JP5385516B2 - 変形量センサ、変形量測定装置、変形量測定方法 - Google Patents
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Description
図6は、本発明の変形量センサの断面図である。図7は、本発明の変形量センサの斜視図である。また、図8〜10は、本発明の変形量センサを枕木またはRC床版に固定した様子を示している。本発明の変形量センサ100は、外管長体110、内長体120、光ファイバ131、132、ビーズ150とから構成されている。外管長体110は、管状の長体である。外管長体には直径10cm程度の塩ビ管やステンレス管などを用いれば良い。内長体120は、外管長体の内部に備えられた長体であり、図6では管状の内長体を示しているが、棒状でもよい。また、材質は塩ビでも金属でもよい。光ファイバ131、132は、歪センサとして機能し、内長体の表面に、内長体の軸方向の伸びを測定できるように貼り付けられている。なお、離散的に、光ファイバ131、132に接続されたFBG(Fiber Bragg Grating)センサを配置し、歪センサとしてもよい。また、光ファイバ131、132の代わりに、歪ゲージ131’、132’を一定間隔に貼付し、歪センサとしてもよい。
[実験例]
図12は、本発明の変形量センサに変位を与えたときの様子を示す図である。図13は、図12のような変位を与えた場合に、歪量から求めた変位量と実測した変位量とを比較する図である。図14は、本発明の変形量センサに別の変位を与えたときの様子を示す図である。図15は、図14のような変位を与えた場合に、歪量から求めた変位量と実測した変位量とを比較する図である。これらの実験では、歪センサとして光ファイバと歪ゲージを用いた。歪センサとして光ファイバを用いた場合は、BOTDRを用いて光ファイバの伸び歪を測定した。測定ではパルス幅を10ns(距離分解能1m)とし、10cm間隔で歪量を測定した。また、歪センサとして歪ゲージを用いた場合は、1m間隔に歪ゲージを取り付けた。歪量から変位への変換方法には、特許文献1のB−スプライン関数を用いる方法を使用した。なお、変位量の実測も1m間隔で行った。
110 外管長体
120 内長体
131 光ファイバ
131’ 歪ゲージ
141〜143 固定部
150 ビーズ
Claims (8)
- 測定対象の構造物(以下、「被測定構造物」という。)の変形量を測定する変形量センサであって、
管状の長体である外管長体と、
前記外管長体の内部に備えられ、測定の対象となる範囲以上の長さを有する長体である内長体と、
前記内長体の表面に、前記内長体の軸方向の伸びを測定できるように取り付けられた歪センサと、
前記外管長体と前記内長体との間に、前記外管長体の曲げ変形を前記内長体に伝えると共に、前記外管長体の内側面と前記内長体の側面との滑りをよくするための潤滑手段と、
前記被測定構造物または前記被測定構造物が固定された構造物と前記外管長体とを、3箇所以上で固定する3個以上の固定部と、
を備える変形量センサ。 - 請求項1記載の変形量センサであって、
前記被測定構造物が軌道であり、
前記固定部は、当該軌道、枕木またはRC床版と前記外管長体とを、3箇所以上で固定する
ことを特徴とする変形量センサ。 - 請求項1または2記載の変形量センサであって、
前記潤滑手段として、前記外管長体と前記内長体との間に粒状体を充填している
ことを特徴とする変形量センサ。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の変形量センサであって、
前記歪センサが光ファイバであって、
当該光ファイバが前記内長体の軸方向に貼り付けられている
ことを特徴とする変形量センサ。 - 請求項4記載の変形量センサであって、
前記粒状体がガラス製である
ことを特徴とする変形量センサ。 - 請求項4または5記載の変形量センサと、
前記光ファイバに接続され、光ファイバの伸び歪を測定する測定器を
備える変形量測定装置。 - 測定対象の構造物(以下、「被測定構造物」という。)の変形量を測定する変形量測定方法であって、
測定の対象となる範囲以上の長さを有する長体である内長体の表面に、当該内長体の軸方向に光ファイバを貼り付け、
管状の長体である外管長体の内部に前記内長体を備えさせ、
前記外管長体と前記内長体との間に、前記外管長体の曲げ変形を前記内長体に伝えると共に、前記外管長体の内側面と前記内長体の側面との滑りをよくするための潤滑手段を備えさせ、
前記被測定構造物または前記被測定構造物が固定された構造物と前記外管長体とを、3箇所以上で固定し、
前記光ファイバの伸び歪を測定する
変形量測定方法。 - 請求項7記載の変形量測定方法であって、
前記潤滑手段として、前記外管長体と前記内長体との間に粒状体を充填する
ことを特徴とする変形量測定方法。
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