(57)【要約】【課題】構造物に完全に組込むことができ、構造物に層間剥離などの損傷が発生するおそれを最小限に抑えることができ、組込んだアクチュエータの動作状態の監視も可能なアクチュエータ・センサ・システムを提供する。【解決手段】アクティブ・ダンパ及び／または形状コントローラなどとして機能させる複数の圧電セラミック・アクチュエータと、歪み計測センサなどとして機能させる複数のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０とを備えた、炭素繊維強化プラスチック製構造物などの複合材料製構造物１０に用いるアクチュエータ・センサ・システムにおいて、複数の圧電セラミック・アクチュエータが、複数の圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂとして構成されており、複数のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０が、少なくとも部分的に、複数の圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂに組込まれている。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ・ダンパ及び／または形状コントローラなどとして機能させる複数の圧電セラミック・アクチュエータと、歪み計測センサなどとして機能させる複数のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ（３０）とを備えた、炭素繊維強化プラスチック製構造物などの複合材料製構造物（１０）に用いるアクチュエータ・センサ・システム（１）において、
前記複数の圧電セラミック・アクチュエータが、複数の圧電ファイバ・モジュール（２０ａ、２０ｂ）として構成されており、前記複数のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ（３０）が、少なくとも部分的に、前記複数の圧電ファイバ・モジュール（２０ａ、２０ｂ）に組込まれていることを特徴とするアクチュエータ・センサ・システム（１）。
【請求項２】
前記圧電ファイバ・モジュール（２０ａ、２０ｂ）が、互いに略々平行に配設されてポリマー（２１）に埋込まれた複数の圧電セラミック・ファイバ（２２）と、該圧電セラミック・ファイバ（２２）に対して交差する方向に延在してそれら圧電セラミック・ファイバ（２２）と電気的に接続している複数の電極（２３）とで構成されていることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ・センサ・システム（１）。
【請求項３】
前記複合材料製構造物（１０）に、前記複数のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ（３０）とは別の複数の第２のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ（３０ａ）が組込まれていることを特徴とする請求項１または２記載のアクチュエータ・センサ・システム（１）。
【請求項４】
前記複数の第２のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ（３０ａ）が、ラスタを形成するように配設されていることを特徴とする請求項３記載のアクチュエータ・センサ・システム（１）。
【請求項５】
前記圧電ファイバ・モジュール（２０ａ、２０ｂ）を、関数発生器（４１）及び信号増幅器（４０）が駆動するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載のアクチュエータ・センサ・システム（１）。
【請求項６】
前記関数発生器（４１）及び前記信号増幅器（４０）を、外部の制御装置及びプロセス・コンピュータ（６０）が制御するようにしたことを特徴とする請求項５記載のアクチュエータ・センサ・システム（１）。
【請求項７】
前記ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ（３０、３０ａ）の駆動が、レーザ素子（５０）及び第１光カプラ（５１）によってなされ、且つ、その検出が、第２光カプラ（５２）と、光検出器（５３）と、プロセス・コンピュータ（６０）とによってなされるようにしたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載のアクチュエータ・センサ・システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブ・防振ダンパ及び／または形状コントローラなどとして機能させる複数の圧電セラミック・アクチュエータと、歪み計測センサなどとして機能させる複数のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ（ＦＢＧセンサ）とを備えた、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製構造物などの複合材料製構造物に用いるアクチュエータ・センサ・システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
構造物埋込（組込）型センサは、炭素繊維強化プラスチックなどの繊維強化複合材料で製作した構造物の、潜在的性能や健全性の監視（構造物ヘルス・モニタリング）を行うためのセンサとして、その重要性を増しつつあり、非特許文献１においても開示されている。特に、航空宇宙産業において、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを炭素繊維強化プラスチック製構造物に組込むようにしたものは、航空機の機体に適用するセンサとして有望であり、かかるセンサを使用すれば、航空機の機体という構造物の健全性をその使用中に監視することができ、また、航空機の機体の整備作業に関しても、より少ない検査費用及び保守費用でより確実な安全性及び高信頼性が得られるという利点をもたらす。
【０００３】
【非特許文献１】
「知的材料・構造システムの研究開発」（エネルギー使用合理化技術開発）成果報告書，財団法人次世代金属・複合材料研究開発協会（平成１３年度　新規産業創出型産業科学研究開発　新エネルギー・産業技術総合開発機構委託），平成１４年３月，ｐ．７４−７５
【０００４】
ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサは、本質的には光学センサであり、高周波やマイクロ波などの電磁波の影響を受けることがなく、信号を高度に多重化することができ、また、優れた長期安定性を備えている。更に、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを形成している光ファイバは非常に細いため、複合材料製構造物に容易に組込むことができる。ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサは、構造物の歪みや応力ばかりでなく、構造物の温度変化までも計測ないし検出することができる。また、それらの計測ないし検出を、静的な計測ないし検出として実行する場合には、高分解能が得られ、動的な計測ないし検出として実行する場合には、高速のサンプリング・レートを実現することができる。そのため、変形、損傷、振動などの発生を検知し得るばかりでなく、更に、弾性波や超音波なども検知することができる。組込型センサとして、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを使用することの利点としては、調達コストが低廉であること、軽量であること、それに、複合材料製構造物に組込んだ場合に、大きな強度が得られることなどがある。
【０００５】
一方、圧電セラミック・アクチュエータは、それを複合材料製構造物に組込むことで、形状コントローラの作動部材として、或いは、アクティブ・防振ダンパの作動部材として機能させることができる。また、これらの用途に用いる場合には、その圧電セラミック・アクチュエータを、構造物の表面に貼着するようにしてもよく、或いは、構造物の内部に組込層として組込むようにしてもよい。圧電セラミック・アクチュエータは、電圧を印加することで駆動して、その電圧に応じた変位を発生させるものであり、この変位は通常、伸縮変位である。この性質を、形状適合化に利用することができる。その場合、圧電セラミック・アクチュエータの変位によって構造物に応力を発生させ、その応力を構造物の制御変位に変換することによって、構造物の形状を所定の目標形状にする形状適合化を行うことができる。また、周期的変動をもって圧電セラミック・アクチュエータを駆動すれば、以上の動作順序に従って振動を発生させることができ、その場合に発生させる振動を、構造物に生じている不都合な振動を打消すような振動とすることにより、その不都合な振動を減衰させるための、ダンパとして機能させることができる。
【０００６】
上述した用途に用いる圧電セラミック・アクチュエータとしては、直方体形状ないし円板形状の圧電セラミック・アクチュエータなども使用されている。しかしながら、直方体形状ないし円板形状の圧電セラミック・アクチュエータを構造物に組込んだ場合には、その構造物に異物が埋込まれているのと同じ状態になり、その構造物の強度が低下する。このような強度低下が発生するのは、主として、構造物の個々の炭素繊維層が、圧電セラミック・アクチュエータの近くを通るためである。複合材料製構造物などでは、また特に、炭素繊維強化プラスチック製構造物の場合には、その構造物に配合する強化繊維の配向方向が、直方体形状ないし円板形状の圧電セラミック・アクチュエータによって乱されるため、力の流れの方向と一致しなくなり、それによって、構造物の強度が低下するのである。これに加えて、構造物と、そのような圧電セラミック・アクチュエータの表面との間の境界面には、レジンポケットが形成され易く、レジンポケットが形成されると、構造物のその箇所に層間剥離が発生するおそれが極めて大きくなる。セラミックの表面に対する付着力は元々強いものではない上に、構造物の中で圧電セラミック・アクチュエータが継続的に作動するため、セラミックの表面に付着していたものが剥離することも珍しくなく、それによって欠陥個所が発生したならば、それが次第に構造物全体へ拡がって行く。この問題は、構造物に組込む圧電セラミック・アクチュエータの個数が増大するほど深刻になる。
【０００７】
ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを、歪み計測手段として使用して、構造物の監視を行う方法として、構造物を外部から超音波で励振して振動させつつ計測を行うという方法がある。しかしながら、この方法では、計測に必要な要素の全てが構造物に組込まれていないため、構造物の使用中にオンライン監視を行えないということが短所となっている。一方、構造物に直方体形状ないし円板形状の圧電セラミック・アクチュエータを組込み、その組込んだアクチュエータで構造物を励振するという方法も公知となっている。この場合、励振によって弾性波（即ち、ラム波）を発生させると、その弾性波が、構造物の中を伝播して拡がって行く。この弾性波を利用して、即ち、この弾性波の伝播特性に基づいてその構造物の健全性を評価することができ、それには、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサなどのセンサで計測を行って、その弾性波を検出するようにする。損傷が発生すると、その損傷の発生の前後で弾性波の伝播状態が変化するため、その変化に基づいて損傷診断を行うことができるのである。しかしながら、この方法には、先に説明した、直方体形状ないし円板形状の圧電セラミック・アクチュエータを組込むことによる短所が付随する上に、積層構造の監視や制御はできても、そこに組込んだ圧電セラミック・アクチュエータそれ自体の監視や制御まではできないという短所も付随する。更に、この方法では、高い計測分解能が得られない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、構造物に完全に組込むことができ、構造物に層間剥離などの損傷が発生するおそれを最小限に抑えることができ、組込んだアクチュエータの動作状態の監視も行える、アクチュエータ・センサ・システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、アクティブ・ダンパ及び／または形状コントローラなどとして機能させる複数の圧電セラミック・アクチュエータと、歪み計測センサなどとして機能させる複数のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサとを備えた、炭素繊維強化プラスチック製構造物などの複合材料製構造物に用いるアクチュエータ・センサ・システムは、前記複数の圧電セラミック・アクチュエータが、複数の圧電ファイバ・モジュールとして構成されており、前記複数のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサが、少なくとも部分的に、前記複数の圧電ファイバ・モジュールに組込まれていることを特徴としている。
【００１０】
前記圧電ファイバ・モジュールが、従来の一般的な圧電セラミック・アクチュエータと異なる点は、前記圧電ファイバ・モジュールの作動部材が、円板形状や直方体形状ではなく、ファイバ形状の圧電セラミック部材によって、形成されていることにある。ただし、電圧を印加して伸縮させるという点では、一般的な圧電セラミック・アクチュエータと同様である。また、前記圧電ファイバ・モジュールにおいては、エネルギ効率をできるだけ大きくするために、複数の圧電セラミック・ファイバから１つの圧電ファイバ・モジュールを構成した上で、それを構造物に組込み、それら複数の圧電セラミック・ファイバを一括制御するようにしている。
【００１１】
上述したように圧電ファイバ・モジュールを構成するようにした圧電セラミック・ファイバは、以下に説明する本発明の実施の形態においては、形状コントローラ及びアクティブ・防振ダンパとして機能させるばかりでなく、更に、超音波を発生するためにも利用されており、超音波を発生することで、歪み計測センサとして機能させるために組込んだファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサと協働して、構造物の監視や、構造物の非破壊試験などを行えるようにしたものである。また、それらを行う際に、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサは、変形や振動の状態、それに超音波の伝播状態などを、静的ないし動的に検知するために使用される。
【００１２】
かかるシステムによれば、次のような利点が得られることが確認されている。その利点とは、圧電ファイバ・モジュールばかりでなくファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサも、構造物の内部構造を何ら乱すことなく、その構造物を構成している複合材料の中に良好に組込むことができ、それによって、非常に優れた機能性を備えた構造物が得られるというものである。それらを組込むことによって生じる構造物の剛性及び強度の低下量は、直方体形状ないし円板形状の圧電セラミック・アクチュエータを組込んだ場合の剛性及び強度の低下量よりもはるかに小さい。更に、ファイバ形状の圧電セラミック部材は、性能が同程度の直方体形状の圧電セラミック部材と比べて、強度及び降伏伸びが大きい。また、直方体形状ないし円板形状の圧電セラミック部材と比べて伸縮量も大きく、そのため圧電セラミック・ファイバは、湾曲した表面に取付けるのも容易である。圧電セラミック・ファイバを取付けても、構造物は僅かな影響しか受けないため、以上のようにアクチュエータやセンサを組込んでも、層間剥離が発生するおそれが増大することはない。更に、構造物に圧電ファイバ・モジュールやファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを組込むことによって生じる重量増加も、比較的僅かである。むしろそれらを組込むことにより、明らかな機能性の向上が達成されるため、それによって他の部位における重量削減が可能となる。この組込型システムを用いて構造物の監視を行えば、構造物の状態を常時監視することができるため、例えば飛行機やヘリコプタに適用した場合には、整備費用の削減が可能となる。更に、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを圧電ファイバ・モジュールに組込んだため、通常行われている複合材料製構造物の監視が可能なばかりでなく、構造物の積層構造の監視も行うことができ、更には、圧電ファイバ、即ち、超音波発生源それ自体の監視も行うことができる。
【００１３】
上で説明したように、構造物に複数の圧電セラミック・ファイバを組込み、それら圧電セラミック・ファイバの作動を一括制御するようにすることでも、圧電ファイバ・モジュールを構成することができるが、ただし、圧電ファイバ・モジュールの特に好適な構成は、互いに略々平行に配設されてポリマーに埋込まれた複数の圧電セラミック・ファイバと、該圧電セラミック・ファイバに対して交差する方向に延在してそれら圧電セラミック・ファイバと電気的に接続している複数の電極とで、圧電ファイバ・モジュールを構成するというものである。
【００１４】
このような構成とすれば、圧電ファイバ・モジュールを、構造物とは別に予め製作した上で、できあがったものを構造物に組込むことができ、それによって製作コストを大幅に低減することができる。また、ポリマーに埋込むようにしたため、通常の構造物の場合、その構造物に対する付着性を確保することができ、層間剥離を生じるおそれを増大させずに済む。更に、このように圧電ファイバ・モジュールを独立した部品として予め製作すれば、その部品に対する電気配線作業も容易である。
【００１５】
また、複合材料製構造物に、上述した複数のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ（第１のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ）とは別の、複数の第２のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを組込むようにするのもよい。それら更なる複数のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを二次元的に分布させて配設することによって、高い計測分解能が得られ、それによって損傷の発生位置をより正確に特定することが可能となる。また、これに関して、構造物に複数の第２のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを組込む際には、それらファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを、ラスタ（平行線群）を形成するように配設するのもよい。それによって、損傷が発生した際に、その損傷の発生位置をより正確に特定することが可能となる。
【００１６】
圧電ファイバ・モジュールを、形状コントローラとして、或いはアクティブ・防振ダンパとして、或いは超音波発生機構として機能させる際の、その圧電ファイバ・モジュールの駆動方法は、様々な方法とすることができる。ただし、望ましい駆動方法を挙げるならば、圧電ファイバ・モジュールを、関数発生器及び信号増幅器が駆動するようにするとよい。関数発生器を使用することによって、形状コントローラとして、ないしはダンパとして機能させる際に、そのときの必要に応じた駆動シーケンスを実行させることができ、また、超音波を発生させる際にも、必要に応じた形の超音波を発生するように圧電ファイバ・モジュールを駆動することができる。一方、信号増幅器は、関数発生器の出力信号を必要レベルにまで増幅するものであって、駆動シーケンスに直接的な影響を及ぼすものではない。
【００１７】
システムのフレキシビリティを高め、応用範囲を広げるためには、更に、外部の制御装置と、プロセス・コンピュータとで、関数発生器及び信号増幅器を制御するようにするとよい。特に、プロセス・コンピュータを使用することによって、形状コントローラとして機能させるための駆動シーケンス、ダンパとして機能させるための駆動シーケンス、それに、超音波を発生させるための駆動シーケンスを、時系列に沿って設定する作業が非常に容易になる。
【００１８】
圧電ファイバ・モジュールに埋込んだファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを駆動するには、レーザ素子が発生したレーザ光を、第１光カプラを介して、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサに結合するのがよく、構造物に更にその他のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを組込んでいる場合には、それらも同様にして駆動すればよい。また、反射光から成る光信号を、プロセス・コンピュータに解析させるには、その光信号を、第２光カプラを介して取出し、マルチプレクサを介して、プロセス・コンピュータへ入力させればよい。更に、その解析を行わせるプロセス・コンピュータは、上述した圧電ファイバ・モジュールの制御及び駆動を行うプロセス・コンピュータと同一のものでよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に示した実施の形態に即して、本発明について更に詳細に説明して行く。また、以下の説明によって、本発明の細部構成、更なる特徴、及び更なる利点を明らかにして行く。
【００２０】
図１に、構造物１０に埋込（組込）んだ本発明に係るアクチュエータ・センサ・システム１を示した。図示の構造物１０は、炭素繊維強化プラスチック（Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃ／ＣＦＲＰ）で製作したヘリコプタのロータ・ブレード（回転翼）である。ただし、本発明に係るアクチュエータ・センサ・システムを組込むことのできる構造物は、これに限られるものではなく、例えば、飛行機の翼などをはじめとする、その他の様々な構造の部品などにも組込むことができる。尚、添付図面は、理解を容易にするために、構造物１０に組込まれている構成要素を強調して描いてある。
【００２１】
構造物１０には複数の圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂが組込まれており（図２に、それら圧電ファイバ・モジュールの詳細構造を示した）、それら複数の圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂの各々の内部へ、第１の複数のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ（Ｆｉｂｅｒ　Ｂｒａｇｇ　Ｇｒａｔｉｎｇ　Ｓｅｎｓｏｒ／ＦＢＧセンサ）３０が個別に引き込まれ、埋込まれている。それに加えて、この構造物１０には、それらファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０とは別の複数の第２のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０ａが組込まれており、それらファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０ａは、ラスタ（平行線群）を形成するように構造物１０に分布させて配設されている。ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０ａをこのような配設形態としているのは、１つには歪み計測を行うためであり、もう１つには弾性波（ラム波）の伝播状態を計測するためである。一方、複数の圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂの各々に個別にファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０を組込んでいるのは、損傷の状態や、その損傷の結果として実際に発生した歪みの大きさに応じて、圧電セラミック・ファイバ２２を制御できるようにしているのである。そのため、複合材料と、そこに組込んだ圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂ及びファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０、３０ａとから成る構造物１０の全体を、１つの系として把握して、その系の監視を行うことが可能となっている。そして、複合材料製構造物１０の積層構造部分に発生する損傷及び疲労の進行状態ばかりでなく、更に、圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂの内部に発生する損傷及び疲労の進行状態も、判別することが可能となっている。
【００２２】
圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂを駆動するために、該圧電ファイバ・モジュールを、増幅回路４０を介して関数発生器４１に接続してある。関数発生器４１は、圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂを、形状コントローラとして、及び／または、振動を減衰させるダンパとして機能させるための駆動シーケンスを発生させ、更に、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０、３０ａによって歪み計測に実行するための必要な周波数の超音波を発生させるための駆動シーケンスを発生させるものである。また、そのために、この関数発生器４１は、データ線４１ａを介して、プロセス・コンピュータ６０及びここでは図示しない外部の制御装置によって制御されており、このプロセス・コンピュータ６０は更に、圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂに超音波を発生させるために必要な、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０、３０ａによる歪み計測の計測結果を記憶する機能も果たしている。
【００２３】
また、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０、３０ａによって歪み計測を行うために、レーザ素子５０で発生させたレーザ光を、光ファイバ５０ａ及び第１光カプラ５１を介して、それらファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０、３０ａへ供給するようにしている。
【００２４】
供給されるレーザ光は、ある程度の広さの帯域幅を有しており、その帯域幅のスペクトルのうちの非常に狭い部分の光だけが、各々のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサで反射されて戻される。そして、各々のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサから戻ってくる反射光の波長が、そのファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサによって計測された歪みの大きさに対応している。
【００２５】
複数のファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０、３０ａの各々から戻される反射光から成る光信号は、続いて、第２光カプラ５２から、光ファイバ５３ａを介して光検出器５３へ入力され、この光検出器５３によって波長識別が行われる。この波長識別の結果が、最終的に、圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂを駆動するための信号を発生させるために用いられる。
【００２６】
また、このようにしてファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサから供給される信号の時間的変動に対して、パターン認識法を適用することによって、データの解釈ないし解析を行うことができる。
【００２７】
図２に、圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂを拡大図で示した。図示のごとく、複数の圧電セラミック・ファイバ２２が、ポリマー２１に埋込まれている。それら圧電セラミック・ファイバ２２の間に、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ３０が配設されている。それら複数の圧電セラミック・ファイバ２２への電気接続のために、複数の電極２３が、それら圧電セラミック・ファイバ２２に対して交差する方向に延在し、且つ、所定間隔でそれら圧電セラミック・ファイバ２２と電気的に接続するようにして、ポリマー２１に埋込まれている。また、それら電極２３に給電するための、夫々の極性に対応した一対の配線がポリマー２１から延出しており、それら配線を介して関数発生器４１及び信号増幅器４０に接続できるようにしている。かかる構成の圧電ファイバ・モジュール２０ａ、２０ｂは、その構造が、繊維強化複合材料製構造物１０の構造と類似しているため、繊維強化複合材料を用いて構造物を製作するときの製作方法と同様の方法を用いて、容易に構造物１０に組込むことができる。一般的に、繊維強化複合材料製の構造物に異物が入り込むと、構造物のその箇所に層間剥離が発生するおそれが生じるが、以上の構成によれば、そのような層間剥離が発生するおそれは非常に小さなものとなる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のアクチュエータ・センサ・システムによれば、構造物の内部構造を乱すことなく該構造物内に完全かつ良好に組込むことができるので、構造物に層間剥離などの損傷が発生するおそれを最小限に抑えることが可能となる。また、組込みにより構造物自体の機能性も向上するので、構造物の他の部位の重量削減も可能となる。さらに、構造物内の監視のみでなく、該構造物の積層状態の監視、さらには構造物内に組込んだアクチュエータ自体の動作状態の監視も行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシステムの基本構成を示した図であり、同システムを炭素繊維強化プラスチック製のロータ・ブレードに組込んだ場合の図である。
【図２】ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサを組込んだ圧電ファイバ・モジュールの拡大図である。
【符号の説明】
１　　アクチュエータ・センサ・システム
１０　構造物
２０ａ、２０ｂ　圧電ファイバ・モジュール
２１　ポリマー
２２　圧電セラミック・ファイバ
２３　電極
３０、３０ａ　ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサ
４０　信号増幅器
４１　関数発生器
５０　レーザ素子
５１　第１光カプラ
５２　第２光カプラ
５３　光検出器
６０　プロセス・コンピュータ
【図１】
2004004030.tif 000003
【図２】
2004004030.tif 000004