JPH0693280B2 - Optical fiber abnormality detection method and apparatus - Google Patents

Optical fiber abnormality detection method and apparatus

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JPH0693280B2
JPH0693280B2 JP60253794A JP25379485A JPH0693280B2 JP H0693280 B2 JPH0693280 B2 JP H0693280B2 JP 60253794 A JP60253794 A JP 60253794A JP 25379485 A JP25379485 A JP 25379485A JP H0693280 B2 JPH0693280 B2 JP H0693280B2
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optical fiber
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data
pulse
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卓 小菅
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日本鋼管工事株式会社
豊 大野
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光ファイバにより異常検出方法及び装置に
関し、更に詳しくは光ファイバの所定部分に設定温度を
越えると光ファイバを屈曲させる形状記憶合金製のセン
サを配置し、送り出した光パルスの戻り光を光電変換し
た後データ処理して、正常時のデータとセンサの加熱に
より光ファイバが変形した場合の戻り光のデータとから
異常を検出する方法及び装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for detecting abnormality by using an optical fiber, and more particularly, a shape memory alloy that bends the optical fiber at a predetermined portion of the optical fiber when the temperature exceeds a preset temperature. Sensors are placed, the return light of the sent optical pulse is photoelectrically converted, then data processing is performed, and anomalies are detected from the data during normal operation and the return light data when the optical fiber is deformed due to heating of the sensor. The present invention relates to a method and an apparatus.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

発明者達は光ファイバと形状記憶合金製センサとを用い
て異常を検出する装置として、特願昭59−235248号(特
願昭61−115197号)「防災システム用温度検出装置」を
提案した。以下、この装置について説明する。
The inventors have proposed a temperature detection device for a disaster prevention system as a device for detecting an abnormality using an optical fiber and a shape memory alloy sensor, as shown in Japanese Patent Application No. 59-235248 (Japanese Patent Application No. 61-115197). . Hereinafter, this device will be described.

第9図は形状記憶合金製センサの一例を示す斜視図、第
10図は形状記憶合金製センサの他の例を示す斜視図、第
11図は光パルス試験器による異常検知の原理を説明した
原理図である。
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a shape memory alloy sensor,
FIG. 10 is a perspective view showing another example of the shape memory alloy sensor,
FIG. 11 is a principle diagram explaining the principle of abnormality detection by the optical pulse tester.

第9図において、2は光ファイバ、3はパイプ状の形状
記憶合金製センサであり、温度が予め設定した温度以上
になると3′の様に波形に変形する。この時パイプに挿
入していた光ファイバ芯線2は曲げられて伝送損失が発
生する。
In FIG. 9, 2 is an optical fiber, 3 is a pipe-shaped shape memory alloy sensor, and when the temperature exceeds a preset temperature, it is transformed into a waveform like 3 '. At this time, the optical fiber core wire 2 inserted in the pipe is bent and a transmission loss occurs.

第10図に示したものは、形状記憶合金のコイル3が直線
状3′に変形する時、光ファイバ2を逆にねじり返して
コイル状光ファイバ2′になり、光伝送損失が発生する
ものである。
In the structure shown in FIG. 10, when the shape memory alloy coil 3 is deformed into a linear shape 3 ', the optical fiber 2 is twisted backward to form a coiled optical fiber 2', which causes optical transmission loss. Is.

次に、第11図により異常検出の原理を説明する。分布系
光ファイバ2に任意の検知したい複数の場所に、センサ
S1〜S5が設置されている。そして、その内のセンサS2
びS4が火災発生などで加熱されて3′のように変形して
いる。光パルス試験器は、光ファイバ2の一端よりパル
ス光を送出し、その光ファイバ2に均一に分布したコア
内のドーパントなどの散乱源により、後方散乱した微弱
レイリー散乱光の光強度を、時間経過とともに記録し、
画面に表示する。後方散乱光は送出パルスに比べて大変
微弱(例えば−46dB)なためにS/Nが悪い。そのため時
間平均等を行ない感度を向上している。後方散乱光強度
は、その位置での光強度に比例するため、光ファイバ端
面より遠方では、その距離まで光が伝搬するための減衰
(フィルター作用による。)の往復の影響が出るため
と、遠方ほど往復に要する時間が正比例するために、受
光器の光強度(dB)を縦軸に時刻を横軸にとると、右下
りの直線αとなる。光ファイバ2のコアの屈折率n1を考
慮すると、 の関係を用いて、横軸を距離で表示できる。
Next, the principle of abnormality detection will be described with reference to FIG. Sensors can be installed in the distributed optical fiber 2 at multiple desired locations.
S 1 to S 5 are installed. Then, the sensors S 2 and S 4 therein are heated by a fire or the like and are deformed as shown in 3 '. The optical pulse tester sends pulsed light from one end of the optical fiber 2, and the light intensity of the weakly scattered Rayleigh scattered light backscattered by a scattering source such as a dopant in the core uniformly distributed in the optical fiber 2 Record over time,
Display on screen. The backscattered light is very weak (for example, −46 dB) compared to the transmitted pulse, so the S / N is poor. Therefore, sensitivity is improved by performing time averaging. The backscattered light intensity is proportional to the light intensity at that position. Therefore, if it is far from the end face of the optical fiber, there is a round trip effect of attenuation (due to the filter action) for the light to propagate to that distance. Since the time required for round trips is directly proportional, when the light intensity (dB) of the light receiver is plotted on the vertical axis and the time on the horizontal axis, a straight line α descending to the right is obtained. Considering the refractive index n 1 of the core of the optical fiber 2, The horizontal axis can be displayed as a distance using the relationship of.

この様に正常な画面は右下りの直線αである。ここで、
この傾きは、光ファイバの単位長当たりの伝送損失であ
る。さて、センサ部S2,S4で異常を感知すると、センサ
が3′のように変形して、その部分だけ伝送損失l2,l4
を発生し、それ以後の直線が平行に下がる(β″波
形)。
Thus, a normal screen is a straight line α to the right. here,
This inclination is the transmission loss per unit length of the optical fiber. Now, when an abnormality is detected by the sensor units S 2 and S 4 , the sensor is deformed as in 3 ′, and only that portion is the transmission loss l 2 and l 4
Is generated, and the straight line after that falls in parallel (β ″ waveform).

この様にして、異常発生時刻はα→β変化時刻、発生
位置は、断差発生位置l2,l4の時刻t2,t4より計算され
る。
In this way, the abnormality occurrence time is calculated from the α → β change time, and the occurrence position is calculated from the times t 2 and t 4 of the difference occurrence positions l 2 and l 4 .

((l2=c・t2/n1,l4=c・t4/n1)) 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来の方法は、分布系光ファイババイナリセンサ
に、光パルス試験器1を用いて行なうが、以下の問題点
があった。
((l 2 = c · t 2 / n 1 , l 4 = c · t 4 / n 1 )) [Problems to be Solved by the Invention] The pulse tester 1 was used, but there were the following problems.

リアルモード((1つのパルスの後方散乱光を縦軸に
デシベル表示し横軸に(往復に要する時間を2・tとす
ると光ファイバ2のコアの屈折率n、光速cとすると距
離l l=t・c/nで与えられる、)時間または距離を
表示する。))で計測していると、長距離では、後方散乱
光が微弱なため、S/N比が悪くなり、ノズルにうもれて
検出ができない。近い所でも安定せずに判断が難しい。
無限平均モード(上記リアルモードを時間軸方向に平均
する)では、S/N比は改善されるが、異常検出時(任意
距離の所に伝送損失が発生した時)に、以前の波形に加
算平均されるために、直線が変化しにくく、発生伝送損
失が少ない時には検知不可能である。有限時間平均モー
ド(例えば29=512回の平均)では、少なくとも、その
平均時間範囲(≒100秒程度)は検出不能であり、正確
に判断するには、その2倍の時間が必要である。
Real mode ((The backscattered light of one pulse is displayed in decibels on the vertical axis, and the horizontal axis shows (when the time required for round trip is 2 · t, the refractive index n of the core of the optical fiber 2 and the speed of light c are distances l 1 = When the time or distance is displayed (given by t · c / n) is displayed.)), the backscattered light is weak at a long distance, so the S / N ratio deteriorates and the nozzle is covered with Cannot be detected. Judgment is difficult because it is not stable even at a close location.
In infinite average mode (averaging the above real mode in the time axis direction), the S / N ratio is improved, but when an error is detected (when transmission loss occurs at an arbitrary distance), it is added to the previous waveform. Since they are averaged, the straight line is unlikely to change and cannot be detected when the generated transmission loss is small. In finite time average mode (for example, the average of 2 9 = 512 times), at least, the average time range (≒ about 100 seconds) is undetectable, to determine precisely, it is necessary that 2 times longer .

この様に、平均しなければ検出誤差が大きく、平均すれ
ば検知時刻不正確になるという問題がある。
As described above, there is a problem that the detection error is large if the average is not obtained, and the detection time is inaccurate if the average is obtained.

人間が判定するために、誤差が大きい。分布系光フ
ァイババイナリセンサ(例えば特願59−235248号(特願
昭61−115197号)「防災システム用温度検出装置」で
は、異常による発生伝送損失は、光ファイバ融着接続の
損失とほとんど同様である。
The error is large because it is determined by humans. In a distributed optical fiber binary sensor (for example, Japanese Patent Application No. 59-235248 (Japanese Patent Application No. 61-115197) "temperature detection device for disaster prevention system", the transmission loss caused by an abnormality is almost the same as the loss of optical fiber fusion splicing. Is.

光パルス試験器では、接続損失を距離を指定して、その
両側に各2点の位置を人間が指示すると、各2点を最小
二乗法で直線近似してその二直線が指定した位置と交わ
った時の縦軸の差が自動計算される機能が付いている
が、この5点の指定は人間が行なう必要があり誤差が入
りやすい。
In the optical pulse tester, when a distance is specified for the connection loss and a human indicates the positions of two points on both sides of the distance, each two points are linearly approximated by the least squares method, and the two straight lines intersect the specified position. Although there is a function to automatically calculate the difference in the vertical axis when it is set, it is necessary for humans to specify these 5 points, and errors are likely to occur.

光ファイバーに初期に曲がりによる損失部や、融着
接続部が存在していると、異常による損失なのか、区別
がつかなくなる。特に多数の損失が有する場合(直線で
ない時)では、誤判定となり易い。
If there is a bending loss part or a fusion splicing part in the optical fiber in the initial stage, it is impossible to distinguish whether the loss is due to an abnormality. In particular, when a large number of losses are present (when not a straight line), an erroneous determination is likely to occur.

同一の光ファイバーの変形度であっても、光パルス
試験器から近い所では大きな損失となり、遠方では低損
失となるために、バイナリ計測用のしきい値は距離の関
数(単調減少)であるが、この判断が人間では誤り易
い。
Even if the deformation degree of the same optical fiber is large, the loss is large near the optical pulse tester and low at the distance. Therefore, the threshold for binary measurement is a function of distance (monotonic decrease). , This judgment is easy for humans to make a mistake.

人間が常時(24時間)ブラウン管面を監視する必要
があり、作業員の疲労が大きく、専用の監視者を交替で
必要とするために人件費が多大であった。
Since it is necessary for human beings to constantly monitor the CRT surface (24 hours), the operator's fatigue is great, and a dedicated supervisor must be replaced in turn, resulting in a large labor cost.

そこで異常による損失の増加を自動で正確に検出する方
法及び装置が望まれていた。
Therefore, a method and apparatus for automatically and accurately detecting an increase in loss due to an abnormality have been desired.

方法としては、前記5点を中心の点よりの距離で設定し
ておき、中心の損失の計算される値を光パルス試験器に
近い値から遠方に順次移動しながら計算してその値があ
るしきい値を越えた所を検出地点とする事が簡単に思い
つくが、これは損失の変化点を検出できるが、時間的変
化を検出するよりもむしろ距離的変化を検出してしま
う。又、初期的損失(例えばスプライス損やベンド損)
も検出してしまうおそれがあるという問題点を有する。
As a method, the five points are set at a distance from the central point, and the calculated value of the central loss is calculated by sequentially moving from a value close to the optical pulse tester to a distant point. It is easy to think of a point above the threshold as a detection point, which can detect a change point of loss, but it detects a distance change rather than a time change. Also, initial loss (eg splice loss and bend loss)
There is also a problem that it may be detected.

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、異常の発生した位置を正確に、かつ自動的に検出す
ることができ、しかも長寿命な光ファイバによる異常検
出方法及び装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides an abnormality detection method and device using an optical fiber that can accurately and automatically detect a position where an abnormality has occurred and has a long life. With the goal.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係り光ファイバを用いた異常検出方法及び装
置は、反射率又は透過率を変化させるセンサ、例えば光
を伝送する光ファイバの所定部分に設定温度を越えたと
き変形して上記光ファイバを屈曲させる形状記憶合金製
のセンサを配置し、上記光ファイバに一定出力の連続光
を送り出し、この送り出された連続光の戻り光または透
過光を受光し、受光した光を光電変換した受光強度と、
予め設定された基準受光強度とを比較して異常を判断
し、異常時には光ファイバに送り出す上記連続光を光パ
ルスに切り換え、この送り出された光パルスの戻り光を
受光し、受光した戻り光を光電変換し、さらに対数アナ
ログ・ディジタル変換して光パルスが入射する光ファイ
バ端面からの光ファイバ上における距離Lに対する戻り
光強度IRの判別用n回平均波形データβと正常時に予め
記憶された光パルスの戻り光強度の基準波形データαの
差分波形データγ′の距離微分波形データδ′を演算
し、しきい値函数ηと距離微分波形データδ′との光源
側交点が発生した位置を異常位置と判定して、異常検出
信号と発生位置データを自動的に出力するように構成し
たものである。
An abnormality detecting method and apparatus using an optical fiber according to the present invention is a sensor that changes reflectance or transmittance, for example, a predetermined portion of an optical fiber that transmits light is deformed when a temperature exceeds a set temperature to change the optical fiber. Arranging a sensor made of a shape memory alloy to be bent, sending continuous light of constant output to the optical fiber, receiving return light or transmitted light of this sent continuous light, and received light intensity photoelectrically converted from the received light and ,
An abnormality is judged by comparing with a preset reference received light intensity, and when abnormal, the continuous light sent to the optical fiber is switched to an optical pulse, the return light of the sent optical pulse is received, and the received return light is received. Photoelectric conversion, logarithmic analog / digital conversion, and n times average waveform data β for discriminating return light intensity I R with respect to the distance L on the optical fiber from the end face of the optical fiber on which the optical pulse is incident and prestored in normal time The distance differential waveform data δ ′ of the differential waveform data γ ′ of the reference waveform data α of the return light intensity of the optical pulse is calculated, and the position where the light source side intersection of the threshold function η and the distance differential waveform data δ ′ is generated is calculated. The configuration is such that an abnormal position is determined and an abnormal detection signal and occurrence position data are automatically output.

〔作用〕[Action]

この発明においては、所定部分に形状記憶合金製のセン
サを配置した光ファイバに一定出力の連続光を送り出
し、この送り出された連続光の戻り光又は透過光を受光
し、受光した光を光電変換した受光強度と、予め設定さ
れた基準受光強度とを比較して異常の有無を判断し、異
常時には光ファイバに送り出す上記連続光を光パルスに
切り換え、この送り出された光パルスの戻り光を受光
し、受光した戻り光を光電変換し、さらに対数アナログ
・ディジタル変換して光パルスが入射する光ファイバ端
面からの光ファイバ上における距離Lに対する戻り光強
度IRの判別用n回平均波形データβと正常時に予め記憶
された光パルスの戻り光強度の基準波形データαの、差
分波形データγ′の距離微分波形データδ′を演算し、
しきい値函数ηと距離微分波形データδ′との光源側交
点が発生した位置を異常位置と判定して、異常検出信号
と発生位置データを出力するから、通常の場合には低出
力の連続光で異常の発生を発見するようにして発光手段
の長寿命化を図り、異常時には異常の発生した位置を正
確に、かつ自動的に検出することができる。
In the present invention, a constant output continuous light is sent to an optical fiber in which a sensor made of a shape memory alloy is arranged in a predetermined portion, the return light or the transmitted light of the sent continuous light is received, and the received light is photoelectrically converted. The received light intensity is compared with a preset reference received light intensity to determine whether there is an abnormality, and when there is an abnormality, the continuous light sent to the optical fiber is switched to an optical pulse, and the return light of the sent optical pulse is received. Then, the received return light is photoelectrically converted, and further logarithmically analog-to-digital converted, and the n-time average waveform data β for determining the return light intensity I R with respect to the distance L on the optical fiber from the end face of the optical fiber on which the optical pulse is incident. And the reference differential waveform data α of the return light intensity of the optical pulse stored in advance during normal operation, the differential differential waveform data δ ′ of the differential waveform data γ ′ is calculated,
Since the position where the light source side intersection between the threshold function η and the distance differential waveform data δ'occurs is judged as an abnormal position and the abnormality detection signal and the generated position data are output, in the normal case, low output continuous By detecting the occurrence of an abnormality by light, the life of the light emitting means can be extended, and the position of the abnormality can be accurately and automatically detected when the abnormality occurs.

〔実施例〕〔Example〕

先ず、この発明の原理について説明する。この発明にお
いても従来の方法と同様、形状記憶合金製センサを配置
した光ファイバに光パルスを送り出し、その戻り光の変
化によって異常を検出するが、光電変換した後の信号処
理に特徴を有する。
First, the principle of the present invention will be described. Also in the present invention, as in the conventional method, an optical pulse is sent to an optical fiber in which a shape memory alloy sensor is arranged and an abnormality is detected by a change in the returned light, but it is characterized by signal processing after photoelectric conversion.

第1図はこの発明の原理を説明するための正常時の波形
図である。第1図の横軸は光ファイバ上における光パル
スが入射する光ファイバ端面からの光ファイバ上におけ
る距離L(m)を示し、縦軸は光ファイバを戻って来た
戻り光の強度IRをdBで表してある。αは正常時の波形で
ある。光ファイバの製造時の屈折率等の不均一さや、敷
設時のマイクロベンド等により、完全な直線ではない
が、時間的には安定しており、距離の函数である。この
波形αは基準波形となるものである。なお、光ファイバ
2には後述の第5図に示すように、また、第9図と同様
に、形状記憶合金製センサ3が異常を検知したい任意の
複数箇所に配置してある。
FIG. 1 is a waveform diagram in a normal state for explaining the principle of the present invention. The horizontal axis of FIG. 1 represents the distance L (m) on the optical fiber from the end surface of the optical fiber on which the optical pulse is incident, and the vertical axis represents the intensity I R of the return light returning from the optical fiber. It is expressed in dB. α is a normal waveform. Although it is not a perfect straight line due to non-uniformity of the refractive index at the time of manufacturing the optical fiber and microbending at the time of laying, it is stable in time and is a function of distance. This waveform α is a reference waveform. In addition, as shown in FIG. 5 which will be described later, and similarly to FIG. 9, the shape memory alloy sensor 3 is arranged at a plurality of arbitrary positions where abnormality is desired to be detected.

第2図はこの発明の原理を説明するための異常時の波形
図である。第1図と同様横軸は距離L(m)、縦軸は戻
り光の強度I′(dB)である。β゜は異常時の波形で
ある。xは異常の発生した位置を示す。また、ζは受光
素子に光電子倍増管の時定数があったり、パルス巾が大
きい場合に起因して生ずるが、完全に零にはできないも
のである。
FIG. 2 is a waveform diagram at the time of abnormality for explaining the principle of the present invention. Similar horizontal axis and the first figure the distance L (m), the intensity of the vertical axis returned light I 'R (dB). β ° is a waveform at the time of abnormality. x indicates the position where the abnormality has occurred. Further, ζ is generated due to the time constant of the photomultiplier tube in the light receiving element or the case where the pulse width is large, but cannot be completely zero.

第3図は1箇所の異常を検出する原理を説明する説明図
で、(a)図は異常波形βを示し、基準波形αを点線で
示してある。(b)図はα−βの差分波形を示し、η′
はしきい値函数である。このしきい値函数η′は同一の
光ファイバの変形であっても、発光点から近い所では大
きい損失となり、遠方では低い損失となるため、しきい
値は距離が大になるにつれて単調減少する函数としてあ
る。(c)図はα−βであるΔIRの距離微分波形であ
る。第3図(a)に示すようにL0点で異常を生じた時α
−βを演算し、しきい値と比較すれば異常を判定できる
が、実際には前述の通り破線ζの様に波形がなまるの
で、(b)図に示すようにL0点でななめに立ち上る波形
となる。
FIG. 3 is an explanatory view for explaining the principle of detecting an abnormality at one location, and FIG. 3A shows an abnormal waveform β and a reference waveform α with a dotted line. The figure (b) shows the difference waveform of α-β, and η ′
Is a threshold function. This threshold function η ′ has a large loss near the light emitting point and a low loss at a distant point even if the same optical fiber is deformed. Therefore, the threshold decreases monotonically as the distance increases. It is as a function. (C) is a distance differential waveform of ΔI R that is α-β. When an abnormality occurs at L 0 point as shown in FIG.
Calculating a-beta, it may determine an abnormality in comparison with a threshold value, since in practice the rounded waveform as the described above dashed zeta, obliquely at L 0 point as shown in (b) FIG. It has a rising waveform.

一方、しきい値は低い方が感度はよいが、誤動作する確
率が高くなる。これを考慮するとしきい値はなるべく高
くする方がよい。しかし、しきい値を高くすると、異常
発生位置L0に対してAで示す誤差が生ずる。そこで、α
−βであるIRの距離微分波形を作ると(c)図に示すよ
うになり、L0でほぼ直線で立ち上る波形を得ることがで
き、ηとδの光源側の交点としてx0が求められ、異常発
生位置L0を正確に検出できる。
On the other hand, the lower the threshold, the better the sensitivity, but the higher the probability of malfunction. Considering this, the threshold value should be as high as possible. However, if the threshold value is increased, an error indicated by A occurs at the abnormal position L 0 . Then α
If a distance differential waveform of I R that is −β is created, it becomes as shown in Fig. (C), and a waveform that rises in a substantially straight line can be obtained at L 0 , and x 0 is obtained as the intersection of η and δ on the light source side. Therefore, the abnormality occurrence position L 0 can be accurately detected.

第4図は2箇所の異常を検出する原理を説明する説明図
で、(a)図はL1,L2の2点で同時に異常が生じた時の
異常波形β′を示し、(b)図は第3図(b)に対応し
たα−β′の差分波形γ′を示す。この場合、α−β′
の差分を演算してもL2点の異常は検出できない。しか
し、(c)図に示すα−β′の差分波形の距離微分波形
を作ることにより、L1,L2を交点x1及びx2により区別し
て検出することができる。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the principle of detecting abnormality at two locations. FIG. 4 (a) shows an abnormal waveform β ′ when abnormalities occur at two points L 1 and L 2 at the same time, and FIG. 4 (b). The figure shows the difference waveform γ'of α-β 'corresponding to FIG. 3 (b). In this case, α-β '
Even if the difference is calculated, the abnormality at L 2 cannot be detected. However, L 1 and L 2 can be detected separately by the intersection points x 1 and x 2 by creating a distance differential waveform of the α-β ′ difference waveform shown in FIG.

次に、この発明の方法の実施に直線使用する装置につい
て説明する。第5図はこの発明の装置の一実施例を示す
回路図である。第5図において、2は光ファイバ、3は
形状記憶合金製のセンサである。51は電気−光電変換素
子で、レーザダイオード,フォトダイオードなどの発光
体である。41は連続光発振器で、発光体51に低出力の連
続光を発生させるものである。42は発光体51が発生する
連続光の一部を受光する光電変換素子、43は光電変換素
子42の電気信号フイードバックして連続光発振器41に常
に一定の出力の連続光を発生させるように制御するフイ
ードバック制御器,44は基準電圧発生器である。第1発
光手段は発光体51と連続光発振器41とフイードバック制
御器43とで構成されている。52はパルス発振器で、発光
手段51を励振して、光パルスを発生させるものである。
第2発光手段は発光体51とパルス発振器52とで構成され
ている。
Next, an apparatus used straight for carrying out the method of the present invention will be described. FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of the device of the present invention. In FIG. 5, 2 is an optical fiber and 3 is a shape memory alloy sensor. Reference numeral 51 denotes an electro-photoelectric conversion element, which is a light emitting body such as a laser diode or a photodiode. Reference numeral 41 denotes a continuous-wave oscillator that causes the light-emitting body 51 to generate low-power continuous light. 42 is a photoelectric conversion element that receives a part of the continuous light generated by the light-emitting body 51, and 43 is a feedback control of the electric signal of the photoelectric conversion element 42 so that the continuous light oscillator 41 always generates continuous light with a constant output. A feedback controller, 44 is a reference voltage generator. The first light emitting means includes a light emitting body 51, a continuous light oscillator 41, and a feedback controller 43. A pulse oscillator 52 excites the light emitting means 51 to generate an optical pulse.
The second light emitting means is composed of a light emitting body 51 and a pulse oscillator 52.

53は方向性結合器、54は同期信号発生器、55は光電変換
素子、56は第1対数アナログ・ディジタル(以下A/Dと
略記する)変換器、57は表示装置としてのCRT、58は増
幅器、59は1パルスの掃引画面に対応する受光データ波
形を記憶するバッファメモリ、60は異常位置検出回路、
71は第2対数アナログ・ディジタル(以下A/Dと略記す
る)変換器、72はL回平均演算回路、73はディジタル・
アナログ(以下D/Aと略記する)変換器、74は光強度変
換手段で、第2A/D変換器71とL回平均演算回路72とD/A
変換器73とで構成されている。75は正常時における連続
光による基準受光光度を記憶するメモリ、76は基準電圧
発生回路、77は比較判定回路、78はタイマ、79は連続光
発振器41とパルス発振器52とを相互に切り換える第1切
換器、80は遅延回路、81は光電変換素子55の出力を第1
対数A/D変換器56或いは第2対数A/D変換器72に送るよう
相互に切り換える第2切換手段である。
53 is a directional coupler, 54 is a synchronizing signal generator, 55 is a photoelectric conversion element, 56 is a first logarithmic analog / digital (hereinafter abbreviated as A / D) converter, 57 is a CRT as a display device, and 58 is Amplifier, 59 is a buffer memory for storing the received light data waveform corresponding to the one-pulse sweep screen, 60 is an abnormal position detection circuit,
71 is a second logarithmic analog / digital (hereinafter abbreviated as A / D) converter, 72 is an L times average arithmetic circuit, and 73 is a digital
An analog (hereinafter abbreviated as D / A) converter, 74 is a light intensity conversion means, and is a second A / D converter 71, an L times average calculation circuit 72, and a D / A.
It is composed of a converter 73. Reference numeral 75 is a memory for storing the reference received light intensity of continuous light under normal conditions, 76 is a reference voltage generation circuit, 77 is a comparison / determination circuit, 78 is a timer, and 79 is a first switch between the continuous light oscillator 41 and the pulse oscillator 52. Switching device, 80 is a delay circuit, 81 is the output of the photoelectric conversion element 55
It is a second switching means for switching between the logarithmic A / D converter 56 and the second logarithmic A / D converter 72 so as to send them to each other.

第6図において、60は異常位置検出回路、61は1回分デ
ータ用メモリ、62は基準波形α作成回路、63は判別用移
動n回更新データβ′作成回路、64は差分回路、65は距
離微分回路、66はしきい値函数データη発生回路、67は
判定回路、68は距離データ出力回路である。
In FIG. 6, 60 is an abnormal position detection circuit, 61 is a memory for one time data, 62 is a reference waveform α creating circuit, 63 is a moving n times update data β ′ creating circuit for discrimination, 64 is a difference circuit, and 65 is a distance. A differentiating circuit, 66 is a threshold function data η generating circuit, 67 is a determining circuit, and 68 is a distance data output circuit.

次に、第5図,第6図及び第7図,第8図に示すフロー
チャートを用いて動作を説明する。
Next, the operation will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 5, 6 and 7 and 8.

まず、予め第1切換手段79をマニュアル操作によってパ
ルス発振器52側に切り換えて置くと共に第2切換手段81
をマニュアル操作によって光電変換素子55の出力を第1
対数A/D変換器56に送るように切り換えて置く。そこ
で、装置の電源を投入してスタートする(ステップ60
1)。パルス発振器52に励起された発光体51より光パル
スを光ファイバ2へ送り出す。光ファイバ2へ伝送され
た光パルスの戻り光は方向性結合器53を介して光電変換
素子55へ入力され、その出力は第1A/D変換器56により光
パルスと同期が取られてA/D変換される。一方、1つの
パルスによる掃引画面はCRT57に表示される。また1つ
のパルスによる掃引画面に対応する受光データはバッフ
ァメモリ59へ記憶される。そして基準波形データαは異
常発生前即ち正常時の初期のn回の時間平均を行なって
作成し(ステップ602)、記憶する(ステップ603)。そ
こで、終了の有無を確認し(ステップ604)、終了させ
る時には装置の電源を切って終了する(ステップ60
5)。また。終了させない時には第1切換手段79をマニ
ュアル操作によって今度は、連続光発振器41側に切り換
えて置くと共に第2切換手段81をマニュアル操作によっ
て光電変換素子55の出力を第2対数A/D変換器71に送る
ように切り換えて置く(ステップ606)。そうすると、
今度は、発光体51よりフイードバック制御器43によって
低出力で一定出力の連続光を光ファイバー2へ送り出
す。光ファイバー2へ伝送された連続光の戻り光は、方
向性結合器53を介して光電変換素子55へ入力され、その
出力は第2A/D変換器71によりA/D変換され、L回の一定
時間移動平均を行ない、しかる後にD/A変換器73によっ
て受光強度に変換する(ステップ607)。D/A変換器73か
ら出力された受光強度と予め設定され、メモリ75に記憶
された正常時における連続光による基準受光光度とを比
較判定回路77で判定する(ステップ608)。その結果、
正常であれば、ステップ607に戻り、異常であれば、そ
の時刻を記憶する(ステップ609)。比較判定回路77の
出力である異常検出信号は第1切換手段79と第2切換手
段81とに送られ、その異常検出信号によって第1切換手
段79は連続光発振器41側からパルス発振器52側に自動的
に切り換えられると共に第2切換手段81は光電変換素子
55の出力が第2対数A/D変換器71から第1対数A/D変換器
56に送るように自動的に切り換えられる(ステップ61
0)。このとき、比較判定回路77からのタイマ78によっ
て一定時間経過後遮断され、第1切換手段79と第2切換
手段81とを元の状態に復帰させる。また、比較判定回路
77から第2切換手段81に送られる出力は遅延回路79によ
って遅延させられる。そうすると、発光体51より再び光
パルスを光ファイバ2へ送り出す。光ファイバ2へ伝送
された光パルスの戻り光は、方向性結合器53を介して光
電変換素子55へ入力され、その入力は第1A/D変換器56に
より光パルスと同期が取られてA/D変換される。一方、
1つのパルスによる掃引画面はCRT57に表示される。ま
た、1つのパルスによる掃引画面に対応する受光データ
はバッファメモリ59へ記憶される。この1つのパルスに
よる掃引画面をシングル画面εと呼ぶ。バッファメモリ
59に記憶された受光データは異常位置検出回路60によっ
て、演算され、異常の有無が判断される(ステップ611,
612)。
First, the first switching means 79 is manually switched to the pulse oscillator 52 side in advance and the second switching means 81 is placed.
By manually operating the output of the photoelectric conversion element 55
Switch so that it can be sent to the logarithmic A / D converter 56. Then, turn on the power of the device to start (step 60).
1). A light pulse is sent from the light emitter 51 excited by the pulse oscillator 52 to the optical fiber 2. The return light of the optical pulse transmitted to the optical fiber 2 is input to the photoelectric conversion element 55 via the directional coupler 53, and its output is synchronized with the optical pulse by the first A / D converter 56 and is A / D. D converted. On the other hand, the sweep screen with one pulse is displayed on the CRT57. The received light data corresponding to the sweep screen by one pulse is stored in the buffer memory 59. Then, the reference waveform data α is created by performing time averaging n times before the occurrence of abnormality, that is, in the normal state (step 602), and stored (step 603). Therefore, it is confirmed whether or not the operation is completed (step 604), and when the operation is completed, the power of the apparatus is turned off to complete the operation (step 60).
Five). Also. When not terminating, the first switching means 79 is manually operated to switch to the continuous optical oscillator 41 side and the second switching means 81 is manually operated to output the output of the photoelectric conversion element 55 to the second logarithmic A / D converter 71. Switch to send to (step 606). Then,
This time, the feedback controller 43 emits continuous light of low output and constant output from the light emitter 51 to the optical fiber 2. The return light of the continuous light transmitted to the optical fiber 2 is input to the photoelectric conversion element 55 via the directional coupler 53, and its output is A / D converted by the second A / D converter 71, and L times constant. The time moving average is calculated, and then converted to the received light intensity by the D / A converter 73 (step 607). The comparison / decision circuit 77 judges the received light intensity output from the D / A converter 73 and the reference received light intensity of the continuous light which is preset and stored in the memory 75 under normal conditions (step 608). as a result,
If it is normal, the process returns to step 607, and if it is abnormal, the time is stored (step 609). The abnormality detection signal output from the comparison / determination circuit 77 is sent to the first switching means 79 and the second switching means 81, and the abnormality detection signal causes the first switching means 79 to shift from the continuous optical oscillator 41 side to the pulse oscillator 52 side. It is automatically switched and the second switching means 81 is a photoelectric conversion element.
The output of 55 is from the second logarithmic A / D converter 71 to the first logarithmic A / D converter
Automatically switched to 56 (step 61)
0). At this time, the timer 78 from the comparison / determination circuit 77 shuts off after a certain period of time and restores the first switching means 79 and the second switching means 81 to the original state. In addition, the comparison judgment circuit
The output sent from 77 to the second switching means 81 is delayed by the delay circuit 79. Then, the light pulse is sent again from the light emitter 51 to the optical fiber 2. The return light of the optical pulse transmitted to the optical fiber 2 is input to the photoelectric conversion element 55 via the directional coupler 53, and the input is synchronized with the optical pulse by the first A / D converter 56 and A / D converted. on the other hand,
The sweep screen with one pulse is displayed on the CRT57. The received light data corresponding to the sweep screen by one pulse is stored in the buffer memory 59. This sweep screen with one pulse is called a single screen ε. Buffer memory
The received light data stored in 59 is calculated by the abnormal position detection circuit 60 to determine whether or not there is an abnormality (step 611,
612).

これを第8図のフローチャートに基づき詳細に説明す
る。
This will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

光パルスによる基準波形データαは前述した手順で既に
基準波形データ作成回路62によって作成されている(ス
テップ601〜603)。
The reference waveform data α based on the optical pulse has already been created by the reference waveform data creation circuit 62 by the procedure described above (steps 601 to 603).

そこで判別用n回平均波形データβ′が判別用n回平均
波形データβ′作成回路63によって作成される(ステッ
プ611a,611b)。この判別用n回平均波形データβ′は
n回の時間平均を行なって作成されるが、もう一つのや
り方として最新のシングル画面εの平均値、つまりn個
の平均であれば最新のデータを1/nにして加えて、一番
古いデータ(n+1回前データ)を1/nにして引いた値
として求められ、この場合は常に更新されている。そし
て、波形データαと波形データβ′は差分回路64へ入力
され、差分波形データγ′が演算される(ステップ611
c)。
Then, the discrimination n-time average waveform data β'is generated by the discrimination n-time average waveform data β'creation circuit 63 (steps 611a and 611b). The n-time average waveform data β ′ for discrimination is created by performing time averaging n times, but as another method, the average value of the latest single screen ε, that is, if n averages, the latest data is obtained. It is calculated as a value obtained by subtracting the oldest data (n + 1 times previous data) by 1 / n in addition to 1 / n, and in this case, it is constantly updated. Then, the waveform data α and the waveform data β ′ are input to the difference circuit 64, and the difference waveform data γ ′ is calculated (step 611).
c).

次に、距離方向への微分値の波形データδ′が距離微分
回路65によって作成される(ステップ611d)。しきい値
ηは遠方で下る函数波形を発生回路66で予め設定してお
き、波形データδ′がしきい値を越えたか否かを判定回
路67で判定し(ステップ611d,612)、n−δ′>0であ
れば正常で、ステップ604へ戻る。このとき、正常なデ
ータが記憶される(ステップ613)。n−δ′<0なら
ば異常で判定回路67の出力である異常検出信号は距離デ
ータ出力回路68により、異常発生距離Lの値を判定し
(ステップ614)、これを記憶すると共に距離データ出
力により警報691を出す(ステップ615)。
Next, the waveform data δ ′ of the differential value in the distance direction is created by the distance differentiating circuit 65 (step 611d). The threshold value η is set in advance by the generator circuit 66 as a function waveform falling in the distance, and the judgment circuit 67 judges whether or not the waveform data δ ′ exceeds the threshold value (steps 611d, 612). If δ ′> 0, it is normal and the process returns to step 604. At this time, normal data is stored (step 613). If n-δ '<0, the distance data output circuit 68 determines the value of the abnormality occurrence distance L from the abnormality detection signal output from the determination circuit 67 (step 614), stores it, and outputs the distance data. Causes alarm 69 1 to be issued (step 615).

図示しないリセット装置によってリセットしないときに
はステップ611に戻り、リセットしたときにはステップ6
04に戻る。また、距離データ692や発生止時刻693の表示
や記録を行なったり、防災システムなどの制御信号694
として出力したりする。
If not reset by a reset device (not shown), return to step 611, and if reset, step 6
Return to 04. It also displays and records distance data 69 2 and stop time 69 3 and controls signals for disaster prevention systems 69 4
Or output as.

なお上記実施例では、センサ3は形状記憶合金製のもの
であるが、これに限らず、例えば光ファイバを表面が波
型をした一対の板状体の間に配置し、前記一対の板状体
に押圧力が作用することにより光ファイバが変形するも
の、つまり板状体の波型表面により光ファイバに伝送損
失が生ずるマイクロベンドを与えるようしにしたもので
もよい。すなわち、センサは光ファイバにマイクロベン
ドを与えて、伝送損失を発生させるものであればよい。
従って、この発明では光ファイバ側及びセンサ側は無電
源とすることができ、無加害性、無誘導性あを有する異
常検出装置を得ることができる。
In the above embodiment, the sensor 3 is made of a shape memory alloy, but not limited to this, for example, an optical fiber is arranged between a pair of corrugated plate-shaped bodies, and the pair of plate-shaped bodies is formed. The optical fiber may be deformed by the pressing force acting on the body, that is, the corrugated surface of the plate-shaped body may be used to give a microbend that causes a transmission loss to the optical fiber. That is, the sensor may be any sensor that applies a microbend to the optical fiber to generate a transmission loss.
Therefore, in the present invention, the optical fiber side and the sensor side can be made to have no power source, and an abnormality detecting device having no harm and no inductive property can be obtained.

また、この実施例のセンサ3は異常が発生すると光ファ
イバ2の一部から漏洩光を発生させ、それによって異常
を検知させるようにしているが、逆に光ファイバ2の屈
折率を上げるようにしたセンサや後方散乱率を増加させ
たタイプのセンサを用いても異常を検知させるようにし
てもよいことは勿論である。尚、光ファイバ2において
伝送損失を発生させるセンサ3を用いた場合には、第4
図(c)に示すように差分値は必ずプラス側に発生し、
しきい値函数η′もプラスの函数値だけで充分である
が、光ファイバ2において屈折率を変化させるか又は後
方散乱率をを変化させるタイプのセンサを用いた場合に
は、差分値が正のときと負のときの両者があるために、
しきい値函数η′をプラスの函数とマイナスの函数の値
の2つを設定し、これらの両値の範囲内にあるときには
正常とし、範囲外となったときに異常と判定することと
なる。
Further, the sensor 3 of this embodiment is designed so that when an abnormality occurs, a leak light is generated from a part of the optical fiber 2 to detect the abnormality, but conversely, the refractive index of the optical fiber 2 is increased. It is needless to say that the abnormality may be detected by using such a sensor or a sensor of a type having an increased backscattering rate. When the sensor 3 that causes transmission loss in the optical fiber 2 is used,
As shown in Figure (c), the difference value always occurs on the plus side,
The threshold function η ′ is sufficient only with a positive function, but when a sensor of the type that changes the refractive index or the backscattering rate is used in the optical fiber 2, the difference value is positive. Because there are both times of and negative times,
The threshold function η ′ is set to two values, that is, a positive function and a negative function, and it is judged as normal when it is within the range of these two values and abnormal when it is out of the range. .

更に、この実施例では連続光によって異常を検知する場
合に、光ファイバ2の戻り光を検出して行なっていが、
光ファイバ2を通過する透過光を検出するようにしても
実施しえることは勿論である。
Further, in this embodiment, when the abnormality is detected by the continuous light, the return light of the optical fiber 2 is detected.
Needless to say, it can be implemented by detecting the transmitted light passing through the optical fiber 2.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明からわかるように、この発明によれば、まず
光ファイバに低出力で一定出力の連続光を送り出し、こ
の連続光の戻り光又は透過光を受光して異常を判断し、
しかる後に光ファイバに光パルスを送り出し、この光パ
ルスの戻り光を受光して異常位置を判断するようにした
ので、異常の発生した位置を正確にかつ自動的に検出で
き、しかも発光手段を長寿命化できるという効果があ
る。
As can be seen from the above description, according to the present invention, first of all, the continuous light of low output and constant output is sent to the optical fiber, the return light or the transmitted light of this continuous light is received, and the abnormality is judged,
After that, an optical pulse is sent to the optical fiber, and the return light of this optical pulse is received to determine the abnormal position, so that the abnormal position can be accurately and automatically detected, and the light emitting means is long. It has the effect of extending the life.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の原理を説明するための正常時の波形
図、第2図はこの発明の原理を説明するための異常時の
波形図、第3図は1箇所の異常を検出する原理を説明す
る説明図で、第3図(a)は異常波形βを示す波形図、
第3図(b)はα−βの差分を示す波形図、第3図
(c)はα−βの距離微分を示す波形図、第4図は2箇
所の異常を検出する原理の説明図で、第4図(a)は異
常波形β′を示す波形図、第4図(b)はα−β′の差
分を示す波形図、第4図(c)はα−β′の距離微分を
示す波形図、第5図はこの発明の装置の一実施例を示す
回路図、第6図は異常位置検出回路の回路図、第7図は
第5図に示す装置の動作を示すフローチャート、第8図
は異常位置検出回路の動作を示すフローチャート、第9
図は形状記憶合金製センサの一例を示す斜視図、第10図
は形状記憶合金製センサの他の例を示す斜視図、第11図
は光ファイバによる異常検出方法の原理を示す説明図で
ある。 図中、2は光ファイバ、3はセンサ、41は連続光発振
器、52はパルス発振器、53は方向性結合器、55は光電変
換素子、56は第1A/D変換器、60は異常位置検出回路、61
は1回分データ用メモリ、62は基準波形データα作成回
路、63は判別用n回平均データβ′作成回路、64は差分
回路、65は距離微分回路、66はしきい値函数データη発
生回路、67は比較判定回路、68は距離データ出力回路、
71は第2A/D変換器、72はL回平均演算回路、73はD/A変
換器、74は光強度変換手段、75はメモリ、76は基準電圧
発生回路、77は比較判定回路、79は第1切換器、81は第
2切換器である。
FIG. 1 is a waveform diagram in a normal state for explaining the principle of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram in an abnormal state for explaining the principle of the present invention, and FIG. 3 is a principle for detecting an abnormality at one place. 3A is a waveform diagram showing an abnormal waveform β, FIG.
FIG. 3 (b) is a waveform diagram showing the difference between α-β, FIG. 3 (c) is a waveform diagram showing the distance differentiation of α-β, and FIG. 4 is an explanatory diagram of the principle of detecting anomalies at two locations. 4 (a) is a waveform diagram showing an abnormal waveform β ′, FIG. 4 (b) is a waveform diagram showing the difference between α−β ′, and FIG. 4 (c) is a distance derivative of α−β ′. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of the device of the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram of an abnormal position detection circuit, FIG. 7 is a flow chart showing the operation of the device shown in FIG. FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the abnormal position detection circuit, and FIG.
FIG. 11 is a perspective view showing an example of a shape memory alloy sensor, FIG. 10 is a perspective view showing another example of a shape memory alloy sensor, and FIG. 11 is an explanatory view showing the principle of an abnormality detection method using an optical fiber. . In the figure, 2 is an optical fiber, 3 is a sensor, 41 is a continuous optical oscillator, 52 is a pulse oscillator, 53 is a directional coupler, 55 is a photoelectric conversion element, 56 is the first A / D converter, and 60 is abnormal position detection. Circuit, 61
Is a memory for one-time data, 62 is a reference waveform data α creating circuit, 63 is an n-time average data β ′ creating circuit for discrimination, 64 is a difference circuit, 65 is a distance differentiating circuit, and 66 is a threshold function data η generating circuit. , 67 is a comparison / determination circuit, 68 is a distance data output circuit,
71 is a second A / D converter, 72 is an L-time averaging circuit, 73 is a D / A converter, 74 is a light intensity converting means, 75 is a memory, 76 is a reference voltage generating circuit, 77 is a comparison / determination circuit, 79 Is a first switch and 81 is a second switch.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光を伝送する光ファイバの複数の所定部分
にその部分の反射率又は透過率を変化させるセンサを配
置し、上記光ファイバに一定出力の連続光を送り出し、
この送り出された連続光の戻り光又は透過光を受光し、
受光した光を光電変換した受光強度と、予め設定された
基準受光強度とを比較して異常を判断し、異常時には光
ファイバに送り出す上記連続光を光パルスに切り換え、
この送り出された光パルスの戻り光を受光し、受光した
戻り光を光電変換し、さらに対数アナログ・ディジタル
変換して、上記光パルスが入射する光ファイバ端面から
の光ファイバ上における距離Lに対する戻り光強度IR
判別用n回平均波形データβ′と正常時に予め記憶され
た光パルスの戻り光強度の基準波形データαの差分波形
データγ′の距離微分波形データδ′を演算し、しきい
値函数ηと距離微分波形データδ′との光源側交点が発
生した位置を異常位置と判定して、異常検出信号と発生
位置データを出力することを特徴とした光ファイバによ
る異常検出方法。
1. A plurality of predetermined portions of an optical fiber for transmitting light are provided with sensors for changing reflectance or transmittance of the portion, and continuous light having a constant output is sent to the optical fiber.
Receive the return light or transmitted light of the continuous light sent out,
The received light intensity obtained by photoelectrically converting the received light is compared with a preset reference received light intensity to determine an abnormality, and in the event of an abnormality, the continuous light sent to the optical fiber is switched to an optical pulse,
The return light of the sent optical pulse is received, the received return light is photoelectrically converted, and further logarithmic analog-to-digital conversion is performed, and the return for the distance L on the optical fiber from the end face of the optical fiber on which the optical pulse is incident is returned. Distance differential waveform data δ ′ of difference waveform data γ ′ between the reference waveform data α of the return light intensity of the optical pulse stored in advance during normal operation and the n times average waveform data β ′ for discriminating the light intensity I R are calculated. An abnormality detection method using an optical fiber, characterized in that a position where an intersection of a threshold value function η and distance differential waveform data δ'occurs on the light source side is determined to be an abnormal position and an abnormality detection signal and the generated position data are output.
【請求項2】一定の出力の連続光を送り出す第1発光手
段と、 光パルスを送り出す第2発光手段と、 第1発光手段と第2発光手段とを相互に切り換える第1
切換手段と、 第1発光手段又は第2発光手段から出力された光を伝送
する光ファイバと、 光ファイバの複数の所定部分に配置され、配置部分の反
射率又は透過率を変化させるセンサと、 第1発光手段から光ファイバに送り出された連続光の戻
り光又は透過光を受光し、或は第2発光手段から光ファ
イバに送り出された光パルスの戻り光を受光して光電変
換する光電変換手段と、 光電変換手段による連続光の戻り光又は透過光に基づく
出力を光強度に変換する光強度変換手段と、 光電変換手段による光パルスの戻り光に基づく出力を上
記光パルス毎に対数アナログ・ディジタル変換して、上
記光パルスが入射する光ファイバ端面からの光ファイバ
上における距離Lに対する戻り光強度IRを一回分データ
として記憶する一回分データ記憶手段と、 上記光電変換手段の出力を上記光強度変換手段或は上記
一回分データ記憶手段に送るように相互に切り換える第
2切換手段と、 上記光強度変換手段の出力した光強度と予め設定された
基準受光強度とを比較して異常を判断し、異常時には第
1切換手段で第1発光手段から第2発光手段に切り換え
させると共に、第2切換手段で光電変換手段の光パルス
に基づく出力が一回分データ記憶手段に送られるように
切り換える切換信号を出力する第1異常判断回路と、 正常時に予め記憶された光パルスの戻り光強度の基準波
形データαを演算する基準波形データα作成回路と、 上記一回分データ記憶手段の記憶データから判別用n回
平均波形データβ′を演算する判別用n回平均波形デー
タβ′作成回路と、 上記基準波形データαと判別用n回平均波形データβ′
との差分波形γ′を演算する差分回路と、 上記差分波形データγ′の距離微分波形データδ′を演
算する距離微分回路と、 しきい値函数データηを発生するしきい値函数データ発
生回路と、 しきい値ηと距離微分波形データδ′との光源側交点が
発生した位置を異常位置と判定して異常検出信号と発生
位置データを出力する比較判定回路とを備えたことを特
徴とする光ファイバによる異常検出装置。
2. A first light emitting means for sending a constant output continuous light, a second light emitting means for sending a light pulse, and a first light emitting means for switching between the first light emitting means and the second light emitting means.
A switching means, an optical fiber for transmitting the light output from the first light emitting means or the second light emitting means, a sensor arranged in a plurality of predetermined portions of the optical fiber, and changing the reflectance or the transmittance of the arranged portion, Photoelectric conversion for receiving return light or transmitted light of continuous light sent from the first light emitting means to the optical fiber, or receiving return light of optical pulse sent to the optical fiber from the second light emitting means for photoelectric conversion Means, a light intensity conversion means for converting the output based on the return light or the transmitted light of the continuous light by the photoelectric conversion means into a light intensity, and the output based on the return light of the optical pulse by the photoelectric conversion means, the logarithmic analog for each light pulse · to digital conversion, a dose data storage means for storing return light intensity I R with respect to the distance L on the optical fiber as the dose data from the optical fiber end face where the light pulse is incident Second switching means for mutually switching the output of the photoelectric conversion means to the light intensity conversion means or the one-time data storage means, and the light intensity output by the light intensity conversion means and a preset reference Abnormality is judged by comparing with the received light intensity, and when abnormal, the first switching means switches from the first light emitting means to the second light emitting means, and the second switching means outputs the output based on the light pulse of the photoelectric conversion means once. A first abnormality judging circuit for outputting a switching signal for switching so as to be sent to the data storage means; a reference waveform data α creating circuit for computing the reference waveform data α of the return light intensity of the optical pulse stored in advance in the normal state; Discrimination n-time average waveform data β'creating circuit for calculating discrimination n-time average waveform data β'from data stored in one-time data storage means, and reference waveform data α and discrimination n-time average Waveform data β ′
A differential circuit for calculating a differential waveform γ'of the differential waveform data, a distance differentiating circuit for calculating the differential differential waveform data δ'of the differential waveform data γ ', and a threshold function data generating circuit for generating threshold function data η And a comparison / determination circuit that determines the position where the light source side intersection of the threshold value η and the distance differential waveform data δ ′ has occurred as an abnormal position and outputs an abnormality detection signal and the generated position data. Optical fiber abnormality detection device.
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