JPH04147105A - 複合漏洩同軸ケーブル - 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］ この発明は、漏洩同軸ケーブルに光ファイバを配設した
複合漏洩同軸ケーブルに関するものである。

［従来の技術］ 従来、トンネル、地下街、建物構内等における災害の検
知や避難誘導に関する装置としては、電気的センサ及び
情報伝達手段等から構成される災害検知装置が一般に知
られている。この災害検知装置は、火災や地震等が発生
した場合、電気的センサが火災や地震等を速やかに検知
し、この検知した情報を情報伝達手段等が速やかに所定
の部署に伝達するものである。

また、光フアイバ自体を温度センサや圧力／音圧センサ
として用いたリモートセンシング装置も知られている。

例えば、温度センサとして用いた場合では、光フアイバ
内に温度分布があると入射光はこの温度分布により散乱
され、レーリー散乱やラマン散乱が発生する。このレー
リー散乱やラマン散乱の大きさを測定することにより、
温度分布を高感度で検出することができる。また、圧力
／音圧センサとして用いた場合においても同様に圧力／
音圧を高感度で検出することができる。このリモートセ
ンシング装置は、安全性、軽量小型等の優れた特徴を有
することから非常に注目されている装置である。

［発明が解決し上うとする課題］ ところで、上記の災害検知装置は測定を必要とする箇所
に電気的センサをそれぞれ配置した構成であったために
、測定を要する箇所を予め選択・決定することが必要で
あり、長い距離のものを連続的に測定することができな
いという欠点があった。したがって、前記電気的センサ
が配置されていない箇所において火災等が発生した場合
には早期発見が難しく大事に至る可能性があった。

また、光を用いたリモートセンンング装置では、温度分
布、圧力／音圧等を高感度で検出するためには光ファイ
バの径を極めて細くする必要があり、光ファイバの機械
的強度を保持することが非常に困難であるという問題点
があった。機械的強度を保持するためには太くケーブル
化すればよいが、ケーブル化し太くすると感度が低下し
光フアイバセンサの特徴を失うことになる。

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以上
の欠点や問題点を有効に解決するとともに、小型化が可
能、多点連続測定及び高信頼性が可能な複合漏洩同軸ケ
ーブルを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、この発明は次の様な複合漏
洩同軸ケーブルを採用した。すなわち、請求項１記戦の
複合漏洩同軸ケーブルとしては、漏洩同軸ケーブルの内
部もしくは外部に、該漏洩同軸ケーブルの軸方向に沿っ
て光ファイバを配設したことを特徴としている。

また、請求項２記載の複合漏洩同軸ケーブルとしては、
光ファイバを収納するためのファイバ収納部を前記漏洩
同軸ケーブルのシース部に配設したことを特徴としてい
る。

［作用］ この発明の請求項１記載の複合漏洩同軸ケーブルでは、
漏洩同軸ケーブルの内部もしくは外部に、該漏洩同軸ケ
ーブルの軸方向に沿って光ファイバを配設することによ
り、漏洩同軸ケーブルに光ファイバの機能を付与する。

また、請求項２記載の複合漏洩同軸ケーブルでは、前記
漏洩同軸ケーブルの最外周であるノース部にファイバ収
納部を配設したことにより、このファイバ収納部で光フ
ァイバを保護し、また、この光ファイバは漏洩同軸ケー
ブルの外周シース部に配設されているために検知性能を
低下させることなく光フアイバ検知器本来の高感度を保
持した高性能の異常検知が可能となる。

［実施例コ 以下、この発明に係る複合漏洩同軸ケーブルの一実施例
について説明する。

まず、第１図に基づきこの発明に係る複合漏洩同軸ケー
ブルＡについて説明する。図において、符号ｌは漏洩同
軸ケーブル、２はファイバ収納部、３は光ファイバであ
る。

漏洩同軸ケーブルｌは、鉄道、道路、トンネル、地下街
、地下坑内、建物構内等における移動無線（指令、制御
、連絡等の通信）に使用されるものである。この漏洩同
軸ケーブルｌは、中心軸となる内部導体Ｉ＋の外周面に
、絶縁体１２、外部導体１３、ノース部１４の各層を順
次同心円状に形成した外径５１ｍＩＩ＋のケーブルであ
る。

内部導体＋１は、軟銅線あるいはアルミニウムパイプ等
からなる導線である。

絶縁体１２は、内部導体ＩＩの外周面にポリエチレン（
ＰＥ）紐を螺旋状に巻き、その上を膜状のＰＥで被覆し
たものである。耐熱性が要求される場合には、ＰＥ披僅
の上に更に耐軌層が形成される。

外部導体１３は、絶縁体１２の外周面にラミネートアル
ミニウムテープを層状に巻き付け、このラミネートアル
ミニウムテープ層にスロットを設け、ヒダ付は縦添えし
た導体である。耐熱性が要求される場合にはヒダ無しと
される。

ノース部１４は、内部導体ＩＩ、絶縁体１２、外部導体
１３を保護するためのもので、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ
）等からなる厚み４□ｍの絶縁層である。このノース部
１４には複数のファイバ収納部２．２が埋設されている
。

ファイバ収納部２は、後述する光ファイバ３を収納する
ための管で、例えば、外径２　、５　ｍｍ、内径１．Ｏ
ｍｍ、材質ファイバ強化プラスチック（ＦＲＰ）の管の
内周面にポリイミド等の１鳩性合成樹脂を膜状に貼着し
たものである。材質としては上記のファイバ強化プラス
チックの他、例えば、カーホンファイバ強化ポリエステ
ル、ポリイミド樹脂、エボキン樹脂、シリコン樹脂、ナ
イロン、テフロン等が好適に用いられる。このファイバ
収納部２は、外部導体１３の外周面に沿って直線状に延
在し、かつ、この外部導体１３に接触しないように、シ
ース部１４内に埋設されている。シース部１４にファイ
バ収納部２を埋設する方法としては押出成形法が好適に
用いられる。このファイバ収納部２には、光ファイバ３
が収納されている。

光ファイバ３は、ＳＭ石英系もしくはＣＩ石英系の単一
モード光ファイバからなるもので、この光フアイバ自体
のセンサ機能を活用し、後述する検知装置の一つの構成
要素となるものである。この光ファイバ３はエポキシア
クリレートもしくはウレタン樹脂等のヤング率の大きな
材料により被覆されている。

この複合漏洩同軸ケーブルＡでは、漏洩同軸ケーブル１
のノース部１４にファイバ収納部２．２を配設したこと
により、漏洩同軸ケーブル１に光ファイバの機能を付与
し、前記のファイバ収納部２は光ファイバ３を保護し、
この光ファイバ３が漏洩同軸ケーブルｌの性能に与える
影響を更に小さくする。また、この光ファイバ３は検知
性能を低下させずに高感度を保持する光フアイバセンサ
としての働きをする。

以上詳細に説明した様に、上記の一実施例の複合漏洩同
軸ケーブルＡによれば、光ファイバを収納するためのフ
ァイバ収納部２．２を漏洩同軸ケーブルｌのシース部１
４に配設し、光ファイバ３をファイバ収納部２内に配設
したので、光ファイバ３に機械的強度を付与することが
でき、この光ファイバ３が漏洩同軸ケーブルｌの性能に
与える影響を極めて小さくすることができ、光ファイバ
３の検知性能を低下させずに高感度を保持することがで
きる。したがって、高感度の光フアイバセンサの機能を
有する漏洩同軸ケーブルを提供することができる。

第２図は、上記の腹合漏洩同軸ケーブルＡの変形例を示
す図である。

この複合漏洩同軸ケーブルＢの構成が上記の頃合漏洩同
軸ケーブルＡの構成と異なる点は、ノース部１４内に、
外部導体１３の外周面に沿って光ファイバ３を収納する
ための穴を形成し、この穴をファイバ収納部２１とした
点である。

この複合漏洩同軸ケーブルＢは、ファイバ収納部２１に
光ファイバ３を挿入することにより複合漏洩同軸ケーブ
ルＡと全く同一の作用、効果を有する。また、光ファイ
バ３の径が比較的小さな場合には、ファイバ収納部２１
と光ファイバ３との間の空隙部分に絶縁材料を充填して
もよい。

第３図は、上記の複合漏洩同軸ケーブルＡの他の変形例
を示す図である。

この複合漏洩同軸ケーブルＣの構成が上記の複合漏洩同
軸ケーブルＡ、Ｈの構成と異なる点は、押出成形法等を
用いてノース部１４と光ファイバ３を一括充実押出する
ことにより、シース部１４内に、外部導体１３の外周面
に沿って光ファイバ３を埋め込み一体化した点である。

この複合漏洩同軸ケーブルＣは、光ファイバ３の外周面
に接するシース部１４の内面がファイバ収納部２２を構
成しており、複合漏洩同軸ケーブルＡと全く同一の作用
、効果を有する。

次に、この発明の複合漏洩同軸ケーブルＡ（Ｂ。

Ｃ）の応用例について説明する。

第４図は、複合漏洩同軸ケーブルＡ（Ｂ、Ｃ）を用いた
検知装置Ｅである。

この検知装置Ｅは、上述した光ファイバ３、光源３１、
検出部３２、信号処理部３３、表示装置３４、制御機器
３５から概略構成され、光フアイバ３中を伝搬する光が
この光ファイバ３に内在する温度分布、振動、圧力変化
、電界、磁界等によりこの光の位相、偏波、損失、散乱
等が変化することを利用した、いわゆるＯ　Ｔ　Ｄ　Ｒ
（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｔｉａ＋ｅ　Ｄｏｍａｉｎ　Ｒｅｆ
ｌｅｃｔｏ＋ｎｅｔｒｙ）手法を用いた分布型光フアイ
バセンサである。この検知装置Ｅは、光ファイバ３にお
ける光の位相、偏波、損失、散乱等を高感度で検知し信
号処理することにより、温度、振動、圧力、音響、電界
、磁界、放射線等の種々の物理量の変化を高精度で計測
するものである。

光源３１は、高出力・狭パルス幅のレーザ光を繰り返し
パルスとして光フアイバ３中に照射するもので、ＹＡＧ
レーザ等が好適に用いられる。

検出部３２は、照射された繰り返しパルスにより光フア
イバ３中に生じるラマン散乱光、ブリリアン散乱光、レ
ーリー散乱光やフレネル反射光を高感度で検出するもの
である。

信号処理部３３は、検出部３２から出力された信号に、
例えば、繰り返しパルスに対する積分処理等、必要な処
理を行い、この処理されたデータを出力するものである
。

表示装置３４は、信号処理部３３から出力された測定デ
ータや処理結果を表示するもので、アナログ表示装置、
デジタル表示装置、Ｘ−Ｙレコーダ等から構成されてい
る。

制御機器３５は、信号処理部３３から出力されたデータ
に基づき制御を要する各種機器に制御信号を出力したり
、他のノステムに必要な処理や指示を行うものである。

次に、検知袋ＲＥの作用等について説明する。

■　温度分布計測の場合 光源３１により、高出力・狭パルス幅のレーザ光を繰り
返しパルスとして光フアイバ３甲にｆｆ１ｌｌｔすると
、光ファイバ３の構成分子である二酸化ケイ素（ＳｉＯ
りの熱振動により周波数が減少した９４０ｎｍのストー
クス光と、逆に同じ周波数だけ周波数が増加した８７０
ｎｍのアンチストークス光とから構成されるラマン散乱
が生じる。検出部３２によりストークス光とアンチスト
ークス光それぞれの光強度を検出し、信号処理部３３に
よりストークス光とアンチストークス光の比を求め、こ
の比と予め求められた後方ラマン散乱光の特性表とを比
較し、光フアイバ３中の長さ方向の温度分布を求めるこ
とができる。

ここで、火災や異常発熱等により光ファイノ＜３の一部
が急激に加熱されると、この光ファイノ＜３の一部に急
峻な温度分布が生じ、アンチストークス光の光強度か急
激に変化する。検出部３２によりアンチストークス光の
光強度の異常を検出し、信号処理部３３によりストーク
ス光とアンチストークス光の比を求めることにより、光
フアイバ３中の長さ方向の温度分布の変化を高感度かつ
速やかに求めることができる。この計測結果から火災の
発生や異常発熱等を知ることができる。

■　歪分布計測の場合 光源３１により、高出力・狭パルス幅のレーザ光を繰り
返しパルスとして先ファイバ３中に照射し、光フアイバ
３中にブリリアン散乱を生じさせる。このブリリアン散
乱光の周波数に合わせてプローブパルス光を反対側から
照射し、検出部３２によりこの時のブリリアン散乱光の
強度を検出する。ここで、光フアイバ３中に歪分布があ
れば、この歪分布によりブリリアン散乱光の周波数が変
化する。検出部３２によりブリリアン散乱光の周波数変
化を検出し、信号処理部３３によりブリリアン散乱光の
周波数変化に基づき光フアイバ３中の長さ方向の歪の大
きさを求めることができる。

ここで、地震が発生し光フアイバ３中に急激に歪が発生
すると、この先ファイバ３中の歪によりこの歪分布によ
りブリリアン散乱光の周波数か変化する。検出部３２に
よりブリリアン散乱光の周波数変化を検出し、信号処理
部３３によりブリリアン散乱光の周波数変化に基づき先
ファイバ３中の長さ方向の歪の大きさを求めることによ
り、光フアイバ３中の長さ方向の歪を高感度かつ速やか
に求めることができる。この計測結果から地震の発生を
知ることができる。

この検知装置Ｅによれば、光フアイバ３中における光の
位相、偏波、損失、散乱等を検出部３２が高感度で速や
かに検知することができ、信号処理部３３が検出部３２
の出力に基づいて正確かつ速やかに信号処理することが
でき、光フアイバ３中の長さ方向の物理量の変化を高感
度かつ速やかに求めることができ、この計測結果から火
災や地震の発生を速やかに知ることができ、早期発見が
可能になる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明した様に、この発明の請求項１記載の複
合漏洩同軸ケーブルによれば、漏洩同軸ケーブルの内部
もしくは外部に、該漏洩同軸ケーブルの軸方向に沿って
光ファイバを配設したので、漏洩同軸ケーブルに光ファ
イバの機能を付与することができる。したがって、この
ケーブルは、センンング機能と漏洩同軸ケーブルの機能
を合わせ持つことが可能になる。

また、請求項２記載の複合漏洩同軸ケーブルにヨレハ、
光ファイバを収納するためのファイバ収納部を前記漏洩
同軸ケーブルのシース部に配設したので、ファイバ収納
部は外方の衝撃から光ファイバを保護し、この光ファイ
バが前記漏洩同軸ケーブルの性能に与える影響を更に小
さくすることができる。また、この光ファイバは検知性
能を低下させずに高感度を保持することもできる。

以上により、小型、高信頼性、多点連続測定が可能な複
合漏洩同軸ケーブルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である腹合漏洩同軸ケーブ
ルの断面図、第２図及び第３図はこの発明の変形例であ
る複合漏洩同軸ケーブルの断面図、第４図はこの発明の
複合漏洩同軸ケーブルの応用例である検知装置の概略構
成図である。 Ａ、Ｂ、Ｃ・・・・・複合漏洩同軸ケーブル、ｌ　・・
・・・・漏洩同軸ケーブル、 ２．２１．２２　　・・　・・ファイバ収納部、３　・
・・・・　光ファイバ、 １１　　・・　・・・内部導体、　　１２　・・・　絶
縁体、１３　・・・・・　外部導体、　　１４　・　・
・・　シース部、Ｅ　・　・・検知装置、 ３１　・・・・・　光源、　　　　３２　・・・・・検
出部、３３　・・・・・・信号処理部、３４　・・・・
・・表示装置、３５　　・・・制御機器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）漏洩同軸ケーブルの内部もしくは外部に、該漏洩
   同軸ケーブルの軸方向に沿って光ファイバを配設したこ
   とを特徴とする複合漏洩同軸ケーブル。
2. （２）光ファイバを収納するためのファイバ収納部を前
   記漏洩同軸ケーブルのシース部に配設したことを特徴と
   する請求項１記載の複合漏洩同軸ケーブル。