JP2007212210A - Fbg光ファイバセンサを用いた変位検出装置 - Google Patents
Fbg光ファイバセンサを用いた変位検出装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】傾斜角を有する移動溝が内部に設けられ、かつガイド溝が設けられた装置本体と、可動部と、ガイドピンがガイド溝に遊嵌して平行移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、帯状曲げひずみ検出センサを装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
を備え、可動部が傾斜移動し、ガイドピンが平行移動するときの帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値を検出する。
【選択図】 図1
Description
また、変位計は、直線運動を回転運動に変換する機構を設け、変位に応じた回転軸の回転角度を計測するものである。FBG方式(ファイバグレーティング方式)の光ファイバセンサを使用する変位計においては、前記回転角度に応じた張力を例えばバネ等によりFBGセンサに与える機構を設け、センサの波長変化で変位を計測するものである。ここで、FBGセンサはセンサ自体の微少なひずみによって波長の変化を生じさせるものである。したがって被測定部材の変位量計測範囲を変更する場合には、FBGセンサに張力を与える機構の例えばバネを前記計測範囲に該当するものに変更したり調整したりする必要が生じる。そして従来の変位計における、これらのバネの選定や調整は、決して容易なものではなかった。
さらに、回転軸部の摩擦から生じるヒステリシスにより、計測精度が低下するという課題が指摘されていた。
軸方向に向かい上下方向に傾斜する傾斜角を有する移動溝が内部に設けられ、かつ両側面には軸方向にのびるガイド溝が設けられた装置本体と、
前記移動溝内を傾斜移動可能にして収納された可動部と、可動部の前後方向に取り付けられ先端側に設けられたガイドピンが前記ガイド溝に遊嵌して平行移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、
前記帯状曲げひずみ検出センサを前記装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
を備え、
前記引張部材の引張力により可動部が傾斜移動し、かつ前記ガイドピンが平行移動するときの前記帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値を検出する
ことを特徴とし、
または、
軸方向に向かって延出する移動溝が内部に設けられ、かつ両側面には軸方向に向かい上下方向に傾斜する傾斜角を有するガイド溝が設けられた装置本体と、
前記移動溝内を平行移動可能にして収納された可動部と、可動部の前後方向に取り付けられ先端側に設けられたガイドピンが前記ガイド溝に遊嵌して傾斜移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、
前記帯状曲げひずみ検出センサを前記装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
を備え、
前記引張部材の引張力により可動部が平行移動し、かつ前記ガイドピンが傾斜移動するときの前記帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値を検出する
ことを特徴とし、
または、
軸方向に向かい上下方向に傾斜する傾斜角を有する移動溝が内部に設けられ、かつ両側面には軸方向にのびるガイド溝が設けられた装置本体と、
前記移動溝内を傾斜移動可能にして収納された可動部と、可動部の前後方向に取り付けられ先端側に設けられたガイドピンが前記ガイド溝に遊嵌して平行移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、
前記帯状曲げひずみ検出センサを前記装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
前記一方側の引張部材に接続されて変位が測定される被測定部材と、
を備え、
前記引張部材の引張力により可動部が傾斜移動し、かつ前記ガイドピンが平行移動するときの前記帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値が検出され、該曲げひずみの値から被測定部材の変位の値が検出できる
ことを特徴とし、
または、
軸方向に向かって延出する移動溝が内部に設けられ、かつ両側面には軸方向に向かい上下方向に傾斜する傾斜角を有するガイド溝が設けられた装置本体と、
前記移動溝内を平行移動可能にして収納された可動部と、可動部の前後方向に取り付けられ先端側に設けられたガイドピンが前記ガイド溝に遊嵌して傾斜移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、
前記帯状曲げひずみ検出センサを前記装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
前記一方側の引張部材に接続されて変位が測定される被測定部材と、
を備え、
前記引張部材の引張力により可動部が平行移動し、かつ前記ガイドピンが傾斜移動するときの前記帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値が検出され、該曲げひずみの値から被測定部材の変位の値が検出できる
ことを特徴とし、
または、
軸方向に向かい上下方向に傾斜する傾斜角を有する移動溝が内部に設けられ、かつ両側面には軸方向にのびるガイド溝が設けられた装置本体と、
前記移動溝内を傾斜移動可能にして収納された可動部と、可動部の前後方向に取り付けられ先端側に設けられたガイドピンが前記ガイド溝に遊嵌して平行移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、
前記帯状曲げひずみ検出センサを前記装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
前記一方側の引張部材に接続されて地盤移動量が測定される移動杭と、
前記装置本体が固定設置された固定杭と、
を備え、
前記引張部材の引張力により可動部が傾斜移動し、かつ前記ガイドピンが平行移動するときの前記帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値が検出され、該曲げひずみの値から地盤移動量が検出できる
ことを特徴とし、
または、
軸方向に向かって延出する移動溝が内部に設けられ、かつ両側面には軸方向に向かい上下方向に傾斜する傾斜角を有するガイド溝が設けられた装置本体と、
前記移動溝内を平行移動可能にして収納された可動部と、可動部の前後方向に取り付けられ先端側に設けられたガイドピンが前記ガイド溝に遊嵌して傾斜移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、
前記帯状曲げひずみ検出センサを前記装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
前記一方側の引張部材に接続されて地盤移動量が測定される移動杭と、
前記装置本体が固定設置された固定杭と、
を備え、
前記引張部材の引張力により可動部が平行移動し、かつ前記ガイドピンが傾斜移動するときの前記帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値が検出され、該曲げひずみの値から地盤移動量が検出できる
ことを特徴とし、
または、
前記曲げひずみ検出センサのうちセンサ本体部をFBGセンサで形成した
ことを特徴とするものである。
図1は、本発明による曲げひずみ検出装置11の基本的構成の一例を示す。
装置本体1への可動部2の取り付けは、まず、前記移動溝8内において傾斜移動が可能となるように可動部2を収納する。つまり略直方体からなる可動部2の底面幅方向両端部は、下側移動溝8の凸部上に載置される。よって可動部2は軸方向へ水平に移動するのではなく、移動溝8が有する前記傾斜角をもって軸方向に移動することになる。
図2は、装置本体1に収納設置された可動部2と前記装置本体1の前後方向から引張する引張部材9および引張機構を備えた曲げひずみ検出装置11の一部を透視した平面図である。図2において可動部2は、装置本体1の軸方向略中央部に位置する場合を示している。
図3は、前記曲げひずみ検出装置11の装置本体1に収納設置された可動部2を一部透視した側面図である。可動部2が当該位置に存する場合、前後両方向の帯状曲げひずみ検出センサ3、3には、湾曲等が見られず、曲げひずみ量の最小値が計測されると考えられる。
そして装置本体1の軸方向他端側面に装着された回転滑車20を介して錘21に締結される。一方可動部2と被測定部材10の間についても、引張部材9によって連結されている。したがって、被測定部材10、可動部2及び錘21は引張部材9、9によって連結状態となっている。そして被測定部材10と可動部2は前記錘21によって一方向(図3の右側)に張力を受けることになる。このことから、例えば被測定部材10と、
該被測定部材10に対向する装置本体1の端面との間隔Lが変動した場合、その変位(伸縮)に応じて可動部2が装置本体1内部を移動することになる。
前記したように、図4は、被測定部材10が変位した場合の曲げひずみ検出装置11の挙動を示すものであり、本発明の変位検出装置14の機能を説明するものである。
すると図4(b)に図示されているように帯状曲げひずみ検出センサ3には、可動部2に固定されている基部22、22が上側に位置し、その先端部23、23が下側に位置することにより生ずる撓みが発生することになる。
このように被測定部材10の変位は帯状曲げひずみ検出センサ3に発生する撓みを計測することにより測定可能となる。
本発明に係る変位検出装置14または伸縮検出装置15は、上述のように、被測定部材10の水平変位量または水平移動量を曲げひずみ検出装置11によって帯状曲げひずみ検出センサ3の撓みに変換し、当該ひずみ量を計測することから導出するものである。
まず、長尺の略直方体からなる装置本体1には、長手方向両側面内部に軸方向に向かい水平に移動溝8が設けられている。この移動溝8は、二本の長尺四角柱の部材を所定の間隔で平行に配置し、長手方向側面内部に固着することにより形成される。
2 可動部
3 帯状曲げひずみ検出センサ
4 センサ本体部
5 FBGセンサ
6 ガイドピン
7 ガイド溝
8 移動溝
9 引張部材
10 被測定部材
11 曲げひずみ検出装置
12 固定杭
13 移動杭
14 変位検出装置
15 伸縮検出装置
16 温度補償用FBGセンサ
17 光ファイバケーブル
18 変位検知棒
19 可動部本体上部
20 回転滑車
21 錘
22 帯状曲げひずみ検出センサ基部
23 帯状曲げひずみ検出センサ先端部
24 固定部
25 セグメント外筒
26 セグメント内筒
L 被測定部材10と、該被測定部材10に対向する装置本体1の端面との間隔
Claims (9)
- 軸方向に向かい上下方向に傾斜する傾斜角を有する移動溝が内部に設けられ、かつ両側面には軸方向にのびるガイド溝が設けられた装置本体と、
前記移動溝内を傾斜移動可能にして収納された可動部と、可動部の前後方向に取り付けられ先端側に設けられたガイドピンが前記ガイド溝に遊嵌して平行移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、
前記帯状曲げひずみ検出センサを前記装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
を備え、
前記引張部材の引張力により可動部が傾斜移動し、かつ前記ガイドピンが平行移動するときの前記帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値を検出する曲げひずみ検出装置。
- 軸方向に向かって延出する移動溝が内部に設けられ、かつ両側面には軸方向に向かい上下方向に傾斜する傾斜角を有するガイド溝が設けられた装置本体と、
前記移動溝内を平行移動可能にして収納された可動部と、可動部の前後方向に取り付けられ先端側に設けられたガイドピンが前記ガイド溝に遊嵌して傾斜移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、
前記帯状曲げひずみ検出センサを前記装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
を備え、
前記引張部材の引張力により可動部が平行移動し、かつ前記ガイドピンが傾斜移動するときの前記帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値を検出する曲げひずみ検出装置。
- 軸方向に向かい上下方向に傾斜する傾斜角を有する移動溝が内部に設けられ、かつ両側面には軸方向にのびるガイド溝が設けられた装置本体と、
前記移動溝内を傾斜移動可能にして収納された可動部と、可動部の前後方向に取り付けられ先端側に設けられたガイドピンが前記ガイド溝に遊嵌して平行移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、
前記帯状曲げひずみ検出センサを前記装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
前記一方側の引張部材に接続されて変位が測定される被測定部材と、
を備え、
前記引張部材の引張力により可動部が傾斜移動し、かつ前記ガイドピンが平行移動するときの前記帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値が検出され、該曲げひずみの値から被測定部材の変位の値が検出できる変位検出装置。
- 軸方向に向かって延出する移動溝が内部に設けられ、かつ両側面には軸方向に向かい上下方向に傾斜する傾斜角を有するガイド溝が設けられた装置本体と、
前記移動溝内を平行移動可能にして収納された可動部と、可動部の前後方向に取り付けられ先端側に設けられたガイドピンが前記ガイド溝に遊嵌して傾斜移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、
前記帯状曲げひずみ検出センサを前記装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
前記一方側の引張部材に接続されて変位が測定される被測定部材と、
を備え、
前記引張部材の引張力により可動部が平行移動し、かつ前記ガイドピンが傾斜移動するときの前記帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値が検出され、該曲げひずみの値から被測定部材の変位の値が検出できる変位検出装置。
- 軸方向に向かい上下方向に傾斜する傾斜角を有する移動溝が内部に設けられ、かつ両側面には軸方向にのびるガイド溝が設けられた装置本体と、
前記移動溝内を傾斜移動可能にして収納された可動部と、可動部の前後方向に取り付けられ先端側に設けられたガイドピンが前記ガイド溝に遊嵌して平行移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、
前記帯状曲げひずみ検出センサを前記装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
前記一方側の引張部材に接続されて地盤移動量が測定される移動杭と、
前記装置本体が固定設置された固定杭と、
を備え、
前記引張部材の引張力により可動部が傾斜移動し、かつ前記ガイドピンが平行移動するときの前記帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値が検出され、該曲げひずみの値から地盤移動量が検出できる伸縮検出装置。
- 軸方向に向かって延出する移動溝が内部に設けられ、かつ両側面には軸方向に向かい上下方向に傾斜する傾斜角を有するガイド溝が設けられた装置本体と、
前記移動溝内を平行移動可能にして収納された可動部と、可動部の前後方向に取り付けられ先端側に設けられたガイドピンが前記ガイド溝に遊嵌して傾斜移動可能とされた帯状曲げひずみ検出センサと、
前記帯状曲げひずみ検出センサを前記装置本体の前後方向から引張する引張部材と、
前記一方側の引張部材に接続されて地盤移動量が測定される移動杭と、
前記装置本体が固定設置された固定杭と、
を備え、
前記引張部材の引張力により可動部が平行移動し、かつ前記ガイドピンが傾斜移動するときの前記帯状曲げひずみ検出センサにおける曲げひずみの値が検出され、該曲げひずみの値から地盤移動量が検出できる伸縮検出装置。
- 前記曲げひずみ検出センサのうちセンサ本体部をFBGセンサで形成したことを特徴とする、
請求項1又は2記載の曲げひずみ検出装置。
- 前記曲げひずみ検出センサのうちセンサ本体部をFBGセンサで形成したことを特徴とする、
請求項3又は4記載の変位検出装置。
- 前記曲げひずみ検出センサのうちセンサ本体部をFBGセンサで形成したことを特徴とする、
請求項5又は6記載の伸縮検出装置。
Priority Applications (1)
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JP2006030650A JP4260812B2 (ja) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | Fbg光ファイバセンサを用いた変位検出装置 |
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CN110044392A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-07-23 | 南京智慧基础设施技术研究院有限公司 | 一种预埋于预制结构内的光纤传感器 |
KR20220087957A (ko) * | 2020-12-18 | 2022-06-27 | 김광익 | 지반침하 탐지장치 |
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2006
- 2006-02-08 JP JP2006030650A patent/JP4260812B2/ja active Active
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