JP2009281789A - Temperature measuring instrument and method for fitting the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバを用いた温度分布計測に用いて好適な温度計測装置および温度計測装置の取り付け方法に関する。 The present invention relates to a temperature measurement device suitable for use in temperature distribution measurement using an optical fiber and a method for attaching the temperature measurement device.
従来、火力発電プラントなどに用いられるボイラのボイラチューブでは、熱伸びによる応力集中部からの蒸気漏れを未然に防止するために温度監視が行われている。
このようなボイラチューブのメタル温度の計測では、熱電対を用いた計測が主流となっている。熱電対は温度計測において最も頻繁に利用されているセンサであり、使用の用途に応じて、多種にわたる素材を用いた種々の熱電対の中から最も適した熱電対を選択できるという利点がある。
Conventionally, in a boiler tube used in a thermal power plant or the like, temperature monitoring is performed in order to prevent steam leakage from a stress concentration portion due to thermal elongation.
In such measurement of the metal temperature of the boiler tube, measurement using a thermocouple has become the mainstream. Thermocouples are sensors that are most frequently used in temperature measurement, and have the advantage that the most suitable thermocouple can be selected from a variety of thermocouples using a wide variety of materials depending on the intended use.
熱電対による温度の計測は、熱電対を構成する異なる2種類の金属線の一方の端部同士を溶接した溶接端を温度の測定対象に接触させて、他方の端部の間に生じる熱起電力を計測することにより行われる。上述の熱起電力、つまり、熱電対の出力電圧は、上述の一方の端部と、他方の端部との間の温度差の影響を受ける。そのため、熱電対の他方の端部が接続される測定器の端子部の温度が測定され、測定された温度に基づいて測定温度の演算補正を行うことにより、上述の溶接端、つまり、感温部測定対象温度接点部の温度が特定されている。 Temperature measurement using a thermocouple is performed by bringing a welding end, which is a welded end of two different types of metal wires that make up the thermocouple, into contact with a temperature measurement target and generating heat between the other ends. This is done by measuring power. The above-described thermoelectromotive force, that is, the output voltage of the thermocouple is affected by the temperature difference between the above-described one end and the other end. Therefore, the temperature of the terminal part of the measuring instrument to which the other end of the thermocouple is connected is measured, and the measured temperature is corrected based on the measured temperature, whereby the above-mentioned weld end, that is, the temperature sensitive The temperature of the part to be measured temperature contact point is specified.
しかしながら、熱電対は1つのセンサに対して1箇所の温度計測しか出来ないため、熱電対と計測器との間を接続し、出力電圧を計測器に入力する信号線が、熱電対ごとに必要になり、多数の熱電対を敷設するのに時間がかかるという問題があった。
さらに、ボイラチューブのメタル温度測定に用いられる熱電対には、耐食性などが必要になるため、単価が高い熱電対が用いられる。そのため、多数の熱電対が必要になる多点計測には不向きであるという問題があった。
However, thermocouples can only measure the temperature at one location for one sensor, so a signal line is required for each thermocouple that connects the thermocouple and the measuring instrument and inputs the output voltage to the measuring instrument. Therefore, there is a problem that it takes time to install a large number of thermocouples.
Furthermore, since the thermocouple used for measuring the metal temperature of the boiler tube requires corrosion resistance, a thermocouple having a high unit price is used. Therefore, there is a problem that it is not suitable for multipoint measurement that requires a large number of thermocouples.
上述の問題を解決するために、熱電対以外の温度センサを用いて温度検出を行う方法が提案されており、例えば、光ファイバケーブル内で生じる散乱光の波長分布が温度によって変化することを利用した温度検出方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In order to solve the above-mentioned problem, a method for detecting temperature using a temperature sensor other than a thermocouple has been proposed. For example, the wavelength distribution of scattered light generated in an optical fiber cable changes with temperature. A temperature detection method has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
さらに、コアの一部に回折格子を構成した光ファイバを用いたファイバ・ブラッグ・グレーティング(Fiber Bragg Grating、以下「FBG」と表記する。)光ファイバ温度センサも知られている。FBG光ファイバ温度センサに用いられる光ファイバは、コアの一部に屈折率の高い部分と、低い部分とを長手方向に一定の間隔で、つまり周期的に交互に繰り返して形成されたものである。 Further, a fiber Bragg grating (hereinafter referred to as “FBG”) optical fiber temperature sensor using an optical fiber having a diffraction grating formed in a part of a core is also known. The optical fiber used for the FBG optical fiber temperature sensor is formed by alternately repeating a portion having a high refractive index and a portion having a low refractive index at a constant interval in the longitudinal direction, that is, periodically. .
上述の周期的な構造は、光ファイバのコアに波長250nm前後の紫外(UV)光を照射することにより形成されている。
一般的に、上記コアに紫外光を照射すると、光誘起屈折率の変化により屈折率が変化し、紫外光の照射を止めた後も変化後の屈折率が維持される。そのため、上述の周期的な構造は、光ファイバのコアが配置された領域に紫外光の干渉縞を形成することにより、屈折率を周期的に変化させた構造がコアに書き込まれる。
The above-described periodic structure is formed by irradiating the core of the optical fiber with ultraviolet (UV) light having a wavelength of about 250 nm.
Generally, when the core is irradiated with ultraviolet light, the refractive index changes due to a change in the light-induced refractive index, and the changed refractive index is maintained even after the ultraviolet light irradiation is stopped. Therefore, in the above-described periodic structure, a structure in which the refractive index is periodically changed is written in the core by forming the interference fringes of ultraviolet light in the region where the core of the optical fiber is disposed.
この屈折率が周期的に変化する構造は、波長λB=2nΛの光を反射し、その他の波長の光を透過する回折格子として働く。ここで、nは光ファイバの屈折率であり、Λは回折格子の周期である。
このような屈折率が周期的に変化する構造、つまり回折格子を、光ファイバケーブルの複数の点で形成し、光ファイバケーブルを測定対象に敷設することで、1本の光ファイバケーブルで複数点の温度を計測できることが知られている。
This structure in which the refractive index changes periodically functions as a diffraction grating that reflects light of wavelength λ B = 2nΛ and transmits light of other wavelengths. Here, n is the refractive index of the optical fiber, and Λ is the period of the diffraction grating.
Such a structure in which the refractive index changes periodically, that is, a diffraction grating is formed at a plurality of points of an optical fiber cable, and the optical fiber cable is laid on a measurement object, so that a plurality of points can be obtained with one optical fiber cable. It is known that the temperature of can be measured.
一方で、光ファイバにおける回折格子が高温域(例えば、約300℃から約350℃)で消えることから、センサ部となる回折格子を保護するために、耐熱性に優れた金属管で光ファイバを覆う技術も知られている。
しかしながら、上述の光ファイバを用いた温度測定では、円柱状の光ファイバと検査対象(例えばボイラチューブ)との接触面積が狭いため、光ファイバと検査対象との間に温度差が生じやすく検査対象の温度が正確に検出できない、言い換えると、温度計測精度が低下するという問題があった。
さらに、光ファイバと検査対象との接触面積が狭いことから、光ファイバを検査対象に固定させにくく、光ファイバが検査対象から剥離して、検査対象の温度が正確に検出できない恐れがあった。
However, in the temperature measurement using the optical fiber described above, since the contact area between the cylindrical optical fiber and the inspection target (for example, a boiler tube) is narrow, a temperature difference is likely to occur between the optical fiber and the inspection target. However, there is a problem that the temperature measurement accuracy is lowered.
Furthermore, since the contact area between the optical fiber and the inspection object is small, it is difficult to fix the optical fiber to the inspection object, and the optical fiber may be peeled off from the inspection object, and the temperature of the inspection object may not be accurately detected.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、検査対象への取り付け施工時間を短縮するとともに、検査対象の温度を正確に検出することができる温度計測装置および温度計測装置の取り付け方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a temperature measuring device and a temperature measuring device that can reduce the time required for mounting on an inspection object and accurately detect the temperature of the inspection object. It aims at providing the attachment method of.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の温度計測装置は、コアに複数の回折格子部が間隔をあけて形成された光ファイバと、前記光ファイバにおける少なくとも前記回折格子部の形成された部分が埋設されるとともに、温度の測定対象に固定されるパッドと、が設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The temperature measuring device of the present invention includes an optical fiber in which a plurality of diffraction grating portions are formed at intervals in a core, and at least a portion where the diffraction grating portion is formed in the optical fiber, and temperature measurement. And a pad to be fixed to the object.
本発明によれば、光ファイバはパッドとともに測定対象に固定されることから、光ファイバを直接測定対象に固定する方法と比較して、測定対象への固定が容易になる。
さらに、パッドを介して光ファイバと測定対象とを密着させて、光ファイバと測定対象との間における温度差の拡大を抑制することができる。
According to the present invention, since the optical fiber is fixed to the measuring object together with the pad, the fixing to the measuring object becomes easier as compared with the method of directly fixing the optical fiber to the measuring object.
Furthermore, the optical fiber and the measurement target can be brought into close contact with each other through the pad, and an increase in temperature difference between the optical fiber and the measurement target can be suppressed.
パッドには光ファイバにおける少なくとも回折格子部が形成された部分が埋設されているため、言い換えると、それ以外の部分はパッドに埋設されていないため、光ファイバの全てがパッド等に埋設されている場合と比較して、パッドに埋設されていない部分の光ファイバを自由に曲げることができる。そのため、測定対象におけるパッドが取り付けられる面が曲面であっても、容易に光ファイバおよびパッドを測定対象に固定することができる。 Since at least the portion of the optical fiber in which the diffraction grating portion is formed is embedded in the pad, in other words, since the other portions are not embedded in the pad, all of the optical fiber is embedded in the pad or the like. Compared to the case, the portion of the optical fiber not embedded in the pad can be bent freely. Therefore, even if the surface on which the pad in the measurement target is attached is a curved surface, the optical fiber and the pad can be easily fixed to the measurement target.
本発明の温度計測装置は、コアに複数の回折格子部が間隔をあけて形成された光ファイバと、該光ファイバが挿通される略円筒状の保護管と、温度の測定対象に形成された溝部に配置された前記保護管を、前記測定対象に固定する固定部と、が設けられていることを特徴とする。 The temperature measuring device of the present invention is formed in an optical fiber having a plurality of diffraction grating portions formed at intervals in a core, a substantially cylindrical protective tube through which the optical fiber is inserted, and a temperature measurement target. A fixing portion for fixing the protective tube arranged in the groove portion to the measurement object is provided.
本発明によれば、測定対象に形成された溝部に、保護管に挿通された光ファイバを配置するため、単に測定対象に保護管に挿通された光ファイバを配置する構成と比較して、測定対象との接触面積、言い換えると伝熱面積が増える。そのため、光ファイバと測定対象との間における温度差の拡大を抑制することができる。 According to the present invention, since the optical fiber inserted into the protective tube is disposed in the groove formed in the measurement target, the measurement is performed in comparison with the configuration in which the optical fiber inserted into the protective tube is simply disposed in the measurement target. The contact area with the object, in other words, the heat transfer area increases. Therefore, the expansion of the temperature difference between the optical fiber and the measurement object can be suppressed.
さらに、溝部に配置された状態で保護管および光ファイバを固定するため、溝部を利用しない固定方法と比較して、容易かつ確実に光ファイバを測定対象に固定することができる。 Furthermore, since the protective tube and the optical fiber are fixed in a state where they are arranged in the groove portion, the optical fiber can be fixed to the measurement object easily and reliably compared to a fixing method that does not use the groove portion.
上記発明においては、前記測定対象は略円筒状の部材であり、前記溝部は前記測定対象の長手方向に沿って延びて形成されていることが望ましい。 In the above invention, it is desirable that the measurement object is a substantially cylindrical member, and the groove portion is formed to extend along the longitudinal direction of the measurement object.
本発明によれば、光ファイバを略円筒状の測定対象における長手方向に沿って配置することができるため、測定対象の長手方向における温度分布を測定することができる。 According to the present invention, since the optical fiber can be arranged along the longitudinal direction of the substantially cylindrical measuring object, the temperature distribution in the longitudinal direction of the measuring object can be measured.
上記発明においては、前記測定対象は略円筒状の部材であり、前記溝部は前記測定対象の円筒面に螺旋状に延びて形成されていることが望ましい。 In the above invention, it is preferable that the measurement object is a substantially cylindrical member, and the groove portion is formed to extend spirally on the cylindrical surface of the measurement object.
本発明によれば、光ファイバを測定対象の円筒面に螺旋状に配置することができるため、測定対象の円筒面における温度分布を測定することができる。 According to the present invention, since the optical fiber can be spirally arranged on the cylindrical surface of the measurement target, the temperature distribution on the cylindrical surface of the measurement target can be measured.
本発明の温度計測装置の取り付け方法は、コアに形成された回折格子部を少なくとも含む前記光ファイバの部分を、板状に形成されたパッドの中に埋設する埋設工程と、前記パッドを測定対象に固定する固定工程と、が設けられていることを特徴とする。 The temperature measuring device mounting method of the present invention includes an embedding step of embedding a portion of the optical fiber including at least a diffraction grating portion formed in a core in a pad formed in a plate shape, and measuring the pad And a fixing step for fixing to the substrate.
本発明によれば、光ファイバはパッドとともに測定対象に固定されることから、光ファイバを直接測定対象に固定する方法と比較して、測定対象への固定が容易になる。
さらに、パッドを介して光ファイバと測定対象とを密着させて、光ファイバと測定対象との間における温度差の拡大を抑制することができる。
According to the present invention, since the optical fiber is fixed to the measuring object together with the pad, the fixing to the measuring object becomes easier as compared with the method of directly fixing the optical fiber to the measuring object.
Furthermore, the optical fiber and the measurement target can be brought into close contact with each other through the pad, and an increase in temperature difference between the optical fiber and the measurement target can be suppressed.
パッドには光ファイバにおける少なくとも回折格子部が形成された部分が埋設されているため、言い換えると、それ以外の部分はパッドに埋設されていないため、光ファイバの全てがパッド等に埋設されている場合と比較して、パッドに埋設されていない部分の光ファイバを自由に曲げることができる。そのため、測定対象におけるパッドが取り付けられる面が曲面であっても、容易に光ファイバおよびパッドを測定対象に固定することができる。 Since at least the portion of the optical fiber in which the diffraction grating portion is formed is embedded in the pad, in other words, since the other portions are not embedded in the pad, all of the optical fiber is embedded in the pad or the like. Compared to the case, the portion of the optical fiber not embedded in the pad can be bent freely. Therefore, even if the surface on which the pad in the measurement target is attached is a curved surface, the optical fiber and the pad can be easily fixed to the measurement target.
本発明の温度計測装置および温度計測装置の取り付け方法によれば、光ファイバはパッドとともに測定対象に固定されることから、検査対象への取り付け施工時間を短縮するとともに、検査対象の温度を正確に検出することができるという効果を奏することができる。さらに、パッドには光ファイバにおける少なくとも回折格子部が形成された部分が埋設されているため、検査対象への光ファイバおよびパッドの取り付けが容易となり、取り付け施工時間を短縮することができるという効果を奏する。 According to the temperature measuring device and the method for attaching the temperature measuring device of the present invention, the optical fiber is fixed to the measuring object together with the pad, so that the installation time for the inspection object is shortened and the temperature of the inspection object is accurately set. The effect that it can detect can be show | played. Further, since at least the portion of the optical fiber in which the diffraction grating portion is formed is embedded in the pad, it is easy to attach the optical fiber and the pad to the inspection object, and the effect that the installation time can be shortened. Play.
本発明の温度計測装置および温度計測装置の取り付け方法によれば、測定対象に形成された溝部に、保護管に挿通された光ファイバを配置するため、検査対象への取り付け施工時間を短縮するとともに、検査対象の温度を正確に検出することができるという効果を奏することができる。 According to the temperature measuring device and the method of attaching the temperature measuring device of the present invention, the optical fiber inserted through the protective tube is disposed in the groove formed in the measurement target, so that the installation time for the inspection target is shortened. The effect that the temperature of the inspection object can be accurately detected can be achieved.
〔第1の実施形態〕
以下、本発明の第1の実施形態について図1から図7を参照して説明する。
本実施形態では、本願の発明を火力発電プラントのボイラにおける蒸発管や、火炉壁や、管台や、過熱器や、再熱器などの温度計測に用いられる温度計測装置に適用して説明する。
図1は、本実施形態に係る温度計測装置の構成の概略を説明する断面視図である。
温度計測装置1には、図1に示すように、蒸発管などのボイラチューブ(測定対象)2の温度を検出する光ファイバセンサ(光ファイバ)3および計測器4と、光ファイバセンサ3が挿通される保護管5と、光ファイバセンサ3が埋め込まれるとともにボイラチューブ2に固定されるパッド6と、が設けられている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In this embodiment, the invention of the present application will be described by applying it to a temperature measuring device used for temperature measurement such as an evaporator tube, a furnace wall, a nozzle, a superheater, and a reheater in a boiler of a thermal power plant. .
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the outline of the configuration of the temperature measuring apparatus according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, an optical fiber sensor (optical fiber) 3 and a measuring
光ファイバセンサ3は、図1示すように、光を搬送するコア31と、コア31の周囲を覆うクラッド32とから構成され、さらに、コア31に長手方向に間隔をあけて複数の回折格子部33が形成されたものである。
このように、一本の光ファイバセンサ3に複数の回折格子部33を設けることにより、高精度な多点温度計測を行うことができる。
As shown in FIG. 1, the
Thus, by providing the several diffraction
図2は、図1の光ファイバセンサのコアに形成された回折格子部の構成を説明する模式図である。
回折格子部33は、図2に示すように、コア31における屈折率が周期的に変化する部分であって、光ファイバセンサ3において温度センサとして作用する部分である。回折格子部33は、上述のように、コア31に波長250nm前後の紫外光を照射することにより形成されている。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the diffraction grating portion formed in the core of the optical fiber sensor in FIG.
As shown in FIG. 2, the diffraction
計測器4は、図1に示すように、光ファイバセンサ3とともに温度計測を行うものである。光ファイバセンサ3および計測器4における温度計測の原理については後述する。
計測器4には光ファイバセンサ3の端部が接続され、計測器4は、温度計測に用いる入射光を光ファイバセンサ3のコア31に入射させるとともに、回折格子部33において反射された反射光が計測器4に入射されている。
The measuring
The end of the
図3は、図1の保護管の構成を説明する断面視図である。
保護管5は、内部に光ファイバセンサ3が挿通される円筒状の部材であって、耐熱性を有する金属材料から形成された部材である。さらに、保護管5はパッド6に埋設されている部分も含めて光ファイバセンサ3を覆って配置されている。
このように光ファイバセンサ3を保護管5に挿通させることにより、光ファイバセンサ3を高温から保護することができる。言い換えると、高温により光ファイバセンサ3の回折格子部33が消えることを防止し、当該高温領域であっても光ファイバセンサ3を用いた温度測定を行うことができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the protective tube of FIG.
The
By inserting the
図4は、図1のパッドおよびパッドに埋め込まれた光ファイバセンサの配置を説明する図である。
パッド6は、光ファイバセンサ3における回折格子部33が形成された部分が埋設されるとともに、ボイラチューブ2に固定される四角柱状の部材である。パッド6を形成する材料としては、ボイラチューブ2と同等の熱膨張率を有する材料、例えばステンレス鋼(SUS347)などを例示することができる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the arrangement of the pad of FIG. 1 and the optical fiber sensor embedded in the pad.
The
図5は、図4のパッドにおける分割体の構成を説明する図である。
図4および図5に示すように、パッド6には一対の四角板状の分割体61,61が設けられ、一対の分割体61,61を溶接接合することによりパッド6が形成されている。
分割体61同士が接触する合わせ面には、図5に示すように、保護管5に挿通された光ファイバセンサ3が配置される溝部62が形成されている。溝部62は、分割体61における一辺に沿って略平行に延びて形成されている。
さらに、溝部62の表面は、保護管5と密着するように滑らかに、言い換えると凹凸がないように形成されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the divided body in the pad of FIG.
As shown in FIGS. 4 and 5, the
As shown in FIG. 5, a
Furthermore, the surface of the
図6は、図1のパッドの配置を説明する上面視図であり、図7は、図6のパッドの配置を説明する断面視図である。
パッド6は、図6に示すように、ボイラチューブ2における温度計測点のみに、離散的に配置されている。言い換えると、光ファイバセンサ3における回折格子部33も同様にボイラチューブ2における温度計測点のみに離散的に形成されている。
さらに、パッド6は、図7に示すように、ボイラチューブ2の外周面に沿って密着して配置され、パッド6の光ファイバセンサ3に沿って延びる辺においてボイラチューブ2と溶接されている。溶接としては、パッド型の熱電対とボイラチューブ2との接着にも用いられるTIG(Tungsten Inert Gas)溶接を例示することができる。
6 is a top view for explaining the arrangement of the pads in FIG. 1, and FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the arrangement of the pads in FIG.
As shown in FIG. 6, the
Further, as shown in FIG. 7, the
次に、上述の温度計測装置1のボイラチューブ2への取付け方法について説明する。
最初に、図3に示すように、保護管5に光ファイバセンサ3が挿通される。その後、図4に示すように、光ファイバセンサ3および保護管5が一対の分割体61,61の間に配置され、分割体61,61を溶接することにより、光ファイバセンサ3がパッド6に埋設される(埋設工程)。
このとき、光ファイバセンサ3および保護管5は、分割体61に形成された溝部62に配置され、光ファイバセンサ3および保護管5と分割体61とが密着されている。
Next, a method for attaching the temperature measuring device 1 to the
First, as shown in FIG. 3, the
At this time, the
その後、図6および図7に示すように、パッド6がボイラチューブ2に溶接により固定される(固定工程)。パッド6はボイラチューブ2と密着されるため、光ファイバセンサ3および保護管5とボイラチューブ2とは、パッド6を介して密着されている。
Thereafter, as shown in FIGS. 6 and 7, the
次に、上述の温度計測装置1におけるボイラチューブ2の温度計測について説明する。
ボイラチューブ2の温度計測を行う場合には、まず、図1に示すように、光ファイバセンサ3が埋設されたパッド6を、ボイラチューブ2における温度計測点に溶接固定する。
Next, temperature measurement of the
When measuring the temperature of the
その後、計測器4から光ファイバセンサ3のコア31に入射光が入射され、回折格子部33において反射された反射光が、計測器4により測定される。計測器4は、入射された反射光の波長に基づいて回折格子部33の歪みを算出し、算出された回折格子部33の歪みから回折格子部33の温度を算出する。
Thereafter, incident light enters the
上述の反射光の波長λBは、コア31の屈折率nと、回折格子部33の回折格子周期Λとを用いてλB=2nΛと表される。そのため、回折格子部33が歪み、回折格子周期がΛ1に変化すると、反射光の波長も上述の式にしたがって、λ1B=2nΛ1に変化する。
さらに、回折格子部33における歪みが、光ファイバセンサ3の熱伸びによる歪みの場合には、光ファイバセンサ3の熱膨張係数および回折格子部33の歪みに基づいて、回折格子部33における温度を算出することができる。
The wavelength λ B of the reflected light is expressed as λ B = 2nΛ using the refractive index n of the
Further, when the distortion in the diffraction
上記の構成によれば、光ファイバセンサ3はパッド6とともにボイラチューブ2に溶接固定されることから、光ファイバセンサ3を直接ボイラチューブ2に固定する方法と比較して、ボイラチューブ2への固定が容易になる。そのため、温度計測装置1をボイラチューブ2に取り付ける施工時間を短縮することができる。
さらに、パッド6を介して光ファイバセンサ3とボイラチューブ2とを密着させることができるため、光ファイバセンサ3とボイラチューブ2との間における温度差の拡大を抑制することができる。そのため、ボイラチューブ2の温度を正確に検出することができる。
According to the above configuration, since the
Furthermore, since the
パッド6には光ファイバセンサ3における回折格子部33が形成された部分が埋設されているため、言い換えると、それ以外の部分はパッド6に埋設されていないため、光ファイバセンサ3の全てがパッド6に埋設されている場合と比較して、パッド6に埋設されていない部分の光ファイバセンサ3を自由に曲げることができる。そのため、ボイラチューブ2におけるパッド6が取り付けられる面が曲面であっても、容易に光ファイバセンサ3およびパッド6を測定対象に固定することができる。
Since the portion where the diffraction
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について図8および図9を参照して説明する。
本実施形態の温度計測装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、ボイラチューブへの光ファイバセンサの固定方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図8および図9を用いて光ファイバセンサの固定に関する構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
図8は、本実施形態に係る温度計測装置におけるボイラチューブへの光ファイバセンサの固定に関する構成を説明する上面視図であり、図9は、図8のボイラチューブへの光ファイバセンサの固定に関する構成を説明する断面視図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the temperature measurement device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but differs from the first embodiment in the method of fixing the optical fiber sensor to the boiler tube. Therefore, in the present embodiment, only the configuration relating to the fixing of the optical fiber sensor will be described with reference to FIGS. 8 and 9, and the description of the other configurations and the like will be omitted.
FIG. 8 is a top view for explaining a configuration relating to fixing of the optical fiber sensor to the boiler tube in the temperature measuring device according to the present embodiment, and FIG. 9 relates to fixing of the optical fiber sensor to the boiler tube of FIG. It is a sectional view explaining composition.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
本実施形態の温度計測装置101における光ファイバセンサ3および保護管5は、図8および図9に示すように、ボイラチューブ2に形成された溝部102に配置された後に、固定部103により溝部102に固定されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
溝部102は、ボイラチューブ2の長手方向に向かって略直線状に延びる溝部102であって、溝部102の表面は、保護管5と密着するように滑らかに、言い換えると凹凸がないように形成されている。
The
固定部103は、例えばステンレス鋼から形成された針金や、グラスウールから形成された紐状部材などであって、溝部102に光ファイバセンサ3および保護管5を配置した状態で、ボイラチューブ2の周囲に巻きつけられるものである。
ここで、固定部103は、光ファイバセンサ3における回折格子部33が設けられていない部分に巻つけられている。
The fixed
Here, the fixed
上記の構成によれば、ボイラチューブ2に形成された溝部102に、保護管5に挿通された光ファイバセンサ3を配置するため、単にボイラチューブ2に保護管5に挿通された光ファイバセンサ3を配置する構成と比較して、ボイラチューブ2との接触面積、言い換えると伝熱面積が増える。そのため、光ファイバセンサ3とボイラチューブ2との間における温度差の拡大を抑制することができる。そのため、ボイラチューブ2の温度を正確に検出することができる。
According to said structure, in order to arrange | position the
一方で、溝部102に配置された状態で保護管5および光ファイバセンサ3を固定するため、溝部102を利用しない固定方法と比較して、容易かつ確実に光ファイバセンサ3をボイラチューブ2に固定することができる。そのため、光ファイバセンサ3のボイラチューブ2への取り付け施工時間を短縮することができる。さらに、光ファイバセンサ3を略円筒状のボイラチューブ2における長手方向に沿って配置することができるため、ボイラチューブ2の長手方向における温度分布を測定することができる。
On the other hand, since the
〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について図10を参照して説明する。
本実施形態の温度計測装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、ボイラチューブへの光ファイバセンサの固定方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図10を用いて光ファイバセンサの固定に関する構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
図10は、本実施形態に係る温度計測装置におけるボイラチューブへの光ファイバセンサの固定に関する構成を説明する上面視図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the temperature measurement device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but differs from the first embodiment in the method of fixing the optical fiber sensor to the boiler tube. Therefore, in the present embodiment, only the configuration relating to the fixing of the optical fiber sensor will be described using FIG. 10, and the description of the other configurations and the like will be omitted.
FIG. 10 is a top view for explaining the configuration relating to the fixing of the optical fiber sensor to the boiler tube in the temperature measuring device according to the present embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
本実施形態の温度計測装置201における光ファイバセンサ3および保護管5は、図10に示すように、ボイラチューブ2に形成された溝部202に配置された後に、固定部103により溝部202に固定されている。
As shown in FIG. 10, the
溝部202は、ボイラチューブ2の円筒面に沿って螺旋状に延びる溝部202であって、溝部202の表面は、保護管5と密着するように滑らかに、言い換えると凹凸がないように形成されている。
The
上記の構成によれば、ボイラチューブ2に形成された溝部202に、保護管5に挿通された光ファイバセンサ3を配置するため、単にボイラチューブ2に保護管5に挿通された光ファイバセンサ3を配置する構成と比較して、ボイラチューブ2との接触面積、言い換えると伝熱面積が増える。そのため、光ファイバセンサ3とボイラチューブ2との間における温度差の拡大を抑制することができる。そのため、ボイラチューブ2の温度を正確に検出することができる。
According to said structure, in order to arrange | position the
一方で、溝部202に配置された状態で保護管5および光ファイバセンサ3を固定するため、溝部202を利用しない固定方法と比較して、容易かつ確実に光ファイバセンサ3をボイラチューブ2に固定することができる。そのため、光ファイバセンサ3のボイラチューブ2への取り付け施工時間を短縮することができる。さらに、光ファイバセンサ3をボイラチューブ2の円筒面に螺旋状に配置することができるため、ボイラチューブ2の円筒面における温度分布を測定することができる。
On the other hand, since the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1,101,201 温度計測装置
2 ボイラチューブ(測定対象)
3 光ファイバセンサ(光ファイバ)
6 パッド
31 コア
33 回折格子部
102,202 溝部
103 固定部
1,101,201
3 Optical fiber sensor (optical fiber)
6
Claims (5)
前記光ファイバにおける少なくとも前記回折格子部の形成された部分が埋設されるとともに、温度の測定対象に固定されるパッドと、
が設けられていることを特徴とする温度計測装置。 An optical fiber having a plurality of diffraction grating portions formed at intervals in a core;
A pad in which at least the diffraction grating portion of the optical fiber is formed is embedded, and a pad fixed to a temperature measurement target;
A temperature measuring device characterized in that is provided.
該光ファイバが挿通される略円筒状の保護管と、
温度の測定対象に形成された溝部に配置された前記保護管を、前記測定対象に固定する固定部と、
が設けられていることを特徴とする温度計測装置。 An optical fiber having a plurality of diffraction grating portions formed at intervals in a core;
A substantially cylindrical protective tube through which the optical fiber is inserted;
A fixing portion for fixing the protective tube disposed in the groove formed in the temperature measurement target to the measurement target;
A temperature measuring device characterized in that is provided.
前記溝部は前記測定対象の長手方向に沿って延びて形成されていること
を特徴とする請求項2記載の温度計測装置。 The measurement object is a substantially cylindrical member,
The temperature measuring device according to claim 2, wherein the groove portion is formed to extend along a longitudinal direction of the measurement target.
前記溝部は前記測定対象の円筒面に螺旋状に延びて形成されていること
を特徴とする請求項2記載の温度計測装置。 The measurement object is a substantially cylindrical member,
The temperature measuring device according to claim 2, wherein the groove is formed to extend spirally on the cylindrical surface of the measurement target.
前記パッドを測定対象に固定する固定工程と、
が設けられていることを特徴とする温度計測装置の取り付け方法。 An embedding step of embedding a portion of the optical fiber including at least a diffraction grating portion formed in a core in a pad formed in a plate shape;
A fixing step of fixing the pad to a measurement object;
A method for attaching a temperature measuring device, wherein:
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