(57)【要約】  光ファイバセンサにおいては、センサとなる光ファイバの観測対象への設置状況により得られるセンサ信号が異なり、正確な計測が困難であるため、本発明のセンサ信号処理装置は、光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、センサ信号の基準値からの変動量を算出する変動量算出手段と、所定時間内の変動量を規格化し、規格化変動量を算出する規格化処理手段、とを有する。
2020178976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、前記センサ信号の基準値からの変動量を算出する変動量算出手段と、
所定時間内の前記変動量を規格化し、規格化変動量を算出する規格化処理手段、とを有する
センサ信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載したセンサ信号処理装置において、
前記光パルスの送信時間と、前記光パルスの散乱光の受信時間の差分から、前記光ファイバの環境の変化が発生した領域を推定する発生領域推定手段をさらに有する
センサ信号処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載したセンサ信号処理装置において、
前記規格化処理手段は、前記所定時間内の前記変動量の最大値で前記変動量を除算することにより規格化する
センサ信号処理装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載したセンサ信号処理装置において、
前記規格化処理手段は、前記所定時間内の前記変動量の平均値で前記変動量を除算することにより規格化する
センサ信号処理装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載したセンサ信号処理装置において、
前記センサ信号は、前記光ファイバが道路に沿って敷設されている場合における前記散乱光に基づく信号である
センサ信号処理装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項に記載したセンサ信号処理装置において、
前記センサ信号は、前記光ファイバが線路に沿って敷設されている場合における前記散乱光に基づく信号である
センサ信号処理装置。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか一項に記載したセンサ信号処理装置において、
前記センサ信号は、前記光ファイバが建屋に敷設されている場合における前記散乱光に基づく信号である
センサ信号処理装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載したセンサ信号処理装置と、
前記光パルスを生成し、前記光パルスを前記光ファイバに送出する光送出手段と、
前記散乱光を受け付け、前記散乱光に基づいて前記センサ信号を生成する受光処理手段、とを有する
光ファイバセンサ装置。
【請求項９】
請求項８に記載した光ファイバセンサ装置において、
前記受光処理手段は、
前記散乱光をアナログ電気信号に変換する光検出手段と、
前記アナログ電気信号をデジタル信号に変換し、前記センサ信号を生成するデジタル信号処理手段、とを備える
光ファイバセンサ装置。
【請求項１０】
請求項８に記載した光ファイバセンサ装置において、
前記光送出手段は光分岐手段を備え、
前記光分岐手段は、前記光パルスを分岐し、前記光パルスの一部である分岐光パルスを前記受光処理手段に送出し、
前記受光処理手段は、
前記散乱光を前記分岐光パルスと干渉させることによりコヒーレント検波してアナログ電気信号に変換するコヒーレント光受信手段と、
前記アナログ電気信号をデジタル信号に変換し、前記センサ信号を生成するデジタル信号処理手段、とを備える
光ファイバセンサ装置。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか一項に記載した前記光ファイバセンサ装置と、
前記光ファイバの周辺環境の画像情報を取得する画像情報取得手段と、
前記規格化検査信号と前記画像情報に基づいて、前記周辺環境を監視する監視手段、とを有する
監視システム。
【請求項１２】
光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、前記センサ信号の基準値からの変動量を算出し、
所定時間内の前記変動量を規格化し、規格化変動量を算出する
センサ信号処理方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載したセンサ信号処理方法において、
前記光パルスの送信時間と、前記光パルスの散乱光の受信時間の差分から、前記光ファイバの環境の変化が発生した領域を推定する処理をさらに有する
センサ信号処理方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載したセンサ信号処理方法において、
前記規格化変動量を算出することは、前記所定時間内の前記変動量の最大値で前記変動量を除算することにより規格化することを含む
センサ信号処理方法。
【請求項１５】
請求項１２または１３に記載したセンサ信号処理方法において、
前記規格化変動量を算出することは、前記所定時間内の前記変動量の平均値で前記変動量を除算することにより規格化することを含む
センサ信号処理方法。
【請求項１６】
コンピュータを、
光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、前記センサ信号の基準値からの変動量を算出する変動量算出手段と、
所定時間内の前記変動量を規格化し、規格化変動量を算出する規格化処理手段、として機能させるためのプログラムを記録した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１７】
請求項１６に記載したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、
前記コンピュータを、さらに、
前記光パルスの送信時間と、前記光パルスの散乱光の受信時間の差分から、前記光ファイバの環境の変化が発生した領域を推定する発生領域推定手段、として機能させるためのプログラムを記録した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、
前記規格化処理手段は、前記所定時間内の前記変動量の最大値で前記変動量を除算することにより規格化する処理、および前記所定時間内の前記変動量の平均値で前記変動量を除算することにより規格化する処理、のいずれかを実行する
コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ信号処理装置およびセンサ信号処理方法に関し、特に、光ファイバセンサに用いられるセンサ信号処理装置およびセンサ信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバセンサは、通信用光ファイバの保守やインフラの異常診断などの用途で幅広く導入されている。【０００３】
通信用光ファイバの保守を用途とする場合は、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ：光時間領域リフレクトメトリ）方式が採用されている。ＯＴＤＲ方式は、光ファイバの一端から光パルスを送出し、光パルスが送出された方向と逆方向に光ファイバ内を戻ってくる後方散乱光の強度変化を測定する方式である。後方散乱光の光強度は、光コネクタなどの光ファイバの接続点で異常な損失がある場合、その場所で増加する。その異常箇所は、光パルスを送出してから後方散乱光を測定するまでの伝搬時間を算出することによって特定することができる。【０００４】
また、インフラの異常診断を用途とする場合は、ＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ：ブリルアン光時間領域リフレクトメトリ）方式が採用されている。ＢＯＴＤＲ方式は、上述したＯＴＤＲ方式と同様に光ファイバの一端から光パルスを送出するが、測定する後方散乱光の種類がＯＴＤＲ方式と異なる。ＢＯＴＤＲ方式では、ブリルアン散乱光と呼ばれる後方散乱光を測定する。このブリルアン散乱光は光ファイバに歪などが加わると周波数シフトを生じる性質があるため、この周波数シフト量を測定することにより、ファイバに歪が加わったか否かを判別することができる。【０００５】
このように、光ファイバセンサは、光ファイバの接続点の異常検出や、光ファイバに加わる歪を測定する目的で幅広く適用されている。【０００６】
特許文献１には、光ファイバに加わる機械的な振動を検出し、侵入者やパイプラインの破壊などの異常を検知する光ファイバセンサの一例が記載されている。【０００７】
特許文献１に記載された光ファイバ振動センサ１は、光ファイバ２、パルス光を出射する光源３、受光器４、カプラ５、カプラ５と受光器４との間に設けられる偏波ビームスプリッタ６と偏波コンバイナ７、および信号処理回路８を有する。ここで、光ファイバ２は、センサケーブル９として振動を検知する構造体（フェンスやパイプラインなど）に沿って配置される。信号処理回路８は、第１振動検出部８ａと第２振動検出部８ｂを備える。第１振動検出部８ａは、受光器４の出力から干渉光の光強度を検出し、光ファイバ２に加えられた振動を干渉光の光強度の変動により検知する。また、第２振動検出部８ｂは、２つの直線偏光の光強度を検出し、両直線偏光の光強度を基に振動を検知する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１８５９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、レーザのスペクトルの狭線幅化や、コヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｔ：波動が互いに干渉しあう性質）受信方式の進展など、光ネットワーク技術の革新によって、光ファイバセンシング技術にも新しい用途が加わってきた。すなわち、光の位相の状態変化を測定することが可能になったことにより、光ファイバセンサが検出できるパラメータがこれまでの歪や温度だけではなく、振動や音などの環境要素にも拡大してきている。【００１０】
さらに、光ファイバセンサの特徴はその連続性にある。つまり、光ファイバケーブルの長手方向のどの位置における環境変化も取得可能であることから、新しいアプリケーションへの適用が期待されている。例えば、高速道路や電車の線路などに沿って既設されている光ファイバケーブルを使用して、振動や音などを検知することによって、移動体の位置情報や構造物の劣化状態を把握することなどが期待されている。【００１１】
しかしながら、既に設置されている光ファイバケーブルは、光ファイバケーブルの構造物への設置状態が多様である。そのため、設置状態に依存して、光ファイバから出力されるセンサ信号の強度が大きく変動する。例えば、「光ファイバケーブルが構造物に固定されている場所」と「光ファイバケーブルが構造物から離れている場所」とでは、振動を感知するセンサ性能が異なることになる。【００１２】
このように、光ファイバセンサにおいては、センサとなる光ファイバの観測対象への設置状況により得られるセンサ信号が異なり、正確な計測が困難である、という問題があった。【００１３】
本発明の目的は、上述した課題である、光ファイバセンサにおいては、センサとなる光ファイバの観測対象への設置状況により得られるセンサ信号が異なり、正確な計測が困難である、という課題を解決するセンサ信号処理装置およびセンサ信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のセンサ信号処理装置は、光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、センサ信号の基準値からの変動量を算出する変動量算出手段と、所定時間内の変動量を規格化し、規格化変動量を算出する規格化処理手段、とを有する。【００１５】
本発明のセンサ信号処理方法は、光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、センサ信号の基準値からの変動量を算出し、所定時間内の変動量を規格化し、規格化変動量を算出する。【００１６】
本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータを、光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、センサ信号の基準値からの変動量を算出する変動量算出手段と、所定時間内の変動量を規格化し、規格化変動量を算出する規格化処理手段、として機能させるためのプログラムを記録している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のセンサ信号処理装置およびセンサ信号処理方法によれば、光ファイバセンサにおいて、センサとなる光ファイバの観測対象への設置状況によらず、正確な計測が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るセンサ信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバセンサ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバセンサ装置が備える解析部の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバセンサ装置が備える規格化処理部の動作を説明するための図であって、規格化処理前における変動量積算データの例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバセンサ装置が備える規格化処理部の動作を説明するための図であって、規格化処理後における変動量積算データの例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る光ファイバセンサ装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る監視システムの構成を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る監視システムの別の構成を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る監視システムのさらに別の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係るセンサ信号処理装置１０の構成を示すブロック図である。センサ信号処理装置１０は、変動量算出手段１１と規格化処理手段１２を有する。
【００２１】
変動量算出手段１１は、光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、センサ信号の基準値からの変動量を算出する。規格化処理手段１２は、所定時間内の変動量を規格化し、規格化変動量を算出する。
【００２２】
このように、本実施形態によるセンサ信号処理装置１０は、センサ信号の基準値からの変動量を規格化し、規格化変動量を算出する構成としている。そのため、本実施形態によるセンサ信号処理装置１０を用いることにより、光ファイバセンサにおいて、センサとなる光ファイバの観測対象への設置状況によらず、正確な計測が可能になる。
【００２３】
ここで、規格化処理手段１２は、所定時間内の変動量の最大値で変動量を除算することにより規格化する構成とすることができる。また、規格化処理手段１２は、所定時間内の変動量の平均値で変動量を除算することにより規格化する構成としてもよい。
【００２４】
センサ信号処理装置１０は、光パルスの送信時間と、光パルスの散乱光の受信時間の差分から、光ファイバの環境の変化が発生した領域を推定する発生領域推定手段をさらに有する構成としてもよい。
【００２５】
また、本実施形態によるセンサ信号処理装置１０が備える変動量算出手段１１が受け付けるセンサ信号は、光ファイバが道路に沿って敷設されている場合における散乱光に基づく信号とすることができる。これに限らず、このセンサ信号は、光ファイバが線路に沿って敷設されている場合における散乱光に基づく信号であってもよい。さらに、このセンサ信号は、光ファイバが建屋に敷設されている場合における散乱光に基づく信号であってもよい。
【００２６】
次に、本実施形態によるセンサ信号処理方法について説明する。
【００２７】
本実施形態によるセンサ信号処理方法においては、まず、光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、このセンサ信号の基準値からの変動量を算出する。そして、所定時間内の変動量を規格化し、規格化変動量を算出する。
【００２８】
また、本実施形態によるセンサ信号処理方法において、光パルスの送信時間と、光パルスの散乱光の受信時間の差分から、光ファイバの環境の変化が発生した領域を推定する処理をさらに有することとしてもよい。
【００２９】
ここで、上述した規格化変動量を算出することは、所定時間内の変動量の最大値で変動量を除算することにより規格化することとすることができる。また、規格化変動量を算出することは、所定時間内の変動量の平均値で変動量を除算することにより規格化することとすることができる。
【００３０】
また、上述の各ステップをコンピュータに実行させることとしてもよい。すなわち、コンピュータを、変動量算出手段および規格化処理手段として機能させるためのプログラム、およびこのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いることができる。ここで、変動量算出手段は、光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、センサ信号の基準値からの変動量を算出する。そして、規格化処理手段は、所定時間内の変動量を規格化し、規格化変動量を算出する。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態のセンサ信号処理装置１０、センサ信号処理方法、プログラム、およびこのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、光ファイバセンサにおいて、センサとなる光ファイバの観測対象への設置状況によらず、正確な計測が可能になる。
【００３２】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図２に、本実施形態による光ファイバセンサ装置１００の構成を示す。
【００３３】
光ファイバセンサ装置１００は、観測対象に設置されたセンサとなる光ファイバケーブル１０００に接続して用いられ、観測対象における歪、温度、振動、および音などの環境変化を検出する。ここで、光ファイバケーブル１０００は、歪、温度、振動、および音などの環境変化によって、伝搬する光の散乱光の強度や周波数が変化する特性を有する。光ファイバケーブル１０００として、例えば、繊維状に形成した石英ガラスやプラスチック等の光を伝送することが可能な物質を用い、中心部のコアと、このコアの周囲を覆うクラッドとの二層構造としたものを用いることができる。
【００３４】
光ファイバケーブル１０００は、歪、温度、振動、および音などの環境変化を検出する対象となる観測対象に接続されるか、または観測対象に沿って配設される。例えば、接続点の異常な損失を検出する対象となる通信用光ファイバケーブルに接続するか、または異常を検出する対象となる設備等の外側に配設することができる。本実施形態では、高速道路に沿って配設された通信用途の光ファイバケーブル１０００に接続することにより、高速道路上を走る車（移動体）の振動を検知する場合を例として説明する。
【００３５】
光ファイバセンサ装置１００は、観測対象に設置された光ファイバケーブル１０００に一端が接続される光ファイバ１０１と装置本体１０２とを有する。光ファイバ１０１の他端は、装置本体１０２が備える光サーキュレータ１０３に接続されている。
【００３６】
装置本体１０２は、移動体の動きを連続的にセンシングするセンサ部１０４と、センサ部１０４で取得したデータを解析する解析部１０５から構成される。
【００３７】
センサ部１０４は、光サーキュレータ１０３、光パルス信号を生成し送出する送出部１０６、光パルス信号の散乱光を受け付ける受光部１０７、および送出部１０６と受光部１０７を制御する制御部１０８を備える。
【００３８】
送出部１０６は、発光素子とその駆動回路からなる光源部１０９、および光変調器１１０を備える。発光素子として、コヒーレンス性の高い狭線幅を有するレーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。駆動回路は発光素子を駆動する回路であり、制御部１０８からの制御により、光源部１０９から一定の周期（パルス幅）の光パルス信号が出力されるように発光素子を駆動する。
【００３９】
光変調器１１０は、光源部１０９から出力された光パルス信号を変調する。すなわち、光変調器１１０は、音響光学素子を用いて、パルス形状の光搬送波を高周波（例えば、数百メガヘルツ）で強度変調する。
【００４０】
制御部１０８は、光源部１０９および光変調器１１０を制御することにより、送出する光の波長、周波数、強度、および位相などを変化させることができる。
【００４１】
光変調器１１０で変調された光パルス信号は、サーキュレータ１０３および光ファイバ１０１を介して光ファイバケーブル１０００に出力される。サーキュレータ１０３は、光変調器１１０から出力された光パルス信号を光ファイバ１０１に入射し、かつ、光ファイバ１０１を通って戻ってきた光ファイバケーブル１０００による光パルス信号の後方散乱光を、受光部１０７が備える光検出器１１１に向けて出力する。
【００４２】
受光部１０７は、後方散乱光を受光する。受光部１０７は光検出器１１１とデジタル信号処理回路１１２とを有する。光検出器１１１は受光した後方散乱光をアナログ電気信号に変換する。光検出器１１１には、例えば、フォトディテクタ（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用いることができる。
【００４３】
ここで、後方散乱光は一定のパルス幅を有するので、受光部１０７に同時刻に戻ってくる散乱光同士が干渉し、これにより光強度が変動する。このとき、光ファイバケーブル１０００が振動などの環境変化を受けると光ファイバケーブル１０００の歪が変化し、光パルス信号を変調した高周波の位相が変化する。したがって、光ファイバケーブル１０００が受ける振動などの環境変化に応じて、受光部１０７における散乱光同士の干渉状態が変化し、これにより光強度の変動量が変化することになる。
【００４４】
光検出器１１１はアナログ電気信号をデジタル信号処理回路１１２に出力する。デジタル信号処理回路１１２は、このアナログ電気信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号処理回路１１２には、例えば、半導体集積回路装置を用いることができる。デジタル信号処理回路１１２は、変換したデジタル信号（センサ信号）を解析部１０５に出力する。
【００４５】
制御部１０８は、光パルス信号を生成する送出部１０６と、この光パルス信号による散乱光を受光する受光部１０７をそれぞれ制御する。ここで制御部１０８は、送出部１０６と受光部１０７が同期するように制御する。すなわち、制御部１０８は、送出部１０６が光パルス信号を送出する送出タイミングと、受光部１０７が後方散乱光を検出する検出タイミングを同期させる。また、制御部１０８は、受光部１０７におけるサンプリングの間隔を光パルス信号のパルス幅よりも短くなるように制御する。
【００４６】
解析部１０５は、センサ部１０４から取得したデジタル信号（センサ信号）を解析する。解析部１０５は、受光した散乱光の状態変化から振動を判定する振動検出部１１３、センサ信号強度の光ファイバケーブル１０００の設置状態に依存した変動を抑制する規格化処理部（規格化処理手段）１１４、および出力部１１９を有する。
【００４７】
振動検出部１１３は、並列処理部１１５、積算部１１６、変動量算出部（変動量算出手段）１１７、および発生領域推定部（発生領域推定手段）１１８を備える。
【００４８】
ここで、規格化処理部（規格化処理手段）１１４と変動量算出部（変動量算出手段）１１７が、第１の実施形態によるセンサ信号処理装置１０を構成している。
【００４９】
並列処理部１１５は、デジタル信号処理回路１１２において特定の周波数でサンプリングすることによって得られたセンサ信号を、サンプリング時間毎に並列処理する。ここでセンサ信号は、光パルス信号による光ファイバケーブル１０００からの後方散乱光に基づくデジタル信号である。並列処理部１１５における並列処理の周期は、光パルス信号が光ファイバケーブル１０００の最長測定点まで到達して戻ってくる往復時間に対応する。つまり、送出部１０６から光パルス信号が送出されて光ファイバケーブル１０００の最長の測定点に到達し、この最長測定点からの後方散乱光が受光部１０７に戻ってくるまでの時間が並列処理の最小周期となる。したがって、光ファイバケーブル１０００の同じ場所から戻ってくる後方散乱光に基づくセンサ信号は、並列処理において常に同じ処理面で処理されることになる。並列処理部１１５において並列処理されたサンプリング時間毎のセンサ信号は、積算部１１６に出力される。
【００５０】
積算部１１６は、サンプリング時間毎に並列処理部１１５において並列処理された後方散乱光に基づくセンサ信号を、予め設定された時間内で積算する。そして、積算部１１６は、サンプリング時間毎に積算されたセンサ信号（積算データ）を変動量算出部１１７に出力する。
【００５１】
変動量算出部１１７は、積算部１１６においてサンプリング時間毎に積算されたセンサ信号（積算データ）の基準値からの変動量（変動量積算データ）を算出する。そして変動量算出部１１７は、算出したサンプリング時間毎の変動量を規格化処理部１１４に出力する。
【００５２】
規格化処理部１１４は、上述した変動量、すなわち予め設定された時間内におけるサンプリング時間毎の変動量を規格化する。規格化は例えば、所定時間内における変動量の最大値で各変動量を除算することにより行うことができる。これに限らず、規格化処理部１１４は、所定時間内における変動量の平均値で各変動量を除算することにより規格化することとしてもよい。規格化処理部１１４は、規格化した変動量（規格化変動量）を出力部１１９に出力する。
【００５３】
発生領域推定部１１８は、光ファイバケーブル１０００が設置された観測対象における環境変化が発生した領域を推定する。具体的には、発生領域推定部１１８は、光パルス信号の送信時間と、光パルス信号の後方散乱光の受信時間の差分から、光ファイバケーブル１０００の環境の変化が発生した領域を推定する。
【００５４】
出力部１１９は、規格化処理部１１４から取得した規格化変動量に関する情報、および発生領域推定部１１８から取得した発生領域に関する情報を出力する。出力部１１９は上述の情報を、画像表示、音声、印刷、およびデジタル信号等の形態で出力する。
【００５５】
次に、光ファイバセンサ装置１００によるファイバセンシングの原理について説明する。
【００５６】
光パルス信号を光ファイバケーブル１０００に送出すると、光パルス信号が通過する光ファイバケーブル１０００の長手方向の全ての場所から、微弱な後方散乱光が光パルス信号の進行方向とは逆向きに伝搬してくる。後方散乱光には様々な種類があるが、本実施形態においてはレイリー散乱光を検知する場合について説明する。レイリー散乱光は、送出された光パルス信号と同じ周波数成分の散乱光である。
【００５７】
光ファイバケーブル１０００が設置された環境において振動や音などの環境変化が生じ、このような環境変化が光ファイバケーブル１０００に伝わると、この環境変化が生じた場所から戻ってくる後方散乱光の状態が変化する。具体的には、後方散乱光の強度や、後方散乱光の元となる光パルス信号を変調した高周波の位相が変化する。したがって、このときの強度および位相の変化を感知することによって、光ファイバケーブル１０００が設置された環境に変化が生じたことを検知することができる。また、送出部１０６が光パルス信号を送出してから、強度および位相の変化が生じた後方散乱光を観測するまでの時間を測定することによって、光ファイバケーブル１０００のどの位置で環境変化が生じたのかを算出することができる。これにより、環境変化が発生した場所を特定することができる。
【００５８】
次に、本実施形態による光ファイバセンサ装置１００が備える解析部１０５の動作について説明する。図３は、本実施形態による光ファイバセンサ装置１００が備える解析部１０５の動作を説明するための図である。
【００５９】
光ファイバケーブル１０００からの後方散乱光がサーキュレータ１０３を経由して受光部１０７に入力されると、受光部１０７が備える光検出器１１１はこの後方散乱光をアナログ電気信号に変換する。デジタル信号処理回路１１２は、このアナログ電気信号を特定の周波数でサンプリングし、サンプリング時間（ｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・・・，ｔｎ−１，ｔｎ）毎にデジタル信号（センサ信号）に変換する。
【００６０】
振動検出部１１３が備える並列処理部１１５は、入力されたデジタル信号（センサ信号）をサンプリング時間（ｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・・・，ｔｎ−１，ｔｎ）毎に並列処理する（ステップＳ２０１）。ここで、並列処理の周期は、光パルス信号が光ファイバケーブル１０００の最長測定点に到達して戻ってくるまでの往復時間に対応する。つまり、送出部１０６から光パルス信号が送出されて光ファイバケーブル１０００上の最長の測定点（サンプリング時間ｔｎに対応する距離)に到達し、そこから光パルス信号の後方散乱光が受光部１０７に戻ってくるまでの時間が並列処理の周期となる。したがって、光ファイバケーブル１０００上の同一の位置から戻ってくる後方散乱光に基づくセンサ信号は、並列処理において常に同じ処理面で処理されることになる。
【００６１】
積算部１１６は、並列処理されサンプリング時間毎に入力されるセンサ信号を、予め設定された時間内で積算し積算データを生成する（ステップＳ２０２）。
【００６２】
変動量算出部１１７は、入力されたサンプリング時間毎の積算データについて、基準値からの変動量を算出する（ステップＳ２０３）。
【００６３】
規格化処理部１１４は、サンプリング時間毎の変動量を入力し、所定の時間内の変動量を規格化する（ステップＳ２０４）。具体的には例えば、所定時間内の変動量の最大値を算出し、この最大値で各変動量を除算することにより規格化を実行する。
【００６４】
発生領域推定部１１８は、光パルス信号の送信時間と、光パルス信号の後方散乱光の受信時間の差分から、光ファイバケーブル１０００の環境の変化が発生した領域を推定する。
【００６５】
次に、規格化処理部１１４の動作について、図４および図５を用いて説明する。
【００６６】
図４に、規格化処理部１１４による規格化処理前における、センサ信号の変動量積算データの例を示す。また、図５には、規格化処理部１１４による規格化処理後における、センサ信号の変動量積算データの例を示す。図４および図５のいずれも、光ファイバケーブル１０００が敷設された道路を移動体（自動車等）が移動する時に発生する振動を検知した結果を模擬したものである。両図において、横軸は１サンプリング周期内の各サンプリング時間を示し、縦軸は所定時間（図の例では単位時間１３秒）内の各時刻を示す。横軸に示した各サンプリング時間は、光ファイバケーブル１０００を伝播する光パルスの速度がわかっているため、光ファイバケーブル１０００の入射端からの距離と同義である。
【００６７】
両図における各数値は、後方散乱光に基づくセンサ信号の変動量の大きさを示す。そして、この後方散乱光に基づくセンサ信号の変動量の値が大きいほど、振動の強度が大きいことを意味している。これは、以下の理由による。すなわち、光ファイバケーブル１０００が受ける振動の強度が大きいと、その分、光ファイバケーブル１０００に生じる歪の量が大きくなる。そのため、散乱光の元になる光パルス信号を変調した高周波の位相に変化を与えるので、受光部１０７における光強度の変動量が大きくなるからである。
【００６８】
図４に示した例では、サンプリング時間ｔ５およびサンプリング時間ｔ６に対応する光ファイバケーブル１０００の位置で大きな振動が観測されている。一方、例えばサンプリング時間ｔ３やサンプリング時間ｔ４に対応する光ファイバケーブル１０００の位置では、同じ移動体が通過しているにも関わらず、変動量の値は小さい。そのため、振動の強度は微弱であるように見える。しかし、これはサンプリング時間ｔ３やサンプリング時間ｔ４に対応する光ファイバケーブル１０００の位置において、光ファイバケーブル１０００の設置状態が不良なためであり、振動を検知する感度が低いことを示している。
【００６９】
このような状況に対して、本実施形態による光ファイバセンサ装置１００は、規格化処理部１１４がサンプリング時間毎に単位時間内で変動量を規格化する構成としている。具体的には例えば、規格化処理部１１４は、サンプリング時間毎に単位時間内における変動量の最大値を算出し、算出した最大値で各変動量の値を除算することによって規格化を行う構成とすることができる。図５に、規格化した後の変動量の積算データ値を示す。この規格化処理により、サンプリング時間毎の変動量の最大値はすべて１となる。これにより、センサ信号強度の、光ファイバケーブル１０００の設置状態による変動を抑制することができる。その結果、移動体の位置を明瞭に把握することが可能となる。
【００７０】
上述したように、本実施形態の光ファイバセンサ装置１００によれば、センサとなる光ファイバの観測対象への設置状況によらず、環境変化の正確な計測が可能になる。
【００７１】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６に、本実施形態による光ファイバセンサ装置２００の構成を示す。本実施形態による光ファイバセンサ装置２００は、装置本体２０２が備えるセンサ部２０４の構成が、第１の実施形態による光ファイバセンサ装置１００の構成と異なる。他の構成は、第１の実施形態による光ファイバセンサ装置１００の構成と同様であるので、それらの詳細な説明は省略する。
【００７２】
センサ部２０４は、送出部２０６、受光部２０７、制御部１０８、および光サーキュレータ１０３を備える。
【００７３】
送出部２０６は、光パルス信号を生成し送出する。本実施形態の送出部２０６は、光源部１０９および光変調器１１０に加えて、光源部１０９と光変調器１１０との間の光路に光カプラ（光分岐手段）２１１を備える。一方、受光部２０７は、第１の実施形態による光ファイバセンサ装置２００が備える光検出器１１１に替えて、コヒーレント光受信器（コヒーレント光受信手段）２１２を備えた構成とした。
【００７４】
光カプラ（光分岐手段）２１１は、光源部１０９から送出された光パルスを分岐する。そして、光カプラ２１１は光パルスの一部である分岐光パルスを、光路を介して受光部２０７が備えるコヒーレント光受信器２１２に送出する。また、光カプラ２１１は、分岐光パルス以外の光パルスを光変調器１１０に送出する。
【００７５】
コヒーレント光受信器（コヒーレント光受信手段）２１２は、散乱光を分岐光パルスと干渉させることによりコヒーレント検波してアナログ電気信号に変換する。コヒーレント検波方式によれば、後段のデジタル信号処理において、位相や偏波の変動に対して適応的に処理を行うことにより、高感度および低ノイズで後方散乱光を測定することが可能である。
【００７６】
コヒーレント光受信器２１２には、光カプラ２１１からの光パルスと、サーキュレータ１０３からの後方散乱光の二つの光が入力される。送出された光パルスは光変調器１１０の音響光学素子によって高周波で強度変調されることにより周波数シフトが生じているので、後方散乱光においても周波数シフトが生じている。そのため、コヒーレント光受信器２１２には、周波数の異なる二つの光が同時に入力される。コヒーレント光受信器２１２は、これらの二つの周波数の異なる光信号（変調前の光パルスおよび変調された後方散乱光）の干渉によって生じるビート周波数成分を観測する。すなわち、コヒーレント光受信器２１２はヘテロダイン検波を行う。この場合は、光パルス信号を変調した高周波の位相の情報を再生することができるので、光ファイバケーブル１０００の周囲環境における音も検知することが可能である。
【００７７】
コヒーレント光受信器２１２は、このビート周波数成分をアナログ電気信号に変換し、デジタル信号処理回路１１２に出力する。
【００７８】
制御部１０８は、送出部２０６が光パルス信号を送出する送出タイミングと、受光部２０７が後方散乱光を検出する検出タイミングを同期させる。
【００７９】
装置本体２０２が備える解析部１０５の構成および動作は、第２の実施形態で説明したとおりである。
【００８０】
本実施形態の光ファイバセンサ装置２００によれば、受光部２０７にコヒーレント検波方式を採用したことにより、高感度および低ノイズで後方散乱光を観測することが可能になる。その結果、本実施形態の光ファイバセンサ装置２００によれば、センサとなる光ファイバの観測対象への設置状況によらず、環境変化のより正確な計測が可能になる。
【００８１】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図７に、本実施形態による監視システム１１００の構成を示す。本実施形態による監視システム１１００は、光ファイバセンサ装置３００、画像情報取得手段、および監視手段（図示せず）を有する。
【００８２】
光ファイバセンサ装置３００として、第２の実施形態による光ファイバセンサ装置１００または第３の実施形態による光ファイバセンサ装置２００を用いることができる。光ファイバセンサ装置３００は、光ファイバケーブル１０００に接続して用いられる。図７では、光ファイバケーブル１０００が高速道路などの道路に沿って敷設されている場合を示す。光ファイバケーブル１０００として、監視目的のために新たに敷設した光ファイバケーブルを用いてもよいし、情報通信用の既設の光ファイバケーブルを用いることとしてもよい。
【００８３】
画像情報取得手段は、光ファイバケーブル１０００の周辺環境の画像情報を取得する。図７では、画像情報取得手段の例として、監視カメラ４０１を備えた場合を示す。
【００８４】
監視手段は、光ファイバセンサ装置３００から取得する規格化検査信号と、画像情報取得手段から取得する画像情報に基づいて、光ファイバケーブル１０００の周辺環境を監視する。
【００８５】
また監視システム１１００は、図７に示すように、点位置（ポイント）で振動を感知（センシング）する振動センサ５０１をさらに備えた構成とすることができる。
【００８６】
このように、監視システム１１００によれば、車の走行により生じる振動や音などの環境変化を検知することにより、周辺環境を監視することが可能となる。特に、高速道路は長距離にわたるため、監視カメラ４０１や振動センサ５０１によって高速道路のすべての場所を連続的に常時監視するのは困難である。しかしながら、本実施形態による監視システム１１００は、高速道路に沿って敷設された光ファイバケーブル１０００に接続して用いられる光ファイバセンサ装置３００から得られる規格化検査信号と合わせて監視する構成としている。そのため、高速道路のすべての場所を連続的に常時監視することが可能になる。すなわち、高速道路上の車の移動による振動や音を検知する光ファイバセンサ装置３００から得られる情報と、監視カメラ４０１やポイント感知型の振動センサ５０１など既存の高速道路の監視システムから得られる情報を組み合わせて監視することができる。その結果、高速道路上の車の連続的な移動をモニタすることが可能になる。これにより、渋滞発生の検知や逆走の検知などトラフィックモニタとして使用することができる。
【００８７】
光ファイバセンサ装置３００は、積算部１１６における後方散乱光に基づくセンサ信号の積算時間を、例えば２４時間とすることができる。そして、規格化処理部１１４は、この２４時間で取得した積算データについて、サンプリング周波数毎に変動量の最大値を算出し、この最大値を用いて変動量の規格化を行う構成とすることができる。このような規格化処理部１１４が行う規格化処理は、必ずしも毎日実施する必要はなく、定期的に実施すれば良い。なお、天候状態が異なるときは、天候状態に応じて規格化処理を実施することが望ましい。
【００８８】
図８に、本実施形態による監視システムの別の構成を示す。同図に示した監視システム１２００は、線路に沿って敷設されている光ファイバケーブル１０００に接続して用いられる光ファイバセンサ装置３００と、画像情報取得手段としての監視カメラ４０２を有する。この場合においても、光ファイバケーブル１０００として、監視目的のために新たに敷設した光ファイバケーブルを用いてもよいし、情報通信用の既設の光ファイバケーブルを用いることとしてもよい。
【００８９】
また監視システム１２００は、図８に示すように、例えば無線式の列車位置センサ６０１をさらに備えた構成とすることができる。すなわち、監視システム１２００は、軌道回路や無線式の列車位置センサ６０１を含む列車運行監視システムと共に用いることができる。
【００９０】
列車が走行する線路は長距離にわたり、また山岳部のトンネルなど場所によっては無線信号が届かないところがある。そのため、既設の監視カメラ４０２や無線式の列車位置センサ６０１によってすべての線路を常時監視するのは困難である。しかしながら、光ファイバセンサ装置３００は上述したように、列車の走行により生じる振動や音などの環境変化を、線路に沿って検知することが可能であるため、既設の監視システムを補完することができる。すなわち、列車の移動による振動や音を検知する光ファイバセンサ装置３００から得られる情報と、既設の列車運行監視システムから得られる情報を組み合わせて監視することができる。その結果、列車の移動をより高い精度で連続的にモニタすることが可能になる。
【００９１】
図９に、本実施形態による監視システムのさらに別の構成を示す。同図に示した監視システム１３００は、建屋に敷設されている光ファイバケーブル１０００に接続して用いられる光ファイバセンサ装置３００と、画像情報取得手段としての監視カメラ４０３を有する。図９では、光ファイバケーブル１０００がデータセンタなどの建物内の床下に通路に沿って設置されている場合を例として示す。この場合においても、光ファイバケーブル１０００として、監視目的のために新たに敷設した光ファイバケーブルを用いてもよいし、データセンタ内の情報通信用の既設の光ファイバケーブルを用いることとしてもよい。
【００９２】
建物の一例としてのデータセンタなどでは、サーバルーム等に多くの来訪者が出入りする。サーバルームへの人の出入りは入退場管理システムなどで管理し、サーバルーム内における人の移動は監視カメラで追跡している。この場合、サーバルーム内のすべての通路における人の移動を監視するためには、多数の監視カメラが必要となり、そのための費用は莫大なものになる。
【００９３】
それに対して、本実施形態の監視システム１３００によれば、光ファイバセンサ装置３００により、人の歩行によって生じる振動や音などの環境変化を、通路に沿って検知することが可能である。すなわち、サーバ室内の人の歩行による振動や音を検知する光ファイバセンサ装置３００から得られる情報と、監視カメラ４０３から得られる画像情報を組み合わせて監視することができる。その結果、監視カメラの個数を少数とした場合であっても、人の歩行による移動の追跡（トレース）を高精度で連続的に行うことが可能になる。
【００９４】
なお、観測対象は上述した車、列車、人等の移動体に限らず、例えば、橋脚部等の振動データの振動の状態の変化から、橋脚部等の劣化状態を監視するためにも、本実施形態による監視システムを使用することができる。
【００９５】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００９６】
（付記１）光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、前記センサ信号の基準値からの変動量を算出する変動量算出手段と、所定時間内の前記変動量を規格化し、規格化変動量を算出する規格化処理手段、とを有するセンサ信号処理装置。
【００９７】
（付記２）付記１に記載したセンサ信号処理装置において、前記光パルスの送信時間と、前記光パルスの散乱光の受信時間の差分から、前記光ファイバの環境の変化が発生した領域を推定する発生領域推定手段をさらに有するセンサ信号処理装置。
【００９８】
（付記３）付記１または２に記載したセンサ信号処理装置において、前記規格化処理手段は、前記所定時間内の前記変動量の最大値で前記変動量を除算することにより規格化するセンサ信号処理装置。
【００９９】
（付記４）付記１または２に記載したセンサ信号処理装置において、前記規格化処理手段は、前記所定時間内の前記変動量の平均値で前記変動量を除算することにより規格化するセンサ信号処理装置。
【０１００】
（付記５）付記１から４のいずれか一項に記載したセンサ信号処理装置において、前記センサ信号は、前記光ファイバが道路に沿って敷設されている場合における前記散乱光に基づく信号であるセンサ信号処理装置。
【０１０１】
（付記６）付記１から４のいずれか一項に記載したセンサ信号処理装置において、前記センサ信号は、前記光ファイバが線路に沿って敷設されている場合における前記散乱光に基づく信号であるセンサ信号処理装置。
【０１０２】
（付記７）付記１から４のいずれか一項に記載したセンサ信号処理装置において、前記センサ信号は、前記光ファイバが建屋に敷設されている場合における前記散乱光に基づく信号であるセンサ信号処理装置。
【０１０３】
（付記８）付記１から７のいずれか一項に記載したセンサ信号処理装置と、前記光パルスを生成し、前記光パルスを前記光ファイバに送出する光送出手段と、前記散乱光を受け付け、前記散乱光に基づいて前記センサ信号を生成する受光処理手段、とを有する光ファイバセンサ装置。
【０１０４】
（付記９）付記８に記載した光ファイバセンサ装置において、前記受光処理手段は、前記散乱光をアナログ電気信号に変換する光検出手段と、前記アナログ電気信号をデジタル信号に変換し、前記センサ信号を生成するデジタル信号処理手段、とを備える光ファイバセンサ装置。
【０１０５】
（付記１０）付記８に記載した光ファイバセンサ装置において、前記光送出手段は光分岐手段を備え、前記光分岐手段は、前記光パルスを分岐し、前記光パルスの一部である分岐光パルスを前記受光処理手段に送出し、前記受光処理手段は、前記散乱光を前記分岐光パルスと干渉させることによりコヒーレント検波してアナログ電気信号に変換するコヒーレント光受信手段と、前記アナログ電気信号をデジタル信号に変換し、前記センサ信号を生成するデジタル信号処理手段、とを備える光ファイバセンサ装置。
【０１０６】
（付記１１）付記８から１０のいずれか一項に記載した前記光ファイバセンサ装置と、前記光ファイバの周辺環境の画像情報を取得する画像情報取得手段と、前記規格化検査信号と前記画像情報に基づいて、前記周辺環境を監視する監視手段、とを有する監視システム。
【０１０７】
（付記１２）光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、前記センサ信号の基準値からの変動量を算出し、所定時間内の前記変動量を規格化し、規格化変動量を算出するセンサ信号処理方法。
【０１０８】
（付記１３）付記１２に記載したセンサ信号処理方法において、前記光パルスの送信時間と、前記光パルスの散乱光の受信時間の差分から、前記光ファイバの環境の変化が発生した領域を推定する処理をさらに有するセンサ信号処理方法。
【０１０９】
（付記１４）付記１２または１３に記載したセンサ信号処理方法において、前記規格化変動量を算出することは、前記所定時間内の前記変動量の最大値で前記変動量を除算することにより規格化することを含むセンサ信号処理方法。
【０１１０】
（付記１５）付記１２または１３に記載したセンサ信号処理方法において、前記規格化変動量を算出することは、前記所定時間内の前記変動量の平均値で前記変動量を除算することにより規格化することを含むセンサ信号処理方法。
【０１１１】
（付記１６）コンピュータを、光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、前記センサ信号の基準値からの変動量を算出する変動量算出手段と、所定時間内の前記変動量を規格化し、規格化変動量を算出する規格化処理手段、として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１１２】
（付記１７）付記１６に記載したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、前記コンピュータを、さらに、前記光パルスの送信時間と、前記光パルスの散乱光の受信時間の差分から、前記光ファイバの環境の変化が発生した領域を推定する発生領域推定手段、として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１１３】
（付記１８）付記１６または１７に記載したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、前記規格化処理手段は、前記所定時間内の前記変動量の最大値で前記変動量を除算することにより規格化する処理、および前記所定時間内の前記変動量の平均値で前記変動量を除算することにより規格化する処理、のいずれかを実行するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１１４】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０    センサ信号処理装置
１１    変動量算出手段
１２    規格化処理手段
１００、２００、３００    光ファイバセンサ装置
１０１    光ファイバ
１０２、２０２    装置本体
１０３    光サーキュレータ
１０４、２０４    センサ部
１０５    解析部
１０６、２０６    送出部
１０７、２０７    受光部
１０８    制御部
１０９    光源部
１１０    光変調器
１１１    光検出器
１１２    デジタル信号処理回路
１１３    振動検出部
１１４    規格化処理部
１１５    並列処理部
１１６    積算部
１１７    変動量算出部
１１８    発生領域推定部
１１９    出力部
２１１    光カプラ
２１２    コヒーレント光受信器
４０１、４０２、４０３    監視カメラ
５０１    振動センサ
６０１    列車位置センサ
１０００    光ファイバケーブル
１１００、１２００、１３００    監視システム
【図１】
2020178976.tif 000003
【図２】
2020178976.tif 000004
【図３】
2020178976.tif 000005
【図４】
2020178976.tif 000006
【図５】
2020178976.tif 000007
【図６】
2020178976.tif 000008
【図７】
2020178976.tif 000009
【図８】
2020178976.tif 000010
【図９】
2020178976.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月22日(2021.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、前記センサ信号の基準値からの変動量を算出する変動量算出手段と、
所定時間内の前記変動量を規格化し、規格化変動量を算出する規格化処理手段、とを有する
センサ信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載したセンサ信号処理装置において、
前記光パルスの送信時間と、前記光パルスの散乱光の受信時間の差分から、前記光ファイバの環境の変化が発生した領域を推定する発生領域推定手段をさらに有する
センサ信号処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載したセンサ信号処理装置において、
前記規格化処理手段は、前記所定時間内の前記変動量の最大値で前記変動量を除算することにより規格化する
センサ信号処理装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載したセンサ信号処理装置において、
前記規格化処理手段は、前記所定時間内の前記変動量の平均値で前記変動量を除算することにより規格化する
センサ信号処理装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載したセンサ信号処理装置において、
前記センサ信号は、前記光ファイバが道路に沿って敷設されている場合における前記散乱光に基づく信号である
センサ信号処理装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項に記載したセンサ信号処理装置において、
前記センサ信号は、前記光ファイバが線路に沿って敷設されている場合における前記散乱光に基づく信号である
センサ信号処理装置。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか一項に記載したセンサ信号処理装置において、
前記センサ信号は、前記光ファイバが建屋に敷設されている場合における前記散乱光に基づく信号である
センサ信号処理装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載したセンサ信号処理装置と、
前記光パルスを生成し、前記光パルスを前記光ファイバに送出する光送出手段と、
前記散乱光を受け付け、前記散乱光に基づいて前記センサ信号を生成する受光処理手段、とを有する
光ファイバセンサ装置。
【請求項９】
請求項８に記載した光ファイバセンサ装置において、
前記受光処理手段は、
前記散乱光をアナログ電気信号に変換する光検出手段と、
前記アナログ電気信号をデジタル信号に変換し、前記センサ信号を生成するデジタル信号処理手段、とを備える
光ファイバセンサ装置。
【請求項１０】
光ファイバを伝搬する光パルスの散乱光に基づくセンサ信号を受け付け、前記センサ信号の基準値からの変動量を算出し、
所定時間内の前記変動量を規格化し、規格化変動量を算出する
センサ信号処理方法。
【国際調査報告】
2020178976.tif 000012
2020178976.tif 000013
2020178976.tif 000014
2020178976.tif 000015