JP2009222397A - 光ファイバセンサおよび計測装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光ファイバセンサ20のファイバ支持体21は、計測対象に固定されるベース22の一面側にヒンジ23、24を介して一対の腕部25、26が互いに対向するように立設され、その腕部25、26の中間位置を連結部29がヒンジ27、28を介して連結し、計測対象と等しい膨張率を有する材料で一体的に形成され、計測対象からベース22を伸縮させる力を受けて腕部25、26を互いに反対方向に傾ける構造を有している。腕部25、26の連結部29から所定距離離れた一端側の位置の間に、グレーティング部1aを有するセンサ用光ファイバ1の両端が張力のある状態で固定され、その光ファイバ1と同一特性のセンサ用光ファイバ1′が腕部25、26の連結部29から所定距離離れた他端側の位置の間にバランス状態で固定されている。
【選択図】図1
Description
ただし、ρCは光弾性係数であり、歪εによるグレーティング部の実効的な屈折率変化を表す量である。
ここで、ζは温度変化ΔTに伴う周期dの変化率、αは温度変化ΔTに伴う屈折率n0の変化率である。
Δλsensor=ΔλB2+ΔλB3 ……(12)
Δλtarget=ΔλB2+ΔλB3+ΔλB4 ……(14)
Δλall =ΔλB2+ΔλB3+ΔλB4+ΔλB5 ……(16)
=λBη(1−ρC)(γ―β)ΔT+λBη(1−ρC)ε……(21)
=2λBη(1−ρC)(γ―β)ΔT+λBη(1−ρC)ε……(22)
Δλall−Δλsensor
=(η−1)(1−ρC)(γ―α)ΔT+λBη(1−ρC)ε……(24)
計測対象に固定されるベース(22)と、前記ベースの一面側に弾性変形自在なヒンジ(23、24)を介して互いに対向するように立設された一対の腕部(25、26)と、前記一対の腕部の中間位置を弾性変形自在なヒンジ(27、28)を介して連結する連結部(29)とを有し、前記計測対象と等しい膨張率を有する材料で一体的に形成され、前記計測対象から前記ベースを伸縮させる力を受けて、前記一対の腕部を互いに反対方向に傾けるファイバ支持体(21)と、
ファイバブラッググレーティングが形成されたグレーティング部(1a)を有し、前記ファイバ支持体の一対の腕部の、前記連結部から所定距離離れた一端側の位置の間に、前記グレーティング部が挟まれる状態で張力をもって前記腕部に固定された第1のセンサ用光ファイバ(1)と、
ファイバブラッググレーティングが形成されたグレーティング部(1a)を有し、前記ファイバ支持体の前記一対の腕部の、前記連結部から前記所定距離離れた他端側の位置の間に、前記第1のセンサ用光ファイバの張力による前記一対の腕部の傾動を規制し、該張力とバランスさせるための引張力が付与された状態で前記腕部に固定され、前記第1のセンサ用光ファイバと同一特性の第2のセンサ用光ファイバ(1′)とを備えている。
前記請求項1記載の光ファイバセンサ(20)と、
前記光ファイバセンサの前記第1のセンサ用光ファイバおよび第2のセンサ用光ファイバに光を入射し、それぞれのグレーティング部による反射光の波長を検出する反射光波長検出手段(41)と、
所定期間における前記第1のセンサ用光ファイバの反射光波長の変化量と、前記所定期間における前記第2のセンサ用光ファイバの反射光波長の変化量とをそれぞれ検出する波長変化量検出手段(43)と、
前記波長変化量検出手段によって検出された前記第1のセンサ用光ファイバの波長変化量と前記第2のセンサ用光ファイバの波長変化量との減算により、前記計測対象の歪みに伴う波長変化量を算出する歪み成分算出手段(44)とを備えている。
図1は、本発明を適用した光ファイバセンサ20の構造およびそれを用いた計測装置40を示している。
Δλall(−) =ΔλB2+ΔλB3−ΔλB4−ΔλB5 ……(32)
=2λBη(1−ρC)(γ―β)ΔT+2λBη(1−ρC)ε……(33)
=2(λBζΔT+λBαΔT)+2λBη(1−ρC)(β−α)ΔT…(35)
Claims (2)
- 計測対象に固定されるベース(22)と、前記ベースの一面側に弾性変形自在なヒンジ(23、24)を介して互いに対向するように立設された一対の腕部(25、26)と、前記一対の腕部の中間位置を弾性変形自在なヒンジ(27、28)を介して連結する連結部(29)とを有し、前記計測対象と等しい膨張率を有する材料で一体的に形成され、前記計測対象から前記ベースを伸縮させる力を受けて、前記一対の腕部を互いに反対方向に傾けるファイバ支持体(21)と、
ファイバブラッググレーティングが形成されたグレーティング部(1a)を有し、前記ファイバ支持体の一対の腕部の、前記連結部から所定距離離れた一端側の位置の間に、前記グレーティング部が挟まれる状態で張力をもって前記腕部に固定された第1のセンサ用光ファイバ(1)と、
ファイバブラッググレーティングが形成されたグレーティング部(1a)を有し、前記ファイバ支持体の前記一対の腕部の、前記連結部から前記所定距離離れた他端側の位置の間に、前記第1のセンサ用光ファイバの張力による前記一対の腕部の傾動を規制し、該張力とバランスさせるための引張力が付与された状態で前記腕部に固定され、前記第1のセンサ用光ファイバと同一特性の第2のセンサ用光ファイバ(1′)とを備えた光ファイバセンサ。 - 前記請求項1記載の光ファイバセンサ(20)と、
前記光ファイバセンサの前記第1のセンサ用光ファイバおよび第2のセンサ用光ファイバに光を入射し、それぞれのグレーティング部による反射光の波長を検出する反射光波長検出手段(41)と、
所定期間における前記第1のセンサ用光ファイバの反射光波長の変化量と、前記所定期間における前記第2のセンサ用光ファイバの反射光波長の変化量とをそれぞれ検出する波長変化量検出手段(43)と、
前記波長変化量検出手段によって検出された前記第1のセンサ用光ファイバの波長変化量と前記第2のセンサ用光ファイバの波長変化量との減算により、前記計測対象の歪みに伴う波長変化量を算出する歪み成分算出手段(44)とを備えた計測装置。
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Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103808428A (zh) * | 2012-11-07 | 2014-05-21 | 韩国原子力研究院 | 用光纤布拉格光栅传感器测定温度和放射线的装置及方法 |
CN104034458A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-10 | 西南交通大学 | 基于光纤光栅传感器的桥上无缝线路钢轨综合测试方法 |
KR101474068B1 (ko) * | 2012-11-07 | 2014-12-17 | 한국원자력연구원 | 광섬유 브래그 격자를 이용한 원전 환경 모니터링 시스템 |
JP2015121419A (ja) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | 株式会社Ihi検査計測 | ひずみ計測方法及びひずみ計測装置 |
CN106476845A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-03-08 | 林和光 | 轨道计轴光纤光栅传感器及轨道计轴装置、系统和方法 |
WO2017150476A1 (ja) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 株式会社シミウス | 光ファイバセンサ |
CN108895978A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-27 | 大连理工大学 | 一种基于裸光纤的光纤传感器应变灵敏度标定方法 |
CN109211302A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-15 | 北京菲斯罗克光电技术有限公司 | 裸fbg应变传感器的标定用装置、标定系统及标定方法 |
CN109387275A (zh) * | 2017-08-04 | 2019-02-26 | 菲布雷格光电科技(湖北)有限公司 | 基于柔性铰链的光纤光栅加速度传感器 |
CN111505340A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-07 | 中山市精量光电子科技有限公司 | 一种小型结构的光纤光栅二维加速度传感器 |
CN111879967A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-11-03 | 防灾科技学院 | 一种基于柔性铰链的低频fbg加速度传感器及方法 |
CN112880579A (zh) * | 2017-09-22 | 2021-06-01 | 泰雷兹管理与服务德国股份有限公司 | 特别是用于计轴器的应变测量设备 |
CN113109592A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-13 | 武汉理工大学 | 一种悬臂梁式三维fbg加速度传感器 |
CN113310408A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-08-27 | 防灾科技学院 | 基于双曲线型铰链结构光纤光栅位移传感器及传感方法 |
CN114360346A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-04-15 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种光纤应变传感器教学演示系统和方法 |
CN114413947A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-04-29 | 无锡智泰柯云传感科技有限公司 | 能够实现温度自补偿的光纤光栅传感器 |
CN114705885A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-05 | 武汉理工大学 | 一种阶梯型悬臂梁的光纤光栅加速度传感器及其测量方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002257520A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Toyoko Elmes Co Ltd | 光ファイバひずみ検出装置 |
JP2005091151A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Hitachi Cable Ltd | Fbgひずみゲージ |
WO2006107278A1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-12 | Agency For Science, Technology And Research | Fiber bragg grating sensor |
JP2009133693A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Anritsu Corp | 光ファイバセンサ |
-
2008
- 2008-03-13 JP JP2008064070A patent/JP5155702B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002257520A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Toyoko Elmes Co Ltd | 光ファイバひずみ検出装置 |
JP2005091151A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Hitachi Cable Ltd | Fbgひずみゲージ |
WO2006107278A1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-12 | Agency For Science, Technology And Research | Fiber bragg grating sensor |
JP2009133693A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Anritsu Corp | 光ファイバセンサ |
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101401766B1 (ko) * | 2012-11-07 | 2014-05-30 | 한국수력원자력 주식회사 | 광섬유 브래그 격자 센서를 온도와 방사선량 센서로 동시에 구현하는 장치 및 그 방법 |
KR101474068B1 (ko) * | 2012-11-07 | 2014-12-17 | 한국원자력연구원 | 광섬유 브래그 격자를 이용한 원전 환경 모니터링 시스템 |
CN103808428A (zh) * | 2012-11-07 | 2014-05-21 | 韩国原子力研究院 | 用光纤布拉格光栅传感器测定温度和放射线的装置及方法 |
JP2015121419A (ja) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | 株式会社Ihi検査計測 | ひずみ計測方法及びひずみ計測装置 |
CN104034458A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-10 | 西南交通大学 | 基于光纤光栅传感器的桥上无缝线路钢轨综合测试方法 |
CN104034458B (zh) * | 2014-06-25 | 2016-04-06 | 西南交通大学 | 基于光纤光栅传感器的桥上无缝线路钢轨综合测试方法 |
JPWO2017150476A1 (ja) * | 2016-03-01 | 2018-12-20 | 株式会社シミウス | 光ファイバセンサ |
WO2017150476A1 (ja) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 株式会社シミウス | 光ファイバセンサ |
US10663324B2 (en) | 2016-03-01 | 2020-05-26 | Cmiws Co., Ltd. | Optical fiber sensor |
CN106476845A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-03-08 | 林和光 | 轨道计轴光纤光栅传感器及轨道计轴装置、系统和方法 |
CN109387275A (zh) * | 2017-08-04 | 2019-02-26 | 菲布雷格光电科技(湖北)有限公司 | 基于柔性铰链的光纤光栅加速度传感器 |
CN112880579A (zh) * | 2017-09-22 | 2021-06-01 | 泰雷兹管理与服务德国股份有限公司 | 特别是用于计轴器的应变测量设备 |
CN108895978A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-27 | 大连理工大学 | 一种基于裸光纤的光纤传感器应变灵敏度标定方法 |
CN109211302B (zh) * | 2018-09-29 | 2024-03-19 | 株洲菲斯罗克光电科技股份有限公司 | 裸fbg应变传感器的标定系统的标定方法 |
CN109211302A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-15 | 北京菲斯罗克光电技术有限公司 | 裸fbg应变传感器的标定用装置、标定系统及标定方法 |
CN111505340A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-07 | 中山市精量光电子科技有限公司 | 一种小型结构的光纤光栅二维加速度传感器 |
CN111879967A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-11-03 | 防灾科技学院 | 一种基于柔性铰链的低频fbg加速度传感器及方法 |
CN113310408A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-08-27 | 防灾科技学院 | 基于双曲线型铰链结构光纤光栅位移传感器及传感方法 |
CN113109592A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-13 | 武汉理工大学 | 一种悬臂梁式三维fbg加速度传感器 |
CN113109592B (zh) * | 2021-04-25 | 2023-08-22 | 武汉理工大学 | 一种悬臂梁式三维fbg加速度传感器 |
CN114360346A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-04-15 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种光纤应变传感器教学演示系统和方法 |
CN114413947A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-04-29 | 无锡智泰柯云传感科技有限公司 | 能够实现温度自补偿的光纤光栅传感器 |
CN114413947B (zh) * | 2022-01-25 | 2024-01-30 | 无锡智泰柯云传感科技有限公司 | 能够实现温度自补偿的光纤光栅传感器 |
CN114705885A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-05 | 武汉理工大学 | 一种阶梯型悬臂梁的光纤光栅加速度传感器及其测量方法 |
CN114705885B (zh) * | 2022-04-01 | 2024-05-03 | 武汉理工大学 | 一种阶梯型悬臂梁的光纤光栅加速度传感器及其测量方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP5155702B2 (ja) | 2013-03-06 |
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