(57)【要約】光ファイバ変位センサ（１０）は支持台（２２）から延長する取付柱体（２０）に取付けた屈曲性ディスク（１６）アセンブリを含む。螺旋巻光ファイバコイル（１２，１６）が屈曲性ディスクの対向側面（１６Ａ，１６Ｂ）上に取付けられる。両コイル（１２，１４）から出力される光信号は結合されて干渉計（７０，１１４）を形成する。屈曲性ディスク（１６）の周縁に結合した慣性リング（６０）は第一と第二の光ファイバコイルからハウジング（１０１）内の他の要素に向けて光ファイバリード（１２Ａ，１２Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ）を経由させる複数の周面溝（６８，９２，９８）を有する。慣性リング（６０）は、光ファイバリード（１２Ａ，１２Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ）を第一、第二コイル（１２，１４）と周面溝（６８，９２，９８）との間に螺旋状に巻いて光ファイバリード（１２Ａ，１２Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ）が鋭く曲がって損傷することを防止する。【選択図】図１
2004522949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台（２２）と、
支持台（２２）から延長する取付柱体（２０）と、
取付柱体（２０）に接続され、第一と第二の側面（１６A,１６Ｂ）を有する屈曲性ディスク（１６）と、
屈曲性ディスク（１６）の第一の側面（１６A）上に形成され、延出する第一の内側光ファイバリード（１２A）および第一の外側光ファイバリード（１２B）を有する第一の螺旋巻光ファイバコイル（１２）と、
屈曲性ディスク（１６）の第二の側面（１６B）上に形成され、延出する第二の内側光ファイバリード（１４A）および第二の外側光ファイバリード（１４B）を有する第二の螺旋巻光ファイバコイル（１４）と、
第一と第二の螺旋巻光ファイバコイル（１２，１４）の間の光信号を結合して干渉計（７０）を形成する光カプラ（７６）と、
屈曲性ディスク（１６）の周囲に接続され、第一の光ファイバリード（１２A，１４A）と第二の光ファイバリード（１２B，14B）を第一と第二の光ファイバコイルからそれぞれ光カプラ（７６）まで経由させる複数の周面溝（６８，９２）を有する慣性リング（６０）と
を備える光ファイバ変位センサ（１０）。
【請求項２】
慣性リング（６０）は前記複数の周面溝（６８，９２，９８）を挟んで形成されて対向する曲面端縁（６１，６３）を含み、曲面端縁（６１，６３）は光ファイバリード（１２Ａ，１２Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ）を第一と第二の螺旋巻光ファイバコイル（１２，１４）と周面溝（６８，９２，９８）との間に螺旋巻きさせて光ファイバリード（１２Ａ，１２Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ）が鋭く曲がって破損することを防止するように形成される請求項１の光ファイバ変位センサ（１０）。
【請求項３】
慣性リング（６０）の複数の周面溝（６８，９２，９８）は光ファイバリードの長さの不整合を受容して、第一と第二の光ファイバコイル（１２，１４）からの内側光ファイバリード（１２Ａ，１４Ａ）と外側光ファイバリード（１２Ｂ，１４Ｂ）が共に屈曲性ディスク（１６）を出て光カプラ（７６）への同じ経路を取って外来の環境誘起移相の改良された共通モード阻止性能を得るように配置されている、請求項１の光ファイバ変位センサ（１０）。
【請求項４】
支持台（２２）に取り付けられ、取付柱体（２０）、屈曲性ディスク（１６）および光カプラ（７６）を内包するように閉鎖ハウジング（１０１）を形成するハウジングカバー（３６）を更に備え、ハウジングカバー（３６）は光ファイバリード（１２Ａ，１２Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ）を閉鎖ハウジング（１０１）内の選択位置に保持する内方突起（１０６）を有する、請求項１の光ファイバ変位センサ。
【請求項５】
屈曲性ディスク（１６）は貫通する中央路（１８）を含み、更に、取付柱体（２０）から屈曲性ディスク（１６）内の中央路（１８）を貫通するボルト（２８）と、ボルト（２８）に噛合わせてハウジングカバー（３６）の取付けとは独立して屈曲性ディスク（１６）を支持台（２２）に締め付けるナット（３４）とを備える請求項４の光ファイバ変位センサ。
【請求項６】
中央路（１８）に近接して屈曲性ディスク（１６）内に形成され、センサ（１０）の感度を増加するヒンジ（５８）を更に備える請求項５の光ファイバ変位センサ（１０）。
【請求項７】
中央路（１８）に近接して屈曲性ディスク（１６）内に形成した内側ヒンジ（５８）および慣性リング（６０）近くで外縁（６２）に近接して屈曲ディスク（１６）内に形成した外側ヒンジ（１００）を更に備え、センサ（１０）の感度を増加しかつ慣性リング（６０）を捻る傾向を減少する請求項５の光ファイバ変位センサ（１０）。
【請求項８】
ハウジングカバー（３６）はボルト（２８）の一端（３０）に螺合するドーム型部分（４０）を含む請求項５の光ファイバ変位センサ（１０）。
【請求項９】
支持台（２２）は取付柱体（２０）とほぼ直角に支持台を貫通する通路（７７）を含み、光カプラ（７６）はこの通路（７７）内に取付けられて光ファイバコイル（１２，１４）と接続され、マイケルソン干渉計（７０）を形成する請求項１の光ファイバ変位センサ（１０）。
【請求項１０】
支持台（２２）は取付柱体（２０）とほぼ直角に支持台を貫通する一対の平行通路（１１６，１１８）を含み、平行通路（１１６，１１８）のおのおのはこれら通路内に取付けた光カプラ（７６，１１２）を有し、これら光カプラ（７６，１１２）は光ファイバコイル（１２，１６）に接続されてマッハ−ツェンダー干渉計（１１４）を形成する請求項１の光ファイバ変位センサ（１０）。
【請求項１１】
屈曲性ディスク（１６）は第一と第二の側面（１６Ａ，１６Ｂ）内に形成した複数の曲面溝（８４）を有し、これら曲面溝（８４）は 第一と第二の光ファイバコイル（１２，１４）のそれぞれの下を通る第一と第二の内側光ファイバリード（１２Ａ，１４Ａ）のそれぞれ用の経路となる請求項１の光ファイバ変位センサ（１０）。
【請求項１２】
曲面溝（８４）は第一と第二の内側光ファイバリード（１２Ａ，１４Ａ）を光ファイバコイル（１２，１４）の下から正接状に出現させるように形成され、第一の内側光ファイバリード（１２Ａ，１４Ａ）が所定最小値より小さい屈曲半径となることなく慣性リング（６０）上に螺旋巻きされる請求項１１の光ファイバ変位センサ（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に変位センサに関する。特に本発明は干渉計に含まれる光ファイバコイルを持つ屈曲性ディスクの対向側面上に螺旋状に多層巻きした一対の光ファイバコイルを含む変位センサに関する。更に特に、本発明は屈曲性ディスクの縁部周囲に光ファイバ経由溝を有する円周リングを含む変位センサに関する。
【０００２】
本発明による光ファイバ変位センサは、突出する取付柱を有する支持台を備える。屈曲性ディスクは取付柱に接続され、第一の螺旋巻き光ファイバコイルが屈曲性ディスクの第一の側面上に形成される。第二の螺旋巻き光ファイバコイルは屈曲性ディスクの第二の側面上に形成される。光ファイバリードが光ファイバコイルの内径と外径の双方から延長する。光カプラが各コイルから延長する光ファイバリード間の光信号を結合するように配置される。残りのリードの各端は鏡面配置させて、光ファイバコイルとリードとカプラの組合せでマイケルソン干渉計を形成するようにする。
【０００３】
慣性リングが屈曲性ディスクの周縁に接続される。慣性リングは複数の周面溝を有し、光ファイバリードを第一と第二の光ファイバコイルまでと、鏡面配置端を固定した位置まで経由させる。
【０００４】
慣性リングは好ましくは対向する曲面側縁を含み、これら曲面側縁の間には複数の周面溝が形成される。曲面側縁は、光ファイバリードが第一および第二のコイルと周面溝との間に螺旋巻きされ、光ファイバリードが鋭く曲げられて破損することを防止するように形成される。
【０００５】
慣性リング内の複数の周面溝は、所望により、異なる深さの周面溝内に異なる長さの光ファイバを円周状に巻回させて、光ファイバリードの長さ上の不整合を受容するように配置することが望ましい。これは、第一と第二の光ファイバコイルからの双方の光ファイバリードが結局は共にコイルアセンブリを出て光カプラまで同じ経路を取り、外部からの環境誘起移相の改善された共通モード阻止性能を提供するようにする。
【０００６】
本発明の目的の評価ならびにその構成と動作方法の完全な理解は、望ましい実施例の下記の説明を読み、添付図面を参照すれば得られよう。
【０００７】
図１と図８に示すように、本発明による変位センサ１０は光ファイバの上部コイル１２と、同じく光ファイバで形成した下部コイル１４とを含む。上部コイル１２と下部コイル１４はそれぞれ、望ましくはポリカーボネイトの様な従順な材料で形成した屈曲性ディスク１６の対向側面１６Ａ，１６Ｂ上に形成される。アルミニウムの様な他の材料も、センサの動作スペクトル範囲に応じて屈曲性ディスク用に使用される。屈曲性ディスク１６と、上部コイル１２および下部コイル１４と、慣性質量（リング）６０とは、変位センサ１０の一次変換器である屈曲性ディスクアセンブリ１１を構成する。屈曲性ディスク１６は中央路１８を有する。中央路１８に近接する屈曲性ディスク１６の内方部分は、次に説明する取付柱体２０にディスク１６を取付けうるようにする取付ハブ１９を構成する。
【０００８】
変位センサ１０は支持台２２を含むハウジング２１を包含する。取付柱体２０が支持台２２の中央部から延長する。取付柱体２０の螺条２４はボルト２８の第一の端部２６を受けるように配置される。ボルト２８の第二の端部３０はディスク１６の中央路１８を通り取付柱体２０から離れて伸びる。ワッシャ３２がボルト２８に沿って位置され、ディスク１６は取付柱体２０の上端とワッシャ３２の間となる。ナット３４がボルト２８に螺合されてワッシャ３２とハブ１９が取付柱体２０に固着される。
【０００９】
ボルト２８の第二の端部３０はナット３４を通して延長する。ハウジング２１はまたほぼ円筒状の側壁３８とフラストコニカル（またはドーム型）頂部４０を有するカバー３６を含む。頂部４０の中心部４２はボルト２８の端部３０上に取付けられる螺条路４４を有する。カバー３６は、螺条路４４とボルト２８の噛合いが支持台２２に形成した円形溝４８内へのカバー３６の下端縁４６の係合となるように形成される。カバー３６は接着剤で支持台２２に封止されるため、ハウジングは水密となる。
【００１０】
図１、図２、図４および図８を参照すれば、中央取付ハブ１９は、光ファイバコイル１２，１４が位置するディスク１６の部分５２より大きい厚さを有する。上部円筒突起５４はディスク１６から突出する。この突起５４はハブ１９から離間する。ハブ１９と突起５４の間の区分はハブ１９の厚さより小さい厚さとし、ハブ１９と突起５４の間はほぼ円筒状の空洞となる。望ましくは突起５４とほぼ同一の突起５６がディスク１６の下方側面から延長する。突起５４および５６とハブ１９との間の部分は、ディスク１６が取付柱体２０とボルト２８の動きに応答してディスク１６の面に直角の成分を持つ方向に屈曲しうるヒンジ５８を区画する。
【００１１】
図１、図２、図４、図６および図８を更に参照すれば、屈曲性ディスクアセンブリ１１の固有振動数を下げ、軸加速度に対するセンサ１０の感度を最大化する目的で、慣性リング６０がディスク１６の外縁６２に取付けられる。慣性リング６０は上方リング６４と下方リング６６で形成するのが便宜である。一体に組み立てたとき、上方および下方リング６４，６６は慣性リング６０の周りを延長する浅い周面溝６８を区画する。上方および下方リング６４，６６はそれぞれ、高体積弾性係数の構造用接着剤で一体に結合され、屈曲性ディスク１６の外縁６２に固く保持されることが望ましい。
【００１２】
図３に略図的に示すように、光ファイバコイル１２，１４は干渉計７０の２本の脚として含まれる。図３は周知のマイケルソン干渉計形状を示すが、本発明は図７に示すようなマッハ−ツェンダー干渉計を用いて実施することもできる。本発明の以下の説明では、コイル１２は入力リード１２Ａと出力リード１２Ｂを有するものとすることが便宜である。同様に、コイル１４は入力リード１４Ａと出力リード１４Ｂを有する。マイケルソン干渉計の組み立てには通常は接着が必要であることに注目すべきである。この様な接着は充分に当業技術者或いは通常の熟練者の熟練のうちであるため図示はしない。
【００１３】
離れて配置したレーザ７２が光信号を光ファイバリード７４に与え、このリードは光信号を光ファイバカプラ７６にガイドする。カプラ７６は当業で周知の適宜のカプラ構造であれば良い。カプラの出力信号は入力リード１２Ａ,１４Ａに入力されて光信号を光ファイバコイル１２，１４の各々に供給する。音響波で誘起されるハウジング２１の運動は屈曲性ディスクアセンブリ１１のその面に直角の方向における屈曲を生じる。この屈曲が光ファイバコイル１２，１４の各々に均等かつ対向する歪を生じる。この歪が光ファイバの各々の光路長に均等かつ対向する変化を生じ、これが各光ファイバコイル１２，１４内を通る光の位相を変化させる。光信号が光ファイバコイル１２，１４から光ファイバリード１２Ｂ，１４Ｂのそれぞれを介して光ファイバ７８，７９のそれぞれに出力される。光ファイバ７８，７９はそれぞれそれらの端部８２，８３のそれぞれに形成したミラー８０，８１を有し、それらは光ファイバコイル１２，１４の光路長の変化を二倍にする（従って発生する合計光位相差を二倍にする）。光信号はミラー８０，８１から反射して光カプラ７６に戻される。光信号は光カプラ７６内で組み合わされて干渉パターンを生じる。光カプラ７６は干渉計出力を光ファイバリード８６に結合する。隔離配置した光検出器８８が干渉計出力を受けて、光路長を変化させた音響波の振幅と周波数の決定のために処理される電気信号を生じる。
【００１４】
光ファイバコイル１２，１４は屈曲性ディスク１６のそれぞれの側面上に直接形成できる。この場合、突起５４，５６が光ファイバコイル１２，１４のそれぞれの巻きハブとして機能する。二者択一的に、光ファイバコイル１２，１４は予め形成し、屈曲性ディスク１６に接着剤で結合しても良い。
【００１５】
図１および図２を参照して、巻回を始める前に、光ファイバ７８の端部８２を屈曲性ディスク１６に含まれる螺旋溝８４内に位置させる。巻回が完了しその位置で熱により固められれば、光ファイバ７８の端部８２とミラー８０が光ファイバコイル１２の外径と上方リング６４の内縁９０との間に残る空間内に巻き込まれ、接着剤でその位置に固定される。
【００１６】
光ファイバ７９の端部８３も同様に、巻回を再開する前に屈曲性ディスク１６の対向側面上に含まれる螺旋溝（図示しない）内に位置させる。巻回が完了してその場で熱養生させると、端部８３とミラー８１が同様に光ファイバコイル１４の外径と下方リング６６の内縁９４との間に残る空間内に巻き込まれ、やはりその場に接着剤で固定される。
【００１７】
図１、図４、図６および図８について、慣性リング６０は上方および下方の曲面端縁６１，６３のそれぞれを有する。光ファイバコイル１２の対向端の一部１７が内端９０上に巻かれ、曲面端縁６１を越えさせて、より大きい周面溝６８への移行の前に、周面溝９２で上方リング６４の周囲に所要巻き数巻かれる。光ファイバコイル１４の一端部１５が同様に下方リング６６の内縁９４上に巻かれ、曲面端縁６３を越えさせ、同様により大きい周面溝６８への移行の前に周面溝９８で慣性リング６０の周囲に所要巻き数巻かれる。光ファイバ１２，１４の全長が周面溝６８に入ると、これらは光カプラ７６に到達するまでの距離において長さが均等化される。共通の周面溝６８内で両光ファイバコイル１２，１４が巻かれる巻き数は単に周面溝６８から直接光カプラ７６に移行する前に余分な光ファイバの長さのたるみを吸収するために必要なものである。光ファイバリード７４，８６は光カプラ７６から、カバー３６の側壁３８のファイバ出口路７５を通って延長する。出口路７５は次いで適宜の密封材で密封され、カバー３６と支持台２２で区画された区分内に流体が入ることを防止する。
【００１８】
図４は、第二のヒンジ１００が屈曲性ディスク１６の外縁６２の近くに形成された本発明の他の実施例を示す。この第二ヒンジ１００は共振周波数の減少と、低入力周波数の加速度入力と高センサゲインを必要とする応用を検知するためのスケールファクタを増加する屈曲性ディスク１６の応答の増加とを助勢する。
【００１９】
図５は、カバー３６を支持台２２に固定してハウジング１０１を形成するための構造を示す。側壁３８は支持台２２の溝１０４内に延長する。Ｌ字型突起１０６が側壁３８の挿入底部に近接して支持台２２から延長する。突起１０６と支持台２２の上面２３とで内向きの円形溝１０２が区画される。光ファイバリード１０８，１１０がハウジング１０１内で巻回され、突起１０６と上面２３で作る円形溝１０２内に保持される。コイル内に光ファイバを保持しうることは余分な長さの光ファイバを整えるために便宜である。
【００２０】
光ファイバ変位センサ１０全体は中性的に弾力を有して入射音響波に応答して動くように形成することが望ましい。変位センサ１０は関与する音響周波数帯以下で生じる屈曲性ディスクアセンブリ１１の共振周波数（約１００Hz）を持つように設計される。このモードでは、センサ１０は音響入力の振幅に比例した強度変調光信号を出力する変位装置として作用する。実際には、変位センサアセンブリ１０全体はポリウレタンのような柔軟で、従順な音響透過性媒体内にカプセルされる事がしばしばである。
【００２１】
音響エネルギーに曝されたとき、中性的弾力性でカプセル入りの変位センサアセンブリ１０は音響波と協調して運動する。重金属タングステンの慣性リング６０の慣性のために、屈曲性ディスクアセンブリ１１の外縁６２は空間で慣性的に安定したままとなるが中央の取付柱体２０はハウジング２１と一体質量として運動する。屈曲性ディスク１６内に形成したヒンジ５８が屈曲性ディスク１６の内縁６５の歪みを生じさせる或る程度の自由度を提供する。同じ程度の自由度が慣性的に安定したタングステンの慣性リング６０の整合面間に塗布した従順な接着剤で囲まれた狭い取付面により屈曲性ディスク１６の外縁６２に生じられる。第二のヒンジ１００はタングステンの慣性リング６０の従順性を増し、慣性的に安定な慣性リングを回転捻りする傾向を最小限にする。
【００２２】
屈曲性ディスク１６の内縁６５と外縁６２のそれぞれの間の相対的な軸運動は従って一体結合した上方と下方の光ファイバコイル１２，１４内に付随的な歪みを誘発する。相対的な歪みが各コイルに逆のセンスで誘発され，上方コイル１２が圧縮を行えば下方コイル１４は伸長を行い、またその逆を行うようになる。レーザ光が２x２光カプラ７６の出力から上方と下方の光ファイバコイル１２，１４のそれぞれを通して伝達されると、誘発された歪みの効果は干渉計に入るレーザ光の相対的な光路長（従って位相）を変化させる。
【００２３】
光ファイバコイル１２，１４のそれぞれのミラー付端部８２，８３から反射されたレーザ光はまた２度目にコイルを通過するとき付加的な移相を行う。合計差動位相がマイケルソン干渉計の光カプラ７６で密接して再結合される。ここで音響情報を含むこのレーザ光は復調、ろ過等のような電子信号処理用の遠隔の処理方式の光検出器８８に分岐される。
【００２４】
この光ファイバ変位センサ１０は、低コスト加工構成要素の要素を商用在庫品からの一般ハードウェアおよび低コスト光ファイバと組み合わせて安価な装置を創出する。この装置の代表的な応用は水中等相列受動ソナー感知や地震測量を含む。
【００２５】
本発明による光ファイバ変位センサ１０は望ましくは１５０Ｈｚと１０ＫＨｚの間の周波数範囲の広帯域音響周波数の音響感知用ミケルソン干渉計アプローチを用いる。光ファイバコイル１２，１４の間の光を結合するためにミラー７８，８０に代えて第二の光カプラ１１２を付加すればマッハ−ツェンダー干渉計１１４が形成され、これも本発明の実施に使用できる。
【００２６】
図８および図９に示すマッハ−ツェンダー干渉計の実施例では、光カプラ７６,１１２は支持台２２を貫通する通路１１６，１１８内に位置させることが望ましい。通路１１６，１１８は支持台２２の縦中心線について対称に配置することが望ましい。マッハ−ゼーンダ形状では、カプラ７６はレーザ光を光ファイバリード１２Ａ，１４Ａに与えてレーザ７２からのレーザ光を光ファイバコイル１２，１４のそれぞれの間に均等に分割する。カプラ１１２は光ファイバリード１２Ｂ，１４Ｂのそれぞれを介して光ファイバコイル１２，１４から受けるレーザ光を密接に再結合し、干渉パターンを生じる。カプラ１１２は結合した光信号を光ファイバ１２０に出力し、光ファイバ１２０は光出力を検出器１２２に案内する。
【００２７】
ミケルソン干渉計の機械化はこの種の光ファイバセンサでは常識だが、本実施例はこの種のセンサに固有の共通の幾つかの問題を解決する多数の革新的な特徴を使用する。例えば、以前の変位センサは、共振周波数を関与する最低周波数より十分低く調整して周波数応答の平坦性を改善するために屈曲性ディスク１６の外側に置いて用いる大型の慣性質量（リング）６０に関連した問題を有する。
【００２８】
光ファイバをそのコイル１２，１４から慣性質量６０を越えて経由させて光カプラ７６に接続することを試みるとき、或る軋轢が生じる。屈曲性ディスク１６または慣性リング６０に開けて光ファイバを外部に通過させるトンネル穴は、ガラス繊維の最小屈曲半径を侵害しないように光ファイバが屈曲性ディスク１６から放射状よりはむしろ正接状に出ることが必要であるため、実際的でない。本発明は慣性リング６０内に半円形頂部と底部（曲面端縁）６１，６３を組み込み、光ファイバが急角度、折り曲げ或いは切れ目に遭遇することなく慣性リングの内壁を螺旋状に登り、曲面頂部を通って外径を螺旋状に降りるようにする。上方および下方リング６４，６６とそれらに対応する光ファイバコイル１２，１４は鏡面イメージで、両光ファイバコイル１２，１４を中央の周面溝６８に一緒に入らせ、光カプラ７６へ直接（また、必要であれば一緒に止めて）出させて、環境性の摂動，特に温度で誘起される歪みによる外来の位相変化の通常モード拒絶を最大化する。
【００２９】
光カプラ７６に組継ぎ（スプライス）が行われると第二の問題が生じる。カプラへの組継ぎは１００％は生じない。時には多数の試みをして溶融接続間にほとんど余剰伝達ロスが生じないことおよび接続が機械的に完全であることを確実にする必要がある。結果として光ファイバコイル１２，１４の一方の一方のリードが意図したより必ず短くなる。標準的なやり方は単に可能な最良の方法として長手のリードをカプラ７６に入る意図的な長さの不整合が均等化されるまで取付台２２上の旋回路に沿って整えてエポキシで取付ける。誤った位相変化が僅かな温度、ショック、或いは２本のリードの異なる経路の結果として自己消去不能な各ファイバへの振動暴露のために、２本の光ファイバ１２Ａ，１４Ａの長さの間に生じうる。周面溝９２，９８は、屈曲性ディスクアセンブリの取付柱体２０上への配置後に起こる余剰ファイバの取り込みの間に短めのファイバコイルの長さの配置を許すことによってこの問題を除く。このファイバ取り込み工程の間に短いファイバが周面溝９２または９８内に必要巻き数（または部分巻き数）巻回されると、ファイバは次いで広いほうの周面溝６８に移されて対向側のコイルからのそのファイバ仲間に沿って巻回を完成する。この技術は外来の環境的に誘起される移相の通常モード拒絶に損失を生じることなくファイバの長さを自動的に均等化する。
【００３０】
先行技術の装置に起こる他の問題は、音響周波数通過帯域内の周波数で生じる構造上の共振で起こる干渉である。これは一般に頭部が平坦なハウジングがフラット振動板として作用して所望周波数より低いところで共振する大型の位相センサで起こる。その効果は潜在的に同じ周波数の音響信号に干渉し、これらのセンサ、特に多重センサ列応用の仕様書で要求されるフラットな周波数応答に直接衝撃を与える。
【００３１】
この問題の軽減のため、本発明によるセンサのカバー３６は特に傾斜させて、カバーが中央螺条穴４４を介してボルト２８に固定結合したときハウジング構造を硬くする円錐シェルを創出する。結果的な硬度はカバーの自然共鳴をセンサが関与する通過帯域の外に移し、所望の周波数範囲を超える周波数応答の平坦性に衝撃を与えないようにする。
【００３２】
ここに記載した構成と方法は本発明の原理を表す。本発明はその精神或いは必須の特徴から逸脱することなく他の特定形状で実施し得る。記載した実施例はあらゆる面で限定的であるよりはむしろ代表的で例示的なものであると考えるべきである。従って上記の説明よりむしろ添付の請求範囲が発明の範囲を定義する。各請求項の均等の意味と範囲に入る記載実施例の全ての変更は本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一対の螺旋巻き光ファイバコイルがカバーに結合した支持台に取付けた屈曲性ディスク上に形成された本発明による光ファイバ変位センサの断面図である。
【図２】図１の装置に含まれ得る光ファイバコイルを示す屈曲性ディスクアセンブリの上面図である。
【図３】センサのブロック図で、図１と図２に示す型の一対の光ファイバコイルを含むマイケルソン干渉計を示す。
【図４】本発明による光ファイバ変位センサに含まれ得る屈曲性ディスクの第二の実施例を示す部分断面図である。
【図５】支持台とカバー間の結合の第二の実施例を示す部分断面図である。
【図６】カバーを除去した図１の装置の正面図である。
【図７】図１と図２に示す型の一対の光ファイバコイルを含むように形成したマッハ−ツェンダー干渉計を用いた他の実施例を略図的に示す。
【図８】本発明による光ファイバ変位センサの一部を切り欠いた斜視図である。
【図９】光カプラの取付用に支持台を貫通する一対の通路を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０      光ファイバ変位センサ
１１      屈曲性ディスクアセンブリ
１２      第一の螺旋巻光ファイバコイル
１２Ａ    第一の内側光ファイバリード
１２Ｂ    第一の外側光ファイバリード
１４      第二の螺旋巻光ファイバコイル
１４Ａ    第二の内側光ファイバリード
１４Ｂ    第二の外側光ファイバリード
１６      屈曲性ディスク
１６Ａ    第一の側面
１６Ｂ    第二の側面
１８      中央路
２０      取付柱体
２１      ハウジング
２２      支持台
２８      ボルト
３４      ナット
３６      ハウジングカバー
６０      慣性リング
６１      曲面端縁
６２      外縁
６３      曲面端縁
６４      上方リング
６６      下方リング
６８      周面溝
７０      干渉計
７６      光カプラ
７７      通路
８４      螺旋溝
９２      周面溝
９８      周面溝
１００      外側ヒンジ
１０１      閉鎖ハウジング
１０６      内方突起
１１２      光カプラ
１１６      平行通路
１１８      平行通路
１２０      光ファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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