JP2879676B1 - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor

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JP2879676B1
JP2879676B1 JP6039598A JP6039598A JP2879676B1 JP 2879676 B1 JP2879676 B1 JP 2879676B1 JP 6039598 A JP6039598 A JP 6039598A JP 6039598 A JP6039598 A JP 6039598A JP 2879676 B1 JP2879676 B1 JP 2879676B1
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optical fiber
sensor
light
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storage container
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孝雄 江口
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科学技術庁防災科学技術研究所長
孝雄 江口
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Abstract

【要約】 【課題】本発明は、光ファイバー・ケーブルのセンサ部
を収納する容器の構成を簡単な構成とし、その製造を容
易とする圧力センサを提供する。 【解決手段】収納容器5a、5b、・・・5n内に、回
路装置等は収納せず、例えば、単芯の光ファイバー・セ
ンサ3a、3b、・・・3nのみを収納するよう構成す
るとともに、この収納容器を、外部からの印加応力に対
応して表面形状が自由に変歪し、内部の単芯の光ファイ
バー・センサに外部からの圧力を正確に及ぼす合成樹脂
製の被覆体11により封止するよう構成する。このた
め、収納容器自体に耐圧性を持たせる必要はなく、輸送
時、又は敷設時に破損されない程度の強度を有していれ
ば、十分である。
An object of the present invention is to provide a pressure sensor which has a simple structure of a container for accommodating a sensor section of an optical fiber cable, and which facilitates its manufacture. A circuit device is not stored in storage containers 5a, 5b,... 5n. For example, only single-core optical fiber sensors 3a, 3b,. The storage container is sealed by a synthetic resin covering 11 that freely deforms the surface shape in response to an externally applied stress and accurately applies an external pressure to the internal single-core optical fiber sensor. It is configured to For this reason, it is not necessary for the storage container itself to have pressure resistance, and it is sufficient if the storage container has a strength enough not to be damaged during transportation or laying.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、測定領域に配設し
た光ファイバー・センサの光伝播特性が海面レベルや、
水位の変化、気圧等の圧力変動に対応して変動する状況
を検出することで、測定対象に及ぼす圧力変動状況を検
知する圧力センサに関する。
[0001] The present invention relates to an optical fiber sensor disposed in a measurement area, in which light propagation characteristics are at sea level,
The present invention relates to a pressure sensor that detects a state of a pressure fluctuation such as a change in water level and a pressure change such as an atmospheric pressure, thereby detecting a pressure fluctuation state exerted on a measurement target.

【0002】[0002]

【従来の技術】海底に配設した耐圧容器内に収納した水
晶振動子に、海面レベルの上昇下降に対応する圧力変動
を及ぼし、その発振周波数の変化を検知することで海面
レベルの変位を検知する水晶振動子型水圧計には、その
耐圧容器内にAD変換器や、カウンタ回路等よりなる伝
送回路、電源回路系等の多数の回路装置が設けられてい
る。このため、耐圧容器内の装置を構成する部品点数が
必然的に多くなる他、その耐圧容器自体は、例えば、空
中重量で400kg、水中重量で300kgでかなりの
重量があり、その直径は26cm、軸長は2.2mに達
する程の大きなサイズを有している。
2. Description of the Related Art Displacement at the sea level is detected by applying pressure fluctuations corresponding to the rise and fall of the sea level to a quartz oscillator housed in a pressure vessel disposed on the sea floor, and detecting a change in the oscillation frequency. A quartz crystal type water pressure gauge is provided with a large number of circuit devices such as an AD converter, a transmission circuit including a counter circuit, and a power supply circuit system in a pressure-resistant container. For this reason, the number of components constituting the device in the pressure vessel is inevitably increased, and the pressure vessel itself has a considerable weight of, for example, 400 kg in air weight and 300 kg in water weight, and has a diameter of 26 cm, The axial length has a size as large as 2.2 m.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】かかる水晶振動子型水
圧計を収納した耐圧容器のサイズは大型で、かなりの重
量があるため、伝送ケーブルに連結された多数の耐圧容
器を海底に敷設する作業は大掛かりとなり、手間がかか
る。さらに、耐圧容器内に収納した計測機器は多数の構
成部品からなるため、その製造に手間がかかるばかりで
なく、製造費用が増大するという問題があり、さらに
は、これら多数の構成部品に対するメインテナンスが必
要となるという問題がある。
Since the size of the pressure vessel containing such a crystal oscillator type water pressure gauge is large and considerable, the work of laying a large number of pressure vessels connected to the transmission cable on the sea floor is required. Is large and time-consuming. Furthermore, since the measuring instrument housed in the pressure vessel is made up of a number of components, not only is it time-consuming to manufacture, but also has the problem of increased manufacturing costs.Furthermore, maintenance for these many components is difficult. There is a problem that it is necessary.

【0004】本発明は、上記した課題に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、光ファイバー・セン
サを収納する容器を、耐圧性を必要とせず、印加される
測定圧力に対応して変歪する簡単な構成にするととも
に、その製造が容易である圧力センサを提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a container for accommodating an optical fiber sensor, which does not require pressure resistance and which can respond to the applied measurement pressure. It is an object of the present invention to provide a pressure sensor which has a simple structure that causes distortion and is easy to manufacture.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明の
圧力センサは、上記課題を解決するために、及ぼされる
圧力に対応して後方散乱光強度を変動する機能を持つ少
なくとも1以上の光ファイバー・センサを、単芯の導光
用光ファイバー・ケーブルに直列接続するとともに、こ
の光ファイバー・センサを測定領域に配設した収納容器
のそれぞれに1つづつ収納し、全体として線状多点観測
アレーを形成する圧力センサであって、上記収納容器
は、非金属製支持体に圧力の観測点となる光ファイバー
・センサを備え、外部印加圧力により変歪する合成樹脂
製の被覆体により被覆されるとともに、最終段の収納容
器を除いた各収納容器に、直列接続した光ファイバー・
センサを個別に収納し、そして、最終段の収納容器に、
最後尾の、終端を備える光ファイバー・センサを収納
し、光ファイバー・ケーブルの入射端からの入射光は、
光ファイバー・センサを次々に経由し、最後尾の光ファ
イバー・センサに導光され、多点観測アレーの各光ファ
イバー・センサに及ぼされる圧力変動に対応する各後方
散乱光強度を上記入射端にて検出し、その検出値に基づ
いて圧力変動を検知するよう構成したことを特徴とす
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pressure sensor having at least one function of varying backscattered light intensity in response to an applied pressure. The optical fiber sensors are connected in series to a single-core optical fiber cable for light guiding, and the optical fiber sensors are stored one by one in each of the storage containers arranged in the measurement area. Wherein the storage container is provided with an optical fiber sensor serving as a pressure observation point on a non-metallic support, and is covered with a synthetic resin coating that is deformed by an externally applied pressure. , The optical fibers connected in series to each container except the last container
The sensors are stored individually, and in the final storage container,
The fiber optic sensor with the tail end is housed, and the incident light from the input end of the fiber optic cable is
After passing through the optical fiber sensors one after another, the light is guided to the last optical fiber sensor, and each backscattered light intensity corresponding to the pressure fluctuation applied to each optical fiber sensor of the multi-point observation array is detected at the incident end. , And is configured to detect a pressure fluctuation based on the detected value.

【0006】請求項2記載の本発明の圧力センサは、及
ぼされる圧力に対応して後方散乱光強度を変動する機能
を持つ少なくとも1以上の光ファイバー・センサを、多
芯の導光用光ファイバー・ケーブルを構成する各ファイ
バー線のそれぞれに直列接続するとともに、各ファイバ
ー線毎に直列接続された各光ファイバー・センサを測定
領域に配設した収納容器列毎のそれぞれに1つづつ収納
し、全体として線状多点観測アレーを形成する圧力セン
サであって、上記収納容器は、非金属製支持体に圧力の
観測点となる光ファイバー・センサを備え、外部印加圧
力により変歪する合成樹脂製の被覆体により被覆されて
おり、各収納容器列における最終段の収納容器を除いた
各収納容器に、ファイバー線毎に直列接続した光ファイ
バー・センサを個別に収納し、そして、最終段の収納容
器に、最後尾の、終端を備える光ファイバー・センサを
収納し、多芯光ファイバー・ケーブルの各入射端からの
入射光は、光ファイバー・センサを次々に経由し、最後
尾の光ファイバー・センサに導光され、多点観測アレー
の各光ファイバー・センサに及ぼされる圧力変動に対応
する各後方散乱光強度を入射端にて検出し、その検出値
に基づいて圧力変動を検知するよう構成したことを特徴
とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a pressure sensor according to the present invention, wherein at least one optical fiber sensor having a function of changing the backscattered light intensity in accordance with the applied pressure is replaced with a multi-core optical fiber cable for guiding light. Are connected in series to each of the fiber lines constituting the optical fiber sensor, and the optical fiber sensors connected in series to each of the fiber lines are stored one by one in each of the storage container rows arranged in the measurement area, and as a whole, A pressure sensor forming a multi-point observation array, wherein the storage container is provided with an optical fiber sensor serving as a pressure observation point on a non-metallic support, and a synthetic resin covering that is deformed by an externally applied pressure. The optical fiber sensors connected in series for each fiber line are connected to each container except for the last container in each container row. And the last stage of the storage container houses the last, terminated optical fiber sensor, and the incident light from each input end of the multi-core optical fiber cable passes through the optical fiber sensor one after another. , Each backscattered light intensity corresponding to the pressure fluctuation applied to each optical fiber sensor of the multi-point observation array is detected at the input end, and the pressure fluctuation is determined based on the detected value. Is detected.

【0007】請求項3記載の本発明の圧力センサは、測
定領域のn箇所に配設した収納容器に1つづつ収納され
るとともに、及ぼされる圧力に対応して後方散乱光強度
を変動する機能を持つn個の光ファイバー・センサを直
列接続してなる導光用光ファイバー・ケーブルを複数本
備え、複数本の光ファイバー・ケーブルのそれぞれに接
続された第1番目乃至第n番目に属する光ファイバー・
センサのうち、上記第1番目に属する光ファイバー・セ
ンサ同士を第1番目の収納容器に収納し、第2番目に属
する光ファイバー・センサ同士を第2番目の収納容器に
収納し、第3番目に属する光ファイバー・センサ同士を
第3番目の収納容器に収納し、・・・、第n番目に属す
る、終端を有する光ファイバー・センサ同士を第n番目
の収納容器に収納し、各収納容器は、非金属製支持体に
それぞれ上記光ファイバー・センサ同士を備えるととも
に、外部印加圧力により変歪する合成樹脂製の被覆体に
より被覆され、各光ファイバー・ケーブルの各入射端か
らの入射光は、光ファイバー・センサを次々に経由し、
最終段の収納容器内の、終端を備える光ファイバー・セ
ンサに導光され、各入射端にて、各光ファイバー・セン
サに及ぼされる圧力変動に対応する後方散乱光強度を検
出し、その検出値に基づいて圧力変動を検知するよう構
成したことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a pressure sensor having a function of storing backscattered light intensities corresponding to the applied pressure while being housed one by one in storage containers arranged at n positions in a measurement area. A plurality of optical fiber cables for light guide formed by serially connecting n optical fiber sensors having the following formulas, and the first to nth optical fiber cables respectively connected to the plurality of optical fiber cables.
Among the sensors, the first and second optical fiber sensors are stored in a first storage container, the second and the second optical fiber sensors are stored in a second storage container, and the third and the third optical fiber sensors are stored in a third storage container. The optical fiber sensors are stored in a third storage container,..., The n-th optical fiber sensors having an end are stored in the n-th storage container, and each storage container is made of a non-metallic material. Each of the support members is provided with the optical fiber sensors, and is covered with a coating made of a synthetic resin that is deformed by an externally applied pressure, and the incident light from each incident end of each optical fiber cable passes through the optical fiber sensors one after another. Via
The light is guided to a fiber optic sensor having an end in the storage container at the last stage, and at each incidence end, a backscattered light intensity corresponding to a pressure fluctuation applied to each fiber optic sensor is detected, and based on the detected value, The pressure fluctuation is detected.

【0008】請求項4記載の本発明の圧力センサは、測
定領域に配設した収納容器に1つづつ収納され、かつ、
及ぼされる圧力に対応して後方散乱光強度を変動する機
能を持つとともに、終端を有する単一の光ファイバー・
センサを直列接続した光ファイバー・ケーブルを複数本
並設し、上記収納容器は、非金属製支持体に光ファイバ
ー・センサを個別に備えると共に、外部印加圧力により
変歪する合成樹脂製の被覆体により被覆され、光ファイ
バー・ケーブルの各入射端は各光源に対設するよう構成
され、各光ファイバー・ケーブルの各入射端の入射光
を、各光ファイバー・ケーブルを経由して各光ファイバ
ー・センサに導光し、各入射端にて、各収納容器に及ぼ
される圧力変動に対応して変動する各光ファイバー・セ
ンサの後方散乱光強度を検出し、その検出値に基づいて
圧力変動を検出することを特徴とする。
The pressure sensors according to the present invention are housed one by one in storage containers arranged in the measurement area, and
A single optical fiber with the function of varying the backscattered light intensity in response to the applied pressure and having a termination
A plurality of optical fiber cables in which sensors are connected in series are arranged side by side, and the storage container is provided with an optical fiber sensor individually on a non-metallic support, and is covered with a synthetic resin covering that is deformed by an externally applied pressure. And each incident end of the optical fiber cable is configured to face each light source, and the incident light of each incident end of each optical fiber cable is guided to each optical fiber sensor via each optical fiber cable, At each incident end, the backscattered light intensity of each optical fiber sensor that fluctuates according to the pressure fluctuation applied to each storage container is detected, and the pressure fluctuation is detected based on the detected value.

【0009】請求項5記載の本発明の圧力センサは、測
定領域に配設した収納容器に1つづつ収納されるととも
に、及ぼされる圧力に対応して透過光強度を変動する機
能を持つ単一の光ファイバー・センサを直列接続した導
光用の光ファイバー・ケーブルを複数本並設し、上記収
納容器は、光ファイバー・センサを収納するとともに、
外部印加圧力により変歪する合成樹脂製の被覆体により
被覆され、光源に対設された光入射端を有する往路用光
ファイバー・ケーブルのそれぞれが、各収納容器内の光
ファイバー・センサの一端に接続されるとともに、光フ
ァイバー・センサの他端に接続された復路用光ファイバ
ーケーブルのそれぞれの光出射部を光検知器に対設する
よう構成することにより、上記容器に被覆体を介して印
加される圧力を、圧力に対応して変曲する光ファイバー
・センサからの透過光強度の検出値に基づいて検知する
ことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a pressure sensor which is housed one by one in a storage container arranged in a measurement area, and has a function of varying transmitted light intensity in accordance with applied pressure. A plurality of optical fiber cables for light guiding in which the optical fiber sensors are connected in series are arranged in parallel, and the storage container stores the optical fiber sensors,
Each of the outgoing optical fiber cables having a light incident end opposed to the light source, each of which is covered with a synthetic resin covering that is distorted by an externally applied pressure, is connected to one end of an optical fiber sensor in each storage container. In addition, by configuring the respective light emitting portions of the return optical fiber cable connected to the other end of the optical fiber sensor to face the photodetector, the pressure applied to the container via the cover is reduced. , Based on the detection value of the transmitted light intensity from the optical fiber sensor that changes in response to the pressure.

【0010】請求項6記載の本発明の圧力センサは、導
光用光ファイバー・ケーブルに、及ぼされる圧力に対応
して位相が変位する機能を持つ単一の光ファイバー・セ
ンサを直列接続するとともに、光ファイバー・センサを
測定領域の多箇所に配設した収納容器に1つづつ収納す
る形式の圧力センサであって、上記収納容器は、非金属
製支持体に上記光ファイバー・センサを備えるととも
に、外部印加圧力により変歪する合成樹脂製の被覆体に
より被覆され、光ファイバー・センサの一端に、光源と
対向する光入射端から収納容器に至る長さLの往路導光
用の光ファイバー・ケーブルの端部が、光ファイバー・
センサの他端に、収納容器から位相比較装置に対向する
光出射端に至る同一長さLの復路導光用の光ファイバー
・ケーブルの端部がそれぞれ接続され、収納容器に設け
た基準光導光用の光ファイバー・ケーブルの折り返し部
の各端を、光源に対向する光入射端から収納容器に至る
長さLの基準光往路用の光ファイバー・ケーブルの端部
と、収納容器から位相比較装置に対向する光出射端に至
る同一長さLの基準光復路用の光ファイバー・ケーブル
の端部とに接続するよう構成し、光ファイバー・センサ
からの位相変位光と、基準光復路用の光ファイバー・ケ
ーブルからの基準光とを位相比較装置にて位相比較する
ことにより、導光用の光ファイバー・ケーブルに発生す
る外部刺激に基づく測定誤差を、基準光導光用の光ファ
イバー・ケーブルに発生する外部刺激に基づく測定誤差
により消去し、収納容器内の光ファイバー・センサのみ
の位相変位光を検出することを特徴とする。
According to the pressure sensor of the present invention, a single optical fiber sensor having a function of displacing the phase in accordance with the applied pressure is connected in series to the optical fiber cable for guiding light, and the optical fiber is connected to the optical fiber cable. A pressure sensor of a type in which sensors are stored one by one in storage containers arranged at multiple positions in a measurement area, wherein the storage container includes the optical fiber sensor on a non-metallic support and has an externally applied pressure. One end of the optical fiber sensor is covered with a synthetic resin covering that is distorted by the end of the optical fiber cable for outgoing light guide of length L from the light incident end facing the light source to the storage container, Optical fiber
The other end of the sensor is connected to an end of an optical fiber cable for returning light guiding of the same length L from the storage container to the light emitting end facing the phase comparison device, and provided for the reference light guide provided in the storage container. Each end of the folded portion of the optical fiber cable is connected to the end of the optical fiber cable for the reference light going path having the length L from the light incident end facing the light source to the storage container, and from the storage container to the phase comparison device. It is configured to be connected to the end of an optical fiber cable for the reference optical return path of the same length L to the light emitting end, and the phase displacement light from the optical fiber sensor and the reference from the optical fiber cable for the reference optical return path By comparing the phase of the light with the phase of the optical fiber cable, the measurement error due to the external stimulus generated in the optical fiber cable for the light guide can be compared with the optical fiber cable for the reference light guide. Clear the measurement error based on external stimuli that occur, and detecting a phase shift light only fiber optic sensor accommodating container.

【0011】請求項7記載の請求項3に従属する本発明
の圧力センサは、上記複数の各光源の搬送波長が、同一
搬送波長、もしくはそれぞれ異なる搬送波長であること
を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a pressure sensor according to the third aspect, wherein the plurality of light sources have the same carrier wavelength or different carrier wavelengths.

【0012】請求項8記載の請求項4に従属する本発明
の圧力センサは、上記各光源の搬送波長が、同一搬送波
長、もしくはそれぞれ異なる搬送波長であることを特徴
とする。
The pressure sensor of the present invention according to claim 8 is characterized in that the carrier wavelengths of the light sources are the same carrier wavelength or different carrier wavelengths.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に本発明の圧力センサの第1
の実施の形態の詳細を、添付した図面を参照しながら説
明する。図1は本発明の第1の実施の形態を示す後方散
乱光強度の測定により、直列接続された、例えば、単芯
の光ファイバー・センサに及ぼされる応力の変動状況を
検知する圧力センサの構成図、図2(A)は図1の破断
線AーAから眺めた収納容器の断面図、図2(B)は、
例えば、単芯の外装ケーブル1に接続した収納容器の斜
視図、図2(C)はパルス光を入射され、例えば、単芯
の光ファイバー・ケーブルの入射端、終端、及びそのケ
ーブルの一部をなす、例えば、単芯の光ファイバー・セ
ンサからの後方散乱光の発生を模式的に示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The first embodiment of the pressure sensor of the present invention will be described below.
The embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, in which a backscattered light intensity is measured to detect a fluctuation state of a stress applied to, for example, a single-core optical fiber sensor connected in series. , FIG. 2A is a cross-sectional view of the storage container as viewed from the broken line AA in FIG. 1, and FIG.
For example, a perspective view of the storage container connected to the single-core armored cable 1 and FIG. 2 (C) receives pulsed light, for example, the input end and the end of a single-core optical fiber cable, and a part of the cable. FIG. 3 is a diagram schematically showing the generation of backscattered light from, for example, a single-core optical fiber sensor.

【0014】図1において、測定ネットワークを形成す
るように海底の多箇所に敷設された収納容器5a、5
b、・・・5nのそれぞれには、外装ケーブル、又は無
外装ケーブル1内に設けた、ループ状、又は蛇行状に形
成した単芯の導光用の光ファイバー・ケーブル2に直列
接続された閉ループをなす複数の単芯の光ファイバー・
センサ3a、3b、・・・と、終端42を有する単芯の
光ファイバー・センサ3nとが1個づつ収納されてい
る。この単芯の光ファイバー・ケーブル2は、第1番目
の収納ユニット5aの単芯の光ファイバー・センサ3a
の1端5a´、その閉ループ3a、及びその他端5a″
を経由して第2番目の収納容器5b内に導入され、さら
に、光ファイバー・センサ3bの1端5b´、閉ループ
3b、及びその他端5b″を経由し、そして、最後に第
n番目の収納容器5nの、終端42を備える単芯の光フ
ァイバー・センサ3nの1端5n´に接続されている。
In FIG. 1, storage containers 5a, 5a laid at multiple locations on the sea floor to form a measurement network.
Each of b,... 5n has a closed loop connected in series to a single-core light guiding optical fiber cable 2 formed in a loop shape or a meandering shape provided in an armored cable or a non-armored cable 1. Multiple single-core optical fibers
Each of the sensors 3a, 3b,... And the single-core optical fiber sensor 3n having the terminal end 42 is housed therein. The single-core optical fiber cable 2 is connected to the single-core optical fiber sensor 3a of the first storage unit 5a.
End 5a ', its closed loop 3a, and the other end 5a "
Through the end of the fiber optic sensor 3b, the closed loop 3b, and the other end 5b ", and finally the n-th container 5b". 5n is connected to one end 5n 'of a single-core optical fiber sensor 3n having a termination 42.

【0015】図2(A)、(B)を参照すると、外装、
又は無外装の、例えば、単芯のケーブル1からT字型光
分岐部材6・・・を介して接続されている収納容器5
a、5b、・・・5nは、例えば、単芯の光ファイバー
・センサのみを収納するもので、収納容器の空間部は図
示しない隔壁部材により外装、又は無外装の、例えば、
単芯ケーブル1の空間とは隔絶されている。上述したよ
うに、収納容器5a、5b、・・・5nは、例えば、単
芯の光ファイバー・センサのみを収納し、この単芯の光
ファイバー・センサに後述する被覆体11を介して測定
圧力を及ぼせばよいものであるから、回路装置等をも収
納する容器のように容器自体に耐圧性を持たせる必要は
ない。このため、輸送時、又は敷設時に破損されない程
度の強度を有する非金属製の、例えば、合成樹脂性のフ
レーム、又は合成樹脂製の基板10の表面に、閉ループ
を形成する単芯の光ファイバー・センサ3aを設け、外
部からの印加応力に対応して表面形状が自由に変歪し、
内部の単芯の光ファイバー・センサに外部からの圧力を
正確に及ぼすよう構成された合成樹脂製の被覆体11に
より、被覆体11の端部を締結部材12により基板10
の側面にて液密的に封止するよう強固に固定されてい
る。
Referring to FIGS. 2A and 2B, the exterior,
Or, a storage container 5 connected to a non-exterior, for example, a single-core cable 1 via a T-shaped light branching member 6.
a, 5b,..., 5n are for storing, for example, only a single-core optical fiber sensor, and the space of the storage container is exterior or non-exterior,
It is isolated from the space of the single-core cable 1. As described above, the storage containers 5a, 5b,..., 5n store, for example, only a single-core optical fiber sensor, and apply a measurement pressure to the single-core optical fiber sensor via a cover 11 described later. It is not necessary to provide the container itself with pressure resistance as in the case of a container for accommodating a circuit device or the like. For this reason, a single-core optical fiber sensor that forms a closed loop on the surface of a non-metallic material, for example, a synthetic resin frame or a substrate 10 made of a synthetic resin having a strength not to be damaged during transportation or installation. 3a, the surface shape is freely deformed in response to an externally applied stress,
An end of the cover 11 is fastened to the substrate 10 by a fastening member 12 by a cover 11 made of a synthetic resin configured to accurately apply an external pressure to an internal single-core optical fiber sensor.
Is firmly fixed so as to be sealed in a liquid-tight manner on the side surface.

【0016】単芯の外装ケーブル1内の単芯の光ファイ
バー・ケーブル2の入射端41に対向するY型光ファイ
バー9の各分岐端には、パルス光を発生する光源7と、
単芯の光ファイバー・センサ3a、3b、・・・3nか
ら次々に送光されてくる後方散乱光を検出する検知器8
とがそれぞれ設けられている。
A light source 7 for generating pulsed light is provided at each branch end of the Y-type optical fiber 9 facing the incident end 41 of the single-core optical fiber cable 2 in the single-core armored cable 1.
Detector 8 for detecting backscattered light sequentially transmitted from single-core optical fiber sensors 3a, 3b,.
Are provided respectively.

【0017】上記した光ファイバー・センサは、例え
ば、蛇行状、ロール状、又はループ状に形成される例に
ついて述べたが、以下記載のようにしても形成すること
が出来る。即ち、円筒体、又は方形柱状体の外周に単芯
の光ファイバー・ケーブルを巻回した後、この円筒体、
又は方形柱状体を取外し、次に、円筒形状、又は方形柱
状体を有する単芯の光ファイバー・ケーブルの外面にモ
ールド加工を施し、これを単芯の光ファイバー・センサ
として形成し、これを収納容器内の非金属性基板に設置
するよう構成することも出来る。その際、円筒体、又は
方形柱状体に巻回する単芯の光ファイバー・ケーブル長
を長くする事により、検出感度を向上させることが出来
る。
Although the above-described optical fiber sensor has been described as an example in which the optical fiber sensor is formed in a meandering shape, a roll shape, or a loop shape, it can be formed as described below. That is, after winding a single-core optical fiber cable around the outer periphery of a cylindrical body or a square columnar body, this cylindrical body,
Alternatively, the rectangular column is removed, and then the outer surface of a single-core optical fiber cable having a cylindrical or rectangular column is molded, and this is formed as a single-core optical fiber sensor. Can be configured to be installed on a non-metallic substrate. At this time, the detection sensitivity can be improved by increasing the length of a single-core optical fiber cable wound around a cylindrical body or a rectangular columnar body.

【0018】このように構成された圧力センサの作用を
説明すると、図2(C)に示すように、光源7から発生
された入射パルス光が、単芯の光ファイバー・ケーブル
2の入射端41に入射されると、入射端41にて後方散
乱され、さらに、単芯の光ファイバー・ケーブル2を進
行した光パルスの一部は収納容器5a、5b、・・・5
n内の単芯の光ファイバー・センサ3a、3b、・・・
3nに次々に到達する都度、被覆体11を介して単芯の
光ファイバー・センサ3a、3b、・・・3nのそれぞ
れに印加された外部応力に対応して後方散乱され、最後
に、減衰した光パルスは終端42にて後方散乱される。
このようにして、次々に後方散乱される光の強度を、検
知器8により検知することで、各収納容器5a、5b、
・・・5nの設置位置上の海面における津波、波浪等に
よる海面レベルの変位に基づく圧力変動を各センサ毎に
検知することが可能となる。このため、例えば、広い領
域における海面レベルの変動状況を、センサの設置位置
毎に検知することが出来る。
The operation of the pressure sensor constructed as described above will be described. As shown in FIG. 2C, the incident pulse light generated from the light source 7 is applied to the incident end 41 of the single-core optical fiber cable 2. When the light pulse is incident, it is backscattered at the incident end 41, and a part of the light pulse that has traveled along the single-core optical fiber cable 2 is partially stored in the storage containers 5a, 5b,.
, a single optical fiber sensor 3a, 3b,...
3n, the light is backscattered and finally attenuated in response to the external stress applied to each of the single-core optical fiber sensors 3a, 3b,. The pulse is backscattered at terminal 42.
In this way, by detecting the intensity of the light scattered one after another by the detector 8, each of the storage containers 5a, 5b,
... It is possible to detect for each sensor a pressure change based on a sea level displacement due to a tsunami, a wave, or the like on the sea surface above the 5n installation position. For this reason, for example, a change in the sea level in a wide area can be detected for each sensor installation position.

【0019】なお、複数の光ファイバー・センサを単芯
の光ファイバーケーブルに直列接続した測定列について
述べたが、少なくとも1以上の光ファイバー・センサ
を、多芯の光ファイバーケーブルを構成する各ファイバ
ー線毎にそれぞれ接続し、複数本の測定列を構成するこ
とが出来る。この場合、複数本の各測定列に直列接続さ
れた各光ファイバー・センサを、収納容器列のそれぞれ
に個別に収納するよう構成し、また、多芯の光ファイバ
ーケーブル2の各入射端に、光源及び後方散乱光の検出
器を配設して測定する点も、前述の単芯の光ファイバー
・ケーブルの場合と同様であることは勿論である。
Although a measurement sequence in which a plurality of optical fiber sensors are connected in series to a single-core optical fiber cable has been described, at least one or more optical fiber sensors are provided for each fiber line constituting a multi-core optical fiber cable. By connecting them, a plurality of measurement columns can be formed. In this case, each optical fiber sensor connected in series to each of the plurality of measurement rows is configured to be individually stored in each of the storage container rows, and a light source and a light source are provided at each incidence end of the multi-core optical fiber cable 2. Obviously, the arrangement of the backscattered light detector for measurement is the same as in the case of the single-core optical fiber cable described above.

【0020】次に、上記第1の実施の形態の変形例であ
る第2の実施の形態を示す図3を参照しながら、多芯外
装ケーブル1A内に並設した、例えば10本のファイバ
ー線で構成される光ファイバー・ケーブル2a、2b、
・・・2jのそれぞれに直列接続した第1番目乃至第1
0番目に属する多芯の光ファイバー・センサ3a、3
b、・・・3jを、10個づつ収納容器毎に収納した圧
力センサを説明する。
Next, referring to FIG. 3 showing a second embodiment which is a modified example of the first embodiment, for example, ten fiber wires arranged side by side in the multi-core armored cable 1A. Fiber optic cables 2a, 2b,
.. 1st to 1st connected in series to each of 2j
Multi-core optical fiber sensors 3a, 3 belonging to the 0th
A pressure sensor in which b,..., 3j are stored in ten storage containers will be described.

【0021】第1番目の収納容器5aには、10本の光
ファイバー・ケーブル2a、2b、・・・2jのそれぞ
れに直列接続した第1番目に属する10個の光ファイバ
ー・センサ(3a、3a・・・3a)が収納され、第2
番目の収納容器5bには、同様に第2番目に属する10
個の光ファイバー・センサ(3b、3b・・・3b)が
収納され、さらに、第10番目の収納容器5jには、同
様に第10番目に属する10個の光ファイバー・センサ
(3j、3j・・・3j)が収納されるよう構成する。
このため、収納容器5a乃至5jのそれぞれには、光フ
ァイバー・ケーブル2a、2b、・・・2jのそれぞれ
の光ファイバー・センサ3aが10個づつ、3bが10
個づつ、・・・3jが10個づつ収納されることとな
る。なお、図3に示すものも、図1に示すものと同様の
測定手法を採用しているので、その作用の重複説明を避
けるため、その説明は省略する。
The first storage container 5a has ten first optical fiber sensors (3a, 3a,...) Connected in series to ten optical fiber cables 2a, 2b,. 3a) is stored and the second
Similarly, the tenth container 5b has the tenth container 5b belonging to the second container.
The three optical fiber sensors (3b, 3b,..., 3b) are housed, and the tenth storage container 5j also includes ten optical fiber sensors (3j, 3j,. 3j) is stored.
Therefore, each of the storage containers 5a to 5j has ten optical fiber sensors 3a of the optical fiber cables 2a, 2b,.
.. 3j are stored in units of ten. Note that the method shown in FIG. 3 employs the same measurement method as that shown in FIG. 1, and therefore, description thereof will be omitted to avoid redundant description of its operation.

【0022】図3に示すように、光源光として、同一搬
送波長、即ち、同一周波数の連続波形信号を間欠的に、
各光ファイバー・センサ群(3a、3a、・・・3
a)、(3b、3b、・・・3b)、・・・、(3j、
3j、・・・3j)の入射端41a、41b、・・・4
1jに同時的に入光させて検出を行う。入光させてその
後方散乱光を検知した場合に、上記した各光ファイバー
・センサ群毎の検出値の正確性、信頼性の有無を判別す
るために、これに用いる図4(A)に例示するデータ処
理装置を、その機能ブロック図と、図4(B)に示すそ
の制御を実行するフローチャートとにより説明する。
As shown in FIG. 3, a continuous waveform signal having the same carrier wavelength, that is, the same frequency, is intermittently used as the light source light.
Each optical fiber sensor group (3a, 3a,... 3)
a), (3b, 3b,... 3b),.
3j,... 3j) incident ends 41a, 41b,.
1j is simultaneously incident on the light to detect it. FIG. 4A shows an example in which, when the incident light is detected and the backscattered light is detected, the accuracy and reliability of the detection value for each optical fiber sensor group described above are determined. The data processing apparatus will be described with reference to a functional block diagram and a flowchart for executing the control shown in FIG.

【0023】図4(A)は、入出力装置として図示しな
いキーボード、CRT、プリンタ等を有するとともに、
メモリを備え、以下に記載するデータ処理の制御プログ
ラムを実行する通常のマイクロコンピュータ、又はパソ
コンの機能ブロック図を示すもので、図4(B)に示す
ように、検知器8a、8b、・・・8jにて検出した各
収納容器5a、5b、・・・5j毎の光ファイバー・セ
ンサ(3a、3a、・・・3a)と、(3b、3b、・
・・3b)と、・・・、(3j、3j、・・・3j)と
からの後方散乱光強度信号を収納容器毎に纏めてメモリ
に格納し、次に、収納容器毎に、この容器に収納されて
いる光ファイバー・センサの圧力検出信号から、一旦、
各収納容器毎にa、b、・・・jの10個の圧力値を算
出し(ステップS1)、各収納容器毎の総合的な圧力値
を統計処理により求め(ステップS2)、例えば、平均
値と標準偏差値とをプリンター等に出力し、各光ファイ
バー・センサ群毎の検出値の正確性、信頼性の有無を判
別する。
FIG. 4A has a keyboard, CRT, printer, etc. (not shown) as input / output devices.
FIG. 4 is a functional block diagram of an ordinary microcomputer or a personal computer having a memory and executing a data processing control program described below. As shown in FIG. 4B, detectors 8a, 8b,. 5j, the optical fiber sensors (3a, 3a,... 3a) for each of the storage containers 5a, 5b,.
.. 3b) and... (3j, 3j,... 3j) are collectively stored in memory for each storage container, and then stored in a memory for each storage container. From the pressure detection signal of the optical fiber sensor
.. J are calculated for each storage container (step S1), and a total pressure value for each storage container is obtained by statistical processing (step S2). The value and the standard deviation are output to a printer or the like, and the accuracy and reliability of the detection value for each optical fiber sensor group are determined.

【0024】また、上記した図3に示す装置において、
搬送波長がそれぞれ異なる光を入射させ、計測精度や、
用いたファイバー線等の圧力依存性の経年変化等を評価
することが可能である。この場合、入射端41a、41
b、・・・41jのそれぞれに、搬送波長がそれぞれ異
なる光を同時的に入射させると、収納容器5aに収納さ
れた10個の光ファイバー・センサ(3a、3a・・
・)からの搬送波長が異なる後方散乱光を図4(A)に
示すデータ処理装置に入力し、各光ファイバー・センサ
(3a、3a・・・3a)同士の後方散乱光強度の圧力
依存性を相互比較する相互チェックを行なう。このよう
な相互チェック方式を光ファイバー・センサ(3b、3
b・・・、3b)、・・・、光ファイバー・センサ(3
j、3j・・・3j)にも適用して比較し、その統計処
理を行って圧力検知データの信頼性等を評価することが
できる。
In the apparatus shown in FIG.
Light with different carrier wavelengths is incident, and measurement accuracy and
It is possible to evaluate the secular change of the pressure dependency of the used fiber wire and the like. In this case, the incident ends 41a, 41
When light having different carrier wavelengths is simultaneously incident on each of b,... 41j, the ten optical fiber sensors (3a, 3a,.
4), the backscattered light having different carrier wavelengths is input to the data processor shown in FIG. 4A, and the pressure dependence of the backscattered light intensity of each optical fiber sensor (3a, 3a... 3a) is determined. Perform a mutual check to compare each other. Such a mutual check method is applied to an optical fiber sensor (3b, 3b).
b, 3b),..., optical fiber sensors (3
j, 3j... 3j) and make a comparison, and perform statistical processing to evaluate the reliability and the like of the pressure detection data.

【0025】この場合、特に、使用する光ファイバーが
搬送波長によって圧力依存性が異なる場合は、搬送波長
がそれぞれ異なる光が各ファイバー・ケーブル2a、2
b、・・・2nを経由し、各光ファイバー・センサ(3
a、3a、・・・3a)と、(3b、3b、・・・3
b)と、・・・、(3n、3n、・・・3n)とに入光
されるから、同一搬送波長を用いた場合よりも、一層S
N比を向上させる事が期待出来る。
In this case, especially when the optical fiber used has a different pressure dependency depending on the carrier wavelength, light having a different carrier wavelength is transmitted to each fiber cable 2a, 2a, 2b, 2c.
b,... 2n, each optical fiber sensor (3
a, 3a,... 3a) and (3b, 3b,.
b),..., (3n, 3n,... 3n), so that S is further increased than when the same carrier wavelength is used.
It can be expected that the N ratio will be improved.

【0026】次に、本発明の第3の実施の形態の詳細
を、図5を参照して説明する。図5は、並設された光フ
ァイバー・ケーブル毎に接続され、かつ、終端を有する
光ファイバー・センサの後方散乱光の強度を測定する圧
力センサの構成図を示す。上述した構成と同様の構成を
有する収納容器5a、5b、・・・5nのそれぞれに
は、例えば、蛇行状、又はロール状に巻き付けたもの
で、終端42a、42b、・・・42nを有する光ファ
イバー・センサ3a、3b、・・・3nが1つづつ収納
されている。これら光ファイバー・センサ3a、3b、
・・・3nの各端部5a´、5b´、・・・5n´に
は、外装、又は無外装の多芯ケーブル15内に収納され
た光ファイバー・ケーブル2a、2b、・・・2nがそ
れぞれ連接され、そして、その光入射端41a、41
b、・・・41nにはY型光ファイバー9a、9b、・
・・9nが対設されている。このY型光ファイバー9
a、9b、・・・9nの各分岐端には、光パルス発生源
7a、7b、・・・7nと、光検知器8a、8b、・・
・8nとが設けられている。なお、本実施の形態の収納
容器5a、5b、・・・5nも、図2(A)、(B)に
示した収納容器と同様に構成されていることは勿論であ
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 shows a configuration diagram of a pressure sensor that measures the intensity of backscattered light of an optical fiber sensor that is connected to each of the optical fiber cables arranged in parallel and that has an end. Each of the storage containers 5a, 5b,... 5n having the same configuration as that described above is, for example, an optical fiber wound in a meandering shape or a roll shape and having ends 42a, 42b,. -The sensors 3a, 3b, ... 3n are stored one by one. These optical fiber sensors 3a, 3b,
The optical fiber cables 2a, 2b,... 2n housed in the sheathed or non-sheathed multicore cable 15 are respectively provided at the ends 5a ′, 5b ′,. Articulated and their light incident ends 41a, 41
.. 41n have Y-type optical fibers 9a, 9b,.
..9n are provided opposite to each other. This Y-type optical fiber 9
, 9n, light pulse generators 7a, 7b,... 7n and photodetectors 8a, 8b,.
8n is provided. It is needless to say that the storage containers 5a, 5b,... 5n of the present embodiment are also configured in the same manner as the storage containers shown in FIGS.

【0027】その作用を説明すると、光源7a、7b、
・・・7nの各パルス光は、光ファイバー・ケーブル2
a、2b、・・・2nの入射端41a、41b、・・・
41nにて反射されるが、さらに、進行を続けるパルス
光は、並設された光ファイバー・センサ3a、3b、・
・・3nに導入される。そして、収納容器5a、5b、
・・・5n上における海面レベルの変動に対応した応力
が、被覆体11を介してそれぞれの光ファイバー・セン
サ3a、3b、・・・3nに及ぼされ、その応力に対応
した後方散乱光がそれぞれ発生され、検知器8a、8
b、・・・8nにて収納容器の設置位置毎の後方散乱光
強度を検出する。
To explain the operation, the light sources 7a, 7b,
... Each pulse light of 7n is transmitted through an optical fiber cable 2.
a, 2b,... 2n incident ends 41a, 41b,.
The pulse light which is reflected at 41n and continues to travel is further provided with the optical fiber sensors 3a, 3b,.
..Introduced into 3n. And the storage containers 5a, 5b,
... Stress corresponding to the sea level fluctuation on 5n is applied to each of the optical fiber sensors 3a, 3b, ... 3n via the cover 11, and backscattered light corresponding to the stress is generated. And the detectors 8a, 8
At b,... 8n, the backscattered light intensity is detected for each installation position of the storage container.

【0028】なお、図5に示すものは、図1に示す圧力
センサのような、単芯の光ファイバー・ケーブルに複数
の光ファイバー・センサを直列接続したものとは異な
り、光ファイバー・ケーブルの芯線毎に単一の光ファイ
バー・センサを接続する構成であり、そして、伝送光が
単一の光ファイバー・センサに入光されるとともに、そ
の単一の光ファイバー・センサからの後方散乱光を検知
するものである。このため、多数の光ファイバー・セン
サを直列接続し、1本の光ファイバー・ケーブルに伝送
光を入光し、その後方散乱光を検知するシステムに比
し、例えば、複数の光ファイバーセンサ間の多重散乱光
や多重反射光等の影響が少ないため、測定値の精度は良
いと考えられる。しかし、図5に示すものは、図1の場
合に比して光源や検知器等が多いので、割高なシステム
である。
The one shown in FIG. 5 is different from a single-core optical fiber cable in which a plurality of optical fiber sensors are connected in series, like the pressure sensor shown in FIG. In this configuration, a single optical fiber sensor is connected, and transmission light enters the single optical fiber sensor and detects backscattered light from the single optical fiber sensor. Therefore, compared to a system in which a large number of optical fiber sensors are connected in series, transmission light enters one optical fiber cable, and backscattered light is detected, for example, multiple scattered light between a plurality of optical fiber sensors is used. It is considered that the accuracy of the measured value is good because the influence of the reflected light and the multiple reflected light is small. However, the system shown in FIG. 5 is an expensive system because there are more light sources and detectors than in the case of FIG.

【0029】そして、この第3の実施の形態において
も、光源として、同一搬送波長の連続波形信号を間欠的
に入光させ、あるいは、搬送波長がそれぞれ異なる搬送
光を間欠的に入射させて、測定値のSN比の向上を期待
出来る。
Also in the third embodiment, as a light source, a continuous waveform signal having the same carrier wavelength is intermittently input, or carrier lights having different carrier wavelengths are intermittently input. An improvement in the SN ratio of the measured value can be expected.

【0030】次に、本発明の第4の実施の形態の詳細を
図6を参照しながら説明する。図6は、光ファイバー・
センサを透過する透過光強度を光ファイバーの出射端に
て検出した検出値に基づいて、収納容器設置位置上の海
面レベルの変位による圧力変動を検出する圧力センサの
構成図の例である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. Figure 6 shows the optical fiber
FIG. 3 is an example of a configuration diagram of a pressure sensor that detects a pressure fluctuation due to a sea level displacement on a storage container installation position based on a detection value obtained by detecting a transmitted light intensity transmitted through a sensor at an emission end of an optical fiber.

【0031】図6に示す導光用の外装、又は無外装の多
芯ケーブル21には、並設された導光用の光ファイバー
・ケーブル2a、2b、・・・2nが収納され、これら
光ファイバー・ケーブル2a、2b、・・・2nのそれ
ぞれには、ループ状に形成した光ファイバー・センサ3
a、3b、・・・3nが1つづつ直列接続されている。
そして、光ファイバー・センサ3a、3b、・・・3n
は、既に述べたように、合成樹脂性の被覆体により被覆
されているが、この被覆体を介して印加された圧力に対
応して光ファイバー・センサが、その軸方向及び径方向
に変化する。これに対応して、各入射端41a〜41n
にて入射される光源7からの入射光65が、光ファイバ
ー・センサ3a〜3nを通過し、出射端41a´〜41
n´から出射され、光検知器8a〜8nで検知される透
過光強度67が変動する。
The optical fiber cables 2a, 2b,... 2n for light guide arranged side by side are housed in the multi-core cable 21 with or without the light guide shown in FIG. Each of the cables 2a, 2b,... 2n has an optical fiber sensor 3 formed in a loop shape.
., 3n are connected in series one by one.
Then, the optical fiber sensors 3a, 3b,.
As described above, the optical fiber sensor is coated with a synthetic resin coating, and the optical fiber sensor changes its axial direction and radial direction in response to the pressure applied through the coating. Correspondingly, each of the incident ends 41a to 41n
The incident light 65 from the light source 7 that is incident on the optical fiber sensors 3a to 3n passes through the optical fiber sensors 3a to 3n and exits 41a ′ to 41a.
The transmitted light intensity 67 emitted from n ′ and detected by the photodetectors 8a to 8n fluctuates.

【0032】また、図6に示す透過光強度の検出の実施
の形態を示す例において、前方散乱光の強度を測定する
よう構成することで、例えば、収納容器設置位置上の海
面レベルの変動状態を勿論、検知することが出来る。
Further, in the example of the embodiment of detecting the transmitted light intensity shown in FIG. 6, the intensity of the forward scattered light is measured so that, for example, the fluctuation state of the sea level at the installation position of the storage container. Can, of course, be detected.

【0033】次に、本発明の第5の実施の形態の詳細
を、図7を参照しながら説明する。図7は光ファイバー
・センサの光出力の位相変位量に基づいて、例えば、収
納容器設置位置上の海面レベルの高低変動による圧力変
動を検出する圧力センサの構成図である。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 7 is a configuration diagram of a pressure sensor that detects, for example, a pressure fluctuation due to a fluctuation in the sea level at the storage container installation position based on the phase displacement amount of the optical output of the optical fiber sensor.

【0034】測定領域に配設された収納容器71a、7
1b、・・・71nには、光源74a、74b、・・・
74nの入射光を導光する光入射端から収納容器に至る
長さLの往路用光ファイバー・ケーブル77a、77
b、・・・77nと、収納容器71a、71b・・・7
1nに設けた閉ループ形状の光ファイバー・センサ72
a、72b、・・・72nと、位相比較装置75a、7
5b、・・・75nの図示しない光入射端に向けて測定
光を送光する出射端に至る長さLの復路用光ファイバー
・ケーブル77a´、77b´、・・・77n´とが接
続される。また、光源74a、74b、・・・74nか
らの分割光を基準光として送光する長さLの往路用の基
準光ファイバー・ケーブル73a、73b、・・・73
nと、収納容器71a、71b、・・・71nにて折り
返される光ファイバー・ケーブルの折り返し部70a、
70b、・・・70nを有し、さらに、位相比較装置7
5a、75b、・・・75nに送光する長さLの復路用
基準光ファイバー・ケーブル73a´、73b´、・・
・73n´が設けられている。なお、収納容器71a、
71b、・・・71nは、図2に関する説明で述べた構
成と同様に構成されていること、及び収納容器71a、
71b、・・・71nのそれぞれに接続された4本の光
ファイバー・センサ毎に、図示しない無外装、又は外装
ケーブルにより収納されていることは、勿論である。
The storage containers 71a, 7 provided in the measurement area
1b,... 71n have light sources 74a, 74b,.
Outgoing optical fiber cables 77a, 77 having a length L from the light incident end for guiding the 74n incident light to the storage container.
.. 77n and storage containers 71a, 71b.
1n closed-loop optical fiber sensor 72
, 72n, and phase comparison devices 75a, 7a
75b are connected to return optical fiber cables 77a ', 77b',... 77n 'each having a length L reaching an emission end for transmitting measurement light toward a light incidence end (not shown) of 5b,. . Also, the reference optical fiber cables 73a, 73b,... 73 for the forward path having a length L for transmitting the divided light from the light sources 74a, 74b,.
, a folded portion 70a of the optical fiber cable folded at the storage containers 71a, 71b,.
70b,... 70n, and the phase comparison device 7
75a, 75b,... 75n, return length reference optical fiber cables 73a ', 73b',.
73n 'is provided. In addition, the storage container 71a,
71n are configured in the same manner as the configuration described in the description related to FIG.
Of course, each of the four optical fiber sensors connected to each of 71b,... 71n is housed by a non-exterior or unextended cable (not shown).

【0035】その作用を説明すると、収納容器71a、
71b、・・・71nの設置位置上の海面レベルの変動
による応力変動が光ファイバー・センサ72a、72
b、・・・72nに印加されると、その応力に対応して
搬送光の位相が変位する。この変位光を、基準光ととも
に、位相比較装置75a、75b、・・・75nに送光
する。搬送光、及び基準光の光電変換を行った位相比較
装置では、その位相差を求めることで、距離Lにおける
往路用の基準光ファイバー・ケーブル73a、73b、
・・・73n、及び復路用の基準光ファイバー・ケーブ
ル73a´、73b´、・・・73n´に及ぼされる外
部刺激と、同様に距離Lにおける往路用の光ファイバー
・ケーブル77a、77b、・・・77n、及び復路用
の光ファイバー・ケーブル77a´、77b´、・・・
77n´に同様に及ぼされる外部刺激とがキャンセルさ
れる。
The operation will be described below.
Stress fluctuations due to sea level fluctuations at the installation positions of 71b,...
.. 72n, the phase of the carrier light is displaced in accordance with the stress. This displacement light is transmitted to the phase comparators 75a, 75b,... 75n together with the reference light. In the phase comparison device that has performed the photoelectric conversion of the carrier light and the reference light, the phase difference is obtained, so that the reference optical fiber cables 73a, 73b for the forward path at the distance L can be obtained.
73n and the external stimulus exerted on the reference optical fiber cables 73a ', 73b',... 73n 'for the return path, and similarly the optical fiber cables 77a, 77b,. , And return optical fiber cables 77a ', 77b', ...
The external stimulus similarly exerted on 77n 'is canceled.

【0036】このため、位相比較装置75a、75b、
・・・75nでは、収納容器71a、71b、・・・7
1n内の光ファイバー・センサ72a、72b、・・・
72nが受けた応力のみの検出が行われ、その位相差の
みを示す正確な信号を、検出器76a、76b、・・・
76nにて検出することが出来る。
For this reason, the phase comparison devices 75a, 75b,
.. 75n, the storage containers 71a, 71b,.
The optical fiber sensors 72a, 72b,.
72n is detected only, and an accurate signal indicating only the phase difference is detected by the detectors 76a, 76b,.
76n.

【0037】なお、本発明の第2の実施の形態乃至第5
の実施の形態においても、第1の実施の形態で述べたと
同様に、例えば、円筒体、又は方形柱状体の形状にモー
ルド加工して形成した光ファイバー・ロールを光ファイ
バー・センサとして用いることが出来る。その際、その
収納容器に収納される光ファイバー・センサ長を長くす
ることにより、光ファイバー・センサの検出感度を高め
ることが出来る事は言う迄もない。
The second to fifth embodiments of the present invention
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, for example, an optical fiber roll formed by molding a cylinder or a rectangular column can be used as an optical fiber sensor. At this time, it goes without saying that the detection sensitivity of the optical fiber sensor can be increased by increasing the length of the optical fiber sensor stored in the storage container.

【0038】次に、上記した本発明の第1乃至第5の実
施の形態に示す圧力センサを測定領域に敷設した例を、
図8を参照して説明する。図8に示す幾つかの波止場を
有する港湾の海底の各所には、中枢局81とデータ伝送
線で結ばれた陸上局82に設けた光ファイバー・ケーブ
ルに接続されている多数の収納容器83、・・・が配設
され、海面レベルの変位検出用のネットワークを構築す
る。このように、広い港湾領域に設置された収納容器8
3・・・の海面レベル変位監視用のネットワークからの
検出データを収集することで、広い港湾領域の収納容器
設置位置上における潮位や、津波、台風等による海面レ
ベルの変位を詳細に把握することが出来る。その際、既
に述べた本発明の後方散乱光強度の測定、透過光強度の
測定、前方散乱光強度の測定、あるいは位相変位量の測
定に適用する光ファイバー・センサを各収納容器に収納
し、それらの測定値を相互比較することにより、測定値
の正確性、信頼性の有無を判別することが可能である。
Next, an example in which the pressure sensors shown in the first to fifth embodiments of the present invention are laid in a measurement area will be described.
This will be described with reference to FIG. At each location on the seabed of the harbor with several docks shown in FIG. 8, there are a number of storage vessels 83 connected to fiber optic cables provided at a land station 82 connected to a central office 81 by data transmission lines.・ ・ Are arranged to construct a network for sea level displacement detection. Thus, the storage container 8 installed in a wide harbor area
By collecting detection data from the network for monitoring sea level displacement in 3 ..., it is possible to grasp in detail the sea level displacement caused by tsunamis, typhoons, typhoons, etc. on storage containers installed in large port areas. Can be done. At that time, the above-described measurement of the backscattered light intensity of the present invention, the measurement of the transmitted light intensity, the measurement of the forward scattered light intensity, or the optical fiber sensor applied to the measurement of the amount of phase displacement are stored in each storage container. By comparing the measured values with each other, it is possible to determine the accuracy and reliability of the measured values.

【0039】勿論、上記した本発明の第1乃至第5の実
施の形態の適用例は、水圧計、津波計、波浪計等に適用
可能であるが、さらに、気圧計として飛行機、ロケッ
ト、船舶等に設置したり、あるいは教育用の目的や、自
宅に配設したりする。また、水3計として、原子炉冷却
水タンクの水位の測定、石油タンクのオイル・レベルの
検出等に適用可能である。上述した測定器は、何れも無
人で水位をモニタし、例えば、cmのオーダにて津波の
計測を可能にするものである。
Of course, the application examples of the above-described first to fifth embodiments of the present invention are applicable to a water pressure gauge, a tsunami gauge, a wave gauge, and the like. Etc., or for educational purposes or at home. Further, the three water meters can be applied to the measurement of the water level of a reactor cooling water tank, the detection of the oil level of an oil tank, and the like. Each of the above-mentioned measuring instruments monitors the water level unattended, and enables measurement of a tsunami on the order of, for example, cm.

【0040】また、図9に示すように、風速計にも適用
可能である。即ち、例えば、水銀91を充填するととも
に、封止した1端90と大気中に開放した他端92とを
有するU字管の底面に単一の光ファイバー・センサ94
を配設する。そして、開放端92にて、風が矢印方向に
吹くと、その部分の気圧が減少し、点線で示すように液
面上昇が生じる。この液面上昇による液面レベルの上昇
を、光ファイバー・センサ94により圧力変動として検
知し、検知信号の信号処理を行って風速を算出すること
も可能である。
As shown in FIG. 9, the present invention is also applicable to an anemometer. That is, for example, a single optical fiber sensor 94 is provided on the bottom surface of a U-shaped tube filled with mercury 91 and having one end 90 sealed and the other end 92 open to the atmosphere.
Is arranged. Then, when the wind blows in the direction of the arrow at the open end 92, the air pressure at that portion decreases, and the liquid level rises as shown by the dotted line. The rise in the liquid level due to the rise in the liquid level can be detected as pressure fluctuation by the optical fiber sensor 94, and the signal processing of the detection signal can be performed to calculate the wind speed.

【0041】次に、光ファイバー・ケーブルと、基準光
搬送用の光ファイバー・ケーブルとにより搬送される計
測用の光量と、基準光の光量とを光増幅器により増幅す
る例を示す図10(A)、(B)を参照して、説明す
る。
Next, FIG. 10A shows an example in which the light quantity for measurement and the light quantity of the reference light carried by the optical fiber cable and the optical fiber cable for carrying the reference light are amplified by an optical amplifier. This will be described with reference to FIG.

【0042】光ファイバー・センサの前段に光増幅器を
設けた例を示す図10(A)を参照すると、光ファイバ
ー・ケーブル102により搬送される微弱な測定光と、
基準光ファイバー・ケーブル102により搬送される微
弱な基準光とを、光ファイバー・センサ105の手前に
設置した光増幅器100で増幅する。この光増幅した測
定光と基準光とを、光ファイバー・センサ105に送光
することで、検出感度を向上させることが出来る。
Referring to FIG. 10A showing an example in which an optical amplifier is provided in a stage preceding the optical fiber sensor, the weak measuring light carried by the optical fiber cable 102 and
The weak reference light carried by the reference optical fiber cable 102 is amplified by the optical amplifier 100 installed before the optical fiber sensor 105. By transmitting the optically amplified measurement light and reference light to the optical fiber sensor 105, the detection sensitivity can be improved.

【0043】また、光ファイバー・センサの後段に光増
幅器を設けた例を示す図10(B)を参照すると、光フ
ァイバー・ケーブル102により搬送される微弱な測定
光と、基準光ファイバー・ケーブル102により搬送さ
れる微弱な基準光との位相差を求めた上、光ファイバー
・センサ105の後段に設置した光増幅器100で増幅
する。この場合、入力される位相差信号は微弱であるか
ら、光増幅器100の入出力特性の線形部分で使用しな
い場合には、精度の低下した検知信号が検出されること
になる。なお、図10(A)、(B)に示す光ファイバ
ー・センサ105の形状は便宜上、方形波形状に示して
あるが、ロール状、又は蛇行状に形成してあることは勿
論である。
Referring to FIG. 10B showing an example in which an optical amplifier is provided at the subsequent stage of the optical fiber sensor, the weak measuring light carried by the optical fiber cable 102 and the weak measuring light carried by the reference optical fiber cable 102. After obtaining a phase difference from the weak reference light, the signal is amplified by an optical amplifier 100 installed at the subsequent stage of the optical fiber sensor 105. In this case, since the input phase difference signal is weak, if it is not used in the linear portion of the input / output characteristics of the optical amplifier 100, a detection signal with reduced accuracy will be detected. Although the shape of the optical fiber sensor 105 shown in FIGS. 10A and 10B is shown in a square wave shape for convenience, it is needless to say that the optical fiber sensor 105 is formed in a roll shape or a meandering shape.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上述べたように請求項1乃至6記載の
発明によれば、及ぼされる圧力に対応して後方散乱光強
度、透過光強度、あるいは位相が変動する機能を持つ光
ファイバー・センサを導光用の光ファイバー・ケーブル
に直列接続するとともに、光ファイバー・センサのみを
測定領域に配設した収納容器のそれぞれに配設するとと
もに、外部印加圧力により変歪する合成樹脂製の被覆体
により被覆するよう構成してあるので、従来の収納容器
のようにその内部に電力の供給を受ける回路装置や、電
子部品等の要素を設ける必要がない上、被覆体を介して
外部からの圧力を及ぼされる光ファイバー・センサを収
納するだけであるから、収納容器を耐圧性を有するよう
頑丈に製造する必要もなければ、サイズを大きくする必
要もなく、小型で、簡単な構造の収納容器で十分であ
る。このため、収納容器の製造が簡単となる上、製造費
用を大幅に低減することが可能となる。
As described above, according to the first to sixth aspects of the present invention, there is provided an optical fiber sensor having a function of varying backscattered light intensity, transmitted light intensity, or phase in accordance with applied pressure. Connected in series to the optical fiber cable for light guiding, only the optical fiber sensor is arranged in each of the storage containers arranged in the measurement area, and covered with a synthetic resin covering that is deformed by an externally applied pressure. With such a configuration, there is no need to provide a circuit device that receives power supply therein or an element such as an electronic component as in a conventional storage container, and external pressure is applied via the cover. Because it only contains fiber optic sensors, it is not necessary to make the container robust enough to withstand pressure, it is not necessary to increase the size, and it is compact. It is sufficient container of simple structure. Therefore, the production of the storage container is simplified, and the production cost can be significantly reduced.

【0045】また、請求項1記載の発明によれば、単芯
の光ファイバー・ケーブルに少なくとも1以上の光ファ
イバー・センサを直列接続する構成であるから、圧力セ
ンサの構成が簡単となり、製造費用が低減する効果を奏
する。
According to the first aspect of the present invention, since at least one optical fiber sensor is connected in series to a single-core optical fiber cable, the structure of the pressure sensor is simplified and the manufacturing cost is reduced. It has the effect of doing.

【0046】さらに、請求項4記載の発明は、複数の光
ファイバー・ケーブルのそれぞれに単一の光ファイバー
・センサが直列接続されているため、単一の光ファイバ
ー・センサに向けて入光し、その後方散乱光強度を検出
すればよく、単一の光ファイバーセンサのみの計測によ
る場合に比べて、多数の圧力計測データを用いて統計的
に計測値を求めることが出来るので、SN比のよい測定
をすることが可能となる。
Further, in the invention according to claim 4, since a single optical fiber sensor is connected in series to each of the plurality of optical fiber cables, light enters the single optical fiber sensor and is rearward. It is sufficient to detect the scattered light intensity, and compared to the case of measurement using only a single optical fiber sensor, a measurement value can be statistically obtained using a large number of pressure measurement data, so that the measurement with a good SN ratio is performed. It becomes possible.

【0047】また、請求項6記載の発明によれば、位相
比較の際に、導光用の光ファイバー・ケーブルに発生す
る外部刺激に基づく測定誤差を、併設した基準光導光用
の光ファイバー・ケーブルに発生する外部刺激に基づく
測定誤差により消去することが出来るため、測定精度の
向上をはかることが出来る。
According to the sixth aspect of the present invention, at the time of phase comparison, a measurement error due to an external stimulus generated in the optical fiber cable for light guide is transmitted to the optical fiber cable for reference light guide provided therewith. Since erasure can be performed by a measurement error based on the generated external stimulus, measurement accuracy can be improved.

【0048】また、請求項7記載の発明は、請求項3記
載の圧力センサにおいて、光ファイバー・センサの入射
光の搬送波長を同一波長、もしくは搬送波長が異なるよ
う構成することで、測定値のSN比を向上することが期
待出来る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the pressure sensor according to the third aspect, the carrier wavelength of the incident light of the optical fiber sensor is configured to be the same wavelength or the carrier wavelength is different, so that the measured value SN is improved. It can be expected that the ratio will be improved.

【0049】さらに、請求項8記載の発明は、請求項4
記載の圧力センサにおいて、光ファイバー・センサの入
射光の搬送波長が同一、もしくはそれぞれ異なるよう構
成し、測定値のSN比を向上させることが期待出来る。
Further, the invention according to claim 8 provides the invention according to claim 4.
In the pressure sensor described above, it is expected that the carrier wavelength of the incident light of the optical fiber sensor is configured to be the same or different, and the SN ratio of the measured value can be improved.

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

【図1】 本発明の第1の実施の形態を示す後方散乱光
の強度測定を行う圧力センサの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a pressure sensor that measures the intensity of backscattered light according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 (A)は図1の切断線AーAから眺めた収納
容器の側断面図、(B)は外装、又は無外装ケーブルに
接続された収納容器の斜視図、(C)は光ファイバー・
ケーブルの入射端、終端開放端、及び光ファイバー・ケ
ーブルに光ファイバー・センサを連接し、後方散乱光の
発生を模式的に示す図である。
2A is a sectional side view of the storage container as viewed from section line AA in FIG. 1, FIG. 2B is a perspective view of the storage container connected to an exterior or non-exterior cable, and FIG. Optical fiber
FIG. 4 is a diagram schematically showing generation of backscattered light by connecting an optical fiber sensor to an entrance end of a cable, an open end, and an optical fiber cable.

【図3】 本発明の後方散乱光強度の測定を行う第1の
実施の形態の変形例である第2の実施の形態を示すもの
で、図1に示す圧力センサにおいて、複数の光源を用い
るとともに、収納容器に複数の光ファイバー・センサを
収納した圧力センサの構成図である。
FIG. 3 shows a second embodiment which is a modification of the first embodiment for measuring the intensity of backscattered light according to the present invention. In the pressure sensor shown in FIG. 1, a plurality of light sources are used. FIG. 4 is a configuration diagram of a pressure sensor in which a plurality of optical fiber sensors are stored in a storage container.

【図4】 (A)は、図3に示す圧力センサの検出出力
値を相互に比較し、平均値や標準偏差値から検出値の正
確性の有無を判別するデータ処理装置の機能ブロック
図、(B)はこのデータ処理装置のフローチャートであ
る。
FIG. 4A is a functional block diagram of a data processing device that compares the detection output values of the pressure sensor shown in FIG. 3 with each other and determines whether or not the detection value is correct based on an average value and a standard deviation value; (B) is a flowchart of the data processing device.

【図5】 本発明の第3の実施の形態を示すもので、測
定領域に並設され、光ファイバー・ケーブル毎に接続さ
れた各収納容器内に、終端開放した単一の光ファイバー
・センサが収納され、後方散乱光の強度を測定する圧力
センサの構成図である。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, in which a single open-ended optical fiber sensor is housed in each of the storage containers arranged side by side in the measurement area and connected to each optical fiber cable. FIG. 3 is a configuration diagram of a pressure sensor that measures the intensity of backscattered light.

【図6】 本発明の第4の実施の形態を示すもので、光
ファイバー・センサの透過光強度の検出値に基づいて、
収納容器設置位置上の海面レベルの高低変動による応力
変動を検出する圧力センサの構成図である。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention, and based on a detected value of transmitted light intensity of an optical fiber sensor,
It is a block diagram of the pressure sensor which detects the stress fluctuation | variation by the fluctuation | variation of the sea level at the storage container installation position.

【図7】 本発明の第5の実施に形態を示すもので、光
ファイバー・センサの位相変位量に基づいて、収納容器
設置位置上の海面レベルの高低変動に対応する圧力変動
を検出する圧力センサの構成図である。
FIG. 7 shows a fifth embodiment of the present invention, and detects a pressure fluctuation corresponding to a fluctuation in sea level at a storage container installation position based on a phase displacement amount of an optical fiber sensor. FIG.

【図8】 本発明の圧力センサを収納した収納容器を、
港湾の海底に分散配置した状態を示す平面図である。
FIG. 8 shows a storage container storing the pressure sensor of the present invention,
It is a top view showing the state where it distributed and arranged on the seabed of a harbor.

【図9】 U字型液面レベル検出装置に本発明の光ファ
イバー・センサを設置した風速計の概念図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram of an anemometer in which the optical fiber sensor of the present invention is installed in a U-shaped liquid level detector.

【図10】 (A)は光ファイバー・センサの前段に光
増幅器を設け、基準光と光ファイバー・センサとの位相
比較を行う装置の回路図、(B)光ファイバー・センサ
の後段に光増幅器を設け、基準光と光ファイバー・セン
サとの位相比較を行う装置の回路図である。
FIG. 10A is a circuit diagram of a device for providing an optical amplifier in front of an optical fiber sensor and comparing the phase between reference light and the optical fiber sensor, and FIG. 10B is a diagram illustrating an optical amplifier provided in the latter stage of the optical fiber sensor; FIG. 3 is a circuit diagram of an apparatus for performing a phase comparison between a reference light and an optical fiber sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・単芯の外装、又は無外装ケーブル、1A・・・
多芯の外装、又は無外装ケーブル、2・・・単芯、又は
多芯の光ファイバー・ケーブル、3a、3b、3n・・
・光ファイバー・センサ、5a、5b、5n・・・収納
容器、7・・・光源、8・・・光検知器、10・・・合
成樹脂基板、11・・・合成樹脂製の被覆体、。
1 ... Single-core armored or non-armored cable, 1A ...
Multi-core or non-core cable, 2 ... single-core or multi-core optical fiber cable, 3a, 3b, 3n ...
· Optical fiber sensors, 5a, 5b, 5n ··· storage container, 7 ··· light source, 8 ··· photodetector, 10 ··· synthetic resin substrate, 11 ··· coating body made of synthetic resin.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01L 11/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01L 11/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 及ぼされる圧力に対応して後方散乱光強
度を変動する機能を持つ少なくとも1以上の光ファイバ
ー・センサを、単芯の導光用光ファイバー・ケーブルに
直列接続するとともに、該光ファイバー・センサを測定
領域に配設した収納容器のそれぞれに1つづつ収納し、
全体として線状多点観測アレーを形成する圧力センサで
あって、 上記収納容器は、非金属製支持体に圧力の観測点となる
上記光ファイバー・センサを備え、外部印加圧力により
変歪する合成樹脂製の被覆体により被覆されるととも
に、最終段の収納容器を除いた各収納容器に、上記直列
接続した光ファイバー・センサを個別に収納し、そし
て、最終段の収納容器に、最後尾の、終端を備える光フ
ァイバー・センサを収納し、 上記光ファイバー・ケーブルの入射端からの入射光は、
上記光ファイバー・センサを次々に経由し、最後尾の光
ファイバー・センサに導光され、多点観測アレーの各光
ファイバー・センサに及ぼされる圧力変動に対応する各
後方散乱光強度を上記入射端にて検出し、その検出値に
基づいて圧力変動を検知するよう構成したことを特徴と
する圧力センサ。
At least one optical fiber sensor having a function of varying the backscattered light intensity according to an applied pressure is connected in series to a single-core optical fiber cable for guiding light, and the optical fiber sensor is connected to the optical fiber sensor. Are stored one by one in each of the storage containers arranged in the measurement area,
A pressure sensor forming a linear multi-point observation array as a whole, wherein the storage container includes the optical fiber sensor serving as a pressure observation point on a non-metallic support, and a synthetic resin deformable by an externally applied pressure. The series-connected optical fiber sensors are individually housed in each of the containers except for the last-stage container, and the last-stage terminal is placed in the last-stage container. An optical fiber sensor comprising:
After passing through the optical fiber sensors one after another, the light is guided to the last optical fiber sensor, and each backscattered light intensity corresponding to the pressure fluctuation applied to each optical fiber sensor of the multi-point observation array is detected at the incident end. And a pressure sensor configured to detect a pressure change based on the detected value.
【請求項2】 及ぼされる圧力に対応して後方散乱光強
度を変動する機能を持つ少なくとも1以上の光ファイバ
ー・センサを、多芯の導光用光ファイバー・ケーブルを
構成する各ファイバー線のそれぞれに直列接続するとと
もに、該各ファイバー線毎に直列接続された各光ファイ
バー・センサを測定領域に配設した収納容器列毎のそれ
ぞれに1つづつ収納し、全体として線状多点観測アレー
を形成する圧力センサであって、 上記収納容器は、非金属製支持体に圧力の観測点となる
上記光ファイバー・センサを備え、外部印加圧力により
変歪する合成樹脂製の被覆体により被覆されており、各
収納容器列における最終段の収納容器を除いた各収納容
器に、上記ファイバー線毎に直列接続した光ファイバー
・センサを個別に収納し、そして、最終段の収納容器
に、最後尾の、終端を備える光ファイバー・センサを収
納し、 上記多芯光ファイバー・ケーブルの各入射端からの入射
光は、上記光ファイバー・センサを次々に経由し、最後
尾の光ファイバー・センサに導光され、多点観測アレー
の各光ファイバー・センサに及ぼされる圧力変動に対応
する各後方散乱光強度を上記入射端にて検出し、その検
出値に基づいて圧力変動を検知すよう構成したことを特
徴とする圧力センサ。
2. A method according to claim 1, wherein at least one optical fiber sensor having a function of varying the intensity of the backscattered light corresponding to the applied pressure is connected in series with each of the fiber lines constituting the multi-core optical fiber cable. At the same time, the pressure is set so that each optical fiber sensor connected in series for each fiber line is stored one by one in each of the storage container rows arranged in the measurement area, and a linear multipoint observation array is formed as a whole. A sensor, wherein the storage container is provided with the optical fiber sensor serving as a pressure observation point on a non-metallic support, and is covered with a synthetic resin coating that is deformed by an externally applied pressure. The optical fiber sensors connected in series for each of the fiber lines are individually stored in each of the storage containers except the last storage container in the container row, and In the storage container, the last optical fiber sensor having an end is stored, and the incident light from each input end of the multi-core optical fiber cable passes through the optical fiber sensor one after another, and the last optical fiber sensor is received. The backscattered light intensity corresponding to the pressure fluctuation applied to each optical fiber sensor of the multi-point observation array guided by the sensor is detected at the incident end, and the pressure fluctuation is detected based on the detected value. Pressure sensor characterized in that:
【請求項3】 測定領域のn箇所に配設した収納容器に
1つづつ収納されるとともに、及ぼされる圧力に対応し
て後方散乱光強度を変動する機能を持つn個の光ファイ
バー・センサを直列接続してなる導光用光ファイバー・
ケーブルを複数本備え、 上記複数本の光ファイバー・ケーブルのそれぞれに接続
された第1番目乃至第n番目に属する光ファイバー・セ
ンサのうち、上記第1番目に属する光ファイバー・セン
サ同士を第1番目の収納容器に収納し、第2番目に属す
る光ファイバー・センサ同士を第2番目の収納容器に収
納し、第3番目に属する光ファイバー・センサ同士を第
3番目の収納容器に収納し、・・・、第n番目に属す
る、終端を有する光ファイバー・センサ同士を第n番目
の収納容器に収納し、 上記各収納容器は、非金属製支持体にそれぞれ上記光フ
ァイバー・センサ同士を備えるとともに、外部印加圧力
により変歪する合成樹脂製の被覆体により被覆され、 上記各光ファイバー・ケーブルの各入射端からの入射光
は、上記光ファイバー・センサを次々に経由し、最終段
の収納容器内の、終端を備える光ファイバー・センサに
導光され、上記各入射端にて、各光ファイバー・センサ
に及ぼされる圧力変動に対応する後方散乱光強度を検出
し、その検出値に基づいて圧力変動を検知するよう構成
したことを特徴とする圧力センサ。
3. A series connection of n optical fiber sensors which are housed one by one in storage containers arranged at n positions in a measurement area and have a function of varying the backscattered light intensity in accordance with the applied pressure. Optical fiber for light guide connected
A plurality of cables are provided, and among the first to n-th optical fiber sensors connected to each of the plurality of optical fiber cables, the first optical fiber sensors are housed in the first housing. The optical fiber sensors belonging to the second are stored in the second storage container, the optical fiber sensors belonging to the third are stored in the third storage container,. The n-th optical fiber sensors having an end are housed in an n-th housing, and each of the housings includes the optical fiber sensors on a non-metallic support, and is changed by an externally applied pressure. The incident light from each incident end of each of the optical fiber cables is covered with a distorting synthetic resin covering. , One after another, is guided to the fiber optic sensor having a termination in the final stage storage container, and detects the backscattered light intensity corresponding to the pressure fluctuation applied to each fiber optic sensor at each of the incident ends. And a pressure sensor configured to detect a pressure change based on the detected value.
【請求項4】 測定領域に配設した収納容器に1つづつ
収納され、かつ、及ぼされる圧力に対応して後方散乱光
強度を変動する機能を持つとともに、終端を有する単一
の光ファイバー・センサを直列接続した光ファイバー・
ケーブルを複数本並設し、 上記収納容器は、非金属製支持体に上記光ファイバー・
センサを個別に備えると共に、外部印加圧力により変歪
する合成樹脂製の被覆体により被覆され、 上記光ファイバー・ケーブルの各入射端は各光源に対設
するよう構成され、 上記各光ファイバー・ケーブルの各入射端の入射光を、
該各光ファイバー・ケーブルを経由して各光ファイバー
・センサに導光し、 上記各入射端にて、上記各収納容器に及ぼされる圧力変
動に対応して変動する各光ファイバー・センサの後方散
乱光強度を検出し、その検出値に基づいて圧力変動を検
出することを特徴とする圧力センサ。
4. A single optical fiber sensor having a function of varying backscattered light intensity in accordance with the applied pressure and being terminated one by one in storage containers disposed in a measurement area. Optical fiber
A plurality of cables are juxtaposed, and the storage container is provided with the optical fiber
A sensor is individually provided, and the optical fiber cable is covered with a synthetic resin covering that is deformed by an externally applied pressure, and each incident end of the optical fiber cable is configured to face each light source. The incident light at the entrance end is
The light is guided to each optical fiber sensor via each optical fiber cable, and at each of the incident ends, the backscattered light intensity of each optical fiber sensor that fluctuates in response to the pressure fluctuation applied to each of the storage containers is measured. A pressure sensor, which detects and detects a pressure fluctuation based on the detected value.
【請求項5】 測定領域に配設した収納容器に1つづつ
収納されるとともに、及ぼされる圧力に対応して透過光
強度を変動する機能を持つ単一の光ファイバー・センサ
を直列接続した導光用の光ファイバー・ケーブルを複数
本並設し、 上記収納容器は、光ファイバー・センサを収納するとと
もに、外部印加圧力により変歪する合成樹脂製の被覆体
により被覆され、 光源に対設された光入射端を有する往路用光ファイバー
・ケーブルのそれぞれが、上記各収納容器内の光ファイ
バー・センサの一端に接続されるとともに、該光ファイ
バー・センサの他端に接続された復路用光ファイバーケ
ーブルのそれぞれの光出射部を光検知器に対設するよう
構成することにより、 上記容器に上記被覆体を介して印加される圧力を、該圧
力に対応して変曲する上記光ファイバー・センサからの
透過光強度の検出値に基づいて検知することを特徴とす
る圧力センサ。
5. A light guide in which a single optical fiber sensor is housed one by one in a storage container arranged in a measurement area, and has a function of changing a transmitted light intensity according to an applied pressure in series. A plurality of optical fiber cables are arranged side by side, and the storage container houses the optical fiber sensor and is covered with a synthetic resin covering that is deformed by an externally applied pressure, and the light incident on the light source is provided. Each of the outgoing optical fiber cables having an end is connected to one end of the optical fiber sensor in each of the storage containers, and the respective light emitting portions of the return optical fiber cable connected to the other end of the optical fiber sensor. Is configured to face the photodetector, and the pressure applied to the container via the cover is bent in accordance with the pressure. A pressure sensor for detecting based on a detected value of transmitted light intensity from the optical fiber sensor.
【請求項6】 導光用光ファイバー・ケーブルに、及ぼ
される圧力に対応して位相が変位する機能を持つ単一の
光ファイバー・センサを直列接続するとともに、該光フ
ァイバー・センサを測定領域の多箇所に配設した収納容
器に1つづつ収納する形式の圧力センサであって、 上記収納容器は、非金属製支持体に上記光ファイバー・
センサを備えるとともに、外部印加圧力により変歪する
合成樹脂製の被覆体により被覆され、 上記光ファイバー・センサの一端に、光源と対向する光
入射端から上記収納容器に至る長さLの往路導光用の光
ファイバー・ケーブルの端部が、上記光ファイバー・セ
ンサの他端に、上記収納容器から位相比較装置に対向す
る光出射端に至る同一長さLの復路導光用の光ファイバ
ー・ケーブルの端部がそれぞれ接続され、 上記収納容器に設けた基準光導光用の光ファイバー・ケ
ーブルの折り返し部の各端を、光源に対向する光入射端
から上記収納容器に至る長さLの基準光往路用の光ファ
イバー・ケーブルの端部と、上記収納容器から上記位相
比較装置に対向する光出射端に至る同一長さLの基準光
復路用の光ファイバー・ケーブルの端部とに接続するよ
う構成し、 上記光ファイバー・センサからの位相変位光と、基準光
復路用の光ファイバー・ケーブルからの基準光とを位相
比較装置にて位相比較することにより、上記導光用の光
ファイバー・ケーブルに発生する外部刺激に基づく測定
誤差を、基準光導光用の光ファイバー・ケーブルに発生
する外部刺激に基づく測定誤差により消去し、上記収納
容器内の光ファイバー・センサのみの位相変位光を検出
することを特徴とする圧力センサ。
6. A single optical fiber sensor having a function of displacing the phase according to the applied pressure is connected in series to the optical fiber cable for guiding light, and the optical fiber sensors are connected at multiple points in the measurement area. A pressure sensor of a type that is stored one by one in a storage container provided, wherein the storage container includes a non-metallic support and the optical fiber
A forward light guide having a length of L from the light incident end facing the light source to the storage container at one end of the optical fiber sensor, the sensor being covered with a synthetic resin covering that is deformed by an externally applied pressure; The end of the optical fiber cable for returning light guide of the same length L from the storage container to the light emitting end facing the phase comparison device is connected to the other end of the optical fiber sensor at the other end of the optical fiber sensor. Each end of the folded portion of the optical fiber cable for reference light guide provided in the storage container is connected to an optical fiber for a reference light outward path having a length L from the light incident end facing the light source to the storage container. The end of the cable and the end of an optical fiber cable for the reference optical return path having the same length L from the storage container to the light emitting end facing the phase comparison device. The phase displacement light from the optical fiber sensor and the reference light from the optical fiber cable for the reference light return path are compared in phase by a phase comparison device, so that the optical fiber cable for the light guide is formed. The measurement error based on the external stimulus generated is eliminated by the measurement error based on the external stimulus generated in the optical fiber cable for reference light guiding, and the phase displacement light of only the optical fiber sensor in the storage container is detected. Pressure sensor.
【請求項7】 上記複数の各光源の搬送波長が、同一搬
送波長、もしくはそれぞれ異なる搬送波長であることを
特徴とする請求項3記載の圧力センサ。
7. The pressure sensor according to claim 3, wherein the carrier wavelengths of the plurality of light sources are the same carrier wavelength or different carrier wavelengths.
【請求項8】 上記各光源の搬送波長が、同一搬送波
長、もしくはそれぞれ異なる搬送波長であることを特徴
とする請求項4記載の圧力センサ。
8. The pressure sensor according to claim 4, wherein the carrier wavelengths of the light sources are the same carrier wavelength or different carrier wavelengths.
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