(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと、
第１の可撓性シートと、
前記光ファイバを部分的に前記第１の可撓性シートに固定する第１の固定部材を備え、
前記光ファイバは、前記光ファイバが半周以上巻かれた捲回部を複数有し、
前記第１の固定部材は、１つの捲回部を表す円もしくは楕円、長円、円弧状の曲線と隣接する別の捲回部を表す円もしくは楕円、長円、円弧状の曲線を結ぶ接線のうち、前記光ファイバの接続経路と最も平行に近い接線と前記２つの曲線との各接点のどちらも通過しないように配置されていることを特徴とする、センシングシート。
【請求項２】
前記光ファイバの前記捲回部の最小の曲率半径は、前記光ファイバの最小曲げ半径をｒ、前記光ファイバの固定面の初期応力収縮率をｃで表すと、ｒ÷（１−ｃ）よりも大きいことを特徴とする、請求項１記載のセンシングシート。
【請求項３】
前記１つの捲回部と前記別の捲回部との間の前記第１の固定部材同士の間隔は、前記光ファイバの最小曲げ直径以上離れていることを特徴とする、請求項１または２記載のセンシングシート。
【請求項４】
前記第１の可撓性シートとの間に前記光ファイバを挟む第２の可撓性シートと、
前記第１及び第２の可撓性シートを前記光ファイバを除く位置において部分的に固定する第２の固定部材をさらに備えたことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項記載のセンシングシート。
【請求項５】
前記第１及び第２の可撓性シートのうち一方の前記光ファイバとは反対側の面に配置された第３の固定部材をさらに備え、
前記第３の固定部材は前記第１及び第２の可撓性シートの平面図上で前記光ファイバの経路を避けて配置されていることを特徴とする、請求項４記載のセンシングシート。
【請求項６】
測定対象に固定された、少なくとも１枚の請求項１乃至５のいずれか１項記載のセンシングシートの前記光ファイバに光を出射する光源と、
前記センシングシートの前記光ファイバからの光を受光して、前記測定対象の状態情報を測定するための光成分を検出する光検出部と、
前記光検出部が検出した前記光成分に基づいて前記状態情報を算出する測定装置
を備えたことを特徴とする、測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センシングシート及び測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の装置が接続されたシステムでは、各装置の温度、歪みなどの状態情報を検出し、必要に応じて環境または装置の制御、装置の修理などを行うことで、システムを安定に動作させている。また、大規模な装置でも、装置の各部の温度、歪みなどの状態情報を検出し、必要に応じて装置各部の制御、修理などを行うことで、システムを安定に動作させている。
【０００３】
前者のシステムの一例は、例えば複数のコンピュータを備えたデータセンタであり、例えば特定箇所のコンピュータの温度が閾値以上に上昇すると、データセンタ内の空調を制御したり、故障したコンピュータのファンを修理したり交換したりするなどして、各コンピュータの温度を閾値未満に維持する。後者の装置の一例は、例えば耐火煉瓦が内部に配置された溶融炉であり、例えば特定箇所の耐火煉瓦の温度が閾値以上に上昇すると、劣化した耐火煉瓦を修理したり交換したりすることで、溶融炉の各部における耐火煉瓦の温度を閾値未満に維持する。
【０００４】
温度、歪みなどの状態情報は、夫々の状態情報を検出するためのセンサにより検出可能であるが、検出箇所の数が多いと、多数のセンサと配線が必要となり、コストが増大してしまう。また、例えば高温環境下で温度を検出するような場合には、高温でも動作可能な温度センサを使用したり、高温環境下でも影響を受けない配線を設ける必要があり、コストがさらに増大してしまう。
【０００５】
そこで、光ファイバの後方散乱を用いて、空間の温度分布を測定することが提案されている（例えば、特許文献１，２）。この提案方法によれば、光ファイバの後方散乱光の強度の温度依存性を利用することで、光ファイバの長手方向に沿った任意の位置での温度分布をリアルタイムで測定できる。ラマン（Raman）散乱光を用いた光ファイバによる温度測定では、低コストで、プロセッサ内の電気信号に影響を及ぼすことなく、多数箇所における温度をリアルタイムで検出できる。さらに、ブリルアン（Brillouin）散乱光を用いた光ファイバによる測定では、歪みの変化と温度の変化が合算されて得られるため、温度以外の歪み、変位などの状態情報の検出にも適用できる。
【０００６】
光ファイバを温度などの検出対象箇所に設置する場合、光ファイバの設置を容易にするために光ファイバをシート状の部材に配置し、シート状の部材を検出対象箇所に設置する方法が提案されている（例えば、特許文献２，３，４，５）。しかし、光ファイバを粘着剤などを用いてシート状の部材に配置すると（例えば、特許文献３，４，５）、検出対象箇所が曲面であったり、温度変化が比較的大きいなどの設置環境によっては、光ファイバ、シート状の部材、及び粘着剤の挙動が夫々異なるため、光ファイバに伝送損失が発生したり、最悪の場合には断線する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１０／１２５７１２パンフレット
【特許文献２】特開２０１２−１４１２４１号公報
【特許文献３】特開２０１２−６５９１１号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ２０１０／１１０２９２パンフレット
【特許文献５】特開２００２−１３１０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の光ファイバが配置されたシート状の部材では、設置環境によっては光ファイバが断線する可能性がある。
【０００９】
そこで、１つの側面では、設置環境によらず光ファイバの断線を防止できるセンシングシート及び測定システム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】
【００１０】
１つの案によれば、光ファイバと、第１の可撓性シートと、前記光ファイバを部分的に前記第１の可撓性シートに固定する第１の固定部材を備え、前記光ファイバは、前記光ファイバが半周以上巻かれた捲回部を複数有し、前記第１の固定部材は、１つの捲回部を表す円もしくは楕円、長円、円弧状の曲線と隣接する別の捲回部を表す円もしくは楕円、長円、円弧状の曲線を結ぶ接線のうち、前記光ファイバの接続経路と最も平行に近い接線と前記２つの曲線との各接点のどちらも通過しないように配置されているセンシングシートが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
一態様によれば、センシングシートの設置環境によらず光ファイバの破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】耐熱シートの全面に粘着剤を塗布して光ファイバを接着した例を説明する図である。
【図２】光ファイバの微小曲げの発生例を示す図である。
【図３】ヒートサイクル前に光ファイバから得られる戻り光量の一例を説明する図である。
【図４】ヒートサイクル後に光ファイバから得られる戻り光量の一例を説明する図である。
【図５】第１実施例におけるセンシングシートの一例を示す図である。
【図６】光ファイバの捲回部の一例を説明する図である。
【図７】光ファイバの捲回部の他の例を説明する図である。
【図８】光ファイバの接点が移動可能な構造と固定されている構造の一例を説明する図である。
【図９】光ファイバの接点が移動可能な構造と固定されている構造の他の例を説明する図である。
【図１０】捲回部間の光ファイバの固定方法の違いを模式的に示す図である。
【図１１】光ファイバの固定部間の距離の決定方法を説明するフローチャートである。
【図１２】図１１の決定方法を説明する模式図である。
【図１３】図１１の決定方法により光ファイバの固定部間の最小距離を決定した場合の初期応力収縮率と最小曲率半径の関係の一例を示す図である。
【図１４】図１１の決定方法により光ファイバの固定部間の最小距離を決定した場合の初期応力収縮率と最小曲率半径の関係の他の例を示す図である。
【図１５】第２実施例におけるセンシングシートの一例を示す図である。
【図１６】第３実施例におけるセンシングシートの一例を示す図である。
【図１７】一実施例におけるセンシングシートを用いる測定システムの一例を示すブロック図である。
【図１８】溶融炉に適用した測定システムの一例を説明する図である。
【図１９】図１８の溶融炉の温度分布の一例を示す図である。
【図２０】配管に適用した測定システムの一例を説明する図である。
【図２１】図２０の配管の外壁の温度分布の一例を示す図である。
【図２２】配管に適用した測定システムの他の例を説明する図である。
【図２３】図２２の配管の外壁の温度分布の一例を示す図である。
【図２４】配管に適用した測定システムの一例を説明する図である。
【図２５】図２４の配管内の温度分布の一例を示す図である。
【図２６】測定対象に適用した測定システムの一例を説明する正面図である。
【図２７】測定対象に適用した測定システムの一例を説明する側面図である。
【図２８】図２６及び図２７のコネクタ部分の一例を説明する図である。
【図２９】測定対象に適用した測定システムの他の例を説明する正面図である。
【図３０】測定対象に適用した測定システムの他の例を説明する側面図である。
【図３１】図２９及び図３０のコネクタ部分の一例を説明する図である。
【図３２】図１８の溶融炉の温度と歪みの分布の一例を示す図である。
【図３３】エンジンに適用した測定システムの一例を説明する図である。
【図３４】他の実施例におけるセンシングシートを用いる測定システムの一例を示すブロック図である。
【図３５】図３３のエンジンの出力分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
開示のセンシングシート及び測定システムでは、光ファイバは、固定部材により部分的に可撓性シートに固定されており、光ファイバが半周以上巻かれた捲回部を複数有する。固定部材は、１つの捲回部を表す円もしくは楕円、長円、円弧状の曲線と隣接する別の捲回部を表す円もしくは楕円、長円、円弧状の曲線を結ぶ接線のうち、光ファイバの接続経路と最も平行に近い接線と前記２つの曲線との各接点のどちらも通過しないように配置されている。
【００１４】
以下に、開示のセンシングシート及び測定システムの各実施例を図面と共に説明する。
【実施例】
【００１５】
先ず、例えば２００℃以上の高温と室温以下のヒートサイクルの影響について説明する。光ファイバが粘着剤により耐熱シートに接着されたセンシングシートでは、本発明者らの検討によれば、粘着剤及び耐熱シートに、初期の室温→高温（＞２００℃）→室温のヒートサイクル後に１％程度以上の応力収縮が発生することが確認された。また、例えばペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ：Perfluoroalkoxy）などの樹脂シートの場合、耐熱性は２６０℃程度であるが、応力収縮はＰＦＡのグレードにもよるが、例えば１〜３％であることが確認された。
【００１６】
図１は、耐熱シートの全面に粘着剤を塗布して光ファイバを接着した例を説明する図である。図１中、（ｂ）は取付処理の室温時の光ファイバの状態を模式的に示し、（ａ）は高温時の光ファイバの状態を模式的に示し、（ｃ）はヒートサイクル後の室温時の光ファイバの状態を模式的に示す。図１中（ａ）にｘ１で示すように、高温時には耐熱シート及び粘着剤の膨張に伴う伸び歪みによる伝送損失が発生し、ヒートサイクル後には光ファイバの捲回部や捲回部間に発生する微小曲げによる伝送損失で光が伝搬しにくくなる。このように、図１中、（ａ）の高温時や（ｃ）のヒートサイクル後では、伝送損失により光ファイバを用いた測定が難しくなることが確認された。
【００１７】
図２は、例えば応力収縮が３％以下の透明の樹脂収縮チューブ内の光ファイバの微小曲げの発生例を示す図である。耐熱シートの全面に粘着剤を塗布して図２の光ファイバを接着した場合、２５０℃以上まで加熱した後に室温に戻した後の様子を観察した結果、ヒートサイクル前では図３に示すように伝送損失の発生は見られなかったが、図４に示すようにヒートサイクル後には微小曲げ発生領域で伝送損失が発生していることが確認された。図３及び図４において、縦軸は光ファイバから得られる戻り光量を任意単位（ａ．ｕ．）で示し、横軸は光ファイバ位置（ｍ）を示す。光ファイバの捲回部の出入り口で微小曲げが発生するので、図３及び図４において破線で囲んだ収縮範囲で耐熱シートの収縮が発生すると、図３に示すヒートサイクル前では伝送損失はないが、図４に示すヒートサイクル後には伝送損失が発生する。
【００１８】
図５は、第１実施例におけるセンシングシートの一例を示す図である。図５に示すセンシングシート１０−１は、光ファイバ１１と、光ファイバ１１を挟む第１及び第２の紡績布１２，１３と、光ファイバ１１を部分的に少なくとも第１及び第２の紡績布の一方に接着する第１の粘着剤１４と、第１及び第２の紡績布１２，１３を光ファイバ１１を除く位置において部分的に接着する第２の粘着剤１５を有する。本実施例では、第１及び第２の紡績布１２，１３は、第１及び第２の可撓性シートの一例である。また、第１及び第２の粘着剤１４及び後述する第３の粘着剤１６は、第１、第２及び第３の固定部材の一例である。粘着剤は３１５℃程度以上の高温使用には適さないが、光ファイバと可撓性シートの間の隙間で光ファイバが断線するのを避ける弾力性を保持していることや、指定した領域に小さい誤差で塗布することが可能であるなどの利点があり、使用される。粘着剤でなくても、例えば第１及び第２の固定部材は可撓性と耐熱性のある紡績紐を第１もしくは第２の可撓性シートに編み込んだものでも良く、また第３の固定部材としては磁性体紐などでも構わない。
【００１９】
この例では、第１の粘着剤１４は、第１の紡績布１２上に図５中縦方向に伸びるストライプ形状に配置されている。また、第２の粘着剤１５は、第１の紡績布１２上の外周縁部分に配置されている。本実施例においては、第１及び第２の可撓性シートとしてどちらも紡績布を用いている。紡績布は、高純度のＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などを用いたガラスマルチフィラメントを紡績糸として製作することができる。このような紡績布は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの低価格な有機系の高耐熱シートと異なり、不燃性を有し高温でガスを発生しないこと、通気性が保てるため、取付面の放熱を阻害しないことなどのメリットがあり、ガスの発生や炉面の温度に対して注意を要する化学プラント等での使用に好適である。
【００２０】
第１及び第２の粘着剤１４，１５は、同じ粘着材料により一体的に設けられていても良い。なお、センシングシート１０−１における光ファイバ１１の始端（例えば、図５の左上部分）と終端（例えば、図５の左下部分）には、後述する第２実施例のように保護部材を設けても良い。
【００２１】
光ファイバ１１は、複数の捲回部１１１−１〜１１１−Ｎ（Ｎは２以上の自然数）を有し、捲回部１１１−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ−１）を表す円もしくは楕円、長円、円弧状の曲線と隣接する捲回部１１１−ｉ＋１を表す円もしくは楕円、長円、円弧状の曲線を結ぶ接線のうち、光ファイバ１１の接続経路と最も平行に近い接線と前記２つの曲線との各接点のどちらも通過しないように第１の粘着剤１４が配置されている。
【００２２】
各捲回部１１１−１〜１１１−Ｎを表す円もしくは楕円、長円、円弧状の曲線とは、捲回された光ファイバ１１の捲回部入口から捲回部出口までの光ファイバ部分が形成する概ね円形、もしくは概ね楕円形、もしくは概ね長円形、もしくは概ね円弧の形状を言う。各捲回部１１１−ｉは、光ファイバ１１が半周以上、例えば数周巻かれて形成される。この例では、光ファイバ１１は、図５においてセンシングシート１０−１の左端及び右端に、一対の捲回部が交互に配置されているが、捲回部１１１−１〜１１１−Ｎの配置は図５に示す配置に限定されるものではない。
【００２３】
センシングシート１０−１は、第１及び第２の紡績布１２，１３のうち一方の光ファイバ１１とは反対側の面に配置された第３の粘着剤１６を有する。この例では、第３の粘着剤１６は第２の紡績布１３上に配置されている。第３の粘着剤１６は、第１及び第２の紡績布１２，１３の平面図上で光ファイバ１１の経路を避けて配置されている。
【００２４】
この例では、第１の粘着剤１４は、第1の紡績布１２にストライプ形状に配置され、光ファイバ１１は、２つの隣接する捲回部（例えば、捲回部１１１−１，１１１−２）を接続する接続経路のうち長い方の接続経路（図５中、水平方向に延在する接続経路）が第１の粘着剤１４のストライプ形状を横断している。また、第３の粘着剤１６は、上記の長い方の接続経路と平行に、平面図上で上記の長い方の接続経路と重ならないように配置されている。これにより、センシングシート１０−１の取付面への取付性が向上するが、光ファイバ１１の捲回部１１１−１〜１１１−Ｎの接点は固定されない。例えば第３の固定部材が本例のように粘着剤でなく、可撓性のある磁性体紐を第２の紡績布１３に縫い込む形の場合であっても、磁性体紐はわずかに凹凸を形成するが、本実施例によればそのような凹凸は光ファイバの固定部に及ぼす影響が小さくて済む。
【００２５】
図５において、センシングシート１０−１を取り付ける取付面が例えば曲面の場合、第１及び第２の紡績布１２，１３の接着状態を安定に保つため、センシングシート１０−１はｘ方向に沿って曲率が大きい曲面に取り付けるのに適しており、ｙ方向に沿って曲率が小さい曲面に取り付けるのに適している。
【００２６】
第１及び第２の紡績布１２，１３は、例えばガラス繊維またはシリカ、アルミナ繊維などの無機繊維から作成された織物であり、柔軟性を有する。この例では、第１及び第２の紡績布１２，１３は、平織りまたは綾織りのガラスクロスであり、第１の紡績布１２の厚さは例えば０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ、センシングシート１０−１を取付面に取り付けた際に測定対象に近い方の第２の紡績布１３の厚さは例えば０．１ｍｍである。第２の紡績布１３の厚さを第１の紡績布１２の厚さより薄くすることで、センシングシート１０−１が取り付けられる取付面が例えば微小な凹凸を有していても、薄い方の第２の紡績布１３が取付面の凹凸になじんでセンシングシート１０−１の断線を防止することができる。なお、第１及び第２の紡績布１２，１３に用いられる無機繊維の織り方は、平織りまたは綾織りに限定されるものではなく、第１及び第２の紡績布１２，１３は互いに異なる織り方の無機繊維を用いても良い。また、第１及び第２の紡績布１２，１３の織り方は、例えばｘ方向よりもｙ方向に曲げやすくするものであっても良い。さらに、第１及び第２の紡績布１２，１３は、互いに異なる無機繊維で形成されていても良い。
【００２７】
第１及び第２の紡績布１２，１３は、光ファイバ１１の２つの隣接する捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１を接続する接続経路及びこれらの捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１を跨ぐように図示を省略する糸で縫い付けられていても良い。この場合、糸にはガラス繊維またはシリカ、アルミナファイバなどを用いた撚糸、編組などを用いても良い。このように第１及び第２の紡績布１２，１３を糸で縫い付けることにより、例えば第１及び第２の粘着剤１４，１５が高温で劣化して接着性能が低下した場合でも、センシングシート１０−１は安定した測定を続けることができる。
【００２８】
前述したとおり、本実施例においては、第１、第２及び第３の固定部材としては、第１、第２及び第３の粘着剤１４，１５，１６を用いているが、これらは例えばシリコーンなどで形成可能であり、例えば両面粘着テープの形態であっても、塗布される形態であっても良く、要求される粘着性と耐熱性を有するものであれば粘着材料は特に限定されない。さらに、第１及び２の固定部材は、可撓性と耐熱性を有する紡績紐を第１の紡績布１２もしくは第２の紡績布１３に編み込んだものなどでも良い。また、第３の固定部材は、耐熱性を有する磁性体紐を第２の紡績布１３に織り込む形としても良い。取付面が金属面であれば、センシングシート１０−１に織り込まれた磁性体紐の磁性により取付面への密着度を向上することができる。さらに、第１、第２及び第３の固定部材は、上記の第１、第２及び第３の粘着剤１４，１５，１６と、光ファイバ１１を対応する第１及び第２の可撓性シートに縫い付ける或いは編み込む糸との組み合わせであっても良く、このような組み合わせは、後述する第４の固定部材に用いても良い。
【００２９】
なお、厚さが例えば０．３ｍｍ以下の薄いガラスクロスなどの無機繊維の場合、一般的に切断した場合に端部がほつれやすくなる。ほつれが進むと、光ファイバ１１の断線リスクが増加する。そこで、本実施例では、第２の粘着剤１５を第１の紡績布１２上の外周縁部分に配置し、第２の紡績布１３を第１の紡績布１２に重ねて接着しているので、第１及び第２の紡績布１２，１３の端部のほつれを防止することができる。
【００３０】
図５に示す例では、第１及び第２の紡績布１２，１３が横長の矩形形状を有するが、縦長の矩形形状を有しても良い。また、第１及び第２の紡績布１２，１３の形状は矩形に限定されるものではなく、センシングシート１０−１が取り付けられる取付面などに応じて適宜選定可能である。
【００３１】
図６は、光ファイバの捲回部の一例を説明する図である。図６及び後述する図７において、実線は上記の如きヒートサイクル前の光ファイバ１１を示し、破線はヒートサイクル後の光ファイバ１１を示す。本実施例では、光ファイバ１１の隣接する２つの捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１または捲回部１１１−ｉ−１，１１１−ｉ（図６では１１１−ｉのみを図示）の夫々を表す２つの円を結ぶ接線のうち、光ファイバ１１の接続経路と最も平行に近い接線と前記２つの円との接点のどちらも通過しないように第１の粘着剤１４が配置されている。このため、光ファイバ１１の接点は、図６に示すようにセンシングシート１０−１の収縮に伴い移動可能な構造であり、第１の紡績布１２は捲回部１１１−ｉの接点を固定しないで第２の紡績布１３に接着することができる。図６に示す例では、光ファイバ１１の接点１１Ａは、ヒートサイクルの前後のセンシングシート１０−１の収縮に伴い光ファイバ１１の接続経路１１ｔｉ，ｉ＋１が変化すると、例えば１１Ａ'で示す位置へ移動可能な構造であり、第１の紡績布１２は捲回部１１１−ｉの接点１１Ａを固定しないで第２の紡績布１３に接着することができる。同様に、光ファイバ１１の接点１１Ｂは、ヒートサイクルの前後のセンシングシート１０−１の収縮に伴い光ファイバ１１の接続経路１１ｔｉ−１，ｉが変化すると、例えば１１Ｂ'で示す位置へ移動可能な構造であり、第１の紡績布１２は捲回部１１１−ｉの接点１１Ｂを固定しないで第２の紡績布１３に接着することができる。
【００３２】
光ファイバ１１の隣接する２つの捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１（または、捲回部１１１−ｉ−１，１１１−ｉ）は概ね円形である場合で説明したが、前述のとおり、概ね楕円形、もしくは概ね長円形、もしくは概ね円弧などの曲線でも構わず、光ファイバ１１が例えば数周巻かれて形成される。例えば２つの捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１の夫々が概ね楕円形、概ね長円形、概ね円弧などの２つの曲線で表される場合でも、生成される２つの接線のうち、光ファイバ１１の接続経路に最も平行に近い接線と前記２つの曲線との各接点のどちらもを通過しないように第１の粘着剤１４が配置されるため、各捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１がセンシングシート１０−１の膨張または収縮に伴い移動可能な構造である点は同じである。
【００３３】
図７は、光ファイバの捲回部の他の例を説明する図である。図７に示す例では、捲回部１１１−ｉが部分的に第１の粘着剤１４の隣接する２本のストライプ形状に接着している。この場合も、光ファイバ１１の接点１１Ａ，１１Ｂは、図７に示すようにヒートサイクル前後のセンシングシート１０−１の収縮に伴い光ファイバ１１の接続経路１１ｔｉ，ｉ＋１，１１ｔｉ−１，ｉが変化すると、例えば１１Ａ'，１１Ｂ'で示す位置へ移動可能な構造であり、第１の紡績布１２は捲回部１１１−ｉの接点１１Ａ，１１Ｂを固定しないで第２の紡績布１３に接着することができる。
【００３４】
次に、光ファイバ１１の接点が移動可能な構造と固定されている構造の一例について、図８と共に説明する。図８中、（ａ）は光ファイバ１１の接点が移動可能な場合を模式的に示し、（ｂ）は光ファイバ１１の接点が固定されている場合を模式的に示す。センシングシート１０−１の収縮が発生すると、光ファイバ１１に外力が働くが、この外力により捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１の周辺に微小曲げが発生するか否かは、光ファイバ１１の接点が自由に移動できるか否かによる。
【００３５】
図８において、捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１は最小曲げ半径を有し、光ファイバ１１の接点が固定されておらず移動可能な場合、光ファイバ１１の第１の粘着剤１４への固定部に到達するまでは、（ａ）の左側部分から右側部分に実線で示すように、矢印で示す方向へ移動する２つの捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１を包絡するように光ファイバ１１が移動する。最小曲げ半径は、光ファイバ１１が伝送損失を生じることなく、円形に曲げられる限界の半径を表す。つまり、センシングシート１０−１の収縮により、光ファイバ１１に最小曲げ半径以下の微小曲げが発生されることは無い。これに対し、光ファイバ１１の接点が固定されていると、矢印で示す方向へ移動する２つの捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１間の光ファイバ１１に空間的な逃げ場があれば、図８中（ｂ）の左側部分に示すように、円弧になるように光ファイバ１１は逃げることができる。しかし、矢印で示す方向へ移動する２つの捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１間の光ファイバ１１が第１の粘着剤１４で固定された部分に挟まれて逃げ場がない状態では、図８中（ｂ）の右側部分にｘ２で示すように、最小曲げ半径以下の微小曲げの発生は避けられない。
【００３６】
次に、光ファイバ１１の接点が移動可能な構造と固定されている構造の他の例について、図９と共に説明する。図９中、（ａ）は光ファイバ１１の接点が移動可能な場合を模式的に示し、（ｂ）は光ファイバ１１の接点が固定されている場合を模式的に示す。図９中、図８と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００３７】
図９において、捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１は最小曲げ半径を有し、光ファイバ１１の接点が固定されておらず移動可能な場合、光ファイバ１１の第１の粘着剤１４への固定部に到達するまでは、（ａ）の左側部分から右側部分に実線で示すように、矢印で示す方向へ移動する２つの捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１間の光ファイバ１１は伝送損失を生じることなく、移動することができる。しかし、図９中（ｂ）の右側部分に示すように、光ファイバ１１の接点が固定されて光ファイバ１１が自由に移動できない場合、光ファイバ１１は捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１間の膨張により、張力を受けて、伝送損失を生じる。さらに捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１間の膨張が進んだ場合は最悪の場合、光ファイバ１１が図９中（ｂ）の右側部分にｘ３で示すように断線する。取付面が曲面形状であり、センシングシート１０−１が取付面に取り付けられた際に捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１間が膨張した場合などは、このようなことが起こりうる。図９は、捲回部１１１−ｉ，１１１−ｉ＋１を形成する光ファイバ１１の移動方向が図８の例とは逆の場合の例である。
【００３８】
本実施例では、図５に示すように、例えば捲回部１１１−２，１１１−３間の光ファイバ１１を横断するように第１の粘着剤１４が配置されるが、この場合も捲回部１１１−２，１１１−３における光ファイバ１１の接点が固定されないように光ファイバ１１が部分的に第１の粘着剤１４に接着される。図１０は、捲回部間の光ファイバの固定方法の違いを模式的に示す図である。図１０中、（ａ）の上部に示すように捲回部間の光ファイバ１１が第１の粘着剤１４により部分的に固定されている場合には、（ａ）の下部に示すように捲回部間の光ファイバ１１にかかる外力が小さくなるように光ファイバ１１が移動する。このため、つり合いの取れた位置では光ファイバ１１にかかる外力が小さくなるため、つり合いが取れるように光ファイバ１１が移動し、光ファイバ１１自体の歪も小さいので、上記の微小曲げは発生しない。他方、図１０中、（ｂ）の上部に示すように捲回部間の光ファイバ１１が略全て第１の粘着剤１４により固定されている場合には、（ｂ）の下部に示すように収縮時に光ファイバ１１が移動できないため、光ファイバ１１が受ける外力に対するつり合いのために、光ファイバ１１に大きな歪が発生し、上記の微小曲げの発生は避けられない。
【００３９】
光ファイバ１１を横切る第１の粘着剤１４、即ち、固定部の幅は、センシングシート１０−１同士や光ファイバ１１の固定力が十分であれば、狭い程望ましい。そこで、光ファイバ１１の固定部間の距離については、例えば次のように決定しても良い。
【００４０】
図１１及び図１２は、光ファイバ１１の固定部間の距離の決定方法を説明する図である。図１１は決定方法の手順を説明するフローチャートであり、図１２は図１１の決定方法を説明する模式図である。この例では、光ファイバ１１が断線寸前でなければ光ファイバ１１を曲げても元の形状に戻ることから弾性体とみなし、固定部間の収縮に伴う光ファイバ１１の変形がサインカーブ形状になると仮定して、光ファイバ１１の固定部間の最小距離を決定する。
【００４１】
図１１において、ステップＳ１では、設計者がセンシングシート１０−１を取付面に取り付けた際に外側となる第１の可撓性シートの一例である第１の紡績布１２の収縮率を求める。収縮率は、測定により求めても、第１の紡績布１２の仕様から求めても良い。ステップＳ２では、設計者が光ファイバ１１を横切る第１の粘着剤１４、即ち、固定部間の距離を例えば図１２中（ａ）に示す距離に決定する。ステップＳ３では、図１２中（ｂ）に示すように、設計者がセンシングシート１０−１の収縮率分だけ固定部間の距離が短くなり、且つ、光ファイバ１１がサインカーブを描くと仮定して、この場合のサインカーブの中央（最小）曲率半径を求める。ステップＳ４では、設計者がステップＳ３で求めた最小半径が光ファイバ１１の最小曲げ半径より大きいか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ２へ戻り固定部間の距離を増加させる。一方、ステップＳ４の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ５では、設計者がステップＳ２で求めた固定部間の距離を、光ファイバ１１の固定部間の最小距離に決定する。
【００４２】
図１３及び図１４は、図１１の決定方法により光ファイバ１１の固定部間の最小距離を決定した場合の初期応力収縮率と最小曲率半径の関係を示す図である。この例で用いた光ファイバ１１は、例えば直径０．０５ｍｍのコア径を有し直径０．１２５ｍｍのＧＩ（Graded-Index）型のマルチモードファイバに数１０ｎｍのカーボンと数１０μｍのポリイミドが被覆されて直径が約０．１５ｍｍの耐熱素線で形成されている。図１３は、捲回部間の間隔が最小曲げ直径と略同じ３４ｍｍの場合を示し、２．５％程度の収縮率までならば最小曲げ半径より小さい曲げは発生しないことが確認できる。図１４は、捲回部間の間隔が最小曲げ直径より大きい４５ｍｍの場合を示し、４％を多少超えた収縮率まで最小曲げ半径より小さい曲げが発生しないことが確認できる。
【００４３】
本実施例では、前述のとおり、第１及び第２の可撓性シートとして第１及び第２の紡績布１２，１３を用いている。第１及び第２の紡績布１２、１３は、樹脂などのシートではなく、例えばガラス繊維またはシリカ、アルミナ繊維などの無機繊維を用いて作成された織物である。これは、樹脂製シートの使用が不可能な３００℃程度以上で使用するためや高温でのガスの発生を避けるためといった場面のほかに、測定対象に室温と２００℃以上の高温間のヒートサイクルがあり、室温で設置した場合に、高温に変化した際の膨張に対応するため、という場面もあるからである。
【００４４】
これにより、例えば取付面が膨張しても、第１及び第２の紡績布１２，１３の織目が拡がることで対応できる。さらに、捲回部間の光ファイバ１１及び粘着剤１４間の光ファイバ１１の経路は、最短距離で結ぶよりもわずかに長くなっている。つまり、捲回部間の光ファイバ１１の長さは近似円の接点間の長さよりも長くなっている。これは、センシングシート１０−１を取り付ける取付面の膨張率を設計項目として、その分光ファイバ１１に余長を持たせておくためである。なお、測定対象のヒートサイクルに応じて、紡績布１２，１３の代わりに樹脂などのシートを使用しても良いことは言うまでもない。
【００４５】
第１及び第２の紡績布１２，１３がガラスクロス製である場合なども、４００℃以上では４％以上の初期応力収縮率も発生するが、第１、第２及び第３の粘着剤１４，１５，１６に用いられるシリコーン両面テープなどが粘着性を保持できる３００℃以下では２％以下程度であるので、この場合、捲回部間は最小曲げ直径以上離して配置すれば良い。捲回部間が例えば２００ｍｍ以上の間隔を有する場合、微小曲げは発生しないので、室温〜２００℃以上のヒートサイクルに対して伝送損失が発生しない。
【００４６】
本実施例では、捲回部１１１−ｉのうち、最小の曲率半径は、捲回部１１１−ｉにおける光ファイバ１１の最小曲げ半径をｒ、光ファイバ１１の固定面の初期応力収縮率をｃで表すと、ｒ÷（１−ｃ）よりも大きいことが好ましい。光ファイバ１１の固定面の応力収縮率とは、第１の（外側の）紡績布１２とその上の第１の粘着剤１４が所定のヒートサイクルを経る前の所定の位置における長さを１としたときに、１回以上のヒートサイクルを経た後の長さをＰとすれば、（１−Ｐ)×１００（％）で決まる値である。初期応力収縮率は数％程度であり、収縮率による縮小は曲げ半径の縮小と等しいとみなせるので、これにより捲回部は最小曲げ半径よりも大きな値を確保できる。
【００４７】
図１５は、第２実施例におけるセンシングシートの一例を示す図である。本実施例でも、第１実施例と同様に第１、第２、第３及び第４の固定部材として粘着剤を用いているが、例えば第１、第２及び第４の固定部材は可撓性と耐熱性のある紡績紐を第１もしくは第２の可撓性シートに編み込んだものでも良く、また第３の固定部材としては磁性体紐などでも構わないことは第１実施例と同様である。図１５中、図５と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。図５に示す第１実施例では、各捲回部が第１の粘着剤１４の１本のストライプと接着しているが、第２実施例では、各捲回部が第１の粘着剤１４の２本のストライプと接着している。第１実施例と同様に、第１及び第２の可撓性シートとしては、紡績布を用いているが、樹脂シートを用いても構わないのは第１実施例と同様である。
【００４８】
センシングシート１０−２では、第１の紡績布１２上の第１の粘着剤１４が図１５中横方向に伸びるストライプ形状を有する。また、光ファイバ１１の各捲回部１１１−１〜１１１−２１(便宜上、捲回部１１１−１，１１１−７，１１１−８，１１１−１４，１１１−１５，１１１−２１の符号のみを図１６に示す)は、図７の例のように、第１の粘着剤１４の隣接する２本のストライプに接着されている。さらに、第２の紡績布１３の第１の紡績布１２側の面の外周縁部分には、第２の粘着剤１５が配置されている。第３の粘着剤１６は、第１及び第２の紡績布１２，１３の平面図上で光ファイバ１１の経路を避けて配置されている。この例では、第３の粘着剤１６は、捲回部１１１−１〜１１１−２１の列と平行に、平面図上でこれらの列と重ならないように配置されている。
【００４９】
本実施例では、第１の（外側の）紡績布１２は厚さが０．３ｍｍで４００℃以上の耐熱温度を持つ難燃の綾織ガラスクロスであり、第２の（内側の）紡績布１３は厚さが０．１１ｍｍで４００℃以上の耐熱温度を持つ難燃の平織ガラスクロスである。第１及び第２の紡績布１２，１３を形成するガラスクロスは、夫々例えば１３６０ｍｍ×６００ｍｍの大きさに切断されている。第１の粘着剤１４は、例えばシリコーン基材で２６０℃の連続耐熱性を持つ厚さが０．０５ｍｍで幅が２０ｍｍ程度の両面粘着テープである。第２の粘着剤１５は、例えば第１の粘着剤１４と同様の組成で幅が１０ｍｍ程度の両面粘着テープである。
【００５０】
光ファイバ１１は、例えば直径０．０５ｍｍのコア径を有し直径０．１２５ｍｍのＧＩ（Graded-Index）型のマルチモードファイバに数１０ｎｍのカーボンと数１０μｍのポリイミドが被覆されて直径が約０．１５ｍｍの耐熱素線で形成されている。光ファイバ１１の最小曲げ半径は、約１７ｍｍである。各捲回部１１１−１〜１１１−２１の直径は１００ｍｍであり、光ファイバ１１が６周巻かれている。各捲回部１１１−１〜１１１−２１と第１の粘着剤１４の位置関係は、１つの捲回部の横方向上の両側への接続端側がこの捲回部の縁から例えば８ｍｍオフセットした場所に第１の粘着剤１４の縁があり、接続部がない側はこの捲回部と第１の粘着剤１４の縁は一致している。
【００５１】
この例では、光ファイバ１１の捲回部１１１−１〜１１１−７が上側の列に配置され、捲回部１１１−８〜１１１−１４が中央の列に配置され、捲回部１１１−１５〜１１１−２１が下側の列に配置されている。上側の列に対応する第１の粘着剤１４の隣接する２本のストライプのうち、下側のストライプは捲回部１１１−７の中央部分までしか延びていない。また、中央の列に対応する第１の粘着剤１４の隣接する２本のストライプのうち、上側のストライプは１１１−８の左側の捲回部までしか延びていない。これは、捲回部１１１−７，１１１−８の円を結ぶ接線のうち、光ファイバ１１の接続経路と重なる側の接点が移動できるようにするためである。同様に、中央の列に対応する第１の粘着剤１４の隣接する２本のストライプのうち、下側のストライプは捲回部１１１−１４の中央部分までしか延びていない。また、下側の列に対応する第１の粘着剤１４の隣接する２本のストライプのうち、上側のストライプは１１１−１５の中央部分までしか延びていない。これは、捲回部１１１−１４，１１１−１５の円を結ぶ接線のうち、光ファイバ１１の接続経路と重なる側の接点が移動できるようにするためである。
【００５２】
なお、図１５では、各捲回部間（例えば捲回部１１１−１とその右側の捲回部の間）はほぼ最短距離の光ファイバ１１で接続されているように見えるが、実際はセンシングシート１０−２を取り付ける取付面の膨張収縮に対応できる程度に余長を保持して接続されている。
【００５３】
この例では、第２の紡績布１３の光ファイバ１１とは反対側の面に第３の粘着剤１６が配置されている。第３の粘着剤１６は、センシングシート１０−２の平面図上、捲回部１１１−１〜１１１−７の上側の列と捲回部１１１−８〜１１１−１４の中央の列の間と、捲回部１１１−８〜１１１−１４の中央の列と捲回部１１１−１５〜１１１−２１の下側の列の間に、第２の粘着剤１５のストライプと平行に配置されている。第３の粘着剤１６は、例えば第１の粘着剤１４と同様の組成で幅が２０ｍｍ程度の両面粘着テープである。
【００５４】
捲回部１１１−１の始点（入口または出口）と捲回部１１１−２１の終点（出口または入口）は、例えば夫々別のセンシングシートと接続されたり、他の経路へ敷設するための接続用光ファイバ２１と接続される。接続用光ファイバ２１と、光ファイバ１１より太い径の被覆で接続用光ファイバ２１を保護する保護部材２２は、耐熱ファイバを形成する。光ファイバ１１と接続用光ファイバ２１は、融着接続部２３において融着接続される。外部からの引張力に耐えられるように、保護部材２２及び融着接続部２３は、第４の粘着剤２４により第１及び第２の紡績布１２，１３の少なくとも一方に接着する。この例では、第４の粘着剤２４は、第１の紡績布１２上の、第１の粘着剤１４が配置される面と同じ面に配置されている。第４の粘着剤２４は、例えば第１の粘着剤１４と同様の組成で幅が１０ｍｍ程度の両面粘着テープである。第４の粘着剤２４は、第１及び第２の粘着剤１４，１５のうち少なくとも一方と同じ粘着材料により一体的に設けられていても良い。
【００５５】
補強部材１８は、例えば厚さが０．１ｍｍ未満で幅が１０ｍｍ程度のポリイミドテープで形成され、第２の紡績布１３の取付面側の外周縁部分に設けられて第２の紡績布１３の外周縁部分でのほつれを防止する。補強部材１８は、例えば第３の粘着剤１６と同様の粘着材料で形成することにより、センシングシート１０−２の取付面への取付に用いる粘着剤の機能を備えても良い。なお、補強部材１８と同様の補強部材を、第１の紡績布１２の外側（光ファイバ１１が設けられる側とは反対側）の面の外周縁部分に設けて第１の紡績布１２の外周縁部分でのほつれを防止するようにしても良い。
【００５６】
第１実施例では第１及び第３の粘着剤１４，１６が平面図上で直交する配置を有するが、本実施例では第１及び第３の粘着剤１４，１６が平面図上で平行な配置を有する。図１５に示す例では、第１及び第２の紡績布１２，１３が横長の矩形形状を有するが、縦長の矩形形状を有しても良い。また、第１及び第２の紡績布１２，１３の形状は矩形に限定されるものではなく、センシングシート１０−２が取り付けられる取付面に応じて適宜選定可能である。
【００５７】
図１６は、第３実施例におけるセンシングシートの一例を示す図である。本実施例でも、第１実施例及び第２実施例と同様に、第１及び第２の可撓性シートとしては、紡績布を用いているが、樹脂シートを用いても構わないのは第１実施例及び第２実施例と同様である。また本実施例でも、第１及び２実施例と同様に第１、第２、第３及び第４の固定部材として粘着剤を用いているが、例えば第１、第２、第４の固定部材は可撓性と耐熱性のある紡績紐を第１もしくは第２の可撓性シートに編み込んだものでも良く、また第３の固定部材としては磁性体紐などでも構わないことは第１及び第２実施例と同様である。図１６中、図１５と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
図１６に示すセンシングシート１０−３において、第１の紡績布１２の中央部分には開口部１２Ａが設けられ、第２の紡績布１３の中央部分には開口部１３Ａが設けられている。開口部１２Ａ，１３Ａは、いずれも例えば一辺が２００ｍｍの矩形形状を有し、第１及び第２の紡績布１２，１３が接着された状態で一致する位置に配置されている。第１の紡績布１２上の第２の粘着剤１５は、開口部１２Ａの周囲にも配置されている。同様に、第２の紡績布１３上の補強部材１８は、開口部１３Ａの周囲にも配置されている。なお、開口部１２Ａ，１３Ａの形状は、矩形に限定されるものではなく、例えば円形でも良く、センシングシート１０−３が取り付けられる取付面に応じて適宜選定可能である。例えば取付面の中央部分に突起物が設けられている場合、開口部１２Ａ，１３Ａは突起物が貫通しやすい形状で、センシングシート１０−３を貫通できる位置に配置される。突起物は、取付面の幾何学的形状の他、例えば配管、機械的または電気的センサ、ネジ、ボルトなどを含む。また、開口部１２Ａ，１３Ａの数は、特に限定されず、センシングシート１０−３を取り付ける取付面の形状などに応じた数を設ければ良い。
【００５９】
図１６では、開口部１２Ａ，１３Ａが設けられているため、中央の列の捲回部１１１−１０，１１１−１１は設けられていない。このため、光ファイバ１１は、中央の列の捲回部１１１−９から下側の列の捲回部１１１−１９，１１１−１８を包絡するように通過して、中央の列の捲回部１１１−１２に接続される。光ファイバ１１は、下側の列では捲回部１１１−１８，１１１−１９を再度通過して捲回部１１１−２１に接続される。この例では、光ファイバ１１の接点が増えるため、第１の粘着剤１４が捲回部（例えば、捲回部１１１−１７など）を横切るように配置された箇所と、第１の粘着剤１４が捲回部（例えば、１１１−９，１１１−１８など）の中間までしか延びていない箇所が、図１５の場合とは異なる。
【００６０】
また、図１６では、光ファイバ１１の左上端の長さと、光ファイバ１１の右下端の長さが、夫々図１５における接続用光ファイバ２１の分だけ長く形成されており、保護部材２２により被覆されている。
【００６１】
図１５及び図１６において、第１及び第２の紡績布１２，１３は、光ファイバ１１の捲回部１１１−１〜１１１−２１を接続する接続経路及びこれらの捲回部１１１−１〜１１１−２１を跨ぐように図示を省略する糸で縫い付けられていても良い。この場合、糸にはガラス繊維またはシリカ、アルミナファイバなどを用いた撚糸、編組などを用いても良い。このように第１及び第２の紡績布１２，１３を糸で縫い付けることにより、例えば第１及び第２の粘着剤１４，１５が高温で劣化して接着性能が低下した場合でも、センシングシート１０−２，１０−３は安定した測定を続けることができる。
【００６２】
ところで、上記の各実施例において、センシングシートは、第１及び第２の可撓性シートの一例である第１及び第２の紡績布のうち、一方のみを有しても良い。この場合、光ファイバは、例えば第１の可撓性シート（または、第２の可撓性シート）の第１の面に、第１の固定部材の一例である第１の粘着材、もしくは第１の面に編み込む、或いは、縫い付ける糸、もしくは第１粘着剤と糸との組み合わせにより固定される。また、第１の面とは反対側の第２の面に第３の固定部材の一例である第３の粘着材を設ければ、センシングシートを第３の固定部材を介して取付面に接着することができる。この場合、光ファイバを設けられた第１の可撓性シート（または、第２の可撓性シート）の第１の面は、露出された状態となるが、第１の面に第２の可撓性シート（または、第１の可撓性シート）を接着する代わりに、例えば保護用のコーティングなどを施しても良い。また、センシングシートを取付面に接着した後に、第１の可撓性シート（または、第２の可撓性シート）の露出された第１の面に保護シートなどを接着しても良い。この場合、保護シートは、例えば第１の可撓性シート（または、第２の可撓性シート）と同様の材料で形成されていても良い。
【００６３】
次に、センシングシートを用いる測定システムについて説明する。図１７は、一実施例におけるセンシングシートを用いる測定システムの一例を示すブロック図である。図１７に示す測定システム３０は、光源の一例であるレーザダイオード３１、レンズ系３２、光分離手段の一例であるビームスプリッタ３３、切り替え手段の一例である光スイッチ３４、波長分離部３５、光検出部の一例であるフォトダイオード３６、及び測定装置３７を有する。図１７において、フォトダイオード３６と測定装置３７との間の経路は電気的な配線経路であるが、その他の経路は光学的な経路である。
【００６４】
例えば３枚のセンシングシートが直列に接続されている場合、一端のセンシングシートの保護部材２２で保護された開放端の接続用光ファイバ２１が光スイッチ３４に接続されると共に、他端のセンシングシートの保護部材２２で保護された開放端の接続用光ファイバ２１が光スイッチ３４に接続される。
【００６５】
レーザダイオード３１から出射されたレーザ光（または、レーザビーム）は、レンズ系３２及びビームスプリッタ３３を介して光スイッチ３４に供給される。光スイッチ３４は、周知の方法で、例えば一定間隔で２本の接続用光ファイバ２１を交互に切り替えることで、一方の接続用光ファイバ２１から出射されたレーザ光の各センシングシート内の光ファイバ１１における後方散乱光を受光する第１のモードと、他方の接続用光ファイバ２１から出射されたレーザ光の各センシングシート内の光ファイバ１１における後方散乱光を受光する第２のモードを交互に繰り返す。
【００６６】
光スイッチ３４が受光した後方散乱光は、ビームスプリッタ３３により波長分離部３５の方へ偏向される。波長分離部３５は、周知の方法で、後方散乱光を測定に用いるラマン散乱光、ブルリアン散乱光などの波長成分に分離する。波長分離部３５が後方散乱光を分離する波長成分は、検出するべき温度、歪みなどの状態情報に応じて設定すれば良い。波長分離部３５は、例えばビームスプリッタ、光学フィルタ、及び集光レンズなどの組み合わせにより形成可能である。フォトダイオード３６は、波長分離部３５により分離された、測定に用いる波長成分を検出し、検出波長成分を測定装置３７に出力する。測定に用いる波長成分には、ラマン散乱光、ブルリアン散乱光、レイリー（Rayleigh）散乱光などが含まれる。
【００６７】
測定装置３７は、例えばプロセッサの一例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）３７１、ＣＰＵ３７１が実行するプログラムやデータを格納する記憶手段の一例であるメモリ３７２と、測定結果を出力する出力手段の一例である表示部３７３を有する。ＣＰＵ３７１は、メモリ３７２に格納されたプログラムを実行することで、フォトダイオード３６からの検出波長成分に応じて温度、歪みなどの状態情報を算出して測定結果を求める。測定結果は、表示部３７３に表示される。表示部３７３に表示される測定結果は、温度、歪みなどの状態情報に応じて警告を含んでも良い。
【００６８】
図１７において、光スイッチ３４は複数のセンシングシートの光ファイバ１１に対する光の送受信を切り替えるために設けられており、例えば直列に接続されている３枚のセンシングシートにより光ファイバ１１がループ状に光スイッチ３４に接続される。しかし、測定システム３０に例えば直列に接続されている３枚のセンシングシートの一端だけを接続し、これらの直列に接続されている３枚のセンシングシートの他端が開放される場合には、光スイッチ３４は省略可能である。また、１枚のセンシングシートの光ファイバ１１の両端を直接、或いは、接続用光ファイバ２１を介して、ループ状に光スイッチ３４に接続しても良い。
【００６９】
図１８は、溶融炉に適用した測定システムの一例を説明する図である。図１８は、溶融炉４１の所定の高さ位置における外壁の温度を測定する例を示す。図１８において、溶融炉４１は概ね円筒形状を有しているため、例えば赤外線サーモグラフィカメラによる監視の場合、溶融炉４１の大きさにもよるが、溶融炉４１の一周に渡って外壁を監視するには例えば６台の赤外線サーモグラフィカメラを設置する必要がある。また、溶融炉４１の外壁との接触によるやけどを防止する柵を設けると、赤外線サーモグラフィカメラによる監視画像が柵により部分的に遮られてしまう。
【００７０】
これに対し、センシングシートによる監視の場合、単一のセンシングシート、或いは、複数の直列接続されたセンシングシートを溶融炉４１の所定の高さ位置における外壁に、溶融炉４１の一周に渡って接着すれば良い。また、溶融炉４１の外壁との接触によるやけどを防止する柵を設けても、センシングシートを用いた温度測定は柵の影響を受けない。図１８の例では、３枚のセンシングシート１０１〜１０３が直列接続されて取付面の一例である溶融炉４１の外壁に接着されているが、接着するセンシングシートの数は３枚に限定されるものではない。また、各センシングシート１０１〜１０３は、上記各実施例におけるセンシングシート１０−１，１０−２，１０−３のいずれの構成を有していても、これらの構成を適宜組み合わせた構成を有していても良い。
【００７１】
図１９は、センシングシート１０１〜１０３を用いて測定した、図１８の溶融炉４１の外壁の温度分布の一例を示す図である。図１９中、縦軸は溶融炉４１の高さ位置を任意単位で示し、横軸は溶融炉４１の外壁の方位（３６０度中の角度位置）、即ち、外周位置を任意単位で示す。この例では、図１７の測定装置３７は、フォトダイオード３６が出力するラマン散乱光の検出波長成分に含まれる、振動数がセンシングシート１０１〜１０３の光ファイバ１１への入射光より低いストークス光成分と高いアンチストークス光成分の強度比に基づいて、周知の方法で溶融炉４１の外壁の温度分布を求める。２次元温度分布は、例えば各光ファイバ１１のサンプリング点を用いてドロネー三角形分割（Delaunay Triangulation）を行い、各頂点３つの温度分布から直線的に勾配を付与していくことで生成しても良い。図１９において、Ｔ１はセンシングシート１０１の測定範囲における温度分布、Ｔ２はセンシングシート１０２の測定範囲における温度分布、Ｔ３はセンシングシート１０３の測定範囲における温度分布を示す。この例では、図１９中、白い領域は約５０℃であり、領域が暗くなるにつれて温度が上昇しており、黒い領域は約２５０℃である。このように、微妙な温度変化を連続的に、赤外線サーモグラフィカメラを用いた場合と同様の２次元的な温度分布として測定できるため、溶融炉４１内部で使用されている耐火煉瓦の劣化、水分含有量の多い塊、異常発熱をしている塊などが発生している場合に、速やかに警告することもできる。
【００７２】
図２０は、配管に適用した測定システムの一例を説明する図である。図２０は、配管５１の所定の直線部位における温度を測定する例を示す。図２０の例では、１枚のセンシングシート１０が取付面の一例である配管５１の直線部位の外壁に接着されているが、接着するセンシングシートの数は１枚に限定されるものではない。また、センシングシート１０は、上記各実施例におけるセンシングシート１０−１，１０−２，１０−３のいずれの構成を有していても、これらの構成を適宜組み合わせた構成を有していても良い。
【００７３】
図２１は、センシングシート１０を用いて測定した、図２０の配管５１の外壁の温度分布の一例を示す図である。図２１中、縦軸は配管５１の動径を任意単位で示し、横軸は配管５１の長手位置（即ち、長手方向上の位置）を任意単位で示す。この例では、図１７の測定装置３７は、フォトダイオード３６が出力するラマン散乱光の検出波長成分に含まれる、振動数がセンシングシート１０の光ファイバ１１への入射光より低いストークス光成分と高いアンチストークス光成分の強度比に基づいて、周知の方法で配管５１の直線部位の外壁の温度分布を求める。この例では、図２１中、白い領域は約５０℃であり、領域が暗くなるにつれて温度が上昇しており、黒い領域は約２５０℃である。従って、図２２の例では、温度分布が非対称になっているため、配管５１の測定部位で減肉が発生していることがわかる。このように、微妙な温度変化を連続的に２次元的な温度分布として測定できるため、温度分布の非対称性から配管５１の減肉の有無を検知することができ、減肉が発生している場合に速やかに警告することもできる。具体的には、温度分布の非対称性から配管５１の減肉の程度を検知することができるので、減肉の程度が閾値を超えた場合に減肉の発生を検知できる。
【００７４】
一般的に、配管の減肉は、渦電流または交流磁界を用いて観察する専門の業者に依頼することが多い。しかし、このような配管の観察には時間がかかる。また、配管の外周に保温材などが設けられている場合には、保温材を一旦取り外して配管を観察の後、再度保温材を配管の外周に取り付ける必要があり、さらに時間と手間がかかる。
【００７５】
これに対し、センシングシート１０による観察の場合、単一のセンシングシート１０、或いは、複数の直列接続されたセンシングシート１０を配管５１の外壁に、配管５１の一周に渡って接着すれば良いので、配管の観察に専門の業者に依頼する必要はなく、配管の観察に時間がかかることもない。さらに、配管５１の外周に保温材などが設けられる場合であっても、予め一または複数のセンシングシート１０を配管５１の外周に接着した上に保温材を設ければ良く、配管５１の観察のために保温材の取り外し及び取り付けの手間と時間を要することもない。従って、配管５１の温度分布を簡単、且つ、短時間で測定することができ、温度分布に基づき配管５１の減肉の有無（または、減肉の程度）を簡単、且つ、短時間で検知することができる。
【００７６】
図２２は、配管に適用した測定システムの他の例を説明する図である。図２２は、配管５２の所定の曲線部位における温度を測定する例を示す。図２２の例では、１枚のセンシングシート１０が取付面の一例である配管５２の曲線部位の外壁に接着されているが、接着するセンシングシートの数は１枚に限定されるものではない。また、センシングシート１０は、上記各実施例におけるセンシングシート１０−１，１０−２，１０−３のいずれの構成を有していても、これらの構成を適宜組み合わせた構成を有していても良い。
【００７７】
図２３は、センシングシート１０を用いて測定した、図２２の配管５２の外壁の温度分布の一例を示す図である。図２３中、縦軸は配管５２の動径を任意単位で示し、横軸は配管５２の長手位置を任意単位で示す。配管５２は曲がっているので、曲線部位の長手位置とは、例えば配管５２の曲率の中心点から配管５２の曲線部位を等角度間隔で放射状に区切った位置に相当する。この例では、図１７の測定装置３７は、フォトダイオード３６が出力するラマン散乱光の検出波長成分に含まれる、振動数がセンシングシート１０の光ファイバ１１への入射光より低いストークス光成分と高いアンチストークス光成分の強度比に基づいて、周知の方法で配管５２の曲線部位の外壁の温度分布を求める。この例では、図２３中、白い領域は約５０℃であり、領域が暗くなるにつれて温度が上昇しており、黒い領域は約２５０℃である。従って、図２３の例では、温度分布が非対称になっているため、配管５２の測定部位で減肉が発生していることがわかる。このように、微妙な温度変化を連続的に２次元的な温度分布として測定できるため、温度分布の非対称性から配管５２の減肉の有無を検知することができ、減肉が発生している場合に速やかに警告することもできる。具体的には、温度分布の非対称性から配管５２の減肉の程度を検知することができるので、減肉の程度が閾値を超えた場合に減肉の発生を検知できる。
【００７８】
図２０及び図２２の例において、例えば配管５１の直線部位または配管５２の曲線部位に継ぎ手などの突起物が設けられていても、例えば図１６に示す如き開口部１２Ａ，１３Ａを有するセンシングシート１０−３を用い、突起が開口部１２Ａ，１３Ａを貫通するように配置することで、取り付け面上の凹凸などにも対応できる。これは、図１８の例において溶融炉４１の外壁に凹凸がある場合も同様である。
【００７９】
図２４は、配管に適用した測定システムの一例を説明する図である。図２４は、配管５３の内の所定部位における温度を測定する例を示す。配管５３内には、液体または気体が流される。図２４の例では、４枚の直列接続されたセンシングシート１０１〜１０４が互いに一定間隔を保つ状態で配管５３内で図示を省略する吊しワイヤなどにより配管５３の内壁に取り付けられているが、例えば上下のセンシングシート１０１，１０４は配管５３の内壁面に取り付け、中央のセンシングシート１０２，１０３は吊しワイヤなどにより間隔を保った状態で上下のセンシングシート１０１，１０４に取り付けられていても良い。配管５３の内に配置するセンシングシートの数は４枚に限定されるものではなく、センシングシート１０１〜１０４は、上記各実施例におけるセンシングシート１０−１，１０−２，１０−３のいずれの構成を有していても、これらの構成を適宜組み合わせた構成を有していても良い。
【００８０】
図２５は、センシングシート１０１〜１０４を用いて測定した、図２４の配管５３内の温度分布の一例を示す図である。図２５中、ｘ，ｙ，ｚ軸は、夫々図２４中のｘ，ｙ，ｚ軸に対応する。この例では、図１７の測定装置３７は、フォトダイオード３６が出力するラマン散乱光の検出波長成分に含まれる、振動数がセンシングシート１０１〜１０４の光ファイバ１１への入射光より低いストークス光成分と高いアンチストークス光成分の強度比に基づいて、周知の方法で配管５３の所定部位の内部の温度分布を求める。配管５３の任意の断面でドロネー三角形分割を用いれば、２次元的な温度分布の一例である断面グラデーションが生成でき、ドロネー四面体分割を用いれば、ドロネー三角形分割の場合と同様に、４面体の頂点の温度分布から勾配を付けてくことで３次元的な温度分布を生成することができる。この例では、図２５中、白い領域は約５０℃であり、領域が暗くなるにつれて温度が上昇しており、黒い領域は約２５０℃である。このように、複数のセンシングシートの配置に応じて、２次元的な状態情報だけではなく、３次元的な状態情報を測定することができる。図２５の例では、微妙な温度変化を連続的に３次元的な温度分布として測定できるため、配管５３内を流れる液体または気体の温度分布を検知することができ、液体または気体に閾値以上の温度変化などが発生している場合に速やかに警告することもできる。
【００８１】
図２６及び図２７は、測定対象の適用した測定システムの一例を説明する図である。図２６及び図２７は、測定対象の一例である壁面６１の所定部位における温度を測定する例を示し、図２６は正面図、図２７は側面図を示す。図２６及び図２７は、壁面６１の所定の高さ位置における温度を測定する例を示す。
【００８２】
この例では、図２６及び図２７に示すように、壁面６１に２枚のセンシングシート１０が接着されており、２枚のセンシングシート１０はベント管２０１、光コネクタ２０２、及び光アダプタ２０３を介して接続されている。各センシングシート１０の一端から光コネクタ２０２までは、光ファイバ１１または接続用光ファイバ２１と保護部材２２（図示せず）がベント管２０１により被覆されている。保護管の一例であるベント管２０１のセンシングシート１０側の端部は、例えば第４の粘着剤２４及び／または第２の粘着剤１５によりセンシングシート１０に接着されている。ベント管２０１の他端は、粘着剤などにより光コネクタ２０２に接着されている。ベント管２０１は、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ：Polyetheretherketone）、ＰＦＡなどの樹脂で形成されており、外径が５ｍｍ、内径が２ｍｍ、曲げ半径が１００ｍｍ以上である。ベント管２０１に用いる樹脂は、光ファイバ１１または接続用光ファイバ２１への付加を軽減すると共に、壁面６１の温度が高い場合の影響を受けにくくするために、軽量で耐熱性であることが好ましい。
【００８３】
この例では、光コネクタ２０２が同じ形状を有するので２つの光コネクタ２０２を光アダプタ２０３により接続しているが、例えば１枚のセンシングシート１０の一端の光コネクタ２０２が雄側の形状を有し、他端が光コネクタ２０２が雌側の形状を有する場合であれば、光アダプタ２０３は省略可能である。
【００８４】
一般的な光コネクタ２０２は、例えば−２０℃〜７０℃の温度範囲で使用される。このため、ベント管２０１の耐熱温度が２００℃を超えるものであっても、光コネクタ２０２及び光アダプタ２０３が壁面６１に接触していると、光コネクタ２０２及び光アダプタ２０３が高温の影響を受けて性能が低下する可能性がある。そこで、光コネクタ２０２及び光アダプタ２０３の耐熱温度にもよるが、図２７に示すように光コネクタ２０２及び光アダプタ２０３を壁面６１から一定距離離して配置することで、壁面６１の温度の影響を受けにくくすることができる。
【００８５】
図２８は、コネクタ部分の一例を説明する図である。測定対象の壁面６１の温度が例えば２００℃まで上昇し放熱量が０．２の場合、図２７に示すように光コネクタ２０２及び光アダプタ２０３を壁面６１から一定距離離して配置しても、放射熱により光コネクタ２０２及び光アダプタ２０３の温度が約５０℃まで上昇する場合がある。そこで、図２８に示す例では、光コネクタ２０２及び光アダプタ２０３の部分に高耐熱の保護テープ２０５を巻いて放射熱から保護している。また、保護テープ２０５をベント管２０１と光コネクタ２０２の接続部分まで巻くことで、埃などの異物が光コネクタ２０２の接続部分に混入することを防止することもできる。さらに、保護テープ２０５を巻くことで、光コネクタ２０２の接続部分の機械的な強度を向上することもできる。保護テープ２０５の材質は特に限定されないが、例えばポリイミドテープ、ガラスクロステープなどを用いることができる。
【００８６】
図２９及び図３０は、測定対象の適用した測定システムの他の例を説明する図である。図２６及び図２７は、測定対象の一例である壁面６１の所定部位における温度を測定する例を示し、図２６は正面図、図２７は側面図を示す。図２６及び図２７は、壁面６１の所定の高さ位置における温度を測定する例を示す。
【００８７】
この例では、図２９及び図３０に示すように、壁面６１に２枚のセンシングシート１０が接着されており、２枚のセンシングシート１０は編組コード２１１、光コネクタ２１２、及び光アダプタ２１３を介して接続されている。各センシングシート１０の一端から光コネクタ２１２までは、光ファイバ１１または接続用光ファイバ２１と保護部材２２（図示せず）が編組コード２１１により被覆されている。保護管の一例である編組コード２１１のセンシングシート１０側の端部は、例えば第４の粘着剤２４及び／または第２の粘着剤１５によりセンシングシート１０に接着されている。編組コード２１１の他端は、粘着剤などにより光コネクタ２１２に接着されている。編組コード２２１は、例えば耐熱性のガラス繊維で形成されており、外径が５ｍｍ、内径が２ｍｍ、曲げ半径が１００ｍｍ以上である。
【００８８】
この例では、光コネクタ２１２が同じ形状を有するので２つの光コネクタ２１２を光アダプタ２１３により接続しているが、例えば１枚のセンシングシート１０の一端の光コネクタ２１２が雄側の形状を有し、他端が光コネクタ２１２が雌側の形状を有する場合であれば、光アダプタ２１３は省略可能である。
【００８９】
一般的な光コネクタ２１２は、例えば−２０℃〜７０℃の温度範囲で使用される。このため、編組コード２１１の耐熱温度が２００℃を超えるものであっても、光コネクタ２１２及び光アダプタ２１３が壁面６１に接触していると、光コネクタ２１２及び光アダプタ２１３が高温の影響を受けて性能が低下する可能性がある。そこで、光コネクタ２１２及び光アダプタ２１３の耐熱温度にもよるが、図２９及び図３０に示すように光コネクタ２１２及び光アダプタ２１３を壁面６１から一定距離離した配置を確実に維持するためのスペーサ２１６を設け、壁面６１の温度の影響を受けにくくすることができる。スペーサ２１６は、例えばアルミニウムのテープ２１４により壁面６１に固定されている。また、図２９に示すように、編組コード２１２は、保護テープ２１７によりスペーサ２１６に接着して、光コネクタ２１２及び光アダプタ２１３の壁面６１から一定距離離した配置をより確実に維持するようにしても良い。スペーサ２１６の材質は特に限定されないが、壁面６１の温度にかかわらず変形しにくい高耐熱を有する材料であることが好ましい。また、保護テープ２１７の材質は特に限定されないが、例えば上記の保護テープ２０５と同様の材料で形成可能である。
【００９０】
図３１は、コネクタ部分の一例を説明する図である。測定対象の壁面６１の温度が例えば２００℃まで上昇し放熱量が０．２の場合、図３０に示すように光コネクタ２１２及び光アダプタ２１３を壁面６１から一定距離離して配置しても、放射熱により光コネクタ２１２及び光アダプタ２１３の温度が約５０℃まで上昇する場合がある。そこで、図３１に示す例では、光コネクタ２１２及び光アダプタ２１３の部分に高耐熱の保護テープ２１５を巻いて放射熱から保護している。また、保護テープ２１５を編組コード２１１と光コネクタ２１２の接続部分まで巻くことで、埃などの異物が光コネクタ２１２の接続部分に混入することを防止することもできる。さらに、保護テープ２１５を巻くことで、光コネクタ２１２の接続部分の機械的な強度を向上することもできる。保護テープ２１２の材質は特に限定されないが、例えば上記の保護テープ２０５と同様の材料で形成可能である。
【００９１】
なお、２枚のセンシングシートをベント管または編組コード、光コネクタ、及び光アダプタを用いて接続する代わりに、例えば光融着スリーブを用いて２枚のセンシングシートの光ファイバまたは接続用光ファイバを融着しても良い。この場合、光融着スリーブの耐熱性能または機械的強度に応じて、上記の如き保護テープを光融着スリーブに巻いて保護しても良い。
【００９２】
図２６及び図２７、または、図２９または図３０に示す２枚のセンシングシート１０を用いて測定した壁面６１の温度分布は、図１８及び図１９と共に説明した溶融炉４１の外壁の温度分布を測定する場合と同様に、図１７の測定装置３７より測定することができる。従って、測定装置３７により壁面６１の２次元的な温度分布を求めることができる。
【００９３】
ところで、上記の各実施例において、光ファイバの後方散乱を用いて測定する状態情報は温度であるが、例えば状態情報の一例である歪みを測定するようにしても良い。
【００９４】
図３２は、センシングシート１０１〜１０３を用いて測定した、図１８の溶融炉の外壁の温度と歪みの分布の一例を示す図である。図３２中、縦軸は溶融炉４１の高さ位置を任意単位で示し、横軸は溶融炉４１の外壁の方位（３６０度中の角度位置）、即ち、外周位置を任意単位で示す。
【００９５】
この例では、図１７の測定装置３７は、フォトダイオード３６が出力するブリルアン散乱光の検出波長成分に基づいて、周知の方法で溶融炉４１の外壁の温度と歪みの合算値の分布を求める。ブリルアン散乱光を用いた測定では、温度の変化と歪みの変化が合算されて出力されるが、例えば溶融炉４１の内部の耐火煉瓦の劣化を判断することが目的である場合、温度の異常により耐火煉瓦が劣化されると金属などで形成された外壁が変形するので、温度と歪みを分けて測定する必要はない。従って、このような場合には、測定された外壁の温度と歪みの合算値に基づいて溶融炉４１の内部の耐火煉瓦の劣化を判断すれば良い。
【００９６】
図３２において、ＴＤ１はセンシングシート１０１の測定範囲における温度と歪みの合算値の分布、ＴＤ２はセンシングシート１０２の測定範囲における温度と歪みの合算値の分布、ＴＤ３はセンシングシート１０３の測定範囲における温度と歪みの合算値の分布を示す。この例では、図３２中、白い領域は合算値が約２０の領域であり、領域が暗くなるにつれて合算値が上昇しており、黒い領域は合算値が約１００の領域である。この例では、合算値が約８０〜約１００であるＡ１で示す領域で合算値の分布に異常が発生しており、溶融炉４１の内部の対応する箇所で歪みが異常値を示し耐火煉瓦が劣化していると判断できる。
【００９７】
このように、温度と歪みの合算値の微妙な変化を連続的に、２次元的な温度と歪みの分布として測定できるため、溶融炉４１の内部で使用されている耐火煉瓦の劣化、水分含有量の多い塊、異常発熱をしている塊、耐火煉瓦の過大な歪みなどが発生している場合に、速やかに警告することもできる。
【００９８】
なお、上記の如きブリルアン散乱光を用いた測定は、図２０、図２２、及び図２４に示す配管５１，５２，５３の所定部位における歪みの分布を求める場合にも同様に用いることができ、さらに、図２７及び図２８、または、図２９及び図３０に示す壁面６１の所定部位における歪みの分布を求める場合にも同様に用いることができる。また、図２４に示す配管６３の所定部位における歪みの分布を求める場合には、温度の分布を求める場合と同様に、３次元的な分布を得ることができる。
【００９９】
上記の各実施例において、光ファイバの後方散乱を用いて測定する状態情報は温度または歪みであるが、例えば状態情報の一例である振動を測定するようにしても良い。
【０１００】
図３３は、エンジンに適用した測定システムの一例を説明する図である。図３３に示すエンジン８１は、例えば船舶などで用いるディーゼルエンジンである。エンジン８１の所定部位には、センシングシート１０が接着されている。この例では、説明の便宜上、エンジン８１の正面に設けられた１枚のセンシングシート１０と、エンジン８１の側面に設けられた１枚のセンシングシート１０が直列接続されており、測定システム７０に接続されている。
【０１０１】
図３４は、他の実施例におけるセンシングシートを用いる測定システムの一例を示すブロック図である。図３４に示す測定システム７０は、サニャック（Sagnac）干渉式の周知の振動測定方法を採用する。測定システム７０は、レーザダイオード３１、レンズ系７１、カプラ７２、偏光子７３、カプラ７４、位相変調器７５、レンズ系７６、フォトダイオード３６、及び測定装置３７を有する。図３４において、フォトダイオード３６と測定装置３７との間の経路は電気的な配線経路であるが、その他の経路は光学的な経路である。
【０１０２】
例えば２枚のセンシングシート１０が直列に接続されている場合、一方のセンシングシート１０の保護部材２２で保護された開放端の接続用光ファイバ２１がカプラ７４に接続されると共に、他方のセンシングシート１０の保護部材２２で保護された開放端の接続用光ファイバ２１が位相変調器７５に接続される。また、位相変調器７５は、カプラ７４に接続されている。
【０１０３】
レーザダイオード３１が出射したレーザ光は、レンズ系７１及びカプラ７２を介して偏光子７３に入射され、偏光子７３において光ファイバ１１への入射時の偏光方向が決定され、カプラ７４を介して一方のセンシングシート１０の光ファイバ１１に入射される。他方のセンシングシート１０の光ファイバ１１から出射されるレーザ光は、位相変調器７５に入射され、位相変調器７５が検出するべき振動成分（例えば、縦方向成分、横方向成分、進行方向成分など）に応じて偏光子７３の偏光方向（透過する光量）をカプラ７４を介して変化させる。偏光方向が変化したレーザ光は、カプラ７２及びレンズ系７６を介してフォトダイオード３６により受光される。光ファイバ１１を通るレーザ光の偏光方向は、エンジン８１から光ファイバ１１に加わる振動または衝撃に応じて変化（即ち、回転する）ので、フォトダイオード３６が受光する光量は、エンジン８１から光ファイバ１１に加わった振動または衝撃に応じて変化する。従って、測定装置３７は、フォトダイオード３６からの検出光量成分に基づいて、光ファイバ１１に加わった振動または衝撃、即ち、エンジン８１の振動を測定することができる。具体的には、測定装置３７のＣＰＵ３７１は、メモリ３７２に格納されたプログラムを実行することで、フォトダイオード３６からの検出光量成分に応じて振動、衝撃などの状態情報を算出して測定結果を求める。測定結果は、表示部３７３に表示される。表示部３７３に表示される測定結果は、振動、衝撃などの状態情報に応じて警告を含んでも良い。
【０１０４】
図３５は、図３３のエンジンの出力分布の一例を示す図である。図３５中、左側の縦軸はエンジン８１のエンジン出力Ｅｏを任意単位で示し、右側の縦軸はエンジン８１の振動の平均振幅Ｅｖを任意単位で示し、横軸は時間を任意単位で示す。この例では、Ａ２で示す範囲において振動の平均振幅Ｅｖが閾値を超えるので、エンジン出力Ｅｏと振動の平均振幅Ｅｖの相関などからエンジン８１の効率的な稼働、エンジン８１のメンテナンス時期などを判断することができる。例えば周知の方法で算出したエンジン出力Ｅｏを図３４の測定装置３７に入力することで、図３５に示す如きエンジン出力Ｅｏと振動の平均振幅Ｅｖを表示部３７３に表示することができる。
【０１０５】
また、エンジン８１の複数の測定対象部位をカバーするように１枚のセンシングシート１０または複数の直列接続されたセンシングシート１０を配置することで、複雑な配線などを設けることなく、エンジン８１の様々な部位における振動、衝撃などを測定できる。さらに、上記の実施例のように、図１７の測定システム３０を用いることで、エンジン８１の測定対象部位の温度、歪みなどを測定することも可能である。
【０１０６】
なお、光ファイバ及び接続用光ファイバは、例えばＦＧＢ（Faber Bragg Grating）と呼ばれる周期的な回折格子をコア内に設けられたものであっても良い。この場合、ＦＢＧによる反射光を用いた周知の測定方法を採用することで、測定対象の温度、歪み、変位、振動、圧力などの状態情報を算出して測定結果を求めることができる。このように、センシングシートが有する光ファイバは、使用する光を透過するものであれば、特に限定されない。
【０１０７】
上記の各実施例によれば、センシングシートは設置環境によらず光ファイバの破損を防止できる。また、センシングシートは、柔軟性を有し、耐熱性を持たせることができるので、取付面が例えば曲面や凹凸を有する場合や、取付面で例えば２００℃以上の高温と室温以下のヒートサイクルが発生する場合であっても、取付面に接着して接着状態を確実に維持することができる。
【０１０８】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
光ファイバと、
第１の可撓性シートと、
前記光ファイバを部分的に前記第１の可撓性シートに固定する第１の固定部材を備え、
前記光ファイバは、前記光ファイバが半周以上巻かれた捲回部を複数有し、
前記第１の固定部材は、１つの捲回部を表す円もしくは楕円、長円、円弧状の曲線と隣接する別の捲回部を表す円もしくは楕円、長円、円弧状の曲線を結ぶ接線のうち、前記光ファイバの接続経路と最も平行に近い接線と前記２つの曲線との各接点のどちらも通過しないように配置されていることを特徴とする、センシングシート。
（付記２）
前記光ファイバの前記捲回部の最小の曲率半径は、前記光ファイバの最小曲げ半径をｒ、前記光ファイバの固定面の初期応力収縮率をｃで表すと、ｒ÷（１−ｃ）よりも大きいことを特徴とする、付記１記載のセンシングシート。
（付記３）
前記１つの捲回部と前記別の捲回部との間の前記第１の固定部材同士の間隔は、前記光ファイバの最小曲げ直径以上離れていることを特徴とする、付記１または２記載のセンシングシート。
（付記４）
前記第１の可撓性シートとの間に前記光ファイバを挟む第２の可撓性シートと、
前記第１及び第２の可撓性シートを前記光ファイバを除く位置において部分的に固定する第２の固定部材をさらに備えたことを特徴とする、付記１乃至３のいずれか１項記載のセンシングシート。
（付記５）
前記光ファイバの前記１つの捲回部と前記別の捲回部との間の接続部において、前記光ファイバは前記１つの捲回部及び前記別の捲回部との間の最短距離よりも長くなるように少なくとも前記第１の可撓性シートに固定されている、付記１乃至４のいずれか１項記載のセンシングシート。
（付記６）
前記第１及び第２の可撓性シートのうち一方の前記光ファイバとは反対側の面に配置された第３の固定部材をさらに備え、
前記第３の固定部材は前記第１及び第２の可撓性シートの平面図上で前記光ファイバの経路を避けて配置されていることを特徴とする、付記４記載のセンシングシート。
（付記７）
前記第１の固定部材は、少なくとも前記第1の可撓性シートにストライプ形状に配置され、
前記複数の捲回部は、前記ストライプ形状のうち１本のストライプで固定されていることを特徴とする、付記６記載のセンシングシート。
（付記８）
前記第１の固定部材は、少なくとも前記第1の可撓性シートにストライプ形状に配置され、
前記複数の捲回部は、前記ストライプ形状のうち隣接する２本のストライプで固定されていることを特徴とする、付記６記載のセンシングシート。
（付記９）
前記第１の固定部材は、少なくとも前記第1の可撓性シートにストライプ形状に配置され、
前記複数の捲回部は、前記ストライプ形状のうち１本のストライプで固定されている捲回部と、隣接する２本のストライプで固定されている捲回部を含むことを特徴とする、付記６記載のセンシングシート。
（付記１０）
前記光ファイバの始点及び終点において前記光ファイバに融着接続された接続用光ファイバと、
前記光ファイバよりも太い被覆で前記接続用光ファイバを保護する保護部材と、
前記接続用光ファイバ及び前記保護部材を少なくとも前記第１の可撓性シートに固定する第４の固定部材をさらに備えたことを特徴とする、付記１乃至７のいずれか1項記載のセンシングシート。
（付記１１）
前記第１の可撓性シートは、ガラス繊維または無機材料から作成された織物であることを特徴とする、付記１乃至１０のいずれか１項記載のセンシングシート。
（付記１２）
前記第１の可撓性シートは、前記光ファイバの２つの隣接する捲回部を接続する接続経路及び前記捲回部を跨ぐように糸で縫い付けられていることを特徴とする、付記１乃至１１のいずれか1項記載のセンシングシート。
（付記１３）
前記第１の可撓性シートは、前記光ファイバを除く位置に設けられた開口部を有することを特徴とする、付記１乃至１２のいずれか１項記載のセンシングシート。
（付記１４）
測定対象に固定された、少なくとも１枚の請求項１乃至１３のいずれか１項記載のセンシングシートの前記光ファイバに光を出射する光源と、
前記センシングシートの前記光ファイバからの光を受光して、前記測定対象の状態情報を測定するための光成分を検出する光検出部と、
前記光検出部が検出した前記光成分に基づいて前記状態情報を算出する測定装置
を備えたことを特徴とする、測定システム。
（付記１５）
前記光検出部は、前記光ファイバからの後方散乱光を検出し、
前記測定装置は、前記後方散乱光に基づき前記測定対象の温度または歪みを算出することを特徴とする、付記１４記載の測定システム。
（付記１６）
偏光子と、
前記光ファイバからのレーザ光を受光し、検出するべき振動成分に応じて前記偏光子の偏光方向を変化させる位相変調器をさらに備え、
前記偏光方向の変化したレーザ光を前記偏光子を介して受光し、前記測定対象の振動に応じて変化する光量成分を検出し、
前記測定装置は、前記受光部からの光量成分に基づいて前記測定対象の振動を算出することを特徴とする、付記１４記載の測定システム。
（付記１７）
前記測定装置は、
前記状態情報の２次元的な分布または３次元的な分布を算出し、
前記２次元的な分布または３次元的な分布を表示する表示部をさらに備えたことを特徴とする、付記１４乃至１６のいずれか１項記載の測定システム。
（付記１８）
光源からの光を測定対象に固定された少なくとも１枚の請求項１乃至１３のいずれか１項記載のセンシングシートの前記光ファイバに出射し、
前記センシングシートの前記光ファイバからの光を光検出部により受光して、前記測定対象の状態情報を測定するための光成分を検出し、
前記光検出部が検出した前記光成分に基づいて測定装置により前記状態情報を算出し、前記状態情報の分布を求めることを特徴とする、測定方法。
【０１０９】
以上、開示のセンシングシート及び測定システムを実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１０】
１０−１，１０−２，１０−３，１０１〜１０４      センシングシート
１１，２１      光ファイバ
１２，１３      紡績布
１４，１５，１６，２４      粘着剤
３０，７０      測定システム
３７      測定装置
１１１−１〜１１１−Ｎ      捲回部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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