JP2002267424A - 歪み検知装置および歪み検知用複合ケーブル - Google Patents
歪み検知装置および歪み検知用複合ケーブルInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ブリルアン散乱光を用いたＯＴＤＲ手法によ
り、測定対象物上に固定した光ケーブルにおける歪み分
布を測定することによって、その測定対象物における歪
みを検知する際に、温度変化によって生じる測定誤差を
容易かつ高精度に補償して、歪み検知精度の向上を図
る。 【解決手段】温度補償用光ファイバと抗張力部材をシー
スで一括的に被覆してなる温度補償用光ケーブル１を、
歪み検知用光ケーブル２０と平行に配し、測定対象物２
５上に弛みを有する状態で間欠的に固定する。
り、測定対象物上に固定した光ケーブルにおける歪み分
布を測定することによって、その測定対象物における歪
みを検知する際に、温度変化によって生じる測定誤差を
容易かつ高精度に補償して、歪み検知精度の向上を図
る。 【解決手段】温度補償用光ファイバと抗張力部材をシー
スで一括的に被覆してなる温度補償用光ケーブル１を、
歪み検知用光ケーブル２０と平行に配し、測定対象物２
５上に弛みを有する状態で間欠的に固定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブリルアン散乱光
を用いたＯＴＤＲ（optical time domain reflectometr
y）手法により、測定対象物上に固定した光ケーブルに
おける歪み分布を測定することによって、前記測定対象
物における歪みを検知する装置およびケーブルに関す
る。
を用いたＯＴＤＲ（optical time domain reflectometr
y）手法により、測定対象物上に固定した光ケーブルに
おける歪み分布を測定することによって、前記測定対象
物における歪みを検知する装置およびケーブルに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、道路脇斜面などの地盤や、とう
道あるいはトンネルの内壁面などの建造物といった測定
対象物上に、長尺な光ケーブルをたるみのない状態、ま
たは張力を付与した状態で配して間欠的に固定し、ブリ
ルアン散乱光を用いたＯＴＤＲ手法（ＢＯＴＤＲ）によ
り、この光ケーブルにおける歪み分布を測定することに
よって、前記測定対象物における歪みを検知する装置が
提案されている。このような装置にあっては、クラック
が発生するなどして測定対象物に歪みが生じると、該歪
みが生じた部位の近傍で光ケーブルに歪みが生じる。ブ
リルアン光増幅におけるブリルアン周波数シフト量は光
ファイバ中を伝搬する超音波の速度に依存し、光ファイ
バ中の超音波速度は光ファイバの機械的歪みの関数であ
る。したがって、この関係に基づいてブリルアン周波数
シフト量を測定することによって光ケーブルに生じた歪
みを評価することができ、これによってこの光ケーブル
が固定されている測定対象物に生じた歪みを評価するこ
とができる。またこれと同時に、ＯＴＤＲの原理により
歪みの位置も測定可能である。
道あるいはトンネルの内壁面などの建造物といった測定
対象物上に、長尺な光ケーブルをたるみのない状態、ま
たは張力を付与した状態で配して間欠的に固定し、ブリ
ルアン散乱光を用いたＯＴＤＲ手法（ＢＯＴＤＲ）によ
り、この光ケーブルにおける歪み分布を測定することに
よって、前記測定対象物における歪みを検知する装置が
提案されている。このような装置にあっては、クラック
が発生するなどして測定対象物に歪みが生じると、該歪
みが生じた部位の近傍で光ケーブルに歪みが生じる。ブ
リルアン光増幅におけるブリルアン周波数シフト量は光
ファイバ中を伝搬する超音波の速度に依存し、光ファイ
バ中の超音波速度は光ファイバの機械的歪みの関数であ
る。したがって、この関係に基づいてブリルアン周波数
シフト量を測定することによって光ケーブルに生じた歪
みを評価することができ、これによってこの光ケーブル
が固定されている測定対象物に生じた歪みを評価するこ
とができる。またこれと同時に、ＯＴＤＲの原理により
歪みの位置も測定可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
して歪みを検知する場合に問題になるのは、ブリルアン
周波数シフト量は歪みに依存する他に、温度にも依存し
て変化するので、光ケーブルの布設場所において温度変
化が生じると、歪みの検知を正確に行うことができなく
なることである。これに対しては、例えば歪み検知用の
光ケーブルの布設場所の一箇所または複数箇所に温度計
を設置して温度を測定し、その温度測定値から温度変化
に起因するブリルアン周波数シフト量を推定し、その結
果を用いて歪み検知用光ケーブルにおける測定データを
補正する方法が考えられる。しかしながら、このような
方法では、温度の測定場所が間欠的にしか得られないう
え、温度計による実測温度からブリルアン周波数シフト
量を推定するので、実際のブリルアン周波数シフト量と
は誤差があり、精度が十分でないという問題がある。
して歪みを検知する場合に問題になるのは、ブリルアン
周波数シフト量は歪みに依存する他に、温度にも依存し
て変化するので、光ケーブルの布設場所において温度変
化が生じると、歪みの検知を正確に行うことができなく
なることである。これに対しては、例えば歪み検知用の
光ケーブルの布設場所の一箇所または複数箇所に温度計
を設置して温度を測定し、その温度測定値から温度変化
に起因するブリルアン周波数シフト量を推定し、その結
果を用いて歪み検知用光ケーブルにおける測定データを
補正する方法が考えられる。しかしながら、このような
方法では、温度の測定場所が間欠的にしか得られないう
え、温度計による実測温度からブリルアン周波数シフト
量を推定するので、実際のブリルアン周波数シフト量と
は誤差があり、精度が十分でないという問題がある。
【０００４】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、ブリルアン散乱光を用いたＯＴＤＲ手法により、測
定対象物上に固定した光ケーブルにおける歪み分布を測
定することによって、その測定対象物における歪みを検
知する際に、温度変化によって生じる測定誤差を容易か
つ高精度に補償して、歪み検知精度の向上を図ることを
目的とする。
で、ブリルアン散乱光を用いたＯＴＤＲ手法により、測
定対象物上に固定した光ケーブルにおける歪み分布を測
定することによって、その測定対象物における歪みを検
知する際に、温度変化によって生じる測定誤差を容易か
つ高精度に補償して、歪み検知精度の向上を図ることを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題は、歪み検知用
光ケーブルを測定対象物上に弛みのない状態で間欠的に
固定し、ブリルアン散乱光を用いたＯＴＤＲ手法により
前記歪み検知用光ケーブルにおける歪み分布を測定する
ことによって、前記測定対象物における歪みを検知する
歪み検知装置において、温度補償用光ファイバと抗張力
部材をシースで一括的に被覆してなる温度補償用光ケー
ブルを、前記歪み検知用光ケーブルと平行に配し、前記
測定対象物上に弛みを有する状態で間欠的に固定したこ
とを特徴とする歪み検知装置によって解決できる。前記
温度補償用光ケーブルの弛み量は、これと平行に配され
ている歪み検知用光ケーブルに対して０．１％以上２％
以下であることが好ましい。
光ケーブルを測定対象物上に弛みのない状態で間欠的に
固定し、ブリルアン散乱光を用いたＯＴＤＲ手法により
前記歪み検知用光ケーブルにおける歪み分布を測定する
ことによって、前記測定対象物における歪みを検知する
歪み検知装置において、温度補償用光ファイバと抗張力
部材をシースで一括的に被覆してなる温度補償用光ケー
ブルを、前記歪み検知用光ケーブルと平行に配し、前記
測定対象物上に弛みを有する状態で間欠的に固定したこ
とを特徴とする歪み検知装置によって解決できる。前記
温度補償用光ケーブルの弛み量は、これと平行に配され
ている歪み検知用光ケーブルに対して０．１％以上２％
以下であることが好ましい。
【０００６】あるいは、歪み検知用光ケーブルと平行に
温度補償用光ケーブルを配し、該温度補償用光ケーブル
が弛みを有する状態で前記歪み検知用光ケーブルに間欠
的に固定してなる歪み検知用複合ケーブルを用いること
によっても解決できる。前記温度補償用光ケーブルの弛
み量は、これと平行に配されている歪み検知用光ケーブ
ルに対して０．１％以上２％以下であることが好まし
い。
温度補償用光ケーブルを配し、該温度補償用光ケーブル
が弛みを有する状態で前記歪み検知用光ケーブルに間欠
的に固定してなる歪み検知用複合ケーブルを用いること
によっても解決できる。前記温度補償用光ケーブルの弛
み量は、これと平行に配されている歪み検知用光ケーブ
ルに対して０．１％以上２％以下であることが好まし
い。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図１〜４を参照しながら本
発明の第１の実施形態を説明する。図１は本実施形態に
おいて用いられる温度補償用光ケーブルの一例を示した
断面図であり、図２は温度補償用光ケーブルの他の例を
示した断面図である。図３および図４は本実施形態に係
る歪み検知用光ケーブルと温度補償用光ケーブルを測定
対象物上に固定した状態を例示した概略図である。本実
施形態の装置は、例えば図３に示すように、検知用光ケ
ーブル２０と温度補償用光ケーブル１（５）を、測定対
象物２５上に間欠的に固定するとともに、両者の端部
を、ブリルアン散乱光を用いたＯＴＤＲ手法（ＢＯＴＤ
Ｒ）により歪み分布を測定するように構成された測定装
置（図示せず）に接続することによって構成されてい
る。図中符号２１は固定部を示しており、検知用光ケー
ブル２０と温度補償用光ケーブル１（５）が共通の固定
具で一括的に把持され、該固定具が測定対象物２５に固
定されている。本実施形態において、検知用光ケーブル
２０は弛みのない状態または張力をかけた状態で固定さ
れているのに対して、温度補償用光ケーブル１（５）は
弛みを有する状態で固定されており、隣り合う固定部２
１の間の区間における温度補償用光ケーブル１（５）の
弛み量は、いずれの区間でも同じである。
発明の第１の実施形態を説明する。図１は本実施形態に
おいて用いられる温度補償用光ケーブルの一例を示した
断面図であり、図２は温度補償用光ケーブルの他の例を
示した断面図である。図３および図４は本実施形態に係
る歪み検知用光ケーブルと温度補償用光ケーブルを測定
対象物上に固定した状態を例示した概略図である。本実
施形態の装置は、例えば図３に示すように、検知用光ケ
ーブル２０と温度補償用光ケーブル１（５）を、測定対
象物２５上に間欠的に固定するとともに、両者の端部
を、ブリルアン散乱光を用いたＯＴＤＲ手法（ＢＯＴＤ
Ｒ）により歪み分布を測定するように構成された測定装
置（図示せず）に接続することによって構成されてい
る。図中符号２１は固定部を示しており、検知用光ケー
ブル２０と温度補償用光ケーブル１（５）が共通の固定
具で一括的に把持され、該固定具が測定対象物２５に固
定されている。本実施形態において、検知用光ケーブル
２０は弛みのない状態または張力をかけた状態で固定さ
れているのに対して、温度補償用光ケーブル１（５）は
弛みを有する状態で固定されており、隣り合う固定部２
１の間の区間における温度補償用光ケーブル１（５）の
弛み量は、いずれの区間でも同じである。
【０００８】本実施形態において用いられる歪み検知用
光ケーブル２０としては、歪み検知用光ファイバ心線の
周上にシースを被覆するとともに、シース中に抗張力体
を光ファイバ心線と平行となるように埋め込んだ構成の
ものが好適に用いられる。歪み検知用光ファイバ心線は
特に限定されず、一般的なシングルモード光ファイバを
用いたものを使用することができる。歪み検知用光ケー
ブル２０を構成する歪み検知用光ファイバ心線の数や配
置は適宜変更可能である。抗張力体としては、例えば鋼
線、ステンレス線（ＳＵＳ線）、繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）等が用いれられる。抗張力体の数や配置は適
宜変更可能である。シースは、ポリエチレンなどの一般
的なシース材料が用いられ、シースの外径は、例えば３
ｍｍ〜２０ｍｍ程度に好ましく設定される。
光ケーブル２０としては、歪み検知用光ファイバ心線の
周上にシースを被覆するとともに、シース中に抗張力体
を光ファイバ心線と平行となるように埋め込んだ構成の
ものが好適に用いられる。歪み検知用光ファイバ心線は
特に限定されず、一般的なシングルモード光ファイバを
用いたものを使用することができる。歪み検知用光ケー
ブル２０を構成する歪み検知用光ファイバ心線の数や配
置は適宜変更可能である。抗張力体としては、例えば鋼
線、ステンレス線（ＳＵＳ線）、繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）等が用いれられる。抗張力体の数や配置は適
宜変更可能である。シースは、ポリエチレンなどの一般
的なシース材料が用いられ、シースの外径は、例えば３
ｍｍ〜２０ｍｍ程度に好ましく設定される。
【０００９】図１に示した温度補償用光ケーブル１は、
温度補償用光ファイバ心線３に抗張力部材２を縦添え
し、これらをシース４で一括的に被覆したものである。
温度補償用光ファイバ心線３は、これと平行配置される
歪み検知用光ファイバ心線と同一のものが好ましく用い
られる。抗張力部材２は特に限定されないが、例えば鋼
線やステンレス線（ＳＵＳ線）、繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）などの抗張力体やアラミド繊維などの抗張力
繊維等が好ましく用いられる シース４は、ポリエチレンなどの一般的なシース材料を
用いることができ、シース４の外径は特に限定されない
が、例えば３ｍｍ〜２０ｍｍ程度の範囲内で好ましく設
定される。温度補償用光ケーブル１の設計に際しては、
温度補償用光ファイバ心線３の温度変化が、これと平行
に配置されている歪み検知用光ケーブル２０内の歪み検
知用光ファイバ心線の温度変化と、常に略同一となるよ
うに設計するのが好ましく、また温度補償用光ケーブル
１の線膨張係数が小さくなるように設計することが好ま
しい。好ましい温度補償用光ケーブル１の例としては、
外径２５０μｍの光ファイバ心線３の両脇に外径０．３
〜０．７ｍｍ程度の鋼線２，２がそれぞれ縦添えされ、
これらがポリエチレン、ポリ塩化ビニル等からなるシー
ス４で外径３ｍｍとなるように一括被覆されたものが挙
げられる。
温度補償用光ファイバ心線３に抗張力部材２を縦添え
し、これらをシース４で一括的に被覆したものである。
温度補償用光ファイバ心線３は、これと平行配置される
歪み検知用光ファイバ心線と同一のものが好ましく用い
られる。抗張力部材２は特に限定されないが、例えば鋼
線やステンレス線（ＳＵＳ線）、繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）などの抗張力体やアラミド繊維などの抗張力
繊維等が好ましく用いられる シース４は、ポリエチレンなどの一般的なシース材料を
用いることができ、シース４の外径は特に限定されない
が、例えば３ｍｍ〜２０ｍｍ程度の範囲内で好ましく設
定される。温度補償用光ケーブル１の設計に際しては、
温度補償用光ファイバ心線３の温度変化が、これと平行
に配置されている歪み検知用光ケーブル２０内の歪み検
知用光ファイバ心線の温度変化と、常に略同一となるよ
うに設計するのが好ましく、また温度補償用光ケーブル
１の線膨張係数が小さくなるように設計することが好ま
しい。好ましい温度補償用光ケーブル１の例としては、
外径２５０μｍの光ファイバ心線３の両脇に外径０．３
〜０．７ｍｍ程度の鋼線２，２がそれぞれ縦添えされ、
これらがポリエチレン、ポリ塩化ビニル等からなるシー
ス４で外径３ｍｍとなるように一括被覆されたものが挙
げられる。
【００１０】本実施形態における、温度補償用光ケーブ
ル１の弛み量は、測定対象物２５の想定される変位量に
よっても異なるが、歪み検知用光ケーブル２０に対して
０．１％以上２％以下の範囲内とすることが好ましい。
ここで、歪み検知用光ケーブル２０に対する温度補償用
光ケーブル１の弛み量とは、隣り合う固定部２１間にお
ける歪み検知用光ケーブル２０の長さがＬｍであり、同
じ区間における温度補償用光ケーブル１の長さがＬｏで
あるとき、（Ｌｏ−Ｌｍ）／Ｌｍ×１００で表される値
（単位：％）をいう。本実施形態において、温度補償用
光ケーブル１の弛み量が大き過ぎると歪み検知用光ファ
イバ心線と温度補償用光ファイバ心線３との条長の差が
大きくなり、正確な歪み測定を行うことができなくなっ
てしまう。一方、温度補償用光ケーブル１の弛み量が小
さ過ぎると、例えば図４に示すように、測定対象物２５
にクラックが発生するなどして歪みが生じたときに、温
度補償用光ファイバ心線３にも歪みが生じて、正確な測
定ができなくなってしまう。
ル１の弛み量は、測定対象物２５の想定される変位量に
よっても異なるが、歪み検知用光ケーブル２０に対して
０．１％以上２％以下の範囲内とすることが好ましい。
ここで、歪み検知用光ケーブル２０に対する温度補償用
光ケーブル１の弛み量とは、隣り合う固定部２１間にお
ける歪み検知用光ケーブル２０の長さがＬｍであり、同
じ区間における温度補償用光ケーブル１の長さがＬｏで
あるとき、（Ｌｏ−Ｌｍ）／Ｌｍ×１００で表される値
（単位：％）をいう。本実施形態において、温度補償用
光ケーブル１の弛み量が大き過ぎると歪み検知用光ファ
イバ心線と温度補償用光ファイバ心線３との条長の差が
大きくなり、正確な歪み測定を行うことができなくなっ
てしまう。一方、温度補償用光ケーブル１の弛み量が小
さ過ぎると、例えば図４に示すように、測定対象物２５
にクラックが発生するなどして歪みが生じたときに、温
度補償用光ファイバ心線３にも歪みが生じて、正確な測
定ができなくなってしまう。
【００１１】なお、温度補償用光ケーブルのシース４の
断面形状は円形に限らず、例えば図２に示すような断面
楕円形としてもよい。図２において図１と同じ構成要素
には同一の符号をしている。この例のような断面楕円形
の温度補償用光ケーブル５を用いると、特にシース４の
目付けを小さくできるため、線膨張係数を小さくするこ
とができる。断面楕円形の温度補償用光ケーブル５を設
計する際は、断面における長径をａ、短径をｂとすると
き、ｂ／ａの値を０．２以上１．０未満の範囲内とする
ことが好ましい。ｂ／ａの値がこれより小さいと、取扱
い時に不具合が生じるおそれがある。
断面形状は円形に限らず、例えば図２に示すような断面
楕円形としてもよい。図２において図１と同じ構成要素
には同一の符号をしている。この例のような断面楕円形
の温度補償用光ケーブル５を用いると、特にシース４の
目付けを小さくできるため、線膨張係数を小さくするこ
とができる。断面楕円形の温度補償用光ケーブル５を設
計する際は、断面における長径をａ、短径をｂとすると
き、ｂ／ａの値を０．２以上１．０未満の範囲内とする
ことが好ましい。ｂ／ａの値がこれより小さいと、取扱
い時に不具合が生じるおそれがある。
【００１２】本実施形態の歪み検知装置にあっては、図
４に示すように測定対象物２５にクラックが生じるなど
して歪みが生じると、その近傍に固定されている歪み検
知用光ケーブル２０に歪みが生じる。このとき、温度補
償用光ケーブル１（５）は弛みを有する状態で固定され
ているので歪みは生じない。したがって、歪み検知用光
ケーブル２０内の歪み検知用光ファイバ心線と、温度補
償用光ケーブル１（５）内の温度補償用光ファイバ心線
３について、ＢＯＴＤＲで同時に測定を行い、両者のデ
ータの差分をとれば、検知用光ファイバ心線についての
データのうち、温度変化に起因する分を精度良くキャン
セルすることができ、測定対象物２５の歪みを高精度で
検知することができる。
４に示すように測定対象物２５にクラックが生じるなど
して歪みが生じると、その近傍に固定されている歪み検
知用光ケーブル２０に歪みが生じる。このとき、温度補
償用光ケーブル１（５）は弛みを有する状態で固定され
ているので歪みは生じない。したがって、歪み検知用光
ケーブル２０内の歪み検知用光ファイバ心線と、温度補
償用光ケーブル１（５）内の温度補償用光ファイバ心線
３について、ＢＯＴＤＲで同時に測定を行い、両者のデ
ータの差分をとれば、検知用光ファイバ心線についての
データのうち、温度変化に起因する分を精度良くキャン
セルすることができ、測定対象物２５の歪みを高精度で
検知することができる。
【００１３】また、本実施形態の歪み検知装置におい
て、温度補償用光ケーブル１（５）は、温度補償用光フ
ァイバ３と抗張力部材２をシース４で一括的に被覆する
ことにより得られ、これを弛みを持たせながら固定すれ
ばよい。したがって、温度補償用光ケーブル１（５）の
製造が容易であるとともに、既存の部材を用いて構成可
能であるので安価に製造することができる。また温度補
償用光ケーブル１（５）および歪み検知用光ケーブル２
０として、全く同一構成の光ケーブルをそれぞれに用い
ることも可能である。さらに温度補償用光ケーブル１
（５）は取り扱い性が良いので、測定対象物２５上へ布
設する際の作業性が良く、弛み量の制御も簡単である。
て、温度補償用光ケーブル１（５）は、温度補償用光フ
ァイバ３と抗張力部材２をシース４で一括的に被覆する
ことにより得られ、これを弛みを持たせながら固定すれ
ばよい。したがって、温度補償用光ケーブル１（５）の
製造が容易であるとともに、既存の部材を用いて構成可
能であるので安価に製造することができる。また温度補
償用光ケーブル１（５）および歪み検知用光ケーブル２
０として、全く同一構成の光ケーブルをそれぞれに用い
ることも可能である。さらに温度補償用光ケーブル１
（５）は取り扱い性が良いので、測定対象物２５上へ布
設する際の作業性が良く、弛み量の制御も簡単である。
【００１４】次に、図５を参照しながら本発明の第２の
実施形態について説明する。前記第１の実施形態におい
ては、温度補償用光ケーブル１（５）が測定対象物上に
間欠的に固定されていたのに対して、本実施形態では、
歪み検知用光ケーブル１１に温度補償用光ケーブル１２
が間欠的に固定された歪み検知用複合ケーブル１０を用
いる。図５は本実施形態で用いられる歪み検知用複合ケ
ーブル１０の一例を示したもので、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。ま
た、図中符号１６は連結部を示している。
実施形態について説明する。前記第１の実施形態におい
ては、温度補償用光ケーブル１（５）が測定対象物上に
間欠的に固定されていたのに対して、本実施形態では、
歪み検知用光ケーブル１１に温度補償用光ケーブル１２
が間欠的に固定された歪み検知用複合ケーブル１０を用
いる。図５は本実施形態で用いられる歪み検知用複合ケ
ーブル１０の一例を示したもので、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。ま
た、図中符号１６は連結部を示している。
【００１５】本実施形態において用いられる歪み検知用
光ケーブル１１としては、前記第１の実施形態における
歪み検知用光ケーブル２０と同様のものを用いることが
できる。本実施形態では、歪み検知用光ファイバ心線１
３ａに抗張力部材１４，１４を縦添えし、これらをシー
ス１５で一括的に被覆したものが用いられている。
光ケーブル１１としては、前記第１の実施形態における
歪み検知用光ケーブル２０と同様のものを用いることが
できる。本実施形態では、歪み検知用光ファイバ心線１
３ａに抗張力部材１４，１４を縦添えし、これらをシー
ス１５で一括的に被覆したものが用いられている。
【００１６】本実施形態において用いられる温度補償用
光ケーブル１２としては、前記第１の実施形態における
温度補償用光ケーブル１（５）と同様のものを用いるこ
とができるが、抗張力体は無くてもよい。本実施形態で
は温度補償用光ファイバ心線１３ｂの周上にシース１４
が被覆されたものが用いられている。温度補償用光ケー
ブル１２の断面形状は特に制限されないが、歪み検知用
光ケーブル１１と同形とすることが好ましい。本実施形
態においても、温度補償用光ケーブル１２の設計に際し
ては、温度補償用光ファイバ心線１３ｂの温度変化が、
これと平行に配置されている歪み検知用光ケーブル１１
内の歪み検知用光ファイバ心線１３ａの温度変化と、常
に略同一となるように設計するのが好ましく、また温度
補償用光ケーブル１２の線膨張係数が小さくなるように
設計することが好ましい。好ましい温度補償用光ケーブ
ル１２の例としては、外径２５０μｍの光ファイバ心線
１３ｂがポリエチレン、ポリ塩化ビニル等からなるシー
ス１５で外径４ｍｍとなるように一括被覆されたものが
挙げられる。
光ケーブル１２としては、前記第１の実施形態における
温度補償用光ケーブル１（５）と同様のものを用いるこ
とができるが、抗張力体は無くてもよい。本実施形態で
は温度補償用光ファイバ心線１３ｂの周上にシース１４
が被覆されたものが用いられている。温度補償用光ケー
ブル１２の断面形状は特に制限されないが、歪み検知用
光ケーブル１１と同形とすることが好ましい。本実施形
態においても、温度補償用光ケーブル１２の設計に際し
ては、温度補償用光ファイバ心線１３ｂの温度変化が、
これと平行に配置されている歪み検知用光ケーブル１１
内の歪み検知用光ファイバ心線１３ａの温度変化と、常
に略同一となるように設計するのが好ましく、また温度
補償用光ケーブル１２の線膨張係数が小さくなるように
設計することが好ましい。好ましい温度補償用光ケーブ
ル１２の例としては、外径２５０μｍの光ファイバ心線
１３ｂがポリエチレン、ポリ塩化ビニル等からなるシー
ス１５で外径４ｍｍとなるように一括被覆されたものが
挙げられる。
【００１７】本実施形態において、温度補償用光ケーブ
ル１２は、歪み検知用光ケーブル１１と平行に配され、
かつ温度補償用光ケーブル１２が弛みを有する状態で歪
み検知用光ケーブル１１に、連結部１６によって間欠的
に固定されている。隣り合う連結部１６の間の区間にお
ける温度補償用光ケーブル１２の弛み量は、いずれの区
間でも同じである。このような歪み検知用複合ケーブル
１０は例えば次のようにして製造することができる。す
なわち、温度補償用光ケーブル１２の外径が、歪み検知
用光ケーブル１１の外径よりも大きくなるように外径差
を設けておき、まず、温度補償用光ケーブル１２と歪み
検知用光ケーブル１１とを平行に配した状態で、これら
を引き取りロールで引き取りながら一括シースを施して
一体化する。一括シースの断面形状は、温度補償用光ケ
ーブル１２と歪み検知用光ケーブル１１との間にブリッ
ジ部を有する断面略瓢箪型とする。引き取りロールで引
き取られるときには、温度補償用光ケーブル１２と歪み
検知用光ケーブル１１の外径差に応じて、両者の引き取
り速度に差が生じるので、温度補償用光ケーブル１２が
弛んだ状態で一体化される。そして、ブリッジ部をカッ
ター等で適宜切り抜いて、間欠的な連結部とする。
ル１２は、歪み検知用光ケーブル１１と平行に配され、
かつ温度補償用光ケーブル１２が弛みを有する状態で歪
み検知用光ケーブル１１に、連結部１６によって間欠的
に固定されている。隣り合う連結部１６の間の区間にお
ける温度補償用光ケーブル１２の弛み量は、いずれの区
間でも同じである。このような歪み検知用複合ケーブル
１０は例えば次のようにして製造することができる。す
なわち、温度補償用光ケーブル１２の外径が、歪み検知
用光ケーブル１１の外径よりも大きくなるように外径差
を設けておき、まず、温度補償用光ケーブル１２と歪み
検知用光ケーブル１１とを平行に配した状態で、これら
を引き取りロールで引き取りながら一括シースを施して
一体化する。一括シースの断面形状は、温度補償用光ケ
ーブル１２と歪み検知用光ケーブル１１との間にブリッ
ジ部を有する断面略瓢箪型とする。引き取りロールで引
き取られるときには、温度補償用光ケーブル１２と歪み
検知用光ケーブル１１の外径差に応じて、両者の引き取
り速度に差が生じるので、温度補償用光ケーブル１２が
弛んだ状態で一体化される。そして、ブリッジ部をカッ
ター等で適宜切り抜いて、間欠的な連結部とする。
【００１８】本実施形態における温度補償用光ケーブル
１２の弛み量は、測定対象物の想定される変位量によっ
ても異なるが、歪み検知用光ケーブル１１に対して０．
１％以上２％以下の範囲内とすることが好ましい。ここ
で、歪み検知用光ケーブル１１に対する温度補償用光ケ
ーブル１２の弛み量とは、隣り合う連結部１６間におけ
る歪み検知用光ケーブル１１の長がＬｍであり、同じ区
間における温度補償用光ケーブル１２の長さがＬｏであ
るとき、（Ｌｏ−Ｌｍ）／Ｌｍ×１００で表される値
（単位：％）をいう。本実施形態において、温度補償用
光ケーブル１２の弛み量が大き過ぎると歪み検知用光フ
ァイバ心線１３ａと温度補償用光ファイバ心線１３ｂと
の条長の差が大きくなり、正確な歪み測定を行うことが
できなくなってしまう。一方、温度補償用光ケーブル１
２の弛み量が小さ過ぎると、歪みの正確な測定ができな
くなってしまう。
１２の弛み量は、測定対象物の想定される変位量によっ
ても異なるが、歪み検知用光ケーブル１１に対して０．
１％以上２％以下の範囲内とすることが好ましい。ここ
で、歪み検知用光ケーブル１１に対する温度補償用光ケ
ーブル１２の弛み量とは、隣り合う連結部１６間におけ
る歪み検知用光ケーブル１１の長がＬｍであり、同じ区
間における温度補償用光ケーブル１２の長さがＬｏであ
るとき、（Ｌｏ−Ｌｍ）／Ｌｍ×１００で表される値
（単位：％）をいう。本実施形態において、温度補償用
光ケーブル１２の弛み量が大き過ぎると歪み検知用光フ
ァイバ心線１３ａと温度補償用光ファイバ心線１３ｂと
の条長の差が大きくなり、正確な歪み測定を行うことが
できなくなってしまう。一方、温度補償用光ケーブル１
２の弛み量が小さ過ぎると、歪みの正確な測定ができな
くなってしまう。
【００１９】本実施形態の歪み検知用複合ケーブル１０
は、歪み検知用光ケーブル１１が弛みのない状態または
張力をかけた状態となるように測定対象物に固定して用
いられる。このとき、温度補償用光ケーブル１２は弛み
を有する状態を保つので、前記第１の実施形態と同様に
して測定対象物の歪みを高精度で検知することができ
る。また特に、本実施形態の歪み検知用複合ケーブル１
０は、歪み検知用光ケーブル１１と温度補償用光ケーブ
ル１２が予め連結されて一体化されているので、測定対
象物への布設作業を簡単かつ迅速に行うことができる。
は、歪み検知用光ケーブル１１が弛みのない状態または
張力をかけた状態となるように測定対象物に固定して用
いられる。このとき、温度補償用光ケーブル１２は弛み
を有する状態を保つので、前記第１の実施形態と同様に
して測定対象物の歪みを高精度で検知することができ
る。また特に、本実施形態の歪み検知用複合ケーブル１
０は、歪み検知用光ケーブル１１と温度補償用光ケーブ
ル１２が予め連結されて一体化されているので、測定対
象物への布設作業を簡単かつ迅速に行うことができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
測定対象物上に固定された温度補償用光ケーブルおよび
歪み検知用光ケーブルそれぞれにおけるブリルアン周波
数シフト量を同時に測定し、両者のデータの差分をとる
ことによって、温度変化に起因するブリルアン周波数シ
フト量をキャンセルすることができる。したがって本発
明によれば、ＢＯＴＤＲを用いた歪み検知において、温
度変化によって生じる測定誤差を容易かつ高精度に補償
して、歪みの検知精度の向上を図ることができる。
測定対象物上に固定された温度補償用光ケーブルおよび
歪み検知用光ケーブルそれぞれにおけるブリルアン周波
数シフト量を同時に測定し、両者のデータの差分をとる
ことによって、温度変化に起因するブリルアン周波数シ
フト量をキャンセルすることができる。したがって本発
明によれば、ＢＯＴＤＲを用いた歪み検知において、温
度変化によって生じる測定誤差を容易かつ高精度に補償
して、歪みの検知精度の向上を図ることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る温度補償用光ケ
ーブルの一例を示した断面図である。
ーブルの一例を示した断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る温度補償用光ケ
ーブルの他の例を示した断面図である。
ーブルの他の例を示した断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る歪み検知用光ケ
ーブルと温度補償用光ケーブルを測定対象物上に固定し
た状態を例示した概略図である。
ーブルと温度補償用光ケーブルを測定対象物上に固定し
た状態を例示した概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の装置において測定対
象物に歪みが生じた状態を説明するための概略図であ
る。
象物に歪みが生じた状態を説明するための概略図であ
る。
【図５】本発明の第２の実施形態の歪み検知用複合ケー
ブルの一例を示したもので（ａ）は平面図、（ｂ）は断
面図である。
ブルの一例を示したもので（ａ）は平面図、（ｂ）は断
面図である。
１，５，１２…温度補償用光ケーブル、２，１４…抗張
力部材、３，１３ｂ…温度補償用光ファイバ心線、１０
…歪み検知用複合ケーブル、１３ａ…歪み検知用光ファ
イバ心線、１６…連結部、１１，２０…歪み検知用光ケ
ーブル、２１…固定部、２５…測定対象物。
力部材、３，１３ｂ…温度補償用光ファイバ心線、１０
…歪み検知用複合ケーブル、１３ａ…歪み検知用光ファ
イバ心線、１６…連結部、１１，２０…歪み検知用光ケ
ーブル、２１…固定部、２５…測定対象物。
フロントページの続き (72)発明者 草刈 雅広 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 田中 志明 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 宮本 末広 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 浅野 哲也 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 (72)発明者 松本 剛平 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 (72)発明者 吉海 達 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 AA65 EE01 FF00 LL02 UU03 2K002 AA04 AB12 BA01 DA10 GA06 HA24
Claims (4)
- 【請求項１】 歪み検知用光ケーブルを測定対象物上に
弛みのない状態で間欠的に固定し、ブリルアン散乱光を
用いたＯＴＤＲ手法により前記歪み検知用光ケーブルに
おける歪み分布を測定することによって、前記測定対象
物における歪みを検知する歪み検知装置において、 温度補償用光ファイバと抗張力部材をシースで一括的に
被覆してなる温度補償用光ケーブルを、前記歪み検知用
光ケーブルと平行に配して、前記測定対象物上に弛みを
有する状態で間欠的に固定したことを特徴とする歪み検
知装置。 - 【請求項２】 前記温度補償用光ケーブルの弛み量が、
これと平行に配されている歪み検知用光ケーブルに対し
て０．１％以上２％以下であることを特徴とする請求項
１記載の歪み検知装置。 - 【請求項３】 歪み検知用光ケーブルを測定対象物上に
弛みのない状態で間欠的に固定し、ブリルアン散乱光を
用いたＯＴＤＲ手法により前記歪み検知用光ケーブルに
おける歪み分布を測定することによって、前記測定対象
物における歪みを検知するのに用いられる歪み検知用光
ケーブルを備えてなり、 前記歪み検知用光ケーブルと平行に温度補償用光ケーブ
ルが配され、該温度補償用光ケーブルが弛みを有する状
態で前記歪み検知用光ケーブルに間欠的に固定されてい
ることを特徴とする歪み検知用複合ケーブル。 - 【請求項４】 前記温度補償用光ケーブルの弛み量が、
これと平行に配されている歪み検知用光ケーブルに対し
て０．１％以上２％以下であることを特徴とする請求項
３記載の歪み検知用複合ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001072755A JP2002267424A (ja) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | 歪み検知装置および歪み検知用複合ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001072755A JP2002267424A (ja) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | 歪み検知装置および歪み検知用複合ケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002267424A true JP2002267424A (ja) | 2002-09-18 |
Family
ID=18930293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001072755A Pending JP2002267424A (ja) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | 歪み検知装置および歪み検知用複合ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002267424A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009287957A (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Chiyoda Kako Kensetsu Kk | 歪検知用システム及びこれを用いた歪検知方法 |
| US9557232B2 (en) | 2013-05-10 | 2017-01-31 | Corning Optical Communications LLC | Structural strain sensing optical cable |
| JP2018189566A (ja) * | 2017-05-10 | 2018-11-29 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバセンサケーブル |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09243886A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-19 | Fujikura Ltd | ノンメタリック光ファイバケーブル |
| JPH11351983A (ja) * | 1998-04-07 | 1999-12-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 土砂崩壊検知システム |
| JP2000075174A (ja) * | 1998-08-26 | 2000-03-14 | Fujikura Ltd | 光ファイバケーブル |
| JP2000113742A (ja) * | 1998-10-08 | 2000-04-21 | Hitachi Cable Ltd | 金属線複合光ファイバドロップ |
-
2001
- 2001-03-14 JP JP2001072755A patent/JP2002267424A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09243886A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-19 | Fujikura Ltd | ノンメタリック光ファイバケーブル |
| JPH11351983A (ja) * | 1998-04-07 | 1999-12-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 土砂崩壊検知システム |
| JP2000075174A (ja) * | 1998-08-26 | 2000-03-14 | Fujikura Ltd | 光ファイバケーブル |
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| US9557232B2 (en) | 2013-05-10 | 2017-01-31 | Corning Optical Communications LLC | Structural strain sensing optical cable |
| JP2018189566A (ja) * | 2017-05-10 | 2018-11-29 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバセンサケーブル |
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