JPH01210891A - Sensor for detecting penetration of water using optical fiber - Google Patents
Sensor for detecting penetration of water using optical fiberInfo
- Publication number
- JPH01210891A JPH01210891A JP63036288A JP3628888A JPH01210891A JP H01210891 A JPH01210891 A JP H01210891A JP 63036288 A JP63036288 A JP 63036288A JP 3628888 A JP3628888 A JP 3628888A JP H01210891 A JPH01210891 A JP H01210891A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- optical fiber
- fiber
- sensor
- bending
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 83
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 81
- 230000035515 penetration Effects 0.000 title abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 26
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 17
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IDCBOTIENDVCBQ-UHFFFAOYSA-N TEPP Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OP(=O)(OCC)OCC IDCBOTIENDVCBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- VSKJLJHPAFKHBX-UHFFFAOYSA-N 2-methylbuta-1,3-diene;styrene Chemical compound CC(=C)C=C.C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1 VSKJLJHPAFKHBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 2
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- -1 styrene-ethylenebutylene-styrene Chemical class 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000004447 silicone coating Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、例えば電気通信ケーブル等の内部に配設さ
れ、この種のケーブルの浸水事故を正確にかつ迅速に検
知できる光ファイバ浸水検知センサに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention provides an optical fiber flood detection sensor that is disposed inside, for example, a telecommunications cable, and is capable of accurately and quickly detecting a flood accident in this type of cable. Regarding.
［従来の技術およびその課題」
一般に、電カケープルや通信ケーブル等の電気通信ケー
ブルは、市内外の伝送線路内および海底などに敷設され
ている。[Prior Art and its Problems] Generally, electric communication cables such as power cables and communication cables are laid within transmission lines inside and outside of cities, on the ocean floor, and the like.
そして、このようなケーブル内には、その長平方向に沿
って裸線、紙絶縁線あるいはプラスチック絶縁線などの
警報線を配線して、この警報線の部分的短絡により浸水
を検知するものが用いられている。A warning wire such as a bare wire, paper insulated wire, or plastic insulated wire is wired inside such a cable along its long plane, and water intrusion is detected by a partial short circuit of this warning wire. It is being
ところがこの警報線を配線して溝成された防水型ケーブ
ルにあっては、上記のような警報線を用いているため、
浸水箇所を正確にかつ迅速に検知することができず、ま
た警報線の浸水検知感度が低いことから、この感度を向
上させるためにケーブルの、中継接続部分を多くする必
要があるなどの問題が生じていた。また金属導体を用い
たＳＦ ＩＩ線は、電磁誘導のある区間では適用できな
いという問題があった。However, in the case of a waterproof cable with a groove formed by wiring this alarm wire, since the above-mentioned alarm wire is used,
It is not possible to detect flooded areas accurately and quickly, and the alarm cable has low flood detection sensitivity, so there are problems such as the need to increase the number of relay connections in the cable in order to improve this sensitivity. It was happening. In addition, SF II lines using metal conductors had the problem that they could not be used in sections where electromagnetic induction existed.
また、最近の光ファイバケーブルにおいては、中継間隔
が長いため、警報線そのものを使用できないという問題
もあった。さらに、従来の通信ケーブルや光ケーブルに
おいては、ガス保守区内と非ガス保守区内との間にダム
部を設けたものがあるが、このダム部やケーブルの接続
部において浸水するおそれが大であるという問題らあっ
た。Furthermore, in recent optical fiber cables, the relay interval is long, so there is a problem that the alarm line itself cannot be used. Furthermore, some conventional communication cables and optical cables have a dam section between the gas maintenance area and the non-gas maintenance area, but there is a high risk of flooding at this dam section or the cable connection. There were some problems.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、上記
のような電気通信ケーブルなどの内部に配設可能な浸水
検知センサの提供を目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a water intrusion detection sensor that can be installed inside a telecommunication cable or the like as described above.
［課題を解決するための手段」
上記目的を達成するために、本発明の光ファイバ浸水検
知センサにおいては、抗張力体の周囲に吸水時に体積膨
張する水膨潤性材料で作られた吸水体が設けられ、この
吸水体の外方に光ファイバが巻回され、この光ファイバ
の外方に膨張抑制材が巻回された構成としたしのである
。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the optical fiber water immersion detection sensor of the present invention, a water absorbing body made of a water-swellable material that expands in volume when water is absorbed is provided around the tensile strength body. An optical fiber is wound around the outside of the water absorbing body, and an expansion suppressing material is wound around the outside of the optical fiber.
「作用」
この発明の光ファイバ浸水検知センサにあっては、上記
のような構成としたことにより、次のような作用を奏す
る。"Function" The optical fiber water immersion detection sensor of the present invention has the above-described configuration, and thus has the following function.
すなわち、浸水事故に際し水分が吸水体に吸着される。That is, in the event of a flooding accident, moisture is adsorbed by the water absorbent.
水分を吸着した吸水体は膨潤して体積膨張を起こし、こ
れにより吸水体の体積膨張部分に巻回されていた光ファ
イバは膨張した吸水体によりて外方に圧迫される一方、
外方に押し出された光ファイバの膨張抑制材と接触する
部分では光ファイバの膨出か押さえられる。これによっ
て吸水体の体積膨張部分上の光ファイバには、比較的大
きな曲がりや部分的なマイクロベンディングが発生する
。この曲がりが発生した部分では、光ファイバ中を伝送
される伝送光の伝送損失か大きくなるので、この損失増
加を感知することにより浸水事故の発生を検知すること
ができる。The water absorbent body that has absorbed moisture swells and causes volumetric expansion, and as a result, the optical fiber that has been wound around the volumetrically expanded portion of the water absorbent body is compressed outward by the expanded water absorbent body.
The expansion of the optical fiber is suppressed at the portion of the optical fiber pushed outward that comes into contact with the expansion suppressing material. As a result, a relatively large bend or partial microbending occurs in the optical fiber on the volume expansion portion of the water absorber. At the portion where this bend occurs, the transmission loss of the transmission light transmitted through the optical fiber increases, so by sensing this increase in loss, it is possible to detect the occurrence of a flooding accident.
「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。"Example" Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図はこの発明の一実施例を示す図であって、図中符
号１は、光ファイバ浸水検知センサ（以下、センサと略
記する）である。このセンサ１は、長尺の丸棒状の抗張
力体２の外周面に、吸水時に体積膨張する水膨潤性材料
で作られた吸水体３が被覆形成され、この吸水体３の外
面に光ファイバ４が巻回され、この光ファイバ４上に、
糸状の膨張抑制材５が該光ファイバ４と逆方向に巻回さ
れた構成になっている。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and reference numeral 1 in the figure indicates an optical fiber water immersion detection sensor (hereinafter abbreviated as sensor). In this sensor 1, a water absorbent body 3 made of a water-swellable material that expands in volume when water is absorbed is formed on the outer peripheral surface of a long round rod-shaped tensile strength body 2, and an optical fiber 4 is attached to the outer surface of this water absorbent body 3. is wound on this optical fiber 4,
A filamentous expansion suppressing material 5 is wound in the opposite direction to the optical fiber 4.
この光ファイバ４および膨張抑制材５のピッチは、抗張
力体２と吸水体３の太さ寸法などにより適宜に設定され
るが、吸水体３の外面に巻回された光ファイバ４および
膨張抑制材５の間隙から、水分が阻止されることなく吸
水体３に浸透するように、数ｍｍ〜数１数１００稈
る。The pitch of the optical fibers 4 and the expansion suppressing material 5 is appropriately set depending on the thickness of the tensile strength body 2 and the water absorbing body 3. The number of culms ranges from several mm to several hundreds so that water can permeate into the water absorbent body 3 through the gaps 5 without being blocked.
上記抗張力体２は、環境温度の変化等の環境変化による
吸水体３の変形を防いで、環境変化による光ファイバ４
の伝送損失の増加を防止すると共に、吸水体３外面に光
ファイバ４および膨張抑制材５を巻回する際に安定した
ピッチで巻回できるような機械強度を有するものか使用
され、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、鋼線、ピアノ
線などが好適である。また、特に電磁誘導を生じないセ
ンサｌが必要な場合には、抗張力体２として繊維強化プ
ラスデックを用いるのが望ましい。The tensile strength body 2 prevents deformation of the water absorbing body 3 due to environmental changes such as changes in environmental temperature, and prevents the optical fiber 4 from deforming due to environmental changes.
Fiber-reinforced plastic is used to prevent an increase in transmission loss, and has mechanical strength that allows the optical fiber 4 and expansion suppressing material 5 to be wound at a stable pitch on the outer surface of the water absorbent body 3. (FRP), steel wire, piano wire, etc. are suitable. Further, especially when a sensor 1 that does not generate electromagnetic induction is required, it is desirable to use fiber-reinforced plus deck as the tensile strength member 2.
上記吸水体３は、吸水時に体積が５倍以上となるような
水膨潤性材料で作られており、このような水膨潤性材料
として好適な材料を例示すれば、スチレンーブヂレンー
スチレン（Ｓ Ｂ Ｓ ）、スチレンーイソプレンース
チレン（ＳＩＳ）、スチレン−エチレンブチレン−スチ
レン（Ｓ Ｅ Ｉ３ Ｓ ）等のスチレン系エラストマ
ーやブタジェン系エラストマー、及びポリオレフィンと
してポリエチレンやエチレン−αオレフィン共重合体等
の単体または２種以上の混合体に、ポリアクリル酸塩−
ポリアクリル酸共重合体、ポリビニルアルコール−酢酸
ビニル共重合体、ポリエチレンオキサイド、澱粉グラフ
ト共重合１体、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）
等の吸水性材料を混和させたコンパウンドなどが好適に
使用される。The water absorbent body 3 is made of a water-swellable material whose volume increases by five times or more when it absorbs water. Examples of suitable water-swellable materials include styrene-butylene-styrene. (SBS), styrene-isoprene-styrene (SIS), styrene-ethylenebutylene-styrene (SEI3S) and other styrene-based elastomers and butadiene-based elastomers, and polyolefins such as polyethylene and ethylene-α-olefin copolymers, etc. A single substance or a mixture of two or more types of polyacrylate
Polyacrylic acid copolymer, polyvinyl alcohol-vinyl acetate copolymer, polyethylene oxide, 1 starch graft copolymer, carboxymethyl cellulose (CMC)
Compounds mixed with water-absorbing materials such as the like are preferably used.
上記光ファイバ４には、石英系ガラスファイバ、多成分
系ガラスファイバあるいはプラスチックファイバが使用
され、この光ファイバ裸線に、熱硬化性シリコン、ウレ
タン、紫外線硬化型ポリマ等を材料とする一層あるいは
二層以上の被覆を施した光ファイバ索線やこの素線をナ
イロン等で被覆した光ファイバ心線が好適に使用される
。A silica glass fiber, a multi-component glass fiber, or a plastic fiber is used for the optical fiber 4, and this bare optical fiber is coated with a layer or a double layer made of thermosetting silicone, urethane, ultraviolet curing polymer, etc. Optical fiber cables coated with more than one layer or coated optical fibers coated with nylon or the like are preferably used.
上記膨張抑制材５には、吸水時に膨張性を示さない合成
樹脂等を材料とする糸が使用され、テトロン糸、ナイロ
ン糸、ケブラー糸などが好適である。またこの糸は、光
ファイバ４と逆方向に巻回することが望ましい。For the expansion suppressing material 5, a thread made of a synthetic resin or the like that does not exhibit expandability upon water absorption is used, and Tetron thread, nylon thread, Kevlar thread, etc. are suitable. Moreover, it is desirable that this thread be wound in the opposite direction to the optical fiber 4.
このように構成されたセンサＩは、次のようにして浸水
事故の発生を検知する。まず、センサｌの設置場所に浸
水事故が起こり、この水分が吸水体３に吸着される。水
分を吸着した吸水体３は膨潤して体積膨張を起こし、こ
れにより吸水体３の体積膨張部分に巻回されていた光フ
ァイバ４は膨張した吸水体３によって外方に圧迫される
一方、外方に押し出された光ファイバ４の膨張抑制材５
と接触する部分では光ファイバ４の膨出が押さえられる
。これによって吸水体３の体積膨張部分上の光ファイバ
４には、比較的大きな曲がりや部分的なマイクロベンデ
ィングが発生する。この曲がりが発生した部分では、光
ファイバ４中を伝送される伝送光の伝送損失が大きくな
るので、この損失増加を感知することにより浸水事故の
発生を検知することができる。The sensor I configured as described above detects the occurrence of a flooding accident in the following manner. First, a flooding accident occurs at the installation location of the sensor 1, and this moisture is adsorbed by the water absorbent body 3. The water absorbent body 3 that has absorbed water swells and causes volumetric expansion, and as a result, the optical fiber 4 that has been wound around the volumetrically expanded portion of the water absorbent body 3 is compressed outward by the expanded water absorbent body 3, and Expansion suppressing material 5 of optical fiber 4 pushed out in the direction
The bulge of the optical fiber 4 is suppressed at the portion where it contacts. As a result, a relatively large bend or partial microbending occurs in the optical fiber 4 on the volume expansion portion of the water absorbent body 3. In the portion where this bend occurs, the transmission loss of the transmission light transmitted through the optical fiber 4 increases, so by sensing this increase in loss, it is possible to detect the occurrence of a flooding accident.
次に、このセンサ１を用いた浸水検知システムの一例を
第２図ないし第４図を参照して説明する。Next, an example of a water immersion detection system using this sensor 1 will be explained with reference to FIGS. 2 to 4.
これらの図は、センサｌをユニットタイプの光ファイバ
ケーブル６中に配設した例を示すものである。These figures show an example in which the sensor l is arranged in a unit type optical fiber cable 6.
この光ファイバケーブル６は、第２図および第３図に示
すように、高張力材料で作られたテンソヨンメンバ７と
、これを被覆しかつその外周に複数の溝８が形成された
スペーサー９と、このスペーサー９を被覆するシース１
０と、スペーサー９のｌ面８内に埋設された複数の光フ
ァイバ心線１１とから構成されており、センサｌは、ス
ペーサー９の溝８の内の一つに埋設されている。このセ
ンサ１の端部には、第４図に示すように、センサ１内に
入射した光の反射光の時間的な遅れを測定すると共に、
受光レベルの変化を測定して例えばマイクロベンディン
グなどの曲がりの発生位置を検知する浸水検知装置１２
が接続されている。この浸水検知装置１２は、センサｌ
中の光ファイバ４の入力端から光パルスを入射するパル
ス発生器１３とＬＤ（レーザーダイオード）やＬＥＤ（
発光ダイオード）等の発光素子１４とからなる発光部１
５と、光ファイバ４から後方散乱光などの反射光ノくル
スを受光するＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）
等の受光素子を有する光検出部１６と、発光部１５から
の光パルスとセンサｌ中の光ファイバ４からの反射光パ
ルスとの流れを制御する光方向性結合器１７と、上記の
光検出部１６で受光された反射光パルスの時間的な遅れ
を演算処理する演算部１８と、この処理結果を表示する
表示部１９とからなるものである。As shown in FIGS. 2 and 3, this optical fiber cable 6 includes a tensile member 7 made of a high-strength material, and a spacer 9 covering the tensile member 7 and having a plurality of grooves 8 formed around the outer periphery of the tensile member 7. and a sheath 1 covering this spacer 9
0 and a plurality of coated optical fibers 11 buried in the l side 8 of the spacer 9, and the sensor l is buried in one of the grooves 8 of the spacer 9. As shown in FIG. 4, the end of the sensor 1 measures the time delay of the reflected light incident on the sensor 1, and
A water immersion detection device 12 that measures changes in the received light level to detect the position of bending, such as microbending, for example.
is connected. This water immersion detection device 12 includes a sensor l
A pulse generator 13 which inputs optical pulses from the input end of the optical fiber 4 inside, an LD (laser diode) and an LED (
A light emitting unit 1 consisting of a light emitting element 14 such as a light emitting diode)
5 and an APD (avalanche photodiode) that receives reflected light such as backscattered light from the optical fiber 4.
an optical directional coupler 17 that controls the flow of the optical pulse from the light emitting unit 15 and the reflected optical pulse from the optical fiber 4 in the sensor l; It consists of an arithmetic unit 18 for calculating the time delay of the reflected light pulse received by the unit 16, and a display unit 19 for displaying the processing results.
次に、このような構成からなる浸水検知システムの稼動
方法を説明する。第４図に示す浸水検知システムにおい
て、例えば図中Ｘで示す区域のケーブル内に浸水事故が
発生した場合、この光ファイバケーブル６中のＸ区域内
に配設されたセンサｌの吸水体３が水分を吸着して膨潤
し、体積膨張を起こす。この吸水体３の体積膨張により
、この部分に巻回された光ファイバ４が体積膨張した吸
水体３により圧迫を受けて外方に膨出し、膨張抑制材５
に当たって押し曲げられることによって、光ファイバ４
に比較的大きな曲がりやマイクロベンディングが発生す
る。そして、この光ファイバ４に生じた曲がりによる伝
送光の損失増加を浸水検知装置１２により、光ファイバ
４の入力端に戻る後方散乱光なとの反射光パルスの時間
的な遅れや受光レベルの変化に基づいて検知する。そし
て、浸水検知装置１２の演算部１８で反射光パルスの測
定データを解析して光ファイバ４の入力端からの浸水発
生位置間での距−離を割り出す。ついてこのデー、夕を
表示部１９に表示することによってＸ区域の浸水事故を
検知することができる。Next, a method of operating the flood detection system having such a configuration will be explained. In the flood detection system shown in FIG. 4, for example, if a flood accident occurs in the cable in the area indicated by It absorbs water and swells, causing volumetric expansion. Due to the volumetric expansion of the water absorbent body 3, the optical fiber 4 wound around this portion is compressed by the volumetrically expanded water absorbent body 3 and bulges outward, and the expansion suppressing material 5
The optical fiber 4 is
Relatively large bends and microbending occur. The water immersion detection device 12 detects an increase in the loss of transmitted light due to the bending of the optical fiber 4, and detects the time delay of the reflected light pulse and the change in the light reception level, such as backscattered light returning to the input end of the optical fiber 4. Detection based on. Then, the calculation unit 18 of the water immersion detection device 12 analyzes the measurement data of the reflected light pulses to determine the distance from the input end of the optical fiber 4 to the location where water immersion has occurred. By displaying this day and evening on the display section 19, it is possible to detect a flooding accident in the X area.
次に、この浸水事故発生に伴い、直ちにＸ区域の浸水事
故に対する対応措置を施す。Next, in response to the occurrence of this flooding accident, immediate measures will be taken to deal with the flooding accident in Area X.
このような浸水検知システムにあっては、浸水検知装置
１２の表示部１９の位置において、Ｘ区域などセンサｌ
を予め配設しておいた光ファイバケーブル６の浸水事故
を正確にかつ迅速に検知することが可能である。In such a flood detection system, at the position of the display section 19 of the flood detection device 12, the sensor l such as the X area is
It is possible to accurately and quickly detect a water inundation accident of the optical fiber cable 6 that has been installed in advance.
また、このセンサｌは、抗張力体２の外周面に、吸水時
に体積膨張する水膨潤性材料で作られた吸水体３を被覆
し、この吸水体３の外面に光ファイバ・１を巻回し、こ
の光ファイバ４上に糸状の膨張抑制材５を巻回し、水分
の浸透により吸水体３が膨張し、この体積膨張部分に巻
回された光ファイバ４が体積膨張した吸水体３により圧
迫を受けて外方に膨出し、膨張抑制材５に当たって押し
曲げられることによって光ファイバ４に比較的大きな曲
がりやマイクロベンディングを発生させ、光ファイバ４
の伝送損失を増加させることを浸水検知手段としたので
、従来の金属導体を用いた浸水検知器に比べ長距離の布
設が可能となり、また電磁誘導がある区域においても適
応させることができる。In addition, this sensor 1 has a water absorbent body 3 made of a water-swellable material that expands in volume when water is absorbed on the outer peripheral surface of the tensile strength body 2, and an optical fiber 1 is wound around the outer surface of this water absorbent body 3. A filamentous expansion suppressing material 5 is wound around this optical fiber 4, and the water absorbent body 3 expands due to penetration of moisture, and the optical fiber 4 wound around this volumetrically expanded portion is compressed by the volumetrically expanded water absorbent body 3. The optical fiber 4 bulges outward, hits the expansion suppressing material 5 and is pressed and bent, causing a relatively large bend or microbending in the optical fiber 4.
Since the water intrusion detection means is increased transmission loss, it can be installed over longer distances than conventional water intrusion detectors using metal conductors, and can also be applied to areas where electromagnetic induction exists.
また、吸水体３を抗張力体２の外周に設けたので、環境
温度の変化等の環境変化による吸水体３の変形を防いで
、環境変化による先ファイバ４の伝送損失の増加を防止
することができ、センサ１の耐環境性を向上させること
ができる。また、吸水体３外面に光ファイバ４および膨
張抑制材５を巻回する際に安定したピッチで巻回するこ
とができる。Furthermore, since the water absorbent body 3 is provided on the outer periphery of the tensile strength member 2, deformation of the water absorbent body 3 due to environmental changes such as changes in environmental temperature can be prevented, and an increase in transmission loss of the end fiber 4 due to environmental changes can be prevented. Therefore, the environmental resistance of the sensor 1 can be improved. Further, when winding the optical fiber 4 and the expansion suppressing material 5 around the outer surface of the water absorbent body 3, the winding can be performed at a stable pitch.
なお、上述の実施例では光ファイバ４として、石英系ガ
ラスファイバ等の光ファイバ１本を用いた構成としたが
、これに限定されることなく、例えば２本以上の光ファ
イバを束ねたものを使用してもよく、定偏波光ファイバ
等を用いて構成しても良い。In the above embodiment, the optical fiber 4 is a single optical fiber such as a silica glass fiber, but the present invention is not limited to this. Alternatively, it may be constructed using a polarization-controlled optical fiber or the like.
以下、実験例を示してこの発明の作用効果を明確にする
。Hereinafter, the effects of this invention will be clarified by showing experimental examples.
（実験例 り
外径、０．６ｍｍの繊維強化プラスチック製の線材（抗
張力体）の外面に、スチレン系エラストマーにポリアク
リル酸塩系吸水性樹脂を混和したコンパウンドを溶融押
出法により、外径１．４ｎｏ１１となるように被覆して
吸水体を形成した。次に、この吸水体上に光ファイバを
ピッチ１００ｍｍで巻回した。(Experiment example) A compound made by mixing a styrene elastomer with a polyacrylate water-absorbing resin was melt-extruded onto the outer surface of a fiber-reinforced plastic wire rod (tensile strength member) with an outer diameter of 0.6 mm. A water-absorbing body was formed by coating the fibers so as to have a .4 no.
この光ファイバは、コア径５０μｍ１ ファイバ径１２
５μｍ１比屈折率差１％の石英系マルチモードファイバ
に、外径０．３ｍｍまで紫外線硬化樹脂を被覆してなる
光ファイバ素線を用いた。次に、この光ファイバ上に、
ＪＩＳ Ｌ １０９５ （一般紡糸試験方法）の４０番
手のテトロンスパン糸を、光ファイバと逆方向に、４０
ｍｍピッチで巻回し、第１図に示すものと同等構成のセ
ンサを作成した。なお、上記吸水体は光ファイバとテト
ロンスパン糸を巻回する際に変形を起こさず、安定した
ピッチで巻回することができた。This optical fiber has a core diameter of 50 μm1 and a fiber diameter of 12
An optical fiber wire was used in which a quartz-based multimode fiber with a relative refractive index difference of 5 μm and 1% was coated with an ultraviolet curing resin up to an outer diameter of 0.3 mm. Next, on this optical fiber,
Tetron spun yarn of No. 40 according to JIS L 1095 (general spinning test method) was spun in the direction opposite to the optical fiber.
A sensor having the same configuration as that shown in FIG. 1 was created by winding at a pitch of mm. The water absorbent body did not deform when winding the optical fiber and the Tetron spun yarn, and could be wound at a stable pitch.
このセンサを第２図に示す光ファイバケーブル内に配設
し、環境温度変化による伝送損失変化を調べた。その結
果、−４０〜＋６０℃の温度サイクルにおいて伝送損失
変化はほとんど認められなかった。なお、この光ファイ
バケーブル内部を２ｍ浸水させたところ、ＩｄＢの伝送
損失増加が検知され、十分に浸水検知センサとして機能
することが確認された。This sensor was installed in the optical fiber cable shown in FIG. 2, and changes in transmission loss due to changes in environmental temperature were investigated. As a result, almost no change in transmission loss was observed during temperature cycles from -40 to +60°C. When the inside of this optical fiber cable was submerged in water for 2 m, an increase in IdB transmission loss was detected, and it was confirmed that it functions satisfactorily as a submergence detection sensor.
（実験例 ２）
外径０．３ｍｍの真直亜鉛メツキ鋼線を抗張力体とし、
この外周に実験例Ｉで用いたものと同じ組成のコンパウ
ンドを外径１．２ｍｍとなるように被覆して吸水体を形
成し、この吸水体上に実験例１で用いたものと同様の光
ファイバ裸線に熱硬化型シリコン被覆を施した外径０．
３ｍｍの光ファイバ素線をピッチ５０１で巻回し、更に
その上に光ファイバ素線と逆方向に４００デニールのケ
ブラー糸をピッチ３０ｍｍで巻回してセンサを作成した
。このセンサを実験例１と同様に光ファイバケーブル内
に配設して一４０〜＋６０℃の環境温度変化による伝送
損失の変化を測定したところ、温度変化による伝送損失
の変化はほとんど認められなかった。また、この光ファ
イバケーブル内部を２ｍ浸水させ、たところ、Ｏ，，８
ｄＢの伝送損失増加が検知され、十分浸水検知センサと
して機能することが確認された。(Experiment example 2) A straight galvanized steel wire with an outer diameter of 0.3 mm was used as a tensile strength body,
This outer periphery was coated with a compound having the same composition as that used in Experimental Example I to an outer diameter of 1.2 mm to form a water absorbing body. A bare fiber with a thermosetting silicone coating with an outer diameter of 0.
A 3 mm optical fiber was wound at a pitch of 501, and a 400 denier Kevlar thread was further wound thereon at a pitch of 30 mm in the opposite direction to the optical fiber to create a sensor. This sensor was placed inside an optical fiber cable in the same manner as in Experimental Example 1, and changes in transmission loss due to environmental temperature changes from -40 to +60 degrees Celsius were measured, and almost no change in transmission loss due to temperature changes was observed. . In addition, the inside of this optical fiber cable was submerged in water for 2 m, and the result was O, 8.
An increase in transmission loss of dB was detected, and it was confirmed that it functions well as a flood detection sensor.
「発明の効果・」
以上説明したように、この発明による光ファイバ浸水検
知センサは、抗張力体の周囲に吸水時に体積膨張する水
膨潤性材料で作られた吸水体を設け、この吸水体の外方
に光ファイバを巻回し、この光ファイバの外方に膨張抑
制材を巻回して構成し、浸水事故に際し、吸水体が吸水
して膨張し、この体積膨張部分に巻回された光ファイバ
が体積膨張した吸水体により圧迫を受けて外方に膨出し
、膨張抑制材に当たって押し曲げられることによって光
ファイバに比較的大きな曲がりやマイクロベンディング
を発生させるので、この光ファイバの曲がりによる伝送
光の損失増加を光ファイバの入力端から入射した光の後
方散乱光等の反射光を測定することによって検知し、浸
水事故の発生およびその発生位置を正確かつ迅速に検知
することができる。"Effects of the Invention" As explained above, the optical fiber water immersion detection sensor according to the present invention is provided with a water absorbing body made of a water-swellable material that expands in volume when water is absorbed around the tensile strength body, and the outside of the water absorbing body is An optical fiber is wound around the outer side of the optical fiber, and an expansion suppressing material is wound around the outer side of the optical fiber.In the event of a flooding accident, the water absorbing body absorbs water and expands, and the optical fiber wound around this volume expansion part The volume-expanded water absorber bulges outward under pressure and is pressed and bent by the expansion suppressing material, causing relatively large bends and micro-bending in the optical fiber, resulting in loss of transmitted light due to the bending of the optical fiber. The increase can be detected by measuring reflected light such as backscattered light of light incident from the input end of the optical fiber, and the occurrence of a flooding accident and its occurrence position can be accurately and quickly detected.
また、水分の浸透により吸水体が膨張して光ファイバに
曲がりを発生さＵ゛、光ファイバの伝送損失を増加させ
ることを浸水検知手段としたので、従来の金属導体を用
いた浸水検知器に比べ長距離の布設が可能となり、また
電磁誘導がある区間においても適応させることができる
。In addition, the water absorption body expands due to the penetration of moisture, causing bending in the optical fiber, which increases the transmission loss of the optical fiber. It can be installed over longer distances and can be applied to areas where electromagnetic induction is present.
また、吸水体の周囲に吸水体を設けたので、環境温度の
変化等の環境変化による吸水体の変形を防いで、環境変
化による光ファイバの伝送損失の増加を防止することが
でき、光ファイバ浸水検知センサの耐環境性を向上さけ
ることができる。また、抗張力体の周囲に吸水体を設け
たので、吸水体の外面に光ファイバおよび膨張抑制材を
巻回する際に安定したピッチで巻回することができる。In addition, since the water absorbing body is provided around the water absorbing body, it is possible to prevent the deformation of the water absorbing body due to environmental changes such as changes in environmental temperature, and to prevent an increase in optical fiber transmission loss due to environmental changes. It is possible to improve the environmental resistance of the water immersion detection sensor. Further, since the water absorber is provided around the tensile strength member, the optical fiber and the expansion suppressing material can be wound at a stable pitch on the outer surface of the water absorber.
第１図はこの発明の一実施例を示す図であって、センサ
の斜視図、第２図ないし第４図は第１図に示すセンサを
用いた浸水検知システムの一例を示す図であって、第２
図は光ファイバケーブルの斜視図、第３図は同断面図、
第４図は浸水検知ノステムの、概略摺成図である。
１・・・センサ、２・・・抗張力体、３・・・吸水体、
４・・・光ファイバ、５・・・膨張抑制材。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a perspective view of a sensor, and FIGS. 2 to 4 are diagrams showing an example of a water immersion detection system using the sensor shown in FIG. , second
The figure is a perspective view of an optical fiber cable, Figure 3 is a cross-sectional view of the same,
FIG. 4 is a schematic diagram of the water immersion detection stem. 1... Sensor, 2... Tensile strength body, 3... Water absorbing body,
4... Optical fiber, 5... Expansion suppressing material.
Claims (1)
作られた吸水体が設けられ、この吸水体の外方に光ファ
イバが巻回され、この光ファイバの外方に膨張抑制材が
巻回されてなることを特徴とする光ファイバ浸水検知セ
ンサ。A water absorbent body made of a water-swellable material that expands in volume when water is absorbed is provided around the tensile strength body, an optical fiber is wound around the outside of this water absorbent body, and an expansion suppressing material is wound around the outside of this optical fiber. An optical fiber immersion detection sensor characterized by being rotated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63036288A JP2554693B2 (en) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | Optical fiber flood detection sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63036288A JP2554693B2 (en) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | Optical fiber flood detection sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01210891A true JPH01210891A (en) | 1989-08-24 |
| JP2554693B2 JP2554693B2 (en) | 1996-11-13 |
Family
ID=12465604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63036288A Expired - Lifetime JP2554693B2 (en) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | Optical fiber flood detection sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2554693B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111089717A (en) * | 2019-12-26 | 2020-05-01 | 温州职业技术学院 | Valve test bench |
| JP2021038963A (en) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | 学校法人金井学園 | Humidity measurement system for monitoring and humidity measurement method for monitoring |
-
1988
- 1988-02-18 JP JP63036288A patent/JP2554693B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021038963A (en) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | 学校法人金井学園 | Humidity measurement system for monitoring and humidity measurement method for monitoring |
| CN111089717A (en) * | 2019-12-26 | 2020-05-01 | 温州职业技术学院 | Valve test bench |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2554693B2 (en) | 1996-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4421979A (en) | Microbending of optical fibers for remote force measurement | |
| US4459477A (en) | Microbending of optical fibers for remote force measurement | |
| AU760272B2 (en) | Intrinsic securing of fibre optic communication links | |
| Michie et al. | Distributed pH and water detection using fiber-optic sensors and hydrogels | |
| US4463254A (en) | Microbending of optical fibers for remote force measurement | |
| EP0245753A2 (en) | Water penetration-detecting apparatus and optical fiber cable using same | |
| EP0682774A1 (en) | Optical fiber water sensor | |
| CA2292185A1 (en) | Indoor/outdoor optical cables | |
| US7551810B2 (en) | Segmented fiber optic sensor and method | |
| CN101899916A (en) | Optical fiber-containing safety barrier | |
| JPH01210891A (en) | Sensor for detecting penetration of water using optical fiber | |
| JPS62837A (en) | Optical fiber water immersion detection line and water immersion detection type optical fiber cable | |
| JP3224762B2 (en) | Fiber optic cable | |
| JP2596578B2 (en) | Optical fiber immersion detection sensor | |
| JPS63231402A (en) | Sensor for detecting infiltration of water in optical fiber | |
| JPS63234205A (en) | Sensor for detecting water infiltration in optical fiber | |
| JPS62262804A (en) | Optical fiber inundation detecting sensor | |
| JPH011934A (en) | Oil leak detection sensor | |
| JPS6186630A (en) | Method for detecting water intrusion in communication cable using optical fiber | |
| JPS63266340A (en) | Optical fiber sensor for detecting liquid | |
| JPS6255546A (en) | Optical transmission line for detecting flood and optical cable | |
| JPH07120350A (en) | Flood-detecting line and cable provided with it | |
| CN212964604U (en) | Distributed optical fiber humidity sensor based on cladding water absorption effect | |
| JPS63311306A (en) | Optical fiber type abnormally high temperature detecting sensor | |
| JPH1073510A (en) | Sensor and system for detection of liquid |