JPH04184128A - 分布型温度センサ - 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、光ファイバを使用して温度を検出する分布型
温度センサに関し、特に公共通信線及び電力用通信線並
びに鉱山、トンネル、地下道、鉄道及び道路等に設けら
れた管路に布設された光通信線を利用して災害を検知す
るのに好適の分布型温度センサに関する。

［従来の技術］ 従来、災害の検知及び避難誘導に関する装置は、いずれ
も離散的に配置された電気的センサ及び情報伝達手段等
により構成されている。従って、従来の装置においては
、連続的に災害を監視することができず、災害の早期発
見及び早期情報伝達が困難である。

ところで、光を使用したリモートセンシングを利用して
、防曝性であると共に、本質的に安全性が高く、小型軽
量である等の優れた長所を有する分布型温度センサを得
ることができる。この光ファイバを使用した分布型温度
センサは、光ファイバの長手方向の温度分布を高感度で
検出することができることから、現在広く研究されてい
る。そして、この種の分布型温度センサをトンネル、地
下街又は道路等に設けられた管路に布設された光通信線
と共に配設することにより、多点連続測定が可能であり
、小型で信頼性が高い災害検知用温度センサを得ること
ができる。

光ファイバを使用したセンサには、光ファイバを保護す
るためのシー・スが必要である。この場合に、保護シー
スは強固であることが好ましいが、−射的な保護シース
材は断熱性が高いため、強固なシースを得ようとすると
、温度センサの性能が損なわれてしまう。従って、通常
、センサファイバは、光ファイバを金属管中にルーズに
挿入させて構成されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の金属管及びこの金属管に挿入した
光ファイバからなるセンサファイバを通信用光ファイバ
等のケーブルが布設された管路内に他のケーブルと共に
布設すると、センサファイバが断線する虞れがある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
センサファイバの断線を抑制でき、連続的に災害の発生
を監視できる分布型温度センサを提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る分布型温度センサは、通信用光ファイバを
収納する光ケーブル内に配置されたセンサ用光ファイバ
を有し、このセンサ用光ファイバは、前記光ケーブル内
に気密的に設けられたセクターにより仕切られた空間内
に挿入されており、その内部で前記通信用光ファイバ同
士を接続する接続箱からフィードスルー部を介して前記
接続箱の外部に導出されていることを特徴とする。

［作用コ 本発明においては、通信用光ファイバが配設された光ケ
ーブル内に温度センサを構成するセンサ用光ファイバが
配置されている。従って、管路内等に温度センサを単独
で布設する必要がなく、予め光ケーブル内にセンサ用光
ファイバを配設しておくか、又は光ケーブルを布設した
後に、光ケーブル内に気密的に配置されたセクターによ
り仕切られた空間内に前記センサ用光ファイバを挿通さ
せることにより、温度センサを布設することができる。

光ケーブルに配設された通信用光ファイバは、通常、接
続箱内で融着又はコネクタ等を使用して接続する。そこ
で、本発明においては、この接続゛箱内で前記センサ用
光ファイバを通信用光ファイバから分離し、フィードス
ルー部を介して接続箱の外部に導出する。これにより、
前記センサ用光ファイバの断線を抑制することができる
と共に、災害の発生を連続的に監視できる温度センサを
得ることができる。

［実施例コ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１歯は本発明の実施例に係る分布型温度センサを示す
模式的断面図である。

光ケーブルはテンションメンバー１、セクター２、シー
ス６及び被覆材７等により構成されている。そして、テ
ンションメンバー１とシース６との間は、セクター２に
より複数の部屋（以下、スロットという）に分割されて
いる。この複数のスロットの１つには温度検知用のセン
サファイバ５が収納されており、他のスロットには通信
用光ファイバ３が収納されている。この、センサファイ
バ５は金属管等からなるファイバ収納管４ａ及びこの収
納管４ａ内に挿入された光ファイバ４ｂにより構成され
ている。

セクター２は、例えば空気を注入することにより膨張す
るチューブからなる。このセクター２をシース６内に配
置した後セクター２内に空気を注入することにより、セ
クター２が膨張して各スロット間が気密的に分割される
。また、シース６の内径が大きい場合は、弾性を有し所
定の形状に成形された部材をセクター２とし、このセク
ター２をシース６内に挿入して各スロット間を気密的に
分割してもよい。なお、各スロット間は、０．５乃至２
ｋｇ／ｃｍ２程度の耐圧性を有することが好ましい。

センサファイバ５は、例えば通信用光ファイバ２と同時
にシース６内に配設してもよいし、センサファイバ５を
配置すべきスロットを備えたケーブルを管路等に布設し
た後、エアブロン工法等によりセンサファイバ５をケー
ブル内に挿通させてもよい。なお、エアブロン工法とは
、シース内に空気を送給しつつこのシース内にファイバ
ラ挿通させる工法であり、これによりセンサファイバは
シース内で浮上するため、センサファイバをケーブル内
に容易に通すことができる。

第２図はセンサファイバの設置方法を示す模式２本の光
ケーブル１０は接続箱１１を使用して接続されている。

つまり、この接続箱１１内において、通信用光ファイバ
３は、融着又はコネクタを使用して接続されている。こ
の接続箱１１には１箇所以上（図では２箇所）のフィー
ドスルー部１２が設けられており、センサファイバ５は
光ファイバ３等から分離されこのフィードスルー部１２
を挿通して接続箱１１の外部に導出されている。

なお、フィードスルー部１２において、センサファイバ
５のファイバ収納管が金属製の場合は、センサファイバ
５を接続箱１１の外部に導出した後、半田、接着剤又は
溶接等により開口部分を封止して、接続箱１１を密封構
造にすることが好ましい。

センサファイバの材料としては、シングルモード（ＳＭ
）石英系ファイバ及びグレイティラドインデックス（Ｇ
Ｉ）石英系ファイバがある。また、光ファイバのプライ
マリコートとしては、損失が大きくならない程度に硬く
、且つ薄い必要がある。

硬いコート材料としては金属コートがあるが、金属コー
トの場合は損失が大きいため、温度センサには好ましく
ない。従って、光ファイバのプライマリコートとしては
有機材料が好ましく、特にエポキシアクリレート又はウ
レタン樹脂等のヤング率が大きい材料を光ファイバに薄
くコートすることが好ましい。また、薄いカーボンコー
ト材料と有機材料とを組み合わせてもよい。更に、シー
スとしては、金属、ＦＲＰ　（繊維強化プラスチック）
、ＣＦＲＰ　（炭素繊維強化プラスチック）、硬度が高
いエンジニアリングプラスチック又はポリイミド等を使
用することができる。更にまた、計測装置としては、通
常のラマン散乱分布型温度センサに使用するものと同様
のものを使用することができる。更にまた、演算表示装
置としては、通常のデスクトップ型コンピュータを使用
することができる。本実施例に係る分布型温度センサは
このように構成されており、ラマン散乱を利用して温度
変化を計測し、これにより火災を検知するものである。

本実施例においては、通信用光ファイバが設けられた光
ケーブル内に温度検知用センサファイバを配設するため
、センサファイバの布設が容易であると共に断線を回避
することができる。そして、光ケーブルが布設された伝
送線路における火災の発生を連続的に監視することがで
きる。

次に、実際に本実施例に係る分布型温度センサを製造し
、その特性を試験した結果について説明する。

収納管４ａとして、外径が１．５ｍｍ１内径が１．０ｍ
ｍの金属製中空管を使用した。そして、この収納管４ａ
の中に、エアブロン工法を使用して光ファイバ４ｂを挿
入した。この光ファイバ４ｂは外径が１２５μｍであり
、その周面にエポキシアクリレート樹脂が被覆されてい
る。なお、この樹脂被覆部の直径は２５０μｍである。

そして、収納管４ａノ外（ＩＩ＋に、最大で０．７ｍｍ
の厚さでカーボンファイバ入りエポキシ樹脂からなる被
覆材を被覆した。

このようにして、センサファイバ５を構成した。

スロット型光ケーブル１０を直径が２００■の管路内に
設置した後、上述のセンサファイバ５をこのケーブル１
０の１スロツトにエアブロン工法により挿入した。なお
、このセンサファイバ５を挿入するスロットの内部には
、予め厚さが０．７＋ａｍのポリプロピレンの内装管を
挿入した。また、接続箱１１において、通信用光ファイ
バ３は通常のメカニカルジロイント工法により接続した
。この接続箱１１にはセンサファイバ５を接続箱１１の
外部に導出するためのフィードスルー部１２が設けられ
ており、接続部のマンホール内には２ｍの長さでセンサ
ファイバ５が露出するようにした。

この接続箱１１を配置したマンホールから５５ｍ離れて
いる別のマンホールでアルコールを燃焼させた。そうす
ると、燃焼開始後約８０秒で、接続箱１１の位置におけ
る温度が通常よりも約２０℃高くなり、災害の発生を検
知することができた。この場合の温度センサの性能は、
距離分解能が１ｍ１温度分解能が４℃、測定時間が５秒
であった。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、分布型温度センサ
を構成するセンサ用光ファイバを通信用光ファイバが配
設された光ケーブル内に配置すると共に、通信用光ファ
イバ同士を接続する接続箱においてフィードスルー部を
介し前記センサ用光ファイバを接続箱の外部に導出する
から、管路内及びトンネル内等にセンサファイバを布設
することが容易であると共に、温度センサを構成する光
ファイバの断線を回避することができる。これにより、
管路内等に発生した火災等による異常な温度上昇を即座
に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る分布型温度センサを示す
模式的断面図、第２図はセンナファイバの設置方法を示
す模式図である。 １；テンシｅンメンバー、２；セクター、３；通信用光
ファイバ、４ａ；ファイバ収納管、４ｂ；光ファイバ、
５；センサファイバ、６；シース、７；被覆材、１０；
光ケーブル、１１；接続箱、１２；フィードスルー部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）通信用光ファイバを収納する光ケーブル内に配置
   されたセンサ用光ファイバを有し、このセンサ用光ファ
   イバは、前記光ケーブル内に気密的に設けられたセクタ
   ーにより仕切られた空間内に挿入されており、その内部
   で前記通信用光ファイバ同士を接続する接続箱からフィ
   ードスルー部を介して前記接続箱の外部に導出されてい
   ることを特徴とする分布型温度センサ。