光スペクトルパタンマッチング法による分布型センサシステム

Inventor： ,
Applicant, Patent owner：
Gazette classification：公開公報
Application number (International application number)：2007073986
Publication number (International publication number)：2008232878
Application date： Mar. 22, 2007
Publication date： Oct. 02, 2008
Summary：

【課題】光ファイバ分布計測システムに使用される光ファイバブラッググレーティング(以下FBG)は中心波長が変化しても反射光量の変化はほんのわずかであるため信号対雑音比が小さく波長検波器内の受光素子への外来電磁ノイズにより前記中心波長の測定値が大きく変動するという欠点があった。【解決手段】2つのリング導波路を1つの光方向性結合器で接続し一方のリング導波路中にブラッググレーティングを内蔵させ他方のリング導波路は光方向性結合器で信号伝送用光ファイバに接続してなるセンサを複数直列に接続し該センサからの反射光を波長可変な櫛型チューナブルフィルタを1入力多チャンネル出力のアレイ導波路格子に導き各チャンネルの波長帯域は各センサのブラッググレーティングの波長帯域に等しく各チャンネル出力それぞれを最大にする前記チューナブルフィルタ制御電圧を測定することにより各センサの温度を充分な信号対雑音比で測定する。【選択図】図1

Claim (excerpt)：

広帯域光源からの光を光方向性結合器あるいは光サーキュレータに入射させ該光方向性結合器あるいは該光サーキュレータからの出射光をシングルモード光ファイバから成る光信号伝送ライン経由1個のセンサに導き、あるいは複数のセンサをシングルモード光ファイバを用いて直列に接続した直列回路に導きこれら1個あるいは複数のセンサからの反射光は逆の経路をたどって前記光方向性結合器あるいは前記光サーキュレータ経由波長検波器に導かれ該検波器においてこれらセンサからの反射スペクトルを計測することによりセンサが検出すべき温度を測定する計測システムであって、前記各センサは第一のリング導波路とブラッググレーティングを内蔵した第二のリング導波路を第一の光方向性結合器で結合すると同時に第一のリング導波路を第二の光方向性結合器を介して前記シングルモード光ファイバからなる前記光信号伝送ラインに結合させることにより第一のリング共振器を構成し該リング共振器の入射ポートからドロップポートへの透過帯域フィルタ特性が狭帯域特性を持った櫛型フィルタ特性となるように第一のリング導波路のリング長を決定し、該櫛型フィルタ透過特性を第二のリング導波路内のブラッググレーティングの反射帯域幅を第一のリング共振器のフリースペクトルレンジよりも広くすることにより該導波路内のブラッググレーティングの反射帯域においてはセンサのスペクトルパタンを複数の狭帯域反射スペクトルからなるスペクトルパタン特性とし、同時に該導波路内のブラッググレーティングの透過帯域における第一のリング共振器の入射ポートから出射ポートへの透過スペクトルを両リングのコアの光路長を同一にすることにより平坦なスペクトルとし、換言すれば隣接して接続されるセンサを構成するリング共振器への入射スペクトルを平坦なスペクトルとし、前記導波路内のブラッググレーティングの反射帯域をセンサごとに異なるようにし、更に各センサの測定範囲をそれぞれのセンサの該導波路内のブラッググレーティングの帯域幅以下とし、波長検波器はハーフミラー間の距離を例えば該ハーフミラーのうちの一方を圧電素子と一体に構成し該圧電素子に印加する電圧によりその櫛型透過スペクトルが変化するファブリペロー干渉計のように電圧によりその狭帯域な櫛型帯域通過フィルタ特性の変更が可能な干渉計の入力端を入力端とし対象とする複数のセンサの数と同数のチャンネルを備えこれらの各チャンネルを各センサに対応させ1入力多出力のアレイ導波路格子の入力端に前記干渉計の出力端を接続し該アレイ導波路格子の各チャンネルの出力端に光電変換素子を接続し該光電変換素子の各々の出力を最大にするような圧電素子への印加電圧がそれぞれのセンサからの反射スペクトルパタンすなわち各センサの温度に対応することを利用し該光電変換素子の各々の出力を電子回路から成る信号処理回路に導き該処理回路で各センサそれぞれの温度計測をさせしめることを特徴とした光スペクトルパタンマッチング法に基づく分布型温度計測システム。

IPC (2)：

G01K 11/12 , G01D 5/353

FI (2)：

G01K11/12 C , G01D5/26 D

F-Term (8)：

2F056VF03 , 2F056VF11 , 2F056VF12 , 2F056VF16 , 2F103CA04 , 2F103CA06 , 2F103EC08 , 2F103EC10

Patent cited by the Patent：

Cited by applicant (1)

リング共振器とブラッググレーティングを用いた光波長検波型物理量計測センサ
Gazette classification：公開公報 Application number：特願2006-288631 Applicant：独立行政法人国立高等専門学校機構

Cited by examiner (9)

分布型物理量計測方法及び計測装置
Gazette classification：公開公報 Application number：特願2001-110225 Applicant：日立電線株式会社
波長計測装置
Gazette classification：公開公報 Application number：特願平11-092510 Applicant：富士電機株式会社
特開昭63-281104

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