置としての特性バラ
ツキを小さくすることができ、光弾性材料と台座の熱膨
張率を考慮する必要性も解消される。従って、台座の材
料の選定範囲が広くなり、また光量は温度の影響を受け
ないため感度を低下させることもなく、感度再現性も保
障される０
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の説明に供する光弾性素子の
要部斜視図である。第２図は第１図に示す光弾性素子の
応力分布を説明する断面図である。 第３図は本発明の他の実施例に係る光弾性素子の要部斜
視図である。第４図は従来の光応用センサの基本構成図
である。第５図は第４図に示す光弾性素子の斜視図であ
る。 Ｉ・・・光弾性材料、２・・・偏光子、３・・・検光子
、５・・・光フフイバ、６・・・光源、７・・・光検出
器、８・・・台座、９・・・押圧子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、光弾性材料を両端で支持する台座の支持面の一方の
    みで前記光弾性材料端部と該支持面を接着固定した光弾
    性素子を用いたことを特徴とする応力検知装置。
JP60141979A 1985-06-27 1985-06-27 応力検知装置 Granted JPS622130A (ja)

Priority Applications (4)

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JP60141979A JPS622130A (ja) 1985-06-27 1985-06-27 応力検知装置
GB8615583A GB2179143B (en) 1985-06-27 1986-06-26 Optical pressure sensor
US06/878,656 US4757195A (en) 1985-06-27 1986-06-26 Optical pressure sensor with pedestal mounted photoelastic element
DE19863621669 DE3621669A1 (de) 1985-06-27 1986-06-27 Optischer drucksensor

Applications Claiming Priority (1)

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JP60141979A JPS622130A (ja) 1985-06-27 1985-06-27 応力検知装置

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JPS622130A true JPS622130A (ja) 1987-01-08
JPH052086B2 JPH052086B2 (ja) 1993-01-11

Family

ID=15304572

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US (1) US4757195A (ja)
JP (1) JPS622130A (ja)
DE (1) DE3621669A1 (ja)
GB (1) GB2179143B (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63280694A (ja) * 1987-05-13 1988-11-17 株式会社　半導体エネルギ−研究所 表示機能と記憶能力を有するカ−ド
JP2002534666A (ja) * 1998-12-31 2002-10-15 キブロン・インコーポレイテッド・オイ 小さい力と変位を計測するための計測装置
JP2005156178A (ja) * 2003-11-20 2005-06-16 Kri Inc 圧力評価方法及び光導波路型圧力センサ
JP2007139740A (ja) * 2005-10-20 2007-06-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ偏波変動検知装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2223094A (en) * 1988-09-24 1990-03-28 Dobson Park Ind Pressure transducer
US4915473A (en) * 1989-02-23 1990-04-10 The Dow Chemical Company Pressure sensor utilizing a polyurethane optical fiber
GB9105799D0 (en) * 1991-03-19 1991-06-12 Lucas Ind Plc Vibrating sensor
US5255068A (en) * 1991-11-25 1993-10-19 Allied-Signal Inc. Fringe pattern analysis of a birefringent modified spectrum to determine environmental temperature
US5289720A (en) * 1992-07-17 1994-03-01 Allied-Signal Inc. Optic sensor for determining environmental conditions
WO1994002817A1 (en) * 1992-07-20 1994-02-03 Invent Engineering Pty. Limited Pressure sensor
WO1996021874A1 (en) * 1993-02-03 1996-07-18 George Seaver Stress-optical phase modulator, modulation system and method
US5383048A (en) * 1993-02-03 1995-01-17 Seaver; George Stress-optical phase modulator and modulation system and method of use
US5589931A (en) * 1995-03-17 1996-12-31 Alliedsignal Inc. System to determine environmental pressure and birefringent-biased cladded optical sensor for use therein
WO1997043614A1 (en) * 1996-05-16 1997-11-20 Alliedsignal Inc. An optical pressure sensing system and a birefringent sensor for use therein
US6034811A (en) * 1998-01-28 2000-03-07 Seaver; George Stress-optic beam scanner, system and method
RU2231034C1 (ru) * 2003-04-25 2004-06-20 Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) Индикатор давления
CN113720505B (zh) * 2021-09-01 2023-09-19 云南师范大学 一种基于弹光效应的压力探测装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5717452A (en) * 1980-07-03 1982-01-29 Asahi Ishiwata Kogyo Kk Manufacture of refractory heat-resistant material

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3203229A (en) * 1962-06-28 1965-08-31 Budd Co Photoelastic leak detection methods
FR2271545A1 (en) * 1974-05-14 1975-12-12 Univ Moskovsk Piezo-optical measuring transformer with light source - has two part beams transmitted along two photoelastic channels
US4368645A (en) * 1980-09-26 1983-01-18 United Technologies Corporation Optical pressure sensor
US4321831A (en) * 1980-09-26 1982-03-30 United Technologies Corporation Digitally compatible optical pressure measurement
US4421979A (en) * 1981-08-27 1983-12-20 Trw Inc. Microbending of optical fibers for remote force measurement
DE3341845A1 (de) * 1983-11-19 1985-05-30 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Optische druckmessvorrichtung
JPS60220038A (ja) * 1984-04-16 1985-11-02 日立電線株式会社 偏波面保存光フアイバを用いたカテ−テル先端型血圧計

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5717452A (en) * 1980-07-03 1982-01-29 Asahi Ishiwata Kogyo Kk Manufacture of refractory heat-resistant material

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63280694A (ja) * 1987-05-13 1988-11-17 株式会社　半導体エネルギ−研究所 表示機能と記憶能力を有するカ−ド
JP2002534666A (ja) * 1998-12-31 2002-10-15 キブロン・インコーポレイテッド・オイ 小さい力と変位を計測するための計測装置
JP2005156178A (ja) * 2003-11-20 2005-06-16 Kri Inc 圧力評価方法及び光導波路型圧力センサ
JP2007139740A (ja) * 2005-10-20 2007-06-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ偏波変動検知装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE3621669A1 (de) 1987-01-08
GB2179143A (en) 1987-02-25
GB2179143B (en) 1989-07-19
DE3621669C2 (ja) 1988-09-22
US4757195A (en) 1988-07-12
GB8615583D0 (en) 1986-07-30
JPH052086B2 (ja) 1993-01-11

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