JPH01471A - Optical interference angular velocity meter for piping - Google Patents

Optical interference angular velocity meter for piping

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JPH01471A
JPH01471A JP62-156330A JP15633087A JPH01471A JP H01471 A JPH01471 A JP H01471A JP 15633087 A JP15633087 A JP 15633087A JP H01471 A JPH01471 A JP H01471A
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angular velocity
optical
light
velocity detection
optical fiber
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健一 岡田
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えば地中に埋設された配管の方位角、上下
角を計測するために用いられる光干渉角速度計に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to an optical interference gyrometer used for measuring the azimuth and vertical angle of, for example, underground pipes.

「従来の技術」 従来都市の地中に埋設したガス、水道、電気配管などの
方位角、上下角を計測する用途のために機械式ジャイロ
の角速度情報が使われていた。第6図は、その様子を示
す図で、計測部11は、第7図に示すようにジャイロセ
ンサ12と制御回路13とからなり、制御回路13はジ
ャイロセンサ12を駆動する各電源14.15並びにジ
ャイロセンサ12からの信号を同期検波する信号処理部
16から成っている。モニタパネル17は、計測部11
への電源18及び計測部llからの角速度情報を受けと
って演算回路19で演算し表示器21に表示したり記録
計22へ信号を出力したりする。
``Conventional technology'' Conventionally, angular velocity information from mechanical gyros has been used to measure the azimuth and vertical angles of gas, water, and electric piping buried underground in cities. FIG. 6 is a diagram showing the situation, and the measurement unit 11 is composed of a gyro sensor 12 and a control circuit 13 as shown in FIG. It also includes a signal processing section 16 that synchronously detects signals from the gyro sensor 12. The monitor panel 17 includes the measuring section 11
It receives the angular velocity information from the power source 18 and the measuring section 11, calculates it in the arithmetic circuit 19, displays it on the display 21, and outputs a signal to the recorder 22.

第6図に示すように駆動車23は、配管24の中を計測
部11をけん引する。計測部11は、けん引されながら
方位及び上下方向の角速度を検知し、モニタパネル17
にその信号をケーブル25を介して伝送する。モニタパ
ネル17は、計測部11からの角速度情報を積分処理し
方位角及び上下角を求め表示したり記録計22に送った
りする。
As shown in FIG. 6, the drive wheel 23 pulls the measuring section 11 through the pipe 24. As shown in FIG. The measurement unit 11 detects the azimuth and vertical angular velocity while being towed, and monitors the monitor panel 17.
The signal is then transmitted via cable 25. The monitor panel 17 performs integral processing on the angular velocity information from the measuring section 11 to obtain and display the azimuth angle and the vertical angle, or sends the information to the recorder 22 .

この従来方式では、計測部11の制御回路13をモニタ
パネル17に収納できない、その理由として次の二つが
ある。
In this conventional method, the control circuit 13 of the measuring section 11 cannot be housed in the monitor panel 17 for the following two reasons.

a0機械式ジャイロは、スピンモータを回転させるため
に例えば数ワットの2相又は3相の40011!26V
電源が必要であるし又シグナルジェネレータ励磁のため
に12.8kHzの電源が必要である。
The a0 mechanical gyro uses, for example, several watts of 2-phase or 3-phase 40011!26V to rotate the spin motor.
A power source is required, and a 12.8 kHz power source is required to excite the signal generator.

そのためジャイロセンサ12と制御回路13とを長尺に
渡ってケーブル化(数百m)することは、ケーブル内で
の電圧降下やケーブルのゆれによる浮遊容量の変動等に
よるスピンモータ及びシグナルジェネレータを励磁する
電源電圧の変動により、ジャイロの機能、性能に悪影響
を与え、好ましくない、ここでこのケーブル内の線抵抗
を小さく抑えようとするとケーブルが太くなりケーブル
の重量が増え駆動車のけん引力をさらに大きくしなけれ
ばならなくなり、駆動車23が大きくなると同時にコス
ト高となる。
For this reason, connecting the gyro sensor 12 and the control circuit 13 to a long cable (several hundred meters) is a problem in exciting the spin motor and signal generator due to fluctuations in stray capacitance due to voltage drop within the cable and fluctuations in the cable. Fluctuations in the power supply voltage adversely affect the function and performance of the gyro, which is undesirable.If you try to keep the wire resistance in this cable low, the cable will become thicker, which will increase the weight of the cable and further increase the traction force of the driving vehicle. Therefore, the drive vehicle 23 becomes larger and the cost increases.

b、微小入力角速度(例えば数°/時)における微小信
号を数100mのケーブル中を性能劣化なしに伝送する
ことは、外来する雑音により困難である。
b. It is difficult to transmit a minute signal at a minute input angular velocity (for example, several degrees/hour) through a cable of several hundred meters without performance deterioration due to external noise.

以上より、計測部11の小型化ができず、ある程度大き
な配管(100mφ程度以上)でしか計測できず細管で
の方位角、上下角の計測ができなかった。
As described above, the measurement unit 11 could not be miniaturized and could only be measured with a somewhat large pipe (approximately 100 mφ or more), making it impossible to measure the azimuth angle and vertical angle in a thin pipe.

又計測部11を移動するために駆動車23が必要であり
、かつ大きなけん引力を必要としていた。
Furthermore, a driving vehicle 23 is required to move the measuring section 11, and a large traction force is required.

一方、近年機械式ジャイロと同じように角速度を検出す
ることのできる光干渉角速度計が提案されている。
On the other hand, in recent years, an optical interference gyro meter that can detect angular velocity in the same way as a mechanical gyro has been proposed.

第8図は、この光干渉角速度計の機能図である。FIG. 8 is a functional diagram of this optical interference angular velocity meter.

光源26から出射した光27は、光分配結合器28及び
偏光子29を通って光分配結合器31によって少なくと
も一周する角速度検出用光ファイバコイル32をそれぞ
れ逆方向に伝搬する光33.34に分岐される。これら
両光は、角速度検出用光ファイバコイル32の片端に配
置された位相変調器35によって位相変調される。これ
ら両光33゜34は、その後再び光分配結合器31によ
って結合され干渉する。この干渉光は、偏光子29及び
光分配結合器28を通って光電変換回路36に到達する
。光電変換回路36に到達した干渉光1.は、1、=C
(1+cosΔφ(J*(x) +2Jz(x)cos
2ω(’+・・・”2h+m (x)cos2mωt 
’ + −) +sinΔφ(2J+(x)sinωt
′+2Js(x)sin3ωt ’ + 、・。
The light 27 emitted from the light source 26 passes through the optical distribution coupler 28 and the polarizer 29, and is branched by the optical distribution coupler 31 into the optical fiber coil 32 for angular velocity detection, which makes at least one turn, into lights 33 and 34 which propagate in opposite directions. be done. Both of these lights are phase modulated by a phase modulator 35 placed at one end of the optical fiber coil 32 for detecting angular velocity. These two lights 33 and 34 are then combined again by the optical splitting coupler 31 and interfere with each other. This interference light passes through the polarizer 29 and the optical splitting coupler 28 and reaches the photoelectric conversion circuit 36. Interference light reaching the photoelectric conversion circuit 36 1. is 1,=C
(1+cosΔφ(J*(x) +2Jz(x)cos
2ω('+..."2h+m (x)cos2mωt
' + -) +sinΔφ(2J+(x)sinωt
'+2Js(x)sin3ωt' + ,.

+2Jts−+(x)sin(2a+−1)ωt ’ 
+−) )    ・+11となる。
+2Jts-+(x)sin(2a+-1)ωt'
+-) ) ・+11.

ここでC;定数 J、l;1次のベッセル関数(n =0.1,2.3・
・・)x;2^sinπf6τ A;変調指数 τ;角速度検出用光ファイバコイル32を通る光の伝搬
時間 f、;位相変調器35の駆動周波数 t’;t−τ/2 Δφ;角速度検出用光ファバコイル32を互に逆方向に
伝搬した両光33’、34’間の位相差 4πRL Δφ=□・Ω Cλ R;角速度検出用光ファイバコイル32の半径 L;ループ状に構成された角速度検出用光ファイバコイ
ル32の長さ C;光速 λ;光の波長 (11式から明らかなように干渉光I0には、cosΔ
φに比例する項とsinΔφに比例する項が含まれてい
る。干渉光I0は、光電変換回路36で光電変換される
。電気信号に変換された信号は、J+(x)sinΔφ
に比例した信号V、を端子37に取り出すべく同期検波
回路38で発振器39の出力により同期検波される。発
振器39は位相変調器35に対し変調信号を供給する。
Here, C: constant J, l: first-order Bessel function (n = 0.1, 2.3・
..) Phase difference between the two lights 33' and 34' propagated in opposite directions through the optical fiber coil 32 4πRL Δφ=□・Ω Cλ R; Radius L of the optical fiber coil 32 for angular velocity detection; Angular velocity detection configured in a loop shape Length C of the optical fiber coil 32; Speed of light λ; Wavelength of light (as is clear from equation 11, the interference light I0 has cosΔ
A term proportional to φ and a term proportional to sinΔφ are included. The interference light I0 is photoelectrically converted by a photoelectric conversion circuit 36. The signal converted to an electrical signal is J+(x)sinΔφ
A synchronous detection circuit 38 performs synchronous detection using the output of an oscillator 39 in order to output a signal V proportional to the voltage V to a terminal 37. Oscillator 39 supplies a modulation signal to phase modulator 35 .

ここで光干渉角速度計の光学路は、通常光ファイバが使
用される。この光ファイバは、光の位相情報を確実に伝
送するため、光の偏波面を保持する性質を持った定偏波
光ファイバが通常使用される。又別の技術として、光源
26から出射した光を無偏光にし光干渉角速度計の光学
路に華−モード光ファイバを使用する方法がある。この
場合偏光子29は、不要となる。
Here, an optical fiber is usually used as the optical path of the optical interference gyrometer. As this optical fiber, in order to reliably transmit optical phase information, a polarization constant optical fiber having a property of maintaining the plane of polarization of light is usually used. Another technique is to make the light emitted from the light source 26 non-polarized and use a flower mode optical fiber in the optical path of the optical interference gyrometer. In this case, the polarizer 29 becomes unnecessary.

この発明の目的は計測部の小型、軽量化を計り細管にお
ける方位角、上下角の計測を可能とし、かつ駆動車の小
型化又は駆動車をなくすようにし、しかも外来雑音の影
響を受けない光干渉角速度計を堤供することにある。
The purpose of this invention is to reduce the size and weight of the measurement unit so that it is possible to measure the azimuth angle and vertical angle in a thin tube, and also to reduce the size of the drive wheel or eliminate the drive wheel, and to use an optical system that is not affected by external noise. The purpose is to provide an interference angular velocity meter.

「問題点を解決するための手段」 この発明によれば、少なくとも一周する角速度検出用光
ファイバコイルと、その角速度検出用光ファイバコイル
に対し右回り光と左回り光を通す手段と、その角速度検
出用光ファイバコイルを伝搬して来た右回り光と、左回
り光とを干渉させる干渉手段とを有する角速度検出部と
、 光源及び前記干渉光の光強度を電気信号として検出する
光電変換回路とを少くとももつ制御回路とが長尺の光学
路で接続され、その光学路は被覆材で保護されてケーブ
ル化されている。
"Means for Solving the Problem" According to the present invention, there is provided an optical fiber coil for detecting angular velocity that makes at least one turn, a means for transmitting clockwise light and counterclockwise light to the optical fiber coil for detecting angular velocity, and a means for transmitting clockwise light and counterclockwise light to the optical fiber coil for detecting angular velocity, and an angular velocity detection section having an interference means for interfering clockwise light and counterclockwise light propagated through a detection optical fiber coil; a photoelectric conversion circuit for detecting a light source and the light intensity of the interference light as an electrical signal; A control circuit having at least the following is connected by a long optical path, and the optical path is protected by a covering material and formed into a cable.

このようにこの発明によれば角速度検出部と制御回路と
が長尺の光ケーブルで接続されているため、角速度検出
部を小型、軽量化することができ、これを例えば細管内
に配して細管の方位角又は上下角を得るための角速度を
検出することができる。
In this way, according to the present invention, the angular velocity detection section and the control circuit are connected by a long optical cable, so the angular velocity detection section can be made smaller and lighter. The angular velocity can be detected to obtain the azimuth angle or the vertical angle.

また角速度検出部と制御回路との接続は光ケーブルであ
るため、外来雑音の影響を受は難(、かつ軽量で細いも
のとすることができる。
Furthermore, since the connection between the angular velocity detection section and the control circuit is an optical cable, it is not easily affected by external noise (and can be made lightweight and thin).

「実施例」 第1図はこの発明の実施例を示し、第8図と対応する部
分に同一符号を付けである。この実施例では光源26、
光分配結合器28、光電変換回路36、及び同期検波回
路38の主要回路で制御回路41が構成され、また偏光
子29、光分配結合器31、角速度検出用光ファイバコ
イル32及び位相変調器35の主要回路で角速度検出部
42が構成され、これら制御1回路41と角速度検出部
42とが長尺の光ケーブル43により接続される。つま
す光ケーブル43中の光ファイバ44により光分配結合
器28と偏光子29とが接続される。
"Embodiment" FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which parts corresponding to those in FIG. 8 are given the same reference numerals. In this embodiment, the light source 26,
A control circuit 41 is composed of the main circuits of an optical distribution coupler 28, a photoelectric conversion circuit 36, and a synchronous detection circuit 38, and also includes a polarizer 29, an optical distribution coupler 31, an optical fiber coil 32 for detecting angular velocity, and a phase modulator 35. The main circuits constitute an angular velocity detection section 42, and these control circuit 1 circuit 41 and the angular velocity detection section 42 are connected by a long optical cable 43. The optical splitting/coupling device 28 and the polarizer 29 are connected by the optical fiber 44 in the optical fiber cable 43 .

更にこの実施例では位相変調器35を駆動するための変
調信号を制御回路41中の発振器45で発生させ、これ
を電気光変換回路46で光の強度変化に変えた後、光ケ
ーブル43中の光ファイバ47で角速度検出部42に伝
送し再び光電変換回路48によって電気信号に変換し位
相変調器48に印加する。なおここで使用する光ファイ
バ47は、光の強度変化を伝送するためのものであるか
ら特に定偏波光ファイバ又は単一モード光ファイバであ
る必要はなくマルチモード光ファイバでよい。
Furthermore, in this embodiment, a modulation signal for driving the phase modulator 35 is generated by an oscillator 45 in a control circuit 41, and after this is converted into a change in light intensity by an electro-optical conversion circuit 46, the light in an optical cable 43 is generated. The signal is transmitted to the angular velocity detecting section 42 via a fiber 47, converted into an electrical signal by a photoelectric conversion circuit 48, and applied to a phase modulator 48. Note that since the optical fiber 47 used here is for transmitting changes in the intensity of light, it does not have to be a polarization constant optical fiber or a single mode optical fiber, and may be a multimode optical fiber.

ここで電池49は、光電変換回路48を駆動するための
もので負荷としての位相変調器35に印加する電圧は、
0.7・Vrms程度でほとんど電力を必要としないた
めボタン電池程度で十分である。
Here, the battery 49 is for driving the photoelectric conversion circuit 48, and the voltage applied to the phase modulator 35 as a load is:
Since almost no power is required at about 0.7 Vrms, a button battery is sufficient.

第1図では、制御回路部41で位相変調のための変調信
号を発生させていたが、その変調信号発生手段を角速度
検出部42に配置してもよい。
In FIG. 1, the control circuit section 41 generates a modulation signal for phase modulation, but the modulation signal generation means may be arranged in the angular velocity detection section 42.

又位相変調器35を駆動する回路は、電力を必要としな
いため電池の代わりに光ケーブル43に電線を準備し、
その電線を利用して給電してもよい。角速度検出部42
は、用途によっては、検出する入力角速度の方向が1方
向のみならず直交する3方向だったりする。この場合、
角速度検出部42と制御回路部41とが3対必要となり
光ケーブル43の光ファイバ44.47も3対必要とな
る。
In addition, since the circuit that drives the phase modulator 35 does not require electric power, an electric wire is prepared for the optical cable 43 instead of a battery.
Power may be supplied using the electric wire. Angular velocity detection section 42
Depending on the application, the input angular velocity may be detected not only in one direction but also in three orthogonal directions. in this case,
Three pairs of the angular velocity detection section 42 and the control circuit section 41 are required, and three pairs of optical fibers 44 and 47 of the optical cable 43 are also required.

第2図は、光ケーブル11の断面例を示す図である。抗
張力体51の外周に緩衝層52を介して複数の光ファイ
バ53が配され、これら光ファイバ53の外周に介在物
54を介して緩衝層55が配され、その外周に外被56
が設けられる。このように光ファイバ53を束ね被覆材
等で保護することにより光ファイバ53を長尺に渡って
引き回すことができるようになり、長尺に渡って配管の
方位角及び上下角等の計測が可能となる。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a cross section of the optical cable 11. A plurality of optical fibers 53 are arranged on the outer periphery of the tensile strength member 51 via a buffer layer 52, a buffer layer 55 is arranged on the outer periphery of these optical fibers 53 via an inclusion 54, and a jacket 56 is arranged on the outer periphery of the optical fibers 53.
will be provided. By bundling the optical fibers 53 and protecting them with a covering material, etc., the optical fibers 53 can be routed over a long length, and the azimuth angle, vertical angle, etc. of the piping can be measured over a long length. becomes.

一方、長尺に渡って光ファイバを引き回した場合の光の
伝送損失は、光ファイバのクラツド径が125μ鋼の定
偏波光ファイバで一2db/km程度であり、数百mの
引き回わしでは、はとんど問題とならない。光ケーブル
43内の定偏波光ファイバは、小径に曲げる必要がない
から後述する細径化高化屈折率を持った定偏波光ファバ
を使用する必要はない。なお径の異なった光フアイバ同
志の接続は、融着で行なえる。
On the other hand, when an optical fiber is routed over a long length, the optical transmission loss is about 12 db/km for a polarized optical fiber whose cladding diameter is 125μ steel. , is rarely a problem. Since the polarization constant optical fiber in the optical cable 43 does not need to be bent to a small diameter, there is no need to use a polarization constant optical fiber having a small diameter and high refractive index, which will be described later. Note that optical fibers of different diameters can be connected by fusion splicing.

次に角速度検出部42の大きさについて述べる。Next, the size of the angular velocity detection section 42 will be described.

角速度検出用光ファイバコイル32は、巻枠に光ファイ
バを多数回巻いたもので、その直径及び光ファイバ長は
、角速度検出部42の大きさ及び角速度検知感度を決定
する。角速度検出用光ファイバコイル32に使用される
光ファイバは、光の位相情報を確実に伝送するため光の
偏波面を保持する定偏波光ファイバが使われる。例えば
第3図で示すように定偏波光ファイバは、コア57の両
側に設けられた応力付与部58によってコア57に複屈
折性を与え伝搬する光の偏波保持性を高めている。応力
付与部58はクラッド59内にあり、クラッド58の外
周にシリコン樹脂層61が形成され、その外周に紫外線
硬化樹脂FJ62が形成されている。
The optical fiber coil 32 for angular velocity detection is formed by winding an optical fiber around a winding frame many times, and its diameter and optical fiber length determine the size and angular velocity detection sensitivity of the angular velocity detection section 42 . The optical fiber used for the angular velocity detection optical fiber coil 32 is a constant polarization optical fiber that maintains the plane of polarization of the light in order to reliably transmit the phase information of the light. For example, as shown in FIG. 3, in a polarization-constant optical fiber, the stress applying portions 58 provided on both sides of the core 57 impart birefringence to the core 57 to improve polarization maintenance of propagating light. The stress applying portion 58 is located within a cladding 59, a silicone resin layer 61 is formed on the outer periphery of the cladding 58, and an ultraviolet curing resin FJ62 is formed on the outer periphery.

角速度検出部42の寸法をできるだけ小さくかつ角速度
検知感度をそこなわずに光ファイバをコイル化するため
には、小径に巻いたことによって光ファイバの性能(伝
送損失及び定偏波光ファイバの偏波保持性能を示すクロ
ストーク)が光干渉角速度計の機能性能に著しく影響を
与える程劣化しないことが必要である。表1は、小径に
巻いても性能劣化が小さくなるように通常の定偏波光フ
ァイバ(クラフト径125μs、コア/クラッドの比屈
折率差0.3〜0.4%)より細径化(クラツド径80
μs+)L、高比屈折率差(0,8%)をはかった定偏
波光ファイバの特性データを示す。
In order to make the dimensions of the angular velocity detection section 42 as small as possible and to coil the optical fiber without impairing the angular velocity detection sensitivity, coiling the optical fiber to a small diameter improves the performance of the optical fiber (transmission loss and polarization maintenance of constant polarization optical fiber). It is necessary that crosstalk (which indicates performance) does not deteriorate to the extent that it significantly affects the functional performance of the optical interference gyrometer. Table 1 shows that the diameter of the optical fiber is thinner than that of ordinary polarization-constant optical fiber (Craft diameter 125 μs, relative refractive index difference between core and cladding 0.3 to 0.4%) so that performance deterioration is small even when wound to a small diameter. Diameter 80
μs+)L, characteristic data of a polarization constant optical fiber with a high specific refractive index difference (0.8%) is shown.

表1の特性データによると巻径を20錦φにしても伝送
損失は、l km巻いて0.3dbの増加でありほとん
ど問題とならない。一方クロストークは、50tmφで
は、はとんど劣化はないが巻径をさらに小さくしていく
と大きくなる。しかし20龍φに巻いた上述の定偏波光
ファイバは、200鰭φに巻いた従来の定偏波光ファイ
バ(クラツド径125μ閘、コア/クラッドの比屈折率
差0.3〜0.4)のクロストークと同程度である。
According to the characteristic data in Table 1, even if the winding diameter is set to 20 brocades, the transmission loss increases by 0.3 db per 1 km of winding, which is hardly a problem. On the other hand, when the winding diameter is 50 tmφ, there is almost no deterioration in crosstalk, but it increases as the winding diameter is further reduced. However, the above-mentioned constant polarization optical fiber wound to 20 mm diameter is different from the conventional constant polarization optical fiber (cladding diameter 125μ, relative refractive index difference between core and cladding 0.3 to 0.4) wound to 200 mm diameter. It is about the same level as crosstalk.

又、過去において上記200φに巻いた時のクロストー
クと同程度のクロストークを有する従来の定偏波光ファ
イバを使って光干渉角速度計を試作し角速度検出1.0
1°/時の高感度を有する光干渉角速度計が試作されて
いることから、表1のクロストークの増大は、光干渉角
速度計としては問題ない。
In addition, in the past, we prototyped an optical interference angular velocity meter using a conventional polarization-controlled optical fiber that had the same crosstalk as the crosstalk when wound to 200φ, and achieved angular velocity detection of 1.0.
Since an optical interference gyro having a high sensitivity of 1°/hour has been prototyped, the increase in crosstalk shown in Table 1 is not a problem for the optical interference gyro.

第4図及び第5図は2軸の角速度検出部42の構造例を
示す図である0球状の筐体63内にこれと同軸心的にY
軸角速度検出用光ファイバコイル32yが配され、この
コイル32yのボビンの内部に、軸心がこれと直角なX
軸角速度検出用光ファイバコイル32xが配され、その
ボビンの内部にこれと同軸心的に位相変調器35が配さ
れる。
4 and 5 are diagrams showing an example of the structure of the two-axis angular velocity detection section 42.
An optical fiber coil 32y for detecting shaft angular velocity is disposed inside the bobbin of this coil 32y, and the shaft center is located at right angles to this.
An optical fiber coil 32x for detecting shaft angular velocity is disposed, and a phase modulator 35 is disposed coaxially within the bobbin thereof.

筐体63は車輪64を介して配管24内に移動自在に配
され、その進行方向に対し後方向から光ケーブル43が
導出される。
The casing 63 is movably disposed within the pipe 24 via wheels 64, and the optical cable 43 is led out from behind with respect to its traveling direction.

この構造の特徴としては、90“に曲げられた配管24
内を通過できるように筐体63を球形にしであることで
ある。この寸法としては、内側のX軸角速度検出用光フ
ァイバコイル32Xの巻径を20tmφとすると角速度
検出部42の外形を直径50m1φ程度にすることがで
きる。
The feature of this structure is that the pipe 24 is bent to 90".
The casing 63 is made spherical so that the inside can be passed through. As for this dimension, if the winding diameter of the inner X-axis angular velocity detection optical fiber coil 32X is 20 tmφ, the outer diameter of the angular velocity detection section 42 can be set to about 50 m1φ.

「発明の効果」 ■ 従来機械式ジャイロを使っての配管の方位角や上下
角等の計測は、管の径が100 amφぐらいまでであ
った。し力)しガス管などは、501鳳φ程度のものが
大部分でその径での方位角及び上下角の計測が可能な計
測部の出現が望まれている。従来の機械式ジャイロに代
わってこの発明による構成の光干渉角速度計を使用する
ことにより501aφの配管の方位角や上下角等の計測
が出来るようになる。
``Effects of the Invention'' ■ Conventionally, mechanical gyros have been used to measure the azimuth, vertical angle, etc. of pipes up to a pipe diameter of about 100 amφ. Most of the gas pipes and the like have a diameter of about 501 mm, and it is desired to develop a measurement unit that can measure the azimuth angle and vertical angle at that diameter. By using an optical interference gyro meter configured according to the present invention in place of a conventional mechanical gyro, it becomes possible to measure the azimuth angle, vertical angle, etc. of a 501aφ pipe.

■ 光フアイバケーブルにおける光伝送は、通常の電線
ケーブルでは、問題であった外部からの電磁干渉等によ
る雑音の影響をいっさい受けずケーブル化にともなう機
能性能劣化もほとんどない。
■ Optical transmission using optical fiber cables is not affected by noise caused by external electromagnetic interference, which was a problem with ordinary electric wire cables, and there is almost no deterioration in functional performance due to the use of cables.

■ 制御部41と角速度検出部42とを分離したことに
より配管内を移動する計測部、つまり角速度検出部42
を小型軽量にできること及び電線ケーブルを光フアイバ
ケーブルにしたことにより、けん引するものの重量が軽
減できるためけん引車のけん引力を小さくでき小型化で
きる。
■ By separating the control unit 41 and the angular velocity detection unit 42, the measurement unit that moves within the pipe, that is, the angular velocity detection unit 42
By making the tow smaller and lighter, and by using an optical fiber cable instead of the electric wire cable, the weight of the towed object can be reduced, so the towing force of the towing vehicle can be reduced and the towing vehicle can be downsized.

又けん引車を使用せず太めの鋼線等で計測部を管内に押
し込む方法も採用できるようになる。
It will also be possible to use a method of pushing the measuring section into the pipe with a thick steel wire, etc., without using a towing vehicle.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明による光干渉角速度計の一例を示すブ
ロック図、第2図は光ケーブルの一例を示す断面図、第
3図は定偏波光ファイバの一例を示す断面図、第4図は
この発明の光干渉角速度針の角速度検出部の構造例を示
す断面図、第5図は第4図のAA線断面図、第6図は従
来の機械式ジャイロを使用した配管の方向及び上下角の
計測システムを示す概略図、第7図は第6図の機能的構
成を示すブロック図、第8図は従来の光干渉角速度計の
例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an optical interference gyrometer according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an example of an optical cable, FIG. A sectional view showing a structural example of the angular velocity detection part of the optical interference angular velocity needle of the invention, FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 4, and FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the functional configuration of FIG. 6, and FIG. 8 is a block diagram showing an example of a conventional optical interference gyrometer.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも一周する角速度検出用光ファイバコイ
ルと、その角速度検出用光ファイバコイルに対し右回り
光及び左回り光を通す手段と、その角速度検出用光ファ
イバコイルを伝搬してきた右回り光と左回り光とを干渉
させる干渉手段とを有する角速度検出部と、光源及び上
記干渉光の光強度を電気信号として検出する光電気変換
回路とを少なくとも有する制御回路と、 これら角速度検出部及び制御回路とを光学的に接続し、
長尺に渡って被覆材で保護された光ケーブルとを具備す
る光干渉角速度計。
(1) An optical fiber coil for angular velocity detection that goes around at least once, a means for transmitting clockwise light and counterclockwise light to the optical fiber coil for angular velocity detection, and a means for transmitting clockwise light and counterclockwise light that has propagated through the optical fiber coil for angular velocity detection. a control circuit having at least an angular velocity detection section having an interference means for interfering with counterclockwise light; a light source and a photoelectric conversion circuit for detecting the light intensity of the interference light as an electrical signal; and the angular velocity detection section and the control circuit. optically connect the
An optical interference angular velocity meter comprising a long optical cable protected by a covering material.
(2)前記角速度検出部と、前記制御回路とを同一装置
内に複数対有する特許請求の範囲第1項記載の光干渉角
速度計。
(2) The optical interference gyrometer according to claim 1, wherein a plurality of pairs of the angular velocity detection section and the control circuit are provided in the same device.
(3)前記干渉手段と前記光ファイバコイルの一端との
間に、これらに縦続的に配されて右回り光と左回り光に
位相変化を与える位相変調器を前記角速度検出部に配し
た特許請求の範囲第1項又は第2項記載の光干渉角速度
計。
(3) A patent in which a phase modulator is disposed in the angular velocity detection section between the interference means and one end of the optical fiber coil, and is arranged in series therebetween to change the phase of clockwise light and counterclockwise light. An optical interference angular velocity meter according to claim 1 or 2.
(4)前記位相変調器を駆動する発振回路を前記角速度
検出部に配した特許請求の範囲第3項記載の光干渉角速
度計。
(4) The optical interference gyrometer according to claim 3, wherein an oscillation circuit for driving the phase modulator is disposed in the angular velocity detection section.
(5)前記位相変調器を駆動する発振回路と、その発振
回路からの変調信号を光の強度変化に変化する電気光変
換器を有する前記角速度検出部と、前記電気光変換器か
らの光の強度を電気信号として検出し前記位相変調器の
駆動信号を発生する駆動回路を有する前記角速度検出部
とを有し、前記電気光変換器と前記駆動回路間を光学的
に接続した第3光学路を被覆材で保護しケーブル化した
特許請求の範囲第3項記載の光干渉角速度計。
(5) The angular velocity detection unit includes an oscillation circuit that drives the phase modulator, and an electro-optic converter that converts a modulation signal from the oscillating circuit into a change in the intensity of light; the angular velocity detection section having a drive circuit that detects intensity as an electrical signal and generates a drive signal for the phase modulator, and optically connects the electro-optical converter and the drive circuit; The optical interference angular velocity meter according to claim 3, wherein the optical interference angular velocity meter is protected with a covering material and made into a cable.
(6)前記第3光学路を前記光ケーブル内に設けた特許
請求の範囲第5項記載の光干渉角速度計。
(6) The optical interference angular velocity meter according to claim 5, wherein the third optical path is provided within the optical cable.
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