JP3128340B2 - measuring device - Google Patents

measuring device

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JP3128340B2
JP3128340B2 JP04201142A JP20114292A JP3128340B2 JP 3128340 B2 JP3128340 B2 JP 3128340B2 JP 04201142 A JP04201142 A JP 04201142A JP 20114292 A JP20114292 A JP 20114292A JP 3128340 B2 JP3128340 B2 JP 3128340B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被測定領域に配置され
た光ファイバ内の一端である入射端から光信号を入射
し、他端側に向かう光ファイバ内のあらゆる場所から入
射端に戻ってくる後方散乱光を解析して前記被測定領域
内の任意の場所の温度,湿度或いは温度分布等を測定す
る測定装置に係わり、特に測定場所の位置分解能を改善
する測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber in which an optical signal is incident from an incident end which is one end of an optical fiber disposed in a region to be measured, and is returned to the incident end from any place in the optical fiber toward the other end. The present invention relates to a measuring device that analyzes incoming backscattered light and measures the temperature, humidity, temperature distribution, or the like at an arbitrary location in the measured area, and particularly relates to a measuring device that improves the positional resolution of the measuring location.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の光ファイバを用いた温度計に
は、OTDR(Optical Time DomainReflectometry)
形温度計とOFDR(Optical Frequency Domain Re
flect-ometry)形温度計とがある。これら両温度計はラ
マン(Raman )散乱方式とレイリー(Rayleigh)散乱方
式とが用いられているが、これら両方式の違いは、ラマ
ン散乱は散乱波長が発射光と異なり、一方、レイリー散
乱は散乱波長が発射光と同一波長であることが大きな違
いとなる。ここでは、温度計としてOTDR形温度計を
用い、かつ、温度の測定感度が高いラマン散乱方式を用
いた例について説明する。このOTDR形温度計は、光
ファイバ中のラマン散乱を用いた温度測定と光パルス反
射法を用いた位置測定という2つの原理から成り立って
いる。
2. Description of the Related Art A thermometer using an optical fiber of this type includes an OTDR (Optical Time Domain Reflectometry).
Type thermometer and OFDR (Optical Frequency Domain Re)
flect-ometry) type thermometer. Both of these thermometers use the Raman (Raman) scattering method and the Rayleigh (Rayleigh) scattering method. The difference between these two methods is that Raman scattering has a scattering wavelength different from that of emitted light, while Rayleigh scattering is scattering. The major difference is that the wavelength is the same as the emission light. Here, an example in which an OTDR thermometer is used as a thermometer and a Raman scattering method having high temperature measurement sensitivity is used will be described. This OTDR thermometer is based on two principles: temperature measurement using Raman scattering in an optical fiber and position measurement using an optical pulse reflection method.

【0003】 ところで、ラマン散乱は、物質に入射し
た光子が分子振動の光学モードと相互作用し、非弾性衝
突を起こすことにより、入射光とは異なる波長の光が散
乱される物理現象である。ラマン散乱光には入射光に対
して長波長側にずれるもの(ストークス光)と短波長側
にずれるもの(反ストークス光)との2種類があり、こ
れらの間には、入射光の波長をλ、ストークス光の波長
をλS 、反ストークス光の波長をλA とすると、次のよ
うな関係になっている。 ν=(1/λ)−(1/λS ) ν=(1/λ)+(1/λA
[0003] Raman scattering is a physical phenomenon in which light having a wavelength different from that of incident light is scattered when a photon incident on a substance interacts with an optical mode of molecular vibration and causes inelastic collision. There are two types of Raman scattered light, one shifted to the long wavelength side (Stokes light) and the other shifted to the short wavelength side (anti-Stokes light) with respect to the incident light. Assuming that λ and the wavelength of the Stokes light are λ S and the wavelength of the anti-Stokes light is λ A , the following relationship is obtained. ν = (1 / λ) − (1 / λ S ) ν = (1 / λ) + (1 / λ A )

【0004】ここで、νは波数である。波数は物質の性
質で決まる量であり、ラマンシフトと呼ばれている。ラ
マン散乱光の強度は温度に依存する。温度Tにおける反
ストークス光とストークス光の比をR(T)とすると、
次の関係が成り立つ。 R(T)=(λS /λA 4 exp (−hcν/kT)
Here, ν is a wave number. The wave number is a quantity determined by the properties of the material and is called Raman shift. The intensity of the Raman scattered light depends on the temperature. Assuming that the ratio of anti-Stokes light to Stokes light at temperature T is R (T),
The following relationship holds: R (T) = (λ S / λ A ) 4 exp (-hcv / kT)

【0005】ここで、hはプランク定数、cは光速、k
はボルツマン定数である。ラマン散乱では、反ストーク
ス光の散乱強度が温度に対して大きく変化することが知
られており、これを温度測定に利用している。一方、O
TDR法は、光ファイバの一端からパルス光を入射し、
光ファイバの媒質中で逆散乱されて戻ってくる成分の時
間を測定することにより距離を測定する。従って、以上
述べた2つの方法を組合わせることにより、温度分布測
定が可能となるものである。
Where h is Planck's constant, c is the speed of light, k
Is Boltzmann's constant. In Raman scattering, it is known that the scattering intensity of anti-Stokes light greatly changes with temperature, and this is used for temperature measurement. On the other hand, O
In the TDR method, pulse light is incident from one end of an optical fiber,
The distance is measured by measuring the time of the component that is backscattered and returned in the medium of the optical fiber. Therefore, the temperature distribution can be measured by combining the two methods described above.

【0006】このラマン散乱は、空気やガスの環境下に
おいてその環境内の微小物質や種々の分子等の影響を受
けるために、温度測定に利用するのが難しいと考えられ
ていたが、その後、光ファイバの製造および技術上の発
展に伴い、その光ファイバの種々の利用法が研究され,
その一環として温度計の利用についても研究開発が進め
られてきた。特に、光ファイバは空気やガスの環境と異
なって固定されたファイバ成分のみが存在するのみであ
るので、徐々にではあるが温度計測に適することが分か
ってきた。このOTDRは高速パルスを用いて温度計測
を行うのに対し、OFDRでは周波数変調された光を用
いた温度計測を行うものである。
It has been considered that this Raman scattering is difficult to use for temperature measurement because it is affected by minute substances and various molecules in the environment in the air or gas environment. With the development and technological development of optical fiber, various uses of the optical fiber have been studied,
As part of this, research and development on the use of thermometers has been promoted. In particular, it has been found that the optical fiber is suitable for temperature measurement, though gradually, since only the fixed fiber component exists unlike the air or gas environment. The OTDR performs temperature measurement using a high-speed pulse, whereas the OFDR performs temperature measurement using frequency-modulated light.

【0007】しかし、現在、このラマン散乱方式を適用
した代表機種であるOTDR形温度計では、光ファイバ
の検温部の位置分解能長さLtが20m、最低測定温度
Tbが5°C、最高測定温度Tcが150°C、最大測
定長さLmax が1km(1GHzで0.1mに相当する
ので、0.1m程度の分解能が限界)等を有する測定範
囲にあるが、学会その他の状況から将来的にはLtが
0.5m、Tbが−50°C、Tcが500〜600°
C、Lmax が10km程度まで改善されるものと考えら
れている。なお、レイリー散乱方式を用いてもよく、こ
れらの散乱方式を含め、OTDR形温度計と呼ぶことと
する。
However, at present, in the OTDR type thermometer which is a representative model to which this Raman scattering method is applied, the position resolution length Lt of the optical fiber temperature measuring section is 20 m, the minimum measuring temperature Tb is 5 ° C., and the maximum measuring temperature is Although Tc is 150 ° C and the maximum measurement length Lmax is in a measurement range of 1 km (corresponding to 0.1 m at 1 GHz, the resolution is limited to about 0.1 m). Lt is 0.5 m, Tb is −50 ° C., Tc is 500 to 600 °
It is considered that C and Lmax are improved to about 10 km. Note that a Rayleigh scattering method may be used, and the OTDR type thermometer including these scattering methods will be referred to.

【0008】従って、現状においては、Lt>20mで
あることから点の温度を測定することが難しく、光ファ
イバにそった温度分布を測定する程度の研究しかなされ
ていない。しかも、長い光ファイバ上の各点からの後方
散乱光は微弱であり、かつ、これにノイズが混入されて
いるので、光信号を数千〜数万回にわたって繰り返し発
射し、得られる後方散乱光を平均化してノイズを除去
し、所要とする信号を測定するごとく構成されている
が、忠実度のよい測定は非常に難しい。
Therefore, at present, since Lt> 20 m, it is difficult to measure the temperature of a point, and only research on measuring the temperature distribution along the optical fiber has been made. Moreover, since the backscattered light from each point on the long optical fiber is weak and contains noise, the backscattered light obtained by repeatedly emitting an optical signal several thousand to tens of thousands of times is obtained. Are averaged to remove noise and measure the required signal, but it is very difficult to measure with high fidelity.

【0009】また、OTDRは、本来位置を検出する機
能をもったものであるが、光源から光ファイバの入射端
へ光信号を入射し、この光信号の入射によって光ファイ
バ内で発生するラマン散乱のうち前記入射端方向に向か
う後方散乱光が戻ってくるまでの時間からその温度検知
位置を計測するごとく構成されているが、光ファイバを
構成する微細な成分の違いや構成等により、光ファイバ
を外側から長さ計で温度検知位置までの長さを計測した
場合と異なることが多い。その上、OTDRの検温部で
ある光ファイバは、取付場所になじんで柔軟に形が変化
するため、光ファイバの長さを光ファイバの外側から測
定することも非常に難しいという問題がある。
The OTDR originally has a function of detecting a position, but an optical signal is incident from a light source to an incident end of an optical fiber, and Raman scattering generated in the optical fiber due to the incidence of the optical signal. Among them, it is configured such that the temperature detection position is measured from the time until the backscattered light returning toward the incident end direction returns.However, due to the difference and the configuration of the minute components constituting the optical fiber, the optical fiber Is often different from the case where the length from the outside to the temperature detection position is measured by the length meter. In addition, since the optical fiber, which is the temperature measuring part of the OTDR, adapts to the mounting location and changes its shape flexibly, it is very difficult to measure the length of the optical fiber from outside the optical fiber.

【0010】そこで、本発明者は、光ファイバの各所に
基準用信号印加手段を設け、当該基準用信号印加手段に
相当する光ファイバの部分から散乱してくる後方散乱光
の伝送時間を測定し、これによって光ファイバの実際の
測定部分の位置を測定する測定装置を開発するに至った
(特願昭63−326149号)。
Therefore, the present inventor provided reference signal applying means at various points on the optical fiber, and measured the transmission time of the backscattered light scattered from the portion of the optical fiber corresponding to the reference signal applying means. This has led to the development of a measuring device for measuring the position of an actual measuring portion of an optical fiber (Japanese Patent Application No. 63-326149).

【0011】この測定装置の意図するところは、例えば
図25(a)に示すように光ファイバ1の測定部2以外
の部分に溶接部3を設けるとか、或いは同図(b)に示
すように測定部2以外の部分に強い屈曲部4を設けるこ
とにより、溶接部3或いは屈曲部4での微小な減衰特性
(図25のc)を利用しながら位置を知る方法である。
The purpose of this measuring device is to provide a welded portion 3 at a portion other than the measuring portion 2 of the optical fiber 1 as shown in FIG. 25A, or as shown in FIG. By providing a strong bent portion 4 in a portion other than the measurement portion 2, the position is known while utilizing the minute attenuation characteristic (c in FIG. 25) at the weld portion 3 or the bent portion 4.

【0012】また、他の方法は、図26(a)に示すよ
うに光ファイバ1の測定部2以外の部分に基準温度検出
部5を形成するとともに、この基準温度検出部5に基準
温度印加手段(図示せず)にて基準温度を付与する方法
であり、これは例えば同図(b)に示すように、光ファ
イバ1の測定部2を炉内に配置する一方、測定部2以外
の部分である炉外導出部分を基準温度検出部5とし、基
準温度を印加するごときである。さらに、図26(c)
は、光ファイバ1の測定部2以外の部分に電気ヒータま
たはスチームヒータ等の基準温度印加手段6を設置して
所定温度に加温するものであり、このとき同図(d)の
ような温度特性が得られる。
Another method is to form a reference temperature detecting section 5 in a portion other than the measuring section 2 of the optical fiber 1 as shown in FIG. This is a method of giving a reference temperature by means (not shown). For example, as shown in FIG. 2B, the measuring unit 2 of the optical fiber 1 is placed in a furnace, while the other than the measuring unit 2 This is the time when a reference temperature is applied by setting the out-of-furnace portion, which is a portion, as the reference temperature detection unit 5. Further, FIG.
Is provided with a reference temperature applying means 6 such as an electric heater or a steam heater at a portion other than the measuring section 2 of the optical fiber 1 and is heated to a predetermined temperature. At this time, the temperature as shown in FIG. Characteristics are obtained.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】従って、以上のような
光ファイバ1の測定部以外の部分に基準温度印加手段6
を設置すれば、光パルスの入射による後方散乱光の検出
レベルが変化するので、基準温度印加手段6の相当部分
の光ファイバ1の位置(基準位置)を知ることができ、
この基準位置から相対的に測定部の設置場所およびその
温度を測定することができる。
Therefore, the reference temperature applying means 6 is applied to a portion other than the measuring portion of the optical fiber 1 as described above.
Is installed, the detection level of the backscattered light due to the incidence of the light pulse changes, so that the position (reference position) of the optical fiber 1 at a substantial portion of the reference temperature applying means 6 can be known.
From this reference position, the installation location of the measurement section and its temperature can be measured relatively.

【0014】しかし、例えば図25(a)のように光フ
ァイバ1の多数の個所を溶接する,言わば溶接部マーカ
方式の場合には光の減衰が無視できず、溶接部3を作る
にも相当な手間がかかる。また、同図(b)の場合に
も、同様に減衰が無視できず、しかも光ファイバ1の折
損にも注意を要することから、振動や温度変化の激しい
場所には適用できない。
However, as shown in FIG. 25 (a), for example, in a case where a large number of portions of the optical fiber 1 are welded, that is, in the case of a welded marker method, the attenuation of light cannot be ignored, and it is equivalent to forming the welded portion 3. It takes time and effort. Also, in the case of FIG. 2B, the attenuation cannot be neglected similarly, and attention must also be paid to the breakage of the optical fiber 1, so that it cannot be applied to a place where vibration or temperature change is severe.

【0015】次に、図26(a)の場合には、光ファイ
バ1の基準温度検出部5ごとに基準温度印加手段を設置
するので、高精度な温度測定には有効であるが、実際上
かかる基準温度印加手段は位置精度を上げるだけのもの
であり、非常に贅沢で高価なシステムとなる。さらに、
同図(c)の場合には光ファイバ1の測定部以外の部分
を基準温度印加手段6で加温するために、電気やスチー
ム配管の引き込みが必要であり、余計なコストがかかっ
てしまう問題がある。
Next, in the case of FIG. 26A, a reference temperature applying means is provided for each of the reference temperature detecting sections 5 of the optical fiber 1, so that it is effective for high-precision temperature measurement. Such a reference temperature applying means only increases the positional accuracy, and is a very luxurious and expensive system. further,
In the case of FIG. 3C, since the portion other than the measuring section of the optical fiber 1 is heated by the reference temperature applying means 6, it is necessary to draw in electricity or a steam pipe, which causes an extra cost. There is.

【0016】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、光ファイバなどの測定部以外の部分に当該光ファイ
バとは熱伝達率の異なる物質で覆うだけで容易に基準位
置信号を得、位置分解能の向上に寄与する測定装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a reference position signal can be easily obtained by simply covering a portion other than the measuring portion such as an optical fiber with a material having a different heat transfer coefficient from the optical fiber. It is an object of the present invention to provide a measuring device that contributes to an improvement in resolution.

【0017】また、本発明の他の目的は、光ファイバな
どの測定部または基準位置マーカ部の高感度化を図るた
めに束を形成するが、このとき捩れを生ぜずに束を形成
可能にし、よって位置分解能の向上を図り、また測定部
または基準位置マーカ部を簡単に作りつつ被測定領域の
測定点に配置する測定装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to form a bundle in order to increase the sensitivity of a measuring portion such as an optical fiber or a reference position marker portion. At this time, it is possible to form the bundle without twisting. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a measuring apparatus which improves the position resolution and arranges a measuring section or a reference position marker section at a measuring point in a measurement area while easily producing the measuring section or the reference position marker section.

【0018】さらに、本発明の他の目的は、実使用前に
測定上必要な既知データを容易に取得できるようにする
一方、一定の目安の下に迅速に光ファイバの例えば測定
部となる束を形成し、被測定領域の測定点に配置可能と
する測定装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to make it possible to easily obtain known data required for measurement before actual use, and to quickly obtain a bundle of optical fibers, for example, a measuring unit under a certain standard. It is an object of the present invention to provide a measuring device that forms a measurement point and can be arranged at a measurement point in a measurement area.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1〜4に対応する
発明は上記課題を解決するために、光源からの光信号を
光ファイバの入射端へ入射し、この光信号の入射によっ
て光ファイバ内から発生するラマン散乱のうち前記入射
端方向に向かう後方散乱光の戻ってくるまでの時間と戻
ってきた信号の強さとに基づいて被測定領域の温度,湿
度または温度分布等を測定する測定装置において、
In order to solve the above-mentioned problems, an optical signal from a light source is incident on an input end of an optical fiber, and the optical signal is incident on the optical fiber. Measurement for measuring the temperature, humidity, temperature distribution, etc. of the measurement target region based on the time required for the backscattered light toward the incident end to return from the Raman scattering generated from the inside and the intensity of the returned signal. In the device,

【0020】前記光ファイバまたは光ファイバを内装す
るシースの所要とする部分を温度,湿度または温度分布
等の測定部とする一方、この測定部以外の適宜な部分ま
たは複数の測定部のうち任意の測定部に、前記光ファイ
バ,前記シース等とは熱伝達率の異なる物質を直接また
は中空媒体の状態で覆う熱伝達異種物質包囲部或いは熱
良伝達接触部を設け、被測定部の温度変動或いは温度変
化を与えた時に発生する前記測定部と熱伝達の異なる物
質で覆われた部分の測定部との間の温度差を利用して基
準位置信号を得る測定装置である。
A required portion of the optical fiber or the sheath containing the optical fiber is used as a measuring portion for measuring temperature, humidity, temperature distribution, or the like, and an appropriate portion other than this measuring portion or any of a plurality of measuring portions is used. The measuring unit is provided with a heat-transfer heterogeneous material surrounding portion or a heat-transfer contact portion that covers a material having a different heat transfer coefficient from the optical fiber, the sheath, or the like directly or in a state of a hollow medium. This is a measuring device that obtains a reference position signal by using a temperature difference between the measurement unit generated when a temperature change is applied and a measurement unit in a portion covered with a substance having a different heat transfer.

【0021】そして、熱伝達異種物質である熱不良伝達
包囲部にあっては、例えばプラスチックスまたは断熱材
などの熱不良伝達体、中空媒体等を用いるものとし、ま
た当該熱不良伝達包囲部の長さまたは相隣接する複数の
熱不良伝達包囲部の間隔を変えることにより、予め定め
た特定の意味(例えば代表基準位置など)をもつ基準位
置信号を得るようにしたものである。
In the heat-defective transmission surrounding portion which is a heat-transfer heterogeneous material, a heat-defective transmission body such as plastics or a heat insulating material, a hollow medium, or the like is used. A reference position signal having a predetermined specific meaning (for example, a representative reference position or the like) is obtained by changing the length or the interval between a plurality of adjacent heat failure transmitting and surrounding portions.

【0022】また、請求項5,6に対応する発明は、光
源からの光信号を光ファイバの入射端へ入射し、この光
信号の入射によって光ファイバ内から発生するラマン散
乱のうち前記入射端方向に向かう後方散乱光の戻ってく
るまでの時間と戻ってきた信号の強さとに基づいて被測
定領域の温度,湿度または温度分布等を測定する測定装
あって、前記光ファイバまたは光ファイバを内装す
るシースの所要とする部分にたるみ部を形成し、このた
るみ部先端である光ファイバのUターン部の中心からほ
ぼ等距離部分どうしを近接するように添わせ少なくと
も1ターン以上巻回した複数の束またはボビンを利用し
て巻回した複数の束の測定部のうち、任数数の束の測定
部に前記光ファイバ,前記シースとは熱伝達率の異なる
物質で覆う熱不良伝達包囲部を設け、被測定部の温度変
動或いは温度変化を与えた時に発生する前記測定部と前
記熱伝達率の異なる物質で覆う部分の測定部との間の温
度差を利用して基準位置信号を得る構成である。
According to a fifth aspect of the present invention, an optical signal from a light source is incident on an incident end of an optical fiber, and the incident end of Raman scattering generated from within the optical fiber due to the incident optical signal. a measuring apparatus for measuring the temperature of the measurement area, the humidity or temperature distribution or the like based on the strength of the signal has returned to the time until returning of backscattered light directed toward the optical fiber or optical fiber A slack portion is formed at the required portion of the sheath for
Wound using a plurality of bundles or bobbin wound as Sowase in the least <br/> be one turn or more to substantially close the equidistant portions each other from the center of the U-turn portion of the optical fiber is a Rumi tip Measuring an arbitrary number of bundles out of multiple bundle measurement units
The heat transfer coefficient differs from the optical fiber and the sheath in the part
Provide a thermal failure transmission surrounding area covered with a substance, and
The measurement part and the front part, which are generated when motion or temperature change is given
Temperature between the measuring part and the part covered with a substance with different heat transfer coefficient
This is a configuration in which a reference position signal is obtained using a difference in degrees .

【0023】なお、前記ボビンにあっては、ボビン巻芯
に光ファイバのUターン溝部を形成し、光ファイバまた
は光ファイバを内装するシースに形成したUターン部を
掛け止め可能とするものである。
In the bobbin, a U-turn groove portion of the optical fiber is formed in the bobbin core, and the U-turn portion formed in the optical fiber or the sheath containing the optical fiber can be hooked. .

【0024】さらに、請求項7に対応する発明は、前記
光ファイバまたは光ファイバを内装するシースの所要と
する部分に、予め機械的距離および光学的に位置計測す
るための色,文字,数字,絵その他の符号または磁気塗
料被膜を付し、前記機械的距離および光学的な位置計測
を行った後に前記符号または磁気塗料被膜を目安に所定
巻回数をもつ複数の束の測定部のうち、任数数の束の測
定部に前記光ファイバ,前記シースとは熱伝達率の異な
る物質で覆う熱不良伝達包囲部を設け、被測定部の温度
変動或いは温度変化を与えた時に発生する前記測定部と
前記熱伝達率の異なる物質で覆う部分の測定部との間の
温度差を利用して基準位置信号を得る構成である。
Further, according to the present invention, a color, a character, a numeral, a position, and a distance for optically measuring a mechanical distance and an optical position in a required portion of the optical fiber or a sheath containing the optical fiber are provided. After applying a picture or other sign or a magnetic paint film and performing the mechanical distance and optical position measurement, any of a plurality of bundle measuring units having a predetermined number of turns using the sign or the magnetic paint film as a guide. Measuring a bunch of numbers
The optical fiber and the sheath have different heat transfer coefficients
A thermal failure transmission enclosure to cover the temperature of the part to be measured
The measurement unit generated when a fluctuation or a temperature change is given;
Between the measurement part of the part covered with the different material of the heat transfer coefficient
In this configuration, a reference position signal is obtained using a temperature difference .

【0025】[0025]

【作用】従って、請求項1〜4に対応する発明は以上の
ような手段を講じたことにより、光ファイバまたは光フ
ァイバを内装するシースの測定部以外の必要な部分を熱
伝達率の異なる熱不良伝達体で覆ってなる熱不良伝達包
囲部を設ければ、被測定領域の温度が変化したとき、或
いは温度変化を与えたとき光ファイバまたはシースの測
定部と熱不良伝達包囲部に相当する光ファイバ部分との
温度差が生ずるので、この温度差によって後方散乱光の
検出レベルが変化し、これによって熱不良包囲部に相当
する光ファイバ部分,つまり基準位置を知ることがで
き、ひいては光ファイバの測定部の設置個所およびその
個所の温度を測定できる。
Therefore, the inventions corresponding to the first to fourth aspects take the above-described means, so that necessary portions other than the measuring portion of the optical fiber or the sheath in which the optical fiber is housed have different heat transfer coefficients. If the thermal failure transmission surrounding portion covered by the failure transmitting body is provided, when the temperature of the measured area changes or when the temperature is changed, it corresponds to the measuring portion of the optical fiber or the sheath and the thermal failure transmission surrounding portion. Since the temperature difference from the optical fiber portion occurs, the detection level of the backscattered light changes due to the temperature difference, whereby the optical fiber portion corresponding to the heat-defective surrounding portion, that is, the reference position, can be known. Can be measured at the location where the measuring section is installed and the temperature at that location.

【0026】次に、請求項5,6に対応する発明は、光
ファイバまたは光ファイバを内装するシースの所要とす
る部分,例えば測定部分となるべきところに光ファイバ
のUターン部を形成するとともに、このUターン部の中
心からほぼ等距離部分どうしを接近するように添わせ巻
回して束とすれば、光ファイバの巻回部の巻き始めと巻
き終り部が等温となり、Uターン部の前後の温度分布は
Uターン点を対象点として対象になる。この等温と対象
条件を用いて測定結果を補正すれば、著しく測定精度を
高めることができ、しかも捩れを発生させずに光ファイ
バを束ねることが可能となり、光ファイバの測定部を作
って被測定領域の各測定点に設置するのが非常に容易に
なる。
Next, a fifth aspect of the present invention is to form a U-turn portion of an optical fiber in a required portion of an optical fiber or a sheath containing the optical fiber, for example, a portion to be a measurement portion. If the bundle is wound by attaching and winding the portions approximately equidistant from the center of the U-turn portion so as to approach each other, the winding start and end portions of the winding portion of the optical fiber become isothermal, and the front and rear portions of the U-turn portion become Is targeted with the U-turn point as the target point. Correcting the measurement results using this isothermal temperature and the target conditions can significantly improve the measurement accuracy, and also allows the optical fibers to be bundled without twisting. It is very easy to install at each measurement point in the area.

【0027】しかも、光ファイバ等のUターン部分をボ
ビンに巻くとき、予めボビンの巻芯にUターン溝部を形
成しておけば、光ファイバ等のUターン部分をボビンの
Uターン溝部に掛けるだけで固定することが可能とな
り、非常に迅速に束を形成できる。
Further, when the U-turn portion of the optical fiber or the like is wound around the bobbin, if the U-turn groove is formed in advance in the bobbin core, the U-turn portion of the optical fiber or the like can be hung on the U-turn groove of the bobbin. And a bundle can be formed very quickly.

【0028】さらに、請求項7に対応する発明は、予め
機械的距離および光学的に位置計測を行うために、光フ
ァイバまたは光ファイバを内装するシースの所要とする
部分に色,文字,数字,絵その他の符号または磁気塗料
被膜を付しているので、この状態で機械的距離および光
学的な位置計測できるだけでなく、その符号または磁気
塗料被膜を目安にして測定部となるべき束を形成でき、
または当該束を形成した後、熱不良伝達体により覆うこ
とにより基準位置信号を得ることができる。
Further, according to the present invention, in order to measure a mechanical distance and an optical position in advance, a required portion of an optical fiber or a sheath containing an optical fiber is provided with colors, characters, numerals, and characters. Since a picture or other sign or magnetic paint film is attached, not only can the mechanical distance and optical position be measured in this state, but also a bundle to be used as a measuring unit can be formed using the sign or magnetic paint film as a guide. ,
Alternatively, after forming the bundle, the reference position signal can be obtained by covering the bundle with the thermal failure transmitting body.

【0029】[0029]

【実施例】先ず、本発明装置を説明するためのベースと
なるOTDRを用いた温度計の測定原理について図1な
いし図3を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of measurement of a thermometer using an OTDR, which is a base for describing the apparatus of the present invention, will be described with reference to FIGS.

【0030】 今、例えば図1に示すように、光パルス
を発生するレーザ発振装置や発光ダイオード等の光源1
1から光パルスSを発生し、ビームスプリッタ12(ビ
ームスプリッタと同様な機能を発揮するデバイス例えば
光分岐等も含めてビームスプリッタと呼ぶ)を通して光
ファイバ13の入射端に入射すると、この光ファイバ1
3内で光パルスSの伝送伝達位置例えばt1 ,……,t
n-1 ,tn から、 ν=(1/λ)−(1/λS ) ν=(1/λ)+(1/λA ) なる周波数のラマン散乱が次々に生じ、それによって各
位置t1 ,…,tn-1 ,tn から後方散乱光が光ファイ
バ入射端側へ戻ってきて前記ビームスプリッタ12で反
射或いは分岐され、信号処理装置14に導入される。
Now, for example, as shown in FIG.
Light source 1 such as a laser oscillation device or a light emitting diode that generates light
1 generates an optical pulse S, and outputs the beam splitter 12 (beam
Device that performs the same function as the beam splitter
The light is referred to as a beam splitter (including the optical splitter).
When the light enters the incident end of the fiber 13, the optical fiber 1
3, the transmission position of the light pulse S, for example, t1 , ……, t
n-1 , Tn Ν = (1 / λ)-(1 / λS) Ν =(1 / λ) + (1 / λA) Raman scattering at different frequencies occurs one after the other,
Position t1 , ..., tn-1 , Tn Backscattered light from
The beam splitter 12
The signal is branched or introduced into the signal processing device 14.

【0031】そこで、この信号処理装置14において
は、光パルスS発生後、各位置t1 ,…,tn-1 ,tn
から散乱されてくる後方散乱光の強度である温度T1 ,
…Tn-1 ,Tn を検出し、仮にT1 =T2 =……=Tn-
1 =Tn なる関係にあるとき、遠い位置にある温度程伝
送による損失が大きいために信号レベルが小さくなる。
すなわち、信号処理装置14による測定結果は図2のよ
うになる。なお、信号処理装置14から光源11へ光パ
ルス発射命令を出しているので、本実施例ではこの発射
命令と光ファイバ13内から散乱して戻ってくる後方散
乱光とをそれぞれ処理可能な電気信号に変換し、発射命
令時刻を基準として後方散乱光の戻ってくる時間を計測
し、その計測時間軸上で後方散乱光の強度を計測し、か
つ、光ファイバ内の光速を既知として演算し、測定位置
およびその測定位置での後方散乱光の強度から温度を測
定する。
Therefore, in the signal processing device 14, after the light pulse S is generated, each position t 1 ,..., T n−1 , t n
Temperature T1, which is the intensity of backscattered light scattered from
.. Tn-1 and Tn are detected, and if T1 = T2 =.
When 1 = Tn, the signal level decreases as the temperature at a farther position increases as the loss due to transmission increases.
That is, the measurement result by the signal processing device 14 is as shown in FIG. Since the signal processing device 14 issues a light pulse emission command to the light source 11, in the present embodiment, an electrical signal capable of processing the emission command and the backscattered light scattered from the optical fiber 13 and returned. Is converted to, the return time of the backscattered light is measured based on the launch command time, the intensity of the backscattered light is measured on the measurement time axis, and the speed of light in the optical fiber is calculated as known, The temperature is measured from the measurement position and the intensity of the backscattered light at the measurement position.

【0032】すなわち、この測定原理は、光パルスSの
発生後、光ファイバ13内から返ってくるまでの時間を
測定しどこの位置で起こったラマン散乱であるかを知る
方法であって、比較的長い光ファイバに有効である。
That is, this measurement principle is a method of measuring the time from the generation of the optical pulse S to the return from the optical fiber 13 to know where the Raman scattering has occurred. Effective for long optical fibers.

【0033】一方、OFDRでは、AC連続波(変調
波)を用いる場合には同様にAC波形の光信号と光ファ
イバ内から戻ってくるAC波形の光信号との位相ずれか
らどの位置でラマン散乱が起きたかを知る方法であっ
て、この場合には比較的短い光ファイバであっても正確
に測定できる。何れの場合にも後方散乱光の大きさから
温度を測定する。この後方散乱光には光源11から発生
した光パルスSの波長λの他、λA ,λS 等が混在して
いるので、信号処理装置14内の特性フィルタ或いは分
波器によってλA ,λS を分離し、温度計測を行う。λ
A は温度に対して感度が高く、λS は温度に対して感度
が低いので、λA /λS のごとく割算を行ない、λS
光源や伝送路の変動を補償するのに用いる。このような
補償を行うことにより、光源の光量変化、伝送路の損失
変化等の影響を大きく受けることがなく、λA を用いた
高感度の温度測定を行うことができる。一方、位置を検
出する温度にもλA ,λS を活用することが望ましい。
なお、光信号を発生する光源と検出器とを兼ねる素子を
用いる場合にはビームスプリッタは不要である。
On the other hand, in the OFDR, when an AC continuous wave (modulated wave) is used, the Raman scattering is determined at any position due to the phase shift between the AC waveform optical signal and the AC waveform optical signal returning from the optical fiber. This is a method of knowing whether or not an error has occurred. In this case, even a relatively short optical fiber can be accurately measured. In each case, the temperature is measured from the magnitude of the backscattered light. Other wavelength lambda of the light pulses S generated from the light source 11 in this backscattered light, λ A, λ since S etc. are mixed, lambda by characteristic filter or the duplexer of the signal processing apparatus 14 A, lambda Separate S and measure temperature. λ
Since A has high sensitivity to temperature and λ S has low sensitivity to temperature, division is performed as λ A / λ S , and λ S is used to compensate for fluctuations in the light source and the transmission path. By performing such compensation, light amount change of the light source, without greatly affected by the loss change of the transmission path, it is possible to perform temperature measurement with high sensitivity using a lambda A. On the other hand, it is desirable to use λ A and λ S also for the temperature at which the position is detected.
Note that a beam splitter is not required when an element that functions as both a light source that generates an optical signal and a detector is used.

【0034】次に、図3は特に信号処理装置14の一具
体例を示す図である。すなわち、この信号処理装置14
は、シーケンスプログラムに基づいて種々の指令を出力
するCPU141を有し、このCPU141から動作指
令を受けて光源11から波長λの光パルスを例えば2個
のプリズムで構成されたビームスプリッタ12を介して
光ファイバ13へ入射すると、この光ファイバ13内部
で発生するラマン散乱のうち光入射端側に戻ってくる波
長λ,λA ,λS 等を含んだ後方散乱光が特性フィルタ
或いは分波器142に入射してくる。
FIG. 3 shows a specific example of the signal processing device 14. That is, the signal processing device 14
Has a CPU 141 that outputs various commands based on a sequence program, receives an operation command from the CPU 141, and outputs an optical pulse having a wavelength λ from the light source 11 through a beam splitter 12 including, for example, two prisms. When the light enters the optical fiber 13, the backscattered light including the wavelengths λ, λ A , λ S, etc., of the Raman scattering generated inside the optical fiber 13 and returning to the light incident end side is converted into a characteristic filter or a duplexer 142. Incident on.

【0035】なお、142が特性フィルタの場合にはそ
れぞれ一方の波長λA 或いはλS を通すフィルタが用い
られ、前述のごとくλA で温度計測を行い、λS で光源
や伝送路の変動を検出するごとくし、例えばλA /λS
を温度に対応した補償されたプロセス量にする。或いは
λA ,λS の双方を通すフィルタを用い、λA ,λS
温度信号として用いる。
When 142 is a characteristic filter, a filter that passes one of the wavelengths λ A or λ S is used. The temperature is measured at λ A as described above, and the variation of the light source or the transmission line is measured at λ S. As detected, for example, λ A / λ S
To a compensated process quantity corresponding to the temperature. Alternatively, a filter that passes both λ A and λ S is used, and λ A and λ S are used as the temperature signal.

【0036】一方、142が分波器の場合は、λA ,λ
S なる波長の光に分離した後、後続の光−電気変換器1
43,144でそれぞれ電気信号に変換される。そし
て、光−電気変換器144で変換された電気信号,つま
りラマン散乱に起因した信号は直接またはスイッチ回路
145を通って高速時系列処理手段146に送られ、こ
こでCPU141から光源11への動作指令出力に同期
して入力されるタイミング信号に基づいて時間(位置)
の計測およびその時間に対する温度に相当する信号強度
を計測し内蔵するメモリに順次保存していく。147は
高速時系列処理手段146に記憶されているデータおよ
び必要に応じて被測定領域の例えば温度発信源等をマッ
プ化したファイル148のデータを用いて所望とするデ
ータ処理を行うデータ処理部である。
On the other hand, when 142 is a duplexer, λ A , λ
After splitting into light of wavelength S , the subsequent optical-electrical converter 1
At 43 and 144, they are converted into electric signals. Then, the electric signal converted by the optical-electrical converter 144, that is, the signal caused by the Raman scattering is sent to the high-speed time series processing means 146 directly or through the switch circuit 145, where the operation from the CPU 141 to the light source 11 is performed. Time (position) based on the timing signal input in synchronization with the command output
And the signal intensity corresponding to the temperature for that time is measured and stored sequentially in the built-in memory. A data processing unit 147 performs desired data processing using the data stored in the high-speed time-series processing unit 146 and, if necessary, the data of a file 148 in which a temperature transmission source or the like of the measured area is mapped. is there.

【0037】ところで、この種のOTDRを用いた温度
計としての測定装置は、例えば図4に示すように光ファ
イバ13を被測定領域15内に平面的、かつ、一筆書き
となるように所定の順序で蛇行状をなすように敷設し、
さらにその端部を折り返して直交する方向に蛇行状をな
すように敷設し、いわゆる光ファイバ13を網目状に配
列すれば、その光ファイバ13の各交叉部分,つまり測
定点から温度,湿度,温度分布界面等を測定できる。従
って、光ファイバ13の各交叉部分を測定部16,…と
呼ぶ。湿度の測定は、乾球,湿球を設け、乾球と湿球の
温度を計測することによって測定する界面は、界面の上
下の温度差或いは発熱ファイバを用い、界面の上下の熱
伝達率の違いに起因する温度差を用いて測定する。
By the way, a measuring device as a thermometer using this kind of OTDR is, for example, as shown in FIG. Lay in a meandering order,
Further, the optical fiber 13 is laid in a meandering shape in a direction orthogonal to the end by turning the end of the optical fiber 13 and the so-called optical fibers 13 are arranged in a mesh form. The distribution interface and the like can be measured. Therefore, each crossing portion of the optical fiber 13 is called a measuring unit 16,. For the measurement of humidity, a dry bulb and a wet bulb are provided, and the interface to be measured by measuring the temperature of the dry bulb and the wet bulb is a temperature difference between the upper and lower sides of the interface or a heating fiber. It is measured using the temperature difference caused by the difference.

【0038】しかして、光パルスは、超高速度で伝送す
るので位置,温度等の分解能を上げるためには電子回路
の高級化は不可欠であり、技術的に消化して完全な普及
までに未だそれ相当の期間を要するが、温度,湿度,温
度分布等のプロセス測定量を感度よく、しかも、位置分
解能を上げるためには、光ファイバ13の温度,位置の
測定部分には光ファイバ13を複数ターンにわたって巻
回して配置すれば、その要求に少しづつ近づいてくる。
つまり、光ファイバ13について、必要個所のみはわ
せ、温度,位置等の測定個所のところで光ファイバ13
の束を作ってマトリックス配置や立体的な座標の如く配
置すれば、光ファイバ13の測定となるべき部分が長く
なり、得られた後方散乱光を平均化すれば、測定感度,
分解能が上げることができる。
However, since optical pulses are transmitted at a very high speed, it is indispensable to upgrade electronic circuits in order to increase the resolution such as position and temperature. Although a considerable period of time is required, in order to increase the process measurement amounts such as temperature, humidity, and temperature distribution with high sensitivity and to increase the position resolution, a plurality of optical fibers 13 are used for measuring the temperature and position of the optical fiber 13. If you place it around the turn, it will come closer to that requirement.
In other words, the optical fiber 13 is placed only at a necessary place, and the optical fiber 13 is placed at a measurement place such as a temperature and a position.
If the bundle of the optical fibers 13 is formed and arranged in a matrix arrangement or three-dimensional coordinates, the portion of the optical fiber 13 to be measured becomes longer, and if the obtained backscattered light is averaged, the measurement sensitivity,
Resolution can be increased.

【0039】しかし、実際上は配置するに容易な長さを
設定し、著しく全長が長い場合には複数分割し、少くと
も分割した光ファイバを1単位として光ファイバ13を
切断せずに、一筆書きの状態でボビンなどに巻き込みつ
つ束を作ってマトリックス配置や立体的な座標配置とす
ることは前記1単位と言えども非常に難しいことであ
る。必ず、光ファイバ13に捩れが発生し、光学的な特
性が変化し、実用性に乏しくなる。次に、以上のような
測定原理を適用した本発明装置の実施例について説明す
る。先ず、請求項1ないし4に対応する発明の実施例に
ついて図4ないし図11を参照して説明する。
However, in practice, a length that is easy to arrange is set, and if the total length is extremely long, the optical fiber 13 is divided into a plurality of pieces, and the optical fiber 13 is cut at a time without cutting the optical fiber 13 as a unit. It is very difficult to create a bundle while winding it around a bobbin or the like in a written state to form a matrix arrangement or a three-dimensional coordinate arrangement, even though it is one unit. Inevitably, the optical fiber 13 is twisted, the optical characteristics are changed, and the practicality is poor. Next, an embodiment of the apparatus of the present invention to which the above-described measurement principle is applied will be described. First, an embodiment of the invention corresponding to claims 1 to 4 will be described with reference to FIGS.

【0040】図4は本発明装置の一実施例を示す図であ
る。この測定装置は、光ファイバ13を被測定領域15
内に平面的、かつ、一筆書きとなるように所定の順序で
蛇行状をなすように敷設し、さらにその端部を折り返し
て直交する方向に蛇行状をなすように敷設し、いわゆる
光ファイバ13を網目状に配列し、当該光ファイバ13
の各交叉部分を温度等を測定する測定部16,…とす
る。
FIG. 4 is a view showing an embodiment of the apparatus of the present invention. This measuring device connects the optical fiber 13 to the area 15 to be measured.
The optical fiber 13 is laid in a predetermined manner so as to form a one-stroke, in a meandering manner in a predetermined order, and is further folded back at its end to form a meandering direction in a perpendicular direction. Are arranged in a mesh pattern, and the optical fiber 13
Are defined as measuring sections 16 for measuring temperature and the like.

【0041】そして、光ファイバ13の基準位置を示す
マーカとしては、光ファイバ13の測定部以外の適宜な
個所,例えばX方向およびY方向の両交叉部間の全部ま
たは必要な部分に例えばプラスチック等の熱不良伝達体
で覆ってなる熱不良伝達包囲部17(A),17
(B),……を設けることにより、光ファイバ13の該
当部分の基準位置信号を得るようにした構成である。
As a marker indicating the reference position of the optical fiber 13, a suitable portion other than the measuring portion of the optical fiber 13, for example, a plastic or the like at all or a necessary portion between both intersections in the X direction and the Y direction is used. Defective heat transmission surrounding portions 17 (A), 17
By providing (B),..., The reference position signal of the corresponding portion of the optical fiber 13 is obtained.

【0042】従って、以上のような実施例の構成によれ
ば、予め熱不良伝達包囲部17(A),17(B),…
…によって覆われている光ファイバ13の位置(既知位
置)を把握しておき、この状態で被測定領域15の温度
を急速に上昇させたとき、被測定領域15の温度上昇に
対し、該当する光ファイバ13の熱不良伝達体分の温度
上昇が遅れる。その結果、光ファイバ13への光の照射
後、光ファイバ13内から反射されてくる後方散乱光の
受信レベルは図5のようになる。つまり、受信時間およ
び温度上昇の遅れ受信信号レベルの凹みと、前記既知位
置とから熱不良伝達包囲部17,17の基準位置A,B
を正確に知ることが可能であり、かつ、基準位置を知れ
ば、この基準位置から光ファイバ13の測定部16,1
6,…の位置および温度を容易に把握できる。しかも、
従来のように溶接部や基準温度印加手段を設けずに、基
準位置を知ることができる。
Therefore, according to the configuration of the embodiment as described above, the heat failure transmitting and surrounding portions 17 (A), 17 (B),.
The position (known position) of the optical fiber 13 covered by... Is grasped, and when the temperature of the measured area 15 is rapidly increased in this state, the temperature rise of the measured area 15 corresponds to the temperature rise. The temperature rise of the heat transmission member of the optical fiber 13 is delayed. As a result, the reception level of the backscattered light reflected from the inside of the optical fiber 13 after the irradiation of the optical fiber 13 is as shown in FIG. In other words, the reference positions A and B of the thermal failure transmission surrounding portions 17 and 17 are determined from the recesses of the reception time and the delay of the temperature rise and the known signal position.
Can be accurately known, and if the reference position is known, the measuring units 16 and 1 of the optical fiber 13 can be determined from the reference position.
The position and temperature of 6, ... can be easily grasped. Moreover,
It is possible to know the reference position without providing a welding portion and a reference temperature applying means as in the related art.

【0043】次に、図6は同じく本発明装置の他の実施
例を示す図である。この装置は、タンク20内の例えば
壁上下方向に図4のように蛇行状で直交するごとく光フ
ァイバ13を配置する。このとき、タンク20内の光フ
ァイバ13は、ステンレス製シース内に装着する。そし
て、この光ファイバ13の測定部以外の所要とする部分
またはステンレス製シースの該当部分を熱不良伝達体を
覆うことにより、熱不良伝達包囲部17,…を形成す
る。また、タンク20内の所要とする位置には加熱蒸気
を送り込むための熱交換器21が設けられている。
Next, FIG. 6 is a view showing another embodiment of the apparatus of the present invention. In this device, the optical fibers 13 are arranged in a meandering manner in a tank 20 in a vertical direction as shown in FIG. At this time, the optical fiber 13 in the tank 20 is mounted in a stainless steel sheath. Then, by covering a required portion other than the measuring portion of the optical fiber 13 or a corresponding portion of the stainless steel sheath with the defective thermal transmission body, the defective thermal transmission surrounding portions 17,... Are formed. Further, a heat exchanger 21 for feeding heated steam is provided at a required position in the tank 20.

【0044】この状態においてタンク20内にプロセス
流体を導入するとともに、熱交換器21に加熱蒸気を送
り込んでプロセス流体を加熱した後、その加熱流体を外
部に導くが、このとき、光ファイバ13の測定部16,
…によってタンク内の温度を測定するとともに、光ファ
イバ13の該当する熱不良伝達体部分から得られる基準
位置に基づいて光ファイバ13の各測定部16,…の各
設置個所を知ることができ、これによってタンク内の温
度分布を求めることができる。22は攪拌機である。
In this state, the process fluid is introduced into the tank 20 and the process fluid is heated by sending the heating steam to the heat exchanger 21, and then the heated fluid is guided to the outside. Measuring unit 16,
, The temperature inside the tank is measured, and based on the reference position obtained from the corresponding heat-defective transmitter portion of the optical fiber 13, it is possible to know each installation location of each measuring section 16,. Thereby, the temperature distribution in the tank can be obtained. 22 is a stirrer.

【0045】なお、光ファイバ13上の基準とすべき位
置に多数の熱不良伝達包囲部17,…を設けたとき、そ
の熱不良伝達包囲部17,…の位置が分らなくなる場合
があるので、例えば図7(a)のように代表的な基準位
置とすべき光ファイバ13等の該当個所に比較的長い熱
不良伝達包囲部17a,17aを設けることにより、代
表基準位置AA,BBとし、その他の部分の基準位置に
は例えば図4のような基準位置17(A),17
(B),…を設けるとか、或いは図7(b)に示すごと
く相隣接する複数の熱不良伝達包囲部17,…の数や間
隔を変えることにより、予め定めた特定の意味,例えば
代表基準位置であることの意味をもたせてもよい。
When a large number of heat failure transmitting surrounding parts 17,... Are provided at a position to be a reference on the optical fiber 13, the position of the heat defective transmitting surrounding parts 17,. For example, as shown in FIG. 7 (a), a relatively long heat failure transmitting and surrounding portion 17a, 17a is provided at a corresponding portion of the optical fiber 13 or the like which should be a representative reference position, so that the reference reference positions are AA and BB. Reference positions 17 (A) and 17 (A) shown in FIG.
(B),... Or by changing the number or interval of a plurality of adjacent heat failure transmitting and surrounding portions 17,... As shown in FIG. The meaning of the position may be given.

【0046】従って、以上のような構成にすれば、従来
のようにタンク内部の光ファイバ13の基準位置とすべ
き部分をタンク外部に導出して基準点とすることがな
く、正確に基準位置を知ることができる。
Therefore, according to the above-described configuration, the portion to be the reference position of the optical fiber 13 inside the tank is not led out of the tank and used as the reference point as in the prior art. You can know.

【0047】なお、上記実施例の熱不良伝達体としてプ
ラスチックスを上げたが、さらに断熱効率を上げる場合
には断熱材を用いればよい。この断熱材には、一般に多
孔質の組織を有するものが多く、そのうち、無機質物質
では石綿,ガラス綿,微粉鉱物,断熱レンガなどがあ
り、一方、有機質物質では各種繊維,コルク材,発泡プ
ラスチックスなどがある。さらに、有機・無機複合体と
しては、例えば断熱性微粉鉱物や短繊維を分散したプラ
スチックス成型体などがある。
Although plastics is used as the heat transfer medium in the above embodiment, a heat insulating material may be used to further increase the heat insulating efficiency. Many of these heat insulating materials generally have a porous structure. Among them, inorganic materials include asbestos, glass wool, fine powder minerals, and insulating bricks. On the other hand, organic materials include various fibers, cork materials, and foam plastics. and so on. Further, examples of the organic-inorganic composite include a heat-insulating fine powder mineral and a plastics molded product in which short fibers are dispersed.

【0048】その他、熱不良伝達体としては、金属や非
金属等による中空体を用いてもよい。図8はかかる中空
型熱不良伝達体を用いた熱不良伝達包囲部17bを例を
示す図である。すなわち、図8(a)は光ファイバ13
を内装するシース25上の所要とする個所に例えばステ
ンレスやプラスチック等からなる中空型熱不良伝達包囲
部26を装着している。
In addition, a hollow body made of metal, non-metal, or the like may be used as the thermal failure transmitting body. FIG. 8 is a view showing an example of the heat failure transmission surrounding portion 17b using such a hollow heat failure transmission body. That is, FIG.
A hollow thermal failure transmitting and surrounding portion 26 made of, for example, stainless steel or plastic is attached to a required location on the sheath 25 in which the interior is mounted.

【0049】このとき、中空型熱不良伝達包囲部26の
内部には例えば断熱効果をもつ媒体を充填すれば断熱効
率がよくなる。例えば媒体としては、例えばガスを含む
気体,液体,固体或いは混合体,真空状態の何れでもよ
い。また、中空型熱不良伝達包囲部26は、同図(b)
に示すようにシース25上側の所要とする個所に筒体2
5aとその両側に位置するように内部を鏡面化した湾曲
状蓋体26b,26bを配置し、この筒体26aに蓋体
26b,26bを溶接,接着,溶着等で接合し、中空状
に形成してもよい。
At this time, if the medium having the heat insulating effect is filled, for example, into the inside of the hollow-type heat-defective transmission surrounding portion 26, the heat insulating efficiency is improved. For example, the medium may be any of a gas containing a gas, a liquid, a solid, a mixture, or a vacuum. Also, the hollow thermal failure transmission surrounding portion 26 is shown in FIG.
As shown in FIG.
5a and curved lids 26b, 26b whose insides are mirror-finished so as to be located on both sides thereof are arranged, and the lids 26b, 26b are joined to the cylindrical body 26a by welding, bonding, welding, or the like to form a hollow shape. May be.

【0050】この熱の伝達は伝導,輻射および対流の三
者を有効に利用しながら熱伝達を遅らすことになる。そ
のうち、真空の場合にはガスのようなガス体を伝わる伝
導,対流などの作用はなく、輻射のみとなる。熱が中空
型熱不良伝達包囲部26の外側を伝わる伝導はあるが、
中空型熱不良伝達包囲部26中央部までの熱の伝達時間
は非常に長くかかる。一方、ガス入りの場合には伝導,
輻射,対流はあるが、熱液体が直接シース25に当たる
場合と比較すると著しく遅くなる。
This heat transfer delays the heat transfer while effectively utilizing the three elements of conduction, radiation and convection. Among them, in the case of a vacuum, there is no action such as conduction or convection which is transmitted through a gas such as a gas, and only radiation occurs. Although there is conduction in which heat is transmitted outside the hollow heat-defective transmission surrounding portion 26,
The heat transfer time to the center of the hollow heat-defective transfer surrounding portion 26 is very long. On the other hand, in the case of gas, conduction,
Although there is radiation and convection, it is much slower than when the hot liquid directly hits the sheath 25.

【0051】次に、図9は温度の検出感度を上げるため
に光ファイバ13の各測定部16,16,…を複数回に
わたって巻回部を構成した図である。なお、この巻回部
をもった測定部16a,16a,…は平面的,立体的ま
たはランダムな形で配置するものとする。
Next, FIG. 9 is a diagram showing a configuration in which the measuring sections 16, 16,... Of the optical fiber 13 are wound a plurality of times in order to increase the temperature detection sensitivity. The measurement units 16a, 16a,... Having the winding portions are arranged in a planar, three-dimensional, or random manner.

【0052】そして、本発明装置は、以上のような配置
構成をもつ光ファイバ13についても、それら巻回部を
もった測定部16以外の部分に熱不良伝達包囲部17を
設け、基準位置を得るものである。
Further, the apparatus of the present invention also provides the thermal failure transmission surrounding portion 17 at a portion other than the measuring portion 16 having the winding portion, with respect to the optical fiber 13 having the above-described arrangement, and sets the reference position. What you get.

【0053】また、図10に示すように、巻回部をもっ
た測定部16a,…のうち任意の測定部を選択して熱不
良伝達包囲部17を設けることにより基準位置を得るよ
うにしてもよい。この場合には当該測定部16aは非測
定部となる。
Further, as shown in FIG. 10, a reference position is obtained by selecting an arbitrary one of the measuring units 16a,... Is also good. In this case, the measuring unit 16a is a non-measuring unit.

【0054】なお、上記実施例では、光ファイバ13の
測定部16a,16b,…に直接巻回部を形成したが、
例えば光ファイバ13がシース25内に内装されている
場合には、シースごと巻回部を形成するものとする。こ
のとき、例えば図11に示すごとく各光ファイバ巻回部
をそれぞれステンレスシース容器25aで囲むようにす
れば、熱遅延容器部と熱伝達の良好な非容器部とからな
るが、このとき非容器部分を基準位置とし、熱遅延容器
部分を逆に測定部としてもよいものである。
In the above embodiment, the wound portion is formed directly on the measuring portion 16a, 16b,... Of the optical fiber 13.
For example, when the optical fiber 13 is housed inside the sheath 25, the wound portion is formed together with the sheath. At this time, for example, as shown in FIG. 11, if each of the optical fiber winding portions is surrounded by a stainless sheath container 25a, the optical fiber winding portion is composed of a heat delay container portion and a non-container portion having good heat transfer. The portion may be used as a reference position, and the heat delay container may be used as a measuring portion.

【0055】次に、請求項5,6に係わる発明の実施例
について図12ないし図20を参照して説明する。この
発明の基本とするところは、光ファイバ13の所要とす
る部分に光ファイバのUターン部を形成し、当該Uター
ン部を少なくとも1回以上巻回して束とすることにより
検出感度を上げ、かつ、捩れを発生せずに巻回すること
にある。
Next, an embodiment of the invention according to claims 5 and 6 will be described with reference to FIGS. The basis of the present invention is that a U-turn portion of an optical fiber is formed at a required portion of the optical fiber 13, and the U-turn portion is wound at least one or more times to form a bundle to increase detection sensitivity. In addition, winding is performed without generating twist.

【0056】先ず、図12はタンク31内の被測定領域
32の所要個所に光ファイバ13の多数の測定部33を
配置するが、このとき光ファイバ13を内装してなるシ
ース25ごとボビン34に巻回し、かつ、光ファイバ1
3を一筆書きのごとく無接続で捩れなしの状態で巻回す
るものである。但し、無接続部が極端に長くなる場合は
作業性を考慮して十分長い複数個に分割し、据付後接続
するごとくする。分割した十分に長い光ファイバ内では
前述無接続で捩れなしを達成する。
First, in FIG. 12, a large number of measuring parts 33 of the optical fiber 13 are arranged at required positions in the measured area 32 in the tank 31. At this time, the sheath 25 including the optical fiber 13 is mounted on the bobbin 34. Wound and optical fiber 1
No. 3 is wound with no connection and no twist as in a single stroke. However, when the non-connection part becomes extremely long, it is divided into a plurality of pieces having a sufficiently long length in consideration of workability and connected after installation. In the split sufficiently long optical fiber, the above-mentioned connectionless connection is achieved without twist.

【0057】通常、光ファイバ13を配線する場合、図
13(a)に示すごとく光ファイバ13の必要な個所に
たるみ部35を形成した後、当該ボビン34に同図
(b)に示すように一方向巻きで巻き付けるか、或いは
光ファイバ13を配線しながら必要な個所でボビン34
に同図(b)に示すように一方向巻きで巻き付けて固定
し、引き続き、必要な測定個所まで配線し、同様にボビ
ン34に一方向巻きで巻き付けて固定等をし、図12に
示すように多数の測定部33,…を作っていく。しか
し、この場合には光ファイバ13に捩れが発生する。
Normally, when the optical fiber 13 is wired, a slack portion 35 is formed at a necessary portion of the optical fiber 13 as shown in FIG. 13A, and then the bobbin 34 is attached to the bobbin 34 as shown in FIG. The bobbin 34 may be wound in one direction, or may be wound where necessary while wiring the optical fiber 13.
As shown in FIG. 12 (b), it is wound and fixed by one-way winding, and subsequently, it is wired to a required measuring point, and similarly wound and fixed to the bobbin 34 by one-way winding, as shown in FIG. , A large number of measuring units 33,. However, in this case, the optical fiber 13 is twisted.

【0058】そこで、本発明装置においては、光ファイ
バ13または光ファイバ13を含むシース25に束を作
成するとき、図14(a)に示すように電気分野で通常
行われている無誘導巻き的な方法を取り入れて光ファイ
バ13自体またはボビン34に束を作るようにすれば、
捩れが発生せず、かつ、特別な治具を用いずに作業を進
めることができ、しかも、Uターン部35の先端中央か
らほぼ等距離部分どうしが近接して巻回されているの
で、かかる束を展開すると、同図(b)に示すごとくU
ターン部35の先端中央を対象中心にし、その両側の同
一距離を表すa−a′、b−b′部分がほぼ等しい温度
に設定されていることになる。そして、このように光フ
ァイバ13の配置を取ったとき、測定時間に対する測定
温度特性は同図(c)のような関係になっている。ゆえ
に、得られた温度信号を用いてデータ処理を行うとき、
a=a′、b=b′、……、n=n′の関係の下にデー
タ処理を行えば、データ上にノイズ等のふらつきが生じ
ていても、容易に補正することが可能である。
Therefore, in the device of the present invention, when a bundle is formed on the optical fiber 13 or the sheath 25 including the optical fiber 13, as shown in FIG. If a bundle is formed on the optical fiber 13 itself or the bobbin 34 by adopting a simple method,
The work can be performed without twisting and without using a special jig. In addition, since portions that are approximately equidistant from the center of the tip of the U-turn portion 35 are wound close to each other, such work is possible. When the bundle is expanded, as shown in FIG.
With the center of the tip of the turn portion 35 as the target center, the aa 'and bb' portions representing the same distance on both sides thereof are set at substantially the same temperature. Then, when the optical fiber 13 is arranged as described above, the measured temperature characteristic with respect to the measurement time has a relationship as shown in FIG. Therefore, when performing data processing using the obtained temperature signal,
If data processing is performed under the relationship of a = a ', b = b',..., n = n ', it is possible to easily correct even if the data fluctuates such as noise. .

【0059】つまり、a=a′、b=b′、……、n=
n′なる関係にあると言うことは、互いに接近状態にあ
ることを意味し、このため物理的な測定値は同一となる
はずであり、仮に同一とならない場合には測定回数を多
くして平均化するとか、或いは光パルスの幅を広くする
などし、ノイズの影響を少なくすることもできる。
That is, a = a ', b = b',..., N =
The relationship of n 'means that they are close to each other, and therefore the physical measurement values should be the same. If they are not the same, the number of measurements is increased and the average For example, the influence of noise can be reduced by increasing the width of the light pulse.

【0060】なお、光ファイバ13のUターン部35
は、図15に示すごとく光ファイバ13とは異なる熱伝
導率の物質を介在し、或いは熱伝導率の異なる物質によ
り熱不良伝達包囲部36を設けるようにすれば、Uター
ン部35の始端し終端とを接近した状態を保持しながら
1ターン巻きの束とすることができる。
The U-turn section 35 of the optical fiber 13
As shown in FIG. 15, if a material having a heat conductivity different from that of the optical fiber 13 is interposed, or if the heat failure transmission surrounding portion 36 is provided by a material having a different heat conductivity, the start end of the U-turn portion 35 It is possible to form a one-turn bundle while keeping the end close.

【0061】次に、図16はボビンについて改良を加え
た図である。つまり、ボビン34の巻芯34aに光ファ
イバ13のたるみ部35を引っかけるためのUターン溝
部34bを形成し、光ファイバ13のたるみ部35をU
ターン溝部34bに引っかけて巻芯34aに巻き付ける
ようにすれば、形の崩れない最適なUターン部を作るこ
とができ、Uターン部の迅速な固定化が可能であり、ボ
ビンに対する巻回作業を円滑に進行でき、しかも捩れ等
の機械的影響を発生させずにたるみ部だけ、または所要
回数分だけ巻回することができる。
Next, FIG. 16 is a diagram showing an improved bobbin. That is, a U-turn groove 34b for hooking the slack portion 35 of the optical fiber 13 is formed in the core 34a of the bobbin 34, and the slack portion 35 of the optical fiber 13 is
By hooking on the turn groove 34b and winding it around the winding core 34a, it is possible to make an optimal U-turn part which does not lose its shape, it is possible to quickly fix the U-turn part, and the winding work on the bobbin can be performed. It is possible to smoothly advance, and it is possible to wind only the slack portion or the required number of times without causing mechanical effects such as twisting.

【0062】さらに、図17は光ファイバ13をボビン
34に巻回して基準位置を得るための一例を示す図であ
る。つまり、光ファイバ13または光ファイバ13を含
むシース25の所要とする部分をボビン34に巻回する
とき、図17に示すように例えばボビン34を断熱部材
で成型する一方、光ファイバ13のたるみ部35をボビ
ン34に巻付けていくとき、層間にシート状の断熱部材
37を入れながら巻付けることにより、ボビン34の中
に巻き込まれている部分を熱的に緩慢化することができ
る。
FIG. 17 is a view showing an example for obtaining the reference position by winding the optical fiber 13 around the bobbin 34. That is, when the required portion of the optical fiber 13 or the sheath 25 including the optical fiber 13 is wound around the bobbin 34, for example, the bobbin 34 is molded with a heat insulating member as shown in FIG. When winding the bobbin 35 around the bobbin 34, the portion wound in the bobbin 34 can be thermally slackened by winding the bobbin 34 while inserting a sheet-like heat insulating member 37 between the layers.

【0063】このような構成にすれば、同図(b)に示
すごとく温度特性に位置判別のための温度緩慢部38が
現れるので、この温度緩慢部38を基準位置として光フ
ァイバ13の測定部33の位置を知ることができる。
With such a configuration, as shown in FIG. 3B, a temperature slowing portion 38 for position discrimination appears in the temperature characteristic, and the measuring portion of the optical fiber 13 is set with the temperature slowing portion 38 as a reference position. The position of 33 can be known.

【0064】図18は光ファイバのたるみ部35の巻付
け方法の他の実施例を示す図である。この実施例は、ボ
ビン34の巻芯34aに光ファイバ13のたるみ部35
の基部(根元部分)より巻始め、最後にたるみ先端とな
るUターン35aで巻き終ると言った巻き方をし、その
Uターン部35aをボビン34の最外周に接着剤やひも
等を用いて固定する方法であり、この場合も前述同様に
断熱部材37を介在する場合もある。この巻付け方法に
よれば、例えばUターン先端中心部を被測定領域32の
温度と同一になり、基準位置を示す信号を特定するのに
役立てることができる。
FIG. 18 is a view showing another embodiment of the method of winding the slack portion 35 of the optical fiber. In this embodiment, the slack portion 35 of the optical fiber 13 is attached to the core 34a of the bobbin 34.
From the base (root portion), and finally finish the winding at the U-turn 35a, which is the sagging tip, and apply the U-turn portion 35a to the outermost periphery of the bobbin 34 using an adhesive or a string. This is a fixing method. In this case as well, the heat insulating member 37 may be interposed in the same manner as described above. According to this winding method, for example, the temperature at the center of the U-turn tip becomes the same as the temperature of the measured area 32, which can be used to specify a signal indicating the reference position.

【0065】次に、図19は光ファイバ13のUターン
部35aを固定する専用部材を示す図である。上記実施
例では、光ファイバ13のたるみ部35先端のUターン
部35aをボビン34に設けたUターン溝部34bなど
に引っかけるようにしたが、図19のようにUターン溝
部41aをもつ専用の固定部材41を採用し、光ファイ
バ13に小さいUターン部35aを形成し、この小さい
Uターン部35aを固定部材41のUターン溝部41a
にひっかけ、ボビン34の最外周またはその近傍に取り
付けてもよい。このような構成にすれば、光ファイバ1
3の所要とする部分に確実にUターン部35aを形成す
ることができる。
Next, FIG. 19 is a view showing a dedicated member for fixing the U-turn portion 35a of the optical fiber 13. In the above embodiment, the U-turn portion 35a at the tip of the slack portion 35 of the optical fiber 13 is hooked on the U-turn groove portion 34b provided on the bobbin 34, but a dedicated fixing having the U-turn groove portion 41a as shown in FIG. A small U-turn portion 35a is formed in the optical fiber 13 by employing the member 41, and the small U-turn portion 35a is formed in the U-turn groove portion 41a of the fixing member 41.
May be attached to the outermost periphery of the bobbin 34 or in the vicinity thereof. With such a configuration, the optical fiber 1
The U-turn portion 35a can be reliably formed in the required portion of No. 3.

【0066】さらに、図20はボビンの他の構造例を示
す図である。このボビン構造は、径の異なる2つのボビ
ン34A,34Bを連結し、これら径の異なるボビン3
4A,34Bに無誘導的な巻き方を行うものである。具
体的には、光ファイバ13のたるみ部35の根元側を大
きい径のボビン34Aに巻き付ける一方、たるみ部35
の先端であるUターン部34aを小さい径のボビン34
Bに巻き付けるとともに、この小径ボビン34B側を断
熱部材37で覆うことにより、基準位置を得るようにし
たものである。このようなボビン構造のものは、同図
(c)に示すように大径ボビン34A側に該当するたる
み部側の温度信号をフラットにする場合に有効である。
FIG. 20 is a diagram showing another example of the structure of the bobbin. This bobbin structure connects two bobbins 34A and 34B having different diameters, and forms bobbins 3 having different diameters.
4A and 34B are wound in a non-inductive manner. Specifically, the base of the slack portion 35 of the optical fiber 13 is wound around a bobbin 34A having a large diameter, while the slack portion 35 is wound.
The U-turn part 34a, which is the tip of the
The small-diameter bobbin 34B is covered with a heat insulating member 37 while being wound around B, thereby obtaining a reference position. Such a bobbin structure is effective when the temperature signal on the slack side corresponding to the large-diameter bobbin 34A is made flat as shown in FIG.

【0067】なお、上記実施例では、光ファイバ13の
たるみ部35をボビン34に巻回する例について述べた
が、例えばボビンなしで巻き治具に巻いた後、当該治具
を取り外して光ファイバ13の巻き束とし、接着剤等を
用いて固めるようにしてもよい。次に、請求項7に係わ
る発明の実施例について図21ないし図24を参照して
説明する。
In the above embodiment, the example in which the slack portion 35 of the optical fiber 13 is wound around the bobbin 34 has been described. However, for example, after winding around the winding jig without the bobbin, the jig is removed and the optical fiber 13 is removed. Thirteen winding bundles may be solidified using an adhesive or the like. Next, an embodiment of the invention according to claim 7 will be described with reference to FIGS.

【0068】一般に、従来の測定装置は、予め被測定領
域の各測定点に対応する光フアイバの所要個所に束を作
り、これら各束を1つずつ加熱或いは機械的歪みを与え
た後、その各束の機械的な距離と実際に光を入射して光
学的に測定した距離とをメモリ或いは計算機周辺のメモ
リ或いはメモリカードディスク等に記憶する。
In general, the conventional measuring apparatus forms bundles at predetermined positions of an optical fiber corresponding to each measurement point in a measurement target area, and heats or applies mechanical strain to each bundle one by one. The mechanical distance of each bundle and the distance optically measured by actually entering light are stored in a memory, a memory around a computer, a memory card disk, or the like.

【0069】しかる後、被測定領域の各測定点に光ファ
イバの各束を順次分散配置した後、各束を1つずつ加熱
或いは機械的な歪等を与えた状態とし、実際に光を入射
してOTDR等の温度計で各束の光学的な距離を読取
り、この読取り距離と既知距離とを比較しながら基準位
置を求めるものである。
Thereafter, the bundles of the optical fibers are sequentially dispersed and arranged at the respective measurement points in the area to be measured, and then each bundle is heated one by one or subjected to mechanical strain or the like, and light is actually incident. Then, the optical distance of each bundle is read by a thermometer such as an OTDR or the like, and a reference position is obtained by comparing the read distance with a known distance.

【0070】これに対して、本発明装置は、光ファイバ
の束を作る代りに光ファイバの所要部分に、外部から目
で見える色,文字,数字,絵その他の符号等を付し、或
いは磁気塗料被膜を施した後、その符号等までの機械的
距離と光学的に測定した距離との関係をメモリに記憶し
ておく。この状態において外部から見える符号等または
磁気センサ等を頼りに、光ファイバの測定部となる符号
等や磁気塗料被膜部分を束とするか、或いは当該符号等
や磁気塗料被膜部分以外の部分を測定部とすべき束を作
り、OTDR温度計を実現することにある。
On the other hand, according to the apparatus of the present invention, instead of forming a bundle of optical fibers, a required portion of the optical fiber is provided with a color, a character, a numeral, a picture or other code visible from outside, or a magnetic field. After the paint film is applied, the relationship between the mechanical distance to the sign and the like and the optically measured distance is stored in a memory. In this state, depending on the sign or the magnetic sensor, etc., which can be seen from the outside, the bundle of the sign or the magnetic paint film serving as the measuring part of the optical fiber or the part other than the sign or the magnetic paint film is measured. The purpose of the present invention is to realize a OTDR thermometer by making a bundle to be a part.

【0071】図21はその具体例を示す図である。すな
わち、本発明装置は、同図(a)に示すごとく光ファイ
バ上に例えば等間隔ごと或いは被測定領域の測定点と対
応するように塗料等を用いて所定長さの着色部41を形
成する。この着色部41には特に黒色や青色等で着色す
れば、熱吸収効率が改善できるので、温度計としての特
性向上に大きく寄与する。
FIG. 21 shows a specific example. That is, the apparatus of the present invention forms a colored portion 41 of a predetermined length on the optical fiber using a paint or the like so as to correspond to, for example, an equal interval or a measurement point in a measurement area, as shown in FIG. . If the colored portion 41 is colored with black, blue, or the like, the heat absorption efficiency can be improved, which greatly contributes to the improvement of the characteristics as a thermometer.

【0072】しかる後、以上のような着色部41を有す
る光ファイバ13において、同図(b)に示すように当
該着色部41を束とし、光ファイバ13の各測定部42
として利用する。なお、この測定部42は予め光学的に
校正されている。なお、図22は着色部以外の部分を束
とした例を示す。
Thereafter, in the optical fiber 13 having the above-described colored portions 41, the colored portions 41 are bundled as shown in FIG.
Use as The measuring section 42 is optically calibrated in advance. FIG. 22 shows an example in which portions other than the colored portions are bundled.

【0073】次に、図23は着色の代りに文字や記号を
施した例を示す図である。この図は光ファイバ13上ま
たは光ファイバ13のシース25上の所要部分に例えば
1000mm相当の距離にわたってコイルマークなどの符
号を施したものである。従って、この場合にはコイルマ
ークを中心に±500mmを用いて束を作ることになる。
なお、表示約束に従えば、点状または線状のマークであ
ってもよい。
Next, FIG. 23 is a diagram showing an example in which characters or symbols are provided instead of coloring. In this figure, reference numerals such as coil marks are applied to a required portion of the optical fiber 13 or the sheath 25 of the optical fiber 13 over a distance equivalent to, for example, 1000 mm. Therefore, in this case, a bundle is formed using ± 500 mm around the coil mark.
In addition, according to the display convention, the mark may be a dot or a line.

【0074】さらに、図24は光ファイバ上に磁気塗料
を施した図である。つまり、この実施例は、コイルマー
クの代りに光ファイバ13上に磁気塗料,磁気テープ等
の磁気体41aを施し、その上側からシース25を被せ
たものである。
FIG. 24 is a view in which a magnetic paint is applied on the optical fiber. That is, in this embodiment, a magnetic body 41a such as a magnetic paint or a magnetic tape is applied on the optical fiber 13 instead of the coil mark, and the sheath 25 is covered from above.

【0075】このような構成によれば、シース25の外
側から磁気検出器で磁気記録部分を読み取って機械的距
離を知り、かつ、光ファイバ13に測定部を形成するた
めの束を作ることができる。
According to such a configuration, it is possible to read the magnetic recording portion from the outside of the sheath 25 with a magnetic detector to know the mechanical distance and to form a bundle for forming a measuring section on the optical fiber 13. it can.

【0076】なお、シース25がプラッスチックスの場
合には磁気の代りに金属蒸着や金属薄テープ等の導電体
を施しておけば、シース25の外側から静電容量変化を
とらえて機械的距離を知り、かつ、光ファイバ13に束
を作ることができる。また、誘電体を塗布しておけば、
マイクロウェーブ等の高周波検出も可能であり、シース
25から多少離れても符号等を検出できる。
When the sheath 25 is made of plastics, if a conductor such as metal vapor deposition or a thin metal tape is applied instead of magnetism, a change in capacitance from the outside of the sheath 25 is detected to reduce the mechanical distance. It is possible to know and to make a bundle in the optical fiber 13. Also, if you apply a dielectric,
High-frequency detection such as microwaves is also possible, and a sign or the like can be detected even if it is slightly away from the sheath 25.

【0077】なお、上記実施例では、温度,温度分布の
測定を想定して説明したが、湿度の測定の場合でも同様
の要領で測定できる。その他、本発明はその要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施できる。
Although the above embodiment has been described on the assumption that the temperature and the temperature distribution are measured, the humidity can be measured in the same manner. In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような種々の効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the following various effects can be obtained.

【0079】先ず、請求項1〜4の発明によれば、光フ
ァイバ,光ファイバを含むシースなどの測定部以外の部
分に当該光ファイバとは熱伝達率の異なる物質を覆うだ
けで容易に基準位置信号等を得ることができ、位置分解
能の向上にも大きく寄与する測定装置を提供できる。
First, according to the first to fourth aspects of the present invention, a reference other than a measuring part such as an optical fiber and a sheath including the optical fiber is easily covered by merely covering a substance having a different heat transfer coefficient from the optical fiber. It is possible to provide a measuring device which can obtain a position signal and the like and which greatly contributes to improvement of position resolution.

【0080】次に、請求項5,6の発明は、光ファイバ
の所要とする部分に束を形成することにより検出感度を
上げることができ、しかも光ファイバに捩れを発生させ
ずに簡単に束を作ることができ、このため被測定領域の
測定点に光ファイバの測定部を配置する作業が容易とな
る。
Next, according to the fifth and sixth aspects of the present invention, the detection sensitivity can be increased by forming a bundle at a required portion of the optical fiber, and the bundle can be easily formed without causing twisting of the optical fiber. Therefore, the work of arranging the measuring part of the optical fiber at the measuring point in the measured area becomes easy.

【0081】さらに、請求項7の発明は、実使用前に光
フアィバに束を作ることなく一定の目安の下に測定上必
要な既知データを容易に取得でき、しかも当該目安に基
づいて光ファイバに迅速に束を作ることができ、被測定
領域の測定点に光ファイバの測定部を配置する作業が容
易となる。
Further, according to the present invention, it is possible to easily obtain known data required for measurement under a certain standard without forming a bundle in an optical fiber before actual use, and furthermore, based on the standard, an optical fiber A bundle can be quickly formed, and the work of arranging the measuring part of the optical fiber at the measuring point in the measured area becomes easy.

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

【図1】本発明に係わる測定装置の基本構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a measuring device according to the present invention.

【図2】図1に示す測定装置の動作を説明するタイムチ
ャート。
FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the measuring apparatus shown in FIG.

【図3】測定装置における信号処理装置の一実施例を示
す構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram showing one embodiment of a signal processing device in the measuring device.

【図4】被測定領域に光ファイバの測定部を網目状に配
置した本発明に係わる測定装置の一実施例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a measuring apparatus according to the present invention in which optical fiber measuring sections are arranged in a mesh area in a measurement area.

【図5】図3の網目状測定部以外の部分に熱不良伝達包
囲部を設けたときの温度特性図。
FIG. 5 is a temperature characteristic diagram when a heat failure transmission surrounding portion is provided in a portion other than the mesh-like measuring portion in FIG. 3;

【図6】タンク内の被測定領域に光ファイバの測定部を
網目状に配置した図。
FIG. 6 is a diagram in which measuring portions of optical fibers are arranged in a mesh shape in an area to be measured in a tank.

【図7】光ファイバの所定位置に一定の関係を持たせて
基準位置を表す熱不良伝達包囲部を設けた図。
FIG. 7 is a diagram in which a thermal failure transmission surrounding portion that represents a reference position by providing a predetermined relationship with a predetermined position of the optical fiber is provided.

【図8】光ファイバに中空型熱不良伝達包囲部を設けた
図。
FIG. 8 is a diagram in which a hollow thermal failure transmission surrounding portion is provided in an optical fiber.

【図9】光ファイバの測定部に束を形成するとともに、
当該測定部以外の必要な個所に熱不良伝達包囲部を設け
た図。
FIG. 9 forms a bundle at the measuring section of the optical fiber,
The figure which provided the thermal failure transmission surrounding part in required places other than the said measurement part.

【図10】光ファイバの測定部に束を形成するととも
に、必要な束に熱不良伝達包囲部を設けた図。
FIG. 10 is a diagram in which a bundle is formed in a measurement unit of an optical fiber, and a necessary bundle is provided with a heat failure transmission surrounding unit.

【図11】光ファイバに形成した束をシース容器に内装
した図。
FIG. 11 is a diagram in which a bundle formed in an optical fiber is provided inside a sheath container.

【図12】タンク内の被測定領域内にボビンを用いて光
ファイバの束を作り測定点に配置した図。
FIG. 12 is a diagram in which a bundle of optical fibers is formed using a bobbin in a measurement target area in a tank, and the bundle is arranged at a measurement point.

【図13】光ファイバの測定部に束を作るときの従来の
一般的な巻き方を説明する図。
FIG. 13 is a view for explaining a conventional general winding method when a bundle is formed in a measuring section of an optical fiber.

【図14】本発明による光ファイバの束を形成するとき
の巻き方を説明する図。
FIG. 14 is a diagram illustrating how to wind a bundle of optical fibers according to the present invention.

【図15】光ファイバのたるみ部先端のUターン部に熱
不良伝達包囲部を設けた図。
FIG. 15 is a diagram in which a heat failure transmission surrounding portion is provided at a U-turn portion at the tip of a sag portion of an optical fiber.

【図16】光ファイバのたるみ部先端のUターン部を固
定し易くしたボビン構造を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing a bobbin structure in which a U-turn portion at the tip of a slack portion of an optical fiber is easily fixed.

【図17】光ファイバのたるみ部をボビンに巻回すると
き、層間に断熱部材を介在した図。
FIG. 17 is a diagram in which a heat insulating member is interposed between layers when a slack portion of an optical fiber is wound around a bobbin.

【図18】光ファイバのたるみ部をボビンに巻回すると
きの巻順を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing a winding order when a slack portion of an optical fiber is wound around a bobbin.

【図19】光ファイバのたるみ部先端のUターン部を固
定するための専用固定部材を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing a dedicated fixing member for fixing a U-turn portion at the tip of the slack portion of the optical fiber.

【図20】径の異なる2のボビンを連結したボビンの構
造図。
FIG. 20 is a structural view of a bobbin in which two bobbins having different diameters are connected.

【図21】光ファイバの所要とする部分に符号等を付し
た後、その符号等の部分を束にした図。
FIG. 21 is a diagram in which a required portion of an optical fiber is provided with a code or the like, and then the portion with the code or the like is bundled.

【図22】図20とは逆に符号等以外の部分に束を作っ
た図。
FIG. 22 is a view in which a bundle is formed in a portion other than a sign or the like contrary to FIG. 20;

【図23】光ファイバの所要とする部分にコイル状の符
号を付した図。
FIG. 23 is a diagram in which required portions of an optical fiber are provided with coil-shaped reference numerals.

【図24】光ファイバの所要とする部分に磁気記録を行
った後、シースを被せた図。
FIG. 24 is a diagram in which a magnetic recording is performed on a required portion of an optical fiber and then a sheath is covered.

【図25】従来の光ファイバの所要とする部分を基準位
置とするための構成図。
FIG. 25 is a configuration diagram for setting a required portion of a conventional optical fiber as a reference position.

【図26】従来の光ファイバの所要とする部分を基準位
置とするための構成図。
FIG. 26 is a configuration diagram for setting a required portion of a conventional optical fiber as a reference position.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…光源、12…ビームスプリッタ、13…光ファイ
バ、14…信号処理装置、15…被測定領域、16,1
6a…測定部、17,17a…熱不良伝達包囲部、25
…シース、25…シース容器、26…中空型熱不良伝達
包囲部、33…測定部、34…ボビン、34a…Uター
ン溝部、35…たるみ部、36…熱不良伝達包囲部、3
7…断熱部材、41…固定部材、41a…Uターン溝
部、41…着色部、42…測定部。
11 ... light source, 12 ... beam splitter, 13 ... optical fiber, 14 ... signal processing device, 15 ... measured area, 16, 1
6a: Measuring unit, 17, 17a: Thermal failure transmission surrounding unit, 25
... sheath, 25 ... sheath container, 26 ... hollow thermal failure transmission surrounding part, 33 ... measuring part, 34 ... bobbin, 34a ... U-turn groove part, 35 ... slack part, 36 ... thermal failure transmission surrounding part, 3
7: heat insulating member, 41: fixing member, 41a: U-turn groove portion, 41: coloring portion, 42: measuring portion.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01K 11/12 G01N 25/62 G01N 21/65 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01K 11/12 G01N 25/62 G01N 21/65

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光源からの光信号を光ファイバの入射端
へ入射し、この光信号の入射によって光ファイバ内から
発生するラマン散乱のうち前記入射端方向に向かう後方
散乱光の戻ってくるまでの時間と戻ってきた信号の強さ
とに基づいて被測定領域の温度,湿度または温度分布等
を測定する測定装置において、 前記光ファイバまたは光ファイバを内装するシースの所
要とする部分を温度,湿度または温度分布等の測定部と
する一方、この測定部以外の適宜な部分または複数の測
定部のうち任意の測定部に、前記光ファイバ,前記シー
ス等とは熱伝達率の異なる物質を直接または中空媒体の
状態で覆う熱伝達異種物質包囲部或いは熱良伝達接触部
を設け、被測定部の温度変動或いは温度変化を与えた時
に発生する前記測定部と熱伝達の異なる物質で覆われた
部分の測定部との間の温度差を利用して基準位置信号を
得ることを特徴とする測定装置。
An optical signal from a light source is incident on an incident end of an optical fiber, and Raman scattering generated in the optical fiber by the incidence of the optical signal until backscattered light returning toward the incident end returns. A measuring device for measuring the temperature, humidity, temperature distribution, or the like of the area to be measured based on the time and the intensity of the returned signal. Alternatively, a material having a different heat transfer coefficient from the optical fiber, the sheath, or the like is directly or directly applied to an appropriate portion other than the measuring portion or to any of the plurality of measuring portions. A heat-transfer heterogeneous substance surrounding portion or a heat-transfer contact portion that is covered in the state of a hollow medium is provided, and a material having a different heat transfer from the measuring portion generated when a temperature variation or a temperature change of the measured portion is given. Measuring device characterized by obtaining the reference position signal by utilizing a temperature difference between the measurement portion of the covered portion at.
【請求項2】 熱伝達異種物質である熱不良伝達包囲部
は、プラスチックス、断熱材等の熱不良伝達体を用いる
ものである請求項1記載の測定装置。
2. The measuring apparatus according to claim 1, wherein the heat-defective transmission surrounding portion, which is a heat-transfer heterogeneous substance, uses a heat-defective transmitter such as plastics or heat insulating material.
【請求項3】 熱伝達異種物質である熱良伝達包囲部或
いは熱良伝達接触部は、放熱フィン、冷温体(冷却水の
通った冷却管、温度の低い部分につながっている構造体
等)等の熱良伝達体を用いるものである請求項1記載の
測定装置。
3. The heat-transfer enclosing portion or heat-transfer contact portion, which is a heat-transfer heterogeneous substance, includes a radiating fin, a cold / hot body (a cooling pipe through which cooling water passes, a structure connected to a low-temperature portion, and the like). The measuring apparatus according to claim 1, wherein a heat transfer medium such as a heat transfer medium is used.
【請求項4】 熱不良伝達包囲部は、当該熱不良伝達包
囲部の長さまたは相隣接する複数の熱不良伝達包囲部の
間隔を変えることにより、予め定めた特定の意味をもつ
基準位置信号を得るようにした請求項1記載の測定装
置。
4. The heat-failure-transmitting enclosure includes a reference position signal having a predetermined specific meaning by changing a length of the heat-failure-transmitting enclosure or an interval between a plurality of adjacent heat-failure-transmitting enclosures. The measuring device according to claim 1, wherein
【請求項5】 光源からの光信号を光ファイバの入射端
へ入射し、この光信号の入射によって光ファイバ内から
発生するラマン散乱のうち前記入射端方向に向かう後方
散乱光の戻ってくるまでの時間と戻ってきた信号の強さ
とに基づいて被測定領域の温度,湿度または温度分布等
を測定する測定装置において、 前記光ファイバまたは光ファイバを内装するシースの所
要とする部分にたるみ部を形成し、このたるみ部先端で
ある光ファイバのUターン部の中心からほぼ等距離部分
どうしを近接するように添わせ少なくとも1ターン以
上巻回した複数の束またはボビンを利用して巻回した
数のの測定部のうち、任数数の束の測定部に前記光フ
ァイバ,前記シースとは熱伝達率の異なる物質で覆う熱
不良伝達包囲部を設け、被測定部の温度変動或いは温度
変化を与えた時に発生する前記測定部と前記熱伝達率の
異なる物質で覆う部分の測定部との間の温度差を利用し
基準位置信号を得るようにしたことを特徴とする測定
装置。
5. An optical signal from a light source is incident on an input end of an optical fiber, and Raman scattering generated from within the optical fiber by the input of the optical signal until back-scattered light returning toward the incident end returns. In the measuring device for measuring the temperature, humidity, temperature distribution, etc. of the measurement target area based on the time of and the intensity of the returned signal, a slack portion is provided at a required portion of the optical fiber or a sheath containing the optical fiber. formed, wound using a plurality of bundles or bobbins wound at least one turn or more wound with Sowase to substantially close the equidistant portions each other from the center of the U-turn portion of the optical fiber which is the slack tip Duplicate
Among the measurement portion of the number of bundles, the light-off in the measurement portion of the responsibility number number of bundles
Fiber, heat covered with a material having a different heat transfer coefficient from the sheath
Provide a fault transmission surrounding part, and change the temperature or temperature of the part to be measured.
Of the measurement unit and the heat transfer coefficient generated when a change is given
Use the temperature difference between the measurement part and the part covered with a different substance.
Measuring device being characterized in that to obtain a reference position signal Te.
【請求項6】 ボビンは、ボビン巻芯に光ファイバのU
ターン溝部を形成し、前記光ファイバまたは光ファイバ
を内装するシースに形成する前記Uターン部を前記Uタ
ーン溝部に掛け止め可能としたことを特徴とする請求項
5記載の測定装置。
6. The bobbin has a U-shaped optical fiber around the bobbin core.
Turn groove is formed, the U data and the U-turn portion to form the sheath interior of the optical fiber or optical fiber
6. The measuring device according to claim 5, wherein the measuring device can be hooked on the groove .
【請求項7】 光源からの光信号を光ファイバの入射端
へ入射し、この光信号の入射によって光ファイバ内から
発生するラマン散乱のうち前記入射端方向に向かう後方
散乱光の戻ってくるまでの時間と戻ってきた信号の強さ
とに基づいて被測定領域の温度,湿度または温度分布等
を測定する測定装置において、 前記光ファイバまたは光ファイバを内装するシースの所
要とする部分に、予め機械的距離および光学的に位置計
測するための色,文字,数字,絵その他の符号または磁
気塗料被膜を付し、前記機械的距離および光学的な位置
計測を行った後に前記符号または磁気塗料被膜を目安に
所定巻回数をもつ複数の束の測定部のうち、任数数の束
の測定部に前記光ファイバ,前記シースとは熱伝達率の
異なる物質で覆う熱不良伝達包囲部を設け、被測定部の
温度変動或いは温度変化を与えた時に発生する前記測定
部と前記熱伝達率の異なる物質で覆う部分の測定部との
間の温度差を利用して基準位置信号を得るようにした
とを特徴とする測定装置。
7. An optical signal from a light source is incident on an incident end of an optical fiber, and Raman scattering generated in the optical fiber by the incidence of the optical signal until backscattered light returning toward the incident end returns. A measuring device for measuring the temperature, humidity, temperature distribution, or the like of the measurement target area based on the time of the measurement and the intensity of the returned signal. Color, letters, numbers, pictures, and other codes or magnetic paint films for measuring the optical distance and optical position, and applying the codes or magnetic paint films after performing the mechanical distance and optical position measurements. Of the measuring units of a plurality of bundles having a predetermined number of turns as a guide,
In the measuring part, the optical fiber and the sheath
Provide a thermal failure transmission surrounding area covered with a different substance, and
The measurement that occurs when a temperature change or a temperature change is given
Part and the measurement part of the part covered with the substance having a different heat transfer coefficient.
This <br/> a measuring device, characterized in that to obtain the reference position signal by utilizing a temperature difference between.
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