JP2001281471A - 光ファイバ及び歪み計測システム - Google Patents
光ファイバ及び歪み計測システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバの素線に応力または歪み集中が発
生することを防止するとともに構造物内での定点接着を
可能にし、構造物の損傷個所では局所的に歪みを計測す
ることのできる歪み計測システムを提供する。さらに、
計測装置の歪みデータのサンプリングシフト間隔等によ
る誤差をなくすことを可能にする。 【解決手段】 本発明の歪み計測システム２１は、計測
対象物に敷設された光ファイバ２２と、この光ファイバ
２２にパルスを入射させ、この入射パルスによる散乱光
を測定し、この散乱光の周波数シフト量から計測対象物
に発生した歪みを計測する歪み計測装置２３とから構成
されている。この歪み計測システム２１において、光フ
ァイバ２２では素線２と被覆３との間にすべりを生じさ
せるとともに、固定点Ｘｎを設けて素線２と被覆３との
間を固定していることを特徴とする。
生することを防止するとともに構造物内での定点接着を
可能にし、構造物の損傷個所では局所的に歪みを計測す
ることのできる歪み計測システムを提供する。さらに、
計測装置の歪みデータのサンプリングシフト間隔等によ
る誤差をなくすことを可能にする。 【解決手段】 本発明の歪み計測システム２１は、計測
対象物に敷設された光ファイバ２２と、この光ファイバ
２２にパルスを入射させ、この入射パルスによる散乱光
を測定し、この散乱光の周波数シフト量から計測対象物
に発生した歪みを計測する歪み計測装置２３とから構成
されている。この歪み計測システム２１において、光フ
ァイバ２２では素線２と被覆３との間にすべりを生じさ
せるとともに、固定点Ｘｎを設けて素線２と被覆３との
間を固定していることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを計測
対象物に敷設して、計測対象物に発生した歪みを計測す
る歪み計測システムに係り、特に敷設する光ファイバの
素線と被覆との間にすべりを生じさせたことによって、
素線への応力集中または歪み集中を防止することのでき
る歪み計測システムに関する。
対象物に敷設して、計測対象物に発生した歪みを計測す
る歪み計測システムに係り、特に敷設する光ファイバの
素線と被覆との間にすべりを生じさせたことによって、
素線への応力集中または歪み集中を防止することのでき
る歪み計測システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ファイバを利用した歪み計測シ
ステムの構成を図６に基づいて説明する。
ステムの構成を図６に基づいて説明する。
【０００３】図６に示すように、従来の歪み計測システ
ム１０１は、計測対象物に敷設された光ファイバ１０２
と、この光ファイバ１０２にパルス光Ｐを入射させ、こ
の入射パルスによる散乱光を測定し、この散乱光の周波
数シフト量から計測対象物に発生した歪みを計測する歪
み計測装置１０３とから構成されている。
ム１０１は、計測対象物に敷設された光ファイバ１０２
と、この光ファイバ１０２にパルス光Ｐを入射させ、こ
の入射パルスによる散乱光を測定し、この散乱光の周波
数シフト量から計測対象物に発生した歪みを計測する歪
み計測装置１０３とから構成されている。
【０００４】この歪み計測システム１０１は、光ファイ
バ１０２を橋梁やトンネル、堤防などの構造物の表面に
接着し、この構造物に発生した歪みを計測するためのシ
ステムである。例えば、堤防やトンネルの防災管理を例
にすると、図７に示すように地盤７１の土圧が変化し、
コンクリート構造物７２に歪みが生じると、その表面に
接着されている光ファイバ１０２には伸び歪みが発生す
る。そして、このように歪みの生じた光ファイバ１０２
にパルス光を入射させ、その入射パルスによる散乱光を
測定すると、計測対象物に発生した歪みε（＝△Ｌ／
Ｌ）を計測することができる。
バ１０２を橋梁やトンネル、堤防などの構造物の表面に
接着し、この構造物に発生した歪みを計測するためのシ
ステムである。例えば、堤防やトンネルの防災管理を例
にすると、図７に示すように地盤７１の土圧が変化し、
コンクリート構造物７２に歪みが生じると、その表面に
接着されている光ファイバ１０２には伸び歪みが発生す
る。そして、このように歪みの生じた光ファイバ１０２
にパルス光を入射させ、その入射パルスによる散乱光を
測定すると、計測対象物に発生した歪みε（＝△Ｌ／
Ｌ）を計測することができる。
【０００５】ここで、この歪み計測装置１０３による歪
み量の計測原理を図面に基づいて説明する。
み量の計測原理を図面に基づいて説明する。
【０００６】まず、歪み計測装置１０３は、図８に示す
ようにパルス光Ｐを光ファイバ１０２に入射させる。す
ると、光ファイバ１０２内ではさまざまな後方散乱光が
発生し、この後方散乱光は歪み計測装置１０３に到達す
る。そして、歪み計測装置１０３は、この後方散乱光を
受信して測定する。このとき、この後方散乱光にはレイ
リー散乱光、ブリルアン散乱光、ラマン散乱光などのさ
まざまな散乱光が存在するが、この歪み計測装置１０３
ではブリルアン散乱光の受光パワーを計測して歪み量を
測定する。この測定結果を図９に示す。
ようにパルス光Ｐを光ファイバ１０２に入射させる。す
ると、光ファイバ１０２内ではさまざまな後方散乱光が
発生し、この後方散乱光は歪み計測装置１０３に到達す
る。そして、歪み計測装置１０３は、この後方散乱光を
受信して測定する。このとき、この後方散乱光にはレイ
リー散乱光、ブリルアン散乱光、ラマン散乱光などのさ
まざまな散乱光が存在するが、この歪み計測装置１０３
ではブリルアン散乱光の受光パワーを計測して歪み量を
測定する。この測定結果を図９に示す。
【０００７】この測定結果から分かるように、光ファイ
バ１０２の歪み発生部分Ｚでは散乱光の周波数がｆ１か
らｆ２にシフトしている。ところが、このシフト量（ｆ
２−ｆ１）は歪みに比例しているので、散乱光の周波数
シフト量を測定することによって光ファイバ１０２に発
生した歪み量εを計測することができる。
バ１０２の歪み発生部分Ｚでは散乱光の周波数がｆ１か
らｆ２にシフトしている。ところが、このシフト量（ｆ
２−ｆ１）は歪みに比例しているので、散乱光の周波数
シフト量を測定することによって光ファイバ１０２に発
生した歪み量εを計測することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の歪み計測システム１０１に使用されている光フ
ァイバ１０２は、通常の光ファイバを使用しているため
に、素線と被覆がすべて接着されて固定されている。
た従来の歪み計測システム１０１に使用されている光フ
ァイバ１０２は、通常の光ファイバを使用しているため
に、素線と被覆がすべて接着されて固定されている。
【０００９】したがって、このような光ファイバを計測
対象物に接着し、その計測対象物にひび割れなどが発生
すると、そのひび割れによって生じた光ファイバの伸び
歪みは、光ファイバの被覆だけではなく、素線にも同時
に生じてしまう。
対象物に接着し、その計測対象物にひび割れなどが発生
すると、そのひび割れによって生じた光ファイバの伸び
歪みは、光ファイバの被覆だけではなく、素線にも同時
に生じてしまう。
【００１０】ところが、素線は直径約１２５μｍの石英
ガラス系、多成分ガラス系の材質で形成されているため
に、伸び歪みに対して弱く、応力集中や歪み集中が発生
すると切断される危険があるとともに、高い緊張状態に
長時間おかれると、クリープや疲労破断が生じてしまう
危険もあった。
ガラス系、多成分ガラス系の材質で形成されているため
に、伸び歪みに対して弱く、応力集中や歪み集中が発生
すると切断される危険があるとともに、高い緊張状態に
長時間おかれると、クリープや疲労破断が生じてしまう
危険もあった。
【００１１】とくに、コンクリート構造物のようにひび
割れなどが発生しやすい構造物内に光ファイバを埋設す
る場合には、コンクリートのひび割れによって光ファイ
バが切断される危険性は高かった。
割れなどが発生しやすい構造物内に光ファイバを埋設す
る場合には、コンクリートのひび割れによって光ファイ
バが切断される危険性は高かった。
【００１２】また、コンクリート構造物の歪み計測にお
いては、光ファイバのすべての面を構造物に接着する全
面接着よりも、ある一定の間隔をあけて構造物に接着す
る定点接着（定点固定）のほうが、測定の安定性や精度
が高くなることが知られている。
いては、光ファイバのすべての面を構造物に接着する全
面接着よりも、ある一定の間隔をあけて構造物に接着す
る定点接着（定点固定）のほうが、測定の安定性や精度
が高くなることが知られている。
【００１３】しかし、構造物の表面に光ファイバを定点
接着することは可能であるが、構造物内に光ファイバを
埋設する場合には定点接着することは不可能であった。
接着することは可能であるが、構造物内に光ファイバを
埋設する場合には定点接着することは不可能であった。
【００１４】また、歪みデータのサンプリング・シフト
間隔等による歪み計測値の誤差をなくす方法としても、
距離分解能よりも長いゲージ長を設定した定点接着（定
点固定）を実現することが期待されていた。
間隔等による歪み計測値の誤差をなくす方法としても、
距離分解能よりも長いゲージ長を設定した定点接着（定
点固定）を実現することが期待されていた。
【００１５】さらに、別の問題点として、歪み計測装置
１０３の計測している歪み量とは、距離分解能で定めら
れた一定の距離間隔における歪みであるという問題点が
ある。例えば、歪み計測装置１０３の距離分解能が１ｍ
である場合には、光ファイバ上の特定の１ｍの間の歪み
量を測定し、特定の１ｍにおける歪み量として出力して
いる。
１０３の計測している歪み量とは、距離分解能で定めら
れた一定の距離間隔における歪みであるという問題点が
ある。例えば、歪み計測装置１０３の距離分解能が１ｍ
である場合には、光ファイバ上の特定の１ｍの間の歪み
量を測定し、特定の１ｍにおける歪み量として出力して
いる。
【００１６】したがって、特定の１ｍの間の３０ｃｍの
部分で非常に大きな歪みが発生していたとしても、残り
の７０ｃｍの部分での歪みが小さいと、局所的には限界
歪みを越えているにも関わらず、１ｍの平均では限界歪
みを越えていないと判断されてしまう場合があり、この
場合には構造物が非常に危険な状態であるにも関わら
ず、検知することができないという問題点があった。
部分で非常に大きな歪みが発生していたとしても、残り
の７０ｃｍの部分での歪みが小さいと、局所的には限界
歪みを越えているにも関わらず、１ｍの平均では限界歪
みを越えていないと判断されてしまう場合があり、この
場合には構造物が非常に危険な状態であるにも関わら
ず、検知することができないという問題点があった。
【００１７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、光ファイバの素線に応力集中または
歪み集中が発生することを防止するとともに構造物内で
の定点接着を可能にし、構造物の損傷個所では局所的に
歪みを計測することのできる歪み計測システムを提供す
ることにある。
あり、その目的は、光ファイバの素線に応力集中または
歪み集中が発生することを防止するとともに構造物内で
の定点接着を可能にし、構造物の損傷個所では局所的に
歪みを計測することのできる歪み計測システムを提供す
ることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明である光ファイバは、素線と
被覆との間にすべりを生じさせるとともに、前記素線と
前記被覆とを固定する固定点を設けたことを特徴とす
る。
に、請求項１に記載の発明である光ファイバは、素線と
被覆との間にすべりを生じさせるとともに、前記素線と
前記被覆とを固定する固定点を設けたことを特徴とす
る。
【００１９】この請求項１の発明によれば、コンクリー
ト構造物のようにひび割れなどの発生する危険のある構
造物に埋設したとしても、コンクリートのひび割れによ
って光ファイバが切断されることを防止できるととも
に、コンクリート構造物内において定点接着を実現する
ことができる。
ト構造物のようにひび割れなどの発生する危険のある構
造物に埋設したとしても、コンクリートのひび割れによ
って光ファイバが切断されることを防止できるととも
に、コンクリート構造物内において定点接着を実現する
ことができる。
【００２０】請求項２に記載の発明である光ファイバ
は、外部から物理的変形を加えることによって前記固定
点を設けることを特徴とする。
は、外部から物理的変形を加えることによって前記固定
点を設けることを特徴とする。
【００２１】この請求項２の発明によれば、構造物の建
設現場において光ファイバに外部から熱や圧力を加える
ことによって固定点を作れるので、建築現場で必要に応
じて自由に固定点を作ることができる。
設現場において光ファイバに外部から熱や圧力を加える
ことによって固定点を作れるので、建築現場で必要に応
じて自由に固定点を作ることができる。
【００２２】請求項３に記載の発明である歪み計測シス
テムは、計測対象物に敷設された光ファイバと、この光
ファイバにパルスを入射させ、この入射パルスによる散
乱光を測定し、この散乱光の周波数シフト量から前記計
測対象物に発生した歪みを計測する歪み計測装置とから
構成された歪み計測システムにおいて、前記光ファイバ
は、素線と被覆との間にすべりが生じているとともに、
前記素線と前記被覆との間は一定の間隔で設けられた固
定点によって固定されていることを特徴とする。
テムは、計測対象物に敷設された光ファイバと、この光
ファイバにパルスを入射させ、この入射パルスによる散
乱光を測定し、この散乱光の周波数シフト量から前記計
測対象物に発生した歪みを計測する歪み計測装置とから
構成された歪み計測システムにおいて、前記光ファイバ
は、素線と被覆との間にすべりが生じているとともに、
前記素線と前記被覆との間は一定の間隔で設けられた固
定点によって固定されていることを特徴とする。
【００２３】この請求項３の発明によれば、コンクリー
ト構造物のようにひび割れなどの発生する危険のある構
造物に、光ファイバを埋設して歪み計測を行うことがで
きる。さらに、コンクリート構造物内に光ファイバを埋
設した場合でも定点接着を実現することができるので、
計測の安定性及び精度を高くすることができる。
ト構造物のようにひび割れなどの発生する危険のある構
造物に、光ファイバを埋設して歪み計測を行うことがで
きる。さらに、コンクリート構造物内に光ファイバを埋
設した場合でも定点接着を実現することができるので、
計測の安定性及び精度を高くすることができる。
【００２４】請求項４に記載の発明である歪み計測シス
テムは、光ファイバの素線と被覆との間を固定する間隔
が、前記歪み計測装置における距離分解能と誤差とに基
づいて設定されることを特徴とする。
テムは、光ファイバの素線と被覆との間を固定する間隔
が、前記歪み計測装置における距離分解能と誤差とに基
づいて設定されることを特徴とする。
【００２５】この請求項４の発明によれば、固定間隔毎
の歪み量を正確に計測することができるので、光ファイ
バの各固定間隔の敷設位置に基づいて、構造物における
ひび割れの発生位置を正確に特定することができる。
の歪み量を正確に計測することができるので、光ファイ
バの各固定間隔の敷設位置に基づいて、構造物における
ひび割れの発生位置を正確に特定することができる。
【００２６】請求項５に記載の発明である歪み計測シス
テムの光ファイバは、前記計測対象物にループ状に敷設
されていることを特徴とする。
テムの光ファイバは、前記計測対象物にループ状に敷設
されていることを特徴とする。
【００２７】この請求項５の発明によれば、歪み計測装
置の距離分解能よりも短い間隔で歪みの計測を行うこと
ができ、構造物の危険個所を高精度で監視することがで
きる。
置の距離分解能よりも短い間隔で歪みの計測を行うこと
ができ、構造物の危険個所を高精度で監視することがで
きる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ファイバの
一実施形態を図面に基づいて説明する。
一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】図１に示すように、本実施形態の光ファイ
バ１は、素線２と、被覆３と、この被覆３と素線２との
間を間隔Ｌで固定する固定点Ｘｎとから構成されてい
る。
バ１は、素線２と、被覆３と、この被覆３と素線２との
間を間隔Ｌで固定する固定点Ｘｎとから構成されてい
る。
【００３０】この光ファイバ１の固定点Ｘｎの間隔Ｌは
一定間隔でもよいし、不規則に変化させてもよい。
一定間隔でもよいし、不規則に変化させてもよい。
【００３１】また、固定点Ｘｎでは接着するなどの方法
によって素線２と被覆３とが固定されている。ただし、
図１では素線２と被覆３との間には空間が存在するよう
に記載されているが、素線２と被覆３との間は密着して
いてもすべりを生じていればよい。
によって素線２と被覆３とが固定されている。ただし、
図１では素線２と被覆３との間には空間が存在するよう
に記載されているが、素線２と被覆３との間は密着して
いてもすべりを生じていればよい。
【００３２】さらに、素線と被覆が一体となった通常の
光ファイバを素線２の代わりに利用することもできる。
光ファイバを素線２の代わりに利用することもできる。
【００３３】このように、素線２と被覆３との間にすべ
りを生じさせるとともに、固定点Ｘｎを設けて素線２と
被覆３との間を固定したことによって、被覆３に伸び歪
みが発生したとしても、素線２に応力または歪みが集中
することがなくなる。
りを生じさせるとともに、固定点Ｘｎを設けて素線２と
被覆３との間を固定したことによって、被覆３に伸び歪
みが発生したとしても、素線２に応力または歪みが集中
することがなくなる。
【００３４】したがって、光ファイバをひび割れの危険
のある構造物に埋設したとしても、ひび割れによって光
ファイバが切断されることを防止することができる。
のある構造物に埋設したとしても、ひび割れによって光
ファイバが切断されることを防止することができる。
【００３５】さらに、コンクリート構造物内に光ファイ
バを埋設した場合でも定点接着（定点固定）を実現する
ことができる。
バを埋設した場合でも定点接着（定点固定）を実現する
ことができる。
【００３６】また、光ファイバの製造後に外部から物理
的な変形を加えることによって、固定点を設けるように
してもよい。
的な変形を加えることによって、固定点を設けるように
してもよい。
【００３７】例えば、図２に示すように被覆３に熱収縮
材料を使用することによって、外部から熱などを加える
ことによって素線２と被覆３とを固定するようにしても
よいし、また機械的に圧力を加えて素線２と被覆３とを
固定できるようにしてもよい。
材料を使用することによって、外部から熱などを加える
ことによって素線２と被覆３とを固定するようにしても
よいし、また機械的に圧力を加えて素線２と被覆３とを
固定できるようにしてもよい。
【００３８】これによって、構造物の建設現場において
光ファイバに外部から熱や圧力を加えることによって固
定点を作れるので、建設現場で必要に応じて自由に固定
点を作ることができる。
光ファイバに外部から熱や圧力を加えることによって固
定点を作れるので、建設現場で必要に応じて自由に固定
点を作ることができる。
【００３９】次に、上述した光ファイバを利用して歪み
の計測を行う歪み計測システムの一実施形態を図面に基
づいて説明する。
の計測を行う歪み計測システムの一実施形態を図面に基
づいて説明する。
【００４０】図３に示すように、本実施形態の歪み計測
システム２１は、計測対象物に敷設された光ファイバ２
２と、この光ファイバ２２にパルスを入射させ、この入
射パルスによる散乱光を測定し、この散乱光の周波数シ
フト量から計測対象物に発生した歪みを計測する歪み計
測装置２３とから構成されている。
システム２１は、計測対象物に敷設された光ファイバ２
２と、この光ファイバ２２にパルスを入射させ、この入
射パルスによる散乱光を測定し、この散乱光の周波数シ
フト量から計測対象物に発生した歪みを計測する歪み計
測装置２３とから構成されている。
【００４１】この歪み計測システム２１において、光フ
ァイバ２２では上述したように素線２と被覆３との間に
すべりを生じさせるとともに、固定点Ｘｎを設けて素線
２と被覆３との間を固定している。
ァイバ２２では上述したように素線２と被覆３との間に
すべりを生じさせるとともに、固定点Ｘｎを設けて素線
２と被覆３との間を固定している。
【００４２】また、歪み計測装置２３は、従来技術で説
明した歪み計測装置と同様に構成された装置なので、詳
しい説明は省略する。
明した歪み計測装置と同様に構成された装置なので、詳
しい説明は省略する。
【００４３】このように、本実施形態の歪み計測システ
ム２１では、素線２と被覆３との間にすべりのある光フ
ァイバ２２を使用したことによって、構造物のひび割れ
などによって被覆３に伸び歪みが発生したとしても、素
線２に応力または歪みが集中することを防止できる。
ム２１では、素線２と被覆３との間にすべりのある光フ
ァイバ２２を使用したことによって、構造物のひび割れ
などによって被覆３に伸び歪みが発生したとしても、素
線２に応力または歪みが集中することを防止できる。
【００４４】したがって、コンクリート構造物のように
ひび割れなどの発生する危険のある構造物内に光ファイ
バを埋設して歪みの計測を行うことができる。
ひび割れなどの発生する危険のある構造物内に光ファイ
バを埋設して歪みの計測を行うことができる。
【００４５】さらに、コンクリート構造物内に光ファイ
バを埋設した場合でも定点接着を実現することができる
ので、全面接着をした場合に比べて計測の安定性及び精
度を高くすることができる。
バを埋設した場合でも定点接着を実現することができる
ので、全面接着をした場合に比べて計測の安定性及び精
度を高くすることができる。
【００４６】次に、光ファイバ２２の固定間隔Ｌの設定
方法について説明する。
方法について説明する。
【００４７】まず、従来技術で説明したように、歪み計
測装置２３は、距離分解能で定められる一定の距離間隔
での歪みを測定している。例えば、距離分解能が１ｍで
ある場合には、特定の１ｍの間の歪みを測定し、歪み量
の測定結果としている。
測装置２３は、距離分解能で定められる一定の距離間隔
での歪みを測定している。例えば、距離分解能が１ｍで
ある場合には、特定の１ｍの間の歪みを測定し、歪み量
の測定結果としている。
【００４８】ところが、この歪み計測装置２３には計測
位置についての誤差（現在の計測装置では±１０ｃｍと
なっている）が生じている。例えば、光ファイバ上にあ
る特定の１ｍについて測定しようとした場合には、測定
対象となっている１ｍと、その前後１０ｃｍにおける歪
みを測定してしまっている。
位置についての誤差（現在の計測装置では±１０ｃｍと
なっている）が生じている。例えば、光ファイバ上にあ
る特定の１ｍについて測定しようとした場合には、測定
対象となっている１ｍと、その前後１０ｃｍにおける歪
みを測定してしまっている。
【００４９】そこで、光ファイバの固定間隔Ｌを距離分
解能１ｍと前後の誤差２０ｃｍ（１０ｃｍ×２）とを考
慮して１２０ｃｍ、あるいはそれ以上にしておくことに
よって、各固定間隔Ｌ１、Ｌ２、・・・、Ｌｎ毎の歪み
をそれぞれ正確に測定することができる。
解能１ｍと前後の誤差２０ｃｍ（１０ｃｍ×２）とを考
慮して１２０ｃｍ、あるいはそれ以上にしておくことに
よって、各固定間隔Ｌ１、Ｌ２、・・・、Ｌｎ毎の歪み
をそれぞれ正確に測定することができる。
【００５０】このように、光ファイバ２２の固定間隔Ｌ
を歪み計測装置２３の距離分解能と歪みデータのサンプ
リングシフト間隔等の誤差とに基づいて決めることによ
って、各固定間隔Ｌｎの歪み量をそれぞれ正確に計測す
ることができる。
を歪み計測装置２３の距離分解能と歪みデータのサンプ
リングシフト間隔等の誤差とに基づいて決めることによ
って、各固定間隔Ｌｎの歪み量をそれぞれ正確に計測す
ることができる。
【００５１】さらに、光ファイバの各固定間隔Ｌｎの歪
みをそれぞれ計測することができるようになると、その
固定間隔Ｌｎの構造物における敷設位置に基づいて、構
造物のどこに歪みが発生しているのかを正確に特定する
ことができる。
みをそれぞれ計測することができるようになると、その
固定間隔Ｌｎの構造物における敷設位置に基づいて、構
造物のどこに歪みが発生しているのかを正確に特定する
ことができる。
【００５２】次に、歪み計測システムにおける光ファイ
バの敷設方法について説明する。
バの敷設方法について説明する。
【００５３】まず、構造物に光ファイバを敷設する場合
に、構造物には歪みのとくに発生しやすい危険個所が存
在しているので、そのような構造物を監視する上で重要
な場所の歪みはとくに正確に計測する必要がある。とこ
ろが、そのような危険個所の幅が距離分解能よりも短い
場合には危険個所の歪みを正確に計測することができな
い。例えば、歪み計測装置２３の距離分解能が１ｍであ
る場合に、幅が２０ｃｍしかない危険個所の歪みは正確
に計測することができない。
に、構造物には歪みのとくに発生しやすい危険個所が存
在しているので、そのような構造物を監視する上で重要
な場所の歪みはとくに正確に計測する必要がある。とこ
ろが、そのような危険個所の幅が距離分解能よりも短い
場合には危険個所の歪みを正確に計測することができな
い。例えば、歪み計測装置２３の距離分解能が１ｍであ
る場合に、幅が２０ｃｍしかない危険個所の歪みは正確
に計測することができない。
【００５４】そこで、図４に示すように、歪みの発生し
やすい危険個所に光ファイバ３１をループ状に埋設す
る。
やすい危険個所に光ファイバ３１をループ状に埋設す
る。
【００５５】このとき、図４（ａ）に示すように、光フ
ァイバを立体的なループ状に埋設してもよいし、図４
（ｂ）に示すように構造物の表面近くに埋設させてもよ
い。
ァイバを立体的なループ状に埋設してもよいし、図４
（ｂ）に示すように構造物の表面近くに埋設させてもよ
い。
【００５６】また、危険個所の幅によってループの半径
及びループの巻数を調節する。
及びループの巻数を調節する。
【００５７】例えば、図５に示すように危険個所の幅が
狭くなっていくにしたがって、巻数を１回から３回へと
増やしていく。同様に、危険個所の幅や巻数に合わせて
ループの半径も調節する。
狭くなっていくにしたがって、巻数を１回から３回へと
増やしていく。同様に、危険個所の幅や巻数に合わせて
ループの半径も調節する。
【００５８】このように、光ファイバをループ状に埋設
することによって、歪み計測装置の距離分解能よりも短
い間隔における歪みを正確に計測することができる。
することによって、歪み計測装置の距離分解能よりも短
い間隔における歪みを正確に計測することができる。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バによれば、ひび割れなどの発生する危険のある構造物
に埋設したとしても、構造物内部のひび割れによって光
ファイバが切断されることを防止できるとともに、コン
クリート構造物内において定点接着を実現することがで
きる。
バによれば、ひび割れなどの発生する危険のある構造物
に埋設したとしても、構造物内部のひび割れによって光
ファイバが切断されることを防止できるとともに、コン
クリート構造物内において定点接着を実現することがで
きる。
【００６０】また、本発明の歪み計測システムによれ
ば、コンクリート構造物のようにひび割れなどの発生す
る危険のある構造物に、光ファイバを埋設して歪み計測
を行うことができる。さらに、コンクリート構造物内に
光ファイバを埋設した場合でも計測対象物内部における
定点接着（定点固定）を実現することができるので、計
測の安定性及び精度を高くすることができる。
ば、コンクリート構造物のようにひび割れなどの発生す
る危険のある構造物に、光ファイバを埋設して歪み計測
を行うことができる。さらに、コンクリート構造物内に
光ファイバを埋設した場合でも計測対象物内部における
定点接着（定点固定）を実現することができるので、計
測の安定性及び精度を高くすることができる。
【００６１】また、光ファイバの素線と被覆の固定間隔
を、歪み計測装置の距離分解能及び歪みデータのサンプ
リングシフト間隔等による誤差に基づいて決めることに
よって、固定間隔毎の歪み量を正確に計測することがで
き、これによって、光ファイバの各固定間隔の敷設位置
に基づいて、構造物におけるひび割れなどの発生位置を
正確に特定するとともに、高精度の歪み測定を行うこと
ができる。
を、歪み計測装置の距離分解能及び歪みデータのサンプ
リングシフト間隔等による誤差に基づいて決めることに
よって、固定間隔毎の歪み量を正確に計測することがで
き、これによって、光ファイバの各固定間隔の敷設位置
に基づいて、構造物におけるひび割れなどの発生位置を
正確に特定するとともに、高精度の歪み測定を行うこと
ができる。
【００６２】さらに、光ファイバをループ状に埋設する
ことによって、歪み計測装置の距離分解能よりも短い間
隔で歪みの計測を行うことができ、構造物の危険個所を
高精度で監視することができる。
ことによって、歪み計測装置の距離分解能よりも短い間
隔で歪みの計測を行うことができ、構造物の危険個所を
高精度で監視することができる。
【図１】本発明による光ファイバの一実施形態を示す図
である。
である。
【図２】本発明による光ファイバの変形例を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明による歪み計測システムの一実施形態の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す歪み計測システムにおける光ファイ
バの敷設方法を説明するための図である。
バの敷設方法を説明するための図である。
【図５】図３に示す歪み計測システムにおける光ファイ
バの敷設方法を説明するための図である。
バの敷設方法を説明するための図である。
【図６】従来の歪み計測システムの一実施形態の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図７】図６に示す歪み計測システムの設置例を示す図
である。
である。
【図８】図６に示す歪み計測システムの計測原理を説明
するための図である。
するための図である。
【図９】図６に示す歪み計測システムの計測原理を説明
するための図である。
するための図である。
１、２２、３１、１０２ 光ファイバ ２ 素線 ３ 被覆 ２１、１０１ 歪み計測システム ２３、１０３ 歪み計測装置 ７１ 地盤 ７２ コンクリート構造物 Ｐ 入射パルス Ｌ 固定間隔 Ｘｎ 固定点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀内 辰夫 東京都中央区日本橋浜町２−31−１ エ ヌ・ティ・ティ・インフラネット株式会社 内 Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA20 AA65 BB12 CC23 CC40 DD16 FF42 FF61 LL02 2H050 AD06 BC12 BD06
Claims (5)
- 【請求項１】 素線と被覆との間にすべりを生じさせる
とともに、前記素線と前記被覆とを固定する固定点を設
けたことを特徴とする光ファイバ。 - 【請求項２】 前記光ファイバに外部から物理的変形を
加えることによって前記固定点を設けることを特徴とす
る請求項１に記載の光ファイバ。 - 【請求項３】 計測対象物に敷設された光ファイバと、
この光ファイバにパルスを入射させ、この入射パルスに
よる散乱光を測定し、この散乱光の周波数シフト量から
前記計測対象物に発生した歪みを計測する歪み計測装置
とから構成された歪み計測システムにおいて、 前記光ファイバは、素線と被覆との間にすべりが生じて
いるとともに、前記素線と前記被覆との間は一定の間隔
で設けられた固定点によって固定されていることを特徴
とする歪み計測システム。 - 【請求項４】 前記光ファイバの素線と被覆との間を固
定する間隔は、前記歪み計測装置における距離分解能と
誤差とに基づいて設定されることを特徴とする請求項３
に記載の歪み計測システム。 - 【請求項５】 前記光ファイバは、前記計測対象物にル
ープ状に敷設されていることを特徴とする請求項３また
は４に記載の歪み計測システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000091467A JP2001281471A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 光ファイバ及び歪み計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000091467A JP2001281471A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 光ファイバ及び歪み計測システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001281471A true JP2001281471A (ja) | 2001-10-10 |
Family
ID=18606925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000091467A Pending JP2001281471A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 光ファイバ及び歪み計測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001281471A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030045248A (ko) * | 2001-12-01 | 2003-06-11 | 엘지전선 주식회사 | 광섬유를 이용한 스트레인 측정 방법 |
| WO2005010462A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Geum-Suk Lee | Fixer for fiber bragg grating sensor |
-
2000
- 2000-03-29 JP JP2000091467A patent/JP2001281471A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030045248A (ko) * | 2001-12-01 | 2003-06-11 | 엘지전선 주식회사 | 광섬유를 이용한 스트레인 측정 방법 |
| WO2005010462A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Geum-Suk Lee | Fixer for fiber bragg grating sensor |
| US7418185B2 (en) | 2003-07-24 | 2008-08-26 | Geum-Suk Lee | Fixer for fiber bragg grating sensor |
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|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20090305 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20090508 |