JP5070874B2 - 測定装置、異常検知装置及び異常検知方法 - Google Patents
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Description
Kazuo Hotate and Sean Ong Soon Leng, "A Correlation-BasedContinuous-Wave technique for measurement of dynamic strain along an opticalfiber using Brillouin scattering with fully distributed ability", TechnicalDigest of OFS-15, PD5 (2002)
式(1)において、gB(ν)はプローブ光が受けたブリルアン散乱による利得を示し、g0はピーク値を示し、νBはピーク値をとる周波数差νを示し、ΔνBは半値全幅を示す。
第1の異常検知方法では、光源3は、ポンプ光とプローブ光との周波数差νを所定範囲内で掃引し、解析部33は、所定範囲内の周波数差νに対しプローブ光が受けるブリルアン利得を解析する。図4は、本実施形態に係る第1の異常検知方法を説明するためのグラフである。図4において、横軸は周波数差νを示し、縦軸はある相関ピーク位置でプローブ光が受けるブリルアン利得の強度である。
第2の異常検知方法では、各測定位置に対して、解析部33は、上記所定範囲に含まれる2つの周波数差ν1,ν2に対してプローブ光が受けるブリルアン利得g1b,g2bをそれぞれ解析する。異常判断部35は、解析部33によって解析された2つのブリルアン利得g1b,g2bの比g1b/g2bと、所定比とを比較することにより、異常の有無を判断する。上記所定比は、センシングファイバ17の温度及び歪が基準状態(正常状態)であるときに得られる基準BGSaにおける周波数差ν1のブリルアン利得g1と周波数差ν2のブリルアン利得g2との比g1/g2である。
第3の異常検知方法では、各測定位置に対して、解析部33は、上記所定範囲に含まれる1つの周波数差ν1に対してプローブ光が受ける利得を解析する。異常判断部35は、解析部33によって解析された1つの利得g0aと、所定値とを比較することにより、異常の有無を判断する。この所定値は、センシングファイバ17の温度及び歪が基準状態(正常状態)であるときに得られる基準BGSaにおける周波数差ν1のブリルアン利得g1である。
Claims (7)
- ポンプ光及びプローブ光を出力する光源と、
前記光源によって出力された前記ポンプ光と前記プローブ光とが光ファイバの両端からそれぞれ入力される光ファイバと、
前記光ファイバからの出力され、前記ポンプ光が前記光ファイバ中を伝搬することにより発生するブリルアン散乱によって利得を得た、前記プローブ光を受光するフォトダイオードとを備え、
前記光ファイバの長手方向に沿った所定の位置において、一つ以上の前記プローブ光と前記ポンプ光との周波数差に対して、前記フォトダイオードから出力された電気信号に基づき、前記プローブ光が受ける利得を解析する解析部と、
前記解析部による解析結果の前記プローブ光が受ける利得に基づいて、前記光ファイバの温度又は歪に関する異常の有無を判断する判断部と、を備え、
前記光ファイバ内の前記所定の位置における前記ポンプ光と前記プローブ光との周波数差は、所定範囲内に設定され、
前記所定範囲は、前記光ファイバの温度又は歪が基準状態であるときに前記プローブ光が受ける利得の基準利得スペクトルにおいてピーク値をとる周波数差を含むと共に、前記基準利得スペクトルの線幅以下の幅に設定されることを特徴とする測定装置。 - 請求項1に記載の測定装置と、
前記判断部の判断結果に基づいて温度又は歪の異常を報知するアラーム信号を出力するアラーム信号出力部と、
を備えることを特徴とする異常検知装置。 - 前記解析部は、前記所定範囲内の前記周波数差に対して前記プローブ光が受ける利得のスペクトルを解析し、
前記判断部は、前記解析部によって解析された前記スペクトルにおける極大値の有無に基づいて前記異常の有無を判断することを特徴とする請求項2記載の異常検知装置。 - 前記解析部は、前記所定範囲内の前記周波数差に含まれる2つの周波数差に対して前記プローブ光が受ける利得をそれぞれ解析し、
前記判断部は、温度又は歪が基準状態となる基準利得スペクトルにおける前記プローブ光が受ける所定の2つの周波数差の利得の比が所定比として設定され、前記解析部によって解析された2つの利得の比と、前記所定比とを比較することにより、前記異常の有無を判断することを特徴とする請求項2記載の異常検知装置。 - 前記解析部は、前記所定範囲内の前記周波数差に含まれる1つの周波数差に対して前記プローブ光が受ける利得を解析し、
前記判断部は、温度又は歪が基準状態となる基準利得スペクトルにおける前記プローブ光が受ける所定の周波数差の利得が所定値として設定され、前記解析部によって解析された1つの利得と、前記所定値とを比較することにより、前記異常の有無を判断することを特徴とする請求項2記載の異常検知装置。 - 前記光源から出力されたポンプ光とプローブ光とを分岐する第1のカプラと、
前記第1のカプラによって分岐されたポンプ光又はプローブ光に遅延を与えて前記光ファイバへ出力する遅延手段と、
前記光ファイバにおいて利得を得て前記光ファイバから出力されたプローブ光を取り出すための第2のカプラと、
前記第2のカプラによって取り出されたプローブ光を受光するフォトダイオードと、
を備え、
前記光源は、前記ポンプ光及び前記プローブ光を交互に出力する1台の光源であることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の異常検知装置。 - 前記光ファイバを被測定物に配置し、請求項1に記載の測定装置又は請求項2〜6のうちいずれか1項に記載の異常検知装置を用いて前記被測定物の異常を検知する異常検知方法。
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