JP3115163B2 - Temperature distribution detector - Google Patents

Temperature distribution detector

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JP3115163B2
JP3115163B2 JP05198276A JP19827693A JP3115163B2 JP 3115163 B2 JP3115163 B2 JP 3115163B2 JP 05198276 A JP05198276 A JP 05198276A JP 19827693 A JP19827693 A JP 19827693A JP 3115163 B2 JP3115163 B2 JP 3115163B2
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ内の後方散
乱光を用いて、光ファイバプローブの長手方向に沿った
温度分布を測定する温度分布検出装置に係わり、特に光
ファイバにおける光路長と光ファイバプローブ上の位置
とを対応させて温度分布の検出精度を向上し得る温度分
布検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature distribution detecting device for measuring a temperature distribution along a longitudinal direction of an optical fiber probe by using backscattered light in an optical fiber. The present invention relates to a temperature distribution detecting device capable of improving the temperature distribution detection accuracy by associating the position with an optical fiber probe.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光応用センシングの分野では、長
手方向の温度を測定する装置として、光ファイバ内に光
パルスを入射してこの光パルスによる後方散乱光を検出
することにより、光ファイバプローブの長手方向に沿っ
た温度分布を検出する温度分布検出装置が広く用いられ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of optical applied sensing, an optical fiber probe has been used as a device for measuring the temperature in the longitudinal direction by inputting an optical pulse into an optical fiber and detecting backscattered light due to the optical pulse. A temperature distribution detecting device that detects a temperature distribution along a longitudinal direction of the device is widely used.

【0003】図6はこの種の温度分布検出装置の構成を
示すブロック図である。この温度分布検出装置では、パ
ルス光信号を発生するパルス光発生装置1がこのパルス
光信号を方向性結合器2を通して光ファイバプローブ3
に入射端から入射させている。光ファイバプローブ3は
余長をもたせた光ファイバ4を内部に有し、光ファイバ
4内を進行するパルス光信号が光ファイバ4内の各位置
で後方散乱光を発生させる。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of this type of temperature distribution detecting device. In this temperature distribution detecting device, a pulse light generating device 1 for generating a pulse light signal transmits the pulse light signal through a directional coupler 2 to an optical fiber probe 3.
From the incident end. The optical fiber probe 3 has an optical fiber 4 with an extra length inside, and a pulsed optical signal traveling in the optical fiber 4 generates backscattered light at each position in the optical fiber 4.

【0004】ここで、後方散乱光は、光子と物質の分子
振動の光学モードとの相互作用により生じるラマン散乱
により発生し、光ファイバ4内を進行するパルス光信号
とは波長の異なる2種類の光からなっている。これら2
種類の光は、散乱強度が温度に依存するアンチストーク
ス光と、散乱強度が温度にあまり依存しないストークス
光である。
[0004] Here, the backscattered light is generated by Raman scattering caused by the interaction between photons and the optical mode of molecular vibration of a substance, and has two different wavelengths from the pulse light signal traveling in the optical fiber 4. It consists of light. These two
The types of light are anti-Stokes light whose scattering intensity depends on temperature and Stokes light whose scattering intensity does not depend much on temperature.

【0005】このような後方散乱光は方向性結合器2を
通って光フィルタ5に入射され、光フィルタ5は後方散
乱光からアンチストークス光とストークス光を分離しな
がら第1及び第2の光信号検出装置6,7に個別に通過
させる。
[0005] Such backscattered light is incident on the optical filter 5 through the directional coupler 2, and the optical filter 5 separates the anti-Stokes light and the Stokes light from the backscattered light while the first and second lights are separated. The signal passes through the signal detection devices 6 and 7 individually.

【0006】第1の光信号検出装置6はアンチストーク
ス光を検出して第1の強度信号を温度変換装置8に送出
し、第2の光信号検出装置7はストークス光を検出して
第2の強度信号を温度変換装置8に送出する。なお、パ
ルス光発生装置1、方向性結合器2、光フィルタ5、第
1の光信号検出装置6、第2の光信号検出装置7及び温
度算出装置は温度分布測定装置9を構成している。
[0006] The first optical signal detector 6 detects the anti-Stokes light and sends out a first intensity signal to the temperature converter 8, and the second optical signal detector 7 detects the Stokes light and outputs the second intensity signal. Is transmitted to the temperature converter 8. The pulse light generating device 1, the directional coupler 2, the optical filter 5, the first optical signal detecting device 6, the second optical signal detecting device 7, and the temperature calculating device constitute a temperature distribution measuring device 9. .

【0007】温度変換装置8は、第1及び第2の強度信
号からアンチストークス光とストークス光の強度比を求
め、且つこの強度比の関数によって、後方散乱光毎に温
度を測定する。
The temperature converter 8 calculates the intensity ratio between the anti-Stokes light and the Stokes light from the first and second intensity signals, and measures the temperature for each backscattered light using a function of the intensity ratio.

【0008】一方、光パルス発生装置1から散乱光の発
生位置までの距離は、一般にOTDR(Optical Time D
omain Reflectometry )と呼ばれる技術により測定され
る。このOTDRは、光ファイバ4内の光束を一定と仮
定した際に、光パルス発生装置1から後方散乱光の発生
位置までの光路長が、光パルス信号の発生から後方散乱
光の検出までの時間に比例することからその光路長を測
定可能とするものである。
On the other hand, the distance from the optical pulse generator 1 to the position where the scattered light is generated is generally OTDR (Optical Time D).
omain Reflectometry). The OTDR is such that, assuming that the light flux in the optical fiber 4 is constant, the optical path length from the optical pulse generator 1 to the position where the backscattered light is generated is the time from the generation of the optical pulse signal to the detection of the backscattered light. Is proportional to the optical path length, so that the optical path length can be measured.

【0009】よって、温度変換装置8は、アンチストー
クス光及びストークス光の第1及び第2の強度信号の受
信時間に基づいて、後方散乱光を光ファイバプローブ3
内の位置に変換し、且つ前述したように温度を算出する
ことにより、光ファイバプローブ3の長手方向に沿った
温度分布を測定している。
Therefore, the temperature conversion device 8 converts the backscattered light into the optical fiber probe 3 based on the reception time of the anti-Stokes light and the first and second intensity signals of the Stokes light.
The temperature distribution along the longitudinal direction of the optical fiber probe 3 is measured by converting the temperature to a position within the range and calculating the temperature as described above.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな温度分布検出装置では、光ファイバプローブ3内の
光ファイバ4に予め余長をもたせて多少弛んだ状態とし
ていることにより、OTDRにより検出される光ファイ
バ4内の光路長が光ファイバプローブ3の長さと異なる
ので、光ファイバプローブ4上の測定位置を正確に求め
ることが困難であるという問題がある。
However, in the above-described temperature distribution detecting apparatus, the optical fiber 4 in the optical fiber probe 3 is given a spare length in advance and is slightly slackened, so that it is detected by the OTDR. Since the optical path length in the optical fiber 4 is different from the length of the optical fiber probe 3, there is a problem that it is difficult to accurately determine the measurement position on the optical fiber probe 4.

【0011】一方、この問題を解決する観点から光ファ
イバ4の余長をなくそうとしても、非常に細く作られて
いる光ファイバ4が被覆の熱膨張及び熱収縮によって容
易に破損してしまうため、余長をなくすことは困難であ
る。
On the other hand, from the viewpoint of solving this problem, even if the extra length of the optical fiber 4 is eliminated, the very thin optical fiber 4 is easily damaged by thermal expansion and contraction of the coating. It is difficult to eliminate the extra length.

【0012】また、光ファイバ4は、内部の光速度が温
度に依存することから、光路中に高温箇所と常温箇所と
が混在すると、光路長に見かけ上の誤差を生じる問題が
ある。
Further, since the speed of light inside the optical fiber 4 depends on the temperature, there is a problem that if a high-temperature portion and a normal-temperature portion coexist in the optical path, an apparent error occurs in the optical path length.

【0013】この誤差は光ファイバ4の材質に依存し、
通常、通信用光ファイバでの光路長変化が1℃あたり1
-5程度となっている。例えば光ファイバの温度が10
0℃変化すると、1000m先で約1mの誤差となる。
このため、特に高温測定のときや測定対象の温度が大き
く変化したときは、無視できない光路長誤差が生じる。
This error depends on the material of the optical fiber 4,
Normally, the optical path length change in the communication optical fiber is 1
It is about 0 -5 . For example, if the temperature of the optical fiber is 10
If the temperature changes by 0 ° C., an error of about 1 m occurs 1000 m ahead.
For this reason, an optical path length error that cannot be ignored occurs particularly at the time of high-temperature measurement or when the temperature of the measurement target greatly changes.

【0014】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、余長をもった光ファイバ内の温度分布を光ファイバ
プローブ上における温度分布へ正確に対応させ、温度分
布の測定精度を向上し得る温度分布検出装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has been made to accurately correspond a temperature distribution in an optical fiber having an extra length to a temperature distribution on an optical fiber probe, thereby improving measurement accuracy of the temperature distribution. It is an object of the present invention to provide an apparatus for detecting a temperature distribution.

【0015】また、本発明の他の目的は、光ファイバ内
の光速度が温度に依存することにより生じる光路長誤差
を補償し、高温測定時における温度分布を正確に検出し
得る温度分布検出装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a temperature distribution detecting device capable of compensating for an optical path length error caused by the speed of light in an optical fiber depending on temperature and accurately detecting a temperature distribution at the time of measuring a high temperature. Is to provide.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1に対応する発明
は、余長をもたせた光ファイバを内部に有する光ファイ
バプローブにその入射端から光パルス信号を入射し、前
記光ファイバ内を伝わる前記光パルス信号による後方散
乱光を検出して所定の演算を行い、前記光ファイバプロ
ーブの長手方向に沿った温度分布を測定する温度分布検
出装置において、前記光ファイバプローブの長手方向の
全長データが記憶された全長データ記憶手段と、前記光
ファイバの終端により前記光パルス信号が散乱される
と、当該光パルス信号に基づいて、前記光ファイバの入
射端から終端までの長手方向に沿った光路長を計測する
光路長計測手段と、この光路長計測手段により計測され
た光路長及び前記全長データ記憶手段により記憶された
全長データに基づいて、前記光路長を当該全長データに
対応させて圧縮するように補正演算する光路長補正手段
と、この光路長補正手段による演算結果に基づいて、前
記光ファイバプローブの長手方向に沿った温度分布を算
出する温度分布算出手段とを備えた温度分布検出装置で
ある。
According to a first aspect of the present invention, an optical pulse signal is incident from an incident end to an optical fiber probe having an optical fiber having an extra length therein and transmitted through the optical fiber. In a temperature distribution detecting device that detects a backscattered light by the optical pulse signal and performs a predetermined calculation to measure a temperature distribution along a longitudinal direction of the optical fiber probe, a total length data in a longitudinal direction of the optical fiber probe is When the optical pulse signal is scattered by the end of the optical fiber, the optical path length along the longitudinal direction from the incident end to the end of the optical fiber is determined based on the optical pulse signal. An optical path length measuring means for measuring the optical path length measured by the optical path length measuring means and the total length data stored by the full length data storage means. An optical path length correction unit that performs a correction operation to compress the optical path length in accordance with the full length data, and a temperature distribution along a longitudinal direction of the optical fiber probe based on a calculation result by the optical path length correction unit. The temperature distribution detecting device includes a temperature distribution calculating means for calculating.

【0017】また、請求項2に対応する発明は、余長を
もたせた光ファイバを内部に有する光ファイバプローブ
にその入射端から光パルス信号を入射し、前記光ファイ
バ内を伝わる前記光パルス信号による後方散乱光を検出
して所定の演算を行い、前記光ファイバプローブの長手
方向に沿った温度分布を測定する温度分布検出装置にお
いて、複数のマーカが付された前記光ファイバプローブ
と、前記光ファイバプローブ上のマーカ毎に当該マーカ
位置における前記光ファイバの光路長データが記憶され
たマーカ光路長記憶手段と、前記マーカ光路長記憶手段
により記憶された光路長データに基づいて、前記各マー
カ位置に対応した温度分布を算出するマーカ温度分布算
出手段とを備えた温度分布検出装置である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical fiber probe having an optical fiber having an extra length therein, the optical pulse signal being incident from an incident end of the optical fiber probe, and transmitted through the optical fiber. In a temperature distribution detection device that detects a backscattered light by performing a predetermined calculation and measures a temperature distribution along a longitudinal direction of the optical fiber probe, the optical fiber probe provided with a plurality of markers, A marker optical path length storage unit in which optical path length data of the optical fiber at the marker position is stored for each marker on the fiber probe; and the respective marker positions based on the optical path length data stored by the marker optical path length storage unit. And a marker temperature distribution calculating means for calculating a temperature distribution corresponding to the temperature distribution.

【0018】さらに、請求項3に対応する発明は、余長
をもたせた光ファイバを内部に有する光ファイバプロー
ブにその入射端から光パルス信号を入射し、前記光ファ
イバ内を伝わる前記光パルス信号による後方散乱光を検
出して所定の演算を行い、前記光ファイバプローブの長
手方向に沿った温度分布を測定する温度分布検出装置に
おいて、前記光ファイバ内における光速度の温度依存情
報が記憶された光速/温度情報記憶手段と、この光速/
温度情報記憶手段により記憶された温度依存情報に基づ
いて、前記光ファイバの光路長を補正し、当該補正した
光路長に対応するように前記光ファイバプローブの長手
方向に沿って温度分布を較正する温度分布較正手段とを
備えた温度分布検出装置である。
Further, according to a third aspect of the present invention, there is provided an optical fiber probe having an optical fiber having an extra length therein, the optical pulse signal being incident from an incident end of the optical fiber probe, and transmitted through the optical fiber. In the temperature distribution detection device that detects the backscattered light by performing a predetermined calculation and measures the temperature distribution along the longitudinal direction of the optical fiber probe, temperature-dependent information of the light velocity in the optical fiber is stored. Light speed / temperature information storage means;
The optical path length of the optical fiber is corrected based on the temperature-dependent information stored by the temperature information storage unit, and the temperature distribution is calibrated along the longitudinal direction of the optical fiber probe so as to correspond to the corrected optical path length. It is a temperature distribution detecting device provided with temperature distribution calibrating means.

【0019】[0019]

【作用】従って、請求項1に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、全長データ記憶手段では光
ファイバプローブの長手方向の全長データが記憶され、
光路長計測手段では、光ファイバの終端により光パルス
信号が散乱されると、当該光パルス信号に基づいて光フ
ァイバの入射端から終端までの長手方向に沿った光路長
を計測し、光路長補正手段では、この光路長計測手段に
より計測された光路長及び全長データ記憶手段により記
憶された全長データに基づいて、光路長を当該全長デー
タに対応させて圧縮するように補正演算し、温度分布算
出手段では、この光路長補正手段による演算結果に基づ
いて、光ファイバプローブの長手方向に沿った温度分布
を算出するので、余長をもった光ファイバ内の温度分布
を光ファイバプローブ上における温度分布へ正確に対応
させ、温度分布の測定精度を向上することができる。
Therefore, in the invention corresponding to claim 1, by taking the above means, the full length data storage means stores the full length data in the longitudinal direction of the optical fiber probe.
When the optical pulse signal is scattered by the end of the optical fiber, the optical path length measuring means measures the optical path length along the longitudinal direction from the incident end to the end of the optical fiber based on the optical pulse signal, and corrects the optical path length. The means corrects the optical path length based on the optical path length measured by the optical path length measuring means and the full length data stored by the full length data storage means so as to compress the optical path length in correspondence with the full length data, and calculates the temperature distribution. In the means, the temperature distribution along the longitudinal direction of the optical fiber probe is calculated based on the calculation result by the optical path length correcting means, so that the temperature distribution in the optical fiber having the extra length is calculated as the temperature distribution on the optical fiber probe. And the accuracy of measuring the temperature distribution can be improved.

【0020】また、請求項2に対応する発明は、予め光
ファイバプローブに複数のマーカを付し、マーカ光路長
記憶手段では光ファイバプローブ上のマーカ毎に当該マ
ーカ位置における光ファイバの光路長データが記憶さ
れ、マーカ温度分布算出手段ではマーカ光路長記憶手段
により記憶された光路長データに基づいて、各マーカ位
置に対応した温度分布を算出するので、請求項1の作用
に加え、一層温度分布の測定精度を向上することができ
る。
According to a second aspect of the present invention, a plurality of markers are previously attached to the optical fiber probe, and the marker optical path length storage means stores, for each marker on the optical fiber probe, the optical path length data of the optical fiber at the marker position. Is stored, and the marker temperature distribution calculating means calculates the temperature distribution corresponding to each marker position based on the optical path length data stored by the marker optical path length storing means. Measurement accuracy can be improved.

【0021】さらに、請求項3に対応する発明は、光フ
ァイバ内における光速度の温度依存情報が記憶された光
速/温度情報記憶手段を設け、温度分布較正手段が、こ
の光速/温度情報記憶手段により記憶された温度依存情
報に基づいて光ファイバの光路長を補正し、当該補正し
た光路長に対応するように光ファイバプローブの長手方
向に沿って温度分布を較正するので、光ファイバ内の光
速度が温度に依存することにより生じる光路長誤差を補
償し、高温測定時における温度分布を正確に検出するこ
とができる。
Further, according to a third aspect of the present invention, there is provided a light speed / temperature information storage means for storing temperature dependency information of a light speed in an optical fiber, and the temperature distribution calibrating means comprises the light speed / temperature information storage means. The optical path length of the optical fiber is corrected based on the temperature-dependent information stored in the optical fiber probe, and the temperature distribution is calibrated along the longitudinal direction of the optical fiber probe so as to correspond to the corrected optical path length. The optical path length error caused by the speed depending on the temperature can be compensated, and the temperature distribution at the time of measuring the high temperature can be accurately detected.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る温度分
布検出装置の構成を示す図であり、図6と同一部分につ
いては同一符号を付してその詳しい説明は省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a temperature distribution detecting apparatus according to a first embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Only mentioned.

【0023】すなわち、本実施例装置では、光ファイバ
4内の温度分布データを光ファイバプローブ3上の温度
分布データに対応させるようにしたものであって、具体
的には、温度変換装置8に対し、全長データ記憶部1
1、光路長計測部12、光路長補正部13及び温度分布
算出部14からなる距離変換装置15を付加した構成と
なっている。
That is, in the apparatus of this embodiment, the temperature distribution data in the optical fiber 4 is made to correspond to the temperature distribution data on the optical fiber probe 3. On the other hand, full length data storage unit 1
1, a distance conversion device 15 including an optical path length measurement unit 12, an optical path length correction unit 13, and a temperature distribution calculation unit 14 is added.

【0024】ここで、全長データ記憶部11は、光ファ
イバプローブ3の長手方向の全長を示す全長データが記
憶されたものである。光路長計測部12は光ファイバの
終端における光パルス信号の散乱が検出されると、当該
光パルス信号に基づいて、光ファイバの入射端から終端
までの長手方向に沿った光路長を計測して光路長補正部
13に送出するものである。
Here, the full length data storage section 11 stores full length data indicating the total length of the optical fiber probe 3 in the longitudinal direction. When the scattering of the optical pulse signal at the end of the optical fiber is detected, the optical path length measuring unit 12 measures the optical path length along the longitudinal direction from the incident end to the end of the optical fiber based on the optical pulse signal. This is sent to the optical path length correction unit 13.

【0025】光路長補正部13は、この光路長計測部1
2により計測された光路長及び全長データ記憶部11に
より記憶された全長データに基づいて、光路長を当該全
長データに対応させて圧縮するように補正演算し、該演
算結果を温度分布算出部14に送出するものである。
The optical path length correction section 13 is provided with the optical path length measurement section 1.
Based on the optical path length measured in Step 2 and the full length data stored in the full length data storage unit 11, a correction operation is performed so that the optical path length is compressed in correspondence with the full length data, and the calculation result is converted into a temperature distribution calculation unit 14 To be sent.

【0026】温度分布算出部14は、この光路長補正部
13による演算結果に基づいて、光ファイバプローブ3
の長手方向に沿った温度分布を算出して出力するもので
ある。
The temperature distribution calculator 14 calculates the optical fiber probe 3 based on the calculation result of the optical path length corrector 13.
Is calculated and output.

【0027】次に、このように構成された温度分布検出
装置の動作を説明する。まず、光ファイバプローブ3
は、測定者によって全長が測定され、しかる後、測定対
象に付設される。また、この全長を示す全長データは図
示しない入力部により全長データ記憶部11に記憶され
る。
Next, the operation of the temperature distribution detecting device thus configured will be described. First, the optical fiber probe 3
Is measured by the measurer and then attached to the object to be measured. The full length data indicating the total length is stored in the full length data storage unit 11 by an input unit (not shown).

【0028】続いて、本実施例装置は、前述した通り、
光パルス信号を光ファイバ4に入射して光ファイバ4内
で発生する後方散乱光により、光路に沿った温度分布を
従来と同様に測定する。
Subsequently, as described above, the apparatus of the present embodiment
The temperature distribution along the optical path is measured in the same manner as in the related art by the backscattered light generated in the optical fiber 4 by inputting the optical pulse signal into the optical fiber 4.

【0029】次に、光路長計測部12は光ファイバ4内
の散乱光強度に基づいて光ファイバ4の始端から終端位
置までの光路長を求める。ここで、図2に示すように光
ファイバ4の終端位置においては光パルス信号が散乱さ
れるために強い散乱光強度が検出され、光ファイバ4の
終端位置より遠方位置においては光パルス信号が伝搬せ
ずに後方散乱光が検出されない。よって、終端位置は容
易に判別可能であり、光路長計測部12はこのような散
乱光強度に基づいて光ファイバ4の終端位置までの光路
長を算出し、算出結果としての光路長データを光路長補
正部13に送出している。
Next, the optical path length measuring unit 12 obtains the optical path length from the start end to the end position of the optical fiber 4 based on the scattered light intensity in the optical fiber 4. Here, as shown in FIG. 2, the intensity of the scattered light is detected because the optical pulse signal is scattered at the end position of the optical fiber 4, and the optical pulse signal propagates at a position farther from the end position of the optical fiber 4. No backscattered light is detected. Therefore, the terminal position can be easily determined, and the optical path length measurement unit 12 calculates the optical path length up to the terminal position of the optical fiber 4 based on the scattered light intensity, and outputs the optical path length data as the calculation result. It is sent to the length correction unit 13.

【0030】光路長補正部13は、光路長データを受け
ると、全長データ記憶部11から全長データを読出し、
光路長データと全長データとを比較する。前述した通
り、光ファイバ4は光ファイバプローブ3内で余長をも
っているため、光路長データの方が全長データよりも長
くなる。そこで、光路長補正部13は、光ファイバ4終
端までの光路長データ及び全長データに基づいて次の変
換を行う。
Upon receiving the optical path length data, the optical path length correction section 13 reads out the full length data from the full length data storage section 11, and
The optical path length data and the full length data are compared. As described above, since the optical fiber 4 has an extra length in the optical fiber probe 3, the optical path length data is longer than the full length data. Thus, the optical path length correction unit 13 performs the following conversion based on the optical path length data up to the end of the optical fiber 4 and the total length data.

【0031】光ファイバ4の始端では光路長及び全長が
共に零で一致し、終端では光路長データ及び全長データ
が余長の分だけ異なる。従って、光ファイバ4の余長が
光ファイバプローブ3全体にわたって均一に分布すると
して、光ファイバ4内における始端と終端の各測定デー
タを光ファイバプローブ3上の始端と終端の各測定デー
タに変換し、始端と終端の中間点における光路長に基づ
いて、この光路長に対応する光ファイバプローブ3上の
測定位置を補正計算する。
At the beginning of the optical fiber 4, both the optical path length and the total length are zero and coincide, and at the end, the optical path length data and the full length data differ by the extra length. Therefore, assuming that the surplus length of the optical fiber 4 is uniformly distributed over the entire optical fiber probe 3, the measurement data at the start and end in the optical fiber 4 is converted into the measurement data at the start and end on the optical fiber probe 3. Based on the optical path length at the intermediate point between the start and end points, the measurement position on the optical fiber probe 3 corresponding to this optical path length is corrected and calculated.

【0032】すなわち、光路長データC(m)、全長デ
ータL(m)の光ファイバプローブ3があるとき、始端
から光路上C1 (m)に対応する光ファイバプローブ3
上の測定位置x(m)は次の(1)式で求められる。
That is, when there is the optical fiber probe 3 having the optical path length data C (m) and the total length data L (m), the optical fiber probe 3 corresponding to C1 (m) on the optical path from the start end.
The upper measurement position x (m) is obtained by the following equation (1).

【0033】C:L=C1 :x より、 x=C1 ・L/C …(1) よって、温度分布算出部14は、光路上の温度分布を光
ファイバプローブ3上の温度分布に変換するため、光路
長C1 ,C2 ,…,Cn に夫々(全長データL/光路長
データC)を乗算することにより、光ファイバ4内の光
路長C1 ,C2,…,Cn に対応する温度データを光フ
ァイバプローブ上の測定位置x1 ,x2,…,xn に対
応する温度データに変換する。
From C: L = C 1: x, x = C 1 · L / C (1) Therefore, the temperature distribution calculating unit 14 converts the temperature distribution on the optical path into the temperature distribution on the optical fiber probe 3. , Cn are multiplied by (full length data L / optical path length data C), respectively, so that the temperature data corresponding to the optical path lengths C1, C2,. It is converted into temperature data corresponding to the measurement positions x1, x2,..., Xn on the probe.

【0034】例えば光路長データ1010(m)、全長
データ1000(m)であって、光路上505(m)に
対応する光ファイバプローブ上の測定位置xは次の
(2)式のようになる。
For example, the measurement position x on the optical fiber probe corresponding to the optical path length data 1010 (m) and the total length data 1000 (m) and corresponding to 505 (m) on the optical path is expressed by the following equation (2). .

【0035】 x=505×1000/1010 …(2) =500(m) 次に、温度分布算出部14は、光路上505(m)にお
ける温度データ20℃を光ファイバプローブ3上の測定
位置xにおける温度データ20℃に変換する。
X = 505 × 1000/1010 (2) = 500 (m) Next, the temperature distribution calculation unit 14 calculates the temperature data 20 ° C. on the optical path 505 (m) from the measurement position x on the optical fiber probe 3. To 20 ° C.

【0036】以下、同様に温度分布算出部14は、光フ
ァイバプローブ4の長手方向に沿った温度分布を算出す
る。上述したように第1の実施例によれば、全長データ
記憶部11により光ファイバプローブ3の長手方向の全
長データが記憶され、光路長計測部12により、光ファ
イバプローブ3の終端で光パルス信号が反射されると当
該光パルス信号に基づいて光ファイバプローブ3の入射
端から終端までの光ファイバ4の長手方向に沿った光路
長を計測し、光路長補正部13により、この光路長計測
部12により計測された光路長及び全長データ記憶部1
1により記憶された全長データに基づいて光路長を当該
全長データに対応させて圧縮するように補正演算し、温
度分布算出部14により、この光路長補正部13による
演算結果に基づいて光ファイバプローブ3の長手方向に
沿った温度分布を算出するので、余長をもった光ファイ
バ4内の温度分布を光ファイバプローブ3上における温
度分布へ正確に対応させ、温度分布の測定精度を向上す
ることができる。
Hereinafter, similarly, the temperature distribution calculating section 14 calculates the temperature distribution along the longitudinal direction of the optical fiber probe 4. As described above, according to the first embodiment, the entire length data in the longitudinal direction of the optical fiber probe 3 is stored in the entire length data storage unit 11, and the optical pulse signal at the end of the optical fiber probe 3 is stored in the optical path length measurement unit 12. Is reflected, the optical path length along the longitudinal direction of the optical fiber 4 from the incident end to the end of the optical fiber probe 3 is measured based on the optical pulse signal, and the optical path length correction unit 13 Optical path length and total length data storage unit 1 measured by 12
1, the optical path length is corrected so as to be compressed so as to correspond to the full length data, and the temperature distribution calculating section 14 calculates the optical fiber probe based on the calculation result by the optical path length correcting section 13. Since the temperature distribution along the longitudinal direction of the optical fiber 3 is calculated, the temperature distribution in the optical fiber 4 having the extra length accurately corresponds to the temperature distribution on the optical fiber probe 3, thereby improving the accuracy of measuring the temperature distribution. Can be.

【0037】次に、本発明の第2の実施例に係る温度分
布検出装置について説明する。図3はこの温度分布検出
装置の構成を示すブロック図であり、図6と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。
Next, a temperature distribution detecting device according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of this temperature distribution detecting device. The same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Only different parts will be described here.

【0038】すなわち、本実施例装置は、光ファイバ4
の余長が光ファイバプローブ3の全体にわたって均一に
分布しない場合でも、光ファイバ4内の温度分布データ
を光ファイバプローブ3上の温度分布データに対応させ
るようにしたものであって、具体的には、光ファイバプ
ローブ3に複数の識別マーカ3aを付し、且つ温度変換
装置8に対し、マーカ光路長記憶部21及びマーカ温度
分布算出部22からなる距離変換部23を付加した構成
である。
That is, the apparatus according to the present embodiment employs the optical fiber 4
Even if the surplus length is not uniformly distributed over the entire optical fiber probe 3, the temperature distribution data in the optical fiber 4 is made to correspond to the temperature distribution data on the optical fiber probe 3, and specifically, Has a configuration in which a plurality of identification markers 3 a are attached to the optical fiber probe 3, and a distance conversion unit 23 including a marker optical path length storage unit 21 and a marker temperature distribution calculation unit 22 is added to the temperature conversion device 8.

【0039】ここで、マーカ光路長記憶部21は、光フ
ァイバプローブ3上の識別マーカ3a毎に各マーカ位置
に対応して光ファイバ4内の光路長を示す光路長データ
が記憶されたものである。
Here, the marker optical path length storage section 21 stores optical path length data indicating the optical path length in the optical fiber 4 corresponding to each marker position for each identification marker 3a on the optical fiber probe 3. is there.

【0040】マーカ温度分布算出部22は、マーカ光路
長記憶部21により記憶された光路長データに基づい
て、各マーカ位置に対応した温度分布を算出するもので
ある。次に、このように構成された温度分布検出装置の
動作を説明する。
The marker temperature distribution calculation section 22 calculates a temperature distribution corresponding to each marker position based on the optical path length data stored in the marker optical path length storage section 21. Next, the operation of the temperature distribution detecting device thus configured will be described.

【0041】いま、測定者により、付設前の光ファイバ
プローブ3に一定間隔で位置識別用の識別マーカ3aが
付される。しかる後、識別マーカ3aの位置と光ファイ
バプローブ3の光路長との関係を示した較正データを求
め、該較正データをマーカ光路長記憶部21に記憶させ
る。
At this time, an identification marker 3a for position identification is attached to the optical fiber probe 3 before attachment by a measurer at regular intervals. Thereafter, calibration data indicating the relationship between the position of the identification marker 3a and the optical path length of the optical fiber probe 3 is obtained, and the calibration data is stored in the marker optical path length storage unit 21.

【0042】なお、この較正データを得るには、まず、
識別マーカ3aの位置を局所的に加熱して従来と同様に
温度分布を測定し、図4に示すようにある一部分のみに
高温部分が存在する温度分布を得る。この高温部分に対
応する光路長は、光ファイバ4の余長のために、始端か
らマーカ位置までの光ファイバプローブ長よりも長くな
る。このマーカ位置における光路長からプローブ長への
対応関係が較正データである。
In order to obtain the calibration data, first,
The position of the identification marker 3a is locally heated and the temperature distribution is measured in the same manner as in the related art, to obtain a temperature distribution in which only a certain portion has a high-temperature portion as shown in FIG. The optical path length corresponding to the high temperature portion is longer than the optical fiber probe length from the start end to the marker position due to the extra length of the optical fiber 4. The correspondence between the optical path length and the probe length at this marker position is calibration data.

【0043】この較正データを得た後、光ファイバプロ
ーブ3を測定対象に付設し、従来と同様に温度分布を測
定する。しかる後、前述した通り、温度変換部8は光フ
ァイバ4の光路長に対応した従来の温度分布を得る。
After obtaining the calibration data, the optical fiber probe 3 is attached to the object to be measured, and the temperature distribution is measured as in the conventional case. Thereafter, as described above, the temperature converter 8 obtains the conventional temperature distribution corresponding to the optical path length of the optical fiber 4.

【0044】次に、マーカ温度分布算出部22は、従来
の温度分布を温度変換部8から得ると、マーカ光路長記
憶部21から較正データを読出すと共に、従来の温度分
布上の温度データにおける光ファイバ4の光路長をマー
カ位置に対応させ、従来の温度分布を各マーカ位置に対
応した較正後の温度分布に変換する。なお、較正データ
上にない測定点は内挿又は外挿を行うことにより、近似
的に求める。
Next, when the conventional temperature distribution is obtained from the temperature conversion unit 8, the marker temperature distribution calculation unit 22 reads the calibration data from the marker optical path length storage unit 21 and also obtains the temperature data on the conventional temperature distribution. The optical path length of the optical fiber 4 is made to correspond to the marker position, and the conventional temperature distribution is converted into a calibrated temperature distribution corresponding to each marker position. Note that the measurement points that are not on the calibration data are approximately obtained by interpolation or extrapolation.

【0045】上述したように第2の実施例によれば、予
め光ファイバプローブ3に識別マーカ3aを付し、マー
カ光路長記憶部21により光ファイバプローブ3上のマ
ーカ3a毎に当該マーカ位置における光ファイバ4の光
路長データが記憶され、マーカ温度算出部22によりマ
ーカ光路長記憶部21で記憶された光路長データに基づ
いて、各マーカ位置に対応した温度分布を算出するの
で、第1の実施例の効果に加え、一層温度分布の測定精
度を向上することができる。
As described above, according to the second embodiment, the identification marker 3a is attached to the optical fiber probe 3 in advance, and the marker optical path length storage unit 21 stores the marker 3a on the optical fiber probe 3 for each marker 3a. Since the optical path length data of the optical fiber 4 is stored and the marker temperature calculating section 22 calculates the temperature distribution corresponding to each marker position based on the optical path length data stored in the marker optical path length storing section 21, the first In addition to the effects of the embodiment, the measurement accuracy of the temperature distribution can be further improved.

【0046】すなわち、第1の実施例では光ファイバ4
の余長が均一に分布していると仮定し、光ファイバ4内
の光路長に対応した温度分布を光ファイバプローブ3の
全長に対応した温度分布に圧縮した場合を説明した。し
かしながら、光ファイバ4は製造時の状態によっては余
長が不均一な場合がある。例えば始端から中間点までは
余長がほとんどなく、中間点から終端までは多くの余長
がある場合、第1の実施例のように温度分布を求める
と、中間点付近に誤差を生じる。一方、この第2の実施
例では、光ファイバプローブ3上に付したマーカ位置に
対応して温度分布を較正しているので、余長が不均一な
場合でも、その不均一な余長に対応して温度分布を測定
することができる。
That is, in the first embodiment, the optical fiber 4
Assuming that the extra length is uniformly distributed, the case where the temperature distribution corresponding to the optical path length in the optical fiber 4 is compressed to the temperature distribution corresponding to the entire length of the optical fiber probe 3 has been described. However, the length of the optical fiber 4 may be non-uniform depending on the state at the time of manufacture. For example, when there is almost no extra length from the start point to the intermediate point and there is much extra length from the intermediate point to the end point, an error occurs near the intermediate point when the temperature distribution is obtained as in the first embodiment. On the other hand, in the second embodiment, since the temperature distribution is calibrated in accordance with the marker position provided on the optical fiber probe 3, even if the surplus length is non-uniform, it is possible to cope with the non-uniform surplus length. And the temperature distribution can be measured.

【0047】また、第2の実施例によれば、複雑な形状
に付設された光ファイバプローブ3であっても、その形
状に対応した温度分布を容易に測定でき、不測の事態を
緊急に回避することができる。
According to the second embodiment, even if the optical fiber probe 3 is attached to a complicated shape, the temperature distribution corresponding to the shape can be easily measured, and an unexpected situation can be urgently avoided. can do.

【0048】すなわち、通常全長1km以上の光ファイ
バプローブ3は、製造時や作業時にはボビンに巻き取ら
れているため、正確に全長を測定することが困難であ
る。また、この光ファイバプローブ3は、通常、複雑な
形状で付設されるので、付設後に全長及び途中の長さを
測定することも困難である。従って、このような光ファ
イバプローブ3では次に述べる問題点が生じる。例えば
光ファイバプローブ3を複雑な形状の工業用プラントに
付設して温度分布を測定し、ある1点が異常な温度を示
したとする。このとき、異常な温度を示した光路長及び
これに対応する光ファイバプローブ3上の距離は分かる
が、前述した通り、光ファイバプローブ3が複雑な形状
で付設され、且つ長さを測定し難いため、異常を示した
距離と工業用プラント上の付設箇所とを対応できず、異
常な温度を示す位置の特定が困難となっている問題があ
る。
That is, since the optical fiber probe 3 usually having a total length of 1 km or more is wound around a bobbin during manufacturing or working, it is difficult to accurately measure the total length. Further, since the optical fiber probe 3 is usually attached in a complicated shape, it is also difficult to measure the total length and the length in the middle after the attachment. Therefore, such an optical fiber probe 3 has the following problems. For example, it is assumed that the optical fiber probe 3 is attached to an industrial plant having a complicated shape and the temperature distribution is measured, and a certain point indicates an abnormal temperature. At this time, although the optical path length indicating the abnormal temperature and the corresponding distance on the optical fiber probe 3 are known, as described above, the optical fiber probe 3 is attached in a complicated shape, and it is difficult to measure the length. For this reason, there is a problem that the distance indicating the abnormality and the attached location on the industrial plant cannot be corresponded, and it is difficult to specify the position indicating the abnormal temperature.

【0049】この問題に対しても第2の実施例によれ
ば、光ファイバプローブ3の付設後に予め各マーカ位置
毎に付設箇所を記録することにより、各マーカ位置に対
応した温度分布に基づいて、付設上の異常位置を容易に
特定することができ、異常に対して迅速に対応すること
ができる。
According to the second embodiment, even with respect to this problem, according to the temperature distribution corresponding to each marker position, the attachment location is recorded in advance for each marker position after the optical fiber probe 3 is attached. In addition, it is possible to easily specify an abnormal position on the attachment, and to quickly respond to the abnormality.

【0050】次に、本発明の第3の実施例に係る温度分
布検出装置について説明する。図5はこの温度分布検出
装置の構成を示すブロック図であり、図6と同一部分に
ついては同一符号を付してその詳しい説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。
Next, a temperature distribution detecting device according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the temperature distribution detecting device. The same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and only different parts will be described here.

【0051】すなわち、本実施例では、光ファイバ4内
における光速度の温度依存性を補償して正確に温度分布
を測定するものであって、具体的には、温度による見か
け上の光路長変化を補正するために温度変換装置8に対
し、光速/温度情報記憶部31、距離変換部32からな
る距離補正装置33を付加した構成となっている。
That is, in the present embodiment, the temperature distribution is accurately measured by compensating for the temperature dependence of the light velocity in the optical fiber 4. Specifically, the apparent optical path length change due to temperature Is added to the temperature conversion device 8 in order to correct the distance. A distance correction device 33 including a light speed / temperature information storage unit 31 and a distance conversion unit 32 is added.

【0052】ここで、光速/温度情報記憶部31は、光
ファイバ4内における光速度の温度依存情報が記憶され
たものである。なお、この光速度の温度依存情報として
は光速度の温度依存性を示す関係式又は表が使用可能で
あり、ここでは、光速度をvとし、温度をTとしたとき
にv(T)で示される既知の温度依存関数を用いてい
る。
Here, the light speed / temperature information storage section 31 stores information on the temperature dependency of the light speed in the optical fiber 4. As the temperature dependence information of the light speed, a relational expression or a table showing the temperature dependence of the light speed can be used. In this case, when the light speed is v and the temperature is T, v (T) The known temperature dependent function shown is used.

【0053】距離変換部32は、温度変換装置8により
得られる光ファイバの光路長に対応した温度分布に対
し、光速/温度情報記憶部31に記憶された光速度の温
度依存情報に基づいて光路長を補正し、補正後の光路長
による温度分布を作成するものである。
The distance conversion section 32 performs an optical path conversion on the basis of the temperature dependence of the light velocity stored in the light velocity / temperature information storage section 31 with respect to the temperature distribution corresponding to the optical path length of the optical fiber obtained by the temperature conversion device 8. The length is corrected, and a temperature distribution based on the corrected optical path length is created.

【0054】次に、このような温度分布検出装置の動作
を説明する。いま、温度変換装置8では、前述した通
り、光ファイバ4の光路長に対応した従来の温度分布を
測定したとする。なお、この温度分布は位置X′iと温
度T′iの組{(X′i,T′i),i=1,…,N}
として表される。
Next, the operation of such a temperature distribution detecting device will be described. Now, it is assumed that the temperature converter 8 measures the conventional temperature distribution corresponding to the optical path length of the optical fiber 4 as described above. Note that this temperature distribution is represented by a set {(X′i, T′i), i = 1,..., N} of the position X′i and the temperature T′i.
It is expressed as

【0055】続いて、距離変換部32は、この従来の温
度分布に対し、次の(3)式及び(4)式で示される演
算をi=1からNまで行い、演算結果である各位置Xi
を求める。 Xo=X′o …(3) Xi =Xi-1 +(X′i −X′i-1 )・(v(T′i )/vB ) …(4) 但し、vB は基準温度TB における光速度であり、v
(TB )により得られる。
Subsequently, the distance conversion unit 32 performs the calculations shown in the following equations (3) and (4) from i = 1 to N on the conventional temperature distribution, X i
Ask for. Xo = X'o ... (3) X i = X i-1 + (X 'i -X' i-1) · (v (T 'i) / v B) ... (4) where, v B the reference The speed of light at temperature TB, v
(T B ).

【0056】しかる後、距離変換部32は、(3)式及
び(4)式の演算結果に基づいて、補正後の温度分布を
位置Xi と温度T′iの組{(Xi ,T′i),i=
1,…,N}として作成し、該補正後の温度分布を出力
する。
Thereafter, based on the calculation results of the equations (3) and (4), the distance conversion section 32 calculates the corrected temperature distribution as a set 位置 (X i , T i) of the position X i and the temperature T′i. 'I), i =
1,..., N}, and outputs the corrected temperature distribution.

【0057】上述したように第3の実施例によれば、光
ファイバ4内における光速度の温度依存関数v(T)が
記憶された光速/温度情報記憶部31を設け、距離変換
部32により、この関数v(T)に基づいて光ファイバ
4の各測定点位置X′i を補正して補正後の測定点位置
i に対応するように温度分布を較正するようにしたの
で、光ファイバ4内の光速度が温度に依存することによ
り生じる光路長誤差を補償し、高温測定時における温度
分布を正確に検出することができる。
As described above, according to the third embodiment, the light speed / temperature information storage unit 31 storing the temperature dependent function v (T) of the light speed in the optical fiber 4 is provided. . Thus calibrate the temperature distribution so as to correspond to the measurement point position X i after correction by correcting each measurement point position X 'i of the optical fiber 4 on the basis of the function v (T), the optical fiber It is possible to compensate for an optical path length error caused by the speed of light in 4 being dependent on temperature, and to accurately detect a temperature distribution at the time of high temperature measurement.

【0058】なお、上記第2の実施例では、光ファイバ
プローブ3に識別マーカ3aを付した場合について説明
したが、これに限らず、予め製造時に所定の間隔で目盛
りを付してあるものを用いても、本発明を同様に実施し
て同様の効果を得ることができる。
In the second embodiment, the case where the identification marker 3a is attached to the optical fiber probe 3 has been described. However, the present invention is not limited to this case. Even if it is used, the present invention can be similarly implemented to obtain the same effect.

【0059】また、上記第2の実施例では、ある識別マ
ーカ3aを局所加熱した場合について説明したが、これ
に限らず、例えばマーカ位置で光ファイバを曲げて光減
衰量を大きくした場合についても、本発明を同様に実施
して同様の効果を得ることができる。
In the second embodiment, the case where the identification marker 3a is locally heated has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, the case where the optical fiber is bent at the marker position to increase the optical attenuation is also described. The present invention can be similarly implemented to obtain the same effect.

【0060】さらに、上記第2の実施例では、ある識別
マーカ3aを局所加熱した場合について説明したが、こ
れに限らず、光ファイバを方向性結合器又は融着により
結合させた構成として当該結合部分における光強度の変
化をマーカの代りに用いても、本発明を同様に実施して
同様の効果を得ることができる。
Further, in the above-described second embodiment, the case where the certain identification marker 3a is locally heated has been described. However, the present invention is not limited to this, and the optical fiber may be coupled by a directional coupler or fusion. Even if a change in light intensity at a portion is used instead of a marker, the present invention can be implemented in the same manner and a similar effect can be obtained.

【0061】また、上記第2の実施例では、識別マーカ
3aを付けて較正データを求めた後に光ファイバプロー
ブ3を測定対象に付設していたが、これに限らず、付設
後に光ファイバプローブに対してマーカの付与やマーカ
位置の較正を行っても、本発明を同様に実施して同様の
効果を得ることができる。
In the second embodiment, the optical fiber probe 3 is attached to the object to be measured after the calibration data is obtained by attaching the identification marker 3a. However, the present invention is not limited to this. On the other hand, even if a marker is provided or a marker position is calibrated, the same effect can be obtained by implementing the present invention in the same manner.

【0062】さらに、上記第3の実施例では、(4)式
を用いる場合について説明したが、これに限らず、
(4)式に代えて、例えば次の(5)式を用いるように
しても、本発明を同様に実施して同様の効果を得ること
ができる。 Xi =Xi-1 +(X′i −X′i-1 )・(v(T′i )+v(T′i-1 ))/vB ) …(5) また、上記第1乃至第3の実施例では、それぞれ別々に
実施した場合を説明したが、これに限らず、2つ以上を
組み合わせて実施した構成としても、本発明を同様に実
施して同様の効果を得ることができる。例えば第2の実
施例と第3の実施例とを組み合わせると、広範囲の温度
領域でマーカによる位置の特定が可能となるため、高温
プラント等における温度分布測定に最適である。その
他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施できる。
Further, in the third embodiment, the case where the equation (4) is used has been described. However, the present invention is not limited to this.
Even if the following equation (5) is used instead of the equation (4), the present invention can be implemented in the same manner and the same effect can be obtained. X i = X i−1 + (X ′ i −X ′ i−1 ) · (v (T ′ i ) + v (T ′ i−1 )) / v B ) (5) In the third embodiment, the case where the present invention is implemented separately has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be implemented in the same manner and the same effect can be obtained even if the configuration is implemented by combining two or more. it can. For example, when the second embodiment and the third embodiment are combined, it is possible to specify a position by a marker in a wide temperature range, which is optimal for temperature distribution measurement in a high-temperature plant or the like. In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
ファイバプローブの長手方向の全長データが記憶される
全長データ記憶手段を設け、光路長計測手段により、光
ファイバプローブの終端により光パルス信号が反射され
たときに当該光パルス信号に基づいて光ファイバプロー
ブの入射端から終端までの光ファイバの長手方向に沿っ
た光路長を計測し、光路長補正手段により、光路長計測
手段により計測された光路長及び全長データ記憶手段に
より記憶された全長データに基づいて光路長を当該全長
データに対応させて圧縮するように補正演算し、温度分
布算出手段により、光路長補正手段による演算結果に基
づいて光ファイバプローブの長手方向に沿った温度分布
を算出するようにしたので、余長をもった光ファイバ内
の温度分布を光ファイバプローブ上における温度分布へ
正確に対応させ、温度分布の測定精度を向上できる温度
分布検出装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, the total length data storage means for storing the total length data in the longitudinal direction of the optical fiber probe is provided, and the optical pulse length is measured by the optical path length measuring means. When the signal is reflected, the optical path length along the longitudinal direction of the optical fiber from the incident end to the end of the optical fiber probe is measured based on the optical pulse signal, and the optical path length is corrected by the optical path length measuring means and measured by the optical path length measuring means Based on the calculated optical path length and the total length data stored by the total length data storage means, the optical path length is corrected so as to be compressed in correspondence with the full length data. The temperature distribution along the longitudinal direction of the optical fiber probe is calculated based on the temperature distribution. Precisely in correspondence to the temperature distribution on Ibapurobu can provide a temperature distribution detecting apparatus capable of improving the measurement accuracy of the temperature distribution.

【0064】また、本発明によれば、光ファイバ内にお
ける光速度の温度依存情報が記憶される光速/温度情報
記憶手段を設け、温度分布較正手段により、光速/温度
情報記憶手段により記憶された温度依存情報に基づいて
光ファイバの光路長を補正し、且つ当該補正した光路長
に対応するように光ファイバプローブの長手方向に沿っ
て温度分布を較正するようにしたので、光ファイバ内の
光速度が温度に依存することにより生じる光路長誤差を
補償し、高温測定時における温度分布を正確に検出でき
る温度分布検出装置を提供できる。
Further, according to the present invention, there is provided a light speed / temperature information storage means for storing the temperature dependency information of the light speed in the optical fiber, and the light speed / temperature information storage means stores the light speed / temperature information storage means. The optical path length of the optical fiber is corrected based on the temperature-dependent information, and the temperature distribution is calibrated along the longitudinal direction of the optical fiber probe so as to correspond to the corrected optical path length. It is possible to provide a temperature distribution detecting device capable of compensating for an optical path length error caused by the speed depending on the temperature and accurately detecting a temperature distribution at the time of measuring a high temperature.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係る温度分布検出装置
の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a temperature distribution detecting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施例における光路長の計測を説明するため
の図。
FIG. 2 is a view for explaining measurement of an optical path length in the embodiment.

【図3】本発明の第2の実施例に係る温度分布検出装置
の構成を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a temperature distribution detecting device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】同実施例におけるマーカ位置の計測を説明する
ための図。
FIG. 4 is a view for explaining measurement of a marker position in the embodiment.

【図5】本発明の第3の実施例に係る温度分布検出装置
の構成を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a temperature distribution detecting device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】従来の温度分布検出装置の構成を示すブロック
図。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional temperature distribution detecting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…パルス光発生装置、2…方向性結合器、3…光ファ
イバプローブ、4…光ファイバ、5…光フィルタ、6…
第1の光信号検出装置、7…第2の光信号検出装置、8
…温度変換装置、11…全長データ記憶部、12…光路
長計測部、13…光路長補正部、14…温度分布算出
部、21…マーカ光路長記憶部、22…マーカ温度分布
算出部、31…光速/温度情報記憶部、32…距離変換
部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pulse light generator, 2 ... Directional coupler, 3 ... Optical fiber probe, 4 ... Optical fiber, 5 ... Optical filter, 6 ...
First optical signal detection device, 7... Second optical signal detection device, 8
... temperature conversion device, 11 ... full length data storage unit, 12 ... optical path length measurement unit, 13 ... optical path length correction unit, 14 ... temperature distribution calculation unit, 21 ... marker optical path length storage unit, 22 ... marker temperature distribution calculation unit, 31 ... light speed / temperature information storage unit, 32 ... distance conversion unit.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 余長をもたせた光ファイバを内部に有す
る光ファイバプローブにその入射端から光パルス信号を
入射し、前記光ファイバ内を伝わる前記光パルス信号に
よる後方散乱光を検出して所定の演算を行い、前記光フ
ァイバプローブの長手方向に沿った温度分布を測定する
温度分布検出装置において、 前記光ファイバプローブの長手方向の全長データが記憶
された全長データ記憶手段と、 前記光ファイバの終端により前記光パルス信号が散乱さ
れると、当該光パルス信号に基づいて、前記光ファイバ
の入射端から終端までの長手方向に沿った光路長を計測
する光路長計測手段と、 この光路長計測手段により計測された光路長及び前記全
長データ記憶手段により記憶された全長データに基づい
て、前記光路長を当該全長データに対応させて圧縮する
ように補正演算する光路長補正手段と、 この光路長補正手段による演算結果に基づいて、前記光
ファイバプローブの長手方向に沿った温度分布を算出す
る温度分布算出手段とを備えたことを特徴とする温度分
布検出装置。
1. An optical fiber probe having an extra length of an optical fiber inside, an optical pulse signal is incident from an incident end thereof, and backscattered light by the optical pulse signal transmitted through the optical fiber is detected to determine a predetermined value. In the temperature distribution detecting device for measuring the temperature distribution along the longitudinal direction of the optical fiber probe, a full length data storage means in which the full length data of the optical fiber probe in the longitudinal direction is stored, When the optical pulse signal is scattered by the end, based on the optical pulse signal, an optical path length measuring means for measuring the optical path length along the longitudinal direction from the incident end of the optical fiber to the end, and the optical path length measurement Based on the optical path length measured by the means and the full length data stored by the full length data storage means, the optical path length is made to correspond to the full length data. And a temperature distribution calculating means for calculating a temperature distribution along a longitudinal direction of the optical fiber probe based on a calculation result by the optical path length correcting means. A temperature distribution detecting device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 余長をもたせた光ファイバを内部に有す
る光ファイバプローブにその入射端から光パルス信号を
入射し、前記光ファイバ内を伝わる前記光パルス信号に
よる後方散乱光を検出して所定の演算を行い、前記光フ
ァイバプローブの長手方向に沿った温度分布を測定する
温度分布検出装置において、 複数のマーカが付された前記光ファイバプローブと、 前記光ファイバプローブ上のマーカ毎に当該マーカ位置
における前記光ファイバの光路長データが記憶されたマ
ーカ光路長記憶手段と、 前記マーカ光路長記憶手段により記憶された光路長デー
タに基づいて、前記各マーカ位置に対応した温度分布を
算出するマーカ温度分布算出手段とを備えたことを特徴
とする温度分布検出装置。
2. An optical fiber probe having an extra length of optical fiber therein is provided with an optical pulse signal from an incident end thereof, and a backscattered light by the optical pulse signal transmitted through the optical fiber is detected to detect a predetermined amount of backscattered light. In the temperature distribution detecting device for calculating the temperature distribution along the longitudinal direction of the optical fiber probe, the optical fiber probe provided with a plurality of markers, the marker for each marker on the optical fiber probe Marker optical path length storage means for storing optical path length data of the optical fiber at a position, and a marker for calculating a temperature distribution corresponding to each of the marker positions based on the optical path length data stored by the marker optical path length storage means A temperature distribution detecting device comprising: a temperature distribution calculating unit.
【請求項3】 余長をもたせた光ファイバを内部に有す
る光ファイバプローブにその入射端から光パルス信号を
入射し、前記光ファイバ内を伝わる前記光パルス信号に
よる後方散乱光を検出して所定の演算を行い、前記光フ
ァイバプローブの長手方向に沿った温度分布を測定する
温度分布検出装置において、 前記光ファイバ内における光速度の温度依存情報が記憶
された光速/温度情報記憶手段と、 この光速/温度情報記憶手段により記憶された温度依存
情報に基づいて、前記光ファイバの光路長を補正し、当
該補正した光路長に対応するように前記光ファイバプロ
ーブの長手方向に沿って温度分布を較正する温度分布較
正手段とを備えたことを特徴とする温度分布検出装置。
3. An optical fiber probe having an extra length of optical fiber inside, an optical pulse signal is incident from an incident end thereof, and backscattered light by the optical pulse signal propagating through the optical fiber is detected to determine a predetermined value. A temperature distribution along the longitudinal direction of the optical fiber probe, and a temperature / velocity information storage unit in which temperature-dependent information of a light velocity in the optical fiber is stored; The optical path length of the optical fiber is corrected based on the temperature-dependent information stored by the light speed / temperature information storage unit, and the temperature distribution is adjusted along the longitudinal direction of the optical fiber probe so as to correspond to the corrected optical path length. A temperature distribution detecting device, comprising: temperature distribution calibrating means for calibrating.
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