[发明专利]光纤温度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用在光纤内发生的布里渊散射而产生的增益，进行光纤的温度测定的光纤温度传感器。 

背景技术

通过在光纤内发生的布里渊散射而获得增益的频谱即布里渊增益频谱(以下称为BGS)的形状，由于光纤的温度及变形而发生变化。已知利用该BGS的形状变化测定温度及变形的技术。 

作为测定BGS的技术，已知例如BOCDA(Brillouin OpticalCorrelation Domain Analysis)(参照非专利文献1)。在该BOCDA中，使泵浦光及探测光从光纤的两端相对地入射，同时一边对探测光及泵浦光各自的中心频率之差(以下称为光频差)进行扫描，一边对在相位一致的位置上产生的增益的BGS进行测定。 

非专利文献1：kazuo HOTATE，et al.，“Simplified System of FiberBrillouin Optical Correlation Domain Analysis for Distributed StrainSensing”，第16回光フアイバセンサ国際会議(OFS-16)，2003年10月，We2-3，p.290-293 

发明内容

本发明者人对上述现有技术进行研究，其结果发现了下述问题。即，在上述非专利文献1所记载的BOCDA中，对探测光及泵浦光如下述所示进行光频调制。 

首先，从波形发生器输出与指示值对应而对频率、振幅进行调制后的注入电流。在从该波形发生器输出的注入电流输入至DFB-LD后，从该DFB-LD分别输出光频调制后的探测光及泵浦光。如上述所示进行光频调制后的探测光及泵浦光的光频差的函数由BGS表 示。 

但是，从波形发生器输出的与指示值对应的注入电流、以及与注入电流对应的DFB-LD的光频响应特性，随时间推移而变化。因此，泵浦光及探测光的光频差的实际值，相对于指示值随时间推移而变化。如果泵浦光和探测光的光频差的实际值与指示值偏离，则实际的BGS相对于横轴(光频差的指示值)偏离。由此，在基于BGS的形状进行的温度测定中产生误差。 

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种光纤温度传感器，其具有可以使构成部件随时间推移而特性变化导致的测定误差减少的构造。 

本发明所涉及的光纤温度传感器具有：光纤、光频差调整部、光源系统、频谱测定部、温度计算部、以及校正部。光纤包括，设置在对象物上的第1区域和设定为规定温度的第2区域。光频差调整部对要输入至光纤内的探测光及泵浦光各自的中心频率之差进行扫描。光源系统将根据光频差调整部的指示而设定了中心频率的探测光向光纤的一端输出，另一方面，将根据光频差调整部的指示而设定了中心频率的泵浦光向光纤的另一端输出。频谱测定部将通过布里渊散射而获得增益的探测光作为来自光纤的输出光而进行受光，测定与受光的探测光通过布里渊散射获得的增益的频谱即布里渊增益频谱的形状相关联的数据，该布里渊散射是伴随着来自光源系统的探测光及泵浦光的传输而产生的。温度计算部根据由频谱测定部测定出的、与第1区域的BGS的形状相关联的测定数据，计算出光纤中的第1区域的温度分布。另外，校正部指示光源系统对向光纤输出的泵浦光及探测光中的至少某一个的光频进行校正，使得已知的基准数据和与第2区域的BGS的形状相关联的测定数据一致，该基准数据作为处于规定温度下的第2区域的BGS的基准值而预先设定，与该BGS的形状相关联。 

在具有上述构造的光纤温度传感器中，从光频差调整部向光源系统输出用于扫描光频差的指示，根据该指示从光源系统输出设定了中心频率的探测光及泵浦光。从光源系统输出的探测光及泵浦光相对 地入射至光纤内。即，将探测光从光纤的一端向该光纤内输入，另一方面，将泵浦光从光纤的另一端向该光纤内输入。此时，由频谱测定部测定与光纤的设定为规定温度的第2区域的BGS(在第2区域中产生的增益的BGS)的形状相关联的数据。校正部指示光源系统对泵浦光及探测光中的至少某一个的光频进行校正，使得该测定数据和预先设定的基准数据一致。频谱测定部在由校正部发出校正指示的同时，测定与设置在对象物上的第1区域的BGS的形状相关联的数据，得到的与BGS的形状相关联的数据反映了校正指示。因此，温度计算部根据该测定数据而计算出的第1区域的温度分布，可以减少温度测定的误差。