(57)【要約】【課題】データセンター等の施設における湿度の制御に好適な湿度検出装置及び空調システムを提供する。【解決手段】湿度検出装置３０は、湿度に応じて伸縮する感湿部材３１と、光ファイバ２４の長さ方向の所定の領域の両端を把持する把持部３５ａ〜３５ｄと、感湿部材３１の伸縮に応じて把持部３５ａ〜３５ｄに両端が把持された部分の光ファイバ２４にマイクロベンドを発生させるベンド部とを有する。ベンド部は、例えば一端側が感湿部材３１に接続され、感湿部材３１の伸縮に応じて支点３２ａを中心に回転する可動棒３２と、可動棒３２の他端側に接続され、可動棒３２の回転に応じて所定の方向に移動するベンド棒３４と、ベンド棒３４に設けられて把持部３５ａ〜３５ｄに両端が把持された部分の光ファイバ２４の中央部を係止する係止部３６ａ，３６ｂとを有する。【選択図】図７
2014010096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿度に応じて伸縮する感湿部材と、
光ファイバの長さ方向の所定の領域の両端を把持する把持部と、
前記感湿部材の伸縮に応じて前記把持部に両端が把持された部分の光ファイバにマイクロベンドを発生させるベンド部と
を有することを特徴とする湿度検出装置。
【請求項２】
前記ベンド部は、
一端側が前記感湿部材に接続され、前記感湿部材の伸縮に応じて支点を中心に回転する可動棒と、
前記可動棒の他端側に接続され、前記可動棒の回転に応じて所定の方向に移動するベンド棒と、
前記ベンド棒に設けられて前記把持部に両端が把持された部分の光ファイバの中央部を係止する係止部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の湿度検出装置。
【請求項３】
前記把持部は、前記光ファイバの長さ方向の第１の領域の両端を把持する第１の把持部と、前記第１の領域から離隔した第２の領域の両端を把持する第２の把持部とを有し、
前記ベンド棒は、前記感湿部材が伸長したときに前記第１の領域の光ファイバにマイクロベンドを発生させる第１のベンド部と、前記感湿部材が収縮したときに前記第２の領域の光ファイバにマイクロベンドを発生させる第２のベンド部とを有する
ことを特徴とする請求項２に記載の湿度検出装置。
【請求項４】
前記係止部の前記光ファイバに接触する部分の曲率が、前記光ファイバの仕様上の最小許容曲げ半径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の湿度検出装置。
【請求項５】
室内の温度及び湿度を調整可能な空調設備と、
前記室内に敷設された光ファイバと、
前記光ファイバに接続されて前記光ファイバの長さ方向の温度分布を測定する温度分布測定装置と、
前記光ファイバの所定領域の両端を把持し、湿度に応じて前記光ファイバに伝送損失を発生させる湿度検出装置と、
前記温度分布測定装置から出力されるデータに基づいて前記空調設備を制御する制御装置と
を有することを特徴とする空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿度検出装置及び空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度情報化社会の到来にともなって計算機で多量のデータが扱われるようになり、データセンター等の施設において多数の計算機を同一室内に設置して一括管理することが多くなっている。このような状況下では、計算機から多量の熱が発生して誤動作や故障の原因となるため、計算機を冷却する手段が必要となる。そのため、通常データセンターでは、計算機内で発生した熱をファン（送風機）により計算機の外に排出するとともに、空調機（エアコン）を使用して室内の温度を調整している。
【０００３】
本願発明者らは、光ファイバを使用した温度分布の測定方法を提案している（特許文献１，２）。これらの方法によれば、計算機を収納したラックや室内の詳細な温度分布が得られ、その温度分布に基づいて空調設備を効率的に制御することが可能になり、データセンターの空調設備で消費する電力を削減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６５０７７号公報
【特許文献２】特開２００９−２６５０８３号公報
【特許文献３】特開昭６３−１３２１３８号公報
【特許文献４】特開平３−９４１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
データセンター等の施設における湿度の制御に好適な湿度検出装置及び空調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の技術の一観点によれば、湿度に応じて伸縮する感湿部材と、光ファイバの長さ方向の所定の領域の両端を把持する把持部と、前記感湿部材の伸縮に応じて前記把持部に両端が把持された部分の光ファイバにマイクロベンドを発生させるベンド部とを有する湿度検出装置が提供される。
【０００７】
開示の技術の他の一観点によれば、室内の温度及び湿度を調整可能な空調設備と、前記室内に敷設された光ファイバと、前記光ファイバに接続されて前記光ファイバの長さ方向の温度分布を測定する温度分布測定装置と、前記光ファイバの所定領域の両端を把持し、湿度に応じて前記光ファイバに伝送損失を発生させる湿度検出装置と、前記温度分布測定装置から出力されるデータに基づいて前記空調設備を制御する制御装置とを有する空調システムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上記一観点に係る湿度検出装置によれば、データセンター等の施設の温度分布の測定に使用される光ファイバを用いて湿度を検出することができる。また、上記他の一観点に係る空調システムは、光ファイバを用いてデータセンター等の施設の温度分布の測定と湿度の検出とを同時に行うことができ、施設内の温度分布及び湿度を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、温度分布測定装置及びその温度分布測定装置を使用した空調システムを示す模式図である。
【図２】図２は、後方散乱光のスペクトルを示す図である。
【図３】図３は、光検出器で検出されるラマン散乱光の強度の時系列分布を示す図である。
【図４】図４は、図３のラマン散乱光の強度の時系列分布を基にＩ1／Ｉ2比を時間毎に計算し、且つ図３の横軸（時間）を距離に換算し、縦軸（信号強度）を温度に換算した結果を示す図である。
【図５】図５は、最小加熱長を説明する図（その１）である。
【図６】図６は、最小加熱長を説明する図（その２）である。
【図７】図７は、湿度検出装置を示す模式図である。
【図８】図８は、温度分布測定装置の光検出器の出力を示す図である。
【図９】図９は、湿度が適正範囲よりも高い場合及び低い場合の光ファイバの状態を示す模式図である。
【図１０】図１０は、相対湿度と伝送損失との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、変形例に係る湿度検出装置の主要部を示す模式図である。
【図１２】図１２は、データセンターの室内のラック及び空調機の配置例を示す図である。
【図１３】図１３は、ラックに収納された計算機（サーバ）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。
【００１１】
データセンターでは、温度の管理とともに湿度の管理も重要である。例えば、データセンターの室内に湿度計を設置し、湿度計による湿度測定値に基づいて空調設備を制御することが考えられる。しかし、その場合は、空調設備を制御する制御装置と湿度計との間に電気配線を敷設する必要があり、導入コストやメンテナンスコストが上昇する。そこで、光ファイバを用いて温度分布と湿度とを測定することが考えられる。
【００１２】
従来から、光ファイバを使用して湿度を検出する方法が提案されている。例えば、光ファイバと感湿繊維束とを強く撚り合わせてマイクロベンドを発生させておき、感湿繊維束が湿度に応じて伸縮する際にマイクロベンドによる伝送損失が変化することを利用して、湿度を測定する方法が提案されている。
【００１３】
しかしながら、上述の方法では、光ファイバに常に強い圧力が加えられているので、光ファイバの伝送損失が大きく、１本の光ファイバで温度分布と湿度とを測定しようとすると温度分布の測定精度が低下してしまう。また、光ファイバに常に大きな圧力を印加すると光ファイバの光学特性が変化してしまうため、光ファイバの保守や交換、及び温度分布測定装置の校正等を頻繁に行うことが必要になり、メンテナンス費用が増加する。
【００１４】
以下の実施形態では、データセンター等の施設における湿度の制御に好適な湿度検出装置及び空調システムについて説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、光ファイバをセンサとする温度分布測定装置（Distributed Temperature Sensor：ＤＴＳ）を使用して湿度を検出する。そのため、最初に温度分布測定装置について説明する。
【００１６】
図１は、温度分布測定装置及びその温度分布測定装置を使用した空調システムを示す模式図である。また、図２は後方散乱光のスペクトルを示す図、図３は光検出器で検出されるラマン散乱光の強度の時系列分布を示す図である。
【００１７】
図１のように、温度分布測定装置２０は、レーザ光源２１と、レンズ２２ａ，２２ｂと、ビームスプリッタ２３と、波長分離部２５と、光検出器２６と、演算部２７とを有し、光ファイバ２４に接続して使用する。
【００１８】
レーザ光源２１からは、所定のパルス幅のレーザ光が一定の周期で出力される。このレーザ光は、レンズ２２ａ、ビームスプリッタ２３及びレンズ２２ｂを通って光ファイバ２４の光源側端部から光ファイバ２４内に進入する。なお、図１において、２４ａは光ファイバ２４のコアを示し、２４ｂは光ファイバ２４のクラッドを示している。
【００１９】
光ファイバ２４内に進入した光の一部は、光ファイバ２４を構成する分子により後方散乱される。後方散乱光には、図２に示すように、レイリー（Rayleigh）散乱光と、ブリルアン（Brillouin）散乱光と、ラマン（Raman）散乱光とが含まれる。レイリー散乱光は入射光と同一波長の光であり、ブリルアン散乱光及びラマン散乱光は入射波長からシフトした波長の光である。
【００２０】
ラマン散乱光には、入射光よりも長波長側にシフトしたストークス光と、入射光よりも短波長側にシフトした反ストークス光とがある。ストークス光及び反ストークス光の強度はいずれも温度により変化するが、ストークス光は温度による変化量が小さく、反ストークス光は温度による変化量が大きい。すなわち、ストークス光は温度依存性が小さく、反ストークス光は温度依存性が大きいということができる。
【００２１】
これらの後方散乱光は、図１に示すように、光ファイバ２４を戻って光源側端部から出射する。そして、レンズ２２ｂを透過し、ビームスプリッタ２３により反射されて、波長分離部２５に進入する。
【００２２】
波長分離部２５は、波長に応じて光を透過又は反射するビームスプリッタ３１ａ〜３１ｃと、特定の波長の光のみを透過する光学フィルタ３３ａ〜３３ｃとを有する。また、波長分離部２５は、光学フィルタ３３ａ〜３３ｃを透過した光をそれぞれ光検出器２６の受光部２６ａ〜２６ｃに集光する集光レンズ３４ａ〜３４ｃを有する。
【００２３】
波長分離部２５に入射した光は、ビームスプリッタ３１ａ〜３１ｃ及び光学フィルタ３３ａ〜３３ｃによりレイリー散乱光、ストークス光及び反ストークス光に分離され、光検出器２６の受光部２６ａ〜２６ｃに入力される。その結果、受光部２６ａ〜２６ｃからはレイリー散乱光、ストークス光及び反ストークス光の強度に応じた信号が出力される。
【００２４】
演算部２７は、コンピュータを含んで構成される。この演算部２７は、光検出器２６から出力される信号に基づいて、光ファイバ２４の敷設経路に沿った温度分布を取得する。
【００２５】
ところで、光ファイバ２４内で発生した後方散乱光は、光ファイバ２４を戻る間に減衰する。そのため、後方散乱が発生した位置における温度を正しく評価するためには、光の減衰を考慮することが重要である。
【００２６】
図３は、横軸に時間をとり、縦軸に信号強度をとって、ラマン散乱光の強度の時系列分布の一例を示す図である。光ファイバ２４にレーザパルスを入射した直後から一定の間、光検出器２６にはストークス光及び反ストークス光が検出される。光ファイバ２４の全長にわたって温度が均一の場合、レーザパルスが光ファイバ２４に入射した時点を基準とすると、信号強度は時間の経過とともに減少する。この場合、横軸の時間は光ファイバ２４の光源側端部から後方散乱が発生した位置までの距離を示しており、信号強度の経時的な減少は光ファイバ２４による光の減衰を示している。
【００２７】
光ファイバ２４の長さ方向にわたって温度が均一でない場合、例えば長さ方向に沿って高温部及び低温部が存在する場合は、ストークス光及び反ストークス光の信号強度は一様に減衰するのではなく、図３に示すように信号強度の経時変化を示す曲線に山及び谷が現れる。図３において、ある時間ｔにおける反ストークス光の強度をＩ1、ストークス光の強度をＩ2とする。
【００２８】
図４は、図３のラマン散乱光の強度の時系列分布を基にＩ1／Ｉ2比を時間毎に計算し、且つ図３の横軸（時間）を距離に換算し、縦軸（信号強度）を温度に換算した結果を示す図である。この図４に示すように、反ストークス光とストークス光との強度比（Ｉ1／Ｉ2）を計算することにより、光ファイバの長さ方向における温度分布を測定することができる。
【００２９】
制御装置１０は、温度分布測定装置２０から出力される温度分布のデータに基づいて空調設備１１を制御する。なお、本実施形態では、後述するように温度分布測定装置２０から湿度のデータも出力される。制御装置１０は、温度分布測定装置２０から出力される温度分布のデータ及び湿度のデータに基づいて空調設備１１を制御し、室内の温度及び湿度を調整する。
【００３０】
以下、図５，図６を参照して最小加熱長について説明する。
【００３１】
レーザ光源２１から出力されるレーザ光のパルス幅（ＯＮ時間）ｔ０を１０nsec、真空中の光の速度ｃを３×１０8ｍ／sec、光ファイバ２４のコア２４ｂの屈折率ｎを１．５とすると、光ファイバ２４内におけるレーザ光のパルス幅Ｗは、下記（１）式に示すように約２ｍとなる。
【００３２】
Ｗ＝ｔ０・ｃ／ｎ＝１０（nsec）・３×１０8（ｍ/sec）／１．５≒２（ｍ）  …（１）
このパルス幅分のレーザ光の後方散乱光は光検出器２６に１つの信号として取り込まれ、光検出器２６はこのパルス幅分の信号の積算値から温度を検出する。そのため、光ファイバ２４のうちパルス幅Ｗに相当する長さに均一に熱を加えないと正確な温度計測ができない。以下、正確な温度計測に必要な最小加熱長をＬminという。
【００３３】
図５（ａ）に示す実温度分布で光ファイバを加熱した場合、すなわち光ファイバ２４のうち長さＬの部分のみを均一に加熱した場合、計測温度分布は図５（ｂ）に示すようにガウシアン（正規分布）的な曲線を描く。図６に示すように加熱部の長さＬが最小加熱長Ｌminよりも短い場合は、計測温度分布のピークが低くなり、加熱部の長さＬが長くなれば計測温度分布のピークは高くなる。計測温度と加熱温度との差を十分に小さくするためは、加熱部の長さＬを最小加熱長Ｌmin以上とすることが必要になる。
【００３４】
また、図６に示すように、加熱部の長さＬが短い場合には、２つの加熱部が近接していても計測温度分布は重ならない。しかし、加熱部の長さＬが最小加熱長Ｌmin以上の場合は、２つの加熱部の間の距離が最小加熱長Ｌmin以上離れていなければ、計測温度分布が重なってしまう。このことから、加熱部の温度を高精度に測定するためには、計測可能な熱分布の最小周期ＬMは最小加熱長Ｌminを約２倍した値となる。
【００３５】
本願発明者らは、伝達関数を用いて最小加熱長よりも短い間隔で温度分布を高精度に測定する方法を提案している（特許文献１，２参照）が、ここではその説明は省略する。
【００３６】
以下、湿度検出装置について説明する。
【００３７】
図７は、湿度検出装置を示す模式図である。本実施形態では、前述の温度分布測定装置２０に接続された光ファイバ２４の一部を使用して湿度を検出する。
【００３８】
図７に示すように、湿度検出装置３０は、感湿体３１と、可動棒３２と、ばね３３と、ベンド棒３４と、ファイバ把持部３５ａ〜３５ｄとを有する。可動棒３２、ばね３３及びベンド棒３４により形成される構造物は、ベンド部の一例である。
【００３９】
可動棒３２は支点３２ａを中心にして回転可能であり、その一端側は支持体３９に吊り下げられた感湿体３１に接続され、他端側は支持体３９に吊り下げられたばね３３に接続されて、ほぼ水平に配置される。ばね３３と支持体３９との間にはオフセット調整部（図示せず）が設けられており、このオフセット調整部によりばね３３の上下方向の位置を微調整することができる。
【００４０】
感湿体３１は、湿度に応じて伸縮する。本実施形態では、感湿体３１として毛髪を使用するが、毛髪以外のものを感湿体３１としてもよい。感湿体３１として毛髪を使用した場合、湿度（相対湿度、以下同じ）が高くなると感湿体３１は伸長し、湿度が低くなると感湿体３１は収縮する。
【００４１】
上述したように、可動棒３２の一端側は感湿体３１に接続され、他端側はばね３３に接続されているので、感湿体３１が伸縮するとそれに応じてばね３３も伸縮し、可動棒３２の角度が変化する。ここでは、湿度が最適値（例えば５０％ＲＨ）のときに可動棒３２が水平になるように、感湿体３１の長さやばね３３の上下方向の位置（オフセット）及びばね定数等が調整されているものとする。
【００４２】
ベンド棒３４は垂直に配置され、その上端は可動棒３２の他端側に連結されている。このため、ベンド棒３４は、可動棒３２の角度変化に応じて上下方向に移動する。但し、ベンド棒３４の上方及び下方にはそれぞれストッパ３８ａ，３８ｂが設けられており、これらのストッパ３８ａ，３８ｂによりベンド棒３４の移動範囲が制限される。
【００４３】
ベンド棒３４の上部には、丸棒状のファイバ引掛け部３６ａと、ファイバ引掛け部３６ａの上方に配置されてファイバ引掛け部３６ａとの間で光ファイバ２４を保持するファイバ保持部３７ａとが設けられている。また、ベンド棒３４の下部には、丸棒状のファイバ引掛け部３６ｂと、ファイバ引掛け部３６ｂの下方に配置されてファイバ引掛け部３６ｂとの間で光ファイバ２４を保持するファイバ保持部３７ｂとが設けられている。
【００４４】
ファイバ引掛け部３６ａ，３６ｂの半径は光ファイバ２４の仕様上の最小許容曲げ半径よりも小さく設定されている。例えば、光ファイバ２４の最小許容曲げ半径が１０ｍｍであるとすると、ファイバ引掛け部３６ａ，３６ｂの半径は５ｍｍ程度とする。
【００４５】
ファイバ把持部３５ａ〜３５ｄはいずれも２本のロールにより形成されており、それらのロール間に光ファイバ２４を挟んで保持する。ファイバ把持部３５ａ，３５ｂはベンド棒３４を挟む位置に配置されており、ファイバ把持部３５ｃはファイバ把持部３５ａの下方に、ファイバ把持部３５ｄはファイバ把持部３５ｂの下方に配置されている。
【００４６】
本実施形態では、図７のように、１本の光ファイバ２４の相互に離隔した２か所の部分を第１の検出部２４１及び第２の検出部２４２として湿度検出装置３０に配置する。
【００４７】
すなわち、光ファイバ２４の第１の検出部２４１の両端をファイバ把持部３５ａ，３５ｂにより把持し、ファイバ把持部３５ａ，３５ｂ間の光ファイバ２４の中央部分をファイバ引掛け部３６ａに引掛ける。これと同様に、光ファイバ２４の第２の検出部２４２の両端をファイバ把持部３５ｃ，３５ｄにより把持し、ファイバ把持部３５ｃ，３５ｄ間の光ファイバ２４の中央部分をファイバ引掛け部３５ｂに引掛ける。
【００４８】
但し、湿度が適正範囲（例えば３８％ＲＨ〜６２％ＲＨ）のときに光ファイバ２４の曲率が最小許容曲げ半径よりも小さくならないように、光ファイバ２４は緩く湾曲した状態でファイバ引掛け部３６ａ，３６ｂに引掛けることが重要である。また、第１の検出部２４１と第２の検出部２４２との間隔は、相互の干渉を回避するために、前述した最小加熱長の２倍以上とすることが好ましい。
【００４９】
このように、温度分布測定装置２０（図１参照）に接続された光ファイバ２４の一部を、湿度検出装置３０に配置する。これにより、温度分布測定装置２０の演算部２７では、光ファイバ２４の長さ方向の温度分布と、湿度検出装置３０が配置された場所の湿度とを検出することができる。そして、制御装置１０は、前述したように温度分布測定装置２０から出力されるデータに基づいて空調設備１１を制御し、室内の温度と湿度とをそれぞれ適正範囲内に調整する。なお、湿度の検出に使用する光はレイリー散乱光でもよく、ラマン散乱光でもよい。
【００５０】
図８（ａ）〜（ｃ）は、横軸に光ファイバ２４の長さ方向の位置をとり、縦軸に信号強度をとって、温度分布測定装置２０の光検出器２６の出力を示す図である。ここでは、光ファイバ２４の約３００ｍの位置に第１の検出部２４１を配置し、約３４０ｍの位置に第２の検出部２４２を配置している。なお、図８（ａ）〜（ｃ）において、約３９０ｍの位置に存在する伝送損失は、光ファイバ間を接続する光コネクタに起因するものである。
【００５１】
湿度が適正範囲内の場合は、図７のように光ファイバ２４の第１の検出部２４１及び第２の検出部２４２には弛みが存在し、光ファイバ２４には大きな圧力は印加されない。このため、図８（ａ）のように、第１の検出部２４１及び第２の検出部２４２では大きな伝送損失は発生しない。
【００５２】
湿度が適正範囲よりも高い場合は、感湿体３１が伸長するため、図９（ａ）に示すようにベンド棒３４は上方に移動する。このため、ファイバ引掛け部３６ａにより第１の検出部２４１の光ファイバ２４が引張られ、ファイバ引掛け部３６ａに接触している部分の光ファイバ２４の曲率が、最小許容曲げ半径よりも小さくなる。これにより、図８（ｂ）に示すように、第１の検出部２４１の部分でマイクロベンドによる伝送損失が発生する。
【００５３】
一方、湿度が適正範囲よりも低い場合は、感湿体３１が収縮するため、図９（ｂ）に示すようにベンド棒３４は下方に移動する。このため、ファイバ引掛け部３６ｂにより第２の検出部２４２の光ファイバ２４が引張られ、ファイバ引掛け部３６ｂに接触している部分の光ファイバ２４の曲率が、最小許容曲げ半径よりも小さくなる。これにより、図８（ｃ）に示すように、第２の検出部２４２の部分でマイクロベンドによる伝送損失が発生する。
【００５４】
図１０は、横軸に相対湿度をとり、縦軸に伝送損失をとって、それらの関係を示す図である。この図１０に示すように、相対湿度が適正範囲の下限値よりも低いときには、湿度が低くなるほど光ファイバ２４の伝送損失は増加する。但し、湿度が低すぎる場合には、ベンド棒３４がストッパ３８ｂに当接して光ファイバ２４に過剰に応力が加わることを防止するため、伝送損失の極端な増加は回避される。
【００５５】
また、湿度が適正範囲の上限値よりも高い場合は、湿度が高くなるほど光ファイバ２４の伝送損失は増加する。但し、湿度が高すぎる場合には、ベンド棒３４がストッパ３８ａに当接して光ファイバ２４に過剰に応力が加えられることを防止するため、伝送損失の極端な増加は回避される。
【００５６】
なお、図１０に示すように、ベンド棒３４がストッパ３８ｂに当接する湿度を許容下限値（例えば３０％ＲＨ）よりも低く設定し、ベンド棒３４がストッパ３８ａに当接する湿度を許容上限値（例えば７０％ＲＨ）よりも高く設定することが好ましい。
【００５７】
本実施形態では、湿度が適正範囲から外れると光ファイバ２４の長さ方向の所定の位置で伝送損失が発生する。このため、制御装置１０は、温度分布測定装置２０から出力されるデータに基づき、データセンターの室内の湿度が適正範囲内であるか否か、適正範囲内でない場合は適正範囲よりも低いのか高いのかを、リアルタイムで検出することができる。この検出結果を基に空調設備１１を制御することにより、室内の湿度を適正範囲内に維持することができる。
【００５８】
また、本実施形態の湿度検出装置３０では、光ファイバ２４に強い応力が長時間にわたって印加されることはないので、湿度検出装置３０により温度分布の測定精度が阻害されることはない。
【００５９】
更に、湿度が適正範囲内であれば光ファイバ２４に強い応力が長時間にわたって印加されることはないので、光ファイバ２４の光学特性の変化が抑制される。このため、光ファイバ２４の保守や交換、及び温度分布測定装置２０の校正等を頻繁に行う必要がなく、メンテナンスコストを抑えることができる。
【００６０】
（変形例）
例えば、室内に外気を導入して計算機を冷却するデータセンターでは、室内の温度が比較的大きく変化する。この場合、温度に応じて湿度の適正範囲を変更するようにしてもよい。
【００６１】
図１１（ａ），（ｂ）は、変形例に係る湿度検出装置の主要部を示す模式図である。なお、図１１（ａ），（ｂ）において、図示していない部分の構成は基本的に図７に示す湿度検出装置と同様である。
【００６２】
図１１（ａ）に示す湿度検出装置では、ベンド棒３４に、温度により伸縮する感温部材４１ａを配置している。感温部材４１ａとして、例えば温度により液体と固体とに変化する温感コンパウンドを封入したアクチュエータを使用することができる。
【００６３】
図１１（ａ）に示す例では、温度が高くなると感温部材４１ａが伸長して、ファイバ引掛け部３６ａ，３６ｂ及びファイバ保持部３７ａ，３７ｂが下方に移動する。また、温度が低くなると感温部材４１ａが収縮して、ファイバ引掛け部３６ａ，３６ｂ及びファイバ保持部３７ａ，３７ｂが上方に移動する。
【００６４】
このため、図１１（ａ）に示す湿度検出装置では、温度が高くなると図１０に示す適正範囲の下限値及び上限値等が全体的に左側に移動し、温度が低くなると図１０に示す適正範囲の下限値及び上限値が全体的に右側に移動する。従って、湿度が適正範囲内になるように空調設備１１を制御すると、温度が高いときには湿度が低めになり、温度が低いときには湿度が高めになる。例えば、水蒸気量が変化しないような閉空間においては、温度により相対湿度が低温時は高い側、高温時は低い側に変化するものの、低温で結露する場合を避ければ管理上特に問題にならない場合が多いが、この方式はそのような場合に好適に作用する。
【００６５】
図１１（ｂ）に示す湿度検出装置では、可動棒３２に、温度により伸縮する感温部材４１ｂを配置している。図１１（ｂ）に示す例では、温度が高くなると感温部材４１ｂが伸長して支点３２ａの位置が右側に移動し、温度が低くなると感温部材４１ｂが収縮して支点３２ａの位置が左側に移動する。温度が高くなると図１０に示す適正範囲の下限値及び上限値が全体的に右側に移動し、かつ湿度変化に対しての感度が低下する。逆に温度が低くなると、つりあいの位置がずれるため、図１０に示す適正範囲の下限値及び上限値が全体的に左側に移動し、かつ、湿度変化に対しての感度が上昇する。上述のとおり、温度が低くなるときには結露等に注意しなければならないことが多いが、この方式はそのような場合に好適に作用する。
【００６６】
このように、感温部材４１ａ，４１ｂを使用することにより、温度に応じて湿度の制御範囲を変化させることができる。なお、図１１（ａ），（ｂ）の例では感温部材として温感コンパウンドを封入したアクチュエータを使用しているが、感温部材としてバイメタル等を使用してもよい。
【００６７】
（第２の実施形態）
第１の実施形態ではデータセンターの室内の湿度を適正範囲内に制御する場合について説明したが、湿度を単に適正範囲内に制御するのではなく、最適湿度（最適値）に近づける制御をすることが好ましい。以下の実施形態では、第１の実施形態で説明した湿度検出装置を使用してデータセンターの室内の湿度が最適湿度に近づくように制御する空調システムについて説明する。なお、本実施形態においても、図１及び図７を参照する。
【００６８】
図１２は、データセンターの室内のラック及び空調機の配置例を示す図である。この図１２に示すように、データセンターの室内には、複数のラック（サーバラック）５１が列毎に並んで配置されている。図１３のように、各ラック５１にはそれぞれ複数の計算機（サーバ）５６が収納されている。各計算機５６にはそれぞれ冷却ファン５７が設けられており、冷却ファン５７の回転により室内のエアーがラック５１の一方の面（以下、「吸気面」と呼ぶ）からラック５１内に取り込まれ、ラック５１の他方の面（以下、「排気面」と呼ぶ）から排出される。
【００６９】
隣り合う列のラック５１は、吸気面と吸気面又は排気面と排気面とが向き合うように配置されており、列間の空間は作業者が通行可能な通路となっている。吸気面側の通路の床には、床下空間とラック５１が設置された空間とを連絡するグリル（通風口）５２が配置されている。
【００７０】
データセンタの室内には複数の空調機５３がラック列を挟んで配置されている。それらの空調機５３は、室内のエアーをエアー取り入れ口から取り入れ、温度及び湿度が調整されたエアーをエアー供給口から床下空間に供給する。床下空間に供給されたエアーは、グリル５２を通ってラック５１の吸気面側に移動し、ラック５１内に入って計算機５６を冷却した後、排気面から排出される。
【００７１】
温度分布測定装置２０（図１参照）に接続された光ファイバ２４は、各ラック５１の吸気面及び排気面を通り、更に図１２中に破線の円で示す部分に配置された湿度検出装置３０（図７参照）を通るように敷設されている。
【００７２】
空調機５３には、エアー供給口から吹き出すエアーの温度及び湿度を高精度に測定する温度湿度計５４が設けられている。そして、それらの温度湿度計５４による温度及び湿度の検出結果は制御装置１０に入力される。
【００７３】
上述の空調システムを用いて実際に室内の空調を行う前に、以下の準備を行う。すなわち、まず、湿度検出装置３０の位置に精密湿度計を配置する。そして、空調機５３のエアー供給口から吹き出すエアーの温度を、例えば１５℃から３０℃まで５℃毎に変化させる。また、各温度毎に、空調機５３のエアー供給口から吹き出すエアーの湿度を例えば２０％ＲＨから７０％ＲＨまで１０％ＲＨ毎に変化させる。
【００７４】
このように空調機５３のエアー供給口から吹き出すエアーの温度及び湿度を種々変化させ、各温度及び湿度毎に湿度検出装置３０の位置の温度及び湿度を測定する。ここでは、湿度検出装置３０の位置の温度は温度分布測定装置２０の出力から取得し、湿度検出装置３０の位置の湿度は前述の精密湿度計により取得するものとする。
【００７５】
そして、それらの測定結果を基に、空調機５３のエアー供給口から吹き出すエアーの温度及び湿度と、湿度測定装置３０の位置における温度及び湿度との関係を調べ、データベースとして制御装置１０に記憶しておく。データベースを記憶する替りに、空調機５３のエアー供給口から吹き出すエアーの温度及び湿度と、湿度検出装置３０の位置の温度から、湿度検出装置３０の位置の湿度を推定する計算式を導出し、その計算式を制御装置１０に記憶してもよい。
【００７６】
このようにして制御装置１０にデータベース又は計算式を記憶させた後、本実施形態に係る空調システムを用いて、以下のように室内の空調（湿度の調整）を行う。
【００７７】
すなわち、制御装置１０は、温度湿度計５４から空調機５３の位置の温度及び湿度を検出する。また、制御装置１０は、温度分布測定装置２０から湿度検出装置３０の位置の温度を検出する。そして、制御装置１０は、前述のデータベース又は計算式を用いて湿度検出装置３０の位置の湿度を推定し、その推定値が最適湿度となるように空調機５３を制御する。
【００７８】
何らかの原因で湿度検出装置３０の位置の湿度が適正範囲から外れると、光ファイバ２４の長さ方向の所定の位置にマイクロベンドによる伝送損失が発生する。そのため、制御装置１０は、温度分布測定装置２０から出力されるデータに基づき、湿度検出装置３０の位置の湿度が適正範囲から外れたことがわかる。これにより、制御装置１０は、湿度検出装置３０の位置の湿度が適正範囲となるように、すなわちマイクロベンドによる伝送損失が解消するように、空調機５３を制御する。
【００７９】
この場合、制御装置１０は、湿度が適正範囲になると空調機５３の制御をすぐに停止するのではなく、湿度が最適湿度になるように空調機５３の制御量を変化させる。例えば、制御装置１１は、湿度が適正範囲から外れている間に湿度検出装置３０による湿度検出値と推定値との差を演算して推定値を補正する。そして、その推定値が最適湿度となるように、空調機５３の設定湿度を少しずつ変化させる。このようにして、室内の湿度を最適湿度に近づくように制御することができる。
【００８０】
以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００８１】
（付記１）湿度に応じて伸縮する感湿部材と、
光ファイバの長さ方向の所定の領域の両端を把持する把持部と、
前記感湿部材の伸縮に応じて前記把持部に両端が把持された部分の光ファイバにマイクロベンドを発生させるベンド部と
を有することを特徴とする湿度検出装置。
【００８２】
（付記２）前記ベンド部は、
一端側が前記感湿部材に接続され、前記感湿部材の伸縮に応じて支点を中心に回転する可動棒と、
前記可動棒の他端側に接続され、前記可動棒の回転に応じて直線運動するベンド棒と、
前記ベンド棒に設けられて前記把持部に両端が把持された部分の光ファイバの中央部を係止する係止部と
を有することを特徴とする付記１に記載の湿度検出装置。
【００８３】
（付記３）前記把持部は、前記光ファイバの長さ方向の第１の領域の両端を把持する第１の把持部と、前記第１の領域から離隔した第２の領域の両端を把持する第２の把持部とを有し、
前記ベンド棒は、前記感湿部材が伸長したときに前記第１の領域の光ファイバにマイクロベンドを発生させる第１のベンド部と、前記感湿部材が収縮したときに前記第２の領域の光ファイバにマイクロベンドを発生させる第２のベンド部とを有する
ことを特徴とする付記２に記載の湿度検出装置。
【００８４】
（付記４）前記係止部の前記光ファイバに接触する部分の曲率が、前記光ファイバの仕様上の最小許容曲げ半径よりも小さいことを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の湿度検出装置。
【００８５】
（付記５）前記ベンド棒に取り付けられ、温度に応じて前記係止部の位置を移動させる感温部材を有することを特徴とする付記２に記載の湿度検出装置。
【００８６】
（付記６）前記可動棒に取り付けられ、温度に応じて前記支点の位置を移動させる感温部材を有することを特徴とする付記２に記載の湿度検出装置。
【００８７】
（付記７）室内の温度及び湿度を調整可能な空調設備と、
前記室内に敷設された光ファイバと、
前記光ファイバに接続されて前記光ファイバの長さ方向の温度分布を測定する温度分布測定装置と、
前記光ファイバの所定領域の両端を把持し、湿度に応じて前記光ファイバに伝送損失を発生させる湿度検出装置と、
前記温度分布測定装置から出力されるデータに基づいて前記空調設備を制御する制御装置と
を有することを特徴とする空調システム。
【００８８】
（付記８）前記湿度検出装置は、
湿度に応じて伸縮する感湿部材と、
一端側が前記感湿部材に接続され、前記感湿部材の伸縮に応じて支点を中心に回転する可動棒と、
前記可動棒の他端側に接続され、前記可動棒の回転に応じて直線運動するベンド棒と、
前記光ファイバの所定領域の両端を把持する把持部と、
前記ベンド棒に設けられて前記把持部に両端が把持された部分の光ファイバの中央部を係止する係止部とを有することを特徴とする付記７に記載の空調システム。
【００８９】
（付記９）前記把持部が、前記光ファイバの長さ方向の第１の領域の両端を把持する第１の把持部と、前記第１の領域から離隔した第２の領域の両端を把持する第２の把持部とを有し、
前記ベンド棒は、前記感湿部材が伸長したときに前記第１の領域の光ファイバにマイクロベンドを発生させる第１のベンド部と、前記感湿部材が収縮したときに前記第２の領域の光ファイバにマイクロベンドを発生させる第２のベンド部とを有し、
前記制御装置は前記第１の領域及び前記第２の領域のいずれにもマイクロベンドが発生しないように前記空調設備を制御することを特徴とする付記８に記載の空調システム。
【００９０】
（付記１０）前記空調設備から供給されるエアーの温度及び湿度を検出する温度湿度計を有し、
前記制御装置は、前記温度分布測定装置から出力されるデータと前記温度湿度計による温度及び湿度の測定値とから、前記湿度検出装置の位置の湿度を推測し、その推測値が最適湿度に一致するように、前記空調設備を制御することを特徴とする付記７乃至９のいずれか１項に記載の空調システム。
【符号の説明】
【００９１】
１０…制御装置、１１…空調設備、２０…温度分布測定装置、２１…レーザ光源、２２ａ，２２ｂ…レンズ、２３…ビームスプリッタ、２４…光ファイバ、２５…波長分離部、２６…光検出器、２７…演算部、３０…湿度検出装置、３１…感湿体、３２…可動棒、３２ａ…支点、３３…ばね、３４…ベンド棒、３５ａ〜３５ｄ…ファイバ把持部、３６ａ，３６ｂ…ファイバ引掛け部、３７ａ，３７ｂ…ファイバ保持部、３８ａ，３８ｂ…ストッパ、３９…支持体、４１ａ，４１ｂ…感温部材、５１…ラック、５２…グリル、５３…空調機、５６…計算機、５７…冷却ファン、２４１…第１の検出部、２４２…第２の検出部。
【図１】
2014010096.tif 000003
【図２】
2014010096.tif 000004
【図３】
2014010096.tif 000005
【図４】
2014010096.tif 000006
【図５】
2014010096.tif 000007
【図６】
2014010096.tif 000008
【図７】
2014010096.tif 000009
【図８】
2014010096.tif 000010
【図９】
2014010096.tif 000011
【図１０】
2014010096.tif 000012
【図１１】
2014010096.tif 000013
【図１２】
2014010096.tif 000014
【図１３】
2014010096.tif 000015