JP2596578B2 - Optical fiber immersion detection sensor - Google Patents

Optical fiber immersion detection sensor

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JP2596578B2
JP2596578B2 JP63013934A JP1393488A JP2596578B2 JP 2596578 B2 JP2596578 B2 JP 2596578B2 JP 63013934 A JP63013934 A JP 63013934A JP 1393488 A JP1393488 A JP 1393488A JP 2596578 B2 JP2596578 B2 JP 2596578B2
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えば電気通信ケーブル等の内部に配設
され、この種のケーブルの浸水事故を正確にかつ迅速に
検知できる光ファイバ浸水検知センサに関する。
The present invention relates to an optical fiber immersion detection sensor disposed inside, for example, a telecommunication cable or the like, and capable of accurately and quickly detecting the immersion accident of this kind of cable. About.

「従来の技術およびその課題」 一般に、電力ケーブルや通信ケーブル等の電気通信ケ
ーブルは、市内外の伝送線路内および海底などに敷設さ
れている。
"Prior art and its problems" Generally, telecommunication cables such as power cables and communication cables are laid in transmission lines outside and inside the city and on the sea floor.

そして、このようなケーブル内には、その長手方向に
沿って裸線、紙絶縁線あるいはプラスチック絶縁線など
の警報線を配線して、この警報線の部分的短絡により浸
水を検知するものが用いられている。
In such a cable, an alarm wire such as a bare wire, a paper insulated wire or a plastic insulated wire is wired along the longitudinal direction, and a cable that detects inundation by a partial short circuit of the alarm wire is used. Have been.

ところがこの警報線を配線して構成された防水型ケー
ブルにあっては、上記のような警報線を用いているた
め、浸水箇所を正確にかつ迅速に検知することができな
いという課題があった。また警報線の浸水検知感度が低
いという課題があった。また金属導体を用いた警報線
は、電磁誘導のある区間では適用できないという課題が
あった。
However, in the waterproof cable configured by arranging the alarm line, there is a problem that the flooded portion cannot be detected accurately and quickly because the above-described alarm line is used. In addition, there is a problem that the sensitivity of the alarm line for detecting inundation is low. Also, there is a problem that an alarm line using a metal conductor cannot be applied in a section where electromagnetic induction is present.

また、最近の光ファイバケーブルにおいては、中継間
隔が長いため、警報線そのものを使用できないという課
題があった。
Also, in recent optical fiber cables, there is a problem that the alarm line itself cannot be used because the relay interval is long.

このような事情から、従来より、上記のような電気通
信ケーブルなどの内部に配設可能な浸水検知センサの開
発が望まれていた。
Under such circumstances, it has been desired to develop a waterlogging detection sensor that can be disposed inside the above-described telecommunication cable or the like.

「課題を解決するための手段」 この発明による光ファイバ浸水検知センサは、シング
ルモード光ファイバに吸水チューブを被せ、この吸水チ
ューブの上から膨張抑制用紐を巻き付け、この吸水チュ
ーブを被せた部分を複数回巻いて固定し、の初期曲げ損
失が0.01〜1dBである浸水センサ部を、導波路となるシ
ングルモード光ファイバの少なくとも1ケ所に形成する
ことを課題解決の手段とした。
[Means for Solving the Problems] The optical fiber immersion detection sensor according to the present invention covers a single-mode optical fiber with a water-absorbing tube, winds an expansion-suppressing string from above the water-absorbing tube, and covers the portion covered with the water-absorbing tube. The means for solving the problem is to form a water immersion sensor part, which is wound a plurality of times and fixed and has an initial bending loss of 0.01 to 1 dB, in at least one place of a single mode optical fiber serving as a waveguide.

「作用」 この発明の光ファイバ浸水検知センサにあっては、上
記のような構成としたことにより、次のような作用を奏
する。
[Operation] The optical fiber immersion detection sensor of the present invention has the following operation by the above configuration.

すなわち、浸水事故に際し、浸透した水分を吸水チュ
ーブが吸収してその体積が膨張し、これによって予め曲
げ応力が加えられている光ファイバの屈曲部が更に押し
曲げられる。よって、この光ファイバの曲がりによる伝
送光の損失増を光ファイバの入力端から入射した光の後
方散乱光等の反射光を測定することによって検知し、浸
水事故の発生およびその発生位置を正確かつ迅速に検知
できる。
That is, in the event of a flood, the water absorbing tube absorbs the permeated water and expands its volume, whereby the bent portion of the optical fiber to which bending stress is applied in advance is further bent. Therefore, the increase in the transmission light loss due to the bending of the optical fiber is detected by measuring the reflected light such as the backscattered light of the light incident from the input end of the optical fiber, and the occurrence of the inundation accident and the occurrence position thereof are accurately and accurately detected. Can be detected quickly.

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明を詳しく説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、この発明の実施例を示す図であって、図中
符号1は、光ファイバ浸水検知センサ(以下、単にセン
サと略称する)である。このセンサ1は、光ファイバ2
の一部に浸水センサ部3を形成して構成されている。こ
の浸水センサ部3は、光ファイバ2の一部に吸水性樹脂
からなる吸水チューブ4を取り付け、この吸水チューブ
4の外周に紐5を一定のピッチで巻回し、さらに吸水チ
ューブ4の取り付け部分を所定の曲率半径rで数ターン
巻きつけた状態で固定して構成されている。なお、図示
しないが、光ファイバ2には適宜な間隔をもって複数の
浸水センサ部3が形成されている。
FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention, wherein reference numeral 1 denotes an optical fiber immersion detection sensor (hereinafter simply referred to as a sensor). This sensor 1 has an optical fiber 2
The water immersion sensor part 3 is formed in a part of. In the water immersion sensor section 3, a water absorbing tube 4 made of a water absorbing resin is attached to a part of the optical fiber 2, a string 5 is wound around the outer periphery of the water absorbing tube 4 at a constant pitch, and the attaching portion of the water absorbing tube 4 is further attached. It is configured to be fixed in a state of being wound several turns with a predetermined radius of curvature r. Although not shown, a plurality of immersion sensor units 3 are formed in the optical fiber 2 at appropriate intervals.

この光ファイバ2には、石英系シングルモード光ファ
イバ、多成分系シングルモード光ファイバあるいはプラ
スチックス製シングルモード光ファイバ等のシングルモ
ード光ファイバが使用され、かつ、この光ファイバ裸線
や、この光ファイバ裸線に熱硬化性シリコン、ウレタ
ン、紫外線硬化型ポリマ等を材料とする一層あるいは二
層以上の被覆を施した光ファイバ素線やこの素線をナイ
ロン等で被覆した光ファイバ心線が好適に使用される。
As the optical fiber 2, a single-mode optical fiber such as a quartz single-mode optical fiber, a multi-component single-mode optical fiber, or a plastics single-mode optical fiber is used. An optical fiber with a bare fiber coated with one or more layers of thermosetting silicone, urethane, UV-curable polymer, etc., or an optical fiber with this coated with nylon etc. is preferred. Used for

上記吸水チューブ4の材料としては、吸水時に体積が
5倍以上となるような材料が使用され、好適な材料を例
示すれば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、EVA樹脂、E
EA樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、スチレン系
の熱可塑性エラストマー(以下、TPEと略記する)、オ
レフィン系TPE、エステル系TPE、塩化ビニル系TPE、ア
ミド系TPE、ジエン系TPE、アイオノマ系TPE等の熱可塑
性樹脂または1,3ジエン系ゴム等のゴムにポリアクリル
酸塩−ポリアクリル酸共重合体、ポリビニールアルコー
ル−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリエチレン
オキサイド、澱粉グラフト共重合体、カルボキシメチル
セルロース(CMC)等の吸水性材料を混合したものなど
が好適に使用される。また、吸水チューブ4の厚さは、
吸水性樹脂の吸水能力や体積膨張率などを考慮して適宜
に設定される。
As the material of the water absorbing tube 4, a material whose volume becomes 5 times or more when absorbing water is used. Examples of suitable materials include polyvinyl chloride, polyethylene, EVA resin, and EVA resin.
Heat of EA resin, polyester resin, polyurethane, styrene-based thermoplastic elastomer (hereinafter abbreviated as TPE), olefin-based TPE, ester-based TPE, vinyl chloride-based TPE, amide-based TPE, diene-based TPE, ionomer-based TPE, etc. Polyacrylic acid-polyacrylic acid copolymer, polyvinyl alcohol-vinyl acetate copolymer, polyurethane, polyethylene oxide, starch graft copolymer, carboxymethyl cellulose (CMC) ) Are suitably used. Also, the thickness of the water absorbing tube 4 is
It is set appropriately in consideration of the water absorption capacity and the volume expansion coefficient of the water-absorbing resin.

上記紐5は、浸水時に膨張性を示さない材料が使用さ
れ、たとえばポリエステルなどの合成樹脂製の紐や、木
綿、絹などの天然繊維製の紐や、金属糸などが使用され
る。
The string 5 is made of a material that does not expand when immersed. For example, a string made of a synthetic resin such as polyester, a string made of a natural fiber such as cotton or silk, or a metal thread is used.

また、浸水センサ部3の曲率半径rは、浸水センサ部
3の伝送損失(初期損失値)が0.01〜1dB程度となるよ
うに設定され、特に初期損失値が0.1dB程度とするのが
好ましい。
The radius of curvature r of the immersion sensor unit 3 is set so that the transmission loss (initial loss value) of the immersion sensor unit 3 is about 0.01 to 1 dB, and it is particularly preferable that the initial loss value is about 0.1 dB.

このセンサ1は、例えば次のように製造される。ま
ず、光ファイバ2の所定の位置に吸水チューブ4を取り
付ける。この吸水チューブ4の取り付け方法としては、
吸水性樹脂をチューブ状に成形し、このチューブを光フ
ァイバ2に挿通する方法や、光ファイバ2の所定位置に
吸水性樹脂の溶融物を所定の厚さとなるように塗布する
方法が用いられる。次に、この吸水チューブ4の外周に
紐5を巻回する。次に、この吸水チューブ4の部分を、
伝送損失が0.1dB程度となるように、数ターン巻きつ
け、この状態で一部に接着剤を塗布する方法などで固定
して製造される。
The sensor 1 is manufactured, for example, as follows. First, the water absorbing tube 4 is attached to a predetermined position of the optical fiber 2. As a method of mounting the water absorbing tube 4,
A method of forming the water-absorbent resin into a tube shape and inserting the tube into the optical fiber 2 or a method of applying a melt of the water-absorbent resin to a predetermined position of the optical fiber 2 so as to have a predetermined thickness is used. Next, the string 5 is wound around the outer periphery of the water absorbing tube 4. Next, the portion of the water absorbing tube 4 is
It is wound around several turns so that the transmission loss is about 0.1 dB, and is fixed by a method of applying an adhesive to a part in this state.

また、定尺のシングルモード光ファイバを用いて、上
述のように浸水センサ部3を作成し、この浸水センサ部
3のシングルモード光ファイバを導波路となる別のシン
グルモード光ファイバに融着接続などにより直列に接続
してセンサ1とすることもできる。
Further, the immersion sensor unit 3 is prepared as described above by using a single-mode optical fiber of a fixed size, and the single-mode optical fiber of the immersion sensor unit 3 is fusion-spliced to another single-mode optical fiber serving as a waveguide. For example, the sensor 1 can be connected in series with the sensor 1.

このように構成されたセンサ1は、次のようにして浸
水事故の発生を検知する。まず、いずれかの浸水センサ
部3の設置場所に浸水事故が起こり、この水分が吸水チ
ューブ4に浸透する。この浸透水分を吸収して吸水チュ
ーブ4は体積膨張を起こし、一方、吸水チューブ4の外
周に巻回された紐5が当接する部分では、吸水チューブ
4の膨張が抑制され、その結果、浸水センサ部3は変形
を起こし、予め設定した曲率半径rよりも小さな曲率半
径の部分が発生し、この部分では光ファイバ2中を伝送
される伝送光の損失が大きくなるので、この伝送光の損
失増加を感知することにより、浸水事故の発生を検知す
ることができる。
The sensor 1 configured as described above detects occurrence of a flood accident as follows. First, a flood accident occurs at one of the locations where the flood sensor unit 3 is installed, and this moisture permeates the water absorbing tube 4. By absorbing the permeated water, the water absorbing tube 4 undergoes volume expansion. On the other hand, in a portion where the string 5 wound around the outer periphery of the water absorbing tube 4 abuts, the expansion of the water absorbing tube 4 is suppressed. The portion 3 is deformed, and a portion having a radius of curvature smaller than a predetermined radius of curvature r occurs. In this portion, the loss of the transmission light transmitted through the optical fiber 2 increases, so that the loss of the transmission light increases. , The occurrence of a flood accident can be detected.

次に、このセンサ1を用いた浸水検知システムの一例
を第2図を参照して説明する。この図に示すセンサ1
は、光ファイバ2に複数の浸水センサ部3を設けて構成
されたものである。このセンサ1の端部には、センサ1
内に入射した光の反射光の時間的な遅れを測定すると共
に、受光レベルの変化を測定して光ファイバの曲がりの
発生位置を検知する浸水検知装置6が接続されている。
この浸水検知装置6は、光ファイバ2の入力端から光パ
ルスを入射するパルス発生器7とLD(レーザダイオー
ド)やLED(発光ダイオード)等の発光素子8とからな
る発光部9と、光ファイバ2から後方散乱光などの反射
光パルスを受光するAPD(アバランシェフォトダイオー
ド)等の発光素子を有する光検出部10と、発光部9から
の光パルスと光ファイバ2からの反射光パルスとの流れ
を制御する光方向性結合器11と、上記の光検出部10で受
光された反射光パルスの時間的な遅れを演算処理する演
算部12と、この処理結果を表示する表示部13とからなる
ものである。
Next, an example of a flood detection system using the sensor 1 will be described with reference to FIG. Sensor 1 shown in this figure
Is constructed by providing a plurality of immersion sensor units 3 on an optical fiber 2. At the end of the sensor 1, a sensor 1
A water immersion detecting device 6 is connected to measure the time delay of the reflected light of the light incident on the inside and to measure the change in the received light level to detect the position where the optical fiber is bent.
The immersion detecting device 6 includes a light emitting unit 9 including a pulse generator 7 for inputting a light pulse from an input end of the optical fiber 2 and a light emitting element 8 such as an LD (laser diode) or an LED (light emitting diode); 2, a light detection unit 10 having a light emitting element such as an APD (avalanche photodiode) for receiving a reflected light pulse such as backscattered light, and a flow of a light pulse from the light emitting unit 9 and a reflected light pulse from the optical fiber 2. The optical directional coupler 11 controls the time delay of the reflected light pulse received by the light detection unit 10, and the display unit 13 displays the processing result. Things.

次に、このような構成からなる浸水検知システムの稼
動方法を説明する。まず、浸水検知装置6にセンサ1の
一端部を接続したのち、このセンサ1の他端部側を通信
機器を収容したビル等の各フロアなどに、くまなく配設
する。これにより浸水検知システムが完成する。
Next, a method of operating the inundation detection system having such a configuration will be described. First, one end of the sensor 1 is connected to the immersion detecting device 6, and then the other end of the sensor 1 is disposed all over the floor of a building or the like in which communication equipment is housed. This completes the flood detection system.

そして、例えばこの図中に示されるX区域に浸水事故
が発生した場合、このX区域内に配設された浸水センサ
部3に水分が浸透し、この浸水センサ部3の吸水チュー
ブ4が吸水膨潤して体積膨張を起こす。これによって、
X区域の浸水センサ部3では、光ファイバ2の曲率半径
が初期設定値よりも小さくなり伝送損失の増加が起こ
る。そして、この光ファイバ2の曲がりによる損失増を
浸水検知装置6により、光ファイバ2の入力端に戻る後
方散乱光などの反射光パルスの時間的な遅れや受光レベ
ルの変化に基づいて検知する。そして、浸水検知装置6
の演算部12で反射光パルスの測定データを解析して光フ
ァイバ2の入力端からの浸水発生位置までの距離を割り
出す。ついでこのデータを表示部13に表示することによ
ってX区域の浸水事故を検知することができる。
If, for example, a water intrusion accident occurs in the X area shown in this figure, water penetrates into the water infiltration sensor unit 3 disposed in the X area, and the water absorption tube 4 of the water infiltration sensor unit 3 absorbs and swells. Causes volume expansion. by this,
In the immersion sensor section 3 in the X section, the radius of curvature of the optical fiber 2 becomes smaller than the initial set value, and the transmission loss increases. The increase in loss due to the bending of the optical fiber 2 is detected by the immersion detecting device 6 based on a time delay of a reflected light pulse such as backscattered light returning to the input end of the optical fiber 2 and a change in light receiving level. And the inundation detection device 6
The calculation unit 12 analyzes the measurement data of the reflected light pulse to determine the distance from the input end of the optical fiber 2 to the position where the water intrusion occurs. Then, by displaying this data on the display unit 13, it is possible to detect a flood accident in the X area.

次に、この浸水事故発生に伴い、直ちにX区域の浸水
事故に対する対応措置を施す。
Next, in response to the occurrence of the inundation accident, immediately take countermeasures against the inundation accident in the area X.

このような浸水検知システムにあっては、浸水検知装
置6の表示部13の位置において、X区域など浸水センサ
部3を予じめ配設しておいた区域の浸水事故を正確にか
つ迅速に検知することが可能である。また、この浸水検
知システムは、上記の例に限らず、例えば電気通信ケー
ブル内にセンサ1を他の電気通信線や光ファイバと共に
配設した構成であってもよい。
In such an inundation detection system, at the position of the display unit 13 of the inundation detection device 6, an inundation accident in an area such as the X area where the inundation sensor unit 3 is provided in advance is accurately and promptly. It is possible to detect. The immersion detection system is not limited to the above example, and may have a configuration in which, for example, the sensor 1 is disposed in an electric communication cable together with another electric communication line or an optical fiber.

この場合、センサ1は、光ファイバ2に吸水時に体積
膨張する吸水チューブ4を取り付け、この吸水チューブ
4の外周に紐5を巻回し、更にこの吸水チューブ4の部
分を所定の曲率半径rで数ターン巻きつけた構成の浸水
センサ部3を、光ファイバ2の複数箇所に形成し、浸水
センサ部3に水分が浸透することにより吸水チューブ4
が体積膨張を起こす一方、吸水チューブ4の外周の紐5
が吸水チューブ4の膨張を抑制して浸水センサ部3の光
ファイバ2の曲率半径を初期設定値よりも小さくして、
光ファイバ2の伝送損失を増加させることを浸水検知手
段としたので、従来の金属導体を用いた浸水検知器に比
べ長距離の布設が可能となり、また電磁誘導がある区域
においても適応させることができる。
In this case, the sensor 1 is provided with a water-absorbing tube 4 that expands in volume when absorbing water to the optical fiber 2, winds a string 5 around the outer periphery of the water-absorbing tube 4, and further divides the portion of the water-absorbing tube 4 with a predetermined radius of curvature r. The immersion sensor section 3 having a winding configuration is formed at a plurality of locations of the optical fiber 2, and when the water penetrates into the immersion sensor section 3, the water absorption tube 4 is formed.
Causes volume expansion, while the string 5
Reduces the radius of curvature of the optical fiber 2 of the immersion sensor unit 3 from the initial set value by suppressing the expansion of the water absorption tube 4,
Since the increase in the transmission loss of the optical fiber 2 is used as the flood detection means, it is possible to lay the fiber over a longer distance as compared with the conventional flood detector using a metal conductor, and it is also possible to apply it in an area where electromagnetic induction exists. it can.

ところで、この例のように光ファイバ2の損失増加を
もって浸水事故の発生の有無を判定するセンサにおいて
は、遠距離まで布設可能なように、浸水検知時の光ファ
イバ2の損失増加量が判別可能な範囲で小さい方が望ま
しい。従って、光ファイバの曲がりによる伝送損失増加
量を、ある範囲で制御できることが必要となる。そし
て、一般にシングルモード光ファイバの曲げ損失は、コ
アとクラッド間の屈折率差、コア径、コアのプロファイ
ルによって決定され、しかもそれらの僅かの変化により
曲げ損失は大きく変化する。したがってシングルモード
光ファイバにおいては、曲げによる伝送損失の制御性が
悪く、例えば曲げ半径一定のマンドレルに光ファイバを
押し当てて曲げを発生させたのでは、ファイバパラメー
タのばらつきにより、損失増加が起きない場合や損失増
加が極端に大きくなる場合が生じてしまう。そこで、前
述の例のように光ファイバ2を、予め光ファイバ2が損
失増加を起こし易い曲率半径まで曲げておくことによ
り、シングルモード光ファイバを用いたものであって
も、曲げによる伝送損失の制御性を良好にすることがで
きる。
By the way, in a sensor that determines whether or not a water intrusion has occurred by increasing the loss of the optical fiber 2 as in this example, it is possible to determine the amount of increase in the loss of the optical fiber 2 at the time of detecting water intrusion so that the optical fiber 2 can be installed over a long distance. It is desirable that the size be as small as possible. Therefore, it is necessary that the amount of transmission loss increase due to the bending of the optical fiber can be controlled within a certain range. In general, the bending loss of a single-mode optical fiber is determined by the refractive index difference between the core and the clad, the core diameter, and the profile of the core. Therefore, in a single mode optical fiber, the controllability of transmission loss due to bending is poor. For example, if an optical fiber is pressed against a mandrel having a constant bending radius to cause bending, loss does not increase due to variations in fiber parameters. In some cases, the loss increases extremely. Therefore, by bending the optical fiber 2 in advance to a radius of curvature where the loss of the optical fiber 2 is likely to increase as in the above-described example, even if a single mode optical fiber is used, the transmission loss due to bending is reduced. Good controllability can be achieved.

この理由を第3図を基に説明する。第3図はシングル
モード光ファイバの曲がり損失の1例を説明するための
図であって、図の横軸は光ファイバの曲げ半径(mm)、
縦軸は曲がり損失(dB)を対数目盛りで表したものであ
る。なお、使用したシングルモード光ファイバは、モー
ドフィールド径10μm、クラッド外径125μm、屈折率
差(Δ)=0.3%、実効カットオフ波長(λce)=1.15
μmのものを用い、また、測定波長(λ)は1.3μmと
した。
The reason will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining an example of bending loss of a single mode optical fiber, where the horizontal axis is the bending radius (mm) of the optical fiber;
The vertical axis represents the bending loss (dB) on a logarithmic scale. The single mode optical fiber used had a mode field diameter of 10 μm, a cladding outer diameter of 125 μm, a refractive index difference (Δ) of 0.3%, and an effective cutoff wavelength (λce) of 1.15.
μm, and the measurement wavelength (λ) was 1.3 μm.

この図から明確なように、光ファイバの曲げ半径を小
さくすると、曲がり損失は指数的に増加することがわか
る。また、この図において、横軸の曲げ半径の僅かな変
化に対して曲がり損失がどの程度変化するかを推定する
と、例えば、光ファイバの曲げ半径が17mmで、この曲げ
半径に±1mmの変化があった場合には、曲がり損失が±1
0-3dB/m程度の変化を示すが、光ファイバの曲げ半径が1
0mmで、曲げ半径に±1mmの変化があると、曲がり損失が
1dB/m程度の変化を示すようになる。したがって、シン
グルモード光ファイバに予め伝送損失が0.1dB程度とな
るような曲がりを付与しておき、吸水時に光ファイバの
曲がりを増加させるように構成することによって、シン
グルモード光ファイバを使用した場合であっても、十分
に伝送損失の増加を識別することができる。
As is clear from this figure, the bending loss increases exponentially when the bending radius of the optical fiber is reduced. Further, in this figure, when it is estimated how much the bending loss changes with respect to a slight change in the bending radius of the horizontal axis, for example, the bending radius of the optical fiber is 17 mm, and the bending radius changes by ± 1 mm. If any, bending loss is ± 1
It shows a change of about 0 -3 dB / m, but the bending radius of the optical fiber is 1
If the bending radius changes by ± 1 mm at 0 mm, bending loss
It shows a change of about 1 dB / m. Therefore, in the case where a single mode optical fiber is used, a single mode optical fiber is provided with a bend so that the transmission loss is about 0.1 dB in advance, and the bend of the optical fiber is increased when water is absorbed. Even so, it is possible to sufficiently identify the increase in transmission loss.

以下、実施例を示してこの発明の作用効果を明確にす
る。
Hereinafter, the working effects of the present invention will be clarified by showing examples.

(実施例1) モードフィールド径10μm、クラッド外径125μm、
熱硬化性シリコン(一次被覆)径400μm、ナイロン
(二次被覆)径0.9mm、屈折率差0.3%、実効カットオフ
波長1.15μmの石英系シングルモードファイバ心線を用
い、この光ファイバに熱可塑性エラストマとポリアクリ
ル酸塩系吸水材料の混合物からなる吸水性樹脂を材料と
する外径1.0mm、長さ500mmの吸水チューブを取り付け、
この吸水チューブの外周にプラスチック糸を50mmピッチ
で巻回し、この吸水チューブの部分を曲率半径13mmで4
ターン巻き付けて浸水センサ部を形成し、第1図に示す
ものと同様構成のセンサを作成した。なお、上記吸水性
樹脂は、吸水後に約100倍の体積膨張を示した。また、
このセンサの初期損失値は約0.1dBであった。
(Example 1) Mode field diameter 10 μm, clad outer diameter 125 μm,
Thermosetting silicone (primary coating) diameter 400μm, nylon (secondary coating) diameter 0.9mm, refractive index difference 0.3%, effective cutoff wavelength 1.15μm, using a silica single-mode fiber core wire, thermoplastic for this optical fiber Attach a water absorbing tube with an outer diameter of 1.0 mm and a length of 500 mm made of a water absorbing resin made of a mixture of an elastomer and a polyacrylate based water absorbing material,
A plastic thread is wound around the outer circumference of the water-absorbing tube at a pitch of 50 mm.
A water immersion sensor portion was formed by winding a turn, and a sensor having the same configuration as that shown in FIG. 1 was prepared. In addition, the water-absorbing resin showed about 100-fold volume expansion after absorbing water. Also,
The initial loss value of this sensor was about 0.1 dB.

次に、このセンサを水中に24時間浸漬することによっ
てセンサを作動させ、この後、第2図に示すものと同等
構成の浸水検知装置により浸水箇所の検出を行なった。
その結果、浸水センサ部の形成位置に約0.5dBの損失増
加が検出された。
Next, the sensor was operated by immersing the sensor in water for 24 hours, and thereafter, a flooded portion was detected by a flooded water detecting device having the same configuration as that shown in FIG.
As a result, a loss increase of about 0.5 dB was detected at the position where the water immersion sensor was formed.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明の光ファイバ浸水検知
センサは、導波路となるシングルモード光ファイバの少
なくとも1ケ所に、シングルモード光ファイバに吸水チ
ューブを被せ、この吸水チューブの上から膨張抑制用紐
を巻き付け、吸水チューブを被せた部分を複数回巻いて
固定し、その初期曲げ損失が0.01〜1dBである浸水セン
サ部を形成してなるものである。
[Effects of the Invention] As described above, the optical fiber immersion detection sensor of the present invention covers a single-mode optical fiber with a water-absorbing tube on at least one location of the single-mode optical fiber serving as a waveguide. And a portion covered with a water-absorbing tube is wound and fixed a plurality of times to form a flood sensor having an initial bending loss of 0.01 to 1 dB.

この光ファイバ浸水検知センサは、浸水事故に際し、
浸水センサ部に浸水した水分を吸水チューブが吸収して
その体積が膨張する一方、膨張抑制紐が吸水チューブの
体積膨張を抑制して浸水センサ部のシングルモード光フ
ァイバにさらに曲がりを発生させ、これによる伝送光の
損失増加をシングルモード光ファイバの入力端から入射
した光の後方散乱光等の反射光を測定することによって
検知し、浸水事故の発生およびその発生位置を正確かつ
迅速に検知することができる。
This optical fiber flood detection sensor, in the event of a flood,
While the water absorption tube absorbs the water in the water sensor and the water absorption tube expands its volume, the expansion suppression string suppresses the volume expansion of the water absorption tube, causing the single mode optical fiber of the water sensor to bend further. To detect the increase in transmission light loss by measuring reflected light, such as backscattered light, of light incident from the input end of a single-mode optical fiber, and to accurately and quickly detect the occurrence of an inundation accident and its occurrence position. Can be.

また、水分の浸透により吸水性チューブが膨張して光
ファイバに曲がりを発生させ、光ファイバの伝送損失を
増加させることを浸水検知手段としたので、従来の金属
導体を用いた浸水検知器に比べ長距離の布設が可能とな
り、また電磁誘導がある区間においても適応させること
ができる。
In addition, since the water absorbing tube expands due to the penetration of moisture, causing the optical fiber to bend and increasing the transmission loss of the optical fiber, the water intrusion detection means is used. Long-distance laying is possible, and adaptation is possible even in sections where electromagnetic induction is present.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の第1実施例を示す図であって、セン
サの斜視図、第2図は本発明のセンサを用いた浸水検知
システムの一例を説明する概略構成図、第3図は光ファ
イバの曲がりと伝送損失の関係の一例を説明するための
グラフである。 1……センサ、2……光ファイバ、3……浸水センサ
部、4……吸水チューブ、5……紐。
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of the present invention, in which a perspective view of a sensor, FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining an example of a flood detection system using the sensor of the present invention, and FIG. 6 is a graph for explaining an example of a relationship between a bending of an optical fiber and a transmission loss. 1 ... sensor, 2 ... optical fiber, 3 ... water sensor, 4 ... water absorption tube, 5 ... string.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢野 弘幸 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株 式会社佐倉工場内 (56)参考文献 特開 昭62−262805(JP,A) 実開 昭62−143237(JP,U) 実開 昭59−6756(JP,U) 実公 昭62−16673(JP,Y2) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hiroyuki Sawano 1440 Mutsuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture Fujikura Electric Cable Co., Ltd. Sakura Plant (56) References JP-A-62-262805 (JP, A) 143237 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 59-6756 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 62-16673 (JP, Y2)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】導波路となるシングルモード光ファイバの
少なくとも1ケ所に、シングルモード光ファイバに吸水
チューブを被せ、この吸水チューブの上から膨張抑制用
紐を巻き付け、この吸水チューブを被せたシングルモー
ド光ファイバの部分を複数回巻いて固定し、この部分で
の初期曲げ損失が0.01〜1dBであるように、予め曲げら
れてなる浸水センサ部を形成したことを特徴とする光フ
ァイバ浸水検知センサ。
A single-mode optical fiber is provided with a water-absorbing tube over at least one portion of the single-mode optical fiber, and an expansion-suppressing cord is wound over the water-absorbing tube to cover the single-mode optical fiber. An optical fiber immersion detection sensor, wherein an optical fiber portion is wound and fixed a plurality of times, and an immersion sensor portion is formed in advance so that an initial bending loss at this portion is 0.01 to 1 dB.
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