JPH0725645Y2 - Road surface temperature distribution measuring device using optical fiber cable - Google Patents

Road surface temperature distribution measuring device using optical fiber cable

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JPH0725645Y2
JPH0725645Y2 JP11652090U JP11652090U JPH0725645Y2 JP H0725645 Y2 JPH0725645 Y2 JP H0725645Y2 JP 11652090 U JP11652090 U JP 11652090U JP 11652090 U JP11652090 U JP 11652090U JP H0725645 Y2 JPH0725645 Y2 JP H0725645Y2
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JP
Japan
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optical cable
road surface
optical fiber
fiber cable
temperature distribution
Prior art date
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JP11652090U
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Japanese (ja)
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JPH0473827U (en
Inventor
耕一 益子
昭太郎 吉田
正孝 望月
隆 千葉
裕一 小林
充章 石岡
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Fujikura Ltd
Hokkaido Electric Power Co Inc
Original Assignee
Fujikura Ltd
Hokkaido Electric Power Co Inc
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は光ファイバケーブル(以下、単に光ケーブル
と略記する)を使用して路面の温度分布を測定するため
の装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for measuring a temperature distribution on a road surface using an optical fiber cable (hereinafter, simply referred to as an optical cable).

従来の技術 光ケーブルに光パルスを入射した場合、ガラス分子の不
均一に起因するレイリー散乱のほかに、ラマン散乱によ
る散乱光が生じることが知られている。ラマン散乱によ
る散乱光の強度はレイリー散乱光に比較して微弱である
が、その強度はラマン散乱光の生じた箇所の温度に比例
し、またその後方散乱光は光パルスの入射部に戻ってく
る。そこで従来、光ケーブルのこのような特性を利用し
て長い距離に亘る温度分布を計測することが試みられて
いる。すなわち計測対象物に沿って光ケーブルを布設す
るとともに、ラマン散乱による後方反射光を検出し、そ
のラマン散乱光の強度から温度を求め、また光パルスの
入射時から後方散乱光が戻ってくるまでの時間の遅れか
ら位置を求めるものである。
2. Description of the Related Art When an optical pulse is incident on an optical cable, it is known that scattered light due to Raman scattering occurs in addition to Rayleigh scattering due to nonuniformity of glass molecules. The intensity of scattered light due to Raman scattering is weaker than that of Rayleigh scattered light, but its intensity is proportional to the temperature at the location where Raman scattered light occurs, and its backscattered light returns to the incident part of the light pulse. come. Then, conventionally, it has been attempted to measure the temperature distribution over a long distance by utilizing such characteristics of the optical cable. That is, while laying an optical cable along the measurement object, detecting the back-reflected light due to Raman scattering, obtaining the temperature from the intensity of the Raman scattered light, and from the time when the optical pulse is incident until the back-scattered light returns The position is obtained from the time delay.

考案が解決しようとする課題 光ケーブルの上述した特性を利用して路面の温度分布を
測定することが考えられるが、光ケーブルは引張強度が
低いうえに曲げや圧潰による損失が大きいから、路面の
温度分布の定常的な測定を行う場合には、路面直下に埋
設した保護管の内部に光ケーブルを挿通することにな
る。しかしながら保護管内への光ケーブルの挿通を容易
にし、また保護管が変形した場合の荷重が光ケーブルに
直接かからないようにするために、保護管としては光ケ
ーブルの径よりかなり大径のものを使用することにな
る。その結果、光ケーブルの外周には厚い空気層が存在
することになり、しかも光ケーブルは保護管内の下側に
位置するから路面の熱が光ケーブルに伝わりにくくな
る。そのため光ケーブルを介した路面温度の分布を測定
する場合、測定精度が悪くならざるを得ず、またその測
定誤差を保護管の径などに基づいて補正するとしても、
かなり複雑な処理を行わなければならない問題があっ
た。
Problems to be Solved by the Invention It is possible to measure the temperature distribution on the road surface by utilizing the above-mentioned characteristics of the optical cable. When performing a steady measurement of, the optical cable must be inserted into the protection tube buried just below the road surface. However, in order to facilitate the insertion of the optical cable into the protective tube and to prevent the load from being directly applied to the optical cable when the protective tube is deformed, it is recommended to use a protective tube with a diameter considerably larger than the diameter of the optical cable. Become. As a result, a thick air layer exists on the outer circumference of the optical cable, and since the optical cable is located in the lower side of the protection tube, heat on the road surface is less likely to be transmitted to the optical cable. Therefore, when measuring the distribution of the road surface temperature through the optical cable, the measurement accuracy must be poor, and even if the measurement error is corrected based on the diameter of the protective tube, etc.
There was a problem that a fairly complicated process had to be performed.

この考案は上記の事情を背景としてなされたもので、路
面の温度分布を精度良く計測することのできる装置を提
供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an apparatus capable of accurately measuring a temperature distribution on a road surface.

課題を解決するための手段 この考案は、上記の目的を達成するために、路面の直下
に埋設した保護管の内部に光ケーブルを挿通するととも
に、光ケーブルと保護管との間の空間に、光ファイバケ
ーブルより比重の大きい不凍結性の熱伝達用の液体を充
填し、さらにラマン散乱光に基づいて温度を計測する計
測器に前記光ケーブルを接続したことを特徴とするもの
である。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the present invention inserts an optical cable into a protection tube embedded right below a road surface, and also provides an optical fiber in a space between the optical cable and the protection tube. The optical cable is filled with a non-freezing heat transfer liquid having a specific gravity larger than that of the cable, and the optical cable is connected to a measuring instrument for measuring the temperature based on Raman scattered light.

作用 この考案における保護管の内部には、光ケーブルと併せ
てその光ケーブルに浮力を与えて浮上させる熱伝達用の
液体が充填されているから、光ケーブルは浮力によって
保護管内の上側に位置することになる。したがって光ケ
ーブルの外周に空気層が存在しないことと相まって、光
ケーブルと路面との間の熱伝達が良好に行われるので、
光ケーブルの温度が路面の温度とほぼ等しくなる。その
結果、この光ケーブルに計測器から光パルスを入射する
とともにラマン散乱による後方散乱光を検出することに
より、路面の温度分布が正確に測定される。
The inside of the protection tube in this invention is filled with a liquid for heat transfer that gives buoyancy to the optical cable together with the optical cable, so that the optical cable is positioned above the protection tube by buoyancy. . Therefore, in combination with the absence of air layer around the optical cable, the heat transfer between the optical cable and the road surface is performed well,
The temperature of the optical cable becomes almost equal to the temperature of the road surface. As a result, the temperature distribution on the road surface can be accurately measured by injecting an optical pulse from the measuring instrument into this optical cable and detecting backscattered light due to Raman scattering.

実施例 つぎにこの考案の一実施例を図面を参照して説明する。Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図および第2図はこの考案の一実施例を示す略解図
であって、路面1の直下に金属管あるいは合成樹脂管な
どからなる保護管2がほぼ水平に埋設されており、その
内部には光ケーブル3が挿通されている。この光ケーブ
ル3としては、抗張力線の外周に複数本の光ファイバ心
線を配置し、かつその外周に被覆を施したもの、あるい
はステンレスパイプなどの小径パイプに光ケーブル心線
をルーズに挿通した構成のものなどを使用することがで
きる。またこの保護管2の内部には、不凍結性で流動性
のある熱伝達媒体4が充填されている。この熱伝達媒体
4は具体的には一例として比重が約0.8のエチレングリ
コールあるいはシリコンオイルであり、光ケーブル3の
比重が約0.6であることにより光ケーブル3に浮上力を
与え、したがって光ケーブル3は保護管2の内部で上側
の部分に位置している。
1 and 2 are schematic illustrations showing an embodiment of the present invention, in which a protection pipe 2 made of a metal pipe, a synthetic resin pipe or the like is buried substantially horizontally just below a road surface 1 and inside thereof. An optical cable 3 is inserted through the. The optical cable 3 has a structure in which a plurality of optical fiber core wires are arranged on the outer circumference of a tensile strength wire and the outer circumference is covered, or a structure in which the optical cable core wires are loosely inserted through a small diameter pipe such as a stainless pipe. Things etc. can be used. The inside of the protection tube 2 is filled with a heat transfer medium 4 which is non-freezing and has fluidity. The heat transfer medium 4 is, for example, ethylene glycol or silicon oil having a specific gravity of about 0.8. The specific gravity of the optical cable 3 gives a levitation force to the optical cable 3, so that the optical cable 3 is protected by a protective tube. It is located in the upper part inside 2.

また光ケーブル3は、光パルスを光ケーブル3に入射す
る手段、ラマン散乱による後方散乱光の強度を測定する
手段、後方散乱光の遅れ時間を測定する手段、後方散乱
光の強度から温度を求める手段、遅れ時間から位置を求
める手段等を備えている計測器5に接続され、さらにこ
の計測器5には計測結果を出力するCRTやプリンタなど
の出力器6が接続されている。
The optical cable 3 includes means for injecting an optical pulse into the optical cable 3, means for measuring the intensity of backscattered light due to Raman scattering, means for measuring the delay time of backscattered light, means for obtaining temperature from the intensity of backscattered light, It is connected to a measuring instrument 5 equipped with a means for obtaining the position from the delay time, and the measuring instrument 5 is further connected to an output device 6 such as a CRT or a printer for outputting the measurement result.

以上述べた装置では、計測器5から光ケーブル3に光パ
ルスを入射するとともにラマン散乱による後方散乱光を
検出することにより光ケーブル3における各位置の温度
が測定される。その場合、光ケーブル3が路面1に可及
的に接近しているうえに、熱伝達を良好ならしめる伝達
媒体4が光ケーブル3の外周に充填されていて、路面1
と光ケーブル3との間の熱伝達が良好に行われ、両者の
温度が等しくなっているから、光ケーブル3の各部分の
温度を求めることにより路面1の温度分布が正確に計測
される。なお、熱伝達媒体4は水分を含んでいないか
ら、水分の浸透による光ケーブル3の損失の増大を防止
することができる。また冬期に外気温度が低くなった場
合であっても熱伝達媒体が凍結することがなく、保護管
2の破裂や光ケーブル3の損傷が防止される。
In the device described above, the temperature of each position in the optical cable 3 is measured by making the optical pulse enter the optical cable 3 from the measuring instrument 5 and detecting the backscattered light due to Raman scattering. In this case, the optical cable 3 is as close to the road surface 1 as possible, and the outer periphery of the optical cable 3 is filled with the transfer medium 4 for ensuring good heat transfer.
Since the heat transfer between the optical cable 3 and the optical cable 3 is excellent and the temperatures of the two are equal, the temperature distribution of the road surface 1 can be accurately measured by determining the temperature of each part of the optical cable 3. Since the heat transfer medium 4 does not contain water, it is possible to prevent the loss of the optical cable 3 from increasing due to the permeation of water. Further, even if the outside air temperature becomes low in winter, the heat transfer medium does not freeze, and the rupture of the protective tube 2 and the damage to the optical cable 3 are prevented.

考案の効果 以上説明したようにこの考案の装置では、路面の直下に
埋設した保護管の内部に光ケーブルを挿通するととも
に、光ケーブルと保護管との間の空間に、光ファイバケ
ーブルより比重の大きい不凍結性の熱伝達用の液体を充
填し、さらにラマン散乱光に基づいて温度を計測する計
測器に前記光ケーブルを接続した構成としたから、路面
と光ケーブルとの間の熱伝達が良好に行われて両者の温
度がほぼ均温化され、その結果、光ケーブルにおけるラ
マン散乱を利用した路面温度の測定を精度良く行うこと
ができる。
Effects of the Invention As described above, in the device of the present invention, the optical cable is inserted into the protection tube embedded right below the road surface, and the space between the optical cable and the protection tube has a larger specific gravity than the optical fiber cable. Since the optical cable is connected to a measuring instrument that measures the temperature based on Raman scattered light by filling the liquid for freezing heat transfer, heat transfer between the road surface and the optical cable is performed well. As a result, the temperatures of both are almost equalized, and as a result, it is possible to accurately measure the road surface temperature using Raman scattering in the optical cable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの考案の一実施例を示す略解断面図、第2図
は第1図のII-II線に沿う拡大断面図である。 1……路面、2……保護管、3……光ケーブル、4……
熱伝達媒体、5……計測器。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 ... Road surface, 2 ... Protective tube, 3 ... Optical cable, 4 ...
Heat transfer medium, 5 ... Measuring instrument.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 望月 正孝 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉電 線株式会社内 (72)考案者 千葉 隆 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉電 線株式会社内 (72)考案者 小林 裕一 北海道札幌市豊平区里塚461番地6 北海 道電力株式会社総合研究所内 (72)考案者 石岡 充章 北海道札幌市豊平区里塚461番地6 北海 道電力株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 平3−84102(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Creator Masataka Mochizuki 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Fujikura Electric Wire Co., Ltd. (72) Takashi Chiba 1-1-5, Kiba, Koto-ku, Tokyo Fujikura Electric Wire Co., Ltd. (72) Inventor Yuichi Kobayashi 6 461 Satozuka, Toyohira-ku, Sapporo, Hokkaido Kita Kaido Electric Power Co., Inc. Research Institute (72) Inventor, Mitsuaki Ishioka 461 6 Satotsuka, Toyohira-ku, Sapporo, Hokkaido Kita Kaido Electric Power Co., Ltd. Company Research Institute (56) Reference JP-A-3-84102 (JP, A)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】路面の直下に埋設した保護管の内部に光フ
ァイバケーブルを挿通するとともに、光ファイバケーブ
ルと保護管との間の空間に、前記光ファイバケーブルよ
り比重の大きい不凍結性の熱伝達用液体を充填し、さら
にラマン散乱光に基づいて温度を計測する計測器に前記
光ファイバケーブルを接続したことを特徴とする光ファ
イバケーブルを使用した路面温度分布測定装置。
1. A non-freezing heat having a specific gravity larger than that of the optical fiber cable is inserted into a protection tube buried directly below a road surface and the space between the optical fiber cable and the protection tube is inserted. A road surface temperature distribution measuring device using an optical fiber cable, characterized in that the optical fiber cable is connected to a measuring instrument that is filled with a liquid for transmission and further measures the temperature based on Raman scattered light.
JP11652090U 1990-11-06 1990-11-06 Road surface temperature distribution measuring device using optical fiber cable Expired - Lifetime JPH0725645Y2 (en)

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JPH0473827U JPH0473827U (en) 1992-06-29
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