(57)【要約】      （修正有）【課題】ＯＰＧＷのアルミ管の亀裂位置を容易かつ適正に特定する。【解決手段】アルミ管内に配設され、太陽光が照射されると変形する光変形管２と、光変形管２の変形に伴って変形するように光変形管２内に配設され、所定の間隔で複数のＦＢＧが配設されたＦＢＧ光ファイバ３と、ＦＢＧ光ファイバ３の一端部から所定の光を入射して、各ＦＢＧからの反射光を受光し、反射光の変化の有無を検知する監視装置４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＰＧＷのアルミ管に生じた亀裂の位置を特定するＯＰＧＷの亀裂位置特定装置であって、
前記アルミ管内にこのアルミ管に沿って配設され、太陽光が照射されると変形する光変形部材と、
前記光変形部材の変形に伴って変形するように、前記光変形部材と並行に前記アルミ管内に配設され、所定の間隔で複数のファイバブラッググレーティングが配設されたＦＢＧ光ファイバと、
前記ＦＢＧ光ファイバの一端部から所定の光を入射して、前記各ファイバブラッググレーティングからの反射光を受光し、前記反射光の変化の有無を検知する検知手段と、
を備えることを特徴とするＯＰＧＷの亀裂位置特定装置。
【請求項２】
前記検知手段は、定期的に前記光を入射して前記反射光の変化の有無を検知する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＰＧＷの亀裂位置特定装置。
【請求項３】
ＯＰＧＷのアルミ管に生じた亀裂の位置を特定するＯＰＧＷの亀裂位置特定方法であって、
太陽光が照射されると変形する光変形部材を、前記アルミ管内にこのアルミ管に沿って配設し、
所定の間隔で複数のファイバブラッググレーティングが配設されたＦＢＧ光ファイバを、前記光変形部材の変形に伴って変形するように、前記光変形部材と並行に前記アルミ管内に配設し、
前記ＦＢＧ光ファイバの一端部から所定の光を入射して、前記各ファイバブラッググレーティングからの反射光を受光し、前記反射光の変化の有無を検知する、
ことを特徴とするＯＰＧＷの亀裂位置特定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＯＰＧＷ（ＯＰｔｉｃａｌ  Ｇｒｏｕｎｄ  Ｗｉｒｅ）のアルミ管に亀裂が発生した場合に、その位置を特定するＯＰＧＷの亀裂位置特定装置および亀裂位置特定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＰＧＷ内のアルミ管に、金属疲労などによって亀裂が生じた場合、例えば、亀裂部から雨水などがアルミ管内に浸水し、浸水した水が外気温の低下に伴って凍結する場合がある。このような場合、水の凍結によってアルミ管内の光ファイバが圧迫され、光ファイバがマイクロベンディングなどして損傷し、通信障害が発生するおそれがある。
【０００３】
このような通信障害を防止するには、アルミ管の亀裂の位置を早期に検出する必要があり、検出する技術として、Ｘ線映像探査法や渦電流探査法、ガス封入法、漏れ電磁波法、Ｐｈ測定法、さらには超音波探査法、音響測定法などが知られている。また、グレーティング（回析格子）を光ファイバに配設し、グレーティングによる反射光の波長が外力によって変化することで、応力を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０５４３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＯＰＧＷ・架空地線は長く湾曲して配設されているため、Ｘ線映像探査法や渦電流探査法で亀裂を検出する場合、作業に多大な労力と時間を要してしまう。また、ガス封入法や漏れ電磁波法、Ｐｈ測定法などは、検査までの準備作業が大掛かりであり、ＯＰＧＷを検査対象とした場合には不向きである。さらに、ＯＰＧＷの内部構造が複雑であるため、超音波探査法や音響測定法などでは、反射波の分析が困難であり、亀裂を検出することが難しい。また、特許文献１の技術では、光ファイバに加わる応力を検出することはできるが、アルミ管の亀裂の位置を検出することはできない。
【０００６】
そこでこの発明は、ＯＰＧＷのアルミ管の亀裂位置を容易かつ適正に特定することが可能な、ＯＰＧＷの亀裂位置特定装置および亀裂位置特定方法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】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、ＯＰＧＷのアルミ管に生じた亀裂の位置を特定するＯＰＧＷの亀裂位置特定装置であって、前記アルミ管内にこのアルミ管に沿って配設され、太陽光が照射されると変形する光変形部材と、前記光変形部材の変形に伴って変形するように、前記光変形部材と並行に前記アルミ管内に配設され、所定の間隔で複数のファイバブラッググレーティングが配設されたＦＢＧ光ファイバと、前記ＦＢＧ光ファイバの一端部から所定の光を入射して、前記各ファイバブラッググレーティングからの反射光を受光し、前記反射光の変化の有無を検知する検知手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、アルミ管に亀裂が生じていると、この亀裂から太陽光が光変形部材に照射され、これを受けて光変形部材が変形し、この変形に伴ってＦＢＧ光ファイバが変形する。つまり、亀裂の近傍に位置するファイバブラッググレーティングが変形する（歪む）。この結果、このファイバブラッググレーティングからの反射光が変化し、この変化が検知手段によって検知される。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の亀裂位置特定装置において、前記検知手段は、定期的に前記光を入射して前記反射光の変化の有無を検知する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、ＯＰＧＷのアルミ管に生じた亀裂の位置を特定するＯＰＧＷの亀裂位置特定方法であって、太陽光が照射されると変形する光変形部材を、前記アルミ管内にこのアルミ管に沿って配設し、所定の間隔で複数のファイバブラッググレーティングが配設されたＦＢＧ光ファイバを、前記光変形部材の変形に伴って変形するように、前記光変形部材と並行に前記アルミ管内に配設し、前記ＦＢＧ光ファイバの一端部から所定の光を入射して、前記各ファイバブラッググレーティングからの反射光を受光し、前記反射光の変化の有無を検知する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、アルミ管の亀裂の近傍に位置するファイバブラッググレーティングが変形し、反射光の変化として検知手段によって検知されるため、亀裂位置を適正に特定することが可能となる。しかも、検知手段から光を入射し、各ファイバブラッググレーティングからの反射光を受光するだけであるため、高所に長く架設・配設されているＯＰＧＷに対しても、容易に亀裂位置を特定することが可能となる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、検知手段で定期的に光を入射して反射光の変化の有無を検知するため、亀裂の有無・発生を定期的に監視することになり、この結果、亀裂に対する早期発見、早期対応が可能となる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明と同様に、アルミ管の亀裂位置を容易かつ適正に特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態に係るＯＰＧＷの亀裂位置特定装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の亀裂位置特定装置の光変形管とＦＢＧ光ファイバとの構造を示す断面図である。
【図３】図１の亀裂位置特定装置の監視装置を示す概略構成ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、この発明の実施の形態に係るＯＰＧＷの亀裂位置特定装置１を示す概略構成図である。この亀裂位置特定装置１は、ＯＰＧＷ１００のアルミ管１０１（図２参照）に生じた亀裂の位置を特定する装置であり、主として、光変形管（光変形部材）２と、ＦＢＧ光ファイバ３と、監視装置（検知手段）４とを備えている。ここで、ＯＰＧＷ１００は、光ユニットを覆うようにアルミ管１０１が配設され、このアルミ管１０１の外周面に鋼より線が配設されているもので、このようなＯＰＧＷ１００が鉄塔１１０の頂上間に架設されている。
【００１７】
光変形管２は、図２に示すように、アルミ管１０１内にこのアルミ管１０１に沿って配設され、太陽光が照射されると変形する管状の成形体である。すなわち、伸縮自在な部材・材料で構成され、ＦＢＧ光ファイバ３の外周（クラッド３２）を覆うように成形されている。この光変形管２の外周面には、ＰＬＺＴ膜２０が形成されている。このＰＬＺＴ膜２０は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体に、酸化ランタンが添加されたチタン酸ジルコン酸ランタン鉛であり、特定波長の光、つまり太陽光・紫外線が照射されると、光起電力効果によって起電力が発生し、この光起電力効果と圧電効果との重畳効果により、変形・歪みが生じるものである。そして、このようなＰＬＺＴ膜２０がコーティングされていることで、太陽光が照射されると、照射された光変形管２の部分が、変形・伸長するようになっている。
【００１８】
ＦＢＧ光ファイバ３は、所定の間隔で複数のＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）１〜ｎが配設された光ファイバで、光変形管２の変形・伸長に伴って変形・伸長するように、光変形管２と並行にアルミ管１０１内に配設されている。すなわち、光ファイバのコア３１に紫外線を照射することで、規則的な間隔Ｄの回析格子・縞であるＦＢＧ１〜ｎが形成され、この回析格子の周期（屈折率）に適合する波長の光だけをＦＢＧ１〜ｎから反射するようになっている。また、ＦＢＧ１〜ｎは、変形・伸縮して間隔Ｄが変化することで、ＦＢＧ１〜ｎからの反射光の波形、波長、強度が変化する特性を有している。
【００１９】
このようなＦＢＧ１〜ｎの形成間隔は、アルミ管１０１に生じた亀裂の位置を特定できるように設定されている。すなわち、アルミ管１０１の任意の位置に亀裂が生じた場合に、近傍に位置するＦＢＧ１〜ｎが後述するようにして変形して、亀裂位置を特定できるように設定されている。
【００２０】
このようなＦＢＧ光ファイバ３が光変形管２と同軸上に、光変形管２内に配設された状態となっている。具体的には、光変形管２に所定間隔に接合孔２ａが形成され、この接合孔２ａ内に筒状の電極２１が装着されている。この電極２１は、光変形管２の外周面からＦＢＧ光ファイバ３の外周面に達する長さを有し、電極２１の筒内に接着材２２が充填されることで、光変形管２とＦＢＧ光ファイバ３とが結合されている。そして、光変形管２の一部が変形・伸長すると、これに伴ってＦＢＧ光ファイバ３の近傍部分、つまり近傍のＦＢＧ１〜ｎが変形・伸長するように、電極２１が配設されている。すなわち、電極２１、２１間でそれぞれのＦＢＧ１〜ｎを挟むように、ＦＢＧ１〜ｎとほぼ等間隔で電極２１が配設されている。
【００２１】
このようにしてＦＢＧ光ファイバ３が収容された状態の光変形管２が、アルミ管１０１内に配設されている。すなわち、光ユニットとアルミ管１０１との隙間であるねころび空間に、光変形管２が挿入されている。
【００２２】
監視装置４は、ＦＢＧ光ファイバ３の一端部から所定の光を入射して、各ＦＢＧ１〜ｎからの反射光を受光し、反射光の変化の有無を検知する装置であり、この実施の形態では、ＯＦＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）法によってＦＢＧ１〜ｎを特定している。このＯＦＤＲ法は、公知の技術であるため、ここでは詳細な説明を省略するが、概略を以下に説明する。
【００２３】
すなわち、図３に示すように、接続部４４を介してＦＢＧ光ファイバ３が接続され、波長が変更可能な光源４１と、カプラ４２と、全反射終端（参照反射面）４３と、受光演算部４５とを備えている。そして、光源４１からの特定波長の光が、カプラ４２を介して全反射終端４３とＦＢＧ光ファイバ３とに入射され、全反射終端４３と各ＦＢＧ１〜ｎからの反射光がカプラ４２で合成され受光演算部４５に入力される。ここで、各ＦＢＧ１〜ｎからの反射光は、特定波長の光のみを強く反射し、光源４１のある光波数において反射光強度がピークとなる。
【００２４】
また、ピークを示す光波数の値は、ＦＢＧ１〜ｎでの歪みの大きさに依存して変化する。一方、ＦＢＧ１〜ｎからの反射光と全反射終端４３からの反射光とは光路差を有し、２つの反射光を合成した光の強度は、光波数と光路差とに依存し、光波数に対して特定の周期とピークとを持った波形で変化する。さらに、各ＦＢＧ１〜ｎの光路差が異なるため、受光演算部４５で受光した合成光・信号の周期から光路差、つまりＦＢＧ１〜ｎの位置を演算し（ＦＢＧ１〜ｎを特定し）、ピークを示す光波数からＦＢＧ１〜ｎの歪み量を演算するものである。
【００２５】
そして、演算した歪み量が、予め設定された所定の歪み量以上の場合に、ＦＢＧ１〜ｎからの反射光が変化したと、つまり、後述するようにアルミ管１０１に亀裂が発生したと、判定するものである。ここで、所定の歪み量以上であることを条件に判定するのは、温度や湿度などの環境の変化による歪みと、亀裂発生による歪みとを判別するためであり、所定の歪み量は、亀裂発生によって生じ得る最小の歪み量に設定されている。
【００２６】
また、このような監視装置４による検知は、定期的に行われるようになっている。すなわち、定期的に光源４１から光を入射して、反射光の変化の有無を検知することで、反射光の変化、つまりアルミ管１０１の亀裂発生の有無を常に監視するようになっている。さらに、監視結果は、監視センタのコンピュータ（図示せず）にリアルタイムに通知され、監視センタにて、アルミ管１０１の状態をリアルタイムに監視可能となっている。ここで、監視センタのコンピュータには、複数の亀裂位置特定装置１の監視装置４が接続され、複数の区間のＯＰＧＷ１００を同時に監視できるようになっている。
【００２７】
次に、このような構成の亀裂位置特定装置１の作用や、この亀裂位置特定装置１による亀裂位置特定方法などについて説明する。
【００２８】
まず、上記のように、監視装置４によって、定期的に光源４１からＦＢＧ光ファイバ３に光が入射され、反射光の変化の有無が検知・監視される。そして、図２に示すように、アルミ管１０１に亀裂１０１ａが発生すると、この亀裂１０１ａから太陽光が光変形管２に照射され、これを受けて光変形管２の照射された部分が伸長し、この伸長に伴って近傍のＦＢＧ１〜ｎ（図２ではＦＢＧ１）が伸長する。つまり、亀裂１０１ａの近傍に位置するＦＢＧ１が伸長する（歪む）。
【００２９】
このため、ＦＢＧ１からの反射光が変化し、この変化が上記のようにして監視装置４の受光演算部４５によって検知され、ＦＢＧ１の近傍においてアルミ管１０１に亀裂１０１ａが発生したと判定される。そして、この監視・検知結果が、監視センタのコンピュータに通知されるものである。
【００３０】
以上のように、この亀裂位置特定装置１および亀裂位置特定方法によれば、亀裂１０１ａの近傍に位置するＦＢＧ１が伸長し、反射光の変化として監視装置４によって検知されるため、亀裂１０１ａの位置を適正に特定することが可能となる。しかも、監視装置４で定期的に光を入射して反射光の変化の有無を検知するため、亀裂１０１ａの有無・発生を定期的に監視することになり、この結果、亀裂１０１ａに対する早期発見、早期対応が可能となる。
【００３１】
また、ＦＢＧ光ファイバ３を収容した光変形管２をアルミ管１０１内に配設して、監視装置４を接続、設置するだけであるため、大掛かりな設備や準備作業などが不要である。しかも、この亀裂位置特定装置１を設置した後は、監視装置４によって常時監視され、亀裂１０１ａが発生した場合には、その位置が自動的に特定されるため、高所に長く架設されているＯＰＧＷ１００に対しても、容易に亀裂１０１ａの位置を特定することが可能となる。さらに、監視・検知結果が、監視センタのコンピュータにリアルタイムに通知されるため、迅速かつ適正な対応が可能となる。
【００３２】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、光変形部材が管状の光変形管２で、ＦＢＧ光ファイバ３を覆うように光変形管２が成形されているが、光変形部材が線材で、この光変形部材に沿うようにＦＢＧ光ファイバ３を配設してもよい。また、被膜されたＰＬＺＴ膜２０によって光変形管２が変形・伸長するようになっているが、太陽光によって変形する材料で光変形管２全体を構成してもよい。
【００３３】
さらに、ＯＦＤＲ法によってＦＢＧ１〜ｎを特定しているが、ＦＢＧ１〜ｎの配設間隔や配設数、あるいは、求められる亀裂位置の特定精度などに応じて、波長多重法や時間多重法など、その他の手法によってＦＢＧ１〜ｎを特定してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１        亀裂位置特定装置
２        光変形管（光変形部材）
２０      ＰＬＺＴ膜
３        ＦＢＧ光ファイバ
ＦＢＧ    ファイバブラッググレーティング
４        監視装置（検知手段）
１００    ＯＰＧＷ
１０１    アルミ管
１０１ａ  亀裂
【図１】
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【図２】
2013156129.tif 000004
【図３】
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