研究開発された技術紹介

川下企業の簡易設置と非接触計測のニーズを踏まえ、光ファイバで音波を分布測定する技術を開発する。光源の位相ノイズを抑え、音波の周波数に追随する処理速度で、海外類似技術より約500倍の周波数範囲と5倍の空間分解能を達成する。桁違いに多いセンサ数と長距離計測の両立がもたらす豊富な音波情報により、石油開発及びCO2貯留時の高精度かつ低コストの地層探査と、災害対策にも資する広域ライフライン評価ツールが実現できる。

光ファイバにおいて、後方散乱光の位相変化が光ファイバを伝わる音波の粒子速度に比例することを利用し、位相を計測することで、光ファイバに沿って多くの箇所で音波を計測するシステムを開発する
(新技術)
後方散乱光の位相を解析し、光ファイバの各場所で音波を受信する
(新技術の特徴)
高周波対応により高い空間分解能を有し、簡易設置と非接触計測を実現するシステムとなる

・光源の位相ノイズを同時測定し補正する技術の開発
-光源位相精度10°を達成した
・後方散乱光の位相解析と圧縮信号の復元技術の開発
-空間分解能20cmにて音波信号が復元できた
・音波の周波数に追随可能な処理速度を有するシステムの開発
-実際の音波による検証は4KHzまで実施した

光ファイバから離れた箇所を非接触に計測することを可能にする、光ファイバ分布式音波検知システム

・開発目標をほぼ達成し、基本原理について試作機で実証することができた
・川下ユーザへ展開するためには、商品化開発と現場での実証試験によるブラッシュアップを進める必要がある

・高精度・低コストの地層探査や広域ライフライン評価ツールが実現
-分布センシングの特長により、光ファイバ全体が音波を検知するセンサとなることから、光ファイバを通じて豊富な音波情報が得られる
・1本の光ファイバでより広範囲のモニタリングが可能
-音波を計測することで、光ファイバと接触していない広範囲の情報が得られる
・光ファイバセンサの設置が容易
-従来は、対象物に光ファイバを接触させる必要があったため、設置の難しさや施工コスト上昇が導入の阻害要因になっていた
-非接触で計測できれば、光ファイバセンサ施工のコストを大幅に引き下げ、導入の起爆剤になる

・川下ユーザからのニーズ情報や実証試験を踏まえて、ニーズにマッチしユーザの現場で使える製品の開発に取組んでいる