(57)【要約】【課題】基材が測定対象物に触れることを確実に防止し、測定対象物と基材とが異なる金属材料からなる場合でも、異種金属接触によるガルバニック腐食を確実に防止することが可能であるとともに、光ファイバを断線させることなく容易に口出しすることが可能な光ファイバセンサを提供すること。【解決手段】本発明に係る光ファイバセンサ１は、同一の基材２の一面上に歪み検知用光ファイバ３と温度補償用光ファイバ４とが併設された光ファイバセンサであって、前記歪み検知用光ファイバは、前記基材の一面上に固定されて配設され、前記温度補償用光ファイバが、前記歪み検知用光ファイバの直近において、前記基材の一面上に配設されており、前記基材、前記歪み検知用光ファイバ及び前記温度補償用光ファイバが、絶縁性フィルム８によりフォーミングされていることを特徴とする。【選択図】図１
2009109464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の基材の一面上に歪み検知用光ファイバと温度補償用光ファイバとが併設された光ファイバセンサであって、
前記歪み検知用光ファイバは、前記基材の一面上に固定されて配設され、
前記温度補償用光ファイバが、前記歪み検知用光ファイバの直近において、前記基材の一面上に配設されており、
前記基材、前記歪み検知用光ファイバ及び前記温度補償用光ファイバが、絶縁性フィルムによりフォーミングされていることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項２】
前記絶縁性フィルムが、前記基材の側面又は他面と側面に接着剤により固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバセンサ。
【請求項３】
前記温度補償用光ファイバが、中空構造を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバセンサ。
【請求項４】
歪み検知用光ファイバを基材の一面上に固定し、温度補償用光ファイバが前記歪み検知用光ファイバの直近となるように、該温度補償用光ファイバを前記基材の一面上に配設して、温度補償用光ファイバと歪み検知用光ファイバとを同一の基材上に併設する工程と、
前記基材、前記歪み検知用光ファイバ及び前記温度補償用光ファイバを、絶縁性フィルムでフォーミングする工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする光ファイバセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の変形に起因する歪み量を正確に検出することが可能な光ファイバセンサおよび該光ファイバセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物の変形に起因する歪みを検出することは、その構造物の安定性等を判断する上で非常に重要である。例えば、発電所、プラント等に配設された配管について、その歪みを検知することにより、配管減肉に伴う局部膨張箇所および膨張の度合いを特定することができ、重大事故の発生を未然に防止することができる。そして配管に限らず、その他様々な構造物についても歪みの検知により重要な情報を得ることができる。
【０００３】
従来、このような配管等の構造物の歪みを検知するセンサとして、例えば、光ファイバを利用したものが種々提案されている。これは、光ファイバの長手方向の歪み量の連続的な分布を高精度に観測できるものであり、非線形現象の一つであるブリルアンシフト散乱光の周波数シフト量が光ファイバの歪みに依存することを利用したものである。電気式センサが電源を必要とし、誘導電流等のノイズの影響を受け易く、その施工にもコストと手間を要するのに対し、このような光ファイバセンサは、これらの問題点を解決できるものとして注目されてきている。
【０００４】
光ファイバセンサは、測定対象の構造物に布設すれば、該測定対象物の歪みの発生に伴って自身にも歪みが生じるため、前述の原理にしたがって、容易に測定対象物の歪みを検出することが可能である。
しかしながら、光ファイバの歪みは、測定対象物の変形だけでなく、該光ファイバの温度変化によっても生じてしまう。例えば、測定対象物が熱膨張している場合、あるいは温度変化の大きい場所に測定対象物が設けられている場合には、該測定対象物の変形に起因する歪み量と、該測定対象物あるいは熱源から光ファイバに伝達される熱に起因する歪み量とを合わせたものが検出されてしまう。すなわち、熱に起因する歪み量がノイズとなってしまい、正確な歪み量の検出ができないのである。
【０００５】
この問題点を解決するものとして、歪みを検出する光ファイバと、測定対象物の変形に伴う歪みの影響を受けない温度補償用の光ファイバとを併設した光ファイバセンサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このような光ファイバセンサにおいて、周囲の温度変化に伴い外装被覆樹脂が膨張・伸縮を繰り返し、それに伴って温度補償用光ファイバの位置がずれていく可能性が高い。
【０００６】
歪み検知用光ファイバと温度補償價用光ファイバを用いた分布型センサにおいて、各測定ポイントごとに歪み検知と温度補償を行うことは非常に重要である。歪み検知ファイバは基材上に固定され、その基材も測定対象物に固定されている以上は、温度変化に対して付設位置がずれることはないが、温度補償ファイバの布設位置がずれた場合、各測定ポイントごとに正確な温度補償ができず、繰り返し温度サイクルが印加されるたびに温度補償誤差が大きくなる可能性が高い。
【０００７】
また、特許文献２に記載の光ファイバセンサでは、異種金属接触によるガルバニック腐食を回避するためにステンレス鋼と金属基材の間を絶縁体で遮蔽している。
しかしながら、基材面に対して腐食の保証は出来るものの、センサを測定対象物である配管にある程度の傾斜角をもって布設した場合、配管表面の凹凸の影響により、金属基材の側面が配管に直に接触する可能性もある。したがって、センサの長手方向に渡って完全に異種金属同士の接触を防ぎ、ガルバニック腐食を防止することは難しい。
【０００８】
また、前記特許文献１に記載の光ファイバセンサでは、温度補償用光ファイバが金属管で被覆されているが、ファイバの口出しを行う際、金属パイプのみを切断し、中のファイバを取り出す際に誤ってファイバごと切断する可能性がある。口出し余長部全てを切断してしまった場合、目的とする布設長を欠尺させてしまい、センサを再布設するという余計なコストがかかってしまう。また、パイプのみを切断出来たとしてもパイプを抜き取る際にファイバを引っ掛けて断線させる可能性が高い。
【特許文献１】特開２００１−２２８３７８号公報
【特許文献２】特開平６−２１２４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、基材が測定対象物に触れることを確実に防止し、測定対象物と基材とが異なる金属材料からなる場合でも、異種金属接触によるガルバニック腐食を確実に防止することが可能であるとともに、光ファイバを断線させることなく容易に口出しすることが可能な光ファイバセンサを提供することを第一の目的とする。
【００１０】
また、本発明は、基材が測定対象物に触れることを確実に防止し、測定対象物と基材とが異なる金属材料からなる場合でも、異種金属接触によるガルバニック腐食を確実に防止することが可能であるとともに、光ファイバを断線させることなく容易に口出しすることが可能な光ファイバセンサを、低コストで容易に製造することが可能な光ファイバセンサの製造方法を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に記載の光ファイバセンサは、同一の基材の一面上に歪み検知用光ファイバと温度補償用光ファイバとが併設された光ファイバセンサであって、前記歪み検知用光ファイバは、前記基材の一面上に固定されて配設され、前記温度補償用光ファイバが、前記歪み検知用光ファイバの直近において、前記基材の一面上に配設されており、前記基材、前記歪み検知用光ファイバ及び前記温度補償用光ファイバが、絶縁性フィルムによりフォーミングされていることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の光ファイバセンサは、請求項１において、前記絶縁性フィルムが、前記基材の側面又は他面と側面に接着剤により固定されていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の光ファイバセンサは、請求項１又は２において、前記温度補償用光ファイバが、中空構造を有していることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の光ファイバセンサの製造方法は、歪み検知用光ファイバを基材の一面上に固定し、温度補償用光ファイバが前記歪み検知用光ファイバの直近となるように、前記温度補償用光ファイバを前記基材の一面上に配設して、温度補償用光ファイバと歪み検知用光ファイバとを同一の基材上に併設する工程と、前記基材、前記歪み検知用光ファイバ及び前記温度補償用光ファイバを、絶縁性フィルムでフォーミングする工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光ファイバセンサは、同一の基材の一面上に歪み検知用光ファイバと温度補償用光ファイバとが併設された光ファイバセンサであって、前記基材、前記歪み検知用光ファイバ及び前記温度補償用光ファイバが、絶縁性フィルムによりフォーミングされている。
【００１３】
このような構成をとることで、基材の裏面だけでなく、側面および表面も絶縁することが可能となり、光ファイバセンサの長手方向にわたって全体を絶縁することが可能となる。このため、基材が測定対象物に触れることを確実に防止し、測定対象物と基材とが異なる金属材料からなる場合でも、異種金属接触によるガルバニック腐食を確実に防止することができる。また、本発明の光ファイバセンサは、汎用工具で容易に切り裂くことが可能であるため、光ファイバを断線させることなく容易に口出しすることが可能である。
【００１４】
また、本発明の光ファイバセンサの製造方法では、歪み検知用光ファイバを基材の一面上に固定し、温度補償用光ファイバが前記歪み検知用光ファイバの直近となるように、該温度補償用光ファイバを前記基材の一面上に配設して、温度補償用光ファイバと歪み検知用光ファイバとを同一の基材上に併設する工程と、前記基材、前記歪み検知用光ファイバ及び前記温度補償用光ファイバを、絶縁性フィルムでフォーミングする工程と、を少なくとも備えている。
【００１５】
これにより、本発明では、基材が測定対象物に触れることを確実に防止し、測定対象物と基材とが異なる金属材料からなる場合でも、異種金属接触によるガルバニック腐食を確実に防止することが可能であるとともに、光ファイバを断線させることなく容易に口出しすることが可能な光ファイバセンサを、低コストで容易に製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について図面を参照しながら詳しく説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に何ら限定されるものではない。また、以下において「歪み」とは、特に断りのない限り、「光ファイバの長手方向の歪み」を指すものとする。
【００１７】
図１は、本発明の光ファイバセンサ１の一例を示すものであり、（ａ）は光ファイバの長手方向に垂直な面で切断した時の斜視図であり、（ｂ）は断面図である。
この光ファイバセンサ１は、同一の基材２の一面２ａ上に歪み検知用光ファイバ３と温度補償用光ファイバ４とが併設された光ファイバセンサであって、前記歪み検知用光ファイバ３は、前記基材２の一面２ａ上に固定されて配設されている。また、前記温度補償用光ファイバ４が、前記歪み検知用光ファイバ３の直近において、前記基材２の一面２ａ上に配設されている。
【００１８】
このような構成をとることで、温度補償用光ファイバ４は、測定対象物と一体となって測定対象物の温度変化に起因する歪みのみを各測定ポイントごとに正確に抽出することが可能となる。これにより温度補償の誤差がなくなるので、その結果、歪み検知用光ファイバ３の検出値を温度補償用光ファイバ４の検出値で補正することで、純粋に測定対象物の変形、減肉等に起因する歪みのみを分布的に安定して検知することが可能となる。
【００１９】
そして本発明の光ファイバセンサ１は、前記基材２、前記歪み検知用光ファイバ３及び前記温度補償用光ファイバ４が、絶縁性フィルム８によりフォーミングされていることを特徴とする。
本発明の光ファイバセンサ１では、このような構成をとることで、基材２の裏面だけでなく、側面および表面も絶縁することが可能となり、光ファイバセンサ１の長手方向にわたって全体を絶縁することが可能となる。このため、配管等の測定対象物の表面状態によって、光ファイバセンサ１の布設状態や位置が変化した場合でも基材２が測定対象物に触れることを確実に防止し、測定対象物と基材２とが異なる金属材料からなる場合でも、異種金属接触によるガルバニック腐食を確実に防止することができる。
【００２０】
本発明において、基材２としては可撓性を有するものを用いることが好ましく、このような好ましいものとして、例えば、ステンレス等の各種金属、可撓性および耐熱性を有する各種樹脂等を挙げることができる。
また、基材２は、シート状の形状であることが好ましい。
【００２１】
歪み検知用光ファイバ３は、基材２上に耐熱性接着剤７により固定されて配設されている。したがって、歪み検知用光ファイパ３は、測定対象物の歪みに伴って一体となって歪みを生じるようになっている。
耐熱性接着剤７は、目的とする布設環境下での最高到達温度以上の耐熱温度を有していれば、特に限定されるものではなく、例えばポリエーテルスルホンやポリアリレート（長期耐熱温度１５０℃）、ポリエ−テルイミド（長期耐熱温度１７０℃）、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトンや全芳香族ポリエステル（長期耐熱温度２３０〜２４０℃）等が用いられる。また、その厚みも、光ファイバの固定を確保できるものであれば特に限定されるものではない。
【００２２】
そして本発明の光ファイバセンサ１は、前記基材２、前記歪み検知用光ファイバ３及び前記温度補償用光ファイバ４が、耐熱性の絶縁性フィルム８によりフォーミングされている。
絶縁性フィルム８により一括してフォーミングすることで、基材２の裏面だけでなく、側面および表面も絶縁することが可能となり、光ファイバセンサ１の長手方向にわたって全体を絶縁することが可能となる。このため、配管等の測定対象物の表面状態によって、光ファイバセンサ１の布設状態や位置が変化した場合でも基材２が測定対象物に触れることを確実に防止し、測定対象物と基材２とが異なる金属材料からなる場合でも、異種金属接触によるガルバニック腐食を確実に防止することができる。その結果、錆の発生を防止し、光ファイバセンサ１が測定物から剥離することを防ぐことができる。
【００２３】
絶縁性フィルム８は、目的とする布設環境下での最高到達温度以上の耐熱温度を有していれば、特に限定されるものではなく、例えばポリエーテルスルホンやポリアリレート（長期耐熱温度１５０℃）、ポリエ−テルイミド（長期耐熱温度１７０℃）、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトンや全芳香族ポリエステル（長期耐熱温度２３０〜２４０℃）等の材料からなるフィルムが用いられる。また、その厚みも、光ファイバの保護、絶縁を確保できるものであれば特に限定されるものではない。
【００２４】
絶縁性フィルム８は、前記基材２の側面２ｂ又は他面２ｃと側面２ｂに耐熱性接着剤９により固定されている。これにより基材２とフィルムとの界面においてズレが生じるのを防止することができる。また、絶縁性フィルム８は、幅方向において両端部が重ね合わせられ、耐熱性接着剤１０により接着されている。
また、絶縁性フィルム８は手で引き裂くことは困難だが、鋏やカミソリ、ニッパ等の汎用工具で容易に切り裂くことが可能であるため、このような絶縁性フィルム８によりフォーミングした本発明の光ファイバセンサ１は、温度補償用光ファイバ４を断線させることなく容易に口出しすることが可能である。
【００２５】
また、絶縁性フィルム８は、歪み検出用光ファイバ及び温度補償用光ファイバ４の保護材としても機能するため、センサ布設後にセンサ表面に触れた場合でもファイバに外傷を与えることはなく、ロス増をはじめとする歪み計測に影響を与える要因を排除することができる。また、センサ布設後に別個にセンサ保護部材を設ける必要がなくなり、材料コストや布設時間を削減することができる。
【００２６】
また、温度補償用光ファイバ４は、フォーミングにより基材２と絶縁性フィルム８との間に形成される空間部２０に配されている。温度補償用光ファイバ４は、基材２表面には固着されていない。すなわち、温度補償用光ファイバ４は、中空状態とされた絶縁性フィルム８の内側で、その長手方向に沿って、温度変化に応じて伸縮可能（以下、ルースと略記することがある）となっている。
【００２７】
したがって、該温度補償用光ファイバ４は、基材２上に配設されながらも、基材２にはその長手方向に沿って固定されてはいないことになる。すなわち、温度補償用光ファイバ４は、測定対象物の歪みには影響されることが無く、測定対象物の歪みは検出せずに、該温度補償用光ファイバ４自身の温度変化に伴う伸縮による歪みのみを検出できるようになっている。
【００２８】
このように、温度補償用光ファイバ４を中空構造とすることで、温度補償用光ファイバ４には周囲の応力による歪みが全く加わらない状態とすることが出来る。その結果、温度補償用光ファイバ４は、温度変化による歪み、すなわちブリルアン周波数シフトと光ファイバ自体の線膨張に起因する歪みのみを検出することができる。この歪み量は温度変化に対して線形に変化するものであるため、計測した歪み量から温度を正確に求めることが可能となる。
【００２９】
また、温度補償用光ファイバ４は、図２に示すように、その外周上において、耐熱性繊維５で被覆されていてもよい。
このとき、該繊維５は、温度補償用光ファイバ４の外周４１表面においては、該光ファイバ４の長手方向への伸縮を妨げないように隙間無く添えられているだけである。すなわち、温度補償用光ファイバ４は、その長手方向に沿って、被覆繊維層５０の内側で、温度変化に応じて伸縮可能（ルース）となっている。これにより、温度補償用光ファイバ４は、測定対象物の歪みには影響されることが無く、測定対象物の歪みは検出せずに、該温度補償用光ファイバ４自身の温度変化に伴う伸縮による歪みのみを検出できる。
【００３０】
耐熱性繊維５の材質は、耐熱性を有するものであれば特に限定されないが、適度な柔軟性をあわせ持つものが好ましく、このような好ましい材質としては、例えば、アラミド繊維およびガラス繊維等を挙げることができる。そして、アラミド繊維およびガラス繊維からなる群から選ばれるー種以上を耐熱性繊維５として用いることが好ましい。このような耐熱性繊維を用いることにより、本発明の光ファイバセンサ１を、例えば、数百℃という極めて高温の環境下においても用いることができる。
【００３１】
耐熱性繊維５の、温度補償用光ファイバ４への被覆のさせ方は、前述のように被覆繊維層５０の内側で温度補償用光ファイバ４がルースであれば特に限定されない。ただし、製造が容易であることから、該繊維５を温度補償用光ファイバ４の長手方向に外周４１上に沿わせる方法（以下、縦添えと略記する）、または、該繊維５を外周４１上でコイル状に巻く方法（以下、横巻きと略記する）が好ましい。横巻きする場合には、コイルのピッチ等は特に限定されない。
【００３２】
本発明の光ファイバセンサ１は、基材２を布設面として測定対象物に布設して用いる。測定対象物が変形して歪みを生じると、光ファイバセンサ１も一体的に歪みを生じるので、この時の歪みを検出する。歪みの検出は、例えば、光ファイバにブリルアン散乱光の観測用の光パルス試験器（いわゆるＢＯＴＤＲ）を接続し、光パルス試験器を用いて光ファイバの光試験を行ってブリルアン散乱光を観測することで行う。具体的には、光ファイバに試験光を入射すると、該光ファイバの長手方向に歪みが生じている場合には、後方散乱光の一つであるブリルアン散乱光を生じ、放ブリルアン散乱光の波長は入射した試験光の波長からずれているため、この周波数シフト量から放光ファイバの歪み量を検出することができる。また、試験光入射後に、ブリルアン散乱光が前記光パルス試験器で受光、観測されるまでの時間（戻り時間）を検知することにより、光ファイバに歪みが生じている位置の概略を把握することができる。
【００３３】
しかし、光ファイバに温度変化が生じると、該光ファイバで実際に検出される歪み量は、測定対象物の歪み量と、光ファイバの温度変化に伴って生じる光ファイバ自身の歪み量とを合わせたものとなってしまう。
本発明の光ファイバセンサ１では、歪み検知用光ファイバ３で検出した歪み量から、温度補償用光ファイバ４で検出した歪み量を差し引くことにより、高精度に測定対象物の歪み量を測定することができる。すなわち、前述の通り、温度補償用光ファイバ４は、中空の絶縁性フィルム８の内側ではルースになっている。これにより測定対象物の歪みに伴って自身が歪みを生じることが無く、該温度補償用光ファイバ４自身の温度変化に伴う伸縮による歪み量のみを検出する。したがって、測定対象物の歪みに伴う歪み量と自身の温度変化に伴う自身の伸縮による歪み量との総和を検出する歪み検知用光ファイバ３の歪み量検出値から、前記温度補償用光ファイバ４の歪み量検出値を差し引けば、測定対象物の歪み量を正確に測定できる訳である。
【００３４】
このような温度の影響の補正は、具体的には、以下のようにして行う。すなわち、温度補償用光ファイバ４の光試験データから、ブリルアン散乱光の入射光に対する周波数の温度変化によるシフト量を求め、該シフト量を、歪み検知用光ファイバ３の光試験によって検出されたブリルアン散乱光の周波数のシフト量から差し引くことで、歪み検知用光ファイバ３の測定対象物の歪みに起因するブリルアン散乱光の周波数のシフト量を求めることができる。
【００３５】
あるいは、温度補償用光ファイバ４への入射光のラマン散乱光の後方散乱光を光パルス試験器で受光検出したデータから、ブリルアン散乱光の検出データを補正する手法を採用しても良い。温度補償月光ファイバ４への光の入射により検出されるラマン散乱光の後方散乱光は、該温度補償用光ファイバ４の温度によって強度が変化するので、検出されるラマン散乱光の後方散乱光の強度は、該温度補償用光ファイバ４の部分的な温度の違いに対応して異なる。そして、検出波形（ストークス光と反ストークス光のＯＴＤＲ波形）の散乱強度から両者の強度比をとり、所定の理論式から温度を求めれば良い。
【００３６】
このようにして、光ファイバの歪み量および歪み位置を検出することで、測定対象物の歪み量および歪み位置を特定することができる。
また、本発明の光ファイバセンサ１は、構造が簡便なので低コストで容易に製造することができ、測定対象物に布設するだけで良く、歪み量の測定も簡便に行うことができる。
【００３７】
また、本発明の光ファイバセンサ１は構造が簡便であるので、歪み検知用光ファイバ３および／または温度補償用光プァイバ４を、同一の基材２上に複数配設して光ファイバセンサ１としても良い。このように歪みの検出点を複数設けることで、測定対象物の歪み検出の精度をより向上させることができる。
【００３８】
以下、本発明の光ファイバセンサ１の製造方法について説明する。
本発明の光ファイバセンサ１の製造方法は、歪み検知用光ファイバ３を基材２の一面２ａ上に固定し、温度補償用光ファイバ４が前記歪み検知用光ファイバ３の直近となるように、該温度補償用光ファイバ４を前記基材２の一面２ａ上に配設して、温度補償用光ファイバ４と歪み検知用光ファイバ３とを同一の基材２上に併設する工程と、前記基材２、前記歪み検知用光ファイバ３及び前記温度補償用光ファイバ４を、絶縁性フィルム８でフォーミングする工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【００３９】
これにより、本発明では、基材２が測定対象物に触れることを確実に防止し、測定対象物と基材２とが異なる金属材料からなる場合でも、異種金属接触によるガルバニック腐食を確実に防止することが可能であるとともに、光ファイバを断線させることなく容易に口出しすることが可能な光ファイバセンサ１を、低コストで容易に製造することが可能である。
【００４０】
図３は、光ファイバセンサ１の製造工程の一例を示す工程図である。なお、図３においては、図１および２で説明したものと同一のものを指す場合には、図１および２で用いた符号をそのまま用いており、これらについての詳細な説明は省略する。
【００４１】
ロール状に巻かれた基材２および歪み検知用光ファイバ３を、基材２上に歪み検知用光ファイバ３が添えられた状態で同時に接着剤塗布器３０内に導入する。そして接着剤塗布器３０内で熱硬化性樹脂（すなわち耐熱性接着剤７）の単量体を含有する溶液をこれらに同時に塗布して、基材２及び歪み検知用光ファイバ３の表面を一括して前記溶液で覆う。
【００４２】
続いて、前記溶液を塗布された、基材２および歪み検知用光ファイバ３を加熱炉３１へ同時に導入する。該加熱炉３１の内部は、前記単量体が硬化するために必要な温度以上の温度に設定されており、該加熱炉３１の出口からは、歪み検知用光ファイバ３が基材２上に固定されたものが引き出される。
【００４３】
続いて、歪み検知用光ファイバ３が固定された基材２を接着剤塗布器３２内に導入する。また、ロール状に巻かれた温度補償用光ファイバ４、被覆繊維層５０を形成するための耐熱性繊維５および絶縁性フィルム８も、同時に接着剤塗布器３２内に導入する。このとき、温度補償用光ファイバ４の外周４１上に耐熱性繊維５が縦添えされる。この際、温度補償用光ファイバ４の外周表面が耐熱性繊維５で隙間無く添えられるように、被覆繊維層と温度補償用光ファイバ４との間の引抜き強力を調整する。
【００４４】
そして、耐熱性繊維５で被覆された温度補償用光ファイバ４を、基材２の一面２ａ上で歪み検知用光ファイバ３の直近に添えるとともに、接着剤塗布器３２内で、基材２の側面２ｂ又は他面２ｃと側面２ｂに熱硬化性樹脂（すなわち耐熱性接着剤９）の単量体を含有する溶液を塗布して、基材２の側面２ｂ又は他面２ｃと側面２ｂを前記溶液で覆う。また、絶縁性フィルム８の幅方向の端部に、前記溶液を塗布する（図４（ａ）参照）。
【００４５】
続いて、前記溶液が塗布された前記基材２及び絶縁性フィルム８をフォーミング装置３３に導入する。そして、前記溶液を塗布された基材２、歪み検知用光ファイバ３及び温度補償用光ファイバ４の表面を一括して絶縁性フィルム８で覆う。絶縁性フィルム８の幅方向の端部を重ね合わせる（図４（ｂ）参照）。
【００４６】
続いて、絶縁性フィルム８で覆われた、基材２および歪み検知用光ファイバ３及び温度補償用光ファイバ４を加熱炉３４へ同時に導入する。該加熱炉３４の内部は、前記単量体が硬化するために必要な温度以上の温度に設定されており、該加熱炉３４の出口からは、基材２、歪み検知用光ファイバ３及び温度補償用光ファイバ４が、絶縁性フィルム８でフォーミングされたものが引き出される。これは、その後の引取までの間に耐熱性接着剤９，１０である熱硬化性樹脂の硬化が完了して本発明の光ファイバセンサ１となり、最後にロール状に巻き取られる（図４（ｃ）参照）。
【００４７】
本発明では、絶縁性フィルムでフォーミングすることで、センサの長手方向にわたって全体を絶縁することが可能となる。これにより別途材料が不要となるとともに、製造工程を簡略化することができ、低コストで製造することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、具体的実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
基材にＳＵＳ３０４およびＳＵＳ４３０、歪み検知用光ファイバ及び温度補償用光ファイバに耐熱性コーティングを施したものを用いた。耐熱性フィルムとしてポリイミドフィルムを使用した。
図３に示したような製造ラインにて、上述したような本発明の光ファイバセンサを試作した。
この光ファイバセンサを室温２５℃環境下において、鉄製の配管に螺旋状に巻き付け、耐熱性接着剤としてポリイミドを使用して固定した。
【００４９】
このようにして作製した配管試験片をオーブン内に入れ、温度を２５℃、１００℃、２００℃、３００℃と加温して行った際の各温度での歪み量を測定した。さらに、配管上に耐熱歪みゲージを固定し、歪みゲージでの測定値との比較を行った。その結果を表１に示す。ここで、配管歪みとは、歪み検知用光ファイバの測定値から温度補償用光ファイバの測定値を引き算した値である。また、１［με］は、１×１０−４［％］を意味する。
【００５０】
【表１】
2009109464.tif 000003
【００５１】
表１から明らかなように、本発明の光ファイバセンサにより検知した配管歪み（歪み検知ファイバでの歪み測定値−温度検知用光ファイバでの歪み測定値）は、歪みゲージの値に対してほぼ同程度の検知レベルを有しており、非常に高精度に配管の歪みを測定可能であることが確認された。
この後、配管試験片に対し、さらに２５〜３００℃のヒートサイクルを５サイクル印加したが、歪み測定値の低下は認められず、測定再現性も非常に良好であった。
【００５２】
次に、前述したものと同様の配管試験片を使用し、機器による絶縁抵抗測定を実施して光ファイバセンサが絶縁されているかどうかを確認した。その結果、今回試作した光ファイバセンサが完全に絶縁されていることを確認した。したがって、測定対象物とセンサ基材とが異なる金属材料でも、異種金属接触によるガルバニック腐食を防止できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の光ファイバセンサ及びその製造方法は、発電所、プラント等に配設された配管をはじめとする、極めて高温の環境下における各種構造物の歪みの測定に用いられる光ファイバセンサ及びその製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る光ファイバセンサの一例を示す斜視図及び断面図である。
【図２】本発明に係る光ファイバセンサを構成する温度補償用光ファイバが、耐熱性繊維で被覆されている様子を示す拡大縦断面図である。
【図３】本発明に係る光ファイバセンサの製造工程の一例を示す工程図である。
【図４】基材、温度補償用光ファイバ及び歪み検知用光ファイバを絶縁性フィルムでフォーミングする工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  光ファイバセンサ、２  基材、３  歪み検知用光ファイバ、４  温度補償用光ファイバ、５  耐熱性繊維、７，９，１０  耐熱性接着剤、８  絶縁性フィルム。
【図１】
2009109464.tif 000004
【図２】
2009109464.tif 000005
【図３】
2009109464.tif 000006
【図４】
2009109464.tif 000007