JP2880836B2 - measuring device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、種々の環境状態の変化
を測定するときに用いる測定装置に係わり、特に光ファ
イバー形温度計の検温部光ファイバの温度変化、温度分
布（熱放散分布）から前記環境状態の変化を把握可能と
する測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring device used for measuring changes in various environmental conditions, and more particularly to a method for measuring the temperature change and temperature distribution (heat dissipation distribution) of an optical fiber in a temperature measuring section of an optical fiber type thermometer. The present invention relates to a measuring device capable of grasping a change in the environmental state.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種の光ファイバを用いた温度計とし
て、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometr
y ）形温度計、ＯＦＤＲ（Optical Frequency Doma
in Reflectometry ）形温度計が上げられる。これら、
ＯＴＤＲ形温度計、ＯＦＤＲ形温度計は、ラマン（Ｒａ
ｍａｎ）散乱方式とレイリー（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）散乱
方式とが用いられているが、これら両方式の違いは、ラ
マン散乱は散乱波長が発射光と異なり、レイリー散乱は
散乱波長が発射光と同一波長であることが大きな違いで
ある。ここでは、温度の測定感度が高いラマン散乱方式
について説明する。2. Description of the Related Art As a thermometer using an optical fiber of this type, an OTDR (Optical Time Domain Reflectometr) is used.
y) Thermometer, OFDR (Optical Frequency Doma)
in Reflectometry) Thermometer is raised. these,
OTDR type thermometer and OFDR type thermometer use Raman (Ra
Although the man-man scattering method and the Rayleigh (Rayleigh) scattering method are used, the difference between these two methods is that Raman scattering has a scattering wavelength different from emission light, and Rayleigh scattering has the same scattering wavelength as emission light. That is a big difference. Here, a Raman scattering method having high temperature measurement sensitivity will be described.
【０００３】以下、代表的なＯＴＤＲ温度計について説
明する。このＯＴＤＲ温度計は、光ファイバ中のラマン
散乱を用いた温度測定と、光パルス反射法（ＯＴＤＲ）
法による位置測定という２つの原理から成り立ってい
る。Hereinafter, a typical OTDR thermometer will be described. This OTDR thermometer measures the temperature using Raman scattering in an optical fiber and the optical pulse reflection method (OTDR).
It consists of two principles of position measurement by the method.
【０００４】 このラマン散乱は物質に入射した光子が
分子振動の光学モードと相互作用し、非弾性衝突を起こ
すことにより、入射光とは異なる波長の光が散乱される
物理現象である。ラマン散乱光には入射光に対して長波
長側にずれるもの（ストークス光）と短波長側にずれる
もの（反ストークス光）との２種類があり、これらは入
射光の波長をλ、ストークス光の波長をλS 、反ストー
クス光の波長をλA とすると次の関係をもっている。 １／λS ＝（１／λ）−ν １／λA ＝（１／λ）＋ν [0004] In this Raman scattering, a photon incident on a substance is
Interacts with the optical mode of molecular vibration, causing inelastic collision
As a result, light having a different wavelength from the incident light is scattered.
It is a physical phenomenon. Long wave for incident light
Longer side (Stokes light) and shorter side
Things (anti-Stokes light)WhenThere are two types of
The wavelength of the emitted light is λ and the wavelength of the Stokes light is λS, Anti storm
Wavelength of lightAThen, it has the following relationship. 1 / λS=(1 / λ) -ν 1 / λA=(1 / λ) + ν
【０００５】 ここで、νは波長である。波長は物質の
性質で決まる量であり、ラマンシフトと呼ばれている。
ラマン散乱光の強度は温度に依存する。温度Ｔにおける
反ストークス光とストークス光の比をＲ（Ｔ）とする
と、次の関係が成り立つ。 Ｒ（Ｔ）＝（λS ／λA ）4 exp （−ｈｃν／ｋＴ）Here, ν is a wavelength. The wavelength is an amount determined by the properties of the substance and is called Raman shift.
The intensity of the Raman scattered light depends on the temperature. Assuming that the ratio of the anti-Stokes light to the Stokes light at the temperature T is R (T), the following relationship holds. R (T) = (λ S / λ A ) 4 exp (-hcv / kT)
【０００６】ここで、ｈはプランク定数、ｃは光速、ｋ
はボルツマン定数である。ラマン散乱では反ストークス
光の散乱強度が温度に対して大きく変化することが知ら
れており、これを温度測定に利用している。一方、ＯＴ
ＤＲ法は光ファイバの端からパルス光を入射し、光ファ
イバの媒質中に逆散乱されて戻ってくる時間を測定する
ことにより距離を測定する。以上２つの方法を組合わせ
ることにより、温度分布測定が可能となる。Where h is Planck's constant, c is the speed of light, k
Is Boltzmann's constant. In Raman scattering, it is known that the scattering intensity of anti-Stokes light changes significantly with temperature, and this is used for temperature measurement. On the other hand, OT
In the DR method, a pulse light is incident from an end of an optical fiber, and a distance is measured by measuring a time when the pulse light returns by being backscattered into a medium of the optical fiber. The temperature distribution can be measured by combining the above two methods.
【０００７】このラマン散乱は、空気やガスの環境下で
その環境内の微少物質や種々の分子等の影響を受けるた
めに、温度測定に利用するのが難しいと考えられてい
た。しかし、その後、光ファイバの製造および技術上の
発展に伴い、その光ファイバの種々の利用法が研究さ
れ、その一環として温度計の利用についても研究開発が
進められてきた。特に、光ファイバは空気やガスの環境
と異なって固定されたファイバ成分が存在するのみであ
るので、徐々にではあるが温度計測に適することが分か
ってきた。このＯＴＤＲは高速パルスを用いて温度計測
を行うのに対し、ＤＦＤＲでは周波数変調された光を用
いた温度計測を行うものである。It has been considered that this Raman scattering is difficult to use for temperature measurement because it is affected by minute substances and various molecules in the environment in the air or gas environment. However, with the development of the optical fiber and technical development, various uses of the optical fiber were studied, and as a part thereof, research and development on the use of a thermometer have been advanced. In particular, it has been found that an optical fiber is suitable for temperature measurement, though gradually, since it has only a fixed fiber component different from the air or gas environment. The OTDR performs temperature measurement using high-speed pulses, while the DFDR performs temperature measurement using frequency-modulated light.
【０００８】しかし、現在、このラマン散乱方式を適用
した代表機種であるＯＴＤＲ形温度計では、光ファイバ
の検温部の位置分解能長さＬｔが２０ｍ、最低測定温度
Ｔｂが５゜ｃ、最高測定温度Ｔｃが１５０゜ｃ、最大測
定長さＬｍａｘが１ｋｍ（１ＧＨｚで０．１ｍに相当す
るので、０．１ｍ程度の分解能が限界）等を有する測定
範囲にあるが、学会その他の状況から将来的にはＬｔが
０．５ｍ、Ｔｂが−５０゜Ｃ、Ｔｃが５００〜６００゜
Ｃ、Ｌｍａｘが１０ｋｍ程度まで改善されるものと考え
られている。なお、レイリー散乱方式を用いてもよく、
これらの散乱方式を含め、ＯＴＤＲ形温度計と呼ぶこと
とする。However, at present, in the OTDR type thermometer which is a representative model to which this Raman scattering method is applied, the position resolution length Lt of the optical fiber temperature measuring section is 20 m, the minimum measuring temperature Tb is 5 ° C., and the maximum measuring temperature is Although Tc is 150 ° C. and the maximum measurement length Lmax is in a measurement range having a distance of 1 km (corresponding to 0.1 m at 1 GHz, the resolution is limited to about 0.1 m). It is considered that Lt is improved to 0.5 m, Tb is −50 ° C., Tc is 500 to 600 ° C., and Lmax is improved to about 10 km. Note that a Rayleigh scattering method may be used,
The OTDR type thermometer including these scattering methods will be referred to as an OTDR type thermometer.
【０００９】ところで、従来、かかるＯＴＤＲ形温度計
の利用例として、支持材に光ファイバ心線を巻装すると
ともに、この支持材上の光ファイバ心線に外圧を加えな
い程度で吸水膨潤ひもを併設し、支持材、光ファイバ心
線および吸水膨潤ひもを含むセンサ部に水が侵入したと
き、その吸水膨潤ひもの膨潤に伴って光ファイバ心線を
支持材に押し付けることにより、光ファイバの伝送損失
を生ぜしめ、この損失増加をＯＴＤＲで検知することに
より、センサ部の浸水状態を把握することが行われてい
る（特開平３−７５５４３号公報）。Conventionally, as an application example of the OTDR type thermometer, an optical fiber core wire is wound around a support member, and a water-absorbing swelling string is applied to such an extent that an external pressure is not applied to the optical fiber core member on the support member. When water enters the sensor section including the support, the optical fiber core, and the water-absorbing swelling string, the optical fiber core is pressed against the support as the water-absorbing swelling swells, thereby transmitting the optical fiber. Loss is caused, and the increase in the loss is detected by OTDR, whereby the state of inundation of the sensor portion is grasped (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-75543).
【００１０】また、他の１つは、光ファイバに加熱体を
添着するとともに、この加熱体の所望とする部分を動作
させて光ファイバを部分的に加熱し、ＯＴＤＲを用いて
光ファイバの温度上昇を測定するものがある（実開平３
−３３３４２号）。Another method is to attach a heating element to the optical fiber, operate a desired portion of the heating element to partially heat the optical fiber, and use the OTDR to control the temperature of the optical fiber. There are some that measure the rise (actual Kaihei 3)
-33342).
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
吸水膨潤ひもを用いたものは、湿気の多い場所での利用
が難しく、浸水状態が直ったときの復帰が著しく遅い
か、復帰不能であったり、また長期間にわたって膨潤ひ
もの膨潤によって光ファイバに十分な伝送損失を与えら
れるかが疑問である。また、一般に、光ファイバの設置
場所では温度の変化が発生しているが、その度ごとに湿
気が伴い、膨潤ひもの性能を劣化させ、必要なときに測
定不能となる問題がある。However, the use of the above-mentioned water-absorbing swelling string is difficult to use in a humid place, and the recovery when the flooded state is corrected is extremely slow or the recovery is impossible. It is questionable whether the swelling of the swelling string can provide sufficient transmission loss to the optical fiber over a long period of time. Further, in general, the temperature changes at the installation location of the optical fiber, but there is a problem that the moisture changes each time, and the performance of the swelling string is deteriorated, and the measurement becomes impossible when necessary.
【００１２】一方、光ファイバに加熱体を添着したもの
は、動作チェックや温度校正などのごとき、光ファイバ
自体の検査であり、それ以外の実際の環境状態の変化を
把握するものではない。On the other hand, the one in which the heating element is attached to the optical fiber is an inspection of the optical fiber itself, such as an operation check and a temperature calibration, and does not grasp the actual change of the other environmental conditions.
【００１３】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、ＯＴＤＲ，ＯＦＤＲにより検温部光ファイバの温度
および温度分布に基づいて種々の環境状態の変化を確実
に測定でき、しかも種々の環境の中に確実に設置可能で
あり、かつ、長期間にわたって十分に利用しうる測定装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to reliably measure changes in various environmental conditions based on the temperature and temperature distribution of an optical fiber in a temperature measuring section by using OTDR and OFDR. It is an object of the present invention to provide a measuring device which can be reliably installed and can be sufficiently used for a long period of time.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】先ず、請求項１ないし請
求項６に対応する発明は上記課題を解決するために、光
ファイバ形温度計を用いたＯＴＤＲ，ＯＦＤＲ形測定装
置において、前記光ファイバ形温度計の検温部となる光
ファイバのみを配置し、或いは光ファイバ近傍または光
ファイバに近接するように熱発生体を配置し、測定対象
の環境状態または前記熱発生体の加温または冷却により
前記光ファイバの基準となる温度分布を測定する一方、
環境状態の変化による前記検温部光ファイバからの奪熱
または与熱によって生ずる前記光ファイバの温度変化ま
たは温度分布（温度放散分布）の変化から、検温部光フ
ァイバが設置されている測定対象の環境状態の変化を測
定する構成である。According to a first aspect of the present invention, there is provided an OTDR / OFDR type measuring apparatus using an optical fiber type thermometer. Arrange only the optical fiber that becomes the temperature measuring part of the shape thermometer, or arrange the heat generator near the optical fiber or close to the optical fiber, by heating or cooling the environmental condition of the measurement object or the heat generator. While measuring the reference temperature distribution of the optical fiber,
From the temperature change or temperature distribution (temperature dissipation distribution) of the optical fiber caused by heat deprivation or heat application from the optical fiber of the temperature detecting section due to a change in environmental condition, the environment of the measuring object where the optical fiber of the temperature detecting section is installed is determined. This is a configuration for measuring a change in state.
【００１５】そして、検温部光ファイバと熱発生体の関
係は、光ファイバの周囲に熱発生体を螺旋状に巻き付
け、或いは熱発生体の周囲に光ファイバを螺旋状に巻き
付け、もしくは熱発生体に対して検温部光ファイバに余
裕を持たせて配置することにより、温度変化による前記
光ファイバのストレスを緩和させることにある。[0015] The relationship between the optical fiber and the heat generator is as follows: the heat generator is spirally wound around the optical fiber, or the optical fiber is spirally wound around the heat generator. In order to reduce the stress of the optical fiber due to a temperature change, the temperature measuring unit is provided with a margin for the optical fiber.
【００１６】また、光ファイバおよび熱発生体の設置場
所としては、種々考えられるが、例えば地中，水中，構
造物中，地表，床下，床上などのごとき外部から見えな
い場所または外部から見に行きにくい場所、人が頻繁に
見に行けない場所等に設置するとともに、前記ＯＴＤ
Ｒ，ＯＦＤＲを用いて検温部光ファイバの熱放散分布を
測定することにより、前記外部に見えない場所または外
部から見に行きにくい場所、人が頻繁に見に行けない場
所等の流体の流れや気体，液体，固体等の分布および流
体の漏洩部分を検出し、さらに前記外部から見えない場
所または外部から見に行きにくい場所、人が頻繁に見に
行けない場所等で発生している液体の含水分布、液体溜
まり、ゴルフコースのカジュアルウオータ等を検出する
ものである。There are various places where the optical fiber and the heat generating body can be installed. For example, the optical fiber and the heat generating body are not visible from the outside such as underground, underwater, in a structure, the ground surface, under the floor, on the floor, or viewed from the outside. It is installed in places that are difficult to access, places where people can not often see, and the OTD
By measuring the heat dissipation distribution of the optical fiber of the temperature measuring section using R, OFDR, the flow of fluid in a place invisible to the outside, a place hard to see from the outside, a place where humans cannot frequently see, etc. Detects the distribution of gas, liquid, solid, etc. and the leaked part of the fluid, and further detects the liquid generated in the place where it cannot be seen from the outside or where it is difficult to see from the outside or where the person cannot frequently see. It detects a water content distribution, a liquid pool, a casual water of a golf course, and the like.
【００１７】次に、請求項６に対応する発明は、光ファ
イバの設置場所として、地中，水中などに配置された所
定温度の流体が流通する管体内の流体中とし、かつ、こ
の流体を環境と考え、この環境内に光ファイバを配置
し、この光ファイバの近傍または近接して配置された熱
発生体からの熱を環境内に放熱し、この放熱によって変
化する熱発生体の温度に対応した光ファイバの温度を前
記ＯＴＤＲ，ＯＦＤＲを用いて測定する。管体の漏洩を
測定するには、漏れ個所より上流の管内流量をＱ、漏れ
個所より下流に流れていく管内流量をＱ′、漏れ流量を
△Ｑとすれば、 Ｑ＝Ｑ′＋△ＱNext, the invention corresponding to claim 6 is that the optical fiber is installed in a fluid in a pipe through which a fluid at a predetermined temperature disposed underground, underwater, or the like flows, and this fluid is installed. Considering the environment, an optical fiber is placed in this environment, heat from the heat generator placed near or close to this optical fiber is radiated into the environment, and the temperature of the heat generator changes due to this heat radiation. The temperature of the corresponding optical fiber is measured using the OTDR and OFDR. To measure the leakage of the pipe, if the flow rate in the pipe upstream of the leak location is Q, the flow rate in the pipe flowing downstream from the leak location is Q ', and the leak flow rate is △ Q, then Q = Q' + △ Q
【００１８】となる。一方、流量Ｑの個所の流速をｖ、
Ｑ′の個所の流速をｖ′とすれば、ｖ＞ｖ′となる。流
速ｖの個所の光ファイバの温度をｔ、流速ｖ′の個所の
光ファイバの温度をｔ′とすれば、ｔ＞ｔ′となる。流
速が早い程、熱発生体の熱を大きく奪うことになる。す
なわち、検温部光ファイバの熱放散分布を測定し、管体
の流体漏洩個所を検出するものである。## EQU1 ## On the other hand, the flow velocity at the point of the flow rate Q is v,
Assuming that the flow velocity at the point of Q 'is v', v> v '. Assuming that the temperature of the optical fiber at the location of the flow velocity v is t and the temperature of the optical fiber at the location of the flow velocity v 'is t', t> t '. The higher the flow rate, the more heat is removed from the heat generator. That is, the heat dissipation distribution of the optical fiber of the temperature measuring section is measured to detect a fluid leakage point of the tube.
【００１９】さらに、請求項７に対応する発明は、地
中，地表等に配置された配管，配液溝等の近傍、或いは
近接するように傍熱形光ファイバを配置し、予め最初
に、或いは測定中に随時に熱発生体への熱の供給を遮断
して環境の温度分布を測定し、前記熱発生体へ熱を供給
しているときの温度分布と比較し、或いは経時温度差分
布を計測し、前記配管，配液溝等からの漏れ或いは配
管，配液溝等への漏れを検知するものである。Further, according to a seventh aspect of the present invention, an indirectly heated optical fiber is arranged near or near a pipe, a liquid distribution groove, or the like arranged underground or on the ground surface. Alternatively, the supply of heat to the heat generator is interrupted at any time during the measurement to measure the temperature distribution of the environment, and the temperature distribution is compared with the temperature distribution when heat is supplied to the heat generator, or the temperature difference distribution with time. Is measured to detect a leak from the pipe, the liquid distribution groove, or the like, or a leak to the pipe, the liquid distribution groove, or the like.
【００２０】さらに、請求項８に対応する発明は、光フ
ァイバおよび熱発生体の設置場所は、空中，トンネル内
などに検温部光ファイバを張り巡らし、前記ＯＴＤＲ，
ＯＦＤＲを用いて検温部光ファイバの熱放散分布から環
境温度，風向などを測定する構成である。Further, in the invention corresponding to claim 8, the optical fiber and the heat generating body are installed in such a manner that an optical fiber for the temperature detecting section is stretched in the air, in a tunnel, or the like, and the OTDR,
In this configuration, the environmental temperature, the wind direction, and the like are measured from the heat dissipation distribution of the optical fiber of the temperature measurement unit using OFDR.
【００２１】さらに、請求項９に対応する発明は、光フ
ァイバ形温度計の検温部となる光ファイバの近傍または
当該光ファイバに近接するように熱発生体を配置し、そ
の熱発生体の発熱を利用しながら測定対象の環境状態の
変化を測定する傍熱形測定機能と、前記熱発生体への熱
の供給を遮断して光ファイバ近傍の温度を測定する通常
のＯＴＤＲ，ＯＦＤＲ測定機能とを使い分けて使用する
ものである。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an optical fiber thermometer, wherein a heat generator is arranged near or close to an optical fiber serving as a temperature detecting portion of the optical fiber thermometer. An indirect heating type measurement function for measuring a change in the environmental state of a measurement object while utilizing the same, and a normal OTDR and OFDR measurement function for measuring the temperature in the vicinity of an optical fiber by cutting off the supply of heat to the heat generator. Is used properly.
【００２２】[0022]
【作用】従って、請求項１ないし請求項６に対応する発
明は、例えば流体の流れ、気体，液体，固体などの分
布、或いは管内流体の漏洩等の環境状態が変化したと
き、光ファイバからの奪熱または光ファイバへの与熱が
生じ、光ファイバの温度，温度分布，，熱放散分布が変
化する。そこで、ＯＴＤＲ，ＯＦＤＲを用いて検温部光
フィファイバの温度，温度分布，，熱放散分布から環境
状態の変化を把握でき、ひいては外部から見えにくい地
中，水中，構造物中，地表，床下，床上などの所要とす
る物理的変化状態を知ることができる。必要に応じて、
熱発生体への熱の供給を遮断することにより、環境内の
温度を計測でき、この計測結果を、熱発生体で計測した
結果を補正、或いは評価に用いることにより、信頼性の
ある情報が得られる。例えば風速分布を測定する場合、
放熱係数等の諸元を事前に求めておき、環境温度と熱発
生体を用いたときの温度差を測定すれば、容易に風速分
布測定が可能となる。Accordingly, the present invention according to the first to sixth aspects of the present invention is directed to a method for controlling the flow of an optical fiber from an optical fiber when an environmental condition such as a flow of a fluid, a distribution of a gas, a liquid, or a solid, or a leakage of a fluid in a pipe changes. Heat is taken or applied to the optical fiber, and the temperature, temperature distribution, and heat dissipation distribution of the optical fiber change. Therefore, using OTDR and OFDR, it is possible to grasp changes in the environmental state from the temperature, temperature distribution, and heat dissipation distribution of the optical fiber in the temperature measuring section, and thus, the ground, underwater, in a structure, the ground, under the floor, A required physical change state such as on the floor can be known. If necessary,
By shutting off the supply of heat to the heat generator, the temperature in the environment can be measured, and by using this measurement result to correct or evaluate the result measured by the heat generator, reliable information can be obtained. can get. For example, when measuring the wind speed distribution,
If the parameters such as the heat radiation coefficient are determined in advance and the temperature difference between the ambient temperature and the temperature when the heat generator is used is measured, the wind speed distribution can be easily measured.
【００２３】また、請求項７に対応する発明は、地中，
地表等に配置された配管，配液溝等の近傍、或いは近接
するように傍熱形光ファイバ（光ファイバの近傍或いは
近接して熱発生体を配置した光ファイバ）を配置し、予
め最初に、或いは測定中随時に熱発生体への熱の供給を
遮断して環境の温度分布を計測し、熱発生体への熱の供
給している時の温度分布の比較、或いは経時温度差分布
を計測し、配管，配液溝等からの漏れ或いは配管，配液
溝等への漏れを検知する。漏れ部の熱伝達率は乾燥部よ
り一般に良好であるので、熱放酸が良く、漏れ部に対応
する部分の光ファイバの温度は低くなる。熱絶縁性流体
微細発泡プラスチックの場合は反対で、熱放散が悪く、
漏れ部が保温され、漏れ部の光ファイバの温度は高くな
る。いずれにせよ、温度分布、前述温度差分布は変化し
検出される。The invention according to claim 7 is an underground,
An indirectly heated optical fiber (an optical fiber in which a heat generating body is arranged near or close to an optical fiber) is arranged near or close to a pipe, a liquid distribution groove, or the like arranged on the ground surface, etc. Or, at any time during the measurement, shut off the supply of heat to the heat generator to measure the temperature distribution of the environment, compare the temperature distribution when the heat is supplied to the heat generator, or compare the temperature difference distribution over time. Measurement is performed to detect leakage from a pipe, a liquid distribution groove, or the like, or leakage to a pipe, a liquid distribution groove, or the like. Since the heat transfer coefficient of the leak portion is generally better than that of the dry portion, the heat release is good, and the temperature of the optical fiber corresponding to the leak portion is lower. The opposite is true for heat-insulating fluid micro-foam plastic, which has poor heat dissipation
The leak is kept warm, and the temperature of the optical fiber at the leak increases. In any case, the temperature distribution and the aforementioned temperature difference distribution change and are detected.
【００２４】次に、請求項８に対応する発明は、空中や
トンネルに傍熱形検温部光ファイバを張り巡らすことに
より、その検温部光ファイバの熱放散分布から外気温度
を把握し例えば農地における霧害を未然に防ぎ、或いは
風向を把握してトンネル火災時における人間の逃げる方
向を知らせることができる。Next, an invention according to claim 8 is to provide an indirectly heating type optical fiber in the air or in a tunnel so as to grasp the outside air temperature from the heat dissipation distribution of the optical fiber in the air, for example, in an agricultural land. The fog damage can be prevented beforehand, or the wind direction can be grasped and the direction of human escape at the time of a tunnel fire can be notified.
【００２５】さらに、請求項９に対応する発明は、傍熱
測定機能と通常のＯＴＤＲ，ＯＦＤＲ測定機能とを適宜
使い分けできれば、その適用範囲が広がり、より実用性
に富んだものとなる。Further, the invention according to the ninth aspect of the present invention can be applied to a wider range of applications if the indirect heat measurement function and the normal OTDR and OFDR measurement functions can be properly used, thereby enhancing the practicality.
【００２６】[0026]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明装置の一実施例を示す構成図
である。同図において１は地中、２は地表面から例えば
比較的浅い，つまり外部から見えない地中１に所要とす
る形状でもって敷設された検温部となる光ファイバであ
る。この光ファイバ２の光入出射端側は地上に取り出し
て所定の場所に設置されているＯＴＤＲ，ＯＦＤＲなど
の測定部３に接続されている。さらに、光ファイバ２の
近傍または光ファイバ２に近接するごとく、例えばその
１つの近接手段として光ファイバ２の周囲に発熱体，冷
却体などの熱発生体４が巻装され、この熱発生体４の端
部は同様に地上に取り出して測定部３と同様な場所に設
置されている熱供給制御源５に接続されている。なお、
測定対象いかんにより、その測定対象自体が熱容量の小
さい、環境変化に対応して温度変化する熱発生体４の場
合は光ファイバ２の近傍または光ファイバ２に近接する
ように熱発生体４を設ける必要はない。図１において熱
発生体４は電気式ヒータの場合は熱供給制御源５の２線
のうち１線を大地に接地し、他の１線でヒータ配線し、
地中で熱供給制御源５から一番遠い端部を接地すれば、
ヒータの配線が容易となる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the device of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an underground optical fiber, and reference numeral 2 denotes an optical fiber which is relatively shallow from the ground surface, that is, an optical fiber which is laid in a required shape in the underground 1 which cannot be seen from the outside. The light input / output end side of the optical fiber 2 is taken out on the ground and connected to a measuring unit 3 such as an OTDR or OFDR installed at a predetermined place. Further, a heat generating element 4 such as a heating element or a cooling element is wound around the optical fiber 2 as one approaching means, for example, near the optical fiber 2 or close to the optical fiber 2. Is taken out to the ground and connected to a heat supply control source 5 installed in the same place as the measuring section 3. In addition,
Depending on the measurement object, if the measurement object itself has a small heat capacity, and is a heat generator 4 whose temperature changes in response to environmental changes, the heat generator 4 is provided so as to be near or close to the optical fiber 2. No need. In FIG. 1, when the heat generator 4 is an electric heater, one of the two lines of the heat supply control source 5 is grounded to the ground, and the other one is connected to the heater,
By grounding the end farthest from the heat supply control source 5 underground,
Wiring of the heater becomes easy.
【００２７】なお、検温部光ファイバ２の近傍または検
温部光ファイバ２に近接するように熱発生体４を設ける
に際し、図２に示すように光ファイバ２の周囲に熱発生
体４を螺旋状に巻き付けるようにすれば、検温部光ファ
イバ２と熱発生体４との熱膨脹係数等の物性の違いから
くる温度変化による前記光ファイバ２のストレスを緩和
することができる。なお、検温部光ファイバ２および熱
発生体４の外側には、必要に応じて熱伝導良好なシリコ
ンゴムなどの保護体６を被覆してもよい。７はテンショ
ンメンバーである。When the heat generator 4 is provided so as to be in the vicinity of the optical fiber 2 or close to the optical fiber 2, the heat generator 4 is helically wound around the optical fiber 2 as shown in FIG. In this case, the stress of the optical fiber 2 due to a temperature change due to a difference in physical properties such as a coefficient of thermal expansion between the temperature measuring unit optical fiber 2 and the heat generator 4 can be reduced. The outside of the temperature measuring section optical fiber 2 and the heat generating body 4 may be covered with a protective body 6 such as silicon rubber having good heat conduction as needed. 7 is a tension member.
【００２８】また、温度変化による光ファイバ２のスト
レス緩和手段は、図３に示すように熱発生体４の周囲に
前記光ファイバ２を螺旋状に巻き付ける構成でもよく、
或いは図４に示すように例えば熱媒体，冷却媒体などの
熱発生体４に対して、検温部光ファイバ２に余裕を持た
せて配置することにより、温度変化による前記光ファイ
バ２のストレスを緩和することもできる。８ａは太い管
で、この太い管８ａは被漏洩検知管として、４は通常の
流体とする場合には発熱体が必要になる。その場合には
４ａは抵抗線、８は細い管体であり、４は環境となる。
漏洩検出原理は前述のＱ＝Ｑ′＋△Ｑ、ｖ＞ｖ′、ｔ＞
ｔ′部で説明した。Further, the means for relieving the stress of the optical fiber 2 due to the temperature change may have a configuration in which the optical fiber 2 is spirally wound around the heat generator 4 as shown in FIG.
Alternatively, as shown in FIG. 4, the stress in the optical fiber 2 due to a temperature change is reduced by arranging the temperature measuring unit optical fiber 2 with a margin with respect to the heat generator 4 such as a heat medium or a cooling medium. You can also. Reference numeral 8a denotes a thick tube, and the thick tube 8a is a leak detection tube, and 4 is a heating element when a normal fluid is used. In that case, 4a is a resistance wire, 8 is a thin tube, and 4 is an environment.
The leak detection principle is based on the aforementioned Q = Q ′ + ′ Q, v> v ′, t>
This has been described in the section t '.
【００２９】従って、以上のような実施例の構成によれ
ば、例えば熱供給制御源５から熱発生体４に対して通
電，熱媒体などを供給制御することにより、検温部光フ
ァイバ２の周囲が所定の温度となるように熱発生体４を
加温または冷却する。この状態において前記ＯＴＤＲ，
ＯＦＤＲなどの測定部３で光ファイバ２の基準となる温
度分布を測定する。Therefore, according to the configuration of the embodiment as described above, for example, the heat supply control source 5 controls the energization and the supply of the heating medium to the heat generator 4 so that the surroundings of the optical fiber 2 around the temperature measuring section are controlled. Is heated or cooled so that the temperature of the heat generator 4 becomes a predetermined temperature. In this state, the OTDR,
A temperature distribution serving as a reference of the optical fiber 2 is measured by a measuring unit 3 such as an OFDR.
【００３０】光ファイバ２の近傍の外部から見えない地
中１の気体，液体の流れ、或いは気体，液体の分布、さ
らには固定の分布に変化が生じると、その気体，液体，
固定の温度の影響を受けて光ファイバ２から熱が奪わ
れ、或いは光ファイバ２に熱を与えることにより、その
気体，液体，固定などの状態変化に応じた光ファイバ２
の熱放散分布が出来あがる。そこで、測定部３によって
光ファイバ２の熱放散分布を測定すれば、外部から見え
ない部分の流体の流れ，気体，液体，固体などの分布お
よび流体の漏洩部分を検出できる。When the flow of gas or liquid in the ground 1 that is not visible from the outside near the optical fiber 2 or the distribution of gas or liquid, or the fixed distribution changes, the gas, liquid,
The heat is removed from the optical fiber 2 under the influence of the fixing temperature, or the heat is applied to the optical fiber 2 so that the optical fiber 2 responds to a change in state such as gas, liquid, and fixing.
The heat dissipation distribution is completed. Therefore, by measuring the heat dissipation distribution of the optical fiber 2 by the measuring unit 3, it is possible to detect the fluid flow, the distribution of gas, liquid, solid, and the like, and the leaked portion of the fluid, which are not visible from the outside.
【００３１】必要に応じて、熱発生体への熱の供給を遮
断することにより、環境内の温度を計測でき、この計測
結果を熱発生体で計測した結果を補正、或いは評価を用
いることにより、信頼性のある情報が得られる。請求項
７のような検出方法も重要な検出法である。If necessary, by shutting off the supply of heat to the heat generator, the temperature in the environment can be measured, and the measurement result can be corrected by using the heat generator or by using the evaluation. And reliable information can be obtained. The detection method according to claim 7 is also an important detection method.
【００３２】なお、上記実施例においては、地中１に埋
設したが、外部から見えない部分として例えば水中，構
造物内，地表，床下，床上などであってもよく、同様の
手段によって熱放散分布を測定することにより、例えば
構造物内の流体の流れ、気体，液体，固体などの分布、
流体の漏洩個所を測定できる。In the above embodiment, the part is buried in the ground 1, but may be invisible from the outside, for example, underwater, in a structure, on the ground, under the floor, on the floor, or the like. By measuring the distribution, for example, the flow of fluid in a structure, the distribution of gases, liquids, solids, etc.,
The leak point of the fluid can be measured.
【００３３】さらに、光ファイバ２のみ、或いは光ファ
イバ２にそって配置する熱発生体４の設置場所として、
例えば図５に示すようにゴルフ場の芝生１１の下に検温
部光ファイバ２を埋設するとともに、測定部３により熱
発生体２からの奪熱によって生じる光ファイバ２の熱放
散分布を測定することにより、ゴルフ場でのカジュアル
ウォータ１２の存在を検知し、当該カジュアルウォータ
１２の存在場所に水抜きポンプまたは水抜きポンプ付き
移動車（図示せず）を移送させ、速かにカジュアルウォ
ータ１２を吸い取ることにより、ゴルフ場を最適な状態
に整備することができる。Further, as a place for installing the heat generating body 4 disposed only along the optical fiber 2 or along the optical fiber 2,
For example, as shown in FIG. 5, the temperature measuring unit optical fiber 2 is buried under the lawn 11 of the golf course, and the measurement unit 3 measures the heat dissipation distribution of the optical fiber 2 caused by heat removal from the heat generator 2. As a result, the presence of the casual water 12 in the golf course is detected, the drainage pump or a mobile vehicle with the drainage pump (not shown) is transferred to the location of the casual water 12, and the casual water 12 is quickly sucked. Thus, the golf course can be maintained in an optimal state.
【００３４】なお、同様に地中，地表，床下，床上など
の外部から見えないまたは見に行きにくい部分に光ファ
イバ２のみ、或いは光ファイバ２にそって配置する熱発
生体４を敷設し、この光ファイバ２からの奪熱によって
生じる光ファイバ２の熱放散分布状態から、当該測定対
象部分に発生している液体（例えば水）の含有分布，液
体溜まり（水たまり）を検知することができる。Similarly, only the optical fiber 2 or the heat generating body 4 disposed along the optical fiber 2 is laid in a portion that is not visible or hard to see from the outside, such as underground, on the ground, under the floor, on the floor, and the like. From the heat dissipation distribution state of the optical fiber 2 generated by the heat removed from the optical fiber 2, it is possible to detect the liquid (for example, water) content distribution and the liquid pool (puddle) generated in the measurement target portion.
【００３５】次に、図６は本発明の他の実施例であっ
て、これは地中または水中などに管体２１を吊下し、当
該管体２１の一端側から他端側に向かって流れている流
体の管からの漏洩を検出するために、光ファイバ送出・
巻取装置２３から熱発生体付き光ファイバ２を繰出し、
当該管体２１の上流から所要個所のシール機構２４を通
して管体２１内の流体２２内に垂れ流すように設定す
る。なお、光ファイバ送出・巻取装置２３は、プーリの
中央部でカップリング可能な回転光継手が用いられる。
２５は流体の流れる力を利用して光ファイバ２の外側に
熱発生体を巻き付け、この巻き付けた外側をプラスチッ
ク等でシースした傍熱形光ファイバ２ａ（図７）を引き
込むファイバ引き込み体である。FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, a tube 21 is suspended under the ground or underwater, and is moved from one end of the tube 21 to the other end thereof. Optical fiber delivery and detection to detect leakage of flowing fluid from tubes
The optical fiber 2 with the heat generator is fed out from the winding device 23,
The pipe 21 is set so as to flow down into the fluid 22 in the pipe 21 from the upstream of the pipe 21 through the required seal mechanism 24. In addition, as the optical fiber sending / winding device 23, a rotary optical joint capable of coupling at the center of the pulley is used.
Reference numeral 25 denotes a fiber pull-in body for winding a heat generator around the outside of the optical fiber 2 by using the flowing force of the fluid, and drawing in the indirectly heated optical fiber 2a (FIG. 7) in which the wound outside is sheathed with plastic or the like.
【００３６】この図７に示す傍熱形光ファイバ２ａにお
いて３１は光ファイバ、３２は内側シース（プラスチッ
クス）、３３は金属の薄膜の蒸着体などで抵抗が高く発
熱する発熱体、３４は外側シース（プラスチックス）、
３５はショート部、３６は例えば光ファイバを斜めに切
断してシリコーンオイル内に挿入してなる無反射処理部
である。In the indirectly heated optical fiber 2a shown in FIG. 7, reference numeral 31 denotes an optical fiber, reference numeral 32 denotes an inner sheath (plastics), reference numeral 33 denotes a metal thin film vapor-deposited body or the like which has a high resistance and generates heat, and reference numeral 34 denotes an outer side. Sheath (plastics),
Reference numeral 35 denotes a short-circuit portion, and reference numeral 36 denotes a non-reflection processing portion formed by cutting an optical fiber obliquely and inserting it into silicone oil.
【００３７】従って、以上のような構成であれば、測定
部３にて傍熱形検温部光ファイバ２ａの熱放散分布を測
定した後、管体２１の適宜な個所の破損によって管内流
体が漏洩すると、その漏洩個所から上流側流体の流速が
速いために低い温度となるが、漏洩個所より下流側では
破損個所からの漏洩によって流体の流速が遅くなり、熱
発生体の熱によって検温部光ファイバ２の温度が高くな
る。よって、測定部３にて検温部光ファイバ２の熱放散
分布を測定すれば、何れの個所で流体が漏洩しているか
を容易に知ることができる。図６は、仮設方式の流体漏
れ検出法を示したが、管の内部に細いコンジットを溶接
や接着剤或いはライニング中に埋設し、この中に設置す
れば、恒久的な漏洩検知を行うことができる。管の外側
にコンジットを巻き付け或いは漏洩流体が溜まる位置に
恒久設置してもよい。Therefore, with the above-described configuration, after measuring the heat dissipation distribution of the indirectly heated type temperature measuring section optical fiber 2a with the measuring section 3, fluid in the pipe leaks due to damage of an appropriate portion of the pipe 21. Then, the flow rate of the fluid on the upstream side from the leakage point is high, so that the temperature is low. 2, the temperature increases. Therefore, by measuring the heat dissipation distribution of the optical fiber 2 of the temperature measuring unit by the measuring unit 3, it is possible to easily know at which point the fluid is leaking. FIG. 6 shows a temporary method of detecting a fluid leak. However, if a thin conduit is buried in a pipe by welding, adhesive, or lining and installed in the pipe, permanent leak detection can be performed. it can. A conduit may be wrapped around the outside of the tube or permanently installed at a location where leaked fluid accumulates.
【００３８】さらに、他の実施例としてトンネル内また
は例えば農地より所定の高さに傍熱形検温部光ファイバ
２ａを網目状または蛇行状に張り巡らし、測定部３にて
検温部光ファイバ２の光放散分布を測定することによ
り、次のような環境状態を知ることができる。つまり、
トンネル内に光ファイバ２を設置した場合には傍熱形検
温部光ファイバ２ａの光放散分布から風向きを把握し、
火災時に人間が逃げる方向を指示させることができる。
また、農地の所定高さの空中に光ファイバ２を設置した
場合にはその傍熱形検温部光ファイバ２ａの光放散分布
から温度を知って霜の発生する可能性を温度，風，風向
等によって予測し、霜害発生の恐れがあるとき農地に例
えばビニールを被せるなどして霜害を未然に防ぐことが
できる。つまり、例えば地上から１０〜２０ｍ程度に逆
天層（地上より気温が高い気層がある場合）は大形の扇
風機で農地表面に温風を送り霜害を防止する。なお、風
向はマトリックス状に張った傍熱形検温部光ファイバ２
ａによって分かる。Further, as another embodiment, the indirectly heated optical fiber 2a is stretched in a mesh or meandering shape in a tunnel or at a predetermined height from, for example, a farmland. By measuring the light emission distribution, the following environmental conditions can be known. That is,
When the optical fiber 2 is installed in the tunnel, the wind direction is grasped from the light emission distribution of the indirectly heated temperature measuring unit optical fiber 2a,
In the event of a fire, a human can be directed to escape.
Further, when the optical fiber 2 is installed in the air at a predetermined height on the farmland, the temperature is determined from the light emission distribution of the optical fiber 2a of the indirectly heated temperature detection unit, and the possibility of frost generation is determined based on the temperature, wind, wind direction, and the like. For example, when there is a possibility that frost damage may occur, frost damage can be prevented beforehand by, for example, covering the farmland with vinyl. In other words, for example, the inverted sky layer (when there is an air layer whose temperature is higher than the ground level) about 10 to 20 m from the ground, sends warm air to the farmland surface with a large-sized fan to prevent frost damage. In addition, the wind direction is the indirectly heated type optical fiber 2
It is understood by a.
【００３９】さらに、本発明の他の実施例として、環境
状態の変化に伴う光ファイバ２の温度，温度分布，熱放
散分布を測定する傍熱形測定機能を持たせるようにした
が、例えばこの傍熱形測定機能と、熱発生体４の熱供給
を遮断して光ファイバ２近傍の温度，温度分布などを測
定する通常測定機能とを適宜選択しながら測定を行うこ
ともできる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できる。Further, as another embodiment of the present invention, an indirect heating type measuring function for measuring the temperature, the temperature distribution, and the heat dissipation distribution of the optical fiber 2 accompanying a change in the environmental condition is provided. The measurement can be performed while appropriately selecting the indirectly heated measurement function and the normal measurement function for measuring the temperature, temperature distribution, and the like in the vicinity of the optical fiber 2 by cutting off the heat supply to the heat generator 4. In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような種々の効果を奏する。請求項１の発明によれ
ば、光ファイバの温度変化，温度分布（熱放散分布）な
どから容易に測定対象の環境状態を把握できる。次に、
請求項２，３の発明では、光ファイバと熱発生体との間
に物性の違いがあっても光ファイバにストレスを与えず
に長期間にわたって安定に使用できる。As described above, according to the present invention, the following various effects can be obtained. According to the first aspect of the present invention, the environmental state of the measurement target can be easily grasped from the temperature change and the temperature distribution (heat dissipation distribution) of the optical fiber. next,
According to the second and third aspects of the present invention, even if there is a difference in physical properties between the optical fiber and the heat generating element, the optical fiber can be used stably for a long period of time without giving any stress to the optical fiber.
【００４１】次に、請求項４，５の発明では、外部から
見えない個所或いは外部から見に行き難い個所でも、当
該個所の流体の流れ、気体，液体，固体などの分布、流
体の漏洩部分、液体溜まり、液体の含水率分布、ゴルフ
場のカジュアルウオータを検出できる。さらに、請求項
６の発明においては、管体の流体漏洩個所を容易に発見
することができる。さらに、請求項７の発明において
は、配管，配液溝等からの漏れ或いは配管，配液溝等へ
の漏れを確実に検知できる。Next, according to the fourth and fifth aspects of the present invention, the flow of the fluid, the distribution of gas, liquid, solid, and the like, and the leakage portion of the fluid, even at locations that are not visible from the outside or difficult to see from the exterior. , Liquid pool, liquid water content distribution, and golf course casual water. Further, according to the invention of claim 6, it is possible to easily find a fluid leakage point of the pipe. Further, according to the seventh aspect of the present invention, it is possible to reliably detect leakage from a pipe, a liquid distribution groove, or the like or leakage to a pipe, a liquid distribution groove, or the like.
【００４２】さらに、請求項８の発明では、空中，トン
ネルなどに光ファイバを張り巡らすことにより、例えば
農地の霧発生の有無を把握して霧害を未然に防止でき、
またトンネル内の風向を把握して火災時に逃げる方向を
適切に指示することが可能となる。また、請求項９にお
いては、傍熱形測定機能と通常の測定機能とを適宜使い
分けることにより、より広範な用途に適用できるもので
ある。Further, according to the invention of claim 8, by laying an optical fiber in the air, in a tunnel, or the like, for example, it is possible to grasp the presence or absence of fog on farmland and prevent fog damage beforehand.
Also, it is possible to grasp the wind direction in the tunnel and appropriately instruct the escape direction in the event of a fire. Further, in the ninth aspect, the indirectly heated measurement function and the normal measurement function are appropriately used, so that the invention can be applied to a wider range of applications.
【図１】 本発明に係わる測定装置の一実施例である地
中に検温部光ファイバを埋設した図。FIG. 1 is a diagram showing an example in which a measuring device optical fiber is buried in the ground, which is an embodiment of a measuring device according to the present invention.
【図２】 本発明に係わる測定装置に用いる検温部光フ
ァイバのストレスを緩和するためのストレス緩和手段を
説明する図。FIG. 2 is a view for explaining stress relaxation means for relieving stress of an optical fiber of a temperature measuring section used in a measuring apparatus according to the present invention.
【図３】 本発明に係わる測定装置に用いる検温部光フ
ァイバのストレスを緩和するための他のストレス緩和手
段を説明する図。FIG. 3 is a view for explaining another stress relieving means for relieving the stress of the optical fiber of the temperature measuring section used in the measuring apparatus according to the present invention.
【図４】 本発明に係わる測定装置に用いる検温部光フ
ァイバのストレスを緩和するためのさらに他のストレス
緩和手段を説明する図。FIG. 4 is a view for explaining still another stress relieving means for relieving the stress of the optical fiber of the temperature detecting section used in the measuring apparatus according to the present invention.
【図５】 本発明に係わる測定装置の他の実施例である
ゴルフ場のカジュアルウオータを検知するための概念
図。FIG. 5 is a conceptual diagram for detecting a casual water at a golf course, which is another embodiment of the measuring device according to the present invention.
【図６】 本発明に係わる測定装置の他の実施例である
管内流体の漏洩を検知する構成図。FIG. 6 is a configuration diagram for detecting leakage of fluid in a pipe, which is another embodiment of the measuring device according to the present invention.
【図７】 光ファイバ送出・巻取装置に巻装される傍熱
形光ファイバの構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of an indirectly heated optical fiber wound around an optical fiber sending / winding device.
１…地中、２…検温部光ファイバ、３…ＯＴＤＲ，ＯＦ
ＤＲなどの測定部、４…発熱体や冷却体などの熱発生
体、５…熱供給制御源、１１…ゴルフ場の芝、１２…カ
ジュアルウオータ、２１…管体、２２…流体、２３…光
ファイバ送出・巻取装置、２４…シール機構。1: Underground, 2: Optical fiber for temperature detector, 3: OTDR, OF
DR and other measuring units, 4 ... heat generators such as heating elements and cooling elements, 5 ... heat supply control sources, 11 ... golf course turf, 12 ... casual water, 21 ... tubular bodies, 22 ... fluids, 23 ... light Fiber feeding / winding device, 24 ... seal mechanism.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01K 11/32 G01K 11/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01K 11/32 G01K 11/12
Claims (9)
ＯＦＤＲ形測定装置において、前記光ファイバ形温度計
の検温部となる光ファイバのみを配置し、或いは当該光
ファイバの近傍または当該光ファイバに近接するように
発熱体または冷却体（以下、熱発生体と呼ぶ）を配置
し、予め測定対象の環境状態または前記熱発生体の加温
または冷却によって前記光ファイバの基準となる温度，
温度分布を測定する一方、前記測定対象の環境状態の変
化による傍熱形検温部光ファイバからの奪熱または与熱
によって生ずる前記光ファイバの温度変化または温度分
布（熱放散分布）の変化から、前記検温部光ファイバが
設置されている測定対象の環境状態の変化を測定するこ
とを特徴とする測定装置。1. An OTDR using an optical fiber thermometer,
In an OFDR type measuring apparatus, only an optical fiber serving as a temperature measuring part of the optical fiber thermometer is arranged, or a heating element or a cooling element (hereinafter, referred to as a heat generating element) in the vicinity of or close to the optical fiber. Is disposed in advance, and a temperature serving as a reference of the optical fiber is determined in advance by an environmental condition of a measurement object or heating or cooling of the heat generator.
While measuring the temperature distribution, from the temperature change or the temperature distribution (heat dissipation distribution) of the optical fiber caused by heat removal or heating from the indirectly heated type temperature detecting unit optical fiber due to the change of the environmental condition of the measurement object, A measuring apparatus for measuring a change in an environmental state of a measurement object in which the temperature measuring unit optical fiber is installed.
は、当該光ファイバの周囲に熱発生体を螺旋状に巻き付
け、或いは熱発生体の周囲に前記光ファイバを螺旋状に
巻き付け、温度変化による前記光ファイバのストレスを
緩和させることを特徴とする請求項１記載の測定装置。2. The relationship between the optical fiber and the heat-generating element in the temperature-measuring section is such that the heat-generating element is spirally wound around the optical fiber, or the optical fiber is spirally wound around the heat-generating element. 2. The measuring apparatus according to claim 1, wherein the optical fiber stress caused by the change is reduced.
は、熱発生体に対し検温部光ファイバに余裕を持たせて
配置することにより、温度変化による前記光ファイバの
ストレスを緩和させることを特徴とする請求項１記載の
測定装置。3. The relationship between the temperature-measuring section optical fiber and the heat-generating body is such that the temperature-measuring section optical fiber is provided with a margin with respect to the heat-generating body so as to reduce stress on the optical fiber due to a temperature change. The measuring device according to claim 1, wherein:
する熱発生体の設置場所は、地中，水中，構造物中，地
表，床下，床上など外部から見えず、見に行きにくく、
または見に行けない場所とし、前記ＯＴＤＲ，ＯＦＤＲ
等によって検温部光ファイバの熱放散分布を測定し、前
記外部から見えず、見に行きにくく、または見に行けな
い場所の流体の流れや気体，液体，固体等の分布および
流体の漏洩部分を検出する請求項１記載の測定装置。4. The installation place of the optical fiber and the heat generator attached to the optical fiber is invisible from the outside such as underground, underwater, in a structure, on the ground, under the floor, on the floor, and is hard to see.
Or a place that cannot be seen, and the OTDR, OFDR
Measure the heat dissipation distribution of the optical fiber of the temperature measuring section by measuring the flow of fluid, the distribution of gas, liquid, solid, etc., and the leaked portion of fluid in places that are not visible from the outside, difficult to see, or cannot see. The measuring device according to claim 1 for detecting.
は、地中，地表，床下，床上など前記外部から見えず、
見に行きにくく、または見に行けない場所とし、前記Ｏ
ＴＤＲ，ＯＦＤＲによって前記検温部光ファイバの熱放
散分布を測定し、前記外部から見えず、見に行きにく
く、または見に行けない場所に発生している液体の含水
分布、液体溜まり、ゴルフコースのカジュアルウオータ
等を検出する請求項１記載の測定装置。5. The installation place of the optical fiber and the heat generator is not visible from the outside such as underground, on the ground, under the floor, on the floor,
A place that is difficult to see or cannot see,
The heat dissipation distribution of the optical fiber of the temperature measuring section is measured by TDR and OFDR, and the water content distribution of the liquid, the liquid pool, and the liquid pool generated in a place that is not visible from the outside, hard to see, or cannot see are measured. The measuring device according to claim 1, wherein the measuring device detects a casual water or the like.
どに配置された流体が流通する管体内の流体中とし、か
つ、この流体を環境と考え、この環境内に光ファイバを
配置し、この光ファイバの近傍または近接して配置され
た熱発生体からの熱を環境内に放熱し、この放熱によっ
て変化する熱発生体の温度に対応した光ファイバの温度
を前記ＯＴＤＲ，ＯＦＤＲによって検温部光ファイバの
熱放散分布を測定し、管体の流体漏洩個所を検出する請
求項１記載の測定装置。6. The installation place of the optical fiber is in a fluid in a pipe through which a fluid placed underground or under water flows, and this fluid is considered as an environment. Radiating heat from a heat generator disposed near or close to the optical fiber into the environment, and measuring the temperature of the optical fiber corresponding to the temperature of the heat generator changed by the heat radiation by the OTDR and OFDR. 2. The measuring device according to claim 1, wherein a heat dissipation distribution of the optical fiber is measured to detect a fluid leakage point of the tube.
等の近傍、或いは近接するように傍熱形光ファイバを配
置し、予め最初に、或いは測定中に随時に熱発生体への
熱の供給を遮断して環境の温度分布を測定し、前記熱発
生体へ熱を供給しているときの温度分布と比較し、或い
は経時温度差分布を計測し、前記配管，配液溝等からの
漏れ或いは配管，配液溝等への漏れを検知することを特
徴とする測定装置。7. An indirectly heated optical fiber is disposed near or near a pipe, a liquid distribution groove, etc. disposed underground or on the surface, etc., and the heat generating element is initially or at any time during measurement. Measuring the temperature distribution in the environment by shutting off the supply of heat to the pipes and the liquid distribution by comparing the temperature distribution with the temperature when the heat is being supplied to the heat generator or measuring the temperature difference distribution over time. A measuring device for detecting leakage from a groove or the like or leakage to a pipe, a liquid distribution groove, or the like.
熱発生体の設置場所は、空中，トンネル内などに前記検
温部光ファイバを張り巡らし、前記ＯＴＤＲ，ＯＦＤＲ
によって検温部光ファイバの熱放散分布から外気温度，
風向などを測定する請求項１記載の測定装置。8. An optical fiber and a heat generating body along the optical fiber may be installed in such a manner that the temperature measuring section optical fiber is stretched in the air, in a tunnel, or the like, and the OTDR, OFDR is provided.
From the heat dissipation distribution of the optical fiber in the temperature measurement section,
The measuring device according to claim 1 for measuring a wind direction or the like.
ァイバの近傍または当該光ファイバに近接するように熱
発生体を配置し、その熱発生体の発熱を利用しながら測
定対象の環境状態の変化を測定する傍熱形測定機能と、
前記熱発生体への熱の供給を遮断して光ファイバ近傍の
温度を測定する通常のＯＴＤＲ，ＯＦＤＲ測定機能とを
使い分けて使用することを特徴とする測定装置。9. A heat generator is disposed near or in close proximity to an optical fiber serving as a temperature detector of an optical fiber thermometer, and the environmental condition of a measurement object is measured while utilizing heat generated by the heat generator. Indirect heat measurement function to measure changes in
A measuring apparatus characterized in that a normal OTDR and an OFDR measuring function for measuring the temperature in the vicinity of an optical fiber by cutting off the supply of heat to the heat generating body are selectively used.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271316A JP2880836B2 (en) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | measuring device |
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