JP2002048517A - 歪みセンシング用ケーブル及び歪み計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歪みセンシング用ケーブルについて、歪みを
そのケーブル内部の光ファイバ心線２０によって高精度
に計測することができるようにする。 【解決手段】 歪みセンシング用ケーブル１０内の中心
位置に対してオフセットした位置に光ファイバ心線２０
を設け、この歪みセンシング用ケーブル１０の断面形状
を長円形状又は長方形状として、その断面短軸方向又は
短辺方向がオフセット方向となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物や船、飛行
機等の構造物や地面等の局所的な歪みの測定に利用され
る歪みセンシング用ケーブル及び歪み測定方法に関する
技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光ファイバケーブル内の光フ
ァイバ心線を用いて長手方向の歪みを計測（センシン
グ）することが検討されており、そのセンシング方式と
して、散乱光を利用するいくつかの方式が知られてお
り、例えば、レーリ散乱を利用するセンシング方式で
は、光ファイバ心線への応力印加状況による損失値から
歪みを検知するようにしている。しかし、この方式によ
る歪みの評価は定性的なものであり、定量的な評価をす
ることはできない。

【０００３】一方、例えばブリルアン散乱を利用するセ
ンシング方式では、光ファイバ心線の軸方向への印加応
力に対するブリルアンシフト量を測定することで定量的
に歪みを評価することができる。しかしながら、温度に
対する補正が必要であるとともに、評価用光源のパルス
幅に限界があるために距離分解能が制約されるという問
題がある。

【０００４】そこで、距離分解能を１ｍ以下となるよう
に高めて、微少区間の歪みを詳細にセンシングするため
に、例えば特開平１１−２１８４５０号公報に示される
ように、高強度ファイバグレーティングを内蔵した光フ
ァイバ心線を利用することが知られている。そして、こ
のような歪みセンシング用ファイバグレーティングとし
て要求される高強度特性は、被覆上照射技術及び長尺水
素充填技術により解決されている。また、この高強度フ
ァイバグレーティングを利用することによって、高速な
歪みの動的計測も可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光ファイバ
ケーブルを、微少区間内の歪み印加分布を計測する歪み
センシング用ケーブルとして利用するためには、歪みに
対してケーブル内の光ファイバ心線が感度よく応答する
構造が要求される。

【０００６】しかし、上記従来の光ファイバケーブルで
は、外部からの歪み印加によって光ファイバ心線が歪み
むのを極力緩和させる構造が主流であり、このためにケ
ーブルの中心位置に対して対称となる構造が採用されて
おり、例えば、ケーブルの中心位置を取り囲むように数
１０ｃｍ程度のピッチで螺旋状に撚られている。また、
この他、同様に光ファイバ心線の歪みを緩和させるため
に、ケーブルへの曲げ応力印加に対して、光ファイバ心
線がケーブル内でスムーズに移動できる構造とされてい
る。

【０００７】そのため、歪み印加状態において外部の歪
み印加状態とは異なる状況が光ファイバ心線側において
発生することとなり、光ファイバ心線によって高精度に
歪みを測定することができないという問題があった。

【０００８】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、歪みセンシング用ケ
ーブルの構造を改良することで、歪みをケーブル内部の
光ファイバ心線によって高精度に計測することができる
ようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、歪みセンシング用ケーブルについ
て、このケーブル内の中心位置に対してオフセットした
位置に光ファイバ心線を設け、そのオフセット方向の平
面に沿ってケーブル及び光ファイバ心線が優先的に曲が
るようにした。

【００１０】具体的には、請求項１の発明では、長尺弾
性体からなる歪み感知体と、上記歪み感知体内に埋設さ
れ、印加される軸線方向の伸縮歪みにより歪み感知体の
少なくとも曲げ方向の歪みを検知する光ファイバからな
る心線とを備える歪みセンシング用ケーブルであって、
上記歪み感知体は、その長さ方向と直交する方向の平面
において、互いに直交する２つの方向についての曲げ剛
性が異なっており、上記心線は、歪み感知体の中心位置
に対して上記曲げ剛性が小さくなる側にオフセットした
位置に歪み感知体の中心位置に沿って配設されているこ
とを特徴とする。

【００１１】歪み感知体が曲がった場合、この歪み感知
体内の各位置での軸線方向の歪みは、その軸線上の位置
よりも、軸線から上記曲げ方向に離れた位置の方が大き
くなるので、光ファイバ心線を歪み感知体の軸線から離
れたオフセット位置に配設すれば、歪みセンシングの検
知感度を向上させることができる。

【００１２】しかし、このとき、歪み感知体の曲げ方向
が不定であると、光ファイバ心線が検知する歪みの大き
さも異なってしまうので、歪み感知体の歪みの大きさに
対して光ファイバ心線の歪みの大きさが一義的対応せ
ず、歪みを正確に計測することができない。

【００１３】そこで、上記本発明の構成とすることによ
り、歪み感知体は外部から応力が加わると常に曲げ剛性
が小さくなる側に曲がるようになる。そして、光ファイ
バ心線はこの歪み感知体と一体となって曲がるので、光
ファイバ心線を歪み感知体の中心位置に配置した場合よ
りも光ファイバ心線の歪みを大きくすることができ、歪
み計測の高感度化を図ることができる。さらに、歪み感
知体の歪みの大きさに対する光ファイバ心線の歪みの大
きさが一義的に決まるので、歪みの定量的な計測を正確
に行うことが可能となる。

【００１４】請求項２の発明では、請求項１の歪みセン
シング用ケーブルにおいて、心線のオフセット側に対応
する歪み感知体表面に表示部を設ける。このことによ
り、心線のオフセット側をケーブルの外側から容易に判
別することができる。

【００１５】請求項３の発明では、請求項１又は２の歪
みセンシング用ケーブルにおいて、歪み感知体の断面形
状を長円とし、その断面長円形状の短軸方向に沿って心
線をオフセットして配置する。また、請求項４の発明で
は、同様に歪み感知体の断面形状を長方形状とし、その
断面長方形状の短辺方向に沿って心線をオフセットして
配置する。このことにより、歪み感知体の歪みの大きさ
に対する心線の歪みの大きさが一義的に決まるための好
適な歪み感知体の断面形状を得ることができる。

【００１６】請求項５の発明では、請求項２〜４のいず
れか１つの歪みセンシング用ケーブルにおいて、心線の
光ファイバは、高強度ファイバグレーティングを備え
る。このことにより、さらに高い精度で歪みが測定で
き、しかも多点計測を１本の光ファイバ心線によって実
現することができる。さらに、歪みを高速に計測するこ
とが可能となる。

【００１７】請求項６の発明では、請求項２〜５のいず
れか１つの歪みセンシング用ケーブルによって歪みを計
測する歪み計測方法であって、光ファイバ内のコアを導
波している散乱光、反射光及び透過光の少なくとも１つ
の変化量に基づいて歪みを計測することを特徴とする。

【００１８】このことにより、本発明の歪みセンシング
用ケーブルによる歪み計測方法を具体化することができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】（実施形態１）以下、本発明の実
施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態
にかかる歪みセンシング用ケーブル１０について、長さ
方向と垂直な断面を模式的に示しており、図２は、この
歪みセンシング用ケーブル１０の概略を示す斜視図であ
る。

【００２０】図１に示すように、歪みセンシング用ケー
ブル１０は、例えばポリエチレン等の長尺弾性体からな
る歪み感知体１５と、その内部にテンションメンバ１６
及び光ファイバ心線２０とを備えている。テンションメ
ンバ１６は、例えば鉄等からなり、ケーブル１０の長さ
方向の中心線に沿って歪み感知体１５内を縦貫してお
り、ケーブル１０の布設の際等の損傷から光ファイバ心
線を保護するようにしている。一方、光ファイバ心線２
０には、反射特性（または透過特性）の異なる複数種類
のファイバグレーティングが高強度に形成されている。

【００２１】次に、図３及び４を参照しながら、光ファ
イバ心線２０の詳細な説明をする。図３は、歪みセンシ
ング用ケーブル１０に含まれる光ファイバ心線２０の断
面を模式的に示している。また、図４は、光ファイバ心
線２０の光ファイバ素線部分を模式的に示しており、こ
の光ファイバ素線部分は、ファイバグレーティング２１
が書き込まれたコア２２と、コア２２の周りに形成され
たクラッド２３とから構成されている。

【００２２】光ファイバ心線２０のコア２２に書き込ま
れた（形成された）グレーティング２１は、軸方向に沿
ってコア２の屈折率が周期Λ（例えば０．３〜０．６μ
ｍ）で変化した短周期の屈折率変調構造を有している。
この周期Λとコア２１の平均屈折率とによって規定され
るブラッグ（Bragg）波長を持つ光がグレーティング２
１によって選択的に反射されることになる。なお、本願
明細書において、ブラッグ波長を「反射ピーク波長」と
呼ぶことがある。

【００２３】上述のようにブラッグ波長は周期Λに依存
して変化するため、熱または外力などによって光ファイ
バ心線２０に歪みが発生すると、その歪みが発生してい
る部分における周期Λが無歪み状態の値から変化（シフ
ト）することになる。この変化の大きさ（シフト量）
は、ブラッグ波長（反射ピーク波長）のシフト量として
光学的に観測できる。光ファイバ心線２０には、反射特
性の異なる複数種類のファイバグレーティング２１のそ
れぞれが軸方向に沿って離れた位置に形成されている。
従って、各ファイバグレーティング２１におけるシフト
量を観測することによって、各ファイバグレーティング
２１の位置における歪み量をモニターすることができ
る。すなわち、各ファイバグレーティングの物理的状態
の変化に起因して発生した反射ピーク波長のシフト量を
検出することによって、長いファイバ上に生じた複数箇
所における歪み等をセンシングすることが可能となる。
つまり、歪み感知体１５の少なくとも曲げ方向の歪み
を、光ファイバ心線２０の軸線方向の歪みにより検知す
ることができる。

【００２４】そして、本発明の特徴として、歪み感知体
１５は、その長さ方向（図１における紙面に直交する方
向）と直交する方向（同図における紙面と平行方向）の
うち、互いに直交する２つの方向についての曲げ剛性が
異なるようになされている。具体的には、同図に示すよ
うに、歪み感知体１５はその断面が楕円形状とされてお
り、互いに直交する短軸方向及び長軸方向のうち短軸方
向の曲げ剛性が長軸方向よりも低くなっている。尚、歪
み感知体１５の断面形状は楕円に限らず、その他長円形
状でもよい。

【００２５】そして、光ファイバ心線２０は、歪み感知
体１５の中心線に対して曲げ剛性が小さくなる側、すな
わち短軸方向にオフセットしてかつ歪み感知体１５の長
さ方向に沿って略平行に配設されており、歪み感知体１
５と一体に曲がる（歪みむ）ように固着されている。

【００２６】さらに、光ファイバ心線２０のオフセット
側に対応する歪み感知体１５の表面には、表示部として
の色帯１７が設けられている。この色帯１７は、光ファ
イバ心線２０の埋設位置に沿って塗料等により印付けら
れている。

【００２７】次に、図５を参照しながら、光ファイバ心
線２０を含む歪みセンシング用ケーブル１０を用いて歪
み分布（または応力分布）が測定できることの基本的原
理を説明する。

【００２８】歪みセンシング用ケーブル１０に含まれる
光ファイバ心線２０は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のフ
ァイバグレーティングＦＢＧ₁〜ＦＢＧ_nを有している。
この例では、光ファイバ心線２０は、カプラ３３を介し
て広帯域光源３１および分光器３２が結合されている。
広帯域光源３１、分光器３２およびカプラ３３は、光学
測定系４０を構成している。本実施形態では、上述した
ように広帯域光源３１として、例えばスーパールミネッ
センスダイオード光源（ＳＬＤ光源）を用いることがで
き、また、分光器３２として、例えば分解能が０．１ｎ
ｍ以下の赤外波長領域の分光器を用いることができる。

【００２９】まず、広帯域光源３１から出た広帯域光
（測定光）は、カプラ３３を経て光ファイバ心線２０に
入射する。この広帯域光は、まず、ファイバグレーティ
ングＦＢＧ１に入射する。入射した広帯域光のうち、フ
ァイバグレーティングＦＢＧ１の周期Λ１で決まる反射
ピーク波長λ１の光が選択的に左方へ反射される。波長
λ１の反射光はカプラ３３を介して分光器３２に入射す
る。光ファイバ心線２０の上方には透過光スペクトルが
模式的に示され、光ファイバ心線２０の下方には反射光
スペクトルが模式的に示されている。

【００３０】第１ファイバグレーティングＦＢＧ１に入
射した広帯域光のうち、ファイバグレーティングＦＢＧ
１で反射されなかった帯域成分は、次のファイバグレー
ティングＦＢＧ２に入射する。ここで同様に、第２ファ
イバグレーティングＦＢＧ２の周期Λ２で決まる反射ピ
ーク波長λ２の光が選択的に左方へ反射され、波長λ２
の反射光はカプラ３３を介して分光器３２に入射するこ
とになる。

【００３１】なお、図５に示す構成例では、ファイバグ
レーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧｎの反射ピーク波長λ１
〜λｎが、光ファイバ心線２０の入射端側から遠ざかる
につれて大きくなるようにファイバグレーティングＦＢ
Ｇ１〜ＦＢＧｎが作製されている。すなわち、λ１＜λ
２＜・・・λ_n-1＜λｎの関係が成立している。

【００３２】この例において、例えば、反射ピーク波長
λ３のファイバグレーティングＦＢＧ３に応力が付与さ
れた場合、この応力によってファイバに歪みが生じ、そ
の結果、ＦＢＧ３の反射ピーク波長は、λ３から（λ３
＋Δλ）に変化する。この波長シフト量Δλを計測する
ことによって、ＦＢＧ３の位置での歪み量をモニターす
ることができ、ＦＢＧ３の位置に付与された応力を測定
することが可能となる。ＦＢＧ３について説明したが、
ＦＢＧ１〜ＦＢＧｎについても同様に各位置の歪みや応
力を測定することができる。従って、距離分解能を上げ
るには、ファイバグレーティングの間隔ｄを小さくすれ
ばよく、測定点数を多くするには、光ファイバ心線２０
に形成するファイバグレーティング２１の数（設定波長
数）を多くすればよい。なお、波長シフト量と歪み（ま
たは応力）との関係は、事前に、その対応関係を測定
し、記録しておけばよい。

【００３３】この原理に基づいて光ファイバ心線２０内
のコア２２を導波している散乱光、反射光及び透過光の
少なくとも１つの変化量を少なくとも波長又は時間のい
ずれか一方との関係に基づいて歪みを計測する。

【００３４】次に、図６（ａ）および（ｂ）を参照しな
がら、本発明による歪みセンシング用ケーブルを用いて
歪み分布（又は応力分布）を検知する方法を説明する。

【００３５】この例では、上述の歪みセンシング用ケー
ブル１０が道路７２の中に埋設されており、このとき、
ケーブル１０表面の色帯１７が上向き（道路側向き）又
は下向きのどちらか一方となるように統一して埋設され
ている。そして、歪みセンシング用ケーブル１０の一方
の端部は監視装置７１に接続されている。監視装置７１
は、内部に図５の光学測定系４０と同様の構成を含んで
いる。歪みセンシング用ケーブル１０は多数のファイバ
グレーティングを内蔵しており、各ファイバグレーティ
ングの反射ピーク波長は少しずつ異なっている。

【００３６】図６（ａ）に示すように、自動車７３およ
び７４等が道路７２上に存在すると、その影響で歪みセ
ンシング用ケーブル１０の対応部分に歪みが発生する。
前述した原理に基づいて、監視装置７１は歪みセンシン
グ用ケーブル１０上の軸方向歪み分布を検知することが
できる。

【００３７】また、図６（ｂ）に示すように、歪みセン
シング用ケーブル１０を二次元的な広がりを持つ監視区
域内に蛇行して埋設することもでき、図６（ｂ）に示す
監視区域のどの部分にどの程度の歪みが発生しているか
を検出することが可能になる。

【００３８】そのとき、歪みセンシング用ケーブル１０
の曲げ剛性が小さい断面短軸方向を応力印加方向である
上下方向（鉛直方向）に合わせることによって、応力印
加方向と歪み感知体１５の曲げ方向とが一致する。そし
て、応力印加にともなって光ファイバ心線２０はこの歪
み感知体１５と一体となってその断面短軸方向に曲がっ
て歪みを生じて光学的に歪みが計測される。

【００３９】さらに、光ファイバ心線２０は、歪み感知
体１５の中心線から短軸方向にオフセットして設けられ
ているので、その中心線の位置にあるよりも歪みが大き
くなって、歪み計測の高感度化を図ることができる。そ
して、歪み感知体１５の歪みの大きさに対する光ファイ
バ心線２０の歪みの大きさが一義的に決まるようにする
ことができるので、歪みの定量的な計測を正確に行うこ
とが可能となる。

【００４０】また、歪みセンシング用ケーブル１０の道
路への埋設の際に色帯１７によって光ファイバ心線２０
のオフセット側を容易に判別することができる。

【００４１】そして、ファイバグレーティングを用いて
いるため高い精度で応力・歪みが測定でき、しかも、一
本のファイバを用いて多点計測が実現する。また、ファ
イバグレーティングは数十ｍｍ間隔で形成することが可
能であるため、位置についての高い分解能が得られる。
また、本実施形態にかかる歪みセンシング用ケーブル
は、反射特性の異なる複数種類のファイバグレーティン
グ２１を有する光ファイバ心線２０を有している。複数
種類のファイバグレーティング２１のそれぞれは近距離
間隔で配置することができるため、高い距離分解能を持
つ歪み測定が可能な歪みセンシング用ケーブルを提供す
ることができる。従って、従来の技術では計測できなか
った光ファイバ心線２０の局所的な最大歪みを測定する
ことができる。また、従来の技術と比較して、高精度の
測定精度（例えば、約０．００２％）で歪み量を測定す
ることができるという利点もある。さらに、各位置での
歪み量（または応力）を波長多重でリアルタイムにて測
定することができるため、比較的長い測定時間（５分以
上）を要していた従来の技術よりも好適である。また、
本実施形態の歪みセンシング用ケーブルでは、特殊かつ
高価な専用計測器を用いずに、簡便に歪み測定をするこ
とができるという利点もある。

【００４２】尚、本実施形態では、道路７２についての
説明をしたが、トンネルや橋における応力についても同
様に検出することができる。また、土砂崩れ等によって
光ファイバケーブルに応力や曲げが発生した場合でも、
土砂崩れが発生した箇所に行かなくとも遠隔から光ファ
イバケーブルの状態を観測することも可能である。

【００４３】そして、光ファイバ心線２０にファイバグ
レーティングを形成したものとしたが、ファイバグレー
ティングを形成しないものとして、この光ファイバ心線
内の散乱光を測定することによって歪みを測定するよう
にしてもよい。

【００４４】また、歪みは温度によっても変化するが、
事前に光ファイバ心線２０の反射ピークと温度との関係
を測定し、記録しておけば、温度補正が可能となる。

【００４５】そして、本実施形態に係る歪みセンシング
用ケーブルをドラム等に巻回して運搬するような場合
に、ケーブルをその断面長軸方向がドラムの半径方向に
沿うように配置して巻回することで、未使用状態で光フ
ァイバ心線に大きな応力が加わるのを防いで破損を防止
することができる。

【００４６】そして、光ファイバ心線２０に通信光を伝
播させて、光ファイバ心線２０を通信用光ファイバ心線
として使用することも可能である。この場合、通信光
と、通信光の通信波長帯とは異なる波長帯の計測光とを
カプラ（例えばＷＤＭカプラ）３３にて光ファイバ心線
２０に合波すれば、通信光による通信に影響を与えるこ
となく活線状態で光ファイバの歪み分布を計測すること
ができる。

【００４７】このように測定光と通信光とを伝播する光
ファイバ心線２０を用いると、歪み測定専用の光ファイ
バ心線を搭載することなく、歪みセンシング用ケーブル
１０に搭載する全ての光ファイバ心線を通信用に使用す
ることができる。光ファイバ心線２０において測定光に
よって影響を受けずに通信可能な通信光を伝播させる場
合、例えば、通信波長１．３１μｍ帯に対して計測光波
長が１．５５μｍ帯になるように、または通信波長１．
５５μｍ帯に対して計測光波長が１．６５μｍ帯になる
ように設計したファイバグレーティング２１を形成すれ
ばよい。 （実施形態２）図７は、本発明の実施形態２を示し
（尚、以下の各実施形態では、図２と同じ部分について
は同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、実施
形態１の歪みセンシング用ケーブルに対してテンション
メンバの本数を増やして２本としたものである。

【００４８】すなわち、これらテンションメンバは、歪
み感知体１５の楕円形状の断面における長軸上に位置
し、互いに短軸に関して対称となる点をそれぞれ通り、
かつケーブル１０の長さ方向と平行となるようにして配
設されている。このことにより、ケーブル１０の曲げ剛
性を大きくして、光ファイバ心線２０にかかる歪みが大
きくなりすぎないように調節することができる。 （実施形態３）図８は、本発明の実施形態３を示し、実
施形態２の歪みセンシング用ケーブルに対して光ファイ
バ心線の態様を変更して、テープ状の光ファイバ心線
（テープ型心線）５０としたものである。

【００４９】すなわち、図９に拡大して示すように、テ
ープ型心線は４本の光ファイバ素線がその中心線が直線
上に並列して設けられており、その周りをテープ被覆５
２によって覆われている。これら４本の光ファイバ心線
は、歪み計測用光ファイバ心線２０と、その他通信等を
用途とする光ファイバ心線３０とを有している。本実施
形態では、計測用心線２０には、上記各実施形態と同様
にファイバグレーティングが形成されている。

【００５０】尚、本実施形態ではテープ型心線として４
芯のものとしたが、これに限らず、その他の芯数として
もよい。 （実施形態４）図１０は、本発明の実施形態４を示し、
実施形態１の歪みセンシング用ケーブルに対して、その
断面形状を変更して長方形としたものである。

【００５１】すなわち、断面形状の偏平方向と光ファイ
バ心線２０のオフセット方向との関係は実施形態１と同
じであり、このことによっても、実施形態１と同様の効
果を得ることができる。 （実施形態５）図１１は、本発明の実施形態５を示し、
実施形態２の歪みセンシング用ケーブルに対して、表示
部として色帯１７の代わりに鋭角状の切り込み１８を設
けるようにしたものである。このことによっても、上記
各実施形態と同様に光ファイバ心線のオフセット側を表
示することができる。尚、切り込みの形状は、同図に示
すような鋭角状に限らず他の形状であってもよい。

【００５２】

【実施例】次に、具体的に実施した実施例について説明
する。ファイバグレーティングを有する光ファイバ心線
を備える断面楕円形状の歪みセンシング用ケーブルによ
って、歪みのセンシングを実施した。

【００５３】この歪みセンシング用ケーブルには、５０
ｃｍ区間に１０ポイントのファイバグレーティングが施
されており、この歪みセンシング用ケーブルの短外径
（短軸方向直径）を１０ｍｍφに設定し、さらにケーブ
ルの中心位置から光ファイバ心線中央位置の距離を２．
５ｍｍに設定した。そして、このケーブルに対して、５
５０ｍｍφ（ケーブル表面歪み１．８％）の屈曲を印加
した。

【００５４】その結果、該当５０ｃｍ区間において、最
大１．１％、最小０．８％、平均０．９％の歪みが検出
可能であることが判明した。そして、このファイバグレ
ーティング付ファイバ心線の歪み計測結果よりケーブル
表面歪みは２．２〜１．６％であると考えられる。

【００５５】また、本構造では、ファイバグレーティン
グ部分の歪み印加が５％程度可能であることから、ケー
ブル表面歪みは最大１０％程度の評価が可能となる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明
は、長尺弾性体からなる歪み感知体と、歪み感知体内に
埋設され、印加される軸線方向の伸縮歪みにより歪み感
知体の少なくとも曲げ方向の歪みを検知する光ファイバ
からなる心線とを備える歪みセンシング用ケーブルが対
象であり、歪み感知体は、その長さ方向と直交する方向
の平面において、互いに直交する２つの方向についての
曲げ剛性が異なっており、心線は、歪み感知体の中心位
置に対して上記曲げ剛性が小さくなる側にオフセットし
た位置に歪み感知体の中心位置に沿って配設されるよう
にすることにより、光ファイバ心線は歪み感知体の中心
線の位置にあるよりも歪みを大きくすることができ、歪
み計測の高感度化を図ることができる。さらに、歪みの
定量的な計測を正確に行うことが可能となる。

【００５７】請求項２の発明によると、心線のオフセッ
ト側に対応する歪み感知体表面に表示部を設けることに
より、心線のオフセット側を容易に判別することができ
る。

【００５８】請求項３の発明によると、歪み感知体の断
面形状を長円とし、その断面長円形状の短軸方向に沿っ
て心線をオフセットして配置し、また請求項４の発明に
よると、同様に歪み感知体の断面形状を長方形状とし、
その断面長方形状の短辺方向に沿って心線をオフセット
して配置することにより、歪み感知体の歪みの大きさに
対する光ファイバ心線の歪みの大きさが一義的に決まる
ための好適な断面形状を得ることができる。

【００５９】請求項５の発明によると、心線の光ファイ
バが、高強度ファイバグレーティングを備えるようにし
たことにより、さらに高い精度で歪みが測定でき、しか
も多点計測を１本の光ファイバ心線によって実現するこ
とができる。さらに、歪みを高速に計測することが可能
となる。

【００６０】請求項６の発明によると、上記請求項２〜
５のいずれか１つの歪みセンシング用ケーブルによって
歪みを計測する歪み計測方法として、光ファイバ内のコ
アを導波している散乱光、反射光及び透過光の少なくと
も１つの変化量に基づいて歪みを計測するようにするこ
とにより、本発明の歪みセンシング用ケーブルによる歪
み計測方法を具体化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態１に係る歪みセンシング用ケーブル
を模式的に示す断面図である。

【図２】本実施形態１に係る歪みセンシング用ケーブル
を模式的に示す斜視図である。

【図３】歪みセンシング用ケーブルに収納された光ファ
イバ心線を示す断面図である。

【図４】ファイバグレーティングが形成された光ファイ
バ心線を模式的に示す図である。

【図５】本実施形態に係る歪み量測定方法を説明するた
めの構成図である。

【図６】歪みセンシング用ケーブルを道路内に埋設した
例、及び２次元的な計測を行う場合の埋設例を示す図で
ある。

【図７】本実施形態２に係る歪みセンシング用ケーブル
を模式的に示す斜視図である。

【図８】本実施形態３に係る歪みセンシング用ケーブル
を模式的に示す斜視図である。

【図９】テープ型心線を模式的に示す断面図である。

【図１０】本実施形態４に係る歪みセンシング用ケーブ
ルを模式的に示す斜視図である。

【図１１】本実施形態５に係る歪みセンシング用ケーブ
ルを模式的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 歪みセンシング用ケーブル １５ 歪み感知体 １７ 色帯（表示部） １８ 切り込み（表示部） ２０ 光ファイバ心線（心線） ２１ ファイバグレーティング ２２ コア ５０ テープ型心線（心線）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺弾性体からなる歪み感知体と、 上記歪み感知体内に埋設され、印加される軸線方向の伸
   縮歪みにより歪み感知体の少なくとも曲げ方向の歪みを
   検知する光ファイバからなる心線とを備える歪みセンシ
   ング用ケーブルであって、 上記歪み感知体は、その長さ方向と直交する方向の平面
   において、互いに直交する２つの方向についての曲げ剛
   性が異なっており、 上記心線は、歪み感知体の中心位置に対して上記曲げ剛
   性が小さくなる側にオフセットした位置に歪み感知体の
   中心位置に沿って配設されていることを特徴とする歪み
   センシング用ケーブル。
2. 【請求項２】 請求項１の歪みセンシング用ケーブルに
   おいて、 心線のオフセット側に対応する歪み感知体表面に表示部
   が設けられていることを特徴とする歪みセンシング用ケ
   ーブル。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の歪みセンシング用ケー
   ブルにおいて、 歪み感知体の断面形状は長円形状で、該断面長円形状の
   短軸方向に沿って心線がオフセットして配置されている
   ことを特徴とする歪みセンシング用ケーブル。
4. 【請求項４】 請求項１又は２の歪みセンシング用ケー
   ブルにおいて、 歪み感知体の断面形状は長方形状で、該断面長方形状の
   短辺方向に沿って心線がオフセットして配置されている
   ことを特徴とする歪みセンシング用ケーブル。
5. 【請求項５】 請求項２〜４のいずれか１つの歪みセン
   シング用ケーブルにおいて、 心線の光ファイバは、高強度ファイバグレーティングを
   備えることを特徴とする歪みセンシング用ケーブル。
6. 【請求項６】 請求項２〜５のいずれか１つの歪みセン
   シング用ケーブルによって歪みを計測する歪み計測方法
   であって、 光ファイバ内のコアを導波している散乱光、反射光及び
   透過光の少なくとも１つの変化量に基づいて歪みを計測
   することを特徴とする歪み計測方法。