(57)【要約】【課題】時々刻々変化する水位を精度良く計測する。【解決手段】  外部に外被保護被覆５０等が施され、さらに先端側が水面に対し直交する方向に沿って水位の計測単位となる基準長さ内に前記光ファイバ２０の最小センシング長が螺旋状に巻回されたセンシング部分２１とされ、そのセンシング部分２１の一部が水中に浸けられた状態で光ファイバ２０内にパルス光を入射し、その光ファイバ２０の各位置から反射されたラマン散乱光のうちの反ストークス光に基づいて、空中部に位置する箇所の温度と水中部に位置する箇所の温度とを識別し、空中部と水中部との境界位置を認識して水位を計測することができるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの温度分布を測定する方法を用いて水位を計測する光ファイバ水位計測システムであって、
前記光ファイバ内にパルス光を入射し、その光ファイバの各位置から反射されたラマン散乱光のうちの反ストークス光に基づいて前記光ファイバの温度分布を測定することにより、前記光ファイバの各位置の温度を計測する温度分布計測装置を備え、
前記光ファイバは、その外周に保護被覆が施され、さらに先端側が水面に対し直交する方向に沿って水位の計測単位となる基準長さ内に前記光ファイバの最小センシング長が螺旋状に巻回されたセンシング部分とされ、そのセンシング部分の一部が水中に浸けられており、
前記光ファイバにより空中部に位置する箇所の温度と水中部に位置する箇所の温度が識別され、空中部と水中部の境界位置を認識して水位を計測する
ことを特徴とする光ファイバ水位計測システム。
【請求項２】
前記保護被覆は、撥水被覆であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ水位計測システム。
【請求項３】
前記保護被覆は、高熱伝導部材の保護管であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ水位計測システム。
【請求項４】
前記保護管の外周に撥水被覆が施されていることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ水位計測システム。
【請求項５】
前記光ファイバは少なくとも２心のテープ心線であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバ水位計測システム。
【請求項６】
光ファイバの温度分布を測定する方法を用いて水位を計測する光ファイバ水位計測方法であって、
外周に保護被覆が施され、さらに先端側が水面に対し直交する方向に沿って水位の計測単位となる基準長さ内に前記光ファイバの最小センシング長が螺旋状に巻回されたセンシング部分とされ、そのセンシング部分の一部が水中に浸けられた状態で前記光ファイバ内にパルス光を入射し、
その光ファイバの各位置から反射されたラマン散乱光のうちの反ストークス光に基づいて、空中部に位置する箇所の温度と水中部に位置する箇所の温度とを識別し、空中部と水中部との境界位置を認識して水位を計測する
ことを特徴とする光ファイバ水位計測方法。
【請求項７】
前記保護被覆は、撥水被覆であることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ水位計測方法。
【請求項８】
前記保護被覆は、高熱伝導部材の保護管であることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ水位計測方法。
【請求項９】
前記保護管の外周に撥水被覆が施されていることを特徴とする請求項８に記載の光ファイバ水位計測方法。
【請求項１０】
前記光ファイバは少なくとも２心のテープ心線であることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の光ファイバ水位計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ内にパルス光を入射し、その光ファイバの各位置から反射されたラマン散乱光のうちの反ストークス光に基づいて光ファイバの温度分布を測定する方法を用い、河川、ダム、湖等の水位を光ファイバの水中温度と空中温度とを識別して計測する光ファイバ水位計測システム及び光ファイバ水位計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水害や渇水等の状況把握を目的とした河川、ダム、湖等の水位監視の重要性が高まっている。これらの水位監視を行う水位計測方法として、水面にフロートを浮かべて機械的にその水位を測定する方法や、上空から超音波や光を水面に照射してその反射波や反射光を測定し、距離に換算して水位を測定する方法等がある。
【０００３】
また、光ファイバの温度分布測定機能を利用して水位を測定する方法として、特許文献１では、生石灰を収納した密封容器に破断部を設け、その容器に温度分布センサを巻付けておき、その下方に突起を有するフロートを位置させ、水位の上昇に伴い突起が破断部を突き破ると容器内に浸水し、生石灰が水と反応して発熱することで、これを光ファイバ温度分布計測装置で監視するようにした光ファイバ水位警報装置を提案している。
【０００４】
また、特許文献２では、光ファイバセンサ、及びそれを覆う保護管を河川水面上部から水中に進入するように設置しておき、河川水位の持つ特性をまず光ファイバセンサ上の温度分布として計測し、演算表示装置に送信すると、水位の含んでいる外乱は温度分布として計測する際にその応答に対する時間遅れのため適当に相殺された形で計測され、演算表示装置により、受信した温度分布が水温から気温に変化する地点を水面の存在する地点とみなされ、温度分布が水位に変換されるようにした水位計測装置を提案している。
【０００５】
また、特許文献３では、地盤中に削孔した孔内に、ニクロム線を配置する光ファイバーケーブルを内部に収納したピエゾを挿入し、管内の温度分布を深度方向に連続的に計測し、該温度分布から、管内の地下水面を検出することにより、ピエゾ水頭を求めるようにしたピエゾ水頭の測定方法を提案している。
【特許文献１】特開平０８−４３１６９号公報
【特許文献２】特開平０９−３０４１６２号公報
【特許文献３】特開２００１−３２４３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述した水面にフロートを浮かべて機械的にその水位を測定する方法では、流木等によってフロートが破損したり、機械的構造の不具合が生じたりしてしまうという問題があった。
【０００７】
また、上述した上空から超音波や光を水面に照射してその反射波や反射光を測定して距離に換算して水位を測定する方法では、波の影響で水面の状態が一定でないため、安定して正確な水位が測定できないという問題があった。
【０００８】
また、上述した特許文献１では、水位がある一定値に達したことを知ることは可能であるものの、生石灰を収納した密封容器の破断部をフロートの突起が突き破ることにより、その生石灰が水と反応して発熱する熱を用いて測定するようになっているため、時々刻々変化する水位の測定目的としての使用には不向きであるという問題があった。
【０００９】
また、上述した特許文献２では、光ファイバを水中に配置して温度分布を計測し、温度が変化する位置を水面の位置と認識して水位を計測するようにしているため、連続して時々刻々変化する水位の変化を測定することは可能ではあるが、光ファイバの温度測定は原理上、一定の長さの温度分布を測定するものであることから、水中から空中で温度が変化する界面の位置を正確に測定することはできないという問題があった。
【００１０】
また、上述した特許文献３では、管内の温度分布を深度方向に連続的に計測しているため、この技術を水位の変化の測定に応用することは可能であるが、特許文献２と同様に、水中から空中で温度が変化する界面の位置を正確に測定することはできないという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決することができる光ファイバ水位計測システム及び光ファイバ水位計測方法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】
【００１２】
本発明の光ファイバ水位計測システムは、光ファイバの温度分布を測定する方法を用いて水位を計測する光ファイバ水位計測システムであって、前記光ファイバ内にパルス光を入射し、その光ファイバの各位置から反射されたラマン散乱光のうちの反ストークス光に基づいて前記光ファイバの温度分布を測定することにより、前記光ファイバの各位置の温度を計測する温度分布計測装置を備え、前記光ファイバは、その外周に保護被覆が施され、さらに先端側が水面に対し直交する方向に沿って水位の計測単位となる基準長さ内に前記光ファイバの最小センシング長が螺旋状に巻回されたセンシング部分とされ、そのセンシング部分の一部が水中に浸けられており、前記光ファイバにより空中部に位置する箇所の温度と水中部に位置する箇所の温度が識別され、空中部と水中部の境界位置を認識して水位を計測することを特徴とする。
また、前記保護被覆は、撥水被覆であるようにすることができる。
また、前記保護被覆は、高熱伝導部材の保護管であるようにすることができる。
また、前記保護管の外周に撥水被覆が施されているようにすることができる。
また、前記光ファイバは少なくとも２心のテープ心線であるようにすることができる。
本発明の光ファイバ水位計測方法は、光ファイバの温度分布を測定する方法を用いて水位を計測する光ファイバ水位計測方法であって、外周に保護被覆が施され、さらに先端側が水面に対し直交する方向に沿って水位の計測単位となる基準長さ内に前記光ファイバの最小センシング長が螺旋状に巻回されたセンシング部分とされ、そのセンシング部分の一部が水中に浸けられた状態で前記光ファイバ内にパルス光を入射し、その光ファイバの各位置から反射されたラマン散乱光のうちの反ストークス光に基づいて、空中部に位置する箇所の温度と水中部に位置する箇所の温度とを識別し、空中部と水中部との境界位置を認識して水位を計測することを特徴とする。
また、前記保護被覆は、撥水被覆であるようにすることができる。
また、前記保護被覆は、高熱伝導部材の保護管であるようにすることができる。
また、前記保護管の外周に撥水被覆が施されているようにすることができる。
また、前記光ファイバは少なくとも２心のテープ心線であるようにすることができる。
本発明の光ファイバ水位計測システム及び光ファイバ水位計測方法では、外周に保護被覆が施され、さらに先端側が水面に対し直交する方向に沿って水位の計測単位となる基準長さ内に前記光ファイバの最小センシング長が螺旋状に巻回されたセンシング部分とされ、そのセンシング部分の一部が水中に浸けられた状態で光ファイバ内にパルス光を入射し、その光ファイバの各位置から反射されたラマン散乱光のうちの反ストークス光に基づいて、空中部に位置する箇所の温度と水中部に位置する箇所の温度とを識別し、空中部と水中部との境界位置を認識して水位を計測することができ、機械的構造のような不具合を生じることなく、鉛直方向におけるそれぞれの位置の温度を精度よく計測することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光ファイバ水位計測システム及び光ファイバ水位計測方法によれば、機械的構造のような不具合を生じることなく、鉛直方向におけるそれぞれの位置の温度を精度よく計測することができることから、時々刻々変化する水位を精度良く計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本実施形態では、外周に保護被覆が施され、さらに先端側が水面に対し直交する方向に沿って水位の計測単位となる基準長さ内に前記光ファイバの最小センシング長が螺旋状に巻回されたセンシング部分とされ、そのセンシング部分の一部が水中に浸けられた状態で光ファイバ内にパルス光を入射し、その光ファイバの各位置から反射されたラマン散乱光のうちの反ストークス光に基づいて、空中部に位置する箇所の温度と水中部に位置する箇所の温度とを識別し、空中部と水中部との境界位置を認識して水位を計測することができるようにし、機械的構造のような不具合を生じることなく、鉛直方向におけるそれぞれの位置の温度を精度よく計測することができるようにした。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の詳細を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の光ファイバ水位計測システムの一実施例を示すブロック図、図２及び図３は、図１の光ファイバ水位計測システムにおける光ファイバの保護について説明するための図、図４及び図５は、図１の光ファイバ水位計測システムにおけるセンシング部分について説明するための図、図６及び図７は、図１の光ファイバ水位計測システムによる光ファイバ水位計測方法を説明するための図、図８は、図４のセンシング部分の構成を変えた場合を説明するための図、図９は、図８の光ファイバ水位計測システムによる光ファイバ水位計測方法を説明するための図である。
【００１６】
図１に示す光ファイバ水位計測システムは、温度分布計測装置１０と光ファイバ２０とを備えている。光ファイバ水位計測システムは、光ファイバ２０内にパルス光を入射し、その光ファイバ２０の各位置から反射されたラマン散乱光のうちの反ストークス光に基づいて光ファイバ２０の温度分布を測定する方法を用い、河川、ダム、湖等の水位を光ファイバ２０の水中温度と空中温度とを識別して計測するものである。
【００１７】
温度分布計測装置１０は、パルス光源１１と、カップラ１２と、受信器１３と、信号処理部１４とを備えている。
【００１８】
測定用光源であるパルス光源１１は、たとえば１５５０ｎｍの波長のパルス光を出力する半導体レーザで構成されている。
【００１９】
カップラ１２は、パルス光源１１を光ファイバ２０側へ通過させるとともに、パルス光源１１からのパルス光による光ファイバ２０からの後方散乱光を受信器１３側に通過させる。受信器１３は、カップラ１２を通過した光ファイバ２０からの後方散乱光を受信する。
【００２０】
信号処理部１４は、受信器１３によって受信された後方散乱光のうち、たとえばラマン散乱光の反ストークス光とレーリー散乱光とを抽出して、反ストークス光とレーリー散乱光との比を求め、平均化処理して温度データを得る。
【００２１】
なお、光ファイバ２０の長手方向の各位置は、後方散乱光の帰還時間が演算されることで、求められる。これにより光ファイバの各々の位置における温度分布を測定することができる。
【００２２】
光ファイバ２０は、その先端側がセンシング部分２１とされ、そのセンシング部分２１が水面に対し直交する方向に沿って螺旋状に水位の計測単位となる基準長さ内に前記光ファイバの最小センシング長以上の長さを巻回された状態とされて水中に浸けられるようになっている。
【００２３】
ここで、計測単位となる基準長さとは水位を測定する際の測定単位長（たとえば、１ｍ単位で測定するならば１ｍ、１ｍｍ単位で測定するならば１ｍｍ）であり、最小センシング長とは正確な温度を測定するために必要となる光ファイバ長を表す。反ストークス光を用いた光ファイバ２０の温度分布計測においては測定原理の性質上、正確な温度を測定するためには一定長の間が同一の温度である必要がある。この温度を正確に測定するための長さが最小センシング長であり、測定精度にもよるが、通常４〜５ｍ程度は必要となる。
【００２４】
すなわち、水面に対し直交する方向に沿って螺旋状に最小センシング長以上の長さを巻回された状態とされて水中に浸けられるようになっているので、光ファイバ２０の温度変化を正確に識別できる長さが確保され、空中部と水中部で温度が変化する界面の位置を後述のトレイ状の構造物４０の厚さを最小の識別単位として正確に識別することができる。これにより正確に水位を測定することが可能になる。
【００２５】
なお、センシング部分２１は、気温の部分と水温の部分とを明確に識別するために、最大水深時でも水面からたとえば４．５ｍ以上（ここでは最小センシング長を４．５ｍとする）だけ空中に出しておくことが望ましい。
【００２６】
光ファイバ２０の外部には、たとえば図２に示すように、外被保護被覆５０が施されている。外被保護被覆５０としては、樹脂等を用いることができる。このように、光ファイバ２０の外部に外被保護被覆５０が施されていることで、光ファイバ２０が脆弱であっても、後述の柱状の構造物であるたとえば円筒管３０の外周に巻回されたり、トレイ状の構造物４０内に巻回されて収納されたりする際に、光ファイバ２０の外被を保護することができる。
【００２７】
また、水位が下がり光ファイバ２０が水中部から空中部に露出した場合、光ファイバ２０の表面に付着した水分が気化してからでないと空中温度に変化せず、温度変化の即応性が悪いという問題があるが、光ファイバ２０の外部に外被保護被覆５０が施されていることで、このような問題が解消される。
【００２８】
すなわち、光ファイバ２０の外部に外被保護被覆５０が施されていることで、巻回した光ファイバ２０の重なった部分に隙間が無くなり、その重なった部分に水分が入り込まなくなるので、光ファイバ２０が空中部に露出した際の気化しなければならない水分が少なくなり、温度変化の即応性が高められる。
【００２９】
また、光ファイバ２０は、図２のように、外被保護被覆５０が施されていることで、少なくとも２心のテープ心線とすることができ、巻回する際の捻りが発生し難くなるとともに、捻りが生じた際には容易に発見し易くなる。なお、光ファイバ２０は、２心のテープ心線に限らず、３心以上のテープ心線であってもよいことは勿論である。
【００３０】
すなわち、光ファイバ２０を後述の柱状の構造物であるたとえば円筒管３０の外周に巻回したり、トレイ状の構造物４０内に所定のセンシング長分巻回して収納したりする際に、光ファイバ２０に捻れが生じる可能性があり、その場合、捻れにより光ファイバ２０にロス増が発生してしまう。そうすると、光出力が低下し温度測定の精度が下がることや、温度が正確に測定できなくなるという問題が生じるが、上述したように、捻れが発生し難くなることから、これらの問題が解消されることになる。
【００３１】
また、外被保護被覆５０としては、撥水性の被覆としてもよく、さらには光ファイバ２０の外周に撥水性塗料等を塗布するようにしてもよい。このように、撥水性の被覆とするか、又は光ファイバ２０の外周に撥水性塗料等を塗布するようにすることで、水位が下がり光ファイバ２０が水中部から空中部に露出した場合でも、光ファイバ２０の表面の水分の付着量が少なくなるので、温度変化の即応性が高められる。
【００３２】
また、光ファイバ２０は、図３に示すように、高熱伝導部材の保護管５１に収納されているようにしてもよい。このように、光ファイバ２０を高熱伝導部材の保護管５１に収納されているようにすることで、光ファイバ２０が脆弱であっても確実に保護することができる。また、保護管５１を高熱伝導部材とすることで、周囲の温度に対し内部の光ファイバ２０が即応性をもつことになり、温度が精度よく測定される。
【００３３】
また、保護管５１の外周に撥水性塗料等を塗布するようにすることで、水位が下がり保護管が水中部から空中部に露出した場合でも、保護管５１の表面の水分の付着量が少なくなるので、内部の光ファイバ２０の温度変化の即応性が高められる。
【００３４】
また、高熱伝導部材の保護管５１はＳＵＳ  や銅等の保護管で光ファイバ２０を覆うようにしてもよい。このように、光ファイバ２０をＳＵＳ  や銅等の保護管で覆うことにより、たとえば寒冷状態において水中部と空中部との温度差が小さく、温度差を識別できない可能性があっても、その保護管内を水中温度と空中温度とに識別できる特定の温度に保持することができる。これにより、意図的に光ファイバ２０に水中部と空中部との温度差を付けて識別することができ、寒冷状態でも温度差の識別により水位が測定される。
【００３５】
なお、保護管内の保持温度は、水中温度と空中温度との識別がつけばよいため、高温であっても低温であってもよい。また、水中温度と空中温度との識別がつけば一定の温度に保持してもよいし、変動させてもよい。
【００３６】
図４は、光ファイバ２０の先端側を柱状の構造物であるたとえば円筒管３０の外周に巻回した状態を示すものであり、円筒管３０の外周に巻回された部分２２がセンシング部分２１とされている。
【００３７】
また、円筒管３０が水面に対し直交する方向に配置されることで、そのセンシング部分２１の円筒管３０の外周に巻回された部分２２が水面に対し直交する方向に沿って螺旋状に巻回された状態とされ、水中に浸けられるようになっている。なお、センシング部分２１の円筒管３０の外周に巻回された部分２２は、上述したように、気温の部分と水温の部分とを明確に識別するために、最大水深時でも水面からたとえば４．５ｍ以上だけ空中に出しておくことが望ましい。
【００３８】
図５は、複数のトレイ状の構造物４０内に光ファイバ２０が所定のセンシング長分巻回されて収納された状態を示すものであり、複数のトレイ状の構造物４０内に収納された部分がセンシング部分２１とされている。また、複数のトレイ状の構造物４０は、図５のように積み重ねてもいいし、個々に柱や棚のようなものに固定してもよい。なお、センシング部分２１は、上述したように、気温の部分と水温の部分とを明確に識別するために、最大水深時でも水面からたとえば４．５ｍ以上だけ空中に出しておくことが望ましい。
【００３９】
次に、光ファイバ水位計測システムにおける光ファイバ水位計測方法について説明する。まず、図６に示すように、パルス光源１１からのたとえば１５５０ｎｍの波長のパルス光が光ファイバ２０の一端から入射され（ステップＳ１）、その光ファイバ２０の長手方向における各位置から一端に帰還する後方散乱光がカップラ１２を介して受信器１３により受信されると（ステップＳ２）、信号処理部１４により、後方散乱光のうちのラマン散乱光の光強度と帰還時間とが検出される（ステップＳ３）。
【００４０】
また、信号処理部１４により、ラマン散乱光の光強度が検出されるとき、ラマン散乱光の反ストークス光とレーリー散乱光とが抽出され（ステップＳ４）、反ストークス光とレーリー散乱光との比を求め、平均化処理することで温度データが得られる（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００４１】
そして、その得られた温度データを元に、光ファイバ２０のセンシング部分２１における水中部の温度と空中部の温度とが識別され、空中部と水中部の境界位置を認識して河川、ダム、湖等の水位が計測される。
【００４２】
すなわち、光ファイバ２０の先端側のセンシング部分２１は、気温の部分と水温の部分とを明確に識別するために、最大水深時でも水面からたとえば４．５ｍ以上だけ空中に出ており、その下部は水中に浸けられている。
【００４３】
また、光ファイバ２０の外部には外被保護被覆５０等が施されているため、水位が下がり光ファイバ２０が水中部から空中部に露出した場合でも、光ファイバ２０の表面の水分の付着量が少なくなるので、温度変化の即応性が高められることにより、図７（ａ）に示すような水位の計測単位となる基準長さである間隔ｄ内での巻付け長を最小センシング長（４．５ｍ）とした温度データに基づく温度分布が得られることになる。
【００４４】
そして、図７（ａ）のような温度分布から分かる通り、気温の部分と水温の部分との間が急峻な傾きを有することから、空中部と水中部との界面である水面の識別が精度良く行われることで、河川、ダム、湖等の水位が計測されることになる。
【００４５】
また、このように、気温の部分と水温の部分との間が急峻な傾きを有することから、連続して時々刻々変化する水位の変化を測定することが可能となる。
【００４６】
なお、光ファイバ２０による温度測定は原理上、一定の長さの温度分布を測定する必要があることから、単に光ファイバ２０を真っ直ぐにして水中に浸けるだけでは、水中部から空中部での温度が変化する界面の位置を正確に測定することはできない。
【００４７】
すなわち、図７（ｂ）は、光ファイバ２０を巻回せずに真っ直ぐにして水中に浸けた場合の温度分布を示すものであり、図７（ｂ）のような間隔ｄ内での温度分布から分かる通り、気温の部分と水温の部分との間が緩やかな傾きを有することから、空中部と水中部との界面である水面の識別が曖昧となり、河川、ダム、湖等の水位の計測精度が低下してしまうことになる。
【００４８】
よって、このように、気温の部分と水温の部分との間が緩やかな傾きを有することで、連続して時々刻々変化する水位の変化を測定することが困難となってしまう。
【００４９】
このように、本実施例では、外部に外被保護被覆５０等が施され、さらに先端側が水面に対し直交する方向に沿って水位の計測単位となる基準長さ内に前記光ファイバ２０の最小センシング長が螺旋状に巻回されたセンシング部分２１とされ、そのセンシング部分２１の一部が水中に浸けられた状態で光ファイバ２０内にパルス光を入射し、その光ファイバ２０の各位置から反射されたラマン散乱光のうちの反ストークス光に基づいて、空中部に位置する箇所の温度と水中部に位置する箇所の温度とを識別し、空中部と水中部との境界位置を認識して水位を計測することができるようにしたので、機械的構造のような不具合を生じることなく、鉛直方向におけるそれぞれの位置の温度を精度よく計測することができる。
【００５０】
また、本実施例では、光ファイバ２０の外部に外被保護被覆５０を施しているため、光ファイバ２０が脆弱であっても、柱状の構造物であるたとえば円筒管３０の外周に巻回されたり、トレイ状の構造物４０内に巻回されて収納されたりする際に、光ファイバ２０の外被を保護することができる。
【００５１】
また、本実施例では、光ファイバ２０の外部に外被保護被覆５０を施しているため、水位が下がり光ファイバ２０が水中部から空中部に露出した場合、光ファイバ２０の表面に付着した水分が気化してからでないと空中温度に変化せず、温度変化の即応性が悪いという問題を解消することができる。
【００５２】
また、本実施例では、光ファイバ２０の外部に外被保護被覆５０を施しているため、少なくとも光ファイバ２０を２心のテープ心線とすることができ、巻回する際の捻れが発生し難くなるとともに、捻れが生じた際には容易に発見し易くなるという効果を奏する。
【００５３】
また、本実施例では、外被保護被覆５０として、撥水性の被覆、あるいは光ファイバ２０の外周に撥水性塗料等を塗布するようにしたので、水位が下がり光ファイバ２０が水中部から空中部に露出した場合でも、光ファイバ２０の表面の水分の付着量が少なくなり、温度変化の即応性を高めることができる。
【００５４】
また、本実施例では、光ファイバ２０を高熱伝導部材の保護管５１に収納したので、光ファイバ２０が脆弱であっても確実に保護することができる。また、保護管５１を高熱伝導部材とすることで、周囲の温度に対し、内部の光ファイバ２０の温度変化が即応性をもつことになり、温度を精度よく測定することができる。
【００５５】
なお、本実施例では、高熱伝導部材の保護管５１はＳＵＳ  や銅等の保護管で光ファイバ２０を覆うようにしてもよく、この場合には、たとえば寒冷状態において水中部と空中部との温度差が小さく、温度差を識別できない可能性があっても、その保護管内を水中温度と空中温度とに識別できる特定の温度に保持することができる。これにより、意図的に光ファイバ２０に水中部と空中部との温度差を付けて識別することができ、寒冷状態でも温度差の識別により水位を正確に測定することができる。
【００５６】
なお、保護管内の保持温度は、水中温度と空中温度との識別がつけばよいため、高温であっても低温であってもよい。また、水中温度と空中温度との識別がつけば一定の温度に保持してもよいし、変動させてもよい。
【００５７】
また、本実施例では、図４のように、光ファイバ２０の先端側を柱状の構造物であるたとえば円筒管３０の外周に巻回し、その円筒管３０の外周に巻回された部分２２がセンシング部分２１とされている場合について説明したが、この例に限らず、たとえば図８のように、光ファイバ２０の先端側を、円筒管３０の外周に巻回された部分２２と円筒管３０の外周に巻回されない複数の部分２３とを有するセンシング部分２１Ａとし、一定の長さの温度分布を測定するような構成としてもよい。
【００５８】
この場合、円筒管３０の外周に巻回されない複数の部分２３は、円筒管３０の外周に巻回された部分２２から水位の計測単位となる基準長さ内である間隔ｄ毎に空中に引き出されていればよい。
【００５９】
また、円筒管３０が水面に対し直交する方向に配置されることで、そのセンシング部分２１Ａの円筒管３０の外周に巻回された部分２２が水面に対し直交する方向に沿って螺旋状に巻回された状態とされ、水中に浸けられるようになっていればよい。
【００６０】
このような構成では、最小センシング長を１区間とすると、その最小センシング長の６区間だけ水中に浸けるとともに、円筒管３０の外周に巻回されない部分２３もその６区間に対応させた６箇所が空中に引き出されているとすると、図９に示すように、水中部での６箇所の（谷）と、空中部での６箇所の（山）とからなる温度分布が得られる。これにより、温度の変化点が明確になるため、温度の変化点を確実に認識できるので、空中部と水中部の境界位置を確実に識別することができるので、河川、ダム、湖等の水位が精度良く計測されることになる。
【００６１】
また、このような円筒管３０の外周に巻回されない複数の部分２３を有する構成は、図５に示した複数のトレイ状の構造物４０内に光ファイバ２０を所定のセンシング長分巻回して収納したセンシング部分２１に適用することで、上記同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の光ファイバ水位計測システムの一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の光ファイバ水位計測システムにおける光ファイバの保護について説明するための図である。
【図３】図１の光ファイバ水位計測システムにおける光ファイバの保護について説明するための図である。
【図４】図１の光ファイバ水位計測システムにおけるセンシング部分について説明するための図である。
【図５】図１の光ファイバ水位計測システムにおけるセンシング部分について説明するための図である。
【図６】図１の光ファイバ水位計測システムによる光ファイバ水位計測方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１の光ファイバ水位計測システムによる光ファイバ水位計測方法を説明するための図である。
【図８】図４のセンシング部分の構成を変えた場合を説明するための図である。
【図９】図８の光ファイバ水位計測システムによる光ファイバ水位計測方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  温度分布計測装置
１１  パルス光源
１２  カップラ
１３  受信器
１４  信号処理部
２０  光ファイバ
２１  センシング部分
２１Ａ  センシング部分
２２  円筒管に巻回された部分
２３  円筒管に巻回されない部分
３０  円筒管
４０  トレイ状の構造物
４１  収納部
５０  外被保護被覆
５１  保護管
【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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【図８】
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【図９】
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