(57)【要約】【課題】ほぼ従来の装置構成で実現でき、安価で構成が簡単な光ファイバ式温度センサ装置を提供することにある。【解決手段】センサ本体２内から温度の測定箇所まで光ファイバ３ａ，３ｂを設け、その光ファイバ３ａ，３ｂに光源５から光を入射し、光ファイバ３ｂから散乱するストークス光とアンチストークス光を検出して測定箇所の温度を測定する光ファイバ式温度センサ装置１において、光源５と光ファイバ３ｂ間に設けられる温度が既知の基準温度光ファイバ１４と、その基準温度光ファイバ１４から散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度をモニタし、光源５の出力を制御する制御手段８とを備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ本体内から温度の測定箇所まで光ファイバを設け、その光ファイバに光源から光を入射し、上記光ファイバから散乱するストークス光とアンチストークス光を検出して上記測定箇所の温度を測定する光ファイバ式温度センサ装置において、上記光源と上記光ファイバ間に設けられる温度が既知の基準温度光ファイバと、その基準温度光ファイバから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度をモニタし、上記光源の出力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする光ファイバ式温度センサ装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記光源に印加するバイアス電流を制御する請求項１記載の光ファイバ式温度センサ装置。
【請求項３】
上記制御手段は、上記装置の異常を検知する請求項１または２記載の光ファイバ式温度センサ装置。
【請求項４】
上記制御手段は、上記光源の異常を検知する請求項３記載の光ファイバ式温度センサ装置。
【請求項５】
上記制御手段は、予め任意の２つの温度における上記基準温度光ファイバから散乱されるストークス光強度とアンチストークス光強度の基準演算値を求め、この基準演算値と温度の関係を示す近似式を求め、これを記憶装置に格納しておき、その後、別の温度における上記基準温度光ファイバから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度の演算値を求めると共に、上記別の温度における上記近似式による演算値を求め、上記演算値と、格納した上記近似式による演算値とが等しくなるように、上記光源に印加するバイアス電流を制御する請求項１〜４いずれかに記載の光ファイバ式温度センサ装置。
【請求項６】
上記制御手段は、予め多数の温度における上記基準温度光ファイバから散乱されるストークス光強度とアンチストークス光強度の基準演算値を求め、これを記憶装置に格納しておき、格納した基準演算値と、上記基準温度光ファイバから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度の演算値とが等しくなるように、上記光源に印加するバイアス電流を制御する請求項１〜４いずれかに記載の光ファイバ式温度センサ装置。
【請求項７】
センサ本体内から温度の測定箇所まで光ファイバを設け、その光ファイバに光源から光を入射し、上記光ファイバから散乱するストークス光とアンチストークス光を検出して上記測定箇所の温度を測定する光ファイバ式温度センサ装置において、上記光ファイバから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度をモニタし、上記光源の出力を制御する制御手段を備えたことを特徴とする光ファイバ式温度センサ装置。
【請求項８】
上記制御手段は、上記光源に印加するバイアス電流を制御する請求項７記載の光ファイバ式温度センサ装置。
【請求項９】
上記制御手段は、上記装置の異常を検知する請求項７または８記載の光ファイバ式温度センサ装置。
【請求項１０】
上記制御手段は、上記光源の異常を検知する請求項９記載の光ファイバ式温度センサ装置。
【請求項１１】
上記制御手段は、予め任意の２つの温度における上記光ファイバから散乱されるストークス光強度とアンチストークス光強度の基準演算値を求め、この基準演算値と温度の関係を示す近似式を求め、これを記憶装置に格納しておき、その後、別の温度における上記光ファイバから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度の演算値を求めると共に、上記別の温度における上記近似式による演算値を求め、上記演算値と、格納した上記近似式による演算値とが等しくなるように、上記光源に印加するバイアス電流を制御する請求項７〜１０いずれかに記載の光ファイバ式温度センサ装置。
【請求項１２】
上記制御手段は、予め多数の温度における上記光ファイバから散乱されるストークス光強度とアンチストークス光強度の基準演算値を求め、これを記憶装置に格納しておき、格納した基準演算値と、上記光ファイバから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度の演算値とが等しくなるように、上記光源に印加するバイアス電流を制御する請求項７〜１０いずれかに記載の光ファイバ式温度センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバから散乱するラマン散乱光を検出して温度を測定する光ファイバ式温度センサ装置に係り、特に、検出したラマン散乱光から得られる情報を、光源の出力の制御や装置自体の異常検知に用いた光ファイバ式温度センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３に示すように、従来の光ファイバ式温度センサ装置３１では、センサ本体３２の信号処理制御回路３３によりパルス信号を発生し、このパルス信号をＬＤ（半導体レーザ）モジュール３４でパルス光信号（入力波長λ０）に変換し、そのパルス光信号が装置内光ファイバ３５ａを介して光フィルタ部３６に入射し、基準温度光ファイバ３７を通って測定用光ファイバ３５ｂ内を伝送する。すると、測定用光ファイバ３５ｂの各点から後方散乱光が生じる。
【０００３】
後方散乱光は、発信波長λ０のレイリー散乱光と、ラマン散乱光の２成分である波長λＳｔのストークス光（Ｓｔ光）と、波長λＡｓのアンチストークス光（Ａｓ光）とからなる（図４参照）。
【０００４】
そして、光フィルタ部３６によって後方散乱光からＳｔ光とＡｓ光を分離し、これら光を受光器３８でそれぞれ受光して電気信号に変換し、信号処理制御回路３３に入力する。
信号処理制御回路３３は、この電気信号を処理し、Ｓｔ光とＡｓ光の強度比を求め、この強度比から測定箇所の温度を求める。求めた温度は、信号処理制御回路３３からパソコン３９にデータとして伝送され、パソコン３９に表示される。
【０００５】
この光ファイバ式温度センサ装置３１では、ファイバ収納箱４０に基準温度光ファイバ３７を収容し、その基準温度光ファイバ３７に温度センサ４１を設けている。温度センサ４１は信号処理制御回路３３に接続される。
【０００６】
Ｓｔ光とＡｓ光の強度比は温度に依存するため、この強度比を光ファイバ式温度センサ装置３１で測定すれば、測定用光ファイバ３５ｂ周囲の温度分布を測定できる。
【０００７】
ところで、例えばＬＤモジュール３４が備えるＬＤは、周囲温度によって出力が変動するため、測定中はＬＤのパワーを一定にするのが望ましい。
【０００８】
ＬＤパワーを一定にする方法としては、
（ｉ）ＬＤモジュール３４が、ＬＤの出射方向とは反対側に出射される光を検出するモニタＰＤ（フォトダイオード）を備えている場合は、このモニタＰＤの出力を基に、信号処理制御回路３３がＬＤのパワーを一定に制御する方法
（ｉｉ）ＬＤモジュール３４に温度調整機能を有するペルチェ素子を設けてＬＤの温度を一定に制御することにより、ＬＤのパワーを一定に制御する方法
などがあり、光ファイバ式温度センサ３１に適用できる。
【０００９】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【００１０】
【特許文献１】特許第２５７７１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の光ファイバ式温度センサ装置３１に上記（ｉ）、（ｉｉ）を適用する場合、（ｉ）の場合はＬＤモジュール３４にモニタＰＤが必要になる、（ｉｉ）の場合はペルチェ素子が必要になるということで、いずれの方法も光ファイバ式温度センサ装置３１全体のコストが高くなるという問題がある。
【００１２】
また、ＬＤモジュール３４がモニタＰＤ、ペルチェ素子を備えることにより、光ファイバ式温度センサ装置３１全体の構成が複雑になるという問題もある。
【００１３】
さらに、信号処理制御回路３３は、Ｓｔ光とＡｓ光の信号、モニタＰＤあるいはペルチェ素子からの信号を処理するため、信号処理制御回路３３も構成が複雑になるという問題がある。
【００１４】
ＬＤの異常検知をする場合もモニタＰＤが必要であり、上記と同様の問題が生じる。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、ほぼ従来の装置構成で実現でき、安価で構成が簡単な光ファイバ式温度センサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、センサ本体内から温度の測定箇所まで光ファイバを設け、その光ファイバに光源から光を入射し、上記光ファイバから散乱するストークス光とアンチストークス光を検出して上記測定箇所の温度を測定する光ファイバ式温度センサ装置において、上記光源と上記光ファイバ間に設けられる温度が既知の基準温度光ファイバと、その基準温度光ファイバから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度をモニタし、上記光源の出力を制御する制御手段とを備えた光ファイバ式温度センサ装置である。
【００１７】
請求項２の発明は、上記制御手段は、上記光源に印加するバイアス電流を制御する請求項１記載の光ファイバ式温度センサ装置である。
【００１８】
請求項３の発明は、上記制御手段は、上記装置の異常を検知する請求項１または２記載の光ファイバ式温度センサ装置である。
【００１９】
請求項４の発明は、上記制御手段は、上記光源の異常を検知する請求項３記載の光ファイバ式温度センサ装置である。
【００２０】
請求項５の発明は、上記制御手段は、予め任意の２つの温度における上記基準温度光ファイバから散乱されるストークス光強度とアンチストークス光強度の基準演算値を求め、この基準演算値と温度の関係を示す近似式を求め、これを記憶装置に格納しておき、その後、別の温度における上記基準温度光ファイバから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度の演算値を求めると共に、上記別の温度における上記近似式による演算値を求め、上記演算値と、格納した上記近似式による演算値とが等しくなるように、上記光源に印加するバイアス電流を制御する請求項１〜４いずれかに記載の光ファイバ式温度センサ装置である。
【００２１】
請求項６の発明は、上記制御手段は、予め多数の温度における上記基準温度光ファイバから散乱されるストークス光強度とアンチストークス光強度の基準演算値を求め、これを記憶装置に格納しておき、格納した基準演算値と、上記基準温度光ファイバから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度の演算値とが等しくなるように、上記光源に印加するバイアス電流を制御する請求項１〜４いずれかに記載の光ファイバ式温度センサ装置である。
【００２２】
請求項７の発明は、センサ本体内から温度の測定箇所まで光ファイバを設け、その光ファイバに光源から光を入射し、上記光ファイバから散乱するストークス光とアンチストークス光を検出して上記測定箇所の温度を測定する光ファイバ式温度センサ装置において、上記光ファイバから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度をモニタし、上記光源の出力を制御する制御手段を備えた光ファイバ式温度センサ装置である。
【００２３】
請求項８の発明は、上記制御手段は、上記光源に印加するバイアス電流を制御する請求項７記載の光ファイバ式温度センサ装置である。
【００２４】
請求項９の発明は、上記制御手段は、上記装置の異常を検知する請求項７または８記載の光ファイバ式温度センサ装置である。
【００２５】
請求項１０の発明は、上記制御手段は、上記光源の異常を検知する請求項９記載の光ファイバ式温度センサ装置である。
【００２６】
請求項１１の発明は、上記制御手段は、予め任意の２つの温度における上記光ファイバから散乱されるストークス光強度とアンチストークス光強度の基準演算値を求め、この基準演算値と温度の関係を示す近似式を求め、これを記憶装置に格納しておき、その後、別の温度における上記光ファイバから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度の演算値を求めると共に、上記別の温度における上記近似式による演算値を求め、上記演算値と、格納した上記近似式による演算値とが等しくなるように、上記光源に印加するバイアス電流を制御する請求項７〜１０いずれかに記載の光ファイバ式温度センサ装置である。
【００２７】
請求項１２の発明は、上記制御手段は、予め多数の温度における上記光ファイバから散乱されるストークス光強度とアンチストークス光強度の基準演算値を求め、これを記憶装置に格納しておき、格納した基準演算値と、上記光ファイバから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度の演算値とが等しくなるように、上記光源に印加するバイアス電流を制御する請求項７〜１０いずれかに記載の光ファイバ式温度センサ装置である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ほぼ従来の装置構成で実現でき、安価で構成が簡単になるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。
【００３０】
図１は、本発明の好適な実施形態を示す光ファイバ式温度センサ装置の構成図である。
【００３１】
図１に示すように、本実施形態に係るＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御機能及び／又は異常検知機能を有する光ファイバ式温度センサ装置１は、センサ本体２と、温度測定用の測定用光ファイバ３ｂと、後述するセンサ本体２内の制御手段を制御し、測定箇所の温度を表示する外部演算処理手段としての表示・制御用パソコン４とで構成される。
【００３２】
センサ本体２は、波長λ０のパルス光信号を出射する光源としてのＬＤモジュール５と、パルス光信号を透過し、他方、後方散乱光から波長λＳｔのＳｔ光と波長λＡｓのＡｓ光を分離する光フィルタ部６と、Ｓｔ光とＡｓ光をそれぞれ受光して電気信号に変換する受光器７と、制御手段としての信号処理制御回路８とで主に構成される。
【００３３】
ＬＤモジュール５は、ＬＤ９と、そのＬＤ９を駆動するドライバ１０とからなる。光フィルタ部６としては、例えば、Ｓｔ光のみを透過するフィルタと、Ａｓ光のみを透過するフィルタとを所定角度ずつ傾けて対向配置したものを用いる。受光器７は、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）１１と、ＡＰＤ１１の出力を増幅するプリアンプ１２とからなる。また、各受光器７と信号処理制御回路８間にはＡＤ（アナログ・ディジタル）変換器１３がそれぞれ接続される。
【００３４】
さて、光ファイバ式温度センサ装置１では、ＬＤモジュール５と光フィルタ部６を装置内光ファイバ３ａで接続し、光フィルタ部６と測定用光ファイバ３ｂ間に、測定用光ファイバ３ｂとは別の光ファイバを接続し、この光ファイバを温度が既知の基準温度光ファイバ１４とした。もちろん、測定用光ファイバ３ｂの余長部を基準温度光ファイバ１４としてもよい。
【００３５】
信号処理制御回路８は、基準温度光ファイバ１４から散乱するＳｔ光強度とＡｓ光強度をモニタし、これらＳｔ光強度とＡｓ光強度を基に、ＬＤの出力を制御すると共に、光ファイバ式温度センサ装置１自体の異常を検知する機能を有する。なお、信号処理制御回路は、ＬＤの出力を制御する機能のみ、または光ファイバ式温度センサ装置１自体の異常検知機能のみを有するものであってもよい。
【００３６】
信号処理制御回路８は、より詳細には、例えば基準温度光ファイバ１４から散乱するＳｔ光強度とＡｓ光強度の演算（例えば、加減乗除である四則演算）値を求め、この演算値を用いて、ＬＤ９に印加するバイアス電流を制御する。これにより、信号処理制御回路８は、光ファイバ式温度センサ装置１内に温度変化があったとしてもＬＤ９の出力を一定に制御する。
【００３７】
信号処理制御回路８は、例えば、記憶装置としてのＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ）と、演算処理装置としてのＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）とで構成される。温度測定に関する諸データ（後述する加減乗除の四則演算値など）は、例えば、ＭＣＵに記憶させるとよい。
【００３８】
この信号処理制御回路８は、温度測定に関して、図３の従来の光ファイバ式温度センサ装置３１の信号処理制御回路３３とほぼ同じ機能も有する。信号処理制御回路８の詳しい動作は後述する。
【００３９】
また、基準温度光ファイバ１４はファイバ収納箱１５に収納される。センサ本体２は、基準温度光ファイバ１４の温度を検出する温度検出手段１６を備える。温度検出手段１６は、信号処理制御回路８に接続される。温度検出手段１６としては、熱電対や温度測定ＩＣを用いるとよい。
【００４０】
次に、光ファイバ式温度センサ装置１の動作を説明する。
（ＡＰＣ制御）
信号処理制御回路８によりパルス信号を発生し、このパルス信号をＬＤモジュール５でパルス光信号（出力波長λ０）に変換し、そのパルス光信号が光フィルタ部６を通って基準温度光ファイバ１４に入射する。すると、基準温度光ファイバ１４から後方散乱光が生じる。
【００４１】
光フィルタ部６によって後方散乱光から波長λｓのＳｔ光と波長λＡｓのＡｓ光を分離し、これら光を受光器７でそれぞれ受光して電気信号に変換し、信号処理制御回路８に入力する。
【００４２】
光ファイバ式温度センサ装置１内の温度が変化すると、基準温度光ファイバ１４の温度が変化してＳｔ光強度とＡｓ光強度が変わってしまうので、下記のように実施する。
【００４３】
（１）近似式を用いる場合
まず、信号処理制御回路８は、測定箇所の温度測定に先立ち、図２に示すように、予め基準温度光ファイバ１４の任意の２つの温度（予め測定する実測点の温度、あるいは既知の温度）Ｔａ，Ｔｂにおいて、基準温度光ファイバ１４から散乱するＳｔ光強度とＡｓ光強度を測定し、演算処理してデータを取得し、そのデータを基準演算値としてＭＣＵに格納しておく。任意の２つの温度は、センサ本体２に備えた温度検出手段１６により測定される。
【００４４】
信号処理制御回路８は、上記データから、各温度Ｔａ，Ｔｂと、Ｓｔ光強度とＡｓ光強度の演算値Ｄａ，Ｄｂとの関係に関して近似式を求め、近似式のグラフＸを得る。近似式のグラフＸは、信号処理制御回路８により演算処理装置または記憶装置に格納しておく。
【００４５】
格納した近似式のグラフＸは、例えば、周囲温度２５℃、３０℃…における各Ｓｔ光強度ＳＴ０とＡｓ光強度ＡＳ０の和（ＳＴ０＋ＡＳ０）などから、近似式によって求めた（ＳＴ０＋ＡＳ０）と温度の関係を示すグラフである。
【００４６】
この近似式のグラフＸから、実際に求めた温度以外の別の温度における基準温度光ファイバ１４から散乱するＳｔ光強度とＡｓ光強度の演算値を得ることができる。（手順１）近似式のグラフＸは、１つの周囲温度における（ＳＴ０＋ＡＳ０）からも求めることができる。これは、（ＳＴ０＋ＡＳ０）と温度の関係を示すグラフが、ＬＤ９の波長で大きく変化する点を除けば、慣用の技術により、およその推定が可能だからである。
【００４７】
次に、ＡＰＣ制御と光ファイバ式温度センサ装置１の異常検知は、以下の手順で行う。
【００４８】
手順１までのデータがそろったら、信号処理制御回路８は、温度検出手段１６で検出した別の温度（ＡＰＣ制御または光ファイバ式温度センサ装置１の異常を検知したい時点での温度）（Ｔ１とする）において、基準温度光ファイバ１４から散乱するＳｔ光強度とＡｓ光強度の演算値（Ｄ１とする）を求める。
【００４９】
信号処理制御回路８は、近似式から温度Ｔ１のときの近似式によるＳｔ光強度とＡｓ光強度の演算値Ｄｋ１を求め、この近似式による演算値Ｄｋ１と、Ｄ１とを比較し、Ｄｋ１とＤ１とが等しくなるように、ドライバ１０もしくはＬＤ９のバイアス電流を制御し、ＬＤ９の出力を一定に制御する。
【００５０】
ここで、信号処理制御回路８により、近似式を用いてＡＰＣ制御を行ったのは、予め測定する回数を少なくできるからである。任意の２つの温度Ｔａ，Ｔｂと、これら温度における基準温度光ファイバ１４から散乱するＳｔ光強度とＡｓ光強度の演算値Ｄａ，Ｄｂとがあれば、図２で説明したように近似式を得ることができる。
【００５１】
さらに、これと同時に、信号制御回路８は、（ＳＴ０＋ＡＳ０）の変動量が設定値を超えたとき、警告信号を発生して例えばパソコン４に送信する。これにより、光ファイバ式温度センサ装置１では、ＬＤ９、すなわちＬＤモジュール５が正常に動作しているかどうか、すなわち光ファイバ式温度センサ装置１の異常を検知する一例として、ＬＤモジュール５の異常を検知できる。
【００５２】
基準温度光ファイバ１４はセンサ本体２に収納されており、ＬＤ９も同様にセンサ本体２に収納されている。基準温度光ファイバ１４の温度が変化するということは、装置本体２の温度が変わることを意味しており、ＬＤ９の温度も基準温度光ファイバ１４と同様に温度が変化する。したがって、ＬＤ９の温度変化に対してもＬＤ９のパワーを一定にするため、上述したように、信号処理制御回路８でＬＤ９のバイアス電流を制御する必要がある。
【００５３】
（２）多数の予測データを用いる場合
また、信号処理制御手段８は、近似式を用いずに、予め多数の温度における基準温度光ファイバ１４から散乱するＳｔ光強度とＡｓ光強度を測定し、データを取得し、そのデータを基準演算値としてＭＣＵに格納しておいてもよい。
【００５４】
格納したデータは、例えば、周囲温度−３０〜＋７０℃における各Ｓｔ光強度ＳＴ０とＡｓ光強度ＡＳ０の和（ＳＴ０＋ＡＳ０）などから求めた（ＳＴ０＋ＡＳ０）と温度の関係を示すグラフである。
【００５５】
予め多数の温度における測定は、例えば、１℃毎に基準温度光ファイバ１４から散乱するＳｔ光強度とＡｓ光強度の基準演算値を求めて、これを記憶装置に格納しておけば十分である。これは、温度検出手段１６の測定精度が１℃くらいだからである。
【００５６】
この場合、信号処理制御回路８は、予め求めたデータを基に、測定箇所の温度測定中に取得したデータ（ＳＴ１＋ＡＳ１など）と比較し、予め求めたデータと等しくなるようにドライバ１０もしくはＬＤ９のバイアス電流を制御し、ＬＤ９の出力を一定に制御する。
【００５７】
多数の予測データを用いる方法は、上述した近似式を用いる方法に比べて、予め測定する回数が多くなるが、高精度にＡＰＣ制御や光ファイバ式温度センサ装置１の異常検知を行うことができ、測定誤差が小さいという利点がある。これは、一般に温度と、Ｓｔ光強度とＡｓ光強度の演算値との関係を示すグラフが曲線になるからである。
（温度測定）
以上説明したＡＰＣ制御を所定時間ごとに行いつつ、測定箇所の温度測定を行う。ここでいう所定時間は任意に決定すればよい。
【００５８】
信号処理制御回路８は、サンプリング時間間隔ごとに、ＡＰＣ制御の場合と同様にして測定用光ファイバ３ｂ各点からのＳｔ光とＡｓ光の強度比を求め、この強度比から測定箇所の温度を求める。サンプリング時間間隔は加算回数によって変わる。求めた温度はパソコン４に表示される。
【００５９】
ただし、Ｓｔ光とＡｓ光は非常に微弱なので、温度測定は繰り返し行い、得られたデータを前回のデータに加算し、加算結果を利用して温度計算し、各点の温度結果を得る。
【００６０】
このように、光ファイバ温度式センサ装置１は、信号処理制御回路８に入る温度既知の基準温度光ファイバ１４から散乱するＳｔ光とＡｓ光の信号を利用して、ＬＤ９にＡＰＣ制御をかけている。
【００６１】
これにより、光ファイバ式温度センサ装置１は、ＬＤモジュール５がモニタＰＤあるいはペルチェ素子を備えなくても、ＬＤ９、すなわちＬＤモジュール５が正常に動作しているかどうかを検知でき、ＬＤ９のパワーを常に一定にして測定箇所の温度を高精度に測定できる。
【００６２】
光ファイバ式温度センサ装置１は、ＬＤモジュール５にモニタＰＤが不要なので、従来に比べて安価なＬＤ９、すなわちＬＤモジュール５を使用でき、光ファイバ式温度センサ装置全体のコストが安くなる。
【００６３】
また、ＬＤモジュール５は図３の従来のＬＤモジュール３４よりも構成が簡単なので、ひいては光ファイバ式温度センサ装置全体の構成も簡単になる。
【００６４】
さらに、信号処理制御回路８は、温度の計算処理としてはＳｔ光とＡｓ光の信号の合計２つの信号を処理するだけでよいため、従来に比べて簡単な構成である。
【００６５】
上記実施の形態では、Ｓｔ光とＡｓ光の強度の四則演算値として和を用いたが、差、積、商を用いてもよい。
【００６６】
差を用いる場合、信号処理制御回路８は、基準温度光ファイバ１４から散乱するＳｔ光の基準強度ＳＴ０とＡｓ光の基準強度ＡＳ０の差（ＳＴ０−ＡＳ０）が、予め測定してＭＣＵに格納しておいた基準温度光ファイバ１４の所定の温度における差（ＳＴ０−ＡＳ０）と等しくなるように、ＬＤ９に印加するバイアス電流を制御する。
【００６７】
積を用いる場合には、信号処理制御回路８は、基準温度光ファイバ１４から散乱するＳｔ光の基準強度ＳＴ０とＡｓ光の基準強度ＡＳ０の積（ＳＴ０×ＡＳ０）が、予め測定してＭＣＵに格納しておいた基準温度光ファイバ１４の所定の温度における積（ＳＴ０×ＡＳ０）と等しくなるように、ＬＤ９に印加するバイアス電流を制御する。
【００６８】
また、除を用いる場合には、信号処理制御回路８は、基準温度光ファイバ１４から散乱するＳｔ光の基準強度ＳＴ０とＡｓ光の基準強度ＡＳ０の商（ＳＴ０÷ＡＳ０）が、予め測定してＭＣＵに格納しておいた基準温度光ファイバ１４の所定の温度における商（ＳＴ０÷ＡＳ０）と等しくなるように、ＬＤ９に印加するバイアス電流を制御する。
【００６９】
これらの場合にも、上述と同じ作用効果が得られる。
【００７０】
また、Ｓｔ光とＡｓ光の強度の四則演算値としては、和、差、積、商を２つ以上組み合わせたものを用いてもよい。例えば、（ＳＴ０×ＡＳ０）×（ＳＴ０÷ＡＳ０）などでもよい。
【００７１】
また上記実施の形態では、信号処理制御回路８が光ファイバ式温度センサ装置１の異常を検知する例としてＬＤモジュール５の異常を検知することを説明したが、信号処理制御回路８は、装置内光ファイバ３ａや測定用光ファイバ３ｂの断線を検知することもできる。
【００７２】
この場合、装置内光ファイバ３ａや測定用光ファイバ３ｂに断線箇所があると、その断線箇所でフレネル反射による反射光（入射光と同じ波長）が生じる。この反射光強度を信号処理制御回路８でモニタすることで、上述した演算値が異常となるため、装置内光ファイバ３ａや測定用光ファイバ３ｂの断線と断線箇所を検知できる。
【００７３】
上記実施形態では、光ファイバ式温度センサ装置１が基準温度光ファイバ１４を備え、信号処理制御回路８は、基準温度光ファイバ１４から散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度をモニタし、光源の出力の制御や装置１の異常を検知する例で説明した。
【００７４】
本発明の他の実施形態として、光ファイバ式温度センサ装置１から基準温度光ファイバ１４を省略し、信号処理制御回路８は、温度測定用の測定用光ファイバ３ｂから散乱するストークス光強度とアンチストークス光強度をモニタし、光源の出力の制御や装置の異常を検知するようにしてもよい。他の実施形態における装置の動作は、上述した光ファイバ式温度センサ装置１の動作において、基準温度光ファイバ１４を、温度測定用の測定用光ファイバ３ｂに置き換えたものとなる。この場合も、光ファイバ式温度センサ装置１と同じ作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の好適な実施形態を示す光ファイバ式温度センサ装置の構成図である。
【図２】図１に示した光ファイバ式温度センサ装置において、近似式を用いる場合の動作を説明する図である。
【図３】従来の光ファイバ式温度センサ装置の構成図である。
【図４】光ファイバの後方散乱光の強度スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  光ファイバ式温度センサ装置
２  センサ本体
３ａ  装置内光ファイバ
３ｂ  測定用光ファイバ
５  ＬＤモジュール（光源）
８  信号処理制御回路（制御手段）
１４  基準温度光ファイバ
【図１】
2008008886.tif 000003
【図２】
2008008886.tif 000004
【図３】
2008008886.tif 000005
【図４】
2008008886.tif 000006