JP2010048706A - Optical fiber vibration sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、侵入検知センサなどに用いられるサニャック干渉型の光ファイバ振動センサに関するものである。 The present invention relates to a Sagnac interference type optical fiber vibration sensor used for an intrusion detection sensor or the like.
侵入者による盗難や破壊、情報の流出を抑制するため、あるいは人身の安全を確保するため、フィジカルセキュリティ技術への関心が高まっている。特に、空港や港湾、発電所などの重要施設では、敷地境界にフェンスを設けて不法侵入を阻止する措置がとられているが、フェンスの物理的な高さや強度には限界があり、不法侵入行為を検知する侵入検知センサの併設が必要になっている。 In order to prevent theft and destruction by intruders, information leakage, or to ensure personal safety, there is an increasing interest in physical security technology. In particular, in important facilities such as airports, harbors, and power plants, measures have been taken to prevent illegal intrusions by setting up fences at the site boundaries. An intrusion detection sensor for detecting an action is required.
このような侵入検知センサとして、フェンスなどの構造体に固定し、その構造体の振動を検知する振動センサが注目されており、低コスト化やフィールドでの耐久性が期待できることから、サニャック干渉系を用いたサニャック干渉型の光ファイバ振動センサが注目されている。 As such an intrusion detection sensor, a vibration sensor that is fixed to a structure such as a fence and detects the vibration of the structure is attracting attention, and it can be expected to reduce costs and durability in the field. The Sagnac interference type optical fiber vibration sensor using the optical fiber has been attracting attention.
図5に示すように、従来のサニャック干渉型の光ファイバ振動センサ51では、光ファイバループ52の一部を振動検知用のセンサ検知部として用い、この光ファイバループ52をフェンスなどの構造体に沿って配置している。
As shown in FIG. 5, in the conventional Sagnac interference type optical fiber vibration sensor 51, a part of the
この光ファイバ振動センサ51では、光源53から出射した光は、第1の光カプラ54を伝搬し、偏光子55で直線偏光にされ、第2の光カプラ56で2つに分岐されて、光ファイバループ52の異なる端にそれぞれ入射する。光ファイバループ52に入射した光のうち、一方を右回り光Lcw、他方を左回り光Lccwとする。
In the optical fiber vibration sensor 51, the light emitted from the light source 53 propagates through the first optical coupler 54, is linearly polarized by the
これら左右回り光Lcw,Lccwは、位相変調器57で光の位相を変調され、光ファイバループ52を一周して再び第2の光カプラ56に入射する。第2の光カプラ56に入射した左右回り光Lcw,Lccwは、第2の光カプラ56で干渉して干渉光となり、偏光子55を伝搬し、第1の光カプラ54で再び2つの光に分岐され、分岐された一方の光は受光器58で受光される。
The left and right light L cw and L ccw are modulated in phase by the
光ファイバループ52が振動していないときは、受光器58は常に一定の光強度を検出しているが、光ファイバループ52が振動すると、左右回り光Lcw,Lccwに位相差が生じ、受光器58で検出する光強度が変化する。この光強度の変化を信号処理ユニット59により検出することで、光ファイバループ52の振動を検知する。
When the
光ファイバ振動センサ51では、光ファイバループ52の振動を検知することにより、侵入者によって構造体に与えられた振動を検知することができる(例えば、特許文献1参照)。 The optical fiber vibration sensor 51 can detect the vibration given to the structure by the intruder by detecting the vibration of the optical fiber loop 52 (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、図5の光ファイバ振動センサ51では、構造体の振動を光ファイバループ52の振動を介して検知することはできるものの、光ファイバループ52のどの位置で振動が発生したかを特定することができず、例えば、侵入者の位置(侵入位置情報)を特定することができなかった。
However, although the optical fiber vibration sensor 51 of FIG. 5 can detect the vibration of the structure through the vibration of the
しかし、近年、サニャック干渉型の光ファイバ振動センサを利用して、例えば、侵入者を検知するだけでなく、どこから侵入者が侵入したのかという侵入位置情報を特定したいというニーズがある。 However, in recent years, there has been a need to not only detect an intruder but also specify intrusion position information indicating where the intruder has entered, using a Sagnac interference type optical fiber vibration sensor.
本発明は、上記事情に鑑み為されたものであり、振動を検知するだけでなく、その振動がどこで発生しているのかという位置情報を得ることが可能なサニャック干渉型の光ファイバ振動センサ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 a Sagnac interference type optical fiber vibration sensor capable of not only detecting vibration but also obtaining position information on where the vibration is occurring is provided. The purpose is to provide.
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項1の発明は、振動を検出するフェンスなどの構造体に沿って配置される光ファイバループと、前記構造体で発生した振動を前記光ファイバループを介して検出する振動センサ本体とを備えたサニャック干渉型の光ファイバ振動センサにおいて、前記構造体に沿って、長さの異なる複数の前記光ファイバループを配置する光ファイバ振動センサである。 The present invention has been devised to achieve the above object, and the invention of claim 1 is generated by an optical fiber loop disposed along a structure such as a fence for detecting vibration and the structure. In a Sagnac interference type optical fiber vibration sensor comprising a vibration sensor main body for detecting vibration through the optical fiber loop, an optical fiber in which a plurality of the optical fiber loops having different lengths are arranged along the structure. It is a vibration sensor.
請求項2の発明は、前記構造体をその長さ方向に区画して複数の検査対象領域を形成し、前記構造体に沿って配置される前記光ファイバループは、前記検査対象領域の数と同じ本数とされると共に、順次前記検査対象領域ごとに異なる長さに形成される請求項1記載の光ファイバ振動センサである。 The invention of claim 2 divides the structure in the length direction thereof to form a plurality of inspection object regions, and the optical fiber loop arranged along the structure has the number of the inspection object regions. 2. The optical fiber vibration sensor according to claim 1, wherein the number is the same, and the lengths are sequentially different for each of the inspection target regions.
請求項3の発明は、前記各光ファイバループが前記振動センサ本体に接続され、前記振動センサ本体は、各光ファイバループの振動の強度を検出すると共に、検出した各光ファイバループの振動の強度を比較して、振動が発生した前記検査対象領域を特定する請求項2記載の光ファイバ振動センサである。 According to a third aspect of the present invention, each optical fiber loop is connected to the vibration sensor main body, and the vibration sensor main body detects the vibration intensity of each optical fiber loop, and the detected vibration intensity of each optical fiber loop. The optical fiber vibration sensor according to claim 2, wherein the inspection target area where vibration has occurred is identified.
請求項4の発明は、前記構造体をその長さ方向に区画して長さL1、L2、・・・、Lnの前記検査対象領域を形成し、前記光ファイバループがn個とされ、各光ファイバループの長さlが[数1]に示す式(1) According to a fourth aspect of the present invention, the structure is partitioned in the length direction to form the inspection target regions of length L 1 , L 2 ,..., L n , and the number of the optical fiber loops is n. The length l of each optical fiber loop is expressed by the following equation (1)
に形成される請求項2または3記載の光ファイバ振動センサである。
The optical fiber vibration sensor according to
請求項5の発明は、前記構造体をその長さ方向に区画して長さLの前記検査対象領域をn個形成し、前記光ファイバループがn個とされ、各光ファイバループがL×i(i=1,2,・・・,n)の長さに形成される請求項2または3記載の光ファイバ振動センサである。 According to a fifth aspect of the present invention, the structure body is partitioned in the length direction to form n inspection target regions having a length L, the number of the optical fiber loops is n, and each optical fiber loop is L × 4. The optical fiber vibration sensor according to claim 2, wherein the optical fiber vibration sensor is formed in a length of i (i = 1, 2,..., n).
本発明によれば、振動を検知するだけでなく、その振動がどこで発生しているのかという位置情報を得ることができる。 According to the present invention, it is possible not only to detect vibration but also to obtain positional information indicating where the vibration is generated.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明の光ファイバ振動センサは、サニャック干渉型の光ファイバ振動センサであり、例えば、侵入検知センサとして用いられるものである。 The optical fiber vibration sensor of the present invention is a Sagnac interference type optical fiber vibration sensor, and is used, for example, as an intrusion detection sensor.
図1は、本実施形態に係る光ファイバ振動センサの斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of an optical fiber vibration sensor according to this embodiment.
図1に示すように、光ファイバ振動センサ1は、振動を検出するフェンスなどの構造体4に沿って配置される、長さの異なる複数(図1では2本)の光ファイバループ2a,2bと、構造体4で発生した振動を光ファイバループ2a,2bを介して検出する振動センサ本体3とを備える。
As shown in FIG. 1, the optical fiber vibration sensor 1 includes a plurality of (two in FIG. 1)
光ファイバループ2aは、光ファイバをループ状にしたものであり、光ファイバループ2aを構成する光ファイバの長さは、光ファイバループ2aの長さの略2倍(往復分)となる。光ファイバループ2bについても同様である。
The
各光ファイバループ2a,2bは、構造体4に沿って略平行に設けられ、各光ファイバループ2a,2bは、振動センサ本体3にそれぞれ接続される。
The
本実施形態では、構造体4をその長さ方向に区画して2つの検査対象領域A,Bを形成している。検査対象領域A,Bは概念的な領域であり、光ファイバ振動センサ1の設定値として画一的に定めるものではない。要するに、検知対象領域A,Bは、光ファイバループ2a,2bの配置状態(構造体4の形状)によって変化するものである。
In the present embodiment, the
検査対象領域A,Bの長さ(光ファイバループ2a,2bに沿った長さ)は、構造体4の長さや形状、要求される位置分解機能などに応じて任意に設定でき、例えば、数m〜数kmである。
The lengths of the inspection target areas A and B (lengths along the
各光ファイバループ2a,2bは、順次検査対象領域A,Bごとに異なる長さに形成される。具体的には、光ファイバループ2aは、検査対象領域Aの長さと、検査対象領域Bの長さを足した長さ(光ファイバループ2aを構成する光ファイバはその略2倍の長さ)に形成され、光ファイバループ2bは、検査対象領域Aと同じ長さ(光ファイバループ2bを構成する光ファイバはその略2倍の長さ)に形成される。
The
つまり、光ファイバループ2aは検査対象領域Aおよび検査対象領域Bの全長にわたって配置され、光ファイバループ2bは検査対象領域Aの全長にわたって配置される。これにより、検査対象領域Aには光ファイバループ2a,2bが存在し、検査対象領域Bには光ファイバループ2aのみが存在することになる。
That is, the
振動センサ本体3と構造体4とを離して設ける場合は、各光ファイバループ2a,2bを、上述した長さに振動センサ本体3と構造体4間の長さを足した長さに形成するとよい。
When the vibration sensor
光ファイバループ2a,2bとしては、偏波面保存光ファイバ(PMF:Polarization Maintaining Fiber)を用いるとよい。これは、光ファイバループ2a,2bとしてシングルモード光ファイバ(SMF:Single Mode Fiber)を用いた場合、SMFでは互いに直交した伝搬定数のわずかに異なる2つの固有偏光モードが伝搬するために、振動や温度変化などの外乱によりモード変換が発生し、このモード変換による干渉雑音が発生してしまうためである。
As the
図2に示すように、振動センサ本体3は、各光ファイバループ2a,2bに対応した、光源21、フォトダイオードなどの受光器22、第1の光カプラ23、偏光子24、第2の光カプラ25、位相変調器26、およびこれらを光学的に接続する接続用光ファイバ27a,27b,27cを備え、さらに、各光ファイバループ2a,2b共用の信号処理ユニット28とこれらを収容する筐体29とを備える。
As shown in FIG. 2, the vibration sensor
光源21としては、例えば、SLD(スーパールミネッセントダイオード)を用いるとよい。これにより、光ファイバループ2a,2bからの戻り光とレイリー散乱光とが干渉して発生する干渉ノイズを低減することができる。
For example, an SLD (super luminescent diode) may be used as the
光源21および受光器22にはそれぞれ接続用光ファイバ27a,27bが接続され、両接続用光ファイバ27a,27bは共に光分岐結合素子である第1の光カプラ23に接続される。光カプラ23,25は、1×2入出力ポートを有する光ファイバカプラである。第1の光カプラ23は接続用光ファイバ27cに接続され、接続用光ファイバ27cは第2の光カプラ25の1入出力ポートに接続される。第2の光カプラ25の2入出力ポートには、光ファイバループ2a(あるいは2b)の両端がそれぞれ接続される。
Connection
第1の光カプラ23と第2の光カプラ25間の接続用光ファイバ27cには、偏光子24が形成される。この偏光子24は、接続用光ファイバ27cの一部をコイル状に形成すると共に、コアの複屈折を大きくしたファイバ型の偏光子である。偏光子24は、光源21からの光を直線偏光にするためのものである。
A
光ファイバループ2a,2bの一端側には、位相変調器26が設けられる。この位相変調器26は、光ファイバループ2a,2bを互いに反対方向に伝搬する光に相対的に時間遅れのある位相変調をかけるものである。
A
受光器22で検出される光の強度は、光ファイバループ2a(あるいは2b)を互いに反対方向に伝搬する光の位相差の正弦に比例するため、零付近の位相差、すなわち微少な振動に対する感度が低い。よって、位相変調器26により位相変調を行って位相差を大きくすることにより、微少な振動に対する感度を向上させることができる。
The intensity of the light detected by the
本実施形態では、位相変調器26として、振動子とする円筒状のPZT(ピエゾセラミック)に光ファイバループ2a(あるいは2b)の一部を巻き付けたものを用いた。この位相変調器26では、PZTへ印加する電圧により、PZTに巻き付けた光ファイバループ2a,2bを伸縮させることで、光ファイバループ2a,2bを伝搬する光の位相を変調することができる。
In the present embodiment, a
接続用光ファイバ27a,27b,27cとしては、光ファイバループ2a,2bと同様に、偏波面保存光ファイバを用いるとよい。
As the connection
信号処理ユニット28は、光源21の駆動、受信器22で検出された光信号が光電変換された電気信号の処理、位相変調器26の変調レベルの制御、処理結果(振動波形、振動の強度など)の出力などを行うためのものである。信号処理ユニット28は、光源21、受信器22、および位相変調器26と電気的に接続される。
The
また、信号処理ユニット28は、受信器22からの電気信号をもとに各光ファイバループ2a,2bの振動の強度を検出すると共に、検出した各光ファイバループ2a,2bの振動の強度を比較して、振動が発生した検査対象領域を特定する領域特定手段を備える。
The
次に、本実施形態に係る光ファイバ振動センサ1の動作を説明する。 Next, the operation of the optical fiber vibration sensor 1 according to this embodiment will be described.
光源21から出射した光は、第1の光カプラ23を伝搬し、偏光子24で直線偏光にされ、第2の光カプラ25に入射する。第2の光カプラ25では、入射した光が2つに分岐され、分岐された光は光ファイバループ2a,2bの異なる端にそれぞれ入射する。
The light emitted from the
光ファイバループ2a,2bを伝搬する左右回り光は、位相変調器26で位相変調され、光ファイバループ2a,2bを一周して再び第2の光カプラ25に入射する。第2の光カプラ25に入射した左右回り光は、第2の光カプラ25で干渉して干渉光となる。この干渉光は、偏光子24を伝搬し、第1の光カプラ23で再び2つの光に分岐され、分岐された一方の光は受光器22で受光される。
The left and right light propagating through the
光ファイバループ2a,2bが振動していないときは、受光器22は常に一定の光強度を検出しているが、光ファイバループ2a,2bが振動すると、光ファイバループ2a,2bを伝搬する左右回り光に位相差が生じ、受光器22で検出する光強度が変化する。受光器22で受光する光強度は左右回り光の位相差の正弦に比例するので、光ファイバループ2a,2bに与えられた振動が大きいほど、位相差が大きくなり、受光器22で受光する光強度の変化も大きくなる。
When the
信号処理ユニット28は、受光器22からの電気信号に基づき、受光器22で受光する光強度の変化を検出することで、光ファイバループ2a,2bの振動を検知すると共に、光ファイバループ2a,2bに与えられた振動の強度も得ることができる。
The
ここで、各検査対象領域A,Bで振動が発生した場合についてそれぞれ説明する。 Here, a case where vibration occurs in each of the inspection target areas A and B will be described.
検査対象領域Aで振動が発生した場合、この検査対象領域Aには光ファイバループ2a,2bが存在するため、両光ファイバループ2a,2bがほぼ同じ強度で振動する。
When vibration occurs in the inspection target area A, since the
検査対象領域Aで振動が発生した場合に、両光ファイバループ2a,2bより得られる振動波形の一例を図3(a)および図3(b)に示す。図3(a)は、光ファイバループ2aより得られた振動波形であり、図3(b)は、光ファイバループ2bより得られた振動波形である。
FIGS. 3A and 3B show examples of vibration waveforms obtained from both the
図3(a)および図3(b)に示すように、検査対象領域Aで振動が発生した場合、両光ファイバループ2a,2bがほぼ同じ強度で振動するため、両光ファイバループ2a,2bより得られる振動波形は略同じものとなり、信号処理ユニット28で得られる振動の強度はほぼ同じになる。なお、検査対象領域Aで振動が発生した場合、光ファイバループ2aにより振動を検出した時間t1と、光ファイバループ2bにより振動を検出した時間t1’はほぼ同じになる。すなわち、両光ファイバループ2a,2bでほぼ同時に振動が検出される。
As shown in FIGS. 3A and 3B, when vibration occurs in the inspection target region A, both
一方、検査対象領域Bで振動が発生した場合、この検査対象領域Bには光ファイバループ2aのみが存在するため、光ファイバループ2aの振動の強度が大きくなり,光ファイバループ2bの振動の強度が小さくなる。
On the other hand, when vibration occurs in the inspection target region B, since only the
このとき、信号処理ユニット28により得られる振動波形の一例を図4(a)および図4(b)に示す。図4(a)は、光ファイバループ2aより得られた振動波形であり、図4(b)は、光ファイバループ2bより得られた振動波形である。
An example of the vibration waveform obtained by the
図4(a)および図4(b)に示すように、検査対象領域Bで振動が発生した場合、光ファイバループ2aより得られる振動波形は、光ファイバループ2bより得られる振動波形とは異なり、信号処理ユニット28で得られる振動の強度は、光ファイバループ2bより得られる振動の強度よりも光ファイバループ2aより得られる振動の強度の方が大きくなる。なお、検査対象領域Bで振動が発生した場合、振動が光ファイバループ2bに伝わるのに時間がかかるため、光ファイバループ2aにより振動を検出した時間t2と、光ファイバループ2bにより振動を検出した時間t2’との間には時間差(遅れ)が生じる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, when vibration occurs in the inspection target region B, the vibration waveform obtained from the
つまり、両光ファイバループ2a,2bより得られた振動の強度が同じ場合には、検査対象領域Aで振動が発生したことになり、光ファイバループ2aより得られた振動の強度が光ファイバループ2bより得られた振動の強度よりも大きい場合には、検査対象領域Bで振動が発生したことになる。
That is, if the vibration intensity obtained from both
このように、検査対象領域Aで振動が発生した場合と、検査対象領域Bで振動が発生した場合とでは、光ファイバループ2a,2bより得られる振動の強度が異なる。
As described above, the vibration intensity obtained from the
信号処理ユニット28の領域特定手段は、光ファイバループ2a(または2b)である時間に振動を検知したとき、その光ファイバループ2a(または2b)で検知した振動の強度と、これと同じ時間における他の光ファイバループ2b(または2a)の振動の強度とを比較する。
When the region specifying means of the
信号処理ユニット28の領域特定手段は、各光ファイバループ2a,2bで得られる振動の強度を比較することにより、どの検査対象領域で振動が発生したかを特定する。信号処理ユニット28は、領域特定手段により特定した振動が発生した検査対象領域の情報を、例えば、外部に接続された監視装置などに出力する。
The region specifying means of the
これにより、振動が発生した位置(位置情報)を得ることができ、構造体4のどの位置で振動が発生したかという位置情報を得ることができる。
Thereby, the position (position information) where the vibration is generated can be obtained, and the position information indicating where the vibration is generated in the
また、検査対象領域A,Bの長さを、例えば、10m以上と長くした場合、検査対象領域Bで発生した振動が検査対象領域Aに伝わるのに時間がかかり、光ファイバループ2bでの振動が遅れて検知される場合がある。この場合、最初に検知される光ファイバループ2aの振動の強度と、光ファイバループ2aの振動を検知した後に検知される光ファイバループ2bでの振動の強度とを比較するようにするとよい。
Further, when the lengths of the inspection target areas A and B are increased to, for example, 10 m or longer, it takes time for the vibration generated in the inspection target area B to be transmitted to the inspection target area A, and vibration in the
また、振動センサ本体3に最も近い検査対象領域A以外の検査対象領域(本実施形態では検査対象領域B)では、その検査対象領域内のどの位置で振動が発生したかを推定することも可能である。 Further, in the inspection target area other than the inspection target area A closest to the vibration sensor main body 3 (in this embodiment, the inspection target area B), it is also possible to estimate at which position in the inspection target area the vibration has occurred. It is.
一例として、検査対象領域Bで振動が発生した場合を説明すると、検査対象領域Bの検査対象領域Aに近い位置で振動が発生した場合は、光ファイバループ2bより得られる振動の強度が大きくなり、検査対象領域Bの検査対象領域Aから離れた位置で振動が発生した場合は、光ファイバループ2bより得られる振動の強度が小さくなる。よって、予め光ファイバループ2aより得られる振動の強度と光ファイバループ2bより得られる振動の強度の比と検査対象領域Bの振動が発生した位置との関係を求めておくことで、検査対象領域B内のどの位置で振動が発生したかを推定することもできる。さらに、各光ファイバループ2a,2bで振動を検出した時間差を考慮することで、より正確に検査対象領域B内のどの位置で振動が発生したかを推定することも可能である。
As an example, a case where vibration occurs in the inspection target region B will be described. When vibration occurs near the inspection target region A in the inspection target region B, the intensity of vibration obtained from the
また、信号処理ユニット28は、各光ファイバループ2a,2bより得られる振動波形をフーリエ変換し、周波数特性から振動の要因を分析するようにしてもよい。これにより、雨や風などの自然現象による振動であるか、あるいは人的な要因による振動であるかを推定することが可能となる。
The
以上説明したように、本実施形態に係る光ファイバ振動センサ1では、フェンスなどの構造体4に沿って、長さの異なる複数の光ファイバループ2a,2bを配置している。
As described above, in the optical fiber vibration sensor 1 according to the present embodiment, a plurality of
これにより、各光ファイバループ2a,2bより得られる振動の強度を比較すれば、両光ファイバループ2a,2bが配置された位置で振動が発生したのか、あるいは一方の光ファイバループ2a(あるいは2b)のみが配置された位置で振動が発生したのかを特定することができ、構造体4のどの位置で振動が発生したかという位置情報を得ることができる。振動が発生した位置情報を得ることにより、例えば、侵入者が侵入した侵入位置情報を得ることができる。
Thus, if the intensity of vibration obtained from each
また、光ファイバ振動センサ1では、構造体4をその長さ方向に区画して複数の検査対象領域A,Bを形成し、光ファイバループ2a,2bを、検査対象領域の数と同じ本数とすると共に、順次検査対象領域A,Bごとに異なる長さに形成している。
Further, in the optical fiber vibration sensor 1, the
これにより、各検査対象領域A,Bには異なる本数の光ファイバループ2a,2bが存在することになるため、各光ファイバループ2a,2bより得られる振動の強度を比較すれば、どの検査対象領域で振動が発生したかを特定することができる。検査対象領域の長さ(光ファイバループ2a,2bに沿った長さ)は任意に設計可能であるため、配置された監視カメラの台数や、構造体4の長さ、あるいは要求される位置分解能などに応じて自由度の高い設計を行うことが可能である。
As a result, since there are different numbers of
本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されるものではない。 The embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施の形態では、検査対象領域を2つとしたが、これに限定されず、検査対象領域を3つ以上としてもよい。この場合、検査対象領域の数と同じ本数の光ファイバループを配置し、各光ファイバループを順次検査対象領域ごとに異なる長さに形成する(検査対象領域に存在する光ファイバループの本数がそれぞれ異なるようにする)とよい。 For example, in the above embodiment, the number of inspection target areas is two. However, the present invention is not limited to this, and the number of inspection target areas may be three or more. In this case, the same number of optical fiber loops as the number of inspection target regions are arranged, and each optical fiber loop is sequentially formed to have a different length for each inspection target region (the number of optical fiber loops existing in the inspection target region is Be different).
具体的には、検査対象領域をn個形成した場合、振動センサ本体3に最も近い検査対象領域には光ファイバループがn本存在するようにし、振動センサ本体3から離れるにしたがって光ファイバループの本数を順次減少させ、振動センサ本体3から最も離れた検査対象領域には光ファイバループが1本存在するようにするとよい。
Specifically, when n inspection target areas are formed, n optical fiber loops exist in the inspection target area closest to the vibration sensor
この場合、信号処理ユニット28の領域特定手段は、検査対象領域内の全ての光ファイバループより得られる振動の強度が同じであり、かつ、振動センサ本体3に最も近い検査対象領域を、振動が発生した検査対象領域と特定することになる。
In this case, the region specifying means of the
構造体4をその長さ方向に区画して長さL1、L2、・・・、Lnの検査対象領域を形成した場合、光ファイバループがn個とされ、各光ファイバループの長さlは[数2]に示す式(1)
When the
に形成される。 Formed.
各検査対象領域の長さ(光ファイバループに沿った長さ)を等しく形成した場合には、検査対象領域の長さをLとすると、各光ファイバループの長さは、L×i(i=1,2,・・・,n)に形成される。 When the length of each inspection object region (length along the optical fiber loop) is formed to be equal, assuming that the length of the inspection object region is L, the length of each optical fiber loop is L × i (i = 1, 2,..., N).
検査対象領域の数を増加させる、すなわち、光ファイバループの本数を増加させることにより、位置分解機能を向上させることができる。 The position resolution function can be improved by increasing the number of regions to be inspected, that is, by increasing the number of optical fiber loops.
上記実施形態では、光ファイバループの本数を検査対象領域の数と同じとしたが、光ファイバループの本数は検査対象領域の数以上であればよく、例えば、検査対象領域ごとに2本ずつの光ファイバループを配置するようにしてもよい。 In the above embodiment, the number of optical fiber loops is the same as the number of inspection target regions, but the number of optical fiber loops may be equal to or greater than the number of inspection target regions, for example, two for each inspection target region. An optical fiber loop may be arranged.
また、上記実施の形態では、各光ファイバループ2a,2bに対応した光源21をそれぞれ設けたが、各光ファイバループ2a,2b共用の1つの光源を設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
さらに、上記実施の形態では、各光ファイバループ2a,2bを1つの振動センサ本体3に接続したが、各光ファイバループ2a,2bを、各光ファイバループ2a,2bに対応した別の振動センサ本体にそれぞれ接続し、各振動センサ本体から出力された振動のデータ(振動波形あるいは振動の強度)を別途設けた分析装置に入力し、その分析装置で各光ファイバループ2a,2bより得られた振動の強度を比較して、どの検査対象領域で振動が発生したかを特定するようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, each
上記実施形態では光ファイバループ2a,2bを構造体4に沿って略平行に設けたが、本技術思想から逸脱していなければ、略平行でなくてもよく、例えば、光ファイバループ2aと光ファイバループ2bとを45度に開いて設けてもよい。
In the above embodiment, the
1 光ファイバ振動センサ
2a,2b 光ファイバループ
3 振動センサ本体
4 構造体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical
Claims (5)
前記構造体に沿って、長さの異なる複数の前記光ファイバループを配置することを特徴とする光ファイバ振動センサ。 A Sagnac interference type optical fiber comprising an optical fiber loop disposed along a structure such as a fence for detecting vibration, and a vibration sensor body for detecting vibration generated in the structure through the optical fiber loop. In the vibration sensor,
A plurality of optical fiber loops having different lengths are disposed along the structure.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008214081A JP2010048706A (en) | 2008-08-22 | 2008-08-22 | Optical fiber vibration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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2008
- 2008-08-22 JP JP2008214081A patent/JP2010048706A/en active Pending
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