JP2021131292A - 光ファイバ歪み・温度測定装置及び光ファイバ歪み・温度測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基準区間の温度変化によって、基準区間のＢＦＳが変化した場合であっても，より誤差の小さい歪み又は温度の測定を行う。【解決手段】光源部は、プローブ光を生成する。検波部は、プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を検波して、後方ブリルアン散乱光の周波数シフト量を取得する。信号処理部は、周波数シフト量から、光ファイバの温度又は歪みを取得する。信号処理部は、周波数シフト量算出手段と、温度取得手段及び歪み取得手段のいずれか一方又は双方とを有する。周波数シフト量算出手段は、基準区間に対して得られる周波数シフト量と、測定区間に対して得られる周波数シフト量との差分を取得する。温度取得手段は、差分を用いて、測定区間の温度を取得する。歪み取得手段は差分を用いて、測定区間の歪みを取得する。【選択図】図２

Description

この発明は、ブリルアン散乱光を用いた、光ファイバ歪み・温度測定装置及び光ファイバ歪み・温度測定方法に関する。

光ファイバ通信の発展とともに、光ファイバ自体をセンシング媒体とする光ファイバセンシングが盛んに研究されている。特に、散乱光を利用する光ファイバセンシングは、点ごとに計測する電気センサを用いる場合と違い、長距離の分布的なセンシングが可能である。このため、測定対象全体の物理量を計測することができる。

分布的なセンシングを行う分布型光ファイバセンシングでは、光ファイバの片端から光パルスを入射し、光ファイバ中で後方散乱された光を時間に対して測定する時間領域リフレクトメトリ（ＯＴＤＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）が代表的である。光ファイバ中の後方散乱には、レイリー散乱、ブリルアン散乱及びラマン散乱がある。この中で自然ブリルアン散乱を測定するものはＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ ＯＴＤＲ）と呼ばれる（例えば、非特許文献１参照）。

ブリルアン散乱は、光ファイバに入射される光パルスの中心周波数に対して、ストークス側及び反ストークス側にＧＨｚ程度周波数シフトした位置に観測され、そのスペクトルはブリルアン利得スペクトル（ＢＧＳ：Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｇａｉｎ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）と呼ばれる。ＢＧＳの周波数シフト及びスペクトル線幅は、それぞれブリルアン周波数シフト（ＢＦＳ：Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ）及びブリルアン線幅と呼ばれる。ＢＦＳ及びブリルアン線幅は、光ファイバの材質および入射光波長によって異なる。例えば、石英系のシングルモード光ファイバの場合、波長１．５５μｍにおけるＢＦＳの大きさ及びブリルアン線幅は、それぞれ約１１ＧＨｚ及び約３０ＭＨｚとなることが知られている。また、非特許文献１からシングルモードファイバ中の歪み、温度の変化に伴うＢＦＳの大きさは波長１．５５μｍにおいて、それぞれ０．０４９ＭＨｚ／με、１．０ＭＨｚ／℃である。

このように、ＢＦＳは歪みと温度に対して依存性を持つため、ＢＯＴＤＲは橋梁やトンネルなどに代表される大型建造物や、地滑りが発生する恐れのある箇所などの監視目的で利用可能として注目されている。

Ｔ．Ｋｕｒａｓｈｉｍａ ｅｔ ａｌ．，"Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ−ｆｉｂｅｒ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ"，ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ｖｏｌ．Ｅ７６−Ｂ， ｎｏ．４， ｐｐ．３８２−３９０ （１９９３）

一般に、ＢＯＴＤＲで測定されるＢＦＳからは、基準となるファイバ区間に対する測定対象となるファイバ区間の相対的な温度差及び歪みが測定可能である。そして、例えば、別途測定した基準となるファイバ区間の温度と、測定された温度差から、測定対象となるファイバ区間の温度が取得される。

この場合、基準となるファイバ区間の温度が一定に保たれていることが好ましいが、外部環境の影響により温度変化が生じてしまう。特に、基準となるファイバ区間と測定対象となるファイバ区間とで、光ファイバの温度換算係数が異なる場合、ＢＦＳから換算される温度や歪みに誤差が生じてしまう。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものである。この発明の目的は、基準となるファイバ区間のＢＦＳが温度変動によって変化した場合でも，基準となるファイバ区間の温度換算係数を考慮した換算式を適用することで，測定結果の誤差を補正できる、光ファイバ歪み・温度測定装置及び光ファイバ歪み・温度測定方法を提供することにある。

上述した目的を達成するために、この発明の光ファイバ歪み・温度測定装置は、光源部と、検波部と、信号処理部とを備えて構成される。

光源部は、プローブ光を生成する。検波部は、プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を検波して、後方ブリルアン散乱光の周波数シフト量を取得する。信号処理部は、周波数シフト量から、光ファイバの温度又は歪みを取得する。ここで、光ファイバは、温度又は歪みの測定対象となる箇所に設けられる測定区間と、それ以外の区間に設けられる基準区間とに区分けされる。

信号処理部は、周波数シフト量算出手段と、温度取得手段及び歪み取得手段のいずれか一方又は双方とを有する。周波数シフト量算出手段は、基準区間に対して得られる周波数シフト量と、測定区間に対して得られる周波数シフト量との差分を取得する。温度取得手段は、差分を用いて測定区間の温度を取得する。歪み取得手段は差分を用いて測定区間の歪みを取得する。

また、この発明の、光ファイバ歪み・温度測定方法は、プローブ光を生成する過程と、プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を検波して、後方ブリルアン散乱光の周波数シフト量を取得する過程と、周波数シフト量から、光ファイバの温度又は歪みを取得する過程とを備える。

光ファイバの温度又は歪みを取得する過程は、基準区間に対して得られる周波数シフト量と、測定区間に対して得られる周波数シフト量との差分を取得する過程と、差分を用いて測定区間の温度を取得する過程、及び、差分を用いて測定区間の歪みを取得する過程のいずれか一方又は双方を有する。

上述した、光ファイバ歪み・温度測定装置及び光ファイバ歪み・温度測定方法の好適な実施形態によれば、基準区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｒｅｆ}、測定区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｆｕｔ}、基準区間の初期状態の温度Ｔ_ｒｅｆ及び測定時の温度Ｔ_ｒｅｆ´、並びに、測定区間のＢＦＳと基準区間のＢＦＳとの差分ＢＦＳ_３から、以下の式（１）を用いて、測定区間の温度Ｔ_ｆｕｔを取得するのが良い。

また、基準区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｒｅｆ}、測定区間の歪み換算係数Ｃ_{νε＿ｆｕｔ}、基準区間の初期状態の温度とＴ_ｒｅｆ及び測定時の温度Ｔ_ｒｅｆ´、並びに、測定区間のＢＦＳと基準区間のＢＦＳとの差分ＢＦＳ_３から、以下の式（２）を用いて、測定区
間の歪みＳ_ｆｕｔを取得するのが良い。

この発明の、光ファイバ歪み・温度測定装置及び光ファイバ歪み・温度測定方法によれば、基準区間の温度変化によって、基準区間のＢＦＳが変化した場合であっても，基準区間の温度換算係数を考慮した式を用いることで，より誤差の小さい測定を行うことができる。

測定装置の模式的なブロック図である。 測定装置が備える信号処理部の模式的なブロック図である。 取得されるＢＦＳ及び温度を説明するための模式図である。 ＢＧＳを示す模式図である。 基準区間の温度に対して、測定される測定区間の温度の関係を示す図である。 温度及び歪みを取得するアルゴリズムを説明するための模式図である。

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各図は、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。

図１及び図２を参照して、この発明の一実施形態に係る光ファイバ歪み・温度測定装置（以下、単に測定装置とも称する。）及び光ファイバ歪み・温度測定方法（以下、単に測定方法とも称する。）について説明する。図１は、測定装置の模式的なブロック図である。図２は、測定装置が備える信号処理部の模式的なブロック図である。

測定装置は、光源部１０、サーキュレータ２０、光増幅器３０、光バンドパスフィルタ３２、自己遅延ヘテロダイン干渉計４０、タイミング制御器８８及び信号処理部９０を備えて構成される。

光源部１０は、プローブ光を生成する。光源部１０は、連続光を生成する光源１２と、連続光から光パルスを生成する光パルス発生器１４を備えて構成される。

ここで、測定装置は、周波数変化に応じた位相差を測定する。このため、光源１２の周波数揺らぎ及び周波数スペクトル線幅（以下、単に線幅とも称する。）は、ブリルアンシフトよりも十分に小さくなければならない。そこで、光源１２として周波数安定化狭線幅光源が用いられる。例えば、測定対象となる光ファイバ（以下、被測定光ファイバとも称する。）１００の歪みを０．００８％としたとき、ブリルアンシフトは４ＭＨｚに相当する。このため、０．００８％程度の歪みを測定するには、光源１２の周波数揺らぎ及び線幅は４ＭＨｚより十分に小さく、数１０ｋＨｚ以下であることが望ましい。なお、周波数揺らぎ及び線幅が１０ｋＨｚ程度若しくはそれ以下の狭線幅レーザが、既製品として一般
に入手可能である。

光パルス発生器１４は、任意好適な従来周知の、音響光学（ＡＯ：Ａｃｏｕｓｔ Ｏｐｔｉｃａｌ）変調器又は電気光学（ＥＯ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ）変調器を用いて構成される。光パルス発生器１４は、タイミング制御器８８で生成された電気パルスに応じて、連続光から光パルスを生成する。この光パルスの繰り返し周期は、被測定光ファイバ１００を光パルスが往復するのに要する時間よりも長く設定される。この光パルスが、プローブ光として、光源部１０から出力される。

この光源部１０から出力されたプローブ光は、サーキュレータ２０を経て、被測定光ファイバ１００に入射される。なお、サーキュレータ２０に換えて、光カプラを用いても良い。

ここで、被測定光ファイバ１００は、温度又は歪みの測定対象となる箇所に設けられる測定区間１００ｂと、それ以外の区間に設けられる基準区間１００ａとに区分けされる。基準区間と測定区間とが、それぞれ異なる光ファイバが接続されている場合がある。測定区間には、耐熱被覆が施されるなど、基準区間と測定区間とでは、温度換算係数や歪み換算係数が異なることが多い。

基準区間には、基準区間の光ファイバの温度を測定する温度測定手段が設けられている。温度測定手段は、熱電対など任意好適なものを用いることができる。温度測定手段が取得した、基準区間の温度の情報は、信号処理部９０に送られる。

被測定光ファイバ１００からの後方散乱光は、サーキュレータ２０を経て、例えば、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）などで構成される光増幅器３０に送られる。光増幅器３０で増幅された後方散乱光は、光バンドパスフィルタ３２に送られる。光バンドパスフィルタ３２は、１０ＧＨｚ程度の透過帯域を有しており、自然ブリルアン散乱光のみを透過する。この自然ブリルアン散乱光は、自己遅延ヘテロダイン干渉計４０に送られる。

自己遅延ヘテロダイン干渉計４０は、分岐部４２、光周波数シフタ部４３、遅延部４６、合波部４８、コヒーレント検波部５０及び電気信号生成部７０を備えて構成される。

電気信号生成部７０の局発電気信号源７２は、周波数ｆ_ＡＯＭの電気信号を生成する。

分岐部４２は、プローブ光により被測定光ファイバ１００で発生する後方ブリルアン散乱光を、光バンドパスフィルタ３２を経て受け取り、第１光路及び第２光路に２分岐する。

光周波数シフタ部４３は、第１光路に設けられている。光周波数シフタ部４３は、局発電気信号源７２で生成された周波数ｆ_ＡＯＭの電気信号を用いて、第１光路を伝播する光に対して、周波数ｆ_ＡＯＭの周波数シフトを与える。

また、この構成例では、第２光路に遅延部４６が設けられている。遅延部４６は、第２光路を伝播する光に時間τの遅延を与える。

合波部４８は、第１光路及び第２光路を伝播する光を合波して合波光を生成する。

コヒーレント検波部５０は、合波光をヘテロダイン検波してビート信号を生成する。コヒーレント検波部５０は、例えば、バランス型フォトダイオード（ＰＤ）５２とＦＥＴ増
幅器５４を備えて構成される。

コヒーレント検波部５０で生成されたビート信号は，アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）５５に送られる。ＡＤＣ５５は、アナログ信号であるビート信号を、ディジタル信号に変換して、第１電気信号としてミキサー部５６に送る。

また、局発電気信号源７２で生成された電気信号は第２電気信号としてミキサー部５６に送られる。

ミキサー部５６は、第１電気信号と、第２電気信号とをホモダイン検波して、ホモダイン信号を生成する。ミキサー部５６で生成されたホモダイン信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５８を経て、信号処理部９０に送られる。ここで、ミキサー部５６及びＬＰＦ５８は、検波部を構成する。信号処理部９０に送られる信号には、ＢＧＳの情報が含まれる。

信号処理部９０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１９０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ
Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９４及び記憶部２００を備えて構成される。ＣＰＵ１９０がＲＯＭ９２に格納されているプログラムを実行することにより、ＢＦＳ算出手段１９２、温度取得手段１９４、及び、歪み取得手段１９６が実現される。各機能手段での処理結果は、ＲＡＭ９４に格納される。記憶部には、測定区間の温度換算係数２０２、基準区間の温度換算係数２０４、測定区間の歪み換算係数２０６が格納されている。

図３を参照して、基準区間の温度がＴ_ｒｅｆで一定であり、光ファイバの全長にわたって、温度換算係数Ｃ_νＴが共通である場合について、取得されるＢＦＳ及び温度について説明する。図３（Ａ）〜（Ｃ）は、取得されるＢＦＳ及び温度を説明するための模式図であり、横軸にファイバ長［単位：ｍ］を取って示している。縦軸に、図３（Ａ）及び（Ｂ）ではＢＦＳ［単位：ＭＨｚ］を取って示し、図３（Ｃ）では温度［単位：℃］を取って示している。

ＢＦＳ算出手段１９２は、検波部から送られた、図３（Ａ）に示す、ＢＦＳの情報から、各ファイバ位置におけるＢＦＳの、基準区間のＢＦＳからの差分を取得する（図３（Ｂ）参照）。図３では、光ファイバの基準区間以外のある区間で温度変化が生じ、その結果としてＢＦＳがΔｆ_Ｂ変化した状態を示している。基準区間のＢＦＳをＢＦ_１とし、温度変化が生じた部分のＢＦＳをＢＦ_２としている。

図３（Ｂ）では、各ファイバ位置におけるＢＦＳの、基準区間のＢＦＳであるＢＦ_１
からの差分を示しているので、基準区間と同じ温度の部分のＢＦＳは、０［ＭＨｚ］となり、温度変化があった部分のＢＦＳはＢＦ_２−ＢＦ_１（＝Δｆ_Ｂ）となる。

このΔｆ_Ｂを用いると、温度変化が生じた部分の温度Ｔは、Ｔ＝１／Ｃ_νＴ×Δｆ_Ｂ＋Ｔ_ｒｅｆで与えられる。

次に、図４を参照して、基準区間と測定区間とで、温度換算係数や歪み換算係数が異なる場合を説明する。図４（Ａ）〜（Ｆ）は、ＢＧＳを示す模式図である。図４（Ａ）〜（Ｆ）では、基準区間のＢＧＳを網掛けで示し、測定区間のＢＧＳを白抜きで示している。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、測定区間の温度が変化した場合を示し、図４（Ｄ）〜（Ｆ）は、測定区間で歪みが生じた場合を示している。また、図４（Ａ）及び（Ｄ）は、基準区間の温度がＴ_ｒｅｆで一定の場合を示し、図４（Ｂ）及び（Ｅ）は、基準区間の温度がＴ_ｒｅ
ｆからＴ_ｒｅｆ´に低下した場合を示し、図４（Ｃ）及び（Ｆ）は、基準区間の温度がＴ_ｒｅｆからＴ_ｒｅｆ´に上昇した場合を示している。

基準区間の初期状態の温度がＴ_ｒｅｆのときのＢＧＳの周波数をｆ_ｒｅｆ、測定区間の温度がＴ_ｆｕｔ又は歪みがＳ_ｆｕｔのときのＢＧＳの周波数がｆ_ｆｕｔであるとする。また、測定区間の温度換算係数をＣ_{νＴ＿ｆｕｔ}、歪み換算係数をＣ_{νε＿ｆｕｔ}とする。この場合、測定区間の温度Ｔ_ｆｕｔ及び歪みＳ_ｆｕｔは、それぞれ、以下の式（ａ）及び（ｂ）で与えられる。

ここで、ＢＦＳ_１は、ｆ_ｒｅｆとｆ_ｆｕｔの差分である。

次に、図４（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）又は（Ｆ）に示すように、基準区間の温度が初期状態のＴ_ｒｅｆからＴ_ｒｅｆ´に変化した場合を考える。ＢＦＳ算出手段は、基準区間からの差分をＢＦＳとして算出する。このため、ＢＦＳ_３（＝ＢＦＳ_１−ＢＦＳ_２）が得られる計算結果となる。

しかしながら、ＢＦＳ_２は、基準区間の温度変化に由来する周波数シフトである。このため、上記式（ａ）及び（ｂ）と同様に、測定区間の温度換算係数と歪み換算係数を用いると、以下の式（ｃ）及び（ｄ）となり、等式が成立しない。

基準区間と測定区間の温度換算係数が等しい場合は、上記式（ｃ）及び（ｄ）は等式となるが、実際の測定環境下では、上述の通り、基準区間の光ファイバと、測定区間の光ファイバとが、異種ファイバとなる状況の方が多い。

一例として、図５を参照して、Ｃ_{νＴ＿ｒｅｆ}＝０．９、Ｃ_{νＴ＿ｆｕｔ}＝１．０とした時の、基準区間の温度変動の関係を説明する。図５は、基準区間の温度に対して、測定される測定区間の温度の関係を示す図である。図５では、横軸に、基準区間の温度［単位
：℃］を取って示し、縦軸に、測定区間の温度［単位：℃］を取って示している。

測定区間の温度を１００℃とした場合、基準区間の温度が０〜５０℃の範囲で変動しても、図５において破線で示すように、一定の１００℃を示すことが望まれる。しかしながら、この例では、図５において実線で示すように、１００℃に対して±２．５℃の誤差が生じることがわかる。

ここで、基準区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｒｅｆ}を用いると、基準区間の温度が初期状態のＴ_ｒｅｆからＴ_ｒｅｆ´に変化したときの、基準区間における周波数シフトＢＦＳ_２は、以下の式（ｅ）となる。

上記式（ｅ）と、ＢＦＳ_３＝ＢＦＳ_１−ＢＦＳ_２の関係を用いると、上記式（ａ）及び（ｂ）は、上記式（１）及び（２）となる。

図６を参照して、温度及び歪みを取得するアルゴリズムを説明する。図６は、温度及び歪みを取得するアルゴリズムを説明するための模式図である。

そこで、温度取得手段１９４は、上記式（１）を用いて、記憶部２００に格納されている基準区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｒｅｆ}、測定区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｆｕｔ}、基準区間の、初期状態の温度Ｔ_ｒｅｆ及び測定時の温度Ｔ_ｒｅｆ´、並びに、測定区間のＢＦＳと基準区間のＢＦＳとの差分ＢＦＳ_３から、測定区間の温度Ｔ_ｆｕｔを取得する。

また、歪み取得手段１９６は、上記式（２）を用いて、基準区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｒｅｆ}、測定区間の歪み換算係数Ｃ_{νε＿ｆｕｔ}、基準区間の、初期状態の温度Ｔ_ｒｅｆ及び測定時の温度Ｔ_ｒｅｆ´、並びに、測定区間のＢＦＳと基準区間のＢＦＳとの差分ＢＦＳ_３から、測定区間の歪みＳ_ｆｕｔを取得する。

上述した測定装置及び測定方法によれば、基準区間の温度変化によって、基準区間のＢＦＳが変化した場合であっても，基準区間の温度換算係数を考慮した式を用いることで，より誤差の小さい測定を行うことができる。

（他の構成例）
上述した測定装置では、自己遅延ヘテロダイン干渉計４０において、光周波数シフタ部４３は、２つの光路の一方（第１光路）にのみ設けられている例を示しているが、これに限定されない。

第１光路に第１光周波数シフタ部が設けられ、第２光路に第２光周波数シフタ部と遅延部が設けられる構成にしてもよい。この場合、電気信号生成部７０は、第１局発電気信号源、第２局発電気信号源、ミキサー及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）を備えて構成される。

第１光周波数シフタ部は、第１局発電気信号源で生成された第１周波数ｆ_１の電気信号を用いて、第１光路を伝播する光に対して、第１周波数ｆ_１の周波数シフトを与える。また、第２光周波数シフタ部は、第２局発電気信号源で生成された第２周波数ｆ_２の電気信
号を用いて、第２光路を伝播する光に対して、第２周波数ｆ_２の周波数シフトを与える。そして、ミキサー及びＬＰＦが、第１周波数ｆ_１及び第２周波数ｆ_２の差周波数成分ｆ_ＡＯＭ（＝ｆ_１−ｆ_２）のビート信号を、第２電気信号として出力する。

このように構成すると、合波部４８で合波される２つの光の周波数が近い値であるため、ホモダイン検波を行うという観点では、より高精度の測定を行うことができる。

また、自己遅延ヘテロダイン干渉計４０を備えない、従来公知のＢＯＴＤＲにおいても、この発明を適用できる。

１０ 光源部
２０ サーキュレータ
３０ 光増幅器
３２ 光バンドパスフィルタ
３４、４２ 分岐部
４０ 自己遅延ヘテロダイン干渉計
４３ 光周波数シフタ部
４６ 遅延部
４８ 合波部
５０ コヒーレント検波部
５２ バランス型ＰＤ
５４ ＦＥＴ増幅器
５５ ＡＤＣ
５６ ミキサー部
５８ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
７０ 電気信号生成部
７２ 局発電気信号源
８８ タイミング制御器
９０ 信号処理部
１００ 被測定光ファイバ

Claims (4)

1. プローブ光を生成する光源部と、
   前記プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を検波して、前記後方ブリルアン散乱光の周波数シフト量を取得する検波部と、
   前記周波数シフト量から、前記光ファイバの温度又は歪みを取得する信号処理部と
   を備え、
   前記光ファイバは、温度又は歪みの測定対象となる箇所に設けられる測定区間と、それ以外の区間に設けられる基準区間とに区分けされ
   前記信号処理部は、
   前記基準区間に対して得られる周波数シフト量と、前記測定区間に対して得られる周波数シフト量との差分を取得する周波数シフト量算出手段と、
   前記差分を用いて前記測定区間の温度を取得する温度取得手段、及び、前記差分を用いて前記測定区間の歪みを取得する歪み取得手段のいずれか一方又は双方と
   を有する
   ことを特徴とする光ファイバ歪み・温度測定装置。
2. 前記温度取得手段は、前記基準区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｒｅｆ}、前記測定区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｆｕｔ}、前記基準区間の初期状態の温度Ｔ_ｒｅｆ及び測定時の温度Ｔ_ｒｅｆ´、並びに、前記測定区間のＢＦＳと基準区間のＢＦＳとの差分ＢＦＳ_３から、以下の式（１）を用いて、前記測定区間の温度Ｔ_ｆｕｔを取得し、
   前記歪み取得手段は、前記基準区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｒｅｆ}、前記測定区間の歪み換算係数Ｃ_{νε＿ｆｕｔ}、前記基準区間の初期状態の温度Ｔ_ｒｅｆ及び測定時の温度Ｔ_ｒｅｆ´、並びに、前記測定区間のＢＦＳと基準区間のＢＦＳとの差分ＢＦＳ_３から、以下の式（２）を用いて、測定区間の歪みＳ_ｆｕｔを取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ歪み・温度測定装置。
   

   

   
3. プローブ光を生成する過程と、
   前記プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を検波して、前記後方ブリルアン散乱光の周波数シフト量を取得する過程と、
   前記周波数シフト量から、前記光ファイバの温度又は歪みを取得する過程と
   を備え、
   前記光ファイバは、温度又は歪みの測定対象となる箇所に設けられる測定区間と、それ以外の区間に設けられる基準区間とに区分けされ
   前記光ファイバの温度又は歪みを取得する過程は、
   前記基準区間に対して得られる周波数シフト量と、前記測定区間に対して得られる周波数シフト量との差分を取得する過程と、
   前記差分を用いて測定区間の温度を取得する過程、及び、前記差分を用いて測定区間の歪みを取得する過程のいずれか一方又は双方
   を有する
   ことを特徴とする光ファイバ歪み・温度測定方法。
4. 前記温度を取得する過程では、前記基準区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｒｅｆ}、前記測定区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｆｕｔ}、前記基準区間の初期状態の温度Ｔ_ｒｅｆ及び測定時の温度Ｔ_ｒｅｆ´、並びに、前記測定区間のＢＦＳと基準区間のＢＦＳとの差分ＢＦＳ_３から、以下の式（１）を用いて、前記測定区間の温度Ｔ_ｆｕｔを取得し、
   前記歪みを取得する過程では、前記基準区間の温度換算係数Ｃ_{νＴ＿ｒｅｆ}、前記測定区間の歪み換算係数Ｃ_{νε＿ｆｕｔ}、前記基準区間の初期状態の温度Ｔ_ｒｅｆ及び測定時の温度Ｔ_ｒｅｆ´、並びに、前記測定区間のＢＦＳと基準区間のＢＦＳとの差分ＢＦＳ_３から、以下の式（２）を用いて、前記測定区間の歪みＳ_ｆｕｔを取得する
   ことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ歪み・温度測定方法。
   

   

   

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