JPH0231113A - 干渉計センサ及び干渉計装置における該センサの使用 - Google Patents
干渉計センサ及び干渉計装置における該センサの使用Info
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- JPH0231113A JPH0231113A JP1140949A JP14094989A JPH0231113A JP H0231113 A JPH0231113 A JP H0231113A JP 1140949 A JP1140949 A JP 1140949A JP 14094989 A JP14094989 A JP 14094989A JP H0231113 A JPH0231113 A JP H0231113A
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- G—PHYSICS
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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-
- G—PHYSICS
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- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
-
- G—PHYSICS
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- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0076—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using photoelectric means
- G01L9/0077—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using photoelectric means for measuring reflected light
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、直列形又は並列形二重干渉計センサと、1つ
以上、の地点で1つ以上の物理的量例えば圧力及び温度
を測定する光学的干渉計装置における前記センサの使用
とに係わる。この場合、干渉計センサは前記物理的量を
光路差として示し得る。
以上、の地点で1つ以上の物理的量例えば圧力及び温度
を測定する光学的干渉計装置における前記センサの使用
とに係わる。この場合、干渉計センサは前記物理的量を
光路差として示し得る。
光学センサはいずれも工業的需要度が極めて高く、光束
を長距離にわたって運ぶことができる工業的に信頼でき
る光ファイバが市販されるようになったために、石油分
野で特に強く要求されている幾つかの要件、例えば長距
離測定が可能である、本来的に安全である、小型である
、電磁的妨害に感応しない、多重化が可能である、とい
った条件を満たす工業用光学センサの実現も可能になっ
た。
を長距離にわたって運ぶことができる工業的に信頼でき
る光ファイバが市販されるようになったために、石油分
野で特に強く要求されている幾つかの要件、例えば長距
離測定が可能である、本来的に安全である、小型である
、電磁的妨害に感応しない、多重化が可能である、とい
った条件を満たす工業用光学センサの実現も可能になっ
た。
このようなセンサは、特に炭化水素及び地熱生産坑井中
の温度及び圧力を遠隔地点で正確に測定できるという利
点を有する。
の温度及び圧力を遠隔地点で正確に測定できるという利
点を有する。
本発明の第1の目的は、温度変化及び圧力変化に関連し
た干渉スペクトル(channelled 5pect
ra)の和を求める二重干渉計センサを提供することに
ある。
た干渉スペクトル(channelled 5pect
ra)の和を求める二重干渉計センサを提供することに
ある。
この第1の目的を達成するための第1具体例では、干渉
計センサが2つの並列干渉計を含み、これらの干渉計が
コリメータレンズの焦点に配置された光ファイバから送
られる互いに同心の中央光束及び外側光束な使用する。
計センサが2つの並列干渉計を含み、これらの干渉計が
コリメータレンズの焦点に配置された光ファイバから送
られる互いに同心の中央光束及び外側光束な使用する。
中央光束を使用する第1干渉計は変形可能な膜を含み、
この膜は平行平面ガラス板の面の1つに対して銀膜の位
置を変化させる圧力及び温度に反応して変形する。外側
光束を使用する第2干渉計では、2つの平行平面ガラス
板の2つの面の間の距離がこれら2つのガラス板の夫々
異なる膨張の関数として変化する。コリメータレンズは
前記2つの光束を光ファイバ方向に集める。
この膜は平行平面ガラス板の面の1つに対して銀膜の位
置を変化させる圧力及び温度に反応して変形する。外側
光束を使用する第2干渉計では、2つの平行平面ガラス
板の2つの面の間の距離がこれら2つのガラス板の夫々
異なる膨張の関数として変化する。コリメータレンズは
前記2つの光束を光ファイバ方向に集める。
この第1具体例はファプリー・ベロータイプの並列形均
−二重干渉計センサを構成する。
−二重干渉計センサを構成する。
第2具体例として、並列形組合わせ二重センサを構成す
ることもできる。
ることもできる。
この第2具体例の干渉計センサは、前記第1の目的を達
成すべく、コリメータレンズの焦点に配置された光ファ
イバがら送られる同心的中央光束及び外側光束を使用す
る2つの並列干渉計を含み、中央光束を使用する第1干
渉計が第1平行平面ガラス板の面の1つに対する位置変
化を生じさせる圧力及び温度に反応して変形する変形可
能な膜を含み、外側光束の光路上に配置される第2干渉
計が偏光子と複屈折板とで構成され、前記複屈折板の複
屈折が温度の関数として変化し、その結果干渉スペクト
ルが生じ、このスペクトルがコリメータレンズによって
光ファイバ上に集束し、中央光束のスペクトルに加えら
れる。
成すべく、コリメータレンズの焦点に配置された光ファ
イバがら送られる同心的中央光束及び外側光束を使用す
る2つの並列干渉計を含み、中央光束を使用する第1干
渉計が第1平行平面ガラス板の面の1つに対する位置変
化を生じさせる圧力及び温度に反応して変形する変形可
能な膜を含み、外側光束の光路上に配置される第2干渉
計が偏光子と複屈折板とで構成され、前記複屈折板の複
屈折が温度の関数として変化し、その結果干渉スペクト
ルが生じ、このスペクトルがコリメータレンズによって
光ファイバ上に集束し、中央光束のスペクトルに加えら
れる。
前記第1の目的を達成するための第3及び第4具体例で
は、二重センサが2つの複屈折干渉計を組合わせた並列
形均−干渉計、又は圧力に感応する複屈折干渉計と温度
に感応するファプリー・ベロー干渉計とを組合わせた並
列形混合干渉計を含み得る。
は、二重センサが2つの複屈折干渉計を組合わせた並列
形均−干渉計、又は圧力に感応する複屈折干渉計と温度
に感応するファプリー・ベロー干渉計とを組合わせた並
列形混合干渉計を含み得る。
この第3又は第4具体例の干渉計センサは、前記第1の
目的を達成すべく、コリメータレンズの焦点に配置され
た光ファイバから送られる同心的中央光束及び外側光束
を使用する2つの並列干渉計を含み、中央光束を用いる
第1干渉計が偏光子と複屈折板とを有し、前記複屈折板
の複屈折が主に圧力の関数として変化し、外側光束の光
路上に配置される第2干渉計が、円筒形スペーサを介し
て定位置に維持される2つの平行平面ガラス板の2つの
面の間の距離が2つのガラス板の夫々異なる膨張率の関
数として変化するような干渉計からなるか、又は第2偏
光子及び第2複屈折板で構成され、前記第2複屈折板の
複屈折が温度の関数として変化し、その結果干渉スペク
トルが生じ、このスペクトルがコリメータレンズによっ
て光ファイバ上に集束し、中央光束のスペクトルに加え
られる。
目的を達成すべく、コリメータレンズの焦点に配置され
た光ファイバから送られる同心的中央光束及び外側光束
を使用する2つの並列干渉計を含み、中央光束を用いる
第1干渉計が偏光子と複屈折板とを有し、前記複屈折板
の複屈折が主に圧力の関数として変化し、外側光束の光
路上に配置される第2干渉計が、円筒形スペーサを介し
て定位置に維持される2つの平行平面ガラス板の2つの
面の間の距離が2つのガラス板の夫々異なる膨張率の関
数として変化するような干渉計からなるか、又は第2偏
光子及び第2複屈折板で構成され、前記第2複屈折板の
複屈折が温度の関数として変化し、その結果干渉スペク
トルが生じ、このスペクトルがコリメータレンズによっ
て光ファイバ上に集束し、中央光束のスペクトルに加え
られる。
本発明の第2の目的は、圧力変化及び温度変化に関連し
た干渉スペクトルの積を求める二重干渉計センサを提供
することにある。
た干渉スペクトルの積を求める二重干渉計センサを提供
することにある。
この第2の目的を達成するための第1具体例では、干渉
計センサが直列に配置された第1及び第2干渉計を含み
、これらの干渉計がコリメータレンズの焦点に配置され
た光ファイバから送られる単一の光束を使用する。第1
干渉計は圧力及び温度に反応して変形する変形可能な膜
からなり、前記圧力及び温度はこれら2つのパラメータ
の関数として平行平面ガラス板の面の1つに対する銀膜
の位置を変化させ、その結果該膜の位置に関する特徴を
表す光路差が生じ、干渉スペクトルが発生する。
計センサが直列に配置された第1及び第2干渉計を含み
、これらの干渉計がコリメータレンズの焦点に配置され
た光ファイバから送られる単一の光束を使用する。第1
干渉計は圧力及び温度に反応して変形する変形可能な膜
からなり、前記圧力及び温度はこれら2つのパラメータ
の関数として平行平面ガラス板の面の1つに対する銀膜
の位置を変化させ、その結果該膜の位置に関する特徴を
表す光路差が生じ、干渉スペクトルが発生する。
前記光束の光路上に配置される第2干渉計は偏光子と複
屈折板とで構成され、前記複屈折板の複屈折は温度の関
数として変化し、その結果移動速度差により、内側方向
及び外側方向の2回の通過の後で、各干渉計の干渉スペ
クトルの積として得られる干渉スペクトルがコリメータ
レンズにより光ファイバ上に集束する。
屈折板とで構成され、前記複屈折板の複屈折は温度の関
数として変化し、その結果移動速度差により、内側方向
及び外側方向の2回の通過の後で、各干渉計の干渉スペ
クトルの積として得られる干渉スペクトルがコリメータ
レンズにより光ファイバ上に集束する。
前記第2の目的を達成するためのこの第1具体例は、直
列形混合二重センサを構成する。前記第2の目的に係わ
る第2の具体例では、2つのファプリー・ベロー干渉計
を組合わせることによって直列形均−二重センサを構成
し得る。
列形混合二重センサを構成する。前記第2の目的に係わ
る第2の具体例では、2つのファプリー・ベロー干渉計
を組合わせることによって直列形均−二重センサを構成
し得る。
この第2具体例の干渉計センサは、第2の目的を達成す
べく、コリメータレンズの焦点に配置された光ファイバ
から送られる単一光束を用いる2つの直列干渉計を含み
、一方の干渉計が圧力及び温度に応じて変形する変形可
能な膜からなり、前記圧力及び温度がこれら2つのパラ
メータの関数として第1平行平面ガラス板の面に1つに
対する銀膜の位置を変化させ、その結果該膜の位置に関
する特徴を表す光路差が生じる。もう一方の干渉計では
、円筒形スペーサを介して定位置に維持された2つの平
行平面ガラス板の2つの面の間の距離がこれらのガラス
板及びスペーサの夫々異なる膨張率の関数として変化し
て、温度に関する特徴を表す光路差を発生させ、温度に
感応する干渉計を2回通過した後で各干渉計の干渉スペ
クトルの積として得られる干渉スペクトルがコリメータ
レンズを介して光ファイバ上に集束する。
べく、コリメータレンズの焦点に配置された光ファイバ
から送られる単一光束を用いる2つの直列干渉計を含み
、一方の干渉計が圧力及び温度に応じて変形する変形可
能な膜からなり、前記圧力及び温度がこれら2つのパラ
メータの関数として第1平行平面ガラス板の面に1つに
対する銀膜の位置を変化させ、その結果該膜の位置に関
する特徴を表す光路差が生じる。もう一方の干渉計では
、円筒形スペーサを介して定位置に維持された2つの平
行平面ガラス板の2つの面の間の距離がこれらのガラス
板及びスペーサの夫々異なる膨張率の関数として変化し
て、温度に関する特徴を表す光路差を発生させ、温度に
感応する干渉計を2回通過した後で各干渉計の干渉スペ
クトルの積として得られる干渉スペクトルがコリメータ
レンズを介して光ファイバ上に集束する。
第3の具体例として、2つの複屈折干渉計の組合わせに
より直列形均−二重センサを構成してもよく、また第4
の具体例として、圧力に感応する複屈折干渉計とファプ
リー・ベロー干渉計との組合わせにより直列形混合二重
センサを構成することもできる。
より直列形均−二重センサを構成してもよく、また第4
の具体例として、圧力に感応する複屈折干渉計とファプ
リー・ベロー干渉計との組合わせにより直列形混合二重
センサを構成することもできる。
前記第3及び第4具体例の干渉計センサは、コリメータ
レンズの焦点に配置された光ファイバから送られる単一
の光束を用いる2つの直列干渉計を含み、第1の干渉計
が偏光子と複屈折板とで構成され、この複屈折板の複屈
折が主に圧力の関数として変化し、光路上に配置される
第2干渉計が第2偏光子と温度の関数として変化する複
屈折を有する第2複屈折板とで構成されるか、又は円筒
形スペーサを介して定位置に維持された2つの平行平面
ガラス板の2つの面の間の距離がこれら2つのガラス板
の夫々異なる膨張率の関数として変化するような干渉計
からなり、その結果得られる干渉スペクトルが各干渉計
のスペクトルの積であって、コリメータレンズを介して
光ファイバ上に集束する。
レンズの焦点に配置された光ファイバから送られる単一
の光束を用いる2つの直列干渉計を含み、第1の干渉計
が偏光子と複屈折板とで構成され、この複屈折板の複屈
折が主に圧力の関数として変化し、光路上に配置される
第2干渉計が第2偏光子と温度の関数として変化する複
屈折を有する第2複屈折板とで構成されるか、又は円筒
形スペーサを介して定位置に維持された2つの平行平面
ガラス板の2つの面の間の距離がこれら2つのガラス板
の夫々異なる膨張率の関数として変化するような干渉計
からなり、その結果得られる干渉スペクトルが各干渉計
のスペクトルの積であって、コリメータレンズを介して
光ファイバ上に集束する。
本発明の第3の目的は、前述のごときセンサを光学的干
渉計装置で使用することにある。
渉計装置で使用することにある。
成る特定の公知装置では、光源から送出された光束が光
ファイバによって、例えばマイケルソンの原理に基づい
て作動する第1の2波干渉計まで運ばれる。この入射光
束はそこで、半反射鏡からなる分離システムにより2つ
の光束部分に分割される。一方の光束部分は固定鏡上で
反射し、他方の光束部分は位置が変化する可動鏡上で反
射する。
ファイバによって、例えばマイケルソンの原理に基づい
て作動する第1の2波干渉計まで運ばれる。この入射光
束はそこで、半反射鏡からなる分離システムにより2つ
の光束部分に分割される。一方の光束部分は固定鏡上で
反射し、他方の光束部分は位置が変化する可動鏡上で反
射する。
これら2つの光束部分は反射後に前記分離システムのレ
ベルで再び合体し、干渉によって1つの総括光束を形成
する。この総括光束は所与のスペクトルバンド内に複数
の鋸歯即ちギザギザ(inder+−tations)
を含むスペクトルを有する。これらのギザギザの位置は
2つの鏡に対応した光束部分がたどる光路の差Dcを表
す特徴となる。この光路差は前記可動鏡の位置と関係が
ある。前記光束は、測定干渉計の役割をもつ第2干渉計
まで光ファイバによって運ばれる。この測定干渉計は更
に、方が他方に対して移動し得る2つの鏡と、光を2つ
の光束部分に分割する半反射鏡からなる分離システムと
を含む。これらの光束部分は前記2つの鏡に送られ、そ
こで反射し、次いで前記分離システムのレベルで再び合
体する。
ベルで再び合体し、干渉によって1つの総括光束を形成
する。この総括光束は所与のスペクトルバンド内に複数
の鋸歯即ちギザギザ(inder+−tations)
を含むスペクトルを有する。これらのギザギザの位置は
2つの鏡に対応した光束部分がたどる光路の差Dcを表
す特徴となる。この光路差は前記可動鏡の位置と関係が
ある。前記光束は、測定干渉計の役割をもつ第2干渉計
まで光ファイバによって運ばれる。この測定干渉計は更
に、方が他方に対して移動し得る2つの鏡と、光を2つ
の光束部分に分割する半反射鏡からなる分離システムと
を含む。これらの光束部分は前記2つの鏡に送られ、そ
こで反射し、次いで前記分離システムのレベルで再び合
体する。
2つの光束部分の合体後に測定干渉計から送出される光
束の光強度は、検出干渉計及び測定干渉計の夫々の光応
答の間の相関度を表す。測定干渉計では、最高強度の出
力光束が検出されるまで可動鏡が機械的に移動する。前
記最高強度は2つの干渉計における2つの光路差が互い
に等しいことを示す。従って、この最高強度に対応する
測定干渉計の可動鏡の位置から検出干渉計の光路差を求
めることができる。
束の光強度は、検出干渉計及び測定干渉計の夫々の光応
答の間の相関度を表す。測定干渉計では、最高強度の出
力光束が検出されるまで可動鏡が機械的に移動する。前
記最高強度は2つの干渉計における2つの光路差が互い
に等しいことを示す。従って、この最高強度に対応する
測定干渉計の可動鏡の位置から検出干渉計の光路差を求
めることができる。
米国特許第4596466号にはこのような構造が詳細
に記述されている。この先行特許には更に、マイケルソ
ン干渉計に代えて、2つの光ファイバの先端で2つのレ
ンズの間に配置した2つの並列状部分透過鏡からなるフ
ァプリー・ベロー干渉計を使用できることも記述されて
いる。
に記述されている。この先行特許には更に、マイケルソ
ン干渉計に代えて、2つの光ファイバの先端で2つのレ
ンズの間に配置した2つの並列状部分透過鏡からなるフ
ァプリー・ベロー干渉計を使用できることも記述されて
いる。
このような測定干渉計を用いる公知の装置では、可動鏡
を移動させ且つその移動を感知するのに使用されるシス
テムが2つのタイプに別れる。第1タイプのシステムで
は、測定干渉計の可動鏡がボール又は交差ローラスライ
ド上を機械的に移動するようにし、それによって前記移
動を感知する。このシステムにはスペースの問題以外に
、摩擦及びI械的遊間の問題、即ち0.1ミクロンを上
回る精度を得ることが難しいという問題がある。ここで
、鏡を少しだけ動かす、例えば合計10ミクロンの振幅
で移動させるためには、大きな測定動力学、例えば10
3ポイントが所望であれば、干渉計の鏡の位置の測定感
度が10−2ミクロンを上回らなければならない。
を移動させ且つその移動を感知するのに使用されるシス
テムが2つのタイプに別れる。第1タイプのシステムで
は、測定干渉計の可動鏡がボール又は交差ローラスライ
ド上を機械的に移動するようにし、それによって前記移
動を感知する。このシステムにはスペースの問題以外に
、摩擦及びI械的遊間の問題、即ち0.1ミクロンを上
回る精度を得ることが難しいという問題がある。ここで
、鏡を少しだけ動かす、例えば合計10ミクロンの振幅
で移動させるためには、大きな測定動力学、例えば10
3ポイントが所望であれば、干渉計の鏡の位置の測定感
度が10−2ミクロンを上回らなければならない。
第2タイプのシステムでは、前記移動が不明であるが、
検出干渉計と同じ測定干渉計のレーザ干渉計によって測
定される。この移動測定の感度はレーザのスペクトル特
性に依存し、0.1ミクロンを明らかに上回り得るが、
フリンジ位置は相対的にしか検知できない。従って、ゼ
ロ光路差に対応する鏡の位置から所望の移動に至るまで
休みなくモニターを続けて測定を行わなければならない
。
検出干渉計と同じ測定干渉計のレーザ干渉計によって測
定される。この移動測定の感度はレーザのスペクトル特
性に依存し、0.1ミクロンを明らかに上回り得るが、
フリンジ位置は相対的にしか検知できない。従って、ゼ
ロ光路差に対応する鏡の位置から所望の移動に至るまで
休みなくモニターを続けて測定を行わなければならない
。
別の公知装置では、検出干渉計の光路差DCの変化を、
測定干渉計を使用するのではなく、検出干渉計からの光
束のスペクトル分析とフーリエ変換とによって測定する
。このようなスペクトル分析を行えば、Dcの絶対値に
対応するフリンジの周波数及び位相を得ることができる
。しかしながらこの方法には、スペクトルを分析するた
めの分光光度計装置、例えばネットワークモノクロメー
タ、ダイオードストリップ、及び公知ではあるがフーリ
エ変換には不向きなアルゴリズムを使用するソフトウェ
アが必要である。また、生産坑井では例えば外側及び内
側で6kmという極めて長いファイバを使用するために
減衰が生じることがら、この方法では十分な感度は得ら
れない。この種の装置の精度は10−3ミクロンに達し
得、スペクトルに関して実施されるサンプリングに依存
し、従って分光光度計の解像度に依存する。
測定干渉計を使用するのではなく、検出干渉計からの光
束のスペクトル分析とフーリエ変換とによって測定する
。このようなスペクトル分析を行えば、Dcの絶対値に
対応するフリンジの周波数及び位相を得ることができる
。しかしながらこの方法には、スペクトルを分析するた
めの分光光度計装置、例えばネットワークモノクロメー
タ、ダイオードストリップ、及び公知ではあるがフーリ
エ変換には不向きなアルゴリズムを使用するソフトウェ
アが必要である。また、生産坑井では例えば外側及び内
側で6kmという極めて長いファイバを使用するために
減衰が生じることがら、この方法では十分な感度は得ら
れない。この種の装置の精度は10−3ミクロンに達し
得、スペクトルに関して実施されるサンプリングに依存
し、従って分光光度計の解像度に依存する。
本発明は、測定干渉計を用いる分析の原理を使用し且つ
先行技術の利点を維持しながら、その欠点、特に大きさ
及び精度に関する欠点を解消する。
先行技術の利点を維持しながら、その欠点、特に大きさ
及び精度に関する欠点を解消する。
より特定的には本発明は、°調整の難しい可動部材及び
測定に時間のかかる重量の大きい機械的移動部材を使用
せず、故障の危険がなく、干渉計分析を用いる先行技術
の装置に見られるような基準量の変動という問題がなく
、また感度を制限する機械的摩擦もない装置を提案する
。
測定に時間のかかる重量の大きい機械的移動部材を使用
せず、故障の危険がなく、干渉計分析を用いる先行技術
の装置に見られるような基準量の変動という問題がなく
、また感度を制限する機械的摩擦もない装置を提案する
。
本発明が提案する装置は簡単で頑強な構造を有し、小型
であり、測定の再現性に関する問題が全くない、加えて
、異なる光路差Da、及びDc2に対応する混合干渉ス
ペクトルの分析、又は緊密な関係をもつ光路差を有する
異なる検出干渉計がら発生し逐次的に分析される複数の
スペクトルの分析を、同等の正確さで迅速且つ確実に分
析することができる。従って、本発明の装置を使用すれ
ば、各々が異なる物理的量を表すか又は表さない複数の
光路差Dcを有すること特徴とする干渉計センサアセン
ブリからの情報を分析することができる。
であり、測定の再現性に関する問題が全くない、加えて
、異なる光路差Da、及びDc2に対応する混合干渉ス
ペクトルの分析、又は緊密な関係をもつ光路差を有する
異なる検出干渉計がら発生し逐次的に分析される複数の
スペクトルの分析を、同等の正確さで迅速且つ確実に分
析することができる。従って、本発明の装置を使用すれ
ば、各々が異なる物理的量を表すか又は表さない複数の
光路差Dcを有すること特徴とする干渉計センサアセン
ブリからの情報を分析することができる。
本発明の装置では、測定干渉計の光路差Dcの絶対測定
を行うことができる。
を行うことができる。
この第3の目的を達成するために、光路差を変1ヒさせ
得る複数の物理的量を測定するための本発明の光学的干
渉計装置は下記の構成部材を含む:(1)スペクトル幅
の広い光束を送出する発光装置a: (2〉移動速度差Da、及びDc2の複合干渉スペクト
ル幅I−ルせる2つの直列形又は並列形干渉計からなる
少なくとも1つの混合形又は均−形二重センサを含む検
出器アセンブリC; (3)発光装Haからの光束を検出器アセンブリCまで
伝搬する分岐x、yと検出器アセンブリで反射した光束
を逆方向に伝搬する分岐y、zとを含む光ファイバ及び
カップラ3アセンブリb;(4)検出器アセンブリCか
らの光束によって運ばれる情報を分析し、測定された物
理的量を表す値を出す分析装置dであって、 4a)光ファイバの端部2により照明される入力コリメ
ータ10と、二重センサから送出される平行化光束の一
部分を反射する基準鏡M116と、前記平行化光束の残
りの部分を反射する第2鏡M212と、鏡M1及びM2
で反射した2つの光束を干渉させて、その結果生じる光
束を出力に与える手段とを含む2波測定干渉計、並びに 4b)測定干渉計からの光束の強度を測定して、その強
度を表す信号を送出する光電検出器14を含む分析装置
d; (5) !t@理的量的量す値を送出する前記光電検出
器からの信号を処理するアセンブリe。
得る複数の物理的量を測定するための本発明の光学的干
渉計装置は下記の構成部材を含む:(1)スペクトル幅
の広い光束を送出する発光装置a: (2〉移動速度差Da、及びDc2の複合干渉スペクト
ル幅I−ルせる2つの直列形又は並列形干渉計からなる
少なくとも1つの混合形又は均−形二重センサを含む検
出器アセンブリC; (3)発光装Haからの光束を検出器アセンブリCまで
伝搬する分岐x、yと検出器アセンブリで反射した光束
を逆方向に伝搬する分岐y、zとを含む光ファイバ及び
カップラ3アセンブリb;(4)検出器アセンブリCか
らの光束によって運ばれる情報を分析し、測定された物
理的量を表す値を出す分析装置dであって、 4a)光ファイバの端部2により照明される入力コリメ
ータ10と、二重センサから送出される平行化光束の一
部分を反射する基準鏡M116と、前記平行化光束の残
りの部分を反射する第2鏡M212と、鏡M1及びM2
で反射した2つの光束を干渉させて、その結果生じる光
束を出力に与える手段とを含む2波測定干渉計、並びに 4b)測定干渉計からの光束の強度を測定して、その強
度を表す信号を送出する光電検出器14を含む分析装置
d; (5) !t@理的量的量す値を送出する前記光電検出
器からの信号を処理するアセンブリe。
この光学的干渉計装置の特徴は、測定干渉計の鏡M2が
、この鏡を微細に移動させて対応移動を正確に測定する
圧電式マイクロ配置測定器I5の上に固定され、且つ前
記処理アセンブリが光電検出器だけでなく前記マイクロ
配置測定器にも接続されて、光電検出器に受容された最
大光強度に対応する鏡M2の絶対位置のM御及び測定を
行い、これに基づいて1つ又は複数の所望の物理的量を
得るのに必要な値Dc+及びDC2を求めることにある
。
、この鏡を微細に移動させて対応移動を正確に測定する
圧電式マイクロ配置測定器I5の上に固定され、且つ前
記処理アセンブリが光電検出器だけでなく前記マイクロ
配置測定器にも接続されて、光電検出器に受容された最
大光強度に対応する鏡M2の絶対位置のM御及び測定を
行い、これに基づいて1つ又は複数の所望の物理的量を
得るのに必要な値Dc+及びDC2を求めることにある
。
この装置はまた、測定干渉計の基準鏡M1が光路を既知
の値だけ変化させる手段を備えることも特徴とする。こ
のような措置は、光学的差DC1及びDe2をマイクロ
配置測定器の移動範囲内におくために必要とされ得る。
の値だけ変化させる手段を備えることも特徴とする。こ
のような措置は、光学的差DC1及びDe2をマイクロ
配置測定器の移動範囲内におくために必要とされ得る。
このシフトは、既知の光学的差をもつ透明ブレードを測
定干渉計の固定鏡及び可動鏡の前に配置することによっ
て得られる。光源のスペクトル範囲で透過性を示す厚さ
Eのガラス板は、光路差D・(n−1)Eを発生させる
。前記式中、nはガラス板の屈折率である。厚さEi及
びEjの2つの板又は2組の板を夫々固定鏡及び可動鏡
の前に配置すると、これら2つ又は2組の板の厚さEの
差に応じて光路差りが生じる。2つ以上のマイクロ配置
測定器からなるスタックを使用しても、測定解像度を変
化させずに前記シフトを行うことができる。
定干渉計の固定鏡及び可動鏡の前に配置することによっ
て得られる。光源のスペクトル範囲で透過性を示す厚さ
Eのガラス板は、光路差D・(n−1)Eを発生させる
。前記式中、nはガラス板の屈折率である。厚さEi及
びEjの2つの板又は2組の板を夫々固定鏡及び可動鏡
の前に配置すると、これら2つ又は2組の板の厚さEの
差に応じて光路差りが生じる。2つ以上のマイクロ配置
測定器からなるスタックを使用しても、測定解像度を変
化させずに前記シフトを行うことができる。
本発明の光学的干渉計装置では、使用する光ファイバに
よって白色光、即ち幅の広いスペクトルでの機能が可能
になる。
よって白色光、即ち幅の広いスペクトルでの機能が可能
になる。
バンド幅の広い光源のスペクトルには、このスペクトル
内で成る波長が消滅するとギザギザが出現する。前記波
長はセンナを構成する干渉計内の破壊干渉(destr
uctive 1nterferences)に対応す
る。この破壊干渉は白色偏光の屈折率変化、又は2つの
部分的反射面、即ち基準反射面と測定すべき物理的量に
感応して変位する反射面との間の距離の変化によって発
生し得る。その結果、測定すべき物理的量、即ち圧力、
温度、力又は移動が光路差の変化として表されることに
なる6例えば、可動面の移動又は複屈折による光路変化
の測定である。これらの場合には、センサの干渉計のレ
ベルで測定される物理的量の特徴を表す光路差がDc=
2eとなるか又は、怒応素子が光が2回通る厚さeの複
屈折板であればDc=2(no −ne)eとなる。前
記式中、eは固定反射基準面の位置と測定すべき物理酌
量の作用を受ける可動反射面の位置との間の差を表す。
内で成る波長が消滅するとギザギザが出現する。前記波
長はセンナを構成する干渉計内の破壊干渉(destr
uctive 1nterferences)に対応す
る。この破壊干渉は白色偏光の屈折率変化、又は2つの
部分的反射面、即ち基準反射面と測定すべき物理的量に
感応して変位する反射面との間の距離の変化によって発
生し得る。その結果、測定すべき物理的量、即ち圧力、
温度、力又は移動が光路差の変化として表されることに
なる6例えば、可動面の移動又は複屈折による光路変化
の測定である。これらの場合には、センサの干渉計のレ
ベルで測定される物理的量の特徴を表す光路差がDc=
2eとなるか又は、怒応素子が光が2回通る厚さeの複
屈折板であればDc=2(no −ne)eとなる。前
記式中、eは固定反射基準面の位置と測定すべき物理酌
量の作用を受ける可動反射面の位置との間の差を表す。
センサからの光束を分析する装置の測定干渉計はマイケ
ルソンタイプの2波干渉計、例えば2つの鏡を含む干渉
計で構成される。前記鏡のうち1つは逆圧電効果を使用
するマイクロ配置測定器を構成する圧電セラミックによ
って移動し、測定干渉計の移動速度差を絶対値で検出せ
しめる。前記圧電セラミックのヘッドには閉ループで機
能する移動センサが組み込まれ、ヒステリシス現象、非
直線性現象及び温度の影響を除去する機能を果たす8本
発明はこれらの利点を有するため、同一の物理的量例え
ば圧力を複数の地点で測定する場合(この場合は光学的
圧力センサ網を使用する)、又は同一地点で複数の異な
る物理的量を測定する場合に有利に使用できる。
ルソンタイプの2波干渉計、例えば2つの鏡を含む干渉
計で構成される。前記鏡のうち1つは逆圧電効果を使用
するマイクロ配置測定器を構成する圧電セラミックによ
って移動し、測定干渉計の移動速度差を絶対値で検出せ
しめる。前記圧電セラミックのヘッドには閉ループで機
能する移動センサが組み込まれ、ヒステリシス現象、非
直線性現象及び温度の影響を除去する機能を果たす8本
発明はこれらの利点を有するため、同一の物理的量例え
ば圧力を複数の地点で測定する場合(この場合は光学的
圧力センサ網を使用する)、又は同一地点で複数の異な
る物理的量を測定する場合に有利に使用できる。
いわゆる主要物理量を測定するための本発明の光学的干
渉計装置の好ましい具体例の1つでは、二重検出センサ
がZつの干渉計を含み、これらの干渉計のうち一方が前
記主要物理量を測定し且つ他方が前記主要物理量の補正
に必要な作用量(inNuence maHitude
)を測定する。
渉計装置の好ましい具体例の1つでは、二重検出センサ
がZつの干渉計を含み、これらの干渉計のうち一方が前
記主要物理量を測定し且つ他方が前記主要物理量の補正
に必要な作用量(inNuence maHitude
)を測定する。
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面に基づく以下の
非限定的具体例の説明で明らかにされよう。
非限定的具体例の説明で明らかにされよう。
第1図に示した[並列形均−センサ(parallel
homogeneous 5ensor) Jと称する
二重干渉計センサは、中空円筒形の締付はリング112
と該リングの端部1120にネジ止めされて盲穴114
を構成する円筒リング11とを含む。前記盲穴は、該セ
ンサアセンブリに均等に作用する圧力及び温度の関数と
して変形する金属膜で構成された平坦面115で閉鎖さ
れている。この膜は周縁が厚みE2のスペー→ノ・リン
グ12に当接する。このスペーサリングは膨張率α1の
ガラスからなる。この円筒形スペーサリング12には、
膨張率α1の同じガラスで形成された平行平面板14が
接着されている。変形可能な膜115と向かい合う前記
平行平面板の面には、膨張率α1の同じガラスからなる
厚さE3の平行平面板13が接着しである。膨張率α2
のガラスからなる円筒形スペーサ15を介して前記板1
4から距g!E5をおいた地点には、同じ膨張率α2の
ガラスで形成された第2の平行平面板17が配置されて
いる。円筒体15の中には、やはり中空でE5より小さ
い厚みE6をもつ第2円筒体16が具備されている。こ
の中空円筒体16の内径は平行平面板13の外径にほぼ
等しい。この円筒体16は膨張率α1の第1ガラスで形
成され、板14に接着されている。第2板17にはコリ
メータレンズ19を取付けるためのスペーサ18が接着
されている。コリメータレンズ19の縁には回転体部材
110の底部ら当接する。この回転体の上部は光伝送フ
ァイバ113の支持体として機能し、前記ファイバの端
部は前記コリメータレンズの焦点に配置される。これら
種々の素子は、部材110の外面と締付はリング112
の中央孔1121を規定するショルダとに当接する一組
の弾性ワッシャ111によって一緒に保持される。セン
サを周囲の環境から隔離する締付はリング112の外側
のゲージング116は、例えば溶接ビード1160を介
して膜リング11に気密的に固定され、更に光ファイバ
113を収容するケーブル1130の周りのシールリン
グ1161によってセンサを密封する。このセンサアセ
ンブリ内には、孔120.150及び1122、並びに
外側ケーシング116の孔1162を介して最初に真空
状態を発生させ、真空が得られたらケーシングの孔11
62を閉塞する。ゲージング116の外側には生産坑井
内の圧力及び温度が存在する。操作時には、センサの膜
115が生産坑井の圧力及び温度の作用を受け、これら
2つのパラメータに反応して銀膜が動くために各板13
及び12の厚みE3及びE2の差に等しい距Meが変化
する。距Meが変化すると光路Aに沿ってセンサの対称
軸の近傍で第1干渉計を通過する光束のギザギザが膜1
15の動きの関数として変化する。一方、矢印Bで示し
た光路に沿って第2干渉計を通過する環状光束は、素子
16と素子17との間の距離e″にわたって移動する。
homogeneous 5ensor) Jと称する
二重干渉計センサは、中空円筒形の締付はリング112
と該リングの端部1120にネジ止めされて盲穴114
を構成する円筒リング11とを含む。前記盲穴は、該セ
ンサアセンブリに均等に作用する圧力及び温度の関数と
して変形する金属膜で構成された平坦面115で閉鎖さ
れている。この膜は周縁が厚みE2のスペー→ノ・リン
グ12に当接する。このスペーサリングは膨張率α1の
ガラスからなる。この円筒形スペーサリング12には、
膨張率α1の同じガラスで形成された平行平面板14が
接着されている。変形可能な膜115と向かい合う前記
平行平面板の面には、膨張率α1の同じガラスからなる
厚さE3の平行平面板13が接着しである。膨張率α2
のガラスからなる円筒形スペーサ15を介して前記板1
4から距g!E5をおいた地点には、同じ膨張率α2の
ガラスで形成された第2の平行平面板17が配置されて
いる。円筒体15の中には、やはり中空でE5より小さ
い厚みE6をもつ第2円筒体16が具備されている。こ
の中空円筒体16の内径は平行平面板13の外径にほぼ
等しい。この円筒体16は膨張率α1の第1ガラスで形
成され、板14に接着されている。第2板17にはコリ
メータレンズ19を取付けるためのスペーサ18が接着
されている。コリメータレンズ19の縁には回転体部材
110の底部ら当接する。この回転体の上部は光伝送フ
ァイバ113の支持体として機能し、前記ファイバの端
部は前記コリメータレンズの焦点に配置される。これら
種々の素子は、部材110の外面と締付はリング112
の中央孔1121を規定するショルダとに当接する一組
の弾性ワッシャ111によって一緒に保持される。セン
サを周囲の環境から隔離する締付はリング112の外側
のゲージング116は、例えば溶接ビード1160を介
して膜リング11に気密的に固定され、更に光ファイバ
113を収容するケーブル1130の周りのシールリン
グ1161によってセンサを密封する。このセンサアセ
ンブリ内には、孔120.150及び1122、並びに
外側ケーシング116の孔1162を介して最初に真空
状態を発生させ、真空が得られたらケーシングの孔11
62を閉塞する。ゲージング116の外側には生産坑井
内の圧力及び温度が存在する。操作時には、センサの膜
115が生産坑井の圧力及び温度の作用を受け、これら
2つのパラメータに反応して銀膜が動くために各板13
及び12の厚みE3及びE2の差に等しい距Meが変化
する。距Meが変化すると光路Aに沿ってセンサの対称
軸の近傍で第1干渉計を通過する光束のギザギザが膜1
15の動きの関数として変化する。一方、矢印Bで示し
た光路に沿って第2干渉計を通過する環状光束は、素子
16と素子17との間の距離e″にわたって移動する。
この距離は温度の関数として、またこれらの素子の各膨
張率α1及びα2の差に起因して変化する。その結果、
光路Bの光束のギザギザが前記変化に応じて変化するこ
とになる。2つの干渉計から出た光はファイバ113の
入口で混ざり合い、移動距離2e及び2e’を表すギザ
ギザを有する。第1干渉計の移動距離2eは例えば30
0ミクロンであり、第2干渉計の移動距離2e’は40
0ミクロンである。圧力変化及び温度変化を考慮する2
e及び2e’に起因するこれらのギザギザは、後述の回
路で使用される。第1図の具体例では、素子12.13
.14及び16が互いに固定され、素子15及び17も
互いに固定される。素子15及び素子14は異なる膨張
が生じるように固定しない。
張率α1及びα2の差に起因して変化する。その結果、
光路Bの光束のギザギザが前記変化に応じて変化するこ
とになる。2つの干渉計から出た光はファイバ113の
入口で混ざり合い、移動距離2e及び2e’を表すギザ
ギザを有する。第1干渉計の移動距離2eは例えば30
0ミクロンであり、第2干渉計の移動距離2e’は40
0ミクロンである。圧力変化及び温度変化を考慮する2
e及び2e’に起因するこれらのギザギザは、後述の回
路で使用される。第1図の具体例では、素子12.13
.14及び16が互いに固定され、素子15及び17も
互いに固定される。素子15及び素子14は異なる膨張
が生じるように固定しない。
前記センサの一変形例では、円筒体16を板17に接着
し得る。この変形例では、第2板17及び第2円筒体1
6が同じ膨張率α2を有し、円筒形スペーサ15が膨張
率α1を有することになる。
し得る。この変形例では、第2板17及び第2円筒体1
6が同じ膨張率α2を有し、円筒形スペーサ15が膨張
率α1を有することになる。
第2図は[直列上混合センサ(series m1xe
dsensor) Jと称する第2タイプの二重干渉計
センサを示している。この場合も締付はリング214と
面215を有する変形可能膜21とが使用されている。
dsensor) Jと称する第2タイプの二重干渉計
センサを示している。この場合も締付はリング214と
面215を有する変形可能膜21とが使用されている。
このセンサの第1干渉計も前記面215と平行平面板2
3、板24及びスペーサ22との協働によって形成され
る。これらの素子は素子11.12.13.14と同じ
機能を果たす。第2干渉計は、スペーサ28と、偏光子
27と、スペーサ28と、厚みE6の複屈折結晶板26
とを組合わせたスタックで構成される。前記結晶板は例
えば、複屈折が温度に応じて変化するニオブ酸リチウム
(LiNbO,)からなる。この第2干渉計は温度の関
数として変化するギザギザを有するスペクトルを発生さ
せる。前記スタックは、両端に平行平面板24及び29
を接着することによって閉鎖される中空円筒形スペーサ
25の中に配置される。
3、板24及びスペーサ22との協働によって形成され
る。これらの素子は素子11.12.13.14と同じ
機能を果たす。第2干渉計は、スペーサ28と、偏光子
27と、スペーサ28と、厚みE6の複屈折結晶板26
とを組合わせたスタックで構成される。前記結晶板は例
えば、複屈折が温度に応じて変化するニオブ酸リチウム
(LiNbO,)からなる。この第2干渉計は温度の関
数として変化するギザギザを有するスペクトルを発生さ
せる。前記スタックは、両端に平行平面板24及び29
を接着することによって閉鎖される中空円筒形スペーサ
25の中に配置される。
このセンサの終端部分は、前記具体例のセンサと同様に
、コリメータレンズ211を支持するスペーサ210及
び光ファイバの支持体212で構成される。
、コリメータレンズ211を支持するスペーサ210及
び光ファイバの支持体212で構成される。
このセンサはまた、該アセンブリが変形可能膜21に当
接てきるように弾性ワッシャ216も含む。弾性スペー
サ28を使用するのは、温度に起因する部材26及び2
7の合計厚みの変化を部材25の膨張変化に対して補正
するためであ5.第1タイプのセンサと同様に、外側ゲ
ージング116を取付は且つ光ファイバ213を収容す
るケーブル1130の周囲を密封した後で真空状態を形
成することができるように種々の部材に孔220.25
0.2140.1162を設ける。このセンサの場合に
は、平行化光束が第2干渉計及び第1干渉計を順次通過
し且つ反射後に再び第2干渉計を通過した結果生じるス
ペクI・ルがコリメータレンズ211によって光ファイ
バ213上に集束する。
接てきるように弾性ワッシャ216も含む。弾性スペー
サ28を使用するのは、温度に起因する部材26及び2
7の合計厚みの変化を部材25の膨張変化に対して補正
するためであ5.第1タイプのセンサと同様に、外側ゲ
ージング116を取付は且つ光ファイバ213を収容す
るケーブル1130の周囲を密封した後で真空状態を形
成することができるように種々の部材に孔220.25
0.2140.1162を設ける。このセンサの場合に
は、平行化光束が第2干渉計及び第1干渉計を順次通過
し且つ反射後に再び第2干渉計を通過した結果生じるス
ペクI・ルがコリメータレンズ211によって光ファイ
バ213上に集束する。
そのため、センサから出る光束は、膜215に作用する
圧力及び温度の変化並びに板26の複屈折及び厚みE6
を変化させる温度変化に起因して2つの干渉計の各々で
生じるスペクトルの積からなるスペクトルを有する。
圧力及び温度の変化並びに板26の複屈折及び厚みE6
を変化させる温度変化に起因して2つの干渉計の各々で
生じるスペクトルの積からなるスペクトルを有する。
第1図に示した具体例は2つの並列に配置されたファプ
リー・ペロー干渉計からなり、並列形均−センサと称す
る。
リー・ペロー干渉計からなり、並列形均−センサと称す
る。
第2図の具体例はファプリー・ペロー干渉計と複屈折干
渉計とを直列に組合わせたものからなり、直列形混合セ
ンサと称する。
渉計とを直列に組合わせたものからなり、直列形混合セ
ンサと称する。
勿論、2つの複屈折干渉計を直列に組合わせて直列形均
−センサを構成するが、又は2つの複屈折干渉計を並列
に組合わせて別の並列形均−センサを構成することもで
きる。
−センサを構成するが、又は2つの複屈折干渉計を並列
に組合わせて別の並列形均−センサを構成することもで
きる。
また、複屈折干渉計とファプリー・ペロー干渉計とを、
複屈折干渉計が圧力に怒応する第1干渉計及び温度に悪
巧する第2干渉計の役割を果たすように並列に組合わせ
た、並列形混合センサな構成することもできる。
複屈折干渉計が圧力に怒応する第1干渉計及び温度に悪
巧する第2干渉計の役割を果たすように並列に組合わせ
た、並列形混合センサな構成することもできる。
これらのセンサは任意の干渉計測定装置、特に下記の装
置で使用し得る。
置で使用し得る。
この装置は、第3図に示すように、発光装置aと、光束
伝送システムbと、二重センサからなる検出アセンブリ
Cと、測定システムdと処理システムeとで構成される
。
伝送システムbと、二重センサからなる検出アセンブリ
Cと、測定システムdと処理システムeとで構成される
。
発光装置aは第3図に示すように、発光ダイオード1の
ような光源からなる。この光源から送出される光束はコ
ンデンサ2を介して伝送システムbの光ファイバXの入
口に集束する。好ましくは、変形例として、2つのダイ
オード又はバンド幅の広い複数のダイオードを使用し得
る。これらの各スペクトルの最大値は光ファイバの各伝
送減衰の最小値に合致する。その値は夫々的800.1
300及び1500ナノメートルである。最も有利な光
源は第7図に示すタイプのものであり、800ナノメー
トルを中心とする第1スペクトルと、1300ナノメー
I・ルを中心とする第2スペクトルとを含む。このバン
ド幅の広い光源は第1スペク1−ルで発光する第1発光
ダイオード71と、第2スペクトルで発光する第2発光
ダイオード72と、これら2つのダイオードの最大発光
値の間の中間に中心をおく堅い前端を有する二色板73
とを含む。前記二色板73は、1300ナノメートルを
中心とするダイオード72のスペクトルを全部透過し、
800ナノメートルを中心とするダイオード71のスペ
クl−ルを全部反射する。このように、ファイバの最小
減衰値に合致した最大値をもつ少なくとも2つの発光ダ
イオードを組み合わせると、第6図に示すように、相関
関数の2っの最大値、即ち主要最大値60と該最大Tt
i60の近作の隣接最大値61及び62どの差を大幅に
増加させることができ、測定ノイズに対する検出マージ
ンを改善することができる。また、ダイオードを1つ使
用するより2つ使用した方が有用性も高い。
ような光源からなる。この光源から送出される光束はコ
ンデンサ2を介して伝送システムbの光ファイバXの入
口に集束する。好ましくは、変形例として、2つのダイ
オード又はバンド幅の広い複数のダイオードを使用し得
る。これらの各スペクトルの最大値は光ファイバの各伝
送減衰の最小値に合致する。その値は夫々的800.1
300及び1500ナノメートルである。最も有利な光
源は第7図に示すタイプのものであり、800ナノメー
トルを中心とする第1スペクトルと、1300ナノメー
I・ルを中心とする第2スペクトルとを含む。このバン
ド幅の広い光源は第1スペク1−ルで発光する第1発光
ダイオード71と、第2スペクトルで発光する第2発光
ダイオード72と、これら2つのダイオードの最大発光
値の間の中間に中心をおく堅い前端を有する二色板73
とを含む。前記二色板73は、1300ナノメートルを
中心とするダイオード72のスペクトルを全部透過し、
800ナノメートルを中心とするダイオード71のスペ
クl−ルを全部反射する。このように、ファイバの最小
減衰値に合致した最大値をもつ少なくとも2つの発光ダ
イオードを組み合わせると、第6図に示すように、相関
関数の2っの最大値、即ち主要最大値60と該最大Tt
i60の近作の隣接最大値61及び62どの差を大幅に
増加させることができ、測定ノイズに対する検出マージ
ンを改善することができる。また、ダイオードを1つ使
用するより2つ使用した方が有用性も高い。
光束伝送システムbは光ファイバX、y、Zとカップラ
tとを含むサブアセンブリ3からなる。
tとを含むサブアセンブリ3からなる。
カップラは外部への光路上の光束を光源Xからyに移送
せしめ、且つ二重センサからの光束をZ方向に移送せし
める。ファイバは夫々任意の長さを有し得る。
せしめ、且つ二重センサからの光束をZ方向に移送せし
める。ファイバは夫々任意の長さを有し得る。
アセンブリCは、ファイバyの光に照射される前記2つ
のタイプのうちいずれか1つのタイプの二重センサ4を
含む。このセンサはコリメータレンズ7と2つの直列形
又は並列形干渉計5及び6とで構成される。干渉計5は
温度に感応し、干渉計6は圧力及び温度に感応する(第
1図の半反射鏡13及び膜15、又は第2図の半反射鏡
23及び膜215)。
のタイプのうちいずれか1つのタイプの二重センサ4を
含む。このセンサはコリメータレンズ7と2つの直列形
又は並列形干渉計5及び6とで構成される。干渉計5は
温度に感応し、干渉計6は圧力及び温度に感応する(第
1図の半反射鏡13及び膜15、又は第2図の半反射鏡
23及び膜215)。
コリメータレンズ7は光アイバyからの光を受容して、
これを干渉計に送る。このレンズはまた、干渉計から送
り返された光束をファイバyの入口に集束させる。
これを干渉計に送る。このレンズはまた、干渉計から送
り返された光束をファイバyの入口に集束させる。
前記光束は複合干渉スペクトル、即ち並列センサの場合
には温度に感応する干渉計並びに圧力及び温度に感応す
る干渉計の各々に起因する干渉スペクトルの和に相当し
、直列センサの場合には前記各干渉スペクトルの積に相
当するスペクトルを有する。
には温度に感応する干渉計並びに圧力及び温度に感応す
る干渉計の各々に起因する干渉スペクトルの和に相当し
、直列センサの場合には前記各干渉スペクトルの積に相
当するスペクトルを有する。
ファイバZによって伝送される光束は分析干渉計アセン
ブリd内に侵入し、コリメータレンズ10及び分離シス
テム11を通過する。この光束は分策システム11で2
つの光束部分に分割され、そのうち1つは基準鏡M11
6上で反射し、他方は可動鏡開12上で反射する。可動
鏡は圧電マイクロ配に測定器15に接続され、測定すべ
き移動を行うように動かされる。
ブリd内に侵入し、コリメータレンズ10及び分離シス
テム11を通過する。この光束は分策システム11で2
つの光束部分に分割され、そのうち1つは基準鏡M11
6上で反射し、他方は可動鏡開12上で反射する。可動
鏡は圧電マイクロ配に測定器15に接続され、測定すべ
き移動を行うように動かされる。
2つの鏡旧及びM2の各々で反射した光束は分離システ
ム11のレベルで干渉し合うことになる。この光束はコ
ンデンサ13を通過して光電検出器14を照射する。マ
イクロ配置測定器15及び光電検出器14は制御及び処
理装置eに接続される。
ム11のレベルで干渉し合うことになる。この光束はコ
ンデンサ13を通過して光電検出器14を照射する。マ
イクロ配置測定器15及び光電検出器14は制御及び処
理装置eに接続される。
2つの鏡旧及びM2の相対位置は、鏡開をマイクロ配置
測定器15により電子的制御システムを通って移動する
ように作動させることによって変化し得る光路測定差D
Hを決定する。光電検出器に到達した光束は第5図に示
すような一連の最大値、即ち主要最大値50に近1・[
<はど大きくなる一連の最大値を通過する。主要最大泣
50は各センサ4並びに測定干渉計11.12.16に
おける2つの光路差Dc及びDHが互いに等しいことを
示す。この相関関数における第2の最大値は、第11図
に示すように、DH・0で現れる。
測定器15により電子的制御システムを通って移動する
ように作動させることによって変化し得る光路測定差D
Hを決定する。光電検出器に到達した光束は第5図に示
すような一連の最大値、即ち主要最大値50に近1・[
<はど大きくなる一連の最大値を通過する。主要最大泣
50は各センサ4並びに測定干渉計11.12.16に
おける2つの光路差Dc及びDHが互いに等しいことを
示す。この相関関数における第2の最大値は、第11図
に示すように、DH・0で現れる。
測定干渉計は光源によって直接照射されると、該測定干
渉計の光路差ONの特徴を表す干渉スペクトルを有する
光束を送出する。この測定干渉計は、光路差Dcに係わ
る干渉スペクトルを有する光束に照射されると、光路差
DH及びDcに関連した干渉スペクトルの間の相関レベ
ルを強度で示す光束を出力から送出する。ここで、二重
干渉計センサ4は、並列センサの場合には2つの干渉計
5及び6に起因する2つの干渉スペクトルの和からなる
複合干渉スペクトルを有する。従って、光検出器により
集められる出力光束の強度は3つの主要最大値を有する
ことになる。これら主要最大値の1つは測定干渉計のゼ
ロ移動距雛に対応する。これは、破壊干渉が全く存在せ
ず、干渉計に入ったエネルギが総て送出されることを意
味する。残りの主要最大値は絶対値で二重センサの移動
差に等しい測定干渉計の移動差に対応する。即ち、第1
2図に示すように、DM=Dc+又はDc2に対応する
。尚、Dc、は第3図の第1干渉計5の移動差に対応し
、Dc2は第3図の第2干渉計6の移動差に対応する。
渉計の光路差ONの特徴を表す干渉スペクトルを有する
光束を送出する。この測定干渉計は、光路差Dcに係わ
る干渉スペクトルを有する光束に照射されると、光路差
DH及びDcに関連した干渉スペクトルの間の相関レベ
ルを強度で示す光束を出力から送出する。ここで、二重
干渉計センサ4は、並列センサの場合には2つの干渉計
5及び6に起因する2つの干渉スペクトルの和からなる
複合干渉スペクトルを有する。従って、光検出器により
集められる出力光束の強度は3つの主要最大値を有する
ことになる。これら主要最大値の1つは測定干渉計のゼ
ロ移動距雛に対応する。これは、破壊干渉が全く存在せ
ず、干渉計に入ったエネルギが総て送出されることを意
味する。残りの主要最大値は絶対値で二重センサの移動
差に等しい測定干渉計の移動差に対応する。即ち、第1
2図に示すように、DM=Dc+又はDc2に対応する
。尚、Dc、は第3図の第1干渉計5の移動差に対応し
、Dc2は第3図の第2干渉計6の移動差に対応する。
これら2つの光路差から、例えば生産坑井内の実際の圧
力及び温度を計算することができる。
力及び温度を計算することができる。
移動距離D C+及びDc2が互いに離れ過ぎている場
合の測定では、測定干渉計のゼロを小さい既知の値だけ
シフトさせるべく、既知の小さい光路差を有する一組の
板を具備する。これらの板は測定干渉計のj、17M1
又はM2の前に配置し得る。かなり大幅なシフトを行う
場合には、単一の板、例えば第3図の板17を鏡M1の
前に配置するか、又は単一の板18を鏡M2の前に配置
する。
合の測定では、測定干渉計のゼロを小さい既知の値だけ
シフトさせるべく、既知の小さい光路差を有する一組の
板を具備する。これらの板は測定干渉計のj、17M1
又はM2の前に配置し得る。かなり大幅なシフトを行う
場合には、単一の板、例えば第3図の板17を鏡M1の
前に配置するか、又は単一の板18を鏡M2の前に配置
する。
第6図は、光源から送出される光が、夫々800ナノメ
ートル及び1300ナノメートルを中心とし且つスペク
トル幅が約100ナノメートルであるスペクトルを有す
る2つの発光ダイオードのスペクトル幅和からなる場合
に、センサを構成する干渉計の1つと測定干渉計との間
に生じる相関関数を示している。このような構造では、
主要ピーク60とその側方のピーク61及び62との間
のコントラストがよりm著であるため、最大値60がよ
り簡単に測定される。
ートル及び1300ナノメートルを中心とし且つスペク
トル幅が約100ナノメートルであるスペクトルを有す
る2つの発光ダイオードのスペクトル幅和からなる場合
に、センサを構成する干渉計の1つと測定干渉計との間
に生じる相関関数を示している。このような構造では、
主要ピーク60とその側方のピーク61及び62との間
のコントラストがよりm著であるため、最大値60がよ
り簡単に測定される。
同一ファイバ上の同一センサで直列検出システムを使用
し、移動の絶対値を測定するシステムを用いて信号を分
析し、それと組合わせて移動差を前記測定システムの移
動範囲に戻す一組の平行平面板を使用し、光ファイバの
複数の透過窓を用いる光源のスペクトル幅を広げて、検
出及び測定ノイズに対する防御を改善させると、炭化水
素生産坑井内約31unの地点で測定した場合には、2
00バールの圧力範囲及び150°Cの温度範囲で0.
1%を上回る測定精度が得られる。
し、移動の絶対値を測定するシステムを用いて信号を分
析し、それと組合わせて移動差を前記測定システムの移
動範囲に戻す一組の平行平面板を使用し、光ファイバの
複数の透過窓を用いる光源のスペクトル幅を広げて、検
出及び測定ノイズに対する防御を改善させると、炭化水
素生産坑井内約31unの地点で測定した場合には、2
00バールの圧力範囲及び150°Cの温度範囲で0.
1%を上回る測定精度が得られる。
光検出器によって送出される信号のレベル及びコントラ
ストを両方共成適化するためには、二重センサの干渉計
の平行平面板の反射係数を0.4〜0.95の範囲で選
択する。有利には、この反射係数を0.4〜0.7にす
る。
ストを両方共成適化するためには、二重センサの干渉計
の平行平面板の反射係数を0.4〜0.95の範囲で選
択する。有利には、この反射係数を0.4〜0.7にす
る。
前記具体例と密接な関係をもつ別の具体例では、第8図
に示すように、複数の物理量を測定する光学的干渉計装
置が、複数の光源81−1〜81−nを発光源とし得る
発光装置を含む。前記光源は処理及び切替え装置89に
よって選択的供給を受け、光伝送アセンブリの分岐82
−1〜82−ロを1つずつ照射する。
に示すように、複数の物理量を測定する光学的干渉計装
置が、複数の光源81−1〜81−nを発光源とし得る
発光装置を含む。前記光源は処理及び切替え装置89に
よって選択的供給を受け、光伝送アセンブリの分岐82
−1〜82−ロを1つずつ照射する。
この光学装置は更に、光ファイバ82.84.86と共
に前記好適具体例で説明したシステムbと同じn個の伝
送システムを形成する一組のカップラ83−1〜83−
■と、各々が測定を行うように構成されたセンサ85か
らなるn個の検出器を含む検出器アセンブリと、測定シ
ステム88と、n個の接続線810によって光源81に
接続された光源処理及び切替えシステム89とを含む。
に前記好適具体例で説明したシステムbと同じn個の伝
送システムを形成する一組のカップラ83−1〜83−
■と、各々が測定を行うように構成されたセンサ85か
らなるn個の検出器を含む検出器アセンブリと、測定シ
ステム88と、n個の接続線810によって光源81に
接続された光源処理及び切替えシステム89とを含む。
この具体例ではアドレス手段は使用されず、各測定セン
サで反射した光束が第4図に示すコンセントレータ87
によって測定干渉計の入力の前に集められる。
サで反射した光束が第4図に示すコンセントレータ87
によって測定干渉計の入力の前に集められる。
光ファイバシステムの出口では、n個のファイバ86−
1〜8トロの端部を円形束状にまとめる。この束は、こ
れらのファイバを実際に含むような直径を有する。次い
で、これらのファイバを互いに接着し、軸線と直交する
面で平らに整えて研磨し、コンセントレータ87に接続
する。コンセントレータ87はn個のファイバ86−1
−86−nの束の直径より大きい直径をもつ入力面87
0を有する。コンセントレータ87は、断面が小さい角
度で漸減するようなファイバを得るべくガラス又はプラ
スナックの棒を引き伸ばすことによって形成する。前記
角度が大きいすぎなければ、直径が小さい方の端部87
1から光束が送出され得る。この光束は入射光束に近い
。この状態は第4図に示した。
1〜8トロの端部を円形束状にまとめる。この束は、こ
れらのファイバを実際に含むような直径を有する。次い
で、これらのファイバを互いに接着し、軸線と直交する
面で平らに整えて研磨し、コンセントレータ87に接続
する。コンセントレータ87はn個のファイバ86−1
−86−nの束の直径より大きい直径をもつ入力面87
0を有する。コンセントレータ87は、断面が小さい角
度で漸減するようなファイバを得るべくガラス又はプラ
スナックの棒を引き伸ばすことによって形成する。前記
角度が大きいすぎなければ、直径が小さい方の端部87
1から光束が送出され得る。この光束は入射光束に近い
。この状態は第4図に示した。
この光束は従って、各光源から送出される光束である。
第3図に示すアセンブリ9と同じ測定干渉計88の光検
出器に接続された処理システム89は、相関最大値に対
応する光路差変化測定値Dc、及びDcから、各センサ
で測定された物理量を求めるためのものである。
出器に接続された処理システム89は、相関最大値に対
応する光路差変化測定値Dc、及びDcから、各センサ
で測定された物理量を求めるためのものである。
第9図に示す別の変形例は、センサからの測定路を切替
える装置によって単一分析干渉計98に接続されたマル
チセンサ計測システム96からなる。
える装置によって単一分析干渉計98に接続されたマル
チセンサ計測システム96からなる。
このシステムは光ファイバ92によってカップラ93に
接続された光源91から光と受容する。前記カップラは
処理及び制御回路99から接続線910を介して制御さ
れる光路スイッチ94に結合している。光ファイバから
なる各光路95−1〜95−nは夫々のセンサ96−1
〜96−nに接続される。カップラ93は切替えられた
光路を、第3図のシステム9と類似の分析及び測定シス
テム98に接続されたファイバ97に結合する。前記し
た2つの具体例では、ヨ択的に照射される2つのセンサ
の各々から発生するn個の複合干渉スペクトルが処理シ
ステム89又は99によって逐次1つずつ分析される。
接続された光源91から光と受容する。前記カップラは
処理及び制御回路99から接続線910を介して制御さ
れる光路スイッチ94に結合している。光ファイバから
なる各光路95−1〜95−nは夫々のセンサ96−1
〜96−nに接続される。カップラ93は切替えられた
光路を、第3図のシステム9と類似の分析及び測定シス
テム98に接続されたファイバ97に結合する。前記し
た2つの具体例では、ヨ択的に照射される2つのセンサ
の各々から発生するn個の複合干渉スペクトルが処理シ
ステム89又は99によって逐次1つずつ分析される。
更に別の具体例として、第10図に示すように、スパー
クギャップ103を測定する前記タイプの測定装置10
2を複数個接続してもよい。各測定装置102は該アセ
ンブリの有用性を高めるために切替え可能にする。
クギャップ103を測定する前記タイプの測定装置10
2を複数個接続してもよい。各測定装置102は該アセ
ンブリの有用性を高めるために切替え可能にする。
勿論、本発明は以上説明してきた特定具体例には限定さ
れず様々な変形が可能であり、前記した種々の手段、部
材と等価の手段、部材及びその組合わせも本発明の範囲
に含まれる。特に、第8図〜10図に示した分析システ
ムの具体例で使用する干渉計センサは、測定する物理量
の所望の測定精度に応じて2つ又は1つにし得る。
れず様々な変形が可能であり、前記した種々の手段、部
材と等価の手段、部材及びその組合わせも本発明の範囲
に含まれる。特に、第8図〜10図に示した分析システ
ムの具体例で使用する干渉計センサは、測定する物理量
の所望の測定精度に応じて2つ又は1つにし得る。
第1図は本発明の並列形均−二重干渉計センサの断面図
、第2図は本発明の直列形混合二重干渉計センサの断面
図、第3図は本発明の装置の全体的構造を示す簡略説明
図、第4図はコンセントレータの一具体例を示す説明図
、第5図は単一の発光ダイオードを光源として使用した
場合に単一干渉計のセンサの干渉計と測定との間に得ら
れる相関関数として光検出器から送出されるDCを中心
とする信号のグラフ、第6図は2つの異なる発光ダイオ
ードを光源として使用した場きにセンサの干渉計と測定
との間に得られる相関関数として光検出器から送出され
る信号のグラフ、第7図は二重スペクトル光源の一具体
例を示す説明図、第8図は切替え光源を備えるマルチセ
ンサ干渉計装置の一具体例を示す説明図、第9図は単一
の光源及び単一の分析器を備えるマルチセンサ干渉計装
置の一具木例を示す説明図、第10図はマルチアナライ
ザ装置の説明図、第11図は第5図と同じ条件下でのり
、・0からの相関関数を示す説明図、第12図は2つの
センサDc+及びDC2と1つの発光ダイオードとを用
いた場合の相関関数を示す説明図である。 13.14.17・・・・・・平行平面板、19・・・
・・・コリメータレンズ、115・・・・・・変形可能
膜、113・・・・・・光ファイバ。 FIG、4 FIG5 FIG、8 FIG、11
、第2図は本発明の直列形混合二重干渉計センサの断面
図、第3図は本発明の装置の全体的構造を示す簡略説明
図、第4図はコンセントレータの一具体例を示す説明図
、第5図は単一の発光ダイオードを光源として使用した
場合に単一干渉計のセンサの干渉計と測定との間に得ら
れる相関関数として光検出器から送出されるDCを中心
とする信号のグラフ、第6図は2つの異なる発光ダイオ
ードを光源として使用した場きにセンサの干渉計と測定
との間に得られる相関関数として光検出器から送出され
る信号のグラフ、第7図は二重スペクトル光源の一具体
例を示す説明図、第8図は切替え光源を備えるマルチセ
ンサ干渉計装置の一具体例を示す説明図、第9図は単一
の光源及び単一の分析器を備えるマルチセンサ干渉計装
置の一具木例を示す説明図、第10図はマルチアナライ
ザ装置の説明図、第11図は第5図と同じ条件下でのり
、・0からの相関関数を示す説明図、第12図は2つの
センサDc+及びDC2と1つの発光ダイオードとを用
いた場合の相関関数を示す説明図である。 13.14.17・・・・・・平行平面板、19・・・
・・・コリメータレンズ、115・・・・・・変形可能
膜、113・・・・・・光ファイバ。 FIG、4 FIG5 FIG、8 FIG、11
Claims (21)
- (1)コリメータレンズの焦点に配置された光ファイバ
から送られる互いに同心の中央光束及び外側光束を使用
する2つの並列干渉計を含み、中央光束を使用する第1
干渉計が圧力及び温度に反応して変形する変形可能な膜
を含み、前記圧力及び温度がこれら2つのパラメータの
関数として第1平行平面ガラス板の面の1つに対する前
記膜の位置を変化させ、外側光束を使用する第2干渉計
では、円筒形スペーサによって定位置に保持された2つ
の平行平面ガラス板の2つの面の間の距離がこれら2つ
のガラス板の夫々異なる膨張率の関数として変化し、前
記コリメータレンズが前記2つの光束を光ファイバの方
向に従つて平行化し、これら2つの光ファイバが2つの
異なる移動距離を有し、各移動距離が光源の干渉スペク
トルを発生させ、各スペクトルが加算されて再び光ファ
イバ方向に合体されることを特徴とする干渉計センサ。 - (2)コリメータレンズの焦点に配置された光ファイバ
から送られる互いに同心の中央光束及び外側光束を使用
する2つの並列干渉計を含み、中央光束を使用する第1
干渉計が圧力及び温度に反応して変形する変形可能な膜
を含み、前記圧力及び温度がこれら2つのパラメータの
関数として第1平行平面ガラス板の面の1つに対する前
記膜の位置を変化させ、外側光束の光路上に配置される
第2干渉計が偏光子と複屈折板とで構成され、前記複屈
折板の複屈折が温度の関数として変化し、その結果干渉
スペクトルが生じ、このスペクトルがコリメータレンズ
によって光ファイバ上に集束し、中央光束の干渉スペク
トルに加えられて再び合体することを特徴とする干渉計
センサ。 - (3)コリメータレンズの焦点に配置された光ファイバ
から送られる互いに同心の中央光束及び外側光束を使用
する2つの並列干渉計を含み、中央光束を用いる第1干
渉計が偏光子と複屈折板とを有し、前記複屈折板の複屈
折が主に圧力の関数として変化し、外側光束の光路上に
配置される第2干渉計が、円筒形スペーサを介して定位
置に維持された2つの平行平面ガラス板の2つの面の間
の距離がこれら2つのガラス板の夫々異なる膨張率の関
数として変化するような干渉計からなるか、又は第2偏
光子及び第2複屈折板で構成され、前記第2複屈折板の
複屈折が温度の関数として変化し、その結果干渉スペク
トルが生じ、このスペクトルがコリメータレンズによっ
て光ファイバ上に集束し、中央光束の干渉スペクトルに
加えられて再び合体することを特徴とする干渉計センサ
。 - (4)コリメータレンズの焦点に配置された光ファイバ
から送られる単一の光束を使用する直列に配置された第
1干渉計及び第2干渉計を含み、第1干渉計が圧力及び
温度に反応して変形する変形可能な膜からなり、前記圧
力及び温度がこれら2つのパラメータの関数として第1
平行平面ガラス板の面の1つに対する前記膜の位置を変
化させ、その結果該膜の位置に関する特徴を表す光路差
が生じ且つ光源の干渉スペクトルが発生し、光路上に配
置される第2干渉計が偏光子と複屈折板とで構成され、
前記複屈折板の複屈折が温度の関数として変化し、その
結果外方向及びその逆の通過の後で、移動差により干渉
スペクトルが生じ、最終的に各干渉計の干渉スペクトル
の積に等しい干渉スペクトルがコリメータレンズを介し
て光ファイバ上に集束することを特徴とする干渉計セン
サ。 - (5)コリメータレンズの焦点に配置された光ファイバ
から送られる単一光束を用いる直列に配置された第1干
渉計及び第2干渉計を含み、第1干渉計が圧力及び温度
に応じて変形する変形可能な膜からなり、前記圧力及び
温度がこれら2つのパラメータの関数として第1平行平
面ガラス板の面に1つに対する前記膜の位置を変化させ
、その結果該膜の位置に関する特徴を表す光路差が生じ
且つ光源の干渉スペクトルが発生し、第2干渉計は2つ
の平行平面ガラス板の2つの面の間の距離がこれらのガ
ラス板の夫々異なる膨張率の関数として変化する干渉計
であって第1干渉計からの光束を使用し、結果として得
られる干渉スペクトルがコリメータレンズを介して光フ
ァイバ上に集束することを特徴とする干渉計センサ。 - (6)コリメータレンズの焦点に配置された光ファイバ
から送られる単一の光束を用いる2つの直列干渉計を含
み、第1の干渉計が偏光子と複屈折板とで構成され、こ
の複屈折板の複屈折が主に圧力の関数として変化し、光
路上に配置される第2干渉計が、円筒形スペーサを介し
て定位置に維持された2つの平行平面ガラス板の2つの
面の間の距離がこれら2つのガラス板の夫々異なる膨張
率の関数として変化するような干渉計からなるか、又は
第2偏光子と第2複屈折板とで構成され、前記第2複屈
折板の複屈折が温度の関数として変化し、その結果得ら
れる干渉スペクトルがコリメータレンズを介して光ファ
イバ上に集束することを特徴とする干渉計センサ。 - (7)光路差を変化させ得る複数の物理的量を測定する
ための光学的干渉計装置であつて、 −少なくとも1つのスペクトル幅の広い光源を含む発光
装置; −各干渉計に起因する移動差Dc_1及びDc_2の複
合干渉スペクトルを発生させる2つの直列又は並列に配
置された干渉計を含む少なくとも1つの混合又は均一干
渉計センサからなる検出器アセンブリ; −前記発光装置からの光束を前記検出器アセンブリまで
伝搬し且つ前記検出器アセンブリで反射した光束を逆方
向に伝搬する光ファイバアセンブリ; −前記検出器アセンブリからの光束によって運ばれる情
報を分析し、測定された物理的量を表す値を出す分析装
置であって、 光ファイバの端部zにより照明される入 力コリメータと、2つの干渉計センサから送出される平
行化光束の一部分を反射する基準鏡と、前記平行化光束
の残りの部分を反射する第2鏡と、前記2つの鏡で反射
した2つの光束を干渉させて、その結果生じる光束を出
力に与える手段とを含む2波測定干渉計と、 測定干渉計からの光束の強度を測定して、 その強度を表す信号を送出する光電検出器とを含む分析
装置;並びに −物理的量を表す値を送出する前記光電検出器からの信
号を処理するアセンブリを含み、 測定干渉計の第2鏡が、この鏡を微細に移動させて対応
移動を正確に測定する圧電式マイクロ配置測定器に固定
され、且つ前記処理アセンブリが光電検出器だけでなく
前記マイクロ配置測定器にも接続されて、光電検出器に
受容される最大光強度に対応する第2鏡の絶対位置の制
御及び測定を行い、これに基づいて1つ又は複数の所望
の物理的量を得るのに必要な値Dc_1及びDc_2を
求めることを特徴とする装置。 - (8)測定干渉計の第2鏡が1つ又は複数のマイクロ配
置測定器に固定され、これらのマイクロ配置測定器のう
ち少なくとも1つが測定に使用され、残りが測定干渉計
のゼロをシフトさせることを特徴とする請求項7に記載
の装置。 - (9)緊密な関係をもつ厚さを有する複数の板又は数組
の板を測定干渉計の第1鏡及び第2鏡の前に配置して、
これらの鏡の前に配置された板の厚さの差の関数として
光路差を発生させることを特徴とする請求項7に記載の
装置。 - (10)必要なシフトがかなり大きい場合に、このシフ
トを可能にするような厚みを有する前記板のいずれか1
つを前記第1鏡又は第2鏡の前に配置して測定干渉計の
ゼロをシフトさせることを特徴とする請求項7に記載の
装置。 - (11)複数の地点で複数の物理的量を測定する複数の
センサを含むことを特徴とする請求項7から10のいず
れか一項に記載の装置。 - (12)少なくとも1つの物理的量を測定する単一のセ
ンサを含むことを特徴とする請求項7から10のいずれ
か一項に記載の装置。 - (13)光源が単一の基本的発光源からなり、永続的に
供給されて、一組の光ファイバ分岐の前に配置されたス
イッチを照射し、前記光ファイバアセンブリがセンサと
同数のファイバを含み、前記スイッチが、各センサによ
って送出される干渉スペクトルを測定干渉計の入力コリ
メータを照射するファイバの前に1つずつ選択的に示す
ように制御されることを特徴とする請求項7から12の
いずれか一項に記載の装置。 - (14)発光源が複数の基本的光源からなり、これらの
光源が循環的に又はプログラム可能な方法で順次供給さ
れ、一組の光路を介して一組のセンサに光束を送り、前
記光束が一組の光路を介してコンセントレータに送り返
され、測定干渉計の入力コリメータに送られることを特
徴とする請求項7から12のいずれか一項に記載の装置
。 - (15)スペクトル幅の広い発光源がスペクトル幅を広
げるべくバンド幅の広い1つ又は複数の基本的光源から
なり、各光源がファイバの減衰最小値を中心とする最大
値を有することを特徴とする請求項7から12のいずれ
か一項に記載の装置。 - (16)発光源が二色板の全反射波長を中心とするスペ
クトルを有する第1発光ダイオードと、前記二色板の全
透過波長を中心とするスペクトルを有する第2ダイオー
ドとで構成されることを特徴とする請求項15に記載の
装置。 - (17)リターンパスとなる光ファイバの分岐が円形の
束状にまとめられて相互に接着され、ファイバの軸線と
直交する前記束の面が平らに整えられ且つ研磨されるこ
とを特徴とする請求項14に記載の装置。 - (18)コンセントレータが、小さい角度で漸減する断
面をもち且つリターンファイバの束の断面より大きい入
力断面を有するファイバからなり、このファイバが例え
ばガラス棒を引き伸ばすことによって得られることを特
徴とする請求項14に記載の装置。 - (19)1つ又は複数の測定装置がスパークギャップの
出力に星状に接続され、当該分析装置の有用性を高める
べく切替えが可能であることを特徴とする請求項13、
17又は18に記載の装置。 - (20)2つの異なる物理的量を、少なくとも1つを基
本的物理量の補正に使用しながら、同一測定地点で測定
する場合の請求項12に記載の装置の使用。 - (21)各干渉計が0.95〜0.4の反射係数を有す
る光路で形成されることを特徴とする請求項1から7の
いずれか一項に記載の装置。
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