JP6206348B2 - 光ファイバ温度分布測定装置 - Google Patents
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Description
a)DTSの測定精度が悪く0.2℃の温度測定誤差が見えなかった。
b)DTSの測定距離が短く温度分布が正確でなくても温度測定誤差が大きくならなかった。
光ファイバをセンサとして用い、ラマン後方散乱光を利用して前記光ファイバに沿った温度分布を測定するように構成された光ファイバ温度分布測定装置において、
ストークス光とアンチストークス光との損失差の温度依存性を補正する損失差温度依存性補正手段を設け、
前記損失差温度依存性補正手段は、
任意の光ファイバ温度で温度校正を行う光ファイバ損失校正値が格納されている光ファイバ損失校正値格納部と、
この光ファイバ損失校正値格納部に格納されているパラメータに基づいて前記光ファイバに沿った温度分布を演算する温度補正演算部と、
その温度補正演算部の演算結果を格納する演算温度格納部と、
前記光ファイバの温度校正を行った光ファイバ温度の値が格納されている光ファイバ損失校正温度格納部と、
使用する前記光ファイバの損失値の温度特性が格納されている光ファイバ損失温度特性格納部と、
前記演算温度格納部に格納されている温度分布値と、前記光ファイバ損失校正温度格納部に格納されているパラメータおよび前記光ファイバ損失温度特性格納部に格納されているパラメータを用いて温度補正演算を行う損失補正値演算部、
を有することを特徴とする。
請求項1に記載の光ファイバ温度分布測定装置において、
前記損失差温度依存性補正手段は、前記光ファイバの温度校正を行った光ファイバ温度を格納する手段を含むことを特徴とする。
請求項1に記載の光ファイバ温度分布測定装置において、
前記損失差温度依存性補正手段は、代表的な光ファイバの損失温度特性を予め初期値として格納する手段を含むことを特徴とする。
T=[-(1/T’-a*A*L*T0)+√{(1/T’-a*A*L*T0)^2+4*a*A*L}]/(2* a*A*L) (1)
T;光ファイバ3の距離Lにおける温度補正後の温度(実際の温度)[K]
T’;光ファイバ3の距離Lにおける従来からのDTSによる温度測定値[K]
a;温度補正演算の定数[dB/km/℃2]
A;定数、k/(10*C*ν*log(e))
k;ボルツマン定数
C;光速
ν;シフト波数
e;自然対数の底
L;光ファイバ3の距離長[km]
T0;光ファイバ3の温度校正を行った(損失補正値を求めた)温度[K]
1/T=1/Tref-A(R(T)-Rref) (2)
T;測定対象の実温度[K]
Tref;温度基準部温度[K]
R(T);測定対象のST光とAS光の比[dB]
Rref;温度基準部のST光とAS光の比[dB]
A ;定数、k/(10*C*ν*log(e))
α=(a*T+b)
と直線近似した場合の距離L[km]と温度T[K]をパラメータとする損失差Loss(T,L)は、
Loss(T,L)=(a*T+b)*L[dB] (3)
となる。ここでa,bは定数である。
1/T’=1/Tref-A(R(T)+Loss(T,L)-Rref) (4)
と表すことができる。
1/T’=1/Tref-A(R(T)+Loss(T,L)-Loss(T0,L)-Rref) (5)
1/T=1/Tref-A(R(T)-Rref) (6)
となる。
1/T’-1/T=A(-Loss(T)+Loss(T0)=A(-a*T*L+a*T0*L) (7)
となる。
a*A*L*T^2+(1/T’-a*A*L*T0)*T-1=0 (8)
となるので、(8)式を解いてTを求めれば(1)式が得られる。
この(8)式は2次式なので解が2個得られるが、(1)式の実数解を用いる。
T=T’-1/((1/T’)+A*(Loss(T’,L)+ΔLoss))) (9)
ΔLoss;従来のDTSによる光ファイバ3の損失補正値(ストークス光STとアンチストークス光ATとの損失差)
2 光分波器
3 光ファイバ
4st,4as O/E変換器
6st,6as A/D変換器
7 演算制御部
71 温度補正部
71a 温度補正演算部
71b 光ファイバ損失校正値格納部
71c 演算温度格納部
71d 光ファイバ損失校正温度格納部
71e 光ファイバ損失温度特性格納部
71f 損失補正値演算部
8 パルス発生部
Claims (3)
- 光ファイバをセンサとして用い、ラマン後方散乱光を利用して前記光ファイバに沿った温度分布を測定するように構成された光ファイバ温度分布測定装置において、
ストークス光とアンチストークス光との損失差の温度依存性を補正する損失差温度依存性補正手段を設け、
前記損失差温度依存性補正手段は、
任意の光ファイバ温度で温度校正を行う光ファイバ損失校正値が格納されている光ファイバ損失校正値格納部と、
この光ファイバ損失校正値格納部に格納されているパラメータに基づいて前記光ファイバに沿った温度分布を演算する温度補正演算部と、
その温度補正演算部の演算結果を格納する演算温度格納部と、
前記光ファイバの温度校正を行った光ファイバ温度の値が格納されている光ファイバ損失校正温度格納部と、
使用する前記光ファイバの損失値の温度特性が格納されている光ファイバ損失温度特性格納部と、
前記演算温度格納部に格納されている温度分布値と、前記光ファイバ損失校正温度格納部に格納されているパラメータおよび前記光ファイバ損失温度特性格納部に格納されているパラメータを用いて温度補正演算を行う損失補正値演算部、
を有することを特徴とする光ファイバ温度分布測定装置。 - 前記損失差温度依存性補正手段は、前記光ファイバの温度校正を行った光ファイバ温度を格納する手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ温度分布測定装置。
- 前記損失差温度依存性補正手段は、代表的な光ファイバの損失温度特性を予め初期値として格納する手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ温度分布測定装置。
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