(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバをセンサとして用い、ラマン後方散乱光を利用して前記光ファイバに沿った温度分布を測定するように構成された光ファイバ温度分布測定装置において、
前記センサとして用いる光ファイバの近傍に設けた基準温度測定手段と、
装置内部に設けられている温度基準部に用いる光ファイバのラマンシフト周波数、前記センサとして用いる光ファイバのラマンシフト周波数および前記基準温度測定手段で測定した真の温度をパラメータとする補正式を用いて測定温度を補正する温度補正手段、
を設けたことを特徴とする光ファイバ温度分布測定装置。
【請求項２】
前記補正式として以下の式を用いることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ温度分布測定装置。
0005152540.tif 000031
ω1    ：光ファイバ３の真のラマンシフト周波数(rad/s)
ωr    ：温度基準部９の真のラマンシフト周波数(rad/s)
Ｔ      ：補正前の装置で計算した温度(K)
Ｔ1    ：基準温度計１１で測定した基準温度（K)
Ｔ1’  ：基準温度がＴ1の時の補正前の測定温度(K)
Ｔr    ：補正後の温度（K)
【請求項３】
前記補正式として請求項２の補正式とともに以下の式を用いることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ温度分布測定装置。
0005152540.tif 000032
ω1        ：光ファイバ３の真のラマンシフト周波数(rad/s)
ωr        ：温度基準部９に用いる光ファイバの真のラマンシフト周波数(rad/s)
Ｔ1，Ｔ2    ：基準温度計１１で測定した基準温度（K)
Ｔ1’，Ｔ2’：基準温度がＴ1，Ｔ2の時の補正前の測定温度(K)
【請求項４】
前記温度補正手段は、前記基準温度測定手段の温度測定データをリアルタイムに取り込むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ファイバ温度分布測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後方ラマン散乱光を利用した光ファイバ温度分布測定装置に関し、詳しくは、温度補正の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバをセンサとして用いた分布型測定装置の一種に、光ファイバに沿った温度分布を測定するように構成された温度測定装置がある。この技術は光ファイバ内で発生する後方散乱光を利用している。
【０００３】
後方散乱光には、レイリー散乱光、ブリルアン散乱光、ラマン散乱光などがあるが、温度測定には温度依存性の高い後方ラマン散乱光が利用され、この後方ラマン散乱光を波長分波して測定を行う。後方ラマン散乱光には、入射光の波長に対して短い波長側に発生するアンチストークス光ＡＳと、長い波長側に発生するストークス光ＳＴがある。
【０００４】
光ファイバ温度分布測定装置は、これらアンチストークス光の強度Ｉasとストースク光の強度Ｉstとを測定してその強度比から温度を算出し、光ファイバに沿った温度分布を表示するものであり、プラント設備の温度管理、防災関連の調査・研究、発電所や大型建設物の空調関連などの分野で利用されている。
【０００５】
図５は、光ファイバ温度分布測定装置の基本構成例を示すブロック図である。図５において、光源１は光分波器２の入射端に接続され、光分波器２の入出射端には光ファイバ３が接続され、光分波器２の一方の出射端には光電変換器（以下Ｏ／Ｅ変換器という）４stが接続され、光分波器２の他方の出射端にはＯ／Ｅ変換器４asが接続されている。
【０００６】
Ｏ／Ｅ変換器４stの出力端子にはアンプ５stおよびＡ／Ｄ変換器６stを介して演算制御部７に接続され、Ｏ／Ｅ変換器４asの出力端子にはアンプ５asおよびＡ／Ｄ変換器６asを介して演算制御部７に接続されている。なお、演算制御部７は、パルス発生部８を介して光源１に接続されている。
【０００７】
光源１としてはたとえばレーザダイオードが用いられ、パルス発生部８を介して入力される演算制御部７からのタイミング信号に対応したパルス光を出射する。光分波器２は、その入射端に光源１から出射されたパルス光が入射され、その入出射端から出射されたパルス光を光ファイバ３に出射し、光ファイバ３内で発生した後方ラマン散乱光をその入出射端から入射してストークス光とアンチストークス光に波長分離する。光ファイバ３は、その入射端から光分波器２から出射されたパルス光を入射し、光ファイバ３内で発生した後方ラマン散乱光をその入射端から光分波器２に向けて出射する。
【０００８】
Ｏ／Ｅ変換器４stおよび４asとしてはたとえばフォトダイオードが用いられ、Ｏ／Ｅ変換器４stには光分波器２の一方の出射端から出射されたストークス光が入射され、Ｏ／Ｅ変換器４asには光分波器２の他方の出射端から出射されたアンチストークス光が入射されて、それぞれ入射光に対応する電気信号を出力する。
【０００９】
アンプ５stおよび５asは、Ｏ／Ｅ変換器４stおよび４asから出力された電気信号をそれぞれ増幅する。Ａ／Ｄ変換器６stおよび６asは、アンプ５stおよび５asから出力された信号をそれぞれディジタル信号に変換する。
【００１０】
演算制御部７は、Ａ／Ｄ変換器６stおよび６asから出力されたディジタル信号に基づいて後方散乱光の２成分、すなわち、ストークス光とアンチストークス光の強度比から温度を演算し、その時系列に基づいて光ファイバ３に沿った温度分布を表示手段（図示せず）に表示する。なお、演算制御部７にはあらかじめ、強度比と温度の関係がテーブルや式の形で記憶されている。また、演算制御部７は、光源１にタイミング信号を送り、光源１から出射される光パルスのタイミングを制御する。
【００１１】
次に温度分布測定の原理を説明する。ストークス光およびアンチストークス光の信号強度を光源１における発光タイミングを基準にした時間の関数として表すと、光ファイバ３中の光速が既知であるので、光源１を基準にして光ファイバ３に沿った距離の関数に置き換えることができる。すなわち、横軸を距離とし、光ファイバの各距離地点で発生したストークス光およびアンチストークス光の強度、つまり距離分布とみなすことができる。
【００１２】
一方、アンチストークス光強度Ｉasとストークス光強度Ｉstはいずれも光ファイバ３の温度に依存し、さらに、両光の強度比Ｉas／Ｉstも光ファイバ３の温度に依存する。したがって、強度比Ｉas／Ｉstが分かればラマン散乱光が発生した箇所の温度を知ることができる。ここで、強度比Ｉas／Ｉstは距離ｘの関数Ｉas（ｘ）／Ｉst（ｘ）であるから、この強度比Ｉas（ｘ）／Ｉst（ｘ）から光ファイバ３に沿った温度分布Ｔ（ｘ）を求めることができる。
【００１３】
図６は従来の光ファイバ温度分布測定装置の一例を示すブロック図であり、図５と共通する部分には同一の符号を付けている。
【００１４】
図６において、光分波器２と光ファイバ３との間には数十ｍ巻回された光ファイバよりなる温度基準部９がコネクタ接続部１３を介して設けられていて、この温度基準部９には実際の温度を測定するためのたとえば白金測温抵抗体よりなる温度計１０が設けられている。この温度計１０の出力信号は、演算制御部７に入力されている。なお、温度センサとして用いる光ファイバ３の近傍にも、実際の温度を測定するためのたとえば白金測温抵抗体よりなる基準温度計１１が設けられている。
【００１５】
このような構成において、光ファイバ３のある区間の温度がＴ（Ｋ）の時、温度がＴ（Ｋ）の位置から後方散乱されるアンチストークス光（ＡＳ）とストークス光（ＳＴ）との強度比は、（１）式で求められる。
【００１６】
0005152540.tif 000002
【００１７】
Ｇas  :アンチストークス(AS)とストークス(ST)測定系の利得の比
ω0  :光源１の光周波数
ωr   :光ファイバ３のラマンシフト周波数(rad/s)
h    :プランク定数（6.626×10-34 Js）
k    :ボルツマン定数（1.38×10-23 JK-1）
ここで、
【００１８】
0005152540.tif 000003
【００１９】
とした場合、実際のシステムではＬnは未知であるが、この値は、温度基準部９に設けられている温度計１０の温度データから以下のように求めることができる。
【００２０】
温度基準部９に設けられている温度計１０の温度をＴ0、温度基準部９に用いる光ファイバから後方散乱されるアンチストークス光とストークス光の強度比Ias/IstをＧ0(Ｔ0)とすると、式（１）、（２）から、
【００２１】
0005152540.tif 000004
【００２２】
となる。
この値を使い、光ファイバ３の温度がＴ（Ｋ）の位置から後方散乱されるＡＳとＳＴの光強度比（Ias/Ist）から温度Ｔを求める式は、式（１）、（３）から、
【００２３】
0005152540.tif 000005
【００２４】
となる。
なお、ここでは、光ファイバ３のラマンシフト周波数と温度基準部９に用いる光ファイバのラマンシフト周波数は同一と仮定している。
実際には装置本体と光ファイバ３の接続部分１３での損失や、光ファイバ３の真のラマンシフト周波数と計算に使っているラマンシフト周波数との違いによる誤差が生じるため、光ファイバ３の近傍に配置した基準温度計１１を使って真の温度を測定しておき、温度計算に用いるラマンシフト周波数（ωr）の微調整や、式（４）で求めた温度Ｔに対し係数やオフセットによる補正を行っている。
また、実際には、アンチストークス光とストークス光が光ファイバを伝搬する際の光ファイバ損失が若干異なるため、この損失差に対する補正があらかじめ行われているものとする。
【００２５】
係数およびオフセット補正の例としては次のような方法がある。
Ｔr＝Ａ×Ｔ＋Ｃ      （５）
Ｔr :補正後の温度(K)
Ｔ  :補正前の温度(K)
Ａ  :係数補正値
Ｃ  :オフセット補正値
【００２６】
また、接続部１３での損失や温度基準部９に用いる光ファイバと、センサとして用いる光ファイバ３のラマンシフト周波数の違いによる誤差を無くすために、たとえば特許文献１に開示されているように、温度計算のための基準となる温度基準部を装置外部の測定用光ファイバの経路に設ける方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２００８−２４９５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかし、図６に示す従来の構成によれば、ラマンシフト周波数の微調整を行いフィッティングする場合、計算に使うラマンシフト周波数を微調整しながら温度を再測定するという繰り返しの作業が必要であり、校正に多くの時間を要することになる。
【００２９】
また、ラマンシフト周波数の微調整を行っても、温度基準部９に用いている光ファイバと温度センサとして用いる光ファイバ３のラマンシフト周波数が異なることによる温度計算誤差が発生してしまう。
【００３０】
また、式（５）のように係数やオフセットによる補正を行う場合、ラマン散乱強度と温度の関係が非線形であるのに対し、線形での補正を行うことになるため、補正に使った温度から離れた温度測定では誤差が生じてしまう。
【００３１】
さらに、特許文献１に開示されているように、温度計算のための基準となる温度基準部を装置本体外部の測定用光ファイバの経路に設ける場合には、それらの構成が複雑になるとともに、温度基準部を測定用光の設置現場で構築しなければならず、温度補正に関わる作業が複雑になってしまうという問題もある。
【００３２】
本発明はこれら課題を解決するもので、その目的は、温度補正処理を簡略化するとともに補正精度の向上が図れる光ファイバ温度分布測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
光ファイバをセンサとして用い、ラマン後方散乱光を利用して前記光ファイバに沿った温度分布を測定するように構成された光ファイバ温度分布測定装置において、
前記センサとして用いる光ファイバの近傍に設けた基準温度測定手段と、
装置内部に設けられている温度基準部に用いる光ファイバのラマンシフト周波数、前記センサとして用いる光ファイバのラマンシフト周波数および前記基準温度測定手段で測定した真の温度値をパラメータとする補正式を用いて測定温度を補正する温度補正手段、
を設けたことを特徴とする。
【００３４】
請求項２記載の発明は、
請求項１記載の光ファイバ温度分布測定装置において、
前記補正式として以下の式を用いることを特徴とする。
0005152540.tif 000006
ω1  ：光ファイバ３の真のラマンシフト周波数(rad/s)
ωr  ：温度基準部９に用いる光ファイバの真のラマンシフト周波数(rad/s)
Ｔ    ：補正前の装置で計算した温度(K)
Ｔ1  ：基準温度計１１で測定した基準温度（K)
Ｔ1’：基準温度がＴ1の時の補正前の測定温度 (K)
Ｔr  ：補正後の温度（K)
【００３５】
請求項３記載の発明は、
請求項１記載の光ファイバ温度分布測定装置において、
前記補正式として請求項２の補正式とともに以下の式を用いることを特徴とする。
0005152540.tif 000007
ω1        ：光ファイバ３の真のラマンシフト周波数(rad/s)
ωr        ：温度基準部９の真のラマンシフト周波数(rad/s)
Ｔ1，Ｔ2    ：基準温度計１１で測定した基準温度（K)
Ｔ1’，Ｔ2’：基準温度がＴ1，Ｔ2の時の補正前の測定温度 (K)
【００３６】
請求項４記載の発明は、
請求項１から３のいずれかに記載の光ファイバ温度分布測定装置において、
前記温度補正手段は、前記基準温度測定手段の温度測定データをリアルタイムに取り込むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、温度校正処理を簡略化するとともに、高精度の温度補正が行える光ファイバ温度分布測定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】演算制御部７と温度補正部１２の具体例を示すブロック図である。
【図３】本発明の補正式による温度補正の効果例を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図５】光ファイバ温度分布測定装置の基本構成例を示すブロック図である。
【図６】従来の光ファイバ温度分布測定装置の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図６と共通する部分には同一の記号を付して重複する説明は省略する。図１と図６の相違点は、図１では演算制御部７に温度補正部１２が接続されていることである。
【００４０】
温度補正部１２は、温度センサとして用いる光ファイバ３の任意の位置の近傍に設けられた基準温度計１１の温度測定データと本発明による補正式を用いて装置本体の演算制御部７で演算される温度に対する補正を行い、高精度の温度測定結果を出力する。
【００４１】
以下の説明では、温度基準部９に用いる光ファイバおよび光ファイバ３のラマンシフト周波数が異なる場合、さらに、両者の接続部１３がアンチストークス光とストークス光で異なる損失値を有する場合を考える。
温度補正部１２による温度補正は、以下の手順で行う。
まず、従来と同様に、アンチストークス光ＡＳとストークス光ＳＴの強度比と装置本体に内蔵された温度基準部９に設けられている温度計１０の測定データを用い、式（４）に基づき温度Ｔを求める。この時、式（４）の計算の際に用いる光ファイバ３のラマンシフト周波数として、温度基準部９に用いる光ファイバのラマンシフト周波数ωrを用いる。
【００４２】
次に、式（４）により求めた温度Ｔに対し、以下の補正式を用いて補正を行う。
【００４３】
0005152540.tif 000008
【００４４】
ここで、ω1は温度センサとして用いる光ファイバ３の真のラマンシフト周波数に相当し、基準温度計１１の近傍にある光ファイバの一定区間（数ｍ〜数十ｍ）の温度を２点（Ｔ1，Ｔ2）設定し、その際に、式（４）で得られる温度Ｔ1’，Ｔ2’を用いて式（７）で演算される値を用いる。
【００４５】
0005152540.tif 000009
【００４６】
ω1        ：光ファイバ３の真のラマンシフト周波数(rad/s)
ωr        ：温度基準部９に用いる光ファイバの真のラマンシフト周波数(rad/s)
Ｔ          ：補正前の装置で計算した温度(K)
Ｔ1，Ｔ2    ：基準温度計１１で測定した基準温度（K)
Ｔ1’，Ｔ2’：基準温度がＴ1，Ｔ2の時の補正前の測定温度(K)
Ｔr        ：補正後の温度（K)
基準温度計１１の近傍にある光ファイバの一定区間（数ｍ〜数十ｍ）の温度を２点（Ｔ1，Ｔ2）設定する方法としては、気温の変化の少ない２つの時間帯を利用したり、一定区間を氷水に浸すことなどで実現できる。なお、このプロセスは常に必要なものではなく、基本的には１回のみでよい。
【００４７】
上記式（７）は基準温度計１１の近傍にある光ファイバの一定区間の温度を２点設定して光ファイバ３の真のラマンシフト周波数を求める方法であるが、温度センサとして用いる光ファイバ３の真のラマンシフト周波数ω1があらかじめ分かっている場合は、式（７）によるω1の計算は不要となり、式（６）によりＴ1およびＴ1’のみを使用した１点温度での校正が可能となる。
【００４８】
以上のように式（６）、（７）を使って補正することで、ラマンシフト周波数の微調整や、係数、オフセットによる調整が不要となり、パラメータの追い込みも不要で、校正が短時間で行える。また校正による誤差も少なくなる。以下に、式（６）、（７）に基づく補正について説明する。
【００４９】
式（１）から、温度基準部９に用いられている光ファイバから後方散乱されるアンチストークス光（ＡＳ）とストークス光（ＳＴ）との強度比は、以下の式で表せる。
【００５０】
0005152540.tif 000010
【００５１】
ここで、
G0 (T0)：温度基準部９の温度がＴ0 の時に温度基準部９に用いる光ファイバから後方散乱されるAS光とST光の強度比
Gas    ：ASとST測定系の利得比
ω0    ：光源１の光周波数
ωr    ：温度基準部９に用いる光ファイバの真のラマンシフト周波数(rad/s)
であり、Ｌrは式（９）で表される。
【００５２】
0005152540.tif 000011
【００５３】
一方、演算制御部７で、光ファイバ３の任意の位置から後方散乱されるＡＳ、ＳＴの光強度比{(Ias/Ist)＝Ｇ}から温度Ｔを計算するのにあたっては、式（４）に基づく式（１０）で計算される。
【００５４】
0005152540.tif 000012
【００５５】
ここで、ωdは演算制御部７で温度計算パラメータとして使用したラマンシフト周波数である。
【００５６】
温度センサとして用いる光ファイバ３の任意の位置の温度がＴrの時、その位置において後方散乱されるアンチストークス光とストークス光の光強度比{(Ias/Ist)＝Ｇ1(Ｔr)}は式（１１）のようになる。
【００５７】
0005152540.tif 000013
【００５８】
ここで、式（１１）におけるＬ1は式（１２）で表される。
【００５９】
0005152540.tif 000014
【００６０】
式（１２）において、
ω1    ：温度センサとして用いる光ファイバ３の真のラマンシフト周波数(rad/s)
ΔＧc ：装置と光ファイバ３を接続するコネクタ１３のＡＳ光とＳＴ光における損失比である。
【００６１】
式（１０）、（１１）より、光ファイバ３の任意の位置の温度がＴrの時に演算制御部７で計算されるその位置の温度Ｔは、式（１３）のように表せる。
【００６２】
0005152540.tif 000015
【００６３】
0005152540.tif 000016
【００６４】
0005152540.tif 000017
【００６５】
式（１３）から、装置内部の温度基準部９に用いる光ファイバの真のラマンシフト周波数（ωr）と計算に用いるラマンシフト周波数（ωd）が等しい場合、右辺のＴ0に関係する項は消えて、温度センサとして用いる光ファイバ３の温度計算値はＴ0に依存しないことになる。従って、Ｔ0が変動した場合でも式（１３）から求められる温度測定値が変動しないようにするには、温度計算に用いるラマンシフト周波数として、本体温度基準部９に用いる光ファイバの真のラマンシフト周波数の値を使う必要がある。
【００６６】
装置内部の温度基準部９に用いる光ファイバのラマンシフト周波数が既知で、温度計算にはその真のラマンシフト周波数を用いるものとして、温度センサとして用いる光ファイバ３の温度校正について説明する。
【００６７】
式（１３）において、ωd＝ωrとすると、光ファイバ３の任意の位置の真の温度がＴrの時のその位置の温度測定値Ｔは以下のようになる。
【００６８】
0005152540.tif 000018
【００６９】
式（１４）からＴとＴrの関係を逆に求めると式（１５）のようになる。
【００７０】
0005152540.tif 000019
【００７１】
式（１５）は、演算制御部７で計算された温度Ｔから真の温度Ｔrを導き出す式となる。ここで、Ｘ＝−log(Ｌ1)＋log(Ｌr)−log(ΔＧc)とすると、Ｘは光ファイバ３の近傍に設けられた基準温度計１１の温度測定データから以下のように求めることができる。
【００７２】
光ファイバ３の任意の位置の真の温度Ｔrとそのときに演算制御部７で計算された温度Ｔとの関係は、式（１４）を書き直すと式（１６）のようになる。
【００７３】
0005152540.tif 000020
【００７４】
基準温度計１１で測定した基準温度がＴ1で、そのときの温度計算値がＴ1’であったとすると、Ｘは式（１６）から式（１７）のように求められる。
【００７５】
0005152540.tif 000021
【００７６】
これら式（１５）と式（１７）を組み合わせることにより、式（６）に示した温度校正の演算式を以下に示すように導くことができる。
【００７７】
0005152540.tif 000022
【００７８】
0005152540.tif 000023
【００７９】
0005152540.tif 000024
【００８０】
Ｔ：演算制御部７で計算した補正前の温度計算値(K)
Ｔ1：基準温度計１１で測定した基準温度(K)
Ｔ1’：基準温度がＴ1の時の補正前の測定温度(K)
Ｔr：補正後の温度（K)
ω1：光ファイバ３の真のラマンシフト周波数(rad/s)
ωr：温度基準部９に用いる光ファイバの真のラマンシフト周波数(rad/s)
【００８１】
このように温度校正の式（１８）を導く過程で、補正後の温度Ｔrの計算がコネクタ１３のＡＳ光、ＳＴ光における損失比ΔＧcに無関係なことがわかる。これは、本補正によって、装置と温度センサとして用いる光ファイバ３の接続部であるコネクタ１３における損失の影響も含まれて補正されていることを示している。
【００８２】
式（１８）は基本的に１点での温度校正の式であって、温度基準部９に用いる光ファイバの真のラマンシフト周波数ωrおよびセンサとして用いる光ファイバ３の真のラマンシフト周波数ω1があらかじめ分かっている場合に適用できる。ラマンシフト周波数ω1が分からない場合は、以下に説明するように、式（７）を使い２点での温度校正によりω1を計算すればよい。
【００８３】
式（１）から、式（１９）が得られる。
【００８４】
0005152540.tif 000025
【００８５】
温度センサとして用いる光ファイバ３の真のラマンシフト周波数がω1で、光ファイバ３の任意の位置における真の温度がＴ1の時に、補正前の測定温度としてＴ1’と計算されたとすると、式（１）および式（１９）より次式が成り立つ。
【００８６】
0005152540.tif 000026
【００８７】
0005152540.tif 000027
【００８８】
また、温度センサとして用いる光ファイバ３の真のラマンシフト周波数がω1で、光ファイバ３の任意の位置における真の温度がＴ2の時に補正前の測定温度としてＴ2’と計算されたとすると、同様に次式が成り立つ。
【００８９】
0005152540.tif 000028
【００９０】
式（２０）の両辺から式（２１）の両辺を差し引くと、式（２２）が得られる。
【００９１】
0005152540.tif 000029
【００９２】
この式（２２）から２点での温度校正時に用いる式（７）が導かれる。
【００９３】
0005152540.tif 000030
【００９４】
ω1        ：センサ部３の真のラマンシフト周波数(rad/s)
ωr        ：温度基準部９に用いる光ファイバの真のラマンシフト周波数(rad/s)
Ｔ1，Ｔ2    ：基準温度計１１で測定した基準温度（K)
Ｔ1’，Ｔ2’：基準温度がＴ1，Ｔ2の時の補正前の装置で計算した温度(K)
【００９５】
図２は、演算制御部７と温度補正部１２の具体例を示すブロック図である。
【００９６】
まず、演算制御部７は、式（４）で表される温度演算を行う温度演算部７ａを中心に、プランク定数ｈおよびボルツマン定数ｋを格納する定数格納部７ｂ、装置内部の基準温度部９に用いる光ファイバのラマンシフト周波数ωr を格納する内部基準温度部ラマンシフト周波数格納部７ｃ、装置内部の基準温度部９の温度測定値Ｔ0を格納する内部基準温度格納部７ｄ、装置内部の基準温度部９における光強度比Ｇ0(Ｔ0)を演算する内部基準温度部光強度比演算部７ｅ、温度センサとして用いる光ファイバ３の光強度比Ias/Istを演算するセンサ光強度比演算部７ｆなどで構成されている。
【００９７】
そして、温度補正部１２は、式（５）および式（１９）で表される温度補正演算を行う温度補正演算部１２ａを中心に、演算制御部７の温度演算部７ａで演算された温度Ｔを格納する演算温度格納部１２ｂ、装置内部の基準温度部９に用いる光ファイバのラマンシフト周波数ωr を格納する内部基準温度部ラマンシフト周波数格納部１２ｃ、温度センサとして用いる光ファイバ３の任意の位置の近傍に設けられた基準温度計１１で測定した基準温度Ｔ1，Ｔ2を格納するセンサ基準温度格納部１２ｄ、基準温度がＴ1，Ｔ2の時の補正前の測定温度Ｔ1’，Ｔ2’を格納するセンサ基準温度部演算温度格納部１２ｅ、温度センサとして用いる光ファイバ３のラマンシフト周波数ω1を演算するセンサラマンシフト周波数演算部１２ｆなどで構成されている。
【００９８】
図３は、本発明の補正式による温度補正の効果例を示す説明図である。この例で使用した補正式のパラメータは、以下のとおりである。
補正前の温度計算に用いたラマンシフト周波数ωr:72.4×1012 (rad/s)
基準温度Ｔ1,Ｔ2：  295.85(K) (22.7(℃))、521.25(K) (248.1(℃))
温度補正前の温度計算値Ｔ1’,Ｔ2’：  298.15(K) (25.0(℃)), 540.25 ( 267.1(℃))  
【００９９】
補正前の温度測定誤差は、実際の温度１００℃で約６℃、２５０℃で約１９℃と、大きくなっている。これは、装置と温度センサとして用いる光ファイバ３の接続損失による誤差および装置内部の温度基準部９に用いている光ファイバのラマンシフト周波数と温度センサとして用いる光ファイバ３のラマンシフト周波数との差によるものと考えられる。これに対し、本発明による補正式を用いた補正後の温度測定誤差は、実際の温度１００℃で−０．１℃以下になって２５０℃ではほぼ０℃と小さくなり、大幅に改善されている。
【０１００】
なお、上記実施例では、温度センサとして用いる光ファイバ３の任意の位置の近傍に基準温度計１１を配置し、その温度測定データをオフラインで取得して演算制御部７の計算パラメータとして使用する方法を示したが、装置本体と温度センサとして用いる光ファイバ３との接続損失が変動してしまうような場合には、図４に実線で示すように、基準温度計１１のデータをリアルタイムに取り込み、温度補正式のパラメータをリアルタイムに変化させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１  光源
２  光分波器
３  光ファイバ
４st，４as  Ｏ／Ｅ変換器
６st，６as  Ａ／Ｄ変換器
７  演算制御部
７ａ  温度演算部
７ｂ  定数格納部
７ｃ  内部基準温度部ラマンシフト周波数格納部
７ｄ  内部基準温度格納部
７ｅ  内部基準温度部光強度比演算部
７ｆ  センサ光強度比演算部
８  パルス発生部
９  温度基準部
１０  温度計
１１  基準温度計
１２  温度補正部
１２ａ  温度補正演算部
１２ｂ  演算温度格納部
１２ｃ  内部基準温度部ラマンシフト周波数格納部
１２ｄ  センサ基準温度格納部
１２ｅ  センサ基準温度部演算温度格納部
１２ｆ  センサラマンシフト周波数演算部
１３  コネクタ接続部
【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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