光纤传感扩展装置和光纤传感系统的制作方法

本公开涉及一种光纤传感扩展装置以及一种光纤传感系统。

背景技术：

存在一种称为光纤传感的技术，该技术使用光纤作为传感器。光纤传感用于检测监视对象的状态等。

在此，当监视对象是基础设施(诸如道路、铁轨、电线杆、隧道或桥梁时，可能存在将现有光纤(例如，现有通信光纤)铺设在监视对象中的情况。在这种情况下，通过利用现有光纤作为传感器，可以检测监视对象的状态等。

然而，近年来，在光纤传感系统中，监视对象变得多样化，并且现有光纤并不总是铺设在监视对象附近。

另外，当实现先进的光纤传感系统时，需要具有增强的灵敏度的传感，但是具有现有光纤布置的检测灵敏度可能无法胜任。

因此，近来，需要扩展光纤传感系统，以便能够添加监视对象并提高待实现的检测灵敏度。

作为用于扩展光纤传感系统的技术，例如，可以提及专利文献1。在专利文献1描述的技术中，光纤被安装在监视区域中，并且通过光纤传播的光被光电二极管接收。然后，经由电缆连接到光电二极管的确定检测单元基于由光电二极管检测到的电信号的频率和振幅来检测施加到光纤的振动或位移。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本未经审查的专利申请公开no.2008-309497

技术实现要素：

技术问题

然而，在专利文献1描述的技术中，需要与现有光纤独立地重新铺设光纤。因此，存在无法有效地利用现有光纤和新安装的光纤的成本变高的问题。

因此，本公开的目的是提供一种光纤传感扩展装置以及一种光纤传感系统，其可以解决上述问题，从而有效地利用现有光纤并且低成本地且容易地扩展光纤传感系统。

问题的解决方法

根据一个方面的光纤传感扩展装置，包括：

传感器单元，该传感器单元被配置成存储传感光纤；

固定单元，该固定单元被配置成将传感器单元固定到监视对象；以及

纤维连接单元，该纤维连接单元被配置成能够将传感光纤连接到光纤，其中，

纤维连接单元将传感器单元的检测结果叠加在由光纤传输的光学信号上。

根据一个方面的光纤传感系统包括：

光纤；

传感器单元，该传感器单元被配置成存储传感光纤；

固定单元，该固定单元被配置成将传感器单元固定到监视对象；

纤维连接单元，该纤维连接单元被配置成能够将传感光纤连接到光纤；以及

检测单元，其中，

纤维连接单元将传感器单元的检测结果叠加在由光纤传输的光学信号上，并且

检测单元基于叠加在光学信号上的传感器单元的检测结果来检测与监视对象相对应的图样(pattern)。

发明的有益效果

根据上述方面，可以通过有效地利用现有光纤来实现可以低成本地且容易地扩展光纤传感系统的效果。

附图说明

图1示出了根据示例实施例的光纤传感系统的基本配置的示例。

图2示出了安装有根据示例实施例的传感器单元的监视对象的监视点的示例。

图3示出了与监视对象相对应的唯一图样的示例。

图4示出了与监视对象相对应的唯一图样的另一示例。

图5示出了连接方法的示例，通过该连接方法，根据示例实施例的纤维连接单元将传感光纤连接到光纤。

图6示出了连接方法的另一示例，通过该连接方法，根据示例实施例的纤维连接单元将传感光纤连接到光纤。

图7示出了根据示例实施例的纤维连接单元传输监视对象中的参数的检测结果所通过的路径的示例。

图8示出了根据示例实施例的纤维连接单元传输监视对象中的参数的检测结果所通过的路径的另一示例。

图9示出了作为根据示例实施例的光纤传感系统的变型的配置的示例。

图10示出了作为根据示例实施例的光纤传感系统的变型的配置的另一示例。

图11示出了根据示例实施例的纤维连接单元的配置的进一步示例。

图12示出了根据示例实施例的传感器单元中的传感光纤的布置图样的示例。

图13示出了根据示例实施例的传感器单元中的传感光纤的布置图样的另一示例。

图14示出了根据示例实施例的传感器单元中的传感光纤的布置图样的进一步示例。

图15示出了根据示例实施例的传感器单元中的传感光纤的三维布置的示例。

图16示出了在根据示例实施例的传感光纤与监视对象之间插入缓冲材料的状态的示例。

图17示出了在根据本示例实施例的光纤传感系统中光纤具有分支配置的配置的示例。

图18示出了在根据本示例实施例的光纤传感系统中光纤具有分支配置的配置的另一示例。

图19是示出了根据本示例实施例的光纤传感系统的操作流程的示例的流程图。

图20示出了根据另一示例实施例的纤维连接单元的配置的示例。

图21示出了根据另一示例实施例的纤维连接单元的配置的另一示例。

图22示出了根据另一示例实施例的光纤传感系统的基本配置的示例。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本公开的示例实施例。

<示例实施例>

<示例实施例的基本配置>

首先，将参考图1描述根据本示例实施例的光纤传感系统的基本配置。

如图1所示，根据本示例实施例的光纤传感系统包括光纤10、光纤传感仪器20和光纤传感扩展装置30。注意，光纤传感仪器20是检测单元的示例。

光纤10是从光纤传感仪器20延伸并铺设在基础设施(诸如道路、铁轨、电线杆、隧道和桥梁)中的现有光纤。光纤10可以是通信光纤或为用于监视上述基础设施而预先铺设的传感光纤。此外，通常，通信光纤铺设在通过覆盖多条通信光纤而形成的光缆的方面。此时，如果在多条通信光纤之中存在未使用的通信光纤，则可以将未使用的通信光纤用作光纤10。

光纤传感扩展装置30包括：传感器单元32，在该传感器单元32中存储有传感光纤33；以及纤维连接单元31，该纤维连接单元能够将传感光纤33连接到光纤10。而光纤传感扩展装置30还包括用于将传感器单元32固定到监视对象40的固定单元(参见图2等)，将在后文描述该固定单元的细节。

在根据本示例实施例的光纤传感系统中，当进行扩展(诸如添加监视对象40和提高检测灵敏度)时，将传感器单元32安装到待添加的监视对象40、提高检测灵敏度的监视对象40等。例如，监视对象40是基础设施(诸如道路、铁轨、电线杆、隧道、桥梁)以及基础设施的周围环境。传感器单元32固定到监视对象40本身，或者埋入并固定在监视对象40附近的地面中。此外，由于监视对象40在每个位置处具有不同的振动等，所以传感器单元32可以安装在用于一个监视对象40的多个监视点处。图2示出了当监视对象40是隧道时将传感器单元32安装在隧道的两个监视点p1和p2处的示例。此外，可以通过将光纤传感扩展装置30容纳在壳体中并将壳体本身安装在监视对象40中来将传感器单元32安装在监视对象40中。

如上所述，传感器单元32存储传感光纤33。存储传感光纤33的方法不受特别限制。例如，传感器单元32可以用作壳体，并且传感光纤33可以被容纳在壳体内部，或者传感器单元32可以由具有预定形状(例如，矩形形状)的构件构成，并且传感光纤33可以用胶带等粘结到构件的外表面。此外，传感光纤33的长度可以是与安装有传感器单元32的监视对象40相对应的长度。例如，尽管可以设想到，如果监视对象40为电线杆，则使传感光纤33的长度为约1m，并且如果监视对象40为隧道，则使传感光纤的长度为约10m，但不限于此。然后，传感器单元32借助于传感光纤33检测在安装有传感器单元32的监视对象40中产生的各种参数，诸如振动、声音、温度和应力。

如上所述，纤维连接单元31具有传感光纤33可以连接到光纤10的配置。注意，纤维连接单元31被配置成不仅能够将传感光纤33连接到现有光纤(诸如光纤10)，而且还能够连接到新安装的光纤。然后，纤维连接单元31将由传感器单元32检测到的监视对象40中的参数的检测结果叠加在由光纤10传输的光学信号上。

光纤传感仪器20使光学信号入射到光纤10中并从光纤10接收光学信号。例如，入射到光纤10中的光学信号是用作检测光学信号的脉冲光，并且从光纤10接收的光学信号是随着该脉冲光传输通过光纤10而针对每个传输距离产生的散射光。

在此，如上所述，在由光纤传感仪器20接收的光学信号上，叠加由传感器单元32检测到的监视对象40中的参数(振动、声音、温度、应力等)的检测结果。此时，监视对象40中的每个参数的图样是动态地波动的波动图样，并且取决于监视对象40的状态、结构、材料等而不同。例如，当参数是振动时，通过检测振动强度、振动位置，振动频率的波动等的转变，可以定义在监视对象物40中产生的振动的动态唯一图样。

因此，光纤传感仪器20基于例如监视对象40中的振动的检测结果，通过使用分布式振动传感器来检测监视对象40中的振动的动态唯一图样。图3和图4是当监视对象40是诸如隧道的结构时的振动的动态唯一图样的示例，其示出了在对结构的振动数据(横轴是时间，并且竖轴是强度(振幅))进行fft(快速傅立叶变换)之后的频率特性(横轴是频率，并且竖轴是强度(振幅))。如图3和图4所示，强度峰值出现在结构的频率特性中，并且出现该峰值的频率取决于结构的劣化状态而不同。因此，可以通过光纤传感仪器20检测结构的振动的动态唯一图样来确定结构的劣化状态。

此外，光纤传感仪器20可以通过使用分布式声学传感器、分布式温度传感器等同时检测监视对象40中的声音和温度等的动态唯一图样，来检测监视对象40的复杂唯一图样。这使得可以以更高的精度确定监视对象40的状态、结构、材料等。

此外，光纤传感仪器20可以例如基于使脉冲光入射到光纤10中的时间与从光纤10接收到散射光的时间之间的时间差来识别出现唯一图样的位置。因此，光纤传感仪器20还可以识别监视对象40的位置。

如上所述，根据本示例实施例的光纤传感扩展装置30包括：纤维连接单元31，该纤维连接单元可以将存储有传感光纤33的传感器单元32以及传感光纤33连接到光纤10，并且将由传感器单元32检测到的检测结果叠加在由光纤10传输的光学信号上；以及固定单元等，该固定单元将传感器单元32固定到监视对象40。

因此，仅通过将传感器单元32固定到待添加的监视对象40和期望提高检测精度的监视对象40，并且由纤维连接单元31将传感光纤33连接到现有光纤10，就可以进行扩展，诸如监视对象40的添加和检测灵敏度的提高。因此，可以通过有效地利用现有光纤10来低成本地且容易地扩展光纤传感系统。

在下文中，将更详细地描述根据本示例实施例的光纤传感系统。

<将传感光纤33与光纤10连接的方法>

首先，将描述用于在纤维连接单元31中将传感光纤33连接到光纤10的连接方法。

(a1)光学连接

纤维连接单元31可以将传感光纤33光学地连接到光纤10。

例如，如图5所示，纤维连接单元31可以将传感光纤33的素线直接连接到光纤10的素线。在这种情况下，接头等可以用于连接。

可替代地，如图6所示，纤维连接单元31可以通过使用连接器cn将传感光纤33的素线连接到光纤10的素线。注意，在图6中，连接器cn布置在光纤10侧和光纤传感扩展装置30侧，但是连接器cn的布置不限于此。例如，连接器cn可以仅布置在光纤10侧，可以仅布置在光纤传感扩展装置30侧，或者可以仅布置在光纤10与光纤传感扩展装置30之间。

在此，当纤维连接单元31将传感光纤33光学地连接到光纤10时，由光纤传感仪器20入射到光纤10中的检测光学信号(脉冲光)在纤维连接单元31处被接收。具体地，在光纤10上，光学耦合器或分光器(未示出)设置在与纤维连接单元31的连接部分的前级中，并且接收由光学耦合器或分光器分波的检测光学信号。因此，在存储在传感器单元32中的传感光纤33中，产生了相对于检测光学信号的散射光。该散射光根据在安装有传感器单元32的监视对象40中产生的振动、声音、温度、应力等而波动。因此，传感器单元32通过检测散射光来检测监视对象40中的各种参数，诸如振动、声音、温度和应力。

此时，可以将几条路径视为纤维连接单元31传输由传感器单元32检测到的监视对象40中的参数的检测结果所通过的路径。

例如，如图7所示，纤维连接单元31可以在与检测光学信号的传输方向相反的方向(即，到光纤传感仪器20的方向)上传输检测结果。

可替代地，如图8所示，纤维连接单元31可以在与检测光学信号的传输方向相同的方向(即，在与到光纤传感仪器20的方向相反的方向)上传输检测结果。然而，在图8的情况下，光纤传感仪器20在该状态下不能接收检测结果。因此，例如，如图9所示，光纤10可以形成为环形，使得光纤10的两端可以连接到光纤传感仪器20。可替代地，如图10所示，光纤10的一端可以连接到光纤传感仪器20，并且另一端可以连接到另一光纤传感仪器20a。在图10的情况下，光纤传感仪器20使检测光学信号入射到光纤10中，并且光纤传感仪器20a接收来自光纤10的检测结果，并且基于检测结果检测监视对象40的唯一图样。

(a2)除了光学连接以外的连接

纤维连接单元31可以通过除了光学连接以外的方法将传感光纤33连接到光纤10。在此，假定纤维连接单元31基于由传感器单元32检测到的监视对象40中的参数的检测结果来检测监视对象40的唯一图样，并将检测到的唯一图样叠加在由光纤10传输的光学信号上。在下文中，参考图11描述在这种情况下的纤维连接单元31的配置。

图11所示的纤维连接单元31包括光源311、检测光学信号输出单元312、图样检测单元313和干扰产生单元314。

在图11的配置的情况下，由于纤维连接单元31未将传感光纤33光学地连接到光纤10，所以将不会接收由光纤传感仪器20入射到光纤10中的检测光学信号(脉冲光)。因此，提供光源311以产生待入射到传感光纤33中的检测光学信号。

检测光学信号输出单元312从光源311的输出产生检测光学信号，并使产生的检测光学信号入射到存储在传感器单元32中的传感光纤33中。

图样检测单元313基于由传感器单元32检测到的监视对象40中的参数的检测结果，来检测与监视对象40的状态、结构、材料等相对应的动态唯一图样，并基于检测到的图样来控制干扰产生单元314。注意，用于检测唯一图样的方法可以与上述的光纤传感仪器20中的方法相同。

在图样检测单元313的控制下，干扰产生单元314将由图样检测单元313检测到的监视对象40的唯一图样叠加在由光纤10传输的光学信号上。具体地，干扰产生单元314向光纤10提供与监视对象40的唯一图样相对应的干扰，从而将监视对象40的唯一图样叠加在通过光纤10传输的光学信号上。提供给光纤10的干扰例如是振动、声音、热量等。干扰产生单元314例如是：向光纤10提供与在监视对象40中产生的振动图样相对应的振动的振动源；向光纤10提供与在监视对象40中产生的声学图样相对应的声音的声源(例如扬声器、音锤等)；以及向光纤10提供与在监视对象40中产生的温度图样相对应的温度变化的热源等。此外，干扰产生单元314可以向光纤10提供与监视对象40的唯一图样相对应的干扰，即，与监视对象40的状态等相对应的干扰。因此，干扰产生单元314可以通过使用与用于检测监视对象40的状态等的源不同的源来向光纤10提供干扰。例如，当通过振动检测监视对象40的状态等时，可以通过使用声源或热源将与在该状态等时在监视对象40中产生的声音或温度的唯一图样相对应的干扰提供给光纤10。

<安装传感器单元32的方法>

随后，将描述用于将传感器单元32安装在监视对象40中的安装方法。

(b1)使用壳体的方法

传感器单元32可以与纤维连接单元31一起被容纳在壳体中，并且壳体本身可以被固定到监视对象40。这时，作为用于将壳体固定到监视对象40的固定方法，可以使用诸如将壳体放置在监视对象40上或用胶带等将壳体粘结到监视对象40的方法。当监视对象40是结构时，固定方法可以例如是：诸如用螺栓等将壳体驱动到监视对象40中；用绳等将壳体缠绕在监视对象40周围；以及通过使用固定夹具将壳体固定到监视对象40。

(b2)未使用壳体的方法

可以用胶带将存储在传感器单元32中的传感光纤33固定到监视对象40。此时，传感光纤33和胶带可以被预先集成在一起。此外，可以将具有存储在传感器单元32中的内置传感光纤33的片材(例如，树脂片材)固定到监视对象40。此外，在该方法(b2)的情况下，纤维连接单元31可以被容纳在壳体中，并且壳体可以通过上述方法(b1)固定到监视对象40。

即，在上述方法(b1)中，上述固定部分(用于将传感器单元32固定到监视对象40的固定部分)例如是胶带、螺栓、绳或固定夹具等，以用于将用于容纳传感器单元32的壳体固定到监视对象40。此外，在上述方法(b2)中，上述固定部分例如是胶带或片材等，以用于将存储在传感器单元32中的传感光纤33固定到监视对象40。

<传感器单元32中的传感光纤33的布置图样>

随后，将描述传感器单元32中的传感光纤33的布置图样。

传感器单元32中的传感光纤33的布置图样可以是各种图样。例如，传感光纤33可以具有如图12所示的线性图样、如图13所示的折叠结构的图样或如图14所示的螺旋结构的图样。其中，由于图13和图14所示的折叠结构和螺旋结构的图样增加了传感光纤33的密度，所以可以提高监视对象40的检测灵敏度。

此外，如图15所示，传感光纤33可以在彼此正交的三个轴方向中的每个上三维地布置在传感器单元32中。具体地，例如，当传感器单元32具有矩形形状时，具有图12至图14中的任一图样的传感光纤33例如可以分别布置在平行于xz平面的前侧表面32a、平行于yz平面的右侧表面32b以及平行于xy平面的上表面32c上。这使得可以检测监视对象40的三个不同振动轴的振动状态。

此外，例如，在监视对象40剧烈晃动的情况下，如果将传感光纤33直接安装在监视对象40上，则将检测到过度振动，使得无法以适当的强度检测振动状态。

因此，如图16所示，可以通过在传感光纤33与监视对象40之间插入用于减轻冲击的缓冲材料34(诸如衬垫)来将传感光纤33安装在监视对象40上。这使得可以调节由传感器单元32检测的振动的强度，从而调节检测灵敏度。

<光纤传感仪器20的布置位置>

接下来，将描述光纤传感仪器20的布置位置。

光纤传感仪器20可以布置在通信载波站建筑物内部或通信载波站建筑物外部。

此外，当光纤传感仪器20布置在通信载波站建筑物外部时，光纤传感仪器20可以布置在光纤传感扩展装置30附近。此外，可以布置多个光纤传感仪器20。例如，可以针对预定数量(例如10个)的光纤传感扩展装置30布置一个光纤传感仪器20。此外，在布置多个光纤传感扩展装置30的区域中，可以针对预定距离(例如10m)布置一个光纤传感仪器20。

<当光纤10具有分支配置时>

随后，在根据本示例实施例的光纤传感系统中，将描述当光纤10具有分支配置时的配置。

例如，在使用铺设在电线杆上的光纤10的用户侧光通信网络中，如在pon(无源光网络)中一样，在通信载波站建筑物侧与用户侧之间采用1:n型通信方案。

如图17所示，当在根据本示例实施例的光纤传感系统中采用1:n型通信方案时，安装一个或多个(在图17中为两个)分支单元50(诸如光学耦合器或wss(波长可选开关))，使得光纤10由分支单元50分支。

此时，光纤传感扩展装置30可以被布置成在分支之后终止未使用的光纤10的线路(图17中的光纤传感扩展装置30a)。可替代地，如图1所示，光纤传感扩展装置30可以被布置成在分支之后插入到正在使用的光纤10的线路的中间(图17中的光纤传感扩展装置30b)。

在此，假定在分支之后的光纤10的每条线路中使用相同的波长，并且在两条不同的线路中的每个中，存在位于与光纤传感仪器20相同的距离处的光纤传感扩展装置30。然而，在这种情况下，即使从分别位于两条不同线路上的两个光纤传感扩展装置30接收散射光，光纤传感仪器20也不能区分这两个光纤传感扩展装置30。

因此，可以在分支之后将不同的波长分配给每条线路，使得光纤传感仪器20可以根据光学信号的波长来辨别不同的线路。在图17的示例中，将波长λ1分配给布置有光纤传感扩展装置30a的线路。因此，光纤传感扩展装置30a的纤维连接单元31包括滤波器315，该滤波器315使波长λ1的光学信号通过，并且被配置成仅向该线路发送波长λ1的光学信号和从该线路接收波长λ1的光学信号。此外，将波长λn分配给布置有光纤传感扩展装置30b的线路。因此，光纤传感扩展装置30b的纤维连接单元31包括滤波器315，该滤波器使波长λn的光学信号通过，并且被配置成仅向该线路发送波长λn的光学信号和从该线路接收波长λn的光学信号。

此外，如图18所示，波长可以不分配给每条线路，而是分配给每个光纤传感扩展装置30。此时，优选的是，将波长分配给位于不同的线路上但位于与光纤传感仪器20相同的距离处的光纤传感扩展装置30，使得波长彼此不同。结果，光纤传感仪器20可以通过光学信号的波长来辨别光纤传感扩展装置30。

在图18的示例中，光纤传感扩展装置30a和30b分别位于不同的线路上，但位于与光纤传感仪器20相同的距离处。因此，将波长λ1分配给光纤传感扩展装置30a，并且将波长λ2分配给光纤传感扩展装置30b。此外，光纤传感扩展装置30c和30d也位于不同的线路上，但位于与光纤传感仪器20相同的距离处。因此，将波长λ2分配给光纤传感扩展装置30c，并且将波长λ3分配给光纤传感扩展装置30d。此外，在图18的示例中，将波长λ2分配给光纤传感扩展装置30b和30c两者。这是因为光纤传感扩展装置30b和30c位于与光纤传感仪器20不同的距离处，使得光纤传感仪器20可以通过该距离来辨别它们，并且不需要通过光学信号的波长来辨别两者。

因此，光纤传感扩展装置30a的纤维连接单元31包括滤波器315，该滤波器315使波长λ1的光学信号通过，并且被配置成仅发送和接收波长λ1的光学信号。类似地，光纤传感扩展装置30b和30c的纤维连接单元31包括滤波器315，该滤波器使波长λ2的光学信号通过，并被配置成仅发送和接收波长λ2的光学信号，并且光纤传感扩展装置30d的纤维连接单元31包括滤波器315，该滤波器315使波长λ3的光学信号通过，并被配置成仅发送和接收波长λ3的光学信号。

如图18所示，针对每个光纤传感扩展装置30的波长分配是示例性的，并且不限于此。可以以允许光纤传感仪器20辨别多个光纤传感扩展装置30中的每个的任何方式来分配波长。

<示例实施例的操作>

在下文中，将描述根据本示例实施例的光纤传感系统的操作。在此，将参考图19描述根据本示例实施例的光纤传感系统的操作流程。注意，图19示出了在将光纤传感扩展装置30的传感器单元32安装在监视对象40中并且通过纤维连接单元31将存储在传感器单元32中的传感光纤33连接到光纤10之后的操作。

如图19所示，首先，传感器单元32通过使用传感光纤33来检测在监视对象40中产生的各种参数，诸如振动、声音、温度和应力(步骤s1)。

随后，纤维连接单元31将由传感器单元32检测到的监视对象40中的参数的检测结果叠加在由光纤10传输的光学信号上(步骤s2)。

之后，光纤传感仪器20接收叠加有监视对象40中的参数的检测结果的光学信号，并基于监视对象40中的参数的检测结果来检测与监视对象40相对应的图样(步骤s3)。该图样变为与监视对象40的状态、结构、材料等相对应的动态唯一图样。

<示例实施例的效果>

如上所述，根据本示例实施例，光纤传感扩展装置30包括：纤维连接单元31，该纤维连接单元可以将存储有传感光纤33的传感器单元32以及传感光纤33连接到光纤10，并将在传感器单元32中检测到的检测结果叠加在通过光纤10传输的光学信号上；以及固定单元等，该固定单元将传感器单元32固定到监视对象40。

因此，仅通过将传感器单元32固定到待添加的监视对象40和期望提高检测灵敏度的监视对象40等，并且由纤维连接单元31将传感光纤33连接到现有光纤10，就可以进行扩展，诸如监视对象40的添加和检测灵敏度的提高。因此，可以通过有效地利用现有光纤10来低成本地且容易地扩展光纤传感系统。

此外，根据本示例实施例，利用了将光纤用作传感器的光纤传感技术。因此，可以获得诸如对电磁噪声不敏感、无需向传感器供电、优异的环境耐性、易于维护等优点。

<其他实施例>

在图11的示例中，纤维连接单元31检测与监视对象40的状态、结构、材料等相对应的动态唯一图样，并且向光纤10提供与监视对象40的唯一图样相对应的干扰；然而，也可以将监视对象40的唯一图样直接发送到光纤传感仪器20。在下文中，将参考图20描述在这种情况下的纤维连接单元31的配置。

图20所示的纤维连接单元31与图11所示的配置相比的不同之处在于，用无线发送单元316替换干扰产生单元314。

无线发送单元316将由图样检测单元313检测到的监视对象40的唯一图样无线发送到光纤传感仪器20。因此，缩短了光纤传感仪器20的监视区段，并且减少了待监视的监视对象40的数量。由于缩短了光纤传感仪器20的监视区段，所以缩短了脉冲光和散射光的传输距离，使得减少了光纤损耗。结果，可以提高接收到的散射光的s/n比(信噪比)，从而提高监视精度。此外，由于减少了由光纤传感仪器20监视的监视对象40的数量，所以可以改进监视周期。

在图20的示例中，检测光学信号输出单元312使从光源311的输出产生的检测光学信号入射到传感光纤33中，但不限于此。例如，如图21所示，传感光纤33可以光学地连接到光纤10，并且可以使从光纤传感仪器20接收到的检测光学信号入射到传感光纤33中。

此外，在图20和图21的示例中，监视对象40的唯一图样是无线发送的，但唯一图样的传输不限于无线发送。例如，可以设置有线传输单元来代替无线发送单元316，并且有线传输单元可以经由lan(局域网)电缆等通过电线传输唯一图样。

此外，如图22所示，光纤传感系统可以包括分析器60，该分析器60基于与由光纤传感仪器20检测到的监视对象40的状态、结构、材料等相对应的监视对象40的唯一图样来分析监视对象40的状态、结构，材料等。例如，分析器60可以通过对动态地表示与监视对象40的状态、结构、材料等相对应的振动变化(例如，振动强度变化的转变)的唯一图样进行图样分析来高精度地检测监视对象40的状态、结构、材料等。分析器60可以与光纤传感仪器20一起布置在通信载波站建筑物内部，或者可以布置在通信载波站建筑物外部。

尽管已经参考示例实施例描述了本公开，但是本公开不限于上述示例实施例。在本公开的范围内，可以对本公开的配置和细节进行本领域技术人员可以理解的各种改变。

例如，本公开还可以通过处理器(诸如cpu(中央处理单元))通过读取并执行存储在存储器(诸如ram(随机存取存储器)或rom(只读存储器))中的计算机程序来进行光纤传感扩展装置的任何处理来实现。

可以使用各种类型的非暂时性计算机可读介质来存储上述程序并将其供应给计算机。非暂时性计算机可读介质包括各种类型的有形存储介质。非暂时性计算机可读介质的示例包括磁记录介质(例如，软盘、磁带、硬盘驱动器)、磁光记录介质(例如，磁光盘)、cd-rom(光盘只读存储器)、cd-r(可刻录cd)、cd-r/w(可重写cd)以及半导体存储器(例如，掩模rom、prom(可编程rom)、eprom(可擦除prom)、闪存rom、ram(随机存取存储器))。上述程序也可以通过各种类型的暂时性计算机可读介质供应给计算机。暂时性计算机可读介质的示例包括电信号、光学信号和电磁波。暂时性计算机可读介质可以经由有线通信路径(诸如电线和光纤)或无线通信路径将程序供应给计算机。

此外，以上公开的实施例的全部或一部分可以被描述为但不限于以下补充注释。

(补充注释1)

一种光纤传感扩展装置，包括：

传感器单元，该传感器单元被配置成存储传感光纤；

固定单元，该固定单元被配置成将传感器单元固定到监视对象；以及

纤维连接单元，该纤维连接单元被配置成能够将传感光纤连接到光纤，其中，

纤维连接单元将传感器单元的检测结果叠加在由光纤传输的光学信号上。

(补充注释2)

根据补充注释1所述的光纤传感扩展装置，其中，光纤是现有光纤。

(补充注释3)

根据补充注释1或2所述的光纤传感扩展装置，其中，纤维连接单元基于传感器单元的检测结果来检测与监视对象相对应的图样，并将检测到的图样叠加在光学信号上。

(补充注释4)

根据补充注释3所述的光纤传感扩展装置，其中，纤维连接单元向光纤提供与检测到的图样相对应的干扰。

(补充注释5)

根据补充注释1至4中的任一项所述的光纤传感扩展装置，其中，固定单元将包括传感器单元的壳体固定到监视对象。

(补充注释6)

根据补充注释1至5中的任一项所述的光纤传感扩展装置，其中，在传感器单元中将传感光纤布置在彼此正交的三个轴方向中的每个上。

(补充注释7)

根据补充注释1至6中的任一项所述的光纤传感扩展装置，其中，固定单元将传感器单元固定到监视对象，其中在传感光纤与监视对象之间插入有缓冲材料。

(补充注释8)

根据补充注释1至7中的任一项所述的光纤传感扩展装置，其中，

光纤由分支单元分支，并且

纤维连接单元将传感光纤连接到由分支单元分支的光纤的线路。

(补充注释9)

根据补充注释8所述的光纤传感扩展装置，其中，

波长被分配给光纤的每条线路，并且

纤维连接单元包括滤波器，该滤波器使分配给与传感光纤连接的光纤的线路的波长的光学信号通过，并且向该线路发送该波长的光学信号和从该线路接收该波长的光学信号。

(补充注释10)

根据补充注释8所述的光纤传感扩展装置，其中，

波长被分配给光纤传感扩展装置，并且

纤维连接单元包括滤波器，该滤波器使分配给光纤传感扩展装置的波长的光学信号通过，并且向与传感光纤连接的光纤的线路发送该波长的光学信号和从与传感光纤连接的光纤的线路接收该波长的光学信号。

(补充注释11)

一种光纤传感系统，包括：

光纤；

传感器单元，该传感器单元被配置成存储传感光纤；

固定单元，该固定单元被配置成将传感器单元固定到监视对象；

纤维连接单元，该纤维连接单元被配置成能够将传感光纤连接到光纤；以及

检测单元，其中，

纤维连接单元将传感器单元的检测结果叠加在由光纤传输的光学信号上，并且

检测单元基于叠加在光学信号上的传感器单元的检测结果来检测与监视对象相对应的图样。

(补充注释12)

根据补充注释11所述的光纤传感系统，其中，光纤是现有光纤。

(补充注释13)

根据补充注释11或12所述的光纤传感系统，其中，纤维连接单元基于传感器单元的检测结果来检测与监视对象相对应的图样，并将检测到的图样叠加在光学信号上。

(补充注释14)

根据补充注释13所述的光纤传感系统，其中，纤维连接单元向光纤提供与检测到的图样相对应的干扰。

(补充注释15)

根据补充注释11至14中的任一项所述的光纤传感系统，其中，固定单元将包括传感器单元的壳体固定到监视对象。

(补充注释16)

根据补充注释11至15中的任一项所述的光纤传感系统，其中，在传感器单元中将传感光纤布置在彼此正交的三个轴方向中的每个上。

(补充注释17)

根据补充注释11至16中的任一项所述的光纤传感系统，还包括：

缓冲材料，该缓冲材料被插入在传感光纤与监视对象之间，其中，

固定单元将传感器单元固定到监视对象，其中在传感光纤与监视对象之间插入有缓冲材料。

(补充注释18)

根据补充注释11至17中的任一项所述的光纤传感系统，还包括：

分支单元，该分支单元被配置成分支该光纤，其中，

纤维连接单元将传感光纤连接到由分支单元分支的光纤的线路。

(补充注释19)

根据补充说明18所述的光纤传感系统，其中，

波长被分配给光纤的每条线路，并且

纤维连接单元包括滤波器，该滤波器使分配给与传感光纤连接的光纤的线路的波长的光学信号通过，并且向该线路发送该波长的光学信号和从该线路接收该波长的光学信号。

(补充注释20)

根据补充注释18所述的光纤传感系统，还包括：

多个光纤传感扩展装置，该多个光纤传感扩展装置包括传感器单元、固定单元和纤维连接单元，其中，

波长被分配给光纤传感扩展装置中的每个，并且

纤维连接单元包括滤波器，该滤波器使分配给光纤传感扩展装置的波长的光学信号通过，并且向与传感光纤连接的光纤的线路发送该波长的光学信号和从与传感光纤连接的光纤的线路接收该波长的光学信号。

本申请要求基于2018年11月30日提交的日本专利申请no.2018-225989的优先权，其全部公开内容通过引用结合于此。

附图标记列表

10光纤(现有)

20、20a光纤传感仪器

30、30a、30b、30c、30d光纤传感扩展装置

31纤维连接单元

311光源

312检测光学信号输出单元

313图样检测单元

314干扰产生单元

315滤波器

316无线发送单元

32传感器单元

33传感光纤

34缓冲材料

40监视对象

50分支单元

60分析器

p1、p2监视点

cn连接器。