JPH0743286B2 - 光ファイバ式分布形温度センサ - Google Patents
光ファイバ式分布形温度センサInfo
- Publication number
- JPH0743286B2 JPH0743286B2 JP63094642A JP9464288A JPH0743286B2 JP H0743286 B2 JPH0743286 B2 JP H0743286B2 JP 63094642 A JP63094642 A JP 63094642A JP 9464288 A JP9464288 A JP 9464288A JP H0743286 B2 JPH0743286 B2 JP H0743286B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- light
- sensor
- temperature
- distributed temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/002—Investigating fluid-tightness of structures by using thermal means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/042—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point by using materials which expand, contract, disintegrate, or decompose in contact with a fluid
- G01M3/045—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point by using materials which expand, contract, disintegrate, or decompose in contact with a fluid with electrical detection means
- G01M3/047—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point by using materials which expand, contract, disintegrate, or decompose in contact with a fluid with electrical detection means with photo-electrical detection means, e.g. using optical fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ファイバ式分布形温度センサに関するもので
ある。
ある。
［従来の技術］ 光ファイバ式の分布形温度センサは、光ファイバ中の散
乱光強度が温度により変化することを利用し、この変化
を公知のOTDRの手法で検知することにより、光ファイバ
の長手方向に沿った温度情報を得るものであり、レーリ
ー散乱光やラマン散乱光を利用するものが知られてい
る。これらのうち、ラマン散乱光を利用する方式は、信
号は微弱であるものの、温度変化に対する信号変化量が
大きく、有望な方式と考えられている。
乱光強度が温度により変化することを利用し、この変化
を公知のOTDRの手法で検知することにより、光ファイバ
の長手方向に沿った温度情報を得るものであり、レーリ
ー散乱光やラマン散乱光を利用するものが知られてい
る。これらのうち、ラマン散乱光を利用する方式は、信
号は微弱であるものの、温度変化に対する信号変化量が
大きく、有望な方式と考えられている。
ラマン散乱光を利用した光ファイバ式分布形温度センサ
（以下、単にラマン光ファイバ式分布形温度センサとい
う）は、光ファイバの一端から波長λｏ、パルス幅TW、
パルス周期TPの光を入射させ、光ファイバ内で発生する
ラマン散乱光の２成分である波長λｓのストークス光
と、波長λasのアンチストークス光との後方散乱光を、
パルス光入射時刻をｔ＝０として、それぞれ時間の関数
fs（ｔ）、fas（ｔ）として測定し、これらの比fas
（ｔ）/fs（ｔ）が純粋に温度の関数であること、及び
光ファイバ内の距離ｌから戻ってくる後方散乱光が光フ
ァイバ端（光パルス入射端）に到達する時間が、光ファ
イバ中の光速をC0とすると、パルス光入射時刻から2l/C
0であることを利用して、光ファイバに沿った線状の温
度分布測定を行う装置である。ストークス光及びアンチ
ストークス光の後方散乱光測定は、光ファイバの破断点
検知等に用いるOTDRとほぼ同じ測定方法で行う。
（以下、単にラマン光ファイバ式分布形温度センサとい
う）は、光ファイバの一端から波長λｏ、パルス幅TW、
パルス周期TPの光を入射させ、光ファイバ内で発生する
ラマン散乱光の２成分である波長λｓのストークス光
と、波長λasのアンチストークス光との後方散乱光を、
パルス光入射時刻をｔ＝０として、それぞれ時間の関数
fs（ｔ）、fas（ｔ）として測定し、これらの比fas
（ｔ）/fs（ｔ）が純粋に温度の関数であること、及び
光ファイバ内の距離ｌから戻ってくる後方散乱光が光フ
ァイバ端（光パルス入射端）に到達する時間が、光ファ
イバ中の光速をC0とすると、パルス光入射時刻から2l/C
0であることを利用して、光ファイバに沿った線状の温
度分布測定を行う装置である。ストークス光及びアンチ
ストークス光の後方散乱光測定は、光ファイバの破断点
検知等に用いるOTDRとほぼ同じ測定方法で行う。
このラマン光ファイバ式分布形温度センサは、例えば電
力ケーブルに沿わせてセンサ用光ファイバケーブルを敷
設することにより、電力ケーブルの長手方向の温度分布
を知ることができ、送電容量の制御等に利用したり、ケ
ーブルの劣化等により生じる部分的に温度の高い箇所の
検知等が行なえる。また、各種プラントの生産ラインや
設備の温度コントロールや、ビルやトンネル等の火災検
知用として使用すれば、火災発生位置の標定を行うこと
ができる。
力ケーブルに沿わせてセンサ用光ファイバケーブルを敷
設することにより、電力ケーブルの長手方向の温度分布
を知ることができ、送電容量の制御等に利用したり、ケ
ーブルの劣化等により生じる部分的に温度の高い箇所の
検知等が行なえる。また、各種プラントの生産ラインや
設備の温度コントロールや、ビルやトンネル等の火災検
知用として使用すれば、火災発生位置の標定を行うこと
ができる。
第４図に、従来のラマン光ファイバ式分布形温度センサ
の構成例を示す。この温度センサは、センサ用光ファイ
バ６（通常コア径は50μｍ以上）と、センサ本体22とか
らなる。センサ本体22のセンサ用パルス光源４から出た
光は、光ファイバ19a、光分岐器5aを通して、センサ用
光ファイバ６に導かれ、センサ用光ファイバ６中で発生
した後方散乱光は、光分岐器5a、光ファイバ19dを通
じ、光分岐器5bに導かれる。ここで２分された後方散乱
光のうち、光ファイバ19bに導かれたものは中心波長λ
asの光学フィルタ8a、受光器3a、平均化処理回路2aより
成るアンチストークス光のOTDR測定により、関数fas
（ｔ）を求めるのに用いられる。光ファイバ19cに導か
れたものは、中心波長λｓの光学フィルタ8b、受光器3
b、平均化処理回路2bより成るストークス光測定系30bで
ストークス光のOTDR測定により関数fs（ｔ）を求めるの
に用いられる。そして、温度分布演算回路1bでfas
（ｔ）/fs（ｔ）の演算を行うことにより、センサ用光
ファイバ６に沿った線状温度分布測定を行っている。
の構成例を示す。この温度センサは、センサ用光ファイ
バ６（通常コア径は50μｍ以上）と、センサ本体22とか
らなる。センサ本体22のセンサ用パルス光源４から出た
光は、光ファイバ19a、光分岐器5aを通して、センサ用
光ファイバ６に導かれ、センサ用光ファイバ６中で発生
した後方散乱光は、光分岐器5a、光ファイバ19dを通
じ、光分岐器5bに導かれる。ここで２分された後方散乱
光のうち、光ファイバ19bに導かれたものは中心波長λ
asの光学フィルタ8a、受光器3a、平均化処理回路2aより
成るアンチストークス光のOTDR測定により、関数fas
（ｔ）を求めるのに用いられる。光ファイバ19cに導か
れたものは、中心波長λｓの光学フィルタ8b、受光器3
b、平均化処理回路2bより成るストークス光測定系30bで
ストークス光のOTDR測定により関数fs（ｔ）を求めるの
に用いられる。そして、温度分布演算回路1bでfas
（ｔ）/fs（ｔ）の演算を行うことにより、センサ用光
ファイバ６に沿った線状温度分布測定を行っている。
［発明が解決しようとする課題］ ラマン光ファイバ式分布形温度センサは、上述したよう
な方法で温度を測定することができ、また、これまでに
検討されてきた光ファイバ式分布形温度センサのなかで
は、感度が高く、実用的な方式であるため、20km近くに
達する長尺の温度分布測定が行える可能性もあり得る。
な方法で温度を測定することができ、また、これまでに
検討されてきた光ファイバ式分布形温度センサのなかで
は、感度が高く、実用的な方式であるため、20km近くに
達する長尺の温度分布測定が行える可能性もあり得る。
しかしながら、このような長距離の測定になると、満足
のゆく温度分解能を確保することが難しくなってくる。
ここで、光ファイバ式分布形温度センサの温度分解能は
（１）式で与えられる。
のゆく温度分解能を確保することが難しくなってくる。
ここで、光ファイバ式分布形温度センサの温度分解能は
（１）式で与えられる。
RT（Ｘ）＝10×Log10｛１＋1/（ｎ×1
0−２×α/10×ｘ）｝／β （１） RT（Ｘ）：距離ｘでの温度分解能 1/n:センサ本体の分解能 α：光ファイバの伝送損失 x:距離 β：温度温度 センサ本体の分解能1/n、光ファイバの伝送損失αを実
用的な値として、それぞれ1/216（センサ内部で16ビッ
トの演算を行うことに相当）、0.5dB/kmとすると、これ
まで得られていた温度感度が0.01dB/℃であるので、20k
m地点での温度分解能は0.66℃となる。ここで考えてい
る温度分解能は、温度測定精度そのものではなく、読み
取ることのできる温度差に相当するものであるが、一般
の温度センサの場合、この温度分解能は、0.1℃程度ま
であり、センサ本体では、1/216≒1.5×10-5と非常に高
分解能である。それにも拘らず、光ファイバ式分布形温
度センサでは、上述したように低くなり、温度分解能が
不足するという問題がある。
0−２×α/10×ｘ）｝／β （１） RT（Ｘ）：距離ｘでの温度分解能 1/n:センサ本体の分解能 α：光ファイバの伝送損失 x:距離 β：温度温度 センサ本体の分解能1/n、光ファイバの伝送損失αを実
用的な値として、それぞれ1/216（センサ内部で16ビッ
トの演算を行うことに相当）、0.5dB/kmとすると、これ
まで得られていた温度感度が0.01dB/℃であるので、20k
m地点での温度分解能は0.66℃となる。ここで考えてい
る温度分解能は、温度測定精度そのものではなく、読み
取ることのできる温度差に相当するものであるが、一般
の温度センサの場合、この温度分解能は、0.1℃程度ま
であり、センサ本体では、1/216≒1.5×10-5と非常に高
分解能である。それにも拘らず、光ファイバ式分布形温
度センサでは、上述したように低くなり、温度分解能が
不足するという問題がある。
本発明の目的は前記した従来技術の欠点を改善し、長距
離の温度分布測定が可能な光ファイバ式分布形温度セン
サを提供することにある。
離の温度分布測定が可能な光ファイバ式分布形温度セン
サを提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明の光ファイバ式分布形温度センサは、測定温度領
域に配設され、コア径を20μｍ以下としたセンサ用光フ
ァイバと、疑似ランダムパルスで駆動され、センサ用光
ファイバにパルス光を入射させるピークパワーの小さい
光源と、センサ用光ファイバから出射される後方散乱光
が導かれ、後方散乱光のうちラマン散乱によるストーク
ス光とアンチストークス光との強度を上記疑似ランダム
パルスに同期して求め、これより両者の強度比を算出し
て光ファイバの分布温度を求める測定系とを備えて構成
される。
域に配設され、コア径を20μｍ以下としたセンサ用光フ
ァイバと、疑似ランダムパルスで駆動され、センサ用光
ファイバにパルス光を入射させるピークパワーの小さい
光源と、センサ用光ファイバから出射される後方散乱光
が導かれ、後方散乱光のうちラマン散乱によるストーク
ス光とアンチストークス光との強度を上記疑似ランダム
パルスに同期して求め、これより両者の強度比を算出し
て光ファイバの分布温度を求める測定系とを備えて構成
される。
［作用］ センサ用光ファイバとして用いる光ファイバのコア径
と、温度感度の関係を第２図に示す。コア径が30μｍ以
上では、温度感度は、約0.01dB/℃で、ほぼ一定である
が、30μｍよりも小さい領域で温度感度の増加が見ら
れ、20μｍ以下のコア径でほぼ一定となっている。この
ことから、コア径20μｍ以下のファイバをセンサ用に用
いれば、50μｍ以上のコア径の光ファイバを用いていた
従来のセンサよりも約２倍高感度のセンサを得ることが
できることがわかる。
と、温度感度の関係を第２図に示す。コア径が30μｍ以
上では、温度感度は、約0.01dB/℃で、ほぼ一定である
が、30μｍよりも小さい領域で温度感度の増加が見ら
れ、20μｍ以下のコア径でほぼ一定となっている。この
ことから、コア径20μｍ以下のファイバをセンサ用に用
いれば、50μｍ以上のコア径の光ファイバを用いていた
従来のセンサよりも約２倍高感度のセンサを得ることが
できることがわかる。
しかしながら、コア径20μｍ以下の光ファイバを用いて
高感度化することの目的は、長距離測定において、高分
解能化を達成することであったが、例えば測定距離20km
で分解能に見合う測定温度精度を得ようとするとピーク
パワー100W以上の光を測定用光源として、光ファイバに
入射しなければならない。このような高出力光源として
は、パルス発振のYAGレーザが知られており、これを測
定用光源として用いることができる。そこで、パルス発
振YAGレーザを用い、測定を試みたところ、アンチスト
ークス光のOTDR測定結果が、第３図に示すように、期待
された測定波形と異なり、短距離部分で受光器の飽和レ
ベルを超えた信号が入射し、受光器が飽和してしまって
いることがわかった。この原因を検討したところ、短距
離部分での強い信号は、光ファイバ内で発生した誘導ラ
マン散乱によるものであることがわかった。誘導ラマン
散乱は、光ファイバ入射光レベルが大きいときに生ずる
非線形効果であり、レーザ発振現象が光ファイバ内で生
じている現象である。誘導ラマン散乱が発生すると、温
度に比例した強度のラマン散乱が生じないため、温度測
定が行えなくなってしまう。これまでは、その現象のこ
とは考慮しなくても良い条件で測定を行ってきたが、長
距離で高分解能の特性を得ることのできる、コア径20μ
ｍ以下の光ファイバに加えて高出力のYAGレーザを用い
た結果、誘導ラマン散乱が生じ、温度分布測定が行えな
くなってしまったことになる。光ファイバの誘導ラマン
散乱が発生する入射光のしきい値は、コア径20μｍの場
合、数Ｗということである。したがって、温度分布測定
に用いる光源としては、数Ｗ以下のピークパワーである
必要があり、そうするとこれまでのOTDR測定手法では、
測定が行えないことがわかった。
高感度化することの目的は、長距離測定において、高分
解能化を達成することであったが、例えば測定距離20km
で分解能に見合う測定温度精度を得ようとするとピーク
パワー100W以上の光を測定用光源として、光ファイバに
入射しなければならない。このような高出力光源として
は、パルス発振のYAGレーザが知られており、これを測
定用光源として用いることができる。そこで、パルス発
振YAGレーザを用い、測定を試みたところ、アンチスト
ークス光のOTDR測定結果が、第３図に示すように、期待
された測定波形と異なり、短距離部分で受光器の飽和レ
ベルを超えた信号が入射し、受光器が飽和してしまって
いることがわかった。この原因を検討したところ、短距
離部分での強い信号は、光ファイバ内で発生した誘導ラ
マン散乱によるものであることがわかった。誘導ラマン
散乱は、光ファイバ入射光レベルが大きいときに生ずる
非線形効果であり、レーザ発振現象が光ファイバ内で生
じている現象である。誘導ラマン散乱が発生すると、温
度に比例した強度のラマン散乱が生じないため、温度測
定が行えなくなってしまう。これまでは、その現象のこ
とは考慮しなくても良い条件で測定を行ってきたが、長
距離で高分解能の特性を得ることのできる、コア径20μ
ｍ以下の光ファイバに加えて高出力のYAGレーザを用い
た結果、誘導ラマン散乱が生じ、温度分布測定が行えな
くなってしまったことになる。光ファイバの誘導ラマン
散乱が発生する入射光のしきい値は、コア径20μｍの場
合、数Ｗということである。したがって、温度分布測定
に用いる光源としては、数Ｗ以下のピークパワーである
必要があり、そうするとこれまでのOTDR測定手法では、
測定が行えないことがわかった。
そこで、コア径20μｍ以下の光ファイバを用いた長距離
で高分解能の測定が行えないものかどうか種々検討した
結果、通信の分野でS/Nの悪い通信線路を用いる場合に
使用されていた擬似ランダムパルス方式が使えるのでは
ないかと考えるに至った。
で高分解能の測定が行えないものかどうか種々検討した
結果、通信の分野でS/Nの悪い通信線路を用いる場合に
使用されていた擬似ランダムパルス方式が使えるのでは
ないかと考えるに至った。
擬似ランダムパルス方式とは、例えばＭ系列の信号とし
て信号を送出し、受信側では受信したS/Nの悪い信号を
送信時に用いたＭ系列信号と相関を取って復調すること
により通信等においてS/Nを改善する方式である。この
方式を光ファイバ式分布形温度センサの測定手段である
OTDRに適用し、S/Nを改善することにより、単一のパル
スでの光ファイバ入射光レベルの小さいレーザを用いて
も従来のセンサと比べて同程度以上のS/Nを確保し、本
発明のコア径の小さい高感度光ファイバをセンサ用光フ
ァイバとして用い、長距離での高分解能温度分布測定を
可能にしている。
て信号を送出し、受信側では受信したS/Nの悪い信号を
送信時に用いたＭ系列信号と相関を取って復調すること
により通信等においてS/Nを改善する方式である。この
方式を光ファイバ式分布形温度センサの測定手段である
OTDRに適用し、S/Nを改善することにより、単一のパル
スでの光ファイバ入射光レベルの小さいレーザを用いて
も従来のセンサと比べて同程度以上のS/Nを確保し、本
発明のコア径の小さい高感度光ファイバをセンサ用光フ
ァイバとして用い、長距離での高分解能温度分布測定を
可能にしている。
［実施例］ 以下、本発明の光ファイバ式分布形温度センサの実施例
を第１図により説明する。本実施例の分布形温度センサ
の基本構成は、第１図に示す従来例とほぼ同じであり、
異なる点は次の通りである。
を第１図により説明する。本実施例の分布形温度センサ
の基本構成は、第１図に示す従来例とほぼ同じであり、
異なる点は次の通りである。
光源4aにはピグテール付の1,300nmcw発振半導体レーザ
（光出力4mw）を用いており、このレーザの駆動信号
は、擬似ランダム信号発生回路７により作っている。擬
似ランダムパルスの基本パルス幅は10nsecであり、15次
のＭ系列の信号を用いることにより、１周期は約330μ
ｓとなる。光源4aから測定系を構成するセンサ本体20内
の光ファイバ19a、光分岐器5aを経由して、コア径10μ
ｍのセンサ用光フアイバ６に入射された光により、セン
サ用光ファイバ６内では、温度に従った強度のラマン散
乱光が発生する。この後方散乱光を受光するアンチスト
ークス光受光系30a及びストークス光受光系30bでは、擬
似ランダム信号発生回路７からの同期信号８を平均化処
理回路2a,2bで受け、これに同期して受信信号の平均化
処理を例えば217回行う。平均化処理の終った２系統の
受信信号は、相関検出機能付の温度信号演算回路1aに導
かれ、ここでは、系統別に相関処理を行い、アンチスト
ークス光、ストークス光それぞれの通常のOTDR波形に復
元した後、アンチストークス光とストークス光の強度比
を求める等の従来のセンサと同様の処理を行い、光ファ
イバに沿った温度分布信号を得ることができる。これに
よればＭ系列信号の１周期が約330μsecであるため、30
km以上の長さの光ファイバに沿った温度分布を測定する
ことができる。
（光出力4mw）を用いており、このレーザの駆動信号
は、擬似ランダム信号発生回路７により作っている。擬
似ランダムパルスの基本パルス幅は10nsecであり、15次
のＭ系列の信号を用いることにより、１周期は約330μ
ｓとなる。光源4aから測定系を構成するセンサ本体20内
の光ファイバ19a、光分岐器5aを経由して、コア径10μ
ｍのセンサ用光フアイバ６に入射された光により、セン
サ用光ファイバ６内では、温度に従った強度のラマン散
乱光が発生する。この後方散乱光を受光するアンチスト
ークス光受光系30a及びストークス光受光系30bでは、擬
似ランダム信号発生回路７からの同期信号８を平均化処
理回路2a,2bで受け、これに同期して受信信号の平均化
処理を例えば217回行う。平均化処理の終った２系統の
受信信号は、相関検出機能付の温度信号演算回路1aに導
かれ、ここでは、系統別に相関処理を行い、アンチスト
ークス光、ストークス光それぞれの通常のOTDR波形に復
元した後、アンチストークス光とストークス光の強度比
を求める等の従来のセンサと同様の処理を行い、光ファ
イバに沿った温度分布信号を得ることができる。これに
よればＭ系列信号の１周期が約330μsecであるため、30
km以上の長さの光ファイバに沿った温度分布を測定する
ことができる。
なお、上記実施例は長距離の温度分布測定に本発明を適
用した場合について述べたが、短距離であっても、光フ
ァイバの接続箇所が多く、接続点での光伝達損失等があ
る場合にも本発明は有効である。光ファイバの接続は、
通常コネクタ接続か融着接続により行なわれるが、これ
らの接続箇所では１箇所あたり約0.2dBの光伝達損失が
生ずる。例えば、全長50kmの光ファイバに100m毎に接続
箇所のある場合、接続による損失増加分は、片道で5dB
であり、これは伝送損失0.5dB/kmの光ファイバの場合、
10km長の光ファイバを追加したことと同等の損失と考え
られ、接続点のない光ファイバ15kmに相当する。したが
って、このように接続箇所の多い場合にも本発明を適用
でき、その効果は大きい。
用した場合について述べたが、短距離であっても、光フ
ァイバの接続箇所が多く、接続点での光伝達損失等があ
る場合にも本発明は有効である。光ファイバの接続は、
通常コネクタ接続か融着接続により行なわれるが、これ
らの接続箇所では１箇所あたり約0.2dBの光伝達損失が
生ずる。例えば、全長50kmの光ファイバに100m毎に接続
箇所のある場合、接続による損失増加分は、片道で5dB
であり、これは伝送損失0.5dB/kmの光ファイバの場合、
10km長の光ファイバを追加したことと同等の損失と考え
られ、接続点のない光ファイバ15kmに相当する。したが
って、このように接続箇所の多い場合にも本発明を適用
でき、その効果は大きい。
例えば、電力ケーブルの敷設後の温度分布を知る目的で
電力ケーブル内蔵あるいは外側に沿わせたセンサ用光フ
ァイバを使用する場合では、敷設工事の関係で全長は長
くなくとも接続箇所が多くなることが予想され、このよ
うな場合に本発明の温度感度の高いコア径20μｍ以下の
光ファイバを用いることは非常に有効となる。
電力ケーブル内蔵あるいは外側に沿わせたセンサ用光フ
ァイバを使用する場合では、敷設工事の関係で全長は長
くなくとも接続箇所が多くなることが予想され、このよ
うな場合に本発明の温度感度の高いコア径20μｍ以下の
光ファイバを用いることは非常に有効となる。
［発明の効果］ 以上本発明によれば、センサ用光ファイバのコアを20μ
ｍ以下として温度感度を高め、その入射光源に誘導ラマ
ン散乱の生じない、ピークパワーの小さい光源を用い、
さらに光源及び測定系に擬似ランダムパルス方式を用い
てピークパワーの小さい光源であってもS/N特性を改善
するようにしたので、長尺線路のみならず接続箇所の多
い線路であっても、一般のスポット（一点形）温度セン
サと同程度の高い分解能を持つ温度分布測定を行うこと
ができる。
ｍ以下として温度感度を高め、その入射光源に誘導ラマ
ン散乱の生じない、ピークパワーの小さい光源を用い、
さらに光源及び測定系に擬似ランダムパルス方式を用い
てピークパワーの小さい光源であってもS/N特性を改善
するようにしたので、長尺線路のみならず接続箇所の多
い線路であっても、一般のスポット（一点形）温度セン
サと同程度の高い分解能を持つ温度分布測定を行うこと
ができる。
第１図は本発明の実施例を示す光ファイバ式分布形温度
センサの構成図、第２図はセンサ用光ファイバのコア径
と温度感度との関係を示す特性図、第３図はパルス発振
YAGレーザを光源として用いた場合のアンチストークス
光OTDR波形の光強度特性図、第４図は従来の光ファイバ
式分布形温度センサ例を示す構成図である。 図中、4aはピークパワーの小さい光源、６はセンサ用光
ファイバ、７は擬似ランダム信号発生回路、20は測定系
を構成するセンサ本体である。
センサの構成図、第２図はセンサ用光ファイバのコア径
と温度感度との関係を示す特性図、第３図はパルス発振
YAGレーザを光源として用いた場合のアンチストークス
光OTDR波形の光強度特性図、第４図は従来の光ファイバ
式分布形温度センサ例を示す構成図である。 図中、4aはピークパワーの小さい光源、６はセンサ用光
ファイバ、７は擬似ランダム信号発生回路、20は測定系
を構成するセンサ本体である。
Claims (1)
- 【請求項１】測定温度領域に配設されたコア径が20μｍ
以下のセンサ用光ファイバと、疑似ランダム信号発生回
路から発生する疑似ランダム信号で駆動されるピークパ
ワーの小さい光源と、該光源からのパルス光を該センサ
用光ファイバに入射させることにより該センサ用光ファ
イバから出射される後方散乱光を導き、後方散乱光のう
ちラマン散乱光によるストークス光とアンチストークス
光との強度を該疑似ランダムパルスと同期して求めると
共に、両者の強度比を算出して該センサ用光ファイバの
分布温度を求める演算測定装置とより構成されたことを
特徴とする光ファイバ式分布形温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63094642A JPH0743286B2 (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 光ファイバ式分布形温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63094642A JPH0743286B2 (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 光ファイバ式分布形温度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01267428A JPH01267428A (ja) | 1989-10-25 |
| JPH0743286B2 true JPH0743286B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=14115918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63094642A Expired - Lifetime JPH0743286B2 (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 光ファイバ式分布形温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743286B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140254629A1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Yokogawa Electric Corporation | Optical fiber temperature distribution measurement device and method of measuring optical fiber temperature distribution |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0787051B2 (ja) * | 1988-11-25 | 1995-09-20 | 株式会社フジクラ | 電力ケーブル及びその温度分布測定方法 |
| US5178465A (en) * | 1990-07-11 | 1993-01-12 | Fujikura Ltd. | Optical fiber laying structure for electric power cable line trouble occurrence location detecting system |
| US5308162A (en) * | 1992-02-13 | 1994-05-03 | Fujikura Ltd. | Temperature abnormality detecting structure for fluid pipe |
| JP2859491B2 (ja) * | 1992-06-17 | 1999-02-17 | 住友電気工業株式会社 | 電力ケーブルの地絡位置検出方法 |
| EP1999761A4 (en) * | 2006-03-24 | 2012-08-29 | Korea Electrotech Res Inst | ELECTRIC CABLE WITH THE ABILITY TO DETECT AN ERROR |
| JP6771317B2 (ja) * | 2016-06-03 | 2020-10-21 | 東芝プラントシステム株式会社 | 電路温度監視システム、電路温度監視装置および電路温度監視方法 |
| CN116429333A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-07-14 | 超聚变数字技术有限公司 | 一种漏液检测方法及相关设备 |
-
1988
- 1988-04-19 JP JP63094642A patent/JPH0743286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140254629A1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Yokogawa Electric Corporation | Optical fiber temperature distribution measurement device and method of measuring optical fiber temperature distribution |
| US9689751B2 (en) * | 2013-03-06 | 2017-06-27 | Yokogawa Electric Corporation | Optical fiber temperature distribution measurement device and method of measuring optical fiber temperature distribution |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01267428A (ja) | 1989-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105806465B (zh) | 一种基于固定反射点的新型φ-otdr探测装置及其探测方法 | |
| US7974182B2 (en) | Evaluating the position of a disturbance | |
| US20100290035A1 (en) | Chaotic optical time domain reflectometer method and apparatus | |
| CN107917738A (zh) | 一种同时测量温度、应变和振动的分布式光纤传感系统 | |
| Wait et al. | A theoretical comparison of spontaneous Raman and Brillouin based fibre optic distributed temperature sensors | |
| JPH0364812B2 (ja) | ||
| JP3147616B2 (ja) | 分布型導波路センサ | |
| JP3225682B2 (ja) | 距離測定装置 | |
| JPH01267428A (ja) | 光ファイバ式分布形温度センサ | |
| Lecoeuche et al. | 25 km Brillouin based single-ended distributed fibre sensor for threshold detection of temperature or strain | |
| JP2769185B2 (ja) | 後方散乱光測定装置 | |
| US12270688B2 (en) | Optical fiber sensor and Brillouin frequency shift measurement method | |
| CN112880865A (zh) | 超长距离的高空间分辨率拉曼光纤双参量传感系统和方法 | |
| Cho et al. | Enhanced performance of long range Brillouin intensity based temperature sensors using remote Raman amplification | |
| CN117213659A (zh) | 基于布里渊和瑞利散射的混沌botdr装置及方法 | |
| JP3088031B2 (ja) | 光パルス試験器 | |
| JPS58113832A (ja) | 光フアイバ破断点検出装置 | |
| JPH0658291B2 (ja) | 光伝送損失測定方法および装置 | |
| JP2515018B2 (ja) | 後方散乱光測定方式及びその装置 | |
| US20260063468A1 (en) | Fiber sensor for distributed acoustic sensing based on polarization detection | |
| JPH0362212B2 (ja) | ||
| JPH071221B2 (ja) | 後方散乱光測定装置 | |
| Mizuno et al. | Proposal and experiment of BOCDR: Brillouin optical correlation-domain reflectometry | |
| JPH0291548A (ja) | 光ファイバ火災センサ | |
| JPH06221930A (ja) | 分布型温度センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |