JPH05346355A - Optical fiber temperature distribution sensor device - Google Patents
Optical fiber temperature distribution sensor deviceInfo
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- JPH05346355A JPH05346355A JP4156774A JP15677492A JPH05346355A JP H05346355 A JPH05346355 A JP H05346355A JP 4156774 A JP4156774 A JP 4156774A JP 15677492 A JP15677492 A JP 15677492A JP H05346355 A JPH05346355 A JP H05346355A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、被測定物上に敷設され
た測定用光ファイバに光短パルスを入射し、測定用光フ
ァイバ内のラマン効果によって生じる後方散乱光を利用
して、測定用光ファイバ上の温度分布を計測する光ファ
イバ温度分布センサに係り、特に被測定物の表面温度分
布を計測する際の位置の同定を容易に行ない得るように
した光ファイバ温度分布センサ装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a backscattered light generated by the Raman effect in a measuring optical fiber by injecting a short optical pulse into the measuring optical fiber laid on the object to be measured. Optical fiber temperature distribution sensor for measuring temperature distribution on optical fiber, especially optical fiber temperature distribution sensor device capable of easily identifying position when measuring surface temperature distribution of object to be measured Is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、光ファイバの後方散乱光を利用
した温度分布センサは、光ファイバに光短パルスを入射
し、その入射パルス光によって励起されるさまざまな散
乱光が散乱場所の物理量の情報を含んでいることを利用
したものである。2. Description of the Related Art In general, a temperature distribution sensor utilizing backscattered light from an optical fiber makes a short pulse of light incident on the optical fiber, and various scattered lights excited by the incident pulsed light are information of physical quantity at a scattering place. It is used to include.
【０００３】すなわち、散乱光のうち、励起パルスの進
行方向と逆の後方に伝搬する後方散乱光を検出すると、
検出部への到達時間と散乱光信号から、光ファイバ上の
物理量分布を計測することができるものである。中で
も、ラマン散乱光を利用する温度分布センサは、散乱過
程自体が温度に依存した現象であり、本発明ではこの温
度分布センサを対象として説明する。That is, of the scattered light, when backscattered light propagating in the backward direction opposite to the traveling direction of the excitation pulse is detected,
The physical quantity distribution on the optical fiber can be measured from the arrival time at the detector and the scattered light signal. Among them, the temperature distribution sensor using Raman scattered light is a phenomenon in which the scattering process itself depends on temperature, and the present invention will be described with reference to this temperature distribution sensor.
【０００４】この種の温度分布センサでは、位置の検出
と物理量の計測の２種類の処理を必要とするが、従来の
光ファイバ温度分布センサでは、位置の検出のために
は、散乱光の到達時間から距離として計測するのみであ
る。この場合、到達時間は、いわゆる光路長に相当する
わけで、実際の距離とは光ファイバの屈折率による補正
が必要となる。現在の光ファイバの製造技術では、十分
な一様性が確保されており、正確に屈折率さえ計測すれ
ば、十分な精度で光ファイバ長を算出することはでき
る。ところで、現実の光ファイバ温度分布センサを考え
た場合、測定に重要な量は距離ではなく位置であること
は明らかである。This type of temperature distribution sensor requires two types of processing, that is, position detection and physical quantity measurement. However, in the conventional optical fiber temperature distribution sensor, scattered light arrives for position detection. It is only measured as a distance from time. In this case, the arrival time corresponds to the so-called optical path length, and therefore the actual distance needs to be corrected by the refractive index of the optical fiber. In the current optical fiber manufacturing technology, sufficient uniformity is ensured, and the optical fiber length can be calculated with sufficient accuracy if only the refractive index is accurately measured. By the way, when considering an actual optical fiber temperature distribution sensor, it is obvious that the important quantity for measurement is not the distance but the position.
【０００５】しかしながら、位置の検出のためには、単
に光ファイバの距離を知るだけでは不足であり、仮に光
ファイバの敷設位置を正確に決めて行なったとしても、
現実のケーブル化された光ファイバでは、余長の問題や
熱膨張の問題によって、位置を正確に決めることは非常
な作業となり、実際のフィールドでは実現性が薄い方法
と言わざるを得ない。However, in order to detect the position, it is not enough to know the distance of the optical fiber, and even if the laying position of the optical fiber is accurately determined,
In an actual cabled optical fiber, it is very difficult to accurately determine the position due to the problem of excess length and the problem of thermal expansion, and it cannot be said that it is a method that is not feasible in the actual field.
【０００６】また、実際に温度が必要とする場所が、光
ファイバの敷設位置と多少ずれている可能性があり、そ
のような場合への解決策は何等提案されていないのが現
状である。Further, there is a possibility that the place where the temperature is actually required is slightly deviated from the laying position of the optical fiber, and at present, no solution has been proposed for such a case.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
光ファイバ温度分布センサにおいては、被測定物の表面
温度分布を計測する際の位置の同定を行なうことが困難
であるという問題があった。As described above, the conventional optical fiber temperature distribution sensor has a problem that it is difficult to identify the position when measuring the surface temperature distribution of the object to be measured. It was
【０００８】本発明の目的は、被測定物の表面温度分布
を計測する際の位置の同定を容易に行なうことが可能な
極めて信頼性の高い光ファイバ温度分布センサ装置を提
供することにある。An object of the present invention is to provide an extremely reliable optical fiber temperature distribution sensor device capable of easily identifying the position when measuring the surface temperature distribution of the object to be measured.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明では、温度分布センサ処理装置により、被測
定物上に敷設された測定用光ファイバに光短パルスを入
射し、測定用光ファイバ内のラマン効果によって生じる
後方散乱光の到達時間と散乱光強度から、測定用光ファ
イバ上の温度分布を計測するようにした光ファイバ温度
分布センサにおいて、被測定物の２次元的な放射温度分
布である熱画像を測定可能な熱画像手段と、熱画像手段
が接続可能に設けられ、当該熱画像手段による被測定物
の温度分布データを取り込み、当該温度分布データを基
に、測定用光ファイバ上の温度分布データから被測定物
上の複数の任意の点における温度データへ変換するまた
は近似変換するための変換係数を算出する機能、および
算出された変換係数を用いて、温度分布センサ処理装置
による測定用光ファイバ上の温度分布データを被測定物
上の任意の点上の温度分布に変換し出力する機能を有す
る画像処理手段とを備えて構成している。In order to achieve the above object, according to the present invention, a temperature distribution sensor processing device causes a short optical pulse to be incident on a measuring optical fiber laid on an object to be measured. Two-dimensional radiation of an object to be measured in an optical fiber temperature distribution sensor that measures the temperature distribution on the measurement optical fiber from the arrival time and scattered light intensity of the backscattered light generated by the Raman effect in the optical fiber. A thermal image means capable of measuring a thermal image of a temperature distribution and a thermal image means are provided so as to be connectable, and the temperature distribution data of the object to be measured by the thermal image means is taken in, and based on the temperature distribution data, the measurement image is measured. A function for calculating a conversion coefficient for converting temperature distribution data on an optical fiber into temperature data at a plurality of arbitrary points on an object to be measured, or an approximate conversion, and the calculated conversion coefficient. Using an image processing means having a function of converting the temperature distribution data on the measuring optical fiber by the temperature distribution sensor processing device into a temperature distribution on an arbitrary point on the object to be measured and outputting the temperature distribution. There is.
【００１０】[0010]
【作用】従って、本発明の光ファイバ温度分布センサ装
置においては、光ファイバ温度分布センサの敷設時や定
期的な検査時には、熱画像手段で測定された被測定物の
温度分布データが画像処理手段に取り込まれ、この温度
分布データに基づいて、測定用光ファイバ上の温度分布
データから被測定物上の複数の任意の点における温度デ
ータへ変換または近似変換するための変換係数が算出さ
れ、その変換係数が画像処理手段内に記憶される（校正
作業）。Therefore, in the optical fiber temperature distribution sensor device of the present invention, the temperature distribution data of the object to be measured measured by the thermal imaging means is obtained by the image processing means when the optical fiber temperature distribution sensor is laid or regularly inspected. Is taken in, based on this temperature distribution data, the conversion coefficient for converting or approximate conversion from the temperature distribution data on the measurement optical fiber to the temperature data at a plurality of arbitrary points on the DUT is calculated, The conversion coefficient is stored in the image processing means (calibration work).
【００１１】一方、被測定物の表面温度分布の計測時に
は、画像処理手段により、上記校正時に算出された変換
係数を用いて、温度分布センサ処理装置で測定された測
定用光ファイバ上の温度分布データが、被測定物上の任
意の点上の温度分布に変換して出力される。On the other hand, at the time of measuring the surface temperature distribution of the object to be measured, the temperature distribution on the measuring optical fiber measured by the temperature distribution sensor processing device is measured by the image processing means using the conversion coefficient calculated at the time of calibration. The data is converted into a temperature distribution on an arbitrary point on the object to be measured and output.
【００１２】これにより、実際に光ファイバ温度分布セ
ンサが被測定物に敷設された状態で温度と位置の情報が
取り込まれるため、従来の光ファイバ温度分布センサで
は困難だった位置の同定を容易に行なうことができる。As a result, since the information on the temperature and the position is fetched in a state where the optical fiber temperature distribution sensor is actually laid on the object to be measured, it is possible to easily identify the position which is difficult with the conventional optical fiber temperature distribution sensor. Can be done.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００１４】図１は、本発明による光ファイバ温度分布
センサ装置の全体構成例を示すブロック図である。図１
において、被測定物１には、測定用光ファイバ２を敷設
しており、ＯＴＤＲ法によるラマン散乱温度分布センサ
処理装置３により、測定用光ファイバ２上の温度分布デ
ータ（Ｔ１〜Ｔｎ）を測定する。すなわち、このラマン
散乱温度分布センサ処理装置３は、測定用光ファイバ２
に光短パルスを入射し、測定用光ファイバ２内のラマン
効果によって生じる後方散乱光の到達時間と散乱光強度
から、測定用光ファイバ２上の温度分布を計測するもの
である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of an optical fiber temperature distribution sensor device according to the present invention. Figure 1
In FIG. 1, the measurement optical fiber 2 is laid on the DUT 1, and the temperature distribution data (T1 to Tn) on the measurement optical fiber 2 is measured by the Raman scattering temperature distribution sensor processing device 3 by the OTDR method. To do. That is, this Raman scattering temperature distribution sensor processing device 3 uses the measurement optical fiber 2
The temperature distribution on the measuring optical fiber 2 is measured from the arrival time of the backscattered light and the scattered light intensity generated by the Raman effect in the measuring optical fiber 2 by injecting a short optical pulse into the.
【００１５】また、画像処理部４は、ラマン散乱温度分
布センサ処理装置３からの温度分布データを基に線形演
算を施し、本装置で欲する測定点の温度分布データに変
換して、グラフィック出力等のマンマシンインタフェー
ス５に結果を出力するものである。Further, the image processing unit 4 performs a linear operation on the basis of the temperature distribution data from the Raman scattering temperature distribution sensor processing device 3 to convert it into the temperature distribution data at the measuring point desired by this device, and outputs it as a graphic output or the like. The result is output to the man-machine interface 5 of.
【００１６】さらに、画像処理部４には、熱画像装置６
を接続可能として熱画像を取り込み、ラマン散乱温度分
布センサ処理装置３の温度分布データからの測定を希望
する点の温度分布データへの変換を行なう線形演算の変
換係数を算出するようになっている。Further, the image processing unit 4 includes a thermal image device 6
Can be connected to capture a thermal image and calculate a conversion coefficient of a linear operation for converting the temperature distribution data of the Raman scattering temperature distribution sensor processing device 3 into the temperature distribution data of a desired measurement point. ..
【００１７】ここでいう熱画像とは、被測定物の２次元
的な温度分布ｔ（ｘ，ｙ）であり、また熱画像装置６
は、例えばサーモグラフィ等の２次元的な放射温度分布
が測定可能なものであり、熱画像撮影装置６１と熱画像
信号処理部５２とから構成されている。なお、７は画像
処理部４で算出された変換係数を記憶するためのメモリ
である。次に、以上のように構成した本実施例の光ファ
イバ温度分布センサ装置の作用について、図２を用いて
説明する。The thermal image referred to here is a two-dimensional temperature distribution t (x, y) of the object to be measured, and the thermal imager 6
Is capable of measuring a two-dimensional radiation temperature distribution such as thermography, and includes a thermal image capturing device 61 and a thermal image signal processing unit 52. Reference numeral 7 is a memory for storing the conversion coefficient calculated by the image processing unit 4. Next, the operation of the optical fiber temperature distribution sensor device of the present embodiment configured as above will be described with reference to FIG.
【００１８】図２は、本発明に係るデータ変換の原理を
示す概要図である。なお、ここでは、温度分布センサの
データからの被測定部表面の温度分布センサへの変換の
メカニズムを示している。図１において、ラマン散乱温
度分布センサ処理装置３からは、測定用光ファイバ上の
ｎ個の温度データFIG. 2 is a schematic diagram showing the principle of data conversion according to the present invention. Here, the mechanism of conversion from the data of the temperature distribution sensor to the temperature distribution sensor of the surface of the measured portion is shown. In FIG. 1, from the Raman scattering temperature distribution sensor processing device 3, n pieces of temperature data on the measurement optical fiber are displayed.
【００１９】[0019]
【数１】 が出力される。また、熱画像装置６により、被測定物１
表面上の温度データが、図２に示すような分布データと
して与えられる。これにより、画像処理部４では、熱画
像装置６の出力から、測定を欲する位置におけるｎ個の
温度データを選択し、[Equation 1] Is output. In addition, the thermal imager 6 allows the DUT 1 to be measured.
The temperature data on the surface is given as distribution data as shown in FIG. As a result, the image processing unit 4 selects n pieces of temperature data at the position desired to be measured from the output of the thermal imaging device 6,
【００２０】[0020]
【数２】 が作成される。この温度分布[Equation 2] Is created. This temperature distribution
【００２１】[0021]
【数３】 は、実際の光ファイバ温度分布センサの温度データ列に
なるべく沿った順番で作成するのが望ましい。[Equation 3] Is preferably created in the order along the actual temperature data string of the optical fiber temperature distribution sensor.
【００２２】このようして作成された２つの温度データ
列は、ｎ次元のベクトル変換が可能であると考えられ
る。この場合、変換行列［Ｗ］はｎ×ｎの要素がある
が、上述のようにIt is considered that the two temperature data strings thus created can be subjected to n-dimensional vector conversion. In this case, the transformation matrix [W] has n × n elements, but as described above,
【００２３】[0023]
【数４】 の温度データ列をなるべく光ファイバに沿って決めれ
ば、［Ｗ］は対角近傍のみの成分となり、演算等が軽減
される。この［Ｗ］の要素を決めるためには、異なった
ｎ回の温度分布データ列が必要になる。[Equation 4] If the temperature data string of is determined along the optical fiber as much as possible, [W] becomes a component only in the vicinity of the diagonal, and the calculation and the like are reduced. In order to determine this [W] element, different n temperature distribution data strings are required.
【００２４】このようにして求められた変換行列
［Ｗ* ］はメモリ７に保存され、計測時にこの変換行列
［Ｗ* ］を用いることにより、画像処理部４では、それ
以後のラマン散乱温度分布センサ処理装置３からの測定
データ列より、測定を欲する点における温度（ｔ1 * 〜
ｔn * ）が求められる。なお、このデータから補間法等
により、温度分布データとして２次元の表示を得ること
もできる。The transformation matrix [W * obtained in this way ] Is stored in the memory 7 and this conversion matrix [W * ], The image processing unit 4 determines the temperature (t 1 * at the point at which measurement is desired from the subsequent measurement data string from the Raman scattering temperature distribution sensor processing device 3) . ~
t n * ) Is required. It is also possible to obtain a two-dimensional display as temperature distribution data from this data by an interpolation method or the like.
【００２５】次に、具体的な実施例として、２点の温度
分布を求める場合を例として以下に説明する。なお、実
際の測定では、測定点はもっと多いものであるが、２点
にしたからといって本発明の本質を何等損なうものでは
ない。図３は、２点の測定モデルの一例を示す概要図で
ある。Next, as a specific example, a case of obtaining temperature distributions at two points will be described below as an example. In actual measurement, the number of measurement points is more, but the fact that the number of measurement points is two does not impair the essence of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a two-point measurement model.
【００２６】測定用光ファイバ２上のラマン散乱温度分
布センサ処理装置３による測定データをＴ1 ，Ｔ2 、ま
た熱画像装置６からの測定希望点における温度をｔ1 ，
ｔ2とし、それぞれ図３上で×と●で示している。両者
のデータ変換は、２×２の行列で次のように書ける。The measurement data by the Raman scattering temperature distribution sensor processing device 3 on the measurement optical fiber 2 is T 1 , T 2 , and the temperature at the desired measurement point from the thermal imaging device 6 is t 1 ,
and t 2, are indicated by × and ● on FIG. 3, respectively. The data conversion of both can be written as a 2 × 2 matrix as follows.
【００２７】[0027]
【数５】 次に、この変換行列の要素を解く方法の一例として、逆
行列による方法と、最小２乗法による方法を述べる。 （ａ）逆行列による方法[Equation 5] Next, as an example of a method of solving the elements of this conversion matrix, a method using an inverse matrix and a method using the least squares method will be described. (A) Method by inverse matrix
【００２８】行列を完全に解くためには、要素数と等し
い数の方程式が必要となるため、温度分布の状態を変化
させて、ここでは２回データを計測する必要がある。こ
のようにして得られた結果を示すと次のようになる。Since a number of equations equal to the number of elements are required to completely solve the matrix, it is necessary to change the state of the temperature distribution and measure the data twice here. The results obtained in this way are as follows.
【００２９】[0029]
【数６】 なお、温度の一の位の添字は、測定の回数を示すもので
ある。上記２回の測定結果が示す式を一つに表現する
と、[Equation 6] The subscript of the unit of temperature indicates the number of measurements. Expressing the formulas shown by the above two measurement results into one,
【００３０】[0030]
【数７】 となる。変換行列の各要素は、上記式の右辺のラマン散
乱温度分布センサ処理装置３のデータからなる逆行列を
両辺に掛け合わせることによって、[Equation 7] Becomes Each element of the conversion matrix is obtained by multiplying both sides by an inverse matrix composed of the data of the Raman scattering temperature distribution sensor processing device 3 on the right side of the above equation,
【００３１】[0031]
【数８】 と求められる。[Equation 8] Is required.
【００３２】こうして求められた変換行列を用いること
により、ラマン散乱温度分布センサ処理装置３のデータ
から、下記のように希望する点における温度に変換する
ことができる。By using the conversion matrix thus obtained, the data of the Raman scattering temperature distribution sensor processor 3 can be converted into the temperature at a desired point as follows.
【００３３】[0033]
【数９】 （ｂ）最小２乗法による方法 いま、ラマン散乱温度分布センサ処理装置３のデータか
ら変換された近似温度ｔ1 を[Equation 9] (B) Method by least square method Now, the approximate temperature t 1 converted from the data of the Raman scattering temperature distribution sensor processor 3 is
【００３４】[0034]
【数１０】 とすると、熱画像装置６からのデータとの残差２乗和Ｓ
は、ｔ1 ，ｔ2 についてそれぞれ[Equation 10] Then, the residual sum of squares S with the data from the thermal imager 6
For t 1 and t 2 , respectively
【００３５】[0035]
【数１１】 と表わされる。このＳを最小にする値として、各変換行
列の要素毎に偏微分して、[Equation 11] Is expressed as As a value that minimizes S, partial differentiation is performed for each element of each conversion matrix,
【００３６】[0036]
【数１２】 これらから、各要素に対して、正規方程式が導入され
る。そして、この方程式より、各変換行列の要素を解く
ことができる。この方法では、複数のデータの結果から
最もそれらしい値を求め、安定した結果が得られる可能
性が高い。以上の方法で得られた変換行列は、画像処理
部４のメモリ７に記憶され、それ以後の測定で使用され
る。[Equation 12] From these, a normal equation is introduced for each element. Then, from this equation, the elements of each conversion matrix can be solved. With this method, the most likely value is obtained from the results of multiple data, and there is a high possibility that stable results will be obtained. The conversion matrix obtained by the above method is stored in the memory 7 of the image processing unit 4 and used in the subsequent measurements.
【００３７】このように、熱画像装置６からのデータを
用いて温度分布センサの１次元的なデータ列の位置ぎめ
を行ない、被測定物２表面の温度分布に変換して表示す
ることができる。なお、この校正作業は、温度分布セン
サの敷設時や定期的な検査時に行なえばよいものであ
り、変換係数の測定後、通常は熱画像装置６は必要がな
い。As described above, the data from the thermal imager 6 is used to position the one-dimensional data string of the temperature distribution sensor, and the data can be converted into the temperature distribution on the surface of the object 2 to be displayed. .. It should be noted that this calibration work may be performed at the time of laying the temperature distribution sensor or at the time of periodical inspection, and the thermal imaging device 6 is usually unnecessary after the conversion coefficient is measured.
【００３８】上述したように、本実施例では、ラマン散
乱温度分布センサ処理装置３により、被測定物１上に敷
設された測定用光ファイバ２に光短パルスを入射し、測
定用光ファイバ２内のラマン効果によって生じる後方散
乱光の到達時間と散乱光強度から、測定用光ファイバ２
上の温度分布を計測するようにした光ファイバ温度分布
センサにおいて、被測定物１の２次元的な放射温度分布
である熱画像を測定可能な熱画像装置６と、熱画像装置
６が接続可能に設けられ、この熱画像装置６による被測
定物１の温度分布データを取り込み、この温度分布デー
タを基に、測定用光ファイバ２上の温度分布データから
被測定物１上の複数の任意の点における温度データへ変
換するまたは近似変換するための変換係数（行列）［Ｗ
* ］を算出してメモリ７に保存する機能、およびこの保
存された変換係数を用いて、ラマン散乱温度分布センサ
処理装置３による測定用光ファイバ２上の温度分布デー
タを被測定物１上の任意の点上の温度分布に変換し、マ
ンマシンインタフェース５に結果を出力する機能を有す
る画像処理部４とを備えて構成したものである。As described above, in the present embodiment, the Raman scattering temperature distribution sensor processing device 3 causes a short optical pulse to be incident on the measuring optical fiber 2 laid on the DUT 1, and the measuring optical fiber 2 From the arrival time and scattered light intensity of the backscattered light generated by the Raman effect in the
In the optical fiber temperature distribution sensor configured to measure the above temperature distribution, the thermal imaging device 6 capable of measuring the thermal image which is the two-dimensional radiation temperature distribution of the DUT 1 can be connected to the thermal imaging device 6. The temperature distribution data of the object 1 to be measured by the thermal imager 6 is taken in, and based on the temperature distribution data, from the temperature distribution data on the measurement optical fiber 2, a plurality of arbitrary objects on the object 1 to be measured are acquired. Conversion coefficient (matrix) [W] for conversion into temperature data at points or approximate conversion
* ] Is stored and stored in the memory 7, and by using the stored conversion coefficient, the temperature distribution data on the measurement optical fiber 2 by the Raman scattering temperature distribution sensor processing device 3 is arbitrarily set on the DUT 1. The image processing unit 4 having a function of converting the temperature distribution on the point to output the result to the man-machine interface 5 is configured.
【００３９】従って、熱画像装置６は、光ファイバ温度
分布センサが実際に被測定物１に敷設された状態で温度
と位置の情報を取り込むため、従来の光ファイバ温度分
布センサでは困難であった位置の同定を極めて容易に行
なうことが可能となる。また、１次元分布でしかない光
ファイバ温度分布センサのデータを、多次元分布情報に
変換することが可能となる。さらに、この際、測定用光
ファイバ２の曲がり、たわみ等があっても、温度分布変
換にはそれらの効果も補正されて自動的に組み込むこと
が可能となる。さらにまた、測定用光ファイバ２の位置
と測定を希望する位置とが多少異なっていても、本実施
例ではそれも補間する形で修正することが可能となる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次
のようにしても実施できるものである。 （ａ）最小２乗法等の近似法を使用する場合、ラマン散
乱温度分布センサ処理装置３のデータ数と熱画像装置６
のデータ数は等しい必要がない。Therefore, the thermal imaging device 6 takes in information on the temperature and the position when the optical fiber temperature distribution sensor is actually laid on the DUT 1, which is difficult with the conventional optical fiber temperature distribution sensor. The position can be identified very easily. Further, it becomes possible to convert the data of the optical fiber temperature distribution sensor having only one-dimensional distribution into multidimensional distribution information. Further, at this time, even if the measurement optical fiber 2 is bent or bent, those effects can be corrected and automatically incorporated into the temperature distribution conversion. Furthermore, even if the position of the measuring optical fiber 2 is slightly different from the position desired to be measured, in the present embodiment, it can be corrected by interpolation.
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be carried out as follows. (A) When an approximation method such as the least squares method is used, the number of data of the Raman scattering temperature distribution sensor processing device 3 and the thermal imaging device 6
The number of data in does not need to be equal.
【００４０】（ｂ）最小２乗法は近似法の一例であり、
他の近似法、例えばミニマックス法を使用したり、ある
いは高次項を導入して近似の程度を上げるようにするこ
とも可能である。 （ｃ）全体のデータに対して行なわなくても、影響を及
ぼしていると思われる近傍のデータだけを使用して、区
分的に近似するようにすることも可能である。(B) The least squares method is an example of the approximation method,
It is also possible to use other approximation methods, such as the minimax method, or to introduce higher order terms to improve the degree of approximation. (C) It is possible to perform piecewise approximation by using only the neighboring data that seems to have an influence, without performing the whole data.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
測定物の２次元的な放射温度分布である熱画像を測定可
能な熱画像手段による被測定物の温度分布データを取り
込み、当該温度分布データを基に、測定用光ファイバ上
の温度分布データから被測定物上の複数の任意の点にお
ける温度データへ変換するまたは近似変換するための変
換係数を算出し、この算出された変換係数を用いて、温
度分布センサ処理装置による測定用光ファイバ上の温度
分布データを被測定物上の任意の点上の温度分布に変換
し出力するようにしたので、被測定物の表面温度分布を
計測する際の位置の同定を容易に行なうことが可能な極
めて信頼性の高い光ファイバ温度分布センサ装置が提供
できる。As described above, according to the present invention, the temperature distribution data of the object to be measured is captured by the thermal imager capable of measuring the thermal image which is the two-dimensional radiation temperature distribution of the object to be measured. Based on the temperature distribution data, calculate the conversion coefficient for converting or approximate conversion from the temperature distribution data on the measuring optical fiber to the temperature data at a plurality of arbitrary points on the DUT, and the calculated conversion By using the coefficient, the temperature distribution data on the measuring optical fiber by the temperature distribution sensor processor is converted into the temperature distribution on any point on the DUT and output. It is possible to provide an extremely reliable optical fiber temperature distribution sensor device capable of easily identifying the position when measuring the temperature.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明による光ファイバ温度分布センサ装置の
一実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical fiber temperature distribution sensor device according to the present invention.
【図２】同実施例におけるデータ変換の原理を示す概要
図。FIG. 2 is a schematic diagram showing the principle of data conversion in the embodiment.
【図３】同実施例における２点の測定モデルの一例を示
す概要図。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a two-point measurement model in the same embodiment.
１…被測定物、２…測定用光ファイバ、３…ラマン散乱
温度分布センサ処理装置、４…画像処理部、５…マンマ
シンインタフェース、６…熱画像装置、７…メモリ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Object to be measured, 2 ... Optical fiber for measurement, 3 ... Raman scattering temperature distribution sensor processing device, 4 ... Image processing part, 5 ... Man-machine interface, 6 ... Thermal imaging device, 7 ... Memory.
Claims (1)
物上に敷設された測定用光ファイバに光短パルスを入射
し、前記測定用光ファイバ内のラマン効果によって生じ
る後方散乱光の到達時間と散乱光強度から、前記測定用
光ファイバ上の温度分布を計測するようにした光ファイ
バ温度分布センサにおいて、 前記被測定物の２次元的な放射温度分布である熱画像を
測定可能な熱画像手段と、 前記熱画像手段が接続可能に設けられ、当該熱画像手段
による被測定物の温度分布データを取り込み、当該温度
分布データを基に、前記測定用光ファイバ上の温度分布
データから前記被測定物上の複数の任意の点における温
度データへ変換するまたは近似変換するための変換係数
を算出する機能、および前記算出された変換係数を用い
て、前記温度分布センサ処理装置による測定用光ファイ
バ上の温度分布データを前記被測定物上の任意の点上の
温度分布に変換し出力する機能を有する画像処理手段
と、 を備えて成ることを特徴とする光ファイバ温度分布セン
サ装置。1. The arrival time of backscattered light generated by the Raman effect in the measurement optical fiber when a short optical pulse is incident on the measurement optical fiber laid on the object to be measured by the temperature distribution sensor processing device. An optical fiber temperature distribution sensor configured to measure the temperature distribution on the measuring optical fiber from the scattered light intensity, and a thermal image means capable of measuring a thermal image which is a two-dimensional radiation temperature distribution of the object to be measured. And the thermal image means is provided so as to be connectable, the temperature distribution data of the object to be measured by the thermal image means is fetched, and based on the temperature distribution data, the temperature distribution data on the measuring optical fiber is used to measure the temperature distribution data. A function for calculating a conversion coefficient for converting to approximate temperature data at a plurality of arbitrary points on the object, and the temperature distribution using the calculated conversion coefficient. Image processing means having a function of converting temperature distribution data on the measuring optical fiber by the sensor processing device into a temperature distribution on an arbitrary point on the object to be measured and outputting the temperature distribution. Fiber temperature distribution sensor device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4156774A JPH05346355A (en) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Optical fiber temperature distribution sensor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4156774A JPH05346355A (en) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Optical fiber temperature distribution sensor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05346355A true JPH05346355A (en) | 1993-12-27 |
Family
ID=15635026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4156774A Pending JPH05346355A (en) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Optical fiber temperature distribution sensor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05346355A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4849145A (en) * | 1985-04-15 | 1989-07-18 | Hermann Hirsch | Process for the production of material having at least two layers |
| CN107850495A (en) * | 2016-04-19 | 2018-03-27 | 东京毅力科创株式会社 | Temperature-measurinsubstrate substrate and temperature measurement system |
-
1992
- 1992-06-16 JP JP4156774A patent/JPH05346355A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4849145A (en) * | 1985-04-15 | 1989-07-18 | Hermann Hirsch | Process for the production of material having at least two layers |
| CN107850495A (en) * | 2016-04-19 | 2018-03-27 | 东京毅力科创株式会社 | Temperature-measurinsubstrate substrate and temperature measurement system |
| KR20180133422A (en) | 2016-04-19 | 2018-12-14 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Temperature measurement board and temperature measurement system |
| CN107850495B (en) * | 2016-04-19 | 2020-06-30 | 东京毅力科创株式会社 | Substrate for temperature measurement and temperature measurement system |
| US11035741B2 (en) | 2016-04-19 | 2021-06-15 | Tokyo Electron Limited | Temperature measurement substrate and temperature measurement system |
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