JPS5965733A - 温度分布測定方法 - Google Patents

温度分布測定方法

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Publication number
JPS5965733A
JPS5965733A JP17718782A JP17718782A JPS5965733A JP S5965733 A JPS5965733 A JP S5965733A JP 17718782 A JP17718782 A JP 17718782A JP 17718782 A JP17718782 A JP 17718782A JP S5965733 A JPS5965733 A JP S5965733A
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JP
Japan
Prior art keywords
optical
cable
optical fiber
temperature distribution
fiber cable
Prior art date
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Pending
Application number
JP17718782A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Koyanagi
小柳 弥夫
Takeo Yamada
健夫 山田
Akio Nagamune
長楝 章生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP17718782A priority Critical patent/JPS5965733A/ja
Publication of JPS5965733A publication Critical patent/JPS5965733A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/026Means for indicating or recording specially adapted for thermometers arrangements for monitoring a plurality of temperatures, e.g. by multiplexing

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、広域の温度分布を遠隔地で測定する温度分布
測定方法に関する。
従来、長距離、広域の温度分布測定は、電カケープルの
過熱位置検知、低温液化ガスパイプラインの漏洩検知、
更には火災検知、高炉耐熱レンガ消耗検出等に使用され
、その具体的な測定方法としては多数の温度計、低温検
知器および誦濡検知器等の温度検知器を分散配置し、こ
れらの温度検知器の出力から温度分布を測定するもので
ある。
第1図は従来の温度分布測定方法を説明する概略構成図
である。この測定方法は、被測定対象物10表面又はそ
の近傍に適宜な間隔で複数の濡5度検知器2m、2b・
・・を設置するとともに、これらの温度検知器2s、2
h・・・に信号伝送線3 a 、 、9 b・・・を接
続し、これらの信号伝送線3m、3b・・・の端部な温
度監視所4に引込むことによ)、温度監視所4で複数の
温度検知器・2a、2b・・・の出力から被測定対象物
1の温度分布を測定する方法である。
しかしながら、以上のような方法では、温度分布を正確
に測定するために多数の温変検知器2a、2b・・・を
設置する必要があり、しがも設置すべき温度検知器2a
、2h・・・が多く々ればそれだけ設置作業が面倒にな
るとともに設置スペースやコストの面で問題がある。ま
た、被測定対象・物1の温度分布を遠隔地の湿度監視所
4で一括して監視しているため2二、多数の信号伝送線
3a’ 、、? h・・・の架線作業が面倒であり、こ
の点でもコストアップは避けられ々い。また、′/M度
検出器2a 、 2b・・・の出力は信号伝送線3a 
、 3b・・・を用いて電気信号として伝送する構成で
あるので、防爆地区で使用する場合には別途性た(二安
全回路等を付加する必要があり、全体として複雑な構成
とならざるをえなかった。
本発明は上記欠点を除去するため(二なされたもので、
温度…II定対象物の広い範囲にわたって簡単に施工す
ることができ、かつスペースおよびコストの低減化が図
れ、特別(二防爆対策を施こすことなく適用できる温度
分布測定方法を提供することを目的とする。
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
るにあたり、先ず、本発明に用いるm度検知体として機
能する光フアイバケーブルの原理構成(二ついて説明す
る。この光フアイバケーブル11は、第2図に示すよう
に石英等の透明材でできたコアl1gの周囲を同じく石
英等の透明材でできたクラッドllbで包囲し、さらC
二そのクラッド11hの周囲を被覆材1 ’1 c テ
包jtl l〜で形成したものである。この光フアイバ
ケーブル1ノにおいて(1、コアl1gの屈折率がクラ
ッドllbの屈折率よシも大きくなっており、コアll
a円に入射された光信号りは第2図ta+に示す如くク
ラッドllbとの境界面1で全反射しつつ低損失で伝播
きれるようになっている。ところで、このような光フア
イバケーブル11にあって、例えばコアlla。
クラッドllbおよび被覆材11cを熱膨張係数の異な
った値の材質で製作し、かつそのケーブル1ノの一部が
外部よシ低温又は高温を受けると、光フアイバケーブル
11は第2図(blのように曲折し、この影響を受けて
光信号りは漏光しその光信号りの減衰量が増加する。更
に、低温又は高温が激しくなると、光フアイバケーブル
1ノは破断し、減衰量が無限大となる。
従って、以上のような条件の下(二作られた光フアイバ
ケーブル11を温度測定対象物にそって布設置−かつケ
ーブル一端より光信号L(例えば光パルス)を入射すれ
ば、その光信号りの減衰量および減衰位置はクラッドl
lbとの境界面で生ずる光信号りの反射波の変化を観測
することによって検知することができる。
次に、例えば電カケープル過熱位置検知装置(=適用し
た本発明方法の一実施例について第3図および第4図を
参照して説明する。なお、第3図は光フアイバケーブル
11を有する複合ケーブルの構成を示し、第4図は電カ
ケープル過熱位置検知装置の全体構成を示す図である。
先ず、第3図に示す複合ケーブル21としては、例えば
複数本の電カケープル澗体21a。
21aにそうように常温付近温度よ、シも高温のときに
光信号の減衰量が増加する光フアイバケーブル1)を布
設するとともf二、これらの電カケープル導体21m、
21gおよび光フアイバケーブル11を絶縁材21hで
被覆してなる複合ケーブル構成のものを使用する。力お
、光フアイバケーブル11の被覆材IJcとしては、コ
アllaおよびクラッドllbよシも熱膨張係数の大き
い材料のものを使用する。
第4図は送電所30と受電所4oとの間に第3図に示す
複合ケーブル21を配置し、電カケープル21aが何ら
かの異常(二よシ過熱したことおよびその位置を検知す
るものである。送電所30は、電カケープル導体21a
、21aに電力を送電する電力送電設備3)と、光フア
イバケーブル11に光信号を導入するとともに、そのケ
ーブル1ノ内で減衰しつつ伝播されてくる反射波を検知
する光用TDR(タイム・ドメイン・リフレクタ−)3
2とを備えている。光用TDR,9,?は、第5図のよ
うに矩形パルス発生器32gで矩形パルスを発生し、こ
のパルスを高速三角波発生器32bに供給して三角波を
発生させている。この三角波電圧は光パルスの伝播時間
の測定≦二相いられる。そして高速ステップパルス発生
器32 cで立上がり時間が数自ピコ秒以下の急峻なパ
ルスを発生させ、このパルスを方向性結合器32dを介
して光パルスζ二変換し、前記元ファイバケーブル11
に入射させている。前記方向性結合器32dは電気−光
変換器、光−電気変換器およびハーフミラ−で構成され
ている。−万、電圧レベル設定器32eにより1)/入
変換器321を介して時間計測用電圧発生器、92 g
を割御し、その電圧発生器32gから出力される電圧レ
ベルを最階的に変化させている。そして前記電圧発生器
、? 2 gからの電圧と前記高速三角波発生器32b
からの電圧とを電圧比較器32hで比較し、両電圧が一
致するタイミングでゲートパルス発生器32iを動作烙
せ前記方向性結合器32dを制御している。またケーブ
ル11から得られる反射波を前記方向性結合器32dで
受けて電気信号に変換し、サンプルホールド回路32」
で電圧レベルとしてホールドしている。そして反射波電
圧出力回路、? 2 kから反射波電圧がA/D変換器
321を介してメモリ、92 mに供給され配憶される
。前記送電所30には光用’l’ ■) R、? 2の
他Cニジーケンス制御装置33および演算装置34が設
けられている。
一刀、受電所40(二は送電所30から電カケープル導
体21a、21aを介して送られてくる側力を受電する
電力受電設備4)が設けられている。
このようフを構成の本発明実施例において方向性結合器
32 dから光フアイバケーブル1ノに入射された光パ
ルスは後方レイリー散乱を生じ々からケーブル1ノのコ
アlla内を伝播する。
そして、伺らかの異常により商カケープル導体21aの
一部に熱が発生すると、その熱の影響を受けて光フアイ
バケーブル11の一部が第2図(hJのように曲折しそ
の減衰量は熱の大きさに応じて変化する。しかも、その
減衰位置は減衰した反射波の光用TDFL32に到達す
るタイミングから知ることができる。つまり、シーケン
ス制征1装置33 電圧レベル設定器32e、D−A変
換器32f、時間計測用電圧発生器32g、電圧比較器
32h、ゲートノ(ルス発生器32iと、サンプルホー
ルド回路32j、反射波電圧出力回路32に、A−D変
換器32文と(二より、その送信データと受信データと
を得てこれらのデータをメモリ32mに格納し、演算装
置34で演算することにより、°電カケープル場体21
a全長の混用“分布を測定することカーできる。
なお、上記実施例と同様(二高温度で減衰量力1増加す
る光ファイノ曵ケーブル1ノと光用”l’DR32とを
用いることにより、広域の火災検知や高炉耐熱レンガ消
耗による高炉壁の部分カロ熱イ立置を正確に検知するこ
と力1できる。
−万、低温度で減衰量が増加する光ファイノくケーブル
J1と光用TDR’、9.?とを用いるととC二よシ、
低温液化ガスのノ(イブラインやタンクの漏洩位置を検
知することカーできる。伊Jえ)f常温より低IA度で
減衰量が増加する光ファイノくケーブル11としては、
コア材、クラツド材および被覆材に下表のようなものを
用いれば、温度低下に対して第6図のように神々の光減
衰喰を得ることができる。
従って、各種温度で減衰量が増加し始める光ファイバを
多数本束ねた光フアイバケーブル1ノを用い、そのケー
ブル11の一端を光スィッチを介して光用’l” l)
 R、’? 2に接続すれば、測定温度範囲が広くかつ
測定温度範囲の高い温度分布の測定ができる。
以上詳記したように本発明によれば、広域の被測定対象
物に温度によって光の減衰する光フアイバケーブルを布
設するととも(=、その光)アイパケーブルの一端に光
用TDRを接続してなる構成としたので、広域の温度分
布を簡単な施工によって測定することができ、しかもス
ペースおよびコストの点で有利であり、防爆地区であっ
てもそのまま適用しつる温度分布測定方法を提供できる
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方法を用いた概略構成図、第2図+a+ 
、 (blは本発明の詳細な説明するための光フアイバ
ケーブルの縦断面図、第3図ないし第5図は本発明方法
を適用した電カケープル過熱位置検知装置の一実施例を
示す図であって、第3図は複合ケーブルの構成図、第4
図は装置全体の概略構成図、第5図は第4図の光用TD
Rの構成図、第6図は各種材料を用いた光フアイバケー
ブルの温度−減衰量変化特性図である。 I)・・・光フアイバケーブル、lla・・・コア、1
1b・・・クラッド、llc・・・被覆材、21・・・
複合ケーブル、21a・・・電カケープル導体、30・
・・送電所、32・・・光用TDR,4(+・・・受電
第6図 温度(’C) −

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被測定対象物に対し温度変化にょシ光減衰量の変
    化する光フアイバケーブルを広域にわたって布設し、か
    つその光フアイバケーブルに光パルスを入射するととも
    に、そのケーブルから反射によって伝播されてくる反射
    波の減衰量およびその反射波の受波タイミングとから被
    測定対象物の温度分布を測定するよう(二したことを特
    徴とする温度分布測定方法。
  2. (2)光フアイバケーブルは、各種温度(=よって光減
    衰量が増加し始める複数の光ファイバを束ねた構成のも
    のを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の温度分布測定方法。
JP17718782A 1982-10-08 1982-10-08 温度分布測定方法 Pending JPS5965733A (ja)

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