(57)【要約】【課題】光ファイバの位置により減衰時間の誤差が大きくなっていた。これにより蛍光体素子の中心と、前記センサプローブ内の光ガイド用ファイバの中心軸を現場での調整に手間がかかっていた。【解決手段】励起光の照射を受け、蛍光を発する蛍光素子と、前記蛍光素子に励起光を発光する投光部と、前記蛍光素子の発する蛍光を受光する受光部と、前記投光部及び前記受光部と前記蛍光素子間の導光を行う光ファイバと、前記励起光と前記蛍光とを分離するハーフミラーと、前記受光部の受光量に基づき温度を算出する処理部を備え、前記蛍光素子と、前記光ファイバは分離した分離タイプ蛍光温度センサにおいて前記蛍光体素子は、凸形状のロッドを用い、表面を滑らかな凹型の形状にプレス形成することを特徴とする蛍光体素子の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光の照射を受け、蛍光を発する蛍光素子と、
前記蛍光素子に励起光を発光する投光部と、
前記蛍光素子の発する蛍光を受光する受光部と、
前記投光部及び前記受光部と前記蛍光素子間の導光を行う光ファイバと、
前記励起光と前記蛍光とを分離するハーフミラーと、
前記受光部の受光量に基づき温度を算出する処理部を備え、
前記蛍光素子と、前記光ファイバは分離した分離タイプ蛍光温度センサにおいて
前記蛍光体素子は、凸形状のロッドを用い、表面を滑らかな凹型の形状にプレス形成することを特徴とする蛍光体素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記蛍光体素子は、金属製キャップに設置して、被測温体に設置することを特徴とする蛍光体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、分離タイプの蛍体温度センサの蛍光体素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蛍光体の蛍光時間は温度依存性を持つことを計測原理とする蛍光体温度計測装置は従来から使用されている。前記蛍光時間とは、励起光を消灯した直後から規定の値まで蛍光が減衰する時間であり、温度が高いほど蛍光時間は短くなる。前記蛍光体温度計測装置は、励起光源である発光素子（ＬＥＤなど）、蛍光を受ける受光素子、励起光と蛍光をガイドする光ガイド用ファイバ、さらに、蛍光時間を算出する演算処理装置から構成する。さらに前記蛍光体温度計測装置は、事前に定めた演算アルゴリズムにより前記蛍光体が設置している箇所の温度を算出するとともに前記蛍光体温度計測装置から温度データを外部に出力する。
【０００３】
図１は、蛍光体温度計測装置の温度計測を説明する模式図である。１は、前記蛍光体温度計測装置のケースであり、その内部に演算処理装置（図示せず）と演算結果を外部に出力する出力部（図示せず）と、前記蛍光体温度計測装置全体を制御する制御部（図示せず）をその内部に備える。ＭＤは蛍光体素子であり、金属製の蛍光体ホルダーであるキャップ３に収める。５はＬＥＤであり、発光８をハーフミラー４に向けるとともに、前記ハーフミラー４で反射した前記発光８は光ガイド用ファイバOFに入射する。２は前記光ガイド用ファイバＯＦのホルダーであり、前記計測装置のケース１に固定する。前記励起光８は、光ファイバ先端面Ｓ−ＯＦから前記蛍光体素子ＭＤに照射される。前記蛍光体ＭＤから出た蛍光は、前記光ガイド用ファイバＯＦに入射した後、前記ハーフミラー４を透過して、入射光７として受光素子６に入る。前記受光素子６は、受光した蛍光を電気信号に変換した後、前記演算処理内部で温度データが算出される。
【０００４】
先行文献１は、蛍光体温度計測装置のセンサプローブの構造と製造方法を詳しく開示している。金属製性保護官の役割を持つセンサプローブの先端内部に蛍光体を設置するとともに、光ガイド用ファイバを前記センサプローブの管内に収めている。前記センサプローブを被測温体の表面ないし内部に設置して、前記蛍光体が励起した蛍光を、前記蛍光温度計測装置に導く。前記センサプローブを接地すると被測温体と前記蛍光体温度計測装置の間には電気的絶縁が成立するので電気的ノイズは蛍光体温度計測装置の装置本体に入ることはない。そのため雑音信号が計測装置本体に入らないので、安定した温度計測が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2009-128144号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先行文献１の一体型センサプローブの熱容量が大きいので蛍光体素子の応答時間は大きく。蛍光体素子の応答時間を小さくするため、センサプローブと光ガイド用ファイバから蛍光体素子を分離することで蛍光体素子の熱容量が小さくなり応答時間が減少することは従来から知られている。
【０００７】
被測温体の躯体に空隙を穿ち、前記空隙の底辺に前記蛍光体素子を設置するとともに、前記光ガイド用ファイバ付センサプローブを前記空隙に差し込むとともに前記センサプローブを前記被測温体の躯体に固定する。一方、一体型センサプローブを製造する時、前記光ガイド用ファイバの中心軸と蛍光体素子の中心を合わす調整を行うが、分離タイプの場合、前記蛍光体素子の中心と、前記センサプローブ内の光ガイド用ファイバの中心軸を現場で調整して一致させるのは容易ではない。前記蛍光体素子の中心と、前記光ガイド用ファイバの中心軸がずれると蛍光時間が変化してしまい前記被測温体の温度を正確に求めることが困難になる。
【０００８】
光ガイド用ファイバの中心軸が、蛍光体素子の中心からずれることで、蛍光時間が異なることを図６から図８を用いて説明する。
【０００９】
図６（a）は、蛍光体素子の断面図であり、図６（ｂ）は斜視図である。前記蛍光体素子ＭＤ２は円筒形状であり、径はＲ２３、高さはＤ２１である。前記蛍光体素子ＭＤ２は保護用金属製キャップ（図示せず）に収めても良い。前記蛍光体素子ＭＤ２は、光ガイド用ファイバと分離して被測温体の中に設置する。その後、光ガイド用ファイバを被測温体に設置する。前記光ガイド用ファイバは被測温体に固定する固定治具（図示せず）を備える。
【００１０】
図７（a）は、前記蛍光体素子ＭＤ２と光ガイド用ファイバＯＦ２の配置状態を示しており、前記光ガイド用ファイバＯＦ２から出た励起光４０−２が、前記前記蛍光体素子ＭＤ２の表面に照射している。図７（b）は、前記光ガイド用ファイバＯＦ２の中心軸ＬＭ２と、前記蛍光体素子ＭＤ２の端であるＬＬ２とのが距離Ｄ２であることを示している。前記光ガイド用ファイバＯＦ２の先端と、前記前記蛍光体素子ＭＤ２の表面との距離がＨ２である。
【００１１】
図８は、蛍光時間の特性カーブである。前記光ガイド用ファイバＯＦ２の径が０．８ｍｍ、前記距離Ｈ２は１ｍｍ、前記蛍光体素子の径Ｒ２３が１．２mmの場合に測定した蛍光時間である。前記距離Ｄ２が６００μｍになった箇所が、前記光ガイド用ファイバＯＦ２の中心軸ＬＭ２と、前記蛍光体ＭＤ２の中心ｓとが一致した箇所であり、蛍光時間ＬＴの値が3266μｓと一番値が大きいことを示している。前記光ガイド用ファイバＯＦ２が前記蛍光体ＭＤ２の中心からずれるにしたがって、前記蛍光時間ＬＴの値が減少する。ずれが大きくなるほど被測温体の温度データは正確な値から高くなる。文献１はかかる前記蛍光体素子の中心と、前記光ガイド用ファイバの中心軸の位置合わせに関して何も開示していない。
【００１２】
本願発明は、蛍光体素子と前記光ガイド用ファイバ中心軸が多少ずれても減衰(消光)時間の誤差をできるだけ少なくできる構造を備えた蛍光体素子の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
励起光の照射を受け、蛍光を発する蛍光素子と、前記蛍光素子に励起光を発光する投光部と、前記蛍光素子の発する蛍光を受光する受光部と、前記投光部及び前記受光部と前記蛍光素子間の導光を行う光ファイバと、前記励起光と前記蛍光とを分離するハーフミラーと、前記受光部の受光量に基づき温度を算出する処理部を備え、前記蛍光素子と、前記光ファイバは分離した分離タイプ蛍光温度センサにおいて前記蛍光体素子は、凸形状のロッドを用い、表面を滑らかな凹型の形状にプレス形成することを特徴とする蛍光体素子の製造方法であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
前記蛍光体素子と前記光ガイド用ファイバ中心軸がずれても蛍光時間の減少を防ぐことができるので、蛍光時間の変化が少なくなり、正確な温度を計測することが可能になる。また中心位置の位置合わせの余裕が持てることから、現場での中心位置合わせ専用の調整治具を必要としないことから、中心位置合わせ調整作業時間の削減が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】蛍光温度測定構成を説明する図
【図２】本発明の蛍光体素子の模式図
【図３】本発明の蛍光体素子の制作説明図
【図４】本発明の蛍光体素子の蛍光特性計測の説明図
【図５】本発明の蛍光体の蛍光時間特性
【図６】蛍光体素子の模式図
【図７】蛍光体素子の蛍光特性計測の説明図
【図８】蛍光体素子の蛍光時間特性
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態１.を図２から図５を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
実施の形態１．
【００１８】
図２（a）は、本発明の蛍光体素子の断面図であり、図２（ｂ）は斜視図である。本発明の蛍光体素子ＭＤ１は円筒形状であり、径はＲ１３、高さはＤ１１である。
前記蛍光体素子ＭＤ１の励起光が当たる表面は、なめらかな凹状に形成しており前記蛍光体素子の凹部の径がＲ１２であるとともに、前記蛍光体素子の凹部の深さはＤ１４である。前記蛍光体素子ＭＤ１を保護する金属製キャップ（図示せず）に収めても良い。前記蛍光体素子ＭＤ１は、光ガイド用ファイバと分離して被測温体に設置する。
【００１９】
図３（ａ）と（ｂ）を用いて、本発明の蛍光体素子を形成する過程を説明する。図３（a）は、素材の蛍光体素子ＭＤ１−０を、プレスする直前の状態を表す。ベース２０と中空円筒形状のガイド３０の中に、蛍光体素材をセットした後、先端を滑らかな凸形状に加工した押しゴマ１０を、蛍光体素材の方向Ｆにあらかじめ定めた力で押し込む。図３（ｂ）は、前記押しゴマ１０が前記蛍光体素子ＭＤ１−０の表面を滑らかな凹状に加工して、本発明の蛍光体素子ＭＤ１を形成した状態を示す。この後、前記蛍光体素子ＭＤ１は、規定した温度で加熱して形成品とする。
【００２０】
図４（a）は、前記蛍光体素子ＭＤ１と光ガイド用ファイバＯＦ１の配置状態を示しており、前記光ガイド用ファイバＯＦ１から出た励起光４０−１が、前記前記蛍光体素子ＭＤ１の表面に照射していることを示す。図４（b）は、前記光ガイド用ファイバＯＦ１の中心軸ＬＭ１と、前記蛍光体素子ＭＤ１の端を意味するＬＬ１とのが距離Ｄ１であることを示している。前記光ガイド用ファイバＯＦ１の先端と、前記前記蛍光体素子ＭＤ１の端の表面との距離をＨ１である。
【００２１】
図５は、本発明の蛍光素子の蛍光時間の特性カーブである。前記光ガイドファイバＯＦ１の径が０．８ｍｍ、前記距離Ｈ１は１ｍｍ、そして本発明の蛍光体素子の径Ｒ１３が１．２mmの場合に測定した蛍光時間である。Ｄ１が６００μｍになった箇所が、前記光ガイド用ファイバＯＦ１の中心軸ＬＭ１と、前記蛍光体ＭＤ１の中心とが一致した箇所であり、蛍光時間ＬＴの値が３２７２．６μｓであることを示している。前記特性カーブは前記蛍光体ＭＤ１の中心軸と約１５０ｍｍずれても、前記蛍光時間LTの値はほぼ３２７２．８μｓの一定の値を保つことを示している。このことは、本発明の蛍光体素子ＭＤ１と、光ガイド用ファイバＯＦ１の中心ズレに余裕を持っていることを表す。
【００２２】
前記光ガイド用ファイバＯＦ１の径が２ｍｍの場合、本発明の蛍光素子ＭＤ１の径Ｒ１３、高さＤ１１、蛍光体素子の凹部の径Ｒ１２そして蛍光体素子の凹部の深さＤ１４は、それぞれ３．６ｍｍ、２．８ｍｍ、０．７ｍｍそして０．１ｍｍとしたとき、蛍光時間の変化が一番少ないことが判った。このように、前記光ガイド用ファイバＯＦ１の寸法の違いにより最適な蛍光体素子ＭＤ１の各種寸法が異なったとしても、前記蛍光体ＭＤ１の表面を凹部に加工したものは、本発明の権利に含まれるものである。
【符号の説明】
【００２３】
１                    ケース
２                    マウンター
３                    キャップ
４                    ハーフミラー
５                    ＬＥＤ
６                     受光素子
７                     入射光
８                      励起光
１０                    押しゴマ（プレスの）
２０                    ベース
３０                    ガイド（押しゴマの）
４０−１、４０−２      励起光
ＭＤ                    蛍光体素子
ＭＤ1、ＭＤ１−０       蛍光体素子
ＭＤ2                   蛍光体素子
Ｒ１３、Ｒ２３          蛍光体素子の径
Ｄ１１、Ｄ２１          蛍光体素子の高さ
Ｄ１４                  蛍光体素子の凹部の深さ
Ｒ１２                  蛍光体素子の凹部の径
ＯＦ，ＯＦ１，ＯＦ２    光ガイド用ファイバ
ＬＭ１、ＬＭ２          光ガイド用ファイバ中心軸
ＬＬ１，ＬＬ２          蛍光体素子端を示す軸線
Ｄ１，Ｄ２              光ガイド用ファイバ中心軸と蛍光体素子端を示す軸線
との距離
Ｈ１，Ｈ２              蛍光体素子表面と光ガイド用ファイバ端との距離
Ｆ                      押しゴマが移動する方向
Ｓ−ＯＦ                光ファイバ先端面
ＬＴ                    蛍光時間
【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】
2017015641.tif 000008
【図７】
2017015641.tif 000009
【図８】
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