JP2003057126A - Optical fiber type distributed temperature measuring device - Google Patents
Optical fiber type distributed temperature measuring deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明に属する技術分野】この発明は、光ファイバにパ
ルス光を入射し、光ファイバ長手方向の各部から反射し
て入射端に戻るラマン後方散乱光を受光・解析して、光
ファイバの各位置の温度を測定する光ファイバ分布型温
度測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention receives and analyzes Raman backscattered light that is incident on a fiber, is reflected by various portions in the longitudinal direction of the optical fiber, and returns to the incident end. The present invention relates to an optical fiber distributed type temperature measuring device for measuring the temperature of a fiber.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種の光ファイバ式分布型温度測定装
置の原理を簡単に説明すると、図５は従来の一般的な光
ファイバ式分布型温度測定装置１の全体構成を模式的に
示すもので、２は光ファイバ（光ファイバ心線あるいは
光ファイバケーブル）、３は測定機本体、４は測定機本
体３からの測定データを処理し結果等を表示するデータ
処理・表示装置（パソコン）である。従来は、センサと
なる光ファイバ２を、図示の通り、温度を測定しようと
する区間（温度測定区間L）に渡って単に1本線で延長す
るように布設している。測定機本体３から光ファイバ２
にパルス光を入射すると、光ファイバ長手方向の各部に
おいて、ラマン散乱が生じる。ラマン散乱光の成分は、
入射光より波長が僅かに短いストークス光と僅かに長い
反ストークス光とであるが、反ストークス光の強度Ｉａ
とストークス光Ｉｓの強度の比（強度比）Ｒ＝Ｉａ／Ｉ
ｓは、散乱点の絶対温度の関数となることが知られてい
る。これにより、強度比Ｒ＝Ｉａ／Ｉｓを測定すること
で、散乱点の温度を求めることができる。一方、パルス
光を入射してからラマン散乱光が入射端に戻ってくるま
での時間が分かれば、その戻って来たラマン散乱光（こ
れをラマン後方散乱光（または後方散乱光）と呼ぶ）が
光ファイバのどの位置でラマン散乱したものかが分かる
（すなわち散乱点の位置が分かる）。したがって、光フ
ァイバの各部から反射して入射端に戻るラマン後方散乱
光を、測定機本体３で一定の時間間隔でサンプリングし
解析すれば、当該光ファイバ上の各サンプリング時刻に
対応するポイント（サンプリングポイント）の温度を検
出することができる。図５でサンプリングポイントをＡ
１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で示す。Ｓはサンプリング
間隔である。従来は、測定機本体の後述のサンプリング
クロック周波数ｆで規定されるこのサンプリング間隔Ｓ
が温度測定間隔となる。2. Description of the Related Art The principle of an optical fiber type distributed temperature measuring apparatus of this type will be briefly described. FIG. 5 schematically shows the entire structure of a conventional general optical fiber type distributed temperature measuring apparatus 1. Reference numeral 2 is an optical fiber (optical fiber core or optical fiber cable), 3 is a measuring instrument main body, 4 is a data processing / display device (personal computer) for processing measurement data from the measuring instrument main body 3 and displaying the result and the like. is there. Conventionally, as shown in the figure, the optical fiber 2 serving as a sensor is laid so as to be simply extended by one line over a section where temperature is to be measured (temperature measurement section L). Measuring machine body 3 to optical fiber 2
When pulsed light is incident on, Raman scattering occurs at each part in the longitudinal direction of the optical fiber. The component of Raman scattered light is
The Stokes light having a slightly shorter wavelength and the anti-Stokes light having a slightly longer wavelength than the incident light have the intensity Ia of the anti-Stokes light.
And intensity of Stokes light Is (intensity ratio) R = Ia / I
It is known that s is a function of the absolute temperature of the scattering point. Thereby, the temperature of the scattering point can be obtained by measuring the intensity ratio R = Ia / Is. On the other hand, if the time from when the pulsed light is incident to when the Raman scattered light returns to the incident end is known, the returning Raman scattered light (this is called Raman backscattered light (or backscattered light)) It is possible to know at which position on the optical fiber the Raman scattering has occurred (that is, the position of the scattering point is known). Therefore, if the Raman backscattered light reflected from each part of the optical fiber and returning to the incident end is sampled and analyzed by the measuring machine body 3 at a constant time interval, the points (sampling points) corresponding to each sampling time on the optical fiber are sampled. Point) temperature can be detected. In Figure 5, the sampling point is A
1, A2, A3, A4, A5. S is a sampling interval. Conventionally, this sampling interval S defined by the sampling clock frequency f of the measuring machine body, which will be described later, is used.
Is the temperature measurement interval.
【０００３】光ファイバ式分布型温度測定装置の測定機
本体３の一般的な基本構成を、図４を参照して簡単に説
明すると、レーザダイオード等による光源１２、この光
源１２を駆動してパルス光を発生させる光源駆動回路１
１、矢印のように図の右方向の光（光ファイバ２への入
射光）は透過させ、左方向の光（反射光：ラマン後方散
乱光）は直角方向に反射させるビームスプリッタ１３、
ラマン後方散乱光をストークス光と反ストークス光とに
分離する光分波器１４、分離したストークス光と反スト
ークス光とをそれぞれ受光する受光器１５ａ、１５ｂ、
受光出力をそれぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器１６ａ、１６ｂ、両Ａ／Ｄ変換器１６ａ、１６ｂから
入力したデジタル信号の処理等を行なう信号処理回路１
７等を備えている。信号処理回路１７では、Ａ／Ｄ変換
器１６ａ、１６ｂから入力したデジタル信号を一定の時
間間隔でサンプリングして反ストークス光の強度Ｉａお
よびストークス光Ｉｓの強度Ｉｓを検出し、反ストーク
ス光の強度Ｉａとストークス光の強度Ｉｓの比（強度
比）Ｒ＝Ｉａ／Ｉｓを算出し、この強度比Ｒと絶対温度
との関係を示す式（詳細は省略）に基づいて、温度を算
出し、かつ、散乱点の位置を算出する。パソコン４は、
測定機本体３から送られた温度および位置の測定データ
等に基づいて処理をして、測定結果等を表示する。A general basic structure of the measuring machine main body 3 of the optical fiber type distributed temperature measuring apparatus will be briefly described with reference to FIG. 4. A light source 12 made of a laser diode or the like, and a pulse is generated by driving the light source 12. Light source drive circuit 1 for generating light
1. A beam splitter 13 that allows light in the right direction (incident light to the optical fiber 2) in the figure to pass therethrough, and reflects light in the left direction (reflected light: Raman backscattered light) in a right angle direction, as indicated by arrows.
An optical demultiplexer 14 that separates the Raman backscattered light into Stokes light and anti-Stokes light, and light receivers 15a and 15b that receive the separated Stokes light and anti-Stokes light, respectively.
A / D converters 16a and 16b for converting the received light output into digital signals, and a signal processing circuit 1 for processing digital signals input from both A / D converters 16a and 16b.
It has 7 etc. In the signal processing circuit 17, the digital signals input from the A / D converters 16a and 16b are sampled at regular time intervals to detect the intensity Ia of the anti-Stokes light and the intensity Is of the Stokes light Is, and the intensity of the anti-Stokes light is detected. A ratio (intensity ratio) R = Ia / Is between Ia and the intensity Is of the Stokes light is calculated, and the temperature is calculated based on an equation (details omitted) showing the relationship between the intensity ratio R and the absolute temperature, and , Calculate the position of the scattering point. PC 4
Processing is performed based on the temperature and position measurement data sent from the measuring machine body 3, and the measurement results and the like are displayed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の温度測定装
置では、（イ）光ファイバ２に入射するパルス光の幅
（パルス幅Ｗ）によって規定される距離分解能、およ
び、（ロ）サンプリングクロック周波数ｆによって規定
されるサンプリング間隔、という２つの面からサンプリ
ング間隔Ｓを十分小さくすることができず、温度測定区
間のきめ細かい位置での温度測定ができないという問題
がある。In the above conventional temperature measuring device, (a) the distance resolution defined by the width (pulse width W) of the pulsed light incident on the optical fiber 2, and (b) the sampling clock frequency. From the two aspects of the sampling interval defined by f, the sampling interval S cannot be made sufficiently small, and there is a problem that the temperature cannot be measured at a fine position in the temperature measurement section.
【０００５】（イ）距離分解能について。
真空中の光速度をC0、石英ガラス（光ファイバ）の屈折
率をAgとすると、
C0＝2.998×108 m/sec
Ag＝1.4564
であるから、石英ガラス中の光速度Cgは、
Cg=C0×(1/Ag)=(2.998×108)×（1/1.4564)=2.059×108
ｍ／sec
である。次に、測定機本体３で用いるパルス光の幅（パ
ルス幅Ｗ）を、石英ガラス中の光速度Cgをもとに計算す
ると、次のようになる。測定機本体３の仕様として、レ
ーザパルス波形（パルス光の波形）の時間的パルス幅が
例えば20nsec(20×１０ −９sec）であるとすると、
Ｗ=Cg×20nsec=(2.059×108)×（20×10-9)=4.118ｍ
すわなち、時間的パルス幅が20nsecである測定機本体３
を用いた場合、そのパルス光のパルス幅Ｗは４．１１８
ｍであり、温度測定位置間隔に等しいサンプリング間隔
Ｓを前記パルス幅Ｗ＝４．１１８ｍより小さくすること
ができない。(B) About distance resolution.
C is the speed of light in a vacuum0, Refraction of quartz glass (optical fiber)
If the rate is Ag,
C0= 2.998 x 108 m / sec
Ag = 1.4564
Therefore, the speed of light Cg in quartz glass is
Cg = C0× (1 / Ag) = (2.998 × 108) × (1 / 1.4564) = 2.059 × 108
m / sec
Is. Next, the width (pulse width) of the pulsed light used in the measuring instrument main body 3
Calculate the width W) based on the speed of light Cg in quartz glass
Then, it becomes as follows. As the specifications of the measuring machine main body 3,
Laser pulse waveform (waveform of pulsed light) temporal pulse width
For example, 20nsec (20 × 10 -9sec),
W = Cg × 20nsec = (2.059 × 108) × (20 × 10-9) = 4.118m
That is, the measuring machine body 3 with a temporal pulse width of 20 nsec
When using, the pulse width W of the pulsed light is 4.118.
m, the sampling interval equal to the temperature measurement position interval
Make S smaller than the pulse width W = 4.118 m
I can't.
【０００６】（ロ）サンプリングクロック周波数ｆによ
って規定されるサンプリング間隔について。
測定機本体３のサンプリングクロック周波数ｆが例えば
４０ＭHzであるとすると、サンプリングの１クロック間
にパルス光が進む距離Ｌ'は、
L'=Cg÷f（Ｃgは前記の石英ガラス中の光速度）
=(2.059×108)÷(40×106)
=5.148ｍ（メートル）
である。ここでのL'=5.148ｍはパルス光の発信から散乱
光が返ってくるまでの往復の距離なので、サンプリング
間隔（温度測定位置間隔と等しい）Ｓは、
Ｓ=5.148÷2=2.574ｍ（メートル）
となる。このように、サンプリングクロック周波数ｆが
４０ＭHzの測定機本体３では、約2.574mより小さな間隔
できめ細かく温度測定することはできない。なお、これ
は計算値なので実際には多少前後する。(B) Regarding the sampling interval defined by the sampling clock frequency f. Assuming that the sampling clock frequency f of the measuring instrument body 3 is 40 MHz, for example, the distance L'where the pulsed light travels during one sampling clock is L '= Cg / f (Cg is the speed of light in the quartz glass). = (2.059 × 10 8 ) ÷ (40 × 10 6 ) = 5.148 m (meter). Since L '= 5.148m here is the round-trip distance from the emission of pulsed light to the return of scattered light, the sampling interval (equal to the temperature measurement position interval) S is S = 5.148 / 2 = 2.574m (meter ). As described above, in the measuring instrument main body 3 having the sampling clock frequency f of 40 MHz, it is not possible to measure the temperature finely at intervals smaller than about 2.574 m. Note that this is a calculated value, so it will actually be slightly mixed.
【０００７】また、この種の光ファイバ式分布型温度測
定装置において、温度測定の精度を向上させるために種
々の提案がされているが、複雑な構成となる場合が多
く、簡単な方法で精度向上を図ることができることが望
まれる。In addition, various proposals have been made to improve the accuracy of temperature measurement in this type of optical fiber type distributed temperature measuring apparatus, but in many cases a complicated configuration is adopted, and the accuracy is improved by a simple method. It is desirable to be able to improve.
【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、きめ細かい位置での温度測定を行なうために温度測
定位置間隔を狭くすることを簡単に実現することが可能
な、または、温度測定精度の向上を簡単に実現すること
が可能な光ファイバ式分布型温度測定装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to easily realize a narrow temperature measurement position interval in order to perform temperature measurement at a fine position, or temperature measurement accuracy. It is an object of the present invention to provide an optical fiber type distributed temperature measuring device capable of easily improving the temperature distribution.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１の光ファイバ式分布型温度測定装置は、温度測定区
間に渡って布設した光ファイバにパルス光を入射し、光
ファイバ長手方向の各部から反射して入射端に戻るラマ
ン後方散乱光を一定の時間間隔でサンプリングし解析し
て、当該光ファイバ上の各サンプリング時刻に対応する
ポイントの温度を測定する光ファイバ分布型温度測定装
置において、光ファイバを温度測定区間に少なくとも１
往復以上折り返された状態で布設して、温度測定区間に
複数列の光ファイバが並ぶようにし、かつ、各列の光フ
ァイバ上の、サンプリングポイントが温度測定区間長手
方向に互いにずれた位置に来るようにしたことを特徴と
する。An optical fiber type distributed temperature measuring apparatus according to claim 1 for solving the above-mentioned problems, in which pulsed light is incident on an optical fiber laid over a temperature measuring section, and the optical fiber is arranged in a longitudinal direction of the optical fiber. In an optical fiber distributed temperature measurement device that measures the temperature of the point corresponding to each sampling time on the optical fiber by sampling and analyzing Raman backscattered light reflected from each part and returning to the incident end , At least one optical fiber in the temperature measurement section
It is installed so that it is folded back and forth more than once, so that multiple rows of optical fibers are lined up in the temperature measurement section, and the sampling points on the optical fibers in each row are at positions offset from each other in the longitudinal direction of the temperature measurement section. It is characterized by doing so.
【００１０】請求項２は、請求項１の光ファイバ式分布
型温度測定装置において、温度測定区間に並ぶ光ファイ
バの列数をN、サンプリングクロック周波数で規定され
るサンプリング間隔をSとした時、光ファイバを、各列
の光ファイバ上のサンプリングポイントが温度測定区間
長手方向に順次S／Nずつずれるような態様で、折り返し
布設したことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the optical fiber type distributed temperature measuring device according to the first aspect, when the number of rows of optical fibers arranged in the temperature measuring section is N and the sampling interval defined by the sampling clock frequency is S, It is characterized in that the optical fibers are laid back in such a manner that the sampling points on the optical fibers in each row are sequentially shifted by S / N in the longitudinal direction of the temperature measuring section.
【００１１】請求項３の光ファイバ式分布型温度測定装
置は、温度測定区間に渡って布設した光ファイバにパル
ス光を入射し、光ファイバ長手方向の各部から反射して
入射端に戻るラマン後方散乱光を一定の時間間隔でサン
プリングし解析して、当該光ファイバ上の、各サンプリ
ング時刻に対応するポイントの温度を測定する光ファイ
バ分布型温度測定装置において、光ファイバを温度測定
区間に少なくとも１往復以上折り返された状態で布設し
て、温度測定区間に複数列の光ファイバが並ぶように
し、かつ、各列の光ファイバ上のサンプリングポイント
が温度測定区間長手方向の同じ位置に来るようにしたこ
とを特徴とする。According to another aspect of the optical fiber type distributed temperature measuring device of the present invention, the pulsed light is incident on the optical fiber laid over the temperature measuring section, reflected from each part in the longitudinal direction of the optical fiber, and returned to the incident end. In an optical fiber distributed temperature measuring device that measures the temperature of a point on the optical fiber corresponding to each sampling time by sampling and analyzing the scattered light at regular time intervals, the optical fiber is arranged in at least one temperature measuring section. It was installed so that it was folded back and forth more than once, so that multiple rows of optical fibers were lined up in the temperature measurement section, and the sampling points on each row of optical fibers were at the same position in the longitudinal direction of the temperature measurement section. It is characterized by
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】図１に請求項１の発明の一実施形
態の光ファイバ式分布型温度測定装置１０Aの全体構成
を模式的に示し、図２に特にサンプリングポイントの詳
細をさらに模式化して示す。測定機本体３およびデータ
処理・表示装置（パソコン）４は、従来と同じである。
測定機本体３の基本構成は図４で説明した通りであり、
再度の説明は省略する。この温度測定装置１０Aでは、
光ファイバ（光ファイバ心線または光ファイバケーブ
ル）２を、温度測定区間Ｌに少なくとも１往復以上折り
返された状態で布設する。なお、ここで温度測定区間Ｌ
は、当然、曲線的な経路である場合も多いが、その場合
は、その曲線経路を直線に伸ばしたものが、図１等に示
すものである。光ファイバ２の折り返しは、整数回の往
復に限らず、半往復を含むものでもよいし、さらに、端
末が温度測定区間Ｌの途中で終わる場合も除外しない。
図示例では２往復させた場合であり、温度測定区間Ｌに
４列の光ファイバ２が束状に並んで延在している。入射
端に直接接続している第１列目の光ファイバを２ａ、こ
れに続く第２列目の光ファイバ２を２ｂ、その次の第３
列目の光ファイバ２を２ｃ、さらにその次の第４列目の
光ファイバ２を２ｄで示す。また、測定機本体３のサン
プリングクロック周波数fで規定されるサンプリング間
隔をＳで示す。また、サンプリングポイントを×印で示
し、特に第１列目の光ファイバ２ａにおけるサンプリン
グポイントの温度測定区間Ｌ上の位置をＡ１、Ａ２、Ａ
３、Ａ４、Ａ５（すなわち、図示例では５箇所）で示
す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 schematically shows the overall configuration of an optical fiber type distributed temperature measuring device 10A according to an embodiment of the invention of claim 1, and FIG. 2 further schematically shows details of sampling points. Indicate. The measuring machine main body 3 and the data processing / display device (personal computer) 4 are the same as the conventional ones.
The basic configuration of the measuring instrument body 3 is as described in FIG. 4,
The description will not be repeated. In this temperature measuring device 10A,
The optical fiber (optical fiber core or optical fiber cable) 2 is laid in the temperature measurement section L in a state of being folded back at least once. In addition, here, the temperature measurement section L
Of course, in many cases, it is a curved path, but in that case, a straight line of the curved path is shown in FIG. 1 and the like. The folding back of the optical fiber 2 is not limited to an integral number of round trips, but may include a half round trip, and the case where the terminal ends in the middle of the temperature measurement section L is not excluded.
The illustrated example is a case where the optical fiber 2 is reciprocated twice, and four rows of optical fibers 2 extend in a bundle in the temperature measurement section L. The first-row optical fiber 2a directly connected to the incident end is 2a, the second-row optical fiber 2 following it is 2b, and the next third
The optical fiber 2 in the second row is indicated by 2c, and the optical fiber 2 in the fourth row subsequent thereto is indicated by 2d. Further, S represents a sampling interval defined by the sampling clock frequency f of the measuring machine body 3. The sampling points are indicated by crosses, and the positions of the sampling points in the optical fiber 2a in the first row on the temperature measurement section L are indicated by A1, A2, A.
3, A4, and A5 (that is, five points in the illustrated example).
【００１３】この光ファイバ式分布型温度測定装置１０
Ａは、温度測定区間Ｌに並ぶ光ファイバ２の列数をＮ、
測定機本体３のサンプリングクロック周波数で規定され
るサンプリング間隔をSとした時、光ファイバ２を、各
列の光ファイバ２上のサンプリングポイントが、温度測
定区間長手方向に順次S／Ｎずつずれるようた態様で折
り返し布設したものである。図示例は、前述の通り、２
往復に折り返して４列（Ｎ＝４）としており、Ｓ／４
（＝Ｓ'）ずつずらしている。なお、実際の温度測定装
置では、布設した光ファイバ２の温度測定区間Ｌの両端
の折り返し部は成端箱２１、２２内に設けるが、光ファ
イバ２の折り返し部の両側のサンプリングポイント間の
長さは、サンプリング間隔Ｓに等しいか、または、その
整数倍である。This optical fiber type distributed temperature measuring device 10
A is the number of rows of the optical fibers 2 arranged in the temperature measurement section L, and
Assuming that the sampling interval defined by the sampling clock frequency of the measuring instrument body 3 is S, the sampling points on the optical fibers 2 in each row are sequentially shifted by S / N in the longitudinal direction of the temperature measurement section. It is the one that is folded back and installed in the above manner. The illustrated example is 2 as described above.
There are 4 rows (N = 4) that are folded back and forth, and S / 4
(= S '). In an actual temperature measuring device, the folded portions at both ends of the temperature measuring section L of the laid optical fiber 2 are provided in the termination boxes 21 and 22, but the length between the sampling points on both sides of the folded portion of the optical fiber 2 is increased. Is equal to the sampling interval S or an integral multiple thereof.
【００１４】上記の光ファイバ式分布型温度測定装置１
０Ａにおいて、測定機本体３によりパルス光を光ファイ
バ２の入射端から入射し、折り返し布設されている光フ
ァイバの長手方向の各部から反射して入射端に戻るラマ
ン後方散乱光を一定の時間間隔でサンプリングし解析す
ることで、当該光ファイバ上の、各サンプリング時刻に
対応するポイント（サンプリングポイント）の温度を測
定できる。この場合、４列の各光ファイバ２上のサンプ
リングポイント（×印）が温度測定区間Ｌの長手方向に
順次Ｓ／４ずつずれているので、サンプリングポイント
の温度測定位置がＳ／４ずつの間隔で存在している。す
なわち、従来の温度測定位置間隔（サンプリング間隔）
Ｓの4分の１の温度測定位置間隔（擬似サンプリング間
隔）Ｓ'で温度を測定できる。このように、光ファイバ
２を折り返して布設することで、温度測定位置間隔を従
来より大幅に狭くし、きめの細かい位置での測定が可能
となる。The above optical fiber type distributed temperature measuring apparatus 1
At 0 A, the Raman backscattered light that is made incident from the incident end of the optical fiber 2 by the measuring device main body 3, is reflected from each part in the longitudinal direction of the optical fiber that is laid back, and returns to the incident end at fixed time intervals. By sampling and analyzing with, the temperature of a point (sampling point) corresponding to each sampling time on the optical fiber can be measured. In this case, since the sampling points (marked with X) on each of the four rows of optical fibers 2 are sequentially shifted by S / 4 in the longitudinal direction of the temperature measurement section L, the temperature measurement positions of the sampling points are spaced by S / 4. Exists in. That is, the conventional temperature measurement position interval (sampling interval)
The temperature can be measured at a temperature measurement position interval (pseudo sampling interval) S ′ that is ¼ of S. In this way, by folding the optical fiber 2 and laying it down, the temperature measurement position interval can be made much narrower than in the past, and it is possible to perform measurement at a finely-tuned position.
【００１５】図３に請求項３の光ファイバ式分布型温度
測定装置１０Ｂを模式的に示す。この温度測定装置１０
Ｂでは、前記と同様に、光ファイバ2を温度測定区間Ｌ
に複数列の光ファイバ2が並ぶように折り返し布設する
が、各列の光ファイバ２上のサンプリングポイント（×
印）が、温度測定区間Ｌ長手方向の同じ位置に来るよう
に布設する。すなわち、図示例の場合、２列目、３列
目、４列目の各光ファイバ２ｂ、２ｃ、２ｄのサンプリ
ングポイントが、いずれも１列目の光ファイバ２ａのサ
ンプリングポイントと同じ位置（温度測定区間Ｌ上の同
じ位置：Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）に来るように、光フ
ァイバ２を折り返し布設する。FIG. 3 schematically shows an optical fiber type distributed temperature measuring apparatus 10B according to claim 3. This temperature measuring device 10
In B, as in the above, the optical fiber 2 is connected to the temperature measurement section L
The optical fibers 2 in a plurality of rows are laid so as to be arranged side by side, but the sampling points (×
(Mark) is laid so that it is located at the same position in the longitudinal direction of the temperature measurement section L. That is, in the illustrated example, the sampling points of the optical fibers 2b, 2c, and 2d in the second, third, and fourth rows are the same as the sampling points of the optical fiber 2a in the first row (temperature measurement). The optical fiber 2 is folded and installed so as to come to the same position on the section L: A1, A2, A3, A4).
【００１６】この温度測定装置１０Ｂでは、温度測定区
間Ｌ上の各温度測定位置において、４つの温度測定デー
タが得られることになる。したがって、従来方法と比較
して、同一箇所の温度測定データ数が４倍となり、測定
精度が大幅に向上する。In this temperature measuring device 10B, four temperature measurement data are obtained at each temperature measuring position on the temperature measuring section L. Therefore, as compared with the conventional method, the number of temperature measurement data at the same location is quadrupled, and the measurement accuracy is significantly improved.
【００１７】[0017]
【発明の効果】請求項１の発明によれば、光ファイバを
温度測定区間に少なくとも１往復以上折り返された状態
で布設して、温度測定区間に複数列の光ファイバが並ぶ
ようにし、かつ、各列の光ファイバ上のサンプリングポ
イントが温度測定区間長手方向に互いにずれた位置に来
るようにしたので、従来と比べて、サンプリングポイン
トの温度測定区間Ｌ上の間隔（すなわち温度測定間隔）
を大幅に狭くすることができる。このように、光ファイ
バを折り返して布設するという簡単な構成により、温度
測定間隔を従来より大幅に狭くすることができ、きめの
細かい位置での測定が可能となる。According to the first aspect of the present invention, the optical fiber is laid in the temperature measuring section in a state of being folded back at least one reciprocating time so that a plurality of rows of optical fibers are arranged in the temperature measuring section, and Since the sampling points on the optical fibers of each row are located at positions displaced from each other in the longitudinal direction of the temperature measurement section, the sampling points have an interval on the temperature measurement section L (that is, a temperature measurement interval) as compared with the conventional case.
Can be significantly narrowed. As described above, with a simple configuration in which the optical fiber is folded back and laid, the temperature measurement interval can be made much narrower than in the past, and it is possible to perform measurement at a fine position.
【００１８】請求項３の発明によれば、各列の光ファイ
バ上のサンプリングポイントが温度測定区間長手方向の
同じ位置に来るようにしたので、温度測定区間Ｌ上の各
温度測定位置に複数のサンプリングポイントを設定する
ことができ、したがって、各温度測定位置において複数
の温度測定データを得ることができ、従来方法と比較し
て、同一箇所の温度測定データ数が複数倍となり、測定
精度を大幅に向上させることができるAccording to the invention of claim 3, since the sampling points on the optical fibers of each row are located at the same position in the longitudinal direction of the temperature measuring section, there are a plurality of temperature measuring positions on the temperature measuring section L. Sampling points can be set, so multiple temperature measurement data can be obtained at each temperature measurement position, and the number of temperature measurement data at the same location is multiple times compared to the conventional method, greatly improving measurement accuracy. Can be improved to
【図１】本発明の光ファイバ式分布型温度測定装置を模
式的に説明する図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an optical fiber type distributed temperature measuring device of the present invention.
【図２】本発明の光ファイバ式分布型温度測定装置の一
実施形態を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing an embodiment of an optical fiber type distributed temperature measuring device of the present invention.
【図３】本発明の光ファイバ式分布型温度測定装置の他
の実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the optical fiber type distributed temperature measuring device of the present invention.
【図４】光ファイバ式分布型温度測定装置の一般的な基
本構成を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a general basic configuration of an optical fiber type distributed temperature measuring device.
【図５】従来の光ファイバ式分布型温度測定装置を模式
的に説明する図である。FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a conventional optical fiber type distributed temperature measuring device.
２ 光ファイバ ２ａ 第１列目の光ファイバ ２ｂ 第２列目の光ファイバ ２ｃ 第３列目の光ファイバ ２ｄ 第４列目の光ファイバ ３ 測定機本体 ４ データ処理・表示装置（パソコン） １０Ａ、１０Ｂ 光ファイバ式分布型温度測定装置 １１ 光源駆動回路 １２ 光源 １３ ビームスプリッタ １４ 光分波器 １５ａ、１５ｂ 受光器 １６ａ、１６ｂ Ａ／Ｄ変換器 １７ 信号処理回路 Ｓ サンプリング間隔 Ｓ' 擬似サンプリング間隔（温度測定位置間隔） 2 optical fiber 2a First row optical fiber 2b Second-row optical fiber 2c Third row optical fiber 2d 4th row optical fiber 3 Measuring machine body 4 Data processing / display device (personal computer) 10A, 10B Optical fiber type distributed temperature measuring device 11 Light source drive circuit 12 light sources 13 Beam splitter 14 Optical demultiplexer 15a, 15b Light receiver 16a, 16b A / D converter 17 Signal processing circuit S sampling interval S'Pseudo sampling interval (temperature measurement position interval)
Claims (3)
にパルス光を入射し、光ファイバ長手方向の各部から反
射して入射端に戻るラマン後方散乱光を一定の時間間隔
でサンプリングし解析して、当該光ファイバ上の各サン
プリング時刻に対応するポイントの温度を測定する光フ
ァイバ分布型温度測定装置において、 光ファイバを温度測定区間に少なくとも１往復以上折り
返された状態で布設して、温度測定区間に複数列の光フ
ァイバが並ぶようにし、かつ、各列の光ファイバ上の、
サンプリングポイントが温度測定区間長手方向に互いに
ずれた位置に来るようにしたことを特徴とする光ファイ
バ式分布型温度測定装置。1. Raman backscattered light that is incident on an optical fiber laid over a temperature measurement section, is reflected from each portion in the longitudinal direction of the optical fiber, and returns to the incident end is sampled and analyzed at fixed time intervals. Then, in the optical fiber distributed temperature measuring device for measuring the temperature of the point corresponding to each sampling time on the optical fiber, the optical fiber is installed in the temperature measurement section in a state of being folded back at least once A plurality of rows of optical fibers are arranged in a section, and on each row of optical fibers,
An optical fiber type distributed temperature measuring device, wherein sampling points are arranged at positions displaced from each other in the longitudinal direction of the temperature measuring section.
N、サンプリングクロック周波数で規定されるサンプリ
ング間隔をSとした時、光ファイバを、各列の光ファイ
バ上のサンプリングポイントが温度測定区間長手方向に
順次S／Nずつずれるような態様で、折り返し布設したこ
とを特徴とする請求項1記載の光ファイバ式分布型温度
測定装置。2. The number of rows of optical fibers arranged in the temperature measurement section is set.
N, where S is the sampling interval specified by the sampling clock frequency, the optical fiber is folded and laid in such a manner that the sampling points on each row of optical fibers are sequentially shifted by S / N in the longitudinal direction of the temperature measurement section. The optical fiber type distributed temperature measuring device according to claim 1, wherein
バにパルス光を入射し、光ファイバ長手方向の各部から
反射して入射端に戻るラマン後方散乱光を一定の時間間
隔でサンプリングし解析して、当該光ファイバ上の、各
サンプリング時刻に対応するポイントの温度を測定する
光ファイバ分布型温度測定装置において、 光ファイバを温度測定区間に少なくとも１往復以上折り
返された状態で布設して、温度測定区間に複数列の光フ
ァイバが並ぶようにし、かつ、各列の光ファイバ上のサ
ンプリングポイントが温度測定区間長手方向の同じ位置
に来るようにしたことを特徴とする光ファイバ式分布型
温度測定装置。3. Raman backscattered light that is incident on an optical fiber laid over a temperature measurement section, is reflected from each part in the longitudinal direction of the optical fiber, and returns to the incident end is sampled and analyzed at fixed time intervals. Then, in the optical fiber distributed temperature measuring device for measuring the temperature of the point corresponding to each sampling time on the optical fiber, the optical fiber is laid in the temperature measurement section in a state of being folded back at least once An optical fiber type distributed temperature measurement, characterized in that a plurality of rows of optical fibers are arranged in the measurement section, and the sampling points on the optical fibers of each row are located at the same position in the longitudinal direction of the temperature measurement section. apparatus.
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|---|---|---|---|
| JP2001243544A JP2003057126A (en) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | Optical fiber type distributed temperature measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001243544A JP2003057126A (en) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | Optical fiber type distributed temperature measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003057126A true JP2003057126A (en) | 2003-02-26 |
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ID=19073625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001243544A Pending JP2003057126A (en) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | Optical fiber type distributed temperature measuring device |
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| WO2010125713A1 (en) | 2009-04-27 | 2010-11-04 | 富士通株式会社 | Method and device for analyzing laying condition of wire |
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| US10775245B2 (en) | 2015-05-13 | 2020-09-15 | Fujitsu Limited | Temperature measurement device, temperature measurement method, and computer-readable non-transitory medium |
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- 2001-08-10 JP JP2001243544A patent/JP2003057126A/en active Pending
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