JPH0731060B2 - 配管用光干渉角速度計 - Google Patents
配管用光干渉角速度計Info
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- JPH0731060B2 JPH0731060B2 JP62156330A JP15633087A JPH0731060B2 JP H0731060 B2 JPH0731060 B2 JP H0731060B2 JP 62156330 A JP62156330 A JP 62156330A JP 15633087 A JP15633087 A JP 15633087A JP H0731060 B2 JPH0731060 B2 JP H0731060B2
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- optical
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、配管用光干渉角速度計に関し、特に、ガ
ス、水道、電気配管その他設置された配管の方位角、上
下角を計測する配管用光干渉角速度計に関する。
ス、水道、電気配管その他設置された配管の方位角、上
下角を計測する配管用光干渉角速度計に関する。
「従来の技術」 都市の地中に埋設されるガス、水道、電気配管その他の
配管の方位角、上下角を計測するに機械式ジャイロを使
用して角速度情報を得ていた。第６図はその様子を示す
図である。第６図において、計測部11は第７図に示され
る如くジャイロセンサ12と制御回路13とより成る。そし
て、制御回路13はジャイロセンサ12を駆動する各電源1
4、15並びにジャイロセンサ12から得られる信号を同期
検波する信号処理部16より成る。モニタパネル17は、計
測部11に対する電源18および計測部11により得られる角
速度情報を受けとって演算回路19において演算し、表示
器21に表示したり或は記録計22へ信号を出力したりす
る。第６図に示される如く、駆動車23は配管24の中を計
測部11を牽引する。計測部11は、牽引されながら方位お
よび上下方向の角速度を検知し、モニタパネル17にその
信号をケーブル25を介して伝送する。モニタパネル17
は、計測部11により得られる角速度情報を積分処理して
方位角および上下角を求め、表示したり或は記録計22に
送信したりする。
配管の方位角、上下角を計測するに機械式ジャイロを使
用して角速度情報を得ていた。第６図はその様子を示す
図である。第６図において、計測部11は第７図に示され
る如くジャイロセンサ12と制御回路13とより成る。そし
て、制御回路13はジャイロセンサ12を駆動する各電源1
4、15並びにジャイロセンサ12から得られる信号を同期
検波する信号処理部16より成る。モニタパネル17は、計
測部11に対する電源18および計測部11により得られる角
速度情報を受けとって演算回路19において演算し、表示
器21に表示したり或は記録計22へ信号を出力したりす
る。第６図に示される如く、駆動車23は配管24の中を計
測部11を牽引する。計測部11は、牽引されながら方位お
よび上下方向の角速度を検知し、モニタパネル17にその
信号をケーブル25を介して伝送する。モニタパネル17
は、計測部11により得られる角速度情報を積分処理して
方位角および上下角を求め、表示したり或は記録計22に
送信したりする。
以上の通りの配管用光干渉角速度計の従来例は、計測部
11の制御回路13をモニタパネル17に収納することができ
ない。その理由は以下の通りである。
11の制御回路13をモニタパネル17に収納することができ
ない。その理由は以下の通りである。
先ず、機械式ジャイロは、スピンモータを回転させるた
めに数ワット程度の２相或は３相の400Hz26V電源を必要
とし、そしてシグナルジェネレータの励磁に12.8kHzの
電源を必要とする。ここで、ジャイロセンサ12と制御回
路13との間を数百ｍにも及ぶ長尺ケーブルにより接続す
るすると、ケーブル内における電圧降下、ケーブルのゆ
れによる浮遊容量の変動その他の原因によるスピンモー
タおよびシグナルジェネレータを励磁する電源電圧が変
動し、ジャイロの機能、性能を悪化させて好ましくな
い。このケーブル内の電気抵抗を小さく抑えようとする
とケーブルは太くなり、ケーブルが太くなるとケーブル
の重量は増えるので駆動車23を大きくして牽引力を更に
大きくしなければならなくなる。駆動車23は大きくなる
と共にコスト高となる。
めに数ワット程度の２相或は３相の400Hz26V電源を必要
とし、そしてシグナルジェネレータの励磁に12.8kHzの
電源を必要とする。ここで、ジャイロセンサ12と制御回
路13との間を数百ｍにも及ぶ長尺ケーブルにより接続す
るすると、ケーブル内における電圧降下、ケーブルのゆ
れによる浮遊容量の変動その他の原因によるスピンモー
タおよびシグナルジェネレータを励磁する電源電圧が変
動し、ジャイロの機能、性能を悪化させて好ましくな
い。このケーブル内の電気抵抗を小さく抑えようとする
とケーブルは太くなり、ケーブルが太くなるとケーブル
の重量は増えるので駆動車23を大きくして牽引力を更に
大きくしなければならなくなる。駆動車23は大きくなる
と共にコスト高となる。
そして、数゜／時程度の微小入力角速度における微小信
号を数100mのケーブルを介して性能劣化なしに伝送する
ことは、外来雑音により妨害されて困難である。
号を数100mのケーブルを介して性能劣化なしに伝送する
ことは、外来雑音により妨害されて困難である。
以上の通りの配管用光干渉角速度計の従来例は計測部11
を小型化することができず、100mmφ程度以上の太い配
管の計測にしか適用することができない。それ以下の細
管の方位角、上下角の計測をすることができなかった。
そして、計測部11を移動するに駆動車23を必要とし、そ
の上に駆動車23も大型の牽引力の大きなものを必要とす
る。
を小型化することができず、100mmφ程度以上の太い配
管の計測にしか適用することができない。それ以下の細
管の方位角、上下角の計測をすることができなかった。
そして、計測部11を移動するに駆動車23を必要とし、そ
の上に駆動車23も大型の牽引力の大きなものを必要とす
る。
一方、機械式ジャイロと同様に角速度を検出することが
できる光干渉角速度計が提案されている。第８図を参照
して光干渉角速度計を説明するに、光源26から出射した
光27は、光分配結合器28および偏光子29を通って光分配
結合器31に到り、ここにおいて左右逆向きに伝搬する光
33、34に分岐され、１回以上巻回された角速度検出用光
ファイバコイル32に供給される。これらの左右両光は、
角速度検出用光ファイバコイル32の片端に配置された位
相変調器35により位相変調される。これら両光33、34は
その後再び光分配結合器31により結合されて干渉する。
この干渉光は偏光子29および光分配結合器28を通って光
電変換回路36に到達する。光電変換回路36に到達した干
渉光I0は、 I0＝Ｃ｛１−cosΔφ（J0（ｘ）＋2J2（ｘ）cos2ωｔ′ ＋…＋2J2m（ｘ）cos2mωｔ′＋…） ＋sinΔφ（2J1（ｘ）sinωｔ′ ＋2J3（ｘ）sin3ωｔ′ ＋…＋2J2m−１（ｘ）sin（2m−１）ωｔ′＋…）｝ …
（１） となる。
できる光干渉角速度計が提案されている。第８図を参照
して光干渉角速度計を説明するに、光源26から出射した
光27は、光分配結合器28および偏光子29を通って光分配
結合器31に到り、ここにおいて左右逆向きに伝搬する光
33、34に分岐され、１回以上巻回された角速度検出用光
ファイバコイル32に供給される。これらの左右両光は、
角速度検出用光ファイバコイル32の片端に配置された位
相変調器35により位相変調される。これら両光33、34は
その後再び光分配結合器31により結合されて干渉する。
この干渉光は偏光子29および光分配結合器28を通って光
電変換回路36に到達する。光電変換回路36に到達した干
渉光I0は、 I0＝Ｃ｛１−cosΔφ（J0（ｘ）＋2J2（ｘ）cos2ωｔ′ ＋…＋2J2m（ｘ）cos2mωｔ′＋…） ＋sinΔφ（2J1（ｘ）sinωｔ′ ＋2J3（ｘ）sin3ωｔ′ ＋…＋2J2m−１（ｘ）sin（2m−１）ωｔ′＋…）｝ …
（１） となる。
ここでC;定数 Ｊｎ;n次のベッセル関数（ｎ＝0,1,2,3…） x;2Asinπf0τ A;変調指数 τ；角速度検出用光ファイバコイル32を通る光の伝搬時
間 f0;位相変調器35の駆動周波数 ｔ′;t−τ/2 Δφ；角速度検出用光ファイバコイル32を互に逆方向に
伝搬した両光33′,34′間の位相差 R;角速度検出用光ファイバコイル32の半径 L;ループ状に構成された角速度検出用光ファイバコイル
32の長さ C;光速 λ；光の波長 式（１）から明らかな如く、干渉光I0にはcosΔφに比
例する項およびsinΔφに比例する項が含まれている。
干渉光I0は光電気変換回路36において光電変換される。
電気信号に変換された信号はJ1（ｘ）sinΔφに比例し
た信号V1を端子37に取り出すべく、同期検波回路38にお
いて発振器39の出力により同期検波される。発振器39は
位相変調器35に対して変調信号を供給する。
間 f0;位相変調器35の駆動周波数 ｔ′;t−τ/2 Δφ；角速度検出用光ファイバコイル32を互に逆方向に
伝搬した両光33′,34′間の位相差 R;角速度検出用光ファイバコイル32の半径 L;ループ状に構成された角速度検出用光ファイバコイル
32の長さ C;光速 λ；光の波長 式（１）から明らかな如く、干渉光I0にはcosΔφに比
例する項およびsinΔφに比例する項が含まれている。
干渉光I0は光電気変換回路36において光電変換される。
電気信号に変換された信号はJ1（ｘ）sinΔφに比例し
た信号V1を端子37に取り出すべく、同期検波回路38にお
いて発振器39の出力により同期検波される。発振器39は
位相変調器35に対して変調信号を供給する。
ここで、光干渉角速度計の光学路は、通常、光ファイバ
により構成される。この光ファイバとしては、光の位相
情報を確実に伝送するために、光の偏波面を保持する性
質を持った定偏波光ファイバが通常使用される。別の技
術として、光源26から出射した光を無偏光にし、光干渉
角速度計の光学路に単一モード光ファイバを使用する方
法がある。この場合、偏光子29は不要である。
により構成される。この光ファイバとしては、光の位相
情報を確実に伝送するために、光の偏波面を保持する性
質を持った定偏波光ファイバが通常使用される。別の技
術として、光源26から出射した光を無偏光にし、光干渉
角速度計の光学路に単一モード光ファイバを使用する方
法がある。この場合、偏光子29は不要である。
この発明は、計測部の小型化、軽量化を計り、細管にお
ける方位角、上下角の計測を可能とし、駆動車を小型化
し或は駆動車を不要とし、その上に外来雑音の影響を受
けない配管用光干渉角速度計を提供するものである。
ける方位角、上下角の計測を可能とし、駆動車を小型化
し或は駆動車を不要とし、その上に外来雑音の影響を受
けない配管用光干渉角速度計を提供するものである。
「問題点を解決するための手段」 光源26と、光分配結合器28と、干渉光の光強度を電気信
号として検出する光電気変換回路36とを有する制御回路
41を具備し、長尺の第１の光ファイバ44および第２の光
ファイバ47を被覆材により保護した光ケーブル43を具備
し、光源26から長尺の第１の光ファイバ44を介して伝搬
してきた光の内の一方の偏光を選択的に通過させる偏光
子29と、少なくとも１周する角速度検出用光ファイバコ
イル32と、偏光子29から放射される偏光を角速度検出用
光ファイバコイル32に対して右廻り光33および左廻り光
34に分岐すると共に角速度検出用光ファイバコイル32を
伝搬してきた右廻り光と左廻り光とを干渉させる光分配
結合器31とを有し、光分配結合器31直前に偏光子29を配
置し、前記光分配結合器31と前記角速度検出用光ファイ
バコイル32の一端との間にこれらに縦続的に配されて右
廻り光と左廻り光に位相変化を与える位相変調器35を配
置した角速度検出部42を具備する配管用光干渉角速度計
において、 前記制御回路41は、更に、前記位相変調器35を駆動する
発振回路45と、発振回路45から出力される変調信号を光
の強度変化に変化する電気光変換回路46とを有し、前記
角速度検出部42は、更に、前記電気光変換回路46から出
射される光の強度を電気信号として検出し前記位相変調
器35の駆動信号を発生する光電変換回路48を有し、前記
電気光変換回路46と前記光電変換回路48とを長尺の第２
の光ファイバ47により接続し、角速度検出部42は球状の
角速度検出部筐体63内に収容されるものである配管用光
干渉角速度計を構成した。
号として検出する光電気変換回路36とを有する制御回路
41を具備し、長尺の第１の光ファイバ44および第２の光
ファイバ47を被覆材により保護した光ケーブル43を具備
し、光源26から長尺の第１の光ファイバ44を介して伝搬
してきた光の内の一方の偏光を選択的に通過させる偏光
子29と、少なくとも１周する角速度検出用光ファイバコ
イル32と、偏光子29から放射される偏光を角速度検出用
光ファイバコイル32に対して右廻り光33および左廻り光
34に分岐すると共に角速度検出用光ファイバコイル32を
伝搬してきた右廻り光と左廻り光とを干渉させる光分配
結合器31とを有し、光分配結合器31直前に偏光子29を配
置し、前記光分配結合器31と前記角速度検出用光ファイ
バコイル32の一端との間にこれらに縦続的に配されて右
廻り光と左廻り光に位相変化を与える位相変調器35を配
置した角速度検出部42を具備する配管用光干渉角速度計
において、 前記制御回路41は、更に、前記位相変調器35を駆動する
発振回路45と、発振回路45から出力される変調信号を光
の強度変化に変化する電気光変換回路46とを有し、前記
角速度検出部42は、更に、前記電気光変換回路46から出
射される光の強度を電気信号として検出し前記位相変調
器35の駆動信号を発生する光電変換回路48を有し、前記
電気光変換回路46と前記光電変換回路48とを長尺の第２
の光ファイバ47により接続し、角速度検出部42は球状の
角速度検出部筐体63内に収容されるものである配管用光
干渉角速度計を構成した。
そして、前記角速度検出部42と前記制御回路41とを複数
対具備する配管用光干渉角速度計を構成した。
対具備する配管用光干渉角速度計を構成した。
「実施例」 第１図を参照して、先ず、この発明を構成する回路構成
から説明する。第１図はこの発明の配管用光干渉角速度
計の回路構成を説明するものである。第１図において、
制御回路41は、光源26、光分配結合器28、光電変換回路
36、および同期検波回路38より成る。角速度検出部42
は、偏光子29、光分配結合器31、角速度検出用光ファイ
バコイル32および位相変調器35より成る。制御回路41と
角速度検出部42とは長尺の光ケーブル43中の光ファイバ
44により接続される。
から説明する。第１図はこの発明の配管用光干渉角速度
計の回路構成を説明するものである。第１図において、
制御回路41は、光源26、光分配結合器28、光電変換回路
36、および同期検波回路38より成る。角速度検出部42
は、偏光子29、光分配結合器31、角速度検出用光ファイ
バコイル32および位相変調器35より成る。制御回路41と
角速度検出部42とは長尺の光ケーブル43中の光ファイバ
44により接続される。
位相変調器35を駆動する変調信号は制御回路41中の発振
器45により発生され、これを電気光変換回路46において
光の強度変化に変換後、光ケーブル43中の光ファイバ47
を介して角速度検出部42に伝送し、光電変換回路48によ
り再び電気信号に変換して位相変調器35に印加する。な
お、ここにおいて使用される光ファイバ47は、光の強度
変化を伝送するためのものであるから、特に定偏波光フ
ァイバ或は単一モード光ファイバである必要はなく、マ
ルチモード光ファイバとすることができる。ここで、電
池49は光電変換回路48を駆動するためのものであり、負
荷である位相変調器35に印加する電圧は0.7Vrms程度で
あって電力を殆ど消費しないものであるので、ボタン電
池を使用することができる。
器45により発生され、これを電気光変換回路46において
光の強度変化に変換後、光ケーブル43中の光ファイバ47
を介して角速度検出部42に伝送し、光電変換回路48によ
り再び電気信号に変換して位相変調器35に印加する。な
お、ここにおいて使用される光ファイバ47は、光の強度
変化を伝送するためのものであるから、特に定偏波光フ
ァイバ或は単一モード光ファイバである必要はなく、マ
ルチモード光ファイバとすることができる。ここで、電
池49は光電変換回路48を駆動するためのものであり、負
荷である位相変調器35に印加する電圧は0.7Vrms程度で
あって電力を殆ど消費しないものであるので、ボタン電
池を使用することができる。
第２図は、光ケーブル11の断面例を示す図である。抗張
力体51の外周に緩衝層52を介して複数の光ファイバ53が
配され、これら光ファイバ53の外周に介在物54を介して
緩衝層55が配され、その外周に外被56が設けられる。光
ファイバ53を束ね、被覆材により保護することにより、
光ファイバ53を長尺に亘って引き回すことができるに到
り、長尺の配管の方位角および上下角の計測をすること
ができる。
力体51の外周に緩衝層52を介して複数の光ファイバ53が
配され、これら光ファイバ53の外周に介在物54を介して
緩衝層55が配され、その外周に外被56が設けられる。光
ファイバ53を束ね、被覆材により保護することにより、
光ファイバ53を長尺に亘って引き回すことができるに到
り、長尺の配管の方位角および上下角の計測をすること
ができる。
長尺の光ファイバの光の伝送損失についてみると、クラ
ッド径が125μｍの定偏波光ファイバは−2db/km程度で
あり、数百ｍを引き回わしても伝送損失は問題とはなら
ない。光ケーブル43内の定偏波光ファイバは、小径に曲
げる必要がないから後述する細径化高比屈折率を持った
定偏波光ファイバを使用する必要はない。
ッド径が125μｍの定偏波光ファイバは−2db/km程度で
あり、数百ｍを引き回わしても伝送損失は問題とはなら
ない。光ケーブル43内の定偏波光ファイバは、小径に曲
げる必要がないから後述する細径化高比屈折率を持った
定偏波光ファイバを使用する必要はない。
次に、角速度検出部42の大きさについて説明する。角速
度検出用光ファイバコイル32は巻枠に光ファイバを多数
回巻回したものより成り、その直径および光ファイバ長
は、角速度検出部42の大きさおよび角速度検知感度を決
定する。角速度検出用光ファイバコイル32に使用される
光ファイバは、光の位相情報を確実に伝送するために光
の偏波面を定偏波光ファイバが使われる。定偏波光ファ
イバは、第３図で示される如く、コア57の両側に設けら
れた応力付与部58によりコア57に複屈折性を付与し、伝
搬する光の偏波保持性が高められている。応力付与部58
はクラッド59内にあり、クラッド58の外周にシリコン樹
脂層61が形成され、その外周に紫外線硬化樹脂層62が形
成されている。
度検出用光ファイバコイル32は巻枠に光ファイバを多数
回巻回したものより成り、その直径および光ファイバ長
は、角速度検出部42の大きさおよび角速度検知感度を決
定する。角速度検出用光ファイバコイル32に使用される
光ファイバは、光の位相情報を確実に伝送するために光
の偏波面を定偏波光ファイバが使われる。定偏波光ファ
イバは、第３図で示される如く、コア57の両側に設けら
れた応力付与部58によりコア57に複屈折性を付与し、伝
搬する光の偏波保持性が高められている。応力付与部58
はクラッド59内にあり、クラッド58の外周にシリコン樹
脂層61が形成され、その外周に紫外線硬化樹脂層62が形
成されている。
角速度検出部42の寸法をできる限り小さく、角速度検知
感度をそこなわずに光ファイバをコイル化するには、光
ファイバを小径に巻回したことにより、伝送損失および
定偏波光ファイバの偏波保持性能を示すクロストークそ
の他の光ファイバの性能が光干渉角速度径の機能性能に
著しく影響を与える程劣化しないことが必要である。表
１は、光ファイバを小径に巻回しても性能劣化が小さく
なる様に、通常の定偏波光ファイバ（クラッド径125μ
ｍ、コア／クラッドの比屈折率差0.3〜0.4％）より細径
化（クラッド径80μｍ）とし、高比屈折率差（0.8％）
をはかった定偏波光ファイバの特性データを示す。
感度をそこなわずに光ファイバをコイル化するには、光
ファイバを小径に巻回したことにより、伝送損失および
定偏波光ファイバの偏波保持性能を示すクロストークそ
の他の光ファイバの性能が光干渉角速度径の機能性能に
著しく影響を与える程劣化しないことが必要である。表
１は、光ファイバを小径に巻回しても性能劣化が小さく
なる様に、通常の定偏波光ファイバ（クラッド径125μ
ｍ、コア／クラッドの比屈折率差0.3〜0.4％）より細径
化（クラッド径80μｍ）とし、高比屈折率差（0.8％）
をはかった定偏波光ファイバの特性データを示す。
表１の特性データによると、巻径を20mmφにしても伝送
損失の増加は1km巻回して0.3dbであり、殆ど問題とはな
らない。一方、クロストークは、巻径が50mmφの場合は
殆ど劣化しないが、巻径を更に小さくしていくと大きく
なる。しかし、20mmφに巻回した上述の定偏波光ファイ
バは、200mmφに巻回した従来の定偏波光ファイバ（ク
ラッド径125μｍ、コア／クラッドの比屈屈折率差0.3〜
0.4）のクロストークと同程度である。ところで、過去
において上記20mmφに巻回した時のクロストークと同程
度のクロストークを有する従来の定偏波光ファイバを使
って光干渉角速度計を試作し、角速度検出量0.01゜／時
の高感度を有する光干渉角速度計が試作されていること
から、表１のクロストークの増大は、光干渉角速度計と
しては問題とはならない。
損失の増加は1km巻回して0.3dbであり、殆ど問題とはな
らない。一方、クロストークは、巻径が50mmφの場合は
殆ど劣化しないが、巻径を更に小さくしていくと大きく
なる。しかし、20mmφに巻回した上述の定偏波光ファイ
バは、200mmφに巻回した従来の定偏波光ファイバ（ク
ラッド径125μｍ、コア／クラッドの比屈屈折率差0.3〜
0.4）のクロストークと同程度である。ところで、過去
において上記20mmφに巻回した時のクロストークと同程
度のクロストークを有する従来の定偏波光ファイバを使
って光干渉角速度計を試作し、角速度検出量0.01゜／時
の高感度を有する光干渉角速度計が試作されていること
から、表１のクロストークの増大は、光干渉角速度計と
しては問題とはならない。
第４図および第５図はこの発明の配管用光干渉角速度計
の内の特に角速度検出部の形状構造例を説明する図であ
る。
の内の特に角速度検出部の形状構造例を説明する図であ
る。
角速度検出部42は、用途によっては、検出する入力角速
度の方向が１方向のみならず直交する３方向である場合
もある。この場合、角速度検出部42と制御回路部41とは
３対必要とされ、これに対応して光ケーブル43も３対必
要とされる。第４図および第５図に示される配管用光干
渉角速度計は検出する入力角速度の方向が直交する２方
向である場合を示す。第４図は角速度検出部および配管
のＹ軸方向の断面を示し、第５図は角速度検出部のＸ軸
方向の断面を示す図である。
度の方向が１方向のみならず直交する３方向である場合
もある。この場合、角速度検出部42と制御回路部41とは
３対必要とされ、これに対応して光ケーブル43も３対必
要とされる。第４図および第５図に示される配管用光干
渉角速度計は検出する入力角速度の方向が直交する２方
向である場合を示す。第４図は角速度検出部および配管
のＹ軸方向の断面を示し、第５図は角速度検出部のＸ軸
方向の断面を示す図である。
第４図および第５図において、球状の角速度検出部筐体
63内には、これと同軸心的にＹ軸角速度検出用光ファイ
バコイル32yが配置され、このコイル32yのボビンの内部
には軸心がこれと直角なＸ軸角速度検出用光ファイバコ
イル32xが配置され、そのボビンの内部にはこれと同軸
心的に位相変調器35が配置されている。角速度検出部筐
体63は車輪64を介して配管24内に移動自在に配置され、
その進行方向に対して後方向に光ケーブル43が導出され
ている。
63内には、これと同軸心的にＹ軸角速度検出用光ファイ
バコイル32yが配置され、このコイル32yのボビンの内部
には軸心がこれと直角なＸ軸角速度検出用光ファイバコ
イル32xが配置され、そのボビンの内部にはこれと同軸
心的に位相変調器35が配置されている。角速度検出部筐
体63は車輪64を介して配管24内に移動自在に配置され、
その進行方向に対して後方向に光ケーブル43が導出され
ている。
上述した通りの角速度検出部42の筐体を球状の筐体とす
ると、配管24が90゜に屈曲せしめられていてもそこを比
較的容易に通過することができる様になる。内側のＸ軸
角速度検出用光ファイバコイル32xの巻径を20mmφとす
ると、角速度検出部42の外形を直径50mmφ程度にするこ
とができる。
ると、配管24が90゜に屈曲せしめられていてもそこを比
較的容易に通過することができる様になる。内側のＸ軸
角速度検出用光ファイバコイル32xの巻径を20mmφとす
ると、角速度検出部42の外形を直径50mmφ程度にするこ
とができる。
「発明の効果」 以上の通りであって、機械式ジャイロを使用した配管の
方位角および上下角の計測は、径が100mmφ程度以上の
管について可能であった。しかし、ガス管は50mmφ程度
のものが大部分を占め、その径の管の方位角および上下
角の計測が可能である計測部を構成することが要請され
ていた。この発明による配管用光干渉角速度計はその角
速度検出部の球状の筐体の外形を直径50mmφ程度とする
ことができるものであり、これにより50mmφの配管の方
位角および上下角の計測は容易に実行することができ
る。
方位角および上下角の計測は、径が100mmφ程度以上の
管について可能であった。しかし、ガス管は50mmφ程度
のものが大部分を占め、その径の管の方位角および上下
角の計測が可能である計測部を構成することが要請され
ていた。この発明による配管用光干渉角速度計はその角
速度検出部の球状の筐体の外形を直径50mmφ程度とする
ことができるものであり、これにより50mmφの配管の方
位角および上下角の計測は容易に実行することができ
る。
そして、都市の地中に埋設されるガス、水道、電気配管
その他の配管は一般に外部の電磁界に曝されるところに
埋設設置ており、管内を走行する配管用光干渉角速度計
の角速度検出部もこの電磁界に曝されることとなる。と
ころが、この発明の配管用光干渉角速度計は光ファイバ
ケーブルによる光信号伝送をするものであるから、通常
の電線ケーブルによる場合は問題とされた外部からの電
磁干渉に起因する雑音の影響は受けないものとなった。
その他の配管は一般に外部の電磁界に曝されるところに
埋設設置ており、管内を走行する配管用光干渉角速度計
の角速度検出部もこの電磁界に曝されることとなる。と
ころが、この発明の配管用光干渉角速度計は光ファイバ
ケーブルによる光信号伝送をするものであるから、通常
の電線ケーブルによる場合は問題とされた外部からの電
磁干渉に起因する雑音の影響は受けないものとなった。
また、この発明による配管用光干渉角速度計は、構成す
る回路部品を配管内を移動する角速度検出部42側から極
力制御部41側に移行し、角速度検出部42を小径軽量に構
成したことに加えて、信号の媒体を電線ケーブルから光
ファイバケーブルに置換したことにより、牽引されるも
のの重量をおおきく軽減することができたことにより、
牽引車23を牽引力の小さい小型のものを使用することが
できることとなった。或は、牽引車を使用せずに太めの
鋼線により角速度検出部42を管内に押し込む駆動方法も
採用することができる。
る回路部品を配管内を移動する角速度検出部42側から極
力制御部41側に移行し、角速度検出部42を小径軽量に構
成したことに加えて、信号の媒体を電線ケーブルから光
ファイバケーブルに置換したことにより、牽引されるも
のの重量をおおきく軽減することができたことにより、
牽引車23を牽引力の小さい小型のものを使用することが
できることとなった。或は、牽引車を使用せずに太めの
鋼線により角速度検出部42を管内に押し込む駆動方法も
採用することができる。
更に、この発明は、角速度検出用光ファイバコイル32に
対して右廻り光および左廻り光に分岐する光分配結合器
31直前に偏光子29を配置して、これにより光源26から長
尺の光ファイバ44を介して伝搬してきた光の内の一方の
偏光を選択的に通過させる様に構成した。従って、光分
配結合器31を介して角速度検出用光ファイバコイル32に
送り込まれる右廻り光および左廻り光は完全に同一偏向
モードの同一偏波状態にあることとなり、光ファイバジ
ャイロ性能を確保する上において大変に好都合である。
対して右廻り光および左廻り光に分岐する光分配結合器
31直前に偏光子29を配置して、これにより光源26から長
尺の光ファイバ44を介して伝搬してきた光の内の一方の
偏光を選択的に通過させる様に構成した。従って、光分
配結合器31を介して角速度検出用光ファイバコイル32に
送り込まれる右廻り光および左廻り光は完全に同一偏向
モードの同一偏波状態にあることとなり、光ファイバジ
ャイロ性能を確保する上において大変に好都合である。
第１図はこの発明による光干渉角速度計の一例を示すブ
ロック図、第２図は光ケーブルの一例を示す断面図、第
３図は定偏波光ファイバの一例を示す断面図、第４図は
この発明の光干渉角速度計の角速度検出部の構造例を示
す断面図、第５図は第４図のAA線断面図、第６図は従来
の機械式ジャイロを使用した配管の方向および上下角の
計測システムを示す概略図、第７図は第６図の機能的構
成を示すブロック図、第８図は従来の光干渉角速度計の
例を示すブロック図である。
ロック図、第２図は光ケーブルの一例を示す断面図、第
３図は定偏波光ファイバの一例を示す断面図、第４図は
この発明の光干渉角速度計の角速度検出部の構造例を示
す断面図、第５図は第４図のAA線断面図、第６図は従来
の機械式ジャイロを使用した配管の方向および上下角の
計測システムを示す概略図、第７図は第６図の機能的構
成を示すブロック図、第８図は従来の光干渉角速度計の
例を示すブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項１】光源と、光分配結合器と、干渉光の光強度
を電気信号として検出する光電気変換回路とを有する制
御回路を具備し、 長尺の第１の光ファイバおよび第２の光ファイバを被覆
材により保護した光ケーブルを具備し、 光源から長尺の第１の光ファイバを介して伝搬してきた
光の内の一方の偏光を選択的に通過させる偏光子と、少
なくとも１周する角速度検出用光ファイバコイルと、偏
光子から放射される偏光を角速度検出用光ファイバコイ
ルに対して右廻り光および左廻り光に分岐すると共に角
速度検出用光ファイバコイルを伝搬してきた右廻り光と
左廻り光とを干渉させる光分配結合器とを有し、光分配
結合器直前に偏光子を配置し、光分配結合器と角速度検
出用光ファイバコイルの一端との間にこれらに縦続的に
配されて右廻り光と左廻り光に位相変化を与える位相変
調器を配置した角速度検出部を具備する配管用光干渉角
速度計において、 制御回路は、更に、位相変調器を駆動する発振回路と、
発振回路から出力される変調信号を光の強度変化に変化
する電気光変換回路とを有し、 角速度検出部は、更に、電気光変換回路から出射される
光の強度を電気信号として検出し位相変調器の駆動信号
を発生する光電変換回路を有し、 電気光変換回路と光電変換回路とを長尺の第２の光ファ
イバにより接続し、 角速度検出部は球状の角速度検出部筐体内に収容される
ものである、 ことを特徴とする配管用光干渉角速度計。 - 【請求項２】特許請求の範囲（１）に記載される配管用
光干渉角速度計において、角速度検出部と制御回路とを
複数対具備することを特徴とする配管用光干渉角速度
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62156330A JPH0731060B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 配管用光干渉角速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62156330A JPH0731060B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 配管用光干渉角速度計 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01471A JPH01471A (ja) | 1989-01-05 |
| JPS64471A JPS64471A (en) | 1989-01-05 |
| JPH0731060B2 true JPH0731060B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=15625421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62156330A Expired - Lifetime JPH0731060B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 配管用光干渉角速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731060B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61167517U (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-17 |
-
1987
- 1987-06-22 JP JP62156330A patent/JPH0731060B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS64471A (en) | 1989-01-05 |
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