JPH0749221A - 形状センシング光ファイバシステム - Google Patents
形状センシング光ファイバシステムInfo
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- JPH0749221A JPH0749221A JP19611893A JP19611893A JPH0749221A JP H0749221 A JPH0749221 A JP H0749221A JP 19611893 A JP19611893 A JP 19611893A JP 19611893 A JP19611893 A JP 19611893A JP H0749221 A JPH0749221 A JP H0749221A
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- fiber core
- strain
- axis
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光ファイバケーブル等、物体の形状変化を容易
に測定すること。 【構成】アングル2がイ及びロの点で曲がった場合、こ
れに沿って敷設してある光ファイバ心線1もアングル2
とほぼ同じ角度で曲がる。光ファイバ心線1のイの部分
に引っ張り力が生じ、正の歪が発生する。ロの部分では
逆に負の歪が加わる。光ファイバ心線1に生じる歪と曲
げ角度の関係を予め把握しておけば、この歪分布から光
ファイバ心線1の角度分布を求めることができる。
に測定すること。 【構成】アングル2がイ及びロの点で曲がった場合、こ
れに沿って敷設してある光ファイバ心線1もアングル2
とほぼ同じ角度で曲がる。光ファイバ心線1のイの部分
に引っ張り力が生じ、正の歪が発生する。ロの部分では
逆に負の歪が加わる。光ファイバ心線1に生じる歪と曲
げ角度の関係を予め把握しておけば、この歪分布から光
ファイバ心線1の角度分布を求めることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ心線の歪分
布を測定することを用いて、物体の長手方向の曲がり、
捩じれ等の形状変化を測定する、光ファイバを用いたセ
ンサシステムに関するものである。
布を測定することを用いて、物体の長手方向の曲がり、
捩じれ等の形状変化を測定する、光ファイバを用いたセ
ンサシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ心線中で発生するラマン散乱
光の距離分布を測定することにより、光ファイバに沿っ
た長手方向の温度分布を測定する光ファイバ式温度分布
測定センサは、特開平3−223632号公報等に記載
されており、良く知られている。
光の距離分布を測定することにより、光ファイバに沿っ
た長手方向の温度分布を測定する光ファイバ式温度分布
測定センサは、特開平3−223632号公報等に記載
されており、良く知られている。
【0003】この光ファイバ式温度分布測定センサを用
いて、例えば海の深さ方向の温度分布を測定すること
は、図8に示すように、洋上の船7に光ファイバ温度分
布測定センサ検出器5を置き、光ファイバセンサ部6を
船から海8中に垂らすことにより可能となる。しかしな
がら、海流等の影響により、センサとして用いる光ファ
イバ、すなわち光ファイバセンサ部6が図9のように垂
直軸からずれる部分が生じると、検出器5から光ファイ
バ各部までの距離と、海面からの深さとの関係を対応付
けることが難しくなり、深さ方向の温度分布を正確に測
定することができない。
いて、例えば海の深さ方向の温度分布を測定すること
は、図8に示すように、洋上の船7に光ファイバ温度分
布測定センサ検出器5を置き、光ファイバセンサ部6を
船から海8中に垂らすことにより可能となる。しかしな
がら、海流等の影響により、センサとして用いる光ファ
イバ、すなわち光ファイバセンサ部6が図9のように垂
直軸からずれる部分が生じると、検出器5から光ファイ
バ各部までの距離と、海面からの深さとの関係を対応付
けることが難しくなり、深さ方向の温度分布を正確に測
定することができない。
【0004】しかしながらこの時、センサとして用いる
光ファイバの敷設形状を同時に知ることができれば、光
ファイバ中で発生するラマン散乱光の距離分布と光ファ
イバの敷設形状の関係から計算により深さ方向の温度分
布を正確に測定することができるようになる。
光ファイバの敷設形状を同時に知ることができれば、光
ファイバ中で発生するラマン散乱光の距離分布と光ファ
イバの敷設形状の関係から計算により深さ方向の温度分
布を正確に測定することができるようになる。
【0005】光ファイバケーブルの敷設形状は、従来は
目視や写真撮影による観察や測量を行う等の繁雑な作業
を行わなければ測定できなかった。また、該光ファイバ
ケーブルが埋設されている等、外部から観察できない場
合には、目視や写真撮影による観察や測量等の方法は適
用できず、光ファイバケーブルの敷設形状を測定するこ
とはできなかった。
目視や写真撮影による観察や測量を行う等の繁雑な作業
を行わなければ測定できなかった。また、該光ファイバ
ケーブルが埋設されている等、外部から観察できない場
合には、目視や写真撮影による観察や測量等の方法は適
用できず、光ファイバケーブルの敷設形状を測定するこ
とはできなかった。
【0006】一方、光ファイバ心線長手方向の歪分布を
測定する方法が考案されている。例えば、堀口他、「ブ
リルアン分光による光ファイバのひずみ分布測定」電子
情報通信学会論文誌、B−I、vol.J73−B−
I、No2、pp.144〜152(1990年2月)
等である。これらの方法により光ファイバの歪分布を測
定することは可能となっている。
測定する方法が考案されている。例えば、堀口他、「ブ
リルアン分光による光ファイバのひずみ分布測定」電子
情報通信学会論文誌、B−I、vol.J73−B−
I、No2、pp.144〜152(1990年2月)
等である。これらの方法により光ファイバの歪分布を測
定することは可能となっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
した従来技術の欠点を解消し、光ファイバケーブル等、
物体の形状変化を容易に測定することのできる、形状セ
ンシング光ファイバシステムを提供することにある。
した従来技術の欠点を解消し、光ファイバケーブル等、
物体の形状変化を容易に測定することのできる、形状セ
ンシング光ファイバシステムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、(1) 光
ファイバ心線、該光ファイバ心線の歪分布測定手段及び
測定した該光ファイバ心線の歪分布を該光ファイバ心線
の曲がり角度分布に換算する手段を配備することによ
り、物体の曲がり角度分布を測定する手段を有すること
を特徴とする形状センシング光ファイバシステム、(2)
複数の光ファイバ心線、該複数の光ファイバ心線の歪分
布測定手段及び該複数の光ファイバ心線の歪分布測定結
果を合成する手段を配備することにより、物体の形状を
測定し得る手段を有することを特徴とする形状センシン
グ光ファイバシステム、(3) 測定対象物の長手方向に沿
った軸をz軸、z軸と直交し互いに直交するx軸、y軸
と平行な面をそれぞれxz面、yz面とした時、z軸に
沿い、かつそれぞれxz面内及びyz面内を通る2本の
光ファイバ心線1a及び1bを配備して、該2本の光フ
ァイバ心線1a及び1bの歪分布を測定し、その測定結
果からxz面及びyz面方向の歪分布Sx(z)及びS
y(z)を求め、これら歪分布を用いて測定対象物の形
状を測定することを特徴とする上記(1) 又は(2) 記載の
形状センシング光ファイバシステム、(4) 測定対象物の
長手方向に沿って、3本の光ファイバ心線を沿わせ、該
3本の光ファイバ心線の歪分布を測定することにより、
測定対象物の捩じれを含む形状を求めることを特徴とす
る上記(2) 記載の形状センシング光ファイバシステムで
ある。
ファイバ心線、該光ファイバ心線の歪分布測定手段及び
測定した該光ファイバ心線の歪分布を該光ファイバ心線
の曲がり角度分布に換算する手段を配備することによ
り、物体の曲がり角度分布を測定する手段を有すること
を特徴とする形状センシング光ファイバシステム、(2)
複数の光ファイバ心線、該複数の光ファイバ心線の歪分
布測定手段及び該複数の光ファイバ心線の歪分布測定結
果を合成する手段を配備することにより、物体の形状を
測定し得る手段を有することを特徴とする形状センシン
グ光ファイバシステム、(3) 測定対象物の長手方向に沿
った軸をz軸、z軸と直交し互いに直交するx軸、y軸
と平行な面をそれぞれxz面、yz面とした時、z軸に
沿い、かつそれぞれxz面内及びyz面内を通る2本の
光ファイバ心線1a及び1bを配備して、該2本の光フ
ァイバ心線1a及び1bの歪分布を測定し、その測定結
果からxz面及びyz面方向の歪分布Sx(z)及びS
y(z)を求め、これら歪分布を用いて測定対象物の形
状を測定することを特徴とする上記(1) 又は(2) 記載の
形状センシング光ファイバシステム、(4) 測定対象物の
長手方向に沿って、3本の光ファイバ心線を沿わせ、該
3本の光ファイバ心線の歪分布を測定することにより、
測定対象物の捩じれを含む形状を求めることを特徴とす
る上記(2) 記載の形状センシング光ファイバシステムで
ある。
【0009】
【作用】本発明により、形状測定対象の光ファイバケー
ブル等測定対象物体中に含まれる光ファイバ心線の長手
方向の歪分布を測定し、これらの歪分布を用いて測定対
象物体のxz平面、yz平面内での曲がり角度成分の距
離分布やz軸まわりの回転角度の距離分布を求め、これ
らの角度成分の距離分布や回転角度の距離分布の情報を
総合して、測定対象物体の形状を求めることができる。
ブル等測定対象物体中に含まれる光ファイバ心線の長手
方向の歪分布を測定し、これらの歪分布を用いて測定対
象物体のxz平面、yz平面内での曲がり角度成分の距
離分布やz軸まわりの回転角度の距離分布を求め、これ
らの角度成分の距離分布や回転角度の距離分布の情報を
総合して、測定対象物体の形状を求めることができる。
【0010】
【実施例】図1〜図4を用いて本発明の形状センシング
光ファイバシステムの構成及び作用について具体的に説
明する。ただし、以下の具体例は本発明の理解を深める
ためのものであり、本発明を制限するものではないこと
はいうまでもない。
光ファイバシステムの構成及び作用について具体的に説
明する。ただし、以下の具体例は本発明の理解を深める
ためのものであり、本発明を制限するものではないこと
はいうまでもない。
【0011】図1に示すごとく、鉄骨やアングル等の直
線状の構造物のアングル2に光ファイバ心線1を沿わせ
ておく、アングル2が初期状態と変わらずに直線状態を
維持していれば、光ファイバ心線1に歪は加わらない。
ところが、図1のようにアングル2がイ及びロの点で曲
がった場合、これに沿って敷設してある光ファイバ心線
1もアングル2とほぼ同じ角度で曲がる。すると、光フ
ァイバ心線1のイの部分に引っ張り力が生じ、正の歪が
発生する。一方、ロの部分では光ファイバ心線1には、
逆に負の歪が加わり、この光ファイバ心線1の歪分布を
測定すると図2のようになる。
線状の構造物のアングル2に光ファイバ心線1を沿わせ
ておく、アングル2が初期状態と変わらずに直線状態を
維持していれば、光ファイバ心線1に歪は加わらない。
ところが、図1のようにアングル2がイ及びロの点で曲
がった場合、これに沿って敷設してある光ファイバ心線
1もアングル2とほぼ同じ角度で曲がる。すると、光フ
ァイバ心線1のイの部分に引っ張り力が生じ、正の歪が
発生する。一方、ロの部分では光ファイバ心線1には、
逆に負の歪が加わり、この光ファイバ心線1の歪分布を
測定すると図2のようになる。
【0012】光ファイバ心線1に生じる歪と曲げ角度の
関係を予め把握しておけば、この歪分布から図3のよう
に光ファイバ心線1の角度分布を求めることができ、こ
れを距離方向に積分すると、図4のような光ファイバ心
線1の変位量分布が求められる。
関係を予め把握しておけば、この歪分布から図3のよう
に光ファイバ心線1の角度分布を求めることができ、こ
れを距離方向に積分すると、図4のような光ファイバ心
線1の変位量分布が求められる。
【0013】すなわち、例えば図1に示すごとく、光フ
ァイバ心線1をアングル2に密着して敷設して置けば、
光ファイバ心線1の変位量分布とアングル2の変位量分
布は等しいと考えられるので、このようにして、アング
ル2の距離方向の変位量分布が求められ、アングル2が
変形した場合に変形の位置と大きさを検知することがで
きる。
ァイバ心線1をアングル2に密着して敷設して置けば、
光ファイバ心線1の変位量分布とアングル2の変位量分
布は等しいと考えられるので、このようにして、アング
ル2の距離方向の変位量分布が求められ、アングル2が
変形した場合に変形の位置と大きさを検知することがで
きる。
【0014】前記具体例では、光ファイバ心線1の敷設
方向をz軸とし、z軸に直交する軸をx軸とした時、z
軸に直角の一方向、例えばx軸に沿った方向の変位量分
布しか求められなかったが、図5に示すようにアングル
2の2面に光ファイバ心線1a及び1bを密着敷設す
る。例えばアングル2の距離方向をz軸とし、このz軸
と直交し、それぞれ直交するx軸、y軸と平行な面をそ
れぞれxz面、yz面とした時、z軸に沿い、かつそれ
ぞれxz面内及びyz面内を通る2本の光ファイバ心線
1a及び1bを密着敷設すれば、光ファイバ心線1の敷
設方向z軸に直角なxz面及びyz面内でのアングル2
の変位量を測定することができる。
方向をz軸とし、z軸に直交する軸をx軸とした時、z
軸に直角の一方向、例えばx軸に沿った方向の変位量分
布しか求められなかったが、図5に示すようにアングル
2の2面に光ファイバ心線1a及び1bを密着敷設す
る。例えばアングル2の距離方向をz軸とし、このz軸
と直交し、それぞれ直交するx軸、y軸と平行な面をそ
れぞれxz面、yz面とした時、z軸に沿い、かつそれ
ぞれxz面内及びyz面内を通る2本の光ファイバ心線
1a及び1bを密着敷設すれば、光ファイバ心線1の敷
設方向z軸に直角なxz面及びyz面内でのアングル2
の変位量を測定することができる。
【0015】また、形状測定する対象物体が、ケーブル
等のしなやかな物体で、曲げに起因する歪のみでなく捩
じれに起因する歪が起き得る場合には、その形状変化は
長手方向に直角な面方向以外に、長手方向の軸(z軸)
に対しての回転も考慮しなくてはならない。この場合、
図6に示すように回転角度の距離分布検出用の光ファイ
バを該ケーブルに、撚りピッチ■で撚り込むことで、そ
の目的を達せられる。すなわち、形状測定対象物体の変
位の回転角度分布を、撚り込んだ光ファイバの歪分布か
ら求めるようにしてある。
等のしなやかな物体で、曲げに起因する歪のみでなく捩
じれに起因する歪が起き得る場合には、その形状変化は
長手方向に直角な面方向以外に、長手方向の軸(z軸)
に対しての回転も考慮しなくてはならない。この場合、
図6に示すように回転角度の距離分布検出用の光ファイ
バを該ケーブルに、撚りピッチ■で撚り込むことで、そ
の目的を達せられる。すなわち、形状測定対象物体の変
位の回転角度分布を、撚り込んだ光ファイバの歪分布か
ら求めるようにしてある。
【0016】変位にz軸に対する回転成分がない場合
は、撚り込んだ光ファイバに加わる歪は、z軸に対して
直角な面、xz面及びyz面方向への曲げに起因する歪
のみであるが、軸に対する回転が加わると、光ファイバ
にはこの回転に起因する歪も加わるため、回転角度を求
めるためには、xz面及びyz面方向への曲げに起因す
る歪と、回転に起因する歪を分離する必要がある。
は、撚り込んだ光ファイバに加わる歪は、z軸に対して
直角な面、xz面及びyz面方向への曲げに起因する歪
のみであるが、軸に対する回転が加わると、光ファイバ
にはこの回転に起因する歪も加わるため、回転角度を求
めるためには、xz面及びyz面方向への曲げに起因す
る歪と、回転に起因する歪を分離する必要がある。
【0017】z軸方向のzの位置での、z軸に直角なx
z面及びyz面方向の歪の大きさをそれぞれSx(z)
及びSy(z)、z軸を中心にした回転方向の歪の大き
さをSθ(z)とする。この時、撚りピッチ■で撚られ
た光ファイバのzの位置での歪S(z)は、 S(z)=F{Sx(z)、Sy(z)、Sθ(z)} (1) と(1) 式で表すことができる。
z面及びyz面方向の歪の大きさをそれぞれSx(z)
及びSy(z)、z軸を中心にした回転方向の歪の大き
さをSθ(z)とする。この時、撚りピッチ■で撚られ
た光ファイバのzの位置での歪S(z)は、 S(z)=F{Sx(z)、Sy(z)、Sθ(z)} (1) と(1) 式で表すことができる。
【0018】Sx(z)とSy(z)はそれぞれxz面
内及びyz面内に敷設された光ファイバの歪分布測定結
果であり、また、S(z)は撚りピッチ■で撚られた光
ファイバの歪分布測定結果であるので、回転方向の歪の
大きさSθ(z)は、関数Fが既知であれば、(1) 式よ
り求めることができる。
内及びyz面内に敷設された光ファイバの歪分布測定結
果であり、また、S(z)は撚りピッチ■で撚られた光
ファイバの歪分布測定結果であるので、回転方向の歪の
大きさSθ(z)は、関数Fが既知であれば、(1) 式よ
り求めることができる。
【0019】Sx(z)とSy(z)がSθ(z)の関
数であっても、影響の度合が分かっていれば、未知数が
3個で、関係式が3つであるので、連立方程式を解くこ
とにより、Sx(z)、Sy(z)、Sθ(z)を求め
ることができる。
数であっても、影響の度合が分かっていれば、未知数が
3個で、関係式が3つであるので、連立方程式を解くこ
とにより、Sx(z)、Sy(z)、Sθ(z)を求め
ることができる。
【0020】さらに、3本の光ファイバ心線をそれぞれ
撚りピッチ■で、図7に示すように、形状測定対象の光
ファイバケーブル等、測定対象物体中に撚り込んだ場合
にしても、以下に示す方法によりxz面、yz面及び回
転(θ)方向の歪を分離することができる。
撚りピッチ■で、図7に示すように、形状測定対象の光
ファイバケーブル等、測定対象物体中に撚り込んだ場合
にしても、以下に示す方法によりxz面、yz面及び回
転(θ)方向の歪を分離することができる。
【0021】図7において、z軸のzの位置で3本の光
ファイバ心線を内蔵する光ファイバケーブル10のxz
面、yz面及びz軸を中心とした回転方向の歪をそれぞ
れSx(z)、Sy(z)、Sθ(z)とし、光ファイ
バ心線1a、1b、1cについてのSx(z)、Sy
(z)及びz軸を中心にした回転方向の歪Sθ(z)を
それぞれ、Sxa(z)、Sya(z)、Sθa
(z);Sxb(z)、Syb(z)、Sθb(z);
Sxc(z)、Syc(z)、Sθc(z)とすると、
光ファイバ心線1a、1b、1cのzの位置での歪Sa
(z)、Sb(z)、Sc(z)はそれぞれ(2) 、(3)
、(4) のように表すことができる。
ファイバ心線を内蔵する光ファイバケーブル10のxz
面、yz面及びz軸を中心とした回転方向の歪をそれぞ
れSx(z)、Sy(z)、Sθ(z)とし、光ファイ
バ心線1a、1b、1cについてのSx(z)、Sy
(z)及びz軸を中心にした回転方向の歪Sθ(z)を
それぞれ、Sxa(z)、Sya(z)、Sθa
(z);Sxb(z)、Syb(z)、Sθb(z);
Sxc(z)、Syc(z)、Sθc(z)とすると、
光ファイバ心線1a、1b、1cのzの位置での歪Sa
(z)、Sb(z)、Sc(z)はそれぞれ(2) 、(3)
、(4) のように表すことができる。
【0022】 Sa(z)=Fa{Sxa(z)、Sya(z)、Sθa(z)} (2) Sb(z)=Fb{Sxb(z)、Syb(z)、Sθb(z)} (3) Sc(z)=Fc{Sxc(z)、Syc(z)、Sθc(z)} (4) 一方、それぞれの光ファイバ心線に生じる歪は次の(5)
〜(13)式のように表すことができる。
〜(13)式のように表すことができる。
【0023】 Sxa(z)=Gxa{Sx(z)} (5) Sya(z)=Gya{Sy(z)} (6) Sθa(z)=Gθa{Sθ(z)} (7) Sxb(z)=Gxb{Sx(z)} (8) Syb(z)=Gyb{Sy(z)} (9) Sθb(z)=Gθb{Sθ(z)} (10) Sxc(z)=Gxc{Sx(z)} (11) Syc(z)=Gyc{Sy(z)} (12) Sθc(z)=Gθc{Sθ(z)} (13) Sa(z)、Sb(z)、Sc(z)はそれぞれ3本の
光ファイバ心線1a、1b、1cの歪分布測定結果であ
るので、3個の未知数Sx(z)、Sy(z)、Sθ
(z)は関数Fa、Fb、Fc、Gxa、Gya、Gθ
a、Gxb、Gyb、Gθb、Gxc、Gyc、Gθc
が既知であれば、(2) 〜(4) 式に(5) 〜(13)式を代入し
整理することにより、未知数Sx(z)、Sy(z)、
Sθ(z)はそれぞれSa(z)、Sb(z)、Sc
(z)と3個の関数関係で表すことができ、従って未知
数Sx(z)、Sy(z)、Sθ(z)を3本の光ファ
イバ心線1a、1b、1cの歪分布測定結果から求める
ことができる。
光ファイバ心線1a、1b、1cの歪分布測定結果であ
るので、3個の未知数Sx(z)、Sy(z)、Sθ
(z)は関数Fa、Fb、Fc、Gxa、Gya、Gθ
a、Gxb、Gyb、Gθb、Gxc、Gyc、Gθc
が既知であれば、(2) 〜(4) 式に(5) 〜(13)式を代入し
整理することにより、未知数Sx(z)、Sy(z)、
Sθ(z)はそれぞれSa(z)、Sb(z)、Sc
(z)と3個の関数関係で表すことができ、従って未知
数Sx(z)、Sy(z)、Sθ(z)を3本の光ファ
イバ心線1a、1b、1cの歪分布測定結果から求める
ことができる。
【0024】ここで、述べたのは、3本の光ファイバ心
線1a、1b、1cが測定対象物体である1本の光ファ
イバケーブル中に撚り込まれた場合であるが、関数F
i、Gxi、Gyi、Gθi;i=a、b、c等が定義
できるのであれば、3本の光ファイバ心線は前述したよ
うに必ずしも対象の配置でなくとも良い。
線1a、1b、1cが測定対象物体である1本の光ファ
イバケーブル中に撚り込まれた場合であるが、関数F
i、Gxi、Gyi、Gθi;i=a、b、c等が定義
できるのであれば、3本の光ファイバ心線は前述したよ
うに必ずしも対象の配置でなくとも良い。
【0025】z軸に平行な2本の光ファイバ心線と1本
の撚り込んだ光ファイバ心線を用いた前述の具体例は、
この考え方の1つを応用したものと考えることができ
る。
の撚り込んだ光ファイバ心線を用いた前述の具体例は、
この考え方の1つを応用したものと考えることができ
る。
【0026】
【発明の効果】本発明により、単心或いは複数本の光フ
ァイバを測定対象物体に沿って敷設することにより、測
定対象物の形状を測定することができるようになる。
ァイバを測定対象物体に沿って敷設することにより、測
定対象物の形状を測定することができるようになる。
【0027】海の深さ方向の温度分布を、1本の温度分
布用測定ケーブルで測定する場合、海流等の影響で、セ
ンサ用光ファイバケーブルの長さと、深度の対応付けが
難しくなることが予想されるが、本発明を適用すれば、
センサ用光ファイバケーブルの形状が分かり、この問題
は解決する。
布用測定ケーブルで測定する場合、海流等の影響で、セ
ンサ用光ファイバケーブルの長さと、深度の対応付けが
難しくなることが予想されるが、本発明を適用すれば、
センサ用光ファイバケーブルの形状が分かり、この問題
は解決する。
【0028】また、電力ケーブルに沿って敷設すること
により、該電力ケーブルの熱伸縮による敷設形状の変化
を測定でき、万一異常が生じた場合にも本発明を適用し
て素早く対応できるようになる。
により、該電力ケーブルの熱伸縮による敷設形状の変化
を測定でき、万一異常が生じた場合にも本発明を適用し
て素早く対応できるようになる。
【0029】土手の中に埋設しておくことで、土砂崩れ
の前兆を捕らえたり、鉄塔等の構造物が据え付けてある
地盤内に本発明のセンサ用光ファイバケーブルを敷設す
ることにより、地盤沈下等の前記構造物に悪影響を及ぼ
すような現象もリアルタイムで測定できるようになり、
防災上にも効果がある。
の前兆を捕らえたり、鉄塔等の構造物が据え付けてある
地盤内に本発明のセンサ用光ファイバケーブルを敷設す
ることにより、地盤沈下等の前記構造物に悪影響を及ぼ
すような現象もリアルタイムで測定できるようになり、
防災上にも効果がある。
【0030】埋設配管の形状を測定することも、本発明
の敷設センサ用光ファイバケーブルを管路に引き込むこ
とにより可能である。
の敷設センサ用光ファイバケーブルを管路に引き込むこ
とにより可能である。
【図1】本発明の形状センシング光ファイバシステムを
適用した一例を示す説明図である。
適用した一例を示す説明図である。
【図2】図1の形状センシング光ファイバシステムによ
り測定される、光ファイバ心線の歪・距離関係の一例を
示す図である。
り測定される、光ファイバ心線の歪・距離関係の一例を
示す図である。
【図3】図2の歪・距離関係から変換された曲がり角度
・距離関係の一例を示す図である。
・距離関係の一例を示す図である。
【図4】図1の形状センシング光ファイバシステムの発
明の光ファイバ心線の変位量分布の一例を示す図であ
る。
明の光ファイバ心線の変位量分布の一例を示す図であ
る。
【図5】本発明の形状センシング光ファイバシステムを
適用した他の一例を示す説明図である。
適用した他の一例を示す説明図である。
【図6】回転角度の距離分布検出用の光ファイバを撚り
込む、本発明の形状センシング光ファイバシステムの一
例を示す説明図である。
込む、本発明の形状センシング光ファイバシステムの一
例を示す説明図である。
【図7】回転角度の距離分布検出用の光ファイバを撚り
込む、本発明の形状センシング光ファイバシステムの他
の一例を示す説明図である。
込む、本発明の形状センシング光ファイバシステムの他
の一例を示す説明図である。
【図8】従来の温度分布測定用光ファイバシステムの応
用例を示す説明図である。
用例を示す説明図である。
【図9】従来の温度分布測定用光ファイバシステムの応
用例での問題点を示す説明図である。
用例での問題点を示す説明図である。
1 光ファイバ心線 1a 光ファイバ心線 1b 光ファイバ心線 1c 光ファイバ心線 2 アングル 3 歪分布測定器 4 光スイッチ 5 光ファイバ温度分布測定センサ検出器 6 光ファイバセンサ部 7 船 8 海 10 光ファイバケーブル
Claims (4)
- 【請求項1】光ファイバ心線、該光ファイバ心線の歪分
布測定手段及び測定した該光ファイバ心線の歪分布を該
光ファイバ心線の曲がり角度分布に換算する手段を配備
することにより、物体の曲がり角度分布を測定する手段
を有することを特徴とする形状センシング光ファイバシ
ステム。 - 【請求項2】複数の光ファイバ心線、該複数の光ファイ
バ心線の歪分布測定手段及び該複数の光ファイバ心線の
歪分布測定結果を合成する手段を配備することにより、
物体の形状を測定し得る手段を有することを特徴とする
形状センシング光ファイバシステム。 - 【請求項3】測定対象物の長手方向に沿った軸をz軸、
z軸と直交し互いに直交するx軸、y軸と平行な面をそ
れぞれxz面、yz面とした時、z軸に沿い、かつそれ
ぞれxz面内及びyz面内を通る2本の光ファイバ心線
1a及び1bを配備して、該2本の光ファイバ心線1a
及び1bの歪分布を測定し、その測定結果からxz面及
びyz面方向の歪分布Sx(z)及びSy(z)を求
め、これら歪分布を用いて測定対象物の形状を測定する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の形状セン
シング光ファイバシステム。 - 【請求項4】測定対象物の長手方向に沿って、3本の光
ファイバ心線を沿わせ、該3本の光ファイバ心線の歪分
布を測定することにより、測定対象物の捩じれを含む形
状を求めることを特徴とする請求項2記載の形状センシ
ング光ファイバシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19611893A JPH0749221A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 形状センシング光ファイバシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19611893A JPH0749221A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 形状センシング光ファイバシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0749221A true JPH0749221A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16352545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19611893A Pending JPH0749221A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 形状センシング光ファイバシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0749221A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002250612A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Shimizu Corp | 管の歪み、変形計測方法 |
JP2006047293A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-02-16 | 059312 Nb Inc | 形状加速度計測装置及び方法 |
US20110119023A1 (en) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | Intuitive Surgical, Inc. | Method and system to sense relative partial-pose information using a shape sensor |
US8957367B2 (en) | 2009-11-13 | 2015-02-17 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Shape sensor contained in a link of a kinematic chain with at least one pre-set perturbation and method to sense relative partial-pose information using the shape sensor |
JP2016020865A (ja) * | 2014-07-15 | 2016-02-04 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバを用いた応力分布測定方法および応力分布測定装置 |
JP2022020232A (ja) * | 2020-07-20 | 2022-02-01 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバケーブルセンシング装置、光ファイバケーブルセンシング方法、及びプログラム |
JP2022020231A (ja) * | 2020-07-20 | 2022-02-01 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバケーブルセンシングシステム、光ファイバケーブルセンシング方法、及び光ファイバケーブル |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP19611893A patent/JPH0749221A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002250612A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Shimizu Corp | 管の歪み、変形計測方法 |
JP2006047293A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-02-16 | 059312 Nb Inc | 形状加速度計測装置及び方法 |
US20110119023A1 (en) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | Intuitive Surgical, Inc. | Method and system to sense relative partial-pose information using a shape sensor |
US8488130B2 (en) * | 2009-11-13 | 2013-07-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Method and system to sense relative partial-pose information using a shape sensor |
US8896847B2 (en) | 2009-11-13 | 2014-11-25 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Method and system to sense relative partial-pose information using a shape sensor |
US8957367B2 (en) | 2009-11-13 | 2015-02-17 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Shape sensor contained in a link of a kinematic chain with at least one pre-set perturbation and method to sense relative partial-pose information using the shape sensor |
JP2016020865A (ja) * | 2014-07-15 | 2016-02-04 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバを用いた応力分布測定方法および応力分布測定装置 |
JP2022020232A (ja) * | 2020-07-20 | 2022-02-01 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバケーブルセンシング装置、光ファイバケーブルセンシング方法、及びプログラム |
JP2022020231A (ja) * | 2020-07-20 | 2022-02-01 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバケーブルセンシングシステム、光ファイバケーブルセンシング方法、及び光ファイバケーブル |
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