| 講演名 | 2007-08-24 多周波数で測定したレイリー散乱波形に基づく歪・温度の高精度分布測定法(光ファイバ,光ファイバケーブル,光ファイバ部品,光信号処理,光計測,光伝搬,光発生,一般) 小山田 弥平, 今濱 睦, 保苅 和男, |
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| 抄録(和) | 筆者らは先にレイリー散乱を利用した歪と温度の分布測定法を提案した。本測定法は、コヒーレントOTDRで得られるレイリー散乱波形がジグザグ波形を呈し、光ファイバの歪又は温度が変化するとジグザグ波形が変化することを利用するものであり、原理的にブリユアン散乱を利用した測定法に比べて高精度な測定が可能と考えられる。ただし、本測定法の前提であるレイリー散乱波形の復元性(歪または温度が変化すると波形が変化するが、適度に光周波数を変えて測定すると元の波形が復元すること)がまだ実験で確認されておらず、また、実用的な測定手順がこれまで未検討であった。本稿では、波形の復元性を初めて実験で確認したことを示すとともに、実用的な測定手順を数値シミュレーション結果とともに提示する。雑音も含めたシミュレーションの結果によると、距離分解能10cm、歪分解能1μstrain(または温度分解能0.1℃)で、長さ20kmのファイバの測定が可能である。 |
| 抄録(英) | We have proposed previously a technique for measuring distributed strain and temperature with a very high measurand resolution. This technique makes use of the jagged appearance of Rayleigh backscatter traces from a single-mode fiber measured using a coherent optical time-domain reflectometer (OTDR) with a precisely frequency-controlled light source. However, the restorability of the Rayleigh backscatter traces that is essential for our measurement technique has not been confirmed experimentally as yet and the measurement procedure has still to be studied. In this paper, we present experimental results that confirm, for the first time, the restorability of the Rayleigh backscatter traces. In addition, we describe a practical method to derive the strain or temperature distribution from Rayleigh backscatter traces measured at multiple laser frequencies. Our numerical simulation, which includes an estimation of the signal-to-noise ratio of the OTDR, shows that the technique enables us to measure distributed strain / temperature with a resolution better than 1μ strain/0.1℃and a spatial resolution of 10cm over a 20-km long fiber. |
| キーワード(和) | 光ファイバセンサー / レイリー散乱 / 分布計測 / 歪計測 / 温度計測 / OTDR |
| キーワード(英) | Fiber sensor / Rayleigh scattering / distributed sensor / strain sensor / temperature sensor / OTDR |
| 資料番号 | OFT2007-29 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | OFT |
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| 開催期間 | 2007/8/16(から1日開催) |
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| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Optical Fiber Technology (OFT) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 多周波数で測定したレイリー散乱波形に基づく歪・温度の高精度分布測定法(光ファイバ,光ファイバケーブル,光ファイバ部品,光信号処理,光計測,光伝搬,光発生,一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Practical method for measuring distributed strain and temperature with very high measurand resolution based on Rayleigh backscatter traces at multiple laser frequencies |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 光ファイバセンサー / Fiber sensor |
| キーワード(2)（和/英） | レイリー散乱 / Rayleigh scattering |
| キーワード(3)（和/英） | 分布計測 / distributed sensor |
| キーワード(4)（和/英） | 歪計測 / strain sensor |
| キーワード(5)（和/英） | 温度計測 / temperature sensor |
| キーワード(6)（和/英） | OTDR / OTDR |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 小山田 弥平 / Yahei KOYAMADA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 茨城大学工学部 Faculty of Engineering, Ibaraki University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 今濱 睦 / Mutsumi IMAHAMA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 茨城大学工学部 Faculty of Engineering, Ibaraki University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 保苅 和男 / Kazuo HOGARI |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 茨城大学工学部 Faculty of Engineering, Ibaraki University |
| 発表年月日 | 2007-08-24 |
| 資料番号 | OFT2007-29 |
| 巻番号（vol） | vol.107 |
| 号番号（no） | 191 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |