JP2003222571A - 光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価方法及び装置 - Google Patents
光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 材料の損傷の発生と状況、及び歪を評
価する材料の損傷評価方法及び評価装置を実現する。 【解決手段】 FBGセンサ１０、１０’を被検体２に
取り付け、広帯域光源５から広帯域波長光を入力させ、
特定の波長を有する光信号を反射させ、この反射光をFB
Gセンサと同じ光弾性定数、及び格子間隔を有するFBGを
書き込んだ光ファイバを用いて処理し、弾性波放出にと
もない発生する高周波信号のみを光電変換器１４、１
４’により電気信号に変換し、被検体２の損傷発生状況
を調べるとともに、超音波発生素子８から超音波を発生
させ、そのときに得られるFBGセンサ１０、１０’から
の出力にフィルタ処理を施し、その波形から材料の損傷
状況を調べる。
価する材料の損傷評価方法及び評価装置を実現する。 【解決手段】 FBGセンサ１０、１０’を被検体２に
取り付け、広帯域光源５から広帯域波長光を入力させ、
特定の波長を有する光信号を反射させ、この反射光をFB
Gセンサと同じ光弾性定数、及び格子間隔を有するFBGを
書き込んだ光ファイバを用いて処理し、弾性波放出にと
もない発生する高周波信号のみを光電変換器１４、１
４’により電気信号に変換し、被検体２の損傷発生状況
を調べるとともに、超音波発生素子８から超音波を発生
させ、そのときに得られるFBGセンサ１０、１０’から
の出力にフィルタ処理を施し、その波形から材料の損傷
状況を調べる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバセンサ
を用いた材料の損傷発生、及び損傷状況を検出する方法
及び装置に関するものである。さらに詳しくは、構造体
の特性評価技術、材料の欠陥検出、材料の変形・破壊な
どの測定に利用するための光ファイバセンサを用いた損
傷評価方法及び装置に関し、例えば、自動車、航空機、
橋梁、建築物などの損傷評価に利用可能な損傷評価方法
及び装置に関する。
を用いた材料の損傷発生、及び損傷状況を検出する方法
及び装置に関するものである。さらに詳しくは、構造体
の特性評価技術、材料の欠陥検出、材料の変形・破壊な
どの測定に利用するための光ファイバセンサを用いた損
傷評価方法及び装置に関し、例えば、自動車、航空機、
橋梁、建築物などの損傷評価に利用可能な損傷評価方法
及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、材料の損傷を評価する方法として
次のような技術がある。 （１）光ファイバセンサによる歪計測がある。しかしな
がら微小な欠陥の発生に伴う弾性波放出を歪計測からと
らえることは不可能である。
次のような技術がある。 （１）光ファイバセンサによる歪計測がある。しかしな
がら微小な欠陥の発生に伴う弾性波放出を歪計測からと
らえることは不可能である。
【０００３】（２）圧電素子型AEセンサを用いて弾性波
放出を検知する方法がある。この方法では圧電素子を利
用することから電磁気障害の影響を受けること、歪計測
ができないなどの欠点がある。
放出を検知する方法がある。この方法では圧電素子を利
用することから電磁気障害の影響を受けること、歪計測
ができないなどの欠点がある。
【０００４】（３）圧電素子と超音波発生素子を一枚の
シートに載せて材料内部に埋め込む又は貼り付けて、材
料の損傷状況を評価する技術がある（スマートパッチと
呼ばれる技術でアメリカ・スタンフォード大学で開発さ
れた。）。しかしながら圧電素子では歪を計測すること
はできない。
シートに載せて材料内部に埋め込む又は貼り付けて、材
料の損傷状況を評価する技術がある（スマートパッチと
呼ばれる技術でアメリカ・スタンフォード大学で開発さ
れた。）。しかしながら圧電素子では歪を計測すること
はできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
技術で生じるような問題点のない新規な技術を実現する
ことを目的とするものであり、特に、光ファイバセンサ
から得られる光信号に波形処理を行い、材料の損傷の発
生と状況、及び歪を評価する材料の損傷評価方法及び評
価装置を実現することを課題とするものである。
技術で生じるような問題点のない新規な技術を実現する
ことを目的とするものであり、特に、光ファイバセンサ
から得られる光信号に波形処理を行い、材料の損傷の発
生と状況、及び歪を評価する材料の損傷評価方法及び評
価装置を実現することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、FBGを書き込んだ光ファイバであるFBGセン
サを被検体に取り付け、該FBGセンサに広帯域波長光を
入力し、該FBGセンサから特定の波長を有する光信号の
みを反射させ、該反射光を、上記FBGセンサと同じ光弾
性定数及び格子間隔を有するFBGを書き込んだ光ファイ
バであるFBGフィルタを用いてフィルタ処理し、上記被
検体の損傷発生に伴う弾性波放出で発生する高周波信号
のみを光電変換器により電気信号に変換し、該電気信号
から上記被検体の損傷発生状況を調べることを特徴とす
る光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価方法を提供
する。
するために、FBGを書き込んだ光ファイバであるFBGセン
サを被検体に取り付け、該FBGセンサに広帯域波長光を
入力し、該FBGセンサから特定の波長を有する光信号の
みを反射させ、該反射光を、上記FBGセンサと同じ光弾
性定数及び格子間隔を有するFBGを書き込んだ光ファイ
バであるFBGフィルタを用いてフィルタ処理し、上記被
検体の損傷発生に伴う弾性波放出で発生する高周波信号
のみを光電変換器により電気信号に変換し、該電気信号
から上記被検体の損傷発生状況を調べることを特徴とす
る光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価方法を提供
する。
【０００７】上記FBGセンサと超音波発生素子を一枚の
高分子シートで支持し、該シートを材料内部に埋め込む
又は表面に貼り付け、上記超音波発生素子から超音波を
発生させ、そのときに得られる上記FBGセンサからの出
力に上記フィルタ処理を施し、該処理で得られる波形か
ら材料の損傷状況を調べることを特徴とする。
高分子シートで支持し、該シートを材料内部に埋め込む
又は表面に貼り付け、上記超音波発生素子から超音波を
発生させ、そのときに得られる上記FBGセンサからの出
力に上記フィルタ処理を施し、該処理で得られる波形か
ら材料の損傷状況を調べることを特徴とする。
【０００８】上記FBGセンサからの反射光を光スペクト
ルアナライザーに入力することにより、上記被検体が受
ける歪を評価することを特徴とする。
ルアナライザーに入力することにより、上記被検体が受
ける歪を評価することを特徴とする。
【０００９】本発明は上記課題を解決するために、上記
被検体に取り付けられる検出ライン、広帯域光源、光ス
ペクトルアナライザ及び波形収録装置を有する光ファイ
バセンサを用いた材料の損傷評価装置であって、上記検
出ラインは、光ファイバで互いに接続されたFBGセン
サ、光サーキュレータ、光分配器、FBGフィルタ及び光
電変換器とを備え、上記光サーキュレータは広帯域光源
に接続されており、上記光分配器は光スペクトルアナラ
イザに接続されており、上記光電変換器は波形収録装置
に接続されており、上記FBGセンサは、上記被検体に取
り付けられていることを特徴とする光ファイバセンサを
用いた材料の損傷評価方法を提供する。
被検体に取り付けられる検出ライン、広帯域光源、光ス
ペクトルアナライザ及び波形収録装置を有する光ファイ
バセンサを用いた材料の損傷評価装置であって、上記検
出ラインは、光ファイバで互いに接続されたFBGセン
サ、光サーキュレータ、光分配器、FBGフィルタ及び光
電変換器とを備え、上記光サーキュレータは広帯域光源
に接続されており、上記光分配器は光スペクトルアナラ
イザに接続されており、上記光電変換器は波形収録装置
に接続されており、上記FBGセンサは、上記被検体に取
り付けられていることを特徴とする光ファイバセンサを
用いた材料の損傷評価方法を提供する。
【００１０】上記FBGセンサと超音波発生素子を一枚の
高分子シート上で支持し、該シートを被検体内部に埋め
込む又は表面に貼り付けられるような構成とし、上記超
音波発生素子から超音波を発生させ、そのときに得られ
るFBGセンサからの出力に上記ＦＢＧフィルタでフィル
タ処理を施し、該処理で得られた波形から材料の損傷を
調べることのできることを特徴とする。
高分子シート上で支持し、該シートを被検体内部に埋め
込む又は表面に貼り付けられるような構成とし、上記超
音波発生素子から超音波を発生させ、そのときに得られ
るFBGセンサからの出力に上記ＦＢＧフィルタでフィル
タ処理を施し、該処理で得られた波形から材料の損傷を
調べることのできることを特徴とする。
【００１１】上記FBGセンサからの反射光を上記光スペ
クトルアナライザーに入力することにより、上記被検体
が受ける歪を評価可能とすることを特徴とする。
クトルアナライザーに入力することにより、上記被検体
が受ける歪を評価可能とすることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に係る光ファイバセンサを
用いた材料の損傷評価方法及び評価装置の実施の形態を
実施例に基づいて図面を参照して以下説明する。
用いた材料の損傷評価方法及び評価装置の実施の形態を
実施例に基づいて図面を参照して以下説明する。
【００１３】まず、本発明の概要、基本的な原理を説明
する。FBG（フアイバ・ブラッグ・グレーティング）セ
ンサ（以下、この被検体に取り付けた光ファイバをFBG
センサと言う。）が被検体が取り付けられており、この
FBGセンサに広帯域波長光を入力すると、FBGセンサから
は特定の波長を有する光信号のみが反射される。このFB
Gセンサが歪を受けると、その反射波の波長が歪ととも
に変化する。また、被検体に衝撃荷重などが加わった場
合、その際に発生する弾性波放出する。
する。FBG（フアイバ・ブラッグ・グレーティング）セ
ンサ（以下、この被検体に取り付けた光ファイバをFBG
センサと言う。）が被検体が取り付けられており、この
FBGセンサに広帯域波長光を入力すると、FBGセンサから
は特定の波長を有する光信号のみが反射される。このFB
Gセンサが歪を受けると、その反射波の波長が歪ととも
に変化する。また、被検体に衝撃荷重などが加わった場
合、その際に発生する弾性波放出する。
【００１４】これらを、同じ光弾性定数、及び格子間隔
を有するFBGを書き込んだ光ファイバ（以下、これをFBG
フィルタと言う。）によりフィルタ処理し、弾性波放出
にともない発生する高周波信号のみを光電変換器により
電気信号に変換する。この電気信号から被検体の損傷発
生状況を調べることができ、さらに、FBGセンサからの
反射光を光スペクトルアナライザーに入力することによ
り、被検体が受ける歪を評価することが出来る。
を有するFBGを書き込んだ光ファイバ（以下、これをFBG
フィルタと言う。）によりフィルタ処理し、弾性波放出
にともない発生する高周波信号のみを光電変換器により
電気信号に変換する。この電気信号から被検体の損傷発
生状況を調べることができ、さらに、FBGセンサからの
反射光を光スペクトルアナライザーに入力することによ
り、被検体が受ける歪を評価することが出来る。
【００１５】FBGセンサと超音波発生素子を一枚のポリ
イミドなどの高分子シートの上に載せ、このシートを被
検体内部に埋め込む又は表面に貼り付ける。超音波発生
素子から超音波を発生させ、そのときに得られるFBGセ
ンサからの出力に上記フィルタ処理を施し、その波形か
ら材料の損傷状況を調べ、被検体の損傷状況を調べ、評
価することができる。
イミドなどの高分子シートの上に載せ、このシートを被
検体内部に埋め込む又は表面に貼り付ける。超音波発生
素子から超音波を発生させ、そのときに得られるFBGセ
ンサからの出力に上記フィルタ処理を施し、その波形か
ら材料の損傷状況を調べ、被検体の損傷状況を調べ、評
価することができる。
【００１６】また、複数のFBGセンサを用いて弾性波放
出を検知した場合、各FBGセンサが受信する信号の到達
時間差から弾性波放出の発生箇所を特定することができ
る。このようにして、被検体の損傷発生、及び損傷状況
の位置を評定することができる。
出を検知した場合、各FBGセンサが受信する信号の到達
時間差から弾性波放出の発生箇所を特定することができ
る。このようにして、被検体の損傷発生、及び損傷状況
の位置を評定することができる。
【００１７】（実施例）次に、本発明に係る光ファイバ
センサを用いた材料の損傷評価方法及び評価装置の実施
例の全体構成を図１で説明する。本発明に係る光ファイ
バセンサを用いた材料の損傷評価装置１は、被検体２の
所定の方向の異なる箇所に夫々取り付けられる一対の検
出ライン、即ち二つの検出ライン３、４を有し、さらに
一対の検出ライン３、４に共通の広帯域光源５、光スペ
クトルアナライザ６、波形収録装置７を有する。又、本
発明に係る光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価装
置１は、超音波発生素子８を有する。
センサを用いた材料の損傷評価方法及び評価装置の実施
例の全体構成を図１で説明する。本発明に係る光ファイ
バセンサを用いた材料の損傷評価装置１は、被検体２の
所定の方向の異なる箇所に夫々取り付けられる一対の検
出ライン、即ち二つの検出ライン３、４を有し、さらに
一対の検出ライン３、４に共通の広帯域光源５、光スペ
クトルアナライザ６、波形収録装置７を有する。又、本
発明に係る光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価装
置１は、超音波発生素子８を有する。
【００１８】各検出ライン３、４は、光ファイバ９、
９’で互いに接続されたFBGセンサ１０、１０’光サー
キュレータ１１、１１’光分配器１２、１２’FBGフィ
ルタ１３、１３’及び光電変換器１４、１４’とから構
成される。光サーキュレータ１１、１１’は広帯域光源
５に接続されている。光分配器１２、１２’は、光スペ
クトルアナライザ６に接続されている。光電変換器１
４、１４’は波形収録装置７に接続されている。
９’で互いに接続されたFBGセンサ１０、１０’光サー
キュレータ１１、１１’光分配器１２、１２’FBGフィ
ルタ１３、１３’及び光電変換器１４、１４’とから構
成される。光サーキュレータ１１、１１’は広帯域光源
５に接続されている。光分配器１２、１２’は、光スペ
クトルアナライザ６に接続されている。光電変換器１
４、１４’は波形収録装置７に接続されている。
【００１９】広帯域光源５（通常、出力される光は波長
帯域1300〜1600nm、周波数では190〜230THzの範囲を有
する）からの光は、光サーキュレータ１１、１１’を介
し、FBGセンサ１０、１０’に入力するように構成され
ている。
帯域1300〜1600nm、周波数では190〜230THzの範囲を有
する）からの光は、光サーキュレータ１１、１１’を介
し、FBGセンサ１０、１０’に入力するように構成され
ている。
【００２０】FBGセンサ１０、１０’は、接着剤により
被検体２に貼り付けられるか、又は被検体２内部に埋め
込まれている。具体的には、光ファイバ９、９’及びFB
Gセンサ１０、１０’を一枚のシートに載せることによ
りセンサの位置を固定することができ、さらに、このシ
ートに超音波発生素子８を載せ、被検体２の表面に貼り
付ける、又は内部に埋め込む。 （作用）
被検体２に貼り付けられるか、又は被検体２内部に埋め
込まれている。具体的には、光ファイバ９、９’及びFB
Gセンサ１０、１０’を一枚のシートに載せることによ
りセンサの位置を固定することができ、さらに、このシ
ートに超音波発生素子８を載せ、被検体２の表面に貼り
付ける、又は内部に埋め込む。 （作用）
【００２１】上記構成から成る本発明に係る光ファイバ
センサを用いた材料の損傷評価方法及び評価装置１の作
用を説明する。図２に模式的に示すように、FBGセンサ
１０、１０’は、屈折率ｎとその屈折率の異なる格子間
隔Λに依存した特定の波長λ Ｂ（λＢ＝２ｎΛ）の光の
みを反射する特徴を持ち、この反射波長λＢをブラッグ
波長と呼ぶ。FBGセンサ１０、１０’のブラッグ波長
は、FBGセンサ１０、１０’が歪を受けたとき変化する
ことが知られている。
センサを用いた材料の損傷評価方法及び評価装置１の作
用を説明する。図２に模式的に示すように、FBGセンサ
１０、１０’は、屈折率ｎとその屈折率の異なる格子間
隔Λに依存した特定の波長λ Ｂ（λＢ＝２ｎΛ）の光の
みを反射する特徴を持ち、この反射波長λＢをブラッグ
波長と呼ぶ。FBGセンサ１０、１０’のブラッグ波長
は、FBGセンサ１０、１０’が歪を受けたとき変化する
ことが知られている。
【００２２】即ち、被検体２にき裂などの欠陥が発生し
た場合、その際に放出される弾性波がFBGセンサ１０、
１０’から反射されるブラッグ波長の光信号に重畳され
る。通常、欠陥発生により発生する弾性波は最大で数MH
z程度の周波数の信号になる。
た場合、その際に放出される弾性波がFBGセンサ１０、
１０’から反射されるブラッグ波長の光信号に重畳され
る。通常、欠陥発生により発生する弾性波は最大で数MH
z程度の周波数の信号になる。
【００２３】このFBGセンサ１０、１０’からの反射波
を光サーキュレータ１１及び光分配器１２を介して、FB
Gセンサ１０、１０’と同一のブラッグ波長を有するFBG
フィルタ１３、１３’に通す。このFBGフィルタ１３、
１３’においてブラッグ波長の信号は反射され、欠陥発
生により生じた弾性波に対応した信号のみがFBGフィル
タ１３、１３’を通過する。
を光サーキュレータ１１及び光分配器１２を介して、FB
Gセンサ１０、１０’と同一のブラッグ波長を有するFBG
フィルタ１３、１３’に通す。このFBGフィルタ１３、
１３’においてブラッグ波長の信号は反射され、欠陥発
生により生じた弾性波に対応した信号のみがFBGフィル
タ１３、１３’を通過する。
【００２４】この信号を光電変換器１４、１４’により
電気信号に変換し、波形収録装置７などの波形収録装置
７に表示及び記録させる。この波形収録装置７に表示・
記録された波形を観察することにより被検体２に欠陥が
生じたかどうかを調べることができる。
電気信号に変換し、波形収録装置７などの波形収録装置
７に表示及び記録させる。この波形収録装置７に表示・
記録された波形を観察することにより被検体２に欠陥が
生じたかどうかを調べることができる。
【００２５】FBGセンサ１０、１０’からの反射波を光
サーキュレータ１１、１１’を通過した段階で光分配器
１２、１２’を通して、光スペクトルアナライザー６に
入力する。光スペクトルアナライザー６は入力された光
の波長ごとの強度（光の周波数成分強度）を表示する装
置である。光スペクトルアナライザー６に表示された強
度の高い波長を評価することにより、FBGセンサ１０、
１０’が貼り付けられている、又は埋め込まれている箇
所で被検体２が受けている歪を評価することができる。
サーキュレータ１１、１１’を通過した段階で光分配器
１２、１２’を通して、光スペクトルアナライザー６に
入力する。光スペクトルアナライザー６は入力された光
の波長ごとの強度（光の周波数成分強度）を表示する装
置である。光スペクトルアナライザー６に表示された強
度の高い波長を評価することにより、FBGセンサ１０、
１０’が貼り付けられている、又は埋め込まれている箇
所で被検体２が受けている歪を評価することができる。
【００２６】図３に示すように、超音波発生素子８から
発生される弾性振動は被検体２にき裂などの欠陥が存在
した場合、欠陥箇所で反射、又は迂回する。そのため欠
陥の存在の有無により超音波発生素子８から発せられた
弾性振動に対するFBGセンサ１０、１０’の応答波形に
は相違が現れる。
発生される弾性振動は被検体２にき裂などの欠陥が存在
した場合、欠陥箇所で反射、又は迂回する。そのため欠
陥の存在の有無により超音波発生素子８から発せられた
弾性振動に対するFBGセンサ１０、１０’の応答波形に
は相違が現れる。
【００２７】これより被検体２にき裂などの欠陥の存在
の有無を調べることができる。また、複数個のFBGセン
サ１０、１０’を被検体２に取り付け、弾性振動に対す
る各センサからの応答波形を調べることにより、欠陥の
存在箇所を評価することができる。
の有無を調べることができる。また、複数個のFBGセン
サ１０、１０’を被検体２に取り付け、弾性振動に対す
る各センサからの応答波形を調べることにより、欠陥の
存在箇所を評価することができる。
【００２８】このようにして、FBGセンサ１０、１０’
は歪を受けると、その反射波の波長が歪とともに変化す
る。このシステムにより材料の損傷発生、及び損傷状況
のみではなく、歪も同時に評価できる。
は歪を受けると、その反射波の波長が歪とともに変化す
る。このシステムにより材料の損傷発生、及び損傷状況
のみではなく、歪も同時に評価できる。
【００２９】ところで、この実施例の損傷評価装置１で
は、一対の検出ライン３、４を有する例を示したが、こ
の例では二つのFBGセンサ１０、１０’を被検体２に貼
り付けることで、上記した信号処理を行い、各FBGセン
サ１０、１０’が弾性波を検出した時間差を評価するこ
とにより欠陥の発生箇所を特定することができる。さら
に、二対以上の検出ラインを互いの方向を異ならせて設
けた構成としてもよい。これにより、各対の時間差を評
価することにより、より詳しい欠陥の発生箇所を特定す
ることができる。
は、一対の検出ライン３、４を有する例を示したが、こ
の例では二つのFBGセンサ１０、１０’を被検体２に貼
り付けることで、上記した信号処理を行い、各FBGセン
サ１０、１０’が弾性波を検出した時間差を評価するこ
とにより欠陥の発生箇所を特定することができる。さら
に、二対以上の検出ラインを互いの方向を異ならせて設
けた構成としてもよい。これにより、各対の時間差を評
価することにより、より詳しい欠陥の発生箇所を特定す
ることができる。
【００３０】以上、本発明に係る光ファイバセンサを用
いた材料の損傷評価方法及び装置の実施の形態を実施例
に基づいて説明したが、本発明は、このような実施例に
限定されるものではなく、特許請求の範囲の技術的事項
の範囲内でいろいろな実施例があることは言うまでもな
い。
いた材料の損傷評価方法及び装置の実施の形態を実施例
に基づいて説明したが、本発明は、このような実施例に
限定されるものではなく、特許請求の範囲の技術的事項
の範囲内でいろいろな実施例があることは言うまでもな
い。
【００３１】
【発明の効果】以上の構成から成る本発明によれば、光
ファイバセンサにより材料の損傷発生時にともなう弾性
波放出を検出することができ、超音波発生素子により材
料に存在する損傷状況を調べることができる。また光周
波数成分強度解析から材料が受けている歪を測定するこ
とができ、被検体の損傷状況を評価することができる。
ファイバセンサにより材料の損傷発生時にともなう弾性
波放出を検出することができ、超音波発生素子により材
料に存在する損傷状況を調べることができる。また光周
波数成分強度解析から材料が受けている歪を測定するこ
とができ、被検体の損傷状況を評価することができる。
【図１】本発明に係る光ファイバセンサを用いた材料の
損傷評価方法及び装置の実施例を説明するための図であ
る。
損傷評価方法及び装置の実施例を説明するための図であ
る。
【図２】本発明の基本原理であるFBGセンサが歪を受け
ると、その反射波の波長が歪とともに変化する点を説明
する図である。
ると、その反射波の波長が歪とともに変化する点を説明
する図である。
【図３】本発明の基本原理である超音波発生素子により
超音波を発生させて、そのときに計測されるFBGセンサ
信号の波形から、被検体の損傷状況を調べ、評価する点
を説明する図である。
超音波を発生させて、そのときに計測されるFBGセンサ
信号の波形から、被検体の損傷状況を調べ、評価する点
を説明する図である。
１ 光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価装置
２ 被検体
３、４ 検出ライン
５ 広帯域光源
６ 光スペクトルアナライザ
７ 波形収録装置
８ 超音波発生素子
９、９’ 光ファイバ
１０、１０’ FBGセンサ
１１、１１’ 光サーキュレータ
１２、１２’ 光分配器
１３、１３’ FBGフィルタ
１４、１４’ 光電変換器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｌ 1/24 Ｇ０１Ｌ 1/24 Ａ
Ｆターム(参考） 2F065 AA01 AA49 AA60 AA65 BB05
DD04 FF32 FF41 FF49 GG21
JJ00 JJ05 LL02 LL22 LL41
LL67 PP22 QQ25
2F068 AA48 KK00 TT01
2F103 BA10 BA41 CA06 CA09 EB08
EB16 EC09 EC10 EC16 GA15
2G086 CC05 DD05
Claims (6)
- 【請求項１】 FBGを書き込んだ光ファイバであるFBG
センサを被検体に取り付け、該FBGセンサに広帯域波長
光を入力し、該FBGセンサから特定の波長を有する光信
号のみを反射させ、該反射光を、上記FBGセンサと同じ
光弾性定数及び格子間隔を有するFBGを書き込んだ光フ
ァイバであるFBGフィルタを用いてフィルタ処理し、上
記被検体の損傷発生に伴う弾性波放出で発生する高周波
信号のみを光電変換器により電気信号に変換し、該電気
信号から上記被検体の損傷発生状況を調べることを特徴
とする光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価方法。 - 【請求項２】 上記FBGセンサと超音波発生素子を一
枚の高分子シートで支持し、該シートを材料内部に埋め
込む又は表面に貼り付け、上記超音波発生素子から超音
波を発生させ、そのときに得られる上記FBGセンサから
の出力に上記フィルタ処理を施し、該処理で得られる波
形から材料の損傷状況を調べることを特徴とする請求項
１記載の光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価方
法。 - 【請求項３】 上記FBGセンサからの反射光を光スペ
クトルアナライザーに入力することにより、上記被検体
が受ける歪を評価することを特徴とする請求項１又は２
記載の光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価方法。 - 【請求項４】 上記被検体に取り付けられる検出ライ
ン、広帯域光源、光スペクトルアナライザ及び波形収録
装置を有する光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価
装置であって、 上記検出ラインは、光ファイバで互いに接続されたFBG
センサ、光サーキュレータ、光分配器、FBGフィルタ及
び光電変換器とを備え、 上記光サーキュレータは広帯域光源に接続されており、
上記光分配器は光スペクトルアナライザに接続されてお
り、上記光電変換器は波形収録装置に接続されており、 上記FBGセンサは、上記被検体に取り付けられているこ
とを特徴とする光ファイバセンサを用いた材料の損傷評
価方法。 - 【請求項５】 上記FBGセンサと超音波発生素子を一
枚の高分子シート上で支持し、該シートを被検体内部に
埋め込む又は表面に貼り付けられるような構成とし、 上記超音波発生素子から超音波を発生させ、そのときに
得られるFBGセンサからの出力に上記FBGフィルタでフィ
ルタ処理を施し、該処理で得られた波形から材料の損傷
を調べることのできることを特徴とする請求項４記載の
光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価装置。 - 【請求項６】 上記FBGセンサからの反射光を上記光
スペクトルアナライザーに入力することにより、上記被
検体が受ける歪を評価可能とすることを特徴とする請求
項１又は２記載の光ファイバセンサを用いた材料の損傷
評価装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002021254A JP3790815B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002021254A JP3790815B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価方法及び装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003222571A true JP2003222571A (ja) | 2003-08-08 |
| JP3790815B2 JP3790815B2 (ja) | 2006-06-28 |
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ID=27744547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2002021254A Expired - Lifetime JP3790815B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 光ファイバセンサを用いた材料の損傷評価方法及び装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3790815B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1672351A3 (en) * | 2004-12-15 | 2006-08-16 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Modular sensor for damage detection, manufacturing method and structural composite material |
| EP1826545A3 (en) * | 2006-02-27 | 2009-05-27 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Damage detection system using optical fibre sensors |
| JP2010112867A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 振動又は弾性波検出装置 |
| CN108508097A (zh) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 香港理工大学 | 一种基于光纤超声导波技术的铁轨裂纹监测系统 |
-
2002
- 2002-01-30 JP JP2002021254A patent/JP3790815B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| EP1672351A3 (en) * | 2004-12-15 | 2006-08-16 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Modular sensor for damage detection, manufacturing method and structural composite material |
| US7405391B2 (en) | 2004-12-15 | 2008-07-29 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Modular sensor for damage detection, manufacturing method, and structural composite material |
| EP1826545A3 (en) * | 2006-02-27 | 2009-05-27 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Damage detection system using optical fibre sensors |
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| CN108508097B (zh) * | 2017-02-28 | 2021-03-02 | 香港理工大学 | 一种基于光纤超声导波技术的铁轨裂纹监测系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3790815B2 (ja) | 2006-06-28 |
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