JP6159095B2 - 変位計測装置及び変位計測方法 - Google Patents
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Description
また、本発明の実施形態に係る変位計測方法は、屈折率の周期的な変動に局所的な位相シフトを導入したファイバ・ブラッグ・グレーティングである第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングであって、透過光の波長に対する第1の透過率分布又は第1の反射率分布を有する第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティング及び屈折率の周期的な変動に局所的な位相シフトを導入したファイバ・ブラッグ・グレーティングである第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングであって、透過光の波長に対する第2の透過率分布又は第2の反射率分布を有する第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングに照射光を照射するステップと、被検物体の変位量に応じて前記第1の透過率分布及び前記第2の透過率分布の少なくとも一方が他方に対して異なる変化量で波長方向に変化する前記第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティング及び前記第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングを経由した前記照射光の振幅、或いは前記被検物体の変位量に応じて前記第1の反射率分布及び前記第2の反射率分布の少なくとも一方が他方に対して異なる変化量で波長方向に変化する前記第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティング及び前記第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングを経由した前記照射光の振幅を検出し、前記局所的な位相シフトに起因して生じる前記第1の透過率分布のピークと前記局所的な位相シフトに起因して生じる前記第2の透過率分布のピークとのオーバーラップ領域の変化量又は前記局所的な位相シフトに起因して生じる前記第1の反射率分布のピークと前記局所的な位相シフトに起因して生じる前記第2の反射率分布のピークとのオーバーラップ領域の変化量に応じて変化する前記振幅に基づいて前記変位量を示す指標を取得するステップとを有する。
(構成および機能)
図1は本発明の第1の実施形態に係る変位計測装置の構成図である。
次に変位計測装置1の動作および作用について説明する。
このため、変位計測装置1によれば、従来のAWG等の複雑な光学素子を構成要素とする計測装置と比較して、構成を簡易にすることができる。また、波長可変型レーザ等の高価なデバイスが不要であるため、製造コストを低減させることができる。更に、変位計測装置1の軽量化を図ることができる。この結果、複数のセンサを異なる位置に配置することによって、計測点の多点化を容易にすることができる。
図7は本発明の第2の実施形態に係る変位計測装置の構成図である。
図8は本発明の第3の実施形態に係る変位計測装置の構成図である。
図9は本発明の第4の実施形態に係る変位計測装置の構成図である。
図11は本発明の第5の実施形態に係る変位計測装置の構成図である。
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
2 照射系
3 第1のFBG(PS-FBGフィルタ)
4 第2のFBG(PS-FBGセンサ)
5 検出系
6 ASE光源
7 光サーキュレータ
8 AFBG
9 光検出器(PD)
10 オシロスコープ
11 データ処理装置
12 表示装置
20 アレイ導波路格子(AWG)
30 超音波送信系
31 超音波受信系
32 関数発生器
33 増幅器(アンプ)
34、35 圧電素子
O 被検物体
Claims (8)
- 照射光を照射する照射系と、
屈折率の周期的な変動に局所的な位相シフトを導入したファイバ・ブラッグ・グレーティングである第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングであって、透過光又は反射光の波長に対する第1の透過率分布又は第1の反射率分布を有する第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングと、
屈折率の周期的な変動に局所的な位相シフトを導入したファイバ・ブラッグ・グレーティングである第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングであって、透過光又は反射光の波長に対する第2の透過率分布又は第2の反射率分布を有する第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングと、
被検物体の変位量に応じて前記第1の透過率分布及び前記第2の透過率分布の少なくとも一方が他方に対して異なる変化量で波長方向に変化する前記第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティング及び前記第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングを経由した前記照射光の振幅、或いは前記被検物体の変位量に応じて前記第1の反射率分布及び前記第2の反射率分布の少なくとも一方が他方に対して異なる変化量で波長方向に変化する前記第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティング及び前記第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングを経由した前記照射光の振幅を検出し、前記局所的な位相シフトに起因して生じる前記第1の透過率分布のピークと前記局所的な位相シフトに起因して生じる前記第2の透過率分布のピークとのオーバーラップ領域の変化量又は前記局所的な位相シフトに起因して生じる前記第1の反射率分布のピークと前記局所的な位相シフトに起因して生じる前記第2の反射率分布のピークとのオーバーラップ領域の変化量に応じて変化する前記振幅に基づいて前記変位量を示す指標を取得する検出系と、
を備える変位計測装置。 - 前記第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングは、前記被検物体の変位量に関わらず前記第1の透過率分布又は前記第1の反射率分布が一定のフィルタを構成する一方、前記第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングは、前記被検物体の変位量に応じて前記第2の透過率分布又は前記第2の反射率分布が波長方向に変化するセンサを構成する請求項1記載の変位計測装置。
- 前記第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングは、前記被検物体の変位量に応じて前記第1の透過率分布又は前記第1の反射率分布が波長方向に変化する第1のセンサを構成する一方、前記第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングは、前記被検物体の変位量に応じて前記第1の透過率分布又は前記第1の反射率分布と異なる変化量で前記第2の透過率分布又は前記第2の反射率分布が波長方向に変化する第2のセンサを構成する請求項1記載の変位計測装置。
- 前記被検物体に超音波による振動を付加する超音波送信系を更に備え、
前記検出系は、前記被検物体の構造に応じた前記超音波による振動に対応する変位量を示す指標を取得するように構成される請求項1乃至3のいずれか1項に記載の変位計測装置。 - 前記検出系は、前記被検物体において生じるアコースティック・エミッションに対応する変位量を示す指標を取得するように構成される請求項1乃至3のいずれか1項に記載の変位計測装置。
- 前記検出系は、炭素繊維強化プラスチックで構成される被検物体内の欠陥を前記指標として検出するように構成される請求項1乃至5のいずれか1項に記載の変位計測装置。
- 前記第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティング及び前記第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングに入射させる前記照射光の波長帯域を調整するための光学素子を設けた請求項1乃至6のいずれか1項に記載の変位計測装置。
- 屈折率の周期的な変動に局所的な位相シフトを導入したファイバ・ブラッグ・グレーティングである第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングであって、透過光の波長に対する第1の透過率分布又は第1の反射率分布を有する第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティング及び屈折率の周期的な変動に局所的な位相シフトを導入したファイバ・ブラッグ・グレーティングである第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングであって、透過光の波長に対する第2の透過率分布又は第2の反射率分布を有する第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングに照射光を照射するステップと、
被検物体の変位量に応じて前記第1の透過率分布及び前記第2の透過率分布の少なくとも一方が他方に対して異なる変化量で波長方向に変化する前記第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティング及び前記第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングを経由した前記照射光の振幅、或いは前記被検物体の変位量に応じて前記第1の反射率分布及び前記第2の反射率分布の少なくとも一方が他方に対して異なる変化量で波長方向に変化する前記第1の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティング及び前記第2の位相シフト・ファイバ・ブラッグ・グレーティングを経由した前記照射光の振幅を検出し、前記局所的な位相シフトに起因して生じる前記第1の透過率分布のピークと前記局所的な位相シフトに起因して生じる前記第2の透過率分布のピークとのオーバーラップ領域の変化量又は前記局所的な位相シフトに起因して生じる前記第1の反射率分布のピークと前記局所的な位相シフトに起因して生じる前記第2の反射率分布のピークとのオーバーラップ領域の変化量に応じて変化する前記振幅に基づいて前記変位量を示す指標を取得するステップと、
を有する変位計測方法。
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