(57)【要約】【課題】測定対象物に取り付ける際に光ファイバーが折れたり、破断したりするのを防止すると共に、計測精度の向上を図る。【解決手段】本発明に係るセンサー１０は、縦糸１１に略直交するように横糸１２が織り込まれて形成された織物１３を備え、織物１３の縦糸１１と横糸１２のうちの少なくともいずれか一方の繊維に光ファイバー１４が含まれていることを特徴とし、光ファイバー１４はＦＢＧセンサーとして機能してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦糸に略直交するように横糸が織り込まれて形成された織物を備え、該織物の縦糸と横糸のうちの少なくともいずれか一方の繊維に光ファイバーが含まれていることを特徴とする織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサー。
【請求項２】
前記少なくともいずれか一方の繊維は、前記光ファイバーより引張り強度の大きい高強度繊維を含んでいる請求項１に記載の織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサー。
【請求項３】
前記一方の繊維は前記光ファイバーを含む繊維束を形成している請求項１又は２に記載の織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサー。
【請求項４】
前記少なくともいずれか一方の繊維には、前記光ファイバーが複数本含まれている請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサー。
【請求項５】
前記光ファイバーはＦＢＧセンサーとして機能する請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサー。
【請求項６】
前記光ファイバーのセンサー部を識別するための印が設けられている請求項５に記載の織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサー。
【請求項７】
外面側に保護膜が設けられている請求項１〜６のいずれか１の請求項に記載の織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の歪み等を計測するセンサーに関し、特に、織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバーを使用して、構造物や配管等の測定対象物の歪み、振動、温度等を計測するセンサーが知られている。しかし、この種のセンサーに使用される光ファイバーは直径１００ミクロン程度の微細なグラスファイバーにより形成されており、繊細なため、測定対象物に取り付ける際に光ファイバーに損傷を与えないように十分に注意を払う必要があった。
【０００３】
そこで、近年では、紫外線硬化樹脂膜やポリアミド膜等の保護膜で光ファイバーの表面を一体的に保護したセンサーや、ステンレス製フレキシブルチューブやＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）樹脂、ＰＶＤＦ（PolyVinylidene
DiFluoride）等の保護チューブで光ファイバーを間接的（非一体的）に保護したセンサー等が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９６１１０号公報
【特許文献２】特表２００８−５３４９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前者の従来技術のように保護膜で光ファイバーの表面を一体的に保護したセンサーでは、相変わらずセンサーが細く繊細であるため、測定対象物に取り付ける際に光ファイバーが折れたり、破断したりするのを防止することは困難であった。
【０００６】
一方、後者の従来技術のように保護チューブで光ファイバーを間接的（非一体的）に保護したセンサーでは、保護チューブと光ファイバーが一体化されていないため、保護チューブを測定対象物に取り付けたとしても、保護チューブ内の光ファイバーに測定対象物の歪み等が十分に伝わらず、計測の精度を高めることができないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、測定対象物に取り付ける際に光ファイバーが折れたり、破断したりするのを防止すると共に、計測精度の向上を図ることのできる織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明に係る織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーは、縦糸に略直交するように横糸が織り込まれて形成された織物を備え、該織物の縦糸と横糸のうちの少なくともいずれか一方の繊維に光ファイバーが含まれていることを特徴とする。
【０００９】
そして、本発明に係る織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーにおいて、前記少なくともいずれか一方の繊維は、前記光ファイバーより引張り強度の大きい高強度繊維を含んでいるのが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーにおいて、前記一方の繊維は前記光ファイバーを含む繊維束を形成しているのが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明に係る織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーにおいて、前記少なくともいずれか一方の繊維には、前記光ファイバーが複数本含まれていてもよい。
【００１２】
さらにまた、本発明に係る織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーにおいて、前記光ファイバーはＦＢＧセンサーとして機能してもよい。
【００１３】
さらに、本発明に係る織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーには、前記光ファイバーのセンサー部を識別するための印が設けられているのが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明に係る織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーには、外面側に保護膜が設けられているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、測定対象物にセンサーを取り付ける際に光ファイバーが折れたり、破断したりするのを防止し、センサーの信頼性を高めることができると共に、計測精度の向上を図ることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーを示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーの繊維束を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーの別の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係る織物への光ファイバーの編み込みによる強化センサーを示す平面図、図２は同センサーの繊維束を示す平面図である。
【００１８】
本実施の形態に係るセンサー１０は、縦糸１１に略直交するように横糸１２が織り込まれて形成された織物１３を備えている。この織物１３は例えば幅５〜１０００ｍｍ程度の帯状を成しており、この織物１３の縦糸１１には、光ファイバー１４が含まれている。
【００１９】
図２に良く示されているように、縦糸１１は繊維束１５を形成しており、その一つの繊維束１５は１本の光ファイバー１４を含み、例えば、１本の光ファイバー１４と９９本のガラス繊維により形成されている。なお、縦糸１１及び横糸１２は、例えば炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維の他、ナイロン、ビニロン、ポリエステル等の合成繊維を使用することができるが、光ファイバー１４の保護のためには、光ファイバー１４より引っ張り強度の大きい高強度繊維を使用するのが好ましい。また、縦糸１１をガラス繊維、横糸１２を炭素繊維とするように縦糸１１と横糸１２の材質を変えたり、或いは、縦糸１１や横糸１２に複数の種類の繊維を混合したりする等、異種の繊維の組合せも可能である。
【００２０】
光ファイバー１４は、本実施の形態の場合、ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）センサーとして機能する。このＦＢＧセンサーは、光ファイバー１４のコアに紫外線を照射することにより複数のセンサー部（図示省略）が形成された公知のセンサーであり、これらのセンサー部において反射する光の波長の変化を利用して測定対象物の歪み、圧力、温度等を計測するものである。
【００２１】
このような構成を備えたセンサー１０を使用して構造物や配管等の測定対象物の歪みを計測する場合、先ず、センサー１０を、例えば巻物のように巻いた状態で測定対象物が位置する現場に搬入する。そして、光ファイバー１４のセンサー部を接着剤やバンド等で測定対象物に固定した上で、測定対象物の歪みを計測する。
【００２２】
このように上記した本発明の実施の形態に係るセンサー１０によれば、光ファイバー１４が繊維や繊維束１５により保護されているため、測定対象物への取り付け作業が容易になると共に、測定対象物にセンサー１０を取り付ける際に光ファイバー１４が折れたり、破断したりするのを防止することができる。
【００２３】
また、光ファイバー１４のセンサー部を測定対象物に固定しているため、センサー部に測定対象物の歪み等が確実に伝わり、計測の精度を高めることができる。
【００２４】
さらに、センサー１０を巻いた状態で搬送することができるため、搬送作業の簡素化を図ることができる。
【００２５】
また、光ファイバー１４の端部同士を融着接続することによってセンサー１０を延長し、測定対象物のサイズや形状等に合わせてセンサー１０を簡単に測定対象物に取り付けることができるため、汎用性を高めることができる。
【００２６】
さらにまた、縦糸１１や横糸１２に炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維等の高強度繊維を使用して測定対象物に貼付することにより、測定対象物の歪み等を計測すると共に、測定対象物の補強を行うこともできる。
【００２７】
さらに、本発明は、高温・高放射線下に設置される高速炉プラント等の機器や配管の変位や振動の計測の他、橋梁における床板や橋桁の変位計測、コンクリートのクラック計測、トンネル接合部の変位計測、トンネルにおける岩の圧力計測、ダムにおける挙動計測、杭の張力計測、地すべり計測等、各種構造物において多種多様な計測を行うことができる。
【００２８】
なお、図３に示されているように、センサー１０の縦糸１１に複数本の光ファイバー１４ａ，１４ｂが含まれていてもよい。この場合、一方の光ファイバー１４ａを近傍地点の計測用とし、他方の光ファイバー１４ｂを遠方地点の計測用として使い分けしたり、或いは、一方の光ファイバー１４ａのみを測定対象物に接着し、他方の光ファイバー１４ｂを非接着にして、測定対象物の温度変化を計測するために使用したりすることもできる。また、複数本の光ファイバー１４ａ，１４ｂを使用して同じ計測を行うことにより計測精度を向上させてセンサー１０の信頼性を高めたり、或いは、他方の光ファイバー１４ｂを予備として使用することにより故障時の対応を向上させたりすることもできる。
【００２９】
また、上記した実施の形態では、光ファイバー１４がＦＢＧセンサーとして機能する場合について説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明は、例えば、光の透過量の変化を検出して測定対象物の歪みを計測するいわゆるマイクロベンディング方式のセンサーや、光の反射量の変化を検出して測定対象物の歪みを計測するいわゆるレイリー散乱方式のセンサーの他、光ファイバー１４を利用して測定対象物の振動、温度、圧力、超音波、中性子、γ線量等を計測するセンサー等、光ファイバー１４がＦＢＧセンサー以外のセンサーとして機能する場合にも適用可能である。
【００３０】
また、上記した実施の形態では、光ファイバー１４は縦糸１１にのみ含まれているが、横糸１２に含めたり、或いは、縦糸１１と横糸１２の両方に含めたりする等、光ファイバー１４は縦糸１１と横糸１２のうちの少なくともいずれか一方の繊維に含まれていればよい。
【００３１】
さらに、織物１３や光ファイバー１４に着色を付したり、記号等をプリントしたりして、前記センサー部の位置を識別するための印（図示省略）を設けてもよい。この場合、測定対象物の計測位置に確実にセンサー部を取り付けることができるため、計測精度をさらに高めることができる。
【００３２】
さらにまた、センサー１０の外面側に保護膜を塗装してもよく、これにより、光ファイバー１４が損傷したりするのをより確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０          センサー
１１          縦糸
１２          横糸
１３          織物
１４          光ファイバー
１５          繊維束
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011058835.tif 000005