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公開番号2025144559
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2025044843
出願日2025-03-19
発明の名称センサユニット、電力ケーブル及び測定システム
出願人古河電気工業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01B 11/24 20060101AFI20250925BHJP(測定;試験)
要約【課題】海中のケーブルの曲がりを容易に測定できるようにする。
【解決手段】本発明に係るセンサユニットは、合成樹脂で形成された基部と、前記基部の内部で前記基部の長手方向に沿って配置された第1テンションメンバと、前記基部の内部で前記第1テンションメンバと平行に配置された第2テンションメンバと、前記基部の内部で前記基部の長手方向に沿って配置され、前記基部の中立面から離れた位置に配置された第1光ファイバと、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
合成樹脂で形成された基部と、
前記基部の内部で前記基部の長手方向に沿って配置された第１光ファイバと、
を有し、
前記基部は、長手方向に垂直な断面における一方向と、当該一方向に垂直な他方向とで曲げ剛性が異なり、
前記基部の中立面は、前記断面において前記一方向と前記他方向のうち曲げ剛性が高い方向に沿っており、
前記第１光ファイバは、前記断面において前記一方向と前記他方向のうち前記中立面から曲げ剛性が低い方向に離れた位置に配置されている
センサユニット。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記基部の内部で前記基部の長手方向に沿って配置された第１テンションメンバと、
前記基部の内部で前記第１テンションメンバと平行に配置された第２テンションメンバと、
を備える請求項１に記載のセンサユニット。
【請求項３】
電力ケーブルの長手方向に沿った断面円形の中空部内に前記基部が配置され、
前記基部は、前記電力ケーブルの曲げに追従して前記中空部内で回転可能に配置されている
請求項１に記載のセンサユニット。
【請求項４】
中空の管を有し、前記基部が前記管の中空部において前記管に対して回転可能に配置されている
請求項２に記載のセンサユニット。
【請求項５】
前記中立面に第２光ファイバが配置されている
請求項２に記載のセンサユニット。
【請求項６】
前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを複数有し、
複数の前記第１光ファイバ及び複数の前記第２光ファイバは、それぞれ離れて配置されている
請求項５に記載のセンサユニット。
【請求項７】
前記基部は、長手方向に直交する断面形状が前記中立面を中心に線対称である
請求項２に記載のセンサユニット。
【請求項８】
前記基部の長手方向に直交する断面形状は、長方形であり、
断面の長辺方向に前記第１テンションメンバと前記第２テンションメンバとが並んでいる
請求項７に記載のセンサユニット。
【請求項９】
前記基部の長手方向に直交する断面形状は、楕円形であり、
断面の長軸方向に前記第１テンションメンバと前記第２テンションメンバとが並んでいる
請求項７に記載のセンサユニット。
【請求項１０】
前記第１テンションメンバ及び前記第２テンションメンバは、繊維強化プラスチックである
請求項２に記載のセンサユニット。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサユニット、電力ケーブル及び測定システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ケーブルの曲げを検出する発明として、例えば特許文献１、２に開示された発明がある。特許文献１に開示された曲率センサは、海底電力ケーブルの曲率変動及び曲げを検出するセンサであり、撚られた３本の電力コアの間に配置される。曲率センサは、弾性を有する細長部材と、細長部材に沿って軸方向に伸びる複数のファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）ファイバとを備えている。ＦＢＧファイバは、細長部材の外面に設けられた凹部に配置されており、ブラッグ格子がなく、監視システムから可視光又は紫外線である電磁波が放射される光ファイバに接合されている。監視システムは、放射してＦＢＧファイバで反射された電磁波を検出し、検出した電磁波に基づいて海底電力ケーブルの曲率を決定する。
【０００３】
特許文献２に開示された複合ケーブルは、電力を伝送する複数の電力線と、センシングケーブルと、複数のテンションメンバとを備えている。センシングケーブルは、スロット材と、３本のセンシング光ファイバと、テンションメンバとを有している。スロット材は、光ファイバを収容する溝が外周に複数設けられており、この溝は、周方向に所定の間隔で設けられ、軸心の周りに螺旋状に伸びている。また、スロット材の断面中心には長手方向にテンションメンバが挿入されている。複合ケーブルが局所的に曲がると、その曲がりに応じてセンシングケーブルも曲がって歪み、複合ケーブルの長手方向における形状の変化に応じて、センシング光ファイバの長手方向における形状及び歪み分布も変化する。複数のセンシング光ファイバの長手方向における歪み分布を検出することにより、複合ケーブルの長手方向における形状を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－７４０１０号公報
特開２０２２－１１０６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された曲率センサでは、ＦＢＧファイバと曲げの中心となる細長部材の中心軸との距離が短いと、曲げが発生した際にＦＢＧファイバに発生する歪が小さくなるため、曲げ測定の感度に限界がある。特許文献２に開示されたセンシングケーブルを複合ケーブルにおいて軸心から離れた位置に収納した場合、センシング光ファイバがスロット材の中心に対して長手方向へ螺旋状に伸びており、センシング光ファイバの位置が曲げ中心に対して長手方向で周期的に変動する。この場合、センシング光ファイバが曲がった際に発生する歪は複雑となるため、複合ケーブルの形状を検出するのに複雑な演算を要することとなる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、海中のケーブルの曲がりを容易に測定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るセンサユニットは、合成樹脂で形成された基部と、前記基部の内部で前記基部の長手方向に沿って配置された第１光ファイバと、を有し、前記基部は、長手方向に垂直な断面における一方向と、当該一方向に垂直な他方向とで曲げ剛性が異なり、前記基部の中立面は、前記断面において前記一方向と前記他方向のうち曲げ剛性が高い方向に沿っており、前記第１光ファイバは、前記断面において前記一方向と前記他方向のうち前記中立面から曲げ剛性が低い方向に離れた位置に配置されている。
【０００８】
本発明の一態様に係るセンサユニットは、前記基部の内部で前記基部の長手方向に沿って配置された第１テンションメンバと、前記基部の内部で前記第１テンションメンバと平行に配置された第２テンションメンバと、を備える。
【０００９】
本発明の一態様に係るセンサユニットは、電力ケーブルの長手方向に沿った断面円形の中空部内に前記基部が配置され、前記基部は、前記電力ケーブルの曲げに追従して前記中空部の内部で回転可能に配置されている。
【００１０】
本発明の一態様に係るセンサユニットは、中空の管を有し、前記基部が前記管の中空部において前記管に対して回転可能に配置されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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