JP2000121397A - 歪計測装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光ファイバの布設及び撤去を容易に行なえる歪
計測装置を提供すること。 【解決手段】光ファイバを測定対象（２）に設け、前記
光ファイバの歪量を計測することで前記測定対象（２）
に生じた歪を検出する歪計測装置であり、内部に光ファ
イバを有し、前記測定対象（２）に設けられたダクト３
内に挿通される光ファイバケーブル１と、前記光ファイ
バケーブル１の外周面及び前記ダクト３の内周面の一方
に、所定間隔毎に設けられた複数の電磁石と、前記光フ
ァイバケーブル１の外周面及び前記ダクト３の内周面の
他方に、前記所定間隔毎に設けられた複数の磁性を有す
る部材（４）と、を備え、前記光ファイバケーブル１を
前記ダクト３内に挿通した後、前記各電磁石を対向する
前記各磁性を有する部材（４）に吸着させることで前記
光ファイバを前記ダクト３内に固定する。
計測装置を提供すること。 【解決手段】光ファイバを測定対象（２）に設け、前記
光ファイバの歪量を計測することで前記測定対象（２）
に生じた歪を検出する歪計測装置であり、内部に光ファ
イバを有し、前記測定対象（２）に設けられたダクト３
内に挿通される光ファイバケーブル１と、前記光ファイ
バケーブル１の外周面及び前記ダクト３の内周面の一方
に、所定間隔毎に設けられた複数の電磁石と、前記光フ
ァイバケーブル１の外周面及び前記ダクト３の内周面の
他方に、前記所定間隔毎に設けられた複数の磁性を有す
る部材（４）と、を備え、前記光ファイバケーブル１を
前記ダクト３内に挿通した後、前記各電磁石を対向する
前記各磁性を有する部材（４）に吸着させることで前記
光ファイバを前記ダクト３内に固定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを使用
して構造物の歪（変形）量を測定する歪計測装置に関す
る。
して構造物の歪（変形）量を測定する歪計測装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の歪計測装置では、光ファイバの
片端からパルス光を入射し、該光ファイバ内で生じるブ
リルアン散乱光の後方散乱光をコヒーレント検波方法に
より高感度に検出する。このとき、散乱光の光波と光フ
ァイバ中の音波との相互作用により入射したパルス光の
光周波数に対して上方及び下方にシフトしたブリルアン
散乱光が検出されることを利用し、そのブリルアン散乱
光の周波数シフト分布から光ファイバの歪み分布を測定
する。
片端からパルス光を入射し、該光ファイバ内で生じるブ
リルアン散乱光の後方散乱光をコヒーレント検波方法に
より高感度に検出する。このとき、散乱光の光波と光フ
ァイバ中の音波との相互作用により入射したパルス光の
光周波数に対して上方及び下方にシフトしたブリルアン
散乱光が検出されることを利用し、そのブリルアン散乱
光の周波数シフト分布から光ファイバの歪み分布を測定
する。
【０００３】光ファイバに引っ張りによる伸び歪みを加
えると、該光ファイバに入射した光の後方ブリルアン散
乱光では、そのシフト量ｆｂ（ε）が増加する。この関
係は、次式（１）で表されることが知られている。
えると、該光ファイバに入射した光の後方ブリルアン散
乱光では、そのシフト量ｆｂ（ε）が増加する。この関
係は、次式（１）で表されることが知られている。
【０００４】 ｆｂ（ε）＝ｆｂ（０）（１＋Ｃε） …（１） ここでｆｂ（０）は、歪み量ε（％）がゼロのときのブ
リルアン周波数シフト（入射光の周波数からブリルアン
散乱のスペクトルの中心周波数を引いた値）であり、Ｃ
は比例係数である。したがって、ブリルアン周波数シフ
トを測定することにより、光ファイバの歪みを求めるこ
とができる。
リルアン周波数シフト（入射光の周波数からブリルアン
散乱のスペクトルの中心周波数を引いた値）であり、Ｃ
は比例係数である。したがって、ブリルアン周波数シフ
トを測定することにより、光ファイバの歪みを求めるこ
とができる。
【０００５】このブリルアン周波数シフトを計測するた
めには、微弱なブリルアン散乱光を受光する必要がある
が、この方法には、ＢＯＴＤＡ（Brillouin Optical Fi
berDomain Analysis)やＢＯＴＤＲ（Brillouin Optical
Time Domain Reflectometry ）等の方法が報告されて
いる。（信学論誌、B-I Vol.J73-B-I,No.2,pp.144-152,
1990;Technical Digest of International Quantum Ele
ctrinics Conference(IQEC'92),paper no. MoL.4,pp.42
-43,1992） 以下、構造物の歪（変形）量を測定するための従来の手
法を、トンネル内壁の歪量測定法を例に説明する。
めには、微弱なブリルアン散乱光を受光する必要がある
が、この方法には、ＢＯＴＤＡ（Brillouin Optical Fi
berDomain Analysis)やＢＯＴＤＲ（Brillouin Optical
Time Domain Reflectometry ）等の方法が報告されて
いる。（信学論誌、B-I Vol.J73-B-I,No.2,pp.144-152,
1990;Technical Digest of International Quantum Ele
ctrinics Conference(IQEC'92),paper no. MoL.4,pp.42
-43,1992） 以下、構造物の歪（変形）量を測定するための従来の手
法を、トンネル内壁の歪量測定法を例に説明する。
【０００６】図６は、光ファイバを使用してトンネルの
歪量を測定する従来の手法を示す図である。図６では、
トンネルの歪量を測定するために、光ファイバ５１をト
ンネル内壁５２に接着剤５３などを使用して接着してい
る。光ファイバ５１は、光コネクタ５５を介して歪分布
計測器５４に接続されている。
歪量を測定する従来の手法を示す図である。図６では、
トンネルの歪量を測定するために、光ファイバ５１をト
ンネル内壁５２に接着剤５３などを使用して接着してい
る。光ファイバ５１は、光コネクタ５５を介して歪分布
計測器５４に接続されている。
【０００７】トンネル内壁５２の歪にしたがって光ファ
イバ５１も歪むので、この光ファイバ５１の歪量を歪分
布計測器５４を使用して上述した原理に基づき測定す
る。このように、上述した原理に基づき光ファイバ５１
の歪量を測定することで、光ファイバ５１が敷設された
トンネル内壁５２の歪量を測定することができる。
イバ５１も歪むので、この光ファイバ５１の歪量を歪分
布計測器５４を使用して上述した原理に基づき測定す
る。このように、上述した原理に基づき光ファイバ５１
の歪量を測定することで、光ファイバ５１が敷設された
トンネル内壁５２の歪量を測定することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のような光ファイ
バのブリルアン散乱光を利用した歪量の測定において
は、光ファイバを対象となる構造物の壁等の表面に布設
し接着剤等で固定したり、あるいは構造物中に埋め込ん
で布設し固定する手法が考えられる。しかし、トンネ
ル、ダム、堤防等の構造物では、壁等の表面に光ファイ
バを布設した場合、ダメージを受け易く、また景観上好
ましくない。さらに、構造物中に光ファイバを埋め込む
手法は、その埋め込み作業が困難であるとともに、埋め
込んだ後、断線した場合に復旧、交換が困難であり、事
実上実施は不可能であるといえる。
バのブリルアン散乱光を利用した歪量の測定において
は、光ファイバを対象となる構造物の壁等の表面に布設
し接着剤等で固定したり、あるいは構造物中に埋め込ん
で布設し固定する手法が考えられる。しかし、トンネ
ル、ダム、堤防等の構造物では、壁等の表面に光ファイ
バを布設した場合、ダメージを受け易く、また景観上好
ましくない。さらに、構造物中に光ファイバを埋め込む
手法は、その埋め込み作業が困難であるとともに、埋め
込んだ後、断線した場合に復旧、交換が困難であり、事
実上実施は不可能であるといえる。
【０００９】本発明の目的は、光ファイバの布設及び撤
去を容易に行なえる歪計測装置を提供することにある。
去を容易に行なえる歪計測装置を提供することにある。
【００１０】
【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、本発明の歪計測装置は以下の如く構成
されている。
達成するために、本発明の歪計測装置は以下の如く構成
されている。
【００１１】（１）本発明の歪計測装置は、光ファイバ
を測定対象に設け、前記光ファイバの歪量を計測するこ
とで前記測定対象に生じた歪を検出する歪計測装置であ
り、内部に光ファイバを有し、前記測定対象に設けられ
たダクト内に挿通される光ファイバケーブルと、前記光
ファイバケーブルの外周面及び前記ダクトの内周面の一
方に、所定間隔毎に設けられた複数の電磁石と、前記光
ファイバケーブルの外周面及び前記ダクトの内周面の他
方に、前記所定間隔毎に設けられた複数の磁性を有する
部材と、を備え、前記光ファイバケーブルを前記ダクト
内に挿通した後、前記各電磁石を対向する前記各磁性を
有する部材に吸着させることで前記光ファイバを前記ダ
クト内に固定する。
を測定対象に設け、前記光ファイバの歪量を計測するこ
とで前記測定対象に生じた歪を検出する歪計測装置であ
り、内部に光ファイバを有し、前記測定対象に設けられ
たダクト内に挿通される光ファイバケーブルと、前記光
ファイバケーブルの外周面及び前記ダクトの内周面の一
方に、所定間隔毎に設けられた複数の電磁石と、前記光
ファイバケーブルの外周面及び前記ダクトの内周面の他
方に、前記所定間隔毎に設けられた複数の磁性を有する
部材と、を備え、前記光ファイバケーブルを前記ダクト
内に挿通した後、前記各電磁石を対向する前記各磁性を
有する部材に吸着させることで前記光ファイバを前記ダ
クト内に固定する。
【００１２】（２）本発明の歪計測装置は、光ファイバ
を測定対象に設け、前記光ファイバの歪量を計測するこ
とで前記測定対象に生じた歪を検出する歪計測装置であ
り、内部に光ファイバと管を有し、前記測定対象に設け
られたダクト内に挿通される光ファイバケーブルを備
え、前記光ファイバケーブルを前記ダクト内に挿通した
後、前記管内に気体あるいは液体を供給し前記管を膨出
させることで前記光ファイバを前記ダクト内に固定す
る。
を測定対象に設け、前記光ファイバの歪量を計測するこ
とで前記測定対象に生じた歪を検出する歪計測装置であ
り、内部に光ファイバと管を有し、前記測定対象に設け
られたダクト内に挿通される光ファイバケーブルを備
え、前記光ファイバケーブルを前記ダクト内に挿通した
後、前記管内に気体あるいは液体を供給し前記管を膨出
させることで前記光ファイバを前記ダクト内に固定す
る。
【００１３】（３）本発明の歪計測装置は、光ファイバ
を測定対象に設け、前記光ファイバの歪量を計測するこ
とで前記測定対象に生じた歪を検出する歪計測装置であ
り、内部に光ファイバを有し、前記測定対象に設けられ
たダクト内に挿通される光ファイバケーブルと、前記光
ファイバケーブルの外周面及びダクトの内周面の一方
に、所定間隔毎に設けられた複数の形状記憶合金と、前
記各形状記憶合金の形状を変化させる複数の変形手段
と、を備え、前記光ファイバケーブルを前記ダクト内に
挿通した後、前記変形手段により前記各形状記憶合金の
形状を変化させることで前記光ファイバを前記ダクト内
に固定する。
を測定対象に設け、前記光ファイバの歪量を計測するこ
とで前記測定対象に生じた歪を検出する歪計測装置であ
り、内部に光ファイバを有し、前記測定対象に設けられ
たダクト内に挿通される光ファイバケーブルと、前記光
ファイバケーブルの外周面及びダクトの内周面の一方
に、所定間隔毎に設けられた複数の形状記憶合金と、前
記各形状記憶合金の形状を変化させる複数の変形手段
と、を備え、前記光ファイバケーブルを前記ダクト内に
挿通した後、前記変形手段により前記各形状記憶合金の
形状を変化させることで前記光ファイバを前記ダクト内
に固定する。
【００１４】
【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歪計測装置の構成を示す
図である。図１では、トンネルで発生する歪量を測定す
るために、光ファイバケーブル１をコンクリートからな
るトンネル内壁２中に埋設されたダクト３内に挿通して
いる。また、ダクト３の内周面には長手方向に沿って所
定間隔（例えば２ｍ以上の間隔）毎に、金属または磁石
等の磁性を有する部材からなる固定部材４が固着されて
いる。
発明の第１の実施の形態に係る歪計測装置の構成を示す
図である。図１では、トンネルで発生する歪量を測定す
るために、光ファイバケーブル１をコンクリートからな
るトンネル内壁２中に埋設されたダクト３内に挿通して
いる。また、ダクト３の内周面には長手方向に沿って所
定間隔（例えば２ｍ以上の間隔）毎に、金属または磁石
等の磁性を有する部材からなる固定部材４が固着されて
いる。
【００１５】図２は、光ファイバケーブル１の構成を示
す図であり、長尺な光ファイバケーブル１の一部を示す
図である。光ファイバケーブル１内には、光ファイバ５
と電線６が個別に挿通されており、光ファイバケーブル
１の外周面には長手方向に沿って上記所定間隔毎に、電
磁石７が固着されている。光ファイバケーブル１内の電
線６は、各電磁石７のコイルに接続されている。光ファ
イバ１の終端には光コネクタ（不図示）を介して、当該
トンネルの入口付近に設置された歪分布計測器（不図
示）が接続されている。
す図であり、長尺な光ファイバケーブル１の一部を示す
図である。光ファイバケーブル１内には、光ファイバ５
と電線６が個別に挿通されており、光ファイバケーブル
１の外周面には長手方向に沿って上記所定間隔毎に、電
磁石７が固着されている。光ファイバケーブル１内の電
線６は、各電磁石７のコイルに接続されている。光ファ
イバ１の終端には光コネクタ（不図示）を介して、当該
トンネルの入口付近に設置された歪分布計測器（不図
示）が接続されている。
【００１６】以下、上述したような構成をなす光ファイ
バケーブル１の布設過程を説明する。まず、光ファイバ
ケーブル１の電線６に電流を供給しない状態で、光ファ
イバケーブル１をダクト３内に挿通し、各電磁石７を対
応する固定部材４と対向させる。次に、各電磁石７と対
応する各固定部材４との間に吸引力を発生させる磁界が
各電磁石７で生じるよう、電線６に電流を供給する。す
ると、各固定部材４にそれらと対向する各電磁石７が吸
着するため、光ファイバケーブル１がダクト３の内周面
に固定される。これにより、光ファイバ５がトンネル内
壁２中に固定される。
バケーブル１の布設過程を説明する。まず、光ファイバ
ケーブル１の電線６に電流を供給しない状態で、光ファ
イバケーブル１をダクト３内に挿通し、各電磁石７を対
応する固定部材４と対向させる。次に、各電磁石７と対
応する各固定部材４との間に吸引力を発生させる磁界が
各電磁石７で生じるよう、電線６に電流を供給する。す
ると、各固定部材４にそれらと対向する各電磁石７が吸
着するため、光ファイバケーブル１がダクト３の内周面
に固定される。これにより、光ファイバ５がトンネル内
壁２中に固定される。
【００１７】この状態で、トンネル内壁２に歪が生じた
場合、光ファイバ５も歪むので、この光ファイバ５の歪
量（０．２ｍｍ以上）を上記歪分布計測器を使用して上
述した原理に基づき測定することで、光ファイバ１が敷
設されたトンネル内壁２の歪量を測定することができ
る。
場合、光ファイバ５も歪むので、この光ファイバ５の歪
量（０．２ｍｍ以上）を上記歪分布計測器を使用して上
述した原理に基づき測定することで、光ファイバ１が敷
設されたトンネル内壁２の歪量を測定することができ
る。
【００１８】上述した構成では、光ファイバケーブル１
内に光ファイバ５と電線６を挿通し、光ファイバケーブ
ル１の外周面には所定間隔毎に電磁石７を固着し、ダク
ト３の内周面には上記所定間隔毎に固定部材４を固着し
た。しかしこの構成に限らず、光ファイバケーブル１内
に光ファイバ５のみを挿通し、光ファイバケーブル１の
外周面には所定間隔毎に固定部材４を固着し、ダクト３
の内周面には上記所定間隔毎に電磁石７を固着するよう
構成することもできる。この場合、電線６をダクト３の
内周面に布設し各電磁石７のコイルに接続する。
内に光ファイバ５と電線６を挿通し、光ファイバケーブ
ル１の外周面には所定間隔毎に電磁石７を固着し、ダク
ト３の内周面には上記所定間隔毎に固定部材４を固着し
た。しかしこの構成に限らず、光ファイバケーブル１内
に光ファイバ５のみを挿通し、光ファイバケーブル１の
外周面には所定間隔毎に固定部材４を固着し、ダクト３
の内周面には上記所定間隔毎に電磁石７を固着するよう
構成することもできる。この場合、電線６をダクト３の
内周面に布設し各電磁石７のコイルに接続する。
【００１９】このような構成によれば、光ファイバケー
ブル１の外周面における各固定部材が、ダクト３の内周
面における対向する各電磁石に吸着するため、光ファイ
バケーブル１がダクト３の内周面に固定され、光ファイ
バ５がトンネル内壁２中に固定される。
ブル１の外周面における各固定部材が、ダクト３の内周
面における対向する各電磁石に吸着するため、光ファイ
バケーブル１がダクト３の内周面に固定され、光ファイ
バ５がトンネル内壁２中に固定される。
【００２０】また、光ファイバケーブル１をダクト３内
から撤去する作業は、各電磁石７と各固定部材４に反発
力を生じさせることにより離すことで容易に行なえる。
から撤去する作業は、各電磁石７と各固定部材４に反発
力を生じさせることにより離すことで容易に行なえる。
【００２１】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態に係る歪計測装置では、上記第１の実施の形態に
て図２に示したように光ファイバケーブル１の外周面に
電磁石７を固着する代わりに、電磁石７に永久磁石（不
図示）を一体化させて固着する。
の形態に係る歪計測装置では、上記第１の実施の形態に
て図２に示したように光ファイバケーブル１の外周面に
電磁石７を固着する代わりに、電磁石７に永久磁石（不
図示）を一体化させて固着する。
【００２２】以下、上述したような構成をなす光ファイ
バケーブル１の布設過程を説明する。まず、光ファイバ
ケーブル１の電線６に、各電磁石７と対応する各固定部
材４との間に反発力を発生させる磁界が各電磁石７で生
じるよう、電流を供給する。この状態で光ファイバケー
ブル１をダクト３内に挿通し、各電磁石７を対応する固
定部材４と対向させる。
バケーブル１の布設過程を説明する。まず、光ファイバ
ケーブル１の電線６に、各電磁石７と対応する各固定部
材４との間に反発力を発生させる磁界が各電磁石７で生
じるよう、電流を供給する。この状態で光ファイバケー
ブル１をダクト３内に挿通し、各電磁石７を対応する固
定部材４と対向させる。
【００２３】次に、電線６への電流の供給を止める。す
ると、ダクト３の内周面の各固定部材４にそれらと対向
する各永久磁石が吸着するため、光ファイバケーブル１
がダクト３の内周面に固定される。これにより、光ファ
イバ５がトンネル内壁２中に固定される。
ると、ダクト３の内周面の各固定部材４にそれらと対向
する各永久磁石が吸着するため、光ファイバケーブル１
がダクト３の内周面に固定される。これにより、光ファ
イバ５がトンネル内壁２中に固定される。
【００２４】この構成に限らず、光ファイバケーブル１
内に光ファイバ５のみを挿通し、光ファイバケーブル１
の外周面には所定間隔毎に固定部材４を固着し、ダクト
３の内周面に上記所定間隔毎に電磁石７と永久磁石を固
着するよう構成することもできる。この場合、電線６を
ダクト３の内周面に布設し各電磁石７のコイルに接続す
る。
内に光ファイバ５のみを挿通し、光ファイバケーブル１
の外周面には所定間隔毎に固定部材４を固着し、ダクト
３の内周面に上記所定間隔毎に電磁石７と永久磁石を固
着するよう構成することもできる。この場合、電線６を
ダクト３の内周面に布設し各電磁石７のコイルに接続す
る。
【００２５】このような構成によれば、光ファイバケー
ブル１の外周面における各固定部材４が、ダクト３の内
周面における対向する永久磁石に吸着するため、光ファ
イバケーブル１がダクト３の内周面に固定され、光ファ
イバ５がトンネル内壁２中に固定される。
ブル１の外周面における各固定部材４が、ダクト３の内
周面における対向する永久磁石に吸着するため、光ファ
イバケーブル１がダクト３の内周面に固定され、光ファ
イバ５がトンネル内壁２中に固定される。
【００２６】また、光ファイバケーブル１をダクト３内
から撤去する作業は、各永久磁石と各固定部材４を離脱
させることで容易に行なえる。
から撤去する作業は、各永久磁石と各固定部材４を離脱
させることで容易に行なえる。
【００２７】（第３の実施の形態）図３は、本発明の第
３の実施の形態に係る歪計測装置を構成する光ファイバ
ケーブルの構成を示す図であり、長尺な光ファイバケー
ブルの一部を示す図である。光ファイバケーブル１１は
ゴム等の弾性を有する部材からなり、その内部には光フ
ァイバ５と空気配管８が個別に挿通されている。空気配
管８には、長手方向に沿って上記所定間隔毎に、空気に
より膨出する部分が設けられている。光ファイバ５の終
端には光コネクタ（不図示）を介して、当該トンネルの
入口付近に設置された歪分布計測器（不図示）が接続さ
れている。
３の実施の形態に係る歪計測装置を構成する光ファイバ
ケーブルの構成を示す図であり、長尺な光ファイバケー
ブルの一部を示す図である。光ファイバケーブル１１は
ゴム等の弾性を有する部材からなり、その内部には光フ
ァイバ５と空気配管８が個別に挿通されている。空気配
管８には、長手方向に沿って上記所定間隔毎に、空気に
より膨出する部分が設けられている。光ファイバ５の終
端には光コネクタ（不図示）を介して、当該トンネルの
入口付近に設置された歪分布計測器（不図示）が接続さ
れている。
【００２８】以下、上述したような構成をなす光ファイ
バケーブル１１の布設過程を説明する。まず、空気配管
８内に空気を注入しない状態で、光ファイバケーブル１
１をダクト３内に挿通し、次に空気配管８内に圧縮空気
を注入する。すると、その圧縮空気の圧力で膨出する空
気配管８の各部分に対応する光ファイバケーブル１１の
部分が膨らみ、やがてダクト３の内周面に押し付けられ
る。これにより、光ファイバ５がトンネル内壁２中に固
定される。
バケーブル１１の布設過程を説明する。まず、空気配管
８内に空気を注入しない状態で、光ファイバケーブル１
１をダクト３内に挿通し、次に空気配管８内に圧縮空気
を注入する。すると、その圧縮空気の圧力で膨出する空
気配管８の各部分に対応する光ファイバケーブル１１の
部分が膨らみ、やがてダクト３の内周面に押し付けられ
る。これにより、光ファイバ５がトンネル内壁２中に固
定される。
【００２９】また、光ファイバケーブル１１をダクト３
内から撤去する作業は、空気配管８内の空気を抜くこと
で容易に行なえる。
内から撤去する作業は、空気配管８内の空気を抜くこと
で容易に行なえる。
【００３０】（第４の実施の形態）図４は、本発明の第
４の実施の形態に係る歪計測装置を構成する光ファイバ
ケーブルの構成を示す図であり、長尺な光ファイバケー
ブルの一部を示す図である。光ファイバケーブル１２内
には、光ファイバ５と電線６が個別に挿通されており、
光ファイバケーブル１２の外周面には長手方向に沿って
上記所定間隔毎に、加熱装置９が固着されている。光フ
ァイバケーブル１２内の電線６は、各加熱装置９に接続
されている。また、各加熱装置９の表面には形状記憶合
金が取り付けられている。光ファイバ５の終端には光コ
ネクタ（不図示）を介して、当該トンネルの入口付近に
設置された歪分布計測器（不図示）が接続されている。
４の実施の形態に係る歪計測装置を構成する光ファイバ
ケーブルの構成を示す図であり、長尺な光ファイバケー
ブルの一部を示す図である。光ファイバケーブル１２内
には、光ファイバ５と電線６が個別に挿通されており、
光ファイバケーブル１２の外周面には長手方向に沿って
上記所定間隔毎に、加熱装置９が固着されている。光フ
ァイバケーブル１２内の電線６は、各加熱装置９に接続
されている。また、各加熱装置９の表面には形状記憶合
金が取り付けられている。光ファイバ５の終端には光コ
ネクタ（不図示）を介して、当該トンネルの入口付近に
設置された歪分布計測器（不図示）が接続されている。
【００３１】以下、上述したような構成をなす光ファイ
バケーブル１２の布設過程を説明する。まず、布設前に
光ファイバケーブル１２の電線６に電流を供給し、元々
突出した形状をなす各形状記憶合金１０を各加熱装置で
加熱して平状にする。そして、光ファイバケーブル１２
をダクト３内にスムーズに挿通した後、電流の供給を止
める。これにより、各形状記憶合金１０が元の突出した
形状に戻るため、各形状記憶合金１０がダクト３の内周
面に引っ掛かる状態になる。よって、光ファイバケーブ
ル１２がダクト３の内周面に固定され、光ファイバ５が
トンネル内壁２中に固定される。
バケーブル１２の布設過程を説明する。まず、布設前に
光ファイバケーブル１２の電線６に電流を供給し、元々
突出した形状をなす各形状記憶合金１０を各加熱装置で
加熱して平状にする。そして、光ファイバケーブル１２
をダクト３内にスムーズに挿通した後、電流の供給を止
める。これにより、各形状記憶合金１０が元の突出した
形状に戻るため、各形状記憶合金１０がダクト３の内周
面に引っ掛かる状態になる。よって、光ファイバケーブ
ル１２がダクト３の内周面に固定され、光ファイバ５が
トンネル内壁２中に固定される。
【００３２】上述した構成では、布設前に光ファイバケ
ーブル１２の電線６に電流を供給し、元々突出した形状
をなす各形状記憶合金１０を各加熱装置で加熱して平状
にし、布設後電流の供給を止め、各形状記憶合金１０を
元の突出した形状に戻すことで光ファイバケーブル１２
をダクト３の内周面に固定した。しかしこの構成に限ら
ず、各形状記憶合金１０に元々平状をなすものを用い、
電線６に電流を供給しない状態で光ファイバケーブル１
２をダクト３内にスムーズに挿通した後、電流を供給
し、各形状記憶合金１０を各加熱装置で加熱して突出し
た形状にすることもできる。このような構成でも、各形
状記憶合金１０がダクト３の内周面に引っ掛かる状態に
なるため、光ファイバケーブル１２がダクト３の内周面
に固定され、光ファイバ５がトンネル内壁２中に固定さ
れる。
ーブル１２の電線６に電流を供給し、元々突出した形状
をなす各形状記憶合金１０を各加熱装置で加熱して平状
にし、布設後電流の供給を止め、各形状記憶合金１０を
元の突出した形状に戻すことで光ファイバケーブル１２
をダクト３の内周面に固定した。しかしこの構成に限ら
ず、各形状記憶合金１０に元々平状をなすものを用い、
電線６に電流を供給しない状態で光ファイバケーブル１
２をダクト３内にスムーズに挿通した後、電流を供給
し、各形状記憶合金１０を各加熱装置で加熱して突出し
た形状にすることもできる。このような構成でも、各形
状記憶合金１０がダクト３の内周面に引っ掛かる状態に
なるため、光ファイバケーブル１２がダクト３の内周面
に固定され、光ファイバ５がトンネル内壁２中に固定さ
れる。
【００３３】また、各加熱装置９と元々平状である各形
状記憶合金１０を、ダクト３の内周面に長手方向に沿っ
て上記所定間隔毎に固着するよう構成することもでき
る。この場合、電線６をダクト３の内周面に布設し各加
熱装置９に接続する。そして電線６に電流を供給しない
状態で光ファイバケーブル１２をダクト３内にスムーズ
に挿通した後、電流を供給し、各形状記憶合金１０を各
加熱装置９で加熱して突出した形状にする。このような
構成でも、各形状記憶合金１０が光ファイバケーブル１
２の外周面に引っ掛かる状態になるため、光ファイバケ
ーブル１２がダクト３の内周面に固定され、光ファイバ
５がトンネル内壁２中に固定される。
状記憶合金１０を、ダクト３の内周面に長手方向に沿っ
て上記所定間隔毎に固着するよう構成することもでき
る。この場合、電線６をダクト３の内周面に布設し各加
熱装置９に接続する。そして電線６に電流を供給しない
状態で光ファイバケーブル１２をダクト３内にスムーズ
に挿通した後、電流を供給し、各形状記憶合金１０を各
加熱装置９で加熱して突出した形状にする。このような
構成でも、各形状記憶合金１０が光ファイバケーブル１
２の外周面に引っ掛かる状態になるため、光ファイバケ
ーブル１２がダクト３の内周面に固定され、光ファイバ
５がトンネル内壁２中に固定される。
【００３４】また、光ファイバケーブル１２をダクト３
内から撤去する作業は、各形状記憶合金１０を平状にす
ることで容易に行なえる。
内から撤去する作業は、各形状記憶合金１０を平状にす
ることで容易に行なえる。
【００３５】（第５の実施の形態）上記第１〜第４の実
施の形態では光ファイバケーブルをトンネル内壁２中に
埋設されたダクト３内に挿通したが、本第５の実施の形
態では光ファイバケーブル内に光ファイバ５のみを挿通
し、光ファイバケーブルの外周面には長手方向に沿って
上記所定間隔毎に磁石を固着する。そして、トンネル内
壁２の表面に上記所定間隔毎に金属または磁石等の磁性
を有する部材からなる固定部材を固着する。
施の形態では光ファイバケーブルをトンネル内壁２中に
埋設されたダクト３内に挿通したが、本第５の実施の形
態では光ファイバケーブル内に光ファイバ５のみを挿通
し、光ファイバケーブルの外周面には長手方向に沿って
上記所定間隔毎に磁石を固着する。そして、トンネル内
壁２の表面に上記所定間隔毎に金属または磁石等の磁性
を有する部材からなる固定部材を固着する。
【００３６】このような構成をなす光ファイバケーブル
の布設過程では、各固定部材に対応する磁石を吸着させ
ることで、光ファイバケーブルがトンネル内壁２の表面
に固定される。これにより、光ファイバ５がトンネル内
壁２の表面に固定される。
の布設過程では、各固定部材に対応する磁石を吸着させ
ることで、光ファイバケーブルがトンネル内壁２の表面
に固定される。これにより、光ファイバ５がトンネル内
壁２の表面に固定される。
【００３７】また、光ファイバケーブル１をダクト３内
から撤去する作業は、各磁石と各固定部材を離脱させる
ことで容易に行なえる。
から撤去する作業は、各磁石と各固定部材を離脱させる
ことで容易に行なえる。
【００３８】（第６の実施の形態）図５の（ａ），
（ｂ）は、本発明の第６の実施の形態に係る光ファイバ
ケーブルの構成を示す図である。図５では図２と同様、
光ファイバケーブル１３に光ファイバ５と電線６が個別
に挿通されている。さらに、光ファイバケーブル１３の
ほぼ中心に、ワイヤー１４が挿通されている。このよう
に光ファイバケーブルのほぼ中心にワイヤー１４を挿通
した構成は、図２乃至図４に示した各光ファイバケーブ
ルに適用できる。
（ｂ）は、本発明の第６の実施の形態に係る光ファイバ
ケーブルの構成を示す図である。図５では図２と同様、
光ファイバケーブル１３に光ファイバ５と電線６が個別
に挿通されている。さらに、光ファイバケーブル１３の
ほぼ中心に、ワイヤー１４が挿通されている。このよう
に光ファイバケーブルのほぼ中心にワイヤー１４を挿通
した構成は、図２乃至図４に示した各光ファイバケーブ
ルに適用できる。
【００３９】図２乃至図４に示した各光ファイバケーブ
ルにワイヤー１４等の硬い物質を挿通することで、電磁
石、空気配管、形状記憶物質等が吸着あるいは膨脹（収
縮）する際に、光ファイバの屈曲を防止できる。なおワ
イヤー１４は、敷設経路に沿うよう、ある程度曲げやす
い物質からなり、かつ光ファイバに損失を与えるような
屈曲（例えばシングルモードファイバでは、ｒ＝３０ｍ
ｍ未満の屈折）を防ぐことができる硬さとする。
ルにワイヤー１４等の硬い物質を挿通することで、電磁
石、空気配管、形状記憶物質等が吸着あるいは膨脹（収
縮）する際に、光ファイバの屈曲を防止できる。なおワ
イヤー１４は、敷設経路に沿うよう、ある程度曲げやす
い物質からなり、かつ光ファイバに損失を与えるような
屈曲（例えばシングルモードファイバでは、ｒ＝３０ｍ
ｍ未満の屈折）を防ぐことができる硬さとする。
【００４０】また、光ファイバケーブルは、光ファイバ
の引張りあるいは縮みを検出するセンサとして用いられ
るので、ワイヤー１４を引張りや縮みに作用されないケ
ーブル内部で軸方向に滑りやすい構造とする。また、ワ
イヤー１４を電線等の固定物質と光ファイバとの間に入
れ、屈曲する力を分離するように配置する。
の引張りあるいは縮みを検出するセンサとして用いられ
るので、ワイヤー１４を引張りや縮みに作用されないケ
ーブル内部で軸方向に滑りやすい構造とする。また、ワ
イヤー１４を電線等の固定物質と光ファイバとの間に入
れ、屈曲する力を分離するように配置する。
【００４１】特に、空気や液体によって光ファイバケー
ブルを固定する方法では、図５の（ｂ）に断面図で示す
ように、膨脹する部屋１６の周囲を保護用プレート１５
等の硬い物質で囲い、光ファイバ５が屈曲されないよう
にする。
ブルを固定する方法では、図５の（ｂ）に断面図で示す
ように、膨脹する部屋１６の周囲を保護用プレート１５
等の硬い物質で囲い、光ファイバ５が屈曲されないよう
にする。
【００４２】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時変形して実施で
きる。
定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施で
きる。
【００４３】
【発明の効果】本発明の歪計測装置によれば、光ファイ
バケーブルを測定対象である構造物中のダクト内に挿通
した後、各電磁石を対向する各磁性を有する部材に吸着
させることで光ファイバを前記ダクト内に固定するの
で、光ファイバの布設を容易に行なえる。また、各電磁
石と各磁性を有する部材を反発力により離すことで光フ
ァイバの撤去を容易に行なえ、事故発生時の復旧、交換
が容易に行なえる。さらに、光ファイバケーブルを構造
物中に埋設できるため、ダメージを受けにくく、景観を
損なうこともない。
バケーブルを測定対象である構造物中のダクト内に挿通
した後、各電磁石を対向する各磁性を有する部材に吸着
させることで光ファイバを前記ダクト内に固定するの
で、光ファイバの布設を容易に行なえる。また、各電磁
石と各磁性を有する部材を反発力により離すことで光フ
ァイバの撤去を容易に行なえ、事故発生時の復旧、交換
が容易に行なえる。さらに、光ファイバケーブルを構造
物中に埋設できるため、ダメージを受けにくく、景観を
損なうこともない。
【００４４】本発明の歪計測装置によれば、光ファイバ
ケーブルをダクト内に挿通した後、管内に気体あるいは
液体を供給し前記管を膨出させることで光ファイバを前
記ダクト内に固定するので、光ファイバの布設を容易に
行なえる。また、管内の空気を抜くことで光ファイバの
撤去を容易に行なえる。
ケーブルをダクト内に挿通した後、管内に気体あるいは
液体を供給し前記管を膨出させることで光ファイバを前
記ダクト内に固定するので、光ファイバの布設を容易に
行なえる。また、管内の空気を抜くことで光ファイバの
撤去を容易に行なえる。
【００４５】本発明の歪計測装置によれば、光ファイバ
ケーブルをダクト内に挿通した後、変形手段により各形
状記憶合金の形状を変化させることで光ファイバを前記
ダクト内に固定するので、光ファイバの布設を容易に行
なえる。また、各形状記憶合金を平状にすることで光フ
ァイバの撤去を容易に行なえる。
ケーブルをダクト内に挿通した後、変形手段により各形
状記憶合金の形状を変化させることで光ファイバを前記
ダクト内に固定するので、光ファイバの布設を容易に行
なえる。また、各形状記憶合金を平状にすることで光フ
ァイバの撤去を容易に行なえる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る歪計測装置の
構成を示す図。
構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバケ
ーブルの構成を示す図。
ーブルの構成を示す図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る歪計測装置を
構成する光ファイバケーブルの構成を示す図。
構成する光ファイバケーブルの構成を示す図。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る歪計測装置を
構成する光ファイバケーブルの構成を示す図。
構成する光ファイバケーブルの構成を示す図。
【図５】本発明の第６の実施の形態に係る光ファイバケ
ーブルの構成を示す図
ーブルの構成を示す図
【図６】従来例に係る光ファイバを使用してトンネルの
歪量を測定する手法を示す図。
歪量を測定する手法を示す図。
１…光ファイバケーブル ２…トンネル内壁 ３…ダクト ４…固定部材 ５…光ファイバ ６…電線 ７…電磁石 ８…空気配管 ９…加熱装置 １０…形状記憶合金 １１…光ファイバケーブル １２…光ファイバケーブル １３…光ファイバケーブル １４…ワイヤー １５…保護用プレート １６…膨脹する部屋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 7/06 Ｅ２１Ｆ 17/00 // Ｅ２１Ｆ 17/00 Ｇ０２Ｂ 6/00 Ｂ Ｆターム(参考） 2F065 AA06 AA65 AA69 CC40 FF12 FF42 PP01 PP22 QQ44 UU03 2F076 BA01 BB09 BD06 BD17 2H038 AA05 5E048 AB10 CB07
Claims (3)
- 【請求項１】光ファイバを測定対象に設け、前記光ファ
イバの歪量を計測することで前記測定対象に生じた歪を
検出する歪計測装置であり、 内部に光ファイバを有し、前記測定対象に設けられたダ
クト内に挿通される光ファイバケーブルと、 前記光ファイバケーブルの外周面及び前記ダクトの内周
面の一方に、所定間隔毎に設けられた複数の電磁石と、 前記光ファイバケーブルの外周面及び前記ダクトの内周
面の他方に、前記所定間隔毎に設けられた複数の磁性を
有する部材と、を備え、 前記光ファイバケーブルを前記ダクト内に挿通した後、
前記各電磁石を対向する前記各磁性を有する部材に吸着
させることで前記光ファイバを前記ダクト内に固定する
ことを特徴とする歪計測装置。 - 【請求項２】光ファイバを測定対象に設け、前記光ファ
イバの歪量を計測することで前記測定対象に生じた歪を
検出する歪計測装置であり、 内部に光ファイバと管を有し、前記測定対象に設けられ
たダクト内に挿通される光ファイバケーブルを備え、 前記光ファイバケーブルを前記ダクト内に挿通した後、
前記管内に気体あるいは液体を供給し前記管を膨出させ
ることで前記光ファイバを前記ダクト内に固定すること
を特徴とする歪計測装置。 - 【請求項３】光ファイバを測定対象に設け、前記光ファ
イバの歪量を計測することで前記測定対象に生じた歪を
検出する歪計測装置であり、 内部に光ファイバを有し、前記測定対象に設けられたダ
クト内に挿通される光ファイバケーブルと、 前記光ファイバケーブルの外周面及びダクトの内周面の
一方に、所定間隔毎に設けられた複数の形状記憶合金
と、 前記各形状記憶合金の形状を変化させる複数の変形手段
と、を備え、 前記光ファイバケーブルを前記ダクト内に挿通した後、
前記変形手段により前記各形状記憶合金の形状を変化さ
せることで前記光ファイバを前記ダクト内に固定するこ
とを特徴とする歪計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10287873A JP2000121397A (ja) | 1998-10-09 | 1998-10-09 | 歪計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10287873A JP2000121397A (ja) | 1998-10-09 | 1998-10-09 | 歪計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000121397A true JP2000121397A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17722855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10287873A Withdrawn JP2000121397A (ja) | 1998-10-09 | 1998-10-09 | 歪計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000121397A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008175562A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Central Nippon Expressway Co Ltd | 歪み計測システム |
| JP2011145102A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Railway Technical Research Institute | 光ファイバーセンサーの設置装置 |
| CN107063107A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-18 | 云南大永高速公路建设指挥部 | 隧道围岩变形分布式光纤监测系统及施工、监测方法 |
| CN109029337A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-18 | 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司 | 一种土石坝防渗体变形监测系统和监测方法 |
| CN110244422A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-09-17 | 中油奥博(成都)科技有限公司 | 一种铠装光缆在金属套管井里贴壁耦合装置与方法 |
| CN110965984A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-04-07 | 电子科技大学 | 一种下井测试光缆及其下井测试方法 |
| CN114858079A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-05 | 青岛益群地下城开发有限公司 | 基于分布式多点应变与位移转换网络的隧道变形监测方法 |
| CN115200487A (zh) * | 2022-08-24 | 2022-10-18 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种大口径管道的安全测量装置及安全评估方法 |
| CN115342746A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-11-15 | 河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司 | 一种矿山井下支护变形监测装置及方法 |
| CN115930792A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-04-07 | 南华大学 | 基于光纤传感技术的隧道全寿命裂缝监测系统及预警方法 |
-
1998
- 1998-10-09 JP JP10287873A patent/JP2000121397A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115200487A (zh) * | 2022-08-24 | 2022-10-18 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种大口径管道的安全测量装置及安全评估方法 |
| CN115342746A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-11-15 | 河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司 | 一种矿山井下支护变形监测装置及方法 |
| CN115930792A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-04-07 | 南华大学 | 基于光纤传感技术的隧道全寿命裂缝监测系统及预警方法 |
| CN115930792B (zh) * | 2022-12-07 | 2024-01-26 | 南华大学 | 基于光纤传感技术的隧道全寿命裂缝监测系统及预警方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |