(57)【要約】【課題】多数の歪み量を、ファイバ歪計を用いて簡単に測定する。【解決手段】入射光に対する反射光の波長の反射中心波長からのずれ量が測定対象から印加された歪み量に応じて変化するＦＢＧを用いたファイバ歪計１３と、各ファイバ歪計がそれぞれ光カプラ１４を介して接続された光ファイバ１２と、光ファイバの一端から反射中心波長に対して微少波長ずれた測定波長のパルス波形を有した測定光ｃを印加する狭帯域光源１１と、光ファイ及びファイバ歪計の測定光に対するフレネル反射光特性ｆを測定する特性測定部２４と、フレネル反射光特性における各ファイバ歪計の反射光レベルの該当ファイバ歪計に歪みを印加していない状態における基準の反射光レベルからの変化量から、各ファイバ歪計に印加された歪み量を算出する歪み量算出手段３２と、算出された各歪み量を出力する歪み量出力手段３４とを備えている。【選択図】    図１
2004309218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離間した各測定対象に設けられ、入射光に対する反射光の波長の反射中心波長からのずれ量が測定対象から印加された歪み量に応じて変化するＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）を用いたファイバ歪計（１３）と、
前記各ファイバ歪計がそれぞれ光カプラ（１４）を介して接続された光ファイバ（１２）と、
この光ファイバの一端から前記反射中心波長に対して微少波長ずれた測定波長のパルス波形を有した測定光を印加する狭帯域光源（１１）と、
前記光ファイバ及び前記ファイバ歪計の前記測定光に対するフレネル反射光特性を測定する特性測定部（２４）と、
この特性測定部で得られたフレネル反射光特性における各ファイバ歪計の反射光レベルの該当ファイバ歪計に歪みを印加していない状態における基準の反射光レベルからの変化量から、各ファイバ歪計に印加された歪み量を算出する歪み量算出手段（３２）と、
この歪み量算出部で算出された各ファイバ歪計に印加された歪み量を出力する歪み量出力手段（３４）と
を備えたことを特徴とする歪み量測定システム。
【請求項２】
前記光ファイバにおける前記測定光が入射される一端近傍位置に光カプラを介して接続され、入射光に対する反射光の波長は前記測定波長を含む広帯域に設定されたレベル補正用ファイバ歪計（１６）と、
前記光ファイバにおける前記測定光が入射される一端近傍位置に光カプラを介して接続され、歪みが印加されることはなく、前記各測定対象に設けられたファイバ歪計と同一構成の波長補正用ファイバ歪計（１５）と、
前記特性測定部で得られたフレネル反射光特性に含まれるレベル補正用ファイバ歪計の反射光レベル及び波長補正用ファイバ歪計の反射光レベルを用いて、前記フレネル反射光特性における各ファイバ歪計の反射光レベルを補正するレベル補正手段（２８〜３１）と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の歪み量測定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに遠く離間した各測定対象において各測定対象から印加される歪み量をファイバブラッググレーティング（Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ  以下ＦＢＧと略記する）を用いたファイバ歪計で測定する歪み量測定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＦＢＧは、このＦＢＧの一端から広帯域波長を有する光を入射すると、このＦＢＧに対して予め設定された反射中心波長λＣの波長成分を有した光が反射光として入射端から出力される。そして、このＦＢＧに歪みを加えると、反射光の波長λＲが反射中心波長λＣからずれる。この波長のずれ量Δλ（＝λＲ―λＣ）が歪み量εに比例するので、この波長のずれ量Δλを測定することによって、ファイバ歪計に印加された歪み量εが測定可能である。
【０００３】
このＦＢＧを用いたファイバ歪計は、電力が不要であることや、雷の影響を受けにくいことや、光ファイバを用いて遠隔地の測定対象に設置可能であること等から、河川の水位計としての利用が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。また、水位計以外にも、トンネルや堤防の歪み測定や、遠隔地における降雪計や降雨計にも応用されている。
【０００４】
このような構成のファイバ歪計を用いて互い遠く離間した各測定対象（河川の各位置における水位）において各測定対象から印加される歪み量を測定する歪み量測定システムは、例えば、図６に示すように構成されている。
【０００５】
図６において、広帯域光源１から広い波長範囲を有した連続した測定光ａを光ファイバ２へ印加する。光ファイバ２には各測定対象に設けられた複数（ｎ個）のファイバ歪計４がそれぞれ直列に介挿されている。また、光ファイバ２の広帯域光源１の近傍位置には、光カプラ５を介して、スペクトラムアナライザ６が接続されている。ｎ個の各ファイバ歪計４のＦＢＧには、それぞれ異なる反射中心波長λＣ１、λＣ２、λＣ３、…、λＣｎが予め設定されている。
【０００６】
このような構成の歪み量測定システムにおいて、各測定対象からそれぞれ歪みが印加された結果、ｎ個の各ファイバ歪計４から波長λＲ１、λＲ２、λＲ３、…、λＲｎの反射光ｂ１、ｂ２、ｂ３、…、ｂｎが出力され、光ファイバ２上を広帯域光源１側へ伝搬される。この反射光ｂ１、ｂ２、ｂ３、…、ｂｎは、光カプラ５を介して光ファイバ２全体の反射光ｂの一部としてスペクトラムアナライザ６へ入射される。
【０００７】
スペクトラムアナライザ６は、入射した光ファイバ２全体の反射光ｂを波長分析して、図７に示すスペクトラム特性を得る。このスペクトラム特性から、ｎ個の各ファイバ歪計４における各波長のずれ量Δλ１、Δλ２、Δλ３、…Δλｎを求める。この各波長のずれ量Δλ１、Δλ２、Δλ３、…Δλｎから、ｎ個の各ファイバ歪計４に印加された各歪み量ε１、ε２、ε３、…、εｎを個別に求めることが可能である。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２―２６７５５７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６、図７に示す歪み量測定システムにおいても、まだ次のような課題があった。
【００１０】
すなわち、ファイバ歪計４に印加された歪み量εを測定するためには、反射光の波長λＲの反射中心波長λＣからのずれ量Δλ（＝λＲ―λＣ）を測定する必要がある。この波長のずれ量Δλ（＝λＲ―λＣ）を測定するためには、前述したスペクトラムアナライザ６等の精密な高価な測定装置を用いる必要がある。さらに、高価な広帯域光源１を用いる必要がある。したがって、歪み量測定システムの製造費が大幅に上昇する問題がある。
【００１１】
また、図６に示すように、複数の測定対象に対して、それぞれ個別のファイバ歪計４を設けた場合においては、各ファイバ歪計４におけるＦＢＧの反射中心波長λＣを互いに異なる値に設定する必要があり、各ＦＢＧの製造費が大幅に上昇する問題がある。また、歪み量測定システムの設置後における各ファイバ歪計４の点検保守作業に多大の費用と時間と労力が必要であった。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、反射光の波長、及び反射光の波長の反射中心波長からのずれ量を測定することなく、かつ、各測定対象に対応して複数のファイバ歪計を設けた場合においても、各ファイバ歪計のＦＢＧに同一値の反射中心波長を設定可能とし、各ファイバ歪計を同一仕様にでき、かつ簡単なレベル測定器で構成でき、簡単な構成でシステム全体の製造費を大幅に低下できる歪み量測定システムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するために、本発明の歪み量測定システムは、互いに離間した各測定対象に設けられ、入射光に対する反射光の波長の反射中心波長からのずれ量が測定対象から印加された歪み量に応じて変化するＦＢＧを用いたファイバ歪計と、各ファイバ歪計がそれぞれ光カプラを介して接続された光ファイバと、この光ファイバの一端から反射中心波長に対して微少波長ずれた測定波長のパルス波形を有した測定光を印加する狭帯域光源と、光ファイバ及びファイバ歪計の測定光に対するフレネル反射光特性を測定する特性測定部と、この特性測定部で得られたフレネル反射光特性における各ファイバ歪計の反射光レベルの該当ファイバ歪計に歪みを印加していない状態における基準の反射光レベルからの変化量から、各ファイバ歪計に印加された歪み量を算出する歪み量算出手段と、この歪み量算出部で算出された各ファイバ歪計に印加された歪み量を出力する歪み量出力手段とを備えている。
【００１４】
このように構成された歪み量測定システムにおいては、互いに離間した各測定対象に設けられたＦＢＧからなる各ファイバ歪計に対して光ファイバの一端から測定波長を有したパルス波形の測定光を印加し、この測定光のフレネル反射光特性を測定している。互いに離間した各測定対象に設けられた各ファイバ歪計からの反射光は、フレネル反射光特性上における異なる距離位置（時間軸位置）に現れるので、フレネル反射光特性上で各ファイバ歪計の反射光レベルは個別に独立に検出可能となる。よって、ファイバ歪計毎に、異なる反射中心波長を設定する必要はない。
【００１５】
また、各ファイバ歪計には、広帯域の連続光でなくて、反射中心波長に対して微少波長ずれた測定波長のパルス波形を有した狭帯域の測定光が印加されている。このファイバ歪計に歪みが印加されて、反射光の波長が反射中心波長からずれると、狭帯域の測定光の測定波長からもずれるので、反射光のレベルもずれ量に応じて変化する。この反射光のレベル変化量は波長のずれ量に対応するので、この反射光のレベル変化量からファイバ歪計に印加された歪み量を求めることが可能となる。よって、反射光の波長、及び反射光の波長の反射中心波長からのずれ量を測定する必要はない。
【００１６】
また、別の発明においては、上述した発明の歪み量測定システムに対して、さらに、光ファイバにおける測定光が入射される一端近傍位置に光カプラを介して接続され、入射光に対する反射光の波長は測定波長を含む広帯域に設定されたレベル補正用ファイバ歪計と、光ファイバにおける測定光が入射される一端近傍位置に光カプラを介して接続され、歪みが印加されることはなく、各測定対象に設けられたファイバ歪計と同一構成の波長補正用ファイバ歪計と、特性測定部で得られたフレネル反射光特性に含まれるレベル補正用ファイバ歪計の反射光レベル及び波長補正用ファイバ歪計の反射光レベルを用いて、フレネル反射光特性における各ファイバ歪計の反射光レベルを補正するレベル補正手段とを備えている。
【００１７】
このように構成された歪み量測定システムにおいては、狭帯域光源から出力される測定光のレベルや測定波長が、実際の歪みの測定時に変動したとしても、その変動に起因するフレネル反射光特性における各ファイバ歪計の反射光レベルの変動が補正される。よって、歪み量の測定精度を向上できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る歪み量測定システムの概略構成を示すブロック図である。この実施形態の歪み量測定システムにおいては、河川の各位置における水位（測定対象）を測定する場合を例にして説明する。
【００１９】
ＯＴＤＲ（光パルス試験器）１０内の峡帯域光源１１は、測定波長λＳを有したパルス波形状の峡帯域の測定光ｃを一定周期Ｔａで光ファイバ１２に印加する。この測定光ｃのパルス幅は例えば２０ｎｓに設定されている。光ファイバ１２には各測定対象に設けられた複数（ｎ個）のファイバ歪計１３がそれぞれ光カプラ１４を介して接続されている。また、光ファイバ１２のＯＴＤＲ１０近傍位置には、それぞれ別の光カプラ１４を介して波長補正用ファイバ歪計１５、及びレベル補正用ファイバ歪計１６が接続されている。さらに、光ファイバ１２に対してＯＴＤＲ１０内において光カプラ１７を介して特性測定部２４が接続されている。
【００２０】
ｎ個の各ファイバ歪計１３は、光ファイバ１２において、それぞれＯＴＤＲ１０から距離ｄ１、ｄ２、ｄ３、…、ｄｎだけ離れた位置に設置されている。各ファイバ歪計１３のＦＢＧには、図２に示すように、それぞれ、峡帯域の測定光ｃの測定波長λＳに対して微少波長だけ離れた同一の反射中心波長λＣが予め設定されている。そして、各測定対象から歪みが印加された結果、ｎ個の各ファイバ歪計１３から波長λＲ１、λＲ２、λＲ３、…、λＲｎの反射光ｅ１、ｅ２、ｅ３、…、ｅｎが出力され、さらに、光カプラ１４を介して光ファイバ１２上をＯＴＤＲ１０側へ伝搬される。
【００２１】
波長補正用ファイバ歪計１５は、各測定対象に設けられた各ファイバ歪計１３と同一構成を有しているが、測定対象に設けられていない。したがって、この波長補正用ファイバ歪計１５には歪みは全く印加されない。この波長補正用ファイバ歪計１５から反射中心波長λＣの反射光ｅｒが出力され、さらに、光カプラ１４を介して光ファイバ１２上をＯＴＤＲ１０側へ伝搬される。
【００２２】
レベル補正用ファイバ歪計１６においては、入射光に対する反射光ｅＡの波長は測定光ｃの測定波長λＳを含む広帯域に設定されている。このレベル補正用ファイバ歪計１６に対しても歪みは全く印加されない。したがって、このレベル補正用ファイバ歪計１６から出力される反射光ｅＡのレベルは常に測定光ｃのレベルに対応する。このレベル補正用ファイバ歪計１６から出力される反射光ｅＡは光カプラ１４を介して光ファイバ１２上をＯＴＤＲ１０側へ伝搬される。
【００２３】
ＯＴＤＲ１０内へ光ファイバ１２を介して入力した各反射光ｅＡ、ｅｒ、ｅ１、ｅ２、ｅ３、…、ｅｎは、この光ファイバ１２のフレネル反射光ｅとして、光カプラ１７を介して特性測定部２４内の光電変換器１８へ入射する。フレネル反射光ｅは光電変換器１８で電気信号に変換されたのち、増幅器１９で増幅され、Ａ／Ｄ変換器２０でデジタルの電気信号に変換され、平均化回路２１へ入力される。
【００２４】
平均化回路２１は、一定周期Ｔａ毎に入力される光ファイバ１２のフレネル反射光ｅの電気信号を複数周期Ｔａ分平均化して、図３に示す、横軸をＯＴＤＲ１０からの距離ｄ（時間）とし、縦軸をフレネル反射レベルとするフレネル反射光特性ｆを算出して制御部２２へ送出する。
【００２５】
制御部２２は平均化されたフレネル反射光特性ｆを、表示器２３へ表示出力するとともに、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成された情報処理装置２５へ送出する。さらに、制御部２２は、パルス発生器２４ａへ指示を送出して、パルス発生器２４ａから峡帯域光源１１へ印加するパルス信号のパルス幅、周期Ｔａを制御する。峡帯域光源１１は入力されたパルス信号のパルス幅、周期Ｔａを有するパルス波形状の峡帯域の測定光ｃを光ファイバ１２へ出力する。
【００２６】
図３に示すフレネル反射光特性ｆにおいては、レベル補正用ファイバ歪計１６から出力される反射光ｅＡ、波長補正用ファイバ歪計１５からの反射光ｅｒ、ＯＴＤＲ１０からのそれぞれの距離ｄ１、ｄ２、ｄ３、…、ｄｎに対応する各ファイバ歪計１３からの各反射光ｅ１、ｅ２、ｅ３、…、ｅｎが現れる。フレネル反射光特性ｆ上における各反射光ｅＡ、ｅｒ、ｅ１、ｅ２、ｅ３、…、ｅｎの各反射光レベルＬＡ、Ｌｒ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎは元のレベルからそれぞれ距離ｄに応じて低下している。
【００２７】
ここで、各ファイバ歪計１３における、印加される歪みの歪み量εと反射光のレベルとの関係を図２を用いて説明する。
印加される歪み量εは、前述したように、反射光の波長λＲと反射中心波長λＣとの差Δλ（＝λＲ―λＣ）に比例する。この場合、各ファイバ歪計１３には、広帯域の連続光でなくて、反射中心波長λＣに対して微少波長ずれた測定波長λＳのパルス波形を有した狭帯域の測定光ｃが印加されている。このファイバ歪計１３に歪みが印加されて、反射光の波長λＲが反射中心波長λＣからずれると、狭帯域の測定光ｃの測定波長λＳからもずれるので、反射光のレベルＬＲも反射中心波長λＣからのずれ量（λＲ―λＣ）に応じて変化する。
【００２８】
歪みが印加された状態の反射光のレベルＬＲの、歪みが印加されていない反射光のレベルＬＳからの変化量（ＬＲ―ＬＳ）は波長のずれ量Δλ（＝λＲ―λＣ）に対応するので、レベル変化量（ＬＲ―ＬＳ）は印加される歪み量εに比例する。
歪み量ε＝Ｂ（ＬＲ―ＬＳ）
但し、Ｂは比例係数である。
【００２９】
なお、測定光ｃの測定波長λＳを反射中心波長λＣから微少波長だけずらせた理由は、印加される歪み量εが圧縮歪みか伸張歪みであるかの極性を判定するためである。
【００３０】
図１において、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成された情報処理装置２５において、入力されたフレネル反射光特性ｆは特性取込部２６に一時記憶される。基準レベルメモリ２７内には、この歪み量測定システムにおける各ファイバ歪計１３に歪みが印加されていない状態で測定されたフレネル反射光特性ｆにおける各基準反射光レベルＬＡ、Ｌｒ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎが各基準反射光レベルＬＡ０、Ｌｒ０、Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０、…、Ｌｎ０として記憶されている。
【００３１】
レベル補正係数算出部２８は、実際の測定時において各ファイバ歪計１３に歪みが印加された状態で測定されたフレネル反射光特性ｆにおけるレベル補正用ファイバ歪計１６の反射光レベルＬＡと、基準レベルメモリ２７内に記憶されたレベル補正用ファイバ歪計１６の基準反射光レベルＬＡ０とで、レベル補正係数ＫＬを算出する。
【００３２】
レベル補正係数ＫＬ＝ＬＡ／ＬＡ０
狭帯域光源１１から出力される測定光ｃのレベルが変化すると、各ファイバ歪計１３の反射光レベルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎも変化するので、レベル補正係数ＫＬを求めて、各ファイバ歪計１３の反射光レベルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎを補正する必要がある。
【００３３】
波長補正係数算出部２９は、実際の測定時において各ファイバ歪計１３に歪みが印加された状態で測定されたフレネル反射光特性ｆにおける波長補正用ファイバ歪計１５の反射光レベルＬｒと、基準レベルメモリ２７内に記憶された波長補正用ファイバ歪計１５の基準反射光レベルＬｒ０とで、波長補正係数Ｋλを算出する。
【００３４】
波長補正係数Ｋλ＝α・（Ｌｒ／Ｌｒ０）
但し、αは比例係数である。
【００３５】
狭帯域光源１１から出力される測定光ｃの測定波長λＳが変化すると、各ファイバ歪計１３の反射光レベルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎも変化するので、波長補正係数Ｋλを求めて、各ファイバ歪計１３の反射光レベルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎを補正する必要がある。
【００３６】
全体補正係数算出部３０は、レベル補正係数ＫＬと波長補正係数Ｋλとで全体補正係数ＫＡを算出する。
【００３７】
全体補正係数ＫＡ＝ＫＬ・Ｋλ
レベル補正部３１は、実際の測定時において各ファイバ歪計１３に歪みが印加された状態で測定されたフレネル反射光特性ｆにおける各ファイバ歪計１３の各反射光レベルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎにそれぞれ全体補正係数ＫＡを乗算して、補正後の各反射光レベルＬ１Ｂ、Ｌ２Ｂ、Ｌ３Ｂ、…、ＬｎＢを得る。
【００３８】
歪み量算出部３２は、補正後の各反射光レベルＬ１Ｂ、Ｌ２Ｂ、Ｌ３Ｂ、…、ＬｎＢと各基準反射光レベルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ３０、…、Ｌｎ０とのそれぞれの差（Ｌ１Ｂ―Ｌ１０）、（Ｌ２Ｂ―Ｌ２０）、（Ｌ３Ｂ―Ｌ３０）、…、（ＬｎＢ―Ｌｎ０）に係数Ｂを乗算して、各ファイバ歪計１３に印加された歪み量ε１、ε２、ε３、…、εｎを得る。そして、歪み量出力手段としての表示器３４に表示出力する。
【００３９】
水深算出部３３は、各ファイバ歪計１３に印加された歪み量ε１、ε２、ε３、…、εｎから各測定対象である河川の各位置の水深Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、Ｄｎを算出する。水深算出部３３で算出された河川の各位置の水深Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、Ｄｎは歪み量出力手段としての表示器３４に追加表示出力される。
【００４０】
そして、情報処理装置２５は、図４に示す流れ図に従って、基準レベル設定処理を実行する。
【００４１】
先ず、各ファイバ歪計１３を歪みが印加されていない無負荷状態にする。具体的には、作業員が各ファイバ歪計１３を河川の各位置における水面から引き上げた状態とする（Ｓ１）。次に、ＯＴＤＲ１０を起動して、図３に示すフレネル反射光特性ｆを得る（Ｓ２）。このフレネル反射光特性ｆにおける各反射光レベルＬＡ、Ｌｒ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎを読取る（Ｓ３）。この読取った各反射光レベルＬＡ、Ｌｒ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎをそれぞれ基準反射光レベルＬＡ０、Ｌｒ０、Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０、…、Ｌｎ０として基準レベルメモリ２７へ書込む（Ｓ４）。
【００４２】
また、情報処理装置２５は、図５に示す流れ図に従って、実際に各ファイバ歪計１３に歪みが印加されている状態、すなわち、作業員が各ファイバ歪計１３を河川の各位置の測定位置に設置した状態における歪み量εの測定処理を実行する。
【００４３】
ＯＴＤＲ１０を起動して、図３に示すフレネル反射光特性ｆを得る（Ｑ１）。このフレネル反射光特性ｆにおける各反射光レベルＬＡ、Ｌｒ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎを読取る（Ｑ２）。次に、レベル補正係数算出部２８を起動して、今回読取った反射光レベルＬＡと基準反射光レベルＬＡ０とでレベル補正係数ＫＬ（＝ＬＡ／ＬＡ０）を求める（Ｑ３）。波長補正係数算出部２９を起動して、今回読取った反射光レベルＬｒと基準反射光レベルＬｒ０とで波長補正係数Ｋλ（＝α・（Ｌｒ／Ｌｒ０））を求める（Ｑ４）。さらに、全体補正係数算出部３０を起動して、レベル補正係数ＫＬと波長補正係数Ｋλとで全体補正係数ＫＡ（＝ＫＬ・Ｋλ）を算出する（Ｑ５）。
【００４４】
レベル補正部３１を起動して、各反射光レベルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎにそれぞれ全体補正係数ＫＡを乗算して、補正後の各反射光レベルＬ１Ｂ、Ｌ２Ｂ、Ｌ３Ｂ、…、ＬｎＢを得る（Ｑ６）。歪み量算出部３２を起動して、補正後の各反射光レベルＬ１Ｂ、Ｌ２Ｂ、Ｌ３Ｂ、…、ＬｎＢと各基準反射光レベルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ３０、…、Ｌｎ０とから各ファイバ歪計１３に印加された歪み量ε１、ε２、ε３、…、εｎを算出する（Ｑ７）。
【００４５】
εｉ＝Ｂ・（ＬｉＢ―Ｌｉ０）
算出した各歪み量ε１、ε２、ε３、…、εｎを表示器３４に表示する（Ｑ８）。さらに、各歪み量ε１、ε２、ε３、…、εｎから各測定対象としての河川の各位置の水深Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、Ｄｎを求め（Ｑ９）、表示器３４に追加表示する（Ｑ１０）。
【００４６】
このように構成された歪み量測定システムにおいては、各測定対象に設けられたＦＢＧを用いた各ファイバ歪計１３に対して、ＯＴＤＲ（光パルス試験器）１０から、光ファイバ１２の一端から測定波長λＳを有したパルス波形の測定光ｃを印加し、ＯＴＤＲ１０でもって、この測定光ｓの図３に示すフレネル反射光特性ｆを測定している。
【００４７】
ＯＴＤＲ１０から互いに異なる距離ｄ１、ｄ２、ｄ３、…、ｄｎ位置の各測定対象に設けられた各ファイバ歪計１３からの反射光は、フレネル反射光特性ｆ上における異なる距離位置（時間軸位置）に現れるので、フレネル反射光特性ｆ上で各ファイバ歪計１３の反射光レベルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎは個別に独立に検出可能となる。
【００４８】
よって、ファイバ歪計１３毎に、異なる反射中心波長λＣを設定する必要はないので、波長補正用ファイバ歪計１５及び全てのファイバ歪計１３を同一構成とできるので、ファイバ歪計１３の製造費用を大幅に節減できる。
【００４９】
また、各ファイバ歪計１３には、図６に示した従来の歪み量測定システムで採用した広帯域の連続光ａでなくて、反射中心波長λＣに対して微少波長ずれた測定波長λＳのパルス波形を有した狭帯域の測定光ｃが印加されている。したがって、前述したように、フレネル反射光特性ｆにおける各ファイバ歪計１３の反射光レベルＬｉＢの該当ファイバ歪計１３に歪みを印加していない状態における基準反射光レベルＬｉ０からの変化量（ＬｉＢ―Ｌｉ０）から、各ファイバ歪計１３に印加された歪み量εｉを算出できる。
【００５０】
この実施形態においては、このファイバ歪計１３で河川の水位Ｄを測定するに際して、水位変化１ｃｍに対して、反射光の波長変化量３ｐｍとなる。この波長変化量３ｐｍに対して、フレネル反射光特性ｆ上における反射光レベルの変化量は０．０１ｄＢ／ｐｍとなり、通常の電圧レベル測定器で十分測定可能な値である。
【００５１】
よって、各反射光ｅ１、ｅ２、ｅ３、…、ｅｎの波長λＲ１、λＲ２、λＲ３、…、λＲｎ、及び反射光の波長λＲ１、λＲ２、λＲ３、…、λＲｎの反射中心波長λＣからのずれ量Δλ（＝λＲ―λＣ）を測定する必要はない。したがって、スペクトラムアナライザ等の高価な測定装置を用いる必要がないので、歪み量測定システム全体の製造費用を大幅に節減できる。
【００５２】
さらに、レベル補正用ファイバ歪計１６及び波長補正用ファイバ歪計１５を設けているので、たとえ、狭帯域光源１１から出力される測定光ｃのレベルや測定波長λＳが実際の測定時に変動したとしても、その変動に起因するフレネル反射光特性ｆにおける各ファイバ歪計１３の反射光レベルの変動が補正される。よって、歪み量測定システムにおける歪み量の測定精度を大幅に向上できる。
【００５３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。実施形態の歪み量測定システムにおいては、河川の各位置の水位を測定したが、水位計以外にも、トンネルや堤防の歪み測定や、遠隔地における降雪計や降雨計にも適用できることは言うまでもない。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の歪み量測定システムにおいては、反射光の波長、及び反射光の波長の反射中心波長からのずれ量を測定することなく、かつ、各測定対象に対応して複数のファイバ歪計を設けた場合においても、各ファイバ歪計のＦＢＧに同一値の反射中心波長を設定可能とし、各ファイバ歪計を同一仕様にでき、かつ簡単なレベル測定器で構成でき、簡単な構成でシステム全体の製造費を大幅に低下できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る歪み量測定システムの概略構成を示すブロック図
【図２】同実施形態の歪み量測定システムにおける測定原理を説明するための図
【図３】同歪み量測定システムの特性測定部で測定されるフレネル反射光特性を示す図
【図４】同歪み量測定システムの情報処理装置における基準レベル設定処理動作を示す流れ図
【図５】同歪み量測定システムの情報処理装置における測定処理動作を示す流れ図
【図６】従来の歪み量測定システムの概略構成を示すブロック図
【図７】同従来の歪み量測定システムにおける測定原理を説明するための図
【符号の説明】
１０…ＯＴＤＲ（光パルス試験器）、１１…狭帯域光源、１２…光ファイバ、１３…ファイバ歪計、１４、１７…光カプラ、１５…波長補正用ファイバ歪計、１６…レベル補正用ファイバ歪計、２１…平均化回路、２２…制御部、２３，３４…表示器、２４…特性測定部、２５…情報処理装置、２７…基準レベルメモリ、２８…レベル補正係数算出部、２９…波長補正係数算出部、３０…全体補正係数算出部、３１…レベル補正部、３２…歪み量算出部、３３…水深算出部
【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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