JPH02201233A - 分布型光ファイバ温度センサ及び温度測定方法 - Google Patents
分布型光ファイバ温度センサ及び温度測定方法Info
- Publication number
- JPH02201233A JPH02201233A JP1019820A JP1982089A JPH02201233A JP H02201233 A JPH02201233 A JP H02201233A JP 1019820 A JP1019820 A JP 1019820A JP 1982089 A JP1982089 A JP 1982089A JP H02201233 A JPH02201233 A JP H02201233A
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- temperature
- fiber
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- optical fiber
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、分布型光ファイバ温度センサ及び温度測定方
法に係り、特に被測定ファイバのラマン散乱光のうち反
ストークス光の強度から絶対的温度分布を測定する分布
型光ファイバ温度センサ及び温度測定方法に関するもの
である。 ［従来の技術］ 光ファイバに高ビークパワーのパルスレーザ光を入射し
た時に生じるラマン散乱光を０ＴＤＲ法により検出し、
光ファイバに沿った任意の位置の温度を連続的に測定す
る分布型光ファイバ温度センサは知られている。また、
ラマン散乱光を用いる分布型光ファイバ温度センサは、
大別すると次の２方式に分けられる。 （１）反ストークス光のみを検出し、その強度から温度
分布を測定する方法。 （２）反ストークス光とストークス光の強度比を検出し
、温度分布を測定する方法。 本発明は上記（１）の測定方法の以下に示すような問題
点を解消しようとするものである。 ［発明の解決しようとする課題］ 従来の分布型光ファイバ温度センサの基本的構成を第３
図に示す、光源の半導体レーザ１２からのパルスレーザ
光は音響光学素子等の光方向性結合器１３を通過し、被
測定ファイバ１４に導かれる。被測定ファイバ１４から
は、入射光量に応じたラマン散乱光が発生する０発生す
るラマン散乱光中のストークス光１反ストークス光のう
ち、反ストークス光のみをＣＣＤ等の検出器１５にて検
出後、信号処理装置１６において、ｔｏｏｏ。 同程度の平均化処理を行なう、処理された信号はコンピ
ューター１７によりデータとして表示される。この例で
は、検出器１５．信号処理装置１６、コンピューター１
７を合わせて測定装置としている。パルス発振器１１は
、半導体レーザ１２の駆動及び信号処理装置１６のトリ
ガ信号の発振を行う。この系において問題となるのは検
出光として反ストークス光のみを用いるので、被測定フ
ァイバ１４の温度変化を、相対的にしか知ることができ
ないことであった。即ち、周辺の温度が変化すると測定
値が変化してしまい、絶対的な温度測定ができないとい
う問題を有していた。
法に係り、特に被測定ファイバのラマン散乱光のうち反
ストークス光の強度から絶対的温度分布を測定する分布
型光ファイバ温度センサ及び温度測定方法に関するもの
である。 ［従来の技術］ 光ファイバに高ビークパワーのパルスレーザ光を入射し
た時に生じるラマン散乱光を０ＴＤＲ法により検出し、
光ファイバに沿った任意の位置の温度を連続的に測定す
る分布型光ファイバ温度センサは知られている。また、
ラマン散乱光を用いる分布型光ファイバ温度センサは、
大別すると次の２方式に分けられる。 （１）反ストークス光のみを検出し、その強度から温度
分布を測定する方法。 （２）反ストークス光とストークス光の強度比を検出し
、温度分布を測定する方法。 本発明は上記（１）の測定方法の以下に示すような問題
点を解消しようとするものである。 ［発明の解決しようとする課題］ 従来の分布型光ファイバ温度センサの基本的構成を第３
図に示す、光源の半導体レーザ１２からのパルスレーザ
光は音響光学素子等の光方向性結合器１３を通過し、被
測定ファイバ１４に導かれる。被測定ファイバ１４から
は、入射光量に応じたラマン散乱光が発生する０発生す
るラマン散乱光中のストークス光１反ストークス光のう
ち、反ストークス光のみをＣＣＤ等の検出器１５にて検
出後、信号処理装置１６において、ｔｏｏｏ。 同程度の平均化処理を行なう、処理された信号はコンピ
ューター１７によりデータとして表示される。この例で
は、検出器１５．信号処理装置１６、コンピューター１
７を合わせて測定装置としている。パルス発振器１１は
、半導体レーザ１２の駆動及び信号処理装置１６のトリ
ガ信号の発振を行う。この系において問題となるのは検
出光として反ストークス光のみを用いるので、被測定フ
ァイバ１４の温度変化を、相対的にしか知ることができ
ないことであった。即ち、周辺の温度が変化すると測定
値が変化してしまい、絶対的な温度測定ができないとい
う問題を有していた。
本発明は、前述の問題点を解決すべ（なされたものであ
り、被測定ファイバへパルスレーザ光を入射する光源と
、被測定ファイバからのラマン散乱光を測定装置へ光路
変換する光方向性結合器と、該ラマン散乱光の距離に関
する強度分布から被測定ファイバの温度分布を測定する
測定装置とからなる分布型光ファイバ温度センサにおい
て１、該被測定ファイバの一部を一定温度に保持する恒
温装置を設けたことを特徴とする分布型光ファイバ温度
センサ及びその一部に温度を一定に保持する恒温装置を
設けた被測定ファイバへ光源より発振したパルスレーザ
光を入射し、該被測定ファイバからのラマン散乱光を光
方向性結合器により測定装置へ導光し、該恒温装置が設
けられた部分を基準温度部とし、該基準温度部の反スト
ークス光強度と他の部分の反ストークス強度を比較する
ことにより被測定ファイバの絶対的温度分布を測定する
ことを特徴とする温度測定方法を提供するものである。 【作用］ 本発明において、被測定ファイバ中に設けられたベルチ
ェ素子等の恒温装置は、恒温装置の設けられた被測定フ
ァイバの部分を既知の一定温度に保ち、それ以外の範囲
における温度変化に対して、基準温度部となる。よって
、基準温度に対する温度変化量に関する反ストークス光
強度の変化量を任意の点でコンピューターに記憶してお
けば、被測定ファイバの任意の点の絶対温度を計測する
ことができる。 ［実施例］ 本発明の実施例を第１図と第２図に示す。 光源の半導体レーザ２からのパルスレーザ光は音響光学
素子等の光方向性結合器３を通過し、被測定ファイバ４
に導かれる。被測定ファイバ４からは、入射光量に応じ
たラマン散乱光が発生する０発生するラマン散乱光中の
ストークス光１反ストークス光のうち、反ストークス光
のみをＣＣＤ等の検出器５にて検出後、信号処理装置６
において、１００００回程度の平均化処理を行なう、処
理された信号はコンピューター７によりデータとして表
示される。この例では、検出器５、信号処理装置６、コ
ンピューター７を合わせて測定装置としている。パルス
発振器１は、半導体レーザ２の駆動及び信号処理装置６
のトリガ信号の発振を行なう、基準温度部ｌＯとなる部
分は、素線もしくは心線で直径３０ｍｍ程度のベルチェ
素子８を内蔵したドラムに巻かれる０巻かれる被測定フ
ァイバ４の長さは、システムにおける分解能により異な
るが、分解能程度以上、即ち分解能が±１０ ｍ程度の
場合２０ ｒａ程度以上巻きつければ十分である。実際
には短いほどよいのでこの例では２０ ｍとされればよ
い。又、この部分の温度が常に一定になるように、コン
ピューター７により温度コントローラー９を通じて制御
される。 測定データの処理例を第２図に示す。通常、被測定ファ
イバからのラマン散乱光強度の距離に関する信号波形は
、ｅの指数関数で表わされる減衰曲線となる。しかし、
本発明においては、基準温度に対する温度変化量に関す
る反ストークス光強度の変化量を任意の点でコンビエー
タ−に記憶しておき、絶対的な温度変化のみを取り出し
表示するよう処理している。従って、第２図に示すよう
温度変化のない部分は、距離に関して減衰曲線とならず
平坦な直線状となり、温度変化のあった部分のみを表示
できる。 また、基準温度部を作り出す恒温装置は、室温よりも高
温に保ってもよいし、低温に保ってもよく、ペルチェ素
子の他に電熱線を内蔵した恒温槽等が使用でき、基準温
度としては約２０℃〜３０℃の室温レベルが好ましい。 ［発明の効果］ 本発明は、反ストークス光強度を基準温度部と比較して
被測定ファイバの絶対的温度分布を測定できるという優
れた効果を有する。
り、被測定ファイバへパルスレーザ光を入射する光源と
、被測定ファイバからのラマン散乱光を測定装置へ光路
変換する光方向性結合器と、該ラマン散乱光の距離に関
する強度分布から被測定ファイバの温度分布を測定する
測定装置とからなる分布型光ファイバ温度センサにおい
て１、該被測定ファイバの一部を一定温度に保持する恒
温装置を設けたことを特徴とする分布型光ファイバ温度
センサ及びその一部に温度を一定に保持する恒温装置を
設けた被測定ファイバへ光源より発振したパルスレーザ
光を入射し、該被測定ファイバからのラマン散乱光を光
方向性結合器により測定装置へ導光し、該恒温装置が設
けられた部分を基準温度部とし、該基準温度部の反スト
ークス光強度と他の部分の反ストークス強度を比較する
ことにより被測定ファイバの絶対的温度分布を測定する
ことを特徴とする温度測定方法を提供するものである。 【作用］ 本発明において、被測定ファイバ中に設けられたベルチ
ェ素子等の恒温装置は、恒温装置の設けられた被測定フ
ァイバの部分を既知の一定温度に保ち、それ以外の範囲
における温度変化に対して、基準温度部となる。よって
、基準温度に対する温度変化量に関する反ストークス光
強度の変化量を任意の点でコンピューターに記憶してお
けば、被測定ファイバの任意の点の絶対温度を計測する
ことができる。 ［実施例］ 本発明の実施例を第１図と第２図に示す。 光源の半導体レーザ２からのパルスレーザ光は音響光学
素子等の光方向性結合器３を通過し、被測定ファイバ４
に導かれる。被測定ファイバ４からは、入射光量に応じ
たラマン散乱光が発生する０発生するラマン散乱光中の
ストークス光１反ストークス光のうち、反ストークス光
のみをＣＣＤ等の検出器５にて検出後、信号処理装置６
において、１００００回程度の平均化処理を行なう、処
理された信号はコンピューター７によりデータとして表
示される。この例では、検出器５、信号処理装置６、コ
ンピューター７を合わせて測定装置としている。パルス
発振器１は、半導体レーザ２の駆動及び信号処理装置６
のトリガ信号の発振を行なう、基準温度部ｌＯとなる部
分は、素線もしくは心線で直径３０ｍｍ程度のベルチェ
素子８を内蔵したドラムに巻かれる０巻かれる被測定フ
ァイバ４の長さは、システムにおける分解能により異な
るが、分解能程度以上、即ち分解能が±１０ ｍ程度の
場合２０ ｒａ程度以上巻きつければ十分である。実際
には短いほどよいのでこの例では２０ ｍとされればよ
い。又、この部分の温度が常に一定になるように、コン
ピューター７により温度コントローラー９を通じて制御
される。 測定データの処理例を第２図に示す。通常、被測定ファ
イバからのラマン散乱光強度の距離に関する信号波形は
、ｅの指数関数で表わされる減衰曲線となる。しかし、
本発明においては、基準温度に対する温度変化量に関す
る反ストークス光強度の変化量を任意の点でコンビエー
タ−に記憶しておき、絶対的な温度変化のみを取り出し
表示するよう処理している。従って、第２図に示すよう
温度変化のない部分は、距離に関して減衰曲線とならず
平坦な直線状となり、温度変化のあった部分のみを表示
できる。 また、基準温度部を作り出す恒温装置は、室温よりも高
温に保ってもよいし、低温に保ってもよく、ペルチェ素
子の他に電熱線を内蔵した恒温槽等が使用でき、基準温
度としては約２０℃〜３０℃の室温レベルが好ましい。 ［発明の効果］ 本発明は、反ストークス光強度を基準温度部と比較して
被測定ファイバの絶対的温度分布を測定できるという優
れた効果を有する。
第１図と第２図は本発明の実施例を示し、第１図は分布
型光ファイバ温度センサのブロック図であり、第２図は
コンピューターによって処理されたデータの表示例を示
すグラフであり、第３図は従来の分布型光ファイバ温度
センサのブロック図である。 ４・・・被測定ファイバ ７・・・コンピューター８
・・・ペルチェ素子 第１図 第２図
型光ファイバ温度センサのブロック図であり、第２図は
コンピューターによって処理されたデータの表示例を示
すグラフであり、第３図は従来の分布型光ファイバ温度
センサのブロック図である。 ４・・・被測定ファイバ ７・・・コンピューター８
・・・ペルチェ素子 第１図 第２図
Claims (2)
- （１）被測定ファイバへパルスレーザ光を入射する光源
と、被測定ファイバからのラマン散乱光を測定装置へ光
路変換する光方向性結合器と、該ラマン散乱光の距離に
関する強度分布から被測定ファイバの温度分布を測定す
る測定装置とからなる分布型光ファイバ温度センサにお
いて、該被測定ファイバの一部を一定温度に保持する恒
温装置を設けたことを特徴とする分布型光ファイバ温度
センサ。 - （２）その一部に温度を一定に保持する恒温装置を設け
た被測定ファイバへ光源より発振したパルスレーザ光を
入射し、該被測定ファイバからのラマン散乱光を光方向
性結合器により測定装置へ導光し、該恒温装置が設けら
れた部分を基準温度部とし、該基準温度部の反ストーク
ス光強度と他の部分の反ストークス光強度を比較するこ
とにより被測定ファイバの絶対的温度分布を測定するこ
とを特徴とする温度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1019820A JPH02201233A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 分布型光ファイバ温度センサ及び温度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1019820A JPH02201233A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 分布型光ファイバ温度センサ及び温度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02201233A true JPH02201233A (ja) | 1990-08-09 |
Family
ID=12009954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1019820A Pending JPH02201233A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 分布型光ファイバ温度センサ及び温度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02201233A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05157635A (ja) * | 1991-12-03 | 1993-06-25 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 光ファイバ式温度分布測定装置 |
| US6817759B2 (en) * | 2001-11-30 | 2004-11-16 | National Chiao Tung University | Method of enhancing spatial resolution for distributed temperature measurement |
| WO2008023695A1 (fr) * | 2006-08-24 | 2008-02-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Capteur de température à fibre optique |
| JP2013092388A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Yokogawa Electric Corp | ファイバ温度分布測定装置 |
| CN104389588B (zh) * | 2014-11-14 | 2017-02-22 | 大连理工大学 | 一种单光源光纤分布温度与定点压力测量系统及方法 |
-
1989
- 1989-01-31 JP JP1019820A patent/JPH02201233A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05157635A (ja) * | 1991-12-03 | 1993-06-25 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 光ファイバ式温度分布測定装置 |
| US6817759B2 (en) * | 2001-11-30 | 2004-11-16 | National Chiao Tung University | Method of enhancing spatial resolution for distributed temperature measurement |
| WO2008023695A1 (fr) * | 2006-08-24 | 2008-02-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Capteur de température à fibre optique |
| US7997792B2 (en) | 2006-08-24 | 2011-08-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber temperature sensor |
| JP2013092388A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Yokogawa Electric Corp | ファイバ温度分布測定装置 |
| US9046425B2 (en) | 2011-10-24 | 2015-06-02 | Yokogawa Electric Corporation | Opticalfiber temperature distribution measurement apparatus |
| CN104389588B (zh) * | 2014-11-14 | 2017-02-22 | 大连理工大学 | 一种单光源光纤分布温度与定点压力测量系统及方法 |
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