(57)【要約】【課題】複数の測定箇所における受信感度を略同一とすることで、複数の測定箇所における測定結果の比較を容易とすることを可能にする。【解決手段】受光された散乱光の強度に基づいて、複数の測定箇所に備えられる光ファイバにおける物理量を算出し、光ファイバの計測した物理量の平均を算出する制御部、を備え、制御部は、前記計測した物理量および前記光ファイバの長さに基づいて、物理量の平均を算出し、測定箇所に備えられる光ファイバは、光源と各々の測定箇所との間の距離が長くなるに従って、長くなる、光ファイバセンサ装置が提供される。【選択図】図３
2020051912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光された散乱光の強度に基づいて、複数の測定箇所に備えられる光ファイバにおける物理量を算出し、前記光ファイバの前記算出した物理量の平均を算出する制御部、
を備え、
前記制御部は、前記算出した物理量および前記光ファイバの長さに基づいて、前記物理量の平均を算出し、
前記測定箇所に備えられる前記光ファイバは、光源と各々の前記測定箇所との間の距離が長くなるに従って、長くなる、
光ファイバセンサ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記測定箇所に備えられる前記光ファイバの長さの相違を補償し、補償した前記長さにおける前記物理量の平均を算出する、
請求項１に記載の光ファイバセンサ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記複数の測定箇所に備えられる前記光ファイバにおける前記物理量を、略同一の長さにおける前記物理量として算出する、
請求項２に記載の光ファイバセンサ装置。
【請求項４】
前記光ファイバは、前記複数の測定箇所を数珠繋ぎにするように備えられ、
前記制御部は、前記数珠繋ぎにするように備えられた光ファイバにおける前記物理量を算出し、前記数珠繋ぎにするように備えられた光ファイバの前記算出した物理量の平均を算出する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ファイバセンサ装置。
【請求項５】
前記制御部は、ＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）を用いて、前記光ファイバにおける前記物理量を算出し、前記物理量の平均を算出する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ファイバセンサ装置。
【請求項６】
光源を用いて、入射光を発生させる光源部と、
複数の測定箇所に備えられる、前記入射光を散乱させ散乱光を発生させる光ファイバと、
前記光ファイバ内で発生した前記散乱光を受光する受光部と、
前記受光された散乱光の強度に基づいて、前記光ファイバにおける物理量を算出し、前記光ファイバの前記算出した物理量の平均を算出する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記算出した物理量および前記光ファイバの長さに基づいて、前記物理量の平均を算出し、
前記測定箇所に備えられる前記光ファイバは、前記光源と各々の前記測定箇所との間の距離が長くなるに従って、長くなる、
光ファイバセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバセンサ装置及び光ファイバセンサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバを用いたセンシングに関する技術が開発されている。当該センシングに用いられる光ファイバセンサは、従来の電気式センサと異なり、センサ部に電源を必要としないことが特徴である。そのため、光ファイバセンサは、例えば密閉された装置内など、電源の供給が困難な箇所への設置に適している。
【０００３】
なお、光ファイバセンシングの種別のうち、光ファイバを長手方向に計測することが可能であり、また光ファイバ自体をセンサ媒体とする種別は、分布型光ファイバセンシングと呼ばれる。例えば、特許文献１には、分布型光ファイバセンシングに関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】K.Koizumi, et al、“High-Speed Distributed StrainMeasurement using Brillouin Optical Time-Domain Reflectometry Based-onSelf-Delayed Heterodyne Detection”、ECOC2015、P.1.07、Sep.2015
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
分布型光ファイバセンシングにおいて、複数の測定箇所が配置される場合、測定箇所毎に光源からの距離が異なるため、光の伝送損失も当該距離毎に異なる。測定箇所までの伝送損失の相違は、光ファイバセンサ装置が受光する散乱光の強度に相違を生じさせる。結果として、複数の測定箇所における受信感度が統一されず、複数の測定箇所における測定結果の比較が困難となることが想定される。
【０００６】
従って、複数の測定箇所における測定結果の比較を行うために、複数の測定箇所における受信感度を略同一とすることが求められる。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、複数の測定箇所における受信感度を略同一とすることで、複数の測定箇所における測定結果の比較を容易とすることが可能な、新規かつ改良された光ファイバセンサ装置及び光ファイバセンサシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、受光された散乱光の強度に基づいて、複数の測定箇所に備えられる光ファイバにおける物理量を算出し、前記光ファイバの前記算出した物理量の平均を算出する制御部、を備え、前記制御部は、前記算出した物理量および前記光ファイバの長さに基づいて、前記物理量の平均を算出し、前記測定箇所に備えられる前記光ファイバは、光源と各々の前記測定箇所との間の距離が長くなるに従って、長くなる、光ファイバセンサ装置が提供される。
【０００９】
また、前記制御部は、前記測定箇所に備えられる前記光ファイバの長さの相違を補償し、補償した前記長さにおける前記物理量の平均を算出してよい。
【００１０】
また、前記制御部は、前記複数の測定箇所に備えられる前記光ファイバにおける前記物理量を、略同一の長さにおける前記物理量として算出してよい。
【００１１】
また、前記光ファイバは、前記複数の測定箇所を数珠繋ぎにするように備えられ、前記制御部は、前記数珠繋ぎにされた光ファイバにおける前記物理量を算出し、前記数珠繋ぎにされた光ファイバの前記計測した物理量の平均を算出してよい。
【００１２】
また、前記制御部は、ＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）を用いて、前記光ファイバにおける前記物理量を算出し、前記物理量の平均を算出してよい。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、光源を用いて、入射光を発生させる光源部と、複数の測定箇所に備えられる、前記入射光を散乱させ散乱光を発生させる光ファイバと、前記光ファイバ内で発生した前記散乱光を受光する受光部と、前記受光された散乱光の強度に基づいて、前記光ファイバにおける物理量を算出し、前記光ファイバの前記算出した物理量の平均を算出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記計測した物理量および前記光ファイバの長さに基づいて、前記物理量の平均を算出し、前記測定箇所に備えられる前記光ファイバは、光源と各々の前記測定箇所との間の距離が長くなるに従って、長くなる、光ファイバセンサシステムが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本開示によれば、複数の測定箇所における受信感度を略同一とすることで、複数の測定箇所における測定結果の比較を容易とすることが可能な、新規かつ改良された光ファイバセンサ装置及び光ファイバセンサシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の一実施形態に係る光ファイバセンサシステムの構成例を示すブロック図である。
【図２】光ファイバ２１０から受光する散乱光の強度について説明するための図である。
【図３】同実施形態に係る受光した散乱光の強度から物理量を算出する処理について説明するための図である。
【図４】同実施形態に係る光ファイバセンサシステムによる物理量の平均を算出する動作の流れの一例について説明するための図である。
【図５】第２の実施形態に係る測定箇所２２０の一例について説明するための図である。
【図６】同実施形態に係る感湿材Ｈに係る補償量の算出方法の一例について説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る各構成のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
＜１．第１の実施形態＞
＜＜１−１．概要＞＞
まず、本開示の概要について説明する。
【００１８】
近年、光ファイバをセンサ媒体としてセンシングを行う光ファイバセンサに関する技術が開発されている。光ファイバセンサは、電池式センサと比べて、電源供給が不要であることや、細径軽量であることなどが利点として挙げられる。また、光ファイバセンサを用いると、測定対象に設置されるセンサ部と、光源および受光器を備える部分とを離隔させることが可能となる。そのため、光ファイバセンサによるセンシングは、例えば建造物のインフラモニタリングへの利用可能性が期待されている。
【００１９】
ところで、光ファイバセンサの種類のうち、光ファイバ自体をセンサ部におけるセンシング媒体として使用する分布型光ファイバセンサが存在する。分布型光ファイバセンサを用いると、光ファイバの長手方向の物理量の分布を測定することができる。ここで、物理量とは、温度や歪みなどをいう。
【００２０】
なお、分布型光ファイバセンサでは、例えば、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）が使用される。ＯＴＤＲでは、光ファイバセンサ装置がパルス光を光ファイバ内へ発射し、当該光ファイバ内で発生する後方散乱光を受光する。光ファイバセンサ装置がパルス光を発射してから、当該光ファイバセンサ装置が後方散乱光として受光するまでの時間を計測することで、散乱が発生した光ファイバの箇所が判明する。すなわち、ＯＴＤＲを用いる場合、光ファイバの長手方向の物理量の分布を測定することが可能である。受光された後方散乱光の強度の変化量や周波数の変化量に基づいて、温度や歪み量などを算出することができる。
【００２１】
なお、２つの測定箇所間は、光ファイバにより接続される。また、光ファイバセンサ装置と測定箇所との間の距離が長くなるに従って、散乱光の強度の伝送損失が大きくなる。つまり、各々の測定箇所におけるセンサ部との間に受信感度の相違が生じる。当該相違が原因で、複数の測定箇所における測定結果の比較が困難となる場合が想定される。
【００２２】
本開示の一実施形態に係る技術思想は、上記の点に着目して発想されたものであり、受光された散乱波の強度に基づいて、複数の測定箇所に備えられる光ファイバにおける物理量を計測し、光ファイバの計測した物理量の平均を算出する制御部、を備え、制御部は、計測した物理量および光ファイバの長さに基づいて、物理量の平均を算出し、測定箇所に備えられる光ファイバは、光源と各々の測定箇所との間の距離が長くなるに従って、長くなる、ことを特徴とする。
【００２３】
係る特徴により、複数の測定箇所における受信感度を略同一とすることで、複数の測定箇所における測定結果の比較を容易にすることが可能となる。
【００２４】
なお、以下では、分布型光ファイバセンシングを例に挙げて説明していく。
【００２５】
＜＜１−２．構成例＞＞
まず、本開示の一実施形態に係る光ファイバセンサシステムの構成例について説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る光ファイバセンサシステムの構成例を示すブロック図である。当該光ファイバセンサシステムは、光ファイバセンサ装置１０、光ファイバ２１０、および測定箇所２２０、を備える。なお、測定箇所２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、光ファイバ２１０に沿うように配置される。
【００２６】
（光ファイバセンサ装置１０）
本実施形態に係る光ファイバセンサ装置１０は、光ファイバ２１０を用いて測定箇所２２０における物理量の測定を行うことが可能な測定装置である。ここで、物理量とは、例えば測定箇所２２０の温度や歪みなどをいう。
【００２７】
なお、光ファイバセンサ装置１０は、制御部１１０、光源部１２０、サーキュレータ１３０、および受光部１４０、を含む。
【００２８】
（制御部１１０）
本実施形態に係る制御部１１０は、受光部１４０が受光した散乱波の強度に基づいて、測定箇所２２０ａ〜２２０ｃにおける物理量に関する計算を行う機能を有する。具体的には、制御部１１０は、受光した散乱光に基づいて、光ファイバ２１０に沿って長手方向に物理量を計測し、複数の測定箇所２２０ａ〜２２０ｃに備えられる光ファイバ２１０における当該物理量の平均を算出する。なお、制御部１１０は、また、制御部１１０は、光源部１２０および受光部１４０を制御する機能を有する。
【００２９】
（光源部１２０）
本実施形態に係る光源部１２０は、光ファイバ２１０へ入射するための入射光を発生させる機能を有する。なお、光源部１２０は、後述するサーキュレータ１３０を介して、当該入射光を光ファイバ２１０へ入射させる。当該入射光は、例えばパルス光でよい。パルス光は、特に物理量を時間分解して測定する際に、入射光として有用であり得る。また、光源部１２０は、光分岐器を含み、入射光を発生させる際に、当該光分岐器を用いて参照光も発生させてよい。
【００３０】
なお、光源部１２０は、例えば半導体レーザ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）、電気／光変調器（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）を備える。
【００３１】
（サーキュレータ１３０）
本実施形態に係るサーキュレータ１３０は、光源部１２０から入射した入射光を光ファイバ２１０へ出射し、光ファイバ２１０から入射した散乱光を受光部１４０へ出射する光分岐器である。
【００３２】
（受光部１４０）
本実施形態に係る受光部１４０は、光ファイバ２１０内で発生した散乱光を受光する機能を有する。なお、受光部１４０は、サーキュレータ１３０を介して、当該散乱光を受光する。
【００３３】
また、受光部１４０は、例えばバランス検出器（Ｂａｌａｎｃｅｄ  Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）、電気スペクトルアナライザ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）を備える。
【００３４】
（光ファイバ２１０）
本実施形態に係る光ファイバ２１０は、光ファイバセンサ装置１０が各々の測定箇所２２０ａ〜２２０ｃにおける物理量を測定するために用いられる。光ファイバ２１０は、光ファイバセンサ装置１０および各々の測定箇所２２０ａ〜２２０ｃを数珠繋ぎにするように設置されてよい。測定箇所２２０ａ〜２２０ｃに備えられる光ファイバの一部では、各々の測定箇所２２０ａ〜２２０ｃの物理量によって、発生する散乱光が変化する。
【００３５】
なお、各々の測定箇所２２０ａ〜２２０ｃに備えられる光ファイバは、光ファイバセンサ装置１０と各々の測定箇所２２０ａ〜２２０ｃとの間の距離が長くなるに従って、長くなるように設置されてよい。
【００３６】
（測定箇所２２０）
本実施形態に係る測定箇所２２０ａ〜２２０ｃは、物理量を測定する対象となる箇所である。測定箇所２２０ａ〜２２０ｃは、光ファイバ２１０の一部を備える。測定箇所２２０は、所定の装置でもよいし、空間であってもよい。例えば、測定箇所２２０が所定の装置である場合、測定箇所２２０は、光ファイバ２１０が巻き付けられてもよい。測定箇所２２０の光ファイバ２１０の一部を備え方は、上記の例に限られない。
【００３７】
以上、本実施形態に係る光ファイバセンサシステムの構成例について説明した。なお、図１を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る光ファイバセンサシステムの機能構成は係る例に限定されない。本実施形態に係る光ファイバセンサシステムの機能構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。例えば、制御部１１０以外の構成は、光ファイバセンサ装置１０とは異なる装置に独立して存在していてもよく、例えばネットワークを介して制御部１１０が他の構成を制御してもよい。
【００３８】
＜＜１−２．動作例＞＞
次に、本実施形態に係る光ファイバセンサシステムに係る処理の一例について説明する。なお、以下光ファイバセンサのうち、光ファイバに沿って連続的な計測が可能な分布型計測を一例として説明する。
【００３９】
まず、光ファイバ２１０から受光する散乱光の強度について説明する。図２は、光ファイバ２１０から受光する散乱光の強度について説明するための図である。図２上側には、光ファイバセンサ装置１０、光ファイバ２１０、測定箇所２２０ａ〜２２０ｃが示されている。図２上側に示すように、測定箇所２２０ａ〜２２０ｃに備えられる光ファイバ２１０には、余長が設けられる。
【００４０】
また、図２下側には、光ファイバセンサ装置１０からの距離に対する光ファイバ２１０からの散乱光の強度が示されている。ここで、Ａ１が光ファイバ２１０の全長、測定長Ｄａが測定箇所２２０ａに備えられる光ファイバの余長の長さ、測定長Ｄｂが測定箇所２２０ｂに備えられる光ファイバの余長の長さ、測定長Ｄｃが測定箇所２２０ｃに備えられる光ファイバの余長の長さである。
【００４１】
光ファイバセンサ装置１０からの距離が長くなる程、入射光および散乱光が光ファイバ２１０中を伝送する距離が長くなるため、受光部１４０が光ファイバ２１０から受光する散乱光の強度は低くなる。また、図２下側に示すように、光ファイバセンサ装置１０からの距離が長くなるに従って、測定長Ｄの距離が長くなっている。図２の一例において、測定箇所２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの順に光ファイバセンサ装置１０からの距離が長くなるため、測定長Ｄに関しても測定長Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃの順に長くなっていく。
【００４２】
次に、受光部１４０が受光した散乱光の強度から物理量を算出する。物理量を算出する方法は、当該物理量の種別や測定箇所２２０の状況に依存する。図３は、第１の実施形態に係る受光した散乱光の強度から物理量を算出する処理について説明するための図である。図３上側には、光ファイバセンサ装置１０からの距離に対する光ファイバ２１０からの散乱光の強度が示されている。図３下側には、光ファイバセンサ装置１０からの距離に対して算出された物理量が示されている。
【００４３】
制御部１１０は、散乱光の強度から所定種別の物理量を算出する。制御部１１０は、算出した物理量のうち、各々の測定箇所２２０ａ〜２２０ｃに備えられる光ファイバの測定長Ｄａ〜Ｄｃにおける各々の物理量の平均を算出する。ここで、平均を算出する際の単位距離は、測定箇所２２０ａ〜２２０ｃ間で同一とする。制御部１１０は、測定長Ｄａ〜Ｄｃにおける、光ファイバセンサ装置１０からの距離に対する物理量を、同じ長さに対する物理量として算出する。
【００４４】
図３下側の一例において、制御部１１０は、測定長Ｄａ〜Ｄｃにおける物理量が、測定点Ｐａ〜Ｐｃにおける物理量として算出している。図３下側に示されるように、制御部１１０は、測定長Ｄａ〜Ｄｃにおける物理量の平均を、測定点Ｐａ〜Ｐｃにおける物理量として算出している。図３下側に示されるように、測定点Ｐａ〜Ｐｃはひとつの点として扱われる。このように、制御部１１０は、測定長Ｄａ〜Ｄｃ間の長さの相違を補償するように物理量の平均を算出する。ここで、長さＡ２は、光ファイバ２１０の全長Ａ１から測定箇所２２０ａ〜２２０ｃの長さを差し引いた長さである。なお、図３下側の一例の場合、測定点Ｐａ〜Ｐｃは１点として示されているが、必ずしも制御部１１０の補償により、測定長Ｄａ〜Ｄｃを１点として物理量を算出する必要は無い。制御部１１０は、測定長Ｄａ〜Ｄｃを略同一の長さに補償してもよい。制御部１１０は、測定箇所２２０ａ〜２２０ｃの測定結果を比較することができるように補償を行い得る。
【００４５】
上述したように、各々の測定箇所２２０ａ〜２２０ｃに備えられる光ファイバは、光ファイバセンサ装置１０と各々の測定箇所２２０ａ〜２２０ｃとの間の距離が長くなるに従って、長くなるように設置される。つまり、光ファイバセンサ装置１０からの距離が長くなるに従って、測定長Ｄの距離が長くなっている。そのため、制御部１１０が、測定点Ｐａ〜Ｐｃにおける物理量として平均を算出することで、測定箇所２２０ａ〜２２０ｃにおける散乱光の強度の合計が略同一となり、すなわち、測定箇所２２０ａ〜２２０ｃにおける受信感度が略同一となる。
【００４６】
係る機能によれば、複数の測定箇所における受信感度を略同一とすることが可能となる。
【００４７】
なお、図２および図３に示されたグラフは一例であり、係る例に限定されない。図２下側または図３上側で示される例とは異なる伝送損失の状況であっても、上記機能を適用することができる。なお、当該伝送損失の状況の変化に基づいて、図３下側で示された、制御部１１０が算出する物理量の平均も異なり得る。また、上述した処理は、ＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）を用いて、実現されることも可能である。
【００４８】
次に、光ファイバセンサシステムによる物理量の平均を算出する動作の流れについて説明する。図４は、第１の実施形態に係る光ファイバセンサシステムによる物理量の平均を算出するまでの動作の流れの一例について説明するための図である。
【００４９】
図４を参照すると、まず、光源部１２０は、サーキュレータ１３０を介して光ファイバ２１０へ入射光を入射させる（Ｓ１１０１）。次に、受光部１４０は、サーキュレータ１３０を介して、光ファイバ２１０内で発生した散乱光を計測する（Ｓ１１０２）。次に、制御部１１０は、ステップＳ１１０２で計測した散乱光の強度から、光ファイバ２１０の全長Ａ１における物理量を算出する（Ｓ１１０３）。次に、制御部１１０は、ステップＳ１１０３で算出した物理量から、測定長Ｄにおいて各々の物理量を平均化する（Ｓ１１０４）。最後に、光ファイバ２１０の全長Ａ１から測定長Ｄを差し引いた長さＡ２を新たな光ファイバ長として、光ファイバセンサ装置１０からの距離と物理量の関係を得て（Ｓ１１０５）、光ファイバセンサシステムは動作を終了する。
【００５０】
＜２．第２の実施形態＞
上記では、本開示に係る第１の実施形態について説明した。続いて、本開示に係る第２の実施形態について説明する。基本的に、第１の実施形態の説明と重複する内容は省略し、第１の実施形態との差分について説明する。また、以下では、ブリルアン散乱光の周波数スペクトルを測定するセンシング技術であるＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）を用いる一例について説明する。
【００５１】
第２の実施形態では、測定箇所における、光ファイバを外周面に備える感湿材の量を調整することで、複数の測定箇所における受信感度を略同一とし、複数の測定箇所における測定結果の比較を容易とする。
【００５２】
図５は、第２の実施形態に係る測定箇所２２０の一例について説明するための図である。図５には、空洞パイプＰ、感湿材Ｈ、および光ファイバ２１０の一部が示されている。感湿材Ｈは、空洞パイプＰの円柱面に巻き付けられるように備えられる。ここで、感湿材Ｈは、湿度が上昇するに従って、膨張する物体である。感湿材Ｈの膨張の比率は、感湿材Ｈに固有の湿度膨張係数により決定される。
【００５３】
図５において、光ファイバセンサは、湿度に対する歪みの量を測定することができる。以下、具体的に説明する。まず、感湿材Ｈは、湿度が上昇すると膨張する。感湿材Ｈが膨張すると、感湿材Ｈに巻き付けられた光ファイバ２１０は、圧力が加わり歪む。つまり、光ファイバセンサ装置１０は、感湿材Ｈを用いることで、間接的に湿度を測定することができる。
【００５４】
ここで、空洞パイプＰの大きさを一定とした場合、例えば空洞パイプＰの円柱面に備えられる感湿材Ｈの体積を増加させると、一般的に同じ量の湿度上昇における感湿材Ｈの体積の増加量が大きくなる。当該体積の増加量の増大は、光ファイバ２１０の歪みの量をより増加させる。従って、感湿材Ｈの体積を増加させると、同じ量の湿度上昇における、光ファイバ２１０の一部の、歪みの量が増加する。例えば、光ファイバセンサシステムは、ＢＯＴＤＲを用いる場合、歪みが引き起こすブリルアン散乱の周波数変移を測定するため、同じ量の湿度上昇における光ファイバ２１０の歪み量の増加によって、光ファイバセンサの感度が上昇する。
【００５５】
なお、空洞パイプＰの形状は、図５に示すような円柱体である必要はなく、例えば直方体などでもよい。また、空洞パイプＰを用いずに感湿材Ｈのみで構成されてもよい。
【００５６】
ここで、感湿材Ｈの塗布量の調整について、円柱体の円柱面に塗布される感湿材Ｈを一例として説明する。図６は、第２の実施形態に係る感湿材Ｈに係る補償量の算出方法の一例について説明するための図である。図６は、図５に示される円柱体の切断面を示す。図６には、空洞パイプＰおよび感湿材Ｈが示されている。
【００５７】
図６において、空洞パイプＰの半径をｒ［ｍ］、感湿材Ｈの湿度膨張係数をＸ［ｐｐｍ／％ＲＨ］、湿度上昇前の感湿材Ｈの厚さをＺ１［ｍ］、とする。ここで、湿度上昇前の外周は、２π（ｒ＋Ｚ１）［ｍ］である。
【００５８】
上記のような状況において、湿度がＹ［％］上昇すると、湿度上昇後の感湿材Ｈの厚さをＺ２［ｍ］とすると、感湿材Ｈの厚さＺ２［ｍ］は、Ｚ２＝Ｚ１（１＋ＸＹ）と求まる。従って、歪率εは、以下の式（１）として算出される。
【００５９】
【数１】
2020051912.tif 000003
【００６０】
つまり、湿度膨張係数Ｘ、湿度上昇前の感湿材Ｈの厚さＺ１、空洞パイプＰの半径ｒが決定されると、歪率εと湿度上昇率Ｙとの関係が定まる。従って、歪率に対する散乱光の周波数シフト量をＰ［ＭＨｚ／με］とすると、湿度上昇率Ｙに対する散乱光の周波数シフト量は、以下の式（２）として算出される。
【００６１】
【数２】
2020051912.tif 000004
【００６２】
つまり、同じ量の湿度上昇における光ファイバ２１０の歪み量の増加によって、光ファイバセンサの感度を上昇させるために、距離が長い箇所の感湿材の厚さＺ１は、距離が短い箇所の感湿材の厚さＺ１と比較して厚くする。
【００６３】
感湿材の厚さを算出する方法について説明してきたが、上記はあくまで一例である。感湿材Ｈの種類や形状などにより、必要な補償量、すなわち感湿材Ｈの体積の算出方法は異なる。また、必要な補償量の算出方法は、各々の測定箇所２２０の状況、光ファイバ２１０の設置方法などによっても異なる。
【００６４】
係る機能によれば、複数の測定箇所における受信感度が略同一となるよう調整することが可能となる。
【００６５】
＜３．ハードウェア構成例＞
次に、本発明の一実施形態に係る光ファイバセンサ装置１０のハードウェア構成例について説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る各構成のハードウェア構成例を示すブロック図である。図７を参照すると、光ファイバセンサ装置１０は、例えば、ＣＰＵ８７１と、ＲＯＭ８７２と、ＲＡＭ８７３と、ホストバス８７４と、ブリッジ８７５と、外部バス８７６と、インターフェース８７７と、入力部８７８と、出力部８７９と、記憶部８８０と、ドライブ８８１と、接続ポート８８２と、通信部８８３と、を有する。なお、ここで示すハードウェア構成は一例であり、構成要素の一部が省略されてもよい。また、ここで示される構成要素以外の構成要素をさらに含んでもよい。
【００６６】
（ＣＰＵ８７１）
ＣＰＵ８７１は、例えば、演算処理装置又は制御装置として機能し、ＲＯＭ８７２、ＲＡＭ８７３、記憶部８８０、又はリムーバブル記録媒体９０１に記録された各種プログラムに基づいて各構成要素の動作全般又はその一部を制御する。
【００６７】
（ＲＯＭ８７２、ＲＡＭ８７３）
ＲＯＭ８７２は、ＣＰＵ８７１に読み込まれるプログラムや演算に用いるデータ等を格納する手段である。ＲＡＭ８７３には、例えば、ＣＰＵ８７１に読み込まれるプログラムや、そのプログラムを実行する際に適宜変化する各種パラメータ等が一時的又は永続的に格納される。
【００６８】
（ホストバス８７４、ブリッジ８７５、外部バス８７６、インターフェース８７７）
ＣＰＵ８７１、ＲＯＭ８７２、ＲＡＭ８７３は、例えば、高速なデータ伝送が可能なホストバス８７４を介して相互に接続される。一方、ホストバス８７４は、例えば、ブリッジ８７５を介して比較的データ伝送速度が低速な外部バス８７６に接続される。また、外部バス８７６は、インターフェース８７７を介して種々の構成要素と接続される。
【００６９】
（入力部８７８）
入力部８７８には、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ、マイク、及びレバー等が用いられる。さらに、入力部８７８としては、赤外線やその他の電波を利用して制御信号を送信することが可能なリモートコントローラ（以下、リモコン）が用いられることもある。
【００７０】
（出力部８７９）
出力部８７９には、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）、ＬＣＤ、又は有機ＥＬ等のディスプレイ装置（表示装置）、スピーカー、ヘッドホン等のオーディオ出力装置、プリンタ、携帯電話、又はファクシミリ等、取得した情報を利用者に対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置である。
【００７１】
（記憶部８８０）
記憶部８８０は、各種のデータを格納するための装置である。記憶部８８０としては、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、又は光磁気記憶デバイス等が用いられる。
【００７２】
（ドライブ８８１）
ドライブ８８１は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９０１に記録された情報を読み出し、又はリムーバブル記録媒体９０１に情報を書き込む装置である。
【００７３】
（リムーバブル記録媒体９０１）
リムーバブル記録媒体９０１は、例えば、ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）メディア、ＨＤ  ＤＶＤメディア、各種の半導体記憶メディア等である。もちろん、リムーバブル記録媒体９０１は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード、又は電子機器等であってもよい。
【００７４】
（接続ポート８８２）
接続ポート８８２は、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＲＳ−２３２Ｃポート、又は光オーディオ端子等のような外部接続機器９０２を接続するためのポートである。
【００７５】
（外部接続機器９０２）
外部接続機器９０２は、例えば、プリンタ、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、又はＩＣレコーダ等である。
【００７６】
（通信部８８３）
通信部８８３は、ネットワーク９０３に接続するための通信デバイスであり、例えば、有線又は無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ）用の通信カード、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）用のルータ、又は各種通信用のモデム等である。また、内線電話網や携帯電話事業者網等の電話網に接続してもよい。
【００７７】
＜４．まとめ＞
以上説明したように、複数の測定箇所における受信感度を略同一とすることで、測定箇所間での測定結果の比較を容易とすることが可能な、新規かつ改良された光ファイバセンサ装置及び光ファイバセンサシステムを提供することができる。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７９】
１０      光ファイバセンサ装置
１１０    制御部
１２０    光源部
１３０    サーキュレータ
１４０    受光部
２１０    光ファイバ
２２０    測定箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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