JPH08219907A - 光ファイバ温度監視センサおよびそれを用いた光ファイバ温度監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単で安価な装置で光伝送路の遠隔地の温度
監視ができる光ファイバ温度監視センサ及びそれを用い
た光ファイバ温度監視方法を提供する。 【構成】 光ファイバ２と所定の温度変化に対して光フ
ァイバ２に屈曲を付与する屈曲付与部材３を有し、屈曲
付与部材３は光ファイバ２をルースに貫通する光ファイ
バ貫通部７を備えた器体４で構成されていて、器体４の
光ファイバ貫通部７の下部には所定の温度で液相から固
相に変化して膨張する物質５が充填されて構成さてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光伝送路の光ファイバの
遠隔温度監視に使用される光ファイバ温度監視センサ及
びそれを用いた光ファイバ温度監視方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】光伝送路を構成している光ファイバは温
度が低くなると光損失が増加する傾向がある。そのた
め、温度が低くなり過ぎると光損失が大きくなり光通信
に支障が発生する。そこで、温度が低くなり光通信に支
障が発生するのを未然に防止する目的で、光伝送路の所
定の場所に温度監視のための装置を設置することが試み
られている。光伝送路の温度を監視することによって、
所定の場所の温度が低下した場合にその場所の光伝送路
を遮断して迂回路に切り換えることによって光通信に支
障がないようにすることができる。温度監視のための装
置は通常、監視センタ等から離れている場所に所定の数
が設置されている。この遠隔地に設置された温度監視装
置の情報を監視センタに送る必要がありそのための手段
が種々、提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この目的に沿う提案の
一つに光ファイバを使用することが当然に出されてい
る。光ファイバで温度監視装置の情報を送るためには温
度監視装置の情報を光信号にすることが必要になる。通
常、温度監視の手段は最終的には電子機器で構成されて
いるのが普通となっているので、この電子機器の情報を
光信号に変換する必要がある。電子機器で構成された温
度監視装置はそのもの自体が高価なものであり、更に温
度監視情報を光信号に変換するための装置が必要になる
ことになる。上記の温度監視装置は光伝送路に所定間隔
で配置されるため光伝送路の規模にもよるが、多数の温
度監視装置及び光変換装置が必要となりその費用も大変
なものとなる。

【０００４】本発明は上記の課題を解決し、簡単で安価
な装置で光伝送路の遠隔地の温度監視ができる光ファイ
バ温度監視センサ及びそれを用いた光ファイバ温度監視
方法を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために以下のような手段を有している。

【０００６】本発明の請求項１の光ファイバ温度監視セ
ンサは、光ファイバと所定の温度変化に対して前記光フ
ァイバに屈曲を付与する屈曲付与部材を有した光ファイ
バ監視センサであって、前記屈曲付与部材は前記光ファ
イバをルースに貫通する光ファイバ貫通部を備えた器体
で構成されていて、前記器体の光ファイバ貫通部の下部
には所定の温度で液相から固相に変化して膨張する物質
が充填されていることを特徴とする。

【０００７】本発明の請求項２の光ファイバ温度監視セ
ンサは、器体に貫通された部分の光ファイバの少なくと
も下部には所定の温度で液相から固相に変化して膨張す
る物質を封止する弾性部材が配置されていることを特徴
とする。

【０００８】本発明の請求項３の光ファイバ温度監視セ
ンサは、弾性部材が弾性シートであることを特徴とす
る。

【０００９】本発明の請求項４の光ファイバ温度監視方
法は、光ファイバと所定の温度変化に対して前記光ファ
イバに屈曲を付与する屈曲付与部材を有し、前記屈曲付
与部材は前記光ファイバをルースに貫通する光ファイバ
貫通部を備えた器体で構成されていて、前記器体の光フ
ァイバ貫通部の下部には所定の温度で液相から固相に変
化して膨張する物質が充填されている光ファイバ温度監
視センサが前記所定の温度変化に対応して、前記屈曲付
与部材の物質が膨張して前記光ファイバに屈曲を付与し
た際に、前記光ファイバを伝搬する光を後方散乱損失測
定法により観測することによって前記光ファイバに対す
る前記所定の温度変化の発生及び発生場所を検知するこ
とを特徴とする。

【００１０】本発明の請求項５の光ファイバ温度監視セ
ンサは、少なくとも一本の光ファイバに対して所定の間
隔で所定の数の光ファイバ温度監視センサが配置されて
いることを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項６の光ファイバ温度監視セ
ンサは、光ファイバ温度監視センサが光伝送路を構成す
る光ケーブルの接続箱に設置されていることを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】本発明の光ファイバ温度監視センサによれば、
光ファイバと所定の温度変化に対して光ファイバに屈曲
を付与する屈曲付与部材を有し、屈曲付与部材は光ファ
イバをルースに貫通する光ファイバ貫通部を備えた器体
で構成されていて、器体の光ファイバ貫通部の下部には
所定の温度で液相から固相に変化して膨張する物質が充
填されて構成されたものなので、安価で簡単な機構で光
ファイバに屈曲を付与することができる。また、所定の
温度で液相から固相に変化して膨張する物質として例え
ば水にＮａＣｌ₂ を溶かした水溶液等が挙げられるよう
に容易に入手可能な物質で所定の温度を設定することが
できる。

【００１３】本発明の光ファイバ温度監視方法によれ
ば、光ファイバと所定の温度変化に対して光ファイバに
屈曲を付与する屈曲付与部材を有し、屈曲付与部材は光
ファイバをルースに貫通する光ファイバ貫通部を備えた
器体で構成されていて、器体の光ファイバ貫通部の下部
には所定の温度で液相から固相に変化して膨張する物質
が充填されている光ファイバ温度監視センサが所定の温
度変化に対応して、屈曲付与部材の物質が膨張して光フ
ァイバに屈曲を付与した際に、光ファイバを伝搬する光
を後方散乱損失測定法により観測することによって光フ
ァイバに対する所定の温度変化の発生及び発生場所を検
知するので以下のような作用を有する。

【００１４】光は光ファイバ中を伝搬するとき、光ファ
イバ中の各部位においてレイリー散乱と呼ばれる後方散
乱を生じる。この後方散乱レベルを時間軸上で検出する
ことにより、光ファイバ中を伝搬する光が、光ファイバ
の各部位における伝搬損失により減衰する様子を連続的
に測定することができる。これを後方散乱損失測定法と
呼び、この方法を実施するための装置として光ファイバ
アナライザ（ＯＴＤＲ）が知られている。通常の光ファ
イバに対して光ファイバアナライザを使用して伝搬光の
状態を観測すると、伝搬光は入射端から出射端に向かっ
て、滑らかに連続して減衰して行く。ところが、光ファ
イバの途中に何らかの障害があり、その部位で光ファイ
バの伝搬損失が局部的に増加すると、光ファイバアナラ
イザには段階的なレベルの低下がその障害が発生した位
置に現れる。

【００１５】そこで、本発明の光ファイバ温度監視セン
サでは、光ファイバと屈曲付与部材とを組み合わせたも
ので、屈曲付与部材として所定の温度で液相から固相に
変化して膨張する物質が充填されている器体で構成され
たものを用いたものである。光ファイバが器体に貫通さ
れ所定の温度で膨張した物質が光ファイバに屈曲を付与
するものである。また、本発明の光ファイバ温度監視方
法では、上記の光ファイバ温度監視センサの屈曲付与部
材で屈曲された光ファイバの伝搬損失を後方散乱損失測
定法によって測定して所定の温度変化の発生及び発生場
所を検知するものである。

【００１６】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。図１（イ）、（ロ）は本発明の光ファイバ温度監視
センサの一実施例を示す断面図で、１は光ファイバ温度
監視センサ、２は光ファイバを内蔵した光ファイバテー
プ心線、３は光ファイバテープ心線２に屈曲を付与する
屈曲付与部材である。屈曲付与部材３は箱状の器体４に
形成されたもので、器体４の内部に所定の温度で液相か
ら固相に変化して膨張する物質として水にＣａＣｌ₂ を
溶かしたＣａＣｌ₂ 水溶液５が充填されている。

【００１７】箱状の器体４の上部には器体４の内部に充
填されたＣａＣｌ₂ 水溶液５が漏れでないように封止す
るゴム製の弾性シートからなる弾性部材６が配置されて
いる。弾性シートからなる弾性部材６の上部には光ファ
イバテープ心線２が貫通する貫通孔７が設けられていて
光ファイバテープ心線２がルースな状態で挿通されてい
る。貫通孔７の上部は弾性部材６に対応する部分にゴム
製の弾性シートからなる保護部材８が配置されていて貫
通孔７に挿通された光ファイバテープ心線２を保護する
ようになっている。

【００１８】上記のように構成された光ファイバ温度監
視センサ１を図２に示すように光伝送路を構成する光ケ
ーブル９の接続箱１０に設置する。１１は光ファイバア
ナライザである。上記のように接続箱１０に設置された
光ファイバ温度監視センサ１が所定の温度例えば−１０
℃の環境下では図３に示すように器体４の内部に充填さ
れたＣａＣｌ₂ 水溶液５が液相から固相に変化して膨張
してゴム製の弾性シートからなる弾性部材６を押し上げ
て貫通孔７に挿通している光ファイバテープ心線２を屈
曲させる。この屈曲によって光ファイバテープ心線２は
局部的に伝搬損失が増加するので、光ファイバアナライ
ザ１１でこの伝搬損失を後方散乱損失測定法によって測
定して所定の温度変化の発生及び発生場所を検知するも
のである。図４は光ファイバテープ心線２が屈曲を受け
る前の光ファイバアナライザ１１の測定結果で、図５は
光ファイバテープ心線２が屈曲を受けた後の光ファイバ
アナライザ１１の測定結果である。図４、図５において
縦軸は伝搬損失、横軸は時間軸である。時間軸は光ファ
イバテープ心線の距離軸に置き換えて読むことができ
る。Ｓは光ファイバ温度監視センサ１の位置である。

【００１９】光ファイバ温度監視センサ１が屈曲を受け
たことにより図５に示すように光ファイバ温度監視セン
サ１の部位で局部的に伝搬損失が増加していることが判
る。以上のように光ファイバ温度監視センサ１の部分で
所定の温度に達したこと及びその部位が検知できること
になる。屈曲により光ファイバテープ心線に局部的に伝
搬損失を増加させる曲率半径としては伝搬波長１．５５
μｍのＳＭ光ファイバで１８ｍｍ〜２０ｍｍ程度が望ま
しい値である。

【００２０】尚、上記実施例では図示の関係で光ファイ
バ温度監視センサ１が接続箱１０に１個設置された例を
説明したが、光ケーブル９の接続箱１０毎に所定間隔で
光ファイバテープ心線２に光ファイバ温度監視センサ１
を複数個設置してもよい。このように所定間隔で光ファ
イバ温度監視センサを設置することによって光伝送路の
温度監視範囲を広くすることができる。また、上記実施
例において、所定の温度で液相から固相に変化して膨張
する物質として水にＣａＣｌ₂ を溶かしたＣａＣｌ₂ 水
溶液について例示したが所定の温度で液相から固相に変
化して膨張する物質はＣａＣｌ₂ 水溶液に限るものでは
なく、所定の温度で液相から固相に変化して膨張する物
質であれば他のものであっても良い。以上説明したよう
に、本発明の光ファイバ温度監視センサ及び光ファイバ
温度監視方法によれば、簡単な安価で装置で光伝送路の
遠隔地の温度監視が可能となる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のうち請求項
１の光ファイバ温度監視センサによれば、光ファイバと
所定の温度変化に対して光ファイバに屈曲を付与する屈
曲付与部材を有し、屈曲付与部材は光ファイバをルース
に貫通する光ファイバ貫通部を備えた器体で構成されて
いて、器体の光ファイバ貫通部の下部には所定の温度で
液相から固相に変化して膨張する物質が充填されて構成
されたものなので、安価で簡単な機構で光ファイバに屈
曲を付与することができる。屈曲を受けた光ファイバは
その部位で局部的の伝搬損失が増加するので光ファイバ
アナライザ等で伝搬損失が増加したことを検知すること
により光ファイバ温度監視センサのところが所定の温度
に達したことを知ることができる。

【００２２】本発明のうち請求項２の光ファイバ温度監
視センサによれば、器体に貫通された部分の光ファイバ
の少なくとも下部には所定の温度で液相から固相に変化
して膨張する物質を封止する弾性部材が配置されている
ので、光ファイバ温度監視センサをどのような向きに設
置しても所定の温度で液相から固相に変化して膨張する
物質が漏れ出るとがないので場所を選ばないで設置する
ことができる。

【００２３】本発明のうち請求項３の光ファイバ温度監
視センサによれば、弾性部材が弾性シートであるので、
光ファイバ貫通孔に挿入されている光ファイバに密着し
て光ファイバに屈曲を付与することができる。

【００２４】本発明のうち請求項４の光ファイバ温度監
視方法によれば、光ファイバと所定の温度変化に対して
光ファイバに屈曲を付与する屈曲付与部材を有し、屈曲
付与部材は光ファイバをルースに貫通する光ファイバ貫
通部を備えた器体で構成されていて、器体の光ファイバ
貫通部の下部には所定の温度で液相から固相に変化して
膨張する物質が充填されている光ファイバ温度監視セン
サが所定の温度変化に対応して、屈曲付与部材の物質が
膨張して光ファイバに屈曲を付与した際に、光ファイバ
を伝搬する光を後方散乱損失測定法により観測すること
によって光ファイバに対する所定の温度変化の発生及び
発生場所を検知するので、光伝送路の遠隔地の温度監視
が簡単で容易に達成できる。また、温度変化を検知する
ことによって、光伝送路が温度変化により損失増加し、
通信に支障をきたす以前に迂回路に切り換えて、通信障
害の発生を未然に防止することができる。

【００２５】本発明のうち請求項５の光ファイバ温度監
視方法によれば、少なくとも一本の光ファイバに対して
所定の間隔で所定の数の光ファイバ温度監視センサが配
置されているので、少なくとも一本の光ファイバで光伝
送路の遠隔地の複数場所の温度監視が簡単で容易に達成
できる。

【００２６】本発明のうち請求項６の光ファイバ温度監
視方法によれば、光ファイバ温度監視センサが光伝送路
を構成する光ケーブルの接続箱に設置されているので、
光ファイバ温度監視センサを設置する場所を特別に設け
ないでも済むことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）は本発明の光ファイバ温度監視センサの
一実施例を示す断面図、（ロ）は図（イ）のＡ−Ａ線断
面図である。

【図２】図１の光ファイバ温度監視センサを用いた本発
明の光ファイバ温度監視方法の一実施例を示す説明図で
ある。

【図３】図１の光ファイバ温度監視センサの動作状態の
一例を示す断面図である。

【図４】図２の光ファイバ温度監視方法で検知した測定
結果を示す説明図である。

【図５】図２の光ファイバ温度監視方法で検知した他の
測定結果を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 光ファイバ温度監視センサ ２ 光ファイバテープ心線 ３ 屈曲付与部材 ４ 器体 ５ ＣａＣｌ₂ 水溶液 ６ 弾性部材 ７ 貫通孔 ９ 光ケーブル １０ 接続箱 １１ 光ファイバアナライザ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバと所定の温度変化に対して前
   記光ファイバに屈曲を付与する屈曲付与部材を有した光
   ファイバ監視センサであって、前記屈曲付与部材は前記
   光ファイバをルースに貫通する光ファイバ貫通部を備え
   た器体で構成されていて、前記器体の光ファイバ貫通部
   の下部には所定の温度で液相から固相に変化して膨張す
   る物質が充填されていることを特徴とする光ファイバ温
   度監視センサ。
2. 【請求項２】 器体に貫通された部分の光ファイバの少
   なくとも下部には所定の温度で液相から固相に変化して
   膨張する物質を封止する弾性部材が配置されていること
   を特徴とする請求項１記載の光ファイバ温度監視セン
   サ。
3. 【請求項３】 弾性部材が弾性シートであることを特徴
   とする請求項２記載の光ファイバ温度監視センサ。
4. 【請求項４】 光ファイバと所定の温度変化に対して前
   記光ファイバに屈曲を付与する屈曲付与部材を有し、前
   記屈曲付与部材は前記光ファイバをルースに貫通する光
   ファイバ貫通部を備えた器体で構成されていて、前記器
   体の光ファイバ貫通部の下部には所定の温度で液相から
   固相に変化して膨張する物質が充填されている光ファイ
   バ温度監視センサが前記所定の温度変化に対応して、前
   記屈曲付与部材の物質が膨張して前記光ファイバに屈曲
   を付与した際に、前記光ファイバを伝搬する光を後方散
   乱損失測定法により観測することによって前記光ファイ
   バに対する前記所定の温度変化の発生及び発生場所を検
   知することを特徴とする光ファイバ温度監視方法。
5. 【請求項５】 少なくとも一本の光ファイバに対して所
   定の間隔で所定の数の光ファイバ温度監視センサが配置
   されていることを特徴とする請求項４記載の光ファイバ
   温度監視方法。
6. 【請求項６】 光ファイバ温度監視センサが光伝送路を
   構成する光ケーブルの接続箱に設置されていることを特
   徴とする請求項４記載の光ファイバ温度監視方法。