JPH09329469A - 斜面異常観測システム - Google Patents
斜面異常観測システムInfo
- Publication number
- JPH09329469A JPH09329469A JP14913996A JP14913996A JPH09329469A JP H09329469 A JPH09329469 A JP H09329469A JP 14913996 A JP14913996 A JP 14913996A JP 14913996 A JP14913996 A JP 14913996A JP H09329469 A JPH09329469 A JP H09329469A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strain
- optical fiber
- slope
- sensor
- observation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 山岳斜面や道路沿いの斜面などに起こる土砂
崩れ、落石等の異常現象を前兆段階で検出できる経済性
にも優れた斜面異常観測システムを提供することであ
る。 【解決手段】 金属管入り光ファイバ４ａを含む歪セン
サ４を、観測地の斜面に張られた防護ネット１上に布設
して異常観測センサ部３を構成する。各歪センサ４の金
属管入り光ファイバ４ａを直列につなぎ、信号伝送用光
ファイバ８を介して監視センタの歪み検出装置７に接続
する。ネット１内の岩石等のずれで金属管入り光ファイ
バ４ａに伸び歪みが加わる。その伸び歪をブリルアン散
乱光の発生周波数が伸び歪の変動によって移動する特性
を利用して検出することで、異常の前兆を知ることがで
きる。
崩れ、落石等の異常現象を前兆段階で検出できる経済性
にも優れた斜面異常観測システムを提供することであ
る。 【解決手段】 金属管入り光ファイバ４ａを含む歪セン
サ４を、観測地の斜面に張られた防護ネット１上に布設
して異常観測センサ部３を構成する。各歪センサ４の金
属管入り光ファイバ４ａを直列につなぎ、信号伝送用光
ファイバ８を介して監視センタの歪み検出装置７に接続
する。ネット１内の岩石等のずれで金属管入り光ファイ
バ４ａに伸び歪みが加わる。その伸び歪をブリルアン散
乱光の発生周波数が伸び歪の変動によって移動する特性
を利用して検出することで、異常の前兆を知ることがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、道路建設のため
に切り開いた山岳斜面の土砂崩れや、道路沿いの上部斜
面からの落石等の異常現象を予知するために、異常現象
の前駆現象（前兆）を観測する斜面異常観測システムと
同システム用のセンサとしての適正を高めた歪センサに
関する。
に切り開いた山岳斜面の土砂崩れや、道路沿いの上部斜
面からの落石等の異常現象を予知するために、異常現象
の前駆現象（前兆）を観測する斜面異常観測システムと
同システム用のセンサとしての適正を高めた歪センサに
関する。
【０００２】
【従来の技術】斜面の土砂崩れや斜面からの落石などを
検出する場合、従来は、ポイント型のセンサであると
か、異常が発生してからそれを検出するタイプの検知線
型のセンサ、或いは監視カメラなどが用いられていた。
検出する場合、従来は、ポイント型のセンサであると
か、異常が発生してからそれを検出するタイプの検知線
型のセンサ、或いは監視カメラなどが用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来用いられている検
知線型のセンサや監視カメラは、観測情報を収集するた
めに、観測点（現場）にトランスジューサやデータ伝送
装置及びそれ等の装置の駆動用電源、更には伝送路を特
別に設ける必要があり、監視システムの構築費用が嵩
む。また、システムの保守、管理も大変であるなどの問
題がある。
知線型のセンサや監視カメラは、観測情報を収集するた
めに、観測点（現場）にトランスジューサやデータ伝送
装置及びそれ等の装置の駆動用電源、更には伝送路を特
別に設ける必要があり、監視システムの構築費用が嵩
む。また、システムの保守、管理も大変であるなどの問
題がある。
【０００４】さらに、この検知線型のセンサや監視カメ
ラは、異常が発生した後でないと検出できないため、異
常の予知には不向きである。
ラは、異常が発生した後でないと検出できないため、異
常の予知には不向きである。
【０００５】また、ポイント型センサは、広範囲の観測
には不向きである。土砂崩れや落石などは、斜面のどの
位置で起こるか分らないので、ポイント型のセンサでは
確実な検出ができない。
には不向きである。土砂崩れや落石などは、斜面のどの
位置で起こるか分らないので、ポイント型のセンサでは
確実な検出ができない。
【０００６】なお、その欠点を補うためにセンサ数を多
くし、観測地に高密度に分布させる方法を採ると、シス
テムの構築費や構築の手間が増え、実用的でなくなる。
くし、観測地に高密度に分布させる方法を採ると、シス
テムの構築費や構築の手間が増え、実用的でなくなる。
【０００７】この発明は、検知線型のセンサや監視カメ
ラを用いる場合の問題点とポイント型センサを用いる場
合の問題点を併せて解決した斜面異常観測システムと、
このシステムに利用するのに好適な歪センサを提供する
ことを課題としている。
ラを用いる場合の問題点とポイント型センサを用いる場
合の問題点を併せて解決した斜面異常観測システムと、
このシステムに利用するのに好適な歪センサを提供する
ことを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、斜面異常観測システムを、光
ファイバを検知子とする歪みセンサを有し、その歪みセ
ンサを観測地の斜面に張り巡らせて出来る異常観測セン
サ部と、上記歪センサの光ファイバに生じた歪みの大き
さを伸び歪みの変動でブリルアン散乱光の発生周波数が
移動する特性を利用して検出する歪み検出装置と、上記
異常観測センサ部と歪み検出装置間を結ぶ信号伝送用光
ファイバとで構成したのである。
め、この発明においては、斜面異常観測システムを、光
ファイバを検知子とする歪みセンサを有し、その歪みセ
ンサを観測地の斜面に張り巡らせて出来る異常観測セン
サ部と、上記歪センサの光ファイバに生じた歪みの大き
さを伸び歪みの変動でブリルアン散乱光の発生周波数が
移動する特性を利用して検出する歪み検出装置と、上記
異常観測センサ部と歪み検出装置間を結ぶ信号伝送用光
ファイバとで構成したのである。
【０００９】なお、異常観測センサ部は、複数本の歪み
センサを防護ネット上に平均的に分布させて布設し、各
歪みセンサの光ファイバを直列に接続したものが好まし
い。また、ここで用いる歪みセンサは、金属管とその中
に通した光ファイバを金属管内に詰めた充填材で一体化
してある金属管入り光ファイバを片側でシーブ沿いにタ
ーンさせて２つ折りファイバにし、さらに、その２つ折
りファイバの外側に補強用ワイヤを添わせ、この補強用
ワイヤと２つ折りファイバを柔軟性のあるモールド材で
被覆一体化して成るものが好ましい。
センサを防護ネット上に平均的に分布させて布設し、各
歪みセンサの光ファイバを直列に接続したものが好まし
い。また、ここで用いる歪みセンサは、金属管とその中
に通した光ファイバを金属管内に詰めた充填材で一体化
してある金属管入り光ファイバを片側でシーブ沿いにタ
ーンさせて２つ折りファイバにし、さらに、その２つ折
りファイバの外側に補強用ワイヤを添わせ、この補強用
ワイヤと２つ折りファイバを柔軟性のあるモールド材で
被覆一体化して成るものが好ましい。
【００１０】
【作用】この発明の斜面異常観測システムは、歪み検出
位置から信号伝送用の光ファイバを経由して歪みセンサ
の光ファイバに光を送り込む。歪みセンサは、斜面位置
がずれたりすると側圧を受けて引き伸ばされ、その伸び
によって当該センサの光ファイバの位置で生じるブリル
アン散乱光の発生周波数が移動する。そこで、この周波
数移動を観測して歪みセンサの光ファイバに生じた伸び
歪みの大きさを求め、その伸び歪みの大きさから観測斜
面に生じた異常や異常の前駆現象（防護ネット内の土砂
崩れや岩石のずれなど）を検出する。従って、現場には
電源やデータ伝送装置が不要であり、システムの簡素化
が図れ、保守も容易になる。
位置から信号伝送用の光ファイバを経由して歪みセンサ
の光ファイバに光を送り込む。歪みセンサは、斜面位置
がずれたりすると側圧を受けて引き伸ばされ、その伸び
によって当該センサの光ファイバの位置で生じるブリル
アン散乱光の発生周波数が移動する。そこで、この周波
数移動を観測して歪みセンサの光ファイバに生じた伸び
歪みの大きさを求め、その伸び歪みの大きさから観測斜
面に生じた異常や異常の前駆現象（防護ネット内の土砂
崩れや岩石のずれなど）を検出する。従って、現場には
電源やデータ伝送装置が不要であり、システムの簡素化
が図れ、保守も容易になる。
【００１１】また、歪みセンサを斜面に張られた防護ネ
ット上に布設すると、センサの無い位置での斜面変位も
防護ネットを介して歪みセンサに伝わる。従って、セン
サ数を極端に増やさなくても面的な監視が行え、信頼性
も高まる。
ット上に布設すると、センサの無い位置での斜面変位も
防護ネットを介して歪みセンサに伝わる。従って、セン
サ数を極端に増やさなくても面的な監視が行え、信頼性
も高まる。
【００１２】歪センサは、ネット無しで斜面に直接取付
けてもよい。この場合も、長尺の歪センサを斜面を横切
るようにして適当な間隔で何本か布設することにより、
少ないセンサ数で斜面のほぼ全域を平均的に網羅するこ
とができるので、ポイント型センサを用いる場合に比べ
ると信頼性や経済性の面で有利になる。
けてもよい。この場合も、長尺の歪センサを斜面を横切
るようにして適当な間隔で何本か布設することにより、
少ないセンサ数で斜面のほぼ全域を平均的に網羅するこ
とができるので、ポイント型センサを用いる場合に比べ
ると信頼性や経済性の面で有利になる。
【００１３】金属管入り光ファイバを２つ折りにして補
強ワイヤを添わせ、それ等をモールド材で被覆一体化し
た構造の歪みセンサは、受圧面の面積が広く、面変位の
検出に適している。また、光ファイバ長が２倍になって
いるので検出感度にも優れる。さらに、補強ワイヤを含
んでいるので強度も高く、強い側圧を受けることが予想
される斜面の異常観測用として特に適している。なお、
この歪センサは、斜面以外の面変位の検出にも有効に利
用できる。
強ワイヤを添わせ、それ等をモールド材で被覆一体化し
た構造の歪みセンサは、受圧面の面積が広く、面変位の
検出に適している。また、光ファイバ長が２倍になって
いるので検出感度にも優れる。さらに、補強ワイヤを含
んでいるので強度も高く、強い側圧を受けることが予想
される斜面の異常観測用として特に適している。なお、
この歪センサは、斜面以外の面変位の検出にも有効に利
用できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１に、この発明の斜面異常観測
システムの実施形態を示す。この図は、システム全体の
概念図である。
システムの実施形態を示す。この図は、システム全体の
概念図である。
【００１５】図の１は、観測斜面に落石防止のために張
られた防護ネット、２はネット固定部である。このネッ
ト１上に、複数本の歪みセンサ４を所定間隔をあけて並
列に布設して異常観測センサ部３を構成している。
られた防護ネット、２はネット固定部である。このネッ
ト１上に、複数本の歪みセンサ４を所定間隔をあけて並
列に布設して異常観測センサ部３を構成している。
【００１６】各歪みセンサ４は、防護ネット１に密着さ
せ、両端を固定具５に固定してある。この歪みセンサ４
には、検知子として働く金属管入り光ファイバ４ａが含
まれており、各歪みセンサの金属管入り光ファイバ４ａ
が融着部６を介して直列につながれ、Ａ〜Ｇの観測域が
作り出されている。
せ、両端を固定具５に固定してある。この歪みセンサ４
には、検知子として働く金属管入り光ファイバ４ａが含
まれており、各歪みセンサの金属管入り光ファイバ４ａ
が融着部６を介して直列につながれ、Ａ〜Ｇの観測域が
作り出されている。
【００１７】７は、光ファイバに生じた伸び歪みの大き
さを、伸び歪みの変動でブリルアン散乱光の発生周波数
が移動する特性を利用して検出する歪み検出装置であっ
て、処理装置７ａと、表示装置７ｂとで構成されてい
る。
さを、伸び歪みの変動でブリルアン散乱光の発生周波数
が移動する特性を利用して検出する歪み検出装置であっ
て、処理装置７ａと、表示装置７ｂとで構成されてい
る。
【００１８】８は、観測地の斜面に設けられる異常観測
センサ部３と、遠隔の監視センタに設けられる歪み検出
装置７との間を結ぶ信号伝送用の光ファイバである。
センサ部３と、遠隔の監視センタに設けられる歪み検出
装置７との間を結ぶ信号伝送用の光ファイバである。
【００１９】歪みセンサ４は、図２及び図３に示すよう
な構造になっている。即ち、図のように、金属管（例え
ばステンレス管）入り光ファイバ４ａを片側の固定具５
に支持されるシーブ４ｂに沿ってターンさせ、２つ折り
にして両端近くを他側の固定具５に固定している。ま
た、２つ折りファイバの外側に各１条（計２条）の補強
用鋼ストランド４ｃを添わせ、これ等をゴムのモールド
材４ｄで被覆一体化して作られている。図示の歪みセン
サ４は、２つ折りした金属管入り光ファイバ４ａのみを
まずゴムでモールドし、次に、鋼ストランド４ｃを添
え、外側を積層ゴムシートで覆っているが、ゴムモール
ド材４ｄは一括施工したものであってもよい。
な構造になっている。即ち、図のように、金属管（例え
ばステンレス管）入り光ファイバ４ａを片側の固定具５
に支持されるシーブ４ｂに沿ってターンさせ、２つ折り
にして両端近くを他側の固定具５に固定している。ま
た、２つ折りファイバの外側に各１条（計２条）の補強
用鋼ストランド４ｃを添わせ、これ等をゴムのモールド
材４ｄで被覆一体化して作られている。図示の歪みセン
サ４は、２つ折りした金属管入り光ファイバ４ａのみを
まずゴムでモールドし、次に、鋼ストランド４ｃを添
え、外側を積層ゴムシートで覆っているが、ゴムモール
ド材４ｄは一括施工したものであってもよい。
【００２０】以上のように構成した図１の観測システム
は、監視センタから光ファイバ８経由で異常観測センサ
部３に光を送り込んで、各歪みセンサ４の歪み具合を常
時監視する。防護ネット１内の土砂や岩石がずれるとネ
ットが押されて歪センサ４（金属管入り光ファイバ４
ａ）に伸び歪みが加わり、その歪みの大きさが、例えば
図４のような波形として表示装置７ｂに表示される。こ
の例では、図１の観測域Ａ〜ＧのうちＢを除く各域に歪
みが生じている。この歪みは最初はゼロであり、段々と
大きくなっていくので歪みの大きさの経時変化から落石
等の異常現象を事前に予測することが可能になる。
は、監視センタから光ファイバ８経由で異常観測センサ
部３に光を送り込んで、各歪みセンサ４の歪み具合を常
時監視する。防護ネット１内の土砂や岩石がずれるとネ
ットが押されて歪センサ４（金属管入り光ファイバ４
ａ）に伸び歪みが加わり、その歪みの大きさが、例えば
図４のような波形として表示装置７ｂに表示される。こ
の例では、図１の観測域Ａ〜ＧのうちＢを除く各域に歪
みが生じている。この歪みは最初はゼロであり、段々と
大きくなっていくので歪みの大きさの経時変化から落石
等の異常現象を事前に予測することが可能になる。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
光ファイバを用いて斜面の異常現象の前駆現象を検出で
きるので、観測点に情報伝送装置や電源等を設ける必要
がなく、経済的で保守も容易な斜面異常観測システムを
構築することが可能になる。
光ファイバを用いて斜面の異常現象の前駆現象を検出で
きるので、観測点に情報伝送装置や電源等を設ける必要
がなく、経済的で保守も容易な斜面異常観測システムを
構築することが可能になる。
【００２２】今後、情報通信網として道路等に沢山の光
ファイバケーブルが布設される。この光ファイバケーブ
ルを測定信号の伝送路として要所要所に異常観測センサ
部を設置し、そこからの情報を監視センタに集めて観測
を行えば、極めて経済的な多点観測の監視システムを容
易に構築でき、道路防災、斜面異常現象による事故の未
然防止等に役立つ。
ファイバケーブルが布設される。この光ファイバケーブ
ルを測定信号の伝送路として要所要所に異常観測センサ
部を設置し、そこからの情報を監視センタに集めて観測
を行えば、極めて経済的な多点観測の監視システムを容
易に構築でき、道路防災、斜面異常現象による事故の未
然防止等に役立つ。
【図１】この発明の斜面異常観測システムの実施形態の
概要を示す図
概要を示す図
【図２】光ファイバを用いた歪センサの平面視断面図
【図３】図２の歪センサの長手直角断面図
【図４】図１のシステムによる検出歪みの一例を示す図
１ 防護ネット ２ ネット固定部 ３ 異常観測センサ部 ４ 歪みセンサ ４ａ 金属管入り光ファイバ ４ｂ シーブ ４ｃ 補強用鋼ストランド ４ｄ ゴムモールド材 ５ 固定具 ６ 融着部 ７ 歪み検出装置 ７ａ 処理装置 ７ｂ 表示装置 ８ 信号伝送用光ファイバ Ａ〜Ｇ 観測域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 大伍 東京都港区元赤坂一丁目３番12号 住友電 気工業株式会社東京本社内 (72)発明者 那倉 裕二 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】 光ファイバを検知子とする歪みセンサを
有し、その歪みセンサを観測地の斜面に張り巡らせて出
来る異常観測センサ部と、上記歪センサの光ファイバに
生じた歪みの大きさを伸び歪みの変動でブリルアン散乱
光の発生周波数が移動する特性を利用して検出する歪み
検出装置と、上記異常観測センサ部と歪み検出装置間を
結ぶ信号伝送用光ファイバとで構成される斜面異常観測
システム。 - 【請求項２】 上記歪みセンサを観測地の斜面に張られ
た防護ネット上に布設して上記異常観測センサ部を構成
したことを特徴とする請求項１記載の斜面異常観測シス
テム。 - 【請求項３】 金属管とその中に通した光ファイバを金
属管内に詰めた充填材で一体化してある金属管入り光フ
ァイバを、片側でシーブ沿いにターンさせて２つ折りフ
ァイバにし、さらに、その２つ折りファイバの外側に補
強用ワイヤを添わせ、この補強用ワイヤと２つ折りファ
イバを柔軟性のあるモールド材で被覆一体化して成る歪
みセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14913996A JPH09329469A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 斜面異常観測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14913996A JPH09329469A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 斜面異常観測システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09329469A true JPH09329469A (ja) | 1997-12-22 |
Family
ID=15468615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14913996A Pending JPH09329469A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 斜面異常観測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09329469A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1043565A2 (de) * | 1999-03-31 | 2000-10-11 | Martin Dr. Schreck | Vorrichtung zum Überwachen der Neigung eines Geländes |
| US6813403B2 (en) | 2002-03-14 | 2004-11-02 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Monitoring of large structures using brillouin spectrum analysis |
| CN102645198A (zh) * | 2012-05-10 | 2012-08-22 | 贵州正业工程技术投资有限公司 | 强夯地基物料位移检测方法及装置 |
| CN104748694A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-01 | 河海大学 | 一种应用分布式光纤光栅传感网测算岩样环向应变的方法 |
| CN106781288A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-05-31 | 中山市软科学研究会 | 一种光纤传感的物联网滑坡地质灾害智能预警平台 |
| EP2029993B1 (en) * | 2006-05-17 | 2018-09-05 | BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung | Reinforcement element with sensor fiber, monitoring system, and monitoring method |
-
1996
- 1996-06-11 JP JP14913996A patent/JPH09329469A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1043565A2 (de) * | 1999-03-31 | 2000-10-11 | Martin Dr. Schreck | Vorrichtung zum Überwachen der Neigung eines Geländes |
| EP1043565A3 (de) * | 1999-03-31 | 2002-08-07 | Martin Dr. Schreck | Vorrichtung zum Überwachen der Neigung eines Geländes |
| US6813403B2 (en) | 2002-03-14 | 2004-11-02 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Monitoring of large structures using brillouin spectrum analysis |
| EP2029993B1 (en) * | 2006-05-17 | 2018-09-05 | BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung | Reinforcement element with sensor fiber, monitoring system, and monitoring method |
| CN102645198A (zh) * | 2012-05-10 | 2012-08-22 | 贵州正业工程技术投资有限公司 | 强夯地基物料位移检测方法及装置 |
| CN104748694A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-01 | 河海大学 | 一种应用分布式光纤光栅传感网测算岩样环向应变的方法 |
| CN106781288A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-05-31 | 中山市软科学研究会 | 一种光纤传感的物联网滑坡地质灾害智能预警平台 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2639602C2 (ru) | Мониторинг инфраструктуры транспортной сети | |
| EP2029993B1 (en) | Reinforcement element with sensor fiber, monitoring system, and monitoring method | |
| US6082193A (en) | Pipeline monitoring array | |
| JP2000097737A (ja) | 落石・崩落監視システム | |
| JP6688093B2 (ja) | 火災及び侵入の検知並びに報知システム | |
| US7965909B2 (en) | Fibre-optic surveillance system | |
| GB2098770A (en) | Security barrier structure | |
| JP2005345137A (ja) | 侵入者検知装置 | |
| JPH09329469A (ja) | 斜面異常観測システム | |
| JP3150943B2 (ja) | 防御管理システム | |
| JP2001304822A (ja) | 光ファイバセンサおよび監視システム | |
| CN114323091A (zh) | 一种隧道围岩监测系统及方法 | |
| JP3312575B2 (ja) | 地形変位検知用光ファイバセンサの布設方法及び地形変位検知装置 | |
| CN110285769A (zh) | 一种用于分布式光纤应变传感的量程扩展装置 | |
| EP0072085A1 (en) | Security barrier structure | |
| JP2000321170A (ja) | 光監視装置 | |
| JPH1090018A (ja) | 地盤等の歪み観測システム | |
| JP2000018981A (ja) | 光ファイバセンサ | |
| CN215262041U (zh) | 一种传感光缆 | |
| US20220341729A1 (en) | Fiber optic sensor network for subsurface impact protection system | |
| JPH11316141A (ja) | 岩盤落石検出装置 | |
| GB2186683A (en) | Optical fibre intrusion detector | |
| US5841130A (en) | System for monitoring strain in concrete structures | |
| WO2008068342A1 (en) | System for monitoring the subsidences of a ballast of a track over a great distance | |
| JP2881168B2 (ja) | 斜面の変化の検出方法、検出装置及び検出方式 |