JPH07111461B2 - 地塊変位計測方法 - Google Patents
地塊変位計測方法Info
- Publication number
- JPH07111461B2 JPH07111461B2 JP1034743A JP3474389A JPH07111461B2 JP H07111461 B2 JPH07111461 B2 JP H07111461B2 JP 1034743 A JP1034743 A JP 1034743A JP 3474389 A JP3474389 A JP 3474389A JP H07111461 B2 JPH07111461 B2 JP H07111461B2
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- light
- loop
- ground
- fiber loop
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Links
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Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、断層運動・地すべり運動・なだれ等相互に運
動を行う地塊などの運動を計測する方法に関する。
動を行う地塊などの運動を計測する方法に関する。
〔従来の技術〕 地震予知・地すべり対策においては、断層や地すべり端
を境界に二つの地塊が相互に行う運動をモニターして、
早期に警報を出すことが重要である。従来はその計測の
為に、地塊同志のある点における相互の運動をインバー
線等を使って計測していた。
を境界に二つの地塊が相互に行う運動をモニターして、
早期に警報を出すことが重要である。従来はその計測の
為に、地塊同志のある点における相互の運動をインバー
線等を使って計測していた。
従来の計測方法では選ばれた点における状態のモニター
は出来ても、問題としている断層ある言いすべり帯全体
あるいは広範囲な部分を効率的にモニターすることは不
可能であり、又実際に行うとすれば従来のセンサーを非
常に多く配置するようになり、コストの面でも計測シス
テムの信頼性確保の面でも、多くの問題点が生ずるのは
明らかである。
は出来ても、問題としている断層ある言いすべり帯全体
あるいは広範囲な部分を効率的にモニターすることは不
可能であり、又実際に行うとすれば従来のセンサーを非
常に多く配置するようになり、コストの面でも計測シス
テムの信頼性確保の面でも、多くの問題点が生ずるのは
明らかである。
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、光フ
ァイバージャイロの回転検出機能を生かして、断層全体
あるいは地すべり帯全体を一つのものとしてその変動を
現視できる方法を得ることを目的とする。
ァイバージャイロの回転検出機能を生かして、断層全体
あるいは地すべり帯全体を一つのものとしてその変動を
現視できる方法を得ることを目的とする。
本発明は、計測部位に、ずれ変位面を内側に含むように
光ファイバーループを埋め込んで固定すると共に、光フ
ァイバー方向性結合器により光信号を分岐して、光ファ
イバーループの左右両方向に伝播し、光ファイバールー
プを抜け出た光を結合して、２方向の光の位相差を計測
することによって、異なる地塊のすべり速度に比例した
電気信号を取り出し、この電気信号からずれ変位を行う
地塊相互の運動を計測することを特徴とするものであ
る。
光ファイバーループを埋め込んで固定すると共に、光フ
ァイバー方向性結合器により光信号を分岐して、光ファ
イバーループの左右両方向に伝播し、光ファイバールー
プを抜け出た光を結合して、２方向の光の位相差を計測
することによって、異なる地塊のすべり速度に比例した
電気信号を取り出し、この電気信号からずれ変位を行う
地塊相互の運動を計測することを特徴とするものであ
る。
本発明では、光ファイバーループを順逆方向に伝播する
光において、Sagnac効果により伝播路の速度に比例して
生ずる位相差を計測して、相互の運動速度に比例する電
気信号を取り出すものとなっている。光ファイバー内を
順逆方向に伝播する為、光ファイバー内の光伝播特性の
周囲条件依存性をキャンセルするものになっており、又
ファイバーの巻き数・径を選ぶことにより分解能の向上
を計ることができる。
光において、Sagnac効果により伝播路の速度に比例して
生ずる位相差を計測して、相互の運動速度に比例する電
気信号を取り出すものとなっている。光ファイバー内を
順逆方向に伝播する為、光ファイバー内の光伝播特性の
周囲条件依存性をキャンセルするものになっており、又
ファイバーの巻き数・径を選ぶことにより分解能の向上
を計ることができる。
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図は本発明の１実施例を示す図、第２図は本発明を
実施する装置の回路構成を示す図である。図中、１、２
は異なる地塊に属する岩盤、３は充填用モルタル、４は
光ファイバーループ、５は岩盤に掘ったＵ字形の溝、６
は水平軸、７は断層又は地すべり帯の境界、９は光ファ
イバー方向性結合器、10はビームスプリッター、11は光
源、12は位相差検出器、13はアンプ、14は出力を示す。
実施する装置の回路構成を示す図である。図中、１、２
は異なる地塊に属する岩盤、３は充填用モルタル、４は
光ファイバーループ、５は岩盤に掘ったＵ字形の溝、６
は水平軸、７は断層又は地すべり帯の境界、９は光ファ
イバー方向性結合器、10はビームスプリッター、11は光
源、12は位相差検出器、13はアンプ、14は出力を示す。
第１図において、光ファイバーループ４は、単一モード
の光ファイバーを用い、断層線７を囲みセンサー部分を
形成する。そして、相互の運動を計測しようとする異な
る地塊の岩盤１、２等の中に埋め込まれる。さらに、周
囲との一体的結合を図る為に膨張性モルタル３を、光フ
ァイバーループ４の周囲に充填する。光ファイバーの周
囲には磁気による影響を防止するため、磁気シールドを
施す場合がある。又溝５の深さは、地中なるべく深く
（１メートル以上）掘り、大気温度の変化の影響が少な
い場所となるようにする。このようにして岩盤１、２等
の中に埋設した光ファイバーループ４を光ファイバージ
ャイロに用い、この光ファイバージャイロでクリープ運
動に起因する地塊１、２の相対運動を計測する。この図
では地塊１が左横ずれ成分を持つ運動を例にしている
が、右横ずれ成分を持つ場合も本質的に変らない。さら
に上下運動でもよい。従って、本発明を実施する装置
は、１つのセンサーで監視すべき全域をカバーするクリ
ープメーターとなる。
の光ファイバーを用い、断層線７を囲みセンサー部分を
形成する。そして、相互の運動を計測しようとする異な
る地塊の岩盤１、２等の中に埋め込まれる。さらに、周
囲との一体的結合を図る為に膨張性モルタル３を、光フ
ァイバーループ４の周囲に充填する。光ファイバーの周
囲には磁気による影響を防止するため、磁気シールドを
施す場合がある。又溝５の深さは、地中なるべく深く
（１メートル以上）掘り、大気温度の変化の影響が少な
い場所となるようにする。このようにして岩盤１、２等
の中に埋設した光ファイバーループ４を光ファイバージ
ャイロに用い、この光ファイバージャイロでクリープ運
動に起因する地塊１、２の相対運動を計測する。この図
では地塊１が左横ずれ成分を持つ運動を例にしている
が、右横ずれ成分を持つ場合も本質的に変らない。さら
に上下運動でもよい。従って、本発明を実施する装置
は、１つのセンサーで監視すべき全域をカバーするクリ
ープメーターとなる。
次に、参考の為光ファイバー式クリープメーターの動作
を、第２図に示す回路構成で説明する。原理は光ファイ
バージャイロと同じである。
を、第２図に示す回路構成で説明する。原理は光ファイ
バージャイロと同じである。
光ファイバー式クリープメーターでは、巻数Ｎの光ファ
イバーループ８を第１図に示すようにして布設する。そ
して、光源11からビームスプリッター10を通して光ファ
イバー方向性結合器９に光信号を送り、光ファイバー方
向性結合器９により光信号を分岐して光ファイバールー
プ８において左右両方向に伝播する。
イバーループ８を第１図に示すようにして布設する。そ
して、光源11からビームスプリッター10を通して光ファ
イバー方向性結合器９に光信号を送り、光ファイバー方
向性結合器９により光信号を分岐して光ファイバールー
プ８において左右両方向に伝播する。
光ファイバーループ８が断層運動のためにずれると、実
質的には回転したことになり、両まわりの光の間にSagn
ac効果により位相差が生ずる。そこで、この光信号を、
ループを抜け出た後再び光ファイバー方向性結合器９に
より結合した後、ビームスプリッター10を通して光検出
器等の位相差検出器12に入射させ、両方向の光の位相差
を計測する。この位相差信号をアンプ13により増幅する
ことによって出力14が得られる。このようにして光ファ
イバークリープメーターでは、光ファイバーループの軸
方向に沿った平均角速度に比例する信号を検出する。
質的には回転したことになり、両まわりの光の間にSagn
ac効果により位相差が生ずる。そこで、この光信号を、
ループを抜け出た後再び光ファイバー方向性結合器９に
より結合した後、ビームスプリッター10を通して光検出
器等の位相差検出器12に入射させ、両方向の光の位相差
を計測する。この位相差信号をアンプ13により増幅する
ことによって出力14が得られる。このようにして光ファ
イバークリープメーターでは、光ファイバーループの軸
方向に沿った平均角速度に比例する信号を検出する。
なお、両回りの光の位相差ΔΦは、ループが円形の場合
には ΔΦ＝Ａω ただし、Ａ＝４πＬf/C2、L:ファイバー長、：ファ
イバーループの平均直径、C:光速、f:光振動周波数であ
る。上記の式から明らかなように感度はループの長さと
平均半径に比例する。
には ΔΦ＝Ａω ただし、Ａ＝４πＬf/C2、L:ファイバー長、：ファ
イバーループの平均直径、C:光速、f:光振動周波数であ
る。上記の式から明らかなように感度はループの長さと
平均半径に比例する。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、感度
はループの長さと平均半径に比例するので、光ファイバ
ーの巻き数・平均直径を選ぶことにより分解能を理論的
には無限に向上させることができる。また、従来のクリ
ープメーターの欠点である計測の局地性をもカバーし、
目的とする断層又は地すべり帯全体をモニターできる。
さらに、光ファイバーがセンサーであると同時に又信号
の伝達も兼ねている点も上有利であり、センサー部に駆
動部、電気部がないため、メンテナンスが不要で信頼性
が高い。
はループの長さと平均半径に比例するので、光ファイバ
ーの巻き数・平均直径を選ぶことにより分解能を理論的
には無限に向上させることができる。また、従来のクリ
ープメーターの欠点である計測の局地性をもカバーし、
目的とする断層又は地すべり帯全体をモニターできる。
さらに、光ファイバーがセンサーであると同時に又信号
の伝達も兼ねている点も上有利であり、センサー部に駆
動部、電気部がないため、メンテナンスが不要で信頼性
が高い。
第１図は本発明の１実施例を示す図、第２図は本発明を
実施する装置の回路構成を示す図である。 １、２……岩盤、３……充填用モルタル、 ４……光ファイバー、 ５……岩盤に掘ったＵ字溝、 ６……水平軸、７……断層、 ８……光ファイバーループ、 ９……光方向性結合器、 10……ビームスプリッター、 11……光源、12……位相差検出器、 13……アンプ、14……出力。
実施する装置の回路構成を示す図である。 １、２……岩盤、３……充填用モルタル、 ４……光ファイバー、 ５……岩盤に掘ったＵ字溝、 ６……水平軸、７……断層、 ８……光ファイバーループ、 ９……光方向性結合器、 10……ビームスプリッター、 11……光源、12……位相差検出器、 13……アンプ、14……出力。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯高 弘 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 三井 勉 大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 萩原 寿夫 大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 山口 正義 大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 審査官 関根 洋之 (56)参考文献 特開 昭59−218903（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−205882（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−153918（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】計測部位に、ずれ変位面を内側に含むよう
に、光ファイバーループを埋め込んで固定すると共に、
光ファイバー方向性結合器により光信号を分岐して、光
ファイバーループの左右両方向に伝播し、光ファイバル
ープを抜け出た光を結合して、２方向の光の位相差を計
測することによって、異なる地塊のすべり速度に比例し
た電気信号を取り出し、この電気信号からずれ変位を行
う地塊相互の運動を計測することを特徴とする地塊変位
計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034743A JPH07111461B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 地塊変位計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034743A JPH07111461B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 地塊変位計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02213797A JPH02213797A (ja) | 1990-08-24 |
| JPH07111461B2 true JPH07111461B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=12422804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1034743A Expired - Lifetime JPH07111461B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 地塊変位計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111461B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58205882A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-11-30 | Fujitsu Ltd | 地震センサ |
| JPH0664157B2 (ja) * | 1983-05-12 | 1994-08-22 | 綜合警備保障株式会社 | 光ファイバを用いた異常検知装置 |
| JPS61242214A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-28 | Japan Steel & Tube Constr Co Ltd | 分布系地すべり検出装置 |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP1034743A patent/JPH07111461B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02213797A (ja) | 1990-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |