JPH0725645Y2 - 光ファイバケーブルを使用した路面温度分布測定装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

───────────────────────────────────────────────────── 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)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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。