JPH05172653A - Physical quantity distribution detector - Google Patents
Physical quantity distribution detectorInfo
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- JPH05172653A JPH05172653A JP3338470A JP33847091A JPH05172653A JP H05172653 A JPH05172653 A JP H05172653A JP 3338470 A JP3338470 A JP 3338470A JP 33847091 A JP33847091 A JP 33847091A JP H05172653 A JPH05172653 A JP H05172653A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ自体をセン
サとして、光ファイバに沿った物理量の分布を測定する
物理量分布検知センサに係り、特に測定結果を基にした
自己異常診断が可能な光ファイバを用いた物理量分布検
知センサに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a physical quantity distribution detection sensor for measuring the distribution of physical quantities along an optical fiber by using the optical fiber itself as a sensor, and more particularly to an optical sensor capable of self-abnormality diagnosis based on the measurement result. The present invention relates to a physical quantity distribution detection sensor using a fiber.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光ファイバを用いた物理量検知センサと
しては、一般に光ファイバに沿った温度分布を測定する
温度分布検知センサが知られている。この温度分布検知
センサでは、図２に示すように光ファイバ４の一端から
光源１で発生した光パルスを光カプラや光分波器等の光
分岐・分波手段３を介して光ファイバ４に入射させる。
そして、この光ファイバに入射した光パルスが光ファイ
バ中を進行するに従い光ファイバの各位置で発生する散
乱光のうち、光入射端に戻ってくる散乱光を後方散乱光
という。光分岐・分波手段３により、後方散乱光のう
ち、ラマン散乱光のストークス光の波長λs とアンチス
トークス光の波長λa の光とを分離して取出し、これら
をそれぞれ受光回路５ｓ、５ａにより電気信号に変換す
る。そして、これらの電気信号を時間間隔ｔｓでサンプ
リングして、ストークス光及びアンチストークス光の時
間関数ｇs （ｔ）、及び、ｇa （ｔ）を測定する。光フ
ァイバ中で発生する散乱光量は、微弱であり、時間関数
ｇs （ｔ）、ｇa （ｔ）のＳＮ比が悪いため、これを改
善するために前記光パルスの入射からサンプリングまで
の操作を多数回繰り返し、時間関数ｇs （ｔ）、ｇ
a （ｔ）の平均化処理を行ってＳＮ比を改善したＧ
s （ｔ）、Ｇa （ｔ）をそれぞれ得る。ここで、光ファ
イバ中での光速ｖが既知であれば、時間の関数として測
定したＧs （ｔ）、Ｇa （ｔ）をサンプリング距離間隔
ｘｓのサンプリング点毎に定義される光ファイバに沿っ
た距離の関数Ｇs （ｘ）、Ｇa （ｘ）に置き換えること
が可能である。このようにして得られた距離の関数Ｇs
（ｘ）、Ｇa （ｘ）は，それぞれストークス光及びアン
チストークス光の後方散乱光強度を光ファイバの一端で
測定したものであるため、ｘ地点で発生した散乱光の発
生確率Ｒs （ｘ）、Ｒa （ｘ）との間には、それぞれ、
数１、２に示す（１）、（２）式に示す関係がある。2. Description of the Related Art As a physical quantity detecting sensor using an optical fiber, a temperature distribution detecting sensor for measuring a temperature distribution along the optical fiber is generally known. In this temperature distribution detection sensor, as shown in FIG. 2, an optical pulse generated from the light source 1 from one end of the optical fiber 4 is sent to the optical fiber 4 via an optical branching / demultiplexing means 3 such as an optical coupler or an optical demultiplexer. Make it incident.
Then, of the scattered light generated at each position of the optical fiber as the light pulse incident on this optical fiber travels in the optical fiber, the scattered light returning to the light incident end is called backscattered light. Of the backscattered light, the light splitting / branching means 3 separates and takes out the wavelength λ s of the Stokes light of the Raman scattered light and the light of the wavelength λ a of the anti-Stokes light, and takes them out, respectively. Is converted into an electric signal. Then, these electric signals are sampled at time intervals ts, and the time functions g s (t) and g a (t) of the Stokes light and the anti-Stokes light are measured. Since the amount of scattered light generated in the optical fiber is weak and the SN ratio of the time functions g s (t) and g a (t) is poor, in order to improve this, the operation from the incidence of the optical pulse to the sampling is improved. Is repeated many times, and the time functions g s (t), g
G which improved the SN ratio by performing the averaging process of a (t)
Obtain s (t) and G a (t), respectively. Here, if the speed of light v in the optical fiber is known, G s (t) and G a (t) measured as a function of time are measured along the optical fiber defined for each sampling point of the sampling distance interval xs. The distance functions G s (x) and G a (x) can be replaced. The distance function G s thus obtained
(X) and G a (x) are the backscattered light intensities of the Stokes light and the anti-Stokes light, respectively, measured at one end of the optical fiber, and therefore the probability R s (x) of the scattered light generated at the point x ), R a (x),
There is a relationship shown in equations (1) and (2) shown in equations 1 and 2.
【０００３】[0003]
【数１】 [Equation 1]
【０００４】[0004]
【数２】 [Equation 2]
【０００５】 ここに、Ｐ0 ；光ファイバ入射光強度 α0 ；入射光波長の光ファイバ伝送損失（ｄＢ／ｍ） γ；後方散乱係数 αs ，αa ；ストークス光及びアンチストークス光の光
ファイバ伝送損失（ｄＢ／ｍ） Ｍs ，Ｍa ；受光回路におけるストークス光及びアンチ
ストークス光のＯ／Ｅ変換効率 従って、ｘ地点のストークス光及びアンチストークス光
の発生確率は、それぞれ数３、４に示す（３）、（４）
式で表され、Ｋs 、Ｋa が分かれば測定値Ｇ
s （ｘ）、Ｇa （ｘ）を用いて求めることができる。Where P0; Intensity of light incident on optical fiber α0Optical fiber transmission loss at incident light wavelength (dB / m) γ; backscattering coefficient αs, Αa; Stokes light and anti-Stokes light
Fiber transmission loss (dB / m) Ms, Ma; Stokes light and anti-light in light receiving circuit
O / E conversion efficiency of Stokes light Therefore, Stokes light and anti-Stokes light at point x
The occurrence probabilities of (3) and (4) are shown in Equations 3 and 4, respectively.
Expressed as a formula, Ks, KaIf you know the measured value G
s(X), GaIt can be obtained by using (x).
【０００６】[0006]
【数３】 [Equation 3]
【０００７】[0007]
【数４】 [Equation 4]
【０００８】一方、光ファイバ中で発生するストークス
光及びアンチストークス光の発生確率Ｒs 、Ｒa と温度
Ｔとの間に数５に示す式（５）で示すような関係があ
り、距離ｘでの温度Ｔ（ｘ）は、数６に示す式（６）を
用いて求めることができる。On the other hand, there is a relationship between the occurrence probability R s , R a of Stokes light and anti-Stokes light generated in the optical fiber and the temperature T as shown in the equation (5), and the distance x The temperature T (x) at can be calculated using the equation (6) shown in Equation 6.
【０００９】[0009]
【数５】 [Equation 5]
【００１０】[0010]
【数６】 [Equation 6]
【００１１】であり、ｋ1 、ｋ2 は使用する光源及び、
光ファイバにより決まる定数である。Where k 1 and k 2 are the light source used and
It is a constant determined by the optical fiber.
【００１２】定数Ｋは、光ファイバの特定点ｘｒの温度
Ｔ（ｘｒ）が分かれば求めることができ、また、スト−
クス光及びアンチスト−クス光波長での光ファイバの伝
送損失αs 、αa は予め測定することができる。従っ
て、スト−クス光、及び、アンチスト−クス光波長での
後方散乱光強度分布Ｇs （ｘ）、Ｇa （ｘ）を測定する
ことにより、光ファイバに沿った温度分布を求めること
ができる。The constant K can be obtained by knowing the temperature T (xr) of the specific point xr of the optical fiber, and the constant
The transmission losses α s and α a of the optical fiber at the wavelengths of the cox light and the anti-stock light can be measured in advance. Therefore, the temperature distribution along the optical fiber can be obtained by measuring the backscattered light intensity distributions G s (x) and G a (x) at the Stokes light and anti-Stocks light wavelengths. ..
【００１３】また、式（６）から分かるように、光ファ
イバの伝送損失αs ，αa が、光ファイバに対する外圧
により生じたマイクロベンド損等により、Δαづつ変化
しても、この変化分は相殺され、温度分布Ｔ（ｘ）は、
この影響を受けずに求めることができる。As can be seen from the equation (6), even if the transmission losses α s and α a of the optical fiber change by Δα due to the microbend loss or the like caused by the external pressure on the optical fiber, these changes Offset, the temperature distribution T (x) is
It can be obtained without being affected by this.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術には以下に述べるような問題点があった。However, the prior art has the following problems.
【００１５】（１）温度分布Ｔ（ｘ）を求める（６）式
には、光ファイバの伝送損失αs ，αa が含まれてお
り、伝送損失αs 、αa の値は予め測定することによっ
て得られる。温度分布を測定する際に、これらの値が予
め測定された値と異なる場合、或いは、上記変化分Δα
が波長によって異なる場合、変化分Δαs ，Δαa が相
殺されないので、温度分布の測定が正確にならないこと
になる。(1) The equation (6) for obtaining the temperature distribution T (x) includes the transmission losses α s and α a of the optical fiber, and the values of the transmission losses α s and α a are measured in advance. Obtained by When measuring the temperature distribution, if these values are different from the values measured in advance, or if the change Δα
If the wavelengths vary depending on the wavelength, the changes Δα s and Δα a are not canceled out, and the temperature distribution cannot be measured accurately.
【００１６】（２）測定に使用する光源の波長が、当初
設定していた波長からずれると、スト−クス光及びアン
チスト−クス光波長もその初期値からずれることにな
る。このため、スト−クス光及びアンチスト−クス光の
後方散乱光強度分布Ｇs （ｘ）、Ｇa （ｘ）を正しく測
定することができなくなり、温度分布の測定が正確にな
らないことになる。一方、光源の波長は、その温度によ
って変わりやすいので、通常、光源では温度制御が行わ
れ、一定の波長が得られるようになっている。この温度
制御が故障等により不調であると、光源の波長が変わっ
てしまうので、温度分布の測定が正確にならないことに
なる。(2) When the wavelength of the light source used for the measurement deviates from the initially set wavelength, the wavelengths of the stokes light and the anti-stokes light also deviate from their initial values. For this reason, the backscattered light intensity distributions G s (x) and G a (x) of the stokes light and the anti-stokes light cannot be measured correctly, and the temperature distribution cannot be measured accurately. On the other hand, the wavelength of the light source is apt to change depending on the temperature thereof, so that the temperature of the light source is usually controlled so that a constant wavelength can be obtained. If the temperature control is out of order due to a failure or the like, the wavelength of the light source changes, so that the temperature distribution cannot be measured accurately.
【００１７】（３）光ファイバに入射する光量がある一
定レベルを越えると、非線形現象である誘導ラマン散乱
がスト−クス光の波長で生じる。この場合、スト−クス
光の後方散乱光強度分布Ｇs （ｘ）を正しく測定するこ
とができなくなる。一方、光ファイバに入射する光量が
大きいほど、温度分布測定精度が向上する。そこで、誘
導ラマン散乱が発生しないように、ぎりぎりまで光量を
上げることになる。しかし、光源の出力は、周囲温度等
により変動するものであって、誘導ラマン散乱が発生し
ないように、ぎりぎりまで光量を上げているときには、
この変動のために誘導ラマン散乱が発生してしまい、ス
ト−クス光の後方散乱光強度分布Ｇs （ｘ）を正しく測
定することができなくなる。(3) When the amount of light entering the optical fiber exceeds a certain level, stimulated Raman scattering, which is a non-linear phenomenon, occurs at the wavelength of the Stokes light. In this case, the backscattered light intensity distribution G s (x) of the stokes light cannot be measured correctly. On the other hand, the greater the amount of light incident on the optical fiber, the higher the accuracy of temperature distribution measurement. Therefore, the amount of light is increased to the utmost so that stimulated Raman scattering does not occur. However, the output of the light source fluctuates depending on the ambient temperature, etc., and when the amount of light is raised to the limit so that stimulated Raman scattering does not occur,
This fluctuation causes stimulated Raman scattering, which makes it impossible to correctly measure the backscattered light intensity distribution G s (x) of the stokes light.
【００１８】以上のように、温度分布の測定が正確にな
らない異常な場合が起こり得るが、従来は、測定された
温度分布が正しいかどうかは、他の方法で測定した温度
と比較するしかなかった。また、不正確に測定された温
度分布であっても、測定結果からは異常が起きているこ
とが分からないので、正しいものと誤認するという問題
があった。As described above, an abnormal case may occur in which the temperature distribution is not accurately measured, but conventionally, whether the measured temperature distribution is correct or not can only be compared with the temperature measured by another method. It was Further, even if the temperature distribution is measured inaccurately, there is a problem in that it is mistaken as a correct one because it is not known from the measurement result that an abnormality has occurred.
【００１９】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、測定結果を基にした自己異常診断が可能な光ファイ
バを用いた物理量分布検知センサを提供することにあ
る。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a physical quantity distribution detection sensor using an optical fiber which enables self-abnormality diagnosis based on the measurement result.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、物理量分布の測定結果から１以上のサンプ
リング点におけるストークス光及びアンチストークス光
の見掛上の発生確率を算出し、両見掛上の発生確率の差
を基に異常を検知するようにしたものである。In order to achieve the above object, the present invention calculates the apparent occurrence probability of Stokes light and anti-Stokes light at one or more sampling points from the measurement result of physical quantity distribution. The abnormality is detected based on the apparent difference in occurrence probability.
【００２１】[0021]
【作用】ここで、物理量分布の測定が正確に行われてい
るときには、ストークス光の発生確率とアンチストーク
ス光の発生確率との差が、一定の範囲内にあるというこ
とに着目する。見掛上の両発生確率の差が、一定の範囲
から外れる時、測定結果を不正確にするような異常が発
生したものと判断できる。Here, it should be noted that when the physical quantity distribution is accurately measured, the difference between the Stokes light generation probability and the anti-Stokes light generation probability is within a certain range. When the apparent difference between the two occurrence probabilities is out of a certain range, it can be determined that an abnormality has occurred that makes the measurement result inaccurate.
【００２２】詳しく説明すると、温度Ｔ（ｘ）のサンプ
リング点ｘでのストークス光の真の発生確率とアンチス
トークス光の真の発生確率Ｒ0s（ｘ）Ｒ0a（ｘ）は、そ
れぞれ、数７、数８に示す（７）式、（８）式で表され
る。More specifically, the true probability of occurrence of Stokes light and the true probability of occurrence of anti-Stokes light R 0s (x) R 0a (x) at the sampling point x at the temperature T (x) are respectively expressed by the following equation 7. , Equation (7) and Equation (8) shown in Equation 8.
【００２３】[0023]
【数７】 [Equation 7]
【００２４】[0024]
【数８】 [Equation 8]
【００２５】（７）、（８）式の両辺の差をとると、数
９に示す式（９）となる。By taking the difference between both sides of the equations (7) and (8), the equation (9) shown in the equation 9 is obtained.
【００２６】[0026]
【数９】 [Equation 9]
【００２７】ここで、Ｋ0 （ｘ）は、使用する光源の波
長や光ファイバの材質等により決まる定数であり、厳密
には距離ｘにより異なっていると考えられるが、略一定
値をとる。Here, K 0 (x) is a constant determined by the wavelength of the light source used, the material of the optical fiber, etc., and although it may be strictly considered that it varies depending on the distance x, it takes a substantially constant value.
【００２８】（９）式のように、距離ｘでのストークス
光の真の発生確率とアンチストークス光の真の発生確率
との差は一定値になる。As shown in equation (9), the difference between the true occurrence probability of the Stokes light and the true occurrence probability of the anti-Stokes light at the distance x has a constant value.
【００２９】一方、測定結果のＧs （ｘ）、Ｇa （ｘ）
から、（３）、（４）式を用いて求めたＲs （ｘ）、Ｒ
a （ｘ）も、これらが正しい値であれば、（９）式と同
等の関係式即ち、数１０に示す（１０）式を満足する。On the other hand, the measurement results G s (x) and G a (x)
From the above, R s (x), R obtained by using the equations (3) and (4)
If these are correct values, a (x) also satisfies the relational expression equivalent to the expression (9), that is, the expression (10) shown in Expression 10.
【００３０】[0030]
【数１０】 [Equation 10]
【００３１】ところが、伝送損失変化量がストークス光
とアンチストークス光とで異なったり、光源の波長がず
れたり、誘導ラマン散乱が発生したときには、測定結果
から求めた見掛上の散乱光発生確率Ｒs （ｘ）、Ｒ
a （ｘ）は、（１０）式を満足しなくなる。したがっ
て、このような光ファイバや装置の異常により、測定が
不正確になったかどうかは、見掛上の散乱光発生確率Ｒ
s （ｘ）、Ｒa （ｘ）が（１０）式を満足するかどうか
をチェックすればよいことになる。However, when the amount of change in transmission loss differs between Stokes light and anti-Stokes light, the wavelength of the light source shifts, or stimulated Raman scattering occurs, the apparent scattered light generation probability R obtained from the measurement results is obtained. s (x), R
a (x) no longer satisfies equation (10). Therefore, whether or not the measurement becomes inaccurate due to such an abnormality of the optical fiber or the device is apparent probability of scattered light generation R
It is only necessary to check whether s (x) and Ra (x) satisfy the expression (10).
【００３２】以上のような知見に基づいて、測定結果か
らサンプリング点におけるストークス光及びアンチスト
ークス光の見掛上の発生確率を算出し、両見掛上の発生
確率の差を求めると、測定結果を不正確にするような異
常が発生した場合、その両見掛上の発生確率の差が一定
の範囲から外れるので、異常を検知することができる。Based on the above findings, the apparent occurrence probabilities of Stokes light and anti-Stokes light at the sampling point are calculated from the measurement results, and the difference between the apparent occurrence probabilities is calculated. If an abnormality occurs that makes the error inaccurate, the difference between both apparent occurrence probabilities is out of a certain range, so that the abnormality can be detected.
【００３３】[0033]
【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
【００３４】図１に示されるように、測定系は光源１、
光分岐・分波手段３、光ファイバ４、受光回路５、サン
プリング回路６、平均化処理回路７、コントロール回路
８、温度分布演算回路９、温度分布表示装置１０、異常
診断回路１１から構成されている。受光回路５、サンプ
リング回路６、平均化処理回路７は、それぞれストーク
ス光、アンチストークス光用に受光回路５ｓ、５ａ、サ
ンプリング回路６ｓ、６ａ、平均化処理回路７ｓ、７ａ
が設けられ、光分岐・分波手段３は、光源１からの光を
光ファイバ４に導き、光ファイバ４からのストークス
光、アンチストークス光を分離して受光回路５ｓ、５ａ
に導くように構成されている。また、光ファイバの特定
点ｘｒを定めるエリア４１内に、温度Ｔ（ｘｒ）を計測
する温度測定器４２が設けられている。エリア４１は、
均熱箱等で囲まれて一定の温度に保たれている。図１の
構成は、異常診断回路１１を除いて、図６の従来の構成
と同じである。As shown in FIG. 1, the measurement system comprises a light source 1,
It is composed of an optical branching / demultiplexing means 3, an optical fiber 4, a light receiving circuit 5, a sampling circuit 6, an averaging processing circuit 7, a control circuit 8, a temperature distribution calculation circuit 9, a temperature distribution display device 10, and an abnormality diagnosis circuit 11. There is. The light receiving circuit 5, the sampling circuit 6, and the averaging processing circuit 7 are provided with light receiving circuits 5s and 5a, sampling circuits 6s and 6a, and averaging processing circuits 7s and 7a for Stokes light and anti-Stokes light, respectively.
The optical branching / demultiplexing means 3 guides the light from the light source 1 to the optical fiber 4, separates the Stokes light and the anti-Stokes light from the optical fiber 4, and receives the light receiving circuits 5s and 5a.
Is configured to lead to. Further, a temperature measuring device 42 for measuring the temperature T (xr) is provided in the area 41 that defines the specific point xr of the optical fiber. Area 41 is
It is kept at a constant temperature by being surrounded by a soaking box. The configuration of FIG. 1 is the same as the conventional configuration of FIG. 6 except for the abnormality diagnosis circuit 11.
【００３５】異常診断回路１１は、平均化処理回路７
ｓ、７ａの出力と温度測定器４２の出力を入力とし、計
算結果から異常を判定して、温度分布表示装置１０に伝
えるものである。この計算内容を以下に説明する。The abnormality diagnosis circuit 11 includes an averaging processing circuit 7
The outputs of s and 7a and the output of the temperature measuring device 42 are used as inputs, and an abnormality is determined from the calculation result and transmitted to the temperature distribution display device 10. The details of this calculation will be described below.
【００３６】まず、（１０）式を適用するにあたり、測
定値Ｇs （ｘ）、Ｇa （ｘ）からストークス光とアンチ
ストークス光の見掛上の発生確率Ｒs （ｘ）、Ｒ
a （ｘ）を求める方法について述べる。First, in applying equation (10), the apparent occurrence probabilities R s (x) and R s of Stokes light and anti-Stokes light are calculated from the measured values G s (x) and G a (x).
A method of obtaining a (x) will be described.
【００３７】（３）式、（４）式を特定点ｘｒについて
表すと、数１１、数１２に示す（１１）式、（１２）式
となる。Expressions (3) and (4) for the specific point xr are expressed by Expressions (11) and (12).
【００３８】[0038]
【数１１】 [Equation 11]
【００３９】[0039]
【数１２】 [Equation 12]
【００４０】（３）式と（１１）式、及び（４）式と
（１２）式で、それぞれ両辺の比をとり整理すると、数
１３、数１４に示す（１３）式、（１４）式となる。When the ratios of both sides of the equations (3) and (11) and the equations (4) and (12) are arranged, the equations (13) and (14) shown in the equations 13 and 14 are arranged. Becomes
【００４１】[0041]
【数１３】 [Equation 13]
【００４２】[0042]
【数１４】 [Equation 14]
【００４３】次に、特定点ｘｒでの発生確率Ｒs （ｘ
ｒ）、Ｒa （ｘｒ）は、温度Ｔ（ｘｒ）より、（７）、
（８）式を用いて求めることのできる真値、即ち、数１
５、数１６に示す（１５）、（１６）式を用いることと
し、さらに数１７に示す（１７）式を定義する。Next, the occurrence probability R s (x
r) and R a (xr) are calculated from the temperature T (xr) by (7),
The true value that can be obtained by using the equation (8), that is, Equation 1
5, equations (15) and (16) shown in equation 16 are used, and equation (17) shown in equation 17 is further defined.
【００４４】[0044]
【数１５】 [Equation 15]
【００４５】[0045]
【数１６】 [Equation 16]
【００４６】[0046]
【数１７】 [Equation 17]
【００４７】したがって、（１３）、（１４）式は、数
１８、１９に示す（１８）、（１９）式で表すことがで
きる。Therefore, equations (13) and (14) can be expressed by equations (18) and (19) shown in equations (18) and (19).
【００４８】[0048]
【数１８】 [Equation 18]
【００４９】[0049]
【数１９】 [Formula 19]
【００５０】（１８）、（１９）式で表された見掛上の
発生確率Ｒs （ｘ）、Ｒa （ｘ）は、測定結果より求め
ることができる。The apparent occurrence probabilities R s (x) and R a (x) expressed by the equations (18) and (19) can be obtained from the measurement results.
【００５１】以下に、（１８）、（１９）式で求めた見
掛上の発生確率Ｒs （ｘ）、Ｒa （ｘ）を用いて、異常
の判断を行う方法について述べる。Hereinafter, a method of judging abnormality using the apparent occurrence probabilities R s (x) and R a (x) obtained by the equations (18) and (19) will be described.
【００５２】（１８）、（１９）式を用いて（１０）式
の左辺を計算すると、数２０に示す（２０）式となる。When the left side of the equation (10) is calculated using the equations (18) and (19), the equation (20) shown in the equation 20 is obtained.
【００５３】[0053]
【数２０】 [Equation 20]
【００５４】ここで、（１０）式のＫ0 （ｘ）に相当す
る定数として、Ｋ0min（ｘ）とＫ0max（ｘ）とを各サン
プリング点につき、予め定めておく。（２０）式で求め
ることのできるＲs （ｘ）−Ｒa （ｘ）と、これらの定
数との間に、数２１に示す（２１）式が成り立つかどう
かを判定する。[0054] Here, as a constant corresponding to equation (10) K 0 (x), K 0min and (x) per K 0max (x) and the respective sampling points, determined in advance. Determining (20) can be obtained by the formula R s (x) -R a ( x), between these constants, whether shown in Expression 21 (21) holds.
【００５５】[0055]
【数２１】 [Equation 21]
【００５６】Ｋ0min（ｘ）とＫ0max（ｘ）は、測定上許
容される誤差を考慮して、各サンプリング点毎に設定し
た定数である。[0056] K 0min (x) and K 0max (x), taking into account the measured acceptable error is a constant that is set for each sampling point.
【００５７】異常診断回路１１は、（２１）式を満たさ
ない測定結果があったときには、装置の異常を判断し、
温度分布表示装置１０にこれを知らせて、温度分布表示
装置１０に異常の旨を表示させる。If there is a measurement result that does not satisfy the equation (21), the abnormality diagnosis circuit 11 judges that the apparatus is abnormal,
The temperature distribution display device 10 is informed of this, and the temperature distribution display device 10 is caused to display the fact of abnormality.
【００５８】以上説明したように、本発明にあっては、
測定結果を基にした自己異常診断が可能となり、他の方
法で測定して確認する必要がなく、不正確に測定された
温度分布が正しいものと誤認されることもない。As described above, according to the present invention,
Self-abnormality diagnosis based on the measurement result is possible, there is no need to measure and confirm by another method, and the inaccurately measured temperature distribution is not erroneously recognized as correct.
【００５９】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。Next, another embodiment of the present invention will be described.
【００６０】前記実施例では、温度分布演算回路９と異
常診断回路１１とは、全く独立に機能していたが、異常
診断回路１１が処置したデータを温度分布演算回路９で
利用して、温度分布を計算することも可能である。即
ち、（５）式より導かれる数２２に示す（２２）式に、
（１８）、（１９）式で求めた発生確率Ｒs （ｘ）、Ｒ
a （ｘ）を代入する方法である。In the above embodiment, the temperature distribution calculating circuit 9 and the abnormality diagnosing circuit 11 functioned completely independently, but the data processed by the abnormality diagnosing circuit 11 is used in the temperature distribution calculating circuit 9 to detect the temperature. It is also possible to calculate the distribution. That is, in the formula (22) shown in the formula 22 derived from the formula (5),
Occurrence probabilities R s (x), R obtained by equations (18) and (19)
This is a method of substituting a (x).
【００６１】[0061]
【数２２】 [Equation 22]
【００６２】なお、温度分布演算回路９や異常診断回路
１１の演算機能は、パーソナルコンピュータやマイクロ
コンピュータ等で実行されるようなソフトウェアで代用
することができる。The calculation functions of the temperature distribution calculating circuit 9 and the abnormality diagnosing circuit 11 can be replaced by software executed by a personal computer, a microcomputer or the like.
【００６３】また、本実施例にあっては、温度分布検出
装置についてのべたが、光ファイバ中で発生するストー
クス光、アンチストークス光の距離分布を測定して利用
するものであれば、他の物理量、例えば放射線分布測定
等にも、本発明を適用できることは勿論である。Further, in the present embodiment, the temperature distribution detecting device is described, but if the distance distribution of the Stokes light and the anti-Stokes light generated in the optical fiber is measured and used, other Of course, the present invention can be applied to physical quantities such as radiation distribution measurement.
【００６４】[0064]
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。The present invention exerts the following excellent effects.
【００６５】（１）測定結果を基にした自己異常診断が
可能となり、他の方法で測定して確認する必要がなくな
る。(1) Self-abnormality diagnosis based on the measurement result becomes possible, and it is not necessary to measure and confirm by another method.
【００６６】（２）自己異常診断により異常が表示され
るので、不正確に測定された温度分布が正しいものと誤
認されることがなく、信頼性が向上する。(2) Since the abnormality is displayed by the self-abnormality diagnosis, an inaccurately measured temperature distribution is not erroneously recognized as correct and reliability is improved.
【図１】本発明の一実施例を示す測定系のブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram of a measurement system showing an embodiment of the present invention.
【図２】従来例を示す測定系のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a measurement system showing a conventional example.
１ 光源 ４ 光ファイバ ５ 受光回路 ９ 温度分布演算回路 １１ 異常診断回路 1 light source 4 optical fiber 5 light receiving circuit 9 temperature distribution calculation circuit 11 abnormality diagnosis circuit
Claims (1)
びアンチストークス光を検知して、これらの光の発生確
率の距離方向の分布から、光ファイバに沿った物理量分
布を算出、測定する物理量分布検出装置において、物理
量分布の測定結果から１以上のサンプリング点における
ストークス光及びアンチストークス光の見掛上の発生確
率を算出し、両見掛上の発生確率の差を基に異常を検知
することを特徴とする物理量分布検出装置。1. A physical quantity distribution detection for detecting Stokes light and anti-Stokes light generated in an optical fiber and calculating and measuring a physical quantity distribution along the optical fiber from distribution of probability of occurrence of these lights in a distance direction. The device calculates the apparent occurrence probability of Stokes light and anti-Stokes light at one or more sampling points from the measurement result of the physical quantity distribution, and detects an abnormality based on the difference between the apparent occurrence probabilities. Characteristic physical quantity distribution detection device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3338470A JP2864825B2 (en) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | Physical quantity distribution detector |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
| JPH05172653A true JPH05172653A (en) | 1993-07-09 |
| JP2864825B2 JP2864825B2 (en) | 1999-03-08 |
Family
ID=18318467
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3338470A Expired - Fee Related JP2864825B2 (en) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | Physical quantity distribution detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864825B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008008886A (en) * | 2006-05-31 | 2008-01-17 | Hitachi Cable Ltd | Optical fiber type temperature sensor unit |
| GB2441552A (en) * | 2006-09-07 | 2008-03-12 | Schlumberger Holdings | Measurement of attenuation in distributed optical fibre sensing |
| JP2019148462A (en) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | Diagnosis device |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP3338470A patent/JP2864825B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008008886A (en) * | 2006-05-31 | 2008-01-17 | Hitachi Cable Ltd | Optical fiber type temperature sensor unit |
| GB2441552A (en) * | 2006-09-07 | 2008-03-12 | Schlumberger Holdings | Measurement of attenuation in distributed optical fibre sensing |
| GB2441552B (en) * | 2006-09-07 | 2011-03-30 | Schlumberger Holdings | Method of assessing attenuation in a distributed optical fiber sensing system |
| JP2019148462A (en) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | Diagnosis device |
| US10585017B2 (en) | 2018-02-26 | 2020-03-10 | Subaru Corporation | Diagnosis apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2864825B2 (en) | 1999-03-08 |
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