JPH0949776A - Optical cable and pressure measuring system - Google Patents

Optical cable and pressure measuring system

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JPH0949776A
JPH0949776A JP20301595A JP20301595A JPH0949776A JP H0949776 A JPH0949776 A JP H0949776A JP 20301595 A JP20301595 A JP 20301595A JP 20301595 A JP20301595 A JP 20301595A JP H0949776 A JPH0949776 A JP H0949776A
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JP
Japan
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optical fiber
optical cable
optical
fiber core
core wire
Prior art date
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Pending
Application number
JP20301595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsugio Amano
亜夫 天野
Yasunori Saito
泰紀 斉藤
Yasusuke Yamazaki
庸介 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication of JPH0949776A publication Critical patent/JPH0949776A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical cable being capable of being used for a pressure sensor without necessity of a special structure with low loss without restriction in an installing position. SOLUTION: The optical cable comprises an optical fiber core wire 1 coated with resin, a fiber 2 longitudinally attached to the wire 1 or twisted and a sheath 3 of thin film plastic covering the periphery of the fiber 2. In this case, at least part of the resin coating of the wire 1 is brought into contact with the inner wall of the sheath 3 in a sectional shape, and hence the wire 1 is eccentrically deviated in the sectional direction with respect to the circular sheath 3 to be contained.

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、光ケーブルおよび
圧力測定システムに関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical cable and a pressure measuring system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、光ファイバまたは光ケーブル
を用いた圧力センサが知られている。この種の圧力セン
サは、光ファイバに圧力が加わると光損失が増加するこ
とに着目したものであり、弾性を有する光ファイバを用
いるもの、光ファイバの微小な曲がり、いわゆるマイク
ロベンドを利用するものなどがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a pressure sensor using an optical fiber or an optical cable has been known. This type of pressure sensor focuses on the fact that optical loss increases when pressure is applied to the optical fiber. It uses an optical fiber having elasticity, and uses a so-called microbend, which is a minute bend of the optical fiber. and so on.

【0003】図5は、第1の従来技術の光ファイバの断
面図である。図中、21はコア、22はクラッドであ
る。この従来技術は、例えば、特開平6−229846
号公報等で知られている。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a first prior art optical fiber. In the figure, 21 is a core and 22 is a clad. This conventional technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-229846.
It is known from the official gazette.

【0004】この光ファイバは、コア21にシリコーン
ゴムを用い、クラッド22にコア21よりも屈折率を低
くしたシリコーンゴムまたはエラストマーを用いたプラ
スチック光ファイバであり、この光ファイバ自体を圧力
センサとしたものである。こ光ファイバは弾性を有する
ため、変形を与えると光透過量が変化する。この光ファ
イバの一端に光源を設け他端に受光体を設け、受光量の
変化によりスイッチを作動させることができる。
This optical fiber is a plastic optical fiber in which silicone rubber is used for the core 21 and silicone rubber or elastomer whose refractive index is lower than that of the core 21 is used for the clad 22, and this optical fiber itself is used as a pressure sensor. It is a thing. Since this optical fiber has elasticity, the amount of light transmission changes when it is deformed. A light source is provided at one end of the optical fiber and a light receiving body is provided at the other end, and the switch can be operated by changing the amount of received light.

【0005】しかし、この実施例では、光ファイバ上に
保護被覆がないため、使用環境は外傷を受けにくい環境
に限定される。またコア21にシリコーンゴムを用いる
ために光ファイバの伝送損失が比較的高く、例えば1k
m以上の長距離区間における圧力の測定には不向きであ
るという問題がある。
However, in this embodiment, since there is no protective coating on the optical fiber, the use environment is limited to an environment that is less susceptible to external damage. Moreover, since the core 21 is made of silicone rubber, the transmission loss of the optical fiber is relatively high.
There is a problem that it is not suitable for measuring pressure in a long distance section of m or more.

【0006】図6は、第2の従来技術の光ケーブルの断
面図である。図中、31は抗張力体、32はスペーサ、
33は光ファイバ心線、34は押さえ巻き、35は外被
である。この従来技術は、例えば、実開平6−1083
4号公報等で知られている。
FIG. 6 is a sectional view of a second prior art optical cable. In the figure, 31 is a strength member, 32 is a spacer,
33 is an optical fiber core wire, 34 is a press winding, and 35 is a jacket. This prior art is, for example, the actual Kaihei 6-1083.
It is known from Japanese Patent Publication No. 4 and the like.

【0007】この光ケーブルは、断面円形の抗張力体3
1の外周面に、粗面を有する凹面状スペーサ32を複数
個設け、それぞれの上に光ファイバ心線33を収納し、
光ファイバ心線33の上に粗面を有する押さえ巻き34
を重ね巻きし、この上に外被35を押し出し被覆するも
のである。光ファイバ心線33に側圧を加えるとマイク
ロベンドが発生し伝送損失が増加する。この光ケーブル
を圧力検出板で挟み込み、光源からの光を光分波器を介
して複数の光ファイバ心線33の一端に供給し、他端に
光パワーメータを接続することにより、圧力検出板に加
わる圧力の加圧方向および大きさを測定することができ
る。
This optical cable comprises a tensile strength member 3 having a circular cross section.
A plurality of concave spacers 32 having a rough surface are provided on the outer peripheral surface of 1, and the optical fiber core wires 33 are housed on each of them.
A press winding 34 having a rough surface on the optical fiber core wire 33
Is lapped and the outer cover 35 is extruded and coated on the outer cover. When lateral pressure is applied to the optical fiber core wire 33, microbends are generated and transmission loss increases. By sandwiching this optical cable with a pressure detection plate and supplying light from a light source to one end of a plurality of optical fiber core wires 33 via an optical demultiplexer, and connecting an optical power meter to the other end, a pressure detection plate is provided. The pressing direction and magnitude of the applied pressure can be measured.

【0008】しかし、この実施例では、光ファイバ心線
33に石英系光ファイバを適用すれば低損失化が可能で
あるが、複数本の光ファイバ心線33を用いるために光
ケーブルの外径が大きくなり、さらに、光ファイバ心線
33にマイクロベンドが容易に生じるように粗面を施し
た特殊なスペーサ32および押さえ巻き34が必要とな
る。また、抗張力体31が鋼線であり、可燃環境や誘爆
環境での使用は困難であるという問題がある。
However, in this embodiment, if a silica-based optical fiber is applied to the optical fiber core wire 33, it is possible to reduce the loss, but since the plurality of optical fiber core wires 33 are used, the outer diameter of the optical cable is small. In addition, a special spacer 32 and a press winding 34, which are roughened so as to easily generate microbends in the optical fiber core wire 33, are required. Further, since the strength member 31 is a steel wire, there is a problem that it is difficult to use it in a flammable environment or an explosive environment.

【0009】[0009]

【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、圧力センサに用いることが
でき、設置箇所に制約がなく、低損失であり、特殊な構
造を必要としない光ケーブル、および、この光ケーブル
を用いた圧力測定システム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 can be used for a pressure sensor, has no restrictions on the installation location, has a low loss, and requires a special structure. An object of the present invention is to provide an optical cable that does not include the optical cable and a pressure measurement system that uses the optical cable.

【0010】例えば、流体の圧力は計算により推算でき
るものの、細径の管路内の長距離にわたる圧力分布を実
測することは極めて困難である。しかし、本発明の光ケ
ーブルは、このような細径管路内などにも設置が容易
で、設置個所の圧力および圧力分布が測定でき、可燃性
の危険物中で使用することも可能である。また、本発明
の圧力測定システムは、長距離区間の圧力を遠隔地から
測定することも可能である。
For example, although the pressure of a fluid can be estimated by calculation, it is extremely difficult to actually measure the pressure distribution over a long distance in a small-diameter conduit. However, the optical cable of the present invention can be easily installed even in such a small-diameter conduit, the pressure and pressure distribution at the installation location can be measured, and the optical cable can also be used in a flammable dangerous material. Further, the pressure measuring system of the present invention can measure the pressure in a long distance section from a remote place.

【0011】[0011]

【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、樹脂被覆を有する光ファイバ心線に繊維体が
撚り合わせまたは縦添えされたものにプラスチックの外
被が施された光ケーブルにおいて、前記樹脂被覆の少な
くとも一部は、前記外被の内壁に接触することを特徴と
するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical cable in which a fiber sheath is twisted or longitudinally attached to an optical fiber core wire having a resin coating and a plastic jacket is applied to the optical fiber core wire. At least a part of the resin coating is in contact with the inner wall of the outer cover.

【0012】請求項2に記載の発明においては、樹脂被
覆を有する複数心の光ファイバ心線に繊維体が撚り合わ
せまたは縦添えされたものにプラスチックの外被が施さ
れた光ケーブルにおいて、前記複数心の光ファイバ心線
中の少なくとも1心の光ファイバ心線の樹脂被覆の少な
くとも一部は、前記外被の内壁に接触することを特徴と
するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical cable in which a fiber jacket is twisted or vertically attached to a plurality of optical fiber core wires having a resin coating and a plastic jacket is applied to the optical fiber core wires. At least a part of the resin coating of at least one of the optical fiber core wires in the core optical fiber core wire is in contact with the inner wall of the jacket.

【0013】請求項3に記載の発明においては、請求項
1または2に記載の光ケーブルにおいて、前記繊維体
は、撚り合わされたものであることを特徴とするもので
ある。
According to a third aspect of the invention, in the optical cable according to the first or second aspect, the fiber body is twisted together.

【0014】請求項4に記載の発明においては、圧力測
定システムにおいて、請求項1ないし3のいずれか1項
に記載の光ケーブルと、該光ケーブルの光損失を測定す
る測定手段を有し、前記光損失に基づいて前記光ケーブ
ルが受ける圧力および圧力分布を測定することを特徴と
するものである。
According to a fourth aspect of the invention, in the pressure measuring system, the optical cable according to any one of the first to third aspects and the measuring means for measuring the optical loss of the optical cable are provided. The pressure applied to the optical cable and the pressure distribution are measured based on the loss.

【0015】請求項5に記載の発明においては、請求項
4に記載の圧力測定システムにおいて、前記光ケーブル
を通過した光が前記測定手段の受光器まで伝送されるこ
とを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the pressure measuring system according to the fourth aspect, the light passing through the optical cable is transmitted to the light receiver of the measuring means.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施の形
態を示す光ケーブルの説明図であり、図1(A)は斜視
図であり、図1(B)は一断面を表わす説明図である。
図中、1は光ファイバ心線、2は繊維体、3は外被であ
る。
1 is an explanatory view of an optical cable showing a first embodiment of the present invention, FIG. 1 (A) is a perspective view, and FIG. 1 (B) shows one section. FIG.
In the figure, 1 is an optical fiber core wire, 2 is a fiber body, and 3 is a jacket.

【0017】第1の実施の形態は、樹脂をコーティング
した光ファイバ心線1に、繊維体2を縦添えまたは撚り
合わせ、その周囲を薄膜プラスチックの外被3で被覆し
た光ケーブルである。その際、図1(B)に示されるよ
うに、断面形状において、光ファイバ心線1の樹脂被覆
の少なくとも一部を外被3の内壁に接触させることによ
り、光ファイバ心線1が円形の外被3に対し断面方向に
偏心されて収納されている。なお、樹脂被覆と内壁は、
この光ケーブルの一部の断面において、図1(B)に示
されるような接触状態であればよく、光ケーブルの長手
方向に常に接触状態を保持する必要はない。
The first embodiment is an optical cable in which a fiber body 2 is vertically attached or twisted to a resin-coated optical fiber core wire 1 and the periphery thereof is covered with a thin film plastic jacket 3. At that time, as shown in FIG. 1 (B), by making at least a part of the resin coating of the optical fiber core wire 1 in contact with the inner wall of the jacket 3 in the cross-sectional shape, the optical fiber core wire 1 has a circular shape. It is stored so as to be eccentric with respect to the jacket 3 in the cross-sectional direction. The resin coating and inner wall are
In a part of the cross section of the optical cable, the contact state as shown in FIG. 1 (B) is sufficient, and it is not always necessary to keep the contact state in the longitudinal direction of the optical cable.

【0018】光ファイバ心線1,繊維体2,外被3に
は、使用環境に応じて各種の部材あるいは材料を選定す
ることができる。光ファイバ心線1は、一例として、紫
外線硬化型樹脂で被覆された石英系ガラスファイバを用
いる。繊維体2は、高強度を必要とされない場合は廉価
なポリプロピレン繊維を用いることができるが、また、
長尺布設や張力が印加される環境で使用する場合には、
アラミド繊維などの高ヤング率の抗張力繊維を用いるこ
とができる。これらの繊維は、例えば束状にまとめら
れ、製造上の取扱いを考慮して繊維束は撚り合わされて
いてもよい。
Various members or materials can be selected for the optical fiber core wire 1, the fibrous body 2 and the jacket 3 in accordance with the use environment. The optical fiber core wire 1 uses, for example, a silica glass fiber coated with an ultraviolet curable resin. As the fibrous body 2, inexpensive polypropylene fiber can be used when high strength is not required.
When using in a long installation or in an environment where tension is applied,
High Young's modulus tensile strength fibers such as aramid fibers can be used. These fibers may be bundled, for example, and the fiber bundle may be twisted in consideration of handling in manufacturing.

【0019】外被3は、薄肉のプラスチックとし、薄肉
での加工性が優れ、加工した後の可撓性や圧力に対して
の収縮性の面から、塩化ビニル、ポリアミド系樹脂、ポ
リエチレン等が適している。ただし、溶剤中で光ケーブ
ルを使用する場合は、例えばフッ素樹脂など化学変化に
極力強い樹脂を採用することが望ましい。
The outer cover 3 is made of thin-walled plastic and is made of vinyl chloride, polyamide resin, polyethylene or the like in view of its excellent workability in thin wall, flexibility after processing, and shrinkability against pressure. Is suitable. However, when the optical cable is used in a solvent, it is desirable to use a resin that is as strong as possible against chemical changes, such as a fluororesin.

【0020】大気圧下では、外被3内の繊維体2中に空
隙が維持され、光ファイバ心線1には外力が加わらない
が、外圧を印加すると、外被3は、薄肉プラスチックで
あるため容易に収縮し、繊維体2が光ファイバ心線1に
押し付けられる。このようにして、外圧は、繊維体2を
介し収縮力として光ファイバ心線1に伝わる。ここで、
断面形状において光ファイバ心線1を円形の外被3に対
し偏心させて収納していることから、図3を参照して後
述するような、外被と同心円上に光ファイバ心線が収納
されている通信用の光ファイバコード等に比べ、圧力印
加による収縮力が光ファイバ心線1に不均一に加わる。
Under atmospheric pressure, voids are maintained in the fibrous body 2 inside the jacket 3 and no external force is applied to the optical fiber core wire 1. However, when external pressure is applied, the jacket 3 is a thin plastic. Therefore, the fiber body 2 is easily contracted, and the fiber body 2 is pressed against the optical fiber core wire 1. In this way, the external pressure is transmitted to the optical fiber core wire 1 via the fibrous body 2 as a contracting force. here,
Since the optical fiber core wire 1 is eccentrically housed with respect to the circular outer jacket 3 in the cross-sectional shape, the optical fiber core wire is housed in a concentric circle with the outer jacket as described later with reference to FIG. As compared with existing optical fiber cords for communication, the contracting force due to pressure application is applied non-uniformly to the optical fiber core wire 1.

【0021】この不均一な収縮力が、繊維体2によって
作り出された粗面を光ファイバ心線1に押し付けること
から、微小な曲がり、いわゆるマイクロベンディングが
容易に発生する。マイクロベンディングが発生した部分
では、光ファイバ心線1の伝送損失が増加し、この伝送
損失の増加を測定することにより圧力が増加したことを
検知できる。なお、光ファイバ心線1の曲げが大きくな
ると一様な曲げにおいても生じるような曲げ損失も生じ
る。
This non-uniform contracting force presses the rough surface created by the fibrous body 2 against the optical fiber core wire 1, so that minute bending, so-called microbending, easily occurs. The transmission loss of the optical fiber core wire 1 increases in the portion where the microbending occurs, and it is possible to detect the increase of the pressure by measuring the increase of the transmission loss. When the bending of the optical fiber core wire 1 becomes large, bending loss occurs even in the case of uniform bending.

【0022】光損失の測定方法としては、2つの方法が
ある。第1の方法は、光ファイバ心線1の一端から光を
入射し、他端で光ファイバ心線1を通過してきた光を受
光し、その光パワーの変動を測定する方法である。
There are two methods for measuring the optical loss. The first method is a method of injecting light from one end of the optical fiber core wire 1, receiving light passing through the optical fiber core wire 1 at the other end, and measuring the fluctuation of the optical power.

【0023】第2の方法は、光ファイバ心線1の一端か
ら光を入射し、光ファイバ心線1の途中で反射して戻っ
てきた反射光を測定する方法である。反射光を測定する
手段は、OTDR(Optical Time Dom
ain Reflectometer)として知られて
いる。このOTDRは、光ファイバのコアの屈折率に微
小な揺らぎがあるときに発生するレイリー散乱光のうち
入射端側へ戻って来る後方散乱光を検出するものであ
る。
The second method is a method in which light is made incident from one end of the optical fiber core wire 1 and reflected light which is reflected in the middle of the optical fiber core wire 1 and returns is measured. The means for measuring the reflected light is OTDR (Optical Time Dom).
It is known as an ain Reflectometer). This OTDR detects the backscattered light returning to the incident end side of the Rayleigh scattered light generated when the refractive index of the core of the optical fiber has a minute fluctuation.

【0024】光ファイバの途中に伝送損失があると、反
射光の傾きに変化を生じる。マイクロベンディングが発
生した部分では、光ファイバ心線1の伝送損失が増加す
るから、反射光の傾きの変化を測定することにより圧力
が増加したことを検知できる。さらに、光損失が増加し
た位置を特定することができるため、この光ケーブルが
設置されている環境の圧力分布を測定することが可能で
ある。
If there is a transmission loss in the middle of the optical fiber, the inclination of the reflected light changes. Since the transmission loss of the optical fiber core wire 1 increases in the portion where the microbending occurs, it is possible to detect the increase in pressure by measuring the change in the inclination of the reflected light. Further, since the position where the optical loss is increased can be specified, it is possible to measure the pressure distribution of the environment where this optical cable is installed.

【0025】このような光ケーブルでは、圧力の印加に
対してマイクロベンドが容易に発生するため、敏感に光
ファイバ心線1の伝送損失が増加し、圧力の変動を敏感
に測定することができる。
In such an optical cable, a microbend easily occurs in response to the application of pressure, so that the transmission loss of the optical fiber core wire 1 is sensitively increased, and the pressure fluctuation can be sensitively measured.

【0026】また、薄肉のプラスチック外被中に通常4
00μm以下の外径の紫外線硬化型樹脂被覆された光フ
ァイバ心線1と繊維体2を収納しただけの構造のため、
外径が1mm弱の細径構造にすることができ、かつ、可
撓性に富んでいるため、通常は測定が困難な細管内への
設置が可能である。繊維体2および外被3は光ファイバ
心線1の外傷保護層として有効に機能する。
In addition, a thin plastic jacket usually has 4
Since the structure only accommodates the optical fiber core wire 1 and the fiber body 2 coated with the ultraviolet curable resin having an outer diameter of 00 μm or less,
Since the structure can have a small diameter with an outer diameter of slightly less than 1 mm and is highly flexible, it can be installed in a thin tube that is usually difficult to measure. The fibrous body 2 and the outer cover 3 effectively function as a damage protection layer of the optical fiber core wire 1.

【0027】溶剤中で使用する場合、たとえ外被3が溶
解したとしても、流体に悪影響を与えなければ、感知能
力に支障を生じた時点でこの光ケーブルを張り替えて使
用することができる。張り替える場合も、この光ケーブ
ルが従来品に比べ低コストのため費用負担が軽減され
る。既設の光ケーブルが管内に設置されていて、新しい
光ケーブルを管内に引き込んで布設する場合、既設の光
ケーブルを新しい光ケーブルに結び付け、先導用の線と
して使用できるため、張り替えが容易で張り替えコスト
も最小に押さえることができる。
When used in a solvent, even if the jacket 3 is dissolved, if the fluid is not adversely affected, the optical cable can be replaced and used when the sensing ability is impaired. Even if the optical cable is replaced, the cost burden is reduced because the cost of this optical cable is lower than that of the conventional product. If an existing optical cable is installed inside the pipe and the new optical cable is pulled into the pipe and laid, the existing optical cable can be tied to the new optical cable and used as a lead wire, so replacement is easy and the replacement cost is kept to a minimum. be able to.

【0028】この光ケーブルを単にセンサとしてだけで
はなく、光ケーブルを長くし、測定機器の受光器に直接
接続し、光ケーブルを通過した光がこの受光器で電気信
号に変換されるようにすることにより、この光ケーブル
をそのまま、測定機器と測定個所のセンサ部間を結ぶリ
ードワイヤとして用いることができる。また、リードワ
イヤを別に用いてセンサに接続する場合でも、このリー
ドワイヤに通信用の光ファイバを用い、圧力センサとし
ての光ケーブルに融着や光コネクタで直接に接続するこ
とができ、接続用の変換機器などは不要である。
By using this optical cable not only as a sensor but also by lengthening the optical cable and directly connecting it to the photodetector of the measuring instrument so that the light passing through the optical cable is converted into an electric signal by this photodetector. This optical cable can be used as it is as a lead wire connecting between the measuring device and the sensor section at the measuring point. In addition, even when connecting to the sensor using a separate lead wire, it is possible to use an optical fiber for communication in this lead wire and directly connect it to the optical cable as a pressure sensor by fusion or an optical connector. No conversion equipment is required.

【0029】したがって、遠隔地からの測定が容易にな
る。また、被測定物と測定系との間に電気的装置や導電
体を介することなく圧力を測定することができるため、
誘導電流等による被測定物および測定データへの悪影響
を最小にとどめることができる。
Therefore, measurement from a remote place becomes easy. Further, since it is possible to measure the pressure between the measured object and the measurement system without interposing an electric device or a conductor,
It is possible to minimize the adverse effect of the induced current or the like on the object to be measured and the measurement data.

【0030】特に、光ファイバ心線1に石英系ガラスフ
ァイバを用いると、石英系ガラスファイバは通信用とし
て一般的に用いられているように、低損失性に優れるた
め、数km以上といった長距離の区間にわたる圧力を遠
隔地から測定する測定系の構築が可能である。
In particular, when a silica glass fiber is used for the optical fiber core wire 1, the silica glass fiber is excellent in low loss, as is generally used for communication, and therefore, it has a long distance of several km or more. It is possible to construct a measurement system that measures the pressure over the section of from a remote location.

【0031】図2は、本発明の第2の実施の形態を示す
光ケーブルの説明図であり、図2(A)は斜視図であ
り、図2(B)は一断面を表わす説明図である。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。
FIG. 2 is an explanatory view of an optical cable showing a second embodiment of the present invention, FIG. 2 (A) is a perspective view, and FIG. 2 (B) is an explanatory view showing one section. . In the figure,
The same parts as those in FIG.

【0032】この実施の形態の光ケーブルは、光ファイ
バ心線1を複数心収納した点で、図1を参照して説明し
た第1の実施の形態の光ケーブルと相違するが、他の点
では同様である。樹脂をコーティングした6心の光ファ
イバ心線1に、繊維体2を縦添えまたは撚り合わせ、そ
の周囲を薄膜プラスチックの外被3で被覆した光ケーブ
ルであり、断面形状において少なくとも1心の光ファイ
バ心線1の樹脂被覆の少なくとも一部が外被3の内壁に
接触する配置にすることにより、光ファイバ心線1が円
形の外被3に対し断面方向に偏心されて収納されてい
る。
The optical cable of this embodiment differs from the optical cable of the first embodiment described with reference to FIG. 1 in that a plurality of optical fiber cores 1 are accommodated, but other points are the same. Is. An optical cable in which a fiber body 2 is longitudinally attached or twisted to a resin-coated 6-core optical fiber core wire 1 and the periphery thereof is covered with a thin-film plastic jacket 3. The optical fiber core has at least one core in cross section. By disposing at least a part of the resin coating of the wire 1 in contact with the inner wall of the outer jacket 3, the optical fiber core wire 1 is eccentrically stored in the cross-sectional direction with respect to the circular outer jacket 3.

【0033】図2に例示したものでは、光ファイバ心線
1を6心用い、図2(B)の断面図上では、点対称的に
配置され、6心の光ファイバ心線1に囲まれた中心部に
は繊維体2が配置されている。光ファイバ心線1は、6
心である必要はなく、また、この中心部は、空洞にして
おいても、7心目の光ファイバ心線1を配置したり、光
ファイバ心線1と同径の非金属系の抗張力体を配置して
もよい。
In the example illustrated in FIG. 2, six optical fiber core wires 1 are used, and in the sectional view of FIG. 2B, they are arranged point-symmetrically and surrounded by the six optical fiber core wires 1. The fibrous body 2 is arranged in the central portion. The optical fiber core wire 1 is 6
It does not have to be the core, and even if this central portion is made hollow, the seventh optical fiber core wire 1 is arranged, or a non-metallic tensile member having the same diameter as the optical fiber core wire 1 is used. You may arrange.

【0034】なお、樹脂被覆と内壁は、この光ケーブル
の一部の断面において、図2(B)に示されるような接
触状態であればよく、光ケーブルの長手方向に常に接触
状態を保持する必要はないし、常に特定の光ファイバ心
線の樹脂被覆が内壁に接触している必要もない。
The resin coating and the inner wall may be in a contact state as shown in FIG. 2B in a partial cross section of the optical cable, and it is not necessary to keep the contact state in the longitudinal direction of the optical cable. Moreover, it is not necessary that the resin coating of the specific optical fiber core is always in contact with the inner wall.

【0035】この実施の形態の光ケーブルを用いて圧力
測定をするには、1心の光ファイバ心線1のみ使用し、
残りの光ファイバ心線1を予備用の心線とする。また、
1心の第1の光ファイバ心線の先端に他の1心の第2の
光ファイバ心線1の先端を接続すれば、光がこの第2の
光ファイバ心線を通して光の挿入端側に戻って来る。し
たがって、光ファイバ心線の一方端から光を挿入し出射
端から出てくる光を受光して損失測定する場合でも、挿
入端側の位置で測定できる。その結果、測定器を光ケー
ブルの両端に設置したり、光ケーブルの出射端を新たに
被測定物から取り出す必要がない。
In order to measure pressure using the optical cable of this embodiment, only one optical fiber core wire 1 is used,
The remaining optical fiber core wire 1 is used as a spare core wire. Also,
If the tip of the first optical fiber core wire of one core is connected to the tip of the second optical fiber core wire 1 of another core, the light passes through the second optical fiber core wire to the insertion end side of the light. Come back. Therefore, even when the light is inserted from one end of the optical fiber core and the light emitted from the emission end is received and the loss is measured, the measurement can be performed at the position on the insertion end side. As a result, it is not necessary to install measuring instruments at both ends of the optical cable or to take out the emitting end of the optical cable from the object to be measured.

【0036】さらに、第2の光ファイバ心線を通して挿
入端側に戻って来た光を、第3の光ファイバ心線を通し
て先端側に戻し、さらにここで第4の光ファイバ心線の
先端に接続すれば、光がこの第4の光ファイバ心線を通
して再び挿入端側に戻って来る。このように、先端およ
び挿入端の両端部で接続することにより、直列接続する
光ファイバ心線の心数を増やし、センサとして使用する
心数を増やせば、圧力に対する損失増加が接続された光
ファイバの心数に比例するため、センサとしての感知能
力を増強させることができる。
Further, the light returning to the insertion end side through the second optical fiber core wire is returned to the distal end side through the third optical fiber core wire, and further to the tip end of the fourth optical fiber core wire here. When connected, the light returns to the insertion end side again through the fourth optical fiber core wire. In this way, by connecting at both ends of the tip and the insertion end, the number of cores of the optical fiber connected in series is increased, and if the number of cores used as a sensor is increased, the increase in loss due to pressure will increase the connected optical fiber. Since it is proportional to the number of hearts, the sensing ability as a sensor can be enhanced.

【0037】[0037]

【実施例】図1を参照して説明した第1の実施の形態の
光ケーブルにおいて、光ファイバ心線1に紫外線硬化型
樹脂を用いた外径250μmの石英系シングルモード光
ファイバ心線を、繊維体2に数百デニールの抗張力繊維
体を用い、数百μm厚のプラスチック被覆の外被3を施
し、外径を約0.9mmに仕上げた。
EXAMPLE In the optical cable according to the first embodiment described with reference to FIG. 1, a silica single mode optical fiber core having an outer diameter of 250 μm, which uses an ultraviolet curable resin, is used as the optical fiber core fiber 1. Tens of denier tensile strength fibrous bodies were used for the body 2, and a plastic coating jacket 3 having a thickness of several hundreds of μm was applied to finish the outer diameter to about 0.9 mm.

【0038】図3は本発明の比較例としての従来の技術
による光ケーブルの断面図である。図中、11は光ファ
イバ心線、12は抗張力繊維体、13は外被である。こ
の光ケーブルは、従来から用いられているもので、最外
被にナイロンを用いた外径900μmの光ファイバ心線
11に、これを中心として数千デニールの抗張力繊維体
12を添え、数百μm厚のプラスチック被覆の外被13
を施し、外径を約2mmとした本発明と相似の構造であ
る光ケーブルである。
FIG. 3 is a sectional view of a conventional optical cable as a comparative example of the present invention. In the figure, 11 is an optical fiber core wire, 12 is a tensile strength fiber body, and 13 is a jacket. This optical cable has been conventionally used, and an optical fiber core wire 11 having an outer diameter of 900 μm and using nylon as the outermost sheath is provided with a tensile strength fiber body 12 of several thousand denier around this, and several hundred μm. Thick plastic jacket 13
And an outer diameter of about 2 mm, which is a structure similar to the present invention.

【0039】本発明の実施例の光ケーブルおよび比較例
の光ケーブルの各40mの長さのものを百気圧の水圧下
に供した。その結果、比較例では全く損失の変動は観察
されなかったのに対し、本発明の実施例では、損失変動
が約6dBを示し、十分圧力を感知していることがわか
った。
The optical cable of the example of the present invention and the optical cable of the comparative example each having a length of 40 m were subjected to a water pressure of 100 atm. As a result, no change in loss was observed in the comparative example, whereas in the example of the present invention, the change in loss was about 6 dB, indicating that sufficient pressure was sensed.

【0040】図4は、本発明の実施例をOTDR法によ
り測定したチャートの図である。図中、横軸は光ケーブ
ルの挿入端からの距離、縦軸は光ファイバ心線の伝送損
失である。40mにわたる圧力印加部において、圧力印
加後に6dBの損失増加があり、この伝送損失特性線の
傾きが光ファイバ心線の損失を表している。この傾きが
直線であることから、圧力を受けている部分が均一に損
失増加を示していることがわかる。このチャートの横軸
は距離を示していることから、損失増加と距離との関係
を測定することにより、被測定環境の圧力分布を特定す
ることができる。
FIG. 4 is a chart showing the measurement of the embodiment of the present invention by the OTDR method. In the figure, the horizontal axis is the distance from the insertion end of the optical cable, and the vertical axis is the transmission loss of the optical fiber core. In the pressure applying section over 40 m, there is a loss increase of 6 dB after the pressure is applied, and the inclination of this transmission loss characteristic line represents the loss of the optical fiber core wire. Since this slope is a straight line, it can be seen that the portion receiving pressure shows a uniform increase in loss. Since the horizontal axis of this chart indicates the distance, the pressure distribution of the measured environment can be specified by measuring the relationship between the loss increase and the distance.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1に記載の発明によれば、光ケーブルにおいて、光ファ
イバ心線の樹脂被覆の少なくとも一部が前記外被の内壁
に接触する。そのため、光ケーブルが圧力を受けた場
合、外被が収縮し、繊維体が光ファイバ心線に押し付け
られる。このとき、光ファイバ心線は、不均一に断面方
向に偏心させて収納されているため、繊維体が不均一に
光ファイバ心線に押し付けられ、また、繊維体は粗面と
して機能する。したがって、光ファイバ心線に容易にマ
イクロベンディングを発生させ、光ファイバ心線の伝送
損失を増加させることができ、圧力の変動を敏感に測定
できる圧力センサが実現できるという効果がある。
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the invention, in the optical cable, at least a part of the resin coating of the optical fiber core wire contacts the inner wall of the jacket. Therefore, when pressure is applied to the optical cable, the jacket is contracted and the fiber body is pressed against the optical fiber core wire. At this time, since the optical fiber core wires are stored so as to be unevenly decentered in the cross-sectional direction, the fibrous body is unevenly pressed against the optical fiber core wire, and the fibrous body functions as a rough surface. Therefore, there is an effect that it is possible to easily generate microbending in the optical fiber core wire, increase the transmission loss of the optical fiber core wire, and realize a pressure sensor capable of sensitively measuring fluctuations in pressure.

【0042】しかも、構造が単純で使用材料も少なく、
製造も簡便なため、製造コストを低減できる。細径化が
可能で可撓性に富み、十分な強度を実現できるため、通
常は測定が困難な細管内等への設置が可能である。しか
も、構成部材がすべて非金属材料のノンメタリック構造
であり、測定に際し電気を使用しないため石油類などの
危険な可燃流体の圧力を測定する場合も安全であり、パ
イプラインの監視、異常点の特定などにも活用できる。
また、たとえ外被が溶解したとしても、流体に悪影響を
与えなければ、感知能力に支障を生じた時点で張り替え
ながら使用することができる。
Moreover, the structure is simple and the materials used are small,
Since the manufacturing is simple, the manufacturing cost can be reduced. Since it is possible to reduce the diameter, it is highly flexible, and sufficient strength can be realized, so that it can be installed in a narrow tube or the like, which is usually difficult to measure. Moreover, since all the constituent members are non-metallic structures made of non-metallic materials and do not use electricity during measurement, it is safe to measure the pressure of dangerous flammable fluids such as petroleum, and it is safe to monitor pipelines and detect abnormal points. It can also be used for identification.
Further, even if the outer cover is dissolved, if it does not adversely affect the fluid, it can be used while being replaced when the sensing ability is impaired.

【0043】請求項2に記載の発明によれば、複数心の
光ファイバ心線中の少なくとも1心の光ファイバ心線の
樹脂被覆の少なくとも一部が外被の内壁に接触する。そ
のため、上述した請求項1に記載の効果があるととも
に、光ファイバ心線が複数心収納されていることによる
効果も奏する。
According to the second aspect of the present invention, at least a part of the resin coating of at least one optical fiber among the plurality of optical fibers is in contact with the inner wall of the outer cover. Therefore, in addition to the effect described in claim 1 described above, the effect obtained by accommodating a plurality of optical fiber core wires is also exhibited.

【0044】例えば、圧力測定には1心光ファイバ心線
のみを適用し、残りの光ファイバ心線を予備心として使
用することができる。また、1心の光ファイバ心線の先
端で他の1心の光ファイバ心線と接続すれば、損失測定
に出力端からの光が必要な場合でも、挿入端側のみで測
定でき、測定器を両端に設置したり、光ファイバ心線の
出射端を被測定物から取り出す必要がなくなる。さらに
光ファイバ心線の両端で接続する心数を増やし、圧力セ
ンサとして使用する心数を増やせば、圧力に対する損失
増加が心数倍されるため、圧力センサとしての感知能力
を増強させることも可能である。
For example, it is possible to apply only one optical fiber core wire to the pressure measurement and use the remaining optical fiber core wire as a spare core. Also, if the tip of one optical fiber core is connected to another one optical fiber core, even if light from the output end is required for loss measurement, it can be measured only at the insertion end side, and the measuring instrument Need not be installed at both ends and the emission end of the optical fiber core wire needs to be taken out from the object to be measured. Furthermore, if the number of cores connected at both ends of the optical fiber core is increased and the number of cores used as a pressure sensor is increased, the increase in loss due to pressure is doubled by the number of cores, so it is possible to enhance the sensing ability as a pressure sensor. Is.

【0045】請求項3に記載の発明によれば、繊維体が
撚り合わされたものであるから、繊維体が製造中におい
てばらける心配がなく、製造性が向上する。
According to the third aspect of the present invention, since the fibrous body is twisted, the fibrous body does not have to be scattered during the production, and the manufacturability is improved.

【0046】請求項4に記載の発明によれば、請求項1
ないし3のいずれか1項に記載の光ケーブルと、光ケー
ブルの光損失を測定する測定手段を有し、光損失に基づ
いて光ケーブルが受ける圧力および圧力分布を測定する
から、光ファイバ心線に容易にマイクロベンディングを
発生させ、光ファイバ心線の伝送損失を増加させること
ができ、圧力の変動を敏感に測定できるという効果があ
る。
According to the invention set forth in claim 4, according to claim 1,
(3) The optical cable according to any one of (1) to (3) and the measuring means for measuring the optical loss of the optical cable, and the pressure and pressure distribution received by the optical cable are measured based on the optical loss, so that the optical fiber core wire can be easily There is an effect that the micro-bending can be generated, the transmission loss of the optical fiber core wire can be increased, and the pressure fluctuation can be sensitively measured.

【0047】特に、光損失を測定する測定手段として、
光ファイバの一端から光を入射しファイバ内での反射に
より戻ってきた光を測定する手段を用いるときには、損
失増加の位置を特定することができるため、センサの設
置されている環境の圧力分布を測定することができる。
Particularly, as a measuring means for measuring the optical loss,
When using a means that measures the light that is incident from one end of the optical fiber and that is returned by reflection in the fiber, the position of the loss increase can be specified, so the pressure distribution of the environment where the sensor is installed can be determined. Can be measured.

【0048】請求項5に記載の発明によれば、光ケーブ
ルを通過した光が測定手段の受光器まで伝送されるか
ら、接続用の変換機器などは不要であり、遠隔地からの
測定が容易になるという効果がある。また、被測定物と
測定系との間に電気的装置や導電体を介することなく圧
力を測定することができるため、誘導電流等による被測
定物および測定データへの悪影響を最小にとどめること
ができる。
According to the invention described in claim 5, since the light passing through the optical cable is transmitted to the light receiver of the measuring means, a converting device for connection is not required, and the measurement from a remote place is easy. There is an effect that. Further, since the pressure can be measured without passing through an electric device or a conductor between the device under test and the measurement system, it is possible to minimize the adverse effect of the induced current or the like on the device under test and the measurement data. it can.

【0049】光ケーブルを単にセンサとしてだけではな
く、光ケーブルを長くし、測定機器の受光器に直接接続
する場合には、この光ケーブルをそのまま、測定機器と
測定個所のセンサ部間を結ぶリードワイヤとして用いる
ことができる。特に、光ファイバとして石英系ファイバ
を用いた場合には、低損失性と測定系の汎用性の面で優
れる。
When the optical cable is not only used as a sensor but is lengthened and is directly connected to the light receiver of the measuring device, this optical cable is used as it is as a lead wire connecting the measuring device and the sensor section at the measuring point. be able to. In particular, when a silica fiber is used as the optical fiber, it is excellent in terms of low loss and versatility of the measurement system.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態を示す光ケーブルの
説明図であり、図1(A)は斜視図であり、図1(B)
は一断面を表わす説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view of an optical cable showing a first embodiment of the present invention, FIG. 1 (A) is a perspective view, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing one section.

【図2】本発明の第2の実施の形態を示す光ケーブルの
説明図であり、図2(A)は斜視図であり、図2(B)
は一断面を表わす説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical cable showing a second embodiment of the present invention, FIG. 2 (A) is a perspective view, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing one section.

【図3】発明の比較例としての光ケーブルの断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical cable as a comparative example of the invention.

【図4】本発明の実施例をOTDR法により測定したチ
ャートの図である。
FIG. 4 is a diagram of a chart of an example of the present invention measured by the OTDR method.

【図5】第1の従来技術の光ファイバの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a first prior art optical fiber.

【図6】第2の従来技術の光ケーブルの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a second prior art optical cable.

【符号の説明】 1…光ファイバ心線、2…繊維体、3…外被、21…コ
ア、22…クラッド、31…抗張力体、32…スペー
サ、33…光ファイバ心線、34…押さえ巻き、35…
外被。
[Explanation of Codes] 1 ... Optical fiber core wire, 2 ... Fiber body, 3 ... Outer sheath, 21 ... Core, 22 ... Clad, 31 ... Tensile strength body, 32 ... Spacer, 33 ... Optical fiber core wire, 34 ... Press winding , 35 ...
Jacket.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 樹脂被覆を有する光ファイバ心線に繊維
体が撚り合わせまたは縦添えされたものにプラスチック
の外被が施された光ケーブルにおいて、前記樹脂被覆の
少なくとも一部は、前記外被の内壁に接触することを特
徴とする光ケーブル。
1. An optical cable in which a plastic jacket is applied to a fiber body twisted or vertically attached to an optical fiber core wire having a resin coating, and at least a part of the resin coating is provided in the jacket. An optical cable characterized by being in contact with the inner wall.
【請求項2】 樹脂被覆を有する複数心の光ファイバ心
線に繊維体が撚り合わせまたは縦添えされたものにプラ
スチックの外被が施された光ケーブルにおいて、前記複
数心の光ファイバ心線中の少なくとも1心の光ファイバ
心線の樹脂被覆の少なくとも一部は、前記外被の内壁に
接触することを特徴とする光ケーブル。
2. An optical cable in which a fiber sheath is twisted or vertically attached to a plurality of optical fiber core wires having a resin coating and a plastic jacket is applied to the optical fiber core wires of the plurality of core fibers. At least a part of the resin coating of at least one core of the optical fiber is in contact with the inner wall of the jacket.
【請求項3】 前記繊維体は、撚り合わされたものであ
ることを特徴とする請求項1または2に記載の光ケーブ
ル。
3. The optical cable according to claim 1, wherein the fibrous body is twisted together.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項に記載
の光ケーブルと、該光ケーブルの光損失を測定する測定
手段を有し、前記光損失に基づいて前記光ケーブルが受
ける圧力および圧力分布を測定することを特徴とする圧
力測定システム。
4. The optical cable according to any one of claims 1 to 3, and a measuring means for measuring an optical loss of the optical cable, and a pressure and a pressure distribution received by the optical cable based on the optical loss. A pressure measurement system characterized by measuring.
【請求項5】 前記光ケーブルを通過した光が前記測定
手段の受光器まで伝送されることを特徴とする請求項4
に記載の圧力測定システム。
5. The light passing through the optical cable is transmitted to a light receiver of the measuring means.
The pressure measurement system described in.
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