JP2016020865A - 光ファイバを用いた応力分布測定方法および応力分布測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 光ファイバの曲げ変形などによる応力分布も計測が可能な光ファイバのブリルアン散乱を用いた応力分布測定方法等を提供する。【解決手段】 光ファイバ13は、クラッド23と、複数のコア25を有するマルチコアファイバである。光ファイバ13は、断面の中心に配置されるコア25b(中心コア)と、中心コアの外周に設けられる六つの外周コアとからなる。それぞれの外周コアと中心コアとは距離が等しく、さらに、隣り合う外周コア同士の距離が、中心コアと外周コアとの距離と等しい。ここで、中心のコア25bに対して、曲げ変形の外周側に位置するコアをコア25aとし、曲げ変形の内周側に位置するコアをコア25cとする。光ファイバ13は、曲げ変形すると、必ず曲げ変形の外周側と内周側にコア25が配置される。【選択図】図2
Description
本発明は、光ファイバのブリルアン散乱を用いて、対象物の応力分布を測定することが可能な光ファイバを用いた応力分布測定方法等に関するものである。
光ファイバの歪とその位置を測定する技術として、光ファイバの非線形効果の一つであるブリルアン散乱を用いた測定方法が開発されている。これは、光ファイバに光を入射することで、ブリルアン散乱という現象によって、反射光の周波数が、歪や温度に比例したシフト量で変化することを用いたものである。
例えば、BOTDR(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer)方式は、光パルスを光ファイバに入射して、ブリルアン散乱による反射光が戻ってくるまでの時間と、反射光の周波数のシフト量から、光ファイバの歪量とその位置等を特定することができる。
また、BOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis)方式は、ポンプ光となるパルス光に対して、周波数変調したプローブ光を光ファイバの逆方向から入射させることで、誘導ブリルアン散乱(ブリルアン散乱の増幅)を発生させる方法である。
また、BOCDA(Brillouin Optical Correlation Domain Analysis)方式は、光ファイバに連続光であるポンプ光とプローブ光を対向伝搬させ、入射光の発振周波数を変調することで、光ファイバの所定の場所でのみ、誘導ブリルアン散乱を局在的に発生させる方法である。
BOCDAでは、局在位置は周波数変調で掃引することが可能であり、分布センシングが可能となる。このように、周波数変調した誘導ブリルアン散乱光をコヒーレント検波する事により、短距離での高精度な歪み量とその位置を検出することができる(例えば特許文献1)。
図11は、ブリルアン散乱を用いた歪測定方法を示す概念図である。図11に示すように、光ファイバ100のコア101に光を入射すると(図中U)、ブリルアン散乱光Wを得ることができる。この際、光ファイバ100に張力Tが付与されていると、光ファイバ100には、+σ(+を引張応力とする)の応力による歪が生じる。
図12は、この際の入射光と反射光の周波数シフトを示す概念図である。前述した様に、光ファイバ100に歪が生じると、歪が生じていない場合の反射光のピーク周波数Xに対して、歪が生じている場合の反射光のピーク周波数Yは、Δfだけシフトする。この周波数シフト量Δfは、歪量に対して線形であるため、Δfから歪量を知ることができる。
一方、図13に示すように、光ファイバ100に曲げ力Vが付与されると、光ファイバ100は曲げ変形する。この際の光ファイバ100の応力状態は、光ファイバ100の中心軸に対して曲げの外周側は引張応力が付与され、曲げの内周側には圧縮応力が付与される。すなわち、光ファイバ100の中心軸は、中立軸となり、応力が0となる。したがって、光ファイバ100の中心軸は、理論上、歪が生じない。
通常、光ファイバ100のコア101は、光ファイバ100の中心軸に配置されているため、入射光および反射光の光路は、光ファイバ100の中心軸近傍となる。このため、光ファイバ100が曲げ変形した場合には、入射光と反射光の周波数シフトは実質的に0となる。すなわち、従来の周波数シフト量を測定する方法は、光ファイバ100の一軸方向の引張または圧縮に対してのみしか正確に測定することができなかった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、光ファイバの曲げ変形などによる応力分布も計測が可能な光ファイバのブリルアン散乱を用いた応力分布測定方法等を提供することを目的とする。
前述した目的を達成するため、第1の発明は、マルチコアファイバのブリルアン散乱を用いた応力測定方法であって、マルチコアファイバの複数のコアに入射光を導入し、それぞれの前記コアからブリルアン散乱光を検出し、検出された前記ブリルアン散乱光の測定ピーク周波数と、前記マルチコアファイバに応力が付与されていない基準状態における基準ブリルアン散乱光の基準ピーク周波数と、を比較し、前記基準ピーク周波数と、前記測定ピーク周波数との周波数の違いから、前記マルチコアファイバの応力分布を検出することを特徴とするマルチコアファイバを用いた応力分布測定方法である。
断面における、それぞれの前記コアの位置と、それぞれの前記コアごとの前記基準ピーク周波数と、前記測定ピーク周波数との周波数の違いと、を用いて、少なくとも前記マルチコアファイバの曲りを検出してもよい。
それぞれの前記コアの断面における位置と、それぞれの前記コアごとの前記基準ピーク周波数と、前記測定ピーク周波数との周波数の違いと、を用いて、少なくとも前記マルチコアファイバのねじれを検出してもよい。
それぞれの前記コアの断面における位置と、それぞれの前記コアごとの前記基準ピーク周波数と、前記測定ピーク周波数との周波数の違いと、を用いて、さらに前記マルチコアファイバの伸びまたは圧縮を検出してもよい。
前記マルチコアファイバは、少なくとも二つの前記コアを有し、少なくとも二つの前記コアは、前記マルチコアファイバの断面において、異なる中心線上に配置されてもよい。
前記マルチコアファイバは、少なくとも三つの前記コアを有し、少なくとも三つの前記コアは、前記マルチコアファイバの断面において、同心円上に等間隔で配置されてもよい。
複数の前記コアは、前記マルチコアファイバの断面において、複数の同心円上にそれぞれ等間隔で配置されてもよい。
それぞれの同心円上の前記コアが、同一の中心線上に配列されてもよい。
前記マルチコアファイバの断面において、一つの中心コアと、前記中心コアの周囲に、前記中心コアからの距離が等しい六つの外周コアと、を少なくとも具備し、隣り合う前記外周コア同士の距離が、前記中心コアと前記外周コアとの距離と等しくてもよい。
第1の発明によれば、マルチコアファイバを用いてブリルアン散乱測定を行うため、光ファイバの一軸方向の引張や圧縮以外の応力状態についても、測定することができる。
例えば、断面におけるコアの位置と、基準ピーク周波数と測定ピーク周波数との周波数の違いから、曲げ変形や、捻じり変形を同時に測定することができる。さらに、従来と同様に、光ファイバの伸びや圧縮変形を検出することもできる。
また、少なくとも二つのコアを有し、少なくとも二つのコアが、マルチコアファイバの断面において、異なる中心線上に配置されることで、最低限のコア数で、光ファイバの応力分布を測定することができる。
また、少なくとも三つのコアを有し、少なくとも三つのコアが、マルチコアファイバの断面において、同心円上に等間隔で配置されることで、光ファイバの曲げ応力分布を容易に測定することができる。
また、コアが、マルチコアファイバの断面において、複数の同心円上にそれぞれ等間隔で配置されることで、精度よく、光ファイバの応力を測定することができる。この際、同心円上のコアが、同一の中心線上に配列することで、測定値の計算が容易となる。
また、マルチコアファイバの断面において、一つの中心コアと、中心コアの周囲に、中心コアからの距離が等しい六つの外周コアと、を少なくとも具備し、隣り合う外周コア同士の距離を、中心コアと外周コアとの距離と等しくすることで、コアをいわゆる最密配置とすることができる。このため、光ファイバのバンドル構造との光接続も容易となる。
第2の発明は、マルチコアファイバのブリルアン散乱を用いた応力分布測定装置であって、マルチコアファイバと、前記マルチコアファイバの複数のコアに入射光を導入する光源と、前記コアからのブリルアン散乱光を検出する検出器と、前記ブリルアン散乱光から光ファイバの応力分布を算出する応力分布算出部と、を具備し、前記応力分布算出部は、検出された前記ブリルアン散乱光の測定ピーク周波数を同定する測定周波数同定部と、前記マルチコアファイバに変形がない基準状態における基準ブリルアン散乱光の基準ピーク周波数を記憶する記憶部と、前記基準ピーク周波数と前記測定ピーク周波数とを比較し、前記マルチコアファイバの応力分布を算出する算出部と、を具備することを特徴とするマルチコアファイバを用いた応力分布測定装置である。
第2の発明によれば、光ファイバの一軸方向の引張又は圧縮以外の応力分布についても精度よく測定することができる。
本発明によれば、光ファイバの曲げ変形などによる応力分布も計測が可能な光ファイバのブリルアン散乱を用いた応力分布測定方法等を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態にかかる光ファイバの曲げ測定方法について説明する。図1は、応力分布測定装置1の一例を示すブロック図である。応力分布測定装置1は、主に、光源10、分岐部11、周波数変換器12、14、光ファイバ13、検出器16、制御部17等が、光ファイバまたはケーブル等で接続される。なお、本発明における応力分布測定装置1は、図示した例には限られない。
光源10は、入射光の光源である。光源10は、例えばLEDやレーザ発振器などを用いることができる。光源10の光は、光ファイバ等によって分岐部11に送られる。分岐部11は、ポンプ光とプローブ光とに光を分岐する。したがって、BOTDRにおいては、分岐部11は不要である。
分岐部で分岐した光は、周波数変換器12、14に送られる。周波数変換器12、14は、入射光(ポンプ光とプローブ光)の周波数を変換する。すなわち、入射光は、所定範囲の周波数の光に変換される。また、BOCDAにおいては、ポンプ光とプローブ光との周波数変調によって、ブリルアン散乱光をコヒーレント検波することができる。
光ファイバ13は、応力分布を測定する光ファイバである。周波数変換器12を通過したプローブ光が光ファイバ13の一方から入射し(図中A)、周波数変換器14を通過したポンプ光が光ファイバ13の他方から入射する(図中B)。
光ファイバ13は、マルチコアファイバである。すなわち、断面において、複数のコアを有する光ファイバである。断面におけるコアの配置については、後述する。
光ファイバ13の反射光(ブリルアン散乱光)は、検出器16に入射して(図中G)、検出器16で検出される。制御部17は、例えばコンピュータである。制御部17は、周波数変換器12、14の周波数の変調を制御したり、入射光と反射光の波形を取得したり、それらの波形を比較して、曲げなどの応力分布の算出を行うことができる。
すなわち、制御部17は、光ファイバの応力分布算出部としても機能し、応力分布算出部には、検出器16で検出されたブリルアン散乱光の測定ピーク周波数を同定する測定周波数同定部と、光ファイバ13に変形がない基準状態における基準ブリルアン散乱光の基準ピーク周波数を記憶する記憶部と、測定ピーク周波数と基準ピーク周波数とを比較し、光ファイバ13の応力分布を算出する算出部とを含む。制御部17の動作については詳細を後述する。
次に、応力分布の測定方法の詳細について説明する。図2(a)は、光ファイバ13に曲げ力Dを付与した状態を示す図であり、図2(b)は、図2(a)のC−C線断面図である。前述した様に、光ファイバ13は、クラッド23と、複数のコア25を有するマルチコアファイバである。マルチコアファイバのそれぞれのコア25に入射光が導入され、コア25ごとに反射光が検出される。
図2(b)に示すように、光ファイバ13は、断面の中心に配置されるコア25b(中心コア)と、中心コアの外周に設けられる六つの外周コアを有する。それぞれの外周コアと中心コアとは距離が等しく、さらに、隣り合う外周コア同士の距離が、中心コアと外周コアとの距離と等しい。
ここで、中心のコア25bに対して、曲げ変形の外周側に位置するコアをコア25aとし、曲げ変形の内周側に位置するコアをコア25cとする。光ファイバ13は、曲げ変形すると、必ず曲げ変形の外周側と内周側にコア25が配置される。
図3は、ブリルアン散乱光の測定波形を示す概念図である。波形は、周波数と光強度との関係で検出される。この検出される波形を時間軸上に取ることで、光ファイバの歪とその位置を知ることができる。
なお、歪の無い状態(変形の無い状態であって基準状態とする)の光ファイバ13のブリルアン散乱光(基準ブリルアン散乱光)をあらかじめ測定しておくことで、基準ブリルアン散乱光の周波数と強度との関係である基準波形を得ることができる。図3の例においては、E位置の測定波形が、基準波形とほぼ一致するとし、F位置において、測定波形に変化が見られた状態を示す。
図4は、E位置の波形(図中E)と、F位置の波形(図中F)の波形を重ねた図であり、図4(a)は、コア25aの波形を示す図、図4(b)は、コア25bの波形を示す図、図4(c)は、コア25cの波形を示す図である。
図4(a)に示すように、曲げ変形の外周側では、曲げ変形による引張応力によって、ピーク周波数がシフトする。すなわち、応力が付与されていない基準状態の基準ピーク周波数と測定ピーク周波数とが、Δfだけ+側へシフトする。
同様に、図4(c)に示すように、曲げ変形の内周側では、曲げ変形による圧縮応力によって、ピーク周波数がシフトする。すなわち、応力が付与されていない基準状態の基準ピーク周波数と測定ピーク周波数とが、Δfだけ−側へシフトする。
これに対し、図4(b)に示すように、曲げ変形の中立軸の近傍となる中心コアでは、光ファイバが曲げ変形しても、基準ピーク周波数と測定ピーク周波数とでは、ピーク周波数シフトはほとんどない。
このように、中心位置とは異なる位置にコアを有するマルチコアファイバを用い、中心コア以外のコアでの周波数シフトを測定することで、従来測定が困難であった曲げ変形(曲げ発生位置と歪(曲がり量))などについても、測定を行うことができる。
このような測定を装置によって行うためには、例えば以下のようにして行うことができる。まず、制御部17(コンピュータ)によって、入射光の周波数を制御する。例えば、周波数変換器12、14を制御して、入射光の周波数帯を特定の周波数帯と変換し、さらにBOCDA方式の場合には、入射光の周波数を連続的に変化させる。
また、制御部17は、検出器で検出されたブリルアン散乱光を取得し、得られたブリルアン散乱光の周波数と強度との関係である測定波形(ピーク周波数)を同定する。すなわち、制御部17が測定周波数同定部として機能する。
また、制御部17には、記憶部が含まれる。記憶部には、光ファイバに変形のない基準状態における基準ブリルアン散乱光の周波数と強度との関係である基準波形が格納される。制御部17は、記憶部から基準ピーク周波数を読み出し、測定ピーク周波数と比較し、ピーク周波数のシフト量を算出する。
また、記憶部には、ピーク周波数のシフト量と、応力との相関があらかじめ格納されている。制御部17は、記憶部から、ピーク周波数のシフト量と、応力との相関を読み出し、得られたピーク周波数のシフト量から応力分布を算出する。すなわち、制御部17が応力分布の算出部として機能する。以上により、光ファイバの各部における応力分布を測定することができる。
次に、算出された応力分布から、光ファイバ13の変形量を算出する方法について説明する。図5は、光ファイバ13を図2に示すように曲げ変形させた状態における、曲げ変形と応力との関係を示す図で、図5(a)のGは、コア25aにおける曲げ半径と応力の関係を示す図、図5(b)のHは、コア25bにおける曲げ半径と応力の関係を示す図、図5(c)のIは、コア25cにおける曲げ半径と応力の関係を示す図である。
図5(a)に示すように、光ファイバ13の曲げ半径が小さくなるにつれて、引張応力が上昇する。曲げによって生じる引張応力は、曲げ半径に対して反比例の関係にあるため、図に示したように、曲げ半径と応力とは曲線の関係となる。
また、図5(c)に示すように、光ファイバ13の曲げ半径が小さくなるにつれて、圧縮応力が上昇する。曲げによって生じる圧縮応力は、曲げ半径に対して反比例の関係にあるため、図に示したように、曲げ半径と応力とは曲線の関係となる。すなわち、コア25aとコア25cは、光ファイバ13の断面において、曲げの中立軸に対して対称な位置であるため、曲げ半径に対して、応力の方向が正逆方向に逆転したものとなる。
一方、中心のコア25bは、曲げ半径によらず、ほとんど応力は生じない。このため、応力は略0となる。
図6は、光ファイバ13を引張変形させた状態における、伸び量と応力との関係を示す図で、図6(a)のJは、コア25aにおける伸び量と応力との関係を示す図、図6(b)のKは、コア25bにおける伸び量と応力との関係を示す図、図6(c)のLは、コア25cにおける伸び量と応力との関係を示す図である。
光ファイバ13を一軸方向に引張変形させた場合には、断面のコアの位置によらず、全て一定の引張応力となる。すなわち、全てのコアにおいて、伸び量と応力との関係は全て同一のものとなる。
図7は、光ファイバ13を捻じり変形させた状態における、ねじれ角と応力との関係を示す図で、図7(a)のMは、コア25aにおけるねじれと応力との関係を示す図、図7(b)のNは、コア25bにおけるねじれと応力との関係を示す図、図7(c)のOは、コア25cにおけるねじれと応力との関係を示す図である。
光ファイバ13を、中心を回転軸として捻じり変形させると、同心円上にある外周コア(例えばコア25a、25c)は、断面のコアの位置によらず、全て一定の引張応力となる。これに対し、中心のコア25bは、わずかに圧縮応力が生じるが、ねじれ角によらず略0となる。
以上のように、それぞれの変形モードに応じて、得られる応力分布は異なる。したがって、各コアの応力分布から、各変形モードの変形量を算出することができる。例えば、ねじれ変形による中心コアの応力を0とすれば、中心コアによって得られた応力は、一軸方向の引張(または圧縮)変形によるものと同定される。したがって、予め記憶部に記憶された図6(b)の関係から、伸び量を算出することができる。
また、光ファイバ13の伸び量が算出されれば、外周コアの各測定値から、伸び変形による応力を差し引くことで、曲げ変形とねじれ変形による応力を算出することができる。曲げ変形は、内周側と外周側とで応力の符号の向きが逆転し、ねじれ変形は、全て同一となることから、各外周コアの応力を、曲げによるものとねじれによるものに分離することができる。
以上のように、記憶部に図5〜図7の関係をあらかじめ記憶しておき、制御部によって、各変形モードの変形量を算出することができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、マルチコアファイバの各コアに対してブリルアン散乱光の測定ピーク周波数と基準ピーク周波数とを比較して、周波数シフト量を測定するため、従来測定が困難であった光ファイバの曲げなどの変形も測定することができる。
特に、各コアの位置ごとの、応力と変形量との関係から、光ファイバの曲げ、ねじれ、伸びなどをそれぞれ算出することができる。
このような光ファイバ13を構造体(橋梁、航空機等)に貼り付けあるいは一体化させる事により、本測定方法を用いた構造物の応力分布を測定することができる。
なお、本発明に適用可能な光ファイバとしては、図2(b)に示した光ファイバ13に限られない。例えば、図8(a)に示すような光ファイバ13aを用いることができる。
光ファイバ13aのコア25は、一つの中心コアと二つの外周コアからなる。なお、伸びを測定せずに、曲げのみを測定する場合には、中心コアは不要である。すなわち、少なくとも二つの外周コアを有すればよい。外周コアは、例えば同心円上であって、異なる中心線上に形成される。したがって、二つの外周コアは、同一の中心線上には配置されない。
このように、少なくとも二つの外周コアを有すれば、少なくとも曲げ変形を算出することができる。
また、図8(b)に示すような光ファイバ13bを用いることができる。光ファイバ13bのコア25は、一つの中心コアと三つの外周コアからなる。なお、伸びを測定せずに、曲げのみを測定する場合には、中心コアは不要である。すなわち、少なくとも三つの外周コアを有すればよい。外周コアは、例えば同心円上に同一間隔で形成される。したがって、三つの外周コアは、120°間隔で配置される。
このように、少なくとも三つの外周コアを有すれば、曲げ変形時に、必ず圧縮方向となるコアが形成されるため、曲げ変形を精度よく算出することができる。
また、図9(a)に示すような光ファイバ13cを用いることができる。光ファイバ13cのコア25は、一つの中心コアと四つの外周コアからなる。なお、伸びを測定せずに、曲げのみを測定する場合には、中心コアは不要である。すなわち、少なくとも四つの外周コアを有すればよい。外周コアは、例えば同心円上に同一間隔で形成される。したがって、四つの外周コアは、90°間隔で配置される。
このように、少なくとも四つの外周コアを有すれば、より精度よく曲げ変形を算出することができる。
また、図9(b)に示すような光ファイバ13dを用いることができる。光ファイバ13dのコア25は、一つの中心コアと八つの外周コアからなる。外周コアは、複数の同心円上に配置される。図示した例では、二つの異なる同心円上に、それぞれ四つずつコア25が配置される。それぞれの同心円上において、コア25同士は同一間隔で配置される。また、内周側の同心円上のコア25と外周側の同心円上のコア25は、それぞれ同一中心線上に配置される。
このように、複数の同心円上に少なくとも四つのコア25を配置することで、内周側のコア25と外周側のコア25の検出値の差から、より精度よく曲げ変形を算出することができる。
また、図9(c)に示すような光ファイバ13eを用いることができる。光ファイバ13eのコア25は、一つの中心コアと八つの外周コアからなる。外周コアは、複数の同心円上に配置される。図示した例では、二つの異なる同心円上に、それぞれ四つずつコアが配置される。それぞれの同心円上において、コア同士は同一間隔で配置される。また、内周側の同心円上のコア25と外周側の同心円上のコア25は、それぞれ異なる中心線上に配置される。
光ファイバ13eは、光ファイバ13dと同様に、複数の同心円上に少なくとも四つのコア25が配置されるため、内周側のコア25と外周側のコア25の検出値の差から、より精度よく曲げ変形を算出することができる。
また、図10(a)に示すような光ファイバ13fを用いることができる。光ファイバ13fのコア25は、一つの中心コアと十八個の外周コアからなる。外周コアは、複数の同心円上に配置される。図示した例では、二つの異なる同心円の内周側には六つのコアが配置され、外周側には12個のコアが配置される。それぞれの同心円上において、コア同士は同一間隔で配置される。また、内周側のコアを通る中心線上に、外周側のコアが配置される。
このように、複数の同心円上にそれぞれ等間隔に複数のコア25を配置することで、内周側のコア25と外周側のコア25の検出値の差から、より精度よく曲げ変形を算出することができる。
また、図10(b)に示すような光ファイバ13gを用いることができる。光ファイバ13fのコア25は、一つの中心コアと十八個の外周コアからなる。外周コアは、複数の正六角形上に配置される。図示した例では、二つの異なる正六角形の内周側には六つのコアが配置され、外周側には12個のコアが配置される。また全ての隣り合うコア同士は同一間隔で配置される。
このように、全ての隣り合うコア同士が同一間隔となるように、正六角形上に光ファイバを配置することで、単心の複数の光ファイバをバンドル化したものと光ファイバ13gと光接続が容易である。
なお、図2(b)、図8〜図10に示した、それぞれの光ファイバの断面におけるコアの配置に対して、それぞれ、さらに別のコアを追加することができることは言うまでもない。
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
1………応力分布測定装置
10………光源
11………分岐部
12………周波数変換器
13、13a、13b、13c、13d、13e、13f、13g………光ファイバ
14………周波数変換器
16………検出器
17………制御部
23………クラッド
25、25a、25b、25c………コア
100………光ファイバ
101………コア
10………光源
11………分岐部
12………周波数変換器
13、13a、13b、13c、13d、13e、13f、13g………光ファイバ
14………周波数変換器
16………検出器
17………制御部
23………クラッド
25、25a、25b、25c………コア
100………光ファイバ
101………コア
Claims (10)
- マルチコアファイバのブリルアン散乱を用いた応力測定方法であって、
マルチコアファイバの複数のコアに入射光を導入し、
それぞれの前記コアからブリルアン散乱光を検出し、
検出された前記ブリルアン散乱光の測定ピーク周波数と、前記マルチコアファイバに応力が付与されていない基準状態における基準ブリルアン散乱光の基準ピーク周波数と、を比較し、
前記基準ピーク周波数と、前記測定ピーク周波数との周波数の違いから、前記マルチコアファイバの応力分布を検出することを特徴とするマルチコアファイバを用いた応力分布測定方法。 - 断面における、それぞれの前記コアの位置と、
それぞれの前記コアごとの前記基準ピーク周波数と、前記測定ピーク周波数との周波数の違いと、を用いて、
少なくとも前記マルチコアファイバの曲りを検出することを特徴とする請求項1記載のマルチコアファイバを用いた応力分布測定方法。 - それぞれの前記コアの断面における位置と、
それぞれの前記コアごとの前記基準ピーク周波数と、前記測定ピーク周波数との周波数の違いと、を用いて、
少なくとも前記マルチコアファイバのねじれを検出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のマルチコアファイバを用いた応力分布測定方法。 - それぞれの前記コアの断面における位置と、
それぞれの前記コアごとの前記基準ピーク周波数と、前記測定ピーク周波数との周波数の違いと、を用いて、
さらに前記マルチコアファイバの伸びまたは圧縮を検出することを特徴とする請求項2または請求項3記載のマルチコアファイバを用いた応力分布測定方法。 - 前記マルチコアファイバは、少なくとも二つの前記コアを有し、少なくとも二つの前記コアは、前記マルチコアファイバの断面において、異なる中心線上に配置されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のマルチコアファイバを用いた応力分布測定方法。
- 前記マルチコアファイバは、少なくとも三つの前記コアを有し、少なくとも三つの前記コアは、前記マルチコアファイバの断面において、同心円上に等間隔で配置されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のマルチコアファイバを用いた応力分布測定方法。
- 複数の前記コアは、前記マルチコアファイバの断面において、複数の同心円上にそれぞれ等間隔で配置されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のマルチコアファイバを用いた応力分布測定方法。
- それぞれの同心円上の前記コアが、同一の中心線上に配列することを特徴とする請求項7記載のマルチコアファイバを用いた応力分布測定方法。
- 前記マルチコアファイバの断面において、
一つの中心コアと、前記中心コアの周囲に、前記中心コアからの距離が等しい六つの外周コアと、を少なくとも具備し、
隣り合う前記外周コア同士の距離が、前記中心コアと前記外周コアとの距離と等しいことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のマルチコアファイバを用いた応力分布測定方法。 - マルチコアファイバのブリルアン散乱を用いた応力分布測定装置であって、
マルチコアファイバと、
前記マルチコアファイバの複数のコアに入射光を導入する光源と、
前記コアからのブリルアン散乱光を検出する検出器と、
前記ブリルアン散乱光から光ファイバの応力分布を算出する応力分布算出部と、
を具備し、
前記応力分布算出部は、
検出された前記ブリルアン散乱光の測定ピーク周波数を同定する測定周波数同定部と、
前記マルチコアファイバに変形がない基準状態における基準ブリルアン散乱光の基準ピーク周波数を記憶する記憶部と、
前記基準ピーク周波数と前記測定ピーク周波数とを比較し、前記マルチコアファイバの応力分布を算出する算出部と、
を具備することを特徴とするマルチコアファイバを用いた応力分布測定装置。
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