(57)【要約】【課題】  光学的に高いダイナミックレンジで差圧の測定が可能な差圧測定システムを提供する。【解決手段】  光源4、第1圧力感度で第1外圧PO1に応じて光源4が発した照射光の光強度を変化させ、第1測定光として出力する第1センサ5、第1圧力感度に対して正負の符号が反対の第2圧力感度で第2外圧PO2に応じて第1測定光の光強度を変化させ、第2測定光として出力する第2センサ15、及び第2測定光の光量を測定することにより、第1及び第2外圧PO1, PO2の差圧を測定する測定モジュール17Aを備える。【選択図】      図1
2007178194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
第１圧力感度で第１外圧に応じて前記光源が発した照射光の光強度を変化させ、第１測定光として出力する第１センサと、
前記第１圧力感度に対して正負の符号が反対の第２圧力感度で第２外圧に応じて前記第１測定光の光強度を変化させ、第２測定光として出力する第２センサと、
前記第２測定光の光強度を測定することにより、前記第１及び第２外圧の差圧を測定する測定モジュール
とを備えることを特徴とする差圧測定システム。
【請求項２】
前記第１外圧と前記第１測定光の光強度とは負の相関関係を有するよう、前記第１圧力感度が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の差圧測定システム。
【請求項３】
前記第１センサは、
前記照射光を集光する第１集光部と、
前記第１集光部の焦点よりも前記第１集光部の近くに移動可能に配置され、前記第１外圧に応じて前記第１集光部の光軸上を移動し、前記集光された照射光を反射する第１感圧部
とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の差圧測定システム。
【請求項４】
前記第２外圧と前記第２測定光の光強度とは正の相関関係を有するよう、前記第２圧力感度が設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の差圧測定システム。
【請求項５】
前記第２センサは、
前記第１測定光を集光する第２集光部と、
前記第２集光部の焦点よりも遠くに移動可能に配置され、前記第２外圧に応じて前記第２集光部の光軸上を移動し、前記集光された第１測定光を反射する第２感圧部
とを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の差圧測定システム。
【請求項６】
前記第１外圧と前記第１測定光の光強度とは正の相関関係を有するよう、前記第１圧力感度が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の差圧測定システム。
【請求項７】
前記第１センサは、
前記照射光を集光する第１集光部と、
前記第１集光部の焦点よりも遠くに移動可能に配置され、前記第１外圧に応じて前記第１集光部の光軸上を移動し、前記集光された照射光を反射する第１感圧部
とを備えることを特徴とする請求項１又は６に記載の差圧測定システム。
【請求項８】
前記第２外圧と前記第２測定光の光強度とは負の相関関係を有するよう、前記第２圧力感度が設定されていることを特徴とする請求項１、６、７のいずれか１項に記載の差圧測定システム。
【請求項９】
前記第２センサは、
前記第１測定光を集光する第２集光部と、
前記第２集光部の焦点よりも前記第２集光部の近くに移動可能に配置され、前記第２外圧に応じて前記第２集光部の光軸上を移動し、前記集光された第１測定光を反射する第２感圧部
とを備えることを特徴とする請求項１、６、７、８のいずれか１項に記載の差圧測定システム。
【請求項１０】
照射光を照射するステップと、
第１圧力感度で第１外圧に応じて前記光源が発した照射光の光強度を変化させ、第１測定光として出力するステップと、
前記第１圧力感度に対して正負の符号が反対の第２圧力感度で第２外圧に応じて前記第１測定光の光強度を変化させ、第２測定光として出力するステップと、
前記第２測定光の光強度を測定することにより、前記第１及び第２外圧の差圧を測定するステップ
とを含むことを特徴とする差圧測定方法。
【請求項１１】
前記第１外圧と前記第１測定光の光強度とは負の相関関係を有するよう、前記第１圧力感度が設定されていることを特徴とする請求項１０に記載の差圧測定方法。
【請求項１２】
前記第１測定光として出力するステップは、
前記照射光を第１集光部で集光するステップと、
前記第１集光部の焦点よりも前記第１集光部の近くに移動可能に配置され、前記第１外圧に応じて前記第１集光部の光軸上を移動する第１感圧部で前記集光された照射光を反射するステップ
とを含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の差圧測定方法。
【請求項１３】
前記第２外圧と前記第２測定光の光強度とは正の相関関係を有するよう、前記第２圧力感度が設定されていることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の差圧測定方法。
【請求項１４】
前記第２測定光として出力するステップは、
前記第１測定光を第２集光部で集光するステップと、
前記第２集光部の焦点よりも遠くに移動可能に配置され、前記第２外圧に応じて前記第２集光部の光軸上を移動する第２感圧部で前記集光された第１測定光を反射するステップ
とを含むことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の差圧測定方法。
【請求項１５】
前記第１外圧と前記第１測定光の光強度とは正の相関関係を有するよう、前記第１圧力感度が設定されていることを特徴とする請求項１０に記載の差圧測定方法。
【請求項１６】
前記第１測定光として出力するステップは、
前記照射光を第１集光部で集光するステップと、
前記第１集光部の焦点よりも遠くに移動可能に配置され、前記第１外圧に応じて前記第１集光部の光軸上を移動する第１感圧部で前記集光された照射光を反射するステップ
とを含むことを特徴とする請求項１０又は１５に記載の差圧測定方法。
【請求項１７】
前記第２外圧と前記第２測定光の光強度とは負の相関関係を有するよう、前記第２圧力感度が設定されていることを特徴とする請求項１０、１５、１６のいずれか１項に記載の差圧測定方法。
【請求項１８】
前記第２測定光として出力するステップは、
前記第１測定光を第２集光部で集光するステップと、
前記第２集光部の焦点よりも前記第２集光部の近くに移動可能に配置され、前記第２外圧に応じて前記第２集光部の光軸上を移動する第２感圧部で前記集光された第１測定光を反射するステップ
とを含むことを特徴とする請求項１０、１５、１６、１７のいずれか１項に記載の差圧測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力測定技術に関し、特に差圧測定システム及び差圧測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油プラント等を制御する場合、石油プラント内の異なる位置における流体の差圧を測定することが必要な場合がある。従来の差圧測定方法としては、測定位置にファブリペロ干渉計を配置し、圧力によって生じるファブリペロ干渉計の光路差の変化を干渉縞から読み取る方法が提案されている（例えば、特許文献1参照。）。しかし、干渉縞の信号は光路差に依存しない光強度成分の信号に重畳している。そのため、光強度成分の信号に重畳した干渉縞の信号をアナログからデジタル信号に変換すると、デジタル信号の一部のビットのみに干渉縞の信号が割り当てられ、その他のビットには差圧測定には関係のない光強度成分の信号が割り当てられる。したがって、ファブリペロ干渉計の光路差の変化を干渉縞から読み取る方法は、差圧測定のダイナミックレンジが低下するという問題があった。
【特許文献１】特開2003-166890号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、光学的に高いダイナミックレンジで差圧の測定が可能な差圧測定システム及び差圧測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様によれば、光源と、第１圧力感度で第１外圧に応じて光源が発した照射光の光強度を変化させ、第１測定光として出力する第１センサと、第１圧力感度に対して正負の符号が反対の第２圧力感度で第２外圧に応じて第１測定光の光強度を変化させ、第２測定光として出力する第２センサと、第２測定光の光強度を測定することにより、第１及び第２外圧の差圧を測定する測定モジュールとを備える差圧測定システムが提供される。第２測定光の光強度は第１及び第２外圧の差圧を直接反映している。そのため、本発明の第１の態様に係る差圧測定システムは、第２測定光の光強度を測定することにより、高いダイナミックレンジで第１及び第２外圧の差圧を測定することを可能とする。
【０００５】
本発明の第２の態様によれば、照射光を照射するステップと、第１圧力感度で第１外圧に応じて光源が発した照射光の光強度を変化させ、第１測定光として出力するステップと、第１圧力感度に対して正負の符号が反対の第２圧力感度で第２外圧に応じて第１測定光の光強度を変化させ、第２測定光として出力するステップと、第２測定光の光強度を測定することにより、第１及び第２外圧の差圧を測定するステップとを含む差圧測定方法が提供される。第２測定光の光強度は第１及び第２外圧の差圧を直接反映している。そのため、本発明の第２の態様に係る差圧測定方法は、第２測定光の光強度を測定することにより、高いダイナミックレンジで第１及び第２外圧の差圧を測定することを可能とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光学的に高いダイナミックレンジで差圧の測定が可能な差圧測定システム及び差圧測定方法を提供可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【０００８】
（第1の実施の形態）
第1の実施の形態に係る差圧測定システムは、図1に示すように、光源4、第1圧力感度で第1外圧PO1に応じて光源4が発した照射光の光強度を変化させ、第1測定光として出力する第1センサ5、第1圧力感度に対して正負の符号が反対の第2圧力感度で第2外圧PO2に応じて第1測定光の光強度を変化させ、第2測定光として出力する第2センサ15、及び第2測定光の光強度を測定することにより、第1及び第2外圧PO1, PO2の差圧を測定する測定モジュール17Aを備える。
【０００９】
光源4には、紫外域から赤外域(185nm〜2000nm)までの連続スペクトルに対応可能なキセノンランプ、発光ダイオード、スーパールミネッセントダイオード、半導体レーザ共振器、マルチモードレーザダイオード、及びシングルモードレーザダイオード等が使用可能である。光源4には照射光を伝搬する光ファイバ等の光導波路30が接続されている。光導波路30には、照射光を2方向に分割する第1スプリッタ21が接続されている。第1スプリッタ21には、分割された一方の照射光を伝搬する光導波路31が接続されている。
【００１０】
光導波路31には第1センサ5が接続されている。第1センサ5は、図2に示すように、光導波路31の端部から放射された照射光を集光するレンズ等である第1集光部24を有する。第1集光部24は光導波路31の端部に対して第1間隔d1をおいて配置されている。さらに第1センサ5は、第1集光部24の光軸上で第1集光部24の焦点よりも第1集光部24側に移動可能に配置されたダイアフラム等の第1感圧部25を有する。つまり、第1感圧部25は第1集光部24に対し、第1集光部24の焦点距離FL1Iから第1圧力依存距離L1を引いた距離(FL1I - L1)をおいて配置されている。第1感圧部25は第1外圧PO1を受けて第1集光部24の光軸上を移動する。第1感圧部25の移動可能な範囲は、第1集光部24の主面から、第1集光部24の焦点までである。第1外圧PO1が上昇すると第1感圧部25は第1集光部24方向に移動し、第1圧力依存距離L1は長くなる。反対に第1外圧PO1が低下すると第1感圧部25は第1集光部24の焦点方向に移動し、第1圧力依存距離L1が短くなる。また、第1感圧部25の表面には例えばクロム酸化膜等が堆積されており、第1感圧部25は第1集光部24で集光された照射光を反射する。第1感圧部25で反射された照射光は第1集光部24を経て再び光導波路31に第1測定光として入射する。
【００１１】
ところで、x-y-z空間のz軸を光軸とした場合、図3に示すような基本ガウシアンビームは下記(1)式で表される。
【００１２】
E = (2/π)1/2(1/w(z))×exp[-i(kz - φ(z))-r2{(1/w2(z))+(ik / 2R(z))}] …(1)
(1)式において、Eは電場、w(z)は光軸(z)方向におけるビーム半径の関数、iは虚数、kは波数、φ(z)は光軸(z)方向における位相の関数、rは光軸からの距離、R(z)は光軸(z)方向における波面の曲率半径の関数を示す。ビーム半径の関数w(z)は下記(2)式で与えられる。
【００１３】
w(z) = w0 {1 + (λz / πw02)2}1/2  …(2)
(2)式において、λは波長、w0はビーム半径の最小値である。なお、ビーム半径が最小値w0となる位置をビームウェストと呼ぶ。上記(1)式における波面の曲率半径の関数R(z)は下記(3)式、位相の関数φ(z)は下記(4)式、光軸からの距離rは下記(5)式で与えられる。
【００１４】
R(z) = z {1 + (λz / πw02)2}    …(3)
φ(z) = tan-1 (λz / πw02)       …(4)
r = (x2 + y2)1/2                  …(5)
上記(1)式で与えられるガウシアンビームの複素ビームパラメータq(z)は下記(6)式で与えられる。
【００１５】
1 / q(z) = 1 / R(z) - i (λ/ πw2(z))   …(6)
ビームウェスト(z = 0)では波面の曲率半径R(0)が無限大になる。そのため、ビームウェストにおける複素ビームパラメータq(0)は下記(7)式で与えられる。
【００１６】
1 / q(0) = 0 - i (λ/ πw2(z))
∴q(0) = i (πw2(0) / λ)       …(7)
A, B, C, Dを行列要素とする幾何光学の光線行列で表されるエレメントを通過する前後の複素ビームパラメータをq1, q2と定義すると、それぞれの複素ビームパラメータq1, q2の関係は下記(8)式で与えられる。
【００１７】
q2 = (Aq1 + B) / (Cq1 + D)              …(8)
また、光線行列で表されるエレメントを通過する前後の光線の光軸からの距離をr1, r2、及び傾きdr/dzをr1', r2'とすると、それぞれの関係は下記(9)式の行列式で与えられる。
【数１】
2007178194.tif 000003
【００１８】
例えば、図4に示すように光軸(z)方向に間隔dをおいた空間の前後の光線の光軸からの距離r1, r2、及び傾きr1', r2'のそれぞれの関係は、下記(10)式の行列式で与えられる。
【数２】
2007178194.tif 000004
【００１９】
図5に示すレンズ29が焦点距離FLの薄肉レンズであると仮定すると、レンズ29に入射する光線の光軸からの距離r1と傾きr1'、及びレンズ29から出射する光線の光軸からの距離r2と傾きr2'のそれぞれの関係は、下記(11)式の行列式で与えられる。
【数３】
2007178194.tif 000005
【００２０】
さて、図2に示す光導波路31の端面から放射された照射光は、光導波路31の端面をビームウェストとするガウシアンビームとみなすことが可能である。したがって、光導波路31の端面における照射光の複素ビームパラメータは上記(7)式で与えられる。ここで、光導波路31と第1集光部24とは第1間隔d1をおいて配置されているため、照射光の光線に対する光導波路31と第1集光部24との間の空間は、下記(12)式で与えられる光線行列MI1で表すことができる。また焦点距離FL1Iの第1集光部24を薄肉レンズとみなすと、照射光の光線に対する第1集光部24は下記(13)式で与えられる光線行列MI2で表すことができる。さらに照射光の光線に対する第1集光部24と第1感圧部25との間の空間は、下記(14)式で与えられる光線行列MI3で表すことができる。
【数４】
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【数５】
2007178194.tif 000007
【数６】
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【００２１】
第1感圧部25の表面を反射率100%のフラットな鏡面とすると、照射光の光線に対する第1感圧部25は下記(15)式で与えられる光線行列MRで表すことができる。
【数７】
2007178194.tif 000009
【００２２】
第1感圧部25で反射された照射光の光線に対する第1感圧部25と第1集光部24との間の空間は、下記(16)式で与えられる光線行列MO1で表すことができる。また第1集光部24の光導波路31側の焦点距離をFL1Oとして、第1感圧部25で反射された照射光の光線に対する第1集光部24は下記(17)式で与えられる光線行列MO2で表すことができる。さらに、第1感圧部25で反射された照射光の光線に対する第1集光部24と光導波路31との間の空間は、下記(18)式で与えられる光線行列MO3で表すことができる。
【数８】
2007178194.tif 000010
【数９】
2007178194.tif 000011
【数１０】
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【００２３】
したがって、光導波路31の端面から放射された照射光が再び光導波路31の端面に到達するまでの空間は、上記(12)乃至(18)式で与えられた光線行列MI1, MI2, MI3, MR, MO1, MO2, MO3の積である下記(19)式で与えられる光線行列MTで表すことができる。
【００２４】
MT = MO3  MO2  MO1  MR  MI3  MI2  MI1        …(19)
よって、光導波路31の端部における複素ビームパラメータ及び上記(19)式で与えられる光線行列MTから、第1センサ5内部を往復して再び光導波路31の端部にたどり着いた照射光の複素ビームパラメータを上記(8)式を用いて算出することができる。さらに上記(6)式を用いて、再び光導波路31の端部にたどり着いた照射光のビーム半径を算出することができる。
【００２５】
図6は、第1集光部24の主面から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)を0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、0.8mm、0.9mmとした場合の、第1感圧部25で反射された照射光のビーム径を示している。なお、第1集光部24の焦点距離FL1Iは1mmであり、光導波路31の端部を原点(z=0)としている。図6に示すように、第1集光部24の主面から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が焦点距離FL1I(1mm)に近づくほど、第1感圧部25で反射された照射光のビーム径は小さくなる。
【００２６】
仮に、図7に示すように、第1感圧部25が第1集光部24の焦点位置に配置されると、第1感圧部25に入射する照射光の光路と、第1感圧部25から反射された照射光の光路とが全体として一致する。そのため、光導波路31に第1測定光として再入射する照射光のビーム径は最小となり、第1測定光の光強度は最大となる。これに対し第1センサ5の第1感圧部25は、第1集光部24の焦点位置よりも第1集光部24側に配置される。そのため、第1感圧部25から反射された照射光の光路とが全体として一致しない。したがって、光導波路31に再入射する第1測定光の光強度は、第1感圧部25が第1集光部24の焦点位置に配置された場合と比較して弱い。さらに第1外圧PO1が上昇すると、第1感圧部25は第1集光部24に向かって移動し、第1集光部24の焦点位置からより第1集光部24に近づく。そのため、第1集光部24の主面から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が焦点距離FL1Iと比較してより短くなり、光導波路31に再入射する第1測定光の光強度はさらに弱まる。反対に、第1外圧PO1が低下すると第1感圧部25は第1集光部24の焦点位置に近づく。そのため、第1集光部24の主面から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が焦点距離FL1Iに近づき、光導波路31に再入射する第1測定光の光強度は強まる。以上説明したように、第1センサ5においては第1外圧PO1が上昇した場合、第1測定光の光強度が弱まり、第1外圧PO1が低下した場合、第1測定光の光強度が強まる。つまり、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とは負の相関関係を有するよう、第1センサ5の圧力感度である第1圧力感度が設定されている。
【００２７】
第1センサ5から出力された第1測定光は、光導波路31、第1スプリッタ21に接続された光導波路32によって伝搬され、光導波路32に接続された第2スプリッタ22に到達する。第2スプリッタ22は、第1センサ5の第1測定光を2方向に分割する。第2スプリッタ22には、分割された第1測定光の一方を伝搬する光導波路33が接続されている。光導波路33によって、分割された第1測定光の一方は第2センサ15に伝搬される。
【００２８】
第2センサ15は、図8に示すように、光導波路33の端部から放射された第1測定光を集光するレンズ等である第2集光部124を有する。第2集光部124は光導波路33の端部に対して第2間隔d2をおいて配置されている。さらに第2センサ15は、第2集光部124の光軸上で第2集光部124の焦点よりも遠方に移動可能に配置されたダイアフラム等の第2感圧部125を有する。つまり、第2感圧部125は第2集光部124に対し、第2集光部124の焦点距離FL2Iに第2圧力依存距離L2を足した距離(FL2I + L2)をおいて配置されている。第2感圧部125は第2外圧PO2を受けて第2集光部124の光軸上を移動する。第2感圧部125の移動可能な範囲は、第2集光部124の焦点から遠方に向かって焦点距離FL2Iと同じ距離の範囲である。第2外圧PO2が上昇すると第2感圧部125は焦点方向に移動し、第2圧力依存距離L2が短くなる。反対に第2外圧PO2が低下すると第2感圧部125は第2集光部124の焦点からより遠ざかる方向に移動し、第2圧力依存距離L2が長くなる。また、第2感圧部125の表面には例えばクロム酸化膜等が堆積されており、第2感圧部125は第2集光部124で集光された第1測定光を反射する。第2感圧部125で反射された第1測定光は第2集光部124を経て再び光導波路33に第2測定光として入射する。
【００２９】
ここで、第2センサ15の第2感圧部125は、第2集光部124に対し焦点位置より遠方に配置される。したがって、光導波路33に再入射する第2測定光の光強度は、図7で説明したように、第2感圧部125が第2集光部124の焦点位置に配置された場合と比較して弱い。しかし、第2外圧PO2が上昇すると第2感圧部125は第2集光部124の焦点位置に近づく。そのため、第2集光部124の主面から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が焦点距離FL2Iに近づき、光導波路33に再入射する第2測定光の光強度は強まる。反対に、第2外圧PO2が低下すると第2感圧部125は第2集光部124の焦点からより遠ざかる。そのため、第2集光部124の主面から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が焦点距離FL2Iと比較してより長くなり、光導波路33に再入射する第2測定光の光強度は弱まる。図9に示すように、第1センサ5においては第1外圧PO1が上昇した場合、第1測定光の光強度が弱まるよう、第1圧力感度が設定されているのに対し、第2センサ15においては第2外圧PO2が上昇した場合、第2測定光の光強度が強まり、第2外圧PO2が低下した場合、第2測定光の光強度が弱まる。つまり、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とが正の相関関係を有するよう、第2センサ15の圧力感度である第2圧力感度が設定されている。したがって、第1圧力感度と第2圧力感度とは正負の符号が反対の関係を有している。
【００３０】
図10は、第1センサ5の第1集光部24の主面から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)、第2センサ15の第2集光部124の主面から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)、及び第2測定光の光強度の関係を示している。第1センサ5において、第1集光部24から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が長くなり焦点距離FL1Iに近づくほど、第2測定光の光強度は強くなる。また第2センサ15において、第2集光部124から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が短くなり焦点距離FL2Iに近づくほど、第2測定光の光強度は強くなる。図11は、第1圧力依存距離L1及び第2圧力依存距離L2の差Δ(L1-L2)と、第2測定光の光強度との関係を示している。差Δ(L1-L2)が大きいほど第2測定光の光強度は弱まり、差Δ(L1-L2)が小さいほど第2測定光の光強度は強まる。
【００３１】
図1に示す第2センサ15から出力される第2測定光は、第2スプリッタ22に接続された光導波路34で受光素子151に伝搬される。受光素子151は、光導波路34で伝搬された第2測定光を受光し、第2測定光の光強度を測定する。受光素子151には信号処理装置7Aが接続されており、測定された第2測定光の光強度は信号処理装置7Aに伝達される。測定モジュール17Aは信号処理装置7Aに含まれている。測定モジュール17Aが2測定光の光強度を測定することにより、第1及び第2外圧PO1, PO2の差圧を測定する原理を以下説明する。
【００３２】
図12は、第1センサ5の第1集光部24の主面から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)と、第1センサ5の反射率との関係を示している。ここで第1センサ5の「反射率」とは、第1センサ5が出力する第1測定光の光強度を、第1センサ5に入射する照射光の光強度で割った値である。また図12は、第2センサ15の第2集光部124の主面から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)と、第2センサ15の反射率との関係を示している。ここで第2センサ15の「反射率」とは、第2センサ15が出力する第2測定光の光強度を、第2センサ15に入射する第1測定光の光強度で割った値である。さらに図12は、第1及び第2センサ5, 15のそれぞれの反射率と、受光素子151が受光する第2測定光の光強度との関係を示している。なお、第1集光部24の焦点距離FL1I及び第2集光部124の焦点距離FL2Iのそれぞれは1mmである。
【００３３】
初期状態で第1集光部24から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が0.5mmであり、第2集光部124から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が1.5mmであるとする。この場合、第1センサ5の反射率は0.809であり、第2センサ15の反射率は0.832である。また、第2測定光の光強度は0.673である。第1外圧PO1が低下し、第1集光部24から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が0.6mmになると、第1測定光の光強度が強まる。そのため第1センサ5の反射率は上昇し、0.817になる。同時に第2外圧PO2が第1外圧PO1との差圧を一定に保ったまま低下すると、第2集光部124から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が1.6mmになる。すると第2測定光の光強度が弱まるため第2センサ15の反射率は低下し、0.825になる。この場合、第1センサ5の反射率は上昇するものの、第2センサ15の反射率が低下するため、第2測定光の光強度は0.673のままである。以後同様に第1外圧PO1及び第2外圧PO2のそれぞれが差圧を一定に保ったまま低下すると、第1センサ5の反射率の上昇と、第2センサ15の反射率の低下が同時に生じる。そのため、第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧が一定である限り、第2測定光の光強度は0.673を維持し続ける。反対に、第1外圧PO1及び第2外圧PO2のそれぞれが差圧を一定に保ったまま上昇する場合も、第2測定光の光強度は変化しない。したがって、測定モジュール17Aは第2測定光の光強度が一定であれば、第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧が一定であると判定する。
【００３４】
図13においては、初期状態で第1集光部24から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が0.8mmであり、第2集光部124から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が1.5mmであるとする。この場合、第1センサ5の反射率は0.828であり、第2センサ15の反射率は0.83である。また、第2測定光の光強度は0.69である。第1外圧PO1が上昇し、第1集光部24から第1感圧部25までの距離(FL1I - L1)が0.7mmになると、第1測定光の光強度が弱まる。そのため第1センサ5の反射率は低下し、0.823になる。同時に第2外圧PO2が低下すると、第2集光部124から第2感圧部125までの距離(FL2I + L2)が1.6mmになる。すると第2測定光の光強度が弱まるため第2センサ15の反射率は低下し、0.825になる。この場合、第1センサ5及び第2センサ15の両方の反射率が低下するため、第2測定光の光強度は0.676に弱まる。以後同様に、第1外圧PO1が上昇し、第2外圧PO2が低下することにより差圧を広がっていくと、第2測定光の光強度はさらに弱まる。反対に、第1外圧PO1が低下し、第2外圧PO2が上昇することにより差圧が狭まっていくと、第2測定光の光強度は強まっていく。なお、第1外圧PO1が上昇し第2外圧PO2が一定である場合は、第2測定光の光強度は弱まる。また第1外圧PO1が一定で第2外圧PO2が上昇する場合は、第2測定光の光強度は強まる。したがって、第2測定光の光強度が変化した場合、測定モジュール17Aは第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧が変化したと判定する。
【００３５】
さらに、例えば、予め第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧と、第2測定光の光強度との関係式あるいは対比表等を取得しておけば、測定された第2測定光の光強度を関係式に代入し、第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧を算出することが可能である。信号処理装置7Aに接続されたデータ記憶装置170Aは、測定モジュール17Aが第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧を算出する場合に使用する、予め取得された第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧と、第2測定光の光強度との関係式等を保存する。
【００３６】
従来の差圧測定システムにおいては、第2測定光を2方向に分割して干渉計で干渉させ、干渉計で形成された干渉縞をコンピュータで解析することにより第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を求めていた。そのため、干渉縞位置の同定等に処理時間がかかるという問題があった。これに対し、第1の実施の形態に係る差圧測定システムは、第2測定光の光強度を測定することにより第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を測定しており、干渉縞の同定等の複雑な処理を必要としない。また従来の差圧測定システムで測定される干渉縞の信号は、光路差に依存しない光強度成分の信号に重畳していた。そのため、差圧の測定に必要な干渉縞の信号のダイナミックレンジが低いという問題があった。これに対し、第1の実施の形態に係る差圧測定システムで計測される第2測定光の光強度は、第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を直接反映している。そのため、高いダイナミックレンジで第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を測定可能であり、僅かな差圧の変化も正確に測定することが可能となる。なお、光導波路30, 31, 32, 33, 34のそれぞれについては、シングルモード又はマルチモードの光ファイバ等が使用可能である。第1スプリッタ21及び第2スプリッタ22のそれぞれには、光ファイバカプラ、ハーフミラー、又は薄膜導波路分岐装置等が使用可能である。
【００３７】
次に図14を用いて、第1の実施の形態に係る差圧測定方法について説明する。
【００３８】
(a) ステップS101で、広波長帯域の照射光を図1に示す光源4から光導波路30に照射する。ステップS102で照射光は、光導波路30及び第1スプリッタ21を経て、光導波路31で第1センサ5に伝搬される。ステップS103で、光導波路31の端部から照射された照射光を、第1センサ5の第1集光部24で集光する。
【００３９】
(b) ステップS104で、第1集光部24の焦点よりも近くに配置され、第1外圧PO1に応じて第1集光部24の光軸上を移動する第1感圧部25で、集光された照射光を反射する。ステップS105で、反射された照射光を第1集光部24で集光し、集光された照射光は第1測定光として再び光導波路31に入射する。第1感圧部25は第1集光部24の焦点よりも近くに配置されているため、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とは負の相関関係を有する。
【００４０】
(c) ステップS106で、第1測定光は光導波路31、第1スプリッタ21、光導波路32、及び第2スプリッタ22を経て、光導波路33で第2センサ15に伝搬される。ステップS107で、光導波路33の端部から照射された第1測定光を、第2センサ15の第2集光部124で集光する。
【００４１】
(d) ステップS108で、第2集光部124の焦点よりも遠くに配置され、第2外圧PO2に応じて第2集光部124の光軸上を移動する第2感圧部125で、集光された第1測定光を反射する。ステップS109で、反射された第1測定光を第2集光部124で集光し、集光された第1測定光は第2測定光として再び光導波路33に入射する。第2感圧部125は第2集光部124の焦点よりも遠くに配置されているため、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とは正の相関関係を有する。
【００４２】
(e) ステップS110で、第2測定光は光導波路33及び第2スプリッタ22を経て、光導波路34で受光素子151に伝搬される。受光素子151は第2測定光を受光し、第2測定光の光強度を測定する。受光素子151は、第2測定光の光強度を信号処理装置7Aの測定モジュール17Aに電気的に送信する。
【００４３】
(f) ステップS111で測定モジュール17Aは、予め取得された第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧と、第2測定光の光強度との関係式をデータ記憶装置170Aから読み出す。次に、測定モジュール17Aは関係式に第2測定光の光強度の測定値を代入し、第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧を算出して第1の実施の形態に係る差圧測定方法を終了する。
【００４４】
以上示した第1の実施の形態に係る差圧測定方法によれば、第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を直接反映する第2測定光の光強度から第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧が測定される。そのため、高いダイナミックレンジで第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を測定することが可能となる。
【００４５】
（第1の実施の形態の変形例）
第1の実施の形態においては、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とが「負」の相関関係を有するよう図1に示す第1センサ5の第1圧力感度が設定され、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とが「正」の相関関係を有するよう第2センサ15の第2圧力感度が設定された例を説明した。これに対し、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とが「正」の相関関係を有するよう第1センサ5の第1圧力感度が設定され、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とが「負」の相関関係を有するよう第2センサ15の第2圧力感度が設定されてもよい。
【００４６】
具体的には、第1の実施の形態の変形例に係る第1センサ5の第1感圧部25は、図15に示すように、第1集光部24に対して第1集光部24の焦点距離FL1Iに第1圧力依存距離L1を足した距離(FL1I + L1)をおいて配置されている。第1外圧PO1が上昇すると第1感圧部25は第1集光部24の焦点に向かって移動し、第1圧力依存距離L1は短くなる。そのため、第1測定光の光強度は強まる。反対に第1外圧PO1が低下すると第1感圧部25は第1集光部24の焦点から遠ざかる方向に移動し、第1圧力依存距離L1が長くなる。そのため、第1測定光の光強度は弱まる。
【００４７】
また、第1の実施の形態の変形例に係る第2センサ15の第2感圧部125は、第2集光部124に対して第2集光部124の焦点距離FL2Iから第2圧力依存距離L2を引いた距離(FL2I - L2)をおいて配置されている。第2外圧PO2が上昇すると第2感圧部125は第2集光部124に向かって移動し、第2圧力依存距離L2は長くなる。そのため、第2測定光の光強度は弱まる。反対に第2外圧PO2が低下すると第2感圧部125は第2集光部124の焦点に向かって移動し、第2圧力依存距離L2が短くなる。そのため、第2測定光の光強度は強まる。
【００４８】
第1の実施の形態の変形例においても、第2圧力感度が第1圧力感度に対して正負の符号が反対の感度を有している。そのため、第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧が一定である限り、第1外圧PO1及び第2外圧PO2が変化しても第2測定光の光強度は一定となる。したがって、第1外圧PO1及び第2外圧PO2のそれぞれの値が変化しても、第1外圧PO1及び第2外圧PO2の差圧を正確に測定することが第1の実施の形態の変形例においても可能となる。
【００４９】
（第2の実施の形態）
図17に示す第2の実施の形態に係る光源204は図1の光源4と同様である。光源204から照射された照射光は、光導波路130で第1センサ105に伝搬される。図18に示すように、第2の実施の形態に係る第1センサ105は、第1外圧PO1を受ける第1感圧部225を有する。第1感圧部225は、光導波路130の端部から放射された照射光の入射角が30度となるように配置されている。また第1感圧部225の法線方向において、第1感圧部225と光導波路130とは初期状態で第1放射距離H1をおいて配置されている。第1外圧PO1が上昇した場合、図19に示すように、第1感圧部225は初期状態から第1圧力依存距離L1が第1感圧部225の法線方向において正に増加するよう移動する。そのため、第1感圧部225と光導波路130との間隔は第1放射距離H1から第1圧力依存距離L1を引いた距離(H1 - L1)となる。第1外圧PO1が低下した場合、第1感圧部225は第1圧力依存距離L1が第1感圧部225の法線方向において減少するよう移動する。
【００５０】
第1感圧部225で反射された照射光が第1測定光として入射する光導波路131は光導波路130に隣接して配置される。光導波路130, 131のそれぞれの断面の直径をQとすると、光導波路130の端面の中心と、光導波路131の端面の中心との間隔は、第1感圧部225の主面と平行方向において直径Qの2倍の長さに相当する。ここで、図18に示すように第1圧力依存距離L1が0の場合、反射された照射光の光強度のピークは光導波路130の端面の中心から、第1感圧部225の主面と平行方向において直径Qの1.5倍の距離をおいた点に現れるよう、設定されている。したがって、図20に示すように、光導波路131に入射する第1測定光は、照射光のうち光強度がピークとなる光軸上の光成分を含まない。ここで第1外圧PO1が上昇し、図19に示すように第1圧力依存距離L1が増加して第1感圧部225が光導波路130, 131に近づくと、図21に示すように第1感圧部225で反射された照射光の光強度のピークが現れる位置は光導波路131から遠ざかる。反対に、第1外圧PO1が低下し、第1圧力依存距離L1が減少して第1感圧部225が光導波路130, 131から遠ざかると、第1感圧部225で反射された照射光の光強度のピークが現れる位置は光導波路131に近づく。
【００５１】
したがって、第1センサ105においては第1外圧PO1が上昇した場合、第1測定光の光強度が弱まり、第1外圧PO1が低下した場合、第1測定光の光強度が強まる。つまり、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とは負の相関関係を有するよう、第1センサ105の圧力感度である第1圧力感度が設定されている。換言すれば、図22に示すように、第1外圧PO1が上昇するほど第1センサ105の全体の反射率は低下し、第1外圧PO1が低下するほど第1センサ105の全体の反射率は上昇する。
【００５２】
第1測定光は図17に示す光導波路131で第2センサ115に伝搬される。図23に示すように、第2の実施の形態に係る第2センサ115は、第2外圧PO2を受ける第2感圧部325を有する。第2感圧部325は、光導波路131の端部から放射された第1測定光の入射角が30度となるように配置されている。また第2感圧部325の法線方向において、第2感圧部325と光導波路131とは初期状態で第2放射距離H2をおいて配置されている。第2放射距離H2は第1放射距離H1と同じでもよい。第2外圧PO2が上昇した場合、図24に示すように、第2感圧部325は初期状態から第2圧力依存距離L2が第2感圧部325の法線方向において正に増加するよう移動する。そのため、第2感圧部325と光導波路131との間隔は第2放射距離H2から第2圧力依存距離L2を引いた距離(H2 - L2)となる。第2外圧PO2が低下した場合、第2感圧部325は第2圧力依存距離L2が第2感圧部325の法線方向において減少するよう移動する。なお、第1外圧PO1に対する第1圧力依存距離L1の比と、第2外圧PO2に対する第2圧力依存距離L2の比とは等しくなるよう設定されている。
【００５３】
第2感圧部325で反射された第1測定光が第2測定光として入射する光導波路132は光導波路131に隣接して配置される。光導波路131, 132のそれぞれの断面の直径をQとすると、光導波路131の端面の中心と、光導波路132の端面の中心との間隔は、第2感圧部325の主面と平行方向において直径Qと等しい長さである。ここで、図23に示すように第2圧力依存距離L2が0の場合、反射された第1測定光の光強度のピークは光導波路131の端面の中心から、第2感圧部325の主面と平行方向において直径Qの1.5倍の距離をおいた点に現れるよう、設定されている。したがって、図25に示すように、光導波路132に入射する第2測定光は、第1測定光のうち光強度がピークとなる光軸上の光成分を含まない。ここで第2外圧PO2が上昇し、図24に示すように第2圧力依存距離L2が増加して第2感圧部325が光導波路131, 132に近づくと、図26に示すように第2感圧部325で反射された第1測定光の光強度のピークが現れる位置は光導波路132に近づく。反対に、第2外圧PO2が低下し、第2圧力依存距離L2が減少して第2感圧部325が光導波路131, 132から遠ざかると、第2感圧部325で反射された第1測定光の光強度のピークが現れる位置は光導波路132から遠ざかる。
【００５４】
したがって、第2センサ115においては第2外圧PO2が上昇した場合、第2測定光の光強度が強まり、第2外圧PO2が低下した場合、第2測定光の光強度が弱まる。つまり、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とは正の相関関係を有するよう、第2センサ115の圧力感度である第2圧力感度が設定されている。換言すれば、図27に示すように、第2外圧PO2が上昇するほど第2センサ115の全体の反射率は上昇し、第2外圧PO2が低下するほど第2センサ115の全体の反射率は低下する。したがって、図28に示すように、第1圧力感度と第2圧力感度とは正負の符号が反対の関係を有している。
【００５５】
図29に示すように、第1外圧PO1が上昇し、第1圧力依存距離L1が長くなるほど第2測定光の光強度は弱まる。これに対し、第2外圧PO2が上昇し、第2圧力依存距離L2が長くなるほど第2測定光の光強度は強まる。しかし、第1圧力依存距離L1と第2圧力依存距離L2との差(L1 - L2)が一定である限り、図30に示すように第1圧力依存距離L1及び第2圧力依存距離L2のそれぞれが変動しても、第2測定光の光強度は変化しない。したがって、第2測定光の光強度は、第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を正確に反映する。
【００５６】
第2測定光は光導波路132で受光素子251に伝搬される。受光素子251は第2測定光を受光し、第2測定光の光強度を信号処理装置7Aに電気的に送信する。信号処理装置7Aの測定モジュール17Aが第2測定光の光強度から第1外圧PO1と第2外圧PO2との差圧を算出する方法は、第1の実施の形態と同様であるので説明は省略する。なお、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とが「正」の相関関係を有するよう図17に示す第1センサ105の第1圧力感度を設定し、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とが「負」の相関関係を有するよう第2センサ115の第2圧力感度が設定してもよい。
【００５７】
次に図31を用いて、第2の実施の形態に係る差圧測定方法について説明する。
【００５８】
(a) ステップS201で、照射光を図17に示す光源204から光導波路130に照射する。ステップS202で照射光は、光導波路130で第1センサ105に伝搬される。照射光は、光導波路130の端部から放射される。ステップS203で、第1外圧PO1に応じて移動する第1感圧部225で照射光を反射する。ステップS204で、反射された照射光は第1測定光として光導波路131に入射する。光導波路131は光導波路130に対し、初期状態で反射された照射光の光強度のピークが現れる位置よりも遠くに配置されているため、第1外圧PO1と第1測定光の光強度とは負の相関関係を有する。
【００５９】
(b) ステップS205で、第1測定光は光導波路131で第2センサ115に伝搬される。第1測定光は、光導波路131の端部から放射される。ステップS206で、第2外圧PO2に応じて移動する第2感圧部325で第1測定光を反射する。ステップS207で、反射された第1測定光は第2測定光として光導波路132に入射する。光導波路132は光導波路131に対し、初期状態で反射された第1測定光の光強度のピークが現れる位置よりも近くに配置されているため、第2外圧PO2と第2測定光の光強度とは正の相関関係を有する。
【００６０】
(c) ステップS208で、第2測定光は光導波路132で受光素子251に伝搬される。受光素子251は第2測定光を受光し、第2測定光の光強度を測定する。受光素子251は、第2測定光の光強度を信号処理装置7Aの測定モジュール17Aに電気的に送信する。その後、ステップS209を図14のステップS111と同様に実施して、第2の実施の形態に係る差圧測定方法を終了する。
【００６１】
（第2の実施の形態の変形例）
図32に示すように、光導波路130から放射された照射光を集光するレンズ等の第1集光部301を、光導波路130と第1感圧部225との間に配置してもよい。第1集光部301を配置することにより照射光が集光され、第1感圧部225で反射された照射光の図20に示した光強度の広がりが狭まる。そのため第1感圧部225の移動に伴う第1測定光の光強度の変化量が大きくなり、より高い感度で第1外圧PO1の変化を検出することが可能となる。この場合、第2センサ115においても、図33に示すように、光導波路131から放射された第1測定光を集光するレンズ等の第2集光部302を、光導波路131と第2感圧部325との間に配置するとよい。
【００６２】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、第1の実施の形態においては、図2に示すように、第1センサ5の第1集光部24を光導波路31から第1間隔d1をおいて配置されている。これに対し、光ファイバ等の光導波路31の端部をレンズ状に研磨することにより、光導波路31の端部に第1集光部24を設けてもよい。同様に図8に示す第2センサ15においても、光ファイバ等の光導波路33の端部をレンズ状に研磨することにより、光導波路33の端部に第2集光部124を設けてもよい。
【００６３】
また、光導波路31の材料の屈折率と、空気等の光導波路31の周囲の媒体の屈折率との差に起因して、光導波路31の端部においてフレネル反射が生じ得る。フレネル反射した照射光は、光導波路31を第1スプリッタ21に向かって進行する。したがって、フレネル反射した照射光と第1センサ5から出力された第1測定光の間には、光導波路31の端部と第1感圧部25との間隔に比例する位相差が生じる。光導波路31の端部と第1感圧部25との間の往復距離が照射光のコヒーレンス長以内であると、フレネル反射した照射光と第1測定光とは干渉する。そのため干渉縞が生じ、第2測定光の光強度測定の誤差要因となりうる。光導波路33の端部においても同様である。干渉を防止するためには、光導波路31の端部と第1感圧部25との間の往復距離及び光導波路33の端部と第2感圧部125との間の往復距離のそれぞれを、照射光のコヒーレンス長以上にする。さらに、光導波路31の端部と第1感圧部25との間の往復距離と、光導波路33の端部と第2感圧部125との間の往復距離との差も照射光のコヒーレンス長以上にする。あるいは、光導波路31, 33のそれぞれの端部を開口数に基づいて斜め研磨処理することや、光導波路31, 33のそれぞれの端部に反射防止膜を堆積することによっても、干渉を防止することが可能となる。
【００６４】
また、光導波路31の端部と第1感圧部25との間の1度往復した照射光と、2度往復した照射光も、光導波路31の端部と第1感圧部25との間の往復距離に相当する光路差により干渉しうる。図34は、第1測定光の光強度の実測値と、干渉を無視した場合の理論値との差を理論値で割った値をエラーとして、光路差のスキャン量とエラーとの関係を示したグラフである。光導波路31の端部に反射防止処理をしなかった場合、干渉により光路差のスキャン量に応じてエラーが生じている。これに対し、光導波路31の端部を斜め研磨して干渉を防止した場合、エラーはほぼ0%になる。
【００６５】
さらに第2の実施の形態においては、第1センサ105において光導波路130と光導波路131との間隔を2Qとし、第2センサ115において光導波路131と光導波路132との間隔をQとすることにより、第1圧力感度及び第2圧力感度のそれぞれで定義される圧力と光強度との相関関係の正負を逆にすることを説明した。これに対し、第2センサ115において光導波路131と光導波路132との間隔を第1センサ105と同じくQとし、第2放射距離H2を第1放射距離H1の2倍とすること等によっても、第1圧力感度及び第2圧力感度のそれぞれで定義される圧力と光強度との相関関係の正負を逆にすることが可能である。
【００６６】
この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る差圧測定システムの模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る第１センサの第１の模式図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る基本ガウシアンビームの模式図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る光線の第１の模式図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る光線の第２の模式図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る照射光のビーム径を示すグラフである。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る第１センサの第２の模式図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る第２センサの模式図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る第１圧力感度と第２圧力感度との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る集光部から感圧部までの距離と第２測定光の光強度との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る第１及び第２圧力依存距離の差と第２測定光の光強度との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る第１及び第２センサの反射率と第２測定光の光強度との関係を示す第１のグラフである。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る第１及び第２センサの反射率と第２測定光の光強度との関係を示す第２のグラフである。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る差圧測定方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る第１センサの模式図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る第２センサの模式図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る差圧測定システムの模式図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係る第１センサの第１の模式図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態に係る第１センサの第２の模式図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態に係る第１センサの内部で反射された照射光の光強度分布を示す第１のグラフである。
【図２１】本発明の第２の実施の形態に係る第１センサの内部で反射された照射光の光強度分布を示す第２のグラフである。
【図２２】本発明の第２の実施の形態に係る第１センサの反射率を示すグラフである。
【図２３】本発明の第２の実施の形態に係る第２センサの第１の模式図である。
【図２４】本発明の第２の実施の形態に係る第２センサの第２の模式図である。
【図２５】本発明の第２の実施の形態に係る第２センサの内部で反射された第１測定光の光強度分布を示す第１のグラフである。
【図２６】本発明の第２の実施の形態に係る第２センサの内部で反射された第１測定光の光強度分布を示す第２のグラフである。
【図２７】本発明の第２の実施の形態に係る第２センサの反射率を示すグラフである。
【図２８】本発明の第２の実施の形態に係る第１センサ及び第２センサの反射率を示すグラフである。
【図２９】本発明の第２の実施の形態に係る第２測定光の光強度を示す第１のグラフである。
【図３０】本発明の第２の実施の形態に係る第２測定光の光強度を示す第２のグラフである。
【図３１】本発明の第２の実施の形態に係る差圧測定方法を示すフローチャートである。
【図３２】本発明の第２の実施の形態の変形例に係る第１センサの模式図である。
【図３３】本発明の第２の実施の形態の変形例に係る第２センサの模式図である。
【図３４】本発明のその他の実施の形態に係る第１センサで生じうる干渉の影響を説明するグラフある。
【符号の説明】
【００６８】
4, 204…光源
5, 105…第1センサ
7A…信号処理装置
15, 115…第2センサ
17A…測定モジュール
21…第1スプリッタ
22…第2スプリッタ
24, 301…第1集光部
25, 225…第1感圧部
29…レンズ
30, 31, 32, 33, 34, 130, 131, 132…光導波路
124, 302…第2集光部
125, 325…第2感圧部
151, 251…受光素子
170A…データ記憶装置
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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