JP2019521318A

JP2019521318A - 分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システム、及び該システムを用いた診断方法

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Publication number: JP2019521318A
Application number: JP2018558163A
Authority: JP
Inventors: 懐智蘇; 孟楊; 鴻駱
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2016-05-06
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2037-04-26
Also published as: US10969297B2; CN105910992B; JP6687760B2; WO2017190618A1; CN105910992A; GB201818978D0; GB2565695B; US20190212224A1; GB2565695A

Abstract

本発明は、分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システムを開示する。当該システムは、上固定台と下固定台とを備える。上固定台に光ファイバ補正エンティティと光ファイバアラインメント台とが取り付けられている。光ファイバ補正エンティティに光ファイバ蝶形プレスブロックが設けられている。光ファイバアラインメント台に光ファイバねじ状柱が取り付けられている。センシングバレルと干渉除去バレルとが上固定台の下に設けられている。センシングバレルの下部が左ファイバ固定ビームに接続されている。左ファイバ固定ビームが左バレルボトムコーンに接続されている。左バレルボトムコーンに左ポート光源ガードがヒンジ接続されている。干渉除去バレルの下部が右ファイバ固定ビームに接続されている。右ファイバ固定ビームが右バレルボトムコーンに接続されている。右バレルボトムコーンに右ポート光源ガードがヒンジ接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システム、及び該システムを用いた診断方法に係り、水利施設の動的診断と検出分野に属する。

現在、中国では、例えば山峡プロジェクト、高さ２４０ｍの二灘、高さ２３１ｍの烏江構皮灘、高さ２９４．５ｍの小湾、高さ２７８ｍの渓洛渡、高さ２８９ｍの白鶴灘、高さ３０５ｍの錦屏一級など、大型および超大型の水利施設が多数建設されている。河川コンクリート構造物の安全性は、直接社会的および経済的な利益の発揮と国民の生命および財産の安全に関わる。他種類の施設構造物に比べ、河川コンクリート構造物の顕著な特徴は、常に建築物と水域との相互作用を考慮しなければならないことである。大型の水利施設は、奥深い山や谷に建設されることが多く、放水の単位落差流量が大きく、放水力が高く、建築物を振動させる。監視することによって建築物の振動を取得して分析することで、建築物のモードパラメータなど、構造物の全体的および一部の特性を反映する特徴パラメータを識別することができる。したがって、ダムなど河川コンクリート構造物の損傷状態動的診断システムおよび方法を確立することは、理論的にも現実的にも重要な意義を有する。

コンクリート構造物の動的診断を実現するための監視システムには、リアルタイムでの常時監視、無損失、多尺度による監視などの特性が求められる。体積の大きいダムなど河川コンクリート構造物の場合、通常の構造損傷動的診断システムの応用が難しい。特に、河川コンクリート構造物が、地震や流量脈動など外部の不利の状況にある場合、ダムなど河川コンクリート構造物の損傷診断はもっと難しくなり、しかも関連する理論的研究も充分ではない。振動に基づく構造損傷診断方法は、多くの分野で広く応用されているが、水利土木施設での応用は、まだモードパラメータの識別と損傷診断の初期段階にある。コンクリート構造物の損傷を効率よく識別することが可能な動的診断システムおよび関連技術の開発が急務である。

従来技術の欠点を克服するために、本発明は、分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システムおよび方法を提供することを目的とする。本発明は、微小の振動を捕捉できるだけではなく、振幅の大きな振動にも耐えることができ、振動監視範囲を大きく広げ、コンクリート構造損傷動的診断のニーズに効果よく応え、現在の河川コンクリート構造動的探傷研究に重要な支持を提供する。

上記目的を達成するため、本発明の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システムは、上固定台と下固定台とを備える。前記上固定台に光ファイバ補正エンティティと光ファイバアラインメント台が取り付けられている。前記光ファイバ補正エンティティに光ファイバ蝶形プレスブロックが設けられている。前記光ファイバアラインメント台に光ファイバねじ状柱が取り付けられている。一対の平行に設けられたセンシングバレルと干渉除去バレルが前記上固定台の下に設けられている。前記センシングバレルの下部が左ファイバ固定ビームに接続されている。前記左ファイバ固定ビームが左バレルボトムコーンに接続されている。前記左バレルボトムコーンに左ポート光源ガードがヒンジ接続されている。前記干渉除去バレルの下部が右ファイバ固定ビームに接続されている。前記右ファイバ固定ビームが右バレルボトムコーンに接続されている。前記右バレルボトムコーンに右ポート光源ガードがヒンジ接続されている。前記左バレルボトムコーンと前記右バレルボトムコーンが前記下固定台に位置する。左チャネルセンシング光ファイバが、前記光ファイバ蝶形プレスブロック、前記光ファイバ補正エンティティ、前記センシングバレル、前記左バレルボトムコーンを順に通って前記左ポート光源ガードに達する。右チャネルセンシング光ファイバが、前記光ファイバアラインメント台、前記干渉除去バレル、前記右バレルボトムコーンを順に通って前記右ポート光源ガードに達する。

前記光ファイバ補正エンティティの直下方にリング状構造体が設けられ、前記リング状構造体の両側にそれぞれ左弾性体と右弾性体とが設けられ、前記左弾性体と前記右弾性体とは、それぞれ左磁石、右磁石に接続され、前記左磁石、前記右磁石は、前記上固定台に固定され、前記左チャネルセンシング光ファイバは、前記リング状構造体を回って前記センシングバレルに入り込むことが好ましい。左磁石と右磁石とを組み合わせて使用することによって、当該種類の微小の振動を増幅して各種類の振動情報をより迅速に捕捉する。大きな振動が生じる場合、左チャネルセンシング光ファイバが左弾性体と右弾性体との間のリング状構造体に位置するため、両側の左弾性体と右弾性体とによって大きい振動を減衰させる効果を奏し、微小の振動を捕捉できるだけではなく、振幅の大きな振動に耐えることもできる。

前記上固定台と前記下固定台との両方に基板が取り付けられ、前記基板に基板固着孔が設けられていることが好ましい。

前記上固定台の上部に光ファイバアーク状カバープレートが設けられ、前記光ファイバアーク状カバープレート内に情報収集装置が設けられている、ことが好ましい。光ファイバアーク状カバープレートは、左チャネルセンシング光ファイバと右チャネルセンシング光ファイバの出口側を外部の干渉から守る。

前記干渉除去バレルと前記右チャネルセンシング光ファイバとの間に高密度振動減衰構造が充填されている、ことが好ましい。右チャネルセンシング光ファイバが受ける外部振動の干渉を減衰させることができる。

前記高密度振動減衰構造は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）であることが好ましい。

上記の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システムを用いた診断方法において、１本の比較的強度の高い前記左チャネルセンシング光ファイバを作製し、前記左チャネルセンシング光ファイバが、前記光ファイバ蝶形プレスブロックによる角度調整と、前記光ファイバ補正エンティティによる垂直または水平方向の調整との後に、前記左弾性体と前記右弾性体との間の前記リング状構造体を回って、前記センシングバレルを通ってから前記左ファイバ固定ビームで末端が固定され、前記左バレルボトムコーンによって前記左ポート光源ガードに案内されるようにして、前記左チャネルセンシング光ファイバの配置を完了させるステップ１と、長さ、及びパラメータが前記左チャネルセンシング光ファイバと同一であるもう１本の前記右チャネルセンシング光ファイバを作製し、前記光ファイバねじ状柱と前記光ファイバアラインメント台の組み合わせで前記右チャネルセンシング光ファイバと前記左チャネルセンシング光ファイバとを平行に配置し、その後、前記右チャネルセンシング光ファイバを前記干渉除去バレルから通過させ、前記右チャネルセンシング光ファイバと前記干渉除去バレルとの間を前記高密度振動減衰構造で充填し、前記右バレルボトムコーンによって前記右チャネルセンシング光ファイバを前記右ポート光源ガードに案内することによって、前記右チャネルセンシング光ファイバの配置を完了させるステップ２と、前記左ポート光源ガードと前記右ポート光源ガードを閉じて光ファイバアーク状カバープレートを閉じ、基板固着孔によってコンクリート損傷動的診断システムを被測定構造体に固定し、前記左ポート光源ガードと前記右ポート光源ガードを開け、前記光ファイバアーク状カバープレートで前記右チャネルセンシング光ファイバと前記左チャネルセンシング光ファイバとの光情報を収集して補正処理を行うステップ３と、前記被測定構造体が外部の振動負荷または他の負荷によって損傷を受けた場合、前記左チャネルセンシング光ファイバの光情報に変化が生じ、この場合、前記左チャネルセンシング光ファイバと前記右チャネルセンシング光ファイバとの光情報の差分値と構造損傷指標との関係式を構築することによって、リアルタイムで取得した光情報値に基づいて構造損傷指標値を動的に反映し、時間曲線を描画することによって、コンクリート構造損傷の動的診断を実現するステップ４と、を含む。

本発明において、従来意味でのセンシングデバイスを突破して、センシング監視技術の知能化、デジタル化、集積化、コンパクト化への発展にポイントを置き、電磁学、力学などの原理を融合して左チャネルセンシング光ファイバと右チャネルセンシング光ファイバとを構築する。微小の振動を捕捉できるだけではなく、振幅の大きな振動に耐えることもでき、振動監視範囲を大きく広げ、コンクリート構造損傷動的診断のニーズに効果よく応え、現在の河川コンクリート構造動的損傷研究に重要な支持を提供する。

本発明において、前記左チャネルセンシング光ファイバと右チャネルセンシング光ファイバが互いに独立かつ平行に、同期にセンシングバレルと干渉除去バレルとに設けられ、かつ左チャネルセンシング光ファイバは、両端が固定され、中央部が自由である状態にあり、右チャネルセンシング光ファイバは、干渉除去バレルと密接に係合する。外部の振動負荷の作用で、干渉除去バレルと右チャネルセンシング光ファイバとの間の高密度振動減衰構造によって、右チャネルセンシング光ファイバが受ける外部の振動干渉を減衰させることができる。左ファイバ固定ビームにセンシング光ファイバチャネルがあり、その径が左チャネルセンシング光ファイバの径よりわずかに小さい。左チャネルセンシング光ファイバは、このチャネルを通過する際に行き詰まる。

本発明の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート構造損傷動的診断システムは、簡素で自動的な応用を実現できる構造を完備し、監視コストの低減、監視精度の向上、および施設実用性の向上などの面で大きな優位性がある。本発明の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート構造損傷動的診断システムを用いた診断方法は、左チャネルセンシング光ファイバと右チャネルセンシング光ファイバとで自動的に形成されるセンシング光情報に基づいて、コンクリート構造損傷動的診断システムでのセンシング光ファイバの光情報の変化とコンクリート構造損傷度との関係を構築することによって、コンクリート構造の損傷状態を迅速に反映する。電磁学、力学などの原理を融合し、動的負荷において、左磁石と右磁石によって微小の振動を増幅するだけではなく、両側の左弾性体と右弾性体とによって大きい振動を低下させる効果を奏する。微小の振動を捕捉できるだけではなく、振幅の大きな振動に耐えることもでき、振動監視範囲を大きく広げ、コンクリート構造損傷動的診断の実際のニーズに効果よく応え、当該技術の実際施設における応用と普及を大きく促進する。

本発明の構造図である。図１の左側面図である。図１における左弾性体と右弾性体の構造図である。

以下、図面を参照して本発明をさらに説明する。

図１〜図３に示すように、本発明の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート構造損傷動的診断システムは、振動センシングモジュール、干渉除去モジュールおよび補助モジュールを備える。振動センシングモジュールは、上固定台６に固定される。振動センシングモジュールにおいて、ＳＦＳ５０／１２５Ｇ型左チャネルセンシング光ファイバ１は、光ファイバ蝶形プレスブロック４と外形が正方形である光ファイバ補正エンティティ５にそれぞれ接続される。光ファイバ蝶形プレスブロック４は、主に、バランシングと固定との機能を発揮するが、角度の調整については、光ファイバ補正エンティティをまわって回転して行われる。光ファイバ補正エンティティ５を移動して光ファイバ補正エンティティの移動を実現する。ＳＦＳ５０／１２５Ｇ型左チャネルセンシング光ファイバ１は、外形が正方形である光ファイバ補正エンティティ５を通してリング形状構造体に接続される。リング形状構造体は、径０．５ｃｍの左弾性体９と、径０．５ｃｍの右弾性体１０にそれぞれ接続される。左弾性体９は、外形が長方形である左磁石７の端部に固定される。右弾性体１０は、外形が長方形である右磁石８の端部に固定される。ＳＦＳ５０／１２５Ｇ型左チャネルセンシング光ファイバ１は、長さ２０ｃｍ、径２ｃｍのセンシングバレル１１を通して径２ｃｍの左ファイバ固定ビーム１２に接続される。左ファイバ固定ビーム１２の下には、台形の断面形状の左バレルボトムコーン１３が接続される。さらに、ＳＦＳ５０／１２５Ｇ型左チャネルセンシング光ファイバ１は、ＨＬ２０００型マイクロハロゲン光源を内蔵する左ポート光源ガード１４に接続される。左バレルボトムコーン１３は、下固定台２４に位置する。

干渉除去モジュールにおいて、ＳＦＳ５０／１２５Ｇ型右チャネルセンシング光ファイバ２は、径２ｃｍの光ファイバねじ状柱１６と外形が正方形である光ファイバアラインメント台１７とを通して、径２ｃｍ、長さ２０ｃｍの干渉除去バレル２０に接続される。干渉除去バレルは、主に、当該部分のセンシング光ファイバの両端が固定されて外部の負荷から影響を受けないため、センシングバレルにおけるセンシング光ファイバと比較して干渉除去機能を有している。干渉除去バレル２０の底部には、径２ｃｍの右ファイバ固定ビーム２１が固定される。右ファイバ固定ビーム２１は、台形状の右バレルボトムコーン２２に接続する。ＳＦＳ５０／１２５Ｇ型右チャネルセンシング光ファイバ２は、底部において、ＨＬ２０００型マイクロハロゲン光源を内蔵する右ポート光源ガード２３に接続する。右バレルボトムコーン２２は、下固定台２４に位置する。

補助モジュールにおいて、長方形の基板１５には、径０．５ｃｍの基板固着孔１８があけられている。径０．５ｃｍの基板固着孔１８は、分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート構造損傷動的診断システムの上半分を、監視対象であるコンクリート重力ダムの典型的なセクションに固定するためのものである。長方形の基板１５には、径０．５ｃｍの基板固着孔１８があけられている。基板固着孔１８は、分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート構造損傷動的診断システムの下半分を、監視対象であるコンクリート重力ダムの典型的なセクションに固定するためのものである。

本発明において、ＳＦＳ５０／１２５Ｇ型左チャネルセンシング光ファイバ１、ＳＦＳ５０／１２５Ｇ型右チャネルセンシング光ファイバ２は、独立で同期に平行にセンシングバレル１１と干渉除去バレル２０とに設けられる。左ファイバ固定ビーム１２と左バレルボトムコーン１３とを互いに接続することによって、ＳＦＳ５０／１２５Ｇ型左チャネルセンシング光ファイバのセンシングバレルでの初期状態の垂直または水平状態を保持する。光ファイバアーク状カバープレート内には、情報収集装置が設けられている。情報収集装置は、Ｃ１１７０８ＭＡ型マイクロ光情報収集器と磁気カードデータ収集器とである。光ファイバアーク状カバープレートによって、左チャネルセンシング光ファイバと右チャネルセンシング光ファイバとを基板の上部に集合させる。しかも光ファイバアーク状カバープレートによって、左チャネルセンシング光ファイバと右チャネルセンシング光ファイバとの出口側を、外部の干渉から守ることができる。

上述した分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート構造損傷動的診断システムを用いた診断方法は、以下のステップを含む。
（１）振動センシングモジュールおよび干渉除去モジュールの構築および配置：
光ファイバ蝶形プレスブロック４によってＳＦＳ５０／１２５Ｇ型左チャネルセンシング光ファイバ１の角度を３０°に調整し、光ファイバ補正エンティティ５によって水平方向の調整を行う。続いて、ＳＦＳ５０／１２５Ｇ型左チャネルセンシング光ファイバ１を左弾性体と右弾性体との間のリング状構造体を回るように配置する。続いて、ＳＦＳ５０／１２５Ｇ型左チャネルセンシング光ファイバ１を、センシングバレルを通過させる。左チャネルセンシング光ファイバの末端を、径２ｃｍの左ファイバ固定ビームに固定させる。さらにＳＦＳ５０／１２５Ｇ型左チャネルセンシング光ファイバ１と、ＨＬ２０００型マイクロハロゲン光源を内蔵する左ポート光源ガード１４とを接続する。長さ５０ｃｍのＳＦＳ５０／１２５Ｇ型右チャネルセンシング光ファイバを作製する。右チャネルセンシング光ファイバ２と左チャネルセンシング光ファイバ１との平行状態が維持されるように、光ファイバねじ状柱１６と光ファイバアラインメント台１７とを調整する。続いて、右チャネルセンシング光ファイバ２を、干渉除去バレル２０、右バレルボトムコーン２２、右ポート光源ガード２３の順に貫通させる。右チャネルセンシング光ファイバ２と干渉除去バレル２０との間に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を充填するともに、右チャネルセンシング光ファイバ２を右ポート光源ガード２３まで案内する。
（２）各部材を閉じて各回路の連通を検査する。
左ポート光源ガード１４と右ポート光源ガード２３とを閉じて光ファイバアーク状カバープレート３を閉じ、左ポート光源ガード１４と右ポート光源ガード２３との中のＨＬ２０００型マイクロハロゲン光源をオンにして、光ファイバアーク状カバープレートで右チャネルセンシング光ファイバ２と左チャネルセンシング光ファイバ１の光情報を収集し、ＳＦＳ５０／１２５Ｇ型左チャネルセンシング光ファイバ１とＳＦＳ５０／１２５Ｇ型右チャネルセンシング光ファイバ２との連通を検査して補正処理を行う。
（３）コンクリート構造損傷動的診断システムを取り付けて初期の検出を行う。
監視対象であるコンクリート重力ダムの典型的なセクションの監視領域を特定し、続いて上記作製した動的診断装置の使用数を決定にする。監視領域を特定した後に、固定装置を使用して基板１５の基板固着孔１８と基板１５の基板固着孔１８とを介して、コンクリート構造損傷動的診断システムを効果的に取り付け、光ファイバアーク状カバープレート３のＣ１１７０８ＭＡ型マイクロ光情報収集器と磁気カードデータ収集器および左ポート光源ガード１４と右ポート光源ガード２３のＨＬ２０００型マイクロハロゲン光源をオンにして初期値の検出を行う。
（４）光電力値差分値と構造損傷指標の関係式を構築して、動的検出を実現する。
当該コンクリート重力ダムの典型的なセクションの監視領域が外部の水の負荷または地震等他の振動負荷または損傷を受けると、左チャネルセンシング光ファイバ１の光電力値に変化が生じる。さらに左チャネルセンシング光ファイバ１と右チャネルセンシング光ファイバ２との光電力値の差分値と構造損傷指標との関係式を構築し、リアルタイムに取得した光情報値と構造損傷指標値の時間曲線を描画することによって、コンクリート重力ダムの典型的なセクションの監視領域でのリアルタイムの構造損傷診断を実現することができる。

以上の記載は、単に本発明の好ましい実施形態に過ぎない。なお、当業者にとって、本発明の原理から逸脱せずにいくつかの改良や応用を行うこともできる。これらの改良や応用も、本発明の保護範囲として見なされるべきである。

（付記）
（付記１）
上固定台と下固定台とを備え、
前記上固定台に光ファイバ補正エンティティと光ファイバアラインメント台が取り付けられ、
前記光ファイバ補正エンティティに光ファイバ蝶形プレスブロックが設けられ、
前記光ファイバアラインメント台に光ファイバねじ状柱が取り付けられ、
一対の平行に設けられたセンシングバレルと干渉除去バレルが前記上固定台の下に設けられ、
前記センシングバレルの下部が左ファイバ固定ビームに接続され、
前記左ファイバ固定ビームが左バレルボトムコーンに接続され、
前記左バレルボトムコーンに左ポート光源ガードがヒンジ接続され、
前記干渉除去バレルの下部が右ファイバ固定ビームに接続され、
前記右ファイバ固定ビームが右バレルボトムコーンに接続され、
前記右バレルボトムコーンに右ポート光源ガードがヒンジ接続され、
前記左バレルボトムコーンと前記右バレルボトムコーンが前記下固定台に位置し、
左チャネルセンシング光ファイバが、前記光ファイバ蝶形プレスブロック、前記光ファイバ補正エンティティ、前記センシングバレル、前記左バレルボトムコーンを順に通って前記左ポート光源ガードに達し、
右チャネルセンシング光ファイバが、前記光ファイバアラインメント台、前記干渉除去バレル、前記右バレルボトムコーンを順に通って前記右ポート光源ガードに達するように構成され、
前記光ファイバ補正エンティティの直下方にリング状構造体が設けられ、
前記リング状構造体の両側にそれぞれ左弾性体と右弾性体とが設けられ、
前記左弾性体と前記右弾性体とは、それぞれ左磁石、右磁石に接続され、
前記左磁石、前記右磁石は、前記上固定台に固定され、
前記左チャネルセンシング光ファイバは、前記リング状構造体を回って前記センシングバレルに入り込む、
ことを特徴とする分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システム。

（付記２）
前記上固定台と前記下固定台との両方に基板が取り付けられ、
前記基板に基板固着孔が設けられている、
ことを特徴とする付記１に記載の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システム。

（付記３）
前記上固定台の上部に光ファイバアーク状カバープレートが設けられ、
前記光ファイバアーク状カバープレート内に情報収集装置が設けられている、
ことを特徴とする付記２に記載の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システム。

（付記４）
前記干渉除去バレルと前記右チャネルセンシング光ファイバとの間に高密度振動減衰構造が充填されている、
ことを特徴とする付記１に記載の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システム。

（付記５）
前記高密度振動減衰構造は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）である、
ことを特徴とする付記４に記載の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システム。

（付記６）
付記４に記載の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システムを用いた診断方法において、
１本の比較的強度の高い前記左チャネルセンシング光ファイバを作製し、前記左チャネルセンシング光ファイバが、前記光ファイバ蝶形プレスブロックによる角度調整と、前記光ファイバ補正エンティティによる垂直または水平方向の調整との後に、前記左弾性体と前記右弾性体との間の前記リング状構造体を回って、前記センシングバレルを通ってから前記左ファイバ固定ビームで末端が固定され、前記左バレルボトムコーンによって前記左ポート光源ガードに案内されるようにして、前記左チャネルセンシング光ファイバの配置を完了させるステップ１と、
長さ、及びパラメータが前記左チャネルセンシング光ファイバと同一であるもう１本の前記右チャネルセンシング光ファイバを作製し、前記光ファイバねじ状柱と前記光ファイバアラインメント台の組み合わせで前記右チャネルセンシング光ファイバと前記左チャネルセンシング光ファイバとを平行に配置し、その後、前記右チャネルセンシング光ファイバを前記干渉除去バレルから通過させ、前記右チャネルセンシング光ファイバと前記干渉除去バレルとの間を前記高密度振動減衰構造で充填し、前記右バレルボトムコーンによって前記右チャネルセンシング光ファイバを前記右ポート光源ガードに案内することによって、前記右チャネルセンシング光ファイバの配置を完了させるステップ２と、
前記左ポート光源ガードと前記右ポート光源ガードを閉じて光ファイバアーク状カバープレートを閉じ、基板固着孔によってコンクリート損傷動的診断システムを被測定構造体に固定し、前記左ポート光源ガードと前記右ポート光源ガードを開け、前記光ファイバアーク状カバープレートで前記右チャネルセンシング光ファイバと前記左チャネルセンシング光ファイバとの光情報を収集して補正処理を行うステップ３と、
前記被測定構造体が外部の振動負荷または他の負荷によって損傷を受けた場合、前記左チャネルセンシング光ファイバの光情報に変化が生じ、この場合、前記左チャネルセンシング光ファイバと前記右チャネルセンシング光ファイバとの光情報の差分値と構造損傷指標との関係式を構築することによって、リアルタイムで取得した光情報値に基づいて構造損傷指標値を動的に反映し、時間曲線を描画することによって、コンクリート構造損傷の動的診断を実現するステップ４と、を含む、
ことを特徴とする分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システムを用いた診断方法。

１―左チャネルセンシング光ファイバ、２−右チャネルセンシング光ファイバ、３−光ファイバアーク状カバープレート、４−光ファイバ蝶形プレスブロック、５−光ファイバ補正エンティティ、６−上固定台、７−左磁石、８−右磁石、９−左弾性体、１０−右弾性体、１１−センシングバレル、１２−左ファイバ固定ビーム、１３−左バレルボトムコーン、１４−左ポート光源ガード、１５−基板、１６−光ファイバねじ状柱、１７−光ファイバアラインメント台、１８−基板固着孔、２０−干渉除去バレル、２１−右ファイバ固定ビーム、２２−右バレルボトムコーン、２３−右ポート光源ガード、２４−下固定台。

Claims

上固定台と下固定台とを備え、
前記上固定台に光ファイバ補正エンティティと光ファイバアラインメント台が取り付けられ、
前記光ファイバ補正エンティティに光ファイバ蝶形プレスブロックが設けられ、
前記光ファイバアラインメント台に光ファイバねじ状柱が取り付けられ、
一対の平行に設けられたセンシングバレルと干渉除去バレルが前記上固定台の下に設けられ、
前記センシングバレルの下部が左ファイバ固定ビームに接続され、
前記左ファイバ固定ビームが左バレルボトムコーンに接続され、
前記左バレルボトムコーンに左ポート光源ガードがヒンジ接続され、
前記干渉除去バレルの下部が右ファイバ固定ビームに接続され、
前記右ファイバ固定ビームが右バレルボトムコーンに接続され、
前記右バレルボトムコーンに右ポート光源ガードがヒンジ接続され、
前記左バレルボトムコーンと前記右バレルボトムコーンが前記下固定台に位置し、
左チャネルセンシング光ファイバが、前記光ファイバ蝶形プレスブロック、前記光ファイバ補正エンティティ、前記センシングバレル、前記左バレルボトムコーンを順に通って前記左ポート光源ガードに達し、
右チャネルセンシング光ファイバが、前記光ファイバアラインメント台、前記干渉除去バレル、前記右バレルボトムコーンを順に通って前記右ポート光源ガードに達するように構成され、
前記光ファイバ補正エンティティの直下方にリング状構造体が設けられ、
前記リング状構造体の両側にそれぞれ左弾性体と右弾性体とが設けられ、
前記左弾性体と前記右弾性体とは、それぞれ左磁石、右磁石に接続され、
前記左磁石、前記右磁石は、前記上固定台に固定され、
前記左チャネルセンシング光ファイバは、前記リング状構造体を回って前記センシングバレルに入り込む、
ことを特徴とする分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システム。
前記上固定台と前記下固定台との両方に基板が取り付けられ、
前記基板に基板固着孔が設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システム。
前記上固定台の上部に光ファイバアーク状カバープレートが設けられ、
前記光ファイバアーク状カバープレート内に情報収集装置が設けられている、
ことを特徴とする請求項２に記載の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システム。
前記干渉除去バレルと前記右チャネルセンシング光ファイバとの間に高密度振動減衰構造が充填されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システム。
前記高密度振動減衰構造は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）である、
ことを特徴とする請求項４に記載の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システム。
請求項４に記載の分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システムを用いた診断方法において、
１本の比較的強度の高い前記左チャネルセンシング光ファイバを作製し、前記左チャネルセンシング光ファイバが、前記光ファイバ蝶形プレスブロックによる角度調整と、前記光ファイバ補正エンティティによる垂直または水平方向の調整との後に、前記左弾性体と前記右弾性体との間の前記リング状構造体を回って、前記センシングバレルを通ってから前記左ファイバ固定ビームで末端が固定され、前記左バレルボトムコーンによって前記左ポート光源ガードに案内されるようにして、前記左チャネルセンシング光ファイバの配置を完了させるステップ１と、
長さ、及びパラメータが前記左チャネルセンシング光ファイバと同一であるもう１本の前記右チャネルセンシング光ファイバを作製し、前記光ファイバねじ状柱と前記光ファイバアラインメント台の組み合わせで前記右チャネルセンシング光ファイバと前記左チャネルセンシング光ファイバとを平行に配置し、その後、前記右チャネルセンシング光ファイバを前記干渉除去バレルから通過させ、前記右チャネルセンシング光ファイバと前記干渉除去バレルとの間を前記高密度振動減衰構造で充填し、前記右バレルボトムコーンによって前記右チャネルセンシング光ファイバを前記右ポート光源ガードに案内することによって、前記右チャネルセンシング光ファイバの配置を完了させるステップ２と、
前記左ポート光源ガードと前記右ポート光源ガードを閉じて光ファイバアーク状カバープレートを閉じ、基板固着孔によってコンクリート損傷動的診断システムを被測定構造体に固定し、前記左ポート光源ガードと前記右ポート光源ガードを開け、前記光ファイバアーク状カバープレートで前記右チャネルセンシング光ファイバと前記左チャネルセンシング光ファイバとの光情報を収集して補正処理を行うステップ３と、
前記被測定構造体が外部の振動負荷または他の負荷によって損傷を受けた場合、前記左チャネルセンシング光ファイバの光情報に変化が生じ、この場合、前記左チャネルセンシング光ファイバと前記右チャネルセンシング光ファイバとの光情報の差分値と構造損傷指標との関係式を構築することによって、リアルタイムで取得した光情報値に基づいて構造損傷指標値を動的に反映し、時間曲線を描画することによって、コンクリート構造損傷の動的診断を実現するステップ４と、を含む、
ことを特徴とする分布型センシング光ファイバに基づくコンクリート損傷動的診断システムを用いた診断方法。