(57)【要約】【課題】長期間の使用にも安定した高精度の測定能力を確保することができる圧力センサーを提供するを提供する。【解決手段】圧力水等の外部流体が流入する長尺筒状のハウジング１と、該ハウジング１内の長手方向に納められると共に先端に反射鏡４を設けた測定用光ファイバー２および引照用光ファイバー３と、これらの測定用光ファイバー２および引照用光ファイバー３の基端部を固定する固定ボビン５と、上記測定用光ファイバー２の先端部に固着される移動ボビン６と、上記測定用光ファイバー２に予め張力を与えるバネ体７と、上記ハウジング１内に流入した流体の圧力に応答して変位するベローズ１０と、該ベローズ１０の変位に応答して上記測定用光ファイバー２の長さを縮小させるスライド部材９と、から構成される【選択図】        図１
2004198172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力水等の外部流体が流入する長尺筒状のハウジングと、該ハウジング内の長手方向に納められると共に先端に反射鏡を設けた測定用光ファイバーおよび引照用光ファイバーと、これらの測定用光ファイバーおよび引照用光ファイバーの基端部を固定する固定ボビンと、上記測定用光ファイバーの先端部に固着される移動ボビンと、上記測定用光ファイバーに予め張力を与えるバネ体と、上記ハウジング内に流入した流体の圧力に応答して変位するベローズと、該ベローズの変位に応答して上記測定用光ファイバーの長さを縮小させるスライド部材と、から構成されることを特徴とする圧力センサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバーセンサーを用いた圧力センサーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは、在来の圧力測定機器が有する測定精度に劣ることがなく、温度、湿度、振動、雷の影響を受けずに安定して寿命が長く、機器の交換設置を必要としない圧力センサーを開発した。
【０００３】
しかしながら、上記圧力センサーは測定用光ファイバーに予めプレテンションを与えているため、光ファイバーの経年劣化によりプレテンション値に狂いが生じ、長期間の使用に耐えられない等の問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の圧力センサーの問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、長期間の使用にも安定した高精度の測定能力を確保することができる圧力センサーを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧力センサーは、圧力水等の外部流体が流入する長尺筒状のハウジングと、該ハウジング内の長手方向に納められると共に先端に反射鏡を設けた測定用光ファイバーおよび引照用光ファイバーと、これらの測定用光ファイバーおよび引照用光ファイバーの基端部を固定する固定ボビンと、上記測定用光ファイバーの先端部に固着される移動ボビンと、上記測定用光ファイバーに予め張力を与えるバネ体と、上記ハウジング内に流入した流体の圧力に応答して変位するベローズと、該ベローズの変位に応答して上記測定用光ファイバーの長さを縮小させるスライド部材と、から構成されることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１において、１はフィルダム等の土中深くに埋設される圧力センサーであって、主としてハウジング１と、測定用光ファイバー２と、引照用光ファイバー３と、反射鏡４と、固定ボビン５と、移動ボビン６と、バネ体７と、受圧面８と、スライド部材９と、ベローズ１０と、カプラー部１１と、波形管１２と、プロテクションチューブ１３から構成されている。
【０００７】
上記ハウジング１は、圧力センサーを所望深さの地中に埋設した場合に要求される機械的強度を有し、その使用環境に対する耐食性などに優れた材質、例えば、ステンレス、鉄、チタン、アルミニウム、ジュラルミンから形成される。
【０００８】
上記測定用光ファイバー２は、その基端部が固定ボビン５に固定されると共に、先端部が上記移動ボビン６に固着されている。この測定用光ファイバー２は、上記バネ体７により予め所定の張力を加えた状態（プレテンション）で取り付けられている。本実施例のバネ体は圧縮コイルバネを採用しているが、測定用光ファイバー２にプレテンションを与えるバネであればいずれでもよい。上記測定用光ファイバー２の先端面には銀メッキなどによる反射鏡４が設けられていて、光信号が反射するようになっている。
【０００９】
一方、上記引照用光ファイバー３は、上記測定用光ファイバー２と並行にしかも、上記固定ボビン５と移動ボビン６の間に弛みを持たせた状態で取り付け固定されている。この引照用光ファイバー３の先端面にも反射鏡４が設けられている。
【００１０】
上記受圧面８は、上記ハウジング１のフィルター部１ａから流入する水の圧力を受けて変位するようになっている。流入する水は、上記ベローズ１０により内部への流入は阻止される。該ベローズ１０は、ゴム材など伸縮性のある材料であればいずれでもよい。
【００１１】
上記スライド部材９は上記受圧面８の変位に追従して移動し、上記バネ体７の弾性力に抗して移動ボビン５を押し戻すようになっている。
【００１２】
次に、上記実施例の圧力センサーの作用について説明する。
光源から発射される光信号は光カプラー部１１の入射端に入射し、これにより２つの光信号に分光される。一方の光信号は測定用光ファイバー２に、他方の光信号は引照用光ファイバー３に、それぞれ送られる。各光信号は、測定用光ファイバー２および引照用光ファイバー３の先端に設けられた反射鏡４により、それぞれ反射される。
【００１３】
上記測定用光ファイバー２および引照用光ファイバー３の先端部は、移動ボビン６に固着されているので、受圧面８が間隙水圧等の流体圧力により変位して、スライド部材９を移動させると、各光ファイバー２、３の先端部がその軸方向に移動する。その結果、予めバネ体７により所定の張力を加えられている測定用光ファイバー２は縮小して長さが短くなる。一方、弛みを持たせた状態で取り付けられている引照用光ファイバー３は、先端部が移動しても長さは変化しない。よって、反射鏡４によって反射した上記２つの光信号の位相は異なることになる。
【００１４】
上記反射した位相の異なる両光信号は、光カプラー１１により合成され、両光ファイバー２および３の長さの差を検出することにより、受圧面８が受けた圧力を測定することができる。
【００１５】
次に、上記実施例の圧力センサーの仕様特性を表１に示す。
【表１】
2004198172.tif 000003
【００１６】
なお、本発明は、上述した実施例にのみ限定されるものではなく、当業者には、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形をなすことが可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の利点を有する。
１）長期間の使用にも安定した高精度の測定能力を確保することができる。
２）計測値は、温度、湿度、振動、腐食、地磁気、雷などの影響を受けない。
３）構造が簡単で、取扱いが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧力センサーの一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
１ａ  フィルター部
２  測定用光ファイバー
３  引照用光ファイバー
４  反射鏡
５  固定ボビン
６  移動ボビン
７  バネ体
８  受圧面
９  スライド部材
１０  ベローズ
１１  光カプラー部
１２  波形管
【図１】
2004198172.tif 000004