JPH0453524Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この考案はコンクリート構造物、鉄骨、鉄筋コ
ンクリート構造物、土構造物などに埋設され、こ
れらの経時的な挙動を検出するために用いる変位
測定用センサーに関する。

《従来技術とその問題点》 周知のように、コンクリート構造物、土構造物
などでは、周囲の温度条件による伸縮あるいは地
震などによる変動が生じ、これらの変動要因によ
つて構造物がどのような挙動を示すかは、構造解
析や安全性を確保するための重要なデータとな
る。

構造物の挙動を検出する手段としては、従来か
らストレーンケージを構造物中に埋設することが
行なわれていた。

ストレーンケージでは、構造物の伸縮などを電
気抵抗の変化として検出し、これを電気信号に変
換して外部に取り出していたが、以下に説明する
ような問題があつた。

すなわち、ストレーンケージを用いた検出手段
では、ケージに電流を流す必要があつて、絶縁性
のコードが使用されているが、十分な絶縁性を施
さないと、水などの侵入により絶縁抵抗が低下し
て測定不可能になつたり、短絡による火花が発生
し、例えばLNGタンクなど爆発の危険がある環
境下での適用には問題があつた。

また、ストレーンケージおよび信号ケーブル
は、電磁誘導の影響を受けやすく、磁場の発生す
る場所での測定が難しい上に、耐腐蝕性が低く、
長期の使用ができなかつた。

さらに、ストレーンケージで測定できる２点間
の距離は、最長でも1m程度であつて、長い距離
での測定ができないので、測定精度が低く、ま
た、例えばタンクの側壁などのように屈曲した構
造物に埋設することも難しかつた。

この考案は上述した従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであつて、その目的とするところは、電
気的な絶縁を要さず、電磁誘導の影響がなく、長
期の使用に耐えられるとともに、長距離間や屈曲
した場所での測定を可能にする埋設型変位測定用
センサーを提供することにある。

《問題点を解決するための手段》 上記目的を達成するために、この考案は、構造
物中に埋設され、その挙動を検出するために用い
る埋設型変位測用センサーであつて、該センサー
が、前記構造物に固定されるミラーホルダーおよ
びプローブホルダーと、前記構造物と非接着状態
に埋設され、これらのホルダー間を結合する光通
路部材とを備え、前記ミラーホルダー内に反射鏡
を設けるとともに、前記プローブホルダー内に、
前記反射鏡に向けて所定の微少広がり角度で光を
照射する発光側フアイバプローブと、前記反射鏡
からの反射光の広がり範囲内に配置されて反射光
を受光する受光側フアイバプローブとを設けたこ
とを特徴とするものである。

ここで、前記所定の微少広がり角度とは、例え
ば発光側フアイバプローブあるいはこれの付近に
設けたレンズ等の各種光学機器により任意に設定
される微少の広がり角度をいい、反射鏡を経た反
射光が受光側フアイバプローブを含む微少領域を
照射するように予め設定されるものである。

《作用》 上記構成の埋設型変位測定用センサーによれ
ば、発光側プローブから所定の微少広がり角度で
照射された光は、反射鏡を介して、反射光の広が
り範囲内に配置された受光側フアイバプローブに
入光する。入光した光は光フアイバーを介して観
測位置に設けた公知の測定装置に送られ、ここで
受発光間の光量差ないしは位相差が測定される。
そして、かかる光量差ないしは位相差の経時的変
化から、ホルダー間の変位として現れる構造物の
挙動が解析される。

《実施例》 以下、この考案の好適な実施例について添付図
面を参照にして詳細に説明する。

第１図はこの考案に係る埋設型変位測定用セン
サーの一実施例を示している。

同図に示す変位測定用センサー１０は、構造物
とともに固定されるミラーホルダー１２およびプ
ローブホルダー１４と、構造物と非接着状態に埋
設され、これらのホルダー１２，１４間を結合す
る筒状の可撓性の光通路部材１６とから概略構成
されている。

上記ミラーホルダー１２およびプローブホルダ
ー１４は、硬質合成樹脂からなる円筒状のほぼ同
一形状に形成され、構造物中に埋設した時にコン
クリートや周辺地盤などとの付着性を増大させる
ために、それぞれの外周面に環状の突起１２ａ，
１４ａが複数条突設されているとともに、軸方向
の中心部には開口部１２ｂ，１４ｂが穿設され、
その内周面には雌ネジ１２ｃ，１４ｃが刻設され
ている。

また、上記ミラーホルダー１２の開口部１２ｂ
の底面には、平板状の反射鏡１８が接着固定され
ているとともに、プローブホルダー１４の開口部
１４ｂには発光側プローブ２０の受光側プローブ
２２および一対の検定用プローブ２４，２４、検
定用ミラー２６とが配置されており、これらの各
プローブ２０，２２，２４はそれぞれ光フアイバ
で構成されている。また、この光フアイバーは、
観測位置に設けた公知の測定装置まで延長してい
る。

発光側プローブ２０および一方の検定用プロー
ブ２４には、図外のレーザー発振器から光が供給
され、発光側プローブ２０から所定の微少広がり
角度で反射鏡１８に向けて照射された投射光Ｓ１
は、反射鏡１８で反射され、反射光Ｓ２は受光側
プローブ２２の配設位置を含む微少の広がり領域
に到達するようになつている。

また、一方の検定用プローブ２４から投射され
た光は、検定用ミラー２６で反射した後、他方の
検定用プローブ２４に入射するように構成されて
いる。

一方、上記光通路部材１６は、例えばエポキ
シ、シリコン樹脂などの可撓性部材で成形され、
特にこの実施例では中空筒状として上記投・反射
光Ｓ１，Ｓ２を空気中に通過させているが、光通
路部材１６を透明なエポキシ、シリコン樹脂で中
実ロツド状に形成し、これらの樹脂中を通過させ
るようにしてもよい。

そして、光通路部材１６の外周面には、構造物
との接着を防止するためにグリスなどの粘性材２
８が塗着してある。

なお、光通路部材１６の外周に、第１図の仮想
線で示すように、塩化ビニール、ステンレス等で
構成した保護パイプ３０を設け、光通路部材１６
の損傷を防止できるようにしてもよい。

さて、以上の如く構成された変位測定用センサ
ー１０は、コンクリート構造物、土構造物などに
これらの構築時に埋設される。

埋設状態では、上記ミラーおよびプローブホル
ダー１２，１４の外周にコンクリートや土砂が接
触して、これらのホルダー１２，１４は固定され
るとともに、光通路部材１６には粘性材２０が塗
着してあるので、コンクリートや土砂とは非接着
状態になる。

この状態で構造物に変化が生ずると、固定され
たホルダー１２，１４間の距離が変動し、その結
果、ミラーホルダー１２内の反射鏡１８とプロー
ブホルダー１４内の発光側プローブ２０ないしは
受光側プローブ２２との間の距離が変動する。

この距離変動により、受光側プローブ２２に入
光する光は、入光時の光量が変動するとともに位
相が変化するので、これらの変化を観測位置に設
けた公知の測定装置を用いて受発光間の光量差な
いしは位相差の経時的変化として測定することに
より、構造物の挙動を容易に解析することができ
る。

第２図は本考案の変位測定用センサー１０のよ
り具体的な使用状態を示している。

同図は測定用センサー１０をコンクリート製の
タンク側壁３２に埋設した場合の模式説明図であ
つて、この例では光通路部材１６を側壁３２とほ
ぼ同じ曲率に湾曲して埋設している。

発光側プローブ２０から照射された投射光Ｓ１
は、光通路部材１６で複数回の反射を行なつた
後、反射鏡１８に達し、反射鏡１８からの反射光
Ｓ２も同様に反射を繰返して受光側プローブ２２
に到達する。なお、発光側プローブ２０から照射
される投射光Ｓ１の微少広がり角度を精度良く設
定することにより、投射光Ｓ１及び反射光Ｓ２が
反射を繰返す場合でも、反射光Ｓ２を、受光側プ
ローブ２２を含む領域に正確に至らせることがで
きる。

この場合には、光通路部材として例えばシリコ
ンロツドを用いるとすれば、その外周面を鏡面仕
上となすことにより、反射時に投射光Ｓ１ないし
は反射光Ｓ２が外部に漏出することなく、全反射
させることができる。

なお、第１図に示した測定用センサー１０で
も、投射光Ｓ１ないしは反射光Ｓ２が光通路部材
１６で複数の反射を繰返して、反射鏡１８、受光
側プローブ２２にそれぞれ到達するようにしても
よい。

《考案の効果》 以上、実施例で詳細に説明したように、本考案
にかかる埋設型変位測定用センサーによれば、電
磁誘導による影響を全く受けない光によつて構造
部の挙動を把握するので、電気式のように絶縁が
不要であつて、しかも火花発生による安全性の危
険がない。

また、測定用センサーの各部材は、合成樹脂製
なので長期の使用に十分耐え得るとともに、光通
路部材が可撓性を有しているので、屈曲した箇所
での使用が可能となる。

さらに、測定点間の距離は、光通路部材の長さ
によつて延長でき、しかも延長した場合にも光の
反射を利用して対応できるので、測定点間の距離
をかなり大きくして、その測定精度を向上でき
る。

さらにまた、従来の測定装置では埋設時の計器
性能で精度が決まるが、本考案の測定用センサー
では構造物の変位に対応して変動する位相ないし
は光量を外部で検出するので、技術の進歩にあわ
せて精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる埋設型変位測定用セン
サーの一実施例を示す一部破断側面図、第２図は
同センサーによる他の実施例の使用説明図であ
る。 １０……変位測定用センサー、１２……ミラー
ホルダー、１４……プローブホルダー、１６……
光通路部材、１８……反射鏡、２０……発光側プ
ローブ、２２……受光側プローブ、２４……検定
用プローブ、２６……検定用ミラー、２８……粘
性材、３０……保護パイプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 構造物中に埋設され、その挙動を検出するため
   に用いる埋設型変位測定用センサーであつて、該
   センサーが、前記構造物に固定されるミラーホル
   ダーおよびプローブホルダーと、前記構造物と非
   接着状態に埋設され、これらのホルダー間を結合
   する光通路部材とを備え、前記ミラーホルダー内
   に反射鏡を設けるとともに、前記プローブホルダ
   ー内に、前記反射鏡に向けて所定の微少広がり角
   度で光を照射する発光側フアイバプローブと、前
   記反射鏡からの反射光の広がり範囲内に配置され
   て反射光を受光する受光側フアイバプローブとを
   設けたことを特徴とする埋設型変位測定用センサ
   ー。