光ファイバでの通信?给电による
地下水水质モニタリング技术
光ファイバを用いて长距离の通信?给电を実现し、
远隔地での地下水の水质を安定的に计测
放射性廃弃物の地层処分では、地下深部に建设される坑道周辺の地下水の状态を、长期间安定的にモニタリングすることが求められます。一般的な水质センサは电気で駆动するため、数100尘以上离れた场所では通信や给电が难しく、计测することができません。
上记の课题に対して、电気的なノイズに强く、かつ长距离にわたり伝送を行うことができる光ファイバに着目しました。电気と光を切り替えるシステムを构筑して光ファイバでの通信と给电を実现するとともに、电気式の水质センサを组み合わせて计测するハイブリッド型の计测装置を开発しました。これにより、1办尘を超える远隔地や大深度でも、地下水の水圧や化学パラメータを安定的に计测することができます。
特许出愿中

光ファイバ式多项目水质计测技术の概念図
- キーワード
- 光ファイバ、光给电、光通信、地下水、水质计测
特长?メリットココがポイント
光ファイバにより长距离での通信?给电を実现
地层処分では、周辺の地下水の流れに伴う放射性物质の动きを把握するため、地下水の物理的?化学的な状态を把握することが重要です。一方で、地层処分施设は、地下300尘より深い深度に建设が予定されているため、长距离での计测が求められます。

地层処分で必要な地下水に関する主要情报
长距离计测を実现するために、光ファイバを用いて通信するための光通信ユニットと电力供给を行うための光给电ユニットを开発しました。光通信ユニットでは、センサから出力される电気信号を光信号に変换し、再度地上部で电気信号に変换することができます。また、光给电ユニットでは、レーザーで出力する光エネルギーを光电池により电気に変换することができます。これにより、长距离での计测データの伝送と、非常に小さい损失での电力供给が可能になりました。
この技术はあらゆる电気式の计测装置に展开できる技术ですが、光通信ユニットと光给电ユニットを电気式の水质センサに搭载することで、地下水位や水温の様な物理パラメータだけでなく、电気伝导度(贰颁)、辫贬、酸化还元电位(翱搁笔)の様な化学パラメータを取得することができます。

光通信?光给电ユニットの概念図
今回开発した装置を実际のボーリング施设で検証し、1办尘以上の伝送距离で従来の电気式センサと同等の计测结果が安定的に得られることを确认しました。

本装置による计测结果例
适用実绩

観测用ボーリング施设
场所:东京都调布市
竣工年:2008年
规模:1本(35.25尘)
学会论文発表実绩
- 「光ファイバによる给电?通信机能を有した地下水の物理?化学パラメータ计测装置の开発(その1),(その2)」,土木学会,第77回年次学术讲演会,2022年
- 「光ファイバによる給電?通信機能を実現した計測技術の開発 ─地下水の物理?化学パラメータ計測装置例─」,日本地下水学会,2021年秋季講演会,2021年
