JP2018189566A - 光ファイバセンサケーブル - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態としての光ファイバセンサケーブル10について図1〜図3に基づいて説明する。図1は、光ファイバセンサケーブル10のケーブル長手方向(以下、単に「ケーブル長手方向」という)に対して垂直な断面図である。
光ファイバセンサケーブル10は、図1に示すように、ケーブル長手方向の断面形状が略長方形状であり、その四つの角部は全てが丸みを帯びている。なお、以下の記載では、光ファイバセンサケーブル10のケーブル長手方向に垂直な断面を単に「ケーブル断面」という。
歪み測定用タイト心線40は、一般的な光ファイバ素線からなる。本実施形態では、外径0.25[mm]程度の石英ガラス系光ファイバ素線や着色心線とする場合を例示するが、外径、材質、着色の有無等について、特にこの例示に限定されるものではない。
温度測定用ルース心線50も、一般的な光ファイバ素線からなる。本実施形態では、外径0.25[mm]程度の石英ガラス系光ファイバ素線や着色心線とする場合を例示するが、外径、材質、着色の有無等について、特にこの例示に限定されるものではない。
外被20は、二本のテンションメンバ30、歪み測定用タイト心線40、温度測定用ルース心線50が埋設されており、これらを被覆して保護する機能を有する。外被20は、光ファイバセンサケーブル10をモルタルやコンクリートの中に埋設可能とするために耐アルカリ性を有し、土砂やそれに含まれる水分の浸透を防ぐために耐水性を有することが望ましい。
図2は光ファイバセンサケーブル10のケーブル断面における各構成の配置、寸法等の関係を示す断面図である。外被20は、二本のテンションメンバ30及び歪み測定用タイト心線40を、隙間なく密着した状態で保持する。このため、光ファイバセンサケーブル10に曲げ、撓み、捻れ等が生じた場合でも、外被20と二本のテンションメンバ30の境界面及び外被20と歪み測定用タイト心線40の境界面は密着状態を維持し、二本のテンションメンバ30及び歪み測定用タイト心線40には、伸縮による歪みが発生する。
上記構成からなる光ファイバセンサケーブル10は、テンションメンバ30と、歪み測定用タイト心線40と、温度測定用ルース心線50とを、ケーブル断面において前述した配置を維持した状態で、かつ、挿入孔21の中心21cが前述した適正な位置となるダイスを用い、外被20の形成材料を押出成形することにより製造することができる。または、二本のテンションメンバ30と、歪み測定用タイト心線40と、内側に挿入孔21が形成されたルースチューブに温度測定用ルース心線50を通線させたコード22(ルースコード)とを用意し、ケーブル断面においてそれぞれが前述した配置を維持した状態でルースコード22の挿入孔21の中心21cが適正な位置となるように維持しながら、外被20の形成材料を押出形成することで製造してもよい。
図3は上記光ファイバセンサケーブル10を用いた歪み・温度の測定装置100の概略構成図である。この測定装置100は、BOTDR(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer)又はBOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis)からなる歪み・温度測定器110と、測定時に、既知である基準温度に歪み測定用タイト心線40の一端部及び温度測定用ルース心線50の一端部の温度を維持する恒温槽120とを備えている。
(1)温度測定用ルース心線50は、外被20に対して隙間を有し、拘束されないルースな状態であるため、測定対象物Wの内側となる部分も恒温槽120の内側となる部分もいずれも光ファイバセンサケーブル10の変形による歪みがかからない状態(0%)である。恒温槽120の温度を20℃として、歪み・温度測定器110により、温度測定用ルース心線50の恒温槽120の内側となる部分のブリルアン散乱光の周波数に対する測定対象物Wの内側となる部分のブリルアン散乱光の周波数のピーク値のシフト量を求めることで、測定対象物W内の光ファイバセンサケーブル10の周辺の温度を測定することができる。
以上のように、光ファイバセンサケーブル10では、ケーブル断面において、二本のテンションメンバ30と歪み測定用タイト心線40と温度測定用ルース心線50とが同一直線L上に並ぶように配置されている。この場合、光ファイバセンサケーブル10は、専ら、二本のテンションメンバ30と歪み測定用タイト心線40と温度測定用ルース心線50とが並ぶ同一直線Lを軸とする方向に曲がりを生じ、他の方向には曲がりを生じにくい構造となる。
上記実施形態では、発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている場合を例示したが、本発明の範囲を上記実施形態及び図示の例に限定するものではない。
20 外被
21 挿入孔
21c 中心
23 ノッチ
30 テンションメンバ
30c 中心
40 歪み測定用タイト心線
40c 中心
50 温度測定用ルース心線
50c 中心
51 ヤーン
100 温度・歪みの測定装置
110 歪み・温度測定器
120 恒温槽
L 直線
r1 半径
r2 半径
r3 半径
T 領域
W 測定対象物
Claims (6)
- 外被と、
複数のテンションメンバと、
前記外被により周囲を固定された歪み測定用タイト心線と、
前記外被の挿入孔に隙間を介して挿入された温度測定用ルース心線と、
を備える光ファイバセンサケーブルであって、
前記光ファイバセンサケーブルのケーブル長手方向に対して垂直な断面において、
前記複数のテンションメンバと前記歪み測定用タイト心線と前記温度測定用ルース心線とが同一直線上に並ぶように配置されていることを特徴とする光ファイバセンサケーブル。 - 前記光ファイバセンサケーブルのケーブル長手方向に対して垂直な断面において、
前記直線に平行であって、二本の前記テンションメンバの外周に接する二本の接線の間となる領域内に、前記歪み測定用タイト心線の中心と前記温度測定用ルース心線の中心とが位置するように配置されていることを特徴とする請求項1記載の光ファイバセンサケーブル。 - 前記温度測定用ルース心線が挿入された前記外被の挿入孔の内径が、前記テンションメンバの外径よりも小さいことを特徴とする請求項2記載の光ファイバセンサケーブル。
- 前記温度測定用ルース心線の全長が前記外被の全長よりも長いことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光ファイバセンサケーブル。
- 前記外被の挿入孔と前記温度測定用ルース心線との間に、ヤーンが充填されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の光ファイバセンサケーブル。
- 前記テンションメンバは、鋼線又はモノフィラメントからなることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の光ファイバセンサケーブル。
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