JP6622864B2 - 光ファイバーを利用した検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、部材を再利用できると共に検知装置のサイズ、仕様、及びパラメータが変更可能な光ファイバーを利用した検知方法に関する。

近年、各国に深刻な自然災害が頻発しており、国民の人命と財産を脅かすだけではなく、国内の経済に悪影響を及ばすこともあるので、環境や建造物の状況を予め把握し、自然災害が発生する前に予報や警告を出すことは、災害によるダメージを抑えるための重要課題である。

特に、災害が発生する前に環境や建造物の状況を適切にモニターすることによって、緊急時対策に役立つだけではなく、災害による人命と財産の損失を抑えることができる。また、モニターのデータも災害後の再建に活用でき、災害後の復興を早めることができると考えられる。

従来から、ある程度の時間をあけて、環境や建造物に対して基本的な点検を行い、安全に関する状態をチェックする方法が知られている。ただし、環境や建造物に対して常時監視や分析を行っているわけではないので、環境や建造物における日々の変化を把握することが難しい。そのため、補強やメンテナンスのタイミングを逃してしまい、ひいては災害が発生する前に災害予報を知らせることもできなくなる。

現在、技術の進歩により安全性に関する監視に応用できる様々な検知方法と装置が開発されており、環境や建造物の安全性に関する情報をリアルタイムで把握することができるようになった。

しかし、安全性の監視用に応用されている既存の検知方法と装置は、設置が難しかったり、検知装置のサイズ、仕様、及びパラメータが変更不可能であったり、再利用できないという欠点があるため、なかなか普及されていない。

本発明は、工事現場に適用でき、再利用が可能で、光ファイバーを利用した検知装置のサイズ、仕様、及びパラメータが変更可能で、低コストで、メインテナンスが行いやすく、寿命が長いという利点を有し、環境や建造物（例えば、建築物、橋、道路）などの傾斜や沈みの状況を検知することに応用でき、環境や建造物の安全性に関する情報をリアルタイムで把握できる、光ファイバーを利用した検知方法と装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光ファイバーを利用した検知方法は、（ａ）光ファイバー検知ユニットと、複数の熱収縮スリーブと、少なくとも１つの固定部材と、を提供し、前記熱収縮スリーブは前記光ファイバー検知ユニットの光ファイバーに取り付けられ、前記光ファイバーは少なくとも１つの検知部を有し、前記熱収縮スリーブは前記検知部のそれぞれの上端及び下端に取り付けられ、前記検知部の前記下端に位置する前記熱収縮スリーブには前記固定部材が取り付けられ、（ｂ）対応する前記検知部に張力がかかるように、前記固定部材のそれぞれには、少なくとも１つの浮力体を脱着可能に連結し、（ｃ）前記浮力体に流体による浮力がかかるように、前記検知部のそれぞれの下端に位置する前記浮力体を前記流体に入れ、（ｄ）前記光ファイバー検知ユニットを駆動することで、前記検知部のそれぞれに入力信号を送信し、前記検知部によって出力信号に変換して出力し、前記浮力体にかかる浮力の変化に伴って、前記検知部にかかる張力が変化することで、前記出力信号が変化することを特徴とする検知方法である。

ここで、監視作業の終了後、光ファイバーを切り離し、固定部材から浮力体を取り外し、検知モジュールの部材を回収することで、次回の監視作業や工事で回収された検知モジュールの部材を再利用し、前記（ｂ）から（ｄ）のステップを行えばよい。

なお、回収された固定部材に新しい浮力体を取り付けることで、違う場所の監視作業や工事でのパラメータに合わせて使用することができる。

なお、本発明に係る光ファイバー検知装置は、少なくとも１つの検知部を有する光ファイバーを備える光ファイバー検知ユニットと、前記検知部の上端及び下端に取り付けられる複数の熱収縮スリーブと、前記検知部の前記下端に位置する前記熱収縮スリーブに取り付けられる固定部材と、前記光ファイバーの前記検知部に張力がかかるように、前記固定部材に脱着可能に連結される浮力体と、を備え、前記浮力体を流体に入れた場合、前記浮力体にかかる流体による浮力の変化に伴って、前記検知部にかかる張力が変化することを特徴とする光ファイバー検知装置である。

本発明では、前記固定部材と浮力体の形状、材質及び双方の脱着方式は特に制限がなく、迅速に脱着可能な構造であればよい。

例えば、固定部材と浮力体は、それぞれ脱着可能な第１結合部と第２結合部を有する。固定部材と浮力体の側面にそれぞれ前記第１結合部と第２結合部が設置されることによって、浮力体はその側面における第２結合部で、固定部材の側面における第１結合部に連結される。

さらに、例えば、前記固定部材の少なくとも１つの側面には、第１結合部として第１磁性部を備える。また、前記浮力体の側面には、第２結合部として第２磁性部を備える。そのため、組み合わせの際に第１結合部と第２結合部の磁力によって、１つ又は複数の浮力体を固定部材に取り付けることができる。

また、本発明の実施形態では、前記浮力体は、突出部と本体とを有して構成される。突出部は、本体の側面から突出するように、本体と一体的に形成される。前記突出部の側面には、前記第２結合部が備えられる。前記固定部材の第１結合部は、垂直部と水平部を有する。前記垂直部は、脱着可能に前記の突出部の前記第２結合部に連結され、前記水平部は、前記垂直部から横方向に延在し、前記突出部の下面を支持する。

そのため、横幅が小さい突出部によって、前記浮力体の本体と前記固定部材の間に間隔をあけることができる。それによって、前記固定部材に組み合わせの際に複数の浮力体同士が干渉することを回避することができる。

或いは、前記浮力体は、スペーサーを介して脱着可能に前記固定部材に連結される。前記スペーサーの形状と材質は特に制限がない。前記スペーサーの両端には、それぞれ第３結合部と第４結合部が設けられる。前記スペーサーの第３結合部は、前記固定部材の第１結合部に連結可能であり、第４結合部は前記浮力体の第２結合部に連結可能である。

上述したように、前記第１結合部と第３結合部、及び前記第２結合部と第４結合部は、磁力によって連結されてもよい。

ここで、前記光ファイバー検知装置は、さらに流体を収容する収容体を備える。前記検知部の下方に位置する浮力体が前記収容体内の流体に没入するように、前記検知部の上端に位置する固定部材は前記収容体に取り付けられる。具体的に説明すると、前記収容体を被検体に設置し、前記検知部にかかる張力の変化を測定することによって、前記被検体の状況を把握することができる。

本発明において、前記光ファイバーは複数の検知部を備える。前記収容体は、複数の収容部と少なくとも１つの接続管とを有する。それらの収容部における流体が連通管の原理によって同じ高さを維持するように、それらの収容部は前記接続管によって連通する。各収容体の流体により、対応する浮力体と検知部に浮力がかかる。

上述の構成によれば、本発明の光ファイバー検知装置は、複数の収容部と、少なくとも１つの接続管と、複数の検知部と、複数の熱収縮スリーブと、複数の固定部材と、複数の浮力体と、を備え、建築物、橋、道路などの被検体の傾斜や沈みの状況を検知することに応用できる。

ここで、各収容部はそれぞれ１つの検知モジュールに対応し、各検知モジュールは、検知部と、複数の熱収縮スリーブと、少なくとも１つの固定部材と、少なくとも１つの浮力体と、を備える。収容部と検知モジュールの数量は特に制限がなく、実際の状況によって必要な数の収容部と検知モジュールを設置すればよい。

具体的に説明すると、それらの収容部を所定距離の間隔で被検体に設置する。被検体に傾斜や沈みが発生し、それらの収容部が設置された位置に垂直方向の相対移動が発生した場合、各収容部内の液面の高さが異なるので、流体は連通管の原理で同じ高さを維持するように、低い位置における収容部に流れ込む。そのため、低い位置に位置する浮力体にかかる浮力が大きくなるので、対応する検知部にかかる張力が小さくなる。それに対して、高い位置に位置する浮力体にかかる浮力が小さくなるので、対応する検知部にかかる張力が大きくなる。それによって、被検体の表面に傾斜や沈みが発生した場合に、出力信号は変化する。

本発明において、前記光ファイバー検知ユニットの検知部は、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ、Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ、以下、「回折格子」という場合がある）である。検知部が長手方向に変形することに伴って、回折格子の格子間隔（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｐｅｒｉｏｄ）も変化する。それによって、格子間隔の変化による信号の変動を監視すれば、検知部の変形の状況を把握することができ、被検体の状況（例えば、傾斜や沈みの状況）に関する物理的な数値を知ることができる。

本発明において、前記検知部の上端に位置する熱収縮スリーブには、選択的に他の固定部材を取り付けてもよい。前記収容体は、さらに各収容部の上開口を閉じる少なくとも１つのカバーを備える。前記カバーは、前記検知部の上に位置する固定部材に当接されることで収容部の上開口を閉じて、流体の蒸発を抑制する。具体的に説明すると、光ファイバーが通過して前記収容部に入るように、前記カバーには溝が設けられる。

また、上方に位置する前記固定部材の位置ずれを抑えるため、前記カバーはさらに規制部を備える。前記規制部は、上方に位置する前記固定部材の四辺に対向する。前記カバーの溝を跨いでいる固定部材は、前記規制部によって所定の位置に固定される。それによって、検知部の上方に設置された前記固定部材は、カバーを介して前記収容体に固定されるので、前記検知部の上端は、固定部材とカバーによって前記収容体に固定される。

本発明において、前記光ファイバー検知ユニットは、前記光ファイバーと、光学モジュールと、信号処理モジュールと、を備える。光学モジュールから入力信号が前記光ファイバーに送信される。前記入力信号は、前記検知部によって出力信号に変換されて、前記光学モジュールに送信される。前記信号処理モジュールは、前記出力信号を分析し、物理的パラメータを取得する。本発明において、前記信号処理モジュールは、無線または有線の送信手段で前記取得した物理的パラメータを受信側に送信する。

また、即時警報として、前記物理的パラメータが予め設定された限界値を超えた場合、前記信号処理モジュールは、警告メッセージを受信側に送り、例えば、ＳＭＳ、メールや音声メッセージなどの手段で、監視にあたる人員に知らせる。

上述の構成によれば、本発明の構成をモジュール化にして、工事現場で迅速に組み合わせることで、時間短縮やコスト削減を図ることができる。また、各部材は交換可能であるため、メインテナンスにも有利である。なお、監視作業の終了後、各部材を分解して、再利用することが可能である。また、次回の作業のニーズに合わせて、装置の構成（例えば、固定部材に取り付けられる浮力体の数や浮力体の寸法）を容易に変更することができるので、現場の状況によって柔軟に対応できる。

本発明において、上述した光ファイバーを利用した検知方法と装置は、被検体の変化（例えば、高さの変化など）を検知することが可能である。つまり、被検体の変化によって浮力体にかかる浮力に変化が発生することで、出力信号が変化するのを監視すれば、被検体の状況を知ることができる。

本発明の実施例において光ファイバー検知装置を示す斜視図。 本発明の実施例において光ファイバー検知装置を示す分解斜視図。 本発明の実施例において固定部材と浮力体の他の連結の態様を示す分解斜視図。 本発明の実施例において固定部材と浮力体の他の連結の態様を示す底面図。 本発明の実施例において浮力体と固定部材の連結を示すもう１つの態様の分解側面図。 本発明の実施例において浮力体と固定部材の連結を示すもう１つの態様の底面図。 本発明に係る光ファイバーを利用した検知方法を示すフローチャート。 本発明のもう一つの実施例において、光ファイバー検知装置を示す斜視図。 本発明のもう一つの実施例において、被検体に光ファイバー検知装置を設置した状態を示す模式図。 本発明のもう一つの実施例において、カバーとカバーを跨いでいる固定部材を示す上面図。 本発明のもう一つの実施例において、光ファイバー検知装置を利用して沈みの状況を検知する状態を示す模式図。

以下、具体的な実施例に基づいて本発明の実施形態を説明する。当業者はこの明細書の記載によって本発明のメリットと効果を理解することができる。

以下の図面は簡略化した図面であり、部材の数量と、形状と、サイズとは必要に応じて種々変更することができ、実際の構造は図面より複雑な場合もある。

また、複数の実施例を組合せて、必要に応じて種々変更することができる。なお、この明細書の詳細内容についても、様々な観点や応用などに基づいて、本発明の原理に背かないことを前提として、種々変更することができる。

図１は、本発明の実施例において光ファイバー検知装置１００を示す斜視図である。図１に示すように、本実施例の光ファイバー検知装置１００は、光ファイバー検知ユニット１０と、熱収縮スリーブ２１と、固定部材３１と、浮力体５１と、を備える。熱収縮スリーブ２１は、光ファイバー検知ユニット１０の光ファイバー１１に取り付けられ、固定部材３１に覆われる。浮力体５１は、脱着可能に固定部材３１の側面に取り付けられる。浮力体５１と固定部材３１により、下方に向ける張力が光ファイバー１１にかかる。光ファイバー１１は、張力の変化を検知する検知部１１１を備える。

本発明の特徴として、固定部材３１と浮力体５１は迅速に脱着可能な構造であるため、現場での組み合わせの時間を短縮することができる。また、各部材は分解して再利用することが可能であり、作業のニーズに合わせて装置の構成や検知装置のサイズ、仕様、及びパラメータを容易に変更することができる。

図２は、光ファイバー検知装置１００を示す一部分解斜視図である。図２に基づいて光ファイバー検知装置１００における各部材の構造と連結の仕組みについて説明する。図２に示すように、光ファイバー１１の検知部１１１の両端には、それぞれ熱収縮スリーブ２１が設けられる。熱収縮スリーブ２１には、固定部材３１が取り付けられている。検知部１１１の下端に位置する固定部材３１の側面には、第１結合部３１ａが備えられている。前記浮力体５１の側面には、第２結合部５１ａが備えられている。それで、前記浮力体５１は第２結合部５１ａによって第１結合部３１ａに連結され、固定部材３１に取り付けられる。それによって、検知部１１１には、下方に向ける張力がかかる。

この実施例において、固定部材３１と浮力体５１は直方体であり、磁力によって結合することを一例として説明する。例えば、固定部材３１における４つの側面と浮力体５１における１つの側面には、第１結合部３１ａと第２結合部５１ａとして磁石が設置されている。すなわち、固定部材３１の第１結合部３１ａは第１磁性部であり、浮力体５１の第２結合部５１ａは第２磁性部である。

それによって、この実施例において、第１結合部３１ａと第２結合部５１ａは磁力によって引き寄せあうので、浮力体５１は固定部材３１に固定される。また、その磁力より強い力で引っ張ると、固定部材３１から容易に浮力体５１を引き離すことができる。

また、図３と図４は、固定部材３１と浮力体５１の別の結合方式を示す分解斜視図と底面図である。図３と図４に示すように、浮力体５１はスペーサー６１を介して脱着可能に固定部材３１に連結される。各スペーサー６１の両端は、それぞれ固定部材３１と浮力体５１に連結される。それによって、固定部材３１と浮力体５１との間に所定距離の間隔があくので、固定部材３１に結合する際に複数の浮力体同士が干渉することを回避することができる。

詳しく説明すると、図４に示すように、浮力体５１の横幅Ｈ２が固定部材３１の横幅Ｈ１より大きい場合、固定部材３１の４つの側面にそれぞれ直接に浮力体５１を取り付ける際に、浮力体５１同士が互いに干渉して、うまく取り付けない問題が発生する。その場合、横幅Ｈ３が小さいスペーサー６１（スペーサー６１の横幅Ｈ３は浮力体５１の横幅Ｈ２より小さくて、固定部材３１の横幅Ｈ１以下である）を利用すると、干渉の問題を回避することができる。

続いて、図３に基づいて、固定部材３１と、浮力体５１と、スペーサー６１との連結方式について説明する。図３に示すように、固定部材３１は第１結合部３１ａを有し、浮力体５１は第２結合部５１ａを有する。また、各スペーサー６１の対向する両端には、第３結合部６１ａと第４結合部６１ｂが設けられている。そのため、各スペーサー６１は、第３結合部６１ａで固定部材３１の第１結合部３１ａに脱着可能に連結される。浮力体５１は、第２結合部５１ａでスペーサー６１の第４結合部６１ｂに脱着可能に連結される。

この実施例において、固定部材３１と、浮力体５１と、スペーサー６１とは直方体であり、スペーサー６１と固定部材３１の間、及びスペーサー６１と浮力体５１の間は磁力によって結合されることを一例として説明する。

例えば、固定部材３１における４つの側面と、浮力体５１における１つの側面と、スペーサー６１における対向する２つの側面には、第１結合部３１ａと、第２結合部５１ａと、第３結合部６１ａと、第４結合部６１ｂとして、磁石が設置されている。すなわち、固定部材３１の第１結合部３１ａは第１磁性部であり、浮力体５１の第２結合部５１ａは第２磁性部であり、スペーサー６１の第３結合部６１ａは第３磁性部であり、第４結合部６１ｂは第４磁性部である。

それによって、この実施形態では、第１結合部３１ａと第３結合部６１ａの間、及び第２結合部５１ａと第４結合部６１ｂの間は、磁力によって引き寄せあうので、浮力体５１はスペーサー６１を介して固定部材３１に固定される。

前記固定部材３１と浮力体５１の本体を直方体として例示したが、容易に組み合わせができれば、必要に応じて任意の形状に構成されてもよい。

例えば、図５と図６は、固定部材３１に別の形状の浮力体５１を取り付ける状態を示す分解側面図と底面図である。図５と図６に示すように、浮力体５１の縦断面はL字型に形成される。浮力体５１は突出部５１１と本体５１３を備える。突出部５１１は、本体５１３の側面から突出するように、本体５１３と一体的に形成される。突出部５１１の側面には、第２結合部５１ａが備えられている。それによって、浮力体５１は、突出部５１１における第２結合部５１ａで、脱着可能に固定部材３１の第１結合部３１ａに連結される。

一方、固定部材３１の４つの側面に位置する第１結合部３１ａは、垂直部３１１と水平部３１３を備える。垂直部３１１と水平部３１３は一体的に形成されてもよい。垂直部３１１は、固定部材３１の本体部３１ｂの側面に設置され、水平部３１３は、垂直部３１１から外側に向けて延在する。

例えば、固定部材３１の第１結合部３１ａとしてL字型の鉄片を利用してもよい。また、浮力体５１の突出部５１１には、第２結合部５１ａとして磁石を設置してもよい。それによって、浮力体５１を固定部材３１に取り付けた場合に、第１結合部３１ａの垂直部３１１は突出部５１１の側面に脱着可能に連結され、水平部３１３は突出部５１１の下面を支持するようになる。

また、固定部材３１に浮力体５１を取り付ける際に、浮力体５１同士が互いに干渉することを回避するために、浮力体５１の突出部５１１の横幅は本体５１３の横幅より小さく、固定部材３１の横幅以下であると好適である。

図６に示すように、この実施形態では、浮力体５１の突出部５１１の横幅Ｈ３は、本体５１３の横幅Ｈ２より小さく、固定部材３１の横幅Ｈ１よりも小さい（すなわち、Ｈ３＜Ｈ２、Ｈ３＜Ｈ１）。

図１に基づいて光ファイバー検知装置１００について詳しく説明する。光ファイバー検知装置１００の浮力体５１を流体Ｗに入れると、浮力体５１に浮力がかかるため、光ファイバー１１の一部に張力がかかり、光ファイバー１１の一部は長手方向に沿って変形する。

長手方向における光ファイバー１１の変形を検知するために、この実施例では光ファイバー１１の検知部１１１に回折格子が形成される。浮力体５１にかかる流体Ｗによる浮力の変化に伴って、検知部１１１にかかる張力が変化する。それによって、回折格子の間隔も変化し、干渉縞が変化する。そのため、出力信号における光の波長の変化を監視することにより、検知部１１１の変形の状態を把握することができる。

図７は、本発明に係る光ファイバーを利用した検知方法を示すフローチャートである。この検知方法では、光ファイバーにかかる張力の変化を検知することで被検体の変化を知ることができる。

図１から図６に示す光ファイバー検知装置１００の斜視図と、部分分解図と、部分底面図に基づいて説明する。

ステップＳ１：複数の熱収縮スリーブ２１を光ファイバー検知ユニット１０の光ファイバー１１に取り付ける。

上述のように、光ファイバー１１は検知部１１１を備える。熱収縮スリーブ２１は、検知部１１１の上端と下端から光ファイバー１１を挟むように取り付けられる。

ステップＳ２：検知部１１１の下方に位置する熱収縮スリーブ２１に、固定部材３１を取り付ける。

図１から図６に示す光ファイバー検知装置１００は、上方と下方の熱収縮スリーブ２１には、それぞれ固定部材３１が取り付けられる。なお、下方に位置する固定部材３１の４つの側面に浮力体５１が取り付けられる。ただし、上記の特徴は１つの実施形態に過ぎない。

また、固定部材３１は浮力体５１を取り付けるためのものであるため、検知部１１１の下方に位置する熱収縮スリーブ２１にのみ固定部材３１を設置してもよい。

ステップＳ３：浮力体５１によって張力が光ファイバー１１の検知部１１１にかかるように、浮力体５１を脱着可能に固定部材３１に連結する。

図１から図６に示す光ファイバー検知装置１００では、浮力体５１は磁力で固定部材３１に取り付けられる。しかし、固定部材３１と浮力体５１との連結方式は、磁力によるものに限定されない。例えば、固定部材３１の第１結合部３１ａと、浮力体５１の第２結合部５１ａと、スペーサー６１の第３結合部６１ａと、第４結合部６１ｂと、を係合接続の構成にしてもよい。それによって、浮力体５１は係合接続で直接または間接的に脱着可能に固定部材３１の側面に取り付けられる。

ここで、浮力体５１の数は、この実施例に示す数に限定されない。需要に応じて適切な数の浮力体５１を設置してもよい。なお、固定部材３１と浮力体５１は容易に脱着可能に連結しているので、実際の使用上では、監視の対象となる被検体によって、検知装置のサイズ、仕様、及びパラメータを変更して、適切な数または形状の浮力体５１を利用してもよい。

ステップＳ４：浮力体５１に流体Ｗによる浮力がかかるように、浮力体５１を流体Ｗに入れる。

上述のように、浮力体５１にかかる浮力の変化に伴って、光ファイバー１１にかかる張力の変化によって回折格子の格子間隔は長くなり、または短くなる。そのため、被検体の変化によって浮力体５１にかかる浮力が変化した場合、回折格子の格子間隔の変化を測定すれば、被検体の変化の状況を把握することができる。

ステップＳ５：光ファイバー検知ユニット１０を駆動することで、検知部１１１に入力信号を送信し、検知部１１１によって出力信号に変換して出力する。

図１に示すように、光ファイバー１１は光学モジュール１３と接続され、光学モジュール１３はさらに信号処理モジュール１５と接続される。光ファイバー検知ユニット１０を駆動すると、光学モジュール１３から入力信号が光ファイバー１１に送信され、検知部１１１によって出力信号に変換される。その出力信号は、光学モジュール１３に送信され、信号処理モジュール１５で分析される。その分析結果によって、被検体の状態に関する物理的パラメータを取得する。

それによって、張力の変化に伴って、回折格子の間隔が変化した場合、出力信号の変化を検知できる。その出力信号を分析することで、被検体の状態を把握することができる。

また、監視作業の終了後、光ファイバー１１を切り離し、固定部材３１から浮力体５１を取り外し、検知モジュールの部材を回収する。次回の監視作業や工事では、現場の状況に合わせて、新しい（違うサイズの）浮力体を回収した固定部材３１に取り付ければよい。そのため、次回の監視作業や工事では、回収した検知モジュールの部材を再利用して、前記ステップＳ３からＳ５を行えばよい。

例えば、上述した光ファイバーを利用した検知方法は、建築物、橋、道路などの被検体の傾斜や沈みの状況を検知することに応用できる。

図８は、被検体の傾斜や沈みの状況を検知する光ファイバー検知装置２００を示す斜視図であり、図９は、光ファイバー検知装置２００を被検体Ｇに設置した状態を示す模式図である。図８と図９に示すように、光ファイバー検知装置２００は収容体８０を備える。流体Ｗが収容される収容体８０は、被検体Ｇの上に設置される。

ここで、光ファイバー検知装置２００の光ファイバー１１は、複数の検知部１１１、１１２を有する。検知モジュール７１、７２は、検知部１１１、１１２と、熱収縮スリーブ（図示せず）と、固定部材３１、３２と、浮力体５１、５２とで構成される。検知モジュール７１、７２における各部材の連結方式については、図２から図５に基づく前記の説明と同様なので、詳しい説明を省略する。

具体的に説明すると、収容体８０は、複数の収容部８１、８２と、接続管８３と、を備える。それらの収容部８１、８２における流体Ｗが連通管の原理によって同じ高さを維持するように、それらの収容部８１、８２は接続管８３によって連通する。各収容体８１、８２の流体Ｗによって、対応する検知モジュール７１、７２に浮力がかかる。

また、図８に示すように、収容体８０はさらにカバー８５、８６を備える。カバー８５、８６は、それぞれ収容部８１、８２の上開口を閉じる。カバー８５、８６には、それぞれ溝８５１、８６１が設けられる。光ファイバー１１は、溝８５１、８６１を通して収容部８１、８２内に入る。検知部１１１、１１２の上方に位置する固定部材３１、３２は、カバー８５、８６の溝８５１、８６１を跨いでいる。

また、図１０は、もう一つの実施例において、上方に位置する固定部材３１がカバー８５に固定される状態を示す上面図である。図１０に示すように、カバー８５には規制部８５３が備えられる。規制部８５３は、固定部材３１の四辺に対応して設置領域を画定する。上方に位置する固定部材３１は、前記設置領域に固定されるように、カバー８５の溝８５１を跨いでいる。

詳しい説明を省略したが、カバー８５と同様に、カバー８６にも規制部８６３が備えられている（図１１参照）。前記規制部８５３の形状などは特に制限がなく、固定部材３１の位置ずれを防止することができればよい。この実施例では、規制部８５３はL字型の突出である形態を例示した。

図１１に基づいて、収容体８０の収容部８１、８２が設置された位置に垂直方向Ｖの相対移動が発生した場合について説明する。

被検体の左の領域Ａに沈みが発生し（或いは、左に傾いた場合）、収容部８１、８２が設置された位置に垂直方向の相対移動が発生した場合に、連通管の原理によって、右の領域Ｂに位置する収容部８２内の流体Ｗは、接続管８３を経由して左の領域Ａに位置する収容部８１に流れ込む。それによって、収容部８１、８２の双方に収容される流体Ｗは、同じ高さ（水平面）を維持する。

その際、収容部８１に収容される流体Ｗの液面が上昇することで、対応する浮力体５１にかかる浮力は大きくなる。それによって、対応する検知部１１１にかかる張力は小さくなる。それに対して、収容部８２に収容される流体Ｗの液面が下降することで、対応する浮力体５２にかかる浮力は小さくなる。それによって、対応する検知部１１２にかかる張力は大きくなる。そのため、被検体における傾斜や沈みの状態によって、検知部１１１、１１２の格子間隔が変化することで、光学モジュール１３で受信する反射光の信号（即ち、出力信号）が変化する。

取得した出力信号は、収容部８１、８２が位置する領域の傾斜や沈みの程度に関連性があるので、信号処理モジュール１５で出力信号を傾斜や沈みの程度に関連する物理的パラメータ（例えば、傾斜の角度や沈みの深さなど）に変換すると、被検体の表面に発生した傾斜や沈みの状態を把握することができる。

実際の使用上で、検知モジュールと収容部の数は、この実施形態に示す数に限定されない。必要に応じて、Ｎ個の検知モジュールと、各検知モジュールに対応するＮ個の収容部と、両端が違う検知モジュールに対応する収容部に接続される（Ｎ−１）個の接続管（Ｎ≧２）と、を設置してもよい。

上記の実施例は、本発明の実施形態と特徴を説明するための例である。本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その他種々の変更が可能である。特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限り、種々の実施の形態を含むことは言うまでもない。

上述のように、本発明の構成をモジュール化にして、工事現場で迅速に検知装置を組み合わせて被検体に設置することで、時間短縮やコスト削減を図ることができる。また、脱着可能な部材は再利用可能で、交換も可能であるため、メインテナンスに有利である。なお、監視現場のニーズに合わせて、装置の構成を容易に変更することができるので、現場の状況によって柔軟に対応できる。

１００、２００ 光ファイバー検知装置
１０ 光ファイバー検知ユニット
１１ 光ファイバー
１１１、１１２ 検知部
１３ 光学モジュール
１５ 信号処理モジュール
２１ 熱収縮スリーブ
３１、３２ 固定部材
３１ａ 第１結合部
３１ｂ 本体部
３１１ 垂直部
３１３ 水平部
５１、５２ 浮力体
５１ａ 第２結合部
５１１ 突出部
５１３ 本体
６１ スペーサー
６１ａ 第３結合部
６１ｂ 第４結合部
７１、７２ 検知モジュール
８０ 収容体
８１、８２ 収容部
８３ 接続管
８５、８６ カバー
８５１、８６１ 溝
８５３、８６３ 規制部
Ａ 左の領域
Ｂ 右の領域
Ｇ 被検体
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３ 横幅
Ｗ 流体
Ｖ 垂直方向

Claims (13)

1. 光ファイバーを利用した検知方法であって、
   光ファイバー検知ユニットと、複数の熱収縮スリーブと、少なくとも１つの固定部材と、を提供し、前記熱収縮スリーブは前記光ファイバー検知ユニットの光ファイバーに取り付けられ、前記光ファイバーは少なくとも１つの検知部を有し、前記熱収縮スリーブは前記検知部のそれぞれの上端及び下端に取り付けられ、前記検知部の前記下端に位置する前記熱収縮スリーブには前記固定部材が取り付けられ、
   前記光ファイバーの前記検知部に張力がかかるように、前記固定部材に少なくとも１つの浮力体を脱着可能に連結し、
   前記浮力体は、突出部と本体とを有し、前記突出部は、前記本体の側面から突出するように、前記本体と一体的に形成され、前記固定部材と前記本体が前記突出部における対向する両側に位置するように、前記突出部は脱着可能に前記固定部材に連結され、
   前記浮力体に流体による浮力がかかるように、前記浮力体を前記流体に入れ、
   前記光ファイバー検知ユニットを駆動することで、前記検知部のそれぞれに入力信号を送信し、前記検知部によって出力信号に変換して出力し、前記浮力体にかかる浮力の変化に伴って、前記検知部にかかる張力が変化することで、前記出力信号が変化することを特徴とする検知方法。
2. 前記固定部材は第１結合部を備え、前記浮力体は、第２結合部を備え、前記第２結合部で脱着可能に前記固定部材の前記第１結合部に連結されることを特徴とする請求項１記載の検知方法。
3. 前記固定部材は第１結合部を備え、前記浮力体の前記突出部は第２結合部を備え、前記突出部は前記第２結合部で脱着可能に前記固定部材の前記第１結合部に連結されることを特徴とする請求項１記載の検知方法。
4. 前記固定部材の前記第１結合部は垂直部と水平部を備え、前記垂直部は、前記突出部の側面に脱着可能に連結され、前記水平部は、前記垂直部から外側に向けて延在し、前記突出部の下面を支持することを特徴とする請求項３記載の検知方法。
5. 前記第１結合部と前記第２結合部は、磁力によって連結されることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の検知方法。
6. 光ファイバーを利用した検知方法であって、
   光ファイバー検知ユニットと、複数の熱収縮スリーブと、少なくとも１つの固定部材と、を提供し、前記熱収縮スリーブは前記光ファイバー検知ユニットの光ファイバーに取り付けられ、前記光ファイバーは少なくとも１つの検知部を有し、前記熱収縮スリーブは前記検知部のそれぞれの上端及び下端に取り付けられ、前記検知部の前記下端に位置する前記熱収縮スリーブには前記固定部材が取り付けられ、
   前記光ファイバーの前記検知部に張力がかかるように、前記固定部材に少なくとも１つの浮力体を、スペーサーを介して脱着可能に連結し、
   前記浮力体に流体による浮力がかかるように、前記浮力体を前記流体に入れ、
   前記光ファイバー検知ユニットを駆動することで、前記検知部のそれぞれに入力信号を送信し、前記検知部によって出力信号に変換して出力し、前記浮力体にかかる浮力の変化に伴って、前記検知部にかかる張力が変化することで、前記出力信号が変化することを特徴とする検知方法。
7. 前記固定部材は第１結合部を備え、前記浮力体は第２結合部を備え、前記スペーサーの両端には、それぞれ第３結合部と第４結合部が設けられ、前記スペーサーは、前記第３結合部で脱着可能に前記固定部材の前記第１結合部に連結され、前記浮力体は、前記第２結合部で脱着可能に前記スペーサーの前記第４結合部に連結されることを特徴とする請求項６記載の検知方法。
8. 前記第１結合部と前記第３結合部、及び前記第２結合部と前記第４結合部は、磁力によって連結されることを特徴とする請求項７記載の検知方法。
9. 前記流体は収容体に収容され、前記収容体は被検体に設置され、前記被検体に変化があった場合、前記検知部にかかる張力の変化に伴って、前記出力信号が変化することを特徴とする請求項１記載の検知方法。
10. 前記検知部は複数であり、前記収容体は、複数の収容部と少なくとも１つの接続管とを有し、前記複数の収容部における流体が連通管の原理によって同じ高さを維持するように、前記収容体の前記収容部は前記接続管によって連通し、前記収容部に収容される流体により、対応する前記浮力体と前記検知部に浮力がかかることを特徴とする請求項９記載の検知方法。
11. 前記被検体の表面に傾斜あるいは沈みが発生した場合に、前記出力信号が変化することを特徴とする請求項１０記載の検知方法。
12. 前記検知部には回折格子が形成され、前記浮力体による前記光ファイバーにかかる張力の変化に伴って、前記回折格子の格子間隔が変化することを特徴とする請求項１記載の検知方法。
13. 前記検知部のそれぞれの上端に位置する前記熱収縮スリーブには、他の固定部材が取り付けられ、前記収容体は、前記収容部のそれぞれの上開口を閉じる複数のカバーを備え、前記カバーには、それぞれ前記他の固定部材の四辺に対向する規制部が備えられることを特徴とする請求項１０記載の検知方法。