JP2623782B2 - 光ファイバの温度分布測定方法 - Google Patents
光ファイバの温度分布測定方法Info
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- JP2623782B2 JP2623782B2 JP63267132A JP26713288A JP2623782B2 JP 2623782 B2 JP2623782 B2 JP 2623782B2 JP 63267132 A JP63267132 A JP 63267132A JP 26713288 A JP26713288 A JP 26713288A JP 2623782 B2 JP2623782 B2 JP 2623782B2
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- fiber
- optical fiber
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/12—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ファイバの温度分布測定方法に係り、特に
近端フレネル反射光の影響を除去したデータを得ること
によってデータを補正する処理を省き、高速処理を実現
した光ファイバの温度分布測定方法に関するものであ
る。
近端フレネル反射光の影響を除去したデータを得ること
によってデータを補正する処理を省き、高速処理を実現
した光ファイバの温度分布測定方法に関するものであ
る。
［従来の技術］ 従来の光ファイバの温度分布測定に用いられる分布型
光ファイバ温度センサーのブロック図を第３図に、測定
により得られたスペクトルを第４図に示す。
光ファイバ温度センサーのブロック図を第３図に、測定
により得られたスペクトルを第４図に示す。
半導体レーザ12より発振したパルスレーザ光が被測定
ファイバ14へ入射され、被測定ファイバ14からの戻り光
が音響光学素子等の光方向性結合器13によって偏向され
検出器15へ導かれる。フォトダイオード、CCD等よりな
る検出器15によって光電変換された電気信号は信号処理
装置16によってディジタル化等の処理がなされてコンピ
ュータ17へ伝送される。コンピュータ17ではさらにデー
タの演算処理がなされて、グラフィック及び数値データ
として出力される。
ファイバ14へ入射され、被測定ファイバ14からの戻り光
が音響光学素子等の光方向性結合器13によって偏向され
検出器15へ導かれる。フォトダイオード、CCD等よりな
る検出器15によって光電変換された電気信号は信号処理
装置16によってディジタル化等の処理がなされてコンピ
ュータ17へ伝送される。コンピュータ17ではさらにデー
タの演算処理がなされて、グラフィック及び数値データ
として出力される。
パルス発振器11は、光源である半導体レーザ12の発振
及び信号処理装置16の同期をとるトリガ信号の発振を行
う。光源としては、半導体レーザ12の他に各種固体レー
ザ、気体レーザ等が用いられ、光方向性結合器13として
は音響光学素子、電気光学効果型素子、磁気光学効果型
素子、光導波路型の光方向性結合器等が用いられる。
及び信号処理装置16の同期をとるトリガ信号の発振を行
う。光源としては、半導体レーザ12の他に各種固体レー
ザ、気体レーザ等が用いられ、光方向性結合器13として
は音響光学素子、電気光学効果型素子、磁気光学効果型
素子、光導波路型の光方向性結合器等が用いられる。
測定によって得られた光の強度Ｉの送れ時間ｔについ
てのスペクトルは第４図（ａ）のようになる。遅れ時間
ｔは被測定ファイバのパルスレーザ光入射端面からの距
離に対応する。被測定ファイバの入射端面付近におい
て、近端フレネル反射光に影響を受けた領域18が発生
し、AD変換器等の信号処理装置の過飽和によりさらにそ
の影響が残り破線部分のラマン散乱光のスペクトルが必
要以上に埋もれてしまう。第４図（ｂ）は近端フレネル
反射光に影響を受けた領域18を含んだスペクトルを、t1
〜t2にわたって部分的にコンピューターによりレンジを
拡大したものであり、被測定ファイバが部分的にある箇
所で外界から温度変化を受けて、ラマン散乱光強度が変
化した場合に有効な処理方法であるが、近端フレネル反
射光に影響を受けているため以下に示すような問題点を
有する。
てのスペクトルは第４図（ａ）のようになる。遅れ時間
ｔは被測定ファイバのパルスレーザ光入射端面からの距
離に対応する。被測定ファイバの入射端面付近におい
て、近端フレネル反射光に影響を受けた領域18が発生
し、AD変換器等の信号処理装置の過飽和によりさらにそ
の影響が残り破線部分のラマン散乱光のスペクトルが必
要以上に埋もれてしまう。第４図（ｂ）は近端フレネル
反射光に影響を受けた領域18を含んだスペクトルを、t1
〜t2にわたって部分的にコンピューターによりレンジを
拡大したものであり、被測定ファイバが部分的にある箇
所で外界から温度変化を受けて、ラマン散乱光強度が変
化した場合に有効な処理方法であるが、近端フレネル反
射光に影響を受けているため以下に示すような問題点を
有する。
［発明の解決しようとする課題］ 従来のシステムでは検出光として入射光と波長の異な
るラマン散乱光を用いる為、入射光と同波長成分は検出
器に対してカットされる必要があり、光学フィルターな
どを用いそれを行なっていた。しかし、入射光の発光ス
ペクトルが幅広い為、このような処置を行なっても検出
器への近端フレネル反射光の影響を防ぐことは困難であ
った。
るラマン散乱光を用いる為、入射光と同波長成分は検出
器に対してカットされる必要があり、光学フィルターな
どを用いそれを行なっていた。しかし、入射光の発光ス
ペクトルが幅広い為、このような処置を行なっても検出
器への近端フレネル反射光の影響を防ぐことは困難であ
った。
また、被測定ファイバ長は、数km〜数十kmと非常に長
く、このような光ファイバを用いた時、ある点付近（例
えば中心付近の200mくらい）のみを観察したい場合、信
号処理装置において、光ファイバ全体の情報を得、その
後コンピューターにおいて、データをピックアップし、
近端フレネル反射光を除去する補正を行なう。そのた
め、時間的な手間がかかるという問題点を有していた。
被測定ファイバの入射光入射端面より遠方の情報では、
S/N比を改善する為に、測定回数が多くなり、無駄な時
間がかかるという欠点があった。
く、このような光ファイバを用いた時、ある点付近（例
えば中心付近の200mくらい）のみを観察したい場合、信
号処理装置において、光ファイバ全体の情報を得、その
後コンピューターにおいて、データをピックアップし、
近端フレネル反射光を除去する補正を行なう。そのた
め、時間的な手間がかかるという問題点を有していた。
被測定ファイバの入射光入射端面より遠方の情報では、
S/N比を改善する為に、測定回数が多くなり、無駄な時
間がかかるという欠点があった。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたもので
あり、光源より発振したパルスレーザ光を被測定ファイ
バへ入射し、該被測定ファイバの入射端面で発生した近
端フレネル反射光が通過した直後に音響光学光スイッチ
を駆動させラマン散乱光を偏向せしめ、偏向されたラマ
ン散乱光を検出器で光電変換して信号処理装置へ伝送
し、信号処理装置において処理された信号をコンピュー
ターに伝送して、近端フレネル反射光の影響を除去した
データを演算処理することを特徴とする光ファイバの温
度分布測定方法を提供するものである。
あり、光源より発振したパルスレーザ光を被測定ファイ
バへ入射し、該被測定ファイバの入射端面で発生した近
端フレネル反射光が通過した直後に音響光学光スイッチ
を駆動させラマン散乱光を偏向せしめ、偏向されたラマ
ン散乱光を検出器で光電変換して信号処理装置へ伝送
し、信号処理装置において処理された信号をコンピュー
ターに伝送して、近端フレネル反射光の影響を除去した
データを演算処理することを特徴とする光ファイバの温
度分布測定方法を提供するものである。
［作 用］ 本発明において、光方向性結合器として用いた音響光
学光スイッチは、パルス発振器のトリガ信号を基準とし
たコンピューターからの命令により、ドライバーを通じ
て駆動タイミングを調整され、検出器において必要な情
報だけを無駄なく得ることができる。
学光スイッチは、パルス発振器のトリガ信号を基準とし
たコンピューターからの命令により、ドライバーを通じ
て駆動タイミングを調整され、検出器において必要な情
報だけを無駄なく得ることができる。
［実施例］ 第１図と第２図に本発明の実施例を示す。
半導体レーザ２からの空間伝播したパルスレーザ光
は、音響光学光スイッチ３を通過し、被測定ファイバ４
に入射される。被測定ファイバ４からは入射光強度に応
じたラマン散乱光が戻ってくる。この光は、音響光学光
スイッチ３により回折され、検出器５へと導かれる。検
出された信号は信号処理装置６によりディジタル化され
コンピューター７によりデータ化及び画面表示される。
は、音響光学光スイッチ３を通過し、被測定ファイバ４
に入射される。被測定ファイバ４からは入射光強度に応
じたラマン散乱光が戻ってくる。この光は、音響光学光
スイッチ３により回折され、検出器５へと導かれる。検
出された信号は信号処理装置６によりディジタル化され
コンピューター７によりデータ化及び画面表示される。
音響光学光スイッチ３のスイッチングは、パルス発振
器１からのパルス信号を基準としコンピューター７から
の命令によりドライバー８を通じて調整する。
器１からのパルス信号を基準としコンピューター７から
の命令によりドライバー８を通じて調整する。
パルスレーザ光入射に伴い、第２図（ａ）に示すよう
な近端フレネル反射光20、ラマン散乱光21が発生する。
近端フレネル反射光20は、温度の情報をもたないこと及
び、検出器へ廻わり込むと、その光量がラマン散乱光21
よりも非常に大きい為、検出器がある時間検出不能にな
ってしまう。従って、遅れ時間t3〜t4の部分はカットし
なければならない。そこでt3〜t4において音響光学素子
を未駆動とし、t4以後に駆動させてやると、（ｂ）に示
すように近端フレネル反射光20が除去され必要な部分だ
け取り出せることになる。
な近端フレネル反射光20、ラマン散乱光21が発生する。
近端フレネル反射光20は、温度の情報をもたないこと及
び、検出器へ廻わり込むと、その光量がラマン散乱光21
よりも非常に大きい為、検出器がある時間検出不能にな
ってしまう。従って、遅れ時間t3〜t4の部分はカットし
なければならない。そこでt3〜t4において音響光学素子
を未駆動とし、t4以後に駆動させてやると、（ｂ）に示
すように近端フレネル反射光20が除去され必要な部分だ
け取り出せることになる。
（ｂ）に示した被測定ファイバ全体にわたってのラマ
ン散乱光分布から、温度変化の生じた領域などの必要な
領域だけを選択する為に、（ｂ）に示すように音響光学
光スイッチの駆動タイミングをt6〜t7だけにし、（ｃ）
に示すような検出信号を得る。
ン散乱光分布から、温度変化の生じた領域などの必要な
領域だけを選択する為に、（ｂ）に示すように音響光学
光スイッチの駆動タイミングをt6〜t7だけにし、（ｃ）
に示すような検出信号を得る。
（ｃ）で得られた信号を、信号処理装置及びコンピュ
ーターのフルレンジを活用し、ダイナミックレンジの拡
大を行ない、高精度のデータ処理が可能である。
ーターのフルレンジを活用し、ダイナミックレンジの拡
大を行ない、高精度のデータ処理が可能である。
［発明の効果］ 本発明は、近端フレネル反射光のラマン散乱光に対す
る影響を音響光学光スイッチの駆動を調整することによ
り除去でき、データの補正の必要がなく、そのためデー
タ処理が高速化されるという効果を有する。また、音響
光学光スイッチを部分的に駆動させ、ラマン散乱光スペ
クトルの必要な部分のみを取り出し、ダイナミックレン
ジを拡大して高精度のデータ処理が行える。
る影響を音響光学光スイッチの駆動を調整することによ
り除去でき、データの補正の必要がなく、そのためデー
タ処理が高速化されるという効果を有する。また、音響
光学光スイッチを部分的に駆動させ、ラマン散乱光スペ
クトルの必要な部分のみを取り出し、ダイナミックレン
ジを拡大して高精度のデータ処理が行える。
第１図と第２図は本発明の実施例を示し、第１図は光フ
ァイバの温度分布測定に用いる分布型光ファイバ温度セ
ンサーのブロック図であり、第２図（ａ）〜（ｃ）は本
発明方法により得られたラマン散乱光のスペクトルのグ
ラフであり、第３図と第４図は従来例をなし、第３図は
従来の分布型光ファイバ温度センサーのブロック図であ
り、第４図（ａ），（ｂ）は従来方法により得られたラ
マン散乱光のスペクトルのグラフである。 ３……音響光学光スイッチ、 ８……ドライバー、 20……近端フレネル反射光、 21……ラマン散乱光。
ァイバの温度分布測定に用いる分布型光ファイバ温度セ
ンサーのブロック図であり、第２図（ａ）〜（ｃ）は本
発明方法により得られたラマン散乱光のスペクトルのグ
ラフであり、第３図と第４図は従来例をなし、第３図は
従来の分布型光ファイバ温度センサーのブロック図であ
り、第４図（ａ），（ｂ）は従来方法により得られたラ
マン散乱光のスペクトルのグラフである。 ３……音響光学光スイッチ、 ８……ドライバー、 20……近端フレネル反射光、 21……ラマン散乱光。
Claims (1)
- 【請求項１】光源より発振したパルスレーザ光を被測定
ファイバへ入射し、該被測定ファイバの入射端面で発生
した近端フレネル反射光が通過した直後に音響光学光ス
イッチを駆動させラマン散乱光を偏向せしめ、偏向され
たラマン散乱光を検出器で光電変換して信号処理装置へ
伝送し、信号処理装置において処理された信号をコンピ
ューターに伝送して、近端フレネル反射光の影響を除去
したデータを演算処理することを特徴とする光ファイバ
の温度分布測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267132A JP2623782B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 光ファイバの温度分布測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267132A JP2623782B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 光ファイバの温度分布測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02114136A JPH02114136A (ja) | 1990-04-26 |
| JP2623782B2 true JP2623782B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=17440521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63267132A Expired - Lifetime JP2623782B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 光ファイバの温度分布測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2623782B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2986038B2 (ja) * | 1992-09-16 | 1999-12-06 | 安藤電気株式会社 | ラマン散乱光測定による光ファイバの温度測定器 |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP63267132A patent/JP2623782B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02114136A (ja) | 1990-04-26 |
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