JPH01267428A - 光ファイバ式分布形温度センサ - Google Patents
光ファイバ式分布形温度センサInfo
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- JPH01267428A JPH01267428A JP63094642A JP9464288A JPH01267428A JP H01267428 A JPH01267428 A JP H01267428A JP 63094642 A JP63094642 A JP 63094642A JP 9464288 A JP9464288 A JP 9464288A JP H01267428 A JPH01267428 A JP H01267428A
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- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims description 18
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/002—Investigating fluid-tightness of structures by using thermal means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/042—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point by using materials which expand, contract, disintegrate, or decompose in contact with a fluid
- G01M3/045—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point by using materials which expand, contract, disintegrate, or decompose in contact with a fluid with electrical detection means
- G01M3/047—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point by using materials which expand, contract, disintegrate, or decompose in contact with a fluid with electrical detection means with photo-electrical detection means, e.g. using optical fibres
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は光ファイバ式分布形温度センサに関するもので
ある。
ある。
［従来の技術］
光ファイバ式の分布形温度センサは、光ファイバ中の散
乱光強度が温度により変化することを利用し、この変化
を公知の０ＴＤＲの手法で検知することにより、光ファ
イバの長手方向に沿った温度情報を得るものであり、レ
ーリー散乱光やラマン散乱光を利用するものが知られて
いる。これらのうち、ラマン散乱光を利用する方式は、
信号は微弱であるものの、温度変化に対する信号変化量
が大きく、有望な方式と考えられている。
乱光強度が温度により変化することを利用し、この変化
を公知の０ＴＤＲの手法で検知することにより、光ファ
イバの長手方向に沿った温度情報を得るものであり、レ
ーリー散乱光やラマン散乱光を利用するものが知られて
いる。これらのうち、ラマン散乱光を利用する方式は、
信号は微弱であるものの、温度変化に対する信号変化量
が大きく、有望な方式と考えられている。
ラマン散乱光を利用した光ファイバ式分布形温度センサ
（以下、単にラマン光ファイバ式分布形−度センサとい
う）は、光ファイバの一端がら波長λｏ１パルス幅ＴＶ
、パルス周期Ｔｐの光を入射させ、光ファイバ内で発生
するラマン散乱光の２成分である波長λＳのストークス
光と、波長λａＳのアンチストークス光との後方散乱光
を、パルス光入射時刻を１＝０として、それぞれ時間の
関数ｆｓ（ｔ） 、ｆａｓ（ｔ）として測定し、これら
の比ｆａｓ（ｔ）／ ｆｓ（ｔ）が純粋に温度の関数で
あること、及び光ファイバ内の距離Ａから戻ってくる後
方散乱光が光ファイバ端（光パルス入射端）に到達する
時間が、光ファイバ中の光速を０６とすると、パルス光
入射時刻から２１ ／ Ｃｏであることを利用して、光
ファイバに沿った線状の温度分布測定を行う装置である
。ストークス光及びアンチストークス光の後方散乱光測
定は、光ファイバの破断点検知等に用いる０ＴＤＲとほ
ぼ同じ測定方法で行う。
（以下、単にラマン光ファイバ式分布形−度センサとい
う）は、光ファイバの一端がら波長λｏ１パルス幅ＴＶ
、パルス周期Ｔｐの光を入射させ、光ファイバ内で発生
するラマン散乱光の２成分である波長λＳのストークス
光と、波長λａＳのアンチストークス光との後方散乱光
を、パルス光入射時刻を１＝０として、それぞれ時間の
関数ｆｓ（ｔ） 、ｆａｓ（ｔ）として測定し、これら
の比ｆａｓ（ｔ）／ ｆｓ（ｔ）が純粋に温度の関数で
あること、及び光ファイバ内の距離Ａから戻ってくる後
方散乱光が光ファイバ端（光パルス入射端）に到達する
時間が、光ファイバ中の光速を０６とすると、パルス光
入射時刻から２１ ／ Ｃｏであることを利用して、光
ファイバに沿った線状の温度分布測定を行う装置である
。ストークス光及びアンチストークス光の後方散乱光測
定は、光ファイバの破断点検知等に用いる０ＴＤＲとほ
ぼ同じ測定方法で行う。
このラマン光ファイバ式分布形温度センサは、例えば電
カケープルに沿わせてセンサ用光ファイバケーブルを敷
設することにより、電カケープルの長手方向の温度分布
を知ることができ、送電容量の制御等に利用したり、ケ
ーブルの劣化等により生じる部分的に温度の高い箇所の
検知等が行なえる。また、各種プラントの生産ラインや
設備の温度コントロールや、ビルやトンネル等の火災検
知用として使用すれば、火災発生位置の標定を行うこと
ができる。
カケープルに沿わせてセンサ用光ファイバケーブルを敷
設することにより、電カケープルの長手方向の温度分布
を知ることができ、送電容量の制御等に利用したり、ケ
ーブルの劣化等により生じる部分的に温度の高い箇所の
検知等が行なえる。また、各種プラントの生産ラインや
設備の温度コントロールや、ビルやトンネル等の火災検
知用として使用すれば、火災発生位置の標定を行うこと
ができる。
第４図に、従来のラマン光ファイバ式分布形温度センサ
の構成例を示す、この温度センサは、センサ用光ファイ
バ６（通常コア径は５０μｍ以上）と、センサ本体２２
とからなる。センサ本体２２のセンサ用パルス光源４か
ら出た光は、光ファイバ１９ａ、光分岐器５ａを通して
、センサ用光ファイバ６に導かれ、センサ用光ファイバ
６中で発生した後方散乱光は、光分岐器５ａ、光ファイ
バ１９ｄを通じ、光分岐器５ｂに導かれる。ここで２分
された後方散乱光のうち、光ファイバ１９ｂに導かれた
ものは中心波長λａＳの光学フィルタ８ａ、受光器３ａ
、平均化処理回路２ａより成るアンチストークス光の０
ＴＤＲ測定により、関数ｆａｓ（ｔ）を求めるのに用い
られる。光ファイバ１９ｃに導かれたものは、中心波長
λＳの光学フィルタ８ｂ、受光器３ｂ、平均化処理回路
２ｂより成るストークス光測定系３０ｂでストークス光
の０ＴＤＲ測定により関数ｆｓ（ｔ）を求めるのに用い
られる。そして、温度分布演算回路１ｂでｆａｓ（ｔ）
／ｆｓ（ｔ）の演算を行うことにより、センサ用光ファ
イバ６に沿った線状温度分布測定を行っている。
の構成例を示す、この温度センサは、センサ用光ファイ
バ６（通常コア径は５０μｍ以上）と、センサ本体２２
とからなる。センサ本体２２のセンサ用パルス光源４か
ら出た光は、光ファイバ１９ａ、光分岐器５ａを通して
、センサ用光ファイバ６に導かれ、センサ用光ファイバ
６中で発生した後方散乱光は、光分岐器５ａ、光ファイ
バ１９ｄを通じ、光分岐器５ｂに導かれる。ここで２分
された後方散乱光のうち、光ファイバ１９ｂに導かれた
ものは中心波長λａＳの光学フィルタ８ａ、受光器３ａ
、平均化処理回路２ａより成るアンチストークス光の０
ＴＤＲ測定により、関数ｆａｓ（ｔ）を求めるのに用い
られる。光ファイバ１９ｃに導かれたものは、中心波長
λＳの光学フィルタ８ｂ、受光器３ｂ、平均化処理回路
２ｂより成るストークス光測定系３０ｂでストークス光
の０ＴＤＲ測定により関数ｆｓ（ｔ）を求めるのに用い
られる。そして、温度分布演算回路１ｂでｆａｓ（ｔ）
／ｆｓ（ｔ）の演算を行うことにより、センサ用光ファ
イバ６に沿った線状温度分布測定を行っている。
［発明が解決しようとする課題］
ラマン光ファイバ式温度分布形温度センサは、上述した
ような方法で温度を測定することができ、また、これま
でに検討されてきた光ファイバ式分布形温度センサのな
かでは、感度が高く、実用的な方式であるため、２０ｋ
１１近くに達する長尺の温度分布測定が行える可能性も
あり得る。
ような方法で温度を測定することができ、また、これま
でに検討されてきた光ファイバ式分布形温度センサのな
かでは、感度が高く、実用的な方式であるため、２０ｋ
１１近くに達する長尺の温度分布測定が行える可能性も
あり得る。
しかしながら、このような長距離の測定になると、満足
のゆく温度分解能を確保することが難しくなってくる。
のゆく温度分解能を確保することが難しくなってくる。
ここで、光ファイバ式分布形温度センサの温度分解能は
（１）式で与えられる。
（１）式で与えられる。
Ｒｖ （ｘ） ＝１０ｘＬｏｇｔｏ （１＋１ ／（ｒ
） Ｘ １Ｑ−２ＸＩＩ／１０″”＞１／β （１）
Ｒｖ （ｘ） ：距離Ｘでの温度分解能１／ｎ ：セ
ンサ本体の分解能 α ：光ファイバの伝送損失 Ｘ ：距離 β ：温度温度 センサ本体の分解能１／ｎ、光ファイバの伝送損失αを
実用的な値として、それぞれ１／２” （センサ内部で
１６ビツトの演算を行うことに相当）、０、５ｄＢ／Ｉ
ｖとすると、これまで得られていた温度感度が０．０１
ｄＢ／ ’Ｃであるので、２０ｋｉ地点での温度分解能
は０．６６℃となる。ここで考えている温度分解能は、
温度測定精度そのものではなく、読み取ることのできる
温度差に相当するものであるが、−般の温度センサの場
合、この温度分解能は、０．１℃程度まであり、センサ
本体では、１／２”ｖ １．５Ｘ１０−５と非常に高分
解能である。それにも拘らず、光ファイバ式分布形温度
センサでは、上述したように低くなり、温度分解能が不
足するという問題がある。
） Ｘ １Ｑ−２ＸＩＩ／１０″”＞１／β （１）
Ｒｖ （ｘ） ：距離Ｘでの温度分解能１／ｎ ：セ
ンサ本体の分解能 α ：光ファイバの伝送損失 Ｘ ：距離 β ：温度温度 センサ本体の分解能１／ｎ、光ファイバの伝送損失αを
実用的な値として、それぞれ１／２” （センサ内部で
１６ビツトの演算を行うことに相当）、０、５ｄＢ／Ｉ
ｖとすると、これまで得られていた温度感度が０．０１
ｄＢ／ ’Ｃであるので、２０ｋｉ地点での温度分解能
は０．６６℃となる。ここで考えている温度分解能は、
温度測定精度そのものではなく、読み取ることのできる
温度差に相当するものであるが、−般の温度センサの場
合、この温度分解能は、０．１℃程度まであり、センサ
本体では、１／２”ｖ １．５Ｘ１０−５と非常に高分
解能である。それにも拘らず、光ファイバ式分布形温度
センサでは、上述したように低くなり、温度分解能が不
足するという問題がある。
本発明の目的は前記した従来技術の欠点を改善し、長距
離の温度分布測定が可能な光ファイバ式分布形温度セン
サを提供することにある。
離の温度分布測定が可能な光ファイバ式分布形温度セン
サを提供することにある。
５課題を解決するための手段］
本発明の光ファイバ式分布形温度センサは、測定温度領
域に配設され、コア径を２０μｍ以下としたセンサ用光
ファイバと、疑似ランダムパルスで駆動され、センサ用
光ファイバにパルス光を入射させるピークパワーの小さ
い光源と、センサ用光ファイバから出射される後方散乱
光が導かれ、後方散乱光のうちラマン散乱によるスート
ークス光とアンチストークス光との強度を上記疑似ラン
ダムパルスに同期して求め、これより両者の強度比を算
出して光ファイバの分布温度を求める測定系とを備えて
構成される。
域に配設され、コア径を２０μｍ以下としたセンサ用光
ファイバと、疑似ランダムパルスで駆動され、センサ用
光ファイバにパルス光を入射させるピークパワーの小さ
い光源と、センサ用光ファイバから出射される後方散乱
光が導かれ、後方散乱光のうちラマン散乱によるスート
ークス光とアンチストークス光との強度を上記疑似ラン
ダムパルスに同期して求め、これより両者の強度比を算
出して光ファイバの分布温度を求める測定系とを備えて
構成される。
［作用コ
センサ用光ファイバとして用いる光ファイバのコア径と
、温度感度の関係を第２図に示す、コア径が３０μｍ以
上では、温度感度は、約０．０１ｄＢ／’Ｃで、はぼ一
定であるが、３０μｍよりも小さい領域で温度感度の増
加が見られ、２０μｍ以下のコア径でほぼ一定となって
いる。このことから、コア径２０μｌ以下のファイバを
センサ用に用いれば、５０μｍ以上のコア径の光ファイ
バを用いていた従来のセンサよりも約２倍高域度のセン
サを得ることができることがわかる。
、温度感度の関係を第２図に示す、コア径が３０μｍ以
上では、温度感度は、約０．０１ｄＢ／’Ｃで、はぼ一
定であるが、３０μｍよりも小さい領域で温度感度の増
加が見られ、２０μｍ以下のコア径でほぼ一定となって
いる。このことから、コア径２０μｌ以下のファイバを
センサ用に用いれば、５０μｍ以上のコア径の光ファイ
バを用いていた従来のセンサよりも約２倍高域度のセン
サを得ることができることがわかる。
しかしながら、コア径２０μｍ以下の光ファイバを用い
て高感度化することの目的は、長距離測定において、高
分解能化を達成することであったが、例えば測定距離２
０に１で分解能に見合う測定温度精度を得ようとすると
ピークパワー１０（ｈｖ以上の光を測定用光源として、
光ファイバに入射しなければならない、このような高出
力光源としては、パルス発振のＹＡＧレーザが知られて
おり、これを測定用光源として用いることができる。そ
こで、パルス発振ＹＡＧレーザを用い、測定を試みたと
ころ、アンチストークス光の０ＴＤＲ測定結果が、第３
図に示すように、期待された測定波形と異なり、単距離
部分で受光器の飽和レベルを超えた信号が入射し、受光
器が飽和してしまっていることがわかった。″この原因
を検討したところ、短距離部分での強い信号は、光ファ
イバ内で発生した誘導ラマン散乱によるものであること
がわかった。誘導ラマン散乱は、光ファイバ入射光レベ
ルが大きいときに生ずる非線形効果であり、レーザ発振
現象が光ファイバ内で生じている現象である。誘導ラマ
ン散乱が発生すると、温度に比例した強度のラマン散乱
が生じないため、温度測定が行えなくなってしまう、こ
れまでは、その現象のことは考慮しなくても良い条件で
測定を行ってきたが、長距離で高分解能の特性を得るこ
とのできる、コア径２０μｍ以下の光ファイバに加えて
高出力のＹＡＧレーザを用いた結果、誘導ラマン散乱が
生じ、温度分布測定が行えなくなってしまったことにな
る。光ファイバの誘導ラマン散乱が発生する入射光のし
きい値は、コア径２０μｍの場合、数Ｗということであ
る。したがって、温度分布測定に用いる光源としては、
数Ｗ以下のピークパワーである必要があり、そうすると
これまでの０ＴＤＲ測定手法では、測定が行えないこと
がわかった。
て高感度化することの目的は、長距離測定において、高
分解能化を達成することであったが、例えば測定距離２
０に１で分解能に見合う測定温度精度を得ようとすると
ピークパワー１０（ｈｖ以上の光を測定用光源として、
光ファイバに入射しなければならない、このような高出
力光源としては、パルス発振のＹＡＧレーザが知られて
おり、これを測定用光源として用いることができる。そ
こで、パルス発振ＹＡＧレーザを用い、測定を試みたと
ころ、アンチストークス光の０ＴＤＲ測定結果が、第３
図に示すように、期待された測定波形と異なり、単距離
部分で受光器の飽和レベルを超えた信号が入射し、受光
器が飽和してしまっていることがわかった。″この原因
を検討したところ、短距離部分での強い信号は、光ファ
イバ内で発生した誘導ラマン散乱によるものであること
がわかった。誘導ラマン散乱は、光ファイバ入射光レベ
ルが大きいときに生ずる非線形効果であり、レーザ発振
現象が光ファイバ内で生じている現象である。誘導ラマ
ン散乱が発生すると、温度に比例した強度のラマン散乱
が生じないため、温度測定が行えなくなってしまう、こ
れまでは、その現象のことは考慮しなくても良い条件で
測定を行ってきたが、長距離で高分解能の特性を得るこ
とのできる、コア径２０μｍ以下の光ファイバに加えて
高出力のＹＡＧレーザを用いた結果、誘導ラマン散乱が
生じ、温度分布測定が行えなくなってしまったことにな
る。光ファイバの誘導ラマン散乱が発生する入射光のし
きい値は、コア径２０μｍの場合、数Ｗということであ
る。したがって、温度分布測定に用いる光源としては、
数Ｗ以下のピークパワーである必要があり、そうすると
これまでの０ＴＤＲ測定手法では、測定が行えないこと
がわかった。
そこで、コア径２０μｍ以下の光ファイバを用いた長距
離で高分解能の測定が行えないものかどうか種々検討し
た結果、通信の分野でＳ／Ｈの悪い通信線路を用いる場
合に使用されていた擬似ランダムパルス方式が使えるの
ではないかと考えるに至った。
離で高分解能の測定が行えないものかどうか種々検討し
た結果、通信の分野でＳ／Ｈの悪い通信線路を用いる場
合に使用されていた擬似ランダムパルス方式が使えるの
ではないかと考えるに至った。
擬似ランダムパルス方式とは、例えばＭ系列の信号とし
て信号を送出し、受信側では受信したＳ／Ｎの悪い信号
を送信時に用いたＭ系列信号と相関を取って復調するこ
とにより通信等においてＳ／Ｎを改善する方式である。
て信号を送出し、受信側では受信したＳ／Ｎの悪い信号
を送信時に用いたＭ系列信号と相関を取って復調するこ
とにより通信等においてＳ／Ｎを改善する方式である。
この方式を光ファイバ式分布形温度センサの測定手段で
ある０ＴＤＲに適用し、Ｓ／Ｎを改善することにより、
単一のパルスでの光ファイバ入射光レベルの小さいレー
ザを用いても従来のセンサと比べて同程度以上のＳ／Ｎ
を確保し、本発明のコア径の小さい高感度光ファイバを
センサ用光ファイバとして用い、長距離での高分解能温
度分布測定を可能にしている。
ある０ＴＤＲに適用し、Ｓ／Ｎを改善することにより、
単一のパルスでの光ファイバ入射光レベルの小さいレー
ザを用いても従来のセンサと比べて同程度以上のＳ／Ｎ
を確保し、本発明のコア径の小さい高感度光ファイバを
センサ用光ファイバとして用い、長距離での高分解能温
度分布測定を可能にしている。
［実施例〕
以下、本発明の光ファイバ式分布形温度センサの★施例
を第１図により説明する。本実施例の分布形温度センサ
の基本構成は、第１図に示す従来例とほぼ同じであり、
異なる点は次の通りである。
を第１図により説明する。本実施例の分布形温度センサ
の基本構成は、第１図に示す従来例とほぼ同じであり、
異なる点は次の通りである。
光源４ａにはピグテール付の１．３００ｎｉｃｗ発振半
導体レーザ（光出力４１Ｗ）を用いており、このレーザ
の駆動信号は、擬似ランダム信号発生回路７により作っ
ている。擬似ランダムパルスの基本パルス幅は１０ｎｓ
ｅｃであり、１５次のＭ系列の信号を用いることにより
、１周期は約３３０μｓとなる。光源４ａから測定系を
構成するセンサ本＃２０内の光ファイバ１９ａ、光分岐
器５ａを経由して、コア径１０μｔのセンサ用光ファイ
バ６に入射された光により、センサ用光ファイバ６内で
は、温度に従った強度のラマン散乱光が発生する。この
後方散乱光を受光するアンチストークス光受光系３０ａ
及びストークス光受光系３０ｂでは、擬似ランダム信号
発生回路７からの同期信号８を平均化処理回路２ａ、２
ｂで受け、これに同期して受信信号の平均化処理を例え
ば２１７回行う、平均化処理の終った２系統の受信信号
は、相関検出機能付の温度信号演算回路１ａに導かれ、
ここでは、系統別に相関処理を行い、アンチストークス
光、ストークス光それぞれの通常の０ＴＤＲ波形に復元
した後、アンチストークス光とストークス光の強度比を
求める等の従来のセンサと同様の処理を行い、光ファイ
バに沿った温度分布信号を得ることができる。
導体レーザ（光出力４１Ｗ）を用いており、このレーザ
の駆動信号は、擬似ランダム信号発生回路７により作っ
ている。擬似ランダムパルスの基本パルス幅は１０ｎｓ
ｅｃであり、１５次のＭ系列の信号を用いることにより
、１周期は約３３０μｓとなる。光源４ａから測定系を
構成するセンサ本＃２０内の光ファイバ１９ａ、光分岐
器５ａを経由して、コア径１０μｔのセンサ用光ファイ
バ６に入射された光により、センサ用光ファイバ６内で
は、温度に従った強度のラマン散乱光が発生する。この
後方散乱光を受光するアンチストークス光受光系３０ａ
及びストークス光受光系３０ｂでは、擬似ランダム信号
発生回路７からの同期信号８を平均化処理回路２ａ、２
ｂで受け、これに同期して受信信号の平均化処理を例え
ば２１７回行う、平均化処理の終った２系統の受信信号
は、相関検出機能付の温度信号演算回路１ａに導かれ、
ここでは、系統別に相関処理を行い、アンチストークス
光、ストークス光それぞれの通常の０ＴＤＲ波形に復元
した後、アンチストークス光とストークス光の強度比を
求める等の従来のセンサと同様の処理を行い、光ファイ
バに沿った温度分布信号を得ることができる。
これによればＭ系列信号の１周期が約３３０μｓｅｃで
あるため、３０ｋｎ以上の長さの光ファイバに沿った温
度分布を測定することができる。
あるため、３０ｋｎ以上の長さの光ファイバに沿った温
度分布を測定することができる。
なお、上記実施例は長距離の温度分布測定に本発明を適
用した場合について述べたが、短距離であっても、光フ
ァイバの接続箇所が多く、接続点での光伝達損失等があ
る場合にも本発明は有効である。光ファイバの接続は、
通常コネクタ接続か融着接続により行なわれるが、これ
らの接続箇所では１箇所あたり約０．２ｄＢの光伝達損
失が生ずる。
用した場合について述べたが、短距離であっても、光フ
ァイバの接続箇所が多く、接続点での光伝達損失等があ
る場合にも本発明は有効である。光ファイバの接続は、
通常コネクタ接続か融着接続により行なわれるが、これ
らの接続箇所では１箇所あたり約０．２ｄＢの光伝達損
失が生ずる。
例えば、全長５ｋｍの光ファイバに１００ｉ毎に接続箇
所のある場合、接続による損失増加分は、片道で５ｄＢ
であり、これは伝送損失０．５ｄＢ／ｋｌｌの光ファイ
バの場合、１０ｋｎ長の光ファイバを追加したことと同
一の損失と考えられ、接続点のない光ファイバ１５ｋｒ
＆に相当する。したがって、このように接続箇所の多い
場合にも本発明を適用でき、その効果は大きい。
所のある場合、接続による損失増加分は、片道で５ｄＢ
であり、これは伝送損失０．５ｄＢ／ｋｌｌの光ファイ
バの場合、１０ｋｎ長の光ファイバを追加したことと同
一の損失と考えられ、接続点のない光ファイバ１５ｋｒ
＆に相当する。したがって、このように接続箇所の多い
場合にも本発明を適用でき、その効果は大きい。
例えば、電カケープルの敷設後の温度分布を知る目的で
電カケープル内蔵あるいは外側に沿わせたセンサ用光フ
ァイバを使用する場合では、敷設工事の関係で全長は長
くなくとも接続箇所が多くなることが予想され、このよ
うな場合に本発明の温度感度の高いコア径２０μｍ以下
の光ファイバを用いることは非常に有効となる。
電カケープル内蔵あるいは外側に沿わせたセンサ用光フ
ァイバを使用する場合では、敷設工事の関係で全長は長
くなくとも接続箇所が多くなることが予想され、このよ
うな場合に本発明の温度感度の高いコア径２０μｍ以下
の光ファイバを用いることは非常に有効となる。
［発明の効果〕
以上本発明によれば、センサ用光ファイバのコアを２０
μｍ以下として温度感度を高め、その入射光源に誘導ラ
マン散乱の生じない、ピークパワーの小さい光源を用い
、さらに光源及び測定系に擬似ランダムパルス方式を用
いてピークパワーの小さい光源であってもＳ／Ｎ特性を
改善するようにしたので、長尺線路のみならず接続箇所
の多い線路であっても、一般のスポット（−点彩）温度
センサと同程度の高い分解能を持つ温度分布測定を行う
ことができる。
μｍ以下として温度感度を高め、その入射光源に誘導ラ
マン散乱の生じない、ピークパワーの小さい光源を用い
、さらに光源及び測定系に擬似ランダムパルス方式を用
いてピークパワーの小さい光源であってもＳ／Ｎ特性を
改善するようにしたので、長尺線路のみならず接続箇所
の多い線路であっても、一般のスポット（−点彩）温度
センサと同程度の高い分解能を持つ温度分布測定を行う
ことができる。
第１図は本発明の実施例を示す光ファイバ式分布形温度
センサの構成図、第２図はセンサ用光ファイバのコア径
と温度感度との関係を示す特性図、第３図はパルス発振
ＹＡＧレーザを光源として用いた場合のアンチストーク
ス光０ＴＤＲ波形の光強度特性図、第４図は従来の光フ
ァイバ式分布形温度センサ例を示す構成図である。 図中、４ａはピークパワーの小さい光源、６はセンサ用
光ファイバ、７は擬似ランダム信号発生回路、２０は測
定系を構成するセンサ本体である。 特許出願人 日立電線株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄 ３０ｂ ４σ！光虜 ６ ！ でンヅＭ光７ｙＡ八 ２０ ： ；ＰＪ定ｔＸ、連載ｔ３セ＞ツ側木Ｘｌ０−
’ コアを番 （／Ｊｍ） 第２図 距離 第３図
センサの構成図、第２図はセンサ用光ファイバのコア径
と温度感度との関係を示す特性図、第３図はパルス発振
ＹＡＧレーザを光源として用いた場合のアンチストーク
ス光０ＴＤＲ波形の光強度特性図、第４図は従来の光フ
ァイバ式分布形温度センサ例を示す構成図である。 図中、４ａはピークパワーの小さい光源、６はセンサ用
光ファイバ、７は擬似ランダム信号発生回路、２０は測
定系を構成するセンサ本体である。 特許出願人 日立電線株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄 ３０ｂ ４σ！光虜 ６ ！ でンヅＭ光７ｙＡ八 ２０ ： ；ＰＪ定ｔＸ、連載ｔ３セ＞ツ側木Ｘｌ０−
’ コアを番 （／Ｊｍ） 第２図 距離 第３図
Claims (1)
- １、測定温度領域にコア径を２０μｍ以下としたセンサ
用光ァイバを配設し、このセンサ用光ファイバに擬似ラ
ンダムパルスで駆動されるピークパワーの小さい光源か
らのパルス光を入射させ、上記光ファイバから出射され
る後方散乱光を測定系に導き、後方散乱光のうちラマン
散乱によるストークス光とアンチストークス光との強度
を上記擬似ランダムパルスに同期して求め、これより両
者の強度比を算出して光ファイバの分布温度を求めるよ
うにしたことを特徴とする光ファイバ式分布形温度セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63094642A JPH0743286B2 (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 光ファイバ式分布形温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63094642A JPH0743286B2 (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 光ファイバ式分布形温度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01267428A true JPH01267428A (ja) | 1989-10-25 |
| JPH0743286B2 JPH0743286B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=14115918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63094642A Expired - Lifetime JPH0743286B2 (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 光ファイバ式分布形温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743286B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02144810A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-04 | Fujikura Ltd | 電力ケーブル及びその温度分布測定方法 |
| US5178465A (en) * | 1990-07-11 | 1993-01-12 | Fujikura Ltd. | Optical fiber laying structure for electric power cable line trouble occurrence location detecting system |
| JPH063403A (ja) * | 1992-06-17 | 1994-01-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電力ケーブルの地絡位置検出方法 |
| US5308162A (en) * | 1992-02-13 | 1994-05-03 | Fujikura Ltd. | Temperature abnormality detecting structure for fluid pipe |
| WO2007111389A1 (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Korea Electrotechnology Research Institute | Power cable capable of detecting failure |
| US20140254629A1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Yokogawa Electric Corporation | Optical fiber temperature distribution measurement device and method of measuring optical fiber temperature distribution |
| JP2017220981A (ja) * | 2016-06-03 | 2017-12-14 | 東芝プラントシステム株式会社 | 電路温度監視システム、電路温度監視装置および電路温度監視方法 |
| CN116429333A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-07-14 | 超聚变数字技术有限公司 | 一种漏液检测方法及相关设备 |
-
1988
- 1988-04-19 JP JP63094642A patent/JPH0743286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02144810A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-04 | Fujikura Ltd | 電力ケーブル及びその温度分布測定方法 |
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| EP0677748A1 (en) | 1990-07-11 | 1995-10-18 | Fujikura Ltd. | Optical fiber laying structure for electric power cable line trouble occurence location detecting system |
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| JPH063403A (ja) * | 1992-06-17 | 1994-01-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電力ケーブルの地絡位置検出方法 |
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| US20140254629A1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Yokogawa Electric Corporation | Optical fiber temperature distribution measurement device and method of measuring optical fiber temperature distribution |
| US9689751B2 (en) * | 2013-03-06 | 2017-06-27 | Yokogawa Electric Corporation | Optical fiber temperature distribution measurement device and method of measuring optical fiber temperature distribution |
| JP2017220981A (ja) * | 2016-06-03 | 2017-12-14 | 東芝プラントシステム株式会社 | 電路温度監視システム、電路温度監視装置および電路温度監視方法 |
| CN116429333A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-07-14 | 超聚变数字技术有限公司 | 一种漏液检测方法及相关设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0743286B2 (ja) | 1995-05-15 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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