JPH03215711A - 光ファイバセンサ - Google Patents
光ファイバセンサInfo
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- JPH03215711A JPH03215711A JP1095890A JP1095890A JPH03215711A JP H03215711 A JPH03215711 A JP H03215711A JP 1095890 A JP1095890 A JP 1095890A JP 1095890 A JP1095890 A JP 1095890A JP H03215711 A JPH03215711 A JP H03215711A
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- Japan
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- optical
- optical fiber
- branching
- optical fibers
- branching device
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Links
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 33
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- 238000000253 optical time-domain reflectometry Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Optical Transform (AREA)
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。
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）
本発明は単一地点の情報のみならず、多数の地点の情報
を検知する光ファイバセンサに関するものである。
を検知する光ファイバセンサに関するものである。
（従来の技術）
従来、このタイプの光ファイバセンサとしては、例えば
特開昭６３−２［ｉＢ３３３号公報に示される浸水検知
センサ、及び特開昭８０−１４１１２１号公報に示され
る落雷検知センサ等がある。
特開昭６３−２［ｉＢ３３３号公報に示される浸水検知
センサ、及び特開昭８０−１４１１２１号公報に示され
る落雷検知センサ等がある。
前者の浸水検知センサは、水を吸収すると膨張する吸水
部材と、この吸水部材の膨張に応じて移動する可動部材
と、この可動部材により曲げられる光ファイバとを具え
、この光ファイバの曲げによる光損失を検出して浸水を
検知するものである。
部材と、この吸水部材の膨張に応じて移動する可動部材
と、この可動部材により曲げられる光ファイバとを具え
、この光ファイバの曲げによる光損失を検出して浸水を
検知するものである。
又後者の落雷検知センサは、送電線の鉄塔ごとに光ファ
イバ複合架空地線（ＯＰＧＷ）中の光ファイバの巻曲げ
部、事故電流検出部及び上記巻曲げ部に連結されその巻
曲げ度合を変化する方向に力を与える駆動部を設け、そ
の駆動部を上記検出部の出力により駆動するように構成
したものである。
イバ複合架空地線（ＯＰＧＷ）中の光ファイバの巻曲げ
部、事故電流検出部及び上記巻曲げ部に連結されその巻
曲げ度合を変化する方向に力を与える駆動部を設け、そ
の駆動部を上記検出部の出力により駆動するように構成
したものである。
（解決しようとする課題）
上述したような従来のこの種センサは検出量に応じて光
ファイバに曲げ、側圧等の応力を加え、その結果生じる
光伝送損失をＯＴＤＲ（Ｏｐｔｌｃａｌ ＴｉｍｅＤｏ
ｍａｌｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｒｙ）法により、その
段差波形として検出するものである。
ファイバに曲げ、側圧等の応力を加え、その結果生じる
光伝送損失をＯＴＤＲ（Ｏｐｔｌｃａｌ ＴｉｍｅＤｏ
ｍａｌｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｒｙ）法により、その
段差波形として検出するものである。
しかし、この場合、光ファイバに光伝送損失を生じさせ
る構造なので、遠方になるに従って光信号レベルは急激
に低下し、ＯＴＤＲ装置による有効な測定範囲を浪費し
てしまう。又センサ同士が近接して配置されていると、
入力端に近いセンサ部で応力によって発生する高次モー
ドのために、近接して配置したセンサからの信号が重な
ってしまい、信号が分離できなくなるという問題も生じ
る。
る構造なので、遠方になるに従って光信号レベルは急激
に低下し、ＯＴＤＲ装置による有効な測定範囲を浪費し
てしまう。又センサ同士が近接して配置されていると、
入力端に近いセンサ部で応力によって発生する高次モー
ドのために、近接して配置したセンサからの信号が重な
ってしまい、信号が分離できなくなるという問題も生じ
る。
（課題を解決するための手段）
本発明は上述の問題点を解消した光ファイバセンサを提
供するもので、その特徴は、光を分岐することができる
波長範囲が異なる光分岐器の組を光ファイバによって一
連に接続すると共に、上記光分岐器の他の端子にそれぞ
れ解放端を持つ分岐用光ファイバを接続し、当該分岐用
光ファイバの端面に測定する物理量を端面の反射量に変
換する手段を設け、光分岐器を接続している光ファイバ
の一端に異なる波長のパルス光を入射して分岐用光ファ
イバからの反射量の変化をパルス光の入射端からの出射
光としてｆｊＡｍすることにある。
供するもので、その特徴は、光を分岐することができる
波長範囲が異なる光分岐器の組を光ファイバによって一
連に接続すると共に、上記光分岐器の他の端子にそれぞ
れ解放端を持つ分岐用光ファイバを接続し、当該分岐用
光ファイバの端面に測定する物理量を端面の反射量に変
換する手段を設け、光分岐器を接続している光ファイバ
の一端に異なる波長のパルス光を入射して分岐用光ファ
イバからの反射量の変化をパルス光の入射端からの出射
光としてｆｊＡｍすることにある。
（作用）
従来の光ファイバセンサでは光ファイバに応力を加えて
、その結果生じるレイリー散乱の損失をＯＴＤＩ？波形
の段差として検出する方式となっている。しかし、レイ
リー散乱の強度は非常に弱いため精度良く検出できる範
囲は限定される。本発明による光ファイバセンサではレ
イリー散乱よりはるかに効率よく生じるフレネル反射の
強度を直接検出する方式であるので、センサ部で生じる
損失は僅かであり、多数のセンサを配置することが可能
となる。
、その結果生じるレイリー散乱の損失をＯＴＤＩ？波形
の段差として検出する方式となっている。しかし、レイ
リー散乱の強度は非常に弱いため精度良く検出できる範
囲は限定される。本発明による光ファイバセンサではレ
イリー散乱よりはるかに効率よく生じるフレネル反射の
強度を直接検出する方式であるので、センサ部で生じる
損失は僅かであり、多数のセンサを配置することが可能
となる。
又従来の応力付与式の光ファイバセンサでは、応力を付
与した部分以後に生じる高次モードの影響によって、Ｏ
ＴＤＲの波形上にだれが生じるので、この部分に第２の
センサを配置することができない。しかし、本発明の光
ファイバセンサでは、分岐比の波長特性が異なる光分岐
器を近接した位置に配置し、ＯＴＤＲから光分岐器の波
長特性に対応した異なる波長のパルス光を入射し、光分
岐器に接続された分岐用光ファイバからのフレネル反射
をパルス光の入射端からの出射光として観測するもので
あるから、近接した位置からの独立したものとして観測
できるので空間分解能を向上することができる。又光分
岐器の分岐比の波長特性のため、パルス光が損失を受け
る分岐器が限定されるため、一波長だけを使用する場合
に比して使用する波長の種類倍のセンサを挿入すること
が可能となる。
与した部分以後に生じる高次モードの影響によって、Ｏ
ＴＤＲの波形上にだれが生じるので、この部分に第２の
センサを配置することができない。しかし、本発明の光
ファイバセンサでは、分岐比の波長特性が異なる光分岐
器を近接した位置に配置し、ＯＴＤＲから光分岐器の波
長特性に対応した異なる波長のパルス光を入射し、光分
岐器に接続された分岐用光ファイバからのフレネル反射
をパルス光の入射端からの出射光として観測するもので
あるから、近接した位置からの独立したものとして観測
できるので空間分解能を向上することができる。又光分
岐器の分岐比の波長特性のため、パルス光が損失を受け
る分岐器が限定されるため、一波長だけを使用する場合
に比して使用する波長の種類倍のセンサを挿入すること
が可能となる。
（実施例）
第１図は本発明の光ファイバセンサの具体例の説明図で
ある。
ある。
図面に示すように、光を分岐することができる波長範囲
が異なる光分岐器Ａ（３）と光分岐器Ｂ（４）の組を複
数配置し、これらを光ファイバ（２）によって一連に接
続し、その一端にはＯＴＤＲ（１）を設置する。上記光
分岐器Ａ及びＢ（３及び４）の他の端子にはそれぞれ解
放端を持つ分岐用光？ァイバ（５）を接続する。（８）
は光ファイバ（５）のクラッド部と屈折率が概ね等しい
オイル、（７）は駆動部で、駆動部（７）の動きに連動
して分岐用光ファイバ（５）の解放端面がオイル（８）
を出入りして上記光ファイバ（５）端面のフレネル反射
の強度が変化する。これによって駆動部（７）の動きを
検知することができる。
が異なる光分岐器Ａ（３）と光分岐器Ｂ（４）の組を複
数配置し、これらを光ファイバ（２）によって一連に接
続し、その一端にはＯＴＤＲ（１）を設置する。上記光
分岐器Ａ及びＢ（３及び４）の他の端子にはそれぞれ解
放端を持つ分岐用光？ァイバ（５）を接続する。（８）
は光ファイバ（５）のクラッド部と屈折率が概ね等しい
オイル、（７）は駆動部で、駆動部（７）の動きに連動
して分岐用光ファイバ（５）の解放端面がオイル（８）
を出入りして上記光ファイバ（５）端面のフレネル反射
の強度が変化する。これによって駆動部（７）の動きを
検知することができる。
実施例においては、ＯＴＤＲ（１）としてパルス幅１０
ｎｓ１測定間隔ｌｅｎｓで、＋３００ｎｍ， １５５０
ｎｍの２波長を切替えることができるものを用いた。光
分岐器Ａ及びＢの組の複数個を一連に接続する光ファイ
バ（２）としては、マルチモード光ファイバを用い、コ
アを屈折率１．４７３のＳＩＯ。一ＧｅＯ■ガラス、ク
ラブドを屈折率１．４５８の純ＳＩ０２ガラスで、それ
ぞれの外径を５０ＩＪ層、１２５ｎとして構成した。
ｎｓ１測定間隔ｌｅｎｓで、＋３００ｎｍ， １５５０
ｎｍの２波長を切替えることができるものを用いた。光
分岐器Ａ及びＢの組の複数個を一連に接続する光ファイ
バ（２）としては、マルチモード光ファイバを用い、コ
アを屈折率１．４７３のＳＩＯ。一ＧｅＯ■ガラス、ク
ラブドを屈折率１．４５８の純ＳＩ０２ガラスで、それ
ぞれの外径を５０ＩＪ層、１２５ｎとして構成した。
光分岐器Ａ（３）は波長範囲が１３００±１０ｎｍ，分
岐比が１対３０で、他の波長範囲では実質的に分岐しな
い光カプラである。又光分岐器Ｂ（４）は波長範囲が１
５５０±ＩＯｎ■、分岐比が１対３０で、他の波長範囲
では実質的に分岐しない光カプラである。
岐比が１対３０で、他の波長範囲では実質的に分岐しな
い光カプラである。又光分岐器Ｂ（４）は波長範囲が１
５５０±ＩＯｎ■、分岐比が１対３０で、他の波長範囲
では実質的に分岐しない光カプラである。
そして、これらの光カプラ（３）（４）の前者の端子に
は解放端を持つ分岐用光ファイバ（５）を接続し、後者
の端子には後に続く光カプラと接続するための光ファイ
バ（２）を接続した。本実施例では図のように、光カプ
ラＡ及び光カプラＢをそれぞれ３台、計６台を連続して
配置した。
は解放端を持つ分岐用光ファイバ（５）を接続し、後者
の端子には後に続く光カプラと接続するための光ファイ
バ（２）を接続した。本実施例では図のように、光カプ
ラＡ及び光カプラＢをそれぞれ３台、計６台を連続して
配置した。
上記解放端を持つ分岐用光ファイバ（５）の解放端は温
度によって屈折率が変化するオイル（６）に浸漬した。
度によって屈折率が変化するオイル（６）に浸漬した。
オイルの温度は第１番目のセンサで２０℃、として第２
番目より後はｌＯ℃ずつ高い温度に設定した。この時に
波長１ ３００ｎｍで観測されたＯＴＤＨの波形を第２
図（イ）に、波長１５５０ｎｍで観測された波形を第２
図（ロ》に示す。
番目より後はｌＯ℃ずつ高い温度に設定した。この時に
波長１ ３００ｎｍで観測されたＯＴＤＨの波形を第２
図（イ）に、波長１５５０ｎｍで観測された波形を第２
図（ロ》に示す。
なお、本実施例においては光分岐器として光カプラを用
いたが、誘電体多層膜等による他の方式の光分岐器を用
いても同様の効果が得られる。
いたが、誘電体多層膜等による他の方式の光分岐器を用
いても同様の効果が得られる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の光ファイバセンサによれ
ば、分岐比の波長特性が異なる光分岐器を使用し、分岐
用光ファイバの端面で生じるフレネル反射を利用するも
のであるため、従来の光ファイバセンサに比して多数の
センサを近接して配置することができる。
ば、分岐比の波長特性が異なる光分岐器を使用し、分岐
用光ファイバの端面で生じるフレネル反射を利用するも
のであるため、従来の光ファイバセンサに比して多数の
センサを近接して配置することができる。
第１図は本発明の光ファイバセンサの具体例の説明図で
ある。 第２図（イ）及び（０）はいずれも本発明の実施例にお
いて観測されたＯＴＤＲ波形図である。 １・・・ＯＴＤＲ， ２・・・光ファイバ、３、４・・
・光分岐器、５・・・解放端面を持つ分岐用光ファイバ
、６・・・オイル、７・・・駆動部。
ある。 第２図（イ）及び（０）はいずれも本発明の実施例にお
いて観測されたＯＴＤＲ波形図である。 １・・・ＯＴＤＲ， ２・・・光ファイバ、３、４・・
・光分岐器、５・・・解放端面を持つ分岐用光ファイバ
、６・・・オイル、７・・・駆動部。
Claims (1)
- （１）光を分岐することができる波長範囲が異なる光分
岐器の組を光ファイバによって一連に接続すると共に、
上記光分岐器の他の端子にそれぞれ解放端を持つ分岐用
光ファイバを接続し、当該分岐用光ファイバの端面に測
定する物理量を端面の反射量に変換する手段を設け、光
分岐器を接続している光ファイバの一端に異なる波長の
パルス光を入射して分岐用光ファイバからの反射量の変
化をパルス光の入射端からの出射光として観測すること
を特徴とする光ファイバセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1095890A JPH03215711A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 光ファイバセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1095890A JPH03215711A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 光ファイバセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03215711A true JPH03215711A (ja) | 1991-09-20 |
Family
ID=11764693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1095890A Pending JPH03215711A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 光ファイバセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03215711A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08247400A (ja) * | 1995-03-09 | 1996-09-27 | Genshiryoku Anzen Syst Kenkyusho:Kk | 機器監視システム |
| FR2734373A1 (fr) * | 1995-05-19 | 1996-11-22 | Gaz De France | Coupleur optique a taux de derivation variable et utilisation en tant que capteur |
| FR2734374A1 (fr) * | 1995-05-19 | 1996-11-22 | Gaz De France | Dispositif optique comportant des capteurs et des reflecteurs spectralement selectifs |
| JP2006292566A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 気温分布測定方法および気温分布測定システム |
| US7768646B1 (en) * | 2007-02-01 | 2010-08-03 | Advanced Precision Inc. | Methods and systems for detecting and/or determining the concentration of a fluid |
| US8362436B1 (en) | 2006-03-14 | 2013-01-29 | Advanced Precision Inc. | Electro-optic fluid quantity measurement system |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP1095890A patent/JPH03215711A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08247400A (ja) * | 1995-03-09 | 1996-09-27 | Genshiryoku Anzen Syst Kenkyusho:Kk | 機器監視システム |
| FR2734373A1 (fr) * | 1995-05-19 | 1996-11-22 | Gaz De France | Coupleur optique a taux de derivation variable et utilisation en tant que capteur |
| FR2734374A1 (fr) * | 1995-05-19 | 1996-11-22 | Gaz De France | Dispositif optique comportant des capteurs et des reflecteurs spectralement selectifs |
| JP2006292566A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 気温分布測定方法および気温分布測定システム |
| US8362436B1 (en) | 2006-03-14 | 2013-01-29 | Advanced Precision Inc. | Electro-optic fluid quantity measurement system |
| US7768646B1 (en) * | 2007-02-01 | 2010-08-03 | Advanced Precision Inc. | Methods and systems for detecting and/or determining the concentration of a fluid |
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