JPH0477624A - 水位センサ及び水位監視方法 - 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］ 本発明は地中送電線、洞道、マンホール等の水位を監視
するためのセンサ及び監視方法に関するものである。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］洞道内
等の水位監視に従来より用いられている技術としては、
抵抗変化型、静電容量型、リミ。

トスイッチ型などのセンサーがある。

しかしこれらのいずれの方式においても電源を必要とす
るため、洞道、人孔等配電用電源が取りにくい場所では
使用できないか、わざわざ電源線を布設しなければなら
ず、かつこれらセンサーにより得た情報を伝送するため
の伝送装置も設置しなければならない。、又以上のこと
は監視システムを高価なものにせざるをえないという問
題もあった。

［課題を解決するための手段］ 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、配電用の電源及び特別な伝送装置を必要とし
ない水位センサ及び水位監視方法を提供するものである
。

即ち、本発明水位センサは分布型光ファイバ温度計測シ
ステムに用いるもので、長さの異なる複数のパイプを長
さ順に並列して固定し、一通長の光ファイバケーブルを
前記各パイプ内に収納したものである。

又、前記各パイプの先端部にファイバホルダーを設け、
このファイバホルダーに光ファイバケーブルをループ状
に収納してもよい。

又、各パイプ及びファイバホルダーに、その内外に連通
ずる貫通孔を設けることが好ましい。

さらに、各パイプをステンレス管又は熱抵抗の大きいプ
ラスチックパイプとすることが好ましい。

そして、この水位センサの使用方法として、上記センサ
を複数接続し、これを分布型光ファイバ温度センサの中
実装置に接続して温度測定を行なうことで水位を監視す
る。

以下、第１図により本発明を具体的に説明する。同図は
本発明水位センサの概略図である。

図に示すように、このセンサはファイバ処理ボックス２
、その下面に取り付けられた複数（本例では５本）のパ
イプ４ａ〜４ｅ、さらにこのパイプの先端に設けられた
ファイバボルダ−５ａ〜５ｅを備えるもので、前記各パ
イプ４ａ〜４ｅ内には、切れ目のない一通長の光ファイ
バケーブル１がファイバ処理ボックス２を介して収納さ
れている。

このうち前記パイプ４８〜４ｅは内部の光ファイバケー
ブル１を保護し、ファイバホルダー５ａ〜５ｅの位置を
決めるもので各々長さが異なっている。そしてこれらは
長さ順に並列され、バインダー６で固定して、ファイバ
処理ボックス下面の気密処理部３に取り付けられている
。パイプ内部の光ファイバケーブル１は温度検出を行な
うためのものであり、かつ各パイプは水位上昇時水にっ
がるものであるため、パイプの材質としてＳｌ＠抗が大
きく、耐食性に優れたステンレス、プラスチックなどが
好ましい。又、各パイプの特に水にっがらない箇所（例
えば気密処理部に近いパイプ上部）にパイプ内外に連通
ずる任意数の貫通孔（図示していない）を設けることで
パイプ内に水が侵入することなく空気を流通させ、より
精度よく気温を検知しうるよう構成してもよい。

このような各パイプの先端部にはファイバホルダー５ａ
〜５ｅが設けられている。このファイバホルダーは前記
パイプとは直角に設けられた例えば箱型のもので、その
内部に光ファイバケーブルをループ状に収納するもので
ある。そして水位が上昇した際このファイバホルダーが
水につかり、それに伴なう温度変化を内部の光ファイバ
ケーブルを通じて測定するため、より精度よく温度変化
を検知するには、ファイバホルダー内の光ファイバケー
ブルを分布型光ファイバ温度計測センサの距離分解能以
上の長さとすることが好ましい。又、各ファイバホルダ
ー間、例えば同５ａと５ｂを例にとればファイバホルダ
ー５ａ内の光ファイバケーブルループ状部からパイプ４
ａを通り一旦ファイバ処理ボックスに導入された後パイ
プ４ｂを介してファイバホルダー５ｂ内の光ファイバケ
ーブルループ状部に至るまでの間も気温をより正確に測
定すべく分布型光ファイバ温度センサの距離分解能以上
の長さを有することが好ましい。さらに、前記のように
パイプ４３〜４ｅには貫通孔が設けられているが、この
貫通孔まで水位が達した場合、パイプ及びファイバホル
ダー内にも水が侵入する。そこで、再度水位が低下した
際にパイプ及びファイバホルダー内に水が残らぬようフ
ァイバホルダーにもその内外に連通するｉ通孔を設けて
＃Ｊ１水できるよう構成することが好ましい。

そして、上記センサの使用方法として、水位を監視した
い地点にセンサをセットし、分布型光ファイバ温度セン
サの中実装置と接続して温度測定を行なう。この分布型
光ファイバ温度センサは、センサ部となる光ファイバ、
該光ファイバに接続されレーザ光源、受光回路等からな
る計測部及びコンピューターによる処理部を有するもの
で、レーザ光源から光ファイバに光パルスを入射し、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
散乱光が入射喘に戻って来るまでの時間）をＭ１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
よって各位置での温度を求めるというものである。

［作用コ 第１図に示すように最下部のファイバホルダー５ｅが水
面からｈａの高さに位置するよう配置して温度を測定す
るき、水位センサはどこも水に接していないため測定デ
ータは各バイブ及びファイバホルダーのどの位置におい
てもほぼ一定の気温を示す。ここで水位が上昇しｈＯと
ｈｌの間に達したとすると、ファイバホルダー５０は水
中に没することになる。ところで、一般に気温と水温に
は差があり、詞道内では水中の方が大気中よりも温度が
低い場合が多い。従って、前記のようにファイバホルダ
ー５８が水中に没した場合、測定データにおいてその位
置だけ低い温度を示すことになる。以下、さらに水位が
上昇した場合５ｄ、　５ｃ、　５ｂ１５ａと順に水中に
没するため、測定データにおいて各位置のｉｉＵ度低下
を（条件によっては上昇）を検出することで水位の監視
を行なうことができる。

又、」１記のセンサを複数接続した場合には、本の光フ
ァイバケーブルを布設するたけで、配電用電源や特別な
伝送装置がなくきも複数箇所の水位を同時に監視するこ
とが可能となる。

［実施例コ 」１記のセンサを用いて実際に水位監視を行なってみた
。監視／ステムの全体構成は第２図に示すように分布型
光ファイバ温度センサ中実装置７より光ファイバケーブ
ル１を介して複数（本例では３つ）の水位センサＳ１、
Ｓ２、Ｓ３を接続し′たものである。尚、第１図と同一
符号は同一部分を示している。そして光ファイバケーブ
ル各部の温度測定を行なった結果を第３図のグラフに示
す。

グラフに示すように測定箇所の大部分は気温Ｔ１を示し
ているが、水位センサＳ１の位置に２箇所、同Ｓ３の位
置に１箇所の低温部がみられた。このことより水位セン
サＳＩにおいてはファイバホルダー５ｃと５ｄの間、同
Ｓ２は同５ｅ以下、同ｓ３は同５ｄと５ｅの間に水位が
あることが確認された。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明センサを用いることにより１
本の光ファイバケーブルを布設するだけで複数箇所の水
位情報を収集できるだけでなく、従来各七ンサに必要と
していた配電用電源や伝送装置も不要となり低コストの
水位監視システムを構築することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明水位センサの概略図、第２図は本発明セ
ンサを用いた水位監視システムの概略図、第３図は第２
図システムにより測定を行った温度データを示すグラフ
である。 １・・・光ファイバケーブル、２・・・ファイバ処理ボ
ックス、３−・・気密処理部、４ａ１４ｂ、　４ｃ、　
４ｄ、　４ｅ−・・パイプ、５ａ、　５ｂ、　５ｃ、　
５ｄ、　５ｅ・・・ファイバホルダ６・・・バインダー
　７・・・分布型光ファイバ温度センサ中実装置 壽 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）長さの異なる複数のパイプを長さ順に並列して固
   定し、一通長の光ファイバケーブルを前記各パイプ内に
   収納したことを特徴とする水位センサ。
2. （２）各パイプの先端部にファイバホルダーを設け、こ
   のファイバホルダーに光ファイバケーブルをループ状に
   収納したことを特徴とする請求項（１）記載の水位セン
   サ。
3. （３）各パイプ及びファイバホルダーに、その内外に連
   通する貫通孔を設けたことを特徴とする請求項（１）又
   は（２）記載の水位センサ。
4. （４）パイプをステンレス管としたことを特徴とする請
   求項（１）、（２）又は（３）記載の水位センサ。
5. （５）請求項（１）、（２）、（３）又は（４）記載の
   水位センサを複数個接続し、これを分布型光ファイバ温
   度センサの中央装置に接続して、温度測定を行なうこと
   で水位を監視する水位監視方法。