JPH03210441A - 光ファイバ温度センサのセンサ部 - 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】 Ｕ産業上の利用分野］ この発明は、蒸気管、加熱配管、ガス管等の測温対象物
の温度分布を測定すると共に、測温対象物の温度異常を
検知して直ちに温度警報を発生するための光ファイバ温
度センサのセンサ部に関し、センサファイバを測温対象
物から容易に識別可能にしたものである。

［従来の技術］ 分布型光ファイバ温度センサは、１本のセンサファイバ
によって、その長平方向の温度分布を検出できることか
ら、現在広く研究されている。

このような先ファイバ温度センサを、たとえば広大な面
積を有する、または長尺の構造物などの温度測定に適用
した場合には、構造物の多くの位置の局所的な温度を１
本のセンサファイバで同時に測定することができるにり
点がある。

第１図はこのような光ファイバ温度センサの一例を示し
たものである。図中、符号ｌはＨｅ−Ｎｅレーザ等より
なる光源であり、この光源１より出射された光は、光フ
ァイバカプラ等からなる分岐器３を介して測温対象物に
当接された光ファイバセンサ１１２（以下、単にセンサ
部と略称する。）内へ導波される。センサ部２は、温度
変化を導波光の伝送状態等の変化により検出するもので
あって・長尺のセンサファイバ４からなる。そしてセン
サファイバ４内を伝送される導波光の変化は、たとえば
後方散乱光として検出器５にて測定できるようになって
おり、この後方散乱光は分岐器３によって光源ｌから出
射された光と分離され、検出器５へと伝送される。この
検出器５では、０ＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ　　Ｔｉｍｅ
　　Ｄｏｍａｉｎ　　Ｒｅｒｌｅｃｔｏ＊ｅｔｒｙ）、
　ＩシＯＴＤＲ（Ｒａｍａｎ　　０ｐｔｉｃａｌ　　Ｔ
ｉｍｅ　ＤｏｍａｉｎＲｅｆＩｅｃｔｏｓｅｔｒｙ）、
ＯＦ　　Ｄ　　Ｒ（Ｏｐｔｉｃａｌ　　Ｆ　　ｒｅｑｕ
ｅｎｃｙＤ　ｏｎａｉｎ　Ｒｅｒｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ
）等を用いて、センサファイバ２内を導波される後方散
乱光の振幅変化、位相変化、偏波面変化などを検知する
ことにより、センサ部２が当接された測温対象物の温度
を測定できるようになっている。

［発明が解決しようとする課ＭＥ ところで上記第１図に示した光ファイバ温度センサを用
いて、配管、加熱配管、ガス管等の温度を測定する場合
には、これら測温対象物表面にセンサファイバ４を添わ
せるようにして取り付けるか、あるいはセンサファイバ
４を巻回する。そしてこの作業中にセンサファイバ４が
損傷を受けることがあるので、これを防止する目的でセ
ンサファイバ４の表面に保護被覆層を形成することが機
業されている。

ところがセンナファイバ４表面に膜厚の大きな保護被覆
層を形成すると、この保護被覆層の比熱によって、測温
対象物の温度を高感度で測定できなくなるという問題が
あった。よって従来はセンサファイバ４を、たとえば熱
伝導率の良好なステンレス鋼からなる管体中に挿入して
センナ部２とした乙のや、センサファイバ４表面に薄く
フッ素樹晰被覆を形成してセンサ部２としたものを利用
していた。

ところがこのようなセンサ部２にあっては、保護ｗｉ覆
層Ｉこよるセンサファイバ２の保護が不十分であるばか
りでなく、センサファイバ２は非常に細い乙のであるの
で、測温対象物との識別が困難であり、センサファイバ
４の設置作業や、測温対象物の解体修理作業中に、セン
ナファイバ４が損傷を受け、場合によっては切断される
おそれがあった。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであ
って、センサファイバを測温対象物上に当接した際に、
センサファイバを測温対象物から容易に識別可能とし、
これによりセンナファイバの損傷を減少させるような光
ファイバ温度センサのセンサ部を提供することを目的と
している。

［課題を解決するための手段］ この発明の光ファイバ温度センナのセンサ部は、測温対
象物上にセンサファイバを当接し、センサファイバ中の
導波光の伝送状聾の変化により測温対象物の温度を検知
する光ファイバ温度センサにおいて、上記センサファイ
バに、測温対象物の外観と区別し得るように識別部を形
成したことを解決手段とした。

［作用コ 光ファイバ温度センサのセンサ部を構成するセンサファ
イバの表面に識別部を形成し、この識別部を測温対称物
の外観と区別し得るように、識別部の色と測温対象物の
表面色とを異ならしめたので、測温対象物にセンサファ
イバを当接した際に、その色を比較することにより容易
に識別することができる。

以下、この発明をさらに詳しく説明する。

この発明の光ファイバ温度センサのセンサ部２が従来の
ものと異なるところは、センナファイバ４の表面に、測
温対象物の表面色と異なる色の識別部を形成したところ
である。

このセンサファイバ４は長尺であって、その−端は、従
来のものと同様に分岐器３を介して光源ｌに接続されて
いる。このセンサファイバ４は、測温対象物の温度変化
を後方散乱光の振幅変化、位相変化、偏波面変化などと
して検知するものであって、シングルモード型、マルチ
モード型の石英系光ファイバなどであり、光ファイバ裸
線、素線、心線のいずれであってもよい。また光ファイ
バの被ｒｌＨ料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ
塩化ビニル（ｐｖｃ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、テト
ラフロロエチレン（ＴＥＦ）等の高分子樹［１を用いる
ことができるほか、ステンレス鋼、アルミニウムおよび
アルミニウム合金等の金属を用いることができる。なお
これらの被覆材料を用いる場合には、センサファイバ４
の温度検知感度を低下させないために、熱伝導率は大き
いものが望ましく、被覆厚は小さくする方か好ましい。

このセンサファイバ４の表面色を測温対象物の表面色と
異ならしめるためには、センサファイバ４の表面に識別
部を形成する。センサファイバ４の識別部の形成は、そ
の表面を着色する方法のほか、センサファイバ４の表面
に着色テープを巻回、縦添え、またはもう−層着色層を
被覆する方法、さらには上記披ｆｉ層に塗料を塗布、焼
き付けする方法などを用いることができる。

たとえばセンサファイバ４の最外層が樹脂である場合に
は、耐熱性および耐摩耗性に優れた樹脂中に顔料または
染料を添加して着色樹ｒｔ層とする方法を用いろことが
できる。ポリイミドやアルキド樹脂中に顔料または染料
を分散さけてなる塗料を塗布することにより、測温対象
物の表面色と異なる色の識別部を形成することができる
。

またセンサファイバ４の最外層が金属である場合には、
この最外層に顔料を直接焼き付けすることにより識別部
を形成することができる。

さらに測温対象物の表面色と異なり、かつ熱伝導率が高
く、耐熱性および耐摩耗性に優れた着色テープ６を第２
図に示したようにセンサファイバ４°の表面に巻回また
は縦添えする方法を用いることも可能である。

さらにこの識別部の色と測温対象物の表面色とを補色関
係とすることにより、センサファイバ４を測温対象物に
当接した際に、その色調の対比を大きくすることができ
るので、センサファイバ４の識別がより容易となる。

またたとえばセンサファイバ４表面に、第３図に示した
ように黄色と黒との縞模様や、第４図に示したように赤
と白との斑模様を施すことにより、センサファイバ４を
非常に目立つようにすることができ、測温対象物からセ
ンサファイバ４の識別をより一層容易とすることができ
る。

また硫化亜鉛やアルカリ土類金属の硫化物、ローダミン
、エオシン等の蛍光染料およびローダミンタングステー
ト等の蛍光顔料を、それぞれダンマル、塩化ゴム、セラ
ック、塩化ビニル樹脂、メタクリル酸樹脂、アルキド樹
脂フェス等の展開剤中に分散させて塗料としたものをセ
ンサファイバ４表面に塗布して着色を施すと、夜間や洞
道内などの暗い場所においても蛍光体の発光によりセン
サファイバ４の識別を容易に行うことができる。

またセンサファイバ４の長平方向にそって、−定間隔毎
にこの識別部の色を変化させると、測温対象物にセンサ
ファイバ４を布設する際や、修理する際等にその部分の
センサファイバ４の色によって、センサファイバ４の使
用長さを直ちに知ることができる。

なお、上記いずれも場合においてもセンサ部に施す着色
は、針金と混同されやすい金属光沢を有する銀白色を避
けることか好ましい。

このような光ファイバ温度センサのセンサ部を用いて測
温対象物の温度を測定する原理は以下の通りである。

センサファイバ４中を伝送される後方散乱光の振幅変化
、位相変化、偏波面変化等を調べることにより測温対象
物の温度を測定することができる。

また例えば０ＴＤＲ装置等を用いてセンサ部２を当接し
た部分の測温対象物の温度の分布測定を行うことにより
、測温対象物の温度および温度の分布側°定を同時に行
うことができる。

［実施例Ｊ 外径１２５μｍ１　コア径５０μ転比屈折率差１．０％
のＧＩ型ソファイアｌ線上にシリコーン樹脂を塗布して
外径４００μｍとしたものを用意し、これを内径０　、
９　ａｍ、外径１．２ｍｍのステンレス調製のパイプ中
に挿入した。さらにこのステンレス鋼製のパイプ表面に
、黄色の顔料を含有したアルキド樹脂を焼き付は塗布し
て識別部を形成し、表面色か黄色のセンサファイバとし
た。検出器には、測定精度１　’Ｃ１距離分解能２ｍの
ラマン散乱型０ＴＤＲ装置を用いた。

このセンサファイバを火力発電所の外径１５０−ｍの重
油加熱配管に巻回して、重油加熱配管の温度分布を測定
するとともに、温度異常を検知することにより火災検知
を行うセンサとして用いた。

なお、センサファイバの布設後に重油加熱管の保温を計
るために、その周囲に保温材を巻き付ける処理を施した
。センサファイバの表面が黄色に着色されていたために
、センサファイバの位置を容易に識別することができ、
センサファイバに損傷を与えることなく作業を行うこと
かできた。

この結果、従来のセンサと同様に重油配管の温度を測定
することができた。

さらに従来は重油配管のある一点の温度しか測定できな
かったのにたいして、この発明の光ファイバ温度センサ
のセンサ部を用いることにより、配管の稼動施設全体に
対する温度分布をも同時に測定することができた。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の光ファイバ温度センサ
のセンサ部は、センサファイバに、測温対象物の外観と
区別し得るように識別部を形成したものであるので、そ
の表面の色調を比較することにより測温対象物からセン
サファイバを容易に識別することができ、センサファイ
バの保全管理を十分かつ容易に行うことができる。

またこの発明のセンサ部の識別部の色と測温対象物の表
面色とを補色関係とした場合や、識別部に模様を付与し
た場合には、測温対象物からのセンサファイバの識別を
より一層容易とすることができる。

またこの発明のセンサ部に、蛍光体を用いて識別部に着
色を施した場合には、夜間や洞道内等であっても蛍光体
の発光によりセンサファイバを容易に識別できる。

またこの発明のセンサ部の識別部の色を、センサファイ
バの長手方向に沿って、一定間隔毎に変化させた場合に
は、センサファイバの表面色によって、センサファイバ
の繰出長さおよび布設長さを直ちに知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光ファイバ温度センサの一例を示した概
略構成図、第２図ないし第４図はいずれもこの発明の光
ファイバ温度センサのセンサ部を構成するセンサファイ
バの識別部を示した概略構成図である。 ２・・・光ファイバセンサ部、 ４・・・センサファイバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 測温対象物上にセンサファイバを当接し、センサファイ
   バ中の導波光の伝送状態の変化により測温対象物の温度
   を検知する光ファイバ温度センサにおいて、 上記センサファイバに、測温対象物の外観と区別し得る
   ように識別部を形成したことを特徴とする光ファイバ温
   度センサのセンサ部