JPH09198590A - 蓋開閉監視システム及びその監視方法 - Google Patents

蓋開閉監視システム及びその監視方法

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JPH09198590A
JPH09198590A JP8005447A JP544796A JPH09198590A JP H09198590 A JPH09198590 A JP H09198590A JP 8005447 A JP8005447 A JP 8005447A JP 544796 A JP544796 A JP 544796A JP H09198590 A JPH09198590 A JP H09198590A
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mandrel
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の方法は、光ファイバ心線が貫通孔の両
側で急激な変形を受けるので破断する可能性が高く、シ
ステムの耐久性が問題となる。また、蓋を閉める際に、
変形された部分は元の状態に戻れず、心線の残留損失が
発生し、再現性に乏しい。従って、繰り返して作動する
場合にバラツキが生じ、多数のマンホールを識別するこ
とが困難であった。 【解決手段】 複数の被監視物体の夫々に開閉可能に設
けられた蓋1と、蓋の開閉状態によって変化する状態表
示機構2と、開閉状態を光の反射損失に変換するセンサ
用ファイバ3と、これらのセンサ用ファイバ3と監視セ
ンタ6とを結合する光ケーブル4と、光ケーブルを伝送
してきた反射光を検出するOTDR5とを備え、状態表
示機構2に設けられたマンドレルによって反射損失レベ
ルが選択可能に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電線共同溝などの
地下施設の蓋開閉の監視システム及びその監視方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来のマンホール蓋開閉検出方法は図8
(a)及び(b)に示すとおり、マンホールの蓋10を
開けると駆動棒20がスプリング40によって引き上げ
られる。この時光ファイバ心線60は貫通孔50の両側
で曲げられて変形する。この変形によって光の透過損失
が発生するので、その損失増を検知することにより蓋の
開閉状態を判断していた(例えば、特開平2−2405
89号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
を用いた場合は、光ファイバ心線は貫通孔の両側で急激
な変形を受けるので破断する可能性が高く、システムの
耐久性が問題となる。また、蓋を閉める際に、変形され
た部分は元の状態に戻れず、心線の残留損失が発生し、
再現性に乏しい。従って、繰り返して作動する場合にバ
ラツキが生じ、多数のマンホールを識別することが困難
となる。そこで本発明は、かかる問題点を解決して検知
精度、耐久性及び信頼性を向上するための蓋開閉監視シ
ステム及びその監視方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる蓋開閉監
視システムは、複数の被監視物体の夫々に開閉可能に設
けられた蓋と、蓋の開閉状態によって変化する状態表示
機構と、開閉状態を光の反射損失に変換するセンサ用フ
ァイバと、センサ用ファイバと監視センタとを結合する
光ケーブルと、光ケーブルを伝送してきた反射光を検出
するOTDRとを備え、状態表示機構に設けられたマン
ドレルによって反射損失レベルが選択可能に形成された
ことを特徴とし、状態表示機構は蓋の開閉に連動する駆
動棒及び枠からなる可動部と、常に静止している外壁及
びその中間に設けられた支持部材とからなる固定部で構
成され、可動部の枠内には外周が複数の曲率半径を形成
し、センサ用ファイバに曲率を付与するマンドレルが設
けられ、マンドレルに対向する位置の支持部材には凹状
の内表面を有し、マンドレルの外周と接触可能に形成さ
れた嵌合部材と、嵌合部材の外表面には弾性を有するベ
ルトが設けられ、ベルトとマンドレルとの間には両端が
外壁に固定されたセンサ用ファイバが設けられ、前記可
動部の移動によって前記ベルトと前記マンドレルとによ
ってセンサ用ファイバが圧縮あるいは開放されることを
特徴とする。
【0005】また、本発明に係わる蓋開閉監視方法は、
上記構成の蓋開閉監視システムを準備し、被監視物体の
蓋を開閉することによってセンサ用ファイバの曲げ半径
が変化し、曲げ半径の変化によって生じる反射光の変化
を検出して当該蓋の開閉状態及びその位置を検出するこ
とを特徴とし、センサ用ファイバに付与する曲率は複数
の曲率半径を有するマンドレルの中から選択されること
を特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施例を説明する。なお、図面の説明において同一要
素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0007】図1は本発明に係わる蓋開閉監視システム
の概略図であり、複数の被監視物体の夫々に開閉可能に
設けられた蓋1と、蓋の開閉状態によって変化する状態
表示機構2と、開閉状態を光の反射損失に変換するセン
サ用ファイバ3と、センサ用ファイバ3と監視センタ6
とを結合する光ケーブル4と、光ケーブルを伝送してき
た反射光を検出するOTDR(Optical Time Domain Re
flectmeter)5とを備え、状態表示機構2に設けられた
マンドレルによって反射損失レベルが選択可能に形成さ
れている。
【0008】本発明はセンサ用ファイバ3の曲率によっ
て生じる反射光パワーを検出する方法を採っているの
で、図2に示すように蓋1が開いている状態及びその位
置にはステップ状のパワーレベル変化8が現われ、蓋1
が閉じている状態ではパワーレベルの変化81は現われ
ない。本発明の特徴はこのパワーレベル変化がシステム
全体として最適となるように選択できることである。
【0009】図3は蓋が閉じたときの状態表示機構2の
構成を示す正面図(a)と側面図(b)、図4は蓋が開
いたときの構成を示す正面図(a)と側面図(b)であ
る。状態表示機構2は蓋1の開閉に連動する駆動棒21
1及び枠21からなる可動部と、常に静止している外壁
22及びその中間に設けられた支持部材221とからな
る固定部とで構成され、可動部の枠21内には複数の曲
率半径を形成し、センサ用ファイバに曲率を付与するマ
ンドレル212が設けられ、マンドレル212に対向す
る位置の支持部材221には凹状の内表面を有し、マン
ドレル212の外周と接触可能に形成された嵌合部材2
22と、嵌合部材222の外表面には弾性を有するベル
ト223が設けられ、ベルト223とマンドレル212
の間には両端が外壁22に固定されたセンサ用ファイバ
3が設けられ、前記可動部の移動によって前記ベルト2
23と前記マンドレル212とによってセンサ用ファイ
バ3が圧縮あるいは開放される。
【0010】枠21を構成する縦部材は支持部材221
を貫通して上下に移動可能に設けられ、縦部材の中間に
はストッパ225が設けられていて、上下移動の範囲を
制限している。また、枠21を構成しストッパ225の
反対側に位置する横部材と支持部材221との間にバネ
224が設けられ、支持部材221に対して可動部材を
上下方向に移動する力を付与している。
【0011】センサ用ファイバ3は嵌合部材222の凹
部内表面に沿ってベルト223とマンドレル212との
間に挟まれるときの長さと略等しい長さで固定される。
長すぎると余分のファイバ曲げが生じて反射光にバラツ
キが発生し、短すぎるとセンサ用ファイバ3に所定の曲
げを付与できないからである。
【0012】蓋1が閉じている場合(図3)、駆動棒2
11は蓋1に押されるのでバネ224は圧縮されて枠2
1を押し下げる。枠21が下げられるとマンドレル21
2が嵌合部材222から離れるため、センサ用ファイバ
3はベルト223の弾性によって嵌合部材222の凹部
からマンドレル212側へ押し出され、常に所定の位置
と形状を保持される。従って、不要な曲げが生じないの
で、識別性が向上する。
【0013】蓋1が開いている場合(図4)、駆動棒2
11はバネ224によって引き上げられるので枠21も
引き上げられる。枠21が引き上げられるとマンドレル
212は嵌合部材222に接近して、センサ用ファイバ
3はベルト223と嵌合部材222の凹部内表面の間に
圧縮されるようにして所定の曲率に曲げられる。この時
の曲率に対応した反射光が発生する。
【0014】図5は曲率半径の異なる複数の溝2121
を有するマンドレル212の構成を示す正面図(a)と
側面図(b)である。センサ用ファイバ3がベルト22
3とマンドレルの溝2121との間で曲げられたとき、
センサ用ファイバ3の伝送損失は曲率半径R1 、R2 、
R3 によって変化する。マンドレルの曲率を選択するこ
とによって、システム全体の識別感度が最適となるよう
に調整することが出来る。例えば、システムを拡張する
時にOTDR装置のダイナミックレンジの制限で、同一
の反射損失を持つセンサの増設が困難あるいは不可の場
合、曲率の異なる溝に交換することにより損失を調整
し、システムの拡張を可能にすることが出来る。
【0015】センサ用ファイバの曲げ損失は、ファイバ
のモードフィールド径、カットオフ及び曲げ半径によっ
て決まる。従って、ファイバが与えられるとモードフィ
ールド径とカットオフ決まるので、曲げ半径によってセ
ンサの損失を調整することが出来る。一方、安定的に繰
り返し使用できるセンサ用ファイバは被覆層の材質によ
り大きく左右される。図6はセンサ用ファイバの断面図
(a)と屈折率分布図(b)である。センサ用ファイバ
3は石英ガラスの光ファイバ31の上にシリコン樹脂3
3、その上にテフロン樹脂32の被覆が設けられてい
る。センサ用ファイバ3は所定の曲率で曲げられたとき
所定の反射を発生させるにはガラスファイバが適してお
り、また、外皮としては耐抗性がよく、構造的に再現性
のあるテフロン樹脂が好ましい。これに対して図7は外
皮としてナイロン樹脂34を用いたものであるが、曲げ
を加えると元の状態に戻りにくく、センサ用ファイバと
しては不向きであった。
【0016】本発明の研究実験では、モードフィールド
径とカットオフが夫々9.0μm,1.23μmのSM
ファイバにテフロンを被覆した心線を用いて波長1.5
5μmの条件で、このセンサ用ファイバの曲げ半径を1
3mm、14mm、15mmとする場合に、夫々0.8
dB、0.7dB、0.3dBの反射損失が得られた。
このように、システムの要求により作成した曲げ機構に
より、センサの反射損失を調整することが可能である。
【0017】上記の蓋開閉監視システムは、被監視物体
が電線共同溝などの蓋開閉の検知あるいはマンホールの
蓋開閉の検知に適用すると効果的である。
【0018】本発明に係わる蓋開閉の監視方法は、上記
の蓋開閉監視システムを準備し、被監視物体の蓋1を開
閉することによってセンサ用ファイバ3の曲げ半径Rが
変化し、曲げ半径の変化によって生じる反射光の変化を
検出して当該蓋の開閉状態及びその位置を検出すること
を特徴とし、また、被監視物体の個数あるいは被監視物
体の間隔によってシステム全体の識別感度が最適になる
ような曲率半径Rの溝2121を選択することである。
個々の曲率半径を小さくし、反射光を大きくすると隣接
間の識別はよくなるが、被監視物体の個数が増加しある
いは被監視物体の間隔が長くなると、全体の伝送損失が
大きくなるために所定の曲率を選択しなければならない
からである。
【0019】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0020】本発明はセンサ用ファイバの曲率によって
生じる反射光を検出する方法を採っているので、蓋の開
閉状態及びその位置を明確に検知できる。
【0021】複数の曲率半径を有するマンドレルの溝を
選択することによって、システム全体の識別感度が最適
となるように調整することが出来る。
【0022】反射光量はマンドレルの曲率によって決定
されるので、常に一定の反射量が発生し、また、蓋が閉
じられるとセンサ用ファイバはベルトによって嵌合部材
から押し出されるので最初の状態に戻される。従って、
再現性がよく、信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる蓋開閉監視システムの概略図で
ある。
【図2】OTDRが検出する反射光と反射光が発生する
位置との関係を示す図である。
【図3】本発明に係わる状態表示機構の構成を示す正面
図及び側面図である。
【図4】本発明に係わる状態表示機構の構成を示す正面
図及び側面図である。
【図5】本発明に係わるマンドレルの構成を示す正面図
及び側面図である。
【図6】センサ用ファイバの構成を示す断面図及び屈折
率分布図である。
【図7】光ファイバの構成を示す断面図及び屈折率分布
図である。
【図8】従来のマンホール蓋開閉検出方法を説明するた
めの正面図及び側面図である。
【符号の説明】
1:蓋 2:状態表示機構 21:枠 211:駆動棒 212:マンドレル 22:外壁 221:支持部材 222:嵌合部材 223:ベルト 224:バネ 225:ストッパ 3:センサ用ファイバ 31:ガラスファイバ 32:テフロン樹脂 33:シリコン樹脂 34:ナイロン樹脂 35:固定具 4:光ケーブル 41:管路 5:OTDR 51:CPU 6:監視センタ 7:マンホール 8、81:反射光パワー波形 10:蓋 20:駆動棒 30:フレーム 40:スプリング 50:貫通孔 60:光ファイバ心線
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02B 6/02 G02B 6/00 B

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の被監視物体の夫々に開閉可能に設
    けられた蓋と、蓋の開閉状態によって変化する状態表示
    機構と、開閉状態を光の反射損失に変換するセンサ用フ
    ァイバと、センサ用ファイバと監視センタとを結合する
    光ケーブルと、光ケーブルを伝送してきた反射光を検出
    するOTDRとを備え、 状態表示機構に設けられたマンドレルによって反射損失
    レベルが選択可能に形成されたことを特徴とする蓋開閉
    監視システム。
  2. 【請求項2】 状態表示機構は蓋の開閉に連動する駆動
    棒及び枠からなる可動部と、常に静止している外壁及び
    その中間に設けられた支持部材とからなる固定部で構成
    され、可動部の枠内には外周が複数の曲率半径を形成
    し、センサ用ファイバに曲率を付与するマンドレルが設
    けられ、マンドレルに対向する位置の支持部材には凹状
    の内表面を有し、マンドレルの外周と接触可能に形成さ
    れた嵌合部材と、嵌合部材の外表面には弾性を有するベ
    ルトが設けられ、ベルトとマンドレルとの間には両端が
    外壁に固定されたセンサ用ファイバが設けられ、前記可
    動部の移動によって前記ベルトと前記マンドレルとによ
    ってセンサ用ファイバが圧縮あるいは開放されることを
    特徴とする請求項1に記載の蓋開閉監視システム。
  3. 【請求項3】 枠を構成する縦部材は支持部材を貫通し
    て上下に移動可能に設けられ、縦部材の中間にはストッ
    パが設けられていて、上下移動の範囲を制限しているこ
    とを特徴とする請求項2に記載の蓋開閉監視システム。
  4. 【請求項4】 枠を構成しストッパの反対側に位置する
    横部材と支持部材との間にバネが設けられ、支持部材に
    対して可動部材を上下方向に移動する力を付与している
    ことを特徴とする請求項2に記載の蓋開閉監視システ
    ム。
  5. 【請求項5】 センサ用ファイバは嵌合部材の内表面に
    沿ってベルトとマンドレルとの間に挟まれるときの長さ
    と略等しい長さで固定されることを特徴とする請求項2
    に記載の蓋開閉監視システム。
  6. 【請求項6】 マンドレルが嵌合部材から離れるに従っ
    て、センサ用ファイバはベルトの弾性によって嵌合部材
    の凹部からマンドレル側へ押し出されることを特徴とす
    る請求項2に記載の蓋開閉監視システム。
  7. 【請求項7】 センサ用ファイバがベルトとマンドレル
    の溝との間で押し曲げられたとき、センサ用ファイバの
    伝送損失はマンドレルの曲率半径によって変化すること
    を特徴とする請求項2に記載の蓋開閉監視システム。
  8. 【請求項8】 センサ用ファイバは石英ガラスの光ファ
    イバの上にテフロンの被覆が設けられたことを特徴とす
    る請求項1又は2に記載の蓋開閉監視システム。
  9. 【請求項9】 光ケーブルを構成する光ファイバはシン
    グルモード光ファイバであることを特徴とする請求項1
    に記載の蓋開閉監視システム。
  10. 【請求項10】 被監視物体がマンホールであることを
    特徴とする請求項1に記載の蓋開閉監視システム。
  11. 【請求項11】 請求項1に記載の蓋開閉監視システム
    を準備し、被監視物体の蓋を開閉することによってセン
    サ用ファイバの曲げ半径が変化し、曲げ半径の変化によ
    って生じる反射光の変化を検出して当該蓋の開閉状態及
    びその位置を検出することを特徴とする蓋開閉の監視方
    法。
  12. 【請求項12】 センサ用ファイバに付与する曲率は複
    数の曲率半径を有するマンドレルの中から選択されるこ
    とを特徴とする請求項11に記載の蓋開閉の監視方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000076560A (ja) * 1998-09-01 2000-03-14 Shimadzu Corp 侵入監視装置
JP2001066225A (ja) * 1999-06-24 2001-03-16 Fujikura Ltd 蓋又は扉開閉検出装置
WO2008055283A1 (en) * 2006-11-08 2008-05-15 Pavika Management Pty. Ltd. Manhole cover
JP2008224534A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Univ Soka 光スイッチアレイ
CN102606211A (zh) * 2012-03-26 2012-07-25 武汉理工大学 光纤光栅分布式缆井安全监测***

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