JP2002081919A - 構造物の変形量測定装置 - Google Patents
構造物の変形量測定装置Info
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Abstract
っても、感度低下部分を生じないようにすることを目的
とするものである。 【解決手段】 光ファイバー11の伸張による歪みに基
づいて構造物の変形量を測定する構造物の変形量測定装
置において、前記光ファイバー11を一定間隔で少なく
とも1回以上巻回してループCを形成し、湾曲部Aを重
ね合わせて前記ループCを測定方向に沿って連続体とし
たので、ループCの湾曲部の計測感度に係わらず、重な
り合ったループCの直線部は計測感度が良好であるた
め、ループCの直線部により感度良く計測することがで
きる。
Description
定装置に関する。例えば、土木建築物や火力・原子力プ
ラント等の構造物の健全性を評価する評価システムに関
わり、特に構造物の歪み等の変形量を光ファイバーの伸
張により測定するものである。
を図5及び図6に示す。この例は、トンネル1の内壁2
の変形量を測定する装置である。図5に示すように、ト
ンネル1の内壁2には、光ファイバーセンサ10が接着
剤等により貼り付けられている。
すように、幅Wの薄板12に光ファイバー11を一定間
隔Lで複数巻回することによりループCを形成し、これ
らのループCを薄板12の長手方向にそって配列したも
のである。ループCは、薄板12の長手方向に沿って往
復する直線部と、この直線部に少なくとも一定以上の曲
率半径で湾曲させた湾曲部Aをつなげるように、光ファ
イバー11を巻回したものであり、隣接するループCと
の間も光ファイバー11でつなげられている。
ファイバー歪分布計測器4が接続されている。この光フ
ァイバー歪分布計測器4は、光ファイバー11内にレー
ザパルス光を照射し、光ファイバー11の伸縮によりブ
リルアン散乱光の周波数がシフトすることを利用してト
ンネル内壁2の伸縮量を求め、かつ、レーザパルス光を
照射して後方散乱光が戻ってくるまでの時間からその位
置を測定する機能を有している。
り伸縮すると、これに応じて光ファイバー11が伸縮
し、光ファイバー歪分布計測器4は、光ファイバー11
内にレーザパルス光を照射し、光ファイバー11の伸縮
によりブリルアン散乱光の周波数がシフトすることを利
用してトンネル内壁2の伸縮量を求め、かつレーザパル
ス光を照射して後方散乱光が戻ってくるまでの時間から
その位置を測定する。ここで、各ループCは、光ファイ
バー11を薄板12上で数回巻回しているため、光ファ
イバー11を薄板12の長手方向に沿って単に直線的に
敷設した場合に比較して、巻回する長さに応じて、計測
感度が向上する利点がある。
は、光ファイバ11を巻回してなるループCを計測方向
にそって配置しているため、図7に示すように測定方向
に沿うループCの直線部では計測感度が向上する利点が
ある。しかし、光ファイバー11は屈曲による破断や減
衰増加を防止するため、少なくとも一定以上の曲率半径
としなければならず、図7に示すように、ループCの湾
曲部Aにおいては、計測感度が悪くなるという不具合が
あった。
曲部Aの介在により、計測感度の良いループCの直線部
が不連続となっていたため、例えば、上記ひび割れ5が
ループCの湾曲部Aに位置すると、トンネル内壁2の伸
縮量を正確に求めることができないおそれがあった。本
発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、光
ファイバーをループ状に巻回した場合であっても、感度
低下部分を生じないようにすることを目的とするもので
ある。
発明の請求項1に係る構造物の変形量測定装置は、光フ
ァイバーの伸張による歪みに基づいて構造物の変形量を
測定する構造物の変形量測定装置において、前記光ファ
イバーを一定間隔で少なくとも1回以上巻回してループ
を形成し、湾曲部を重ね合わせて前記ループを測定方向
に沿って連続体としたことを特徴とする。
る構造物の変形量測定装置は、請求項1において、前記
ループは測定方向に対して横方向にも重ね合わされるこ
とを特徴とする。
る構造物の変形量測定装置は、請求項1又は2におい
て、前記ループは湾曲部の間に位置する直線部のみ前記
構造物に対して接着されることを特徴とする。
る構造物の変形量測定装置は、請求項3において、前記
湾曲部における前記光ファイバーの間に保護具を介在さ
せることを特徴とする請求項3記載の構造物の変形量測
定装置。
る構造物の変形量測定装置は、請求項1,2,3又は4
において、前記ループは前記光ファイバを横に並べて複
数巻回されると共に各ループの左右の湾曲部の曲率半径
が異なり、且つ、異なる曲率半径を持つ湾曲部が相互に
重ね合わされることを特徴とする。
物の変形量測定装置を図1に示す。本実施例は、前述し
た従来技術と同様に、トンネルの内壁の変形量を測定す
る装置に適用したものである。ここで、本実施例におい
ては、光ファイバー11を一定間隔で少なくとも1回以
上巻回してループCを形成し、湾曲部Aを重ね合わせて
ループCを測定方向(図1中の左右方向)に沿って連続
体としたものである。
くとも一定以上の曲率半径で湾曲させた湾曲部Aをつな
げるよう光ファイバー11を巻回してなるものであり、
更に、隣接するループCとの間に重ね合わせ部Bが設け
られている。従って、ループCの湾曲部Aを測定方向に
沿って重ね合せて重ね合わせ部Bを設けた結果、ループ
Cが測定方向に沿った連続体となるため、ループCの湾
曲部Aに関係なく、ループCの直線部において歪を計測
することができ、全ての範囲について計測感度が良好と
なる。
感度に係わらず、重なり合ったループCの直線部は計測
感度が良好であるため、ループCの直線部により感度良
く計測することができるのである。尚、重ね合わせ部B
においては、ループCの湾曲部Aのみが重ね合わされば
良く、必ずしも直線部が重なりあう必要はない。特に、
光ファイバ11の敷設長さを削減するためには、重ね合
わせ部Bにおいて、直線部の重ね合わせは短いほうが望
ましい。
量測定装置を図2に示す。本実施例では、光ファイバー
11を一定間隔で少なくとも1回以上巻回してループC
を形成し、湾曲部Aを重ね合わせてループCを測定方向
に沿って連続体とし、更に、ループCを測定方向に対し
て横方向(図2中における上下方向)にも重ね合わさせ
たものである。
その横方向にも重ね合わせて重ね合わせ部Bを設けた結
果、ループCの直線部を測定方向に沿って多数配列させ
たものである。従って、本実施例においても、全ての範
囲について計測感度が良好となるという前述した実施例
と同様な効果を奏する他、更に、ループCの重ね合わせ
部Bを測定方向に対して横方向にも設けるため、測定方
向に対して横方向の歪分布も測定可能となる利点があ
る。
みならず、計測方向に対して横方向の歪分布の測定可能
となり、このことは、測定対象物の全面に渡る歪分布の
測定が可能となることを意味する。尚、図2に示すよう
に、ループCの測定方向の重ね合わせ部Bと測定方向に
対して横方向の重ね合わせ部Bとが相互に重ね合わされ
ていても何ら差し障りはない。
量測定装置を図3に示す。本実施例は、光ファイバ11
を複数巻回してループCを形成する場合での改良に関す
る。即ち、ループCが光ファイバ11を複数巻回して構
成される場合、敷設幅を狭くすることが望ましいが、光
ファイバ11を上下に重ねて敷設することは極めて困難
である。特に、複数の光ファイバ11の湾曲部を重ね合
わせる場合には、その傾向が顕著になる。
に、光ファイバ11を横に並べて複数巻回してループC
を構成すると共に各ループCの左右の湾曲部の曲率半径
R1,R2(R2=R1+α)を異ならせ、異なる曲率
半径の湾曲部を相互に重ね合わせて重ね合わせ部Bとし
たものである。このようにすれば、ループCの幅の増加
を抑えることができ、光ファイバ11の重なり部分を一
部に限定することができるため、耐久性向上、敷設作業
の簡素化にも寄与する。
は、特に限定するものではないが、一般的には、10m
m程度の差を設けると良い。また、図3では、ループC
は光ファイバ11を三重に巻回して構成されていたが、
2回以上巻回される場合であれば、上述した有効な効果
を奏するものである。
量測定装置を図4に示す。本実施例は、ループCの重ね
合わせ部Bにおける改良である。即ち、光ファイバ11
は、計測対象となる構造体の変形に追従して伸縮しなけ
れば、歪を計測できないため、光ファイバは構造体に対
して接着されるものとされていた。
置する場合、光ファイバ自身が屈曲に弱いため、土中に
埋設する場合など光ファイバに外力が加わると、破断や
減衰の増加という問題や耐久性での問題を生じる。そこ
で、本実施例では、重なり合ったループCの湾曲部にお
いては、光ファイバ11を構造体に接着することなくフ
リーとしたものである。つまり、ループCの直線部のみ
を構造体に接着したのである。また、各光ファイバ11
間で外力が作用しないように、光ファイバ11間にスペ
ーサ等の保護具20を介在させたのである。
ープCの湾曲部での光ファイバ11の接着を不要とでき
るため取付け作業が簡素化し、更に、各光ファイバ11
間に介在する保護具により耐久性等の向上が図れるとい
う利点がある。また、本実施例でも、上述した実施例の
ようにループCの湾曲部を重ね合わせて連続体とするた
め、感度低下を防止できるという前述した実施例と同様
な効果を奏する。
変形量を測定する装置に適用したものであったが、例え
ば、土木建築物や火力・原子力プラント等の構造物の健
全性を評価する評価システム、特に構造物の歪み等の変
形量を光ファイバーの伸張により測定する装置に本発明
は広く適用できるものである。
たように、本発明の請求項1に係る構造物の変形量測定
装置は、光ファイバーの伸張による歪みに基づいて構造
物の変形量を測定する構造物の変形量測定装置におい
て、前記光ファイバーを一定間隔で少なくとも1回以上
巻回してループを形成し、湾曲部を重ね合わせて前記ル
ープを測定方向に沿って連続体としたので、ループの湾
曲部の計測感度に係わらず、重なり合ったループの直線
部は計測感度が良好であるため、ループの直線部により
感度良く計測することができるのである。
形量測定装置は、請求項1において、前記ループは測定
方向に対して横方向にも重ね合わされるため、請求項1
と同様な効果を奏する他、ループの重ね合わせ部を測定
方向に対して横方向にも設けるため、測定方向に対して
横方向の歪分布も測定可能となる利点がある。
形量測定装置は、請求項1又は2において、前記ループ
は湾曲部の間に位置する直線部のみ前記構造物に対して
接着されるため、重ね合わされたループの湾曲部での光
ファイバの接着を不要とできるため取付け作業が簡素化
するという効果を奏する。
形量測定装置は、請求項3において、前記湾曲部におけ
る前記光ファイバーの間に保護具を介在させるため、光
ファイバ間に介在する保護具により耐久性等の向上が図
れるという利点がある。
形量測定装置は、請求項1,2,3又は4において、前
記ループは前記光ファイバを横に並べて複数巻回される
と共に各ループの左右の湾曲部の曲率半径が異なり、且
つ、異なる曲率半径を持つ湾曲部が相互に重ね合わささ
れるため、光ファイバの重なり部分を一部に限定するこ
とができるため、耐久性向上、敷設作業の簡素化にも寄
与する。
定装置の配置図である。
定装置の配置図である。
定装置の配置図である。
定装置の配置図である。
図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 光ファイバーの伸張による歪みに基づい
て構造物の変形量を測定する構造物の変形量測定装置に
おいて、前記光ファイバーを一定間隔で少なくとも1回
以上巻回してループを形成し、湾曲部を重ね合わせて前
記ループを測定方向に沿って連続体としたことを特徴と
する構造物の変形量測定装置。 - 【請求項2】 前記ループは測定方向に対して横方向に
も重ね合わされることを特徴とする請求項1記載の構造
物の変形量測定装置。 - 【請求項3】 前記ループは湾曲部の間に位置する直線
部のみ前記構造物に対して接着されることを特徴とする
請求項1又は2記載の構造物の変形量測定装置。 - 【請求項4】 前記湾曲部における前記光ファイバーの
間に保護具を介在させることを特徴とする請求項3記載
の構造物の変形量測定装置。 - 【請求項5】 前記ループは前記光ファイバを横に並べ
て複数巻回されると共に各ループの左右の湾曲部の曲率
半径が異なり、且つ、異なる曲率半径を持つ湾曲部が相
互に重ね合わされることを特徴とする請求項1,2,3
又は4記載の構造物の変形量測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000274312A JP3702160B2 (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | 構造物の変形量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000274312A JP3702160B2 (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | 構造物の変形量測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002081919A true JP2002081919A (ja) | 2002-03-22 |
JP3702160B2 JP3702160B2 (ja) | 2005-10-05 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3702160B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007178349A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Hitachi Cable Ltd | 光学式センサ及び光学式温度測定装置並びに光学式センサを用いた測定方法 |
-
2000
- 2000-09-11 JP JP2000274312A patent/JP3702160B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007178349A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Hitachi Cable Ltd | 光学式センサ及び光学式温度測定装置並びに光学式センサを用いた測定方法 |
JP4706475B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2011-06-22 | 日立電線株式会社 | 光学式センサを用いた測定方法 |
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---|---|
JP3702160B2 (ja) | 2005-10-05 |
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