(57)【要約】本発明は、構造の表面に対して各要素のベースプレートを押圧することにより、監視される構造に対して、要素（１）の連鎖が設置されるように設計される方法に関する。前記要素（１）は関節（２）により接続されており、前記要素（１）のお互いに対する角度撓みは検知装置（１９）により読まれる。前記センサからの信号は処理ユニット（２９）により処理される。本発明は、基本的に事前製作されていて事前配線された検知器の非常に簡単な据え付けに有用である。
2004501345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動式曲げ及び／又は沈下検知器において、この検知器は、
リンク手段（２）によりお互いに接続される少なくとも２つの要素（１）の連鎖であって、その作動的曲げ及び／又は沈下が検知される、構造（１２）の表面（１３，３４）の外形に適合するように意図される連鎖と、
隣接する要素（１）の間の相対的角度撓みを検知するための検知手段（１９）と、
を具備することを特徴とする検知器。
【請求項２】
角度撓みを検知するための前記検知手段（１９）は、２つの地点の間の距離を検知するための手段を具備しており、前記２つの地点の各々は、該２つの要素の１方の部分であり、
該２つの地点は前記リンク手段（２）の軸（３）からある距離において伸張するライン（２３）に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の検知器。
【請求項３】
前記距離検知手段（１９）は、該２つの地点の間で稼動するように設置された少なくとも一つの光ファイバ（２４，２７）を具備することを特徴とする請求項２に記載の検知器。
【請求項４】
各要素（１）は、
固定ベース（４）と、前記ベースから立設するフランジ（７）を具備することと、
前記リンク手段（２）は、それらのベース（４）の近傍において前記要素（１）を接続することと、更に
角度撓みを検知するための前記手段（１９）は、前記要素の前記フランジ（７）に接続されることと、
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の検知器。
【請求項５】
該検知器は、各要素を前記構造に固定するための手段（１１）を具備しており、
固定のための該手段は前記要素の端部の間の中間の位置に配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の検知器。
【請求項６】
前記固定手段（１１）は、前記要素（１）を前記構造（１２）の表面（１３）に対して接するように適用するために配置されることを特徴とする請求項５に記載の検知器。
【請求項７】
前記固定手段は２つの別個の手段（１１）を具備しており、前記別個の手段（１１）は、前記要素がそれに沿って連鎖を形成する方向に実質的に沿って、離れた間隔を有することを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載の検知器。
【請求項８】
該検知器は要素（１）の前記連鎖を、隣接する要素（１）の間の前記リンク手段（２）の領域において固定するための手段（３６）を具備することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の検知器。
【請求項９】
前記要素（１）は、前記要素がそれに沿って連鎖を形成する方向に沿って計測された少なくとも二つの異なる長さからなることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の検知器。
【請求項１０】
前記要素（１）の少なくとも一つは、前記構造（１２）の表面において安定した支持を形成するための調整可能な支持手段（１６）を具備することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の検知器。
【請求項１１】
構造の作動式曲げ及び／又は沈下を監視するための方法において、この方法は、
リンク手段（２）によりお互いに接続される幾つかの連続する要素（１）を前記構造（１２）の表面（１３，３４）の少なくとも一部分に沿って配置することと、連続する要素間の角度撓みを検知することと、を特徴とする方法。
【請求項１２】
凹状になり易い表面（１３）に前記検知器を配置する手順は、前記要素（１）の中間の領域が前記表面（１３）に実質的に接するような前記要素（１）の手順を具備することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
２つの固定手段（１４）により各要素（１）を固定する手順であって、前記２つの固定手段（１４）は、前記要素（１）がそれに沿って連鎖を形成する方向に沿って実質的に整列されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記リンク手段（２）の近傍において、前記構造（１２）に要素（１）の前記連鎖を固定する手順を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
クランプ（３３）等のクイック式クランプ手段を使用するか、又は要素（１）の前記連鎖を前記表面（４４）における重力により押圧することにより、要素（１）の前記連鎖を前記表面（１３，３４，４４）に関連させる手順を特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、作動式曲げ及び／又は沈下検知器に関する。
本発明はまた、構造の作動式曲げ及び／又は沈下を監視するための方法に関する。
【０００２】
本発明はより特別には、土木地質学（ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃｓ）において直面する作動的変形の特定のタイプ、及びトンネルの形状の変化に注目しており、構造の幾何学的安定性の追跡のためのものである。
【０００３】
「作動的沈下」という表現は、ある地点から別の地点へ不均一に沈下する地表面等における歪み又は変形を指しており、但しこの例は限定するものでは全くない。
【０００４】
ＷＯ−Ａ−９７／４２ ４６３は、所謂「モデル」と呼ばれる細長い本体である構造に緊密に関連して形成される方法を開示しており、そのモデルにおいては少なくとも一つの光ファイバが埋め込まれている。前記構造が変形する場合に、前記モデルはその変形に追随する。前記モデルの変形は、光ファイバにより伝送される光の減衰における変化により検知される。
【０００５】
この方法は所謂「長いベースの検知」と呼ばれる検知を提示する。このことは、関心が局部的変形にではなく、前記モデルに沿った、あるいは前記モデルが長さを完全にカバーしていない場合には、外挿法を使用することによる、構造自体の全体の対応する長さに沿った、構造に作用する変形の蓄積に向けられることを意味する。
【０００６】
既知の方法を実行するために必要な事前の設置手順は、現場的には比較的規模の大きいものである。それらはまた多くの場合に、特にモデル内における光ファイバの配置が関係する限り、特定の精度を要求する。
【０００７】
本発明の目的は、設置することがより容易で、より局地化された結果を提供可能な方法及び検知器を提供することである。
【０００８】
本発明に従い、作動式曲げ及び／又は沈下検知器は、リンク手段によりお互いに接続される少なくとも２つの要素の連鎖（シークエンス）であって、該シークエンスは、その作動的曲げ及び／又は沈下が検知される構造の表面の外形に適合するように設置されることが意図される連鎖（シークエンス）と、隣接する要素の間の相対的角度撓みを検知するための検知手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明による検知器は、監視されるべき構造の表面に前記検知器を固定することが単に必要であるので、設置することが著しく簡単である。極端な場合には、例えば構造クランプが固定状態で検知器の設置を実行するために使用される場合等、又は前記表面の頂部上に前記検知器を単に載せる場合には、設置は数十秒で実現可能である。これは、例えば放射能が存在しがちな環境等における特定の用途において重要である。
【００１０】
本発明に従う検知器は、各リンクにおいて連続する要素の間に形成される角度に対応する信号を出力する。そこから、局部変形に関する情報及び変形された構造の画像を抽出することが可能である。しかしまた、既知の長いベースの検知と同様に、特定の長さにわたり積み重ねられた変形を計算することも可能である。土木技術の建造物に関して歪みの積分（この用語の数学的意味において）は、局部的に計測された各種の歪みよりむしろ、構造が多く曝されるリスクのより代表的なものであるという認識に、長いベースの計測は基づいている。
【００１１】
本発明の第２の形態に従い、構造の作動式曲げ及び／又は沈下を監視するための方法は、リンク手段によりお互いに接続される幾つかの連続する要素を構造の表面の少なくとも一部分に沿って配置することと、連続する要素間の角度撓みを検知することとを特徴とする。
【００１２】
本発明の利点に関する別の形態は、制限されない例に関係して、下記の記述により理解されるであろう。
【００１３】
本発明に従う作動式曲げ及び／又は沈下検知器１０は、リンク２によりお互いに接続される要素１の連鎖（シークエンス）を具備する。リンク２の軸３はお互いに平行であり、要素１がそれに沿って連鎖を形成する方向に対して垂直である。
【００１４】
各要素１は一般的に平らな形状を有するベース４を具備する。リンクする軸３は、ベース４の平面に実質的に設置されており、ベース４がお互いに整列されることを可能にする。ベース４は従って、それらの下部の支持面６により、曲がり易い構造の平らな表面に対して概して適用可能である。
【００１５】
各要素１はＬ字の外形の全体形状を有しており、それのフランジの一方はベース４の１つにより構成される。Ｌ外形のもう一方のフランジは、前記支持面６から離れて伸張する方向に沿って、前記ベース４から立ち上がる。フランジ７は共平面である。それらは端部角部８を有しており、その端部角部８はそれぞれのベース４の平面に対して傾斜しているので２つの隣接する要素１のお互いに面する２つの角部８の間に凹部９を形成しており、前記凹部９は、ベース４が共平面である場合にＶ形状を提示する。これは、前記ベース４が共平面である状態から、端部角部８が開始してお互いに向かって移動する方向においてでさえも、要素１が、リンクする軸３の周囲でお互いに対して回転することを可能にする。
【００１６】
各ベース４は、構造の表面に対して要素１を固定するための手段を具備する。図示される例において、各ベース４は結局２つの孔１１を具備しており、前記孔１１は前記要素の長手方向の端部の間で中間の位置に設置されており、前記要素がそれに沿って連鎖になる方向に平行に計測される場合に、前記孔１１の間隔は特定の距離になる。各要素の一式の孔１１は、前記要素の両端部の間において等距離で設置されて、この要素の長さとの比較すると比較的小さな間隔をそれらの間において提示することが好ましい。
【００１７】
図４に示されるようにこれは、凸状であるか又は曲げ作用の下で凸状になりがちな構造の表面１３に対してベース４の支持面６を適用することにより、ここではビーム１２である構造に要素を固定可能にする。
【００１８】
結局、固定手段１４が使用されており、それらは詳細には図示されないが、ネジ式ボルトであっても良い。
【００１９】
各要素の孔１１の各々１つにそれぞれ対応する前記２つの固定手段により、ベース４の支持面６は、各要素の中央の表面１３に実質的に接して保持される。これは、ベース４の平面の連鎖が、破線の形で、表面１３の曲線の外形をむしろ忠実に再現することを確保する。結果として、要素は、構造により曲がることは意図されない。それらのＬ外形の形状は、それらが曲がることを回避するように寄与する。
【００２０】
ある用途に関して、検知器が平らではない表面に、あるいは平らであるべきだがそれらの平坦さが不足する表面に設置されなければならないことが発生しても良い。この結果、図１に示されるように、ベース４は一以上の調整可能な支持手段１６（一つだけが、要素の一つの上に図示される）を有しても良く、各々は例えばネジ１７を具備しており、そのネジ１７は、ベース４のねじ切られた開口に多少なりとねじ込まれ得るので、その支持端部１８は前記表面６において調整可能に突き出る。オペレーションにおいて支持手段１６は、各要素が構造に安定状態で載るように調整される。
【００２１】
連続する要素１の間の角度撓みを検知するための手段１９は、本体２１が要素１のフランジ７に固定されて、動作検知端部２２が隣接する要素１のフランジ７に固定されるように設置される。２つのフランジ７の位置では、本体２１と端部２２がそれぞれ固定されており、前記位置は、変位がそれに沿って検知されるライン２３が対応するリンク２の軸３からある距離で伸張するように、換言すればライン２３及び軸３はお互いに交差しないように選択される。
【００２２】
従って、隣接する要素１の間の角度撓みは、ライン２３に沿う隣接する要素の間の距離の変化を検知することにより検知される。
【００２３】
検知手段１９は、ＤＥ３９ ０２ ９９７又は日本の特許出願番号ＪＰ６−２９１ ２４９に従うセンサであることが好ましい。これらの資料に従い、光ファイバはケーシング２１内に設置された２つのブロックの周りでループを形成しており、一方はケーシングに対して静止しており、もう一方はスライド上に設置されており、そのスライドはセンサ端部２２と一体である。２つのブロック間で伸張するル−プ部分は、曲がりくねった形状を形成しており、その形状の曲線は、距離がケーシング２１とセンサ端部２２との間で変化する場合に変化する。光ファイバの端部２４の一方は光源２６から供給される。光ファイバのもう一方の端部２７は、受光される光の強さを検知するための手段２８に接続される。２つの連続する要素１の相対的角度位置が変化すると、センサ端部２２は、対応するセンサ１９のケーシング２１に対して移動する。これは、ケーシング２１内の光ファイバの曲がりくねった部分の曲線の変化を生じ、これは順に光ファイバ内の光の減衰を変更する。減衰のこの変更は装置２８で検知される。
【００２４】
装置２８で検知された光の強さは、例えばデジタルの形で処理ユニット２９に伝送されており、処理ユニット２９は例えば、スクリーン３１上の構造の表面１３の変形された外形３２を表示しても良く、あるいは更に、例えば表面１３の長さの異なる位置における撓みの計測、又はなお更に応力（ｓｔｒｅｓｓ）の対応する量等、の値の形での結果を提示しても良い。
【００２５】
図２は、本発明に従うデバイスが、例えば検知器の各要素（１）のための１つ等の単なるクランプ（３３）により構造１２に非常に素速く固定可能であることを示す。前記検知器を数十秒で設置することが可能であった。
【００２６】
図３は、要素１がお互いに対してかなり異なる長さであり得ることを示す。非常に短い要素１を、高い値の歪みが予測される場所に、あるいはお互いに対して接近している位置の間の歪みの大きな変化が、例えばビーム１２を支持する柱の付近又はビーム１２に作用される荷重の付近において予測される場所に、設置可能である。図３はまた、検知器１０がビーム１２上だけの部分又は監視されるべき別の構造にわたって伸張しても良いことを示す。例えば、検知器１０を、最も応力が大きい部分になり易い部分に設置することが可能である。ビーム１２の残部の変形が、検知器に関連する場所の変形から外挿法により控除可能であることも可能である。
【００２７】
図５は、検知器１０が凹状であるか又は歪みの作用下で凹状になり易い表面３４に同様に設置されても良いことを示す。その様なケースでは、詳細に図示されないがリンク２に一致する手段３６により、要素１を固定することが好ましい。これは、要素１の部分及びより特別には、それらのリンク２から遠く離れたベース４の場所を、凹面に依存して、表面３４から、必要な限り離れて移動させ得る。
【００２８】
設置台の任意のケースにおいて設置台は常に、リンクする軸３が予期される歪み又は変形により生成される曲率（曲線）の軸に実質的に平行であるようなものである。
【００２９】
図６に示される例において、検知器１０は、トンネル４２の側壁４１の内面に対して、及び前記トンネルのアーチ形天井の下面４３に対して、各ケースにおいて前記トンネルの内側横の外形に沿って設置されている。
【００３０】
図７の例において、検知器１０は可能な作動的沈下を検知するために地面４４に設置される。検知器１０は、重力、即ちそれ自体の重量により地面に載る。要素は、各要素１と前記要素１の載る地面４４のその部分との間で良好なカップリングを形成するために、比較的重く形成されても良い。この実施の形態及び前記方法の実行モードにおいて、前記検知器は固定手段を具備する必要はない。
【００３１】
もちろん本発明は、記述されていて代表される例に限定されない。
【００３２】
光学的方法による前記要素間の動きの検知は、その高度の信頼性および寄生物に対するその高い不感度を有するために好ましいが、しかし要素間の角度撓みのための任意の別の検知モードが意図されても良い。
【００３３】
前記リンクは、例えば弾性的にフレキシブルな接続の形の、フォールス（疑似）リンクにより置換されても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明による作動式曲げ及び／又は沈下検知器の図式的立体図である。
【図２】
図２は、監視されるべき構造の部分であるビームの下の前記検知器の速い設置モードを図解する。
【図３】
図３は、ビームの下に固定された検知器の側面図である。
【図４】
図４は、図３による実施例の詳細図であり、前記ビームが変形された状態である。
【図５】
図５は、図４と同様の図であるが、しかし検知器はビームの頂部に設置されている。
【図６】
図６は、本発明による検知器を具備するトンネルの横断面図である。
【図７】
図７は、監視されるべき幾何学的形状の地面に配置された本発明による検知器の図面である。
【国際公開パンフレット】
2004501345.tif 000003
2004501345.tif 000004
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2004501345.tif 000016
【国際調査報告】
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