JPH0573797A - 線状外圧センサー及びそれを用いたケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 中心に配置される線状体22の外周に、光ファ
イバ心線23をらせん状に巻き付け、その外周にコルゲー
トパイプ24を被覆した。 【効果】 コルゲートパイプ24が外圧を受けると、その
内面の突条が光ファイバ心線23に押し付けられ、光ファ
イバ心線23は側圧を受けて屈曲するので、伝送損失の増
加が発生する。これを光ファイバ心線23の端部でＯＴＤ
Ｒにより監視すれば、異常の発生と、その位置を検出で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを使用した
線状外圧センサーと、このセンサーを用いた事故点検知
可能なケーブル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14の
ような外圧センサー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からなる導電線条体
13を撚り合わせたものである。つまりこの状態では一対
の導電線状体13は絶縁された状態にある。

【０００４】このような外圧センサー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15のように
変形する。つまり絶縁線状体12が両側に逃げ、導電線状
体13が中央に寄って接触する。その結果、一対の導電線
状体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】

【発明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は重要な課
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】本発明は、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、中心に配置される線状体と、その外周にらせ
ん巻きまたは縦添えされた少なくとも１本の光ファイバ
心線と、その外周に被覆された保護層とを備え、前記保
護層はその内面に、保護層が外圧を受けると光ファイバ
心線に押し付けられて光ファイバ心線に伝送損失の増加
を発生させる突条または突起を有することを特徴とす
る。

【０００８】保護層は種々の形態をとることができ、例
えばコルゲートパイプで構成することができる。このほ
か、心材および光ファイバ心線の外周に巻付けられた波
付きテープと、その外周に被覆されたシースとで構成す
ることもでき、また心材および光ファイバ心線の外周に
突起を内側にして巻付けられた突起付きテープと、その
外周に被覆されたシースとで構成することもできる。

【０００９】本発明ではまた、光ファイバ心線に押し付
けられて光ファイバ心線に伝送損失の増加を発生させる
突条または突起の代わりに線材を用いることもできる。
線材を用いる場合は、中心に配置される線状体と、その
外周にらせん巻きまたは縦添えされた少なくとも１本の
光ファイバ心線と、その外周に光ファイバ心線と交差す
るようにらせん巻きまたは縦添えされた少なくとも１本
の線材と、その外周に被覆された保護層とを備えた構成
となる。またこの構成において、光ファイバ心線と線材
を入れ換え、線材を内層側、光ファイバ心線を外層側に
することも可能である。

【００１０】また上記のような線状外圧センサーを、電
力ケーブル、通信ケーブル、送水ケーブル等のケーブル
のコアに沿って設けると、外圧センサー入りケーブルが
構成できる。

【００１１】

【作用】本発明の線状外圧センサーは、長手方向のある
位置で外力を受けると、その位置で保護層内面の突条ま
たは突起により、あるいは交差する線材により、光ファ
イバ心線が側圧を受け、屈曲を起こす。このため、その
位置での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
外圧センサーに外力が加わったこと（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。

【００１２】また、この線状外圧センサーをケーブルコ
アに沿わせて外圧センサー入りケーブルを構成しておく
と、そのケーブルが海底ケーブルであれば、例えば錨が
引っ掛かった場合、そのこととその位置を検出でき、地
中埋設ケーブルであれば、例えば地盤沈下により異常な
外圧がかかった場合、そのこととその位置を検出でき
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１および図２は本発明の一実施例を示
す。この線状外圧センサー21は、中心に配置された線状
体22の外周に、光ファイバ心線23をらせん状に巻き付
け、さらにその外周に保護層としてコルゲートパイプ24
を被覆したものである。

【００１４】線状体22としては通常プラスチック製のも
のが用いられるが、金属製のものを用いることもでき
る。また必要に応じ、通信用の光ケーブルコアにシース
を施した光ケーブル等を用いることもできる。

【００１５】光ファイバ心線23は光ファイバに保護被覆
を施したもので、最低１本あればよいが、検出精度を高
めるためには複数本用いた方がよい。また光ファイバ心
線23は１本で巻き付けてもよいし、複数本集合したユニ
ットの状態で巻き付けてもよい。また断面円形のものに
限らず、テープ状光ファイバ心線の形態であってもよ
い。

【００１６】コルゲートパイプ24は金属製であるが、必
要に応じその外周にプラスチック被覆を設けることもで
きる。コルゲートパイプ24は光ファイバ心線23の巻付け
層との間に若干の隙間ができるように形成するとよい。
このようにするとコルゲートパイプ24により光ファイバ
心線23が拘束されないので、異常発生以外の原因による
伝送損失の増加が起こり難くなる。

【００１７】この線状外圧センサー21により異常検出を
行うには、このセンサー21を異常検出を行おうとするル
ートに布設し、その端部において、光ファイバ心線23に
ＯＴＤＲを接続し、光パルス信号を入力して、常時監視
を行う。この状態で、もし線状外圧センサー21のいずれ
かの箇所に外圧が加わる (異常が発生する) と、その位
置でコルゲートパイプ24が変形し、その内面の突条が光
ファイバ心線23に押し付けられるため、光ファイバ心線
23はそれによって局部的な側圧を受け、屈曲される。こ
のためその位置で急激な伝送損失の増加が起こるから、
ＯＴＤＲはその反射波から、異常発生と、その位置を検
出できる。

【００１８】つまり、この線状外圧センサー21は、外圧
を受けると、線状体22に巻き付けられている光ファイバ
心線23がコルゲートパイプ24の内面の突条で局部的に側
圧を受け、小さな曲げ径で屈曲されるため、障害位置で
より明確に伝送損失増加が現れる。したがって高い検出
感度で異常を検出することができる。

【００１９】なおコルゲートパイプ24は外圧を受けて永
久変形するものでもよいし、外圧を受けて変形したのち
外圧が除去されると元の断面形状に復元するものでもよ
い。どちらを使用するかはセンサーの用途による。

【００２０】図３は本発明の他の実施例を示す。この線
状外圧センサー21は、線状体22の外周に光ファイバ心線
23を、プラスチック製のひも25と共にらせん巻きし、そ
の外周にコルゲートパイプ24を被覆したものである。ひ
も25は外圧により変形しやすい材料で作られ、その外径
は光ファイバ心線23より若干大きく形成される。またコ
ルゲートパイプ24は内面の突条がひも25に軽く接触する
程度に形成される。

【００２１】このようにすると、通常の状態では光ファ
イバ心線23とコルゲートパイプ24は接触せず、外圧を受
けたときのみ、コルゲートパイプ24の内面の突条が光フ
ァイバ心線23を押圧することになる。したがって通常の
状態における光ファイバ心線23の伝送損失が小さく、異
常発生時の検出精度が高くなる。

【００２２】図４は本発明のさらに他の実施例を示す。
この線状外圧センサー21は、線状体22の外周に光ファイ
バ心線23をらせん巻きし、その外周に図５に示すような
波付きテープ26をらせん巻きまたは縦添えし、その外周
にプラスチックシース27を被覆したものである。すなわ
ちこの実施例では、波付きテープ26とプラスチックシー
ス27が保護層となっているが、このような構成でも、保
護層の内面に多数の突条が形成されるので、コルゲート
パイプを被覆したものと同様の作用効果が得られる。

【００２３】なお、波付きテープ26は金属テープである
が、巻き付けたときに外側となる面に予め熱融着性プラ
スチックフィルムをラミネートしておき、その上に押出
被覆されるプラスチックシース27と一体化させて、いわ
ゆるラミネートシース構造にすることが望ましい。

【００２４】図６は本発明のさらに他の実施例を示す。
この線状外圧センサー21は、線状体22の外周に光ファイ
バ心線23をらせん巻きし、その外周に図７に示すような
突起付きテープ28をらせん巻きまたは縦添えし、その外
周にプラスチックシース27を被覆したものである。

【００２５】この実施例では、突起付きテープ28とプラ
スチックシース27が保護層となるが、このような構成で
も保護層の内面に多数の突起が形成され、外圧を受ける
とその突起が光ファイバ心線23を押圧するようになるの
で、コルゲートパイプを被覆したものと同様の作用効果
が得られる。

【００２６】図８および図９は本発明のさらに他の実施
例を示す。この線状外圧センサー21は、線状体22の外周
に光ファイバ心線23をらせん巻きし、その外周に線材29
を反対方向にらせん巻きし、その外周にプラスチックシ
ース27を被覆したものである。線材29としては金属線ま
たは硬質プラスチック線などが使用される。

【００２７】光ファイバ心線23と線材29は逆方向にらせ
ん巻きされているので、交差部ができ、外圧を受ける
と、この交差部で光ファイバ心線23が線材29に押圧され
て屈曲し、損失増加が発生する。このように線材29を使
用すると、コルゲートパイプや波付きテープなどを使用
する場合に比べ、生産性が高く、コストが安くなる利点
がある。

【００２８】図10は本発明のさらに他の実施例を示す。
この線状外圧センサー21は、線状体22の外周に光ファイ
バ心線23を縦添えし、その外周に線材29をらせん巻き
し、その外周にプラスチックシース27を被覆したもので
ある。このような構成でも、光ファイバ心線23と線材29
の交差部ができるので、図８および図９の実施例と同様
の作用効果が得られる。

【００２９】図11および図12は本発明のさらに他の実施
例を示す。この線状外圧センサー21は、線状体22の外周
に線材29をらせん巻きし、その外周に光ファイバ心線23
を反対方向にらせん巻きし、その外周にプラスチックシ
ース27を被覆したものである。つまり図８および図９の
線状外圧センサーの、光ファイバ心線23と線材29の位置
を入れ換えたものである。この構成では、外圧が加わる
と、光ファイバ心線23が線材29に押し付けられて屈曲
し、損失増加が発生することになる。

【００３０】図13は以上の各実施例に示したような線状
外圧センサー21を内蔵させた海底電力ケーブル31を示
す。32は撚り合わされた３本のケーブルコアで、線状外
圧センサー21はケーブルコア32の間の谷部にジュートひ
もやプラスチックひも等の介在ひも33と共に撚り合わさ
れている。34はその外側に設けたプラスチックひも等か
らなる座床、35は鋼線などからなる鎧装、36は最外層に
設けたプラスチックひも等からなる座床である。

【００３１】このようなケーブル31を海底に布設し、そ
の端部において線状外圧センサー21内の光ファイバ心線
にＯＴＤＲを接続して常時監視を行えば、ケーブル31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可能となる。

【００３２】線状外圧センサー21はケーブル31内に１本
入れておけば一応事故検出は可能であるが、図示のよう
に周方向に間隔をあけて複数本入れておけば、いずれの
方向からの外力に対しても感度よく検出することができ
る。

【００３３】上記実施例は海底電力ケーブルについて述
べたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば
海底通信ケーブル、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）等にも同様に適用
できるものである。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る線状外
圧センサーは、外圧を受けると、保護層内面の突条また
は突起、あるいは保護層内の線状体により光ファイバ心
線に側圧がかかり、光ファイバ心線が小さな曲げ半径で
屈曲させられるため、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。またこの線状外圧
センサーをケーブルに収納しておけば、ケーブルの外圧
による事故の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】 本発明の一実施例に係る線状外圧センサーの
縦断面図。

【図２】 図１の線状外圧センサーの横断面図。

【図３】 本発明の他の実施例に係る線状外圧センサー
の横断面図。

【図４】 本発明のさらに他の実施例に係る線状外圧セ
ンサーの縦断面図。

【図５】 図４の線状外圧センサーに用いた波付きテー
プの斜視図。

【図６】 本発明のさらに他の実施例に係る線状外圧セ
ンサーの縦断面図。

【図７】 図６の線状外圧センサーに用いた突起付きテ
ープの斜視図。

【図８】 本発明のさらに他の実施例に係る線状外圧セ
ンサーの縦断面図。

【図９】 図８の線状外圧センサーの横断面図

【図１０】 本発明のさらに他の実施例に係る線状外圧
センサーの縦断面図。

【図１１】 本発明のさらに他の実施例に係る線状外圧
センサーの縦断面図。

【図１２】 図１１の線状外圧センサーの横断面図

【図１３】 本発明の一実施例に係る外圧センサー入り
ケーブルの横断面図。

【図１４】 従来の外圧センサーの外圧検出前の断面
図。

【図１５】 図１４の外圧センサーの外圧検出後の断面
図。

【符号の説明】

21：線状外圧センサー 22：線状体 23：光ファイ
バ心線 24：コルゲートパイプ 25：プラスチック製のひも
26：波付きテープ 27：プラスチックシース 28：突起付きテープ 2
9：線材 31：海底電力ケーブル 32：ケーブルコア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝田 義昭 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心に配置される線状体と、その外周に
   らせん巻きまたは縦添えされた少なくとも１本の光ファ
   イバ心線と、その外周に被覆された保護層とを備え、前
   記保護層はその内面に、保護層が外圧を受けると光ファ
   イバ心線に押し付けられて光ファイバ心線に伝送損失の
   増加を発生させる突条または突起を有することを特徴と
   する線状外圧センサー。
2. 【請求項２】 請求項１記載の線状外圧センサーであっ
   て、保護層がコルゲートパイプであるもの。
3. 【請求項３】 請求項１記載の線状外圧センサーであっ
   て、保護層が、線状体および光ファイバ心線の外周に巻
   付けられた波付きテープと、その外周に被覆されたシー
   スとからなるもの。
4. 【請求項４】 請求項１記載の線状外圧センサーであっ
   て、保護層が、線状体および光ファイバ心線の外周に突
   起を内側にして巻付けられた突起付きテープと、その外
   周に被覆されたシースとからなるもの。
5. 【請求項５】 中心に配置される線状体と、その外周に
   らせん巻きまたは縦添えされた少なくとも１本の光ファ
   イバ心線と、その外周に光ファイバ心線と交差するよう
   にらせん巻きまたは縦添えされた少なくとも１本の線材
   と、その外周に被覆された保護層とを備えたことを特徴
   とする線状外圧センサー。
6. 【請求項６】 中心に配置される線状体と、その外周に
   らせん巻きまたは縦添えされた少なくとも１本の線材
   と、その外周に線材と交差するようにらせん巻きまたは
   縦添えされた光ファイバ心線と、その外周に被覆された
   保護層とを備えたことを特徴とする線状外圧センサー。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の線
   状外圧センサーがケーブルコアと共に収納されているこ
   とを特徴とする外圧センサー入りケーブル。