(57)【要約】【課題】金属管の内周面と充填材とを高い密着度で密着させることにより、歪分布等の物理量の測定用のセンサとして使用されるときに高精度な測定値を得られる金属管光ファイバケーブルを提供する。【解決手段】光ファイバ心線３が充填材４と共に金属管２内に収容された金属管光ファイバケーブル１において、上記充填材４が固化して上記光ファイバ心線３および金属管２と一体化しており、上記金属管２の内周面が粗面として形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ心線が充填材と共に金属管内に収容された金属管光ファイバケーブルにおいて、上記充填材が固化して上記光ファイバ心線および金属管と一体化しており、上記金属管の内周面が粗面として形成されていることを特徴とする金属管光ファイバケーブル。
【請求項２】
金属管の外周面が粗面として形成されていることとする請求項１に記載の金属管光ファイバケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ心線が充填材と共に金属管内に収容された金属管光ファイバケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる金属管光ファイバケーブルは歪分布等の物理量測定用のセンサとして使用することができる。物理量として例えば歪分布を測定する場合、測定対象物としては、ビルのコンクリートや鉄骨、電力ケーブルのシース、鉄道軌道の盛土、橋梁、トンネル、地下掘削井、地下掘削孔、河川の堤防、山岳の斜面等が挙げられる。上記センサとしての金属管光ファイバケーブルは、上述した測定対象物の内部あるいは表面に配されて該測定対象物と一体化された状態で設置して使用され、光ファイバ心線内に入射された光パルス信号の後方散乱光に基づいて測定対象物の歪みの分布を検出するようになっている。
【０００３】
歪分布測定用のセンサとしての金属管光ファイバケーブルは、例えば、特許文献１，２に開示されている。特許文献１の金属管光ファイバケーブルは、光ファイバ心線を金属管内に収容すると共に、エポキシ樹脂系の接着剤を充填材として該金属管内に充填そして固化して作られている。また、特許文献２の金属管光ファイバケーブルは、光ファイバ心線をステンレス管内に収容すると共に、充填材を金属管内の隙間に充填して作られている。
【０００４】
この特許文献１，２では、金属管内に充填された充填材が該金属管の内周面および光ファイバ心線と一体化されているので、測定対象物に歪みが生じていない状態において、金属管光ファイバケーブルに生じる応力はケーブル長手方向でバラツキなく分布する。したがって、測定対象物に歪みが生じ、これに起因して金属管光ファイバケーブルに外力が作用したとき、該外力がそのまま光ファイバ心線に伝達されるので、正確な歪分布測定値を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７７２３０３号
【特許文献２】特許第３８５０５２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２のような金属管光ファイバケーブルにおいて、正確な歪分布測定値を得るためには、金属管の内周面と充填材とをしっかりと密着させることにより、該充填材を介して金属管と光ファイバとを一体化することが必須である。しかし、特許文献１，２にあっては、金属管が滑らかな面で充填材と接面しているので、該面方向での剪断応力のもとで密着度が低下して金属管と光ファイバにずれが生じた場合には、上記外力が正確に伝達されないおそれがある。そこで、かかる点を考慮して、上記金属管の内周面と充填材との密着度を高めることができれば、金属管と光ファイバとのずれが生じにくくなり、上記外力をより正確に光ファイバ心線に伝達することができ、歪分布測定値の精度をさらに向上させることができる。
【０００７】
このような事情に鑑みて、本発明は、金属管の内周面と充填材とを高い密着度で密着させることにより、歪分布等の物理量の測定用のセンサとして使用されるときに高精度な測定値を得られる金属管光ファイバケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る金属管光ファイバケーブルは、光ファイバ心線が充填材と共に金属管内に収容されている。
【０００９】
かかる金属管光ファイバケーブルにおいて、本発明では、上記充填材が固化して上記光ファイバ心線および金属管と一体化しており、上記金属管の内周面が粗面として形成されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明では、金属管の内周面が粗面として形成されているので、金属管内に充填材が充填されたとき、上記粗面の凹部や溝部に上記充填材が噛むように入り込んで固化することにより、該粗面と密着する。したがって、金属管の内周面が滑らかな面である場合と比較して、金属管の内周面と充填材との密着度は高くなる。この結果、上記金属管光ファイバケーブルが測定対象物の測定対象としての物理量を高精度で測定できる。例えば、上記金属管光ファイバケーブルが歪分布測定用センサとして使用される際、該金属管光ファイバケーブルが測定対象物の歪みに起因する外力を受けたとき、上記密着度が高い分、上記外力が光ファイバ心線に正確に伝達されるので、高精度な歪分布測定値を得ることができる。
【００１１】
本発明において、金属管の外周面が粗面として形成されていてもよい。このように、金属管の内周面のみならず外周面をも粗面として形成することにより、金属管光ファイバケーブルが測定対象物の物理量用センサとして使用される際、金属管の外周面と測定対象物とを高い密着度で密着させることができる。例えば、金属管光ファイバケーブルが歪分布測定用センサとして使用されたとき、測定対象物の歪みに起因する外力がより正確に光ファイバ心線に正確に伝達されるので、その分、歪分布測定値の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明では、金属管の内周面が粗面として形成されており、該金属管の内周面と充填材とを高い密着度で密着させることができるで、金属管光ファイバケーブルが歪分布等の物理量の測定用センサとして使用される際、高精度な物理量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る金属管光ファイバケーブルを有する歪測定処理システムの概要構成を示す図である。
【図２】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る金属管光ファイバケーブルの軸線方向に対して直角な面での断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の金属管光ファイバケーブルの金属管を展開して該金属管の内周面を示した図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ異なる変形例に係る金属管光ファイバケーブルの金属管を展開して該金属管の内周面を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
本実施形態に係る金属管光ファイバケーブルは、歪分布等の物理量測定用のセンサとして使用することができる。本実施形態では、その一例として、金属管光ファイバケーブルを、測定対象物としてのビルのコンクリートの歪み分布を測定する歪分布測定センサとして使用する場合について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る金属管光ファイバケーブル１の歪分布測定センサとしての使用形態を示す図である。図１に見られるように、金属管光ファイバケーブル１は、その一端が歪測定処理装置６に接続されるとともに、その中間部から他端側が上記ビルＢのコンクリートの内部に埋設され、該コンクリートと一体化されて使用される。そして、該コンクリートに歪みが生じると、これに起因して金属管光ファイバケーブル１に外力が作用し、該外力がそのまま光ファイバ心線３に伝達されることにより、正確な歪分布測定値が得られるようになっている。具体的には、上記歪測定処理装置６に設けられたパルス光源７から光パルス信号が光ファイバ心線３内に入射され、該光パルス信号の後方散乱光に基づいて測定対象物の歪みの分布が検出される。また、金属管光ファイバケーブル１はコンクリートの内部に埋め込んで設置する方法の他に、例えば、コンクリートの表面に這わせて固定して設置することもできる。
【００１６】
図２（Ａ）は、本発明の実施形態に係る金属管光ファイバケーブルの軸線方向に対して直角な面での断面図である。図２（Ａ）に見られるように、本実施形態では、金属管光ファイバケーブル１は、金属管２内に、光ファイバ心線３を樹脂製の充填材４と共に収容することにより作られている。上記充填材４としては、例えばメラミン、フェノール、エポキシ、ポリエステル、ウレタン等が用いられ、該充填材４が金属管２内へ充填された後に固化することにより、金属管２と光ファイバ心線３とが一体化されている。金属管２は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル合金、銅、チタン、アルミニウム等で作られている。また、金属管２の防食のために該金属管２の外周面を被覆材（図示せず）で被覆してもよい。このとき、上記被覆材は、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂で作ることができる。
【００１７】
図２（Ａ）に見られるように、金属管２は、金属板部材を円管状となるように周方向に丸めて該金属板部材の周方向側端２Ａ（図２（Ｂ）をも参照）同士を突き合わせて溶着することにより作ることができる。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の金属管光ファイバケーブル１の金属管２を展開して該金属管２の内周面を示した図である。図２（Ｂ）に見られるように、該金属管２の内周面には、金属管２の長手方向（図２（Ｂ）にて上下方向）に対して直角な方向、すなわち金属管２の周方向に延びる複数の溝２Ｂが上記長手方向に配列形成されていて、上記内周面が粗面をなしている。つまり、上記金属板部材が円管状に丸められて金属管２が作られた状態では、複数の溝２Ｂは、それぞれ金属管２の内周面で周方向に延びるリング状をなす。
【００１８】
このように、本実施形態では、金属管２の内周面が粗面として形成されているので、金属管２内に充填材４が充填されたとき、上記内周面の溝２Ｂ内に上記充填材４が噛むように入り込んで固化することにより、上記内周面と密着する。この結果、金属管の内周面が滑らかな面である場合と比較して、金属管２の内周面と充填材４との密着度は高くなるので、その分、金属管光ファイバケーブル１の長手方向での剪断応力に起因するずれが生じにくくなる。したがって、金属管光ファイバケーブル１が測定対象物の歪みに起因する外力を受けたとき、上記密着度が高い分、上記外力が光ファイバ心線３に正確に伝達されるので、高精度な歪分布測定値を得ることができる。
【００１９】
本実施形態では、金属管２の内周面にリング状の複数の溝２Ｂを形成することにより、上記内周面を粗面としたが、粗面の形状はリング状の溝に限られず、種々の変形が可能である。図３（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ異なる変形例に係る金属管光ファイバケーブルの金属管を展開して該金属管の内周面を示した図である。図３（Ａ），（Ｂ）では、図２（Ｂ）と対応する部分について、各部分の符号に「’」，「”」を加えて示している。図３（Ａ）の金属管２’の内周面には、金属管２’の長手方向（図３（Ａ）にて上下方向）に対して傾斜する一方向に延びる複数の溝２’Ｂが上記長手方向に配列形成されていて、上記内周面が粗面をなしている。また、図３（Ｂ）の金属管２”の内周面には、金属管２”の長手方向（図３（Ｂ）にて上下方向）に対して傾斜して互いに交差する二方向に延びる複数の溝２”Ｂおよび溝２”Ｃが上記長手方向に配列形成されていて、上記内周面が粗面をなしている。また、図３（Ａ），（Ｂ）に示した形状以外にも、例えば、スパイラル溝、鑢状の重ね溝等の溝にしてもよく、また、梨地としてもよい。すなわち、金属管２内に充填材４が充填されたときに上記充填材４が噛むように入り込むことができるような凹凸部や溝が金属管２の内周面に形成されていればよい。
【００２０】
本実施形態では、金属管２の内周面が粗面として形成されていることとしたが、該内周面に加えて、金属管２の外周面も粗面として形成されていてもよい。このように、金属管２の内周面のみならず外周面をも粗面として形成することにより、金属管２の外周面と測定対象物とを高い密着度で密着させることができる。この結果、測定対象物の歪みに起因する外力がより正確に光ファイバ心線に正確に伝達されるので、その分、歪分布測定値の精度をさらに向上させることができる。
【符号の説明】
【００２１】
１  金属管光ファイバケーブル
２  金属管
２Ｂ  溝
３  光ファイバ心線
４  充填材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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