JPS63249040A - 光フアイバケ−ブルの水素検出法 - Google Patents
光フアイバケ−ブルの水素検出法Info
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- JPS63249040A JPS63249040A JP62082537A JP8253787A JPS63249040A JP S63249040 A JPS63249040 A JP S63249040A JP 62082537 A JP62082537 A JP 62082537A JP 8253787 A JP8253787 A JP 8253787A JP S63249040 A JPS63249040 A JP S63249040A
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- optical fiber
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の産業上利用分野〕
本発明は、光ファイバケーブルの水素検出法、さらに詳
細には光ファイバケーブルの損失増加の原因となる、ケ
ーブル内への水素ガスの侵入あるいはケーブル内での水
素ガスの発生を迅速に検知するためのものである。
細には光ファイバケーブルの損失増加の原因となる、ケ
ーブル内への水素ガスの侵入あるいはケーブル内での水
素ガスの発生を迅速に検知するためのものである。
光ファイバケーブル内に水素ガスが侵入すると、前記ケ
ーブル内の光フアイバ中に水素分子が侵入し、ファイバ
の損失スペクトル中に多数の吸収ピークを発生させるた
め、ファイバに損失増加現象が発生する。第４図に、３
ＸＩＱ１８個／（１３の水素分子が侵入した光ファイバ
の損失増加スペクトルを示す。これは、１気圧の水素ガ
ス中にファイバが置かれた時の平衡状態における損失増
加に相当する。図より、波長１．２４μ−において１０
ｄＢ／ｋｍにも及ぶ損失増加が生じることがわかる。ま
た、光ファイバの使用波長帯である１、３μ削および１
．５μｍ帯でも０．５ｄＢ ／ｋｍ以上の損失増加が認
められる。
ーブル内の光フアイバ中に水素分子が侵入し、ファイバ
の損失スペクトル中に多数の吸収ピークを発生させるた
め、ファイバに損失増加現象が発生する。第４図に、３
ＸＩＱ１８個／（１３の水素分子が侵入した光ファイバ
の損失増加スペクトルを示す。これは、１気圧の水素ガ
ス中にファイバが置かれた時の平衡状態における損失増
加に相当する。図より、波長１．２４μ−において１０
ｄＢ／ｋｍにも及ぶ損失増加が生じることがわかる。ま
た、光ファイバの使用波長帯である１、３μ削および１
．５μｍ帯でも０．５ｄＢ ／ｋｍ以上の損失増加が認
められる。
このように、水素の侵入により広い波長範囲にわたって
光ファイバの損失増加が起こるため、光ファイバケーブ
ル内の水素ガスの侵入あるいは発生を迅速に検知する技
術が必要となる。
光ファイバの損失増加が起こるため、光ファイバケーブ
ル内の水素ガスの侵入あるいは発生を迅速に検知する技
術が必要となる。
従来、光ファイバケーブル内の水素ガスの発生の検知は
、ケーブル内に装着された通常の長距離光通信用石英系
光ファイバの損失スペクトルを測定し、水素分子の侵入
によって生じる波長１．２４μ諭の損失ピークを検出す
る方法、波長１．２４μ−の光源を用いた光パルス試験
法によって、損失増加の発生の有無あるいはその発生位
置を探索する方法等、水素分子の侵入による光ファイバ
の損失増加を直接検知することによって行われている。
、ケーブル内に装着された通常の長距離光通信用石英系
光ファイバの損失スペクトルを測定し、水素分子の侵入
によって生じる波長１．２４μ諭の損失ピークを検出す
る方法、波長１．２４μ−の光源を用いた光パルス試験
法によって、損失増加の発生の有無あるいはその発生位
置を探索する方法等、水素分子の侵入による光ファイバ
の損失増加を直接検知することによって行われている。
しかし、常温の場合、一般には撥−プル内に水素ガスが
発生してから、水素分子がファイバ内に侵入して、ファ
イバの損失増加として観測されるまでには、約１週間を
要する。このため、水素発生が検知された時点で、すで
に通信伝送用光ファイバにも水素分子の侵入による損失
増加が発生している。従って、この方法には通信伝送用
光ファイバに損失増加が発生する以前に水素発生を検知
できないという欠点がある。
発生してから、水素分子がファイバ内に侵入して、ファ
イバの損失増加として観測されるまでには、約１週間を
要する。このため、水素発生が検知された時点で、すで
に通信伝送用光ファイバにも水素分子の侵入による損失
増加が発生している。従って、この方法には通信伝送用
光ファイバに損失増加が発生する以前に水素発生を検知
できないという欠点がある。
本発明は、光ファイバケーブル内での水素発生あるいは
ケーブル内への水素侵入発生からその検知までに要する
時間を短縮し、通信用光ファイバに損失増加が発生する
以前に水素を検知して、適切な処置の実行を可能ならし
める水素検知法を提供することにある。
ケーブル内への水素侵入発生からその検知までに要する
時間を短縮し、通信用光ファイバに損失増加が発生する
以前に水素を検知して、適切な処置の実行を可能ならし
める水素検知法を提供することにある。
上記問題点を解決するため、本発明による光ファイバケ
ーブルの水素検出法は、コアおよびクラッド部が石英ガ
ラスによって形成された信号伝送用光ファイバを含む光
ファイバケーブルの内部に水素検出用光ファイバを有し
、該水素検出用光ファイバの光伝送損失の測定結果から
、該ケーブル内の水素を検出することを特徴とする光フ
ァイバケーブルの水素検出法において、該水素検出用光
ファイバのコアおよびクラッド部分を石英系ガラスで形
成し、該クラッド部分の外径を、該信号伝送用光ファイ
バのクラフト部分の外径以下とし、かつ該水素検出用光
ファイバの光伝送損失を、該損失の測定が可能である低
さを保持せしめるに必要な外径以上とすることを特徴と
している。
ーブルの水素検出法は、コアおよびクラッド部が石英ガ
ラスによって形成された信号伝送用光ファイバを含む光
ファイバケーブルの内部に水素検出用光ファイバを有し
、該水素検出用光ファイバの光伝送損失の測定結果から
、該ケーブル内の水素を検出することを特徴とする光フ
ァイバケーブルの水素検出法において、該水素検出用光
ファイバのコアおよびクラッド部分を石英系ガラスで形
成し、該クラッド部分の外径を、該信号伝送用光ファイ
バのクラフト部分の外径以下とし、かつ該水素検出用光
ファイバの光伝送損失を、該損失の測定が可能である低
さを保持せしめるに必要な外径以上とすることを特徴と
している。
本発明は、光ファイバケーブルに従来の長距離通信用石
英系光ファイバに比較して、細径なガラス部分を有する
光ファイバを水素検知用ファイバとしてケーブル内に装
着し、このファイバの損失変動から水素発生を検知する
ことを主な特徴としており、従来に比べ、水素発生から
その検知までの期間が短縮されている。
英系光ファイバに比較して、細径なガラス部分を有する
光ファイバを水素検知用ファイバとしてケーブル内に装
着し、このファイバの損失変動から水素発生を検知する
ことを主な特徴としており、従来に比べ、水素発生から
その検知までの期間が短縮されている。
本発明によれば、光ファイバの径を小さくすることによ
って、水素発生から水素浸入による損失増加が検出可能
になる時間が大幅に短縮できるという知見より、光伝送
用光ファイバよりも小さな径の光ファイバを水素検出用
に使用することによって、前記水素発生から損失増加が
検出可能になる時間を大幅に短縮したものである。しか
しながら、前記水素検出用光ファイバは、前記損失が検
出可能な低さであることが必要であることは明らかであ
って、このため、本発明による水素検出用光ファイバは
、光伝送用光ファイバより外径が小さく、かつ光損失が
測定可能な外径を有している必要がある。
って、水素発生から水素浸入による損失増加が検出可能
になる時間が大幅に短縮できるという知見より、光伝送
用光ファイバよりも小さな径の光ファイバを水素検出用
に使用することによって、前記水素発生から損失増加が
検出可能になる時間を大幅に短縮したものである。しか
しながら、前記水素検出用光ファイバは、前記損失が検
出可能な低さであることが必要であることは明らかであ
って、このため、本発明による水素検出用光ファイバは
、光伝送用光ファイバより外径が小さく、かつ光損失が
測定可能な外径を有している必要がある。
以下、実施例により詳細に説明する。
（実施例〕
第１図に本発明による第１の実施例を示す。１１は波長
１．２４μｍの光を発する光源であり、例えば半導体レ
ーザが用いられる。１２は水素検出用光ファイバであり
、ファイバのクラッド部分の外径が例えば４０μ−、コ
ア部直径が例えば７μｍ、比屈折率差が例えば０．５％
のステップインデックス型屈折率構造を有する。１３は
水素発生の検出を行うべき光ファイバケーブル、１４は
光源１１の光に対して十分な感度を有する光検出器であ
り、例えばゲルマニウムアバランシェフォトダイオード
が用いられる。
１．２４μｍの光を発する光源であり、例えば半導体レ
ーザが用いられる。１２は水素検出用光ファイバであり
、ファイバのクラッド部分の外径が例えば４０μ−、コ
ア部直径が例えば７μｍ、比屈折率差が例えば０．５％
のステップインデックス型屈折率構造を有する。１３は
水素発生の検出を行うべき光ファイバケーブル、１４は
光源１１の光に対して十分な感度を有する光検出器であ
り、例えばゲルマニウムアバランシェフォトダイオード
が用いられる。
この実施例においては、光源１１にファイバ１２の一端
を、光検出器１４にファイバ１２の他端をそれぞれ接続
し、検出器１４によって測定される光フアイバ透過光強
度を連続的に観測し、水素侵入によって生じたファイバ
１２の損失増加に伴う透過光強度の減少を検出する。こ
の時、水素検出用光ファイバ１２のクラッド部分の外径
が通常の通信用光ファイバのクラッド外径である１２５
μ鰯よりも細径であるため、通信用光ファイバに損失増
加が現れる以前に、水素検出用ファイバに検出すべき損
失増加が現れる。
を、光検出器１４にファイバ１２の他端をそれぞれ接続
し、検出器１４によって測定される光フアイバ透過光強
度を連続的に観測し、水素侵入によって生じたファイバ
１２の損失増加に伴う透過光強度の減少を検出する。こ
の時、水素検出用光ファイバ１２のクラッド部分の外径
が通常の通信用光ファイバのクラッド外径である１２５
μ鰯よりも細径であるため、通信用光ファイバに損失増
加が現れる以前に、水素検出用ファイバに検出すべき損
失増加が現れる。
第２図に周囲温度１５℃の時に、水素が発生してから、
水素侵入による損失増加が平衡状態における損加量の２
に達するまでの時間ｔｓ４とファイバ外径ｄとの関係と
を示す。このｔ 〃は、概に水素発生から検出可能とな
るまでに要する時間を表している。一般に、ｔ ％はｄ
の２乗に比例し、ｄが小さくなるとともにｔ％は急激に
減少する。
水素侵入による損失増加が平衡状態における損加量の２
に達するまでの時間ｔｓ４とファイバ外径ｄとの関係と
を示す。このｔ 〃は、概に水素発生から検出可能とな
るまでに要する時間を表している。一般に、ｔ ％はｄ
の２乗に比例し、ｄが小さくなるとともにｔ％は急激に
減少する。
このため、通常のファイバ径１２５μ鯖の通信用光ファ
イバでは、ｔ 〃が１０日であるのに対し、ｄを６０ｐ
−としたファイバではｔＶを２．３日に、またｄを４０
μｍとしたファイバではｔ ％を１．０日まで小さくす
ることができる。
イバでは、ｔ 〃が１０日であるのに対し、ｄを６０ｐ
−としたファイバではｔＶを２．３日に、またｄを４０
μｍとしたファイバではｔ ％を１．０日まで小さくす
ることができる。
いずれにしても、水素検出用ファイバ１２の外径を通信
用ファイバよりも細径とすることにより、通信用ファイ
バの損失増加発生以前に水素の検出が可能である。
用ファイバよりも細径とすることにより、通信用ファイ
バの損失増加発生以前に水素の検出が可能である。
一方、ファイバ径を小さくし、コア直径に対するファイ
バ径の比が極端に小さくなるとファイバのコア内を導波
する光の一部がクラッド部分からファイバ外に浸み出す
現象が起こる。これは、ファイバを導波する光の一部が
失われることを意味するから、結果としてファイバの伝
送損失となる。
バ径の比が極端に小さくなるとファイバのコア内を導波
する光の一部がクラッド部分からファイバ外に浸み出す
現象が起こる。これは、ファイバを導波する光の一部が
失われることを意味するから、結果としてファイバの伝
送損失となる。
従って、水素検出用ファイバとして使用する光ファイバ
は細径であるばかりでなく、コア直径に対するクラッド
外径の比をある程度大きくする必要直径に対するファイ
バ外径の比Ｒと、光の浸み出しによる損失αとの関係を
示す、第３図より、Ｒが小さくなるにつれて伝播光のフ
ァイバ外への浸み出し量が大きくなり、Ｒの値の減少に
伴って、αが急激に増大する。
は細径であるばかりでなく、コア直径に対するクラッド
外径の比をある程度大きくする必要直径に対するファイ
バ外径の比Ｒと、光の浸み出しによる損失αとの関係を
示す、第３図より、Ｒが小さくなるにつれて伝播光のフ
ァイバ外への浸み出し量が大きくなり、Ｒの値の減少に
伴って、αが急激に増大する。
現在、波長１．５μ鋼帯を用いた高速光伝送システムで
は、８０ｋｍの光ファイバケーブルを介して、無中継信
号伝送を行うことが可能である。一方、８０ｋＩＩＩの
光ファイバケーブルの光損失を第１図の構成によって測
定する場合、その光損失が９．９ｄＢ ／ｋ１ｍを超え
ると、光検出器１４に達する光強度がその検出限界以下
にまで減衰し、光損失の測定が困難となる。一般に、波
長１．２４μ−の光を用いる場合には、浸み出しによる
損失のないファイバの伝送損失は０．６ｄｌｌ程度であ
るから、浸み出しによる損失αを０．３ｄＢ ／ｋｍ以
下とすることが、この場合に水素検出が可能であるため
の必要条件となる。
は、８０ｋｍの光ファイバケーブルを介して、無中継信
号伝送を行うことが可能である。一方、８０ｋＩＩＩの
光ファイバケーブルの光損失を第１図の構成によって測
定する場合、その光損失が９．９ｄＢ ／ｋ１ｍを超え
ると、光検出器１４に達する光強度がその検出限界以下
にまで減衰し、光損失の測定が困難となる。一般に、波
長１．２４μ−の光を用いる場合には、浸み出しによる
損失のないファイバの伝送損失は０．６ｄｌｌ程度であ
るから、浸み出しによる損失αを０．３ｄＢ ／ｋｍ以
下とすることが、この場合に水素検出が可能であるため
の必要条件となる。
従って、この場合、Ｒ＞５とすることが必要である。た
だし、水素検出区間がより短い場合には、水素検出用フ
ァイバの長さが短くなるため、’ Ｒをさらに小さくし
ても水素検出を行える可能性がある。
だし、水素検出区間がより短い場合には、水素検出用フ
ァイバの長さが短くなるため、’ Ｒをさらに小さくし
ても水素検出を行える可能性がある。
本発明は、水素検出用ファイバをケーブルに装置するこ
とを特徴としており、その損失変化の測定を特に限定す
るものではない。従って、第１図の光源１１を、例えば
ハロゲンランプと分光器の組合わせによる波長可変光源
とし、光源波長を順次掃引して、光検出器１４により検
出される光強度の波長依存性を測定し、これによって求
まる波長１．２４μ蒙の損失ピークの大きさの変化から
水素を検出する方式も本発明に含まれる。また、第１図
の光源１１に代えて、波長１．２４μ−の光源を用いた
パルス試験器を設置し、この光パルス試験器によって、
波長１．２４μｍにおける水素検出用ファイバの光損失
の距離方向分布を求め、その変動から水素発生を検出す
る方式も本発明に含まれる。
とを特徴としており、その損失変化の測定を特に限定す
るものではない。従って、第１図の光源１１を、例えば
ハロゲンランプと分光器の組合わせによる波長可変光源
とし、光源波長を順次掃引して、光検出器１４により検
出される光強度の波長依存性を測定し、これによって求
まる波長１．２４μ蒙の損失ピークの大きさの変化から
水素を検出する方式も本発明に含まれる。また、第１図
の光源１１に代えて、波長１．２４μ−の光源を用いた
パルス試験器を設置し、この光パルス試験器によって、
波長１．２４μｍにおける水素検出用ファイバの光損失
の距離方向分布を求め、その変動から水素発生を検出す
る方式も本発明に含まれる。
〔発明の効果〕 。
以上説明したように、本発明により、光ファイバケーブ
ルに水素が侵入した際、通信用光ファイバに水素侵入に
よる損失増加による通信伝送路の異常が発生する以前に
通切な処置を行って、回線不通の事態を未然に防止する
ことができる。
ルに水素が侵入した際、通信用光ファイバに水素侵入に
よる損失増加による通信伝送路の異常が発生する以前に
通切な処置を行って、回線不通の事態を未然に防止する
ことができる。
第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は光フアイバ
内への水素侵入による損失増加が平衡状態の２になるま
でに要する時間とファイバ外径との関係を示す図、第３
図は伝播光の浸み出しに起因するファイバ損失増加とフ
ァイバ外径／コア直径との関係を示す図、第４図は水素
侵入によって光ファイバに生じる損失増加の波長特性を
示す図である。 １１・・・光源、１２・・・水素検出用光ファイバ、１
３・・・光ファイバケーブル、１４・・・光検出器。
内への水素侵入による損失増加が平衡状態の２になるま
でに要する時間とファイバ外径との関係を示す図、第３
図は伝播光の浸み出しに起因するファイバ損失増加とフ
ァイバ外径／コア直径との関係を示す図、第４図は水素
侵入によって光ファイバに生じる損失増加の波長特性を
示す図である。 １１・・・光源、１２・・・水素検出用光ファイバ、１
３・・・光ファイバケーブル、１４・・・光検出器。
Claims (1)
- （１）コアおよびクラッド部が石英ガラスによって形成
された信号伝送用光ファイバを含む光ファイバケーブル
の内部に水素検出用光ファイバを有し、該水素検出用光
ファイバの光伝送損失の測定結果から、該ケーブル内の
水素を検出することを特徴とする光ファイバケーブルの
水素検出法において、該水素検出用光ファイバのコアお
よびクラッド部分を石英系ガラスで形成し、該クラッド
部分の外径を、該信号伝送用光ファイバのクラッド部分
の外径以下とし、かつ該水素検出用光ファイバの光伝送
損失を、該損失の測定が可能である低さを保持せしめる
に必要な外径以上とすることを特徴とする光ファイバケ
ーブルの水素検出法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62082537A JPS63249040A (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 光フアイバケ−ブルの水素検出法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62082537A JPS63249040A (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 光フアイバケ−ブルの水素検出法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63249040A true JPS63249040A (ja) | 1988-10-17 |
Family
ID=13777256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62082537A Pending JPS63249040A (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 光フアイバケ−ブルの水素検出法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63249040A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003232A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 光ファイバの浸水判定方法、光ファイバの保守方法 |
| JP2015503737A (ja) * | 2011-12-30 | 2015-02-02 | アジョンス・ナシオナル・プール・ラ・ジェスティオン・デ・ドゥシェ・ラディオアクティフ | 水素を検出及び／又は投与するデバイス、並びに水素を検出及び／又は投与する方法 |
| US9322969B2 (en) | 2011-10-20 | 2016-04-26 | Draka Comteq, B.V. | Hydrogen-sensing optical fiber hydrogen-passivated to prevent irreversible reactions with hydrogen and hydrogen-induced attenuation losses |
-
1987
- 1987-04-03 JP JP62082537A patent/JPS63249040A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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