温度测量装置、温度测量方法和存储介质制造方法及图纸

温度测量装置具有：检测器，其从光入射到光纤的第1端的情况下的后向散射光检测第1斯托克斯成分和第1反斯托克斯成分，从光入射到光纤的第2端的情况下的后向散射光来检测第2斯托克斯成分和第2反斯托克斯成分；校正部，在光纤的包含第1端侧的局部区域的采样点在内的规定区域中，在第1斯托克斯成分及第1反斯托克斯成分与第2反斯托克斯成分之间的相关度中的至少任意一方的大小为阈值以下的情况下，所述校正部将第2反斯托克斯成分置换为与第1斯托克斯成分、第1反斯托克斯成分、第2斯托克斯成分对应的值；以及测量部，其使用第1斯托克斯成分、第1反斯托克斯成分、第2斯托克斯成分和通过校正部被置换后的第2反斯托克斯成分来测量采样点的温度。

Temperature measuring device, temperature measurement method and temperature measurement program

The temperature measuring device has a detector, the light incident from the optical fiber to the end of first under the condition of the backscattering light detection of first components and first components of anti Stokes Stokes, from the light incident to the fiber end of the second case of backscattered light to detect second components and second components of anti Stokes Stokes; correcting section the sampling points in optical fiber local area contains first end to side, provisions of the region, between first and 1 Stokes components of anti Stokes component and the second component of the anti Stokes correlation in at least one of the following circumstances for small threshold, the correction will be second anti Stokes component replacement and the first Stokes component and first component and second component anti Stokes Stokes values; and the measuring part, the use of first components, first anti Stokes Adams Stokes components, second Stokes components and by correcting the Department was the replacement of second anti Stokes component to measure the temperature of the sampling points.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】温度测量装置、温度测量方法和温度测量程序
本专利技术涉及温度测量装置、温度测量方法和温度测量程序。
技术介绍
已经开发了如下技术：在使光从光源入射到光纤时，使用来自该光纤的后向拉曼散射光来测量光纤的温度(例如，参照专利文献1～6)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2003-14554号公报专利文献2:日本特开2003-57126号公报专利文献3:日本特开昭62-110160号公报专利文献4:日本特开平7-12655号公报专利文献5:日本特开平2-123304号公报专利文献6:日本特开2002-267242号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如果对上述技术中测量的温度进行校正等后处理，则例如可能伴随噪声的抑制而使信号成分衰减等。即，难以校正所测量的温度。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供能够校正所测量的温度的温度测量装置、温度测量方法和温度测量程序。用于解决问题的手段在1个方式中，温度测量装置具有：检测器，其根据光入射到光纤的第1端的情况下的后向散射光来检测第1斯托克斯成分和第1反斯托克斯成分，根据光入射到所述光纤的第2端的情况下的后向散射光来检测第2斯托克斯成分和第2反斯托克斯成分；校正部，在所述光纤的包含所述第1端侧的局部区域的采样点的规定区域中，在所述第1斯托克斯成分及所述第1反斯托克斯成分与所述第2反斯托克斯成分之间的相关度中的至少任意一方的大小为阈值以下的情况下，所述校正部将所述第2反斯托克斯成分置换为与所述第1斯托克斯成分、所述第1反斯托克斯成分和所述第2斯托克斯成分对应的值；以及测量部，其使用所述第1斯托克斯成分、所述第1反斯托克斯成分、所述第2斯托克斯成分和通过所述校正部被置换后的所述第2反斯托克斯成分，来测量所述采样点的温度。专利技术的效果能够校正所测量的温度。附图说明图1的(a)是示出实施方式的温度测量装置的整体结构的概略图，(b)是用于说明控制部的硬件结构的框图。图2是示出后向散射光的成分的图。图3的(a)是例示激光器的光脉冲发光后的经过时间与斯托克斯成分及反斯托克斯成分的光强度之间的关系的图，(b)是使用(a)的检测结果和式(1)而计算出的温度。图4示出双端方式的详细的过程。图5示出双端方式的优点。图6示出室温约24℃时将光纤的一部分区间浸渍在约55℃的热水中的情况下的响应例。图7是例示由图6和式(3)得到的结果的图。图8例示脉冲响应的典型例。图9的(a)～(c)是针对各浸渍长度而例示根据脉冲响应估计出的输出波形与实际得到的输出波形之间的比较的图。图10例示针对2个20cm的高温施加区间设置在中央不施加的区间，并使该区间的宽度逐渐变化时的输出波形的计算值。图11示出通过后向拉曼散射光检测而得到的从单端入射了脉冲的情况下的温度分布的一例。图12是对图11的从两端入射的2个信号的斯托克斯成分和反斯托克斯成分分别进行平均化而计算温度的图。图13定量地例示测量精度。图14是将从图11提取出的噪声较少的L米侧单端向热水的浸渍区域的温度分布和从图12提取出的200m附近的平坦温度部重叠而进行例示的图。图15是例示2个波形的功率谱的图。图16是例示对图9的(a)～图9的(c)中例示的温度分布进行计算的原始信号即斯托克斯成分和反斯托克斯成分的图。图17的(a)～(c)是光脉冲从第1端入射的情况下将与图16不同的区间在热水中浸渍的另外的数据。图18A是图16的4800m～5100m的放大图。图18B是图16的4800m～5100m的放大图。图19是示出皮尔森积矩相关系数的值的图。图20是校正部对温度测量部测量出的温度进行校正时执行的流程图的一例。图21是针对图16的数据而对皮尔森(Pearson)积矩相关系数和斯皮尔曼(Spearman)等级相关系数的比较进行例示的图。图22是校正部对温度测量部测量出的温度进行校正时执行的流程图的其他例子。图23是校正部对温度测量部测量出的温度进行校正时执行的流程图的其他例子。图24是例示其他的应用例的图。图25是例示其他的应用例的图。图26的(a)和(b)是例示其他的应用例的图。图27(a)和(b)是例示其他的应用例的图。图28是例示其他的应用例的图。图29的(a)～(d)是例示计算结果的图。图30是示出01A和02A的单侧平均化要素数的关系的图。图31是示出01A和02A的单侧平均化要素数的关系的图。图32是例示双端方式的温度计算结果的图。图33是例示双端方式的温度计算结果的图。图34是例示处理前后的温度分布的定量的比较的图。图35的(a)～(d)是例示计算结果的图。图36是示出01A和02A的单侧平均化要素数的关系的图。图37是示出01A和02A的单侧平均化要素数的关系的图。图38是例示双端方式的温度计算结果的图。图39是例示双端方式的温度计算结果的图。图40是示出处理前后的温度分布的定量的比较的图。具体实施方式以下参照附图对实施方式进行说明。(实施方式)图1的(a)是表示实施方式的温度测量装置100的整体结构的概略图。如图1的(a)中例示的那样，温度测量装置100具有测量机10、控制部20等。温度测量装置100与光纤30连接。测量机10具有激光器11、分束器12、光开关13、滤波器14、多个检测器15a、15b等。控制部20具有指示部21、温度测量部22、校正部23等。图1的(b)是用于说明控制部20的硬件结构的框图。如图1的(b)中例示的那样，控制部20具有CPU101、RAM102、存储装置103、接口104等。这些各设备通过总线等而连接。CPU(CentralProcessingUnit：中央处理单元)101是中央运算处理装置。CPU101包含1个以上的核。RAM(RandomAccessMemory：随机存取存储器)102是暂时存储CPU101执行的程序、CPU101处理的数据等的易失性存储器。存储装置103是非易失性存储装置。作为存储装置103，例如，能够使用ROM(ReadOnlyMemory：只读存储器)、闪存等固态硬盘(SSD)、由硬盘驱动器驱动的硬盘等。CPU101执行存储装置103中存储的温度测量程序，从而在控制部20中实现指示部21、温度测量部22、校正部23等。另外，指示部21、温度测量部22和校正部23也可以是专用的电路等硬件。激光器11是半导体激光器等光源，按照指示部21的指示射出规定的波长范围的激光。在本实施方式中，激光器11以规定的时间间隔射出光脉冲(激光脉冲)。分束器12使激光器11射出的光脉冲入射到光开关13。光开关13是对所入射的光脉冲的射出目标进行切换的开关，按照指示部21的指示使光脉冲以固定周期交替入射到光纤30的第1端和第2端。另外，在本实施方式中，光纤30的长度为L米(m)，第1端的位置为0米(m)，第2端的位置为L米(m)。入射到光纤30的光脉冲在光纤30中进行传输。光脉冲一边生成在传输方向上行进的前方散乱光和在返回方向上行进的后向散射光(返回光)一边逐渐衰减地在光纤30内传输。后向散射光通过光开关13而再次入射到分束器12。入射到分束器12的后向散射光向滤波器14射出。滤波器14是WDM耦合器等，针对后向散射光提取长波长成分(后述的斯托克斯成分)和短波长成分(后述的反斯托克斯成分)。检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度测量装置，其特征在于，该温度测量装置具有：检测器，其从光入射到光纤的第1端的情况下的后向散射光中检测第1斯托克斯成分和第1反斯托克斯成分，从光入射到所述光纤的第2端的情况下的后向散射光中检测第2斯托克斯成分和第2反斯托克斯成分；校正部，在所述光纤的包含所述第1端侧的局部区域的采样点在内的规定区域中，在所述第1斯托克斯成分及所述第1反斯托克斯成分与所述第2反斯托克斯成分之间的相关度中的至少任意一方的大小为阈值以下的情况下，该校正部将所述第2反斯托克斯成分置换为与所述第1斯托克斯成分、所述第1反斯托克斯成分和所述第2斯托克斯成分对应的值；以及测量部，其使用所述第1斯托克斯成分、所述第1反斯托克斯成分、所述第2斯托克斯成分和通过所述校正部被置换后的所述第2反斯托克斯成分来测量所述采样点的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种温度测量装置，其特征在于，该温度测量装置具有：检测器，其从光入射到光纤的第1端的情况下的后向散射光中检测第1斯托克斯成分和第1反斯托克斯成分，从光入射到所述光纤的第2端的情况下的后向散射光中检测第2斯托克斯成分和第2反斯托克斯成分；校正部，在所述光纤的包含所述第1端侧的局部区域的采样点在内的规定区域中，在所述第1斯托克斯成分及所述第1反斯托克斯成分与所述第2反斯托克斯成分之间的相关度中的至少任意一方的大小为阈值以下的情况下，该校正部将所述第2反斯托克斯成分置换为与所述第1斯托克斯成分、所述第1反斯托克斯成分和所述第2斯托克斯成分对应的值；以及测量部，其使用所述第1斯托克斯成分、所述第1反斯托克斯成分、所述第2斯托克斯成分和通过所述校正部被置换后的所述第2反斯托克斯成分来测量所述采样点的温度。2.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，所述温度测量装置具有光开关，该光开关使来自光源的光交替地入射到所述第1端和所述第2端，在所述光从所述光开关向所述第1端入射时的第1斯托克斯成分及第1反斯托克斯成分与接下来所述光从所述光开关向所述第2端入射时的第2反斯托克斯成分之间的相关度中的至少任意一方的大小为所述阈值以下的情况下，所述校正部将所述第2反斯托克斯成分置换为与所述第1斯托克斯成分、所述第1反斯托克斯成分和如下的第2斯托克斯成分对应的值，该第2斯托克斯成分是在与所述第2反斯托克斯成分相同的时刻检测到的。3.根据权利要求1或2所述的温度测量装置，其特征在于，所述校正部在将所述第2反斯托克斯成分置换为与所述第1斯托克斯成分、所述第1反斯托克斯成分和所述第2斯托克斯成分对应的值的情况下，使用对包含所述采样点的规定的可变范围内的所述第2斯托克斯成分进行平滑化后的值，作为所述第2斯托克斯成分，所述可变范围是如下的长度的范围，该长度的范围对应于所述采样点处的所述第1斯托克斯成分及所述第1反斯托克斯成分与所述第2斯托克斯成分之间的相关度中的至少任意一方的大小。4.根据权利要求3所述的温度测量装置，其特征在于，所述相关度越小，所述校正部越加长所述可变范围。5.根据权利要求3或4所述的温度测量装置，其特征在于，所述校正部对所述可变范围设定上限。6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的温度测量装置，其特征在于，所述校正部在将所述第2反斯托克斯成分置换为与所述第1斯托克斯成分、所述第1反斯托克斯成分和所述第2斯托克斯成分对应的值的情况下，还使用对包含所述采样点的规定的固定范围内的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宇野和史，笠岛丈夫，有冈孝祐，福田裕幸，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP