JP2001099702A - Optical fiber multiplex sensor system - Google Patents

Optical fiber multiplex sensor system

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JP2001099702A
JP2001099702A JP27859799A JP27859799A JP2001099702A JP 2001099702 A JP2001099702 A JP 2001099702A JP 27859799 A JP27859799 A JP 27859799A JP 27859799 A JP27859799 A JP 27859799A JP 2001099702 A JP2001099702 A JP 2001099702A
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JP
Japan
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sensor
light
output
multiplexer
optical
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JP27859799A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Dobashi
孝治 土橋
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiplex system of optical fiber sensors. SOLUTION: A light source 1-1 is connected to a transmission gate 2-1, and connected to a wavelength multiplex coupler 3, and connected to a sensor array. In each sensor part composing a sensor array, an optical branching filter for a sensor 4-1 is connected to a coupler for a sensor 5-1, and one side is connected to a sensing fiber 6-1, and connected to a light-receiving part side through a reflector 7-1, the coupler for a sensor 5-1 and an optical multiplexer for a sensor 10-1. The other side is connected to a reference fiber 8-1, and connected similarly to the light-receiving part side. In the light-receiving part, a light- receiving optical branching filter 12-1 is connected to an O/E converter 13-1, and connected to a reception gate 14-1, and connected to a processor 15-1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、センサ信号の多重
化可能数の拡大および汎用的なネットワーク上でのセン
サ信号の伝送を可能とする、波長多重と時分割多重とを
併用した光ファイバセンサの多重システムに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber sensor using both wavelength division multiplexing and time division multiplexing, capable of expanding the number of multiplexable sensor signals and transmitting the sensor signals over a general-purpose network. Multiplex system.

【0002】[0002]

【従来の技術】文献名:A.D.Kersey et al., "64-eleme
nt time-division multiplexed interferometic sensor
array with EDFA telemetry " Optical Fiber Communi
cation96, Vol.2 1996.。上記の文献には、遅延線を介
してセンサ部を接続し、光源より光パルスを送出するこ
とにより、各センサ信号の時系列パルスを形成させて時
分割多重伝送する方式のセンサシステムが記載されてい
る。
2. Description of the Related Art Document name: ADKersey et al., "64-eleme"
nt time-division multiplexed interferometic sensor
array with EDFA telemetry "Optical Fiber Communi
cation96, Vol.2 1996. The above-mentioned literature describes a sensor system in which a sensor unit is connected via a delay line and a light pulse is transmitted from a light source to form a time-series pulse of each sensor signal and perform time-division multiplex transmission. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の構
成では、さらなる多重化可能なセンサ数の拡大が困難で
あること、汎用的なネットワークに載せてセンサ信号を
伝送するための機能を有さないこと、という問題点があ
る。
However, in the above configuration, it is difficult to further increase the number of multiplexable sensors, and there is no function for transmitting sensor signals on a general-purpose network. There is a problem.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明の光ファイバ多重センサシステムは、複数
の異なる波長パルス群を出力する光源と、光源から出力
される複数の異なる波長パルス群を合波して出力する合
波器と、合波器から出力される合波が入力する、遅延線
を介して接続した複数のセンサからなるセンサアレイ
と、複数のセンサは、合波器から出力される合波から特
定波長成分を分波して出力するセンサ分波器とセンサ分
波器から出力される特定波長成分が入力する、光路差に
応じて干渉光を出力する干渉計とを各々備え、複数のセ
ンサにおける各々の干渉計から出力される干渉光を合波
して出力するセンサ合波器と、センサ合波器から出力さ
れる合波から干渉光の特定波長成分を分波して出力する
複数の分波器と、複数の分波器から出力される干渉光の
特定波長成分の光パルス列から受信ゲートで時分割チャ
ネル選択し、復調処理を行う複数の復調処理器と、を備
える。
In order to solve the above-mentioned problems, an optical fiber multiplex sensor system according to the present invention comprises a light source outputting a plurality of different wavelength pulse groups, and a plurality of different wavelength pulse groups output from the light source. And a sensor array including a plurality of sensors connected via a delay line, to which a multiplex output from the multiplexer is input. A sensor duplexer that separates and outputs a specific wavelength component from the output multiplexing, and an interferometer that receives the specific wavelength component output from the sensor duplexer and outputs interference light according to an optical path difference. A sensor multiplexer for multiplexing and outputting interference light output from each of the interferometers of the plurality of sensors, and demultiplexing a specific wavelength component of the interference light from the multiplex output from the sensor multiplexer. Multiple duplexers that output Select time division channel by the light pulse received from the column gate of a specific wavelength component of the interference light output from the demultiplexer, and a plurality of demodulation processing unit for performing a demodulation process.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】《具体例1》 <構成>図1は、本発明の具体例1の多重センサシステ
ムの構成を示す図である。光源1-1は送信ゲート2-1に接
続し、同様に光源1-2は送信ゲート2-2に接続し、送信ゲ
ート2-1および送信ゲート2-2は波長多重用カプラ3に接
続し、センサアレイに接続される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 <Configuration> FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a multiple sensor system according to Embodiment 1 of the present invention. The light source 1-1 is connected to the transmission gate 2-1. Similarly, the light source 1-2 is connected to the transmission gate 2-2, and the transmission gate 2-1 and the transmission gate 2-2 are connected to the wavelength multiplexing coupler 3. , Connected to the sensor array.

【0006】センサアレイでは、センサ用光分波器4-1
は、センサ用カプラ5-1に接続し、一方はセンシングフ
ァイバ6-1に接続し、反射器7-1、センサ用カプラ5-1、
センサ用光合波器10-1を介して、受光部側に接続する。
もう一方は、リファレンスファイバ8-1に接続し、同様
に受光部側に接続する。受光部では、受光用光分波器12
-1は、O/E変換器13-1に接続し、受信ゲ−ト14-1に接続
し、処理器15-1に接続する。
In the sensor array, the optical demultiplexer for sensor 4-1
Is connected to the sensor coupler 5-1; one is connected to the sensing fiber 6-1; the reflector 7-1, the sensor coupler 5-1;
It is connected to the light receiving section via the optical multiplexer for sensor 10-1.
The other is connected to the reference fiber 8-1, and similarly connected to the light receiving section. In the light receiving section, the light splitter 12
-1 is connected to the O / E converter 13-1, connected to the reception gate 14-1, and connected to the processor 15-1.

【0007】<動作>光源1-1は波長λ1の連続光を送出
し、送信ゲート2-1は周期的に一定の時間幅で連続光を
パルス化する。同様に、波長λ2の異なる波長の光パル
スが光源1-2および送信ゲート2-2により送出される。
[0007] <Operation> source 1-1 sends a continuous light of wavelength lambda 1, transmission gates 2-1 pulsing the continuous light at periodic constant time width. Similarly, light pulses having different wavelengths of the wavelength λ 2 are transmitted by the light source 1-2 and the transmission gate 2-2.

【0008】異なる波長の複数のパルス光は、波長多重
用カプラ3で波長多重されてセンサアレイに送られる。
A plurality of pulse lights having different wavelengths are multiplexed by the wavelength multiplexing coupler 3 and sent to the sensor array.

【0009】センサアレイでは、センサ用光分波器4-1
で波長λ1のみが選択され、取り込まれた波長λ1の光パ
ルスは、センサ用カプラ5-1でパワー分割される。一方
の分岐光はセンシングファイバ6-1を通過し反射器7-1で
反射し、センサ用カプラ5-1、センサ用光合波器10-1を
介して、受光部側に戻される。もう一方の分岐光は、リ
ファレンスファイバ8-1を通過し、同様にして、反射器9
-1で反射し、センサ用カプラ5-1、センサ用光合波器10-
1を介して受光部側に戻される。センシングファイバ6-1
が、検出信号となる音圧や温度変化に応じて伸縮あるい
は屈折率変化を起こすと伝搬光の位相変化が発生する。
よって、センシングファイバ通過光とリファレンスファ
イバ通過光とを干渉させて位相変化を検出することによ
り、音圧や温度信号変化の検出が可能となる。
In the sensor array, the optical demultiplexer for sensor 4-1
, Only the wavelength λ 1 is selected, and the captured optical pulse of the wavelength λ 1 is power-divided by the sensor coupler 5-1. One branch light passes through the sensing fiber 6-1 and is reflected by the reflector 7-1, and is returned to the light receiving unit side via the sensor coupler 5-1 and the sensor optical multiplexer 10-1. The other branch light passes through the reference fiber 8-1, and in the same manner, the reflector 9
-1, reflected by the sensor coupler 5-1, sensor optical multiplexer 10-
The light is returned to the light receiving section via 1. Sensing fiber 6-1
However, when expansion or contraction or a change in the refractive index occurs in response to a change in sound pressure or temperature as a detection signal, a phase change of the propagating light occurs.
Therefore, by detecting the phase change by causing the light passing through the sensing fiber and the light passing through the reference fiber to interfere with each other, it is possible to detect a change in sound pressure or a change in a temperature signal.

【0010】センサ用光分波器4-1およびセンサ用光合
波器10-1は、サーキュレータとファイバブラッググレー
ティング(FBG)とで構成され、FBGは波長λ1が部分反
射するよう屈折率格子の間隔が設定されており、λ1
みの波長の分波、合波を行う。
The optical splitter 4-1 for the sensor and the optical multiplexer 10-1 for the sensor are composed of a circulator and a fiber Bragg grating (FBG). The FBG has a refractive index grating so that the wavelength λ 1 is partially reflected. interval is set, demultiplexing a wavelength of lambda 1 only, the multiplexing performed.

【0011】センサ用光分波器4-1でのλ1の部分透過波
および波長λ1以外の透過パルスはセンサ用光分波器4-2
を経由して同様の動作で次段センサ部に送られ、受光部
側に戻される。このセンサ部では、例えば、FBGを波長
λ2で部分反射する構造に設定し、波長λ2のみが選択さ
れるようにする。
[0011] lambda 1 partially transmitting wave and the wavelength lambda 1 other than the transmitted pulse in the sensor optical demultiplexer 4-1 optical demultiplexer sensor 4-2
Is sent to the next-stage sensor unit by the same operation via, and returned to the light-receiving unit side. In this sensor unit, for example, it sets the structure for partially reflecting the FBG at a wavelength lambda 2, so that only the wavelength lambda 2 is selected.

【0012】さらに上記の波長多重に加えて、遅延ファ
イバ11-1および11-2を介して同一波長成分用での次段の
センサを接続する。これにより、伝送パルス光の時間分
離をして時分割多重伝送を行うことができる。遅延ファ
イバ11-1を介してセンサ用光分波器4-11で波長λ1のみ
が選択され、センサ用光分波器4-1と同様にセンサ用カ
プラ5-11、センサ用光合波器10-11を介し、さらに遅延
ファイバ11-2を介して受光部側に戻される。
Further, in addition to the above-described wavelength multiplexing, a next-stage sensor for the same wavelength component is connected via delay fibers 11-1 and 11-2. As a result, time division multiplex transmission can be performed by time separation of the transmission pulse light. Only the wavelength lambda 1 by the optical demultiplexer 4-11 sensor via a delay fiber 11-1 is selected, the sensor optical demultiplexer 4-1 in the same manner as the sensor coupler 5-11, optical multiplexer sensor The light is returned to the light receiving unit side via 10-11 and further via delay fiber 11-2.

【0013】受光部では、受光用光分波器12-1(構造は
センサ用光分波器と同一)により、λ1の波長成分が選
択され、O/E変換器13-1により、センシングファイバ通
過光とリファレンスファイバ通過光との干渉波パルスが
自乗検波され、さらに受信ゲ−ト14-1で時間切り出しさ
れ、処理器14-1へ送出される。 受光用光分波器12-2で
はλ2の波長成分が選択され、λ1と同様に14-2へ送出さ
れる。処理器では音圧あるいは温度信号に対する復調処
理を施こす。
[0013] In the light receiving portion, the light-receiving optical demultiplexer 12-1 (the same structure as the optical demultiplexer sensor), wavelength components lambda 1 is selected, the O / E converter 13-1, the sensing The interference wave pulse between the light passing through the fiber and the light passing through the reference fiber is square-detected, time-sliced by the reception gate 14-1, and sent to the processor 14-1. The selected wavelength components of the light-receiving optical demultiplexer 12-2 lambda 2 is sent to lambda 1 in the same manner as 14-2. The processor performs a demodulation process on the sound pressure or temperature signal.

【0014】本具体例において、センサ用光分波器およ
び合波器ならびに受光用光分波器はサーキュレータとFB
Gで構成した方式で説明したが、干渉フィルタ等、他方
式を用いてもよい。光源と送信ゲートは別の構成とした
が、一体型に構成することもできる。センサ部はマイケ
ルソン干渉計で説明しているが、マッハツエンダ干渉計
でも可能である。また、センサ部はセンシングファイバ
のみが信号に対して動作する方式で説明しているが、セ
ンシングファイバとリファレンスファイバが差動動作を
する機構でも、可能である。
In this embodiment, the optical demultiplexer and the multiplexer for the sensor and the optical demultiplexer for the light receiving are a circulator and an FB.
Although the description has been given of the method configured by G, other methods such as an interference filter may be used. Although the light source and the transmission gate have different configurations, they may be integrated. Although the sensor section has been described using the Michelson interferometer, it is also possible to use a Mach-Zehnder interferometer. Further, the sensor unit is described in a system in which only the sensing fiber operates on a signal, but a mechanism in which the sensing fiber and the reference fiber perform a differential operation is also possible.

【0015】センシングファイバとリファレンスファイ
バは反射器のみで終端する構成を説明しているが、磁気
素子を付属した反射器(Faraday Rotator Mirror)を用
いることもできる。伝送経が長距離になる場合等は、伝
送経路上に増幅用の光アンプ等を接続することで、伝送
損失を防ぐことも可能である。
Although a configuration is described in which the sensing fiber and the reference fiber are terminated only by a reflector, a reflector (Faraday Rotator Mirror) provided with a magnetic element may be used. In the case where the transmission path is long, it is possible to prevent transmission loss by connecting an amplification optical amplifier or the like on the transmission path.

【0016】<効果>以上、詳細に説明したように、時
分割多重に加えて波長多重を行うことにより、波長多重
数に時分割多重数を乗じた数の多重が行えるため、時分
割多重のみを採る方式に比べて、多重化可能数が飛躍的
に増大する。
<Effects> As described in detail above, by performing wavelength multiplexing in addition to time division multiplexing, multiplexing can be performed by multiplying the number of wavelength multiplexes by the number of time division multiplexing. , The number of possible multiplexes increases dramatically.

【0017】よって、センサアレイの数を増加すること
ができ、広域で大規模なセンサシステムが構築可能とな
る。
Therefore, the number of sensor arrays can be increased, and a large-scale and large-scale sensor system can be constructed.

【0018】《具体例2》 <構成>図2は、本発明の具体例2の多重センサシステ
ムの構成を示す図であり、伝送線上の任意ポイントに光
源系を、また、任意ポイントに処理系を接続するための
構成例である。具体例1と同様の構成には同じ符号を付
して、説明を省略する。具体例2では具体例1の構成に
加えて、光源用光合波器20-1および受光用光分波器30-1
を備える。
<Embodiment 2><Configuration> FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a multiple sensor system according to Embodiment 2 of the present invention. 2 is a configuration example for connecting the. The same components as those in the specific example 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the specific example 2, in addition to the configuration of the specific example 1, the optical multiplexer for light source 20-1 and the optical demultiplexer for light reception 30-1 are used.
Is provided.

【0019】<動作>異なる波長の光パルスが光源1-1
および送信ゲート2-1等により発生され、波長多重用カ
プラ3で合波され、光源用光合波器20-1を介して伝送線
に送出される。光源用光合波器20-1内のFBGは、送出す
る波長と等しい反射波長のものが接続される。
<Operation> Light pulses having different wavelengths are emitted from the light source 1-1.
The signal is generated by the transmission gate 2-1 and the like, is multiplexed by the wavelength multiplexing coupler 3, and is transmitted to the transmission line via the light source optical multiplexer 20-1. The FBG in the optical multiplexer for light source 20-1 is connected to one having a reflection wavelength equal to the wavelength to be transmitted.

【0020】受光部は、受光用光分波器30-1を介して接
続される。受光用光分波器30-1内のFBGは処理対象の波
長と等しい反射波長のものが接続される。
The light receiving section is connected via a light receiving optical splitter 30-1. The FBG in the light receiving optical splitter 30-1 is connected to one having a reflection wavelength equal to the wavelength to be processed.

【0021】センサシステムとしての基本動作は、具体
例1と同様である。
The basic operation of the sensor system is the same as that of the first embodiment.

【0022】<効果>具体例1で述べた効果に加えて、
光源系および処理系が伝送線上の任意のポイントで接続
できるため、汎用的な光ファイバネットワーク上でセン
サシステムが構築可能となる。
<Effects> In addition to the effects described in the first embodiment,
Since the light source system and the processing system can be connected at any point on the transmission line, a sensor system can be constructed on a general-purpose optical fiber network.

【0023】《具体例3》 <構成>図3は、本発明の具体例3の多重センサシステ
ムの構成を示す図であり、伝送線上の任意ポイントに集
中型のセンサアレイを形成し、分散型アレイと複合させ
たセンサシステムの構成例である。具体例1と同様の構
成には同じ符号を付して、説明を省略する。具体例3で
は具体例1の構成に加えて、集中センサ用光分波器40-1
および集中センサ用合波器50-1を備える。
<< Embodiment 3 >><Configuration> FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a multiple sensor system according to Embodiment 3 of the present invention, wherein a centralized sensor array is formed at an arbitrary point on a transmission line, and a distributed sensor system is formed. It is an example of composition of a sensor system combined with an array. The same components as those in the specific example 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the specific example 3, in addition to the configuration of the specific example 1, the optical demultiplexer 40-1 for the centralized sensor is provided.
And a multiplexer 50-1 for a centralized sensor.

【0024】<動作>集中センサ用光分波器40-1は複数
の異なる部分反射特性を有するFBGを接続させておき、
複数の波長成分を集中型センサアレイに送出する。
<Operation> The optical demultiplexer 40-1 for the centralized sensor is connected to a plurality of FBGs having different partial reflection characteristics.
A plurality of wavelength components are sent to a centralized sensor array.

【0025】集中型センサアレイは具体例1に準じたセ
ンサアレイであり、アレイの出力は集中センサ用合波器
50-1を介して伝送線上に接続される。
The centralized sensor array is a sensor array according to the first embodiment, and the output of the array is a multiplexer for the centralized sensor.
Connected to the transmission line via 50-1.

【0026】センサシステムとしての基本動作は、具体
例1と同様である。
The basic operation of the sensor system is the same as that of the first embodiment.

【0027】<効果>任意のポイントで集中型センサが
形成でき、その多重伝送信号を汎用的な光ファイバネッ
トワーク上に載せることが可能となり、柔軟で大規模な
センシングシステムが構築可能となる。
<Effect> A centralized sensor can be formed at any point, the multiplex transmission signal can be mounted on a general-purpose optical fiber network, and a flexible and large-scale sensing system can be constructed.

【0028】《具体例4》 <構成>図4は、本発明の具体例4の多重センサシステ
ムの構成を示す図であり、伝送線上の任意ポイントに集
中型のセンサアレイを形成し、分散型アレイと複合させ
たセンサシステムの構成例である。具体例1と同様の構
成には同じ符号を付して、説明を省略する。具体例4で
は具体例1の構成に加えて、センサ分岐結合用光カプラ
を備える。
<Embodiment 4><Configuration> FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a multi-sensor system according to Embodiment 4 of the present invention, wherein a centralized sensor array is formed at an arbitrary point on a transmission line and a distributed sensor system is formed. It is an example of composition of a sensor system combined with an array. The same components as those in the specific example 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In Example 4, in addition to the configuration of Example 1, an optical coupler for sensor branch coupling is provided.

【0029】<動作>センサ用光分波器4-jは任意の波
長成分を分波し、集中センサ用入出力分岐60-jを介して
集中型センサアレイに送出する。
<Operation> The optical splitter for sensor 4-j splits an arbitrary wavelength component and sends it to the centralized sensor array via the input / output branch for centralized sensor 60-j.

【0030】集中型センサアレイでは、各センサ部への
光分岐および光結合はセンサ分岐結合用光カプラを用い
て行われる。センサ分岐用光カプラ間は時分割処理する
ために遅延用ファイバを介して接続される。アレイの出
力は集中センサ用入出力分岐60-j、センサ用光合波器10
-jを介して伝送線上に接続される。
In the centralized sensor array, optical branching and optical coupling to each sensor section are performed using a sensor branch coupling optical coupler. The optical couplers for sensor branching are connected via a delay fiber for time-division processing. The output of the array is I / O branch 60-j for centralized sensor, optical multiplexer 10 for sensor.
Connected to the transmission line via -j.

【0031】センサシステムとしての基本動作は、具体
例1と同様である。
The basic operation of the sensor system is the same as that of the first embodiment.

【0032】<効果>具体例3で述べた効果に加えて、
集中型センサアレイの構成品がサーキュレータおよびFB
Gを用いずに光カプラで、また、伝送線は一本のファイ
バで構成でき、小型で低価格化が可能となる。
<Effects> In addition to the effects described in the third embodiment,
Components of centralized sensor array are circulator and FB
An optical coupler can be used without using G, and the transmission line can be made up of a single fiber, which makes it possible to reduce the size and cost.

【0033】《具体例5》 <構成>図5は、本発明の具体例5の多重センサシステ
ムの構成を示す図であり、伝送線上の任意ポインに処理
系を接続し、位相復調処理に不可欠な同期検波用の周波
数は受信信号から抽出して用いる方式の構成例である。
具体例1と同様の構成には同じ符号を付して、説明を省
略する。具体例5では具体例1の構成に加えて、変調周
波数抽出器90-1を備える。
<Embodiment 5><Configuration> FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a multiple sensor system according to Embodiment 5 of the present invention. A processing system is connected to an arbitrary point on a transmission line, and is essential for phase demodulation processing. This is an example of a configuration of a system in which a frequency for synchronous detection is extracted from a received signal and used.
The same components as those in the specific example 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the specific example 5, in addition to the configuration of the specific example 1, a modulation frequency extractor 90-1 is provided.

【0034】<動作>任意の波長λjを発生する光源1-j
では、周波数f0の正弦波状のFM変調光を発生する機能を
有する。
[0034] <Operation> source for generating an arbitrary wavelength λ j 1-j
In has a function of generating an FM modulated light sinusoidal frequency f 0.

【0035】受光部は、受光用光分波器30-1を介して接
続される。受光用光分波器12-jで分波されたλjの波長
成分は、O/E変換器13-jで干渉信号が自乗検波され、受
信ゲート14-jでチャネル選択され連続信号に変換され
る。連続信号I (t)は、直流成分を省略して表示すると I(t)= Acos(Ccos2πf0t +φ) ・・・(1) とおける。ここで、Cは変調指数で、光源でのFM変調の
最大周波数偏移とセンサ部のセンシングファイバとリフ
ァレンスファイバとの光路差との関数である。Aは定数
の振幅値を示す。φは信号成分φsと初期位相成分φ0
から成る。
The light receiving section is connected via a light receiving optical splitter 30-1. In the wavelength component of λj , which is demultiplexed by the optical demultiplexer 12-j, the interference signal is square-detected by the O / E converter 13-j, and the channel is selected by the reception gate 14-j and converted into a continuous signal. Is done. Continuous signal I (t), when the display is omitted DC component definitive and I (t) = Acos (Ccos2πf 0 t + φ) ··· (1). Here, C is a modulation index, which is a function of the maximum frequency shift of FM modulation at the light source and the optical path difference between the sensing fiber and the reference fiber of the sensor unit. A indicates a constant amplitude value. φ is composed of a signal component φ s and an initial phase component φ 0 .

【0036】φsは通常小さい量を扱うが、例えば0.5ra
d以下の場合は、式(1)から、変調周波数f0の基本波
と第2高調波とのそれぞれの周波数近傍nの成分を表示
すると、J1(C) cos2πf0 t sinφ0とJ2 (C) cos4πf 0t
cosφ0となる。 J nはn次のベッセル関数である。 従
って、受信ゲート14-jの出力に中心周波数f0、2f0 のそ
れぞれの狭帯域フィルタ等を接続すると、時間的に緩慢
に変化するφ0に依存するが、f0、2f0の何れかの周波数
成分は常時抽出可能となる。片方の周波数しか抽出でき
ない時間帯でも、通常の周波数逓倍、分周等によりf0
2f0の両周波数とも再生可能となる。
Although φ s usually deals with a small amount, for example, 0.5ra
In the case where d is equal to or less than d, when the components near the respective frequencies n of the fundamental wave and the second harmonic of the modulation frequency f 0 are displayed from Expression (1), J 1 (C) cos2πf 0 t sin φ 0 and J 2 (C) cos4πf 0 t
cosφ 0 . J n is an nth-order Bessel function. Therefore, when a narrow band filter or the like of each of the center frequencies f 0 and 2f 0 is connected to the output of the reception gate 14-j, it depends on φ 0 which changes slowly with time, but either of f 0 or 2f 0 Can always be extracted. Even in a time zone where only one of the frequencies can be extracted, f 0 ,
Both frequencies of 2f 0 can be reproduced.

【0037】抽出した周波数f0、2f0を用いて、受信ゲ
ート14-jの出力から同期検波により、J1(C) sinφとJ2
(C) cosφとを抽出して、所定の演算を施すとφが復調
される。
Using the extracted frequencies f 0 and 2f 0 , J 1 (C) sin φ and J 2 are obtained by synchronous detection from the output of the reception gate 14-j.
(C) By extracting cos φ and performing a predetermined operation, φ is demodulated.

【0038】センサシステムとしての基本動作は、具体
例1と同様である。
The basic operation of the sensor system is the same as that of the first embodiment.

【0039】<効果>具体例2で述べた効果に加えて、
光源系と処理系との周波数同調が可能となるため、光源
系と処理系とがそれぞれ独立した系で存在でき、任意の
異なったポイントに設置出来る。よって、より柔軟性の
ある構成のセンサシステムが構築可能となる。
<Effects> In addition to the effects described in the second embodiment,
Since the frequency tuning of the light source system and the processing system can be performed, the light source system and the processing system can exist as independent systems, respectively, and can be installed at arbitrary different points. Therefore, a sensor system having a more flexible configuration can be constructed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の具体例1の多重センサシステムの構成
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a multiple sensor system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の具体例2の多重センサシステムの構成
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a multiple sensor system according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の具体例3の多重センサシステムの構成
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a multiple sensor system according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の具体例4の多重センサシステムの構成
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a multiple sensor system according to Embodiment 4 of the present invention.

【図5】本発明の具体例5の多重センサシステムの構成
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a multiple sensor system according to Embodiment 5 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

光源:1-1 送信ゲート:2-1 波長多重用カプラ:3 センサ用光分波器:4-1 センサ用カプラ:5-1 センシングファイバ:6-1 反射器:7-1 リファレンスファイバ:8-1 センサ用光合波器:10-1 受光用光分波器:12-1 O/E変換器:13-1 受信ゲ−ト:14-1 処理器:15-1 Light source: 1-1 Transmission gate: 2-1 Wavelength multiplexing coupler: 3 Optical demultiplexer for sensor: 4-1 Sensor coupler: 5-1 Sensing fiber: 6-1 Reflector: 7-1 Reference fiber: 8 -1 Optical multiplexer for sensor: 10-1 Optical demultiplexer for light reception: 12-1 O / E converter: 13-1 Receiving gate: 14-1 Processor: 15-1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の異なる波長パルス群を出力する光
源と、 前記光源から出力される複数の異なる波長パルス群を合
波して出力する合波器と、 前記合波器から出力される合波が入力する、遅延線を介
して接続した複数のセンサからなるセンサアレイと、 前記複数のセンサは、 前記合波器から出力される合波から特定波長成分を分波
して出力するセンサ分波器と、 前記センサ分波器から出力される特定波長成分が入力す
る、光路差に応じて干渉光を出力する干渉計と、 を各々備え、 前記複数のセンサにおける各々の干渉計から出力される
干渉光を合波して出力するセンサ合波器と、 前記センサ合波器から出力される合波から干渉光の特定
波長成分を分波して出力する複数の分波器と、 前記複数の分波器から出力される干渉光の特定波長成分
の光パルス列から受信ゲートで時分割チャネル選択し、
復調処理を行う複数の復調処理器と、 を備えたことを特徴とする光ファイバ多重センサシステ
ム。
1. A light source that outputs a plurality of different wavelength pulse groups, a multiplexer that multiplexes and outputs a plurality of different wavelength pulse groups output from the light source, and a multiplexer that is output from the multiplexer. A sensor array including a plurality of sensors connected via a delay line to which a wave is input, and the plurality of sensors are configured to separate and output a specific wavelength component from a multiplex output from the multiplexer. A specific wavelength component output from the sensor duplexer, and an interferometer that outputs interference light in accordance with an optical path difference, each of which is output from each of the plurality of sensors. A sensor multiplexer for multiplexing and outputting the interference light, a plurality of duplexers for separating and outputting a specific wavelength component of the interference light from the multiplex output from the sensor multiplexer, Wavelength component of the interference light output from the The time division channel is selected by the reception gate from the optical pulse train of
An optical fiber multiplex sensor system, comprising: a plurality of demodulation processors for performing a demodulation process.
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