JPH0634367A - 地形変位検出センサ - Google Patents

地形変位検出センサ

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JPH0634367A
JPH0634367A JP19525792A JP19525792A JPH0634367A JP H0634367 A JPH0634367 A JP H0634367A JP 19525792 A JP19525792 A JP 19525792A JP 19525792 A JP19525792 A JP 19525792A JP H0634367 A JPH0634367 A JP H0634367A
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JP
Japan
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pipe
optical fiber
fixed
movable
axis
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19525792A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuichi Aihara
周一 藍原
Tatsuo Kabaru
健生 香春
Yuzo Kosaka
有三 高坂
Hiroyuki Sasaki
弘之 佐々木
Aritaka Ono
有孝 大野
Shinji Motohara
伸二 本原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Aviation Electronics Industry Ltd filed Critical Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゆるみや落雷による誤動作がない。 【構成】 パイプ状素子21の一端の球状部21bにパ
イプ状素子22の球状部22bが回動自在に嵌合結合さ
れ、他端の筒状部21aに他のパイプ状素子22の筒状
部22aが挿入結合され、連鎖状パイプ23とされる。
連鎖状パイプ23に光ファイバ31が通される。土砂崩
れにより連鎖状パイプ23が球状部21b,22bの結
合部分で曲り光ファイバ31が強く曲げられ、光損失が
急に増加して異常が検出される。図1Bに示す以上は連
鎖状パイプ23が曲がらず、光ファイバ31が保護され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は鉄道、高速道路など長
い部分の何れかの個所で、地形変位、地形変形、土砂崩
れなど(以下地形変位で総称する)が発生した場合に、
これを検出するために用いられる地形変位検出センサに
関する。
【0002】
【従来の技術】図5Aに従来のこの種の地形変位検出セ
ンサを示す。金属製ワイヤ11が適当な間隔で杭12の
頭部穴に通されて、例えば線路に沿って敷設され、ワイ
ヤ11の一端は固定され、他端はスイッチ13に連結さ
れてワイヤ11が張られる。地形変位が発生すると、そ
の土砂によりワイヤ11が強く引張され、スイッチ13
が動作し、地形変位が検出される。あるいは図5Bに示
すようにワイヤ11は張力計14に取付けられ、地形変
位が発生するとワイヤ11に大きな張力が発生し、地形
変位が検出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の地形変位検出セ
ンサは金属ワイヤを張って、そのワイヤに印加される張
力の変動により地形変位を検出しているが、温度変動に
より金属ワイヤが伸縮し、またワイヤの固定にゆるみが
生じたりするため、あるいは落雷により誤動作するおそ
れがあった。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれば
パイプ状素子が順次回動自在に連結されて連鎖状パイプ
とされ、その連鎖状パイプに光ファイバが通されてい
る。請求項2の発明によれば、固定パイプが順次可動パ
イプを介して軸心が延長されるように連結され、各可動
パイプはそれぞれ軸心まわりに自動自在とされ、かつ各
可動パイプにそれぞれ外部に半径方向に突出した駆動片
が固定され、これら固定パイプ及び可動パイプに共通の
光ファイバが通され、その光ファイバは可動パイプの所
では軸心に対して偏心して位置され、可動パイプの少く
とも一側の固定パイプに光ファイバは固定され、その固
定部と可動パイプとの間において光ファイバに少くとも
1つのループが形成されている。
【0005】請求項3の発明によれば、パイプに周方向
に延長されたスリットが軸心方向に配列形成され、その
パイプ内のスリットの位置が軸心まわりに回動自在とさ
れた回動体が配され、その回動体にスリットを通して駆
動片が連結固定され、その駆動片は軸心と平行し、かつ
半径方向に突出しており、パイプ内に光ファイバが通さ
れ、その光ファイバは可動体に軸心から偏心した位置で
通され、可動体の少くとも一方の側でパイプに光ファイ
バが固定され、その固定部と可動体との間に光ファイバ
に少くとも1つのループが形成されている。
【0006】請求項4の発明によれば線状体に周方向に
沿ったリング状突起が軸心方向に配列形成され、その線
状体に光ファイバが沿わされ、これら光ファイバ及び線
状体上に保護チューブが被されている。
【0007】
【実施例】図1Aに請求項1の発明の実施例を示す。パ
イプ状素子21と22とが交互に回動自在に連結延長さ
れて連鎖状パイプ23が構成される。パイプ状素子21
は筒状部21aとその一端に一体に形成された球状部2
1bとから構成され、球状部21bは筒状部21aと軸
心方向において連通されている。パイプ状素子21の中
間部に支持片24が固定されている。また筒状部21a
の他端の内周面につば25が一体に形成されている。
【0008】パイプ状素子22もパイプ状素子21とほ
ぼ同様な構成をしており、筒状部22aと球状部22b
とからなり、支持片26が内部に固定され、つば27が
外周面に一体に形成されている。球状部22bは球状部
21bの内周面に摺動できるように嵌合され、筒状部2
2aの軸心線上に小穴28が形成されている。これに対
し、球状部21bの対応する穴29は比較的大きいが、
球状部22bが抜け出ない程度とされている。なお、こ
れらパイプ状素子21,22は、金属又は比較的硬い合
成樹脂材で構成され、例えば軸心と平行に2つ割りにし
たものを合せた後に、その2つを互いに固定することに
より、連鎖状パイプ23に組立てることができる。ある
いは可撓性樹脂材で各パイプ状素子21,22を形成
し、球状部22bを球状部21b内にその可撓性を利用
して押込んで組立てもよい。つば25と27とが係合し
てパイプ状素子21と22とは互いに抜けないようにな
っている。
【0009】この連鎖状パイプ23に光ファイバ31が
通される。この例では各支持片24,26の中心穴に光
ファイバ31が通されて、パイプ状素子21,22のほ
ぼ軸心に位置されている。また図1Bに示すように連鎖
状パイプ23がその球状部21b,22b部分で曲げら
れた時に、光ファイバ31が切断されないようにたるみ
31aが光ファイバ31に形成されている。このたるみ
31aによる光ファイバ31の曲げ半径は、光損失が、
直接の場合とほぼ同一程度に大とされてある。更に図1
Bに示すようにこの例では連鎖状パイプ23が曲げられ
た時に、ある程度曲がると、球状部21bの穴29の周
縁が、球状部22b及び筒状部22b間のくぼみ32と
衝合してそれ以上曲がらないようにされている。この状
態で光ファイバ31は球状部22bの小穴28の縁で強
く曲げられ、つまり曲げ半径が十分小さくなり、光損失
が十分大になるようにされてある。
【0010】このような地形変位検出センサ23を用い
て地形変位を検出するには例えば図2Aに示すように、
地形変位が検出されるべき場所、この例では斜面34に
沿って水平に配置し、適当な個所に、地面に打込んだ杭
35に固定しておく。光ファイバ31の一端に、光強度
が安定化された例えばレーザダイオードなどの光源36
から光を入射し、光ファイバ31から出射した光を受光
器37で受光して電気信号に変換し、その光強度を監視
する。図2Bに示すように斜面34の途中で土砂崩れ、
つまり地形変位38が生じ、これにより連鎖状パイプ2
3が曲げられ、例えば図1Bに示すように、光ファイバ
31が強く曲げられ、大きな損失が生じ、これが受光器
37で検出され、異常が発生したことが警報される。
【0011】このようにパイプ状素子を順次回動自在に
連結した地形変位検出センサとしては図1Cに示すよう
に構成してもよい。つまり可撓性チューブ39内に硬い
材料からなるパイプ状素子41が順次挿入され、かつ隣
接パイプ状素子41の間に少しの間隔が設けられ、相互
に曲げられることができるようにされて、連鎖状パイプ
42とされる。その連鎖状パイプ42に光ファイバ31
が通される。光ファイバ31はパイプ状素子41に固定
された支持片43によりほぼ軸心に位置される。
【0012】図3に請求項2の発明の実施例を示す。固
定パイプ44が可動パイプ45を介して順次連結され
る。この例では可動パイプ45の外径が固定パイプ44
の内径よりわずか小とされ、可動パイプ45の両端部が
両側の固定パイプ44内に嵌合され、軸心回りに回動で
き、かつ図に示していないが軸心方向に抜けないように
係合される。可動パイプ45の外側に、軸心と平行した
方形駆動片46が半径方向に突出して固定される。
【0013】この固定パイプ44、可動パイプ45の連
結パイプ47に光ファイバ31が通される。この例では
各可動パイプ45の両側の固定パイプ44に光ファイバ
31がそれぞれ固定され、また可動パイプ45ではその
軸心に対して偏心した位置に光ファイバ31が保持さ
れ、これら間においてそれぞれ光ファイバ31にループ
31bが形成されている。このため可動パイプ45の両
端に端板48,49が固定され、その端板48,49に
その中心から離れ、外縁近くの同一角度位置にそれぞれ
形成された小穴に光ファイバ31がそれぞれ通される。
また可動パイプ45の両端板48,49と比較的接近し
て、両側の固定パイプ44内に支持板51,52が軸心
と直角に固定され、支持板51,52の中心部に光ファ
イバ31がそれぞれ通されると共にその支持板51,5
2に固定される。端板48,49と支持板51,52と
の間に形成される光ファイバ31のループ31bの軸心
は固定パイプ44の軸とほぼ平行とされている。
【0014】例えば図3Aに示すように駆動片46がほ
ぼ垂直な状態で、光ファイバ31のループ31bその他
に生じている曲がりは、曲げ損失がほとんど生じない程
度とされ、この状態で地形変位が検出されるべき場所に
配される。土砂崩れにより、その土砂がこの連結パイプ
47上に到達または通過して、駆動片46が下側に倒さ
れ、図3Bのように可動パイプ45が回動すると、光フ
ァイバ31のループ31bが巻き上げられ、その曲げ半
径が小となり、光損失が急に増加する。この光損失の増
加を検出して、地形変位が生じたことを検出する。例え
ば光ファイバ31として1.3μ波長のシングルモード
のものを用いれば、曲げ半径が15mmより小さくなる
と光損失が急激に増加する。なお駆動片46の回動によ
り光ファイバ31のループ31bが巻き下げられ、光損
失が急に減少するようにしてもよい。
【0015】図3Cに請求項3の発明の実施例を示す。
比較的硬い材料からなる長いパイプ53に、周方向に延
長されたスリット54が軸心方向に配列形成されてい
る。この例では2本のスリット54が組みとして、適当
な間隔で配列されている。この各2本のスリット54の
位置でパイプ53内に回動体55がパイプ53の軸心回
りに回動できるように設けられる。その各回動体55ご
とに、対向する2本のスリツト54を通じて外部に駆動
片46が回動体55に固定される。駆動片46はパイプ
53の軸心とほぼ平行し、かつ半径方向に延長してい
る。
【0016】パイプ53内に光ファイバ31が通され、
光ファイバ31は各回動体55にパイプ53の軸心から
偏心したなるべく遠い位置に保持され、かつ回動体55
の両側でパイプ53に固定され、その各固定部と回動体
55との間に光ファイバ31にループ31bが形成され
る。このためこの例では回動体55としてパイプ53と
同軸心の円筒体が用いられ、図3Aの実施例と同様に、
その回動体55の端板48,49に光ファイバ31を通
し、端板48,49と対向してパイプ53に支持板5
1,52をそれぞれ固定し、支持板51,52に光ファ
イバ31を挿通固定した場合である。動作原理は図3A
の場合と同一である。
【0017】図4に請求項4の発明の実施例を示す。線
状体57は比較的硬い材料で構成され、線状体57の外
面にその周方向に沿ったりリング状突起58が軸心に沿
って配列されて一体に形成されている。突起58の間隔
は例えば5〜10mmとされる。この線状体57に沿っ
て光ファイバ31が配される。この例では2本の光ファ
イバ31を線状体57の反対側に位置させた場合であ
る。これら線状体57及び光ファイバ31上に、ポリエ
チレンのような比較的軟かい材料の保護チューブ59が
被される。この状態では光ファイバ31は隣接突起58
間で線状体57の周面と接することなくほぼ直線状とさ
れて、保護チューブ59により突起58に対接されて、
全体が一体物として保持されている。
【0018】この地形変位検出センサは土砂崩れにより
落下して来る斜面の下に配置される。土砂崩れの土砂が
このセンサ上に落ち、その荷重で保護チューブ59が押
され、光ファイバ31が各隣接突起58間に落込むよう
に曲げられ、多数の小さい曲がり(曲げ半径が小さい)
が光ファイバ31に生じ、光損失が急に大となり、地形
変位を検出することができる。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば光
ファイバの変形により地形変位を検出するようにしたか
ら、伸縮や落雷による誤動作のおそれがない。しかも長
距離にわたって敷設することも容易である。また図1
A,図3にそれぞれ示した実施例の場合は検出に必要な
曲げなどを光ファイバに与えることができ、しかも、光
ファイバ31は剛性のパイプ状素子21,22、固定パ
イプ44、可動パイプ45、パイプ53で保護され、連
鎖状パイプ23の曲りがある程度以上は制限され、光フ
ァイバ31が切断するのを保護することかできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aは請求項1の発明の実施例を示す断面図、B
はそのセンサが曲げられた状態を示す断面図、Cはその
他の実施例を示す断面図である。
【図2】Aはこの発明によるセンサを敷設した状態の例
を示す図、Bはその土砂崩れが生じた状態を示す図であ
る。
【図3】Aは請求項2の発明の実施例を示す図、Bはそ
の動作状態を示す図、Cは請求項3の発明の実施例を示
す図である。
【図4】請求項4の発明の実施例を示す図。
【図5】従来の地形変位検出センサを示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 弘之 東京都渋谷区道玄坂1丁目21番6号 日本 航空電子工業株式会社内 (72)発明者 大野 有孝 東京都渋谷区道玄坂1丁目21番6号 日本 航空電子工業株式会社内 (72)発明者 本原 伸二 東京都渋谷区道玄坂1丁目21番6号 日本 航空電子工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パイプ状素子が順次回動自在に連結され
    た連鎖状パイプと、 その連鎖状パイプ内に通された光ファイバと、 を具備する地形変位検出センサ。
  2. 【請求項2】 固定パイプが順次可動パイプを介して軸
    心が延長されるように連結され、 上記各可動パイプはそれぞれ上記軸心まわりに回動自在
    とされ、 上記各可動パイプにはそれぞれ外部に半径方向に突出し
    た駆動片が固定され、 上記固定パイプ及び上記可動パイプに共通に光ファイバ
    が通され、 上記各可動パイプ内で上記光ファイバは上記軸心から偏
    心されて位置され、 上記各可動パイプの少くとも一方の側の固定パイプに上
    記光ファイバが固定され、かつその固定部とその可動パ
    イプとの間で少くとも1つのループが上記光ファイバに
    構成されている、 地形変位検出センサ。
  3. 【請求項3】 周方向に延長されたスリットが、軸心方
    向に配列形成しているパイプと、 そのパイプ内の上記各スリットの位置に軸心まわりに回
    動自在に配された回動体と、 これら各回動体にそれぞれ上記スリットを通して連結固
    定され、上記パイプの外部にその半径方向に突出した駆
    動片と、 上記パイプ内に通され、上記各回動体に上記軸心に対し
    てそれぞれ偏心された位置に固定され、かつその可動体
    の少くとも一側で上記パイプに固定され、その固定部と
    可動体との間に少くとも1つのループが形成されている
    光ファイバと、 を具備する地形変位検出センサ。
  4. 【請求項4】 周方向に沿ったリング状突起が軸心方向
    に配列形成された線状体と、 その線状体に沿って配された光ファイバと、 これら光ファイバ及び線状体上に被された保護チューブ
    と、 を具備する地形変位検出センサ。
JP19525792A 1992-07-22 1992-07-22 地形変位検出センサ Withdrawn JPH0634367A (ja)

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Effective date: 19991005