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公開番号2025159769
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-22
出願番号2024062507
出願日2024-04-09
発明の名称ひずみ測定方法及びこれに用いるセンシングケーブル
出願人国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人
主分類G01B 11/16 20060101AFI20251015BHJP(測定;試験)
要約【課題】光ファイバ分散型音響センシング法による二次元物理探査において、せん断波によるひずみの測定を与え得るひずみ測定方法及びこれに用いられるセンシングケーブルの提供。
【解決手段】地表面に設定された直線状の測定線に沿って光ファイバを配置させ地表面に生じるひずみを測定する。光ファイバは、測定線を含み地表面に沿った二次元面内にあって測定線を左右交互に横切る一連の蛇行パターンを描くように配置される。蛇行パターンは、直線状で所定長さの測定線と中央位置にて直交する非検知部と、直線状で所定長さの測定線と中央位置でかつ測定線と内角θで斜交する検知部と、を交互に含む繰り返しパターンからなる。センシングケーブルは、平行な2つの主面の間に中心軸線を有し可撓性を有する平棒状モールド内に光ファイバが埋められており、光ファイバが中心軸線を含み主面と平行な面内で同様の蛇行パターンを描くように配置される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
地表面に設定された直線状の測定線に沿って光ファイバを配置させ該地表面に生じるひずみを測定する方法であって、
前記光ファイバは、前記測定線を含み前記地表面に沿った二次元面内にあって前記測定線を左右交互に横切る一連の蛇行パターンを描くように配置され、
前記蛇行パターンは、
直線状に長さＬ１を有し前記測定線と中央位置にて直交する非検知部と、
直線状に長さＬ２を有し前記測定線と中央位置でかつ前記測定線と内角θで斜交する検知部と、
を交互に含む繰り返しパターンからなることを特徴とするひずみ測定方法。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記測定線及び前記検知部の斜交する斜交点が前記測定線に沿って一定間隔で与えられることを特徴とする請求項１記載のひずみ測定方法。
【請求項３】
前記内角θは２７～５１度であることを特徴とする請求項２記載のひずみ測定方法。
【請求項４】
前記蛇行パターンは前記非検知部及び前記検知部の近接端部同士を接続する曲線状の接続部を含むことを特徴とする請求項１記載のひずみ測定方法。
【請求項５】
更に、前記二次元面内に第２の光ファイバを含み、前記第２の光ファイバは前記測定線を挟んで前記蛇行パターンの線対称位置に一連の蛇行パターンを描くように配置されることを特徴とする請求項１乃至４のうちの１つに記載のひずみ測定方法。
【請求項６】
地表面に設定された直線状の測定線に沿って光ファイバを配置させ該地表面に生じるひずみを測定する方法に用いられるセンシングケーブルであって、
平行な２つの主面の間に中心軸線を有し可撓性を有する平棒状モールド内に前記光ファイバが埋められており、
前記光ファイバは、前記中心軸線を含み前記主面と平行な二次元面内にあって前記中心軸線を左右交互に横切る一連の蛇行パターンを描くように配置され、
前記蛇行パターンは、
直線状に長さＬ１を有し前記中心軸線と中央位置にて直交する非検知部と、
直線状に長さＬ２を有し前記中心軸線と中央位置でかつ前記中心軸線と内角θで斜交する検知部と、
を交互に含む繰り返しパターンからなることを特徴とするセンシングケーブル。
【請求項７】
前記内角θは２７～５１度であることを特徴とする請求項６記載のセンシングケーブル。
【請求項８】
前記蛇行パターンは前記非検知部及び前記検知部の近接端部同士を接続する曲線状の接続部を含むことを特徴とする請求項６記載のセンシングケーブル。
【請求項９】
更に、前記二次元面内に第２の光ファイバを含み、前記第２の光ファイバは前記中心軸線を挟んで前記蛇行パターンの線対称位置に一連の蛇行パターンを描くように配置されることを特徴とする請求項６乃至８のうちの１つに記載のセンシングケーブル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ分散型音響センシング法による二次元物理探査において、せん断波によるひずみの測定を与え得るひずみ測定方法及びこれに用いられるセンシングケーブルに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた分散型音響センシング（ＤＡＳ）法は、光ファイバを内部に与えたセンシングケーブルを構造物や地盤などの測定対象に与え、光信号を送受信するインテロゲータユニットを接続して、測定対象のひずみを測定する方法である。測定対象に生じたひずみは光ファイバの長さ方向のひずみとしてインテロゲータユニットで測定されるのである。ここで、光ファイバをセンシングケーブルの軸線、すなわち、測定対象の測定直線に対して所定にジグザグと蛇行させておくことで各方向成分のひずみ測定を得られる。
【０００３】
例えば、特許文献１では、土木建築工事及び火力、原子力プラント等の建屋の地盤の健全性評価システムに係る地盤の変形崩壊検出方法として、伸縮自在な光ファイバを地盤の二次元平面内又は三次元空間内に蛇行配線させて地盤の変形と崩壊を検出する方法を開示している。光ファイバの片端からパルス光を入射すると、地盤の変形により発生した光ファイバの歪に基づくブリルアン散乱光及びレーリー散乱光が距離に応じた時間後に戻ることから、周波数シフト分布を測定し歪の大きさを、入射光の戻る時間を測定し歪の発生した場所を特定できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１１－１６６８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ファイバを同軸に含むセンシングケーブルを地表に直線状に設置すると、その直線上での振動を計測できるが、かかる物理探査法では、振動計で計測されるような地表面と平行に振動するせん断波（ＳＨ：Shear Horizontal波）を測定できない。一方、上記したように、軸線に対して所定にジグザグと蛇行させた光ファイバを含むセンシングケーブルでは、いくつかの方向へのひずみ成分を測定できるが、ジグザグの繰り返しの１単位で軸線に対して逆位相で等価に配置されると（特許文献１の図３参照）、信号が打ち消し合ってひずみを測定できない。
【０００６】
本発明は、上記したような状況に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光ファイバ分散型音響センシング法による二次元物理探査において、せん断波によるひずみの測定を与え得るひずみ測定方法及びこれに用いられるセンシングケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による方法は、地表面に設定された直線状の測定線に沿って光ファイバを配置させ該地表面に生じるひずみを測定する方法であって、前記光ファイバは、前記測定線を含み前記地表面に沿った二次元面内にあって前記測定線を左右交互に横切る一連の蛇行パターンを描くように配置され、前記蛇行パターンは、直線状に長さＬ１を有し前記測定線と中央位置にて直交する非検知部と、直線状に長さＬ２を有し前記測定線と中央位置でかつ前記測定線と内角θで斜交する検知部と、を交互に含む繰り返しパターンからなることを特徴とする。
【０００８】
かかる特徴によれば、光ファイバ分散型音響センシング法による二次元物理探査において、測定線方向へのひずみとともに、地表面に生じるせん断波によるひずみの測定を与え得るのである。
【０００９】
上記した発明において、前記測定線及び前記検知部の斜交する斜交点が前記測定線に沿って一定間隔で与えられることを特徴としてもよい。かかる特徴によれば、測定線に沿った全ての箇所での検知を与え得るのである。
【００１０】
上記した発明において、前記内角θは２７～５１度であることを特徴としてもよい。また、前記蛇行パターンは前記非検知部及び前記検知部の近接端部同士を接続する曲線状の接続部を含むことを特徴としてもよい。かかる特徴によれば、検知信号をより明瞭に与え、高い精度のひずみ測定を与え得るのである。
（【００１１】以降は省略されています）

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