JP6384602B2 - 温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラム - Google Patents
温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6384602B2 JP6384602B2 JP2017517555A JP2017517555A JP6384602B2 JP 6384602 B2 JP6384602 B2 JP 6384602B2 JP 2017517555 A JP2017517555 A JP 2017517555A JP 2017517555 A JP2017517555 A JP 2017517555A JP 6384602 B2 JP6384602 B2 JP 6384602B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stokes component
- temperature
- stokes
- component
- optical fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
- G01K11/324—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres using Raman scattering
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
図1(a)は、実施形態に係る温度測定装置100の全体構成を表す概略図である。図1(a)で例示するように、温度測定装置100は、測定機10、制御部20などを備える。温度測定装置100は、光ファイバ30に接続されている。測定機10は、レーザ11、ビームスプリッタ12、光スイッチ13、フィルタ14、複数の検出器15a,15bなどを備える。制御部20は、指示部21、温度測定部22、補正部23などを備える。
温度=ゲイン/{オフセット−2×ln(アンチストークス光量/ストークス光量}} (1)
温度=ゲイン/{オフセット−2×ln(平均アンチストークス光量/平均ストークス光量}} (2)
感度=(お湯浸漬位置のピーク温度−浸漬位置前後のファイバで測定した室温)/印加温度×100(%) (3)
図6および上記式(3)から得られる結果を図7に示す。図7で例示するように、わずかにオーバーシュートが見られる。これは、後述するように、システムのインパルス応答がガウシアンではなく、sinc関数に近い負の成分および高次のピークを持つ波形のためである。感度100%となる、もしくはみなせる最小長さを最小加熱長と称する。
相関係数α=(指定範囲の01Sと同範囲の02Aの共分散)/(同範囲の01Sの標準偏差)/(同範囲の02Aの標準偏差) (4)
上記実施形態に係る温度測定装置100は、様々な温度測定対象に適用することができる。例えば、図24で例示するように、高温高圧の原料輸送配管の枝配管に光ファイバを敷設することが考えられる。このような高温高圧の配管では、ラッキング材および外側金属板により保温・保護がなされているため、接続継手部の腐食により漏洩が発生しても、火災事故等につながる甚大な状況にまで至らないと発見されない場合が多い。そこで、光ファイバの接続継手部に巻きつけておき、各光ファイバ位置の温度どうしの変化の相関関係を比較することで外気温や内部の温度・圧力が変化した場合でも正確に接続部の漏洩の有無を早期に検知することができる。各光ファイバ位置の温度どうしの相関関係を比較する手段として、各光ファイバ位置の温度を要素として分散共分散行列を生成し、マハラノビス距離やMSD法といった手法で外れ値検定を行う方法がある。
処理後温度=ゲイン/{オフセット−2×ln(処理後平均アンチストークス光量/処理後平均ストークス光量)} (6)
Claims (8)
- 光ファイバの第1端に光が入射する場合の後方散乱光から第1ストークス成分および第1アンチストークス成分を検出し、前記光ファイバの第2端に光が入射する場合の後方散乱光から第2ストークス成分および第2アンチストークス成分を検出する検出器と、
前記光ファイバの前記第1端側の一部の領域のサンプル点を含む所定領域において、前記第1ストークス成分および前記第1アンチストークス成分の少なくともいずれか一方と、前記第2ストークス成分との第1相関に応じて前記サンプル点を含む第1区間を算出し、前記第1ストークス成分および前記第1アンチストークス成分の少なくともいずれか一方と、前記第2アンチストークス成分との第2相関に応じて前記サンプル点を含む第2区間を算出し、前記第1区間において前記第2ストークス成分を平滑化し、前記第2区間において前記第2アンチストークス成分を平滑化する補正部と、
平滑化後の前記第2ストークス成分、平滑化後の前記第2アンチストークス成分、前記第1ストークス成分、および前記第2ストークス成分を用いて前記サンプル点における温度を測定する測定部と、を備えることを特徴とする温度測定装置。 - 光源からの光を前記第1端と前記第2端とに交互に入射する光スイッチを備え、
前記補正部は、前記光スイッチから前記第1端に前記光が入射される場合の第1ストークス成分および第1アンチストークス成分と、次に前記光スイッチから前記第2端に前記光が入射される場合の第2ストークス成分および第2アンチストークス成分を用いて前記第1区間および前記第2区間を算出することを特徴とする請求項1記載の温度測定装置。 - 前記補正部は、前記第1相関が小さいほど前記第1区間を長くし、前記第2相関が小さいほど前記第2区間を長くすることを特徴とする請求項1または2記載の温度測定装置。
- 前記補正部は、前記第1区間および前記第2区間に上限を設定することを特徴とする請求項3記載の温度測定装置。
- 前記補正部は、前記第1相関が閾値以上であれば前記第2ストークス成分を平滑化せず、前記第2相関が閾値以上であれば前記第2アンチストークス成分を平滑化しないことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の温度測定装置。
- 前記所定領域は、前記サンプル点の周囲の光ファイバを一定温度とし、前記サンプル点を中心とした最小加熱長区間に該一定温度と異なる一定の温度を付与した際に得られる温度分布の半値幅よりも大きく、1次成分幅よりも小さい領域であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の温度測定装置。
- 光ファイバの第1端に光が入射する場合の後方散乱光から第1ストークス成分および第1アンチストークス成分を検出し、前記光ファイバの第2端に光が入射する場合の後方散乱光から第2ストークス成分および第2アンチストークス成分を、検出器を用いて検出し、
前記光ファイバの前記第1端側の一部の領域のサンプル点を含む所定領域において、前記第1ストークス成分および前記第1アンチストークス成分の少なくともいずれか一方と、前記第2ストークス成分との第1相関に応じて前記サンプル点を含む第1区間を算出し、前記第1ストークス成分および前記第1アンチストークス成分の少なくともいずれか一方と、前記第2アンチストークス成分との第2相関に応じて前記サンプル点を含む第2区間を算出し、前記第1区間において前記第2ストークス成分を平滑化し、前記第2区間において前記第2アンチストークス成分を平滑化し、
平滑化後の前記第2ストークス成分、平滑化後の前記第2アンチストークス成分、前記第1ストークス成分、および前記第2ストークス成分を用いて前記サンプル点における温度を測定する、ことを特徴とする温度測定方法。 - コンピュータに、
光ファイバの第1端に光が入射する場合の後方散乱光から第1ストークス成分および第1アンチストークス成分を検出し、前記光ファイバの第2端に光が入射する場合の後方散乱光から第2ストークス成分および第2アンチストークス成分を検出する処理と、
前記光ファイバの前記第1端側の一部の領域のサンプル点を含む所定領域において、前記第1ストークス成分および前記第1アンチストークス成分の少なくともいずれか一方と、前記第2ストークス成分との第1相関に応じて前記サンプル点を含む第1区間を算出し、前記第1ストークス成分および前記第1アンチストークス成分の少なくともいずれか一方と、前記第2アンチストークス成分との第2相関に応じて前記サンプル点を含む第2区間を算出し、前記第1区間において前記第2ストークス成分を平滑化し、前記第2区間において前記第2アンチストークス成分を平滑化する処理と、
平滑化後の前記第2ストークス成分、平滑化後の前記第2アンチストークス成分、前記第1ストークス成分、および前記第2ストークス成分を用いて前記サンプル点における温度を測定する処理と、を実行させることを特徴とする温度測定プログラム。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2015/063837 WO2016181541A1 (ja) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | 温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016181541A1 JPWO2016181541A1 (ja) | 2018-03-01 |
JP6384602B2 true JP6384602B2 (ja) | 2018-09-05 |
Family
ID=57247835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017517555A Active JP6384602B2 (ja) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | 温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10712211B2 (ja) |
JP (1) | JP6384602B2 (ja) |
AU (2) | AU2015394727A1 (ja) |
WO (1) | WO2016181541A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6561747B2 (ja) * | 2015-10-05 | 2019-08-21 | 富士通株式会社 | 温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラム |
GB201522715D0 (en) * | 2015-12-23 | 2016-02-03 | Optasense Holdings Ltd | Fibre optic temperature measurement |
JP6892007B2 (ja) * | 2018-03-14 | 2021-06-18 | 富士通株式会社 | 検出装置、温度分布測定装置および検出装置の製造方法 |
US11280687B2 (en) * | 2018-08-31 | 2022-03-22 | Viavi Solutions Inc. | Dual wavelength distributed temperature sensing with built-in fiber integrity monitoring |
EP3605048B1 (en) * | 2018-08-01 | 2023-05-24 | Viavi Solutions Inc. | Dual wavelength distributed temperature sensing with built-in fiber integrity monitoring |
CN111765987B (zh) * | 2020-07-09 | 2022-02-25 | 国兴汇金(深圳)科技有限公司 | 分布式多段光纤温度测量方法、系统及存储介质 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5004913A (en) * | 1982-08-06 | 1991-04-02 | Marcos Kleinerman | Remote measurement of physical variables with fiber optic systems - methods, materials and devices |
GB8520827D0 (en) | 1985-08-20 | 1985-09-25 | York Ventures & Special Optica | Fibre-optic sensing devices |
JP2584478B2 (ja) * | 1988-03-14 | 1997-02-26 | 東京電力株式会社 | 光ファイバ後方散乱光の受信信号処理方法 |
JP2709834B2 (ja) | 1988-10-31 | 1998-02-04 | 株式会社フジクラ | 火災検知用光ファイバ |
JPH0786436B2 (ja) | 1989-01-30 | 1995-09-20 | 東京電力株式会社 | 分布形光ファイバセンサのセンシング方法 |
KR0133488B1 (en) * | 1993-01-06 | 1998-04-23 | Toshiba Kk | Temperature distribution detector using optical fiber |
JPH0712655A (ja) | 1993-06-29 | 1995-01-17 | Toshiba Corp | 測定システム |
JP2002267242A (ja) | 2001-03-09 | 2002-09-18 | Shinko Kogyo Co Ltd | 空気調和機の中央管理システム |
JP2003014554A (ja) | 2001-07-02 | 2003-01-15 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 温度測定システム |
JP2003057126A (ja) | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Fujikura Ltd | 光ファイバ式分布型温度測定装置 |
US20030234921A1 (en) | 2002-06-21 | 2003-12-25 | Tsutomu Yamate | Method for measuring and calibrating measurements using optical fiber distributed sensor |
US7480460B2 (en) * | 2005-03-29 | 2009-01-20 | University Of New Brunswick | Dynamic strain distributed fiber optic sensor |
GB2477241B (en) | 2005-12-06 | 2012-03-14 | Sensornet Ltd | Sensing system using optical fiber suited to high temperatures |
CA2738627A1 (en) * | 2008-09-27 | 2010-04-01 | Sensortran, Inc. | Auto-correcting or self-calibrating dts temperature sensing sytems and methods |
JP2012127779A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Yokogawa Electric Corp | 光ファイバ分布型測定装置 |
EP2913647B1 (en) | 2012-10-23 | 2017-05-03 | Fujitsu Limited | Abnormality detecting system and abnormality detecting method |
JP5742861B2 (ja) | 2013-02-28 | 2015-07-01 | 横河電機株式会社 | 光ファイバ温度分布測定装置 |
JP5761235B2 (ja) * | 2013-03-06 | 2015-08-12 | 横河電機株式会社 | 光ファイバ温度分布測定装置 |
AU2014385118B2 (en) * | 2014-03-05 | 2017-04-06 | Fujitsu Limited | Abnormality detection system and abnormality detection method |
US9964453B2 (en) * | 2014-03-14 | 2018-05-08 | Optromix Company | Device and method for high precision fiber-optic temperature profile measurements in long length areas |
AU2016220855B2 (en) * | 2015-02-17 | 2019-03-07 | Fujitsu Limited | Determination device, determination method, and determination program |
WO2016181540A1 (ja) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | 富士通株式会社 | 温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラム |
FR3041425B1 (fr) * | 2015-09-22 | 2017-10-06 | Inst Francais Des Sciences Et Tech Des Transp De L'amenagement Et Des Reseaux | Systeme de mesure et capteur de temperature et/ou de deformation par analyse de retroreflexion brillouin |
CN107132615B (zh) * | 2017-07-03 | 2020-01-10 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种多模光纤、其应用及测温系统 |
-
2015
- 2015-05-13 JP JP2017517555A patent/JP6384602B2/ja active Active
- 2015-05-13 AU AU2015394727A patent/AU2015394727A1/en not_active Abandoned
- 2015-05-13 WO PCT/JP2015/063837 patent/WO2016181541A1/ja active Application Filing
-
2017
- 2017-11-02 US US15/801,828 patent/US10712211B2/en active Active
-
2019
- 2019-04-18 AU AU2019202787A patent/AU2019202787B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10712211B2 (en) | 2020-07-14 |
JPWO2016181541A1 (ja) | 2018-03-01 |
AU2015394727A1 (en) | 2017-11-23 |
WO2016181541A1 (ja) | 2016-11-17 |
AU2019202787A1 (en) | 2019-05-16 |
US20180143085A1 (en) | 2018-05-24 |
AU2019202787B2 (en) | 2020-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6481756B2 (ja) | 温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラム | |
JP6384602B2 (ja) | 温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラム | |
JP6376287B2 (ja) | 温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラム | |
US9816878B2 (en) | Temperature measurement system and abnormality detection method | |
US8636408B2 (en) | Temperature measurement system and temperature measurement method | |
US10247622B2 (en) | Temperature measurement device and temperature measurement method | |
WO2012056567A1 (ja) | 温度測定システム及び温度測定方法 | |
JP6791374B2 (ja) | 温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラム | |
AU2014385118B2 (en) | Abnormality detection system and abnormality detection method | |
CN103852186B (zh) | 非接触式温度测量方法 | |
US10281340B2 (en) | Temperature measuring system and temperature measuring method | |
JP6631175B2 (ja) | 温度測定装置、温度測定方法および温度測定プログラム | |
CN111337160A (zh) | 一种基于双端解调的分布式光纤测温系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171128 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171128 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180710 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180723 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6384602 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |