JPH0455730A - 光ファイバ式分布形温度測定装置 - 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、光ファイバ式分布形温度測定装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 一般に、光ファイバ式分布形温度測定装置は、光クイア
バ中で発生するラマン散乱光の散乱強度が温度によって
変化することを利用し、この変化を公知のＯＴ　Ｄ　Ｒ
（Ｏｐｉｔｃａｌ　Ｔｉｍｅ　ＤｏｎａｉｎＲｅｆ　１
ｅｃｔｏｎｅｔｏｒｙ）装置の手法で検出することによ
り、光ファイバの長さ方向に沿った温度分布を計測する
ものである。

即ち、計測装置本体内のパルス光源からセンサ用光ファ
イバに光パルスを入射させ、該センサ用光ファイバで発
生する後方散乱光を該計測装置本体に導き、これらの散
乱光の中からラマン散乱光の２成分を分離し、これらの
光の強度から温度を求める。

従来、この後方散乱光の検出は、第２図に示すように、
センサ用光フアイバ５中で発生する後方散乱光をＡＰＤ
等の受光素子４で検出し、これを１つまたは複数のアン
プ３により増幅し、これをＡ／Ｄ変換器２によりディジ
タル化し、この出力を加算器１へ入力し、繰り返し上記
操作を行うことにより、散乱光強度を検出している。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、このようにＡ／Ｄ変換器を用いた方式では、後
方散乱光による電気信号がアナログ的に強度変化を持つ
連続した信号でなければならない。

このため、後方散乱光強度が大きくなければ計測精度が
低下したり、あるいは計測不能になるといった問題があ
った。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、微
弱な後方散乱光で＃Ｊ温度分布を測定できる新規な光フ
アイバ式温度分布測定装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段〕 本発明は、計測装置本体内の光源からセンサ用光ファイ
バに光パルスを入射させ、該ファイバで発生する後方散
乱光を計測装置本体に導き、これらの散乱光の中からラ
マン散乱光を分離し、それらの光の強度から温度を求め
る光ファイバ式分布形温度測定装置において、受光素子
の出力をカウンタに入力し、上記受光素子が一定の時間
内に受光した光子の数を計数し、これにより後方散乱光
強度を計測する構成としたものである。

上記カウンタは２個以上用い上記一定の時間間隔毎に順
次切り替えて計測することが好ましい。

［作用］ 本発明の光ファイバ式分布形温度測定装置は、散乱光の
受信方法にある一定の時間内に受光した光子（フォトン
）の数を数えるという光子計数方式を採用しているため
、高感度であり、微弱な後方錯乱光の受光に際しても精
度良く計測をすることができる。

特に、２個以上のカウンタを順次切り替えて計測する形
態では、計測時間間隔の切り替え時間によるデータの欠
損も防止される。

［実施例コ 本発明の実施例を第１図において説明する。

第１図は、計測装置本体内のパルス光源からセンサ用光
ファイバに光パルスを入射させ、該センサ用光ファイバ
で発生する後方散乱光を該計測装置本体に導き、これら
の散乱光の中からラマン散乱光の２成分を分離し、これ
らの光の強度から温度を求める光ファイバ式分布形温度
測定装置の一部、即ち後方散乱光の検出部を示す。

センサ用光フアイバ５中で発生する後方散乱光を、光フ
ァイバ５より受光素子４に導き、受光素子４の出力を１
段あるいは復数段のアンプ３により増幅する構成は、従
来と同じである。

しかし、従来のＡ／Ｄ変換器２の代りに、コンパレータ
６、バッファ７、第１及び第２のカウンタ８．９及びカ
ウンタｆｌ／１９１１回路１０が設けである。

上記アンプ３により増幅された信号はコンパレータ６に
入力され、基準値と比較されて、その雑音部分が除去さ
れる。雑音部分が除去された信号は、バッファ７により
波形整形した後、第１及び第２のカウンタ８．９に入力
される。

カウンタ８．９は、カウンタ制御口［１０により交互に
切替えられて動作し、それぞれ一定のサンプリング時間
内に入力されるバッファ出力数をカウントする。換言す
れば、微弱な後方錯乱光の受光に際し、ある一定の時間
内に受光した光子（フォトン）の数を数えるものであり
、この出力を加算器１へ入力し、縁り返し上記操作を行
うことにより、後方散乱光強度を計測する。

ここで２個の計数カウンタ８，９が用いられているのは
、カウンタ＃Ｊ御回路１０がサンプリング後のカウンタ
をリセットする時間が無視できない大きさであり、カウ
ンタが１個の場合にはこのリセット時間内の計数が不可
能となることを考慮したものである。即ち、第１．第２
のカウンタ８゜９を用い、これをカウンタＭｍ回路１０
により順次切り換え、リセット時間による計測不能な時
間を除去することにより、計測時間間隔の切り替え時の
時間によるデータカ欠損を防ぐものである。

従って、計数カウンタの数は２個に限定されるものでは
なく、２個以上を用い、これをカウンタ制＃回ＮＩＯに
より順次切り替えて計測することもできる。

いずれにせよ、本発明は一定の時間内に受光した光子（
フォトン）の数を数える方式であるため、受光素子４と
してＡ　Ｐ　Ｄ　（Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｐｈｏｔ。

Ｄｉｏｄｅ）のみならず、高感度のフォト・マルチプラ
イヤ等の素子を用いることができ、非常に微弱な光にも
対応できる。従って、光ファイバ式分布方温度計測装置
の検出感度及び精度を大幅が向上する。

上記実施例においては加算器１をカウンタ８゜９と別個
に設けたが、第１図においてカウンタ８゜９を多数個設
置し、カウンタ８．９に加算器１の機能を持たせること
も可能である。即ち、バッファ７の出力をサンプリング
時間に対応したカウンタ８又は９に入力し、光ファイバ
５からの後方散乱光の計測操作を繰り返し行うことによ
り、同一サンプリング時間に対応した後方散乱先順強度
をカウンタ８，９から直接に求めることができる。

この時、とのカウンタ８，９に入力するかのＭ御はカウ
ンタ制御回路１０で行う。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば次のような優れた効
果が得られる。

（１）後方散乱光が微弱でも、光子計測によりフィバ中
の散乱光現象を確実に捕らえることができるため、安価
な光源を使用でき経済的メリットが大きい。

（２）Ａ／Ｄ変換部の代わりに２値であるカウンタを用
いるなめ、ハード構成がシンプルとなり、装置内のノイ
ズの影響を受は誼く構成でさ且つ安価にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ファイバ式分布形温度測定装置にお
ける後方散乱光強度検出部の構成例を示すブロック図、
第２図は従来の光ファイバ式分布形温度測定装置におけ
る後方散乱光強度検出部の構成例を示すブロック図であ
る。 図中、１は加算器、２はＡ／Ｄコンバータ、３はアンプ
、４は受光素子、５はセンサ用光ファイバ、６はコンパ
レータ、７はバッファ、８゜９はカウンタ、１０はカウ
ンタ制御回路を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、計測装置本体内の光源からセンサ用光ファイバに光
   パルスを入射させ、該ファイバで発生する後方散乱光を
   計測装置本体に導き、これらの散乱光の中からラマン散
   乱光を分離し、それらの光の強度から温度を求める光フ
   ァイバ式分布形温度測定装置において、受光素子の出力
   をカウンタに入力し、上記受光素子が一定の時間内に受
   光した光子の数を計数し、これにより後方散乱光強度を
   計測することを特徴とする光ファイバ式分布形温度測定
   装置。 ２、上記カウンタを２個以上用い上記一定の時間間隔毎
   に順次切り替えて計測することを特徴とする第１項記載
   の光ファイバ式分布形温度測定装置。