JP7464133B2 - 振動分布測定装置及びその方法 - Google Patents
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Description
被測定光ファイバでの後方散乱光を異なる時間に複数回測定し、
測定で得られた複数の後方散乱光波形から定められた窓区間の光スペクトルを抽出し、
抽出された前記複数の後方散乱光波形の光スペクトルを用いて、前記被測定光ファイバでの振動分布を測定する振動分布測定装置であって、
前記被測定光ファイバにおける前記窓区間での振動振幅が前記窓区間で定められるしきい値よりも大きくなる窓区間を用いて、当該窓区間の光スペクトルを算出する。
被測定光ファイバでの後方散乱光を異なる時間に複数回測定し、
測定で得られた複数の後方散乱光波形から定められた窓区間の光スペクトルを抽出し、
抽出された前記複数の後方散乱光波形の光スペクトルを用いて、前記被測定光ファイバでの振動分布を測定する振動分布測定装置が実行する振動分布測定方法であって、
前記被測定光ファイバにおける前記窓区間での振動振幅が前記窓区間で定められるしきい値よりも大きくなる窓区間を用いて、当該窓区間の光スペクトルを算出する。
図1に、DASにおいて測定するスペクトルの一例を示す。DASでは、異なる複数の時間におけるレイリー後方散乱光を測定する。具体的には、参照測定、1回目の測定、2回目の測定を順に行う。そして、各時点での距離z1~z2におけるレイリー後方散乱光波形のスペクトル(歪み)を解析し、振動の時間波形を測定する。レイリー後方散乱光は、例えばOFDR(Optical Frequency Domain Reflectometry)を用いて測定することができる。
図3に、解析長さwと測定対象の振動振幅の関係の一例を示す。●は実測値を示す。εは元の長さに対してどれだけ伸縮したかを表す歪みの単位である。例えば、1mの長さのものが1nm伸縮した場合、1nεの歪みと表現する。
・振動振幅に対する感度と振動解析長さwはトレードオフの関係にある。
・振動を正しく測定できる振動解析長さwについて、従来知られていた振動の空間広がりよりも小さいことに加え、振動振幅に対する感度の条件も満たす必要がある。
(1)測定対象となる振動の波数すなわち空間周波数よりも2倍以上高い空間周波数をもつ窓区間wであること。すなわち振動の波長の1/2倍以上小さい窓区間wであること。
(2)測定対象となる振動の振動数すなわち時間周波数よりも2倍以上高い時間周波数をもつプローブ光の繰返し周波数で測定すること。すなわち振動の周期の1/2倍以上小さい測定周期であること。
(3)測定対象となる振動の振幅よりも高い振動感度であること。
S11:被測定光ファイバのプローブ光に対する光周波数応答を繰り返し測定し、各時刻における光ファイバ全体の光周波数応答r(ν)を得る。
S12:振動(静的歪み)解析する窓区間を指定する。
S13:測定時刻nにおける後方散乱光波形を測定する。
S14:指定区間の光スペクトルを解析する。
S15:スペクトログラムから周波数シフト(歪み)の時間波形を解析する。
2:カプラ
3:サーキュレータ
4:被測定光ファイバ
5:カプラ
6:バランス型受光器
7:A/D変換器
8:解析部
Claims (4)
- 被測定光ファイバでの後方散乱光を異なる時間に複数回測定し、
測定で得られた複数の後方散乱光波形から窓区間の光スペクトルの抽出を行い、
抽出された前記複数の後方散乱光波形の光スペクトルを用いて、前記被測定光ファイバでの振動分布を測定する振動分布測定装置であって、
測定対象の振動の時間周波数の2倍以上の繰返し周波数を有するプローブ光を用い、
前記光スペクトルの抽出において、窓区間での振動振幅が窓区間で定められるしきい値よりも大きくかつ測定対象の振動の波長の1/2倍以下である窓区間を用いる、
振動分布測定装置。 - 前記後方散乱光は、プローブ光に対する窓区間で抽出した区間の光周波数応答であり、
プローブ光に対する窓区間で抽出した区間の光周波数応答を用いて、複数回測定した各後方散乱光の損失分布波形を生成し、
各損失分布波形から同一の窓区間での光スペクトルを生成することで、
前記窓区間の光スペクトルの抽出を行う、
請求項1に記載の振動分布測定装置。 - 前記同一の窓区間でのスペクトルシフトを用いて、前記被測定光ファイバでの振動を測定する、
請求項2に記載の振動分布測定装置。 - 被測定光ファイバでの後方散乱光を異なる時間に複数回測定し、
測定で得られた複数の後方散乱光波形から窓区間の光スペクトルの抽出を行い、
抽出された前記複数の後方散乱光波形の光スペクトルを用いて、前記被測定光ファイバでの振動分布を測定する振動分布測定方法であって、
測定対象の振動の時間周波数の2倍以上の繰返し周波数を有するプローブ光を用い、
前記光スペクトルの抽出において、窓区間での振動振幅が窓区間で定められるしきい値よりも大きくかつ測定対象の振動の波長の1/2倍以下である窓区間を用いる、
振動分布測定方法。
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岡本 達也 他,OFDRを用いた振動分布測定における振動起因の周波数変調に対する耐力,電子情報通信学会2019年通信ソサイエティ大会講演論文集2,日本,2019年09月10日,p.228 |
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