JPH06281506A

JPH06281506A - 光ファイバセンサの埋設方法

Info

Publication number: JPH06281506A
Application number: JP5092562A
Authority: JP
Inventors: Yuuji Nakura; 裕二那倉; Yoshikazu Murata; 吉和村田; Takashi Fujieda; 敬史藤枝; Kazuhiko Masuo; 和彦益尾
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】光ファイバ温度分布計測装置を用いて土中の
空洞発生などを検知するに際して、光ファイバが外力に
より異常な曲げなどを受けず、かつ適切な温度測定がで
きる光ファイバの布設方法を提供する。【構成】棒状体２の切欠部３に光ファイバ１を収納
し、これにケーシング４を外嵌してボーリング穴５に挿
入した後、ケーシング４のみを引き抜く。光ファイバは
棒状体の切欠部に収納されているため機械的保護が可能
で、かつ光ファイバは土或は土中空洞の空気と直接触れ
ているため適正な温度測定ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ温度分布計
測装置を用いて、土中の異常、例えば、空洞の発生を検
知する場合の光ファイバの埋設方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、本発明者等によって、光ファイバ
温度計測装置を用いて土中の空洞発生を検知するものが
提案されている（特願平4-356144号）。これは、光ファ
イバ長手方向に加熱手段を設けた光ファイバ温度分布計
測装置のセンサ部を予め土中に埋設し、土中に空洞が発
生した場合、空洞部と土中部との温度差から空洞の発
生，その位置及び大きさを検知するというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
光ファイバを埋設する適当な方法が提案されていなかっ
た。即ち、光ファイバを直接土中に埋設する場合、空洞
の発生などにより光ファイバに異常な曲げが発生するな
どにより、適正な温度測定ができないことがある。又、
光ファイバを強固なケーシングの中に収納した場合、光
ファイバと土中或は空洞との間の熱抵抗が大きくなり、
やはり適正な温度測定ができないといった問題があっ
た。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するためになされたもので、その第一の特徴は、棒
状体の切欠部に光ファイバを収納し、これにケーシング
を外嵌してボーリング穴に挿入した後、ケーシングのみ
を引き抜くことにある。又、第二の特徴は、末端部に着
脱自在の蓋体を有するケーシングを地中に打ち込み、金
属管に収納された光ファイバを前記ケーシング内に挿入
して、さらに砂等の充填物を流し込み、その後ケーシン
グを抜き取ることにある。上記いずれの場合も、縦割り
できるようにしたケーシングを用いることが好ましい。
又、第二の特徴において、縦割りできるようにしたケー
シングを二重にし、末端部に外側ケーシングで囲まれた
空間を形成して、該空間にまで光ファイバを挿入し、ケ
ーシングを抜き取る際、先ず外側ケーシングを抜き取っ
て、次に内側ケーシングを抜き取ることで光ファイバが
ケーシングと一緒に抜き取られることを防止できる。

【０００５】

【作用】第一の特徴のように埋設を行えば、光ファイバ
は土或は空洞の空気に直接触れているので、土或は空洞
と光ファイバ間との熱抵抗を小さくして、適正な温度計
測を行うことができる。又、光ファイバは、棒状体の切
欠部に収納されているため、光ファイバは外力から保護
されることになり、土中に空洞などが発生した場合にも
適正な温度測定ができる。

【０００６】一方、第二の特徴は、棒状体に収納した光
ファイバではなく、金属管に収納された光ファイバを埋
設する方法に関するものである。金属管により光ファイ
バの機械的保護を行うと共に、これに通電することで光
ファイバを加熱する。この場合も埋設にはケーシングを
用いるが、第一の特徴のようにケーシング内に棒状体が
挿入されていないため、末端部に蓋体を設けて土砂など
がケーシング内に入らないようにしている。蓋体はケー
シングを土中に打ち込み易いよう、末端部の尖ったもの
が好ましい。尚、光ファイバ埋設後はケーシングから離
脱して土中に残る。

【０００７】又、縦割りできるようにしたケーシングを
用いたものは、特に複数のボーリング穴に一連長の光フ
ァイバを埋設する際に適している。即ち、ボーリング穴
が一つしかない場合は、円筒のケーシングを用い、ここ
に光ファイバを挿入しても、光ファイバの端部からケー
シングを抜き外すことができる。しかし、複数のボーリ
ング穴に一連長の光ファイバを埋設する場合、光ファイ
バ端部は隣接するボーリング穴へと配線されるため、前
記のようにケーシングを取り外すことができない。この
ため、縦割りできるようにしたケーシングを用いること
で、光ファイバから容易に取り外しができるようにし
た。分割数に限定はないが、一般には２つに割りした半
円筒状のものが好適である。

【０００８】さらに、分割可能なケーシングを二重にす
ることで、ケーシングを引き抜く際、光ファイバも一緒
に抜き取られることを防止できる。即ち、ケーシング末
端部に外側ケーシングのみで囲まれる空間を形成し、こ
こにまで光ファイバを挿入しておいて、外側ケーシング
を引き抜けば、前記空間内の光ファイバのみ周囲の土砂
と一体となって埋まる。このため、内側ケーシングを引
き抜く際、この埋まった部分が抵抗となって光ファイバ
が一緒に引き抜かれることを防止できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。（実施例１）図１は埋設前の光ファイバセンサ部を示す
断面図で、図示のように、光ファイバ１は棒状体２の切
欠部３に収納されている。切欠部３は棒状体２の表面に
形成された溝で、棒状体長手方向に直線状に及ぶものや
螺旋状のものなどが考えられる。

【００１０】ここで、光ファイバ１は絶縁被覆が施され
た金属管に収納されており、温度測定時にはこれに通電
することで光ファイバを長手方向に加熱することができ
る（特開平4-313028号公報参照）。具体的には、絶縁層
を間に有する二重の金属管を用いたり、或は金属管に光
ファイバを収納したものを２本用い、金属管を往復の通
電路として利用する。又、この他、光ファイバにニクロ
ム線等のヒータ線を沿わせてこれに通電することも可能
である。そして、これらには円筒状のケーシング４が外
嵌されている。これはボーリング穴に挿入する際、光フ
ァイバを外圧から保護するためのものである。

【００１１】埋設は、図２に示すように、ボーリング穴
５を形成した後、前記ケーシング４が外嵌された棒状体
２を挿入する（Ａ）。所定の位置まで挿入したところ
で、ケーシング４のみを引き抜いてセンサの埋設を終了
する（Ｂ）。

【００１２】実使用の際、埋設されたセンサ部の光ファ
イバに光ファイバ温度分布計測装置に接続し、光ファイ
バ長手方向に加熱して光ファイバの温度分布を監視す
る。土中に空洞が発生した場合、空洞部と土中部で熱容
量の違いから温度上昇の度合いに違いが生じるためこれ
を検知することがきる。例えば、定期的（月に１回な
ど）に測定者が現地に出向くなどして測定し、過去のデ
ータとの比較により相対評価することが効果的である。
尚、光ファイバ温度分布計測装置はラマン散乱光強度を
測定して光ファイバ長手方向の温度分布を測定できる公
知の技術である。

【００１３】（実施例２）次に、図３に基づいて２つ割
れのケーシングを用いた本発明埋設方法を説明する。本
実施例は、内外二重のケーシングを用いたもので、各ケ
ーシング４はそれぞれ半円筒状の長尺体２つで構成され
ている。又、このケーシングの一端には着脱自在の蓋体
６が取り付けられ、ケーシング４をボーリングで土中に
打ち込む際、ケーシング内部に土砂が入り込まないよう
構成される。蓋体６はケーシング４の打ち込みを容易に
するため、末端の尖ったものとした。埋設手順は次の通
りである。

【００１４】先ず、ボーリングにより前記二重のケー
シング４を土中に打ち込む（図３Ａ）。次に、内側ケーシング4aのみ僅かに（１０ｃｍ程度）
引き抜く。これにより、ケーシング内部には、末端部の
み拡がり、外側ケーシング4bで囲まれた空間７ができ
る。このようなケーシングの内部に光ファイバ１を挿入す
る。光ファイバは実施例１と同様に金属管（外径０．９
ｍｍ，内径０．７ｍｍ：ＳＵＳ）内に収納されたもの
で、ケーシング内を往復するよう折り返され、折り返し
端部が前記外側ケーシングのみで囲まれる空間７に位置
するよう収納した（図３Ｂ）。尚、本例では折り返し端
部を丸めて挿入した。丸められた折り返し端部は前記空
間内で内側ケーシング4aの末端部に当たるため、光ファ
イバ１を容易に抜き取ることはできない。続いて、ケーシングの開口部８から砂などの充填物を
流し込み、先に外側ケーシング4bのみを引き抜く（図３
Ｃ）。このとき、蓋体６は外側ケーシング4bから脱落し
て土中に残る。又、丸められた光ファイバの折り返し端
部は、周囲の土中に埋まって引き抜きに対する抵抗とな
る。そして最後に内側ケーシング4aを完全に引き抜く
（図３Ｄ）。尚、ケーシングの引き抜きは、２つ割りさ
れた半円筒状のものごと行ってもよいし、両者を同時に
引き抜いてもよい。内外両ケーシング4a,4b は、２つ割れに構成されてい
るため、円筒のものに比べて引き抜く際の抵抗が小さ
く、引き抜いた後に分割すれば、容易に光ファイバから
取り外すことができる。

【００１５】このように、ケーシングを二重構造とし、
末端部に外側ケーシングで囲まれる空間を形成して、先
にこの空間内の光ファイバを先に土中に埋設すること
で、内側ケーシングを引き抜く際光ファイバが一緒に引
き抜かれることを防止できる。

【００１６】防波堤に複数のボーリング穴を設け、これ
に一連長の光ファイバを埋設した例を図４（Ａ）に示
す。図において、９は電流帰路電線で、監視は実施例１
と同様に金属管に通電して温度分布を測定することで行
う。ボーリング穴は同図（Ｂ）に示すように、開口部８
が防波堤の上部に位置し、末端部に向かうに従い路面か
ら深い所に到達できるよう傾斜させて設けた。開口部８
を海面から遠ざけることで金属管入り光ファイバ10が直
接海水を被ることを防ぎ、傾斜させることでより深い部
分の空洞発生を検知する。

【００１７】尚、本例では内外ケーシングを同一長のも
のとし、内側ケーシングを僅かに引き抜くことで外側ケ
ーシングで囲まれる空間を形成したが、短い内側ケーシ
ングを用い、最初から末端に外側ケーシングで囲まれる
空間を形成しておいて、これを土中に打ち込んでもよ
い。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明方法によれ
ば、光ファイバを損傷することなく土中に埋設すること
ができ、かつ埋設後も棒状体の切欠部に収納されている
ことで、空洞部の発生などの外力から保護される。又、
光ファイバは土或は空洞の空気に直接触れているので、
土或は空洞と光ファイバ間との熱抵抗を小さくして、適
正な温度計測を行うことができる。特に、縦割りできる
ようにしたケーシングを用いることで、土中から引き抜
いた際、容易に光ファイバから取り外すことができるた
め、複数のボーリング穴に一連長の光ファイバを埋設す
る場合に好適である。さらに、ケーシングを内外二重の
構造とすることで、ケーシングを引き抜く際、光ファイ
バまで一緒に引き抜かれることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明埋設方法に用いる光ファイバセンサ部の
断面図である。

【図２】本発明埋設方法を示す説明図で、（Ａ）はセン
サ部挿入時、（Ｂ）はケーシング引き抜き時を示す。

【図３】本発明埋設方法を示す説明図で、（Ａ）はケー
シング挿入時、（Ｂ）は光ファイバ挿入時、（Ｃ）は外
側ケーシング引き抜き後、（Ｄ）は内側ケーシング引き
抜き後を示す。

【図４】本発明埋設方法を防波堤に適用した例を示すも
ので、（Ａ）は全体構成図、（Ｂ）は道路断面図であ
る。

【符号の説明】

１光ファイバ２棒状体３切欠部４ケーシング 4a 内側ケーシング 4b 外側ケーシング５ボーリング穴６蓋体７空間８開口部９電流帰路電線 10 金属管入り光ファイバ 11 電源 12 光ファイバ温度分布計測装置 13 光ファイバ端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者益尾和彦大阪市此花区島屋一丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】棒状体の切欠部に光ファイバを収納し、
これにケーシングを外嵌してボーリング穴に挿入した
後、ケーシングのみを引き抜くことを特徴とする光ファ
イバセンサの埋設方法。
【請求項２】縦割りできるようにしたケーシングを用
いることを特徴とする請求項１記載の光ファイバセンサ
の埋設方法。
【請求項３】末端部に着脱自在の蓋体を有し、かつ縦
割りできるようにしたケーシングを地中に打ち込み、金
属管に収納された光ファイバを前記ケーシング内に挿入
して、さらに砂等の充填物を流し込み、その後ケーシン
グを抜き取ることを特徴とする光ファイバセンサの埋設
方法。
【請求項４】縦割りできるようにしたケーシングを二
重にし、末端部に外側ケーシングで囲まれた空間を形成
して、該空間にまで光ファイバを挿入し、ケーシングを
抜き取る際、先ず外側ケーシングを抜き取って、次に内
側ケーシングを抜き取ることを特徴とする請求項３記載
の光ファイバセンサの埋設方法。