JP4896814B2 - 分布型光ファイバセンサ - Google Patents
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Description
3 光パルス生成部
13 制御処理部
14 ブリルアン時間領域検出計
16 温度検出部
17 基準用光ファイバセンサ
31、36 偏光保持光カプラ
32、34 第1及び第2光強度変調器
33、35 第1及び第2ドライバ回路
Claims (10)
- ブリルアン散乱現象を利用して歪み及び/又は温度を測定する分布型光ファイバセンサにおいて、
メイン光パルスと、前記メイン光パルスに先立ち、最大光強度が前記メイン光パルスの光強度よりも小さく、エネルギーが立ち上がりから前記メイン光パルスの立ち上がりまで前記最大光強度で一定の光パルスにおけるエネルギーよりも小さいサブ光パルスとを生成する光パルス光源と、
連続光を生成する連続光光源と、
前記サブ光パルス及び前記メイン光パルスと前記連続光とが入射され、前記サブ光パルス及び前記メイン光パルスと前記連続光との間でブリルアン散乱現象が生じる検出用光ファイバと、
前記検出用光ファイバから射出されるブリルアン散乱現象に係る光に基づいてブリルアン・ゲイン・スペクトル又はブリルアン・ロス・スペクトルを求め、求めた前記ブリルアン・ゲイン・スペクトル又はブリルアン・ロス・スペクトルに基づいて前記検出用光ファイバに生じた歪み及び/又は温度を測定するブリルアン時間領域検出計とを備えること
を特徴とする分布型光ファイバセンサ。 - 前記サブ光パルス及び前記メイン光パルスは、前記検出用光ファイバの一方端から入射し、
前記連続光は、前記検出用光ファイバの他方端から入射し、
前記ブリルアン時間領域検出計は、前記検出用光ファイバの一方端から射出したブリルアン散乱現象に係る光に基づいてブリルアン・ゲイン・スペクトル又はブリルアン・ロス・スペクトルを求め、求めた前記ブリルアン・ゲイン・スペクトル又はブリルアン・ロス・スペクトルに基づいて前記検出用光ファイバに生じた歪み及び/又は温度を測定すること
を特徴とする請求項1に記載の分布型光ファイバセンサ。 - 前記サブ光パルス及び前記メイン光パルスは、前記検出用光ファイバの一方端から入射し、
前記連続光は、前記検出用光ファイバの一方端から入射し、
前記検出用光ファイバは、伝播する前記連続光をその他方端で反射し、
前記ブリルアン時間領域検出計は、前記検出用光ファイバの一方端から射出したブリルアン散乱現象に係る光に基づいてブリルアン・ゲイン・スペクトル又はブリルアン・ロス・スペクトルを求め、求めた前記ブリルアン・ゲイン・スペクトル又はブリルアン・ロス・スペクトルに基づいて前記検出用光ファイバに生じた歪み及び/又は温度を測定すること
を特徴とする請求項1に記載の分布型光ファイバセンサ。 - 前記サブ光パルスのパルス幅は、立ち上がりから前記メイン光パルスの立ち上がりまでの時間よりも短い時間幅であること
を特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の分布型光ファイバセンサ。 - 前記サブ光パルスの光強度は、時間経過に従って減少すること
を特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の分布型光ファイバセンサ。 - 前記サブ光パルスの光強度は、時間経過に従って増加すること
を特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の分布型光ファイバセンサ。 - 前記サブ光パルスの光強度は、時間経過に従って増加した後に減少すること
を特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の分布型光ファイバセンサ。 - 前記光パルス光源及び前記連続光光源は、
線幅の狭い所定の周波数であって略一定の光強度である光を連続的に発光する第1及び第2発光素子と、
前記第1及び第2発光素子の各温度を実質的に一定にそれぞれ保持する第1及び第2温度制御部と、
前記第1及び第2発光素子が発光する前記各光の各周波数を実質的に一定にそれぞれ保持する第1及び第2周波数制御部と、
前記第1及び第2発光素子が発光する前記各光の一部がそれぞれ入射され、ブリルアン散乱現象を起こす第1及び第2光における周波数差と前記ブリルアン散乱現象に係る光の光強度との関係が既知の基準用光ファイバと、
前記基準用光ファイバから射出したブリルアン散乱現象に係る光の光強度と既知の前記関係とに基づいて前記第1及び第2発光素子が発光する前記各光の周波数差が所定の周波数差となるように、前記第1周波数制御部及び/又は前記第2周波数制御部を制御する周波数設定部とを備えること
を特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の分布型光ファイバセンサ。 - 前記光パルス光源は、
線幅の狭い所定の周波数であって略一定の第1光強度である光を連続的に発光する発光素子と、
前記発光素子が発光する光を互いに光強度が異なるように2個に分岐する光分岐部と、
前記光分岐部で分岐され光強度が相対的に大きい方の光の光強度を変調する第1光強度変調器と、
前記光分岐部で分岐され光強度が相対的に小さい方の光の光強度を変調する第2光強度変調器と、
前記第1及び第2光強度変調器でそれぞれ変調された各光を合波する光合波部とを備え、
前記第1光強度変調器は、前記メイン光パルスを生成し、
前記第2光強度変調器は、前記サブ光パルスを生成すること
を特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の分布型光ファイバセンサ。 - 前記検出用光ファイバは、歪み及び/又は温度を測定すべき計測対象物に固定されること
を特徴とする請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の分布型光ファイバセンサ。
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