JPH049627A - 異常低温検出方法及びそれを用いた異常低温検出装置 - Google Patents
異常低温検出方法及びそれを用いた異常低温検出装置Info
- Publication number
- JPH049627A JPH049627A JP2108615A JP10861590A JPH049627A JP H049627 A JPH049627 A JP H049627A JP 2108615 A JP2108615 A JP 2108615A JP 10861590 A JP10861590 A JP 10861590A JP H049627 A JPH049627 A JP H049627A
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- Japan
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- light
- low temperature
- optical fiber
- temperature
- stokes light
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- Pending
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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
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、低温部特に液化天然ガス等の液化ガスのタン
ク等の貯蔵施設、それら液化ガスのバイブライン等の搬
送装置の亀裂、破口等により生じた極低温部を検出する
ための異常低温検出方法及び異常低温検出装置に関する
ものである。
ク等の貯蔵施設、それら液化ガスのバイブライン等の搬
送装置の亀裂、破口等により生じた極低温部を検出する
ための異常低温検出方法及び異常低温検出装置に関する
ものである。
［従来の技術］
従来の０ＴＤＲ法を利用した分布型光ファイバー温度セ
ン−ｔｊ−−一のブロック図を第４図に示す。光源部の
ｌ／−ザーバルス１０から発振したレーザーパルスは、
被測定用の光ファイバー１２へ入射され、光ファイバー
１２中で発生し、た後方ラマン散乱光が入射端へ戻・）
てくる。該後カラマン散乱光は光方向性結合器１１によ
り測定装置へ導光され、まずフィルター１３によりラマ
ン散乱光中のスト−り光と反ストークス光が分離検出さ
れ、各々光電変換部１４、】４′でその強度に比例した
電気信号に変換される。該電気信号は各々プリアンプ１
５、】５′により増強され、アベレージヤ−１６にて所
定回数平均化処理がなさｉ］る。平均化処理された信号
は信号処理部１７へ伝送され、ストークス光と反ストー
クス光の信号の比をとり、温度分布への換算等の処理が
なされる。
ン−ｔｊ−−一のブロック図を第４図に示す。光源部の
ｌ／−ザーバルス１０から発振したレーザーパルスは、
被測定用の光ファイバー１２へ入射され、光ファイバー
１２中で発生し、た後方ラマン散乱光が入射端へ戻・）
てくる。該後カラマン散乱光は光方向性結合器１１によ
り測定装置へ導光され、まずフィルター１３によりラマ
ン散乱光中のスト−り光と反ストークス光が分離検出さ
れ、各々光電変換部１４、】４′でその強度に比例した
電気信号に変換される。該電気信号は各々プリアンプ１
５、】５′により増強され、アベレージヤ−１６にて所
定回数平均化処理がなさｉ］る。平均化処理された信号
は信号処理部１７へ伝送され、ストークス光と反ストー
クス光の信号の比をとり、温度分布への換算等の処理が
なされる。
このような計測手段を、液化天然ガス等のタンク及びバ
イブラインの周囲に光ファイバーな設置し２それらの保
全を目的とＬ７か低温部位検出斗段に用いる事が提案さ
れている。即ちタンク及びバイブラインの亀裂等により
液化ガスが漏れると、気化熱により周囲の光ソアイバー
が冷却さ第１、温度分布を計測する事にＪ、す、亀裂箇
所を特定するものである。
イブラインの周囲に光ファイバーな設置し２それらの保
全を目的とＬ７か低温部位検出斗段に用いる事が提案さ
れている。即ちタンク及びバイブラインの亀裂等により
液化ガスが漏れると、気化熱により周囲の光ソアイバー
が冷却さ第１、温度分布を計測する事にＪ、す、亀裂箇
所を特定するものである。
［発明の解決し２よ）とする課題］
低温部位検出に、分花梨光ファイバー温度センサーを適
用すると、次の様な問題点があった。
用すると、次の様な問題点があった。
（１）低温にて損失の少ない特殊な光ファイバーが必要
である。
である。
（２）この様な光ファイバーは、従来の様な保護コート
ができない為、非常に多く、特殊な敷設技術が必要であ
る。
ができない為、非常に多く、特殊な敷設技術が必要であ
る。
（３）以上により、コストアップとなる。
（４）従来の低温で損失の大きい光ファイバーを用いる
と、特に極低温では距離に関する信号の減衰率［ｄＢ／
ｋｍｌが低温になるほど非線形に増大し、正確な温度の
計測が不可能である。
と、特に極低温では距離に関する信号の減衰率［ｄＢ／
ｋｍｌが低温になるほど非線形に増大し、正確な温度の
計測が不可能である。
［課題を解決する為の手段］
本発明は、前述の問題点を解決すべ（なされたものであ
り、被測定光ファイバーへレーザーパルスを入射する光
源部と、被測定光ファイバーからの後方ラマン散乱光を
測定装置へ導光ラマン散乱光を測定装置へ導光する光方
向性結合器と、後方ラマン散乱光中のストークス光と反
ストークス光を分離するフィルターと、ストークス光と
反ストークス光を各々強度に比例した電気信号に光電変
換する光電変換部と、該光電変換部よりの電気信号を所
定回数平均化処理する平均化処理部と、足回数平均化処
理されたストークス光と反ストークス光の信号の比をと
り温度分布へ換算する信号処理部とからなる分布型光フ
ァイバー温度センサーを用いて、該信号処理部において
得られた温度分布のうち光源からのある距離で閾値以下
の信号の損失が発生した場合に、損失部分の信号の減衰
率をあらかじめ記憶された被測定光ファイバーの各温度
での信号の減衰率と比較対照することにより低温部を検
出することを特徴とする異常低温検ｉ４；方法を提供す
るものである。
り、被測定光ファイバーへレーザーパルスを入射する光
源部と、被測定光ファイバーからの後方ラマン散乱光を
測定装置へ導光ラマン散乱光を測定装置へ導光する光方
向性結合器と、後方ラマン散乱光中のストークス光と反
ストークス光を分離するフィルターと、ストークス光と
反ストークス光を各々強度に比例した電気信号に光電変
換する光電変換部と、該光電変換部よりの電気信号を所
定回数平均化処理する平均化処理部と、足回数平均化処
理されたストークス光と反ストークス光の信号の比をと
り温度分布へ換算する信号処理部とからなる分布型光フ
ァイバー温度センサーを用いて、該信号処理部において
得られた温度分布のうち光源からのある距離で閾値以下
の信号の損失が発生した場合に、損失部分の信号の減衰
率をあらかじめ記憶された被測定光ファイバーの各温度
での信号の減衰率と比較対照することにより低温部を検
出することを特徴とする異常低温検ｉ４；方法を提供す
るものである。
本発明の分布型光ファイバー温度センザーのブロック図
は、第４図の例と同じであるが、信号処理部１７におい
て上述の処理を行うものであり、またそのためにさらに
マイクロコンビコーター等のコンビコーターを接続して
もよい。
は、第４図の例と同じであるが、信号処理部１７におい
て上述の処理を行うものであり、またそのためにさらに
マイクロコンビコーター等のコンビコーターを接続して
もよい。
検出方法の手順を以下に記す。
ａ９分布型光ファイバー温度センサーにより被測定光フ
ァイバーの温度分布を測定する。
ァイバーの温度分布を測定する。
ｂｌ、温度分布の中で急激な損失のある部分について着
目し、その損失が閾値量”ｆならば、異常低温は発生シ
、、ていないと判定する。
目し、その損失が閾値量”ｆならば、異常低温は発生シ
、、ていないと判定する。
ｂ２、ｂｌと同様にし２て、損失が閾値以上ならば、異
常低温は発生したと判定し以下の処理を行う。
常低温は発生したと判定し以下の処理を行う。
Ｃ１損失部分の信号の減衰率［ｄＢ／ ｋｍ］を算出す
る。
る。
ｄ、Ｃの減衰率をあらかじめ記憶された被測定光ファイ
バーの各温度での減衰率と比較対照し、損失部分の温度
を求める。
バーの各温度での減衰率と比較対照し、損失部分の温度
を求める。
［作用］
第２図は本発明に供される光ファイバーの減衰率温度特
性である。この様に非線形性を示すが、検出温度をうま
く選べば、充分信頼性の高い低温部検出が可能である。
性である。この様に非線形性を示すが、検出温度をうま
く選べば、充分信頼性の高い低温部検出が可能である。
即ち、スレシュホールド上限温度をＴ１ 下限温度をＴ
２、常温部の平均温度を７０％ この時の減衰率をＤＩ
Ｄ２ 、 Ｄｏ ［ｄＢ／ｋｍ］ 、常温部の減
衰率のゆらぎを△Ｄ ［ｄＢ／ｋｍ］ 、 ＯＴ Ｄ
Ｒ部のダイナミックレンジをＰ ［ｄＢ］ 、測定長を
Ｌ［ｋｍ］とすると、 Ｐ ＞ Ｌ−Ｄ０且つ △Ｄ＜ ＤＩ −０１ であれば、Ｔ、 Ｔａを検出できる。
２、常温部の平均温度を７０％ この時の減衰率をＤＩ
Ｄ２ 、 Ｄｏ ［ｄＢ／ｋｍ］ 、常温部の減
衰率のゆらぎを△Ｄ ［ｄＢ／ｋｍ］ 、 ＯＴ Ｄ
Ｒ部のダイナミックレンジをＰ ［ｄＢ］ 、測定長を
Ｌ［ｋｍ］とすると、 Ｐ ＞ Ｌ−Ｄ０且つ △Ｄ＜ ＤＩ −０１ であれば、Ｔ、 Ｔａを検出できる。
又逆に被覆材や光ファイバーの構造、例えばプラスチッ
ククラッドファイバーの様に低温に敏感な構造とするこ
とで、この温度特性を自由に制御することも可能である
。
ククラッドファイバーの様に低温に敏感な構造とするこ
とで、この温度特性を自由に制御することも可能である
。
［実施例］
第３図は本発明に使用した光ファイバーの減衰率温度特
性である。この光ファイバーと片道ダイナミックレンジ
１０ｄＢの０ＴＤＲ部（分布型光ファイバー温度センサ
ー）により１７３”Ｋと１５３”Ｋの弁別が可能である
。１７３°にの減衰率は約１０ｄＢ／ｋｍ、１５３筆の
減衰率は約２０ｄＢ／ｋｍ、常温部３００°にの減衰率
は約５ｄＢ／ｋｍ、測定長ｌｋｍ、減衰率のゆらぎ０．
５ ｄＢ／ ｋｍである。
性である。この光ファイバーと片道ダイナミックレンジ
１０ｄＢの０ＴＤＲ部（分布型光ファイバー温度センサ
ー）により１７３”Ｋと１５３”Ｋの弁別が可能である
。１７３°にの減衰率は約１０ｄＢ／ｋｍ、１５３筆の
減衰率は約２０ｄＢ／ｋｍ、常温部３００°にの減衰率
は約５ｄＢ／ｋｍ、測定長ｌｋｍ、減衰率のゆらぎ０．
５ ｄＢ／ ｋｍである。
第１図に示すような０ＴＤＲ部の損失波形１より低温部
を特定するには、次の方法が有効である。距離の測定レ
ンジを複数のブロックに分割し、損失を比較する。この
時点で第３図に示すような過去の損失データとの比較を
し、あるしきい値（例えば０．５ ｄＢ）以上の損失増
加がみられなければ、低温部位の発生がなかったとして
０ＴＤＲ測定モードへ戻る。この閾値は実験的に、ある
いは光ファイバーの敷設状態を考慮して決定する。
を特定するには、次の方法が有効である。距離の測定レ
ンジを複数のブロックに分割し、損失を比較する。この
時点で第３図に示すような過去の損失データとの比較を
し、あるしきい値（例えば０．５ ｄＢ）以上の損失増
加がみられなければ、低温部位の発生がなかったとして
０ＴＤＲ測定モードへ戻る。この閾値は実験的に、ある
いは光ファイバーの敷設状態を考慮して決定する。
次に一番損失の大きなブロックを更に細く分割し各々の
損失を比較する。以下この操作を繰り返し、要求の位置
精度を満足したら終了する（逐次比較法）。比較ステッ
プ数とステップ毎の分割数を最適化する事により、位置
検出の信頼性を上げ且、処理時間を短縮できる。
損失を比較する。以下この操作を繰り返し、要求の位置
精度を満足したら終了する（逐次比較法）。比較ステッ
プ数とステップ毎の分割数を最適化する事により、位置
検出の信頼性を上げ且、処理時間を短縮できる。
又、常温部に於ける単位長さ当りの損失変動が少なく、
Ｓ／Ｎが良好であれば、単純な微分による周波数分離に
よっても位置検出が可能である。
Ｓ／Ｎが良好であれば、単純な微分による周波数分離に
よっても位置検出が可能である。
［発明の効果］
本発明は、低温において損失の少ない特殊な光ファイバ
ーを使用することもなく、液化ガス等のタンクやバイブ
ラインの破損により生じた低温部を精度良くその温度及
び位置を検出できるという効果を生じる。
ーを使用することもなく、液化ガス等のタンクやバイブ
ラインの破損により生じた低温部を精度良くその温度及
び位置を検出できるという効果を生じる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第３図は本発明の実施例を示し、第１図は温度
分布測定例のグラフであり、第２図は減衰率の温度によ
る非線形性を示すグラフであり、第３図は減衰率の実際
のデータを示すグラフであり、第４図は従来の分布型光
ファイバー温度センサーのブロック図である。 第 図 ↑
分布測定例のグラフであり、第２図は減衰率の温度によ
る非線形性を示すグラフであり、第３図は減衰率の実際
のデータを示すグラフであり、第４図は従来の分布型光
ファイバー温度センサーのブロック図である。 第 図 ↑
Claims (3)
- （１）被測定光ファイバーへレーザーパルスを入射する
光源部と、被測定光ファイバーからの後方ラマン散乱光
を測定装置へ導光する 光方向性結合器と、後方ラマン散乱光中のストークス光
と反ストークス光を分離するフィルターと、ストークス
光と反ストークス光を各々強度に比例した電気信号に光
電変換する光電変換部と、該光電変換部よりの電気信号
を所定回数平均化処理する平均化処理部と、所定回数平
均化処理されたストークス光と反ストークス光の信号の
比をとり温度分布へ換算する信号処理部とからなる分布
型光ファイバー温度センサーを用いて、該信号処理部に
おいて得られた温度分布のうち光源からのある距離で閾
値以下の信号の損失が発生した場合に、損失部分の信号
の減衰率をあらかじめ記憶された被測定光ファイバーの
各温度での信号の減衰率と比較対照することにより低温
部を検出することを特徴とする異常低温検出方法。 - （２）請求項１記載の検出方法を用いた異常低温検出装
置。 - （３）請求項１記載の検出方法を用いた液化ガスの貯蔵
施設または搬送装置に設置される液化ガスの流出検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2108615A JPH049627A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 異常低温検出方法及びそれを用いた異常低温検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2108615A JPH049627A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 異常低温検出方法及びそれを用いた異常低温検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH049627A true JPH049627A (ja) | 1992-01-14 |
Family
ID=14489289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2108615A Pending JPH049627A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 異常低温検出方法及びそれを用いた異常低温検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH049627A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05223658A (ja) * | 1992-02-13 | 1993-08-31 | Fujikura Ltd | 流体流通管路における温度異常検出構造 |
| JPH09269248A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Anritsu Corp | 光線路監視装置 |
-
1990
- 1990-04-26 JP JP2108615A patent/JPH049627A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05223658A (ja) * | 1992-02-13 | 1993-08-31 | Fujikura Ltd | 流体流通管路における温度異常検出構造 |
| JPH09269248A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Anritsu Corp | 光線路監視装置 |
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