JPS59562Y2 - ひずみ測定素子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はひずみ測定素子に係り、ことに通信ケーブルの
特性の評価や検査を実施するに際し、ケーブルに生ずる
応力やひずみを直接に測定することのできる測定素子に
関する。

従来、通信ケーブルのひずみ測定には、ひずみゲージが
広く用いられている。

このひずみゲージの大きさは通常１ｃｍ平方程度である
。

そしてこのひずみゲージはケーブルに貼り付けて使用さ
れるが、ケーブルの一部分のひずみを測定することはで
きても、ケーブル全体の検査には適用し難い不具合があ
る。

すなわち従来のひずみゲージは、ケーブル引張り試験の
ようにケーブルの長さ方向に一様な応力が作用する場合
のひずみ測定にあっては、そのケーブルの一部分を測定
すれば全体の特性の評価が可能であり、この点で有用で
あると言えるが、長さ方向に変化する応力が作用する場
合のひずみ測定にあっては、その検査に際し、ケーブル
の長さ方向複数部分にわたって数多く貼り付けねばなら
ず、したがってきわめて煩雑な作業をもたらす。

ところで布設した通信ケーブルにおいては、長さ方向に
常に一様な応力が作用するということはむしろ稀であり
、一般には引張り、曲げ、ねじりなどの応力が複合して
いわば不規則な応力として作用する。

そしてこのような不規則な応力はケーブルの特性に悪影
響を与える。

たとえば低損失光ガラスファイバを用いた光通信用ケー
ブルにおいては、ファイバに微小な曲げを発生させ、損
失を著しく増加させる。

この悪影響を除去するためにもケーブルのひずみ測定は
欠くことができない。

しかし光フアイバケーブルの場合、ファイバ自身の直径
は通常０．１〜０．２ｍｍ程度しがなく、シたがってゲ
ージを貼り付けることはできず、それ故従来はケーブル
の外被にこのゲージを貼り付けることによって内部のひ
ずみを推定する間接方法をとらざるをえず、直接にファ
イバのひずみを測定する方法は提案されていなかった。

本考案は上記した従来技術における実状に鑑みてなされ
たもので゛、その目的とするところは、きわめて容易に
、しかも直接的にケーブルの総体的ひずみを測定するこ
との可能なひずみ測定素子を提供することにある。

この目的を遠戚するために本考案は、ひずみを受けると
電気抵抗が変化する抵抗線と、この抵抗線の周側面を囲
繞するプラスチック部材等の被覆体とによって構成し、
光ケーブル内に被覆光ファイバと同一に集合し、かつ上
記被覆体の形状、材質を上記被覆光ファイバの被覆体の
形状、材質と同一にする。

以下、本考案のひずみ測定素子を図に基づいて詳述する
。

第１図は本考案の一実施例の構造を示す説明図である。

この図において１はひずみを受けると電気抵抗が変化す
る抵抗線で、例えばコンスタンタン線、ニクロム線、マ
ンガニン線、アドバンス線、イソ・エラスチック線など
である。

２はこの抵抗線１の周側面を囲繞する被覆体で、たとえ
ばナイロン等のプラスチック部材によって構威しである
。

この被覆体の形状、材質は光ガラスファイバの補強に用
いられる通常の被覆体の形状、材質と同一である。

第２図は第１図に示した測定素子の使用例を示す説明図
である。

この第２図において３は光ガラスファイバ、２′はこの
光ガラスファイバ３を被覆する被覆体で、被覆体２と被
覆体２′とは形状、材質が同一で゛ある。

４．４′はテンションメンバ、５は外被である。

そして同図に示すように、光ガラスファイバ３と被覆体
２′とからなる心線７心と、抵抗線１と被覆体２とから
なる心線１心とをテンションメンバ４の外周側の周囲に
撚り合わせてあり、テンションメンバ４′に外被５をか
けてケーブル化しである。

ところでケーブルは層集合、ユニット集合等の各種の心
線配列構造をとりうるが、それらの構造はケーブル内に
収容される光ガラスファイバ等が点対称的に配列される
ようになっていることから、光ガラスファイバ心線とと
もにこの光ガラスファイバ心線と基本的に同じ構造を有
するひずみ測定素子を１心ケーブル内に入れておけば、
その測定素子で測定したひずみによってケーブル内の光
ガラスファイバのひずみを代表させることができる。

したがって上記のようにケーブルを構成することにより
、ケーブル化の工程で生じる光ガラスファイバのひずみ
を容易に測定することができる。

なお抵抗線１の材料は、線長と全体の抵抗、およびひず
みの感度係数を考慮して適宜定めることかで゛きる。

一般に比抵抗ρ、断面積Ａ、長さ１からなる抵抗線の抵
抗Ｒは、 Ｒ＝ρｌ／Ａ で表わされる。

抵抗変化率はこの式の微分をとればよく、断面積変化を
長さ変化に換算して表わすと、 ΔＲ／Ｒ＝（１＋２ν）Δｌ／１＋Δρ／ρとなる。

そしてひずみ感度係数αは、α＝（ΔＲ／Ｒ）／ （Δ
ｌ／１）＝ （１＋２ν）＋（Δρ／ρ）／（Δｌ／１
） で表わされる。

αは２前後の値になるが、測定するひずみの大小によっ
て選択することができる。

第３図は本考案の他の実施例の構造を示す説明図である
。

同図に示す実施例は、第１図に示したと同様の抵抗線１
と、この抵抗線１の周側面に接触し、この抵抗線１を囲
繞するゴム部材、たとえば゛シリコンゴム６と、このシ
リコンゴム６の周側面に接触し、このシリコンゴム６を
囲繞するプラスチック部材２″とから構成しである。

すなわちこの実施例においては被覆体をシリコンゴム６
とプラスチック部材２“とから構威しである。

このように構成したひずみ測定素子においては、シリコ
ンゴム６の弾性作用によって強い応力に対してもひずみ
が分散するため、ひずみ測定を精度良く行なえる。

上記した第１，３図に示すひずみ測定素子は、抵抗線１
にプラスチック等の被覆体を被覆するだけの簡単な工程
で製造でき、この被覆工程は通常の光ガラスファイバの
被覆工程と全く同様であり特別に新しい装置を必要とし
ない。

また実際のひずみ測定に際しては抵抗値の変化を測定す
ることになるが、これは公知の抵抗測定器を用いて容易
に行なうことができる。

しがし抵抗値の変化分がひずみの変化分に相当するので
、ブリッジ回路を組み、零点のずれがら変化分を検出す
る方が測定精度は向上する。

なお公知のひずみゲージ用としてバランスボックスが市
販されているが、これは抵抗値が、１２０Ωがらの変化
分が測定できるようになっている。

したがって本考案のひずみ測定素子を構成する抵抗線１
も、この抵抗値１２０Ωに合わせれば、従来のバランス
ボックスをそのまま使用できる。

たとえば、直径０．２ｍｍのコンスタンタン線を用いた
場合は、長さ約８ｍで１２０Ωとなる。

したがって８ｍの長さの測定素子を用いてケーブルを作
製すれば変化分を容易に測定でき、このケーブル全長に
生じている総体的ひずみを把握することができる。

なお本考案のひずみ測定素子を２種類以上組合せて使用
することにより、さらに容易にひずみ測定を行なえるこ
とは言うまでもない。

以上説明したように本考案のひずみ測定素子は抵抗線と
、この抵抗線を被覆する被覆体とがら構成してあり、こ
の測定素子がひずみを受けた場合に現われる変化量は、
抵抗線の抵抗変化である。

ファイバを内装したケーブルに、この本考案の測定素子
を同時に収容した場合、この抵抗線の抵抗変化は測定し
たいファイバの総体的ひずみに対応する。

したがって、ケーブルを構成する心線の一部分あるいは
長さ方向複数部分に、しがも心線表面にゲージを貼り付
ける従来の方法にあっては、そのゲージを貼り付けた部
分の値しが測定できず、しかもファイバのひずみはそれ
がら推定する間接方法をとらさ゛るを得なかったが、本
考案の測定素子を用いれば、ケーブルの長さ方向にひず
みの変化がある場合でも、に自動的に切換プルに内装さ
れているファイバのひずみに対応する値が容易に測定で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のひずみ測定素子の一実施例の構造を示
す説明図、第２図は第１図に示したひずみ測定素子の使
用例を示す説明図、第３図は本考案のひずみ測定素子の
他の実施例の構造を示す説明図で゛ある。 １・・・・・・抵抗線、２・・・・・・被覆体、２″・
・・・・・プラスチック部材、６・・・・・・シリコン
ゴム（ゴム部材）。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）ひずみを受けると電気抵抗が変化する抵抗線と、
   この抵抗線の周側面を囲繞する第１の被覆体とからなり
   、光ケーブル内に被覆光ファイバと同一に集合され、か
   つ上記第１の被覆体の形状、材質が上記被覆光ファイバ
   の第２の被覆体の形状、材質と同一であることを特徴と
   するひずみ測定素子。
2. （２）上記第１の被覆体がプラスチック部材であること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載のひず
   み測定素子。
3. （３）上記第１の被覆体が、上記抵抗線の周側面に接触
   し、この抵抗線を囲繞するゴム部材と、このゴム部材の
   周側面に接触し、このゴム部材を囲繞するプラスチック
   部材とからなることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項記載のひずみ測定素子。