JP2017506712A - 水中構造物の浸透に対する熱源無しの光ファイバーによる位置・方向検出システム及び監視方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (9)
- 回転ブラケットにより接続されている複数の浸透流監視装置を備える、水中構造物の浸透に対する熱源無しの光ファイバーによる位置・方向検出システムであって、
前記浸透流監視装置は、前後対称に分布している第1の浸透流監視ユニットと、左右対称に分布している第2の浸透流監視ユニットとを備え、
前記第1の浸透流監視ユニットは、監視光ファイバーユニットを固定する第1のファイバー保持凹道を備え、第1のファイバー保持凹道の外にファイバー保持保護層が設けられ、第1のファイバー保持凹道の両端にそれぞれ左ファイバー保持端と右ファイバー保持端が設けられ、左ファイバー保持端は、左連結柄により左連結ボールに接続され、右ファイバー保持端は、右連結柄により右連結ボールに接続され、左連結ボールと右連結ボールは、横梁ブラケットの両端にヒンジ接続され、横梁ブラケットは、左右両側へ左ピン軸及び右ピン軸が延在し、監視光ファイバーユニットと情報収集装置が接続され、
前記第2の浸透流監視ユニットは、監視光ファイバーユニットを固定する第2のファイバー保持凹道を備え、第2のファイバー保持凹道の両端にそれぞれ上ファイバー保持弧端及び下ファイバー保持弧端が設けられ、上ファイバー保持弧端は、上弧形連結柄により上連結軸ボールに接続され、下ファイバー保持弧端は、下弧形連結柄により下連結軸ボールに接続され、上連結軸ボール及び下連結軸ボールは、山形端梁の両端にヒンジ接続され、山形端梁に山形凸柱が延在し、山形凸柱内に左ピン軸及び右ピン軸に合わせる円錐孔が設けられ、
前記回転ブラケットは、第1の支持架構柱と第2の支持架構柱とを備え、前記第1の支持架構柱は、一端が横梁ブラケットに接続され、他端が底部円形回転台に接続され、底部円形回転台に上部円形回転台が取り付けられ、第2の支持架構柱は、一端がもう1つの浸透流監視装置の横梁ブラケットに接続され、他端が上部円形回転台に挿入され、底部円形回転台及び上部円形回転台の中心にボトムスルー縦梁が取り付けられ、第1の支持架構柱及び第2の支持架構柱はそれぞれボトムスルー縦梁のまわりを回転し、ボトムスルー縦梁の上下端にボトムスルー縦梁を閉塞するための回転台円形溝が設けられている、
ことを特徴とする水中構造物の浸透に対する熱源無しの光ファイバーによる位置・方向検出システム。 - 前記横梁ブラケットは、上水平横梁と、上水平横梁に接続された下水平横梁とを備え、上水平横梁及び下水平横梁の両端にそれぞれ左架構梁及び右架構梁が延在し、上水平横梁及び下水平横梁の左架構梁及び右架構梁は、それぞれ左連結ボール及び右連結ボールにヒンジ接続され、上水平横梁及び下水平横梁の中部には、それぞれ、第1の支持架構柱に接続された上端溝と、もう1つの回転ブラケットの第1の支持架構柱に接続された下端溝とが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の水中構造物の浸透に対する熱源無しの光ファイバーによる位置・方向検出システム。
- 前記上水平横梁は、T形状横梁係合溝が設けられ、下水平横梁は、T形状横梁係合溝に沿って動く横梁ボスが設けられていることを特徴とする請求項2に記載の水中構造物の浸透に対する熱源無しの光ファイバーによる位置・方向検出システム。
- 前記監視光ファイバーユニットは、1本の浸透流測定光ファイバーと、浸透流測定光ファイバーの両側にある2本の較正光ファイバーとを備え、浸透流測定光ファイバーには硬質鋼リングが外嵌され、較正光ファイバーは、内から外へ順次に断熱隔離層と硬質保護層が外嵌され、浸透流測定光ファイバーの外に順次に接続された上凹辺内層、左凸辺内層、下凹辺内層及び右凸辺内層が設けられ、上凹辺内層の外に順次に上凹辺中層と上凹辺外層が設けられ、左凸辺内層の外に順次に左凸辺中層と左凸辺外層が設けられ、下凹辺内層の外に順次に下凹辺中層と下凹辺外層が設けられ、右凸辺内層の外に順次に右凸辺中層と右凸辺外層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の水中構造物の浸透に対する熱源無しの光ファイバーによる位置・方向検出システム。
- 前記浸透流測定光ファイバーの両端は、それぞれ上透析ロッド及び下透析ロッドに接続され、上透析ロッドは、順次に硬質鋼リング、上凹辺内層、上凹辺中層及び上凹辺外層を通過して外部浸透水流に接触し、下透析ロッドは、順次に硬質鋼リング、下凹辺内層、下凹辺中層及び下凹辺外層を通過して外部浸透水流に接触することを特徴とする請求項4に記載の水中構造物の浸透に対する熱源無しの光ファイバーによる位置・方向検出システム。
- 前記監視光ファイバーユニットの外に、左上部外円形保護壁と、左下部外円形保護壁と、右上部外円形保護壁と、右下部外円形保護壁とを備える外円形保護壁が取り付けられ、左上部外円形保護壁、左下部外円形保護壁、右上部外円形保護壁、及び右下部外円形保護壁により凹凸型ファイバー保持チャンバーが形成され、監視光ファイバーユニットは、凹凸型ファイバー保持チャンバー内に配置され、左上部外円形保護壁と右上部外円形保護壁とは、上ファイバー保持ロックによりロッキングされ、左下部外円形保護壁と右下部外円形保護壁とは、下ファイバー保持ロックによりロッキングされ、左上部外円形保護壁及び左下部外円形保護壁は、それぞれ左円形回転リングのまわりを回転し、右上部外円形保護壁及び右下部外円形保護壁は、それぞれ右円形回転リングのまわりを回転することを特徴とする請求項5に記載の水中構造物の浸透に対する熱源無しの光ファイバーによる位置・方向検出システム。
- 前記第2のファイバー保持凹道の内面に、表面がハチの巣状である浸透網目スクリーンが取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の水中構造物の浸透に対する熱源無しの光ファイバーによる位置・方向検出システム。
- 前記左ピン軸及び右ピン軸のいずれにも、一回りの円弧凹溝が設けられ、山形凸柱の上面にピンホールが設けられ、ピンホール内にピンが挿入され、ピンを円弧凹溝に挿入することにより左ピン軸及び右ピン軸が固定されることを特徴とする請求項1に記載の水中構造物の浸透に対する熱源無しの光ファイバーによる位置・方向検出システム。
- 一般的な単一モード裸光ファイバーを複数本用意し、第1の浸透流監視ユニット及び第2の浸透流監視ユニットの構造に基づき、一定の長さの監視光ファイバーユニットを複数本作製するステップ1と、
左円形回転リング及び右円形回転リングのまわりに左上部外円形保護壁、左下部外円形保護壁、右上部外円形保護壁及び右下部外円形保護壁を開き、監視光ファイバーユニットを凹凸型ファイバー保持チャンバー内に設置してから、左円形回転リング及び右円形回転リングを回動して左上部外円形保護壁、左下部外円形保護壁、右上部外円形保護壁及び右下部外円形保護壁を合わせ、上ファイバー保持ロック及び下ファイバー保持ロックにより両端に分布している左上部外円形保護壁、左下部外円形保護壁、右上部外円形保護壁及び右下部外円形保護壁を係合した後、監視光ファイバーユニットを監視光ファイバーユニットローラーに巻き付け、浸透流を監視すべき箇所に搬送するステップ2と、
上水平横梁における横梁係合溝を調整することで、下水平横梁における横梁凸溝を横梁係合溝に沿って直線に摺動し、最後に上水平横梁と下水平横梁を一体化するように回転させて平行に配置した後、左側における上下対称に分布している左ピン軸をねじることで、それを左側の山形凸柱における円錐孔に挿入してから、ピンをピンホールに挿入して左ピン軸を固定し、それと同様に、右側における上下対称に分布している右ピン軸をねじることで、それを右側の山形凸柱における円錐孔に挿入してから、ピンをピンホールに挿入して右ピン軸を固定するステップ3と、
監視光ファイバーユニットを測定すべき領域に搬送した後、上ファイバー保持ロック及び下ファイバー保持ロックを回し開き、左上部外円形保護壁、左下部外円形保護壁、右上部外円形保護壁及び右下部外円形保護壁を開いて監視光ファイバーユニットを凹凸型ファイバー保持チャンバーから取り出し、一定の長さの監視光ファイバーユニットを、両端が対称に分布している内壁に浸透網目スクリーンが設けられた第2のファイバー保持凹道に設置し、もう1つの一定の長さの監視光ファイバーユニットを、内壁に浸透網目スクリーンが設けられた第1のファイバー保持凹道に設置し、左側の下連結軸ボール及び上連結軸ボールにより、下弧形連結柄、下ファイバー保持弧端及び上弧形連結柄、上ファイバー保持弧端が配置された第2のファイバー保持凹道を山形端梁の両端にヒンジ接続し、それと同様に、右側の連結軸ボール及び上連結軸ボールにより下弧形連結柄、下ファイバー保持弧端及び上弧形連結柄、上ファイバー保持弧端が配置された第2のファイバー保持凹道を山形端梁の両端にヒンジ接続するステップ4と、
上端の左連結ボール及び右連結ボールにより、左ファイバー保持端、左連結柄及び右ファイバー保持端、右連結柄に接続された第1のファイバー保持凹道を左架構梁及び右架構梁にヒンジ接続し、同様に、下端の左連結ボール及び右連結ボールにより、左ファイバー保持端、左連結柄及び右ファイバー保持端、右連結柄に接続された第1のファイバー保持凹道ヒンジを左架構梁及び右架構梁にヒンジ接続することで、始端の浸透流監視装置の配置が完了するステップ5と、
第1の支持架構柱の一端を上水平横梁における上端溝に挿入し、第1の支持架構柱の他端を底部回転台螺旋溝に配置し、第2の支持架構柱の一端を上部回転台螺旋溝に挿入し、ボトムスルー縦梁を押して、また、ボトムスルー縦梁を完全に閉塞するように回転台円形溝をボトムスルー縦梁の上下端において配置し、第2の支持架構柱の他端をもう1つの浸透流監視装置の上水平横梁における横梁係合溝に接続し、その配置形式を調整して浸透流を測定すべき領域の測定すべき構造に有効に合致するようにボトムスルー縦梁のまわりに上下の第1の支持架構柱及び第2の支持架構柱を回動し、2つの浸透流監視装置間の下水平横梁を、前記と同様のステップに従って、もう1つの新たな回転ブラケットにより異なる浸透流監視装置を直列接続し、支持架構柱301の回転方向を調整し、さらに末端の浸透流監視装置の配置を完成させ、あらゆる浸透流監視装置における較正光ファイバー及び浸透流測定光ファイバーを情報収集装置に接続するステップ6と、
情報収集装置を作動させ、先ず、較正光ファイバーの情報を収集し、そのうちの平均値との差が大きい光ファイバーを除去し、その温度変化が小さい複数本を残し、相互補正された較正光ファイバーを最終的な較正光ファイバーとするステップ7と、
浸透流水体が当該領域を経る時に、上透析ロッド及び下透析ロッドにより浸透流水体の熱量を浸透流測定光ファイバーに直接伝達し、その変化状況をリアルタイムに記録し、ステップ7の較正光ファイバーと比較して分析し、同所の浸透流状態を識別し、水中構造物の浸透流水体が浸透流監視装置を流れた場合に、第1の監視光ファイバーユニット及び第2の監視光ファイバーユニットにおける第1のファイバー保持凹道及び第2のファイバー保持凹道により流れた水体を集め、情報採集装置により採集されたデータをリアルタイムに記録し、データ値と較正光ファイバー値を差分し、差分結果を時間履歴曲線に作成し、時間履歴曲線の変化が大きいと、同所に浸透流水体が存在しており、位置検出が実現され、前記と同様の方法により、浸透流監視装置において異なる方向に配置された監視光ファイバーユニットの時間履歴曲線を分析し、もしある方向において監視光ファイバーの時間履歴曲線の波動が大きいと、当該方向に浸透流水体が存在していると判定し、方向検出が実現され、さらに、水中構造物の浸透に対する位置・方向検出の監視が最終的に実現されるステップ8と、
を含むことを特徴とする水中構造物の浸透に対する熱源無しの光ファイバーによる位置・方向検出システムの監視方法。
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