(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物における歪みを検知するために、該測定対象物上に固定して用いられる光ケーブルであって、
光ファイバ心線と抗張力体がシースで一括的に被覆されており、前記シース内に無機材料からなる固体粒子が混入されていることを特徴とする歪み検知用光ケーブル。
【請求項２】
前記固体粒子の平均粒子径が５μｍ以上５００μｍ以下であり、前記シース内における前記固体粒子の混入量が体積比で１％以上５０％以下であることを特徴とする請求項１記載の歪み検知用光ケーブル。
【請求項３】
測定対象物における歪みを検知するために、該測定対象物上に固定して用いられる光ケーブルであって、
光ファイバ心線と抗張力体がシースで一括的に被覆されており、前記シースの表面上に無機材料からなる固体粒子が付着されていることを特徴とする歪み検知用光ケーブル。
【請求項４】
前記固体粒子の平均粒子径が５μｍ以上５００μｍ以下であり、前記シース表面における前記固体粒子の付着量が表面積比で０．５％以上８０％以下であることを特徴とする請求項１記載の歪み検知用光ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象物における歪みを検知するために、該測定対象物上に固定して用いられる歪み検知用光ケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、道路脇斜面などの地盤や、とう道あるいはトンネルの内壁面などの建造物といった歪み測定の対象物４０上に、図３（ａ）に例示するように、長尺な光ファイバケーブル３０を弛みのない状態、または張力を付与した状態で配して間欠的に固定し、ブリルアン光増幅とＯＴＤＲ（optical time domain reflectometer）を組み合わせたＢＯＴＤＲなどの測定装置によって、光ファイバの歪み分布を測定するシステムが提案されている。図中符号３１は光ケーブルの固定部を示している。
このようなシステムによれば、例えば図３（ｂ）に示すように、クラックが発生するなどして測定対象物４０に歪みが生じると、その近傍の光ケーブル３０にも歪みが生じて光の伝搬状態が変化するので、これを監視することによってクラックの発生等を検知することができる。
【０００３】
ところで、このようなシステムを構築する際に、光ケーブル３０を測定対象物４０上に固定する方法としては、例えば図４（ａ）に示すような２枚のプラスチック板や金属板などの固定具３２で、図４（ｂ）に示すように光ケーブル３０を挟持し、この固定具３２を止めねじ３４等の固定手段で測定対象物４０に固定する方法や、例えば図５（ａ）に示すような、上面に溝３６が形成された板状の固定具３５を用い、図５（ｂ）に示すように、溝３６内に光ケーブル３０を押し込み、この固定具３５を止めねじ３４等の固定手段で測定対象物４０に固定する方法などが一般的に考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような固定方法では固定が十分でなかった。すなわち、光ケーブル３０の最外層であるシースはプラスチック材料からなっており表面が平滑であるので、固定部３１において光ケーブル３０が滑り易いという問題があった。
例えば、隣り合う固定部３１と固定部３１との間で、測定対象物４０に歪みが生じた時に、固定具３２、３５内で光ケーブル３０がその長さ方向に滑ってしまう場合があり、そうすると正確な測定ができなくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、固定部３１における光ケーブルの滑りを防止して、歪み検知の精度向上および安定性向上を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、測定対象物における歪みを検知するために、該測定対象物上に固定して用いられる光ケーブルであって、光ファイバ心線と抗張力体がシースで一括的に被覆されており、前記シース内に無機材料からなる固体粒子が混入されていることを特徴とする歪み検知用光ケーブルによって解決できる。
前記固体粒子の平均粒子径が５μｍ以上５００μｍ以下であり、シース内における前記固体粒子の混入量が体積比で１％以上５０％以下であることが好ましい。
【０００７】
あるいは、光ファイバ心線と抗張力体がシースで一括的に被覆されており、前記シースの表面上に無機材料からなる固体粒子が付着されていることを特徴とする歪み検知用光ケーブルによっても前記課題を解決することができる。
前記固体粒子の平均粒子径が５μｍ以上５００μｍ以下であり、シース表面における前記固体粒子の付着量が表面積比で０．５％以上８０％以下であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の歪み検知用光ケーブル（以下、単に光ケーブルということもある）の第１の例を示した断面図である。
本実施例の光ケーブルは、４本の光ファイバ心線１を平行かつ一列に並べた状態で、これらの周上にシース２を一括的に被覆するとともに、シース２中に２本の抗張力体３を光ファイバ心線１と平行となるように埋め込んだ構成を有している。またシース２内には無機材料からなる固体粒子５が混入されている。
【０００９】
光ファイバ心線１は特に限定されず、一般的なシングルモード光ファイバを用いたものを使用することができる。光ケーブルを構成する光ファイバ心線１の数や配置は適宜変更可能である。
抗張力体３としては、例えば鋼線、ステンレス線（ＳＵＳ線）、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等が用いれられる。抗張力体３の数や配置は適宜変更可能である。
【００１０】
シース２は、ポリエチレンなどの一般的なシース材料に、無機系材料からなる固体粒子５を混入してなる樹脂材料で形成されており、光ケーブルにおける固体粒子５は、シース２中に埋め込まれているものもあれば、シース２表面に露出しているものもある。固体粒子５としては、シリカ粉末、タルク、アルミナ粉末、金属フィラー等が好適に用いられる。
また、検討の結果、前記固体粒子５の平均粒子径が５μｍ以上５００μｍ以下であり、シース２内における前記固体粒子５の混入量が体積比で１％以上５０％以下であることが好ましい。固体粒子５の平均粒径が小さすぎても、あるいは混入量が少なすぎても、固定部３１における固定が不十分となる。一方、固体粒子の平均粒径が大きすぎたり、あるいは混入量が多すぎると、光ケーブルの製造性が悪くなる。
シース２の厚さは、例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度に好ましく設定される。
【００１１】
本実施例の光ケーブルは、歪みを検知しようとする測定対象物上に固定して用いられる。具体的には、例えば図４に示すような、２枚のプラスチック板や金属板などで挟持する固定具３２や、例えば図５に示すような、板状の基盤上面に設けられた溝３６内に光ケーブルを押し込む固定具３５など、光ケーブル表面と固定具との摩擦力によって固定するタイプの固定具が好ましく用いられ、このような固定具３２，３５に本実施例の光ケーブルを把持させて、その固定具３２，３５を測定対象物に固定する方法が好ましい。
本実施例によれば、シース２は、シース材料に無機系材料からなる固体粒子５を混入してなる樹脂材料で形成されているので、表面には固体粒子５の一部が突出している。すなわちシース２の表面は固体粒子５によって凹凸が形成されており、これによってシース２表面の摩擦力が増大される。したがって、光ケーブルと、これを挟持または把持する固定具３２，３５との摩擦力が増大し、固定部３１において光ケーブルが滑り難くなる。
【００１２】
図２は、本発明の歪み検知用光ケーブルの第２の例を示した断面図である。
本実施例の光ケーブルが、前記第１の例と異なる点は、シース１２の内部には固体粒子が混入されておらず、シース１２の表面にのみ無機材料からなる固体粒子１５が付着されている点である。
図２において、図１と同じ構成要素には同一の符号を付してその説明を省略することがある。
【００１３】
本実施例において、シース１２は、ポリエチレンなどの一般的なシース材料からなっており、その表面に無機系材料からなる固体粒子１５が付着されている。固体粒子１５としては、シリカ粉末、タルク、アルミナ粉末、金属フィラー等が好適に用いられる。固体粒子１５をシース１２の表面に付着させる方法は特に限定されないが、例えば接着剤を用いる方法や、あるいはシース１２の表面を加熱するなどして溶融させた状態で固体粒子１５を接触させて付着させる方法などを用いることができる。
また、検討の結果、前記固体粒子１５の平均粒子径が５μｍ以上５００μｍ以下であり、シース１２表面における前記固体粒子１５の付着量が表面積比で０．５％以上８０％以下であることが好ましい。固体粒子の平均粒径が小さすぎても、あるいは付着量が少なすぎても、固定部３１における固定が不十分となる。一方、固体粒子１５の平均粒径が大きすぎると、光ケーブルの製造性が悪くなる。固体粒子１５の付着量を８０％より多くするのは製造上困難である。シース２の厚さは０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度に好ましく設定される。
【００１４】
本実施例の光ケーブルも、前記第１の例と同様にして、測定対象物における歪み検知をする際に、測定対象物上に固定して用いられる。
そして本実施例によれば、シース１２の表面に固体粒子１５が付着されているので、表面が凹凸を有している。これによってシース１２表面の摩擦力が増大され、光ケーブルと、これを挟持または把持する固定具３２、３５との摩擦力が増大し、固定部３１において光ケーブルが滑り難くなる。
【００１５】
【実施例】
以下、具体的な実施例を示して本発明の効果を明らかにする。
（実施例１）
シースの構成材料として、ポリエチレンに、平均粒径５０μｍのシリカ粉末を体積比で２０％となるように混入した樹脂材料を用いて、図１に示す構成の光ケーブルを作製した。
（比較例１）
前記実施例１において、シースの構成材料としてシリカ粉末を含有しないポリエチレンを用いた他は同様にして光ケーブルを作製した。
【００１６】
（実験例１）
前記実施例１および比較例１で得られた光ケーブルをそれぞれ２枚のポリエチレン製板の間に挟み、一方の板から他方の板に向かう方向に１００ｋｇの荷重を印加して光ケーブルを固定し、光ケーブルを引き抜くときの荷重を測定する方法で引き抜き力を評価した。
その結果、実施例１で得られた光ケーブルは、比較例１で得られた光ケーブルに比べて、引き抜き力が１０倍以上も大きかった。
【００１７】
（実施例２）
シースをポリエチレンで形成し、その表面に、平均粒径５０μｍのシリカ粉末を比表面積比で２０％となるように、スチレン系の接着剤を用いて付着させた。
（実験例２）
前記実施例２および比較例１で得られた光ケーブルそれぞれについて、前記実験例１と同様の方法で引き抜き力を評価した。
その結果、実施例２で得られた光ケーブルは、比較例１で得られた光ケーブルに比べて、引き抜き力が１０倍以上も大きかった。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の歪み検知用光ケーブルは、その表面に固体粒子による凹凸が形成されて粗くなっているので、歪み検知用光ケーブルとこれを把持する固定具との間に大きな摩擦力が得られる。したがって、歪み検知用光ケーブルを測定対象物に固定する固定部において光ケーブルの滑りが生じ難くなり、歪み検知の精度および安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る第２の実施例を示す断面図である。
【図３】光ケーブルを用いて歪みを検知する方法の説明図である。
【図４】光ケーブルの固定具の一例を示す斜視図である。
【図５】光ケーブルの固定具の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ心線、２，１２…シース、３…抗張力体、
５，１５…固体粒子、３０…歪み検知用光ケーブル、４０…測定対象物。
【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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