JP2010127761A - Remote monitoring system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバを使用した遠隔監視システムに関し、特に複数の事象の変化もしくは同一事象であっても高い検知精度が必要な箇所と低い検知精度で良い箇所が混在するエリア内の事象の変化を検出するマルチセンシング機能を有する遠隔監視システムに関する。 The present invention relates to a remote monitoring system using an optical fiber, and more particularly, a change in an event in an area where a plurality of events or a portion requiring high detection accuracy and a portion having good detection accuracy are mixed even in the same event. The present invention relates to a remote monitoring system having a multi-sensing function for detecting an image.
近年、自然災害発生時その前兆となる現象を捕らえて自然災害に伴う被害を最小限に抑えるため遠隔監視システムに関する種々の発明がなされている。例えば、下水道設備などにおいては、大雨などによるオーバーフローに備えて水位を監視する必要があり、光FBG(ファイバブラッググレーティング)と呼ばれる光ファイバの特性を利用して水位を測定するようにした光水位検出器に関する発明が提案されている(例えば特許文献1)。 In recent years, various inventions related to remote monitoring systems have been made in order to capture a phenomenon that is a precursor to a natural disaster and to minimize damage caused by the natural disaster. For example, in sewer facilities, it is necessary to monitor the water level in preparation for overflow due to heavy rain, etc., and the optical water level detection is made by measuring the water level using the characteristics of an optical fiber called optical FBG (fiber Bragg grating). An invention related to a container has been proposed (for example, Patent Document 1).
また、山地での落石や岩盤崩壊、土砂崩れおよびその前兆現象を検知するための光ファイバを利用した監視システムに関する発明も提案されている(例えば特許文献2,3)。
上記特許文献1〜3に開示されている発明は、いずれも落石など特定の事象の変化を検出するように構成されているため、例えばある地域内で河川の増水と落石のように複数の事象の変化を検出したいような場合には、複数の監視システムを設置する必要がある。そのため、トータルコストが非常に高くなるという課題があった。 The inventions disclosed in Patent Documents 1 to 3 are all configured to detect a change in a specific event such as a rock fall, and thus, for example, a plurality of events such as a river increase and a rock fall in a certain area. When it is desired to detect a change in the number, it is necessary to install a plurality of monitoring systems. For this reason, there is a problem that the total cost becomes very high.
この発明の目的は、1本の光ファイバと1つの監視装置で複数の事象の変化を検出することができるとともに、トータルコストを低減できる遠隔監視システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a remote monitoring system that can detect a change in a plurality of events with one optical fiber and one monitoring device and can reduce the total cost.
この発明の他の目的は、具体的な測定値(アナログ出力)が必要な箇所と監視対象の物理量が所定のレベルを越えたか否か(ハイまたはロウの2値出力)が得られれば良い箇所が混在する場合にトータルコストを低減できる遠隔監視システムを提供することにある。 Another object of the present invention is a location where a specific measurement value (analog output) is required and a location where it is sufficient to obtain whether or not the physical quantity to be monitored exceeds a predetermined level (high or low binary output). The object is to provide a remote monitoring system that can reduce the total cost in the case of coexistence.
上記目的を達成するため、本発明に係る遠隔監視システムは、
監視地域内の所定箇所を通過するように敷設された光ファイバと、前記所定箇所に設置され前記光ファイバに接続された第1検知手段と、前記所定箇所に設置され前記光ファイバに接続された第2検知手段と、前記光ファイバに所定の波長域のレーザ光を入射して反射光の強度を所定の波長範囲にわたって測定し、該検出結果から監視対象の事象変化を検出する監視装置と、を備えた遠隔監視システムであって、
前記第1検知手段は、監視対象の物理量が予め設定された所定のレベルを越えたか否かを検出して光量を所定量変化させ、前記第2検知手段は、監視対象の物理量の変化に応じて反射光の波長を変化させ、前記監視装置は、測定した反射光の強度から前記第1検知手段の設置箇所における監視対象の物理量の変化の有無を検出し、測定した反射光の波長のピーク値から前記第1検知手段の設置箇所における監視対象の物理量の変化量を検出するように構成したものである。
In order to achieve the above object, a remote monitoring system according to the present invention provides:
An optical fiber laid so as to pass through a predetermined location in the monitoring area, first detection means installed at the predetermined location and connected to the optical fiber, and installed at the predetermined location and connected to the optical fiber A second detection means, a monitoring device that measures the intensity of reflected light over a predetermined wavelength range by entering laser light in a predetermined wavelength range into the optical fiber, and detects an event change to be monitored from the detection result; A remote monitoring system comprising:
The first detection means detects whether the physical quantity to be monitored exceeds a predetermined level set in advance and changes the light quantity by a predetermined amount, and the second detection means responds to a change in the physical quantity to be monitored. The wavelength of the reflected light is changed, and the monitoring device detects the presence or absence of a change in the physical quantity of the monitored object at the installation location of the first detection means from the intensity of the measured reflected light, and the peak of the wavelength of the measured reflected light The change amount of the physical quantity to be monitored at the location where the first detection means is installed is detected from the value.
ここで、好ましくは、前記第1検知手段は、監視対象の物理量が所定のレベルを越えた場合に反射光量が変化する反射型検知器とする。 Here, preferably, the first detection unit is a reflection type detector whose reflected light amount changes when a physical quantity to be monitored exceeds a predetermined level.
さらに、好ましくは、前記第1検知手段を複数個備え、各第1検知手段は監視対象の物理量が所定のレベルを越えた場合に各々変化量の異なる反射光量を出力するように構成する。 Further, preferably, a plurality of the first detection means are provided, and each first detection means is configured to output a reflected light amount having a different change amount when a physical quantity to be monitored exceeds a predetermined level.
また、好ましくは、前記第2検知手段はファイバーグレーティングを有する検知器とする。さらに、前記第2検知手段を複数個備え、各第2検知手段のファイバーグレーティングは中心波長が異なる反射光を出力するように構成する。 Preferably, the second detection means is a detector having a fiber grating. Further, a plurality of the second detection means are provided, and the fiber grating of each second detection means is configured to output reflected light having different center wavelengths.
さらに、好ましくは、前記複数の第1検知手段および前記複数の第2検知手段はそれぞれ異なる箇所に設置する。また、前記複数の第1検知手段と前記複数の第2検知手段の一部は同一箇所に設置するようにしてもよい。 Further, preferably, the plurality of first detection means and the plurality of second detection means are installed at different locations. Further, the plurality of first detection means and a part of the plurality of second detection means may be installed at the same location.
また、好ましくは、前記第1検知手段は監視対象の水位が所定のレベルを越えたか否かを検知する浸水検知器もしくは開閉検知器であり、前記第2検知手段は監視対象の水位に応じて出力が変化する水位計とする。 Preferably, the first detection means is an inundation detector or an open / close detector that detects whether or not the monitoring target water level exceeds a predetermined level, and the second detection means corresponds to the monitoring target water level. A water level gauge whose output changes.
あるいは、前記第1検知手段は落石の有無を検知する落石検知器であり、前記第2検知手段は土圧に応じて出力が変化する土圧計としてもよい。さらに、前記第1検知手段と前記第2検知手段は互いに異なる物理量の変化を監視するように構成してもよい。 Alternatively, the first detection means may be a rock fall detector that detects the presence or absence of a rock fall, and the second detection means may be a earth pressure gauge whose output changes according to earth pressure. Further, the first detection means and the second detection means may be configured to monitor changes in physical quantities different from each other.
本発明によると、1つの装置で複数の事象の変化を検出することができるとともに、トータルコストを低減できる遠隔監視システムを実現することができる。また、具体的な測定値(アナログ出力)が必要な箇所と監視対象の物理量が所定のレベルを越えたか否か(2値出力)を検知できれば良い箇所が混在する場合にトータルコストを低減できる遠隔監視システムを実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a remote monitoring system that can detect changes in a plurality of events with a single device and can reduce the total cost. In addition, it is possible to reduce the total cost when there is a place where a specific measurement value (analog output) is required and a place where the physical quantity to be monitored exceeds a predetermined level (binary output) can be detected. A monitoring system can be realized.
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る遠隔監視システムの一実施形態を示す。 FIG. 1 shows an embodiment of a remote monitoring system according to the present invention.
この実施形態の遠隔監視システムは、FBG(ファイバーブラッググレーティング)などを利用して具体的な測定値(アナログ出力)を得るためのアナログ出力センサ(高分解能センサ)と、監視対象の物理量が所定のレベルを越えたか否か(2値出力)を得るための2値出力センサ(低分解能センサ)の2種類のセンサを使用するとともに、これらのセンサを1本の光ファイバに接続することでコストの低減を図ることを特徴としている。 The remote monitoring system of this embodiment uses an analog output sensor (high resolution sensor) for obtaining a specific measurement value (analog output) using FBG (fiber Bragg grating) or the like, and a physical quantity to be monitored is a predetermined amount. Using two types of sensors, binary output sensors (low resolution sensors) to obtain whether or not the level has been exceeded (binary output) and connecting these sensors to a single optical fiber It is characterized by a reduction.
具体的には、監視地域内の着目する事象の変化を検知したい場所を通過するように敷設された光ファイバ10と、該光ファイバ10にサーキュレータ21を介してレーザ光を入射する光源20と、光ファイバ10からの反射光を分析して測定値や必要な情報を出力する監視装置30と、光ファイバ10の途中に接続されたアナログ出力センサ40a,40b,……と、光ファイバ10の途中に光カプラ22a,22b……および分岐ファイバ11a,11b……を介して接続された2値出力センサ60a,60b,……とを備えている。
Specifically, an
ここで、センサ40a,40b,……とセンサ60a,60b,……は別々の場所に設置してもよいし、同一の場所に設置してもよい。別々の場所に設置すれば同一の数のセンサでより多くの地点の監視を行え、同一の場所に設置した場合には異なる視点からの測定結果が得られるためより精度の高い状況把握が可能となる。なお、後述のように2値出力センサ60a,60b,……の設置可能な数はアナログ出力センサ40a,40b,……の設置可能な数よりも少ないので、現時点では、システム全体としてはアナログ出力センサの設置数の方が多くなると考えられる。
Here, the
サーキュレータ21は、光源20から出射されたレーザ光を光ファイバ10へ入射する一方、光ファイバ10からの反射光を監視装置30へ入射する方向性結合器として機能する。FBGを利用したアナログ出力センサ(FBGセンサ)40a,40b,……は、ファイバのコアに周期的な屈折率変調構造を持たせたセンサである。なお、具体的な測定値が得られるものであればFBGを利用したセンサに限定されず、他の原理のセンサであっても良い。FBGセンサは反射型のセンサであるため、アナログ出力センサ側にバッテリを設ける必要がなくメンテナンスが簡単になるという利点がある。
The
本実施形態では、FBGセンサ40a,40b,……は、それぞれ反射波のピーク波長(中心波長)が異なったものとなるようにファイバーグレーティングが形成されている。すなわち、FBGセンサ40aの反射波のピーク波長はλa、FBGセンサ40bの反射波のピーク波長はλb(λa≠λb)、……となるように構成される。光源20は、光ファイバ10に接続されている全てのセンサのピーク波長λa、λb、……を含む波長域のレーザ光を出力するように構成される。このように中心波長の異なるFBGセンサを使用することで、複数箇所に設置した場合にどの箇所からの反射波であるかを識別することができる。また、レーザ光源については、一般的に連続光源(CW光源)が用いられているが、センサからの反射光量が受光器にて検出可能な光量であれば、パルス光源を用いても構わない。
In this embodiment, the fiber gratings are formed so that the
2値出力センサ60a,60b,……は、例えば反射ミラーを備え監視対象の事象の変化量が所定のレベル(しきい値)を超えた場合に強い反射光が発生するオン/オフ・センサのようなものが考えられる。2値出力センサをこのような反射型のセンサとすることで、2値出力センサ側にバッテリを設ける必要がなくメンテナンスが簡単になるという利点がある。なお、2値出力センサ60a,60b,……はそれぞれ検出時の反射光量が異なるように構成するのが望ましい。これにより、反射光の強さからどの場所に設置されたセンサからの反射光であるかを識別することができるようになる。図1の例では、センサ60aの反射強度Raはセンサ60bの反射強度Rbよりも高いすなわちRa>Rbとなるように設定されているものとする。
The
次に、本実施形態の遠隔監視システムの動作を、図2の波形図を用いて説明する。 Next, the operation of the remote monitoring system of this embodiment will be described using the waveform diagram of FIG.
監視装置30は、光ファイバ10から入射される反射光を波長分析して各波長のレベルを検出する。図2には、監視装置30によって検出される反射光の波形例が示されている。図2において、実線Aは全てのセンサが監視対象の事象変化を捉えていない平常時の反射波形であり、波長λaとλbのところにピークが出現している。仮に、FBGセンサ40aが監視対象の事象変化を捉えたとすると波形のピーク点がλaからずれ、FBGセンサ40bが監視対象の事象変化を捉えたとすると波形のピーク点がλbからずれる。従って、監視装置30は、予め分かっている各FBGセンサの中心波長と反射光のピーク点との差から変化量すなわち測定値を演算によって求めることができる。
The
また、図2において、破線Bはセンサ60bが監視対象の事象変化がしきい値を越えたことを検出している場合の波形、点線Cはセンサ60aが監視対象の事象変化がしきい値を越えたことを検出している場合の波形、一点鎖線Dはセンサ60aと60bの両方が監視対象の事象変化がしきい値を越えたことを検出している場合の波形である。これより、監視装置30は、図2において、TL1,TL2,TL3で示すようなところに予め判定レベルを設定して、これらの判定レベルと反射光の強度とを比較することで、監視場所で事象が変化したか否かおよびいずれのセンサが事象変化を検知しているかを識別することができる。
(実施例)
次に、上記実施形態に係る遠隔監視システムのより具体的な実施例について説明する。ここでは、図1のような構成の遠隔監視システムの応用例として、下水道や河川などで水位を監視する水位監視システム、山地における落石及び土砂崩れの監視システム、立ち入り制限区域もしくは設備における侵入監視システムを考える。各システムでは、使用するアナログ出力センサと2値出力センサの仕様もしくは機能に差異がある。各システムに必要なセンサの機能と組合せを整理したものを次の表1に示す。
In FIG. 2, a broken line B indicates a waveform when the
(Example)
Next, a more specific example of the remote monitoring system according to the above embodiment will be described. Here, examples of remote monitoring systems configured as shown in Fig. 1 include water level monitoring systems that monitor water levels in sewers and rivers, rockfall and landslide monitoring systems in mountainous areas, and intrusion monitoring systems in restricted access areas or facilities. Think. In each system, there is a difference in the specifications or functions of the analog output sensor to be used and the binary output sensor. Table 1 below summarizes the sensor functions and combinations required for each system.
表1のように、水位監視システムでは、センサ1として水位値を検出可能な水位計、センサ2として水位が所定のレベルを越えたか否かを検出可能な浸水検知器もしくは開閉検知器が使用される。水位計としては特許文献1で開示されているFBGを利用したセンサなどが考えられる。浸水検知器としては、図3および図4に示すような構成を有するものが考えられる(後述)。また、開閉検知器としては、例えば光ファイバの端部と対向して反射鏡を配置すると共に両者間にシャッタを設けて、このシャッタをフロートの上下動で動作させるように構成したものが考えられる。 As shown in Table 1, in the water level monitoring system, a water level meter capable of detecting the water level value is used as the sensor 1, and an inundation detector or an open / close detector capable of detecting whether or not the water level has exceeded a predetermined level is used as the sensor 2. The As the water level gauge, a sensor using FBG disclosed in Patent Document 1 can be considered. As the inundation detector, one having a configuration as shown in FIGS. 3 and 4 can be considered (described later). Further, as the open / close detector, for example, a reflection mirror disposed opposite to the end of the optical fiber and a shutter provided between them may be configured to operate the shutter by moving the float up and down. .
落石監視システムでは、センサ1として岩盤もしくは地層の変位値を検出可能な変位計もしくは土石の重量変化を検出可能な土圧計、センサ2として落石を検出可能な落石検知器が使用される。変位計もしくは土圧計としては特許文献3で開示されている光ファイバを利用したセンサが、また落石検知器としては特許文献2で開示されている光ファイバを利用したセンサなどが考えられる。このように、変位計もしくは土圧計と落石検知器とを使い分けて設置することで、多くの監視箇所からの情報を収集できる落石監視システムを低コストで実現することができる。 In the rock fall monitoring system, a displacement meter capable of detecting a displacement value of a rock or a formation or a soil pressure gauge capable of detecting a change in the weight of the soil is used as the sensor 1, and a rock fall detector capable of detecting a rock fall is used as the sensor 2. A sensor using an optical fiber disclosed in Patent Document 3 can be used as a displacement gauge or earth pressure gauge, and a sensor using an optical fiber disclosed in Patent Document 2 can be used as a falling rock detector. In this way, a rockfall monitoring system that can collect information from many monitoring points can be realized at low cost by using a displacement gauge or earth pressure gauge and a rockfall detector separately.
侵入監視システムでは、センサ1として侵入物の荷重を検出可能な荷重計、センサ2として所定の重量以上の移動物が進入したか否を検出可能な荷重検知器が使用される。荷重計は上記変位計もしくは土圧計に準じた構成のものや水位計に準じた構成のもの(FBGセンサ)、荷重検知器は上記落石検知器に準じた構成のものが考えられる。 In the intrusion monitoring system, a load meter capable of detecting the load of the intruder is used as the sensor 1, and a load detector capable of detecting whether a moving object exceeding a predetermined weight has entered the sensor 2. It is conceivable that the load meter has a configuration according to the displacement meter or earth pressure meter, a configuration according to the water level meter (FBG sensor), and the load detector has a configuration according to the rock fall detector.
なお、荷重計と荷重検知器とを備えた監視システムは落石監視システムにも応用することができる。また、監視システムは上記のような構成に限定されず、例えば水位計と落石検知器を組み合わせた異種の事象を監視するマルチ監視システムも可能である。異種の事象を監視することで、土砂崩れなどの自然災害の発生をより詳しく把握したり予知したりすることができるようになる。 In addition, the monitoring system provided with the load meter and the load detector can be applied also to the falling rock monitoring system. In addition, the monitoring system is not limited to the above-described configuration, and a multi-monitoring system that monitors different types of events by combining, for example, a water level gauge and a rockfall detector is also possible. By monitoring different types of events, it becomes possible to understand and predict the occurrence of natural disasters such as landslides in more detail.
以上説明したように、異種の事象を監視する従来のマルチ監視システムは別々のシステムとして設置しなければならなかったため、2本の光ファイバと測定装置を設ける必要がありコストアップを招いていたが、本実施形態の遠隔監視システムは、1本の光ファイバに異なる事象の変化を検知する検知手段を接続してなるので、トータルコストを大幅に引き下げることができるという利点がある。
(具体例)
本発明を一例として例えば下水道設備のような複数箇所の水位を検知したい水位監視システムに適用した場合の具体例について説明する。
As described above, since the conventional multi-monitoring system for monitoring different types of events had to be installed as separate systems, it was necessary to provide two optical fibers and a measuring device, resulting in an increase in cost. The remote monitoring system according to the present embodiment has an advantage that the total cost can be greatly reduced because the detection means for detecting the change of different events is connected to one optical fiber.
(Concrete example)
As an example, a specific example in the case of applying the present invention to a water level monitoring system that wants to detect a plurality of water levels such as sewer facilities will be described.
この水位監視システムでは、センサ1としてFBG(ファイバーブラッググレーティング)を利用した水位計、センサ2として水位が所定のレベルを越えたか否かを検出可能な浸水検知器が使用される。 In this water level monitoring system, a water level meter using an FBG (fiber Bragg grating) is used as the sensor 1, and an inundation detector capable of detecting whether or not the water level has exceeded a predetermined level is used as the sensor 2.
光ファイバ10は、監視地域内の水位を検知したい場所を通過するように敷設される。そして、光ファイバ10の途中にFBGを利用した光水位計40a,40b……が設けられている。光水位計40a,40b……は、例えば水圧を歪に変換するダイヤフラムとダイヤフラムの歪を計測するFBGで構成され、下水道設備では水位を監視したいマンホールなどに設置される。
The
また、光ファイバ10の途中には、監視場所の水位が単に予め設定した所定のレベルに達したか否かを検知する、光水位計40a,40b……よりも構成が簡単で安価に構成できる浸水検知器60a,60b……が、光カプラ22a,22b……および分岐ファイバ11a,11b……を介して接続される。このように、光水位計と浸水検知器とを使い分けて設置することで、多くの監視箇所からの情報を収集できる水位監視システムを低コストで実現することができる。
Further, in the middle of the
図3および図4には、水位監視システムに使用して好適な浸水検知器の実施例が示されている。図3は浸水検知器の概観図、図4は内部構造を示す構成図である。この実施例の浸水検知器60は、図3に示されているように、円筒状の保護カバー61の上半分に収納固定された磁気検知型の近接スイッチ62と、保護カバー61の下半分に上下移動可能に収納されたフロート63とからなり、近接スイッチ62に分岐ファイバ11a,11b,11c……の端部が接続され、フロート63の上面に永久磁石64が載置されている。
3 and 4 show an example of an inundation detector suitable for use in a water level monitoring system. FIG. 3 is a schematic view of the inundation detector, and FIG. 4 is a block diagram showing the internal structure. As shown in FIG. 3, the inundation detector 60 of this embodiment includes a magnetic detection proximity switch 62 housed and fixed in the upper half of the cylindrical protective cover 61, and a lower half of the protective cover 61. The end of
近接スイッチ62は、磁気ファラデー効果を利用したセンサであり、図4に示されているように、内部に光ファイバの端面と対向するレンズ65と、複屈折素子66と、リング状磁石67およびこれに保持された第1ファラデー回転子68aと、第2ファラデー回転子68bと、反射ミラー69が直列に配置されてなる。
The proximity switch 62 is a sensor using the magnetic Faraday effect, and as shown in FIG. 4, a
この具体例の浸水検知器は、水位上昇によりフロート63が上昇して永久磁石64が近接スイッチ62に近づくと、内部のファラデー回転子68bの偏光面が回転し光ファイバの端面から入射した光が反射ミラー69で強く反射する状態になることで、水位が所定のレベル以上に上昇したことを反射光で出力する。なお、反射光量は、例えば反射ミラー69の反射率あるいはファラデー回転子の光透過率等を調整することで変化させることができる。
In the inundation detector of this specific example, when the float 63 rises due to the rise in water level and the
図5には、本発明者らが作成した実験用の水位監視システムにおける反射光量の測定結果が示されている。実験用の水位監視システムでは、図1の構成において、センサ40a,40bとして水位計を、センサ60a,60bとして浸水検知器を使用し、水位計には中心波長が1552nmのものおよび1554nmのものを使用するとともに、浸水検知器60aと60bの反射光量は、60aの方が大きくなるように設定した。
FIG. 5 shows the measurement result of the reflected light amount in the experimental water level monitoring system created by the present inventors. In the experimental water level monitoring system, in the configuration of FIG. 1, a water level meter is used as the
図5において、横軸は光の波長、縦軸は反射光量の強さである。また、OFF1/OFF2は浸水検知器60aと60bが共にオフ状態のときの反射光量の波形、OFF1/ON2は浸水検知器60aがオフ状態で60bがオン状態のときの反射光量の波形である。さらに、ON1/OFF2は浸水検知器60aがオン状態で60bがオフ状態のときの反射光量の波形、ON1/ON2は浸水検知器60aと60bが共にオン状態のときの反射光量の波形である。
In FIG. 5, the horizontal axis represents the wavelength of light, and the vertical axis represents the intensity of the reflected light amount. OFF1 / OFF2 is a waveform of the reflected light amount when both of the
図5より、2個の浸水検知器が共にオフ(OFF1/OFF2)のときの反射光レベルを0dBとすると、60aがオフで60bがオン(OFF1/ON2)のときの反射光レベルは3.0dB、60aがオンで60bがオフ(ON1/OFF2)のときの反射光量は4.8dB、共にオン(ON1/ON2)のときの反射光レベルは6.0dBであり、各反射光間には1.2dB以上のレベル差があるので、充分に判別することが可能である。なお、上記具体例では、下水道設備の水位監視システムに適用した場合を説明したが、河川やダム、池などの水位監視システムにも適用することができる。 From FIG. 5, assuming that the reflected light level when the two flooding detectors are both off (OFF1 / OFF2) is 0 dB, the reflected light level when 60a is off and 60b is on (OFF1 / ON2) is 3. When 0 dB, 60 a is on and 60 b is off (ON1 / OFF2), the amount of reflected light is 4.8 dB, and when both are on (ON1 / ON2), the reflected light level is 6.0 dB. Since there is a level difference of 1.2 dB or more, it can be sufficiently discriminated. In addition, although the case where it applied to the water level monitoring system of a sewer installation was demonstrated in the said specific example, it is applicable also to water level monitoring systems, such as a river, a dam, and a pond.
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、水位計としてFBGを利用した光水位計を使用した場合について説明したが、それ以外の水位計(例えば特開2000−111361号公報に開示されている光路差を利用したセンサを水位計とするもの等)を使用する場合にも適用することができる。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the case where an optical water level meter using FBG is used as a water level meter has been described. However, other water level meters (for example, optical path differences disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-111361 are used). The present invention can also be applied when using a sensor that uses a water level gauge.
また、実施形態を表わす図1では、1本の光ファイバにアナログ出力センサと2値出力センサを2個ずつ接続したものを示したが、アナログ出力センサは10個以上、2値出力センサは3個以上接続することも可能である。ただし、2値出力センサに関しては、判別レベルを確保するため数個以内に止めるのが望ましい。 Further, in FIG. 1 showing the embodiment, two analog output sensors and two binary output sensors are connected to one optical fiber, but 10 or more analog output sensors are 3 binary output sensors. It is also possible to connect more than one. However, regarding the binary output sensor, it is desirable to stop it within several in order to secure the discrimination level.
さらに、前記実施形態では、光ファイバ10を入射光の進行が一方通行となるように構成されているものを示したが、光ファイバ10を監視装置30側に戻して他端からも光を入射できるよう切替え可能に構成しても良い。これにより、ファイバが事故により途中で切断されたとしても光の入射端を変えた測定を行うことでより多くの監視箇所(切断箇所が1箇所ならばすべての監視箇所)の測定値を得ることが可能となる。
Further, in the above embodiment, the
さらには、光ファイバは監視用途のみでなく通信用途の光線路として使用してもよい。例えば光ファイバの両端に光式通話装置を設置し、光ファイバ端の一方には光切り替え装置にて監視装置と光通話装置が切り替え可能な構成とさせる。この場合、通話が必要な際には光式通話装置を利用した通話が可能となる。光式通話装置としては、例えば光ファイバ曲げ径を変化させて伝搬光を変調させる方式の通話装置(特開平5−19184)がある。 Furthermore, the optical fiber may be used as an optical line for communication as well as monitoring. For example, an optical communication device is installed at both ends of the optical fiber, and one of the optical fiber ends is configured so that the monitoring device and the optical communication device can be switched by an optical switching device. In this case, when a call is necessary, a call using an optical communication device can be performed. As an optical communication device, for example, there is a communication device (Japanese Patent Laid-Open No. 5-19184) that modifies propagation light by changing an optical fiber bending diameter.
以上の説明では主として水位監視システム、落石監視システム、侵入監視システムに適用した場合を説明したが、これら限定されるものでなく、例えば風速の変化など種々の事象の変化を監視したいシステムに利用することができる。 In the above description, the case where the present invention is mainly applied to a water level monitoring system, a falling rock monitoring system, and an intrusion monitoring system has been described. However, the present invention is not limited to this. be able to.
10 光ファイバ
11 分岐ファイバ
20 光源
21 サーキュレータ
22 光カプラ
30 監視装置
40 アナログ出力センサ(FBGセンサ)
60 2値出力センサ(オン/オフ・センサ)
61 保護カバー
62 磁気検知型近接スイッチ
63 フロート
64 永久磁石
65 レンズ
66 複屈折素子
67 リング状磁石
68a 第1ファラデー回転子
68b 第2ファラデー回転子
69 反射ミラー
DESCRIPTION OF
60 binary output sensor (on / off sensor)
61 Protective cover 62 Magnetic detection type proximity switch 63
Claims (8)
前記所定箇所に設置され前記光ファイバに接続された第1検知手段と、
前記所定箇所に設置され前記光ファイバに接続された第2検知手段と、
前記光ファイバに所定の波長域のレーザ光を入射して反射光の強度を所定の波長範囲にわたって測定し、該検出結果から監視対象の事象変化を検出する監視装置と、を備えた遠隔監視システムであって、
前記第1検知手段は、監視対象の物理量が予め設定された所定のレベルを越えたか否かを検出して光量を所定量変化させ、
前記第2検知手段は、監視対象の物理量の変化に応じて反射光の波長を変化させ、
前記監視装置は、測定した反射光の強度から前記第1検知手段の設置箇所における監視対象の物理量の変化の有無を検出し、測定した反射光の波長のピーク値から前記第1検知手段の設置箇所における監視対象の物理量の変化量を検出することを特徴とする遠隔監視システム。 An optical fiber laid so as to pass through a predetermined location in the surveillance area;
First detection means installed at the predetermined location and connected to the optical fiber;
Second detection means installed at the predetermined location and connected to the optical fiber;
A remote monitoring system comprising: a monitoring device that enters laser light of a predetermined wavelength range into the optical fiber, measures the intensity of reflected light over a predetermined wavelength range, and detects a change in an event to be monitored from the detection result Because
The first detection means detects whether the physical quantity to be monitored exceeds a predetermined level set in advance, and changes the light amount by a predetermined amount,
The second detection means changes the wavelength of the reflected light according to the change in the physical quantity to be monitored,
The monitoring device detects the presence or absence of a change in the physical quantity to be monitored at the installation location of the first detection means from the measured reflected light intensity, and installs the first detection means from the measured peak value of the wavelength of the reflected light. A remote monitoring system for detecting a change amount of a physical quantity to be monitored at a location.
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