JP2000076560A - 侵入監視装置 - Google Patents
侵入監視装置Info
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- JP2000076560A JP2000076560A JP10246587A JP24658798A JP2000076560A JP 2000076560 A JP2000076560 A JP 2000076560A JP 10246587 A JP10246587 A JP 10246587A JP 24658798 A JP24658798 A JP 24658798A JP 2000076560 A JP2000076560 A JP 2000076560A
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- optical fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 海中侵入の場合でも検出可能であり、広範囲
の検出をコスト増を生起することなく実現する。 【解決手段】 所定間隔Ｌ毎に、光磁気センサ３２と反
射ミラー３３を設けた光ファイバ３１を複数ｉ本を並設
し、各光ファイバ３１-1、……、３１-iの隣接同士の光
磁気センサ３２はＬ0 ずらして配置し、光ファイバ３１
-1、……、３１-iに対応して、複数の光源２１-1、…
…、２１-iを備え、光源２１-1、……、２１ -iから発せ
られた光が、各磁気センサ３２-11 、……、３２-in か
ら反射ミラー３３-11 、……、３３-in で反射してくる
光信号が侵入物の有無による磁気力の相違により、変化
するのを演算部２７で演算し、侵入物の存在及び位置を
検知する。
の検出をコスト増を生起することなく実現する。 【解決手段】 所定間隔Ｌ毎に、光磁気センサ３２と反
射ミラー３３を設けた光ファイバ３１を複数ｉ本を並設
し、各光ファイバ３１-1、……、３１-iの隣接同士の光
磁気センサ３２はＬ0 ずらして配置し、光ファイバ３１
-1、……、３１-iに対応して、複数の光源２１-1、…
…、２１-iを備え、光源２１-1、……、２１ -iから発せ
られた光が、各磁気センサ３２-11 、……、３２-in か
ら反射ミラー３３-11 、……、３３-in で反射してくる
光信号が侵入物の有無による磁気力の相違により、変化
するのを演算部２７で演算し、侵入物の存在及び位置を
検知する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、原子力発電所、
火力発電所、大型プラント施設などの冷却水取水口のセ
キュリティーで必要とする侵入監視装置に関する。
火力発電所、大型プラント施設などの冷却水取水口のセ
キュリティーで必要とする侵入監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記した施設における水域への侵入物体
の有無を検出する方法として、図１に示す遮光検出方法
がある。この遮光検出方法は、陸上の監視室１にモニタ
管制器２及びドライバ３を設けるとともに、監視室１の
近傍の岸壁５に投受光部４を設け、さらに対岸６にミラ
ー７を設けてある。投受光部４から発せられた光は、侵
入物がない場合は、ミラー７で反射してくる光を投受光
部４で受光する。しかし、侵入物が存在すると、その侵
入物によって遮光され、光が全く通らないか、あるいは
反射して戻る時間に相違が生じるので、侵入物を検出す
ることができる。
の有無を検出する方法として、図１に示す遮光検出方法
がある。この遮光検出方法は、陸上の監視室１にモニタ
管制器２及びドライバ３を設けるとともに、監視室１の
近傍の岸壁５に投受光部４を設け、さらに対岸６にミラ
ー７を設けてある。投受光部４から発せられた光は、侵
入物がない場合は、ミラー７で反射してくる光を投受光
部４で受光する。しかし、侵入物が存在すると、その侵
入物によって遮光され、光が全く通らないか、あるいは
反射して戻る時間に相違が生じるので、侵入物を検出す
ることができる。
【０００３】また、他の侵入物検出方法としては、図２
に示すように、水底９に音響センサあるいは磁気センサ
８-1、……、８-nを配置し、侵入物の到来によって、音
響的あるいは磁気的特性の変化が生じるのを陸上の監視
室１のモニタ・管制器２で監視する方法も考えられる。
に示すように、水底９に音響センサあるいは磁気センサ
８-1、……、８-nを配置し、侵入物の到来によって、音
響的あるいは磁気的特性の変化が生じるのを陸上の監視
室１のモニタ・管制器２で監視する方法も考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の遮光検
出方法では、天候により動作が不安定であり、比較的距
離の短い範囲でしか検出できないし、また海上で遮光す
る侵入船のみ検出でき、海中からの侵入に対しては検出
できないという問題がある。また、音響・磁気による検
出方法では、海中からの侵入も検出できるというメリッ
トがあるが、感度的に広い範囲を検出するとなると、高
感度化、ドライブ・センサの回路数増が必要となり、コ
スト増となるという問題があった。
出方法では、天候により動作が不安定であり、比較的距
離の短い範囲でしか検出できないし、また海上で遮光す
る侵入船のみ検出でき、海中からの侵入に対しては検出
できないという問題がある。また、音響・磁気による検
出方法では、海中からの侵入も検出できるというメリッ
トがあるが、感度的に広い範囲を検出するとなると、高
感度化、ドライブ・センサの回路数増が必要となり、コ
スト増となるという問題があった。
【０００５】この発明は上記問題点に着目してなされた
ものであって、海中侵入の場合でも検出可能であり、広
範囲の検出をさほどのコスト増を生起することなく実現
し得る侵入監視装置を提供することを目的としている。
ものであって、海中侵入の場合でも検出可能であり、広
範囲の検出をさほどのコスト増を生起することなく実現
し得る侵入監視装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の侵入監視装置
は、それぞれが距離を保って並設され、それぞれが所定
間隔毎に光磁気センサと反射ミラーを設け、かつそれぞ
れの光磁気センサ及び反射ミラーが順次にずらした位置
に配置した複数本の光ファイバと、前記光ファイバの数
に対応した複数の光源と、これら光源からの光をそれぞ
れ各光ファイバに導き、かつ反射ミラーで反射してきた
光を出力する光学系と、光学系より出力される各光ファ
イバに対応する光を受け、監視領域への侵入物体の有無
を判別する演算手段と、を備えている。
は、それぞれが距離を保って並設され、それぞれが所定
間隔毎に光磁気センサと反射ミラーを設け、かつそれぞ
れの光磁気センサ及び反射ミラーが順次にずらした位置
に配置した複数本の光ファイバと、前記光ファイバの数
に対応した複数の光源と、これら光源からの光をそれぞ
れ各光ファイバに導き、かつ反射ミラーで反射してきた
光を出力する光学系と、光学系より出力される各光ファ
イバに対応する光を受け、監視領域への侵入物体の有無
を判別する演算手段と、を備えている。
【０００７】この侵入監視装置では、各光源から光が発
せられ、各光ファイバに送り込まれる。各光ファイバで
は、光が光磁気センサ、反射ミラーに達する毎に、光を
反射させて光学系を経て、演算手段に反射に応じた信号
を入力する。侵入物が存在しない場合は、いずれの光磁
気センサの特性も変化がないので、演算手段に入力され
る各光磁気センサ、反射ミラーからの信号に変わりがな
い。侵入物が存在すると、その位置の光磁気センサへの
磁界が変化するので、光偏波の位相が変化し、反射ミラ
ーで反射して光学系に戻され、演算手段に入力される信
号が他の位置の光磁気センサ、反射センサからのものと
異なるものとなる。したがって、侵入物の存在及び位置
を検知できる。
せられ、各光ファイバに送り込まれる。各光ファイバで
は、光が光磁気センサ、反射ミラーに達する毎に、光を
反射させて光学系を経て、演算手段に反射に応じた信号
を入力する。侵入物が存在しない場合は、いずれの光磁
気センサの特性も変化がないので、演算手段に入力され
る各光磁気センサ、反射ミラーからの信号に変わりがな
い。侵入物が存在すると、その位置の光磁気センサへの
磁界が変化するので、光偏波の位相が変化し、反射ミラ
ーで反射して光学系に戻され、演算手段に入力される信
号が他の位置の光磁気センサ、反射センサからのものと
異なるものとなる。したがって、侵入物の存在及び位置
を検知できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図３は、この発明の一実施
形態侵入監視装置の構成を示す概略図である。この実施
形態侵入監視装置は、陸上２０側に設けられる部分と、
海中３０に設置される部分から構成される。
明をさらに詳細に説明する。図３は、この発明の一実施
形態侵入監視装置の構成を示す概略図である。この実施
形態侵入監視装置は、陸上２０側に設けられる部分と、
海中３０に設置される部分から構成される。
【０００９】海中３０では、１本の光ファイバ３１に所
定の間隔をおいて、光磁気センサ３２-1、……、３２-n
が設けられ、さらにこれら光磁気センサ３２-1、……、
３２ -nのすぐ後方に、反射ミラー３３-1、……、３３-n
が設けられている。陸上２０の監視室には、光源２１
と、この光源２１と光ファイバ３１との間に設けられる
ビームスプリッタ２２及びレンズ２３と、複ビームスプ
リッタ２４と、ホトダイオード２５、２６と、演算部２
７とを備えている。
定の間隔をおいて、光磁気センサ３２-1、……、３２-n
が設けられ、さらにこれら光磁気センサ３２-1、……、
３２ -nのすぐ後方に、反射ミラー３３-1、……、３３-n
が設けられている。陸上２０の監視室には、光源２１
と、この光源２１と光ファイバ３１との間に設けられる
ビームスプリッタ２２及びレンズ２３と、複ビームスプ
リッタ２４と、ホトダイオード２５、２６と、演算部２
７とを備えている。
【００１０】光源２１には、赤外線やレーザが使用され
る。光磁気センサ３２-1、３２-2、……、３２-nには、
λ／４板とＹＩＧ素子からなるファラデー効果型を使用
しているが、磁歪型を使用してもよい。光源２１より発
せられた直線偏光の光は、ビームスプリッタ２２、レン
ズ２３を経て、光ファイバ３１、光磁気センサ３２-1、
……に入り、λ／４板で円偏光に変換され、反射ミラー
３３-1、……で反射されて、光磁気センサ３２-1、……
より光ファイバ３１、……を経て、陸上部２０に戻る。
その過程で、円偏光から直線偏光に戻るが、光ファイバ
３１にはＰＭＦすなわち偏波面保持型のものを使用して
おり、直交二方向の偏波面を持つ光がビームスプリッタ
２２を経て、ＰＢＳ２４に入る。ＰＢＳ２４は２つの偏
波面の光を分離して、それぞれホトダイオード２５、２
６で電気信号に変換し、演算部２７に入力する。
る。光磁気センサ３２-1、３２-2、……、３２-nには、
λ／４板とＹＩＧ素子からなるファラデー効果型を使用
しているが、磁歪型を使用してもよい。光源２１より発
せられた直線偏光の光は、ビームスプリッタ２２、レン
ズ２３を経て、光ファイバ３１、光磁気センサ３２-1、
……に入り、λ／４板で円偏光に変換され、反射ミラー
３３-1、……で反射されて、光磁気センサ３２-1、……
より光ファイバ３１、……を経て、陸上部２０に戻る。
その過程で、円偏光から直線偏光に戻るが、光ファイバ
３１にはＰＭＦすなわち偏波面保持型のものを使用して
おり、直交二方向の偏波面を持つ光がビームスプリッタ
２２を経て、ＰＢＳ２４に入る。ＰＢＳ２４は２つの偏
波面の光を分離して、それぞれホトダイオード２５、２
６で電気信号に変換し、演算部２７に入力する。
【００１１】侵入物が存在しない場合は、いずれの光磁
気センサ３２-1、……、３２-nも磁気変化による円偏光
の位相の変化を受けず、演算部２７における演算信号に
変化がない。しかし、物体が侵入すると、その地点の光
磁気センサは、その物体による磁気力により、円偏光の
位相に変化を生じ、したがって光ファイバ３１を戻る直
線偏光の二方向の偏波面の光の強さも変化を生じ、ＰＢ
Ｓ２４を経て、ホトダイオード２５と２６より出力され
る信号の大きさに侵入物が存在しない場合とは差が生じ
る。演算部２７でホトダイオード２５、２６の出力を、
例えば加算あるいは減算して侵入物の存在を、そしてい
ずれの光磁気センサからの反射信号であるかにより、位
置を知ることができる。
気センサ３２-1、……、３２-nも磁気変化による円偏光
の位相の変化を受けず、演算部２７における演算信号に
変化がない。しかし、物体が侵入すると、その地点の光
磁気センサは、その物体による磁気力により、円偏光の
位相に変化を生じ、したがって光ファイバ３１を戻る直
線偏光の二方向の偏波面の光の強さも変化を生じ、ＰＢ
Ｓ２４を経て、ホトダイオード２５と２６より出力され
る信号の大きさに侵入物が存在しない場合とは差が生じ
る。演算部２７でホトダイオード２５、２６の出力を、
例えば加算あるいは減算して侵入物の存在を、そしてい
ずれの光磁気センサからの反射信号であるかにより、位
置を知ることができる。
【００１２】なお、後続の光磁気センサ３２-2、……、
３２-nへの光は、反射ミラー３３-1、……を半透明とし
て、一部光を透過させるものを使用する。光源を図４に
示すように、２１-1、……、２１-iと複数個設け、これ
に応じて光ファイバも３１-1、……、３１-iとして、マ
ルチチャンネルのシステムとすることもできる。一般に
光ファイバ内を伝搬する光信号の速度は、ファイバの屈
折率から光速の０．７倍程度（２×１０8 ｍ／ｓｅｃ）
と考えられる。一方、光磁気センサの感度は、１nT以下
となることが予想され、ほぼフラックスゲート型磁力計
に匹敵する感度となる。仮に、２０Ｋｍの港湾の入口を
センサ間隔１００ｍでフォローすることを考えると、２
０Ｋｍを監視するのに必要なセンサ数は２００個とな
る。また、１個毎のセンサ間隔＝伝搬路の反射時間は、
１００ｍ／２×１０8 ｍ／ｓｅｃ＝０．５μｓｅｃとな
る。
３２-nへの光は、反射ミラー３３-1、……を半透明とし
て、一部光を透過させるものを使用する。光源を図４に
示すように、２１-1、……、２１-iと複数個設け、これ
に応じて光ファイバも３１-1、……、３１-iとして、マ
ルチチャンネルのシステムとすることもできる。一般に
光ファイバ内を伝搬する光信号の速度は、ファイバの屈
折率から光速の０．７倍程度（２×１０8 ｍ／ｓｅｃ）
と考えられる。一方、光磁気センサの感度は、１nT以下
となることが予想され、ほぼフラックスゲート型磁力計
に匹敵する感度となる。仮に、２０Ｋｍの港湾の入口を
センサ間隔１００ｍでフォローすることを考えると、２
０Ｋｍを監視するのに必要なセンサ数は２００個とな
る。また、１個毎のセンサ間隔＝伝搬路の反射時間は、
１００ｍ／２×１０8 ｍ／ｓｅｃ＝０．５μｓｅｃとな
る。
【００１３】近年、一般的なＡ／Ｄ変換器のサンプリン
グ周波数は、８ビットの分解能でサブミクロンｓｅｃに
入るか、１６〜１８ビットで２μｓｅｃ程度の能力であ
る。そこで、仮に、信号処理のために８ビット、サンプ
リング周波数１μｓｅｃのＡ／Ｄ変換器を考えると、光
ファイバ内を信号が伝搬した時のパルス波形の歪み、Ａ
／Ｄ変換精度を考えた際に、最低サンプリング周波数の
１０倍のパルス幅と、センサ毎のディレイタイムが必要
となる。つまり、１０μｓｅｃ程度のパルス幅、ディレ
イタイムが必要となる。
グ周波数は、８ビットの分解能でサブミクロンｓｅｃに
入るか、１６〜１８ビットで２μｓｅｃ程度の能力であ
る。そこで、仮に、信号処理のために８ビット、サンプ
リング周波数１μｓｅｃのＡ／Ｄ変換器を考えると、光
ファイバ内を信号が伝搬した時のパルス波形の歪み、Ａ
／Ｄ変換精度を考えた際に、最低サンプリング周波数の
１０倍のパルス幅と、センサ毎のディレイタイムが必要
となる。つまり、１０μｓｅｃ程度のパルス幅、ディレ
イタイムが必要となる。
【００１４】このため、センサ間隔について、１０μｓ
ｅｃ／０．５μｓｅｃ＝２０倍（１００ｍの２０倍で２
０００ｍ）の距離、あるいは遅延する方式が必要とな
る。光ファイバ１本では、センサ間隔が２Ｋｍとなり、
検出能力の不足を招く。この不具合を解決するために、
図４のシステムを創出した。図４に示すシステムの光フ
ァイバ部のみを図５に示す。光ファイバ３１-1、３
１-2、……、３１-iは並設されるが、互いの光磁気セン
サは隣接する光ファイバに対し、Ｌ0 ずつずらして配置
している。また、１本の光ファイバの光磁気センサと次
の光磁気センサの配置間隔は、Ｌ＝２０００ｍである。
ｉ＝２０とし、２０個の光源によってＬ0 を１００ｍと
するような侵入監視装置である。光源１個当たりに光磁
気センサが１０個であり、２００個の光磁気センサを２
０個の光源でカバーできる。そのため、これに匹敵する
システムを他の音響・磁気センサで組むより、大幅にコ
ストダウンすることが期待できる。さらに、検出範囲が
拡がるにつれて、コストパフォーマンスは大きくなる。
ｅｃ／０．５μｓｅｃ＝２０倍（１００ｍの２０倍で２
０００ｍ）の距離、あるいは遅延する方式が必要とな
る。光ファイバ１本では、センサ間隔が２Ｋｍとなり、
検出能力の不足を招く。この不具合を解決するために、
図４のシステムを創出した。図４に示すシステムの光フ
ァイバ部のみを図５に示す。光ファイバ３１-1、３
１-2、……、３１-iは並設されるが、互いの光磁気セン
サは隣接する光ファイバに対し、Ｌ0 ずつずらして配置
している。また、１本の光ファイバの光磁気センサと次
の光磁気センサの配置間隔は、Ｌ＝２０００ｍである。
ｉ＝２０とし、２０個の光源によってＬ0 を１００ｍと
するような侵入監視装置である。光源１個当たりに光磁
気センサが１０個であり、２００個の光磁気センサを２
０個の光源でカバーできる。そのため、これに匹敵する
システムを他の音響・磁気センサで組むより、大幅にコ
ストダウンすることが期待できる。さらに、検出範囲が
拡がるにつれて、コストパフォーマンスは大きくなる。
【００１５】
【発明の効果】この発明によれば、海中の侵入であって
も、広範囲に検出可能であり、それでいて検出範囲が拡
がるほど、音響・磁気検出方式よりもコストパフォーマ
ンスが上昇する。
も、広範囲に検出可能であり、それでいて検出範囲が拡
がるほど、音響・磁気検出方式よりもコストパフォーマ
ンスが上昇する。
【図１】従来の遮光検出方式を説明するための概略図で
ある。
ある。
【図２】音響・磁気検出方式を説明するための概略図で
ある。
ある。
【図３】この発明の一実施形態侵入監視装置を示す概略
図である。
図である。
【図４】この発明の他の実施形態侵入監視装置を示す概
略図である。
略図である。
【図５】図４の実施形態侵入監視装置の海中部分のみを
示す図である。
示す図である。
２１-1、……、２１-i 光源 ２７ 演算部 ３１-1、……、３１-i 光ファイバ ３２-11 、……、３２-in 光磁気センサ ３３-11 、……、３３-in 反射ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井原 正博 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所三条工場内 Ｆターム(参考） 5C084 AA01 AA07 BB21 DD35 DD36 DD41 DD61 EE05 EE10 GG61
Claims (1)
- 【請求項１】それぞれが距離を保って並設され、それぞ
れが所定間隔毎に光磁気センサと反射ミラーを設け、か
つそれぞれの光磁気センサ及び反射ミラーが順次にずら
した位置に配置した複数本の光ファイバと、 前記光ファイバの数に対応した複数の光源と、 これら光源からの光をそれぞれ各光ファイバに導き、か
つ反射ミラーで反射してきた光を出力する光学系と、 光学系より出力される各光ファイバに対応する光を受
け、監視領域への侵入物体の有無を判別する演算手段
と、 を備えたことを特徴とする侵入監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24658798A JP3900704B2 (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 侵入監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24658798A JP3900704B2 (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 侵入監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000076560A true JP2000076560A (ja) | 2000-03-14 |
| JP3900704B2 JP3900704B2 (ja) | 2007-04-04 |
Family
ID=17150644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24658798A Expired - Lifetime JP3900704B2 (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 侵入監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3900704B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100490909B1 (ko) * | 2002-07-29 | 2005-05-24 | 한국전기연구원 | 광섬유를 이용한 침입감지 및 침입물체 구별방법 |
| JP2006277623A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Sekisui Jushi Co Ltd | 港湾管理システム |
| KR100717646B1 (ko) * | 2005-08-29 | 2007-05-14 | 노바옵틱스 (주) | 에프티티에이치시스템을 이용한 댁내감시시스템 |
| WO2022059322A1 (ja) * | 2020-09-17 | 2022-03-24 | 日本電気株式会社 | 水域監視装置、水域監視システム、水域監視方法及び記録媒体 |
Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH06118118A (ja) * | 1992-10-06 | 1994-04-28 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Ｏｐｇｗを利用する送電線の故障点標定方法 |
| JPH06307896A (ja) * | 1993-02-26 | 1994-11-04 | Hitachi Cable Ltd | 分布型導波路センサ |
| JPH09198590A (ja) * | 1996-01-17 | 1997-07-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 蓋開閉監視システム及びその監視方法 |
| JPH10177055A (ja) * | 1996-12-17 | 1998-06-30 | Chubu Electric Power Co Inc | 架空送電線の事故検出位置標定システム |
-
1998
- 1998-09-01 JP JP24658798A patent/JP3900704B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3900704B2 (ja) | 2007-04-04 |
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