JP3713539B2

JP3713539B2 - Slope deformation detection device

Info

Publication number: JP3713539B2
Application number: JP2002213259A
Authority: JP
Inventors: 宏之杉本
Original assignee: Public Works Research Institute
Current assignee: National Research and Development Agency Public Works Research Institute
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: JP2004053490A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバを用いて、地すべりや斜面崩壊などによる斜面変状の発生箇所の検出およびその変位を測定する斜面変状の検出装置に関し、更に詳しくは、斜面変状の検出後に、再び検出可能な状態に光ファイバを復帰させることができる検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地すべりや斜面変形、崩壊などに伴う斜面変状を把握するために各種の検出装置が用いられている。すなわち、このような斜面変状が予想される危険な箇所を予測して伸縮計や傾斜測定器といった測定装置を予め設置しておき、斜面変状が生起した場合に、伸縮計によって斜面変状の変位量を測定したり、傾斜測定器によって斜面の傾斜変動を測定したりする手法が多用されている。
【０００３】
しかしながら、これらの従来の測定手法では、個々の測定装置による測定範囲が限定されているので、広範囲におよぶ観測領域を対象とする場合には、多数の測定機器と、これらの測定機器から監視所までの多数の回線が必要となり、費用が嵩むとともに、長期にわたる観測を行なうときには、保守の手間が掛かり維持管理が困難であるという問題が生じた。
【０００４】
そこで最近これらに代わる計測手法として、光ファイバを用いた斜面変状の検出装置が提案されている。この光ファイバは、微少の曲げを受けても、その光信号の伝送損失が変化する伝送損失特性を有している。そこで、この検出装置では、この光ファイバを斜面変状が予想される箇所を通過させて線状に敷設し、その伝送損失が少ない状態にしておき、斜面変状が生起した場合に、この斜面変状に連動して光ファイバが変形されたことを、この変形に伴なう伝送損失を計測することにより、光ファイバを変形させた原因である斜面変状を検出する構成とされている。このため、このような光ファイバを用いた検出装置によれば、線状の観測領域が確保され、少数の測定機器でも観測領域を拡大できることから、上記の問題が解消され初期の目的は一応達成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の検出装置においては、斜面形状の変化に伴う変位を検出した後に、その検出装置を、検出前の初期状態に復帰させる機構などの点で構造上の問題が残されていた。すなわち、従来の検出装置には、一旦、斜面変状に伴なって光ファイバが変形された場合に、光ファイバを検出前の状態に復帰させる機構が具えられていなかった。このため、このような光ファイバを検出前の状態に復帰させるためには、光ファイバを再び設置しなおして、斜面変状後の地形に適合させながら光ファイバの変形を解除させることになり、検出装置の新規な設置と同様な手間や設置コストが掛かる不具合が生じた。特に、例えば検出装置の観測箇所に部分的な斜面変状が頻繁に生起する場合には、このような再設置が間に合わずに観測が途切れたり、観測コストの上昇を招いたりすることになる。
【０００６】
そこでこの発明は、前記のような従来の問題点を解決し、観測箇所での光ファイバによる斜面変状を検出した後に、この光ファイバを再び検出可能な状態に復帰させ、同一の観測箇所での繰り返し測定を可能にして長期にわたる観測が行なえる検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１の発明は、斜面に所定間隔をおいて複数個設置された検出部と、これらの検出部を通過して配設された光ファイバと、この光ファイバ内に伝送される光信号の損失を測定する光ファイバ伝送損失測定器とを具えた斜面変状の検出装置であって、前記検出部が、斜面変状による検出部の相互位置の変化に伴ない光ファイバに伝送損失を発生させる伝送損失発生機構と、この光ファイバを損失発生前の状態に復帰させる伝送損失復帰機構とを具え、前記伝送損失発生機構は、その一端が隣接する検出部に固定されたワイヤと、このワイヤの他端が巻き付け固定されワイヤの引き出し長さに応じて回転される回転体と、この回転体の回転面に設けられ回転体の回転に伴ない光ファイバを変形させる係合部とを具え、前記伝送損失復帰機構は、前記回転体にワイヤによる回転方向とは逆方向の回転力を付与する付勢機構を具えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記付勢機構が、常に一定の大きさの弾性復帰力を供給する定荷重ばねであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記検出部内に位置する光ファイバを伸張させる伸張機構が設けられたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１は、検出装置の全体構成を示す図であり、図２は、検出部の構成を示す平面図であり、図３は、検出部の側面図である。
【００１２】
この検出装置１は、図１に示すように、計測対象とされた斜面に互いに所定間隔をおいて杭２が設置され、これらの杭２に検出部３が固定され、これらの検出部３を通過して１本の光ファイバ４が設置され、これらの検出部３には、隣接する検出部３同士を結んで配置されたワイヤ５を用いて、斜面の変状に伴ないその影響を受けた検出部３の光ファイバ４を部分的に変形させて光信号の伝達損失を発生させる伝送損失発生機構６Ａと、この伝送損失発生機構６Ａにより変形された光ファイバ４を損失発生前の状態に復帰させる伝送損失復帰機構６Ｂと、検出部３間のワイヤ５の長さを調節して伝送損失発生機構６Ａによる光ファイバ４の変形を調整する調節機構７とが設けられ、この検出部３によって光ファイバ４に発生させた伝送損失の位置を計測することにより斜面変状を計測する伝送損失測定器８が、光ファイバ４の一端に接続されて設けられている。
【００１３】
すなわち、計測対象の斜面としては、例えば地すべりの発生が予測される地山の斜面が選択され、この斜面に複数の検出部３を設置するための杭２が、互いに所定間隔をおいて、単列状に設置されている。これらの各杭２は、検出部３を保持できる充分な強度を有したパイプ状部材を直立させて設置され、斜面変状による設置された位置の変更以外は、その設置された位置が移動しないように、その基部が充分な深さに埋設されている。各杭２は、その杭２同士の間に植生した樹木などの妨害物を回避するために、すべての杭２が一直線上に揃うように設置されてはいないが、不規則でも一定の方向に進むように設置されている。これらの各杭２の斜面より突出された上部には、斜面の地表面から所定距離だけ離れるように検出部３が固定され、検出部３同士の間にある地表面の凹凸や草花などに拘わりなく、検出部３同士の直接的な連絡を可能としているとともに、地表面から影響を減少させて野外に設置された検出部３が安定して動作できるようにしている。
【００１４】
なお、検出部３同士の間に位置されるワイヤ５、光ファイバ４は、耐候性に優れ安価な合成樹脂製の保護パイプ９内に収納され、その周囲を覆われている。したがって、このように保護パイプ９によって、ワイヤ５、光ファイバ４が外部に露出されていないことにより、人間や動物などの接触や、降雪、風雨などの設置された周囲の自然環境から、ワイヤ５、光ファイバ４が保護されるので、検出装置１の誤検出を防止することができる。
【００１５】
この検出部３は、図２および図３に示すように、長箱状のケース１０内に、光ファイバ４の中間部と、この光ファイバ４の中間部を斜面変状に伴ない変形させる伝送損失発生機構６Ａと、光ファイバ４を損失発生前の状態に復帰させる伝送損失復帰機構６Ｂと、検出部３間のワイヤ５の長さを調節する調節機構７とを収納した構成とされている。
【００１６】
この光ファイバ４は、光ファイバ・ケーブルなどが用いられ、その芯部が光信号を伝送する超高透明度が確保された伝送部とされ、その外周部が合成樹脂皮膜などによって着色されて被覆され、伝送損失発生機構６Ａにより屈曲される程度に柔軟な可撓性を有している。
【００１７】
ケース１０は、略直方体状に形成され、その長手方向を光ファイバ４が延在された方向に沿った方向に向けて、杭２に固定されている。このケース１０は、長板形状に形成された底板１０ａと、この底板１０ａに対応する部分が開口された長箱状のケースカバー１０ｂとから形成され、このケースカバー１０ｂは金具を用いて、底板１０ａに簡易に取り外し可能に固定されている。したがって、ケースカバー１０ｂを取り外すことにより、ケース１０内に収納された光ファイバ４の中間部や伝送損失発生機構６Ａなどが底板１０ａ上に設置された状態で外部に露出され、これらを充分に保守、点検や調整できるようにしている。
【００１８】
伝送損失発生機構６Ａは、斜面変状に伴ないケース１０外に引き出されるワイヤ５と、このワイヤ５の一端が予め巻かれその引き出されたワイヤ５の長さに応じた回転角度に回転される回転体であるプーリ１１と、このプーリ１１の回転に伴ない光ファイバ４の中間部を屈曲させるプーリ１１に立設された係合部である２つのロッド１２とを主体に構成され、伝送損失復帰機構６Ｂは、このプーリ１１にワイヤ５による回転方向と逆方向に常に同一の回転力を付与する付勢機構１３を主体に構成され、このワイヤ５の他端が固定されて接続される隣りの検出部３には、このワイヤ５の固定位置を調整して検出部３間のワイヤ長さを調節する調節機構７が設けられている。
【００１９】
このワイヤ５は、温度変化による伸縮量が小さいインバール製のワイヤ、または、ステンレス製のワイヤが用いられ、所定径に形成されている。したがって、このワイヤ５には充分な引っ張り強度が確保されているので、後述するように検出部３相互の距離が離れ、ワイヤ５に張力が増加して作用した場合にも、その伸量を少なくすることができる。このワイヤ５は、予め定められた固定長が確保されている。
【００２０】
このプーリ１１は、斜面変状に伴なうワイヤ５の引き出し長さに応じた所定の半径が設定された円盤形状に形成され、そのプーリ１１の回転面が底板１０ａと平行となるように軸支されている。このプーリ１１の外周には、ワイヤ５の一端が固定されて、所定回数、巻き回されている。したがって、斜面変状に伴なって、その検出部３からワイヤ５が引き出されると、その引き出された長さ分だけプーリ１１が回転される。
【００２１】
このようにワイヤ５をプーリ１１に所定回数、巻き回した構成としたことにより、ワイヤ５に所定の予備の長さが確保されているので、検出部３の設置箇所の変更などによって検出部３相互の間隔が広がって距離が増加した場合には、このプーリ１１からワイヤ５を巻き戻してワイヤ５の予長を引き出すことにより、この距離の増加によるワイヤ５の長さが不足した分を補充することができる。他方、検出部３相互の間隔が狭まった場合には、この余分となったワイヤ５の長さをプーリ１１に巻き回してこの余剰分を吸収させることができる。したがって、長さが不足したワイヤ５に新たなワイヤを継ぎ足したり、余分なワイヤ５の長さ部分を切断して除去したりする手間が掛からないので、ワイヤ５の取り扱い性を向上でき、検出部３の設置箇所の変更などに柔軟に対処することができる。
【００２２】
このプーリ１１の外部に開放された上側の回転面には、その回転軸を中心として、対称的に２つのロッド１２が立設され、これらのロッド１２間を通過して光ファイバ４が設置されている。すなわち、これらのロッド１２は、丸棒状に形成され、光ファイバ４を押圧して屈曲できる充分な剛性強度が確保されるとともに、所定の張力を受けた光ファイバ４が破断に至らない最小の曲げ半径よりも充分に大きな曲率半径が設定されている。各ロッド１２は、プーリ１１の回転面における所定半径の円周と、その回転中心を通過する直線との交点に、直立して設置されている。したがって、これらの２つのロッド１２がプーリ１１の回転に伴ない所定半径の周上を移動すると、ロッド１２がそれぞれ反対側から光ファイバ４の側面を押圧して、光ファイバ４を折損させることなく屈曲させることができる。これに加えて、この構成によれば、単一のロッド１２によって光ファイバ４を変形させた構成や、リンク機構によって光ファイバ４を同一方向に変形させた構成に比べて、２つのロッド１２が光ファイバ４に対して対称的に横切って同じ距離だけ移動し光ファイバ４を対称的に変形させているので、これらのロッド１２による変形に対抗する光ファイバ４からの２つの反力が互いに打ち消すようになり、このように変形される光ファイバ４からの反力を受けるロッド１２およびプーリ１１を保持する部材の負担が軽減され、この部材の軽量化や耐久性の向上を図ることができる。各ロッド１２の先端には、ロッド１２の軸径よりも大きな半径を有した円盤状の抜け止め部材１２ａがねじ止めされて設けられ、この抜け止め部材１２ａによって、光ファイバ４がロッド１２の軸端から外れて抜けることを防止している。
【００２３】
付勢機構１３は、定荷重ばね１３ａを用いた構成とされ、その回転出力軸がプーリ１１の中心軸に接続され、ワイヤ５によりプーリ１１に加えられる張力とバランスさせて、このワイヤ５の検出部３から引出された長さに応じた回転角度位置にプーリ１１を安定させて静止させるとともに、この引出された長さ分だけワイヤ５が検出部３内に戻されたときには、プーリ１１を初期の回転角度位置に復帰できるようにしている。
【００２４】
すなわち、この付勢機構１３は、幅広の帯状に形成された定荷重ばね１３ａを一方のドラム状の原回転部材に巻き付けて配置するとともに、この定荷重ばね１３ａの先端を原回転部材と並列に回転可能に設置されたドラム状の従回転部材に接続し、原回転部材から定荷重ばね１３ａを引き出しながら、この定荷重ばね１３ａが反る方向に従回転部材に巻き付けた構成とされている。この定荷重ばね１３ａは、その引き出されたストロークの全域に渡って同じ力で引っ張ることができる構成とされているので、この定荷重ばね１３ａが引き出されて巻き付けられた従回転部材を同一の回転方向に同一の回転力で回転させ、この回転力を従回転部材の回転出力軸から取り出すことができる。
【００２５】
したがって、この付勢機構１３によって、プーリ１１を回転付勢して、このワイヤ５に適度な張力を付与させているので、検出部３が設置された斜面の傾向によって、ワイヤ５により連結された検出部３，３を一組とすると、これらの各組が有した高度差が、それぞれ異なっていても、両者３，３間のワイヤ５が弛むことを防止できるとともに、検出部３相互の距離が離れた長さに応じて、ワイヤ５がプーリ１１に接続された検出部３側からワイヤ５を引き出すことができる。すなわち、検出部３相互の距離が増加して、その一端がそれぞれの検出部３に接続されたワイヤ５の張力が増大したときには、付勢機構１３によってプーリ１１に常に一定の回転力が付与されているので、この増加した張力が解消され、従前の付勢機構１３による回転力とワイヤ５の張力が均衡した状態となるまで、プーリ１１に巻かれたワイヤ５が巻き戻されて引き出される。この結果、検出部３から引出されたワイヤ５の長さに正比例した回転角度位置にプーリ１１を静止して停止させることができる。他方、この状態で、この引出された長さ分だけワイヤ５が検出部３内に戻されたときには、付勢機構１３によってプーリ１１が回転付勢されているので、この長さ分だけプーリ１１が逆回転され、プーリ１１をワイヤ５により回転される前の回転角度位置に復帰させることができる。
【００２６】
この検出部３には、光ファイバ４の伸張機構１４が設けられ、この伸張機構１４により、少なくとも２つのロッド１２に掛けられる光ファイバ４の部分に所定の張力を付与して、上記の伝送損失発生機構６Ａによって、光ファイバ４が屈曲される場合には、ロッド１２による屈曲に追従できるように光ファイバ４の弛みを防止するとともに、上記の付勢機構１３によってプーリ１１の回転角度位置が元に戻された場合には、光ファイバ４を屈曲された状態から元の伸びた状態に復帰させるようにしている。
【００２７】
この伸張機構１４は、光ファイバ４のロッド１２に掛かる直前の箇所をプーリ１１から離れる方向に引っ張る一組のワイヤ部材１５，１６を、それぞれ独立して設けた構成とされている。すなわち、ワイヤ５用のプーリ１１を挟んで、各ワイヤ部材１５，１６用のプーリ１５ａ，１６ａが、底板１０ａに固定されている板状部材のブラケットに回転可能に設けられ、これらのプーリ１５ａ，１６ａの下側には、それぞれ同軸状に固定されたドラムに巻き回された定荷重ばね１５ｂ，１６ｂが設けられている。この一方のワイヤ部材１５の一端部は、ロッド１２に掛かる前の光ファイバ４の箇所に締め付け金具１５ｃにより取り付けられ、その他端部は、そのワイヤ部材１５の中間が一方のプーリ１５ａに巻き回されて、他方のプーリ１６ａの下側に設けられた定荷重ばね１６ａの引き出された先端部に接続され、他方のワイヤ部材１６もプーリ１１を挟んでこれと対称的に、金具１６ｃ、プーリ１６ａ、定荷重ばね１６ａを配置して同様に用いた構成とされている。
【００２８】
したがって、巻き回された定荷重ばね１５ｂ，１６ｂの引き出された部分にワイヤ部材１５，１６の一端が接続されているので、各ワイヤ部材１５，１６が引っ張られ、その他端が接続されているロッド１２に巻き取られる光ファイバ４の部分をプーリ１１から離れる方向に引っ張って、この部分に張力を付与することができる。各ワイヤ部材１５，１６および各定荷重ばね１５ｂ，１６ｂを直線状に配置して接続する代わりに、そのワイヤ部材１５，１６の中間にプーリ１５ａ，１６ａを介在させて、ワイヤ部材１５，１６を折り返させた構成としているので、各定荷重ばね１５ｂ，１６ｂに充分な作動用の引出しストロークの長さを確保することができ、プーリ１１に固定されたロッド１２による光ファイバ４の位置の変化が大きくなっても、充分な余裕を持たせながら光ファイバ４に均一な張力を与え続けることができる。
【００２９】
このように構成された伸張機構１４によって、光ファイバ４の屈曲される箇所を含めた部分には、常に一定の張力を付与しているので、プーリ１１が所定角度に回転され、このプーリ１１に設けられたロッド１２の位置が光ファイバ４に対して横切る方向に移動して光ファイバ４が屈曲される場合にも、この位置が変更されたロッド１２に光ファイバ４を追従させることができることになり、このロッド１２による光ファイバ４の屈曲角度が深く鋭角となるまで、光ファイバ４を屈曲させることができる。他方、付勢機構１３によりプーリ１１の回転角度位置が元に戻されて、ロッド１２の位置が元に戻った場合には、伸張機構１４によって光ファイバ４に一定の張力が付与されているので、光ファイバ４を屈曲された状態から元の伸びた状態に復帰させることができる。
【００３０】
これに加えて、この伸張機構１４によって緩み取りの張力が付与された部分以外の光ファイバ４の部分には、検出部３相互の距離とは関係なく余裕を持たせて、予備的な長さを確保することができる。このため、この光ファイバ４の部分が他の部分からの影響を受けずに済むので、光ファイバ４の取り扱い性を向上することができる。また例えば、伸張機構１４の光ファイバ４に対する取付金具の取り付け箇所をずらすことによって、ロッド１２により押圧されて屈曲される光ファイバ４の箇所が同一の箇所とならないように、定期的な保守点検などのときに少しずつ、ずらして設定することも可能となり、光ファイバ４の耐久性を向上できる。
【００３１】
なお、上記の付勢機構１３による回転力とワイヤ５による張力とをバランスさせる力の強度は、この光ファイバ４の伸張機構１４による張力の強度よりも充分に大きな強度が確保された構成とされ、ワイヤ５の引出しによるプーリ１１の回転までの一連の連係した動作に対して、伸張機構１４の動作による影響を最小限とさせて、検出部３の検出精度を充分に確保するようにしている。
【００３２】
調節機構７は、ワイヤ５が引き出された側の隣りの検出部３に設けられ、この調節機構７を介してワイヤ５の端部が隣りの検出部３に固定されて接続されているとともに、この調節機構７によって、隣りの検出部３におけるワイヤ５の長さ方向に沿ったワイヤ５の取り付け位置を調節可能にしている。すなわち、この調節機構７は、ワイヤ５の端部に設けられたリング部材５ａが、そのボルト部分に掛かり止めされたボルト部材２０と、このボルト部材２０の先端側が所定長さ貫通されて底板１０ａに固定されている板状部材のブラケット１８と、このブラケット１８にボルト部材２０を貫通させて任意の長さ突出した状態でねじ止め固定する１対のナット部材２１ａ，２１ｂとを有している。
【００３３】
このボルト部材２０は、その全長が後述する調節を行なうために充分な長さが確保され、その先端からボルト頭部が設けられた基端にわたってねじ溝が形成されている。ボルト部材２０は、その軸方向が、ワイヤ５が展設された方向に向くように、その先端側からブラケット１８に設けられた貫通孔を貫通して、ブラケット１８に取り付けられ、ブラケット１８から任意の長さ突出した状態でブラケット１８の両面からナット部材２１ａ，２１ｂに締め付けられて固定されている。したがって、ナット部材２１ａ，２１ｂによる締め付け位置を変更することにより、ボルト部材２０のブラケット１８への長さ方向への取り付け位置を変更でき、このボルト部材２０に接続されたワイヤ５における検出部３間の長さを調整することができる。
【００３４】
このように構成された調節機構７によって、ワイヤ５の固定端が、そのワイヤ５が伸ばされた方向に沿った隣りの検出部３に対する取り付け位置を調整するようにしているので、ワイヤ５の一端がそれぞれ接続された検出部３相互の距離に応じて、プーリ１１の回転角度位置を所定の角度位置に微調節することができる。このため、斜面変状を検出する前には、プーリ１１を検出前の初期状態の角度位置となるように正確に位置決めして設定することができる。これに加えて、斜面変状によって検出部３相互の距離が変化して、斜面変状を検出した後の場合にも、検出部３を変状の検出前の初期状態に正確に復帰させることができる。すなわち、この調節機構７によって、変状の影響を受けた検出部３におけるワイヤ５の引き出し長さを従前の状態に戻して、プーリ１１の回転角度位置を初期の状態に回復させ、光ファイバ４を屈曲される前の状態に復帰させることができる。
【００３５】
伝送損失測定器８は、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）を用いた測定器とされ、光ファイバ４の一端側に設置され、その光センサ部が光ファイバ４の一端に接続されている。この測定器は、一般に光ファイバ４の製造、敷設および保守時などに、光ファイバ・ケーブルの障害位置の検出、損失測定及び接続点における接続損失の測定を行うための装置であり、障害測定用の光パルスを測定対象の光ファイバ４に入射し、光ファイバ４内の障害点から戻ってくる反射光を検出して、その時間差から障害位置の距離を測定する構成とされている。したがって、このように伝送損失測定器８として、ＯＴＤＲが用いられているので、小型で安価な測定器にできるとともに、検出装置１の設置場所までの搬送作業も容易に行なうことができる。
【００３６】
次に、この検出装置１の動作を説明する。すなわち、図４（ａ）に簡略化して示すように、ある検出部３おいて斜面変状前の初期状態から、図４（ｂ）に示すように、斜面変状が生起したことよってある隣接した杭２間の距離がα長さ分だけ増加すると、この距離の増加に伴なって、プーリ１１にワイヤ５が巻き回されている検出部３においては、そのワイヤ５がα長さ分だけ引き出される。このため、プーリ１１が回転され、このプーリ１１の回転に伴ないプーリ１１に設けられた２本のロッド１２が周上を移動されて、光ファイバ４が最大では互い違いになるまで急角度に屈曲される。このように光ファイバ４の屈曲された２つの部分によって、この光ファイバ４に伝送される光信号に対して伝送損失が発生する。斜面に沿って配置された光ファイバ４は連続した単一体であるので、この光ファイバ４に接続された伝送損失測定器８によって、光ファイバ４における損失が発生した位置とその損失量が測定される。これらの位置検出および損失量によって、斜面の一部または全体に生じた変位の発生位置と斜面の変位量を把握することができる。
【００３７】
この検出の際には、２つのロッド１２によって、光ファイバ４に互いに近接した位置のほぼ等しい屈曲角度で、しかも互いに反対方向に屈曲されて形成された２つの屈曲箇所を形成することができるので、単一の屈曲箇所よりも光伝送の損失量が増加されるとともに、この伝送損失に明確な特徴が付加されることになり、損失の発生位置を確実に把握することが可能となる。なお、各検出部３における光ファイバ４の初期状態は、予めロッド１２により浅く屈曲された状態とされ、斜面変状に伴ない屈曲を即座に進展させて増大させる設定としているので、検出の感度が向上され、僅かな斜面変状でも、すみやかに検出することができる。
【００３８】
次に、このような斜面変状が検出された後には、図４（ｃ）に示すように、ワイヤ５の他端が接続された隣りの検出部３の調節機構７によって、その接続位置が上記のα長さ分だけ検出部３に近づく位置に移動されて調節される。このため、このα長さ分だけ引き出されたワイヤ５が検出部３内に戻され、これに伴ない付勢機構１３によってプーリ１１が逆回転されて、ロッド１２の位置が元に戻りる。この結果、伸張機構１４により光ファイバ４を伸張しているので、光ファイバ４の屈曲が解除されて、光ファイバ４が検出前の状態に復帰され、この検出部３による斜面変状を再び検出することが可能となる。
【００３９】
なお、上記に加えて、斜面変状に伴ないワイヤ５が、上記の調節機構７による調節可能な長さを越えて引き出された場合には、予めプーリ１１にワイヤ５を所定回数、巻き付けた構成としているので、このプーリ１１からワイヤ５を巻き戻すことにより、調節機構７による調節によってもワイヤ長さが足りない分を補充して、光ファイバ４を検出前の状態に復帰させることができる。すなわち例えば、プーリ１１から一巻き分だけワイヤ５を巻き戻し、次に調節機構７によって微調整することにより、プーリ１１を初期の回転角度位置に設定して、光ファイバ４を検出が可能な状態に復帰させることができる。このように、上記のいずれの場合にも、斜面変状を検出した検出部３を再度、その検出が可能な状態に復帰させることができるので、この検出部３による同一の観測箇所の長期にわたる観測を行なうことができる。
【００４０】
この検出装置１によれば、斜面変状に伴なう検出部３からのワイヤ５の引き出し量と、この引き出し量に応じたプーリ１１の回転角度と、この回転角度に応じて位置変更されたロッド１２による光ファイバ４の屈曲角度との関連性が明確なことにより、変位（ワイヤ５の引き出し量）と光ファイバ４の伝送損失との関係が良好に直線的な関係となるので、これらの関係性から斜面変状を正確に把握することができる。
【００４１】
この検出装置１においては、光信号を伝送する光ファイバ４をセンサとして用いているので、周囲の高電圧線や落雷などによる電磁ノイズなどのような電磁的な影響を受けずに済み、斜面変状を検出する装置としての正確度や信頼性を向上できる。これらの検出部３がそれぞれ単一の連続した光ファイバ４を斜面変状に伴ない機械的に変形させる機構を設け、この光ファイバ４の光信号の伝達状態をその一端に接続された計測器により計測した構成としているので、各検出部３が設置された現場に電源や計測器が不要となり、設置や保守するための作業を簡易化することができる。同様に、光ファイバ４の主要な構成部材とされるガラス繊維は、電気信号を伝達するメタルケーブルの主要な構成部材とされる銅の導体に比べてかなり軽いので、観測箇所への光ファイバ４の搬送や設置作業の負担が軽減される。
【００４２】
なお、上記の実施形態では、光ファイバ４を屈曲させて変形させる係合部を、回転体であるプーリ１１の回転面に突出して形成された２つのロッド１２により構成したが、これに限られることなく、回転面に回転面を縦断する溝部や孔部を形成し、この溝部や孔部内に光ファイバ４を通過して配置した構成としたり、回転面にカム溝部やカム突部を形成して、カム溝部やカム突部に連係して駆動される従動部材により光ファイバ４を変形させる構成としたりしてもよい。したがって、この前者の構成の場合には、溝部や孔部内に光ファイバ４が配置されるので光ファイバ４の保護が図れる一方、後者の構成の場合には、カム溝部の深さやカム突部の突出高さを任意に設定して、またはカム形状を所定に設定することができるので、回転体の回転に伴なう光ファイバ４の変形量を自由に設定することができる。すなわち要は、回転体の回転に連動して、その変形前の初期状態が略直線状に設置された光ファイバ４を横切る方向に係合部を駆動する機構であればよい。
【００４３】
【発明の効果】
この発明は前記のようであって、請求項１の発明によれば、斜面変状による検出部相互の位置の変位を検出した後に、伝送損失復帰機構によって、検出部の光ファイバに伝送損失を発生させた状態を解除させて、再度初期設定の状態に検出部の光ファイバを復帰させることが可能となる。このため、この検出部を用いた検出装置によって、同一の測定箇所における長期にわたる繰り返し測定が可能になるという優れた効果がある。
【００４４】
また、この請求項１の発明によれば、伝送損失発生機構が、斜面変状による検出部の相互位置の変化に伴なって検出部から引き出されるワイヤにより回転体が回転され、この回転体に設けた係合部によって変形部分を光ファイバに形成する構成としたことにより、この光ファイバの変形量が斜面変状による検出部の相互位置の変化量と関連付けられるので、この変形量に基づく光ファイバの伝送損失量を計測して斜面変状の有無を検出するだけではなく、斜面変状を計量して把握することができる。これに加えて、伝送損失発生機構が、斜面変状の変化量をワイヤを介在させて伝送損失発生機構に伝達するとともに、このワイヤにより変化量に対応した角度分だけ回転体を回転させて光ファイバを変形させる構成としているので、検出部からのワイヤの引き出し長さを調節することによって、斜面変状の検出前後における回転体の回転角度位置を任意に設定でき、検出部の調整作業が容易化される。これとともに、リンク機構を用いた構成に比べて、光ファイバが変形される範囲が回転体の回転面の近傍箇所に限定されるので、検出部全体の大きさがコンパクトになり、多数の検出部を設置する場合にこれらを設置する作業や故障などで検出部を交換する作業に要する負担を軽減することができる。
【００４５】
請求項２の発明によれば、付勢機構が定荷重ばねを用いた構成とされ、この付勢機構によって回転体にワイヤによる回転方向と逆方向となる一定の回転力を常時付与しているので、回転体がワイヤの引き出された長さに正比例した回転角度位置に停止させることができる。このため、この斜面変状によるワイヤの引き出し長さに対応した係合部の変位量と、この変位量に基づく光ファイバの変形量と、この変形量に基づく光ファイバの伝送損失量との関連が明確になり、ワイヤの引き出し長さと伝送損失量との間に良好に直線的な関係性を確立することができる。この結果、この伝送損失を計測する精度や信頼性が確保され、検出装置としての斜面変状を把握する性能を向上することができる。
【００４６】
請求項３の発明によれば、上記の効果に加えて、伸張機構によって、検出部内に位置する光ファイバの部分を伸張させる張力が付与されているので、伝送損失発生機構により変形された光ファイバが伝送損失復帰機構によって変形を解除された場合には、この部分が直線状に伸張され変形前の状態に復帰させることができる。この伝送損失発生機構により変形される部分に張力を付与させていることにより、この部分以外の光ファイバの部分が、変形される部分に対して影響を与えることが回避できるので、この部分以外の光ファイバの部分に予め予備的な長さを確保でき、光ファイバの取り扱い性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示し、検出装置の全体構成図である。
【図２】検出装置の検出部の平面図である。
【図３】検出部の側面図である。
【図４】この検出部の検出動作を説明し、（ａ）は、検出前の状態を示し、（ｂ）は、検出後の状態を示し、（ｃ）は、この検出後に検出可能な状態に復帰させた状態を示す。
【符号の説明】
１検出装置２杭
３検出部４光ファイバ
５ワイヤ６Ａ伝送損失発生機構
６Ｂ伝送損失復帰機構７調節機構
８伝送損失測定器１０ａケースの底板
１１プーリ１２ロッド
１３付勢機構１３ａ定荷重ばね
１４伸張機構１５右方向引っ張り用ワイヤ部材
１６左方向引っ張り用ワイヤ部材１８ボルト部材取付け用ブラケット
２０ボルト部材２１ａ，２１ｂボルト部材用ナット部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a detection device for detecting a slope change caused by a landslide or slope failure using an optical fiber, and a detection device for detecting a slope change. More specifically, after detecting a slope change, The present invention relates to a detection device capable of returning an optical fiber to a detectable state.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various detection devices have been used to grasp slope deformation accompanying landslides, slope deformation, and collapse. That is, when a dangerous device where a slope change is expected is predicted and a measuring device such as an extensometer or an inclination measuring device is installed in advance, and the slope change occurs, the extensometer causes the slope change. Many methods are used to measure the amount of displacement of the slope and to measure the slope fluctuation of the slope with an inclination measuring instrument.
[0003]
However, in these conventional measurement methods, the measurement range by each measurement device is limited. Therefore, when a wide observation area is targeted, a large number of measurement devices and a monitoring station from these measurement devices are used. As a result, a large number of lines are required, which increases the cost, and when performing observation over a long period of time, there is a problem that maintenance is difficult and maintenance is difficult.
[0004]
Therefore, recently, as an alternative measurement method, a slope deformation detection device using an optical fiber has been proposed. This optical fiber has a transmission loss characteristic that changes the transmission loss of the optical signal even when subjected to a slight bending. Therefore, in this detection device, the optical fiber is laid in a linear shape through a portion where the slope deformation is expected, and the transmission loss is reduced. The optical fiber is deformed in conjunction with the deformation, and by measuring the transmission loss associated with the deformation, the slope deformation that is the cause of the deformation of the optical fiber is detected. For this reason, according to such a detection device using an optical fiber, a linear observation area is secured, and the observation area can be enlarged even with a small number of measuring instruments, so the above-mentioned problems are solved and the initial purpose is achieved. Has been.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described detection device, there has been a structural problem in terms of a mechanism for returning the detection device to an initial state before detection after detecting a displacement accompanying a change in slope shape. That is, the conventional detection device is not provided with a mechanism for returning the optical fiber to the state before detection once the optical fiber is deformed due to the deformation of the slope. For this reason, in order to return such an optical fiber to the state before detection, the optical fiber is re-installed, and the deformation of the optical fiber is released while adapting to the terrain after the slope change, The trouble that the same trouble and installation cost as the new installation of a detection apparatus occurred. In particular, for example, when partial slope deformation frequently occurs at the observation location of the detection apparatus, such re-installation is not in time, and the observation is interrupted or the observation cost is increased.
[0006]
Therefore, the present invention solves the conventional problems as described above, detects the deformation of the slope due to the optical fiber at the observation point, and then returns the optical fiber to a detectable state again, and at the same observation point. It is an object of the present invention to provide a detection apparatus that can perform repeated measurements and perform observation over a long period of time.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a plurality of detectors installed on a slope at a predetermined interval, an optical fiber disposed through the detectors, and an optical fiber in the optical fiber. An apparatus for detecting a change in slope comprising an optical fiber transmission loss measuring device for measuring a loss of an optical signal transmitted to the sensor, wherein the detector is accompanied by a change in the mutual position of the detector due to the slope change. A transmission loss generating mechanism for generating a transmission loss in the optical fiber, and a transmission loss recovery mechanism for returning the optical fiber to a state before the loss occurs, The transmission loss generating mechanism includes a wire whose one end is fixed to the adjacent detection unit, a rotating body that is wound and fixed at the other end of the wire and rotated according to the wire drawing length, and the rotation of the rotating body. And an engagement portion that deforms the optical fiber as the rotating body rotates, and the transmission loss recovery mechanism biases the rotating body to apply a rotational force in a direction opposite to the rotating direction of the wire. With mechanism It is characterized by that.
[0009]
Claim 2 The invention of claim 1 In the above, the urging mechanism is a constant load spring that always supplies an elastic restoring force having a constant magnitude.
[0010]
Claim 3 The invention of claim 1 Or 2 And a stretching mechanism for stretching an optical fiber located in the detection unit.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating the overall configuration of the detection apparatus, FIG. 2 is a plan view illustrating the configuration of the detection unit, and FIG. 3 is a side view of the detection unit.
[0012]
As shown in FIG. 1, the detection device 1 includes piles 2 installed at predetermined intervals on slopes to be measured, detection units 3 fixed to the piles 2, and detection units 3. A single optical fiber 4 is passed through, and the detection unit 3 is affected by the deformation of the slope using the wire 5 arranged by connecting the adjacent detection units 3 to each other. A transmission loss generating mechanism 6A for generating a transmission loss of an optical signal by partially deforming the optical fiber 4 of the detection unit 3 and the optical fiber 4 deformed by the transmission loss generating mechanism 6A to a state before the loss is generated. A transmission loss recovery mechanism 6B for returning and an adjustment mechanism 7 for adjusting the deformation of the optical fiber 4 by the transmission loss generating mechanism 6A by adjusting the length of the wire 5 between the detection units 3 are provided. Of transmission loss generated in the optical fiber 4 Transmission loss measuring device 8 for measuring the slope Deformation by measuring the location is provided to be connected to one end of the optical fiber 4.
[0013]
That is, as a slope to be measured, for example, a slope of a natural ground where occurrence of a landslide is predicted is selected, and piles 2 for installing a plurality of detection units 3 on the slope are simply spaced apart from each other at a predetermined interval. It is installed in a row. Each of these piles 2 is installed upright with a pipe-like member having sufficient strength to hold the detection unit 3, and the installed position does not move except for the change of the installed position due to the slope change. As such, the base is buried to a sufficient depth. Each pile 2 is not installed so that all the piles 2 are aligned in order to avoid obstacles such as trees planted between the piles 2, but in a certain direction even if irregular It is installed to go forward. A detection unit 3 is fixed to the upper part of each pile 2 protruding from the slope so as to be separated from the ground surface of the slope by a predetermined distance. In addition, the detection units 3 can be directly communicated with each other, and the detection unit 3 installed outdoors can be stably operated by reducing the influence from the ground surface.
[0014]
Note that the wire 5 and the optical fiber 4 positioned between the detection units 3 are housed in a protective pipe 9 made of synthetic resin that is excellent in weather resistance and inexpensive, and the periphery thereof is covered. Accordingly, the wire 5 and the optical fiber 4 are not exposed to the outside by the protective pipe 9 in this way, so that the wire 5 can be removed from the surrounding natural environment where humans, animals, etc. are in contact, snowfall, wind and rain, etc. Since the optical fiber 4 is protected, erroneous detection of the detection device 1 can be prevented.
[0015]
As shown in FIGS. 2 and 3, the detection unit 3 includes an intermediate portion of the optical fiber 4 and a transmission that deforms the intermediate portion of the optical fiber 4 in accordance with the inclined surface deformation in the long box-shaped case 10. The loss generation mechanism 6A, the transmission loss recovery mechanism 6B that returns the optical fiber 4 to the state before the loss generation, and the adjustment mechanism 7 that adjusts the length of the wire 5 between the detectors 3 are housed. .
[0016]
The optical fiber 4 is made of an optical fiber cable or the like, and its core portion is a transmission portion that secures ultra-high transparency for transmitting an optical signal, and its outer peripheral portion is colored and covered with a synthetic resin film or the like. The transmission loss generating mechanism 6A is flexible enough to be bent.
[0017]
The case 10 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and is fixed to the pile 2 with its longitudinal direction directed in a direction along the direction in which the optical fiber 4 is extended. The case 10 is formed of a bottom plate 10a formed in a long plate shape and a long box-shaped case cover 10b in which a portion corresponding to the bottom plate 10a is opened. 10a is detachably fixed to 10a. Therefore, by removing the case cover 10b, the intermediate portion of the optical fiber 4 accommodated in the case 10 and the transmission loss generating mechanism 6A are exposed to the outside in a state where they are installed on the bottom plate 10a, and these are sufficiently maintained. To be able to check and adjust.
[0018]
The transmission loss generating mechanism 6A has a wire 5 drawn out of the case 10 due to a slope change, and one end of the wire 5 is wound in advance and rotated at a rotation angle corresponding to the length of the drawn wire 5. A pulley 11 that is a rotating body and two rods 12 that are engaging portions that are erected on the pulley 11 that bends an intermediate portion of the optical fiber 4 as the pulley 11 rotates are mainly composed of transmission loss. The return mechanism 6B is mainly composed of an urging mechanism 13 that always applies the same rotational force to the pulley 11 in the direction opposite to the direction of rotation by the wire 5, and the other end of the wire 5 is fixed and connected. The detecting unit 3 is provided with an adjusting mechanism 7 that adjusts the fixing position of the wire 5 to adjust the wire length between the detecting units 3.
[0019]
The wire 5 is made of Invar wire or stainless steel wire that has a small amount of expansion and contraction due to temperature change, and has a predetermined diameter. Therefore, since sufficient pulling strength is secured for the wire 5, even when the distance between the detection units 3 is increased and the tension acts on the wire 5 as described later, the amount of elongation is reduced. can do. The wire 5 has a predetermined fixed length.
[0020]
The pulley 11 is formed in a disk shape with a predetermined radius set according to the length of the wire 5 with which the inclined surface is deformed, and the pulley 11 has a shaft so that the rotational surface of the pulley 11 is parallel to the bottom plate 10a. It is supported. One end of the wire 5 is fixed to the outer periphery of the pulley 11 and is wound a predetermined number of times. Therefore, when the wire 5 is pulled out from the detection unit 3 due to the deformation of the slope, the pulley 11 is rotated by an amount corresponding to the pulled-out length.
[0021]
Since the wire 5 is wound around the pulley 11 a predetermined number of times as described above, a predetermined spare length is secured for the wire 5, so that the detection unit 3 can be changed by changing the installation location of the detection unit 3. When the distance increases as the distance between the wires increases, the wire 5 is unwound from the pulley 11 and the pre-length of the wire 5 is pulled out to supplement the shortage of the length of the wire 5 due to the increase in the distance. can do. On the other hand, when the interval between the detection units 3 is narrowed, the extra length of the wire 5 can be wound around the pulley 11 to absorb this surplus. Accordingly, it is not necessary to add a new wire to the wire 5 having a short length or to cut and remove the extra length of the wire 5, so that the handleability of the wire 5 can be improved and the detection unit can be improved. 3 can be flexibly dealt with, for example, changes in installation locations.
[0022]
Two rods 12 are erected symmetrically around the rotation axis on the upper rotation surface opened to the outside of the pulley 11, and the optical fiber 4 is installed between the rods 12. ing. That is, these rods 12 are formed in a round bar shape, so that sufficient rigidity and strength can be secured to press and bend the optical fiber 4, and the minimum bending at which the optical fiber 4 subjected to a predetermined tension does not break. A curvature radius sufficiently larger than the radius is set. Each rod 12 is installed upright at the intersection of a circumference of a predetermined radius on the rotation surface of the pulley 11 and a straight line passing through the center of rotation. Therefore, when these two rods 12 move on the circumference of a predetermined radius along with the rotation of the pulley 11, the rods 12 press the side surfaces of the optical fiber 4 from the opposite sides without breaking the optical fiber 4. Can be bent. In addition, according to this configuration, the two rods 12 are compared to a configuration in which the optical fiber 4 is deformed by the single rod 12 and a configuration in which the optical fiber 4 is deformed in the same direction by the link mechanism. Since the optical fiber 4 is moved symmetrically across the optical fiber 4 by the same distance and is deformed symmetrically, the two reaction forces from the optical fiber 4 that counteract the deformation by the rods 12 cancel each other. Thus, the burden on the member that holds the rod 12 and the pulley 11 that receives the reaction force from the optical fiber 4 deformed in this way is reduced, and the weight and durability of the member can be improved. A disc-shaped retaining member 12a having a radius larger than the shaft diameter of the rod 12 is screwed to the tip of each rod 12, and the optical fiber 4 is connected to the shaft of the rod 12 by the retaining member 12a. Prevents coming off from the edge.
[0023]
The urging mechanism 13 is configured to use a constant load spring 13 a, and its rotation output shaft is connected to the central axis of the pulley 11, and the tension applied to the pulley 11 by the wire 5 is balanced to detect the wire 5. When the pulley 11 is stabilized and stopped at the rotational angle position corresponding to the length drawn from the portion 3, and when the wire 5 is returned into the detection portion 3 by this drawn length, the pulley 11 is initialized. It can be returned to the rotation angle position.
[0024]
That is, the urging mechanism 13 is arranged by winding a constant load spring 13a formed in a wide belt shape around one drum-shaped original rotating member and arranging the tip of the constant load spring 13a in parallel with the original rotating member. It is configured to be connected to a drum-like driven rotating member that is rotatably installed, and wound around the rotating member in a direction in which the constant load spring 13a is warped while the constant load spring 13a is pulled out from the original rotating member. Since the constant load spring 13a can be pulled with the same force over the entire stroke of the drawn stroke, the constant load spring 13a is pulled out and wound around the driven rotary member in the same rotation. The rotational force can be rotated in the direction with the same rotational force, and this rotational force can be taken out from the rotational output shaft of the sub-rotating member.
[0025]
Accordingly, the pulley 11 is rotationally urged by the urging mechanism 13 to apply an appropriate tension to the wire 5, so that the pulley 5 is connected by the wire 5 due to the tendency of the inclined surface on which the detection unit 3 is installed. When the detection units 3 and 3 are made into one set, even if the altitude difference of each of these sets is different, the wire 5 between the both 3 and 3 can be prevented from loosening, and the distance between the detection units 3 is also reduced. The wire 5 can be pulled out from the side of the detection unit 3 where the wire 5 is connected to the pulley 11 according to the length of the distance. That is, when the distance between the detection units 3 increases and the tension of the wire 5 whose one end is connected to each detection unit 3 increases, a constant rotational force is always applied to the pulley 11 by the urging mechanism 13. Thus, the increased tension is eliminated, and the wire 5 wound around the pulley 11 is unwound and pulled out until the rotational force of the previous urging mechanism 13 and the tension of the wire 5 are balanced. As a result, the pulley 11 can be stopped and stopped at a rotation angle position that is directly proportional to the length of the wire 5 drawn from the detection unit 3. On the other hand, in this state, when the wire 5 is returned into the detection unit 3 by the pulled length, the pulley 11 is rotationally biased by the biasing mechanism 13, and therefore the pulley 11 by this length. Is reversely rotated, and the pulley 11 can be returned to the rotational angle position before being rotated by the wire 5.
[0026]
The detection unit 3 is provided with an extension mechanism 14 for the optical fiber 4, and the extension mechanism 14 applies a predetermined tension to the portion of the optical fiber 4 that is hung on at least two rods 12, and the transmission loss described above. When the optical fiber 4 is bent by the generating mechanism 6A, the optical fiber 4 is prevented from slacking so that it can follow the bending by the rod 12, and the rotation angle position of the pulley 11 is restored to the original by the biasing mechanism 13. When the optical fiber 4 is returned to the state, the optical fiber 4 is returned from the bent state to the original extended state.
[0027]
The extension mechanism 14 has a configuration in which a pair of wire members 15 and 16 for pulling a portion immediately before the rod 12 of the optical fiber 4 in a direction away from the pulley 11 is provided independently. That is, the pulleys 15a and 16a for the wire members 15 and 16 are rotatably provided on a bracket of a plate member fixed to the bottom plate 10a with the pulley 11 for the wire 5 interposed therebetween. On the lower side of 16a, constant load springs 15b and 16b wound around a drum fixed coaxially are provided. One end of the one wire member 15 is attached to a portion of the optical fiber 4 before being hooked on the rod 12 by a fastening metal 15c, and the other end is wound around one pulley 15a in the middle of the wire member 15. The other end of the constant load spring 16a provided on the lower side of the other pulley 16a is connected to the leading end portion of the constant load spring 16a, and the other wire member 16 is also symmetrically sandwiched between the pulley 11 and the metal fitting 16c, the pulley 16a, The constant load spring 16a is arranged and used similarly.
[0028]
Therefore, since one end of the wire members 15 and 16 is connected to the drawn portions of the wound constant load springs 15b and 16b, the rods to which the wire members 15 and 16 are pulled and the other ends are connected. The portion of the optical fiber 4 wound around 12 can be pulled away from the pulley 11 to apply tension to this portion. Instead of arranging and connecting the wire members 15 and 16 and the constant load springs 15b and 16b in a straight line, pulleys 15a and 16a are interposed between the wire members 15 and 16 to connect the wire members 15 and 16 to each other. Since the folded structure is used, it is possible to secure a sufficient length of the pull-out stroke for operation for each of the constant load springs 15b and 16b, and the change of the position of the optical fiber 4 by the rod 12 fixed to the pulley 11 is achieved. Even if it becomes larger, it is possible to continue to apply a uniform tension to the optical fiber 4 with a sufficient margin.
[0029]
Since the tension mechanism 14 configured as described above always applies a constant tension to the portion including the bent portion of the optical fiber 4, the pulley 11 is rotated by a predetermined angle, Even when the position of the provided rod 12 moves in a direction transverse to the optical fiber 4 and the optical fiber 4 is bent, the optical fiber 4 can follow the rod 12 whose position has been changed. Thus, the optical fiber 4 can be bent until the bending angle of the optical fiber 4 by the rod 12 becomes deep and acute. On the other hand, when the rotation angle position of the pulley 11 is returned to the original position by the urging mechanism 13 and the position of the rod 12 is returned to the original position, a constant tension is applied to the optical fiber 4 by the extension mechanism 14. The optical fiber 4 can be returned from the bent state to the original extended state.
[0030]
In addition to this, a portion of the optical fiber 4 other than the portion to which the loosening tension is applied by the extension mechanism 14 is given a spare length regardless of the distance between the detection units 3. Can be secured. For this reason, since the part of this optical fiber 4 does not need to receive the influence from another part, the handleability of the optical fiber 4 can be improved. In addition, for example, periodic maintenance and inspection are performed so that the location of the optical fiber 4 pressed and bent by the rod 12 does not become the same location by shifting the mounting location of the extension bracket 14 with respect to the optical fiber 4. In this case, the setting can be made by shifting little by little, and the durability of the optical fiber 4 can be improved.
[0031]
The strength of the force that balances the rotational force of the urging mechanism 13 and the tension of the wire 5 is configured to be sufficiently greater than the strength of the tension of the stretching mechanism 14 of the optical fiber 4. In addition, with respect to a series of linked operations up to the rotation of the pulley 11 due to the wire 5 being pulled out, the influence of the operation of the extension mechanism 14 is minimized, and the detection accuracy of the detection unit 3 is sufficiently ensured. .
[0032]
The adjustment mechanism 7 is provided in the adjacent detection unit 3 on the side from which the wire 5 is drawn, and the end of the wire 5 is fixed and connected to the adjacent detection unit 3 through the adjustment mechanism 7. With this adjustment mechanism 7, the attachment position of the wire 5 along the length direction of the wire 5 in the adjacent detection unit 3 can be adjusted. That is, in the adjusting mechanism 7, the ring member 5a provided at the end portion of the wire 5 includes a bolt member 20 that is hooked to the bolt portion, and the tip end side of the bolt member 20 penetrates a predetermined length so that the bottom plate 10a. And a pair of nut members 21a and 21b that are screwed and fixed in a state in which a bolt member 20 passes through the bracket 18 and protrudes an arbitrary length. .
[0033]
The bolt member 20 has a full length that is sufficient for adjustment to be described later, and a thread groove is formed from the distal end to the proximal end where the bolt head portion is provided. The bolt member 20 is attached to the bracket 18 through the through hole provided in the bracket 18 from the tip side so that the axial direction of the bolt member 20 is oriented in the direction in which the wire 5 is extended. The nut members 21a and 21b are tightened and fixed from both sides of the bracket 18 in a state of protruding in the length of. Therefore, by changing the tightening position of the nut members 21a and 21b, the mounting position of the bolt member 20 in the length direction to the bracket 18 can be changed, and between the detection parts 3 in the wire 5 connected to the bolt member 20 The length of can be adjusted.
[0034]
The adjustment mechanism 7 configured as described above allows the fixed end of the wire 5 to adjust the attachment position with respect to the adjacent detection unit 3 along the direction in which the wire 5 is stretched. The rotational angular position of the pulley 11 can be finely adjusted to a predetermined angular position according to the distance between the detection units 3 connected to each other. For this reason, before detecting the slope deformation, the pulley 11 can be accurately positioned and set so as to be in the initial angular position before detection. In addition to this, even when the distance between the detection units 3 is changed due to the slope change and the slope change is detected, the detection unit 3 is accurately returned to the initial state before the detection of the change. Can do. In other words, the adjusting mechanism 7 returns the drawing length of the wire 5 in the detection unit 3 affected by the deformation to the previous state, restores the rotational angle position of the pulley 11 to the initial state, and the optical fiber 4. Can be returned to the state before being bent.
[0035]
The transmission loss measuring device 8 is a measuring device using an OTDR (Optical Time Domain Reflectometer), is installed on one end side of the optical fiber 4, and its optical sensor unit is connected to one end of the optical fiber 4. This measuring instrument is a device for detecting the position of a fault in an optical fiber cable, measuring a loss and measuring a connection loss at a connection point in manufacturing, laying and maintenance of the optical fiber 4 in general. Is incident on the optical fiber 4 to be measured, the reflected light returning from the obstacle point in the optical fiber 4 is detected, and the distance of the obstacle position is measured from the time difference. Therefore, since the OTDR is used as the transmission loss measuring device 8 in this way, it can be a small and inexpensive measuring device and can be easily transported to the place where the detection apparatus 1 is installed.
[0036]
Next, the operation of the detection device 1 will be described. That is, as shown in a simplified manner in FIG. 4 (a), there is an adjacent state caused by the occurrence of a slope change as shown in FIG. 4 (b) from an initial state before the slope change in a certain detection unit 3. When the distance between the piles 2 is increased by the length of α, with the increase in the distance, in the detection unit 3 in which the wire 5 is wound around the pulley 11, the wire 5 is increased by the length of α. Pulled out. Therefore, the pulley 11 is rotated, and the two rods 12 provided on the pulley 11 are moved on the circumference along with the rotation of the pulley 11, and the optical fiber 4 is bent at a steep angle until the maximum is alternate. Is done. As described above, the two bent portions of the optical fiber 4 cause a transmission loss with respect to the optical signal transmitted to the optical fiber 4. Since the optical fiber 4 arranged along the slope is a continuous single body, the transmission loss measuring device 8 connected to the optical fiber 4 measures the position where the loss occurs in the optical fiber 4 and the amount of loss. The By detecting the position and the amount of loss, it is possible to grasp the position of the displacement generated on a part or the whole of the slope and the displacement amount of the slope.
[0037]
At the time of this detection, the two rods 12 can form two bent portions formed by being bent in substantially the same bending angle at positions close to the optical fiber 4 and in opposite directions. As a result, the amount of optical transmission loss is increased as compared with a single bent portion, and a clear feature is added to the transmission loss, so that the position where the loss occurs can be reliably grasped. Note that the initial state of the optical fiber 4 in each detection unit 3 is a state in which the optical fiber 4 is shallowly bent in advance by the rod 12 and is set so as to immediately advance and increase the bending accompanying the inclined surface deformation. Thus, even a slight change in slope can be detected promptly.
[0038]
Next, after such a slope deformation is detected, as shown in FIG. 4C, the connection position is adjusted by the adjusting mechanism 7 of the adjacent detection unit 3 to which the other end of the wire 5 is connected. It is moved and adjusted to a position approaching the detection unit 3 by the above-mentioned α length. For this reason, the wire 5 drawn out by this α length is returned into the detection unit 3, and the pulley 11 is reversely rotated by the urging mechanism 13 along with this, so that the position of the rod 12 is restored. As a result, since the optical fiber 4 is stretched by the stretching mechanism 14, the bending of the optical fiber 4 is released, the optical fiber 4 is returned to the state before detection, and the slope deformation by the detection unit 3 is detected again. It becomes possible to do.
[0039]
In addition to the above, when the wire 5 is pulled out beyond the length adjustable by the adjusting mechanism 7 in accordance with the inclined surface deformation, the wire 5 is previously wound around the pulley 11 a predetermined number of times. Since the wire 5 is rewound from the pulley 11 due to the configuration, the shortage of the wire length can be supplemented by adjustment by the adjustment mechanism 7, and the optical fiber 4 can be returned to the state before detection. . That is, for example, the wire 5 is unwound from the pulley 11 by one turn, and then finely adjusted by the adjusting mechanism 7 so that the pulley 11 is set to the initial rotation angle position and the optical fiber 4 can be detected. Can be restored. As described above, in any of the above cases, the detection unit 3 that has detected the slope change can be restored to a state in which the detection can be performed again. Observations can be made.
[0040]
According to this detection device 1, the amount of wire 5 pulled out from the detection unit 3 due to the inclined surface deformation, the rotation angle of the pulley 11 according to the amount of extraction, and the position changed according to this rotation angle. Since the relationship between the bending angle of the optical fiber 4 by the rod 12 is clear, the relationship between the displacement (the amount of drawing of the wire 5) and the transmission loss of the optical fiber 4 is a good linear relationship. Slope deformation can be accurately grasped from the relationship.
[0041]
In this detection apparatus 1, since the optical fiber 4 that transmits the optical signal is used as a sensor, it is not necessary to be affected by electromagnetic influences such as electromagnetic noise due to surrounding high voltage lines or lightning strikes, and the slope changes. Accuracy and reliability as a device for detecting the state can be improved. Each of these detectors 3 is provided with a mechanism for mechanically deforming a single continuous optical fiber 4 along with a slope change, and a measuring instrument connected to one end of the optical signal transmission state of this optical fiber 4 Therefore, a power source and a measuring instrument are not required at the site where each detection unit 3 is installed, and work for installation and maintenance can be simplified. Similarly, the glass fiber that is the main constituent member of the optical fiber 4 is considerably lighter than the copper conductor that is the main constituent member of the metal cable that transmits the electrical signal. The burden of transportation and installation work is reduced.
[0042]
In the above-described embodiment, the engaging portion that bends and deforms the optical fiber 4 is configured by the two rods 12 that are formed to protrude from the rotating surface of the pulley 11 that is a rotating body. Without forming a groove portion or hole portion that vertically cuts the rotation surface on the rotation surface, the optical fiber 4 is disposed in the groove portion or hole portion, or a cam groove portion or a cam projection portion is formed on the rotation surface. The optical fiber 4 may be deformed by a driven member that is driven in association with the cam groove or the cam projection. Therefore, in the case of the former configuration, the optical fiber 4 is disposed in the groove portion or the hole portion, so that the optical fiber 4 can be protected. On the other hand, in the case of the latter configuration, the depth of the cam groove portion or the cam protrusion portion can be protected. Since the protrusion height can be arbitrarily set or the cam shape can be set to a predetermined value, the deformation amount of the optical fiber 4 accompanying the rotation of the rotating body can be freely set. That is, in short, any mechanism that drives the engaging portion in a direction crossing the optical fiber 4 in which the initial state before the deformation is installed substantially linearly in conjunction with the rotation of the rotating body may be used.
[0043]
【The invention's effect】
The present invention is as described above. According to the first aspect of the present invention, after detecting the displacement of the mutual positions of the detectors due to the slope change, the transmission loss is reduced in the optical fiber of the detector by the transmission loss recovery mechanism. It is possible to release the generated state and return the optical fiber of the detection unit to the initial setting state again. For this reason, the detection device using this detection unit has an excellent effect that it enables repeated measurement over a long period at the same measurement location.
[0044]
Moreover, this claim 1 According to the invention, the transmission loss generating mechanism is configured such that the rotating body is rotated by the wire drawn from the detecting unit as the mutual position of the detecting unit is changed due to the slope change, and the engaging unit provided on the rotating body Since the deformation portion is formed in the optical fiber, the deformation amount of the optical fiber is associated with the change amount of the mutual position of the detection unit due to the deformation of the slope, so the transmission loss amount of the optical fiber based on the deformation amount is reduced. In addition to measuring and detecting the presence or absence of slope deformation, it is possible to measure and grasp slope deformation. In addition to this, the transmission loss generation mechanism transmits the change amount of the slope deformation to the transmission loss generation mechanism through the wire, and rotates the rotating body by an angle corresponding to the change amount by using the wire. Since the fiber is configured to be deformed, the rotation angle position of the rotating body can be arbitrarily set before and after detecting a slope change by adjusting the length of the wire drawn from the detection unit, and the adjustment of the detection unit is easy. It becomes. At the same time, the range in which the optical fiber is deformed is limited to the vicinity of the rotating surface of the rotating body as compared with the configuration using the link mechanism. When installing the sensor, it is possible to reduce the burden required for the work of installing these or the work of replacing the detector due to a failure or the like.
[0045]
Claim 2 According to the invention, the urging mechanism is configured to use a constant load spring, and the urging mechanism constantly applies a constant rotational force that is opposite to the rotating direction of the wire to the rotating body. The body can be stopped at a rotational angular position that is directly proportional to the drawn length of the wire. Therefore, the relationship between the amount of displacement of the engaging portion corresponding to the wire drawing length due to the deformation of the slope, the amount of deformation of the optical fiber based on this amount of displacement, and the amount of transmission loss of the optical fiber based on this amount of deformation. Becomes clear, and a good linear relationship can be established between the wire drawing length and the amount of transmission loss. As a result, the accuracy and reliability of measuring this transmission loss are ensured, and the performance of grasping the slope deformation as the detection device can be improved.
[0046]
Claim 3 According to the invention, in addition to the above-described effect, the extension mechanism provides a tension for extending the portion of the optical fiber located in the detection unit, so that the optical fiber deformed by the transmission loss generation mechanism is transmitted loss. When the deformation is released by the return mechanism, this portion can be linearly extended to return to the state before the deformation. By applying tension to the portion deformed by this transmission loss generating mechanism, it is possible to avoid the portion of the optical fiber other than this portion from affecting the portion to be deformed. A preliminary length can be secured in advance in the portion of the optical fiber, and the handleability of the optical fiber can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a detection unit of the detection apparatus.
FIG. 3 is a side view of a detection unit.
FIGS. 4A and 4B illustrate a detection operation of the detection unit, where FIG. 4A illustrates a state before detection, FIG. 4B illustrates a state after detection, and FIG. 4C illustrates a state that can be detected after detection; The state returned to is shown.
[Explanation of symbols]
1 Detector 2 Pile
3 Detection unit 4 Optical fiber
5 Wire 6A Transmission loss generation mechanism
6B Transmission loss recovery mechanism 7 Adjustment mechanism
8 Transmission loss measuring instrument 10a Case bottom plate
11 Pulley 12 Rod
13 Biasing mechanism 13a Constant load spring
14 Stretching mechanism 15 Wire member for rightward pulling
16 Wire member for pulling to the left 18 Bracket for bolt member mounting
20 Bolt member 21a, 21b Nut member for bolt member

Claims

A plurality of detectors installed on the slope at predetermined intervals, an optical fiber disposed through these detectors, and an optical fiber transmission for measuring a loss of an optical signal transmitted in the optical fiber A slope deformation detection device comprising a loss measuring device,
A transmission loss generating mechanism for generating a transmission loss in the optical fiber in accordance with a change in the mutual position of the detecting unit due to a slope change, and a transmission loss recovery mechanism for returning the optical fiber to a state before the loss is generated. With
The transmission loss generating mechanism includes a wire having one end fixed to an adjacent detection unit, a rotating body that is wound and fixed at the other end of the wire, and rotated according to a wire drawing length, and the rotation of the rotating body. An engaging portion that is provided on the surface and deforms the optical fiber as the rotating body rotates.
The slope change detecting device according to claim 1, wherein the transmission loss recovery mechanism includes an urging mechanism that applies a rotational force in a direction opposite to a rotational direction of the rotating body to the rotating body .

Wherein the biasing mechanism is always slopes Deformation of the detection device according to claim 1, wherein a constant force spring for supplying an elastic restoring force of constant magnitude.

Slope Deformation of the detection device according to claim 1 or 2 stretching mechanism which stretches the optical fiber is provided located at the detection portion.