JP2005257289A - Vibration detecting device using optical fiber grating sensor - Google Patents
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Description
本発明は光ファイバーグレーティングセンサーを用いた振動検出装置に係り、特にがけ崩れ、土砂崩れなどの前兆を検出する検出装置、自動車,航空機の異常振動の検出装置、材料が変形、破壊する際に弾性波を発生するAE(Accoustic Emission)現象を検出する光ファイバーグレーティングセンサーを用いた振動検出装置に関する。 The present invention relates to a vibration detection device using an optical fiber grating sensor, and in particular, a detection device for detecting a precursor such as landslide and landslide, a detection device for abnormal vibration of automobiles and aircraft, and an elastic wave generated when a material is deformed or broken. The present invention relates to a vibration detection apparatus using an optical fiber grating sensor that detects an AE (Acoustic Emission) phenomenon.
光ファイバーグレーティングセンサーを用いた測定装置は、水位計、圧力計、地中歪み計、水温計、構造物歪み計などの用途がある。 Measuring devices using optical fiber grating sensors have applications such as water level gauges, pressure gauges, underground strain gauges, water temperature gauges, and structural strain gauges.
光ファイバーグレーティング(Fiber Bragg Grating)は、ファイバーのコア部の屈折率を周期的に変化させたもので、グレーティング長、周期、屈折率増加量を変化させることにより、特定の波長(ブラッグ波長)の光を任意に反射させることができる特性を備えているものとして知られている。 Fiber Bragg Grating is a fiber that periodically changes the refractive index of the core of the fiber. By changing the grating length, period, and refractive index increase, light of a specific wavelength (Bragg wavelength) is used. It is known that it has a characteristic that can be arbitrarily reflected.
そこで、この光ファイバーグレーティング(以下FBGと称す)の特性を利用し、FBGが温度変化,圧力変化等によって変位したことを反射光の波長の変化で検出し、温度、圧力、歪などを測定できるようにした測定装置が提案されている(特許文献1)。 Therefore, by using the characteristics of this optical fiber grating (hereinafter referred to as FBG), it is possible to detect that the FBG has been displaced due to temperature change, pressure change, etc., by measuring the wavelength of the reflected light, and to measure temperature, pressure, strain, etc. A measuring apparatus is proposed (Patent Document 1).
温度、圧力は結果としてFBGセンサに歪みを生じさせ、この歪みは反射光の波長変化をもたらすため、正確に波長の値を知る必要がある。このため、FBGセンサに導く光源として波長可変のレーザー装置を用いることになる。 Temperature and pressure result in distortion in the FBG sensor, and this distortion causes a change in the wavelength of the reflected light. Therefore, it is necessary to accurately know the wavelength value. For this reason, a wavelength-variable laser device is used as a light source that leads to the FBG sensor.
これに対し、FBGセンサを用いて振動を検出する場合、FBGセンサには周期的な伸縮変位が与えられるため、光源の波長を可変としなくても、所定の波長の光をFBGセンサに導光すると、歪みが加わっていない基準状態での反射光の波長を該光源の波長とした場合、該基準状態における反射光の強度が最も強いピークレベルを示す波形が得られる。 On the other hand, when detecting vibration using the FBG sensor, since the FBG sensor is periodically expanded and contracted, light having a predetermined wavelength is guided to the FBG sensor without changing the wavelength of the light source. Then, when the wavelength of the reflected light in the reference state where distortion is not applied is the wavelength of the light source, a waveform showing a peak level where the intensity of the reflected light in the reference state is the strongest is obtained.
したがって、周期的に発生する反射光のピークレベルの間隔を計測することにより振動数が求められることになる。
上述した振動検出装置において、振動の検出は上述のように反射光の波長を求める必要がないため、波長一定の光源を使用することができるが、振動検出ポイントの温度を併せて測定しようとする場合、別に波長を可変とするレーザー装置を用意すると共に、振動測定ポイントに温度測定用のFBGセンサを別に用意しなければならない。そして、波長変化量-温度換算テーブルを用いて各振動検出ポイントの温度を求めるという煩わしさが生じる。 In the vibration detection apparatus described above, since it is not necessary to determine the wavelength of the reflected light as described above, a light source having a constant wavelength can be used, but the temperature of the vibration detection point is to be measured together. In this case, it is necessary to prepare a laser device that can change the wavelength, and to prepare a separate FBG sensor for temperature measurement at the vibration measurement point. And the troublesomeness of finding the temperature of each vibration detection point using the wavelength change amount-temperature conversion table occurs.
本願発明の目的は、温度測定用に専用のFBGセンサを設けることを要せず、また測定結果に対して温度補正などの手間をかけずに測定結果がそのまま事象変化として確認できる光ファイバーグレーティングセンサーを用いた振動検出装置を提供しようとするものである。 The object of the present invention is to provide an optical fiber grating sensor that does not require a dedicated FBG sensor for temperature measurement, and that can directly check the measurement result as an event change without taking any trouble such as temperature correction for the measurement result. The vibration detection device used is to be provided.
本願発明の目的を実現する構成は、請求項1に記載のように、光ファイバーケーブルに接続された振動検出光ファイバーグレーティングセンサーに光を射出する光源装置と、前記光源装置からの反射光を観測することによって前記振動検出光ファイバーグレーティングセンサーに加えられた振動を検出する復調器を有した光ファイバーグレーティングセンサーを用いた振動検出装置であって、前記復調器は、前記振動検出光ファイバーグレーティングセンサーからの反射光を受光フィルタとして導光し、反射光を観察する当該振動検出光ファイバーグレーティングセンサーの光ファイバーグレーティングと同等の反射波長特性を有するフィルタ用光ファイバーグレーティングと、前記フィルタ用光ファイバーグレーティングを加熱・冷却する温度調節手段と、前記フィルタ用光ファイバーグレーティングの温度を変化させて該フィルタ用光ファイバーグレーティングからの反射光の強度が最大となるように前記温度調節手段を制御する温度制御手段とを有することを特徴とするものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a light source device for emitting light to a vibration detecting optical fiber grating sensor connected to an optical fiber cable and observing reflected light from the light source device. A vibration detecting device using an optical fiber grating sensor having a demodulator for detecting vibration applied to the vibration detecting optical fiber grating sensor, wherein the demodulator receives reflected light from the vibration detecting optical fiber grating sensor. A filter optical fiber grating having the same reflection wavelength characteristic as the optical fiber grating of the vibration detection optical fiber grating sensor that guides light as a filter and observes the reflected light, and heats and cools the filter optical fiber grating. And a temperature control means for controlling the temperature adjustment means so that the intensity of the reflected light from the filter optical fiber grating is maximized by changing the temperature of the filter optical fiber grating. To do.
上記した構成において、前記復調器は、前記フィルタ用光ファイバーグレーティングの温度を検知する温度検知手段を有する。 In the above-described configuration, the demodulator has a temperature detection means for detecting the temperature of the filter optical fiber grating.
上記した構成において、前記光ファイバーケーブルには反射波長の異なる前記振動検出光ファイバーグレーティングセンサーが複数接続され、前記複数の振動検出光ファイバーグレーティングセンサーに対応して前記復調器を夫々設け、前記各復調器のフィルタ用光ファイバーグレーティングの反射波長を対応する振動検出光ファイバーグレーティングセンサーと同等の反射波長とした。 In the above-described configuration, a plurality of the vibration detection optical fiber grating sensors having different reflection wavelengths are connected to the optical fiber cable, and the demodulator is provided corresponding to the plurality of vibration detection optical fiber grating sensors, and the filter of each demodulator is provided. The reflection wavelength of the optical fiber grating for use was set to the same reflection wavelength as the corresponding vibration detection optical fiber grating sensor.
上記した構成において、前記振動検出光ファイバーグレーティングセンサーは、U字形状に形成された金属製のばね部材からなる振動弾性体と、前記振動弾性体のU字外周面に固着したファイバーグレーティングとにより構成した。 In the above-described configuration, the vibration detecting optical fiber grating sensor is configured by a vibration elastic body made of a metal spring member formed in a U shape and a fiber grating fixed to the U-shaped outer peripheral surface of the vibration elastic body. .
上記した構成において、前記振動検出光ファイバーグレーティングセンサーは、先端がテーパー面に形成された金属製の円柱部材からなる振動弾性体と、前記振動弾性体のテーパー面に巻回したファイバーグレーティングとにより構成した。 In the configuration described above, the vibration detection optical fiber grating sensor includes a vibration elastic body made of a metal cylindrical member having a tip formed on a tapered surface, and a fiber grating wound around the taper surface of the vibration elastic body. .
上記した構成では、振動検出用光ファイバーグレーティングセンサー(FBGセンサ)を例えば破壊が予想される物体に接着剤などを用いて結合させ、比較的波長範囲の広いSLD,ASE等の光源光をこのFBGセンサに入射させ、その反射波長を検出すると、振動検出FBGセンサに加わった振動に応じて反射波長がシフトするため、観察するフィルタ用FBGからの反射光の輝度に波長シフトと相対した変化が発生し、振動を検出可能となる。 In the above-described configuration, a vibration detecting optical fiber grating sensor (FBG sensor) is coupled to an object that is expected to be destroyed using an adhesive or the like, and light sources such as SLD and ASE having a relatively wide wavelength range are used as the FBG sensor. When the reflected wavelength is detected, the reflected wavelength shifts in accordance with the vibration applied to the vibration detection FBG sensor, so that the brightness of the reflected light from the filter FBG to be observed changes relative to the wavelength shift. The vibration can be detected.
一方、フィルタ用FBGの温度が振動検出FBGセンサの温度と異なると、フィルタ用FBGの反射波長は振動検出FBGセンサからの反射光の波長と異なるため、観察するフィルタ用FBGからの反射光の輝度は当然に低い値となる。このフィルタ用FBGを加熱あるいは冷却して振動検出FBGセンサの温度に近づけるとフィルタ用FBGの反射波長が振動検出FBGセンサの反射光の波長に近づいてくるので、観察するフィルタ用FBGからの反射光の輝度が高くなり、該輝度が最も高いときがフィルタ用FBGの温度が振動検出FBGセンサの温度と一致したと推測することができる。そこで、そのときのフィルタ用FBGの温度を測定すれば振動検出FBGセンサの温度を測定することができることになる。フィルタ用FBGを加熱・冷却する手段として、ペルチェ素子を用いることができる。 On the other hand, if the temperature of the filter FBG is different from the temperature of the vibration detection FBG sensor, the reflected wavelength of the filter FBG is different from the wavelength of the reflected light from the vibration detection FBG sensor. Of course, it becomes a low value. When this filter FBG is heated or cooled to approach the temperature of the vibration detection FBG sensor, the reflected wavelength of the filter FBG approaches the wavelength of the reflected light of the vibration detection FBG sensor, so the reflected light from the filter FBG to be observed It can be estimated that the temperature of the filter FBG coincides with the temperature of the vibration detection FBG sensor when the brightness of the filter is high. Therefore, if the temperature of the filter FBG at that time is measured, the temperature of the vibration detection FBG sensor can be measured. A Peltier element can be used as means for heating and cooling the FBG for filter.
本発明によれば、振動検出光ファイバーグレーティングセンサーを振動検出ポイントに配置してがけ崩れ、土砂崩れなどの振動を伴う前兆の検出、自動車,航空機の異常振動の検出などの振動検出を一定波長の光源を用いて行うと共に、振動検出光ファイバーグレーティングセンサーの温度も併せて計測することができる。 According to the present invention, a vibration detection optical fiber grating sensor is arranged at a vibration detection point to detect vibrations including vibrations such as landslides and landslides, and to detect vibrations such as abnormal vibrations of automobiles and aircraft using a light source of a certain wavelength. And the temperature of the vibration detecting optical fiber grating sensor can also be measured.
また、複数箇所の振動検出ポイントに対しても対応することができ、低周波、高周波振動も検出することができる。 Moreover, it can respond also to a plurality of vibration detection points, and can detect low-frequency and high-frequency vibrations.
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
(第1の実施の形態)
図1〜図3は本発明の第1の実施の形態を示す。
(First embodiment)
1 to 3 show a first embodiment of the present invention.
図1は光ファイバーグレーティングセンサーを用いた振動検出装置の概略構成を示す図で、光源装置1と復調器Aにより計測装置を構成しており、この計測装置と振動検出FBGセンサにより振動検出装置を構成している。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vibration detection device using an optical fiber grating sensor. The
図1において、1はASE(Amplified Spontaneus Emission)光源あるいはSLD(Super Luminescence Diode)光源を光源とする光源装置で、該光源は比較的波長範囲の広いものが用いられており、ピーク波長(λ0)を中心として両側にある程度の広がりを持った特性(発光強度‐波長との関係)を備えている。
In FIG. 1,
2は測定対象に配置された振動検出FBGセンサで、特定温度での反射波長が光源装置1の光源の波長λ0に一致させるようにしている。なお、振動検出FBGセンサ2の具体的な構成については図6、図7に示しているが、これらの構造については後述する。
光源装置1と振動検出FBGセンサ2とは通信用光ファイバーケーブルOFにより接続され、光源装置1の光源からの光(以下通信光と称す)が通信用光ファイバーケーブルOFを通して振動検出FBGセンサ2に導光される。
The
通信用光ファイバーケーブルOFには、光源装置1の近くにビームスプリッタとして機能する光ファイバー用方向性カップラー(以下通信用カップラーと略す)8が設けられ、光源装置1からの通信光を振動検出FBGセンサ2に向けて通過させ、振動検出FBGセンサ2からの反射光を後述する復調器A側に導くようにしている。
The communication optical fiber cable OF is provided with an optical fiber directional coupler (hereinafter abbreviated as a communication coupler) 8 that functions as a beam splitter near the
復調器Aは、通信用カップラー8から導かれた反射光(以下第1の反射光とする)が入射する、該通信用カップラー8と同構造の光ファイバー用方向性カップラー(以下フィルタ用カップラーと略す)80を有しており、このフィルタ用カップラー80を通過した第1の反射光を振動検出FBGセンサ2のFBGと反射波長および温度-歪み特性等が同一のフィルタ用FBG3に導光するようにしている。そして、フィルタ用FBG3で反射した反射光(以下第2の反射光とする)を受光器4に出力している。
The demodulator A is an optical fiber directional coupler (hereinafter abbreviated as a filter coupler) having the same structure as that of the
ここでフィルタ用FBG3の作用を図2を参照して以下に説明する。 Here, the operation of the filter FBG 3 will be described below with reference to FIG.
図2(a)(b)は、横軸に反射光の波長、縦軸に受光レベルを示しており、図2(a)は、振動検出FBGセンサ2とフィルタ用FBG3とに温度差がない場合における破線で示す第1の反射光(波長λ1)の波形と、実線で示す第2の反射光(波長λ´)の波形を示す。また、図2(b)は振動検出FBGセンサ2とフィルタ用FBG3とに温度差がある場合における破線で示す第1の反射光(波長λ1)の波形と、実線で示す第2の反射光(波長λ´)の波形を示す。
2A and 2B show the wavelength of reflected light on the horizontal axis and the light reception level on the vertical axis, and FIG. 2A shows no temperature difference between the vibration
図2(a)に示すように、振動検出用FBGセンサ2の温度とフィルタ用FBG3の温度が同じであれば、第1の反射光の反射強度がピークとなる波長を略等しくした第2の反射光として受光器4に受光される。しかし、図2(b)に示すように、振動検出用FBGセンサ2の温度とフィルタ用FBG3の温度が異なると、FBG3に導光された第1の反射光の反射波長と、FBG3の反射波長に差が生じているので、第2の反射光は第1の反射光の反射波長とは異なる波長(λ´)をピークとする波形となる。しかも強度レベルも実際には低下している。
As shown in FIG. 2 (a), if the temperature of the vibration detecting
このことから、FBG3の温度を調節すると、第2の反射光の強度レベルが変化し、振動検出用FBGセンサ2の温度と同じになると第2の反射光の強度レベルが最も高い値を示すことになる。
Therefore, when the temperature of the FBG 3 is adjusted, the intensity level of the second reflected light changes, and when the temperature of the
すなわち、受光器4からの出力には、振動成分である交流分が含まれると共に、第2の反射光の反射強度が直流成分として含まれることになる。 That is, the output from the light receiver 4 includes an alternating current component that is a vibration component and also includes the reflection intensity of the second reflected light as a direct current component.
そこで、本実施の形態では、受光器4で受光した第2の反射光の光エネルギーを電気信号に変換し、変換した電気信号の交流分を振動検出回路部Bに出力し、反射強度である直流分を温度制御回路部Cへ夫々出力する。 Therefore, in the present embodiment, the optical energy of the second reflected light received by the light receiver 4 is converted into an electric signal, and the AC component of the converted electric signal is output to the vibration detection circuit unit B, which is the reflection intensity. The DC component is output to the temperature control circuit unit C, respectively.
振動検出回路部Bは、コンデンサ7と増幅器50とにより構成し、受光器4で光電変換された電気信号の直流分をコンデンサ7でカットし、増幅器50で増幅後振動波形として検出される。
The vibration detection circuit unit B is composed of a
一方、フィルタFBG3にはFBG3の温度を検出する温度センサ9が設けられ、また温度制御回路部Cで温調制御されるペルチェ素子90によりフィルタFBG3を加熱、冷却して所定の温度に調節できるようにしている。
On the other hand, the filter FBG 3 is provided with a
温度制御回路部Cは、受光器4で光電変換された電気信号の直流分は増幅器5で増幅された後、A/D変換器6で第2の反射光の強度レベルを示すデジタル信号に変換されてCPU10に出力される。CPU10は第2の反射光の強度レベルが最大になるようにペルチェ素子90に対する通電制御を行なっており、ペルチェ素子90の温度を温度センサ9により測定することにより、反射光の強度レベルが最大になったときの温度は振動検出FBGセンサ2の温度となる。
The temperature control circuit unit C amplifies the DC component of the electrical signal photoelectrically converted by the light receiver 4 by the amplifier 5 and then converts it to a digital signal indicating the intensity level of the second reflected light by the A /
したがって、振動検出ポイントに温度測定用のFBGセンサを設けることなく振動検出ポイントの温度を測定することができ、しかも波長が固定の光源を用いて振動検出と温度測定を実現することができる。 Therefore, it is possible to measure the temperature of the vibration detection point without providing an FBG sensor for temperature measurement at the vibration detection point, and it is possible to realize vibration detection and temperature measurement using a light source having a fixed wavelength.
図4はペルチェ素子とフィルタFBG3との関係及びペルチェ素子の公知のブリッジトランジスタによるPWM(Pulse Wide Modulation)方式の駆動回路を示し、ペルチェ素子500上に固定したアルミブロックなどの温度伝導率の良い金属製の円柱部材501にフィルタFBG3を巻き付けて温度制御用モジュールを構成したもので、502は温度センサである。
FIG. 4 shows a relationship between the Peltier element and the filter FBG3 and a PWM (Pulse Wide Modulation) type drive circuit using a known bridge transistor of the Peltier element, and a metal having good temperature conductivity such as an aluminum block fixed on the
図3はこのような温度制御モジュールによる温調制御を説明する図である。図3(a)は、振動検出FBGセンサ2とフィルタFBG3とに温度差があり、第1の反射光の反射波長λ1と第2の反射光の反射波長λ1´に波長ずれが発生している場合を示し、フィルタ用FBG3の方が振動検出FBGセンサ2より高温のとき、フィルタ用FBG3の温度を下げていけば第2の反射光の反射波長λ1´が増加し、したがって反射出力(波長λ1の波形と波長λ1´の波形の重なる部分の面積)は低下し、低温側に移動したとき反射出力は上昇する。
FIG. 3 is a diagram for explaining temperature control by such a temperature control module. In FIG. 3A, there is a temperature difference between the vibration
したがって、このときはフィルタ用FBG3が現在より低温になるようにペルチェ素子90の温度を制御して反射出力が最大となるよう、つまり振動検出FBGセンサ2の反射波長にフィルタ用FBG3の反射波長が完全に一致するように制御すれば良いことになる。このときの温調制御と反射レベルの関係を示したのが図3(b)である。
Therefore, at this time, the temperature of the
以上のように、本実施の形態によれば、フィルタ用FBG3の温度調節を行なうことで安定した振動検出と、振動検出ポイントの温度を測定することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to stably detect the vibration and measure the temperature of the vibration detection point by adjusting the temperature of the filter FBG 3.
第2の実施の形態
図5は本発明の第2の実施の形態を示す。
Second Embodiment FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
図1に示す第1の実施の形態は、一つの振動検出FBGセンサ2を用いた場合を例にしたもので、測定装置を構成する復調器Aは一つの振動検出FBGセンサ2に対応して設けられている。
The first embodiment shown in FIG. 1 exemplifies the case where one vibration
本実施の形態は、通信用光ファイバーケーブルOFに複数の振動検出F
BGセンサ21〜24を接続し、また測定装置には複数の振動検出FBGセンサ21〜24に対応して夫々復調器A1〜A4が設けられており、各復調器A1〜A4のフィルタ用FBG3a〜3dは光ファイバーケーブルOF1を介して直列に接続されている。
In this embodiment, the communication optical fiber cable OF includes a plurality of vibration detection Fs.
The
振動検出FBGセンサ21〜24は、反射波長が僅かに異なっており、フィルタ用FBG3a〜3dの反射波長もこれに併せたものが用いられている。
The vibration
したがって、振動検出FBGセンサ21から反射した第1の反射光は第1の復調器A1の第1のフィルタ用FBG3aに達すると第2の反射光として第1のフィルタ用カップラー80aから第1の受光器4aに出力される。この第1の復調器A1は第1の実施の形態に示す復調器Aと同様の動作を行って振動と振動検出FBGセンサ21の温度を検出する。
Accordingly, when the first reflected light reflected from the vibration
同様に、振動検出FBGセンサ22から反射した第1の反射光は第2の復調器A2の第2のフィルタ用FBG3bに達すると第2の反射光として第2のフィルタ用カップラー80bから第2の受光器4aに出力される。また、振動検出用FBGセンサ23、24から反射した各第1の反射光は夫々第3の復調器A3(不図示)、第4の復調器A4で夫々第2の反射光として第3、第4のフィルタ用FBG3c(不図示)、3dに達すると第2の反射光として夫々第3の受光器4c(不図示)、第4の受光器4dに出力される。
Similarly, when the first reflected light reflected from the vibration
したがって、本実施の形態によれば、光源装置1に設けた波長固定の光源を用いて複数ポイントでの振動の検出と同時に温度の検出が可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to detect the temperature simultaneously with the detection of vibrations at a plurality of points using the fixed wavelength light source provided in the
このような複数の振動検出FBGセンサは、例えばがけ崩れあるいは土砂崩れの前兆として発生する振動を検出する場所、自動車或いは航空機の複数箇所に配置され、異常振動の検出に用いられる。 Such a plurality of vibration detection FBG sensors are disposed at a plurality of locations on a car or an aircraft, for example, where vibrations generated as a precursor of landslides or landslides are detected, and are used to detect abnormal vibrations.
第3の実施の形態
図6及び図7は振動検出FBGセンサの構成を示す第3の実施の形態である。
Third Embodiment FIGS. 6 and 7 show a third embodiment showing the configuration of the vibration detection FBG sensor.
図6に示す振動検出FBGセンサ2は低周波振動検出用で、ベリリウム銅をU字形状に形成して板バネ構造とした振動弾性体602の一方の先端部を支柱600に固定し、また自由端をなす他方の先端部に錘601を固定することで、矢印B方向に振動検知軸を持たせている。そして、振動弾性体602のU字部の外周面に沿ってFBG2aを接着剤により接着固定している。
The vibration
したがって、矢印B方向の振動が支柱600を介して振動弾性体602に伝達されると、振動弾性体602に固定されているFBG2aが長さ方向に伸縮歪が発生する。
Therefore, when the vibration in the arrow B direction is transmitted to the vibration
また、図7に示す振動検出FBGセンサ2は高周波振動検出用で、振動減衰性の低い金属部材を用いて一種の音響ホーンを構成しており、円柱形状に形成した振動弾性体700の先端部に円錐形状のテーパー部702を有し、このテーパー部702の先端に振動弾性体700の外径と略同径のストッパー板701が形成されている。そして、このテーパー部702にFBG2aが多重に巻回されており、FBG2aは外径がストッパー板701の外径となるまで軸方向に亘って略同径に巻回されている。
Further, the vibration
図7に示す振動検出FBGセンサ2は、軸方向に振動検知軸を有し、軸方向の振動が振動弾性体700に伝達されると、テーパー部702の外径が変位するので、この変位によりFBG2aの長さ方向に伸縮が発生する。
The vibration
A(A1〜A4) 復調器
B 振動検出回路部
C 温度制御回路部
OF、OF1 光ファイバー
1 光源装置
2、21〜24 振動検出FBGセンサ
2a FBG
3(3a〜3d) フィルタ用FBG
4(4a〜4d) 受光器
5、50 増幅器
6 A/D変換器
7 コンデンサ
8 光ファイバー用方向性カップラー
80(80a〜80d) フィルタカップラー
9、502 温度センサ
90(90a〜90d)、500 ペルチェ素子
10 CPU
501 円柱部材
700 振動弾性体
701 ストッパー板
702 テーパー部
A (A1 to A4) Demodulator B Vibration detection circuit unit C Temperature control circuit unit OF,
3 (3a-3d) FBG for filter
4 (4a to 4d)
501
Claims (5)
前記復調器は、前記振動検出光ファイバーグレーティングセンサーからの反射光を受光フィルタとして導光し、反射光を観察する当該振動検出光ファイバーグレーティングセンサーの光ファイバーグレーティングと同等の反射波長特性を有するフィルタ用光ファイバーグレーティングと、前記フィルタ用光ファイバーグレーティングを加熱・冷却する温度調節手段と、前記フィルタ用光ファイバーグレーティングの温度を変化させて該フィルタ用光ファイバーグレーティングからの反射光の強度が最大となるように前記温度調節手段を制御する温度制御手段とを有することを特徴とする光ファイバーグレーティングセンサーを用いた振動検出装置。 A light source device that emits light to a vibration detection optical fiber grating sensor connected to an optical fiber cable; and a demodulator that detects vibration applied to the vibration detection optical fiber grating sensor by observing reflected light from the light source device. A vibration detection device using an optical fiber grating sensor,
The demodulator guides the reflected light from the vibration detection optical fiber grating sensor as a light receiving filter, and has a reflection wavelength characteristic equivalent to the optical fiber grating of the vibration detection optical fiber grating sensor for observing the reflected light; and A temperature adjusting means for heating / cooling the filter optical fiber grating; and controlling the temperature adjusting means so that the intensity of the reflected light from the filter optical fiber grating is maximized by changing the temperature of the filter optical fiber grating. A vibration detecting device using an optical fiber grating sensor.
The vibration detecting optical fiber grating sensor is constituted by a vibration elastic body made of a metal cylindrical member having a tip formed on a tapered surface, and a fiber grating wound around the taper surface of the vibration elastic body. A vibration detection apparatus using the optical fiber grating sensor according to claim 1.
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