JPH09304536A - 光ファイバ温度・放射線計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度と放射線との双方を同時に計測できるこ
と。 【解決手段】 信号処理回路１４が放射線の入射位置を
求め、かつその放射線の強度を求める他、光ファイバ６
における温度及びその位置を求めるので、温度計測だけ
を行う第一の従来技術や放射線計測だけを行う第二の従
来技術に比較し、放射線計測と温度計測との双方を確実
に行うことができ、しかも放射線の計測中に温度計測を
もできる。そのため、放射線計測と温度計測とを別個の
装置で行うことが不要になりばかりでなく、それだけ部
品点数及びコストを安価にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
て温度と放射線との双方を計測する計測装置に係り、特
に原子力プラントにおいて格納室に設置された配管系統
に設けるのに好適なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバを用いた計測装置の従来技術
としては、特公平３−６４８１２号公報（以下、第一の
従来技術という），米国特許第３９７８３３７号（以
下、第二の従来技術という）に示される技術のものがあ
る。

【０００３】第一の従来技術のものは、光源からのパル
ス光が光ファイバに入射すると、光ファイバ内でレイリ
ー散乱光の他、ストークス光と反ストークス光とからな
るラマン散乱光が生じると共に、それらの光の一部が後
方散乱光として光ファイバ内を戻り、戻った後方散乱光
が検出系で検出される。その場合、検出系では、後方散
乱光を取り込むことにより、後方散乱光からラマン散乱
によるストークス光と反ストークス光とを夫々独立的に
弁別し、該弁別したストークス光と反ストークス光との
強度の比率を演算することにより、温度を計測するよう
にしている。

【０００４】一方、第二の従来技術のものは、光ファイ
バ（シンチレーションファイバ）内に放射線が入射する
と、光ファイバ内で特有の波長をもつシンチレーション
光が発生する。発生したシンチレーション光は、光ファ
イバの両端に夫々伝搬され、光電変換器により電気信号
に変換されて時間差測定回路に取り込まれる。時間差測
定回路は、光ファイバにおいて放射線の入射位置から一
端まで伝搬されたシンチレーション光の伝搬時間と、光
ファイバにおいて放射線の入射位置から他端に伝搬され
たシンチレーション光の伝搬時間との差を求め、該差に
基づき光ファイバにおける放射線の入射位置を演算する
と共に、シンチレーション光の発光数から放射線の強度
を計測するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記第一の
従来技術では温度を計測するため、また第二の従来技術
では放射線の強度を計測するため、何れも光ファイバを
用いている。しかしながら、温度計測と放射線の強度計
測とは、それぞれ専用の装置により行わなければなら
ず、そのため、温度と放射線との両方を計測しようとす
ると、各々の装置を必要とする問題があり、それだけコ
スト高を招くおそれもある。

【０００６】また、第二の従来技術は、光ファイバによ
り放射線強度を計測しているものの、光ファイバではシ
ンチレーション光の伝搬時の損失により、計測できる長
さが１０ｍ程度であり、それ以上の長さのものでは計測
することが困難な問題がある。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術に鑑み、温
度と放射線との双方を計測することができ、しかも双方
を同時に計測し得る光ファイバ温度・放射線計測装置を
提供することにあり、また他の目的は、光ファイバを用
いても、放射線の計測長を確実に拡大化させることがで
きる光ファイバ温度・放射線計測装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ温度
・放射線計測装置においては、測定領域に配設された温
度計測用の光ファイバと、光ファイバにパルス光を出射
するパルス光出射手段と、該光ファイバの途中位置に設
けられ、放射線が入射したとき、シンチレーション光を
発生させる放射線用光ファイバと、そのシンチレーショ
ン光を、前記放射線用光ファイバの両端側を経て夫々弁
別する第一の弁別手段と、光ファイバにパルス光出射手
段によってパルス光が出射されたとき、光ファイバ内に
おけるパルス光から発生した後方散乱光を導入し、かつ
該後方散乱光のストークス光と反ストークス光とに弁別
する第二の弁別手段と、第一の弁別手段により夫々弁別
したシンチレーション光の到達時間の差を求めると共
に、演算したシンチレーション光の到達時間差に基づ
き、放射線用光ファイバにおける放射線の入射位置と放
射線の強度を求める一方、第二の弁別手段により夫々弁
別したストークス光と反ストークス光との強度の比率に
応じ温度を求めると共に、パルス発生時間とストークス
光，反ストークス光の到達時間との差に基づき光ファイ
バにおける温度位置を求める演算手段とを有して構成さ
れている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１乃至
図６により説明する。図１は本発明による光ファイバ温
度・放射線計測装置の第一の実施例を示す全体図であ
る。

【００１０】この実施例は、パルス発生器１の出力側に
パルスディレイ回路２，光源駆動装置３，光源４が順次
接続され、光源４の照射部に方向性結合器５を介し光フ
ァイバ６の一端が接続されている。そして、パルス発生
器１からのパルス信号がパルスディレイ回路２を介し所
望の時間毎に光源駆動装置３に入力され、光源駆動装置
３がそのパルス信号に基づいて駆動されることにより、
光源４からパルス光７が方向性結合器５を介し光ファイ
バ６に入射する。従って、パルス発生器１，パルスディ
レイ回路２，光源駆動装置３，光源４によりパルス光出
射手段を構成している。

【００１１】光ファイバ６は、配管（図示せず）上にお
いて計測すべく領域に配設され、かつコアが石英により
形成された温度計測用の石英ファイバからなっており、
その途中位置に放射線計測用のシンチレーションファイ
バ８を有している。即ち、光源からのパルス光が出射さ
れる位置の石英ファイバ６ａと、その先端側に位置する
石英ファイバ６ｂとの間に接続器９ａ，９ｂを介しシン
チレーションファイバ８が接続されている。シンチレー
ションファイバ８は、放射線１００が入射すると、コア
に設けられている蛍光材によって特有の波長をもつシン
チレーション光１０を発生させると共に、発生したシン
チレーション光１０を伝送する。接続器９ａ，９ｂは、
シンチレーションファイバ８内のシンチレーション光１
０を石英ファイバ６ａ，６ｂに伝送する一方、石英ファ
イバ６ａ内のパルス光７をシンチレーションファイバ８
を介し石英ファイバ６ｂに伝送するようにしている。

【００１２】また光ファイバ６にはパルス光７によって
発生する後方散乱光７０を取り込むための第一の弁別手
段が設けられている。該第一の弁別手段は、石英ファイ
バ６ａに方向性結合器５を介し戻り用の石英ファイバ６
ｃが接続され、これに後方散乱光７０のうち、ラマン散
乱光のストークス光１１ａと反ストークス光１１ｂとに
夫々独立的に弁別する光学フィルタ１２ａ，１２ｂが設
けられると共に、弁別されたストークス光１１ａ，反ス
トークス光１１ｂを電気信号に変換する光／電気変換器
１３ａ，１３ｂが設けられている。そして、光／電気変
換器１３ａ，１３ｂの出力側が信号処理回路１４の入力
部に接続されている。

【００１３】信号処理回路１４は、光／電気変換器１３
ａにより変換されたストークス光１１ａの電気信号が入
力されると共に、光／電気変換器１３ｂにより変換され
た反ストークス光１１ｂの電気信号が入力されると、そ
れらの電気信号に基づいてストークス光１１ａと反スト
ークス光１１ｂとの強度の比率を演算することにより、
温度を計測するようにしている。

【００１４】なお、温度計測は、ストークス光１１ａの
強度をＩｓ、反ストークス光１１ｂの強度をＩａとし、
またｋをポルツマン定数、ｈをプランク定数、νをラマ
ンシフト量、ｃをファイバ中の光速，Ｔ（ｋ）を温度と
すれば、次の数１より求めることができる。

【００１５】

【数１】Ｉａ／Ｉｓ＝ｅｘｐ（−ｈｃν／ｋＴ） また、信号処理回路１４は、パルス発生器１と接続され
ており、パルス発生器１により出力されたパルスの発生
時間と、光／電気変換器１３ａ，１３ｂから入力された
後方散乱光（ストークス光１１ａ，反ストークス光１１
ｂ）が到達したときの時間との差に基づき、石英ファイ
バ６の計測温度位置を特定するようにしている。

【００１６】一方、光ファイバ６にはシンチレーション
ファイバ８と並列に第二の弁別手段として放射線用の弁
別手段及び時間差測定回路１７が設けられている。放射
線用の弁別手段は、光ファイバ６ａの途中位置と光ファ
イバ６ｂの末端との間に配置された光学フィルタ１５
ａ，１５ｂと、光／電気変換器１６ａ，１６ｂとからな
っている。

【００１７】光学フィルタ１５ａ，１５ｂのうち、一方
の光学フィルタ１５ａは石英ファイバ６ａの途中位置に
図示しないハーフミラーを介し接続され、他方の光学フ
ィルタ１５ｂは石英ファイバ６ｂの末端と接続されてい
る。そして、シンチレーションファイバ８の途中位置に
放射線１００が図１に示す如く入射したとき、その入射
した放射線１００がシンチレーションファイバ８の蛍光
材に作用することによって特有の波長をもつシンチレー
ション光１０が発生するが、光学フィルタ１５ａは、シ
ンチレーションファイバ８の一端側，接続器９ａ，石英
ファイバ６ａ，ハーフミラーを介し取り込まれたシンチ
レーション光１０を弁別する一方、光学フィルタ１５ｂ
は、シンチレーションファイバ８の他端側，接続器９
ｂ，石英ファイバ６ｂを介し取り込まれたシンチレーシ
ョン光１０を弁別するようにしている。光／電気変換器
１６ａ，１６ｂは、光学フィルタ１５ａ，１５ｂによっ
て弁別されたシンチレーション光１０を、その光の大き
さに応じて電気信号に変換する。時間差測定回路１７
は、シンチレーション光１０がシンチレーションファイ
バ８の一端側，接続器９ａ，光学フィルタ１５ａ，光／
電気変換器１６ａを経て入力されるまでの時間と、シン
チレーションファイバ８の他端側，接続器９ｂ，光学フ
ィルタ１５ｂ，光／電気変換器１６ｂを経て入力される
までの時間との差を求める。そして、時間差測定回路１
７が求めた時間差を信号処理回路１４に出力すると、信
号処理回路１４は、その時間差に基づき、シンチレーシ
ョンファイバ８における放射線１００の入射位置を特定
することができるようにしている。

【００１８】その場合、光／電気変換器１６ａと時間差
測定回路１７間に設けられた遅延回路１８は、例えばシ
ンチレーションファイバ８の中央部分よりも右側または
左側で放射線１００が入射すると、シンチレーションフ
ァイバ８の一端を経て時間差測定回路１７に到達する時
間と、シンチレーションファイバ８の他端を経て時間差
測定回路１７に到達する時間との差が負の値となり、入
射位置を特定することができなくなることから、到達時
間差が常に正の値となるようにするため、光／電気変換
器１６ａによって変換された電気信号が予め設定された
時間をもって時間差測定回路１７に入力されるようにし
ている。

【００１９】なお、放射線１００の計測は、シンチレー
ションファイバ８の長さをＬ、シンチレーション光の発
光位置からシンチレーションファイバ８の他端（図１の
右側）を経て時間差測定回路１７の入力部に至る距離を
ｓ、遅延回路１８による遅延時間をｔｄ、発生したシン
チレーション光が時間差測定回路１７の入力部に到達す
るまでの時間差をΔｔとすれば、以下の数２式により求
めることができる。但し、シンチレーションファイバ８
の他端（図１の右側）から時間差測定回路１７の入力部
までの距離と、シンチレーションファイバ８の一端（図
１の左側）から時間差測定回路１７の入力部までの距離
とが等しいものとする。

【００２０】

【数２】ｓ＝（Ｌ−ｃ・（Δｔ−ｔｄ））／２ また、信号処理回路１４は、時間差測定回路１７により
時間差が入力されると、その時間差に基づき放射線の強
度を測定するようにもしている。

【００２１】実施例の光ファイバ温度・放射線計測装置
は、上記の如き構成となるので、次にその作用について
述べる。配管上に配設された光ファイバ６の途中位置に
はシンチレーションファイバ８が設けられているので、
今、シンチレーションファイバ８に放射線１００が入射
すると、その放射線１００がシンチレーションファイバ
８のコアの蛍光材によりシンチレーション光１０を発生
させ、そのシンチレーション光１０がシンチレーション
ファイバ８内において放射線１００の入射位置から両端
側に伝送されることとなる。

【００２２】そのため、シンチレーションファイバ８の
一端側のシンチレーション光１０は、接続器９ａを経て
石英ファイバ６ａに伝送され、かつ石英ファイバ６ａの
途中位置から光学フィルタ１５ａに取り込まれると共
に、光／電気変換器１６ａにより電気信号に変換され、
該変換された電気信号が遅延回路１８を経て時間差測定
回路１７に入力される。一方、シンチレーションファイ
バ８の他端側のシンチレーション光１０は、接続器９ｂ
を経て石英ファイバ６ｂに伝送され、かつ該石英ファイ
バ６ｂから光学フィルタ１５ｂに取り込まれると共に、
光／電気変換器１６ｂにより電気信号に変換され、該変
換された電気信号が時間差測定回路１７に入力される。

【００２３】時間差測定回路１７は、数２式に基づき、
光／電気変換器１４ｂから到達した電気信号の時間と、
遅延回路１８を経て到達した電気信号の時間との差を求
め、その求めた時間差を信号処理回路１４に出力する
と、信号処理回路１４は時間差に基づき、シンチレーシ
ョンファイバ８における放射線１００の入射位置を求め
ると共に、放射線の強度を求める。この演算は、信号処
理回路１４により常時実行される。

【００２４】上記実行時、パルス発生器１からのパルス
信号がパルスディレイ回路２を介し光源駆動装置３に入
力され、光源駆動装置３がそのパルス信号に基づいて駆
動し、光源４からパルス光７が方向性結合器５を介し光
ファイバ６（石英ファイバ６ａ，６ｂ）に入射すると、
パルス光により、光ファイバ６内で光ファイバ温度に依
存した後方散乱光７０が発生するので、後方散乱光７０
が光ファイバ６から方向性結合器５を経て第一の弁別手
段に伝送される。即ち、第一の弁別手段は、後方散乱光
７０が戻り用の石英ファイバ６ｃを経て光学フィルタ１
２ａ，１２ｂに取り込まれることにより、ラマン散乱で
あるストークス光１１ａと反ストークス光１１ｂとに弁
別され、そのストークス光１１ａ，１１ｂが光／電気変
換器１３ａ，１３ｂにより光の大きさに応じ電気信号に
変換されて信号処理回路１４に出力される。

【００２５】この場合、信号処理回路１４は数１式に基
づき、電気信号に変換されたストークス光１１ａと反ス
トークス光１１ｂとの比を求め、その比により光ファイ
バ６の温度を計測する。しかも、信号処理回路１４は、
パルス発生器１により出力されたパルスの発生時間と、
後方散乱光７０（ストークス光１１ａ，反ストークス光
１１ｂ）が光／電気変換器１３ａ，１３ｂを経て到達し
たときの時間との差に基づき、石英ファイバ６の計測温
度位置を特定する。

【００２６】実施例では、上述の如く、信号処理回路１
４が放射線の入射位置を求め、かつその放射線の強度を
求める他、光ファイバ６における温度及びその位置を求
めるので、温度計測だけを行う第一の従来技術や放射線
計測だけを行う第二の従来技術に比較し、放射線計測と
温度計測との双方を確実に行うことができ、しかも放射
線の計測中に温度計測をも同時にできる。そのため、放
射線計測と温度計測とを別個の装置で行うことが不要に
なりばかりでなく、それだけ部品点数及びコストを安価
にすることができる。

【００２７】また、光ファイバ６の途中位置、即ち、石
英ファイバ６ａと６ｂとの間に接続器９ａ，９ｂを介し
シンチレーションファイバ８が設けられるので、放射線
１００がシンチレーションファイバ８に入射し、シンチ
レーション光１０が発生しても、そのシンチレーション
光１０が石英ファイバ６ａ，６ｂを介し確実に弁別する
ことができるばかりでなく、石英ファイバ６ａ出射した
パルス光７が、シンチレーションファイバ８を介し石英
ファイバ６ｂに伝送されることにより、石英ファイバ６
ｂによる温度計測を確実に行うことができる。

【００２８】なお、図示実施例では、石英ファイバ６
ａ，６ｂに光学フィルタ１５ａ・１５ｂ，光／電気変換
器１６ａ・１６ｂ，遅延回路１８，時間差測定回路１７
が接続された例を示したが、図２に示す如く、シンチレ
ーションファイバ８と石英ファイバ６ａ，６ｂとを接続
する接続器９０ａ，９０ｂを以下のように構成してもよ
い。即ち、この接続器９０ａ，９０ｂは、パルス光７が
石英ファイバ６ａ，６ｂ間でシンチレーションファイバ
８を伝送されるようにする他、シンチレーションファイ
バ８内のシンチレーション光１０が、接続器９０ａ，９
０ｂ及び光学フィルタ１５ａ，１５ｂ間を接続する石英
ファイバ６ｄ，６ｅを介し光学フィルタ１５ａ，１５ｂ
に伝送されるように構成され、例えばハーフミラーなど
からなっている。

【００２９】即ち、図２においては、シンチレーション
ファイバ８に対し、光学フィルタ１５ａ・１５ｂ，光／
電気変換器１６ａ・１６ｂ，遅延回路１８，時間差測定
回路１７が並列に接続され、シンチレーションファイバ
８内に放射線１００が入射することによってシンチレー
ション光１０が発生すると、そのシンチレーション光１
０はシンチレーションファイバ８の一端，接続器９０
ａ，光学フィルタ１５ａに取り込まれる一方、シンチレ
ーションファイバ８の他端，接続器９０ｂ，光学フィル
タ１５ｂに取り込まれ、これにより図１に示す実施例と
同様の作用効果を得ることができる。

【００３０】図３及び図４は本発明による第二の実施例
を示している。放射線計測用の光ファイバとしてシンチ
レーションファイバを用いる場合、そシンチレーション
光の伝送損失を可及的に抑える必要があることから、シ
ンチレーションファイバの長さが最大で約１０メートル
程度となっている。そこで、本実施例では、放射線の計
測長さを大幅に拡大させるため、各々が所望長さからな
るシンチレーションファイバを夫々有すると共に、夫々
のシンチレーションファイバの位置を長さ方向に沿い互
いに順次配置された複数本からなる光ファイバ部８Ａ〜
８Ｎを有している。

【００３１】即ち、光ファイバ部８Ａ〜８Ｎは、図３及
び図４に示すように多芯化されたものであり、各々が石
英ファイバ８１ａ〜８１ｎの途中位置に接続器９ａ，９
ｂを介しシンチレーションファイバ８２ａ〜８２ｎを夫
々設けて形成されている。

【００３２】また、シンチレーションファイバ８２ａ〜
８２ｎの各々は、共に同じ長さをなしており、各光ファ
イバ部８Ａ〜８Ｎにおいてその長さ方向に沿い互いに位
置が異なるように順次配置されている。具体的に述べる
と、一本目の光ファイバ部８Ａのシンチレーションファ
イバ８２ａが図４に示す如く位置にあるとき、二本目の
光ファイバ部８Ｂにおいては一本目の光ファイバ部８Ａ
のシンチレーションファイバ８２ａと隣り合う位置にあ
って、かつそれより右側寄りの位置にシンチレーション
ファイバ８２ａが配置され、また三本目の光ファイバ部
８Ｃにおいては二本目の光ファイバ部８Ｂのシンチレー
ションファイバ８２ａのと隣り合う位置にあって、かつ
それより右側寄りの位置にシンチレーションファイバ８
２ｃが配置され、以下同様にして各光ファイバ部８Ａ〜
８Ｎのシンチレーションファイバ８２ａ〜８２ｎが光フ
ァイバ部８の長さ方向に沿って順次配置されている。し
かも、一本目の光ファイバ部８Ａのシンチレーション８
２ａの右側にある接続器９ｂと、二本目の光ファイバ部
８Ｂのシンチレーション８２ｂの左側にある接続器９ａ
とが同一位置にあり、そのシンチレーション８２ｂの反
対側の接続器９ｂと三本目の光ファイバ部８Ｃのシンチ
レーションファイバ８２ｃの左側にある接続器９ａとが
同一位置にあり、他のシンチレーションファイバの接続
器９ａ，９ｂもこれに準じた位置関係となっている。

【００３３】なお、接続器９ａ，９ｂは前記第一の実施
例と同様のものであるのでここではその説明を省略す
る。

【００３４】さらに、これら各光ファイバ部８Ａ〜８Ｎ
の両端は切替回路２０を介し、図３に示す如く、温度計
測用の光ファイバ６の途中位置に設けられている。切替
回路２０は、石英ファイバ６ａ，６ｂに対し予め設定さ
れた時間毎に各光ファイバ部８Ａ〜８Ｎを順次切り替え
接続するためのものである。この場合、切替回路２０の
切替時間は、信号処理回路１４が温度計測を処理するの
に支承を与えることがないようにするため、即ち、パル
ス光７が出射され、その後方散乱光７０が弁別されて信
号処理回路１４が温度を計測すると共に温度計測の位置
を特定するまでの処理を超えた時間となるように設定さ
れている。

【００３５】そして、各光ファイバ部８Ａ〜８Ｎのう
ち、何れか一方の光ファイバ部が切替回路２０の切替に
よって石英ファイバ６ａ，６ｂと接続状態にあるとき、
その接続状態にあるシンチレーションファイバ８２ａ〜
８２ｎに放射線１００が入射することによってシンチレ
ーション光が発生したとき、そのシンチレーション光が
光ファイバ部の両端側の石英ファイバ，切替回路２０，
及び石英ファイバ６ａ及び６ｂを経て光学フィルタ１５
ａ，１５ｂに弁別されるようにしている。なお、光学フ
ィルタ１５ａ，１５ｂに弁別されたシンチレーション光
は、第一の実施例と同様に光／電気変換器１６ａ・１６
ｂ及び遅延回路１８を経て時間差測定回路１６に到達
し、信号処理回路１４により放射線の入射位置が計測さ
れると共に、放射線の強度が計測される。

【００３６】従って、この実施例によれば、各々がシン
チレーションファイバ８２ａ〜８２ｎを夫々有すると共
に、夫々のシンチレーションファイバ８２ａ〜８２ｎが
長さ方向に沿い順次位置を違えて配置された光ファイバ
部８Ａ〜８Ｎと、石英ファイバ６ａ，６ｂに対し各光フ
ァイバ部８Ａ〜８Ｎを順次切替接続する切替回路２０と
を有し、一方の光ファイバ部のシンチレーションファイ
バに放射線１００が入射したとき、切替回路２０の切替
接続により、シンチレーション光１０を弁別することに
より放射線の位置を特定すると共に放射線の強度を検出
することができるので、シンチレーションファイバ８２
ａ〜８２ｎが１０ｍ程度の長さであっても、上述の如く
多芯化することにより放射線の計測範囲を、温度計測用
の光ファイバの場合と同様可及的に拡大化することがで
きる。

【００３７】その結果、配管上に多芯化された光ファイ
バ部８Ａ〜８Ｎを配設すれば、広範囲に亘り放射線を確
実に計測することが可能となる。

【００３８】図５は本発明による第三の実施例を示し、
この場合は、前述の図３及び図４の実施例をさらに改善
したものである。即ち、図３及び図４に示す実施例で
は、多芯化された光ファイバ部８Ａ〜８Ｎの各々におい
て石英ファイバ８１ａ〜８１ｎとシンチレーションファ
イバ８２ａ〜８２ｎとを接続する接続器９ａ，９ｂの位
置が、これと隣列する光ファイバ部の接続器９ａ，９ｂ
と同一位置にあるため、その接続器が存在する部分では
放射線を計測することができない。そこで、実施例で
は、光ファイバ部８Ａ〜８Ｎのシンチレーションファイ
バ８２ａ〜８２ｎが、他の光ファイバ部のシンチレーシ
ョンファイバと重なり合う位置に配置されるようにした
ものである。

【００３９】具体的に述べると、各光ファイバ部８Ａ〜
８Ｎのうち、一本目の光ファイバ部８Ａのシンチレーシ
ョンファイバ８２ａと、二本目の光ファイバ部８Ｂのシ
ンチレーションファイバ８２ｂとが互いに重複して配置
され、またそのシンチレーションファイバ８２ｂと三本
目の光ファイバ部８Ｃのシンチレーションファイバ８２
ｃとが重複して配置され、さらにそのシンチレーション
ファイバ８２ｃと四本目の光ファイバ部８Ｄのシンチレ
ーションファイバ８２ｄとが重複して配置され、従っ
て、一方の光ファイバ部のシンチレーションファイバ
と、これと隣列する他の光ファイバ部のシンチレーショ
ンファイバとが互いに重なり合った状態であって、しか
も光ファイバ部の長さ方向にずれた位置関係となってい
る。

【００４０】実施例によれば、上述の如く、多芯化され
た各光ファイバ部８Ａ〜８Ｎのうち、一方の光ファイバ
部のシンチレーションファイバ８２ａ〜８２ｎとこれに
隣列する光ファイバ部のシンチレーションファイバとが
重なり合っていて、しかも光ファイバ部の長さ方向にず
れて配置された位置関係となるように構成したので、前
記第二の実施例に比較し、互いに隣列するシンチレーシ
ョンファイバとシンチレーションファイバとの間で放射
線計測が不能になるのを防止することができる。

【００４１】なお図３乃至図５に示す実施例では、シン
チレーションファイバ８２ａ〜８２ｎの何れも同じ長さ
のものを用いた例を示したが、長さの異なるものを用い
ても良いのは勿論である。

【００４２】また、これまで述べた何れの実施例とも、
放射線計測用の時間差測定回路１７を用いた例を示した
が、図６に示すように、シンチレーション光１０の発生
時、遅延回路１８を経た信号と、光／電気変換器１６ｂ
を経た信号とが信号処理回路１４に出力されると、該信
号処理回路１４が時間差測定回路１７と同様にシンチレ
ーション光１０が到達する時間差を演算するように構成
してもよい。従って、この場合の信号処理回路１４は、
石英ファイバ上の温度計測及びその計測位置の特定を行
うと共に、放射線の入射位置の特定及び放射線強度の計
測をも行えるように構成しても、本発明を実現できる。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１〜
３によれば、演算手段により、夫々弁別したシンチレー
ション光の到達時間の差を求めると共に、演算したシン
チレーション光の到達時間差に基づき、放射線用光ファ
イバにおける放射線の入射位置と放射線の強度を求める
一方、夫々弁別したストークス光と反ストークス光との
強度の比率に応じ温度を求めると共に、パルス発生時間
とストークス光，反ストークス光の到達時間との差に基
づき光ファイバにおける温度位置を求めるように構成し
たので、放射線計測と温度計測との双方を確実に行うこ
とができ、しかも放射線の計測中に温度計測をも同時に
できる結果、放射線計測と温度計測とを別個の装置で行
うことが不要になりばかりでなく、それだけ部品点数及
びコストを安価にすることができる効果がある。

【００４４】特に、請求項２及び３によれば、光ファイ
バ部が多芯化することにより、放射線の計測範囲を温度
計測用の光ファイバの場合と同様に可及的に拡大化する
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ファイバ温度・放射線計測装置
の第一の実施例を示す説明図。

【図２】図１の実施例の変形例を示す説明図。

【図３】本発明による光ファイバ温度・放射線計測装置
の第二の実施例を示す説明図。

【図４】多芯化された光ファイバの要部を示す説明図。

【図５】本発明による光ファイバ温度・放射線計測装置
の第三の実施例を示す多芯化された光ファイバの要部の
説明図。

【図６】本発明による他の実施例を示す要部の説明図。

【符号の説明】

１…パルス発生器、２…パルスディレイ回路、３…光源
駆動装置、４…光源、６ａ〜６ｅ…石英ファイバ、７…
パルス光、７０…後方散乱光、８…シンチレーションフ
ァイバ、１０…シンチレーション光、１２ａ，１２ｂ…
後方散乱光用の光学フィルタ、１３ａ，１３ｂ…後方散
乱光用の光／電気変換器、１４…信号処理回路、１５
ａ，１５ｂ…放射線用の光学フィルタ、１６ａ，１６ｂ
…放射線用の光／電気変換器、１８…遅延回路、１７…
時間差測定回路、１００…放射線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 弓立 忠弘 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 田村 精一 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 日立ニ ュークリアエンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定領域に配設された温度計測用の光フ
   ァイバと、光ファイバにパルス光を出射するパルス光出
   射手段と、該光ファイバの途中位置に設けられ、放射線
   が入射したとき、シンチレーション光を発生させる放射
   線用光ファイバと、そのシンチレーション光を、前記放
   射線用光ファイバの両端側を経て夫々弁別する第一の弁
   別手段と、光ファイバにパルス光出射手段によってパル
   ス光が出射されたとき、光ファイバ内におけるパルス光
   から発生した後方散乱光を導入し、かつ該後方散乱光の
   ストークス光と反ストークス光とに弁別する第二の弁別
   手段と、第一の弁別手段により夫々弁別したシンチレー
   ション光の到達時間の差を求めると共に、演算したシン
   チレーション光の到達時間差に基づき、放射線用光ファ
   イバにおける放射線の入射位置と放射線の強度を求める
   一方、第二の弁別手段により夫々弁別したストークス光
   と反ストークス光との強度の比率に応じ温度を求めると
   共に、パルス発生時間とストークス光，反ストークス光
   の到達時間との差に基づき光ファイバにおける温度位置
   を求める演算手段とを有することを特徴とする光ファイ
   バ温度・放射線計測装置。
2. 【請求項２】 測定領域に配設された温度計測用の光フ
   ァイバと、光ファイバにパルス光を出射するパルス光出
   射手段と、該光ファイバの途中位置に設けられ、放射線
   が入射したとき、シンチレーション光を発生させる放射
   線用光ファイバと、そのシンチレーション光を、前記放
   射線検出用の光ファイバの両端側を経て夫々弁別する第
   一の弁別手段と、光ファイバにパルス光出射手段によっ
   てパルス光が出射されたとき、光ファイバ内におけるパ
   ルス光から発生した後方散乱光を導入し、かつ該後方散
   乱光のストークス光と反ストークス光とに弁別する第二
   の弁別手段と、第一の弁別手段により夫々弁別したシン
   チレーション光の到達時間の差を求めると共に、演算し
   たシンチレーション光の到達時間差に基づき、放射線用
   光ファイバにおける放射線の入射位置と放射線の強度を
   求める一方、第二の弁別手段により夫々弁別したストー
   クス光と反ストークス光との強度の比率に応じ温度を求
   めると共に、パルス発生時間とストークス光，反ストー
   クス光の到達時間との差に基づき光ファイバにおける温
   度位置を求める演算手段とを有し、前記放射線用光ファ
   イバは、各々がシンチレーションファイバを夫々設けた
   複数本からなる光ファイバ部と、該複数本の光ファイバ
   部の両端を温度計測用の光ファイバの途中位置に順次切
   替接続する切替手段とを有し、複数本からなる光ファイ
   バ部は、各々のシンチレーションファイバを長さ方向に
   沿い順次違えて配置して形成されたことを特徴とする光
   ファイバ温度・放射線計測装置。
3. 【請求項３】 測定領域に配設された温度計測用の光フ
   ァイバと、光ファイバにパルス光を出射するパルス光出
   射手段と、該光ファイバの途中位置に設けられ、放射線
   が入射したとき、シンチレーション光を発生させる放射
   線用光ファイバと、そのシンチレーション光を、前記放
   射線検出用の光ファイバの両端側を経て夫々弁別する第
   一の弁別手段と、光ファイバにパルス光出射手段によっ
   てパルス光が出射されたとき、光ファイバ内におけるパ
   ルス光から発生した後方散乱光を導入し、かつ該後方散
   乱光のストークス光と反ストークス光とに弁別する第二
   の弁別手段と、第一の弁別手段により夫々弁別したシン
   チレーション光の到達時間の差を求めると共に、演算し
   たシンチレーション光の到達時間差に基づき、放射線用
   光ファイバにおける放射線の入射位置と放射線の強度を
   求める一方、第二の弁別手段により夫々弁別したストー
   クス光と反ストークス光との強度の比率に応じ温度を求
   めると共に、パルス発生時間とストークス光，反ストー
   クス光の到達時間との差に基づき光ファイバにおける温
   度位置を求める演算手段とを有し、前記放射線用光ファ
   イバは、各々がシンチレーションファイバを夫々設けた
   多数本からなる光ファイバ部と、該複数本の光ファイバ
   部の両端を温度計測用の光ファイバの途中位置に順次切
   替接続する切替手段とを有し、複数本からなる光ファイ
   バ部は、何れか一方の光ファイバ部のシンチレーション
   ファイバとこれに隣列する光ファイバ部のシンチレーシ
   ョンファイバとが互いに重なり合う位置にあって、かつ
   光ファイバ部の長さ方向にずれて配置されたことを特徴
   とする光ファイバ温度・放射線計測装置。