温度測定システム
【課題】光ファイバを高精度に配置でき、展開および折り畳みが容易に行える温度測定システムを提供する。
【解決手段】開口を有する固定形状の２個以上の支持部材13と、２個以上の支持部材を回動可能に連結する連結部材15aと、２個以上の支持部材に配設された光ファイバ12と、光ファイバからの後方散乱光を受信して光ファイバの温度分布を測定する温度測定部17と、を備える温度測定システム。
【解決手段】開口を有する固定形状の２個以上の支持部材13と、２個以上の支持部材を回動可能に連結する連結部材15aと、２個以上の支持部材に配設された光ファイバ12と、光ファイバからの後方散乱光を受信して光ファイバの温度分布を測定する温度測定部17と、を備える温度測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止技術の開発が強く望まれており、社会のあらゆる分野での省エネルギが求められている。例えば、ブロードバンド・インターネット環境の急速な普及に応じて、インターネットデータセンタ（ＩＤＣ）は、その数を急激に増加させている。データセンタのサーバルーム内では、多数のサーバが稼動しており、１箇所のデータセンタで稼動するサーバの台数も増大しており、稼動サーバ数の増加によって消費電力は急激に増加している。サーバの稼動時には、サーバの消費電力に相当するエネルギの発熱が生じる。サーバの発熱による温度上昇を抑制するためサーバルーム内の冷却が行われるが、現状では冷却にサーバの消費電力と同程度の膨大な空調電力を必要としている。このため、データセンタのサーバルーム内における空調電力の削減は、大きな省エネルギ効果が期待でき、空調の効率化が求められている。
【０００３】
データセンタ、オフィスビル、大規模工場など、比較的大面積の空間を効率的に空調制御して省エネルギを図るためには、その空間内の温度分布を詳細にかつ正確に測定する必要がある。例えば、データセンタのサーバルーム等では、所定の範囲内のすべての箇所で所定温度以下であることが求められ、そのような条件を満たすように空調制御が行われる。ここで局所的に温度が高い部分が存在すると、その部分の温度を所定温度以下に低下させるように空調制御が行われ、他の箇所は必要以上に低温とすることになり、その分空調の効率が低下する。
【０００４】
そこで、サーバルーム内の空間の温度分布を細かく精度良く測定して、上述したような局所的な熱交換の状態を把握した上で、室内の空調を設計することが好ましい。例えば、サーバルーム内の空間の温度分布を、数ｃｍ程度の距離分解能で測定することが望まれている。
【０００５】
室内の空間の温度分布を測定するための温度センサとしては、例えば、熱電対やサーミスターが従来から用いられている。また、最近では、各センサにインターネットプロトコル（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＩＰ）を付与したインテリジェント温度センサも開発されているが、これらの温度センサは高価である。
【０００６】
上記のように、室内の温度分布を精密に測定するには、多数の温度センサを所定の測定位置に正確に配置する必要がある。そのため、高価な温度センサを多数使用する必要があると共に、複雑な配置機構を用いる必要があり、温度測定システムが高価になるという問題がある。
【０００７】
そこで、光ファイバの後方散乱光を用いて、空間の温度分布を測定することが提案されている。これは、光ファイバの後方散乱光強度の温度依存性を利用するもので、光ファイバの長手方向に沿った任意の位置での温度分布を測定することができる。
【０００８】
図１は、光ファイバの後方散乱光を用いた温度測定システムの構成例を示す図である。
図１に示す温度測定システム１０は、シート１１と、シート１１上に配設された光ファイバ１２と、光ファイバ１２からの後方散乱光を受信して光ファイバ１２の温度分布を測定する温度測定部１７と、を備える。
【０００９】
温度測定システム１０は、光ファイバ１２の後方散乱光を利用して、空間の温度分布を測定するものである。温度測定部１７から、光ファイバ１２にポンプ光を入射すると、光ファイバ１２の長手方向における各部位において後方散乱光が発生する。この後方散乱光の強度は光ファイバ１２内の後方散乱を生じた部位の温度に依存する。光ファイバ１２で生じる後方散乱光の種類としては、例えば、ブルリアン散乱光、ラマン散乱光又はレイリー散乱光を用いることができる。温度測定部１７は、光ファイバ１２からの後方散乱光を受信して、その光強度を解析することにより、後方散乱が生じた光ファイバ１２の各部位の温度を測定する。このようにして、温度測定システム１０は、光ファイバ１２の長手方向に沿った各部位の温度に基づいて、高い距離分解能で空間の温度分布を測定する。
【００１０】
温度測定部１７は、光ファイバ１２に入射するパルス状のポンプ光を発生し且つ受信した後方散乱光を解析する光学部１７ａと、光学部１７ａを制御する制御部１７ｂと、測定結果等を表示するモニタ１７ｃと、を有する。
【００１１】
シート１１は、その上に配設された光ファイバ１２を支持する。シート１１は、温度測定与える影響を小さくするように、熱伝導性が低く且つ熱容量が小さいことが望ましい。さらに、光ファイバ１２を支持する部材は、配設された光ファイバ１２と、光ファイバ１２が配置される空間との間の熱の移動に対して影響を与えないことが望ましい。そこで、図１に示した例では、周囲の気流を妨げないように、繊維を網目状に配設した大きな開口部を有するメッシュシートを使用しているが、光ファイバ１２を支持する部材として、例えば、パンチングされた多数の開口を有するシートを用いる場合もある。
【００１２】
図１に示すように、光ファイバ１２は、シート１１上に、光ファイバ１２の一部分が捲回されて形成された複数のコイル部１２ａを形成するように配設され、接着材を用いてシート１１に固定される。
【００１３】
コイル部１２ａを形成する光ファイバ１２の所定の長さの部分は、コイル部１２ａが位置する空間の温度を有するので、略同一の温度となる。そのため、同一のコイル部１２ａを形成する光ファイバ１２の部分の後方散乱光を測定することにより、コイル部１２ａが位置する空間の温度に対して、コイル部１２ａを形成する光ファイバ１２の所定の長さの部分の平均化された温度が得られることになる。このように、コイル部１２ａを設けることによって、温度測定に対するノイズの影響を低減することができる。
【００１４】
温度測定を行う場合には、コイル部１２ａが測定点に位置するように、シート１１を温度測定する空間に展開して保持し、測定を行う。
光ファイバ１２を支持するシート１１は、可撓性を有するので、配管の周囲など、所望の位置に配置することが可能である。
しかし、光ファイバ１２を支持するシートが可撓性を有する場合、そのようなシートを保持するのが難しく、光ファイバ１２のコイル部１２ａを所望の位置に正確に配置するのが難しいという問題がある。
【００１５】
前述のように、データセンタのサーバルーム内の空間の温度を測定する場合、数ｃｍ程度の距離分解能で測定することが望まれており、光ファイバ１２のコイル部１２ａを１ｃｍ程度の誤差で配置する必要がある。
一方、サーバルーム内は空調されるため、空調用の気流を妨げないことが要求される。そこで、図１の例のように、光ファイバ１２を支持するシートとして、繊維を網目状に配設したメッシュシートまたは多数の開口を有するシートを使用することが望ましいが、そのようなシートは正確に配置するのは難しい。
【００１６】
また、シート１１は、温度分布測定時のみ測定する空間に展開され、測定終了後は小さくまとめられるが、展開した時の保持が難しく、また回収時に小さくまとめる場合の操作が煩雑で、光ファイバ１２を損傷することも起き得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平３−２１０４４０号公報
【特許文献２】特開平４−１７４３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
実施形態によれば、気流への影響の小さいシートに係止された光ファイバを正確に配置でき、展開および回収が容易に行える温度測定システムが実現される。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
発明の第１の観点によれば、開口を有する固定形状の２個以上の支持部材と、２個以上の支持部材を回動可能に連結する連結部材と、２個以上の支持部材に配設された光ファイバと、光ファイバからの後方散乱光を受信して光ファイバの温度分布を測定する温度測定部と、を備えることを特徴とする温度測定システムが提供される。
【発明の効果】
【００２０】
実施形態の温度測定システムによれば、気流への影響の小さい支持部材は固定形状であるから、支持部材に係止された光ファイバを正確に配置でき、測定精度を向上できる。
また、支持部材の展開および回収が容易に行え、展開および回収時の光ファイバの損傷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、光ファイバの後方散乱光を用いた温度測定システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態において、光ファイバ１２を支持する部材を示す図である。
【図３】図３は、支持部材の１つを示す図である。
【図４】図４は、図２に示した光ファイバ保護部材を拡大して示す図である。
【図５】図５は、連結した複数の支持部材の形態を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態における連結角度設定機構の支持部材側の構成を示す図である。
【図７】図７は、連結角度設定部材および連結角度設定部材を支持部材に取り付けた状態を示す図である。
【図８】図８は、連結部材の変形例を示す図である。
【図９】図９は、隣接する支持部材に配設された光ファイバを、光コネクタで光学的に接続する例を示す図である。
【図１０】図１０は、隣接する支持部材に配設された光ファイバを、光コネクタで光学的に接続する例を示す図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態の温度測定システムの支持部材の１つを示す図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態の温度測定システムにおいて、連結した複数の支持部材を示す図である。
【図１３】図１３は、第４実施形態の温度測定システムにおいて、連結した複数の支持部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本明細書で開示する温度測定システムの好ましい実施形態を、図を参照して説明する。
第１実施形態の温度測定システムは、図１に示した温度測定システムの基本構成と類似した基本構成を有する。第１実施形態の温度測定システムは、データセンタのサーバルーム内の空間など空調用の気流がある空間の温度分布を、気流の妨害を最小限にして、高い位置精度で測定する場合などに適している。
【００２３】
第１実施形態の温度測定システムは、図１に示したように、光ファイバ１２と、光ファイバ１２を支持する部材と、光ファイバ１２からの後方散乱光を受信して光ファイバ１２の温度分布を測定する温度測定部１７と、を備える。温度測定システム１０は、光ファイバ１２の後方散乱光を利用して、光ファイバ１２の長手方向に沿った各部位の温度に基づいて、高い距離分解能で空間の温度分布、すなわち空間の温度分布を測定するものである。温度測定部１７は、光ファイバ１２に入射するパルス状のポンプ光を発生し且つ受信した後方散乱光を解析する光学部１７ａと、光学部１８ａを制御する制御部１７ｂと、測定結果等を表示するモニタ１７ｃとを有する。
【００２４】
第１実施形態の温度測定システムは、光ファイバ１２を支持する部材が、図１に示したシート１１と異なっている。
図２は、第１実施形態において、光ファイバ１２を支持する部材を示す図である。
図２に示すように、光ファイバ１２を支持する部材は、２個以上（ここでは８個）の支持部材１３と、隣接する支持部材１３を回動可能に連結する連結部材１５ａと、光ファイバ保護部材１８と、を有する。光ファイバ保護部材１８は、隣接する支持部材１３に亘って配設される光ファイバ１２の部分を保護する。
【００２５】
図３は、支持部材１３の１つを示す図である。
図３に示すように、支持部材１３は、長方形の枠（フレーム）１３ａと、フレーム１３ａの長手方向にわたって張られた複数のワイヤ１３ｂと、連結部材１５ａと、を有する。ワイヤ１３ｂは、フレーム１３ａの幅方向（長手方向と直交する方向）に間隔をあけて配置される。フレーム１３ａとワイヤ１３ｂの間の部分は、開口となる。
【００２６】
フレーム１３ａは、剛性を有する材料を用いて形成されることが好ましい。フレーム１３ａの形成材料としては、例えば、アルミ等の金属、木材、又は合成樹脂等を用いることができる。ワイヤ１３ｂは、配設された光ファイバ１２を支持できる程度の機械的強度を有する材料を用いて形成されることが好ましい。ワイヤ１３ｂの形成材料としては、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、合成樹脂製繊維などを用いることが好ましいが、ステンレス等の金属繊維又は植物由来の繊維等を用いることができる。
【００２７】
合成樹脂製繊維としては、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン等）、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、セルロース（再生セルロース、セルロース誘導体を含む）、ポリウレタンなどを材料とする繊維が使用できる。また、金属繊維としては、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、黄銅などを材料とする繊維が使用できる。
【００２８】
なお、ここでは、ワイヤ１３ｂは、長手方向のみに伸びるように設けられたが、それと垂直な方向にも伸びるように設けてメッシュ状にしてもよい。また、多数の開口が形成されたシートを用いることも可能である。シートの材料としては、上記のワイヤ１３ｂの形成材料が使用可能である。
【００２９】
光ファイバ１２は、複数の支持部材１３を連結した状態で配設される。光ファイバ１２は、光ファイバ１２の一部分が捲回されて形成された複数のコイル部１２ａを有しており、コイル部１２ａが隣接するワイヤ１３ｂ間に固定されて、支持部材１３上に配設されている。前述のように、コイル部１２ａを設けることによって、温度測定に対するノイズの影響を低減することができる。複数のコイル部１２ａの寸法及び間隔は、求められる温度分布の距離分解能等に応じて、適宜設定され得る。
【００３０】
連結部材１５ａの一方は、支持部材１３のフレーム１３ａの側辺に固定され、他方は連結する他の支持部材１３のフレーム１３ａに固定される。ここでは、２個の連結部材１５ａで、２個の支持部材１３を連結している。連結部材１５ａは、例えば、ちょうつがいを用いることができ、２個の支持部材１３を回動可能に連結する。これにより、２個以上の支持部材１３は、面状に展開した状態と折り畳んだ状態の間で容易に状態を変えることができる。
【００３１】
光ファイバ保護部材１８は、複数の支持部材１３が折り畳まれる際に、１つの支持部材１３に配設された光ファイバ１２と他の支持部材１３に配設された光ファイバ１２の間の部分が、光ファイバ１２の許容最小曲率半径よりも小さな曲率半径で曲げられることを防止する。ここで、光ファイバの許容最小曲率半径は、それよりも小さな曲率半径で光ファイバが曲げられた場合、光ファイバが破壊され得るか又は光の伝送が正常に行われなくなり得る曲率半径を意味する。
【００３２】
図４は、図２に示した光ファイバ保護部材１８を拡大して示す図である。
光ファイバ保護部材１８は、中空で可撓性を有しており、内部に光ファイバ１２が挿通されている。光ファイバ保護部材１８が、折曲又は破断され得る最小曲率半径は、光ファイバ１２の最小曲率半径よりも大きい。従って、複数の支持部材１３が折り畳まれた際に、光ファイバ保護部材１８内に挿通される光ファイバ１２の部分が、その最小曲率半径よりも大きな曲率半径で曲げられることが防止される。なお、光ファイバ１２は、光ファイバ保護部材１８の外面に配設されていても良い。光ファイバ保護部材１８としては、例えば、中空で、蛇腹状に形成された合成樹脂製のチューブを用いることができる。
【００３３】
第１実施形態では、連結する支持部材１３の個数に応じて、任意の長さの支持部材連結体を形成することができる。ここで、支持部材連結体は、複数の支持部材１３を連結して形成されたものである。
第１実施形態の温度測定システムでは、温度分布を測定する際に、連結した複数の支持部材１１はいくつかの形態を取り得ることを、以下に説明する。
【００３４】
図５（Ａ）は、複数（ここでは５個）の支持部材１３を一直線に展開した様子を示す図である。この時、各連結部材１５ａは、１８０度に開いた状態になっている。図５（Ｂ）は、隣接する支持部材１３が所定の角度をなすように展開した状態を、図９（Ｃ）は、一部の支持部材１３を折り畳み、他の支持部材１３を一直線に展開した状態を示す。
第１実施形態では、図５（Ａ）から（Ｃ）のいずれの状態でも、光ファイバ１２の位置は正確に決定することができるので、いずれの状態で温度分布を測定してもよい。
【００３５】
図５（Ｃ）のように、複数の支持部材１３の内の一部が、折り畳まれた状態で温度分布測定を行うのは、複数の支持部材１３が連結して展開された長さよりも、温度測定が行われる空間の長さが短い場合もあるからである。折り畳まれた部分の光ファイバ１２から測定された温度測定値は、例えば、測定結果として用いなくても良い。
【００３６】
図５（Ａ）から図５（Ｃ）に示すように複数の支持部材１３が展開された状態が固定されるように、結合部材１５ａは、折曲の角度が多段階又は連続的に固定される機能を有していることが好ましい。
【００３７】
また、支持部材１３を任意の角度で結合するために、次に説明する別の連結角度設定機構を用いても良い。
図６に示すように、連結する支持部材１３の一方のフレーム１３ａの上辺に２個の突起１６ａを、他方のフレーム１３ａの上辺に１個の突起１６ａを設ける。
【００３８】
図７は、支持部材１３に取り付けられる連結角度設定部材１６ｂおよび連結角度設定部材を支持部材１３に取り付けた状態を示す図である。図示のように、連結角度設定部材１６ｂは、３個の穴１６ｃを有する板状部材である。図７（Ａ）は、連結する支持部材１３を一直線に、すなわち１８０度の角度で連結する場合の連結角度設定部材１６ｂを示し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の連結角度設定部材１６ｂを取り付けた状態を示す。フレーム１３ａの上辺の突起１６ａが、連結角度設定部材１６ｂの穴１６ｃに嵌るように、連結角度設定部材１６ｂをフレーム１３ａの上辺に取り付ける。
【００３９】
図７（Ｃ）は、連結する支持部材１３を逆方向に、すなわち０度の角度で連結する場合の連結角度設定部材１６ｂを示し、図７（Ｄ）は図７（Ｃ）の連結角度設定部材１６ｂを取り付けた状態を示す。図７（Ｅ）は、連結する支持部材１３を直角方向に、すなわち９０度の角度で連結する場合の連結角度設定部材１６ｂを示し、図７（Ｆ）は図７（Ｅ）の連結角度設定部材１６ｂを取り付けた状態を示す。図７（Ｇ）は、連結する支持部材１３を４５度の角度で連結する場合の連結角度設定部材１６ｂを示し、図７（Ｈ）は図７（Ｇ）の連結角度設定部材１６ｂを取り付けた状態を示す。
【００４０】
図７に示すように、この連結角度設定機構を用いれば、支持部材１３を任意の角度で連結することができ、各支持部材１３における光ファイバ１２の位置を正確に決定することができる。
【００４１】
第１実施形態の温度測定システムで温度分布を測定する時には、温度測定を行う位置に応じて、支持部材１３を所望の形状に展開し、コイル部１２ａが温度測定を行う位置に配置されるように、展開した支持部材１３を配置する。
例えば、室内の床から垂直な平面における温度分布を測定する場合には、展開した支持部材１３の下辺を床上の所定位置に配置して温度測定を行う。さらに、三次元空間の温度分布を測定する場合には、このような温度測定を、床上の位置をずらしながら行う。また、展開した支持部材１３を床に対して平行に保持して、室内の床に平行な平面における温度分布を測定することもできる。更に、床に対して斜めの平面における温度分布を測定することもできる。さらに、隣接する支持部材１３を任意の角度で連結することにより、途中で屈曲した面上などの所望の位置での温度分布が測定できる。
【００４２】
支持部材１３の展開は容易に行え、折り畳んだ状態にして回収することも容易に行える。
いずれにしろ、光ファイバ１２は、各支持部材１３の剛性を有するフレーム１３ａに張られたワイヤ１３ｂに係止されるので、フレーム１３ａに対して所定の位置に正確に位置している。さらに、展開された複数の支持部材１３の位置関係も正確に決定できるので、光ファイバ１２を所望の位置に正確に配置できる。これにより、高い位置精度で温度分布を測定することができる。
【００４３】
図８は、連結部材１５ａの変形例を示す図である。
第１実施形態では、連結部材１５ａとしてちょうつがいなどを用いたが、他の連結機構を使用することも可能である。図８に示すように、連結する一方の支持部材１３のフレーム１３ａの側辺の上側の部分に延長部２１ａを設け、延長部２１ａに回転軸２１ｄを設ける。連結する他方の支持部材１３のフレーム１３ａの側辺の中央部分に延長部２１ｂを設け、回転軸２１ｄが挿入される穴２１ｅを延長部２１ｂの上側設ける。穴２１ｅは、延長部２１ｂの下側にも設けられる。そして、延長部２１ｂの下側にも設けられる穴２１ｅに挿入される回転軸２１ｄを有する軸固定部材２１ｃを用意する。軸固定部材２１ｃは、連結する一方の支持部材１３のフレーム１３ａに固定するためのネジ穴２１ｆを有する。延長部２１ａの回転軸２１ｄを穴２１ｅに挿入し、さらに軸固定部材２１ｃの回転軸２１ｄを穴２１ｅに挿入し、軸固定部材２１ｃをフレーム１３ａに固定する。これにより、２個の支持部材１３は、回動可能に連結される。なお、図８では、２個のフレーム１３ａを連結する場合を示したが、３個以上のフレーム１３ａを連結する場合には、他方の側辺にも同様の連結機構を設ける。
【００４４】
第１実施形態では、光ファイバ１２は、複数の支持部材１３を連結した状態で配設された。言い換えれば、連結されている複数の支持部材１３には、１本の光ファイバ１２が配設されている。しかし、隣接する支持部材１３に配設された光ファイバを、光コネクタで光学的に接続するようにしてもよい。
【００４５】
図９は、隣接する支持部材１３に配設された光ファイバを、光コネクタで光学的に接続する変形例を示す図である。
図９に示すように、左側の２個の支持部材１３の組１３ｃには、第１実施形態で説明したように、２個の支持部材１３を連結した状態で１本の子光ファイバ１２が配設されている。したがって、２個の支持部材１３の組１３ｃは、下側に１個の光ファイバ保護部材１８を有する。同様に、右側の３個の支持部材１３の組１３ｄには、第１実施形態で説明したように、３個の支持部材１３を連結した状態で１本の子光ファイバ１２が配設されている。したがって、右側の３個の支持部材１３の組１３ｄは、１番目と２番目の支持部材１３の上側と２番目と３番目の支持部材１３の下側に、２個の光ファイバ保護部材１８を有する。左側の組１３ｃに配設された子光ファイバ１２の端部には第１光コネクタ１９ａが設けられている。同様に、右側の組１３ｄに配設された子光ファイバ１２の端部には第２光コネクタ１９ｂが設けられている。第１光コネクタ１９ａと第２光コネクタ１９ｂを接続することにより、左側の組１３ｃに配設された子光ファイバ１２と右側の組１３ｄに配設された子光ファイバ１２は、光学的に接続された状態になる。これにより、第１実施形態と同様に、実質的に１本の光ファイバ１２が配設された状態になる。
【００４６】
図９の変形例では、２個の支持部材１３を組１３ｃとし、３個の支持部材１３を組１３ｄとして、それぞれに子光ファイバを設けて、子光ファイバの両端に光コネクタを設けた。しかし、各支持部材１３に子光ファイバを設けて、子光ファイバの両端に光コネクタを設けてもよい。
図９に示した変形例によれば、連結する測定条件に応じて、連結する支持部材１３の個数を自由に変更可能である。
【００４７】
図１０は、図９の変形例において、左側の３個の支持部材１３の組１３ｄから引き出す光ファイバ１２の引き出す位置を下側にした例を示す。
【００４８】
図１１は、第２実施形態の温度測定システムの１個の支持部材１３を示す図である。
第２実施形態の支持部材１３は、第１実施形態の支持部材１３の下部にキャスタ３０を設けたことが異なり、他の部分は第１実施形態と同じである。キャスタ３０は、支持部材１３のフレーム１３ａの下辺に設けられた脚部３１に取り付けられる。キャスタ３０は、広く使用されているもので、ベース３２と、ベース３２に取り付けられる保持枠３３と、保持枠３３に回転可能に保持された球体３４と、を有する。
【００４９】
各支持部材１３にキャスタ３０を取り付けることにより、連結した複数の支持部材１３を、床面上で自由に移動でき、連結した複数の支持部材１３の展開および折り畳みが容易に行えるようになる。
【００５０】
図１２は、第３実施形態の温度測定システムにおいて、連結した複数の支持部材１３を示す図である。
第３実施形態では、第１実施形態の連結された複数の支持部材１３の両端の支持部材１３に、移動部材４１を連結したことが異なり、他の部分は第１実施形態と同じである。移動部材４１は、下部に設けられた脚部４２を有する。キャスタ４３は、移動部材４１の脚部４２に取り付けられる。キャスタ４３は、広く使用されているもので、ベース４３ａと、ベース４３ａに回転可能に保持されたローラー４３ｂと、を有する。移動部材４１は、連結部材１５ａにより、連結された複数の支持部材１３の両端の支持部材１３に連結される。
【００５１】
連結された複数の支持部材１３は、床面上で自由に移動できる２個の移動部材４１の間に連結されるので、床面上で自由に移動でき、連結した複数の支持部材１３の展開および折り畳みが容易に行えるようになる。
【００５２】
図１３は、第４実施形態の温度測定システムにおいて、連結した複数の支持部材１３を示す図である。
第４実施形態では、第３実施形態の移動部材４１に類似した２個の移動部材を使用するが、２個の移動部材４１は、連結された複数の支持部材１３の両端の支持部材１３に連結しない。２個の移動部材４１の間には、２本の案内ワイヤ１５ｃを架設する。２個の移動部材４１の一方には、２本の案内ワイヤ１５ｃを巻き取る巻き取り機構が設けられている。巻き取り機構により、２本の案内ワイヤ１５ｃは、２個の移動部材４１の間の距離を遠くすると伸び、２個の移動部材４１の間の距離を短くすると縮み、所望の距離でロックできるようになっている。
【００５３】
支持部材１３は、１つの側辺の最上部および最下部に配置された案内環１５ｂを有し、２本の案内ワイヤ１５ｃが２個の案内環１５ｂに挿通される。これにより、連結した複数の支持部材１３は、２本の案内ワイヤ１５ｃに沿って容易に展開および折り畳みが行える。
【００５４】
ある空間の平面における温度分布を測定する時には、この平面の両側に２個の移動部材４１を移動する。これにより、２本の案内ワイヤ１５ｃが、この平面に沿って配置される。そして、連結した複数の支持部材１３を２本の案内ワイヤ１５ｃに沿って展開し、光ファイバ１２のコイル部１２ａを所望の位置に配置し、温度測定を行う。
なお、案内ワイヤ１５ｃの代わりに固定案内棒を使用することも可能である。
【００５５】
以上、実施形態を説明したが、各種変形例が可能である。
例えば、上述した実施形態では、コイル部１２ａは、円形状を有していたが、多角形状等の他の形状を有していても良い。
また、上述した実施形態では、光ファイバは、支持部材上に蛇行して配設されていたが、光ファイバは、支持部材上に直線状、波線状、ループ状、又は多角形状等の他の形態で配設されていても良い。
【００５６】
以下、本明細書に開示する温度測定システムの実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００５７】
［実施例１］
光ファイバとして、マルチモード・グレーデッドインデックス型石英光ファイバ−（ＨＦＲ−２Ｚ−１、古河電工製、ポリウレタン樹脂被覆）を用いた。温度測定部として、ラマン散乱光式温度測定装置（ＳＥＮＳＡ社製、ＤＴＳ８００Ｍ）を用いた。コイル部は、光ファイバを直径４５ｍｍで７回捲回して形成された。
【００５８】
支持部材のフレームとして、アルミ製フレーム（幅７００ｍｍ×長さ２０００ｍｍ）を用いた。コイル部は、光ファイバを直径４５ｍｍで７回捲回して形成された。フレームに架けられたワイヤ上に、コイル部が、１０ｃｍ間隔でホットメルト系接着在を用いて固定されて、支持部材が形成された。このような支持部材が１０個用意された。支持部材の４隅に配置された案内環には、直径１ｍｍのステンレスワイヤ製の案内ワイヤが挿通された。支持部材同士は、折曲部材としてのちょうつがいを用いて折曲自在に接続された。光ファイバ保護部材として、住友電装（株）製コルゲートチューブ（内径５．４ｍｍ、外径７．８ｍｍ、スリット付き）を用いた。
【００５９】
上述した実施例１では、非使用時には７００ｍｍ×２０００ｍｍ×２００ｍｍの空間にコンパクトに小さくまとめることが可能であるとともに、使用時は折り畳んだ支持部材を端から順次開くことで、極めて短時間にかつ容易に複数の支持部材を長手方向に面状に展開することが可能であり、データセンタの通路やサーバラック表面の温度分布を数分で１０ｃｍメッシュの高い距離分解能で、温度分布が測定可能であった。
【００６０】
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点および欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。
【００６１】
以下、実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
開口を有する固定形状の２個以上の支持部材と、
前記２個以上の支持部材を回動可能に連結する連結部材と、
前記２個以上の支持部材に配設された光ファイバと、
前記光ファイバからの後方散乱光を受信して前記光ファイバの温度分布を測定する温度測定部と、
を備えることを特徴とする温度測定システム。
（付記２）
前記光ファイバは、前記２個以上の支持部材のそれぞれに配設され、一方の端に第１の接続コネクタを、他方の端に第２の接続コネクタを有する複数の子光ファイバを備え、
連結する前記２個の支持部材に配設された前記子光ファイバの前記第１の接続コネクタと前記第２の接続コネクタを接続する
ことを特徴とする付記１記載の温度測定システム。
（付記３）
前記２個以上の支持部材のそれぞれは、固定形状の枠と、前記枠に網目状に張られた繊維と、を備え、
前記網目状に張られた繊維の間に開口が形成され、
前記光ファイバは、前記繊維に係止され、
前記連結部材は、連結する前記２個の支持部材の前記枠に設けられる
ことを特徴とする付記１または２記載の温度測定システム。
（付記４）
前記支持部材の下部に設けられ、前記支持部材を床面上で移動可能に支持するキャスタを備える
ことを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の温度測定システム。
（付記５）
連結された前記２個以上の支持部材の両端の支持部材に連結された２個の移動部材を備え、
前記２個の移動部材のそれぞれは、前記移動部材を床面上で移動可能に支持するキャスタを備える
ことを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の温度測定システム。
（付記６）
連結された前記２個以上の支持部材の両端の支持部材に連結された２個の移動部材と、
前記２個の移動部材の間に設けられた案内部材と、を備え、
前記２個以上の支持部材のそれぞれは、前記案内部材に係止するための係止部材を備える
ことを特徴とする付記１から５のいずれかに記載の温度測定システム。
（付記７）
前記案内部材は、前記２個の移動部材の間に張られたワイヤであり、
前記係止部材は、各支持部材を前記ワイヤに係止するリングである
ことを特徴とする付記６記載の温度測定システム。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 温度測定システム
１１ シート
１２ 光ファイバ
１２ａ コイル部
１３ 支持部材
１３ａ フレーム
１３ｂ ワイヤ（繊維）
１５ａ 連結部材
１７ 温度測定部
１７ａ 光学部
１７ｂ 制御部
１７ｃ モニタ
１８ 光ファイバ保護部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止技術の開発が強く望まれており、社会のあらゆる分野での省エネルギが求められている。例えば、ブロードバンド・インターネット環境の急速な普及に応じて、インターネットデータセンタ（ＩＤＣ）は、その数を急激に増加させている。データセンタのサーバルーム内では、多数のサーバが稼動しており、１箇所のデータセンタで稼動するサーバの台数も増大しており、稼動サーバ数の増加によって消費電力は急激に増加している。サーバの稼動時には、サーバの消費電力に相当するエネルギの発熱が生じる。サーバの発熱による温度上昇を抑制するためサーバルーム内の冷却が行われるが、現状では冷却にサーバの消費電力と同程度の膨大な空調電力を必要としている。このため、データセンタのサーバルーム内における空調電力の削減は、大きな省エネルギ効果が期待でき、空調の効率化が求められている。
【０００３】
データセンタ、オフィスビル、大規模工場など、比較的大面積の空間を効率的に空調制御して省エネルギを図るためには、その空間内の温度分布を詳細にかつ正確に測定する必要がある。例えば、データセンタのサーバルーム等では、所定の範囲内のすべての箇所で所定温度以下であることが求められ、そのような条件を満たすように空調制御が行われる。ここで局所的に温度が高い部分が存在すると、その部分の温度を所定温度以下に低下させるように空調制御が行われ、他の箇所は必要以上に低温とすることになり、その分空調の効率が低下する。
【０００４】
そこで、サーバルーム内の空間の温度分布を細かく精度良く測定して、上述したような局所的な熱交換の状態を把握した上で、室内の空調を設計することが好ましい。例えば、サーバルーム内の空間の温度分布を、数ｃｍ程度の距離分解能で測定することが望まれている。
【０００５】
室内の空間の温度分布を測定するための温度センサとしては、例えば、熱電対やサーミスターが従来から用いられている。また、最近では、各センサにインターネットプロトコル（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＩＰ）を付与したインテリジェント温度センサも開発されているが、これらの温度センサは高価である。
【０００６】
上記のように、室内の温度分布を精密に測定するには、多数の温度センサを所定の測定位置に正確に配置する必要がある。そのため、高価な温度センサを多数使用する必要があると共に、複雑な配置機構を用いる必要があり、温度測定システムが高価になるという問題がある。
【０００７】
そこで、光ファイバの後方散乱光を用いて、空間の温度分布を測定することが提案されている。これは、光ファイバの後方散乱光強度の温度依存性を利用するもので、光ファイバの長手方向に沿った任意の位置での温度分布を測定することができる。
【０００８】
図１は、光ファイバの後方散乱光を用いた温度測定システムの構成例を示す図である。
図１に示す温度測定システム１０は、シート１１と、シート１１上に配設された光ファイバ１２と、光ファイバ１２からの後方散乱光を受信して光ファイバ１２の温度分布を測定する温度測定部１７と、を備える。
【０００９】
温度測定システム１０は、光ファイバ１２の後方散乱光を利用して、空間の温度分布を測定するものである。温度測定部１７から、光ファイバ１２にポンプ光を入射すると、光ファイバ１２の長手方向における各部位において後方散乱光が発生する。この後方散乱光の強度は光ファイバ１２内の後方散乱を生じた部位の温度に依存する。光ファイバ１２で生じる後方散乱光の種類としては、例えば、ブルリアン散乱光、ラマン散乱光又はレイリー散乱光を用いることができる。温度測定部１７は、光ファイバ１２からの後方散乱光を受信して、その光強度を解析することにより、後方散乱が生じた光ファイバ１２の各部位の温度を測定する。このようにして、温度測定システム１０は、光ファイバ１２の長手方向に沿った各部位の温度に基づいて、高い距離分解能で空間の温度分布を測定する。
【００１０】
温度測定部１７は、光ファイバ１２に入射するパルス状のポンプ光を発生し且つ受信した後方散乱光を解析する光学部１７ａと、光学部１７ａを制御する制御部１７ｂと、測定結果等を表示するモニタ１７ｃと、を有する。
【００１１】
シート１１は、その上に配設された光ファイバ１２を支持する。シート１１は、温度測定与える影響を小さくするように、熱伝導性が低く且つ熱容量が小さいことが望ましい。さらに、光ファイバ１２を支持する部材は、配設された光ファイバ１２と、光ファイバ１２が配置される空間との間の熱の移動に対して影響を与えないことが望ましい。そこで、図１に示した例では、周囲の気流を妨げないように、繊維を網目状に配設した大きな開口部を有するメッシュシートを使用しているが、光ファイバ１２を支持する部材として、例えば、パンチングされた多数の開口を有するシートを用いる場合もある。
【００１２】
図１に示すように、光ファイバ１２は、シート１１上に、光ファイバ１２の一部分が捲回されて形成された複数のコイル部１２ａを形成するように配設され、接着材を用いてシート１１に固定される。
【００１３】
コイル部１２ａを形成する光ファイバ１２の所定の長さの部分は、コイル部１２ａが位置する空間の温度を有するので、略同一の温度となる。そのため、同一のコイル部１２ａを形成する光ファイバ１２の部分の後方散乱光を測定することにより、コイル部１２ａが位置する空間の温度に対して、コイル部１２ａを形成する光ファイバ１２の所定の長さの部分の平均化された温度が得られることになる。このように、コイル部１２ａを設けることによって、温度測定に対するノイズの影響を低減することができる。
【００１４】
温度測定を行う場合には、コイル部１２ａが測定点に位置するように、シート１１を温度測定する空間に展開して保持し、測定を行う。
光ファイバ１２を支持するシート１１は、可撓性を有するので、配管の周囲など、所望の位置に配置することが可能である。
しかし、光ファイバ１２を支持するシートが可撓性を有する場合、そのようなシートを保持するのが難しく、光ファイバ１２のコイル部１２ａを所望の位置に正確に配置するのが難しいという問題がある。
【００１５】
前述のように、データセンタのサーバルーム内の空間の温度を測定する場合、数ｃｍ程度の距離分解能で測定することが望まれており、光ファイバ１２のコイル部１２ａを１ｃｍ程度の誤差で配置する必要がある。
一方、サーバルーム内は空調されるため、空調用の気流を妨げないことが要求される。そこで、図１の例のように、光ファイバ１２を支持するシートとして、繊維を網目状に配設したメッシュシートまたは多数の開口を有するシートを使用することが望ましいが、そのようなシートは正確に配置するのは難しい。
【００１６】
また、シート１１は、温度分布測定時のみ測定する空間に展開され、測定終了後は小さくまとめられるが、展開した時の保持が難しく、また回収時に小さくまとめる場合の操作が煩雑で、光ファイバ１２を損傷することも起き得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平３−２１０４４０号公報
【特許文献２】特開平４−１７４３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
実施形態によれば、気流への影響の小さいシートに係止された光ファイバを正確に配置でき、展開および回収が容易に行える温度測定システムが実現される。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
発明の第１の観点によれば、開口を有する固定形状の２個以上の支持部材と、２個以上の支持部材を回動可能に連結する連結部材と、２個以上の支持部材に配設された光ファイバと、光ファイバからの後方散乱光を受信して光ファイバの温度分布を測定する温度測定部と、を備えることを特徴とする温度測定システムが提供される。
【発明の効果】
【００２０】
実施形態の温度測定システムによれば、気流への影響の小さい支持部材は固定形状であるから、支持部材に係止された光ファイバを正確に配置でき、測定精度を向上できる。
また、支持部材の展開および回収が容易に行え、展開および回収時の光ファイバの損傷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、光ファイバの後方散乱光を用いた温度測定システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態において、光ファイバ１２を支持する部材を示す図である。
【図３】図３は、支持部材の１つを示す図である。
【図４】図４は、図２に示した光ファイバ保護部材を拡大して示す図である。
【図５】図５は、連結した複数の支持部材の形態を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態における連結角度設定機構の支持部材側の構成を示す図である。
【図７】図７は、連結角度設定部材および連結角度設定部材を支持部材に取り付けた状態を示す図である。
【図８】図８は、連結部材の変形例を示す図である。
【図９】図９は、隣接する支持部材に配設された光ファイバを、光コネクタで光学的に接続する例を示す図である。
【図１０】図１０は、隣接する支持部材に配設された光ファイバを、光コネクタで光学的に接続する例を示す図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態の温度測定システムの支持部材の１つを示す図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態の温度測定システムにおいて、連結した複数の支持部材を示す図である。
【図１３】図１３は、第４実施形態の温度測定システムにおいて、連結した複数の支持部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本明細書で開示する温度測定システムの好ましい実施形態を、図を参照して説明する。
第１実施形態の温度測定システムは、図１に示した温度測定システムの基本構成と類似した基本構成を有する。第１実施形態の温度測定システムは、データセンタのサーバルーム内の空間など空調用の気流がある空間の温度分布を、気流の妨害を最小限にして、高い位置精度で測定する場合などに適している。
【００２３】
第１実施形態の温度測定システムは、図１に示したように、光ファイバ１２と、光ファイバ１２を支持する部材と、光ファイバ１２からの後方散乱光を受信して光ファイバ１２の温度分布を測定する温度測定部１７と、を備える。温度測定システム１０は、光ファイバ１２の後方散乱光を利用して、光ファイバ１２の長手方向に沿った各部位の温度に基づいて、高い距離分解能で空間の温度分布、すなわち空間の温度分布を測定するものである。温度測定部１７は、光ファイバ１２に入射するパルス状のポンプ光を発生し且つ受信した後方散乱光を解析する光学部１７ａと、光学部１８ａを制御する制御部１７ｂと、測定結果等を表示するモニタ１７ｃとを有する。
【００２４】
第１実施形態の温度測定システムは、光ファイバ１２を支持する部材が、図１に示したシート１１と異なっている。
図２は、第１実施形態において、光ファイバ１２を支持する部材を示す図である。
図２に示すように、光ファイバ１２を支持する部材は、２個以上（ここでは８個）の支持部材１３と、隣接する支持部材１３を回動可能に連結する連結部材１５ａと、光ファイバ保護部材１８と、を有する。光ファイバ保護部材１８は、隣接する支持部材１３に亘って配設される光ファイバ１２の部分を保護する。
【００２５】
図３は、支持部材１３の１つを示す図である。
図３に示すように、支持部材１３は、長方形の枠（フレーム）１３ａと、フレーム１３ａの長手方向にわたって張られた複数のワイヤ１３ｂと、連結部材１５ａと、を有する。ワイヤ１３ｂは、フレーム１３ａの幅方向（長手方向と直交する方向）に間隔をあけて配置される。フレーム１３ａとワイヤ１３ｂの間の部分は、開口となる。
【００２６】
フレーム１３ａは、剛性を有する材料を用いて形成されることが好ましい。フレーム１３ａの形成材料としては、例えば、アルミ等の金属、木材、又は合成樹脂等を用いることができる。ワイヤ１３ｂは、配設された光ファイバ１２を支持できる程度の機械的強度を有する材料を用いて形成されることが好ましい。ワイヤ１３ｂの形成材料としては、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、合成樹脂製繊維などを用いることが好ましいが、ステンレス等の金属繊維又は植物由来の繊維等を用いることができる。
【００２７】
合成樹脂製繊維としては、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン等）、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、セルロース（再生セルロース、セルロース誘導体を含む）、ポリウレタンなどを材料とする繊維が使用できる。また、金属繊維としては、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、黄銅などを材料とする繊維が使用できる。
【００２８】
なお、ここでは、ワイヤ１３ｂは、長手方向のみに伸びるように設けられたが、それと垂直な方向にも伸びるように設けてメッシュ状にしてもよい。また、多数の開口が形成されたシートを用いることも可能である。シートの材料としては、上記のワイヤ１３ｂの形成材料が使用可能である。
【００２９】
光ファイバ１２は、複数の支持部材１３を連結した状態で配設される。光ファイバ１２は、光ファイバ１２の一部分が捲回されて形成された複数のコイル部１２ａを有しており、コイル部１２ａが隣接するワイヤ１３ｂ間に固定されて、支持部材１３上に配設されている。前述のように、コイル部１２ａを設けることによって、温度測定に対するノイズの影響を低減することができる。複数のコイル部１２ａの寸法及び間隔は、求められる温度分布の距離分解能等に応じて、適宜設定され得る。
【００３０】
連結部材１５ａの一方は、支持部材１３のフレーム１３ａの側辺に固定され、他方は連結する他の支持部材１３のフレーム１３ａに固定される。ここでは、２個の連結部材１５ａで、２個の支持部材１３を連結している。連結部材１５ａは、例えば、ちょうつがいを用いることができ、２個の支持部材１３を回動可能に連結する。これにより、２個以上の支持部材１３は、面状に展開した状態と折り畳んだ状態の間で容易に状態を変えることができる。
【００３１】
光ファイバ保護部材１８は、複数の支持部材１３が折り畳まれる際に、１つの支持部材１３に配設された光ファイバ１２と他の支持部材１３に配設された光ファイバ１２の間の部分が、光ファイバ１２の許容最小曲率半径よりも小さな曲率半径で曲げられることを防止する。ここで、光ファイバの許容最小曲率半径は、それよりも小さな曲率半径で光ファイバが曲げられた場合、光ファイバが破壊され得るか又は光の伝送が正常に行われなくなり得る曲率半径を意味する。
【００３２】
図４は、図２に示した光ファイバ保護部材１８を拡大して示す図である。
光ファイバ保護部材１８は、中空で可撓性を有しており、内部に光ファイバ１２が挿通されている。光ファイバ保護部材１８が、折曲又は破断され得る最小曲率半径は、光ファイバ１２の最小曲率半径よりも大きい。従って、複数の支持部材１３が折り畳まれた際に、光ファイバ保護部材１８内に挿通される光ファイバ１２の部分が、その最小曲率半径よりも大きな曲率半径で曲げられることが防止される。なお、光ファイバ１２は、光ファイバ保護部材１８の外面に配設されていても良い。光ファイバ保護部材１８としては、例えば、中空で、蛇腹状に形成された合成樹脂製のチューブを用いることができる。
【００３３】
第１実施形態では、連結する支持部材１３の個数に応じて、任意の長さの支持部材連結体を形成することができる。ここで、支持部材連結体は、複数の支持部材１３を連結して形成されたものである。
第１実施形態の温度測定システムでは、温度分布を測定する際に、連結した複数の支持部材１１はいくつかの形態を取り得ることを、以下に説明する。
【００３４】
図５（Ａ）は、複数（ここでは５個）の支持部材１３を一直線に展開した様子を示す図である。この時、各連結部材１５ａは、１８０度に開いた状態になっている。図５（Ｂ）は、隣接する支持部材１３が所定の角度をなすように展開した状態を、図９（Ｃ）は、一部の支持部材１３を折り畳み、他の支持部材１３を一直線に展開した状態を示す。
第１実施形態では、図５（Ａ）から（Ｃ）のいずれの状態でも、光ファイバ１２の位置は正確に決定することができるので、いずれの状態で温度分布を測定してもよい。
【００３５】
図５（Ｃ）のように、複数の支持部材１３の内の一部が、折り畳まれた状態で温度分布測定を行うのは、複数の支持部材１３が連結して展開された長さよりも、温度測定が行われる空間の長さが短い場合もあるからである。折り畳まれた部分の光ファイバ１２から測定された温度測定値は、例えば、測定結果として用いなくても良い。
【００３６】
図５（Ａ）から図５（Ｃ）に示すように複数の支持部材１３が展開された状態が固定されるように、結合部材１５ａは、折曲の角度が多段階又は連続的に固定される機能を有していることが好ましい。
【００３７】
また、支持部材１３を任意の角度で結合するために、次に説明する別の連結角度設定機構を用いても良い。
図６に示すように、連結する支持部材１３の一方のフレーム１３ａの上辺に２個の突起１６ａを、他方のフレーム１３ａの上辺に１個の突起１６ａを設ける。
【００３８】
図７は、支持部材１３に取り付けられる連結角度設定部材１６ｂおよび連結角度設定部材を支持部材１３に取り付けた状態を示す図である。図示のように、連結角度設定部材１６ｂは、３個の穴１６ｃを有する板状部材である。図７（Ａ）は、連結する支持部材１３を一直線に、すなわち１８０度の角度で連結する場合の連結角度設定部材１６ｂを示し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の連結角度設定部材１６ｂを取り付けた状態を示す。フレーム１３ａの上辺の突起１６ａが、連結角度設定部材１６ｂの穴１６ｃに嵌るように、連結角度設定部材１６ｂをフレーム１３ａの上辺に取り付ける。
【００３９】
図７（Ｃ）は、連結する支持部材１３を逆方向に、すなわち０度の角度で連結する場合の連結角度設定部材１６ｂを示し、図７（Ｄ）は図７（Ｃ）の連結角度設定部材１６ｂを取り付けた状態を示す。図７（Ｅ）は、連結する支持部材１３を直角方向に、すなわち９０度の角度で連結する場合の連結角度設定部材１６ｂを示し、図７（Ｆ）は図７（Ｅ）の連結角度設定部材１６ｂを取り付けた状態を示す。図７（Ｇ）は、連結する支持部材１３を４５度の角度で連結する場合の連結角度設定部材１６ｂを示し、図７（Ｈ）は図７（Ｇ）の連結角度設定部材１６ｂを取り付けた状態を示す。
【００４０】
図７に示すように、この連結角度設定機構を用いれば、支持部材１３を任意の角度で連結することができ、各支持部材１３における光ファイバ１２の位置を正確に決定することができる。
【００４１】
第１実施形態の温度測定システムで温度分布を測定する時には、温度測定を行う位置に応じて、支持部材１３を所望の形状に展開し、コイル部１２ａが温度測定を行う位置に配置されるように、展開した支持部材１３を配置する。
例えば、室内の床から垂直な平面における温度分布を測定する場合には、展開した支持部材１３の下辺を床上の所定位置に配置して温度測定を行う。さらに、三次元空間の温度分布を測定する場合には、このような温度測定を、床上の位置をずらしながら行う。また、展開した支持部材１３を床に対して平行に保持して、室内の床に平行な平面における温度分布を測定することもできる。更に、床に対して斜めの平面における温度分布を測定することもできる。さらに、隣接する支持部材１３を任意の角度で連結することにより、途中で屈曲した面上などの所望の位置での温度分布が測定できる。
【００４２】
支持部材１３の展開は容易に行え、折り畳んだ状態にして回収することも容易に行える。
いずれにしろ、光ファイバ１２は、各支持部材１３の剛性を有するフレーム１３ａに張られたワイヤ１３ｂに係止されるので、フレーム１３ａに対して所定の位置に正確に位置している。さらに、展開された複数の支持部材１３の位置関係も正確に決定できるので、光ファイバ１２を所望の位置に正確に配置できる。これにより、高い位置精度で温度分布を測定することができる。
【００４３】
図８は、連結部材１５ａの変形例を示す図である。
第１実施形態では、連結部材１５ａとしてちょうつがいなどを用いたが、他の連結機構を使用することも可能である。図８に示すように、連結する一方の支持部材１３のフレーム１３ａの側辺の上側の部分に延長部２１ａを設け、延長部２１ａに回転軸２１ｄを設ける。連結する他方の支持部材１３のフレーム１３ａの側辺の中央部分に延長部２１ｂを設け、回転軸２１ｄが挿入される穴２１ｅを延長部２１ｂの上側設ける。穴２１ｅは、延長部２１ｂの下側にも設けられる。そして、延長部２１ｂの下側にも設けられる穴２１ｅに挿入される回転軸２１ｄを有する軸固定部材２１ｃを用意する。軸固定部材２１ｃは、連結する一方の支持部材１３のフレーム１３ａに固定するためのネジ穴２１ｆを有する。延長部２１ａの回転軸２１ｄを穴２１ｅに挿入し、さらに軸固定部材２１ｃの回転軸２１ｄを穴２１ｅに挿入し、軸固定部材２１ｃをフレーム１３ａに固定する。これにより、２個の支持部材１３は、回動可能に連結される。なお、図８では、２個のフレーム１３ａを連結する場合を示したが、３個以上のフレーム１３ａを連結する場合には、他方の側辺にも同様の連結機構を設ける。
【００４４】
第１実施形態では、光ファイバ１２は、複数の支持部材１３を連結した状態で配設された。言い換えれば、連結されている複数の支持部材１３には、１本の光ファイバ１２が配設されている。しかし、隣接する支持部材１３に配設された光ファイバを、光コネクタで光学的に接続するようにしてもよい。
【００４５】
図９は、隣接する支持部材１３に配設された光ファイバを、光コネクタで光学的に接続する変形例を示す図である。
図９に示すように、左側の２個の支持部材１３の組１３ｃには、第１実施形態で説明したように、２個の支持部材１３を連結した状態で１本の子光ファイバ１２が配設されている。したがって、２個の支持部材１３の組１３ｃは、下側に１個の光ファイバ保護部材１８を有する。同様に、右側の３個の支持部材１３の組１３ｄには、第１実施形態で説明したように、３個の支持部材１３を連結した状態で１本の子光ファイバ１２が配設されている。したがって、右側の３個の支持部材１３の組１３ｄは、１番目と２番目の支持部材１３の上側と２番目と３番目の支持部材１３の下側に、２個の光ファイバ保護部材１８を有する。左側の組１３ｃに配設された子光ファイバ１２の端部には第１光コネクタ１９ａが設けられている。同様に、右側の組１３ｄに配設された子光ファイバ１２の端部には第２光コネクタ１９ｂが設けられている。第１光コネクタ１９ａと第２光コネクタ１９ｂを接続することにより、左側の組１３ｃに配設された子光ファイバ１２と右側の組１３ｄに配設された子光ファイバ１２は、光学的に接続された状態になる。これにより、第１実施形態と同様に、実質的に１本の光ファイバ１２が配設された状態になる。
【００４６】
図９の変形例では、２個の支持部材１３を組１３ｃとし、３個の支持部材１３を組１３ｄとして、それぞれに子光ファイバを設けて、子光ファイバの両端に光コネクタを設けた。しかし、各支持部材１３に子光ファイバを設けて、子光ファイバの両端に光コネクタを設けてもよい。
図９に示した変形例によれば、連結する測定条件に応じて、連結する支持部材１３の個数を自由に変更可能である。
【００４７】
図１０は、図９の変形例において、左側の３個の支持部材１３の組１３ｄから引き出す光ファイバ１２の引き出す位置を下側にした例を示す。
【００４８】
図１１は、第２実施形態の温度測定システムの１個の支持部材１３を示す図である。
第２実施形態の支持部材１３は、第１実施形態の支持部材１３の下部にキャスタ３０を設けたことが異なり、他の部分は第１実施形態と同じである。キャスタ３０は、支持部材１３のフレーム１３ａの下辺に設けられた脚部３１に取り付けられる。キャスタ３０は、広く使用されているもので、ベース３２と、ベース３２に取り付けられる保持枠３３と、保持枠３３に回転可能に保持された球体３４と、を有する。
【００４９】
各支持部材１３にキャスタ３０を取り付けることにより、連結した複数の支持部材１３を、床面上で自由に移動でき、連結した複数の支持部材１３の展開および折り畳みが容易に行えるようになる。
【００５０】
図１２は、第３実施形態の温度測定システムにおいて、連結した複数の支持部材１３を示す図である。
第３実施形態では、第１実施形態の連結された複数の支持部材１３の両端の支持部材１３に、移動部材４１を連結したことが異なり、他の部分は第１実施形態と同じである。移動部材４１は、下部に設けられた脚部４２を有する。キャスタ４３は、移動部材４１の脚部４２に取り付けられる。キャスタ４３は、広く使用されているもので、ベース４３ａと、ベース４３ａに回転可能に保持されたローラー４３ｂと、を有する。移動部材４１は、連結部材１５ａにより、連結された複数の支持部材１３の両端の支持部材１３に連結される。
【００５１】
連結された複数の支持部材１３は、床面上で自由に移動できる２個の移動部材４１の間に連結されるので、床面上で自由に移動でき、連結した複数の支持部材１３の展開および折り畳みが容易に行えるようになる。
【００５２】
図１３は、第４実施形態の温度測定システムにおいて、連結した複数の支持部材１３を示す図である。
第４実施形態では、第３実施形態の移動部材４１に類似した２個の移動部材を使用するが、２個の移動部材４１は、連結された複数の支持部材１３の両端の支持部材１３に連結しない。２個の移動部材４１の間には、２本の案内ワイヤ１５ｃを架設する。２個の移動部材４１の一方には、２本の案内ワイヤ１５ｃを巻き取る巻き取り機構が設けられている。巻き取り機構により、２本の案内ワイヤ１５ｃは、２個の移動部材４１の間の距離を遠くすると伸び、２個の移動部材４１の間の距離を短くすると縮み、所望の距離でロックできるようになっている。
【００５３】
支持部材１３は、１つの側辺の最上部および最下部に配置された案内環１５ｂを有し、２本の案内ワイヤ１５ｃが２個の案内環１５ｂに挿通される。これにより、連結した複数の支持部材１３は、２本の案内ワイヤ１５ｃに沿って容易に展開および折り畳みが行える。
【００５４】
ある空間の平面における温度分布を測定する時には、この平面の両側に２個の移動部材４１を移動する。これにより、２本の案内ワイヤ１５ｃが、この平面に沿って配置される。そして、連結した複数の支持部材１３を２本の案内ワイヤ１５ｃに沿って展開し、光ファイバ１２のコイル部１２ａを所望の位置に配置し、温度測定を行う。
なお、案内ワイヤ１５ｃの代わりに固定案内棒を使用することも可能である。
【００５５】
以上、実施形態を説明したが、各種変形例が可能である。
例えば、上述した実施形態では、コイル部１２ａは、円形状を有していたが、多角形状等の他の形状を有していても良い。
また、上述した実施形態では、光ファイバは、支持部材上に蛇行して配設されていたが、光ファイバは、支持部材上に直線状、波線状、ループ状、又は多角形状等の他の形態で配設されていても良い。
【００５６】
以下、本明細書に開示する温度測定システムの実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００５７】
［実施例１］
光ファイバとして、マルチモード・グレーデッドインデックス型石英光ファイバ−（ＨＦＲ−２Ｚ−１、古河電工製、ポリウレタン樹脂被覆）を用いた。温度測定部として、ラマン散乱光式温度測定装置（ＳＥＮＳＡ社製、ＤＴＳ８００Ｍ）を用いた。コイル部は、光ファイバを直径４５ｍｍで７回捲回して形成された。
【００５８】
支持部材のフレームとして、アルミ製フレーム（幅７００ｍｍ×長さ２０００ｍｍ）を用いた。コイル部は、光ファイバを直径４５ｍｍで７回捲回して形成された。フレームに架けられたワイヤ上に、コイル部が、１０ｃｍ間隔でホットメルト系接着在を用いて固定されて、支持部材が形成された。このような支持部材が１０個用意された。支持部材の４隅に配置された案内環には、直径１ｍｍのステンレスワイヤ製の案内ワイヤが挿通された。支持部材同士は、折曲部材としてのちょうつがいを用いて折曲自在に接続された。光ファイバ保護部材として、住友電装（株）製コルゲートチューブ（内径５．４ｍｍ、外径７．８ｍｍ、スリット付き）を用いた。
【００５９】
上述した実施例１では、非使用時には７００ｍｍ×２０００ｍｍ×２００ｍｍの空間にコンパクトに小さくまとめることが可能であるとともに、使用時は折り畳んだ支持部材を端から順次開くことで、極めて短時間にかつ容易に複数の支持部材を長手方向に面状に展開することが可能であり、データセンタの通路やサーバラック表面の温度分布を数分で１０ｃｍメッシュの高い距離分解能で、温度分布が測定可能であった。
【００６０】
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点および欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。
【００６１】
以下、実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
開口を有する固定形状の２個以上の支持部材と、
前記２個以上の支持部材を回動可能に連結する連結部材と、
前記２個以上の支持部材に配設された光ファイバと、
前記光ファイバからの後方散乱光を受信して前記光ファイバの温度分布を測定する温度測定部と、
を備えることを特徴とする温度測定システム。
（付記２）
前記光ファイバは、前記２個以上の支持部材のそれぞれに配設され、一方の端に第１の接続コネクタを、他方の端に第２の接続コネクタを有する複数の子光ファイバを備え、
連結する前記２個の支持部材に配設された前記子光ファイバの前記第１の接続コネクタと前記第２の接続コネクタを接続する
ことを特徴とする付記１記載の温度測定システム。
（付記３）
前記２個以上の支持部材のそれぞれは、固定形状の枠と、前記枠に網目状に張られた繊維と、を備え、
前記網目状に張られた繊維の間に開口が形成され、
前記光ファイバは、前記繊維に係止され、
前記連結部材は、連結する前記２個の支持部材の前記枠に設けられる
ことを特徴とする付記１または２記載の温度測定システム。
（付記４）
前記支持部材の下部に設けられ、前記支持部材を床面上で移動可能に支持するキャスタを備える
ことを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の温度測定システム。
（付記５）
連結された前記２個以上の支持部材の両端の支持部材に連結された２個の移動部材を備え、
前記２個の移動部材のそれぞれは、前記移動部材を床面上で移動可能に支持するキャスタを備える
ことを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の温度測定システム。
（付記６）
連結された前記２個以上の支持部材の両端の支持部材に連結された２個の移動部材と、
前記２個の移動部材の間に設けられた案内部材と、を備え、
前記２個以上の支持部材のそれぞれは、前記案内部材に係止するための係止部材を備える
ことを特徴とする付記１から５のいずれかに記載の温度測定システム。
（付記７）
前記案内部材は、前記２個の移動部材の間に張られたワイヤであり、
前記係止部材は、各支持部材を前記ワイヤに係止するリングである
ことを特徴とする付記６記載の温度測定システム。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 温度測定システム
１１ シート
１２ 光ファイバ
１２ａ コイル部
１３ 支持部材
１３ａ フレーム
１３ｂ ワイヤ（繊維）
１５ａ 連結部材
１７ 温度測定部
１７ａ 光学部
１７ｂ 制御部
１７ｃ モニタ
１８ 光ファイバ保護部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有する固定形状の２個以上の支持部材と、
前記２個以上の支持部材を回動可能に連結する連結部材と、
前記２個以上の支持部材に配設された光ファイバと、
前記光ファイバからの後方散乱光を受信して前記光ファイバの温度分布を測定する温度測定部と、
を備えることを特徴とする温度測定システム。
【請求項２】
前記光ファイバは、前記２個以上の支持部材のそれぞれに配設され、一方の端に第１の接続コネクタを、他方の端に第２の接続コネクタを有する複数の子光ファイバを備え、
連結する前記２個の支持部材に配設された前記子光ファイバの前記第１の接続コネクタと前記第２の接続コネクタを接続する
ことを特徴とする請求項１記載の温度測定システム。
【請求項３】
前記２個以上の支持部材のそれぞれは、固定形状の枠と、前記枠に網目状に張られた繊維と、を備え、
前記網目状に張られた繊維の間に開口が形成され、
前記光ファイバは、前記繊維に係止され、
前記連結部材は、連結する前記２個の支持部材の前記枠に設けられる
ことを特徴とする請求項１または２記載の温度測定システム。
【請求項４】
連結された前記２個以上の支持部材の両端の支持部材に連結された２個の移動部材を備え、
前記２個の移動部材のそれぞれは、前記移動部材を床面上で移動可能に支持するキャスタを備える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の温度測定システム。
【請求項５】
連結された前記２個以上の支持部材の両端の支持部材に連結された２個の移動部材と、
前記２個の移動部材の間に設けられた案内部材と、を備え、
前記２個以上の支持部材のそれぞれは、前記案内部材に係止するための係止部材を備える
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の温度測定システム。
【請求項１】
開口を有する固定形状の２個以上の支持部材と、
前記２個以上の支持部材を回動可能に連結する連結部材と、
前記２個以上の支持部材に配設された光ファイバと、
前記光ファイバからの後方散乱光を受信して前記光ファイバの温度分布を測定する温度測定部と、
を備えることを特徴とする温度測定システム。
【請求項２】
前記光ファイバは、前記２個以上の支持部材のそれぞれに配設され、一方の端に第１の接続コネクタを、他方の端に第２の接続コネクタを有する複数の子光ファイバを備え、
連結する前記２個の支持部材に配設された前記子光ファイバの前記第１の接続コネクタと前記第２の接続コネクタを接続する
ことを特徴とする請求項１記載の温度測定システム。
【請求項３】
前記２個以上の支持部材のそれぞれは、固定形状の枠と、前記枠に網目状に張られた繊維と、を備え、
前記網目状に張られた繊維の間に開口が形成され、
前記光ファイバは、前記繊維に係止され、
前記連結部材は、連結する前記２個の支持部材の前記枠に設けられる
ことを特徴とする請求項１または２記載の温度測定システム。
【請求項４】
連結された前記２個以上の支持部材の両端の支持部材に連結された２個の移動部材を備え、
前記２個の移動部材のそれぞれは、前記移動部材を床面上で移動可能に支持するキャスタを備える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の温度測定システム。
【請求項５】
連結された前記２個以上の支持部材の両端の支持部材に連結された２個の移動部材と、
前記２個の移動部材の間に設けられた案内部材と、を備え、
前記２個以上の支持部材のそれぞれは、前記案内部材に係止するための係止部材を備える
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の温度測定システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１４１２４１（Ｐ２０１２−１４１２４１Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５７０（Ｐ２０１１−５７０）
【出願日】平成２３年１月５日（２０１１．１．５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月５日（２０１１．１．５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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