JP6423894B2 - アコースティックエミッション波検出器、アコースティックエミッション波検出システム、及びアコースティックエミッション波検出方法 - Google Patents

アコースティックエミッション波検出器、アコースティックエミッション波検出システム、及びアコースティックエミッション波検出方法 Download PDF

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Description

本発明は、アコースティックエミッション波を検出するアコースティックエミッション波検出器等に関する。
高圧機器が備える絶縁体（例えば、配線の被覆に用いる絶縁体）にボイドやクラック等の欠陥部が存在する場合、高圧機器の運転中、前記した欠陥部に電界が集中し、部分放電と呼ばれる微弱な放電が発生することが知られている。
部分放電が発生した状態で高圧機器を運転し続けるとボイドやクラックが進展し、絶縁破壊が生じて高圧機器が故障する可能性がある。したがって、絶縁破壊が起こる前に、その予兆現象である部分放電を適切に検出することが求められている。
部分放電の検出手法の一つとして、アコースティックエミッション波（Acoustic Emission：以下、ＡＥ波という。）を検出するＡＥ法が挙げられる。なお、ＡＥ波とは、絶縁体等に蓄えられたエネルギによって生じる弾性波（音波）である。部分放電が起こっているときには、前記した欠陥部からＡＥ波が放出されるため、このＡＥ波を検出することで絶縁破壊の予兆を知ることができる。
例えば、特許文献１には、ＡＥセンサの検出値に基づいて、高圧機器の部分放電（絶縁異常）の有無を診断する絶縁異常診断装置について記載されている。なお、前記したＡＥセンサは、高圧機器が収容された筐体に設置される。
特開２００２−９０４１３号公報
前記したように、特許文献１に記載のＡＥセンサは、高圧機器を収容する筐体に取り付けられる。つまり、筐体を介してＡＥ波が間接的に検出されるため、ＡＥセンサに到達するまでにＡＥ波が減衰し、ＡＥ波を適切に検出できない可能性がある。
なお、圧電効果を利用したＡＥセンサを、高圧機器に直接的に取り付けることも考えられる。しかしながら、ＡＥセンサを高圧機器に取り付けると、高圧機器から放出される電磁波（ノイズ）がＡＥセンサの電気信号に重畳し、ＡＥ波の検出精度の低下を招く可能性がある。また、高圧機器からの放電によってＡＥセンサが故障する可能性もある。
このように、圧電効果を利用したＡＥセンサでは、ＡＥ波を適切に検出することが困難であるという問題があった。
そこで、本発明は、アコースティックエミッション波を適切に検出するアコースティックエミッション波検出器等を提供することを課題とする。
前記した課題を解決するために、本発明に係るアコースティックエミッション波検出器は、筺体と、光源からの光を前記筺体内に導く第１光ファイバと、前記筺体内に収容され、前記筺体内に導かれた光を反射させる回折格子を有する第２光ファイバと、を備え、前記第２光ファイバは、その一端で前記筺体内に導かれた光を受け、その他端で対象物からのアコースティックエミッション波を受けるように、前記筺体内に前記他端側で固定されている一方、前記一端側は固定されておらず、前記第１光ファイバは、前記筺体の差込孔を介して前記筺体内に差し込まれている端部を有し、前記筺体内において、前記第１光ファイバの前記端部と前記第２光ファイバの前記一端と、が離間していることを特徴とする。
なお、詳細については、発明を実施するための形態において説明する。
本発明によれば、アコースティックエミッション波を適切に検出するアコースティックエミッション波検出器等を提供できる。
本発明の第１実施形態に係るアコースティックエミッション波検出システムの構成図である。 アコースティックエミッション波検出システムが備えるＦＢＧの説明図である。 ＦＢＧの回折格子で強め合う光に関する説明図である。 光学フィルタの透過特性とＦＢＧの反射波との関係を示す説明図であり、（ａ）はＦＢＧが伸縮していない正常時の説明図であり、（ｂ）はＦＢＧが縮んで回折格子の周期が短くなった状態の説明図であり、（ｃ）はＦＢＧが伸びて回折格子の周期が長くなった状態の説明図である。 本発明の第２実施形態に係るアコースティックエミッション波検出システムの構成図である。 ＦＢＧの反射率分布とレーザダイオードから照射される光と、の関係を示す説明図であり、（ａ）はＦＢＧが伸縮していない状態の説明図であり、（ｂ）はＦＢＧが縮んで回折格子の周期が短くなった状態の説明図であり、（ｃ）はＦＢＧが伸びて回折格子の周期が長くなった状態の説明図である。 本発明の第３実施形態に係るアコースティックエミッション波検出システムが備えるアコースティックエミッション波検出器の構成図である。 本発明の第４実施形態に係るアコースティックエミッション波検出システムが備えるアコースティックエミッション波検出器の構成図である。 本発明の第５実施形態に係るアコースティックエミッション波検出システムの構成図である。 本発明の第６実施形態に係るアコースティックエミッション波検出システムの構成図である。 ＦＢＧの反射率分布とレーザダイオードから照射される光と、の関係を示す説明図である。 本発明の第７実施形態に係るアコースティックエミッション波検出システムの構成図である。 本発明の変形例に係るアコースティックエミッション波検出システムが備えるアコースティックエミッション波検出器の構成図である。 本発明の別の変形例に係るアコースティックエミッション波検出システムが備えるアコースティックエミッション波検出器の構成図である。 比較例に係るＡＥセンサが収容体に設置された状態を示す説明図である 比較例に係るアコースティックエミッション波検出器の断面図である。
以下では、アコースティックエミッション波検出システムＳ１（図１参照）を「ＡＥ波検出システムＳ１」と記す。また、アコースティックエミッション波検出器３（図１参照）を「ＡＥ波検出器３」と記す。
≪第１実施形態≫
＜ＡＥ波検出システムの構成＞
図１は、第１実施形態に係るＡＥ波検出システムＳ１の構成図である。なお、ＡＥ波検出器３については、その縦断面を図示した。ＡＥ波検出システムＳ１は、高圧機器Ｇ（対象物）で発生するＡＥ波を検出するシステムである。
なお、図１に示す高圧機器Ｇは、例えば、高圧配線である。また、高圧機器Ｇが備える絶縁体Ｇａは、例えば、高圧配線の導線を覆う絶縁体である。
ＡＥ波検出システムＳ１は、広帯域光源１と、光サーキュレータ２と、ＡＥ波検出器３と、光学フィルタ４と、光電変換器５と、増幅器６と、ＡＤ（Analog-Digital）変換器７と、信号処理部８と、を備えている。
広帯域光源１（光源）は、比較的広い波長帯域の光を照射する光源である。広帯域光源１として、ランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源等を用いることができる。広帯域光源１の光は、光ファイバＦａの一端に向けて照射される。
光サーキュレータ２（光導路形成器）は、広帯域光源１から光ファイバＦａを介して第１ポート２ａに入射する光が、光ファイバ３ａに向かって伝搬するように構成されている。また、光サーキュレータ２は、後記するファイバブラッググレーティング３ｃ（Fiber Bragg Grating：以下、ＦＢＧという。）から光ファイバ３ａを介して第２ポート２ｂに入射する光が、光ファイバＦｂに向かって伝搬するように構成されている。
光サーキュレータ２の第１ポート２ａには光ファイバＦａが接続され、第２ポート２ｂには光ファイバ３ａが接続され、第３ポート２ｃには光ファイバＦｂが接続されている。
ＡＥ波検出器３は、絶縁体Ｇａの部分放電によって放出されるＡＥ波を、光の波長の変化として検出する（取り出す）ものである。ＡＥ波検出器３は、光ファイバ３ａと、筐体３ｂと、ＦＢＧ３ｃと、を備えている。
光ファイバ３ａ（第１光ファイバ）は、広帯域光源１からの光を筐体３ｂ内に導くとともに、ＦＢＧ３ｃで反射した光を光学フィルタ４に導く光デバイスである。光ファイバ３ａは、屈折率が比較的高いコア（図示せず）と、コアの周囲を覆いコアよりも屈折率が低いクラッド（図示せず）と、クラッドの周囲を覆いコア及びクラッドを保護する被覆（図示せず）と、を有している。そして、コアとクラッドとの境界面で全反射を繰り返しながら、光ファイバ３ａ内で光が伝搬するようになっている。
光ファイバ３ａの一端は、筐体３ｂ内に臨んだ状態で、この筐体３ｂに固定されている。光ファイバ３ａの他端は、前記したように、光サーキュレータ２の第２ポート２ｂに接続されている。
筐体３ｂは、後記するＦＢＧ３ｃを収容するとともに、高圧機器Ｇに設置される殻状部材であり、高圧機器Ｇに設置される設置面ｒ（図１では、下面）を有している。筐体３ｂの上壁において光ファイバ３ａが接続される箇所には、光ファイバ３ａを差し込むための差込孔（図示せず）が設けられている。
また、筐体３ｂにおいて前記した差込孔と反対側（高圧機器Ｇに設置される側）の底壁には、ＦＢＧ３ｃが設置される孔ｈが設けられている。
図１に示すように、筐体３ｂは、ＦＢＧ３ｃの下端ｑ（他端）を高圧機器Ｇに近接させた状態で、高圧機器Ｇに取り付けられている。なお、シリコーングリース等の接着剤を用いて筐体３ｂを高圧機器Ｇに設置してよいし、筐体３ｂにおいて高圧機器Ｇに当接する底壁に磁石を埋設するようにしてもよい。
ＦＢＧ３ｃ（第２光ファイバ）は、筺体３ｂ内に導かれた光を反射させる回折格子３ｇを有する光ファイバ光ファイバであり、筺体３ｂ内に収容されている。図１に示すように、ＦＢＧ３ｃは、ＡＥ波の検出時において下端ｑ（他端）が高圧機器Ｇを向くように、上端（一端）が高圧機器Ｇと逆を向くように筺体３ｂ内に固定されている。
図２は、ＡＥ波検出システムＳ１が備えるＦＢＧ３ｃの説明図である。ＦＢＧ３ｃは、光導路となるコアｃ１と、このコアｃ１の周囲を覆うクラッドｃ２と、クラッドｃ２の周囲を覆いコアｃ１及びクラッドｃ２を保護する被覆ｃ３と、を備えている。
ＦＢＧ３ｃのコアｃ１は、軸方向において屈折率が周期的に変化する回折格子３ｇ（グレーティング）を有している。つまり、コアｃ１の軸方向において屈折率が高い箇所と低い箇所とが交互に配置されるように回折格子３ｇが形成されている。この回折格子３ｇは、紫外線の干渉縞をコアｃ１に照射することで形成される。
なお、図１では、ＦＢＧ３ｃを模式的に図示したが、実際には回折格子３ｇを有するコアｃ１は、径方向でクラッドｃ２及び被覆ｃ３によって覆われている。
図１に示すように、ＦＢＧ３ｃは、その下端ｑが孔ｈに差し込まれた状態で接着等によって筐体３ｂに固定されている。筐体３ｂが高圧機器Ｇに設置された状態において、ＦＢＧ３ｃの下端ｑは高圧機器Ｇに近接（又は当接）している。
また、ＦＢＧ３ｃは、その軸線が筐体３ｂの高圧機器Ｇへの設置面ｒに対して垂直となるように筐体３ｂに固定されている。これは、高圧機器Ｇの表面に向かって伝搬してくるＡＥ波によってＦＢＧ３ｃを高感度で振動させるためである。
また、ＦＢＧ３ｃは、その上端ｐ（一端）で筺体３ｂ内に導かれた光を受け、その下端ｑ（他端）で高圧機器Ｇからのアコースティックエミッション波を受けるように、筺体３ｂ内に下端ｑ側で固定されている。つまり、ＦＢＧ３ｃは、筐体３ｂ内において片持ちで固定され、その上端ｐが光ファイバ３ａから離間している。このようにＦＢＧ３ｃの上端ｐを固定しないことで、温度変化や振動に伴って筐体３ｂが変位（変形）した場合でも、その影響がＦＢＧ３ｃに及ぶことを防止し、ひいてはＡＥ波の誤検出を防止できる。
また、ＦＢＧ３ｃは、光ファイバ３ａと同軸上に配置されている。つまり、ＦＢＧ３ｃは、光ファイバ３ａからの光がＦＢＧ３ｃに入射し、また、回折格子３ｇで反射した光が光ファイバ３ａにそのまま入射するように配置されている。これによって、光ファイバ３ａ及びＦＢＧ３ｃの一方から他方に光を伝搬させることができる。
次に、ＦＢＧ３ｃの機能について説明する。図３は、ＦＢＧ３ｃの回折格子３ｇで強め合う光に関する説明図である。
図３に示すように、波長帯域λｉ（広帯域）の光がＦＢＧ３ｃに入射すると、ＦＢＧ３ｃにおいて波長λｒの光が反射する。この反射波の波長λｒと、ＦＢＧ３ｃの回折格子３ｇの周期Λ（軸方向で屈折率が変化する長さの周期）と、は以下の（数式１）に示す関係がある。なお、ｎはＦＢＧ３ｃの有効屈折率である。
λｒ＝２ｎΛ ・・・（数式１）
ＡＥ波がＦＢＧ３ｃに伝搬すると、ＡＥ波によってＦＢＧ３ｃが振動（図１の紙面上下方向に伸縮）し、回折格子３ｇの周期Λ（図３参照）が変化する。回折格子３ｇの周期Λが変化すると、（数式１）からＦＢＧ３ｃの反射波の波長λｒも変化する。この反射波の波長λｒの変化を検出することで、絶縁破壊の予兆である部分放電を検出できる。
再び、図１に戻って説明を続ける。
一端が光サーキュレータ２の第３ポート２ｃに接続された光ファイバＦｂは、ＦＢＧ３ｃから光学フィルタ４に向かう光の光導路となる光デバイスである。光ファイバＦｂの他端は、光学フィルタ４に接続されている。
光学フィルタ４（第１光学フィルタ）は、前記したＦＢＧ３ｃの反射波の波長λｒ（図３参照）の変化を、光パワーの変化として取り出すものである。ここで、光学フィルタ４の透過特性について、図４を参照しつつ説明する。
図４（ａ）は、ＡＥ波が発生していない正常時における光学フィルタ４の透過特性Ｔと、ＦＢＧ３ｃの反射波Ｈとの関係を示す説明図である。なお、図４（ａ）に示す説明図の横軸は光学フィルタ４に入射する光の波長であり、縦軸は光学フィルタ４を透過する光の光パワーである。図４（ａ）に示すように、光学フィルタ４の透過特性Ｔは、上に凸の曲線状になっている。
ＡＥ波が発生していない正常時には、ＦＢＧ３ｃからの反射波Ｈ（光ファイバ３ａ，Ｆｂを介して光学フィルタ４に入射する光）の波長λ１ｒと、光学フィルタ４の透過特性Ｔと、が図４（ａ）に示す位置関係になっている。つまり、光学フィルタ４の透過特性Ｔにおいて、波長に対する光パワーの変化率が比較的大きい（曲線の勾配が急である）箇所に、波長λ１ｒが存在している。換言すると、前記した位置関係になるようにＦＢＧ３ｃ及び光学フィルタ４が選定される。
したがって、ＦＢＧ３ｃからの反射波の波長λｒが波長範囲ΔλA（図４（ａ）参照）で変化すると、光学フィルタ４を透過する光の光パワーも大きく変化する。これによって、ＡＥ波の発生に伴うＦＢＧ３ｃの伸縮を光パワーの変化として高感度で検出できる。
再び、図１に戻って説明を続ける。光電変換器５は、光学フィルタ４から入力される光信号（光パワーの変化）を、電気信号に変換するものである。光電変換器５は、フォトダイオード、フォトトランジスタ等、光電効果によって光信号を電気信号に変換する素子を有している。
増幅器６は、バイポーラトランジスタ等を有し、光電変換器５から入力される電気信号（電圧の変化）を増幅する電子回路である。
ＡＤ変換器７は、増幅器６から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する電子回路である。ＡＤ変換器７は、所定のサンプリング周波数でアナログ信号を標本化し、標本化したアナログ信号を離散的な値に変換する機能を有している。
信号処理部８は、高圧機器ＧでＡＥ波が発生したか否かを判定するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェースなどの電子回路を含んで構成される。信号処理部８は、ＡＥ波の検出結果を表示装置等（図示せず）に出力する機能も有している。
ちなみに、光電変換器５から入力される電気信号に基づいて、高圧機器ＧでＡＥ波が発生したか否かを判定する「判定処理部」は、図１に示す増幅器６と、ＡＤ変換器７と、信号処理部８と、を含んで構成される。なお、信号処理部８が実行する処理については後記する。
＜ＡＥ波検出システムの動作＞
広帯域光源１から出力された光は、光ファイバＦａ、光サーキュレータ２、及び光ファイバ３ａを介して筐体３ｂ内に照射される。筐体３ｂ内に照射された光は、ＦＢＧ３ｃに入射する。ＦＢＧ３ｃに入射した光のうち、前記した（数式１）の条件を満たす波長λｒの光が回折格子３ｇで強め合って反射する。
部分放電の発生に伴ってＡＥ波がＦＢＧ３ｃに伝搬すると、ＦＢＧ３ｃの回折格子３ｇが振動し、回折格子３ｇの周期Λ（図３参照）が変化する。したがって、回折格子３ｇで強め合って反射する光の波長λｒも変化する（波長変化検出処理）。
ＦＢＧ３ｃで反射した光は、光ファイバ３ａ、光サーキュレータ２、及び光ファイバＦｂを介して光学フィルタ４に向かう。なお、光ファイバ３ａを介して筐体３ｂに向かう光と、ＦＢＧ３ｃで反射し光ファイバ３ａを介して光学フィルタ４に向かう光と、が影響し合うことはほとんどない。
前記したように、高圧機器Ｇで部分放電が起こっていない正常時には、波長λ１ｒに対応する光パワーＰ１（図４（ａ）参照）の光が光学フィルタ４を透過する。
一方、高圧機器Ｇで部分放電が起こってＡＥ波が発生し、回折格子３ｇの周期Λが短くなると、前記した（数式１）より、ＦＢＧ３ｃで反射される光の波長λ２ｒは短くなる（λ２ｒ＜λ１ｒ：図４（ａ）、（ｂ）参照）。したがって、図４（ｂ）に示すように、光学フィルタ４の透過光の光パワーＰ２は、正常時（図４（ａ）参照）の光パワーＰ１よりも小さくなる（Ｐ２＜Ｐ１）。
また、ＡＥ波によって回折格子３ｇの周期Λが長くなると、前記した（数式１）より、ＦＢＧ３ｃで反射される光の波長λ３ｒは長くなる（λ３ｒ＞λ１ｒ：図４（ａ）、（ｃ）参照）。したがって、図４（ｃ）に示すように、光学フィルタ４の透過光の光パワーＰ３は、正常時（図４（ａ）参照）の光パワーＰ１よりも大きくなる（Ｐ３＞Ｐ１）。
このように、ＡＥ波によってＦＢＧ３ｃが振動し、ＦＢＧ３ｃの振動に伴って光学フィルタ４の透過光の光パワーが敏感に変化するようになっている（光パワー変換処理）。
光学フィルタ４の透過光の光パワーの変化は、光電変換器５によって電圧の変化に変換され（光電変換処理）、この電圧の変化が増幅器６によって増幅される。増幅器６から入力される電圧は、ＡＤ変換器７によってデジタル信号に変換され、このデジタル信号が信号処理部８に入力される。
信号処理部８は、ＡＤ変換器７から入力されるデジタル信号に基づいて、高圧機器ＧでＡＥ波が発生しているか否かを判定する（判定処理）。例えば、信号処理部８は、ＡＤ変換器７から入力されるデジタル信号の変化幅が所定閾値以上である場合、「部分放電あり」と判定する。
なお、デジタル信号の変化幅が所定閾値以上になる回数（つまり、頻度）が、単位時間当たりで所定値以上になった場合、信号処理部８によって「部分放電あり」と判定するようにしてもよい。
信号処理部８は、そのの判定結果を報知手段（ディスプレイ、ブザー等：図示せず）に出力する。つまり、信号処理部８は、報知手段によって、高圧機器Ｇで部分放電が発生しており、絶縁破壊が起こる可能性が高いことをユーザに報知する。これによって、ユーザは、高圧機器Ｇで部分放電が起こったことを把握し、絶縁破壊が生じる前に高圧機器Ｇのメンテナンスを行うことができる。
＜効果＞
本実施形態によれば、絶縁破壊が懸念される高圧機器Ｇに近接（当接）した状態でＡＥ波検出器３を設置できる。これは、ＦＢＧ３ｃが耐絶縁性に優れており、高圧機器Ｇから放電やノイズの影響を受けることがないためである。
図１５は、比較例に係るＡＥセンサＵが収容体Ｂに設置された状態を示す説明図である。図１５に示す例では、圧電効果を利用したＡＥセンサＵが、高圧機器Ｅ１を収容する収容体Ｂに設置されている。これは、高圧機器Ｅ１からの放電やノイズの重畳を防止するためである。
このように収容体Ｂを介してＡＥ波を間接的に検出すると、収容体Ｂ等を伝搬する過程で減衰したＡＥ波がＡＥセンサＵによって検出されることになる。また、ＡＥ波は収容体Ｂを含む様々な機器Ｅ２にも伝搬するため、ＡＥセンサＵに到達するまでの伝搬経路が複雑になり、ＡＥセンサＵの検出精度が低くなるという問題があった。
これに対して本実施形態では、前記したように、ＦＢＧ３ｃ（図１参照）は耐絶縁性に優れるため、ＡＥ波検出器３を高圧機器Ｇに直接的に設置できる。また、高圧機器Ｇ以外の機器に伝搬するよりも前に、ＡＥ波がＦＢＧ３ｃに伝搬する。したがって、ＡＥ波の波形を正確に反映したデジタル信号（光電変換された信号）を取得でき、ＡＥ波検出器３によってＡＥ波を高感度で検出できる。
また、ＦＢＧ３ｃ（図１参照）が筐体３ｂ内で片持ちで固定されるため、筐体３ｂの変形や振動によってＦＢＧ３ｃが引っ張られたり、圧縮されたりすることを防止できる。
図１６は、比較例に係るＡＥ波検出器３Ｘの断面図である。図１６に示す比較例では、ＦＢＧ３ｃの両端が筐体３ｂに固定されている。このような構成では、ＦＢＧ３ｃからの反射波の波長の変化が、部分放電時のＡＥ波によるものなのか、筐体３ｂによって引張り又は圧縮されたことによるものなのか、判別することが困難になる。
これに対して本実施形態では、前記したように、ＦＢＧ３ｃ（図１参照）が片持ちで筐体３ｂに固定されるため、筐体３ｂの変形等に伴ってＦＢＧ３ｃが伸縮することを防止できる。したがって、ＡＥ波検出器３によるＡＥ波の検出精度を高めることができる。
また、ＦＢＧ３ｃは、その軸線が、筐体３ｂの高圧機器Ｇへの設置面ｒと垂直になるように筐体３ｂに固定されている。したがって、例えば、高圧機器Ｇが高圧配線であった場合、この高圧配線の径方向（図１では、上下方向）に伝搬するＡＥ波が、そのままＦＢＧ３ｃにも伝搬する。したがって、高圧機器Ｇの部分放電に伴うＡＥ波をＡＥ波検出器３によって高感度に検出できる。
≪第２実施形態≫
第２実施形態は、広帯域光源１（図１参照）に代えてレーザダイオード１Ａ（図５参照）を用いる点と、光学フィルタ４（図１参照）を省略した点と、が第１実施形態と異なるが、その他については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図５は、第２実施形態に係るＡＥ波検出システムＳ２の構成図である。ＡＥ波検出システムＳ２は、レーザダイオード１Ａと、光サーキュレータ２と、ＡＥ波検出器３と、光電変換器５と、増幅器６と、ＡＤ変換器７と、信号処理部８と、を備えている。
レーザダイオード１Ａ（光源）は、所定波長λLDの光（波長帯域が非常に狭い光）を照射する光源である。レーザダイオード１Ａは、光ファイバＦａの一端に向けて光が照射されるように配置されている。
図６（ａ）は、ＡＥ波が発生していない正常時におけるＦＢＧ３ｃの反射率分布Ｊと、レーザダイオード１Ａから照射される光Ｌと、の関係を示す説明図である。図６（ａ）に示す符号Ｌは、レーザダイオード１Ａから照射される光の波長λLD及び光パワーを表している。また、ＦＢＧ３ｃの反射率分布Ｊは、上に凸の曲線状になっている。
なお、図６（ａ）に示す反射率分布Ｊは、第１実施形態で説明した図４（ａ）の反射波Ｈに対応している。つまり、第１実施形態で説明したＦＢＧ３ｃの反射波Ｈの波長の変化（図４（ｂ）、（ｃ）参照）は、ＦＢＧ３ｃの反射率分布Ｊ（図６参照）の変化によるものである。
ＡＥ波が発生していない正常時には、レーザダイオード１Ａからの光Ｌの波長λLDと、ＦＢＧ３ｃの反射率分布Ｊと、が図６（ａ）に示す位置関係になっている。つまり、ＦＢＧ３ｃの反射率分布Ｊにおいて、波長に対する光パワーの変化率が比較的大きい（曲線の勾配が急である）箇所に、波長λLDが存在している。換言すると、前記した位置関係になるようにレーザダイオード１Ａ及びＦＢＧ３ｃが選定される。
したがって、ＦＢＧ３ｃの反射率分布Jが波長範囲ΔλB（図６（ａ）参照）で変化すると、ＦＢＧ３ｃで反射して強め合う光の光パワーも大きく変化する。これによって、ＡＥ波の発生に伴うＦＢＧ３ｃの伸縮を、光パワーの変化として高感度で検出できる。
＜ＡＥ波検出システムの動作＞
部分放電の発生に伴ってＡＥ波がＦＢＧ３ｃに伝搬すると、ＦＢＧ３ｃの回折格子３ｇが振動（伸縮）し、回折格子３ｇの反射率分布Ｊ（図６（ａ）参照）も変化する。
回折格子３ｇの周期Λが短くなると、前記した（数式１）より、ＦＢＧ３ｃの反射率分布Ｊは短波長側に移動する（図６（ｂ）の矢印を参照）。なお、レーザダイオード１Ａから照射される光Ｌの波長λLDは一定である。したがって、図６（ｂ）に示すように、ＦＢＧ３ｃで反射して強め合う光の光パワーＰ２は、正常時（図６（ａ）参照）の光パワーＰ１よりも大きくなる（Ｐ２＞Ｐ１）。
また、回折格子３ｇの周期Λが長くなると、前記した（数式１）より、ＦＢＧ３ｃの反射率分布Ｊは長波長側に移動する（図６（ｃ）の矢印を参照）。したがって、図６（ｃ）に示すように、ＦＢＧ３ｃで反射して強め合う光の光パワーＰ３は、正常時（図６（ａ）参照）の光パワーＰ１よりも小さくなる（Ｐ３＜Ｐ１）。
このように、ＡＥ波によってＦＢＧ３ｃが振動し、ＦＢＧ３ｃで反射して強め合う光の光パワーが変化するようになっている（光パワー変換処理）。この光パワーの変化は、図５に示す光電変換器５によって電気信号に変換され（光電変換処理）、この電気信号が増幅器６によって増幅される。
なお、ＡＤ変換器７及び信号処理部８が行う処理（判定処理）については、第１実施形態と同様であるから説明を省略する。
＜効果＞
本実施形態によれば、ＡＥ波の発生に伴ってＦＢＧ３ｃの反射率分布Ｊ（図６参照）が変化することを利用して、ＡＥ波を高感度で検出できる。また、第１実施形態で説明した光学フィルタ４（図１参照）が不要になるため、ＡＥ波検出システムＳ２に要するコストを低減できる。
≪第３実施形態≫
第３実施形態は、ＡＥ波検出器３Ａ（図７参照）が光コネクタ３ｄを備える点が第１実施形態と異なるが、その他については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図７は、第３実施形態に係るＡＥ波検出システムＳ３が備えるＡＥ波検出器３Ａの構成図である。なお、図７では、光プラグ３１ｄを光レセプタクル３２ｄから抜いた状態を図示した。
光コネクタ３ｄは、光ファイバ３ａを筐体３ｂに挿抜可能にするためのものである。光コネクタ３ｄは、光ファイバ３ａの一端付近に設置される光プラグ３１ｄと、筐体３ｂに設置される光レセプタクル３２ｄと、を有している。
光プラグ３１ｄ及び光レセプタクル３２ｄは、相互に挿抜可能に構成されている。なお、光レセプタクル３２ｄは、光ファイバ３ａと同様にコア及びクラッドを有している。そして、光ファイバ３ａ及び光コネクタ３ｄを介してＦＢＧ３ｃに光が照射され、また、ＦＢＧ３ｃで反射した光が光コネクタ３ｄ及び光ファイバ３ａを伝搬するようになっている。
＜効果＞
本実施形態によれば、光プラグ３１ｄを光レセプタクル３２ｄから抜くことで、光ファイバ３ａを筐体３ｂから取り外すことができる。また、ＡＥ波検出器３Ａを高圧機器Ｇに取り付ける際には、筐体３ｂを高圧機器Ｇに取り付けた後、光プラグ３１ｄを光レセプタクル３２ｄに差し込めばよい。したがって、ＡＥ波検出器３Ａの取付作業を容易に行うことができる。
≪第４実施形態≫
第４実施形態は、筐体３ｂ内にミラー３ｉ（図８参照）及び保持部材３ｊ（図８参照）を備える点が第１実施形態と異なるが、その他については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図８は、第４実施形態に係るＡＥ波検出システムＳ４が備えるＡＥ波検出器３Ｂの構成図である。
ミラー３ｉ（鏡部材）は、光ファイバ３ａから出射された光をＦＢＧ３ｃに向けて反射させるとともに、ＦＢＧ３ｃの回折格子３ｇで強め合った光を光ファイバ３ａに向けて反射させるためのものであり、筐体３ｂ内に設置されている。
筐体３ｂの天井面には、ミラー３ｉを上壁に対して所定角度（例えば、縦断面視で４５°）傾いた状態で保持するための保持部材３ｊが設置されている。この保持部材３ｊの傾斜面に、ミラー３ｉが設置されている。また、光ファイバ３ａは、前記した反射がミラー３ｉで起こるように、筐体３ｂの側壁に設けられた孔（図示せず）に差し込まれている。
＜効果＞
本実施形態によれば、筐体３ｂ内にミラー３ｉを設置し、筐体３ｂの側壁の孔に光ファイバ３ａを差し込む構成であるため、第１実施形態（図１参照）と比較してＡＥ波検出器３Ｂの高さを低くできる。したがって、例えば、高圧機器Ｇの高さ方向（図８の紙面上下方向）のスペースがあまりない場合でも、高圧機器ＧにＡＥ波検出器３Ｂを容易に設置できる。
≪第５実施形態≫
第５実施形態は、広帯域光源１から照射された光を分波させる光カプラＫ（図９参照）を備える点と、複数の検出ユニット（ＡＥ波検出器３１，３２，…，３ｎ等：図９参照）を備える点と、が第１実施形態とは異なるが、その他については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図９は、第５実施形態に係るＡＥ波検出システムＳ５の構成図である。ＡＥ波検出システムＳ５は、広帯域光源１と、光カプラＫと、ｎ個の検出ユニット（ＡＥ波検出器３１，３２，…，３ｎ等）と、信号処理部８と、を備えている。
光カプラＫは、広帯域光源１から照射される光を分波させるための光デバイスである。光カプラには、分波した光をＡＥ波検出器３１，３２，…，３ｎに向けて伝搬させるためのｎ本の光ファイバＦａが接続されている。
第１の検出ユニットは、光サーキュレータ２１と、ＡＥ波検出器３１と、光学フィルタ４１と、光電変換器５１と、増幅器６１と、ＡＤ変換器７１と、を備えている。なお、前記した各機器の構成及び接続関係については、第１実施形態と同様であるから説明を省略する。
ＡＥ波検出システムＳ５は、前記した検出ユニットをｎ個備えている。例えば、高圧機器Ｇが高圧配線である場合、この高圧配線の軸方向に沿ってｎ個のＡＥ波検出器３１，３２，…，３ｎが設置される。
信号処理部８は、ＡＤ変換器７１，７２，…，７ｎから入力されるデジタル信号に基づいて、高圧機器Ｇで部分放電が発生していないか否かを判定する。例えば、少なくとも一つの検出ユニットによって部分放電が検出された場合、信号処理部８は、部分放電が発生した旨を報知手段（図示せず）に出力する。
なお、筐体３ｂの設置位置に関する情報を信号処理部８の記憶部（図示せず）に格納しておき、ＡＥ波検出器３１，３２，…，３ｎへのＡＥ波の伝搬時間に基づいて、部分放電の発生箇所を特定するようにしてもよい。例えば、各検出ユニット間の距離と、各検出ユニットにおけるＡＥ波の検出時刻の差と、に基づいて、部分放電の発生箇所を特定できる。
＜効果＞
本実施形態によれば、複数のＡＥ波検出器３１，３２，…，３ｎを高圧機器Ｇに設置する構成であるため、高圧機器において複数箇所で部分放電を検出できる。また、ＡＥ波検出器３１，３２，…，３ｎへのＡＥ波の伝搬時間に基づいて、部分放電の発生箇所を特定できる。
≪第６実施形態≫
第６実施形態は、複数の検出ユニット（ＡＥ波検出器３１，３２，…，３ｎ等：図１０参照）を備える点と、光合成器Ｍ１，Ｍ２及び光分波器Ｎ１，Ｎ２を備える点と、が第２実施形態と異なるが、その他については第２実施形態（図５参照）と同様である。したがって、第２実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図１０は、第６実施形態に係るＡＥ波検出システムＳ６の構成図である。なお、図１０において符号Ｑで示す破線枠は、部分放電の発生等を監視する監視室を表している。
ＡＥ波検出システムＳ６は、ｎ個の検出ユニット（ＡＥ波検出器３１，３２，…，３ｎ等等）と、光合成器Ｍ１，Ｍ２と、光分波器Ｎ１，Ｎ２と、信号処理部８と、を備えている。
第１の検出ユニットは、レーザダイオード１１Ａと、光サーキュレータ２１と、ＡＥ波検出器３１と、光電変換器５１と、増幅器６１と、ＡＤ変換器７１と、を備えている。
レーザダイオード１１Ａは、波長λ１LDの光を光ファイバＦｃに向けて照射する光源である。ちなみに、ｎ個のレーザダイオード１１Ａ，１２Ａ，…，１ｎＡによって、異なる波長λ１LD，λ２LD，…，λｎLDの光が出射されるようになっている。
なお、第１の検出ユニットの構成については、第２実施形態と同様であるから説明を省略する。また、他の検出ユニットについても説明を省略する。
光合成器Ｍ１は、ｎ本の光ファイバＦｃを伝搬してくる波長λ１LD，λ２LD，…，λｎLDの光を合成し、合成した光を光ファイバＦｄに出射する光デバイスである。
光ファイバＦｄは、光合成器Ｍ１で合成された光の光導路となる光デバイスである。光ファイバＦｄの一端は光合成器Ｍ１に接続され、他端は光分波器Ｎ１に接続されている。
光分波器Ｎ１は、光合成器Ｍ１から光ファイバＦｄを介して入射してくる光を複数の波長帯域ごとに波長λ１LD，λ２LD，…，λｎLDの光に分波させ、分波した光をｎ本の光ファイバＦａに出射させる光デバイスである。
次に、それぞれのＦＢＧ３１ｃ，３２ｃ，…，３ｎｃの特性について説明する。図１１は、ＦＢＧ３１ｃ，３２ｃ，…，３ｎｃの反射率分布と、レーザダイオード１１Ａ，１２Ａ，…，１ｎＡから照射される光Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｎと、の関係を示す説明図である。
図１１の符号Ｌｋ（以下、ｋ＝１，２，…，ｎとする）は、レーザダイオード１ｋＡから出射される光の波長λｋLD及び光パワーを表している。符号Ｊｋは、高圧機器Ｇで部分放電が発生していない状態におけるＦＢＧ３ｋｃの反射率分布を表している。
図１１に示す反射率分布Ｊｋにおいて、反射波の光パワーが極大値をとるときの波長は、それぞれ異なっている。このような反射率分布Ｊｋに対応づけて、レーザダイオード１ｋＡの波長λｋLDが設定されている。つまり、ＦＢＧ３ｋｃの伸縮に伴って反射率分布Ｊｋが変化した場合（図１１の矢印を参照）、ＦＢＧ３ｋｃの反射波の光パワーが大きく変化するように、ＦＢＧ３ｋｃ及びレーザダイオード１ｋＡが選定されている。
図１０に示す光合成器Ｍ２は、ｎ個のＦＢＧ３ｋｃで反射し光ファイバＦｂを介して伝搬してくる波長λｋLDの光を合成し、合成した光を光ファイバＦｅに出射する光デバイスである。
光ファイバＦｅは、光合成器Ｍ２で合成された光の光導路となる光デバイスである。光ファイバＦｅの一端は光合成器Ｍ２に接続され、他端は光分波器Ｎ２に接続されている。
光分波器Ｎ２は、光合成器Ｍ２から光ファイバＦｅを介して入射してくる光を複数の波長帯域に応じて複数の波長λｋLDの光に分波し、分派した光を光電変換器５ｋに出射する光デバイスである。
信号処理部８は、ｎ個のＡＤ変換器７ｋから入力されるデジタル信号に基づいて、高圧機器Ｇで部分放電が発生しているか否かを判定する。なお、信号処理部８が実行する処理については第５実施形態と同様であるから、説明を省略する。
＜効果＞
本実施形態によれば、ｎ個のＡＥ波検出器３ｋを高圧機器Ｇに設置することによって、部分放電を複数箇所で検出できる。また、例えば、監視室Ｑが高圧機器Ｇから離れた場所にある場合でも、監視室Ｑまで引き回す光ファイバの本数（光ファイバＦｄ，Ｆｅの２本）を第５実施形態よりも少なくすることができ、設備コストを低減できる。
≪第７実施形態≫
第７実施形態は、筐体３１ｂ（図１２参照）内に光学フィルタ３１ｆ（図１２参照）を設置する点と、ＡＥ波検出器３１，３２，…，３ｎが光ファイバ３１ａ，３２ａ，…，３ｎａを介して直列に接続されている点と、が第６実施形態と異なるが、それ以外については第６実施形態と同様である。したがって、第６実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図１２は、第７実施形態に係るＡＥ波検出システムＳ７の構成図である。ＡＥ波検出システムＳ７は、ｎ個の検出ユニット（ＡＥ波検出器３１，３２，…，３ｎ等）と、光合成器Ｍ１と、光サーキュレータ２と、光分波器Ｎ１と、信号処理部８と、を備えている。
光サーキュレータ２（光導路形成器）は、光合成器Ｍ１から光ファイバ３ｋａ（ｋ＝１，２，…，ｎ）を介してＦＢＧ３ｋｃに向かう光の伝搬を許容するとともに、回折格子３ｋｇで反射し光ファイバ３ｋａを介して光分波器Ｎ１に向かう光の伝搬を許容する光デバイスである。
また、第１の検出ユニットは、レーザダイオード１１Ａと、ＡＥ波検出器３１と、光電変換器５１と、増幅器６１と、ＡＤ変換器７１と、を備えている。
レーザダイオード１１Ａは、波長λ１LD（図１１参照）の光を光ファイバＦｃに向けて照射する光源である。なお、ｎ個のレーザダイオード１１Ａ，１２Ａ，…，１ｎＡによって、異なる波長λ１LD，λ２LD，…，λｎLDの光が出射されるようになっている。
ＡＥ波検出器３１は、光ファイバ３１ａと、筐体３１ｂと、ＦＢＧ３１ｃと、光学フィルタ３１ｆと、を備えている。
筐体３１ｂの側壁には、二つの孔（図示せず）が設けられ、一方の孔に光ファイバ３１ａが差し込まれており、他方の孔に光ファイバ３２ａが差し込まれている。そして、光ファイバ３１ａ，３２ａの一方から出射された光の一部が、後記する光学フィルタ３１ｆを透過して他方に入射するようになっている。
光学フィルタ３１ｆ（第２光学フィルタ）は、レーザダイオード１１Ａの波長λ１LDを含む波長領域の光を反射させ、この波長領域に含まれない波長の光を透過させるものである。光学フィルタ３１ｆは、筐体３１ｂ内において光ファイバ３１ａ，３２ａの一方から他方に向かう光の経路上に配置されている。
また、光学フィルタ３１ｆは、筐体３１ｂの上壁に対して所定角度（例えば、４５°）だけ傾いた状態で設置されている。これは、光ファイバ３１ａから入射した光の一部が光学フィルタ３１ｆで反射してＦＢＧ３１ｃに向かい、ＦＢＧ３１ｃの回折格子で強め合った光が光学フィルタ３１ｆで反射して光ファイバ３１ａに向かうようにするためである。
ＦＢＧ３１ｃは、第６実施形態（図１１参照）と同様に、レーザダイオード１１Ａの波長λ１LDに対応する反射率分布を有している。つまり、ＦＢＧ３１ｃの伸縮に伴って反射率分布が変化（図１１の矢印を参照）した場合、回折格子で強め合う反射波（波長λ１LD）の光パワーも大きく変化するようになっている。
また、図１２に示すように、光ファイバ３２ａの一端はＡＥ波検出器３１の筐体３１ｂに接続され、他端はＡＥ波検出器３２の筐体３２ｂに接続されている。このように、ｎ個のＡＥ波検出器３ｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ）は、光学フィルタ３ｋｆを透過した光が別の検出ユニットの筐体３（ｋ＋１）ｂ内に入射するように、光ファイバ３（ｋ＋１）ａを介して直列に接続されている。
光ファイバ３ｋａを介して筐体３ｋｂに入射する光のうち、波長λｋLDの光は光学フィルタ３ｋｆで反射してＦＢＧ３ｋｃに向かう。また、筐体３ｋｂ内に入射する光のうち、波長λｋLD以外の波長の光は光学フィルタ３ｋｆを透過し、透過した光は光ファイバ３（ｋ＋１）ａを介して筐体３（ｋ＋１）ｂ内に入射する。このようにして、光合成器Ｍ１で合成された光から波長λｋLDの光が順次分波していく。
ＦＢＧ３ｋｃで強め合った光は、前記した経路とは逆向きに伝搬する。つまり、ＦＢＧ３ｋｃで強め合った波長λｋLDの光は光学フィルタ３ｋｆで反射し、反射した光は光ファイバ３ｋａを介して筐体３（ｋ−１）ｂに向かう。この光は、筐体３（ｋ−１）ｂ内に設置された光学フィルタ３（ｋ−１）ｆを透過して光ファイバ３（ｋ−２）に入射する。このようにして、波長λｋLDの光が順次合流していく。合流した光は、光ファイバ３１ａ、光サーキュレータ２、及び光ファイバＦｂを介して光分波器Ｎ１に向かう。
なお、信号処理部８等、他の構成については第６実施形態と同様であるから説明を省略する。
＜効果＞
本実施形態によれば、ｎ個のＡＥ波検出器３ｋを高圧機器Ｇに設置することで、部分放電を複数箇所で検出できる。また、１本のライン（光ファイバ３ｋａ）でＡＥ波検出器３ｋが直列接続された構成になっている。したがって、光サーキュレータ２の個数が一つで足り、第６実施形態のように光サーキュレータ２１等（図１０参照）を複数設ける必要がない。したがって、ＡＥ波検出器３ｋの接続関係を単純化できるとともに、光ファイバ３ｋａやサーキュレータ２に要するコストを低減できる。
≪変形例≫
以上、本発明に係るＡＥ波検出システムＳ１等について各実施形態で説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、第１実施形態（図１参照）では、筐体３ｂの底壁に設けられた孔ｈを介してＦＢＧ３ｃの下端ｑ（他端）を露出させる構成について説明したが、これに限らない。すなわち、図１３に示すように、筐体３ｂの底壁に孔を設けず（領域Ｗを参照）、この底壁にＦＢＧ３ｃの下端ｑを固定するようにしてもよい。このような構成でも、部分放電に伴うＡＥ波が筐体３ｂの底壁を介してＦＢＧ３ｃに伝搬するため、ＦＢＧ３ｃの振動を利用して部分放電を検出できる。
また、第１実施形態（図１参照）では、筐体３ｂの底壁を高圧機器Ｇに当接させる場合について説明したが、これに限らない。例えば、図１４に示すように、レジン等の紫外線硬化樹脂Ｐを介して筐体３ｂを高圧機器Ｇに取り付けるようにしてもよい。この場合、紫外線硬化樹脂Ｐを筐体３ｂの底壁に塗布し、筐体３ｂを高圧機器Ｇに取り付けた状態で紫外線を照射することで紫外線硬化樹脂Ｐを硬化させる。これによって、例えば、高圧配線（高圧機器Ｇ）の中でも部分放電が生じやすい曲がり部に、筐体３ｂを容易に取り付けることができる。
また、第１実施形態（図１参照）では、ＦＢＧ３ｃの軸線が筐体３ｂの高圧機器Ｇへの設置面ｒに対して垂直である場合について説明したが、これに限らない。すなわち、筐体３ｂの高圧機器Ｇへの設置面ｒに対して軸線が所定角度だけ傾いた状態でＦＢＧ３ｃを設置してもよい。
また、第５実施形態（図９参照）では、広帯域光源１から入射する光を光カプラＫによって分波される構成について説明したが、これに限らない。すなわち、複数の光ファイバＦａの一端側にそれぞれ広帯域光源１を設けるようにしてもよい。
また、第６実施形態（図１０参照）では、ＡＥ波検出システムＳ６が光合成器Ｍ１，Ｍ２、及び光分波器Ｎ１，Ｎ２を備える場合について説明したが、これに限らない。例えば、光合成器Ｍ１及び光分波器Ｎ１を省略し、レーザダイオード１１Ａ，１２Ａ，…，１ｎＡからの光がｎ本の光ファイバＦａに直接的に入るようにしてもよい。
また、光合成器Ｍ２及び光分波器Ｎ２を省略し、ｎ本の光ファイバＦｂからの光が光電変換器５１，５２，…，５ｎに直接的に入るようにしてもよい。
また、第７実施形態（図１２参照）では、ＡＥ波検出システムＳ７が複数の検出ユニット（ＡＥ波検出器３１，３２，…，ｎ等）を備える場合について説明したが、これに限らない。すなわち、前記した検出ユニットの個数が１つであってもよい。この場合でも、光学フィルタ３１ｆで反射する光の光パワーの変化に基づいてＡＥ波を検出できる。
また、各実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、第１実施形態（図１参照）と、第７実施形態（図１２参照）と、を組み合わせてもよい。この場合、広帯域光源１からの光を光学フィルタ３１ｆ，３２ｆ，…，３ｎｆ（図１２参照）で反射・透過させ、ＦＢＧ３１ｃ，３２ｃ，…，３ｎｃで強め合った光の波長の変化を、別のｎ個の光学フィルタ４１，４２，…，４ｎ（図示せず）によって光パワーの変化として取り出すように構成すればよい。
また、前記実施形態では、高圧機器Ｇが配線である場合について説明したが、これに限らない。例えば、高圧機器Ｇは、電極変換器、発電機、モータ、トランス等の電気機器であってもよい。また、高圧機器Ｇがパワーモジュールであってもよい。
また、前記実施形態では、部分放電に伴って発生するＡＥ波を、絶縁破壊の予兆として検出する場合について説明したが、これに限らない。例えば、ＡＥ波検出器３を用いて鉄橋、鉄道、建物等の劣化診断を行うことができるし、また、配管やタンクの腐食診断を行うこともできる。また、ＡＥ波検出器３を用いてタービンの軸受の摩耗診断を行うこともできる。
なお、前記した各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加える事も可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７ アコースティックエミッション波検出システム
１ 広帯域光源（光源）
１Ａ，１１Ａ，１２Ａ，…，１ｎＡ レーザダイオード
２，２１，２２，…，２ｎ 光サーキュレータ（光導路形成器）
３，３Ａ，３Ｂ，３１，３２，…，３ｎ アコースティックエミッション波検出器
３ａ，３１ａ，３２ａ，…，３ｎａ 光ファイバ（第１光ファイバ）
３ｂ，３１ｂ，３２ｂ，…，３ｎｂ 筐体
３ｃ，３１ｃ，３２ｃ，…，３ｎｃ ＦＢＧ（第２光ファイバ）
ｐ 上端（一端）
ｑ 下端（他端）
ｒ 設置面
３ｄ 光コネクタ
３ｆ 光学フィルタ（第１光学フィルタ）
３ｇ 回折格子
３ｉ ミラー（鏡部材）
３１ｆ，３２ｆ，…，３ｎｆ 光学フィルタ（第２光学フィルタ）
４，４１，４２，…，４ｎ 光学フィルタ（第１光学フィルタ）
５，５１，５２，…，５ｎ 光電変換器
６，６１，６２，…，６ｎ 増幅器（判定処理部）
７，７１，７２，…，７ｎ ＡＤ変換器（判定処理部）
８ 信号処理部（判定処理部）
１１Ａ，，１２Ａ，…，１ｎＡ レーザダイオード（光源）
Ｇ 高圧機器（対象物）

Claims (15)

  1. 筺体と、
    光源からの光を前記筺体内に導く第１光ファイバと、
    前記筺体内に収容され、前記筺体内に導かれた光を反射させる回折格子を有する第２光ファイバと、を備え、
    前記第２光ファイバは、その一端で前記筺体内に導かれた光を受け、その他端で対象物からのアコースティックエミッション波を受けるように、前記筺体内に前記他端側で固定されている一方、前記一端側は固定されておらず、
    前記第１光ファイバは、前記筺体の差込孔を介して前記筺体内に差し込まれている端部を有し、
    前記筺体内において、前記第１光ファイバの前記端部と前記第２光ファイバの前記一端と、が離間していること
    を特徴とするアコースティックエミッション波検出器。
  2. 前記第２光ファイバは、
    アコースティックエミッション波の検出時において、前記他端が前記対象物を向くように、前記一端が前記対象物と逆を向くように、前記筺体内に固定されていること
    を特徴とする請求項１に記載のアコースティックエミッション波検出器。
  3. 前記筺体は、当該筺体を前記対象物に設置する設置面を有し、
    前記第２光ファイバは、その軸線が前記設置面に対して垂直となるように前記筺体内に固定されていること
    を特徴とする請求項１に記載のアコースティックエミッション波検出器。
  4. 前記第１光ファイバを前記筐体に挿抜可能とする光コネクタを備えること
    を特徴とする請求項１に記載のアコースティックエミッション波検出器。
  5. 前記筐体内に設置される鏡部材を備え、
    前記鏡部材は、前記第１光ファイバを介して前記筐体内に入射した光が当該鏡部材で反射し、反射した光が前記第２光ファイバに向かうように設置されること
    を特徴とする請求項１に記載のアコースティックエミッション波検出器。
  6. 前記筐体内に設置される第２光学フィルタを備え、
    前記第２光学フィルタは、前記第１光ファイバを介して前記筐体内に入射する光に含まれる所定波長帯域の光を反射させる特性を有し、反射した光が前記第２光ファイバに向かうように設置されること
    を特徴とする請求項１に記載のアコースティックエミッション波検出器。
  7. 筺体と、光源からの光を前記筺体内に導く第１光ファイバと、前記筺体内に導かれた光を反射させる回折格子を有するとともに、その一端で前記筺体内に導かれた光を受け、その他端で対象物からのアコースティックエミッション波を受けるように、前記筺体内に前記他端側で固定される第２光ファイバと、を有するアコースティックエミッション波検出器と、
    前記第２光ファイバの伸縮に由来して前記回折格子で反射した光の光パワーの変化を電気信号に変換する光電変換器と、
    前記光電変換器から入力される電気信号に基づいて、前記対象物でアコースティックエミッション波が発生したか否かを判定する判定処理部と、を備え、
    前記第２光ファイバは、前記筺体内に前記他端側で固定されている一方、前記一端側は固定されておらず、
    前記第１光ファイバは、前記筺体の差込孔を介して前記筺体内に差し込まれている端部を有し、
    前記筺体内において、前記第１光ファイバの前記端部と前記第２光ファイバの前記一端と、が離間していること
    を特徴とするアコースティックエミッション波検出システム。
  8. 前記回折格子で反射した光の波長の変化を光パワーの変化に変換し、当該光パワーの変化を前記光電変換器に出力する第１光学フィルタと、
    前記光源から前記第１光ファイバを介して前記第２光ファイバに向かう光の伝搬を許容するとともに、前記回折格子で反射し前記第１光ファイバを介して前記第１光学フィルタに向かう光の伝搬を許容する光導路形成器と、を備えること
    を特徴とする請求項７に記載のアコースティックエミッション波検出システム。
  9. レーザダイオードである前記光源から前記第１光ファイバを介して前記第２光ファイバに向かう光の伝搬を許容するとともに、前記回折格子で反射し前記第１光ファイバを介して前記光電変換器に向かう光の伝搬を許容する光導路形成器を備え、
    前記回折格子の伸縮によって当該回折格子で反射する光の光パワーが変化するように、前記レーザダイオードの光の波長が設定されること
    を特徴とする請求項７に記載のアコースティックエミッション波検出システム。
  10. 筺体と、光源からの光を前記筺体内に導く第１光ファイバと、前記筺体内に導かれた光を反射させる回折格子を有するとともに、その一端で前記筺体内に導かれた光を受け、その他端で対象物からのアコースティックエミッション波を受けるように、前記筺体内に前記他端側で固定される第２光ファイバと、を有するアコースティックエミッション波検出器と、
    前記第２光ファイバの伸縮に由来して前記回折格子で反射した光の光パワーの変化を電気信号に変換する光電変換器と、
    を有する検出ユニットを複数備えるとともに、
    それぞれの前記光電変換器から入力される電気信号に基づいて、前記対象物でアコースティックエミッション波が発生したか否かを判定する判定処理部を備え、
    前記第２光ファイバは、前記筺体内に前記他端側で固定されている一方、前記一端側は固定されておらず、
    前記第１光ファイバは、前記筺体の差込孔を介して前記筺体内に差し込まれている端部を有し、
    前記筺体内において、前記第１光ファイバの前記端部と前記第２光ファイバの前記一端と、が離間していること
    を特徴とするアコースティックエミッション波検出システム。
  11. 複数の前記検出ユニットは、それぞれ、
    前記回折格子で反射した光の波長の変化を光パワーの変化に変換し、当該光パワーの変化を前記光電変換器に出力する第１光学フィルタと、
    前記光源から前記第１光ファイバを介して前記第２光ファイバに向かう光の伝搬を許容するとともに、前記回折格子で反射し前記第１光ファイバを介して前記第１光学フィルタに向かう光の伝搬を許容する光導路形成器と、を有すること
    を特徴とする請求項１０に記載のアコースティックエミッション波検出システム。
  12. 複数の前記検出ユニットは、それぞれ、
    レーザダイオードである前記光源から前記第１光ファイバを介して前記第２光ファイバに向かう光の伝搬を許容するとともに、前記回折格子で反射し前記第１光ファイバを介して前記光電変換器に向かう光の伝搬を許容する光導路形成器を有し、
    前記回折格子の伸縮によって当該回折格子で反射する光の光パワーが変化するように、当該回折格子に対応する前記レーザダイオードの光の波長が設定されること
    を特徴とする請求項１０に記載のアコースティックエミッション波検出システム。
  13. 複数の前記アコースティックエミッション波検出器は、それぞれ、
    前記第１光ファイバを介して前記筐体内に入射する光に含まれる所定波長帯域の光を反射させ、反射した光が前記第２光ファイバに向かうように前記筐体内に設置される第２光学フィルタを有し、
    前記第２光学フィルタを透過した光が別の前記検出ユニットの前記筐体内に入射するように、複数の前記アコースティックエミッション波検出器が前記第１光ファイバを介して直列に接続され、
    複数のレーザダイオードである前記光源から出射される光を合成する光合成器と、
    前記回折格子で反射し前記第１光ファイバで合流した光を分波させ、分波した光が複数の前記光電変換器に向かうように接続される光分波器と、
    前記光合成器から前記第１光ファイバを介して前記第２光ファイバに向かう光の伝搬を許容するとともに、前記回折格子で反射し前記第１光ファイバを介して前記光分波器に向かう光の伝搬を許容する光導路形成器と、を備え、
    前記回折格子の伸縮によって当該回折格子で反射する光の光パワーが変化するように、当該回折格子に対応する前記レーザダイオードの光の波長が設定されること
    を特徴とする請求項１０に記載のアコースティックエミッション波検出システム。
  14. 筺体と、光源からの光を前記筺体内に導く第１光ファイバと、前記筺体内に導かれた光を反射させる回折格子を有するとともに、その一端で前記筺体内に導かれた光を受け、その他端で対象物からのアコースティックエミッション波を受けるように、前記筺体内に前記他端側で固定される第２光ファイバと、を有するアコースティックエミッション波検出器によって、前記対象物で発生するアコースティックエミッション波を、前記第２光ファイバの伸縮に由来して前記回折格子で反射する光の光パワーの変化として取り出す光パワー変換処理と、
    前記光パワー変換処理によって取り出される光パワーの変化を電気信号に変換する光電変換処理と、
    前記光電変換処理によって取得される電気信号に基づき、前記対象物でアコースティックエミッション波が発生したか否かを判定する判定処理と、を含み、
    前記第２光ファイバは、前記筺体内に前記他端側で固定されている一方、前記一端側は固定されておらず、
    前記第１光ファイバは、前記筺体の差込孔を介して前記筺体内に差し込まれている端部を有し、
    前記筺体内において、前記第１光ファイバの前記端部と前記第２光ファイバの前記一端と、が離間していること
    を特徴とするアコースティックエミッション波検出方法。
  15. 前記対象物は、電気機器、配線、又はパワーモジュールであり、
    前記判定処理において、アコースティックエミッション波の発生を絶縁破壊の予兆として判定すること
    を特徴とする請求項１４に記載のアコースティックエミッション波検出方法。
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