JPH0429024A - 温度計測システム - 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自身をセンサとする分布型光ファイ
バ温度計ｌ！ＩＩＩ／ステムに関するものである。

〔従来の技術〕

光ファイバ自身をセンサとし、このセンサに沿った物理
量を連続的に測定できる技術の一つとして、ＤＴＳ　（
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　５
ｅｎｓｏｒ）と呼ばれる温度計測ンステムがある。

これは、測定対象物に布設された光ファイバからなるセ
ンサ部、前記光ファイバの一端、場合によっては両端に
接続され、レーザ光源、受光回路等からなる計測部、及
びコノピユータによる処理部からなる。

モしてレーザ光源から光パルスを入射し、その後方散乱
光の遅延時間（光パルスを入射してから後方散乱光が入
射端に戻って来るまでの時間）を計測することによって
後方散乱光の発生位置を求め、さらに後方散乱光に含ま
れるラマン散乱光の強度を検出することにより各位置で
の温度を求めるというものである。従って本／ステムを
利用すれば、光ファイバの長さ方向に連続した温度デー
タを得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、本ンステムで数ＫＤＩ以上の長距離を測定しよ
うとすると、光ファイバ中の光の減衰のため、受光すべ
き散乱光が微弱になりすぎて、受光不可能つまり測定不
可能になる。そこで、長距離測定のために、入射する光
パルスの強度を増してラマン散乱光の強度を増す方法が
考えられるが、この場合、入射光が強すぎると、■光フ
ァイバの入射端に近い箇所では、温度測定に不必要な誘
導ラマン散乱が発生し、温度測定が正確に行えない、■
光ファイバの入射端に近い箇所からの散乱光は強すぎて
遠い箇所からのラマン散乱光の強度と差がありすぎ、広
範囲の強度差をもつ散乱光を受光しうる受光回路を構成
することができない■■の場合、たとえ弱い散乱光だけ
に的を絞った受光レンジにしておいても、入射端に近い
箇所からの強い散乱光に影響されて、受光回路が正しく
動作しないという問題があった。

従って本発明は上記の問題点を解決するためになされた
ものであって、長距離におよぶ正確な温度測定を可能と
する温度計測システム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〕

上記の目的を達成するために本発明システムは、光ファ
イバの一端から光パルスを入射し、そのラマン散乱光を
受光回路を通して検出することによって光ファイバ各部
の温度測定を行なう温度計測システムにおいて、前記受
光回路を、光パルス入射後一定時間内遮断する機構を設
けたことを特徴としている。

〔作用〕

このように受光回路を光パルス入射後一定時間内遮断す
ることによって、光ファイバに非常に強い光パルスを入
射した場合でも、前記一定時間内の後方散乱光は受光さ
ねないことになる。従って入射端に近い箇所からの誘導
ラマン散乱光、レーリ散乱光及びその他の散乱光を含む
強度の強い後方散乱光による受光回路への悪影響をなく
シ、入射端より遠い箇所からの微弱なラマン散乱光を正
確に受光することで、正確な温度測定が可能となる。

〔実施例〕

以下、第１図及び第２図に示す実施例に基づいて本発明
の説明をする。尚、両図において同一符号は同一部分を
表わす。

（実施例１） 受光回路を遮断する機構として、機械的な方法と電気的
な方法が考えられ、まず機械的な方法を用いた第１図に
示す実施例について説明する。この機械的な方法は、例
えば受光素子の前に光スィッチなどの７ヤツタを設ける
ものである。

図に示すように、レーザ回路１のレーザ光源１ａから発
せられた光パルスは光方向性結合器２（光スィッチ、又
は光合分波器などで構成される）を介して、センサとな
る測定ファイバ３へと導かれる。測定ファイバ３から戻
って来たラマン散乱光は、光方向性結合器２によって今
度は受光回路側へ導かれる。ここで、先の目的のために
、光スィッチ４による／ヤノタを配置する。この光スィ
ッチ４により、光パルス入射後一定時間はラマン散乱光
がＩＮから０ＵＴ−Ａへと導かれ、その後ＩＮから０Ｕ
Ｔ−’Ｂに導かれるように切り替わる。そして０ＵＴ−
Ｂより導かれたラマン散乱光は、受光素子５ａ、受光回
路５を介して信号として測定回路６へと伝達され、温度
の検出が行なわれるのである。

このようにすることで、入射端に近い箇所からの後方散
乱光は受光素子５ａに影響を与えず、遠い箇所からのラ
マン散乱光のみを正確に受光するこパ とが可能となる。尚、これらの光址ルス入射から受光に
いたるタイミングはタイミング回路７が制御する。

（実施例２） 次に電気的な方法を用いた第２図に示す実施例について
説明する。この電気的な方法は、受光素子にかけられた
バイアス電圧を制御するものである。

図に示すように、システム全体の構成は実施例１とほぼ
同しであるが、本実施例では光スィッチは用イない。一
般に受光素子としてはＡＰＤ（アバランシェ・フォト・
ダイオード）や光電子増倍管などが用いられるが、これ
らの受光素子は受光動作のためにバイアス電圧をかけて
使用する。つまり、バイアス電圧のかかっている時間だ
けが受光可能な状態である。そこで受光アンプ５ｂなど
を備える受光回路５のバイアス回路５ｃを制御して、光
パルス入射から一定時間だけバイアス電圧を切ることに
よって、前記実施例１と同様の目的を達成できる。

尚、温度検出のプロセス、光パルス入射から後方散乱光
受光にいたるタイミング制御は前記実施例１と同様であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、パワーの強いレ
ーザ光源を使用して長距離遠方の温度を測定しうる温度
計測ンステムを構成することが可能である。

従って、電カケープルや送電線、あるいはパイプライン
など長距離にわたる設備の温度監視に使用すれば効果的
である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は各々態様の異なった本発明実施例の
ンステム構成図である。 １・・・レーザ回路、ｌａ・・・レーザ光源、２・・・
光方向性結合器、３・・・測定ファイバ、４・・・光ス
ィッチ、５・・・受光回路、５ａ・・・受光素子、５ｂ
・・・受光アンプ、５ｃ・・・バイアス回路、 ６・・・測定回路、 ７・・・タイミ ン グ回路。 沸 防 那 聞 ７ＵＩξ・７圓Ａシ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバの一端から光パルスを入射し、そのラ
   マン散乱光を受光回路を通して検出することによって光
   ファイバ各部の温度測定を行なう温度計測システムにお
   いて、前記受光回路を、光パルス入射後、一定時間内遮
   断する機構を設けたことを特徴とする温度計測システム
   。