JPH0573549U - 線状外圧センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 光ファイバ心線を弾性割り入りパイプに収納
した外圧センサーコア21を、他の介在ひも28と共に、線
状体29の外周にらせん巻きし、その外周に保護層30を被
覆した。各部材のサイズは、保護層に外圧がかかると保
護層および弾性割り入りパイプが変形して光ファイバ心
線に側圧がかかる関係になっている。 【効果】 外圧がかかると、その位置で弾性割り入りパ
イプの変形により光ファイバ心線が押圧されて局部的な
側圧を受け、その位置で光ファイバ心線の伝送損失の増
加が発生する。したがって損失増加の発生とその位置を
光学的に検出することにより、異常発生とその位置を確
実に検出できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光ファイバを利用した線状外圧センサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

海底に布設されたケーブル、とりわけ船舶が頻繁に航行する海峡などに布設さ れた海底ケーブルには船舶の錨が引っ掛かることが多々あり、このため海底ケー ブルが損傷を受けたり、最悪の場合は切断されたりする事故が発生している。

【０００３】 従来、このような事故の発生を検知するため種々の検討がなされてきたが、そ の一つとして図４に示すような線状外圧センサー11が実用に供されている。これ は、一対の絶縁線状体12を撚り合わせると共に、その両側にできる谷部に沿って 一対の銅線などの金属線13を撚り合わせたものである。つまりこの状態では一対 の金属線13は絶縁された状態にある。

【０００４】 このような線状外圧センサー11を海底ケーブル内に収納しておくと、布設され た海底ケーブルに船舶の錨が引っ掛かった場合、海底ケーブルには大きな外圧が かかるから、この外圧によりセンサー11は図５のように変形する。つまり絶縁線 状体12が両側に逃げ、金属線13が中央に寄って接触する。その結果、一対の金属 線13はその位置で電気的に導通した状態になるから、これを海底ケーブルの端部 側で電気的に検知すれば、錨が引っ掛かったことを検知できる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来のセンサーは海底ケーブルに錨が引っ掛かったことを検知することは可能 であるが、その位置を検知することができない。このため後日、その事故を起こ した船舶を特定することが難しいという問題があった。 以上は海底ケーブルの事故検出についてであるが、異常な外圧がかかりケーブ ルが損傷することは、地中ケーブルや架空ケーブルでも起こり得ることであり、 このような場合の事故点検知も重要な課題である。

【０００６】 また、このような事故点検知はケーブルに限られるものではなく、例えば防犯 や防災などの目的で、ある区間内またはある経路における異常発生を監視する場 合、異常発生の有無だけでなく、どの位置で異常が発生したかを検知できれば、 監視精度の向上に有効である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記のような課題を解決した線状外圧センサーを提供するもので、 その構成は、光ファイバ心線を弾性割り入りパイプに収納した外圧センサーコア を、線状体の外周にらせん巻きするか、外周にらせん状（適宜ピッチでらせん方 向が変わる、いわゆる反転らせん状も含む）の溝を有する溝付き介在の溝内に収 納し、その外周に保護層を被覆してなり、各部材のサイズが、保護層に外圧がか かると保護層および弾性割り入りパイプが変形して光ファイバ心線に側圧がかか る関係になっていることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

本考案の線状外圧センサーは、長手方向のいずれかの位置に外圧がかかると、 その位置で保護層および弾性割り入りパイプが変形して光ファイバ心線に局部的 な側圧がかかる。このため、その位置で光ファイバ心線の伝送損失が急激に増加 するから、これを光ファイバ心線の端部においてＯＴＤＲ（光ファイバ障害点探 索装置）により監視していれば、線状外圧センサーに外圧が加わったこと（異常 発生）と、その位置（光ファイバ心線端部からの距離）を検出することが可能と なる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して詳細に説明する。 図１は本考案に使用される外圧センサーコアを示す。この外圧センサーコア21 は、光ファイバ22に被覆23を施してなる光ファイバ心線24に、長手方向に割り25 の入った弾性割り入りパイプ26を被覆したものである。弾性割り入りパイプ26は 通常の状態では光ファイバ心線24を締め付けておらず、割り25に間隙ｇが存在す る。このような外圧センサーコア21は、光ファイバ心線24に、金属テープを円筒 状に縦添え成形することにより容易に製造することができる。

【００１０】 図２は図１の外圧センサーコア21を使用した本考案の一実施例を示す。この線 状外圧センサー27は、図１の外圧センサーコア21を、他の介在ひも28と共に線状 体29の外周にらせん巻きし、その外周に保護層30を被覆したものである。保護層 30はプラスチックシースまたはテープ巻き層などで構成される。

【００１１】 この線状外圧センサー27は、長手方向のいずれかの箇所に外圧が加わると、そ の位置で保護層30および弾性割り入りパイプ26が変形して光ファイバ心線24に局 部的な側圧がかかり、その位置で急激な損失増加が生じて反射波が発生するため 、それをＯＴＤＲで観測することにより、異常発生と、その位置を検出できるも のである。また外圧が除去されると、弾性割り入りパイプ26はそれ自体の弾性に より押し広がるため、光ファイバ心線24の損失増加が解消されるという復元性が ある。

【００１２】 各部材のサイズは、弾性割り入りパイプ26の外径をｄ₀ 、肉厚をｔ、割り25の 間隙をｇ、光ファイバ心線24の外径をｄ、介在ひも28の直径をＤとすると、次の ３式を満足する関係にすることが望ましい。

【００１３】

【数１】 0.7Ｄ≦ｄ₀ −ｇ／π≦Ｄ＜ｄ₀

【００１４】

【数２】 ｄ≦Ｄ−２×ｔ

【００１５】

【数３】 ｄ₀ −２×ｔ−ｇ／π≦0.8 ｄ

【００１６】 すなわち、Ｄ＜ｄ₀ とすることにより、弾性割り入りパイプ26に外圧が作用し 易くなる。 また、ｄ₀ −ｇ／π≦Ｄとすることにより、介在ひも28の変形が生じる程度の 外圧が加わる前に弾性割り入りパイプ26の割り25が閉じることがない。 また、 0.7Ｄ≦ｄ₀ −ｇ／πとすることにより、介在ひも28がある程度変形し 、なおかつ外圧に対して大きな抵抗作用を生じる前に、弾性割り入りパイプ26の 割り25が閉じる。

【００１７】 また、ｄ≦Ｄ−２×ｔとすることにより、わずかな外圧が加わっている状態で は光ファイバ心線24に側圧が加わらないので損失増加が生じない。 さらに、ｄ₀ −２×ｔ−ｇ／π≦0.8 ｄとすることにより、弾性割り入りパイ プ26の割り25が閉じた状態で、光ファイバ心線24に損失増加を生じさせるのに十 分な側圧が加わると共に、光ファイバ心線24に損傷を与えないようにすることが できる。

【００１８】 具体的には、例えばｄ₀ ＝1.3 mm、ｔ＝0.15mm、ｇ＝0.9 mm、ｄ＝0.9 mm、Ｄ ＝1.2 mmで、良好な線状外圧センサーを得ることができる。

【００１９】 なお中心の線状体29は、図２の例では単なる中実の線状体であるが、通信用光 ファイバ心線または電気通信線などを有するケーブルの形態にすることもできる 。

【００２０】 次に図３は本考案の他の実施例を示す。この線状外圧センサー27は、中心にテ ンションメンバー31を有し外周に複数条のらせん状の溝を有する溝付き介在32の 、一部の溝に図１の外圧センサーコア21を収納し、他の溝に通信用光ファイバ心 線（または電気通信線）33を収納して、その外周に保護層30を被覆したものであ る。

【００２１】 この場合の各部材のサイズは、溝付き介在27の溝の深さをＤとして、前記の数 式１〜３を満足する関係にすることが望ましい。具体的には、例えばｄ₀ ＝2.0 mm、ｔ＝0.2 mm、ｇ＝1.3 mm、ｄ＝1.5 mm、Ｄ＝1.9 mmで、良好な線状外圧セン サーを得ることができる。

【００２２】 以上のような線状外圧センサーを例えば海底ケーブルの鎧装の内側に収納して おけば、海底ケーブルに船舶の錨が引っ掛かった場合、その外圧に基づく光ファ イバ心線の伝送損失の増加により、事故の発生と、その位置を直ちに検出するこ とができる。 また本考案の線状外圧センサーは海底ケーブルだけでなく、例えば海底送水管 、地中ケーブル（電力、通信）、架空ケーブル（電力、通信）等にも同様に使用 でき、またケーブル以外の異常検知にも使用できるものである。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係る線状外圧センサーは、外圧がかかると、その 位置で弾性割り入りパイプの変形により光ファイバ心線が押圧されて局部的な側 圧を受けるため、その位置で光ファイバ心線の伝送損失の増加が発生する。した がって損失増加の発生とその位置を光学的に検出することにより、異常発生とそ の位置を確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に使用される外圧センサーコアの一例
を示す断面図。

【図２】 本考案に係る線状外圧センサーの一実施例を
示す断面図。

【図３】 本考案に係る線状外圧センサーの他の実施例
を示す断面図。

【図４】 従来の線状外圧センサーの外圧検出前の断面
図。

【図５】 図４の線状外圧センサーの外圧検出後の断面
図。

【符号の説明】

21：外圧センサーコア 24：光ファイバ心線 25：間隙 26：弾性割り入りパイプ 27：線状外圧センサー 28：介在ひも 29：線状体 30：保護層 32：溝付き介在

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 11/22 7244−5Ｇ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】光ファイバ心線を弾性割り入りパイプに収
   納した外圧センサーコアを、線状体の外周にらせん巻き
   するか、溝付き介在の溝内に収納し、その外周に保護層
   を被覆してなり、各部材のサイズが、保護層に外圧がか
   かると保護層および弾性割り入りパイプが変形して光フ
   ァイバ心線に側圧がかかる関係になっていることを特徴
   とする線状外圧センサー。