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1. WO2004040241 - 分布型光ファイバセンサシステム

公開番号 WO/2004/040241
公開日 13.05.2004
国際出願番号 PCT/JP2002/011413
国際出願日 01.11.2002
IPC
G01B 11/16 2006.01
G物理学
01測定;試験
B長さ,厚さまたは同種の直線寸法の測定;角度の測定;面積の測定;表面または輪郭の不規則性の測定
11光学的手段の使用によって特徴づけられた測定装置
16固体の変形測定用,例.光学的ひずみ計
G01D 5/353 2006.01
G物理学
01測定;試験
D特に特定の変量に適用されない測定;単一のほかのサブクラスに包含されない2つ以上の変量を測定する装置;料金計量装置;特に特定の変量に適用されない伝達または変換装置;他に分類されない測定または試験
5感知要素の出力を伝達するための機械的手段;感知素子の型式や特性が変換手段を束縛しない場合に,感知要素の出力を別の変量に変換する手段;特に特定の変量に適用されない変換器
26光学的手段を使用するもの,すなわち赤外線,可視光線または紫外線を用いるもの
32光ビームの減衰,または全部または一部の遮蔽のあるもの
34光ビームをフォトセルで検知するもの
353光ファイバの伝送特性に影響を与えるもの
G01K 11/32 2006.01
G物理学
01測定;試験
K温度の測定;熱量の測定;他に分類されない感温素子
11グループG01K3/00,G01K5/00,G01K7/00,またはG01K9/00に包含されない物理的または化学的変化に基づく温度測定
32光ファイバーの伝送,散乱または螢光発光の変化を用いるもの
CPC
G01B 11/16
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
11Measuring arrangements characterised by the use of optical means
16for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
G01D 5/35364
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
5Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
26characterised by optical transfer means, i.e. using infra-red, visible, or ultra-violet light
32with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
34the beams of light being detected by photocells
353influencing the transmission properties of an optical fibre
35338using other arrangements than interferometer arrangements
35354Sensor working in reflection
35358using Backscattering to detect the measured quantity
35364using elastic backscattering, i.e. Brillouin or Raman, to detect the measured quantity
G01D 5/35383
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
5Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
26characterised by optical transfer means, i.e. using infra-red, visible, or ultra-violet light
32with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
34the beams of light being detected by photocells
353influencing the transmission properties of an optical fibre
35383using multiple sensor devices using multiplexing techniques
G01K 11/32
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
11Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
32using changes in transmission, scattering or fluorescence in optical fibres
G01K 11/3206
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
11Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
32using changes in transmission, scattering or fluorescence in optical fibres
3206at discrete locations in the fibre, e.g. by means of Bragg gratings
G01M 11/083
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
11Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
08Testing mechanical properties
083by using an optical fiber in contact with the device under test [DUT]
出願人
  • KISHIDA, Kinzo [JP]/[JP]
発明者
  • KISHIDA, Kinzo
代理人
  • KOTANI, Etsuji
優先権情報
公開言語 (言語コード) 日本語 (JA)
出願言語 (言語コード) 日本語 (JA)
指定国 (国コード)
発明の名称
(EN) DISTRIBUTED OPTICAL FIBER SENSOR SYSTEM
(FR) SYSTEME DE DETECTION REPARTI A FIBRE OPTIQUE
(JA) 分布型光ファイバセンサシステム
要約
(EN)
A distributed optical fiber sensor system capable of measuring the distortion and the temperature of a structure with high space resolution considering a transient phenomenon. The distributed optical fiber sensor system comprises an optical fiber installed in a work to be measured, a light source unit which emits a first pulse light of the pulse width of not smaller than a transient response time of acoustic phonon, emits a second pulse light continuously at a time interval where the vibration of the acoustic phonon is maintained, and feeds it to the optical fiber, a detection unit which detects the scattering gain spectrum of Brillouin scattering light generated in the optical fiber of the second pulse light at the time interval equivalent to twice the time obtained by equally dividing the pulse width of the second pulse, and a control operation unit which calculates the distortion and/or the temperature based on each scattering gain spectrum for each small section of the optical fiber corresponding to each scattering gain spectrum in each time interval.
(FR)
La présente invention concerne un système de détection réparti à fibre optique capable de mesurer la distorsion et la température d'une structure avec une résolution spatiale élevée, compte tenu d'un phénomène transitoire. Ce système de détection réparti à fibre optique comporte une fibre optique installée dans une structure à mesurer, une unité source de lumière qui émet une première lumière pulsée dont la largeur des impulsions n'est pas inférieure au temps de réponse transitoire d'un phonon acoustique, qui émet une seconde lumière pulsée en continu à un intervalle de temps permettant le maintien de la vibration du phonon acoustique, et qui la transmet à la fibre optique, une unité de détection qui détecte le spectre de gain de la lumière diffusée par diffusion de Brillouin générée dans la fibre optique de la seconde lumière pulsée à un intervalle de temps équivalent à deux fois le temps obtenu en divisant équitablement la largeur d'impulsion de la seconde impulsion, et une unité de commande du fonctionnement qui calcule la distorsion et/ou la température en fonction de chaque spectre de gain de la lumière diffusée pour chaque petite section de la fibre optique correspondant à chaque spectre de gain de la lumière diffusée dans chaque intervalle de temps.
(JA)
本発明は、構造物の歪みや温度を高空間分解能に過渡現象を考慮して測定し得る分布型光ファイバセンサシステムに関する。本発明の分布型光ファイバセンサシステムは、被測定物に設置される光ファイバと、音響フォノンの過渡応答時間以上のパルス幅である第1パルス光を発光し、音響フォノンの振動が維持される時間間隔で続けて第2パルス光を発光して、光ファイバに供給する光源部と、第2パルス光の光ファイバ中で生じたブリルアン散乱光の散乱利得スペクトルを、第2パルスのパルス幅を等分割して得られる時間の2倍に相当する時間間隔で検出する検出部と、各時間間隔の各散乱利得スペクトルに対応する光ファイバの各微小区間について、各散乱利得スペクトルに基づいて歪み及び/又は温度を演算する制御演算部とを備える。
国際事務局に記録されている最新の書誌情報