JPH0943141A - Gas detecting device - Google Patents

Gas detecting device

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Publication number
JPH0943141A
JPH0943141A JP7196585A JP19658595A JPH0943141A JP H0943141 A JPH0943141 A JP H0943141A JP 7196585 A JP7196585 A JP 7196585A JP 19658595 A JP19658595 A JP 19658595A JP H0943141 A JPH0943141 A JP H0943141A
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JP
Japan
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optical
light
optical pulse
gas
pulse
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Application number
JP7196585A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Okamoto
和弘 岡本
Hiroo Kashimoto
廣男 樫本
Atsuro Sen
敦郎 千
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Osaka Gas Co Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0943141A publication Critical patent/JPH0943141A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas detecting device which can detect a gas at a plurality of locations. SOLUTION: Optical pulses from an optical pulse generating device 1 are made to enter a first light branching device 5a and part of the pulses is introduced to a first light sending device 6a as first optical pulses. Of the first optical pulses discharged to a space as a first light beam 12a, a specific spectral component is absorbed by a gas when the gas exists in the space, received by means of a first light receiving device 7a, and converted into two kinds of optical pulses of first and second wavelength components by means of a first reflection type wavelength separator 3a, an optical pulse delaying device 4, and a second reflection type wavelength selecting separator 3b after passing through a first photocoupler 8a and a directional photocoupler 2 and the optical pulses arrive at a photodetector 9 with a time lag. The photodetector 9 converts the optical pulses into electric signals and the signals are successively sampled by means of a sampling circuit 10 and processed as signals by means of the a signal processing circuit 11.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数箇所における
ガスを光学的に検知する多点ガス検知装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multipoint gas detector which optically detects gas at a plurality of locations.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスを光学的に検知する従来のガス検知
装置には、ガスの分光スペクトルを検出するものや、ガ
スによる特定波長の光の吸収を検出するものがある。
2. Description of the Related Art Conventional gas detectors that optically detect gas include those that detect the spectral spectrum of the gas and those that detect the absorption of light of a specific wavelength by the gas.

【0003】図12は、第1の従来技術のブロック図で
あり、図13は、ガスが存在しないときの、図14は、
ガスが存在するときの分光スペクトルを示す線図、図1
5は、図12と図13の分光スペクトルの差分を示す線
図である。図中、20は白色光源、21は光送出器、2
2は光ビーム、23は受光器、24は分光器、25は信
号処理回路である。この従来技術は、分光スペクトルを
検出するガス検知装置である。
FIG. 12 is a block diagram of the first prior art, FIG. 13 is a diagram when gas is not present, and FIG.
Diagram showing the spectrum in the presence of gas, Fig. 1
FIG. 5 is a diagram showing a difference between the spectrums of FIGS. 12 and 13. In the figure, 20 is a white light source, 21 is an optical transmitter, and 2
2 is a light beam, 23 is a light receiver, 24 is a spectroscope, and 25 is a signal processing circuit. This conventional technique is a gas detection device that detects a spectrum.

【0004】図12において、白色光源20の出力光
は、光送出器21で光ビーム22に変換されて空間に放
出され、この光ビーム22は、受光器23で受光され、
分光器24で分光測定され、信号処理回路25で分光器
24の分光スペクトル波形を処理する。
In FIG. 12, the output light of the white light source 20 is converted into a light beam 22 by a light transmitter 21 and emitted into a space, and this light beam 22 is received by a light receiver 23,
The spectroscope 24 performs spectroscopic measurement, and the signal processing circuit 25 processes the spectroscopic spectrum waveform of the spectroscope 24.

【0005】図13に示された、光送出器21と受光器
23間にガスが無いときの分光スペクトルは、白色光源
20のスペクトルそのものとなり光スペクトル幅が広
い。一方、図14に示された、ガスがあるときの分光ス
ペクトルは、特定の波長の光が吸収されたものとなる。
波形処理回路25で両スペクトルの差分をとると、図1
5に示されたスペクトルとなる。この差分スペクトル上
において、吸収スペクトルの発生する波長を検出し、そ
の吸収量を定量化することにより、ガスの種類およびそ
の濃度を特定することができる。
The spectrum shown in FIG. 13 when there is no gas between the light transmitter 21 and the light receiver 23 becomes the spectrum of the white light source 20 itself, and the light spectrum width is wide. On the other hand, the spectral spectrum shown in FIG. 14 in the presence of gas is the absorption of light of a specific wavelength.
When the difference between the two spectra is calculated by the waveform processing circuit 25, the result shown in FIG.
The spectrum shown in FIG. The type of gas and its concentration can be specified by detecting the wavelength at which the absorption spectrum is generated and quantifying the amount of absorption on this difference spectrum.

【0006】しかし、この従来技術においては、高価な
分光器24を用いており、測定対象箇所を多点化する場
合には、光送出器21および受光器23を複数化するだ
けでなく、この分光器24も測定箇所の数だけ使用する
必要があるため、その費用は膨大なものになる。さら
に、光源20に白色光源を使用しているため、その出力
光の絶対強度が弱いため測定精度にも問題がある。
However, in this prior art, an expensive spectroscope 24 is used, and when the number of measurement target points is increased, not only the optical transmitter 21 and the photodetector 23 are plural, but Since it is necessary to use the spectroscope 24 as many as the measurement points, the cost thereof becomes enormous. Furthermore, since a white light source is used as the light source 20, the absolute intensity of the output light thereof is weak, which causes a problem in measurement accuracy.

【0007】図16は、第2の従来技術のブロック図で
あり、図17は、ガスによる吸収のある波長の光信号
の、図18は、ガスによる吸収のない波長の光信号のサ
ンプリング出力の説明図である。図中、30は高出力光
パルス発生器、31はラマンファイバ、32は光送出
器、33は受光器、34は波長選択光分波器、35a,
35bは光検出器、36a,36bはサンプリング回
路、37は信号処理回路である。この従来技術は、ガス
による特定波長の光の吸収を検出し、光ビームの強度の
変化を時間軸上の波形で表示し、光送出器と受光器の間
のガスの有無を検出するガス検出器であり、特開平6−
229915号公報で知られている。
FIG. 16 is a block diagram of the second prior art, FIG. 17 is a sampling output of an optical signal having a wavelength which is absorbed by gas, and FIG. 18 is a sampling output of an optical signal having a wavelength which is not absorbed by gas. FIG. In the figure, 30 is a high output optical pulse generator, 31 is a Raman fiber, 32 is an optical transmitter, 33 is a light receiver, 34 is a wavelength selective optical demultiplexer, 35a,
Reference numeral 35b is a photodetector, 36a and 36b are sampling circuits, and 37 is a signal processing circuit. This prior art is a gas detection that detects the absorption of light of a specific wavelength by gas, displays the change in the intensity of the light beam as a waveform on the time axis, and detects the presence or absence of gas between the light transmitter and the light receiver. Device, which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-
It is known from Japanese Patent No. 229915.

【0008】図16において、高出力光パルス発生器2
0は、固体レーザや希土類元素添加光ファイバを利用し
たレーザである。ラマンファイバ31は、分散シフトフ
ァイバや金属元素を添加した光ファイバであり、高出力
の光を入射して誘導ラマン散乱現象を起こし、広帯域の
光を出力したり特定波長をシフトしたりするものであ
る。
In FIG. 16, a high power optical pulse generator 2
Reference numeral 0 is a laser using a solid-state laser or a rare earth element-doped optical fiber. The Raman fiber 31 is a dispersion-shifted fiber or an optical fiber to which a metal element is added. The Raman fiber 31 causes a stimulated Raman scattering phenomenon by injecting high-power light, and outputs a broadband light or shifts a specific wavelength. is there.

【0009】高出力光パルス発生器30の出力光は、ラ
マンファイバ31を介し光送出器32で光ビーム38に
変換されて空間に放出され、この光ビーム38は、受光
器33で受光され、受光された光ビーム38から、ガス
による光の吸収のある波長λa ,吸収のない波長λbの
2つの光が波長選択分離器34で抽出される。波長
λa ,波長λb の光は、それぞれ、光検出器35a,3
5bで電気信号の強度に変換され、サンプリング回路3
6a,36bでサンプリングされ、サンプリングされた
信号を信号処理回路37で処理される。
The output light of the high-power optical pulse generator 30 is converted into a light beam 38 by a light transmitter 32 via a Raman fiber 31 and emitted into space, and this light beam 38 is received by a light receiver 33, From the received light beam 38, two lights having a wavelength λ a with absorption of light by the gas and a wavelength λ b without absorption of the gas are extracted by the wavelength selective separator 34. The light having the wavelength λ a and the light having the wavelength λ b are respectively detected by the photodetectors 35a and 3a.
Sampling circuit 3 converts the intensity of the electric signal at 5b.
The signals sampled by 6a and 36b are processed by the signal processing circuit 37.

【0010】図17,図18に示されたサンプリング出
力において、ガスにより吸収される波長λa の光信号に
対応するサンプリング出力Pa の強度は、ガスにより吸
収されない波長λb の光信号に対応するサンプリング出
力Pb の強度よりも低い。
In the sampling outputs shown in FIGS. 17 and 18, the intensity of the sampling output P a corresponding to the optical signal of wavelength λ a absorbed by gas corresponds to the optical signal of wavelength λ b not absorbed by gas. Is lower than the intensity of the sampling output P b .

【0011】上述した第2の従来技術のガス検出器は、
ガスの有無を検出するものであるが、図16の信号処理
回路37において、サンプリングされた信号の強度を比
較、演算し、サンプリング出力Pa ,Pb の強度差を測
定するように変形することにより、ガスの濃度を検知す
ることも可能である。
The above-mentioned second prior art gas detector is
Although the presence or absence of gas is detected, the signal processing circuit 37 of FIG. 16 is modified so as to compare and calculate the intensities of the sampled signals and measure the intensity difference between the sampling outputs P a and P b. It is also possible to detect the gas concentration.

【0012】しかし、この第2の従来技術を上述のよう
に変形した場合でも、複数種類のガスを同時に検知する
ためには、この測定対象ガスの種類の数に応じて使用す
る波長の数を増やす必要がある。また、波長選択光分波
器34は、使用する波長の数が増えるにつれて選択すべ
き波長の数が増えるから、内部構成が複雑となり、大型
かつ高価なものになる。同時に、使用する波長の数だけ
の光検出器35,サンプリング回路36も必要で、装置
全体として非常に大型かつ高価なものとなるという問題
がある。
However, even when the second conventional technique is modified as described above, in order to detect a plurality of kinds of gases at the same time, the number of wavelengths to be used is determined according to the number of kinds of measurement target gases. Need to increase. Further, the wavelength-selective optical demultiplexer 34 has a large internal configuration because the number of wavelengths to be selected increases as the number of wavelengths to be used increases, resulting in a large size and high cost. At the same time, the photo detectors 35 and the sampling circuits 36 corresponding to the number of wavelengths to be used are also required, which causes a problem that the entire apparatus becomes very large and expensive.

【0013】爆発範囲濃度にある可燃性ガスの測定を行
なう場合には、安全のために光パルスのエネルギーをで
きる限り低くすることが望ましい。しかし、この従来技
術では、光パルスの出力を低下させると測定感度が犠牲
になってしまうという問題がある。また、高エネルギー
の光パルスを取り扱う場合には、そのパルスが伝送され
る全ての光部品について高エネルギー耐久性が求めら
れ、結果として高価になるという問題もある。
When measuring a flammable gas in an explosive range of concentration, it is desirable to keep the energy of the light pulse as low as possible for safety. However, this conventional technique has a problem that the measurement sensitivity is sacrificed when the output of the optical pulse is reduced. Further, when handling a high energy light pulse, there is also a problem that high energy durability is required for all optical components to which the pulse is transmitted, resulting in an increase in cost.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、複数の箇所におけるガスを
複数の波長の光を用いて検知するガス検知装置、さらに
は、複数種類のガスを検知でき、測定感度を低下させる
ことなく爆発性ガスに対する安全性も高められるガス検
知装置を提供することを課題とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a gas detection device for detecting gas at a plurality of locations by using light having a plurality of wavelengths, and further, a plurality of types of gas detection apparatus. An object of the present invention is to provide a gas detection device capable of detecting a gas and improving safety against an explosive gas without lowering measurement sensitivity.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
おいては、ガス検知装置において、光パルス発生装置
と、該光パルス発生装置に接続され、光パルスをm個の
光パルスに分岐する光分岐部と、該光分岐部に接続さ
れ、光パルスを光ビームに変換し空間に放出するm個の
光送出器と、該光送出器から放出された光ビームを受光
するm個の受光器と、該m個の受光器に接続され、m個
の光パルスを結合する光結合部と、該光結合部に接続さ
れる光方向性結合器と、該光方向性結合器に縦列に接続
されることにより前記光結合部に結合され、光パルスを
互いに異なるn個の波長に分離するn個の反射型波長選
択分離器と、該n個の反射型波長選択分離器間に接続さ
れるn−1個の光パルス遅延器と、前記光方向性結合器
に接続されることにより前記n個の反射型波長選択分離
器に結合され、光パルスを時間順次に電気信号に変換す
る1個の光検出器と、該光検出器の出力を時間軸上でサ
ンプリングするサンプリング回路と、該サンプリング回
路の出力を処理しm個の光送出器および受光器の間のガ
スを検知する信号処理部を有することを特徴とするもの
である。
According to a first aspect of the present invention, in a gas detector, an optical pulse generator is connected to the optical pulse generator, and the optical pulse is branched into m optical pulses. A light branching unit, m light transmitters connected to the light branching unit, which convert a light pulse into a light beam and emit the light beam into a space, and m light receiving units which receive the light beam emitted from the light transmitter unit. Device, an optical coupling unit connected to the m light receiving units, for coupling m light pulses, an optical directional coupler connected to the optical coupling unit, and the optical directional couplers in series. It is connected to the optical coupling part by being connected, and is connected between n reflection-type wavelength selective demultiplexers for separating an optical pulse into n different wavelengths from each other and the n reflection-type wavelength selective demultiplexers. N−1 optical pulse delay devices, and by connecting to the optical directional coupler. A photodetector coupled to the n reflection-type wavelength selective demultiplexers for converting light pulses into electric signals in a time-sequential manner; and a sampling circuit for sampling the output of the photodetectors on a time axis, The present invention is characterized by having a signal processing unit for processing the output of the sampling circuit and detecting the gas between the m light transmitters and the light receivers.

【0016】請求項2に記載の発明においては、ガス検
知装置において、光パルス発生装置と、該光パルス発生
装置に接続され、光パルスをm個の光パルスに分岐する
光分岐部と、該光分岐部に接続されるm個の光送受光器
別光方向性結合器と、該光送受光器別光方向性結合器に
接続されることにより前記光分岐部に結合され、光パル
スを光ビームに変換し空間に放出し、前記光ビームの戻
り光を受光するm個の光送受光器と、前記光ビームを前
記戻り光として反射させるm個の反射体と、前記m個の
光送受光器別光方向性結合器に接続されることにより前
記m個の光送受光器に結合され、m個の光パルスを結合
する光結合部と、該光結合部に接続される光方向性結合
器と、該光方向性結合器に縦列に接続されることにより
前記光結合部に結合され、光パルスを互いに異なるn個
の波長に分離するn個の反射型波長選択分離器と、該n
個の反射型波長選択分離器間に接続されるn−1個の光
パルス遅延器と、前記光方向性結合器に接続されること
により前記n個の反射型波長選択分離器に結合され、光
パルスを時間順次に電気信号に変換する1個の光検出器
と、該光検出器の出力を時間軸上でサンプリングするサ
ンプリング回路と、該サンプリング回路の出力を処理し
m個の光送出器および受光器の間のガスを検知する信号
処理部を有することを特徴とするものである。
According to the second aspect of the present invention, in the gas detection device, an optical pulse generator, an optical branching unit connected to the optical pulse generator and branching the optical pulse into m optical pulses, The m optical directional couplers for each optical transmitter / receiver connected to the optical branching unit and the optical directional couplers for each optical transmitter / receiver are coupled to the optical branching unit to couple the optical pulses. M light transmitters / receivers for converting the light beam into a light beam and emitting the light beam to the space, receiving the return light of the light beam, m reflectors for reflecting the light beam as the return light, and the m light An optical coupling unit that is coupled to the m optical transmitters / receivers by being connected to the optical directional couplers for each of the transmitters / receivers, and couples the m optical pulses, and the optical direction connected to the optical coupling unit. Directional coupler and the optical directional coupler connected in series to the optical coupler. Is, n number of reflective wavelength selective separator for separating light pulses different in the n wavelengths from each other, the n
N-1 optical pulse delay devices connected between the reflection type wavelength selective demultiplexers, and coupled to the n reflection type wavelength selective demultiplexers by being connected to the optical directional coupler, One photodetector for converting an optical pulse into an electric signal in time sequence, a sampling circuit for sampling the output of the photodetector on the time axis, and m optical transmitters for processing the output of the sampling circuit And a signal processing unit for detecting the gas between the light receivers.

【0017】請求項3に記載の発明においては、ガス検
知装置において、光パルス発生装置と、該光パルス発生
装置に接続される光方向性結合器と、該光方向性結合器
に縦列に接続されることにより前記光パルス発生装置に
結合され、光パルスを互いに異なるn個の波長に分離す
るn個の反射型波長選択分離器と、該n個の反射型波長
選択分離器間に接続されるn−1個の光パルス遅延器
と、前記光方向性結合器に接続されることにより前記n
個の反射型波長選択分離器に結合され、光パルスをm個
の光パルスに分岐する光分岐部と、該光分岐部に接続さ
れ、光パルスを光ビームに変換し空間に放出するm個の
光送出器と、該光送出器から放出された光ビームを受光
するm個の受光器と、該m個の受光器に接続され、m個
の光パルスを結合する光結合部と、該光結合部に接続さ
れ、光パルスを電気信号に変換する1個の光検出器と、
該光検出器の出力を時間軸上でサンプリングするサンプ
リング回路と、該サンプリング回路の出力を処理しm個
の光送出器および受光器の間のガスを検知する信号処理
部を有することを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the gas detection device, an optical pulse generator, an optical directional coupler connected to the optical pulse generator, and a tandem connection to the optical directional coupler. By being connected to the optical pulse generator, and is connected between n reflection-type wavelength selective demultiplexers for separating an optical pulse into n different wavelengths and the n reflection-type wavelength selective demultiplexers. N−1 optical pulse delay devices, and the n optical pulse delay devices connected to the optical directional coupler.
And an optical branching unit which is coupled to the reflection type wavelength selective separators and branches the optical pulse into m optical pulses, and m units which are connected to the optical branching unit and convert the optical pulse into a light beam and emit it to the space. Optical transmitters, m light receivers for receiving the light beams emitted from the light transmitters, an optical coupling unit connected to the m light receivers for coupling m light pulses, A photodetector connected to the optical coupling section for converting the optical pulse into an electrical signal;
A sampling circuit for sampling the output of the photodetector on a time axis, and a signal processing unit for processing the output of the sampling circuit and detecting gas between m light transmitters and photodetectors. To do.

【0018】請求項4に記載の発明においては、ガス検
知装置において、光パルス発生装置と、該光パルス発生
装置に接続される光方向性結合器と、該光方向性結合器
に縦列に接続されることにより前記光パルス発生装置に
結合され、光パルスを互いに異なるn個の波長に分離す
るn個の反射型波長選択分離器と、該n個の反射型波長
選択分離器間に接続されるn−1個の光パルス遅延器
と、前記光方向性結合器に接続されることにより前記n
個の反射型波長選択分離器に結合され、光パルスをm個
の光パルスに分岐する光分岐部と、該光分岐部に接続さ
れるm個の光送受光器別光方向性結合器と、該光送受光
器別光方向性結合器に接続されることにより前記光分岐
部に結合され、光パルスを光ビームに変換し空間に放出
し、前記光ビームの戻り光を受光するm個の光送受光器
と、前記光ビームを前記戻り光として反射させるm個の
反射体と、前記m個の光送受光器別光方向性結合器に接
続されることにより前記m個の光送受光器に結合され、
m個の光パルスを結合する光結合部と、該光結合部に接
続され光パルスを電気信号に変換する1個の光検出器
と、該光検出器の出力を時間軸上でサンプリングするサ
ンプリング回路と、該サンプリング回路の出力を処理し
m個の光送出器および受光器の間のガスを検知する信号
処理部を有することを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the invention, in the gas detection device, an optical pulse generator, an optical directional coupler connected to the optical pulse generator, and a tandem connection to the optical directional coupler. By being connected to the optical pulse generator, and is connected between n reflection-type wavelength selective demultiplexers for separating an optical pulse into n different wavelengths and the n reflection-type wavelength selective demultiplexers. N−1 optical pulse delay devices, and the n optical pulse delay devices connected to the optical directional coupler.
An optical branching unit which is coupled to the reflection type wavelength selective demultiplexer and branches the optical pulse into m optical pulses, and m optical transmitter / receiver-specific optical directional couplers connected to the optical branching unit. , M units that are coupled to the optical branching unit by being connected to the optical directional couplers for each optical transmitter / receiver, convert optical pulses into optical beams and emit them into space, and receive return light of the optical beams Optical transmitters / receivers, m reflectors that reflect the light beam as the return light, and the m optical transmitters / receivers are connected to the optical directional couplers. Coupled to the receiver,
An optical coupling unit for coupling m optical pulses, one photodetector connected to the optical coupling unit for converting the optical pulses into an electrical signal, and sampling for sampling the output of the photodetector on the time axis It is characterized by having a circuit and a signal processing unit for processing the output of the sampling circuit and detecting the gas between the m light transmitters and the light receivers.

【0019】請求項5に記載の発明においては、請求項
1ないし4のいずれか1項に記載のガス検知装置におい
て、前記光分岐部は、光パルスを順次分岐するm−1個
の光分岐器を有し、前記光結合部は、光パルスを順次結
合するm−1個の光結合器を有することを特徴とするも
のである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the gas detection device according to any one of the first to fourth aspects, the light branching section is m-1 number of light branches for sequentially branching light pulses. Optical coupler, and the optical coupling section has m-1 optical couplers for sequentially coupling optical pulses.

【0020】請求項6に記載の発明においては、請求項
1ないし5のいずれか1項に記載のガス検知装置におい
て、前記反射型波長選択分離器のうち少なくとも1個
は、検知対象ガスで吸収されない波長を選択分離し、前
記信号処理部は、検知対象ガスで吸収される波長の光パ
ルスに対応するサンプリング出力と、前記検知対象ガス
で吸収されない波長の光パルスに対応するサンプリング
出力との強度比を得ることを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the gas detection device according to any one of the first to fifth aspects, at least one of the reflection type wavelength selective separators is absorbed by a gas to be detected. The signal processing unit selectively separates the wavelengths that are not separated, and the signal processing unit intensifies the sampling output corresponding to the optical pulse of the wavelength absorbed by the detection target gas and the sampling output corresponding to the optical pulse of the wavelength not absorbed by the detection target gas. It is characterized by obtaining a ratio.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施の形
態のブロック図である。図2は、光パルス発生装置から
の出射光のスペクトルを表わす線図である。図3は、メ
タンガスがある場合に受光された光のスペクトルを表わ
す線図である。図4,図5,図6は、それぞれ、試作し
た波長選択分離器の入射光,反射光,透過光のスペクト
ルを表わす線図である。図7は、光信号に対応するサン
プリング出力の第1の説明図、図8は、同じく第2の説
明図である。図中、1は光パルス発生装置、2は光方向
性結合器、3a,3bは第1,第2の反射型波長選択分
離器、4は光パルス遅延器、5a,5bは第1,第2の
光分岐器、6a,6b,6cは第1ないし第3の光送出
器、7a,7b,7cは第1ないし第3の受光器、8
a,8bは第1,第2の光結合器、9は光検出器、10
はサンプリング回路、11は信号処理部、12a,12
b,12cは第1ないし第3の光ビームである。この実
施の形態は、1個の光検出器9と1個のサンプリング回
路10を用い、3箇所におけるガス検知が可能なガス検
知装置である。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a spectrum of light emitted from the optical pulse generator. FIG. 3 is a diagram showing a spectrum of light received when methane gas is present. 4, FIG. 5, and FIG. 6 are diagrams showing the spectra of incident light, reflected light, and transmitted light, respectively, of the prototype wavelength selective separator. FIG. 7 is a first explanatory diagram of sampling output corresponding to an optical signal, and FIG. 8 is a second explanatory diagram thereof. In the figure, 1 is an optical pulse generator, 2 is an optical directional coupler, 3a and 3b are first and second reflection type wavelength selective separators, 4 is an optical pulse delay device, 5a and 5b are first and first optical pulse delay devices. 2 optical branching devices, 6a, 6b and 6c are first to third optical transmitters, 7a, 7b and 7c are first to third optical receivers, and 8
a, 8b are first and second optical couplers, 9 is a photodetector, 10
Is a sampling circuit, 11 is a signal processing unit, and 12a, 12
Reference numerals b and 12c are first to third light beams. This embodiment is a gas detection device that can detect gas at three locations by using one photodetector 9 and one sampling circuit 10.

【0022】図1を参照し、全体構成を説明する。光パ
ルス発生装置1は、光ファイバ等の光伝送路を介して2
分岐型の第1の光分岐器5aに接続され、この第1の出
力は同様の光伝送路を介して2分岐型の第2の光分岐器
5bに接続される。第1の光分岐器5aの第2の出力
は、光伝送路を介して第1の光送出器6aに接続され
る。第1の光送出器6aから第1の光ビーム12aが空
間に放出され、第1の受光器7aは、この第1の光ビー
ム12aを受光し、光伝送路を介して第1の結合器8a
の第2の入力に接続される。
The overall structure will be described with reference to FIG. The optical pulse generator 1 is configured to operate via an optical transmission line such as an optical fiber.
It is connected to the first optical branching device 5a of branching type, and the first output is connected to the second optical branching device 5b of two branching type via the same optical transmission line. The second output of the first optical branching device 5a is connected to the first optical transmitter 6a via an optical transmission line. The first light beam 12a is emitted into the space from the first light transmitter 6a, the first light receiver 7a receives the first light beam 12a, and the first coupler is connected via the light transmission path. 8a
Is connected to the second input of.

【0023】同様に、第2の光分岐器5bの第2の出力
は、光伝送路を介して第2の光送出器6bに接続され
る。第2の光送出器6bから第2の光ビーム12bが空
間に放出され、第2の受光器7bは、この第2の光ビー
ム12bを受光し、光伝送路を介して第2の結合器8b
の第2の入力に接続される。
Similarly, the second output of the second optical branching device 5b is connected to the second optical transmitter 6b via the optical transmission line. The second light beam 12b is emitted into the space from the second light transmitter 6b, and the second light receiver 7b receives the second light beam 12b and then the second coupler via the optical transmission line. 8b
Is connected to the second input of.

【0024】第2の光分岐器5bの第1の分岐出力は、
光伝送路を介して第3の光送出器6cに接続される。第
3の光送出器6cから第3の光ビーム12cが空間に放
出され、第3の受光器7cは、この第3の光ビーム12
cを受光し、光伝送路を介して第2の結合器8bの第1
の入力に接続される。
The first branch output of the second optical branching device 5b is
It is connected to the third optical transmitter 6c via an optical transmission line. The third light beam 12c is emitted from the third light transmitter 6c into the space, and the third light receiver 7c receives the third light beam 12c.
c of the second coupler 8b is received via the optical transmission line.
Connected to the input of.

【0025】第2の光結合器8bの出力は、光伝送路を
介して第1の光結合器8aの第1の入力に接続され、第
1の光結合器8aの出力は、光伝送路を介して光方向性
結合器2の第1のポートに接続され、光方向性結合器2
の第2のポートは、光伝送路を介して波長λ1 の光のみ
を反射させる第1の反射型波長選択分離器3aに接続さ
れ、第1の反射型波長選択分離器3aは、光パルス遅延
器4を介して波長λ2の光のみを反射させる第2の反射
型波長選択分離器3bに接続される。光方向性結合器2
の第3のポートは、光伝送路を介して光検出器9に接続
され、光検出器9の電気信号出力は、サンプリング回路
10を介して信号処理部11に接続される。
The output of the second optical coupler 8b is connected to the first input of the first optical coupler 8a via the optical transmission line, and the output of the first optical coupler 8a is connected to the optical transmission line. Connected to the first port of the optical directional coupler 2 via the optical directional coupler 2
The second port of is connected to the first reflection type wavelength selective demultiplexer 3a which reflects only the light of wavelength λ 1 through the optical transmission line, and the first reflection type wavelength selective demultiplexer 3a is It is connected to the second reflection type wavelength selective demultiplexer 3b which reflects only the light of wavelength λ 2 via the delay device 4. Optical directional coupler 2
The third port of is connected to the photodetector 9 via the optical transmission line, and the electric signal output of the photodetector 9 is connected to the signal processing unit 11 via the sampling circuit 10.

【0026】なお、図1は、ガス検知箇所の数mが3の
場合のガス検知装置のブロック図であるが、ガス検知箇
所の数mが2の場合、ガス検知箇所がさらに多数の場合
も同様であり、2以上の整数であるmの数に応じて、光
送出器6,光結合器8がm個並列的に設けられ、光分岐
器5,受光器7がm−1個設けられる。
FIG. 1 is a block diagram of the gas detecting device when the number m of gas detecting points is 3, but when the number m of gas detecting points is 2, the number of gas detecting points may be increased. Similarly, m optical transmitters 6 and optical couplers 8 are provided in parallel, and optical branching devices 5 and optical receivers 7 are provided m-1 in accordance with the number of m which is an integer of 2 or more. .

【0027】図1のブロック図の各部の構成について説
明する。光パルス発生装置1は、高出力のパルスを発生
させるが、光パルスの出力強度は、測定感度を向上させ
るためにもできる限り高出力であることが望ましい。ま
た、その波長スペクトルは、測定対象ガスの光吸収が存
在する波長範囲に広がっていることが望ましく、特に、
多種のガスの測定を行なう場合、できる限り広いスペク
トルを持つことが望ましい。
The configuration of each part of the block diagram of FIG. 1 will be described. The optical pulse generator 1 generates a high output pulse, but the output intensity of the optical pulse is preferably as high as possible in order to improve the measurement sensitivity. Further, the wavelength spectrum is preferably spread in the wavelength range in which the light absorption of the gas to be measured exists, in particular,
It is desirable to have as broad a spectrum as possible when making measurements on many different gases.

【0028】この具体例としては、例えば、第2の従来
技術における、高出力パルス発生器30およびラマンフ
ァイバ31の組合せと同様のものを用いることができ
る。すなわち、エルビウム添加ファイバと誘導ラマン散
乱光発生用ファイバを組み合わせた光パルス発生装置で
ある。
As this specific example, for example, the same combination of the high output pulse generator 30 and the Raman fiber 31 in the second conventional technique can be used. That is, it is an optical pulse generator that combines an erbium-doped fiber and a fiber for generating stimulated Raman scattered light.

【0029】エルビウム添加光ファイバを、波長148
0nmの励起光源で励起しQスイッチ発振させると、波
長1530nmから1560nm付近にスペクトルを持
ち、その出力が数十ないし数百ワットの光パルスを得る
ことができる。
A wavelength of 148
When excited by a 0 nm pumping light source and oscillated by Q-switch, a light pulse having a spectrum in the wavelength range from 1530 nm to 1560 nm and having an output of several tens to several hundreds of watts can be obtained.

【0030】この光パルスを誘導ラマン光散乱発生用の
ファイバ、例えばGeO2 が添加された光ファイバやP
2 5 、B2 3 を添加した光ファイバ、他の金属元素
を添加した光ファイバに入力すると、光ファイバ中で誘
導ラマン散乱に代表される非線形現象が起こり、その光
ファイバの種類および長さによって、光パルスのスペク
トルが1530nm〜1700nmまで広がったり、光
パルスのエネルギーの一部が、ある特定の波長にシフト
したりする。誘導ラマン散乱光発生用ファイバとして分
散シフトファイバを使用した場合、光パルス発生装置1
の出力光スペクトルは図2に示されるものとなる。
A fiber for generating stimulated Raman light scattering, for example, an optical fiber doped with GeO 2 or P
When input to an optical fiber doped with 2 O 5 or B 2 O 3 or an optical fiber doped with another metal element, a nonlinear phenomenon represented by stimulated Raman scattering occurs in the optical fiber, and the type and length of the optical fiber Depending on the length, the spectrum of the light pulse is broadened to 1530 nm to 1700 nm, or a part of the energy of the light pulse is shifted to a specific wavelength. When a dispersion shift fiber is used as a fiber for generating stimulated Raman scattered light, an optical pulse generator 1
The output light spectrum of is as shown in FIG.

【0031】光送出器6a〜6cと受光器7a〜7c間
の空間中に、光を吸収するガスがある場合に、受光器7
a〜7cにおけるスペクトルは、例えば、後述する図3
に示されるものとなる。
When there is a gas that absorbs light in the space between the light transmitters 6a-6c and the light receivers 7a-7c, the light receiver 7
The spectra in a to 7c are shown in FIG.
Will be shown in.

【0032】光方向性結合器2は、第1のポートを第2
のポートに結合し、第2のポートを第3のポートに結合
させる方向性結合機能を有するものであればよい。
The optical directional coupler 2 has a first port and a second port.
It has only to have a directional coupling function of coupling the second port to the third port.

【0033】反射型波長選択分離器3としては、誘電体
多層膜フィルタやファイバグレーティング等を用いる。
特に、ファイバグレーティングは、Ge添加コアの光フ
ァイバのコア部分に、波長240nm付近の紫外光の干
渉パターンを照射し、縞状の屈折率変化を形成させたも
ので、反射効率,波長選択分離性,光ファイバ伝送路と
のマッチング,コスト等の諸点からみて優れている。フ
ァイバグレーティングを用い、波長1667nmの反射
型波長選択分離器を試作した。図4に示される入射光ス
ペクトルに対し、反射された光のスペクトルは図5に示
されるものとなり、透過した光のスペクトルは、図6に
示されるものとなる。
As the reflection type wavelength selective separator 3, a dielectric multilayer film filter, a fiber grating or the like is used.
In particular, the fiber grating is a Ge-doped optical fiber whose core portion is irradiated with an interference pattern of ultraviolet light having a wavelength of around 240 nm to form a striped refractive index change. It is excellent in terms of matching with optical fiber transmission lines and cost. Using a fiber grating, a reflective wavelength selective separator with a wavelength of 1667 nm was prototyped. With respect to the incident light spectrum shown in FIG. 4, the spectrum of reflected light is as shown in FIG. 5, and the spectrum of transmitted light is as shown in FIG.

【0034】光パルス遅延器4としては、シングルモー
ド光ファイバを使用するのが最も簡単で効率もよい。例
えば、波長1550nmから1700nmの光パルスを
用いる場合は、光ファイバ自身の曲げによる伝送損失増
加を最小限に抑えるため、分散シフトファイバが適して
いる。
As the optical pulse delay device 4, it is simplest and efficient to use a single mode optical fiber. For example, when using an optical pulse with a wavelength of 1550 nm to 1700 nm, a dispersion shift fiber is suitable in order to minimize an increase in transmission loss due to bending of the optical fiber itself.

【0035】この実施の形態の動作を説明する。光パル
ス発生装置1で発生した1つのパルスは、光伝送路を介
し第1の光分岐器5aに入射され、その一部が第1の光
パルスとして第1の光送出器6aに導かれ、残りが第2
の光分岐器5bに導かれる。第1の光送出器6aから第
1の光ビーム12aとして空間に放出された第1の光パ
ルスは、その空間中にガスがある場合、特定のスペクト
ル成分が吸収されて第1の受光器7aによって再度光伝
送路に導かれる。
The operation of this embodiment will be described. One pulse generated by the optical pulse generator 1 is incident on the first optical branching device 5a via the optical transmission line, and a part of the pulse is guided to the first optical transmitter 6a as a first optical pulse, The rest is second
To the optical branching device 5b. The first light pulse emitted into the space as the first light beam 12a from the first light transmitter 6a absorbs a specific spectral component when the gas is present in the space, and the first light receiver 7a. Is guided again to the optical transmission line.

【0036】この空間中に光を吸収するガスがない場
合、第1の受光器7aで受光された第1の光パルスのス
ペクトルは、図2に示された、光パルス発生装置1から
出射されたパルスのスペクトルとほぼ同様である。光を
吸収するガスがある場合、例えば、メタンガスがある場
合、第1の受光器7aで受光された第1の光パルスのス
ペクトルは、図3に示された、波長1667nm近辺の
光が最も大きく吸収されたスペクトルとなる。
When there is no gas that absorbs light in this space, the spectrum of the first light pulse received by the first light receiver 7a is emitted from the light pulse generator 1 shown in FIG. The pulse spectrum is almost the same. When there is a gas that absorbs light, for example, when there is methane gas, the spectrum of the first light pulse received by the first light receiver 7a has the largest light near the wavelength of 1667 nm shown in FIG. It is the absorbed spectrum.

【0037】この第1の光パルスは、第1の光結合器8
aを介し、光方向性結合器2の第1のポートから第2の
ポートの方向に通過し、第1の反射型波長分離器3aに
より第1の波長成分λ1 の光パルスのみは、反射されて
光伝送路を逆進し、光方向性結合器2の第2のポートか
ら第3のポートへ通過して光検出器9に到達する。
This first optical pulse is transmitted to the first optical coupler 8
via a, it passes from the first port of the optical directional coupler 2 in the direction of the second port, and only the optical pulse of the first wavelength component λ 1 is reflected by the first reflection type wavelength demultiplexer 3a. Then, the light travels backward in the optical transmission path, passes from the second port of the optical directional coupler 2 to the third port, and reaches the photodetector 9.

【0038】一方、第1の反射型波長選択分離器3aを
通過した残りの波長成分の光パルスは、光パルス遅延器
4に導かれ、第2の反射型波長選択分離器3bにより、
第2の波長成分λ2 の光パルスのみが反射され、残りの
波長成分の光パルスは、無反射終端により終端される
か、無反射終端のない場合には、そのまま通過して空間
に放出される。反射された第2の波長成分λ2 の光パル
スは、再度光パルス遅延器4を通過し、第1の反射型波
長分離器3aでも反射されることなく通過した後、光方
向性結合器2の第2のポートから第3のポートの方向に
通過し、光検出器9に到達する。
On the other hand, the optical pulse of the remaining wavelength component that has passed through the first reflection type wavelength selective demultiplexer 3a is guided to the optical pulse delay device 4 and is then transmitted by the second reflection type wavelength selective demultiplexer 3b.
Only the light pulse of the second wavelength component λ 2 is reflected, and the light pulse of the remaining wavelength component is terminated by the non-reflection end, or if there is no non-reflection end, it passes through as it is and is emitted to the space. It The reflected optical pulse of the second wavelength component λ 2 passes through the optical pulse delay device 4 again, passes through the first reflection type wavelength demultiplexer 3a without being reflected, and then returns to the optical directional coupler 2 From the second port to the third port and reaches the photodetector 9.

【0039】第1の波長成分λ1 ,第2の波長成分λ2
の2つの光パルスは、時間差を伴って光検出器9に到達
し、光検出器9により光強度に対応する電気信号に変換
され、さらにサンプリング回路10により順次サンプリ
ングされる。
First wavelength component λ 1 and second wavelength component λ 2
The two light pulses of 1 arrive at the photodetector 9 with a time difference, are converted into an electric signal corresponding to the light intensity by the photodetector 9, and are sequentially sampled by the sampling circuit 10.

【0040】一方、第2の光分岐器5bに到達した光パ
ルスは、さらにその一部が第2の光パルスとして第2の
光送出器6bに導かれ、残りは第3の光パルスとして第
3の光送出器6cに導かれる。第2の光送出器6bより
第2の光ビーム12bとして空間に放出された第2の光
パルスは第2の受光器7b、第2の光結合器8b、第1
の光結合器8aを通過し、以後第1の光パルスと同様の
経路をたどり、第2の光パルスの第1の波長成分λ1
光パルスおよび第2の光パルスの第2の波長成分λ2
光パルスが、それぞれ光検出器9に到達し、サンプリン
グ回路10によりサンプリングされる。
On the other hand, a part of the optical pulse reaching the second optical branching device 5b is guided to the second optical transmitter 6b as a second optical pulse, and the rest is a third optical pulse. 3 to the optical transmitter 6c. The second light pulse emitted into the space as the second light beam 12b from the second light transmitter 6b is the second light receiver 7b, the second light combiner 8b, and the first light combiner 8b.
Of the second optical pulse and the second wavelength component of the second optical pulse having the first wavelength component λ 1 of the second optical pulse and following the same path as the first optical pulse. The light pulses of λ 2 reach the photodetector 9 and are sampled by the sampling circuit 10.

【0041】第3の光送出器6cより第3の光ビーム1
2cとして空間に放出された第3の光パルスは、第3の
受光器7c、第2の光結合器8b、第1の光結合器8a
を通過し、以後第1に光パルスと同様の経路をたどり、
第3の光パルスの第1の波長成分λ1 の光パルスおよび
第3の光パルスの第2の波長成分λ2 の光パルスが、そ
れぞれ光検出器9に到達し、サンプリング回路10によ
りサンプリングされる。
The third light beam 1 from the third light transmitter 6c
The third light pulse emitted into the space as 2c is the third light receiver 7c, the second light combiner 8b, and the first light combiner 8a.
And then first follows the same path as the light pulse,
The optical pulse of the first wavelength component λ 1 of the third optical pulse and the optical pulse of the second wavelength component λ 2 of the third optical pulse reach the photodetector 9 and are sampled by the sampling circuit 10. It

【0042】図7において、サンプリング出力P1 は第
1の光パルスの第1の波長成分λ1の光パルスに対応す
るものであり、この後に、第1の光パルスの第2の波長
成分λ2 の光パルスに対応するサンプリング出力P2
到来する。第2、第3の光パルスに対応するサンプリン
グ出力についても同様であり、図8においては、サンプ
リング出力Q1 ,Q2 は、第2の光パルスの第1,第2
の波長成分λ1 ,λ2の光パルスに対応し、サンプリン
グ出力R1 ,R2 は、第3の光パルスの第1,第2の波
長成分λ1 ,λ2 の光パルスに対応する。
In FIG. 7, the sampling output P 1 corresponds to the optical pulse of the first wavelength component λ 1 of the first optical pulse, and thereafter, the second wavelength component λ of the first optical pulse. A sampling output P 2 corresponding to 2 light pulses arrives. The same applies to the sampling outputs corresponding to the second and third optical pulses, and in FIG. 8, the sampling outputs Q 1 and Q 2 are the first and second sampling pulses of the second optical pulse.
Corresponding to the optical pulses of the wavelength components λ 1 and λ 2 , and the sampling outputs R 1 and R 2 correspond to the optical pulses of the first and second wavelength components λ 1 and λ 2 of the third optical pulse.

【0043】第1ないし第3の光パルスそれぞれにおい
て、各第1の波長成分λ1 のサンプリング出力と第2の
波長成分λ2 のサンプリング出力とを完全に分離させる
ためには、光パルス遅延器4の光ファイバの長さをLd
とし、光ファイバ中での光パルスの幅をLp として、 Ld ≧Lp /2 (1) とすればよい。
In order to completely separate the sampling output of each first wavelength component λ 1 from the sampling output of each second wavelength component λ 2 in each of the first to third optical pulses, an optical pulse delay device The length of the optical fiber of 4 is L d
And then, the width of the optical pulses in the optical fiber as L p, may be the L d ≧ L p / 2 ( 1).

【0044】このとき、第1の波長成分λ1 の光パルス
と第2の波長成分λ2 の光パルスの到達時間差をT1
すると、光ファイバ中での光速をcとして、 T1 =2Ld /c (2) となる。図7においては、この到達時間差T1 をサンプ
リング出力上で示している。
At this time, assuming that the arrival time difference between the optical pulse of the first wavelength component λ 1 and the optical pulse of the second wavelength component λ 2 is T 1 , the light speed in the optical fiber is c, and T 1 = 2L It becomes d / c (2). In FIG. 7, this arrival time difference T 1 is shown on the sampling output.

【0045】一方、同じ波長成分の第1の光パルスと第
2の光パルスとが光検出器9に到達する時間差T2 は、
第1および第2の光パルスが経由する光伝送路の光路差
に応じたものとなり、同様に、同じ波長成分の第2の光
パルスと第3の光パルスが光検出器9に到達する時間差
3 は、第2および第3の光パルスが経由する光伝送路
の光路差に応じたものとなる。図8においては、この到
達時間差T2 ,T3 をサンプリング出力上で示してい
る。このような到達時間差T2 ,T3 は、通常、光パル
スの幅Lp よりも大きくなるから、同じ波長成分の各光
パルスを分離させることができる。
On the other hand, the time difference T 2 at which the first light pulse and the second light pulse having the same wavelength component reach the photodetector 9 is
This is in accordance with the optical path difference of the optical transmission path through which the first and second optical pulses pass, and similarly, the time difference between the second optical pulse and the third optical pulse having the same wavelength component reaching the photodetector 9. T 3 depends on the optical path difference of the optical transmission path through which the second and third optical pulses pass. In FIG. 8, the arrival time differences T 2 and T 3 are shown on the sampling output. Since such arrival time differences T 2 and T 3 are usually larger than the width L p of the optical pulse, it is possible to separate the optical pulses having the same wavelength component.

【0046】次に、第1の光パルスと第2の光パルスの
異なる波長成分が光検出器9に到達する時間差について
説明する。図1のブロック図は、2個の反射型波長選択
分離器3bおよび1個の光パルス遅延器4を設け、2個
の波長成分を選択分離する例であるが、nを2以上の整
数とし、n個の反射型波長選択分離器3a〜3nおよび
n−1個の光パルス遅延回路4を設けた一般的な場合を
考える。
Next, the time difference between the different wavelength components of the first light pulse and the second light pulse reaching the photodetector 9 will be described. The block diagram of FIG. 1 is an example in which two reflection-type wavelength selective demultiplexers 3b and one optical pulse delay device 4 are provided to selectively demultiplex two wavelength components. However, n is an integer of 2 or more. , N general reflection type wavelength selective demultiplexers 3a to 3n and n-1 optical pulse delay circuits 4 will be considered.

【0047】第1の光パルスの第nの波長成分λn の光
パルスのサンプリング出力と第2の光パルスの第1の波
長成分λ1 の光パルスのサンプリング出力を分離させる
ためには、第1の光パルスについてn番目の反射型波長
選択分離器より反射された第nの波長成分λn の光パル
スが第1の波長選択分離器3aを通過した後に、第2の
光パルスの波長成分λ1 の光パルスが第1の波長選択分
離器3aに到達するように構成すればよい。
In order to separate the sampling output of the optical pulse of the nth wavelength component λ n of the first optical pulse and the sampling output of the optical pulse of the first wavelength component λ 1 of the second optical pulse, The wavelength component of the second optical pulse after the optical pulse of the nth wavelength component λ n reflected by the nth reflection type wavelength selective separator for the first optical pulse passes through the first wavelength selective separator 3a. The optical pulse of λ 1 may be configured to reach the first wavelength selective demultiplexer 3a.

【0048】この場合、n−1個の光パルス遅延器4の
総長をLd(TOTAL)とすると、 Ld(TOTAL)=Ld1+Ld2+・・・+Ld(n-1) (3) であり、第1の光パルスと第2の光パルスが光検出器9
に到達する時間差T2 および光パルス遅延器4の総長L
d(TOTAL)は、次式を満たす必要がある。ただし、光パル
スの幅Lp はLd(TOTAL)より十分小さいものとして無視
する。 T2 >2×Ld(TOTAL)/c (4) 第2の光パルスと第3の光パルスが光検出器9に到達す
る時間差T3 および光パルス遅延器4の総長Ld(TOTAL)
についても、同様に次式を満たす必要がある。 T3 >2×Ld(TOTAL)/c (5)
In this case, assuming that the total length of the n-1 optical pulse delay units 4 is Ld (TOTAL) , Ld (TOTAL) = Ld1 + Ld2 + ... + Ld (n-1) (3 ) And the first light pulse and the second light pulse are detected by the photodetector 9
Time difference T 2 reaching the optical path and the total length L of the optical pulse delay device 4
d (TOTAL) must satisfy the following equation. However, the width L p of the optical pulse is ignored as it is sufficiently smaller than L d (TOTAL) . T 2 > 2 × L d (TOTAL) / c (4) Time difference T 3 at which the second optical pulse and the third optical pulse reach the photodetector 9 and the total length L d (TOTAL) of the optical pulse delay device 4
Similarly, it is necessary to satisfy the following equation. T 3 > 2 × L d (TOTAL) / c (5)

【0049】上述した条件式を満足する場合、図8に示
されるように、サンプリング回路10からは、第1の光
パルスの第1の波長成分λ1 の光パルスに対応するサン
プリング出力P1 ,同じく第2の波長成分λ2 の光パル
スに対応するサンプリング出力P2 ,第2の光パルスの
第1の波長成分λ1 の光パルスに対応するサンプリング
出力Q1 ,同じく第2の波長成分λ2 の光パルスに対応
するサンプリング出力Q2 ,第3の光パルスの第1の波
長成分λ1 の光パルスに対応するサンプリング出力
1 ,同じく第2の波長成分λ2 の光パルスに対応する
サンプリング出力R2 が、この時間順序で信号処理部1
1に出力される。
When the above conditional expression is satisfied, as shown in FIG. 8, from the sampling circuit 10, the sampling output P 1 corresponding to the optical pulse of the first wavelength component λ 1 of the first optical pulse, Similarly, a sampling output P 2 corresponding to the optical pulse of the second wavelength component λ 2 , a sampling output Q 1 corresponding to the optical pulse of the first wavelength component λ 1 of the second optical pulse, and the same second wavelength component λ sampling the output Q 2 to which corresponds to the second light pulses, corresponding to the third sampling output R 1 corresponding to the first wavelength component lambda 1 of the optical pulse of the optical pulse, likewise the second wavelength component lambda 2 of the optical pulse The sampling output R 2 is supplied to the signal processing unit 1 in this time order.
It is output to 1.

【0050】なお、複数の検知対象箇所からの複数の光
パルスそれぞれの各波長成分の光パルスが光検出器に到
達する順序は、上述した例に限られない。例えば、各光
パルスそれぞれの第1の波長成分λ1 の光パルスが先に
到達し、次に各パルスそれぞれの第2の波長成分λ2
光パルスが後で到達するように設定することもできる。
この場合でも、複数の光パルスそれぞれの各波長成分が
時間的に分離していればよい。
The order in which the light pulses of the respective wavelength components of the plurality of light pulses from the plurality of detection target locations reach the photodetector is not limited to the above example. For example, it may be set such that the optical pulse of the first wavelength component λ 1 of each optical pulse arrives first, and then the optical pulse of the second wavelength component λ 2 of each pulse arrives later. it can.
Even in this case, each wavelength component of each of the plurality of optical pulses may be temporally separated.

【0051】信号処理部11においては、時間的に互い
に分離されたサンプリング出力を順次処理し、光ビーム
12a,12b,12cが放出される3箇所の空間にお
けるガスの有無の検知または濃度の検知を行なう。な
お、光パルス発生装置1は、所定の時間間隔をおいて、
周期的にパルスを発生させることができ、信号処理部1
1は、各周期毎に光検出器9で検出された複数の光パル
スのサンプリング信号を、複数周期分まとめて平均化等
の統計処理をした後にガスの有無の検知または濃度の検
知をすることもできるが、以後の説明では、説明を簡単
にするため、光パルス発生装置1で発生した1つのパル
スについて説明する。
In the signal processing section 11, the sampling outputs which are temporally separated from each other are sequentially processed to detect the presence or absence of gas or the concentration in the three spaces where the light beams 12a, 12b and 12c are emitted. To do. The optical pulse generator 1 has a predetermined time interval,
A pulse can be generated periodically, and the signal processing unit 1
1 is to detect the presence or absence of gas or the concentration after performing statistical processing such as averaging of sampling signals of a plurality of light pulses detected by the photodetector 9 for each cycle for a plurality of cycles. However, in the following description, one pulse generated by the optical pulse generator 1 will be described to simplify the description.

【0052】ガスの有無の検知または濃度の検知をする
第1の例は、第1の波長成分λ1 を第1のガス、例え
ば、メタンガスの固有の吸収波長とし、第2の波長成分
λ2 を第2のガス、例えば、プロパンガスの固有の吸収
波長に設定するというものである。
In the first example of detecting the presence or absence of gas or detecting the concentration, the first wavelength component λ 1 is the absorption wavelength peculiar to the first gas, for example, methane gas, and the second wavelength component λ 2 Is set to a unique absorption wavelength of the second gas, for example, propane gas.

【0053】検知すべきガスがない場合に、あらかじめ
第1の波長成分λ1 の光パルス、第2の波長成分λ2
光パルスのそれぞれに対応するサンプリング出力の強度
を測定し、これらを基準値として記憶しておく。ガス検
知動作中においては、測定された2つのサンプリング出
力の強度を個別の基準値と比較し、例えば、基準値との
差が所定値以上であればガスが存在すると判断すること
により、第1および第2のガスの存在を検出できる。
When there is no gas to be detected, the intensity of the sampling output corresponding to each of the optical pulse of the first wavelength component λ 1 and the optical pulse of the second wavelength component λ 2 is measured in advance, and these are used as a reference. Store it as a value. During the gas detection operation, the intensities of the two measured sampling outputs are compared with individual reference values, and, for example, if the difference from the reference value is equal to or more than a predetermined value, it is determined that gas is present. And the presence of the second gas can be detected.

【0054】ガス濃度については、例えば、あらかじめ
基準値との差およびガス濃度の相関関係を理論的に求め
ておくことにより検知できる。あるいは、あらかじめガ
ス濃度ごとにサンプリング出力の強度を測定して両者の
相関関係を記憶しておき、測定されたサンプリング出力
の強度から、記憶された相関関係に基づいて濃度を検知
することもできる。
The gas concentration can be detected, for example, by theoretically obtaining the difference between the reference value and the gas concentration in advance. Alternatively, the intensity of the sampling output may be measured in advance for each gas concentration, the correlation between the two may be stored, and the concentration may be detected from the measured intensity of the sampling output based on the stored correlation.

【0055】さらに検知装置の感度を上げるためには、
光パルス発生装置1の光パルス強度の時間変化,伝送路
中の各種部品の時間的な特性変動,光検出器9の感度の
時間的変化等による光信号強度の時間的変化を常時補正
する必要がある。
To further increase the sensitivity of the detection device,
It is necessary to constantly correct temporal changes in the optical pulse intensity of the optical pulse generator 1, temporal characteristic variations of various components in the transmission path, temporal changes in the sensitivity of the photodetector 9, and the like. There is.

【0056】このため、ガスの有無の検知または濃度の
検知をする第2の例として、第1の波長成分λ1 をガス
で吸収される波長、第2の波長成分λ2 をガスで吸収さ
れない波長に設定する。
Therefore, as a second example of detecting the presence or absence of gas or detecting the concentration, the first wavelength component λ 1 is the wavelength absorbed by the gas, and the second wavelength component λ 2 is not absorbed by the gas. Set to the wavelength.

【0057】ガスがない場合に、あらかじめ第1の波長
成分λ1 ,第2の波長成分λ2 の光パルスのそれぞれに
対応するサンプリング出力の強度比を測定しておき、こ
れを基準値として記憶する。その後は、測定された2つ
のサンプリング出力の強度比を基準値と比較することに
より、ガスの有無を検知できる。
When there is no gas, the intensity ratio of the sampling output corresponding to each of the optical pulses of the first wavelength component λ 1 and the second wavelength component λ 2 is measured in advance and stored as a reference value. To do. After that, the presence or absence of gas can be detected by comparing the intensity ratio of the two measured sampling outputs with a reference value.

【0058】ガス濃度については、例えば、あらかじめ
ガス濃度とサンプリング出力の強度比との相関関係を理
論的に求めておくことによって精度良く検知することが
できる。あるいは、あらかじめガス濃度ごとにサンプリ
ング出力の強度比を測定して相関関係を記憶しておき、
測定された2つのサンプリング出力の強度比から、記憶
された相関関係に基づいて濃度を検知することもでき
る。
The gas concentration can be accurately detected by, for example, theoretically obtaining the correlation between the gas concentration and the intensity ratio of the sampling output. Alternatively, the intensity ratio of the sampling output is measured in advance for each gas concentration and the correlation is stored in advance,
It is also possible to detect the concentration based on the stored correlation from the intensity ratio of the two measured sampling outputs.

【0059】上述した第8図のサンプリング出力は、図
1のブロック図の装置構成において、一例として、第1
の波長成分λ1 としてメタンガス固有の吸収波長166
7nmを、第2の波長成分λ2 としてメタンガスで吸収
されない波長1658nmとした場合のサンプリング出
力を時間軸上で示したものである。
The sampling output of FIG. 8 described above is, as an example, the first sampling output of the device configuration of the block diagram of FIG.
Absorption wavelength 166 peculiar to methane gas as the wavelength component λ 1 of
7 shows the sampling output on the time axis when 7 nm is the wavelength 1658 nm that is not absorbed by methane gas as the second wavelength component λ 2 .

【0060】なお、ガスの有無の検知と濃度の検知は、
同時に行なってもよいし、濃度の検知によってガスの有
無の検知を兼ねてもよい。
The detection of the presence or absence of gas and the detection of concentration are
They may be performed at the same time, or the presence or absence of gas may be detected by detecting the concentration.

【0061】上述した説明では、反射型波長選択分離器
を3a,3bの2個、光パルス遅延器4を1個設けた場
合について説明したが、1個の反射型波長分離器と1個
の光パルス遅延器4を組み合わせたものを、さらに1組
または複数組分、第2の反射型波長選択分離器3bに所
定数縦列に接続してもよい。このような縦列接続によ
り、さらに多くの波長成分を順次抽出し、時間をずらし
て光検出器9に入射させ、光パルスの様々な波長成分に
対応するサンプリング出力を信号処理することにより、
さらに多種類のガスの検知等が行なえることは明かであ
る。
In the above description, the case where two reflection type wavelength selective demultiplexers 3a and 3b and one optical pulse delay device 4 are provided has been described. However, one reflection type wavelength demultiplexer and one One set or a plurality of sets of the combined optical pulse delay devices 4 may be connected to the second reflection type wavelength selective demultiplexer 3b in a predetermined number of columns. With such a cascade connection, more wavelength components are sequentially extracted, are made incident on the photodetector 9 with a time shift, and the sampling output corresponding to various wavelength components of the optical pulse is subjected to signal processing,
It is obvious that more kinds of gases can be detected.

【0062】この場合、nを2以上の整数として、反射
型波長選択分離器として3a〜3nのn個が設けられ、
光パルス遅延回路4が反射型波長選択分離器3a〜3n
間にn−1個設けられることになる。光検出器9は、m
箇所の受光器7からの第1〜第mの光パルスについての
第1〜第nの波長成分の光パルス、すなわち、反射型波
長選択分離器3a〜3nより反射された、総計n×m個
の光パルスを時間順次に電気信号に変換することにな
る。信号処理部11は、これらの光パルスに対応するサ
ンプリング出力の信号強度または信号強度比から、m箇
所のガスの有無の検知または濃度を検知することができ
る。
In this case, n is an integer of 2 or more and n reflection type wavelength selective separators 3a to 3n are provided.
The optical pulse delay circuit 4 includes reflection type wavelength selective demultiplexers 3a to 3n.
N-1 pieces will be provided between them. The photodetector 9 is m
Light pulses of the 1st to nth wavelength components of the 1st to mth light pulses from the light receiver 7 at a certain position, that is, a total of n × m reflected by the reflection type wavelength selective separators 3a to 3n. Will be converted into electrical signals in time sequence. The signal processing unit 11 can detect the presence or absence of gas or the concentration of gas at m locations from the signal intensity or signal intensity ratio of sampling outputs corresponding to these light pulses.

【0063】なお、ガスの有無の検知または濃度の検知
をする第2の例においては、複数種類のガスに対し、ガ
スで吸収される第1の波長成分λ1 、ガスで吸収されな
い第2の波長成分λ2 を個別に設定してもよいが、少な
くとも2種類のガスに対し、共通の第2の波長成分λ2
を設定することもできる。
In the second example of detecting the presence or absence of gas or detecting the concentration, the first wavelength component λ 1 absorbed by the gas and the second wavelength component not absorbed by the gas are detected for plural kinds of gases. Although the wavelength component λ 2 may be set individually, the second wavelength component λ 2 common to at least two kinds of gases may be set.
Can also be set.

【0064】図9は、本発明の第2の実施の形態のブロ
ック図である。図中、図1と同様な部分には同じ符号を
用いて説明を省略する。15a,15b,15cは第1
ないし第3の光送受光器別光方向性結合器、13a,1
3b,13cは第1ないし第3の光送受光器、14a,
14b,14cは第1ないし第3の反射体である。図1
ないし図8を参照して説明した第1の実施の形態と比較
すると、光ビーム12a〜12cの放出と受光につい
て、第1の実施の形態では、光送出器6a〜6cと受光
器7a〜7cの組を用いたのに対し、この実施の形態で
は、光送受光器13a〜13cおよび反射体14a〜1
4c、光送受光器別光方向性結合器15a〜15cを用
いるものである。光送受光器別光方向性結合器15a〜
15cは、第1のポートを第2のポートに結合し、第2
のポートを第3のポートに結合させる方向性結合機能を
有するものであればよい。
FIG. 9 is a block diagram of the second embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 15a, 15b, 15c are the first
To a third optical directional coupler for each optical transmitter / receiver, 13a, 1
3b and 13c are first to third optical transmitters / receivers, 14a,
14b and 14c are first to third reflectors. FIG.
Compared with the first embodiment described with reference to FIG. 8 to FIG. 8, regarding the emission and light reception of the light beams 12a to 12c, in the first embodiment, the light transmitters 6a to 6c and the light receivers 7a to 7c. In this embodiment, the optical transmitters / receivers 13a to 13c and the reflectors 14a to 1 are used.
4c, the optical directional couplers 15a to 15c for each light transmitting and receiving device are used. Optical directional couplers 15a to 15
15c couples the first port to the second port and
It has only to have a directional coupling function of coupling the above port to the third port.

【0065】第1の光分岐結合器5aにより分岐された
第1の光パルスは第1の光送受光器別光方向性結合器1
5aの第1のポートから第2のポートの方向に通過して
第1の光送受光器13aに導かれ、第1の光ビーム12
aとして空間に放出される。第1の光ビーム12aは第
1の反射体14aにより反射され戻り光となり、第1の
光送受光器13aで受光され、第1の光送受光器別光方
向性結合器15aの第2のポートから第3のポートの方
向に通過して第1の光結合器8aに導かれる。第2の光
パルス,第3の光パルスについても同様であり、一旦第
2,第3の光ビーム12b,12cとなった後、第2,
第3の光結合器8b,8cに導かれる。この後の動作
は、図1ないし図8を参照して説明した第1の実施の形
態の場合と同様である。
The first optical pulse branched by the first optical branching / coupling device 5a is the optical directional coupler 1 for each first optical transmitter / receiver.
5a passes from the first port to the second port and is guided to the first optical transmitter / receiver 13a, where the first light beam 12
It is released into the space as a. The first light beam 12a is reflected by the first reflector 14a to become return light, which is received by the first optical transmitter / receiver 13a and is then received by the second optical directional coupler 15a of the first optical transmitter / receiver. The light passes from the port toward the third port and is guided to the first optical coupler 8a. The same applies to the second light pulse and the third light pulse. Once the second and third light beams 12b and 12c are formed,
It is guided to the third optical couplers 8b and 8c. The subsequent operation is similar to that of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 8.

【0066】図10は、本発明の第3の実施の形態のブ
ロック図である。図中、図1と同様な部分には同じ符号
を用いて説明を省略する。この実施の形態は、図1ない
し図8を参照して説明した第1の実施の形態と比較する
と、光方向性結合器2、第1,第2の反射型波長選択分
離器3a,3b、光パルス遅延器4について、第1の実
施の形態では、光結合器8aの後に接続したのに対し、
この実施の形態では、光パルス発生装置1の直後に接続
するものである。
FIG. 10 is a block diagram of the third embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. Compared with the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 8, this embodiment has an optical directional coupler 2, first and second reflection type wavelength selective demultiplexers 3a and 3b, The optical pulse delay device 4 is connected after the optical coupler 8a in the first embodiment, whereas
In this embodiment, the optical pulse generator 1 is connected immediately after.

【0067】光パルス発生装置1で発生した第1の光パ
ルスは、光方向性結合器2の第1のポートから第2のポ
ートの方向に通過し、第1の反射型波長分離器3aによ
り第1の波長成分λ1 の光パルスのみが反射されて光伝
送路を逆進し、光方向性結合器2の第2のポートから第
3のポートの方向に通過し、光分岐器5aに到達する。
The first optical pulse generated by the optical pulse generator 1 passes from the first port of the optical directional coupler 2 toward the second port thereof, and is passed by the first reflection type wavelength demultiplexer 3a. Only the optical pulse of the first wavelength component λ 1 is reflected, travels backward in the optical transmission line, passes from the second port of the optical directional coupler 2 toward the third port, and is transmitted to the optical branching device 5a. To reach.

【0068】一方、第1の反射型波長選択分離器3aを
通過した残りの波長成分の光パルスは、光パルス遅延器
4に導かれ、第2の反射型波長選択分離器3bにより、
第2の波長成分λ2 の光パルスのみが反射され、残りの
波長成分の光パルスは、無反射終端により終端される
か、無反射終端のない場合には、そのまま通過して空間
に放出される。反射された第2の波長成分λ2 の光パル
スは、再度光パルス遅延器4を通過し、第1の反射型波
長分離器3aでも反射されることなく通過した後、光方
向性結合器2の第2のポートに到達する。
On the other hand, the optical pulse of the remaining wavelength component that has passed through the first reflection type wavelength selective demultiplexer 3a is guided to the optical pulse delay device 4 and is then transmitted by the second reflection type wavelength selective demultiplexer 3b.
Only the light pulse of the second wavelength component λ 2 is reflected, and the light pulse of the remaining wavelength component is terminated by the non-reflection end, or if there is no non-reflection end, it passes through as it is and is emitted to the space. It The reflected optical pulse of the second wavelength component λ 2 passes through the optical pulse delay device 4 again, passes through the first reflection type wavelength demultiplexer 3a without being reflected, and then returns to the optical directional coupler 2 To reach the second port of.

【0069】第1の波長成分λ1 および第2の波長成分
λ2 の光パルスは、光方向性結合器2の第2のポートか
ら第3のポートの方向へ通過し、順次第1の光分岐器5
aに導かれ、それぞれの光パルスの一部が、第1の波長
成分λ1 ,第2の波長成分λ2 の第1の光パルスとし
て、第1の光送出器6aに導かれる。それぞれの光パル
スの残りの部分は第2の光分岐器5bに導かれる。各第
1の光パルスは、第1の光送出器6a、第1の受光器7
a、第1の光結合器8aを通過し、光検出器9に到達す
る。
The optical pulses of the first wavelength component λ 1 and the second wavelength component λ 2 pass from the second port of the optical directional coupler 2 toward the third port, and the first light component is sequentially transmitted. Turnout 5
a and a part of each optical pulse is guided to the first optical transmitter 6a as a first optical pulse having the first wavelength component λ 1 and the second wavelength component λ 2 . The remaining part of each optical pulse is guided to the second optical branching device 5b. Each of the first light pulses includes a first light transmitter 6a and a first light receiver 7
a, passing through the first optical coupler 8a and reaching the photodetector 9.

【0070】一方、第2の光分岐器5bに到達した光パ
ルスは、さらにその一部がそれぞれ第1の波長成分
λ1 ,第2の波長成分λ2 の第2の光パルスとして第2
の光送出器6bに導かれ、残りの部分は、それぞれ第1
の波長成分λ1 ,第2の波長成分λ2 の第3のパルスと
して第3の光送出器6cに導かれる。各第2の光パルス
は、第2の光送出器6bより第2の光ビーム12bとし
て空間に放出され、第2の受光器7b、第2の光結合器
8b、第1の光結合器8aを通過し、以後第1の光パル
スと同様の経路をたどり、第1の波長成分λ1 ,第2の
波長成分λ2 の第2の光パルスが光検出器9に到達す
る。第3の光パルスについても同様であり、一旦第2の
光ビーム12bとなった後、第1の波長成分λ1 ,第2
の波長成分λ2の第3の光パルスが光検出器9に到達す
る。
On the other hand, a part of the optical pulse reaching the second optical branching device 5b is further converted into a second optical pulse having a first wavelength component λ 1 and a second wavelength component λ 2 , respectively.
To the optical transmitter 6b of the
Of the wavelength component λ 1 and the second wavelength component λ 2 of the third pulse are guided to the third optical transmitter 6c. Each second light pulse is emitted into the space as a second light beam 12b by the second light transmitter 6b, and the second light receiver 7b, the second light combiner 8b, and the first light combiner 8a. After that, the second optical pulse having the first wavelength component λ 1 and the second wavelength component λ 2 reaches the photodetector 9 after following the same path as the first optical pulse. The same applies to the third light pulse. Once the second light beam 12b is formed, the first wavelength component λ 1
The third light pulse of the wavelength component λ 2 of the light reaches the photodetector 9.

【0071】以後のサンプリングおよび信号処理は第1
の実施の形態の場合と同様である。なお、この実施の形
態の場合、測定に無関係な波長成分は、あらかじめ除去
されるため、各光送出器6a〜6cからは、測定精度を
落さずに最低限度のエネルギーのみが空間に放出される
こととなる。
The subsequent sampling and signal processing are the first.
This is the same as the embodiment. In addition, in the case of this embodiment, since the wavelength component unrelated to the measurement is removed in advance, only the minimum energy is emitted into the space from each of the optical transmitters 6a to 6c without lowering the measurement accuracy. The Rukoto.

【0072】図11は、本発明の第4の実施の形態のブ
ロック図である。図中、図1,図9と同様な部分には同
じ符号を用いて説明を省略する。この実施の形態は、図
10を参照して説明した第3の実施の形態と比較する
と、光ビーム12a〜12cの放出と受光について、第
3の実施の形態では、光送出器6a〜6cと受光器7a
〜7cの組を用いたのに対し、この実施の形態では、図
9を参照して説明した第2の実施の形態と同様に、光送
受光器13a〜13cおよび反射体14a〜14c、光
送受光器別光方向性結合器15a〜15cを用いるもの
である。
FIG. 11 is a block diagram of the fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIGS. Compared with the third embodiment described with reference to FIG. 10, this embodiment is different from the third embodiment in terms of emission and reception of the light beams 12a to 12c, and in the third embodiment, the light transmitters 6a to 6c. Light receiver 7a
7c are used, in this embodiment, as in the second embodiment described with reference to FIG. 9, the optical transmitters / receivers 13a to 13c, the reflectors 14a to 14c, and the optical receivers 13a to 13c. The optical directional couplers 15a to 15c for each of the light-transmitting and light-receiving devices are used.

【0073】光分岐器5aにより分岐された、それぞれ
第1の波長成分λ1 ,第2の波長成分λ2 の第1の光パ
ルスは第1の光送受光器別光方向性結合器15aを第1
のポートから第2のポートの方向へ通過して第1の光送
受光器13aに導かれ、第1の光ビーム12aとして空
間に放出される。第1の光ビーム12aは第1の反射体
14aにより反射され戻り光となり、第1の光送受光器
13aで受光され、再度、第1の光送受光器13aを介
し、第1の光送受光器別光方向性結合器15aの第2の
ポートから第3のポートの方向へ通過して第1の結合器
8aに導かれる。 一方、第2の光分岐器5bにより分
岐されたそれぞれ第1の波長成分λ1 ,第2の波長成分
λ2 の第2の光パルス、および第1の波長成分λ1 ,第
2の波長成分λ2 の第3の光パルスも同様の経路をたど
り、光検出器9にそれぞれ所定の時間差をもって到達す
る。以後のサンプリングおよび信号処理については、第
1の実施の形態と同様である。
The first optical pulses of the first wavelength component λ 1 and the second wavelength component λ 2 respectively branched by the optical branching device 5a are transmitted to the first optical directional coupler 15a for each optical transmitter / receiver. First
From the port to the second port, is guided to the first optical transmitter / receiver 13a, and is emitted into the space as the first light beam 12a. The first light beam 12a is reflected by the first reflector 14a to become return light, is received by the first light transmitter / receiver 13a, and is again transmitted via the first light transmitter / receiver 13a. The optical directional coupler 15a for each light receiver passes from the second port toward the third port and is guided to the first coupler 8a. On the other hand, the second optical pulse having the first wavelength component λ 1 and the second wavelength component λ 2 respectively branched by the second optical branching device 5b, and the first wavelength component λ 1 and the second wavelength component The third light pulse of λ 2 follows the same path and reaches the photodetector 9 with a predetermined time difference. Subsequent sampling and signal processing are the same as those in the first embodiment.

【0074】上述した各実施の形態は、光分岐器5a,
5bとして1つの光信号を2分岐させるものを用い、光
結合器8a,8bとして2つの光信号を1つに結合させ
るものを用いたものである。しかし、ガス検知箇所の数
mに応じて、全体としてm分岐させる光分岐部、およ
び、再びm結合させる光結合部であればよい。この光分
岐部は、1個の光分岐器でも、複数個の光分岐器の組み
合わせで構成されていてもよい。光結合部についても同
様である。
In each of the above-mentioned embodiments, the optical branching device 5a,
5b is used to branch one optical signal into two, and optical couplers 8a and 8b are used to combine two optical signals into one. However, depending on the number m of gas detection points, an optical branching section for branching m as a whole and an optical coupling section for m coupling again may be used. This optical branching unit may be composed of one optical branching device or a combination of a plurality of optical branching devices. The same applies to the optical coupling section.

【0075】例えば、1つの光信号を3分岐させる光分
岐器を用いて光パルスを第1ないし第3の光送出器6a
〜6cに分岐させ、3つの光信号を1つに結合させる光
結合器を用いて第1ないし第3の受光器7a〜7cから
の光パルスを結合させてもよい。
For example, an optical branching device for branching one optical signal into three is used to output an optical pulse to the first to third optical transmitters 6a.
The optical pulses from the first to third photodetectors 7a to 7c may be combined by using an optical coupler that splits the optical signals into 6 to 6c and combines the three optical signals into one.

【0076】ただし、図8を参照して説明したように、
それぞれのガス検知箇所を経由する各光パルスが光検出
器9において重ならないように、各光パルスの光伝送路
間にに光路差をもたせる必要がある。そのためには、例
えば、第2の光パルスのみが通過する光伝送路、第3の
光パルスのみが通過する光伝送路等に、光路差を与える
ための光パルス遅延器を適宜挿入してもよい。
However, as described with reference to FIG.
It is necessary to provide an optical path difference between the optical transmission paths of the optical pulses so that the optical pulses passing through the respective gas detection points do not overlap in the photodetector 9. For that purpose, for example, an optical pulse delay device for giving an optical path difference may be appropriately inserted in an optical transmission line through which only the second optical pulse passes, an optical transmission line through which only the third optical pulse passes, and the like. Good.

【0077】なお、上述した各実施の形態は、少なくと
も1個の光分岐器5および光結合器8を用いて、2箇所
以上におけるガスを検知するものであり、かつ、少なく
とも1個の光パルス遅延器4を用い、波長の異なる2個
以上の光パルスを検出し信号処理するものであった。し
かし、光分岐器5および光結合器8を用いない場合で
も、1箇所におけるガスの検知が可能である。また、光
パルス遅延器4を備えず、1個の反射型波長選択分離器
3を用いる場合でも、1個の波長の光パルスを検出し信
号処理することによりガスの検知が可能である。
In each of the above-described embodiments, at least one optical branching device 5 and at least one optical coupler 8 are used to detect gas at two or more locations, and at least one optical pulse is detected. The delay device 4 is used to detect two or more optical pulses having different wavelengths and perform signal processing. However, even if the optical branching device 5 and the optical coupler 8 are not used, the gas can be detected at one place. Further, even when the single reflection type wavelength selective separator 3 is used without the optical pulse delay device 4, the gas can be detected by detecting the optical pulse of one wavelength and processing the signal.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1ないし4に記載の発明によれば、光パルスをm個の光
パルスに分岐する光分岐部と、m個の光パルスを結合す
る光結合部を有するため、光パルス発生装置からの光パ
ルスがm個の光パルスとなり、m箇所の光送出器,受光
器間を通過して1個の光検出器に到達する。その所要時
間は各伝送路の長さに依存するが、普通この伝送路の長
さは一致しないから、m個の光パルスは、時間的にずれ
て光検出器に到達しサンプリングされる。したがって、
1組の光源,光検出器,サンプリング回路で複数箇所の
ガスの検知ができ、経済的であり、かつ小型軽量化する
ことができるという効果がある。
As is apparent from the above description, according to the invention described in claims 1 to 4, the optical branching unit for branching the optical pulse into m optical pulses and the m optical pulses are combined. Since it has an optical coupling section, the optical pulse from the optical pulse generator becomes m optical pulses, passes between the optical transmitters and the optical receivers at m points, and reaches one optical detector. The required time depends on the length of each transmission line, but normally the lengths of these transmission lines do not match, so that m light pulses arrive at the photodetector with a time shift and are sampled. Therefore,
One set of the light source, the photodetector, and the sampling circuit can detect the gas at a plurality of locations, which is economical, and has the effect of reducing the size and weight.

【0079】また、光方向性結合器と、この光方向性結
合器に縦列に接続され、光パルスを互いに異なるn個の
波長に分離するn個の反射型波長選択分離器と、このn
個の反射型波長選択分離器間に接続されるn−1個の光
パルス遅延器を有するため、複数の波長成分が抽出分離
されさらに各波長成分ごとに時間が遅延されるから、各
波長成分ごとの光パルスは、光検出器に到達する時間が
異なり、異なる時間にサンプリングされる。したがっ
て、1つの光検出器で各波長成分ごとの光パルスによる
ガスの検知ができるという効果もある。
Further, an optical directional coupler, n reflection type wavelength selective demultiplexers which are connected in series to the optical directional coupler and separate the optical pulse into n different wavelengths, and n
Since there are n-1 optical pulse delay devices connected between the reflective wavelength selective demultiplexers, a plurality of wavelength components are extracted and separated, and the time is delayed for each wavelength component. Each light pulse arrives at the photodetector at different times and is sampled at different times. Therefore, there is also an effect that one photodetector can detect the gas by the light pulse for each wavelength component.

【0080】請求項2または4に記載の発明によれば、
光送受光器別光方向性結合器に接続され、光パルスを光
ビームに変換し空間に放出し、前記光ビームの戻り光を
受光する光送受光器と、前記光ビームを前記戻り光とし
て反射させる反射体を有するから、ガスを検知する箇所
において、反射型の光ビームを形成することができると
いう効果がある。
According to the invention of claim 2 or 4,
An optical transmitter / receiver that is connected to an optical directional coupler for each optical transmitter / receiver, converts a light pulse into a light beam, emits the light beam into a space, and receives return light of the light beam; and the light beam as the return light. Since it has a reflector for reflecting it, there is an effect that a reflection type light beam can be formed at a place where gas is detected.

【0081】請求項3または4に記載の発明によれば、
光パルス発生装置に接続される光方向性結合器と、この
光方向性結合器に縦列に接続されることにより前記光パ
ルス発生装置に結合され、光パルスを互いに異なるn個
の波長に分離するn個の反射型波長選択分離器と、この
n個の反射型波長選択分離器間に接続されるn−1個の
光パルス遅延器を有するから、n個の波長選択分離器お
よびn−1個の光パルス遅延器が光パルス発生装置の直
後に縦列に接続されることになる。
According to the invention of claim 3 or 4,
An optical directional coupler connected to the optical pulse generator, and coupled to the optical pulse generator by being cascade-connected to the optical directional coupler to separate the optical pulse into n different wavelengths. Since it has n reflection-type wavelength selective demultiplexers and n-1 optical pulse delay devices connected between the n reflection-type wavelength selective demultiplexers, there are n wavelength selective demultiplexers and n-1. The optical pulse delay devices will be connected in cascade immediately after the optical pulse generator.

【0082】したがって、ガスの検知に関係のない光の
波長成分をあらかじめ排除してから光ビームとして放出
することができる。その結果、被測定対象ガス内に放出
する光パルスのエネルギーを、測定感度を低下させるこ
となく必要最低限に抑えることができ、爆発性ガスに対
する安全性を高めることができるという効果がある。ま
た、高エネルギーの光パルスが通過する光部品が少なく
なる結果、高エネルギー耐久性が求められない廉価な光
部品を使用することができるという効果もある。
Therefore, it is possible to eliminate the wavelength component of the light not related to the detection of the gas in advance and emit it as a light beam. As a result, the energy of the light pulse emitted into the gas to be measured can be suppressed to the required minimum without lowering the measurement sensitivity, and the safety against explosive gas can be enhanced. In addition, as a result of reducing the number of optical components through which high energy light pulses pass, there is an effect that inexpensive optical components that do not require high energy durability can be used.

【0083】請求項5に記載の発明によれば、光分岐部
が光パルスを順次分岐するm−1個の光分岐器を有し、
光結合部が光パルスを順次結合するm−1個の光結合器
を有するから、m個の光パルスそれぞれが経由する伝送
路の長さが、順次確実に長くなるから、m個の光パルス
は、確実に時間的にずれて光検出器に到達しサンプリン
グされることができるという効果がある。
According to the invention described in claim 5, the optical branching unit has m-1 optical branching devices for sequentially branching the optical pulse,
Since the optical coupling unit has m-1 optical couplers that sequentially couple the optical pulses, the length of the transmission path through which each of the m optical pulses passes is sequentially and reliably lengthened. Has the effect of reliably reaching the photodetector with a time shift and being sampled.

【0084】請求項6に記載の発明によれば、反射型波
長選択分離器のうち少なくとも1個が検知対象ガスで吸
収されない波長を選択分離し、信号処理部が検知対象ガ
スで吸収される波長の光パルスに対応するサンプリング
出力と、検知対象ガスで吸収されない波長の光パルスに
対応するサンプリング出力との強度比を得るため、光パ
ルス発生装置の光パルス強度の時間変化,伝送路中の各
種部品の時間的な特性変動,光検出器の感度の時間的変
化等による光信号強度の時間的変化を常時補正すること
ができるから、検知装置の感度を上げることができると
いう効果がある。
According to the sixth aspect of the invention, at least one of the reflection type wavelength selective demultiplexers selectively separates a wavelength which is not absorbed by the gas to be detected, and the signal processing unit absorbs the wavelength which is absorbed by the gas to be detected. In order to obtain the intensity ratio of the sampling output corresponding to the optical pulse of the optical pulse and the sampling output corresponding to the optical pulse of the wavelength that is not absorbed by the gas to be detected, the temporal change of the optical pulse intensity of the optical pulse generator, Since it is possible to constantly correct the temporal change of the optical signal intensity due to the temporal characteristic change of the parts, the temporal change of the sensitivity of the photodetector, etc., it is possible to increase the sensitivity of the detection device.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態のブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】光パルス発生装置からの出射光のスペクトルを
表わす線図である。
FIG. 2 is a diagram showing a spectrum of light emitted from an optical pulse generator.

【図3】メタンガスがある場合に受光された光のスペク
トルを表わす線図である。
FIG. 3 is a diagram showing a spectrum of light received when methane gas is present.

【図4】試作した波長選択分離器の入射光のスペクトル
を表わす線図である。
FIG. 4 is a diagram showing a spectrum of incident light of a prototype wavelength selective separator.

【図5】試作した波長選択分離器の反射光のスペクトル
を表わす線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a spectrum of reflected light of a prototype wavelength selective separator.

【図6】試作した波長選択分離器の透過光のスペクトル
を表わす線図である。
FIG. 6 is a diagram showing a spectrum of transmitted light of a prototype wavelength selective separator.

【図7】光信号に対応するサンプリング出力の第1の説
明図である。
FIG. 7 is a first explanatory diagram of sampling output corresponding to an optical signal.

【図8】光信号に対応するサンプリング出力の第2の説
明図である。
FIG. 8 is a second explanatory diagram of sampling output corresponding to an optical signal.

【図9】本発明の第2の実施の形態のブロック図であ
る。
FIG. 9 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の実施の形態のブロック図であ
る。
FIG. 10 is a block diagram of a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第4の実施の形態のブロック図であ
る。
FIG. 11 is a block diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図12】第1の従来技術のブロック図である。FIG. 12 is a block diagram of a first conventional technique.

【図13】ガスが存在しないときの分光スペクトルを示
す線図である。
FIG. 13 is a diagram showing a spectral spectrum in the absence of gas.

【図14】ガスが存在するときの分光スペクトルを示す
線図である。
FIG. 14 is a diagram showing a spectrum in the presence of gas.

【図15】図12と図13の分光スペクトルの差分を示
す線図である。
FIG. 15 is a diagram showing a difference between the spectrums of FIGS. 12 and 13.

【図16】第2の従来技術のブロック図である。FIG. 16 is a block diagram of a second conventional technique.

【図17】ガスによる吸収のある波長の光信号のサンプ
リング出力の説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram of sampling output of an optical signal having a wavelength absorbed by gas.

【図18】ガスによる吸収のない波長の光信号のサンプ
リング出力の説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of sampling output of an optical signal having a wavelength that is not absorbed by gas.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光パルス発生装置、2…光方向性結合器、3a,3
b…第1,第2の反射型波長選択分離器、4…光パルス
遅延器、5a,5b…第1,第2の光分岐器、6a,6
b,6c…第1ないし第3の光送出器、7a,7b,7
c…第1ないし第3の受光器、8a,8b…第1,第2
の光結合器、9…光検出器、10…サンプリング回路、
11…信号処理部、12a,12b,12c…第1ない
し第3の光ビーム、15a,15b,15c…第1ない
し第3の光送受光器別光方向性結合器、13a,13
b,13c…第1ないし第3の光送受光器、14a,1
4b,14c…第1ないし第3の反射体。
1 ... Optical pulse generator, 2 ... Optical directional coupler, 3a, 3
b ... 1st, 2nd reflection type wavelength selective demultiplexer, 4 ... Optical pulse delay device, 5a, 5b ... 1st, 2nd optical branching device, 6a, 6
b, 6c ... First to third light transmitters 7a, 7b, 7
c ... 1st thru | or 3rd light receiver, 8a, 8b ... 1st, 2nd
Optical coupler, 9 ... Photo detector, 10 ... Sampling circuit,
Reference numeral 11 ... Signal processing unit, 12a, 12b, 12c ... First to third light beams, 15a, 15b, 15c ... First to third optical transmitter / receiver-based optical directional couplers, 13a, 13
b, 13c ... First to third optical transmitter / receivers, 14a, 1
4b, 14c ... 1st thru | or 3rd reflector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千 敦郎 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Atsuro Senshiro 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Within Osaka Gas Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光パルス発生装置と、該光パルス発生装
置に接続され、光パルスをm個の光パルスに分岐する光
分岐部と、該光分岐部に接続され、光パルスを光ビーム
に変換し空間に放出するm個の光送出器と、該光送出器
から放出された光ビームを受光するm個の受光器と、該
m個の受光器に接続され、m個の光パルスを結合する光
結合部と、該光結合部に接続される光方向性結合器と、
該光方向性結合器に縦列に接続されることにより前記光
結合部に結合され、光パルスを互いに異なるn個の波長
に分離するn個の反射型波長選択分離器と、該n個の反
射型波長選択分離器間に接続されるn−1個の光パルス
遅延器と、前記光方向性結合器に接続されることにより
前記n個の反射型波長選択分離器に結合され、光パルス
を時間順次に電気信号に変換する1個の光検出器と、該
光検出器の出力を時間軸上でサンプリングするサンプリ
ング回路と、該サンプリング回路の出力を処理しm個の
光送出器および受光器の間のガスを検知する信号処理部
を有することを特徴とするガス検知装置。
1. An optical pulse generator, an optical branching unit that is connected to the optical pulse generator and branches the optical pulse into m optical pulses, and an optical branching unit that is connected to the optical branching unit to convert the optical pulse into a light beam. M light transmitters that convert and emit into the space, m light receivers that receive the light beam emitted from the light transmitters, and m light receivers that are connected to the m light receivers An optical coupling section for coupling, and an optical directional coupler connected to the optical coupling section,
N reflection-type wavelength selective demultiplexers, which are coupled to the optical coupling section by being connected in series to the optical directional coupler, to separate an optical pulse into n different wavelengths, and the n reflections N-1 optical pulse delay devices connected between the wavelength-type wavelength selective demultiplexers and the n-directional reflection type wavelength selective demultiplexers by being connected to the optical directional coupler to generate optical pulses. One photodetector for time-sequential conversion into an electrical signal, a sampling circuit for sampling the output of the photodetector on the time axis, and m optical transmitters and photodetectors for processing the output of the sampling circuit A gas detection device having a signal processing unit for detecting gas between the gas detection devices.
【請求項2】 光パルス発生装置と、該光パルス発生装
置に接続され、光パルスをm個の光パルスに分岐する光
分岐部と、該光分岐部に接続されるm個の光送受光器別
光方向性結合器と、該光送受光器別光方向性結合器に接
続されることにより前記光分岐部に結合され、光パルス
を光ビームに変換し空間に放出し、前記光ビームの戻り
光を受光するm個の光送受光器と、前記光ビームを前記
戻り光として反射させるm個の反射体と、前記m個の光
送受光器別光方向性結合器に接続されることにより前記
m個の光送受光器に結合され、m個の光パルスを結合す
る光結合部と、該光結合部に接続される光方向性結合器
と、該光方向性結合器に縦列に接続されることにより前
記光結合部に結合され、光パルスを互いに異なるn個の
波長に分離するn個の反射型波長選択分離器と、該n個
の反射型波長選択分離器間に接続されるn−1個の光パ
ルス遅延器と、前記光方向性結合器に接続されることに
より前記n個の反射型波長選択分離器に結合され、光パ
ルスを時間順次に電気信号に変換する1個の光検出器
と、該光検出器の出力を時間軸上でサンプリングするサ
ンプリング回路と、該サンプリング回路の出力を処理し
m個の光送出器および受光器の間のガスを検知する信号
処理部を有することを特徴とするガス検知装置。
2. An optical pulse generator, an optical branching unit connected to the optical pulse generator and branching the optical pulse into m optical pulses, and m optical transmitters / receivers connected to the optical branching unit. An optical directional coupler for each device and an optical directional coupler for each optical transmitter / receiver, which is connected to the optical branching unit, converts an optical pulse into a light beam, and emits the light beam into a space. Connected to the m optical transmitters / receivers for receiving the return light, the m reflectors for reflecting the light beam as the return light, and the m optical transmitter / receiver-specific optical directional couplers. The optical coupling unit is coupled to the m optical transmitters / receivers to couple m optical pulses, the optical directional coupler is connected to the optical coupling unit, and the optical directional couplers are cascaded. N coupled to the optical coupling part by connecting to n to separate optical pulses into n different wavelengths. Reflection type wavelength selective demultiplexer, n-1 optical pulse delay devices connected between the n number of reflective type wavelength selective demultiplexers, and the n number of optical pulse delay devices connected to the optical directional coupler. , A photodetector coupled to the reflection type wavelength selective demultiplexer for time-sequentially converting an optical pulse into an electric signal, a sampling circuit for sampling the output of the photodetector on a time axis, and the sampling circuit A gas detection device having a signal processing unit for processing the output of the above and detecting a gas between m light transmitters and light receivers.
【請求項3】 光パルス発生装置と、該光パルス発生装
置に接続される光方向性結合器と、該光方向性結合器に
縦列に接続されることにより前記光パルス発生装置に結
合され、光パルスを互いに異なるn個の波長に分離する
n個の反射型波長選択分離器と、該n個の反射型波長選
択分離器間に接続されるn−1個の光パルス遅延器と、
前記光方向性結合器に接続されることにより前記n個の
反射型波長選択分離器に結合され、光パルスをm個の光
パルスに分岐する光分岐部と、該光分岐部に接続され、
光パルスを光ビームに変換し空間に放出するm個の光送
出器と、該光送出器から放出された光ビームを受光する
m個の受光器と、該m個の受光器に接続され、m個の光
パルスを結合する光結合部と、該光結合部に接続され、
光パルスを電気信号に変換する1個の光検出器と、該光
検出器の出力を時間軸上でサンプリングするサンプリン
グ回路と、該サンプリング回路の出力を処理しm個の光
送出器および受光器の間のガスを検知する信号処理部を
有することを特徴とするガス検知装置。
3. An optical pulse generator, an optical directional coupler connected to the optical pulse generator, and a tandem connection to the optical directional coupler to couple to the optical pulse generator, N reflection-type wavelength selective demultiplexers for separating an optical pulse into n different wavelengths, and n-1 optical pulse delay devices connected between the n reflection-type wavelength selective demultiplexers,
An optical branching unit that is coupled to the n reflection-type wavelength selective demultiplexers by being connected to the optical directional coupler, and branches an optical pulse into m optical pulses, and is connected to the optical branching unit.
M light transmitters for converting a light pulse into a light beam and emitting it into a space, m light receivers for receiving the light beam emitted from the light transmitters, and connected to the m light receivers, an optical coupling part for coupling m light pulses, and connected to the optical coupling part,
One photodetector for converting an optical pulse into an electric signal, a sampling circuit for sampling the output of the photodetector on a time axis, and m optical transmitters and photodetectors for processing the output of the sampling circuit A gas detection device having a signal processing unit for detecting gas between the gas detection devices.
【請求項4】 光パルス発生装置と、該光パルス発生装
置に接続される光方向性結合器と、該光方向性結合器に
縦列に接続されることにより前記光パルス発生装置に結
合され、光パルスを互いに異なるn個の波長に分離する
n個の反射型波長選択分離器と、該n個の反射型波長選
択分離器間に接続されるn−1個の光パルス遅延器と、
前記光方向性結合器に接続されることにより前記n個の
反射型波長選択分離器に結合され、光パルスをm個の光
パルスに分岐する光分岐部と、該光分岐部に接続される
m個の光送受光器別光方向性結合器と、該光送受光器別
光方向性結合器に接続されることにより前記光分岐部に
結合され、光パルスを光ビームに変換し空間に放出し、
前記光ビームの戻り光を受光するm個の光送受光器と、
前記光ビームを前記戻り光として反射させるm個の反射
体と、前記m個の光送受光器別光方向性結合器に接続さ
れることにより前記m個の光送受光器に結合され、m個
の光パルスを結合する光結合部と、該光結合部に接続さ
れ光パルスを電気信号に変換する1個の光検出器と、該
光検出器の出力を時間軸上でサンプリングするサンプリ
ング回路と、該サンプリング回路の出力を処理しm個の
光送出器および受光器の間のガスを検知する信号処理部
を有することを特徴とするガス検知装置。
4. An optical pulse generator, an optical directional coupler connected to the optical pulse generator, and a tandem connection to the optical directional coupler to couple the optical pulse generator to the optical pulse generator. N reflection-type wavelength selective demultiplexers for separating an optical pulse into n different wavelengths, and n-1 optical pulse delay devices connected between the n reflection-type wavelength selective demultiplexers,
An optical branching unit that is coupled to the n reflection-type wavelength selective demultiplexers by being connected to the optical directional coupler and that branches an optical pulse into m optical pulses, and is connected to the optical branching unit. The m optical directional couplers for each optical transmitter / receiver and the optical directional couplers for each optical transmitter / receiver are coupled to the optical branching unit to convert the optical pulse into a light beam and convert it into a space. Release
M optical transmitters / receivers for receiving the return light of the light beam,
M reflectors for reflecting the light beam as the return light, and m optical transmitter / receiver-specific optical directional couplers are connected to couple the m optical transmitters / receivers. An optical coupling part for coupling the optical pulses, one photodetector connected to the optical coupling for converting the optical pulses into an electric signal, and a sampling circuit for sampling the output of the photodetector on the time axis. And a signal processing unit for processing the output of the sampling circuit and detecting the gas between the m light transmitters and the light receivers.
【請求項5】 前記光分岐部は、光パルスを順次分岐す
るm−1個の光分岐器を有し、前記光結合部は、光パル
スを順次結合するm−1個の光結合器を有することを特
徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のガス
検知装置。
5. The optical branching unit has m−1 optical branchers that sequentially branch optical pulses, and the optical coupling unit includes m−1 optical couplers that sequentially couple optical pulses. The gas detection device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
【請求項6】 前記反射型波長選択分離器のうち少なく
とも1個は、検知対象ガスで吸収されない波長を選択分
離し、前記信号処理部は、検知対象ガスで吸収される波
長の光パルスに対応するサンプリング出力と、前記検知
対象ガスで吸収されない波長の光パルスに対応するサン
プリング出力との強度比を得ることを特徴とする請求項
1ないし5のいずれか1項に記載のガス検知装置。
6. At least one of the reflection-type wavelength selective demultiplexers selectively separates wavelengths that are not absorbed by the detection target gas, and the signal processing unit responds to optical pulses of wavelengths that are absorbed by the detection target gas. 6. The gas detection device according to claim 1, wherein an intensity ratio between a sampling output that corresponds to the sampling output and a sampling output that corresponds to an optical pulse having a wavelength that is not absorbed by the detection target gas is obtained.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008157625A (en) * 2006-12-20 2008-07-10 Canon Inc Detector
JP2009229414A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Osaka Gas Co Ltd Detector
JP2011054131A (en) * 2009-09-04 2011-03-17 Osaka Gas Co Ltd Temperature detection mechanism, gas detector and fire detector
JP2011169704A (en) * 2010-02-17 2011-09-01 Shimadzu Corp Data processor and program for the same
JP2014197003A (en) * 2009-01-30 2014-10-16 クラウディオ・オリベイラ・エガロン Multiple parameter optical fiber sensor of side surface irradiation type multipoint system
JP2015516062A (en) * 2012-05-02 2015-06-04 ヴィルコ・アーゲー How to detect propellant gas
JP2016125828A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 アズビル株式会社 Dryness measurement device
JP2017015736A (en) * 2016-10-19 2017-01-19 ヴィルコ・アーゲー Method for detecting a propellant gas
US10761017B2 (en) 2017-03-09 2020-09-01 Nec Corporation Gas detection system, gas detection method and program
CN114136899A (en) * 2020-09-04 2022-03-04 富士电机株式会社 Gas analyzer

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8449826B2 (en) 2006-12-20 2013-05-28 Canon Kabushiki Kaisha Detection device
JP2008157625A (en) * 2006-12-20 2008-07-10 Canon Inc Detector
JP2009229414A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Osaka Gas Co Ltd Detector
US10876960B2 (en) 2009-01-30 2020-12-29 Claudio Egalon Side illuminated multi point multi parameter optical fiber sensor
JP2014197003A (en) * 2009-01-30 2014-10-16 クラウディオ・オリベイラ・エガロン Multiple parameter optical fiber sensor of side surface irradiation type multipoint system
US10088410B2 (en) 2009-01-30 2018-10-02 Claudio Oliveira Egalon Side illuminated multi point multi parameter optical fiber sensor
JP2011054131A (en) * 2009-09-04 2011-03-17 Osaka Gas Co Ltd Temperature detection mechanism, gas detector and fire detector
JP2011169704A (en) * 2010-02-17 2011-09-01 Shimadzu Corp Data processor and program for the same
JP2015516062A (en) * 2012-05-02 2015-06-04 ヴィルコ・アーゲー How to detect propellant gas
JP2016125828A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 アズビル株式会社 Dryness measurement device
JP2017015736A (en) * 2016-10-19 2017-01-19 ヴィルコ・アーゲー Method for detecting a propellant gas
US10761017B2 (en) 2017-03-09 2020-09-01 Nec Corporation Gas detection system, gas detection method and program
CN114136899A (en) * 2020-09-04 2022-03-04 富士电机株式会社 Gas analyzer
WO2022050322A1 (en) * 2020-09-04 2022-03-10 富士電機株式会社 Gas analyzer
JP2022043847A (en) * 2020-09-04 2022-03-16 富士電機株式会社 Gas analyzer
EP4160186A4 (en) * 2020-09-04 2023-12-20 Fuji Electric Co., Ltd. Gas analyzer

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