JPH02114136A - 光ファイバの温度分布測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ファイバの温度分布測定方法に係り、特に近
端フレネル反射光の影響を除去したデータを得ることに
よってデータを補正する処理を省き、高速処理を実現し
た光ファイバの温度分布測定方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来の光ファイバの温度分布測定に用いられる分布型光
フアイバ温度センサーのブロック図を第３図に、測定に
より得られたスペクトルを第４図に示す。

半導体レーザ１２より発振したパルスレーザ光が被測定
ファイバ１４へ入射され、被測定ファイバ１４からの戻
り光が音響光学素子等の光方向性結合器１３によって偏
向され検出器１５へ導かれる。フォトダイオード、ＣＣ
Ｄ等よりなる検出器１５によって光電変換された電気信
号は信号処理装置１６によってディジタル化等の処理が
なされてコンピュータ１７へ伝送される。コンピュータ
ー１７ではさらにデータの演算処理がなされて、グラフ
ィック及び数値データとして出力される。

パルス発振器１１は、光源である半導体レーザ１２の発
振及び信号処理装置１６の同期をとるトリ左信号の発振
を行う。光源としては、半導体レーザ１２の他に各種固
体レーザ、気体レーザ等が用いられ、光方向性結合器１
３としては音響光学素子、電気光学効果型素子、磁気光
学効果型素子、光導波路型の光方向性結合器等が用いら
れる。

測定によって得られた光の強度Ｉの遅れ時間ｔについて
のスペクトルは第４図（ａ）のようになる、遅れ時間ｔ
は被測定ファイバのパルスレーザ光入射端面からの距離
に対応する。被測定ファイバの入射端面付近において、
近端フレネル反射光に影響を受けた領域１８が発生し、
ＡＤ変換器等の信号処理装置の過飽和によりさらにその
影響が残り被線部分のラマン散乱光のスペクトルが必要
以上に埋もれてしまう。第４図（ｂ）は近端フレネル反
射光に影響を受けた領域１８を含んだスペクトルを、ｔ
１〜ｔ２にわたって部分的にコンピューターによりレン
ジを拡大したものであり、被測定ファイバが部分的にあ
る箇所で外界から温度変化を受けて、ラマン散乱光強度
が変化した場合に有効な処理方法であるが、近端フレネ
ル反射光に影響を受けているため以下に示すような問題
点を有する。

［発明の解決しようとする課題］ 従来のシステムでは検出光として入射光と波長の異なる
ラマン散乱光を用いる為、入射光と同波長成分は検出器
に対してカットされる必要があり、光学フィルターなど
を用いそれを行なっていた。しかし、入射光の発光スペ
クトルが幅広い為、このような処置を行なっても検出器
への近端フレネル反射光の影響を防ぐことは困難であっ
た。

また、被測定ファイバ長は、数ｋｍ〜数十ｋｍと非常に
長く、このような光ファイバを用いた時、ある点付近（
例えば中心付近の２００ｍ　（らい）のみを観察したい
場合、信号処理装置において、光フアイバ全体の情報を
得、その後コンピューターにおいて、データをピックア
ップし、近端フレネル反射光を除去する補正を行なう。

そのため、時間的な手間がかかるという問題点を有して
いた。被測定ファイバの入射光入射端面より遠方の情報
では、Ｓ／Ｎ比を改善する為に、測定回数が多くなり、
無駄な時間がかかるという欠点があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、光源より発振したパルスレーザ光を被測定ファイバ
へ入射し、該被測定ファイバの入射端面で発生した近端
フレネル反射光が通過した直後に音響光学光スイッチを
駆動させラマン散乱光を偏向せしめ、偏向されたラマン
散乱光を検出器で光電変換して信号処理装置へ伝送し、
信号処理装置において処理された信号をコンピューター
に伝送して、近端フレネル反射光の影響を除去したデー
タを演算処理することを特徴とする光ファイバの温度分
布測定方法を提供するものである。

［作　用］ 本発明において、光方向性結合器として用いた音響光学
光スイッチは、パルス発振器のトリガ信号を基準とした
コンピューターからの命令により、ドライバーを通じて
駆動タイミングを調整され、検出器において必要な情報
だけを無駄なく得ることができる。

［実施例］ 第１図と第２図に本発明の実施例を示す。

半導体レーザ２からの空間伝播したパルスレーザ光は、
音響光学光スイッチ３を通過し、被測定ファイバ４に入
射される。被測定ファイバ４からは入射光強度に応じた
ラマン散乱光が戻って（る。この光は、音響光学光スイ
ッチ３により回折され、検出器５へと導かれる。検出さ
れた信号は信号処理装置６によりディジタル化されコン
ピューター７によりデータ化及び画面表示される。

音響光学光スイッチ３のスイッチングは、パルス発振器
１かものパルス信号を基準としコンピューター７からの
命令によりドライバー８を通じて調整する。

パルスレーザ光入射に伴い、第２図（ａ）に示すような
近端フレネル反射光２０、ラマン散乱光２１が発生する
。近端フレネル反射光２０は、温度の情報をもたないこ
と及び、検出器へ廻わり込むと、その光量がラマン散乱
光２Ｉよりも非常に大きい為、検出器がある時間検出不
能になってしまう。従って、遅れ時間ｔ、〜ｔ４の部分
はカットしなければならない。そこでｔ３〜ｔ４におい
て音響光学素子を未駆動と（２、ｔ４以後に駆動させて
やると、（ｂ）に示すように近端フレネル反射光２０が
除去され必要な部分だけ取り出せることになる。

（ｂ）に示した被測定ファイバ全体にわたってのラマン
散乱光分布から、温度変化の生じた領域などの必要な領
域だけを選択する為に、（ｂ）に示すように音響光学光
スイッチの駆動タイミングをｔ６〜ｔ、たけにし、（ｃ
）に示すような検出信号を得る。

（ｃｌで得られた信号を、信号処理装置及びコンピュー
ターのフルレンジを活用し、ダイナミックレンジの拡大
を行ない、高精度のデータ処理が可能である。

［発明の効果Ｊ 本発明は、近端フレネル反射光のラマン散乱光に対する
影響を音響光学光スイッチの駆動を調整することにより
除去でき、データの補正の必要がなく、そのためデータ
処理が高速化されるという効果を有する。また、音響光
学光スイッチを部分的に駆動させ、ラマン散乱光スペク
トルの必要な部分のみを取り出し、ダイナミックレンジ
を拡大して高精度のデータ処理が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の実施例を示し、第１図は光フ
ァイバの温度分布測定に用いる分布型光フアイバ温度セ
ンサーのブロック図であり、第２図（ａ）〜（ｃ）は本
発明方法により得られたラマン散乱光のスペクトルのグ
ラフであり、第３図と第４図は従来例をなし、第３図は
従来の分布型光フアイバ温度センサーのブロック図であ
り、第４図（ａ）　、　（ｂ）は従来方法により得られ
たラマン散乱光のスペクトルのグラフである。 ３・・・音響光学光スイッチ。 ８・・・ドライバー ２０・・・近端フレネル反射光、 ２１・・・ラマン散乱光。 憾　１　図 （ａ） （ｂ） 第 回 情 ３　面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源より発振したパルスレーザ光を被測定 ファイバへ入射し、該被測定ファイバの入射端面で発生
   した近端フレネル反射光が通過した直後に音響光学光ス
   イッチを駆動させラマン散乱光を偏向せしめ、偏向され
   たラマン散乱光を検出器で光電変換して信号処理装置へ
   伝送し、信号処理装置において処理された信号をコンピ
   ューターに伝送して、近端フレネル反射光の影響を除去
   したデータを演算処理することを特徴とする光ファイバ
   の温度分布測定方法。