KR20040019319A - 진동 계측 장치 및 진동 계측 방법 - Google Patents

진동 계측 장치 및 진동 계측 방법 Download PDF

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KR20040019319A
KR20040019319A KR10-2003-7016921A KR20037016921A KR20040019319A KR 20040019319 A KR20040019319 A KR 20040019319A KR 20037016921 A KR20037016921 A KR 20037016921A KR 20040019319 A KR20040019319 A KR 20040019319A
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오오사와이사무
가나이마꼬또
쯔찌다유끼야
나가따게이이찌
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가부시키가이샤 센탄카가쿠기쥬츠 인큐베이션센터
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    • G—PHYSICS
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    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
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Abstract

본 발명은, 고감도이면서 광대역의 진동을 계측할 수 있는 진동 계측 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
광파이버(2)에 만곡부(20)가 형성되어 있다. 이 만곡부(20)를 피계측 부위에 배치한다. 광파이버(2)에 빛을 입력하여 입력광과 출력광 사이의 주파수 변화를 검출한다.
만곡부(20)에 가해진 미소한 진동을 입력광과 출력광 사이의 주파수 변화로서 계측할 수 있다. 게다가, 광대역의 진동을 계측할 수 있다.

Description

진동 계측 장치 및 진동 계측 방법{DEVICE AND METHOD FOR VIBRATION MEASUREMENT}
미소 진폭의 탄성파(탄성 진동)를 계측하기 위해 종래부터 AE(Acoustic Emission) 센서가 이용되고 있다. 이 AE 센서에는, 통상은 피에조 등의 압전 소자가 이용되고 있다. 이 기술에서는 압전 소자의 공진을 사용하여 진폭을 증폭함으로써 고감도의 계측을 행할 수 있다. 그러나, 이 기술에서는 공진을 사용하기 위해 계측할 수 있는 주파수 대역이 좁아지게 되는 문제가 있다.
또한, 레이저 도플러 광파이버 센서를 AE 센서에 응용하는 것이 제안되어 있다. 이 방법의 원리는 개략 다음과 같다. 우선, 광파이버의 일단부에 광원을 접속한다. 파이버의 타단부에는 입력광을 반사하여 파이버로 복귀시키는 반사경을 부착한다. 광파이버에 진동이 가해지면, 파이버의 신축에 수반하여 파이버 속에서의 광로 길이가 변화된다. 광로 길이의 시간 변화를 dL/dt라 하면, 파이버단부에서 반사하는 빛은 도플러 효과에 의해 dL/dt에 비례하여 그 주파수가 변화된다. 따라서, 파이버단부로부터의 반사광과 입력광의 주파수 변화를 계측함으로써 진동을 계측할 수 있다. 이와 같은 센서는 광대역이지만, 저감도라는 해결 과제를 갖고 있다.
그런데, 본 발명자는 광파이버를 만곡시키고, 이 만곡부에 진동을 부여하여 입력광과, 파이버를 통과한 출력광 사이에서의 주파수 변화를 관찰하였다. 그 결과, 만곡부에 있어서 미소 진동에 대응한 주파수 변화가 발생하고 있다는 지견을 얻었다.
본 발명은, 상기한 지견을 기초로 하여 이루어진 것으로, 간단한 구성이면서 광대역의 진동을 고감도로 계측할 수 있는 진동 계측 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 진동을 계측하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 개략을 설명하기위한 설명도이다.
도2는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 만곡부의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도3은 제1 실시 형태의 제1 실시예에 있어서의 실험 결과를 나타내는 그래프의 화면 표시이다. 도3의 (a)의 종축은 압전 소자의 신축에 의한 변위량을 나타내고, 횡축은 시간을 나타낸다. 도3의 (b)는 도3의 (a)의 주파수 스펙트럼도이다. 도3의 (c)는 실시예의 장치에 의해 검출된 주파수 변화를 나타내는 것으로, 종축은 주파수의 변화량, 횡축은 시간이다. 도3의 (d)는 도3의 (c)의 주파수 스펙트럼도이다.
도4는 본 실시 형태의 제1 비교예에 있어서의 실험 결과를 나타내는 그래프의 화면 표시이다. 도4의 (a) 내지 도4의 (d)는 도3의 (a) 내지 도3의 (d)에 대응하고 있다.
도5는 본 실시 형태의 제2 실시예에 있어서의 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 도5의 (a)의 종축은 진동에 대응하여 검출된 주파수 변화량을 검출부(3)에 있어서 얻게 된 출력 전압 [V]로서 나타낸 것이다. 횡축은 만곡부(20)에 대한 압전 소자의 각도를 나타낸다. 도5의 (b)의 종축은 도5의 (a)의 종축을 로그 표시한 것이다. 도5의 (c)는 만곡부(20)와 압전 소자의 각도를 취하는 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도6은 본 실시 형태의 제2 비교예에 있어서의 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 도6의 (a) 내지 도6의 (c)는 도5의 (a) 내지 도5의 (c)에 대응하고 있다.
도7은 본 실시 형태의 제3 실시예 및 제3 비교예에 있어서의 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에 있어서의 종축은 진동에 대응하여 검출된 주파수 변화량을 검출부(3)에 있어서 얻게 된 출력 전압 [V]로서 나타낸 것이다. 이 그래프에 있어서의 횡축은 만곡부(20)의 감은 수이다.
도8은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도9는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도10은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도11은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도12는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도13은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도14는 본 발명의 제4 실시예에 관한 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도15는 본 발명의 제4 실시예에 있어서의 측정 결과(605 ㎐ 부근)를 나타내는 그래프이다.
도16은 본 발명의 제4 실시예에 있어서의 측정 결과(230 ㎑ 부근)를 나타내는 그래프이다.
도17은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도18은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 진동 계측 장치를 이용한 비파괴 검사 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도19는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 진동 계측 장치에 의한 계측 결과를 나타내는 그래프이다.
도20은 본 발명의 실험예에 이용하는 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도21은 본 발명의 실험예에 이용하는 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도22는 본 발명의 실험예에 이용하는 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도23은 본 발명의 실험예에 이용하는 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도24는 본 발명의 실험예에 이용하는 진동 계측 장치의 주요부를 설명하기 위한 설명도이다.
도25는 본 발명의 실험예에 있어서의 계측 결과를 나타내는 그래프이다.
도26은 본 발명의 실험예에 있어서의 계측 결과를 나타내는 그래프이다.
도27은 루프형 만곡부의 직경과 검출 감도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도28은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 개략을 도시하는 설명도이다.
도29는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 변형예를 나타내는 설명도이다.
도30은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 변형예를 나타내는 설명도이다.
도31은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 변형예를 나타내는 설명도이다.
도32는 본 발명의 제9 실시 형태에 관한 진동 계측 장치의 개략을 도시하는 설명도이다.
본 발명의 진동 계측 장치는 입력부와 광파이버와 검출부를 구비하고 있고, 상기 입력부는 상기 광파이버에 입력광을 입력하는 것이고, 상기 광파이버는 계측해야 할 진동이 가해지는 만곡부를 갖고, 상기 만곡부는 상기 입력광이 통과하는 것으로 되어 있고, 상기 검출부는 상기 만곡부를 통과한 상기 광파이버로부터의 출력광과 상기 입력광 사이에서의 주파수 변화를 검출하는 것으로 되어 있다.
상기한 진동 계측 장치는 상기 만곡부를 상기 광파이버를 권취시킴으로써 형성해도 좋다. 상기 권취에 있어서의 감은 수는 2 이상이라도 좋다.
상기 만곡부는 그 일측(구부러진 상태에 있어서 곡률 중심측)에 있어서 개방 상태가 되어 있어도 좋다.
본 발명의 진동 계측 방법은 광파이버의 일부에 형성된 만곡부를 피계측 부위에 배치하고, 상기 광파이버를 통과하는 빛의 주파수 변화를 기초로 하여 상기피계측 부위에 있어서의 진동을 계측하는 구성으로 되어 있다.
본 발명의 진동 계측 장치에 있어서의 만곡부는 상기 광파이버를 피계측물에 권취시킴으로써 형성해도 좋다.
본 발명의 진동 계측 방법은 피계측물로의 비틀림 진동을 만곡부에 전달시킴으로써 비틀림 진동을 계측할 수도 있다.
본 발명의 진동 계측 방법은 피계측물의 축 방향으로의 진동을 피계측물의 변형에 의해 피계측물의 측면에서의 진동으로 변환하고, 측면에서의 진동을 측면에 부착된 만곡부로 전달시킴으로써 피계측물의 축 방향으로의 진동을 계측하는 것이라도 좋다.
본 발명의 진동 계측 장치는 상기 만곡부를 1개의 광파이버에 있어서 복수 구비한 구성이라도 좋다.
본 발명의 진동 계측 장치는 입력부와 본체와 광파이버와 검출부를 구비하고 있고, 상기 입력부는 상기 광파이버에 입력광을 입력하는 것이고, 상기 본체는 통형으로 구성되어 있고, 또한 상기 본체는 그 내부에 진동 전달 매체를 도입할 수 있도록 되어 있고, 상기 광파이버는 상기 본체에 권취시킴으로써 만곡부가 형성되어 있고, 상기 만곡부는 상기 입력광이 통과하는 것으로 되어 있고, 상기 검출부는 상기 만곡부를 통과한 상기 광파이버로부터의 출력광과 상기 입력광 사이에서의 주파수 변화를 검출하는 구성이라도 좋다.
본 발명의 진동 계측 방법은 상기 본체의 내부에 상기 매체를 도입한 상태에서 상기 매체에 있어서의 진동을 계측하는 구성이라도 좋다.
본 발명의 진동 계측 장치에 있어서는, 복수의 만곡부가 하나의 피계측물에 부착되어 있는 구성이라도 좋다.
본 발명의 비파괴 검사 방법은 이 진동 계측 장치를 이용하여 상기 피계측물에서의 진동을 계측하는 구성이 되어 있다.
본 발명의 비파괴 검사 방법은 이미 알려진 진동을 상기 피계측물에 더하여 상기 이미 알려진 진동을 기초로 하는 진동을 진동 계측 장치로 측정함으로써, 상기 피계측물의 검사를 행하는 구성이라도 좋다.
본 발명의 진동 계측 장치는 입력부와 광파이버와 검출부를 구비하고 있고, 상기 입력부는 상기 광파이버에 입력광을 입력하는 것이고, 상기 광파이버는 계측해야 할 진동이 가해지는 만곡부를 갖고, 상기 만곡부는 상기 입력광이 통과하는 것으로 되어 있고, 상기 만곡부는 상기 광파이버를 권취시킴으로써 형성되어 있고, 또한 상기 만곡부의 직경은 측정 대상인 진동의 일파장 이하인 구성이라도 좋다.
본 발명의 진동 계측 장치는 입력부와 광파이버와 검출부를 구비하고 있고, 상기 입력부는 상기 광파이버에 입력광을 입력하는 것이고, 상기 광파이버는 계측해야 할 진동이 가해지는 만곡부를 갖고, 상기 만곡부는 상기 입력광이 통과하는 것으로 되어 있고, 상기 만곡부는 그 일측에 있어서 개방 상태로 되어 있고, 또한 상기 만곡부에 있어서의 개구 길이는 측정 대상인 진동의 일파장 이하인 구성이라도 좋다.
본 발명의 진동 계측 장치는 입력부와 측정광용 광파이버와 기준광용 광파이버와 검출부를 구비하고 있고, 상기 입력부는 상기 측정광용 광파이버에 측정광을입력하고, 또한 상기 기준광용 광파이버에 기준광을 입력하는 것이고, 상기 측정광용 광파이버는 계측해야 할 진동이 가해지는 만곡부를 갖고, 상기 만곡부는 상기 측정광이 통과하는 것으로 되어 있고, 상기 검출부는 상기 각 광파이버를 통과한 상기 측정광과 상기 기준광 사이에 있어서의 주파수의 변화를 기초로 하여 상기 만곡부에 가해진 진동을 검출하는 구성이라도 좋다.
본 발명의 진동 계측 장치에 있어서의 측정광용 광파이버와 기준광용 광파이버를 동일한 광로 길이로 해도 좋다.
본 발명의 진동 계측 장치에 있어서의 측정광용 광파이버와 기준광용 광파이버를 동일한 경로에 배치해도 좋다.
본 발명의 진동 계측 장치는 측정광용 광파이버 및 기준광용 광파이버가 상기 입력부로부터 내부에 입력된 측정광 및 기준광을 단부에서 반사시키는 구성으로 되어 있고, 검출부가 반사된 측정광과 기준광 사이에 있어서의 주파수의 변화를 검출하는 구성으로 되어 있는 것이라도 좋다.
본 발명의 진동 계측 장치에 있어서의 만곡부를 구체의 주위에 배치해도 좋다.
본 발명의 액티브 컨트롤 시스템은 상기한 어느 하나의 진동 계측 장치를 구비하고 있고, 상기 진동 계측 장치에 의해 계측된 진동에 대응한 제어를 행하는 것이다.
본 발명의 제1 실시 형태에 관한 진동 계측 장치 및 계측 방법에 대해 첨부한 도면을 참조하면서 이하에 설명한다.
이 진동 계측 장치는 입력부(1)와 광파이버(2)와 검출부(3)와 AOM(Acoustic Optical Modulator)(4)을 주된 구성으로서 구비하고 있다.
입력부(1)는 광파이버(2)에 입력광을 입력하는 것이다. 예를 들어, 구체적으로는, 입력부(1)는 반도체나 기체 등을 이용한 레이저이다. 따라서, 입력부(1)는 레이저광(코히런트광)을 광파이버(2)에 입력할 수 있도록 되어 있다. 입력부(1)는 커플러(21)를 거쳐서 광파이버(2)에 접속되어 있다. 입력부(1)와 커플러(21) 사이에는 입력광의 일부를 AOM(4)으로 이송하기 위한 하프 미러(11)가 배치되어 있다. 여기서, 입력광의 주파수는 특별히 한정되지 않고, 가시광 영역이라도 적외 영역이라도 좋다.
광파이버(2)는 계측해야 할 진동이 가해지는 만곡부(20)를 갖고 있다. 만곡부(20)는 광파이버(2)를 권취함으로써 형성되어 있다. 감은 수(권취수)는 특별히 한정되지 않지만, 본 실시 형태에서는 1이다. 따라서, 만곡부(20)는 광파이버(2)에 입력된 입력광(측정광)이 통과하는 것으로 되어 있다. 만곡부(20)는 진동을 계측해야 할 부위에 배치된다. 예를 들어, 만곡부(20)는 접착 테이프나 접착제 등의 접착 수단에 의해 피계측 부위에 접착된다. 혹은, 만곡부(20)를 피계측물에 매립해도 좋다. 광파이버(2)의 종류로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 GI형, SI형, 싱글 모드형, 멀티 모드형 등의 적절한 것이 이용 가능하다.
검출부(3)는 만곡부(20)를 통과한 광파이버(2)로부터의 출력광과, 입력부(1)로부터의 입력광 사이에서의 주파수 변화를 검출하는 것이다. 구체적으로는, 하프 미러(11), AOM(4)(후술), 하프 미러(31)를 거쳐서 이송된 입력광과, 광파이버(2)로부터의 출력광과의 비트를 취하여 비트 주파수의 변화를 검출할 수 있도록 되어 있다. 이에 의해, 입출력광 사이의 주파수 변화를 검출하고 있다. 검출부(3)는 커플러(22)를 거쳐서 파이버(2)에 접속되어 있다.
AOM(4)은 입력광 주파수(f0)를 변화시켜 f0＋ fM(fM은 정부를 포함함)으로 할 수 있도록 되어 있다. 그와 같은 AOM의 구성은 알려진 것이므로, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 실시 형태에서는 AOM을 이용하고 있지만, 입력광의 주파수를 변화시킬 수 있으면 어떤 것을 이용해도 좋다.
다음에, 상기 장치를 이용한 진동 계측 방법을 설명한다.
우선, 파이버(2)의 만곡부(20)를 임의의 고정 수단(예를 들어 접착 테이프나 접착제)을 이용하여 피계측 부위에 배치한다. 한편, 파이버(2)에는 입력부(1)로부터 입력광을 이송해 둔다. 이 상태에서 만곡부(20)에 진동(탄성파)이 가해지면, 진동에 따라서 만곡부(20)를 통과하는 빛의 주파수가 변화된다. 즉, 출력광의 주파수가 변화된다. 이 주파수 변화를 검출부(3)에서 검출한다. 이에 의해, 피계측 부위로부터 만곡부(20)에 가해진 진동을 주파수 변화로서 검출할 수 있다. 즉, 피계측 부위에 있어서의 진동을 계측할 수 있다. 만곡부(20)에 있어서 검출할 수 있는 진동은 만곡부(20)의 반경 방향으로의 벡터 성분을 갖는 진동이라 생각할 수 있다. 단, 후술하는 바와 같이, 만곡부(20)의 축 방향에서의 진동을 직경 방향에서의 진동으로 변환함으로써, 축 방향의 진동을 계측하는 것도 가능하다.
여기서, 본 실시 형태에서는 AOM(4)에 의해 검출부(3)에 입력되는 입력광의 주파수를 바꿀 수 있다. 이로 인해, AOM(4)에서의 주파수 변화량(Δf1)을 바꿈으로써, 만곡부(20)를 통과한 빛의 주파수 변화(Δf2)가 정방향인지 부방향인지를 알 수 있다. 즉, Δf1＞ 0으로 하였을 때, Δf2가 커지면 주파수 변화는 정방향이 되고, Δf2가 작아지면 주파수 변화는 부방향이 된다. 빛의 주파수 변화(Δf2)의 정부를 판정할 수 있으면, 진동의 정부(만곡부의 외측으로의 진동인지 내측으로의 진동인지)를 알 수 있다. 이 이유는 다음과 같이 추정된다. 즉, 발명자들의 지견에 따르면, 주파수 변화량은 만곡부(20)의 수선 방향(법선 방향)에 있어서의 만곡부(20)의 변위 속도의 변화량에 대응한다고 생각된다. 식으로 기재하면 이하와 같다.
이다. 즉, 만곡부(20)에 있어서의 광파이버(2)와 직교하는 방향에 있어서의 변위 속도와, 빛의 주파수 변화량이 비례한다고 생각할 수 있다.
여기서, 빛의 주파수 변화가 정방향인지 부방향인지를 알 수 있으면, 상기한 고찰을 기초로 하여 변형량의 정부를 검출할 수 있게 된다. 즉, 변형이 만곡부(20)의 찌부러지는 방향인지, 신장되는 방향인지를 아는 것이 가능해진다고 생각할 수 있다. 또한, 주파수 변화의 방향을 알 필요가 없는 경우(예를 들어 진동 강도만 알면 되는 경우)에는 AOM의 설치를 생략해도 좋다.
본 실시 형태의 장치에 따르면, 통상의 광파이버를 이용하여 피계측 부위에 있어서 파이버를 만곡시켜 부착하는 것만으로 그 장소에 있어서의 진동을 계측할 수 있다. 따라서, 장치의 구성이 간단하다는 이점이 있다.
루프형의 만곡부(20)에 있어서의 직경(d)(도1 참조)은 측정 대상인 진동의 일파장 이하인 것이 바람직하다. 도27에는 직경을 바꾸어 검출 감도를 측정한 결과를 나타낸다. 진동의 일파장은, 본 예에서는 30 ㎜로 되어 있다. 직경이 30 ㎜ 이상에서는 감도는 그다지 변화되지 않는다. 그러나, 직경이 일파장 이하에서는 감도가 상승하고 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 만곡부(20)를, 광파이버(2)를 권취시킴으로써 형성하였다. 그러나, 도2에 도시한 바와 같이 만곡부(20)를 그 일측, 즉 구부린 상태에 있어서의 곡률 중심측(도면 중 하측)에 있어서 개방 상태로 하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우에는, 광파이버(2)에 교차하는 방향으로부터의 진동에 대해 고감도이고, 광파이버(2)에 따르는 방향으로부터의 진동에는 저감도가 된다(후술하는 제2 실시예 참조). 따라서, 이 경우에는 진동 계측에 지향성을 갖게 할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 도2의 예에서는 입력광과 출력광 사이에서 빛의 방향이, 예를 들어 상향과 하향처럼 변하게 된다.
또한, 만곡부(20)에 있어서의 개구 길이(l3)(도2 참조)도 만곡부(20)가 루프형인 경우와 마찬가지로, 측정 대상인 진동의 일파장 이하인 것이 바람직하다고 생각된다.
또한, 본 실시 형태에서는 만곡부(20)의 감은 수를 1로 하였지만, 2 이상이라도 좋다. 이 경우에는, 진동에 대한 감도를 향상시킬 수 있다(후술하는 제3 실시예 참조).
[실시예]
다음에, 상기 실시 형태에 있어서의 장치 및 방법을 이용한 실시예 및 비교예를 설명한다.
(제1 실시예)
판(구체적으로는 강화 플라스틱) 상에 만곡부(20) 전체를 접착 테이프에 의해 부착하였다. 또한, 만곡부(20) 이외의 파이버(2)는 판에 접착시키지 않았다. 이 때, 만곡부(20)는 1바퀴 권취된 구성으로 하였다. 만곡부(20)의 원주는 62 ㎜로 하였다. 동일한 판 상에 진동원으로서의 압전 소자(피에조)를 부착하였다. 따라서, 이 압전 소자는 가해지는 교류 전압에 따른 진동을 판에 가하도록 되어 있다. 만곡부(20)와 압전 소자의 거리는 50 ㎜로 하였다. 또한, 압전 소자의 위치는 도1을 참조하여 만곡부(20)의 바로 위가 되는 위치로 하고 있다.
이 조건에서 압전 소자를 진동시켰다. 압전 소자의 진동 파형을 도3의 (a)에, 이 진동을 푸리에 해석하여 얻은 주파수 스펙트럼을 도3의 (b)에 도시한다. 또한, 이 때의 출력광의 주파수 변화를 도3의 (c)에, 도3의 (c)의 주파수 스펙트럼을 도3의 (d)에 도시한다. 도3의 (c)에 있어서의 종축은 주파수의 변화량이다.
도3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 압전 소자로 얻을 수 있을 정도의 미소 진폭을 이 장치에 의해 비교적 고정밀도로 검출할 수 있다. 게다가, 스펙트럼의 대비로부터 알 수 있는 바와 같이, 광대역에서의 검출이 실현되고 있다.
(제1 비교예)
대비를 위해 만곡부를 갖지 않는 직선 상의 광파이버를 62 ㎜에 걸쳐서 접착테이프에 의해 판에 부착하였다. 부착된 파이버와 압전 소자의 거리는 50 ㎜로 하였다. 다른 조건은 제1 실시예와 마찬가지로 하였다.
결과를 도4에 나타낸다. 만곡부를 갖지 않는 파이버에서는 압전 소자의 진동을 거의 검출할 수 없는 것을 알 수 있다.
(제2 실시예)
제2 실시예에서는 만곡부(20)를 도2의 예와 마찬가지로 일측(곡률 중심측)을 개방한 구성으로 하였다. 다른 조건은 제1 실시예와 마찬가지로 하였다.
이 조건에서 압전 소자를 진동시켰다. 압전 소자의 위치는 30˚씩 변화시켰다. 각도에 따른 주파수 변화량의 크기를 전압치로서 나타낸 그래프를 도5의 (a)에 도시한다. 도5의 (b)에는 이 변화량을 로그로 표시한 그래프를 나타낸다. 여기서, 각도를 취하는 방법을 도5의 (c)에 의해 나타낸다. 본 실시예에서는 도5에 있어서 θ 방향(즉 반시계 방향)으로의 회전을 정으로 하고 있다. 또한, 만곡부(20)의 선단부에서의 곡률 반경은 약 5 ㎜이고, 전체적으로 절곡 각도(α)는 약 90˚로 하였다.
이들 결과로부터, 만곡부(20)의 일측을 개방한 경우에는 곡률 중심측 또는 그 반대측으로부터의 진동에 대해 감도가 좋다는 지향성을 갖는 것을 알 수 있다. 이에 의해, 지향성이 있는 진동 센서를 얻을 수 있다. 그러면, 예를 들어 진동 위치의 특정에 유효한 진동 센서를 얻을 수 있다.
(제2 비교예)
대비를 위해 권취한 만곡부(20)(도1 참조)를 이용하여 제1 실시예에 있어서의 진동 계측 장치에서 계측을 행하였다. 이 경우에 있어서의 압전 소자의 각도(θ)를 취하는 방법을 도6의 (c)에 나타낸다.
계측 결과를 도6의 (a) 및 도6의 (b)에 나타낸다. 개방되지 않은 권취된 만곡부(20)에서는 지향성은 낮은 것을 알 수 있다. 이로 인해, 제1 실시예의 장치는 무지향성의 진동 계측에 적절하다는 것을 알 수 있다.
(제3 실시예 및 제3 비교예)
제3 실시예에서는 만곡부(20)를 복수회 권취한 구성으로 하였다. 권취수는 2회, 5회 및 10회로 하였다. 만곡부의 곡률 반경은 5 ㎜로 하였다. 다른 조건은 제1 실시예와 마찬가지로 하였다.
이 조건에서 압전 소자를 진동시켰다. 전압치로서 출력된 주파수 변화량의 크기를 도7의 감은 수 2, 4, 6, 8, 10의 부분에 나타낸다.
제3 비교예로서, 만곡부(20)의 감은 수를 1로 하고, 다른 조건을 제3 실시예와 마찬가지로 하여 진동 계측을 행하였다. 결과를 도7의 감은 수 1의 부분에 나타낸다.
양자의 대비로부터 감은 수를 증가시킬수록 고감도가 되는 것을 알 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 진동 계측 장치 및 계측 방법에 대해 도8을 기초로 하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 피계측물(5)로서 외면이 원기둥형으로 된 것이 이용되고 있다. 광파이버(2)는 피계측물(5)의 외면에 권취되어 있다. 이에 의해, 광파이버(2)에 만곡부(20)가 형성되어 있다. 이와 같은 구성으로 하면, 피계측물(5)을 프로우브로서 임의의 부위에 부착함으로써 임의의 부위에 있어서의 진동을, 피계측물(5)을 거쳐서 계측할 수 있다. 상기 이외의 다른 구성 및 이점은 제1 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
또한, 도8에 나타낸 예에서는 광파이버(2)를 피계측물(5)에 복수회 권취시키고 있지만, 도9에 도시한 바와 같이 1회만 권취시켜도 좋다.
다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 진동 계측 장치에 대해, 도10을 기초로 하여 설명한다. 본 실시 형태에서는 피계측물(5)에 대해 광파이버(2)가 경사 방향으로 권취되어 있다. 이와 같이 하면, 피계측물(5)에 작용하는 비틀림 진동을 계측하기 쉽다는 이점이 있다. 다른 구성 및 이점은 제2 실시 형태와 마찬가지이다.
다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 진동 계측 장치에 대해 도11을 기초로 하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 피계측물(5)은 짧은 통형으로 되어 있다. 이 피계측물(5)에 대해 도8의 예와 마찬가지로 광파이버(2)가 권취되어 만곡부(20)가 형성되어 있다. 본 제4 실시 형태에 따르면, 피계측물(5)에 대해 그 축방향에 가해진 진동을 피계측물(5)의 프와송비에 따라서 피계측물(5)의 주위면에 있어서의 진동으로 변환할 수 있다. 이와 같이 변환된 진동은 만곡부(20)로 전달된다. 이에 의해, 피계측물(5)의 축방향에 가해진 진동을 측정하는 것도 가능하다. 그러면, 예를 들어 이 진동 계측 장치를 음향용 픽업으로서 이용하는 것을 생각할 수 있다. 또한, 피계측물(5)을 압전 소자에 의해 구성하는 것도 가능하다. 이와 같이 하면, 피계측물(5)에 가해진 전압의 변화를 진동으로서 계측하는 것이 가능해진다.
다음에, 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 진동 계측 장치에 대해 도12를 기초로 하여 설명한다. 본 실시 형태에서는 만곡부(20)가 1개의 광파이버(2)에 있어서 복수 구비되어 있다. 구체적으로는, 피계측물(5)에 있어서의 복수 부위(도시예에 있어서는 2군데)에 있어서 1개의 광파이버(2)가 권취되어 있다. 이와 같이 하면, 피계측물(5)의 복수 부위에서 발생하는 진동을 그 근방에 존재하는 만곡부(20)에 의해 측정할 수 있다. 이와 같은 구성은 피계측물(5)의 파괴 등의 원인에 의한 진동의 검출을 위해 바람직하다. 일반적으로 광파이버는 저손실이므로, 1개의 광파이버(2)를 길게 해도 출력광의 이득 저하는 적게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 복수의 만곡부(20) 사이에 있어서의 광파이버(2)를 느슨하게 권취시키고 있다(도12 참조). 광파이버(2)를 피계측물(5)의 축방향에 따라서 배치하면, 피계측물(5)의 구부림에 의해 광파이버(2)의 길이가 변화된다. 이 길이를 L이라 하면, 이미 알려져 있는 바와 같이 dL/dt에 따라서 파이버(2)를 흐르는 빛의 주파수가 변화된다. 이러한 구부림에 기인하는 주파수 변화는, 진동을 계측하는 목적을 위해서는 소음이 되어 버린다. 도12와 같이, 광파이버(2)를 느슨하게 권취시키면, 피계측물(5)의 구부림에 의해, 광파이버(2)에는 장소에 따라서 신장하는 부분과 줄어드는 부분이 발생한다. 그러면, 전체적으로 대략 신장을 캔슬할 수 있다. 이에 의해, 진동 계측을 보다 정확하게 행할 수 있다는 이점이 있다.
다음에, 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 진동 계측 장치에 대해 도13을 기초로 하여 설명한다. 이 장치는 본체(6)를 구비하고 있다. 본체(6)는 상기한 실시 형태에 있어서의 피측정물에 대응한다. 본체(6)는 속이 빈 통형, 보다 구체적으로는 원통형으로 형성되어 있다. 본체(6)의 양단면은 개구되어 있다. 이 구성에 의해, 본 실시 형태에서는 본체(6) 내부에 진동 전달 매체(압력파나 탄성 진동을 전달할 수 있는 매체)를 도입할 수 있도록 되어 있다. 본체(6)의 외주에는 상기 실시 형태와 마찬가지로 광파이버(2)가 권취되어 있고, 이에 의해 만곡부(20)가 형성되어 있다. 다른 구성은 상기 제2 실시 형태와 마찬가지이다.
제6 실시 형태의 진동 계측 장치는 진동 전달 매체(예를 들어 물 등의 액체) 속에 있어서의 진동의 센서(예를 들어 수중의 음향 센서)로서 이용할 수 있다. 또한, 탄성 진동 매체로서는 기체라도 좋다. 이 경우에는, 예를 들어 공기 중의 음향 센서로서의 용도가 있다. 제6 실시 형태에 있어서는, 통상은 본체(6)의 내부에 상기 매체를 도입하여[예를 들어 본체(6)를 수중에 침지하여] 매체로부터 본체(6)로 전달되는 진동을 계측한다.
(제4 실시예)
피측정물(5)로서 스틸제의 원기둥형 부재를 이용하여 진동 측정을 행하였다. 우선, 장치 구성을 도14를 기초로 하여 설명한다. 피측정물의 길이(l1)는 4 m, 직경은 15 ㎜로 하였다. 피측정물(5)에는, 상기 제2 실시 형태에 기재된 바와 같이 광파이버(2)가 권취되어 있다. 권취 부위는 피측정물(5)의 일단부(도면 중 좌측 단부)로부터 약 50 ㎝의 거리(l2)로 하였다. 광파이버(2)의 권취에 의해 만곡부(20)가 형성되어 있다. 광파이버(2)에는 도1과 마찬가지로 입력부(1), 검출부(3), AOM(4) 등의 적절한 컴퍼넌트가 접속되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 검출부(3)에 의해 검출된 진동 중, 특정한 주파수 대역인 것을 발출하는 밴드 패스 필터(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 이 필터는 아날로그 필터에 의해 구성해도, 디지털 필터에 의해 구성해도 좋다.
피측정물(5)의 일단부에는 초음파 발신기(7)가 부착되어 있다. 초음파 발신기(7)는, 본 예에서는 230 ㎑의 진동을 발생하도록 되어 있다. 피측정물(5)의 타단부에는 저주파 발신기(8)가 부착되어 있다. 저주파 발신기(8)는, 본 예에서는 605 ㎐의 진동을 발생하도록 되어 있다.
다음에, 본 실시예에 있어서의 진동 측정 방법에 대해 설명한다. 우선, 초음파 발신기(7) 및 저주파 발신기(8)를 작동시켜 각각의 진동을 피계측물(5)에 가한다. 이 진동을 만곡부(20), 광파이버(2) 및 검출부(3)(도1 참조)에 의해 검출하였다. 검출한 진동 중 605 ㎐ 부근의 성분을 필터에 의해 취출하였다. 취출한 진동 파형을 도15에 도시한다. 도면에는 광파이버(2)를 10회 감은 경우와, 1회 감은 경우가 도시되어 있다. 10회 감은 쪽이 고감도가 되고, S/N비도 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
동시에, 검출부(3)에 의해 검출한 진동 중 230 ㎑ 부근의 성분을 필터에 의해 취출하였다. 취출한 진동 파형을 도16에 도시한다. 이 도면에 있어서도, 광파이버(2)를 10회 감은 경우와, 1회 감은 경우가 도시되어 있다.
여기서, 만곡부(20)에서의 주파수 변화량은 하기의 이유에 의해 권취부의 반경에 따르지 않는다고 생각된다. 우선, 상기 수학식 1을 반경(R)의 루프 한 바퀴로 적분하면,
이 된다.
만곡부(20)를 원통형에 권취시킨 경우, 속도 성분은 항상 권취부의 수직 방향이므로,
이 된다. 또한, 속도 성분은 θ 방향에 따르지 않으므로, 권취수가 m인 경우 만곡부(20)에서의 주파수 변화는,
이 되어 권취부의 반경에는 의존하지 않게 된다.
본 실시예로부터 다음의 것을 알 수 있다. 첫째, 원기둥형의 피계측물(5)[즉, 본체(6)]에 만곡부(20)를 부착함으로써 피계측물의 진동을 계측할 수 있다.
둘째, 1개의 광파이버(2)에 형성된 만곡부(20)에 다른 주파수 성분을 갖는 진동을 입력해도 이들을 각각 계측할 수 있다.
또한, 광파이버(2)의 만곡부(20)의 곡률 반경이 5 ㎜ 내지 10 ㎜보다 작으면, 광파이버의 재질에도 따르지만, 구부림 손실이 커지기 때문에 실용이 어려워진다.
다음에, 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 계측 장치를 도17을 기초로 하여 설명한다. 본 실시 형태에서는 1개의 광파이버(2)가 복수 부위에 있어서 권취되어 있고, 이에 의해 복수의 만곡부(20)가 형성되어 있다. 복수의 만곡부(20)는, 도17에 도시된 바와 같이 하나의 검사 영역으로서의 피계측물(5)에 부착되어 있다. 이 피계측물(5)은 패널형으로 구성되어 있다. 제7 실시 형태에 있어서, 피계측물(5)의 손상 그 밖의 이유에 의해 어느 하나 또는 복수의 만곡부(20)에 진동이 가해지면, 그 진동을 검출부(3)에 의해 검출할 수 있다. 이와 같은 사용 방법은 구조물의 모니터링에 적합하다.
도17에 기재된 계측 장치는 피계측물(5)의 능동적인 비파괴 검사에도 적합하다. 그 사용 방법을 도18에 나타낸다. 피계측물(5)에 대해 진동 발신기 또는 해머에 의해 진동을 가한다. 손상에 대응한 진동은 각 만곡부(20)에 가해진다. 이 진동을 복수의 만곡부(20)에 의해 취득하여 계측한다. 검출된 진동의 특성(파형이나 전달 시간)을 기초로 하여 피계측물(5)의 손상 위치나 크기 등의 필요한 정보를 취득할 수 있다. 손상 부위에 있어서는 진동 주파수나 진폭의 변동이 생기기 때문이다. 도19에 출력의 일예를 나타낸다. 여기에 나타낸 바와 같이, 2개의 파형(A와 B)이 계측된 경우에는 양 파형의 시간 간격이나 감쇠량으로부터 손상의 위치 등의 정보를 추측한다. 이 추측에는, 예를 들어 교사 사례를 다수 작성해 두고, 그것을 기초로 하여 구축한 뉴럴 네트워크를 이용하여 추측하는 등의 적절한 수법을 이용할 수 있다.
또한, 이미 설명한 바와 같이, 만곡부(20)의 권취수를 증가시킴으로써 검출된 진동의 출력 이득을 올릴 수 있다. 따라서, 검출해야 할 만곡부(20)의 권취수를 증가시켜 둠으로써, 검출해야 할 부분 이외에 있어서 광파이버(2)에 가해진 진동에 의한 영향(소음)을 억제할 수 있다.
[실험예]
제1 실시 형태의 장치를 이용하여 판형의 피계측물(5) 표면에 있어서의 박리를 검출하는 실험을 행하였다. 피계측물(5)로서는 CFRP 알루미늄 샌드위치 허니콤에 의해 구성된 것을 이용하였다. 피계측물(5)의 표면에 루프형의 만곡부(20)를 접착하였다(도20 참조). 피계측물(5)로서는 모두 박리를 갖는 것을 이용하였다. 이 피계측물(5)에 탄성파를 가하였다. 여기서, 박리와 진동 발신원과 만곡부(20)의 위치 관계를 도21 내지 도24에 나타낸 바와 같이 변화시켰다. 각 도면에 있어서, 박리 부분(5a)을 해칭으로 나타내고 있다. 박리의 길이는 300 ㎜로 하였다. 이하, 각 도면에 있어서의 조건을 설명한다.
(1) 도21에서는 박리 부분(5a)의 중앙에 만곡부(20)를 배치하였다. 또한, 탄성파를 박리 부분(5a)의 외측으로부터 입력하였다(도면 중 화살표와 같음).
(2) 도22에서는 박리 부분(5a)의 단부 근방(단부로부터 약 10 ㎜의 위치)에 만곡부(20)를 배치하였다. 또한, 탄성파를 박리 부분(5a)의 외측(정상 부분측)으로부터 입력하였다.
(3) 도23에서는 박리 부분(5a)의 단부 근방(단부로부터 약 10 ㎜의 위치)에 만곡부(20)를 배치하였다. 또한, 탄성파를 박리 부분(5a)측으로부터 입력하였다.
(4) 도24에서는 박리 부분(5a)의 외측(박리 부분의 단부로부터 약 10 ㎜의 위치)에 만곡부(20)를 배치하였다. 또한, 탄성파를 박리 부분(5a)측으로부터 입력하였다.
이상의 각 조건에 있어서, 진동 발신원으로부터 만곡부(20)까지의 거리를 바꾸면서, 검출된 진동의 피크치를 전압으로서 취득하였다. 그 결과를 도25에 나타낸다. 도20 내지 도24의 조건과, 도면 중 (a) 내지 (e)의 결과가 대응하고 있다. 이 결과에 따르면, 도22의 경우[(c)의 결과]를 제외하고, 박리가 없는 경우[(a)의 결과]와는 다른 값을 나타내고 있다. 따라서, 진동의 피크치를 측정함으로써 박리의 유무를 검출할 수 있다고 생각된다.
또한, (d) 및 (e)의 결과를 보면(도26 참조), 피크치의 기울기가 도중에 변화하고 있다. 이는 박리 부분과 정상 부분에서는 진동의 감쇠율이 다르므로, 진동원이 박리 부분에 있는지 여부에 의해 피크치가 다르기 때문이라 추측된다. 이 변동점을 기초로 하여 박리 위치의 추측이 가능하다고 생각된다. 또한, 박리 부분을 경유하여 진동이 전달되는 경우와, 정상 부분만을 경유하여 진동이 전달되는 경우에는 진폭의 크기가 다르므로, 반드시 박리 부분에 만곡부(20)가 존재하지 않아도 박리를 검출하는 것이 가능하다고 생각된다.
다음에, 본 발명의 제8 실시 형태에 있어서의 계측 장치를 도28 내지 도31을 기초로 하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서는, 만곡부(20)를 통과하는 빛을 측정광, 측정광의 주파수 변화를 검출하기 위한 기준이 되는 빛을 기준광이라 칭한다. 그러면, 측정광 및 기준광의 전송 방법은 표 1과 같은 조합이 있다.
측정광과 기준광의 조합
기준광
일방향 루프 반사 내부
측정광 일방향 일방향/일방향
루프 루프/루프 루프/반사 루프/내부
반사 반사/루프 반사/반사 반사/내부
이 표에 있어서,「일방향」이라 함은, 측정광 및 기준광을 각각 전송하는 광파이버가 루프하지 않고 일방향으로 연장되어 있는 것이다. 측정광 및 기준광을 일방향으로 연장시킨 예를 도28에 나타낸다. 입력부(광원)(1)로부터 광파이버(2)로 입력된 입력광은 커플러(23)에 의해 분기되어 측정광용 광파이버(201)와 기준광용 광파이버(202)에 입력된다. 이들 광파이버(201과 202)는 파이버(2)의 일부를 구성하고 있다. 이들 파이버(201 및 202)를 통과한 빛은 커플러(24)에 의해 합성되어 검출부(3)에 의해 검파된다. 다른 구성은 도1에 나타내는 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 동일 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다.
표 1에 있어서「루프」라 함은, 광파이버가 루프하여 입력측으로 복귀되어 있는 것을 의미한다. 도29에는 측정광용 광파이버(201)와 기준광용 광파이버(202)가 함께 루프되어 있는 구성이 도시되어 있다. 다른 구성은 도28과 마찬가지이므로, 동일 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다.
표 1에 있어서「내부」라 함은, 입력광(기준광)이 피측정물까지 연장되어 있지 않은 것을 의미한다. 도30에는 측정광용 광파이버(201)가 루프되고, 기준광용 광파이버(202)가 내부 배치로 되어 있는 구성을 나타내고 있다. 이 구성은 도1의구성과 등가이다. 다른 구성은 도28과 마찬가지이므로, 동일 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다.
표 1에 있어서「반사」라 함은, 광파이버에 입력된 빛(측정광 또는 기준광)이 광파이버의 단부에서 반사되는 구성을 의미한다. 도31에는 측정광용 광파이버(201) 및 기준광용 광파이버(202)가 모두 반사로 되어 있는 구성이 나타나 있다. 측정광 및 기준광은 단부(201a 및 202a)에 있어서 반사되어 복귀된다. 복귀된 빛은 커플러(25 및 26)를 거쳐서, 커플러(24)에 있어서 합성되어 검출부(3)로 이송된다. 다른 구성은 도28과 마찬가지이므로, 동일 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다. 이와 같이, 반사를 이용한 경우에는 광파이버를 부설 장소까지 연장시켜 단부에서 적절하게 절단하면 설치할 수 있으므로, 설치가 용이하다는 이점이 있다.
또한, 측정광용 광파이버(201)와 기준광용 광파이버(202)를 동일한 광로 길이로 함으로써 광주파수의 분산을 일치시킬 수 있고, 그 결과 측정 정밀도가 향상되다는 이점이 있다.
또한, 측정광용 광파이버(201)와 기준광용 광파이버(202)를 동일한 경로에 배치함으로써 경로 중에 있어서의 외부로부터의 진동 소음이 같아지고, 그 결과, 진동 소음을 상쇄하는 것이 가능해진다는 이점도 있다.
다음에, 본 발명의 제9 실시 형태에 있어서의 계측 장치를 도32를 기초로 하여 설명한다. 본 실시 형태에 있어서는, 광파이버(2)가 구체(9)의 주위에 권취되어 있다. 이에 의해, 만곡부(20)가 구체(9)의 주위에 배치된 것으로 되어 있다.
이 계측 장치에 따르면, 구체(9)에 가해진 진동을 만곡부(20)에 의해 검출할 수 있다. 따라서, 3차원 방향에서의 진동 계측이 가능하다는 이점이 있다.
상기 각 실시 형태의 장치는, 예를 들어 액티브 컨트롤 등의 제어를 위한 센서로서 이용할 수도 있다. 즉, 상기한 진동 계측 장치는 액티브 컨트롤 시스템의 일부로서 조립되어 있어도 좋다. 이 경우, 이 시스템은 진동 계측 장치에 의해 계측된 진동 또는 그 등가 정보를 입력으로서 수취하고, 입력에 대응한 제어를 행한다. 액티브 컨트롤 시스템 자체는 알려진 바와 같으므로, 그것에 대한 설명은 생략한다.
또한, 상기 실시 형태의 기재는 단순한 일예에 지나지 않고, 본 발명에 필수적인 구성을 도시한 것은 아니다. 각 부의 구성은 본 발명의 취지를 달성할 수 있는 것이면 상기에 한정되지 않는다.
본 발명에 따르면, 고감도이면서 광대역의 진동을 계측할 수 있는 진동 계측 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

Claims (22)

  1. 입력부와 광파이버와 검출부를 구비하고 있고, 상기 입력부는 상기 광파이버에 입력광을 입력하는 것이고, 상기 광파이버는 계측해야 할 진동이 가해지는 만곡부를 갖고, 상기 만곡부는 상기 입력광이 통과하는 것으로 되어 있고, 상기 검출부는 상기 만곡부를 통과한 상기 광파이버로부터의 출력광과 상기 입력광 사이에서의 주파수 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 만곡부는 상기 광파이버를 권취시킴으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 권취에 있어서의 감은 수는 2 이상인 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 만곡부는 그 일측에 있어서 개방 상태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  5. 광파이버의 일부에 형성된 만곡부를 피계측 부위에 배치하고, 상기 광파이버를 통과하는 빛의 주파수 변화를 기초로 하여 상기 피계측 부위에 있어서의 진동을 계측하는 것을 특징으로 하는 진동 계측 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 만곡부는 상기 광파이버를 피계측물에 권취시킴으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  7. 제6항에 기재된 진동 계측 장치를 이용하여 상기 피계측물로의 비틀림 진동을 상기 만곡부로 전달시킴으로써, 상기 비틀림 진동을 계측하는 것을 특징으로 하는 진동 계측 방법.
  8. 제6항에 기재된 진동 계측 장치를 이용하여 상기 피계측물의 축 방향으로의 진동을 상기 피계측물의 변형에 의해 상기 피계측물의 측면에서의 진동으로 변환하고, 상기 측면에서의 진동을 상기 측면에 부착된 상기 만곡부로 전달시킴으로써 상기 피계측물의 축 방향으로의 진동을 계측하는 것을 특징으로 하는 진동 계측 방법.
  9. 제1항 내지 제4항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 만곡부는 1개의 광파이버에 있어서 복수 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  10. 입력부와 본체와 광파이버와 검출부를 구비하고 있고, 상기 입력부는 상기 광파이버에 입력광을 입력하는 것이고, 상기 본체는 통형으로 구성되어 있고, 또한 상기 본체는 그 내부에 진동 전달 매체를 도입할 수 있도록 되어 있고, 상기 광파이버는 상기 본체에 권취됨으로써 절곡부가 형성되어 있고, 상기 만곡부는 상기 입력광이 통과하는 것으로 되어 있고, 상기 검출부는 상기 만곡부를 통과한 상기 광파이버로부터의 출력광과 상기 입력광 사이에서의 주파수 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  11. 제10항에 기재된 진동 계측 장치를 이용하여 상기 본체의 내부에 상기 매체를 도입한 상태에서 상기 매체에 있어서의 진동을 계측하는 것을 특징으로 하는 진동 계측 방법.
  12. 제9항에 기재된 복수의 만곡부는 하나의 피계측물에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  13. 제12항에 기재된 진동 계측 장치를 이용하여 상기 피계측물에서의 진동을 계측하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 방법.
  14. 제12항에 기재된 진동 계측 장치를 이용하고 있고, 이미 알려진 진동을 상기 피계측물에 더하여 상기 기지의 진동을 기초로 하는 진동을 상기 진동 계측 장치에 의해 측정함으로써 상기 피계측물의 검사를 행하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 방법.
  15. 입력부와 광파이버와 검출부를 구비하고 있고, 상기 입력부는 상기 광파이버에 입력광을 입력하는 것이고, 상기 광파이버는 계측해야 할 진동이 가해지는 만곡부를 갖고, 상기 만곡부는 상기 입력광이 통과하는 것으로 되어 있고, 상기 만곡부는 상기 광파이버를 권취시킴으로써 형성되어 있고, 또한 상기 만곡부의 직경은 측정 대상인 진동의 일파장 이하인 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  16. 입력부와 광파이버와 검출부를 구비하고 있고, 상기 입력부는 상기 광파이버에 입력광을 입력하는 것이고, 상기 광파이버는 계측해야 할 진동이 가해지는 만곡부를 갖고, 상기 만곡부는 상기 입력광이 통과하는 것으로 되어 있고, 상기 만곡부는 그 일측에 있어서 개방 상태로 되어 있고, 또한 상기 만곡부에 있어서의 개구 길이는 측정 대상인 진동의 일파장 이하인 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  17. 입력부와 측정광용 광파이버와 기준광용 광파이버와 검출부를 구비하고 있고, 상기 입력부는 상기 측정광용 광파이버에 측정광을 입력하고，또한 상기 기준광용 광파이버에 기준광을 입력하는 것이고, 상기 측정광용 광파이버는 계측해야 할 진동이 가해지는 만곡부를 갖고, 상기 만곡부는 상기 측정광이 통과하는 것으로 되어 있고, 상기 검출부는 상기 각 광파이버를 통과한 상기 측정광과 상기 기준광 사이에 있어서의 주파수의 변화를 기초로 하여 상기 만곡부에 가해진 진동을 검출하는 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 측정광용 광파이버와 기준광용 광파이버는 동일한 광로 길이로 되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  19. 제17 또는 제18항에 있어서, 상기 측정광용 광파이버와 기준광용 광파이버는 동일한 경로에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 측정광용 광파이버 및 기준광용 광파이버는 상기 입력부로부터 내부로 입력된 측정광 및 기준광을 단부에서 반사시키는 구성으로 되어 있고, 상기 검출부는 상기 반사된 측정광과 기준광 사이에 있어서의 주파수의 변화를 검출하는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 만곡부는 구체의 주위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 계측 장치.
  22. 제1항 내지 제4항, 제6항, 제9항, 제10항, 제12항, 제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 기재된 진동 계측 장치를 구비하고 있고, 상기 진동 계측 장치에 의해 계측된 진동에 대응한 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 액티브 컨트롤 시스템.
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