JP2000046528A - Distortion measuring method using optical fiber sensor - Google Patents
Distortion measuring method using optical fiber sensorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバを用
いて地盤や構造物等の変位を検出する光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a strain measuring method using an optical fiber sensor for detecting a displacement of a ground or a structure using an optical fiber.
【０００２】[0002]
【従来の技術】土砂・岩盤崩落あるいは人工構造物、建
築物崩落の危険を回避するには、巡視等を頻繁に行って
状況を把握している。しかしながら、測量等を人手に頼
ることは効率が悪いため、近年ではその状況を自動的に
かつリアルタイムで計測する技術が検討されている。こ
の計測技術としては、例えば、歪みセンサ等を対象物に
設置し、その変化量を計測することが考えられている。2. Description of the Related Art In order to avoid the danger of collapse of earth and sand, bedrock, artificial structures and buildings, frequent patrols and the like are performed to grasp the situation. However, it is inefficient to rely on humans for surveying and the like, and in recent years, techniques for automatically and real-time measuring the situation have been studied. As this measurement technique, for example, it is considered to install a strain sensor or the like on an object and measure a change amount thereof.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記計測方法
は、あくまでもポイント計測であり、対象物を面的に計
測することもできない。もし、面的に計測するならば、
歪みセンサを多数設置することとなり、コストが膨大に
なってしまう。また、防災のための計測を要する地域で
は、山間部等の気象変化の激しい地域であることが多
く、従来の歪みセンサ等の電気的センサでは、落雷等に
よる誘導電流の影響を受けて、故障しやすいという欠点
がある。さらに、近年、光線路の試験方法のうち、光フ
ァイバの長手方向の歪み量の連続的な分布を高精度に観
測する方法として、非線型光学現象の一つであるブリル
アン散乱光の周波数シフト量が光ファイバの歪みに依存
することを利用した手法が開発され、様々なセンシング
の用途への応用が期待されているが、自然の土砂、岩盤
の歪みあるいは人工構造物、建築物等の歪みを効率的に
計測するために実用化された光ファイバセンサの構造は
少ない。However, the above-mentioned measuring method is a point measurement to the last, and cannot measure an object in two dimensions. If you measure the area,
Since many strain sensors are installed, the cost is enormous. In addition, areas that require measurement for disaster prevention are often areas with severe weather changes, such as mountainous areas, and electric sensors such as conventional strain sensors are affected by the induced current due to lightning strikes and may fail. There is a drawback that it is easy to do. Furthermore, in recent years, among optical line test methods, as a method for observing the continuous distribution of the amount of strain in the longitudinal direction of an optical fiber with high accuracy, the frequency shift amount of Brillouin scattered light, which is one of nonlinear optical phenomena, has been proposed. Has been developed, which is dependent on optical fiber distortion, and is expected to be applied to various sensing applications.However, it is possible to reduce the distortion of natural sediment, rocks, or artificial structures and buildings. There are few optical fiber sensor structures that have been put to practical use for efficient measurement.
【０００４】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、土砂・地盤崩落あるいは人工構造物、建築物崩壊
等の予兆を自動的にかつリアルタイムにて効率良く計測
することが可能な光ファイバセンサを用いた歪み計測方
法を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an optical fiber capable of automatically and efficiently measuring a sign of earth and sand, ground collapse, artificial structure, building collapse, and the like in real time. It is an object of the present invention to provide a strain measurement method using a sensor.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の光ファイバセンサを用いた歪み計測
方法は、地盤や構造物等の被計測物にあるいは該被計測
物に沿って配設した光ファイバ心線よりなる光ファイバ
センサへ測定光を入射し、この光ファイバセンサの区間
毎における伸び歪みをこの光ファイバセンサからのブリ
ルアン散乱光の有無から検出し、この検出結果から前記
被計測物の変位の有無及び変位の位置を前記区間毎に求
めることを特徴としている。つまり、光ファイバセンサ
の区間毎におけるブリルアン散乱光の有無を検出するこ
とにより、光ファイバセンサの伸び歪みが検出されると
ともに、どの区間における伸び歪みであるかが検出され
る。即ち、この光ファイバセンサの伸び歪み及びその位
置を検出することにより、地盤あるいは構造物等の被計
測物における変位の有無及び変位位置の把握が可能とな
り、土砂、岩盤の崩落や構造物の崩壊等の予測を行うこ
とが可能となる。In order to achieve the above object, a method for measuring strain using an optical fiber sensor according to the first aspect of the present invention is a method for measuring strain on an object to be measured such as a ground or a structure. The measuring light is incident on the optical fiber sensor consisting of the optical fiber cores arranged in the direction, and the elongation strain in each section of the optical fiber sensor is detected from the presence or absence of Brillouin scattered light from the optical fiber sensor, and from the detection result, It is characterized in that the presence or absence of the displacement of the object and the position of the displacement are obtained for each of the sections. That is, by detecting the presence or absence of Brillouin scattered light in each section of the optical fiber sensor, the extension strain of the optical fiber sensor is detected, and in which section the extension strain is detected. In other words, by detecting the extension strain and its position of the optical fiber sensor, it is possible to grasp the presence or absence of the displacement and the displacement position of the object to be measured such as the ground or a structure, and to cause the collapse of soil, rock, or the collapse of the structure. Etc. can be predicted.
【０００６】請求項２記載の光ファイバセンサを用いた
歪み計測方法は、請求項１記載の光ファイバセンサを用
いた歪み計測方法において、前記光ファイバセンサを、
前記被計測物である地盤に、概ね深度方向へ配設し、前
記地盤の深度方向の変位の有無及びその位置を前記区間
毎に求めることを特徴としている。このように、地盤の
概ね深度方向へ光ファイバセンサを配設するので、地盤
中における土砂の変位の有無及びその位置を容易に把握
することが可能となり、土砂崩れの位置及びその規模の
予測が行える。According to a second aspect of the present invention, there is provided a strain measuring method using an optical fiber sensor, wherein the optical fiber sensor comprises:
The apparatus is characterized in that it is disposed substantially in the depth direction on the ground as the object to be measured, and the presence or absence of the displacement of the ground in the depth direction and the position thereof are obtained for each section. In this manner, since the optical fiber sensor is disposed substantially in the depth direction of the ground, it is possible to easily grasp the presence or absence and the position of the displacement of the earth and sand in the ground, and to predict the position and scale of the landslide. .
【０００７】請求項３記載の光ファイバセンサを用いた
歪み計測方法は、請求項１記載の光ファイバセンサを用
いた歪み計測方法において、前記光ファイバセンサを、
前記被計測物である地盤に、その法面方向へ配設し、前
記地盤の法面方向の変位の有無及びその位置を前記区間
毎に求めることを特徴としている。即ち、地盤の法面方
向へ光ファイバセンサを配設するので、土砂崩れの位置
の予測及びその面積の予測を広範囲にて行うことが可能
となる。According to a third aspect of the present invention, there is provided a strain measuring method using an optical fiber sensor, wherein the optical fiber sensor comprises:
The apparatus is characterized in that it is disposed on the ground which is the object to be measured in the direction of its slope, and the presence or absence of the displacement of the ground in the direction of the slope and its position are obtained for each section. That is, since the optical fiber sensor is provided in the direction of the slope of the ground, it is possible to predict the position of the landslide and the prediction of the area thereof over a wide range.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法の実施の形態を図によって説明す
る。図１に示すものは、光ファイバセンサを用いた歪み
計測装置であり、符号１は、光ファイバ心線を有する光
ファイバセンサである。これら光ファイバセンサ１は、
光クロージャ２へ直接あるいは光成端箱３を介して接続
されており、この光クロージャ２は、多心の光ケーブル
４を介して屋内に設置された歪み計測装置部５の光成端
箱６に接続されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a strain measuring method using an optical fiber sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a strain measuring device using an optical fiber sensor, and reference numeral 1 denotes an optical fiber sensor having an optical fiber core. These optical fiber sensors 1
The optical closure 2 is connected to the optical closure 2 directly or via an optical termination box 3. The optical closure 2 is connected to an optical termination box 6 of a strain measuring device unit 5 installed indoors via a multi-core optical cable 4. It is connected.
【０００９】歪み計測装置部５は、光成端箱６に光コネ
クタ付きコード１１によって接続された心線選択装置１
２と、この心線選択装置１２に接続された光パルス試験
器１３と、この光パルス試験器１３をコントロールする
とともにデータ処理を行うコンピュータ１４とを有して
いる。[0009] The strain measuring device unit 5 is a core selection device 1 connected to the optical termination box 6 by a cord 11 with an optical connector.
2, an optical pulse tester 13 connected to the core selection device 12, and a computer 14 for controlling the optical pulse tester 13 and performing data processing.
【００１０】この歪み計測装置によれば、心線選択装置
１２によって選択された光ファイバセンサ１へ光パルス
試験器１３によって測定光が入射されるようになってい
る。そして、光ファイバセンサ１にて、伸び歪みが生じ
ると、この伸び歪み部分にて、図２に示すように、入射
光の周波数からずれたブリルアン散乱光が発生し、この
ブリルアン散乱光からなる反射光が光パルス試験器１３
にて検出されるようになっている。つまり、このブリル
アン散乱光を検出することにより、光ファイバセンサ１
の伸び歪みの有無及び歪みの位置である光ファイバセン
サ１への外力の作用位置を割り出すようになっている。
なお、このブリルアン散乱光の入射光に対する周波数の
シフト量は、光ファイバセンサ１が無歪みの状態でも、
約１ＭＨｚ／℃程度の温度依存性を持つため、数十℃を
越えるような大きい温度変化が生じる場合には、温度分
布を計測することができるセンサ等と併用し、計測デー
タを補正する必要がある。According to this strain measuring device, the measuring light is made incident on the optical fiber sensor 1 selected by the core wire selecting device 12 by the optical pulse tester 13. When elongation distortion occurs in the optical fiber sensor 1, Brillouin scattered light deviating from the frequency of the incident light is generated in the elongation distortion part as shown in FIG. Light is an optical pulse tester 13
Is to be detected. That is, by detecting this Brillouin scattered light, the optical fiber sensor 1
The position of the external force acting on the optical fiber sensor 1, which is the presence or absence of the elongation strain and the position of the strain, is determined.
Note that the frequency shift amount of the Brillouin scattered light with respect to the incident light can be determined even when the optical fiber sensor 1 is in a non-distorted state.
Since it has a temperature dependency of about 1 MHz / ° C, when a large temperature change exceeding several tens of ° C occurs, it is necessary to correct the measurement data by using together with a sensor capable of measuring the temperature distribution. is there.
【００１１】次に、上記光ファイバセンサを用いた歪み
計測方法の実施の形態例を説明する。 （第１実施形態例）図３に示すように、この例では、光
ファイバセンサ１を地盤（被計測物）Ｇの概ね深度方向
へ埋設して上下端を固定している。ここで、この光ファ
イバセンサ１は、図４に示すように、長手方向へ間隔を
あけてファイバ巻き付け部３１を設けた構造とされてお
り、これらファイバ巻き付け部３１にて、光ファイバセ
ンサ１を構成する光ファイバ心線１ａが所定寸法だけリ
ール等に巻き付けられて余長部分３１ａが確保されてい
る。この光ファイバセンサ１を地盤Ｇへ設置する場合
は、まず、地盤Ｇをボーリングし、このボーリング孔へ
光ファイバセンサ１を配設し、このボーリング孔と光フ
ァイバセンサ１との隙間に、地盤Ｇの土質に近い充填材
を充填して周囲と一体化させる。なお、充填材として
は、ボーリングの際に生じた土砂を用い、この土砂をボ
ーリング孔へ埋め戻しても良い。また、このファイバ巻
き付け部３１同士の間、つまりファイバ巻き付け部３１
の設置個所Ｏ間である区間では、光ファイバ心線１ａが
細径の金属パイプ３２に通され、この金属パイプ３２と
光ファイバ心線１aとが密着した構造とされ地盤Ｇから
の土砂圧が金属パイプ３２を介して確実に伝達されるよ
うになっている。Next, an embodiment of a strain measuring method using the above optical fiber sensor will be described. (First Embodiment) As shown in FIG. 3, in this example, the optical fiber sensor 1 is embedded in the ground (measured object) G substantially in the depth direction and the upper and lower ends are fixed. Here, as shown in FIG. 4, the optical fiber sensor 1 has a structure in which fiber winding portions 31 are provided at intervals in the longitudinal direction. The constituent optical fiber core 1a is wound around a reel or the like by a predetermined size to secure an extra length portion 31a. When the optical fiber sensor 1 is installed on the ground G, first, the ground G is drilled, and the optical fiber sensor 1 is disposed in the boring hole, and the ground G is inserted into a gap between the boring hole and the optical fiber sensor 1. Fill with a filler close to the soil quality of the above and integrate with the surroundings. As the filler, earth and sand generated during boring may be used, and the earth and sand may be backfilled into the borehole. Further, between the fiber winding portions 31, that is, the fiber winding portions 31.
In the section between the installation locations O, the optical fiber core 1a is passed through a small-diameter metal pipe 32, and the metal pipe 32 and the optical fiber core 1a are in close contact with each other. The transmission is ensured through the metal pipe 32.
【００１２】そして、この構造の光ファイバセンサ１を
敷設した地盤Ｇにおいて、深度方向と交差する方向にず
れが生じると、その土砂圧が、ファイバ巻き付け部３１
の設置個所０間である区間の光ファイバ心線１ａへ加わ
り、この区間にて伸び歪みが生じ、その伸び歪みが歪み
計測装置部５にて検出され、その位置が区間毎に計測さ
れるようになっている。In the ground G on which the optical fiber sensor 1 having this structure is laid, when a displacement occurs in a direction intersecting the depth direction, the sediment pressure is increased by the fiber winding portion 31.
Is added to the optical fiber ribbon 1a in the section between the installation locations 0, and the strain is generated in this section, and the strain is detected by the strain measuring device 5, and the position is measured for each section. It has become.
【００１３】このように、この実施の形態例によれば、
崩落危険土塊を有する急峻な地盤Ｇに光ファイバセンサ
１を概ね深度方向へ埋設することにより、地盤Ｇの深度
方向でのずれ及びその位置を検出することができ、土砂
崩れの前兆をいち早く検出することができる。なお、フ
ァイバ巻き付け部３１の間隔、つまり、各区間の間隔を
任意に調整することにより、土砂圧発生位置の検出精
度、即ち、深度分解能を容易に調整することができる。
また、ファイバ巻き付け部３１は、必要に応じて、融着
接続部等の接続部を設けることができ、光ファイバセン
サ１を延長することができるようになっている。As described above, according to this embodiment,
By burying the optical fiber sensor 1 in the depth direction substantially on the steep ground G having the collapse risk soil mass, it is possible to detect the displacement and the position of the ground G in the depth direction, and to quickly detect the precursor of the landslide. Can be. The detection accuracy of the sediment pressure generation position, that is, the depth resolution can be easily adjusted by arbitrarily adjusting the interval between the fiber winding portions 31, that is, the interval between the sections.
In addition, the fiber wrapping section 31 can be provided with a connecting section such as a fusion splicing section as needed, so that the optical fiber sensor 1 can be extended.
【００１４】（第２実施形態例）図５に示すように、こ
の例では、歪み計測装置の光ファイバセンサ１を、崩落
危険土塊を有する区域に沿った安定地盤Ｇに設け、その
長手方向１の複数箇所にて数ｍの間隔をあけて地盤Ｇに
固着している。これら光ファイバセンサ１の地盤Ｇへの
固着箇所Ｏ間の各区間における光ファイバセンサ１に
は、連結ワイヤー４２を接続しており、この連結ワイヤ
ー４２の端部を崩落危険土塊に外付けブイ４３によって
固定している。(Second Embodiment) As shown in FIG. 5, in this example, an optical fiber sensor 1 of a strain measuring device is provided on a stable ground G along an area having a collapsed soil mass, and its longitudinal direction 1 Are fixed to the ground G at intervals of several meters at a plurality of locations. A connection wire 42 is connected to the optical fiber sensor 1 in each section between the locations O where the optical fiber sensor 1 is fixed to the ground G. Fixed by.
【００１５】そして、この例によれば、崩落危険土塊に
て地盤Ｇが面方向、特に法面方向へずれると、図６に示
すように、この崩落危険土塊に外付けブイ４３によって
固定された連結ワイヤー４２が引っ張られ、これによ
り、光ファイバセンサ１の、引っ張られた連結ワイヤー
４２が接続された部分に歪みが生じる。つまり、この歪
みが生じた固着箇所Ｏ間からなる各区間を歪み計測装置
部５によって計測することができ、この各区間毎に連結
ワイヤー４２によって連結された外付けブイ４３の固定
位置にて地盤Ｇの面方向への変位が生じたことを検出す
ることができる。According to this example, when the ground G is displaced in the surface direction, particularly in the slope direction, in the collapse-risk soil mass, the ground G is fixed to the collapse-risk soil mass by the external buoy 43 as shown in FIG. The connecting wire 42 is pulled, thereby causing distortion in the portion of the optical fiber sensor 1 to which the pulled connecting wire 42 is connected. In other words, each section formed between the fixed portions O where the distortion has occurred can be measured by the strain measuring device section 5 and the ground is fixed at the fixed position of the external buoy 43 connected by the connection wire 42 for each section. It is possible to detect that the displacement of G in the plane direction has occurred.
【００１６】このように、この第３実施形態例によれ
ば、光ファイバセンサ１が、直接土砂圧を検知して地盤
Ｇの変位を検出するのではなく、土塊に固定された外付
けブイ４３の移動によって光ファイバセンサ１に外力を
印加させることにより地盤Ｇの変位を面的に検出するよ
うになっている。そして、この例によれば、外付けブイ
４３を広範囲にかつ任意の位置に選択することができる
ので、地盤Ｇの変位を、広範囲にてかつあらゆる場所に
て監視することができる。つまり、集中監視したいエリ
アあるいは散漫監視で充分なエリアに対してフレキシブ
ルに対応させることができる。As described above, according to the third embodiment, the optical fiber sensor 1 does not directly detect the sediment pressure to detect the displacement of the ground G, but the external buoy 43 fixed to the earth mass. The displacement of the ground G is detected by applying an external force to the optical fiber sensor 1 by the movement of the ground. According to this example, since the external buoy 43 can be selected in a wide range and at an arbitrary position, the displacement of the ground G can be monitored in a wide range and in any place. In other words, it is possible to flexibly cope with an area where centralized monitoring is desired or an area where diffuse monitoring is sufficient.
【００１７】しかも、光ファイバセンサ１を地盤Ｇへ埋
め込む場合と比較して、光ファイバセンサ１及び外付け
ブイ４３の設置を容易に行うことができる。また、外付
けブイ４３を規則的にマッピングすれば、歪みデータの
二次元平面表示（歪み等高線などの表示）を行うことが
できる。さらには、光ファイバセンサ１を複数本設置す
れば、計測点をさらに増やすことができ、計測エリアの
拡大を容易に行うことができる。Further, compared to the case where the optical fiber sensor 1 is embedded in the ground G, the installation of the optical fiber sensor 1 and the external buoy 43 can be performed easily. If the external buoy 43 is regularly mapped, a two-dimensional plane display of distortion data (display of distortion contours and the like) can be performed. Furthermore, if a plurality of optical fiber sensors 1 are installed, the number of measurement points can be further increased, and the measurement area can be easily expanded.
【００１８】なお、上記の例では、外付けブイ４３を地
表固定としたが、土塊に内蔵固定、つまり土塊中へ埋設
することも可能であり、このように、土塊に内蔵固定す
ることにより、地盤Ｇの深度方向における変位の計測も
可能である。なお、光ファイバセンサ１は、被計測地盤
Ｇの歪みが連結ワイヤー４２によって確実に伝達される
ように、光ファイバ心線１ａの周囲のケーブル被覆を光
ファイバ心線１ａに密着させた構造としておく。In the above example, the external buoy 43 is fixed to the surface of the earth. However, it is also possible to fix the external buoy 43 in the soil mass, that is, to bury the external buoy 43 in the soil mass. It is also possible to measure the displacement of the ground G in the depth direction. The optical fiber sensor 1 has a structure in which a cable coating around the optical fiber core 1a is closely attached to the optical fiber core 1a so that the distortion of the ground G to be measured is reliably transmitted by the connection wire 42. .
【００１９】（第３実施形態例）図７に示すように、こ
の例では、崩落危険土塊を含んだ区域全体に、歪み計測
装置の光ファイバセンサ１を格子状に張り巡らせたもの
で、これら光ファイバセンサ１の交点をアンカー５１に
よって地盤Ｇへ固着している。なお、光ファイバセンサ
１は、敷設部分の周囲が、安定地盤へ固定されてケーブ
ル固定箇所５２とされている。なお、各アンカー５１に
よって地盤Ｇへ固着された固着箇所Ｏ間からなる各区間
は、数ｍ以上の間隔があけられている。(Third Embodiment) As shown in FIG. 7, in this example, an optical fiber sensor 1 of a strain measuring device is laid out in a grid pattern over an entire area including a collapsed soil mass. The intersection of the optical fiber sensor 1 is fixed to the ground G by an anchor 51. In addition, the periphery of the laid portion of the optical fiber sensor 1 is fixed to a stable ground to be a cable fixing portion 52. In addition, each section consisting of the fixing portions O fixed to the ground G by the anchors 51 is spaced apart by several meters or more.
【００２０】そして、この例によれば、崩落危険土塊に
て地盤Ｇにずれが生じ、図８に示すように、固着箇所Ｏ
のＡ点付近の地盤Ｇが変位すると、図９に示すように、
Ａ点での変位がＡ点の周囲の固着箇所Ｏに影響を及ぼす
こととなる。具体的には、Ａ点がＢ点側へ変位すると、
Ａ−Ｂ間等では、光ファイバセンサ１が縮み、また、Ａ
−Ｄ間、Ａ−Ｃ間、Ａ−Ｅ間等では、光ファイバセンサ
１が伸びることとなり、これらの区間での光ファイバセ
ンサ１に歪みが発生する。そして、Ａ点の変位によるＡ
点周囲での地盤Ｇへの固着箇所Ｏ間の区間にて光ファイ
バセンサ１の歪みを検出することにより、崩落危険土塊
におけるＡ点付近の地盤Ｇの変位及びその位置を計測す
ることができる。According to this example, the ground G is displaced by the collapsed earth mass, and as shown in FIG.
When the ground G near the point A is displaced, as shown in FIG.
The displacement at the point A affects the fixing point O around the point A. Specifically, when the point A is displaced toward the point B,
Between A and B, the optical fiber sensor 1 shrinks, and A
The optical fiber sensor 1 extends between -D, AC, and AE, and the optical fiber sensor 1 is distorted in these sections. And A by the displacement of point A
By detecting the strain of the optical fiber sensor 1 in the section between the fixing points O to the ground G around the point, the displacement of the ground G near the point A and the position thereof in the collapse-prone soil mass can be measured.
【００２１】このように、この第３実施形態例によれ
ば、光ファイバセンサ１の交点上の各固着箇所Ｏ間の各
区間の光ファイバセンサ１の歪みを計測することによ
り、二次元平面の動態観測をより精密に行うことができ
る。これにより、崩落平面を高精度にて予想することが
でき、また、その規模（土砂量）や変位方向の解析を行
うこともできる。また、光ファイバセンサ１の敷設は、
特殊な作業、工具を用いることなく行うことができるの
で、設置コストも安価に抑えることができる。なお、こ
の場合も、被計測物である地盤Ｇの歪みが光ファイバセ
ンサ１に確実に伝達されるように、光ファイバ心線１ａ
の周囲のケーブル被覆を光ファイバ心線１ａに密着させ
た構造としておく。As described above, according to the third embodiment, by measuring the strain of the optical fiber sensor 1 in each section between the fixing points O on the intersection of the optical fiber sensor 1, the two-dimensional plane is measured. Dynamic observation can be performed more precisely. Thereby, the collapse plane can be predicted with high accuracy, and the scale (the amount of sediment) and the displacement direction can be analyzed. In addition, the laying of the optical fiber sensor 1 is as follows.
Since the operation can be performed without using any special operation or tool, the installation cost can be reduced. In this case as well, the optical fiber core 1a is so arranged that the distortion of the ground G, which is the object to be measured, is transmitted to the optical fiber sensor 1 without fail.
Of the optical fiber core wire 1a.
【００２２】なお、上記第１〜第３実施形態例は互いに
組み合わせても良く、これらを組み合わせることによ
り、崩落危険土塊における土砂圧を３次元的に計測する
ことができ、ひいては土砂、岩盤の崩落の３次元的な規
模の予測を行うことができる。The above-described first to third embodiments may be combined with each other, and by combining these, the sediment pressure in the collapse-prone soil mass can be measured three-dimensionally, and consequently, the collapse of the soil and the bedrock. Can be predicted on a three-dimensional scale.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の光ファ
イバセンサを用いた歪み計測方法によれば、下記の効果
を得ることができる。請求項１記載の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法によれば、光ファイバセンサの区
間毎におけるブリルアン散乱光の有無を検出することに
より、極めて容易に光ファイバセンサの伸び歪みを検出
することができるとともに、どの区間における伸び歪み
であるかを検出することができる。つまり、この光ファ
イバセンサの伸び歪み及びその位置を検出することによ
り、地盤あるいは構造物等の被計測物における変位の有
無及び変位位置を確実に把握することができ、土砂、岩
盤の崩落や構造物の崩壊等の予測を行うことができる。
また、従来のように、歪みセンサ等を多数設置する場合
と比較して、低コストにて歪みの計測を行うことがで
き、また、落雷等による誘導電流の影響を受けることも
なく、山間部等の気象変化の激しい地域でも問題なく行
うことができる。As described above, according to the strain measuring method using the optical fiber sensor of the present invention, the following effects can be obtained. According to the strain measuring method using the optical fiber sensor according to the first aspect, by detecting the presence or absence of Brillouin scattered light in each section of the optical fiber sensor, it is possible to detect the elongation strain of the optical fiber sensor very easily. In addition to this, it is possible to detect in which section the elongation strain is. In other words, by detecting the extension strain and its position of the optical fiber sensor, the presence or absence and displacement position of the object to be measured, such as the ground or a structure, can be ascertained with certainty. It is possible to predict the collapse of an object.
Also, compared to the case where a large number of strain sensors and the like are installed as before, strain measurement can be performed at low cost, and there is no influence of induced current due to lightning, etc. It can be performed without problems even in areas with severe weather changes.
【００２４】請求項２記載の光ファイバセンサを用いた
歪み計測方法によれば、地盤の概ね深度方向へ光ファイ
バセンサを配設するので、地盤中における土砂の変位の
有無及びその位置を容易に把握することができ、土砂崩
れの位置及びその規模や方向の予測を行うことができ
る。According to the strain measuring method using the optical fiber sensor according to the second aspect, since the optical fiber sensor is disposed substantially in the depth direction of the ground, it is easy to determine whether or not the soil is displaced in the ground and its position. It is possible to grasp and predict the position of the landslide and its scale and direction.
【００２５】請求項３記載の光ファイバセンサを用いた
歪み計測方法によれば、地盤の法面方向へ光ファイバセ
ンサを配設するので、土砂崩れの位置の予測及びその面
積や方向の予測を広範囲にて行うことができる。According to the strain measuring method using the optical fiber sensor according to the third aspect, since the optical fiber sensor is arranged in the direction of the slope of the ground, the prediction of the position of the landslide and the prediction of the area and the direction of the landslide can be performed over a wide range. Can be performed.
【図１】 本発明の実施の形態の光ファイバセンサを用
いた歪み計測方法に用いられる歪み計測装置の構成及び
機能を説明するブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration and a function of a strain measurement device used in a strain measurement method using an optical fiber sensor according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の実施の形態の光ファイバセンサを用
いた歪み計測方法による歪みの計測原理を説明するグラ
フ図である。FIG. 2 is a graph illustrating a principle of measuring a strain by a strain measuring method using the optical fiber sensor according to the embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の第１実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法を説明する光ファイバセンサが配
設された地盤の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a ground provided with an optical fiber sensor for explaining a strain measuring method using the optical fiber sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の第１実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法に用いられる光ファイバセンサの
概略配線図である。FIG. 4 is a schematic wiring diagram of an optical fiber sensor used in a strain measurement method using the optical fiber sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の第２実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法を説明する光ファイバセンサが配
設された地盤の概略平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view of a ground provided with an optical fiber sensor for explaining a strain measuring method using the optical fiber sensor according to the second embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の第２実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法に用いられる光ファイバセンサの
配設状態及び歪みの検出原理を説明する光ファイバセン
サの概略配線図である。FIG. 6 is a schematic wiring diagram of an optical fiber sensor illustrating an arrangement state of an optical fiber sensor used in a strain measurement method using an optical fiber sensor according to a second embodiment of the present invention and a principle of detecting strain;
【図７】 本発明の第３実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法を説明する光ファイバセンサが配
設された地盤の概略平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view of a ground provided with an optical fiber sensor for explaining a strain measuring method using an optical fiber sensor according to a third embodiment of the present invention.
【図８】 本発明の第３実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法に用いられる光ファイバセンサの
配設状態を説明する光ファイバセンサの概略配線図であ
る。FIG. 8 is a schematic wiring diagram of an optical fiber sensor illustrating an arrangement state of an optical fiber sensor used in a strain measurement method using an optical fiber sensor according to a third embodiment of the present invention.
【図９】 本発明の第３実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法を構成する光ファイバセンサの歪
みの検出原理を説明する光ファイバセンサの概略配線図
である。FIG. 9 is a schematic wiring diagram of an optical fiber sensor illustrating a principle of detecting distortion of the optical fiber sensor included in the strain measuring method using the optical fiber sensor according to the third embodiment of the present invention.
１…光ファイバセンサ、１ａ…光ファイバ心線、Ｇ…地
盤（被計測物）。1: optical fiber sensor, 1a: optical fiber core wire, G: ground (measured object).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平尾 秀夫 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA65 CC14 EE01 FF00 LL02 QQ44 2F076 BA18 BB09 BD02 BD06 BD17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hideo Hirao 1440 Mutsuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture Fujikura Sakura Plant F-term (reference) 2F065 AA02 AA65 CC14 EE01 FF00 LL02 QQ44 2F076 BA18 BB09 BD02 BD06 BD17
Claims (3)
被計測物に沿って配設した光ファイバ心線（１ａ）より
なる光ファイバセンサ（１）へ測定光を入射し、この光
ファイバセンサの区間毎における伸び歪みをこの光ファ
イバセンサからのブリルアン散乱光の有無から検出し、
この検出結果から前記被計測物の変位の有無及び変位の
位置を前記区間毎に求めることを特徴とする光ファイバ
センサを用いた歪み計測方法。1. A measuring beam is incident on an object to be measured, such as the ground or a structure, or on an optical fiber sensor (1) comprising an optical fiber core (1a) disposed along the object to be measured. The elongation strain in each section of the fiber sensor is detected from the presence or absence of Brillouin scattered light from this optical fiber sensor,
A strain measuring method using an optical fiber sensor, wherein the presence or absence of the displacement of the object to be measured and the position of the displacement are determined for each section from the detection result.
である地盤（Ｇ）に、概ね深度方向へ配設し、前記地盤
の深度方向の変位の有無及びその位置を前記区間毎に求
めることを特徴とする請求項１記載の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法。2. An optical fiber sensor is disposed on a ground (G) as the object to be measured, generally in a depth direction, and the presence or absence of the displacement of the ground in the depth direction and the position thereof are obtained for each of the sections. A strain measuring method using the optical fiber sensor according to claim 1.
である地盤に、その法面方向へ配設し、前記地盤の法面
方向の変位の有無及びその位置を前記区間毎に求めるこ
とを特徴とする請求項１記載の光ファイバセンサを用い
た歪み計測方法。3. The method according to claim 1, further comprising: disposing the optical fiber sensor on a ground which is the object to be measured in a slope direction of the ground, and determining whether or not the ground is displaced in a slope direction and a position thereof for each of the sections. A strain measuring method using the optical fiber sensor according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10211647A JP2000046528A (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Distortion measuring method using optical fiber sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP10211647A JP2000046528A (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Distortion measuring method using optical fiber sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000046528A true JP2000046528A (en) | 2000-02-18 |
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ID=16609261
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10211647A Withdrawn JP2000046528A (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Distortion measuring method using optical fiber sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000046528A (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418024B1 (en) * | 2001-03-13 | 2004-02-14 | 양경택 | A Method for estimating dynamic responses of structures. |
| US6813403B2 (en) | 2002-03-14 | 2004-11-02 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Monitoring of large structures using brillouin spectrum analysis |
| WO2007108330A1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-27 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | Distance measuring system |
| JP2013104701A (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Japan Atomic Energy Agency | Optical fiber sensor and measurement method using the same, and concrete structure provided with optical fiber sensor |
| JP2013186041A (en) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Fujitsu Ltd | Pulley roll cassette for optical fiber and temperature distribution measurement system |
| CN105352452A (en) * | 2015-12-24 | 2016-02-24 | 吉林大学 | Electronic type distortion factor measuring instrument of automobile morphology measuring system |
| CN105371783A (en) * | 2015-12-24 | 2016-03-02 | 吉林大学 | Scale type distortion coefficient measuring instrument for automobile topography measurement system |
| CN105403171A (en) * | 2015-12-24 | 2016-03-16 | 吉林大学 | Grating type distortion coefficient measurement device of automobile profile measurement system |
| WO2024005262A1 (en) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | 한국광기술원 | Acoustic signal measurement sensitivity enhancement type fiber optic acoustic sensor |
-
1998
- 1998-07-27 JP JP10211647A patent/JP2000046528A/en not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418024B1 (en) * | 2001-03-13 | 2004-02-14 | 양경택 | A Method for estimating dynamic responses of structures. |
| US6813403B2 (en) | 2002-03-14 | 2004-11-02 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Monitoring of large structures using brillouin spectrum analysis |
| WO2007108330A1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-27 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | Distance measuring system |
| JPWO2007108330A1 (en) * | 2006-03-02 | 2009-08-06 | 国立大学法人東京農工大学 | Distance measuring system |
| JP5135587B2 (en) * | 2006-03-02 | 2013-02-06 | 国立大学法人東京農工大学 | Distance measuring system |
| JP2013104701A (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Japan Atomic Energy Agency | Optical fiber sensor and measurement method using the same, and concrete structure provided with optical fiber sensor |
| JP2013186041A (en) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Fujitsu Ltd | Pulley roll cassette for optical fiber and temperature distribution measurement system |
| CN105352452A (en) * | 2015-12-24 | 2016-02-24 | 吉林大学 | Electronic type distortion factor measuring instrument of automobile morphology measuring system |
| CN105371783A (en) * | 2015-12-24 | 2016-03-02 | 吉林大学 | Scale type distortion coefficient measuring instrument for automobile topography measurement system |
| CN105403171A (en) * | 2015-12-24 | 2016-03-16 | 吉林大学 | Grating type distortion coefficient measurement device of automobile profile measurement system |
| CN105371783B (en) * | 2015-12-24 | 2017-09-15 | 吉林大学 | Automobile shape measurement system scale-type distortion factor measuring instrument |
| CN105403171B (en) * | 2015-12-24 | 2017-10-03 | 吉林大学 | Automobile shape measurement system raster pattern distortion factor measuring instrument |
| WO2024005262A1 (en) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | 한국광기술원 | Acoustic signal measurement sensitivity enhancement type fiber optic acoustic sensor |
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