JP2705186B2 - 浸水検知ファイバ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、水が浸入して来たことを検知し得る光ファ
イバに関し、特に湿気による誤動作を抑制したものであ
る。

＜従来の技術＞ 光ファイバを用いた光伝送システムは、大容量化、長
距離化、高信頼化に伴い、陸上中継伝送ばかりか海底中
継伝送にも使用されるに至っている。

このような光伝送システムを海底中継伝送に応用する
場合に特に考慮しなければならないことは、光ケーブル
が水に対して種々の点で脆弱なため、ケーブル自体の構
造に信頼性の高い耐水能力を持たせる必要があることで
ある。つまり、異種金属が存在する光ケーブル内に浸水
が起こると、電気分解により水素ガスが発生して光ファ
イバ内に拡散し、吸収損失の増加を招いたり、或いはこ
の水素ガスが光ファイバと化学反応して水酸基が生成さ
れ、吸収損失が増大する他、光ファイバの表面の欠陥成
長が速められ、光ファイバの寿命が短くなると共に信頼
性も低下する等の弊害を有するためである。

従って、光ケーブルには可能な限り水が浸入しないよ
うに工夫する必要があるが、逆に光ケーブルが破損して
水が浸入した場合には、この浸水箇所を検知して光ケー
ブルの補修を直ちに行えるようにしておくことが望まし
い。

従来、光ケーブル内の浸水を検知するものとしては、
特開昭62−28703号公報等に開示された浸水検知ファイ
バが知られている。この浸水検知ファイバはその概略構
造を表す第２図に示すように、光ファイバ心線１に水と
の接触で長さ方向に収縮し得る線状体２を巻回したもの
であり、この線状体２が水と接触してその長さ方向に自
己収縮する結果、光ファイバ心線１に張力が加わって伝
送損失を増大させ、この伝送損失の増大を光ケーブル３
の信号光の出射端側に設けられた図示しない後方散乱光
測定器にて測定し、浸水箇所を検知するようにしてい
る。

＜発明が解決しようとする課題＞ 水との接触で長さ方向に収縮し得る線状体は、その周
囲に存在する水分により径方向に膨張する一方、この径
方向の膨張に伴って長さ方向に収縮すると云う収縮メカ
ニズムを持っている。このため、従来の浸水検知ファイ
バではこれが高湿度雰囲気に晒されているような場合に
も線状体がその長さ方向に収縮する結果、浸水であると
誤動作する不具合があった。

又、従来の浸水検知ファイバでは線状体の長さ方向の
収縮によって光ファイバ心線に張力が付与されるよう
に、線状体を光ファイバ心線に対して比較的高張力で巻
回する必要がある。このため、光ファイバ心線には常時
微小曲げ応力が作用し、これに基づく伝送損失を常に包
含する不具合もあった。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明者らは、水との接触により長さ方向に収縮する
線状体の水及び湿気に対する特性を試験した結果、第１
表に示す如く線状体を水に浸した場合と60℃で相対湿度
が95％の高温高湿度雰囲気に晒した場合とでは、線状体
の元の長さに対する収縮割合が明確に異なり、水に浸し
た場合には高湿度雰囲気に晒した場合よりも線状体の収
縮量が約1.5倍に達することが判明した。

以上の結果から、高湿度雰囲気での線状体の収縮程度
では光ファイバに張力が負荷せず、線状体が水に浸った
時の大きな収縮で光ファイバに張力が負荷するようにで
きれば、従来の浸水検知ファイバの不具合を解消するこ
とが可能となる。

本発明による浸水検知ファイバは、かかる知見に基づ
いてなされたものであり、弾性変形可能な保護チューブ
と、この保護チューブ内に収納され且つ当該保護チュー
ブの内径よりも細い外径の光ファイバと、この光ファイ
バと前記保護チューブとの隙間に充填される緩衝用流体
と、前記保護チューブの外周に巻き付けられ且つ水との
接触で収縮し得る線状体とを具えたものである。

ここで、線状体としては水との接触により10％以上の
収縮率を示すものが望ましく、具体的には綿やレーヨン
等のセルロース繊維の変成物、例えばカルボキシメチル
化綿，メチル化綿，エチル化綿，ヒドロキシエチル化
綿，硫酸化綿，スルホン化綿，リン酸化綿，カチオン化
綿，両性イオン化綿，アクリル酸ソーダ，アクリル酸，
アクリロニトリル，アクリルアミドをセルロース繊維に
グラフト化したもの等及びそれらの架橋物、更に羊毛や
絹等の上記の如き変成物、又は、合成繊維の変成物、例
えばアクリロニトリル系繊維の部分ケン化物やビニロン
の部分マレイン酸エステル化物等の繊維からなる非水溶
性で水と接触した際の収縮性が高い綿状体の糸を挙げる
ことができる。更に、ナイロンやアクリル，ビニロン，
ポリエステル，ポリプロピレン等の合成繊維、又はレー
ヨンやアセテート等の半合成繊維、又は麻や綿，羊毛，
絹等の天然繊維からなる水と接触した際に収縮性が発揮
される線状体の糸を挙げることができる。

一方、緩衝用流体としては空気や窒素等の気体、又は
シリコン油や合成炭化水素系の油等の液体、或いはシリ
コングリース等のチクソトロピック性ゲル状体等を使用
することができる。

＜作用＞ 高湿度雰囲気にて線状体が収縮すると、これに伴って
保護チューブに張力が加わり、保護チューブは弾性変形
する。この時の保護チューブの弾性変形量は、光ファイ
バと保護チューブとの隙間より少なく、光ファイバには
全く変形応力が作用しない。

しかし、線状体が水に浸るとこれが大きく収縮して保
護チューブに大きな弾性変形を与える。これにより、光
ファイバは保護チューブと一体化された状態となり、光
ファイバには保護チューブの弾性変形に伴う変形応力が
作用する結果、光ファイバの伝送損失が増大し、浸水の
検知が可能な状態となる。

従って、高湿度雰囲気と水中とでの線状体の収縮率や
保護チューブの弾性率及びその肉厚等に基づいて光ファ
イバと保護チューブとの隙間を適当に設定することが望
ましい。

＜実施例＞ 本発明による浸水検知ファイバの概略構造を表す第１
図に示すように、内径0.3mm,外径1.0mmのシリコン樹脂
で形成された保護チューブ11内には、外径が250μｍのG
I型光ファイバ素線12が収納されている。このGI型光フ
ァイバ素線12は、コア部13の外径が50μｍでクラッド部
14の外径が125μｍ、これらの比屈折率差が１％で外径
が250μｍの紫外線硬化樹脂による被覆層15を有するも
のである。そして、このGI型光ファイバ素線12と保護チ
ューブ11の内周面との間に隙間16が形成されており、本
実施例ではこの隙間16に空気が緩衝用流体として充填さ
れている。

一方、保護チューブ11の外面には1000デニールのワン
ダーヤーン（商品名：花王株式会社製）17が線状体とし
て一定リードで緊密に巻回固定されている。

このような浸水検知ファイバ18に1.3μｍの波長の信
号光を入射させ、その出射端にて後方散乱光測定器を用
い伝送損失を測定した結果、浸水前の乾燥雰囲気では、
0.5dB/km,60℃で相対湿度が98％の高温高湿度雰囲気下
で一週間保持した場合でも0.5dB/kmと変わらなかった。
しかし、この浸水検知ファイバ18を浸水させた状態で
は、その１時間後に2.7dB/kmもの大きな伝送損失が発現
した。

以上の結果から、この浸水検知ファイバ18は高湿度雰
囲気中でも伝送特性が変わらず、湿度による誤動作は全
く起こらない。しかし、浸水があった場合には伝送損失
が著しく増大することから、浸水があったことを確実に
判断できる。

＜発明の効果＞ 本発明の浸水検知ファイバによると、湿気が原因とな
る線状体の収縮に対しては、保護チューブと光ファイバ
との隙間並びに保護チューブ自体の弾性変形によって光
ファイバ側に張力が作用しないようにし、水が原因とな
る線状体の収縮に対しては、光ファイバ側にその収縮に
伴う応力が作用するようにしたので、従来のもののよう
に湿気による誤動作を防止することができる上、浸水が
発生した場合には直ちにその浸水箇所を検知できるた
め、光ケーブルの寿命を延ばすことが可能であり、信頼
性も大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による浸水検知ファイバの一実施例の概
略構造を表す斜視図、第２図は従来の浸水検知ファイバ
の一例を表す斜視図である。 又、図中の符号で11は保護チューブ、12は光ファイバ素
線、16は隙間、17はワンダーヤーン、18は浸水検知ファ
イバである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渕上 建也 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−28703（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−8638（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−173205（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾性変形可能な保護チューブと、この保護
   チューブ内に収納され且つ当該保護チューブの内径より
   も細い外径の光ファイバと、この光ファイバと前記保護
   チューブとの隙間に充填される緩衝用流体と、前記保護
   チューブの外周に巻き付けられ且つ水との接触で収縮し
   得る線状体とを具えた浸水検知ファイバ。