JP5008439B2 - Ocean observation equipment - Google Patents

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Description

本発明は、通信用光海底ケーブルを使用して地震、津波等の各種海洋情報を計測するためにセンサーを実装した海洋観測装置に関する。   The present invention relates to a marine observation apparatus equipped with a sensor for measuring various marine information such as earthquakes and tsunamis using an optical submarine cable for communication.

津波情報を津波センサーを備えた海洋観測装置を用いた光海底ケーブルを伝送路として陸上基地局まで伝送するケーブル伝送方式が提案されている。この方式のものは、津波等の海面の変位データをリアルタイムで常時伝送することが可能であるという利点を備えている。
津波センサーとして用いられる外部圧力を関知する圧力計を備えた海洋観測装置の構造としては、特許文献１に記載された構造が知られている。特許文献１に記載された海洋観測装置の構成を図５〜図７に基づいて説明する。 A cable transmission method has been proposed in which tsunami information is transmitted to a land base station using an optical submarine cable using a marine observation device equipped with a tsunami sensor as a transmission path. This system has the advantage that it is possible to constantly transmit sea surface displacement data such as tsunamis in real time.
A structure described in Patent Document 1 is known as a structure of an ocean observation apparatus provided with a pressure gauge for detecting external pressure used as a tsunami sensor. The structure of the ocean observation apparatus described in Patent Document 1 will be described with reference to FIGS.

特許文献１に記載されている圧力センサー１０４は、測定すべき圧力に応答して周波数が変化する感圧水晶と基準周波数を発生する参照水晶の周波数の差を検出することにより、外部圧力を関知する構造のもので、
海洋観測装置は、変調回路と増幅回路を含む伝送装置１０３を絶縁体１０２を介して耐圧筐体１０１に収納し、その両端部に海底ケーブル引留め部のカップリングと接続する接続リング１０７を備え、接続リング１０７は中空の円筒状であり、この中に感圧センサー１０４を収納し、接続リング１０７はオイル１０９で充填されている。そして接続リング１０７内のオイル１０９を介して、感圧センサー１０４が外部圧力を感知して圧力計をなしている。 The pressure sensor 104 described in Patent Document 1 detects an external pressure by detecting a frequency difference between a pressure-sensitive crystal whose frequency changes in response to the pressure to be measured and a reference crystal that generates a reference frequency. With a structure that
The oceanographic observation apparatus includes a transmission device 103 including a modulation circuit and an amplification circuit in a pressure-resistant housing 101 via an insulator 102, and includes connection rings 107 that are connected to couplings of a submarine cable holding portion at both ends thereof. The connection ring 107 has a hollow cylindrical shape, in which the pressure-sensitive sensor 104 is accommodated, and the connection ring 107 is filled with oil 109. The pressure sensor 104 senses external pressure via the oil 109 in the connection ring 107 to form a pressure gauge.

特開平８-２５１７９７号公報JP-A-8-251797

特許文献１に記載の海洋観測装置の感圧センサー１０４は、図示しない金属製容器に取付けられ、、これがオイルを充填した小筐体１０８に断熱材を介して固定されており、更にこの小筐体１０８がベリリウムの固定材を介して耐圧筐体１０１の両端に備えられた接続リング１０７に固定され、接続リング１０７はオイル１０９で充填されている。海水の圧力は、オイル１０９を介して感圧センサー１０４に供給され、圧力が測定される。   The pressure-sensitive sensor 104 of the ocean observation apparatus described in Patent Document 1 is attached to a metal container (not shown), which is fixed to a small casing 108 filled with oil via a heat insulating material. The body 108 is fixed to connection rings 107 provided at both ends of the pressure-resistant housing 101 via a beryllium fixing material, and the connection ring 107 is filled with oil 109. The pressure of the seawater is supplied to the pressure-sensitive sensor 104 via the oil 109, and the pressure is measured.

このようにして海水の圧力変化を観測することができるが、感圧センサー１０４は、金属容器、小筐体１０８を介して、オイル１０９で充填された接続リング１０７の中に収納されているため、接続リング１０７は多大な容積、重量を伴う構造物となっている。   Although the seawater pressure change can be observed in this way, the pressure-sensitive sensor 104 is housed in a connection ring 107 filled with oil 109 via a metal container and a small casing 108. The connection ring 107 is a structure with a large volume and weight.

特許文献１に記載の海洋観測装置１１０は、図６に示すように、耐圧筐体１０１を中心に、図において右側に感圧センサーが実装された接続リング１０７、左側に実装されていない接続リング１０７｀と、左右にケーブル引留め構造を介して光海底ケーブル１２１と接続されている。ケーブル引留め構造は、カップリング１１１と引留め部１１２とゴムブーツ１１３が、ジンバル機構１１５を介して屈曲可能に接続され、ジンバル機構１１５はベローズ１１４でおおわれている。光ファイバケーブル１２０は、ジンバル機構１１５を通って、ケーブル引留め部１１２で光海底ケーブル１２１と接続されている。このように、従来の海洋観測装置１１０は、ケーブル軸線方向の剛直部が長くなり重量も大きく、長大な構造物となっていた。   As shown in FIG. 6, the ocean observation apparatus 110 described in Patent Document 1 is centered on a pressure-resistant housing 101, and a connection ring 107 in which a pressure-sensitive sensor is mounted on the right side in the figure, and a connection ring not mounted on the left side. 107 ｀ and left and right are connected to the optical submarine cable 121 via a cable retaining structure. In the cable retaining structure, a coupling 111, a retaining portion 112, and a rubber boot 113 are connected to be bendable via a gimbal mechanism 115, and the gimbal mechanism 115 is covered with a bellows 114. The optical fiber cable 120 passes through the gimbal mechanism 115 and is connected to the optical submarine cable 121 at the cable retaining portion 112. As described above, the conventional ocean observation apparatus 110 has a long and rigid structure with a long rigid portion in the cable axis direction and a large weight.

光海底ケーブルに接続された海洋観測装置を海底下に敷設する際や、海底から回収する際には、敷設船の先端に取付けられた円筒状のシーブに海底ケーブルを巻き付け張力を掛けながら海底ケーブルを繰り出して敷設し、また引き上げ回収を行う。このとき、海底ケーブルに接続された海洋観測装置もシーブを通過させて繰り出し、また引き上げ回収する。ここで、海洋観測装置の剛直部が長いと、シーブ径が大きくないと通過できないため、クレーン等で吊って敷設、回収を行わなければならないという不都合が生じる。   When laying an ocean observation device connected to an optical submarine cable under the seabed or when collecting it from the seabed, the seabed cable is wrapped around a cylindrical sheave attached to the tip of the laying ship while applying tension. Lay out and lay, and then pull up and collect. At this time, the marine observation device connected to the submarine cable is also passed through the sheave and then pulled up and collected. Here, if the rigid part of the ocean observation device is long, it cannot pass unless the sheave diameter is large, and therefore, there is a disadvantage that it must be suspended and laid and collected by a crane or the like.

このため、海洋観測装置の剛直部長は短い方が望ましいが、感圧センサー１０４を収納した接続リングを取付けているため、海洋観測装置全体の剛直部長（海耐圧筐体，接続リングの全体を剛直部といい、その長さを剛直部長という。）が長くなり、敷設、回収の際シーブを通過できなくなり、敷設、回収作業が複雑になり、工数も増大するという問題点があった。   For this reason, it is desirable that the ocean observation device has a short rigid part length. However, since the connection ring that houses the pressure sensor 104 is attached, the entire ocean observation device has a rigid part length (sea pressure-resistant casing and connection ring as a whole). The length of the part is called the rigid part length.), And it becomes impossible to pass through the sheave when laying and collecting, making the laying and collecting operations complicated and increasing the man-hours.

本発明は、上記解決すべき課題を解決するために、海洋観測用の海洋観測装置の耐圧筐体内に感圧センサー本体を実装し、耐圧筐体に取付けたオイルを充填した圧力導入管によって、オイルを介して海水圧の変化を測定するようにしたもので、感圧センサーを耐圧筐体内に収納して観測装置を小型化、軽量化したものである。   In order to solve the above-mentioned problems to be solved, the present invention mounts a pressure-sensitive sensor main body in a pressure-resistant casing of an ocean observation apparatus for ocean observation, and a pressure introduction pipe filled with oil attached to the pressure-resistant casing, The change in seawater pressure is measured via oil, and the observation device is reduced in size and weight by housing the pressure-sensitive sensor in a pressure-resistant housing.

本発明は、伝送装置を収納した耐圧筐体と、光海底ケーブル引留め部とを備え、前記耐圧筐体内に該耐圧筐体に取付けられた圧力導入管に接続された感圧センサーを該耐圧筐体から絶縁して収納し、前記圧力導入管は、オイルが充填されており、前記感圧センサーは前記オイルを介して水圧を測定するよう構成されている。   The present invention includes a pressure-resistant housing that houses a transmission device and an optical submarine cable retaining portion, and a pressure-sensitive sensor connected to a pressure introduction pipe attached to the pressure-resistant housing is installed in the pressure-resistant housing. The pressure introduction pipe is filled with oil and insulated from the housing, and the pressure sensor is configured to measure water pressure through the oil.

感圧センサーは、伝送装置とともに耐圧筐体に絶縁された状態で収納されている。また、オイルを充填した圧力導入管が耐圧筐体に取付けられており、この圧力導入管は感圧センサーに接続され、感圧センサーはオイルを介して海水の水圧を測定するものとされている。
このように感圧センサーは直接海水に接することなく耐圧筐体内で保護しながら圧力導入管に充填されたオイルを介して海水の圧力変化を測定することができるので、感圧センサーが直接海水と接触して劣化することを防止し、外部からの応力や耐水圧からも保護することができるものである。
さらに、感圧センサーは、耐圧筐体内に収納しているので、剛直部の長い接続リングを設けて、この長い接続リング内部に感圧センサー、オイルを収納した小筐体を設けるという構成をとることがないため、海洋観測装置の剛直部長が短くなり、軽量化を図ることができる。
また、カップリング及びジンバル機構を省略して耐圧筐体に接続リングを介して直接ケーブル引留め部を接続することも可能で、この場合、さらに、海洋観測装置の剛直部長を短くすることができる。
このため、海底ケーブルに接続された海洋観測装置を海底下に敷設する際や回収する際にも敷設船の先端に取付けられたシーブに海洋観測装置を通過させて繰り出し、引き上げをすることが可能となって、海洋観測装置をクレーン等で吊って敷設、回収するという複雑な作業が不要となり、作業工数を低減することができる。
The pressure-sensitive sensor is housed in a state insulated from the pressure-resistant housing together with the transmission device. In addition, a pressure introduction pipe filled with oil is attached to the pressure-resistant housing, and this pressure introduction pipe is connected to a pressure-sensitive sensor, and the pressure-sensitive sensor measures the water pressure of seawater through the oil. .
In this way, the pressure sensor can measure the pressure change of the seawater through the oil filled in the pressure introduction pipe while protecting it in the pressure-resistant housing without directly contacting the seawater. It can be prevented from being deteriorated by contact, and can be protected from external stress and water pressure resistance.
Furthermore, since the pressure-sensitive sensor is housed in a pressure-resistant housing, a connection ring having a long rigid portion is provided, and a small housing containing the pressure-sensitive sensor and oil is provided inside the long connection ring. Therefore, the length of the rigid part of the ocean observation device is shortened, and the weight can be reduced.
Further, it is possible to omit the coupling and the gimbal mechanism and connect the cable retaining portion directly to the pressure-resistant housing via the connection ring. In this case, the rigid portion length of the ocean observation device can be further shortened. .
For this reason, it is possible to pass the marine observation device through the sheave attached to the tip of the laying ship when the ocean observation device connected to the submarine cable is laid or recovered under the seabed, and then lifted. Thus, the complicated operation of suspending and collecting the ocean observation device with a crane or the like is not necessary, and the number of work steps can be reduced.

本発明の実施例を図１〜図４に基づいて説明する。
海洋観測装置１０は、中継伝送装置と計測信号転送回路を含む伝送装置３が絶縁体２を介して、耐圧筐体１に収納されている。感圧センサー４は、オイルが充填されている圧力導入管５の一端が接続され、絶縁体２を介して耐圧筐体１に収納されている。耐圧筐体１から構成される海洋観測装置１０は、その両端の接続リング７と、ケーブル引留め構造を介して光ケーブル２１と接続されている。ケーブル引留め構造は、カップリング１１と引留め部１２と、ゴムブーツ１３が、ジンバル機構１５を介して屈曲可能に接続され、ジンバル機構１５はベローズ１４でおおわれている。光ファイバケーブル２０は、ジンバル機構１５を通って、光海底ケーブル２１と接続されている。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the ocean observation device 10, a transmission device 3 including a relay transmission device and a measurement signal transfer circuit is housed in a pressure-resistant housing 1 via an insulator 2. The pressure sensor 4 is connected to one end of a pressure introduction pipe 5 filled with oil, and is housed in the pressure-resistant housing 1 via the insulator 2. The marine observation apparatus 10 including the pressure-resistant housing 1 is connected to the optical cable 21 via the connection ring 7 at both ends and a cable retaining structure. In the cable retaining structure, the coupling 11, the retaining portion 12, and the rubber boot 13 are connected so as to be bendable via a gimbal mechanism 15, and the gimbal mechanism 15 is covered with a bellows 14. The optical fiber cable 20 is connected to the optical submarine cable 21 through the gimbal mechanism 15.

耐圧筐体１には、小穴５｀が穿孔されており、感圧センサー４にその一端が取付けられた圧力導入管５は、該小穴５｀にその他端が挿入がされて密封され、耐圧筐体１の該小穴５｀から充填されているオイルによって海水圧を感知する。感圧センサー４は、海水圧を、耐圧筐体１の圧力導入管に充填されている該オイルを介して測定するように構成され、海水圧の変化を常時感知することができ、その海水圧測定データを常時伝送装置３に送信するようにする。伝送装置３は、感圧センサー４から送られてくる海水圧の測定データを光海底ケーブル２１によって伝送し、地上の津波観測センター等（図示なし。）に送信する。   The pressure-resistant housing 1 is perforated with a small hole 5 mm, and the pressure introduction tube 5 having one end attached to the pressure sensor 4 is sealed with the other end inserted into the small hole 5 mm. Seawater pressure is detected by the oil filled from the small hole 5 ｀ of the body 1. The pressure-sensitive sensor 4 is configured to measure the seawater pressure through the oil filled in the pressure introduction pipe of the pressure-resistant housing 1 and can always detect a change in the seawater pressure. The measurement data is always transmitted to the transmission device 3. The transmission device 3 transmits the seawater pressure measurement data sent from the pressure-sensitive sensor 4 through the optical submarine cable 21 and transmits it to a tsunami observation center on the ground (not shown).

このように、感圧センサー４は、直接海水に接することなく、耐圧筐体１内で保護されながら、圧力導入管５に充填されたオイルを介して海水の圧力変化を測定することができるので、感圧センサー４が海水と直接接触して劣化することを防止し、外部からの応力や耐水圧からも保護する構成となっている。
ケーブル引留構造のカップリング１１と接続する接続リング７は、光海底ケーブル２１との接続用の光ファイバケーブル２０のみを収納構造となっているので、接続リング７を短くすることができる。 As described above, the pressure-sensitive sensor 4 can measure the pressure change of the seawater through the oil filled in the pressure introduction pipe 5 while being protected in the pressure-resistant housing 1 without directly contacting the seawater. In addition, the pressure-sensitive sensor 4 is prevented from being deteriorated by direct contact with seawater, and is protected from external stress and water pressure resistance.
Since the connection ring 7 connected to the cable retaining structure coupling 11 has a housing structure for connecting only the optical fiber cable 20 for connection to the optical submarine cable 21, the connection ring 7 can be shortened.

また、接続リング７の内部に感圧センサー４を収納する構成をとっていないので、カップリング１１とジンバル機構１５を不要とすることもでき、接続リング７に直接海底ケーブル引留め部１２を取付けるようにすることもできる。このようにすると、更に海洋観測装置の剛直部長を短くすることができる。   Further, since the pressure-sensitive sensor 4 is not housed inside the connection ring 7, the coupling 11 and the gimbal mechanism 15 can be eliminated, and the submarine cable retaining portion 12 is directly attached to the connection ring 7. It can also be done. If it does in this way, the rigid part length of an ocean observation apparatus can be shortened further.

本発明の海洋観測装置の断面図。Sectional drawing of the ocean observation apparatus of this invention. 本発明の海洋観測装置を海底ケーブル中継器に実装した場合の側面図。The side view at the time of mounting the ocean observation apparatus of this invention in a submarine cable repeater. 図２の側面図において、引留め構造を断面図とした図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the retaining structure in the side view of FIG. 2. 本発明の他の実施例を示す海洋観測装置を海底ケーブル中継器に実装した場合の側面図。The side view at the time of mounting the ocean observation apparatus which shows the other Example of this invention in a submarine cable repeater. 特許文献１に記載されている海洋観測装置の断面図。Sectional drawing of the ocean observation apparatus described in patent document 1. FIG. 特許文献１に記載されている海洋観測装置を海底ケーブル中継器に実装した場合の側面図。The side view at the time of mounting the ocean observation apparatus described in patent document 1 in a submarine cable repeater. 図６の側面図において、引留め構造を断面図とした図。FIG. 7 is a cross-sectional view of the retaining structure in the side view of FIG. 6.

符号の説明Explanation of symbols

１ 耐圧筐体、２ 絶縁体、３ 伝送装置、４ 感圧センサー、５ 圧力導入管、６ 光ファイバ貫通部、７ 接続リング、１０ 海洋観測装置、１１ カップリング、１２ ケーブル引留め部、１３ ゴムブーツ、１４ ベローズ、１５ ジンバル機構、２０ 光ファイバケーブル、２１ 光海底ケーブル   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure-resistant housing, 2 Insulator, 3 Transmission apparatus, 4 Pressure sensitive sensor, 5 Pressure introducing pipe, 6 Optical fiber penetration part, 7 Connection ring, 10 Ocean observation apparatus, 11 Coupling, 12 Cable holding part, 13 Rubber boot , 14 Bellows, 15 Gimbal mechanism, 20 Optical fiber cable, 21 Optical submarine cable

Claims (1)

伝送装置を収納した耐圧筐体と、光海底ケーブル引留め部とを備え、
前記耐圧筐体内に該耐圧筐体に取付けられた圧力導入管に接続された感圧センサーを該耐圧筐体から絶縁して収納し、
前記圧力導入管は、オイルが充填されており、前記感圧センサーは前記オイルを介して水圧を測定するよう構成されている海洋観測装置。 It is equipped with a pressure-resistant housing that houses the transmission device and an optical submarine cable retaining part,
The pressure sensitive sensor connected to the pressure introducing pipe attached to the pressure resistant case is insulated from the pressure resistant case and stored in the pressure resistant case,
The marine observation apparatus, wherein the pressure introducing pipe is filled with oil, and the pressure sensitive sensor is configured to measure a water pressure through the oil.
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