JP4839847B2 - 光ファイバセンサの検査方法及び光ファイバセンサの検査装置 - Google Patents
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Description
以下、この発明の実施の形態1に係る光ファイバセンサの検査装置について、図1〜図3を用いて説明する。図1は、実施の形態1に係る光ファイバセンサの検査装置のシステム構成図である。図2は、ブラッグ格子センサの基本動作図で、図2(a)は、光ファイバセンサの透視図、図2(b)は、ブラッグ格子の拡大図である。図3は、ブラッグ格子の外力による反射光の波長シフト図である。図1〜図3において、1は光ファイバ、2は光ファイバ1に設けられたブラッグ格子間隔の異なる複数のブラッグ格子センサで、後述のように、面振動センサ、張力センサ及び荷重センサが含まれる。そして、このブラッグ格子センサ2は、それらのセンサの一種類を複数用いる場合やそれらのセンサの複数種類をそれぞれ一つだけ用いる場合も含まれ、用途に応じて適宜使用される。3は、光ファイバ1に光(送信光)を入射するレーザ光源を含む光源で、この光源により発した光は光ファイバ1に供給され、光源3と光ファイバ1とは光学的にカップリングさせている。4は、各ブラッグ格子センサ2により反射された各波長の反射光を受信する光受信部である。5は、光源3からの光(送信光)を光ファイバ1に入射し、光ファイバ1に設けた各ブラッグ格子センサ2からの反射光を光受信部4に送るためのサーキュレータである。6は、光受信部4により受信した反射光の波長ごとのスペクトルを検出するスペクトル検出部、7は、スペクトル検出部6により検出されたスペクトルと基準レベルとを波長ごとに比較して、スペクトルの有無を判定する判定部である。また、8は、面振動センサのブラッグ格子センサ2が設置されたフェンス、また、9は、張力センサが設置されたフェンス、さらに10は、荷重センサが上部に設置された壁面である。11は、フェンス9に設けられた光ファイバ1のブラッグ格子センサ2付近に接続され、フェンス9の上部に張られた検知線である。12は、壁面10の上部に設けられた天板、13は、天板12の下部に位置し、光ファイバ1のブラッグ格子センサ2を跨ぎ設けられた屈曲弾性体、14は、光ファイバ1のクラッド、15は、光ファイバのコアである。また、19は、判定部7を含めて装置全体に制御信号や指令信号などを送り制御する制御部である。20は、制御部19を操作する操作部、21は、判定部7からの出力を表す情報を表示器に表示又は音声出力装置から音声によって出力する出力部である。なお、22は、ブラッグ格子センサ2を設けた光ファイバ1を含む光接続器で、図1に示すように、例えば、荷重センサ、張力センサ及び面振動センサを互いに接続するものである。ここで、図中及び明細書中のiは、i=1,2,…,6で、一般的には、i=N(整数)である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
「フェンス8に侵入者などにより振動が与えられると、フェンス8の網に編み込まれた面振動センサのブラッグ格子センサ2に外力が加わり、反射光の波長シフトが生じる」
「フェンス9の上部に張られた検知線11に侵入者などが接触して振動が与えられると、張力センサのブラッグ格子センサ2に外力が加わり、反射光の波長シフトが生じる」
「壁面10の上部に設けられた天板12に侵入者などが上ると、天板12の下部に位置し、荷重センサのブラッグ格子センサ2を跨ぎ設けられた屈曲弾性体13が曲り、ブラッグ格子センサ2に外力が加わり、反射光の波長シフトが生じる」
である。
以下、この発明の実施の形態2に係る光ファイバセンサの検査装置について、図1,図2,図4〜図7を用いて説明する。図4は、実施の形態2に係る光ファイバセンサの検査装置の判定部詳細図である。図5は実施の形態2に係る光ファイバセンサの検査装置の反射レベル図である。図6は実施の形態2に係るよる光ファイバセンサの検査装置の判定部詳細図である。図7は実施の形態2に係る光ファイバセンサの検査装置のフローチャート図である。図4〜図7において、16は、スペクトル検出部6により検出されたスペクトルと基準レベルとを波長ごとに比較して、所定範囲を超えるスペクトルの波長を検出する波長検出部、17は、各ブラッグ格子センサ2に対する共振反射が起こる波長を記憶する記憶部、18は、波長検出部16により検出されたスペクトルの波長と記憶部17に記憶した波長とを照合して、一致する波長に対応するブラッグ格子センサ2を特定するセンサ特定部、21は、判定部7(センサ特定部18)の検査結果などを表示する出力部であり、波長検出部16及び記憶部17並びにセンサ特定部18は、判定部7の外部に設けてもよい。23は、波長検出部16により検出されたスペクトルの波長と記憶部17に記憶した波長とを照合し、一致する波長に対応するブラッグ格子センサ2が記憶部17に記憶された波長の全てであるときには、光源3が故障であると判定する光源故障判定部である。図中及び明細書中において、iは、i=1,2,…,6で、一般的には、i=N(整数)である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。実施の形態1では、光ファイバ1に設けられたいずれかのブラッグ格子センサ2に生じた異常・故障を判定することができる。実施の形態2では、どのブラッグ格子センサ2に異常や故障が生じているかを特定できる光ファイバセンサの検査装置について説明する。スペクトル検出部6が、制御部4から送られてくる指令により、光受信部4から送られてくるデジタル信号の受信ビデオ信号を高速フーリエ変換(FFT)して、反射光のスペクトルを求めて判定部7に送るまでの動作については、実施の形態1の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
STEP1:ブラッグ格子センサの番号であるカウンタ(i)の初期値を1と設定する。
STEP2:異常や故障があるブラッグ格子センサの数であるエラーカウンタ(count)の初期値をcount=0と設定する。
STEP3:波長の1番短いブラッグ格子センサλ(1)の初期ステータスを正常(OK)と設定する。
次に、STEP4において、スペクトル検出部16により検出された各波長のスペクトルの強度と基準レベル(強度P)との差分の絶対値が所定範囲TdBを超えた波長を検出した場合にはSTEP5に進み、一方、検出しない場合には、ブラッグ格子センサは、正常であると判断してSTEP6に進む。STEP5において、λ(i)ブラッグ格子センサ2のステータスを異常(NG)に変更し、さらに、エラーカウンタ(count)に1を加え、count=count+1としてSTEP6に進む。STEP6では、カウンタ(i)に1を加え、i=i+1とし、STEP7においてカウンタ(i)がi>Nの条件を満たす場合には、後段のセンサ特定部18(光源故障判定部23)に進む。一方、この条件を満たさない場合にはSTEP4に戻り、この条件を満たすまで、STEP4〜STEP8の処理を繰り返す。つまり、図1や図5に示す場合には、N=6で、ブラッグ格子センサ2をλ(1)からλ(6)まで全てのブラッグ格子センサについて検査することとする。
Claims (4)
- ブラッグ格子間隔が異なる複数のブラッグ格子センサを有する光ファイバを用いた光ファイバセンサを検査する方法であって、前記各ブラッグ格子センサの共振反射波長の波長間隔を、前記光ファイバセンサが、前記各ブラッグ格子センサの共振反射波長の波長シフトを検出する閾値よりも広く設定した前記光ファイバに光源からの光を入射し、前記各ブラッグ格子センサにより反射された反射光の波長ごとのスペクトルを検出し、この検出された各波長のスペクトルと正常時の前記ブラッグ格子センサの基準レベルとの差分の絶対値が所定範囲を超えるものに対応するブラッグ格子センサを故障と判定し、前記各ブラッグ格子センサが全て故障と判定したときは前記光源が故障と判定することにより、前記ブラッグ格子センサ又は前記光源の故障を検査する光ファイバセンサの検査方法。
- ブラッグ格子間隔が異なる複数のブラッグ格子センサを有する光ファイバを用いた光ファイバセンサを検査する方法であって、前記各ブラッグ格子センサの共振反射波長の波長間隔を、前記光ファイバセンサが、前記各ブラッグ格子センサの共振反射波長の波長シフトを検出する閾値よりも広く設定した前記光ファイバに光源からの光を入射し、前記各ブラッグ格子センサにより反射された反射光の波長ごとのスペクトルを検出し、この検出された各波長のスペクトルと正常時の前記ブラッグ格子センサの基準レベルとの差分の絶対値が所定範囲を超えるものに対応するブラッグ格子センサを故障と判定し、この判定によって故障と判定された前記ブラッグ格子センサの数が、前記光源からの光が入射された前記各ブラッグ格子センサの数と一致したときは前記光源が故障と判定することにより、前記ブラッグ格子センサ又は前記光源の故障を検査する光ファイバセンサの検査方法。
- ブラッグ格子間隔が異なる複数のブラッグ格子センサを有する光ファイバセンサを検査する装置であって、前記各ブラッグ格子センサの共振反射波長の波長間隔を、前記光ファイバセンサが、前記各ブラッグ格子センサの共振反射波長の波長シフトを検出する閾値よりも広く設定した光ファイバと、前記各ブラッグ格子センサに対して共振反射が生じる波長である共振反射波長を記憶する記憶部と、前記光ファイバに対して光を出射する光源と、前記各ブラッグ格子センサにより反射された各波長の反射光を受信する光受信部と、その受信した各波長の反射光のスペクトルを検出するスペクトル検出部と、その検出された各波長のスペクトルと正常時の前記ブラッグ格子センサの基準レベルとの差分の絶対値が所定範囲を超える波長を検出する波長検出部と、この波長検出部により検出された波長と前記記憶部に記憶した波長とを照合して一致する波長に対応するブラッグ格子センサを特定するセンサ特定部とを備え、前記センサ特定部は、特定した前記ブラッグ格子センサが、前記各ブラッグ格子センサ全てであるとき、前記光源が故障であると判定する光ファイバセンサの検査装置。
- ブラッグ格子間隔が異なる複数のブラッグ格子センサを有する光ファイバセンサを検査する装置であって、前記各ブラッグ格子センサの共振反射波長の波長間隔を、前記光ファイバセンサが、前記各ブラッグ格子センサの共振反射波長の波長シフトを検出する閾値よりも広く設定した光ファイバと、前記各ブラッグ格子センサに対して共振反射が生じる波長である共振反射波長を記憶する記憶部と、前記光ファイバに対して光を出射する光源と、前記各ブラッグ格子センサにより反射された各波長の反射光を受信する光受信部と、その受信した各波長の反射光のスペクトルを検出するスペクトル検出部と、その検出された各波長のスペクトルと正常時の前記ブラッグ格子センサの基準レベルとの差分の絶対値が所定範囲を超える波長を検出する波長検出部と、この波長検出部により検出された波長と前記記憶部に記憶した波長とを照合して一致する波長に対応するブラッグ格子センサを特定するセンサ特定部とを備え、前記センサ特定部は、特定した前記ブラッグ格子センサの数が、前記光源が光を入射した前記各ブラッグ格子センサの数と一致したとき、前記光源が故障であると判定する光ファイバセンサの検査装置。
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