JPH04134204A - 歪センサ用光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は分布型光ファイバ歪計測システムのセンサとし
て用いる光ファイバケーブルに関するものである。

［従来の技術］ コンクＩＪ　−ト構造物等の歪を検知する技術として、
０ＴＤＲ（Ｏｐｔｌｃａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ　
Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）を利用した歪計測システ
ムがある。この０ＴＤＲは、光ファイバの損失分布測定
や障害点調査を目的とする測定器で、光ファイバの一端
に接続されたレーザ光源、受光回路等からなる計測部、
及びコンピュータによる処理部からなる。モしてレーザ
光源から光ファイバに光パルスを入射し、その後方散乱
光の遅延時間（光パルスを入射してから後方散乱光が入
射端に戻って来るまでの時間）を計測することによって
後方散乱光（レーり散乱光が通常用いられる）の発生位
置を求め、さらに後方散乱光の強度を検出することによ
り各位置からの光ファイバの損失を求めるというもので
ある。

従って、１本の光ファイバを測定対象物（コンクリート
等）に布設し、光ファイバの長さ変化を観測すれば、測
定対象物の歪を検知することができるのである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の計測システムでは、１本の光ファイバを
測定対象物に布設するだけなため、測定対象物と光ファ
イバとの滑りで、測定対象物の歪が正確に光ファイバに
伝わらないということ、および歪分布は測定できないと
いう問題があった。

［課題を解決するための手段］ 従って、本発明は上記課題を解決するためになされたも
のであって、測定対象物の歪を正確にとらえうる歪セン
サ月光ファ、イバケーブルを提供するものである。

即ち、本発明ケーブルは、内部に光ファイバを収納した
複数の管を撚合わせてなるもので、このうち少くとも１
本は、管内部の光ファイバを樹脂注入により固定したも
ので構成した。

又、前記樹脂注入により固定された光ファイバを、複数
の融着接続部を備えるものとしたことを特徴とする。

［実施例コ 以下、第１図乃至第５図に示す実施例に基づいて本発明
を説明する。尚、各図に共通する符号は同一部分を示す
。

（実施例１） 第１図は本発明ケーブルを構成する光ファイバを収納し
た管を示すもので、（Ａ）はその縦断図、（Ｂ）はその
横断図である。

同図に示すように金属製の管１内には光ファイバ２が収
納されており、管１と光ファイバ２の隙間には樹脂３が
注入され、光ファイバ２は管１内で固定されている。こ
のような構造の管と、管内に光ファイバを収納しただけ
で樹脂注入を行っていない管の２本を撚合せて光ファイ
バケーブルを構成した。その外観図を第２図に示す。そ
して、実際の歪測定に際しては、コンクリート建造物の
場合を例にとれば、第３図に示すように第２図記載の光
ファイバケーブル４をコンクリート内に布設し、鉄筋５
にこれを巻回することで曲部６を形成する。ここで管１
は主に布設の際、光ファイバ２の機械的保護として機能
し、又鉄筋５の直径と光ファイバケーブル４の最少曲げ
径との関係上、必要に応じて鉄筋５にスペーサを設け、
そのスペーサ上に光ファイバケーブル４を巻回して曲＃
部６を形成する。そして光ファイバを収納した２本の管
のうち樹脂注入を行ったものを０ＴＤＲの計測部に、樹
脂注入を行ってないものをＤＴＳ計測部に接続する。こ
のＤＴＳ（Ｄｌｓｔｒｅｂｕｔｅｄ　Ｔｅｍｐｅｒａｔ
ｕｒｅＳｅｎｓｏｒ）は０ＴＤＲ技術を応用したもので
、測定対象物に布設された光ファイバからなるセンサ部
、該センサ部と接続され、レーザ光源、受光回路等を備
える計測部及びコンピュータによる処理部からなる。そ
して、後方散乱光の遅延時間より後方散乱光の発生位置
を求める点で０ＴＤＲと共通するが、さらに後方散乱光
に含まれるラマン散乱光の強度より各位置での温度を求
めるというものである。

上記のような接続、配置にて０ＴＤＲで光ファイバケー
ブルの損失分布を測定する。ところで、光ファイバに曲
げを与えると、その曲げ径に応じて伝送損失が発生し、
曲げ径が小さい程伝送損失が大きくなることがわかって
いる。従って、第３図記載の光ファイバケーブル４につ
いて損失測定を行えば各曲部６の対応する位置で損失が
局部的に大きい箇所（基準点）が観測される。

ここで光ファイバケーブル長手方向への伸び歪が発生し
た場合、コンクリートと一体と考えられる各鉄筋５の間
隔が広がり、各鉄筋間の距離が伸びることになる。各鉄
筋間の距離は各基準点間の距離として０ＴＤＲで把握さ
れており、又管内で光ファイバ２は樹脂により固定され
ていることから、コンクリートの歪に応じて光ファイバ
２にも発生した伸びは、各基準点間の距離変化として観
測される。この結果、距離変化のあった基準点間に対応
する鉄筋間で歪が発生したことを検知するのである。

この際、コンクリート内に布設された光ファイバケーブ
ルは、第４図に示すように撚合せてなる２本の管１の各
外周にコンクリート７が密着するため、単に１本の光フ
ァイバを配した場合に比ベ、鉄筋間、曲＃部のいずれに
おいてもコンクリートの滑りが少なく確実に歪をとらえ
ることができる。

一方、ＤＴＳで光ファイバケーブル沿いの温度分布を測
定し、先の０ＴＤＲによる測定結果と合わせれば撚合さ
れてなる１本の光ファイバケーブルで歪と温度の双方を
検知することができる。ここでＤＴＳに接続された光フ
ァイバは、歪を検知するものではないので樹脂注入によ
り管内に固定される必要もない。

一般にコンクリート建造物等には温度変化による伸縮が
′みられるが、歪と合わせて温度測定も行うことにより
、各測定値から温度変化による伸縮分の距離変化を補正
し、−層高精度な歪測定を行なうことが可能となる。

（実施例２） 次に実施例１とは別態様の光ファイバケーブルについて
第５図を用いて説明する。同図は光ファイバ１を収納し
た管１の内部を示す縦断図で、管１内に光ファイバ２を
収納し、管１と光ファイバ２との隙間に樹脂注入を行っ
た点は第１図（Ａ）と共通するが、本例に用いた光ファ
イバ２は、複数の融着接続部８を備えたものである。こ
の融着接続部８は、０ＴＤＲによる損失測定の際基準点
として機能するもので、実施例１における曲部６に相当
するものである。このような構造の管と、単に管内部に
光ファイバ（これには融着接続部はない）を収納し、樹
脂注入を行ってないものを撚合せて光ファイバケーブル
を形成する。そして、前記樹脂注入を行った管を０ＴＤ
Ｒに、樹脂注入を行っていないものをＤＴＳに接続し、
伝送損失及び温度の測定を行なう。この場合光ファイバ
１自体に距離変化の基準点（融着接続部８）が備えられ
ているため、コンクリート内に布設するだけで鉄筋に巻
回する必要はなく、伝送損失の大きい各融着接続部間の
距離変化から実施例１同様歪を検知するのである。又Ｄ
ＴＳによる温度測定及び温度変化による伸縮分の補正等
も実施例１と同様に行えばよい。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明ケーブルを用いれば測定対象
物と光ファイバケーブルとの滑りを抑え、精度よく歪を
検知できる分布型光ファイバ歪計測システムを構成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明光ファイバケーブルを構成する光ファイ
バを収納した管を示すもので（Ａ）はその縦断図、（Ｂ
）はその横断図、第２図は本発明光ファイバケーブルの
外観図、第３図は第２図の光ファイバケーブルを用いた
歪計測システムの構成図、第４図はコンクリート内の光
ファイバケーブル布設状態を示す説明図、第５図は第１
図とは別態様の光ファイバを収納した管の構造を示す縦
断図である。 １・・・管、２・・・光ファイバ、３・・・樹脂、４・
・・光ファイバケーブル、５・・・鉄筋、６・・・曲部
、７・・・フンクＩＪ−）、８・・・融着接続部。 掃　１　図 （Ａ） （、Ｂ） 算　２　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバの一端から光パルスを入射し、その後
   方散乱光を検出することによって光ファイバ各部の損失
   測定を行ない、光ファイバに加わる歪を測定する歪セン
   サ用光ファイバケーブルにおいて、前記光ファイバを管
   内に収納し、これを複数本撚合せたもので、このうち少
   くとも一本は、前記管内部への樹脂注入により光ファイ
   バを固定したものからなることを特徴とする歪センサ用
   光ファイバケーブル。
2. （２）樹脂注入により管内部で固定された光ファイバに
   複数の融着接続部を設けたことを特徴とする請求項（１
   ）記載の歪センサ用光ファイバケーブル。