(57)【要約】【課題】被検知物の浸入に対する光ファイバセンサの、反応の迅速化が図れるとともに、従来の方式における損失変動量の制御性にはとらわれない光ファイバセンサを提供する。【解決手段】光ファイバ調心用の調心機構1ａを一面に形成したベース１と、ベース１の一面に重ね合わされる蓋体２と、ベース１と蓋体２を弾性的に挟持するクランプ部材３からなる接続機構とを、少なくとも有する光ファイバセンサであって、光ファイバの長手方向にみて、ベース１の一面の中間部で、二本の光ファイバの心線端部を突き合せてなる突き合せ部の組を１または２以上持ち、前記突き合わせ部の組ごとに、光ファイバ心線部の間に間隙６を有することを特徴とする光ファイバセンサを提供する。    【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ調心用の調心機構を上面に形成したベースと、このベースの上面に重ね合わされる蓋体と、両者を弾性的に挟持するクランプ部材からなる接続機構とを、少なくとも有する光ファイバセンサであって、前記光ファイバの長手方向にみて、前記ベースの上面の中間部で、二本の光ファイバの心線端部を突き合せた突き合せ部を少なくとも１つ以上持ち、前記突き合わせ部における両光ファイバ心線端部の間に間隙を設けることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項２】
前記光ファイバセンサの前記突き合わせ部分を少なくとも包むように筺体を備え、前記筺体が、少なくとも一部に濾過機能を有することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバセンサ。
【請求項３】
前記突き合わせ部に向けて、光ファイバセンサ外部から被検知物を浸入させる誘導手段を有することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ファイバセンサに係り、より詳しくは、光ファイバの接続損失及び反射減衰量を利用し被検知物を検知する光ファイバセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＰネットワークサービスの普及により、光ファイバ網の構築が全国規模で行われている。これにともない、光ケーブル網の効率的かつ経済的な保守の重要性が増してきており、光ファイバセンサを用いた光ケーブル網の常時あるいは定期的な監視するシステムが使用されている。
【０００３】
この光ファイバセンサの一例として、マイクロベンディング型光ファイバセンサが挙げられる（例えば、特許文献１の第６図）。この光ファイバセンサ４０（以下、「センサＡ」と呼ぶ）は、図４に示すように、光ファイバ７０の長手方向の一方の側に応力付与部材４２が配され、他方の側に受け部材４１が配されると共に、前記応力付与部材４２の光ファイバ７０が配置された側と対向する側に膨潤部材４３が配置され、これらが筺体４５に納められたものである。応力付与部材４２の外周囲には、応力付与部材４２の動作を光ファイバ７０の長手方向と直交する方向に導くためのガイド部材４６が配置されている。筺体４５には、膨潤部材４３が配置された箇所と外部とを連通する検知孔４７が搾設されている。この光ファイバセンサにおいては、例えば水、油等の被検知物が検知孔４７から浸入すると、膨潤部材４３が被検知物と反応して膨潤することで応力付与部材４２を光ファイバ７０方向に移動する。すると、前記応力付与部材４２の山形に形成された凸部４２ａが光ファイバ７０を押し上げ、ひいては、光ファイバ７０が曲げられ伝送損失が増加する。これにより、この伝送損失をＯＴＤＲにより測定することで被検知物の有無を検知できる（非特許文献１）。
しかしながら、前記センサＡ４０においては、膨潤部材４３が一つの塊状をなしているため、この塊状を成す膨潤分材４３の特性や体積等に律速される。ゆえに、被検知物が光ファイバセンサに浸入して膨潤部材４３が反応し、応力付与部材４２が光ファイバ７０に作用するまでに要する時間が不安定となりやすく、被検知物の検知に時間がかかる虞があった。
【０００４】
上記課題を解決するために、膨潤部材の構造を、互いに面で密接する形状に成型された分割片を積層し、それぞれの分割片間に導液材を配する構造とした光ファイバセンサ（以下センサＢと呼ぶ）が開示されている（特許文献１の第１図）。この場合、被検知物が導液材に導かれて各分割片の層間に速やかに浸透するので、各膨潤部材がすみやかに厚みを増し、被検知物の漏出を検知する即時性が向上した。
【０００５】
しかしながら、上述したセンサＡやセンサＢはいずれも、膨潤部材が反応して応力付与部材を移動させることにより、光ファイバに曲げ損失を与えるという手法をとっているため、被検知物の浸入から光ファイバの損失変動に至るまでに時間がかかってしまうという問題点からは逃れられない。
また、光ファイバの曲げ損失最大値を制御できないので、上記光ファイバセンサを複数個用いた光ケーブル網での監視において、少なくとも1箇所で過大な光ファイバ曲げ損失が発生すると、他の光ファイバセンサ設置点の光ファイバ曲げ損失を測定できなくなる虞があった。
【特許文献１】特開平３−１９７８４４号公報
【非特許文献１】フジクラ技報  ２００１  第１００号  p２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、被検知物の浸入に対する光ファイバセンサの、反応の迅速化が図れるとともに、従来の方式における損失変動量の制御性にはとらわれない光ファイバセンサ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】
【０００７】
本発明の請求項１に係る光ファイバセンサは、光ファイバ調心用の調心機構を一面に形成したベースと、前記ベースの一面に重ね合わされる蓋体と、前記ベースと前記蓋体を弾性的に挟持するクランプ部材からなる接続機構とを、少なくとも有する光ファイバセンサであって、前記光ファイバの長手方向にみて、前記ベースの一面の中間部で、二本の光ファイバの心線端部を突き合せてなる突き合せ部の組を１または２以上持ち、前記突き合わせ部の組ごとに、光ファイバ心線部の間に間隙を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に係る光ファイバセンサは、請求項１において、前記光ファイバセンサの前記突き合わせ部分を少なくとも包含する筺体を備え、前記筺体の少なくとも一部に濾過機能を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に係る光ファイバセンサは、請求項２において、前記突き合わせ部に向けて、外部から被検知物を浸入させるための誘導手段が、前記ベース、前記蓋体、および／または、前記ベースと前記蓋体との間に、配されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る光ファイバセンサにおいて、一方と他方の光ファイバは、心線端部を突き合わせ、光ファイバセンサ内で固定されている。また、この突き合わせ部には間隙を有しており、この間隙が光ファイバに初期の状態で接続損失を印加している。被検知物が光ファイバセンサ内に浸入し、この間隙部に入り込むと、被検知物の整合作用により接続損失が回復するように働き、反射減衰量が変動するように構成されている。
この構成により、浸入した被検知物が直接光ファイバの接続損失及び、反射減衰量を変動させるため、迅速に光ファイバセンサ内に浸入した被検知物を検知できる。また、間隙の距離を調整することで、初期の接続損失を設定できるので、光ファイバの損失変動量の最大値を制御することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る光ファイバセンサの一例を示す模式図である。図１（ａ）は、本発明の光ファイバセンサの一例を示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）における光ファイバ長手方向に沿った縦断面図、図１（ｃ）は、図１（ｂ）における（Ｂ）−（Ｂ）断面図を示している。
図1の光ファイバセンサにおいて、ベース１に設けられた調心機構１ａに、一方の光ファイバ４と他方の光ファイバ５が配され、クランプ部材３によりベース１と蓋体２で挟まれ固定されている。一方の光ファイバ心線４ａと、他方の光ファイバ心線５ａが、光ファイバ長手方向に見て、ベース１一面の中間部で突き合わされており、心線間の間に間隙６を有している。この、突き合わせ部の間隙６により、光ファイバ４と光ファイバ５の接続損失が初期状態で印加されている。
【００１２】
ベース１、蓋体２に関しては、光ファイバを高精度に接続させるため、この構造には、寸法、そり、平滑性等において高い精度が要求される。このため、熱可塑性樹脂を用いたインジェクション形成、あるいは熱硬化性樹脂を用いたトランスファ成形で作成するのが良い。熱可塑性樹脂の成形材料には、強度があり、等方性、低収縮、低線膨張等の特徴を有するものがよく、例えば、ＰＰＳなどが用いられる。また、光ファイバセンサ自体が様々な環境に設置できるように、腐食や劣化、錆等に対し、耐性のあるものを用いることが好ましい。
【００１３】
調心機構１ａに関しては、例えば、図１（ｃ）で示すようなＶ字溝が好適に用いられるが、他にＵ字溝、マイクロキャピラリなどを用いてもよい。
【００１４】
間隙６に関しては、その幅は多重反射許容限界である２〜３μｍ以下が良く、１μｍ以下がより好ましい。
【００１５】
この光ファイバセンサでは、水等の被検知物が、突合せ部に有する光ファイバ心線間の間隙６に浸入する。すると、一方の光ファイバ４と他方の光ファイバ５の間で光が伝搬する際、初期に印加されていた接続損失が、この被検知物質の整合作用により回復され、反射減衰量が変動する。この変動をＯＴＤＲによって測定することで、被検知物の浸入の有無を確認できる。
【００１６】
本発明においては、被検知物が光ファイバセンサ内に浸入して、間隙６を埋めると同時に光ファイバに反射減衰量の変動が起こるので、迅速に被検知物の浸入を測定可能である。
【００１７】
また、被検知物となる物質により、その屈折率は異なっている。例えば、水の屈折率が２０℃で１．３３であるのに対し、油類は屈折率が１．４〜１．５付近と水に対して大きいため、その違いにより、被検知物の浸入を推測できる。
【００１８】
現在、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）の構築が活発に進められており、光ファイバの接続技術の経済化が望まれていて、この接続技術の一つであるメカニカルスプライスが注目を集めている。メカニカルスプライスは、低価格でありかつ作業性に優れているので、本発明において、このメカニカルスプライスを光ファイバセンサの一部として活用することで、従来の光ファイバセンサと比較し、取り付け等の作業性が向上し、また多様な場面において被検知物の浸入が検知可能となる。従来の光ファイバセンサは、マンホール等に設置された光クロージャ内での使用が主であったが、本発明の光ファイバセンサは、従来の光ファイバセンサの設置箇所の他に、架空作業などの、作業が困難な場所で用いることができる。
【００１９】
被検知物に含まれる微小な物質、例えば泥などによって間隙部６が塞がれると、光の伝搬が阻害される虞がある。そのため、光ファイバセンサの間隙部６を少なくとも包含する濾過機能８を備えておくのが好ましい。この濾過機能にはフィルター等を用いるのが良く、このフィルターには、例えば、セルロースフィルターや、グラスファイバーフィルター、メンブレンフィルターなどが用いられる。
【００２０】
被検知物を間隙６に誘導する手段としては、例えば、ベース１と蓋体２との間にある間隙７を被検知物の誘導手段として利用するか、または突き合わせ部周辺のベースや蓋体に光ファイバセンサの内部と外部を連通するような検知孔等（図中、非表示）を設置して誘導手段としても良い。
間隙７に関しては、被検知物を誘導しやすくするため、被検知物が光ファイバ心線間の間隙部６に向かうような溝等を、ベース部あるいは蓋体に配したり、また、ベース及び蓋体の光ファイバセンサ外周部位には疎水性の塗料を塗り、ベース部と蓋体とが向かい合う面には親水性の塗料を塗ったりすることで、被検知物が間隙７に浸入しやすくする方法を用いてもよい。
検知孔に関しては、検知孔の径が、光ファイバセンサの内側に行くにつれ小さくなるような構造が好ましい。
また、導液材を、ベースと蓋体との間隙７に配し、あるいは検知孔内に配し、被検知物を光ファイバセンサ内に取り込むようにするのが好ましい。
【００２１】
図２は、本発明に係る光ファイバセンサの一例で、複数の光ファイバがベースに配している模式図である。
一方の光ファイバ２１と、他方の光ファイバ２２が光ファイバセンサ内で突き合わされて対を成し、複数の対が平行して固定されている。光ファイバ２１と光ファイバ２２の各突き合せ部に有する間隙６は、同直線状に位置し、被検知物が間隙６に侵入しやすいような構造が好ましい。
また、複数の光ファイバを光ファイバセンサ内に配し、被検知物が偏って浸入してきた場合、従来の光ファイバセンサでは、応力付与部材が光ファイバ全体を押し曲げていた。しかしながら、本発明の光ファイバセンサにおいては、上述のような場合、それぞれの光ファイバの突き合わせ部に設けた間隙が、独立して被検知物の浸入を検知するので、より詳細な被検知物の浸入状態の情報を得ることができる。
【００２２】
図３は、この光ファイバセンサによる被検知物の検知に好適な光監視システムの構成の一例を示したものである（非特許文献１）。光源からの光は、光ファイバに入射されて光ファイバに係る光線路に伝送され、後方散乱光等の戻り光は、ＯＴＤＲに戻る。この戻り光をＯＴＤＲで測定することで、光ファイバの接続損失等を測定する。
本発明の光ファイバセンサは、流動体の検知に適しているので、クロージャやマンホール等の光ファイバセンサ設置部位３１の浸水を検知するのに好適である。
【００２３】
また、光ファイバセンサ設置部位３１に、複数個の光ファイバセンサを設置することで、多点同時に検出することが可能である。この場合、複数個設置した光ファイバセンサの初期損失量の合計を２ｄＢ以下とするのが好適である。従来の光ファイバセンサの場合、曲げ損失の最大値を制御することが出来なかったので、このように複数個設置した場合、あるどこか１箇所で過大な曲げ損失が発生すると、その場所以降に設置した光ファイバセンサからの戻り光が阻害され、多点同時観測に支障が出る虞があった。しかしながら、本発明の光ファイバセンサは、被検知物の浸入により、初期に設定された光ファイバの接続損失が減少するように変化するので、従来のように損失が過大となるような場合においても、戻り光が阻害されず、多点同時観測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の光ファイバセンサの一例を示す模式図である。
【図２】本発明の光ファイバセンサベース部に複数の光ファイバが配された一例を示す模式図。
【図３】本発明の光ファイバセンサに好適な光監視システムの一例を示す概略図である。
【図４】従来の光ファイバセンサＢを示す断面図の模式図である。
【図５】従来の光ファイバセンサＡを示す断面図の模式図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ベース、１ａ  調心機構、２  蓋体、３  クランプ部材、４  一方の光ファイバ、４ａ  一方の光ファイバ心線、５  他方の光ファイバ、５ａ  他方の光ファイバ心線、６  間隙、７  ベース部と蓋体との間の間隙、１０ａ  光ファイバセンサの一例、１０ｂ  １０ａにおける（Ａ）−（Ａ’）断面図、１０ｃ  １０ｂにおける（Ｂ）−（Ｂ）断面図、２０  ベース部に複数の光ファイバが並んだ模式図の一例、２１  一方の光ファイバ、２２  他方の光ファイバ、２３  間隙部、２４  ベース部、３０  光監視システム概略図、３１  光ファイバセンサ設置部位、４０  光ファイバセンサＡ、４１  受け部材、４２  応力付与部材、４２ａ  凸部、４３  膨潤部材、４５  筺体、４６  ガイド部材、４７  検知孔、５０  光ファイバセンサＢ、５１  受け部材、５２  応力付与部材、５３  膨潤部材、５５  筺体、５６  ガイド部材、５７  検知孔、５８  分割片、５９  誘導材、  ７０  光ファイバ。
【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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