JPH11326124A - 光ファイバ歪計測装置及び方法 - Google Patents
光ファイバ歪計測装置及び方法Info
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- JPH11326124A JPH11326124A JP10291933A JP29193398A JPH11326124A JP H11326124 A JPH11326124 A JP H11326124A JP 10291933 A JP10291933 A JP 10291933A JP 29193398 A JP29193398 A JP 29193398A JP H11326124 A JPH11326124 A JP H11326124A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】検出された光ファイバにおける歪発生箇所の位
置ずれに影響されず歪計測を行なえる光ファイバ歪計測
装置及び方法を提供すること。 【解決手段】光ファイバ４の後方散乱光を計測すること
で該光ファイバ４にて生じた歪を検出する光ファイバ歪
計測装置であり、前記光ファイバ４の所定箇所に指標を
設け、前記光ファイバ４にて歪の検出された位置が前記
指標の位置に対応するよう補正する補正手段（７）を備
えた。
置ずれに影響されず歪計測を行なえる光ファイバ歪計測
装置及び方法を提供すること。 【解決手段】光ファイバ４の後方散乱光を計測すること
で該光ファイバ４にて生じた歪を検出する光ファイバ歪
計測装置であり、前記光ファイバ４の所定箇所に指標を
設け、前記光ファイバ４にて歪の検出された位置が前記
指標の位置に対応するよう補正する補正手段（７）を備
えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの散乱
光を分析することにより、光ファイバにかかる歪分布を
計測する光ファイバ歪計測装置及び方法に関する。
光を分析することにより、光ファイバにかかる歪分布を
計測する光ファイバ歪計測装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバの散乱光を分析するこ
とにより、光ファイバにかかる歪量を計測する以下のよ
うな方法が開発されている。この方法では、後方ブリル
アン散乱光の周波数シフト、すなわち入射光の光周波数
からブリルアン散乱光スペクトルの中心周波数を引いた
値が光ファイバに加わった引っ張り応力、すなわちそれ
と等価な引っ張り応力による相対伸びである光ファイバ
の伸び歪とともに増大することに着目し、ブリルアン周
波数シフトの増加から、光ファイバ（あるいは光ケーブ
ル）の異常点を検索する。
とにより、光ファイバにかかる歪量を計測する以下のよ
うな方法が開発されている。この方法では、後方ブリル
アン散乱光の周波数シフト、すなわち入射光の光周波数
からブリルアン散乱光スペクトルの中心周波数を引いた
値が光ファイバに加わった引っ張り応力、すなわちそれ
と等価な引っ張り応力による相対伸びである光ファイバ
の伸び歪とともに増大することに着目し、ブリルアン周
波数シフトの増加から、光ファイバ（あるいは光ケーブ
ル）の異常点を検索する。
【０００３】この方法では、光ファイバの片端からパル
ス光を入射し、該光ファイバ内で生じるブリルアン散乱
光の後方散乱光をコヒーレント検波方法により高感度に
検出する。このとき、ブリルアン散乱光が、光波と光フ
ァイバ中の音波との相互作用により誘起され、光周波数
をシフトさせることを利用し、ブリルアン散乱光の周波
数シフト分布から光ファイバの歪み分布を測定する。
ス光を入射し、該光ファイバ内で生じるブリルアン散乱
光の後方散乱光をコヒーレント検波方法により高感度に
検出する。このとき、ブリルアン散乱光が、光波と光フ
ァイバ中の音波との相互作用により誘起され、光周波数
をシフトさせることを利用し、ブリルアン散乱光の周波
数シフト分布から光ファイバの歪み分布を測定する。
【０００４】ブリルアン散乱光の周波数シフトと歪量と
の関係は、次式（１）で与えられる。
の関係は、次式（１）で与えられる。
【０００５】 ｆｂ（ε）＝ｆｂ（０）（１＋Ｃε） …（１） ここでｆｂ（０）は、歪量ε（％）がゼロのときのブリ
ルアン周波数シフト（入射光の周波数からブリルアン散
乱のスペクトルの中心周波数を引いた値）であり、入射
光の波長が１５００ｎｍのときの値は、１１ＧＨｚであ
る。また、Ｃは比例係数であり、約４．５である。上式
（１）をεについて解くと、 ε＝｛ｆｂ（ε）−ｆｂ（０）｝／｛Ｃｆｂ（０）｝ …（２） となる。したがって、ブリルアン周波数シフトを測定す
ることにより、光ファイバの歪みを求めることができ
る。
ルアン周波数シフト（入射光の周波数からブリルアン散
乱のスペクトルの中心周波数を引いた値）であり、入射
光の波長が１５００ｎｍのときの値は、１１ＧＨｚであ
る。また、Ｃは比例係数であり、約４．５である。上式
（１）をεについて解くと、 ε＝｛ｆｂ（ε）−ｆｂ（０）｝／｛Ｃｆｂ（０）｝ …（２） となる。したがって、ブリルアン周波数シフトを測定す
ることにより、光ファイバの歪みを求めることができ
る。
【０００６】このブリルアン周波数シフトを計測するた
めには、微弱なブリルアン散乱光を効率よく受光する必
要がある。この方法として、ＢＯＴＤＡ（Brillouin Op
tical Fiber Domain Analysis)やＢＯＴＤＲ（Brilloui
n Optical Time Domain Reflectometry ）等の方法が報
告されている。
めには、微弱なブリルアン散乱光を効率よく受光する必
要がある。この方法として、ＢＯＴＤＡ（Brillouin Op
tical Fiber Domain Analysis)やＢＯＴＤＲ（Brilloui
n Optical Time Domain Reflectometry ）等の方法が報
告されている。
【０００７】ＢＯＴＤＡは、ブリルアン利得分光法を応
用するものであり、ポンプパルス光により発生した後方
ブリルアン散乱光の光パワーを、プローブ光により増大
させることができる。一方ＢＯＴＤＲは、コヒーレント
受信等の手段を使った高感度の受信により、微弱なブリ
ルアン散乱光を受信するものである。
用するものであり、ポンプパルス光により発生した後方
ブリルアン散乱光の光パワーを、プローブ光により増大
させることができる。一方ＢＯＴＤＲは、コヒーレント
受信等の手段を使った高感度の受信により、微弱なブリ
ルアン散乱光を受信するものである。
【０００８】このように、ＢＯＴＤＡとＢＯＴＤＲは高
感度の測定ができるとともに、高精度な相対光周波数の
測定も可能であるため、どちらの方法を用いても光ファ
イバのブリルアン周波数シフトの分布を測定できる。こ
れらの方法は、文献（信学論誌、B-I Vol.J73-B-I,No.
2,pp.144-152,1990;Technical Digest of Internationa
l Quantum Electrinics Conference(IQEC'92),paper n
o. MoL.4,pp.42-43,1992）に開示されている。
感度の測定ができるとともに、高精度な相対光周波数の
測定も可能であるため、どちらの方法を用いても光ファ
イバのブリルアン周波数シフトの分布を測定できる。こ
れらの方法は、文献（信学論誌、B-I Vol.J73-B-I,No.
2,pp.144-152,1990;Technical Digest of Internationa
l Quantum Electrinics Conference(IQEC'92),paper n
o. MoL.4,pp.42-43,1992）に開示されている。
【０００９】これらの方法では、ブリルアン周波数シフ
トを求めるために、投入光あるいは受光部の周波数をス
キャンしてブリルアン散乱光の中心周波数を求めてい
る。また、入射光をパルス状にして散乱光が入射端に戻
ってくるまでの時間を計測することにより、光ファイバ
の各部分での歪の分布を求めることができる。
トを求めるために、投入光あるいは受光部の周波数をス
キャンしてブリルアン散乱光の中心周波数を求めてい
る。また、入射光をパルス状にして散乱光が入射端に戻
ってくるまでの時間を計測することにより、光ファイバ
の各部分での歪の分布を求めることができる。
【００１０】図７の（ａ）は、上述した後方ブリルアン
散乱光の周波数シフトにより光ファイバの歪量を計測す
る従来の光ファイバ歪計測装置の構成を示す図である。
図７の（ａ）では、光源１０１に光ファイバ１０２が接
続されており、光ファイバ１０２は光カプラ１０３を介
して光ファイバ１０４に接続されている。また、光カプ
ラ１０３には光ファイバ１０５を介して受光器１０６が
接続されており、受光器１０６には比較器１０８を介し
て警報器１０９が接続されている。
散乱光の周波数シフトにより光ファイバの歪量を計測す
る従来の光ファイバ歪計測装置の構成を示す図である。
図７の（ａ）では、光源１０１に光ファイバ１０２が接
続されており、光ファイバ１０２は光カプラ１０３を介
して光ファイバ１０４に接続されている。また、光カプ
ラ１０３には光ファイバ１０５を介して受光器１０６が
接続されており、受光器１０６には比較器１０８を介し
て警報器１０９が接続されている。
【００１１】光源１０１から出射されたパルス光が光フ
ァイバ１０２及び光カプラ１０３を介して光ファイバ１
０４に入射されると、光ファイバ１０４内で生じるブリ
ルアン散乱光の後方散乱光が光カプラ１０３及び光ファ
イバ１０５を介して受光器１０６で受光される。このよ
うにして測定する光の周波数変化を検出するため、受光
器の検出周波数をスキャンさせ、ブリルアン散乱光の中
心周波数を求め、これを歪として換算する。
ァイバ１０２及び光カプラ１０３を介して光ファイバ１
０４に入射されると、光ファイバ１０４内で生じるブリ
ルアン散乱光の後方散乱光が光カプラ１０３及び光ファ
イバ１０５を介して受光器１０６で受光される。このよ
うにして測定する光の周波数変化を検出するため、受光
器の検出周波数をスキャンさせ、ブリルアン散乱光の中
心周波数を求め、これを歪として換算する。
【００１２】図７の（ｂ）は、上述した歪計測装置で計
測した歪εの変化を示す図である。図７の（ｂ）に示す
ように、歪の測定値εは、歪の変化点にて基準値ε0 と
比較して変化量Δε分例えば増加する。この変化点が光
ファイバ１０４において歪の変化が生じた箇所であり、
その距離ｘと変化量Δεは、それぞれ下式（２）（３）
で示される。
測した歪εの変化を示す図である。図７の（ｂ）に示す
ように、歪の測定値εは、歪の変化点にて基準値ε0 と
比較して変化量Δε分例えば増加する。この変化点が光
ファイバ１０４において歪の変化が生じた箇所であり、
その距離ｘと変化量Δεは、それぞれ下式（２）（３）
で示される。
【００１３】 距離ｘ＝（光パルスの戻る時間）／２×（光の速度）×（屈折率）…（２） 変化量Δε＝ε（ｘ）−ε0 （ｘ） …（３） そして、比較器１０８により算出された変化量Δεが規
定値を越えた場合、警報器１０９から警報が発せられ
る。
定値を越えた場合、警報器１０９から警報が発せられ
る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述した歪計測装置に
限らず、一般にＯＴＤＲによって位置を特定する方法で
は、受光系の帯域の制限等から計測値に位置ずれが生じ
るという問題がある。この位置ずれは約±７０ｃｍの範
囲といわれている。
限らず、一般にＯＴＤＲによって位置を特定する方法で
は、受光系の帯域の制限等から計測値に位置ずれが生じ
るという問題がある。この位置ずれは約±７０ｃｍの範
囲といわれている。
【００１５】図８の（ａ）は、上記光ファイバ歪計測装
置による歪分布測定結果の例を示す図であり、図８の
（ｂ）は光ファイバの距離に対する変化量Δεを示す図
である。図８の（ａ）に示すように、測定値εと基準値
ε0 とに距離方向の位置ずれが生じると、図８の（ｂ）
に示すように、変化量Δεに位置ずれによる影響が現わ
れる。よって、光ファイバにおける歪の経時変化を求め
ようとすると、各位置で経時的な比較ができないという
問題がある。
置による歪分布測定結果の例を示す図であり、図８の
（ｂ）は光ファイバの距離に対する変化量Δεを示す図
である。図８の（ａ）に示すように、測定値εと基準値
ε0 とに距離方向の位置ずれが生じると、図８の（ｂ）
に示すように、変化量Δεに位置ずれによる影響が現わ
れる。よって、光ファイバにおける歪の経時変化を求め
ようとすると、各位置で経時的な比較ができないという
問題がある。
【００１６】本発明の目的は、検出された光ファイバに
おける歪発生箇所の位置ずれに影響されず歪計測を行な
える光ファイバ歪計測装置及び方法を提供することにあ
る。
おける歪発生箇所の位置ずれに影響されず歪計測を行な
える光ファイバ歪計測装置及び方法を提供することにあ
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の光ファイバ歪計測装置及び方
法は以下の如く構成されている。
達成するために、本発明の光ファイバ歪計測装置及び方
法は以下の如く構成されている。
【００１８】（１）本発明の光ファイバ歪計測装置は、
光ファイバの後方散乱光を計測することで該光ファイバ
にて生じた歪を検出する光ファイバ歪計測装置であり、
前記光ファイバの所定箇所に指標を設け、前記光ファイ
バにて歪の検出された位置が前記指標の位置に対応する
よう補正する補正手段を備えた。
光ファイバの後方散乱光を計測することで該光ファイバ
にて生じた歪を検出する光ファイバ歪計測装置であり、
前記光ファイバの所定箇所に指標を設け、前記光ファイ
バにて歪の検出された位置が前記指標の位置に対応する
よう補正する補正手段を備えた。
【００１９】（２）本発明の光ファイバ歪計測装置は、
光ファイバの後方散乱光を計測することで該光ファイバ
にて生じた歪を検出する光ファイバ歪計測装置であり、
前記光ファイバにて歪の変化量が規定値以上になる箇所
を検出する検出手段と、この検出手段で検出された箇所
付近にて前記変化量が前記規定値未満になる箇所がある
か否かを判定する判定手段と、を備えた。
光ファイバの後方散乱光を計測することで該光ファイバ
にて生じた歪を検出する光ファイバ歪計測装置であり、
前記光ファイバにて歪の変化量が規定値以上になる箇所
を検出する検出手段と、この検出手段で検出された箇所
付近にて前記変化量が前記規定値未満になる箇所がある
か否かを判定する判定手段と、を備えた。
【００２０】（３）本発明の光ファイバ歪計測方法は、
光ファイバの後方散乱光を計測することで該光ファイバ
にて生じた歪を検出する光ファイバ歪計測方法であり、
前記光ファイバを、得られる測定値が一定の傾向を示す
ように布設し、前記測定値にて変曲点が生じた箇所で歪
が発生したものと判定する。
光ファイバの後方散乱光を計測することで該光ファイバ
にて生じた歪を検出する光ファイバ歪計測方法であり、
前記光ファイバを、得られる測定値が一定の傾向を示す
ように布設し、前記測定値にて変曲点が生じた箇所で歪
が発生したものと判定する。
【００２１】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は、本
発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ歪計測装置の
構成を示す図である。当該光ファイバ歪計測装置は、上
述した後方ブリルアン散乱光の周波数シフトにより光フ
ァイバの歪量を計測するＢＯＴＤＲの方法を用いてい
る。
発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ歪計測装置の
構成を示す図である。当該光ファイバ歪計測装置は、上
述した後方ブリルアン散乱光の周波数シフトにより光フ
ァイバの歪量を計測するＢＯＴＤＲの方法を用いてい
る。
【００２２】図１では、光源１に光ファイバ２が接続さ
れており、光ファイバ２は光カプラ３を介して光ファイ
バ４に接続されている。また、光カプラ３には光ファイ
バ５を介して受光器６が接続されており、受光器６には
補正器７及び比較器８を介して警報器９が接続されてい
る。光源１から出射されたパルス光が光ファイバ２及び
光カプラ３を介して光ファイバ４に入射されると、光フ
ァイバ４内で生じるブリルアン散乱光の後方散乱光が光
カプラ３及び光ファイバ５を介して受光器６で受光され
る。
れており、光ファイバ２は光カプラ３を介して光ファイ
バ４に接続されている。また、光カプラ３には光ファイ
バ５を介して受光器６が接続されており、受光器６には
補正器７及び比較器８を介して警報器９が接続されてい
る。光源１から出射されたパルス光が光ファイバ２及び
光カプラ３を介して光ファイバ４に入射されると、光フ
ァイバ４内で生じるブリルアン散乱光の後方散乱光が光
カプラ３及び光ファイバ５を介して受光器６で受光され
る。
【００２３】このようにして測定する光の周波数変化を
検出するため、受光器の検出周波数をスキャンさせ、ブ
リルアン散乱光の中心周波数を求め、これを歪として換
算する。
検出するため、受光器の検出周波数をスキャンさせ、ブ
リルアン散乱光の中心周波数を求め、これを歪として換
算する。
【００２４】図２は、当該光ファイバ歪計測装置による
歪分布測定結果の例を示す図である。本第１の実施の形
態では、布設した光ファイバ４の適当な箇所例えば所定
距離毎に、予め指標となる歪等の特徴を設ける。そし
て、受光器６で受光された図２に示すような後方散乱光
の測定値εにおける距離ｘ1 ，ｘ2 の位置、すなわち光
ファイバ４にて歪の生じた位置を、指標ｘb1，ｘb2の位
置に対応するよう、補正器７にて下式（４）のように距
離ｘ’の位置へ補正する。
歪分布測定結果の例を示す図である。本第１の実施の形
態では、布設した光ファイバ４の適当な箇所例えば所定
距離毎に、予め指標となる歪等の特徴を設ける。そし
て、受光器６で受光された図２に示すような後方散乱光
の測定値εにおける距離ｘ1 ，ｘ2 の位置、すなわち光
ファイバ４にて歪の生じた位置を、指標ｘb1，ｘb2の位
置に対応するよう、補正器７にて下式（４）のように距
離ｘ’の位置へ補正する。
【００２５】 ｘ’＝（ｘb2−ｘb1）／（ｘ2 −ｘ1 ）×（ｘ−ｘ1 ）＋ｘb1 …（４） さらに補正器７にて、距離ｘ’における変化量Δεを下
式（５）で求める。
式（５）で求める。
【００２６】Δε＝ε（ｘ）−ε0 （ｘ’） …（５） そして、比較器８により算出された変化量Δεが規定値
を越えた場合、光ファイバ４にて過度の歪が発生したと
みなされ、警報器９から警報が発せられる。
を越えた場合、光ファイバ４にて過度の歪が発生したと
みなされ、警報器９から警報が発せられる。
【００２７】このように、計測された歪発生箇所に位置
ずれが生じた場合でも、歪の生じた位置を指標ｘb1，ｘ
b2の位置に対応するよう補正しているため、位置ずれに
影響されることなく、光ファイバ４の各位置での歪の経
時変化を求めることが可能になる。
ずれが生じた場合でも、歪の生じた位置を指標ｘb1，ｘ
b2の位置に対応するよう補正しているため、位置ずれに
影響されることなく、光ファイバ４の各位置での歪の経
時変化を求めることが可能になる。
【００２８】（第２の実施の形態）図３は、本発明の第
２の実施の形態に係る光ファイバ歪計測装置の構成を示
す図である。図３において図１と同一な部分には同一符
号を付してある。当該光ファイバ歪計測装置は、上述し
た後方ブリルアン散乱光の周波数シフトにより光ファイ
バの歪量を計測するＢＯＴＤＲの方法を用いている。
２の実施の形態に係る光ファイバ歪計測装置の構成を示
す図である。図３において図１と同一な部分には同一符
号を付してある。当該光ファイバ歪計測装置は、上述し
た後方ブリルアン散乱光の周波数シフトにより光ファイ
バの歪量を計測するＢＯＴＤＲの方法を用いている。
【００２９】図３では、光源１に光ファイバ２が接続さ
れており、光ファイバ２は光カプラ３を介して光ファイ
バ４に接続されている。また、光カプラ３には光ファイ
バ５を介して受光器６が接続されており、受光器６には
検出器１０及び判定器１１を介して警報器９が接続され
ている。光源１から出射されたパルス光が光ファイバ２
及び光カプラ３を介して光ファイバ４に入射されると、
光ファイバ４内で生じるブリルアン散乱光の後方散乱光
が光カプラ３及び光ファイバ５を介して受光器６で受光
される。
れており、光ファイバ２は光カプラ３を介して光ファイ
バ４に接続されている。また、光カプラ３には光ファイ
バ５を介して受光器６が接続されており、受光器６には
検出器１０及び判定器１１を介して警報器９が接続され
ている。光源１から出射されたパルス光が光ファイバ２
及び光カプラ３を介して光ファイバ４に入射されると、
光ファイバ４内で生じるブリルアン散乱光の後方散乱光
が光カプラ３及び光ファイバ５を介して受光器６で受光
される。
【００３０】このようにして測定する光の周波数変化を
検出するため、受光器の検出周波数をスキャンさせ、ブ
リルアン散乱光の中心周波数を求め、これを歪として換
算する。
検出するため、受光器の検出周波数をスキャンさせ、ブ
リルアン散乱光の中心周波数を求め、これを歪として換
算する。
【００３１】図４は、当該光ファイバ歪計測装置の動作
手順を示すフローチャートである。当該光ファイバ歪計
測装置では、まずステップＳ１で、受光器６で受光され
た後方散乱光の測定値εと基準値ε0 とから、検出器１
０にて、光ファイバ４の距離ｘにおける変化量Δεを上
式（３）で求める。そして検出器１０は、変化量Δεが
規定値（例えば、測定誤差あるいは異常変化と考えられ
る値）以上になった箇所を検出する。この位置をｘp と
する。
手順を示すフローチャートである。当該光ファイバ歪計
測装置では、まずステップＳ１で、受光器６で受光され
た後方散乱光の測定値εと基準値ε0 とから、検出器１
０にて、光ファイバ４の距離ｘにおける変化量Δεを上
式（３）で求める。そして検出器１０は、変化量Δεが
規定値（例えば、測定誤差あるいは異常変化と考えられ
る値）以上になった箇所を検出する。この位置をｘp と
する。
【００３２】次にステップＳ２で、判定器１１は、検出
器１０による検出箇所の前後である位置ずれが予想され
る範囲（約±７０ｃｍ、この値は計測器の性能から決定
される）内で、微小量Δｘづつｘをずらしながら測定値
ε（ｘp ）とε0 （ｘ）から変化量Δεを下式（６）で
求める。
器１０による検出箇所の前後である位置ずれが予想され
る範囲（約±７０ｃｍ、この値は計測器の性能から決定
される）内で、微小量Δｘづつｘをずらしながら測定値
ε（ｘp ）とε0 （ｘ）から変化量Δεを下式（６）で
求める。
【００３３】 Δε＝ε（ｘp ）−ε0 （ｘp ±η・Δｘ） …（６） η＝１〜７０ｃｍ／Δｘ これにより、前記範囲内で変化量Δεが前記規定値未満
になる箇所を探す。
になる箇所を探す。
【００３４】そしてステップＳ３で、判定器１１は、前
記範囲内で変化量Δεが規定値未満になる箇所がある場
合、ステップＳ４で、前記範囲内で位置ずれが生じ、歪
は発生していないと判定する。またステップＳ３で、前
記範囲内で変化量Δεが規定値未満になる箇所がない場
合、ステップＳ５で歪が発生したと判定し、警報器９か
ら警報を発する。
記範囲内で変化量Δεが規定値未満になる箇所がある場
合、ステップＳ４で、前記範囲内で位置ずれが生じ、歪
は発生していないと判定する。またステップＳ３で、前
記範囲内で変化量Δεが規定値未満になる箇所がない場
合、ステップＳ５で歪が発生したと判定し、警報器９か
ら警報を発する。
【００３５】このように、測定値εにおいて位置ずれが
生じたのか、あるいは光ファイバ４に歪が発生したのか
を判定できるため、位置ずれに影響されることなく、光
ファイバ４の各位置での歪の経時変化を求めることが可
能になる。
生じたのか、あるいは光ファイバ４に歪が発生したのか
を判定できるため、位置ずれに影響されることなく、光
ファイバ４の各位置での歪の経時変化を求めることが可
能になる。
【００３６】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態に係る光ファイバ歪計測装置の構成は、図７の
（ａ）に示したものと同一である。さらに、光ファイバ
１０４を布設する際に、例えば光ファイバ１０４の全長
に亘る張力を一定にすることで、予め光ファイバ１０４
から得られる測定値εが一定の傾向を示すようにする。
の形態に係る光ファイバ歪計測装置の構成は、図７の
（ａ）に示したものと同一である。さらに、光ファイバ
１０４を布設する際に、例えば光ファイバ１０４の全長
に亘る張力を一定にすることで、予め光ファイバ１０４
から得られる測定値εが一定の傾向を示すようにする。
【００３７】図５の（ａ）は、当該光ファイバ歪計測装
置による歪分布測定結果の例を示す図であり、図５の
（ｂ）は図５の（ａ）から求められる光ファイバの距離
に対する変化量Δεを示す図である。
置による歪分布測定結果の例を示す図であり、図５の
（ｂ）は図５の（ａ）から求められる光ファイバの距離
に対する変化量Δεを示す図である。
【００３８】測定された歪の測定値εにおいて、図５の
（ｂ）に示すような変曲点が生じた光ファイバ１０４の
箇所で、下式（７）に示すように前回の測定と異なる状
態になる。
（ｂ）に示すような変曲点が生じた光ファイバ１０４の
箇所で、下式（７）に示すように前回の測定と異なる状
態になる。
【００３９】 ｜ｄΔε／ｄｘ｜＞（０または所定値） …（７） この場合、比較器１０８はその箇所で歪が発生したもの
と判定する。そして、比較器１０８により算出された変
化量Δεが規定値を越えた場合、光ファイバ４にて過度
の歪が発生したとみなされ、警報器１０９から警報が発
せられる。
と判定する。そして、比較器１０８により算出された変
化量Δεが規定値を越えた場合、光ファイバ４にて過度
の歪が発生したとみなされ、警報器１０９から警報が発
せられる。
【００４０】このように、光ファイバ１０４を布設する
際に、光ファイバ１０４から得られる測定値εが一定の
傾向を示すようにしているので、測定値εにて変曲点が
生じた箇所で歪が発生したものと判定でき、位置ずれに
影響されることなく、光ファイバ１０４の各位置での歪
の経時変化を求めることが可能になる。
際に、光ファイバ１０４から得られる測定値εが一定の
傾向を示すようにしているので、測定値εにて変曲点が
生じた箇所で歪が発生したものと判定でき、位置ずれに
影響されることなく、光ファイバ１０４の各位置での歪
の経時変化を求めることが可能になる。
【００４１】なお、本発明は上記各実施の形態のみに限
定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施で
きる。例えば、上記実施の形態では歪について述べた
が、同様な方法で光ファイバの伝送損失、温度分布計
測、散乱光強度計測にも適用することができる。
定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施で
きる。例えば、上記実施の形態では歪について述べた
が、同様な方法で光ファイバの伝送損失、温度分布計
測、散乱光強度計測にも適用することができる。
【００４２】例えば、上記第３の実施の形態の変形例と
して、図６の（ａ）は光ファイバの伝送損失測定結果示
す図であり、図６の（ｂ）は図６の（ａ）から求められ
る光ファイバの距離に対する変化量ΔＶ＝Ｖ（ｘ）−Ｖ
0 （ｘ）を示す図である。
して、図６の（ａ）は光ファイバの伝送損失測定結果示
す図であり、図６の（ｂ）は図６の（ａ）から求められ
る光ファイバの距離に対する変化量ΔＶ＝Ｖ（ｘ）−Ｖ
0 （ｘ）を示す図である。
【００４３】測定された後方散乱光の強度Ｖにおいて、
図６の（ｂ）に示すような変曲点が生じた光ファイバの
箇所で、下式（８）に示すように前回の測定と異なる状
態になる。
図６の（ｂ）に示すような変曲点が生じた光ファイバの
箇所で、下式（８）に示すように前回の測定と異なる状
態になる。
【００４４】 ｜ｄΔＶ／ｄｘ｜＞（０または所定値） …（８） この場合、その箇所で伝送損失の変化が発生したものと
判定する。
判定する。
【００４５】このように得られた値をＶとし、上記第１
〜第３の実施の形態のεと置き換えることにより、歪以
外の計測にも適用できる。
〜第３の実施の形態のεと置き換えることにより、歪以
外の計測にも適用できる。
【００４６】（実施の形態のまとめ）実施の形態に示さ
れた構成及び作用効果をまとめると次の通りである。
れた構成及び作用効果をまとめると次の通りである。
【００４７】［１］実施の形態に示された光ファイバ歪
計測装置は、光ファイバ４の後方散乱光を計測すること
で該光ファイバ４にて生じた歪を検出する光ファイバ歪
計測装置であり、前記光ファイバ４の所定箇所に指標を
設け、前記光ファイバ４にて歪の検出された位置が前記
指標の位置に対応するよう補正する補正手段（７）を備
えた。
計測装置は、光ファイバ４の後方散乱光を計測すること
で該光ファイバ４にて生じた歪を検出する光ファイバ歪
計測装置であり、前記光ファイバ４の所定箇所に指標を
設け、前記光ファイバ４にて歪の検出された位置が前記
指標の位置に対応するよう補正する補正手段（７）を備
えた。
【００４８】したがって上記光ファイバ歪計測装置によ
れば、光ファイバ４にて歪の検出された位置が指標の位
置に対応するよう補正するので、検出された歪発生箇所
の位置ずれに影響されず歪計測を行なえ、光ファイバ４
の各位置での歪の経時変化を求めることが可能になる。
れば、光ファイバ４にて歪の検出された位置が指標の位
置に対応するよう補正するので、検出された歪発生箇所
の位置ずれに影響されず歪計測を行なえ、光ファイバ４
の各位置での歪の経時変化を求めることが可能になる。
【００４９】［２］実施の形態に示された光ファイバ歪
計測装置は、光ファイバ４の後方散乱光を計測すること
で該光ファイバ４にて生じた歪を検出する光ファイバ歪
計測装置であり、前記光ファイバ４にて歪の変化量が規
定値以上になる箇所を検出する検出手段（１０）と、こ
の検出手段（１０）で検出された箇所付近にて前記変化
量が前記規定値未満になる箇所があるか否かを判定する
判定手段（１１）と、を備えた。
計測装置は、光ファイバ４の後方散乱光を計測すること
で該光ファイバ４にて生じた歪を検出する光ファイバ歪
計測装置であり、前記光ファイバ４にて歪の変化量が規
定値以上になる箇所を検出する検出手段（１０）と、こ
の検出手段（１０）で検出された箇所付近にて前記変化
量が前記規定値未満になる箇所があるか否かを判定する
判定手段（１１）と、を備えた。
【００５０】したがって上記光ファイバ歪計測装置によ
れば、光ファイバ４にて歪の変化量が規定値以上になる
箇所を検出するとともに、前記箇所付近にて前記変化量
が前記規定値未満になる箇所があるか否かを判定するの
で、得られた測定値に位置ずれが生じたのか、あるいは
光ファイバ４に歪が発生したのかを判定できるため、位
置ずれに影響されることなく、光ファイバ４の各位置で
の歪の経時変化を求めることが可能になる。
れば、光ファイバ４にて歪の変化量が規定値以上になる
箇所を検出するとともに、前記箇所付近にて前記変化量
が前記規定値未満になる箇所があるか否かを判定するの
で、得られた測定値に位置ずれが生じたのか、あるいは
光ファイバ４に歪が発生したのかを判定できるため、位
置ずれに影響されることなく、光ファイバ４の各位置で
の歪の経時変化を求めることが可能になる。
【００５１】［３］実施の形態に示された光ファイバ歪
計測方法は、光ファイバ４の後方散乱光を計測すること
で該光ファイバ４にて生じた歪を検出する光ファイバ歪
計測方法であり、前記光ファイバ４を、得られる測定値
が一定の傾向を示すように布設し、前記測定値にて変曲
点が生じた箇所で歪が発生したものと判定する。
計測方法は、光ファイバ４の後方散乱光を計測すること
で該光ファイバ４にて生じた歪を検出する光ファイバ歪
計測方法であり、前記光ファイバ４を、得られる測定値
が一定の傾向を示すように布設し、前記測定値にて変曲
点が生じた箇所で歪が発生したものと判定する。
【００５２】したがって上記光ファイバ歪計測方法によ
れば、光ファイバ４を、得られる測定値が一定の傾向を
示すように布設し、前記測定値にて変曲点が生じた箇所
で歪が発生したものと判定するので、検出された歪発生
箇所の位置ずれに影響されることなく、前記光ファイバ
４の各位置での歪の経時変化を求めることが可能にな
る。
れば、光ファイバ４を、得られる測定値が一定の傾向を
示すように布設し、前記測定値にて変曲点が生じた箇所
で歪が発生したものと判定するので、検出された歪発生
箇所の位置ずれに影響されることなく、前記光ファイバ
４の各位置での歪の経時変化を求めることが可能にな
る。
【００５３】
【発明の効果】本発明の光ファイバ歪計測装置によれ
ば、光ファイバにて歪の検出された位置が指標の位置に
対応するよう補正するので、検出された歪発生箇所の位
置ずれに影響されず歪計測を行なえ、光ファイバの各位
置での歪の経時変化を求めることが可能になる。
ば、光ファイバにて歪の検出された位置が指標の位置に
対応するよう補正するので、検出された歪発生箇所の位
置ずれに影響されず歪計測を行なえ、光ファイバの各位
置での歪の経時変化を求めることが可能になる。
【００５４】本発明の光ファイバ歪計測装置によれば、
光ファイバにて歪の変化量が規定値以上になる箇所を検
出するとともに、前記箇所付近にて前記変化量が前記規
定値未満になる箇所があるか否かを判定するので、得ら
れた測定値に位置ずれが生じたのか、あるいは光ファイ
バに歪が発生したのかを判定できるため、位置ずれに影
響されることなく、光ファイバの各位置での歪の経時変
化を求めることが可能になる。
光ファイバにて歪の変化量が規定値以上になる箇所を検
出するとともに、前記箇所付近にて前記変化量が前記規
定値未満になる箇所があるか否かを判定するので、得ら
れた測定値に位置ずれが生じたのか、あるいは光ファイ
バに歪が発生したのかを判定できるため、位置ずれに影
響されることなく、光ファイバの各位置での歪の経時変
化を求めることが可能になる。
【００５５】本発明の光ファイバ歪計測方法によれば、
光ファイバを、得られる測定値が一定の傾向を示すよう
に布設し、前記測定値にて変曲点が生じた箇所で歪が発
生したものと判定するので、検出された歪発生箇所の位
置ずれに影響されることなく、前記光ファイバの各位置
での歪の経時変化を求めることが可能になる。
光ファイバを、得られる測定値が一定の傾向を示すよう
に布設し、前記測定値にて変曲点が生じた箇所で歪が発
生したものと判定するので、検出された歪発生箇所の位
置ずれに影響されることなく、前記光ファイバの各位置
での歪の経時変化を求めることが可能になる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ歪
計測装置の構成を示す図。
計測装置の構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ歪
計測装置による歪分布測定結果の例を示す図。
計測装置による歪分布測定結果の例を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る光ファイバ歪
計測装置の構成を示す図。
計測装置の構成を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光ファイバ歪
計測装置の動作手順を示すフローチャート。
計測装置の動作手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る図であり、
（ａ）は光ファイバ歪計測装置による歪分布測定結果の
例を示す図、（ｂ）は光ファイバの距離に対する変化量
Δεを示す図。
（ａ）は光ファイバ歪計測装置による歪分布測定結果の
例を示す図、（ｂ）は光ファイバの距離に対する変化量
Δεを示す図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る図であり、
（ａ）は光ファイバの伝送損失測定結果示す図、（ｂ）
は光ファイバの距離に対する変化量ΔＶを示す図。
（ａ）は光ファイバの伝送損失測定結果示す図、（ｂ）
は光ファイバの距離に対する変化量ΔＶを示す図。
【図７】本発明の第３の実施の形態及び従来例に係る図
であり、（ａ）は光ファイバ歪計測装置の構成を示す
図、（ｂ）は測定された歪の測定値εの変化を示す図。
であり、（ａ）は光ファイバ歪計測装置の構成を示す
図、（ｂ）は測定された歪の測定値εの変化を示す図。
【図８】従来例に係る図であり、（ａ）は光ファイバ歪
計測装置による歪分布測定結果の例を示す図、（ｂ）は
光ファイバの距離に対する変化量Δεを示す図。
計測装置による歪分布測定結果の例を示す図、（ｂ）は
光ファイバの距離に対する変化量Δεを示す図。
１…光源 ２…光ファイバ ３…光カプラ ４…光ファイバ ５…光ファイバ ６…受光器 ７…補正器 ８…比較器 ９…警報器 １０…検出器 １１…判定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉村 忠士 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 塚野 正純 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内
Claims (3)
- 【請求項１】光ファイバの後方散乱光を計測することで
該光ファイバにて生じた歪を検出する光ファイバ歪計測
装置であり、 前記光ファイバの所定箇所に指標を設け、前記光ファイ
バにて歪の検出された位置が前記指標の位置に対応する
よう補正する補正手段を備えたことを特徴とする光ファ
イバ歪計測装置。 - 【請求項２】光ファイバの後方散乱光を計測することで
該光ファイバにて生じた歪を検出する光ファイバ歪計測
装置であり、 前記光ファイバにて歪の変化量が規定値以上になる箇所
を検出する検出手段と、 この検出手段で検出された箇所付近にて前記変化量が前
記規定値未満になる箇所があるか否かを判定する判定手
段と、 を備えたことを特徴とする光ファイバ歪計測装置。 - 【請求項３】光ファイバの後方散乱光を計測することで
該光ファイバにて生じた歪を検出する光ファイバ歪計測
方法であり、 前記光ファイバを、得られる測定値が一定の傾向を示す
ように布設し、前記測定値にて変曲点が生じた箇所で歪
が発生したものと判定することを特徴とする光ファイバ
歪計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29193398A JP3935631B2 (ja) | 1998-03-09 | 1998-10-14 | 光ファイバ歪計測装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-56757 | 1998-03-09 | ||
| JP5675798 | 1998-03-09 | ||
| JP29193398A JP3935631B2 (ja) | 1998-03-09 | 1998-10-14 | 光ファイバ歪計測装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11326124A true JPH11326124A (ja) | 1999-11-26 |
| JP3935631B2 JP3935631B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=26397744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29193398A Expired - Fee Related JP3935631B2 (ja) | 1998-03-09 | 1998-10-14 | 光ファイバ歪計測装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3935631B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002340522A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-27 | Shimizu Corp | 光ファイバセンサを用いた変位測定方法 |
| JP2005326298A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Fujikura Ltd | 偏波モード分散不良位置の検出方法及び検出装置 |
| JP2007318415A (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Fujikura Ltd | 光伝送線路監視装置、光伝送線路監視方法、及び監視プログラム |
| JP2008136159A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-06-12 | Fujikura Ltd | 光伝送線路監視装置、光伝送線路監視方法、及び監視プログラム |
| JP2009020003A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 光ファイバセンサ及び歪観測システム |
| US8270828B2 (en) | 2006-02-03 | 2012-09-18 | Fujikura Ltd. | Optical line monitoring apparatus and optical line monitoring method |
| CN109682321A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-04-26 | 华中科技大学 | 基于自适应参考补偿的分布式应变传感系统及其测量方法 |
| CN112880578A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-06-01 | 南京航空航天大学 | 适用于机场道面接缝结构错台监测系统及监测方法 |
| US12025477B2 (en) | 2019-04-16 | 2024-07-02 | Nec Corporation | Optical fiber sensor, and monitoring system |
-
1998
- 1998-10-14 JP JP29193398A patent/JP3935631B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002340522A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-27 | Shimizu Corp | 光ファイバセンサを用いた変位測定方法 |
| JP2005326298A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Fujikura Ltd | 偏波モード分散不良位置の検出方法及び検出装置 |
| JP4498818B2 (ja) * | 2004-05-14 | 2010-07-07 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ伝送路の良否判定方法 |
| US8315517B2 (en) | 2006-02-03 | 2012-11-20 | Fujikura, Ltd | Optical line monitoring apparatus and optical line monitoring method |
| US8290363B2 (en) | 2006-02-03 | 2012-10-16 | Fujikura Ltd. | Optical line monitoring apparatus and optical line monitoring method |
| US8270828B2 (en) | 2006-02-03 | 2012-09-18 | Fujikura Ltd. | Optical line monitoring apparatus and optical line monitoring method |
| JP4713403B2 (ja) * | 2006-05-25 | 2011-06-29 | 株式会社フジクラ | 光伝送線路監視装置、光伝送線路監視方法、及び監視プログラム |
| JP2007318415A (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Fujikura Ltd | 光伝送線路監視装置、光伝送線路監視方法、及び監視プログラム |
| JP2008136159A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-06-12 | Fujikura Ltd | 光伝送線路監視装置、光伝送線路監視方法、及び監視プログラム |
| JP2009020003A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 光ファイバセンサ及び歪観測システム |
| CN109682321A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-04-26 | 华中科技大学 | 基于自适应参考补偿的分布式应变传感系统及其测量方法 |
| US12025477B2 (en) | 2019-04-16 | 2024-07-02 | Nec Corporation | Optical fiber sensor, and monitoring system |
| CN112880578A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-06-01 | 南京航空航天大学 | 适用于机场道面接缝结构错台监测系统及监测方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3935631B2 (ja) | 2007-06-27 |
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