JP2022146053A - Offset amount determination program, offset amount determination method, and offset amount determination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オフセット量決定プログラム、オフセット量決定方法及びオフセット量決定装置に関する。 The present invention relates to an offset amount determination program, an offset amount determination method, and an offset amount determination device.
光源から光ファイバに光を入射した際に当該光ファイバからの後方散乱光を用いて、光ファイバの延伸方向の温度分布を測定する光ファイバ温度計が知られている(例えば特許文献1等参照)。 2. Description of the Related Art An optical fiber thermometer is known that measures the temperature distribution in the extending direction of an optical fiber using backscattered light from the optical fiber when light is incident on the optical fiber from a light source (see, for example, Patent Document 1, etc.). ).
また、光ファイバの両端から光を入射して測定することにより、温度変動や外力による光ファイバ内の不規則なロス(減衰率)分布の影響を補正し、精度の高い温度分布の測定を行うダブルエンド方式と呼ばれる技術も知られている。 In addition, by measuring the incident light from both ends of the optical fiber, the effects of irregular loss (attenuation rate) distribution in the optical fiber due to temperature fluctuations and external forces can be corrected, and highly accurate temperature distribution can be measured. A technique called a double-ended method is also known.
ダブルエンド方式では、光ファイバの一端から光を入射して測定したデータ(第1測定データ)の原点と、光ファイバの他端から光を入射して測定したデータ(第2測定データ)の原点にずれ(オフセット)がある。したがって、温度分布の測定を行う際には、このオフセットを考慮する必要がある。従来、加熱機器を用いて光ファイバ上の任意の位置を一時的に加熱し、そのときに得られる第1、第2測定データの温度ピークが一致するようにオフセットを設定する技術が知られている。また、リファレンス区間を定常的に加熱し、第1測定データと第2測定データの後方ラマン散乱光強度のピークを合わせるようにオフセットを動的に調整する技術も知られている(例えば、非特許文献1等参照)。 In the double-end method, the origin of data measured by entering light from one end of the optical fiber (first measurement data) and the origin of data measured by entering light from the other end of the optical fiber (second measurement data) There is a deviation (offset). Therefore, this offset must be taken into account when measuring the temperature distribution. Conventionally, a technique is known in which a heating device is used to temporarily heat an arbitrary position on an optical fiber, and an offset is set so that the temperature peaks of the first and second measurement data obtained at that time match. there is Also known is a technique of constantly heating the reference section and dynamically adjusting the offset so as to match the peaks of the backward Raman scattered light intensity of the first measurement data and the second measurement data (for example, non-patented Reference 1, etc.).
しかしながら、加熱機器を用いて光ファイバを加熱する場合、コストや工数が増大する。また、加熱機器を持込めない環境内に光ファイバが敷設されている場合には、上記技術を利用することができない。 However, heating the optical fiber using a heating device increases costs and man-hours. Moreover, the above technique cannot be used when the optical fiber is installed in an environment where the heating device cannot be brought into the environment.
1つの側面では、本発明は、光ファイバの延伸方向の温度分布を演算するときのオフセット量を、加熱機器を用いずに決定することが可能なオフセット量決定プログラム、オフセット量決定方法及びオフセット量決定装置を提供することを目的とする。 In one aspect, the present invention provides an offset amount determination program, an offset amount determination method, and an offset amount that can determine the offset amount when calculating the temperature distribution in the stretching direction of an optical fiber without using a heating device. It is an object to provide a decision device.
一つの態様では、オフセット量決定プログラムは、光ファイバの一端からレーザパルスを導入して前記光ファイバの各位置で散乱した後方散乱光を測定する第1測定の結果と、前記光ファイバの他端から前記レーザパルスを導入して前記光ファイバの各位置で散乱した後方散乱光を測定する第2測定の結果とを用いて前記光ファイバの延伸方向の温度分布を演算するときの前記第1測定の原点と前記第2測定の原点とのオフセット量を決定するオフセット量決定プログラムであって、コンピュータに、前記第1測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第1データを取得するとともに、前記第2測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の前記所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第2データを取得し、前記第1データの原点と前記第2データの原点とのオフセット量を所定値と仮定して、前記第1データと前記第2データを用いて、所定長さ区間ごとに前記光ファイバの伝送損失量を算出する伝送損失算出処理を、前記所定値を異ならせつつ複数回繰り返し実行し、前記伝送損失量の絶対値の総和が所定の基準を満たすときの前記所定値に基づいて、前記光ファイバの延伸方向の温度分布を演算するときのオフセット量を決定する、処理を実行させるオフセット量決定プログラムである。 In one aspect, the offset amount determination program includes the result of a first measurement of introducing a laser pulse from one end of an optical fiber and measuring the backscattered light scattered at each position of the optical fiber, and the other end of the optical fiber. The first measurement when calculating the temperature distribution in the extending direction of the optical fiber using the result of the second measurement of introducing the laser pulse from and measuring the backscattered light scattered at each position of the optical fiber offset amount determination program for determining the offset amount between the origin of the second measurement and the origin of the second measurement, wherein the computer, from the result of the first measurement, the light amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber Acquisition of first data indicating the relationship between the predetermined wavelength component and the scattered position, and from the result of the second measurement, the predetermined wavelength component of the light amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and Obtaining second data indicating a relationship with scattered positions, assuming that an offset amount between the origin of the first data and the origin of the second data is a predetermined value, and comparing the first data and the second data , the transmission loss calculation process for calculating the transmission loss amount of the optical fiber for each predetermined length section is repeatedly executed a plurality of times while varying the predetermined value, and the sum of the absolute values of the transmission loss amount is a predetermined value. It is an offset amount determination program for executing a process of determining an offset amount when calculating the temperature distribution in the extending direction of the optical fiber based on the predetermined value when the criterion is satisfied.
光ファイバの延伸方向の温度分布を演算するときのオフセット量を、加熱機器を用いずに決定することができる。 The offset amount when calculating the temperature distribution in the drawing direction of the optical fiber can be determined without using a heating device.
以下、一実施形態について、図1~図12(b)に基づいて詳細に説明する。図1には、一実施形態に係る温度測定装置100の全体構成が概略的に示されている。図1に示すように、温度測定装置100は、測定機10、オフセット量決定装置としての処理装置20、光ファイバ30などを備える。光ファイバ30は、温度測定対象の所定の経路に沿って敷設される。例えば、光ファイバ30は、多数のサーバが設置されたサーバルーム内や、植物工場内等に敷設される。
An embodiment will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 12(b). FIG. 1 schematically shows the overall configuration of a
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、検出器15a、15bなどを備える。
The
レーザ11は、半導体レーザなどの光源であり、処理装置20の指示部40(図4参照)の指示の下、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。本実施形態では、ダブルエンド方式で光ファイバ30の延伸方向の温度分布を測定するので、光スイッチ13は、処理装置20の指示部40の指示の下、光ファイバ30の一端および他端に一定周期で交互に光パルスを入射(導入)する。
The
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。このとき、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。生成される後方散乱光は、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ST)と短波長成分(後述する反(反)ストークス成分AS)とを抽出する。
A light pulse incident on the
図2は、後方散乱光の成分を表す図である。図2に示すように、後方散乱光は、入射光波長に近い波長の、OTDR(光パルス試験器)などに使用されるレイリー散乱光、温度測定などに使用されるラマン散乱光を含む。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反ストークス成分AS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STとよばれる長波長成分が生成される。
FIG. 2 is a diagram showing components of backscattered light. As shown in FIG. 2, the backscattered light includes Rayleigh scattered light used in OTDRs (optical pulse testers) and Raman scattered light used in temperature measurement, etc., at wavelengths close to the wavelength of the incident light. Raman scattered light is generated by interference between light and lattice vibrations in the
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STの受光強度を電気信号に変換して処理装置20内の記憶処理部42(図4参照)に記憶させる。それにより、記憶処理部42は、ストークス成分STの光量の時系列データを記憶する。検出器15bは、検出器15aと同じ周期で反ストークス成分ASの受光強度を電気信号に変換して処理装置20内の記憶処理部42に記憶させる。それにより、記憶処理部42は、反ストークス成分ASの光量の時系列データを記憶する。
The
処理装置20は、測定機10に対して測定に関する指示を出すとともに、測定機10から得られたデータに基づいて、光ファイバ30の延伸方向の温度分布を測定する。
The
図3には、処理装置20のハードウェア構成が示されている。図3に示すように、処理装置20は、CPU(Central Processing Unit)90、ROM(Read Only Memory)92、RAM(Random Access Memory)94、記憶部(ここではHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive))96、入出力インタフェース97、及び可搬型記憶媒体用ドライブ99等を備えている。これら処理装置20の構成各部は、バス98に接続されている。処理装置20では、ROM92あるいは記憶部96に格納されているプログラム(オフセット量決定プログラムを含む)、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ99が可搬型記憶媒体91から読み取ったプログラム(オフセット量決定プログラムを含む)をCPU90が実行することにより、図4に示す、各部の機能が実現されている。なお、図4の各部の機能は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現されてもよい。
FIG. 3 shows the hardware configuration of the
図4は、処理装置20のCPU90がプログラムを実行することにより実現されている機能を示す機能ブロック図である。処理装置20は、指示部40、記憶処理部42、温度測定部44、オフセット量決定部46としての機能を有する。
FIG. 4 is a functional block diagram showing functions implemented by the
指示部40は、測定機10の各部に指示を出し、光ファイバ30の延伸方向の温度分布を測定するのに必要なデータ取得するための動作を測定機10に実行させる。
The
記憶処理部42は、測定機10から送られてくるストークス成分STの光量の時系列データや、反ストークス成分ASの光量の時系列データを記憶する。図5(a)、図5(b)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STおよび反ストークス成分ASの光強度との関係を示す図である。このうち、図5(a)は、光ファイバ30の一端に向けて光パルスを発光する第1測定(チャネル1(CH1)測定と呼ぶ)を行ったときの例を示している。また、図5(b)は、光ファイバ30の他端に向けて光パルスを発光する第2測定(チャネル2(CH2)測定と呼ぶ)を行ったときの例を示している。
The
図5(a)、図5(b)において、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5(a)、図5(b)に示すように、ストークス成分STおよび反ストークス成分AS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。
5A and 5B, the elapsed time corresponds to the propagation distance in the optical fiber 30 (position in the optical fiber 30). As shown in FIGS. 5(a) and 5(b), both the light intensity of the Stokes component ST and the anti-Stokes component AS decrease over time. This is due to the light pulse propagating through the
また、図5(a)、図5(b)では、反ストークス成分AS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ST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ST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5(a)、図5(b)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。
5(a) and 5(b), the light intensity of the anti-Stokes component AS is stronger at the high temperature position in the
図4に戻り、温度測定部44は、記憶処理部42が記憶したストークス成分STの光量および反ストークス成分ASの光量の時系列データから、光ファイバ30内の各位置の温度を測定(演算)する。すなわち、温度測定部44は、光ファイバ30の延伸方向において温度分布を測定する。また、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44は、光パルスの出力周期で、光ファイバ30の温度分布の測定を繰り返すことができる。これにより、温度測定部44は、光ファイバ30の温度分布の経時変化を取得することができる。
Returning to FIG. 4, the
温度測定部44は、図6(a)に示すように、CH1の測定により得られるストークス成分ST及び反ストークス成分ASの光量の時系列データ(図5(a))を用いて光ファイバ30の各位置の温度を測定することができる。また、温度測定部44は、図6(b)に示すように、CH2の測定により得られるストークス成分ST及び反ストークス成分ASの光量の時系列データ(図5(b))を用いて光ファイバ30の各位置の温度を測定することができる。なお、図6(b)の測定結果は、左右反転することで、図6(a)と同様の測定結果となる。これらの測定方法はシングルエンド測定と呼ばれる。シングルエンド測定では、例えば、光ファイバ30の各位置におけるストークス成分STの光量と反ストークス成分ASの光量の比率から、温度を求めることができる。
As shown in FIG. 6(a), the
更に、温度測定部44は、CH1及びCH2の両測定により得られるストークス成分ST及び反ストークス成分ASの光量の時系列データ(図5(a)、図5(b))を用いて光ファイバ30の各位置の温度を測定することもできる(図6(c)参照)。この測定はダブルエンド測定と呼ばれる。ダブルエンド測定では、CH1測定及びCH2測定の光強度を統合して温度を計算するため、伝送損失の影響を除去することができ、高精度な温度測定が可能である。
Furthermore, the
ただし、ダブルエンド測定を行う場合、図7において模式的に示すように、CH1、CH2の測定原点の位置がずれていることがある。この測定原点のずれ(オフセット)を加味してダブルエンド測定を行わなければ、高精度な温度計算を行うことはできない。また、オフセットは、例えば5m前後の場合があり、また測定環境次第で0~10m程度の範囲で変動することがある。 However, when performing double-end measurement, as schematically shown in FIG. 7, the positions of the measurement origins of CH1 and CH2 may be shifted. A highly accurate temperature calculation cannot be performed unless the double-end measurement is performed in consideration of the shift (offset) of the measurement origin. Also, the offset may be, for example, around 5 m, and may vary within a range of approximately 0 to 10 m depending on the measurement environment.
オフセット量決定部46は、温度測定部44による温度測定の前に、又は温度測定の合間に、CH1、CH2の測定原点の位置ずれ量(原点ずれ量又はオフセット量と呼ぶ)を決定する。ここで、本実施形態においては、以下の2つの前提に着目して、原点ずれ量(オフセット量)を決定することとしている。
(前提1) 光ファイバ30には光ファイバ同士を融着して接続した点(融着点)が存在し、融着点付近で大きな伝送損失が発生すること。
(前提2) ダブルエンド測定では、光ファイバ30の任意の2点間の伝送損失の計算が可能であること
The offset
(Premise 1) The
(Premise 2) In double-ended measurement, it is possible to calculate the transmission loss between any two points of the
なお、伝送損失とは、レーザパルスが光ファイバ中を伝わる途中で失われる光の損失を意味する。伝送損失は、素材固有要因(吸収損失、散乱損失)や、外的要因(吸収損失、散乱損失、放射損失、接続損失)などにより生じる。 The transmission loss means the loss of light that is lost while the laser pulse is transmitted through the optical fiber. Transmission loss is caused by material-specific factors (absorption loss, scattering loss), external factors (absorption loss, scattering loss, radiation loss, connection loss), and the like.
例えば、光ファイバ30の2点間[z,z+Δz]の伝送損失量は、次式(1)から計算することができる。ここで、式(1)のPs1(z)、Ps2(z)、Ps1(z+Δz)、Ps2(z+Δz)は、図8に示すように、CH1、CH2測定で点z、点z+Δzにおいて得られるストークス成分STの光量(信号強度)である。
For example, the transmission loss between two points [z, z+Δz] of the
なお、伝送損失量の計算方法の詳細については、以下の論文に記載されている。
Van de Giesen, N., S. C. Steele-Dunne, J. Jansen, O. Hoes, M. B. Hausner, S. Tyler, and J. Selker (2012), Double-ended calibration of fiber-optic Raman spectra distributed temperature sensing data, Sensors, 12(5), 5471-5485
The details of the calculation method of the transmission loss amount are described in the following papers.
Van de Giesen, N., SC Steele-Dunne, J. Jansen, O. Hoes, MB Hausner, S. Tyler, and J. Selker (2012), Double-ended calibration of fiber-optic Raman spectra distributed temperature sensing data, Sensors, 12(5), 5471-5485
なお、伝送損失量の計算においては、ストークス成分STの信号強度に代えて、反ストークス成分ASの信号強度を用いることもできる。 In calculating the transmission loss amount, the signal strength of the anti-Stokes component AS can be used instead of the signal strength of the Stokes component ST.
融着点付近においては、非常に短い区間において強い伝送損失が発生する。例えば、図9(a)に示すように、オフセット量が適切であれば、CH1測定とCH2測定において融着点の位置が一致するため、図9(b)に示すように、融着点付近では、計算される伝送損失は一つの山状となる。一方、オフセット量が適切でないと、図9(c)に示すように、CH1測定とCH2測定において融着点の位置がずれるため、図9(d)に示すように、融着点付近では、計算される伝送損失が上下に大きく振れる。すなわち、計測される伝送損失量の絶対値の総和が小さいほど、オフセット量が適切であると考えられる。したがって、本実施形態のオフセット量決定部46は、伝送損失量の絶対値の総和が最小になるときのオフセット量を、温度測定時の原点ずれ量(オフセット量)として決定する。
A strong transmission loss occurs in a very short section near the fusion point. For example, as shown in FIG. 9(a), if the offset amount is appropriate, the position of the fusion point will match between the CH1 measurement and the CH2 measurement. Then, the calculated transmission loss becomes a mountain. On the other hand, if the amount of offset is not appropriate, as shown in FIG. The calculated transmission loss fluctuates greatly up and down. That is, the smaller the sum of the absolute values of the measured transmission loss amounts, the more appropriate the offset amount. Therefore, the offset
図4に示すように、オフセット量決定部46は、取得部50、算出部52、決定部54を有する。
As shown in FIG. 4 , the offset
取得部50は、記憶処理部42から、CH1測定で得られた所定周波数成分(ここでは、ストークス成分ST)の信号強度(光量)のデータと、CH2測定で得られたストークス成分STの信号強度(光量)のデータを取得する。
The
算出部52は、取得部50が取得したデータを用い、光ファイバ30の各区間の伝送損失量を算出する伝送損失算出処理を、オフセット量を変更しつつ繰り返し実行する。
The calculating
決定部54は、算出部52により実行された複数回の伝送損失算出処理の結果に基づいて、温度測定部44が用いるオフセット量を決定する。
The
(オフセット量決定部46の処理について)
以下、図10のフローチャートに沿って、オフセット量決定部46の処理について詳細に説明する。この図10の処理は、測定機10が最初の測定を開始する前のタイミングや、所定時間ごとに実行される処理である。なお、図10の処理が開始される前に、測定機10は、指示部40の指示の下、CH1測定及びCH2測定を実行しているものとする。このCH1測定及びCH2測定で得られたストークス成分STの信号強度データ(第1データ及び第2データ)は、記憶処理部42が記憶しているものとする。
(Regarding the processing of the offset amount determination unit 46)
The processing of the offset
図10の処理が開始されると、まず、ステップS10において、取得部50が、CH1測定及びCH2測定で得られたストークス成分STの信号強度データ(第1データ及び第2データ)を記憶処理部42から取得する。
When the process of FIG. 10 is started, first, in step S10, the
次いで、ステップS12では、取得部50が、取得した信号強度データのノイズ処理を実行する。
Next, in step S12, the
次いで、ステップS14では、算出部52が、オフセット範囲min、maxを設定する。図11(a)には、オフセット範囲が模式的に示されている。オフセット範囲としては、例えば0m~10mなどとすることができる。
Next, in step S14, the
次いで、ステップS16では、算出部52が、オフセット値をminに設定する。すなわち、CH1測定で得られたストークス成分STの信号強度データ(第1データ)の原点とCH2測定で得られたストークス成分STの信号強度データ(第2データ)の原点とのオフセット量をオフセット範囲の最小値(min)と仮定する。図11(b)には、オフセット値をminに設定した状態が示されている。
Next, in step S16, the
次いで、ステップS18では、算出部52が、光ファイバ30の各区間の伝送損失量を算出する(伝送損失算出処理)。具体的には、図11(c)に示すような各区間(例えば50cm間隔の区間)を設定し、各区間の伝送損失量を上式(1)に基づいて算出する。
Next, in step S18, the
次いで、ステップS20では、算出部52が、全区間の伝送損失量の絶対値の総和を算出する。
Next, in step S20, the
次いで、ステップS22では、算出部52が、オフセット値がmaxであるか否かを判断する。このステップS22の判断が否定されると、ステップS24に移行し、算出部52は、オフセット値を所定値(例えば50cm)だけ増加させる。図12(a)には、図11(b)の状態からオフセット値を所定値だけ増加させた状態が示されている。その後は、ステップS18に移行する。そして、ステップS18では、算出部52が、図12(b)に示すように各区間(例えば50cm間隔の区間)を設定し、各区間の伝送損失量を上式(1)に基づいて算出する。次いで、ステップS20では、算出部52が、全区間の伝送損失量の絶対値の総和を算出する。その後は、オフセット値がmaxになるまで、オフセット値を異ならせつつ、上記処理を複数回繰り返し実行する。そして、オフセット値がmaxになると、ステップS26に移行する。
Next, in step S22, the
ステップS26に移行すると、決定部54は、伝送損失量の絶対値の総和が最も小さいときのオフセット値を特定する。すなわち、決定部54は、図9(b)のように、伝送損失量が一つの山状に表れるときのオフセット値を特定する。決定部54は、特定されたオフセット値を、温度測定部44がダブルエンド測定を実行する際に利用する原点ずれ量(ダブルエンド測定時のオフセット量)として決定する。
After shifting to step S26, the
以上により、図10の全処理が終了する。 All the processing of FIG. 10 is completed by the above.
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、取得部50は、CH1測定の結果得られたストークス成分STの信号強度データと、CH2測定の結果得られたストークス成分STの信号強度データと、を取得する(S10)。また、算出部52は、オフセット量をminからmaxの間の値に設定して、取得した信号強度データから光ファイバ30の各区間の伝送損失量を算出する処理(S18)を、オフセット量を異ならせつつ(S24)複数回繰り返す。そして、決定部54は、伝送損失量の絶対値の総和が最も小さくなるときのオフセット量を温度測定部44によるダブルエンド測定における原点ずれ量(ダブルエンド測定時のオフセット量)として決定する(S26)。ここで、ダブルエンド測定時の原点ずれ量(オフセット量)を決定する方法としては、加熱機器を用いて光ファイバの任意の位置を一時的に加熱する方法が知られている。この方法では、CH1測定及びシングルエンド演算により得られる温度分布のピーク位置と、CH2測定及びシングルエンド演算により得られる温度分布のピーク位置とが一致するように原点ずれ量を決定する。この方法では、加熱機器を用いるため、コストや工数がかかり、また、加熱機器が使用できない状況では原点ずれ量を決定できないおそれがある。一方、本実施形態では、光ファイバ30が有する融着点での伝送損失を利用して原点ずれ量を決定するため、加熱機器が不要である。したがって、コストや工数を低減することができ、加熱機器が使用できないような状況でも原点ずれ量を決定することができる。
As described in detail above, according to the present embodiment, the acquiring
なお、上記実施形態では、図11(c)や図12(b)に示すように、光ファイバ30の全範囲において、伝送損失量を算出する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、光ファイバ30のある範囲に融着点が存在することが分かっている場合には、融着点付近の範囲において伝送損失量を算出するようにしてもよい。これにより、処理量が低減するとともに、融着点に起因する伝送損失以外の伝送損失による影響をあまり受けることなく、原点ずれ量を決定することができる。
In the above embodiment, as shown in FIGS. 11(c) and 12(b), the case of calculating the transmission loss amount in the entire range of the
なお、上記実施形態では、決定部54は、伝送損失量の絶対値の総和が最小になるときのオフセット量を、温度測定部44によるダブルエンド測定における原点ずれ量として決定する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、伝送損失量の絶対値の総和が所定値未満となるオフセット量の範囲を特定し、当該範囲に基づいて、温度測定部44によるダブルエンド測定における原点ずれ量を決定することとしてもよい。より具体的には、特定した範囲の中央値や平均値などを原点ずれ量として決定することができる。
In the above-described embodiment, the
なお、上記実施形態では、処理装置20がオフセット量決定部46の機能を有する場合について説明したが、これに限らず、オフセット量決定部46の機能は、処理装置20に接続された他の装置が有していてもよい。
In the above embodiment, the case where the
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、処理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体(ただし、搬送波は除く)に記録しておくことができる。 Note that the processing functions described above can be realized by a computer. In that case, a program is provided that describes the processing contents of the functions that the processing device should have. By executing the program on a computer, the above processing functions are realized on the computer. A program describing the processing content can be recorded in a computer-readable storage medium (excluding carrier waves).
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDVD(Digital Versatile Disc)、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)などの可搬型記憶媒体の形態で販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。 When a program is distributed, it is sold in the form of a portable storage medium such as a DVD (Digital Versatile Disc) or a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) on which the program is recorded. It is also possible to store the program in the storage device of the server computer and transfer the program from the server computer to another computer via the network.
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記憶媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記憶媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。 A computer that executes a program stores, for example, a program recorded on a portable storage medium or a program transferred from a server computer in its own storage device. The computer then reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. The computer can also read the program directly from the portable storage medium and execute processing according to the program. In addition, the computer can also execute processing in accordance with the received program each time the program is transferred from the server computer.
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The embodiments described above are examples of preferred implementations of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
なお、以上の実施形態の説明に関して、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 光ファイバの一端からレーザパルスを導入して前記光ファイバの各位置で散乱した後方散乱光を測定する第1測定の結果と、前記光ファイバの他端から前記レーザパルスを導入して前記光ファイバの各位置で散乱した後方散乱光を測定する第2測定の結果とを用いて前記光ファイバの延伸方向の温度分布を演算するときの前記第1測定の原点と前記第2測定の原点とのオフセット量を決定するオフセット量決定プログラムであって、
コンピュータに、
前記第1測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第1データを取得するとともに、前記第2測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の前記所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第2データを取得し、
前記第1データの原点と前記第2データの原点とのオフセット量を所定値と仮定して、前記第1データと前記第2データを用いて、所定長さ区間ごとに前記光ファイバの伝送損失量を算出する伝送損失算出処理を、前記所定値を異ならせつつ複数回繰り返し実行し、
前記伝送損失量の絶対値の総和が所定の基準を満たすときの前記所定値に基づいて、前記光ファイバの延伸方向の温度分布を演算するときのオフセット量を決定する、処理を実行させることを特徴とするオフセット量決定プログラム。
(付記2) 前記伝送損失算出処理は、前記光ファイバのうち予め定めた長さ範囲内で、伝送損失量を算出する、ことを特徴とする付記1に記載のオフセット量決定プログラム。
(付記3) 前記予め定めた長さ範囲は、前記光ファイバの融着点を含む範囲である、ことを特徴とする付記2に記載のオフセット量決定プログラム。
(付記4) 前記伝送損失量の絶対値の総和が最も小さいときの前記所定値を、前記光ファイバの各位置の温度を演算するときのオフセット量と決定する、ことを特徴とする付記1~3のいずれかに記載のオフセット量決定プログラム。
(付記5) 光ファイバの一端からレーザパルスを導入して前記光ファイバの各位置で散乱した後方散乱光を測定する第1測定の結果と、前記光ファイバの他端から前記レーザパルスを導入して前記光ファイバの各位置で散乱した後方散乱光を測定する第2測定の結果とを用いて前記光ファイバの延伸方向の温度分布を演算するときの前記第1測定の原点と前記第2測定の原点とのオフセット量を決定するオフセット量決定方法であって、
コンピュータが、
前記第1測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第1データを取得するとともに、前記第2測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の前記所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第2データを取得し、
前記第1データの原点と前記第2データの原点とのオフセット量を所定値と仮定して、前記第1データと前記第2データを用いて、所定長さ区間ごとに前記光ファイバの伝送損失量を算出する伝送損失算出処理を、前記所定値を異ならせつつ複数回繰り返し実行し、
前記伝送損失量の絶対値の総和が所定の基準を満たすときの前記所定値に基づいて、前記光ファイバの延伸方向の温度分布を演算するときのオフセット量を決定する、処理を実行することを特徴とするオフセット量決定方法。
(付記6) 光ファイバの一端からレーザパルスを導入して前記光ファイバの各位置で散乱した後方散乱光を測定する第1測定の結果と、前記光ファイバの他端から前記レーザパルスを導入して前記光ファイバの各位置で散乱した後方散乱光を測定する第2測定の結果とを用いて前記光ファイバの伸方向の温度分布を演算するときの前記第1測定の原点と前記第2測定の原点とのオフセット量を決定するオフセット量決定装置であって、
前記第1測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第1データを取得するとともに、前記第2測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の前記所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第2データを取得する取得部と、
前記第1データの原点と前記第2データの原点とのオフセット量を所定値と仮定して、前記第1データと前記第2データを用いて、所定長さ区間ごとに前記光ファイバの伝送損失量を算出する伝送損失算出処理を、前記所定値を異ならせつつ複数回繰り返し実行する算出部と、
前記伝送損失量の絶対値の総和が所定の基準を満たすときの前記所定値に基づいて、前記光ファイバの延伸方向の温度分布を演算するときのオフセット量を決定する決定部と、を備えるオフセット量決定装置。
(付記7) 前記伝送損失算出処理は、前記光ファイバのうち予め定めた長さ範囲内で、前記伝送損失量を算出する、ことを特徴とする付記6に記載のオフセット量決定装置。
(付記8) 前記予め定めた長さ範囲は、前記光ファイバの融着点を含む範囲である、ことを特徴とする付記7に記載のオフセット量決定装置。
(付記9) 前記決定部は、前記伝送損失量の絶対値の総和が最も小さいときの前記所定値を、前記光ファイバの各位置の温度を演算するときのオフセット量と決定する、ことを特徴とする付記6~8のいずれかに記載のオフセット量決定装置。
In addition, the following additional remarks will be disclosed with respect to the above description of the embodiment.
(Appendix 1) Results of a first measurement in which a laser pulse is introduced from one end of an optical fiber and backscattered light scattered at each position of the optical fiber is measured; The origin of the first measurement and the second measurement when calculating the temperature distribution in the extending direction of the optical fiber using the result of the second measurement of measuring the backscattered light scattered at each position of the optical fiber by An offset amount determination program for determining the offset amount from the origin of
to the computer,
From the result of the first measurement, obtain first data indicating the relationship between the predetermined wavelength component of the light amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and the scattered position, and obtain the result of the second measurement. from, obtain second data indicating the relationship between the predetermined wavelength component of the light amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and the scattered position,
Assuming that the offset amount between the origin of the first data and the origin of the second data is a predetermined value, using the first data and the second data, the transmission loss of the optical fiber is calculated for each predetermined length section. Repeating the transmission loss calculation process for calculating the amount a plurality of times while varying the predetermined value,
Determining an offset amount when calculating the temperature distribution in the extending direction of the optical fiber based on the predetermined value when the sum of the absolute values of the transmission loss amount satisfies a predetermined criterion. An offset amount determination program characterized by:
(Supplementary note 2) The offset amount determination program according to Supplementary note 1, wherein the transmission loss calculation process calculates the amount of transmission loss within a predetermined length range of the optical fiber.
(Supplementary note 3) The offset amount determination program according to Supplementary note 2, wherein the predetermined length range is a range including the fusion point of the optical fiber.
(Appendix 4) Appendices 1 to 1, characterized in that the predetermined value when the sum of the absolute values of the transmission loss amount is the smallest is determined as the offset amount when calculating the temperature at each position of the optical fiber. 4. The offset amount determination program according to any one of 3.
(Appendix 5) Results of a first measurement in which a laser pulse is introduced from one end of an optical fiber and backscattered light scattered at each position of the optical fiber is measured; The origin of the first measurement and the second measurement when calculating the temperature distribution in the extending direction of the optical fiber using the result of the second measurement of measuring the backscattered light scattered at each position of the optical fiber by An offset amount determination method for determining the offset amount from the origin of
the computer
From the result of the first measurement, obtain first data indicating the relationship between the predetermined wavelength component of the light amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and the scattered position, and obtain the result of the second measurement. from, obtain second data indicating the relationship between the predetermined wavelength component of the light amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and the scattered position,
Assuming that the offset amount between the origin of the first data and the origin of the second data is a predetermined value, using the first data and the second data, the transmission loss of the optical fiber is calculated for each predetermined length section. Repeating the transmission loss calculation process for calculating the amount a plurality of times while varying the predetermined value,
Determining an offset amount when calculating the temperature distribution in the extending direction of the optical fiber based on the predetermined value when the sum of the absolute values of the transmission loss amounts satisfies a predetermined criterion. An offset amount determination method characterized.
(Appendix 6) Results of a first measurement in which a laser pulse is introduced from one end of an optical fiber and backscattered light scattered at each position of the optical fiber is measured; The origin of the first measurement and the second measurement when calculating the temperature distribution in the stretching direction of the optical fiber using the result of the second measurement of measuring the backscattered light scattered at each position of the optical fiber by An offset amount determination device that determines the offset amount from the origin of
From the result of the first measurement, obtain first data indicating the relationship between the predetermined wavelength component of the light amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and the scattered position, and obtain the result of the second measurement. an acquisition unit that acquires second data indicating the relationship between the predetermined wavelength component of the amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and the scattered position from the optical fiber;
Assuming that the offset amount between the origin of the first data and the origin of the second data is a predetermined value, using the first data and the second data, the transmission loss of the optical fiber is calculated for each predetermined length section. a calculation unit that repeatedly executes transmission loss calculation processing for calculating the amount a plurality of times while varying the predetermined value;
a determination unit that determines an offset amount when calculating the temperature distribution in the extending direction of the optical fiber, based on the predetermined value when the sum of the absolute values of the transmission loss amounts satisfies a predetermined criterion. quantity determination device.
(Supplementary note 7) The offset amount determination device according to Supplementary note 6, wherein the transmission loss calculation process calculates the transmission loss amount within a predetermined length range of the optical fiber.
(Supplementary note 8) The offset amount determination device according to Supplementary note 7, wherein the predetermined length range is a range including the fusion point of the optical fiber.
(Supplementary note 9) The determination unit determines the predetermined value when the sum of the absolute values of the transmission loss amount is the smallest as the offset amount when calculating the temperature at each position of the optical fiber. The offset amount determination device according to any one of appendices 6 to 8.
20 処理装置(オフセット量決定装置)
50 取得部
52 算出部
54 決定部
20 processing device (offset amount determination device)
50
Claims (6)
コンピュータに、
前記第1測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第1データを取得するとともに、前記第2測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の前記所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第2データを取得し、
前記第1データの原点と前記第2データの原点とのオフセット量を所定値と仮定して、前記第1データと前記第2データを用いて、所定長さ区間ごとに前記光ファイバの伝送損失量を算出する伝送損失算出処理を、前記所定値を異ならせつつ複数回繰り返し実行し、
前記伝送損失量の絶対値の総和が所定の基準を満たすときの前記所定値に基づいて、前記光ファイバの延伸方向の温度分布を演算するときのオフセット量を決定する、処理を実行させることを特徴とするオフセット量決定プログラム。 results of a first measurement of introducing a laser pulse from one end of an optical fiber and measuring backscattered light scattered at each location in said optical fiber; The difference between the origin of the first measurement and the origin of the second measurement when calculating the temperature distribution in the extending direction of the optical fiber using the result of the second measurement that measures the backscattered light scattered at each position of An offset amount determination program for determining an offset amount,
to the computer,
From the result of the first measurement, obtain first data indicating the relationship between the predetermined wavelength component of the light amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and the scattered position, and obtain the result of the second measurement. from, obtain second data indicating the relationship between the predetermined wavelength component of the light amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and the scattered position,
Assuming that the offset amount between the origin of the first data and the origin of the second data is a predetermined value, using the first data and the second data, the transmission loss of the optical fiber is calculated for each predetermined length section. Repeating the transmission loss calculation process for calculating the amount a plurality of times while varying the predetermined value,
Determining an offset amount when calculating the temperature distribution in the extending direction of the optical fiber based on the predetermined value when the sum of the absolute values of the transmission loss amount satisfies a predetermined criterion. An offset amount determination program characterized by:
コンピュータが、
前記第1測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第1データを取得するとともに、前記第2測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の前記所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第2データを取得し、
前記第1データの原点と前記第2データの原点とのオフセット量を所定値と仮定して、前記第1データと前記第2データを用いて、所定長さ区間ごとに前記光ファイバの伝送損失量を算出する伝送損失算出処理を、前記所定値を異ならせつつ複数回繰り返し実行し、
前記伝送損失量の絶対値の総和が所定の基準を満たすときの前記所定値に基づいて、前記光ファイバの延伸方向の温度分布を演算するときのオフセット量を決定する、処理を実行することを特徴とするオフセット量決定方法。 results of a first measurement of introducing a laser pulse from one end of an optical fiber and measuring backscattered light scattered at each location in said optical fiber; The difference between the origin of the first measurement and the origin of the second measurement when calculating the temperature distribution in the extending direction of the optical fiber using the result of the second measurement that measures the backscattered light scattered at each position of An offset amount determination method for determining an offset amount,
the computer
From the result of the first measurement, obtain first data indicating the relationship between the predetermined wavelength component of the light amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and the scattered position, and obtain the result of the second measurement. from, obtain second data indicating the relationship between the predetermined wavelength component of the light amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and the scattered position,
Assuming that the offset amount between the origin of the first data and the origin of the second data is a predetermined value, using the first data and the second data, the transmission loss of the optical fiber is calculated for each predetermined length section. Repeating the transmission loss calculation process for calculating the amount a plurality of times while varying the predetermined value,
Determining an offset amount when calculating the temperature distribution in the extending direction of the optical fiber based on the predetermined value when the sum of the absolute values of the transmission loss amounts satisfies a predetermined criterion. An offset amount determination method characterized.
前記第1測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第1データを取得するとともに、前記第2測定の結果から、前記光ファイバの各位置で散乱した前記後方散乱光の光量の前記所定波長成分と散乱した位置との関係を示す第2データを取得する取得部と、
前記第1データの原点と前記第2データの原点とのオフセット量を所定値と仮定して、前記第1データと前記第2データを用いて、所定長さ区間ごとに前記光ファイバの伝送損失量を算出する伝送損失算出処理を、前記所定値を異ならせつつ複数回繰り返し実行する算出部と、
前記伝送損失量の絶対値の総和が所定の基準を満たすときの前記所定値に基づいて、前記光ファイバの延伸方向の温度分布を演算するときのオフセット量を決定する決定部と、を備えるオフセット量決定装置。
results of a first measurement of introducing a laser pulse from one end of an optical fiber and measuring backscattered light scattered at each location in said optical fiber; The difference between the origin of the first measurement and the origin of the second measurement when calculating the temperature distribution in the extension direction of the optical fiber using the result of the second measurement that measures the backscattered light scattered at each position of An offset amount determination device that determines an offset amount,
From the result of the first measurement, obtain first data indicating the relationship between the predetermined wavelength component of the light amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and the scattered position, and obtain the result of the second measurement. an acquisition unit that acquires second data indicating the relationship between the predetermined wavelength component of the amount of the backscattered light scattered at each position of the optical fiber and the scattered position from the optical fiber;
Assuming that the offset amount between the origin of the first data and the origin of the second data is a predetermined value, using the first data and the second data, the transmission loss of the optical fiber is calculated for each predetermined length section. a calculation unit that repeatedly executes transmission loss calculation processing for calculating the amount a plurality of times while varying the predetermined value;
a determination unit that determines an offset amount when calculating the temperature distribution in the extending direction of the optical fiber, based on the predetermined value when the sum of the absolute values of the transmission loss amounts satisfies a predetermined criterion. quantity determination device.
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