JPH07198471A - Vibration source position detector - Google Patents

Vibration source position detector

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Publication number
JPH07198471A
JPH07198471A JP35284893A JP35284893A JPH07198471A JP H07198471 A JPH07198471 A JP H07198471A JP 35284893 A JP35284893 A JP 35284893A JP 35284893 A JP35284893 A JP 35284893A JP H07198471 A JPH07198471 A JP H07198471A
Authority
JP
Japan
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signal
optical fiber
vibration
light
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP35284893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Morisada
貞 昭 森
Yoshiaki Shimoda
田 善 明 下
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Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
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Publication date
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Publication of JPH07198471A publication Critical patent/JPH07198471A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a vibration source position detector mainly for detecting a frequency by determining correlation in signal between a transmission pulse of a light signal and a return light. CONSTITUTION:Light from a laser diode which is driven in emission with a vibration source 2 of a pulse generator or the like is admitted into an optical fiber 8 through a directive coupler 3 and a connector 20. The reflected light from the optical fiber 8 returns to the coupler 3 to be detected with a return light detector 4 and then, amplified with an amplifier 5 to perform a signal processing by a sampling and A/D conversion means 11 and a mean calculating means 15a. Then, a desired measuring position is specified from a loss vs distance characteristic displayed and vibration is detected at the specified position. In other words, correlation in signal is determined between a transmission pulse of a light signal and the return light to detect the frequency of the vibration. This enables the detection of the position of the vibration of the optical fiber 8 itself, the positions of other vibration sources close to the optical fiber 8, the vibration amplitude and vibration frequency of the vibration sources.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの自身の振
動又は振動センサにより得られる振動を光信号として光
ファイバで伝送し検出する方式の振動源位置検出装置に
関する。なお、本願の光ファイバによる振動源の検出に
は振動センサによって光信号に変換された信号検出も含
むものとする。その利用分野として、 (イ)振動源位置検出器と、線状、面状又は立体状に施
設された光ファイバとで構成され、建造物等の施設の異
常振動を未然に検出する為の異常振動発生の位置及びそ
の振動数の検出装置としての用途。 (ロ)構内施設の異常監視(常時監視)、または通常の
光ファイバ通信施設と上記振動源位置検出器との併用に
よる通信線路を媒介とした通信線路自身またはその周辺
の異常振動の監視システムとしての用途がある。 (ハ)広範囲に光ファイバを施設することにより、地震
の予知のための監視装置として応用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration source position detecting device of a type in which the vibration of the optical fiber itself or the vibration obtained by a vibration sensor is transmitted as an optical signal and detected by the optical fiber. The detection of the vibration source by the optical fiber of the present application includes the detection of the signal converted into the optical signal by the vibration sensor. The fields of application are: (a) Abnormality for detecting abnormal vibration of facilities such as buildings in advance, which is composed of a vibration source position detector and optical fibers installed in a linear, planar or three-dimensional structure. Use as a vibration detection position and its frequency detector. (B) As a system for monitoring abnormal conditions in the premises (always monitoring), or for monitoring abnormal vibration of the communication line itself or its surroundings via a communication line using a combination of a normal optical fiber communication facility and the above vibration source position detector There are uses. (C) By installing optical fibers in a wide area, it can be applied as a monitoring device for earthquake prediction.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術の電気信号で伝達される方式の
装置の欠点は、複数箇所の振動検出のためには、図20
に示す通り、振動源の検出箇所N個に対して、2×N
(箇所)の検出のための信号線が必要であった。 又、
この場合は、各々の振動センサのばらつきが問題となる
ことがあった。また、その数が多くなったり、振動セン
サの追加があったりすると誤配線の恐れがると共に、振
動検出箇所が増加するにつれて配線が複雑で莫大となっ
た。さらには、障害点等を検出するための従来の光ファ
イバの障害点位置検出器(以下、光パルス試験器とい
う。)を用いても、所定の点についての動的変動解析の
手段を有せず、そのまますぐには振動の検出は出来なか
った。従来、光パルス試験器(OTDR)における振動
信号は測定の場合の雑音と見なされており、それを取り
除く為の努力はあっても、振動を特別に測定のために検
出するという考えは光パルス試験装置の技術分野にはな
かった。
2. Description of the Related Art A drawback of the conventional electric signal transmission type device is that, in order to detect vibrations at a plurality of points, FIG.
2 x N for N vibration source detection points
A signal line for detecting (location) was required. or,
In this case, the variation of each vibration sensor may be a problem. In addition, if the number is increased or a vibration sensor is added, incorrect wiring may occur, and the wiring becomes complicated and enormous as the number of vibration detection locations increases. Furthermore, even if a conventional optical fiber fault point position detector (hereinafter referred to as an optical pulse tester) for detecting a fault point or the like is used, it must have a means for dynamic fluctuation analysis for a predetermined point. No, the vibration could not be detected immediately. Conventionally, the vibration signal in the optical pulse tester (OTDR) is regarded as noise in the case of measurement, and the idea of detecting the vibration specifically for the measurement is considered as an optical pulse even though efforts are made to remove it. It was not in the technical field of test equipment.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑み
光ファイバの所定位置における振動を検出するのに、従
来の光パルス試験器の機能をさらに発展させ、所定位置
における振動も検出可能にしたものである。このため、
ベンディング等によって生じる光ファイバの損失の時間
的な変化を検出・分析し、すなわち、測定に用いる光信
号の送出パルスと戻り光との信号の相関をとることによ
り、主に、振動数を検出する振動源位置検出装置を提供
することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention further develops the function of the conventional optical pulse tester to detect the vibration at a predetermined position of the optical fiber so that the vibration at the predetermined position can also be detected. It was done. For this reason,
The frequency is mainly detected by detecting and analyzing the change over time in the loss of the optical fiber caused by bending, etc., that is, by correlating the signal of the optical signal used for measurement with the return pulse. It is an object to provide a vibration source position detecting device.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(請求項1に対応)上記目的を達成するため本発明の振
動源位置検出装置は、光ファイバと、振動源位置検出器
とを備え、この振動源位置検出器は、複数のパルス信号
を順次送出する手段を有するパルス出力手段2、光方向
性結合器3b等を含む光信号送受手段3、O/E変換器
4と、前記光パルス出力手段から前記複数のパルス信号
が送出された後、各パルス信号の所定時間後の戻り光
(光ファイバの同一位置)からの各々の損失量を求めて
記憶する手段(11,12,21a)と、その各々の戻
り光の該損失量の時間的な変化から周波数成分を検出す
るフィルタ手段15eと、その結果を表示する表示手段
7とを備え、前記光ファイバの所望位置における光ファ
イバ自身の振動を検出することを特徴とした。
(Corresponding to claim 1) In order to achieve the above object, a vibration source position detecting device of the present invention comprises an optical fiber and a vibration source position detector, and this vibration source position detector sequentially outputs a plurality of pulse signals. After the pulse output means 2 having a means for transmitting, the optical signal transmitting / receiving means 3 including the optical directional coupler 3b, the O / E converter 4, and the plurality of pulse signals being transmitted from the optical pulse output means, Means (11, 12, 21a) for obtaining and storing each loss amount from the return light (at the same position of the optical fiber) of each pulse signal after a predetermined time, and the loss amount of each return light with respect to time. It is characterized in that it comprises a filter means 15e for detecting a frequency component from such a change and a display means 7 for displaying the result, and detects the vibration of the optical fiber itself at a desired position of the optical fiber.

【0005】(請求項2に対応)また、前記光パルス出
力手段から前記複数のパルス信号が送出された後、各パ
ルス信号の所定時間後の戻り光(光ファイバの同一位
置)からの各々の損失量を求めて記憶する手段(6,1
2,21a)と、前記パルス信号の送り間隔を制御する
パルス送出間隔制御手段2aを含むパルス信号発生手段
2と、間隔が異なる前記各々の戻り光の該損失量の変化
値と前記パルス送出間隔との相関演算を行い、その演算
結果から振動数データを出力する手段15とを備え、微
弱な戻り光の信号から所望位置における 光ファイバの
振動数及び振動振幅を求めるようにした。
(Corresponding to claim 2) Further, after the plurality of pulse signals are transmitted from the optical pulse output means, each pulse signal is returned from the return light (at the same position of the optical fiber) after a predetermined time. Means for finding and storing loss amount (6, 1
2, 21a), a pulse signal generating means 2 including a pulse sending interval control means 2a for controlling the sending interval of the pulse signal, a change value of the loss amount of each return light having a different interval, and the pulse sending interval. And a means 15 for outputting the frequency data from the calculation result, and the frequency and the vibration amplitude of the optical fiber at the desired position are obtained from the weak return light signal.

【0006】(請求項3に対応)光ファイバに光パルス
を入射し前記被測定光ファイバからのフレネル反射光又
は後方散乱光を受光し該受光した光信号を解析する振動
源位置検出器であって、疑似ランダム信号を順次送出す
るパルス出力手段2と、該パルス出力手段の出力を光信
号に変換し前記光ファイバへ送り出すと共に該光ファイ
バからの戻り光を受ける光信号送受手段3と、光信号送
受手段からの該戻り光を受けて電気信号に変換するO/
E変換器4と、疑似ランダム信号を発生するとともに、
その信号を前記パルス出力手段におくり、所定の遅延時
間後に前記疑似ランダム信号と同一の遅延信号を発生
し、かつ、該パルス信号が光ファイバに送出された後、
それが戻り光として受領されるまでの時間から該光ファ
イバの所望位置を算出する手段12と、測定結果を表示
する表示手段(7)と、前記戻り光の疑似ランダム信号
と前記制御手段から出力される遅延された疑似ランダム
信号との相関をとり、相関信号を出力し記憶する手段
(16,21a)と、前記疑似ランダム信号の各々の戻
り光の該損失量の変化を前記手段から読みだし、その時
間的変化に対応した値を前記表示手段に表示するための
手段15jとを具備し、微弱な戻り光の信号から所望位
置における光ファイバの振動を求めるようにした。
(Corresponding to claim 3) A vibration source position detector for injecting an optical pulse into an optical fiber to receive Fresnel reflected light or backscattered light from the optical fiber to be measured and to analyze the received optical signal. A pulse output means 2 for sequentially transmitting a pseudo-random signal, an optical signal transmission / reception means 3 for converting an output of the pulse output means into an optical signal and transmitting the optical signal to the optical fiber, and receiving a return light from the optical fiber, and an optical signal. O / which receives the return light from the signal transmitting / receiving means and converts it into an electric signal
Generates a pseudo random signal with the E converter 4, and
The signal is sent to the pulse output means, a delay signal identical to the pseudo random signal is generated after a predetermined delay time, and the pulse signal is sent to the optical fiber,
Output from the means 12 for calculating the desired position of the optical fiber from the time until it is received as return light, the display means (7) for displaying the measurement result, the pseudo random signal of the return light and the control means. Means (16, 21a) for obtaining a correlation with the delayed pseudo random signal to output and storing the correlation signal, and for reading out the change in the loss amount of each return light of the pseudo random signal from the means. A means 15j for displaying a value corresponding to the temporal change on the display means is provided, and the vibration of the optical fiber at a desired position is obtained from a weak return light signal.

【0007】(請求項4に対応)光ファイバに光パルス
を入射し前記被測定光ファイバからのフレネル反射光又
は後方散乱光を受光し該受光した戻り光を解析する振動
源位置検出器であって、複数のパルス信号を順次送出す
るパルス出力手段2と、該パルス出力手段の出力を光信
号に変換し前記光ファイバへ送り出すと共に該光ファイ
バからの戻り光を受ける光信号送受手段3と、光信号送
受手段からの該戻り光を受けて電気信号に変換するO/
E変換器4と、前記戻り光を受領するまでの時間及び戻
り光のレベルを求めて記憶する手段(11,21a)
と、該出力結果を表示する表示手段7とを備え、パルス
信号が光ファイバに送出された後、それが戻り光として
受領されるまでの時間から該光ファイバの所定位置を算
出すると共に、前記光パルス出力手段をして、複数の変
調されたバースト信号B送出期間T1 と、バースト信号
Bの休止期間T2 とを交互に1組を1周期T(T1 +T
2 )として繰り返し行うよにせしめ、かつ、前記O/E
変換器4をして、該光パルス信号を送信後であって、前
記バースト信号の予め定められた最初と、最後のパルス
が戻ってくる間の時間帯T4で受信のゲートを開くよう
に制御する制御手段12とを備えた構成をとった。
(Corresponding to claim 4) A vibration source position detector for injecting an optical pulse into an optical fiber to receive Fresnel reflected light or backscattered light from the optical fiber to be measured and to analyze the received return light. A pulse output means 2 for sequentially transmitting a plurality of pulse signals, an optical signal transmission / reception means 3 for converting the output of the pulse output means into an optical signal and transmitting the optical signal to the optical fiber and receiving return light from the optical fiber. O / which receives the return light from the optical signal transmitting / receiving means and converts it into an electric signal
E converter 4 and means (11, 21a) for obtaining and storing the time until the return light is received and the level of the return light
And a display means 7 for displaying the output result, calculating a predetermined position of the optical fiber from the time from when the pulse signal is sent to the optical fiber until it is received as return light, and A plurality of modulated burst signal B transmission periods T1 and a plurality of burst signal B pause periods T2 are alternately arranged to form one set of one cycle T (T1 + T).
2) Repeatedly, and the above O / E
Control the converter 4 to open the receiving gate after the optical pulse signal is transmitted and at a time T4 during which the predetermined first and last pulses of the burst signal are returned. And a control means 12 for controlling.

【0008】(請求項5に対応)バースト状に変調され
たコヒーレント光を被測定光ファイバに入射し、被測光
ファイバからの戻り光を光ホモダイン検波し、被測光フ
ァイバの振動を検出する振動源位置検出器置において、
コヒーレントな光がバースト状に変調された第1の変調
光を発すると共に、制御手段12からの指令により、前
記変調信号と同一で遅延された第2の変調光(ローカル
光)を発生する手段2gと、該第1の変調光を被測光フ
ァイバに出射し、かつ、被測光ファイバからの戻り光を
該第2の変調光とを結合する4端子光結合手段からなる
光信号送受手段3と、該結合された光を受けるO/E変
換器4と、該結合手段に入射する該第2の変調光を変化
させる光可変信号を発生し、その変調信号を前記パルス
出力手段におくり、所定の遅延時間後に前記変調信号と
同一の変調された遅延信号を発生する手段12aを有
し、かつ、該変調信号が光ファイバに送出された後、そ
れが戻り光として受領されるまでの時間から該光ファイ
バの所望位置を算出する制御手段12と、前記戻り光の
変調信号と前記制御手段から出力される遅延された変調
信号との相関をとり、相関信号を出力し記憶する手段
(16a,21a)と、前記変調信号の各々の戻り光の
該損失量データを前記手段から読みだし、その時間的変
化に対応した値を前記表示手段に表示するための手段1
5jとを具備し、微弱な戻り光の信号から所望位置にお
ける光ファイバの振動を求めるようにしたことを特徴と
した。
(Corresponding to Claim 5) Burst-modulated coherent light is incident on the optical fiber to be measured, and the return light from the optical fiber to be measured is subjected to optical homodyne detection to detect vibration of the optical fiber to be measured. In the position detector position,
Means 2g for generating a first modulated light, which is a coherent light modulated in a burst form, and a second modulated light (local light), which is the same as the modulated signal and delayed by a command from the control means And an optical signal transmission / reception means 3 which is a four-terminal optical coupling means for emitting the first modulated light to the optical fiber to be measured and coupling the return light from the optical fiber to be measured with the second modulated light, An O / E converter 4 that receives the combined light and an optical variable signal that changes the second modulated light that is incident on the combining means are generated, and the modulated signal is sent to the pulse output means, and a predetermined signal is generated. Means 12a for generating a modulated delayed signal identical to the modulated signal after a delay time, and from the time after the modulated signal is sent to the optical fiber until it is received as return light, Calculate the desired position of the optical fiber Control means 12 for obtaining the correlation between the modulated signal of the return light and the delayed modulated signal output from the control means, and outputting and storing the correlation signal, and the modulated signal of the modulated signal. Means 1 for reading the loss amount data of each return light from the means and displaying a value corresponding to the temporal change on the display means.
5j and is characterized in that the vibration of the optical fiber at a desired position is obtained from a weak return light signal.

【0009】(請求項6に対応)つづいて、光ファイバ
(8)と、該光ファイバに結合される振動センサ9と、
振動源位置検出器1とを備えた振動源位置検出装置であ
って、前記振動センサ9は、該光ファイバを設置後にそ
の光ファイバ素線上から着脱可能に装着される振動セン
サ30又は光ファイバとコネクタ接続される振動センサ
40であることを特徴としている。
(Corresponding to claim 6) Next, an optical fiber (8) and a vibration sensor 9 coupled to the optical fiber,
A vibration source position detecting device comprising a vibration source position detector 1, wherein the vibration sensor 9 is a vibration sensor 30 or an optical fiber which is detachably mounted on the optical fiber after the optical fiber is installed. The vibration sensor 40 is connected to a connector.

【0010】[0010]

【作用】 光ファイバ(8)からの戻り光を受けて、
該光ファイバのベント損失の時間的変化をを検出するこ
とにより、振動源の振動周波数等を求めるようにした。
光ファイバ8は曲げにより損失が変化し、この曲げ損失
の振動による変化の周期成分は、戻り光の信号の中にそ
の振動に対応する損失量の変化(振動周波数成分)とし
て含まれている。また、その振動振幅も損失量の大小の
レベル変化として含まれている。 したがって、 この信号成分(周波数成分、振動振幅成分)を増幅
して抽出することにより、遠隔地の振動源位置の検出及
びその周波数・振幅の検出を可能にしている。また、微
小な変化に対しては、装置からパルス送出間隔が可変に
送出される周期的な光パルス信号と、当該ベンディング
位置から反射してきた戻り光との周期性の相関をタイミ
ング良くとることにより、一層確実にスピーディーに検
出を可能としている。
[Operation] Upon receiving the return light from the optical fiber (8),
The vibration frequency of the vibration source is determined by detecting the change over time in the vent loss of the optical fiber.
The loss of the optical fiber 8 changes due to bending, and the periodic component of the change in bending loss due to vibration is included in the return light signal as a change in loss amount (vibration frequency component) corresponding to the vibration. The vibration amplitude is also included as a level change of the loss amount. Therefore, by amplifying and extracting this signal component (frequency component, vibration amplitude component), it is possible to detect the position of the vibration source at a remote place and to detect its frequency and amplitude. For minute changes, the periodicity of the periodic optical pulse signal sent from the device with variable pulse sending intervals and the return light reflected from the bending position is taken with good timing. It enables more reliable and speedy detection.

【0011】 振動特性と被測定光ファイバからのデ
ータとの関係について、光ファイバ損失のなかには光フ
ァイバ軸が長手方向に対してわずかな偏移(又はマイク
ロベンディング)によって生じる損失、レイリー散乱等
によるものがある。 しかしながら、これらの損失量の
検出は各種の雑音成分により明瞭に検出するもが困難で
あり、そのため、多くのサンプリング値の平均をとって
求めるようにしている。このために光ファイバの全体の
距離に対する損失特性及び振動特性のいずれを求める場
合にも、多くのデータの値の平均値から求めるようにし
ている。しかも、損傷部分の静的な欠陥検出の場合と異
なり、振動の場合は短時間に多くのデータを集める必要
があり、以下に述べる従来の光パルス試験器に対して改
良的な技術を用いる。
Regarding the relationship between the vibration characteristics and the data from the optical fiber to be measured, some of the optical fiber losses are those caused by slight deviation (or microbending) of the optical fiber axis from the longitudinal direction, Rayleigh scattering, etc. There is. However, it is difficult to detect these loss amounts clearly due to various noise components, and therefore the average of many sampling values is calculated. For this reason, when determining both the loss characteristic and the vibration characteristic for the entire distance of the optical fiber, the average value of many data values is used. Moreover, unlike the static defect detection of a damaged portion, in the case of vibration, it is necessary to collect a large amount of data in a short time, and an improved technique is used for the conventional optical pulse tester described below.

【0012】 一般に距離対レベル特性は前記アベレ
ージャ15aの出力である多数のポイントの平均値出力
から求められる。測定データはCRT装置7に入力さ
れ、図6(b)に示すように画面に表示される。このC
RT装置7は、振動源位置検出器1の表示部を構成して
いる。このように、距離対レベル特性はアベレージャに
より、多くのデータの平均値から損失量を求めるが、振
動データは図5に示すように、所望の1点(距離)にお
ける時間的のレベル(損失データ)の変動をとらえる。
しかも、短時間内に多くのデータを集める必要がる。
このため、臨界角近くまで光ファイバを曲げて、その損
失が明確に表れるように所望位置での損失の変動を振動
として捕らえて易くし測定するとともに、標点の周波数
に応じて、送りのパルス信号数を従来の静止標点に比較
して、1000倍から10000倍多くして、又は場合
により、それ以上多くしてそれに対処している。このよ
うに、従来の光パルス試験器(OTDR)とのハード的
な相違は、時間的な変化のあるものを対象としている点
であり、以下の複数の本願の実施例に述べる種々の工夫
を採用している。
Generally, the distance-to-level characteristic is obtained from the average value output of a large number of points which is the output of the averager 15a. The measurement data is input to the CRT device 7 and displayed on the screen as shown in FIG. This C
The RT device 7 constitutes a display unit of the vibration source position detector 1. In this way, the distance-to-level characteristic obtains the loss amount from the average value of many data by the averager, but the vibration data, as shown in FIG. 5, has the temporal level (loss data) at one desired point (distance). ).
Moreover, it is necessary to collect a lot of data within a short time.
Therefore, bend the optical fiber close to the critical angle, measure the fluctuations of the loss at the desired position so that the loss can be clearly seen as vibrations, and measure the feed pulse according to the frequency of the gauge. This is dealt with by increasing the number of signals by a factor of 1000 to 10000 or more in some cases, as compared with the conventional stationary gauge mark. As described above, the hardware difference from the conventional optical pulse tester (OTDR) is that it is intended for those having a temporal change, and various devices described in the embodiments of the present application will be described below. It is adopted.

【0013】[0013]

【実施例】なを、実施例1,2は低周波数の振動に対応
するものであり、実施例2〜4は高周波数の振動に対応
するものである。 (実施例1)図1,2,3を参照して説明する。この振
動源位置検出器1は、パルス発生器などの駆動源2cに
より発光駆動されるレーザーダイオード(E/O変換
器)3aからの光を、図3に示す光方向性結合器(又は
AOスイッチ、EOスイッチ、あるいは、ダイクロック
ミラー、ハーフミラー、偏光プリズム等)3b及び接続
部(コネクタ)20を通して所定長さの光ファイバ8に
入射している。この光ファイバ8からの反射光は光方向
性結合器3bに戻り光検出器4で検出された後、アンプ
5で増幅され、サンプリング及びA/D変換手段11と
平均値算出手段(アベレージャ)15aで信号処理され
るものであり、上述部分は一般的な光パルス試験器と同
様な構成を採っている。(図2参照)そして、表示され
た損失対距離特性から、所望の測定位置を特定(従来技
術に同じ)し、次にその特定した位置に於ける振動を検
出する。
EXAMPLES Examples 1 and 2 correspond to low-frequency vibrations, and Examples 2 to 4 correspond to high-frequency vibrations. (Embodiment 1) This will be described with reference to FIGS. This vibration source position detector 1 uses the optical directional coupler (or AO switch) shown in FIG. , EO switch, or dichroic mirror, half mirror, polarizing prism, etc.) 3b and a connecting portion (connector) 20 to enter the optical fiber 8 of a predetermined length. The reflected light from the optical fiber 8 returns to the optical directional coupler 3b, is detected by the photodetector 4, is amplified by the amplifier 5, and is sampling and A / D converting means 11 and average value calculating means (averager) 15a. The signal processing is performed by the above, and the above-mentioned portion has the same configuration as a general optical pulse tester. (See FIG. 2) Then, the desired measurement position is specified from the displayed loss-distance characteristic (the same as in the conventional technique), and then the vibration at the specified position is detected.

【0014】本発明の構成は、従って、任意に所定距離
を特定するためにパルス信号を送出したのち所定時間後
の信号をサンプリングするための制御手段12及びA/
D変換器11を有し、かつ、前記パルス信号発生手段か
らパルス信号が送出された後、所望時間後の戻り光を順
次うけて、各々の損失量を記憶する21a及び、上記の
メモリ21aの内容を横軸が時間で縦軸が光信号レベル
を示す信号に変換する振動処理手段15jを有してい
る。これにより、所望位置における振動源からの振動信
号が時間ともに変化する状態が表示手段7に目視可能に
表示されるから、そのピーク値とピーク値の間の時間P
1 、及びピーク値とピーク値の間のレベル差値P2 から
振動数、及び振幅の値がそれぞれ表示画面上に目視で求
められる。具体的には、戻り光のレベルが振動により、
時間の経過と共に波状に変化している場合を想定する。
そして、その波の内で最大と最小のピ−クを比較して求
め、それぞれ、A1 ,A2 とすれば、次の(1)式のよ
うになる。
The structure of the present invention therefore has a control means 12 and A / for sampling a signal after a predetermined time after sending a pulse signal to arbitrarily specify a predetermined distance.
A D converter 11 is provided, and after the pulse signal is sent from the pulse signal generating means, a return light after a desired time is sequentially received to store each loss amount 21a and the memory 21a. It has vibration processing means 15j for converting the content into a signal whose horizontal axis is time and whose vertical axis is an optical signal level. As a result, the state in which the vibration signal from the vibration source at the desired position changes with time is visually displayed on the display means 7, and the time P between the peak value and the peak value is displayed.
1, and the frequency and amplitude values are visually determined on the display screen from the level difference value P2 between the peak value and the peak value. Specifically, due to the vibration of the level of the returning light,
It is assumed that the wave shape changes with time.
Then, the maximum and minimum peaks in the wave are compared and obtained, and if they are A1 and A2, respectively, the following equation (1) is obtained.

【0015】[0015]

【数1】 [Equation 1]

【0016】ここで、nはデータの数である。これに記
憶手段21cに記憶されている換算定数を掛け算すれ
ば、振動の強度が求められる。
Here, n is the number of data. By multiplying this by the conversion constant stored in the storage means 21c, the intensity of vibration can be obtained.

【0017】なお、同一距離地点におけるレベルA対周
波数特性曲線を図5に示す。 (実施例2)図2(a)は、本発明による振動源位置検
出装置の第2の実施例を示すブロック図である。本実施
例の構成は、(任意の所定距離を特定するために)複数
のパルス信号を送出したのち各々同一所定時間後の信号
をサンプリングするための制御手段12及びデータサン
プリング及びA/D変換手段11を有し、かつ、前記パ
ルス信号発生手段からパルス信号が送出された後、該所
定時間後の戻り光を順次うけて、各々の損失量を記憶す
る21a及び各々のデータを処理するフィルタリング手
段15eとを備える。第1の実施例の振動源位置検出器
に、パルス送出間隔制御手段2a、フィルタリング手段
15e、及びピーク検出手段15c及びピーク算出手段
15dを付加した構成を採っている。
A level A vs. frequency characteristic curve at the same distance point is shown in FIG. (Embodiment 2) FIG. 2A is a block diagram showing a second embodiment of the vibration source position detecting device according to the present invention. The configuration of the present embodiment has a control means 12 and a data sampling and A / D conversion means for sending a plurality of pulse signals (to specify an arbitrary predetermined distance) and then sampling the signals after the same predetermined time. 11a, and 21a for storing the respective loss amounts and filtering means for processing the respective data by receiving the return light after the predetermined time after the pulse signal is transmitted from the pulse signal generating means. 15e. The vibration source position detector of the first embodiment has a configuration in which pulse transmission interval control means 2a, filtering means 15e, peak detection means 15c and peak calculation means 15d are added.

【0018】その動作は、パルス送出間隔制御手段2a
によりパルス送出間隔が異なる光パルス信号を光ファイ
バに送出する(さらに、パルス位相可変手段2bにより
同一のパルス送出間隔であって、その位相を約π/2の
幅の範囲で変化させること)とともに、戻り光の周波数
f2 に依存するレベルのピーク点を算出する。すなわ
ち、振動源に於ける振動とこのパルス送出間隔(又は位
相可変手段による位相の変化)との間の相関を計算し、
その結果、フィルタリング後の戻り光のレベルのピーク
値を求める。そして、このピ−ク値の周期から周波数f
を算出する手段15とを備えている。いわゆるパルス間
隔を順次変える掃引効果を用いる。高調波を含めた信号
中から求める信号を得るようにしているが、演算の詳細
について述べる前に、対象とする振動周波数を処理の方
法を2つに分けている。
The operation is based on the pulse transmission interval control means 2a.
To transmit optical pulse signals having different pulse transmission intervals to the optical fiber (further, the pulse phase varying means 2b changes the phase within the range of about π / 2 with the same pulse transmission interval). , The peak point of the level depending on the frequency f2 of the returning light is calculated. That is, the correlation between the vibration in the vibration source and this pulse transmission interval (or the change in the phase by the phase changing means) is calculated,
As a result, the peak value of the level of return light after filtering is obtained. The frequency f is calculated from the cycle of this peak value.
And means 15 for calculating A so-called sweeping effect that sequentially changes the pulse interval is used. Although the signal to be obtained is obtained from the signals including the harmonics, the method of processing the vibration frequency of interest is divided into two before the details of the calculation are described.

【0019】すなわち、送りパルス信号の間隔dにたい
して10乃至100倍程度のdの周期に相当する周波数
の振動の場合。送りパルス信号の間隔dにたいして1乃
至1/10以下のdの周期に相当する周波数の場合と
で、その処理の方法を分けている。まず、送りパルスに
対して低周波の振動の場合(前者)は戻り光のレベルの
時間的変化をフィルタリングすることにより、その出力
から容易に求められる(例えば100ハーツ)。次に、
高周波の振動の場合(後者)は『ヘテロダイン方式』に
よる。うなり信号の周波数fから求めるようにしている
(例えば10キロ・ハーツの振動で、送りのパルス1
0.5キロ・ハーツ程度の場合は、500ハーツのうな
り信号)。すなわち、送りと受けの2つの周波数のビー
ト成分である周波数の差の周波数f=|f1 −f2 |を
ローパス・フィルタにより求める。この周波数f2 と送
りの周波数f1 (光パルス送出間隔の周期の逆数をf1
とする。)とから絶対値f1 −f2 を計算する。その後
f1 を増減させたときに上記の周波数fの値の変化から
符号のいづれかを判断し、振動源の周波数f2 を確定す
る。
That is, in the case of vibration having a frequency corresponding to a period of d which is about 10 to 100 times the interval d of the feed pulse signal. The processing method is divided into the case of the frequency corresponding to the period d of 1 to 1/10 or less with respect to the interval d of the sending pulse signal. First, in the case of low-frequency oscillation with respect to the sending pulse (the former), it is easily obtained from the output (for example, 100 hearts) by filtering the temporal change in the level of the returning light. next,
In case of high frequency vibration (latter), it is based on "heterodyne method". It is determined from the frequency f of the beat signal (for example, with a vibration of 10 kilo-Harts, a pulse of 1
In the case of about 0.5 kilo hearts, a beat signal of 500 hearts). That is, the frequency f = | f1−f2 | of the difference between the frequencies of the beat components of the two frequencies of the feed and the reception is obtained by the low pass filter. This frequency f2 and the sending frequency f1 (the reciprocal of the period of the optical pulse sending interval is f1
And ) And the absolute value f1 -f2 is calculated. After that, when f1 is increased or decreased, it is determined which of the signs is based on the change in the value of the frequency f, and the frequency f2 of the vibration source is determined.

【0020】それは、周波数f1 を増加したとき周波数
fが小さくなれば、求める周波数fはf=f2 −f1 と
なり、また、周波数f1 を増加したとき周波数fが大き
くなれば、求める周波数fはf=f1 −f2 であると判
断して出力する。
[0020] It is the smaller the frequency f when increasing the frequency f 1, the frequency f is f = f2 -f1 next seeking also, the greater the frequency f is when increasing the frequency f 1, the frequency f to determine the It is determined that f = f1 -f2 and output.

【0021】また、フィルタリング後のピーク値の間の
信号(レベル)から振幅の値Aが計算され出力される。
(レベルに於けるピーク検出手段15cによる。)な
お、実際の振幅を求めるのは、前記フィルタ手段の出力
と予めメモリ(21a)に記憶された損失量と物理的な
振動振幅量の対照データとから振動の振幅量を換算し、
求める(ピーク算出手段15dによる)。フィルタリン
グ手段の一例としては、通常のLCローパス・フィルタ
の他に、A/D変換器11の出力を受けてデジタル演算
(ディジタルフィルタ手段又はフーリエ変換による演算
手段)により求めるようにしても良い。
Further, the amplitude value A is calculated and output from the signal (level) between the peak values after filtering.
(By the peak detecting means 15c at the level.) The actual amplitude is determined by the output of the filter means and the contrast data stored in advance in the memory (21a) and the physical vibration amplitude control data. Convert the amplitude of vibration from
Obtained (by the peak calculating means 15d). As an example of the filtering means, in addition to a normal LC low-pass filter, the output of the A / D converter 11 may be received and digitally calculated (digital filter means or calculation means by Fourier transform).

【0022】(実施例3)図3,4を参照して述べる。
特に疑似ランダム信号と相関技術とを応用して、高い周
波数に対応して多くのデータを得るため、連続的に出力
した疑似ランダム信号に応答して戻ってくる信号レベル
の微弱な被測定信号成分と、同じく制御手段12から出
力される遅延された疑似ランダム信号との相関出力を利
用して、微弱な被測定信号成分を抽出するようにしてい
る。この技術に類似するものに例えば、疑似ランダム信
号と相関技術とを応用して、光ファイバの伝送特性を測
定する光ファイバ障害点探索法が、昭和56年電子通信
学会総合全国大会誌8ー278頁に紹介されている技
術、特開昭 64-059031号公報の技術等がある。図3及
び,図4は本発明に係わる疑似ランダム信号を用いた振
動検出位置器の実施例を示す。
(Embodiment 3) A third embodiment will be described with reference to FIGS.
In particular, by applying the pseudo-random signal and correlation technology, in order to obtain a large amount of data corresponding to a high frequency, the signal level of the weak measured signal component that returns in response to the continuously output pseudo-random signal. Similarly, the weak correlated signal component to be measured is extracted by utilizing the correlation output with the delayed pseudo-random signal output from the control means 12. An optical fiber fault point search method for measuring the transmission characteristics of an optical fiber by applying a pseudo-random signal and a correlation technique to the one similar to this technique is, for example, the 1987 IEICE General National Convention magazine 8-278. There are technologies introduced on the page and the technology disclosed in JP-A-64-059031. 3 and 4 show an embodiment of a vibration detecting positioner using a pseudo random signal according to the present invention.

【0023】ここで、疑似ランダム信号の発生手段12
aは、制御手段中に設けられており、前記の疑似ランダ
ム信号を発生させるが、その信号を前記パルス出力手段
におくり、所定の遅延時間後に前記疑似ランダム信号と
同一の符号変調された遅延信号を同じく制御手段12が
発生する。そして、該パルス信号が光ファイバに送出さ
れた後、それが戻り光として受領されるまでの時間から
該光ファイバの所望位置を算出する。前記戻り光の疑似
ランダム信号と前記制御手段12から出力される遅延さ
れた疑似ランダム信号との相関をとり、相関信号を出力
し記憶する手段(16,21a)と、前記疑似ランダム
信号の各々の戻り光の該損失量の変化を前記手段から読
みだし、その変化に対応して前記表示手段に表示するた
めの手段15jとを具備し、微弱な戻り光の信号から所
望位置における光ファイバの振動数を求めるようにし
た。
Here, the pseudo random signal generating means 12
a is provided in the control means and generates the pseudo-random signal, and the signal is sent to the pulse output means and, after a predetermined delay time, the same code-modulated delay signal as the pseudo-random signal. Similarly, the control means 12 is generated. Then, the desired position of the optical fiber is calculated from the time from when the pulse signal is sent to the optical fiber until it is received as return light. A means (16, 21a) for obtaining the correlation between the pseudo random signal of the return light and the delayed pseudo random signal output from the control means 12, outputting and storing the correlation signal, and each of the pseudo random signals. A means 15j for reading the change in the loss amount of the return light from the means and displaying the change on the display means in response to the change, the vibration of the optical fiber at a desired position from a weak return light signal. I tried to find the number.

【0024】このようにして、後方散乱光として入力端
側に戻ってくる被測定信号成分に対し、同じく制御手段
12から出力される遅延された疑似ランダム信号に同期
した信号のみ、を検出する相関手段を用いて、微弱な戻
り光の検出可能にしている。この実施例と次の実施例4
とを組み合わせることにより、よりS/Nの良い信号処
理をすることができる。連続信号の種別としては、前記
の疑似ランダム信号の他に以下の実施例4で用いる符号
化されたランダム信号(零、一の2値信号)や、パルス
間隔に変化のある位相変調信号等でも良い。
In this way, the correlation for detecting only the signal synchronized with the delayed pseudo-random signal output from the control means 12 with respect to the measured signal component returning to the input end side as the backscattered light. By using the means, weak return light can be detected. This Example and the Next Example 4
By combining and, it is possible to perform signal processing with better S / N. As the type of the continuous signal, in addition to the pseudo random signal, a coded random signal (binary signal of zero and one) used in the following fourth embodiment, a phase modulation signal having a change in pulse interval, or the like may be used. good.

【0025】(実施例4)振動源位置検出器において、
前記光パルス出力手段が、複数の変調されたバースト信
号B送出期間T1 と、バースト信号Bの休止期間T2 と
を交互に1組を1周期T(T1 +T2 )として繰り返
し、かつ、前記E/O変換器3が、光パルス信号を送信
後であって、前記バースト信号の予め定められた最初
と、最後のパルスが戻ってくる間の時間帯T4 で受信の
ゲートを開くようにすることにより、光パルスを送信
後、過大な戻り光の受信帯T3 において受信を断にし
て、O/E変換器(4)の飽和を防止することを特徴と
した振動源位置検出器。これと、実施例3又は実施例5
を併用することができる。この場合約10nSおきにパ
ルスを送出することにより、通常の一周期である1mS
当たり約10万個のパルス出力及び受光が可能である。
(Embodiment 4) In the vibration source position detector,
The optical pulse output means alternately repeats a set of a plurality of modulated burst signal B transmission periods T1 and a burst signal B pause period T2 as one cycle T (T1 + T2), and the E / O By allowing the converter 3 to open the receiving gate after the transmission of the optical pulse signal and in the time zone T4 between the return of the predetermined first and last pulses of the burst signal, A vibration source position detector characterized in that after transmitting an optical pulse, the reception is cut off in an excessive return light reception band T3 to prevent saturation of the O / E converter (4). This and Example 3 or Example 5
Can be used together. In this case, by sending a pulse every about 10 nS, 1 mS which is one normal period
About 100,000 pulse outputs and light receptions are possible.

【0026】図8のT3 ,T4 はそれぞれ送りパルス信
号とその戻り光である強い受光信号の時間帯をしめす。
この強い受光信号の時間帯T3 は光ファイバの状態にも
左右されるが、一般には図8の例のように光ファイバの
入射口で現れる。この場合はパルス休止期間T2 の内で
前記強い受光信号の時間帯T3 が終了後α時間後に標点
の信号が戻ってくる時間帯T4 を設定する。出来るだけ
多くのパルス信号を短時間内に処理したいためには、前
記T4 が終了直後、また、新たなT1 の時間帯を設定す
るのが良い。
T3 and T4 in FIG. 8 indicate the time zones of the sending pulse signal and the strong light receiving signal which is the returning light thereof, respectively.
Although the time zone T3 of this strong received light signal depends on the state of the optical fiber, it generally appears at the entrance of the optical fiber as in the example of FIG. In this case, within the pulse rest period T2, the time zone T4 in which the signal of the reference point returns after α hours from the end of the time zone T3 of the strong light receiving signal is set. In order to process as many pulse signals as possible within a short time, it is preferable to set a new time zone for T1 immediately after the end of T4.

【0027】このように、比較的に近距離の標点の場合
はT1 とT2 とを短時間内に繰り返し、遠距離の場合
は、前記T1 時間帯内に連続的にパルスを送出し、同じ
く連続的に戻り光を受信することにより、標点の遠近に
よらずに多数のデータを送受し処理することが出来る。
As described above, T1 and T2 are repeated within a short time in the case of a relatively short distance control point, and in the case of a long distance, pulses are continuously transmitted within the T1 time zone. By receiving the returning light continuously, it is possible to transmit and receive a large amount of data regardless of the distance between the reference points.

【0028】(実施例5)図4を基に説明する。この実
施例に関連する技術としては、特開昭 62-217135号公報
に記載の技術がある。バースト状のコヒーレント光を被
測定光ファイバに入射し、被測光ファイバからの戻り光
を光ホモダイン検波し、被測光ファイバの振動を検出す
る振動源位置検出器置において、バースト状のコヒーレ
ント光を被測定光ファイバに入射し、被測光ファイバか
らの戻り光を光ホモダイン検波し、被測光ファイバの振
動を検出する振動源位置検出器置において、光スイッチ
2eにて定常時には無変調のコヒーレント光を発生し、
変調時にはコヒーレントな光がバースト状に変調された
第1の変調光を発すると共に、復調時には、前記変調信
号と同一の遅延された第2の変調光(ローカル光)を発
生する位相変調手段2gと、該第1の変調光を被測光フ
ァイバに出射し、かつ、被測光ファイバからの戻り光を
該第2の変調光とを結合する4端子光結合手段からなる
光信号送受手段3aと、該結合された光を受けるO/E
変換器4と、該結合手段に入射する該第2の変調光を制
御させる信号を発生し、その変調信号を前記パルス出力
手段におくり、所定の遅延時間後に前記変調信号と同一
の遅延された変調信号を発生する手段12aを内部に有
し、かつ、該変調信号が光ファイバに送出された後、そ
れが戻り光として受光されるまでの時間から該光ファイ
バの所望位置を算出する手段12と、前記戻り光の変調
信号と前記制御手段から出力される遅延された変調信号
との相関をとり、その相関信号を記憶する手段(16,
21a)と、前記変調信号の各々の戻り光の該損失量の
変化を前記手段から読みだし、その時間的な変化に対応
した値を前記表示手段に表示するための手段15jとを
具備し、微弱な戻り光の信号から所望位置における光フ
ァイバの振動数を求めるようにした。
(Embodiment 5) An explanation will be given based on FIG. As a technique related to this embodiment, there is a technique described in JP-A-62-217135. Burst coherent light is incident on the optical fiber to be measured, optical homodyne detection is performed on the return light from the optical fiber to be measured, and burst coherent light is detected on the vibration source position detector that detects the vibration of the optical fiber to be measured. In the vibration source position detector unit that detects the vibration of the measured optical fiber by performing optical homodyne detection of the return light from the measured optical fiber that is incident on the measured optical fiber, the optical switch 2e generates unmodulated coherent light in the steady state. Then
Phase modulation means 2g that emits first modulated light that is coherent light modulated in bursts during modulation, and generates delayed second modulated light (local light) that is the same as the above-mentioned modulation signal during demodulation. An optical signal transmission / reception means 3a comprising a four-terminal optical coupling means for emitting the first modulated light to the optical fiber to be measured and coupling the return light from the optical fiber to be measured with the second modulated light; O / E that receives the combined light
A signal for controlling the converter 4 and the second modulated light incident on the coupling means is generated, and the modulated signal is sent to the pulse output means and delayed by the same delay as the modulated signal after a predetermined delay time. A means 12a for generating a modulation signal is provided inside, and means 12 for calculating a desired position of the optical fiber from the time from when the modulation signal is sent to the optical fiber until it is received as return light. And a means (16,
21a) and means 15j for reading from the means a change in the amount of loss of the return light of each of the modulated signals and displaying a value corresponding to the temporal change on the display means. The frequency of the optical fiber at the desired position is calculated from the weak return light signal.

【0029】この振動数は前記ピ−クとピ−クとの間の
値から振動数検出手段15gが自動的に演算しもとめ
る。ここでコヒーレント光発生手段2fから出たコヒー
レント光は、光スイッチ2e又は、位相変調手段2gを
経て光信号送受手段3aへ送られる。ここで、光スイッ
チ2e、位相変調手段2gは一例として、電気光学効果
を利用した光スイッチに、電界を加えることにより、断
続及び位相の制御をするスイッチを用いている。このよ
うに、この実施例は、前記スイッチにより、高速変調又
はスイッチング可能であるから、さらに短時間に多くの
データを得ることができる。
This frequency is automatically calculated by the frequency detecting means 15g from the value between the peaks. Here, the coherent light emitted from the coherent light generating means 2f is sent to the optical signal transmitting / receiving means 3a via the optical switch 2e or the phase modulating means 2g. Here, as the optical switch 2e and the phase modulation means 2g, for example, a switch that controls the connection and disconnection and the phase by applying an electric field to the optical switch using the electro-optical effect is used. As described above, in this embodiment, since the switch can perform high-speed modulation or switching, more data can be obtained in a shorter time.

【0030】その詳細は、バースト状のコヒーレント光
を被測定光ファイバに入射し、被測定光ファイバからの
戻り光を光ホモダイン検波で検出し、被測定信光ファイ
バの所望位置におけるベント損失の変化を振動として検
出するホモダイン検波方式の実施例である。図4
(a)、図4(b)は、本実施例の構成図であり、コヒ
ーレント光源と、コヒーレントな光がバースト状に変調
された送りの変調光(位相変調または周波数変調光)を
発すると共に、前記変調信号と同一の遅延されたローカ
ル光を発生する手段2gと、該変調光を被測光ファイバ
に出射し、かつ、被測光ファイバからの戻り光を該ロー
カル光である変調光とを結合する4端子光結合手段から
なる光信号送受手段3aと、
More specifically, burst coherent light is incident on the optical fiber to be measured, the return light from the optical fiber to be measured is detected by optical homodyne detection, and the change in vent loss at the desired position of the optical fiber to be measured is detected. It is an example of a homodyne detection system that detects as vibration. Figure 4
FIG. 4A and FIG. 4B are configuration diagrams of the present embodiment, in which a coherent light source and a modulation light (phase modulation or frequency modulation light) of a coherent light beam modulated in a burst form are emitted, Means 2g for generating the same delayed local light as the modulated signal, the modulated light is emitted to the optical fiber to be measured, and the return light from the optical fiber is combined with the modulated light which is the local light. An optical signal transmission / reception means 3a comprising a 4-terminal optical coupling means,

【0031】該結合された光を受けるO/E変換器4
と、該結合手段に入射する該第2の変調光を変化させる
光可変信号を発生し、その変調信号を前記パルス出力手
段におくり、所定の遅延時間後に前記変調信号と同一の
変調された遅延信号を発生する手段12aを有し、か
つ、該変調信号が光ファイバに送出された後、それが戻
り光として受領されるまでの時間から該光ファイバの所
望位置を算出する手段12と、前記戻り光の変調信号と
前記制御手段から出力される遅延された変調信号との相
関をとり、相関信号を出力し記憶する手段(16a,2
1a)と、前記変調信号の各々の戻り光の該損失量の変
化を前記手段から読みだし、その変化に対応して前記表
示手段に表示するための手段15j及びその変化に対応
した振動数を得る手段15gを備えるようにした。な
お、変調信号としては、前記コヒーレントな光の位相変
調又は、コヒーレントな光の周波数変調のいずれでも良
い。この周波数変調の場合は、復調時に変調と同じ変調
光を参照光として用いる。
O / E converter 4 for receiving the combined light
And an optical variable signal for changing the second modulated light incident on the coupling means is generated, the modulated signal is sent to the pulse output means, and after the predetermined delay time, the same modulated delay as the modulated signal. Means 12a for generating a signal, and means 12 for calculating a desired position of the optical fiber from the time from when the modulated signal is sent to the optical fiber until it is received as return light, Means (16a, 2) for correlating the modulated signal of the return light and the delayed modulated signal output from the control means, and outputting and storing the correlation signal.
1a) and means 15j for reading the change of the loss amount of the return light of each of the modulated signals from the means and displaying the change on the display means in response to the change, and the frequency corresponding to the change. It was equipped with 15 g of means for obtaining. The modulation signal may be either the phase modulation of the coherent light or the frequency modulation of the coherent light. In the case of this frequency modulation, the same modulated light as that used for modulation is used as reference light during demodulation.

【0032】(実施例6)次に、光ファイバに接続され
る振動センサを用いる方式の振動源位置検出装置及び振
動センサの実施例を図1,図7及び図11〜16を参照
して説明する。この実施例では、光ファイバ8と、該光
ファイバに結合される振動センサ9と、振動源位置検出
器1とを備えた構成をとる。前記振動センサ9は、該光
ファイバを設置後にその光ファイバ素線上から着脱可能
に装着される振動センサ30又は光ファイバとコネクタ
接続される振動センサ40いずれでもよいことを特徴と
している。
(Embodiment 6) Next, an embodiment of a vibration source position detecting device and a vibration sensor using a vibration sensor connected to an optical fiber will be described with reference to FIGS. 1, 7 and 11-16. To do. In this embodiment, an optical fiber 8, a vibration sensor 9 coupled to the optical fiber, and a vibration source position detector 1 are provided. The vibration sensor 9 may be either a vibration sensor 30 which is detachably mounted on the optical fiber after the optical fiber is installed or a vibration sensor 40 which is connected to the optical fiber by a connector.

【0033】ベンド損失が極力抑えられている通信路等
に用いられる光ファイバでは、損失やその損失の振動に
よる変化を高感度に測定することは困難である場合が生
じる。 したがって、この曲がりに敏感な(曲がりにに
対して損失の変化が大な)センサ用の光ファイバ(例え
ばステップインデックスファイバ)を伝送用の光ファイ
バと直列に接続し、振動センサとすることにより少ない
曲げ角度により大きな角度損失を得て、その変動分とし
て振動を検出することができる。その他の振動センサと
しては、上述のその他の振動センサによる。
In an optical fiber used in a communication path or the like in which bend loss is suppressed as much as possible, it may be difficult to measure loss and change in loss due to vibration with high sensitivity. Therefore, this can be reduced by connecting an optical fiber for a sensor (for example, a step index fiber) that is sensitive to this bending (the change in loss is large with respect to the bending) in series with an optical fiber for transmission to form a vibration sensor. A large angle loss can be obtained by the bending angle, and the vibration can be detected as the variation. As the other vibration sensor, the other vibration sensor described above is used.

【0034】『実施例5に用いられる振動センサ30,
40の説明』図11,12に於て、前記後付けの振動セ
ンサ30は、外部からの機械的な振動を光ファイバに伝
導する手段32と、光ファイバを臨界角度の曲げに保持
するホルダ31とを具備したことを特徴とする。また、
図15において、前記コネクタ接続の振動センサ40は
光ファイバとコネクタ48で接続され、光ファイバから
の光を受けてそれを断続する反射信号として該光ファイ
バへ戻す手段41とを具備したことを特徴とする。(図
15)前記振動センサ30の具体例を図11、図12,
図14(a)、図16に示す。
[Vibration sensor 30 used in the fifth embodiment,
Description of 40 ”Referring to FIGS. 11 and 12, the vibration sensor 30 provided afterwards includes means 32 for transmitting mechanical vibration from the outside to the optical fiber, and a holder 31 for holding the optical fiber in bending at a critical angle. Is provided. Also,
In FIG. 15, the connector-connected vibration sensor 40 is provided with means 41 which is connected to an optical fiber by a connector 48 and receives light from the optical fiber and returns it to the optical fiber as a reflected signal which is intermittent. And (FIG. 15) Specific examples of the vibration sensor 30 are shown in FIGS.
This is shown in FIGS.

【0035】なお、図11(a),(b)は回転数(風
速等)を振動数に変換して、光ファイバに伝える振動セ
ンサの例である。このセンサを図16に示すような音叉
として構成すれば、温度等の自然現象を振動に変換して
精度良く検出することができる。これが湿度により変形
する材料を用いれば湿度の検出用となる。図11(c)
はプラスチック一体成形タイプの圧着で後付けタイプの
振動センサ30の例を示す。
11 (a) and 11 (b) are examples of a vibration sensor that converts the number of revolutions (wind speed, etc.) into the number of vibrations and transmits it to the optical fiber. If this sensor is configured as a tuning fork as shown in FIG. 16, a natural phenomenon such as temperature can be converted into vibration and detected with high accuracy. If a material that deforms due to humidity is used, it can be used for humidity detection. FIG. 11 (c)
Shows an example of a vibration sensor 30 which is a plastic integral type pressure-bonding type and is attached later.

【0036】図12(a),(b)は後付けの振動セン
サ30を示す図である。光ファイバを設置後に所望の場
所にこの振動センサを取り付けることにより、振動によ
るホルダの振動や、光ファイバの振動によるベンディン
グ損失の変化を振動源位置検出器により振動信号として
捕らえることができる。図12は後付けの振動センサ3
0であって、すり割り入りにしてあるのでその隙間から
光ファイバを同じく後付けで装着できる構成を示す図で
ある。図13は、微弱振動検出用のセンサであり、前記
と同様コネクタ接続タイプの振動センサの例を示す図で
ある。
12 (a) and 12 (b) are views showing a vibration sensor 30 to be attached later. By attaching this vibration sensor to a desired place after installing the optical fiber, the vibration of the holder due to the vibration and the change of the bending loss due to the vibration of the optical fiber can be detected as the vibration signal by the vibration source position detector. FIG. 12 shows a vibration sensor 3 which is attached later.
It is 0, and since it is slotted, it is a figure which shows the structure which an optical fiber can be similarly retrofitted from the clearance. FIG. 13 is a view showing an example of a connector connection type vibration sensor which is a sensor for detecting weak vibrations and is similar to the above.

【0037】ここで、 バネで支持された振動し易いミ
ラーを、先端レンズを介して光ファイバへ戻すタイプの
振動センサであるが、バネの代わりに該レンズを水面に
浮かべた方式にしても微弱な振動を捕らえる振動センサ
となる。なお、光ファイバを複数本束ねて、その先端に
いくほどその本数が少なくなるように途中で切断すれ
ば、その先端部に振動センサをとり付け、その振動と距
離との両方を振動源位置検出器により、検出することが
できる。
Here, the vibration sensor is of a type in which a spring-supported mirror which is easily vibrated is returned to the optical fiber via the tip lens. It becomes a vibration sensor that captures various vibrations. If you bundle multiple optical fibers and cut them in the middle so that the number becomes smaller toward the tip, attach a vibration sensor to the tip and detect both the vibration and distance from the vibration source position. It can be detected by a vessel.

【0038】図15は同じくコネクタ接続タイプの振動
センサの例を示す図である。 ここで、前記図15
(c)に示すと同様の光路を、音叉の先端に取り付けら
れた反射板により周期的に遮蔽する方式の構成をしめす
図である。図14(b)は後付けの振動センサ30であ
り、同じくタ接続タイプの振動センサの例を示す図で、
音叉の先端で所定の曲率半径近傍に曲げられた光ファイ
バを直接振動させ、ベンディング損失の変化を与えるも
のである。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a vibration sensor of the connector connection type. Here, in FIG.
It is a figure which shows the structure of the system which shields the same optical path as shown in (c) periodically with the reflector attached to the front-end | tip of a tuning fork. FIG. 14B shows a vibration sensor 30 attached later, which is also a diagram showing an example of a vibration sensor of a connection type,
The bending loss is changed by directly vibrating the optical fiber bent near the predetermined radius of curvature at the tip of the tuning fork.

【0039】図16は、振動センサ30の第6の実施例
である。形状記憶合金によて音叉の中心重量点が変動す
る、その結果音叉の振動数が変化する。このための温度
の微小変化を前記音叉の振動数の変化として捕らえるこ
とができる。振幅の変化(温度変化)量を周波数変化と
して伝えるから基準の周波数を中心としてわずかな変化
でも正確に得ることが出来る。又は、温度により大きく
変化するバイメタルを複数個組み合わせることにより、
構成する。(バイメタルにより、光ファイバにベントを
与える。)温度により、振動数の変化(と形状の変化と
の関係。)を細かいステップで検出できる。
FIG. 16 shows a sixth embodiment of the vibration sensor 30. The shape memory alloy causes the center weight point of the tuning fork to fluctuate, resulting in a change in the frequency of the tuning fork. A slight change in temperature for this purpose can be captured as a change in the frequency of the tuning fork. Since the amount of change in amplitude (change in temperature) is transmitted as a frequency change, it is possible to accurately obtain even a slight change around the reference frequency. Or, by combining multiple bimetals that change greatly with temperature,
Configure. (Vents are given to the optical fiber by the bimetal.) The change in frequency (relationship between shape and change) can be detected in fine steps depending on the temperature.

【0040】図9(b)は、パルス間隔(位相)を変え
てたときの表示波形について示す。振動数と送りパルス
間隔が同期しており、しかも、反射のピ−ク点での高レ
ベルのA1 と、低レベルのピ−クからの反射の場合A3
の場合とは相違することを示す図である。図9(c)
は、このとき、高調波成分も含めて、測定することがあ
るが、それを選択し、高調波成分を取り除き、振動数を
検出する場合のレベルの様子を示す図。 ここで、A1
,A3 については、上述の通り高低レベルの反射であ
り、A2 は、その他の点での反射レベルを示す。このよ
うに、未知の振動数の測定においては、まず、おおよそ
の振動数fk を求めてから、次の前記振動数fk に狙い
をつけて測定を行うことにより、効率的に信号処理をす
ることが出来る。実施例2及び実施例4における送出パ
ルス間隔の変化の場合も、上記のパルス位相変化による
周波数掃引方式で行うことにより、より短時間で、標点
の周波数fk に近ずくことが出来る。
FIG. 9B shows the display waveform when the pulse interval (phase) is changed. The frequency and feed pulse interval are synchronized, and high level A1 at the peak point of reflection and A3 at low level peak are reflected.
It is a figure which shows that it is different from the case of. FIG. 9 (c)
At this time, although the harmonic component may be measured at this time, the figure showing the state of the level in the case of selecting it, removing the harmonic component, and detecting the frequency. Where A1
, A3 are high and low level reflections as described above, and A2 is the reflection level at other points. As described above, in the measurement of the unknown frequency, first, the approximate frequency fk is obtained, and then the next frequency fk is aimed and measured to efficiently perform signal processing. Can be done. Also in the case of the change of the sending pulse interval in the second and fourth embodiments, it is possible to approach the frequency fk of the reference point in a shorter time by performing the frequency sweep method by the change of the pulse phase.

【0041】図15(a),(b)は、コネクタ接続タ
イプの振動センサ40。図15(a)は周期的な信号と
して正弦波の信号を反射する構成の振動センサである。
その周期的な反射信号は風速計に接続されその回転数を
検知するセンサとして利用できる。図15(b)はその
側面図を示す。ここで、光ファイバから送られてきた光
パルス信号は反射板41が無いときは先端レンズを通過
してさらに光ファイバへ伝送されるが、該反射板41で
反射された場合その周期に相当するオン・オフ信号の戻
り光として振動源位置検出器側へ送られる。この場合、
振動センサ内で2分岐コネクタで2分岐し一部の光信号
はそのまま、光ファイバ内を伝送するから、それに続く
複数の振動源位置の検出が可能である。光ファイバを複
数本設置し、先に行くほど光ファイバの本数が少なくな
っていく設置方法をとり、それぞれの光ファイバの先端
部に振動センサ40を設ける方式で、前記振動源位置検
出器1台で戻り光を集中監視することも可能である。こ
の場合は高価なコネクタは必要ないという利点がある。
FIGS. 15A and 15B show a connector-connection type vibration sensor 40. FIG. 15A shows a vibration sensor configured to reflect a sinusoidal signal as a periodic signal.
The periodic reflection signal is connected to the anemometer and can be used as a sensor for detecting its rotation speed. FIG.15 (b) shows the side view. Here, the optical pulse signal sent from the optical fiber passes through the tip lens and is further transmitted to the optical fiber when there is no reflector 41, but when reflected by the reflector 41, it corresponds to the cycle. It is sent to the vibration source position detector side as return light of an on / off signal. in this case,
In the vibration sensor, the light is branched into two by the two-branch connector and a part of the optical signal is transmitted as it is in the optical fiber, so that it is possible to detect a plurality of subsequent vibration source positions. A plurality of optical fibers are installed, the number of optical fibers becomes smaller toward the front, and a vibration sensor 40 is provided at the tip of each optical fiber. It is also possible to centrally monitor the returned light with. This has the advantage that no expensive connector is required.

【0042】また、図15はその応用として、複雑な信
号の伝送も周期信号として同様に伝送可能であることを
説明する。すなわち、符号11011010の周期信号
を反射信号とする場合に、同図の回転板41の反射部4
3が特定の形にされている場合である。
As an application thereof, FIG. 15 illustrates that a complex signal can be similarly transmitted as a periodic signal. That is, when the periodic signal of 11011010 is used as the reflection signal, the reflection portion 4 of the rotating plate 41 of FIG.
3 is a specific shape.

【0043】この振動周波数fにおける振動振幅Aにつ
いては、アナログ量として得られるが、この振動振幅レ
ベルを周波数に変換するV対F変換器を用いることによ
り、前記周波数と同様に一層精度良く振動振幅を検出す
ることができる。又、同様に地震の(前触れ)のような
周期の長い振動(揺れ)に対しても振動数を適度(高
い)の周波数に変換して、より精度良く検出できる。或
いは、低い振動と高いものとを平行して測定できる。
The vibration amplitude A at the vibration frequency f is obtained as an analog quantity. By using a V-to-F converter that converts this vibration amplitude level into a frequency, the vibration amplitude A can be more accurately measured as with the above frequency. Can be detected. Similarly, for a long-period vibration (sway) such as an earthquake (foreshadowing), the frequency can be converted to an appropriate (high) frequency and detected more accurately. Alternatively, low vibration and high vibration can be measured in parallel.

【0044】(実施例7)次に、図17には、光ファイ
バの設置の実施例を示し、図18,図19を参照しなが
ら双方向形の振動源位置検出器を用いた場合の実施例を
示す。図19には、位置を二重にチェック出来る設置方
法及びそれを能率良く行うための双方向性の振動源位置
検出器について表す。これにより、遠方の微弱信号も送
り端を逆にすることで強い信号として得ることが出来
る。この場合、表示手段7の表示画面上に複数の振動源
位置をそれぞれ正逆対比させて表示することにより、微
弱な信号の目視校正及び確認ができる。光信号送受手段
3bは4端子AOスイッチで、電極からの制御信号によ
り、送受パルスの方向制御している。
(Embodiment 7) Next, FIG. 17 shows an embodiment of installation of an optical fiber, which is carried out using a bidirectional vibration source position detector with reference to FIGS. Here is an example: FIG. 19 shows an installation method capable of double-checking the position and a bidirectional vibration source position detector for efficiently performing the installation method. As a result, a distant weak signal can be obtained as a strong signal by reversing the sending end. In this case, a plurality of vibration source positions are displayed on the display screen of the display means 7 while being contrasted with each other in the forward and reverse directions, so that a weak signal can be visually calibrated and confirmed. The optical signal transmission / reception means 3b is a 4-terminal AO switch, and the direction of the transmission / reception pulse is controlled by a control signal from the electrode.

【0045】(応用)本実施例による振動源位置検出装
置によれば、光ファイバ自身の物理的な振動の検出及び
光ファイバに近接する振動センサからの信号を、光ファ
イバへ伝え、その信号の検出だけでなく、次の応用が考
えられる。すなわち、遠方の光ファイバの物理的な変化
に対応する反射信号を、その周期的な反射信号として受
け、分析することが出来る。この場合も、反射光量が所
定の周期(アナログ又はデジタル)で変化する場合は、
実施例2の方式でそれに同期するかたちで検出するの
で、遠方の微弱な反射信号であっても、正確に装置側か
らそれを検出することが可能である。
(Application) According to the vibration source position detecting apparatus according to the present embodiment, the physical vibration of the optical fiber itself is detected, and the signal from the vibration sensor in the vicinity of the optical fiber is transmitted to the optical fiber to detect the signal. In addition to detection, the following applications are possible. That is, the reflected signal corresponding to the physical change of the distant optical fiber can be received and analyzed as the periodic reflected signal. Also in this case, when the reflected light amount changes in a predetermined cycle (analog or digital),
Since the detection is performed in synchronization with the method according to the second embodiment, it is possible to accurately detect even a weak reflected signal from a distance from the device side.

【0046】なお、図15(a),(b)に、は周期的
な反射信号であるが、符号信号に近い特殊な反射信号を
発生する専用の振動センサについて示した。なお、図1
5(b)はその側面の拡大図を示す図である。図10に
は、大型の回転駆動体(又は大型石油タンク)の特性実
験に用いる場合の円筒状の光ファイバの設置方法につい
て示す。ここでは、所望箇所に振動センサを取り付け
て、異常振動等の監視を可能にした。この場合、駆動と
停止を人為的に繰り返して、振動の有無を調べたり、振
幅値等の初期値の校正及び測定が出来る。
FIGS. 15A and 15B show a dedicated vibration sensor for generating a special reflection signal which is a periodic reflection signal but is close to the code signal. Note that FIG.
5 (b) is a diagram showing an enlarged view of the side surface thereof. FIG. 10 shows a method of installing a cylindrical optical fiber when it is used for a characteristic experiment of a large rotary drive (or a large oil tank). Here, a vibration sensor is attached at a desired position to enable monitoring of abnormal vibrations. In this case, it is possible to artificially repeat driving and stopping to check the presence or absence of vibration and to calibrate and measure initial values such as amplitude values.

【0047】(イ)具体的な応用例 構内外の施設・設備又はケーブルの異常振動の検知。 自然現象(温度・圧力・風速)を振動数の変化に変換
して光ファイバに伝える。 遠隔地にある振動源位置の検出及びその振幅・周波数
の検出を可能にしている。その実際例としては、大型橋
梁、トンネル、工場内施設、鉄道、車両内等が考ええら
る。 (ロ)遠距離の微弱な振動に対しては、送りのパルス間
隔を変化させて行う(第2〜第6の実施例)。又は専用
の振動センサを使用する方法で検知する(第6の実施
例)。 (実施例3の効果)短時間に比較的に多くのデータを得
ることができ、しかも、相関検波方式をとっているの
で、S/N良く振動信号を得ることが出来る。
(A) Specific application example Detection of abnormal vibration of facilities / equipment inside or outside the premises or cables. It converts natural phenomena (temperature, pressure, wind speed) into changes in frequency and transmits them to the optical fiber. It is possible to detect the position of a vibration source at a remote location and to detect its amplitude and frequency. Practical examples are large bridges, tunnels, facilities in factories, railways, inside vehicles, etc. (B) For weak vibrations over a long distance, the feed pulse interval is changed (second to sixth embodiments). Alternatively, it is detected by a method using a dedicated vibration sensor (sixth embodiment). (Effect of Embodiment 3) A relatively large amount of data can be obtained in a short time, and since the correlation detection method is used, a vibration signal can be obtained with a good S / N.

【0048】(実施例4の効果)短時間に比較的に多く
のデータを、S/N良く得ることが出来る。また、光フ
ァイバの入射口での過大な反射光を避けて、微弱な戻り
光のみを受けて信号処理をすることが出来る。したがっ
て、振動等の時間的に変化する状態の把握を多くのデー
タを受けて行うことが出来る。 (実施例5の効果)図4を参考にする。高速に変調又
は、スイッチング可能であるから、他の実施例に比べて
さらに、短時間に多くのデータが得られる。また、ロー
カル光を利用してヘテロダイン検波をしており、微弱な
標点信号も増幅して得ることが出来る。しかもローカル
光は既知の信号であるから、ローカル光を大きくして、
その増幅の分だけS/Nが改善されるという利点がる。
(Effect of Embodiment 4) A relatively large amount of data can be obtained with good S / N in a short time. Further, it is possible to avoid excessive reflected light at the entrance of the optical fiber and receive only weak return light for signal processing. Therefore, it is possible to grasp a time-varying state such as vibration by receiving a lot of data. (Effect of Example 5) Referring to FIG. Since it can be modulated or switched at high speed, more data can be obtained in a shorter time than in the other embodiments. Further, since the heterodyne detection is performed by using the local light, a weak gauge point signal can be amplified and obtained. Moreover, since the local light is a known signal, increase the local light to
There is an advantage that the S / N is improved by the amount of the amplification.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の振動源位置検出装置によれば、
光ファイバ自身の振動位置及び光ファイバに近接する他
の振動源位置並びにその振動振幅、振動周波数を検出す
ることができる。しかも、一本の光ファイバで同時に複
数箇所の振動原位置の検出が出来る効果がある。したが
って、幅広い用途でかつ長距離に渡って、面的な或いは
立体的な対象に対して、振動源位置及び振動振幅、振動
数を正確に得ることができる。その応用的な効果とし
て、例えば、遠隔地の圧力等の物理量をそのレベルに応
じた振動数に変換して検出したり、大型回転体の局部的
な異常振動監視装置を実現させることができる効果があ
る。なを、本願の振動源位置監視装置の効果の詳細は下
記の項分け記載の通り。
According to the vibration source position detecting device of the present invention,
It is possible to detect the vibration position of the optical fiber itself, the position of another vibration source near the optical fiber, and the vibration amplitude and vibration frequency thereof. Moreover, it is possible to detect the vibration original positions at a plurality of locations at the same time with one optical fiber. Therefore, the vibration source position, the vibration amplitude, and the vibration frequency can be accurately obtained for a planar or three-dimensional object over a wide range of applications and over a long distance. As an applied effect, for example, an effect that a physical quantity such as a pressure at a remote place is converted into a frequency according to the level and detected, or a local abnormal vibration monitoring device for a large rotating body can be realized There is. However, the details of the effect of the vibration source position monitoring device of the present application are as described in the following itemization.

【0050】連続的に線状、面状又は立体状の範囲で
の振動の発生源位置及び振動数の変化の監視が出来る。 振動センサを接続するのに高価なコネクタを使用する
こと無く、光ファイバを施設後に、所望の位置に所定の
振動が伝わる程度に圧着または挟み付ける等して用意す
ることが出来る効果がある。 特に実施例・請求項
(6)に対応 定期点検(常時監視)等が可能。繰り返し使用出来
る。経年変化も少ない。
It is possible to continuously monitor the position of the vibration source and the change in the frequency in a linear, planar or three-dimensional range. There is an effect that an optical fiber can be prepared after the facility by crimping or sandwiching it so that a predetermined vibration is transmitted to a desired position without using an expensive connector to connect the vibration sensor. In particular, it corresponds to the embodiment and claim (6). Regular inspection (constant monitoring) is possible. Can be used repeatedly. Little change over time.

【0051】周期的な振動の振幅、周波数の変化点を
遠距離から監視出来る。(全長20km以上でも可)。
光ファイバそのものが振動源センサを兼ねる実施例の
場合は信号変換装置が不要であり、設備のシンプル化が
図れる。また、図示の振動センサを用いることにより、
一層正確な振動監視が可能となる 電気的なセンサ回路を必要とせず、また、光ファイバ
通信線路そのもの及びその周辺の建造物等施設の異常振
動監視システムとして応用可能。 いかなる種類の光ファイバも使用可能。また、一度光
ファイバを設置した後は保守に費用が掛からない。 ─
─実施例・請求項(5)の場合は除く。 1本の光ファイバの使用で、1点からの又は複数箇所
の同時監視が可能。
The change point of the amplitude and frequency of periodic vibration can be monitored from a long distance. (A total length of 20 km or more is also possible).
In the case of the embodiment in which the optical fiber itself also serves as the vibration source sensor, the signal converter is not required, and the equipment can be simplified. Also, by using the vibration sensor shown,
It does not require an electrical sensor circuit that enables more accurate vibration monitoring, and can be applied as an abnormal vibration monitoring system for facilities such as optical fiber communication lines and surrounding structures. Any type of optical fiber can be used. In addition, once the optical fiber is installed, maintenance is inexpensive. ─
─ Excluding the case of the embodiment and claim (5). Use of one optical fiber enables simultaneous monitoring from one point or at multiple points.

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

【図1】 本発明の振動源位置検出装置の概要を示すブ
ロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a vibration source position detecting device of the present invention.

【図2】 振動源位置検出器の第1及び第2の実施例を
示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing first and second embodiments of the vibration source position detector.

【図3】 本発明の振動源位置検出器の第1の実施例の
一部詳細図。
FIG. 3 is a partial detailed view of the first embodiment of the vibration source position detector of the present invention.

【図4】 本発明の振動源位置検出器の第3乃至5の実
施例の詳細図。(a)は本発明の振動源位置検出器の第
3乃至5の実施例の詳細図。(b)は同上第5の実施例
の一部詳細図。
FIG. 4 is a detailed view of third to fifth embodiments of the vibration source position detector of the present invention. FIG. 6A is a detailed view of the third to fifth embodiments of the vibration source position detector of the present invention. (B) is a partial detailed view of the fifth embodiment.

【図5】 本装置の出力を表示手段(CRT装置)上に
表示した例を示す図であり、振動源位置と周波数とを同
時に示した例。
FIG. 5 is a diagram showing an example in which the output of this device is displayed on a display means (CRT device), and an example in which the vibration source position and frequency are shown at the same time.

【図6】(a)は、送りパルスと表示画面に表示された
送りパルスの位置を示す図。(b)は、同表示画面での
戻り光の信号例を示す図。
FIG. 6A is a diagram showing the positions of the feed pulse and the feed pulse displayed on the display screen. (B) is a figure which shows the signal example of the return light on the same display screen.

【図7】 光ファイバのクラッド、コア、曲率半径の図
であり、角度αが規定以下のとき損失が急激に大きくな
ることを示す図。
FIG. 7 is a diagram of a clad, a core, and a radius of curvature of an optical fiber, showing that the loss sharply increases when the angle α is less than a specified value.

【図8】 本発明の振動源位置検出装置の第4の実施例
の動作タイムチャートを示す図。
FIG. 8 is a diagram showing an operation time chart of the fourth embodiment of the vibration source position detecting device of the invention.

【図9】 本装置の出力を表示手段(CRT装置)上に
表示した例を示す図。(a)は振動源位置が複数個ある
場合をしめす。(b)は上記1点における振動の表示
例。(c)は高調波信号の表示例。
FIG. 9 is a diagram showing an example in which the output of this device is displayed on a display means (CRT device). (A) shows the case where there are a plurality of vibration source positions. (B) is a display example of the vibration at the above-mentioned one point. (C) is a display example of a harmonic signal.

【図10】 本発明の振動源位置検出装置の応用例を示
す図(光ファイバの設置例)。
FIG. 10 is a diagram showing an application example of the vibration source position detecting device of the present invention (installation example of an optical fiber).

【図11】 本発明の振動源位置検出装置の振動センサ
30の第1,第2の実施例の概要を示す図。(a)は、
容易に着脱自在な振動センサの構成を示す図。(b)
は、上記の復旧後の状態を示す図。(c)は、ワンタッ
チでセンサになる場合と、復旧後は元の伝送路としての
状態に戻るセンサを示す図(後付け可能な振動センサで
プラスチック一体成形タイプ)。
FIG. 11 is a diagram showing an outline of first and second embodiments of the vibration sensor 30 of the vibration source position detecting device of the present invention. (A) is
The figure which shows the structure of the vibration sensor which can be attached or detached easily. (B)
The figure which shows the state after the said restoration. FIG. 6C is a diagram showing a sensor that can be changed to a sensor with one touch and a sensor that returns to its original state as a transmission path after restoration (a vibration sensor that can be retrofitted and is integrally molded with plastic).

【図12】振動センサ30の第3,第4の実施例(いず
れも後付け可能な振動センサ)を示す図。(a)は、第
3の実施例、(b)は、第4の実施例であり、いずれ
も、溝付の振動センサ(曲がり角度が臨界角に設定して
ある)及びプラスッチで作られたラセン形の光ファイバ
挿入溝付の振動センサのホルダを示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a third and a fourth embodiment of the vibration sensor 30 (both of which can be retrofitted). (A) is a third embodiment and (b) is a fourth embodiment, both of which are made of a grooved vibration sensor (bending angle is set to a critical angle) and plastch. It is a figure which shows the holder of the vibration sensor with a spiral type optical fiber insertion groove.

【図13】 振動センサ40の第1の実施例(微弱な振
動を検出用)
FIG. 13 is a first example of the vibration sensor 40 (for detecting weak vibration).

【図14】 後付け可能な同じく音叉形の振動センサ3
0の第5の実施例を示す図。
FIG. 14 is a tuning fork type vibration sensor 3 that can be retrofitted.
The figure which shows the 0th 5th Example.

【図15】 コネクタ接続の振動センサ40の第2の実
施例を示す図。(a)は振動センサ40の第3の実施例
で、周期的な反射信号発生手段(回転信号に情報を含ん
でいる)を有する振動センサ。(b)は上記の振動セン
サ40の側面図を示す図。
FIG. 15 is a view showing a second embodiment of the vibration sensor 40 connected to the connector. (A) is a third embodiment of the vibration sensor 40, which is a vibration sensor having a periodic reflection signal generating means (including information in the rotation signal). FIG. 6B is a diagram showing a side view of the vibration sensor 40.

【図16】 温度、湿度の検出用の振動センサ30の第
6の実施例。
FIG. 16 is a sixth embodiment of the vibration sensor 30 for detecting temperature and humidity.

【図17】 光ファイバの設置の実施例を示す図。FIG. 17 is a diagram showing an example of installation of an optical fiber.

【図18】 双方向形の振動源位置検出器を用いた場合
の実施例を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing an embodiment when a bidirectional vibration source position detector is used.

【図19】 は双方向性の振動源位置検出器を用いた場
合の光ファイバの設置の例を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing an example of installation of an optical fiber when a bidirectional vibration source position detector is used.

【図20】 従来例を示す図。FIG. 20 is a view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・振動源位置検出器 2・・・パルス出力手段 2a・・・パルス送出間隔制御及び位相可変手段 2c・・・符号パルス信号発生手段 2d・・・基準パルス発生手段 3・・・光信号送受手段 3a・・・E/O変換器(LD) 3b・・・光方向性結合器(光スイッチ) 4・・・O/E変換器(ADP) 5・・・増幅器 7・・・表示手段(CRT装置) 8・・・光ファイバ 9・・・振動センサ 9a・・・振動源 10・・・表示制御手段 11・・・A/D変換器(データサンプリング及びA/
D変換手段) 12・・・制御手段 13・・・スイッチ手段 15・・・相関演算手段(15c,15d,15e) 15a・・・平均値算出手段 15b・・・振動処理手段(横軸が時間に対し縦軸がレ
ベルの表示出力に処理する手段) 15c・・・ピーク検出手段(振幅) 15d・・・ピーク算出手段(周波数対レベル) 15e・・・フィルタリング手段 15g・・・振動数検出手段 15f・・・相関演算手段 15h・・・切替えスイッチ 15j・・・距離体レベル対応処理手段 16,16a・・・相関手段 20・・・コネクタ 21a・・・メモリa(損失量対距離及び時間の関係デ
ータ) 21b・・・メモリb(高調波信号データテーブル) 21c・・・メモリc(損失量対振幅量の関係データ) 30・・・後付け可能な振動センサの実施例を示す図 40・・・コネクタ接続の振動センサの実施例を示す図 50,50a・・・データ処理手段 p・・・パルス制御信号 q・・・光パルス信号 r・・・戻り光 s・・・スリワリ
1 ... Vibration source position detector 2 ... Pulse output means 2a ... Pulse transmission interval control and phase varying means 2c ... Code pulse signal generating means 2d ... Reference pulse generating means 3 ... Optical Signal transmitting / receiving means 3a ... E / O converter (LD) 3b ... Optical directional coupler (optical switch) 4 ... O / E converter (ADP) 5 ... Amplifier 7 ... Display Means (CRT device) 8 ... Optical fiber 9 ... Vibration sensor 9a ... Vibration source 10 ... Display control means 11 ... A / D converter (data sampling and A /
D conversion means) 12 ... control means 13 ... switch means 15 ... correlation calculation means (15c, 15d, 15e) 15a ... average value calculation means 15b ... vibration processing means (horizontal axis represents time) With respect to the vertical axis for processing to display output) 15c ... Peak detecting means (amplitude) 15d ... Peak calculating means (frequency vs. level) 15e ... Filtering means 15g ... Frequency detecting means 15f ... Correlation calculation means 15h ... Changeover switch 15j ... Distance body level correspondence processing means 16, 16a ... Correlation means 20 ... Connector 21a ... Memory a (loss amount vs. distance and time Related data) 21b ... Memory b (harmonic signal data table) 21c ... Memory c (relationship data of loss amount to amplitude amount) 30 ... Vibration sensor that can be retrofitted FIG. 40 shows an example of a vibration sensor connected to a connector, FIG. 50 shows an example of a vibration sensor connected to a connector 50, 50a ... Data processing means p ... Pulse control signal q ... Optical pulse signal r ... Return light s ... Sliwari

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年3月23日[Submission date] March 23, 1995

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 振動源位置検出器及び振動源位置検出
装置
Vibration source position detector and vibration source position detecting device

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの自身の振
動又は振動センサにより得られる振動を光信号として光
ファイバで伝送し検出する方式の振動源位置検出装置に
関する。なお、本願の光ファイバによる振動源の検出に
は振動センサによって光信号に変換された信号検出も含
むものとする。その利用分野として、 (イ)振動源位置検出器と、線状、面状又は立体状に施
設された光ファイバとで構成され、建造物等の施設の異
常振動を未然に検出する為の異常振動発生の位置及びそ
の振動数の検出装置としての用途。 (ロ)構内施設の異常監視(常時監視)、または通常の
光ファイバ通信施設と上記振動源位置検出器との併用に
よる通信線路を媒介とした通信線路自身またはその周辺
の異常振動の監視システムとしての用途がある。 (ハ)広範囲に光ファイバを施設することにより、地震
の予知のための監視装置として応用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration source position detecting device of a type in which the vibration of the optical fiber itself or the vibration obtained by a vibration sensor is transmitted as an optical signal and detected by the optical fiber. The detection of the vibration source by the optical fiber of the present application includes the detection of the signal converted into the optical signal by the vibration sensor. The fields of application are: (a) Abnormality for detecting abnormal vibration of facilities such as buildings in advance, which is composed of a vibration source position detector and optical fibers installed in a linear, planar or three-dimensional structure. Use as a vibration detection position and its frequency detector. (B) As a system for monitoring abnormal conditions in the premises (always monitoring), or for monitoring abnormal vibration of the communication line itself or its surroundings via a communication line using a combination of a normal optical fiber communication facility and the above vibration source position detector There are uses. (C) By installing optical fibers in a wide area, it can be applied as a monitoring device for earthquake prediction.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術の電気信号で伝達される方式の
装置の欠点は、複数箇所の振動検出のためには、図20
に示す通り、振動源の検出箇所N個に対して、2×N
(箇所)の検出のための信号線が必要であった。 又、
この場合は、各々の振動センサのばらつきが問題となる
ことがあった。また、その数が多くなったり、振動セン
サの追加があったりすると誤配線の恐れがると共に、振
動検出箇所が増加するにつれて配線が複雑で莫大となっ
た。さらには、障害点等を検出するための従来の光ファ
イバの障害点位置検出器(以下、光パルス試験器とい
う。)を用いても、所定の点についての動的変動解析の
手段を有せず、そのまますぐには振動の検出は出来なか
った。従来、光パルス試験器(OTDR)における振動
信号は測定の場合の雑音と見なされており、それを取り
除く為の努力はあっても、振動を特別に測定のために検
出するという考えは光パルス試験装置の技術分野にはな
かった。
2. Description of the Related Art A drawback of the conventional electric signal transmission type device is that, in order to detect vibrations at a plurality of points, FIG.
2 x N for N vibration source detection points
A signal line for detecting (location) was required. or,
In this case, the variation of each vibration sensor may be a problem. In addition, if the number is increased or a vibration sensor is added, incorrect wiring may occur, and the wiring becomes complicated and enormous as the number of vibration detection locations increases. Furthermore, even if a conventional optical fiber fault point position detector (hereinafter referred to as an optical pulse tester) for detecting a fault point or the like is used, it must have a means for dynamic fluctuation analysis for a predetermined point. No, the vibration could not be detected immediately. Conventionally, the vibration signal in the optical pulse tester (OTDR) is regarded as noise in the case of measurement, and the idea of detecting the vibration specifically for the measurement is considered as an optical pulse even though efforts are made to remove it. It was not in the technical field of test equipment.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑み
光ファイバの所定位置における振動を検出するのに、従
来の光パルス試験器の機能をさらに発展させ、所定位置
における振動も検出可能にしたものである。このため、
ベンディング等によって生じる光ファイバの損失の時間
的な変化を検出・分析し、すなわち、測定に用いる光信
号の送出パルスと戻り光との信号の相関をとることによ
り、主に、振動数を検出する振動源位置検出装置を提供
することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention further develops the function of the conventional optical pulse tester to detect the vibration at a predetermined position of the optical fiber so that the vibration at the predetermined position can also be detected. It was done. For this reason,
The frequency is mainly detected by detecting and analyzing the change over time in the loss of the optical fiber caused by bending, etc., that is, by correlating the signal of the optical signal used for measurement with the return pulse. It is an object to provide a vibration source position detecting device.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】 (請求項1に対応)上記目的を達成するため本発明の振
動源位置検出装置は、光ファイバと、振動源位置検出器
とを備え、この振動源位置検出器は、複数のパルス信号
を順次送出する手段を有するパルス出力手段2、光方向
性結合器3b等を含む光信号送受手段3、O/E変換器
4と、前記光パルス出力手段から前記複数のパルス信号
が送出された後、各パルス信号の所定時間後の戻り光
(光ファイバの同一位置)からの各々の損失量を求めて
記憶する手段(11,12,21a)と、その各々の戻
り光の該損失量の時間的な変化から周波数成分を検出す
るフィルタ手段15eと、その結果を表示する表示手段
7とを備え、前記光ファイバの所望位置における光ファ
イバ自身の振動を検出することを特徴とした。
Means for Solving the Problems (corresponding to claim 1) To achieve the above object, a vibration source position detecting device of the present invention includes an optical fiber and a vibration source position detector, and detects the vibration source position. A pulse output unit 2 having a unit for sequentially transmitting a plurality of pulse signals, an optical signal transmission / reception unit 3 including an optical directional coupler 3b, an O / E converter 4, and the optical pulse output unit from the plurality of units. Means (11, 12, 21a) for determining and storing the respective loss amounts from the return light (at the same position of the optical fiber) of each pulse signal after a predetermined time after the pulse signals of A filter means 15e for detecting a frequency component from the temporal change of the loss amount of the return light, and a display means 7 for displaying the result, and detecting the vibration of the optical fiber itself at a desired position of the optical fiber. Characterized by .

【0005】(請求項2に対応)また、前記光パルス出
力手段から前記複数のパルス信号が送出された後、各パ
ルス信号の所定時間後の戻り光(光ファイバの同一位
置)からの各々の損失量を求めて記憶する手段(6,1
2,21a)と、前記パルス信号の送り間隔を制御する
パルス送出間隔制御手段2aを含むパルス信号発生手段
2と、間隔が異なる前記各々の戻り光の該損失量の変化
値と前記パルス送出間隔との相関演算を行い、その演算
結果から振動数データを出力する手段15とを備え、微
弱な戻り光の信号から所望位置における 光ファイバの
振動数及び振動振幅を求めるようにした。
(Corresponding to claim 2) Further, after the plurality of pulse signals are transmitted from the optical pulse output means, each pulse signal is returned from the return light (at the same position of the optical fiber) after a predetermined time. Means for finding and storing loss amount (6, 1
2, 21a), a pulse signal generating means 2 including a pulse sending interval control means 2a for controlling the sending interval of the pulse signal, a change value of the loss amount of each return light having a different interval, and the pulse sending interval. And a means 15 for outputting the frequency data from the calculation result, and the frequency and the vibration amplitude of the optical fiber at the desired position are obtained from the weak return light signal.

【0006】(請求項3に対応)光ファイバに光パルス
を入射し前記被測定光ファイバからのフレネル反射光又
は後方散乱光を受光し該受光した光信号を解析する振動
源位置検出器であって、疑似ランダム信号を順次送出す
るパルス出力手段2と、該パルス出力手段の出力を光信
号に変換し前記光ファイバへ送り出すと共に該光ファイ
バからの戻り光を受ける光信号送受手段3と、光信号送
受手段からの該戻り光を受けて電気信号に変換するO/
E変換器4と、疑似ランダム信号を発生するとともに、
その信号を前記パルス出力手段におくり、所定の遅延時
間後に前記疑似ランダム信号と同一の遅延信号を発生
し、かつ、該パルス信号が光ファイバに送出された後、
それが戻り光として受領されるまでの時間から該光ファ
イバの所望位置を算出する手段12と、測定結果を表示
する表示手段(7)と、前記戻り光の疑似ランダム信号
と前記制御手段から出力される遅延された疑似ランダム
信号との相関をとり、相関信号を出力し記憶する手段
(16,21a)と、前記疑似ランダム信号の各々の戻
り光の該損失量の変化を前記手段から読みだし、その時
間的変化に対応した値を前記表示手段に表示するための
手段15jとを具備し、微弱な戻り光の信号から所望位
置における光ファイバの振動を求めるようにした。
(Corresponding to claim 3) A vibration source position detector for injecting an optical pulse into an optical fiber to receive Fresnel reflected light or backscattered light from the optical fiber to be measured and to analyze the received optical signal. A pulse output means 2 for sequentially transmitting a pseudo-random signal, an optical signal transmission / reception means 3 for converting an output of the pulse output means into an optical signal and transmitting the optical signal to the optical fiber, and receiving a return light from the optical fiber, and an optical signal. O / which receives the return light from the signal transmitting / receiving means and converts it into an electric signal
Generates a pseudo random signal with the E converter 4, and
The signal is sent to the pulse output means, a delay signal identical to the pseudo random signal is generated after a predetermined delay time, and the pulse signal is sent to the optical fiber,
Output from the means 12 for calculating the desired position of the optical fiber from the time until it is received as return light, the display means (7) for displaying the measurement result, the pseudo random signal of the return light and the control means. Means (16, 21a) for obtaining a correlation with the delayed pseudo random signal to output and storing the correlation signal, and for reading out the change in the loss amount of each return light of the pseudo random signal from the means. A means 15j for displaying a value corresponding to the temporal change on the display means is provided, and the vibration of the optical fiber at a desired position is obtained from a weak return light signal.

【0007】(請求項4に対応)光ファイバに光パルス
を入射し前記被測定光ファイバからのフレネル反射光又
は後方散乱光を受光し該受光した戻り光を解析する振動
源位置検出器であって、複数のパルス信号を順次送出す
るパルス出力手段2と、該パルス出力手段の出力を光信
号に変換し前記光ファイバへ送り出すと共に該光ファイ
バからの戻り光を受ける光信号送受手段3と、光信号送
受手段からの該戻り光を受けて電気信号に変換するO/
E変換器4と、前記戻り光を受領するまでの時間及び戻
り光のレベルを求めて記憶する手段(11,21a)
と、該出力結果を表示する表示手段7とを備え、パルス
信号が光ファイバに送出された後、それが戻り光として
受領されるまでの時間から該光ファイバの所定位置を算
出すると共に、前記光パルス出力手段をして、複数の変
調されたバースト信号B送出期間T1 と、バースト信号
Bの休止期間T2 とを交互に1組を1周期T(T1 +T
2 )として繰り返し行うよにせしめ、かつ、前記O/E
変換器4をして、該光パルス信号を送信後であって、前
記バースト信号の予め定められた最初と、最後のパルス
が戻ってくる間の時間帯T4で受信のゲートを開くよう
に制御する制御手段12とを備えた構成をとった。
(Corresponding to claim 4) A vibration source position detector for injecting an optical pulse into an optical fiber to receive Fresnel reflected light or backscattered light from the optical fiber to be measured and to analyze the received return light. A pulse output means 2 for sequentially transmitting a plurality of pulse signals, an optical signal transmission / reception means 3 for converting the output of the pulse output means into an optical signal and transmitting the optical signal to the optical fiber and receiving return light from the optical fiber. O / which receives the return light from the optical signal transmitting / receiving means and converts it into an electric signal
E converter 4 and means (11, 21a) for obtaining and storing the time until the return light is received and the level of the return light
And a display means 7 for displaying the output result, calculating a predetermined position of the optical fiber from the time from when the pulse signal is sent to the optical fiber until it is received as return light, and A plurality of modulated burst signal B transmission periods T1 and a plurality of burst signal B pause periods T2 are alternately arranged to form one set of one cycle T (T1 + T).
2) Repeatedly, and the above O / E
Control the converter 4 to open the receiving gate after the optical pulse signal is transmitted and at a time T4 during which the predetermined first and last pulses of the burst signal are returned. And a control means 12 for controlling.

【0008】(請求項5に対応)バースト状に変調され
たコヒーレント光を被測定光ファイバに入射し、被測光
ファイバからの戻り光を光ホモダイン検波し、被測光フ
ァイバの振動を検出する振動源位置検出器において、コ
ヒーレントな光がバースト状に変調された第1の変調光
を発すると共に、制御手段12からの指令により、前記
変調信号と同一で遅延された第2の変調光(ローカル
光)を発生する手段2gと、該第1の変調光を被測光フ
ァイバに出射し、かつ、被測光ファイバからの戻り光を
該第2の変調光とを結合する4端子光結合手段からなる
光信号送受手段3と、該結合された光を受けるO/E変
換器4と、該結合手段に入射する該第2の変調光を変化
させる光可変信号を発生し、その変調信号を前記パルス
出力手段におくり、所定の遅延時間後に前記変調信号と
同一の変調された遅延信号を発生する手段12aを有
し、かつ、該変調信号が光ファイバに送出された後、そ
れが戻り光として受領されるまでの時間から該光ファイ
バの所望位置を算出する制御手段12と、前記戻り光の
変調信号と前記制御手段から出力される遅延された変調
信号との相関をとり、相関信号を出力し記憶する手段
(16,21a)と、前記変調信号の各々の戻り光の該
損失量データを前記手段から読みだし、その時間的変化
に対応した値を前記表示手段に表示するための手段15
jとを具備し、微弱な戻り光の信号から所望位置におけ
る光ファイバの振動を求めるようにしたことを特徴とし
た。
(Corresponding to claim 5) A coherent light beam modulated in a burst form is incident on an optical fiber to be measured, a return light from the optical fiber to be measured is subjected to optical homodyne detection, and a vibration source for detecting vibration of the optical fiber to be measured. In the position detector, the coherent light emits the first modulated light that is modulated in a burst shape, and the second modulated light (local light) that is delayed by the same command as the above-mentioned modulated signal is issued by a command from the control means 12. And an optical signal including a means 2g for generating the first modulated light and a four-terminal optical coupling means for coupling the first modulated light to the measured optical fiber and coupling the return light from the measured optical fiber with the second modulated light. The transmitting / receiving means 3, the O / E converter 4 for receiving the combined light, and the optical variable signal for changing the second modulated light incident on the combining means are generated, and the modulated signal is generated by the pulse output means. Smell, A time period from the sending of the modulated signal to the optical fiber to the receipt of the returning light, which has means 12a for generating the same modulated delayed signal as the modulated signal after a fixed delay time. From the control means 12 for calculating the desired position of the optical fiber, the means for calculating the correlation between the modulated signal of the return light and the delayed modulated signal output from the control means, and outputting and storing the correlation signal (16) , 21a) and the loss amount data of the return light of each of the modulated signals from the means, and means 15 for displaying a value corresponding to the temporal change on the display means.
j, and is characterized in that the vibration of the optical fiber at a desired position is obtained from a weak return light signal.

【0009】(請求項6に対応)つづいて、光ファイバ
(8)と、該光ファイバに結合される振動センサ9と、
振動源位置検出器1とを備えた振動源位置検出装置であ
って、前記振動センサ9は、該光ファイバを設置後にそ
の光ファイバ素線上から着脱可能に装着される振動セン
サ30又は光ファイバとコネクタ接続される振動センサ
40であることを特徴としている。
(Corresponding to claim 6) Next, an optical fiber (8) and a vibration sensor 9 coupled to the optical fiber,
A vibration source position detecting device comprising a vibration source position detector 1, wherein the vibration sensor 9 is a vibration sensor 30 or an optical fiber which is detachably mounted on the optical fiber after the optical fiber is installed. The vibration sensor 40 is connected to a connector.

【0010】[0010]

【作用】 光ファイバ(8)からの戻り光を受けて、
該光ファイバのベント損失の時間的変化をを検出するこ
とにより、振動源の振動周波数等を求めるようにした。
光ファイバ8は曲げにより損失が変化し、この曲げ損失
の振動による変化の周期成分は、戻り光の信号の中にそ
の振動に対応する損失量の変化(振動周波数成分)とし
て含まれている。また、その振動振幅も損失量の大小の
レベル変化として含まれている。 したがって、 この信号成分(周波数成分、振動振幅成分)を増幅
して抽出することにより、遠隔地の振動源位置の検出及
びその周波数・振幅の検出を可能にしている。また、微
小な変化に対しては、装置からパルス送出間隔が可変に
送出される周期的な光パルス信号と、当該ベンディング
位置から反射してきた戻り光との周期性の相関をタイミ
ング良くとることにより、一層確実にスピーディーに検
出を可能としている。
[Operation] Upon receiving the return light from the optical fiber (8),
The vibration frequency of the vibration source is determined by detecting the change over time in the vent loss of the optical fiber.
The loss of the optical fiber 8 changes due to bending, and the periodic component of the change in bending loss due to vibration is included in the return light signal as a change in loss amount (vibration frequency component) corresponding to the vibration. The vibration amplitude is also included as a level change of the loss amount. Therefore, by amplifying and extracting this signal component (frequency component, vibration amplitude component), it is possible to detect the position of the vibration source at a remote place and to detect its frequency and amplitude. For minute changes, the periodicity of the periodic optical pulse signal sent from the device with variable pulse sending intervals and the return light reflected from the bending position is taken with good timing. It enables more reliable and speedy detection.

【0011】 振動特性と被測定光ファイバからのデ
ータとの関係について、光ファイバ損失のなかには光フ
ァイバ軸が長手方向に対してわずかな偏移(又はマイク
ロベンディング)によって生じる損失、レイリー散乱等
によるものがある。 しかしながら、これらの損失量の
検出は各種の雑音成分により明瞭に検出するもが困難で
あり、そのため、多くのサンプリング値の平均をとって
求めるようにしている。このために光ファイバの全体の
距離に対する損失特性及び振動特性のいずれを求める場
合にも、多くのデータの値の平均値から求めるようにし
ている。しかも、損傷部分の静的な欠陥検出の場合と異
なり、振動の場合は短時間に多くのデータを集める必要
があり、以下に述べる従来の光パルス試験器に対して改
良的な技術を用いる。
Regarding the relationship between the vibration characteristics and the data from the optical fiber to be measured, some of the optical fiber losses are those caused by slight deviation (or microbending) of the optical fiber axis from the longitudinal direction, Rayleigh scattering, etc. There is. However, it is difficult to detect these loss amounts clearly due to various noise components, and therefore the average of many sampling values is calculated. For this reason, when determining both the loss characteristic and the vibration characteristic for the entire distance of the optical fiber, the average value of many data values is used. Moreover, unlike the static defect detection of a damaged portion, in the case of vibration, it is necessary to collect a large amount of data in a short time, and an improved technique is used for the conventional optical pulse tester described below.

【0012】 一般に距離対レベル特性は前記アベレ
ージャ15aの出力である多数のポイントの平均値出力
から求められる。測定データはCRT装置7に入力さ
れ、図6(b)に示すように画面に表示される。このC
RT装置7は、振動源位置検出器1の表示部を構成して
いる。このように、距離対レベル特性はアベレージャに
より、多くのデータの平均値から損失量を求めるが、振
動データは図5に示すように、所望の1点(距離)にお
ける時間的のレベル(損失データ)の変動をとらえる。
しかも、短時間内に多くのデータを集める必要がる。
このため、臨界角近くまで光ファイバを曲げて、その損
失が明確に表れるように所望位置での損失の変動を振動
として捕らえて易くし測定するとともに、標点の周波数
に応じて、送りのパルス信号数を従来の静止標点に比較
して、1000倍から10000倍多くして、又は場合
により、それ以上多くしてそれに対処している。このよ
うに、従来の光パルス試験器(OTDR)とのハード的
な相違は、時間的な変化のあるものを対象としている点
であり、以下の複数の本願の実施例に述べる種々の工夫
を採用している。
Generally, the distance-to-level characteristic is obtained from the average value output of a large number of points which is the output of the averager 15a. The measurement data is input to the CRT device 7 and displayed on the screen as shown in FIG. This C
The RT device 7 constitutes a display unit of the vibration source position detector 1. In this way, the distance-to-level characteristic obtains the loss amount from the average value of many data by the averager, but the vibration data, as shown in FIG. 5, has the temporal level (loss data) at one desired point (distance). ).
Moreover, it is necessary to collect a lot of data within a short time.
Therefore, bend the optical fiber close to the critical angle, measure the fluctuations of the loss at the desired position so that the loss can be clearly seen as vibrations, and measure the feed pulse according to the frequency of the gauge. This is dealt with by increasing the number of signals by a factor of 1000 to 10000 or more in some cases, as compared with the conventional stationary gauge mark. As described above, the hardware difference from the conventional optical pulse tester (OTDR) is that it is intended for those having a temporal change, and various devices described in the embodiments of the present application will be described below. It is adopted.

【0013】[0013]

【実施例】なを、実施例1,2は低周波数の振動に対応
するものであり、実施例2〜4は高周波数の振動に対応
するものである。 (実施例1)図1,2,3を参照して説明する。この振
動源位置検出器1は、パルス発生器などの駆動源2cに
より発光駆動されるレーザーダイオード(E/O変換
器)3aからの光を、図3に示す光方向性結合器(又は
AOスイッチ、EOスイッチ、あるいは、ダイクロック
ミラー、ハーフミラー、偏光プリズム等)3b及び接続
部(コネクタ)20を通して所定長さの光ファイバ8に
入射している。この光ファイバ8からの反射光は光方向
性結合器3bに戻り光検出器4で検出された後、アンプ
5で増幅され、サンプリング及びA/D変換手段11と
平均値算出手段(アベレージャ)15aで信号処理され
るものであり、上述部分は一般的な光パルス試験器と同
様な構成を採っている。(図2参照)そして、表示され
た損失対距離特性から、所望の測定位置を特定(従来技
術に同じ)し、次にその特定した位置に於ける振動を検
出する。
EXAMPLES Examples 1 and 2 correspond to low-frequency vibrations, and Examples 2 to 4 correspond to high-frequency vibrations. (Embodiment 1) This will be described with reference to FIGS. This vibration source position detector 1 uses the optical directional coupler (or AO switch) shown in FIG. , EO switch, or dichroic mirror, half mirror, polarizing prism, etc.) 3b and a connecting portion (connector) 20 to enter the optical fiber 8 of a predetermined length. The reflected light from the optical fiber 8 returns to the optical directional coupler 3b, is detected by the photodetector 4, is amplified by the amplifier 5, and is sampling and A / D converting means 11 and average value calculating means (averager) 15a. The signal processing is performed by the above, and the above-mentioned portion has the same configuration as a general optical pulse tester. (See FIG. 2) Then, the desired measurement position is specified from the displayed loss-distance characteristic (the same as in the conventional technique), and then the vibration at the specified position is detected.

【0014】本発明の構成は、従って、任意に所定距離
を特定するためにパルス信号を送出したのち所定時間後
の信号をサンプリングするための制御手段12及びA/
D変換器11を有し、かつ、前記パルス信号発生手段か
らパルス信号が送出された後、所望時間後の戻り光を順
次うけて、各々の損失量を記憶する21a及び、上記の
メモリ21aの内容を横軸が時間で縦軸が光信号レベル
を示す信号に変換する振動処理手段15jを有してい
る。これにより、所望位置における振動源からの振動信
号が時間ともに変化する状態が表示手段7に目視可能に
表示されるから、そのピーク値とピーク値の間の時間P
1 、及びピーク値とピーク値の間のレベル差値P2 から
振動数、及び振幅の値がそれぞれ表示画面上に目視で求
められる。具体的には、戻り光のレベルが振動により、
時間の経過と共に波状に変化している場合を想定する。
そして、その波の内で最大と最小のピ−クを比較して求
め、それぞれ、A1 ,A2 とすれば、次の(1)式のよ
うになる。
The structure of the present invention therefore has a control means 12 and A / for sampling a signal after a predetermined time after sending a pulse signal to arbitrarily specify a predetermined distance.
A D converter 11 is provided, and after the pulse signal is sent from the pulse signal generating means, a return light after a desired time is sequentially received to store each loss amount 21a and the memory 21a. It has vibration processing means 15j for converting the content into a signal whose horizontal axis is time and whose vertical axis is an optical signal level. As a result, the state in which the vibration signal from the vibration source at the desired position changes with time is visually displayed on the display means 7, and the time P between the peak value and the peak value is displayed.
1, and the frequency and amplitude values are visually determined on the display screen from the level difference value P2 between the peak value and the peak value. Specifically, due to the vibration of the level of the returning light,
It is assumed that the wave shape changes with time.
Then, the maximum and minimum peaks in the wave are compared and obtained, and if they are A1 and A2, respectively, the following equation (1) is obtained.

【0015】[0015]

【数1】 [Equation 1]

【0016】ここで、nはデータの数である。これに記
憶手段21cに記憶されている換算定数を掛け算すれ
ば、振動の強度が求められる。
Here, n is the number of data. By multiplying this by the conversion constant stored in the storage means 21c, the intensity of vibration can be obtained.

【0017】なお、同一距離地点におけるレベルA対周
波数特性曲線を図5に示す。 (実施例2)図2(a)は、本発明による振動源位置検
出装置の第2の実施例を示すブロック図である。本実施
例の構成は、(任意の所定距離を特定するために)複数
のパルス信号を送出したのち各々同一所定時間後の信号
をサンプリングするための制御手段12及びデータサン
プリング及びA/D変換手段11を有し、かつ、前記パ
ルス信号発生手段からパルス信号が送出された後、該所
定時間後の戻り光を順次うけて、各々の損失量を記憶す
る21a及び各々のデータを処理するフィルタリング手
段15eとを備える。第1の実施例の振動源位置検出器
に、パルス送出間隔制御手段2a、フィルタリング手段
15e、及びピーク検出手段15c及びピーク算出手段
15dを付加した構成を採っている。
A level A vs. frequency characteristic curve at the same distance point is shown in FIG. (Embodiment 2) FIG. 2A is a block diagram showing a second embodiment of the vibration source position detecting device according to the present invention. The configuration of the present embodiment has a control means 12 and a data sampling and A / D conversion means for sending a plurality of pulse signals (to specify an arbitrary predetermined distance) and then sampling the signals after the same predetermined time. 11a, and 21a for storing the respective loss amounts and filtering means for processing the respective data by receiving the return light after the predetermined time after the pulse signal is transmitted from the pulse signal generating means. 15e. The vibration source position detector of the first embodiment has a configuration in which pulse transmission interval control means 2a, filtering means 15e, peak detection means 15c and peak calculation means 15d are added.

【0018】その動作は、パルス送出間隔制御手段2a
によりパルス送出間隔が異なる光パルス信号を光ファイ
バに送出する(さらに、パルス位相可変の機能により同
一のパルス送出間隔であって、その位相を約π/2の幅
の範囲で変化させること)とともに、戻り光の周波数f
2 に依存するレベルのピーク点を算出する。すなわち、
振動源に於ける振動とこのパルス送出間隔(又は位相可
変手段による位相の変化)との間の相関を計算し、その
結果、フィルタリング後の戻り光のレベルのピーク値を
求める。そして、このピ−ク値の周期から周波数fを算
出する手段15とを備えている。いわゆるパルス間隔を
順次変える掃引効果を用いる。高調波を含めた信号中か
ら求める信号を得るようにしているが、演算の詳細につ
いて述べる前に、対象とする振動周波数を処理の方法を
2つに分けている。
The operation is based on the pulse transmission interval control means 2a.
To send optical pulse signals with different pulse sending intervals to the optical fiber (in addition, by the function of varying the pulse phase, the same pulse sending intervals can be used and the phase can be changed within a range of about π / 2). , The frequency f of the return light
Calculate the peak point of the level depending on 2. That is,
The correlation between the vibration in the vibration source and this pulse transmission interval (or the change in the phase by the phase changing means) is calculated, and as a result, the peak value of the level of the returning light after filtering is obtained. Further, it is provided with a means 15 for calculating the frequency f from the cycle of this peak value. A so-called sweeping effect that sequentially changes the pulse interval is used. Although the signal to be obtained is obtained from the signals including the harmonics, the method of processing the vibration frequency of interest is divided into two before the details of the calculation are described.

【0019】すなわち、送りパルス信号の間隔dにたい
して10乃至100倍程度のdの周期に相当する周波数
の振動の場合。送りパルス信号の間隔dにたいして1乃
至1/10以下のdの周期に相当する周波数の場合と
で、その処理の方法を分けている。まず、送りパルスに
対して低周波の振動の場合(前者)は戻り光のレベルの
時間的変化をフィルタリングすることにより、その出力
から容易に求められる(例えば100ハーツ)。次に、
高周波の振動の場合(後者)は『ヘテロダイン方式』に
よる。うなり信号の周波数fから求めるようにしている
(例えば10キロ・ハーツの振動で、送りのパルス1
0.5キロ・ハーツ程度の場合は、500ハーツのうな
り信号)。すなわち、送りと受けの2つの周波数のビー
ト成分である周波数の差の周波数f=|f1 −f2 |を
ローパス・フィルタにより求める。この周波数f2 と送
りの周波数f1 (光パルス送出間隔の周期の逆数をf1
とする。)とから絶対値f1 −f2 を計算する。その後
f1 を増減させたときに上記の周波数fの値の変化から
符号のいづれかを判断し、振動源の周波数f2 を確定す
る。
That is, in the case of vibration having a frequency corresponding to a period of d which is about 10 to 100 times the interval d of the feed pulse signal. The processing method is divided into the case of the frequency corresponding to the period d of 1 to 1/10 or less with respect to the interval d of the sending pulse signal. First, in the case of low-frequency oscillation with respect to the sending pulse (the former), it is easily obtained from the output (for example, 100 hearts) by filtering the temporal change in the level of the returning light. next,
In case of high frequency vibration (latter), it is based on "heterodyne method". It is determined from the frequency f of the beat signal (for example, with a vibration of 10 kilo-Harts, a pulse of 1
In the case of about 0.5 kilo hearts, a beat signal of 500 hearts). That is, the frequency f = | f1−f2 | of the difference between the frequencies of the beat components of the two frequencies of the feed and the reception is obtained by the low pass filter. This frequency f2 and the sending frequency f1 (the reciprocal of the period of the optical pulse sending interval is f1
And ) And the absolute value f1 -f2 is calculated. After that, when f1 is increased or decreased, it is determined which of the signs is based on the change in the value of the frequency f, and the frequency f2 of the vibration source is determined.

【0020】それは、周波数f1 を増加したとき周波数
fが小さくなれば、求める周波数fはf=f2 −f1 と
なり、また、周波数f1 を増加したとき周波数fが大き
くなれば、求める周波数fはf=f1 −f2 であると判
断して出力する。
[0020] It is the smaller the frequency f when increasing the frequency f 1, the frequency f is f = f2 -f1 next seeking also, the greater the frequency f is when increasing the frequency f 1, the frequency f to determine the It is determined that f = f1 -f2 and output.

【0021】また、フィルタリング後のピーク値の間の
信号(レベル)から振幅の値Aが計算され出力される。
(レベルに於けるピーク検出手段15cによる。)な
お、実際の振幅を求めるのは、前記フィルタ手段の出力
と予めメモリ(21a)に記憶された損失量と物理的な
振動振幅量の対照データとから振動の振幅量を換算し、
求める(ピーク算出手段15dによる)。フィルタリン
グ手段の一例としては、通常のLCローパス・フィルタ
の他に、A/D変換器11の出力を受けてデジタル演算
(ディジタルフィルタ手段又はフーリエ変換による演算
手段)により求めるようにしても良い。
Further, the amplitude value A is calculated and output from the signal (level) between the peak values after filtering.
(By the peak detecting means 15c at the level.) The actual amplitude is determined by the output of the filter means and the contrast data stored in advance in the memory (21a) and the physical vibration amplitude control data. Convert the amplitude of vibration from
Obtained (by the peak calculating means 15d). As an example of the filtering means, in addition to a normal LC low-pass filter, the output of the A / D converter 11 may be received and digitally calculated (digital filter means or calculation means by Fourier transform).

【0022】(実施例3)図3,4を参照して述べる。
特に疑似ランダム信号と相関技術とを応用して、高い周
波数に対応して多くのデータを得るため、連続的に出力
した疑似ランダム信号に応答して戻ってくる信号レベル
の微弱な被測定信号成分と、同じく制御手段12から出
力される遅延された疑似ランダム信号との相関出力を利
用して、微弱な被測定信号成分を抽出するようにしてい
る。この技術に類似するものに例えば、疑似ランダム信
号と相関技術とを応用して、光ファイバの伝送特性を測
定する光ファイバ障害点探索法が、昭和56年電子通信
学会総合全国大会誌8ー278頁に紹介されている技
術、特開昭 64-059031号公報の技術等がある。図3及
び,図4は本発明に係わる疑似ランダム信号を用いた振
動検出位置器の実施例を示す。
(Embodiment 3) A third embodiment will be described with reference to FIGS.
In particular, by applying the pseudo-random signal and correlation technology, in order to obtain a large amount of data corresponding to a high frequency, the signal level of the weak measured signal component that returns in response to the continuously output pseudo-random signal. Similarly, the weak correlated signal component to be measured is extracted by utilizing the correlation output with the delayed pseudo-random signal output from the control means 12. An optical fiber fault point search method for measuring the transmission characteristics of an optical fiber by applying a pseudo-random signal and a correlation technique to the one similar to this technique is, for example, the 1987 IEICE General National Convention magazine 8-278. There are technologies introduced on the page and the technology disclosed in JP-A-64-059031. 3 and 4 show an embodiment of a vibration detecting positioner using a pseudo random signal according to the present invention.

【0023】ここで、疑似ランダム信号の発生手段12
aは、制御手段中に設けられており、前記の疑似ランダ
ム信号を発生させるが、その信号を前記パルス出力手段
におくり、所定の遅延時間後に前記疑似ランダム信号と
同一の符号変調された遅延信号を同じく制御手段12が
発生する。そして、該パルス信号が光ファイバに送出さ
れた後、それが戻り光として受領されるまでの時間から
該光ファイバの所望位置を算出する。前記戻り光の疑似
ランダム信号と前記制御手段12から出力される遅延さ
れた疑似ランダム信号との相関をとり、相関信号を出力
し記憶する手段(16,21a)と、前記疑似ランダム
信号の各々の戻り光の該損失量の変化を前記手段から読
みだし、その変化に対応して前記表示手段に表示するた
めの手段15jとを具備し、微弱な戻り光の信号から所
望位置における光ファイバの振動数を求めるようにし
た。
Here, the pseudo random signal generating means 12
a is provided in the control means and generates the pseudo-random signal, and the signal is sent to the pulse output means and, after a predetermined delay time, the same code-modulated delay signal as the pseudo-random signal. Similarly, the control means 12 is generated. Then, the desired position of the optical fiber is calculated from the time from when the pulse signal is sent to the optical fiber until it is received as return light. A means (16, 21a) for obtaining the correlation between the pseudo random signal of the return light and the delayed pseudo random signal output from the control means 12, outputting and storing the correlation signal, and each of the pseudo random signals. A means 15j for reading the change in the loss amount of the return light from the means and displaying the change on the display means in response to the change, the vibration of the optical fiber at a desired position from a weak return light signal. I tried to find the number.

【0024】このようにして、後方散乱光として入力端
側に戻ってくる被測定信号成分に対し、同じく制御手段
12から出力される遅延された疑似ランダム信号に同期
した信号のみ、を検出する相関手段を用いて、微弱な戻
り光の検出可能にしている。この実施例と次の実施例4
とを組み合わせることにより、よりS/Nの良い信号処
理をすることができる。連続信号の種別としては、前記
の疑似ランダム信号の他に以下の実施例4で用いる符号
化されたランダム信号(零、一の2値信号)や、パルス
間隔に変化のある位相変調信号等でも良い。
In this way, the correlation for detecting only the signal synchronized with the delayed pseudo-random signal output from the control means 12 with respect to the measured signal component returning to the input end side as the backscattered light. By using the means, weak return light can be detected. This Example and the Next Example 4
By combining and, it is possible to perform signal processing with better S / N. As the type of the continuous signal, in addition to the pseudo random signal, a coded random signal (binary signal of zero and one) used in the following fourth embodiment, a phase modulation signal having a change in pulse interval, or the like may be used. good.

【0025】(実施例4)振動源位置検出器において、
前記光パルス出力手段が、複数の変調されたバースト信
号B送出期間T1 と、バースト信号Bの休止期間T2 と
を交互に1組を1周期T(T1 +T2 )として繰り返
し、かつ、前記E/O変換器3が、光パルス信号を送信
後であって、前記バースト信号の予め定められた最初
と、最後のパルスが戻ってくる間の時間帯T4 で受信の
ゲートを開くようにすることにより、光パルスを送信
後、過大な戻り光の受信帯T3 において受信を断にし
て、O/E変換器(4)の飽和を防止することを特徴と
した振動源位置検出器。これと、実施例3又は実施例5
を併用することができる。この場合約10nSおきにパ
ルスを送出することにより、通常の一周期である1mS
当たり約10万個のパルス出力及び受光が可能である。
(Embodiment 4) In the vibration source position detector,
The optical pulse output means alternately repeats a set of a plurality of modulated burst signal B transmission periods T1 and a burst signal B pause period T2 as one cycle T (T1 + T2), and the E / O By allowing the converter 3 to open the receiving gate after the transmission of the optical pulse signal and in the time zone T4 between the return of the predetermined first and last pulses of the burst signal, A vibration source position detector characterized in that after transmitting an optical pulse, the reception is cut off in an excessive return light reception band T3 to prevent saturation of the O / E converter (4). This and Example 3 or Example 5
Can be used together. In this case, by sending a pulse every about 10 nS, 1 mS which is one normal period
About 100,000 pulse outputs and light receptions are possible.

【0026】図8のT3 ,T4 はそれぞれ送りパルス信
号とその戻り光である強い受光信号の時間帯をしめす。
この強い受光信号の時間帯T3 は光ファイバの状態にも
左右されるが、一般には図8の例のように光ファイバの
入射口で現れる。この場合はパルス休止期間T2 の内で
前記強い受光信号の時間帯T3 が終了後α時間後に標点
の信号が戻ってくる時間帯T4 を設定する。出来るだけ
多くのパルス信号を短時間内に処理したいためには、前
記T4 が終了直後、また、新たなT1 の時間帯を設定す
るのが良い。
T3 and T4 in FIG. 8 indicate the time zones of the sending pulse signal and the strong light receiving signal which is the returning light thereof, respectively.
Although the time zone T3 of this strong received light signal depends on the state of the optical fiber, it generally appears at the entrance of the optical fiber as in the example of FIG. In this case, within the pulse rest period T2, the time zone T4 in which the signal of the reference point returns after α hours from the end of the time zone T3 of the strong light receiving signal is set. In order to process as many pulse signals as possible within a short time, it is preferable to set a new time zone for T1 immediately after the end of T4.

【0027】このように、比較的に近距離の標点の場合
はT1 とT2 とを短時間内に繰り返し、遠距離の場合
は、前記T1 時間帯内に連続的にパルスを送出し、同じ
く連続的に戻り光を受信することにより、標点の遠近に
よらずに多数のデータを送受し処理することが出来る。
As described above, T1 and T2 are repeated within a short time in the case of a relatively short distance control point, and in the case of a long distance, pulses are continuously transmitted within the T1 time zone. By receiving the returning light continuously, it is possible to transmit and receive a large amount of data regardless of the distance between the reference points.

【0028】(実施例5)図4を基に説明する。この実
施例に関連する技術としては、特開昭 62-217135号公報
に記載の技術がある。バースト状のコヒーレント光を被
測定光ファイバに入射し、被測光ファイバからの戻り光
を光ホモダイン検波し、被測光ファイバの振動を検出す
る振動源位置検出器置において、光スイッチ2eにて定
常時には無変調のコヒーレント光を発生し、変調時には
コヒーレントな光がバースト状に変調された第1の変調
光を発すると共に、復調時には、前記変調信号と同一の
遅延された第2の変調光(ローカル光)を発生する位相
変調手段2gと、該第1の変調光を被測光ファイバに出
射し、かつ、被測光ファイバからの戻り光を該第2の変
調光とを結合する4端子光結合手段からなる光信号送受
手段3aと、該結合された光を受けるO/E変換器4
と、該結合手段に入射する該第2の変調光を制御させる
信号を発生し、その変調信号を前記パルス出力手段にお
くり、所定の遅延時間後に前記変調信号と同一の遅延さ
れた変調信号を発生する手段12aを内部に有し、か
つ、該変調信号が光ファイバに送出された後、それが戻
り光として受光されるまでの時間から該光ファイバの所
望位置を算出する手段12と、前記戻り光の変調信号と
前記制御手段から出力される遅延された変調信号との相
関をとり、その相関信号を記憶する手段(16,21
a)と、前記変調信号の各々の戻り光の該損失量の変化
を前記手段から読みだし、その時間的な変化に対応した
値を前記表示手段に表示するための手段15jとを具備
し、微弱な戻り光の信号から所望位置における光ファイ
バの振動数を求めるようにした。
(Embodiment 5) An explanation will be given based on FIG. As a technique related to this embodiment, there is a technique described in JP-A-62-217135. Burst coherent light is made incident on the optical fiber to be measured, optical homodyne detection is performed on the return light from the optical fiber to be measured, and in the vibration source position detector unit that detects the vibration of the optical fiber to be measured Unmodulated coherent light is generated, and when modulated, the coherent light emits a first modulated light that is modulated in bursts, and when demodulated, a delayed second modulated light (local light) that is the same as the modulated signal. From the four-terminal optical coupling means for emitting the first modulated light to the optical fiber to be measured and for coupling the return light from the optical fiber with the second modulated light. And an O / E converter 4 for receiving the combined light.
And a signal for controlling the second modulated light incident on the coupling means is generated, the modulated signal is sent to the pulse output means, and after a predetermined delay time, a delayed modulated signal that is the same as the modulated signal is generated. A means 12 for generating the desired position of the optical fiber from the time from the time the modulated signal is sent out to the optical fiber until it is received as return light, the means 12 having the means 12a for generating the inside; Means (16, 21) for correlating the modulated signal of the return light and the delayed modulated signal output from the control means, and storing the correlation signal.
a) and means 15j for reading the change of the loss amount of each return light of the modulated signal from the means and displaying a value corresponding to the time change on the display means. The frequency of the optical fiber at the desired position is calculated from the weak return light signal.

【0029】この振動数は前記ピ−クとピ−クとの間の
値から振動数検出手段15gが自動的に演算しもとめ
る。ここでコヒーレント光発生手段2fから出たコヒー
レント光は、光スイッチ2e又は、位相変調手段2gを
経て光信号送受手段3aへ送られる。ここで、光スイッ
チ2e、位相変調手段2gは一例として、電気光学効果
を利用した光スイッチに、電界を加えることにより、断
続及び位相の制御をするスイッチを用いている。このよ
うに、この実施例は、前記スイッチにより、高速変調又
はスイッチング可能であるから、さらに短時間に多くの
データを得ることができる。
This frequency is automatically calculated by the frequency detecting means 15g from the value between the peaks. Here, the coherent light emitted from the coherent light generating means 2f is sent to the optical signal transmitting / receiving means 3a via the optical switch 2e or the phase modulating means 2g. Here, as the optical switch 2e and the phase modulation means 2g, for example, a switch that controls the connection and disconnection and the phase by applying an electric field to the optical switch using the electro-optical effect is used. As described above, in this embodiment, since the switch can perform high-speed modulation or switching, more data can be obtained in a shorter time.

【0030】その詳細は、バースト状のコヒーレント光
を被測定光ファイバに入射し、被測定光ファイバからの
戻り光を光ホモダイン検波で検出し、被測定信光ファイ
バの所望位置におけるベント損失の変化を振動として検
出するホモダイン検波方式の実施例である。図4
(a)、図4(b)は、本実施例の構成図であり、コヒ
ーレント光源と、コヒーレントな光がバースト状に変調
された送りの変調光(位相変調または周波数変調光)を
発すると共に、前記変調信号と同一の遅延されたローカ
ル光を発生する手段2gと、該変調光を被測光ファイバ
に出射し、かつ、被測光ファイバからの戻り光を該ロー
カル光である変調光とを結合する4端子光結合手段から
なる光信号送受手段3aと、
More specifically, burst coherent light is incident on the optical fiber to be measured, the return light from the optical fiber to be measured is detected by optical homodyne detection, and the change in vent loss at the desired position of the optical fiber to be measured is detected. It is an example of a homodyne detection system that detects as vibration. Figure 4
FIG. 4A and FIG. 4B are configuration diagrams of the present embodiment, in which a coherent light source and a modulation light (phase modulation or frequency modulation light) of a coherent light beam modulated in a burst form are emitted, Means 2g for generating the same delayed local light as the modulated signal, the modulated light is emitted to the optical fiber to be measured, and the return light from the optical fiber is combined with the modulated light which is the local light. An optical signal transmission / reception means 3a comprising a 4-terminal optical coupling means,

【0031】該結合された光を受けるO/E変換器4
と、該結合手段に入射する該第2の変調光を変化させる
光可変信号を発生し、その変調信号を前記パルス出力手
段におくり、所定の遅延時間後に前記変調信号と同一の
変調された遅延信号を発生する手段12aを有し、か
つ、該変調信号が光ファイバに送出された後、それが戻
り光として受領されるまでの時間から該光ファイバの所
望位置を算出する手段12と、前記戻り光の変調信号と
前記制御手段から出力される遅延された変調信号との相
関をとり、相関信号を出力し記憶する手段(16,21
a)と、前記変調信号の各々の戻り光の該損失量の変化
を前記手段から読みだし、その変化に対応して前記表示
手段に表示するための手段15j及びその変化に対応し
た振動数を得る手段15gを備えるようにした。なお、
変調信号としては、前記コヒーレントな光の位相変調又
は、コヒーレントな光の周波数変調のいずれでも良い。
この周波数変調の場合は、復調時に変調と同じ変調光を
参照光として用いる。
O / E converter 4 for receiving the combined light
And an optical variable signal for changing the second modulated light incident on the coupling means is generated, the modulated signal is sent to the pulse output means, and after the predetermined delay time, the same modulated delay as the modulated signal. Means 12a for generating a signal, and means 12 for calculating a desired position of the optical fiber from the time from when the modulated signal is sent to the optical fiber until it is received as return light, Means (16, 21) for correlating the modulated signal of the return light and the delayed modulated signal output from the control means, and outputting and storing the correlation signal.
a) and means 15j for reading the change of the loss amount of each return light of the modulated signal from the means and displaying the change on the display means in response to the change, and the frequency corresponding to the change. It was equipped with 15 g of means for obtaining. In addition,
The modulation signal may be either phase modulation of the coherent light or frequency modulation of the coherent light.
In the case of this frequency modulation, the same modulated light as that used for modulation is used as reference light during demodulation.

【0032】(実施例6)次に、光ファイバに接続され
る振動センサを用いる方式の振動源位置検出装置及び振
動センサの実施例を図1,図7及び図11〜16を参照
して説明する。この実施例では、光ファイバ8と、該光
ファイバに結合される振動センサ9と、振動源位置検出
器1とを備えた構成をとる。前記振動センサ9は、該光
ファイバを設置後にその光ファイバ素線上から着脱可能
に装着される振動センサ30又は光ファイバとコネクタ
接続される振動センサ40いずれでもよいことを特徴と
している。
(Embodiment 6) Next, an embodiment of a vibration source position detecting device and a vibration sensor using a vibration sensor connected to an optical fiber will be described with reference to FIGS. 1, 7 and 11-16. To do. In this embodiment, an optical fiber 8, a vibration sensor 9 coupled to the optical fiber, and a vibration source position detector 1 are provided. The vibration sensor 9 may be either a vibration sensor 30 which is detachably mounted on the optical fiber after the optical fiber is installed or a vibration sensor 40 which is connected to the optical fiber by a connector.

【0033】ベンド損失が極力抑えられている通信路等
に用いられる光ファイバでは、損失やその損失の振動に
よる変化を高感度に測定することは困難である場合が生
じる。 したがって、この曲がりに敏感な(曲がりにに
対して損失の変化が大な)センサ用の光ファイバ(例え
ばステップインデックスファイバ)を伝送用の光ファイ
バと直列に接続し、振動センサとすることにより少ない
曲げ角度により大きな角度損失を得て、その変動分とし
て振動を検出することができる。その他の振動センサと
しては、上述のその他の振動センサによる。
In an optical fiber used in a communication path or the like in which bend loss is suppressed as much as possible, it may be difficult to measure loss and change in loss due to vibration with high sensitivity. Therefore, this can be reduced by connecting an optical fiber for a sensor (for example, a step index fiber) that is sensitive to this bending (the change in loss is large with respect to the bending) in series with an optical fiber for transmission to form a vibration sensor. A large angle loss can be obtained by the bending angle, and the vibration can be detected as the variation. As the other vibration sensor, the other vibration sensor described above is used.

【0034】『実施例6に用いられる振動センサ30,
40の説明』図11,12に於て、前記後付けの振動セ
ンサ30は、外部からの機械的な振動を光ファイバに伝
導する手段32と、光ファイバを臨界角度の曲げに保持
するホルダ31とを具備したことを特徴とする。また、
図15において、前記コネクタ接続の振動センサ40は
光ファイバとコネクタ48で接続され、光ファイバから
の光を受けてそれを断続する反射信号として該光ファイ
バへ戻す手段41とを具備したことを特徴とする。(図
15)前記振動センサ30の具体例を図11、図12,
図14、図16に示す。
[Vibration sensor 30 used in the sixth embodiment,
Description of 40 ”Referring to FIGS. 11 and 12, the vibration sensor 30 provided afterwards includes means 32 for transmitting mechanical vibration from the outside to the optical fiber, and a holder 31 for holding the optical fiber in bending at a critical angle. Is provided. Also,
In FIG. 15, the connector-connected vibration sensor 40 is provided with means 41 which is connected to an optical fiber by a connector 48 and receives light from the optical fiber and returns it to the optical fiber as a reflected signal which is intermittent. And (FIG. 15) Specific examples of the vibration sensor 30 are shown in FIGS.
This is shown in FIGS. 14 and 16.

【0035】なお、図11(a),(b)は回転数(風
速等)を振動数に変換して、光ファイバに伝える振動セ
ンサの例である。このセンサを図16に示すような音叉
として構成すれば、温度等の自然現象を振動に変換して
精度良く検出することができる。これが湿度により変形
する材料を用いれば湿度の検出用となる。図11(c)
はプラスチック一体成形タイプの圧着で後付けタイプの
振動センサ30の例を示す。
11 (a) and 11 (b) are examples of a vibration sensor that converts the number of revolutions (wind speed, etc.) into the number of vibrations and transmits it to the optical fiber. If this sensor is configured as a tuning fork as shown in FIG. 16, a natural phenomenon such as temperature can be converted into vibration and detected with high accuracy. If a material that deforms due to humidity is used, it can be used for humidity detection. FIG. 11 (c)
Shows an example of a vibration sensor 30 which is a plastic integral type pressure-bonding type and is attached later.

【0036】図12(a),(b)は後付けの振動セン
サ30を示す図である。光ファイバを設置後に所望の場
所にこの振動センサを取り付けることにより、振動によ
るホルダの振動や、光ファイバの振動によるベンディン
グ損失の変化を振動源位置検出器により振動信号として
捕らえることができる。図12は後付けの振動センサ3
0であって、すり割り入りにしてあるのでその隙間から
光ファイバを同じく後付けで装着できる構成を示す図で
ある。図13は、微弱振動検出用のセンサであり、前記
と同様コネクタ接続タイプの振動センサの例を示す図で
ある。
12 (a) and 12 (b) are views showing a vibration sensor 30 to be attached later. By attaching this vibration sensor to a desired place after installing the optical fiber, the vibration of the holder due to the vibration and the change of the bending loss due to the vibration of the optical fiber can be detected as the vibration signal by the vibration source position detector. FIG. 12 shows a vibration sensor 3 which is attached later.
It is 0, and since it is slotted, it is a figure which shows the structure which an optical fiber can be similarly retrofitted from the clearance. FIG. 13 is a view showing an example of a connector connection type vibration sensor which is a sensor for detecting weak vibrations and is similar to the above.

【0037】ここで、 バネで支持された振動し易いミ
ラーを、先端レンズを介して光ファイバへ戻すタイプの
振動センサであるが、バネの代わりに該レンズを水面に
浮かべた方式にしても微弱な振動を捕らえる振動センサ
となる。なお、光ファイバを複数本束ねて、その先端に
いくほどその本数が少なくなるように途中で切断すれ
ば、その先端部に振動センサをとり付け、その振動と距
離との両方を振動源位置検出器により、検出することが
できる。
Here, the vibration sensor is of a type in which a spring-supported mirror which is easily vibrated is returned to the optical fiber via the tip lens. It becomes a vibration sensor that captures various vibrations. If you bundle multiple optical fibers and cut them in the middle so that the number becomes smaller toward the tip, attach a vibration sensor to the tip and detect both the vibration and distance from the vibration source position. It can be detected by a vessel.

【0038】図15は同じくコネクタ接続タイプの振動
センサの例を示す図である。 ここで、音叉の先端に取
り付けられた反射板により周期的に遮蔽する構成をとる
ことができる。図14(b)は後付けの振動センサ30
の例を示す図で、音叉の先端で所定の曲率半径近傍に曲
げられた光ファイバを直接振動させ、ベンディング損失
の変化を与えるものである。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a vibration sensor of the connector connection type. Here, it is possible to adopt a configuration in which the light is periodically shielded by a reflector attached to the tip of the tuning fork. FIG. 14B shows a vibration sensor 30 which is attached later.
FIG. 3 is a diagram showing an example of (3), in which the optical fiber bent near the predetermined radius of curvature at the tip of the tuning fork is directly vibrated to change the bending loss.

【0039】図16は、振動センサ30の第6の実施例
である。形状記憶合金によて音叉の中心重量点が変動す
る、その結果音叉の振動数が変化する。このための温度
の微小変化を前記音叉の振動数の変化として捕らえるこ
とができる。振幅の変化(温度変化)量を周波数変化と
して伝えるから基準の周波数を中心としてわずかな変化
でも正確に得ることが出来る。又は、温度により大きく
変化するバイメタルを複数個組み合わせることにより、
構成する。(バイメタルにより、光ファイバにベントを
与える。)温度により、振動数の変化(と形状の変化と
の関係。)を細かいステップで検出できる。
FIG. 16 shows a sixth embodiment of the vibration sensor 30. The shape memory alloy causes the center weight point of the tuning fork to fluctuate, resulting in a change in the frequency of the tuning fork. A slight change in temperature for this purpose can be captured as a change in the frequency of the tuning fork. Since the amount of change in amplitude (change in temperature) is transmitted as a frequency change, it is possible to accurately obtain even a slight change around the reference frequency. Or, by combining multiple bimetals that change greatly with temperature,
Configure. (Vents are given to the optical fiber by the bimetal.) The change in frequency (relationship between shape and change) can be detected in fine steps depending on the temperature.

【0040】図9(b)は、パルス間隔(位相)を変え
てたときの表示波形について示す。振動数と送りパルス
間隔が同期しており、しかも、反射のピ−ク点での高レ
ベルのA1 と、低レベルのピ−クからの反射の場合A3
の場合とは相違することを示す図である。図9(c)
は、このとき、高調波成分も含めて、測定することがあ
るが、それを選択し、高調波成分を取り除き、振動数を
検出する場合のレベルの様子を示す図。 ここで、A1
,A3 については、上述の通り高低レベルの反射であ
り、A2 は、その他の点での反射レベルを示す。このよ
うに、未知の振動数の測定においては、まず、おおよそ
の振動数fk を求めてから、次の前記振動数fk に狙い
をつけて測定を行うことにより、効率的に信号処理をす
ることが出来る。実施例2及び実施例4における送出パ
ルス間隔の変化の場合も、上記のパルス位相変化による
周波数掃引方式で行うことにより、より短時間で、標点
の周波数fk に近ずくことが出来る。
FIG. 9B shows the display waveform when the pulse interval (phase) is changed. The frequency and feed pulse interval are synchronized, and high level A1 at the peak point of reflection and A3 at low level peak are reflected.
It is a figure which shows that it is different from the case of. FIG. 9 (c)
At this time, although the harmonic component may be measured at this time, the figure showing the state of the level in the case of selecting it, removing the harmonic component, and detecting the frequency. Where A1
, A3 are high and low level reflections as described above, and A2 is the reflection level at other points. As described above, in the measurement of the unknown frequency, first, the approximate frequency fk is obtained, and then the next frequency fk is aimed and measured to efficiently perform signal processing. Can be done. Also in the case of the change of the sending pulse interval in the second and fourth embodiments, it is possible to approach the frequency fk of the reference point in a shorter time by performing the frequency sweep method by the change of the pulse phase.

【0041】図15(a),(b)は、コネクタ接続タ
イプの振動センサ40。図15(a)は周期的な信号と
して正弦波の信号を反射する構成の振動センサである。
その周期的な反射信号は風速計に接続されその回転数を
検知するセンサとして利用できる。図15(b)はその
側面図を示す。ここで、光ファイバから送られてきた光
パルス信号は反射板41が無いときは先端レンズを通過
してさらに光ファイバへ伝送されるが、該反射板41で
反射された場合その周期に相当するオン・オフ信号の戻
り光として振動源位置検出器側へ送られる。この場合、
振動センサ内で2分岐コネクタで2分岐し一部の光信号
はそのまま、光ファイバ内を伝送するから、それに続く
複数の振動源位置の検出が可能である。光ファイバを複
数本設置し、先に行くほど光ファイバの本数が少なくな
っていく設置方法をとり、それぞれの光ファイバの先端
部に振動センサ40を設ける方式で、前記振動源位置検
出器1台で戻り光を集中監視することも可能である。こ
の場合は高価なコネクタは必要ないという利点がある。
FIGS. 15A and 15B show a connector-connection type vibration sensor 40. FIG. 15A shows a vibration sensor configured to reflect a sinusoidal signal as a periodic signal.
The periodic reflection signal is connected to the anemometer and can be used as a sensor for detecting its rotation speed. FIG.15 (b) shows the side view. Here, the optical pulse signal sent from the optical fiber passes through the tip lens and is further transmitted to the optical fiber when there is no reflector 41, but when reflected by the reflector 41, it corresponds to the cycle. It is sent to the vibration source position detector side as return light of an on / off signal. in this case,
In the vibration sensor, the light is branched into two by the two-branch connector and a part of the optical signal is transmitted as it is in the optical fiber, so that it is possible to detect a plurality of subsequent vibration source positions. A plurality of optical fibers are installed, the number of optical fibers becomes smaller toward the front, and a vibration sensor 40 is provided at the tip of each optical fiber. It is also possible to centrally monitor the returned light with. This has the advantage that no expensive connector is required.

【0042】また、図15はその応用として、複雑な信
号の伝送も周期信号として同様に伝送可能であることを
説明する。すなわち、符号11011010の周期信号
を反射信号とする場合に、同図の回転板41の反射部4
3が特定の形にされている場合である。
As an application thereof, FIG. 15 illustrates that a complex signal can be similarly transmitted as a periodic signal. That is, when the periodic signal of 11011010 is used as the reflection signal, the reflection portion 4 of the rotating plate 41 of FIG.
3 is a specific shape.

【0043】この振動周波数fにおける振動振幅Aにつ
いては、アナログ量として得られるが、この振動振幅レ
ベルを周波数に変換するV対F変換器を用いることによ
り、前記周波数と同様に一層精度良く振動振幅を検出す
ることができる。又、同様に地震の(前触れ)のような
周期の長い振動(揺れ)に対しても振動数を適度(高
い)の周波数に変換して、より精度良く検出できる。或
いは、低い振動と高いものとを平行して測定できる。
The vibration amplitude A at the vibration frequency f is obtained as an analog quantity. By using a V-to-F converter that converts this vibration amplitude level into a frequency, the vibration amplitude A can be more accurately measured as with the above frequency. Can be detected. Similarly, for a long-period vibration (sway) such as an earthquake (foreshadowing), the frequency can be converted to an appropriate (high) frequency and detected more accurately. Alternatively, low vibration and high vibration can be measured in parallel.

【0044】(実施例7)次に、図17には、光ファイ
バの設置の実施例を示し、図18,図19を参照しなが
ら双方向形の振動源位置検出器を用いた場合の実施例を
示す。図19には、位置を二重にチェック出来る設置方
法及びそれを能率良く行うための双方向性の振動源位置
検出器について表す。これにより、遠方の微弱信号も送
り端を逆にすることで強い信号として得ることが出来
る。この場合、表示手段7の表示画面上に複数の振動源
位置をそれぞれ正逆対比させて表示することにより、微
弱な信号の目視校正及び確認ができる。光信号送受手段
3bは4端子AOスイッチで、電極からの制御信号によ
り、送受パルスの方向制御している。
(Embodiment 7) Next, FIG. 17 shows an embodiment of installation of an optical fiber, which is carried out using a bidirectional vibration source position detector with reference to FIGS. Here is an example: FIG. 19 shows an installation method capable of double-checking the position and a bidirectional vibration source position detector for efficiently performing the installation method. As a result, a distant weak signal can be obtained as a strong signal by reversing the sending end. In this case, a plurality of vibration source positions are displayed on the display screen of the display means 7 while being contrasted with each other in the forward and reverse directions, so that a weak signal can be visually calibrated and confirmed. The optical signal transmission / reception means 3b is a 4-terminal AO switch, and the direction of the transmission / reception pulse is controlled by a control signal from the electrode.

【0045】(応用)本実施例による振動源位置検出装
置によれば、光ファイバ自身の物理的な振動の検出及び
光ファイバに近接する振動センサからの信号を、光ファ
イバへ伝え、その信号の検出だけでなく、次の応用が考
えられる。すなわち、遠方の光ファイバの物理的な変化
に対応する反射信号を、その周期的な反射信号として受
け、分析することが出来る。この場合も、反射光量が所
定の周期(アナログ又はデジタル)で変化する場合は、
実施例2の方式でそれに同期するかたちで検出するの
で、遠方の微弱な反射信号であっても、正確に装置側か
らそれを検出することが可能である。
(Application) According to the vibration source position detecting apparatus according to the present embodiment, the physical vibration of the optical fiber itself is detected, and the signal from the vibration sensor in the vicinity of the optical fiber is transmitted to the optical fiber to detect the signal. In addition to detection, the following applications are possible. That is, the reflected signal corresponding to the physical change of the distant optical fiber can be received and analyzed as the periodic reflected signal. Also in this case, when the reflected light amount changes in a predetermined cycle (analog or digital),
Since the detection is performed in synchronization with the method according to the second embodiment, it is possible to accurately detect even a weak reflected signal from a distance from the device side.

【0046】なお、図15(a),(b)に、は周期的
な反射信号であるが、符号信号に近い特殊な反射信号を
発生する専用の振動センサについて示した。なお、図1
5(b)はその側面の拡大図を示す図である。図10に
は、大型の回転駆動体(又は大型石油タンク)の特性実
験に用いる場合の円筒状の光ファイバの設置方法につい
て示す。ここでは、所望箇所に振動センサを取り付け
て、異常振動等の監視を可能にした。この場合、駆動と
停止を人為的に繰り返して、振動の有無を調べたり、振
幅値等の初期値の校正及び測定が出来る。
FIGS. 15A and 15B show a dedicated vibration sensor for generating a special reflection signal which is a periodic reflection signal but is close to the code signal. Note that FIG.
5 (b) is a diagram showing an enlarged view of the side surface thereof. FIG. 10 shows a method of installing a cylindrical optical fiber when it is used for a characteristic experiment of a large rotary drive (or a large oil tank). Here, a vibration sensor is attached at a desired position to enable monitoring of abnormal vibrations. In this case, it is possible to artificially repeat driving and stopping to check the presence or absence of vibration and to calibrate and measure initial values such as amplitude values.

【0047】(イ)具体的な応用例 構内外の施設・設備又はケーブルの異常振動の検知。 自然現象(温度・圧力・風速)を振動数の変化に変換
して光ファイバに伝える。 遠隔地にある振動源位置の検出及びその振幅・周波数
の検出を可能にしている。その実際例としては、大型橋
梁、トンネル、工場内施設、鉄道、車両内等が考ええら
る。 (ロ)遠距離の微弱な振動に対しては、送りのパルス間
隔を変化させて行う(第2〜第6の実施例)。又は専用
の振動センサを使用する方法で検知する(第6の実施
例)。 (実施例3の効果)短時間に比較的に多くのデータを得
ることができ、しかも、相関検波方式をとっているの
で、S/N良く振動信号を得ることが出来る。
(A) Specific application example Detection of abnormal vibration of facilities / equipment inside or outside the premises or cables. It converts natural phenomena (temperature, pressure, wind speed) into changes in frequency and transmits them to the optical fiber. It is possible to detect the position of a vibration source at a remote location and to detect its amplitude and frequency. Practical examples are large bridges, tunnels, facilities in factories, railways, inside vehicles, etc. (B) For weak vibrations over a long distance, the feed pulse interval is changed (second to sixth embodiments). Alternatively, it is detected by a method using a dedicated vibration sensor (sixth embodiment). (Effect of Embodiment 3) A relatively large amount of data can be obtained in a short time, and since the correlation detection method is used, a vibration signal can be obtained with a good S / N.

【0048】(実施例4の効果)短時間に比較的に多く
のデータを、S/N良く得ることが出来る。また、光フ
ァイバの入射口での過大な反射光を避けて、微弱な戻り
光のみを受けて信号処理をすることが出来る。したがっ
て、振動等の時間的に変化する状態の把握を多くのデー
タを受けて行うことが出来る。 (実施例5の効果)図4を参考にする。高速に変調又
は、スイッチング可能であるから、他の実施例に比べて
さらに、短時間に多くのデータが得られる。また、ロー
カル光を利用してヘテロダイン検波をしており、微弱な
標点信号も増幅して得ることが出来る。しかもローカル
光は既知の信号であるから、ローカル光を大きくして、
その増幅の分だけS/Nが改善されるという利点がる。
(Effect of Embodiment 4) A relatively large amount of data can be obtained with good S / N in a short time. Further, it is possible to avoid excessive reflected light at the entrance of the optical fiber and receive only weak return light for signal processing. Therefore, it is possible to grasp a time-varying state such as vibration by receiving a lot of data. (Effect of Example 5) Referring to FIG. Since it can be modulated or switched at high speed, more data can be obtained in a shorter time than in the other embodiments. Further, since the heterodyne detection is performed by using the local light, a weak gauge point signal can be amplified and obtained. Moreover, since the local light is a known signal, increase the local light to
There is an advantage that the S / N is improved by the amount of the amplification.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の振動源位置検出装置によれば、
光ファイバ自身の振動位置及び光ファイバに近接する他
の振動源位置並びにその振動振幅、振動周波数を検出す
ることができる。しかも、一本の光ファイバで同時に複
数箇所の振動原位置の検出が出来る効果がある。したが
って、幅広い用途でかつ長距離に渡って、面的な或いは
立体的な対象に対して、振動源位置及び振動振幅、振動
数を正確に得ることができる。その応用的な効果とし
て、例えば、遠隔地の圧力等の物理量をそのレベルに応
じた振動数に変換して検出したり、大型回転体の局部的
な異常振動監視装置を実現させることができる効果があ
る。なを、本願の振動源位置監視装置の効果の詳細は下
記の項分け記載の通り。
According to the vibration source position detecting device of the present invention,
It is possible to detect the vibration position of the optical fiber itself, the position of another vibration source near the optical fiber, and the vibration amplitude and vibration frequency thereof. Moreover, it is possible to detect the vibration original positions at a plurality of locations at the same time with one optical fiber. Therefore, the vibration source position, the vibration amplitude, and the vibration frequency can be accurately obtained for a planar or three-dimensional object over a wide range of applications and over a long distance. As an applied effect, for example, an effect that a physical quantity such as a pressure at a remote place is converted into a frequency according to the level and detected, or a local abnormal vibration monitoring device for a large rotating body can be realized There is. However, the details of the effect of the vibration source position monitoring device of the present application are as described in the following itemization.

【0050】連続的に線状、面状又は立体状の範囲で
の振動の発生源位置及び振動数の変化の監視が出来る。 振動センサを接続するのに高価なコネクタを使用する
こと無く、光ファイバを施設後に、所望の位置に所定の
振動が伝わる程度に圧着または挟み付ける等して用意す
ることが出来る効果がある。 特に実施例・請求項
(6)に対応 定期点検(常時監視)等が可能。繰り返し使用出来
る。経年変化も少ない。
It is possible to continuously monitor the position of the vibration source and the change in the frequency in a linear, planar or three-dimensional range. There is an effect that an optical fiber can be prepared after the facility by crimping or sandwiching it so that a predetermined vibration is transmitted to a desired position without using an expensive connector to connect the vibration sensor. In particular, it corresponds to the embodiment and claim (6). Regular inspection (constant monitoring) is possible. Can be used repeatedly. Little change over time.

【0051】周期的な振動の振幅、周波数の変化点を
遠距離から監視出来る。(全長20km以上でも可)。
光ファイバそのものが振動源センサを兼ねる実施例の
場合は信号変換装置が不要であり、設備のシンプル化が
図れる。また、図示の振動センサを用いることにより、
一層正確な振動監視が可能となる 電気的なセンサ回路を必要とせず、また、光ファイバ
通信線路そのもの及びその周辺の建造物等施設の異常振
動監視システムとして応用可能。 いかなる種類の光ファイバも使用可能。また、一度光
ファイバを設置した後は保守に費用が掛からない。 ─
─実施例・請求項(5)の場合は除く。 1本の光ファイバの使用で、1点からの又は複数箇所
の同時監視が可能。
The change point of the amplitude and frequency of periodic vibration can be monitored from a long distance. (A total length of 20 km or more is also possible).
In the case of the embodiment in which the optical fiber itself also serves as the vibration source sensor, the signal converter is not required, and the equipment can be simplified. Also, by using the vibration sensor shown,
It does not require an electrical sensor circuit that enables more accurate vibration monitoring, and can be applied as an abnormal vibration monitoring system for facilities such as optical fiber communication lines and surrounding structures. Any type of optical fiber can be used. In addition, once the optical fiber is installed, maintenance is inexpensive. ─
─ Excluding the case of the embodiment and claim (5). Use of one optical fiber enables simultaneous monitoring from one point or at multiple points.

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

【図1】 本発明の振動源位置検出装置の概要を示すブ
ロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a vibration source position detecting device of the present invention.

【図2】 振動源位置検出器の第1及び第2の実施例を
示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing first and second embodiments of the vibration source position detector.

【図3】 本発明の振動源位置検出器の第1の実施例の
一部詳細図。
FIG. 3 is a partial detailed view of the first embodiment of the vibration source position detector of the present invention.

【図4】 本発明の振動源位置検出器の第3乃至5の実
施例の詳細図。(a)は本発明の振動源位置検出器の第
3乃至5の実施例の詳細図。(b)は同上第5の実施例
の一部詳細図。
FIG. 4 is a detailed view of third to fifth embodiments of the vibration source position detector of the present invention. FIG. 6A is a detailed view of the third to fifth embodiments of the vibration source position detector of the present invention. (B) is a partial detailed view of the fifth embodiment.

【図5】 本装置の出力を表示手段(CRT装置)上に
表示した例を示す図であり、振動源位置と周波数とを同
時に示した例。
FIG. 5 is a diagram showing an example in which the output of this device is displayed on a display means (CRT device), and an example in which the vibration source position and frequency are shown at the same time.

【図6】送りパルスの位置に対応する表示画面に表示さ
れた戻り光の信号を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a signal of return light displayed on a display screen corresponding to the position of a feed pulse.

【図7】 光ファイバのクラッド、コア、曲率半径の図
であり、角度αが規定以下のとき損失が急激に大きくな
ることを示す図。
FIG. 7 is a diagram of a clad, a core, and a radius of curvature of an optical fiber, showing that the loss sharply increases when the angle α is less than a specified value.

【図8】 本発明の振動源位置検出装置の第4の実施例
の動作タイムチャートを示す図。
FIG. 8 is a diagram showing an operation time chart of the fourth embodiment of the vibration source position detecting device of the invention.

【図9】 本装置の出力を表示手段(CRT装置)上に
表示した例を示す図。(a)は振動源位置が複数個ある
場合をしめす。(b)は上記1点における振動の表示
例。(c)は高調波信号の表示例。
FIG. 9 is a diagram showing an example in which the output of this device is displayed on a display means (CRT device). (A) shows the case where there are a plurality of vibration source positions. (B) is a display example of the vibration at the above-mentioned one point. (C) is a display example of a harmonic signal.

【図10】 本発明の振動源位置検出装置の応用例を示
す図(光ファイバの設置例)。
FIG. 10 is a diagram showing an application example of the vibration source position detecting device of the present invention (installation example of an optical fiber).

【図11】 本発明の振動源位置検出装置の振動センサ
30の第1,第2の実施例の概要を示す図。(a)は、
容易に着脱自在な振動センサの構成を示す図。(b)
は、上記の復旧後の状態を示す図。(c)は、ワンタッ
チでセンサになる場合と、復旧後は元の伝送路としての
状態に戻るセンサを示す図(後付け可能な振動センサで
プラスチック一体成形タイプ)。
FIG. 11 is a diagram showing an outline of first and second embodiments of the vibration sensor 30 of the vibration source position detecting device of the present invention. (A) is
The figure which shows the structure of the vibration sensor which can be attached or detached easily. (B)
The figure which shows the state after the said restoration. FIG. 6C is a diagram showing a sensor that can be changed to a sensor with one touch and a sensor that returns to its original state as a transmission path after restoration (a vibration sensor that can be retrofitted and is integrally molded with plastic).

【図12】振動センサ30の第3,第4の実施例(いず
れも後付け可能な振動センサ)を示す図。(a)は、第
3の実施例、(b)は、第4の実施例であり、いずれ
も、溝付の振動センサ(曲がり角度が臨界角に設定して
ある)及びプラスッチで作られたラセン形の光ファイバ
挿入溝付の振動センサのホルダを示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a third and a fourth embodiment of the vibration sensor 30 (both of which can be retrofitted). (A) is a third embodiment and (b) is a fourth embodiment, both of which are made of a grooved vibration sensor (bending angle is set to a critical angle) and plastch. It is a figure which shows the holder of the vibration sensor with a spiral type optical fiber insertion groove.

【図13】 振動センサ40の第1の実施例(微弱な振
動を検出用)
FIG. 13 is a first example of the vibration sensor 40 (for detecting weak vibration).

【図14】 後付け可能な同じく音叉形の振動センサ3
0の第5の実施例を示す図。
FIG. 14 is a tuning fork type vibration sensor 3 that can be retrofitted.
The figure which shows the 0th 5th Example.

【図15】 コネクタ接続の振動センサ40の第2の実
施例を示す図。(a)は振動センサ40の第3の実施例
で、周期的な反射信号発生手段(回転信号に情報を含ん
でいる)を有する振動センサ。(b)は上記の振動セン
サ40の側面図を示す図。
FIG. 15 is a view showing a second embodiment of the vibration sensor 40 connected to the connector. (A) is a third embodiment of the vibration sensor 40, which is a vibration sensor having a periodic reflection signal generating means (including information in the rotation signal). FIG. 6B is a diagram showing a side view of the vibration sensor 40.

【図16】 温度、湿度の検出用の振動センサ30の第
6の実施例。
FIG. 16 is a sixth embodiment of the vibration sensor 30 for detecting temperature and humidity.

【図17】 光ファイバの設置の実施例を示す図。FIG. 17 is a diagram showing an example of installation of an optical fiber.

【図18】 双方向形の振動源位置検出器を用いた場合
の実施例を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing an embodiment when a bidirectional vibration source position detector is used.

【図19】 は双方向性の振動源位置検出器を用いた場
合の光ファイバの設置の例を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing an example of installation of an optical fiber when a bidirectional vibration source position detector is used.

【図20】 従来例を示す図。FIG. 20 is a view showing a conventional example.

【符号の説明】 1・・・・振動源位置検出器 2・・・・パルス出力手段 2a・・・パルス送出間隔制御及び位相可変手段 2c・・・符号パルス信号発生手段 2d・・・基準パルス発生手段 3・・・・光信号送受手段 3a・・・E/O変換器(LD) 3b・・・光方向性結合器(光スイッチ) 4・・・・O/E変換器(ADP) 5・・・・増幅器 7・・・・表示手段(CRT装置) 8・・・・光ファイバ 9・・・・振動センサ 9a・・・振動源 10・・・表示制御手段 11・・・A/D変換器(データサンプリング及びA/
D変換手段) 12・・・制御手段 13・・・スイッチ手段 15・・・相関演算手段(15c,15d,15e) 15a・・・平均値算出手段 15b・・・距離体レベル対応処理手段 15c・・・ピーク検出手段(振幅) 15d・・・ピーク算出手段(周波数対レベル) 15e・・・フィルタリング手段 15g・・・振動数検出手段 15f・・・相関演算手段 15h・・・切替えスイッチ 15j・・・振動処理手段(横軸が時間に対し縦軸がレ
ベルの表示出力に処理する手段) 16・・・相関手段 20・・・コネクタ 21a・・・メモリa(損失量対距離及び時間の関係デ
ータ) 21b・・・メモリb(高調波信号データテーブル) 21c・・・メモリc(損失量対振幅量の関係データ) 30・・・後付け可能な振動センサの実施例を示す図 40・・・コネクタ接続の振動センサの実施例を示す図 50,50a・・・データ処理手段 p・・・パルス制御信号 q・・・光パルス信号 r・・・戻り光 s・・・スリワリ
[Description of Codes] 1 ... Vibration source position detector 2 ... Pulse output means 2a ... Pulse transmission interval control and phase varying means 2c ... Code pulse signal generating means 2d ... Reference pulse Generating means 3 ... Optical signal transmitting / receiving means 3a ... E / O converter (LD) 3b ... Optical directional coupler (optical switch) 4 ... O / E converter (ADP) 5・ ・ ・ Amplifier 7 ・ ・ ・ ・ Display means (CRT device) 8 ・ ・ ・ ・ Optical fiber 9 ・ ・ ・ ・ Vibration sensor 9 a ・ ・ ・ Vibration source 10 ・ ・ ・ Display control means 11 ・ ・ ・ A / D Converter (data sampling and A /
D conversion means) 12 ... control means 13 ... switch means 15 ... correlation calculation means (15c, 15d, 15e) 15a ... average value calculation means 15b ... distance body level correspondence processing means 15c. ..Peak detection means (amplitude) 15d ... Peak calculation means (frequency vs. level) 15e ... Filtering means 15g ... Frequency detection means 15f ... Correlation calculation means 15h ... Changeover switch 15j ...・ Vibration processing means (means for processing the display output in which the horizontal axis is for time versus the vertical axis is for level) 16 ... Correlation means 20 ... Connector 21a ... Memory a (loss amount vs. distance and time relationship data) 21b ... Memory b (harmonic signal data table) 21c ... Memory c (relationship data of loss amount vs. amplitude amount) 30 ... Implementation of a vibration sensor that can be retrofit Fig. 40 shows the embodiment of the vibration sensor with connector connection 50, 50a ... Data processing means p ... Pulse control signal q ... Optical pulse signal r ... Return light s ...・ Slurry

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図8[Correction target item name] Figure 8

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図8】 [Figure 8]

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光ファイバに光パルスを入射し前記光ファ
イバからのフレネル反射光又は後方散乱光の戻り光を受
光し該戻り光を解析する振動源位置検出器であって、
複数のパルス信号を順次送出するパルス出力手段(2)
と、該パルス出力手段の出力を光信号に変換し前記光フ
ァイバへ送り出すと共に該光ファイバからの戻り光を受
ける光信号送受手段(3)と、 光信号送受手段からの該戻り光を受けて電気信号に変換
するO/E変換器(4)と、 前記戻り光を受領するまでの時間及び戻り光のレベルを
求めて記憶する手段(11,21a)と、 パルス信号が送出された後、それが戻り光として受領さ
れるまでの時間から該光ファイバの所定位置を算出して
出力する制御手段(12)と、 複数のパルス信号を送出後の所定時間後に各々受領され
た複数の戻り光のレベルの時間的な変化から戻り光の周
波数成分を検出し出力するフィルタ手段(15e)と、 該出力結果を表示する表示手段(7)とを備え、 前記光ファイバの所望位置における振動を検出可能にし
たことを特徴とした振動源位置検出器。
1. A vibration source position detector that receives an optical pulse to an optical fiber, receives the return light of Fresnel reflected light or backscattered light from the optical fiber, and analyzes the returned light.
Pulse output means (2) for sequentially transmitting a plurality of pulse signals
An optical signal transmission / reception means (3) for converting the output of the pulse output means into an optical signal, transmitting the optical signal to the optical fiber and receiving return light from the optical fiber, and receiving the return light from the optical signal transmission / reception means. An O / E converter (4) for converting into an electric signal, means (11, 21a) for obtaining and storing the time until the return light is received and the level of the return light, and after the pulse signal is transmitted, Control means (12) for calculating and outputting a predetermined position of the optical fiber from the time until it is received as return light, and a plurality of return lights respectively received after a predetermined time after transmitting a plurality of pulse signals. Is provided with a filter means (15e) for detecting and outputting the frequency component of the return light from the temporal change of the level of the output light, and a display means (7) for displaying the output result, and detecting the vibration at the desired position of the optical fiber. Possible Vibration source position detector characterized in that the.
【請求項2】光ファイバ(8)と、該光ファイバに光パ
ルスを入射し前記光ファイバからのフレネル反射光又は
後方散乱光を受光し該受光した光信号を解析する振動源
位置検出器(1)とを備えた振動源位置検出装置であっ
て、 前記振動源位置検出器(1)は、 複数のパルス信号を順次送出するパルス出力手段(2)
と、該パルス出力手段の出力を光信号に変換し前記光フ
ァイバへ送り出すと共に該光ファイバからの戻り光を受
ける光信号送受手段(3)と、 光信号送受手段からの該戻り光を受けて電気信号に変換
するO/E変換器(4)と、 前記戻り光を受領するまでの時間及び戻り光のレベルを
求めて記憶する手段(11,21a)と、前記パルス信
号の送り間隔を任意に制御するパルス送出間隔制御手段
(2a)と、 該パルス信号が送出された後、それが戻り光として受領
されるまでの時間から該光ファイバの所定位置を算出す
る手段(12)と、 測定結果を表示する表示手段(7)と、間隔が異なる前
記各々の戻り光の該損失量の変化値と前記パルス送出間
隔との相関演算を行い、その演算結果から振動数及び振
幅値データを出力する相関演算手段(15)とを備え、
微弱な戻り光の信号から所望位置における光ファイバの
振動数及び振動振幅を求めるようにしたことを特徴とす
る振動源位置検出装置。
2. An optical fiber (8) and a vibration source position detector (6) for receiving an optical pulse into the optical fiber to receive Fresnel reflected light or backscattered light from the optical fiber and analyzing the received optical signal ( 1) and a vibration source position detector, wherein the vibration source position detector (1) is a pulse output means (2) for sequentially sending a plurality of pulse signals.
An optical signal transmission / reception means (3) for converting the output of the pulse output means into an optical signal, transmitting the optical signal to the optical fiber and receiving return light from the optical fiber, and receiving the return light from the optical signal transmission / reception means. An O / E converter (4) for converting into an electric signal, a means (11, 21a) for obtaining and storing the time until the return light is received and the level of the return light, and a sending interval of the pulse signal are arbitrary. And a pulse transmission interval control means (2a) for controlling the pulse transmission interval, a means (12) for calculating a predetermined position of the optical fiber from the time until the pulse signal is received as return light after being transmitted, A display means (7) for displaying a result and a correlation calculation of the change value of the loss amount of the respective return lights having different intervals and the pulse transmission interval are performed, and the frequency and amplitude value data are output from the calculation result. Correlation calculator With a step (15),
A vibration source position detecting device, wherein a vibration frequency and a vibration amplitude of an optical fiber at a desired position are obtained from a weak return light signal.
【請求項3】光ファイバに光パルスを入射し前記被測定
光ファイバからのフレネル反射光又は後方散乱光を受光
し該受光した光信号を解析する振動源位置検出器であっ
て、 疑似ランダム信号を順次送出するパルス出力手段(2)
と、該パルス出力手段の出力を光信号に変換し前記光フ
ァイバへ送り出すと共に該光ファイバからの戻り光を受
ける光信号送受手段(3)と、 光信号送受手段からの該戻り光を受けて電気信号に変換
するO/E変換器(4)と、 疑似ランダム信号を発生するとともに、その信号を前記
パルス出力手段におくり、所定の遅延時間後に前記疑似
ランダム信号と同一の遅延信号を発生し、かつ、該パル
ス信号が光ファイバに送出された後、それが戻り光とし
て受領されるまでの時間から該光ファイバの所望位置を
算出する手段(12)と、 測定結果を表示する表示手段(7)と、前記戻り光の疑
似ランダム信号と前記制御手段から出力される遅延され
た疑似ランダム信号との相関をとり、相関信号を出力し
記憶する手段(16,21a)と、前記疑似ランダム信
号の各々の戻り光の該損失量の変化を前記手段から読み
だし、その時間的変化に対応した値を前記表示手段に表
示するための手段(15j)とを具備し、微弱な戻り光
の信号から所望位置における光ファイバの振動を求める
ようにしたことを特徴とする振動源位置検出器。
3. A vibration source position detector which receives an optical pulse to an optical fiber, receives Fresnel reflected light or backscattered light from the optical fiber to be measured, and analyzes the received optical signal, which is a pseudo random signal. Pulse output means (2) for sequentially transmitting
An optical signal transmission / reception means (3) for converting the output of the pulse output means into an optical signal, transmitting the optical signal to the optical fiber and receiving return light from the optical fiber, and receiving the return light from the optical signal transmission / reception means. An O / E converter (4) for converting into an electric signal and a pseudo random signal are generated, and the signal is sent to the pulse output means to generate the same delay signal as the pseudo random signal after a predetermined delay time. Also, means (12) for calculating the desired position of the optical fiber from the time after the pulse signal is sent to the optical fiber until it is received as return light, and a display means () for displaying the measurement result. 7), a means (16, 21a) for obtaining a correlation between the pseudo random signal of the return light and the delayed pseudo random signal output from the control means, and outputting and storing the correlation signal; A means (15j) for reading the change of the loss amount of each returning light of the similar random signal from the means and displaying a value corresponding to the time change on the display means, the weak return. A vibration source position detector characterized in that the vibration of an optical fiber at a desired position is obtained from a light signal.
【請求項4】光ファイバに光パルスを入射し前記被測定
光ファイバからのフレネル反射光又は後方散乱光を受光
し該受光した戻り光を解析する振動源位置検出器であっ
て、 複数のパルス信号を順次送出するパルス出力手段(2)
と、該パルス出力手段の出力を光信号に変換し前記光フ
ァイバへ送り出すと共に該光ファイバからの戻り光を受
ける光信号送受手段(3)と、 光信号送受手段からの該戻り光を受けて電気信号に変換
するO/E変換器(4)と、 前記戻り光を受領するまでの時間及び戻り光のレベルを
求めて記憶する手段(11,21a)と、 該出力結果を表示する表示手段(7)とを備え、 パルス信号が光ファイバに送出された後、それが戻り光
として受領されるまでの時間から該光ファイバの所定位
置を算出すると共に前記光パルス出力手段をして、複数
の変調されたバースト信号B送出期間T1 と、バースト
信号Bの休止期間T2 とを交互に1組を1周期T(T1
+T2 )として繰り返し行うよにせしめ、かつ、前記O
/E変換器4をして、該光パルス信号を送信後であっ
て、前記バースト信号の予め定められた最初と、最後の
パルスが戻ってくる間の時間帯T4 で受信のゲートを開
くように制御する制御手段(12)とを備え、 光パルスを送信後、すくなくとも過大な戻り光の受信帯
T3 において受信を断にすることにより、O/E変換器
(4)の飽和を防止することを特徴とした振動源位置検
出器。
4. A vibration source position detector which receives an optical pulse to an optical fiber, receives Fresnel reflected light or backscattered light from the optical fiber to be measured, and analyzes the received return light. Pulse output means for sequentially transmitting signals (2)
An optical signal transmission / reception means (3) for converting the output of the pulse output means into an optical signal, transmitting the optical signal to the optical fiber and receiving return light from the optical fiber, and receiving the return light from the optical signal transmission / reception means. An O / E converter (4) for converting into an electric signal, means (11, 21a) for obtaining and storing the time until the return light is received and the level of the return light, and a display means for displaying the output result (7) is provided, and a predetermined position of the optical fiber is calculated from a time from when the pulse signal is sent to the optical fiber until it is received as return light, and the optical pulse output means is used to make a plurality of The modulated burst signal B transmission period T1 and the burst signal B pause period T2 are alternately set to one cycle T (T1
+ T2) and repeat the above O
After the optical pulse signal is transmitted by the A / E converter 4, the reception gate is opened in the time zone T4 during which the predetermined first and last pulses of the burst signal are returned. To prevent saturation of the O / E converter (4) by interrupting the reception at least in the reception band T3 of the excessive returned light after transmitting the optical pulse. Vibration source position detector characterized by.
【請求項5】バースト状に変調されたコヒーレント光を
被測定光ファイバに入射し、被測光ファイバからの戻り
光を光ホモダイン検波し、被測光ファイバの振動を検出
する振動源位置検出器置において、 コヒーレントな光がバースト状に変調された第1の変調
光を発すると共に、制御手段(12)からの指令によ
り、前記変調信号と同一で遅延された第2の変調光(ロ
ーカル光)を発生する手段(2g)と、 該第1の変調光を被測光ファイバに出射し、かつ、被測
光ファイバからの戻り光を該第2の変調光とを結合する
4端子光結合手段からなる光信号送受手段(3)と、 該結合された光を受けるO/E変換器(4)と、該結合
手段に入射する該第2の変調光を変化させる光可変信号
を発生し、その変調信号を前記パルス出力手段におく
り、所定の遅延時間後に前記変調信号と同一の変調され
た遅延信号を発生する手段(12a)を有し、かつ、該
変調信号が光ファイバに送出された後、それが戻り光と
して受領されるまでの時間から該光ファイバの所望位置
を算出する制御手段(12)と、 前記戻り光の変調信号と前記制御手段から出力される遅
延された変調信号との相関をとり、相関信号を出力し記
憶する手段(16a,21a)と、前記変調信号の各々
の戻り光の該損失量データを前記手段から読みだし、そ
の時間的変化に対応した値を前記表示手段に表示するた
めの手段(15j)とを具備し、微弱な戻り光の信号か
ら所望位置における光ファイバの振動を求めるようにし
たことを特徴とした振動源位置検出器。
5. A vibration source position detector for detecting coherent light, which is modulated in a burst form, into an optical fiber to be measured, performs optical homodyne detection on return light from the optical fiber to be measured, and detects vibration of the optical fiber to be measured. The coherent light emits a first modulated light that is modulated in a burst form, and a second modulated light (local light) that is the same as the modulated signal and delayed is generated by a command from the control means (12). Means (2g) for outputting the first modulated light to the optical fiber to be measured, and a return light from the optical fiber to be coupled with the second modulated light, an optical signal composed of four-terminal optical coupling means. Transmitting / receiving means (3), an O / E converter (4) for receiving the combined light, and an optical variable signal for changing the second modulated light incident on the combining means are generated, and the modulated signal is generated. The pulse output means Having means (12a) for generating the same modulated delayed signal as the modulated signal after a predetermined delay time, and after the modulated signal is sent to the optical fiber until it is received as return light The control means (12) for calculating the desired position of the optical fiber from the time, and the modulated signal of the return light and the delayed modulated signal output from the control means are correlated, and the correlation signal is output and stored. Means (16a, 21a), and means (15j) for reading the loss amount data of the return light of each of the modulated signals from the means and displaying a value corresponding to the temporal change on the display means. And a vibration source position detector characterized in that the vibration of an optical fiber at a desired position is obtained from a weak return light signal.
【請求項6】光ファイバ(8)と、該光ファイバに結合
される振動センサ(9)と、該光ファイバに光パルスを
入射し前記被測定光ファイバからのフレネル反射光又は
後方散乱光を受光し該受光した光信号を解析する請求項
1乃至5項の振動源位置検出器(1)とを備えたことを
特徴とする振動源位置検出装置。
6. An optical fiber (8), a vibration sensor (9) coupled to the optical fiber, an optical pulse incident on the optical fiber, and Fresnel reflected light or backscattered light from the measured optical fiber. A vibration source position detector comprising the vibration source position detector (1) according to any one of claims 1 to 5, which receives the light and analyzes the received optical signal.
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