JP2004354239A - Color display temperature sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、温度を色により視認することができる色表示温度センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、回折格子等の分光器を用いた温度計として光ファイバ温度センサが使用されている(例えば、特許文献1参照。)。前記光ファイバ温度センサは、光源と、回折格子が形成された光ファイバと、前記光ファイバが固定される固定具と、光の波長を計測する波長計測器と、回折格子から反射された光を前記波長計測器方向へ出力する方向性結合器とから主に構成されている。上記光ファイバ温度センサにおいて、前記光源は連続的な波長を有する光を発生するものであり、光ファイバ内の回折格子は縞間隔に応じた波長の光を反射するようになっている。前記固定具は、前記回折格子が形成された光ファイバをA点で固定するA部材と、B点で固定するB部材と、前記A部材とB部材とを固定するC部材とより構成されている。前記A部材、B部材及びC部材の熱膨張係数はそれぞれ異なるように設定され、A点とB点との間に回折格子が挟まれるように光ファイバが固定されている。
【0003】
そして、上記光ファイバ温度センサを温度計測位置に設置し、光源から光を照射させる。そして、回折格子に光が入射すると、その温度における縞間隔と略同一の波長の光が反射される。そして、反射された光は光ファイバを透過して方向性結合器によって波長計測器方向へ出力されるとともに、その波長計測器により波長が計測される。そして、計測された波長の値と、予め測定して設定された波長と温度との関係に基づき温度が算出される。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−101078号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の光ファイバ温度センサは、温度を算出するために、波長を計測するという目的で使用されていた。また、光ファイバ温度センサでは、回折格子に反射された光の波長が波長計測器により表示されるのみであった。そのため、従来の光ファイバ温度センサでは、温度変化に伴う寒暖を色彩により確認することができないとともに、美観を提供することができないという問題があった。
【0006】
本発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、温度を色彩により確認することができるとともに、美観を提供することができる色表示温度センサを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、箱状に形成された筐体と、前記筐体内に設けられた白色光の光源と、前記筐体に支持されているとともに、前記光源から照射された白色光を複数の可視光線に分光する分光器と、前記筐体に取付けられるとともに、前記分光器に分光された可視光線を視認可能とする視認窓を備えた取付部材と、前記分光器を支持し、前記筐体とは熱膨張係数の異なる材料により形成された支持部材とより構成され、温度変化に伴い前記筐体と支持部材との間に発生した熱膨張の差による当該筐体と支持部材との位置関係の変化により、前記視認窓に対して分光器を変位させ、前記視認窓から視認される可視光線を変化させることを要旨とする。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の色表示温度センサにおいて、前記筐体を形成する材料の熱膨張係数を、前記支持部材を形成する材料の熱膨張係数より大きく設定したことを要旨とする。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の色表示温度センサにおいて、前記分光器を筐体に回動可能に支持するとともに、前記光源を筐体に固定したことを要旨とする。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の色表示温度センサにおいて、前記分光器を筐体に回動可能に支持するとともに、前記光源を分光器に固定したことを要旨とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した色表示温度センサの一実施形態を図1〜図4にしたがって説明する。
【0012】
図1に示すように、色表示温度センサ11は、前面に開口を有する四角箱状をなす筐体12を備え、その筐体12の前面には前記開口を開閉可能とするための前面扉13が取付部材として筐体12に取付けられている。また、前面扉13は、図示しない連結具により筐体12の開口部に連結されている。前記筐体12は、平面視四角形状をなす底壁12aと、その底壁12a以外の側壁12bにより形成されている。前記底壁12aと、側壁12bとは、熱膨張係数の異なる材料により形成され、側壁12bを形成する材料の熱膨張係数が、底壁12aを形成する材料の熱膨張係数より大きくなっている。なお、熱膨張とは、一定の圧力下で物体の温度変化によりその物体の体積が変化することを示し、熱膨張係数は一定の圧力下で1℃温度を上げることによる物体の単位体積の増加のことを示す。
【0013】
前記底壁12aは、熱膨張係数の小さい金属材料であるインバー材により形成され、このインバー材は、鉄鋼材料のうちニッケルの含有率が35〜36%のものである。一方、前記側壁12bは熱膨張係数の大きいアルミニウムにより形成されている。前記前面扉13は四角板状に形成され、その前面扉13の上部には視認窓13aが前面扉13を厚み方向へ貫通して形成されている。図3に示すように、この視認窓13aは、前面扉13の正面視において横方向へ延びる細長四角形状に形成されているとともに、前面扉13の裏面から前面に向かうに従い上下左右方向への間隔が大きくなるように形成されている。前記前面扉13は、前記側壁12bを形成する材料より熱膨張係数の小さい材料(前記インバー材)により形成されている。
【0014】
図1及び図2に示すように、筐体12内に設けられる支持部材14は、前記側壁12bを形成する材料より熱膨張係数の小さい材料、例えば前記インバー材により棒状に形成されている。支持部材14はその下端が前記底壁12aの中央に固定されている。また、図1の拡大図に示すように、支持部材14の上端部は略球状に凹設されてボール受け部14aが形成されている。
【0015】
図1及び図2に示すように、前記支持部材14に支持されるプリズムPは略三角柱状をなし分光器として筐体12内に設けられ、そのプリズムPの正面に前記視認窓13aが設けられている。上記プリズムPは、周囲の空間とは屈折率の異なる透明な媒質(ガラス)で形成されている。そして、白色光がプリズムPに入射すると、そのプリズムPにより白色光は波長の異なる7色の可視光線に分光される。プリズムPの長さ方向に対して直交する面における断面視は正三角形状に形成されている。プリズムPの長さ方向に沿って延びる一角の中央部には、球状をなすボールコネクタBが突設されている。そして、このボールコネクタBが前記ボール受け部14aに収容されることにより、プリズムPが支持部材14により下方から支持されている。
【0016】
また、図2に示すように、プリズムPの両端面において、正三角形の重心となる位置には、軸部材15の一端が挿通され、各軸部材15の他端がそれぞれ筐体12の相対向する側壁12bに回動可能に支持されている。そして、プリズムPは軸部材15を回動中心として上下方向に揺動可能に支持され、その揺動可能な範囲は、ボールコネクタBがボール受け部14a内で移動可能となる範囲となっている。
【0017】
図1及び図2に示すように、筐体12の開口と相対向する内壁面には、ブラケット16が3箇所に取付けられ、それらブラケット16は前記プリズムPの後方に位置している。また、各ブラケット16にはそれぞれ白色LED17が光源として取付けられている。この白色LED17(豊田合成株式会社製商品名TG True−White Hi)は自然光により近い白色光を照射可能であり、白色光として赤色、橙色、黄色、緑色、青色、藍色及び紫色の可視光線を再現可能である。この白色LED17から前記プリズムPに白色光が照射されるようになっている。
【0018】
次に、上記構成の色表示温度センサ11の作用について説明する。
図1に示すように、色表示温度センサ11が設置された場所において、白色LED17から白色光を照射させる。すると、その温度における傾きを有するプリズムPに白色光が入射され、そのプリズムPにより7色の可視光線に分光される。そして、視認窓13aの筐体12内方への延長線上を通過する可視光線のみが視認窓13aを通過して色表示温度センサ11の外部から視認される。即ち、視認窓13aから視認される可視光線以外は、前面扉13の裏面により遮断され、外部から視認することが不可能となっている。
【0019】
さて、色表示温度センサ11の周囲の温度が上昇すると、筐体12の側壁12bは、色表示温度センサ11を構成する部材の中で最も表面積が大きいため、大気と接触する面積が大きくなり、側壁12bの温度が速やかに上昇する。すると、側壁12bは熱膨張係数が大きいため、側壁12bは熱により温度上昇前よりも体積が増加する。一方、底壁12a及び支持部材14は熱膨張係数が小さいため、熱による体積の増加がほとんどなく、ボールコネクタBとボール受け部14aの連結部の筐体12内における高さはほとんど変わらない。また、前面扉13も熱膨張係数の小さい材料により形成されているため、その体積がほとんど増加することなく、視認窓13aの位置も温度上昇前とほとんど変わらない。
【0020】
その結果、ボールコネクタBとボール受け部14aとの連結部を中心点とし、その連結部と軸部材15の中心点とを半径とする円の円周に沿って軸部材15の位置が変位する。即ち、軸部材15は図4(a)の2点鎖線に示す位置から図4(a)の破線に示す位置まで移動する。その結果、支持部材14の先端と、側壁12bの軸部材15の固定部との位置関係が変化し、その変化に伴いプリズムPが筐体12内奥方に向かって揺動する。即ち、プリズムPは図4(a)の2点鎖線に示す位置から実線に示す位置まで揺動するため、プリズムPは視認窓13aに対して変位する。すると、温度上昇前に視認窓13aの真後ろに位置していたプリズムPの面が別の位置に移動し、新たなプリズムPの面が視認窓13aの真後ろに位置する。
【0021】
プリズムPが揺動することにより、一定位置に固定された白色LED17から照射された白色光のプリズムPに対する入射角度が変化する。その結果、プリズムPにより分光された各可視光線の出る角度も、温度上昇前と変化する。そのため、視認窓13aを通過可能となる可視光線も温度上昇前の可視光線と異なり、視認窓13aから視認される可視光線の色が赤色側から紫色側に変化する。
【0022】
逆に、色表示温度センサ11の周囲の温度が低下すると、側壁12bは温度上昇時よりも体積が収縮する。一方、底壁12a及び支持部材14は、体積がほとんど変化することがなく、ボールコネクタBとボール受け部14aとの連結部の高さはほとんど変わらない。また、前面扉13も体積がほとんど変化することなく、視認窓13aの位置も変わらない。
【0023】
その結果、前記円の円周に沿って軸部材15の位置が変位する。即ち、軸部材15は図4(b)の2点鎖線に示す位置から図4(b)の破線に示す位置まで移動する。その結果、支持部材14の先端と、側壁12bの軸部材15の固定部との位置関係が変化し、その変化に伴いプリズムPが前面扉13に向かって揺動する。即ち、プリズムPは図4(b)の2点鎖線に示す位置から実線に示す位置まで揺動するため、プリズムPは視認窓13aに対して変位する。すると、温度上昇時に視認窓13aの真後ろに位置していたプリズムPの面が別の位置に移動し、新たなプリズムPの面が視認窓13aの真後ろに位置する。
【0024】
そして、上記と同様にプリズムPが揺動することにより、白色光のプリズムPに対する入射角度が、温度上昇時から変化する。その結果、プリズムPにより分光された各可視光線の出る角度も、温度上昇時から変化する。そのため、視認窓13aを通過可能となる可視光線も温度上昇時の可視光線と異なり、視認窓13aから視認される可視光線の色が紫色側から赤色側に変化する。なお、視認窓13aから視認される可視光線の色に対応する温度を予め測定、設定し、その相関表を形成することにより、可視光線の色から温度を求めることができる。
【0025】
上記実施形態の色表示温度センサ11によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、光源として白色LED17を用いることにより、プリズムPによって自然光に近い可視光線に分光させることができる。そして、側壁12bを形成する材料と、支持部材14を形成する材料との熱膨張の差により、温度変化によってプリズムPを揺動可能に構成して、プリズムPに対する白色光の入射角度を変化させた。従って、温度変化によりプリズムPから出る可視光線の角度が変化し、視認窓13aから視認可能となる可視光線の色を温度変化に伴い変化させることができる。その結果、色表示温度センサ11の使用により、温度を色彩により確認することができるとともに、その使用者に美観を提供することができる。特に、色表示温度センサ11において、視認窓13aからは7色のうちのいずれかの可視光線を視認することができるため、温度を数値のみで表示していた従来と異なり、インテリアとして使用することができる。
【0026】
(2)色表示温度センサ11は、プリズムPにより分光された可視光線を視認窓13aから直接的に視認するように構成した。そのため、回折格子により反射された光を波長計測器方向へ出力させるための方向性結合器、波長を計測する波長計測器を必要とし、さらに、光ファイバを必要としていた従来と異なり、色表示温度センサ11の部材点数を少なくすることができる。即ち、色表示温度センサ11は簡易な構成により、温度変化を色彩として視認することができ、さらに色表示温度センサ11の製造コストを抑えることができる。
【0027】
(3)側壁12bは、熱膨張係数の大きい材料により形成され、底壁12a、支持部材14及び前面扉13は熱膨張係数の小さい材料により形成されている。そのため、温度上昇のとき、側壁12bと、底壁12a、支持部材14及び前面扉13との熱膨張の差を大きくしてプリズムPを大きく揺動させることができ、視認窓13aから視認可能となる可視光線の色の幅を大きくすることができる。
【0028】
(4)前面扉13を形成する材料の熱膨張係数を、側壁12bを形成する材料の熱膨張係数より小さく設定し、前面扉13を形成する材料の熱膨張係数を小さく設定した。そのため、前面扉13の体積が温度変化により変化しにくくなり、視認窓13aの位置を、色表示温度センサ11のほぼ一定位置に設けることができる。従って、視認窓13aから視認される可視光線の色の変化を側壁12bと支持部材14との位置関係の変化のみに依存させることができる。
【0029】
(5)側壁12bは筐体12の外郭を形成しているため、大気と接触しやすくなっている。そのため、外気の温度変化により側壁12bの体積を速やかに変化させることができる。その結果、温度変化により、プリズムPを速やかに揺動させることができ、温度変化を色彩により速やかに表示することができる。
【0030】
(6)白色光を発する光源として写真用白熱等を使用する場合と比較して、白色LED17は消費電力が小さく、発熱量が小さいため、筐体12内の温度を上昇させにくい。従って、筐体12内の温度上昇による可視光線の変化を招きにくく、色表示温度センサ11の外側の温度変化により視認される可視光線を変化させることができる。
【0031】
(第2の実施形態)
次に、本発明を具体化し色表示温度センサの第2の実施形態を図5及び図6にしたがって説明する。なお、第2の実施形態は、第1の実施形態の分光器を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。なお、図5及び図6における分光器は模式的に示した。
【0032】
第2の実施形態の色表示温度センサ20において、支持部材14の上部には回折格子21が分光器として支持されている。この回折格子21は四角板状をなす光学ガラス板の表面に、同光学ガラス板の横方向に延びる複数の溝21aを等間隔に互いに平行になるように刻んで形成されている。そして、回折格子21は光が透過できるようになっている。回折格子21の裏面側から白色光が照射され、その白色光が回折格子21に入射すると、前記複数の溝21aにより白色光は分光され、回折格子21の表面から7色の可視光線が分光されるようになっている。
【0033】
前記回折格子21の下端縁の中央には、球状をなすボールコネクタ21bが突設され、そのボールコネクタ21bがボール受け部14a内に収容されている。一方、回折格子21の上端縁の中央には、軸部材22が回折格子21を横方向へ貫通して挿通され、その軸部材22の両端部がそれぞれ相対向する側壁12bに回動可能に支持されている。さらに、回折格子21の裏側には前記白色LED17が取付け固定され、回折格子21の裏側の一定位置から白色光を照射するようになっている。
【0034】
さて、図6に実線に示すように、第2の実施形態の色表示温度センサ20が設置された場所において、白色LED17から白色光を回折格子21に向かって照射させる。すると、回折格子21に入射された白色光は回折格子21により分光され、視認窓13aの延長線上に照射される可視光線、例えば赤色の可視光線のみが視認窓13aを通過して色表示温度センサ20の外部から視認される。即ち、赤色の可視光線以外は、前面扉13の裏面により遮断され、外部から視認することが不可能となっている。
【0035】
そして、色表示温度センサ20の周囲の温度が上昇すると、第1の実施形態と同様に、側壁12bの体積が増加し、底壁12a、前面扉13及び支持部材14の体積はほとんど増加しない。そのため、ボールコネクタ21bとボール受け部14aとの連結部を中心点とし、その連結部と軸部材22の中心点までを半径とする円の円周に沿って軸部材22の位置が変位する。即ち、軸部材22は図6の実線に示す位置から2点鎖線に示す位置まで移動する。その結果、支持部材14の先端と、側壁12bにおける軸部材22の両端が固定された位置の位置関係が変化し、その変化に伴い回折格子21の上端側が筐体12内奥方に向かって揺動する。即ち、回折格子21は図6に実線に示す位置から2点鎖線に示す位置まで揺動するため、回折格子21は視認窓13aに対して変位する。
【0036】
このとき、白色LED17は回折格子21の裏側の一定位置に固定されているため、その白色LED17から照射された白色光の回折格子21に対する入射角度は変化しない。そのため、回折格子21から分光された可視光線の回折格子21に対する角度も変化しない。ここで、回折格子21が揺動した角度だけ、前面扉13の裏面に対する各可視光線の入射角度が変化する。従って、視認窓13aに向かって延びる可視光線は、温度上昇前に視認窓13aに向かって延びていた可視光線とは別のものとなる。その結果、視認窓13aから視認される可視光線の色が赤色から紫色側に変化する。
【0037】
逆に、色表示温度センサ20の周囲の温度が低下すると、側壁12bは温度上昇時よりも体積が収縮し、底壁12a、前面扉13及び支持部材14の体積はほとんど変化しない。そのため、前記円の円周に沿って軸部材22の位置が変位する。即ち、軸部材22は図6の2点鎖線に示す位置から実線に示す位置まで移動する。その結果、支持部材14の先端と、側壁12bにおける軸部材22の両端が固定された位置の位置関係が変化し、その変化に伴い回折格子21の上端側が前面扉13側に向かって揺動する。即ち、回折格子21は図6に2点鎖線に示す位置から実線に示す位置まで揺動するため、回折格子21は視認窓13aに対して変位する。その結果、視認窓13aを通過可能となる可視光線も温度上昇時の可視光線と異なり、視認窓13aから視認される可視光線の色が紫色側から赤色側に変化する。そして、視認窓13aから視認される可視光線の色に対応する温度を予め測定、設定し、その相関表を形成することにより、可視光線の色から温度を求めることができる。
【0038】
従って、第2の実施形態では、分光器として回折格子21を用いた。そのため、回折格子21はプリズムPよりもコストが低いため、プリズムPを使用した色表示温度センサ11と比較して色表示温度センサ20の製造コストを低く抑えることができる。また、回折格子21に対して一定位置に白色LED17を固定したため、回折格子21を透過して分光された可視光線が、回折格子21表面から出射する角度は常に一定になっている。そのため、視認窓13aから視認することができる可視光線の色と、温度とを正確に対応させることができる。
【0039】
なお、各実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 各実施形態では、プリズムP又は回折格子21を透過した可視光線を視認窓13aから直接的に視認可能となるように、プリズムP又は回折格子21の正面に視認窓13aを形成したが、以下のように変更してもよい。例えば、支持部材14の長さを短縮又は延長してプリズムP又は回折格子21の位置を視認窓13aの正面以外に位置に設置する。又は、支持部材14の長さを変更せず、視認窓13aの高さを上下方向へ移動させて変更する。そして、プリズムP又は回折格子21を透過した可視光線を、筐体12内に設けられた鏡面体によって反射させて視認窓13aを通過させてもよい。
【0040】
・ 各実施形態では、側壁12bを形成する材料の熱膨張係数を、支持部材14、底壁12a及び前面扉13を形成する材料の熱膨張係数より大きくしたが、側壁12b及び前面扉13を形成する材料の熱膨張係数を、支持部材14及び底壁12aを形成する材料の熱膨張係数より小さくしてもよい。このように構成した場合、温度変化により支持部材14及び底壁12aの体積がそれぞれ膨張又は収縮し、側壁12b及び前面扉13の体積はほとんど変化しない。そのため、温度変化の際には、軸部材15,22を中心点とし、その軸部材15,22からボールコネクタB,21bとボール受け部14aとの連結部までを半径とする円の円周に沿って、前記連結部の位置が変化する。従って、プリズムP又は回折格子21は、軸部材15,22を中心点として揺動する。そして、プリズムP又は回折格子21の揺動により、視認窓13aから視認される可視光線の色が変化する。
【0041】
・ 第1の実施形態において、図1の2点鎖線に示すように、プリズムPにおいて、前面扉13側に位置する三角柱の一角側を支持部材14により支持してもよい。このように構成した場合、プリズムPは第1の実施形態とは逆方向へ揺動する。即ち、温度が上昇すると、プリズムPはその上端側が前面扉13側に向かうように揺動し、温度が下降すると、プリズムPはその上端側が筐体12内奥方に向かうように揺動する。そのため、温度上昇前では、視認窓13aから紫色の可視光線が視認できた場合、温度が上昇すると、視認窓13aから赤色側よりの可視光線が視認できる。
【0042】
・ 各実施形態では、取付部材として筐体12に対して開閉可能な前面扉13に具体化したが、取付部材を筐体12の開口に嵌め込む蓋体としてもよく、板材を接着剤、粘着テープ等により取り付けてもよい。
【0043】
・ 各実施形態では、光源として白色LED17に具体化したが、光源として写真用白熱灯を使用してもよい。
・ 各実施形態では、視認窓13aから視認された可視光線の色と温度とを相関させて実際の温度を設定したが、色だけで使用する色表示温度センサ11としてもよい。
【0044】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
(1)前記取付部材を形成する材料の熱膨張係数を、筐体を形成する材料の熱膨張係数より小さく設定したことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の色表示温度センサ。このように構成した場合、取付部材の体積が温度変化により変化しにくくなり、視認窓の位置を、色表示温度センサのほぼ一定位置に設けることができる。従って、視認窓から視認される可視光線の色の変化を筐体と支持部材との位置関係の変化のみに依存させることができる。
【0045】
(2)前記分光器により分光された可視光線を視認窓に直接的に視認可能とすべく分光器の正面に視認窓を形成したことを特徴とする請求項1〜請求項4及び前記技術的思想(1)のいずれか一項に記載の色表示温度センサ。このように構成した場合、分光器により分光された可視光線をより視認しやすくすることができる。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば、温度を色彩により確認することができるとともに、美観を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態の色表示温度センサを示す断面図。
【図2】第1の実施形態の筐体内を示す正面図。
【図3】第1の実施形態の色表示温度センサを示す正面図。
【図4】(a)は温度上昇時の色表示温度センサを示す部分断面図、(b)は温度下降時の色表示温度センサを示す部分断面図。
【図5】第2の実施形態の色表示温度センサを示す断面図。
【図6】第2の実施形態の色表示温度センサの作用を示す部分断面図。
【符号の説明】
P…分光器としてのプリズム、11,20…色表示温度センサ、12…筐体、13…取付部材としての前面扉、13a…視認窓、14…支持部材、17…光源としての白色LED、21…分光器としての回折格子。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color display temperature sensor capable of visually recognizing a temperature by a color, for example.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, an optical fiber temperature sensor has been used as a thermometer using a spectroscope such as a diffraction grating (for example, see Patent Document 1). The optical fiber temperature sensor includes a light source, an optical fiber on which a diffraction grating is formed, a fixture to which the optical fiber is fixed, a wavelength measuring device for measuring the wavelength of light, and light reflected from the diffraction grating. And a directional coupler that outputs in the direction of the wavelength measuring instrument. In the above-described optical fiber temperature sensor, the light source generates light having a continuous wavelength, and the diffraction grating in the optical fiber reflects light having a wavelength corresponding to the fringe interval. The fixing device includes an A member that fixes the optical fiber on which the diffraction grating is formed at a point A, a B member that fixes the optical fiber at a point B, and a C member that fixes the A member and the B member. I have. The members A, B and C have different coefficients of thermal expansion, and the optical fiber is fixed so that the diffraction grating is sandwiched between the points A and B.
[0003]
Then, the optical fiber temperature sensor is installed at a temperature measurement position, and light is emitted from a light source. When light enters the diffraction grating, light having a wavelength substantially equal to the fringe interval at that temperature is reflected. The reflected light passes through the optical fiber and is output to the wavelength measuring device by the directional coupler, and the wavelength is measured by the wavelength measuring device. Then, the temperature is calculated on the basis of the measured wavelength value and the relationship between the wavelength and the temperature set by measuring in advance.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-101078
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned conventional optical fiber temperature sensor has been used for the purpose of measuring a wavelength in order to calculate a temperature. Further, in the optical fiber temperature sensor, only the wavelength of the light reflected by the diffraction grating is displayed by the wavelength measuring device. Therefore, in the conventional optical fiber temperature sensor, there was a problem that it was not possible to confirm the temperature due to the temperature change by color, and it was not possible to provide an aesthetic appearance.
[0006]
The present invention has been made by paying attention to the problems existing in the above conventional technology. It is an object of the present invention to provide a color display temperature sensor capable of confirming a temperature by a color and providing an aesthetic appearance.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 includes a box-shaped housing, a white light source provided in the housing, and a light source supported by the housing. A spectroscope that splits the white light emitted from the light source into a plurality of visible rays, and an attachment member that is attached to the housing and includes a viewing window that allows the visible rays split by the spectroscope to be viewed. And supporting the spectroscope, the housing and the support member formed of a material having a different thermal expansion coefficient, the thermal expansion generated between the housing and the support member due to a temperature change. The gist is to displace the spectroscope with respect to the viewing window and change visible light that is viewed from the viewing window according to a change in the positional relationship between the housing and the support member due to the difference.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the color display temperature sensor according to the first aspect, a thermal expansion coefficient of a material forming the housing is set to be larger than a thermal expansion coefficient of a material forming the support member. Is the gist.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the color display temperature sensor according to the first or second aspect, the spectroscope is rotatably supported by a housing and the light source is fixed to the housing. Make a summary.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the color display temperature sensor according to the first or second aspect, the spectroscope is rotatably supported by a housing and the light source is fixed to the spectroscope. Make a summary.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
An embodiment of a color display temperature sensor embodying the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0012]
As shown in FIG. 1, a color
[0013]
The
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 2, the prism P supported by the
[0016]
As shown in FIG. 2, one end of each of the
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 2,
[0018]
Next, the operation of the color
As shown in FIG. 1, white light is emitted from a
[0019]
Now, when the temperature around the color
[0020]
As a result, the position of the
[0021]
When the prism P swings, the incident angle of the white light emitted from the
[0022]
Conversely, when the temperature around the color
[0023]
As a result, the position of the
[0024]
Then, as the prism P swings in the same manner as described above, the incident angle of the white light to the prism P changes from the temperature rise. As a result, the angle at which each visible light beam split by the prism P is emitted also changes from the temperature rise. Therefore, the visible light that can pass through the
[0025]
According to the color
(1) In the above embodiment, by using the
[0026]
(2) The color
[0027]
(3) The
[0028]
(4) The coefficient of thermal expansion of the material forming the
[0029]
(5) Since the
[0030]
(6) The
[0031]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the color display temperature sensor which embodies the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the second embodiment has a configuration in which only the spectroscope of the first embodiment is changed, and detailed description of the same parts will be omitted. The spectroscopes in FIGS. 5 and 6 are schematically shown.
[0032]
In the color
[0033]
A
[0034]
Now, as shown by the solid line in FIG. 6, at the place where the color
[0035]
When the temperature around the color
[0036]
At this time, since the
[0037]
Conversely, when the temperature around the color
[0038]
Therefore, in the second embodiment, the
[0039]
In addition, each embodiment may be changed as follows.
In each embodiment, the
[0040]
In each embodiment, the thermal expansion coefficient of the material forming the
[0041]
In the first embodiment, as shown by the two-dot chain line in FIG. 1, one corner of the triangular prism located on the
[0042]
In each embodiment, the mounting member is embodied as the
[0043]
In each embodiment, the
In each embodiment, the actual temperature is set by correlating the color of visible light and the temperature visually recognized from the
[0044]
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiment and other examples will be additionally described together with their effects.
(1) The thermal expansion coefficient of the material forming the attachment member is set smaller than the thermal expansion coefficient of the material forming the housing. Color display temperature sensor. With this configuration, the volume of the mounting member is less likely to change due to a change in temperature, and the position of the viewing window can be provided at a substantially constant position of the color display temperature sensor. Therefore, a change in the color of visible light viewed from the viewing window can be made to depend only on a change in the positional relationship between the housing and the support member.
[0045]
(2) A visual window is formed in front of the spectroscope so that the visible light beam split by the spectroscope can be directly viewed in the visual window. The color display temperature sensor according to any one of the ideas (1). With this configuration, the visible light separated by the spectroscope can be more easily recognized.
[0046]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to confirm temperature by color, aesthetic appearance can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a color display temperature sensor according to a first embodiment.
FIG. 2 is an exemplary front view showing the inside of the housing according to the first embodiment;
FIG. 3 is a front view showing a color display temperature sensor according to the first embodiment.
4A is a partial sectional view showing a color display temperature sensor when the temperature rises, and FIG. 4B is a partial sectional view showing the color display temperature sensor when the temperature falls.
FIG. 5 is a sectional view showing a color display temperature sensor according to a second embodiment.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view illustrating the operation of the color display temperature sensor according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
P: prism as spectroscope, 11, 20: color display temperature sensor, 12: housing, 13: front door as mounting member, 13a: viewing window, 14: support member, 17: white LED as light source, 21 ... Diffraction grating as a spectroscope.
Claims (4)
前記筐体内に設けられた白色光の光源と、
前記筐体に支持されているとともに、前記光源から照射された白色光を複数の可視光線に分光する分光器と、
前記筐体に取付けられるとともに、前記分光器に分光された可視光線を視認可能とする視認窓を備えた取付部材と、
前記分光器を支持し、前記筐体とは熱膨張係数の異なる材料により形成された支持部材と
より構成され、温度変化に伴い前記筐体と支持部材との間に発生した熱膨張の差による当該筐体と支持部材との位置関係の変化により、前記視認窓に対して分光器を変位させ、前記視認窓から視認される可視光線を変化させることを特徴とする色表示温度センサ。A box-shaped housing;
A light source for white light provided in the housing,
A spectroscope that is supported by the housing and splits the white light emitted from the light source into a plurality of visible light rays,
Attached to the housing, and an attachment member provided with a viewing window that allows visible light split by the spectroscope to be viewed,
The spectroscope is supported, and the housing is constituted by a support member formed of a material having a different coefficient of thermal expansion, and a difference in thermal expansion generated between the housing and the support member due to a temperature change. A color display temperature sensor, wherein a spectroscope is displaced with respect to the viewing window according to a change in a positional relationship between the housing and the support member, and visible light viewed from the viewing window is changed.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2003
- 2003-05-29 JP JP2003153059A patent/JP2004354239A/en active Pending
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