JP2003185897A - Distortion sensor using optical fiber grating - Google Patents
Distortion sensor using optical fiber gratingInfo
- Publication number
- JP2003185897A JP2003185897A JP2001387573A JP2001387573A JP2003185897A JP 2003185897 A JP2003185897 A JP 2003185897A JP 2001387573 A JP2001387573 A JP 2001387573A JP 2001387573 A JP2001387573 A JP 2001387573A JP 2003185897 A JP2003185897 A JP 2003185897A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- grating
- spacer
- strain
- groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 46
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバグレー
ティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Grating ）を用いた歪
センサ、特にケーブル状の歪みセンサに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a strain sensor using an optical fiber grating (FBG), and more particularly to a cable-shaped strain sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、光ファイバにブラッグ回折格子が
形成された光ファイバグレーティング（ＦＢＧ：Fiber
Bragg Grating ）を用いた歪センサが、トンネル、ビ
ル、橋等の歪み計測用として注目されている。2. Description of the Related Art In recent years, an optical fiber grating (FBG: Fiber) in which a Bragg diffraction grating is formed in an optical fiber
A strain sensor using Bragg Grating) has been attracting attention for strain measurement of tunnels, buildings, bridges, etc.
【０００３】この歪センサは、長さ方向の途中に光ファ
イバグレーティング部（ＦＢＧ部）を有する光ファイバ
に一端から光を入射して、ＦＢＧ部からの反射光の波長
を観察したとき、ＦＢＧの歪みに応じて反射波長が変化
することを利用して歪を検知するものである。すなわ
ち、ＦＢＧの反射光の波長は、グレーティングの周期で
変化するため、光ファイバが伸縮すると反射波長がシフ
トする。従って、反射波長の変化を測定すれば、光ファ
イバに加わった歪を計測できる。そこで、ＦＢＧ部を歪
み発生部材（張力がかかる金属線など）に固定して、Ｆ
ＢＧからの反射波長の変化を測定し、歪み発生部材の歪
み（すなわち応力）を検知するものである。In this strain sensor, when light is incident from one end into an optical fiber having an optical fiber grating portion (FBG portion) in the lengthwise direction and the wavelength of the reflected light from the FBG portion is observed, The strain is detected by utilizing the fact that the reflection wavelength changes according to the strain. That is, since the wavelength of the reflected light of the FBG changes with the period of the grating, the reflected wavelength shifts as the optical fiber expands and contracts. Therefore, the strain applied to the optical fiber can be measured by measuring the change in the reflection wavelength. Therefore, the FBG part is fixed to a strain generating member (such as a metal wire to which tension is applied), and F
The change in the reflection wavelength from BG is measured to detect the strain (that is, stress) of the strain generating member.
【０００４】従来のＦＢＧを用いた歪センサは、歪を計
測する対象物つまり歪み発生部材に、ＦＢＧの部分を接
着剤により直接接着させる構造が一般的である。A conventional strain sensor using an FBG generally has a structure in which an FBG portion is directly adhered to an object whose strain is to be measured, that is, a strain generating member, by an adhesive.
【０００５】これに対し、図３（ａ）（ｂ）に示すよう
に光ファイバ１１のＦＢＧ部１２をパッケージ１３に収
納し、そのアルミプレートから成る取付部１４を、取付
穴１５を通して、計測対象物にネジ固定する構造の歪セ
ンサも開発されている。On the other hand, as shown in FIGS. 3A and 3B, the FBG portion 12 of the optical fiber 11 is housed in the package 13, and the mounting portion 14 made of the aluminum plate is passed through the mounting hole 15 to be measured. A strain sensor with a structure that is screwed to an object has also been developed.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術として図３に示した歪センサには、次のような問題点
がある。However, the strain sensor shown in FIG. 3 as the prior art has the following problems.
【０００７】(1) 光ファイバ１１を引き回して敷設する
ため、外装なしで屋外用途に適用することができない。(1) Since the optical fiber 11 is laid around and laid, it cannot be applied to outdoor use without an exterior.
【０００８】(2) 光ファイバ１１に保護チューブを施す
場合、パッケージ１３の端で保護チューブを固定する必
要があり、パッケージ１３が大きくなり構造が複雑にな
る。(2) When the protective tube is applied to the optical fiber 11, it is necessary to fix the protective tube at the end of the package 13, and the package 13 becomes large and the structure becomes complicated.
【０００９】(3) 光ファイバ１１のＦＢＧ部１２を固定
したポイント（点）の歪しか計測することができない。
一定スパンの歪を計測するには、ワイヤを敷設して、そ
のワイヤに歪センサを固定する必要がある。(3) Only the strain at the point where the FBG portion 12 of the optical fiber 11 is fixed can be measured.
In order to measure strain of a constant span, it is necessary to lay a wire and fix the strain sensor to the wire.
【００１０】(4) 温度変化による光ファイバ１１の屈折
率変化と伸縮（グレーティングの周期変化）により反射
波長が変化するため、補正用に温度を計測するセンサが
別に必要となる。(4) Since the reflection wavelength changes due to the change of the refractive index of the optical fiber 11 and the expansion and contraction (change of the period of the grating) due to the temperature change, an additional sensor for measuring the temperature is required for correction.
【００１１】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、屋外に容易に敷設でき、製造が容易で、一定スパン
の歪を容易に計測できる歪センサを提供し、更には温度
補正が容易に実施できる歪センサを提供することにあ
る。Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, to provide a strain sensor which can be easily laid outdoors, which is easy to manufacture, and which can easily measure strain of a constant span, and further temperature correction. Another object of the present invention is to provide a strain sensor that can be applied to the above.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、次のように構成したものである。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
【００１３】（１）請求項１の発明に係る光ファイバグ
レーティングを用いた歪センサは、長手方向に複数のグ
レーティング（ブラッグ回析格子）部が形成された光フ
ァイバが、スペーサの周囲に設けられた溝（スロット）
内に挿入され、前記グレーティング部のみが前記スペー
サの溝に固定され、該スペーサの周囲にシースが施され
ていることを特徴とする。(1) In the strain sensor using the optical fiber grating according to the invention of claim 1, an optical fiber having a plurality of grating (Bragg diffraction grating) portions formed in the longitudinal direction is provided around the spacer. Groove (slot)
It is inserted into the inside of the spacer, only the grating portion is fixed to the groove of the spacer, and a sheath is provided around the spacer.
【００１４】本発明の歪センサは、ケーブル構造である
ため、特別の外装なしに容易に屋外に敷設することがで
きる。また、光ファイバはスペーサ溝内に収納されるた
め、特別に光ファイバに保護チューブを施す必要がな
く、また構造も簡単となる。さらに、光ファイバに光フ
ァイバグレーティング部を複数個設けることが容易であ
り、一定スパンの歪を計測するのに適する。Since the strain sensor of the present invention has a cable structure, it can be easily installed outdoors without any special exterior. Further, since the optical fiber is housed in the spacer groove, it is not necessary to provide a protective tube on the optical fiber, and the structure is simple. Furthermore, it is easy to provide a plurality of optical fiber grating portions in the optical fiber, and it is suitable for measuring strain of a constant span.
【００１５】（２）請求項２の発明は、請求項１記載の
歪センサにおいて、光ファイバグレーティング部が、こ
のグレーティング部とスペーサに対して接着性の良い材
料で、直接スペーサの溝に固定されていることを特徴と
する。(2) According to the invention of claim 2, in the strain sensor according to claim 1, the optical fiber grating portion is directly fixed to the groove of the spacer with a material having good adhesiveness to the grating portion and the spacer. It is characterized by
【００１６】この特徴によれば、光ファイバグレーティ
ング部を直接スペーサの溝に固定するため、非常に製造
が容易となる。According to this feature, since the optical fiber grating portion is directly fixed to the groove of the spacer, the manufacturing is very easy.
【００１７】（３）請求項３の発明は、請求項１又は２
記載の歪センサにおいて、前記スペーサに複数の溝が形
成され、該複数の溝内にそれぞれ前記光ファイバが挿入
されており、該光ファイバのうち一部の光ファイバはそ
のグレーティング部が前記溝に固定されていないことを
特徴とする。(3) The invention of claim 3 is the same as claim 1 or 2.
In the strain sensor described above, a plurality of grooves are formed in the spacer, the optical fibers are respectively inserted in the plurality of grooves, and some of the optical fibers have a grating portion in the grooves. Characterized by not being fixed.
【００１８】この特徴によれば、スペーサ溝にグレーテ
ィング部を固定した光ファイバと固定しない光ファイバ
とが併存するため、温度変化による光ファイバの屈折率
変化と伸縮（グレーティングの周期変化）の双方により
反射波長が変化する環境下であっても、溝に固定してい
ない光ファイバを温度センサとして用いることにより、
容易に歪センサの温度補正を実施することができる。従
って、温度補正用に温度計測センサを別個に用意する必
要がない。According to this feature, since the optical fiber having the grating portion fixed in the spacer groove and the optical fiber not having the grating portion coexist in the spacer groove, both the change in the refractive index of the optical fiber due to the temperature change and the expansion and contraction (change in the period of the grating) occur. Even in an environment where the reflected wavelength changes, by using an optical fiber not fixed in the groove as a temperature sensor,
The temperature of the strain sensor can be easily corrected. Therefore, it is not necessary to separately prepare a temperature measurement sensor for temperature correction.
【００１９】（４）請求項４の発明は、請求項１又は２
記載の歪センサにおいて、前記光ファイバには、少なく
ともそれぞれ反射波長が異なる２つのグレーティング部
が形成されており、一方のグレーティング部は前記スペ
ーサの溝に直接固定され、他方のグレーティング部は前
記スペーサの溝に固定されていないことを特徴とする。(4) The invention of claim 4 relates to claim 1 or 2.
In the strain sensor described above, at least two grating portions having different reflection wavelengths are formed in the optical fiber, one grating portion is directly fixed to a groove of the spacer, and the other grating portion is formed of the spacer. Characterized by not being fixed in the groove.
【００２０】この特徴によれば、光ファイバに多重光を
入射すれば、スペーサの溝に固定されていないグレーテ
ィング部からの反射光によって温度を計測することがで
きる。すなわち、１本の光ファイバで歪と温度を同時に
計測することができる。According to this feature, if the multiplexed light is incident on the optical fiber, the temperature can be measured by the reflected light from the grating portion not fixed to the groove of the spacer. That is, the strain and the temperature can be simultaneously measured with one optical fiber.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
【００２２】図１は、本発明の一実施例に係る光ファイ
バグレーティングを用いた歪センサの内部構成図であ
り、図２はその歪センサの断面図である。FIG. 1 is an internal configuration diagram of a strain sensor using an optical fiber grating according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the strain sensor.
【００２３】この歪センサは全体としてケーブル８の形
をしている。このケーブル８は、その内部にスペーサ２
を配置し、その周囲に順次に押さえテープ６とシース５
を設けた構造となっている。スペーサ２には、その中心
にテンションメンバ４が設けられ、またスペーサ２の周
囲には、複数本の撚り溝（スロット）７がＳ撚り又はＺ
撚りの方向に形成されている。この複数本の撚り溝７の
うちの１つを、歪センサ本体たる光ファイバ１ａを収納
する溝として用い、他の１つを温度計測用光ファイバ１
ｂを収納する溝として用いる。The strain sensor is in the form of a cable 8 as a whole. This cable 8 has a spacer 2 inside it.
Are arranged, and the pressing tape 6 and the sheath 5 are sequentially arranged around them.
Has a structure. A tension member 4 is provided at the center of the spacer 2, and a plurality of twisted grooves (slots) 7 are provided around the spacer 2 with an S twist or a Z twist.
It is formed in the twisting direction. One of the plural twisted grooves 7 is used as a groove for accommodating the optical fiber 1a which is the strain sensor main body, and the other one is used for the temperature measurement optical fiber 1.
It is used as a groove for storing b.
【００２４】まず、必要な条長の中間部にＦＢＧ部（光
ファイバグレーティング部）３を形成した光ファイバ１
ａ，１ｂを用意する。ここでＦＢＧ部３は、各光ファイ
バ１ａ，１ｂの軸方向に離して少なくとも１箇所設け、
光ファイバ１ａ側を歪計測用ＦＢＧ部３ａとし、光ファ
イバ１ｂ側を温度計測用ＦＢＧ部３ｂとする。First, an optical fiber 1 in which an FBG portion (optical fiber grating portion) 3 is formed in the intermediate portion of the required strip length.
Prepare a and 1b. Here, the FBG portion 3 is provided at least at one location apart from each other in the axial direction of the optical fibers 1a and 1b,
The optical fiber 1a side is the strain measurement FBG section 3a, and the optical fiber 1b side is the temperature measurement FBG section 3b.
【００２５】上記ＦＢＧ部３を光ファイバに形成するに
は、グレーティングを書き込む部分のコーティングを一
度除去する（通常１０ｍｍ程度）。そして、２光束干渉
法、プリズム干渉法、位相格子法等の公知の方法によ
り、光ファイバのコア部分にグレーティングを書き込
む。書き込み終了後、光ファイバのコーティング材と同
一の材料でリコートを施す。このとき、一般の被覆材で
は歪が加わった時に光ファイバのすべりが発生するの
で、この対策として、コーティング材にポリイミド樹脂
を使用する。In order to form the FBG portion 3 in the optical fiber, the coating on the portion where the grating is written is once removed (usually about 10 mm). Then, the grating is written in the core portion of the optical fiber by a known method such as a two-beam interference method, a prism interference method, or a phase grating method. After writing, recoating is performed with the same material as the coating material of the optical fiber. At this time, in a general covering material, slippage of the optical fiber occurs when strain is applied. Therefore, as a countermeasure against this, a polyimide resin is used as the coating material.
【００２６】しかし、歪計測用ＦＢＧ部３ａについて
は、リコートしてもよいが、感度を上げるためにはリコ
ートせずに光ファイバのガラスを直接被測定物に接着さ
せる構造が好ましい。すなわち、光ファイバグレーティ
ング部をリコートせずに、裸のグレーティング部とスペ
ーサに対して接着性の良い材料で、直接スペーサに固定
することが好ましい。However, although the strain measuring FBG portion 3a may be recoated, it is preferable that the glass of the optical fiber is directly adhered to the object to be measured without recoating in order to increase the sensitivity. That is, it is preferable that the optical fiber grating portion is not recoated and is directly fixed to the spacer with a material having good adhesiveness to the bare grating portion and the spacer.
【００２７】上記歪計測用ＦＢＧ部３ａ及び温度計測用
ＦＢＧ部３ｂを形成した光ファイバ１ａ，１ｂを、それ
ぞれ図１のようにスペーサ２の撚り溝７へ収納し撚り合
わせる。次に、歪計測用ＦＢＧ部３ａをスペーサ２に接
着させる。温度計測用ＦＢＧ部３ｂについては、接着せ
ずにそのままとする。そして、押さえテープ６を、巻き
シース５を施して、ケーブル構造の歪センサが完成す
る。The optical fibers 1a and 1b having the strain measuring FBG portion 3a and the temperature measuring FBG portion 3b are respectively housed in the twist groove 7 of the spacer 2 as shown in FIG. Next, the strain measurement FBG portion 3 a is bonded to the spacer 2. The FBG portion 3b for temperature measurement is left as it is without being adhered. Then, the pressing tape 6 is applied to the winding sheath 5, and the strain sensor having the cable structure is completed.
【００２８】この歪センサを使用する場合は、上記によ
って製造されたケーブル８を測定対象物の２点に固定す
るか、シース５のすべりが問題になる場合にはテンショ
ンメンバ４を含むスペーサ５の部分を、測定対象物の２
点に固定する。そして、光ファイバ１ａ，１ｂの一端に
それぞれ光源（図示せず）を接続させ、他端を開放させ
る。When this strain sensor is used, the cable 8 manufactured as described above is fixed at two points on the object to be measured, or when the slip of the sheath 5 is a problem, the spacer 5 including the tension member 4 is used. 2 parts of the measurement object
Fix to a point. Then, a light source (not shown) is connected to one end of each of the optical fibers 1a and 1b, and the other ends are opened.
【００２９】そして、上記光源から、設定されたブラッ
グ反射波長を含む波長帯の光を光ファイバ１ａ，１ｂに
出力し、測定対象物に加わった歪みに応じた歪計測用Ｆ
ＢＧ部３ａからの反射光のブラッグ反射波長の変化を光
スペクトラムアナライザ等の測定器（図示せず）で測定
し、上記歪みを計測する。The light source outputs light in a wavelength band including the set Bragg reflection wavelength to the optical fibers 1a and 1b, and the strain measuring F corresponding to the strain applied to the object to be measured.
The change in the Bragg reflection wavelength of the reflected light from the BG unit 3a is measured by a measuring device (not shown) such as an optical spectrum analyzer to measure the above distortion.
【００３０】温度計測用に挿入したグレーティング（温
度計測用ＦＢＧ部３ｂ）はスペーサ２に固定していない
ため、歪計測用ＦＢＧ部３ａと温度計測用ＦＢＧ部３ｂ
の２つのグレーティングの波長シフトの差が、温度変化
を補正した歪量となる。スペーサ２の線膨張による歪を
補正するには、温度変化から計算でスペーサ２の伸縮を
求めて、これを差し引く方法を用いる。Since the grating (temperature measurement FBG portion 3b) inserted for temperature measurement is not fixed to the spacer 2, the strain measurement FBG portion 3a and the temperature measurement FBG portion 3b.
The difference in wavelength shift between the two gratings is the amount of distortion corrected for temperature change. In order to correct the distortion due to the linear expansion of the spacer 2, a method of calculating the expansion and contraction of the spacer 2 from the temperature change and subtracting the expansion and contraction is used.
【００３１】＜他の実施形態＞本発明は上記実施形態に
限定されるものではない。例えば、多点の歪を計測する
には、グレーティングの周期を変えて、１本の光ファイ
バの複数部分にグレーティングを書き込みケーブリング
する。また、ダミーの線を挿入してケーブルを製作し、
光ファイバグレーティングをダミー線に接続して引き込
み、グレーティング部分のシースをはいで光ファイバを
スペーサに接着し、シースをモールドする製造方法も考
えられる。<Other Embodiments> The present invention is not limited to the above embodiments. For example, in order to measure strains at multiple points, the grating period is changed, and the grating is written into a plurality of portions of one optical fiber to perform cabling. Also, insert a dummy wire to make a cable,
A manufacturing method is conceivable in which the optical fiber grating is connected to the dummy wire and drawn in, the sheath of the grating portion is put on to adhere the optical fiber to the spacer, and the sheath is molded.
【００３２】また、上記実施形態においては、歪センサ
用と温度計測用の２本の光ファイバグレーティングを用
いたが、１本の光ファイバに少なくともそれぞれ反射波
長が異なる２つのグレーティング部を形成し、一方のグ
レーティング部をスペーサ溝に固定することで歪センサ
として用い、他方のグレーティング部をスペーサ溝に固
定しないで温度計測用として用いることができる。この
場合、２つのグレーティング部は、一方が温度補正用で
あるから、できるだけ接近して設けることが好ましい。
なお、光ファイバに入射する光が多重光であることは言
うまでもない。In the above embodiment, two optical fiber gratings for strain sensor and temperature measurement are used. However, at least two grating portions having different reflection wavelengths are formed in one optical fiber, One of the grating portions can be used as a strain sensor by fixing it in the spacer groove, and the other grating portion can be used for temperature measurement without fixing it in the spacer groove. In this case, it is preferable that the two grating portions are provided as close to each other as one is for temperature correction.
Needless to say, the light incident on the optical fiber is multiplexed light.
【００３３】＜使用方法、応用システムなど＞本実施形
態の歪センサは、広い分野に亘って応用することができ
る。例えば、歪と温度が計測できるセンサとして応用し
たり、或いは通信ケーブルに加わる歪モニタとして適用
することができる。またグレーティングを透過する波長
に関しては、グレーティングを形成した光ファイバを通
信線として利用することができる。<Method of Use, Application System, etc.> The strain sensor of this embodiment can be applied in a wide range of fields. For example, it can be applied as a sensor capable of measuring strain and temperature, or as a strain monitor applied to a communication cable. As for the wavelength that passes through the grating, an optical fiber having the grating can be used as a communication line.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような優れた効果が得られる。As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
【００３５】本発明の歪センサは、ケーブル構造である
ため、特別の外装なしに容易に屋外に敷設することがで
きる。光ファイバはケーブル内のスペーサ溝内に収納さ
れるため、特別に光ファイバに保護チューブを施す必要
がなく、また構造も簡単となる。さらに、光ファイバに
光ファイバグレーティング部を複数個設けることが容易
であり、一定スパンの歪を計測するのに適する。Since the strain sensor of the present invention has a cable structure, it can be easily installed outdoors without any special exterior. Since the optical fiber is housed in the spacer groove in the cable, it is not necessary to provide a protective tube on the optical fiber and the structure is simple. Furthermore, it is easy to provide a plurality of optical fiber grating portions in the optical fiber, and it is suitable for measuring strain of a constant span.
【００３６】また、光ファイバグレーティング部を直接
スペーサに固定する構造とする形態では、非常に製造が
容易となる。Further, in the form in which the optical fiber grating portion is directly fixed to the spacer, the manufacturing becomes very easy.
【００３７】さらに、歪センサとは別のスペーサ溝に収
納した光ファイバグレーティングについては、そのグレ
ーティング部をスペーサ溝に固定しないことにより温度
センサとして用いることができ、容易に歪センサの温度
補正を実施することができる。Further, the optical fiber grating housed in the spacer groove different from the strain sensor can be used as a temperature sensor by not fixing the grating portion in the spacer groove, and the temperature of the strain sensor can be easily corrected. can do.
【００３８】また、１本の光ファイバに、少なくともそ
れぞれ反射波長が異なる２つのグレーティング部を形成
し、一方のグレーティング部はスペーサ溝に固定し、他
方はスペーサ溝に固定しないことにより、一本の光ファ
イバで歪と温度の両方を計測することできる。Further, at least two grating portions each having a different reflection wavelength are formed in one optical fiber, one of the grating portions is fixed to the spacer groove, and the other is not fixed to the spacer groove. Both strain and temperature can be measured with an optical fiber.
【図１】本発明の光ファイバグレーティングを用いた歪
センサの一実施形態を示す内部構成図である。FIG. 1 is an internal configuration diagram showing an embodiment of a strain sensor using an optical fiber grating of the present invention.
【図２】本発明の光ファイバグレーティングを用いた歪
センサの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a strain sensor using the optical fiber grating of the present invention.
【図３】従来技術の一例を示す歪センサの外観図であ
る。FIG. 3 is an external view of a strain sensor showing an example of a conventional technique.
１ 光ファイバ ２ スペーサ ３ ＦＢＧ部（光ファイバグレーティング部） ３ａ 歪計測用ＦＢＧ部 ３ｂ 温度計測用ＦＢＧ部 ４ テンションメンバ ５ シース ６ 押さえテープ ７ 撚り溝 ８ ケーブル 1 optical fiber 2 spacer 3 FBG section (optical fiber grating section) 3a FBG section for strain measurement 3b FBG part for temperature measurement 4 tension members 5 sheath 6 holding tape 7 twist groove 8 cables
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA65 BB12 CC40 EE01 FF48 JJ05 JJ22 KK01 LL02 LL42 LL67 PP01 PP22 QQ44 UU03 UU08 2H001 BB09 BB25 DD04 MM10 2H038 AA05 AA07 BA24 BA25 CA32 2H050 AC82 AC84 AD06 BB06Q ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 2F065 AA65 BB12 CC40 EE01 FF48 JJ05 JJ22 KK01 LL02 LL42 LL67 PP01 PP22 QQ44 UU03 UU08 2H001 BB09 BB25 DD04 MM10 2H038 AA05 AA07 BA24 BA25 CA32 2H050 AC82 AC84 AD06 BB06Q
Claims (4)
された光ファイバが、スペーサの周囲に設けられた溝内
に挿入され、前記グレーティング部のみが前記スペーサ
の溝に固定され、該スペーサの周囲にシースが施されて
いることを特徴とする光ファイバグレーティングを用い
た歪センサ。1. An optical fiber having a plurality of grating portions formed in the longitudinal direction is inserted into a groove provided around the spacer, and only the grating portion is fixed in the groove of the spacer, and the periphery of the spacer is provided. A strain sensor using an optical fiber grating, characterized in that a sheath is applied to the.
グ部とスペーサに対して接着性の良い材料で、直接スペ
ーサに固定されていることを特徴とする請求項１記載の
光ファイバグレーティングを用いた歪センサ。2. The strain sensor using an optical fiber grating according to claim 1, wherein the grating portion is directly fixed to the spacer with a material having good adhesiveness to the grating portion and the spacer. .
数の溝内にそれぞれ前記光ファイバが挿入されており、
該光ファイバのうち一部の光ファイバはそのグレーティ
ング部が前記溝に固定されていないことを特徴とする請
求項１又は２記載の光ファイバグレーティングを用いた
歪センサ。3. A plurality of grooves are formed in the spacer, and the optical fibers are inserted in the plurality of grooves, respectively.
The strain sensor using an optical fiber grating according to claim 1 or 2, wherein a grating portion of a part of the optical fibers is not fixed to the groove.
反射波長が異なる２つのグレーティング部が形成されて
おり、一方のグレーティング部は前記スペーサの溝に直
接固定され、他方のグレーティング部は前記スペーサの
溝に固定されていないことを特徴とする請求項１又は２
記載の光ファイバグレーティングを用いた歪センサ。4. The optical fiber is formed with at least two grating portions having different reflection wavelengths, one of the grating portions is directly fixed to the groove of the spacer, and the other grating portion is of the groove of the spacer. 3. The device according to claim 1, which is not fixed to
A strain sensor using the described optical fiber grating.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001387573A JP2003185897A (en) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | Distortion sensor using optical fiber grating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001387573A JP2003185897A (en) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | Distortion sensor using optical fiber grating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003185897A true JP2003185897A (en) | 2003-07-03 |
Family
ID=27596359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001387573A Withdrawn JP2003185897A (en) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | Distortion sensor using optical fiber grating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003185897A (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006172339A (en) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Comsec:Kk | Intrusion detection sensor and intrusion detection system |
| JP2008173397A (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Olympus Corp | Endoscope system |
| JP2009530069A (en) * | 2006-03-22 | 2009-08-27 | ハンセン メディカル，インク． | Optical fiber equipment sensing system |
| KR101467888B1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-12-03 | (주)카이센 | Method for manufacturing steel strand with the function of sensing strain and steel strand manufactured thereby |
| JP2015107363A (en) * | 2007-01-29 | 2015-06-11 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド | System for controlling instrument using shape sensor |
| US10667720B2 (en) | 2011-07-29 | 2020-06-02 | Auris Health, Inc. | Apparatus and methods for fiber integration and registration |
| KR20200107365A (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-16 | 한국과학기술연구원 | Method for manufacturing fiber-based shape sensor and device therefor |
| CN112524359A (en) * | 2020-11-19 | 2021-03-19 | 潍坊科技学院 | Integrated fiber grating's intelligent axial extrusion formula coupling |
| CN114263224A (en) * | 2022-01-05 | 2022-04-01 | 中交四航工程研究院有限公司 | Steel pipe pile side friction resistance detection device and method |
| CN114812635A (en) * | 2022-04-19 | 2022-07-29 | 中国兵器工业第五九研究所 | Modularized multi-parameter water quality monitoring fiber grating sensor |
-
2001
- 2001-12-20 JP JP2001387573A patent/JP2003185897A/en not_active Withdrawn
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006172339A (en) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Comsec:Kk | Intrusion detection sensor and intrusion detection system |
| JP2009530069A (en) * | 2006-03-22 | 2009-08-27 | ハンセン メディカル，インク． | Optical fiber equipment sensing system |
| JP2008173397A (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Olympus Corp | Endoscope system |
| US11039736B2 (en) | 2007-01-29 | 2021-06-22 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System for controlling an instrument using shape sensors |
| JP2015107363A (en) * | 2007-01-29 | 2015-06-11 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド | System for controlling instrument using shape sensor |
| US9737198B2 (en) | 2007-01-29 | 2017-08-22 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System for controlling an instrument using shape sensors |
| US10660509B2 (en) | 2007-01-29 | 2020-05-26 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System for controlling an instrument using shape sensors |
| US10667720B2 (en) | 2011-07-29 | 2020-06-02 | Auris Health, Inc. | Apparatus and methods for fiber integration and registration |
| US11419518B2 (en) | 2011-07-29 | 2022-08-23 | Auris Health, Inc. | Apparatus and methods for fiber integration and registration |
| KR101467888B1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-12-03 | (주)카이센 | Method for manufacturing steel strand with the function of sensing strain and steel strand manufactured thereby |
| KR20200107365A (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-16 | 한국과학기술연구원 | Method for manufacturing fiber-based shape sensor and device therefor |
| KR102175937B1 (en) | 2019-03-07 | 2020-11-09 | 한국과학기술연구원 | Method for manufacturing fiber-based shape sensor and device therefor |
| CN112524359A (en) * | 2020-11-19 | 2021-03-19 | 潍坊科技学院 | Integrated fiber grating's intelligent axial extrusion formula coupling |
| CN112524359B (en) * | 2020-11-19 | 2022-11-18 | 潍坊科技学院 | Integrated fiber grating's intelligent axial extrusion formula coupling |
| CN114263224A (en) * | 2022-01-05 | 2022-04-01 | 中交四航工程研究院有限公司 | Steel pipe pile side friction resistance detection device and method |
| CN114812635A (en) * | 2022-04-19 | 2022-07-29 | 中国兵器工业第五九研究所 | Modularized multi-parameter water quality monitoring fiber grating sensor |
| CN114812635B (en) * | 2022-04-19 | 2023-10-20 | 中国兵器工业第五九研究所 | Modularized multi-parameter water quality monitoring fiber bragg grating sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5649035A (en) | Fiber optic strain gauge patch | |
| EP2989428B1 (en) | Fiber-grating sensors having longitudinal-strain-inducing jackets and sensor systems and structures including such sensors | |
| CA2490113C (en) | Method for measuring and calibrating measurements using optical fiber distributed sensor | |
| Li | Sensitivity-enhanced fiber-optic strain sensor based on interference of higher order modes in circular fibers | |
| US7574082B2 (en) | Optical power monitoring with robotically moved macro-bending | |
| JP2008545124A (en) | Optical strain gauge | |
| US20040258373A1 (en) | Monitoring cable | |
| JP5150445B2 (en) | Optical fiber sensor device, temperature and strain measurement method, and optical fiber sensor | |
| WO2012023219A1 (en) | Polarization maintaining fiber and optical fiber sensor using same | |
| EP1859312A1 (en) | Temperature compensating bragg grating optical device | |
| CN110044526A (en) | A kind of optical fiber optical grating stress sensor and its processing and scaling method | |
| JP2003185897A (en) | Distortion sensor using optical fiber grating | |
| US7050662B2 (en) | Fiber Bragg grating compression sensor system | |
| JP2003344183A (en) | Fiber grating temperature sensor and temperature measurement system | |
| Kim et al. | Simultaneous measurement of temperature and strain based on double cladding fiber interferometer assisted by fiber grating pair | |
| Westbrook et al. | Distributed sensing over meter lengths using twisted multicore optical fiber with continuous Bragg gratings | |
| JP2000075174A (en) | Optical fiber cable | |
| JP2002048517A (en) | Cable for sensing strain, and method of measuring strain | |
| CN110632719A (en) | Internal fixed point type ultra-weak fiber grating strain cable | |
| Liu et al. | Fiber ring laser for axial micro-strain measurement by employing few-mode concentric ring core fiber | |
| JP2016102690A (en) | Optical fiber bent shape measurement device and bent shape measurement method therefor | |
| JP2001208915A (en) | Optical fiber cable and method of measuring distortion | |
| Westbrook et al. | Performance characteristics of continuously grated multicore sensor fiber | |
| Borzycki et al. | Accurate Location of Fiber Cable Fault with OTDR | |
| US11788909B2 (en) | Measuring device and measuring method using tape core wire |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050301 |