JP2001221684A - 光ファイバケーブルを用いた振動検出判定方法及び振動検出判定装置並びに振動検出判定システム - Google Patents
光ファイバケーブルを用いた振動検出判定方法及び振動検出判定装置並びに振動検出判定システムInfo
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 監視対象領域でに落石、砂利等による加振を
できるだけ大きく捉えて、かつ現場側に電力供給を必要
としないで、外因による加振の種類を容易に正確に検知
できて通報する。 【解決手段】 光ファイバケーブル2の干渉の変化の振
動信号が一定時間毎にサンプリングされて得られたデー
タhiがメモリ5に収集される毎に、そのデータhiの
最大値を読み、この最大値が予め記憶されている基準し
きい値Vo以上のときに、そのデータhiを検知データ
hiとして抽出する検知データ抽出処理6と、検知デー
タ抽出処理6が抽出した検出データkiのレベル(電
圧)と予め記憶しているメモリ8(ROM)の各種しき
い値Vi(砂利のしきい値V1、石のしきい値V2、出
水のしきい値V3…)と比較して外因による振動(崩
落)の種類を判定して知らせる判定処理7とを有する判
定演算処理部10(コンピュータ;CPU)を備える。
できるだけ大きく捉えて、かつ現場側に電力供給を必要
としないで、外因による加振の種類を容易に正確に検知
できて通報する。 【解決手段】 光ファイバケーブル2の干渉の変化の振
動信号が一定時間毎にサンプリングされて得られたデー
タhiがメモリ5に収集される毎に、そのデータhiの
最大値を読み、この最大値が予め記憶されている基準し
きい値Vo以上のときに、そのデータhiを検知データ
hiとして抽出する検知データ抽出処理6と、検知デー
タ抽出処理6が抽出した検出データkiのレベル(電
圧)と予め記憶しているメモリ8(ROM)の各種しき
い値Vi(砂利のしきい値V1、石のしきい値V2、出
水のしきい値V3…)と比較して外因による振動(崩
落)の種類を判定して知らせる判定処理7とを有する判
定演算処理部10(コンピュータ;CPU)を備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ループ状の光ファ
イバケーブルを監視対象領域に敷設し、この監視対象領
域における外因の加振の種類を判定して知らせる光ファ
イバケーブルを用いた振動検出判定方法及び振動検出判
定装置並びに振動検出判定システムに関する。
イバケーブルを監視対象領域に敷設し、この監視対象領
域における外因の加振の種類を判定して知らせる光ファ
イバケーブルを用いた振動検出判定方法及び振動検出判
定装置並びに振動検出判定システムに関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバに変形が与えられることによ
り光の伝搬特性が大きく変化する特性を利用して土砂崩
れ検査装置を構成したものがある。
り光の伝搬特性が大きく変化する特性を利用して土砂崩
れ検査装置を構成したものがある。
【0003】例えば、図22の特許公報第258516
9号に記載の土砂崩れ検出装置は、干渉性の高い光を発
光する光源1aと、この光源1aの光の波長とは異なる
波長を持つ干渉性が低い光を発光する光源1bと、これ
らの光源1aと光源1bの光を合波する合波器1cと、
合波器1cから得られる重畳光を2つの光路に分岐する
光カプラ1d、1eと、この光カプラ1d、1fで分岐
された2つの光路に接続され被監視部分に敷設すべき2
本の光ファイバA、Bと、この2本の光ファイバA、B
を通じて得られる干渉性の高い光の位相差の変化を測定
する光干渉検出器1fと、分波器1gによって取り出さ
れた2本の光ファイバA、Bを通じて得られた上記干渉
性の低い光の損失量を測定する損失検出器1hとから構
成されている。
9号に記載の土砂崩れ検出装置は、干渉性の高い光を発
光する光源1aと、この光源1aの光の波長とは異なる
波長を持つ干渉性が低い光を発光する光源1bと、これ
らの光源1aと光源1bの光を合波する合波器1cと、
合波器1cから得られる重畳光を2つの光路に分岐する
光カプラ1d、1eと、この光カプラ1d、1fで分岐
された2つの光路に接続され被監視部分に敷設すべき2
本の光ファイバA、Bと、この2本の光ファイバA、B
を通じて得られる干渉性の高い光の位相差の変化を測定
する光干渉検出器1fと、分波器1gによって取り出さ
れた2本の光ファイバA、Bを通じて得られた上記干渉
性の低い光の損失量を測定する損失検出器1hとから構
成されている。
【0004】すなわち、監視すべき場所に2本の光ファ
イバA、Bを敷設し、この2本の光ファイバA、5に干
渉性の高い光アと、干渉性の低い光イを伝搬させ、光フ
ァイバを伝搬した干渉性の高い光アの位相の変化を光干
渉計によって監視させると共に、光ファイバA、Bを伝
搬した干渉性の低い光イの伝送損失の変化を光損失検出
器1hによって検出する、いわばマッハツェンダ干渉計
である。
イバA、Bを敷設し、この2本の光ファイバA、5に干
渉性の高い光アと、干渉性の低い光イを伝搬させ、光フ
ァイバを伝搬した干渉性の高い光アの位相の変化を光干
渉計によって監視させると共に、光ファイバA、Bを伝
搬した干渉性の低い光イの伝送損失の変化を光損失検出
器1hによって検出する、いわばマッハツェンダ干渉計
である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
土砂崩れ検出装置(マッハツェンダ干渉計方式)を用い
た場合、2本のファイバに同様な振動が加わった場合、
光ファイバ中の光の位相にも同様な変調がそれぞれ加わ
るため、受信部側のカプラで干渉させた光は、その差分
しか再生できない。
土砂崩れ検出装置(マッハツェンダ干渉計方式)を用い
た場合、2本のファイバに同様な振動が加わった場合、
光ファイバ中の光の位相にも同様な変調がそれぞれ加わ
るため、受信部側のカプラで干渉させた光は、その差分
しか再生できない。
【0006】このため、その振動を再生しても非常に微
弱なレベルになって、観測不能となる場合があるという
課題があった。
弱なレベルになって、観測不能となる場合があるという
課題があった。
【0007】特に、土砂崩れ、落石の兆候を監視する場
合は、その兆候は小さな石の落石、微量の土砂、濁流等
であるから上記のような土砂崩れ検出装置では検出した
振動レベルが非常に微弱なため、土砂崩れ、落石の兆候
を確実に捉えることができないという課題があった。
合は、その兆候は小さな石の落石、微量の土砂、濁流等
であるから上記のような土砂崩れ検出装置では検出した
振動レベルが非常に微弱なため、土砂崩れ、落石の兆候
を確実に捉えることができないという課題があった。
【0008】つまり、上記のような土砂崩れ検出装置
(マッハツェンダ干渉計方式)は2本の光ファイバA、
Bを伝搬する光の到達率でのみ土砂崩れを検出するもの
であるから、外因による振動の種類(土砂、小石、大き
な石又は濁流等)を判断できないので土砂崩れ、岩盤の
崩落等の兆候を容易に判断することができないという課
題があった。
(マッハツェンダ干渉計方式)は2本の光ファイバA、
Bを伝搬する光の到達率でのみ土砂崩れを検出するもの
であるから、外因による振動の種類(土砂、小石、大き
な石又は濁流等)を判断できないので土砂崩れ、岩盤の
崩落等の兆候を容易に判断することができないという課
題があった。
【0009】また、上記のような土砂崩れ検出装置(マ
ッハツェンダ干渉計方式)は、2本お光ファイバを用
い、この2本の光ファイバの両端に光カプラをそれぞれ
設けなければ成らないので高価な光カプラを余分に必要
とするという課題があった。
ッハツェンダ干渉計方式)は、2本お光ファイバを用
い、この2本の光ファイバの両端に光カプラをそれぞれ
設けなければ成らないので高価な光カプラを余分に必要
とするという課題があった。
【0010】また、上記のような土砂崩れ検出装置(マ
ッハツェンダ干渉計方式)は、光源1、2からの光ア、
イを合波器で合波しているので、光源を余分に必要とす
るという課題があった。
ッハツェンダ干渉計方式)は、光源1、2からの光ア、
イを合波器で合波しているので、光源を余分に必要とす
るという課題があった。
【0011】一方、また、上記のような土砂崩れ検出装
置(マッハツェンダ干渉計方式)は図23に示すように
受信側と送信側とを分けて使用することも考えられる。
置(マッハツェンダ干渉計方式)は図23に示すように
受信側と送信側とを分けて使用することも考えられる。
【0012】このように分けて使用した場合は、送信側
まで電力供給が必要となるから新たに電力供給用のケー
ブルを敷設しなければならない場合がある。
まで電力供給が必要となるから新たに電力供給用のケー
ブルを敷設しなければならない場合がある。
【0013】本発明は以上の課題を解決するためになさ
れたもので、監視対象領域でに落石、砂利等による加振
をできるだけ大きく捉えて、かつ現場側に電力供給を必
要としないで、外因による加振の種類を容易に正確に検
知できて通報できる光ファイバケーブルを用いた振動検
出判定方法及び振動検出判定装置並びに振動検出判定シ
ステムを得ることを目的とする。
れたもので、監視対象領域でに落石、砂利等による加振
をできるだけ大きく捉えて、かつ現場側に電力供給を必
要としないで、外因による加振の種類を容易に正確に検
知できて通報できる光ファイバケーブルを用いた振動検
出判定方法及び振動検出判定装置並びに振動検出判定シ
ステムを得ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の振動
検出判定方法は、ループ状の光ファイバの少なくとも一
部が収用された光ファイバケーブルを監視対象領域に敷
設して、前記ループ状の光ファイバの両端から光を入射
させ、前記光ファイバ内を伝搬してきた右回りの光と逆
回りの光との合波信号に基づいて加振を判定する光ファ
イバケーブルを用いた振動検出判定方法において、前記
合波信号から前記監視対象領域において前記光ファイバ
ケーブルに加えられた加振信号を抽出し、少なくとも該
加振信号のレベルと予め記憶されている前記監視対象領
域における外因の種類を判別するための各種しきい値と
の比較で、前記監視対象領域で発生した前記外因の加振
の種類を判別することを要旨とする。
検出判定方法は、ループ状の光ファイバの少なくとも一
部が収用された光ファイバケーブルを監視対象領域に敷
設して、前記ループ状の光ファイバの両端から光を入射
させ、前記光ファイバ内を伝搬してきた右回りの光と逆
回りの光との合波信号に基づいて加振を判定する光ファ
イバケーブルを用いた振動検出判定方法において、前記
合波信号から前記監視対象領域において前記光ファイバ
ケーブルに加えられた加振信号を抽出し、少なくとも該
加振信号のレベルと予め記憶されている前記監視対象領
域における外因の種類を判別するための各種しきい値と
の比較で、前記監視対象領域で発生した前記外因の加振
の種類を判別することを要旨とする。
【0015】実施態様によれば、外因の加振の種類を判
別は、前記監視対象領域での石、砂利、出水の外因名
と、この外因名に統計的な石、砂利、出水等の各種しき
い値、波形幅、所定時間あたりの回数を前記外因の加振
の種類を判別するためのパラメータとして前記外因名と
対応させて複数種、記憶しておく。
別は、前記監視対象領域での石、砂利、出水の外因名
と、この外因名に統計的な石、砂利、出水等の各種しき
い値、波形幅、所定時間あたりの回数を前記外因の加振
の種類を判別するためのパラメータとして前記外因名と
対応させて複数種、記憶しておく。
【0016】そして、前記光ファイバケーブルの加振信
号のしきい値、波形幅、発生回数を前記加振信号の特徴
データとして求め、この特徴データと前記記憶されてい
る各種パラメータと比較し、一致したパラメータの外因
名を知らせる。
号のしきい値、波形幅、発生回数を前記加振信号の特徴
データとして求め、この特徴データと前記記憶されてい
る各種パラメータと比較し、一致したパラメータの外因
名を知らせる。
【0017】本発明の請求項2の振動検出判定装置は、
ループ状の光ファイバの少なくとも一部が収納されて光
ファイバケーブルであって、少なくともその一部が監視
対象領域に敷設されている光ファイバケーブルを用いた
振動検出判定装置であって、前記ループ状の光ファイバ
の両端から光を入射させ、前記光ファイバ内を伝搬して
きた右回りの光と逆回りの光との合波信号に基づいて加
振を判定する光ファイバケーブルを用いた振動検出判定
装置において、前記合波信号から前記監視対象領域にお
ける前記光ファイバケーブルに加えられた加振信号を抽
出する手段と、前記抽出された加振信号と、予め記憶さ
れている前記監視対象領域における外因の種類を判別す
るための各種しきい値との比較で、前記監視対象領域で
発生した前記外因の加振の種類を判別する手段とを備え
たことを要旨とする。
ループ状の光ファイバの少なくとも一部が収納されて光
ファイバケーブルであって、少なくともその一部が監視
対象領域に敷設されている光ファイバケーブルを用いた
振動検出判定装置であって、前記ループ状の光ファイバ
の両端から光を入射させ、前記光ファイバ内を伝搬して
きた右回りの光と逆回りの光との合波信号に基づいて加
振を判定する光ファイバケーブルを用いた振動検出判定
装置において、前記合波信号から前記監視対象領域にお
ける前記光ファイバケーブルに加えられた加振信号を抽
出する手段と、前記抽出された加振信号と、予め記憶さ
れている前記監視対象領域における外因の種類を判別す
るための各種しきい値との比較で、前記監視対象領域で
発生した前記外因の加振の種類を判別する手段とを備え
たことを要旨とする。
【0018】実施態様によれば、前記外因の加振の種類
を判別は、前記監視対象領域での石、砂利、出水の外因
名と、この外因名に統計的な石、砂利、出水等の各種し
きい値、波形幅、所定時間あたりの回数を前記外因の加
振の種類を判別するためのパラメータとして前記外因名
と対応させて複数種、記憶しておく。
を判別は、前記監視対象領域での石、砂利、出水の外因
名と、この外因名に統計的な石、砂利、出水等の各種し
きい値、波形幅、所定時間あたりの回数を前記外因の加
振の種類を判別するためのパラメータとして前記外因名
と対応させて複数種、記憶しておく。
【0019】そして、前記光ファイバケーブルの加振信
号のしきい値、波形幅、発生回数を前記加振信号の特徴
データとして求め、この特徴データと前記記憶されてい
る各種パラメータと比較し、一致したパラメータの外因
名を知らせる。
号のしきい値、波形幅、発生回数を前記加振信号の特徴
データとして求め、この特徴データと前記記憶されてい
る各種パラメータと比較し、一致したパラメータの外因
名を知らせる。
【0020】また、前記合波信号を検出し、該合波信号
に急激なピークが現れた後に、前記合波信号の直流レベ
ルが基準値以下に低下したとき前記光ファイバケーブル
の断線と判定し、該判定結果を知らせる手段とを備え
る。
に急激なピークが現れた後に、前記合波信号の直流レベ
ルが基準値以下に低下したとき前記光ファイバケーブル
の断線と判定し、該判定結果を知らせる手段とを備え
る。
【0021】請求項3の振動検出判定装置は、前記光フ
ァイバケーブルは、少なくともその一部が振動検知用部
材に取り付けられていることを要旨とする。
ァイバケーブルは、少なくともその一部が振動検知用部
材に取り付けられていることを要旨とする。
【0022】請求項4の振動検出システムは、ループ状
の光ファイバの少なくとも一部が収納された検知用の光
ファイバケーブルを監視対象領域に敷設し、前記ループ
状の光ファイバの一方に接続された光分岐結合装置と振
動検出装置から成る光ファイバケーブルを用いた振動検
出判定システムである。
の光ファイバの少なくとも一部が収納された検知用の光
ファイバケーブルを監視対象領域に敷設し、前記ループ
状の光ファイバの一方に接続された光分岐結合装置と振
動検出装置から成る光ファイバケーブルを用いた振動検
出判定システムである。
【0023】前記振動検出装置は発光素子と受光素子と
からなる。また、前記光分岐結合装置の他方と前記発光
素子と受光素子との間は入射用の光ファイバと受光用の
光ファイバとを収納した信号伝送用ファイバケーブルに
接続されてなる。
からなる。また、前記光分岐結合装置の他方と前記発光
素子と受光素子との間は入射用の光ファイバと受光用の
光ファイバとを収納した信号伝送用ファイバケーブルに
接続されてなる。
【0024】前記発光素子からの光は入射用の光ファイ
バを介して光分岐結合装置に入力させて前記ループ状の
光ファイバに右回りの光と左回りの光に分岐して入力さ
せ、前記ループ状の光ファイバから戻ってきた右回りと
左回りの光を前記光分岐結合装置で合波させて、その合
波信号を前記受光用の光ファイバを介して前記受光素子
に受光させ、この受光素子からの前記合波信号より、前
記監視対象領域において前記検知用の光ファイバケーブ
ルに加えられた加振信号を抽出することを要旨とする。
バを介して光分岐結合装置に入力させて前記ループ状の
光ファイバに右回りの光と左回りの光に分岐して入力さ
せ、前記ループ状の光ファイバから戻ってきた右回りと
左回りの光を前記光分岐結合装置で合波させて、その合
波信号を前記受光用の光ファイバを介して前記受光素子
に受光させ、この受光素子からの前記合波信号より、前
記監視対象領域において前記検知用の光ファイバケーブ
ルに加えられた加振信号を抽出することを要旨とする。
【0025】実施態様によれば、前記振動検出装置が前
記光ファイバケーブルを正方向及び逆方向に伝搬してき
た両方の加振信号の時間差を求め、この時間差と前記光
ファイバケーブルの全長とから前記外因を受けた前記光
ファイバケーブルの監視対象領域の位置を求め、この位
置を知らせる。
記光ファイバケーブルを正方向及び逆方向に伝搬してき
た両方の加振信号の時間差を求め、この時間差と前記光
ファイバケーブルの全長とから前記外因を受けた前記光
ファイバケーブルの監視対象領域の位置を求め、この位
置を知らせる。
【0026】請求項5の振動検出装置は、ネットワーク
に接続され、振動検出装置の検出結果を 前記ネットワ
ークを介してセンターに送信する通信手段に接続されて
いることを要旨とする。
に接続され、振動検出装置の検出結果を 前記ネットワ
ークを介してセンターに送信する通信手段に接続されて
いることを要旨とする。
【0027】すなわち、前記監視所の各振動検出装置
は、前記監視区間を選択し、該選択した監視区間の前記
光ファイバケーブルに接続されている光分岐結合装置に
対して光りを伝搬させて受光する手段を備える。
は、前記監視区間を選択し、該選択した監視区間の前記
光ファイバケーブルに接続されている光分岐結合装置に
対して光りを伝搬させて受光する手段を備える。
【0028】
【発明の実施の形態】<実施の形態1>図1は実施の形
態1の振動種類判定装置の概略構成図である。図1の振
動種類判定装置1は、監視対象領域A(実施の形態では
防護堰堤がある例とする)の下(例えば道路)を通して
ループ状に折り返して敷設された光ファイバケーブル2
の両端を接続してなるもので、特願平11−70863
に記載されたループ型光ファイバ干渉センサの原理を応
用したものである。図2は振動種類判定装置1の詳細構
成図である。
態1の振動種類判定装置の概略構成図である。図1の振
動種類判定装置1は、監視対象領域A(実施の形態では
防護堰堤がある例とする)の下(例えば道路)を通して
ループ状に折り返して敷設された光ファイバケーブル2
の両端を接続してなるもので、特願平11−70863
に記載されたループ型光ファイバ干渉センサの原理を応
用したものである。図2は振動種類判定装置1の詳細構
成図である。
【0029】この光ファイバケーブル2は、直接埋設、
塩ビパイプ中を敷設又は鉄パイプ中を敷設(土中に埋設
又は剥き出し)されている。また、光ファイバケーブル
2のループ部(点線で示す箇所)に光遅延素子3を設け
てもよい。
塩ビパイプ中を敷設又は鉄パイプ中を敷設(土中に埋設
又は剥き出し)されている。また、光ファイバケーブル
2のループ部(点線で示す箇所)に光遅延素子3を設け
てもよい。
【0030】前述の振動種類判定装置1では、発光素子
で発光して二つの光に分岐して、分岐した方の光aを光
ファイバケーブル2の光路Aから入射させると共に、分
岐した他方の光bを光ファイバケーブル2の光路Bから
入射させ、光ファイバケーブル2を右回り及び逆回り伝
搬して戻ってき光a、bの合波して受光素子に受光させ
る。
で発光して二つの光に分岐して、分岐した方の光aを光
ファイバケーブル2の光路Aから入射させると共に、分
岐した他方の光bを光ファイバケーブル2の光路Bから
入射させ、光ファイバケーブル2を右回り及び逆回り伝
搬して戻ってき光a、bの合波して受光素子に受光させ
る。
【0031】そして、この受光素子から出力される合波
光の電気信号データは、光ファイバケーブル2の変化に
対応するので、このデータを、監視対象領域Aの崩落
(土砂崩れ、石、出水等)の検知データkiとして抽出
し、この検知データKiのレベルで崩落の種類(砂利、
石、出水等)を判定して知らせる。
光の電気信号データは、光ファイバケーブル2の変化に
対応するので、このデータを、監視対象領域Aの崩落
(土砂崩れ、石、出水等)の検知データkiとして抽出
し、この検知データKiのレベルで崩落の種類(砂利、
石、出水等)を判定して知らせる。
【0032】すなわち、振動種類判定装置1は、図2に
示すように、少なくとも光ファイバケーブル2の干渉の
変化の振動信号が一定時間毎にサンプリングされて得ら
れたデータhiがメモリ5に収集される毎に、そのデー
タhiの最大値を読み、この最大値が予め記憶されてい
る基準しきい値Vo以上のときに、そのデータhiを検
知データhiとして抽出する検知データ抽出処理6と、
検知データ抽出処理6が抽出した検出データkiのレベ
ル(電圧)と予め記憶しているメモリ8(ROM)の各
種しきい値Vi(砂利のしきい値V1、石のしきい値V
2、出水のしきい値V3…)と比較して外因による振動
(崩落)の種類を判定して知らせる判定処理7とを備え
た判定演算処理部10(コンピュータ;CPU)を備え
ている。また、この判定演算処理部10は、メモリ8に
記憶されている基準しきい値Vo、砂利のしきい値V
1、石のしきい値V2、出水のしきい値V3…を入力さ
れたしきい値に更新する設定変更処理9とを備えてい
る。
示すように、少なくとも光ファイバケーブル2の干渉の
変化の振動信号が一定時間毎にサンプリングされて得ら
れたデータhiがメモリ5に収集される毎に、そのデー
タhiの最大値を読み、この最大値が予め記憶されてい
る基準しきい値Vo以上のときに、そのデータhiを検
知データhiとして抽出する検知データ抽出処理6と、
検知データ抽出処理6が抽出した検出データkiのレベ
ル(電圧)と予め記憶しているメモリ8(ROM)の各
種しきい値Vi(砂利のしきい値V1、石のしきい値V
2、出水のしきい値V3…)と比較して外因による振動
(崩落)の種類を判定して知らせる判定処理7とを備え
た判定演算処理部10(コンピュータ;CPU)を備え
ている。また、この判定演算処理部10は、メモリ8に
記憶されている基準しきい値Vo、砂利のしきい値V
1、石のしきい値V2、出水のしきい値V3…を入力さ
れたしきい値に更新する設定変更処理9とを備えてい
る。
【0033】(振動種類判定装置1の詳細構成)図2に
示すように、振動種類判定装置1は、光aを発光する発
光素子14と、発光素子14からの光aをアイソレータ
15を介して入力した光a及び光ファイバケーブル2を
伝搬してきた光a、bを分岐、結合する光分岐結合素子
16と、合成光を受光して電気信号に変換する受光素子
17と、受光素子17からの受光信号を増幅する増幅回
路18と、光分岐結合素子16と光ファイバケーブル2
の光路Aとを接続するための光コネクタ19と、光分岐
結合素子16の他端と光ファイバケーブル2の光路Bと
を接続するためのコネクタ21とを備えている。
示すように、振動種類判定装置1は、光aを発光する発
光素子14と、発光素子14からの光aをアイソレータ
15を介して入力した光a及び光ファイバケーブル2を
伝搬してきた光a、bを分岐、結合する光分岐結合素子
16と、合成光を受光して電気信号に変換する受光素子
17と、受光素子17からの受光信号を増幅する増幅回
路18と、光分岐結合素子16と光ファイバケーブル2
の光路Aとを接続するための光コネクタ19と、光分岐
結合素子16の他端と光ファイバケーブル2の光路Bと
を接続するためのコネクタ21とを備えている。
【0034】前述の光分岐素子20は、光分岐素子16
で分岐された光bを分岐せずに光コネクタ21側に出力
すると共に、光コネクタ22からの光aを受光素子22
側と光分岐素子16側に分岐する。
で分岐された光bを分岐せずに光コネクタ21側に出力
すると共に、光コネクタ22からの光aを受光素子22
側と光分岐素子16側に分岐する。
【0035】この光分岐素子16と光分岐素子20と受
光素子22とを結ぶ光路を光の干渉が起こらない光路C
と称する。
光素子22とを結ぶ光路を光の干渉が起こらない光路C
と称する。
【0036】また、この光路Cに設けられた受光素子2
2には増幅回路23が接続されている。そして、増幅回
路23の出力には、受光素子17からの受光信号を増幅
する増幅回路18の受光強度を調整(ゲイン調整)する
増幅率制御回路24(AGC)が接続されている。
2には増幅回路23が接続されている。そして、増幅回
路23の出力には、受光素子17からの受光信号を増幅
する増幅回路18の受光強度を調整(ゲイン調整)する
増幅率制御回路24(AGC)が接続されている。
【0037】さらに、増幅回路18、22の出力には、
図示しないフィルタ、A/D等を介して判定演算処理部
10が接続されている。
図示しないフィルタ、A/D等を介して判定演算処理部
10が接続されている。
【0038】判定演算処理部10(CPU)には、収集
した波形を外部に送出するための波形出力端子26と、
振動の種類に応じた判定結果を警報するための警報スピ
ーカ27と、判定結果に応じた警報を表示で知らせるた
めのLED29a、29bとが接続されている。
した波形を外部に送出するための波形出力端子26と、
振動の種類に応じた判定結果を警報するための警報スピ
ーカ27と、判定結果に応じた警報を表示で知らせるた
めのLED29a、29bとが接続されている。
【0039】次に、メモリ8に記憶される各種しきい値
Viの根拠を図3を用いて説明する。
Viの根拠を図3を用いて説明する。
【0040】図3の(a)は、光ファイバケーブル2を
鉄パイプに等した状態で埋設し、石を地面に落としたと
きの増幅回路18からの出力波形である。
鉄パイプに等した状態で埋設し、石を地面に落としたと
きの増幅回路18からの出力波形である。
【0041】図3の(b)は、光ファイバケーブル2を
埋設した状態で砂利を地面に落としたときの波形であ
る。
埋設した状態で砂利を地面に落としたときの波形であ
る。
【0042】すなわち、これらの図面に示すように、石
と砂利とでは波形が相違している。石を落としたとき
は、図3の(a)に示すように、割合と幅が大きな複数
のピーク波形が数秒続く。また、砂利の場合は図3の
(b)に示すように、石の波形に対して、幅が狭く、か
つピーク波形のレベルも低い波形であり、その継続時間
も短い。
と砂利とでは波形が相違している。石を落としたとき
は、図3の(a)に示すように、割合と幅が大きな複数
のピーク波形が数秒続く。また、砂利の場合は図3の
(b)に示すように、石の波形に対して、幅が狭く、か
つピーク波形のレベルも低い波形であり、その継続時間
も短い。
【0043】このような、石、砂利、水等の波形等を実
験等で複数収集すると、砂利、石等に応じた最適なしき
い値Viを決定することができる。例えば、図4に示す
ように砂利の波形では黒の横線レベルを、砂利と判定す
るためのしきい値とする。
験等で複数収集すると、砂利、石等に応じた最適なしき
い値Viを決定することができる。例えば、図4に示す
ように砂利の波形では黒の横線レベルを、砂利と判定す
るためのしきい値とする。
【0044】上記のように構成された実施の形態1の振
動種類判定装置1は、発光素子14から光分岐素子16
で分岐して光路Aと光路Bを経た光aを、光分岐素子2
0で分岐して光路Cを経て受光素子22に入力させて、
光路Aと光路Bを経てきた光のレベルを測定する。
動種類判定装置1は、発光素子14から光分岐素子16
で分岐して光路Aと光路Bを経た光aを、光分岐素子2
0で分岐して光路Cを経て受光素子22に入力させて、
光路Aと光路Bを経てきた光のレベルを測定する。
【0045】すなわち、増幅回路23が光路Aと光路B
を経てきた光のレベルを検知し、増幅率制御回路24が
このループ状光ファイバでの損失を受けた光のレベルに
対応した増幅率を増幅回路18に設定する。つまり、こ
のループ状光ファイバの損失が変化しても増幅率が一定
になるようにゲイン調整する。
を経てきた光のレベルを検知し、増幅率制御回路24が
このループ状光ファイバでの損失を受けた光のレベルに
対応した増幅率を増幅回路18に設定する。つまり、こ
のループ状光ファイバの損失が変化しても増幅率が一定
になるようにゲイン調整する。
【0046】これによって、ループ状光ファイバの長さ
や損失が変化しても、微弱な信号が受光素子17に受光
されて増幅回路18に送出されてもほぼ一定の所望の振
幅(強度)レベルを得ることができるようにしている。
や損失が変化しても、微弱な信号が受光素子17に受光
されて増幅回路18に送出されてもほぼ一定の所望の振
幅(強度)レベルを得ることができるようにしている。
【0047】そして、地震又は地盤の緩み、雨等によっ
て監視対象領域Aから石、砂利等が地面に落ちると、光
ファイバケーブル2を通る光は、この落下によって位相
変化を起こして伝搬する。
て監視対象領域Aから石、砂利等が地面に落ちると、光
ファイバケーブル2を通る光は、この落下によって位相
変化を起こして伝搬する。
【0048】この石、砂利の落下に伴って、位相変化を
起こした光a、bが光分岐素子16を介して、受光素子
17に受光されて、増幅回路18によって増幅される。
起こした光a、bが光分岐素子16を介して、受光素子
17に受光されて、増幅回路18によって増幅される。
【0049】すなわち、光ファイバ中を時計回りと反時
計回りで光を伝搬させ、前述の落下によって、伝搬して
きた光a、bの位相変化が生じる。そして、この光a、
bが戻ってきて分岐結合素子16によって合波されて、
その位相変化に対応した干渉光が生ずるので、干渉光を
受光した受光素子14から出力されてこの出力信号が増
幅回路18に送出される。
計回りで光を伝搬させ、前述の落下によって、伝搬して
きた光a、bの位相変化が生じる。そして、この光a、
bが戻ってきて分岐結合素子16によって合波されて、
その位相変化に対応した干渉光が生ずるので、干渉光を
受光した受光素子14から出力されてこの出力信号が増
幅回路18に送出される。
【0050】そして、この増幅回路18の出力信号から
ノイズ等がのぞかれて前記の位相変化に対応する信号が
得られるのでその信号をデジタル変換されたデータhi
として判定演算処理部10に入力する。
ノイズ等がのぞかれて前記の位相変化に対応する信号が
得られるのでその信号をデジタル変換されたデータhi
として判定演算処理部10に入力する。
【0051】振動種類判定装置1は、石、砂利等によっ
て発生したデータhiをサンプリングしてメモリ5に収
集する。
て発生したデータhiをサンプリングしてメモリ5に収
集する。
【0052】検知データ抽出処理6は、このデータhi
の最大値を読み、この最大値が予め記憶されている基準
しきい値Vo(ノイズ等と区別するためのしきい値)以
上のときに、そのデータhiを検知データhiとして抽
出する。
の最大値を読み、この最大値が予め記憶されている基準
しきい値Vo(ノイズ等と区別するためのしきい値)以
上のときに、そのデータhiを検知データhiとして抽
出する。
【0053】判定処理7は、検知データ抽出処理6が抽
出した検出データkiのレベルと予め記憶しているメモ
リ8の各種しきい値Vi(砂利のしきい値V1、石のし
きい値V2、出水のしきい値V3…)と比較して外因に
よる振動(崩落)の種類を判定して知らせる。
出した検出データkiのレベルと予め記憶しているメモ
リ8の各種しきい値Vi(砂利のしきい値V1、石のし
きい値V2、出水のしきい値V3…)と比較して外因に
よる振動(崩落)の種類を判定して知らせる。
【0054】例えば、砂利のしきい値V1を越えて石の
しきい値V2以上のときには、石が落ちたと判定する。
しきい値V2以下でしき値V1以上のときは砂利と判定
する。
しきい値V2以上のときには、石が落ちたと判定する。
しきい値V2以下でしき値V1以上のときは砂利と判定
する。
【0055】そして、砂利と判定したときは、表示回路
28を用いてLED29aのみを表示する共に、警報ス
ピーカ27から低レベルのブザー音を発生させる。すな
わち、崩落注意を知らせる。
28を用いてLED29aのみを表示する共に、警報ス
ピーカ27から低レベルのブザー音を発生させる。すな
わち、崩落注意を知らせる。
【0056】また、石と判定したときは、表示回路28
を用いてLED29a、29bの両方を表示する共に、
警報スピーカ27から高レベルのブザー音を発生させ
る。すなわち、崩落警報であることを知らせる。従っ
て、人手を介することなく広範囲に渡って土砂崩れ、落
石等を監視できる。
を用いてLED29a、29bの両方を表示する共に、
警報スピーカ27から高レベルのブザー音を発生させ
る。すなわち、崩落警報であることを知らせる。従っ
て、人手を介することなく広範囲に渡って土砂崩れ、落
石等を監視できる。
【0057】<実施の形態2>図5は実施の形態2の振
動種類判定装置31の概略構成図である。この振動種類
判定装置31は、判定演算処理部32を除いて実施の形
態1の図2と同様な発光素子14、光コネクタ19、2
1、光分岐結合素子16、20、増幅回路等をの構成を
備えている。
動種類判定装置31の概略構成図である。この振動種類
判定装置31は、判定演算処理部32を除いて実施の形
態1の図2と同様な発光素子14、光コネクタ19、2
1、光分岐結合素子16、20、増幅回路等をの構成を
備えている。
【0058】図5の振動種類判定装置31の判定演算部
32は、実施の形態1と同様なメモリ5、検知データ抽
出処理6を備えると共に、本実施の形態2の判定処理3
3とメモリ34とを備える。
32は、実施の形態1と同様なメモリ5、検知データ抽
出処理6を備えると共に、本実施の形態2の判定処理3
3とメモリ34とを備える。
【0059】メモリ34には、砂利と判定するための各
種判定テーブル34a、34b…を備えている。
種判定テーブル34a、34b…を備えている。
【0060】例えば、判定テーブル34aには、砂利と
判定するための検知データkiの幅d1、しきい値V
1、継続時間tp1、回数pt1等が記憶されている。
判定するための検知データkiの幅d1、しきい値V
1、継続時間tp1、回数pt1等が記憶されている。
【0061】また、判定テーブル34bには、石と判定
するための検知データkiの幅d2、しきい値V2、継
続時間tp2、回数pt2等が記憶されている。
するための検知データkiの幅d2、しきい値V2、継
続時間tp2、回数pt2等が記憶されている。
【0062】判定処理33は、検知データkiが入力し
たとき、所定時間内において入力した各検知データki
の幅(平均)及びレベル(平均)及び個数を求め、こら
の幅、レベル、個数を満足している判定テーブルをメモ
リ34から検索する。そして、検索した判定テーブルか
ら砂利、石、出水等と判定し、砂利と判定したときは、
表示回路28を用いてLED29aのみを表示する共
に、警報スピーカ27から低レベルのブザー音を発生さ
せる。すなわち、崩落注意を知らせる。
たとき、所定時間内において入力した各検知データki
の幅(平均)及びレベル(平均)及び個数を求め、こら
の幅、レベル、個数を満足している判定テーブルをメモ
リ34から検索する。そして、検索した判定テーブルか
ら砂利、石、出水等と判定し、砂利と判定したときは、
表示回路28を用いてLED29aのみを表示する共
に、警報スピーカ27から低レベルのブザー音を発生さ
せる。すなわち、崩落注意を知らせる。
【0063】また、石と判定したときは、表示回路28
を用いてLED29a、29bの両方を表示する共に、
警報スピーカ27から高レベルのブザー音を発生させ
る。すなわち、崩落警報であることを知らせる。
を用いてLED29a、29bの両方を表示する共に、
警報スピーカ27から高レベルのブザー音を発生させ
る。すなわち、崩落警報であることを知らせる。
【0064】なお、上記実施の形態1、2では光ファイ
バケーブル2をパイプを等して埋設又はパイプを等して
地面に直接配置して説明したが図6に示すように、監視
対象領域Aに所定の大きさの金網等の検知板36を敷設
し、この検知板36に光ファイバケーブル2(パイプ等
を通す)を固定金具で取り付けてもよい。
バケーブル2をパイプを等して埋設又はパイプを等して
地面に直接配置して説明したが図6に示すように、監視
対象領域Aに所定の大きさの金網等の検知板36を敷設
し、この検知板36に光ファイバケーブル2(パイプ等
を通す)を固定金具で取り付けてもよい。
【0065】このようにすると、光ファイバケーブル2
に小石が当たる前に単に検知板36に小石が当たっただ
けで、検知板36の全体にその振動が伝わるので、砂
利、石等の崩落の兆候をより顕著に検出できることにな
る。
に小石が当たる前に単に検知板36に小石が当たっただ
けで、検知板36の全体にその振動が伝わるので、砂
利、石等の崩落の兆候をより顕著に検出できることにな
る。
【0066】なお、本発明においては1心の光ファイバ
をループ状に折り返して、その光ファイバの両端を光分
岐素子16に接続する必要があるが、当該検知区間の光
ファイバケーブル2(例えば検知板36上の光ファイバ
ケーブル2)に前記の光ファイバが1心だけ収容されて
いてもよいし、折り返した2心とも収容されていてもよ
い。
をループ状に折り返して、その光ファイバの両端を光分
岐素子16に接続する必要があるが、当該検知区間の光
ファイバケーブル2(例えば検知板36上の光ファイバ
ケーブル2)に前記の光ファイバが1心だけ収容されて
いてもよいし、折り返した2心とも収容されていてもよ
い。
【0067】更に、図14に示すように、監視対象が複
数箇所に分散しているときは、その間に1結合の2心の
光ファイバケーブル2をはりめぐらせて、監視箇所毎に
検知板36を設置してもよい。
数箇所に分散しているときは、その間に1結合の2心の
光ファイバケーブル2をはりめぐらせて、監視箇所毎に
検知板36を設置してもよい。
【0068】なお、実施の形態1、2において、光分岐
結合素子20、受光素子22、増幅回路23、増幅率制
御回路24はゲイン調整系であるが、本発明の振動検出
に必ずしも必須な要素ではないので省略することもでき
る。その場合光分岐結合素子16の光分岐結合素子20
側の分岐は、光コネクタ21に接続される。
結合素子20、受光素子22、増幅回路23、増幅率制
御回路24はゲイン調整系であるが、本発明の振動検出
に必ずしも必須な要素ではないので省略することもでき
る。その場合光分岐結合素子16の光分岐結合素子20
側の分岐は、光コネクタ21に接続される。
【0069】<実施の形態3>図7は実施の形態3の振
動種類判定装置の概略構成図である。図7の振動種類判
定装置40は、土砂崩れ、落石等によって地形が変化し
て光ファイバケーブル2が大きく変形したり、或いは断
線した場合を検知して通報する機能を備えたものであ
る。
動種類判定装置の概略構成図である。図7の振動種類判
定装置40は、土砂崩れ、落石等によって地形が変化し
て光ファイバケーブル2が大きく変形したり、或いは断
線した場合を検知して通報する機能を備えたものであ
る。
【0070】すなわち、図7に示すように実施の形態1
と同様な発光素子14、増幅回路18、増幅率制御回路
24等を備えている。ただし、光分岐素子20aは分岐
比が10:1にされている。
と同様な発光素子14、増幅回路18、増幅率制御回路
24等を備えている。ただし、光分岐素子20aは分岐
比が10:1にされている。
【0071】また、判定演算処理部41(CPU)は、
上記実施の形態1、2の各処理に加えて、受光素子17
からの出力信号をA/D(図示せず)を介して入力し、
この出力信号にピーク波形が存在した後に、その出力信
号のレベルが低下したときに光ファイバケーブル2の断
線と判定する断線判定処理42と、増幅回路1からの出
力信号の損失率が損失率算出処理(図示せず)が求めら
れたとき、その損失率と予め記憶されているケーブル変
形を判断するための損失率miと比較し、この損失率m
iに求めた損失率が到達したときに光ファイバケーブル
2の変形と判定する変形判定処理43とを備えている。
上記実施の形態1、2の各処理に加えて、受光素子17
からの出力信号をA/D(図示せず)を介して入力し、
この出力信号にピーク波形が存在した後に、その出力信
号のレベルが低下したときに光ファイバケーブル2の断
線と判定する断線判定処理42と、増幅回路1からの出
力信号の損失率が損失率算出処理(図示せず)が求めら
れたとき、その損失率と予め記憶されているケーブル変
形を判断するための損失率miと比較し、この損失率m
iに求めた損失率が到達したときに光ファイバケーブル
2の変形と判定する変形判定処理43とを備えている。
【0072】これらの、断線判定処理42、変形判定処
理43は、変形又は断線を判定したときは、表示回路2
8を用いて例えばLED29c、警報スピーカ27から
実施の形態1又は2とは異なる種類のブザー音を発生さ
せる。
理43は、変形又は断線を判定したときは、表示回路2
8を用いて例えばLED29c、警報スピーカ27から
実施の形態1又は2とは異なる種類のブザー音を発生さ
せる。
【0073】すなわち、実施の形態3は、図8に示すよ
うに、受光素子17からの出力信号にピーク波形が存在
した後に、直流レベルが低下したときに断線と判断す
る。
うに、受光素子17からの出力信号にピーク波形が存在
した後に、直流レベルが低下したときに断線と判断す
る。
【0074】一般に増幅回路18、フィルタは受光素子
17からの出力信号の交流成分(干渉変化が生じた波
形)のみを後段に送出している。
17からの出力信号の交流成分(干渉変化が生じた波
形)のみを後段に送出している。
【0075】すなわち、正常な状態では(例えば落石等
がない状態)ではコンピュータ側には、常に一定レベル
の直流が入力している。つまり、正常であっても断線が
あっても、干渉変化がなければ常に一定レベルの出力で
あるから断線を検出することができない。
がない状態)ではコンピュータ側には、常に一定レベル
の直流が入力している。つまり、正常であっても断線が
あっても、干渉変化がなければ常に一定レベルの出力で
あるから断線を検出することができない。
【0076】そこで、本実施の形態3では、図8に示す
ように、断線判定処理42が受光素子17からの出力信
号を直接モニタ(実際はA/D等を介している)し、ピ
ークを検出した後に、直流レベルが低下があるかどうか
を判定して断線と判定する。
ように、断線判定処理42が受光素子17からの出力信
号を直接モニタ(実際はA/D等を介している)し、ピ
ークを検出した後に、直流レベルが低下があるかどうか
を判定して断線と判定する。
【0077】これは、断線時においては、一瞬干渉の変
化が発生し、また直接受光素子17の出力をモニタして
いる場合は、断線に伴って出力信号のレベルが低下する
ためである。
化が発生し、また直接受光素子17の出力をモニタして
いる場合は、断線に伴って出力信号のレベルが低下する
ためである。
【0078】<実施の形態4>図9は実施の形態4の外
因による振動検出通報システムの概略構成図である。こ
の外因による振動検出通報システム(以下単に振動検出
通報システムという)は、検知装置50側に光分岐結合
素子を備えないで、検知区間(落石、崩落)側に複数の
光分岐結合素子を備えた光分岐結合装置51を設けてい
る。この検知区間には検知板35を設けているが、検知
板35を設けないで、実施の形態1と同様に光ファイバ
ケーブル2を地中に埋設、剥き出しにしてもよい。
因による振動検出通報システムの概略構成図である。こ
の外因による振動検出通報システム(以下単に振動検出
通報システムという)は、検知装置50側に光分岐結合
素子を備えないで、検知区間(落石、崩落)側に複数の
光分岐結合素子を備えた光分岐結合装置51を設けてい
る。この検知区間には検知板35を設けているが、検知
板35を設けないで、実施の形態1と同様に光ファイバ
ケーブル2を地中に埋設、剥き出しにしてもよい。
【0079】また、光ファイバケーブル2の折り返し箇
所には光ファイバケーブルループの中点付近では位相変
化を検知しにくくなるので、それを防止するためにドラ
ム等に光ファイバを巻いた光遅延装置3aを設けてい
る。
所には光ファイバケーブルループの中点付近では位相変
化を検知しにくくなるので、それを防止するためにドラ
ム等に光ファイバを巻いた光遅延装置3aを設けてい
る。
【0080】また、光分岐結合装置51からは、数キロ
離れた設置した検知装置50に接続される光ケーブル5
4が敷設されている。
離れた設置した検知装置50に接続される光ケーブル5
4が敷設されている。
【0081】すなわち、実施の形態4は、限定された検
知区間で検知できるよう、検知用の光ファイバケーブル
2と信号伝送用の光ケーブル54とを分離して、検知装
置50側に光分岐素子を設けないで光ファイバケーブル
の途中(例えば光ケーブル接続用でクロージャ52内)
に設ける。
知区間で検知できるよう、検知用の光ファイバケーブル
2と信号伝送用の光ケーブル54とを分離して、検知装
置50側に光分岐素子を設けないで光ファイバケーブル
の途中(例えば光ケーブル接続用でクロージャ52内)
に設ける。
【0082】このようにすると、光分岐結合装置51を
検知区間の近くのクロージャ52内に設置して、光ファ
イバケーブル2及び光ケーブル54に接続するだけで、
わざわざ検知装置50を現場にもっていかなくとも落石
等の検知が可能となる。
検知区間の近くのクロージャ52内に設置して、光ファ
イバケーブル2及び光ケーブル54に接続するだけで、
わざわざ検知装置50を現場にもっていかなくとも落石
等の検知が可能となる。
【0083】(光分岐結合装置51の構成)図10は光
分岐結合装置51の光部品ブロック図である。図11は
光ケーブル接続用クロージャ52内の光分岐結合装置5
1の部品配置図である。図11においては保護チューブ
等は省略し、光カプラ61、62のみを示す。
分岐結合装置51の光部品ブロック図である。図11は
光ケーブル接続用クロージャ52内の光分岐結合装置5
1の部品配置図である。図11においては保護チューブ
等は省略し、光カプラ61、62のみを示す。
【0084】光分岐結合装置51は、図10に示すよう
に、後述する検知装置50の受光素子LDからの光を受
けるためのコネクタ58と、検知装置50の干渉受光用
PDに光を送るためのコネクタ59と、検知装置50の
光モニタ用PDに光を送るためのコネクタ60と、分岐
比が10;1の光カプラ(光分岐素子)61と、コネク
タ58及び光カプラ61に光を分岐する3dBの光カプ
ラ62と、光カプラ61に接続された無反射終端器63
と、光ファイバケーブル2の光路Aに接続するコネクタ
64と、光ファイバケーブル2の光路Bに接続するコネ
クタ65とからなる。
に、後述する検知装置50の受光素子LDからの光を受
けるためのコネクタ58と、検知装置50の干渉受光用
PDに光を送るためのコネクタ59と、検知装置50の
光モニタ用PDに光を送るためのコネクタ60と、分岐
比が10;1の光カプラ(光分岐素子)61と、コネク
タ58及び光カプラ61に光を分岐する3dBの光カプ
ラ62と、光カプラ61に接続された無反射終端器63
と、光ファイバケーブル2の光路Aに接続するコネクタ
64と、光ファイバケーブル2の光路Bに接続するコネ
クタ65とからなる。
【0085】58〜65は、光コネクタ以外の融着接続
等の接続でもよい。
等の接続でもよい。
【0086】すなわち、図11に示すように光分岐結合
装置51内に光カプラ61、62を設けている。光カプ
ラ62は実施の形態1の光分岐結合素子16に対応す
る。
装置51内に光カプラ61、62を設けている。光カプ
ラ62は実施の形態1の光分岐結合素子16に対応す
る。
【0087】なお、検知装置60と光分岐結合装置61
と無反射終端63はゲイン調整のためのものであって、
本発明には必ずしも必須の要素ではないので省略するこ
ともできる。
と無反射終端63はゲイン調整のためのものであって、
本発明には必ずしも必須の要素ではないので省略するこ
ともできる。
【0088】(検知装置50の構成)図12は検知装置
50の概略構成図である。検知装置50は図12に示す
ように、振動の種類は判定するためのしきい値を設定す
る基準レベル設定回路70と、発光素子LDと、干渉光
受光用PD1と、光パワーモニタ用PD2と、干渉光受
光用PD1からの受光信号を増幅してコンピュータ7
8、出力端子81を介して送出する増幅回路74と、こ
の増幅回路74のゲインをコントロールするためのボリ
ューム回路73と、増幅回路74から出力信号から高周
波帯域(500HZ)を通過させるハイパスフィルタ7
5と、光パワーモニタPD2のモニタ信号を増幅して出
力端子82を介して外部に送出する増幅回路76と、ハ
イパスフィルタ75を介して入力する検知データと設定
されたしきい値との比較結果を出力端子79又は80を
介して知らせるコンピュータ78とを備えている。
50の概略構成図である。検知装置50は図12に示す
ように、振動の種類は判定するためのしきい値を設定す
る基準レベル設定回路70と、発光素子LDと、干渉光
受光用PD1と、光パワーモニタ用PD2と、干渉光受
光用PD1からの受光信号を増幅してコンピュータ7
8、出力端子81を介して送出する増幅回路74と、こ
の増幅回路74のゲインをコントロールするためのボリ
ューム回路73と、増幅回路74から出力信号から高周
波帯域(500HZ)を通過させるハイパスフィルタ7
5と、光パワーモニタPD2のモニタ信号を増幅して出
力端子82を介して外部に送出する増幅回路76と、ハ
イパスフィルタ75を介して入力する検知データと設定
されたしきい値との比較結果を出力端子79又は80を
介して知らせるコンピュータ78とを備えている。
【0089】以下の通り、検知装置50と信号伝送用の
光ケーブル54と光分岐結合装置51と検知用の光ケー
ブル2を接続することにより、実施の形態1と同様に、
ループ型干渉センサの原理により落石、崩壊等を検知す
ることができる。
光ケーブル54と光分岐結合装置51と検知用の光ケー
ブル2を接続することにより、実施の形態1と同様に、
ループ型干渉センサの原理により落石、崩壊等を検知す
ることができる。
【0090】すなわち、検知装置50内の発光素子LD
と干渉光受光用PD1と光パワーモニタ用PD2とを光
ケーブル54内の3心の光ファイバにそれぞれ接続し、
その光ファイバを介して、発光素子LDと干渉光受光用
PD1は光カプラ62と、光パワーモニタ用PD2は光
カプラ61とがそれぞれ接続されるよう、光ケーブル5
4と光分岐結合装置51とを接続する。光カプラ61と
光カプラ62とが相互に接続され、光カプラ61と光カ
プラ62は、コネクタ64、65を介して光ケーブル2
内の2心の光ファイバに接続されている。この2心の光
ファイバは光ケーブル2の反対端において相互に接続さ
れて(本例では光遅延装置3aに接続されて)ループ状
に折り返されている。
と干渉光受光用PD1と光パワーモニタ用PD2とを光
ケーブル54内の3心の光ファイバにそれぞれ接続し、
その光ファイバを介して、発光素子LDと干渉光受光用
PD1は光カプラ62と、光パワーモニタ用PD2は光
カプラ61とがそれぞれ接続されるよう、光ケーブル5
4と光分岐結合装置51とを接続する。光カプラ61と
光カプラ62とが相互に接続され、光カプラ61と光カ
プラ62は、コネクタ64、65を介して光ケーブル2
内の2心の光ファイバに接続されている。この2心の光
ファイバは光ケーブル2の反対端において相互に接続さ
れて(本例では光遅延装置3aに接続されて)ループ状
に折り返されている。
【0091】この構成により、発光素子LDから出射さ
れた光は、光ケーブル54内の1心の光ファイバにより
伝送された後、光カプラ62で1:1の分岐比で分岐さ
れ、分岐光の一方は光ケーブル2内の1心の光ファイバ
に伝送され、分岐光の他方は光カプラ61をスルーに通
って光ケーブル2内の他の1心の光ファイバに伝送され
る。両方の分岐光は、ループ状に折り返されたこの2心
の光ファイバ内を右回りの光と左回りの光となって伝送
して戻って来て光カプラ62により合波されて、干渉光
受光用PD1側に出力される。この合波光が、光ケーブ
ル54内の他の1心の光ファイバにより伝送されて干渉
光受光用PD1で受光される。その結果、落石、崩壊等
により光ケーブル2に振動が加わると、光ケーブル2内
の2心の光ファイバの伝送光に振動に対応した位相変化
が生ずるので、前記の合波光に位相変化に対応した干渉
光が生じて、干渉光受光用PD1は位相変化に対応した
信号を出力するので、落石、崩壊等による振動を検知で
きる。
れた光は、光ケーブル54内の1心の光ファイバにより
伝送された後、光カプラ62で1:1の分岐比で分岐さ
れ、分岐光の一方は光ケーブル2内の1心の光ファイバ
に伝送され、分岐光の他方は光カプラ61をスルーに通
って光ケーブル2内の他の1心の光ファイバに伝送され
る。両方の分岐光は、ループ状に折り返されたこの2心
の光ファイバ内を右回りの光と左回りの光となって伝送
して戻って来て光カプラ62により合波されて、干渉光
受光用PD1側に出力される。この合波光が、光ケーブ
ル54内の他の1心の光ファイバにより伝送されて干渉
光受光用PD1で受光される。その結果、落石、崩壊等
により光ケーブル2に振動が加わると、光ケーブル2内
の2心の光ファイバの伝送光に振動に対応した位相変化
が生ずるので、前記の合波光に位相変化に対応した干渉
光が生じて、干渉光受光用PD1は位相変化に対応した
信号を出力するので、落石、崩壊等による振動を検知で
きる。
【0092】従って、検知用の光ケーブル2で落石、崩
壊等より生じた位相変化は、光分岐結合装置51によっ
て、干渉光となって信号伝送用の光ケーブル54で検知
装置50に伝送されて落石、崩壊等を検知できるので、
監視対象領域に検知用の光ケーブル2を敷設して、光分
岐結合装置51をその近辺の光ケーブルクロージャ等に
配置して、遠隔地の監視所に検知装置50までは、信号
伝送用の光ケーブル54を敷設して、これらを接続する
ことにより、監視所から遠隔地にある監視対象領域の落
石、崩壊等を検知することができる。
壊等より生じた位相変化は、光分岐結合装置51によっ
て、干渉光となって信号伝送用の光ケーブル54で検知
装置50に伝送されて落石、崩壊等を検知できるので、
監視対象領域に検知用の光ケーブル2を敷設して、光分
岐結合装置51をその近辺の光ケーブルクロージャ等に
配置して、遠隔地の監視所に検知装置50までは、信号
伝送用の光ケーブル54を敷設して、これらを接続する
ことにより、監視所から遠隔地にある監視対象領域の落
石、崩壊等を検知することができる。
【0093】ここで一方の(本例では右回りの)戻り光
は、その途中の光分岐結合装置51内に挿入された光カ
プラ61により、干渉光受光用PD1側から一部の光が
(本例では10:1の分岐比で)光パワーモニタ用PD
2側に分岐されているが、この分岐光は、光ケーブル5
4内の他の1心の光ファイバにより伝送されて光パワー
モニタ用PD2に受光されて、ゲイン調整系を機能させ
るためのレベル検出光となっている。
は、その途中の光分岐結合装置51内に挿入された光カ
プラ61により、干渉光受光用PD1側から一部の光が
(本例では10:1の分岐比で)光パワーモニタ用PD
2側に分岐されているが、この分岐光は、光ケーブル5
4内の他の1心の光ファイバにより伝送されて光パワー
モニタ用PD2に受光されて、ゲイン調整系を機能させ
るためのレベル検出光となっている。
【0094】コンピュータ78の出力端子79は、他の
応用例に後述するようにRS232C対応とすれば携帯
電話を接続して無線で監視センターに通知することもで
きる。
応用例に後述するようにRS232C対応とすれば携帯
電話を接続して無線で監視センターに通知することもで
きる。
【0095】また、コンピュータ78は、LCD77が
接続されており、実施の形態1、2と同様な処理を備え
て、検知データと各しきい値と比較して検知区間での衝
撃の種類(砂利、石等)を判定し、これをLCD77で
知らせてもよい。
接続されており、実施の形態1、2と同様な処理を備え
て、検知データと各しきい値と比較して検知区間での衝
撃の種類(砂利、石等)を判定し、これをLCD77で
知らせてもよい。
【0096】さらに、コンピュータ78は、図13に示
すように、外因加振発生位置測定処理部85を備え、そ
の発生位置を外部に知らせる。この外因加振発生位置測
定処理部85を備えたときは、検知板35を設けない場
合が有効である(検知板35が一カ所の場合は、その位
置は予め本装置からどの程度の距離にあるかが分かるの
で)。
すように、外因加振発生位置測定処理部85を備え、そ
の発生位置を外部に知らせる。この外因加振発生位置測
定処理部85を備えたときは、検知板35を設けない場
合が有効である(検知板35が一カ所の場合は、その位
置は予め本装置からどの程度の距離にあるかが分かるの
で)。
【0097】すなわち、検知区間が非常に長い場合、若
しくは図14に示したような検知区間が非常に長くと検
知板を複数箇所(A1、A2、…)に渡って配置してい
る場合等においては、総検知区間のどこの区間で落石が
あるかを遠隔地点で検出することが可能となる。
しくは図14に示したような検知区間が非常に長くと検
知板を複数箇所(A1、A2、…)に渡って配置してい
る場合等においては、総検知区間のどこの区間で落石が
あるかを遠隔地点で検出することが可能となる。
【0098】この外因加振発生位置測定処理部85は、
図13に示すように、a波加振信号抽出処理86と、b
波加振信号抽出処理87と、時間差算出処理88と、距
離換算処理89と、加振点距離算出処理90とを備えて
いる。これらの各処理を説明するに当たって図15を用
い説明する。図15においては、(a)に検知板35を
複数設けないで、光ファイバケーブル2の全長(往路を
含まない)に渡る距離を検知区間とした例を示し、
(b)には図14に示すように複数の検知区間を設け
て、各検知区間に検知板35を設けた例を示している。
この図15の(a)及び(b)いずれの方式でもよい。
ただし、図15においては、光分岐結合装置51は省略
している。
図13に示すように、a波加振信号抽出処理86と、b
波加振信号抽出処理87と、時間差算出処理88と、距
離換算処理89と、加振点距離算出処理90とを備えて
いる。これらの各処理を説明するに当たって図15を用
い説明する。図15においては、(a)に検知板35を
複数設けないで、光ファイバケーブル2の全長(往路を
含まない)に渡る距離を検知区間とした例を示し、
(b)には図14に示すように複数の検知区間を設け
て、各検知区間に検知板35を設けた例を示している。
この図15の(a)及び(b)いずれの方式でもよい。
ただし、図15においては、光分岐結合装置51は省略
している。
【0099】a波加振信号抽出処理86は、ルート1を
通って来たレーザ光aの位相変化による加振信号haを
抽出する。
通って来たレーザ光aの位相変化による加振信号haを
抽出する。
【0100】b波加振信号抽出処理87は、ルート2を
通って来たレーザ光bの位相変化による加振信号hbを
抽出する。
通って来たレーザ光bの位相変化による加振信号hbを
抽出する。
【0101】時間差算出処理88は、加振信号haと加
振信号hbとの時間差tkをタイマ(図示せず)を用い
て算出する。
振信号hbとの時間差tkをタイマ(図示せず)を用い
て算出する。
【0102】距離換算処理89は、時間差tkの入力に
伴って、予め設定されている群屈折率等(パラメータ)
を用いて距離換算を行う。
伴って、予め設定されている群屈折率等(パラメータ)
を用いて距離換算を行う。
【0103】また、距離換算処理89は、全長算出のモ
ードとされているさ場合は、求めた距離を光ファイバケ
ーブル2の全長Lとしてメモリ91に記憶する。
ードとされているさ場合は、求めた距離を光ファイバケ
ーブル2の全長Lとしてメモリ91に記憶する。
【0104】加振点距離算出処理90は、距離換算が行
われると、この距離とメモリ91に予め記憶されている
全長Lとの差を加振点Pまでの距離Laとし、これを表
示部等を用いて知らせる。
われると、この距離とメモリ91に予め記憶されている
全長Lとの差を加振点Pまでの距離Laとし、これを表
示部等を用いて知らせる。
【0105】前述のメモリ91に記憶される全長Lは、
加振点Qを振動させて距離換算処理89で求められて記
憶される場合と、全長Lが予め分かってあって作業員に
よって操作部から入力される場合とがある。
加振点Qを振動させて距離換算処理89で求められて記
憶される場合と、全長Lが予め分かってあって作業員に
よって操作部から入力される場合とがある。
【0106】すなわち、実施の形態4は、図16の
(a)に示すように、例えばP点に石が落石すると、ル
ート1を通る光aが光路Bを通った後に位相変化を起こ
して、その変化が加振信号haとなって光分岐結合装置
51を介して検知装置50に出力される。
(a)に示すように、例えばP点に石が落石すると、ル
ート1を通る光aが光路Bを通った後に位相変化を起こ
して、その変化が加振信号haとなって光分岐結合装置
51を介して検知装置50に出力される。
【0107】一方、ルート2を通る光bは、ルート1と
は逆廻りであるから図16の(a)に示すように、光路
D、C、Aを通った後に位相変化を起こして、その変化
が加振信号hbとなって光分岐結合装置51を介して検
知装置50に出力される。
は逆廻りであるから図16の(a)に示すように、光路
D、C、Aを通った後に位相変化を起こして、その変化
が加振信号hbとなって光分岐結合装置51を介して検
知装置50に出力される。
【0108】そして、この加振信号に対応する電気信号
ha、hbが外因加振発生位置測定処理部85に入力す
る。
ha、hbが外因加振発生位置測定処理部85に入力す
る。
【0109】外因加振発生位置測定処理部85において
は、a波加振信号抽出処理86が加振信号haのみを抽
出し、b波加振信号抽出処理87が加振信号hbのみを
抽出する。
は、a波加振信号抽出処理86が加振信号haのみを抽
出し、b波加振信号抽出処理87が加振信号hbのみを
抽出する。
【0110】この両加振信号を時間差算出処理88が入
力して加振信号haと加振信号hbとの時間差tkを演
算し、距離換算処理89が時間差tkの入力に伴って、
予め設定されている群屈折率等(パラメータ)を用いて
距離換算を行う。
力して加振信号haと加振信号hbとの時間差tkを演
算し、距離換算処理89が時間差tkの入力に伴って、
予め設定されている群屈折率等(パラメータ)を用いて
距離換算を行う。
【0111】すなわち、図15に示す光路Aと光路Cと
の合計距離(A+C)を求めたことになる。
の合計距離(A+C)を求めたことになる。
【0112】加振点距離算出処理90はこの合計距離
(A+C)と、メモリ91に予め記憶されている全長L
との差を加振点Pまでの距離Laとし、これを表示部等
を用いて知らせる。この距離Laの算出に当たっては数
1を用いる。
(A+C)と、メモリ91に予め記憶されている全長L
との差を加振点Pまでの距離Laとし、これを表示部等
を用いて知らせる。この距離Laの算出に当たっては数
1を用いる。
【0113】
【数1】 また、全長Lが分からない場合は、検知装置50のオペ
レータは、操作部を操作して全長距離測定モードを設定
する。
レータは、操作部を操作して全長距離測定モードを設定
する。
【0114】そして、オペレータが光ファイバケーブル
2の片側の接続点(加振点Q)を加振器を用いて加振す
る。
2の片側の接続点(加振点Q)を加振器を用いて加振す
る。
【0115】この加振によって、図15、図16の
(b)に示すように、ルート1を通る光aは、位相変化
を受けて伝搬して戻ってくる。また、ルート2を通る光
bは、図15、図16の(b)に示すように、ルート1
とは逆廻りであるから光路D、C、A、Bを通ってく
る。
(b)に示すように、ルート1を通る光aは、位相変化
を受けて伝搬して戻ってくる。また、ルート2を通る光
bは、図15、図16の(b)に示すように、ルート1
とは逆廻りであるから光路D、C、A、Bを通ってく
る。
【0116】この加振点Qの加振によって、図16の
(b)に示すように、ルート1を通る光aは点Qで位相
変化が生じ、ルート2を通る光bは、光路D、C、A、
Bを通過した点Qで歪む。
(b)に示すように、ルート1を通る光aは点Qで位相
変化が生じ、ルート2を通る光bは、光路D、C、A、
Bを通過した点Qで歪む。
【0117】従って、両方の光の干渉光の電気信号出力
の時間差とレーザ波長と光速度から図16の(b)に示
すように、光路A+B+C+Dの距離を求めることがで
きる。
の時間差とレーザ波長と光速度から図16の(b)に示
すように、光路A+B+C+Dの距離を求めることがで
きる。
【0118】これが光ファイバケーブル2の全長Lであ
り、その後に点Pで落石があるときは、上記のようにし
て光路A+Cを求める。
り、その後に点Pで落石があるときは、上記のようにし
て光路A+Cを求める。
【0119】これによって、端局2から加振点Pまでの
距離Laは、
距離Laは、
【数2】 で求められることになる。
【0120】<他の応用例>以下にさまざまな応用例を
図17、18、19、20、21を用いて説明する。図
17は監視所に本検知装置50を配置し、通信網を用い
て遠隔地点のセンタにデータを伝送するように構成した
システムである。
図17、18、19、20、21を用いて説明する。図
17は監視所に本検知装置50を配置し、通信網を用い
て遠隔地点のセンタにデータを伝送するように構成した
システムである。
【0121】このシステムの一例は、図17(a)に示
すように、検知装置50を設置した監視所から遠隔地に
ある監視センタ56まで例えば図12のRS232C対
応の出力端子79から有線又は無線回線にてデータを転
送するものである。
すように、検知装置50を設置した監視所から遠隔地に
ある監視センタ56まで例えば図12のRS232C対
応の出力端子79から有線又は無線回線にてデータを転
送するものである。
【0122】このシステムの他の例は、図17(b)に
示すよう、監視所に検知機能100と、蓄積転送機能1
01とを備えるものである。
示すよう、監視所に検知機能100と、蓄積転送機能1
01とを備えるものである。
【0123】この検知機能100は、検知装置50とデ
ータロガと検出符号送出装置等からなる。検知装置50
には、落石を検知したときに警報を発生したり、落石の
検知信号を直接音に変換したり、検知信号の波形を送出
する機能もを備えている。
ータロガと検出符号送出装置等からなる。検知装置50
には、落石を検知したときに警報を発生したり、落石の
検知信号を直接音に変換したり、検知信号の波形を送出
する機能もを備えている。
【0124】検出符号送出装置は、検知装置50で検知
した各種データをデータロガを介して収集し、一定時間
毎に通信網102を介して監視所に送信する。
した各種データをデータロガを介して収集し、一定時間
毎に通信網102を介して監視所に送信する。
【0125】監視所はデータ蓄積機能103とデータ解
析機能104と警報機能105等の機能を備えている。
析機能104と警報機能105等の機能を備えている。
【0126】データ蓄積機能103は、監視システムと
検知システム自動制御とデータ収集等からなる。すなわ
ち、監視システムは検知システム自動制御を用いて本シ
ステム全体を監視制御し、通信網102を介してのデー
タを収集する。
検知システム自動制御とデータ収集等からなる。すなわ
ち、監視システムは検知システム自動制御を用いて本シ
ステム全体を監視制御し、通信網102を介してのデー
タを収集する。
【0127】データ解析機能104は、収集したデータ
を解析し、何時どこでどのような種類の外因による加振
があったかを判断し、その判断結果が石、土砂等崩落の
傾向ありと判定したときは警報を発する。
を解析し、何時どこでどのような種類の外因による加振
があったかを判断し、その判断結果が石、土砂等崩落の
傾向ありと判定したときは警報を発する。
【0128】図18は複数の監視区間を同時監視を可能
とする場合のシステム構成である。この図18の(a)
に示すように、各監視区間毎に光ファイバケーブル2と
光分岐結合装置51を設置して、監視所に設けたそれぞ
れの検知区間毎の検知装置50がそれぞれ単独で自監視
区間の光ファイバケーブル2からの検知信号を受光し、
この検知信号のレベルで外因による加振の種類及び加振
位置等を判定し、データロガ、通信ユニットを用いてネ
ットワークを介してセンターに通報する。
とする場合のシステム構成である。この図18の(a)
に示すように、各監視区間毎に光ファイバケーブル2と
光分岐結合装置51を設置して、監視所に設けたそれぞ
れの検知区間毎の検知装置50がそれぞれ単独で自監視
区間の光ファイバケーブル2からの検知信号を受光し、
この検知信号のレベルで外因による加振の種類及び加振
位置等を判定し、データロガ、通信ユニットを用いてネ
ットワークを介してセンターに通報する。
【0129】前述の監視所には、図18の(b)に示す
ように、商用電源を直流に変換して各装置に電力を供給
する電源ユニット110と、波形等を撮影するカメラユ
ニット111と通信ユニット112と、データロガ11
3と太陽光を電力変換して各装置に電力供給する太陽電
池システム114等を検知装置50と共に備えるのが好
ましい。
ように、商用電源を直流に変換して各装置に電力を供給
する電源ユニット110と、波形等を撮影するカメラユ
ニット111と通信ユニット112と、データロガ11
3と太陽光を電力変換して各装置に電力供給する太陽電
池システム114等を検知装置50と共に備えるのが好
ましい。
【0130】図19は複数の監視区間を監視するための
応用例である。図19の(a)は、監視区間1、2、3
に光ファイバケーブル2をそれぞれ敷設し、これらの光
ファイバケーブル2に3個の光分岐結合装置51を内蔵
したケーブルクロージヤ121を接続し、かつ光多芯ケ
ーブル122で検知装置120に接続したものである。
応用例である。図19の(a)は、監視区間1、2、3
に光ファイバケーブル2をそれぞれ敷設し、これらの光
ファイバケーブル2に3個の光分岐結合装置51を内蔵
したケーブルクロージヤ121を接続し、かつ光多芯ケ
ーブル122で検知装置120に接続したものである。
【0131】図19の(a)は、検知装置120に監視
区間1、監視区間2、監視区間3のそれぞれの光ファイ
バケーブル2に対応する光源1、2、3及び受光回路
1、2、2を備え、これらをCPUが制御することによ
って、光多振ケーブル122、クロージャ121を介し
て光を監視区間1、監視区間2、監視区間3のそれぞれ
の光ファイバケーブル2を伝搬(右回り、逆回り)させ
て、これらの区間の外因による加振の種類(砂利、石
等)を判定し、かつ加振位置を判定する。
区間1、監視区間2、監視区間3のそれぞれの光ファイ
バケーブル2に対応する光源1、2、3及び受光回路
1、2、2を備え、これらをCPUが制御することによ
って、光多振ケーブル122、クロージャ121を介し
て光を監視区間1、監視区間2、監視区間3のそれぞれ
の光ファイバケーブル2を伝搬(右回り、逆回り)させ
て、これらの区間の外因による加振の種類(砂利、石
等)を判定し、かつ加振位置を判定する。
【0132】図19の(b)は、検知装置127に一個
の光源126を設け、この光源126からの光を1:3
の分岐カプラ125で分岐させて監視区間1、2、3に
光を伝搬させるようにしたものである。
の光源126を設け、この光源126からの光を1:3
の分岐カプラ125で分岐させて監視区間1、2、3に
光を伝搬させるようにしたものである。
【0133】図19(c)は、ケーブルクロージャ12
1の内部での光分岐結合装置51と光ファイバケーブル
2と光多心ケーブル122との接続を図示したものであ
る。ここで各光分岐結合装置51とは、光ファイバケー
ブル2から2心の光ファイバが、光多心ケーブル122
から3心の光ファイバが、それぞれ図11のように接続
されている。光ファイバケーブル2は2心の光ファイバ
ケーブル、光多心ケーブル122は3×3=9心の光フ
ァイバケーブルである。なお前述のゲイン調整系を省略
した場合は光分岐結合装置51と光多心ケーブル122
とは、2心の光ファイバで接続し、光多心ケーブル12
2は2×3=6心の光ケーブルとなる。
1の内部での光分岐結合装置51と光ファイバケーブル
2と光多心ケーブル122との接続を図示したものであ
る。ここで各光分岐結合装置51とは、光ファイバケー
ブル2から2心の光ファイバが、光多心ケーブル122
から3心の光ファイバが、それぞれ図11のように接続
されている。光ファイバケーブル2は2心の光ファイバ
ケーブル、光多心ケーブル122は3×3=9心の光フ
ァイバケーブルである。なお前述のゲイン調整系を省略
した場合は光分岐結合装置51と光多心ケーブル122
とは、2心の光ファイバで接続し、光多心ケーブル12
2は2×3=6心の光ケーブルとなる。
【0134】図20の(a)は検知装置128に1個の
受光回路129及び光源130並びに監視区間選択手段
131(光切替SW)とを備え、この監視区間選択手段
131を切り替えることによって、受光回路129及び
光源130と目的とする監視区間の光ファイバケーブル
2と光接続させる。すなわち、切り替えによって監視区
間を選択できるようにしたものである。
受光回路129及び光源130並びに監視区間選択手段
131(光切替SW)とを備え、この監視区間選択手段
131を切り替えることによって、受光回路129及び
光源130と目的とする監視区間の光ファイバケーブル
2と光接続させる。すなわち、切り替えによって監視区
間を選択できるようにしたものである。
【0135】図20の(b)はエリア別の検知例を示す
図である。この図20の(b)は監視エリア毎に光ファ
イバケーブル2を敷設し、所定個のエリア毎(図20の
bでは2エリア)の各光ファイバケーブル2と光分岐結
合装置51を2個内蔵したクロージャ装置132とを接
続させる。そして、これらの所定個のエリアを受け持つ
クロージャ装置132同士を光ファイバケーブル133
で接続する。
図である。この図20の(b)は監視エリア毎に光ファ
イバケーブル2を敷設し、所定個のエリア毎(図20の
bでは2エリア)の各光ファイバケーブル2と光分岐結
合装置51を2個内蔵したクロージャ装置132とを接
続させる。そして、これらの所定個のエリアを受け持つ
クロージャ装置132同士を光ファイバケーブル133
で接続する。
【0136】なお前述のゲイン調整系を省略した場合は
光分岐結合装置51と光多心ケーブル122とは、2心
の光ファイバで接続し、光多心ケーブル122は2×3
=6心の光ケーブルとなる。
光分岐結合装置51と光多心ケーブル122とは、2心
の光ファイバで接続し、光多心ケーブル122は2×3
=6心の光ケーブルとなる。
【0137】図21は、検地装置128から複数の検知
区間を1条の多心光ファイバケーブルで接続した例を示
す図である。各検知区間には2心の光ファイバが区間の
終端で相互に接続されて(この例では光遅延装置3aで
接続されて)ループ状にされて検知用の光ファイバとし
て分岐結合装置51の一方のポートに接続されている。
分岐結合装置51の他方のポートと監視所の検地装置1
28との間には信号光伝送用の3心の光ファイバが接続
されている。検知用の2心の光ファイバと、信号光伝送
用の3心の光ファイバとは、同一の光ファイバケーブル
141,光ファイバケーブル142,…,光ファイバケ
ーブル147内に収容されている。但し最終検知区間の
光ケーブル147には検知用の2心の光ファイバのみ収
容されている。前述のようにゲイン調整系を省略した場
合は信号伝送用の光ファイバは2心となる。
区間を1条の多心光ファイバケーブルで接続した例を示
す図である。各検知区間には2心の光ファイバが区間の
終端で相互に接続されて(この例では光遅延装置3aで
接続されて)ループ状にされて検知用の光ファイバとし
て分岐結合装置51の一方のポートに接続されている。
分岐結合装置51の他方のポートと監視所の検地装置1
28との間には信号光伝送用の3心の光ファイバが接続
されている。検知用の2心の光ファイバと、信号光伝送
用の3心の光ファイバとは、同一の光ファイバケーブル
141,光ファイバケーブル142,…,光ファイバケ
ーブル147内に収容されている。但し最終検知区間の
光ケーブル147には検知用の2心の光ファイバのみ収
容されている。前述のようにゲイン調整系を省略した場
合は信号伝送用の光ファイバは2心となる。
【0138】なお、上記各実施の形態では砂利、石等の
落石を例にして説明したが、例えばトンネルの両方の入
り口(出口)に、光ファイバケーブル2、光分岐結合装
置51を設けて、一方の口を監視区間1、他方の口を監
視区間2として振動を検出させ、同じ振動が出口側から
出たかを判定することによってトンネル内の車両が残っ
ているか或いは出たかを検知するようにしてもよい。
落石を例にして説明したが、例えばトンネルの両方の入
り口(出口)に、光ファイバケーブル2、光分岐結合装
置51を設けて、一方の口を監視区間1、他方の口を監
視区間2として振動を検出させ、同じ振動が出口側から
出たかを判定することによってトンネル内の車両が残っ
ているか或いは出たかを検知するようにしてもよい。
【0139】このような場合には、監視センター側に逐
次振動の検知を知らせ、監視センターが同じ振動が出口
側から出たかを判定するようにするのが望ましい。
次振動の検知を知らせ、監視センターが同じ振動が出口
側から出たかを判定するようにするのが望ましい。
【0140】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、 光ファ
イバケーブルを監視対象領域に敷設して、このループ状
の光ファイバケーブル内を伝搬してきた右回りの光と逆
回りの光を光分岐結合素子にて合波してその合波信号か
ら監視対象領域の加振信号を抽出し、この加振信号と、
予め記憶されている外因の種類を判別するための各種し
きい値との比較で、監視対象領域で発生した外因の加振
の種類を判別して知らせるので、監視対象領域で砂利、
石等の崩落があったかを知ることができると共に、崩落
の兆候があるかをその監視対象領域まで行かなくとも遠
隔地点で把握できるという効果が得られている。
イバケーブルを監視対象領域に敷設して、このループ状
の光ファイバケーブル内を伝搬してきた右回りの光と逆
回りの光を光分岐結合素子にて合波してその合波信号か
ら監視対象領域の加振信号を抽出し、この加振信号と、
予め記憶されている外因の種類を判別するための各種し
きい値との比較で、監視対象領域で発生した外因の加振
の種類を判別して知らせるので、監視対象領域で砂利、
石等の崩落があったかを知ることができると共に、崩落
の兆候があるかをその監視対象領域まで行かなくとも遠
隔地点で把握できるという効果が得られている。
【0141】さらに、加振信号のレベル、幅、発生回数
等から石、砂利、出水等を判定するので、その判定結果
は正確であるという効果が得られている。
等から石、砂利、出水等を判定するので、その判定結果
は正確であるという効果が得られている。
【0142】また、光ケーブルは、監視対象領域毎に、
ネット状の鋼材に止めているので、わずかな石、砂利の
崩落でも監視対象領域で顕著にその崩落を検知すること
ができるという効果が得られている。
ネット状の鋼材に止めているので、わずかな石、砂利の
崩落でも監視対象領域で顕著にその崩落を検知すること
ができるという効果が得られている。
【0143】また、光ファイバケーブルを正方向及び逆
方向に伝搬してきた両方の加振信号の時間差を求め、こ
の時間差と光ファイバケーブルの全長とから外因を受け
た光ファイバケーブルの監視対象領域の位置を求め、こ
の位置を知らせるようにしたので、現場まで行かなくと
も遠隔地点からどこでどのような崩落があったかを知る
ことができるという効果が得られている。
方向に伝搬してきた両方の加振信号の時間差を求め、こ
の時間差と光ファイバケーブルの全長とから外因を受け
た光ファイバケーブルの監視対象領域の位置を求め、こ
の位置を知らせるようにしたので、現場まで行かなくと
も遠隔地点からどこでどのような崩落があったかを知る
ことができるという効果が得られている。
【0144】また、受光素子からの受光信号を直接監視
し、ピークがあったと後に直流レベルが低下すると断線
と判定するので、落石による断線があっても検出でき
る。
し、ピークがあったと後に直流レベルが低下すると断線
と判定するので、落石による断線があっても検出でき
る。
【0145】さらに、光分岐結合素子を振動検出装置側
に設けないで、監視対象領域側に配置してこれと遠隔地
の監視所に設置した振動検出装置とを光ファイバケーブ
ルと接続させて、振動検出装置側にループ状の光ファイ
バケーブルで生じた合波信号を伝搬させるようにしてい
る。
に設けないで、監視対象領域側に配置してこれと遠隔地
の監視所に設置した振動検出装置とを光ファイバケーブ
ルと接続させて、振動検出装置側にループ状の光ファイ
バケーブルで生じた合波信号を伝搬させるようにしてい
る。
【0146】このため、振動検出装置を監視対象の近辺
に設置しなくとも外因による振動の種類を判定できる。
また、監視対象領域側に振動検出装置を必要としないの
で、電力供給のため工事等が監視対象領域側では不要と
なる。
に設置しなくとも外因による振動の種類を判定できる。
また、監視対象領域側に振動検出装置を必要としないの
で、電力供給のため工事等が監視対象領域側では不要と
なる。
【0147】さらに、光ファイバケーブルは監視区間毎
に光分岐装置と共に敷設し、かつ該監視区間毎に振動検
出装置を監視所に設けたので、複数の監視区間の落石等
を同時に遠隔地点で検知できるという効果が得られてい
る。
に光分岐装置と共に敷設し、かつ該監視区間毎に振動検
出装置を監視所に設けたので、複数の監視区間の落石等
を同時に遠隔地点で検知できるという効果が得られてい
る。
【0148】また、複数の監視区間を選択できるように
しているので、装置が小型になるという効果が得られて
いる。
しているので、装置が小型になるという効果が得られて
いる。
【0149】さらに、ネットワークでセンターと通信を
行って、これらの監視区間の検知データを知らせるよう
にしたので、非常に遠くからでも落石等の検知ができ
て、敏速な対応をとることができる。
行って、これらの監視区間の検知データを知らせるよう
にしたので、非常に遠くからでも落石等の検知ができ
て、敏速な対応をとることができる。
【図1】本実施の形態1の振動種類判定装置の概略構成
図である。
図である。
【図2】実施の形態1の振動種類判定装置の詳細構成図
である。
である。
【図3】実施の形態1のしきい値を説明する説明図であ
る。
る。
【図4】実施の形態1のしきい値を説明する説明図であ
る。
る。
【図5】実施の形態2の振動種類判定装置の概略構成図
である。
である。
【図6】監視対象領域の検知板を説明する説明図であ
る。
る。
【図7】実施の形態3の振動種類判定装置の概略構成図
である。
である。
【図8】断線判定を説明する説明図である。
【図9】実施の形態4の外因による振動検出通報システ
ムの概略構成図である。
ムの概略構成図である。
【図10】光分岐結合装置の光部品ブロック図である。
【図11】光分岐結合装置の部品配置図である。
【図12】実施の形態4の検知装置の概略構成図である
【図13】実施の形態4のコンピュータの概略処理構成
図である。
図である。
【図14】複数の検知板を備えた検知区間を説明する説
明図である。
明図である。
【図15】落石位置の算出を説明する説明図である。
【図16】落石位置の算出のために用いる波形を説明す
る説明図である。
る説明図である。
【図17】本装置を用いた応用例のシステム構成図であ
る。
る。
【図18】本装置を用いた応用例のシステム構成図であ
る。
る。
【図19】本装置を用いた応用例のシステム構成図であ
る。
る。
【図20】本装置を用いた応用例のシステム構成図であ
る。
る。
【図21】複数の検知区間を1条の多心光ファイバケー
ブルで接続した応用例システム構成図である。
ブルで接続した応用例システム構成図である。
【図22】従来の土砂崩れ検出装置の概略構成図であ
る。
る。
【図23】課題を説明する説明図である。
A 監視対象領域 2 光ファイバケーブル 3 光遅延素子 6 検知データ抽出処理 7 判定処理 10 判定演算処理部 14 発光素子 17 受光素子 20 光分岐素子 24 増幅率制御回路
───────────────────────────────────────────────────── 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) G08B 27/00 G08B 27/00 C 5C087 (72)発明者 新見 慎一 千葉県佐倉市六崎1440 株式会社フジクラ 佐倉事業所内 (72)発明者 高島 徹 千葉県佐倉市六崎1440 株式会社フジクラ 佐倉事業所内 (72)発明者 宇波 義春 千葉県佐倉市六崎1440 株式会社フジクラ 佐倉事業所内 Fターム(参考) 2D044 EA07 2F076 BA11 BA13 BA19 BB08 BD06 BE04 BE05 BE12 BE15 BE17 BE18 BE19 2F103 BA19 BA23 BA47 CA08 EB06 EB12 EC09 EC10 ED11 FA01 2G064 AA01 AB07 AB08 AB21 BC06 BC13 BC25 BC32 CC17 CC46 CC62 2H038 AA01 BA08 5C087 AA03 AA15 AA23 AA25 AA34 AA44 BB12 BB15 BB20 BB48 BB74 CC05 DD02 DD49 EE17 FF01 FF04 FF10 FF11 FF12 FF19 GG03 GG08 GG18 GG19 GG21 GG23 GG29 GG30 GG31 GG37 GG54 GG66 GG73
Claims (5)
- 【請求項1】 ループ状の光ファイバの少なくとも一部
が収用された光ファイバケーブルを監視対象領域に敷設
して、前記ループ状の光ファイバの両端から光を入射さ
せ、前記光ファイバ内を伝搬してきた右回りの光と逆回
りの光との合波信号に基づいて加振を判定する光ファイ
バケーブルを用いた振動検出判定方法において、 前記合波信号から前記監視対象領域において前記光ファ
イバケーブルに加えられた加振信号を抽出し、少なくと
も該加振信号のレベルと予め記憶されている前記監視対
象領域における外因の種類を判別するための各種しきい
値との比較で、前記監視対象領域で発生した前記外因の
加振の種類を判別することを特徴とする光ファイバケー
ブルを用いた振動検出判定方法。 - 【請求項2】 ループ状の光ファイバの少なくとも一部
が収納されて光ファイバケーブルであって、少なくとも
その一部が監視対象領域に敷設されている光ファイバケ
ーブルを用いた振動検出判定装置であって、前記ループ
状の光ファイバの両端から光を入射させ、前記光ファイ
バ内を伝搬してきた右回りの光と逆回りの光との合波信
号に基づいて加振を判定する光ファイバケーブルを用い
た振動検出判定装置において、 前記合波信号から前記監視対象領域における前記光ファ
イバケーブルに加えられた加振信号を抽出する手段と、 前記抽出された加振信号と、予め記憶されている前記監
視対象領域における外因の種類を判別するための各種し
きい値との比較で、前記監視対象領域で発生した前記外
因の加振の種類を判別する手段とを有することを特徴と
する光ファイバケーブルを用いた振動検出判定装置。 - 【請求項3】 前記光ファイバケーブルは、 少なくともその一部が振動検知用部材に取り付けられて
いることを特徴とする請求項2記載の光ファイバケーブ
ルを用いた振動検出判定装置。 - 【請求項4】 ループ状の光ファイバの少なくとも一部
が収納された検知用の光ファイバケーブルを監視対象領
域に敷設し、前記ループ状の光ファイバの一方に接続さ
れた光分岐結合装置と振動検出装置から成る光ファイバ
ケーブルを用いた振動検出システムであって、 前記振動検出装置は発光素子と受光素子とからなり、 前記光分岐結合装置の他方と前記発光素子と受光素子と
の間は入射用の光ファイバと受光用の光ファイバとを収
納した信号伝送用ファイバケーブルに接続されてなり、 前記発光素子からの光は入射用の光ファイバを介して光
分岐結合装置に入力させて前記ループ状の光ファイバに
右回りの光と左回りの光に分岐して入力させ、 前記ループ状の光ファイバから戻ってきた右回りと左回
りの光を前記光分岐結合装置で合波させて、その合波信
号を前記受光用の光ファイバを介して前記受光素子に受
光させ、 この受光素子からの前記合波信号より、前記監視対象領
域において前記検知用の光ファイバケーブルに加えられ
た加振信号を抽出することを特徴とする光ファイバケー
ブルを用いた振動検出判定システム。 - 【請求項5】 前記振動検出装置は、ネットワークに接
続され、振動検出装置の検出結果を 前記ネットワーク
を介してセンターに送信する通信手段に接続されている
ことを特徴とする請求項2又は3記載の光ファイバケー
ブルを用いた振動検出判定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000030842A JP2001221684A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 光ファイバケーブルを用いた振動検出判定方法及び振動検出判定装置並びに振動検出判定システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000030842A JP2001221684A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 光ファイバケーブルを用いた振動検出判定方法及び振動検出判定装置並びに振動検出判定システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001221684A true JP2001221684A (ja) | 2001-08-17 |
Family
ID=18555801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000030842A Pending JP2001221684A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 光ファイバケーブルを用いた振動検出判定方法及び振動検出判定装置並びに振動検出判定システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001221684A (ja) |
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