JP2021162344A - 温度測定装置、温度測定方法、および温度測定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 温度分布を高精度に補間することができる温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラムを提供する。【解決手段】 温度測定装置は、間隔を空けて並列させた２本の光ファイバからの後方散乱光を用いて測定された、前記光ファイバの長さ方向の測定温度分布のそれぞれに対し、伝達関数でフィッティングを行うことで作成されたフィッティング関数を用いて、前記２本の光ファイバ間の温度を補間する補間部を備える。【選択図】 図９

Description

本件は、温度測定装置、温度測定方法、および温度測定プログラムに関する。

プラントで用いられる固形化燃料や石炭といった燃料を保管するサイロやタンク、プールの温度を監視するために、外壁側に熱電対をつけて複数点の監視がされている。しかしながら、この手法では、内部の温度を正確に測定するには不十分である。そのため、内部の温度を多次元的に測定する方法が望まれている。しかしながら、センサの保護や防爆性といった課題がある。そこで、光ファイバを用いて温度分布を測定することが考えられる（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００９−２６５０７７号公報 特開２００２−３４０６９７号公報

サイロやタンク内の温度を多次元的に測定するために、複数本の光ファイバを所定の間隔で垂れ下げることが考えられる。しかしながら、この手法では、２本の光ファイバ間の温度分布を高精度に補間できることが望まれる。

１つの側面では、本件は、温度分布を高精度に補間することができる温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラムを提供することを目的とする。

１つの態様では、温度測定装置は、間隔を空けて並列させた２本の光ファイバからの後方散乱光を用いて測定された、前記光ファイバの長さ方向の測定温度分布のそれぞれに対し、伝達関数でフィッティングを行うことで作成されたフィッティング関数を用いて、前記２本の光ファイバ間の温度を補間する補間部を備える。

温度分布を高精度に補間することができる。

（ａ）は温度分布測定装置の全体構成を表す概略図であり、（ｂ）は制御部のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。 後方散乱光の成分を表す図である。 （ａ）はレーザによる光パルス発光後の経過時間とストークス成分およびアンチストークス成分の光強度との関係を例示する図であり、（ｂ）は（ａ）の検出結果を用いて算出した温度である。 光ファイバの敷設例を表す図である。 （ａ）は石炭サイロ内の一部における座標系を例示する図であり、（ｂ）は石炭燃料として亜瀝青炭が貯蔵されている石炭サイロ２の測定温度のシミュレーションデータを示す図である。 （ａ）はシミュレーションに用いた温度分布を示す図であり、（ｂ）は温度分布に対して光ファイバを用いて測定された温度を示す図であり、（ｃ）は（ｂ）の結果を線形補間することによって得られる２次元温度マップである。 （ａ）および（ｂ）は熱源を例示する図である。 （ａ）は補間箇所を例示する図であり、（ｂ）は補間箇所について温度分布の補間を例示する図である。 測定温度分布を伝達関数でフィッティングしたときのフィッティング関数を示したグラフである。 フィッティング関数を表すためのパラメータを例示する図である。 測定温度補間処理の一例を表すフロー図である。 各位置におけるパラメータを例示する図である。 補間後の配列化されたパラメータを例示する図である。 （ａ）〜（ｃ）は図６（ａ）〜図６（ｃ）と同じ図であり、（ｄ）は実施例に従って補間した場合の２次元温度マップである。図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、それぞれ図６（ａ）〜図６（ｃ）と同じ図である。 温度測定システムを例示する図である。

以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。

（実施形態）
図１（ａ）は、温度測定装置１００の全体構成を表す概略図である。図１（ａ）で例示するように、温度測定装置１００は、測定機１０、制御部２０、光ファイバ３０、表示装置４０などを備える。測定機１０は、レーザ１１、ビームスプリッタ１２、光スイッチ１３、フィルタ１４、複数の検出器１５ａ，１５ｂなどを備える。制御部２０は、指示部２１、温度測定部２２、記憶部２３、フィッティング部２４、補間部２５、画像生成部２６などを備える。表示装置４０は、ＬＣＤなどのディスプレイ装置である。

図１（ｂ）は、制御部２０のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。図１（ｂ）で例示するように、制御部２０は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、記憶装置１０３、インタフェース１０４などを備える。これらの各機器は、バスなどによって接続されている。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１は、中央演算処理装置である。ＣＰＵ１０１は、１以上のコアを含む。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、ＣＰＵ１０１が処理するデータなどを一時的に記憶する揮発性メモリである。記憶装置１０３は、不揮発性記憶装置である。記憶装置１０３として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどのソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）、ハードディスクドライブに駆動されるハードディスクなどを用いることができる。ＣＰＵ１０１が記憶装置１０３に記憶されている温度測定プログラムを実行することによって、制御部２０に指示部２１、温度測定部２２、記憶部２３、フィッティング部２４、補間部２５、画像生成部２６などが実現される。なお、制御部２０の各部は、専用の回路などのハードウェアであってもよい。

レーザ１１は、半導体レーザなどの光源であり、指示部２１の指示に従って所定の波長範囲のレーザ光を出射する。本実施形態においては、レーザ１１は、所定の時間間隔で光パルス（レーザパルス）を出射する。ビームスプリッタ１２は、レーザ１１が出射した光パルスを光スイッチ１３に入射する。光スイッチ１３は、入射された光パルスの出射先（チャネル）を切り替えるスイッチである。ダブルエンド方式では、光スイッチ１３は、指示部２１の指示に従って、光ファイバ３０の第１端および第２端に一定周期で交互に光パルスを入射する。シングルエンド方式では、光スイッチ１３は、指示部２１の指示に従って、光ファイバ３０の第１端または第２端のいずれか一方に光パルスを入射する。光ファイバ３０は、温度測定対象の所定の経路に沿って配置されている。

光ファイバ３０に入射した光パルスは、光ファイバ３０内を伝搬する。光パルスは、伝搬方向に進行する前方散乱光および帰還方向に進行する後方散乱光（戻り光）を生成しながら徐々に減衰して光ファイバ３０内を伝搬する。後方散乱光は、光スイッチ１３を通過してビームスプリッタ１２に再度入射する。ビームスプリッタ１２に入射した後方散乱光は、フィルタ１４に対して出射される。フィルタ１４は、ＷＤＭカプラなどであり、後方散乱光から長波長成分（後述するストークス成分）と短波長成分（後述するアンチストークス成分）とを抽出する。検出器１５ａ，１５ｂは、受光素子である。検出器１５ａは、所定の周期でストークス成分の受光強度を電気信号に変換して記憶部２３に記憶させる。それにより、記憶部２３は、ストークス成分の光量の時系列データを記憶する。検出器１５ｂは、検出器１５ａと同じ周期でアンチストークス成分の受光強度を電気信号に変換して記憶部２３に記憶させる。それにより、記憶部２３は、アンチストークス成分の光量の時系列データを記憶する。温度測定部２２は、記憶部２３に記憶されているストークス成分の光量およびアンチストークス成分の光量を用いて、光ファイバ３０の温度測定対象範囲の各サンプリング位置の温度を測定することで、光ファイバ３０の延伸方向の温度分布を測定する。

以下、温度分布の測定の詳細について説明する。図２は、後方散乱光の成分を表す図である。図２で例示するように、後方散乱光は、大きく３種類に分類される。これら３種類の光は、光強度の高い順かつ入射光波長に近い順に、ＯＴＤＲ（光パルス試験器）などに使用されるレイリー散乱光、歪測定などに使用されるブリルアン散乱光、温度測定などに使用されるラマン散乱光である。ラマン散乱光は、温度に応じて変化する光ファイバ３０内の格子振動と光との干渉で生成される。強めあう干渉によりアンチストークス成分と呼ばれる短波長成分が生成され、弱めあう干渉によりストークス成分とよばれる長波長成分が生成される。

図３（ａ）は、レーザ１１による光パルス発光後の経過時間と、ストークス成分およびアンチストークス成分の光強度との関係を例示する図である。経過時間は、光ファイバ３０における伝搬距離（光ファイバ３０における位置）に対応している。図３（ａ）で例示するように、ストークス成分およびアンチストークス成分の光強度は、両方とも経過時間とともに低減する。これは、光パルスが前方散乱光および後方散乱光を生成しながら徐々に減衰して光ファイバ３０内を伝搬することに起因する。

図３（ａ）で例示するように、アンチストークス成分の光強度は、光ファイバ３０において高温になる位置ではストークス成分と比較してより強くなり、低温になる位置ではストークス成分と比較してより弱くなる。したがって、両成分を検出器１５ａ，１５ｂで検出し、両成分の特性差を利用することによって、光ファイバ３０内の各位置の温度を検出することができる。なお、図３（ａ）において、極大を示す領域は、相対的に高温の領域である。また、極小を示す領域は、相対的に低温の領域である。

本実施形態においては、温度測定部２２は、記憶部２３に記憶されているストークス成分の光量およびアンチストークス成分の光量の時系列データから、光ファイバ３０内の温度測定対象区間における各サンプリング位置（各区画）の温度を測定する。すなわち、温度測定部２２は、光ファイバ３０の延伸方向において、温度測定対象区間の温度分布を測定する。なお、両成分の特性差を利用することから、距離に応じて両成分の光強度が減衰しても、高精度で温度を測定することができる。図３（ｂ）は、図３（ａ）の検出結果を用いて算出した温度である。図３（ｂ）の横軸は、経過時間を基に算出した光ファイバ３０内の位置である。図３（ｂ）で例示するように、ストークス成分およびアンチストークス成分を検出することによって、光ファイバ３０の温度測定対象区間の各サンプリング位置の温度を測定することができる。

レーザ１１が光パルスを出力するたびに同様の温度測定を繰り返すことで、温度測定部２２は、光パルスの出力周期で、光ファイバ３０の温度測定対象区間の温度分布の測定を繰り返すことができる。それにより、温度測定部２２は、温度測定対象区間の温度分布の経時変化を取得することができる。

図４は、光ファイバ３０の敷設例を表す図である。図４で例示するように、光ファイバ３０は、石炭サイロ２００内に敷設されている。石炭サイロ２００には、石炭燃料２０１が貯蔵されている。石炭サイロ２００の底には、払い出し口２０２が形成されている。払い出し口２０２を開口することによって、必要量の石炭燃料２０１を払い出すことができる。

石炭サイロ２００の天井から、複数本の光ファイバ３０が垂れ下がっており、石炭燃料２０１内まで延びている。複数本の光ファイバ３０は、石炭サイロ２００内で空間的に広く分布して敷設されているが、所定の間隔を空けて並列されている。各光ファイバ３０は、石炭燃料２０１が石炭サイロ２００の上部から底の払い出し口２０２を通る過程で、側圧による断線が起きないように垂れ下がっている。これらの複数本の光ファイバ３０は、分断された独立した光ファイバであって、繋がっていなくてもよい。または、これらの複数本の光ファイバ３０は、石炭サイロ２００の天井および底で折り返して連続する1本の光ファイバであってもよい。

図５（ａ）は、石炭サイロ２００内の一部における座標系を例示する図である。一例として、石炭サイロ２００の天井の平面内（水平面内）にＸ軸を定めてある。石炭サイロ２００の天井からの深さ方向にＹ軸を定めてある。したがって、各光ファイバ３０の間隔の方向がＸ軸であり、各光ファイバ３０が延びる方向がＹ軸である。この座標系では、Ｙ軸に沿って各サンプル点における温度を測定することができる。

図５（ｂ）は、石炭燃料２０１として亜瀝青炭が貯蔵されている石炭サイロ２００内の測定温度のシミュレーションデータを示す図である。図５（ｂ）に示すように、横軸はＹ軸方向の深さを示し、縦軸は測定温度を示す。図５（ｂ）の例では、Ｘ＝０．１ｍ、Ｘ＝３．７ｍ、Ｘ＝７．５ｍ、Ｘ＝１１．２ｍ、Ｘ＝１５ｍの測定温度分布が描かれている。図５（ｂ）の例では、温度分布が線で描かれているが、実際には多数のサンプリング位置のプロットによって温度分布が表現されている。

図６（ａ）は、シミュレーションに用いた温度分布を示す図である。図６（ａ）において、模様が薄いほど温度が低く、模様が濃いほど温度が高くなっている。図６（ａ）の温度分布では、石炭燃料２０１内で発熱している部分があることがわかる。図６（ｂ）は、この温度分布に対して、光ファイバ３０を用いて測定された温度を示す図である。図６（ｂ）に示すように、互いに離間した複数本の光ファイバ３０によって温度が測定されているため、測定温度は平面状に得られるわけではなく、短冊状に得られるようになる。

図６（ｃ）は、図６（ｂ）の結果を線形補間することによって得られる２次元温度マップである。亜瀝青炭を上部から積載したような場合、酸化反応と自然対流の関係から表面付近の温度が上昇する。そのような温度分布の場合、線形補間により作成した２次元温度マップは、熱源の連続性を考慮してないため、実際の温度分布と異なってしまう。

そこで、本実施例においては、光ファイバ３０を用いて測定された測定温度分布を線形システムとみなしたときの伝達関数を用いて、測定温度分布をフィッティングすることによってフィッティング関数を得る。得られたフィッティング関数を用いて、２本の光ファイバ３０間の測定温度分布を補間する。

図７（ａ）は、熱源について例示する図である。一例として、複数の熱源（熱源Ａおよび熱源Ｂ）が重なって生じているものとする。この場合、熱源Ａおよび熱源Ｂが重なっている箇所の温度分布は、図７（ｂ）で例示するように、熱源Ａおよび熱源Ｂからなる温度分布の足し合わせとして近似計算することができる。熱源Ａおよび熱源Ｂのそれぞれの温度分布は、実際の温度分布に光ファイバ温度測定を線形システムとみなしたときの伝達関数を畳み込みしたものである。

図８（ａ）は、図７（ａ）について、光ファイバでは温度測定できず、光ファイバ３０の測定温度から補間される補間箇所を例示する図である。図８（ｂ）は、補間箇所について、並列配置された２本の光ファイバ１および光ファイバ２のそれぞれから得られる温度分布を用いて、２本間の温度分布の補間を例示する図である。２本の光ファイバ１，２で得られた温度分布から熱源を熱源Ａと熱源Ｂとに分割し、熱源の大きさや位置をそれぞれの熱源に対して決定する。２本間の熱源の分布を熱源の大きさや位置に対して距離で重みづけすることにより予想することで補間を行う。ここでの距離とは、光ファイバ１，２同士の間隔方向における、各光ファイバからの距離のことである。

図９は、測定温度分布を伝達関数でフィッティングしたときのフィッティング関数を示したグラフである。図９の例では、Ｘ＝０．１ｍおよびＸ＝３．７ｍにおける測定温度分布を、それぞれ、順次作成された３つのフィッティング関数で表している。

ここで、補間温度分布を求めるための計算式について説明する。ある測定位置のフィッティング関数は、フィッティング関数を表すためのパラメータを調整することで算出することができる。フィッティング関数を表すためのパラメータは、例えば、高さ、中心位置、幅などである。本実施例においては、一例として、高さ、中心位置、幅を調整することでフィッティング関数を算出することとする。

測定位置Ｘ_ｎのｋ番目のフィッティング関数Ｆ_ｋ（Ｘ）は、下記式（１）のように表すことができる。下記式（１）で、Ｈは高さを示し、Ｃは中心を示し、Ｄは幅を示す。
Ｆ_ｋ（Ｘ）＝Ｆ（Ｈ_ｋ（Ｘ_ｎ），Ｃ_ｋ（Ｘ_ｎ），Ｄ_ｋ（Ｘ_ｎ）） （１）

なお、図１０は、フィッティング関数を表すためのパラメータを例示する図である。図１０で例示するように、中心位置は、伝達関数の中心位置であって、例えばシンク関数ｓｉｎｃ（ｘ）のｘ＝０に相当する。ベース１は、伝達関数の中心位置から負の領域のオフセット値であって、ｓｉｎｃ（ｘ）＋ａ（ｘ＜０）のａに相当する。ベース２は、伝達関数の中心位置から正の領域のオフセット値であって、ｓｉｎｃ（ｘ）＋ｂ（ｘ＞０）のｂに相当する。高さは、伝達関数の中心位置の高さであって、ｃ×ｓｉｎｃ（ｘ）のｃに相当する。幅は、伝達関数のメインローブの幅であって、ｓｉｎｃ（ｄ×ｘ）のｄに相当する。

フィッティング関数を表すためのパラメータを決定する方法として、例えば光ファイバ温度分布とフィッティング関数との差分が最小になるようにパラメータを調整する方法がある。また２番目以降のフィッティング関数についても、光ファイバ温度分布とフィッティング関数の差分に対して同様に求めることができる。それにより、測定位置Ｘ_ｎの温度分布は、下記式（２）のように、ｋ番目までのフィッティング関数の和として表すことができる。
ΣＦ（Ｈ_ｋ（Ｘ_ｎ），Ｃ_ｋ（Ｘ_ｎ），Ｄ_ｋ（Ｘ_ｎ）） （２）

測定位置間の位置Ｘ（Ｘ_ｎ＜Ｘ＜Ｘ_ｎ＋１））での補間温度分布は、下記式（３）のように表すことができる。
ΣＦ（Ｈ_ｋ（Ｘ），Ｃ_ｋ（Ｘ），Ｄ_ｋ（Ｘ）） （３）

距離重み付けフィッティングパラメータは、下記式（４）〜下記式（６）のように表すことができる。
Ｈ_ｋ（Ｘ）＝（Ｈ_ｋ（Ｘ_ｎ）×（Ｘ_ｎ＋１−Ｘ）＋Ｈ_ｋ（Ｘ_ｎ＋１）×（Ｘ−Ｘ_ｎ））／（Ｘ_ｎ＋１−Ｘ_ｎ） （４）
Ｃ_ｋ（Ｘ）＝（Ｃ_ｋ（Ｘ_ｎ）×（Ｘ_ｎ＋１−Ｘ）＋Ｃ_ｋ（Ｘ_ｎ＋１）×（Ｘ−Ｘ_ｎ））／（Ｘ_ｎ＋１−Ｘ_ｎ） （５）
Ｄ_ｋ（Ｘ）＝（Ｄ_ｋ（Ｘ_ｎ）×（Ｘ_ｎ＋１−Ｘ）＋Ｄ_ｋ（Ｘ_ｎ＋１）×（Ｘ−Ｘ_ｎ））／（Ｘ_ｎ＋１−Ｘ_ｎ） （６）

図１１は、制御部２０が実行する測定温度補間処理の一例を表すフロー図である。まず、温度測定部２２は、Ｎ本の光ファイバ３０の各サンプリング位置について、温度を測定する（ステップＳ１）。測定温度データは、記憶部２３に記憶される。

次に、フィッティング部２４は、ｎ本目（ｎ＝１〜Ｎ）の光ファイバ３０の各サンプリング位置の測定温度データｎに対して、伝達関数でフィッティングし、フィッティング関数１を作成する（ステップＳ２）。作成されたフィッティング関数１は、記憶部２３に記憶される。なお、ステップＳ２の１回目の実行時には、ｎ＝１である。

次に、補間部２５は、測定温度データｎからフィッティング関数１を減算し、ｋ＝２とする（ステップＳ３）。次に、ステップＳ２の減算によって得られた測定温度データに対して、さらに伝達関数でフィッティングし、フィッティング関数ｋを作成する（ステップＳ４）。次に、補間部２５は、ステップＳ２の減算によって得られた測定温度データから、フィッティング関数ｋを減算する（ステップＳ５）。

次に、補間部２５は、ステップＳ５の減算によって得られた測定温度データの標準偏差σが閾値ａ以下であるか否かを判定する（ステップＳ６）。標準偏差σと閾値ａとを比較することで、ステップＳ５の減算によって得られた測定温度データのバラツキの大小を判定することができる。バラツキが大きい場合には、さらに伝達関数を作成することができると判断することができる。一方、バラツキが小さい場合には、作成可能な伝達関数が残っていないと判断することができる。

ステップＳ６で「Ｎｏ」と判定された場合、補間部２５は、ｋに１を足してｋ＋１とする（ステップＳ７）。その後、ステップＳ４から再度実行される。それにより、次のフィッティング関数が作成されることになる。ステップＳ４〜ステップＳ７が繰り返されることによって、測定温度データｎに対して、２以上のフィッティング関数が得られる。

ステップＳ６で「Ｙｅｓ」と判定された場合、ｎ＝Ｎとなったか否かを判定する（ステップＳ８）。ステップＳ８の実行によって、１本目からＮ本目までの全ての光ファイバ３０についてのフィッティング関数を作成したか否かを判定することができる。ステップＳ８で「Ｎｏ」と判定された場合、補間部２５は、ｎに１を足してｎ＝ｎ＋１とする（ステップＳ９）。その後、ステップＳ２から再度実行される。

ステップＳ８で「Ｙｅｓ」と判定された場合、補間部２５は、１本目からＮ本目までの光ファイバ３０について、フィッティング関数が最も多いものを基準として、パラメータを配列化する（ステップＳ１０）。配列化されたパラメータは、記憶部２３に記憶される。図１２に、各位置におけるパラメータを例示する。図１２の例では、いずれの位置においても伝達関数が５つずつ得られている。各伝達関数には、得られた順に序数ｋが付されている。

次に、補間部２５は、フィッティングパラメータ配列の補間を、距離重み付けにより行う（ステップＳ１１）。この場合において、同じ序数が付されたフィッティング関数同士で、補間が行なわれる。補間後の配列化されたパラメータは、記憶部２３に記憶される。図１３に、補間後の配列化されたパラメータを例示する。図１３の例では、Ｘ＝０．１とＸ＝３．７の位置から補間された、Ｘ＝０．２〜３．６のパラメータが例示されている。図１３の例では、一例として、０．１刻みで補間している。

次に、補間部２５は、補間したフィッティングパラメータ配列を用いて、フィッティング関数の和から補間温度分布を求める（ステップＳ１２）。補間温度分布は、記憶部２３に記憶される。次に、画像生成部２６は、測定温度分布および補間温度分布を用いて、測定温度の高低を色などで表したグラデーション画像を２次元温度マップとして生成する（ステップＳ１３）。画像生成部２６は、生成した２次元温度マップを表示装置４０に表示させる（ステップＳ１４）。

図１４（ｄ）は、本実施例に従って補間した場合の２次元温度マップである。図１４（ｄ）においても、模様が薄いほど温度が低く、模様が濃いほど温度が高くなっている。図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、それぞれ図６（ａ）〜図６（ｃ）と同じ図である。図１４（ｄ）に示すように、測定温度分布のデータを線形補間した場合に比べ、連続的な熱源の分布を考慮した本実施例の方が実際の温度分布に近い２次元温度マップが得られている。

本実施例によれば、光ファイバ３０を用いて測定された測定温度分布を線形システムとみなしたときの伝達関数を用いて、測定温度分布をフィッティングすることによってフィッティング関数を作成している。この作成されたフィッティング関数を用いて、２本の光ファイバ３０間の測定温度分布を補間することで、温度分布を高精度に補間することができる。

また、本実施例のように、測定温度分布から複数のフィッティング関数を作成し、２本の光ファイバ３０間で、同じ序数のフィッティング関数を用いて２本の光ファイバ３０間の温度を補間してもよい。この場合、より高精度に測定温度分布を補間することができる。

また、本実施例のように、同じ序数のフィッティング関数間で補間する際に、フィッティング関数のパラメータを、間隔方向における光ファイバからの距離で重み付けしてもよい。この場合、より高精度に測定温度分布を補間することができる。

また、本実施例のように、作成されたフィッティング関数を測定温度分布から減算し、得られた結果のバラツキが閾値を上回っている場合に、次のフィッティング関数の作成を継続してもよい。この場合、多くのフィッティング関数を作成することができるようになり、より高精度に測定温度分布を補間することができる。

（他の例）
図１５は、温度測定システムを例示する図である。図１５で例示するように、温度測定システムは、測定機１０および表示装置４０が、インターネットなどの電気通信回線３０１を通じてクラウド３０２と接続された構成を有する。クラウド３０２は、図１（ｂ）のＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、記憶装置１０３、インタフェース１０４などを備え、制御部２０としての機能を実現する。このような温度測定システムでは、例えば、外国のＬＮＧタンクで測定された測定結果が、日本に設置されているクラウド３０２で受信され、温度分布が測定され、温度分布が補間され、２次元温度マップが作成される。作成された２次元温度マップは、監視者が使用可能な表示装置４０に表示される。それにより、監視者は、温度測定対象から離れた箇所にいても、温度測定対象の温度分布を監視することができる。

上記実施例において、補間部２５が、間隔を空けて並列させた２本の光ファイバからの後方散乱光を用いて測定された、前記光ファイバの長さ方向の測定温度分布のそれぞれに対し、伝達関数でフィッティングを行うことで作成されたフィッティング関数を用いて、前記２本の光ファイバ間の温度を補間する補間部の一例として機能する。フィッティング部２４が、前記測定温度分布に対し、伝達関数でフィッティングを行うフィッティング部の一例として機能する。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 測定機
１１ レーザ
１２ ビームスプリッタ
１３ 光スイッチ
１４ フィルタ
１５ａ，１５ｂ 検出器
２０ 制御部
２１ 指示部
２２ 温度測定部
２３ 記憶部
２４ フィッティング部
２５ 補間部
２６ 画像生成部
３０ 光ファイバ
４０ 表示装置
１００ 温度測定装置

Claims (8)

1. 間隔を空けて並列させた２本の光ファイバからの後方散乱光を用いて測定された、前記光ファイバの長さ方向の測定温度分布のそれぞれに対し、伝達関数でフィッティングを行うことで作成されたフィッティング関数を用いて、前記２本の光ファイバ間の温度を補間する補間部を備えることを特徴とする温度測定装置。
2. 前記２本の光ファイバの前記測定温度分布から、伝達関数でフィッティングを行うことでフィッティング関数が順次作成され、作成された順に序数が付されており、
   前記補間部は、前記２本の光ファイバ間で、同じ序数のフィッティング関数を用いて前記２本のファイバ間の温度を補間することを特徴とする請求項１に記載の温度測定装置。
3. 前記補間部は、同じ序数のフィッティング関数間で補間する際に、フィッティング関数のパラメータを、間隔方向における光ファイバからの距離で重み付けすることを特徴とする請求項２に記載の温度測定装置。
4. 前記フィッティング関数のパラメータは、高さ、中心、および幅であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の温度測定装置。
5. 前記測定温度分布に対し、伝達関数でフィッティングを行うフィッティング部を備え、
   前記フィッティング部は、前記測定温度分布から、作成されたフィッティング関数を減算した場合に、減算結果のバラツキが閾値を上回っていれば、次のフィッティング関数を作成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の温度測定装置。
6. 前記補間部による補間によって得られた２次元温度マップを表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の温度測定装置。
7. コンピュータが、
   間隔を空けて並列させた２本の光ファイバからの後方散乱光を用いて測定された、前記光ファイバの長さ方向の測定温度分布のそれぞれに対し、伝達関数でフィッティングを行うことで作成されたフィッティング関数を用いて、前記２本の光ファイバ間の温度を補間する処理を実行することを特徴とする温度測定方法。
8. コンピュータに、
   間隔を空けて並列させた２本の光ファイバからの後方散乱光を用いて測定された、前記光ファイバの長さ方向の測定温度分布のそれぞれに対し、伝達関数でフィッティングを行うことで作成されたフィッティング関数を用いて、前記２本の光ファイバ間の温度を補間する処理を実行させることを特徴とする温度測定プログラム。

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