発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

構造物の設計時には、一定範囲内にあることを定められたひずみをFBGセンサにより長期的に安定して計測し、構造物の構造的な健全性を監視・評価することが求められている。 またFBGセンサを用いて構造物のひずみを計測する際には、温度変化等により対象物にみかけのひずみを生じるため、本来の荷重や圧力によるひずみを適切に計測することができないという問題がある。このようなひずみと温度の分離について、特許文献１は何も触れていない。特許文献２は偏波保持機能を有する光ファイバにFBGを構成させ、複数のFBGセンサによりひずみと温度の分離を行うとしている。特許文献３はFBGセンサと併せてFBGセンサとは異なる光ファイバセンサであるBOTDRを組合わせてひずみと温度の分離を行うとしている。特許文献４はひずみと温度の分離について何も触れていない。このようにFBGセンサを用いて計測技術であっても、FBGセンサからの信号であるブラッグ波長が変化したときに、それがひずみによるものか、温度によるものかを識別することかについて明確に知ることができていないのが実情である。 更に、特許文献２において、偏波保持機能を有する光ファイバを用いた場合の課題を詳述する。偏波保持とは、光ファイバ中を伝播する光信号の振動面を常に保持することである。そのため、偏波保持機能を有する光ファイバにFBGを構成させてその反射光を観察する際には、その計測系の光学系全てに偏波保持光ファイバを使用する必要がある。これは、実験室内においては、容易に構築し得る。一方、野外の構造物に適用しようとする場合に、光ファイバの接続を必要とする。光ファイバの接続方法として最も光信号強度損失が少ない方法は融着接続である。光ファイバ通信において光ファイバの融着接続は汎用的に使用されている。しかし、偏波保持をする融着接続のためには、光ファイバの円形断面の位相を合わせて融着接続をする必要がある。現状、このような光ファイバ融着機は、実験室内の用途であり、野外において使用可能な光ファイバ融着機は、偏波保持機能を有しない。すなわち、特許文献２の方法は、実用的ではない。また、特許文献３の方法は、FBGセンサとBOTDR方式の光ファイバセンサを組合わせている。一つの計測部位に二つの計測方法を適用することは、光ファイバセンサ計測装置を２重に必要とし、経済的ではない。よって、特許文献２および３ともひずみと温度の両方を計測可能としていながらも、経済的に実施することは難しい。 本発明は、上述の実情に鑑み、光ファイバとして最も汎用的なクラッド径125μｍ、コア径10μｍのシングルモード光ファイバに形成されたFBGセンサであり、且つ一つの計測部位に対し、複数の光ファイバセンサを適用しない構成において、対象物に温度によるみかけのひずみを生じる場合であっても、みかけのひずみに影響を受けることなく、本体の荷重や圧力によるひずみを適切に計測するひずみ計測方法及びひずみ計測装置を実用的に提供することを目的としている。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明のひずみ計測方法及びひずみ計測装置によれば、対象物が準静的な状態で温度によるみかけのひずみの変動を除去し得るものである場合に、一方のFBGセンサのブラッグ波長変化量から他のFBGセンサのブラッグ波長変化量を引き算してブラッグ波長変化量の差分を求め、ブラッグ波長変化量の差分は、みかけのひずみの影響を抑制し、本来の荷重や圧力によるひずみを適切に計測することができる。