光纤温度分布测量装置、光纤温度分布测量方法以及光纤温度分布测量系统

摘要

本发明提供光纤温度分布测量装置、光纤温度分布测量方法以及光纤温度分布测量系统。该光纤温度分布测量装置具有：光源，其将脉冲光入射到被测量光纤；信号检测部，其检测出基于上述脉冲光的入射在上述被测量光纤内产生的后方散射光中所包含的规定的光的感光强度；信号处理部，其基于上述规定的光的感光强度，计算出与由上述被测量光纤的氢分子吸收产生的感光强度的变化量相应的值，并基于上述值，修正与上述被测量光纤的温度相应的上述规定的光的感光强度。

说明书

技术领域

本发明涉及用于光学地远距离测量光纤的温度分布的光纤温度分布测量装置、光纤温度分布测量方法以及光纤温度分布测量系统。

本申请是基于国际申请号PCT/JP2006/318858，在本申请中，参照并引用该国际申请的全部内容。

背景技术

作为用于光学地远距离测量光纤的温度分布的光纤的温度分布测量方法，已知有将利用OTDR(Optical Time Domain Reflectometry)的距离测量的原理，与利用喇曼散射光的检测的温度测量的原理进行了组合的方法(例如，参照专利文献1以及非专利文献1)。

图14A及图14B是表示专利文献1所记载的光纤的温度分布测量原理的说明图，图14A是温度分布的测量原理图，图14B是后方散射光的波长分布图。温度分布的测量是采用具备如下构成的装置进行的，即该构成为：光束分离器3，其使入射脉冲光4通过被测量光纤2，并将在散射点5中产生的后方散射光6进行光路变换，并作为输出光7输出到波长分离器(未图示)；信号检测部(未图示)，其检测出从波长分离器输出的信号；信号处理部(未图示)等。

接着，说明光纤的温度分布的测量方法。首先，将通过光源(未图示)产生的波长λ₀的入射脉冲光4入射到被测量光纤2时，在传播的过程即散射点5中出现后方散射光6，而返回至入射端侧。在此，如果将从入射端到某散射点5的距离设为L，将从入射脉冲光4的入射时刻开始到检测出后方散射光6的时刻为止的时间设为t，将被测量光纤2的折射率设为n，将真空中的光速设为C₀，将被测量光纤2中的光速设为C，则成为，

C＝C₀/n————(1)

L＝C·t/2————(2)

因此，通过计算式(2)能够定量地求出散射点5的位置。

另一方面，如图14B所示，在后方散射光6中，包含有瑞利光20、斯托克斯光21及反斯托克斯光22。将入射脉冲光4的波长设为λ₀时，瑞利光20的波长为λ₀，且将波长位移量设为Δλ时，斯托克斯光21的波长λ_S和反斯托克斯光22的波长λ_AS为：

λ_S＝λ_O+Δλ————(3)

λ_AS＝λ_O—Δλ————(4)

而且，将在某散射点中产生的后方散射光中的波长λ_S的斯托克斯光21的感光强度用I_S表示，将波长λ_AS的反斯托克斯22的感光强度用I_AS表示时，斯托克斯光21的感光强度I_S与反斯托克斯光22的感光强度I_AS之比，取决于被测量光纤2中的散射点5的绝对温度T，而成为计算式(5)所示的关系。

I_AS/I_S＝A·exp(—h·C·Δλ/k_B·T)————(5)

在此，h为普朗克常数(J·S)，Δλ为喇曼位移量(m^-1)，k_B为波尔兹曼常数(J/K)，T为绝对温度(K)，A为由测量系统的性能而决定的常数。因此，能够定量地求出散射点的温度。另外，即使只有反斯托克斯光22，也成为被测量光纤2中的散射点5的绝对温度T的函数，并成为计算式(6)所示的关系。

I_AS＝B·(1/(exp(h·C·Δλ/k_BT)—1))————(6)

在此，B为由测量系统的性能而决定的常数。根据以上关系，能够定量地求出散射点5的温度。

另外，在离开测量装置的光纤内的某散射点上产生的斯托克斯光、反斯托克斯光，通过在光纤传播中的由光纤引起的吸收、散射等而衰减。在现有技术中，将斯托克斯光、反斯托克斯光的光纤传播中的这些衰减量，看作在每个单位距离中是一定的量来进行修正。

根据以往的光纤的温度分布测量方法，能够求出如上述的散射点的位置及温度。

专利文献1：日本专利第3063063号公报

非专利文献1：J.P.Dakin，et al：Distributed Optical Fibre RamanTemperature Sensor using a Semiconductor Light Source and Detector「ELECTRONICS LETTERS」1985年6月20日，Vol.21 No.13p.569-570。

然而，在以往的光纤的温度分布测量方法中存在以下的问题。图14A表示现有技术的光纤的测量原理，然而在实际的温度分布测量时，当被测量光纤2位于氢气氛中(在测量气氛30中包含有氢)的情况下，氢分子扩散到被测量光纤2中。而且，通过该扩散了的氢分子吸收在散射点5上产生并返回到装置侧的后方散射光6，而由信号检测部检测出的感光强度降低。另外，即使散射点5本身不存在于氢气氛的情况下，只要在从散射点5到装置之间的某部分中，被测量光纤位于氢气氛中，则产生感光强度的降低。由于因该氢分子吸收产生的感光强度的降低量，即光传输损耗的增加量具有波长依存性，因此存在如下问题，即，与散射点的测量温度对应的斯托克斯光和反斯托克斯光的感光强度，成为包含由氢分子引起的不同的光传输损耗的值，而不能获得正确的温度信息。另外，如参考文献(N.Uchida and N.Uesugi，“Infrared Optical Loss Increase in Silica Fibers dueto Hydrogen”，J.Lightwave Technol.，Vol LT-4，No.8，pp.1132-1138，Aug.1986.)中所公开的那样，氢气氛中的光传输损耗包括：由扩散到光纤内的氢分子的分子振动引起的吸收损耗(氢分子吸收)；氢分子与光纤的化学反应的结果产生的光传输损耗，即因OH基形成而引起的OH基吸收损耗等的损耗。本发明中的因氢分子而产生的光传输损耗的增加，只要不是特殊记载的，都是指因该氢分子吸收而产生的光传输损耗的增加。

作为氢分子的存在对光传输的影响的一例，图15A及15B表示存在氢分子的情况下的距离和由测量装置检测出的感光强度，图15A为斯托克斯光的特性图，图15B为反斯托克斯光的特性图。图16表示存在氢分子的情况下的距离与用现有技术计算出的温度测量值的关系。

在图15A及图15B中表示的被测量光纤的距离与感光强度的关系中，分别表示氢分压为0Mpa、0.04Mpa、0.07Mpa及0.09Mpa的不同条件下的斯托克斯光及反斯托克斯光的特性。如图15A所示可知，存在如下倾向，即对于斯托克斯光而言，感光强度随着被测量光纤的长度(距离)的增加的衰减而降低，并且感光强度的降低随着氢分压的上升而变得显著。另外，如图15B所示可知，对于反斯托克斯光而言，也存在同样的倾向。

如上所述，因氢分子扩散到被测量光纤中而增加光传输损耗，且如图16所示，在温度测量值与真实值之间产生误差。该误差为被测量光纤的距离和氢分压越大越显著。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供即使光纤位于氢气氛中的情况下，也能够测量正确的温度的光纤温度分布测量装置、光纤温度分布测量方法以及光纤温度分布测量系统。

根据本发明的第一特征，提供一种光纤温度分布测量装置，其具有：光源，其将脉冲光入射到被测量光纤；信号检测部，其检测出基于上述脉冲光的入射在上述被测量光纤内产生的后方散射光中所包含的规定的光的感光强度；信号处理部，其基于上述规定的光的感光强度，计算出与由上述被测量光纤的氢分子吸收产生的感光强度的变化量相应的值，并基于上述值，修正与上述被测量光纤的温度相应的上述规定的光的感光强度。

上述信号检测部，也可以检测出作为上述规定的光包含在上述后方散射光中的斯托克斯光及反斯托克斯光的感光强度。

上述信号检测部，也可以检测出作为上述规定的光包含在上述后方散射光中的斯托克斯光、反斯托克斯光以及瑞利光的感光强度。

上述信号处理部，可以基于与斯托克斯光的感光强度的变化量相应的值，修正与上述被测量光纤的温度相应的反斯托克斯光的感光强度。

上述信号处理部，可以根据与基于上述光源输出的温度测量用脉冲光的波长而获得的感光强度的变化量相应的值，修正与上述被测量光纤的温度相应的上述规定的光的感光强度。

上述信号处理部，可以根据与基于其它光源输出的1240nm光的波长而获得的感光强度的变化量相应的值，修正与上述被测量光纤的温度相应的上述规定的光的感光强度。

此外，根据本发明的第二特征，提供一种光纤温度分布测量系统，其使用由纯石英纤芯光纤构成的上述被测量光纤、和本发明的第一特征涉及的光纤温度分布测量装置。

而且，根据本发明的第三特征，提供一种光纤温度分布测量方法，其从光源将脉冲光入射到被测量光纤，并检测出基于上述脉冲光的入射在上述被测量光纤内产生的后方散射光中所包含的规定的光的感光强度，并基于上述规定的光的感光强度，计算出与由上述被测量光纤的氢分子吸收产生的感光强度的变化量相应的值，并基于上述值，修正与上述被测量光纤的温度相应的上述规定的光的感光强度。

也可以基于作为上述规定的光包含在上述后方散射光中的斯托克斯光，来修正与上述被测量光纤的温度相应的反斯托克斯光的感光强度。

也可以基于作为上述规定的光包含在上述后方散射光中的瑞利光，来修正与上述被测量光纤的温度相应的斯托克斯光以及反斯托克斯光的感光强度。

也可以基于作为上述规定的光包含在上述后方散射光中的1240nm光的瑞利光，来修正与上述被测量光纤的温度相应的斯托克斯光以及反斯托克斯光的感光强度。

此外，根据本发明的第四特征，提供一种光纤温度分布测量装置，其具有：光源，其将脉冲光入射到被测量光纤；信号检测部，其检测出基于上述脉冲光的入射在上述被测量光纤内产生的后方散射光中所包含的光，即包括反斯托克斯光和参考光的多个规定的光的感光强度；信号处理部，其使用上述反斯托克斯光的感光强度，计算出上述被测量光纤的温度分布，且上述信号处理部具有：修正部，其针对每个地点计算出由上述被测量光纤的氢分子吸收产生的上述参考光的感光强度的变化量，并对于上述反斯托克斯光的感光强度进行如下修正，即在每个地点上加上基于由氢分子吸收产生的上述参考光的感光强度的变化量而计算出的、由氢分子吸收产生的上述反斯托克斯光的感光强度的变化量；温度分布计算部，其使用上述被修正后的反斯托克斯光的感光强度，进行上述温度分布的计算。

由上述氢分子吸收产生的上述反斯托克斯光的感光强度的变化量，可以在由上述氢分子吸收产生的上述参考光的感光强度的变化量上乘以规定的系数来计算。

可以进一步具有系数运算部，其将上述规定的系数设为，将由上述氢分子吸收产生的上述反斯托克斯光的感光强度的变化量除以由上述氢分子吸收产生的参考光的感光强度的变化量而得到的值。

可以具有系数运算部，其基于由上述被测量光纤附近配置的温度传感器测量的测量温度，计算出上述规定的系数并作为修正上述反斯托克斯光的感光强度的值，以成为上述测量温度。

可以进一步具有从外部输入上述规定的系数的系数数据读取部。

可以进一步具有参考光修正部，其决定由温度差产生的上述参考光的感光强度的变化量，且在上述被测量光纤的各地点上的上述参考光的感光强度上，加上由上述温度差产生的上述参考光的感光强度的变化量。

可以基于上次测量中的温度分布测量结果，来决定由上述温度差产生的参考光的感光强度的变化量。

可以基于最新测量的温度分布测量结果，来决定由上述温度差产生的参考光的感光强度的变化量。

此外，根据本发明的第五特征，提供一种光纤温度分布测量系统，其使用具有纯石英纤芯的光纤即上述被测量光纤、和本发明的第四特征涉及的光纤温度分布测量装置。

根据本发明的第六特征，提供一种光纤温度分布测量方法，其从光源将脉冲光入射到被测量光纤，并检测出基于上述脉冲光的入射在上述被测量光纤内产生的后方散射光中所包含的光，即包括反斯托克斯光和参考光的多个规定的光的感光强度，并使用上述反斯托克斯光的感光强度，计算上述被测量光纤的温度分布，其中，在各地点上计算出由上述被测量光纤的氢分子吸收产生的上述参考光的感光强度的变化量，并对于上述反斯托克斯光的感光强度进行如下修正，即在每个地点加上基于由上述氢分子吸收产生的上述参考光的感光强度的变化量而计算出的、由氢分子吸收产生的上述反斯托克斯光的感光强度的变化量，使用上述被修正后的反斯托克斯光的感光强度进行上述温度分布的计算。

由上述氢分子吸收产生的上述反斯托克斯光的感光强度的变化量，可以在由上述氢分子吸收产生的上述参考光的感光强度的变化量上乘以规定的系数进行计算。

上述规定的系数，可以为将由上述氢分子吸收产生的上述反斯托克斯光的感光强度的变化量除以由上述氢分子吸收产生的上述参考光的感光强度的变化量而得到的值。

可以基于由上述被测量光纤附近配置的温度传感器测量的测量温度，计算出上述规定的系数并作为修正上述反斯托克斯光的感光强度的值，以成为上述测量温度。

另外，也可以从外部输入上述规定的系数。

可以将初次的温度分布的测量，在氢分子未向被测量光纤扩散且氢分子吸收的影响较少的阶段进行，且在第二次温度分布测量时，以初次的温度分布的测量结果为基础，决定由上述温度差产生的参考光的感光强度的变化量，并在上述被测量光纤的各地点上的上述参考光的感光强度上，加上由上述温度差产生的参考光的感光强度的变化量。

光纤，如图17A及图17B所示，因波长不同而光传输损耗不同。此外，如图所示，通过使光纤被暴露于氢分压不同的气氛中(0Mpa、0.05Mpa、0.09Mpa、0.15Mpa以及0.20Mpa)而使光传输损耗产生变化。如图17A及图17B所示，存在当氢分压上升时光传输损耗也增加的倾向。

图18A及图18B，是为了明确图17A及图17B所示的倾向，而以氢不存在的状态(即0Mpa)下的光传输损耗作为基准，将光纤的光传输损耗的增加量按各氢分压进行表示(0.05Mpa、0.09Mpa、0.15Mpa及0.20Mpa)的图。此外，在图19A及图19B中，以石英光纤中的光传输损耗变小的1550nm为基准，表示其它的波长850nm、1240nm、1300nm、1450nm、1650nm及1690nm中的光传输损耗的增加量的比例。从这些图表可知光纤的光传输损耗的增加量与氢分压成比例。

由此，在某波长j中的由氢分子产生的光纤的光传输损耗的增加量ΔLj，和在其它波长i中的由氢分子产生的光纤的光传输损耗的增加量ΔLi，具有计算式(7)的关系：

ΔL_j/ΔL_j＝k(k为常数)...(7)

当决定了与波长i和波长j的光传输损耗的增加量相对应的比k时，则能够求出其它波长i的由氢分子产生的光传输损耗的增加量ΔL_i。另外，光传输损耗的增加量ΔL_j、ΔL_i是指由氢分子产生的吸收的情况，k不依赖于光纤的种类。另外，虽然k依赖于波长，然而不依赖于温度的大小和氢量的大小。

另外，如果决定了其它波长i的由氢分子产生的光传输损耗的增加量，则能够求出某波长j的由氢分子产生的光传输损耗的增加量。因此，将其它的波长i的光作为参考光而使用，并在基于其它波长i的由氢分子产生的感光强度的变化量与某波长j的由氢分子产生的感光强度的变化量之比，计算出常数k，在此基础上，测量其它波长i的由氢分子产生的感光强度的变化量，由此能够计算出某波长j的由氢分子产生的感光强度的变化量。另外，如果根据过去的测量结果来决定常数k，则不必每次实施用于计算出k的测量，而是通过测量其它波长i的由氢分子产生的感光强度的变化量，能够计算出某波长j的由氢分子产生的感光强度的变化量。

根据本发明，即使在光纤位于氢气氛中的情况下，也能够正确地测量温度。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。

图2是求出第一实施方式涉及的斯托克斯光的感光强度I_SO(x)及反斯托克斯光的感光强度I_ASO(x)的流程图。

图3是决定第一实施方式涉及的k值的流程图。

图4是表示利用第一实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的温度测量顺序的流程图。

图5A是表示在基于反斯托克斯光的感光强度的温度测量中，未进行反斯托克斯光的感光强度的修正的情况下的温度测量结果的特性图。

图5B是表示在基于反斯托克斯光的感光强度的温度测量中，进行了反斯托克斯光的感光强度的修正的情况下的温度测量结果的特性图。

图6表示本发明的第二实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。

图7是求出第二实施方式涉及的斯托克斯光的感光强度I_SO(x)、反斯托克斯光的感光强度I_ASO(x)以及瑞利光的的感光强度I_RO(x)的流程图。

图8是决定第二实施方式涉及的I值、m值的流程图。

图9是表示利用第二实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的温度测量顺序的流程图。

图10是表示本发明的第三实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。

图11是求出第三实施方式涉及的斯托克斯光的感光强度I_SO(x)、反斯托克斯光的感光强度I_ASO(x)以及1240nm光的瑞利光的感光强度I_R’O(x)的流程图。

图12是决定第三实施方式涉及的n值、o值的流程图。

图13是表示利用第三实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的温度测量顺序的流程图。

图14A是表示现有技术的光纤的温度分布测量的原理的图。

图14B是现有技术的光纤的后方散射光的波长分布图。

图15A是表示存在氢分子的情况下的斯托克斯光的距离与感光强度的关系的特性图。

图15B是表示存在氢分子的情况下的反斯托克斯光的距离与感光强度的关系的特性图。

图16是表示在被测量光纤中扩散氢分子时的温度测量值和距离的关系的图。

图17A是表示相对被测量光纤的波长的光传输损耗量的特性图。

图17B是表示相对被测量光纤的各波长的光传输损耗量的表。

图18A是表示相对被测量光纤的波长的光传输损耗增加量的特性图。

图18B是表示相对被测量光纤的各波长的光传输损耗增加量的表。

图19A是表示在以1550nm为基准时的在其它波长中的光传输损耗增加量的比例的特性图。

图19B是表示在以1550nm为基准时的在其它波长中的光传输损耗增加量的比例的表。

图20是表示本发明的第四实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。

图21是表示本发明的第五实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。

图22是表示本发明的第六实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。

图23是表示本发明的第七实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。

其中附图标记说明如下：1...光源；1A...1240nm光源；1B...温度测量用光源；2...被测量光纤；3...光束分离器；4...入射脉冲光；5...散射点；6...后方散射光；7...输出光；8...波长分离部；9...信号检测部；9A...斯托克斯光检测部；9B...反斯托克斯光检测部；9C...瑞利光检测部；9D...1240nm光检测部；9E...参考光检测部；10...信号处理部；10A...修正部；10B...温度分布计算部；10C...系数运算部；10D...系数数据读取部；10E...参考光修正部；11...显示部；12...温度传感器；13...温度转换部；20...瑞利光；21...斯托克斯光；22...反斯托克斯光；30...测量气氛。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1是表示本发明的第一实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。在本实施方式中的光纤温度分布测量系统，具备：光源1；被测量光纤2；光束分离器3，其将入射脉冲光4入射到被测量光纤2，并且将在被测量光纤2的散射点5上产生的后方散射光6进行光路变换，作为输出光7输出到波长分离部8；波长分离部8，其将从光束分离器3输出的光分离为斯托克斯光和反斯托克斯光；信号检测部9，其具有检测由波长分离部8分离的斯托克斯光的斯托克斯光检测部9A、和检测反斯托克斯光的反斯托克斯光检测部9B；信号处理部10，其基于入射脉冲光4的入射时刻和在被测量光纤2内的散射点5上产生的后方散射光6的检测时刻之间的时间差，计算出从入射端到被测量光纤2的散射点(测量点)5为止的距离，并且从由信号检测部9检测出的信号，修正反斯托克斯光的感光强度，并计算被测量光纤2的温度；显示部11，其显示信号处理部10中的计算结果等。在该图中，表示被测量光纤2在氢气氛中的状态。另外，在本发明中的光纤温度测量装置是指，在图1中，由除了被测量光纤2以外的，光源1、光束分离器3、波长分离部8、信号检测部9、信号处理部10及显示部11构成的部分。另外，光纤温度分布测量系统是指，包括光纤温度分布测量装置和被测量光纤2的全体。

图2至图4是表示图1所示的光纤温度分布测量系统中的温度测量顺序的流程图，以下，参见图2至图4，对于通过斯托克斯光来修正反斯托克斯光的感光强度的、被测量光纤的温度测量进行说明。

首先，在无氢气氛中(在测量气氛30中没有氢的状态)将用于测量的被测量光纤2与光源1连接(S1)，并从光源1将波长λ的入射脉冲光4入射到被测量光纤2(S2)。在被测量光纤2中，在传播的过程中出现散射点5上产生的后方散射光6(λ、λ+Δλ、λ-Δλ)，并返回到入射端侧。光束分离器3对后方散射光6进行光路变换，并输出到波长分离部8(S3)。

波长分离部8，对后方散射光6中所包含的斯托克斯光(λ+Δλ)和反斯托克斯光(λ-Δλ)进行分离，并输出到信号检测部9(S4)。信号检测部9，在斯托克斯光检测部9A中接受斯托克斯光，并检测出其感光强度I_S0(x)。在此，x是表示从入射端到散射点5为止的距离。另外，在反斯托克斯光检测部9B中接受反斯托克斯光，并检测出其感光强度I_AS0(x)(S5)。

接着，在氢气氛中(在测量气氛30中存在有氢的状态)将被测量光纤2与光源1连接(S6)，并从光源1将波长λ的入射脉冲光4入射到被测量光纤2(S7)。基于入射脉冲光4而出现在被测量光纤2的某散射点5上产生的后方散射光6(λ、λ+Δλ、λ-Δλ)，并返回到入射端侧。光束分离器3对后方散射光6进行光路变换，并输出到波长分离部8(S8)。

波长分离部8，将后方散射光6中所包含的斯托克斯光(λ+Δλ)和反斯托克斯光(λ-Δλ)分离，并输出到信号检测部9(S9)。信号检测部9，在斯托克斯光检测部9A中接受斯托克斯光，并检测出其感光强度I_S1(x)。另外，在反斯托克斯光检测部9B中接受反斯托克斯光，并检测出其感光强度I_AS1(x)(S10)。

接着，求出因氢分子而产生的斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_S(x)，即求出氢气氛中的由被测量光纤2产生的斯托克斯光的感光强度I_S1(x)与无氢气氛中的由被测量光纤2产生的斯托克斯光的感光强度I_S0(x)之差(ΔI_S(x)＝I_S1(x)-I_S0(x)。同样地，求出由氢分子产生的反斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_AS(x)，即求出氢气氛中的由被测量光纤2产生的反斯托克斯光的感光强度I_AS1(x)、和无氢气氛中的由被测量光纤2产生的反斯托克斯光的感光强度I_AS0(x)之差(ΔI_AS(x)＝I_AS1(x)-I_AS0(x))。此外，求出由氢分子产生的反斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_AS(x)与斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_S(x)之比(S11)，即

ΔI_AS(x)/ΔI_S(x)＝k————(8)

此外，虽然k的值，能够由如上所述的斯托克斯光和反斯托克斯光的感光强度的变化量而求出，然而也能够由如图18A、图18B以及图19A、图19B所示的，由氢分子产生的光纤的光传输损耗增加量的波长依存性数据而求出。

接着，在实际进行测量的氢气氛中(在实际进行测量的测量气氛30中有氢的状态)将被测量光纤2与光源1连接(S12)，并从光源1将波长λ的入射脉冲光4入射到被测量光纤2(S13)。光束分离器3，对基于入射脉冲光4产生的后方散射光6进行光路变换，并输出到波长分离部8(S14)，将斯托克斯光和反斯托克斯光分离，而输出到信号检测部9(S15)。信号检测部9，在斯托克斯光检测部9A中接受斯托克斯光，并检测出感光强度I_S(x)，在反斯托克斯光检测部9B中接受反斯托克斯光，并检测出感光强度I_AS(x)(S16)。

接着，通过由信号处理部10对基于斯托克斯光和反斯托克斯光的感光强度的信号进行运算处理，而求出被测量光纤2的温度。

如果将除去氢的影响的反斯托克斯光的感光强度设为I_AS’(x)，则

I_AS’(x)＝I_AS(x)—ΔI_AS(x)————(9)

根据计算式(8)，由于ΔI_AS(x)＝k·ΔI_S(x)，因此将其代入到计算式(9)，则成为：

I_AS’(x)＝I_AS(x)—k·ΔI_S(x)————(10)

另外，由斯托克斯光的氢分子产生的感光强度的变化量，由计算式(11)求出，即

ΔI_S(x)＝I_S1(x)—I_S0(x)————(11)

因此将其代入到计算式(10)，则成为：

I_AS’(x)＝I_AS(x)—k·(I_S1(x)—I_S0(x))————(12)

从而用斯托克斯光的感光强度的变化，能够获得除去氢的影响的反斯托克斯光的感光强度(S17)。

这样获得的被修正后的反斯托克斯光的感光强度，成为如上所述的被测量光纤2中的散射点5的绝对温度T的函数，因此基于计算式(6)能够正确地求出散射点5的温度(S18)。

图5A及图5B是表示对于基于反斯托克斯光的感光强度的温度测量的特性图，图5A是表示未进行反斯托克斯光的感光强度的修正的温度测量结果，图5B是表示进行了反斯托克斯光的感光强度的修正的温度测量结果。在此，表示氢分压在0Mpa、0.04Mpa、0.07Mpa及0.09Mpa下的温度测量结果。

(第一实施方式的效果)

根据第一实施方式，基于通过在无氢气氛及氢气氛中进行被测量光纤2的温度测量而获得的斯托克斯光和反斯托克斯光的感光强度，能够求出与被测量光纤2的基于氢分子吸收的感光强度的变化量相对应的值(比)k，并能够用斯托克斯光的感光强度，来修正在实际进行测量的氢气氛中，将入射脉冲光4入射到被测量光纤2而获得的反斯托克斯光的感光强度。

因此，根据图5A的测量结果所示的包含由氢分子产生的光传输损耗的温度测量结果，如图5B的测量结果所示，能够获得除去测量环境中的氢的影响的正确的温度测量的结果。

(第二实施方式)

图6是表示本发明的第二实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。第二实施方式，在具有如下特点的方面，与第一实施方式不同，即具有：波长分离部8，其将从光束分离器3输出的光分离为斯托克斯光、反斯托克斯光及瑞利光；信号检测部9，其包括检测由波长分离部8分离的斯托克斯光的斯托克斯光检测部9A、检测反斯托克斯光的反斯托克斯光检测部9B、检测瑞利光的瑞利光检测部9C。在图6中，也表示被测量光纤2在氢气氛中的状态。另外，在以下的说明中，对于具有与第一实施方式相同的构成及同样的作用的部分标记共同的符号。

从图7至图9是表示利用图6所示的光纤温度分布测量系统的温度测量顺序的流程图，以下，参见图7至图9，对基于瑞利光的感光强度，修正斯托克斯光及反斯托克斯光的感光强度的被测量光纤的温度测量进行说明。

首先，在无氢气氛中，将用于测量的被测量光纤2与光源1连接(S20)，并从光源1将波长λ的入射脉冲光4入射到被测量光纤2(S21)。在被测量光纤2中，在某散射点5上出现在传播过程中产生的后方散射光6(λ、λ+Δλ、λ-Δλ)，并返回到入射端侧。光束分离器3，对后方散射光6进行光路变换，并输出到波长分离部8(S22)。

波长分离部8，对后方散射光6中所包含的斯托克斯光(λ+Δλ)、反斯托克斯光(λ-Δλ)及瑞利光(λ)进行分离，并输出到信号检测部9(S23)。信号检测部9，在斯托克斯光检测部9A中接受斯托克斯光，并检测出感光强度I_S0(x)，在反斯托克斯光检测部9B中接受反斯托克斯光，并检测出感光强度I_AS0(x)，在瑞利光检测部9C中接受瑞利光并检测出感光强度I_R0(x)(S24)。

接着，在氢气氛中将被测量光纤2与光源1连接(S25)，并从光源1将波长λ的入射脉冲光4入射到被测量光纤2(S26)。基于入射脉冲光4而出现在被测量光纤2的某散射点5上产生的后方散射光6(λ、λ+Δλ、λ-Δλ)，并返回到入射端侧。光束分离器3，对方散射光6进行光路变换，并输出到波长分离部8(S27)。

波长分离部8，将后方散射光6中所包含的斯托克斯光(λ+Δλ)、反斯托克斯光(λ-Δλ)及瑞利光(λ)分离，并输出到信号检测部9(S28)。信号检测部9，在斯托克斯光检测部9A中接受斯托克斯光，并检测出感光强度I_S1(x)，在反斯托克斯光检测部9B中接受反斯托克斯光，并检测出感光强度I_AS1(x)，在瑞利光检测部9C中接受瑞利光，并检测出感光强度I_R1(x)(S29)。

接着，求出由氢分子产生的斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_S(x)，即求出氢气氛中的由被测量光纤2产生的斯托克斯光的感光强度I_S1(x)和无氢气氛中的由被测量光纤2产生的斯托克斯光的感光强度I_S0(x)之差(ΔI_S(x)＝I_S1(x)-I_S0(x)。同样地，求出由氢分子产生的瑞利光的感光强度的变化量ΔI_R(x)，即求出氢气氛中的由被测量光纤2产生的瑞利光的感光强度I_R1(x)、和无氢气氛中的由被测量光纤2产生的反斯托克斯光的感光强度I_R0(x)之差(ΔI_R(x)＝I_R1(x)-I_R0(x))。此外，对于被测量光纤2，求出斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_S(x)相对由氢分子产生的瑞利光的感光强度的变化量ΔI_R(x)之比(S30)，即：

ΔI_S(x)/ΔI_R(x)＝1————(13)

接着，求出由氢分子产生的反斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_AS(x)，即求出氢气氛中的由被测量光纤2产生的反斯托克斯光的感光强度I_AS1(x)、与无氢气氛中的由被测量光纤2产生的反斯托克斯光的感光强度I_AS0(x)之差(ΔI_AS(x)＝I_AS1(x)-I_AS0(x))。此外，对于被测量光纤2，求出反斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_AS(x)相对由氢分子产生的瑞利光的感光强度的变化量ΔI_R(x)之比(S31)，即：

ΔI_AS(x)/ΔI_R(x)＝m————(14)

接着，在实际进行测量的氢气氛中，将被测量光纤2与光源1连接(S32)，并从光源1将波长λ的入射脉冲光4入射到被测量光纤2(S33)。光束分离器3，对基于入射脉冲光4产生的后方散射光6进行光路变换，并输出到波长分离部8(S34)，分离斯托克斯光、反斯托克斯光及瑞利光，并输出到信号检测部9(S35)。信号检测部9，在斯托克斯光检测部9A中接受斯托克斯光，并检测出感光强度I_S(x)，在反斯托克斯光检测部9B中接受反斯托克斯光，并检测出感光强度I_AS(x)，在瑞利光检测部9C中接受瑞利光，并检测出感光强度I_R(x)(S36)。

接着，通过在信号处理部10，对基于斯托克斯光、反斯托克斯光及瑞利光的感光强度的信号进行运算处理，求出被测量光纤2的温度。

如果将除去氢的影响的斯托克斯光的感光强度设为I_S’(x)，则

I_S’(x)＝I_S(x)—ΔI_S(x)————(15)

根据计算式(13)，由于ΔI_S(x)＝l·ΔI_R(x)，因此将其代入到计算式(15)，则成为：

I_S’(x)＝I_S(x)—l·ΔI_R(x)————(16)

另外，瑞利光的由氢分子产生的感光强度的变化量，由计算式(17)求出，

ΔI_R(x)＝I_R1(x)—I_R0(x)————(17)

因此将其代入到计算式(16)，则成为：

I_S’(x)＝I_S(x)—l·(I_R1(x)—I_R0(x))————(18)

从而用瑞利光的感光强度的变化，能够获得除去氢的影响的斯托克斯光的感光强度(S37)。

接着，如果将除去氢的影响的反斯托克斯光的感光强度设为I_AS’(x)，则

I_AS’(x)＝I_AS(x)—ΔI_AS(x)————(19)

根据计算式(14)，由于ΔI_AS(x)＝m·ΔI_R(x)，因此将其代入到计算式(19)，则成为：

I_AS’(x)＝I_AS(x)—m·ΔI_R(x)————(20)

另外，瑞利光的由氢分子产生的感光强度的变化量，由计算式(21)而求出，

ΔI_R(x)＝I_R1(x)—I_R0(x)————(21)

因此将其代入到计算式(20)，则成为：

I_AS’(x)＝I_AS(x)—m·(I_R1(x)—I_R0(x))————(22)

从而用瑞利光的感光强度的变化，能够获得除去氢的影响的反斯托克斯光的感光强度(S38)。

这样获得的被修正后的斯托克斯光和反斯托克斯光，成为如上所述的在被测量光纤2中的散射点5的绝对温度T的函数，因此基于计算式(5)能够正确地求出散射点5的温度(S39)。

(第二实施方式的效果)

根据第二实施方式，基于在无氢气氛及氢气氛中通过进行被测量光纤2的温度测量而获得的斯托克斯光、反斯托克斯光及瑞利光的感光强度，能够求出与被测量光纤2的由氢分子吸收产生的感光强度的变化量相对应的值(比)l、m，因此能够将在实际进行测量的氢气氛中，将入射脉冲光4入射到被测量光纤2而获得的反斯托克斯光的感光强度和斯托克斯光的感光强度，用瑞利光的感光强度来进行修正。由于瑞利光与斯托克斯光、反斯托克斯光相比，温度依存性极少，因而与光纤的周围温度无关地能够适用值(比)l、m。另外，作为基于本实施方式的简单的方式，还可以考虑不利用斯托克斯光，而基于瑞利光和反斯托克斯光来进行温度测量的实施方式。

(第三实施方式)

图10是表示本发明的第三实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。第三实施方式中，作为用于测量感光强度的变化量的参考光，使用与温度测量用的光的波长λ不同的波长λr的光。具体而言，如图18A所示，由于1240nm是由氢分子产生的光传输损耗的增加显著出现的波长，因此使用波长1240nm的光作为参考光。在第三实施方式中，在具有如下特点的方面，与第一实施方式不同，即具有：1240nm光源1A，其通过光束分离器3，将1240nm光入射到被测量光纤2；温度测量用光源1B；波长分离部8，其将从光束分离器3输出的光分离为斯托克斯光、反斯托克斯光及1240nm光；信号检测部9，其具有检测由波长分离部8分离的斯托克斯光的斯托克斯光检测部9A、检测反斯托克斯光的反斯托克斯光检测部9B、检测1240nm光的1240nm光检测部9D。在图10中，也表示被测量光纤2在氢气氛中的状态。

图11至图13是表示利用图10所示的光纤温度分布测量系统的温度测量顺序的流程图，以下，参见图11至图13，对基于1240nm光的瑞利光来修正斯托克斯光及反斯托克斯光的感光强度的、被测量光纤的温度测量进行说明。

首先，在无氢气氛中，将用于测量的被测量光纤2与1240nm光源1A连接(S40)，并从1240nm光源1A将波长λr(＝1240nm)的入射脉冲光4入射到被测量光纤2(S41)。在被测量光纤2中，在散射点5上出现传播过程中产生的后方散射光6(λr、λr+Δλr、λr-Δλr)，并返回到入射端侧。光束分离器3，对后方散射光6进行光路变换，并输出到波长分离部8(S42)。

波长分离部8，对后方散射光6中所包含的1240nm光的瑞利光进行分离，并输出到信号检测部9(S43)。信号检测部9，在1240nm光检测部9D中接受1240nm光的瑞利光，并检测出其感光强度I_R’0(x)(S44)。

接着，在无氢气氛中，将被测量光纤2与温度测量用光源1B连接(S45)，并从温度测量用光源1B将波长λ的入射脉冲光4入射到被测量光纤2(S46)。光束分离器3，基于入射脉冲光4的入射而对在被测量光纤2的散射点5上产生的后方散射光6(λ、λ+Δλ、λ-Δλ)进行光路变换，并输出到波长分离部8(S47)。

波长分离部8，将后方散射光6中所包含的斯托克斯光(λ+Δλ)和反斯托克斯光(λ-Δλ)分离，并输出到信号检测部9(S48)。信号检测部9，在斯托克斯光检测部9A中接受斯托克斯光，并检测出感光强度I_S0(x)，在反斯托克斯光检测部9B中接受反斯托克斯光，并检测出感光强度I_AS0(x)(S49)。

接着，在氢气氛中，将用于测量的被测量光纤2与1240nm光源1A连接(S50)，与在无氢气氛中进行的操作同样地，将波长λr(＝1240nm)的入射脉冲光4入射到被测量光纤2，并从基于此产生的后方散射光6中分离出瑞利光，并在信号检测部9的1240nm光检测部9D中接受1240nm光的瑞利光，并检测出其感光强度I_R’0(x)(S51)。

接着，在氢气氛中，将用于测量的被测量光纤2与温度测量用光源1B连接(S52)，并与在无氢气氛中进行的操作同样地，将波长λ的入射脉冲光4入射到被测量光纤2，并从基于此产生的后方散射光6中分离出斯托克斯光及反斯托克斯光，并输出到信号检测部9。信号检测部9，在斯托克斯光检测部9A中接受斯托克斯光，并检测出其感光强度I_S1(x)。另外，在反斯托克斯光检测部9B中接受反斯托克斯光，并检测出其感光强度I_AS1(x)(S49)。

接着，对于被测量光纤2，求出波长λ的入射脉冲光4的斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_S(x)相对由氢分子产生的1240nm光的瑞利光的感光强度的变化量ΔI_R’(x)之比(S54)，即：

ΔI_S(x)/ΔI_R’(x)＝n————(23)

接着，对于被测量光纤2，求出波长λ的入射脉冲光4的反斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_AS(x)相对由氢分子产生的1240nm光的瑞利光的感光强度的变化量ΔI_R’(x)之比(S55)，即：

ΔI_AS(x)/ΔI_R’(x)＝o————(24)

接着，在实际进行测量的氢气氛中，将被测量光纤2与1240nm光源1A连接(S56)，并从1240nm光源1A将波长λr(＝1240nm)的入射脉冲光4入射到被测量光纤2，并从在散视点5上产生的后方散射光6中分离出1240nm光的瑞利光，并输出到信号检测部9。信号检测部9在1240nm光检测部9D中接受1240nm光的瑞利光，并检测出其感光强度I_R’(x)(S51)。

接着，在实际进行测量的氢气氛中，将被测量光纤2与温度测量用光源1B连接(S58)，并从温度测量用光源1B将波长λ的入射脉冲光4入射到被测量光纤2，并从在散视点5上产生的后方散射光6中分离出斯托克斯光和反斯托克斯光，并输出到信号检测部9。信号检测部9，在斯托克斯光检测部9A中接受斯托克斯光，并检测出感光强度I_S(x)，在反斯托克斯光检测部9B中接受反斯托克斯光，并检测出感光强度I_AS(x)(S59)。

接着，通过由信号处理部10，对基于波长λ的入射脉冲光4的斯托克斯光、反斯托克斯光及1240nm光的瑞利光的感光强度的信号进行运算处理，求出被测量光纤2的温度。

如果将除去氢的影响的波长λ的入射脉冲光4的斯托克斯光的感光强度设为I_S’(x)，则

I_S’(x)＝I_S(x)—ΔI_S(x)————(25)

根据计算式(23)，由于ΔI_S(x)＝n·ΔI_R’(x)，因此将其代入到计算式(25)，则成为：

I_S’(x)＝I_S(x)—n·ΔI_R(x)————(26)

另外，1240nm光的瑞利光的光传输损耗量，由计算式(27)求出，

ΔI_R’(x)＝I_R’1(x)—I_R’0(x)————(27)

因此将其代入到计算式(26)，则成为：

I_S’(x)＝I_S(x)—n·(I_R’1(x)—I_R’0(x))————(28)

从而能够获得由1240nm光的瑞利光的感光强度来修正了波长λ的入射脉冲光4的斯托克斯光的感光强度的值(S60)。

接着，如果将除去氢的影响的波长λ的入射脉冲光4的反斯托克斯光的感光强度设为I_AS’(x)，则

I_AS’(x)＝I_AS(x)—ΔI_AS(x)————(29)

根据计算式(24)，由于ΔI_AS(x)＝o·ΔI_R’(x)，因此将其代入到计算式(29)，则成为：

I_AS’(x)＝I_AS(x)—o·ΔI_R’(x)————(30)

另外，1240nm光的瑞利光的光传输损耗量，由计算式(31)求出，

ΔI_R’(x)＝I_R’1(x)—I_R’0(x)————(31)

因此将其代入到计算式(30)，则成为：

I_AS’(x)＝I_AS(x)—o·(I_R’1(x)—I_R’0(x))————(32)

从而，能够获得由1240nm光的瑞利光的感光强度来修正了波长λ的入射脉冲光4的反斯托克斯光的感光强度的值(S61)。

这样获得的被修正后的斯托克斯光和反斯托克斯光，成为如上所述的在被测量光纤2中的散射点5的绝对温度T的函数，因此基于计算式(5)能够正确地求出散射点5的温度(S62)。

(第三实施方式的效果)

根据第三实施方式，基于在无氢气氛及氢气氛中通过进行被测量光纤2的温度测量而获得的波长λ的入射脉冲光4的斯托克斯光及反斯托克斯光的感光强度、和1240nm光的瑞利光的感光强度，可求出与被测量光纤2的由氢分子吸收产生的感光强度变化量相对应的值(比)n、o。因此，在实际进行测量的氢气氛中，可以将基于波长λ的入射脉冲光4入射到被测量光纤2所获得的反斯托克斯光的感光强度和斯托克斯光的感光强度，基于1240nm光的瑞利光的感光强度来进行修正。如图18A所示，由于1240nm是由氢分子产生的光传输损耗的增加显著出现的波长，因而能够灵敏度较高地进行修正。

另外，作为基于本实施方式的简单的方式，还可以考虑不利用波长λ的入射脉冲光4的斯托克斯光，而基于1240nm光的瑞利光和波长λ的入射脉冲光4的反斯托克斯光来进行温度测量的实施方式。此外，在本实施方式中，虽然是将1240nm光源1A和温度测量用光源1B作为分开的光源而构成的，然而也可以将具备1240nm光源和温度测量用光源的单独的光源单元与被测量光纤2连接，并将两个光源进行转换的方式而构成。另外，也可以以如下方式构成，即：改变温度测量用光源1B的波长，并将1240nm光和温度测量用的其它波长的光信号按时分进行连接，入射到被测量光纤2。

(第四实施方式)

图20是表示第四实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。第四实施方式，在具有如下的特点的方面，与第一实施方式不同，即具有：波长分离部8，其将从光束分离器3输出的光分离为参考光及反斯托克斯光；信号处理部9，其还具有检测出由波长分离部8分离的参考光的参考光检测部9E；信号处理部10，其利用反斯托克斯光的感光强度来计算被测量光纤2的温度分布，其中信号处理部10具有：修正部10A，其针对每个测量地点，计算出由被测量光纤2的氢分子吸收引起的参考光的感光强度的变化量，并对于反斯托克斯光的感光强度，进行如下的修正，即在各测量地点加上基于参考光的感光强度的变化量而计算的由氢分子吸收损耗的影响产生的反斯托克斯光的感光强度的变化量；温度分布计算部10B，其基于被修正后的反斯托克斯光的感光强度，进行温度分布的计算。在图20中，也表示被测量光纤2在氢气氛中的状态。

在此，“加上与氢分子吸收损耗的影响对应的反斯托克斯光的感光强度的变化量的修正”是指：

I_AS’(x)＝I_AS(x)—ΔI_AS(x)————(33)

并基于计算式(34)进行修正。

I_AS’(x)＝I_AS(x)—p·ΔI_Rf(x)————(34)

(P是常数，ΔI_Rf(x)＝ΔI_Rf1(x)-ΔI_Rf0(x))

在此，ΔI_Rf(x)是参考光的感光强度的变化量，由无氢气氛中的被测量光纤2的参考光的感光强度I_Rf0(x)与氢气氛中的被测量光纤2的参考光的感光强度I_Rf1(x)之差而求出。如上所述，由氢分子吸收损耗的影响产生的反斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_AS(x)，可以在由氢分子吸收损耗产生的参考光的感光强度的变化量ΔI_Rf(x)上乘以系数p来进行计算。另外，对于具有与第一实施方式相同的构成及同样的作用的部分标记共同的符号。另外，参考光是，从温度测量用光源1入射的入射脉冲光4的反斯托克斯光以外的光，是指斯托克斯光、瑞利光或者其它波长的光(例如1240nm的光)。

此外，信号处理部10，还可以进一步具有系数运算部10C，其将由氢分子吸收产生的反斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_AS(x)，除以由氢分子吸收产生的参考光的感光强度的变化量ΔI_Rf(x)来计算系数p。另外，第四实施方式也可以适用于其它各实施方式。

(第五实施方式)

图21是表示本发明的第五实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。第五实施方式，在具有如下特点的方面，与第四实施方式不同，即进一步具有：一个或者多个温度传感器12，其设置于氢气氛中的被测量光纤2的附近，且测量被测量光纤2的温度；温度转换部13，其将来自温度传感器12的信号转换为温度。在图21中，也表示被测量光纤2在氢气氛中的状态。另外，对于具有与第四实施方式相同的构成及同样的作用的部分标记共同的符号。

在第五实施方式中，修正部10A，在由氢分子产生的参考光的感光强度的变化量ΔI_Rf(x)上乘以规定的系数p，来计算出由氢分子产生的反斯托克斯光的感光强度的变化量ΔI_AS(x)，并基于计算结果来修正反斯托克斯光的感光强度。温度分布计算部10B，基于被修正后的反斯托克斯光的感光强度，计算测量地点上的被测量光纤2的温度。温度传感器12测量被测量光纤2的测量地点上的温度，并将显示温度的信号通过有线或者无线发送到温度转换部13。温度转换部13，将从温度传感器12接收的信号转换为温度。系数运算部10C，为了使利用温度传感器12测量的被测量光纤2的温度与利用温度分布计算部10B计算的被测量光纤2的温度一致，而计算出用于修正的系数p。

在第五实施方式中，为了基于被测量光纤2的附近设置的温度传感器12检测出的光纤2的测量温度来算出系数p，而在实际温度测量前，在无氢气氛中和氢气氛中测量反斯托克斯光及参考光的感光强度的变化，并无需基于这些测量结果来算出系数p，就能够进行被测量光纤2的温度测量。因此，即使由光源1的输出波长的变化等导致系数p的值变化的情况下，也能够不受其影响地，进行反斯托克斯光的感光强度的正确的修正。另外，通过设置多个温度传感器12，即使在被测量光纤2的各测量地点之间的温度差较大的情况下，也能够进行高精度的修正。另外，第五实施方式也能够适用于其它各实施方式。

(第六实施方式)

图22是表示本发明的第六实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。在第六实施方式中，信号处理部10，在具有如下特点的方面，与第四实施方式不同，即进一步具有系数数据读取部10D，该读取部在对于反斯托克斯光的感光强度，将基于由氢分子产生的参考光的感光强度的变化量来计算的由氢分子产生的反斯托克斯光的感光强度的变化量，在每个测量地点上进行相加时，从外部输入用于修正的系数p。在图22中，也表示被测量光纤2在氢气氛中的状态。另外，对于具有与第四实施方式相同的构成及同样的作用的部分标记共同的符号。另外，第六实施方式也能够适用于其它各实施方式。

(第七实施方式)

图23是表示本发明的第七实施方式涉及的光纤温度分布测量系统的简要构成图。斯托克斯光比反斯托克斯光温度依存性低，但具有温度依存性。因此，在计算式(11)中，在测量无氢气氛中的斯托克斯光的感光强度I_S0(x)和氢气氛中的斯托克斯光的感光强度I_S1(x)时，当被测量光纤2的周围温度存在差别的情况下，通过由该周围温度差产生的斯托克斯光的感光强度的差，而在由计算式(11)计算出的斯托克斯光的感光强度的变化量上产生误差。然而，通过从由计算式(11)计算出的斯托克斯光的感光强度的变化量上，减去由该周围温度的差产生的感光强度的差，而能够解决误差的问题。

第七实施方式中，信号处理部10，在具有如下特点的方面，与第四实施方式不同，即进一步具有参考光修正部10E，该修正部决定由被测量光纤2的周围温度差产生的参考光的感光强度的变化量，且对于参考光的感光强度，在被测量光纤2的各测量地点上，加上由周围温度差的参考光产生的感光强度的变化量。在图23中，也表示被测量光纤2在氢气氛中的状态。另外，对于具有与第四实施方式相同的构成及同样的作用的部分标记共同的符号。

在第七实施方式中，由被测量光纤2的周围温度差产生的参考光的感光强度的变化量能够按如下方式求出。首先，将初次的温度分布的测量，在氢分子未向被测量光纤2扩散，且氢分子吸收的影响较小的阶段中进行。接着，在第二次温度分布测量时，基于初次的温度分布测量中所获得的结果，来决定由周围温度差产生的参考光的感光强度的变化量。此外，在下一次以后的测量中，能够基于在上一次的温度分布测量中所获得的结果，来决定由温度差产生的参考光的感光强度的变化量，并重复同样的步骤。

另外，在最新的温度分布的测量结果，明确了测量参考光的感光强度的被测量光纤2的周围温度与在信号处理部10设定的周围温度不同的情况下，基于最新的测量温度来设定测量参考光的感光强度时的周围温度。此外，基于预先测量的、周围温度与由周围温度之差产生的参考光的感光强度的变化量的关系数据，来修正由周围温度差产生的参考光的感光强度的变化量。基于该被修正后的参考光的感光强度，再次测量被测量光纤2的温度分布。

另外，由于能够在氢分子吸收的影响较少的气氛中，通过现有技术来测量温度，因此能够将该测量温度设为修正由周围温度差产生的参考光的感光强度的变化量时的初始温度。另外，参考光修正部10E也可以适用于第五及第六实施方式中。

在第一至第七实施方式中所使用的温度测量用光源的光源波长，有850nm带、1060nm带、1300nm带、1550nm带等，然而本发明不限定于这些波长。

另外，作为在第一至第七实施方式中所使用的被测量光纤2，能够使用各种光纤，然而特别优选为使用纯石英纤芯光纤。

在氢气氛中，除了由氢分子的扩散产生的光传输损耗的增加外，如在上述的参考文献(N.Uchida and N.Uesugi，“Infrared Optical LossIncrease in Silica Fibers due to Hydrogen”，J.Lightwave Technol.，VolLT-4，No.8，pp.1132-1138，Aug.1986.)中所公开的那样，存在如下课题，即，氢分子与光纤中的玻璃缺陷的化学反应的结果，增加由OH基形成引起的OH基吸收损耗等的吸收损耗。对于由这些吸收损耗引起的误差，根据本发明的感光强度的修正是无效的。另一方面，已知在纯石英纤芯光纤中几乎不产生这些吸收损耗的增加。该情况，例如，公开在参考文献(H.Kanamori et al“Transmission Characteristics and Reliabillty ofPure-Silica-Core Single-Mode Fibers”，J.Lightwave Technol.，Vol LT-4，No.8，pp.1144-1150，Aug.1986.)等中。因此，由于通过使用不与氢发生化学反应的纯石英纤芯光纤，就能够防止氢分子与光纤的化学反应的结果而产生的吸收损耗，因此作为修正氢分子吸收的影响的本发明的温度分布测量系统用光纤，适用纯石英纤芯光纤是有效的。

因此，对于本发明的温度分布测量系统中使用了纯石英纤芯光纤的情况，与使用其它光纤的情况相比，具有能够进一步降低误差的效果。

产业上的可利用性

根据本发明的光纤温度分布测量装置、光纤温度分布测量方法及光纤温度分布测量系统，由于能够修正氢气氛中的斯托克斯光及反斯托克斯光的由氢分子产生的光传输损耗，因此即使在氢气氛中也可以进行正确的温度测量。