JPH03210458A - 光ファイバセンサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は単一地点の情報のみならず、多数の地点の情報
を検知する光ファイバセンサに関するものである。

（従来の技術） 従来、このタイプの光ファイバセンサとしては、例えば
特開昭８３−２８８３３３号公報に示される浸水検知セ
ンサ、及び特開昭８０−１４１１２１号公報に示される
落雷検知センサ等がある。

前者の浸水検知センサは、水を吸収すると膨張する吸水
部材と、この吸水部材の膨張に応じて移動する可動部材
と、この可動部材により曲げられる光ファイバとを具え
、この光ファイバの曲げによる光損失を検出して浸水を
検知するものである。

又後者の落雷検知センサは、送電線の鉄塔ごとに光ファ
イバ複合架空地線（ＯＰＧＷ）中の光ファイバの巻曲げ
部、事故電流検出部及び上記巻曲げ部に連結されその巻
曲げ度合を変化する方向に力を与える駆動部を設け、そ
の駆動部を上記検出部の出力により駆動するように構成
したものである。

（解決しようとする課題） 上述したような従来のこの種センサは検出量に応じて光
ファイバに曲げ、側圧等の応力を加え、その結果生じる
光伝送損失を０ＴＤＲ（Ｏｐｔｌｃａｉ　ＴｉｍｅＤｏ
ｓａｌｎ　Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｒｙ）法により、その
段差波形として検出するものである。

しかし、この場合、光ファイバに光伝送損失を生じさせ
る構造なので、遠方になるに従って光信号レベルは急激
に低下し、０ＴＤＲＩ置による有効な測定範囲を浪費し
てしまい、多数のセンサを配置できないという問題があ
った。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述の問題点を解消し、多数の地点の情報の検
知を可能にした光ファイバセンサを提供するもので、そ
の特徴は、１個又は複数個の光分岐器を連結用光ファイ
バにて直列に接続すると共に、上記光分岐器の他の端子
に解放端を持つ分岐用光ファイバを接続し、該分岐用光
ファイバの端面に測定する物理量を端面の反射量に変換
する手段を設け、連結用光ファイバの一端からパルス光
を入射して分岐用光ファイバの反射量の変化を連結用光
ファイバの入射端からの出射光として観測することにあ
る。

第１図は本発明の光ファイバセンサの一興体例の説明図
である 図面に示すように、複数個の光分岐器（３）が連結用光
ファイバ（２）によって直列に接続されており、その一
端は０ＴＤＲ（＋）に接続されている。そして、前記光
分岐器（３）の他の端子には解放端を持つ分岐用光ファ
イバ（４）が接続されており、その端面は光ファイバ（
４）のコア部と屈折率が概ね等しいオイル（５）の中に
あり、底部には反射ミラー（６）が設置されている。（
７）は駆動部で、該駆動部（７）の動きに連動して分岐
用光ファイバ（４）の端面が反射ミラー（６）に接触し
たり、あるいは離れることにより反射ミラー（６）から
の反射量が変化し、これによって駆動部（７）の動きを
検知することが出来る。この場合、０ＴＤＲ（１）を使
用しているので、異なる位置に数多く配置された光分岐
器（３）からの情報信号を同時に測定することが可能で
ある。

（作用） 従来のこの種センサでは、前述のように光ファイバに曲
げ、側圧等の応力を加えて、その結果生じるレイリー散
乱の損失を０ＴＤＲ法により、その段差波形とし検出す
る方式となっている。レイリー散乱の強度は非常に弱い
ため精度よく検出できる範囲は限定される。しかし、本
発明のセンサではレイリー散乱よりはるかに強い反射光
の強度を検出するものであるため、センサ部で生じる損
失は僅かであり、多数のセンサを配置することが可能と
なる。

又従来の応力付与方式のセンサでは、応力を付与した部
分以後に生じる高次モードの影響によって、０ＴＤＲ法
による波形上にダレが生じるので、この部分に第２のセ
ンサを配置することが出来ない。しかし、本発明の光フ
ァイバセンサでは、反射光を検出するので高次モードの
影響を受けることがなくセンサを近接して配置できる。

さらに、光ファイバの端面を空気中に放置した際に生じ
る３％程度の端面での反射（フレネル反射）を用いるこ
とも考えられるが、反射ミラーに接触させる本発明の光
ファイバセンサはこれに比べ反射量が増加するので、多
量の光をセンサ部に分岐させる必要がなく、分岐による
光損失をより小さくすることができ、より多数のセンサ
の配置を可能とする。

（実施例） 第２図は本発明の光ファイバセンサの実施例の説明図で
ある。

（１）は光パルス幅１０ｎｓ、測定間隔１０ｎｓの０Ｔ
ＤＲ装置である。連結用光ファイバ（２）としてはマル
チモード光ファイバを用い、コアは屈折率１．４７３の
５１０２−Ｇｅ０３ガラス、クラッドは屈折率１．４５
８の純５１０２ガラスで、それぞれの外径は５０μｍ及
び１２５μ−である。光分岐器（３）としては、光カプ
ラを用い、分岐比を１対１５００とし、一方の端子には
解放端を持つ分岐用光ファイバを接続し、他の端子には
後に続く光カプラ（３）と接続するための連結用光ファ
イバ（２）を接続し、５台のセンサ部（ム〜Ｅ）を連続
して構成している。分岐用光ファイバ（４）の解放端は
光ファイバ（４）のコア部と屈折率が概ね等しいオイル
（５）の中にあり、センサ検出部が駆動すると約８０％
の反射率の反射ミラー（８）に接触する構造になってい
る。

この実施例にあっては、ＢとＤのセンサ部が動作して反
射ミラー（６）と接触し、他のセンサ部ム、Ｃ、Ｅの分
岐用光ファイバ（４）の端面はオイル（５）中にある。

この時に観測される０ＴＤＲ（１”）の波形は第３図に
／示す通りである。

本実施例では光分岐器として光カプラを用いたが、誘電
体導波路等による他の光分岐器を用いても同様の効果が
得られる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の光ファイバセンサによれ
ば、光フアイバ端面において反射光を生じさせるもので
あるため、従来の光ファイバセンサに比し、多数のセン
サを近接して配置することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ファイバセンサの具体例の説明図で
ある。 第２図は本発明の光ファイバセンサの実施例の説明図、
第３図は上記実施例において観測される０ＴＤＲの波形
の一例の説明図である。 １・・・０ＴＤＲＩ置、２・・・連結用光ファイバ、３
・・・光分岐器、４・・・解放端をもつ分岐用光ファイ
バ、５・・・光ファイバのコア部と屈折率が概ね等しい
オイル、６・・・反射ミラー　７・・・駆動部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）１個又は複数個の光分岐器を連結用光ファイバに
   て直列に接続すると共に、上記光分岐器の他の端子に解
   放端を持つ分岐用光ファイバを接続し、該分岐用光ファ
   イバの端面に測定する物理量を端面の反射量に変換する
   手段を設け、連結用光ファイバの一端からパルス光を入
   射して分岐用光ファイバの反射量の変化を連結用光ファ
   イバの入射端からの出射光として観測することを特徴と
   する光ファイバセンサ。
2. （２）測定する物理量を端面の反射量に変換する手段が
   反射ミラーを光ファイバの端面に着離する手段により構
   成されていることを特徴とする請求項（１）記載の光フ
   ァイバセンサ。