(57)【要約】      （修正有）【課題】地盤等に埋設された深部の構造物の欠陥を測定することのできる欠陥検出装置を提供する。【解決手段】欠陥検出装置１は、熱電対１１ａ〜１１ｅ又は光ファイバといった温度センサを有し、その温度センサを構造物４に沿って設ける。欠陥検出装置１は、欠陥判定部１４により温度センサの測定値に基づいて構造物４の欠陥を判定する。そして、通信部１５により、欠陥判定部１４の判定結果に基づいて構造物４の欠陥検出情報を特定外部装置に送信する。【選択図】図１
2017053751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体又は気体を貯留又は流動する構造物の状態を測定する欠陥検出装置であって、
前記構造物に沿って設けられた複数の温度センサと、
前記温度センサの測定値に基づいて前記構造物の欠陥を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて前記構造物の欠陥検出情報を送信する通信手段と、
を備えること、
を特徴とする欠陥検出装置。
【請求項２】
前記温度センサは熱電対であり、
前記判定手段は、
前記構造物が埋設された地盤温度を中心とした閾値を予め記憶する記憶手段と、
前記閾値と前記温度センサの測定値とを比較する比較手段と、
を有すること、
を特徴とする請求項１記載の欠陥検出装置。
【請求項３】
前記温度センサは、前記構造物の周囲に巻回された光ファイバであり、
前記光ファイバに対してパルス光を出力する光源と、
前記光ファイバから戻ってくる後方散乱光からラマン散乱光を抽出するフィルタと、
前記ラマン散乱光が戻ってくるまでの時間と強度に基づき、前記ラマン散乱光の生じた箇所と其の箇所の温度を算出する温度算出部と、
を備え、
前記判定手段は、
前記構造物が埋設された地盤温度を中心とした閾値を予め記憶する温度閾値記憶手段と、
前記閾値と前記温度算出部の算出した前記温度とを比較する比較手段と、
を有すること、
を特徴とする請求項１記載の欠陥検出装置。
【請求項４】
前記通信手段は、
前記比較手段の比較結果に応じて、前記構造物の漏水若しくはガス漏れ、又は漏水若しくはガス漏れに至らない亀裂を示す情報を含めた前記欠陥検出情報を送信すること、
を特徴とする請求項３記載の欠陥検出装置。
【請求項５】
前記温度センサは、前記構造物の周囲に巻回された光ファイバであり、
前記光ファイバに対してパルス光を出力する光源と、
前記光ファイバから戻ってくる後方散乱光からブルリアン散乱光を抽出するフィルタと、
前記ブルリアン散乱光が戻ってくるまでの時間と周波数に基づき、前記ブルリアン散乱散乱の生じた箇所と其の箇所の歪みを算出する歪み算出部と、
を備え、
前記判定手段は、
前記構造物に巻回された前記光ファイバの曲率を中心とした閾値を予め記憶する歪み閾値記憶手段と、
前記閾値と前記歪み算出部の算出した前記歪みとを比較する比較手段と、
を有すること、
を特徴とする請求項１記載の欠陥検出装置。
【請求項６】
前記通信手段は、
前記比較手段の比較結果に応じて、亀裂に至らない前記構造物の歪みを示す情報を含めた前記欠陥検出情報を送信すること、
を特徴とする請求項５記載の欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液体若しくは気体を貯留又は液体若しくは気体が流動する構造物の状態を検出する欠陥検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、トンネル等のコンクリート製やモルタル製の構造物の崩壊が社会問題化している。構造物の劣化の予測や検査は打音検査法に頼っていた。打音検査法では、作業者がハンマー等で構造物を叩き、打音の違いによって構造物の内部状態を把握する。打音検査法では、作業者の熟練が必要であること、検査の進展が遅緩であること、作業者が接近可能な範囲に調査範囲が限られること等の制約がある。
【０００３】
そこで、赤外線カメラを利用した非接触検査方法が提案されている。赤外線カメラを使用した方法には、パッシブ法とアクティブ法が知られている。パッシブ法では、例えば太陽光等の光で構造物が自然に加熱された状態で、赤外線カメラにより構造物から放射される赤外線により観測する。一方、アクティブ法では、太陽光等の自然光で構造物を加熱するのではなく、人工的な光によって構造物を加熱し、赤外線カメラで構造物を撮影する。
【０００４】
このアクティブ法は、太陽光の光が届かないトンネル内部のコンクリート検査において実用化されている。図１３は、アクティブ法のメカニズムを示す模式図である。図１３に示すように、構造物の壁面１００を加熱すると、熱１０１は構造物の深部へ向けて伝熱される。構造物の壁面１００の温度は、深部への熱１０１の移動に反比例して低下する。構造物の内部に亀裂箇所１０２が存在すると、亀裂箇所１０２に充填された空気の熱伝導率と構造物のコンクリート等の熱伝導率との違いにより、熱１０１の放散速度が亀裂によって遅くなる。そのため、亀裂箇所１０２が深部側に控える壁面１００の温度は、他所と比べて低下度合いが緩慢となる。すなわち、構造物の壁面１００を加熱すると、亀裂箇所１０２に近い壁面１００は他所と比べて温度が高くなる。
【０００５】
アクティブ法による欠陥検出装置は、構造物の壁面を加熱するパルス状レーザやＸｅフラッシュランプによる加熱手段１１０と、加熱された壁面から放射する赤外線を検出する赤外線カメラ１２０と、赤外線カメラ１２０のデータを画像化する画像生成部１３０を備えている。画像生成部１３０では、赤外線の強さを画素値に変換することで、例えばサーモグラフィ画像を生成する。画像の生成では、図１４に示すように、赤外線のピーク波長の位置や波長分布の積分値を画素値に変換する。欠陥箇所が深部側に控える壁面は、サーモグラフィ画像によると他所よりも相対的に高温であることを示す赤色よりの領域となり、画像内に欠陥箇所が浮かび上がることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１８５６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
アクティブ法では、構造物を表面から加熱した後に発生する熱変化を捉えるというメカニズムから、構造物の表面近傍（５ｍｍ以下）に対してのみ有効である。アクティブ法では、表面近傍よりも深部の欠陥を検出することができない。また、パルス的な加熱を行うためには、熱源を構造物近辺に設置する必要があり、例えば壁の厚い配管など、熱源を設置できない環境下では測定出来ない。
【０００８】
本実施形態は、上述の問題を解決すべく、地盤等に埋設された深部の構造物の欠陥を測定することのできる欠陥検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本実施形態の欠陥検出装置は、液体又は気体を貯留又は流動する構造物の状態を測定する欠陥検出装置であって、前記構造物に沿って設けられた複数の温度センサと、前記温度センサの測定値に基づいて前記構造物の欠陥を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて前記構造物の欠陥検出情報を送信する通信手段と、を備えること、を特徴とする。
【００１０】
前記温度センサは熱電対であり、前記判定手段は、前記構造物が埋設された地盤温度を中心とした閾値を予め記憶する記憶手段と、前記閾値と前記温度センサの測定値とを比較する比較手段と、を有するようにしてもよい。
【００１１】
前記温度センサは、前記構造物の周囲に巻回された光ファイバであり、前記光ファイバに対してパルス光を出力する光源と、前記光ファイバから戻ってくる後方散乱光からラマン散乱光を抽出するフィルタと、前記ラマン散乱光が戻ってくるまでの時間と強度に基づき、前記ラマン散乱光の生じた箇所と其の箇所の温度を算出する温度算出部と、を備え、前記判定手段は、前記構造物が埋設された地盤温度を中心とした閾値を予め記憶する温度閾値記憶手段と、前記閾値と前記温度算出部の算出した前記温度とを比較する比較手段と、を有するようにしてもよい。
【００１２】
前記通信手段は、前記比較手段の比較結果に応じて、前記構造物の漏水若しくはガス漏れ、又は漏水若しくはガス漏れに至らない亀裂を示す情報を含めた前記欠陥検出情報を送信するようにしてもよい。
【００１３】
前記温度センサは、前記構造物の周囲に巻回された光ファイバであり、前記光ファイバに対してパルス光を出力する光源と、前記光ファイバから戻ってくる後方散乱光からブルリアン散乱光を抽出するフィルタと、前記ブルリアン散乱光が戻ってくるまでの時間と周波数に基づき、前記ブルリアン散乱散乱の生じた箇所と其の箇所の歪みを算出する歪み算出部と、を備え、前記判定手段は、前記構造物に巻回された前記光ファイバの曲率を中心とした閾値を予め記憶する歪み閾値記憶手段と、前記閾値と前記歪み算出部の算出した前記歪みとを比較する比較手段と、を有するようにしてもよい。
【００１４】
前記通信手段は、前記比較手段の比較結果に応じて、亀裂に至らない前記構造物の歪みを示す情報を含めた前記欠陥検出情報を送信するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る欠陥検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る欠陥検出装置が検出する各点の温度値データと閾値とを示すグラフである。
【図３】第１の実施形態に係る欠陥検出装置に係り、構造物に漏水が発生した状態を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係る欠陥検出装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施形態に係る欠陥検出装置が検出する各入射時刻のラマン散乱の強度を示すグラフである。
【図６】第２の実施形態に係る欠陥検出装置に係り、各点の温度値データと閾値とを示すグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る欠陥検出装置に係り、構造物に亀裂と漏水が発生した状態を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る欠陥検出装置に係り、構造物に亀裂と漏水が発生した場合の温度分布を示すグラフであり、（ａ）は亀裂及び漏水がない状態、（ｂ）は亀裂が発生した状態、（ｃ）は漏水が発生した状態を示す。
【図９】第３の実施形態に係る欠陥検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第３の実施形態に係る欠陥検出装置が検出する各入射時間ごとのブルリアン散乱光の周波数を示すグラフである。
【図１１】第３の実施形態に係る欠陥検出装置に係り、各点の歪み量と閾値とを示すグラフである。
【図１２】第３の実施形態に係る欠陥検出装置に係り、構造物が負荷により歪んだ状態を示す図である。
【図１３】従来の欠陥測定のメカニズムを示す模式図である。
【図１４】従来の欠陥検出装置の画像化を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る欠陥検出装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示す欠陥検出装置１は構造物４の状態を検出する。構造物４は、地盤に埋設され、中空部４１を有し、液体４３を貯留し、又は液体４３が流動する。構造物４は例えば水道管である。構造物４の状態とは主に漏水の有無である。この欠陥検出装置１は、複数の熱電対１１ａ〜１１ｅを備える。熱電対１１ａ〜１１ｅは、構造物４の周囲近傍に非接触で、それぞれ異なる箇所に配置される。構造物４が地中に埋設された水道管の場合、熱電対１１ａ〜１１ｅは構造物４の軸方向に沿って並設されて、地中に埋設される。
【００１７】
熱電対１１ａ〜１１ｅは、異種金属線を接続してなる閉回路であり、ゼーベック効果により２つの接続点に温度差が生じると熱起電力を生じさせる。熱電対１１ａ〜１１ｅの測温接点と基準接点は、共に地中に埋設され、測温接点は構造物４の近傍に位置し、基準接点は例えば容器内等の定温度環境に配置される。構造物４に欠陥がない場合、測温接点と基準接点の温度差は、地盤と定温度環境の温度差であり、その温度差を示す熱起電力が生じる。しかし、構造物４に漏水が発生し、測温接点が液体４３に触れると、測温接点と基準接点には地盤と定温度環境下と異なる温度差が生じ、熱電対１１ａ〜１１ｅに異なる熱起電力が生じる。
【００１８】
熱電対１１ａ〜１１ｅの異種金属線としては、ニッケル及びクロムを主とする合金とニッケルを主とする合金、鉄とコンスタンタン、銅とコンスタンタン、クロメルとコンスタンタン、ナイクロシルとナイシル、白金ロジウム合金と白金等、各種公知の素材が挙げられる。
【００１９】
欠陥検出装置１は、熱電対１１ａ〜１１ｅの熱起電力を検出する電圧計１２ａ〜１２ｅを備えている。また、欠陥検出装置１は、通信インターフェースを有するマイコンやコンピュータを備え、ソフトウェア処理等によって温度算出部１３と欠陥判定部１４と通信部１５を備えている。マイコンやコンピュータは、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はＣＰＵを搭載する。
【００２０】
電圧計１２ａ〜１２ｅの電圧信号は温度算出部１３に入力される。温度算出部１３は、各電圧信号を温度に換算する。すなわち、図２に示すように、熱電対１１ａ〜１１ｅが設置されている各ａ〜ｅ点の温度値データ１３ａ〜１３ｅを電圧信号から計算する。熱起電力は測温接点と基準接点の温度差に依存する。従って、温度算出部１３は、電圧信号の大きさに応じた温度値データ１３ａ〜１３ｅを生成する。
【００２１】
図２に示すように、欠陥判定部１４は、メモリを備え、予め上限閾値１４Ｕと下限閾値１４Ｌのデータを有している。上限閾値１４Ｕと下限閾値１４Ｌは、地盤が取り得る温度範囲を示す。上限閾値１４Ｕと下限閾値１４Ｌは、季節や時間帯に紐付けて複数種類が記憶されていてもよい。この欠陥判定部１４は、温度算出部１３が生成した各温度値データ１３ａ〜１３ｅが上限閾値１４Ｕと下限閾値１４Ｌの間に存在するか、数値の比較により判定する。欠陥判定部１４は、上限閾値１４Ｕと下限閾値１４Ｌの範囲を逸脱した温度値データ１３ｅを見つけると、その温度値データ１３ｅが生じたｅ点等の地点情報を含む欠陥検出情報を生成する。
【００２２】
通信部１５は、インターネット網や専用通信回線と接続されたネットワークアダプタを含み構成され、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の通信プロトコルに準拠してデータを特定外部装置へ送信する。特定外部装置は、構造物４の管理者が閲覧するコンピュータ端末である。この通信部１５は、欠陥判定部１４が生成した欠陥検出情報に特定外部装置のＩＰアドレス及びポート番号を付加し、ネットワークを介して欠陥検出情報を特定外部装置へ送信する。
【００２３】
この欠陥検出装置１では、例えば図３に示すように、構造物４の継ぎ目付近で漏水４３ａが発生すると、熱電対１１ｅの測温接点が液体４３に浸される。そうすると、液体４３と基準接点のある定温度環境下の温度差に応じた熱起電力が熱電対１１ｅに生じる。一方、熱電対１１ａ〜１１ｄには、地盤と基準接点のある定温度環境下の温度差に応じた熱起電力を維持する。すなわち、欠陥検出装置１は、熱電対１１ｅの設置地点において地盤と異なる温度を検出することになる。これにより、欠陥検出装置１は、熱電対１１ｅの設置地点であるｅ点で構造物４に欠陥が生じたとして、特定外部装置へ欠陥検出情報を報知できる。
【００２４】
尚、この実施形態では、地盤の温度を中心とした上限閾値１４Ｕと下限閾値１４Ｌを用いて、地盤の温度と異なる温度の検出により構造物４の欠陥とみなした。この他、欠陥検出装置１は、構造物４の中空内部に温度計を有し、構造物４内の液体４３ａの温度と近似の温度を熱電対１１ａ〜１１ｅで検出することにより、構造物４の欠陥とみなして特定外部装置へ報知するようにしてもよい。この場合、欠陥検出装置１は、構造物４内部に差し入れられた温度計の値と熱電対１１ａ〜１１ｅの各温度データ１３ａ〜１３ｅとを比較し、両者が所定割合以内で近似していれば、欠陥検出情報を生成するようにすればよい。
【００２５】
また、構造物４内の流体又は貯留物は、液体４３に限られず、地盤と異なる温度であれば気体であってもよい。すなわち、構造物４からのガス漏れを検出することもできる。
【００２６】
以上のように、本実施形態の欠陥検出装置１は、熱電対１１ａ〜１１ｅを温度センサとして構造物４に沿って設け、温度センサの測定値に基づいて構造物の欠陥を判定する欠陥判定部１４と、欠陥判定部１４の判定結果に基づいて構造物４の欠陥検出情報を送信する通信部１５とを備えるようにした。これにより、熱源がなくとも構造物４を測定できる。特に、構造物４の間近である地盤内に温度センサを設けることができるため、地面深部の構造物４の状態を明瞭に検出できる。
【００２７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る欠陥検出装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図４に示す欠陥検出装置２は、温度検出センサとして光ファイバ２１を備える。光ファイバ２１は構造物４に螺旋状に巻回される。光ファイバに発生する散乱光には光学フォトンによるラマン散乱がある。ラマン散乱は、フォトンのエネルギーに応じた波長シフトを伴い、温度により強度が変化する。欠陥検出装置２は、ラマン散乱のストークス光と反ストークス光のピーク波長が示す強度と散乱箇所の特定により、構造物４の状態を検出する。
【００２８】
すなわち、光ファイバ２１を螺旋状に巻回するのは、構造物４の全周囲の状態を検出可能とするためである。光ファイバ２１の螺旋ピッチが細やかであるほど、詳細な距離分解能で構造物４の状態を検出可能となる。
【００２９】
この欠陥検出装置２は、光ファイバ２１にパルス光を出射する光源２２と、光源２２を制御するドライバ回路である光源制御部２４を備える。光源制御部２４は、光ファイバ２１の２倍の長さを光が進む時間よりも長い間隔で、光源２２にパルス光を連続出射させる。光路距離に応じた減衰を後方散乱光の加算によって解消するためである。
【００３０】
また、欠陥検出装置２は、光学フィルタ２３を備える。光学フィルタ２３は、光ファイバ２１から戻ってくる後方散乱光から、ラマン散乱のストークス光と反ストークス光を分別する。石英系の光ファイバ２１のＳｉ−Ｏ振動によるシフト量は、４４０ｃｍ−１である。光ファイバ２１が石英系の場合、光学フィルタ２３は、光源２２のパルス光のピーク波長から±４４０ｃｍ−１だけシフトした波長の光を後方散乱光から抽出する。
【００３１】
そして、欠陥検出装置２は、加算部２５と温度・距離算出部２６と欠陥判定部２７と通信部２８とを備える。尚、温度・距離算出部２６と欠陥判定部２７と通信部２８は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はＣＰＵを搭載し、通信インターフェースを有するマイコンやコンピュータにより構成される。加算部２５は、例えばＡＤ変換器と加算器により構成され、ラマン散乱のストークス光と反ストークス光を重畳し、光強度を増幅する。重畳される光は、光源２２が光源制御部２４の制御下で連続出射したことで得られる。
【００３２】
温度・距離算出部２６は、入射時間ごとのラマン散乱のストークス光と反ストークス光から、ラマン散乱が生じた位置と其の位置の温度を算出する。すなわち、図５に示すように、温度・距離算出部２６は、加算部２５から各入射時刻のストークス光２５ａと反ストークス光２５ｂを得る。そして、図６に示すように、温度・距離算出部２６は、ラマン散乱の各入射時刻から、光源２２からラマン散乱が戻ってくるまでの時間を算出し、その算出時間と光速からラマン散乱の発生位置を算出する。また、温度・距離算出部２６は、各のストークス光強度２５ａと反ストークス光強度２５ｂの比Ｒを算出し、その比Ｒからラマン散乱の各発生位置の温度Ｔを算出する。
【００３３】
ここで、ストークス光２５ａの強度Ｉｓと反ストークス光２５ｂの強度Ｉａｓは、次式（１）及び（２）で示される。式中、Δνはストークス光２５ａと反ストークス光２５ｂのシフト量であり、Ｔは温度である。
Ｉｓ∝１＋ｎ（Δν，Ｔ）      ・・・（１）
Ｉａｓ∝ｎ（Δν，Ｔ）        ・・・（２）
ｎ（Δν，Ｔ）は、ｈをプランク定数、ｃを真空中の光速度、ｋをボルツマン定数とすると、次式（３）で示される。
ｎ（Δν，Ｔ）＝１／ｅｘｐ（ｈｃΔν／ｋＴ）      ・・・（３）
従って、ストークス光２５ａの強度Ｉｓと反ストークス光２５ｂの強度Ｉａｓの比Ｒは、次式（４）に示すように、温度Ｔの１変数となる。
Ｒ＝ｅｘｐ（−ｈｃΔν／Ｔ）      ・・・（４）
【００３４】
尚、比Ｒから温度Ｔを算出するのは、光ファイバ２１の伝送損失の局所的な変動を打ち消すためであり、この算出法に限られない。また、ラマン散乱の発生箇所の距離分解能は光源２２の出射光のパルス幅で決まり、できるだけパルス幅を小さくするのがよい。
【００３５】
欠陥判定部２７は、図６に示すように、メモリに予め上限閾値２７Ｕと下限閾値２７Ｌのデータを備えている。上限閾値２７Ｕと下限閾値２７Ｌは、正常な構造物４の殻構造が取り得る温度範囲を示す。上限閾値２７Ｕと下限閾値２７Ｌは、構造物４の流体４３や地盤の季節や時間帯に基づく温度との関係に紐付けて複数種類が記憶されていてもよい。
【００３６】
この欠陥判定部２７は、温度・距離算出部２６が生成した各箇所の温度値データ２６ａ〜２６ｆが上限閾値２７Ｕと下限閾値２７Ｌの間に存在するか、数値の比較により判定する。欠陥判定部２７は、上限閾値２７Ｕと下限閾値２７Ｌの範囲を逸脱した温度値データ２６ｃ、２６ｅ等を見つけると、その温度値データ２６ｃ、２６ｅが生じたｃ点、ｅ点等の地点情報と欠陥内容を含む欠陥検出情報を生成する。欠陥内容は、上限閾値２７Ｕを温度値データが超えていると漏水であり、下限閾値２７Ｌを下回っていると亀裂である。
【００３７】
通信部２８は、インターネット網や専用通信回線と接続されたネットワークアダプタを含み構成され、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の通信プロトコルに準拠してデータを特定外部装置へ送信する。特定外部装置は、構造物４の管理者が閲覧するコンピュータ端末である。この通信部１５は、欠陥判定部１４が生成した欠陥検出情報に特定外部装置のＩＰアドレス及びポート番号を付加し、ネットワークを介して欠陥検出情報を特定外部装置へ送信する。
【００３８】
この欠陥検出装置１において、例えば図７に示すように、構造物４のｃ点で管壁内に亀裂４２が発生し、構造物４のｅ点で漏水４３ａが発生したものとする。図８の（ａ）に示すように、構造物４に亀裂４２も漏水４３ａもなければ、構造物４の管中空内の液体４３の温度が管壁を介して地盤に伝熱する。
【００３９】
しかし、亀裂４２が生じていると、この亀裂４２内は空気層であることが多く、コンクリート等の殻構造よりも熱伝導性が低いため、亀裂４２によって構造物４内の液体４３から地盤への伝熱効果が弱まる。そのため、図８の（ｂ）に示すように、亀裂４２から地盤の間の温度は、亀裂４２のない正常時よりも低下する。従って、温度・距離算出部２６が生成したｃ点の温度値データは、下限閾値２７Ｌを下回り、欠陥判定部２７は、ｃ点での亀裂４２を報知する欠陥検出情報を出力する。
【００４０】
また、図８の（ｃ）に示すように、漏水４３ａが発生していると、地盤の温度は漏水４３ａの温度となり、漏水発生箇所は、例えば東京の夏場に地盤が示す一定温度１５℃よりも高くなる。従って、温度・距離算出部２６が生成したｅ点の温度値データは、上限閾値２７Ｕを上回り、欠陥判定部２７は、ｅ点での漏水４３ａを報知する欠陥検出情報を出力する。
【００４１】
以上のように、本実施形態の欠陥検出装置１は、光ファイバ２１を温度センサとして構造物４に巻回するように設け、ラマン散乱光に基づき温度を測定するようにした。これにより、光ファイバ２１の螺旋ピッチを細やかにし、パルス光を調整すれば、より詳細な距離分解能で構造物４の状態を検出可能となる。更に、漏水４３ａやガス漏れに至らない構造物４の亀裂４も検出でき、漏水４３ａやガス漏れの発生前に構造物４の交換等の措置を採ることが可能となる。
【００４２】
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る欠陥検出装置について図面を参照しながら詳細に説明する。第２の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。図９に示すように、この欠陥検出装置２は、歪み・距離算出部３１及び予兆判定部３２を更に備える。光学フィルタ２３は、ブリルアン散乱光を後方散乱光から抽出し、同じく抽出したラマン散乱光と区別する。加算部２５は、ブルリアン散乱光も重畳し、光強度を増幅する。
【００４３】
歪み・距離算出部３１は、図１０に示すように、ブルリアン散乱光のストークス光と反ストークス光の周波数シフト量を入射時刻ごとに算出する。そして、歪み・距離算出部３１は、図１１に示すように、周波数シフト量を歪み量に換算する。ブルリアン散乱光は、光ファイバ２１の歪み量に応じて周波数シフトする。
【００４４】
予兆判定部３２は、図１１に示すように、メモリに閾値３２ａを予め記憶している。この閾値３２ａは、正常な構造物４に巻回された光ファイバ２１が有する曲率から所定値離れた値である。この予兆判定部３２は、所定量を超えた構造物４の歪み量を検出し、欠陥検出情報を生成する。予兆判定部３２が生成した欠陥検出情報は、通信部２８を介して特定外部装置に送出される。
【００４５】
この予兆判定部３２は、歪み・距離算出部２１が算出したブルリアン散乱光の各発生位置の歪み量データと閾値３２ａを比較し、閾値３２ａを超える歪み量データの存在によって欠陥検出情報を生成する。この欠陥検出情報には、欠陥内容として、構造物４の亀裂には至らない歪みを示す情報を含める。
【００４６】
例えば図１２に示すように、構造物４のｃ点を起点に構造物４に歪みが発生すると、構造物４に巻回された光ファイバ２２もｃ点を起点に歪む。そのため、この欠陥検出装置２は、ｃ点で後方に散乱したブルリアン散乱光からｃ点での歪みを検出する。すなわち、この欠陥検出装置２は、亀裂４２に至る蓋然性の高い構造物４への歪みを検出可能となる。
【００４７】
以上のように、本実施形態の欠陥検出装置１は、光ファイバ２１を温度センサとして構造物４に巻回するように設け、ブルリアン散乱光に基づき歪みを測定するようにした。これにより、亀裂４２に至らない構造物４の歪みも検出でき、構造物４への負荷を取り除く等の事故防止策を採ることが可能となる。尚、ブルリアン散乱光に基づき温度測定が可能である。従って、ブリアン散乱光に基づき温度と歪みを測定するようにしてもよいし、ラマン散乱光を併用してもよい。
【００４８】
（その他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、実施形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１  欠陥検出装置、    １１ａ〜１１ｅ  熱電対、    １２ａ〜１２ｅ  電圧計、
１３  温度算出部、    １３ａ〜１３ｅ  温度値データ、    １４  欠陥判定部、
１４Ｕ  上限閾値、    １４Ｌ  下限閾値、    １５  通信部、    ２  欠陥検出装置、
２１  光ファイバ、    ２２  光源、    ２３  光学フィルタ、    ２４  光源制御部、
２５  加算部、    ２５ａ  ストークス光、    ２５ｂ  反ストークス光、
２６  温度・距離算出部、    ２６ａ〜２６ｆ  温度値データ、２７  欠陥判定部、
２７Ｕ  上限閾値、    ２７Ｌ  下限閾値、    ２８  通信部、
３１  歪み・距離算出部、    ３２  予兆判定部、    ３２ａ  閾値、    ４  構造物、
４１  中空部、    ４２  亀裂、    ４３  液体、    ４３ａ  漏水、
【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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