JPH0617833B2 - Temperature detector - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、温度検知されるべき場所に温度異常が生じ
たときその温度異常を検知するようにされた温度検知器
に関し、特に光ファイバに伝送損失を生じさせることに
よって温度異常を検知するようにされた温度検知器に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature detector configured to detect a temperature abnormality when a temperature abnormality occurs at a place where the temperature should be detected, and particularly to a transmission loss in an optical fiber. The present invention relates to a temperature detector adapted to detect a temperature abnormality by causing

従来の技術 温度異常の検知として、たとえば具体的には、多点の温
度異常の検知、炉壁や化学プラントパイプの異常発熱の
検知、炭鉱などのトンネル内の温度異常の検知、冷却液
化ガス管などの漏れによる温度異常の検知などがある。
このような温度異常を検知するためには、従来多くの熱
電対を配線することが必要とされていた。特に、長い区
間にわたって多点の温度異常を検出するためには、各点
ごとに１対の熱電対（補償導線）が必要となり、そのた
め長い区間にわたって非常に多くの線を束にして使用す
ることが必要とされていた。そして、測定点を増設する
ためには、新たに長い区間にわたる熱電対用配線が必要
とされていた。また、長い区間にわって配線されている
ので、途中で雑音を拾ったりして誤った信号が伝達され
ることも多かった。Conventional technology Examples of temperature anomaly detection include, for example, multi-point temperature anomaly detection, abnormal heat generation of furnace walls and chemical plant pipes, temperature anomalies in tunnels such as coal mines, and cooling liquefied gas pipes. For example, there is a temperature abnormality due to leakage.
In order to detect such a temperature abnormality, it has conventionally been necessary to wire many thermocouples. In particular, in order to detect temperature anomalies at multiple points over a long section, one pair of thermocouples (compensation lead wires) is required for each point, so use a large number of wires in a bundle over a long section. Was needed. Then, in order to add more measurement points, a new thermocouple wiring over a long section was required. In addition, since the wires are routed over a long section, it is often the case that noise is picked up on the way and an erroneous signal is transmitted.

このような状況の下、熱電対を使用することなく温度異
常を検知し得る装置または方法が要望されていた。この
要望に応えようとする技術が、特開昭５８−１６３０９
７号公報、特開昭５９−２０３９２９号公報および特開
昭５９−２０３９３０号公報に開示されている。これら
に開示された技術は、いずれも、温度異常が生じたとき
そこを通る光ファイバに伝送損失を生じさせ、それによ
って温度以上を検知しようとするものである。Under such circumstances, there has been a demand for an apparatus or method capable of detecting a temperature abnormality without using a thermocouple. A technique for satisfying this demand is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-16309.
No. 7, JP-A-59-203929, and JP-A-59-203930. Each of the techniques disclosed in these documents attempts to detect a temperature or higher by causing a transmission loss in an optical fiber passing therethrough when a temperature abnormality occurs.

具体的に説明すると、特開昭５８−１６３０９７号公報
は、光ファイバ感知線を開示する。この光ファイバ感知
線は、光ファイバと、該光ファイバに添わせて間欠的に
または全長にわたって結合された形状記憶合金線とから
なっている。そして、温度異常が生じたとき形状記憶合
金線は記憶された形状に変形しようとする。この形状記
憶合金線の変形は、光ファイバの伝送路の軌道を変化さ
せるように作用する。こうして光ファイバに伝送損失を
生じさせている。More specifically, Japanese Patent Laid-Open No. 58-163097 discloses an optical fiber sensing line. This optical fiber sensing wire is composed of an optical fiber and a shape memory alloy wire joined along the optical fiber intermittently or over the entire length. Then, when a temperature abnormality occurs, the shape memory alloy wire tends to be deformed into the memorized shape. The deformation of the shape memory alloy wire acts to change the trajectory of the transmission path of the optical fiber. Thus, transmission loss is caused in the optical fiber.

特開昭５９−２０３９２９号公報は、温度異常検知方法
を開示する。この方法によれば、温度検知されるべき場
所に位置する光ファイバの外周面上に感温収縮部材を配
置する。この感温収縮部材は、検知されるべき温度の上
限以上もしくは下限以下の温度でその特性が変化する形
状記憶合金部材を有している。そして、形状記憶合金部
材の特性の変化によって、感温収縮部材は光ファイバを
締め付けるように作用し、それによって伝送損失を生じ
させている。Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-203929 discloses a temperature abnormality detection method. According to this method, the temperature-sensitive shrink member is arranged on the outer peripheral surface of the optical fiber located at the place where the temperature should be detected. This temperature-sensitive contraction member has a shape memory alloy member whose characteristics change at a temperature above the upper limit or below the lower limit of the temperature to be detected. Then, due to the change in the characteristics of the shape memory alloy member, the temperature-sensitive shrink member acts to clamp the optical fiber, thereby causing transmission loss.

特開昭５９−２０３９３０号公報は、測温方法を開示す
る。この方法によれば、温度検知されるべき場所に位置
する光ファイバ上に測温部が配置される。この測温部
は、温度の変化に応じて作動する感温部材によって光フ
ァイバに対して温度の変化に応じた変形を与え得る構造
とされている。そして、光ファイバは、温度異常が生じ
たとき、感温部材の働きによってその伝送路の軌道が変
化し、それによって伝送損失を生じさせるようにしてい
る。Japanese Patent Laid-Open No. 59-203930 discloses a temperature measuring method. According to this method, the temperature measuring unit is arranged on the optical fiber located at the place where the temperature should be detected. The temperature measuring unit has a structure in which a temperature sensitive member that operates according to a change in temperature can deform the optical fiber according to a change in temperature. Further, in the optical fiber, when a temperature abnormality occurs, the trajectory of the transmission path changes due to the action of the temperature sensitive member, thereby causing the transmission loss.

発明が解決しようとする問題点 特開昭５８−１６３０９７号公報および特開昭５９−２
０３９３０号公報では、光ファイバの伝送路の軌道を変
化させることによって伝送損失を生じさせるようにして
いるが、実際上伝送路の軌道を変化させるだけでは伝送
損失の発生が少なく、そのため異常な温度変化をとらえ
ることが困難である。特開昭５９−２０３９３０号公報
では、局部的に光ファイバに変形を与えている点におい
て上記２つの公報に示された技術よりも優っていると思
われる。なぜなら、光ファイバを局部的に変形させれば
それだけ伝送損失が大きくなり、温度異常の検知が容易
となるからである。しかし、まだ解決されるべき問題点
を含んでいる。すなわち、光ファイバに変形を与え得る
感温収縮部材が、光ファイバの外周面を囲むようなＣ字
形状となっているので、既に布設された光ファイバ伝送
路に後から感温収縮部材を取付けることは事実上できな
い。そのため、任意の位置での温度異常の検知が困難で
あり、しかも後に測定されるべき箇所を増加することは
できない。Problems to be Solved by the Invention JP-A-58-163097 and JP-A-59-2
In Japanese Patent Publication No. 03930, the transmission loss is generated by changing the trajectory of the transmission path of the optical fiber. However, the transmission loss is less likely to occur only by actually changing the trajectory of the transmission path, and therefore the abnormal temperature is generated. It is difficult to catch change. Japanese Patent Laid-Open No. 59-203930 seems to be superior to the techniques disclosed in the above two publications in that the optical fiber is locally deformed. The reason for this is that if the optical fiber is locally deformed, the transmission loss increases, and it becomes easier to detect the temperature abnormality. However, it still contains some problems to be solved. That is, since the temperature-sensitive shrink member that can deform the optical fiber has a C-shape that surrounds the outer peripheral surface of the optical fiber, the temperature-sensitive shrink member is later attached to the already installed optical fiber transmission line. That is virtually impossible. Therefore, it is difficult to detect a temperature abnormality at an arbitrary position, and it is impossible to increase the number of places to be measured later.

それゆえに、この発明の目的は、大きな伝送損失を生じ
させることができ、しかも光ファイバ伝送路を布設した
後でも任意の位置に容易に設置することのできる温度検
知器を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a temperature detector which can cause a large transmission loss and can be easily installed at an arbitrary position even after the optical fiber transmission line is installed.

問題点を解決するための手段 この発明に従った温度検知器は、温度検知されるべき場
所に温度異常が生じたとき、そこを通る光ファイバに伝
送損失を生じさせることによって温度異常を検知するも
のであり、基台と、感温変位部材とを備える。Means for Solving the Problems A temperature detector according to the present invention detects a temperature abnormality by causing a transmission loss in an optical fiber passing therethrough when a temperature abnormality occurs at a place where temperature should be detected. It is provided with a base and a temperature sensitive displacement member.

基台は、温度検知されるべき場所で光ファイバの下に配
置される。感温変位部材は、基台上に位置する光ファイ
バ上を交差して線状に延び、その両端部が基台に固定さ
れる。The base is located below the optical fiber at the location where the temperature is to be sensed. The temperature-sensitive displacement member extends linearly across the optical fiber located on the base, and both ends thereof are fixed to the base.

感温変位部材は、所定の温度でその長さが収縮するよう
に形状記憶処理された形状記憶合金であり、その収縮に
よって光ファイバを局所的に基台に向けて圧縮変形す
る。The temperature-sensitive displacement member is a shape memory alloy that has undergone shape memory processing so that its length contracts at a predetermined temperature, and the contraction causes the optical fiber to locally compressively deform toward the base.

この発明に用いられる基台は、好ましくは、良好な熱伝
導性を有する材料から形成される。このようにすれば、
被温度検知物に基台を取付けたとき、被温度検知物の熱
は基台を介して感温変位部材に良好に伝達される。ま
た、この発明に用いられる光ファイバとしては、正確な
温度異常検知を達成するために、好ましくはマイクロベ
ンドの影響に対して鋭敏なロスを生じるものが選ばれ
る。The base used in this invention is preferably formed from a material having good thermal conductivity. If you do this,
When the base is attached to the temperature detected object, the heat of the temperature detected object is satisfactorily transferred to the temperature sensitive displacement member via the base. Further, as the optical fiber used in the present invention, in order to achieve accurate temperature abnormality detection, it is preferable to select an optical fiber which causes a sensitive loss to the influence of the microbend.

作用 光ファイバ上を線状に交差する形状記憶合金からなる感
温変位部材は、異常温度が発生したとき形状記憶効果に
よってその長さが収縮する。線状の感温変位部材はその
両端部が基台に固定されているので、長さの収縮は、即
座に、基台上の感温変位部材の最大高さ位置の減少とな
って現われる。したがって、線状の感温変位部材は、光
ファイバを局所的に基台に向けて圧縮変形する。この局
所的な圧縮変形による透過光のロスを測定しまたは反射
光の変化を測定することによって、温度異常が検知され
る。The length of the temperature-sensitive displacement member made of a shape memory alloy that intersects linearly on the optical fiber contracts due to the shape memory effect when an abnormal temperature occurs. Since both ends of the linear temperature-sensitive displacement member are fixed to the base, the contraction of the length immediately appears as a decrease in the maximum height position of the temperature-sensitive displacement member on the base. Therefore, the linear temperature-sensitive displacement member locally compresses and deforms the optical fiber toward the base. The temperature abnormality is detected by measuring the loss of transmitted light or the change of reflected light due to this local compression deformation.

実施例 実施例１ 第１Ａ図および第１Ｂ図に示す温度検知器を作った。な
お、第１Ｂ図は、第１Ａ図に示されているカバー１を取
り除いた図である。図示される温度検知器は、基台２と
感温変位部材３とを備えている。この基台２は、りん脱
酸銅より形成されている。１芯型の光ファイバ４は、基
台２上を通る。また、止め具５を介して光ファイバ４を
基台２上に固定した。基台２上に位置する光ファイバ４
の部分は、その被覆層を取り除き裸状にした。Examples Example 1 The temperature detector shown in Figures 1A and 1B was made. Note that FIG. 1B is a view in which the cover 1 shown in FIG. 1A is removed. The illustrated temperature detector includes a base 2 and a temperature sensitive displacement member 3. The base 2 is made of phosphorus deoxidized copper. The one-core type optical fiber 4 passes on the base 2. Further, the optical fiber 4 was fixed on the base 2 via the stopper 5. Optical fiber 4 located on the base 2
The coating layer was removed from the part (1) to leave it bare.

感温変位部３として、形状記憶合金線を用いた。具体的
には、直径０．８mmのＮｉ−４５％Ｔｉ合金線である。
この合金の逆変態温度は６０℃であった。そして、予め
直線状態に形状にして５００℃にて加熱処理し、その後
冷間にて断面積が１０％減少するように伸線加工した。
そして、これをその長さが３cmとなるように切断した。
この切断した合金線の両端には、加締加工によって端子
付けをした。そして、第１Ｂ図および第２図に示すよう
に、ボルト６を介して上述のように処理された感温変位
部材３の両端部を基台２に固定した。なお、図示するよ
うに、感温変位部材３は、光ファイバ４の裸にされた部
分に交差して延び、しかも弛まぬようにして固定されて
いる。光ファイバ４は、この感温変位部材３と基台２と
の間に挾まれる。A shape memory alloy wire was used as the temperature-sensitive displacement portion 3. Specifically, it is a Ni-45% Ti alloy wire having a diameter of 0.8 mm.
The reverse transformation temperature of this alloy was 60 ° C. Then, the material was formed into a linear shape in advance and heat-treated at 500 ° C., and then wire drawing was performed so as to reduce the cross-sectional area by 10% while cold.
Then, this was cut to have a length of 3 cm.
Terminals were attached to both ends of the cut alloy wire by caulking. Then, as shown in FIGS. 1B and 2, both ends of the temperature-sensitive displacement member 3 processed as described above were fixed to the base 2 via bolts 6. As shown in the figure, the temperature-sensitive displacement member 3 is fixed so as to extend across the exposed portion of the optical fiber 4 and not to be loosened. The optical fiber 4 is sandwiched between the temperature sensitive displacement member 3 and the base 2.

上述にように作った温度検知器を、第２図に示すよう
に、ボルト７を介して被温度検知物８上に取付けた。そ
して、被温度検知物８の温度が６０℃を越えた時点か
ら、感温変位部材３は第３図に示すように収縮し始め、
光ファイバ４を側圧するようになった。そしてこのとき
から、光ファイバ４の伝送損失が増加し始め、被温度検
知物８の温度が７０℃になると、その損失が１０dＢ以
上となり、温度異常が検知された。As shown in FIG. 2, the temperature detector manufactured as described above was mounted on the temperature-detected object 8 via the bolt 7. Then, when the temperature of the temperature sensing object 8 exceeds 60 ° C., the temperature sensitive displacement member 3 begins to contract as shown in FIG.
The optical fiber 4 is laterally pressured. Then, from this time, the transmission loss of the optical fiber 4 started to increase, and when the temperature of the temperature detection object 8 reached 70 ° C., the loss became 10 dB or more, and the temperature abnormality was detected.

実施例２ 第４図に示す温度検知器を作った。光ファイバ９として
は、２芯型のものを用いた。そして、基台１０上に位置
する光ファイバ９の部分は、その被覆層を取り除いて裸
状にした。感温変位部材１１は形状記憶合金からなり、
上記裸状となった光ファイバ９の部分に交差して延びる
ように取付けられている。この温度検知器を用いて実施
例１と同様のテストを行なったところ、温度上昇を伝送
損失として敏感に検知した。Example 2 A temperature detector shown in FIG. 4 was produced. As the optical fiber 9, a two-core type was used. Then, the coating layer of the portion of the optical fiber 9 located on the base 10 was removed to make it bare. The temperature-sensitive displacement member 11 is made of a shape memory alloy,
It is attached so as to extend across the portion of the bare optical fiber 9. When the same test as in Example 1 was conducted using this temperature detector, the temperature rise was sensitively detected as a transmission loss.

発明の効果 以上のように、この発明によれば、異常温度が発生した
とき線状の感温変位部材は形状記憶効果によりその長さ
が収縮し、それに応じて光ファイバを基台に向けて局所
的に圧縮変形し、それによって光ファイバに伝送損失が
生じて温度異常が検知されるものであるので、長い区間
にわたって多点での温度異常検出が必要とされる場合で
あっても、従来のように熱電対用の太い配線束を必要と
することなく、コンパクトな光ファイバケーブルを配線
するだけでよい。さらに、光ファイバを用いて温度異常
を検知するものであるので、途中で雑音を拾ったりする
ことがなく誤信号の発生を極力減ずることができる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, the length of the linear temperature-sensitive displacement member shrinks due to the shape memory effect when an abnormal temperature occurs, and accordingly the optical fiber is directed toward the base. Even if the temperature abnormality detection is required at multiple points over a long section, it is possible to detect the temperature abnormality by locally compressing and deforming and thereby causing a transmission loss in the optical fiber. It is only necessary to wire a compact optical fiber cable without the need for a thick wire bundle for thermocouples. Further, since the temperature abnormality is detected by using the optical fiber, it is possible to minimize generation of an erroneous signal without picking up noise on the way.

また、特開昭５８−１６３０９７号公報および特開昭５
９−２０３９３０号公報に開示されたものと異なり、光
ファイバを局部的に変形させるものであるので、すなわ
ち光ファイバの断面形状を変形させるものであるので、
光ファイバの伝送損失がかなり大きくなり、温度異常の
検知が確実になされ得る。Further, JP-A-58-163097 and JP-A-5-16097
Unlike the one disclosed in Japanese Patent Publication No. 9-203930, since the optical fiber is locally deformed, that is, the cross-sectional shape of the optical fiber is deformed,
The transmission loss of the optical fiber becomes considerably large, and the temperature abnormality can be reliably detected.

また、特開昭５９−２０３９２９号公報に開示されたも
のと異なり、線状の感温変位部材を光ファイバ状に交差
するように配置し、この感温変位部材の両端部を基台に
固定するものであるので、光ファイバ伝送路を布設した
後でも任意の位置に温度検知器を容易に設置することが
できる。また、特開昭５９−２０３９２９号公報に示さ
れたものでは、光ファイバの外面全体を締付けるように
構成されているが、この発明では、光ファイバ上を交差
する線状の感温変位部材によって光ファイバの直径方向
を圧縮変形させるものであるので、光ファイバの変形が
特開昭５９−２０３９２９号公報に開示されたものと比
較してかなり大きくなる。Also, unlike the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-203929, linear temperature-sensitive displacement members are arranged so as to intersect with each other in an optical fiber shape, and both ends of the temperature-sensitive displacement member are fixed to a base. Therefore, even after the optical fiber transmission line is laid, the temperature detector can be easily installed at an arbitrary position. Further, in the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-203929, the entire outer surface of the optical fiber is clamped. However, in the present invention, a linear temperature sensitive displacement member intersecting on the optical fiber is used. Since the optical fiber is compressed and deformed in the diametrical direction, the deformation of the optical fiber becomes considerably larger than that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-203929.

上述のような効果を奏するこの発明に従った温度検知器
は、多点の温度異常検知、炉壁や化学プラントパイプの
異常発熱の検知、炭鉱などのトンネル内の温度異常の検
知冷却液化ガス管などの漏れによる温度異常の検知、地
下壕等の通信網の電線束の長距離にわたる温度管理、送
配電線の落雷検知などに広く適用されることができる。A temperature detector according to the present invention which has the above-described effects is a multi-point temperature abnormality detection, detection of abnormal heat generation of a furnace wall or a chemical plant pipe, detection of temperature abnormality in a tunnel such as a coal mine Cooling liquefied gas pipe It can be widely applied to detection of temperature anomalies due to leaks, etc., temperature management of long distances of wire bundles of communication networks such as underground moats, and lightning strike detection of transmission and distribution lines.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１Ａ図は、この発明の第１の実施例を示す平面図であ
る。第１Ｂ図は、第１Ａ図に示されている温度検知器か
らカバー１を取り除いて示した図である。第２図および
第３図は、第１Ｂ図の線II−IIに沿って見た図であり、
第２図は温度異常のないときの状態であり、第３図は温
度異常が生じたときの状態である。 第４図は、この発明の第２の実施例を示す平面図であ
る。 図において、２は基台、３は感温変位部材、４は光ファ
イバ、９は光ファイバ、１０は基台、１１は感温変位部
材を示す。FIG. 1A is a plan view showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1B shows the temperature detector shown in FIG. 1A with the cover 1 removed. 2 and 3 are views taken along line II-II in FIG. 1B,
FIG. 2 shows the state when there is no temperature abnormality, and FIG. 3 shows the state when the temperature abnormality occurs. FIG. 4 is a plan view showing a second embodiment of the present invention. In the figure, 2 is a base, 3 is a temperature sensitive displacement member, 4 is an optical fiber, 9 is an optical fiber, 10 is a base, and 11 is a temperature sensitive displacement member.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−203929（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−21834（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−24043（ＪＰ，Ｕ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-59-203929 (JP, A) Actually opened 58-21834 (JP, U) Actually opened 58-24043 (JP, U)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】温度検知されるべき場所に温度異常が生じ
たとき、そこを通る光ファイバに伝送損失を生じさせる
ことによって温度異常を検知するようにされた温度検知
器であって、 温度検知されるべき場所で前記光ファイバの下に配置さ
れた基台と、 前記基台上に位置する前記光ファイバ上を交差して線状
に延び、その両端部が前記基台に固定された感温変位部
材と、を備え、 前記感温変位部材は、所定の温度でその長さが収縮する
ように形状記憶処理された形状記憶合金であり、その収
縮によって前記光ファイバを局所的に前記基台に向けて
圧縮変形する、温度検知器。1. A temperature detector configured to detect a temperature abnormality by causing a transmission loss in an optical fiber passing therethrough when the temperature abnormality occurs at a place where the temperature is to be detected. A base placed under the optical fiber at a place to be extended and a linear shape crossing over the optical fiber positioned on the base, and both ends thereof being fixed to the base. A temperature displacing member, wherein the temperature sensitive displacing member is a shape memory alloy that has undergone shape memory processing so that the length thereof contracts at a predetermined temperature, and the contraction causes the optical fiber to locally expand the base material. A temperature detector that compresses and deforms toward the table. 【請求項２】前記基台は、良好な熱伝導性を有する材料
から形成されている、特許請求の範囲第１項に記載の温
度検知器。2. The temperature detector according to claim 1, wherein the base is made of a material having good thermal conductivity.