特開 2023-136528 圧力センサ及び温度センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023136528

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】圧力センサ及び温度センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 1/24 20060101AFI20230922BHJP

   G01K 5/34 20060101ALI20230922BHJP

【ＦＩ】

G01L1/24 A

G01K5/34

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022042253

(22)【出願日】2022-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 英明

(57)【要約】

【課題】圧力を高い感度で検出できる圧力センサ１及び温度センサを提供すること。
【解決手段】圧力センサ１は、試験光を出力する光源１０と、試験光が入力され、少なくとも１つの折り返し部２４を有するセンサ光ファイバ２０と、折り返し部２４の曲げを保持する保持部５０と、を有するセンサヘッド部６０と、センサ光ファイバ２０によって伝送された前記試験光を受光するＰＤ３０と、ＰＤ３０により受光された試験光の強度に基づいて、センサヘッド部６０に掛かる圧力を検出する処理装置４０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試験光を出力する光源と、
前記試験光が入力され、少なくとも１つの折り返し部を有するセンサ光ファイバと、前記折り返し部の曲げを保持する保持部と、を有するセンサヘッド部と、
前記センサ光ファイバによって伝送された前記試験光を受光する受光器と、
前記受光器により受光された前記試験光の強度に基づいて、前記センサヘッド部に掛かる圧力を検出する検出部と、を備える圧力センサ。

【請求項2】

前記折り返し部は、曲げ半径が５ｍｍ以下である請求項１に記載の圧力センサ。

【請求項3】

前記センサヘッド部の前記センサ光ファイバには、２～５つの前記折り返し部が形成される請求項１又は２に記載の圧力センサ。

【請求項4】

前記保持部は、前記センサ光ファイバのうち少なくとも前記折り返し部をその内部に収容する管状部材である請求項１～３のいずれか一項に記載の圧力センサ。

【請求項5】

前記保持部は、その両端が封止されている請求項４に記載の圧力センサ。

【請求項6】

前記保持部は、熱に応じて変形する材料で形成される請求項４又は５に記載の圧力センサ。

【請求項7】

前記保持部は、前記折り返し部を被覆する被覆部材で形成される請求項１～３のいずれか一項に記載の圧力センサ。

【請求項8】

請求項６記載の圧力センサで検出される圧力から、温度を算出する温度センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力センサ及び温度センサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光ファイバを用いて圧力を検出する圧力センサが知られている。この種の技術が記載されているものとして例えば特許文献１がある。特許文献１には、複数のループに配設された連続するマルチモードの光ファイバにより形成された環状構造と、光源と、受信機とを含み、環状構造内を通過する光の強度の変化を検知するように構成される圧力センサが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６５０４６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら特許文献１の圧力センサで光ファイバによって伝送される光の強度の変化から微動を検知することができるものの、圧力に対する光の強度の変化量が小さく、圧力の検出感度の点で改善の余地があった。

【0005】

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、圧力を高い感度で検出できる圧力センサ及び温度センサ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】

【0006】

本発明は、試験光を出力する光源と、前記試験光が入力され、少なくとも１つの折り返し部を有するセンサ光ファイバと、前記折り返し部の曲げを保持する保持部と、を有するセンサヘッド部と、前記センサ光ファイバによって伝送された前記試験光を受光する受光器と、前記受光器により受光された前記試験光の強度に基づいて、前記センサヘッド部に掛かる圧力を検出する検出部と、を備える圧力センサに関する。

【0007】

前記折り返し部は、曲げ半径が５ｍｍ以下であってもよい。

【0008】

前記センサヘッド部の前記センサ光ファイバには、２～５つの前記折り返し部が形成されていてもよい。

【0009】

前記保持部は、前記センサ光ファイバのうち少なくとも前記折り返し部をその内部に収容する管状部材であってもよい。

【0010】

前記保持部は、その両端が封止されていてもよい。

【0011】

前記保持部は、熱に応じて変形する材料で形成されていてもよい。

【0012】

前記保持部は、前記折り返し部を被覆する被覆部材で形成されていてもよい。

【0013】

また本発明は、前記圧力センサで検出される圧力から、温度を算出する温度センサに関する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、圧力を高い感度で検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態に係る圧力センサを示す模式図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る圧力センサの折り返し部及びその周囲の拡大模式図である。

【図3】本発明の第２実施形態に係る圧力センサを示す模式図である。

【図4】本発明の第３実施形態に係る圧力センサを示す模式図である。

【図5】本発明の第４実施形態に係る圧力センサを示す模式図である。

【図6】本発明の実施例及び比較例の圧力センサに５Ｎの重力を印加した場合の圧力応答特性の比較結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものでない。また、以下の説明において参照する各図は、本開示の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。即ち、本発明は、各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものでない。

【0017】

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る圧力センサ１について図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、圧力センサ１を示す模式図である。図２は、図１に示す二点鎖線で囲まれた領域Ａにおける圧力センサ１の折り返し部２４の拡大模式図である。

【0018】

圧力センサ１は、光源１０と、センサ光ファイバ２０と、保持部５０と、受光器であるＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）３０と、検出部である処理装置４０と、を備える。圧力センサ１は、センサ光ファイバ２０の曲げ損失の変化に基づいて圧力を検出する装置である。

【0019】

光源１０は、ＬＥＤ１１と、ＬＥＤ１１に電力を供給する電源１２と、を有する。ＬＥＤ１１は、電源１２から供給された電力を用いて試験光をセンサ光ファイバ２０に出力する。ＬＥＤ１１から出力される試験光は、波長は特に限定されない。本実施形態では、ＬＥＤ１１から青色光がセンサ光ファイバ２０に出力される。

【0020】

センサ光ファイバ２０は、その一端がＬＥＤ１１に光学的に接続され、他端がＰＤ３０に光学的に接続される。センサ光ファイバ２０は、ＬＥＤ１１から入力された試験光をＰＤ３０に伝送する。

【0021】

本実施形態に係るセンサ光ファイバ２０は、プラスチックファイバであり、コア（図示省略）と、コアの外周に形成されるクラッド（図示省略）と、を有する。また、センサ光ファイバ２０は、少なくとも１つの折り返し部２４を有する。図１に示すように、本実施形態に係るセンサ光ファイバ２０には、折り返し部２４が１つ形成される。シングルコア以外にもマルチコアファイバ、中空コアファイバ、ホーリーファイバであっても良い。

【0022】

保持部５０は、可撓性のあるチューブ（管状部材）であり、センサ光ファイバ２０のうち少なくとも折り返し部２４をその内部に収容する。保持部５０とセンサ光ファイバ２０のうち保持部５０に収容された部分によってセンサヘッド部６０が形成される。センサ光ファイバ２０は、保持部５０内に収容される部位である保持部側光ファイバ部２１と、保持部５０の軸方向Ｘの一端部５１から延出し、光源１０に接続される部位である光源側光ファイバ部２２と、保持部５０の一端部５１から延出し、ＰＤ３０に接続される部位であるＰＤ側光ファイバ部２３から形成される。即ち、センサヘッド部６０は、保持部５０と、保持部側光ファイバ部２１によって形成される。センサヘッド部６０の構成については後述する。

【0023】

ＰＤ３０は、センサ光ファイバ２０によって伝送された試験光を受光し、該試験光をその強度に応じた電流信号に変換し、処理装置４０に出力する。図１に示すように、本実施形態では、ＰＤ３０と光源１０はともに保持部５０の一端部５１側に配置される。これにより、光源１０やＰＤ３０がセンサヘッド部６０の一方の側に集約されるので、センサヘッド部６０を圧力の検出対象物を保持部５０の側面（外周面）に接触させることが容易になり、圧力の検出動作が容易になる。

【0024】

処理装置４０は、圧力特定部４１と、記憶部４２と、出力部４３と、を備える。圧力特定部４１は、プロセッサによって構成され、処理装置４０の動作に必要な演算及び制御等の処理を行うコンピュータ中枢部分に相当する。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などである。あるいは、プロセッサは、これらのうちの複数を組み合わせたものである。

【0025】

圧力特定部４１は、ＰＤ３０から入力される電流信号に基づいて、試験光の強度を取得する。そして、圧力特定部４１は、取得した試験光の強度に基づいて、センサヘッド部６０に掛かっている圧力を検出する。例えば圧力特定部４１は、センサヘッド部６０毎に予め定められたＰＤ３０に受光された試験光の強度と圧力の関係を示す情報を参照して、取得した試験光の強度から圧力を特定してもよい。

【0026】

記憶部４２は、圧力特定部４１が演算及び制御等の処理を行うための各種プログラム、及び各種データなどの記憶領域であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、半導体ドライブ（ＳＳＤ）又はハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などで構成することができる。記憶部４２は、例えばＰＤ３０から入力された電流信号の情報や該電流信号が入力された時間情報、該電流信号から算出された試験光の強度の情報、ＰＤ３０に受光された試験光の強度と圧力の関係を示す情報、圧力特定部４１によって算出された圧力の情報等を記憶する。

【0027】

出力部４３は、ディスプレイやスピーカ等で構成され、画像や音声を出力する。出力部４３は、例えば圧力特定部４１によって算出されたセンサヘッド部６０に掛かっている圧力をディスプレイに表示する構成であってもよい。

【0028】

次に、センサヘッド部６０の構成について図１及び図２を参照しながら説明する。センサヘッド部６０は、保持部５０と、少なくとも１つの折り返し部２４を有する保持部側光ファイバ部２１と、を有する。

【0029】

保持部５０は、その軸方向Ｘに沿って延長する円筒状のチューブである。保持部５０は、その内部に保持部側光ファイバ部２１を収容した状態で軸方向Ｘの両端部が封止されている。保持部５０の素材としては、例えばポリイミド、シリコーン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられる。

【0030】

センサ光ファイバ２０の保持部側光ファイバ部２１は、図２に示すように、保持部５０の一端部５１から保持部５０の軸方向Ｘの他端部５２に向かって延び、他端部５２側で折り返され、一端部５１まで延びる。このとき、センサ光ファイバ２０は、軸方向Ｘに直交する方向で対向する部位が互いに接触しないように折り返される。このように他端部５２側でセンサ光ファイバ２０が折り返されることによって折り返し部２４が形成される。

【0031】

本実施形態の折り返し部２４の曲げ半径Ｒは、センサヘッド部６０に外力が加えられていない状態で約１５５μｍである。この場合の曲げ損失は約３ｄＢである。折り返し部２４の曲げ半径Ｒは、圧力の検出感度の向上等の観点からセンサヘッド部６０に外力が加えられていない状態で５ｍｍ以下であることが好ましい。

【0032】

また、保持部側光ファイバ部２１は、少なくとも一部が保持部５０の内周面５３と接触している。折り返し部２４の曲げは、保持部側光ファイバ部２１と保持部５０の内周面５３との接触により、センサヘッド部６０に外力が加わっていない状態の曲げ半径Ｒが変化しないように保持される。即ち、保持部５０は、センサ光ファイバ２０の折り返し部２４の曲げを保持するように構成される。

【0033】

図１に示すように、軸方向Ｘに直交する方向に圧力が掛かると、可撓性を有する保持部５０が軸方向Ｘに直交する方向に変形し、保持部５０の内周面５３と接触する保持部側光ファイバ部２１から圧力が折り返し部２４に伝わる。この結果、折り返し部２４の曲げ半径Ｒが小さくなるように変形する。これにより、折り返し部２４において曲げ損失が大きくなり、センサ光ファイバ２０の光出力（ＰＤ３０に受光された試験光の強度）が減少する。この光出力の減少量に基づいてセンサヘッド部６０に掛かっている圧力が検出される。

【0034】

また保持部５０の直径ｄ１の長さは、例えばセンサ光ファイバ２０の外径ｄ２の２倍～３倍であることが好ましい。これにより、保持部５０の内周面５３と保持部側光ファイバ部２１の接触面積を増加させることができる。即ち、センサヘッド部６０に加わる圧力が保持部５０から保持部側光ファイバ部２１に伝達し易くなり、圧力の検出感度を向上させることができる。本実施形態では、保持部５０の直径ｄ１は２５０μｍ～３１０μｍであり、センサ光ファイバ２０の外径ｄ２は約１２５μｍである。本実施形態では、保持部側光ファイバ部２１の一部が内周面５３に接しているが、その全長に亘って内周面５３に接する構成としてもよい。

【0035】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る圧力センサ１Ａについて図３を参照しながら説明する。なお、以下の第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と対応する構成については同一の規則性を有して対応する符号を付す。その説明が省略されたり、援用されたりする場合がある。

【0036】

圧力センサ１Ａは、光源１０と、光源側光ファイバ部２２と、ＰＤ側光ファイバ部２３と、センサヘッド部６０Ａと，ＰＤ３０と、処理装置４０と、を備える。圧力センサ１Ａは、第１実施形態に係る圧力センサ１とはセンサヘッド部の構成が主に異なる。

【0037】

センサヘッド部６０Ａは、センサ光ファイバ２０Ａの保持部側光ファイバ部２１Ａと保持部５０を有する。

【0038】

保持部側光ファイバ部２１Ａは、３つの折り返し部２４Ａを有する。具体的には、図３に示すように、保持部側光ファイバ部２１Ａは、保持部５０の一端部５１側に折り返し部２４２が形成され、他端部５２側に折り返し部２４１，２４３が形成される。

【0039】

３つの折り返し部２４Ａは、一端部５１にから延びるセンサ光ファイバ２０Ａが他端部５２側で折り返され、一端部５１側に向かって延び、一端部５１側で折り返され、再び他端部５２側に向かって延び、他端部５２側で折り返されることによって形成される。

【0040】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る圧力センサ１Ｂについて図４を参照しながら説明する。

【0041】

圧力センサ１Ｂは、光源１０と、光源側光ファイバ部２２と、ＰＤ側光ファイバ部２３と、センサヘッド部６０Ｂと，ＰＤ３０と、処理装置４０と、を備える。圧力センサ１Ｂは、第１実施形態に係る圧力センサ１とはセンサヘッド部の構成が主に異なる。

【0042】

センサヘッド部６０Ｂは、センサ光ファイバ２０Ｂの保持部側光ファイバ２１Ｂと保持部５０を有する。

【0043】

保持部側光ファイバ２１Ｂは、５つの折り返し部２４Ｂを有する。具体的には、図４に示すように、保持部側光ファイバ２１Ｂは、保持部５０の一端部５１側に折り返し部２４２，２４４が形成され、保持部５０の他端部５２側に折り返し部２４１，２４３，２４５が形成される。

【0044】

５つの折り返し部２４Ｂは、１本のセンサ光ファイバ２０Ｂが一端部５１側と他端部５２側とで交互に折り返されることによって形成される。センサ光ファイバ２０Ｂは、他端部５２側で３回折り返され、一端部５１側で２回折り返される。

【0045】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る圧力センサ１Ｃについて図５を参照しながら説明する。

【0046】

圧力センサ１Ｃは、光源１０と、光源側光ファイバ部２２と、ＰＤ側光ファイバ部２３と、センサヘッド部６０Ｃと，ＰＤ３０と、処理装置４０と、を備える。圧力センサ１Ｃは、第１実施形態に係る圧力センサ１とはＰＤ３０の配置、ＰＤ側光ファイバ部及びセンサヘッド部の構成が主に異なる。

【0047】

図５に示すように、光源１０とＰＤ３０はセンサヘッド部６０Ｃを挟んで対向する位置に配置される。具体的には、光源１０が保持部５０の一端部５１側に配置され、ＰＤ３０が保持部５０の他端部５２側に配置される。センサ光ファイバ２０Ｃは、ＬＥＤ１１から延び一端部５１から保持部５０内に挿入され、保持部５０内に延在し、他端部５２から延出してＰＤ３０に接続される。

【0048】

センサヘッド部６０Ｃは、センサ光ファイバ２０Ｃの保持部側光ファイバ部２１Ｃと保持部５０を有する。

【0049】

保持部側光ファイバ部２１Ｃは、２つの折り返し部２４Ｃを有する。具体的には、図５に示すように、保持部側光ファイバ部２１Ｃは、保持部５０の一端部５１側に折り返し部２４２が形成され、保持部５０の他端部５２側に折り返し部２４１が形成される。

【0050】

２つの折り返し部２４Ｃは、一端部５１にから延びるセンサ光ファイバ２０Ｃが他端部５２側で折り返され、一端部５１側に向かって延び、一端部５１側で折り返され、再び他端部５２側に向かって延びることによって形成される。

【0051】

センサヘッド部６０Ａ～６０Ｃのように、保持部５０内に複数の折り返し部２４Ａ～２４Ｃを形成させることによって、センサヘッド部６０Ａ～６０Ｃに掛かる外力が折り返し部２４Ａ～２４Ｃに伝わり易くなり、圧力センサ１Ａ～１Ｃの圧力の検出感度が向上する。一方で、センサ光ファイバ２０の有する折り返し部２４の数が増加するとともに、センサ光ファイバ２０全体の曲げ損失が増加し、出力光の絶対量が低下する。このため、良好なＳＮ比を維持しつつ、圧力の検出感度を向上させるという点から、センサヘッド部６０のセンサ光ファイバ２０の折り返し部２４の数は２～５つであることが好ましい。

【実施例0052】

次に、本発明の実施例について説明する。本発明はこの実施例に限定されるものではない。

【0053】

＜実施例＞
実施例として、第２実施形態に係る圧力センサ１Ａを用いた。実施例の保持部５０としては、円筒状であり、その両端が封止され、内径直径が５００μｍであり、外径直径が５５０μｍの軸方向Ｘの長さが３ｃｍであるポリイミド製のチューブを用いた。センサ光ファイバ２０Ａとしては、外径が１２５μｍのプラスチックファイバを用いた。センサ光ファイバ２０Ａの３つの折り返し部２４Ａの曲げ半径Ｒは、センサヘッド部６０Ａに外力が加えられていない状態でそれぞれ１２５μｍである。

【0054】

＜比較例＞
比較例として、センサヘッド部の構成が実施例とは異なる圧力センサを用いた。具体的には、センサヘッド部は、保持部５０を備えず、センサ光ファイバがコイル状に巻回されたものを用いた。センサ光ファイバは、外径が１２５μｍのプラスチックファイバを用いた。

【0055】

＜圧力応答特性の評価方法＞
実施例及び比較例の圧力センサにつき、５Ｎの重力を印加した場合の光出力の変化を測定することでそれぞれの圧力応答特性を評価した。具体的には、ＬＥＤから波長４７０ｎｍの試験光を入力し、５Ｎの重力の印加前後においてＰＤが受光した試験光の強度を測定した。５Ｎの重力は、５００ｍｌの水を入れた容器をセンサヘッド部に載置することによって印加した。

【0056】

＜圧力応答特性の評価結果＞
圧力応答特性の評価結果を説明する。図６は、実施例及び比較例の圧力センサに５Ｎの重力を印加した場合の光出力の変化の比較結果を示すグラフである。図６の横軸は時間（秒）であり、図６の縦軸は光出力（規格値）である。光出力（規格値）とは、測定された光出力を圧力センサに重力を印加する前の光出力で除して得られる値である。実線部分は実施例の圧力センサによって測定された光出力の推移を示し、破線部分は比較例の圧力センサによって測定された光出力の推移を示している。一点鎖線Ｌは、実施例及び比較例のセンサヘッド部に５００ｍｌの水を入れた容器を載置したタイミングを示している。

【0057】

図６に示すように、比較例では、５Ｎの重力を印加すると、光出力が約１秒程度の時間をかけて１から０．９５に低下する。これに対して、実施例では５Ｎの重力を印加すると光出力が１から０．８以下まで低下することが確認できる。即ち、実施例では比較例に比べて５Ｎの重力に対する検出感度が４倍程度向上することが確認できる。また実施例では比較例に比べて５Ｎの重力を印加した後に光出力が迅速に低下することが確認できる。

【0058】

以上説明した実施形態によれば、以下のような効果を奏する。

【0059】

本実施形態に係る圧力センサ１は、試験光を出力する光源１０と、試験光が入力され、少なくとも１つの折り返し部２４を有するセンサ光ファイバ２０と、折り返し部２４の曲げを保持する保持部５０と、を有するセンサヘッド部６０と、センサ光ファイバ２０によって伝送された試験光を受光するＰＤ３０と、ＰＤ３０により受光された試験光の強度に基づいて、センサヘッド部６０に掛かる圧力を検出する処理装置４０と、を備える。

【0060】

これにより、折り返し部２４の曲げが保持部５０によって保持されるので、センサヘッド部６０に加えられた外力を、曲げ損失が発生し易い曲げ状態に保持された折り返し部２４に保持部５０を介して効率よく伝えることができる。このため、圧力を高い感度で検出できる。また、センサ光ファイバ２０の巻回数等を増加させずに圧力の検出感度を向上させることができる。よって、短尺で小型な構成で圧力に対する高い検出感度を実現できる。

【0061】

本実施形態に係る圧力センサ１において、折り返し部２４は、曲げ半径が５ｍｍ以下である。

【0062】

これにより、センサヘッド部６０に加えた圧力に応じた曲げ損失の変化量がより大きい曲げ半径に保持されるので、圧力の検出感度をより向上させることができる。

【0063】

本実施形態に係る圧力センサ１Ａ～１Ｃにおいて、センサヘッド部６０Ａ～６０Ｃの保持部側光ファイバ部２１Ａ～２１Ｃには、２～５つの折り返し部２４Ａ～２４Ｃが形成される。

【0064】

これにより、良好なＳＮ比を維持しつつ、高い検出感度で圧力を検出することができる。

【0065】

本実施形態に係る圧力センサ１において、保持部５０は、センサ光ファイバ２０のうち少なくとも折り返し部２４をその内部に収容する管状部材である。

【0066】

これにより、簡素な構成で圧力の検出感度を向上させることができる。

【0067】

本実施形態に係る圧力センサ１において、保持部５０は、その両端が封止されている。

【0068】

これにより、折り返し部２４が収容された保持部５０の両端が封止されているので、より正確に圧力を検出できる。

【0069】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

【0070】

上記実施形態では、保持部５０が軸方向Ｘの両端部が封止されている円筒状のチューブであったが、その構成は特に限定されない。例えば角筒状のチューブであってもよい。また、軸方向Ｘの両端部が封止されていない構成であってもよく、両端部のうち一方のみが封止され、もう一方が開放されていない構成であってもよい。

【0071】

また例えば、保持部５０は、熱に応じて変形する材料で形成されてもよい。熱に応じて変形する材料としては、例えばポリフッ化ビニリデンが挙げられる。この構成により、センサヘッド部６０に接する物体の温度の変化に応じて保持部５０を収縮又は膨張させ、保持部５０内の折り返し部２４の曲げ半径Ｒを変化させることができる。よって、圧力センサ１にセンサ光ファイバ２０の曲げ損失に基づいて温度を検出する温度センサとしての機能を付与することができる。即ち、圧力センサ１で検出される圧力から、温度を算出する温度センサを構成してもよい。

【0072】

また例えば、保持部側光ファイバ部２１は６つ以上の折り返し部２４を有していてもよい。

【0073】

上記実施形態では、保持部５０はその内部に折り返し部２４を収容することで折り返し部２４の曲げを保持する構成であったが、例えばチューブ等を用いずに折り返し部２４の表面を被覆することで曲げを保持する構成であってもよい。即ち、保持部５０は、折り返し部２４を被覆する被覆部材で形成されてもよい。

【符号の説明】

【0074】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 圧力センサ
１０ 光源
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ センサ光ファイバ
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ 保持部側光ファイバ部
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ 折り返し部
３０ ＰＤ（受光器）
４０ 処理装置（検出部）
５０ 保持部
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ センサヘッド部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】