光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法
【課題】
常時又は地震時等の災害時に於ける構造物、特に、２点間の変位量を所定の遠隔地に於いても迅速かつ適正に検出できる技術を提供する。
【解決手段】
構造物としての一方の桁３５、構造物としての他方の桁３６に於いて、該一方の桁３５と他方の桁３６の相互間の下方位置には橋台又は橋脚３７が配置してある。該橋脚３７は躯体で構成してもよい。上記橋脚３７は、上面に２点間変位計３８を配置し、上記２点間変位計３８は、上記光ファイバ固定治具及び複数列で構成された複数個又は多数固のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材及びコイルバネ等でなる変位・荷重変換部材を搭載する。この２点間変位計３８から歪みセンサ機能を有する一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０を引出すと共に該一方側の光ファイバ３９をＢＯＴＤＲ計測器４６に接続する。
常時又は地震時等の災害時に於ける構造物、特に、２点間の変位量を所定の遠隔地に於いても迅速かつ適正に検出できる技術を提供する。
【解決手段】
構造物としての一方の桁３５、構造物としての他方の桁３６に於いて、該一方の桁３５と他方の桁３６の相互間の下方位置には橋台又は橋脚３７が配置してある。該橋脚３７は躯体で構成してもよい。上記橋脚３７は、上面に２点間変位計３８を配置し、上記２点間変位計３８は、上記光ファイバ固定治具及び複数列で構成された複数個又は多数固のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材及びコイルバネ等でなる変位・荷重変換部材を搭載する。この２点間変位計３８から歪みセンサ機能を有する一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０を引出すと共に該一方側の光ファイバ３９をＢＯＴＤＲ計測器４６に接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常時又は地震時等の災害時に於ける２点間の変位を検出すべくした光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の第１の例としては図１２に示す特開２００２−９０２３３に開示されたものがある。これについて説明すれば、川１上に橋梁２が立設されている。そして、川１上に支柱３、４が適宜な間隔で立設されており、この支柱３と、支柱４との間における上部には桁５ａ、５ｂ、５ｃが繋ぎ合わせて設けられている。この桁５ａにおける手前側の下フランジ５ｄの上面から桁５ｂ、５ｃの下フランジ５ｅ、５ｆの上面までに光ファイバ６の一端が敷設されると共に光ファイバ６の他端は歪・損失統合型光パルス試験器７に接続されている。この歪・損失統合型光パルス試験器７にはコード８の一端が接続されていると共にコード８の他端はプラグ９に接続されている。このプラグ９にはコード１４の一端が接続されていると共にコード１４の他端は電源１０に接続されている。この電源１０の一例として、光ファイバ６が電磁誘導やノイズに影響されないことから簡易型発電機を使用することもある。また、前記歪・損失統合型光パルス試験器７にはコード１１の一端が接続されていると共にコード１１の他端は出力手段としてのモニタ１２に接続されている。さらに、モニタ１２にはコード１３の一端が接続されていると共にコード１３の他端は前記プラグ９に接続されている。このプラグ９には前記コード１４を介して前記電源１０に接続されている。
【０００３】
前記桁５ｃと桁５ｂとの繋ぎ部１５Ａ、桁５ｂと桁５ａの繋ぎ部１５Ｂにおける光ファイバ６は、数ループのごとく無張力の状態にたるませておくようにする。しかも、光ファイバ６を桁５ｃ、５ｂ、５ａにおける下フランジ５ｆ、５ｅ、５ｄの上面に敷設する場合は、前記繋ぎ部１５Ａ、繋ぎ部１５Ｂのスプライスプレート部上には光ファイバ６を敷設せずに無張力の状態にたるませておくようにし、そして、桁５ｂにおける下フランジ５ｅの上面すなわち、図８において左右端上には両面テープを張り付け、この両面テープ上に光ファイバ６を一定の張力を与えながら仮止めすべく張り付ける。そして、この仮止めされた光ファイバ６を接着剤によって全面接着せしめ、次いで、粘着テープを光ファイバ６上に貼ることで、光ファイバ６が下フランジ５ｅの上面に敷設される。
【０００４】
また、この種の第２の例としては図１３（ａ）（ｂ）に示す特開２０００−２９２２１６に開示されたものがある。この光ファイバセンサ１５は、斜面１６に露出した監視対象物１７に余長を確保して取り付けた光ファイバ１８に、地滑り等の可能性の少ない監視基準側である安定地盤１９側の光ファイバ２０を光コネクタ２１を介して着脱可能に接続することで、安定地盤１９側の光ファイバ２０を介して監視対象物１７側の光ファイバ１８と光パルス試験器２２とを接続して構成されている。監視対象物１７側の光ファイバ１８は、斜面１６に露出する監視対象物１７である岩石に取り付けたセンサユニット２３に余長を湾曲収納し、このセンサユニット２３から引き出された光コネクタ２１を、安定地盤１９側の光ファイバ２０に着脱可能に接続する。センサユニット２３は、監視対象物１７である岩石に取り付けたリール２３ａに光ファイバ１８の余長を巻付け吸収する。安定地盤１９側の光ファイバ２０は、監視対象物１７側の光ファイバ１８に光コネクタ２１を介して接続され、アンカーボルト２４によって、監視対象物１７の近傍の前記安定地盤１９側に固定されている。監視対象物１７側の光ファイバ１８は、センサユニット２３から引出不可能に引き留めておき、このセンサユニット２３とアンカーボルト２４との間では、光コネクタ２１によって接続され直線状に緊張する。
【０００５】
また、この種の第３の例としては図１４（ａ）（ｂ）に示す特開２０００−２５８１３５に開示されたものがある。これについて説明すれば、２５は河川堤防、２６は河川、２７は光ファイバセンサである。光ファイバセンサ２７は、河川堤防２６の長手方向に沿って延在配置された長尺の光ファイバである光ケーブル２７ａと、この光ケーブル２７ａの長手方向に連続的に設けられた複数のセンシング部２７ｂとを備えて構成されている。センシング部２７ｂは、光ケーブル２７ａの長手方向に沿って互いに当接させて隙間無く連続的に配設されているが、必要箇所にのみ配設することも可能である。前記光ケーブル２７ａに収納されている光ファイバには、光パルス試験器２８が接続され、この光パルス試験器２８から試験光を入射可能になっている。図１０（ｂ）に示すように、光ケーブル２７ａは、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の樹脂製の外被２７ｃ内に単心の光ファイバ心線２７ｄを収納し、さらに、外被２７ｃと光ファイバ心線２７ｄとの間に抗張力体２７ｅを収納した構造になっている。ここで、光ケーブル２７ａは、通常の屋外布設用の光ケーブルにて一般的であるテンションメンバを有するものでは無く、繊維状の抗張力体２７ｅのみに張力負担を頼るものであり、一般的屋外布設用の光ケーブルに比べて伸び歪みが印加されやすくなっている。外被２７ｃとしては優れた防水性並びに耐久性を有するものを適用する。
【０００６】
また、この種の第４の例としては図１５に示すものがある。これについて説明すれば、２９は面状光ファイバセンサとしての面状センサである。該面状センサ２９は、コンクリート構造物の表面に接着剤で一体的に貼り付け固定される。そして該面状センサ２９からの信号をコネクタ収納ｂｏｘ３０を介して、光ファイバ通信網３１に接続され、この光ファイバ通信網３１を現場Ａに一定間隔、例えば年数回毎に搬入して設置したＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）計測器３２に接続している。現場Ａでは、発電器３３及びパソコン（ＰＣ）３４を備え、当該構成要素を上記ＢＯＴＤＲ計測器３２に接続している。そして、上記コンクリート構造物の歪み分布を計測し、ＢＯＴＤＲ計測器３２等により得られたデータは時系列のデータとして観測し、該データの変化から該コンクリート構造物の損傷進行状況を予測する。本システム構成はオフラインシステムとして機能し、面状センサ２９のコンクリート構造物への設置後は電源等の設備も必要なく、メンテナンスフリーとなる特徴がある。
尚、オンラインシステムとして機能させる構成とすることもできるが、その場合現地ＡにＢＯＴＤＲ計測器３２等を収納するＢＯＸや設備が必要となる。
また、他の従来の技術としては電線等を使用して、構造物の変位による移動による該材料の通電と切断の状態によるＯＮ、ＯＦＦ機能をもたせた装置や方法であった。
【特許文献１】特開２００２−９０２３３公開特許公報
【特許文献２】特開２０００−２９２２１６公開特許公報
【特許文献３】特開２０００−２５８１３５公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術は、叙上の構成であるので次の課題が存在した。
すなわち、従来の技術に於ける上記第１の例によれば、一端から他端までの全長の桁５ａ、５ｂ、５ｃの間に適宜な間隔で複数の繋ぎ部１５Ｂ、１５Ａを有した橋梁２の歪み分布を計測する際、各繋ぎ部１５Ｂ、１５Ａに光ファイバ６を敷設しないで無張力の状態にたるませる工法や上記各繋ぎ部１５Ｂ、１５Ａ以外の一端から他端までの全長の桁５ａ、５ｂ、５ｃに一定の張力を与えつつ光ファイバ６を敷設する工法とする必要があり、桁変位監視に伴う工法が複雑であるばかりか現場での諸設備取付け工数が大幅に増大するという問題点があった。
【０００８】
また、従来の技術に於ける上記第２の例によれば、土砂や岩盤の監視対象物１７の変位や歪みを計測し、岩盤崩落や斜面崩壊等の危険部位を常時監視し災害の予兆現象を迅速に把握でき防災に役立つものの、施設工数や関連部材が大幅に増大するうえに当該技術をそのまま桁変位監視装置やシステムに適用することは困難であるという問題点があった。
【０００９】
また、従来の技術に於ける上記第３の例によれば、上記河川堤防２５に別途移動部や該河川堤防２５の変位量増幅部を設ける必要があり、また、光ケーブル２７ａが外被２７ｃや心線部２７ｄに複雑な構造を有すると共に一般用屋外布設分の光ケーブルとは異質な防水性や耐久性の高いものを使用しなければ実施できない隘路があり、当該技術をそのまま桁変位監視装置に適用することができないという問題点があった。
【００１０】
また、従来の技術に於ける上記第４の例によれば、コンクリート構造物、特に、桁について、常時又は地震等の災害時や緊急点検時に現地へのアクセスやデータ解析に時間が掛り当該桁の移動量を正確かつ迅速に把握することができず加えて、桁変位監視装置システムの施工が高価となり、実施上多くの問題点が残存した。
また、桁変位の精度を向上させるためには変位センサ部とデータ測定装置を近接する必要があり、さらに現地Ａでの桁変位に係る測定機器等を収納する設備が必要となり、保守費用や施工費用が増大するという問題点があった。
また、地震時等に於いて例えば約３０（ｋｍ）範囲にある構造物の桁変位を把握するためには、当該構造物の管理担当者が直接現場に行き、桁の変位を調べる必要があり、地震時等に於いては人的問題や対象構造物までの交通手段の問題など、タイムリーに例えば構造物の２部材間の２点間の変位を知ることは不可能に近いという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は特異な構造で構成されかつ一方点又は他方点等に設置された２点間変位計と、該２点間変位計に接続されるＢＯＴＤＲ計測器を使用して常時又は地震時等の災害時に於けるコンクリート構造物、例えば、桁の変位量を所定の遠隔地に於いても迅速かつ適正に検出できる光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法を提供することを目的としたものであって、次の構成、手段から成立する。
【００１２】
すなわち、請求項１記載の発明によれば、一方、他方の２点間の変位を測定するものであって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明に於いて、前記２点間変位計は箱状ケースに構成され、その内底面部に上記光ファイバ固定治具と、上記複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、上記変位・荷重変換部材とを固定したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明に於いて、前記変位・荷重変換部材は、コイルバネで構成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、一方、他方の２点間の変位を測定するもので一方点に設置してあって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続し、上記変位・荷重変換部材に接続されたリードワイヤを他方点に配置したアングルに固定したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、請求項１、２、３又は４記載の発明に於いて、前記光ファイバの設置時に予め張力を与えることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、一方、他方の桁相互間の下方に配置される橋脚の上面に設置されてあって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続し、上記変位・荷重変換部材に接続されたリードワイヤを上記桁の下面に固定したアングルに固定したことを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明によれば、一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤを巻装した定荷重バネ部材と、該定荷重バネ部材からのリードワイヤを接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材と、該変位・荷重変換部材に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバを張設・巻取しかつ該一端及び他端の光ファイバをネットワーク通信網に接続した張力発生部材と、前記光ファイバを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材とを具備したことを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の発明によれば、一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤを巻装した定荷重バネ部材と、該定荷重バネ部材からのリードワイヤを接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材と、該変位・荷重変換部材に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバを張設・巻取しかつ該一端及び他端の光ファイバをネットワーク通信網に接続した張力発生部材と、前記光ファイバを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、前記定荷重バネ部材、変位・荷重変換部材、張力発生部材及び光ファイバ巻回部材を内装した箱状ケースと、該箱状ケースの壁部位に装着されてあって、前記定荷重バネ部材の前後に配置され、リードワイヤを巻装する前記リードワイヤ引出部材とを具備したことを特徴とする。
【００２０】
請求項９記載の発明によれば、請求項８記載の発明に於いて、前記リードワイヤ引出部材は、前記箱状ケースの壁部を貫通した回転軸の両端に連結されると共に前記リードワイヤを張設・巻取りする箱状ケース内外に配置されたプーリーと、該回転軸に囲僥されたオイルシール部材を有したことを特徴とする。
【００２１】
請求項１０記載の発明によれば、一方、他方の２点間の変位を測定するものであって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続してなる２点間変位計を各構造物に設置されている既存の光ファイバネットワーク通信網に接続した光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法を特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法は、叙上の構成を有するので次の効果がある。
【００２３】
すなわち、請求項１記載の発明によれば、一方、他方の２点間の変位を測定するものであって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、光ファイバに複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる光ファイバ巻回部材を内部に備え、この光ファイバ巻回部材により光ファイバの長さを必要長まで小空間を構成した２点間変位計の内部に集約させて施工工数を大幅に削減すると共に各構造物の上面等に容易に設置することができ、また常時又は地震時等の災害時に拘らず正確かつ迅速に２点間の変位量を検出することができる効果がある。
【００２４】
請求項２記載の発明によれば、前記２点間変位計は箱状ケースに構成され、その内底面部に上記光ファイバ固定治具と、上記複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、上記変位・荷重変換部材とを固定したことを特徴とする請求項１記載の光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、２点間変位計がコンパクトな箱状ケースに構成され、その内部に光ファイバ固定治具、光ファイバ巻回部材やコイルバネ等の変位・荷重変換部材の各構成要素を収容したので各構成要素をコンパクトに組付けられると共に構成部品又は部材の取り替えを容易にし、設置工数を大幅に低減する効果がある。
【００２５】
請求項３記載の発明によれば、前記変位・荷重変換部材は、コイルバネで構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、光ファイバの他方側に接続される変位・荷重変換部材を汎用の所定のバネ定数を有するコイルバネを採用したので、２点間変位計の実施化が極めて容易になるという効果がある。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、一方、他方の２点間の変位を測定するもので一方点に設置してあって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続し、上記変位・荷重変換部材に接続されたリードワイヤを他方点に配置したアングルに固定したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、上記光ファイバの他方側を構造物の下面に変位・荷重変換部材を介してアングルに固定されるリードワイヤに接続したので、該光ファイバが外部からの衝撃等から保護され損傷する惧れがなく設置から長年月を経た状態でも光ファイバの歪みや桁の変位を正確に判定かつ検出し、耐久性の高い２点間変位計を提供できる効果がある。
【００２７】
請求項５記載の発明によれば、前記光ファイバの設置時に予め張力を与えることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、複数個又は多数個のプーリーと、変位・荷重変換部材としてのコイルバネを介し、この部材間に予め張力を掛けて変位に対して引張方向と圧縮方向に対応可能な２点間の変位を有効利用する効果がある。
【００２８】
請求項６記載の発明によれば、一方、他方の桁相互間の下方に配置される橋脚の上面に設置されてあって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続し、上記変位・荷重変換部材に接続されたリードワイヤを上記桁の下面に固定したアングルに固定したことを特徴とする光ファイバによる桁変位計を提供する。
このような構成としたので、コンパクトに設計された２点間変位計を桁変位計として使用すると共に常時又は地震時等の災害時のいずれに際しても一方又は他方の桁変位や橋脚変位を現場から所定の遠隔地に設置した光ファイバに発生した歪みを測定するＢＯＴＤＲ計測器やその他関連製品によりリアルタイムに監視でき、正確かつ迅速に桁の移動量を把握することができる光ファイバによる桁変位計を提供する効果がある。
【００２９】
請求項７記載の発明によれば、一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤを巻装した定荷重バネ部材と、該定荷重バネ部材からのリードワイヤを接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材と、該変位・荷重変換部材に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバを張設・巻取しかつ該一端及び他端の光ファイバをネットワーク通信網に接続した張力発生部材と、前記光ファイバを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材とを具備したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、定荷重バネ部材や張力発生部材を設けたのでノイズに基づく桁変位を阻止し伝達することなくリードワイヤの張力を一定荷重に保持し桁変位を正確に伝達すると共に光ファイバを光ファイバ巻回部材により均一に張設し得るので高品質の２点間変位計を提供できる効果がある。
【００３０】
請求項８記載の発明によれば、一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤを巻装した定荷重バネ部材と、該定荷重バネ部材からのリードワイヤを接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材と、該変位・荷重変換部材に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバを張設・巻取しかつ該一端及び他端の光ファイバをネットワーク通信網に接続した張力発生部材と、前記光ファイバを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、前記定荷重バネ部材、変位・荷重変換部材、張力発生部材及び光ファイバ巻回部材を内装した箱状ケースと、該箱状ケースの壁部位に装着されてあって、前記定荷重バネ部材の前後に配置され、リードワイヤを巻装する前記リードワイヤ引出部材とを具備したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、請求項７記載の発明の効果に加えて、リードワイヤの引出しを容易にするうえに２点間変位計がコンパクトな箱状ケースに構成され、その内部に定荷重バネ部材、光ファイバ巻回部材やコイルバネ等の変位・荷重変換部材、張力発生部材の各構成要素を収容したので各構成要素をコンパクトに組付けられると共に構成部品又は部材の取り替えを容易にし、設置工数を大幅に低減する効果がある。
【００３１】
請求項９記載の発明によれば、前記リードワイヤ引出部材は、前記箱状ケースの壁部を貫通した回転軸の両端に連結されると共に前記リードワイヤを張設・巻取りする箱状ケース内外に配置されたプーリーと、該回転軸に囲僥されたオイルシール部材を有したことを特徴とする請求項８記載の光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、請求項８記載の発明の効果に加えて、当該２点間変位計は風雨や震動等の外部の悪環境において、その機密性や耐久性を向上させ、長寿命の計測器として信頼性を高める効果がある。
【００３２】
請求項１０記載の発明によれば、一方、他方の２点間の変位を測定するものであって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続してなる２点間変位計を各構造物に設置されている既存の光ファイバネットワーク通信網に接続したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法を提供する。
このような構成としたので、特に、地震時等の災害時に於いて、例えば、国道沿いに敷設された光ファイバネットワーク通信網の例えば情報ＢＯＸを使用して約２０（ｋｍ）ないし３０（ｋｍ）程度離れた遠隔地の道路事務所内に設置した光スイッチを経由して複数の橋梁とＢＯＴＤＲ計測器を接続して光ファイバによる２点間変位や歪み測定用の光ファイバを該変位計に直列に結線し、構造物の歪みを遠隔監視する方法を構成でき、電源設備を必要とすることなく１本の光ファイバで自動的に２点間又は複数若しくは多数間の構造物の変位を監視できる効果がある。また、地震等の災害時、担当職員が遠距離にある構造物へ直接行くことなく、そして集中的に構造物の２点間の変位を把握可能な監視システムを提供する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法の実施の形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
【００３４】
図１ないし図６は、本発明に係る光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法の実施の形態を示す一例であって、図１は、土木・建築構造物として２点間の変位を検出する光ファイバによる２点間変位計の配置状態を示す概要図、図２は、上記２点間変位計の内部に収容される各構成部材を示す構成図、図３は、本発明に係る光ファイバの歪み（μ）に対する荷重（ｇｆ）の関係特性図、図４は、本発明に係る光ファイバの歪み（μ）に対する荷重（ｇｆ）の光ファイバ素線特性図、図５は、各構造物に設置した本発明に係る光ファイバによる２点間変位計でネットワーク通信網を介してＢＯＴＤＲ計測器で構造物の変位を検出する方法を示すシステム概要図、図６は、図５に示す２点間変位監視システムに於ける２点間変位計の内部構成を示す構成概要図である。
【００３５】
図１は、本発明に係る光ファイバによる２点間変位計の設置状態を示す一例であって、構造物、例えば桁や橋脚の変位を検出する例を示した。３５は土木・建築構造物例えば、コンクリート構造物の一方の桁である。３６は土木・建築構造物例えば、コンクリート構造物の他方の桁である。該一方の桁３５と他方の桁３６の相互間の下方位置には橋台又は橋脚３７が配置してある。該橋脚３７は躯体で構成してもよい。上記橋脚３７は、上面に２点間変位計３８を配置し、図２に示すようにこの２点間変位計３８から歪みセンサ機能を有する一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０を引出す。尚、本実施の形態に於ける２点間変位計３８は桁変位計としての機能を有している。
【００３６】
また、上記２点間変位計３８は内部に収容してあって、例えば橋脚３７の上面３７ａに設置され、上記他方側の光ファイバ４０に接続した図２に示す弾性部材の性質を有する変位・荷重変換部材４１としての例えば、バネ、好ましくはコイルバネ（以下単に「バネ」という）を有し、この変位・荷重変換部材４１に連結する鋼線等でなるリードワイヤ４２は、上記２点間変位計３８から引廻され他方の桁３６の下面３６ａに固定されたアングル４４に固定されている。尚、３５ａは一方の桁３５の下面である。
【００３７】
ここに於いて、上記２点間変位計３８は図２に示すように、２列又は３列の複数列すなわち、本実施の形態では、各列が円盤状に形成された６個の一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び４５ｂ、４５ｂ…を組合せて、２列で構成された光ファイバ巻回部材４５と、上記一方側の光ファイバ３９及び上記他方側の光ファイバ４０と一体した同一光ファイバで構成されかつ両プーリー４５ａ、４５ｂ間に巻装された光ファイバ４５ｃと、一端側を上記一方側の光ファイバ３９及び他端を上記光ファイバ４５ｃに接続した光ファイバ固定治具４５ｄと、上記光ファイバ４５ｃと他方側の光ファイバ４０の接続点に接続されたコイルバネ等でなる変位・荷重変換部材４１とで構成される。
尚、上記一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ｂは単一列、３列又は４列等であってもよく、さらに前端及び後端間に６個以外の多数固を配置してもよい。
【００３８】
上記一方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び上記他方のプーリー４５ｂ、４５ｂ…はその軸心が一方、他方の軸棒４５ｅ、４５ｆを貫通させかつ相互間幅を有して回転可能に軸着している。上記一方の軸棒４５ｅの前端４５ｅ１及び後端４５ｅ２並びに上記他方の軸棒４５ｆの前端４５ｆ１及び後端４５ｆ２はそれぞれ２つの脚部４５ｇ１、４５ｇ２及び４５ｈ１、４５ｈ２を備え、上記一方及び他方のプーリー４５ａ…、４５ｂ…を回転自在に支承している。また、該一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…、４５ｂ、４５ｂ…は、外周部に例えば、略Ｖ字状又は凹陥状の溝を周設形成し、この溝内に上記光ファイバ４５ｃをそれぞれ交互につまり一方のプーリー４５ａから他方のプーリー４５ｂに往復させて懸架する。
【００３９】
このように構成したので、上記光ファイバ４５ｃは一方のプーリー４５ａと他方のプーリー４５ｂとの間隔長のほかにかつ一方のプーリー４５ａ…、他方のプーリー４５ｂ…の６個分の距離を稼ぐことができ、上記２点間変位計３８が小型の箱状ケースで構成した場合にも、比較的長大な光ファイバ４５ｃを収容することができ、一方、他方の桁長の長いものにも適用させることができる。そして、上記２点間変位計３８は、内部の底面部等に例えば基盤（図示せず）を設置し、この基盤上面に上記光ファイバ固定治具４５ｄ及び複数列で構成された複数個又は多数固のプーリー４５ａ、４５ｂでなる回転可能な光ファイバ巻回部材４５及びバネ、特に、コイルバネ等でなる変位・荷重変換部材４１を搭載する。
【００４０】
上記２点間変位計３８に収容しているバネ等の変位・荷重変換部材４１から引出されたリードワイヤ４２はその他端がアングル４４の垂下固定部４３の緊締貫通孔４３ａに係止固定している。上記変位・荷重変換部材４１によりリードワイヤ４２は適宜の張力を確保して張設すると共に上記２点間変位計３８の変位・荷重変換部材４１を適宜に伸張させ、また、上記光ファイバ４５ｃを光ファイバ巻回部材４５に設置する際予め張力を与えており、上記一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０の歪みを適正に検出させ、上記構造物の２点間すなわち土木・建築構造物、例えばコンクリート構造物の変位量若しくは移動量を測定かつ検出する。
【００４１】
また、上記他方側の光ファイバ４０は、上記２点間変位計３８から引出され、図１に示すように上記他方側の桁３６の下面３６ａに固定したアングル４４に接続する。そして、該一方側の光ファイバ３９はいわゆるＢＯＲＴＤ計測器４６を接続する。そして、ＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）計測器４６は、上記光ファイバ３９及び４０間に加えられた歪み分布を光ファイバ３９及び４０の一端から光パルスを入射させ、後方散乱光の一つであるブリルアン散乱光の周波数シフトから歪みの大きさを該光パルスの光速と受信時間から距離を求め、桁や橋脚の変位を検出する。
【００４２】
尚、上記２点間変位計３８は桁や橋脚等の２点間の変位を測定するために所定値以上の長さを有する光ファイバ４５ｃが必要となる。つまり、該光ファイバ４５ｃの許容伸び率を１．２（％）とすれば、１２（ｃｍ）の変位を測定するためには所定値より１０（ｍ）の延長が必要であり、一定以上の任意の変位量を測定するために光ファイバの許容伸び量を補填する手段が必要となる。この補填する手段が前述したコイルバネ等でなる変位・荷重変換部材４１であって、上記光ファイバ４５ｃに直列に接続されている。従って、上記２点間変位計３８の構成は上述の一方、他方のプーリー４５ａ…及び４５ｂ、４５ｂ…や上述の光ファイバ巻回部材４５等を備えない構成としてもよい。
【００４３】
上述した本発明に係る光ファイバによる２点間変位計の実施の形態に基づく動作等について説明する。
【００４４】
本発明に係る光ファイバによる２点間変位計は一方側又は他方側のセンサとしての光ファイバ３９、４０間の歪み分布を測定するＢＯＴＤＲ計測器４６を備え、２点間の構造物の変位を変位・荷重変換部材４１（バネ）により力に変換し、直接に当該光ファイバ３９、４０間に加え、該一方側又は他方側光ファイバ３９、４０間に発生した歪みを測定し、一方、他方の構造物の２点間変位を検出する技術である。
そして、図２に示すように上記２点間変位計３８内に設置された光ファイバ巻回部材４５に巻装された１本の長大な光ファイバ４５ｃに桁歪み測定用としての一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０を直列に接続し、一方点、他方点例えば桁３５、３６や橋脚３７に於ける構造物の複数箇所の変位や歪みを同時に測定できることを特徴とする。
【００４５】
次に、上記一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０間に掛る荷重（ｇｆ）と歪み（μ）の関係について説明すれば、図３は、素線の径が０．２５（ｍｍ）、ＵＶ被覆線に於ける一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０間に掛る荷重Ｙ（ｇｆ）と歪みＸ（μ）の関係を示す特性図である。この特性図は、−２０（℃）ないし６０（℃）の範囲に於いて、測定した結果を示しており、式（１）が成立する。
すなわち、Ｙ＝０．１０６Ｘ （１）
式（１）で一方、他方の桁３５、３６の変位を掛る荷重Ｙ（ｇｆ）に変換して、当該一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０間に加えれば、上記ＢＯＴＤＲ計測器４６により、一方又は他方の桁４５、４６や橋脚３７の変位を測定できる。
【００４６】
また、一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０間に掛る荷重（ｇｆ）と桁変位の関係について説明すれば、一般に、光ファイバ３９、４０間は２００００（μ）〜３００００（μ）で破断するといわれている。最悪の場合を考慮して、２点間変位計３８つまり桁変位計の最大許容歪みを１００００（μ）とすると、ＢＯＴＤＲ計測器４６の機能よりパルス幅１００（ｎｓ）での測定精度は３０（μ）であるから１００００／３０＝３３３となり、１（ｍｍ）の精度で約３００（ｍｍ）すなわち、１（ｃｍ）の精度で約３（ｍ）の変位を測定できる。
【００４７】
地震時の構造物すなわち桁の変位を考慮すると３０（ｃｍ）の変位が必要であり、光ファイバ３９、４０間をセンサとしたとき、許容歪みを１００００（μ）とすると、３０（ｃｍ）の変位を得るためには光ファイバ３９、４０間は、約３０（ｍ）の長さの光ファイバを用いる必要がある。そして、光ファイバ３９、４０に変位・荷重変換部材４１としてのバネを介在させる方法がある。例えば、図４に示すように、桁変位３０（ｃｍ）の変位を測定するために必要なバネの伸びは次の計算により、１０（ｍ）×１００００（μ）＝０．１０（ｍ）となる。０．１０（ｍ）の伸びを得るには上記式（１）から光ファイバ３９、４０に掛る荷重Ｙ＝０．１０６×１０００＝１０６０（ｇｆ）となる。すなわち、１０６０（ｇ）で０．１０（ｍ）を引張すれば光ファイバ３９、４０は１００００（μ）発生することが判明した。
【００４８】
ここで上記２点間変位計３８に変位・荷重変換部材４１としてのバネを介在させる理由は、光ファイバ３９、４０間の歪み（μ）は光ファイバの長さＬ（ｍ）、光ファイバの伸び△Ｌ（ｍ）とすれば、μ＝△Ｌ（ｍ）／Ｌ（ｍ）で表される。リードワイヤ４２の伸びを無視すると、桁３５、３６の変位と光ファイバ３９、４０間の伸び△Ｌ（ｍ）が同じとなり、大きな変位に対応するためには、光ファイバの長さＬを長くする必要がある。桁３５、３６の移動量は、光ファイバ３９、４０間の伸び△Ｌ（ｍ）にバネの伸びを加えた値となっている。バネ定数を変化させることで、光ファイバ３９、４０間の歪み（μ）を一定にして任意の変位に対応できることになる。また、光ファイバ３９、４０間の縮む方向の変位は予め張力を加えた位置を０点とすることで対応できる。
【００４９】
桁３５、３６の変位を光ファイバ３９、４０で直接受ける場合と、バネを介在する場合について説明すれば、
（１）変位を直接に受ける場合は、光ファイバ３９、４０の延長を１（ｍ）とすると光ファイバの伸びは前記式より、±５（ｍｍ）の変位に対応できることになる。要求される桁３５、３６の移動量を±１５０（ｍｍ）と仮定すると光ファイバ３９、４０の伸びは△Ｌ＝３００（ｍｍ）となり、光ファイバ３９、４０の延長は３０（ｍ）必要となる。
（２）桁３５、３６と光ファイバ３９、４０の間にバネを介在させた場合、光ファイバ３９、４０の延長に関係なく、光ファイバ３９、４０に１００００（μ）以上の歪みが発生しないようなバネ定数を選ぶことによって任意の変位に対応できる。
【実施例１】
【００５０】
次に、上述した本発明に係る具体的な実施例１としての図５に示す既存の光ファイバネットワーク通信網を利用した光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法について説明する。
ここで、図５はいわゆる遠距離監視システムの概要を示すものであって、各構造物設置点、すなわち本実施例ではＢ、Ｃ、Ｄの３個所の構造物に設置した本発明装置としての２点間変位計３８から引出された光ファイバ３９と４０を直列に既存の光ファイバネットワーク通信網５１に接続すると共に遠隔地に設置したＢＯＴＤＲ計測器４６で、上記各構造物Ｂ、Ｃ及びＤの変位を一斉に検出する。また、当該実施例は一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０を各桁３５、３６に設置した後は、設置現場ＢないしＥに於いて電源設備は不要となり、メンテナンスフリー状態となる。
尚、図５に於いて３７は橋脚である。
【００５１】
次に、図５の実施例１に基づき図６に示す２点間変位計３８の内部の構成及び動作を説明する。
上記２点間変位計３８は図６に示すように、２列又は３列の複数列すなわち、本実施の形態では、各列が円盤状に形成された６個の一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び４５ｂ、４５ｂ…を組合せて、２列で構成された光ファイバ巻回部材４５と、上記一方側の光ファイバ３９及び上記他方側の光ファイバ４０と一体した同一光ファイバで構成されかつ両プーリー４５ａ、４５ｂ間に巻装された光ファイバ４５ｃと、一端側を上記一方側の光ファイバ３９及び他端を上記光ファイバ４５ｃに接続した光ファイバ固定治具４５ｄと、上記光ファイバ４５ｃと他方側の光ファイバ４０の接続点に接続されたコイルバネ等でなる変位・荷重変換部材４１とで構成される。
また、前述した一方側の光ファイバ３９、他方側の光ファイバ４０及び光ファイバ４５ｃは連続した一つのものであって、単一の光ファイバで構成されている。
尚、上記一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ｂは単一列、３列又は４列等であってもよく、さらに前端及び後端間に６個以外の多数固を配置してもよい。
【００５２】
上記一方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び上記他方のプーリー４５ｂ、４５ｂ…はその軸心が一方、他方の軸棒４５ｅ、４５ｆを貫通させかつ相互間幅を有して回転可能に軸着している。上記一方の軸棒４５ｅの前端４５ｅ１及び後端４５ｅ２並びに上記他方の軸棒４５ｆの前端４５ｆ１及び後端４５ｆ２はそれぞれ２つの脚部４５ｇ１、４５ｇ２及び４５ｈ１、４５ｈ２を備え、上記一方及び他方のプーリー４５ａ…、４５ｂ…を回転自在に支承している。また、該一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…、４５ｂ、４５ｂ…は、外周部に例えば、略Ｖ字状又は凹陥状の溝を周設形成し、この溝内に上記光ファイバ４５ｃをそれぞれ交互につまり一方のプーリー４５ａから他方のプーリー４５ｂに往復させて懸架する。
【００５３】
このように構成したので、上記光ファイバ４５ｃは一方のプーリー４５ａと他方のプーリー４５ｂとの間隔長のほかにかつ一方のプーリー４５ａ…、他方のプーリー４５ｂ…の６個分の距離を稼ぐことができ、上記２点間変位計３８が小型の箱状ケースで構成した場合にも、比較的長大な光ファイバ４５ｃを収容することができ、一方、他方の桁長の長いものにも適用させることができる。そして、上記２点間変位計３８は、内部の底面部等に例えば基盤を設置し、この基盤上面に上記光ファイバ固定治具４５ｄ及び複数列で構成された複数個又は多数固のプーリー４５ａ、４５ｂでなる回転可能な光ファイバ巻回部材４５及びバネ、特に、コイルバネ等でなる変位・荷重変換部材４１を搭載する。
【００５４】
上記２点間変位計３８に収容しているバネ等の変位・荷重変換部材４１から引出されたリードワイヤ４２はその他端がアングル４４の垂下固定部４３の緊締貫通孔４３ａに係止固定している。
上記変位・荷重変換部材性部材４１によりリードワイヤ４２は適宜の張力を確保して張設すると共に上記２点間変位計３８の変位・荷重変換部材４１を適宜に伸張させ、また、上記光ファイバ４５ｃを光ファイバ巻回部材４５に設置する際予め張力を与えており、上記一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０の歪みを適正に検出させ、上記構造物の２点間すなわち土木・建築構造物、例えばコンクリート構造物の変位量若しくは移動量を測定かつ検出する。そして、上記他方側の光ファイバ４０は前記光ファイバ巻回部材４５に巻装された光ファイバ４５ｃの他方端と変位・荷重変換部材４１との接続点Ｐに接続されると共に既存の光ファイバネットワーク通信網５１に接続する。
【００５５】
また、図５に示すように、各構造物設置点Ｂ、Ｃ、Ｄに設置された当該各２点間変位計３８に於ける他方側の光ファイバ４０は上記光ファイバネットワーク通信網５１を介して順次次段の一方側の光ファイバ３９に直列接続構成されている。そして、最終段の２点間変位計３８の一方側の光ファイバ３９は光ファイバネットワーク通信網５１を介していわゆるＢＯＴＤＲ計測器４６に接続する。
尚、他の構成部材等は図２に示すものと略同一であり説明を省略する。
【実施例２】
【００５６】
次に、図６に示す本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の応用例である実施例２について説明する。
この実施例２に係る２点間変位計３８Ａの特徴点は図７に示す構成概要図から明らかなように一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤ４２を巻装した定荷重バネ部材５３と、該定荷重バネ部材５３からのリードワイヤ４２を接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材４１と、該変位・荷重変換部材４１に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバ４５ｃを張設・巻取しかつ該一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０をネットワーク通信網５１、５１に接続した張力発生部材５２と、該一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０に連続してなる前記光ファイバ４５ｃを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材４５とを備えたことにある。
【００５７】
図７に基づきこの本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の実施例２を説明すれば、２列又は３列の複数列すなわち、実施例２では、各列が円盤状に形成された９個の一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び４５ｂ、４５ｂ…を組合せて、２列で構成された光ファイバ巻回部材４５と、上記一方側の光ファイバ３９及び上記他方側の光ファイバ４０と一体した同一光ファイバで構成されかつ両プーリー４５ａ、４５ｂ間に巻装された光ファイバ４５ｃと、上記光ファイバ３９と上記光ファイバ４０は上記光ファイバ巻回部材４５から導出された後に張力発生部材５２により固定され、それぞれ外部のネットワーク通信網５１、５１に接続される。一方、２点間の土木・建築構造物、例えば、一方、他方の桁変位を伝達するリードワイヤ４２を定荷重バネ部材５３に巻装し、さらに、該リードワイヤ４２は、その桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材４１の他端に接続する。また、該変位・荷重変換部材４１の一端は、前記リードワイヤ４２と同種又は別異のリードワイヤ４２ａを上記張力発生部材５２に接続する。そして、該張力発生部材５２を回転駆動することにより上記光ファイバ４５ｃに張力を付与し、この２点間の構造物の変位信号すなわち桁変位信号をネットワーク通信網５１、５１を介して伝送し、上記ＢＯＴＤＲ計測器４６により計測する。
【００５８】
尚、図７に於いては、２点間変位計３８Ａの実施例２の構成に備えられる後述するダミー用プーリーやオイルシール部材等は省略した。
また、上記一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ｂは単一列、３列又は４列等であってもよく、さらに前端及び後端間に９個以外の多数固を配置してもよい。
【００５９】
上記一方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び上記他方のプーリー４５ｂ、４５ｂ…はその軸心が軸棒４５ｅ、４５ｆを貫通させかつ相互間幅を有して回転可能に軸着している。上記軸棒４５ｅの前端４５ｅ１及び後端４５ｅ２並びに上記軸棒４５ｆの前端４５ｆ１及び後端４５ｆ２はそれぞれ２つの脚部又は軸受部材４５ｇ１、４５ｇ２及び４５ｈ１、４５ｈ２を備え、上記一方及び他方のプーリー４５ａ…、４５ｂ…を回転自在に支承している。また、該一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…、４５ｂ、４５ｂ…は、外周部に例えば、略Ｖ字状又は凹陥状の溝を周設形成し、この溝内に上記光ファイバ４５ｃをそれぞれ交互につまり一方のプーリー４５ａから他方のプーリー４５ｂに往復させて懸架する。
【００６０】
このように構成したので、上記光ファイバ４５ｃは一方のプーリー４５ａと他方のプーリー４５ｂとの間隔長のほかにかつ一方のプーリー４５ａ…、他方のプーリー４５ｂ…の９個分の距離を稼ぐことができ、上記２点間変位計３８Ａが小型の箱状ケースで構成した場合にも、比較的長大な光ファイバ４５ｃを収容することができ、一方、他方の桁長の長いものにも適用させることができる。
【００６１】
次に、図７に示す本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計３８Ａの実施例２に示す構成について具体的な構造例を図８に示し、これを説明する。
図８は、当該実施例２に於ける２点間変位計３８Ａの構造例であって、その全体を水平方向に断面した平面図である。
【００６２】
５４は、例えば略矩形状の箱状ケースであり２点間変位計３８Ａの各構成部材を収納している。この箱状ケース５４は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の材料で成形され、その壁部５４ａの所定部位に貫通した単一又は複数の配管５４ｂを経由して、その内部に収容した構成部材や内部壁面等の結露を防止すべく結露防止ガスとしての窒素ガスを封入する。そして、該配管５４ｂには制御切替弁又はコック５４ｃを設け、窒素ガスを設計仕様に応じて封入量を制御する。
【００６３】
また、前記箱状ケース５４の壁部５４ａの所定部位には、リードワイヤ引出部材５５を装着している。該リードワイヤ引出部材５５は、前記箱状ケース５４の壁部５４ａを貫通した回転軸５５ａを備え、この回転軸５５ａの両端、つまり、該箱状ケース５４の内側方向端５５ａ１と外側方向端５５ａ２が、それぞれリードワイヤ４２の巻取機構としての一方、他方のプーリー５５ｂ、５５ｂに連結されている。そして、該リードワイヤ引出部材５５はオイルシール部材５５ｃを備え、該回転軸５５ａにベアリングを介装して囲僥すると共にシール機能を有するＯリング５５ｄを介して前記壁部５４ａに圧接・固定している。また、該オイルシール部材５５ｃは前記箱状ケース５４の内側壁部及び外側壁部に前記回転軸５５ａを嵌入する窪み又は凹陥５５ｅ及び５５ｆを形成し、この窪み又は凹陥５５ｅ及び５５ｆにオイルシール剤５５ｇ、５５ｇを塗布又は注入して構成される。このように構成したので前記箱状ケース５４の内外の機密性を完全に確保すると共に箱状ケース５４内の結露防止の実行を挙げて他の構成部材の長寿命化を促進し、高品質の２点間変位計３８Ａを提供できる。
【００６４】
前記定荷重バネ部材５３は、例えば桁変位を伝達するリードワイヤ４２の張力を一定荷重以上に保持すると同時に桁移動以外の変位に対してこれを阻止し、かつ遮断するためのフィルターとしての機能を有する構成部品であって前述したリードワイヤ引出部材５５から導入されたリードワイヤ４２を方向転換プーリー５６を介して巻装すると共に後段の変位・荷重変換部材４１の他端に直結する。該定荷重バネ部材５３は、図９に示すように例えば、上段、下段の複数段でなる全体が概ね円筒体又は円柱体で構成されたリードワイヤ巻取部５３Ａと、巻取部復帰機構５３Bとで構成される。
【００６５】
該リードワイヤ巻取部５３Ａは例えば図示するようにリードワイヤ引出部材５５及び方向転換プーリー５６から導入されたリードワイヤ４２を巻装するための上段巻取部５３Ａ１と、該上段巻取部５３Ａ１の垂直方向に一体に成形された下段回転復帰部材固定部５３Ａ２とを備え、この下段回転復帰部材固定部５３Ａ２に回転復帰機能を有する例えば金属板バネ５３Ｃ１の一端部をビス等で固定している。また、該リードワイヤ巻取部５３Ａの上端及び中間位置すなわち上段巻取部５３Ａ１と下段回転復帰部材固定部５３Ａ２の連結部分には鍔５３Ａ３、５３Ａ４を固定配備し、巻装したリードワイヤ４２の離脱防止を図っている。そして、前記巻取部復帰機構５３Ｂは前記リードワイヤ巻取部５３Ａに隣接して配置し、例えば図示するようにボビン状の巻装体で構成され、回転復帰部品としての金属板バネ５３Ｃの他端部を巻装・固定した筒体形状又は円柱形状の板バネ巻装部５３Ｂ１と、該板バネ巻装部５３Ｂ１の上、下端に形成した鍔５３Ｂ２、５３Ｂ３とを有している。
【００６６】
また、前記リードワイヤ巻取部５３Ａ及び前記巻取復帰機構５３Ｂは箱状ケース５４の底面５４ｄに敷設した基盤５４ｅ上に立設・固定した垂直軸５３Ａ５及び５３Ｂ４に回転自在に枢着している。
而して、前記リードワイヤ巻取部５３Ａがリードワイヤ４２を巻取りかつ引張り作用をするに応じて前記巻取部復帰機構５３Ｂの板バネ巻装部５３Ｂ１を回転させつつ金属板バネ５３Ｃが伸張又は圧縮され該リードワイヤ巻取部５３Ａを左又は右方向に回転する。そして、常に該金属板バネ５３Ｃが引張力を該リードワイヤ巻取部５３Ａに付与するので、リードワイヤ巻取部５３Ａに巻装したリードワイヤ４２の張力を一定荷重に保持できる。
尚、上記金属板バネ５３Ｃは他の部品例えば非金属材料やカム又は小型モータ等で構成してもよい。
【００６７】
前記変位・荷重変換部材４１は、例えば図示するように略円筒体形状の容器４１ａと、該容器４１ａの一端及び他端に固定した容器キャップ４１ｄと、該容器４１ａ内に挿置した弾性部材としての性質を有する例えばコイルバネ等のバネ４１ｂと、該容器４１ａの一方側及び他方側を前記基盤５４ｅ上に固定するためのブラケット又は脚部、軸受部材４１ｃ、４１ｃとを備えている。そして、バネ４１ｂの一端及び他端は、前記定荷重バネ部材５３からのリードワイヤ４２及び張力発生部材５２に接続したリードワイヤ４２ａをそれぞれ接続構成している。
【００６８】
前記変位・荷重変換部材４１は２点間変位つまり、桁変位を容器４１ａのバネ４１ｂにより荷重に変換する装置であって、例えば、試算又は実験に基づくと前記バネ４１ｂの設計仕様はリードワイヤ４２に係る張力を９．７（Ｎ）である場合、該バネ４１ｂに接続する動滑車（図示せず）を配備し、線径を１．０（ｍｍ）、材質をＳＵＳ３０４ＷＰＢ、長さを５７．２（ｍｍ）、容器長を１５８．２（ｍｍ）に設定すると変換効率よく桁変位を荷重に変換できることが判明した。
ここで、動滑車を容器４１ａ内に配備すればバネ４１ｂの伸びを短くでき、当変位・荷重変換部材４１の小型化が図れる。
【００６９】
前記張力発生部材５２は、図１０に示すように、例えば、アイドラーであって、上段、中段及び下段に各上段、中段及び下段プーリー５２ａ、５２ｂ及び５２ｃを重設して構成する。また、張力発生部材５２は該上段、中段プーリー５２ａ、５２ｂ及び下段プーリー５２ｃの略中心部であって、基盤５４ｅ上に垂直方向に立設した垂直軸５２ｄを備えており、該上段プーリー５２ａ、中段プーリー５２ｂ及び下段プーリー５２ｃは垂直軸５２ｄに回転自在に枢着している。
【００７０】
前記張力発生部材５２は前記変位・荷重変換部材４１に発生した荷重でリードワイヤ４２ａを介して下段プーリー５２ｃを回転させ、これに連動する。該上段プーリー及び該中段プーリー５２ｂにそれぞれ固定した光ファイバ４５ｃとしての一方側光ファイバ４５ｃ１及び他方側光ファイバ４５ｃ２を例えばプーリーで構成した方向転換部材５２Ａを経由して巻取り、前述した光ファイバ巻回部材４５の一方のプーリー４５ａ…及び他方のプーリー４５ｂ…に懸架された光ファイバ４５ｃに張力を発生させる装置である。ここで前記一方側及び他方側光ファイバ４５ｃ１及び４５ｃ２は上段及び中段プーリー５２ａ及び５２ｂの略Ｖ字状又は凹陥状の溝５２ａ１及び５２ｂ１にエポキシ樹脂等でなる接着剤５２ｅ、５２ｅで固定する。
【００７１】
尚、図８に於いて光ファイバ４５は２列又は３列の複数列すなわち、本実施例２では、各列が円盤状に形成された９個の一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び４５ｂ、４５ｂ…を組合せて、２列で構成された光ファイバ巻回部材４５と、上記一方側光ファイバ４５ｃ１及び上記他方側光ファイバ４５ｃ２と一体した同一光ファイバで構成されかつ両プーリー４５ａ、４５ｂ間に巻装された光ファイバ４５ｃと、上記光ファイバ４５ｃ１と上記光ファイバ４５ｃ２は上記光ファイバ巻回部材４５から導出された後に張力発生部材５２により固定され、それぞれ外部のネットワーク通信網５１、５１に接続される。
【００７２】
そして、前記一方側光ファイバ４５ｃ１及び他方側光ファイバ４５ｃ２は図１０に示すように接着剤５２ｅ、５２ｅを介して一体となる一方側の光ファイバ３９及び他方側の光ファイバ４０により前記箱状ケース５４から外部に導出され、それぞれネットワーク通信網５１、５１に接続される。ここで、前記張力発生部材５２に接続された一方側の光ファイバ３９は、光ファイバ巻回部材４５の一方及び他方の軸棒４５ｅ及び４５ｆに固定されたプーリー４５ｊ及び４５ｋと、この両プーリー４５ｊ及び４５ｋを連結する連結バー４５ｍとで構成されたダミー用光ファイバ変位検出部材４５Ａの該プーリー４５ｊ及び４５ｋに懸架しかつ経由して前記箱状ケース５４の壁部５４ａに嵌着したパッキン部材４７ａ内を挿通してネットワーク通信網５１に接続する。
また、前記張力発生部材５２に接続された他方側の光ファイバ４０は、前記箱状ケース５４の壁部５４ａに嵌着したパッキン部材４７ｂ内を挿通してネットワーク通信網５１に接続する。
【００７３】
尚、桁変位の歪み信号が桁の変位による張力以外の光ファイバ４５ｃそれ自体や光ファイバ巻回部材４５等の温度変化に伴う光ファイバ４５ｃの伸縮作用によって発生するので、このため適正な桁変位信号を伝送すべく前記ダミー用光ファイバ変位検出部材４５Ａはかかる桁変位以外の歪み要因に基づく桁変位信号を阻止し又はキャンセルする機能を有する。
上述した一方側の光ファイバ３９、他方側の光ファイバ４０、一方側光ファイバ４５ｃ１、他方側光ファイバ４５ｃ２及び光ファイバ４５ｃは連続した一つのものであって、単一の光ファイバで構成されている。
【００７４】
上述した本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける実施例２に係る２点間変位計３８Ａのその他の構成及び動作等は上述した実施例１と略同一であり、その説明を省略する。
【実施例３】
【００７５】
次に、本発明に係る２点間変位を遠隔監視するシステムの応用例である実施例３について説明する。
図１１は、上記図５の構造物設置点ＢないしＤに加えて更に構造物設置点Ｅを追加したときの遠隔監視システムの具体的構成図である。これについて説明し、本発明の実施例３を明らかにする。
図１１に示すように、２点間変位監視計の設置点つまり構造物の設置点ＢないしＥから例えば、３０（ｋｍ）の位置の光ファイバネットワーク通信網５１で構築した所定遠隔地に有する道路事務所４８等に備えたＢＯＴＤＲ計測器４６及びそれに関連する設備品により２点間の変位を検出するシステムを示すものである。
【００７６】
道路事務所４８は例えば、上記ＢＯＴＤＲ計測器４６と、一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０間に２点間変位計３８、３８Ａを設置した複数又は多数の橋梁や各桁等構造物を切換え監視するために該ＢＯＴＤＲ計測器４６に接続した光スイッチ４９と、ＡＣ電源に接続されかつ上記ＢＯＴＤＲ計測器４６へ接続する制御パソコン５０とを設置している。
【００７７】
そして、これは特に、地震時等の災害時に於ける２点間変位遠隔監視方法を示すシステムであり、例えば、道路沿いに敷設された光ファイバネットワーク通信網５１から道路事務所４８に設置した光スイッチ４９を経由して複数又は多数の橋梁や各桁等の構造物の２点間の変位を切換え監視する。また、当該実施例は一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０を各桁３５、３６に設置した後は、設置現場ＢないしＥに於いて電源設備は不要となり、メンテナンスフリー状態となる。また、光スイッチ４９により複数又は多数の橋梁や桁３５、３６等構造物の２点間変位を自動的に切換え監視できる。
【００７８】
次に、上述した図５及び図１１に示す本発明に係る光ファイバによる２点間変位計を使用した２点間変位を遠隔監視する方法の実施例３の動作等について説明する。
【００７９】
当該２点間変位遠隔監視システムは測定原理上、２点間変位計３８、３８ＡとＢＯＴＤＲ計測器４６間を繋ぐ光ファイバ３９、４０や光ファイバネットワーク通信網５１等での光の損失が一定レベル以下の必要がある。光ファイバ３９、４０や光ファイバネットワーク通信網５１等の伝送損失は、その延長融着箇所やコネクタ接続箇所等によって決定する。また、伝送損失の許容レベルはＢＯＴＤＲ計測器４６から送られる距離分解能としてのパルス幅によって決定する。また、距離分解能１１（ｍ）、２２（ｍ）で通信回線延長２０（ｋｍ）〜３０（ｋｍ）圏内の構造物は、１台のＢＯＴＤＲ計測器４６で測定可能となることが判明した。ＢＯＴＤＲ計測器４６の測定時間は、測定条件の設定方法で異なる。測定時間に関係する設定条件としては、加算回数、周波数掃引数等が大きな要因となり通常の桁変位を監視する場合においては、例えば、加算回数２１４、周波数掃引回数約４０回で設定して約６分で測定しているが、これらの設定を調整することで地震時等の災害時に於ける２点間変位の監視については、２分以内での測定は可能である。
【００８０】
本発明に係る光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法に於けるシステムとしては、さらに次の実施例が考えられる。すなわち、先づ、桁変位測定システムである。これはいわゆるオフラインシステムであって、複数の桁に２点間変位計としての桁変位監視センサを設置し、それらを直列に光ファイバで接続して端部にコネクタを取り付け、現場に設置したコネクタ収納ＢＯＸに収納しておき、必要なときに現場に測定装置を搬入してコネクタを接続して測定するシステムである。
次に、斜面崩落監視システムである。これは、崩落、落石等の可能性のある箇所に２点間変位計としての桁変位監視センサを設置し、その間にワイヤを張り巡らしワイヤの移動量を監視することで、崩落、落石等を予測するシステムであって、該桁変位監視センサを既設の光ファイバ通信網と接続することで遠隔監視が可能である特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法の実施の形態を示す一例であって、コンクリート構造物として２点間の変位を検出する光ファイバによる２点間変位計の配置状態を示す概要図である。
【図２】本発明に係る光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法の実施の形態を示す一例であって、上記２点間変位計の内部に収容される各構成部材を示す構成図である。
【図３】本発明に係る光ファイバの歪み（μ）に対する荷重（ｇｆ）の関係特性図である。
【図４】本発明に係る光ファイバの歪み（μ）に対する荷重（ｇｆ）の光ファイバ素線特性図である。
【図５】本発明に係る光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法の実施の形態を示す一例であって、各構造物に設置した本発明に係る光ファイバによる２点間変位計でネットワーク通信網を介してＢＯＴＤＲ計測器で構造物の変位を検出する方法を示すシステム概要図である。
【図６】図５に示す２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の実施例１の構成概要図である。
【図７】本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の実施例２の構成概要図である。
【図８】図７に示す本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の実施例２の具体的な構造例を示す水平断面図である。
【図９】図８に示す本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の実施例２の具体的な構造例に備えた定荷重バネ部材の一例を示す側面図である。
【図１０】図８に示す本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の実施例２の具体的な構造例に備えた張力発生部材の一例を示す側面図である。
【図１１】本発明に係る光ファイバによる２点間変位計を使用した光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法の実施例３を示す一例であって、各構造物に設置した光ファイバによる２点間変位計から遠隔地例えば３０（ｋｍ）程度に離れた位置に於ける各構造物の変位の監視を行なう方法を示すシステムの一例を示す構成図である。
【図１２】従来の技術に於ける第１の例を示す桁変位監視システムの構成図である。
【図１３】従来の技術に於ける第２の例を示す光ファイバセンサを使用した監視対象物変位検出システムであって、（ａ）は全体構成図、（ｂ）は監視対象物を拡大した側面図である。
【図１４】従来の技術に於ける第３の例を示す光ファイバセンサを使用した河川堤防変位検出システムであって、（ａ）は全体構成図、（ｂ）は光ケーブルの断面図である。
【図１５】従来の技術に於ける第４の例を示す面状センサを使用したコンクリート構造物変位検出システムの全体構成図である。
【符号の説明】
【００８２】
３５ 一方の桁
３５ａ 一方の桁の下面
３６ 他方の桁
３６ａ 他方の桁の下面
３７ 橋脚（橋台）
３７ａ 橋脚（橋台）の上面
３８ ２点間変位計
３８Ａ ２点間変位計
３９ 一方側の光ファイバ
４０ 他方側の光ファイバ
４１ 変位・荷重変換部材
４１ａ 変位・荷重変換部材の容器
４１ｂ 変位・荷重変換部材のバネ
４１ｃ 変位・荷重変換部材のブラケット（脚部、軸受部材）
４２ リードワイヤ
４２ａ リードワイヤ
４３ アングルの垂下固定部
４３ａ アングルの垂下固定部の緊締貫通孔
４４ アングル
４５ 光ファイバ巻回部材
４５ａ 光ファイバ巻回部材の一方のプーリー
４５ｂ 光ファイバ巻回部材の他方のプーリー
４５ｃ 光ファイバ巻回部材の光ファイバ
４５ｃ１ 光ファイバ巻回部材の光ファイバの一方側光ファイバ
４５ｃ２ 光ファイバ巻回部材の光ファイバの他方側光ファイバ
４５ｄ 光ファイバ巻回部材の光ファイバ固定治具
４５ｅ 光ファイバ巻回部材の一方の軸棒
４５ｅ１ 光ファイバ巻回部材の一方の軸棒の前端
４５ｅ２ 光ファイバ巻回部材の一方の軸棒の後端
４５ｆ 光ファイバ巻回部材の他方の軸棒
４５ｆ１ 光ファイバ巻回部材の他方の軸棒の前端
４５ｆ２ 光ファイバ巻回部材の他方の軸棒の後端
４５ｇ１ 光ファイバ巻回部材の脚部
４５ｇ２ 光ファイバ巻回部材の脚部
４５ｈ１ 光ファイバ巻回部材の脚部
４５ｈ２ 光ファイバ巻回部材の脚部
４５Ａ ダミー用光ファイバ変位検出部材
４５ｊ ダミー用光ファイバ変位検出部材の一方のプーリー
４５ｋ ダミー用光ファイバ変位検出部材の他方のプーリー
４５ｍ ダミー用光ファイバ変位検出部材の連結バー
４６ ＢＯＴＤＲ計測器
４７ａ パッキン部材
４７ｂ パッキン部材
４８ 道路事務所
４９ 光スイッチ
５０ 制御パソコン
５１ 光ファイバネットワーク通信網
５２ 張力発生部材
５２Ａ 方向転換部材
５２ａ 張力発生部材の上段プーリー
５２ｂ 張力発生部材の中段プーリー
５２ｃ 張力発生部材の下段プーリー
５２ｄ 張力発生部材の垂直軸
５２ｅ 張力発生部材の接着剤
５３ 定荷重バネ部材
５３Ａ 定荷重バネ部材のリードワイヤ巻取部
５３Ａ１ 定荷重バネ部材のリードワイヤ巻取部の上段巻取部
５３Ａ２ 定荷重バネ部材のリードワイヤ巻取部の下段回転復帰部材固定部
５３Ａ３ 定荷重バネ部材のリードワイヤ巻取部の下段回転復帰部材固定部の鍔
５３Ａ４ 定荷重バネ部材のリードワイヤ巻取部の下段回転復帰部材固定部の鍔
５３Ｂ 定荷重バネ部材の巻取部復帰機構
５３Ｂ１ 定荷重バネ部材の巻取部復帰機構の板バネ巻装部
５３Ｂ２ 定荷重バネ部材の巻取部復帰機構の板バネ巻装部の鍔
５３Ｂ３ 定荷重バネ部材の巻取部復帰機構の板バネ巻装部の鍔
５３Ｃ 定荷重バネ部材の金属板バネ
５４ 箱状ケース
５４ａ 箱状ケースの壁部
５４ｂ 箱状ケースの配管
５４ｃ 箱状ケースの制御切替弁（コック）
５５ リードワイヤ引出部材
５５ａ リードワイヤ引出部材の回転軸
５５ｂ、５５ｂ リードワイヤ引出部材の一方、他方のプーリー
５５ｃ リードワイヤ引出部材のオイルシール部材
５５ｄ リードワイヤ引出部材のＯリング
５５ｅ リードワイヤ引出部材の窪み（凹陥）
５５ｆ リードワイヤ引出部材の窪み（凹陥）
５５ｇ リードワイヤ引出部材のオイルシール剤
５６ 方向転換プーリー
Ｂ〜Ｅ 構造物の設置点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常時又は地震時等の災害時に於ける２点間の変位を検出すべくした光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の第１の例としては図１２に示す特開２００２−９０２３３に開示されたものがある。これについて説明すれば、川１上に橋梁２が立設されている。そして、川１上に支柱３、４が適宜な間隔で立設されており、この支柱３と、支柱４との間における上部には桁５ａ、５ｂ、５ｃが繋ぎ合わせて設けられている。この桁５ａにおける手前側の下フランジ５ｄの上面から桁５ｂ、５ｃの下フランジ５ｅ、５ｆの上面までに光ファイバ６の一端が敷設されると共に光ファイバ６の他端は歪・損失統合型光パルス試験器７に接続されている。この歪・損失統合型光パルス試験器７にはコード８の一端が接続されていると共にコード８の他端はプラグ９に接続されている。このプラグ９にはコード１４の一端が接続されていると共にコード１４の他端は電源１０に接続されている。この電源１０の一例として、光ファイバ６が電磁誘導やノイズに影響されないことから簡易型発電機を使用することもある。また、前記歪・損失統合型光パルス試験器７にはコード１１の一端が接続されていると共にコード１１の他端は出力手段としてのモニタ１２に接続されている。さらに、モニタ１２にはコード１３の一端が接続されていると共にコード１３の他端は前記プラグ９に接続されている。このプラグ９には前記コード１４を介して前記電源１０に接続されている。
【０００３】
前記桁５ｃと桁５ｂとの繋ぎ部１５Ａ、桁５ｂと桁５ａの繋ぎ部１５Ｂにおける光ファイバ６は、数ループのごとく無張力の状態にたるませておくようにする。しかも、光ファイバ６を桁５ｃ、５ｂ、５ａにおける下フランジ５ｆ、５ｅ、５ｄの上面に敷設する場合は、前記繋ぎ部１５Ａ、繋ぎ部１５Ｂのスプライスプレート部上には光ファイバ６を敷設せずに無張力の状態にたるませておくようにし、そして、桁５ｂにおける下フランジ５ｅの上面すなわち、図８において左右端上には両面テープを張り付け、この両面テープ上に光ファイバ６を一定の張力を与えながら仮止めすべく張り付ける。そして、この仮止めされた光ファイバ６を接着剤によって全面接着せしめ、次いで、粘着テープを光ファイバ６上に貼ることで、光ファイバ６が下フランジ５ｅの上面に敷設される。
【０００４】
また、この種の第２の例としては図１３（ａ）（ｂ）に示す特開２０００−２９２２１６に開示されたものがある。この光ファイバセンサ１５は、斜面１６に露出した監視対象物１７に余長を確保して取り付けた光ファイバ１８に、地滑り等の可能性の少ない監視基準側である安定地盤１９側の光ファイバ２０を光コネクタ２１を介して着脱可能に接続することで、安定地盤１９側の光ファイバ２０を介して監視対象物１７側の光ファイバ１８と光パルス試験器２２とを接続して構成されている。監視対象物１７側の光ファイバ１８は、斜面１６に露出する監視対象物１７である岩石に取り付けたセンサユニット２３に余長を湾曲収納し、このセンサユニット２３から引き出された光コネクタ２１を、安定地盤１９側の光ファイバ２０に着脱可能に接続する。センサユニット２３は、監視対象物１７である岩石に取り付けたリール２３ａに光ファイバ１８の余長を巻付け吸収する。安定地盤１９側の光ファイバ２０は、監視対象物１７側の光ファイバ１８に光コネクタ２１を介して接続され、アンカーボルト２４によって、監視対象物１７の近傍の前記安定地盤１９側に固定されている。監視対象物１７側の光ファイバ１８は、センサユニット２３から引出不可能に引き留めておき、このセンサユニット２３とアンカーボルト２４との間では、光コネクタ２１によって接続され直線状に緊張する。
【０００５】
また、この種の第３の例としては図１４（ａ）（ｂ）に示す特開２０００−２５８１３５に開示されたものがある。これについて説明すれば、２５は河川堤防、２６は河川、２７は光ファイバセンサである。光ファイバセンサ２７は、河川堤防２６の長手方向に沿って延在配置された長尺の光ファイバである光ケーブル２７ａと、この光ケーブル２７ａの長手方向に連続的に設けられた複数のセンシング部２７ｂとを備えて構成されている。センシング部２７ｂは、光ケーブル２７ａの長手方向に沿って互いに当接させて隙間無く連続的に配設されているが、必要箇所にのみ配設することも可能である。前記光ケーブル２７ａに収納されている光ファイバには、光パルス試験器２８が接続され、この光パルス試験器２８から試験光を入射可能になっている。図１０（ｂ）に示すように、光ケーブル２７ａは、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の樹脂製の外被２７ｃ内に単心の光ファイバ心線２７ｄを収納し、さらに、外被２７ｃと光ファイバ心線２７ｄとの間に抗張力体２７ｅを収納した構造になっている。ここで、光ケーブル２７ａは、通常の屋外布設用の光ケーブルにて一般的であるテンションメンバを有するものでは無く、繊維状の抗張力体２７ｅのみに張力負担を頼るものであり、一般的屋外布設用の光ケーブルに比べて伸び歪みが印加されやすくなっている。外被２７ｃとしては優れた防水性並びに耐久性を有するものを適用する。
【０００６】
また、この種の第４の例としては図１５に示すものがある。これについて説明すれば、２９は面状光ファイバセンサとしての面状センサである。該面状センサ２９は、コンクリート構造物の表面に接着剤で一体的に貼り付け固定される。そして該面状センサ２９からの信号をコネクタ収納ｂｏｘ３０を介して、光ファイバ通信網３１に接続され、この光ファイバ通信網３１を現場Ａに一定間隔、例えば年数回毎に搬入して設置したＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）計測器３２に接続している。現場Ａでは、発電器３３及びパソコン（ＰＣ）３４を備え、当該構成要素を上記ＢＯＴＤＲ計測器３２に接続している。そして、上記コンクリート構造物の歪み分布を計測し、ＢＯＴＤＲ計測器３２等により得られたデータは時系列のデータとして観測し、該データの変化から該コンクリート構造物の損傷進行状況を予測する。本システム構成はオフラインシステムとして機能し、面状センサ２９のコンクリート構造物への設置後は電源等の設備も必要なく、メンテナンスフリーとなる特徴がある。
尚、オンラインシステムとして機能させる構成とすることもできるが、その場合現地ＡにＢＯＴＤＲ計測器３２等を収納するＢＯＸや設備が必要となる。
また、他の従来の技術としては電線等を使用して、構造物の変位による移動による該材料の通電と切断の状態によるＯＮ、ＯＦＦ機能をもたせた装置や方法であった。
【特許文献１】特開２００２−９０２３３公開特許公報
【特許文献２】特開２０００−２９２２１６公開特許公報
【特許文献３】特開２０００−２５８１３５公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術は、叙上の構成であるので次の課題が存在した。
すなわち、従来の技術に於ける上記第１の例によれば、一端から他端までの全長の桁５ａ、５ｂ、５ｃの間に適宜な間隔で複数の繋ぎ部１５Ｂ、１５Ａを有した橋梁２の歪み分布を計測する際、各繋ぎ部１５Ｂ、１５Ａに光ファイバ６を敷設しないで無張力の状態にたるませる工法や上記各繋ぎ部１５Ｂ、１５Ａ以外の一端から他端までの全長の桁５ａ、５ｂ、５ｃに一定の張力を与えつつ光ファイバ６を敷設する工法とする必要があり、桁変位監視に伴う工法が複雑であるばかりか現場での諸設備取付け工数が大幅に増大するという問題点があった。
【０００８】
また、従来の技術に於ける上記第２の例によれば、土砂や岩盤の監視対象物１７の変位や歪みを計測し、岩盤崩落や斜面崩壊等の危険部位を常時監視し災害の予兆現象を迅速に把握でき防災に役立つものの、施設工数や関連部材が大幅に増大するうえに当該技術をそのまま桁変位監視装置やシステムに適用することは困難であるという問題点があった。
【０００９】
また、従来の技術に於ける上記第３の例によれば、上記河川堤防２５に別途移動部や該河川堤防２５の変位量増幅部を設ける必要があり、また、光ケーブル２７ａが外被２７ｃや心線部２７ｄに複雑な構造を有すると共に一般用屋外布設分の光ケーブルとは異質な防水性や耐久性の高いものを使用しなければ実施できない隘路があり、当該技術をそのまま桁変位監視装置に適用することができないという問題点があった。
【００１０】
また、従来の技術に於ける上記第４の例によれば、コンクリート構造物、特に、桁について、常時又は地震等の災害時や緊急点検時に現地へのアクセスやデータ解析に時間が掛り当該桁の移動量を正確かつ迅速に把握することができず加えて、桁変位監視装置システムの施工が高価となり、実施上多くの問題点が残存した。
また、桁変位の精度を向上させるためには変位センサ部とデータ測定装置を近接する必要があり、さらに現地Ａでの桁変位に係る測定機器等を収納する設備が必要となり、保守費用や施工費用が増大するという問題点があった。
また、地震時等に於いて例えば約３０（ｋｍ）範囲にある構造物の桁変位を把握するためには、当該構造物の管理担当者が直接現場に行き、桁の変位を調べる必要があり、地震時等に於いては人的問題や対象構造物までの交通手段の問題など、タイムリーに例えば構造物の２部材間の２点間の変位を知ることは不可能に近いという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は特異な構造で構成されかつ一方点又は他方点等に設置された２点間変位計と、該２点間変位計に接続されるＢＯＴＤＲ計測器を使用して常時又は地震時等の災害時に於けるコンクリート構造物、例えば、桁の変位量を所定の遠隔地に於いても迅速かつ適正に検出できる光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法を提供することを目的としたものであって、次の構成、手段から成立する。
【００１２】
すなわち、請求項１記載の発明によれば、一方、他方の２点間の変位を測定するものであって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明に於いて、前記２点間変位計は箱状ケースに構成され、その内底面部に上記光ファイバ固定治具と、上記複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、上記変位・荷重変換部材とを固定したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明に於いて、前記変位・荷重変換部材は、コイルバネで構成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、一方、他方の２点間の変位を測定するもので一方点に設置してあって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続し、上記変位・荷重変換部材に接続されたリードワイヤを他方点に配置したアングルに固定したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、請求項１、２、３又は４記載の発明に於いて、前記光ファイバの設置時に予め張力を与えることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、一方、他方の桁相互間の下方に配置される橋脚の上面に設置されてあって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続し、上記変位・荷重変換部材に接続されたリードワイヤを上記桁の下面に固定したアングルに固定したことを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明によれば、一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤを巻装した定荷重バネ部材と、該定荷重バネ部材からのリードワイヤを接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材と、該変位・荷重変換部材に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバを張設・巻取しかつ該一端及び他端の光ファイバをネットワーク通信網に接続した張力発生部材と、前記光ファイバを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材とを具備したことを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の発明によれば、一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤを巻装した定荷重バネ部材と、該定荷重バネ部材からのリードワイヤを接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材と、該変位・荷重変換部材に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバを張設・巻取しかつ該一端及び他端の光ファイバをネットワーク通信網に接続した張力発生部材と、前記光ファイバを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、前記定荷重バネ部材、変位・荷重変換部材、張力発生部材及び光ファイバ巻回部材を内装した箱状ケースと、該箱状ケースの壁部位に装着されてあって、前記定荷重バネ部材の前後に配置され、リードワイヤを巻装する前記リードワイヤ引出部材とを具備したことを特徴とする。
【００２０】
請求項９記載の発明によれば、請求項８記載の発明に於いて、前記リードワイヤ引出部材は、前記箱状ケースの壁部を貫通した回転軸の両端に連結されると共に前記リードワイヤを張設・巻取りする箱状ケース内外に配置されたプーリーと、該回転軸に囲僥されたオイルシール部材を有したことを特徴とする。
【００２１】
請求項１０記載の発明によれば、一方、他方の２点間の変位を測定するものであって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続してなる２点間変位計を各構造物に設置されている既存の光ファイバネットワーク通信網に接続した光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法を特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法は、叙上の構成を有するので次の効果がある。
【００２３】
すなわち、請求項１記載の発明によれば、一方、他方の２点間の変位を測定するものであって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、光ファイバに複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる光ファイバ巻回部材を内部に備え、この光ファイバ巻回部材により光ファイバの長さを必要長まで小空間を構成した２点間変位計の内部に集約させて施工工数を大幅に削減すると共に各構造物の上面等に容易に設置することができ、また常時又は地震時等の災害時に拘らず正確かつ迅速に２点間の変位量を検出することができる効果がある。
【００２４】
請求項２記載の発明によれば、前記２点間変位計は箱状ケースに構成され、その内底面部に上記光ファイバ固定治具と、上記複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、上記変位・荷重変換部材とを固定したことを特徴とする請求項１記載の光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、２点間変位計がコンパクトな箱状ケースに構成され、その内部に光ファイバ固定治具、光ファイバ巻回部材やコイルバネ等の変位・荷重変換部材の各構成要素を収容したので各構成要素をコンパクトに組付けられると共に構成部品又は部材の取り替えを容易にし、設置工数を大幅に低減する効果がある。
【００２５】
請求項３記載の発明によれば、前記変位・荷重変換部材は、コイルバネで構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、光ファイバの他方側に接続される変位・荷重変換部材を汎用の所定のバネ定数を有するコイルバネを採用したので、２点間変位計の実施化が極めて容易になるという効果がある。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、一方、他方の２点間の変位を測定するもので一方点に設置してあって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続し、上記変位・荷重変換部材に接続されたリードワイヤを他方点に配置したアングルに固定したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、上記光ファイバの他方側を構造物の下面に変位・荷重変換部材を介してアングルに固定されるリードワイヤに接続したので、該光ファイバが外部からの衝撃等から保護され損傷する惧れがなく設置から長年月を経た状態でも光ファイバの歪みや桁の変位を正確に判定かつ検出し、耐久性の高い２点間変位計を提供できる効果がある。
【００２７】
請求項５記載の発明によれば、前記光ファイバの設置時に予め張力を与えることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、複数個又は多数個のプーリーと、変位・荷重変換部材としてのコイルバネを介し、この部材間に予め張力を掛けて変位に対して引張方向と圧縮方向に対応可能な２点間の変位を有効利用する効果がある。
【００２８】
請求項６記載の発明によれば、一方、他方の桁相互間の下方に配置される橋脚の上面に設置されてあって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続し、上記変位・荷重変換部材に接続されたリードワイヤを上記桁の下面に固定したアングルに固定したことを特徴とする光ファイバによる桁変位計を提供する。
このような構成としたので、コンパクトに設計された２点間変位計を桁変位計として使用すると共に常時又は地震時等の災害時のいずれに際しても一方又は他方の桁変位や橋脚変位を現場から所定の遠隔地に設置した光ファイバに発生した歪みを測定するＢＯＴＤＲ計測器やその他関連製品によりリアルタイムに監視でき、正確かつ迅速に桁の移動量を把握することができる光ファイバによる桁変位計を提供する効果がある。
【００２９】
請求項７記載の発明によれば、一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤを巻装した定荷重バネ部材と、該定荷重バネ部材からのリードワイヤを接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材と、該変位・荷重変換部材に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバを張設・巻取しかつ該一端及び他端の光ファイバをネットワーク通信網に接続した張力発生部材と、前記光ファイバを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材とを具備したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、定荷重バネ部材や張力発生部材を設けたのでノイズに基づく桁変位を阻止し伝達することなくリードワイヤの張力を一定荷重に保持し桁変位を正確に伝達すると共に光ファイバを光ファイバ巻回部材により均一に張設し得るので高品質の２点間変位計を提供できる効果がある。
【００３０】
請求項８記載の発明によれば、一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤを巻装した定荷重バネ部材と、該定荷重バネ部材からのリードワイヤを接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材と、該変位・荷重変換部材に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバを張設・巻取しかつ該一端及び他端の光ファイバをネットワーク通信網に接続した張力発生部材と、前記光ファイバを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、前記定荷重バネ部材、変位・荷重変換部材、張力発生部材及び光ファイバ巻回部材を内装した箱状ケースと、該箱状ケースの壁部位に装着されてあって、前記定荷重バネ部材の前後に配置され、リードワイヤを巻装する前記リードワイヤ引出部材とを具備したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、請求項７記載の発明の効果に加えて、リードワイヤの引出しを容易にするうえに２点間変位計がコンパクトな箱状ケースに構成され、その内部に定荷重バネ部材、光ファイバ巻回部材やコイルバネ等の変位・荷重変換部材、張力発生部材の各構成要素を収容したので各構成要素をコンパクトに組付けられると共に構成部品又は部材の取り替えを容易にし、設置工数を大幅に低減する効果がある。
【００３１】
請求項９記載の発明によれば、前記リードワイヤ引出部材は、前記箱状ケースの壁部を貫通した回転軸の両端に連結されると共に前記リードワイヤを張設・巻取りする箱状ケース内外に配置されたプーリーと、該回転軸に囲僥されたオイルシール部材を有したことを特徴とする請求項８記載の光ファイバによる２点間変位計を提供する。
このような構成としたので、請求項８記載の発明の効果に加えて、当該２点間変位計は風雨や震動等の外部の悪環境において、その機密性や耐久性を向上させ、長寿命の計測器として信頼性を高める効果がある。
【００３２】
請求項１０記載の発明によれば、一方、他方の２点間の変位を測定するものであって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続してなる２点間変位計を各構造物に設置されている既存の光ファイバネットワーク通信網に接続したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法を提供する。
このような構成としたので、特に、地震時等の災害時に於いて、例えば、国道沿いに敷設された光ファイバネットワーク通信網の例えば情報ＢＯＸを使用して約２０（ｋｍ）ないし３０（ｋｍ）程度離れた遠隔地の道路事務所内に設置した光スイッチを経由して複数の橋梁とＢＯＴＤＲ計測器を接続して光ファイバによる２点間変位や歪み測定用の光ファイバを該変位計に直列に結線し、構造物の歪みを遠隔監視する方法を構成でき、電源設備を必要とすることなく１本の光ファイバで自動的に２点間又は複数若しくは多数間の構造物の変位を監視できる効果がある。また、地震等の災害時、担当職員が遠距離にある構造物へ直接行くことなく、そして集中的に構造物の２点間の変位を把握可能な監視システムを提供する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法の実施の形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
【００３４】
図１ないし図６は、本発明に係る光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法の実施の形態を示す一例であって、図１は、土木・建築構造物として２点間の変位を検出する光ファイバによる２点間変位計の配置状態を示す概要図、図２は、上記２点間変位計の内部に収容される各構成部材を示す構成図、図３は、本発明に係る光ファイバの歪み（μ）に対する荷重（ｇｆ）の関係特性図、図４は、本発明に係る光ファイバの歪み（μ）に対する荷重（ｇｆ）の光ファイバ素線特性図、図５は、各構造物に設置した本発明に係る光ファイバによる２点間変位計でネットワーク通信網を介してＢＯＴＤＲ計測器で構造物の変位を検出する方法を示すシステム概要図、図６は、図５に示す２点間変位監視システムに於ける２点間変位計の内部構成を示す構成概要図である。
【００３５】
図１は、本発明に係る光ファイバによる２点間変位計の設置状態を示す一例であって、構造物、例えば桁や橋脚の変位を検出する例を示した。３５は土木・建築構造物例えば、コンクリート構造物の一方の桁である。３６は土木・建築構造物例えば、コンクリート構造物の他方の桁である。該一方の桁３５と他方の桁３６の相互間の下方位置には橋台又は橋脚３７が配置してある。該橋脚３７は躯体で構成してもよい。上記橋脚３７は、上面に２点間変位計３８を配置し、図２に示すようにこの２点間変位計３８から歪みセンサ機能を有する一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０を引出す。尚、本実施の形態に於ける２点間変位計３８は桁変位計としての機能を有している。
【００３６】
また、上記２点間変位計３８は内部に収容してあって、例えば橋脚３７の上面３７ａに設置され、上記他方側の光ファイバ４０に接続した図２に示す弾性部材の性質を有する変位・荷重変換部材４１としての例えば、バネ、好ましくはコイルバネ（以下単に「バネ」という）を有し、この変位・荷重変換部材４１に連結する鋼線等でなるリードワイヤ４２は、上記２点間変位計３８から引廻され他方の桁３６の下面３６ａに固定されたアングル４４に固定されている。尚、３５ａは一方の桁３５の下面である。
【００３７】
ここに於いて、上記２点間変位計３８は図２に示すように、２列又は３列の複数列すなわち、本実施の形態では、各列が円盤状に形成された６個の一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び４５ｂ、４５ｂ…を組合せて、２列で構成された光ファイバ巻回部材４５と、上記一方側の光ファイバ３９及び上記他方側の光ファイバ４０と一体した同一光ファイバで構成されかつ両プーリー４５ａ、４５ｂ間に巻装された光ファイバ４５ｃと、一端側を上記一方側の光ファイバ３９及び他端を上記光ファイバ４５ｃに接続した光ファイバ固定治具４５ｄと、上記光ファイバ４５ｃと他方側の光ファイバ４０の接続点に接続されたコイルバネ等でなる変位・荷重変換部材４１とで構成される。
尚、上記一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ｂは単一列、３列又は４列等であってもよく、さらに前端及び後端間に６個以外の多数固を配置してもよい。
【００３８】
上記一方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び上記他方のプーリー４５ｂ、４５ｂ…はその軸心が一方、他方の軸棒４５ｅ、４５ｆを貫通させかつ相互間幅を有して回転可能に軸着している。上記一方の軸棒４５ｅの前端４５ｅ１及び後端４５ｅ２並びに上記他方の軸棒４５ｆの前端４５ｆ１及び後端４５ｆ２はそれぞれ２つの脚部４５ｇ１、４５ｇ２及び４５ｈ１、４５ｈ２を備え、上記一方及び他方のプーリー４５ａ…、４５ｂ…を回転自在に支承している。また、該一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…、４５ｂ、４５ｂ…は、外周部に例えば、略Ｖ字状又は凹陥状の溝を周設形成し、この溝内に上記光ファイバ４５ｃをそれぞれ交互につまり一方のプーリー４５ａから他方のプーリー４５ｂに往復させて懸架する。
【００３９】
このように構成したので、上記光ファイバ４５ｃは一方のプーリー４５ａと他方のプーリー４５ｂとの間隔長のほかにかつ一方のプーリー４５ａ…、他方のプーリー４５ｂ…の６個分の距離を稼ぐことができ、上記２点間変位計３８が小型の箱状ケースで構成した場合にも、比較的長大な光ファイバ４５ｃを収容することができ、一方、他方の桁長の長いものにも適用させることができる。そして、上記２点間変位計３８は、内部の底面部等に例えば基盤（図示せず）を設置し、この基盤上面に上記光ファイバ固定治具４５ｄ及び複数列で構成された複数個又は多数固のプーリー４５ａ、４５ｂでなる回転可能な光ファイバ巻回部材４５及びバネ、特に、コイルバネ等でなる変位・荷重変換部材４１を搭載する。
【００４０】
上記２点間変位計３８に収容しているバネ等の変位・荷重変換部材４１から引出されたリードワイヤ４２はその他端がアングル４４の垂下固定部４３の緊締貫通孔４３ａに係止固定している。上記変位・荷重変換部材４１によりリードワイヤ４２は適宜の張力を確保して張設すると共に上記２点間変位計３８の変位・荷重変換部材４１を適宜に伸張させ、また、上記光ファイバ４５ｃを光ファイバ巻回部材４５に設置する際予め張力を与えており、上記一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０の歪みを適正に検出させ、上記構造物の２点間すなわち土木・建築構造物、例えばコンクリート構造物の変位量若しくは移動量を測定かつ検出する。
【００４１】
また、上記他方側の光ファイバ４０は、上記２点間変位計３８から引出され、図１に示すように上記他方側の桁３６の下面３６ａに固定したアングル４４に接続する。そして、該一方側の光ファイバ３９はいわゆるＢＯＲＴＤ計測器４６を接続する。そして、ＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）計測器４６は、上記光ファイバ３９及び４０間に加えられた歪み分布を光ファイバ３９及び４０の一端から光パルスを入射させ、後方散乱光の一つであるブリルアン散乱光の周波数シフトから歪みの大きさを該光パルスの光速と受信時間から距離を求め、桁や橋脚の変位を検出する。
【００４２】
尚、上記２点間変位計３８は桁や橋脚等の２点間の変位を測定するために所定値以上の長さを有する光ファイバ４５ｃが必要となる。つまり、該光ファイバ４５ｃの許容伸び率を１．２（％）とすれば、１２（ｃｍ）の変位を測定するためには所定値より１０（ｍ）の延長が必要であり、一定以上の任意の変位量を測定するために光ファイバの許容伸び量を補填する手段が必要となる。この補填する手段が前述したコイルバネ等でなる変位・荷重変換部材４１であって、上記光ファイバ４５ｃに直列に接続されている。従って、上記２点間変位計３８の構成は上述の一方、他方のプーリー４５ａ…及び４５ｂ、４５ｂ…や上述の光ファイバ巻回部材４５等を備えない構成としてもよい。
【００４３】
上述した本発明に係る光ファイバによる２点間変位計の実施の形態に基づく動作等について説明する。
【００４４】
本発明に係る光ファイバによる２点間変位計は一方側又は他方側のセンサとしての光ファイバ３９、４０間の歪み分布を測定するＢＯＴＤＲ計測器４６を備え、２点間の構造物の変位を変位・荷重変換部材４１（バネ）により力に変換し、直接に当該光ファイバ３９、４０間に加え、該一方側又は他方側光ファイバ３９、４０間に発生した歪みを測定し、一方、他方の構造物の２点間変位を検出する技術である。
そして、図２に示すように上記２点間変位計３８内に設置された光ファイバ巻回部材４５に巻装された１本の長大な光ファイバ４５ｃに桁歪み測定用としての一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０を直列に接続し、一方点、他方点例えば桁３５、３６や橋脚３７に於ける構造物の複数箇所の変位や歪みを同時に測定できることを特徴とする。
【００４５】
次に、上記一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０間に掛る荷重（ｇｆ）と歪み（μ）の関係について説明すれば、図３は、素線の径が０．２５（ｍｍ）、ＵＶ被覆線に於ける一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０間に掛る荷重Ｙ（ｇｆ）と歪みＸ（μ）の関係を示す特性図である。この特性図は、−２０（℃）ないし６０（℃）の範囲に於いて、測定した結果を示しており、式（１）が成立する。
すなわち、Ｙ＝０．１０６Ｘ （１）
式（１）で一方、他方の桁３５、３６の変位を掛る荷重Ｙ（ｇｆ）に変換して、当該一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０間に加えれば、上記ＢＯＴＤＲ計測器４６により、一方又は他方の桁４５、４６や橋脚３７の変位を測定できる。
【００４６】
また、一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０間に掛る荷重（ｇｆ）と桁変位の関係について説明すれば、一般に、光ファイバ３９、４０間は２００００（μ）〜３００００（μ）で破断するといわれている。最悪の場合を考慮して、２点間変位計３８つまり桁変位計の最大許容歪みを１００００（μ）とすると、ＢＯＴＤＲ計測器４６の機能よりパルス幅１００（ｎｓ）での測定精度は３０（μ）であるから１００００／３０＝３３３となり、１（ｍｍ）の精度で約３００（ｍｍ）すなわち、１（ｃｍ）の精度で約３（ｍ）の変位を測定できる。
【００４７】
地震時の構造物すなわち桁の変位を考慮すると３０（ｃｍ）の変位が必要であり、光ファイバ３９、４０間をセンサとしたとき、許容歪みを１００００（μ）とすると、３０（ｃｍ）の変位を得るためには光ファイバ３９、４０間は、約３０（ｍ）の長さの光ファイバを用いる必要がある。そして、光ファイバ３９、４０に変位・荷重変換部材４１としてのバネを介在させる方法がある。例えば、図４に示すように、桁変位３０（ｃｍ）の変位を測定するために必要なバネの伸びは次の計算により、１０（ｍ）×１００００（μ）＝０．１０（ｍ）となる。０．１０（ｍ）の伸びを得るには上記式（１）から光ファイバ３９、４０に掛る荷重Ｙ＝０．１０６×１０００＝１０６０（ｇｆ）となる。すなわち、１０６０（ｇ）で０．１０（ｍ）を引張すれば光ファイバ３９、４０は１００００（μ）発生することが判明した。
【００４８】
ここで上記２点間変位計３８に変位・荷重変換部材４１としてのバネを介在させる理由は、光ファイバ３９、４０間の歪み（μ）は光ファイバの長さＬ（ｍ）、光ファイバの伸び△Ｌ（ｍ）とすれば、μ＝△Ｌ（ｍ）／Ｌ（ｍ）で表される。リードワイヤ４２の伸びを無視すると、桁３５、３６の変位と光ファイバ３９、４０間の伸び△Ｌ（ｍ）が同じとなり、大きな変位に対応するためには、光ファイバの長さＬを長くする必要がある。桁３５、３６の移動量は、光ファイバ３９、４０間の伸び△Ｌ（ｍ）にバネの伸びを加えた値となっている。バネ定数を変化させることで、光ファイバ３９、４０間の歪み（μ）を一定にして任意の変位に対応できることになる。また、光ファイバ３９、４０間の縮む方向の変位は予め張力を加えた位置を０点とすることで対応できる。
【００４９】
桁３５、３６の変位を光ファイバ３９、４０で直接受ける場合と、バネを介在する場合について説明すれば、
（１）変位を直接に受ける場合は、光ファイバ３９、４０の延長を１（ｍ）とすると光ファイバの伸びは前記式より、±５（ｍｍ）の変位に対応できることになる。要求される桁３５、３６の移動量を±１５０（ｍｍ）と仮定すると光ファイバ３９、４０の伸びは△Ｌ＝３００（ｍｍ）となり、光ファイバ３９、４０の延長は３０（ｍ）必要となる。
（２）桁３５、３６と光ファイバ３９、４０の間にバネを介在させた場合、光ファイバ３９、４０の延長に関係なく、光ファイバ３９、４０に１００００（μ）以上の歪みが発生しないようなバネ定数を選ぶことによって任意の変位に対応できる。
【実施例１】
【００５０】
次に、上述した本発明に係る具体的な実施例１としての図５に示す既存の光ファイバネットワーク通信網を利用した光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法について説明する。
ここで、図５はいわゆる遠距離監視システムの概要を示すものであって、各構造物設置点、すなわち本実施例ではＢ、Ｃ、Ｄの３個所の構造物に設置した本発明装置としての２点間変位計３８から引出された光ファイバ３９と４０を直列に既存の光ファイバネットワーク通信網５１に接続すると共に遠隔地に設置したＢＯＴＤＲ計測器４６で、上記各構造物Ｂ、Ｃ及びＤの変位を一斉に検出する。また、当該実施例は一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０を各桁３５、３６に設置した後は、設置現場ＢないしＥに於いて電源設備は不要となり、メンテナンスフリー状態となる。
尚、図５に於いて３７は橋脚である。
【００５１】
次に、図５の実施例１に基づき図６に示す２点間変位計３８の内部の構成及び動作を説明する。
上記２点間変位計３８は図６に示すように、２列又は３列の複数列すなわち、本実施の形態では、各列が円盤状に形成された６個の一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び４５ｂ、４５ｂ…を組合せて、２列で構成された光ファイバ巻回部材４５と、上記一方側の光ファイバ３９及び上記他方側の光ファイバ４０と一体した同一光ファイバで構成されかつ両プーリー４５ａ、４５ｂ間に巻装された光ファイバ４５ｃと、一端側を上記一方側の光ファイバ３９及び他端を上記光ファイバ４５ｃに接続した光ファイバ固定治具４５ｄと、上記光ファイバ４５ｃと他方側の光ファイバ４０の接続点に接続されたコイルバネ等でなる変位・荷重変換部材４１とで構成される。
また、前述した一方側の光ファイバ３９、他方側の光ファイバ４０及び光ファイバ４５ｃは連続した一つのものであって、単一の光ファイバで構成されている。
尚、上記一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ｂは単一列、３列又は４列等であってもよく、さらに前端及び後端間に６個以外の多数固を配置してもよい。
【００５２】
上記一方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び上記他方のプーリー４５ｂ、４５ｂ…はその軸心が一方、他方の軸棒４５ｅ、４５ｆを貫通させかつ相互間幅を有して回転可能に軸着している。上記一方の軸棒４５ｅの前端４５ｅ１及び後端４５ｅ２並びに上記他方の軸棒４５ｆの前端４５ｆ１及び後端４５ｆ２はそれぞれ２つの脚部４５ｇ１、４５ｇ２及び４５ｈ１、４５ｈ２を備え、上記一方及び他方のプーリー４５ａ…、４５ｂ…を回転自在に支承している。また、該一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…、４５ｂ、４５ｂ…は、外周部に例えば、略Ｖ字状又は凹陥状の溝を周設形成し、この溝内に上記光ファイバ４５ｃをそれぞれ交互につまり一方のプーリー４５ａから他方のプーリー４５ｂに往復させて懸架する。
【００５３】
このように構成したので、上記光ファイバ４５ｃは一方のプーリー４５ａと他方のプーリー４５ｂとの間隔長のほかにかつ一方のプーリー４５ａ…、他方のプーリー４５ｂ…の６個分の距離を稼ぐことができ、上記２点間変位計３８が小型の箱状ケースで構成した場合にも、比較的長大な光ファイバ４５ｃを収容することができ、一方、他方の桁長の長いものにも適用させることができる。そして、上記２点間変位計３８は、内部の底面部等に例えば基盤を設置し、この基盤上面に上記光ファイバ固定治具４５ｄ及び複数列で構成された複数個又は多数固のプーリー４５ａ、４５ｂでなる回転可能な光ファイバ巻回部材４５及びバネ、特に、コイルバネ等でなる変位・荷重変換部材４１を搭載する。
【００５４】
上記２点間変位計３８に収容しているバネ等の変位・荷重変換部材４１から引出されたリードワイヤ４２はその他端がアングル４４の垂下固定部４３の緊締貫通孔４３ａに係止固定している。
上記変位・荷重変換部材性部材４１によりリードワイヤ４２は適宜の張力を確保して張設すると共に上記２点間変位計３８の変位・荷重変換部材４１を適宜に伸張させ、また、上記光ファイバ４５ｃを光ファイバ巻回部材４５に設置する際予め張力を与えており、上記一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０の歪みを適正に検出させ、上記構造物の２点間すなわち土木・建築構造物、例えばコンクリート構造物の変位量若しくは移動量を測定かつ検出する。そして、上記他方側の光ファイバ４０は前記光ファイバ巻回部材４５に巻装された光ファイバ４５ｃの他方端と変位・荷重変換部材４１との接続点Ｐに接続されると共に既存の光ファイバネットワーク通信網５１に接続する。
【００５５】
また、図５に示すように、各構造物設置点Ｂ、Ｃ、Ｄに設置された当該各２点間変位計３８に於ける他方側の光ファイバ４０は上記光ファイバネットワーク通信網５１を介して順次次段の一方側の光ファイバ３９に直列接続構成されている。そして、最終段の２点間変位計３８の一方側の光ファイバ３９は光ファイバネットワーク通信網５１を介していわゆるＢＯＴＤＲ計測器４６に接続する。
尚、他の構成部材等は図２に示すものと略同一であり説明を省略する。
【実施例２】
【００５６】
次に、図６に示す本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の応用例である実施例２について説明する。
この実施例２に係る２点間変位計３８Ａの特徴点は図７に示す構成概要図から明らかなように一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤ４２を巻装した定荷重バネ部材５３と、該定荷重バネ部材５３からのリードワイヤ４２を接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材４１と、該変位・荷重変換部材４１に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバ４５ｃを張設・巻取しかつ該一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０をネットワーク通信網５１、５１に接続した張力発生部材５２と、該一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０に連続してなる前記光ファイバ４５ｃを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材４５とを備えたことにある。
【００５７】
図７に基づきこの本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の実施例２を説明すれば、２列又は３列の複数列すなわち、実施例２では、各列が円盤状に形成された９個の一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び４５ｂ、４５ｂ…を組合せて、２列で構成された光ファイバ巻回部材４５と、上記一方側の光ファイバ３９及び上記他方側の光ファイバ４０と一体した同一光ファイバで構成されかつ両プーリー４５ａ、４５ｂ間に巻装された光ファイバ４５ｃと、上記光ファイバ３９と上記光ファイバ４０は上記光ファイバ巻回部材４５から導出された後に張力発生部材５２により固定され、それぞれ外部のネットワーク通信網５１、５１に接続される。一方、２点間の土木・建築構造物、例えば、一方、他方の桁変位を伝達するリードワイヤ４２を定荷重バネ部材５３に巻装し、さらに、該リードワイヤ４２は、その桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材４１の他端に接続する。また、該変位・荷重変換部材４１の一端は、前記リードワイヤ４２と同種又は別異のリードワイヤ４２ａを上記張力発生部材５２に接続する。そして、該張力発生部材５２を回転駆動することにより上記光ファイバ４５ｃに張力を付与し、この２点間の構造物の変位信号すなわち桁変位信号をネットワーク通信網５１、５１を介して伝送し、上記ＢＯＴＤＲ計測器４６により計測する。
【００５８】
尚、図７に於いては、２点間変位計３８Ａの実施例２の構成に備えられる後述するダミー用プーリーやオイルシール部材等は省略した。
また、上記一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ｂは単一列、３列又は４列等であってもよく、さらに前端及び後端間に９個以外の多数固を配置してもよい。
【００５９】
上記一方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び上記他方のプーリー４５ｂ、４５ｂ…はその軸心が軸棒４５ｅ、４５ｆを貫通させかつ相互間幅を有して回転可能に軸着している。上記軸棒４５ｅの前端４５ｅ１及び後端４５ｅ２並びに上記軸棒４５ｆの前端４５ｆ１及び後端４５ｆ２はそれぞれ２つの脚部又は軸受部材４５ｇ１、４５ｇ２及び４５ｈ１、４５ｈ２を備え、上記一方及び他方のプーリー４５ａ…、４５ｂ…を回転自在に支承している。また、該一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…、４５ｂ、４５ｂ…は、外周部に例えば、略Ｖ字状又は凹陥状の溝を周設形成し、この溝内に上記光ファイバ４５ｃをそれぞれ交互につまり一方のプーリー４５ａから他方のプーリー４５ｂに往復させて懸架する。
【００６０】
このように構成したので、上記光ファイバ４５ｃは一方のプーリー４５ａと他方のプーリー４５ｂとの間隔長のほかにかつ一方のプーリー４５ａ…、他方のプーリー４５ｂ…の９個分の距離を稼ぐことができ、上記２点間変位計３８Ａが小型の箱状ケースで構成した場合にも、比較的長大な光ファイバ４５ｃを収容することができ、一方、他方の桁長の長いものにも適用させることができる。
【００６１】
次に、図７に示す本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計３８Ａの実施例２に示す構成について具体的な構造例を図８に示し、これを説明する。
図８は、当該実施例２に於ける２点間変位計３８Ａの構造例であって、その全体を水平方向に断面した平面図である。
【００６２】
５４は、例えば略矩形状の箱状ケースであり２点間変位計３８Ａの各構成部材を収納している。この箱状ケース５４は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の材料で成形され、その壁部５４ａの所定部位に貫通した単一又は複数の配管５４ｂを経由して、その内部に収容した構成部材や内部壁面等の結露を防止すべく結露防止ガスとしての窒素ガスを封入する。そして、該配管５４ｂには制御切替弁又はコック５４ｃを設け、窒素ガスを設計仕様に応じて封入量を制御する。
【００６３】
また、前記箱状ケース５４の壁部５４ａの所定部位には、リードワイヤ引出部材５５を装着している。該リードワイヤ引出部材５５は、前記箱状ケース５４の壁部５４ａを貫通した回転軸５５ａを備え、この回転軸５５ａの両端、つまり、該箱状ケース５４の内側方向端５５ａ１と外側方向端５５ａ２が、それぞれリードワイヤ４２の巻取機構としての一方、他方のプーリー５５ｂ、５５ｂに連結されている。そして、該リードワイヤ引出部材５５はオイルシール部材５５ｃを備え、該回転軸５５ａにベアリングを介装して囲僥すると共にシール機能を有するＯリング５５ｄを介して前記壁部５４ａに圧接・固定している。また、該オイルシール部材５５ｃは前記箱状ケース５４の内側壁部及び外側壁部に前記回転軸５５ａを嵌入する窪み又は凹陥５５ｅ及び５５ｆを形成し、この窪み又は凹陥５５ｅ及び５５ｆにオイルシール剤５５ｇ、５５ｇを塗布又は注入して構成される。このように構成したので前記箱状ケース５４の内外の機密性を完全に確保すると共に箱状ケース５４内の結露防止の実行を挙げて他の構成部材の長寿命化を促進し、高品質の２点間変位計３８Ａを提供できる。
【００６４】
前記定荷重バネ部材５３は、例えば桁変位を伝達するリードワイヤ４２の張力を一定荷重以上に保持すると同時に桁移動以外の変位に対してこれを阻止し、かつ遮断するためのフィルターとしての機能を有する構成部品であって前述したリードワイヤ引出部材５５から導入されたリードワイヤ４２を方向転換プーリー５６を介して巻装すると共に後段の変位・荷重変換部材４１の他端に直結する。該定荷重バネ部材５３は、図９に示すように例えば、上段、下段の複数段でなる全体が概ね円筒体又は円柱体で構成されたリードワイヤ巻取部５３Ａと、巻取部復帰機構５３Bとで構成される。
【００６５】
該リードワイヤ巻取部５３Ａは例えば図示するようにリードワイヤ引出部材５５及び方向転換プーリー５６から導入されたリードワイヤ４２を巻装するための上段巻取部５３Ａ１と、該上段巻取部５３Ａ１の垂直方向に一体に成形された下段回転復帰部材固定部５３Ａ２とを備え、この下段回転復帰部材固定部５３Ａ２に回転復帰機能を有する例えば金属板バネ５３Ｃ１の一端部をビス等で固定している。また、該リードワイヤ巻取部５３Ａの上端及び中間位置すなわち上段巻取部５３Ａ１と下段回転復帰部材固定部５３Ａ２の連結部分には鍔５３Ａ３、５３Ａ４を固定配備し、巻装したリードワイヤ４２の離脱防止を図っている。そして、前記巻取部復帰機構５３Ｂは前記リードワイヤ巻取部５３Ａに隣接して配置し、例えば図示するようにボビン状の巻装体で構成され、回転復帰部品としての金属板バネ５３Ｃの他端部を巻装・固定した筒体形状又は円柱形状の板バネ巻装部５３Ｂ１と、該板バネ巻装部５３Ｂ１の上、下端に形成した鍔５３Ｂ２、５３Ｂ３とを有している。
【００６６】
また、前記リードワイヤ巻取部５３Ａ及び前記巻取復帰機構５３Ｂは箱状ケース５４の底面５４ｄに敷設した基盤５４ｅ上に立設・固定した垂直軸５３Ａ５及び５３Ｂ４に回転自在に枢着している。
而して、前記リードワイヤ巻取部５３Ａがリードワイヤ４２を巻取りかつ引張り作用をするに応じて前記巻取部復帰機構５３Ｂの板バネ巻装部５３Ｂ１を回転させつつ金属板バネ５３Ｃが伸張又は圧縮され該リードワイヤ巻取部５３Ａを左又は右方向に回転する。そして、常に該金属板バネ５３Ｃが引張力を該リードワイヤ巻取部５３Ａに付与するので、リードワイヤ巻取部５３Ａに巻装したリードワイヤ４２の張力を一定荷重に保持できる。
尚、上記金属板バネ５３Ｃは他の部品例えば非金属材料やカム又は小型モータ等で構成してもよい。
【００６７】
前記変位・荷重変換部材４１は、例えば図示するように略円筒体形状の容器４１ａと、該容器４１ａの一端及び他端に固定した容器キャップ４１ｄと、該容器４１ａ内に挿置した弾性部材としての性質を有する例えばコイルバネ等のバネ４１ｂと、該容器４１ａの一方側及び他方側を前記基盤５４ｅ上に固定するためのブラケット又は脚部、軸受部材４１ｃ、４１ｃとを備えている。そして、バネ４１ｂの一端及び他端は、前記定荷重バネ部材５３からのリードワイヤ４２及び張力発生部材５２に接続したリードワイヤ４２ａをそれぞれ接続構成している。
【００６８】
前記変位・荷重変換部材４１は２点間変位つまり、桁変位を容器４１ａのバネ４１ｂにより荷重に変換する装置であって、例えば、試算又は実験に基づくと前記バネ４１ｂの設計仕様はリードワイヤ４２に係る張力を９．７（Ｎ）である場合、該バネ４１ｂに接続する動滑車（図示せず）を配備し、線径を１．０（ｍｍ）、材質をＳＵＳ３０４ＷＰＢ、長さを５７．２（ｍｍ）、容器長を１５８．２（ｍｍ）に設定すると変換効率よく桁変位を荷重に変換できることが判明した。
ここで、動滑車を容器４１ａ内に配備すればバネ４１ｂの伸びを短くでき、当変位・荷重変換部材４１の小型化が図れる。
【００６９】
前記張力発生部材５２は、図１０に示すように、例えば、アイドラーであって、上段、中段及び下段に各上段、中段及び下段プーリー５２ａ、５２ｂ及び５２ｃを重設して構成する。また、張力発生部材５２は該上段、中段プーリー５２ａ、５２ｂ及び下段プーリー５２ｃの略中心部であって、基盤５４ｅ上に垂直方向に立設した垂直軸５２ｄを備えており、該上段プーリー５２ａ、中段プーリー５２ｂ及び下段プーリー５２ｃは垂直軸５２ｄに回転自在に枢着している。
【００７０】
前記張力発生部材５２は前記変位・荷重変換部材４１に発生した荷重でリードワイヤ４２ａを介して下段プーリー５２ｃを回転させ、これに連動する。該上段プーリー及び該中段プーリー５２ｂにそれぞれ固定した光ファイバ４５ｃとしての一方側光ファイバ４５ｃ１及び他方側光ファイバ４５ｃ２を例えばプーリーで構成した方向転換部材５２Ａを経由して巻取り、前述した光ファイバ巻回部材４５の一方のプーリー４５ａ…及び他方のプーリー４５ｂ…に懸架された光ファイバ４５ｃに張力を発生させる装置である。ここで前記一方側及び他方側光ファイバ４５ｃ１及び４５ｃ２は上段及び中段プーリー５２ａ及び５２ｂの略Ｖ字状又は凹陥状の溝５２ａ１及び５２ｂ１にエポキシ樹脂等でなる接着剤５２ｅ、５２ｅで固定する。
【００７１】
尚、図８に於いて光ファイバ４５は２列又は３列の複数列すなわち、本実施例２では、各列が円盤状に形成された９個の一方及び他方のプーリー４５ａ、４５ａ…及び４５ｂ、４５ｂ…を組合せて、２列で構成された光ファイバ巻回部材４５と、上記一方側光ファイバ４５ｃ１及び上記他方側光ファイバ４５ｃ２と一体した同一光ファイバで構成されかつ両プーリー４５ａ、４５ｂ間に巻装された光ファイバ４５ｃと、上記光ファイバ４５ｃ１と上記光ファイバ４５ｃ２は上記光ファイバ巻回部材４５から導出された後に張力発生部材５２により固定され、それぞれ外部のネットワーク通信網５１、５１に接続される。
【００７２】
そして、前記一方側光ファイバ４５ｃ１及び他方側光ファイバ４５ｃ２は図１０に示すように接着剤５２ｅ、５２ｅを介して一体となる一方側の光ファイバ３９及び他方側の光ファイバ４０により前記箱状ケース５４から外部に導出され、それぞれネットワーク通信網５１、５１に接続される。ここで、前記張力発生部材５２に接続された一方側の光ファイバ３９は、光ファイバ巻回部材４５の一方及び他方の軸棒４５ｅ及び４５ｆに固定されたプーリー４５ｊ及び４５ｋと、この両プーリー４５ｊ及び４５ｋを連結する連結バー４５ｍとで構成されたダミー用光ファイバ変位検出部材４５Ａの該プーリー４５ｊ及び４５ｋに懸架しかつ経由して前記箱状ケース５４の壁部５４ａに嵌着したパッキン部材４７ａ内を挿通してネットワーク通信網５１に接続する。
また、前記張力発生部材５２に接続された他方側の光ファイバ４０は、前記箱状ケース５４の壁部５４ａに嵌着したパッキン部材４７ｂ内を挿通してネットワーク通信網５１に接続する。
【００７３】
尚、桁変位の歪み信号が桁の変位による張力以外の光ファイバ４５ｃそれ自体や光ファイバ巻回部材４５等の温度変化に伴う光ファイバ４５ｃの伸縮作用によって発生するので、このため適正な桁変位信号を伝送すべく前記ダミー用光ファイバ変位検出部材４５Ａはかかる桁変位以外の歪み要因に基づく桁変位信号を阻止し又はキャンセルする機能を有する。
上述した一方側の光ファイバ３９、他方側の光ファイバ４０、一方側光ファイバ４５ｃ１、他方側光ファイバ４５ｃ２及び光ファイバ４５ｃは連続した一つのものであって、単一の光ファイバで構成されている。
【００７４】
上述した本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける実施例２に係る２点間変位計３８Ａのその他の構成及び動作等は上述した実施例１と略同一であり、その説明を省略する。
【実施例３】
【００７５】
次に、本発明に係る２点間変位を遠隔監視するシステムの応用例である実施例３について説明する。
図１１は、上記図５の構造物設置点ＢないしＤに加えて更に構造物設置点Ｅを追加したときの遠隔監視システムの具体的構成図である。これについて説明し、本発明の実施例３を明らかにする。
図１１に示すように、２点間変位監視計の設置点つまり構造物の設置点ＢないしＥから例えば、３０（ｋｍ）の位置の光ファイバネットワーク通信網５１で構築した所定遠隔地に有する道路事務所４８等に備えたＢＯＴＤＲ計測器４６及びそれに関連する設備品により２点間の変位を検出するシステムを示すものである。
【００７６】
道路事務所４８は例えば、上記ＢＯＴＤＲ計測器４６と、一方側及び他方側の光ファイバ３９、４０間に２点間変位計３８、３８Ａを設置した複数又は多数の橋梁や各桁等構造物を切換え監視するために該ＢＯＴＤＲ計測器４６に接続した光スイッチ４９と、ＡＣ電源に接続されかつ上記ＢＯＴＤＲ計測器４６へ接続する制御パソコン５０とを設置している。
【００７７】
そして、これは特に、地震時等の災害時に於ける２点間変位遠隔監視方法を示すシステムであり、例えば、道路沿いに敷設された光ファイバネットワーク通信網５１から道路事務所４８に設置した光スイッチ４９を経由して複数又は多数の橋梁や各桁等の構造物の２点間の変位を切換え監視する。また、当該実施例は一方側又は他方側の光ファイバ３９、４０を各桁３５、３６に設置した後は、設置現場ＢないしＥに於いて電源設備は不要となり、メンテナンスフリー状態となる。また、光スイッチ４９により複数又は多数の橋梁や桁３５、３６等構造物の２点間変位を自動的に切換え監視できる。
【００７８】
次に、上述した図５及び図１１に示す本発明に係る光ファイバによる２点間変位計を使用した２点間変位を遠隔監視する方法の実施例３の動作等について説明する。
【００７９】
当該２点間変位遠隔監視システムは測定原理上、２点間変位計３８、３８ＡとＢＯＴＤＲ計測器４６間を繋ぐ光ファイバ３９、４０や光ファイバネットワーク通信網５１等での光の損失が一定レベル以下の必要がある。光ファイバ３９、４０や光ファイバネットワーク通信網５１等の伝送損失は、その延長融着箇所やコネクタ接続箇所等によって決定する。また、伝送損失の許容レベルはＢＯＴＤＲ計測器４６から送られる距離分解能としてのパルス幅によって決定する。また、距離分解能１１（ｍ）、２２（ｍ）で通信回線延長２０（ｋｍ）〜３０（ｋｍ）圏内の構造物は、１台のＢＯＴＤＲ計測器４６で測定可能となることが判明した。ＢＯＴＤＲ計測器４６の測定時間は、測定条件の設定方法で異なる。測定時間に関係する設定条件としては、加算回数、周波数掃引数等が大きな要因となり通常の桁変位を監視する場合においては、例えば、加算回数２１４、周波数掃引回数約４０回で設定して約６分で測定しているが、これらの設定を調整することで地震時等の災害時に於ける２点間変位の監視については、２分以内での測定は可能である。
【００８０】
本発明に係る光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法に於けるシステムとしては、さらに次の実施例が考えられる。すなわち、先づ、桁変位測定システムである。これはいわゆるオフラインシステムであって、複数の桁に２点間変位計としての桁変位監視センサを設置し、それらを直列に光ファイバで接続して端部にコネクタを取り付け、現場に設置したコネクタ収納ＢＯＸに収納しておき、必要なときに現場に測定装置を搬入してコネクタを接続して測定するシステムである。
次に、斜面崩落監視システムである。これは、崩落、落石等の可能性のある箇所に２点間変位計としての桁変位監視センサを設置し、その間にワイヤを張り巡らしワイヤの移動量を監視することで、崩落、落石等を予測するシステムであって、該桁変位監視センサを既設の光ファイバ通信網と接続することで遠隔監視が可能である特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法の実施の形態を示す一例であって、コンクリート構造物として２点間の変位を検出する光ファイバによる２点間変位計の配置状態を示す概要図である。
【図２】本発明に係る光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法の実施の形態を示す一例であって、上記２点間変位計の内部に収容される各構成部材を示す構成図である。
【図３】本発明に係る光ファイバの歪み（μ）に対する荷重（ｇｆ）の関係特性図である。
【図４】本発明に係る光ファイバの歪み（μ）に対する荷重（ｇｆ）の光ファイバ素線特性図である。
【図５】本発明に係る光ファイバによる２点間変位計及び光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法の実施の形態を示す一例であって、各構造物に設置した本発明に係る光ファイバによる２点間変位計でネットワーク通信網を介してＢＯＴＤＲ計測器で構造物の変位を検出する方法を示すシステム概要図である。
【図６】図５に示す２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の実施例１の構成概要図である。
【図７】本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の実施例２の構成概要図である。
【図８】図７に示す本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の実施例２の具体的な構造例を示す水平断面図である。
【図９】図８に示す本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の実施例２の具体的な構造例に備えた定荷重バネ部材の一例を示す側面図である。
【図１０】図８に示す本発明に係る２点間変位遠隔監視システムに於ける２点間変位計の実施例２の具体的な構造例に備えた張力発生部材の一例を示す側面図である。
【図１１】本発明に係る光ファイバによる２点間変位計を使用した光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法の実施例３を示す一例であって、各構造物に設置した光ファイバによる２点間変位計から遠隔地例えば３０（ｋｍ）程度に離れた位置に於ける各構造物の変位の監視を行なう方法を示すシステムの一例を示す構成図である。
【図１２】従来の技術に於ける第１の例を示す桁変位監視システムの構成図である。
【図１３】従来の技術に於ける第２の例を示す光ファイバセンサを使用した監視対象物変位検出システムであって、（ａ）は全体構成図、（ｂ）は監視対象物を拡大した側面図である。
【図１４】従来の技術に於ける第３の例を示す光ファイバセンサを使用した河川堤防変位検出システムであって、（ａ）は全体構成図、（ｂ）は光ケーブルの断面図である。
【図１５】従来の技術に於ける第４の例を示す面状センサを使用したコンクリート構造物変位検出システムの全体構成図である。
【符号の説明】
【００８２】
３５ 一方の桁
３５ａ 一方の桁の下面
３６ 他方の桁
３６ａ 他方の桁の下面
３７ 橋脚（橋台）
３７ａ 橋脚（橋台）の上面
３８ ２点間変位計
３８Ａ ２点間変位計
３９ 一方側の光ファイバ
４０ 他方側の光ファイバ
４１ 変位・荷重変換部材
４１ａ 変位・荷重変換部材の容器
４１ｂ 変位・荷重変換部材のバネ
４１ｃ 変位・荷重変換部材のブラケット（脚部、軸受部材）
４２ リードワイヤ
４２ａ リードワイヤ
４３ アングルの垂下固定部
４３ａ アングルの垂下固定部の緊締貫通孔
４４ アングル
４５ 光ファイバ巻回部材
４５ａ 光ファイバ巻回部材の一方のプーリー
４５ｂ 光ファイバ巻回部材の他方のプーリー
４５ｃ 光ファイバ巻回部材の光ファイバ
４５ｃ１ 光ファイバ巻回部材の光ファイバの一方側光ファイバ
４５ｃ２ 光ファイバ巻回部材の光ファイバの他方側光ファイバ
４５ｄ 光ファイバ巻回部材の光ファイバ固定治具
４５ｅ 光ファイバ巻回部材の一方の軸棒
４５ｅ１ 光ファイバ巻回部材の一方の軸棒の前端
４５ｅ２ 光ファイバ巻回部材の一方の軸棒の後端
４５ｆ 光ファイバ巻回部材の他方の軸棒
４５ｆ１ 光ファイバ巻回部材の他方の軸棒の前端
４５ｆ２ 光ファイバ巻回部材の他方の軸棒の後端
４５ｇ１ 光ファイバ巻回部材の脚部
４５ｇ２ 光ファイバ巻回部材の脚部
４５ｈ１ 光ファイバ巻回部材の脚部
４５ｈ２ 光ファイバ巻回部材の脚部
４５Ａ ダミー用光ファイバ変位検出部材
４５ｊ ダミー用光ファイバ変位検出部材の一方のプーリー
４５ｋ ダミー用光ファイバ変位検出部材の他方のプーリー
４５ｍ ダミー用光ファイバ変位検出部材の連結バー
４６ ＢＯＴＤＲ計測器
４７ａ パッキン部材
４７ｂ パッキン部材
４８ 道路事務所
４９ 光スイッチ
５０ 制御パソコン
５１ 光ファイバネットワーク通信網
５２ 張力発生部材
５２Ａ 方向転換部材
５２ａ 張力発生部材の上段プーリー
５２ｂ 張力発生部材の中段プーリー
５２ｃ 張力発生部材の下段プーリー
５２ｄ 張力発生部材の垂直軸
５２ｅ 張力発生部材の接着剤
５３ 定荷重バネ部材
５３Ａ 定荷重バネ部材のリードワイヤ巻取部
５３Ａ１ 定荷重バネ部材のリードワイヤ巻取部の上段巻取部
５３Ａ２ 定荷重バネ部材のリードワイヤ巻取部の下段回転復帰部材固定部
５３Ａ３ 定荷重バネ部材のリードワイヤ巻取部の下段回転復帰部材固定部の鍔
５３Ａ４ 定荷重バネ部材のリードワイヤ巻取部の下段回転復帰部材固定部の鍔
５３Ｂ 定荷重バネ部材の巻取部復帰機構
５３Ｂ１ 定荷重バネ部材の巻取部復帰機構の板バネ巻装部
５３Ｂ２ 定荷重バネ部材の巻取部復帰機構の板バネ巻装部の鍔
５３Ｂ３ 定荷重バネ部材の巻取部復帰機構の板バネ巻装部の鍔
５３Ｃ 定荷重バネ部材の金属板バネ
５４ 箱状ケース
５４ａ 箱状ケースの壁部
５４ｂ 箱状ケースの配管
５４ｃ 箱状ケースの制御切替弁（コック）
５５ リードワイヤ引出部材
５５ａ リードワイヤ引出部材の回転軸
５５ｂ、５５ｂ リードワイヤ引出部材の一方、他方のプーリー
５５ｃ リードワイヤ引出部材のオイルシール部材
５５ｄ リードワイヤ引出部材のＯリング
５５ｅ リードワイヤ引出部材の窪み（凹陥）
５５ｆ リードワイヤ引出部材の窪み（凹陥）
５５ｇ リードワイヤ引出部材のオイルシール剤
５６ 方向転換プーリー
Ｂ〜Ｅ 構造物の設置点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方、他方の２点間の変位を測定するものであって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計。
【請求項２】
前記２点間変位計は箱状ケースに構成され、その内底面部に上記光ファイバ固定治具と、上記複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、上記変位・荷重変換部材とを固定したことを特徴とする請求項１記載の光ファイバによる２点間変位計。
【請求項３】
前記変位・荷重変換部材は、コイルバネで構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバによる２点間変位計。
【請求項４】
一方、他方の２点間の変位を測定するもので一方点に設置してあって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続し、上記変位・荷重変換部材に接続されたリードワイヤを他方点に配置したアングルに固定したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計。
【請求項５】
前記光ファイバの設置時に予め張力を与えることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の光ファイバによる２点間変位計。
【請求項６】
一方、他方の桁相互間の下方に配置される橋脚の上面に設置されてあって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続し、上記変位・荷重変換部材に接続されたリードワイヤを上記桁の下面に固定したアングルに固定したことを特徴とする光ファイバによる桁変位計。
【請求項７】
一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤを巻装した定荷重バネ部材と、該定荷重バネ部材からのリードワイヤを接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材と、該変位・荷重変換部材に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバを張設・巻取しかつ該一端及び他端の光ファイバをネットワーク通信網に接続した張力発生部材と、前記光ファイバを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材とを具備したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計。
【請求項８】
一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤを巻装した定荷重バネ部材と、該定荷重バネ部材からのリードワイヤを接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材と、該変位・荷重変換部材に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバを張設・巻取しかつ該一端及び他端の光ファイバをネットワーク通信網に接続した張力発生部材と、前記光ファイバを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、前記定荷重バネ部材、変位・荷重変換部材、張力発生部材及び光ファイバ巻回部材を内装した箱状ケースと、該箱状ケースの壁部位に装着されてあって、前記定荷重バネ部材の前後に配置され、リードワイヤを巻装する前記リードワイヤ引出部材とを具備したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計。
【請求項９】
前記リードワイヤ引出部材は、前記箱状ケースの壁部を貫通した回転軸の両端に連結されると共に前記リードワイヤを張設・巻取りする箱状ケース内外に配置されたプーリーと、該回転軸に囲僥されたオイルシール部材を有したことを特徴とする請求項８記載の光ファイバによる２点間変位計。
【請求項１０】
一方、他方の２点間の変位を測定するものであって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続してなる２点間変位計を各構造物に設置されている既存の光ファイバネットワーク通信網に接続したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法。
【請求項１】
一方、他方の２点間の変位を測定するものであって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計。
【請求項２】
前記２点間変位計は箱状ケースに構成され、その内底面部に上記光ファイバ固定治具と、上記複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、上記変位・荷重変換部材とを固定したことを特徴とする請求項１記載の光ファイバによる２点間変位計。
【請求項３】
前記変位・荷重変換部材は、コイルバネで構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバによる２点間変位計。
【請求項４】
一方、他方の２点間の変位を測定するもので一方点に設置してあって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続し、上記変位・荷重変換部材に接続されたリードワイヤを他方点に配置したアングルに固定したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計。
【請求項５】
前記光ファイバの設置時に予め張力を与えることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の光ファイバによる２点間変位計。
【請求項６】
一方、他方の桁相互間の下方に配置される橋脚の上面に設置されてあって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続し、上記変位・荷重変換部材に接続されたリードワイヤを上記桁の下面に固定したアングルに固定したことを特徴とする光ファイバによる桁変位計。
【請求項７】
一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤを巻装した定荷重バネ部材と、該定荷重バネ部材からのリードワイヤを接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材と、該変位・荷重変換部材に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバを張設・巻取しかつ該一端及び他端の光ファイバをネットワーク通信網に接続した張力発生部材と、前記光ファイバを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材とを具備したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計。
【請求項８】
一方、他方の２点間の桁変位を測定するものであって、該桁変位を伝達するリードワイヤを巻装した定荷重バネ部材と、該定荷重バネ部材からのリードワイヤを接続しかつ桁変位を荷重に変換する変位・荷重変換部材と、該変位・荷重変換部材に発生した荷重に基づき一端及び他端の光ファイバを張設・巻取しかつ該一端及び他端の光ファイバをネットワーク通信網に接続した張力発生部材と、前記光ファイバを巻装するものであって複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、前記定荷重バネ部材、変位・荷重変換部材、張力発生部材及び光ファイバ巻回部材を内装した箱状ケースと、該箱状ケースの壁部位に装着されてあって、前記定荷重バネ部材の前後に配置され、リードワイヤを巻装する前記リードワイヤ引出部材とを具備したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位計。
【請求項９】
前記リードワイヤ引出部材は、前記箱状ケースの壁部を貫通した回転軸の両端に連結されると共に前記リードワイヤを張設・巻取りする箱状ケース内外に配置されたプーリーと、該回転軸に囲僥されたオイルシール部材を有したことを特徴とする請求項８記載の光ファイバによる２点間変位計。
【請求項１０】
一方、他方の２点間の変位を測定するものであって、複数列で構成された複数個又は多数個のプーリーでなる回転可能な光ファイバ巻回部材と、該光ファイバ巻回部材に巻装された該光ファイバの一方側を接続した光ファイバ固定治具と、該光ファイバの他方側を接続した変位・荷重変換部材とを内部に収容してなり、上記光ファイバの一方側をＢＯＴＤＲ計測器に接続してなる２点間変位計を各構造物に設置されている既存の光ファイバネットワーク通信網に接続したことを特徴とする光ファイバによる２点間変位遠隔監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−３３５０（Ｐ２００６−３３５０Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４７５０７（Ｐ２００５−１４７５０７）
【出願日】平成１７年５月２０日（２００５．５．２０）
【出願人】（５９９０９４１９６）財団法人道路保全技術センター (6)
【出願人】（０００１０７０４４）ショーボンド建設株式会社 (71)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２０日（２００５．５．２０）
【出願人】（５９９０９４１９６）財団法人道路保全技術センター (6)
【出願人】（０００１０７０４４）ショーボンド建設株式会社 (71)
【Ｆターム（参考）】
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