JP2000230935A - 加速度計およびこれを備えた加速度計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加速度計およびこれを用いた加速度計測装置
において、電気信号を用いずに正確かつ安全に計測で
き、また一つのケーブルで複数の加速度計を接続可能に
すること。 【解決手段】 支持部材８に対して移動可能にかつ弾性
的に支持された重り部材１０と、該重り部材の位置の変
位を検出する変位検出部とを備え、該変位検出部で検出
された前記変位から加速度を計測する加速度計３であっ
て、前記変位検出部は、前記重り部材の移動に応じて歪
むように支持された光ファイバセンサ１１を備え、該光
ファイバセンサは、そのコアに屈折率が長さ方向に周期
的に変化するブラッグ格子１１ｂが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ガス管等
に加わる揺れや振動を加速度として計測する加速度計お
よびこれを用いた加速度計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な加速度計は、図８に示す
ように、その基本構造が支持基盤Ｂに基端を固定したば
ねｋおよび適度な減衰特性を与えるダンパｃと、これら
の先端に取り付けられた重りｍとから構成される。この
構造の場合における運動方程式は、

【数１】 （ｍ：重りの質量、ｋ：ばねのばね定数、ｃ：ダンパの
減衰定数、ｙ：支持基盤の移動量）で表現できる。

【０００３】ここで、ｚは相対変位であり、ｚ＝ｘ−ｙ
（ｘ：重りの移動量）で算出される。つまり、ｚは、重
りｍと支持基盤Ｂとの距離を意味する。式（１）から明
らかなように、ばねｋが十分大きな場合、左辺で第３項
ｋｚが支配的になり、基本的に距離ｚが支持基盤Ｂの加
速度と比例関係となる。つまり、支持基盤Ｂの加速度
は、距離ｚが計測できれば求めることができる。

【０００４】通常の加速度計では、直接距離ｚを計測せ
ず、ばねｋの歪み量を測定して距離ｚを間接的に求め
る。歪みεと距離ｚとの関係は、ε＝△ｚ÷ｚ０（ｚ０
は基準距離）である。したがって、ばねｋの歪みεを何
らかの方法で求めることができれば、加速度計を構成で
きることとなる。一般的に市販されている加速度計は、
この歪みを計測するために歪みゲージを用いたり、圧電
素子をばねにして歪みと電圧との関係から求めたりして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の加速度計には、以下のような課題が残されている。
すなわち、上記の加速度計は、ほとんど全て電気信号を
用いたものであり、かつ一つの加速度計に１本のケーブ
ルが必要となるものがほとんどである。したがって、以
下のような問題がある。 水中で用いる場合には、十分な絶縁材が必要となる、 強電界場および強磁場では使用できない。 多数の加速度計を使用する場合に多数のケーブルが必
要となる。 電線に近いなどの状況下ではノイズを発生する。 通電するため、誘爆の危険性のあるガス雰囲気中など
で使用できない。 例えば、ガス管などのライフラインの損傷は、社会活動
に大きな損失をもたらすため、これらに加わる振動や揺
れを加速度計で検知して監視することが要望されている
が、従来の加速度計は通電を行うため不適であり、安全
性の観点から電気信号を使用しないで計測可能な加速度
計が求められている。

【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、電気信号を用いずに正確かつ安全に計測でき、ま
た一つのケーブルで複数の加速度計を接続可能な加速度
計およびこれを備えた加速度計測装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、以下の構成を採用した。すなわち、請求
項１記載の加速度計では、支持部材に対して移動可能に
かつ弾性的に支持された重り部材と、該重り部材の位置
の変位を検出する変位検出部とを備え、該変位検出部で
検出された前記変位から加速度を計測する加速度計であ
って、前記変位検出部は、前記重り部材の移動に応じて
歪むように支持された光ファイバセンサを備え、該光フ
ァイバセンサは、そのコアに屈折率が長さ方向に周期的
に変化するブラッグ格子が形成されている技術が採用さ
れる。

【０００８】この加速度計では、重り部材の移動に応じ
て歪むように支持された光ファイバセンサを備え、光フ
ァイバセンサのコアに屈折率が長さ方向に周期的に変化
するブラッグ格子が形成されているので、重り部材に振
動や揺れが加わったときに重り部材の変位に応じて光フ
ァイバセンサのコアに歪みが加わり、内蔵されているブ
ラッグ格子の格子間隔が変化する。このとき、光ファイ
バセンサ内に光を入射させておくと、光ファイバセンサ
内を導波する光のうち反射される波長成分が歪みに応じ
て変化することから、この波長成分を検出して歪み量お
よび重り部材の変位（加速度）を算出することができ、
高精度な測定が可能となる。したがって、例えば、ガス
を供給するガス管に本発明に係る加速度計を設置するこ
とにより、誘爆性のない光を検出用の媒体とする加速度
計によって、ガス管に加わる揺れや振動等を加速度とし
て安全に検出することができる。

【０００９】請求項２記載の加速度計では、請求項１記
載の加速度計において、前記支持部材に基端が固定され
先端に前記重り部材を支持するばね部材を備え、前記光
ファイバセンサは、前記ばね部材に張り付けられている
技術が採用される。

【００１０】この加速度計では、光ファイバセンサがば
ね部材に張り付けられているので、重り部材に振動や揺
れが加わったときに重り部材の変位に応じてばね部材が
歪み、同時に張り付けてある光ファイバセンサのコアも
歪むため、ブラッグ格子から反射した波長成分も変化し
て、歪み量及び加速度が計測可能となる。この場合、直
接ばね部材に光ファイバセンサを張り付けることから、
省スペース化を図ることができる。

【００１１】請求項３記載の加速度計では、請求項１記
載の加速度計において、前記支持部材に基端が固定され
先端に前記重り部材を支持するばね部材を備え、前記光
ファイバセンサは、前記ばね部材に並列に配置され前記
支持部材と前記重り部材との間に架設されている技術が
採用される。

【００１２】この加速度計では、光ファイバセンサが、
ばね部材に並列に配置され支持部材と重り部材との間に
架設されているので、重り部材に振動や揺れが加わった
ときに重り部材の変位に応じてばね部材が歪み、同時に
並列に配置してある光ファイバセンサのコアも歪むた
め、ブラッグ格子から反射した波長成分も変化して、歪
み量及び加速度が計測可能となる。この場合、ばね部材
とは別個の位置に光ファイバセンサを設けるので、光フ
ァイバセンサの取付位置の自由度が高くなる。

【００１３】請求項４記載の加速度計では、請求項１か
ら３のいずれかに記載の加速度計において、前記光ファ
イバセンサは、その前後の少なくとも一方に別の前記加
速度計の光ファイバセンサに接続可能な光ファイバの接
続用ケーブルが接続されている技術が採用される。

【００１４】この加速度計では、光ファイバセンサの前
後の少なくとも一方に別の加速度計の光ファイバセンサ
に接続可能な光ファイバの接続用ケーブルが接続されて
いるので、該接続用ケーブルによって複数の加速度計を
互いに接続させて相互に光を導波させることが容易にな
るとともに、複数の加速度計を直列に配置して多重化し
たセンサを有する光ファイバケーブルも容易に構成する
ことが可能となる。

【００１５】請求項５記載の加速度計測装置では、請求
項４記載の加速度計を前記接続用ケーブルで複数直列に
接続して構成された光ファイバケーブルと、該光ファイ
バケーブル内に光を入射する光入射手段と、前記光ファ
イバケーブル内を導波する前記光のうち反射した波長成
分を検出する波長検出手段と、該波長検出手段で検出し
た波長成分の変位に基づいて前記加速度を算出する加速
度演算手段とを備えている技術が採用される。

【００１６】この加速度計測装置では、請求項４記載の
加速度計を前記接続用ケーブルで複数直列に接続して構
成された光ファイバケーブルを備えているので、いずれ
かの加速度計に振動や揺れが加わった場合、光入射手段
から入射された光のうち、その加速度計の光ファイバセ
ンサと他の加速度センサの光ファイバセンサとは異なる
波長成分が反射される。すなわち、振動等が加わった加
速度計の光ファイバセンサからの波長成分は、通常の状
態の加速度計における光ファイバセンサからの波長成分
に対して変位しており、この波長成分の変位を波長検出
手段で検出することにより、振動等が加わった箇所の加
速度を計測できる。また、光ファイバケーブルが複数の
加速度計を直列配置して有しているので、一本の光ファ
イバケーブルで多重化したセンサ機能を備えることがで
きる。

【００１７】請求項６記載の加速度計測装置では、請求
項５記載の加速度計測装置において、前記各加速度計の
温度を測定する温度検出手段を備え、前記加速度演算手
段は、前記温度検出手段で得られた温度に基づいて前記
加速度を補正する技術が採用される。

【００１８】この加速度計測装置では、加速度演算手段
が、温度検出手段で得られた温度に基づいて加速度を補
正するので、温度の変化によって光ファイバセンサ内の
ブラッグ格子における格子間隔が変化した場合でも、こ
の変化量を考慮して反射した波長成分から歪み量および
加速度が演算されるため、より高精度な計測が可能とな
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る加速度計およ
びこれを用いた加速度計測装置の第１実施形態を、図１
から図５を参照しながら説明する。これらの図にあっ
て、符号１は加速度計測装置、２はガス管、３は加速度
計、４は光ファイバケーブルを示している。

【００２０】本実施形態の加速度計測装置１は、図１に
示すように、ガスを供給する地中のガス管２に加わる揺
れや振動をガス管２の歪みに対応した加速度として計測
するものであって、ガス管２に沿って張り付けられ複数
の加速度計３を直列に設置した複数（本実施形態では２
本）の光ファイバケーブル４と、これらの光ファイバケ
ーブル４に接続された光スイッチ５と、該光スイッチ５
に接続されたＦＢＧユニット（光入射手段、波長検出手
段、加速度演算手段）６と、該ＦＢＧ(Fiber Bragg Gra
ting)ユニット６に接続されたＷＷＷサーバ７とを備え
ている。

【００２１】前記各加速度計３は、図２の（ａ）に示す
ように、支持部材８に基端が固定されたコイルばねであ
るばね部材９と、該ばね部材９の先端に取り付けられた
重り部材１０と、ばね部材９に張り付けられた光ファイ
バセンサ（変位検出部）１１と、該光ファイバセンサ１
１の前後に接続された光ファイバの接続用ケーブル１２
と、支持部材８に固定さればね部材９、重り部材１０お
よび光ファイバセンサ１１を収納するケース１３とを備
えている。

【００２２】前記重り部材１０は、図２の（ｂ）に示す
ように、円柱状に形成され、その軸線上には貫通孔１０
ａが形成されているとともに、該貫通孔１０ａには接続
用ケーブル１２が貫通されている。また、支持部材８に
も図示しない貫通孔が形成されており、この貫通孔にも
接続用ケーブル１２が貫通されている。すなわち、各加
速度計３は、接続用ケーブル１２によって互いに接続さ
れ一本の光ファイバケーブル４を構成している。

【００２３】前記光ファイバセンサ１１は、図３に示す
ように、そのコア１１ａに屈折率が長さ方向に周期的に
変化するブラッグ格子(FBG:Fiber Bragg Grating)１１
ｂが形成されている。すなわち、光ファイバセンサ１１
は、コア１１ａ内の屈折率を部分的に変化させて光の干
渉が起こるようにしたもので、その屈折率の変化する部
分を等間隔の格子状領域（ブラッグ格子１１ｂ）とする
と、図４に示すように、入射光Ｉのうち、特定の波長成
分の反射光Ｒのみ反射させることができるものである。

【００２４】なお、ブラッグ格子１１ｂで反射される光
の波長は、ブラッグ波長と呼ばれ、下式で示される。 λ_B＝２ｎΛ ここで、ｎはコア部分の屈折率、Λは格子の間隔であ
る。このブラッグ格子１１ｂをコアに有する光ファイバ
センサ１１は、特定の波長成分のみを反射することがで
きることから、多重化伝送に好適であり、近年確立され
た革新的な製造方法であるレーザを利用した製造方法に
よって作製されたものである。

【００２５】すなわち、この光ファイバセンサ１１で
は、入射光Ｉがブラッグ格子１１ｂに入射する前は、図
４の（ａ）に示すような波長成分であるのに対し、ブラ
ッグ格子１１ｂを透過した入射光Ｉでは、図４の（ｂ）
に示すように、一部の波長成分λＢが反射されて含まれ
ていないとともに、ブラッグ格子１１ｂで反射した光
は、図４の（ｃ）に示すように、波長成分λＢのみの反
射光Ｒとなる。

【００２６】上記の式からわかるように、反射される波
長は、コア１１ａの屈折率と格子間隔に依存しているの
で、コアに加わる歪みや温度によって反射する波長成分
が変化する。すなわち、反射される波長成分を検出する
ことにより、光ファイバセンサ１１に加わる歪みおよび
温度を高精度に計測することができる。

【００２７】この光ファイバセンサ１１のブラッグ格子
１１ｂでは、ブラッグ波長以外の光は透過させるため、
透過した光を利用して複数の光ファイバセンサ１１（加
速度計３）を直列に接続した、いわゆる多重化したセン
サを構成可能であるが、多重化できる個数は、入射光Ｉ
の帯域と光ファイバセンサ１１の計測範囲（つまりブラ
ッグ波長の変化する範囲）に依存する。実用上のレベル
では、十前後のオーダーが可能である。

【００２８】前記光スイッチ５は、各光ファイバケーブ
ル４とＦＢＧユニット６に接続された光ファイバとの接
続を切り替えるものであり、ＷＷＷサーバ７の制御によ
り適宜、計測する光ファイバケーブル４を選択できるよ
うになっている。前記ＦＢＧユニット６は、図５に示す
ように、光ファイバケーブル４内に入射光Ｉを入射させ
るＬＥＤ（光入射手段）１５と、光ファイバケーブル４
を導波する入射光Ｉのうち反射して戻ってきた反射光Ｒ
の波長成分を検出する可変ファブリペローフィルタ（波
長検出手段）１６と、該可変ファブリペローフィルタ１
６を透過した光を受光するＰＤ（受光素子）１７と、こ
れらを制御するとともに検出した波長成分およびその変
位から歪みデータまたは温度データを算出し、これらの
データから加速度を換算してデータを出力する制御部
（加速度演算手段）１８とを備えている。

【００２９】前記ＬＥＤ１５と光スイッチ５を介して接
続される光ファイバケーブル４とは、入射用光ファイバ
１９で接続され、該入射用光ファイバ１９の途中には光
ファイバケーブル４からの反射光Ｒを入射用光ファイバ
１９から分岐用光ファイバ２０に分岐して送るカプラー
２１が設けられている。そして、前記可変ファブリペロ
ーフィルタ１６は、分岐用光ファイバ２０に接続されて
いる。

【００３０】なお、前述したように、ブラッグ格子１１
ｂをコア１１ａに有する光ファイバセンサ１１は、歪み
および温度の両方のセンサとして利用できるが、このこ
とは両者が互いに干渉することを意味し、歪みセンサと
して実用に供する場合は、温度に応じた補正を行うべき
である。本実施形態における温度補正は、同一の光ファ
イバセンサ１１を温度を測定する温度検出手段としても
利用し、ＦＢＧユニット６の制御部１８において数値処
理を行って歪みと温度を分離することにより、得られた
温度に基づいて歪みおよび加速度の補正を行うように設
定されている。

【００３１】前記可変ファブリペローフィルタ１６は、
半透明な鏡を２枚光路上に設置することによって、ブラ
ッグ格子１１ｂとは逆に特定の波長成分のみを透過させ
る性質をもつ干渉計の機能を有するものである。すなわ
ち、光ファイバセンサ１１から反射してきた反射光Ｒを
可変ファブリペローフィルタ１６に当て、反射光Ｒが透
過するときの鏡の間隔からその波長を検出することがで
き、その操作を高速に行うことにより、動的な応答のセ
ンシングを可能にする。なお、本実施形態においては、
可変ファブリペローフィルタ１６による測定周波数は、
５０Ｈｚである。

【００３２】前記ＷＷＷサーバ７は、ＦＢＧユニット６
から出力されたデータを記録および解析する機能を有す
るものであり、計測したデータをデータベースとして管
理し、必要な解析等を行ってグラフあるいは表形式で表
示するものである。また、ＷＷＷサーバ７は、ネットワ
ークを通じてアクセス可能であり、通常のブラウザで遠
隔地等のどこのパーソナルコンピュータからでもホーム
ページを見ることによって監視することができるもので
ある。

【００３３】次に、第１実施形態の加速度計測装置によ
るガス管の揺れ・振動計測方法について、図１から図５
を参照しながら説明する。

【００３４】まず、ＬＥＤ１５から入射光Ｉを、入射用
光ファイバ１９および光スイッチ５を介して光ファイバ
ケーブル４内に定期的または常時入射させる。また、同
時に光ファイバケーブル４内を導波する入射光Ｉのうち
反射した波長成分を、光スイッチ５を介して可変ファブ
リペローフィルタ１６に入射させ、透過した光をＰＤ１
７によって受光、検出する。このとき、制御部１８は、
検出された波長成分から歪み、温度および加速度を算出
し、これらデータをＷＷＷサーバ７へと出力し、該ＷＷ
Ｗサーバ７では各データを記録および解析処理を行う。

【００３５】図１に示すように、シールドマシンＳや地
上の建設機械Ｋ等の接近に伴う振動または地震による揺
れが地中のガス管２に加わった場合、その部分に取り付
けられている加速度計３において、重り部材１０に振動
や揺れが加わり、重り部材１０の変位に応じてばね部材
９が歪み、同時に張り付けてある光ファイバセンサ１１
のコア１１ａも歪むため、内蔵されているブラッグ格子
１１ｂの格子間隔が変化する。

【００３６】このとき、光ファイバセンサ１１内を導波
する入射光Ｉのうち反射される反射光Ｒの波長成分が、
図４の（ｃ）に示すように、歪みに応じて変化する。反
射光Ｒは、光ファイバケーブル４から光スイッチ５、カ
プラー２１および分岐用光ファイバ２０を介して可変フ
ァブリペローフィルタ１６に導かれる。反射光Ｒの波長
成分の変位は、可変ファブリペローフィルタ１６および
ＰＤ１７によって検出され、制御部１８において歪み量
および加速度が算出されてＷＷＷサーバ７に送られる。
ＷＷＷサーバ７では、この際の歪み量および加速度が所
定の値を超える場合には、警告を促す表示を行うととも
に、所定の関連各所にその旨を送信する。

【００３７】したがって、ガス管２に加速度計測装置１
の光ファイバケーブル４を設置することにより、誘爆性
のない光を検出用の媒体とする複数の加速度計３によっ
て、図１に示すように、シールドマシンＳや建設機械Ｋ
の接近および地震を正確に検知可能となり、安全性を大
幅に高めることが可能となる。また、ガス管２に対する
点検についても、人手に頼っている現状に比べて、自動
化が可能となり、大幅なコスト削減を行うことも可能で
ある。

【００３８】なお、本実施形態の加速度計３および加速
度計測装置１における特性例を、表１に示す。

【表１】

【００３９】次に、本発明に係る加速度計の第２実施形
態および第３実施形態を、図６および図７を参照しなが
ら説明する。

【００４０】第２実施形態と第１実施形態との加速度計
において異なる点は、第１実施形態の加速度計３は、ば
ね部材９に光ファイバセンサ１１が張り付けてあるのに
対し、第２実施形態の加速度計２２では、図６に示すよ
うに、光ファイバセンサ１１が、ばね部材９に並列に配
置され支持部材８と重り部材１０との間に架設されてい
る点である。

【００４１】すなわち、第２実施形態では、重り部材１
０に振動や揺れが加わったときに重り部材１０の変位に
応じてばね部材９が歪み、同時に並列に配置してある光
ファイバセンサ１１のコアも歪むため、ブラッグ格子か
ら反射した波長成分も変化して、歪み量及び加速度が計
測可能となる。本実施形態の場合、ばね部材９とは別個
の位置に光ファイバセンサ１１を設けるので、第１実施
形態に比べて光ファイバセンサ１１の取付位置の自由度
が高くなる。

【００４２】また、第３実施形態と第１実施形態との加
速度計において異なる点は、第１実施形態の加速度計３
は、コイルばねのばね部材９に光ファイバセンサ１１を
張り付けて主に光ファイバセンサ１１の並進方向におけ
る歪みおよび加速度を検出するのに対し、第３実施形態
の加速度計２３は、図７に示すように、支持部材８に基
端が固定され先端に球状の重り部材２４を取り付けた曲
げ型のばねであるばね部材２５に、光ファイバセンサ１
１を張り付けている点である。

【００４３】すなわち、第３実施形態では、主に光ファ
イバセンサ１１の延在方向に交差する方向の歪みおよび
加速度が検出される。このように、光ファイバセンサ１
１を張り付けるばね部材は、重り部材１０を弾性的に支
持するばね部材であれば、第１実施形態のコイルばねや
第２実施形態の曲げ型のばね等の様々なばね部材が適用
可能である。

【００４４】なお、本発明は、次のような実施形態をも
含むものである。 （１）第１実施形態では、光ファイバセンサ１１におけ
る温度を測定する温度検出手段として、同一の光ファイ
バセンサ１１自体を温度センサとして利用したが、別途
温度センサを用いても構わない。

【００４５】（２）加速度計をガス管に取り付けたが、
振動や揺れを計測したい他の設備や部材等に取り付けて
も構わない。例えば、通電を行わないので、水中に没し
て計測できることから、水道管、河川や海洋に設置され
る設備等に設置してもよい。また、電気信号を用いてい
ないので、強電界場や強磁場でも使用でき、高圧電線近
傍等に設置することも可能である。 （３）重り部材はばね部材で支持されているが、振動を
減衰させる目的で必要に応じてダンパを重り部材に取り
付けても構わない。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。 （１）請求項１記載の加速度計によれば、重り部材の移
動に応じて歪むように支持された光ファイバセンサを備
え、光ファイバセンサのコアに屈折率が長さ方向に周期
的に変化するブラッグ格子が形成されているので、光フ
ァイバセンサ内を導波する光のうち反射される波長成分
が歪みに応じて変化することから、この波長成分を検出
して歪み量および加速度を高精度に計測することができ
る。したがって、電気信号ではなく光を信号として用い
ているので、誘爆性がないとともに、水中や強電界場・
強磁場でも良好にかつ安全に計測することができ、従来
設置ができなかったガス管、水中、電線近傍にも取り付
けて振動や揺れを検知することが可能となる。

【００４７】（２）請求項２記載の加速度計によれば、
光ファイバセンサがばね部材に張り付けられているの
で、重り部材に振動や揺れが加わったときにばね部材と
ともに光ファイバセンサのコアも一緒に歪むため、より
正確な計測が可能になる。また、直接ばね部材に光ファ
イバセンサを張り付けることから、省スペース化を図る
ことができる。

【００４８】（３）請求項３記載の加速度計によれば、
光ファイバセンサが、ばね部材に並列に配置され支持部
材と重り部材との間に架設されているので、ばね部材と
は別個の位置に光ファイバセンサを設けることができ、
光ファイバセンサの取付位置の自由度が高くなる。

【００４９】（４）請求項４記載の加速度計によれば、
光ファイバセンサの前後の少なくとも一方に別の加速度
計の光ファイバセンサに接続可能な光ファイバの接続用
ケーブルが接続されているので、該接続用ケーブルによ
って複数の加速度計を互いに直列に接続させ多重化した
センサを有する一本の光ファイバケーブルを容易に構成
することができ、簡便な構成で広範囲な計測領域を確保
することができる。

【００５０】（５）請求項５記載の加速度計測装置によ
れば、請求項４記載の加速度計を前記接続用ケーブルで
複数直列に接続して構成された光ファイバケーブルを備
えているので、光ファイバケーブルを設置した計測領域
内で振動や揺れが生じれば、当該箇所の加速度計から反
射した波長成分を検出することにより、正確に歪みや加
速度を計測できる。また、光ファイバケーブルが複数の
加速度計を直列配置して有しているので、一本の光ファ
イバケーブルで多重化したセンサ機能を備えることがで
き、一本のケーブルで広い範囲にわたって計測すること
ができる。

【００５１】（６）請求項６記載の加速度計測装置によ
れば、加速度演算手段が、温度検出手段で得られた温度
に基づいて加速度を補正するので、温度が変化してもこ
れを考慮して反射した波長成分から歪み量および加速度
が演算されるため、より高精度な計測が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る加速度計およびこれを用いた加
速度計測装置の第１実施形態を示す概略構成図である。

【図２】 本発明に係る加速度計およびこれを用いた加
速度計測装置の第１実施形態における加速度計および重
り部材を示す概略構成図および正面図である。

【図３】 本発明に係る加速度計およびこれを用いた加
速度計測装置の第１実施形態における光ファイバセンサ
を示す概略断面図である。

【図４】 本発明に係る加速度計およびこれを用いた加
速度計測装置の第１実施形態におけるブラッグ格子に対
する入射前、透過後および反射した光の波長成分を示す
グラフ図である。

【図５】 本発明に係る加速度計およびこれを用いた加
速度計測装置の第１実施形態におけるＦＢＧユニットを
示す概略構成図である。

【図６】 本発明に係る加速度計およびこれを用いた加
速度計測装置の第２実施形態における加速度計を示す概
略構成図である。

【図７】 本発明に係る加速度計およびこれを用いた加
速度計測装置の第３実施形態における加速度計を示す概
略構成図である。

【図８】 本発明に係る加速度計の従来例を示す概略構
成図である。

【符号の説明】

１ 加速度計測装置 ３，２２，２３ 加速度計 ４ 光ファイバケーブル ８ 支持部材 ９，２５ ばね部材 １０，２４ 重り部材 １１ 光ファイバセンサ（変位検出部、温度検出手段） １１ａ コア １１ｂ ブラッグ格子 １２ 接続用ケーブル １５ ＬＥＤ（光入射手段） １６ 可変ファブリペローフィルタ（波長検出手段） １７ ＰＤ（波長検出手段） １８ 制御部（加速度演算手段） Ｉ 入射光 Ｒ 反射光

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持部材に対して移動可能にかつ弾性的
   に支持された重り部材と、 該重り部材の位置の変位を検出する変位検出部とを備
   え、 該変位検出部で検出された前記変位から加速度を計測す
   る加速度計であって、 前記変位検出部は、前記重り部材の移動に応じて歪むよ
   うに支持された光ファイバセンサを備え、 該光ファイバセンサは、そのコアに屈折率が長さ方向に
   周期的に変化するブラッグ格子が形成されていることを
   特徴とする加速度計。
2. 【請求項２】 請求項１記載の加速度計において、 前記支持部材に基端が固定され先端に前記重り部材を支
   持するばね部材を備え、 前記光ファイバセンサは、前記ばね部材に張り付けられ
   ていることを特徴とする加速度計。
3. 【請求項３】 請求項１記載の加速度計において、 前記支持部材に基端が固定され先端に前記重り部材を支
   持するばね部材を備え、 前記光ファイバセンサは、前記ばね部材に並列に配置さ
   れ前記支持部材と前記重り部材との間に架設されている
   ことを特徴とする加速度計。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の加速
   度計において、 前記光ファイバセンサは、その前後の少なくとも一方に
   別の前記加速度計の光ファイバセンサに接続可能な光フ
   ァイバの接続用ケーブルが接続されていることを特徴と
   する加速度計。
5. 【請求項５】 請求項４記載の加速度計を前記接続用ケ
   ーブルで複数直列に接続して構成された光ファイバケー
   ブルと、 該光ファイバケーブル内に光を入射する光入射手段と、 前記光ファイバケーブル内を導波する前記光のうち反射
   した波長成分を検出する波長検出手段と、 該波長検出手段で検出した波長成分の変位に基づいて前
   記加速度を算出する加速度演算手段とを備えていること
   を特徴とする加速度計測装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の加速度計測装置におい
   て、 前記各加速度計の温度を測定する温度検出手段を備え、 前記加速度演算手段は、前記温度検出手段で得られた温
   度に基づいて前記加速度を補正することを特徴とする加
   速度計測装置。