JP2012184953A - Sensing system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a measurement precision without reducing the intensity of light from a light source of which the route is changed even when performing measurements at a plurality of positions over a long distance.SOLUTION: As detection units 128-139 for measuring external factors in performing oscillation observation, for example, various detection means can be used. Furthermore, optical circulators 106a-106l are provided not to split light like a conventional photo-coupler but to change an output destination of light. Therefore, even if the number of optical circulators 106a-106l is increased, the intensity of light of which the output destination is to be changed by each of the optical circulators 106a-106l is prevented from being reduced.

Description

本発明は、光ファイバや光ファイバ応用光学部品等を用いたセンシングシステムに係り、たとえば振動観測、温度観測、水位観測、速度観測、加速度観測、歪観測等を行う計測に適したセンシングシステムに関する。   The present invention relates to a sensing system using an optical fiber, an optical fiber applied optical component, or the like, and more particularly to a sensing system suitable for measurement that performs vibration observation, temperature observation, water level observation, velocity observation, acceleration observation, strain observation, and the like.

従来より、光ファイバや光ファイバ応用光学部品等を用いることにより、たとえば振動観測、温度観測、水位観測、速度観測、加速度観測、歪観測等を行う計測に適したセンシングシステムが種々提案されている。   Conventionally, various sensing systems suitable for measurement that perform, for example, vibration observation, temperature observation, water level observation, velocity observation, acceleration observation, strain observation, etc. have been proposed by using optical fibers or optical fiber applied optical components. .

たとえば加速度観測を行うものとしては、特許文献1に示されているようなFBG(Fiber Bragg Grating)を有する光ファイバセンサを用いた光式加速度計が知られている。   For example, an optical accelerometer using an optical fiber sensor having an FBG (Fiber Bragg Grating) as disclosed in Patent Document 1 is known as an apparatus that performs acceleration observation.

この光式加速度計は、光源を内蔵し反射波長を計測する波長計測器に第1の光ファイバを介して複数の光カプラを接続し、さらにそれぞれの光カプラに第2の光ファイバを接続してそれぞれの光カプラからの経路を分岐し、この分岐した第2の光ファイバの先端にセンサFBGを有する光式加速度計を接続して構成される。   In this optical accelerometer, a plurality of optical couplers are connected via a first optical fiber to a wavelength measuring instrument that incorporates a light source and measures a reflected wavelength, and further a second optical fiber is connected to each optical coupler. The path from each optical coupler is branched, and an optical accelerometer having a sensor FBG is connected to the tip of the branched second optical fiber.

このような光式加速度計では、波長計測器の光源からの光が第1の光ファイバを伝送し、各光カプラにより分岐されて各光式加速度計に達する。そして、いずれかの光式加速度計に加速度がかかった場合には、その光式加速度計に用いられているセンサFBGからの反射光の波長が変化し、その反射した光が波長計測器に戻ることで、変化した光の波長が計測され、加速度が算出されるとともに、反射光の波長が変化した位置が特定される。   In such an optical accelerometer, the light from the light source of the wavelength measuring instrument is transmitted through the first optical fiber, branched by each optical coupler, and reaches each optical accelerometer. When acceleration is applied to any of the optical accelerometers, the wavelength of reflected light from the sensor FBG used in the optical accelerometer changes, and the reflected light returns to the wavelength measuring instrument. Thus, the wavelength of the changed light is measured, the acceleration is calculated, and the position where the wavelength of the reflected light is changed is specified.

特開2005−30796号公報JP 2005-30796 A

上述したように、特許文献1での光式加速度計では、変化した光の波長が波長計測器によって計測されることで、特定位置で振動があり歪が生じたことを認識でき、加速度の変化を測定することができる。   As described above, in the optical accelerometer in Patent Document 1, the wavelength of the changed light is measured by the wavelength measuring device, so that it is possible to recognize that there is vibration and distortion at a specific position, and the change in acceleration. Can be measured.

ところが、このような光式加速度計では、センサFBGからの反射光の波長変化を観測して、振動の観測及び振動が生じた位置を特定する構成であるため、各光式加速度計に用いるセンサがFBGに限定されてしまうという問題があった。   However, in such an optical accelerometer, the wavelength change of the reflected light from the sensor FBG is observed to observe the vibration and specify the position where the vibration is generated. Therefore, the sensor used for each optical accelerometer However, there was a problem that it was limited to FBG.

また、波長計測器の光源からの光は、波長計測器の光源が単一であることから、第1の光ファイバ上の各光カプラにてそれぞれの第2の光ファイバ側に分岐されるため、光カプラの数が増えるに従い、各光カプラにて分岐される光の強度が低下してしまうという問題もあった。   Also, the light from the light source of the wavelength measuring device is branched to the second optical fiber side by each optical coupler on the first optical fiber because the light source of the wavelength measuring device is single. As the number of optical couplers increases, there is also a problem that the intensity of light branched by each optical coupler decreases.

また、長距離に渡って複数箇所の計測を行うものとすると、複数箇所に光式加速度計を設置する必要が生じることから、自ずと光カプラの数が増えることになり、光源から遠ざかるに従い、光カプラにて分岐される光の強度がさらに低下してしまうことで、各光式加速度計のセンサFBGうち、光源から遠い位置にあるセンサFBGからの反射光の強度が著しく低下してしまうことになり、振動が生じた位置を特定できないことが予測され、計測精度が劣化してしまうという問題もあった。   In addition, if measurement is performed at multiple locations over a long distance, it will be necessary to install optical accelerometers at multiple locations, which will naturally increase the number of optical couplers. When the intensity of light branched by the coupler is further reduced, the intensity of reflected light from the sensor FBG located far from the light source among the sensors FBG of each optical accelerometer is significantly reduced. Therefore, it is predicted that the position where the vibration has occurred cannot be specified, and there is a problem that the measurement accuracy deteriorates.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、長距離に渡って複数箇所の計測を行う場合であっても、進路が変更される光源からの光の強度を低下させることなく、計測精度を高めることができるセンシングシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and even when measuring a plurality of locations over a long distance, without reducing the intensity of light from a light source whose course is changed. An object of the present invention is to provide a sensing system capable of improving measurement accuracy.

本発明のセンシングシステムは、波長の異なる光を発する光源と、該光源からの光の出力先を変更する複数の光出力先変更手段と、これらの光出力先変更手段に対応し、これらの光出力先変更手段によって出力先が変更された特定波長の光を反射する複数の特定波長反射手段と、これらの特定波長反射手段に対応し、これらの特定波長反射手段によって反射された前記光を伝播する複数の光ファイバと、これらの光ファイバの先端に設けられ、外部要因に応じて前記光ファイバにより伝播される光の特性を変化させる複数の外部要因変化検出手段と、これらの外部要因変化検出手段からの反射光の光の特性の変化を観測する反射光観測手段とを備えることを特徴とする。
本発明のセンシングシステムでは、波長の異なる光を発する光源からの光の出力先が複数の光出力先変更手段により変更され、これらの光出力先変更手段に対応し、これらの光出力先変更手段から出力される特定波長の光が複数の特定波長反射手段により反射され、これらの特定波長反射手段によって反射された光がそれぞれの光ファイバにより伝播され、これらの光ファイバの先端に設けられた複数の外部要因変化検出手段により、外部要因に応じて光ファイバにより伝播される光の特性が変化され、これらの外部要因変化検出手段からの反射光の光の特性の変化が反射光観測手段により観測される。
すなわち、本願発明では、光源が波長の異なる光を発するため、たとえば振動観測、温度観測、水位観測、速度観測、加速度観測、歪観測等を行う際の外部要因を計測する外部要因変化検出手段として、種々の検出手段を用いることができる。
また、本願発明での光出力先変更手段は、従来の光カプラのように光を分岐させるものではなく光の出力先を変更するものであるから光出力先変更手段が増えてもそれぞれの光出力先変更手段によって出力先が変更されるそれぞれの光の強度が低下してしまうことがない。
The sensing system of the present invention corresponds to a light source that emits light having different wavelengths, a plurality of light output destination changing means for changing the output destination of light from the light source, and these light output destination changing means. A plurality of specific wavelength reflecting means for reflecting light of a specific wavelength whose output destination has been changed by the output destination changing means, and the light reflected by these specific wavelength reflecting means is propagated corresponding to these specific wavelength reflecting means. A plurality of optical fibers, a plurality of external factor change detecting means provided at the ends of these optical fibers, which change the characteristics of the light propagated by the optical fiber according to external factors, and the detection of these external factor changes And a reflected light observation means for observing a change in the characteristic of the light reflected from the means.
In the sensing system of the present invention, the output destinations of light from light sources that emit light having different wavelengths are changed by a plurality of light output destination changing means, and these light output destination changing means correspond to these light output destination changing means. The light of a specific wavelength output from the light is reflected by a plurality of specific wavelength reflection means, and the light reflected by the specific wavelength reflection means is propagated by each optical fiber, and a plurality of light provided at the tips of these optical fibers. The external factor change detection means changes the characteristics of the light propagated by the optical fiber according to the external factor, and the reflected light observation means observes the change in the characteristics of the reflected light from the external factor change detection means. Is done.
That is, in the present invention, since the light source emits light having different wavelengths, for example, external factor change detection means for measuring external factors when performing vibration observation, temperature observation, water level observation, speed observation, acceleration observation, strain observation, etc. Various detection means can be used.
In addition, the light output destination changing means in the present invention does not branch the light as in the conventional optical coupler, but changes the light output destination. The intensity of each light whose output destination is changed by the output destination changing means does not decrease.

本発明のセンシングシステムによれば、たとえば振動観測、温度観測、水位観測、速度観測、加速度観測、歪観測等を行う際の外部要因を計測する外部要因変化検出手段として、種々の検出手段を用いることができ、また、光出力先変更手段は従来の光カプラのように光を分岐させるものではなく光の出力先を変更するものであるから、光出力先の変更による光強度の低下は極めて小さく実用上は光強度の低下が問題になることがないので、光出力先変更手段が増えてもそれぞれの光出力先変更手段によって出力先が変更されるそれぞれの光の強度が低下してしまうことがないことから、長距離に渡って複数箇所の計測を行う場合であっても、進路が変更される光源からの光の強度を低下させることなく、計測精度を高めることができる。   According to the sensing system of the present invention, various detection means are used as external factor change detection means for measuring external factors when performing vibration observation, temperature observation, water level observation, speed observation, acceleration observation, strain observation, and the like. In addition, since the light output destination changing means does not split the light as in the conventional optical coupler, but changes the light output destination, the light intensity is greatly reduced by changing the light output destination. In practical use, a decrease in light intensity does not become a problem, so even if the number of light output destination changing means increases, the intensity of each light whose output destination is changed by each light output destination changing means decreases. Therefore, even when a plurality of points are measured over a long distance, the measurement accuracy can be increased without reducing the intensity of light from the light source whose course is changed.

本発明のセンシングシステムの第1実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 1st Embodiment of the sensing system of this invention. 図1の検出部の具体的な構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific structural example of the detection part of FIG. 図1のセンシングシステムの構成を変えた場合の第2実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 2nd Embodiment at the time of changing the structure of the sensing system of FIG. 図1のセンシングシステムの構成を変えた場合の第3実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 3rd Embodiment at the time of changing the structure of the sensing system of FIG.

以下、本発明の実施形態の詳細について説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明のセンシングシステムの一実施形態を説明するための図であり、図2は図1の検出部の具体的な構成例を説明するための図である。なお、以下のセンシングシステムは、たとえば振動観測、温度観測、水位観測、速度観測、加速度観測、歪観測等を行う計測に適したものであり、光の特性の変化を観測するセンシングシステムであれば、その用途は限定されるものではないが、説明を分かり易くするために、たとえば振動観測を行う場合として説明するものとする。
Details of the embodiment of the present invention will be described below.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the sensing system of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining a specific configuration example of the detection unit of FIG. The following sensing systems are suitable for measurements such as vibration observation, temperature observation, water level observation, velocity observation, acceleration observation, strain observation, etc., and any sensing system that observes changes in light characteristics can be used. Although the application is not limited, for the sake of easy understanding of the description, for example, it is assumed that vibration observation is performed.

図1に示すセンシングシステムは、光ファイバ300によって接続される計測部1と測定部2とを備えている。計測部1は、レーザダイオード101〜103、波長合波カプラ104、光アンプ105、光サーキュレータ106、光アンプ107、波長分離カプラ108、光検出器109〜111、ADコンバータ112〜114、データ処理装置115を有している。   The sensing system shown in FIG. 1 includes a measurement unit 1 and a measurement unit 2 that are connected by an optical fiber 300. The measuring unit 1 includes laser diodes 101 to 103, a wavelength multiplexing coupler 104, an optical amplifier 105, an optical circulator 106, an optical amplifier 107, a wavelength separation coupler 108, photodetectors 109 to 111, AD converters 112 to 114, a data processing device. 115.

レーザダイオード101〜103は、光源であり、それぞれ所定の波長(λ1〜λn)の光を発する。ここで、それぞれ所定の波長(λ1〜λn)は、後述のFBG116〜127の特性に合わせられている。   The laser diodes 101 to 103 are light sources and emit light having predetermined wavelengths (λ1 to λn), respectively. Here, the predetermined wavelengths (λ1 to λn) are adjusted to the characteristics of FBGs 116 to 127 described later.

波長合波カプラ104は、レーザダイオード101〜103から発せられた光の波長(λ1〜λn)を合波する。光アンプ105は、波長合波カプラ104からの光を所定レベルまで増幅する。   The wavelength combining coupler 104 combines wavelengths (λ1 to λn) of light emitted from the laser diodes 101 to 103. The optical amplifier 105 amplifies the light from the wavelength multiplexing coupler 104 to a predetermined level.

光サーキュレータ106は、光アンプ105で増幅された光を光ファイバ300を介して測定部2側に出力したり、光ファイバ300からの反射光を光ファイバ301を介して光アンプ107側に出力したりする。ここで、光サーキュレータ106は、複数のポート(端子)を有しているものであり、たとえば3ポート(端子)を有しているとすると、たとえば第1のポートに入力した光が第2のポートにのみ出力され、第2のポートに入力した光が第3のポートにのみ出力され、第3ポートに入力した光が第1のポートにのみ出力されるといったような特性を持っている。   The optical circulator 106 outputs the light amplified by the optical amplifier 105 to the measurement unit 2 side via the optical fiber 300, and outputs the reflected light from the optical fiber 300 to the optical amplifier 107 side via the optical fiber 301. Or Here, the optical circulator 106 has a plurality of ports (terminals). For example, if the optical circulator 106 has three ports (terminals), the light input to the first port is, for example, the second port. The light is output only to the port, light input to the second port is output only to the third port, and light input to the third port is output only to the first port.

光アンプ107は、光ファイバ301を介しての各測定部2側からの反射光を所定レベルまで増幅する。波長分離カプラ108は、光アンプ107により所定レベルまで増幅された反射光を、それぞれの波長(λ1〜λn)に分離する。   The optical amplifier 107 amplifies the reflected light from the respective measurement units 2 via the optical fiber 301 to a predetermined level. The wavelength separation coupler 108 separates the reflected light amplified to a predetermined level by the optical amplifier 107 into respective wavelengths (λ1 to λn).

光検出器109〜111は、波長分離カプラ108により分離されたそれぞれの波長(λ1〜λn)の光を電気信号(アナログ信号)として取り出す。ADコンバータ112〜114は、光検出器109〜111からの電気信号(アナログ信号)をデジタル信号に変換する。データ処理装置115は、ADコンバータ112〜114からのそれぞれのデジタル信号を蓄積し、所定のデータ表現形式に変換する。   The photodetectors 109 to 111 take out the light of each wavelength (λ1 to λn) separated by the wavelength separation coupler 108 as an electrical signal (analog signal). The AD converters 112 to 114 convert electric signals (analog signals) from the photodetectors 109 to 111 into digital signals. The data processor 115 accumulates each digital signal from the AD converters 112 to 114 and converts it into a predetermined data expression format.

測定部2は、光サーキュレータ106a〜106l、FBG(Fiber Bragg Grating Sensor)116〜127、検出部128〜139を有している。なお、図1においては、それぞれの測定部2が4個の光サーキュレータ106a〜106d、106e〜106h、106i〜106l、FBG116〜127、検出部128〜139を備えている場合で示しているが、これに限らず、たとえば光サーキュレータ106a〜106l、FBG116〜127、検出部128〜139がそれぞれ1個、2個又は3個で測定部2が構成されていてもよいし、当然に、それぞれが5個以上で構成されていてもよいことは勿論である。   The measurement unit 2 includes optical circulators 106a to 106l, FBG (Fiber Bragg Grating Sensor) 116 to 127, and detection units 128 to 139. In FIG. 1, each measurement unit 2 includes four optical circulators 106 a to 106 d, 106 e to 106 h, 106 i to 106 l, FBGs 116 to 127, and detection units 128 to 139. For example, the optical circulators 106 a to 106 l, the FBGs 116 to 127, and the detection units 128 to 139 may be configured by one, two, or three, respectively. Of course, it may be composed of more than one.

光サーキュレータ106a〜106lは、上記の光サーキュレータ106と同様に、複数のポート(端子)を有しているものであり、たとえば3ポート(端子)を有しているとすると、たとえば第1のポートに入力した光が第2のポートにのみ出力され、第2のポートに入力した光が第3のポートにのみ出力され、第3ポートに入力した光が第1のポートにのみ出力されるといったような特性を持っている。   Like the optical circulator 106, the optical circulators 106a to 106l have a plurality of ports (terminals). For example, assuming that the optical circulators 106a to 106l have three ports (terminals), the first port, for example, The light input to the second port is output only to the second port, the light input to the second port is output only to the third port, and the light input to the third port is output only to the first port. It has the following characteristics.

FBG116〜127は、上述した光源であるレーザダイオード101〜103からのそれぞれの所定の波長(λ1〜λn)と同じ波長の光のみを反射するといった特性を持っている。つまり、たとえばFBG116はレーザダイオード101からの波長(λ1)の光のみを反射し、FBG117はレーザダイオード102からの波長(λ2)の光のみを反射し、FBG127はレーザダイオード103からの波長(λn)の光のみを反射するものとなっている。   The FBGs 116 to 127 have a characteristic of reflecting only light having the same wavelength as the respective predetermined wavelengths (λ1 to λn) from the laser diodes 101 to 103 which are the light sources described above. That is, for example, the FBG 116 reflects only light having the wavelength (λ1) from the laser diode 101, the FBG 117 reflects only light having the wavelength (λ2) from the laser diode 102, and the FBG 127 reflects the wavelength (λn) from the laser diode 103. It reflects only the light.

ここで、FBG116〜127は、屈折率変調の周期に比例したブラッグ波長と呼ばれる特定の波長(λ1〜λn)の光のみを反射するといった特性を持っている。また、FBG116〜127にあっては、長手方向に歪が加わったり、また温度が変化したりすると、ブラッグ波長が変化する。その変化量はFBGに加わった歪や温度等の変化に対して線形に変化する。   Here, the FBGs 116 to 127 have a characteristic of reflecting only light having a specific wavelength (λ1 to λn) called a Bragg wavelength proportional to the refractive index modulation period. In the FBGs 116 to 127, the Bragg wavelength changes when strain is applied in the longitudinal direction or the temperature changes. The amount of change varies linearly with changes in strain, temperature, etc. applied to the FBG.

検出部128〜139は、振動を検知し、この検知した振動により光の波長変化や強度変化を生じるセンサを構成している。   The detection units 128 to 139 constitute a sensor that detects vibration and causes a change in the wavelength or intensity of light by the detected vibration.

ここで、検出部128〜139の構成の一例を、図2(a)(b)を参照して説明する。なお、検出部128〜139の構成は全て同じであるため、図2においては、検出部128を代表させて説明するものとする。   Here, an example of the configuration of the detection units 128 to 139 will be described with reference to FIGS. Since all the configurations of the detection units 128 to 139 are the same, the detection unit 128 will be described as a representative in FIG.

まず、図2(a)に示すように、検出部128は任意の測定対象物400に取り付けられている。検出部128は、光ファイバ302の先端側に設けられたFBG200と、光ファイバ302が撓まないように鉛直方向に延びる姿勢を保持する滑車201と、光ファイバ302に振動を伝達する振動伝達滑車202とを有している。   First, as shown in FIG. 2A, the detection unit 128 is attached to an arbitrary measurement object 400. The detection unit 128 includes an FBG 200 provided on the distal end side of the optical fiber 302, a pulley 201 that holds a posture extending in a vertical direction so that the optical fiber 302 does not bend, and a vibration transmission pulley that transmits vibration to the optical fiber 302. 202.

FBG200は、図1に示すFBG116と同様の波長の光のみを反射するものとなっている。振動伝達滑車202には、支持棒204の一端側が連結されている。支持棒204の他端側には、バネ206により上方に付勢された重り205が連結されている。なお、図中符号209aは振動伝達滑車202を測定対象物400に固定するブラケットであり、符号209bは滑車201を測定対象物400に固定するブラケットであり、符号209cは光ファイバ302の先端側を測定対象物400に固定するブラケットである。   The FBG 200 reflects only light having the same wavelength as the FBG 116 shown in FIG. One end of a support bar 204 is connected to the vibration transmission pulley 202. A weight 205 biased upward by a spring 206 is connected to the other end of the support bar 204. In the figure, reference numeral 209a is a bracket for fixing the vibration transmission pulley 202 to the measurement object 400, reference numeral 209b is a bracket for fixing the pulley 201 to the measurement object 400, and reference numeral 209c is a front end side of the optical fiber 302. A bracket fixed to the measurement object 400.

このような検出部128では、測定対象物400が振動すると、バネ206により上方に付勢された重り205が矢印方向に振動し、支持棒204を矢印方向に回動させる。つまり、バネ206により上方に付勢された重り205と支持棒204とにより振動計が構成されている。このとき、支持棒204の一端側が振動伝達滑車202を介して光ファイバ302に振動を伝えることで、FBG200に対し矢印方向に伸縮の形で振動が伝えられる。これにより、FBG200からの反射光の波長に変化が生じることになり、反射光が振動と連動して変化するようにした検出部128が構成される。   In such a detection unit 128, when the measurement object 400 vibrates, the weight 205 biased upward by the spring 206 vibrates in the direction of the arrow, and rotates the support bar 204 in the direction of the arrow. That is, a vibration meter is constituted by the weight 205 urged upward by the spring 206 and the support bar 204. At this time, one end of the support rod 204 transmits vibration to the optical fiber 302 via the vibration transmission pulley 202, whereby vibration is transmitted to the FBG 200 in the form of expansion and contraction in the arrow direction. Thereby, a change occurs in the wavelength of the reflected light from the FBG 200, and the detection unit 128 configured to change the reflected light in conjunction with the vibration is configured.

また、図2(b)に示す検出部128は、板バネ208の一端側が測定対象物400に取り付けられ、板バネ208の他端側にバネ206により上方に付勢された重り205が連結されている。また、板バネ208の一端側には、光ファイバ302の先端に設けられた取り付けられダイヤフラム207が取り付けられている。   2B, one end side of the leaf spring 208 is attached to the measurement object 400, and the weight 205 urged upward by the spring 206 is connected to the other end side of the leaf spring 208. ing. In addition, an attached diaphragm 207 provided at the tip of the optical fiber 302 is attached to one end side of the leaf spring 208.

このような検出部128では、測定対象物400が振動すると、バネ206により上方に付勢された重り205が振動し、板バネ208を矢印方向に振動させる。つまり、バネ206により上方に付勢された重り205と板バネ208とにより振動計が構成されている。このとき、光干渉計をなすダイヤフラム207からの反射光の強度に変化が生じることになり、反射光の強度が振動と連動して変化するようにした検出部128が構成される。   In such a detection unit 128, when the measurement object 400 vibrates, the weight 205 urged upward by the spring 206 vibrates, and the leaf spring 208 vibrates in the direction of the arrow. That is, the vibration meter is constituted by the weight 205 urged upward by the spring 206 and the leaf spring 208. At this time, a change occurs in the intensity of the reflected light from the diaphragm 207 forming the optical interferometer, and the detection unit 128 is configured such that the intensity of the reflected light changes in conjunction with the vibration.

次に、センシングシステムにおける振動の計測について説明する。まず、計測部1のレーザダイオード101〜103を駆動し、それぞれのレーザダイオード101〜103から光を出力する。このとき、レーザダイオード101からはλ1の波長の光が出力され、レーザダイオード102からはλ2の波長の光が出力され、レーザダイオード103からはλnの波長の光が出力される。これらの波長(λ1〜λn)は、上述したように、FBG116〜127の特性に合わせられている。   Next, vibration measurement in the sensing system will be described. First, the laser diodes 101 to 103 of the measuring unit 1 are driven, and light is output from each of the laser diodes 101 to 103. At this time, light having a wavelength of λ1 is output from the laser diode 101, light having a wavelength of λ2 is output from the laser diode 102, and light having a wavelength of λn is output from the laser diode 103. These wavelengths (λ1 to λn) are matched to the characteristics of the FBGs 116 to 127 as described above.

レーザダイオード101〜103から出力されたそれぞれの光は、波長合波カプラ104により合波され、光アンプ105により所定レベルまで増幅されて光サーキュレータ106を介し、光ファイバ300に出力される。そして、光サーキュレータ106から出力された光は、測定部2の全ての光サーキュレータ106a〜106lを通過し、最終まで伝播する。   The respective lights output from the laser diodes 101 to 103 are combined by the wavelength combining coupler 104, amplified to a predetermined level by the optical amplifier 105, and output to the optical fiber 300 via the optical circulator 106. The light output from the optical circulator 106 passes through all the optical circulators 106a to 106l of the measurement unit 2 and propagates to the end.

ここで、FBG116ではλ1の波長の光が反射し、光サーキュレータ106aから光ファイバ302を介して検出部128側に入射する。同様に、FBG117ではλ2の波長の光が反射し、光サーキュレータ106bから光ファイバ302を介して検出部129側に入射する。以下、同様に、それぞれのFBG118〜127では対応するλ3〜λnの波長の光が反射し、光サーキュレータ106c〜106lら光ファイバ302を介して検出部130〜139側に入射する。   Here, the FBG 116 reflects light having a wavelength of λ1 and enters the detection unit 128 side through the optical fiber 302 from the optical circulator 106a. Similarly, the FBG 117 reflects light having a wavelength of λ2, and enters the detection unit 129 side through the optical fiber 302 from the optical circulator 106b. In the same manner, similarly, each of the FBGs 118 to 127 reflects light having a wavelength of λ3 to λn, and enters the detection units 130 to 139 via the optical fiber 302 from the optical circulators 106c to 106l.

ここで、たとえば測定部2の検出部128が図2(a)に示した構成であるとすると、測定対象物400が振動することにより、バネ206により上方に付勢された重り205が矢印方向に振動し、支持棒204を矢印方向に回動させることで、支持棒204の一端側が振動伝達滑車202を介して光ファイバ302に振動を伝え、FBG200に対し矢印方向に伸縮の形で振動が伝えられる。これにより、測定対象物400の振動に連動してFBG200からの反射光の波長に変化が生じる。この現象は、測定部2の他の検出部129〜139でも同様である。   Here, for example, if the detection unit 128 of the measurement unit 2 has the configuration shown in FIG. 2A, the weight 205 biased upward by the spring 206 is vibrated in the direction of the arrow due to the measurement object 400 vibrating. By rotating the support rod 204 in the direction of the arrow, the one end side of the support rod 204 transmits the vibration to the optical fiber 302 via the vibration transmission pulley 202, and the FBG 200 is expanded and contracted in the direction of the arrow. Reportedly. Thereby, a change occurs in the wavelength of the reflected light from the FBG 200 in conjunction with the vibration of the measurement object 400. This phenomenon is the same in the other detection units 129 to 139 of the measurement unit 2.

また、たとえば測定部2の検出部128が図2(b)に示した構成であるとすると、測定対象物400が振動することにより、バネ206により上方に付勢された重り205が振動し、板バネ208を矢印方向に振動させる。このとき、ダイヤフラム207からの反射光の強度に変化が生じることになり、測定対象物400の振動に連動して反射光の強度が変化する。この現象は、測定部2の他の検出部129〜139でも同様である。   For example, if the detection unit 128 of the measurement unit 2 has the configuration shown in FIG. 2B, the weight 205 urged upward by the spring 206 vibrates when the measurement object 400 vibrates, The leaf spring 208 is vibrated in the direction of the arrow. At this time, the intensity of the reflected light from the diaphragm 207 changes, and the intensity of the reflected light changes in conjunction with the vibration of the measurement object 400. This phenomenon is the same in the other detection units 129 to 139 of the measurement unit 2.

そして、それぞれの検出部128からの反射光が光サーキュレータ106a〜106l及び光ファイバ300を介して計測部1に戻ると、計測部1の光サーキュレータ106により光ファイバ301側に分岐され、光アンプ107により所定レベルまで増幅されて出力される。   And when the reflected light from each detection part 128 returns to the measurement part 1 via the optical circulators 106a-106l and the optical fiber 300, it will be branched to the optical fiber 301 side by the optical circulator 106 of the measurement part 1, and the optical amplifier 107 Is amplified to a predetermined level and output.

光アンプ107により所定レベルまで増幅された反射光は、波長分離カプラ108によりそれぞれの波長(λ1〜λn)に分離され、光検出器109〜111により分離されたそれぞれの波長(λ1〜λn)の光が電気信号(アナログ信号)として取り出される。そして、データ処理装置115により、ADコンバータ112〜114からのそれぞれのデジタル信号が蓄積され、所定のデータ表現形式に変換される。   The reflected light amplified to a predetermined level by the optical amplifier 107 is separated into the respective wavelengths (λ1 to λn) by the wavelength separation coupler 108 and the respective wavelengths (λ1 to λn) separated by the photodetectors 109 to 111. Light is extracted as an electrical signal (analog signal). Then, each digital signal from the AD converters 112 to 114 is accumulated by the data processing device 115 and converted into a predetermined data expression format.

ここで、各測定部2からの反射光が図2(a)で説明した測定対象物400の振動に連動してFBG200からの反射光の波長に変化が生じるものである場合、データ処理装置115によるデータ表現形式を、たとえば光のスペクトルで表すものとすると、それぞれのλ1〜λnの反射波長のスペクトルを観測することができる。また、データ処理装置115によるデータ表現形式を、たとえば光の強度で表すものとすると、それぞれのλ1〜λnの反射波長の強度の変化を観測することができる。   Here, when the reflected light from each measurement unit 2 changes in the wavelength of the reflected light from the FBG 200 in conjunction with the vibration of the measurement object 400 described with reference to FIG. Assuming that the data expression format is represented by, for example, a light spectrum, it is possible to observe the spectra of the reflection wavelengths of λ1 to λn. Further, if the data expression format by the data processing device 115 is expressed by, for example, light intensity, it is possible to observe changes in the intensity of the reflected wavelengths of λ1 to λn.

この場合、各測定部2が図2(a)の構成であるとし、いずれかの測定部2のFBG200に測定対象物400の振動に連動した歪みが生じると、反射波長が短波長側にシフトするので、対応するFBG116とは異なった反射波長となる。このとき、測定部2のFBG200での反射光量が減少するため、データ処理装置115によるデータ表現形式を、たとえば光のスペクトルで表すものとすると、その光のスペクトルから振動が生じたことの確認が可能になる。   In this case, it is assumed that each measurement unit 2 has the configuration shown in FIG. 2A, and when a distortion linked to the vibration of the measurement object 400 occurs in the FBG 200 of any measurement unit 2, the reflected wavelength shifts to the short wavelength side. Therefore, the reflection wavelength is different from that of the corresponding FBG 116. At this time, since the amount of light reflected by the FBG 200 of the measurement unit 2 is reduced, if the data representation format by the data processing device 115 is represented by, for example, a light spectrum, it is confirmed that vibration has occurred from the light spectrum. It becomes possible.

また、各測定部2が図2(b)の構成であるとし、いずれかの測定部2からの反射光の強度が測定対象物400の振動に連動して変化するものとし、データ処理装置115によるデータ表現形式を、たとえば光の強度で表すものとすると、その光の強度の変化から振動が生じたことの確認が可能になる。   Further, it is assumed that each measurement unit 2 has the configuration of FIG. 2B, and the intensity of reflected light from any one of the measurement units 2 changes in conjunction with the vibration of the measurement object 400, and the data processing device 115. If the data expression format is expressed by, for example, light intensity, it is possible to confirm that vibration has occurred from the change in the light intensity.

このように、第1実施形態では、波長の異なる光を発する複数の光源であるレーザダイオード101〜103からの光が合波手段である波長合波カプラ104により合波され、該波長合波カプラ104からの光の出力先が複数の光出力先変更手段である光サーキュレータ106a〜106lにより変更され、これらの光サーキュレータ106a〜106lに対応し、これらの光サーキュレータ106a〜106lから出力される特定波長の光が複数の特定波長反射手段であるFBG116〜127により反射され、これらのFBG116〜127に対応し、これらのFBG116〜127によって反射された光が複数の光ファイバ302により伝播され、これらの光ファイバ302の先端に設けられた複数の外部要因変化検出手段である検出部128〜139により、外部要因に応じて光ファイバ302により伝播される光の特性が変化され、これらの検出部128〜139からの反射光が波長分離手段である波長分離カプラ108によりそれぞれの波長毎に分離され、該波長分離カプラ108によって分離されたそれぞれの波長(λ1〜λn)の光が複数の光検出器109〜111により電気信号として取り出され、これらの光検出器109〜111からの電気信号がADコンバータ112〜114によりデジタル信号に変換されると、反射光観測手段であるデータ処理装置115により該ADコンバータ112〜114からのそれぞれのデジタル信号が蓄積され、所定のデータ表現形式に変換される。   As described above, in the first embodiment, light from the laser diodes 101 to 103 that are a plurality of light sources that emit light having different wavelengths is combined by the wavelength combining coupler 104 that is a combining unit, and the wavelength combining coupler is used. The output destination of the light from 104 is changed by optical circulators 106a to 106l which are a plurality of optical output destination changing means, and corresponds to these optical circulators 106a to 106l, and a specific wavelength output from these optical circulators 106a to 106l Are reflected by the FBGs 116 to 127 that are a plurality of specific wavelength reflecting means, and the lights reflected by these FBGs 116 to 127 are propagated by the plurality of optical fibers 302 to correspond to these FBGs 116 to 127. Detection that is a plurality of external factor change detection means provided at the tip of the fiber 302 128 to 139 changes the characteristics of the light propagated by the optical fiber 302 in accordance with external factors, and the reflected light from these detection units 128 to 139 is changed for each wavelength by the wavelength separation coupler 108 which is a wavelength separation means. The light of each wavelength (λ1 to λn) separated by the wavelength separation coupler 108 is taken out as an electrical signal by a plurality of photodetectors 109 to 111, and the light from these photodetectors 109 to 111 is extracted. When the signals are converted into digital signals by the AD converters 112 to 114, the respective digital signals from the AD converters 112 to 114 are accumulated by the data processing device 115 as reflected light observation means and converted into a predetermined data expression format. Is done.

すなわち、第1実施形態では、レーザダイオード101〜103が波長(λ1〜λn)の異なる光を発するために複数設けられていることから、たとえば振動観測を行う際の外部要因を計測する外部要因変化検出手段である検出部128〜139として、従来のようなFBGに限らず、図2のような振動計等のように外部要因に応じて光の特性を変化させる検出手段であれば、種々の検出手段を用いることができる。   That is, in the first embodiment, since a plurality of laser diodes 101 to 103 are provided to emit light having different wavelengths (λ1 to λn), for example, an external factor change for measuring an external factor when performing vibration observation The detection units 128 to 139 that are detection means are not limited to conventional FBGs, but various detection means such as a vibrometer as shown in FIG. Detection means can be used.

また、第1実施形態での光出力先変更手段である光サーキュレータ106a〜106lは、従来の光カプラのように光を分岐させるものではなく光の出力先を変更するものであるから光サーキュレータ106a〜106lが増えてもそれぞれの光サーキュレータ106a〜106lによって出力先が変更されるそれぞれの光の強度が低下してしまうことがない。   Further, the optical circulators 106a to 106l serving as the optical output destination changing means in the first embodiment are not for splitting the light as in the conventional optical coupler but for changing the output destination of the optical circulator 106a. Even if .about.106 l increases, the intensity of each light whose output destination is changed by each of the optical circulators 106a to 106l does not decrease.

このようなことから、たとえば振動観測を行う際の外部要因を計測する検出部128〜139として、種々の検出手段を用いることができ、また、光サーキュレータ106a〜106lは従来の光カプラのように光を分岐させるものではなく光の出力先を変更するものであるから光サーキュレータ106a〜106lが増えてもそれぞれの光サーキュレータ106a〜106lによって出力先が変更されるそれぞれの光の強度が低下してしまうことがないことから、長距離に渡って複数箇所の計測を行う場合であっても、進路が変更されるレーザダイオード101〜103からの光の強度を低下させることなく、計測精度を高めることができる。   For this reason, for example, various detection means can be used as the detection units 128 to 139 for measuring external factors when performing vibration observation, and the optical circulators 106a to 106l are similar to conventional optical couplers. Since the output destination of light is not changed but the output destination of light is changed, the intensity of each light whose output destination is changed by each of the optical circulators 106a to 106l decreases even if the number of optical circulators 106a to 106l increases. Therefore, even when a plurality of points are measured over a long distance, the measurement accuracy is improved without reducing the intensity of light from the laser diodes 101 to 103 whose path is changed. Can do.

(第2実施形態)
図3は、図1のセンシングシステムの構成を変えた場合の第2実施形態を示す図である。なお、以下に示す図において、図1と共通する部分には同一符号を付し重複する説明は適宜行うものとする。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment when the configuration of the sensing system of FIG. 1 is changed. Note that, in the drawings shown below, the same reference numerals are given to portions common to those in FIG.

第2実施形態では、図1に示した複数の光検出器109〜111及びADコンバータ112〜114をそれぞれ単一の光検出器109及びADコンバータ112とし、光検出器109と波長分離カプラ108との間に、高速光スイッチ140を設けている点でのみ、図1のセンシングシステムとは構成が相違している。   In the second embodiment, each of the plurality of photodetectors 109 to 111 and AD converters 112 to 114 shown in FIG. 1 is a single photodetector 109 and AD converter 112, and the photodetector 109 and the wavelength separation coupler 108 are 1 is different from the sensing system of FIG. 1 only in that a high-speed optical switch 140 is provided.

このような構成では、第1実施形態と同様に、それぞれの検出部128からの反射光が光サーキュレータ106a〜106l及び光ファイバ300を介して計測部1に戻ると、計測部1の光サーキュレータ106により光ファイバ301側に分岐され、光アンプ107により所定レベルまで増幅されて出力される。   In such a configuration, as in the first embodiment, when the reflected light from each detection unit 128 returns to the measurement unit 1 via the optical circulators 106a to 106l and the optical fiber 300, the optical circulator 106 of the measurement unit 1 is used. Is branched to the optical fiber 301 side, amplified to a predetermined level by the optical amplifier 107 and output.

また、光アンプ107により所定レベルまで増幅された反射光は、波長分離カプラ108によりそれぞれの波長(λ1〜λn)に分離されるが、ここで、高速光スイッチ140によりそれぞれの波長(λ1〜λn)毎に光検出器109に順次出力されるようにスイッチングされる。   The reflected light amplified to a predetermined level by the optical amplifier 107 is separated into the respective wavelengths (λ1 to λn) by the wavelength separation coupler 108. Here, the respective wavelengths (λ1 to λn) are separated by the high-speed optical switch 140. ) So as to be sequentially output to the photodetector 109.

すなわち、高速光スイッチ140によるスイッチングを、たとえば各検出部128〜139からの反射光が戻る際の時間差に合わせて行わせることにより、反射光の波長(λ1〜λn)毎に光検出器109に順次出力されるようにすることができる。   That is, the switching by the high-speed optical switch 140 is performed according to the time difference when the reflected light from each of the detection units 128 to 139 returns, for example, so that the photodetector 109 is provided for each wavelength (λ1 to λn) of the reflected light. It is possible to output sequentially.

これにより、高速光スイッチ140では波長(λ1)のみの反射光が光検出器109に出力され、高速光スイッチ141では波長(λ2)のみの反射光が光検出器110に出力され、高速光スイッチ142では波長(λn)のみの反射光が光検出器111に出力されることになる。   As a result, the high-speed optical switch 140 outputs reflected light of only the wavelength (λ1) to the photodetector 109, and the high-speed optical switch 141 outputs reflected light of only the wavelength (λ2) to the photodetector 110. In 142, reflected light having only a wavelength (λn) is output to the photodetector 111.

そして、高速光スイッチ140のスイッチングにより順次出力されるそれぞれの波長(λ1〜λn)の光が光検出器109により電気信号(アナログ信号)として取り出され、ADコンバータ112によりデジタル信号に変換されてデータ処理装置115に順次出力されると、上記同様に、データ処理装置115によりADコンバータ112から順次出力されるデジタル信号が蓄積され、所定のデータ表現形式に変換される。   Then, light of each wavelength (λ1 to λn) sequentially output by the switching of the high-speed optical switch 140 is extracted as an electrical signal (analog signal) by the photodetector 109, converted into a digital signal by the AD converter 112, and data When the signals are sequentially output to the processing device 115, the digital signals sequentially output from the AD converter 112 by the data processing device 115 are accumulated and converted into a predetermined data expression format as described above.

このように、第2実施形態では、図1に示した複数の光検出器109〜111及びADコンバータ112〜114をそれぞれ単一の光検出器109及びADコンバータ112とし、光検出器109と波長分離カプラ108との間に、高速光スイッチ140を設けているため、高速光スイッチ140により反射光をそれぞれの波長(λ1〜λn)毎に光検出器109に順次出力されるようにスイッチングされることから、光検出器109〜111及びADコンバータ112〜114をそれぞれ単一のものとしても、第1実施形態と同様に、長距離に渡って複数箇所の計測を行う場合、進路が変更されるレーザダイオード101〜103からの光の強度を低下させることなく、計測精度を高めることができる。   As described above, in the second embodiment, the plurality of photodetectors 109 to 111 and the AD converters 112 to 114 shown in FIG. Since the high-speed optical switch 140 is provided between the separation coupler 108, the high-speed optical switch 140 performs switching so that the reflected light is sequentially output to the photodetector 109 for each wavelength (λ1 to λn). Therefore, even if each of the photodetectors 109 to 111 and the AD converters 112 to 114 is a single one, the path is changed when measuring a plurality of locations over a long distance, as in the first embodiment. Measurement accuracy can be increased without reducing the intensity of light from the laser diodes 101-103.

(第3実施形態)
図4は、図1のセンシングシステムの構成を変えた場合の第3実施形態を示す図である。なお、以下に示す図において、図1と共通する部分には同一符号を付し重複する説明は適宜行うものとする。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment when the configuration of the sensing system of FIG. 1 is changed. Note that, in the drawings shown below, the same reference numerals are given to portions common to those in FIG.

第3実施形態では、図1に示した光検出器109〜111と波長分離カプラ108との間に、それぞれの光検出器109〜111に対応させて高速光スイッチ140〜142を設けている点でのみ、図1のセンシングシステムとは構成が相違している。   In the third embodiment, high-speed optical switches 140 to 142 are provided between the photodetectors 109 to 111 and the wavelength separation coupler 108 shown in FIG. 1 so as to correspond to the respective photodetectors 109 to 111. Only, the configuration is different from the sensing system of FIG.

このような構成では、第1実施形態と同様に、それぞれの検出部128からの反射光が光サーキュレータ106a〜106l及び光ファイバ300を介して計測部1に戻ると、計測部1の光サーキュレータ106により光ファイバ301側に分岐され、光アンプ107により所定レベルまで増幅されて出力される。   In such a configuration, as in the first embodiment, when the reflected light from each detection unit 128 returns to the measurement unit 1 via the optical circulators 106a to 106l and the optical fiber 300, the optical circulator 106 of the measurement unit 1 is used. Is branched to the optical fiber 301 side, amplified to a predetermined level by the optical amplifier 107 and output.

また、光アンプ107により所定レベルまで増幅された反射光は、波長分離カプラ108によりそれぞれの波長(λ1〜λn)に分離されるが、ここで、高速光スイッチ140〜142によりそれぞれの光検出器109〜111に対応する波長(λ1〜λn)のみがそれぞれの光検出器109〜111に出力されるようにスイッチングされる。   The reflected light amplified to a predetermined level by the optical amplifier 107 is separated into the respective wavelengths (λ1 to λn) by the wavelength separation coupler 108. Here, the respective photodetectors are respectively detected by the high-speed optical switches 140 to 142. Only wavelengths (λ1 to λn) corresponding to 109 to 111 are switched so as to be output to the respective photodetectors 109 to 111.

すなわち、高速光スイッチ140では波長(λ1)のみの反射光が光検出器109に出力され、高速光スイッチ141では波長(λ2)のみの反射光が光検出器110に出力され、高速光スイッチ142では波長(λn)のみの反射光が光検出器111に出力されることになる。   That is, the high-speed optical switch 140 outputs only the reflected light of the wavelength (λ1) to the photodetector 109, and the high-speed optical switch 141 outputs the reflected light of only the wavelength (λ2) to the photodetector 110. Then, the reflected light having only the wavelength (λn) is output to the photodetector 111.

ここで、高速光スイッチ140によるスイッチングを、第2実施形と同様に、たとえば各検出部128〜139からの反射光が戻る際の時間差に合わせて行わせることにより、それぞれの光検出器109〜111に対応する波長(λ1〜λn)のみがそれぞれの光検出器109〜111に出力されるようにすることができる。   Here, similarly to the second embodiment, switching by the high-speed optical switch 140 is performed according to a time difference when the reflected light from each of the detection units 128 to 139 returns, for example, so that each of the photodetectors 109 to 109 is switched. Only wavelengths (λ1 to λn) corresponding to 111 can be output to the respective photodetectors 109 to 111.

そして、高速光スイッチ140のスイッチングにより順次出力されるそれぞれの波長(λ1〜λn)の光が光検出器109により電気信号(アナログ信号)として取り出され、ADコンバータ112によりデジタル信号に変換されてデータ処理装置115に順次出力されると、上記同様に、データ処理装置115によりADコンバータ112から順次出力されるデジタル信号が蓄積され、所定のデータ表現形式に変換される。   Then, light of each wavelength (λ1 to λn) sequentially output by the switching of the high-speed optical switch 140 is extracted as an electrical signal (analog signal) by the photodetector 109, converted into a digital signal by the AD converter 112, and data When the signals are sequentially output to the processing device 115, the digital signals sequentially output from the AD converter 112 by the data processing device 115 are accumulated and converted into a predetermined data expression format as described above.

このように、第3実施形態では、図1に示した光検出器109〜111と波長分離カプラ108との間に、それぞれの光検出器109〜111に対応させて高速光スイッチ140〜142を設けているため、高速光スイッチ140〜142によりそれぞれの光検出器109〜111に対応する波長(λ1〜λn)のみがそれぞれの光検出器109〜111に出力されるようにスイッチングされることから、高速光スイッチ140〜142と光検出器109〜111とを対応させるようにした場合、第1実施形態と同様に、長距離に渡って複数箇所の計測を行う場合であっても、進路が変更されるレーザダイオード101〜103からの光の強度を低下させることなく、計測精度を高めることができる。   Thus, in the third embodiment, the high-speed optical switches 140 to 142 are provided between the photodetectors 109 to 111 and the wavelength separation coupler 108 shown in FIG. Therefore, the high-speed optical switches 140 to 142 are switched so that only the wavelengths (λ1 to λn) corresponding to the photodetectors 109 to 111 are output to the photodetectors 109 to 111, respectively. In the case where the high-speed optical switches 140 to 142 and the photodetectors 109 to 111 are made to correspond to each other, even when the measurement is performed at a plurality of locations over a long distance, the course is the same as in the first embodiment. Measurement accuracy can be improved without reducing the intensity of light from the laser diodes 101 to 103 to be changed.

なお、以上の第1実施形態〜第3実施形態では、光源であるレーザダイオード101〜103を波長毎に複数設けた場合として説明したが、この例に限らず、広帯域に亘り出力が一様の自然放出光を放出するASE(Amplified Spontaneous Emission)光源を用いて所定の波長の光を選択的に出力したり、可変波長LD光源により所定の波長の光を出力したりする構成であってもよい。   In the first to third embodiments described above, a case where a plurality of laser diodes 101 to 103 as light sources are provided for each wavelength has been described. However, the present invention is not limited to this example, and the output is uniform over a wide band. It may be configured to selectively output light of a predetermined wavelength using an ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source that emits spontaneous emission light, or to output light of a predetermined wavelength using a variable wavelength LD light source. .

また、以上の第1実施形態及び第3実施形態では、光検出器109〜111及びADコンバータ112〜114を波長毎に複数設けた場合として説明したが、この例に限らず、第2実施形態のように高速光スイッチ140によるスイッチングにより所定の波長(λ1〜λn)のみが取り出されるようにすることで、光検出器109〜111及びADコンバータ112〜114が1個となる構成であってもよい。   In the first and third embodiments described above, a case has been described where a plurality of photodetectors 109 to 111 and AD converters 112 to 114 are provided for each wavelength. However, the present invention is not limited to this example, and the second embodiment. As described above, even if the photodetectors 109 to 111 and the AD converters 112 to 114 are configured by extracting only predetermined wavelengths (λ1 to λn) by switching by the high-speed optical switch 140, Good.

また、以上の第1実施形態〜第3実施形態では、データ処理装置115によりADコンバータ112、又はADコンバータ112〜114から順次出力されるデジタル信号が蓄積され、所定のデータ表現形式に変換される場合として説明したが、この例に限らず、光スペクトラムアナライザ、光パワーメーター等を用いて反射光の観測を行うようにしてもよい。   In the first to third embodiments described above, the digital signal sequentially output from the AD converter 112 or the AD converters 112 to 114 is accumulated by the data processing device 115 and converted into a predetermined data expression format. Although described as an example, the present invention is not limited to this example, and reflected light may be observed using an optical spectrum analyzer, an optical power meter, or the like.

また、以上の第1実施形態〜第3実施形態では、各実施形態でのセンシングシステムを、たとえば振動観測を行う場合として説明したが、これに限らず、温度観測、水位観測、速度観測、加速度観測、歪観測等を行う他の計測に適用してもよいことは勿論である。   In the first to third embodiments described above, the sensing system in each embodiment has been described as performing vibration observation, for example. However, the present invention is not limited to this, and temperature observation, water level observation, speed observation, acceleration Of course, the present invention may be applied to other measurements for observation, strain observation, and the like.

101〜103 レーザダイオード
104 波長合波カプラ
105 光アンプ
106 光サーキュレータ
106a〜106l 光サーキュレータ
107 光アンプ
108 波長分離カプラ
112〜114 ADコンバータ
115 データ処理装置
116〜127 FBG
128〜139 検出部
140〜142 高速光スイッチ
201 滑車
202 振動伝達滑車
204 支持棒
205 重り
206 バネ
207 ダイヤフラム
208 板バネ
300〜301 光ファイバ
400 測定対象物
101-103 Laser diode 104 Wavelength multiplexing coupler 105 Optical amplifier 106 Optical circulator 106a-106l Optical circulator 107 Optical amplifier 108 Wavelength separation coupler 112-114 AD converter 115 Data processing device 116-127 FBG
128 to 139 Detectors 140 to 142 High-speed optical switch 201 pulley 202 vibration transmission pulley 204 support rod 205 weight 206 spring 207 diaphragm 208 leaf spring 300 to 301 optical fiber 400 object to be measured

Claims (1)

波長の異なる光を発する光源と、
該光源からの光の出力先を変更する複数の光出力先変更手段と、
これらの光出力先変更手段に対応し、これらの光出力先変更手段によって出力先が変更された特定波長の光を反射する複数の特定波長反射手段と、
これらの特定波長反射手段に対応し、これらの特定波長反射手段によって反射された前記光を伝播する複数の光ファイバと、
これらの光ファイバの先端に設けられ、外部要因に応じて前記光ファイバにより伝播される光の特性を変化させる複数の外部要因変化検出手段と、
これらの外部要因変化検出手段からの反射光の光の特性の変化を観測する反射光観測手段とを備える
ことを特徴とするセンシングシステム。
Light sources that emit light of different wavelengths;
A plurality of light output destination changing means for changing the output destination of light from the light source;
Corresponding to these light output destination changing means, a plurality of specific wavelength reflecting means for reflecting the light of the specific wavelength whose output destination has been changed by these light output destination changing means,
A plurality of optical fibers corresponding to these specific wavelength reflecting means and propagating the light reflected by these specific wavelength reflecting means;
A plurality of external factor change detection means provided at the ends of these optical fibers, which change the characteristics of light propagated by the optical fiber according to external factors;
A sensing system comprising: reflected light observation means for observing changes in the characteristics of light reflected from the external factor change detection means.
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