JP6866723B2 - 振動検知光ファイバセンサ及び振動検知方法 - Google Patents
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Description
図1を参照して、振動検知光ファイバセンサの実施形態について説明する。図1は、振動検知光ファイバセンサの概略的構成を示すブロック構成図である。この振動検知光ファイバセンサは、プローブ光供給部10、光ファイバ20、光サーキュレータ40、及び、偏光状態計測部30を備えて構成される。
DAVの算出方法について説明する。
ここで、200μsecごとに取り出したストークスベクトルのそれぞれt1、taを、ベクトル成分表記すると、以下の式(9)で表される。
図2は、透過光を利用した振動に関するDAVを測定した例を示す図である。図2では、横軸に時間をとって示し、縦軸にDAV又はSOPの回転率を取って示している。図2中、曲線Iは、DAVを示している。また、曲線IIは、従来の光ファイバセンサで用いられる偏光状態(SOP)、すなわちストークスベクトルの回転率を示している。
12 レーザ光源
14 強度変調器
16 偏波スイッチ
18 関数発生器
20 光ファイバ
30 偏光状態計測部
32 反射光用偏光計
34 透過光用偏光計
36 A/D変換器
38 演算器
40 光サーキュレータ
Claims (6)
- プローブ光として、直交する偏光方向に、周期的に交互に切り換えられる光パルスを生成するプローブ光供給部と、
前記プローブ光が入力される光ファイバと、
前記プローブ光が前記光ファイバで反射された反射光の、偏光状態を測定する反射光用偏光計と、
前記反射光用偏光計が測定した偏光状態を用いて、振動の位置の特定を行う演算器と
を備え、
前記演算器は、
前記偏光状態を表すストークスベクトルs out (t)の時間発展を示す式(1)で与えられる、前記ストークスベクトルs out (t)に回転を与える角速度ベクトルω b について、前記角速度ベクトルω b の長さであるDAV(Differential Angular Velocity)を算出し、
前記DAVを用いて振動の位置の特定を行う
ことを特徴とする振動検知光ファイバセンサ。
- さらに、
前記プローブ光が前記光ファイバを透過した透過光の、偏光状態を測定する透過光用偏光計
を備え、
前記演算器は、前記透過光用偏光計が測定した偏光状態から算出される前記DAVを用いて、振動の有無の検知を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の振動検知光ファイバセンサ。 - 前記プローブ光供給部が生成した前記プローブ光を前記光ファイバに送り、前記光ファ
イバで反射された前記反射光を前記反射光用偏光計におくる光サーキュレータ
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の振動検知光ファイバセンサ。 - 前記プローブ光供給部は、
連続光を生成するレーザ光源、
前記連続光を光パルス化する強度変調器、及び、
前記光パルス化された光パルスの偏光方向を、直交する偏光方向に、周期的に交互に切り換える偏波スイッチ
を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の振動検知光ファイバセンサ。 - プローブ光として、直交する偏光方向に、周期的に交互に切り換えられる光パルスを生成する過程と、
前記プローブ光を光ファイバに入力する過程と、
前記プローブ光が前記光ファイバで反射した反射光の、偏光状態を測定する過程と、
前記測定した反射光の偏光状態を用いて、振動の位置の特定を行う過程と
を備え、
前記振動の位置の特定を行う過程では、
前記偏光状態を表すストークスベクトルs out (t)の時間発展を示す式(1)で与えられる、前記ストークスベクトルs out (t)に回転を与える角速度ベクトルω b について、前記角速度ベクトルω b の長さであるDAV(Differential Angular Velocity)を算出し、
前記DAVを用いて振動の位置の特定を行う
ことを特徴とする振動検知方法。
- さらに、
前記プローブ光が前記光ファイバを透過した透過光の、偏光状態を測定する過程
を行い、
前記透過光の偏光状態から算出される前記DAVを用いて、振動の有無の検知を行う
ことを特徴とする請求項5に記載の振動検知方法。
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