JPH03158728A - 温度検知光ケーブル - Google Patents
温度検知光ケーブルInfo
- Publication number
- JPH03158728A JPH03158728A JP1298195A JP29819589A JPH03158728A JP H03158728 A JPH03158728 A JP H03158728A JP 1298195 A JP1298195 A JP 1298195A JP 29819589 A JP29819589 A JP 29819589A JP H03158728 A JPH03158728 A JP H03158728A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- doped
- optical
- fibers
- loss
- Prior art date
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- Pending
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (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、光ファイバを用いて温度の測定を行なう温度
検知光ケーブルに関するものである。
検知光ケーブルに関するものである。
（従来の技術）
光ファイバに希土類元素をドープすると、温度の変化に
対応して光損失が変化する。ドープする希土類元素とし
ては、ネオジウム（Ｎｄ）、エルビウム（Ｅｒ）、ホル
ミウム（ＨＯ）等が知られている。光損失の変化は、一
般に温度の増加に対して光の吸収が増大する傾向を示す
。この温度検知光ケーブルの一部の温度が上昇するとそ
の部分における損失が増加するから、光パルスを入射し
て損失部からの反射パルスを測定すると、光ケーブルの
長さ方向の損失位置を知ることができる。
対応して光損失が変化する。ドープする希土類元素とし
ては、ネオジウム（Ｎｄ）、エルビウム（Ｅｒ）、ホル
ミウム（ＨＯ）等が知られている。光損失の変化は、一
般に温度の増加に対して光の吸収が増大する傾向を示す
。この温度検知光ケーブルの一部の温度が上昇するとそ
の部分における損失が増加するから、光パルスを入射し
て損失部からの反射パルスを測定すると、光ケーブルの
長さ方向の損失位置を知ることができる。
なお、ステップインデックス型の光ファイバにおいては
、コア部にのみドープしてもよく、クラッド部にもドー
プしてもよい。
、コア部にのみドープしてもよく、クラッド部にもドー
プしてもよい。
特開昭６４−１５７１１号公報に記載された温度検知光
ケーブルは、上述した希土類元素をドープした光ファイ
バを通信用ケーブル等の心線と共に撚ったり、外皮の内
側に接するよう配置したり、あるいは、外被の外側に埋
め込んだりして、火災などの温度上昇を短時間に検知し
て、ケーブルの火災からの保護を図るものである。
ケーブルは、上述した希土類元素をドープした光ファイ
バを通信用ケーブル等の心線と共に撚ったり、外皮の内
側に接するよう配置したり、あるいは、外被の外側に埋
め込んだりして、火災などの温度上昇を短時間に検知し
て、ケーブルの火災からの保護を図るものである。
ところで、一般の通信用に用いられる光ファイバは、第
３図の実線ａに示すように、温度の変化に対する損失の
変動はほとんどみられない。ところが、第２図に示すよ
うに、アルミスペーサ４の溝に光ファイバ５，５を収容
し、アルミバイブ３で被覆してケーブル構造にすると、
光ファイバとケーブルを構成する材料の線膨張係数が異
なるため、温度変動により光ファイバが不規則に曲げら
れ、伝送損失が生じて、第３図の点線すに示すように、
温度によって、損失が変動し、−４０９Ｃ以下、および
、＋１００８Ｃ以上において特に大きい。
３図の実線ａに示すように、温度の変化に対する損失の
変動はほとんどみられない。ところが、第２図に示すよ
うに、アルミスペーサ４の溝に光ファイバ５，５を収容
し、アルミバイブ３で被覆してケーブル構造にすると、
光ファイバとケーブルを構成する材料の線膨張係数が異
なるため、温度変動により光ファイバが不規則に曲げら
れ、伝送損失が生じて、第３図の点線すに示すように、
温度によって、損失が変動し、−４０９Ｃ以下、および
、＋１００８Ｃ以上において特に大きい。
また、上述したドープ物質の一例として銅をドープした
光ファイバは、第３図の一点鎖線Ｃに示すように、温度
に対する損失の増加がほぼ直線的である。
光ファイバは、第３図の一点鎖線Ｃに示すように、温度
に対する損失の増加がほぼ直線的である。
したがって、上述したように金属または希土類をドープ
した光ファイバをケーブル化すると。ｂとＣの二つの特
性に基づく損失変動が重なり合うため、温度と損失変動
との関係を対応させるが難しいという問題点を有してい
る。
した光ファイバをケーブル化すると。ｂとＣの二つの特
性に基づく損失変動が重なり合うため、温度と損失変動
との関係を対応させるが難しいという問題点を有してい
る。
線膨張係数に基づく損失変動を避けるために、種々の主
夫がなされているが、広い温度範囲にわたって、損失変
動をなくすことは不可能であり、上述したような温度検
知光ケーブルにおいても、材料の線膨張係数による損失
変動は避けられないから、従来の温度検知光ケーブルを
もちいて、精度のよい温度検知を行なうことは困難であ
った。
夫がなされているが、広い温度範囲にわたって、損失変
動をなくすことは不可能であり、上述したような温度検
知光ケーブルにおいても、材料の線膨張係数による損失
変動は避けられないから、従来の温度検知光ケーブルを
もちいて、精度のよい温度検知を行なうことは困難であ
った。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、上述した元素をドープした光ファイバと、ドープし
ない光ファイバとを収納して、両者を比較することによ
り線膨張係数に基づく損失変動の影響を除き、温度測定
精度を向上させることを目的とするものである。
で、上述した元素をドープした光ファイバと、ドープし
ない光ファイバとを収納して、両者を比較することによ
り線膨張係数に基づく損失変動の影響を除き、温度測定
精度を向上させることを目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は、温度検知光ケーブルにおいて、光が伝搬する
部分の少なくとも一部に金属元素、または、希土類元素
がドープされた光ファイバと、前記元素がドープされて
いない光ファイバとを収納したことを特徴とするもので
ある。
部分の少なくとも一部に金属元素、または、希土類元素
がドープされた光ファイバと、前記元素がドープされて
いない光ファイバとを収納したことを特徴とするもので
ある。
（作 用）
上述した元素をドープした光ファイバと、ドープしない
光ファイバとを並設することにより、両光ファイバに関
して、線膨張係数に基づく損失変動は同様に生じるのに
対して、上述した元素をドープしたことに基づく損失の
増加は、一方の光ファイバにのみ生じるから、両者を比
較することにより、線膨張係数に基づく損失変動、その
他の損失増加を相殺することができ、温度測定精度を向
上できるものである。
光ファイバとを並設することにより、両光ファイバに関
して、線膨張係数に基づく損失変動は同様に生じるのに
対して、上述した元素をドープしたことに基づく損失の
増加は、一方の光ファイバにのみ生じるから、両者を比
較することにより、線膨張係数に基づく損失変動、その
他の損失増加を相殺することができ、温度測定精度を向
上できるものである。
（実施例）
第１図は、本発明の一実施例を説明するための温度検知
光ケーブルの断面図である。図中、１はコア中に銅が１
０ｐｐｍドープされた光ファイバ、２は光ファイバ１と
構造がほぼ同一の光ファイバであるが、銅がドープされ
ていない点のみが光ファイバ１と相違する。３はアルミ
パイプ、４はアルミスペーサである。光ファイバ１，２
はともに、コア径９μｍ、クラツド径１２５μｍで、被
屈折率差は０．３％の一般通信用の光ファイバであり、
シリコン樹脂で一次被覆され、被覆径は４００μｍであ
る。光ファイバ１には、上述したようにコア中に銅がド
ープされたものである。
光ケーブルの断面図である。図中、１はコア中に銅が１
０ｐｐｍドープされた光ファイバ、２は光ファイバ１と
構造がほぼ同一の光ファイバであるが、銅がドープされ
ていない点のみが光ファイバ１と相違する。３はアルミ
パイプ、４はアルミスペーサである。光ファイバ１，２
はともに、コア径９μｍ、クラツド径１２５μｍで、被
屈折率差は０．３％の一般通信用の光ファイバであり、
シリコン樹脂で一次被覆され、被覆径は４００μｍであ
る。光ファイバ１には、上述したようにコア中に銅がド
ープされたものである。
この温度検知光ケーブルを用いて、波長１．３μｍで損
失の測定を行なったところ、第４図に示すように、温度
と共に損失が直線的に増加することが確かめられた。ま
た、波長１．３μｍの０ＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉ
ｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｒｅｆｒｅｃｔ＋ｎｅｔｏｒ）を
用いて、損失分布を測定したところ、第５図に示す損失
分布が測定でき、これから、本ケーブルの温度Ｔ（’Ｃ
）と損失α（ｄＢ／ｋｍ）との関係式、Ｔ ＝ ７．６
０α−１４，９１ から温度分布を計算でき、第６図のグラフを得ることが
できる。
失の測定を行なったところ、第４図に示すように、温度
と共に損失が直線的に増加することが確かめられた。ま
た、波長１．３μｍの０ＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉ
ｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｒｅｆｒｅｃｔ＋ｎｅｔｏｒ）を
用いて、損失分布を測定したところ、第５図に示す損失
分布が測定でき、これから、本ケーブルの温度Ｔ（’Ｃ
）と損失α（ｄＢ／ｋｍ）との関係式、Ｔ ＝ ７．６
０α−１４，９１ から温度分布を計算でき、第６図のグラフを得ることが
できる。
以上、ケーブル構造の一興体例を説明したが、本発明は
、これに限定されるものではなく、光ファイバにおいて
、光が伝搬する部分の全体または一部に金属元素または
希土類元素がドープされた光ファイバと、この光ファイ
バと構造がほぼ同じで、上記元素がドープされていない
光ファイバが同一のケーブルの中に収納された構造のケ
ーブルであればよい。
、これに限定されるものではなく、光ファイバにおいて
、光が伝搬する部分の全体または一部に金属元素または
希土類元素がドープされた光ファイバと、この光ファイ
バと構造がほぼ同じで、上記元素がドープされていない
光ファイバが同一のケーブルの中に収納された構造のケ
ーブルであればよい。
金属元素としては、例えば、鋼、金、銀、ニッケル、コ
バルト、クロム等、希土類元素としては、特に、ホルニ
ウム、エルビウム、ネオジウム等を用いることができる
。
バルト、クロム等、希土類元素としては、特に、ホルニ
ウム、エルビウム、ネオジウム等を用いることができる
。
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高精
度の温度測定を光ファイバを用いることにより実現させ
たので、特に、引火性物質を取り扱う場所での温度測定
に、適したものである。また、本ケーブルと０ＴＧＲと
を組み合わせることにより線条に分布する地点での温度
を計測できるので、線状体の温度分布測定に用いること
ができる効果がある。
度の温度測定を光ファイバを用いることにより実現させ
たので、特に、引火性物質を取り扱う場所での温度測定
に、適したものである。また、本ケーブルと０ＴＧＲと
を組み合わせることにより線条に分布する地点での温度
を計測できるので、線状体の温度分布測定に用いること
ができる効果がある。
第１図は、本発明の一実施例を説明するための温度検知
光ケーブルの断面図、第２図は、一般の通信用光ケーブ
ルの断面図、第３図乃至第６図は、測定結果を示すグラ
フである。 １・・・金属元素または希土類元素がドープされた光フ
ァイバ、２・・・上記元素がドープされていない光ファ
イバ、３・・・パイプ、４・・・スペーサ。
光ケーブルの断面図、第２図は、一般の通信用光ケーブ
ルの断面図、第３図乃至第６図は、測定結果を示すグラ
フである。 １・・・金属元素または希土類元素がドープされた光フ
ァイバ、２・・・上記元素がドープされていない光ファ
イバ、３・・・パイプ、４・・・スペーサ。
Claims (1)
- 光が伝搬する部分の少なくとも一部に金属元素、または
、希土類元素がドープされた光ファイバと、前記元素が
ドープされていない光ファイバとを収納したことを特徴
とする温度検知光ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1298195A JPH03158728A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 温度検知光ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1298195A JPH03158728A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 温度検知光ケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03158728A true JPH03158728A (ja) | 1991-07-08 |
Family
ID=17856448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1298195A Pending JPH03158728A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 温度検知光ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03158728A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6547435B1 (en) * | 1998-05-15 | 2003-04-15 | GESO Gesellschaft für Sensorik, Geotechnischen Umweltschutz und Mathematische Modellierung mbH Jena | Device for monitoring temperature distribution on the basis of distributed fiber-optic sensing, and use of same |
| US6644848B1 (en) * | 1998-06-11 | 2003-11-11 | Abb Offshore Systems Limited | Pipeline monitoring systems |
| DE102014223639B3 (de) * | 2014-11-19 | 2016-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Montage eines faseroptischen Sensors in einem Schutzrohr sowie faseroptischer Sensor mit einem Schutzrohr |
| CN106813803A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-06-09 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 | 直流输电深井型接地极测温装置、温度在线监测系统及其监测方法 |
-
1989
- 1989-11-16 JP JP1298195A patent/JPH03158728A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6547435B1 (en) * | 1998-05-15 | 2003-04-15 | GESO Gesellschaft für Sensorik, Geotechnischen Umweltschutz und Mathematische Modellierung mbH Jena | Device for monitoring temperature distribution on the basis of distributed fiber-optic sensing, and use of same |
| US6644848B1 (en) * | 1998-06-11 | 2003-11-11 | Abb Offshore Systems Limited | Pipeline monitoring systems |
| DE102014223639B3 (de) * | 2014-11-19 | 2016-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Montage eines faseroptischen Sensors in einem Schutzrohr sowie faseroptischer Sensor mit einem Schutzrohr |
| US10107695B2 (en) | 2014-11-19 | 2018-10-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Fiber-optic sensor with a protective tube and method for installing a fiber-optic sensor in the protective tube |
| CN106813803A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-06-09 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 | 直流输电深井型接地极测温装置、温度在线监测系统及其监测方法 |
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