JPH11287670A - 計測対象区間識別方法 - Google Patents
計測対象区間識別方法Info
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- JPH11287670A JPH11287670A JP16476898A JP16476898A JPH11287670A JP H11287670 A JPH11287670 A JP H11287670A JP 16476898 A JP16476898 A JP 16476898A JP 16476898 A JP16476898 A JP 16476898A JP H11287670 A JPH11287670 A JP H11287670A
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- optical fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバをセンサーとして用い長さ方向に
沿って物理量を計測する際、計測対象区間の識別を簡単
且つ効率的に行う方法を提供する。 【解決手段】 計測対象区間とその前後とで散乱光の特
性が異なるように光ファイバを配置し、光ファイバ全体
の散乱光の測定値の中から計測対象区間の測定値を識別
する。この場合、光ファイバの長さ方向に発生する散乱
光の散乱係数が計測対象区間とその前後とで異なるよう
に光ファイバを配置してもよい。また、光ファイバの長
さ方向に発生する散乱光の光強度が計測対象区間とその
前後とで異なるようにしてもよい。
沿って物理量を計測する際、計測対象区間の識別を簡単
且つ効率的に行う方法を提供する。 【解決手段】 計測対象区間とその前後とで散乱光の特
性が異なるように光ファイバを配置し、光ファイバ全体
の散乱光の測定値の中から計測対象区間の測定値を識別
する。この場合、光ファイバの長さ方向に発生する散乱
光の散乱係数が計測対象区間とその前後とで異なるよう
に光ファイバを配置してもよい。また、光ファイバの長
さ方向に発生する散乱光の光強度が計測対象区間とその
前後とで異なるようにしてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ自体を
センサーとして用い、光ファイバの長さ方向に沿った物
理量の分布を計測する際に必要となる計測対象区間の識
別方法に関するものである。本発明は、通信線路等につ
いての遠隔からの計測及び監視の分野で利用される。
センサーとして用い、光ファイバの長さ方向に沿った物
理量の分布を計測する際に必要となる計測対象区間の識
別方法に関するものである。本発明は、通信線路等につ
いての遠隔からの計測及び監視の分野で利用される。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバは、それ自体が信号を発信又
は物理的な動きをすることがない受動部品である。その
ため、電源が不要で故障或いは経年変化が極めて少ない
高い信頼性を実現している。また、大量生産される光フ
ァイバは低コストである。このような背景から、光ファ
イバをセンサーとして用いて構造物又は地盤の歪み又は
亀裂等の変状若しくは温度等を計測又は監視する種々の
方法が提案されている。以下に一例として、光ファイバ
をセンサーとして用いて構造物の歪みを計測する場合を
説明する。
は物理的な動きをすることがない受動部品である。その
ため、電源が不要で故障或いは経年変化が極めて少ない
高い信頼性を実現している。また、大量生産される光フ
ァイバは低コストである。このような背景から、光ファ
イバをセンサーとして用いて構造物又は地盤の歪み又は
亀裂等の変状若しくは温度等を計測又は監視する種々の
方法が提案されている。以下に一例として、光ファイバ
をセンサーとして用いて構造物の歪みを計測する場合を
説明する。
【０００３】構造物に蓄積された歪みを正確に評価する
ことはその構造物の信頼性を診断する上で重要である。
これまで、このような用途には電気式の歪みゲージを点
在させる方法が採られてきた。しかし、この従来の方法
では、歪みゲージを張り付けた部分のみを計測するため
点の計測であり、連続的な歪みの計測が不可能であると
いう問題があった。
ことはその構造物の信頼性を診断する上で重要である。
これまで、このような用途には電気式の歪みゲージを点
在させる方法が採られてきた。しかし、この従来の方法
では、歪みゲージを張り付けた部分のみを計測するため
点の計測であり、連続的な歪みの計測が不可能であると
いう問題があった。
【０００４】歪みが発生している光ファイバに光を入射
すると、歪みが発生している部分と発生していない部分
とでは、散乱光の一種であるブリルアン散乱光が異なる
状態で戻って来る。この性質を利用し、光ファイバの片
端から光ファイバ全体の歪みの大きさとその位置を検出
する技術が提案されている（特願平７−２４８１６９号
参照）。この技術は、光ファイバにパルス光を入射し、
ブリルアン散乱光とそれが戻って来るまでの時間とによ
って、光ファイバの長さ方向の歪みの大きさとその位置
を検出している。
すると、歪みが発生している部分と発生していない部分
とでは、散乱光の一種であるブリルアン散乱光が異なる
状態で戻って来る。この性質を利用し、光ファイバの片
端から光ファイバ全体の歪みの大きさとその位置を検出
する技術が提案されている（特願平７−２４８１６９号
参照）。この技術は、光ファイバにパルス光を入射し、
ブリルアン散乱光とそれが戻って来るまでの時間とによ
って、光ファイバの長さ方向の歪みの大きさとその位置
を検出している。
【０００５】この技術を応用して構造物の形状の変化即
ち歪みを計測する方法が提案されている（倉嶋他、「光
ファイバセンサを用いたコンクリート構造物のひずみ分
布測定」応用物理学会第１９回光波センシング技術研究
会資料、第23−30頁(1997)参照）。この方法では、通信
用の光ファイバをセンサーとして構造物に固定してお
き、その光ファイバにかかる張力の大きさとその位置か
ら構造物の形状の変化の大きさとその箇所を計測してい
る。ここでは、物理的に長い光ファイバをセンサーとし
て使用することにより、長さ方向の任意の点における歪
み計測即ち線での計測が可能になっている。また、この
方法によれば、光ファイバの引回し方によっては面をカ
バーする歪み計測も可能である。
ち歪みを計測する方法が提案されている（倉嶋他、「光
ファイバセンサを用いたコンクリート構造物のひずみ分
布測定」応用物理学会第１９回光波センシング技術研究
会資料、第23−30頁(1997)参照）。この方法では、通信
用の光ファイバをセンサーとして構造物に固定してお
き、その光ファイバにかかる張力の大きさとその位置か
ら構造物の形状の変化の大きさとその箇所を計測してい
る。ここでは、物理的に長い光ファイバをセンサーとし
て使用することにより、長さ方向の任意の点における歪
み計測即ち線での計測が可能になっている。また、この
方法によれば、光ファイバの引回し方によっては面をカ
バーする歪み計測も可能である。
【０００６】この報告では、構造物として長さ１０ｍの
コンクリート単純梁を用いて曲げの実験を行っている。
図１（ａ）にこの実験系の説明図を、図１（ｂ）にこの
実験に使用したコンクリート単純梁の断面図を示す。コ
ンクリート単純梁100 の表面の長さ方向に光ファイバ10
5 及び106 を貼付し、単純梁の中央に重さ５ｔの荷重10
1 を載せて曲げを発生させ、その時に単純梁100 に発生
する歪みを光ファイバ103-106 と歪み損失統合型ＯＴＤ
Ｒ110 を用いて計測している。同時に、歪みゲージ107
及び108 を設置して歪みゲージ計測器102 で計測し、光
ファイバによる歪みの計測値と比較している。
コンクリート単純梁を用いて曲げの実験を行っている。
図１（ａ）にこの実験系の説明図を、図１（ｂ）にこの
実験に使用したコンクリート単純梁の断面図を示す。コ
ンクリート単純梁100 の表面の長さ方向に光ファイバ10
5 及び106 を貼付し、単純梁の中央に重さ５ｔの荷重10
1 を載せて曲げを発生させ、その時に単純梁100 に発生
する歪みを光ファイバ103-106 と歪み損失統合型ＯＴＤ
Ｒ110 を用いて計測している。同時に、歪みゲージ107
及び108 を設置して歪みゲージ計測器102 で計測し、光
ファイバによる歪みの計測値と比較している。
【０００７】この場合の計測結果を図２に示す。曲線の
103,104,105 及び106 はそれぞれ図１のそれぞれの参照
番号に該当する部分の計測値に相当する部分である。こ
の図から単純梁100 の上面及び下面の歪みに相当する部
分105 及び106 の部分のみを取り出して図示すると図３
のようになる。同時に図示されている○及び□は、それ
ぞれコンクリート単純梁100 の上側及び下側の鉄筋に１
ｍ間隔で貼付した歪みゲージ107 、108 による各点毎の
歪みの計測値であり、線Ａ及び線Ｂは、それぞれコンク
リート単純梁100 の上面及び下面に貼付した光ファイバ
105 及び106 による歪み計測値である。光ファイバ105
、106 が貼付されている位置と歪みゲージ107 、108
が貼付されている位置とがコンクリート単純梁の高さ方
向で５０mm離れているため、歪みゲージにより計測され
た歪み値をコンクリート単純梁の上面及び下面の位置の
歪みに換算して図示している。
103,104,105 及び106 はそれぞれ図１のそれぞれの参照
番号に該当する部分の計測値に相当する部分である。こ
の図から単純梁100 の上面及び下面の歪みに相当する部
分105 及び106 の部分のみを取り出して図示すると図３
のようになる。同時に図示されている○及び□は、それ
ぞれコンクリート単純梁100 の上側及び下側の鉄筋に１
ｍ間隔で貼付した歪みゲージ107 、108 による各点毎の
歪みの計測値であり、線Ａ及び線Ｂは、それぞれコンク
リート単純梁100 の上面及び下面に貼付した光ファイバ
105 及び106 による歪み計測値である。光ファイバ105
、106 が貼付されている位置と歪みゲージ107 、108
が貼付されている位置とがコンクリート単純梁の高さ方
向で５０mm離れているため、歪みゲージにより計測され
た歪み値をコンクリート単純梁の上面及び下面の位置の
歪みに換算して図示している。
【０００８】図３に示された結果から、光ファイバによ
る長さ方向の連続的な歪み分布の計測結果と歪みゲージ
による各ポイント毎の歪みの計測結果とがほぼ同一の値
を示していることがわかる。このことから、光ファイバ
を用いる構造物の歪み計測が有効であることが確認され
たといえる。
る長さ方向の連続的な歪み分布の計測結果と歪みゲージ
による各ポイント毎の歪みの計測結果とがほぼ同一の値
を示していることがわかる。このことから、光ファイバ
を用いる構造物の歪み計測が有効であることが確認され
たといえる。
【０００９】この場合、図２の曲線から実際に計測する
区間である梁の部分に相当する部分を決定することは、
曲線の形状から比較的容易である。しかしながら、実際
にこの種の計測を行う場合には、一つの計測系で例えば
単純梁のみではなく、光ファイバを壁−梁−壁−梁−壁
のように構造物の異なる部分に連続的に敷設して計測す
ることが必要になる。このような場合に、計測波形とそ
れに対応する構造物の部分との間の対応関係を知ること
は容易ではない。このようなことは、例として説明した
構造物の場合に限らず、光ファイバをセンサーとしてそ
の長さ方向に沿って物理量を計測する場合に一般的に提
起される問題点である。
区間である梁の部分に相当する部分を決定することは、
曲線の形状から比較的容易である。しかしながら、実際
にこの種の計測を行う場合には、一つの計測系で例えば
単純梁のみではなく、光ファイバを壁−梁−壁−梁−壁
のように構造物の異なる部分に連続的に敷設して計測す
ることが必要になる。このような場合に、計測波形とそ
れに対応する構造物の部分との間の対応関係を知ること
は容易ではない。このようなことは、例として説明した
構造物の場合に限らず、光ファイバをセンサーとしてそ
の長さ方向に沿って物理量を計測する場合に一般的に提
起される問題点である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の問題点に鑑み、光ファイバをセンサーとして用い、光
ファイバの長さ方向に沿って物理量を計測する際に、計
測対象区間の識別を簡単且つ効率的に行う方法を提供す
ることにある。
の問題点に鑑み、光ファイバをセンサーとして用い、光
ファイバの長さ方向に沿って物理量を計測する際に、計
測対象区間の識別を簡単且つ効率的に行う方法を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の計測対象区間識
別方法は、上記の目的を達成するため、光ファイバに光
パルスを入射し、光パルスによって生じる光ファイバの
長さ方向における散乱光の分布を測定することにより該
光ファイバの長さ方向における物理量の分布を計測する
場合、計測対象区間と該計測対象区間の前後とで散乱光
の特性が異なるように光ファイバを配置し、光ファイバ
全体の散乱光の測定値の中から計測対象区間の測定値を
識別することを特徴とする。
別方法は、上記の目的を達成するため、光ファイバに光
パルスを入射し、光パルスによって生じる光ファイバの
長さ方向における散乱光の分布を測定することにより該
光ファイバの長さ方向における物理量の分布を計測する
場合、計測対象区間と該計測対象区間の前後とで散乱光
の特性が異なるように光ファイバを配置し、光ファイバ
全体の散乱光の測定値の中から計測対象区間の測定値を
識別することを特徴とする。
【００１２】このような本発明においては、光ファイバ
の長さ方向に発生する散乱光の散乱係数が計測対象区間
と該計測対象区間の前後とで異なるように光ファイバを
配置することができる。また、光ファイバの長さ方向に
発生する散乱光の光強度が計測対象区間と該計測対象区
間の前後とで異なるようにしてもよい。
の長さ方向に発生する散乱光の散乱係数が計測対象区間
と該計測対象区間の前後とで異なるように光ファイバを
配置することができる。また、光ファイバの長さ方向に
発生する散乱光の光強度が計測対象区間と該計測対象区
間の前後とで異なるようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【００１４】〔実施例１〕図４は実施例１を示す図であ
る。図４（ａ）に示すように、計測対象物１の表面の計
測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り付
け、その前後に融着点５及び６で波長 1.3μm 用の光フ
ァイバ２及び３を融着する。この場合、歪み分布計測装
置11により光ファイバ全体の歪みの分布を計測した結果
は図４（ｂ）に示すとおりである。この結果によれば、
波長1.55μm 用の光ファイバ４と波長1.3μm 用の光フ
ァイバ２及び３とで計測された歪みの大きさが異なって
いる。これにより、波長1.55μm 用の光ファイバ４と波
長 1.3μm 用の光ファイバ２及び３との融着点５及び
６、即ち計測対象区間を容易に決定することができる。
この場合、融着点と計測対象区間とが多少ずれていて
も、本発明の効果は変わらない。
る。図４（ａ）に示すように、計測対象物１の表面の計
測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り付
け、その前後に融着点５及び６で波長 1.3μm 用の光フ
ァイバ２及び３を融着する。この場合、歪み分布計測装
置11により光ファイバ全体の歪みの分布を計測した結果
は図４（ｂ）に示すとおりである。この結果によれば、
波長1.55μm 用の光ファイバ４と波長1.3μm 用の光フ
ァイバ２及び３とで計測された歪みの大きさが異なって
いる。これにより、波長1.55μm 用の光ファイバ４と波
長 1.3μm 用の光ファイバ２及び３との融着点５及び
６、即ち計測対象区間を容易に決定することができる。
この場合、融着点と計測対象区間とが多少ずれていて
も、本発明の効果は変わらない。
【００１５】〔実施例２〕図５は実施例２を示す図であ
る。図５（ａ）に示すように、計測対象物１の表面の計
測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り付
け、その前後に融着点５及び６で波長 1.3μm 用の光フ
ァイバ２及び３を融着する。この場合、温度分布計測装
置21により光ファイバ全体の温度の分布を計測した結果
は図５（ｂ）に示すとおりである。この結果によれば、
波長1.55μm 用の光ファイバ４と波長1.3μm 用の光フ
ァイバ２及び３とで計測された温度が異なっている。こ
れにより、波長1.55μm 用の光ファイバ４と波長 1.3μ
m 用の光ファイバ２及び３との融着点５及び６、即ち計
測対象区間を容易に決定することができる。この場合、
融着点と計測対象区間とが多少ずれていても、本発明の
効果は変わらない。
る。図５（ａ）に示すように、計測対象物１の表面の計
測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り付
け、その前後に融着点５及び６で波長 1.3μm 用の光フ
ァイバ２及び３を融着する。この場合、温度分布計測装
置21により光ファイバ全体の温度の分布を計測した結果
は図５（ｂ）に示すとおりである。この結果によれば、
波長1.55μm 用の光ファイバ４と波長1.3μm 用の光フ
ァイバ２及び３とで計測された温度が異なっている。こ
れにより、波長1.55μm 用の光ファイバ４と波長 1.3μ
m 用の光ファイバ２及び３との融着点５及び６、即ち計
測対象区間を容易に決定することができる。この場合、
融着点と計測対象区間とが多少ずれていても、本発明の
効果は変わらない。
【００１６】〔実施例３〕図６は実施例３を示す図であ
る。図６（ａ）に示すように、計測対象物１の表面の計
測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り付
け、その前後に融着点５及び６で波長 1.3μm 用の光フ
ァイバ２及び３を融着する。この場合、損失分布計測装
置31により光ファイバ全体の損失の分布を計測した結果
は図６（ｂ）に示すとおりである。この結果によれば、
波長1.55μm 用の光ファイバ４と波長1.3μm 用の光フ
ァイバ２及び３とで計測された損失の傾きが異なってい
る。これにより、波長1.55μm 用の光ファイバ４と波長
1.3μm 用の光ファイバ２及び３との融着点５及び６、
即ち計測対象区間を容易に決定することができる。この
場合、融着点と計測対象区間とが多少ずれていても本発
明の効果は変わらない。
る。図６（ａ）に示すように、計測対象物１の表面の計
測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り付
け、その前後に融着点５及び６で波長 1.3μm 用の光フ
ァイバ２及び３を融着する。この場合、損失分布計測装
置31により光ファイバ全体の損失の分布を計測した結果
は図６（ｂ）に示すとおりである。この結果によれば、
波長1.55μm 用の光ファイバ４と波長1.3μm 用の光フ
ァイバ２及び３とで計測された損失の傾きが異なってい
る。これにより、波長1.55μm 用の光ファイバ４と波長
1.3μm 用の光ファイバ２及び３との融着点５及び６、
即ち計測対象区間を容易に決定することができる。この
場合、融着点と計測対象区間とが多少ずれていても本発
明の効果は変わらない。
【００１７】〔実施例４〕図７は実施例４を示す図であ
る。図７（ａ）に示すように、計測対象物１の表面の計
測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り付け
る。その際、光ファイバ４の計測対象区間７に一定の張
力を加えて貼り付ける。この場合、歪み分布計測装置11
により光ファイバ全体の歪みの分布を計測した結果は図
７（ｂ）に示すとおりである。この結果によれば、一定
の張力を加えた部分とその他の部分との間で計測された
歪みの大きさが異なっている。これにより、一定の張力
を加えた部分、即ち計測対象区間を容易に決定すること
ができる。
る。図７（ａ）に示すように、計測対象物１の表面の計
測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り付け
る。その際、光ファイバ４の計測対象区間７に一定の張
力を加えて貼り付ける。この場合、歪み分布計測装置11
により光ファイバ全体の歪みの分布を計測した結果は図
７（ｂ）に示すとおりである。この結果によれば、一定
の張力を加えた部分とその他の部分との間で計測された
歪みの大きさが異なっている。これにより、一定の張力
を加えた部分、即ち計測対象区間を容易に決定すること
ができる。
【００１８】〔実施例５〕図８は実施例５を示す図であ
る。図８（ａ）に示すように、計測対象物１の表面の計
測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り付け
る。その際、光ファイバ４の計測対象区間の前後部分の
一部をボビン12、13に一定の張力で巻き付ける。この場
合、歪み分布計測装置11により光ファイバ全体の歪みの
分布を計測した結果は図８（ｂ）に示すとおりである。
この結果によれば、一定の張力を加えた部分とその他の
部分との間で計測された歪みの大きさが異なっている。
これにより、ボビンを用いて一定の張力を加えた部分の
位置から計測対象区間を容易に決定することができる。
る。図８（ａ）に示すように、計測対象物１の表面の計
測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り付け
る。その際、光ファイバ４の計測対象区間の前後部分の
一部をボビン12、13に一定の張力で巻き付ける。この場
合、歪み分布計測装置11により光ファイバ全体の歪みの
分布を計測した結果は図８（ｂ）に示すとおりである。
この結果によれば、一定の張力を加えた部分とその他の
部分との間で計測された歪みの大きさが異なっている。
これにより、ボビンを用いて一定の張力を加えた部分の
位置から計測対象区間を容易に決定することができる。
【００１９】〔実施例６〕図９は実施例６を示す図であ
る。図９（ａ）に示すように、計測対象物１の表面の計
測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り付け
る。その際、光ファイバ４の計測対象区間の前後部分の
全部をボビン14、15に一定の張力で巻き付ける。この場
合、歪み分布計測装置11により光ファイバ全体の歪みの
分布を計測した結果は図９（ｂ）に示すとおりである。
この結果によれば、一定の張力を加えた部分とその他の
部分との間で計測された歪みの大きさが異なっている。
これにより、ボビンを用いて一定の張力を加えた部分か
ら計測対象区間を容易に決定することができる。
る。図９（ａ）に示すように、計測対象物１の表面の計
測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り付け
る。その際、光ファイバ４の計測対象区間の前後部分の
全部をボビン14、15に一定の張力で巻き付ける。この場
合、歪み分布計測装置11により光ファイバ全体の歪みの
分布を計測した結果は図９（ｂ）に示すとおりである。
この結果によれば、一定の張力を加えた部分とその他の
部分との間で計測された歪みの大きさが異なっている。
これにより、ボビンを用いて一定の張力を加えた部分か
ら計測対象区間を容易に決定することができる。
【００２０】〔実施例７〕図１０は実施例７を示す図で
ある。図１０（ａ）に示すように、計測対象物１の表面
の計測対象区間にＧＩ光ファイバ24を貼り付ける。その
際、光ファイバ24の計測対象区間の前後部分に電熱線2
2、23を巻いて温度を変化させる。この場合、温度分布
計測装置21により光ファイバ全体の温度の分布を計測し
た結果は図１０（ｂ）に示すとおりである。この結果に
よれば、温度を変化させた部分とその他の部分との間で
計測された温度が異なっている。これにより、温度を変
化させた部分から計測対象区間を容易に決定することが
できる。温度分布計測装置21としては、ラマン散乱光又
はブリルアン散乱光を用いて光ファイバの長さ方向の温
度分布を計測する装置を用いることができる。
ある。図１０（ａ）に示すように、計測対象物１の表面
の計測対象区間にＧＩ光ファイバ24を貼り付ける。その
際、光ファイバ24の計測対象区間の前後部分に電熱線2
2、23を巻いて温度を変化させる。この場合、温度分布
計測装置21により光ファイバ全体の温度の分布を計測し
た結果は図１０（ｂ）に示すとおりである。この結果に
よれば、温度を変化させた部分とその他の部分との間で
計測された温度が異なっている。これにより、温度を変
化させた部分から計測対象区間を容易に決定することが
できる。温度分布計測装置21としては、ラマン散乱光又
はブリルアン散乱光を用いて光ファイバの長さ方向の温
度分布を計測する装置を用いることができる。
【００２１】〔実施例８〕図１１は実施例８を示す図で
ある。図１１（ａ）に示すように、計測対象物１の表面
の計測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り
付ける。その際、光ファイバ４の計測対象区間の前後部
分の一部をボビン12、13に巻き付けて曲げ損失を発生さ
せる。この場合、損失分布計測装置31により光ファイバ
全体の損失の分布を計測した結果は図１１（ｂ）に示す
とおりである。この結果によれば、ボビンを用いて曲げ
損失を発生させた位置で損失が大きくなっている。これ
により、損失が大きくなる位置から計測対象区間を容易
に決定することができる。
ある。図１１（ａ）に示すように、計測対象物１の表面
の計測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り
付ける。その際、光ファイバ４の計測対象区間の前後部
分の一部をボビン12、13に巻き付けて曲げ損失を発生さ
せる。この場合、損失分布計測装置31により光ファイバ
全体の損失の分布を計測した結果は図１１（ｂ）に示す
とおりである。この結果によれば、ボビンを用いて曲げ
損失を発生させた位置で損失が大きくなっている。これ
により、損失が大きくなる位置から計測対象区間を容易
に決定することができる。
【００２２】〔実施例９〕図１２は実施例９を示す図で
ある。図１２（ａ）に示すように、計測対象物１の表面
の計測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り
付ける。この光ファイバ４には、計測対象区間の前後
に、通過光の一部を反射するグレーティング32、33を形
成してある。この場合、損失分布計測装置31により光フ
ァイバ全体の損失の分布を計測した結果は図１２（ｂ）
に示すとおりである。この結果によれば、グレーティン
グが形成された位置で反射が生起すると共に損失も大き
くなっている。これにより、損失が大きくなる位置から
計測対象区間を容易に決定することができる。
ある。図１２（ａ）に示すように、計測対象物１の表面
の計測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を貼り
付ける。この光ファイバ４には、計測対象区間の前後
に、通過光の一部を反射するグレーティング32、33を形
成してある。この場合、損失分布計測装置31により光フ
ァイバ全体の損失の分布を計測した結果は図１２（ｂ）
に示すとおりである。この結果によれば、グレーティン
グが形成された位置で反射が生起すると共に損失も大き
くなっている。これにより、損失が大きくなる位置から
計測対象区間を容易に決定することができる。
【００２３】〔実施例１０〕図１３は実施例１０を示す
図である。図１３（ａ）に示すように、計測対象物１の
表面の計測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を
貼り付ける。この光ファイバ４には、計測対象区間の前
後に、光コネクタ34、35が接続されている。この場合、
損失分布計測装置31により光ファイバ全体の損失の分布
を計測した結果は図１３（ｂ）に示すとおりである。こ
の結果によれば、光コネクタが接続された位置で反射が
生起すると共に損失も大きくなっている。これにより、
損失が大きくなる位置から計測対象区間を容易に決定す
ることができる。
図である。図１３（ａ）に示すように、計測対象物１の
表面の計測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を
貼り付ける。この光ファイバ４には、計測対象区間の前
後に、光コネクタ34、35が接続されている。この場合、
損失分布計測装置31により光ファイバ全体の損失の分布
を計測した結果は図１３（ｂ）に示すとおりである。こ
の結果によれば、光コネクタが接続された位置で反射が
生起すると共に損失も大きくなっている。これにより、
損失が大きくなる位置から計測対象区間を容易に決定す
ることができる。
【００２４】〔実施例１１〕図１４は実施例１１を示す
図である。図１４（ａ）に示すように、計測対象物１の
表面の計測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を
貼り付ける。この光ファイバ４には、計測対象区間の前
後に、フィルタ36、37が形成されている。フィルタが形
成されている部分を図１５に示す。図１５（ｂ）は図１
５（ａ）のＡＢ間の一部拡大図である。フェルール41に
光ファイバ42の一部を固定し、光ファイバ42が固定され
たフェルール41ごと数十μm の溝43を切る。その溝43
に、光の透過率が波長依存性を有する多層膜フィルタ44
を差し込み、接着剤で固定する。このフィルタ44は、光
ファイバ自体をセンサーとして用い光ファイバの長さ方
向に沿った物理量の分布を計測するための試験光（例え
ば波長1.55μm ）45を透過し、計測対象区間を特定する
ための識別光（例えば波長1.3 μm ）46を一部反射する
ことができる。この場合、損失分布計測装置31により光
ファイバ全体の損失の分布を計測した結果は図１４
（ｂ）に示すとおりである。この結果によれば、フィル
タが形成された位置で反射が生起すると共に損失も大き
くなっている。これにより、損失が大きくなる位置から
計測対象区間を容易に決定することができる。
図である。図１４（ａ）に示すように、計測対象物１の
表面の計測対象区間に波長1.55μm 用の光ファイバ４を
貼り付ける。この光ファイバ４には、計測対象区間の前
後に、フィルタ36、37が形成されている。フィルタが形
成されている部分を図１５に示す。図１５（ｂ）は図１
５（ａ）のＡＢ間の一部拡大図である。フェルール41に
光ファイバ42の一部を固定し、光ファイバ42が固定され
たフェルール41ごと数十μm の溝43を切る。その溝43
に、光の透過率が波長依存性を有する多層膜フィルタ44
を差し込み、接着剤で固定する。このフィルタ44は、光
ファイバ自体をセンサーとして用い光ファイバの長さ方
向に沿った物理量の分布を計測するための試験光（例え
ば波長1.55μm ）45を透過し、計測対象区間を特定する
ための識別光（例えば波長1.3 μm ）46を一部反射する
ことができる。この場合、損失分布計測装置31により光
ファイバ全体の損失の分布を計測した結果は図１４
（ｂ）に示すとおりである。この結果によれば、フィル
タが形成された位置で反射が生起すると共に損失も大き
くなっている。これにより、損失が大きくなる位置から
計測対象区間を容易に決定することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光ファイバに光を入射すると光ファイバの長さ方向に種
々の物理量に起因する特徴を含む散乱光が発生すること
を利用し、光ファイバ自体をセンサーとして用いて光フ
ァイバの長さ方向に沿った物理量の分布を計測する際、
光ファイバの長さ方向に発生する散乱光の分布を測定す
る装置と光ファイバとを用いて計測対象区間の識別を行
う。散乱光の散乱係数又は光強度が計測対象区間と計測
対象区間の前後とで異なるように光ファイバを用い、散
乱光の分布を測定する装置を用いて光ファイバ全体の散
乱光の分布を測定する。散乱光は物理量に起因する特徴
を含んでいるため、上述のように意図的に散乱光の散乱
係数又は光強度が変化するような光ファイバを用いるこ
とにより、光ファイバ全体における物理量の分布が変化
する。このことにより、計測対象区間を識別することが
できる。従って、従来のように余長部分の長さを正確に
計測する必要がなく、計測対象区間を効率的に決定する
ことができる。
光ファイバに光を入射すると光ファイバの長さ方向に種
々の物理量に起因する特徴を含む散乱光が発生すること
を利用し、光ファイバ自体をセンサーとして用いて光フ
ァイバの長さ方向に沿った物理量の分布を計測する際、
光ファイバの長さ方向に発生する散乱光の分布を測定す
る装置と光ファイバとを用いて計測対象区間の識別を行
う。散乱光の散乱係数又は光強度が計測対象区間と計測
対象区間の前後とで異なるように光ファイバを用い、散
乱光の分布を測定する装置を用いて光ファイバ全体の散
乱光の分布を測定する。散乱光は物理量に起因する特徴
を含んでいるため、上述のように意図的に散乱光の散乱
係数又は光強度が変化するような光ファイバを用いるこ
とにより、光ファイバ全体における物理量の分布が変化
する。このことにより、計測対象区間を識別することが
できる。従って、従来のように余長部分の長さを正確に
計測する必要がなく、計測対象区間を効率的に決定する
ことができる。
【図１】コンクリート単純梁の曲げの実験を説明する図
である。
である。
【図２】図１の実験の計測結果を示す図である。
【図３】図１の実験の計測結果を説明する図である。
【図４】本発明の実施例１を説明する図である。
【図５】本発明の実施例２を説明する図である。
【図６】本発明の実施例３を説明する図である。
【図７】本発明の実施例４を説明する図である。
【図８】本発明の実施例５を説明する図である。
【図９】本発明の実施例６を説明する図である。
【図１０】本発明の実施例７を説明する図である。
【図１１】本発明の実施例８を説明する図である。
【図１２】本発明の実施例９を説明する図である。
【図１３】本発明の実施例１０を説明する図である。
【図１４】本発明の実施例１１を説明する図である。
【図１５】本発明の実施例１１におけるフィルタが形成
されている部分を説明する図である。
されている部分を説明する図である。
１ 計測対象物 ２、３ 波長 1.3μm 用の光ファイバ ４ 波長1.55μm 用の光ファイバ ５、６ 融着点 ７ 計測対象区間 １１ 歪み分布計測装置 １２、１３、１４、１５ ボビン ２１ 温度分布計測装置 ２２、２３ 電熱線 ２４ ＧＩ光ファイバ ３１ 損失分布計測装置 ３２、３３ グレーティング ３４、３５ 光コネクタ ４１ フェルール ４２ 光ファイバ ４３ 溝 ４４ 多層膜フィルタ ４５ 試験光 ４６ 識別光 １００ コンクリート単純梁 １０１ 荷重 １０２ 歪みゲージ計測器 １０３、１０４、１０５、１０６ 光ファイバ １０７、１０８ 歪みゲージ １１０ 歪み損失統合型ＯＴＤＲ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薄 知規 東京都新宿区西新宿３丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 田中 郁昭 東京都新宿区西新宿３丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (19)
- 【請求項１】 光ファイバに光パルスを入射し、該光パ
ルスによって生じる光ファイバの長さ方向における散乱
光の分布を測定することにより該光ファイバの長さ方向
における物理量の分布を計測する場合、計測対象区間と
該計測対象区間の前後とで散乱光の特性が異なるように
光ファイバを配置し、光ファイバ全体の散乱光の測定値
の中から計測対象区間の測定値を識別することを特徴と
する計測対象区間識別方法。 - 【請求項２】 光ファイバの長さ方向に発生する散乱光
の散乱係数が計測対象区間と該計測対象区間の前後とで
異なるように光ファイバを配置することを特徴とする請
求項１に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項３】 計測対象区間と該計測対象区間の前後と
で種類が異なる光ファイバを配置することを特徴とする
請求項２に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項４】 計測対象区間と該計測対象区間の前後と
で構造が異なる光ファイバを配置することを特徴とする
請求項３に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項５】 計測対象区間と該計測対象区間の前後と
で製造条件が異なる光ファイバを配置することを特徴と
する請求項３に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項６】 ブリルアン散乱光を測定し、光ファイバ
の長さ方向の歪みの分布を計測することを特徴とする請
求項１に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項７】 ブリルアン散乱光を測定し、光ファイバ
の長さ方向の温度の分布を計測することを特徴とする請
求項１に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項８】 ラマン散乱光を測定し、光ファイバの長
さ方向の温度の分布を計測することを特徴とする請求項
１に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項９】 レーリー散乱光を測定し、光ファイバの
長さ方向の損失の分布を計測することを特徴とする請求
項１に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項１０】 計測対象区間の光ファイバに張力を加
えて敷設することを特徴とする請求項２又は６に記載の
計測対象区間識別方法。 - 【請求項１１】 計測対象区間の前後の一部区間の光フ
ァイバに張力を加えて敷設することを特徴とする請求項
２又は６に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項１２】 計測対象区間の前後の全区間の光ファ
イバに張力を加えることを特徴とする請求項２又は６に
記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項１３】 計測対象区間の光ファイバと計測対象
区間の前後の区間の光ファイバとを異なる温度にするこ
とを特徴とする請求項２、７又は８に記載の計測対象区
間識別方法。 - 【請求項１４】 光ファイバの長さ方向に発生する散乱
光の光強度が計測対象区間と該計測対象区間の前後とで
異なるように光ファイバを配置することを特徴とする請
求項１に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項１５】 計測対象区間の前後の光ファイバに曲
げを加えることを特徴とする請求項９又は１４に記載の
計測対象区間識別方法。 - 【請求項１６】 計測対象区間の前後にグレーティング
が形成された光ファイバを敷設することを特徴とする請
求項９又は１４に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項１７】 計測対象区間の前後にコネクタが接続
された光ファイバを敷設することを特徴とする請求項９
又は１４に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項１８】 計測対象区間の前後にフィルタが形成
された光ファイバを敷設することを特徴とする請求項９
又は１４に記載の計測対象区間識別方法。 - 【請求項１９】 前記フィルタが形成された部分が、光
ファイバを台座に固定し、台座に固定された光ファイバ
に溝を形成し、その溝にフィルタを差し込み接着剤で固
定して構成されたものであることを特徴とする請求項１
８に記載の計測対象区間識別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16476898A JP3544861B2 (ja) | 1998-02-03 | 1998-06-12 | 計測対象区間識別方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2191298 | 1998-02-03 | ||
| JP10-21912 | 1998-02-03 | ||
| JP16476898A JP3544861B2 (ja) | 1998-02-03 | 1998-06-12 | 計測対象区間識別方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11287670A true JPH11287670A (ja) | 1999-10-19 |
| JP3544861B2 JP3544861B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=26359053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16476898A Expired - Fee Related JP3544861B2 (ja) | 1998-02-03 | 1998-06-12 | 計測対象区間識別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3544861B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007123080A1 (ja) | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | ブリルアンスペクトル測定方法及びブリルアンスペクトル測定装置 |
| JP2009020003A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 光ファイバセンサ及び歪観測システム |
| EP2110651B1 (en) * | 2008-04-18 | 2017-06-07 | OZ Optics Ltd. | Method and system for simultaneous measurement of strain and temperature |
| JP2020020581A (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 北陸電力株式会社 | 温度測定装置および温度測定方法 |
| JP2023053460A (ja) * | 2021-10-01 | 2023-04-13 | 第一高周波工業株式会社 | 光ファイバ設置構造体及び光ファイバ材 |
-
1998
- 1998-06-12 JP JP16476898A patent/JP3544861B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007123080A1 (ja) | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | ブリルアンスペクトル測定方法及びブリルアンスペクトル測定装置 |
| JP2007292503A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ブリルアンスペクトル測定装置 |
| US7576840B2 (en) | 2006-04-21 | 2009-08-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Brillouin spectral measuring method and Brillouin spectral measuring apparatus |
| CN101427108B (zh) | 2006-04-21 | 2011-06-15 | 住友电气工业株式会社 | 布里渊频谱测定方法及布里渊频谱测定装置 |
| JP2009020003A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 光ファイバセンサ及び歪観測システム |
| EP2110651B1 (en) * | 2008-04-18 | 2017-06-07 | OZ Optics Ltd. | Method and system for simultaneous measurement of strain and temperature |
| JP2020020581A (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 北陸電力株式会社 | 温度測定装置および温度測定方法 |
| JP2023053460A (ja) * | 2021-10-01 | 2023-04-13 | 第一高周波工業株式会社 | 光ファイバ設置構造体及び光ファイバ材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3544861B2 (ja) | 2004-07-21 |
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