JP2000018981A - 光ファイバセンサ - Google Patents
光ファイバセンサInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡易な構成による光ファイバセンサを一つ用い
て測定対象に敷設することで、短時間かつ低コストに
て、一個所のみでなく線状での計測を行なうこと。 【解決手段】円柱状の軟性材２と、この軟性材２の周囲
に螺旋状に巻き付けた光ファイバ１と、前記光ファイバ
１内で生じる散乱光から、前記光ファイバ１内を進展す
る光の伝送損失の量とその損失が生じた位置を検出する
検出手段（４）と、を具備。
て測定対象に敷設することで、短時間かつ低コストに
て、一個所のみでなく線状での計測を行なうこと。 【解決手段】円柱状の軟性材２と、この軟性材２の周囲
に螺旋状に巻き付けた光ファイバ１と、前記光ファイバ
１内で生じる散乱光から、前記光ファイバ１内を進展す
る光の伝送損失の量とその損失が生じた位置を検出する
検出手段（４）と、を具備。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを使用
しトンネルの変形監視や土砂崩れ検知を行なう圧力セン
サ、歪センサ、危険予知センサ等に適用される光ファイ
バセンサに関する。
しトンネルの変形監視や土砂崩れ検知を行なう圧力セン
サ、歪センサ、危険予知センサ等に適用される光ファイ
バセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光ファイバの損失分布測定や
破断点検出が可能な光ファイバ損失分布測定器（OTDR:O
ptical Time Domain Reflectometry、以下ＯＴＤＲと称
す）が広く使用されている。また圧力センサや歪センサ
には、市販されているＯＴＤＲを用い、光ファイバの曲
がり変形に対して光ファイバ中を進展する伝達光の損失
が生じることを利用したものがある。
破断点検出が可能な光ファイバ損失分布測定器（OTDR:O
ptical Time Domain Reflectometry、以下ＯＴＤＲと称
す）が広く使用されている。また圧力センサや歪センサ
には、市販されているＯＴＤＲを用い、光ファイバの曲
がり変形に対して光ファイバ中を進展する伝達光の損失
が生じることを利用したものがある。
【０００３】図１１は、従来のトンネルの変形監視法を
示す図であり、トンネルの内空断面測定法（測量法）を
示している。図１１に示すように、中央通路２０の任意
の位置に、２台のデジタルトランジット２１，２２を測
点（覆工壁面）２５を挟むよう７〜８ｍ離して水平に設
定する。さらに、デジタルトランジット２１，２２の前
面に貼付した角視準標をお互いに視準させ視準線を一致
させる。そして、基準尺２４の両端に貼付した視準標２
３を、望遠鏡（不図示）により正反の位置でそれぞれ視
準した後、さらにお互いを視準させる。
示す図であり、トンネルの内空断面測定法（測量法）を
示している。図１１に示すように、中央通路２０の任意
の位置に、２台のデジタルトランジット２１，２２を測
点（覆工壁面）２５を挟むよう７〜８ｍ離して水平に設
定する。さらに、デジタルトランジット２１，２２の前
面に貼付した角視準標をお互いに視準させ視準線を一致
させる。そして、基準尺２４の両端に貼付した視準標２
３を、望遠鏡（不図示）により正反の位置でそれぞれ視
準した後、さらにお互いを視準させる。
【０００４】これにより、任意に設置された２台のデジ
タルトランジット２１，２２の位置座標が決定される。
そして、測点２５を視準することにより測点２５の座標
が定まる。すべての測点２５の視準が終了すると、パソ
コン（ラップトップ型）２６等で座標計算を行ない、各
測点の間隔を算出する。
タルトランジット２１，２２の位置座標が決定される。
そして、測点２５を視準することにより測点２５の座標
が定まる。すべての測点２５の視準が終了すると、パソ
コン（ラップトップ型）２６等で座標計算を行ない、各
測点の間隔を算出する。
【０００５】以上の測定作業をトンネル内の各断面で定
期的に行ない、トンネルの内空断面の変化を調べる。ま
た、従来ではインバール尺などにより直接トンネルの横
断面変化を調べる方法もある。
期的に行ない、トンネルの内空断面の変化を調べる。ま
た、従来ではインバール尺などにより直接トンネルの横
断面変化を調べる方法もある。
【０００６】図１２は、従来の土砂崩れ検知法を示す図
である。図１２に示すように、土砂崩れが発生しそうな
斜面の谷側に所定間隔毎に杭３２を設け、それらにピア
ノ線３１を張り付けている。ピアノ線３１の末端には測
定器３３を接続している。もし、土砂崩れ１７が発生し
て土砂によりピアノ線３１が切断されると、そのピアノ
線３１に伝送される電気信号が影響を受けるため、測定
器３３が土砂崩れを検知する。
である。図１２に示すように、土砂崩れが発生しそうな
斜面の谷側に所定間隔毎に杭３２を設け、それらにピア
ノ線３１を張り付けている。ピアノ線３１の末端には測
定器３３を接続している。もし、土砂崩れ１７が発生し
て土砂によりピアノ線３１が切断されると、そのピアノ
線３１に伝送される電気信号が影響を受けるため、測定
器３３が土砂崩れを検知する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の圧力セ
ンサや歪センサは電気式のセンサであり、一つのセンサ
を用いた場合一個所での圧力、歪しか測定できない。よ
って、この種のセンサを用いてトンネルの変形監視や土
砂崩れ検知を行なっても、一個所の異常しか検知できな
い。
ンサや歪センサは電気式のセンサであり、一つのセンサ
を用いた場合一個所での圧力、歪しか測定できない。よ
って、この種のセンサを用いてトンネルの変形監視や土
砂崩れ検知を行なっても、一個所の異常しか検知できな
い。
【０００８】また、上述した従来のトンネルの変形監視
法は、測定の際にトンネル内を通過する列車の間合いを
利用したり、車両の通行止めを行なったりしなければな
らず、効率的に測定を行なうことができず、多大な時間
とコストが必要になるという問題がある。
法は、測定の際にトンネル内を通過する列車の間合いを
利用したり、車両の通行止めを行なったりしなければな
らず、効率的に測定を行なうことができず、多大な時間
とコストが必要になるという問題がある。
【０００９】また、上述した従来の土砂崩れ検知法は、
土砂崩れが発生したことは検知できるが、その発生した
位置を特定することはできないという問題がある。
土砂崩れが発生したことは検知できるが、その発生した
位置を特定することはできないという問題がある。
【００１０】本発明の目的は、簡易な構成による光ファ
イバセンサを一つ用いて測定対象に敷設することで、短
時間かつ低コストにて、一個所のみでなく線状での計測
を行なうことにある。
イバセンサを一つ用いて測定対象に敷設することで、短
時間かつ低コストにて、一個所のみでなく線状での計測
を行なうことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の光ファイバセンサは以下の如
く構成されている。 （１）本発明の光ファイバセンサは、円柱状の軟性材
と、この軟性材の周囲に螺旋状に巻き付けた光ファイバ
と、前記光ファイバ内で生じる散乱光から、前記光ファ
イバ内を進展する光の伝送損失の量とその損失が生じた
位置を検出する検出手段と、から構成されている。 （２）本発明の光ファイバセンサは上記（１）に記載の
センサであり、かつ前記検出手段の検出結果から、前記
光ファイバが受けた圧力の量及びその位置の少なくとも
一方を特定する。 （３）本発明の光ファイバセンサは上記（１）に記載の
センサであり、かつ前記検出手段の検出結果から、前記
光ファイバに生じた歪量及びその位置の少なくとも一方
を特定する。 （４）本発明の光ファイバセンサは上記（１）に記載の
センサであり、かつ前記光ファイバが巻き付けられた前
記軟性材を測定対象の壁面に敷設し、前記検出手段の検
出結果から前記光ファイバに生じた歪量及びその位置の
少なくとも一方を特定することで、前記壁面で発生した
変形の量及びその位置の少なくとも一方を測定する。 （５）本発明の光ファイバセンサは上記（１）に記載の
センサであり、かつ前記光ファイバが巻き付けられた前
記軟性材を測定対象の場所に敷設し、前記検出手段の検
出結果から前記光ファイバに生じた歪量及びその位置の
少なくとも一方を特定することで、前記場所で発生した
土砂崩れの規模及びその位置の少なくとも一方を測定す
る。
達成するために、本発明の光ファイバセンサは以下の如
く構成されている。 （１）本発明の光ファイバセンサは、円柱状の軟性材
と、この軟性材の周囲に螺旋状に巻き付けた光ファイバ
と、前記光ファイバ内で生じる散乱光から、前記光ファ
イバ内を進展する光の伝送損失の量とその損失が生じた
位置を検出する検出手段と、から構成されている。 （２）本発明の光ファイバセンサは上記（１）に記載の
センサであり、かつ前記検出手段の検出結果から、前記
光ファイバが受けた圧力の量及びその位置の少なくとも
一方を特定する。 （３）本発明の光ファイバセンサは上記（１）に記載の
センサであり、かつ前記検出手段の検出結果から、前記
光ファイバに生じた歪量及びその位置の少なくとも一方
を特定する。 （４）本発明の光ファイバセンサは上記（１）に記載の
センサであり、かつ前記光ファイバが巻き付けられた前
記軟性材を測定対象の壁面に敷設し、前記検出手段の検
出結果から前記光ファイバに生じた歪量及びその位置の
少なくとも一方を特定することで、前記壁面で発生した
変形の量及びその位置の少なくとも一方を測定する。 （５）本発明の光ファイバセンサは上記（１）に記載の
センサであり、かつ前記光ファイバが巻き付けられた前
記軟性材を測定対象の場所に敷設し、前記検出手段の検
出結果から前記光ファイバに生じた歪量及びその位置の
少なくとも一方を特定することで、前記場所で発生した
土砂崩れの規模及びその位置の少なくとも一方を測定す
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は、本
発明の第１の実施の形態に係るスパイラル式光ファイバ
センサを適用した圧力センサの模式図である。図１で
は、通常の光ファイバ１を、ゴムやスポンジ等からなる
長尺な円柱状の軟性材２の周囲にスパイラル状（螺旋
状）に巻き付けている。ただし光ファイバ１の巻き付け
ピッチ３は、その内部を伝達する光に伝送損失が起こら
ない限界の曲率より光ファイバ１の曲率が大きくなるよ
うに設定される。
発明の第１の実施の形態に係るスパイラル式光ファイバ
センサを適用した圧力センサの模式図である。図１で
は、通常の光ファイバ１を、ゴムやスポンジ等からなる
長尺な円柱状の軟性材２の周囲にスパイラル状（螺旋
状）に巻き付けている。ただし光ファイバ１の巻き付け
ピッチ３は、その内部を伝達する光に伝送損失が起こら
ない限界の曲率より光ファイバ１の曲率が大きくなるよ
うに設定される。
【００１３】図２は、当該圧力センサによる試験結果を
示す図である。図２は、光ファイバ１を直径２０φ〜５
０φで冶具に巻き付けた試験において、その巻き付け回
数（ループ回数）と光ファイバ１内を通過する光の伝送
損失との関係を示している。
示す図である。図２は、光ファイバ１を直径２０φ〜５
０φで冶具に巻き付けた試験において、その巻き付け回
数（ループ回数）と光ファイバ１内を通過する光の伝送
損失との関係を示している。
【００１４】この試験で使用した光ファイバでは、図２
に示すように直径５０φにすればほとんど伝送損失が起
こらないので、図１の圧力センサでは、光ファイバ１を
軟性材２に直径５０φでスパイル状に巻き付ければよ
い。ただし、使用する光ファイバによって伝送損失の起
こらない曲率が異なるので、使用する光ファイバに合わ
せて曲率を決める。
に示すように直径５０φにすればほとんど伝送損失が起
こらないので、図１の圧力センサでは、光ファイバ１を
軟性材２に直径５０φでスパイル状に巻き付ければよ
い。ただし、使用する光ファイバによって伝送損失の起
こらない曲率が異なるので、使用する光ファイバに合わ
せて曲率を決める。
【００１５】図３は、当該圧力センサを用いたセンサシ
ステムの全体図である。光送受波器（ＯＴＤＲ）４は、
一般に市販されているものであり、光パルス送波器４
ａ、受光器４ｂ、及び検出部４ｃを備えている。このシ
ステムでは、光パルス送波器４ａから出射されたレーザ
ーパルス光が光ファイバ１へ入射され、光ファイバ１内
部（１ａに一部の拡大図を示す）で生じるレーリー散乱
光１ｂが受光器４ｂで受光される。光送受波器（ＯＴＤ
Ｒ）４の検出部４ｃは、レーリー散乱光１ｂの強度から
光ファイバ１内部の伝送損失と損失の生じた位置を検出
する。
ステムの全体図である。光送受波器（ＯＴＤＲ）４は、
一般に市販されているものであり、光パルス送波器４
ａ、受光器４ｂ、及び検出部４ｃを備えている。このシ
ステムでは、光パルス送波器４ａから出射されたレーザ
ーパルス光が光ファイバ１へ入射され、光ファイバ１内
部（１ａに一部の拡大図を示す）で生じるレーリー散乱
光１ｂが受光器４ｂで受光される。光送受波器（ＯＴＤ
Ｒ）４の検出部４ｃは、レーリー散乱光１ｂの強度から
光ファイバ１内部の伝送損失と損失の生じた位置を検出
する。
【００１６】図４は、当該スパイラル式光ファイバセン
サの使用例を示す図である。図４では、図１に示した光
ファイバ１と軟性材２から構成されたスパイラル式光フ
ァイバセンサ９を下板５と上板６の間に挟み込む。も
し、上板６に面圧力が発生し、図４に示すように撓み変
形が生ずると、それにより軟性材２と光ファイバ１が圧
力を受けてゆがみ、その位置で光ファイバ１の曲率も小
さくなる。そして、その位置で光ファイバ１内にて光の
伝送損失が起こり、光送受波器４の検出部４ｃによりそ
の位置と伝送損失量が特定される。
サの使用例を示す図である。図４では、図１に示した光
ファイバ１と軟性材２から構成されたスパイラル式光フ
ァイバセンサ９を下板５と上板６の間に挟み込む。も
し、上板６に面圧力が発生し、図４に示すように撓み変
形が生ずると、それにより軟性材２と光ファイバ１が圧
力を受けてゆがみ、その位置で光ファイバ１の曲率も小
さくなる。そして、その位置で光ファイバ１内にて光の
伝送損失が起こり、光送受波器４の検出部４ｃによりそ
の位置と伝送損失量が特定される。
【００１７】このため、予め上板６の圧力とそれによる
伝送損失の関係を求めておけば、光送受波器４で検出さ
れた伝送損失量から上板６の圧力を測定することができ
る。また、十分に長いスパイラル式光ファイバセンサ９
を用いれば、各位置での損失量からスパイラル式光ファ
イバセンサ９の長手方向に沿った圧力分布を測定するこ
とができる。この場合、通常の圧力センサの如き点計測
ではなく線計測が行なえるため、上板６の圧力分布が容
易に求められる。
伝送損失の関係を求めておけば、光送受波器４で検出さ
れた伝送損失量から上板６の圧力を測定することができ
る。また、十分に長いスパイラル式光ファイバセンサ９
を用いれば、各位置での損失量からスパイラル式光ファ
イバセンサ９の長手方向に沿った圧力分布を測定するこ
とができる。この場合、通常の圧力センサの如き点計測
ではなく線計測が行なえるため、上板６の圧力分布が容
易に求められる。
【００１８】（第２の実施の形態）図５は、本発明の第
２の実施の形態に係るスパイラル式光ファイバセンサを
適用した歪センサの模式図である。図５では、図１に示
したスパイラル式光ファイバセンサの両端を板７に留め
具８，８で敷設している。光ファイバ１と光送受波器
（ＯＴＤＲ）４との接続関係は、上記第１の実施の形態
と同じである。スパイラル式光ファイバセンサ９を固定
する手段は留め具８以外、例えば接着でも可能であり、
板７の変形にスパイラル式光ファイバセンサ９が追従す
るように構成すればよい。
２の実施の形態に係るスパイラル式光ファイバセンサを
適用した歪センサの模式図である。図５では、図１に示
したスパイラル式光ファイバセンサの両端を板７に留め
具８，８で敷設している。光ファイバ１と光送受波器
（ＯＴＤＲ）４との接続関係は、上記第１の実施の形態
と同じである。スパイラル式光ファイバセンサ９を固定
する手段は留め具８以外、例えば接着でも可能であり、
板７の変形にスパイラル式光ファイバセンサ９が追従す
るように構成すればよい。
【００１９】図６は、スパイラル式光ファイバセンサ９
にて長手方向に歪が生じた状態を示す図である。図５に
示した板７において、スパイラル式光ファイバセンサ９
の長手方向に歪が生じた場合、スパイラル式光ファイバ
センサ９（または軟性材２）は留め具８により引っ張ら
れて、図６に示すように絞られる。この絞りに光ファイ
バ１も追従し、曲率が小さくなる。そして、光ファイバ
１内にて光の伝送損失が起こり、光送受波器４の検出部
４ｃにより位置と伝送損失量が特定される。
にて長手方向に歪が生じた状態を示す図である。図５に
示した板７において、スパイラル式光ファイバセンサ９
の長手方向に歪が生じた場合、スパイラル式光ファイバ
センサ９（または軟性材２）は留め具８により引っ張ら
れて、図６に示すように絞られる。この絞りに光ファイ
バ１も追従し、曲率が小さくなる。そして、光ファイバ
１内にて光の伝送損失が起こり、光送受波器４の検出部
４ｃにより位置と伝送損失量が特定される。
【００２０】このため、予め光ファイバ１の伝送損失量
とスパイラル式光ファイバセンサ９の歪量との関係を求
めておけば、光送受波器４で検出された伝送損失量から
スパイラル式光ファイバセンサ９の歪量が求められる。
また、十分に長いスパイラル式光ファイバセンサ９を用
いれば、各位置での伝送損失量からスパイラル式光ファ
イバセンサ９に沿った歪分布を測定することができる。
この場合、通常の歪ゲージの如き点計測でなく線計測が
行なえるため、板７の歪分布が容易に求められる。
とスパイラル式光ファイバセンサ９の歪量との関係を求
めておけば、光送受波器４で検出された伝送損失量から
スパイラル式光ファイバセンサ９の歪量が求められる。
また、十分に長いスパイラル式光ファイバセンサ９を用
いれば、各位置での伝送損失量からスパイラル式光ファ
イバセンサ９に沿った歪分布を測定することができる。
この場合、通常の歪ゲージの如き点計測でなく線計測が
行なえるため、板７の歪分布が容易に求められる。
【００２１】（第３の実施の形態）図７は、本発明の第
３の実施の形態に係るスパイラル式光ファイバセンサを
適用したトンネル壁変形計測器の模式図である。図７で
は、図１に示したスパイラル式光ファイバセンサをトン
ネルのコンクリート壁１０に沿って敷設し、スパイラル
式光ファイバセンサ９の表面に鋼板１１を被せている。
さらに、複数のコンクリート杭１３を、スパイラル式光
ファイバセンサ９の長手方向に沿って所定間隔毎に、ナ
ット１２を介し鋼板１１を貫通させてトンネル壁１０に
打ち込んでいる。これによりスパイラル式光ファイバセ
ンサ９が、鋼板１１とトンネル壁１０に挟まれた状態で
固定されている。
３の実施の形態に係るスパイラル式光ファイバセンサを
適用したトンネル壁変形計測器の模式図である。図７で
は、図１に示したスパイラル式光ファイバセンサをトン
ネルのコンクリート壁１０に沿って敷設し、スパイラル
式光ファイバセンサ９の表面に鋼板１１を被せている。
さらに、複数のコンクリート杭１３を、スパイラル式光
ファイバセンサ９の長手方向に沿って所定間隔毎に、ナ
ット１２を介し鋼板１１を貫通させてトンネル壁１０に
打ち込んでいる。これによりスパイラル式光ファイバセ
ンサ９が、鋼板１１とトンネル壁１０に挟まれた状態で
固定されている。
【００２２】図８は、トンネル壁１０が変形した場合の
スパイラル式光ファイバセンサ９の状態を示す図であ
る。図７に示したようにスパイラル式光ファイバセンサ
９がトンネル壁１０に敷設されている場合、図８に示す
ようにトンネル壁１０が変形すると、その変形によりス
パイラル式光ファイバセンサ９が押しつぶされ、光ファ
イバ１の曲率が変化する。そして、その押しつぶされた
位置の光ファイバ１内で光の伝送損失が起こり、光送受
波器４の検出部４ｃによりその位置と伝送損失量が測定
される。
スパイラル式光ファイバセンサ９の状態を示す図であ
る。図７に示したようにスパイラル式光ファイバセンサ
９がトンネル壁１０に敷設されている場合、図８に示す
ようにトンネル壁１０が変形すると、その変形によりス
パイラル式光ファイバセンサ９が押しつぶされ、光ファ
イバ１の曲率が変化する。そして、その押しつぶされた
位置の光ファイバ１内で光の伝送損失が起こり、光送受
波器４の検出部４ｃによりその位置と伝送損失量が測定
される。
【００２３】このため、予め光ファイバ１の伝送損失量
と歪量との関係を調べておけば、光送受波器４で検出さ
れた伝送損失量からスパイラル式光ファイバセンサ９の
歪量が求められるため、トンネル壁１０の変形量が求め
られる。また、十分に長いスパイラル式光ファイバセン
サ９を用いれば、各位置での伝送損失量からスパイラル
式光ファイバセンサ９に沿ったトンネル壁１０の線計測
が行なえるため、トンネル壁１０の変形分布を測定する
ことができる。
と歪量との関係を調べておけば、光送受波器４で検出さ
れた伝送損失量からスパイラル式光ファイバセンサ９の
歪量が求められるため、トンネル壁１０の変形量が求め
られる。また、十分に長いスパイラル式光ファイバセン
サ９を用いれば、各位置での伝送損失量からスパイラル
式光ファイバセンサ９に沿ったトンネル壁１０の線計測
が行なえるため、トンネル壁１０の変形分布を測定する
ことができる。
【００２４】（第４の実施の形態）図９は、本発明の第
４の実施の形態に係るスパイラル式光ファイバセンサを
適用した土砂崩れ検知システムの模式図である。図９で
は、図１に示したスパイラル式光ファイバセンサ全体を
長尺な二枚の板１４，１４で挟み込み、板１４，１４同
士を留め具１６にて固定している。さらに、土砂崩れが
発生しそうな斜面の谷側等に複数の杭１５を所定間隔毎
に設けて、これら杭１５によりスパイラル式光ファイバ
センサ９を挟んだ板４，４を固持している。
４の実施の形態に係るスパイラル式光ファイバセンサを
適用した土砂崩れ検知システムの模式図である。図９で
は、図１に示したスパイラル式光ファイバセンサ全体を
長尺な二枚の板１４，１４で挟み込み、板１４，１４同
士を留め具１６にて固定している。さらに、土砂崩れが
発生しそうな斜面の谷側等に複数の杭１５を所定間隔毎
に設けて、これら杭１５によりスパイラル式光ファイバ
センサ９を挟んだ板４，４を固持している。
【００２５】図１０は、土砂崩れが発生した状態を示す
図である。図１０に示すように、土砂崩れが発生すると
土砂１７が板１４に接触し、板１４に面圧力を与える。
このとき、板１４，１４の間に挟まれているスパイラル
式光ファイバセンサ９が板１４，１４から面圧力を受け
て変形し、光ファイバ１の曲率が変化する。そして、そ
の位置の光ファイバ１内で光の伝送損失が起こり、光送
受波器４の検出部４ｃによりその位置と伝送損失量が測
定される。
図である。図１０に示すように、土砂崩れが発生すると
土砂１７が板１４に接触し、板１４に面圧力を与える。
このとき、板１４，１４の間に挟まれているスパイラル
式光ファイバセンサ９が板１４，１４から面圧力を受け
て変形し、光ファイバ１の曲率が変化する。そして、そ
の位置の光ファイバ１内で光の伝送損失が起こり、光送
受波器４の検出部４ｃによりその位置と伝送損失量が測
定される。
【００２６】また、十分に長いスパイラル式光ファイバ
センサ９を用いれば、各位置での損失量からスパイラル
式光ファイバセンサ９の長手方向に沿った土砂崩れの状
況（土砂崩れの規模）を検知することができる。
センサ９を用いれば、各位置での損失量からスパイラル
式光ファイバセンサ９の長手方向に沿った土砂崩れの状
況（土砂崩れの規模）を検知することができる。
【００２７】なお、本発明は上記各実施の形態のみに限
定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施で
きる。
定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施で
きる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、簡易な構成による光フ
ァイバセンサを一つ用いて測定対象に敷設することで、
短時間かつ低コストにて、一個所のみでなく線状での計
測が行なえる。
ァイバセンサを一つ用いて測定対象に敷設することで、
短時間かつ低コストにて、一個所のみでなく線状での計
測が行なえる。
【００２９】本発明によれば、軟性材に巻き付けた光フ
ァイバが圧力を受けて変形した場合、前記光ファイバ中
を進展する光の伝送損失が起こる。それにより、圧力の
量とその位置を、ＯＴＤＲによる光ファイバ中を進展す
る光の伝送損失の量とその損失が起きた位置を知る能力
を利用して検出することができ、圧力分布を求めること
ができる。
ァイバが圧力を受けて変形した場合、前記光ファイバ中
を進展する光の伝送損失が起こる。それにより、圧力の
量とその位置を、ＯＴＤＲによる光ファイバ中を進展す
る光の伝送損失の量とその損失が起きた位置を知る能力
を利用して検出することができ、圧力分布を求めること
ができる。
【００３０】本発明によれば、軟性材に巻き付けた光フ
ァイバが引張歪を受けて変形した場合、前記光ファイバ
中を進展する光の伝送損失が起こる。それにより、歪の
量とその位置を、ＯＴＤＲによる光ファイバ中を進展す
る光の伝送損失の量とその損失が起きた位置を知る能力
を利用して検出することができ、歪分布を求めることが
できる。
ァイバが引張歪を受けて変形した場合、前記光ファイバ
中を進展する光の伝送損失が起こる。それにより、歪の
量とその位置を、ＯＴＤＲによる光ファイバ中を進展す
る光の伝送損失の量とその損失が起きた位置を知る能力
を利用して検出することができ、歪分布を求めることが
できる。
【００３１】本発明によれば、トンネル等の壁面の変形
とその変形の起こった位置を、ＯＴＤＲによる光ファイ
バ中を進展する光の伝送損失の量とその損失が起きた位
置を知る能力を利用して検出することができ、変形分布
を求めることができる。
とその変形の起こった位置を、ＯＴＤＲによる光ファイ
バ中を進展する光の伝送損失の量とその損失が起きた位
置を知る能力を利用して検出することができ、変形分布
を求めることができる。
【００３２】本発明によれば、土砂崩れの規模とその発
生した位置を、ＯＴＤＲによる光ファイバ中を進展する
光の伝送損失の量とその損失が起きた位置を知る能力を
利用して検出することができ、長距離間における土砂崩
れの状況を知ることができる。
生した位置を、ＯＴＤＲによる光ファイバ中を進展する
光の伝送損失の量とその損失が起きた位置を知る能力を
利用して検出することができ、長距離間における土砂崩
れの状況を知ることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスパイラル式
光ファイバセンサを適用した圧力センサの模式図。
光ファイバセンサを適用した圧力センサの模式図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサに
よる試験結果を示す図。
よる試験結果を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサを
用いたセンサシステムの全体図。
用いたセンサシステムの全体図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るスパイラル式
光ファイバセンサの使用例を示す図。
光ファイバセンサの使用例を示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るスパイラル式
光ファイバセンサを適用した歪センサの模式図。
光ファイバセンサを適用した歪センサの模式図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るスパイラル式
光ファイバセンサにて長手方向に歪が生じた状態を示す
図。
光ファイバセンサにて長手方向に歪が生じた状態を示す
図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るスパイラル式
光ファイバセンサを適用したトンネル壁変形計測器の模
式図。
光ファイバセンサを適用したトンネル壁変形計測器の模
式図。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るトンネル壁が
変形した場合のスパイラル式光ファイバセンサの状態を
示す図。
変形した場合のスパイラル式光ファイバセンサの状態を
示す図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係るスパイラル式
光ファイバセンサを適用した土砂崩れ検知システムの模
式図。
光ファイバセンサを適用した土砂崩れ検知システムの模
式図。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る土砂崩れが
発生した状態を示す図。
発生した状態を示す図。
【図１１】従来のトンネルの変形監視法を示す図。
【図１２】従来の土砂崩れ検知法を示す図。
１…光ファイバ ２…軟性材 ３…ピッチ ４…光送受波器（ＯＴＤＲ） ４ａ…光パルス送波器 ４ｂ…受光器 ４ｃ…検出部 ５…下板 ６…上板 ７…板 ８…留め具 ９…スパイラル式光ファイバセンサ １０…トンネル壁 １１…鋼板 １２…ナット １３…コンクリート杭 １４…板 １５…杭 １６…留め具 １７…土砂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山浦 剛俊 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 井上 好章 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 塚野 正純 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA65 BB17 CC40 DD02 DD06 FF41 GG04 LL02 MM16 MM26 PP21 QQ01 QQ28 QQ44 SS09 SS12 TT07 UU03 2F076 BA12 BA18 BB09 BD06 BD11 BD17 BE09 2G086 BB01 CC03 DD05 KK01 KK05
Claims (5)
- 【請求項１】円柱状の軟性材と、 この軟性材の周囲に螺旋状に巻き付けた光ファイバと、 前記光ファイバ内で生じる散乱光から、前記光ファイバ
内を進展する光の伝送損失の量とその損失が生じた位置
を検出する検出手段と、 を具備したことを特徴とする光ファイバセンサ。 - 【請求項２】前記検出手段の検出結果から、前記光ファ
イバが受けた圧力の量及びその位置の少なくとも一方を
特定することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ
センサ。 - 【請求項３】前記検出手段の検出結果から、前記光ファ
イバに生じた歪量及びその位置の少なくとも一方を特定
することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバセン
サ。 - 【請求項４】前記光ファイバが巻き付けられた前記軟性
材を測定対象の壁面に敷設し、前記検出手段の検出結果
から前記光ファイバに生じた歪量及びその位置の少なく
とも一方を特定することで、前記壁面で発生した変形の
量及びその位置の少なくとも一方を測定することを特徴
とする請求項１に記載の光ファイバセンサ。 - 【請求項５】前記光ファイバが巻き付けられた前記軟性
材を測定対象の場所に敷設し、前記検出手段の検出結果
から前記光ファイバに生じた歪量及びその位置の少なく
とも一方を特定することで、前記場所で発生した土砂崩
れの規模及びその位置の少なくとも一方を測定すること
を特徴とする請求項１に記載の光ファイバセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10184147A JP2000018981A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 光ファイバセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10184147A JP2000018981A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 光ファイバセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000018981A true JP2000018981A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16148199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10184147A Pending JP2000018981A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 光ファイバセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000018981A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2004219914B2 (en) * | 2003-03-05 | 2007-02-22 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Coiled optical fiber assembly for measuring pressure and/or other physical data |
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| CN110367955A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-10-25 | 深圳市矽赫科技有限公司 | 光纤传感器及生命体征检测装置 |
| CN113448016A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-28 | 上海应用技术大学 | 一种简易型光纤弯曲变形装置 |
| CN114413832A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-04-29 | 中国通信建设第三工程局有限公司 | 一种基于光纤传感的道路监测系统及方法 |
-
1998
- 1998-06-30 JP JP10184147A patent/JP2000018981A/ja active Pending
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|---|---|---|---|
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