JP2000275356A - 多点型路面湿潤検知装置 - Google Patents
多点型路面湿潤検知装置Info
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- JP2000275356A JP2000275356A JP11083154A JP8315499A JP2000275356A JP 2000275356 A JP2000275356 A JP 2000275356A JP 11083154 A JP11083154 A JP 11083154A JP 8315499 A JP8315499 A JP 8315499A JP 2000275356 A JP2000275356 A JP 2000275356A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】長距離・多数点の測定が可能であり、且つ路面
湿潤の変化に追随して繰り返し測定可能な多点型路面湿
潤検知装置を提供すること。 【解決手段】光ファイバと、路面上の水分により該光フ
ァイバに印加される歪み量を変化する手段を具備した湿
潤センサと、前記光ファイバの歪み量を測定する光ファ
イバ歪み量分布測定器とから構成したことにある。
湿潤の変化に追随して繰り返し測定可能な多点型路面湿
潤検知装置を提供すること。 【解決手段】光ファイバと、路面上の水分により該光フ
ァイバに印加される歪み量を変化する手段を具備した湿
潤センサと、前記光ファイバの歪み量を測定する光ファ
イバ歪み量分布測定器とから構成したことにある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路の長手方向の
湿潤分布を多数点で測定する多点型路面湿潤検知装置に
関するものである。
湿潤分布を多数点で測定する多点型路面湿潤検知装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般道路や高速道路などの路面上の水分
の有無（湿潤状態）は、自動車のスリップ事故を未然に
防止するために重要な情報である。そのため、路面上の
水分を検知する多点型路面湿潤検知装置は、従来からい
くつか提案されている。
の有無（湿潤状態）は、自動車のスリップ事故を未然に
防止するために重要な情報である。そのため、路面上の
水分を検知する多点型路面湿潤検知装置は、従来からい
くつか提案されている。
【０００３】特開平５−３２２６９０では、湿潤に伴う
吸水膨張材の膨張を利用して光ファイバに曲げを与え、
この曲げによる光ファイバの伝送損失の増加をＯＴＤＲ
（Optical Time-Domain Reflectmetry）で測定し、湿潤
箇所を検知する技術が開示されている。すなわち、水が
侵入できる複数の開口部を有する波状形状の保護管に、
光ファイバと吸水膨張材を収納する。ある箇所で浸水が
起こると、浸水に伴う吸収膨張材の膨張で光ファイバが
保護管内壁に押圧されて波状に曲げられ、伝送損失が増
加する。この増加を、ＯＴＤＲで観測することで湿潤箇
所を検知するものである。
吸水膨張材の膨張を利用して光ファイバに曲げを与え、
この曲げによる光ファイバの伝送損失の増加をＯＴＤＲ
（Optical Time-Domain Reflectmetry）で測定し、湿潤
箇所を検知する技術が開示されている。すなわち、水が
侵入できる複数の開口部を有する波状形状の保護管に、
光ファイバと吸水膨張材を収納する。ある箇所で浸水が
起こると、浸水に伴う吸収膨張材の膨張で光ファイバが
保護管内壁に押圧されて波状に曲げられ、伝送損失が増
加する。この増加を、ＯＴＤＲで観測することで湿潤箇
所を検知するものである。
【０００４】特開平７−２８０６９５では、湿潤に伴う
吸水膨張材の膨張を利用して光ファイバに曲げを与え、
この曲げによる歪み量の増加を光ファイバ歪み量分布測
定器で測定し、湿潤箇所を検知する技術が開示されてい
る。すなわち、水が侵入できる複数の開口部を有する波
状形状の保護管に、光ファイバと吸水膨張材を収納す
る。ある箇所で浸水が起こると、浸水に伴う吸収膨張材
の膨張で光ファイバが保護管内壁に押圧されて波状に曲
げられ、歪み量が増加する。この歪み量の増加を、光フ
ァイバ歪み量分布測定器で観測することで湿潤箇所を検
知するものである。
吸水膨張材の膨張を利用して光ファイバに曲げを与え、
この曲げによる歪み量の増加を光ファイバ歪み量分布測
定器で測定し、湿潤箇所を検知する技術が開示されてい
る。すなわち、水が侵入できる複数の開口部を有する波
状形状の保護管に、光ファイバと吸水膨張材を収納す
る。ある箇所で浸水が起こると、浸水に伴う吸収膨張材
の膨張で光ファイバが保護管内壁に押圧されて波状に曲
げられ、歪み量が増加する。この歪み量の増加を、光フ
ァイバ歪み量分布測定器で観測することで湿潤箇所を検
知するものである。
【０００５】なお、光ファイバ歪み量分布測定器はブリ
ルアン散乱を利用したもので、次の測定原理に基づくも
のである。光ファイバに光パルスを入射すると、後方散
乱光としては、入射光と同一周波数のレーリ散乱光と、
格子間振動の影響を受け周波数のずれたブリルアン散乱
光が観測される。光ファイバに歪みが加わると、格子間
振動が変化し、ブリルアン散乱光の周波数が変化する。
この周波数のずれは、加えられた歪み量に比例する。従
って、この周波数のずれを観測することで光ファイバに
加えられた歪み量が分かる。この光ファイバ歪み量分布
測定器は、ＢＯＴＤＡ（Brillouin Optical-Fiber Time
-Domain Analysis）とも呼ばれている。
ルアン散乱を利用したもので、次の測定原理に基づくも
のである。光ファイバに光パルスを入射すると、後方散
乱光としては、入射光と同一周波数のレーリ散乱光と、
格子間振動の影響を受け周波数のずれたブリルアン散乱
光が観測される。光ファイバに歪みが加わると、格子間
振動が変化し、ブリルアン散乱光の周波数が変化する。
この周波数のずれは、加えられた歪み量に比例する。従
って、この周波数のずれを観測することで光ファイバに
加えられた歪み量が分かる。この光ファイバ歪み量分布
測定器は、ＢＯＴＤＡ（Brillouin Optical-Fiber Time
-Domain Analysis）とも呼ばれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の多点型路面湿潤
検知装置には、以下の問題点があった。
検知装置には、以下の問題点があった。
【０００７】（１）湿潤個所ごとに曲げによる伝送損失
増加を与える必要があるため、検知できる湿潤点の数、
測定距離が制限される。
増加を与える必要があるため、検知できる湿潤点の数、
測定距離が制限される。
【０００８】（２）光ファイバに十分な曲げを与える体
積膨張率をもつ吸水膨張材は一般に応答時間が長く、路
面の湿潤変化など比較的早く変化する湿潤状態の検知に
は応用できない。
積膨張率をもつ吸水膨張材は一般に応答時間が長く、路
面の湿潤変化など比較的早く変化する湿潤状態の検知に
は応用できない。
【０００９】（３）吸水膨張材は、一度吸水したら乾燥
あるいは新品と交換するまで測定が不可となり、繰り返
しの測定ができない。
あるいは新品と交換するまで測定が不可となり、繰り返
しの測定ができない。
【００１０】従って本発明の目的は、前記した従来技術
の欠点を解消し、長距離・多数点の測定が可能であり、
且つ路面湿潤の変化に追随して繰り返し測定可能な多点
型路面湿潤検知装置を提供することにある。
の欠点を解消し、長距離・多数点の測定が可能であり、
且つ路面湿潤の変化に追随して繰り返し測定可能な多点
型路面湿潤検知装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、光ファイバと、路面上の水分により該光フ
ァイバに印加される歪み量を変化する手段を具備した湿
潤センサと、前記光ファイバの歪み量を測定する光ファ
イバ歪み量分布測定器とから構成した。
現するため、光ファイバと、路面上の水分により該光フ
ァイバに印加される歪み量を変化する手段を具備した湿
潤センサと、前記光ファイバの歪み量を測定する光ファ
イバ歪み量分布測定器とから構成した。
【００１２】また、光ファイバに印加される歪み量を変
化する手段は、温度により変形する金属と、該金属を加
熱するヒータと、前記光ファイバを固定する固定部とか
ら構成した。
化する手段は、温度により変形する金属と、該金属を加
熱するヒータと、前記光ファイバを固定する固定部とか
ら構成した。
【００１３】さらに、温度により変形する金属は、片端
に前記光ファイバが接着され、且つ他端は固定されて成
り、さらに前記路面上の水分が接触するように構成し
た。
に前記光ファイバが接着され、且つ他端は固定されて成
り、さらに前記路面上の水分が接触するように構成し
た。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の多点型路面湿潤
検知装置の一実施例を示した概略構成図である。１は光
ファイバ歪み量分布測定器（ＢＯＴＤＡ）、２は光ファ
イバ、３は湿潤センサ、８は路面である。多点型路面湿
潤検知装置は、光ファイバ歪み量分布測定器１と光ファ
イバ２と湿潤センサ３とから構成される。湿潤センサ３
は、湿潤を検知したい道路の路面８の各部分に設置され
る。光ファイバ２は、光ファイバ歪み量分布測定器１か
ら最も遠方の湿潤センサ３まで連続しており、途中に複
数台の湿潤センサ３が設置される。なお、光ファイバ２
の種類は、モーダルノイズの影響がないシングルモード
の光ファイバである。
検知装置の一実施例を示した概略構成図である。１は光
ファイバ歪み量分布測定器（ＢＯＴＤＡ）、２は光ファ
イバ、３は湿潤センサ、８は路面である。多点型路面湿
潤検知装置は、光ファイバ歪み量分布測定器１と光ファ
イバ２と湿潤センサ３とから構成される。湿潤センサ３
は、湿潤を検知したい道路の路面８の各部分に設置され
る。光ファイバ２は、光ファイバ歪み量分布測定器１か
ら最も遠方の湿潤センサ３まで連続しており、途中に複
数台の湿潤センサ３が設置される。なお、光ファイバ２
の種類は、モーダルノイズの影響がないシングルモード
の光ファイバである。
【００１５】図２は、図１に示した多点型路面湿潤検知
装置内の湿潤センサ３の内部構成図である。２は光ファ
イバ、４はバイメタル、５はヒータ、６はバイメタル固
定部、７は光ファイバ固定部、９はヒータ用電源であ
る。バイメタル４は、熱膨張率の大きい金属と熱膨張率
の小さな金属とを張り合わせることによって、温度変化
に応じて湾曲するものである。バイメタル４の片端は光
ファイバ２が接着されており、他端はバイメタル固定部
６に固定されている。そして、バイメタル４にはヒータ
５が装着されており、ヒータ用電源９により加熱され
る。さらに、バイメタル４は路面の水分が接触するよう
に構成されている。
装置内の湿潤センサ３の内部構成図である。２は光ファ
イバ、４はバイメタル、５はヒータ、６はバイメタル固
定部、７は光ファイバ固定部、９はヒータ用電源であ
る。バイメタル４は、熱膨張率の大きい金属と熱膨張率
の小さな金属とを張り合わせることによって、温度変化
に応じて湾曲するものである。バイメタル４の片端は光
ファイバ２が接着されており、他端はバイメタル固定部
６に固定されている。そして、バイメタル４にはヒータ
５が装着されており、ヒータ用電源９により加熱され
る。さらに、バイメタル４は路面の水分が接触するよう
に構成されている。
【００１６】光ファイバ２は、バイメタル４の片端と光
ファイバ固定部７に固定されており、この間で印加され
る歪み量を変化することができる。
ファイバ固定部７に固定されており、この間で印加され
る歪み量を変化することができる。
【００１７】図３は、図２に示した湿潤センサ３の動作
説明図であって、（ａ）は路面乾燥時、（ｂ）は路面湿
潤時について示している。路面乾燥時、バイメタル４は
ヒータ５により、外気温よりも十分に高い温度になるよ
うに加熱されており、他端がバイメタル固定部６により
固定されているので、光ファイバ２を接着しているバイ
メタル４の片端は湾曲して変位する。この湾曲により光
ファイバ２は弛んで、印加される歪み量は零となる。
説明図であって、（ａ）は路面乾燥時、（ｂ）は路面湿
潤時について示している。路面乾燥時、バイメタル４は
ヒータ５により、外気温よりも十分に高い温度になるよ
うに加熱されており、他端がバイメタル固定部６により
固定されているので、光ファイバ２を接着しているバイ
メタル４の片端は湾曲して変位する。この湾曲により光
ファイバ２は弛んで、印加される歪み量は零となる。
【００１８】次に、図３（ｂ）の路面湿潤時について説
明する。前述のようにバイメタル４は路面の水分が接触
するように構成されている。そして、路面の水分は外気
温程度の温度になっていると考えられる。すると、水の
熱伝導率は空気の熱伝導率に比べ大きいことから、湿潤
時のバイメタル４の温度は乾燥時の温度に比べ低下する
ことになる。また、路面上の水量（湿潤度）に応じて路
面水に接触するバイメタル４の面積が変化するように構
成されているので、バイメタル４の温度変化量は湿潤度
によって変化する。この温度変化量に応じて、バイメタ
ル４の湾曲率は小さくなる。図３（ｂ）では、この変位
をΔｘで表した。この変位Δｘによって、バイメタル４
の片端と光ファイバ固定部７との間の光ファイバ２に印
加される歪み量が変化する。
明する。前述のようにバイメタル４は路面の水分が接触
するように構成されている。そして、路面の水分は外気
温程度の温度になっていると考えられる。すると、水の
熱伝導率は空気の熱伝導率に比べ大きいことから、湿潤
時のバイメタル４の温度は乾燥時の温度に比べ低下する
ことになる。また、路面上の水量（湿潤度）に応じて路
面水に接触するバイメタル４の面積が変化するように構
成されているので、バイメタル４の温度変化量は湿潤度
によって変化する。この温度変化量に応じて、バイメタ
ル４の湾曲率は小さくなる。図３（ｂ）では、この変位
をΔｘで表した。この変位Δｘによって、バイメタル４
の片端と光ファイバ固定部７との間の光ファイバ２に印
加される歪み量が変化する。
【００１９】光ファイバ歪み量分布測定器（ＢＯＴＤ
Ａ）１は、湿潤センサ３の内部の光ファイバ２に生じた
歪み量の変化を測定する。この光ファイバ歪み量分布測
定器１は、前述のようにブリルアン散乱光を利用したも
のである。ブリルアン散乱光の周波数変化量から光ファ
イバ２の歪み量を、そして光パルスを発射してブリルア
ン散乱光が受光されるまでの時間からその位置を算出
し、光ファイバ各点での歪み量を計測する。
Ａ）１は、湿潤センサ３の内部の光ファイバ２に生じた
歪み量の変化を測定する。この光ファイバ歪み量分布測
定器１は、前述のようにブリルアン散乱光を利用したも
のである。ブリルアン散乱光の周波数変化量から光ファ
イバ２の歪み量を、そして光パルスを発射してブリルア
ン散乱光が受光されるまでの時間からその位置を算出
し、光ファイバ各点での歪み量を計測する。
【００２０】図４は、図１の多点型路面湿潤検知装置の
動作説明図であり、光ファイバ歪み量分布測定器１の測
定結果と路面上の水分量（ここでは水膜厚で表示）の関
係を模式的に表したものであって、（ａ）は距離と水膜
厚の関係を、（ｂ）は距離と歪み量の関係を示す。距離
は、厳密には光ファイバ歪み量分布測定器１と湿潤セン
サ３との間の光ファイバ２の長さである。略道路の長さ
に等しい。
動作説明図であり、光ファイバ歪み量分布測定器１の測
定結果と路面上の水分量（ここでは水膜厚で表示）の関
係を模式的に表したものであって、（ａ）は距離と水膜
厚の関係を、（ｂ）は距離と歪み量の関係を示す。距離
は、厳密には光ファイバ歪み量分布測定器１と湿潤セン
サ３との間の光ファイバ２の長さである。略道路の長さ
に等しい。
【００２１】乾燥位置に設置された湿潤センサ３は光フ
ァイバ２に歪みを生じさせないが、湿潤位置に設置され
た湿潤センサ３は水分量に応じて異なる歪み量を光ファ
イバ２に与える。このようにして得られた湿潤センサ３
での歪み量から各点の水分量を算出することで、路面上
の多数点での湿潤状態を求めることができる。
ァイバ２に歪みを生じさせないが、湿潤位置に設置され
た湿潤センサ３は水分量に応じて異なる歪み量を光ファ
イバ２に与える。このようにして得られた湿潤センサ３
での歪み量から各点の水分量を算出することで、路面上
の多数点での湿潤状態を求めることができる。
【００２２】なお、以上の説明から明らかなように、湿
潤点（湿潤センサ内）で光ファイバ２に曲げを与える必
要はなく、バイメタル４の湾曲によって歪み量に変化を
与えれば十分なので、湿潤点での伝送損失が生じず、長
距離区間の湿潤状態が多数点で測定可能である。また、
バイメタル４の変形は温度に対して可逆であり、路面の
湿潤変化より十分応答速度が速いので路面の湿潤変化に
応じて繰り返し測定が可能である。
潤点（湿潤センサ内）で光ファイバ２に曲げを与える必
要はなく、バイメタル４の湾曲によって歪み量に変化を
与えれば十分なので、湿潤点での伝送損失が生じず、長
距離区間の湿潤状態が多数点で測定可能である。また、
バイメタル４の変形は温度に対して可逆であり、路面の
湿潤変化より十分応答速度が速いので路面の湿潤変化に
応じて繰り返し測定が可能である。
【００２３】
【発明の効果】本発明の多点型路面湿潤検知装置は、バ
イメタルを利用して光ファイバに歪み量の変化を与え、
この変化を光ファイバ歪み量分布測定器により検知する
ように構成したことから、長距離・多数点の測定が可能
であり、且つ路面湿潤の変化に追随して繰り返し測定可
能となった。
イメタルを利用して光ファイバに歪み量の変化を与え、
この変化を光ファイバ歪み量分布測定器により検知する
ように構成したことから、長距離・多数点の測定が可能
であり、且つ路面湿潤の変化に追随して繰り返し測定可
能となった。
【図１】本発明の多点型路面湿潤検知装置の一実施例を
示した概略構成図である。
示した概略構成図である。
【図２】図１の多点型路面湿潤検知装置内の湿潤センサ
の内部構成図である。
の内部構成図である。
【図３】図２の湿潤センサの動作説明図である。
【図４】図１の多点型路面湿潤検知装置の動作説明図で
ある。
ある。
１ 光ファイバ歪み量分布測定器 ２ 光ファイバ ３ 湿潤センサ ４ バイメタル ５ ヒータ ６ バイメタル固定部 ７ 光ファイバ固定部 ８ 路面
Claims (3)
- 【請求項１】光ファイバと、路面上の水分により該光フ
ァイバに印加される歪み量を変化する手段を具備した湿
潤センサと、前記光ファイバの歪み量を測定する光ファ
イバ歪み量分布測定器とから構成したことを特徴とする
多点型路面湿潤検知装置。 - 【請求項２】光ファイバに印加される歪み量を変化する
手段は、温度により変形する金属と、該金属を加熱する
ヒータと、前記光ファイバを固定する固定部とから成る
ことを特徴とする請求項１記載の多点型路面湿潤検知装
置。 - 【請求項３】温度により変形する金属は、片端に前記光
ファイバが接着され、且つ他端は固定されて成り、さら
に前記路面上の水分が接触するように構成されているこ
とを特徴とする請求項２記載の多点型路面湿潤検知装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11083154A JP2000275356A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 多点型路面湿潤検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11083154A JP2000275356A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 多点型路面湿潤検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000275356A true JP2000275356A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13794335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11083154A Pending JP2000275356A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 多点型路面湿潤検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000275356A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7941937B2 (en) * | 2002-11-26 | 2011-05-17 | Lg Electronics Inc. | Laundry dryer control method |
| WO2013046976A1 (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 株式会社日立製作所 | 光ファイバー式水素センサ、水素濃度計測装置、水素濃度表示装置及び光ファイバー式水素センサの製造方法 |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP11083154A patent/JP2000275356A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7941937B2 (en) * | 2002-11-26 | 2011-05-17 | Lg Electronics Inc. | Laundry dryer control method |
| WO2013046976A1 (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 株式会社日立製作所 | 光ファイバー式水素センサ、水素濃度計測装置、水素濃度表示装置及び光ファイバー式水素センサの製造方法 |
| JP2013076599A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Hitachi Ltd | 光ファイバー式水素センサ、水素濃度計測装置、水素濃度表示装置及び光ファイバー式水素センサの製造方法 |
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