(57)【要約】【課題】過酷な環境下で広帯域の音響振動を測定する。【解決手段】光ファイバ素線ループ部（１）と、ケース（２）と、光ファイバ素線ループ部（１）に光を導入・導出するための第１光ファイバライン（１１）および第２光ファイバライン（１２）とを具備し、第１光ファイバライン（１１）および第２光ファイバライン（１２）をケース（２）に固定し、光ファイバ素線ループ部（１）はケース（２）に固定しない。【効果】光ファイバ素線ループ部（１）の振動により音響振動を検出するため、高温，腐食性雰囲気，液中，放射線被曝などの過酷な環境下でも使用できる。光ファイバ素線ループ部（１）が固定されておらず、自由に振動でき、さらに非常に軽量であるため、数Ｈｚから数ＭＨｚまでの音響振動を検出でき、広帯域の音響振動を好適に測定できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ素線ループ部（１）と、前記光ファイバ素線ループ部（１）を内部に収容するケース（２）と、前記光ファイバ素線ループ部（１）のループの第１端を前記ケース（２）の外部に導出するための第１光ファイバライン（１１）と、前記光ファイバ素線ループ部（１）のループの第２端を前記ケース（２）の外部に導出するための第２光ファイバライン（１２）とを具備すると共に、前記第１光ファイバライン（１１）および前記第２光ファイバライン（１２）を前記ケース（２）に固定し、前記光ファイバ素線ループ部（１）は前記ケース（２）に固定しないことを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバ振動センサ（１００）において、前記光ファイバ素線ループ部（１）は、光ファイバ素線（１ａ）のループをシート（１ｅ）に固定したものであることを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光ファイバ振動センサ（１００）において、前記ケース（２）が、耐熱材料からなることを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光ファイバ振動センサ（１００）において、前記ケース（２）が、耐腐食材料からなることを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光ファイバ振動センサ（１００）において、前記ケース（２）が、耐放射線材料からなることを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の光ファイバ振動センサ（１００）において、前記光ファイバ素線ループ部（１）のループを構成する光ファイバ素線（１ａ）は、光ファイバ裸線（１ｓ）と、ポリイミド，二酸化ケイ素または金の被覆（１ｔ）とを有することを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の光ファイバ振動センサ（１００）において、前記ケース（２）が、ニッケル合金、ステンレス鋼、鉛またはこれらを複合化した材料からなることを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の光ファイバ振動センサ（１００）において、前記光ファイバ素線ループ部（１）のループを構成する光ファイバ裸線（１ｓ）は、ゲルマニウムをドーピングしない二酸化ケイ素からなることを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の光ファイバ振動センサ（１００）において、前記ケース（２）に穴部（２ａ，２ｂ，２ｃ）を有することを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ振動センサに関し、更に詳しくは、過酷な環境下での使用に耐えることが出来ると共に広帯域の音響振動の測定に好適な光ファイバ振動センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、音響振動を測定して異常を監視する装置が種々提案されている（例えば、特許文献１，２，３参照。）
【特許文献１】特開２００５−０１０９０８号公報
【特許文献２】特開２００４−３３４３６３号公報
【特許文献３】特開２００４−１９１１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来装置では、マイクロフォンや圧電素子により音響振動を検出している。
しかし、従来のマイクロフォン（例えばコンデンサマイク）や圧電素子では、高温，腐食性雰囲気，液中，放射線被曝などの過酷な環境下での使用に耐えられない問題点がある。また、検出できる帯域が限られる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、過酷な環境下での使用に耐えることが出来ると共に広帯域の音響振動の測定に好適な光ファイバ振動センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点では、本発明は、光ファイバ素線ループ部（１）と、前記光ファイバ素線ループ部（１）を内部に収容するケース（２）と、前記光ファイバ素線ループ部（１）の第１端を前記ケース（２）の外部に導出するための第１光ファイバライン（１１）と、前記光ファイバ素線ループ部（１）の第２端を前記ケース（２）の外部に導出するための第２光ファイバライン（１２）とを具備すると共に、前記第１光ファイバライン（１１）および前記第２光ファイバライン（１２）を前記ケース（２）に固定し、前記光ファイバ素線ループ部（１）は前記ケース（２）に固定しないことを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）を提供する。
上記第１の観点による光ファイバ振動センサ（１００）では、光ファイバにより音響振動を検出するため、従来のマイクロフィンや圧電素子などに比べて高温，腐食性雰囲気，液中，放射線被曝などの過酷な環境下でも使用できる。そして、光ファイバ素線ループ部（１）が固定されておらず、自由に振動でき、さらに非常に軽量であるため、数Ｈｚから数ＭＨｚまでの音響振動を検出でき、従来のマイクロフィンや圧電素子などに比べて広帯域の音響振動を好適に測定できる。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による光ファイバ振動センサ（１００）において、前記光ファイバ素線ループ部（１）は、光ファイバ素線（１ａ）のループをシート（１ｅ）に固定したものであることを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）を提供する。
上記第２の観点による光ファイバ振動センサ（１００）では、シート（１ｅ）に光ファイバ素線（１ａ）のループを固定することによって、製造時や保守時における光ファイバ素線ループ部（１）の取り扱いが容易になる。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、前記第１または前記第２の観点による光ファイバ振動センサ（１００）において、前記ケース（２）が、耐熱材料からなることを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）を提供する。
上記第３の観点による光ファイバ振動センサ（１００）では、ケース（２）が耐熱材料からなるため、高温環境下での使用に好適となる。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、前記第１から前記第３のいずれかの観点による光ファイバ振動センサ（１００）において、前記ケース（２）が、耐腐食材料からなることを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）を提供する。
上記第４の観点による光ファイバ振動センサ（１００）では、ケース（２）が耐腐食材料からなるため、腐食性雰囲気下（例えば硫化ガス中）や液中（例えばＬＰＧ中）での使用に好適となる。
【０００８】
第５の観点では、本発明は、前記第１から前記第４のいずれかの観点による光ファイバ振動センサ（１００）において、前記ケース（２）が、耐放射線材料からなることを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）を提供する。
上記第５の観点による光ファイバ振動センサ（１００）では、ケース（２）が耐放射線材料からなるため、放射線被曝環境下（例えば原子力発電所）での使用に好適となる。
【０００９】
第６の観点では、本発明は、前記第１から第５のいずれかの観点による光ファイバ振動センサ（１００）において、前記光ファイバ素線ループ部（１）のループを構成する光ファイバ素線（１ａ）は、光ファイバ裸線（１ｓ）と、ポリイミド，二酸化ケイ素または金の被覆（１ｔ）とを有することを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）を提供する。
上記第６の観点による光ファイバ振動センサ（１００）では、光ファイバ裸線（１ｓ）にポリイミド，二酸化ケイ素または金の被覆（１ｔ）を形成することによって、曲げ性を向上できる。また、耐熱性および耐腐食性を向上できる。
【００１０】
第７の観点では、本発明は、前記第１から前記第３のいずれかの観点による光ファイバ振動センサ（１００）において、前記ケース（２）が、ニッケル合金、ステンレス鋼、鉛またはこれらを複合化した材料からなることを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）を提供する。
上記第７の観点による光ファイバ振動センサ（１００）では、ニッケル合金やステンレス鋼を用いることで高温，腐食性雰囲気，液中のような環境下でも使用できる。また、鉛を用いることで放射線被曝する環境下でも使用できる。さらに、複合化した材料（積層や合金化）を用いることで高温，腐食性雰囲気，液中，放射線被曝などが複合した環境下でも使用できる。
【００１１】
第８の観点では、本発明は、前記第１から前記第７のいずれかの観点による光ファイバ振動センサ（１００）において、前記光ファイバ素線ループ部（１）のループを構成する光ファイバ裸線（１ｓ）は、ゲルマニウムをドープしない二酸化ケイ素で構成されることを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）を提供する。
上記第８の観点による光ファイバ振動センサ（１００）では、光ファイバ裸線（１ｓ）がゲルマニウムをドープしない二酸化ケイ素を用いるため、放射線被曝環境下（例えば原子力発電所）での使用に好適となる。
【００１２】
第９の観点では、本発明は、前記第１から前記第８のいずれかの観点による光ファイバ振動センサ（１００）において、前記ケース（２）に穴部（２ａ，２ｂ，２ｃ）を有することを特徴とする光ファイバ振動センサ（１００）を提供する。
上記第９の観点による光ファイバ振動センサ（１００）では、穴部（２ａ，２ｂ，２ｃ）を通じてケース（２）の内外で気体または液体が連続するため、外部からの音響振動が光ファイバ素線ループ部（１）に損失少なく伝わるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光ファイバ振動センサによれば、従来のマイクロフィンや圧電素子などに比べて高温，腐食性雰囲気，液中，放射線被曝などの過酷な環境下でも使用できる。また、従来のマイクロフィンや圧電素子などに比べて広帯域の音響振動を好適に測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例１に係る光ファイバ振動センサ１００の構成を示す斜視図である。
この光ファイバ振動センサ１００は、光ファイバ素線ループ部１と、光ファイバ素線ループ部１を内部に収容するケース２と、光ファイバ素線ループ部１のループの第１端にケース２の外部から光を導入するための第１光ファイバライン１１と、光ファイバ素線ループ部１のループの第２端からケース２の外部に光を導出するための第２光ファイバライン１２と、第１光ファイバライン１１および第２光ファイバライン１２を保護する保護管３０と、第１光ファイバライン１１および第２光ファイバライン１２に取り付けられた光コネクタ５とを具備している。
【００１６】
光ファイバ素線ループ部１は、光ファイバ素線１ａの１ターンまたは複数ターンのループを、例えばポリイミド樹脂（商品名：カプトン）のような耐熱樹脂製のシート１ｅに固定したものである。
【００１７】
第１光ファイバライン１１および第２光ファイバライン１２は、ケース２に固定材２０で固定されているが、光ファイバ素線ループ部１はケース２に固定されていない。
固定材２０は、耐熱樹脂であり、例えば四フッ化ポリエチレン樹脂である。
【００１８】
ケース２は、枠体２ａと底板２ｂと天板２ｃからなり、用途に応じて耐熱材料または耐腐食材料または耐放射線材料から構成される。例えば、耐熱性および耐腐食性を有するニッケル合金（商品名：インコロイ）やステンレス鋼、耐放射線性を有する鉛、または、これらを複合化した材料（積層した材料や合金化した材料）から構成される。
枠体２ａ，底板２ｂおよび天板２ｃには、それぞれ穴部３ａ，３ｂおよび３ｃが穿設されており、音響振動の伝達媒体である気体または液体がケース２の内外で連続するようになっている。
保護管３０もケース２と同じ材料から構成される。
【００１９】
図２は、光ファイバ素線１ａの断面図である。
光ファイバ素線１ａは、コア１ｒを取り囲むようにクラッド１ｄに空孔１ｈを設けた光ファイバ裸線１ｓに、被覆１ｔを形成した構成である。
光ファイバ裸線１ｓの材料は、ゲルマニウムをドープしない二酸化ケイ素である。
被覆１ｔは、ポリイミド，多孔性の二酸化ケイ素または金である。
【００２０】
実施例１の光ファイバ振動センサ１００によれば、光ファイバ素線ループ部（１）の振動により音響振動を検出するため、従来のマイクロフィンや圧電素子などに比べて高温，腐食性雰囲気，液中，放射線被曝などの過酷な環境下でも使用できる。また、光ファイバ素線ループ部（１）が固定されておらず、自由に振動でき、さらに非常に軽量であるため、数Ｈｚから数ＭＨｚまでの音響振動を検出でき、従来のマイクロフィンや圧電素子などに比べて広帯域の音響振動を好適に測定できる。
【実施例２】
【００２１】
図３に示す光ファイバ心線１ａ’を図２の光ファイバ素線１ａに代えて用いてもよい。
この光ファイバ心線１ａ’は、図２の光ファイバ素線１ａの外周にジャケット被覆１ｊを形成した構成である。
ジャケット被覆１ｊは、ナイロン，ポリエチレンまたはテフロン（登録商標）である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の光ファイバ振動センサは、火山活動やＬＰＧタンクや原子力発電所の異常検出などに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１に係る光ファイバ振動センサを示す斜視図である。
【図２】実施例１に係る光ファイバ素線を示す断面図である。
【図３】実施例２に係る光ファイバ心線を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１                    光ファイバ素線ループ部
１ａ                  光ファイバ素線
１ａ’                光ファイバ心線
１ｅ                  シート
１ｔ                  被覆
１ｊ                  ジャケット被覆
２                    ケース
３ａ，３ｂ，３ｃ      穴部
１１，１２            光ファイバライン
２０                  固定材
３０                  保護管
１００                光ファイバ振動センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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