(57)【要約】【課題】温度補償の誤差をなくし、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であるとともに、光ファイバを外的応力による外傷から保護し、歪み計測に支障を与えることがなく、さらに、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１Ａ（１）は、同一の基材２上に歪み検知用の第一光ファイバ３と、温度補償用の第二光ファイバ４とが併設された光ファイバセンサであって、前記第一光ファイバは、前記基材上に固定されて配設され、前記第二光ファイバが、前記第一光ファイバの直近において、前記基材上に形成された空隙部５Ａの内部に配設されていることを特徴とする。【選択図】図１
2009128009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の基材上に歪み検知用の第一光ファイバと、温度補償用の第二光ファイバとが併設された光ファイバセンサであって、
前記第一光ファイバは、前記基材上に固定されて配設され、
前記第二光ファイバが、前記第一光ファイバの直近において、前記基材上に形成された空隙部の内部に配設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】
前記第二光ファイバを挟むように、前記第一光ファイバが複数、前記基材上に配設され、
前記第一光ファイバの軸心方向から見て、各々の第一光ファイバの頂部を跨ぐように蓋体が配設されており、
前記空隙部は、前記基材、前記第一光ファイバ及び前記蓋体によって形成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】
前記空隙部は、前記基材の一部が、前記第二光ファイバに沿って該第二光ファイバの外周を覆うように巻き付くことによって形成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４】
前記基材の一面と、巻き付いた該基材の一部の端部とは接しているか、又はそれらの間の隙間が、前記第二光ファイバの径よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバセンサ。
【請求項５】
前記第二光ファイバは、空隙部を有するパイプ状のフォーミング材によりフォーミング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６】
前記フオーミング材の合わせ目が、前記基材と接していることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバセンサ。
【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）。
【０００６】
歪み検知用の第一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。すなわち、特許文献１等に記載されている光ファイバセンサは、検出した歪み量から、温度補償用の第二光ファイバで検出した温度変化による歪み量を差し引いて補正することで、より正確な測定対象物の歪み量を検出しようとするものである。
【０００７】
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の第二光ファイバの位置がずれていく可能性が高い。歪み検知用の第一光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、温度補償用の第二光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。
【０００８】
また、これらの光ファイバセンサは、温補償用の光ファイバが極めて高温（例えば数百℃程度）の環境下で使用されることを考慮されたものではなく、使用環境が制限され、その検出精度にも限界があるという問題点があった。
【０００９】
また、前記特許文献１に記載の光ファイバセンサでは、温度補償用の第二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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、温度補償の誤差をなくし、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であるとともに、光ファイバを外的応力による外傷から保護し、歪み計測に支障を与えることがなく、さらに、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、同一の基材上に歪み検知用の第一光ファイバと、温度補償用の第二光ファイバとが併設された光ファイバセンサであって、前記第一光ファイバは、前記基材上に固定されて配設され、前記第二光ファイバが、前記第一光ファイバの直近において、前記基材上に形成された空隙部の内部に配設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、前記第二光ファイバを挟むように、前記第一光ファイバが複数、前記基材上に配設され、前記第一光ファイバの軸心方向から見て、各々の第一光ファイバの頂部を跨ぐように蓋体が配設されており、前記空隙部は、前記基材、前記第一光ファイバ及び前記蓋体によって形成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において、前記空隙部は、前記基材の一部が、前記第二光ファイバに沿って該第二光ファイバの外周を覆うように巻き付くことによって形成され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は、請求項３において、前記基材の一面と、巻き付いた該基材の一部の端部とは接しているか、又はそれらの間の隙間が、前記第二光ファイバの径よりも小さいことを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の光ファイバセンサは、請求項１において、前記第二光ファイバは、空隙部を有するパイプ状のフォーミング材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６に記載の光ファイバセンサは、請求項５において、前記フオーミング材の合わせ目が、前記基材と接していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光ファイバセンサは、同一の基材上に歪み検知用の第一光ファイバと温度補償用の第二光ファイバとが併設され、前記温度補償用の第二光ファイバが、前記歪み検知用の第一光ファイバの直近において、前記基材上に形成された空隙部の内部に配設されていることを特徴とする。
【００１３】
このような構成をとることで、温度補償用の第二光ファイバは、基材上に配設されながらも、基材には固定されてはいないので、温度補償用の第二光ファイバは、測定対象物の歪みには影響されない。すなわち、測定対象物の歪みは検出せずに、該温度補償用の第二光ファイバ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。これにより温度補償の誤差がなくなるので、その結果、歪み検知用の第一光ファイバの検出値を温度補償用の第二光ファイバ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。また、本発明の光ファイバセンサは、光ファイバを空隙部の内部に配することで、光ファイバを外的応力による外傷から保護することができ、歪み計測に支障を与えることがない。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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る半導体装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
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。
【００１６】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の光ファイバセンサ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。
本発明の光ファイバセンサ１は、同一の基材２上に歪み検知用の第一光ファイバ３と、温度補償用の第二光ファイバ４とが併設された光ファイバセンサであって、第一光ファイバ３は、基材２上に固定されて配設され、第二光ファイバ４が、第一光ファイバ３の直近において、基材２上に形成された空隙部５の内部に配設されていることを特徴とする。
【００１７】
このような構成をとることで、第二光ファイバ４は、基材２上に配設されながらも、基材２には固定されてはいないので、第二光ファイバ４は、測定対象物の歪みには影響されない。すなわち、測定対象物の歪みは検出せずに、第二光ファイバ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。これにより温度補償の誤差がなくなるので、その結果、第一光ファイバ３の検出値を第二光ファイバ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。
【００１８】
特に、本実施形態の光ファイバセンサ１Ａ（１）では、第二光ファイバ４を挟むように、第一光ファイバ３が複数、基材２上に配設され、第一光ファイバ３の軸心方向から見て、各々の第一光ファイバ３の頂部を跨ぐように蓋体６が配設されており、空隙部５Ａは、基材２、第一光ファイバ３及び蓋体６によって形成されている。
【００１９】
本実施形態では、基材２上に配した複数の第一光ファイバの間に第二光ファイバ４を配設し、フィルム等の薄い蓋体６で各々の第一光ファイバ３の頂部を跨ぐように蓋をして、さらにその上から固定剤８を塗布した構造とした。複数の第一ファイバの上に蓋をすることで、基材２、第一光ファイバ３及び蓋体６にセンサ長手方向にわたって空隙部５Ａが形成される。そして第二ファイバを空隙部５Ａの中に配設している。
【００２０】
このように、第二光ファイバ４はセンサ長手方向にわたって存在する空隙部５Ａの中に配され、且つ、蓋体６で保護されることで第二光ファイバ４が外適応力により外傷が与えられないように保護することができ、歪み計測に支障をきたすことがなくなる。
【００２１】
また、光ファイバセンサ１Ａでは、基材２をファイバが配された方向とは逆に曲げることで基材２と第一光ファイバ３を分離可能であり、それと同時に空隙部５Ａの内部に配された第二光ファイバ４も口出しされることになる。また、蓋体６は鋏、カミソリ、ニッパ等の汎用工具で切り込みを入れることで容易に引き裂くことが出来、ファイバを容易に口出し可能である。第二光ファイバ４には配管膨張による伸び歪分以上の余長を持たせているため、伸び歪が印加されることはない。
【００２２】
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。
【００２３】
第一光ファイバ３は、基材２上に固定剤７により固定されて配設されている。したがって、第一光ファイパ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。
固定剤７としては、熱硬化性樹脂等の樹脂フォームを用いることが好ましい。このような樹脂フォームとしては従来公知のものを用いれば良く、特に限定されない。
【００２４】
蓋体６は、耐熱性フィルムを用いることが好ましい。
耐熱性フィルムは、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。
【００２５】
また、耐熱性フィルム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、このような耐熱性フィルムを用いた本発明の光ファイバセンサ１Ａは、温度補償用の第二光ファイバ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。
【００２６】
また、耐熱性フィルムは、第一光ファイバ３及び第二光ファイバ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。
【００２７】
そして、第二光ファイバ４は、上述したように、基材２上に形成された空隙部５（本実施形態において、空隙部５は、基材２、第一光ファイバ３及び前記蓋体６によって形成されている。）に配されている。第二光ファイバ４は、基材２表面には固着されていない。すなわち、第二光ファイバ４は、空隙部５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。
【００２８】
したがって、第二光ファイバ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、第二光ファイバ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、第二光ファイバ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。
【００２９】
このように、第二光ファイバ４を空隙部５Ａの内部に配することで、第二光ファイバ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、第二光ファイバ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。
【００３０】
そして光ファイバセンサ１Ａでは、第一光ファイバ３、蓋体６を覆うように固定剤８が塗布されている。
固定剤８としては、熱硬化性樹脂等の樹脂フォームを用いることが好ましい。このような樹脂フォームとしては従来公知のものを用いれば良く、特に限定されない。
【００３１】
本発明の光ファイバセンサ１Ａ（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。
【００３２】
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、第一光ファイバ３で検出した歪み量から、第二光ファイバ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、第二光ファイバ４は、空隙部５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、第二光ファイバ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第一光ファイバ３の歪み量検出値から、第二光ファイバ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。
【００３３】
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、第二光ファイバ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、第一光ファイバ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、第一光ファイバ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。
【００３４】
あるいは、第二光ファイバ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。第二光ファイバ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、該第二光ファイバ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、該第二光ファイバ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［Optical Time Domain Reflectometer］ 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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、第一光ファイバ３および／または第二光プァイバ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。
【００３７】
以下、本実施形態の光ファイバセンサ１Ａの製造方法について説明する。
図２は、光ファイバセンサ１Ａの製造工程の一例を示す工程図である。なお、図２においては、図１で説明したものと同一のものを指す場合には、図１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。
【００３８】
ロール状に巻かれた、複数（ここでは２つ）の第一光ファイバ３を、同時に固定剤塗布器３０内に導入する。固定剤塗布器３０内で熱硬化性樹脂（すなわち固定剤７）の単量体を含有する溶液をこれらに同時に塗布して、第一光ファイバ３の表面を一括して前記溶液で覆う。
【００３９】
続いて、前記溶液を塗布された第一光ファイバ３を、基材２上に添えた状態で加熱炉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、第一光ファイバ３が基材２上に固定されたものが引き出される。
【００４０】
続いて、ロール状に巻かれた第二光ファイバ４を、第一光ファイバ３の間に配する［図２（ｂ）参照］。
そして、各々の第一光ファイバ３の頂部を跨ぐように蓋体６を配設するとともに［図２（ｃ）参照］、固定剤塗布器３２内で、蓋体及び第一光ファイバ３上に熱硬化性樹脂（固定剤８）の単量体を含有する溶液を塗布して、基材２、蓋体６及び第一光ファイバ３を前記溶液で覆う［図４（ａ）参照］。
【００４１】
続いて、前記溶液で覆われた、基材２、第一光ファイバ３、第二光ファイバ４及び蓋体６を加熱炉３３へ同時に導入する。該加熱炉３３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３３の出口からは、基材２上に、第一光ファイバ３及び第二光ファイバ４が併設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固定剤８である熱硬化性樹脂の硬化が完了して本実施形態の光ファイバセンサ１Ａとなり、最後にロール状に巻き取られる［図２（ｃ）参照］。
【００４２】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
図３は、本発明の光ファイバセンサの第二実施形態を示すものであり、（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。
なお、上述した第一実施形態と同様の部分については同じ符号を付けるとともに、その詳細な説明については省略する。
【００４３】
本実施形態の光ファイバセンサ１Ｂ（１）は、同一の基材２上に歪み検知用の第一光ファイバ３と、温度補償用の第二光ファイバ４とが併設された光ファイバセンサ１であって、第一光ファイバ３は、基材２上に固定されて配設され、第二光ファイバ４が、第一光ファイバ３の直近において、基材２上に形成された空隙部５Ｂの内部に配設されている。
【００４４】
特に、本実施形態の光ファイバセンサ１は、空隙部５Ｂは、基材２の一部２ａが、第二光ファイバ４に沿って第二光ファイバ４の外周を覆うように巻き付くことによって形成されている。
すなわち、本実施形態の光ファイバセンサ１は、基材２の一部２ａを折り曲げることで空隙部５Ｂを形成し、その空隙部５Ｂの中に第二光ファイバ４を配した構造である。
【００４５】
このように、第二光ファイバ４ファイバはセンサ長手方向にわたって存在する空隙部５Ｂの中に配され、且つ、基材２の一部で保護されることで第二光ファイバ４が外適応力により外傷が与えられないように保護することができ、歪み計測に支障をきたすことがなくなる。
【００４６】
折り曲げた基材２の一部の端部２ｂは、基材２の一面と接触していても構わないし、隙間が開いていても構わない。ただし、隙間の大きさは第二光ファイバ４の径よりも小さいものとする。これにより、第二光ファイバ４が空隙部５Ｂより飛び出すことは無く、長手方向に亘って確実に保護することができる。基材２の一部の端部２ｂは、固定剤１０により基材２の一面に固定されていてもよい。
【００４７】
また、折り曲げた基材２の一部の端部２ｂは、基材２に対して隙間があるか接触しているだけなので、ここを基点に容易に開放することが可能である。これにより光ファイバを容易に口出し可能である。第二光ファイバ４には配管膨張による伸び歪分以上の余長を持たせているため、伸び歪が印加されることはない。
【００４８】
このような構成の光ファイバセンサ１Ｂ（１）では、第二光ファイバ４は、基材２上に配設されながらも、基材２には固定されてはいないので、第二光ファイバ４は、測定対象物の歪みには影響されない。すなわち、測定対象物の歪みは検出せずに、第二光ファイバ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。これにより温度補償の誤差がなくなるので、その結果、第一光ファイバ３の検出値を第二光ファイバ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。
【００４９】
以下、本実施形態の光ファイバセンサ１Ｂ（１）の製造方法について説明する。
図４は、光ファイバセンサ１Ｂ（１）の製造工程の一例を示す工程図である。なお、図４においては、図３で説明したものと同一のものを指す場合には、図３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。
【００５０】
ロール状に巻かれた基材２および温度補償用の第二光ファイバ４を、基材２上に温度補償用の第二光ファイバ４が添えられた状態で同時に固定剤塗布器４０内に導入する。そして固定剤塗布器４０内で熱硬化性樹脂（すなわち固定剤１０）の単量体を含有する溶液を基材２上の一部に塗布する［図４（ｂ）参照］。
【００５１】
続いて、前記溶液を塗布された基材２、第二光ファイバ４を基材加工器４１へ同時に導入する。そして基材加工器４１内で、基材２の一部２ａを、第二光ファイバ４に沿って第二光ファイバ４の外周を覆うように巻き付け、折り曲げ加工する。このとき、基材２の一部２ａと第二光ファイバ４との間には空隙部５Ｂを有するようにする。
【００５２】
続いて、一部が折り曲げ加工された基材２及び温度補償用の第二光ファイバ４を加熱炉４２へ同時に導入する。加熱炉４２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、加熱炉４２の出口からは、折り曲げ加工された基材２の一部の端部２ｂが、固定剤１０により基材２の一面上に固定されたものが引き出される［図４（ｃ）参照］。
【００５３】
続いて、ロール状に巻かれた歪み検知用の第一光ファイバ３を、基材２上に歪み検知用の第一光ファイバ３が添えられた状態で同時に固定剤塗布器４３内に導入する。
そして、固定剤塗布器４３内で、歪み検知用の第一光ファイバ３に熱硬化性樹脂（すなわち固定剤９）の単量体を含有する溶液を塗布して、歪み検知用の第一光ファイバ３を前記溶液で覆う［図４（ａ）参照］。
【００５４】
続いて、基材２、前記溶液で覆われた歪み検知用の第一光ファイバ３及び温度補償用の第二光ファイバ４を加熱炉４４へ同時に導入する。加熱炉４４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、加熱炉４４の出口からは、基材２上に、歪み検知用の第一光ファイバ３及び温度補償用の第二光ファイバ４が併設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固定剤７である熱硬化性樹脂の硬化が完了して本実施形態の光ファイバセンサ１Ｂとなり、最後にロール状に巻き取られる［図４（ｃ）参照］。
【００５５】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
図５は、本発明の光ファイバセンサの第三実施形態を示すものであり、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る。
なお、上述した第一実施形態と同様の部分については同じ符号を付けるとともに、その詳細な説明については省略する。
【００５６】
本実施形態の光ファイバセンサ１Ｃ（１）は、同一の基材２上に歪み検知用の第一光ファイバ３と、温度補償用の第二光ファイバ４とが併設された光ファイバセンサであって、歪み検知用の第一光ファイバ３は、基材２上に固定されて配設され、温度補償用の第二光ファイバ４が、歪み検知用の第一光ファイバ３の直近において、基材２上に形成された空隙部５Ｃの内部に配設されている。
【００５７】
特に、本実施形態の光ファイバセンサ１Ｃは、第二光ファイバ４は空隙部５Ｃを有するパイプ状のフォーミング材２０によりフォーミングされている。
すなわち、本実施形態の光ファイバセンサ１は、空隙部５Ｃを有するパイプ状のフォーミング材２０の中に第二光ファイバ４を配した構造である。
【００５８】
このように、第二光ファイバ４ファイバはセンサ長手方向にわたって存在する空隙部５Ｃの中に配されることで第二光ファイバ４が外適応力により外傷が与えられないように保護することができ、歪み計測に支障をきたすことがなくなる。
【００５９】
フォーミング材２０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、例えば各種金属の他、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。
【００６０】
フォーミング材２０は中空のパイプ形状を有し、フォーミング材２０は固定剤２１により基材２に対して長手方向に渡って固定されている。光ファイバセンサ１Ｃは、測定対象物である配管に螺旋状に布設するため、熱膨張による伸び歪みは、主に光ファイバの径方向に加わることになる。第二光ファイバ４には配管膨張による伸び歪み分以上の余長を持たせているため、第二光ファイバ４には伸び歪みが印加されることはない。
【００６１】
このように、第二光ファイバ４を空隙部５Ｃの内部に配することで、第二光ファイバ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、第二光ファイバ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。
【００６２】
また、フォーミング材２０の合わせ目２０ａは、基材２面に長手方向に渡って接している。これにより基材２をファイバが配された方向とは逆に曲げることで基材２と第一光ファイバ３を分離した際、第二光ファイバ４を保護したフォーミング材２０の合わせ目２０ａも外部に露出することになる。したがって、この外部に露出した合わせ目２０ａを開放することで容易に光ファイバを口出し可能となる。また、フオーミング材２０の合わせ日が基材２に接するようにすることで、合わせ目から固定剤２１が内部に侵入することがなく、第二光ファイバ４を長手方向に亘って確実に保護することができる。
【００６３】
以下、本実施形態の光ファイバセンサ１Ｃの製造方法について説明する。
図６は、光ファイバセンサ１Ｃの製造工程の一例を示す工程図である。なお、図６においては、図５で説明したものと同一のものを指す場合には、図５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。
【００６４】
ロール状に巻かれた第二光ファイバ４およびフォーミング材２０を、同時にフォーミング加工器５０内に導入する。このとき、第二光ファイバ４の外周４１上にフォーミング材２０が縦添えされる。この際、フォーミング材２０と第二光ファイバ４との間には空隙部５Ｃを有するようにする［図６（ｂ）〜（ｄ）参照］。
【００６５】
続いて、ロール状に巻かれた基材２、第一光ファイバ３及びフォーミングされた第二光ファイバ４を、基材２上に第一光ファイバ３及び第二光ファイバ４が添えられた状態で同時に固定剤塗布器５１内に導入する。そして固定剤塗布器５１内で熱硬化性樹脂（すなわち固定剤７，２１）の単量体を含有する溶液を塗布して、第一光ファイバ３及びフォーミング材２０を前記溶液で覆う。
【００６６】
続いて、前記溶液が塗布された第一光ファイバ３及びフォーミングされた第二光ファイバ４を、基材２上に添えられた状態で同時に加熱炉５２へ導入する。該加熱炉５２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５２の出口からは、基材２上に溶液が塗布された第一光ファイバ３及びフォーミングされた温度補償用の第二光ファイバ４が併設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固定剤７，２１である熱硬化性樹脂の硬化が完了して本実施形態の光ファイバセンサ１Ｃとなり、最後にロール状に巻き取られる［図６（ｅ）参照］。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の光ファイバセンサは、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】
【００６８】
【図１】本発明の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】図１に示す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３】本発明の光ファイバセンサの他の一例を示す斜視図及び断面図である。
【図４】図３に示す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５】本発明の光ファイバセンサの他の一例を示す斜視図及び断面図である。
【図６】図５に示す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。
【符号の説明】
【００６９】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  光ファイバセンサ、２  基材、３  歪み検知用の第一光ファイバ、４  温度補償用の第二光ファイバ、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ  空隙部、６  蓋体、７，８，１０，２１  固定剤、２０  フォーミング材。
【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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