JP2002202163A - 流速の計測方法および流速計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体の流速を確実に計測する。 【解決手段】 光ファイバ９を水中に浸漬し、上流側の
第１の部位Ｂ1 をファイバ固定部材７に設けた固定用パ
イプ１３に挿通して接着剤で固定する。下流側の第２の
部位Ｂ2 を受圧板８に設けた固定用パイプ１５に同じく
挿通して接着剤で固定し、両パイプ１３，１５間のファ
イバ部分を歪み発生部９ａとする。水２の流れにより受
圧板８が力を受けると、歪み発生部９ａに張力が加わ
り、歪みが発生する。この歪みは水２の流速に比例する
ため、この歪みを光ファイバ歪み計測装置１０によって
検出することにより、水２の流速が計測される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流速の計測方法お
よび流速計に関し、特に流体中に浸漬した物体が流体か
ら受ける力の変化を光ファイバの歪みの変化として検出
することにより、流体の速度を計測する方法および流速
計に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体の流速を計測する流速計としては、
従来から種々の測定原理を用いたものが提案されてい
る。例えば、レーザー流速計（特開２０００−０４６８
５５号）、超音波流速計（特開平１１−３２５９９３
号）、熱線流速計（特開２０００−０１９１９４号）等
が知られている。このうち、本発明は、流体８（主とし
て液体）の流れの力から流速を計測する流速計を提供す
るものである。

【０００３】流体の流れの力を計測する方法としては、
種々の原理を用いたものが提案されているが、最も単純
なものとしては紐の一端を固定し、他端に受圧板を取付
け、この受圧板を流体中に浸漬したとき受圧板が受ける
力をロードセルで計測する方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロード
セルを用いた従来の流速計は、配線したり、配線が流体
とショートしないようにシールしたりする必要があり、
さらには測定した信号が外部の電気ノイズにより影響を
受けないようにシールドする必要があった。このような
問題は、熱線流速計等の他の電気的センサを用いた流速
計全般にわたって共通した課題とされる。

【０００５】そこで、本発明者らは流体中に浸漬した物
体が流体から受ける力の変化に着目して種々の検討を重
ねて実験を行ったところ、物体が流体から受ける力の変
化を光ファイバの歪みの変化として検知することによ
り、流体の流速を計測することができることを見出し
た。光ファイバの歪み検出は、従来から一般に市販され
ている光ファイバ歪み計測装置を用いることにより容易
に測定することができる。この種の光ファイバ歪み計測
装置は、光ファイバの歪みを光学的に検出するものであ
るため、光ファイバ自体には配線を施す必要が全くな
く、導電性を有する流体にそのまま浸漬することがで
き、取り扱いが容易であるという利点がある。

【０００６】本発明は、上記した従来の問題と実験結果
に基づいてなされたもので、その目的とするところは、
流体中に浸漬した物体が流体から受ける力の変化を光フ
ァイバの歪みの変化として検出することにより、流体の
流速を計測するようにした流速の計測方法および流速計
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明に係る流体の流速計測方法は、一端が光
ファイバ歪み計測装置に接続された光ファイバを流体中
に浸漬し、この光ファイバの流体中に浸漬されているフ
ァイバ部分の第１の部位を流体の流れに対して静止して
いるファイバ固定部材に固定し、前記第１の部位より下
流側に位置する第２の部位に受圧部材を取付け、前記光
ファイバ歪み計測装置により前記受圧部材が前記流体に
より受ける力の大きさの変化を、前記光ファイバの前記
ファイバ固定部材と受圧部材が取付けられている部分間
に発生する歪みの変化として検出することにより、流体
の流速を計測するものである。

【０００８】第２の発明に係る流速計は、流体中に浸漬
される光ファイバと、この光ファイバの流体中に浸漬さ
れているファイバ部分の第１の部位が固定される流体の
流れに対して固定するファイバ固定部材と、前記ファイ
バ部分の前記第１の部位より下流側に位置する第２の部
位に取付けられた受圧部材と、前記光ファイバの一端が
接続された光ファイバ歪み計測装置とを備え、この光フ
ァイバ歪み計測装置により前記受圧部材が前記流体によ
り受ける力の大きさの変化を、前記光ファイバの前記フ
ァイバ固定部材と受圧部材が取付けられている部分間に
発生する歪みの変化として検出することにより、流体の
流速を計測するものである。

【０００９】第３の発明に係る流速計は前記第２の発明
において、支持部材によって受圧部材を流体の流れ方向
に移動可能に支持したものである。

【００１０】第４の発明に係る流速計は前記第２の発明
において、光ファイバの流体中に浸漬されているファイ
バ部分で少なくともファイバ固定部材から受圧部材まで
の間の部分（受圧部材を除く）を保護パイプによって保
護したものである。

【００１１】第５の発明に係る流速計は前記第２、第３
または第４の発明において、光ファイバの流体中に浸漬
されているファイバ部分を流体の流れ方向に長く延在さ
せ、このファイバ部分に複数個のファイバ固定部材と受
圧部材を交互に設けたものである。

【００１２】第６の発明に係る流速計は前記第２、第３
または第４の発明において、光ファイバの流体中に浸漬
されているファイバ部分を流体の流れ方向と直交する方
向または流体の深さ方向に蛇行させることにより流体の
流れ方向と平行な複数の直線部を設け、これらの直線部
の上流側端部をファイバ固定部材にそれぞれ固定し、下
流側端部に受圧部材をそれぞれ設けたものである。

【００１３】第１、第２の本発明において、流体の流速
が変化すると、受圧部材が流体から受ける力の大きさも
変化する。光ファイバには受圧部材が固定されているた
め、この受圧部材が流体によって外力を受けると、光フ
ァイバに歪みが発生する。この歪みは受圧部材の受ける
力の大きさによって変化する。すなわち、流速が大きく
なれば受圧部材の受ける力が大きくなるため、それに伴
って光ファイバに生じる歪みも大きくなる。一方、流速
が減少すると受圧部材の受ける力が減少するため、それ
に伴って光ファイバに生じる歪みも減少する。したがっ
て、予め流速と光ファイバの歪みとの相関を求めておけ
ば、光ファイバ歪み計測装置で光ファイバに生じる歪み
の変化を検出すれば、流速と光ファイバの歪みとの相関
から流速を計測することができる。

【００１４】第３の発明において、支持部材は受圧部材
を流体の流れ方向に移動可能に支持し、流体の流れ方向
と直交する方向への移動を規制、阻止する。

【００１５】第４の発明において、保護パイプは、光フ
ァイバの流体中に浸漬されているファイバ部分で少なく
ともファイバ固定部材から受圧部材までの間の部分（受
圧部材を除く）を保護することにより、異物等が光ファ
イバに当たったり、付着したりするのを防止する。

【００１６】第５、第６の発明において、複数のファイ
バ固定部材と受圧部材は、光ファイバの流体中に浸漬さ
れているファイバ部分を複数の歪み発生部に仕切ってい
るので、各歪み発生部における歪みを検出することによ
り、１つの装置で複数の異なった測定位置の流速を同時
に計測することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る流
速計の第１の実施の形態を示す図、図２は図１のII−II
線拡大断面図、図３は図１のIII −III 線拡大断面図で
ある。これらの図において、符号１で示すものは河川、
２は河川１を流れる水、３は河川１に構築された静止構
造物（例えば橋桁）、４，５は水２の流れ方向（矢印Ａ
方向）に離間して河川１に構築された支柱、６は支柱
４，５間に差し渡された水２の流れ方向に長いバー（支
持部材）で、このバー６の上流側にはファイバ固定部材
７が固定され、下流側には受圧板（受圧部材）８が移動
自在に嵌装されている。９は光ファイバ、１０は光ファ
イバ９の歪みを検出する光ファイバ歪み計測装置（以
下、Ｂ−ＯＴＤＲと称する：Brillouin-Optical Time D
omain Reflectometer ）で、これらと前記ファイバ固定
部材７および受圧板８とで流速計１１を構成している。

【００１８】前記ファイバ固定部材７は、直方体のブロ
ック状に形成され、前記バー６が貫通する穴１２を有
し、この穴１２から離れた適宜箇所にはファイバ固定用
パイプ１３が貫通して取付けられている。そして、ファ
イバ固定部材７は、バー６に対して止めねじ等の適宜な
固定手段によって固定されている。なお、ファイバ固定
部材７は円柱のブロック状のものでもよい。

【００１９】前記受圧板８は、円盤状に形成されて中心
に前記バー６が遊嵌状態で貫通する中心孔１４を有し、
また中心から離間した位置にはファイバ固定用パイプ１
５が貫通して取付けられている。このファイバ固定用パ
イプ１５は、好ましくは上流側のファイバ固定用パイプ
１３と略正対する位置、言い換えれば軸線がファイバ固
定用パイプ１３の軸線と略一致するように取付けられて
いる。また、受圧板８は、光ファイバ９の捩れを防止す
るためにバー６に対してその軸線方向にのみ移動可能に
装着され、回転が防止されている。受圧板８の材質とし
ては、プラスチック、金属、木材等どのような材質のも
のであってもよい。また、本実施の形態においては、受
圧部材として円盤状の受圧板８を用いたが、特に円盤状
に限定されるものではなく、例えばブロック状のもの、
中空の殻構造体からなるもの等種々の形状のものを使用
することが可能である。

【００２０】前記光ファイバ９は、前記水２の中に浸漬
されており、上流側端部が水面から引き出されて前記Ｂ
−ＯＴＤＲ１０に接続され、水中に浸漬されているファ
イバ部分の上流側と下流側の２箇所（第１、第２の部
位）Ｂ1 ，Ｂ2 が前記各ファイバ固定用パイプ１３，１
５に挿通され、かつ接着剤１６等によりそれぞれ固定さ
れている。ファイバ固定部材７と受圧板８間（厳密には
２つのファイバ固定用パイプ１３，１５間）のファイバ
部分９ａは、歪み発生部を形成している。すなわち、受
圧板８が水２の力を受けて水２の流れ方向に移動する
と、前記ファイバ部分９ａに張力が加わるため歪みが発
生し、この歪みが前記光ファイバ歪み計測装置１０によ
って検出される。光ファイバ９の末端（下流側端）９ｂ
は、シリコーンオイルの塗布によって反射防止処理が施
されている。

【００２１】光ファイバ９としては単線であってもよい
が、水２の流れにより大きな張力が加わったときに断線
するおそれがあるため、光ファイバテープ、光ファイバ
コード、その他光ファイバ９を保護、補強するものと一
体に用いられるものであることが好ましい。

【００２２】前記Ｂ−ＯＴＤＲ１０は、光ファイバ中の
自然ブリリアン散乱光や後方レーリー散乱光またはブリ
リアン増幅光等を検出して解析することにより、光ファ
イバの長手方向の歪みの分布や損失分布を測定する装置
で、前記静止構造物３上に設置されている。

【００２３】図４にＢ−ＯＴＤＲ１０の基本構成を示
す。ブリリアン散乱光は、光が媒質（光ファイバ）中を
通過するときに生じる散乱光の１つであり、入射光に対
して光ファイバの媒質に固有の周波数だけシフトして散
乱され、さらに歪みや温度変化があるときは、そのシフ
ト量は、光ファイバの歪みや温度に比例して変化する。
したがって、ブリリアン周波数シフトの変化量を求める
ことにより、光ファイバに加わった歪みを長さ方向に沿
って連続的に測定することができる。温度による周波数
シフトの変化量は、歪みによる変化量に比べてきわめて
少ない（０．００２％／°Ｃ）ため、歪みによるブリリ
アン周波数シフトの変化量を測定する上で温度変化が小
さい場合（５°Ｃ程度）には、温度の影響を無視するこ
とができる。

【００２４】測定に際しては、先ずコヒーレント光源３
０から出射されたスペクトル線幅が狭い連続光を光方向
性結合器３１によって信号光３２と参照光３３に分岐
し、信号光３２を光周波数変換器３４によってその光周
波数を時系列で段階的に変化させるとともに、２μｓｅ
ｃ程度の時間幅を有する光パルス列に変換（光周波数変
換）し、さらに光パルス変調器３５によって時間幅が１
０ｎｓｅｃ〜１μｓｅｃ程度の光パルス３６に変換した
後、光方向結合器３７を経て光ファイバ９に入射させ
る。光パルス３６が光ファイバ９に入射すると、光ファ
イバ９中でレーリー散乱やブリリアン散乱が起き、後方
散乱光３８が生じる。この後方散乱光３８は光方向結合
器３７を通りコヒーレント光受信器３９に入射する。ま
た、前記参照光３３もコヒーレント光受信器３９に入射
し、これら両光を信号処理することにより光ファイバ９
の歪み変化を検出する。

【００２５】この場合、ブリリアン散乱の後方散乱光３
８の強度は、レーリー散乱光強度の約１００分の１と微
弱であるが、コヒーレント検波技術、光周波数変換技術
を採用することにより、光ファイバ９中のブリリアン散
乱光を高精度に検出することができる。なお、光ファイ
バの歪みを計測するこの種のＢ−ＯＴＤＲ１０は、従来
公知であり（例えば、特開平１０−９０１２１号公報、
特開平９−８９７１４号公報、特開平５−２３１９２３
号公報、特開平１０−１９７２９８号公報等）、市販の
ものを使用することができる。

【００２６】このような流速計１１において、受圧板８
は光ファイバ９とともに水中に浸漬されることにより水
２の流れによる力を受け、バー６に沿って下流側に移動
しようとする。このため、ファイバ固定用パイプ１３，
１５間のファイバ部分、すなわち歪み発生部２９ａに張
力が加わり、歪みが発生する。この歪みは流速に比例し
て変化する。すなわち、流速が速くなれば、水２の受圧
板８に作用する力が大きくなるので、歪み発生部９ａに
は大きな張力が加わり、大きな歪みが発生する。反対に
流速が遅くなれば、水２の受圧板８に作用する力が小さ
くなるので、歪み発生部９ａに加わる張力も小さくなる
ため発生する歪みも小さくなる。そして、この歪み発生
部９ａに発生した歪みの変化をＢ−ＯＴＤＲ１０によっ
て計測することにより水２の流速を測定することができ
る。

【００２７】測定に際しては、予め光ファイバ９の歪み
の変化と流速の変化を実験によって測定し、その相関を
求めておく。歪みの変化を計測したとき、その値に対応
する流速を読み取ることにより、水２の流速が測定され
る。

【００２８】図５に光ファイバ９に発生する歪みの分布
を示す。図中、実線は流体が流れている場合、破線は液
体が静止している場合を示す。センシング範囲は、歪み
発生部９ａを示す。歪み発生部９ａに発生する歪みは、
ほぼ均一で図中フラットになる。このフラットな部分の
歪みをＢ−ＯＴＤＲ１０によって計測することにより、
歪み発生部９ａにおける水２の流速が測定される。

【００２９】ここで、上記した実施の形態においては、
Ｂ−ＯＴＤＲ１０を用いて光ファイバ９の歪みを検出し
たが、これに限らず他の測定原理を用いた光ファイバ歪
み計測装置、例えばファイバ・ブラッグ・グレーティン
グ法を用いた光ファイバ歪み計測装置（以下、ＦＢＧと
いう）を用いて計測してもよい。このＦＢＧは、光ファ
イバのコア部の屈折率をファイバ軸方向に周期的に変化
させたものを検出素子に用いるもので、検出素子に入っ
た光のうち、屈折率の周期に対応した特定の波長（ブラ
ッグ波長）のみがファイバグレーティングにおいて選択
的に反射されることになる。検出素子に歪みが加えられ
ると、ファイバグレーティングの周期が変化するため、
反射光の周波数にシフトが生じる。そのシフト量は、光
ファイバの歪みに比例して変化する。したがって、ブラ
ッグ反射の周波数シフトの変化量を求めることにより、
光ファイバの歪みを測定することができる。

【００３０】図６は本発明の第２の実施の形態を示す図
である。なお、以下の説明においては上記した第１の実
施の形態と同一の構成部材、部分に対して同一符号をも
って示し、その説明を適宜省略する。この実施の形態
は、ファイバ固定部材７と受圧板８が設けられたバー６
を水面４０に浮かぶ筏等の浮体４１の下方に支柱４，５
を介して取付け、浮体４１が水２によって流されたり、
バー６が水２の流れ方向Ａに対して傾いたりするのを防
止するためにロープ４２によって浮体４１を静止構造物
３や川岸に係留した例を示す。ファイバ固定部材７と受
圧板８に対する光ファイバ９の固定は、上記した第１の
実施の形態と同様にファイバ固定用パイプ１３，１５を
用いて行なっている。

【００３１】このような流速計においても、上記した実
施の形態と同様に、光ファイバ９の歪み発生部９ａに発
生する歪みを検出することにより、水２の流速を計測す
ることができる。

【００３２】図７は本発明の第３の実施の形態を示す
図、図８は支持枠の側面図である。この実施の形態は、
川底４５に設置した支柱４に水２の流れ方向Ａに長い矩
形の支持枠４８を固定し、この支持枠４８の上流側垂直
片４８ａに取付けたファイバ固定用パイプ１３と、受圧
部材５０に設けたファイバ固定用パイプ１５に光ファイ
バ９を挿通して接着剤で固定し、ファイバ固定用パイプ
１５を支持枠４８の下流側垂直片４８ｂに設けた挿通孔
５１によって摺動自在に支持し、受圧部材５０を支持枠
４８内に位置させた例を示す。

【００３３】前記受圧部材５０は中実または中空の球体
に形成されているが、これに限らず円盤状のものであっ
てもよい。また、支持枠４８は支柱４に設置される代わ
りに図６に示した浮体４１の下面に設置されるものであ
ってもよい。

【００３４】このような流速計においても、上記した実
施の形態と同様に、光ファイバ９の歪み発生部９ａに発
生する歪みを検出することにより、水２の流速を計測す
ることができる。

【００３５】図９は本発明の第４の実施の形態を示す断
面図である。この実施の形態は、川底４５に設置した支
柱４に保護パイプ６０を軸線が水２の流れ方向Ａと一致
するように取付け、この保護パイプ６０に光ファイバ９
を挿通して上流側と下流側の２箇所をファイバ固定用パ
イプ１３，１５にそれぞれ固定し、保護パイプ６０の下
流側端部に受圧部材６１を摺動自在に嵌装した例を示
す。上流側のファイバ固定用パイプ１３は、保護パイプ
６０の上流側開口部に嵌合され、固定されている。下流
側のファイバ固定用パイプ１５は、受圧部材６１の中心
に取付けられている。受圧部材６１は円板状に形成され
ており、上流側の面の中央には前記保護パイプ６０の下
流側端部が挿入される円形の凹陥部６２が形成されてい
る。

【００３６】このような流速計においても、上記した実
施の形態と同様に、光ファイバ９の歪み発生部９ａに発
生する歪みを検出することにより、水２の流速を計測す
ることができる。また、歪み発生部９ａを保護パイプ６
０によって保護しているので、異物等が当たったり付着
するのを防止することができる。

【００３７】図１０は本発明の第５の実施の形態を示す
図である。この実施の形態は、図６に示した浮体４１を
水２の流れ方向に４個並べて配設し、これらをロープ４
２によって一連に連結して静止構造物３に係留し、各浮
体４１の下方に設けたファイバ固定部材７と受圧板８に
光ファイバ９を固定することにより、４つの歪み発生部
９ａを設けたものである。すなわち、この実施の形態
は、１本の光ファイバ９に個々に独立した４つの歪み発
生部９ａを設け、各歪み発生部９ａに発生する歪みを検
出するようにしたものである。ファイバ固定部材７がバ
ー６に固定され、受圧板８がバー６に対して移動自在に
嵌装されている点は、図６に示した実施の形態と全く同
じである。各歪み発生部９ａからのブリリアン散乱光
は、光路が短いものから順に光ファイバ歪み計測装置１
０に到達するので、時間差により各歪み発生部９ａから
の信号を区別できる。なお、４つの浮体４１の代わりに
１つの浮体を用いてもよいことは勿論である。また、浮
体４１を用いる代わりに図１に示した実施の形態と同様
に、川底側バー６を設置してもよい。

【００３８】このような流速計において、光ファイバ歪
み計測装置１０は、各歪み発生部９ａに発生する歪みを
個々独立に、しかも連続的に検出するため、１つの流速
計で上流から下流にかけて複数の異なった測定位置の流
速を同時に計測することができる。

【００３９】図１１は本発明の第６の実施の形態を示す
図である。この実施の形態は、光ファイバ９の水２に浸
漬されているファイバ部分を水２の流れ方向Ａと直交す
る方向に蛇行させることにより、水２の流れ方向と平行
な複数の直線部７０を設け、これらの直線部７０の上流
側端部を水２に対して静止しているファイバ固定部材７
にそれぞれ固定し、下流側端部に受圧板８をそれぞれ設
け、このファイバ固定部材７と受圧板８間のファイバ部
分を個々に独立した歪み発生部９ａとし、各歪み発生部
９ａに発生する歪みを検出するようにしたものである。
各歪み発生部９ａからの信号は、第５の実施の形態と同
様に時間差で区別できる。

【００４０】このような流速計においては、光ファイバ
歪み計測装置１０が各歪み発生部９ａに発生する歪みを
個々独立に、しかも連続的に検出するため、１つの流速
計で水２の流れと直交する方向（川幅方向）に離間する
複数の異なった測定位置の流速を同時に計測することが
できる。

【００４１】この場合、本実施の形態においては、光フ
ァイバ９の水２に浸漬されているファイバ部分を川幅方
向に蛇行させたが、河川の深さ方向に蛇行させると、深
さ方向において複数の異なった測定位置の流速を同時に
測定することができる。

【００４２】図１２は本発明の第７の実施の形態を示す
側面図、図１３は正面図である。この実施の形態は、筏
４１の下面に水２の流れ方向Ａに対向する一対１組とす
る支柱４，５を水２の流れ方向Ａと直交する方向に所要
の間隔をおいて３組配列し、１２本のバー６を各列の支
柱４，５間に４本ずつ所要の間隔をおいてそれぞれ４段
に設けている。また、各バー６にファイバ固定部材７と
受圧板８をそれぞれ配設し、これら全てのファイバ固定
部材７と受圧板８に対して１本の光ファイバ９の水中に
浸漬されている部分を蛇行させて順次固定することによ
り、河川の深さ方向に４つ、川幅方向に３つ、合計１２
の歪み発生部９ａをマトリクス状に形成している。この
場合、光ファイバ９を縦１列毎に河川の深さ方向に蛇行
させ、その直線部をファイバ固定部材７と受圧板８に固
定した例を示しているが、これに限らず図１１に示した
実施の形態と同様に横一列毎に川幅方向に蛇行させても
よい。

【００４３】このような流速計においては、光ファイバ
歪み計測装置１０が各列の歪み発生部９ａに発生する歪
みを個々独立に、しかも連続的に検出するため、１つの
流速計で河川の深さ方向に離間する４つの異なった測定
位置と、川幅方向に離間する３つの異なった測定位置の
流速を同時に計測することができる。

【００４４】なお、上記した実施の形態においては、い
ずれも河川１の水２の流速を測定する例について説明し
たが、本発明はこれに何等限定されるものではなく、実
験用の水槽や、配管内を流れる液体の流速の測定も可能
である。また、深さ方向や川幅方向に並べる歪み発生部
の数を限定する必要はなく、増減できることはいうまで
もない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る流速の
計測方法および流速計は、流体中に浸漬される光ファイ
バと、この光ファイバの流体中に浸漬されているファイ
バ部分の第１の部位を流体の流れに対して固定するファ
イバ固定部材と、前記ファイバ部分の前記第１の部位よ
り下流側に位置する第２の部位に取付けられた受圧部材
と、前記光ファイバの一端が接続された光ファイバ歪み
計測装置とを備え、この光ファイバ歪み計測装置により
前記受圧部材が前記流体により受ける力の大きさの変化
を、前記光ファイバの前記ファイバ固定部材と受圧部材
が取付けられている部分間に発生する歪みの変化として
検出することにより、流体の流速を計測するように構成
したので、構造が簡単で、部品点数が少なく、流体の流
速を確実に計測することができる。また、光ファイバの
流体中に浸漬される部分に配線を施したり電気部品を取
付けたりする必要が全くないので、故障したりすること
もなく、メンテナンスが容易で、特に可燃性や導電性を
有する流体の流速測定にも適用することが可能である。

【００４６】また、本発明は、支持部材によって受圧部
材を流体の流れ方向に移動可能に支持したので、受圧部
材が流体の流れ方向と直交する方向へ移動することがな
く、流速を正確に計測することができる。

【００４７】また、本発明は、保護パイプによって光フ
ァイバの流体中に浸漬されているファイバ部分で少なく
ともファイバ固定部材から受圧部材までの間の部分（受
圧部材を除く）を保護したので、異物等が光ファイバに
当たったり、付着したりするのを防止することができ
る。

【００４８】さらに、本発明は、複数のファイバ固定部
材と受圧部材によって複数の歪み発生部を形成したの
で、１つの流速計で複数の異なった測定位置の流速を同
時に計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る流速計の第１の実施の形態を示
す図である。

【図２】 図１のII−II線拡大断面図である。

【図３】 図１のIII −III 線拡大断面図である。

【図４】 光ファイバ歪み計測装置の基本構成を示す図
である。

【図５】 光ファイバに発生する歪みの分布を示す図で
ある。

【図６】 本発明の第２の実施の形態を示す図である。

【図７】 本発明の第３の実施の形態を示す図である。

【図８】 支持枠の側面図である。

【図９】 本発明の第４の実施の形態を示す図である。

【図１０】 本発明の第５の実施の形態を示す図であ
る。

【図１１】 本発明の第６の実施の形態を示す図であ
る。

【図１２】 本発明の第７の実施の形態を示す側面図で
ある。

【図１３】 正面図である。

【符号の説明】

１…河川、２…水、３…静止構造物、４，５…支柱、６
…支持部材、７…ファイバ固定部材、８…受圧板、９…
光ファイバ、９ａ…歪み発生部、１０…光ファイバ歪み
計測装置、１３，１５…ファイバ固定用パイプ、６０…
保護パイプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 諭 東京都新宿区西新宿二丁目１番１号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 (72)発明者 吉冨 嵩晴 東京都新宿区西新宿二丁目１番１号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 Ｆターム(参考） 2F030 CA02 CC05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が光ファイバ歪み計測装置に接続さ
   れた光ファイバを流体中に浸漬し、この光ファイバの流
   体中に浸漬されているファイバ部分の第１の部位を流体
   の流れに対して静止しているファイバ固定部材に固定
   し、前記第１の部位より下流側に位置する第２の部位に
   受圧部材を取付け、前記光ファイバ歪み計測装置により
   前記受圧部材が前記流体により受ける力の大きさの変化
   を、前記光ファイバの前記ファイバ固定部材と受圧部材
   が取付けられている部分間に発生する歪みの変化として
   検出することにより、流体の流速を計測することを特徴
   とする流速の計測方法。
2. 【請求項２】 流体中に浸漬される光ファイバと、この
   光ファイバの流体中に浸漬されているファイバ部分の第
   １の部位を流体の流れに対して固定するファイバ固定部
   材と、前記ファイバ部分の前記第１の部位より下流側に
   位置する第２の部位に取付けられた受圧部材と、前記光
   ファイバの一端が接続された光ファイバ歪み計測装置と
   を備え、この光ファイバ歪み計測装置により前記受圧部
   材が前記流体により受ける力の大きさの変化を、前記光
   ファイバの前記ファイバ固定部材と受圧部材が取付けら
   れている部分間に発生する歪みの変化として検出するこ
   とにより、流体の流速を計測することを特徴とする流速
   計。
3. 【請求項３】 請求項２記載の流速計において、支持部
   材によって受圧部材を流体の流れ方向に移動可能に支持
   したことを特徴とする流速計。
4. 【請求項４】 請求項２記載の流速計において、 光ファイバの流体中に浸漬されているファイバ部分で少
   なくともファイバ固定部材から受圧部材までの間の部分
   （受圧部材を除く）を保護パイプによって保護したこと
   を特徴とする流速計。
5. 【請求項５】 請求項２，３または４記載の流速計にお
   いて、 光ファイバの流体中に浸漬されているファイバ部分を流
   体の流れ方向に長く延在させ、このファイバ部分に複数
   個のファイバ固定部材と受圧部材を交互に設けたことを
   特徴とする流速計。
6. 【請求項６】 請求項２，３または４記載の流速計にお
   いて、 光ファイバの流体中に浸漬されているファイバ部分を流
   体の流れ方向と直交する方向または流体の深さ方向に蛇
   行させることにより流体の流れ方向と平行な複数の直線
   部を設け、これらの直線部の上流側端部をファイバ固定
   部材にそれぞれ固定し、下流側端部に受圧部材をそれぞ
   れ設けたことを特徴とする流速計。