JP2001099754A - 光ファイバセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば道路沿い等の広域に存在する傾斜面等
の危険地点の変形、崩壊等を光ファイバの変形や破断等
に変換して、前記危険地点の変形等を光により安全かつ
迅速に観測できる技術の開発が求められていた。 【解決手段】 外側へ引き出された光ファイバ引出部３
５に、崩壊地盤からの落下土砂等の監視対象物の荷重が
作用することにより、前記光ファイバ引出部３５に作用
した張力で、センサユニット３１内にて光ファイバを巻
回収納した巻回部３３が縮小変形されて、その内側に収
納している光ファイバ変形部材３４に巻き付くようにし
て押圧されて、曲げ変形や破断を生じるようになってい
る光ファイバセンサを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、崩壊の可能性のあ
る不安定地層や、変位の可能性のある岩石、擁壁等であ
る監視対象物の変位や変形を監視する光ファイバセンサ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、道路の維持管理、道路周辺の土
砂崩れ等の防災管理は、日常あるいは非常時の巡視等に
頼っていることが一般的である。土砂崩れ等の災害によ
る道路の不通（隣接する斜面から崩れた土砂による道路
の埋没、道路自体あるいは道路下の地盤の崩壊のいずれ
も含む）を回避するには、巡視等を頻繁に行って状況を
把握する等の対策が従来から採られている。道路が不通
になれば、交通が遮断され、生活物資の輸送が途絶える
等の影響が出るため、土砂崩れの予兆現象である斜面の
亀裂や、道路の崩壊・陥没等の予兆現象である道路の亀
裂等を発見したら、迅速に補修する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、長大な
道路、あるいは道路周辺の地盤等について、巡視による
綿密な点検を短時間で行うことは極めて困難である。監
視対象である道路や道路周辺の地盤等の監視対象が複数
箇所に散在する場合でも、これら監視位置間の移動時間
等により短時間の巡視は困難である。しかも、道路が不
通になってしまうと監視位置への移動自体が困難にな
り、特に地震等により広域に災害が発生すると、監視位
置への移動が事実上不可能になってしまう。日常の巡視
でも、土砂崩れが生じやすい斜面の近くや、道路の崩落
が生じやすい崖等では、巡視自体に危険が伴うといった
問題もある。悪天候下や夜間の巡視も危険が伴う作業で
あり、しかも、視界が悪い等の悪条件により巡視効率が
低下する。

【０００４】前記問題に鑑みて、例えば土砂崩れの予兆
現象の把握には斜面への歪み計の設置やＩＴＶ等の撮像
装置を用いた監視設備の設置等が考えられるが、これら
対策はいずれも設置位置近傍のポイント観測に留まるも
のであり、長大な道路全体にわたって常時監視すること
はできない。特に、ＩＴＶ等の撮像装置を用いた監視設
備では、大雨等の悪天候下では監視範囲が狭くなるため
多数設置を余儀無くされ、コスト増大を招くといった欠
点がある。また、防災のために監視設備の設置を特に必
要とする地域は、山間部等の気象変化の激しい地域であ
ることが多く、前述したＩＴＶ等を含む各種の電気的監
視装置では、落雷等による誘導電流の影響を受けて故障
しやすいといった問題もある。建物等が密集している都
市部では監視のための視界の確保そのものが困難である
から、ＩＴＶ等の撮像装置を用いた監視設備では多数設
置を余儀無くされ、コストが増大する。なお、前述の問
題は、道路に限定されず、鉄道線路、河川堤防、海岸や
湖沼の沿岸等に設けられる防波堤等、監視領域が長大に
なるものでは顕著に生じる。

【０００５】ところで、近年、光ファイバ長手方向の連
続的な光損失分布を観測する方法として、光ファイバの
後方散乱現象の一つであるレイリー散乱光の強度が光フ
ァイバの光損失に依存することを利用した手法が開発、
実用化され、様々なセンシングの用途に応用されつつあ
る。しかし、河川堤防等の各種堤体、地盤斜面、岩盤、
橋梁（道路や鉄道の高架等も含む）等の建造物等の変位
や変形を効率的に計測できる光ファイバセンサは少な
い。すなわち、光ファイバセンサは、河川堤防等の各種
堤体、地盤斜面、岩盤、橋梁等の建造物等の監視対象物
に対する取り付け等の施工性に優れるとともに、監視対
象物の変位や変形を光ファイバの曲げや破断に効率良く
作用させる構造であることが求められており、このよう
な条件を満たす適当なものが無かった。さらには、低コ
スト化の要求もあり、これら条件を満たす光ファイバセ
ンサの開発が必要であった。

【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、目的位置への施工性に優れ、しかも、変位した監
視対象物から作用する変位力を光ファイバの破断あるい
は曲げ等の変形に効率良く作用させることができる低コ
ストの光ファイバセンサを提供することを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、変位した監視対象物から作用する変位
力を光ファイバの破断あるいは曲げ等の変形に効率良く
作用させることができる光ファイバセンサを提案する。

【０００８】請求項１記載の発明は、崩壊の可能性のあ
る不安定地層、変位の可能性のある岩石等の自然物、あ
るいは擁壁などの人工構造物等である監視対象物の変位
や変形を光により監視する光ファイバセンサであって、
押圧された光ファイバに曲げや破断を生じさせる光ファ
イバ変形部材の周囲に該光ファイバ変形部材に対して押
圧されない巻き径を確保して光ファイバを巻いてなる巻
回部を収納するセンサユニットと、前記巻回部から引き
出された前記光ファイバである光ファイバ引出部と、こ
の光ファイバ引出部を支持して前記巻回部との間に架設
する光ファイバ支持部とを備え、変位した前記監視対象
物に押圧されることで前記光ファイバ引出部に生じた張
力によって前記巻回部の光ファイバが引き出され、該巻
回部の光ファイバが前記光ファイバ変形部材に巻き付く
ようにして押圧されるようになっていることを特徴とす
る。この発明によれば、センサユニット内の巻回部と光
ファイバ支持部との間に架設状態になっている光ファイ
バ引出部に監視対象物の変位力が作用して撓み方向への
押圧力を受けることで、巻回部の光ファイバが引き出さ
れて、巻回部の光ファイバが光ファイバ変形部材に巻き
付くようにして押圧される。これにより、光ファイバ変
形部材によって、光ファイバが曲げ等の変形を与えられ
たり破断される。

【０００９】請求項２記載の発明は、崩壊の可能性のあ
る不安定地層、変位の可能性のある岩石等の自然物、あ
るいは擁壁などの人工構造物等である監視対象物の変位
や変形を光により監視する光ファイバセンサであって、
光ファイバの長手方向中央部を湾曲させた湾曲部を収納
するセンサユニットと、前記湾曲部から引き出された前
記光ファイバである光ファイバ引出部と、この光ファイ
バ引出部を支持して前記湾曲部との間に架設する光ファ
イバ支持部とを備え、前記湾曲部は、前記センサユニッ
トに設けられた一対の支持材の間に挿入されるととも
に、両支持材に対して離間された所にて両支持材に固定
の光ファイバ変形部材を湾曲の内側に収納するようにし
て配置され、変位した前記監視対象物に押圧されること
で前記光ファイバ引出部に生じた張力によって前記湾曲
部の光ファイバが引き出され、該湾曲部の光ファイバが
前記光ファイバ変形部材に押圧されるようになっている
ことを特徴とする。この発明によれば、センサユニット
に収納されている湾曲部と光ファイバ支持部との間に架
設状態になっている光ファイバ引出部に監視対象物の変
位力が作用して撓み方向への押圧力を受けることで、湾
曲部の光ファイバが引き出されて、湾曲部の光ファイバ
が光ファイバ変形部材に押圧される。これにより、光フ
ァイバ変形部材によって、光ファイバが曲げ等の変形を
与えられたり破断される。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の光ファイバセンサにおいて、前記光ファイバが塑
性変形可能な保護管内に収納されていることを特徴とす
る。この発明では、保護管は塑性変形可能であるから、
保護管の変形により光ファイバの曲げ等の変形を生じた
後、保護管が別の外力により元の形状に復帰しない限
り、光ファイバの変形も元に戻らないため、光試験によ
り光ファイバの曲げ等の変形を確実に検出できる。この
ため、例えば、監視対象物から光ファイバ引出部に作用
する変位力が、光ファイバセンサの光ファイバに大きい
変形を与えず、光ファイバが破断しなかった場合でも、
一旦、光ファイバに曲げ等の変形が与えられれば、保護
管の塑性変形により光ファイバの変形が維持され、光試
験により確実に検出できる。

【００１１】本発明の光ファイバセンサ（請求項１、
２、３記載の光ファイバセンサ）では、光ファイバを光
パルス試験器に接続し、光ファイバセンサの設置箇所の
異常、すなわち、崩壊の可能性のある不安定地層、変位
の可能性のある岩石等の自然物、あるいは擁壁などの人
工構造物等である監視対象物の変位や変形の発生を監視
する（異常の監視）。前記異常の監視は、光ファイバセ
ンサに組み込まれている光ファイバが破断、曲げ等の変
形を受けたことを検出することでなされる。光ファイバ
の変形や破断等は、監視対象物の変位や変形に伴う複数
の連結部材間の相対変位により生じ、光パルス試験器か
らの入射光の戻り光の観測結果から検出することができ
る。光パルス試験器は、光ファイバに対して試験光の入
射と戻り光の観測とを行う（光試験）。

【００１２】周知の通り、光ファイバに光を入射する
と、当該光ファイバの破断箇所やコネクタ接続箇所での
フレネル反射光や、光ファイバの密度等の微小な不均一
による光の散乱（レイリー散乱）によって生じた後方散
乱光が光ファイバの入射端に戻ってくることが知られて
おり、光パルス試験器（いわゆるＯＴＤＲ）から光ファ
イバへ試験光を入射してから戻り光を受光するまでの時
間（以下、「戻り時間」）を計測することで、破断点の
位置（光パルス試験器からの距離）を把握できる。光フ
ァイバからは、通常、レイリー散乱光の後方散乱光等の
光ファイバ固有の光散乱等による戻り光のみが観測され
るが、例えば、この光ファイバが破断すると、光パルス
試験器から破断点までのレイリー散乱光の後方散乱光
と、破断点からの強いフレネル反射光とが光パルス試験
器にて観測され、破断点以後の光ファイバからのレイリ
ー散乱光の後方散乱光が観測されなくなる。これによ
り、光ファイバの破断が検出されるとともに、フレネル
反射光の戻り光の戻り時間から破断点の位置を把握する
ことができる。光ファイバが破断されなくても、光ファ
イバが変形する場合、例えば、光ファイバが急激に折り
曲げられ、この折れ曲がり箇所での光損失の増大を観測
することで、折れ曲がり箇所を検出することが可能であ
る。また、光ファイバの断面方向への潰れ等によって
も、光損失が増大が観測される。すなわち、光パルス試
験器にて戻り光の強度が急変化が観測される箇所（光パ
ルス試験器への戻り光の戻り時間）から、光ファイバの
折れ曲がり等の変形箇所の存在や、その位置を把握でき
る。

【００１３】本発明の光ファイバセンサは、崩壊の可能
性のある不安定地層、変位の可能性のある岩石等の自然
物、あるいは擁壁などの人工構造物等である監視対象物
の変位や変形の発生によって、光ファイバに曲げ等の変
形や破断を生じさせる。したがって、光パルス試験器に
より、前記光ファイバの変形や破断等を検出すること
で、監視対象物の変位や変形等を検出することができ
る。光ファイバの破断や曲げは、光ファイバの破断点か
らのフレネル反射光の観測や、損失増大の観測によって
検出される。

【００１４】例えば、光ファイバセンサの光ファイバが
破断して、破断点からのフレネル反射光が観測された
り、折れ曲がり箇所等での損失増大が観測されたり、破
断点以後の光ファイバからの戻り光が観測されなくなる
と、この光ファイバセンサを設置した監視対象物の変
位、変形、崩壊等が検出される。また、光パルス試験器
に光ファイバセンサを複数接続した場合には、フレネル
反射光の戻り時間等から、光ファイバセンサ毎に、光フ
ァイバの破断位置を把握することも可能であり、これに
より、監視対象物の変位、変形、崩壊等の発生位置を把
握することが可能である。破断点における破断された光
ファイバの断面形状によっては、充分な強度のフレネル
反射光が発生しないことがあるが、破断点以後の光ファ
イバからの戻り光の有無や、損失増大等をも観測するこ
とで、破断点の有無や、光ファイバ変形箇所の有無を確
実に把握できる。このように、本発明では、光ファイバ
の破断や折れ曲がり等の変形箇所等を検出することで、
監視対象物の変位、変形、崩壊等の発生を検出でき、し
かも、光パルス試験器への戻り光の戻り時間等から光フ
ァイバの破断点の位置や折れ曲がり箇所等の位置を計測
することで、変位、変形、崩壊等の発生箇所を把握でき
る。

【００１５】ところで、高速情報通信ネットワークの構
築にあたっては、道路、鉄道線路、河川堤防を利用した
光ケーブルの布設が急速に拡大しており、本発明でも、
道路や鉄道線路の側溝、河川堤防等に布設された通信用
の光ケーブルの光ファイバを利用して、光パルス試験器
に光ファイバセンサの光ファイバを接続することが適し
ている。また、道路、鉄道線路、河川堤防等に布設され
た通信用の光ケーブルの適宜箇所に、光ファイバセンサ
の光ファイバを接続することで、道路、鉄道線路、河川
堤防、あるいはこれらの周囲に存在する崩壊の可能性の
ある不安定地層、変位の可能性のある岩石等の自然物、
あるいは擁壁などの人工構造物等に光ファイバセンサを
簡単に設置することができる。このため、道路、鉄道線
路、河川堤防等が長大であっても、必要箇所に適宜、光
ファイバセンサを簡単に設置できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本実施の形態の光ファイバセンサ
は、道路管理システムを構成する光監視装置への適用例
であり、道路を形成する地盤や舗装体、道路周辺の地
盤、道路に隣接する崖や斜面、崖や斜面に設けられた擁
壁等、各種監視対象物の変位や変形の発生を監視する
（図１、図２では、地山斜面１０の監視）。

【００１７】図１において、符号１は光監視装置、２は
道路、３および４は伝送装置、５および６は光ケーブ
ル、７は監視ユニット、８は情報ボックス、９はクロー
ジャ、１０は地山斜面、１１は光ファイバセンサであ
る。なお、光ファイバセンサ１１に組み込まれる光ファ
イバ１２としては、例えば、コア径数μｍ〜１０μｍ程
度、径１２５μｍのシングルモード光ファイバが採用さ
れる。また、光パルス試験器５０であるＯＴＤＲとして
は、例えば、試験光波長１３１０ｎｍ、パルス幅１０ｎ
ｓ以上（出来るだけ細かく）、空間分解能２ｍ以上（出
来るだけ短く）の高分解能形のものを採用する。

【００１８】図１では、光監視装置１の監視対象物の一
例として、道路２に臨む地山斜面１０を例示している。
また、地山斜面１０の道路２側には、地山斜面１０から
道路２への土砂の落下を防止する防護堤体１０ａが設け
られている。地山斜面１０の変形や崩壊の危険のある領
域（以下「監視対象領域」。図２中に示す地山斜面１０
全体）には、適宜箇所に１本または複数本の光ファイバ
１２（図１では４箇所。８本）を布設し、光ファイバ１
２の長手方向複数箇所には光ファイバセンサ１１が設置
されている。

【００１９】光ファイバセンサ１１は、地山斜面１０の
局所的な変位や変形により、光ファイバ１２に曲げ等の
変形や破断を生じさせるようになっている。そして、地
山斜面１０の局所的な変位や変形により光ファイバ１２
に生じた変形や破断等の異常箇所を、光ケーブル５の光
ファイバ等を介して光ファイバ１２に接続された光パル
ス試験器５０からの試験光の入射・戻り光の観測による
光試験で検出することで、地山斜面１０の局所的な変位
や変形が検出される。

【００２０】図４は光ファイバセンサ１１の作用を示す
正面図であって（ａ）は地山斜面１０の変形前、（ｂ）
は地山斜面１０の変形後、図５は光ファイバセンサ１１
の詳細を示す拡大図であって（ａ）は正常時（地山斜面
１０に局所的な変位や変形が生じていない）、（ｂ）は
地山斜面１０の局所的な変位によって光ファイバ１２
（保護管１２ａ）に曲げを生じた状態を示す。図４
（ａ）に示すように、光ファイバセンサ１１は、地山斜
面１０の複数箇所に打ち込んで定着させたアンカー３０
に固定してほぼ水平方向に複数連設された各センサユニ
ット３１（巻回部収納ボックス）間に、光ファイバ１２
を収納した保護管１２ａを連続的に架設するようにして
布設して構成されている。隣り合うセンサユニット３１
の内、一方は、光ファイバ支持部として機能する。セン
サユニット３１間の保護管１２ａの途中に設けられた余
長収納部３２（余長収納ボックス）では、保護管１２ａ
自体を湾曲収納するか、あるいは、保護管１２ａから口
出しした光ファイバ１２を湾曲収納して光ファイバ１２
の余長を確保する。但し、この余長収納部３２では、前
述のいずれの構成であっても、保護管１２ａを引き出さ
れないように引留具で引き留めておくことを基本とす
る。

【００２１】図２および図４（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、監視対象領域の地山斜面１０にて、各センサユニッ
ト３１間に布設して連続された保護管１２ａには、両端
からそれぞれ光ファイバ１２を挿入しており、図３に示
すように、連続された保護管１２ａのほぼ全長にわたっ
て２本の光ファイバ１２が収納されている。また、保護
管１２ａ内にはジェリー１２ｃが充填されており、各光
ファイバ１２は振動すること無く安定に収納される。保
護管１２ａの長手方向両端部は、ほぼ水平方向に連設さ
れたセンサユニット３１の内の連設の端部に位置するも
のに収納され、このセンサユニット３１にて光ファイバ
１２が口出しされる。なお、保護管１２ａは、金属等の
塑性変形可能な素材からなり、また、腐食による強度低
下等が生じない素材であることが好ましく、例えばステ
ンレス管等を採用することが適している。但し、ステン
レス管等の金属管を採用する場合でも、湾曲布設等の必
要性に鑑みて、現場にて容易に湾曲変形可能なものを採
用することが好ましい。本実施の形態では、φ２．０程
度のステンレス管を採用している。

【００２２】図５（ａ）に示すように、各センサユニッ
ト３１内では、保護管１２ａを巻いて形成した巻回部３
３を収納している。巻回部３３の内側に収納された光フ
ァイバ変形部材３４は、光ファイバ１２の光信号伝送に
影響を与えない程度の湾曲半径が確保された湾曲壁部３
４ａと、この湾曲壁部３４ａとは対向する側に突出され
た尖った形状の変形先端３４ｂとを備える。光ファイバ
１２は、保護管１２ａに収納されたまま、光ファイバ変
形部材３４の周囲に光信号伝送に影響を与えない湾曲半
径で巻回される。この時、光ファイバ１２は、保護管１
２ａが外力によって変形しない限り、保護管１２ａの剛
性により形状が維持される（但し、保護管１２ａは前述
のように変形容易なものを採用している）。また、光フ
ァイバ変形部材３４の変形先端３４ｂ近傍では、巻回部
３３を構成する光ファイバ１２（保護管１２ａ）との間
に隙間３４ｃが生じるため、この隙間３４ｃの範囲で、
光ファイバ１２並びに保護管１２ａは、巻き径を縮小す
る方向への変形（内側への変形）が可能になっている。

【００２３】各センサユニット３１、保護管１２ａ、余
長収納部３２は、地山斜面１０上に露出でも、地山斜面
１０に埋設でも良いが、埋設では、動物の接触や落石等
による光ファイバセンサ３０の誤作動を回避し得るか
ら、地山斜面１０の目的位置の微小な変位、変形の監視
に適している。図４（ａ）、（ｂ）および図５（ａ）、
（ｂ）に示すように、前記巻回部３３から引き出されて
隣のセンサユニット３１までの間に布設された光ファイ
バ１２である光ファイバ引出部３５（本実施の形態で
は、光ファイバ引出部を収納した保護管１２ａを「光フ
ァイバ引出部３５」とする。）は、地山斜面１０表層で
生じやすい地滑り、土砂崩れ等の災害発生の可能性の高
い箇所に設置され、設置位置の地山斜面１０の膨出や下
方への土塊の移動等によって押圧されるようになってい
る。余長収納部３２は、膨出等により変位した地山斜面
１０から変位力を受けたり、落下土砂を受けて荷重を受
圧する受圧部材としても機能する。例えばアンカー固定
や埋設等により地山斜面１０の土砂に定着された光ファ
イバ引出部３５や余長収納部３２は地山斜面１０と一体
変位可能であるため、地山斜面１０の微小な変位や変形
をも確実に検出することが可能である。これにより、地
滑りや土砂崩れ等の予兆現象である、地山斜面１０の微
小な膨出や下方への微小な移動等の微小な変位も高精度
に検出できる。

【００２４】光ファイバ引出部３５は隣り合うセンサユ
ニット３１間に支持されているため、膨出や下方への移
動等による地山斜面１０の変位等によって張力が与えら
れ、この張力によって、前記巻回部３３の光ファイバ１
２が保護管１２ａとともに引き出される。保護管１２ａ
が引き出されると、巻回部３３が光ファイバ変形部材３
４の周囲に巻き付くようにして押圧され、変形先端３４
ｂにより、曲げられるかあるいは破断される。図４
（ｂ）に示すように、光ファイバ引出部３５に監視対象
物である土砂の荷重が作用すると、光ファイバ引出部３
５の両側（余長収納部３２の両側）のセンサユニット３
１から光ファイバ１２（保護管１２ａ）が引き出され、
この引出長の範囲で光ファイバ引出部３５並びに余長収
納部３２は変位が許容される。光ファイバ引出部３５や
余長収納部３２が、膨出等により変位した地山斜面１０
によって押圧されると、光ファイバ引出部３５に張力が
生じる。センサユニット３１からの光ファイバ１２（保
護管１２ａ）の引出量は、地山斜面１０の変位量に対応
（ほぼ比例）している。地山斜面１０の変位量が少な
く、センサユニット３１からの光ファイバ１２の引出量
が僅かであると、巻回部３３の光ファイバ１２には変形
のみが与えられるが、巻回部３３の光ファイバ１２に急
激な曲げや破断が生じれば、地山斜面１０の変位量（変
形量）が、地山斜面１０の崩壊等の危険な状態に達した
こととなる。なお、光ファイバ１２に急激な曲げや破断
が生じる光ファイバ１２（保護管１２ａ）の引出量は適
宜設定されるものであり、仮に設定引出量をゼロとする
と、地山斜面１０の微小な変位によって光ファイバ引出
部３５の押圧が僅かに生じただけでも、光ファイバ１２
に曲げや破断が生じる。なお、光ファイバセンサ１１
は、地山斜面１０の地滑り等の災害の予兆現象のみなら
ず、災害発生の検知にも利用できることは言うまでも無
い。巻回部３３は、センサユニット３１のカバー等によ
って覆われるため、落石等に不用意に曲げられたり、破
断することが防止される。

【００２５】図６（ａ）、（ｂ）は、別形態の光ファイ
バセンサ６０を示す。この光ファイバセンサ６０は、光
ファイバセンサ１１のセンサユニット３１に代えて、図
６（ａ）、（ｂ）符号６１のセンサユニットを適用する
ものである。センサユニット６１内には、光ファイバ１
２を収納した保護管１２ａの長手方向中央部を湾曲させ
た湾曲部６２が収納される。湾曲部６２は、前記センサ
ユニット６１に設けられた一対の支持材６３の間に挿入
されるとともに、両支持材６３に対して離間された所に
て両支持材６３に固定の光ファイバ変形部材６４を湾曲
の内側に収納するようにして配置される。図６（ａ）、
（ｂ）においては、光ファイバ変形部材６４は細径（例
えばφ数ｍｍ）の丸棒状であり、図示しない連結部材を
介して両支持材６３間のクリアランス６５の下方にて両
支持材６３と連結固定されている。光ファイバ１２を収
納した保護管１２ａは、光ファイバ変形部材６４の下側
を通して配設される。

【００２６】この光ファイバセンサ６０においても、前
記湾曲部６１から引き出された前記光ファイバ１２であ
る光ファイバ引出部３５が、変位した前記監視対象物に
よって撓み方向に押圧されて張力が与えられ、監視対象
物の変位量に対応して前記湾曲部６２の光ファイバ１２
（保護管１２ａ）が引き出されることは、光ファイバセ
ンサ１１と同じである。光ファイバ１２（保護管１２
ａ）が引き出されて湾曲部６２を形成する保護管１２ａ
の長さが短くなることで、湾曲部６２は支持材６３間を
渡る直線状になろうするが、光ファイバ変形部材６４に
係合するようにして引き留められることで湾曲部６２の
それ以上の縮小が規制され、保護管１２ａが光ファイバ
変形部材６４に押圧される。これにより、保護管１２ａ
が光ファイバ変形部材６４によって急激に屈曲されるこ
ととなり、曲げが与えられ、保護管１２ａ内の光ファイ
バ１２に曲げまたは破断が生じる。なお、支持材６３は
湾曲部６２が挿入されているクリアランス６５に臨む面
が湾曲されているため、光ファイバ引出部３５に作用す
る張力で保護管１２ａ内の光ファイバ１２を急激な屈曲
等により傷める心配は無く、光ファイバ変形部材６４に
よって光ファイバ１２の目的位置が変形、破断される。

【００２７】前述のような光ファイバセンサ１１、６０
では、構造が簡単であり、部品点数も少ないため、製造
が容易であり低コスト化できる。しかも、監視対象物で
ある地山斜面１０に対する取り付けは、アンカー３０へ
の固定と光ファイバ１２（保護管１２ａ）の配設等のみ
であるので非常に簡単であり、設置数が多くなっても、
短時間で簡単に施工できる。なお、以下、光監視装置１
の具体的構成等を、光ファイバセンサ１１の適用例を用
いて説明するが、光ファイバセンサ１１に関わる説明箇
所は、光ファイバセンサ６０も適用可能とする。

【００２８】図１に示すように、伝送装置３、４間を接
続する通信線路を構成する光ケーブル５、６の途中に設
置された情報ボックス８内には、例えばクロージャ９で
ある分岐接続体が設置され、光ケーブル５、６に収納さ
れている例えば数百心、数千心等の多数本（多心）の光
ファイバ１７、１８同士が接続点２０を介して接続さ
れ、伝送装置３、４間の通信回線を構成している。ま
た、光ケーブル５の光ファイバ１７の内の一部は、監視
対象物である地山斜面１０の監視専用線として割り当て
られ（説明の便宜上「光ファイバ１７ａ」とする）、こ
の光ファイバ１７ａには、クロージャ９内にて光ファイ
バセンサ１１側の光ファイバ１２が接続点２０を介して
接続される。さらに、光ケーブル５の光ファイバ１７の
内の別の一部は、情報ボックス８やクロージャ９の内部
の浸水検知用の浸水検知モジュール４０や温度検知用の
温度検知モジュールと接続される保守専用線（説明の便
宜上「光ファイバ１７ｂ」とする）として割り当てられ
る。図１においては、クロージャ９内に設置された浸水
検知モジュール４０の光ファイバ４１の一端は光ファイ
バ１７ｂと、光ファイバ４１の他端は光ケーブル６側の
光ファイバ１８とそれぞれ接続点２１を介して接続され
ることで、光ケーブル５、６の光ファイバ１７ｂ、１８
が光ファイバ４１を介して接続されるようになってい
る。なお、光ファイバ１２の、地山斜面１０からクロー
ジャ９までの間は光ケーブル１２ｂになっているので、
落石等の外力の作用から保護されている。また、光ファ
イバ１２は、地山斜面１０近傍にて光ケーブル１２ｂの
光ファイバと分岐接続箱等を介して接続するようにして
も良い。

【００２９】図１においては、監視専用線の光ファイバ
１７ａと光ファイバ１２との接続点１９は融着接続部、
光ケーブル５側の光ファイバ１７と光ケーブル６側の光
ファイバ１８との間の接続点２０は光コネクタ２２によ
るコネクタ接続、保守専用線の光ファイバ１７ｂと浸水
検知モジュール４０側の光ファイバ４１との接続点２１
は融着接続になっているが、接続点１９、２０、２１と
しては前述の構成に限定されず、融着接続部、コネクタ
接続等を適宜選択して適用すれば良い。但し、接続作業
性の点でコネクタ接続が優れていることから、この点で
は、接続点１９、２１もコネクタ接続とすることが有利
である。

【００３０】なお、光ケーブル５には、将来の通信回線
の増設に鑑みて、何処にも接続されない空きの光ファイ
バを確保することも可能である。図１では、情報ボック
ス８内に設置されたクロージャ９を分岐接続体として例
示したが、分岐接続体としては、情報ボックス８を使用
せずに直接光ケーブル５、６に設けられるクロージャ、
例えば架空光ケーブルに設けられたクロージャであって
も良く、この場合でも、光ファイバ同士の接続部を収納
する機能等には変わりは無い。また、分岐接続体は、ク
ロージャに限定されず、分岐接続箱、成端箱、光配線盤
等、各種構成が採用可能である。

【００３１】ところで、光ケーブル５、６は、地下埋
設、架空布設等により布設され、情報ボックス８やクロ
ージャ９の設置位置も、地中、地上、空中、建物内等様
々である。情報ボックス８は、地中あるいは地上に設置
されることが多く、例えば、地中管路布設された光ケー
ブルに対しては、マンホールやハンドホールを利用して
設けられる。特に、屋外設置（地中も含む）された情報
ボックス８並びにその内部に収納されたクロージャ９
は、地下水や雨水等の浸水に対する防水対策、地熱や日
照による内部温度の異常上昇の対策をとることが好まし
く、これに鑑みて、提案されている。浸水検知モジュー
ル４０は、吸湿膨潤材の浸水による膨張や、浸水による
浮きの浮上等を駆動力として光ファイバ４１に曲げを与
える構成になっている。また、図１においては、浸水検
知モジュール４０の設置位置はクロージャ９内部である
が、これに限定されず、情報ボックス８内にてクロージ
ャ９外側に設置しても良い。温度検知モジュールとして
は、線膨張係数の大きい材料の変形や、バイメタルや形
状記憶合金の変形等を駆動力として、光ファイバ４１に
曲げを与える構成等が採用される。この温度検知モジュ
ールの設置位置も、クロージャ９内部、情報ボックス８
内のクロージャ９外側に設置しても良い。なお、光ファ
イバセンサ１１、浸水検知モジュール４１、温度検知モ
ジュールは、いずれも光ファイバを破断させる構成であ
っても良いが、光ファイバを破断させない程度の曲げ等
の変形を与える構成であることが、何等かの原因による
誤作動時の復旧作業性や、異常検出後の再利用に低コス
ト化の面で好ましい。

【００３２】光ファイバ１７ａ、１７ｂは、光ケーブル
５端末に設置された監視ユニット７にて、光パルス試験
器５０に対して接続されるようになっている。図１にお
いて具体的には、監視ユニット７内にて、光ファイバ１
７ａは、光ファイバ１６と光コネクタ１６ａを介して光
スイッチ２３と接続され、光ファイバ１７ｂは直接光ス
イッチ２３に接続され、光スイッチ２３が、光パルス試
験器５０側の光ファイバ５１を光ファイバ１６、１７ｂ
に対して切替接続することで、光ファイバ試験器５０に
対して１心単位で選択的に切替接続されるようになって
いる。そして、光パルス試験器５０に対して接続された
光ファイバ１７ａまたは光ファイバ１７ｂに対して試験
光を入射して光試験を行い、光ファイバ１７ａ、１７ｂ
並びに光ファイバ１２、４１に生じた断線や曲げ等の変
形を検出することで、異常発生を把握できる。なお、光
スイッチ２３による光ファイバ１７ａ、１７ｂに対する
光パルス試験器５０側の光ファイバ５１の切替接続と光
試験とは、順次、自動で所定の順で繰り返し連続的にな
される。光試験自体の所要時間は短いから、各光ファイ
バ１７ａ、１７ｂに対する光パルス試験器５０の接続と
光試験とを繰り返し連続的に行うことで、実質的に光フ
ァイバ１７ａ、１７ｂに係る光線路の常時監視が実現さ
れる。

【００３３】光ファイバ１７ａ、１７ｂ、１２、４１の
光試験により、接続点１９、２１等の後方散乱光や光損
失の発生箇所以外からフレネル反射光や損失増大が観測
されなければ、光ファイバ１７ａ、１７ｂ、１２、４１
に係る光線路には断線や曲げ等の異常が生じていない
（試験結果が「正常」）。しかし、後方散乱光や光損失
の発生箇所以外からフレネル反射光や損失増大が観測さ
れれば、光ファイバ１７ａ、１７ｂ、１２、４１に断線
や曲げ等の異常が生じていることが判る（試験結果が
「異常検出」）。光試験による戻り光の戻り時間から異
常箇所の位置を把握することができるから、これによ
り、どの光ファイバ１７ａ、１７ｂ、１２、４１で異常
が生じたかが判る。

【００３４】地山斜面１０の地滑りや崩壊等の予兆現象
である局所的な変位や変形等は、光ファイバ１２に異常
箇所が検出されることで把握され、クロージャ９内の浸
水も、光ファイバ４１に異常箇所が検出されることで把
握される。但し、監視対象領域では、布設した１本の保
護管１２ａ内に収納されている２本の光ファイバ１２
が、光ファイバセンサ１１によって破断あるいは変形さ
れる（２本の光ファイバ１２の内の片方のみが破断され
るケースも場合によっては存在する）こととなる。光フ
ァイバ１７ａ、１７ｂに異常箇所が検出されると、道路
２の工事等による誤切断やいたずら等の何等かの原因に
よる故障を生じた可能性がある。これにより、光ファイ
バ１２、４１の光試験により、通信用の光ケーブル５の
断線や異常な曲げ等も検出することができるから、光フ
ァイバ１２、４１の光試験の結果は、光ケーブル５の保
守にも利用することができる。

【００３５】監視対象領域に布設される複数本の光ファ
イバ１２を同一のクロージャ９にて光ケーブル５の光フ
ァイバ１７ａと接続するには、光ケーブル５内の光ファ
イバ１７の内、光ファイバ１２の本数と同じ心数を監視
専用線の光ファイバ１７ａとして割り当て、各光ファイ
バ１７ａを光スイッチ２３に接続して、光パルス試験器
５０に対して切替接続可能とする。図１では、一つの監
視対象領域の４箇所の監視を行っており、一箇所当たり
２本（２心）、光ケーブル５の光ファイバ１７に対して
８本（８心）の光ファイバ１２を接続しており、合計８
心の光ファイバ１７を監視専用線の光ファイバ１７ａと
して割り当てている（図１では、光ファイバ１２、１７
間の接続を１本分のみ記載し、他を省略している）。光
パルス試験器５０による各光ファイバ１２の光試験の結
果から、監視対象領域に生じた異常箇所は各光ファイバ
１２毎に光ファイバセンサ１１単位で把握でき、光試験
による戻り光の戻り時間から異常箇所の位置（光パルス
試験器５０からの距離）も光ファイバ１２毎に光ファイ
バセンサ１１単位で把握できる。監視ユニット７内に
は、光ファイバ１６の余長２４を１０００ｍ程度確保し
ておき、監視ユニット７から距離が近く、光パルス試験
器５０による線路監視が困難な光線路の線路監視を可能
にしている。光ファイバ１６は、光ファイバ１７ａに対
して光コネクタ１６ａにより着脱可能になっているか
ら、適当な長さの光ファイバ１６の選択使用により、光
ファイバセンサ１１の光ファイバ１２の光パルス試験器
５０からの距離を調整できる。なお、各光ファイバ１２
の終端（光パルス試験器５０から遠い側の端部）は無反
射処理しておく。

【００３６】一方、保守専用線の光ファイバ１７ｂは、
通信用光ケーブル５に１心確保すれば良く、光試験によ
って異常発生の有無が簡単に判る。浸水検知モジュール
４０の光ファイバ４１を介して光ファイバ１７ｂと接続
された光ケーブル６の光ファイバ１８の光パルス試験器
５０から遠い側の端末１８ａは、無反射処理しておく。

【００３７】図７は、光パルス試験器５０に接続された
検出部５２の一例を示す。検出部５２は、光ファイバ１
７ａ、１７ｂの光試験による戻り光の受光データから、
位置計測部５２ａにて、フレネル反射光の発生箇所や光
ファイバの曲げによる顕著な光損失（一定レベル以上の
光損失。判定レベルは、予め設定しておく）の発生箇所
の位置（光パルス試験器５０からの距離）を把握し、記
憶部５２ｂに記憶されたデータベースから読み出したデ
ータと前記位置計測部５２ａにて把握された異常箇所の
位置とを比較部５２ｃにて比較対照する。すなわち、比
較部５２ｃでは、当該光試験によって得られたデータ
（位置計測部５２ａにて把握された異常箇所の位置）
に、光試験の結果が「正常」の場合に認識され得る後方
散乱光や光損失の発生箇所以外のデータが含まれている
かどうかを比較対照する。

【００３８】光試験によって得られたデータ、並びに、
記憶部５２ｂから読み出された「正常」時のデータは出
力部５２ｄから電気信号等として出力されて、図１およ
び図７中検出部５２に接続されている表示部５３にて地
図画面上に表示される。また、光試験によって得られた
データ、並びに、記憶部５２ｂから読み出された「正
常」時のデータを、表示部５３にて異なる色彩等を以っ
て区別可能に表示することで、長大な道路２やその周辺
に生じた異常箇所の位置が地図画面上にて明瞭に判り、
復旧作業の迅速化や、防災対策に役立てることができ
る。また、地図画面上には、光ファイバ１２、４１の光
試験によって把握された異常箇所に加えて、通信用の光
ケーブル５、６等に生じた異常箇所（光ファイバ１７
ａ、１７ｂに検出された異常箇所）をも合わせて表示す
ることで、通信線路の故障復旧にも役立てることができ
る。出力部５２ｄから出力されたデータは、ハブ５４
（図７中「ＨＵＢ」）やルータ５５を経由して、別の管
理システムの表示部等に伝送しても良い。より広域を監
視する道路管理システムの表示部にて、複数の光監視装
置１からのデータを統合表示することで、例えば広域災
害の発生時には、通行可能な道路２の把握、情報提供等
に役立てることができる。

【００３９】さらに、表示部５３には、詳細情報とし
て、この光監視装置１が監視する１または複数の監視対
象領域個別に、光ファイバセンサ１１毎の異常発生の有
無を表示できるようにすることが好ましい。監視対象領
域では、一箇所の監視場所で直列に連設された保護管１
２ａ内に収納されている２本の光ファイバ１２毎に異常
箇所の位置が把握されるから、保護管１２ａの両端から
異常箇所の位置を把握することができ、例えば、監視対
象領域に生じた変形や崩壊の範囲等を把握できる。これ
により、地山斜面１０の変形や崩壊の規模等を把握で
き、適切な対策を迅速にとることが可能になる等の利点
がある。監視対象領域の異常が生じた範囲は、両光ファ
イバ１２の破断位置間、あるいはそれよりも若干広い領
域に存在することが判るから、これにより、地山斜面１
０の異常を生じた規模（面積、変形幅等）を把握でき
る。監視対象領域での光ファイバセンサ１１の設置密度
を高めると、監視対象領域の異常範囲の大きさ、形状等
をより細かく把握できる。一方の光ファイバ１２の破断
後には、当該光ファイバ１２による破断点以降の監視が
出来なくなるが、他方の光ファイバ１２からも観測デー
タを採ることで、一方の光ファイバ１２の破断点以降に
存在する光ファイバセンサ１１による地山斜面１０の変
位や変形等の検出を継続できる。

【００４０】保護管１２ａは塑性変形性能を有し、一旦
変形すると、意図的に変形を戻さない限り変形状態が維
持されるから、保護管１２ａの塑性変形により保護管１
２ａを変形させる外力が除去されても、一般光ケーブル
の外被のように自身の弾性で元の形状に復帰することは
無く、保護管１２ａの変形により光ファイバ１２に一旦
変形が与えられていれば、その状態が維持されることと
なり、光試験により異常を確実に検出できる。

【００４１】図１においては、伝送装置３、４間の通信
線路は、光ケーブル５、６を接続して構成されている
が、接続する光ケーブルの本数はさらに多くても良く、
本数に限定は無い。さらに、通信線路には、別の通信線
路との接続や、光スプリッタによる分岐接続によってＰ
ＤＳ（Passive Double Star）回線を構成するもの等、
多種多様な構成が採用可能であることは言うまでも無
い。光ファイバセンサ１１側の光ファイバ１２の接続対
象である通信用の光ケーブルとしては、伝送装置３、４
間を接続するものに限定されず、例えば伝送装置３と端
末装置間を接続する光ケーブル等、各種構成の通信用光
ケーブルが採用可能である。

【００４２】通信線路を構成する光ケーブルの接続数
が、光ケーブル５、６の２本のみならず、さらに多い場
合には、通信線路途中への情報ボックス８や分岐接続体
の設置数も増大することが考えられ、例えば光ケーブル
６の光パルス試験器５０から遠い側の端末に設置された
分岐接続体にて、光ケーブル６の光ファイバ１８に光フ
ァイバセンサ１１側の光ファイバ１２や浸水検知モジュ
ール４０の光ファイバ４１が接続されれば、光ケーブル
６内の多数本の光ファイバ１８の一部が監視専用線と保
守専用線とに割り当てられるが、光ケーブル６側の監視
専用線や保守専用線の光ファイバ１８に対する光ケーブ
ル５側の光ファイバ１７の接続は変更の必要は無い。さ
らに、光ケーブル６に接続された通信用の別の光ケーブ
ルを介して光パルス試験器５０から遠い側にクロージャ
等の分岐接続体が設置された場合でも通信用光ケーブル
間の光ファイバ同士の接続は同様である。これにより、
クロージャ９よりも光パルス試験器５０から遠い箇所に
て通信線路の光ファイバと接続された光ファイバ１２
も、通信線路の光ケーブルの光ファイバを介して光パル
ス試験器５０と接続される。なお、複数設置された分岐
接続体や情報ボックスに設置される浸水検知モジュール
４０や温度検知モジュールの光ファイバは、光ケーブル
５、６…の光ファイバを介して直列に接続することが好
ましく、この場合には、光ケーブル５、６…により構成
される通信線路の内の１心のみを保守専用線として割り
当てれば良く、光ケーブル５、６…内の光ファイバの
内、より多くのものを通信回線や監視専用線に割り当て
ることができる。また、前記実施の形態では、光ファイ
バ１７ａ、１７ｂに係る光線路についてのみ線路監視を
行っているが、通信回線の光ファイバ１７に係る光線路
も光パルス試験器５０に接続して、断線等の線路監視を
行うようにしても良い。

【００４３】光監視装置１は、光ケーブル５、６…の光
ファイバに、光ファイバセンサ１１の光ファイバ１２を
接続するだけで簡単に構成でき、長大な道路２の長手方
向の複数箇所に存在する監視対象物の変位や変形、崩壊
等を、監視対象物から離れた安全な所に設置した一箇所
の監視場所にて監視することができる。しかも、監視場
所では、表示部５３に表示される情報や、検出部５２に
て異常箇所の検知時に発報される警報等により、光ファ
イバセンサ１１を設置した各所の監視対象物の変位や変
形、崩壊等を即座に把握できるので、迅速な復旧作業が
可能となる等の即応性が得られる。また、光ケーブル
５、６…の適宜箇所にクロージャ９等の分岐接続体を設
置して光ケーブル５、６…の光ファイバに光ファイバセ
ンサ１１の光ファイバ１２を接続するだけで、目的位置
への光ファイバセンサ１１の自由に行うことができる。
しかも、ＩＴＶ等のように視界確保の問題等も無い。

【００４４】さらに、光ファイバセンサ１１はＩＴＶ等
の撮像装置に比べて安価で得ることができるから、大幅
な低コスト化が可能であり、広範囲の監視や複数箇所の
監視を安価で実現できる。しかも、この光監視装置１で
は、監視対象物である地盤に埋設等により設置した光フ
ァイバセンサ１１によって 土砂の移動等を直接監視す
るので、歪みの発生のみを検知する歪み計や、目視によ
る巡視やＩＴＶ画像による監視では確認できないような
地盤の変位、変形等の発生も確実に検出でき、防災に役
立てることができる。また、光監視装置１は、監視場所
に設置される光パルス試験器５０や表示部５３等以外に
は、電気的作動部が無く、落雷等による誘導電流の影響
を受ける心配が無いため、光パルス試験器５０やその付
属の計器等のみ、誘導電流の影響を受けないように保護
しておけば、落雷の可能性の大きい山間部等に設置して
も、監視性能を損なうことは無く、設置場所の自由度が
大幅に向上する。

【００４５】なお、本発明は、前記実施の形態に限定さ
れず、例えば、光ファイバセンサの詳細や、光ファイバ
センサの光ファイバの光試験に係る監視ユニットの構造
等は適宜変更可能であることは言うまでもない。前記実
施の形態では、光ファイバ引出部に作用した張力によ
り、この光ファイバ引出部の両側のセンサユニットに収
納されている巻回部や湾曲部から光ファイバ（保護管）
が引き出される構成を例示したが、本発明はこれに限定
されず、片側のみが巻回部や湾曲部を収納するセンサユ
ニットで、反対側が巻回部や湾曲部を収納せずに光ファ
イバ引出部の光ファイバや保護管を支持するのみの光フ
ァイバ支持部となっている構成も採用可能である。ま
た、光ファイバ変形部材によって曲げや破断等が与えら
れる光ファイバとしては、光コードや光ケーブルを採用
しても良く、この場合には、塑性変形性を有する金属等
からなる保護管を省略することも可能である。

【００４６】本発明の光ファイバセンサを適用した光監
視装置の監視対象（光ファイバセンサの設置位置）は、
道路に臨む地山斜面に限定されず、道路を形成する地盤
そのもの、道路の舗装体、道路側部から下方へ落ち込む
形態の地山斜面、崖等も含まれる。道路としては、鉄筋
コンクリート等からなる高架のものも含まれ、この高架
の構造物の局所的や変位、変形、崩壊等も監視可能であ
る。また、自動車や人が通行する道路以外、例えば鉄道
線路の路盤や線路周囲の崖等が監視対象物として採用さ
れる。監視対象物としては、道路や鉄道線路等の交通施
設並びにその周囲の地盤等に限定されず、河岸や海岸を
構成する地盤そのもの、川や海に臨む各種堤体、盛り
土、崖、その他、人工構造物等も含まれ、これらの局所
的や変位、変形、崩落等の予兆現象を検知することがで
きる。道路や鉄道線路、河川堤防等では、近年、これら
を利用した通信用の光ケーブルの布設が急速に拡大して
おり、本発明の光ファイバセンサは、この通信用の光ケ
ーブルの光ファイバを利用することで、光パルス試験器
と簡単に接続することができる。

【００４７】

【発明の効果】請求項１記載の光ファイバセンサによれ
ば、監視対象物の変位を、センサユニット内に収納した
光ファイバの光ファイバ変形部材への巻き付け、押圧に
よって、光ファイバの変形や破断に効率良く変換できる
から、これを光ファイバの光試験により監視すること
で、監視対象物の変位や変形等を高精度に監視すること
ができ、地滑りや土砂崩れ等の災害の予兆現象を捉える
ことで、防災対策に役立てることができる。また、構造
が簡単であり、部品点数も光ファイバ変形部材等で済む
ので、低コスト化できる。さらに、センサユニットに光
ファイバを組み込むだけで簡単に組み立てることができ
るので、広範囲の設置も短い工期で簡単に行うことがで
きるといった優れた効果を奏する。

【００４８】請求項２記載の光ファイバセンサによれ
ば、監視対象物の変位を、センサユニット内に収納した
光ファイバの光ファイバ変形部材への押圧によって、光
ファイバの曲げや破断に効率良く変換できるから、これ
を光ファイバの光試験により監視することで、監視対象
物の変位や変形等を高精度に監視することができ、地滑
りや土砂崩れ等の災害の予兆現象を捉えることで、防災
対策に役立てることができる。また、構造が簡単であ
り、部品点数も光ファイバ変形部材等で済むので、低コ
スト化できる。さらに、センサユニットに光ファイバを
組み込むだけで簡単に組み立てることができるので、広
範囲の設置も短い工期で簡単に行うことができるといっ
た優れた効果を奏する。

【００４９】請求項３記載の光ファイバセンサによれ
ば、塑性変形可能な保護管内に光ファイバを収納したこ
とにより、保護管の変形により光ファイバの曲げ等の変
形を生じた後、保護管が別の外力により元の形状に復帰
しない限り、光ファイバの変形も元に戻らないため、光
試験により光ファイバの曲げ等の変形を確実に検出でき
るといった優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１実施の形態の光ファイバセンサを
示す図であって、光監視装置への適用例を示す光配線図
である。

【図２】 本発明に係る光ファイバセンサの地山斜面へ
の設置状態を示す斜視図である。

【図３】 図２の光ファイバセンサに適用される保護管
の構造を示す断面図である。

【図４】 図２の光ファイバセンサの作用を示す正面図
であって、（ａ）は地山斜面の変形前、（ｂ）は地山斜
面の変形後を示す。

【図５】 図２の光ファイバセンサの詳細を示す拡大図
であって、（ａ）は正常時（地山斜面に部分的な変位や
変形が生じていない）、（ｂ）は地山斜面の変位や変形
によって光ファイバが光ファイバ変形部材に巻き付いた
状態を示す。

【図６】 図２の光ファイバセンサの詳細を示す拡大図
であって、（ａ）は正常時（地山斜面に部分的な変位や
変形が生じていない）、（ｂ）は地山斜面の変位や変形
によって光ファイバが光ファイバ変形部材に押圧された
状態を示す。

【図７】 図１の光監視装置における検出部の構成の一
例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０…監視対象物（地山斜面）、１１…光ファイバセン
サ、１２…光ファイバ、１２ａ…保護管、３１…センサ
ユニット，光ファイバ支持部（巻回部収納ボックス）、
３３…巻回部、３４…光ファイバ変形部材、３５…光フ
ァイバ引出部、６０…光ファイバセンサ、６１…センサ
ユニット，光ファイバ支持部、６２…湾曲部、６３…支
持材、６４…光ファイバ変形部材（丸棒）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 和也 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 片寄 浩一 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 野村 義和 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 上野 将司 埼玉県大宮市土呂町２−61−５ 応用地質 株式会社内 (72)発明者 水野 敏実 埼玉県大宮市土呂町２−61−５ 応用地質 株式会社内 (72)発明者 本木 浩也 埼玉県大宮市土呂町２−61−５ 応用地質 株式会社内 Ｆターム(参考） 2G086 CC01 DD01 DD05 2H038 AA03 AA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 崩壊の可能性のある不安定地層、変位の
   可能性のある岩石等の自然物、あるいは擁壁などの人工
   構造物等である監視対象物（１０）の変位や変形を光に
   より監視する光ファイバセンサであって、 押圧された光ファイバに曲げや破断を生じさせる光ファ
   イバ変形部材（３４）の周囲に該光ファイバ変形部材に
   対して押圧されない巻き径を確保して光ファイバ（１
   ２）を巻いてなる巻回部（３３）を収納するセンサユニ
   ット（３１）と、前記巻回部から引き出された前記光フ
   ァイバである光ファイバ引出部（３５）と、この光ファ
   イバ引出部を支持して前記巻回部との間に架設する光フ
   ァイバ支持部（３１）とを備え、 変位した前記監視対象物に押圧されることで前記光ファ
   イバ引出部に生じた張力によって前記巻回部の光ファイ
   バが引き出され、該巻回部の光ファイバが前記光ファイ
   バ変形部材に巻き付くようにして押圧されるようになっ
   ていることを特徴とする光ファイバセンサ（１１）。
2. 【請求項２】 崩壊の可能性のある不安定地層、変位の
   可能性のある岩石等の自然物、あるいは擁壁などの人工
   構造物等である監視対象物（１０）の変位や変形を光に
   より監視する光ファイバセンサであって、 光ファイバの長手方向中央部を湾曲させた湾曲部（６
   ２）を収納するセンサユニット（６１）と、前記湾曲部
   から引き出された前記光ファイバである光ファイバ引出
   部（３５）と、この光ファイバ引出部を支持して前記湾
   曲部との間に架設する光ファイバ支持部（６１）とを備
   え、前記湾曲部は、前記センサユニットに設けられた一
   対の支持材（６３）の間に挿入されるとともに、両支持
   材に対して離間された所にて両支持材に固定の光ファイ
   バ変形部材（６４）を湾曲の内側に収納するようにして
   配置され、 変位した前記監視対象物に押圧されることで前記光ファ
   イバ引出部に生じた張力によって前記湾曲部の光ファイ
   バが引き出され、該湾曲部の光ファイバが前記光ファイ
   バ変形部材に押圧されるようになっていることを特徴と
   する光ファイバセンサ（６０）。
3. 【請求項３】 前記光ファイバが塑性変形可能な保護管
   （１２ａ）内に収納されていることを特徴とする請求項
   １または２記載の光ファイバセンサ。