ファイバセンサの概要

一言にセンサといっても、多種多様であり、それぞれに得意・不得意があります。この章では、ファイバセンサについて詳しく解説します。

ファイバセンサとは

ファイバセンサは、光電センサの光源に光ファイバを連結し、狭い場所などへ自由に設置して検出できるようにしたものです。

原理と主な種類

光ファイバの構成
光ファイバの構成

光ファイバは図に示すように、中心のコアと屈折率の異なるクラッドから構成されています。コアに光が入射すると、クラッドとの境界面で全反射を繰り返しながら光は進んでいきます。光ファイバ内を通って端面から出た光は約60°の角度で拡がり検出物体に照射されます。

また、コアには以下のような種類があります。

プラスチックタイプ

コアはアクリル系の樹脂で0.1~1mm径の単一あるいは複数本で作られており、ポリエチレンなどで被覆されています。軽い、低コスト、折れにくいなどの特性から、ファイバセンサの主流となっています。

ガラスタイプ

10~100μmのガラスファイバがより合わされており、ステンレスチューブでおおわれています。使用温度が高い(350°C)などの特徴があります。

ファイバセンサは透過型と反射型の2つの検出方式に大別されます。
透過型は投光部と受光部の2本の構成になっています。反射型は外観上1本に見えますが、端面を見ると下図のように平行型・同軸型・分割型に分かれます。

種類 特徴
平行型
平行型
プラスチックファイバに用いられる、一般的なタイプ。
同軸型
同軸型
中央部(投光)と外周部(受光)に分割され、どの方向から検出体が通過しても動作位置が変わらない高精度タイプ。
分割型
分割型
ガラスファイバに用いられる、数10μmのガラスファイバが数多く入っており、投光部と受光部に分割されているタイプ。

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