JP2014010148A - 全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムの測量方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムの測量方法の提供。
【解決手段】本発明はスマートフォン音声アラームを具えた全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムを提供し、それは、安定装置と光ファイバー測量装置と通信装置を包含する。基本構造は、使用のケーブルと光ファイバーが熱収縮スリーブで相互に２端において接合され、測量セクションは二つの熱収縮スリーブの間に位置し、安定装置が測量セクションに所定引張り力を提供し、光ファイバー測量装置が光ファイバー内測量セクションのラスタによりひずみを測量し、測量セクションがひずみを受ける時、測量セクションは第１状態から第２状態に変わり、並びに反射信号において信号変動を発生する。信号処理装置は信号変動を発生した反射信号を物理パラメータに変換し、並びに通信装置を介してアラーム信号をユーザー側に伝送し、アラーム信号はユーザーの携帯電話に伝送され、さらに人語方式で主動的に橋梁安全状態を告知する。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】本発明はスマートフォン音声アラームを具えた全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムを提供し、それは、安定装置と光ファイバー測量装置と通信装置を包含する。基本構造は、使用のケーブルと光ファイバーが熱収縮スリーブで相互に２端において接合され、測量セクションは二つの熱収縮スリーブの間に位置し、安定装置が測量セクションに所定引張り力を提供し、光ファイバー測量装置が光ファイバー内測量セクションのラスタによりひずみを測量し、測量セクションがひずみを受ける時、測量セクションは第１状態から第２状態に変わり、並びに反射信号において信号変動を発生する。信号処理装置は信号変動を発生した反射信号を物理パラメータに変換し、並びに通信装置を介してアラーム信号をユーザー側に伝送し、アラーム信号はユーザーの携帯電話に伝送され、さらに人語方式で主動的に橋梁安全状態を告知する。
【選択図】図３Ａ
Description
本発明は一種の、スマートフォン音声アラーム機能を具えた全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムに係り、特に、ラスタおよび通信装置を具えた全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムであって、橋梁土木構造の測量に用いられ、リアルタイムに通信装置を介してアラーム信号をユーザー側に伝送し、アラーム信号をユーザーの携帯電話に伝送し、さらに人語方式で主動的に橋梁安全状態を告知するシステムに関する。
土木施設は人民の生命財産の安全に大きく関与し、多くの土木施設、たとえば、橋梁、道路、トンネル、ダム、港湾等の建造はすでに飽和状態に近づいており、土木施設の発展と管理計画は、次第に建造から修理とメインテナンスへと変換されつつある。また一方で、台湾では早期の土地開発は水と土地の保持工作が重視されておらず、加えて、地震、台風などの天災が頻繁に起こり、水文、地文は不安定な現象を呈する。
多くの新たに完成した土木施設は、使用年限内に構造の安全性に問題が発生する。古い橋梁構造については、それを設計された使用年限に達することができるようにするために、或いは経済因子を考慮して使用寿命を延長させざるを得ない場合、その使用状況は、リアルタイムの監視装置を設けて、これらの工程構造の隠れた危険性に対して長期性の監視を行って、問題をリアルタイムで発見し、並びに適当な修理或いは補強を加えることで、構造体の損壊がもたらす生命財産の損失を防止する必要がある。
土木施設の構造安全監視タイミングは、過去の施行と構築段階に重きが置かれた段階から次第に運営使用の段階へと変換している。遠隔とリアルタイムの監視は有効に監視コストを下げ、予警告機能を強化し、並びに、これにより土木施設修繕保養及び更新交換の経費振り分け優先順序が規定され、土木施設安全管理構築の必要手段となっている。
新構造物に対しては、たとえば、建造される高速鉄道工程或いはその他の重要な構造工程は、その構造体が必要とする品質、安全要求と使用年限が、いずれも一般の土木構造より高く、このとき、監視装置は、さらに重要な役割を果たし、それにより安全とサービス機能を確保する。
本発明の目的は、経済的で、効率的な測量技術で、橋梁管理者が平時の橋梁検査作業を行うのを助け、地震或いは洪水時には、リアルタイムで橋梁の安全を監視し、突発状況が発生した時に、リアルタイムでアラームを伝送し、使用者に保護と防災管理機能を提供することにある。
本発明の目的は、スマートフォン音声アラーム機能を具えた全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム及びその測量方法を提供することにあり、それは、ラスタと通信装置を具えた光ファイバー監視装置の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムに係り、それは、橋梁土木構造の高度測量器、移動測量器、水位計、ケーブル振動計として用いられ得て、通信装置を介してアラーム信号を伝送してユーザー側に警告を発し、防災管理を行うものとする。
本発明の実行ステップは以下のとおりであるものとする。
（ａ）安定装置、光ファイバー測量装置、光学装置及び信号処理装置を提供するステップ。
（ｂ）光ファイバー、二つの熱収縮スリーブ、ケーブルを光ファイバー測量装置に提供し、少なくとも一つの測量装置を、該光ファイバーの少なくとも一つの測量セクションに製作するステップ。そのうち、該ケーブルの両端は、該熱収縮スリーブにより互いに対応する該光ファイバーの２端に接合し、該測量セクションは該熱収縮スリーブの間に位置し、該ケーブルの一端は該安定装置に接続し、且つ該安定装置に対向する該熱収縮スリーブは固定端とし、そのうち、測量装置はラスタとする。
（ｃ）該光学装置を該光ファイバー測量装置の一端に結合し、そのうち、該光学装置は光信号を発射して該光ファイバーに進入させ、且つ該光学装置は該光信号が該測量セクションに反射されてなる反射信号を受け取るものとするステップ。
（ｄ）該信号処理装置を該光学装置に結合するステップ。
（ｅ）該安定装置の一端を該光ファイバー測量装置の他端に接続し、これにより該測量セクションに所定の引張り力を提供し、該測量セクションに第１状態を保持させるステップ。
（ｆ）該測量セクションにひずみを印加し、これにより該測量セクションを第２状態へと変化させ、該測量セクションが該第２状態とされる時、該反射信号は信号変動を発生するステップ。
（ｇ）該信号処理装置が該信号変動を発生した該反射信号を物理パラメータ、たとえば、距離、振動周波数、水位高度、高度差、重量に変換するステップ。
（ａ）安定装置、光ファイバー測量装置、光学装置及び信号処理装置を提供するステップ。
（ｂ）光ファイバー、二つの熱収縮スリーブ、ケーブルを光ファイバー測量装置に提供し、少なくとも一つの測量装置を、該光ファイバーの少なくとも一つの測量セクションに製作するステップ。そのうち、該ケーブルの両端は、該熱収縮スリーブにより互いに対応する該光ファイバーの２端に接合し、該測量セクションは該熱収縮スリーブの間に位置し、該ケーブルの一端は該安定装置に接続し、且つ該安定装置に対向する該熱収縮スリーブは固定端とし、そのうち、測量装置はラスタとする。
（ｃ）該光学装置を該光ファイバー測量装置の一端に結合し、そのうち、該光学装置は光信号を発射して該光ファイバーに進入させ、且つ該光学装置は該光信号が該測量セクションに反射されてなる反射信号を受け取るものとするステップ。
（ｄ）該信号処理装置を該光学装置に結合するステップ。
（ｅ）該安定装置の一端を該光ファイバー測量装置の他端に接続し、これにより該測量セクションに所定の引張り力を提供し、該測量セクションに第１状態を保持させるステップ。
（ｆ）該測量セクションにひずみを印加し、これにより該測量セクションを第２状態へと変化させ、該測量セクションが該第２状態とされる時、該反射信号は信号変動を発生するステップ。
（ｇ）該信号処理装置が該信号変動を発生した該反射信号を物理パラメータ、たとえば、距離、振動周波数、水位高度、高度差、重量に変換するステップ。
前述の構成要件である、熱収縮スリーブ、光ファイバー、光ファイバーラスタ、ケーブルは、本発明のコアユニットである。コアユニットを利用し、それぞれ高度測量器、移動測量器、水位計、スチールケーブル振動周波数測定器を構成する。
本発明はまた、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムがさらに通信装置を提供するものとし、通信装置は信号処理装置に接続され、反射信号が信号変動を発生する時に、信号処理装置は該通信装置を制御してアラーム信号を伝送する。アラーム信号は、ショートメッセージ、電子メール、或いは音声メッセージの方式でユーザーに伝送される。
請求項１の発明は、測量方法において、
（ａ）安定装置、光ファイバー測量装置、光学装置及び信号処理装置を提供するステップ、
（ｂ）光ファイバー、二つの熱収縮スリーブ、ケーブルを光ファイバー測量装置に提供し、少なくとも一つの測量装置を、該光ファイバーの少なくとも一つの測量セクションに製作し、そのうち、該ケーブルの両端は、該熱収縮スリーブにより互いに対応する該光ファイバーの２端に接合し、該測量セクションは該熱収縮スリーブの間に位置し、該ケーブルの一端は該安定装置に接続し、且つ該安定装置に対向する該熱収縮スリーブは固定端とするステップ、
（ｃ）該光学装置を該光ファイバー測量装置の一端に結合し、そのうち、該光学装置は光信号を発射して該光ファイバーに進入させ、且つ該光学装置は該光信号が該測量セクションに反射されてなる反射信号を受け取るものとするステップ、
（ｄ）該信号処理装置を該光学装置に結合するステップ、
（ｅ）該安定装置の一端を該光ファイバー測量装置の他端に接続し、これにより該測量セクションに所定の引張り力を提供し、該測量セクションに第１状態を保持させるステップ、
（ｆ）該測量セクションにひずみを印加し、これにより該測量セクションを第２状態へと変化させ、該測量セクションが該第２状態とされる時、該反射信号は信号変動を発生するステップ、
（ｇ）該信号処理装置が該信号変動を発生した該反射信号を物理パラメータに変換するステップ、
以上のステップを包含する、測量方法としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の測量方法において、該測量装置はラスタとされることを特徴とする、測量方法としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の測量方法において、該安定装置はフロート装置或いはポリスチレンとされ、該安定装置の他端は該光ファイバー測量装置の該ケーブルに接続され、該安定装置は浮力を該ケーブルに提供し、該光ファイバーの該測量セクションは、該所定の引張り力を受けて、該測量セクションに、該第１状態を保持させることを特徴とする、測量方法としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の測量方法において、さらに通信装置を提供し、該通信装置は該信号処理装置に接続し、該反射信号が信号変動を発生する時、該信号処理装置は該通信装置を制御してアラーム信号を伝送することを特徴とする、測量方法としている。
請求項５の発明は、請求項４記載の測量方法において、該通信装置は無線ネットワーク或いは有線ネットワークにより該アラーム信号を伝送することを特徴とする、測量方法としている。
請求項６の発明は、請求項５記載の測量方法において、該アラーム信号は、ショートメッセージ、電子メール、及び又は音声メッセージの方式でユーザーに伝送することを特徴とする、測量方法としている。
請求項７の発明は、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムは物理パラメータを測量するのに用いられ、 安定装置、
光ファイバー測量装置であって、
光ファイバーと、
熱を受けて収縮する二つの熱収縮スリーブと、
ケーブルであって、該ケーブルの両端は、該熱収縮スリーブにより、対応する該光ファイバーの２端に接合される、上記二つの熱収縮スリーブと、
少なくとも一つの測量セクションであって、該熱収縮スリーブの間に位置し、そのうち、該測量セクションは該光ファイバー内に設置され、且つ該ケーブルの一端は該安定装置に接続され、且つ該安定装置に対向する該熱収縮スリーブは固定端とされる、上記少なくとも一つの測量セクションと、
該光ファイバーの該測量セクション内に設置される測量装置と、
を包含する上記光ファイバー測量装置と、
光学装置であって、該光ファイバー測量装置の一端に設置され、該光学装置は光信号を発射して該光ファイバーに進入させ、且つ該光学装置は該光信号が該測量セクションにより反射されてなる反射信号を受け取る、上記光学装置と、
該光学装置に結合された信号処理装置と、
を包含し、そのうち、該安定装置の一端は該光ファイバー測量装置の他端に接続され、これにより該測量セクションに所定の引張り力を提供し、該測量セクションに第１状態を保持させ、該測量セクションはひずみを受ける時、該測量セクションは第２状態とされ、該測量セクションが第２状態となる時、該反射信号は信号変動を発生し、該信号処理装置は該反射装置を該物理パラメータに変換することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項８の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該測量装置はラスタとされることを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項９の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該安定装置はフロート装置或いはポリスチレンとされ、該安定装置の他端は該光ファイバー測量装置の該ケーブルに接続され、該安定装置は浮力を該ケーブルに提供し、該光ファイバーの該測量セクションは、該所定の引張り力を受けて、該測量セクションに、該第１状態を保持させることを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１０の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、さらにスリーブ装置を包含し、該スリーブ装置は、該光ファイバーと該測量セクションを被覆し、該スリーブ装置は該ひずみを該光ファイバー測量装置の該測量セクションに伝達することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１１の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該安定装置はウエイト装置或いは鉛塊とされ、該安定装置の他端は該光ファイバー測量装置の該ケーブルに接続され、該安定装置は重力を該ケーブルに提供し、該光ファイバーの該測量セクションは該所定の引張り力を受けて、該測量セクションに該第１状態を保持させることを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１２の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該安定装置は緩衝装置或いはスプリングとされ、該安定装置の他端は被測量物に接続されることを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１３の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該物理パラメータは、距離、振動周波数、水位高度、高度差、重量を包含することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１４の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、さらに通信装置を包含し、該通信装置は該信号処理装置に接続され、該反射信号が信号変動を発生する時、該信号処理装置が該通信装置を制御してアラーム信号を伝送することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１５の発明は、請求項１４記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該通信装置は無線ネットワーク或いは有線ネットワークにより該アラーム信号を伝送することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１６の発明は、請求項１４記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム測量方法において、該アラーム信号は、ショートメッセージ、電子メール、及び又は音声メッセージの方式でユーザーに伝送することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
（ａ）安定装置、光ファイバー測量装置、光学装置及び信号処理装置を提供するステップ、
（ｂ）光ファイバー、二つの熱収縮スリーブ、ケーブルを光ファイバー測量装置に提供し、少なくとも一つの測量装置を、該光ファイバーの少なくとも一つの測量セクションに製作し、そのうち、該ケーブルの両端は、該熱収縮スリーブにより互いに対応する該光ファイバーの２端に接合し、該測量セクションは該熱収縮スリーブの間に位置し、該ケーブルの一端は該安定装置に接続し、且つ該安定装置に対向する該熱収縮スリーブは固定端とするステップ、
（ｃ）該光学装置を該光ファイバー測量装置の一端に結合し、そのうち、該光学装置は光信号を発射して該光ファイバーに進入させ、且つ該光学装置は該光信号が該測量セクションに反射されてなる反射信号を受け取るものとするステップ、
（ｄ）該信号処理装置を該光学装置に結合するステップ、
（ｅ）該安定装置の一端を該光ファイバー測量装置の他端に接続し、これにより該測量セクションに所定の引張り力を提供し、該測量セクションに第１状態を保持させるステップ、
（ｆ）該測量セクションにひずみを印加し、これにより該測量セクションを第２状態へと変化させ、該測量セクションが該第２状態とされる時、該反射信号は信号変動を発生するステップ、
（ｇ）該信号処理装置が該信号変動を発生した該反射信号を物理パラメータに変換するステップ、
以上のステップを包含する、測量方法としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の測量方法において、該測量装置はラスタとされることを特徴とする、測量方法としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の測量方法において、該安定装置はフロート装置或いはポリスチレンとされ、該安定装置の他端は該光ファイバー測量装置の該ケーブルに接続され、該安定装置は浮力を該ケーブルに提供し、該光ファイバーの該測量セクションは、該所定の引張り力を受けて、該測量セクションに、該第１状態を保持させることを特徴とする、測量方法としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の測量方法において、さらに通信装置を提供し、該通信装置は該信号処理装置に接続し、該反射信号が信号変動を発生する時、該信号処理装置は該通信装置を制御してアラーム信号を伝送することを特徴とする、測量方法としている。
請求項５の発明は、請求項４記載の測量方法において、該通信装置は無線ネットワーク或いは有線ネットワークにより該アラーム信号を伝送することを特徴とする、測量方法としている。
請求項６の発明は、請求項５記載の測量方法において、該アラーム信号は、ショートメッセージ、電子メール、及び又は音声メッセージの方式でユーザーに伝送することを特徴とする、測量方法としている。
請求項７の発明は、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムは物理パラメータを測量するのに用いられ、 安定装置、
光ファイバー測量装置であって、
光ファイバーと、
熱を受けて収縮する二つの熱収縮スリーブと、
ケーブルであって、該ケーブルの両端は、該熱収縮スリーブにより、対応する該光ファイバーの２端に接合される、上記二つの熱収縮スリーブと、
少なくとも一つの測量セクションであって、該熱収縮スリーブの間に位置し、そのうち、該測量セクションは該光ファイバー内に設置され、且つ該ケーブルの一端は該安定装置に接続され、且つ該安定装置に対向する該熱収縮スリーブは固定端とされる、上記少なくとも一つの測量セクションと、
該光ファイバーの該測量セクション内に設置される測量装置と、
を包含する上記光ファイバー測量装置と、
光学装置であって、該光ファイバー測量装置の一端に設置され、該光学装置は光信号を発射して該光ファイバーに進入させ、且つ該光学装置は該光信号が該測量セクションにより反射されてなる反射信号を受け取る、上記光学装置と、
該光学装置に結合された信号処理装置と、
を包含し、そのうち、該安定装置の一端は該光ファイバー測量装置の他端に接続され、これにより該測量セクションに所定の引張り力を提供し、該測量セクションに第１状態を保持させ、該測量セクションはひずみを受ける時、該測量セクションは第２状態とされ、該測量セクションが第２状態となる時、該反射信号は信号変動を発生し、該信号処理装置は該反射装置を該物理パラメータに変換することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項８の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該測量装置はラスタとされることを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項９の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該安定装置はフロート装置或いはポリスチレンとされ、該安定装置の他端は該光ファイバー測量装置の該ケーブルに接続され、該安定装置は浮力を該ケーブルに提供し、該光ファイバーの該測量セクションは、該所定の引張り力を受けて、該測量セクションに、該第１状態を保持させることを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１０の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、さらにスリーブ装置を包含し、該スリーブ装置は、該光ファイバーと該測量セクションを被覆し、該スリーブ装置は該ひずみを該光ファイバー測量装置の該測量セクションに伝達することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１１の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該安定装置はウエイト装置或いは鉛塊とされ、該安定装置の他端は該光ファイバー測量装置の該ケーブルに接続され、該安定装置は重力を該ケーブルに提供し、該光ファイバーの該測量セクションは該所定の引張り力を受けて、該測量セクションに該第１状態を保持させることを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１２の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該安定装置は緩衝装置或いはスプリングとされ、該安定装置の他端は被測量物に接続されることを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１３の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該物理パラメータは、距離、振動周波数、水位高度、高度差、重量を包含することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１４の発明は、請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、さらに通信装置を包含し、該通信装置は該信号処理装置に接続され、該反射信号が信号変動を発生する時、該信号処理装置が該通信装置を制御してアラーム信号を伝送することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１５の発明は、請求項１４記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該通信装置は無線ネットワーク或いは有線ネットワークにより該アラーム信号を伝送することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
請求項１６の発明は、請求項１４記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム測量方法において、該アラーム信号は、ショートメッセージ、電子メール、及び又は音声メッセージの方式でユーザーに伝送することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとしている。
本発明によると、光ファイバーラスタを具えた測量装置が橋梁構造の測量工具とされることにより、多種類の橋梁の測量機器とされ得て、リアルタイムで橋梁の状況を観測でき、緊急状況時にも、通信装置でアラーム信号を管理者に通知し、随時橋梁の現在状況を把握させることができ、管理者に即刻正確な処置を行わせ、災害の拡大を減らすことができる。
本発明の技術内容、構造特徴、達成する目的を詳細に説明するため、以下に実施例を挙げ並びに図面を組み合わせて説明する。
図１Ａは、本発明の実施例の高度測量器１００の表示図である。図中に示される高度測量器１００は、第１アクリル管１０２と第２アクリル管１０４を具えている。第１連通管１５２が該第１アクリル管１０２と該第２アクリル管１０４の間を連接する。該第１アクリル管１０２及び該第２アクリル管１０４内部には液体が入れられ、その間は、該第１連通管１５２により連通している。物理中の連通管の原理により、該第１アクリル管１０２及び該第２アクリル管１０４内の液体の液面高さは同一水平面に維持される。
図１Ａに示される第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２及び第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１４は、それぞれ第１アクリル管１０２及び第２アクリル管１０４内部に設置される。
図示されるように、第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２の一端は、第１固定端１２２に接続され、他端は第１安定装置１１２０により液体中にフロートする。且つ第１安定装置１１２０に対向する第１熱収縮スリーブ１１２３０が第１固定端１２２とされ、第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２は、第１熱収縮スリーブ１１２３０により該第１アクリル管１０２に固定される。
この実施例中、第１安定装置１１２０はたとえばポリスチレン円柱とされ、第１安定装置１１２０の下方には円板鉄塊１１２１が接続されて、第１安定装置１１２０に下向きの重力を提供する。
第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１４の一端は第２固定端１２４に接続され、他端は第２安定装置１１４０により液体中にフロートし、且つ第２安定装置１１４０に対向する第２熱収縮スリーブ１１４３０が第２固定端１２４とされ、第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１４は第２熱収縮スリーブ１１４３０により第２アクリル管１０４に固定される。
この実施例中、第２安定装置１１４０はたとえばポリスチレン円柱とされ、第２安定装置１１４０の下方には円板鉄塊１１４１が接続されて、第２安定装置１１４０に下向きの重力を提供する。
この実施例中、第１安定装置１１２０及び第２安定装置１１４０はフロート装置或いはポリスチレンとされる。
第１安定装置１１２０の他端は、第１光ファイバー測量装置１１２２の第１ケーブル１１２２８に接続される。該第１ケーブル１１２２８はこの実施例ではカーボンファイバとされる。及び、第２安定装置１１４０の他端は、第２光ファイバー測量装置１１４２の第２ケーブル１１４２８に接続される。該第２ケーブル１１４２８はこの実施例ではカーボンファイバとされる。
第１安定装置１１２０の浮力により、第１光ファイバー測量装置１１２２に所定の引張り力が提供され、これにより、第１測量セクション１１２２２が第１状態に保持される。
同様に第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１４の一端は第２固定端１２４に接続され、他端は第２安定装置１１４０により液体中にフロートし、並びに第２安定装置１１４０の浮力により、第２光ファイバー測量装置１１４２に所定の引張り力が提供され、これにより、第２測量セクション１１４２２が第１状態に保持される。
この実施例中、高度測量器１００は、二つのアクリル管と二つの全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムを包含する。しかし、高度測量器はまた、その他の数量のアクリル管と全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムの組合せ態様を包含し得る。たとえば、三つのアクリル管と三つの全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムを包含するものとされ得るが、ここでは、一つの例を挙げて説明し、その数は並びにこれに制限されるわけではない。特に説明しておくべきことは、高度測量器が包含するアクリル管と全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム数の組合せ態様は、被測量橋梁構造の長さに応じて配置されるということである。
図１Ｂは図１Ａの高度測量器中の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムの表示図である。図示されるように、第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２は、第１安定装置１１２０、第１光ファイバー測量装置１１２２、第１光学装置１１２４及び第１信号処理装置１１２６を包含する。
第１光ファイバー測量装置１１２２は、第１光ファイバー１１２２０、第１測量セクション１１２２２、第１測量装置１１２２４、第１スリーブ装置１１２２６、第１ケーブル１１２２８、及び二つの第１熱収縮スリーブ１１２３０を包含する。
第１熱収縮スリーブ１１２３０は、熱を受けて収縮する。第１ケーブル１１２２８の両端は、第１熱収縮スリーブ１１２３０により、それぞれが対応する第１光ファイバー１１２２０の端部に接合される。
第１測量セクション１１２２２は第１光ファイバー１１２２０内に設置され、第１熱収縮スリーブ１１２３０の間に位置する。第１測量装置１１２２４は第１光ファイバー１１２２０の第１測量セクション１１２２２内に設置される。
第１スリーブ装置１１２２６は第１光ファイバー１１２２０及び第１測量セクション１１２２２を被覆し、第１光ファイバー１１２２０および第１測量セクション１１２２２に対する保護を提供する。
第１光ファイバー測量装置１１２２の一端は、第１安定装置１１２０に接続される。この実施例では、第１測量装置１１２２４はラスタとされる。
第１光学装置１１２４は第１光ファイバー測量装置１１２２の一端に設置される。第１光学装置１１２４は光信号Ｓ１を発射して第１光ファイバー１１２２０に進入させ、且つ第１光学装置１１２４はまた光信号Ｓ１が第１測量セクション１１２２２より反射された反射信号Ｓ２を受け取るのに用いられる。光信号Ｓ１はブロードバンド光信号とされ、それは第１測量装置１１２２４（すなわちラスタ）を通過する時に、ラスタブラッグ条件の特定波長を満足させ、並びに反射されてなる反射信号Ｓ２は第１光学装置１１２４に至る。
第１信号処理装置１１２６は第１光学装置１１２４に結合される。第１光学装置１１２４と第１信号処理装置１１２６は、第１結合器１１２９を介して第１光ファイバー測量装置１１２２に結合される。第１安定装置１１２０は第１光ファイバー測量装置１１２２に接続され、これにより第１測量セクション１１２２２に所定の引張り力を提供し、第１測量セクション１１２２２に第１状態を保持させる。
第１スリーブ装置１１２２６はひずみを第１光ファイバー測量装置１１２２の第１測量セクション１１２２２に伝達するのに用いられる。
第１測量セクション１１２２２が外力の印加によるひずみを受ける時、第１測量セクション１１２２２が受ける引張り力の変化により、第１測量セクション１１２２２は第２状態に変化する。このとき、反射信号Ｓ２は第１信号変動を発生する。その後、第１信号処理装置１１２６は第１信号変動を発生した反射信号Ｓ２を物理パラメータに変換する。反射信号Ｓ２が信号変動を発生した時、第１信号処理装置１１２６はアラーム信号Ｓｗをユーザー側Ｕ１に伝送する。
説明が必要であることは、図１Ｂはわずかに第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２を以て説明しているが、第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１４の構造と動作原理もまた同じであり、ここでは重複した説明は行わない。
図１Ａ、図１Ｂ及び図２Ａを参照されたい。図２Ａは本発明の別の実施例の高度測量器表示図である。この実施例において、高度測量器１００は、図１Ａの実施例と同じである。そのうち、図２Ａには、高度測量器１００中の第１アクリル管１０２が下沈した実施例が示される。
第１アクリル管１０２が下沈した時、第１固定端１２２はそれに伴い下沈し、第１熱収縮スリーブ１１２３０が同時に第１光ファイバー測量装置１１２２を駆動して移動させ、最終的に第１ケーブル１１２２８が伝導しさらに第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２の第１安定装置１１２０の浮力を変化させ、すなわち、第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２が下沈の事件の発生を測量する。本実施例中、第１安定装置１１２０及び第２安定装置１１４０はたとえばフロート装置或いはポリスチレンとされる。
第１アクリル管１０２及び第２アクリル管１０４の間は第１連通管１５２で連通し、その液面は同一液面高さに維持され、実際の測量では、図３Ｂの、本発明の別の実施例の高度測量器が橋梁の支持部の上に設置された表示図に示されるように、二つのアクリル管１０２、１０４はそれぞれ支持部３４０、３４２上に設置される。
正常な状況では、支持部３４０、３４２は同一水面上に位置し、これにより、第１アクリル管１０２、第２アクリル管１０４の内部に充填された液体は同一水平面を維持する。これにより、第１安定装置１１２０が液体中に沈む体積が大きくなれば、深さも深くなり、浮力も大きくなり、これにより、第１光ファイバー測量装置１１２２の第１ケーブル１１２２８の引張り力も変化し、且つ第１光ファイバー１１２２０の第１測量セクション１１２２２は、第１状態から第２状態に変化する。
第１光学装置１１２４は光信号Ｓ１を発射し、光信号Ｓ１は第１光ファイバー１１２２０の第１測量装置１１２２４、すなわちラスタに進入し、第１測量セクション１１２２２が第１状態から第２状態に変化すると、光信号Ｓ１がラスタにより反射された反射信号Ｓ２は、対応して第１信号変動を発生する。その後、第１信号処理装置１１２６は反射信号Ｓ２に基づいて物理パラメータ、すなわち下降高度値に変換し、並びに使用者に通知し、これにより、リアルタイム監視予警告の機能を達成する。
実際の測量状況においては、図３Ｃを参照されたい。図３Ｃは、本発明の他の実施例の高度測量器が橋梁の二つの支持部に設置された表示図である。支持部３４０が下沈すると、第１アクリル管１０２もまた下沈し、これにより、第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２が下向きの引張り力を受ける。第１光ファイバー測量装置１１２２もまた下向きに牽引され、これにより第１安定装置１１２０が同期して第１光ファイバー測量装置１１２２を引っ張る。
図１Ｃ、図１Ｄを参照されたい。図１Ｃは本発明の別の実施例の高度測量器１００の表示図である。図１Ｄは図１Ｃの高度測量器中の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２の表示図である。高度測量器１００は、第１アクリル管１０２と第２アクリル管１０４を具えている。第１連通管１５２が第１アクリル管１０２と第２アクリル管１０４の間を連接する。第１アクリル管１０２及び第２アクリル管１０４の内部には液体が収容され、その間は第１連通管１５２により連通し、物理中の連通管原理により、第１アクリル管１０２及び第２アクリル管１０４内の液体の液面高さは、同一水平面に維持される。
図１Ｃは第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２及び第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１４を具え、それはそれぞれ第１アクリル管１０２及び第２アクリル管１０４内部に設置される。図示されるように、第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２の一端は第１固定端１２２に、他端は第１安定装置１１２０により液体中にフロートし、且つ第１安定装置１１２０に対向する第１熱収縮スリーブ１１２３０は第１固定端１２２とされる。第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２は第１熱収縮スリーブ１１２３０により第１アクリル管１０２に固定される。この実施例では、第１安定装置１１２０は、たとえばポリスチレン円柱とされ、第１安定装置１１２０の下方には円板鉄塊１１２１が接続されて、第１安定装置１１２０に下向きの重力を提供する。
第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１４の一端は第２固定端１２４に接続され、他端は第２安定装置１１４０により液体中にフロートし、且つ第２安定装置１１４０に対向する第２熱収縮スリーブ１１４３０が第２固定端１２４とされ、第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１４は第２熱収縮スリーブ１１４３０により第２アクリル管１０４に固定される。
この実施例において、第２安定装置１１４０はたとえばポリスチレン円柱とされ、第２安定装置１１４０の下方には円板鉄塊１１４１が接続されて、第２安定装置１１４０に下向きの重力を提供する。
この実施例中、第１安定装置１１２０及び第２安定装置１１４０はフロート装置或いはポリスチレンとされる。第１安定装置１１２０の他端は、第１光ファイバー測量装置１１２２の第１ケーブル１１２２８に接続される。該第１ケーブル１１２２８はこの実施例ではカーボンファイバとされる。
第２安定装置１１４０の他端は、第２光ファイバー測量装置１１４２の第２ケーブル１１４２８に接続される。該第２ケーブル１１４２８はこの実施例ではカーボンファイバとされる。
第１安定装置１１２０の浮力により、第１光ファイバー測量装置１１２２に所定の引張り力が提供され、これにより、第１測量セクション１１２２２が第１状態に保持される。
同様に第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１４の一端は第２固定端１２４に接続され、他端は第２安定装置１１４０により液体中にフロートし、並びに第２安定装置１１４０の浮力により、第２光ファイバー測量装置１１４２に所定の引張り力が提供され、これにより、第２測量セクション１１４２２が第１状態に保持される。
この実施例中、高度測量器１００は、二つのアクリル管と二つの全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムを包含する。しかし、高度測量器はまた、その他の数量のアクリル管と全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムの組合せ態様を包含し得る。たとえば、三つのアクリル管と三つの全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムを包含するものとされ得るが、ここでは、一つの例を挙げて説明し、その数は並びにこれに制限されるわけではない。特に説明しておくべきことは、高度測量器が包含するアクリル管と全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム数の組合せ態様は、被測量橋梁構造の長さに応じて配置されるということである。
図１Ｄを参照されたい。第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２は、第１安定装置１１２０、第１光ファイバー測量装置１１２２、第１光学装置１１２４及び第１信号処理装置１１２６を包含する。
第１光ファイバー測量装置１１２２は第１光ファイバー１１２２０、第１測量セクション１１２２２、第１測量装置１１２２４、第１スリーブ装置１１２２６、第１ケーブル１１２２８及び二つの第１熱収縮スリーブ１１２３０を包含する。
第１熱収縮スリーブ１１２３０は熱を受けて収縮する。第１ケーブル１１２２８の両端は、第１熱収縮スリーブ１１２３０により互いに対向する第１光ファイバー１１２２０の２端に接続される。
第１測量セクション１１２２２は第１光ファイバー１１２２０内に設置され、第１熱収縮スリーブ１１２３０の間に位置する。
第１測量装置１１２２４は第１光ファイバー１１２２０の第１測量セクション１１２２２内に設置される。
第１スリーブ装置１１２２６は第１光ファイバー１１２２０及び第１測量セクション１１２２２を被覆し、第１光ファイバー１１２２０及び第１測量セクション１１２２２に対する保護を提供する。
第１光ファイバー測量装置１１２２の一端は、第１安定装置１１２０に接続される。この実施例では、第１測量装置１１２２４はラスタとされる。
第１光学装置１１２４は第１光ファイバー測量装置１１２２の一端に設置される。第１光学装置１１２４は光信号Ｓ１を発射して第１光ファイバー１１２２０に進入させ、且つ第１光学装置１１２４はまた、光信号Ｓ１が第１測量装置１１２２４により反射されてなる反射信号Ｓ２を受け取る。
光信号Ｓ１はブロードバンド光信号とされ、それが第１測量装置１１２２４（すなわちラスタ）を通過する時、ラスタブラッグ条件の特定波長を満足させ、並びに反射信号Ｓ２を第１光学装置１１２４へと反射する。
第１信号処理装置１１２６は第１光学装置１１２４に結合され、第１光学装置１１２４と第１信号処理装置１１２６は第１結合器１１２９により第１光ファイバー測量装置１１２２に結合される。
第１安定装置１１２０は第１光ファイバー測量装置１１２２に接続されて、第１測量セクション１１２２２に所定の引張り力を提供し、第１測量セクション１１２２２に第１状態を保持させる。第１スリーブ装置１１２２６はひずみを第１光ファイバー測量装置１１２２の第１測量セクション１１２２２に伝達するのに用いられる。
第１測量セクション１１２２２が外力により加えられたひずみを受ける時、第１測量セクション１１２２２はその受ける引張り力の変化により、第２状態に変化する。この時、反射信号Ｓ２は第１信号変動を発生する。その後、第１信号処理装置１１２６は第１信号変動を発生する反射信号Ｓ２を物理パラメータに変換する。
反射信号Ｓ２が信号変動を発生する時、第１信号処理装置１１２６はアラーム信号Ｓｗをユーザー側Ｕ１に伝送する。説明を必要とすることは、図１Ｄはわずかに第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２を以て説明しているが、第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１４の構造と動作原理も同じであり、このため重複した説明は行わない。
図１Ｃ、図１Ｄ及び図２Ｂを参照されたい。図２Ｂは本発明の他の実施例の高度測量器の表示図である。この実施例において、高度測量器１００は図１Ｃの実施例と同じであり、そのうち、図２Ｂは高度測量器１００中の第１アクリル管１０２の下沈の実施例を記載する。
第１アクリル管１０２が下沈する時、第１固定端１２２はそれに伴い下沈し、第１熱収縮スリーブ１１２３０もまた第１光ファイバー測量装置１１２２を駆動し移動させ、最終的に、第１ケーブル１１２２８の伝導が第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２の第１安定装置１１２０の浮力を変化させ、すなわち、第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２が下沈の事件発生を測量できる。本実施例中、第１安定装置１１２０及び第２安定装置１１４０はたとえばフロート装置或いはポリスチレンとされる。
第１アクリル管１０２と第２アクリル管１０４の間は第１連通管１５２で連通し、その液面は同一液面高さを維持する。実際の測量においては、図３Ｂの、本発明の別の実施例の高度測量器が橋梁の二つの支持部に設置された表示図に示されるように、二つのアクリル管１０２、１０４は、それぞれ支持部３４０、３４２上に設置される。
正常な状況では、支持部３４０、３４２は同一水面上に位置し、これにより、その内部に充填された液体は、同一水平面を維持する。これにより、第１安定装置１１２０の液体中の下沈の体積が大きくなるほど、深さも深く、浮力も大きくなり、これにより、第１光ファイバー測量装置１１２２の第１ケーブル１１２２８の引張り力も変化し、且つ第１光ファイバー１１２２０の第１測量セクション１１２２２が第１状態から第２状態に変化する。
第１光学装置１１２４が発射する光信号Ｓ１は第１光ファイバー１１２２０の第１測量装置１１２２４、すなわちラスタに進入し、第１測量セクション１１２２２が第１状態から第２状態に変化すると、光信号Ｓ１がラスタにより反射されてなる反射信号Ｓ２は、それに対応して第１信号変動を発生する。その後、第１信号処理装置１１２６は反射信号Ｓ２を物理パラメータ、すなわち下降高度値に変換し、並びにユーザーに通知し、これによりリアルタイム監視予警告の機能を達成する。
図１Ｃ、図１Ｄ及び図２Ｂを参照されたい。この実施例において、第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２は、第１通信装置１１２８を包含し、第１通信装置１１２８は第１信号処理装置１１２６に接続される。
反射信号Ｓ２に信号変動が発生する時、第１信号処理装置１１２６は第１通信装置１１２８を制御してアラーム信号Ｓｗをユーザー側Ｕ１に伝送する。そのうち、アラーム信号Ｓｗはユーザー側Ｕ１の携帯電話に伝送され、さらに人語方式で主動的に橋梁安全状態を告知する。
第１通信装置１１２８は無線ネットワーク或いは有線ネットワークによりアラーム信号Ｓｗを伝送する。説明が必要であることは、アラーム信号Ｓｗはショートメッセージ、電子メール或いは音声メッセージの方式で伝送されることである。
図３Ｅは本発明の実施例のスマートフォン音声アラーム機能を有する全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム表示図である。図３Ｅに示されるように、たとえば、第１通信装置１１２８はネットワークを通してアラーム信号Ｓｗを橋梁管理者Ｕ１の携帯電話Ｕ１１に伝送し、同時に、第１通信装置１１２８もまたアラーム装置３５０、たとえばアラームランプ、アラームベル、或いは音声アラームで、付近の道路使用者に警告を発する。
本発明はまた、一種の測量方法を提供し、その方法のフローは、図３Ａに示されるとおりである。本発明の測量方法の実施例を説明するため、図１Ａ、図１Ｂ、及び図２も参照する。該測量方法は以下のステップを包含する。
ステップ３０４において、第１光ファイバー測量装置１１２２、第２光ファイバー測量装置１１４２、第１光ファイバー１１２２０、第２光ファイバー１１４２０、第１光学装置１１２４、第２光学装置１１４４、第１信号処理装置１１２６、第２信号処理装置１１４６、第１安定装置１１２０、第２安定装置１１４０を提供する。
図１Ａ、図１Ｂに示されるように、高度測量器１００は、第１アクリル管１０２、第２アクリル管１０４を具えている。第１連通管１５２は第１アクリル管１０２と第２アクリル管１０４の間を連通する。第１アクリル管１０２及び第２アクリル管１０４は相互に連通し、これにより、二つのアクリル管が同一水平面に位置する時、その内部に充填された液体は、同一水平面を維持し、且つ第１安定装置１１２０と第２安定装置１１４０は同じ体積、同じ材料の安定装置とされ、これにより、第１安定装置１１２０、第２安定装置１１４０はいずれも同一水平面に位置する。
実際の測量においては図３Ｂを参照されたい。図３Ｂは本発明の別の実施例の高度測量器が橋梁の二つの支持部に設置された表示図であり、二つのアクリル管は、それぞれ支持部３４０、３４２上に設置される。正常な状況では、支持部３４０、３４２は同一水面上に位置し、これにより、その内部に充填された液体は同一水平面を維持する。
ステップ３０６において、第１測量装置１１２２４を第１光ファイバー１１２２０の第１測量セクション１１２２２に製作する。第２測量装置１１４２４を第２光ファイバー１１４２０の第２測量セクション１１４２２に製作する。図１Ａに示されるとおりである。そのうち、第１測量装置１１２２４及び第２測量装置１１４２４はラスタ構造とされる。第１光ファイバー１１２２０、二つの第１熱収縮スリーブ１１２３０、第１ケーブル１１２２８を、第１光ファイバー測量装置１１２２に提供し、第１ケーブル１１２２８の両端を、第１熱収縮スリーブ１１２３０により、互いに対向する第１光ファイバー１１２２０の２端に接合し、第１測量セクション１１２２２は第１熱収縮スリーブ１１２３０の間に位置させ、第１ケーブル１１２２８の一端は第１安定装置１１２０に接続する。
第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２の一端は、第１安定装置１１２０により液体中にフロートし、且つ第１安定装置１１２０に対向する第１熱収縮スリーブ１１２３０を第１固定端１２２とし、第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２は第１熱収縮スリーブ１１２３０により第１アクリル管１０２に固定される。
第２光ファイバー１１４２０、二つの第２熱収縮スリーブ１１４３０、第２ケーブル１１４２８を第２光ファイバー測量装置１１４２に提供する。第２ケーブル１１４２８の両端は、第２熱収縮スリーブ１１４３０により互いに対向する第２光ファイバー１１４２０の２端に接合し、第２測量セクション１１４２２は第２熱収縮スリーブ１１４３０の間に位置させ、第２ケーブル１１４２８の一端は、第２安定装置１１４０に接続する。第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１４の一端は、第２安定装置１１４０により液体中にフロートし、且つ第２安定装置１１４０に対向する第２熱収縮スリーブ１１４３０を第２固定端１２４とし、第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１４は第２熱収縮スリーブ１１４３０により第２アクリル管１０４に固定する。
本発明の実施例において、光ファイバーの保護を提供するため、ステップ３１８においてさらに、第１スリーブ装置１１２２６と第２スリーブ装置１１４２６が提供される。第１スリーブ装置１１２２６は第１光ファイバー１１２２０及び第１測量セクション１１２２２を被覆するほか、ひずみを受ける時、第１スリーブ装置１１２２６はこのひずみを第１光ファイバー測量装置１１２２の第１測量セクション１１２２２に送る。第２スリーブ装置１１４２６は第２光ファイバー１１４２０及び第２測量セクション１１４２２を被覆するほか、ひずみを受ける時、第２スリーブ装置１１４２６はひずみを第２光ファイバー測量装置１１４２の第２測量セクション１１４２２に送る。
ステップ３０８において、第１光学装置１１２４を第１光ファイバー測量装置１１２２の一端に結合し、第１光学装置１１２４は光信号Ｓ１を発射して第１光ファイバー１１２２０に進入させ、且つ第１光学装置１１２４は光信号Ｓ１が第１測量セクション１１２２２により反射されてなる反射信号Ｓ２を受け取る。第２光学装置１１４４は第２光ファイバー測量装置１１４２の一端に結合され、第２光学装置１１４４は光信号Ｓ１を発射して第２光ファイバー１１４２０に進入させ、且つ第２光学装置１１４４は光信号Ｓ１が第２測量セクション１１４２２により反射されてなる反射信号Ｓ２を受け取る。
ステップ３１０において、第１信号処理装置１１２６を第１光学装置１１２４に結合する。第２信号処理装置１１４６は第２光学装置１１４４に結合する。本実施例では、ステップ３１０の後に、さらにステップ３２０を包含する。ステップ３２０において、第１光ファイバー測量装置１１２２の他端を第１安定装置１１２０に結合する。第２光ファイバー測量装置１１４２の他端は第２安定装置１１４０に結合する。
ステップ３１２において、第１安定装置１１２０は第１光ファイバー測量装置１１２２を介して第１測量セクション１１２２２に所定の引張り力を提供し、すなわち、第１測量セクション１１２２２に第１状態を保持させる。第２安定装置１１４０を第２光ファイバー測量装置１１４２に接続し、第２測量セクション１１４２２に所定の引張り力を提供し、第２測量セクション１１４２２に第１状態を保持させる。
ステップ３１４において、第１測量セクション１１２２２に対してひずみを印加し、第１測量セクション１１２２２を第２状態に変化させる。本実施例中で印加するひずみは、たとえば、高度測量器１００を橋梁の二つの支持部上に設置し、そのうちの一つの支持部の高さが変動することで形成される。その他の実施例では、このひずみは、伸縮縫が形成する縫の距離により形成される。実際の測量状況は、図３Ｃの、本発明の別の実施例の高度測量器が橋梁の二つの支持部に設置された表示図に示されるとおりである。支持部３４０が下沈すると、第１アクリル管１０２も下沈し、これにより、第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２が下向きの引張り力を受ける。第１光ファイバー測量装置１１２２もまた下向きに牽引され、これにより第１安定装置１１２０が同期して第１光ファイバー測量装置１１２２を引っ張る。
第１アクリル管１０２及び第２アクリル管１０４の間は、第１連通管１５２で連通し、その液面は同一液面高さに維持されるため、これにより、第１安定装置１１２０が液体中に下沈する体積が大きく、深さが深くなるほど、浮力も大きくなり、これにより、第１光ファイバー測量装置１１２２の引張り力も変化する。同時に、第１測量セクション１１２２２は第１状態から第２状態に変化し、反射信号Ｓ２は第１信号変動を発生する。ステップ３１６において、第１信号処理装置１１２６は第１信号変動を発生する反射信号Ｓ２を物理パラメータに変換する。
ステップ３２２において、第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２は第１通信装置１１２８を提供する。第１通信装置１１２８は第１信号処理装置１１２６に接続される。反射信号Ｓ２が信号変動を発生した時、第１信号処理装置１１２６は第１通信装置１１２８を制御してアラーム信号Ｓｗをユーザー側Ｕ１に伝送させる。アラーム信号Ｓｗはユーザー側Ｕ１の携帯電話に送られ、さらに人語方式で主動的に橋梁安全状態を告知する。第１通信装置１１２８は無線ネットワーク或いは有線ネットワークによりアラーム信号Ｓｗを伝送する。説明すべきことは、アラーム信号Ｓｗは、ショートメッセージ、電子メール或いは音声メッセージの方式で伝送されるということである。図３Ｅに示されるように、たとえば、第１通信装置１１２８はネットワークを介してアラーム信号Ｓｗを、橋梁管理者Ｕ１の携帯電話Ｕ１１に伝送し、それと同時に、第１通信装置１１２８はアラーム装置３５０、たとえばアラームランプ、アラームベル或いは音声アラーム装置とされ、これにより付近の道路使用者に警告を提供する。
また、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃを参照されたい。図４Ａは本発明の実施例のスチールケーブル振動周波数測量器の表示図である。図４Ｂは、図４Ａのスチールケーブル振動周波数測量器がスチールケーブルに掛設された表示図である。図４Ｃは図４Ａのスチールケーブル振動周波数測量器が斜張橋に設置された表示図である。
図示されるように、スチールケーブル振動周波数測量器４１２はたとえば斜張橋４３０のそのうちの一つのスチールケーブル４２０に掛けられ、スチールケーブル４２０の振動周波数を監視するのに用いられる。
この実施例中、スチールケーブル振動周波数測量器４１２の構造は、図１Ｂ中の第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２に類似し、その差異は、図１Ｂ中では、第１安定装置１１２０はフロート装置或いはポリスチレンとされるが、本実施例の安定装置４１２０はポリスチレン円柱とされ、図４Ａに示されるように、安定装置４１２０は、円板鉄塊４１２１をウエイト装置とすることで水４５０中に置かれ、その受ける重力は、光ファイバーラスタ４１２２４に所定の引張り力を提供し、光ファイバーラスタ４１２２４を第１状態に保持させることにある。
光ファイバーラスタ４１２２４の上方の熱収縮スリーブ４１２３０は、支持板４４０に固定され、もう一つの下方の熱収縮スリーブ４１２３０は、カーボンファイバー４１２２８により安定装置４１２０と接続される。
本実施例中、スチールケーブル振動周波数測量器４１２の安定装置４１２０以外の構造は、図１Ｂ中の第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２と同じであるため、重複した説明は行わない。
スチールケーブル振動周波数測量器４１２は吊線４６０でスチールケーブル４２０にくくり付けられて吊るされ、図４Ｂに示されるとおりである。スチールケーブル４２０が振動する時、スチールケーブル振動周波数測量器４１２はスチールケーブル４２０に伴い振動し、これにより、スチールケーブル振動周波数測量器４１２の光ファイバーラスタ４１２２４にひずみを提供する。これにより光ファイバーラスタ４１２２４は第２状態へと変化し、これにより、反射信号Ｓ２は信号変動を発生し、図４Ａに示されるとおりである。
その後、信号処理装置は信号変動を発生した反射信号を物理パラメータ（すなわち振動周波数）に変換し、周波数を知り得るスチールケーブル４２０の張力Ｔに変換することにより、スチールケーブル４２０のリアルタイム振動状況の監視に供し、リアルタイムで斜張橋４３０の任意のスチールケーブル４２０の振動状況を図４Ｄに示されるように測量できる。そのうち、上述の張力、すなわち、スチールケーブル張力Ｔは、その公式が以下のとおりである。
Ｌ：スチールケーブル長さ
ｇ：重力加速度
ｆ1 ：スチールケーブル振動ベース周波数
図３Ｄ、図５を参照されたい。それは本発明の実施例の移動測量器表示図である。別の実施例において、移動測量器５１２の一端は、スチールワイヤ５２０と安定装置５１２０を介してＢ点に接続され、他端は、光ファイバー５１２２０を介してＡ点に接続され、移動測量器５１２によりＡ、Ｂ２点の移動が測量される。
この実施例中、移動測量器５１２の構造は、図１Ｂ中の第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２に相似し、その差異は、図１Ｂでは第１安定装置１１２０がフロート装置或いはポリスチレンとされるが、本実施例の安定装置５１２０は緩衝装置或いはスプリングとされて、弾力により該測量セクションに所定の引張り力を提供し、その緩衝を提供して、測量セクション５１２２２を第１状態に保持させることである。
本実施例中、移動測量器５１２は安定装置５１２０以外の構造は、図１Ｂ中の第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム１１２と同じであるため、ここで重複した説明は行わない。
Ａ、Ｂ２点間の位置が改変するとき、移動測量器５１２の測量セクション５１２２２が引っ張りを受け、それはひずみを受け、これにより、第１状態から第２状態に変化し、これにより、反射信号Ｓ２が信号変動を発生する。その後、信号処理装置が信号変動を発生した反射信号を物理パラメータ（すなわち移動）に変換し、Ａ、Ｂ２点のリアルタイム移動量の監視に供する。本実施例は橋梁伸縮縫３４８の監視に用いられ、伸縮縫３４８の距離が大きくなるとき、移動測量器５１２の測量セクション５１２２２が引張りを受け、それはひずみを受け、リアルタイムで橋梁の安全状況を監視し、図３Ｄに示されるとおりである。
図６Ａ、６Ｂを参照されたい。図６Ａは本発明の実施例の水位計表示器である。図６Ｂは図６Ａの水位計が橋梁上に設置された表示図である。水位計６１２は安定装置６１２０、光ファイバー６１２２０、吊掛線６２０、測量セクション６１２２２、及びプローブ６５０を具えている。測量セクション６１２２２はラスタ６１２２４を包含する。そのうち、測量セクション６１２２２はプローブ６５０上に粘着させる。吊掛線６２０は、橋梁の欄干６６０に吊掛られ、並びに下向きに垂れ下がり、安定装置６１２０により重力が提供されて、測量セクション６１２２２が安定させられる。
そのうち、プローブ６５０が垂れ下がる河水６６４の水面からの距離は、使用者が設定したい警戒水位により定められる。河水６６４の水面が上昇するとき、水位計６１２の測量セクション６１２２２はひずみを受け、ラスタ６１２２４の波長を測量することにより、いつ水面に接触するかを知ることができ、図６Ｃに示されるように、アラームを提出する。
上述の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムは、光ファイバー内部のラスタを測量に用い、その反射信号を変動を測量し、その物理量の変動を知り、橋梁土木構造の高度測量器、移動測量器及び振動周波数測量器とされる。本発明の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムはその他の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムとして使用可能であり、本発明中の説明はわずかに例示であって、これに限定されるわけではない。
以上述べたことは、本発明の実施例にすぎず、本発明の実施の範囲を限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲に基づきなし得る同等の変化と修飾は、いずれも本発明の権利のカバーする範囲内に属するものとする。
１００ 高度測量器
１０２ 第１アクリル管
１０４ 第２アクリル管
１１２ 第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム
１１２０ 第１安定装置
１１２１ 円板鉄塊
１１２２ 第１光ファイバー測量装置
１１２２０ 第１光ファイバー
１１２２２ 第１測量セクション
１１２２４ 第１測量装置
１１２２６ 第１スリーブ装置
１１２２８ 第１ケーブル
１１２３０ 第１熱収縮スリーブ
１１２４ 第１光学装置
１１２６ 第１信号処理装置
１１２８ 第１通信装置
１１２９ 第１結合器
１１４ 第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム
１１４０ 第２安定装置
１１４１ 円板鉄塊
１１４２ 第２光ファイバー測量装置
１１４２０ 第２光ファイバー
１１４２２ 第２測量セクション
１１４２４ 第２測量装置
１１４２６ 第２スリーブ装置
１１４２８ 第２ケーブル
１１４３０ 第２熱収縮スリーブ
Ｓ１ 光信号
Ｓ２ 反射信号
Ｓｗ アラーム信号
Ｕ１ ユーザー側
１２２ 第１固定端
１２４ 第２固定端
１５２ 第１連通管
３０２〜３２４ ステップ
３４０、３４２ 支持部
３４４、３４６ 端面
３４８ 伸縮縫
４１２ スチールケーブル振動周波数測量器
４１２０ 安定装置
４１２１ 円板鉄塊
４１２２ 光ファイバー測量装置
４１２２２ 測量セクション
４１２２４ 光ファイバーラスタ
４１２２０ 光ファイバー
４１２２６ スリーブ装置
４１２２８ カーボンファイバー
４１２３０ 熱収縮スリーブ
４２０ スチールケーブル
４３０ 斜張橋
４４０ 支持板
４５０ 水
４６０ 吊線
５１２ 移動測量器
５１２０ 安定装置
５１２２０ 光ファイバー
５１２２２ 測量セクション
５１２２４ 測量装置
５１２２６ スリーブ装置
５２０ スチールワイヤ
６１２ 水位計
６１２０ 安定装置
６１２２０ 光ファイバー
６１２２２ 測量セクション
６１２２４ ラスタ
６２０ 吊掛線
６５０ プローブ
６６０ 欄干
６６４ 河水
Ｗ：スチールケーブルの単位長さ重量
Ｌ：スチールケーブル長さ
ｇ：重力加速度
ｆ1 ：スチールケーブル振動ベース周波数
１０２ 第１アクリル管
１０４ 第２アクリル管
１１２ 第１全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム
１１２０ 第１安定装置
１１２１ 円板鉄塊
１１２２ 第１光ファイバー測量装置
１１２２０ 第１光ファイバー
１１２２２ 第１測量セクション
１１２２４ 第１測量装置
１１２２６ 第１スリーブ装置
１１２２８ 第１ケーブル
１１２３０ 第１熱収縮スリーブ
１１２４ 第１光学装置
１１２６ 第１信号処理装置
１１２８ 第１通信装置
１１２９ 第１結合器
１１４ 第２全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム
１１４０ 第２安定装置
１１４１ 円板鉄塊
１１４２ 第２光ファイバー測量装置
１１４２０ 第２光ファイバー
１１４２２ 第２測量セクション
１１４２４ 第２測量装置
１１４２６ 第２スリーブ装置
１１４２８ 第２ケーブル
１１４３０ 第２熱収縮スリーブ
Ｓ１ 光信号
Ｓ２ 反射信号
Ｓｗ アラーム信号
Ｕ１ ユーザー側
１２２ 第１固定端
１２４ 第２固定端
１５２ 第１連通管
３０２〜３２４ ステップ
３４０、３４２ 支持部
３４４、３４６ 端面
３４８ 伸縮縫
４１２ スチールケーブル振動周波数測量器
４１２０ 安定装置
４１２１ 円板鉄塊
４１２２ 光ファイバー測量装置
４１２２２ 測量セクション
４１２２４ 光ファイバーラスタ
４１２２０ 光ファイバー
４１２２６ スリーブ装置
４１２２８ カーボンファイバー
４１２３０ 熱収縮スリーブ
４２０ スチールケーブル
４３０ 斜張橋
４４０ 支持板
４５０ 水
４６０ 吊線
５１２ 移動測量器
５１２０ 安定装置
５１２２０ 光ファイバー
５１２２２ 測量セクション
５１２２４ 測量装置
５１２２６ スリーブ装置
５２０ スチールワイヤ
６１２ 水位計
６１２０ 安定装置
６１２２０ 光ファイバー
６１２２２ 測量セクション
６１２２４ ラスタ
６２０ 吊掛線
６５０ プローブ
６６０ 欄干
６６４ 河水
Ｗ：スチールケーブルの単位長さ重量
Ｌ：スチールケーブル長さ
ｇ：重力加速度
ｆ1 ：スチールケーブル振動ベース周波数
Claims (16)
- 測量方法において、
（ａ）安定装置、光ファイバー測量装置、光学装置及び信号処理装置を提供するステップ、
（ｂ）光ファイバー、二つの熱収縮スリーブ、ケーブルを光ファイバー測量装置に提供し、少なくとも一つの測量装置を、該光ファイバーの少なくとも一つの測量セクションに製作し、そのうち、該ケーブルの両端は、該熱収縮スリーブにより互いに対応する該光ファイバーの２端に接合し、該測量セクションは該熱収縮スリーブの間に位置し、該ケーブルの一端は該安定装置に接続し、且つ該安定装置に対向する該熱収縮スリーブは固定端とするステップ、
（ｃ）該光学装置を該光ファイバー測量装置の一端に結合し、そのうち、該光学装置は光信号を発射して該光ファイバーに進入させ、且つ該光学装置は該光信号が該測量セクションに反射されてなる反射信号を受け取るものとするステップ、
（ｄ）該信号処理装置を該光学装置に結合するステップ、
（ｅ）該安定装置の一端を該光ファイバー測量装置の他端に接続し、これにより該測量セクションに所定の引張り力を提供し、該測量セクションに第１状態を保持させるステップ、
（ｆ）該測量セクションにひずみを印加し、これにより該測量セクションを第２状態へと変化させ、該測量セクションが該第２状態とされる時、該反射信号は信号変動を発生するステップ、
（ｇ）該信号処理装置が該信号変動を発生した該反射信号を物理パラメータに変換するステップ、
以上のステップを包含する、測量方法。 - 請求項１記載の測量方法において、該測量装置はラスタとされることを特徴とする、測量方法。
- 請求項１記載の測量方法において、該安定装置はフロート装置或いはポリスチレンとされ、該安定装置の他端は該光ファイバー測量装置の該ケーブルに接続され、該安定装置は浮力を該ケーブルに提供し、該光ファイバーの該測量セクションは、該所定の引張り力を受けて、該測量セクションに、該第１状態を保持させることを特徴とする、測量方法。
- 請求項１記載の測量方法において、さらに通信装置を提供し、該通信装置は該信号処理装置に接続し、該反射信号が信号変動を発生する時、該信号処理装置は該通信装置を制御してアラーム信号を伝送することを特徴とする、測量方法。
- 請求項４記載の測量方法において、該通信装置は無線ネットワーク或いは有線ネットワークにより該アラーム信号を伝送することを特徴とする、測量方法。
- 請求項５記載の測量方法において、該アラーム信号は、ショートメッセージ、電子メール、及び又は音声メッセージの方式でユーザーに伝送することを特徴とする、測量方法。
- 全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムは物理パラメータを測量するのに用いられ、
安定装置、
光ファイバー測量装置であって、
光ファイバーと、
熱を受けて収縮する二つの熱収縮スリーブと、
ケーブルであって、該ケーブルの両端は、該熱収縮スリーブにより、対応する該光ファイバーの２端に接合される、上記二つの熱収縮スリーブと、
少なくとも一つの測量セクションであって、該熱収縮スリーブの間に位置し、そのうち、該測量セクションは該光ファイバー内に設置され、且つ該ケーブルの一端は該安定装置に接続され、且つ該安定装置に対向する該熱収縮スリーブは固定端とされる、上記少なくとも一つの測量セクションと、
該光ファイバーの該測量セクション内に設置される測量装置と、
を包含する上記光ファイバー測量装置と、
光学装置であって、該光ファイバー測量装置の一端に設置され、該光学装置は光信号を発射して該光ファイバーに進入させ、且つ該光学装置は該光信号が該測量セクションにより反射されてなる反射信号を受け取る、上記光学装置と、
該光学装置に結合された信号処理装置と、
を包含し、そのうち、該安定装置の一端は該光ファイバー測量装置の他端に接続され、これにより該測量セクションに所定の引張り力を提供し、該測量セクションに第１状態を保持させ、該測量セクションはひずみを受ける時、該測量セクションは第２状態とされ、該測量セクションが第２状態となる時、該反射信号は信号変動を発生し、該信号処理装置は該反射装置を該物理パラメータに変換することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム。 - 請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該測量装置はラスタとされることを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム。
- 請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該安定装置はフロート装置或いはポリスチレンとされ、該安定装置の他端は該光ファイバー測量装置の該ケーブルに接続され、該安定装置は浮力を該ケーブルに提供し、該光ファイバーの該測量セクションは、該所定の引張り力を受けて、該測量セクションに、該第１状態を保持させることを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム。
- 請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、さらにスリーブ装置を包含し、該スリーブ装置は、該光ファイバーと該測量セクションを被覆し、該スリーブ装置は該ひずみを該光ファイバー測量装置の該測量セクションに伝達することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム。
- 請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該安定装置はウエイト装置或いは鉛塊とされ、該安定装置の他端は該光ファイバー測量装置の該ケーブルに接続され、該安定装置は重力を該ケーブルに提供し、該光ファイバーの該測量セクションは該所定の引張り力を受けて、該測量セクションに該第１状態を保持させることを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム。
- 請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該安定装置は緩衝装置或いはスプリングとされ、該安定装置の他端は被測量物に接続されることを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム。
- 請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該物理パラメータは、距離、振動周波数、水位高度、高度差、重量を包含することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム。
- 請求項７記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、さらに通信装置を包含し、該通信装置は該信号処理装置に接続され、該反射信号が信号変動を発生する時、該信号処理装置が該通信装置を制御してアラーム信号を伝送することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム。
- 請求項１４記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システムにおいて、該通信装置は無線ネットワーク或いは有線ネットワークにより該アラーム信号を伝送することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム。
- 請求項１４記載の全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム測量方法において、該アラーム信号は、ショートメッセージ、電子メール、及び又は音声メッセージの方式でユーザーに伝送することを特徴とする、全光ファイバー式全橋橋梁安全監視整合システム。
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