JPH01210891A - Sensor for detecting penetration of water using optical fiber - Google Patents
Sensor for detecting penetration of water using optical fiberInfo
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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
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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 |
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JP2554693B2 (en) | 1996-11-13 |
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