[發明專利]光纖傳感器

有效

• 申請號: 200680018221.5
• 申請日: 2006-05-22
• 公開（公告）號: CN101194160A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 高林正和;吉新喜市;島倉泰久;松本貞行;三谷干城;金丸茂樹;石井一志
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;B60K15/077;G01F23/28;G01F23/292;G01N21/27
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 許海蘭

技術領域

本發明涉及能夠在汽車的燃料箱的燃料計等中使用的、在液面的檢測、或者液體性狀的檢測中使用的光纖傳感器。

背景技術

在常規的燃料計用的液面檢測傳感器中，在與燃料的液面高度一起位移的浮子(float)連接的桿按液面的高度而旋轉，根據在該桿的可動軸上設置的可變電阻的電阻值的變化，檢測液面的高度(例如參照專利文獻1)。在這樣構成的液面檢測傳感器中，因為與浮子連接的桿比燃料計插入口徑大，所以存在把該液面檢測傳感器安裝在燃料計插入口上時的操作性差這樣的問題，再有，因為燃料箱內有滑動部分，所以存在有發生金屬粉末或者發生可變電阻的短路等不適當的情況的可能性等問題。作為避免上述問題的液面檢測傳感器，有使用光纖的傳感器，例如，有具有在要檢測液面高度的位置處設置的光纖、從該光纖的一端照射激光的發光單元、根據在從該發光單元照射的激光的后方散射光的強度而求光纖的溫度分布并從該溫度分布求液面高度的控制單元的傳感器(例如參照專利文獻2)。

另一方面，在專利文獻3中表示出使用檢測燃料的性狀的光纖。在專利文獻3中，公開了一種液體性狀判定傳感器，其具有傳感器探針，該探針具有通過對光纖在規定長度上進行熔融延伸處理而形成的錐形檢測部；連接于所述傳感器探針的輸入端、為向該輸入端入射至少兩種波長的光而合波至少兩種波長的光的合波用光耦合器；連接于所述傳感器探針的輸出端、分波透射該傳感器探針的至少兩種波長的光的分波用光耦合器；和檢測從所述分波用光耦合器的輸出端射出的至少兩種波長的光量的光接收單元，所述傳感器探針是根據浸漬了該傳感器探針的液體性狀而從輸入端入射的光的透射光量不同的。

專利文獻1：特開平10-26552號公報(第5頁，圖4)

專利文獻2：特開2004-294375號公報(第3頁，圖1)

專利文獻3：特開平6-58878號公報(第5頁，圖1)

在使用常規光纖的液面檢測傳感器中，激光的后方散射光是依賴溫度而強度變化的拉曼散射光，在氣相部分和液相部分中把溫度不同作為前提，在氣相部分和液相部分的邊界(液面)在光纖中產生溫度差，根據由于該溫度差引起的后方散射光的強度的變化而檢測液面。但是，在氣相部分和液相部分的溫度差小的場合，因為光纖的溫度分布變得平坦，所以后方散射光的強度變化也小，存在液面的檢測變得困難的問題。再有，即使氣相部分和液相部分的溫度差大，在由于振動等液面不斷上下變化的場合，因為光纖的溫度分布變得平緩，所以后方散射光的強度分布也變得平緩，存在液面高度的檢測誤差變大這樣的問題。

另外，在作為檢測液體性狀的傳感器而使用具有通過熔融延伸處理而形成的錐形的檢測部的傳感器探針的場合，因為在傳感器部中形成有直徑比熔融延伸前細的部分，所以機械性弱、特別在燃料箱那樣振動多的環境中使用時可靠性方面有問題。

發明內容

本發明是為解決上述課題提出的，目的在于獲得即使在振動多的環境中也能夠可靠性高地進行液面檢測或者液體性狀的檢測的光纖傳感器。

本發明的光纖傳感器具有光纖、光源和光接收部，所述光纖包括具有形成了光柵的區域的纖芯和包層并把形成了光柵的區域的至少一部分在浸漬在液體中的位置處配置；所述光源向光纖入射形成有光柵的區域的包層模式的波長帶的光；所述光接收部檢測從光源入射光纖并透射了上述光柵的光的強度，該光纖傳感器使用于液體液面的檢測或者所述液體的性狀的檢測中。

本發明的光纖傳感器，因為檢測依賴于形成有光柵的區域周圍的液體或者氣體的折射率的大小的、透射形成有光柵的區域的包層模式的光的強度，所以能夠進行液面的檢測或者液體性狀的檢測。因為根據折射率的不同而檢測，所以依據該光纖傳感器，即使在由于振動等而液面不斷變化、氣相部分和液相部分的溫度差變得平緩的場合也能夠檢測液面。另外，與通過熔融延伸處理等而形成光纖的粗度大幅變細的部分的方法相比，因為光纖的強度大，即使在振動大的環境中也不容易破損，所以能夠可靠性高地檢測液面或者檢測液體的性狀。

附圖說明

圖1是本發明的第一實施形態的光纖傳感器的模式圖。

圖2是本發明的第一實施形態中的包層模式的說明圖。

圖3是表示本發明的第一實施形態中的光耦合器和頻譜分析器的連接的說明圖。

圖4是本發明的第一實施形態中的透射頻譜。

圖5是本發明的第一實施形態中的特性圖。

圖6是本發明的第一實施形態中的特性圖。

圖7是本發明的第二實施形態的光纖傳感器的模式圖。

圖8是本發明的第二實施形態中的光濾波器的特性圖。